JP7634537B2 - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 - Google Patents
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Description
本発明は、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という場合がある。)に電圧を印加すると、陽極から正孔が発光層に注入され、また陰極から電子が発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子が25%の割合で生成し、及び三重項励起子が75%の割合で生成する。
一重項励起子からの発光を用いる蛍光型の有機EL素子は、携帯電話及びテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されつつあるが、内部量子効率25%が限界といわれている。そのため、有機EL素子の性能を向上するための検討が行われている。
一重項励起子からの発光を用いる蛍光型の有機EL素子は、携帯電話及びテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されつつあるが、内部量子効率25%が限界といわれている。そのため、有機EL素子の性能を向上するための検討が行われている。
また、一重項励起子に加えて三重項励起子を利用し、有機EL素子をさらに効率的に発光させることが期待されている。このような背景から、熱活性化遅延蛍光(以下、単に「遅延蛍光」という場合がある。)を利用した高効率の蛍光型の有機EL素子が提案され、研究がなされている。
例えば、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)機構(メカニズム)が研究されている。このTADFメカニズムは、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差(ΔST)の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が熱的に生じる現象を利用するメカニズムである。熱活性化遅延蛍光については、例えば、『安達千波矢編、「有機半導体のデバイス物性」、講談社、2012年4月1日発行、261-268ページ』に記載されている。
熱活性化遅延蛍光性(TADF性)を示す化合物としては、例えば、分子内に、ドナー部位とアクセプター部位とが結合した化合物が知られている。
例えば、特許文献1には、ジシアノベンゼンに、カルバゾール等と、ベンゾフロカルバゾールやベンゾチエノカルバゾール等とが置換した化合物等が開示されている。
例えば、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)機構(メカニズム)が研究されている。このTADFメカニズムは、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差(ΔST)の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が熱的に生じる現象を利用するメカニズムである。熱活性化遅延蛍光については、例えば、『安達千波矢編、「有機半導体のデバイス物性」、講談社、2012年4月1日発行、261-268ページ』に記載されている。
熱活性化遅延蛍光性(TADF性)を示す化合物としては、例えば、分子内に、ドナー部位とアクセプター部位とが結合した化合物が知られている。
例えば、特許文献1には、ジシアノベンゼンに、カルバゾール等と、ベンゾフロカルバゾールやベンゾチエノカルバゾール等とが置換した化合物等が開示されている。
ディスプレイ等の電子機器の性能を向上させるために、有機EL素子の性能の更なる向上が要望されている。
有機EL素子の性能としては、発光効率が挙げられる。発光効率を向上させるための要素としては、フォトルミネッセンス量子収率(PLQY:photoluminescence quantum yield)の高い化合物を用いることが挙げられる。
有機EL素子の性能としては、発光効率が挙げられる。発光効率を向上させるための要素としては、フォトルミネッセンス量子収率(PLQY:photoluminescence quantum yield)の高い化合物を用いることが挙げられる。
本発明は、高性能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる化合物を提供することを目的とする。特に、PLQYの高い化合物を提供することを目的とする。また、本発明は、PLQYの高い化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子、並びに当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供することも目的とする。
本発明の一態様によれば、下記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物が提供される。
(前記一般式(11)~(13)において、
R1~R4は、それぞれ独立に、
下記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1であるか、又は
下記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D1であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D2であり、
基D1が複数存在する場合、複数の基D1は互いに同一又は異なり、
基D2が複数存在する場合、複数の基D2は互いに同一又は異なる。)
R1~R4は、それぞれ独立に、
下記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1であるか、又は
下記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D1であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D2であり、
基D1が複数存在する場合、複数の基D1は互いに同一又は異なり、
基D2が複数存在する場合、複数の基D2は互いに同一又は異なる。)
(前記一般式(1-1)~(1-6)において、X1~X6は、それぞれ独立に、酸素原子または硫黄原子であり、
R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
前記一般式(110)において、
Z1は、環(B)の構成原子であって、炭素原子又は窒素原子であり、
Z1を含む環(B)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
R10Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成するか、環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成するか、又は環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成し、
前記一般式(120)において、
Z2は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR20Aであり、
R20Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、
複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
複数のR10Aは、互いに同一又は異なり、
複数のR20Aは、互いに同一又は異なり、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、R161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
前記一般式(1-1)~(1-6)における、前記一般式(110)で表される基及び前記一般式(120)で表される基以外の置換基としてのR101~R160、前記一般式(110)における置換基としてのR10A、前記一般式(120)における置換基としてのR20A、並びに前記一般式(2-1)~(2-4)における置換基としてのR161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なり、
前記一般式(1-1)~(1-6)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(110)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(120)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
前記一般式(110)において、
Z1は、環(B)の構成原子であって、炭素原子又は窒素原子であり、
Z1を含む環(B)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
R10Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成するか、環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成するか、又は環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成し、
前記一般式(120)において、
Z2は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR20Aであり、
R20Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、
複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
複数のR10Aは、互いに同一又は異なり、
複数のR20Aは、互いに同一又は異なり、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、R161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
前記一般式(1-1)~(1-6)における、前記一般式(110)で表される基及び前記一般式(120)で表される基以外の置換基としてのR101~R160、前記一般式(110)における置換基としてのR10A、前記一般式(120)における置換基としてのR20A、並びに前記一般式(2-1)~(2-4)における置換基としてのR161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なり、
前記一般式(1-1)~(1-6)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(110)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(120)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。
本発明の一態様によれば、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、
を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物を含み、
前記第一の化合物は、前述の本発明の一態様に係る化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、
を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物を含み、
前記第一の化合物は、前述の本発明の一態様に係る化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器が提供される。
本発明の一態様によれば、高性能な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる化合物を提供できる。特に、PLQYの高い化合物を提供できる。また、本発明の一態様によれば、PLQYの高い化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料又は有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できる。また、本発明の一態様によれば、当該有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器を提供できる。
本発明の第三実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
本発明の第三実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。
過渡PLを測定する装置の概略図である。
過渡PLの減衰曲線の一例を示す図である。
本発明の第三実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、及び第二の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。
本発明の第四実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。
本発明の第五実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、及び第四の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。
〔第一実施形態〕
〔化合物〕
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物である。
〔化合物〕
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物である。
(前記一般式(11)~(13)において、
R1~R4は、それぞれ独立に、
下記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1であるか、又は
下記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D1であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D2であり、
基D1が複数存在する場合、複数の基D1は互いに同一又は異なり、
基D2が複数存在する場合、複数の基D2は互いに同一又は異なる。)
R1~R4は、それぞれ独立に、
下記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1であるか、又は
下記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D1であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D2であり、
基D1が複数存在する場合、複数の基D1は互いに同一又は異なり、
基D2が複数存在する場合、複数の基D2は互いに同一又は異なる。)
(前記一般式(1-1)~(1-6)において、X1~X6は、それぞれ独立に、酸素原子または硫黄原子であり、
R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
前記一般式(110)において、
Z1は、環(B)の構成原子であって、炭素原子又は窒素原子であり、
Z1を含む環(B)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
R10Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成するか、環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成するか、又は環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成し、
前記一般式(120)において、
Z2は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR20Aであり、
R20Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、
複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
複数のR10Aは、互いに同一又は異なり、
複数のR20Aは、互いに同一又は異なり、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、R161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
前記一般式(1-1)~(1-6)における、前記一般式(110)で表される基及び前記一般式(120)で表される基以外の置換基としてのR101~R160、前記一般式(110)における置換基としてのR10A、前記一般式(120)における置換基としてのR20A、並びに前記一般式(2-1)~(2-4)における置換基としてのR161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なり、
前記一般式(1-1)~(1-6)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(110)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(120)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
前記一般式(110)において、
Z1は、環(B)の構成原子であって、炭素原子又は窒素原子であり、
Z1を含む環(B)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
R10Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成するか、環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成するか、又は環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成し、
前記一般式(120)において、
Z2は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR20Aであり、
R20Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、
複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
複数のR10Aは、互いに同一又は異なり、
複数のR20Aは、互いに同一又は異なり、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、R161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
前記一般式(1-1)~(1-6)における、前記一般式(110)で表される基及び前記一般式(120)で表される基以外の置換基としてのR101~R160、前記一般式(110)における置換基としてのR10A、前記一般式(120)における置換基としてのR20A、並びに前記一般式(2-1)~(2-4)における置換基としてのR161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なり、
前記一般式(1-1)~(1-6)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(110)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(120)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
本発明者らは、前記一般式(11)~(13)で表される化合物のように、ジシアノベンゼン上に置換する前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基D1に特定の置換基(前記一般式(110)又は(120)で表される基)を導入することによって、PLQYの高い化合物が得られることを見出した。
その理由について、本実施形態の化合物中、基D1が下記一般式(1-4A)~(1-4C)で表される基である場合を例に挙げて説明する。一般式(1-4A)~(1-4C)は、前記一般式(1-4)の一例である。
一般式(1-4A)~(1-4C)で表される基は、ベンゾチエノカルバゾールに、特定の置換基(前記一般式(110)又は(120)で表される基)が導入された基である。
一般式(1-4A)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)にフェニル基が結合した構造となる。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1,1’-ビフェニル-2-イル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
一般式(1-4B)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)に炭素原子が位置し、当該炭素原子がナフタレン環の一構成原子となっている。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1-ナフチル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
一般式(1-4C)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)に炭素原子が位置し、当該炭素原子がジベンゾフラン環の一構成原子となっている。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1-ジベンゾフラニル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
これらのねじれた構造は、立体障害により生じると考えられる。
その理由について、本実施形態の化合物中、基D1が下記一般式(1-4A)~(1-4C)で表される基である場合を例に挙げて説明する。一般式(1-4A)~(1-4C)は、前記一般式(1-4)の一例である。
一般式(1-4A)~(1-4C)で表される基は、ベンゾチエノカルバゾールに、特定の置換基(前記一般式(110)又は(120)で表される基)が導入された基である。
一般式(1-4A)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)にフェニル基が結合した構造となる。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1,1’-ビフェニル-2-イル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
一般式(1-4B)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)に炭素原子が位置し、当該炭素原子がナフタレン環の一構成原子となっている。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1-ナフチル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
一般式(1-4C)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位(**)に炭素原子が位置し、当該炭素原子がジベンゾフラン環の一構成原子となっている。このような構造は、基D1に導入された特定の置換基(1-ジベンゾフラニル基)が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対して、ねじれた構造となる。
これらのねじれた構造は、立体障害により生じると考えられる。
一方、下記一般式(1-R1)~(1-R3)で表される基は、ベンゾチエノカルバゾールに、特定の置換基(前記一般式(110)又は(120)で表される基)に該当しない基が導入された基である。
一般式(1-R1)~(1-R3)で表される基を有する化合物は、それぞれ、後述の比較例4~6に相当する。
一般式(1-R1)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のメタ位にフェニル基が結合した構造を有するため、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(1,1’-ビフェニル-3-イル基)は、立体障害が小さく、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
一般式(1-R2)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のパラ位にフェニル基が結合した構造を有するため、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(1,1’-ビフェニル-4-イル基)は、立体障害が小さく、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
一般式(1-R3)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位に酸素原子が位置し、当該酸素原子がジベンゾフラン環の一構成原子となっている。このような構造は、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(4-ジベンゾフラニル基)における酸素原子上(前記ベンゼン環のオルト位に位置する酸素原子上)に、水素原子や置換基が存在しないため、4-ジベンゾフラニル基が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
一般式(1-R1)~(1-R3)で表される基を有する化合物は、それぞれ、後述の比較例4~6に相当する。
一般式(1-R1)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のメタ位にフェニル基が結合した構造を有するため、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(1,1’-ビフェニル-3-イル基)は、立体障害が小さく、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
一般式(1-R2)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のパラ位にフェニル基が結合した構造を有するため、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(1,1’-ビフェニル-4-イル基)は、立体障害が小さく、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
一般式(1-R3)で表される基は、「ベンゾチエノカルバゾール-ベンゼン構造」のベンゼン環のオルト位に酸素原子が位置し、当該酸素原子がジベンゾフラン環の一構成原子となっている。このような構造は、ベンゾチエノカルバゾールに結合した基(4-ジベンゾフラニル基)における酸素原子上(前記ベンゼン環のオルト位に位置する酸素原子上)に、水素原子や置換基が存在しないため、4-ジベンゾフラニル基が、ベンゾチエノカルバゾール平面に対し、ねじれにくい。
このように、本実施形態の化合物は、基D1への特定の置換基(前記一般式(110)又は(120)で表される基)の導入により、特定の置換基がねじれた構造となり、前記一般式(11)~(13)で表される化合物同士の分子間相互作用が軽減されると考えられる。また、当該特定の置換基の存在により、分子間距離が拡大しやすくなると考えられる。その結果、濃度消光が抑制され、PLQYの高い化合物が得られると考えられる。
したがって、本実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる化合物を提供でき、特に、PLQYの高い化合物を提供できる。
高性能とは、発光効率、素子寿命、駆動電圧、及び輝度等の一つ以上が改善することを意味する。
したがって、本実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる化合物を提供でき、特に、PLQYの高い化合物を提供できる。
高性能とは、発光効率、素子寿命、駆動電圧、及び輝度等の一つ以上が改善することを意味する。
本実施形態の化合物において、「少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基である」としては、例えば、以下のような態様が挙げられる。
・R1~R4のうち、1つが基D1であり、当該1つの基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基である態様。・R1~R4のうち、2つが基D1であり、当該2つの基D1のうち一方の基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基であり、かつ他方の基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基である態様。
・R1~R4のうち、1つが基D1であり、当該1つの基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基である態様。・R1~R4のうち、2つが基D1であり、当該2つの基D1のうち一方の基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基であり、かつ他方の基D1におけるR101~R160の少なくとも1つが一般式(110)又は一般式(120)で表される基である態様。
前記一般式(110)において、「環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成する」態様としては、例えば、下記態様1が挙げられる。
(態様1)
前記一般式(110)において、環(B)と、Y12におけるR10A(環(B)に隣接する1つのR10A)とが互いに結合して環(C)を形成し、前記環(C)が前記一般式(110)における六員環に縮合する態様。この場合、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(110-1)で表される。下記一般式(110-1)中、Y12におけるR10Aが「環(B)に隣接する1つのR10A」に相当する。
前記一般式(110)において、環(B)と、Y12におけるR10A(環(B)に隣接する1つのR10A)とが互いに結合して環(C)を形成し、前記環(C)が前記一般式(110)における六員環に縮合する態様。この場合、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(110-1)で表される。下記一般式(110-1)中、Y12におけるR10Aが「環(B)に隣接する1つのR10A」に相当する。
(前記一般式(110-1)において、環(B)、Z1及びY13~Y14は、それぞれ独立に、前記一般式(110)における環(B)、Z1及びY13~Y14と同義である。Z3は、環(B)及び環(C)の構成原子であって、炭素原子、窒素原子、ケイ素原子又はゲルマニウム原子を表す。環(C)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環である。前記一般式(110-1)中、環(B)及び環(C)は、Z3を共有する。*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
前記一般式(110-1)で表される基としては、例えば、下記一般式(110-1A)及び一般式(110-1B)で表される基が挙げられる。
(前記一般式(110-1A)及び一般式(110-1B)において、Y13~Y14は、それぞれ独立に、前記一般式(110)におけるY13~Y14と同義であり、(B)~(C)は、前記一般式(110-1)における環(B)~環(C)に相当する。
前記一般式(110-1)中のZ1及びZ3は、前記一般式(110-1A)及び一般式(110-1B)では、炭素原子である。*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
前記一般式(110-1)中のZ1及びZ3は、前記一般式(110-1A)及び一般式(110-1B)では、炭素原子である。*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
前記一般式(110)において、「環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成する」態様としては、例えば、下記態様2が挙げられる。
(態様2)
前記一般式(110)において、環(B)と、Y12におけるR10Aとが互いに結合して環(C)を形成し、かつY12におけるR10Aと、Y13におけるR10Aとが互いに結合して環(D)を形成し、前記環(C)及び前記環(D)が前記一般式(110)における六員環に縮合する態様。この場合、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(110-2)で表される。下記一般式(110-2)中、Y12におけるR10A及びY13におけるR10Aが「複数のR10A(Y12~Y14における3つのR10A)のうちの隣接する1組」に相当する。
前記一般式(110)において、環(B)と、Y12におけるR10Aとが互いに結合して環(C)を形成し、かつY12におけるR10Aと、Y13におけるR10Aとが互いに結合して環(D)を形成し、前記環(C)及び前記環(D)が前記一般式(110)における六員環に縮合する態様。この場合、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(110-2)で表される。下記一般式(110-2)中、Y12におけるR10A及びY13におけるR10Aが「複数のR10A(Y12~Y14における3つのR10A)のうちの隣接する1組」に相当する。
(前記一般式(110-2)において、環(B)、環(C)、Z1、Z3及びY14は、それぞれ独立に、前記一般式(110-1)における環(B)、環(C)、Z1、Z3及びY14と同義であり、環(D)は、前記一般式(110-1)における環(C)と同義であり、Z4は、前記一般式(110-1)におけるZ3と同義である。環(B)及び環(C)は、Z3を共有し、環(C)及び環(D)は、Z4を共有する。
前記一般式(110-2)では、環(B)と、Y12におけるR10A及びY13におけるR10Aとが、互いに結合して環(B)、環(C)及び環(D)を形成する。
*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
前記一般式(110-2)では、環(B)と、Y12におけるR10A及びY13におけるR10Aとが、互いに結合して環(B)、環(C)及び環(D)を形成する。
*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
本実施形態の化合物において、R1~R4の基として、前記一般式(1-1)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-1)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-2)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-3)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-4)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-5)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-5)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-6)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-6)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
R1~R4の基として、前記一般式(1-2)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-3)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-4)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-5)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-5)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(1-6)で表される基(基D1)が複数個存在するとき、複数ある一般式(1-6)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、2つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1およびR2の基として、前記一般式(1-1)で表される基(基D1)が2つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(1-1)で表される基(R1およびR2の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、3つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一のであることが好ましい。
例えば、R1~R3の基として、前記一般式(1-1)で表される基(基D1)が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(1-1)で表される基(R1~R3の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1およびR2の基として、前記一般式(1-1)で表される基(基D1)が2つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(1-1)で表される基(R1およびR2の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、3つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一のであることが好ましい。
例えば、R1~R3の基として、前記一般式(1-1)で表される基(基D1)が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(1-1)で表される基(R1~R3の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうちの2つが、前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれ、残りの2つが前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれたとき、2つの前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基は、いずれも前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R1~R4のうちの3つが、前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれ、残りの1つが前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれたとき、該3つの前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基は、いずれも前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R4の基として、一般式(1-1)で表される基(基D1)が3つ選ばれたとき、選ばれた3つの基は、一般式(1-1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R1~R4のうちの3つが、前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれ、残りの1つが前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれたとき、該3つの前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基は、いずれも前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R4の基として、一般式(1-1)で表される基(基D1)が3つ選ばれたとき、選ばれた3つの基は、一般式(1-1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4の基として、前記一般式(2-1)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-1)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(2-2)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(2-3)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(2-4)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
R1~R4の基として、前記一般式(2-2)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(2-3)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
R1~R4の基として、前記一般式(2-4)で表される基(基D2)が複数個存在するとき、複数ある一般式(2-4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、2つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1およびR2の基として、前記一般式(2-1)で表される基(基D2)が2つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(2-1)で表される基(R1およびR2の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、3つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R3の基として、前記一般式(2-1)で表される基(基D2)が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(2-1)で表される基(R1~R3の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1およびR2の基として、前記一般式(2-1)で表される基(基D2)が2つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(2-1)で表される基(R1およびR2の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4の基として、3つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R3の基として、前記一般式(2-1)で表される基(基D2)が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(2-1)で表される基(R1~R3の基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうちの2つが、前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれ、残りの2つが前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれたとき、2つの前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基は、いずれも前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R1~R4のうちの3つが、前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれ、残りの1つが前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれたとき、該3つの前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基は、いずれも前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R4の基として、一般式(2-1)で表される基(基D2)が3つ選ばれたとき、選ばれた3つの基は、一般式(2-1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R1~R4のうちの3つが、前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基(基D2)から選ばれ、残りの1つが前記一般式(1-1)~(1-6)で表される基(基D1)から選ばれたとき、該3つの前記一般式(2-1)~(2-4)で表される基は、いずれも前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R1~R4の基として、一般式(2-1)で表される基(基D2)が3つ選ばれたとき、選ばれた3つの基は、一般式(2-1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1001)~(1023)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。
(前記一般式(1001)~(1023)において、D1は、それぞれ独立に、前記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1と同義あり、D2は、それぞれ独立に、前記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2と同義である。)
本実施形態に係る化合物において、前記基D2は、前記一般式(2-1)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、前記基D1は、前記一般式(1-4)又は(1-5)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、前記一般式(1-1)におけるR107~R110のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-2)におけるR116~R119のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR126~R129のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR135~R138のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR145~R148のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
前記一般式(1-2)におけるR116~R119のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR126~R129のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR135~R138のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR145~R148のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態に係る化合物において、前記一般式(1-1)におけるR108~R110のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-2)におけるR117~R119のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR127~R129のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR136~R138のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR146~R148のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることがより好ましい。
前記一般式(1-2)におけるR117~R119のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR127~R129のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR136~R138のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR146~R148のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であることがより好ましい。
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち1つのみが、前記基D1であることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1003)、一般式(1007)、一般式(1008)、一般式(1012)、一般式(1018)及び一般式(1021)のいずれかで表されることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1003)、一般式(1007)、一般式(1008)、一般式(1012)、一般式(1018)及び一般式(1021)のいずれかで表されることが好ましい。
(前記一般式(1003)、一般式(1007)、一般式(1008)、一般式(1012)、一般式(1018)及び一般式(1021)において、D1は、前記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1と同義であり、D2は、それぞれ独立に、前記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2と同義である。)
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1003A)、一般式(1007A)、一般式(1008A)、一般式(1012A)、一般式(1018A)及び一般式(1021A)のいずれかで表される、化合物であることが好ましい。
(前記一般式(1003A)、一般式(1007A)、一般式(1008A)、一般式(1012A)、一般式(1018A)及び一般式(1021A)において、D1は、前記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1と同義であり、R161~R168は、それぞれ独立に、前記一般式(2-1)におけるR161~R168と同義である。)
本実施形態に係る化合物において、R1~R4のうち2つのみが、前記基D1であることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1001)、一般式(1002)、一般式(1005)、一般式(1010)、一般式(0111)、一般式(1014)~(1017)、一般式(1022)及び一般式(1023)のいずれかで表されることが好ましい。
すなわち、本実施形態に係る化合物は、下記一般式(1001)、一般式(1002)、一般式(1005)、一般式(1010)、一般式(0111)、一般式(1014)~(1017)、一般式(1022)及び一般式(1023)のいずれかで表されることが好ましい。
(前記一般式(1001)、一般式(1002)、一般式(1005)、一般式(1010)、一般式(1011)、一般式(1014)~(1017)、一般式(1022)及び一般式(1023)において、D1は、それぞれ独立に、前記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1と同義であり、D2は、それぞれ独立に、前記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2と同義である。)
本実施形態の化合物において、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)におけるZ1は、炭素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(111)~(117)のいずれかで表される基であることが好ましい。
(前記一般式(111)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31~Y33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A及びR30Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR30A及び1つ又は複数のR10Aからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A及び置換基としてのR30Aは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(112)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y34及びY35は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(113)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y38は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y36及びY37は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(114)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y39は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y32及びY33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
前記一般式(111)~(114)中、「隣接する2つ以上からなる組」における「隣接」とは、前記一般式(111)の場合、Z11及びY31、Y31及びY32、Y32及びY33、Y12及びY13、並びにY13及びY14だけでなく、Y12及びY33も隣接しているとみなす。同様に、前記一般式(112)の場合、Y12及びY35も隣接しているとみなし、前記一般式(113)の場合、Y12及びY38も隣接しているとみなし、前記一般式(114)の場合、Y12及びY33も隣接しているとみなす。
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31~Y33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A及びR30Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR30A及び1つ又は複数のR10Aからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A及び置換基としてのR30Aは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(112)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y34及びY35は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(113)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y38は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y36及びY37は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(114)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y39は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y32及びY33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
前記一般式(111)~(114)中、「隣接する2つ以上からなる組」における「隣接」とは、前記一般式(111)の場合、Z11及びY31、Y31及びY32、Y32及びY33、Y12及びY13、並びにY13及びY14だけでなく、Y12及びY33も隣接しているとみなす。同様に、前記一般式(112)の場合、Y12及びY35も隣接しているとみなし、前記一般式(113)の場合、Y12及びY38も隣接しているとみなし、前記一般式(114)の場合、Y12及びY33も隣接しているとみなす。
(前記一般式(115)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y42及びY43は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(116)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y48及びY49は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)(前記一般式(117)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z14及びY45は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y46は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(111)~(117)において、複数のR10Aが存在する場合、複数のR10Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Aが存在する場合、複数のR30Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Bが存在する場合、複数のR30Bは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Cが存在する場合、複数のR30Cは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Dが存在する場合、複数のR30Dは、互いに同一であるか又は異なる。)
前記一般式(115)~(117)中、「隣接する2つ以上からなる組」における「隣接」とは、前記一般式(115)の場合、Z13及びY42、Y42及びY43、Y12及びY13、並びにY13及びY14だけでなく、Y12及びY43も隣接しているとみなす。同様に、前記一般式(116)の場合、Y12及びY49も隣接しているとみなし、前記一般式(117)の場合、Y12及びY46も隣接しているとみなす。
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y42及びY43は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(116)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y48及びY49は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)(前記一般式(117)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z14及びY45は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y46は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(111)~(117)において、複数のR10Aが存在する場合、複数のR10Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Aが存在する場合、複数のR30Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Bが存在する場合、複数のR30Bは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Cが存在する場合、複数のR30Cは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Dが存在する場合、複数のR30Dは、互いに同一であるか又は異なる。)
前記一般式(115)~(117)中、「隣接する2つ以上からなる組」における「隣接」とは、前記一般式(115)の場合、Z13及びY42、Y42及びY43、Y12及びY13、並びにY13及びY14だけでなく、Y12及びY43も隣接しているとみなす。同様に、前記一般式(116)の場合、Y12及びY49も隣接しているとみなし、前記一般式(117)の場合、Y12及びY46も隣接しているとみなす。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)で表される基は、前記一般式(111)、一般式(115)及び一般式(117)のいずれかで表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)におけるY12~Y14は、CR10Aであることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(120)におけるY21~Y24は、CR20Aであることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(120)におけるY21~Y24は、CR20Aであることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(b1)~(b14)のいずれかで表される基であることが好ましい。
(前記一般式(b1)~(b14)において、Raは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRaからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成し、
複数のRaは、互いに同一または異なり、
Rbは、水素原子又は置換基であり、
Rc及びRdは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRa、Rb、Rc及びRdは、前記一般式(110)中、置換基としてのR10Aと同義である。)
複数のRaは、互いに同一または異なり、
Rbは、水素原子又は置換基であり、
Rc及びRdは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRa、Rb、Rc及びRdは、前記一般式(110)中、置換基としてのR10Aと同義である。)
前記一般式(b1)~(b14)中、Raは、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
前記一般式(b10)及び(b12)中、Rc及びRdは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であるか、又はRc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成することが好ましい。
前記一般式(b9)及び(b11)中、Rbは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(b10)及び(b12)中、Rc及びRdは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であるか、又はRc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成することが好ましい。
前記一般式(b9)及び(b11)中、Rbは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(b1)~(b14)において、隣接するRaからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
前記一般式(b1)~(b14)において、Rc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
前記一般式(b1)~(b14)において、Rc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(110)で表される基は、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾクリセニル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のフルオランテニル基置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチエニル基、又は置換もしくは無置換のカルバゾリル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(120)におけるZ2は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、置換もしくは無置換のクリセニル基、置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、置換もしくは無置換のベンゾクリセニル基、置換もしくは無置換のベンゾアントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換の9,9-ジメチルフルオレニル基、置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、置換もしくは無置換のビフェニル基、置換もしくは無置換のターフェニル基、置換もしくは無置換のクォーターフェニル基、置換もしくは無置換のフルオランテニル基置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチエニル基、置換もしくは無置換のカルバゾリル基、置換もしくは無置換のピリジル基、置換もしくは無置換のピリミジニル基、又は置換もしくは無置換のトリアジニル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(120)におけるZ2は、下記一般式(Z21)~(Z31)のいずれかで表される基であることが好ましい。
(前記一般式(Z-21)~(Z-31)において、Reは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するReからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成し、複数のReは、互いに同一または異なり、
Re1及びRe2は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRe1及びRe2からなる組が互いに結合して環を形成し、
Re3は、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのRe、Re1、Re2及びRe3は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中、置換基としてのR20Aと同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
Re1及びRe2は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRe1及びRe2からなる組が互いに結合して環を形成し、
Re3は、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのRe、Re1、Re2及びRe3は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中、置換基としてのR20Aと同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
前記一般式(Z-21)~(Z-31)中、Reは、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
前記一般式(Z-28)~(Z-29)中、Re1及びRe2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であるか、又はRe1及びRe2からなる組が互いに結合して環を形成することが好ましい。
前記一般式(Z-30)中、Re3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であることが好ましい。
前記一般式(Z-28)~(Z-29)中、Re1及びRe2は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であるか、又はRe1及びRe2からなる組が互いに結合して環を形成することが好ましい。
前記一般式(Z-30)中、Re3は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(120)で表される基は、下記一般式(c1)~(c8)のいずれかで表される基であることが好ましい。
(前記一般式(c1)~(c8)において、Reは、水素原子もしくは置換基であり、
複数のReは、互いに同一または異なり、
置換基としてのReは、前記一般式(120)中、置換基としてのR20Aと同義である。)
複数のReは、互いに同一または異なり、
置換基としてのReは、前記一般式(120)中、置換基としてのR20Aと同義である。)
前記一般式(c1)~(c8)中、Reは、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましく、水素原子であることがより好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、酸素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、硫黄原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、硫黄原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(11)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(12)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(13)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(12)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(13)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、無置換の環形成原子数5~30の複素環基、無置換の炭素数1~30のアルキル基、無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、無置換の炭素数2~30のアルケニル基、無置換の炭素数2~30のアルキニル基、無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、ヒドロキシ基、無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、-N(Rz)2で表される基、チオール基、無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、置換ゲルマニウム基、置換ホスフィンオキシド基、ニトロ基、置換ボリル基、又は無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、-N(Rz)2におけるRzは、無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、-N(Rz)2におけるRzは、無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~14の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、-N(Rz)2で表される基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、無置換の環形成原子数5~14の複素環基、無置換の炭素数1~6のアルキル基、無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、無置換の炭素数2~12のアルキルアミノ基、無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、又は無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、無置換の環形成原子数5~14の複素環基、または無置換の炭素数1~6のアルキル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R10A及びR20Aは水素原子であり、前記環(B)は、無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、Z2は、無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は無置換の環形成原子数5~30の複素環基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、分子内の水素原子のうち、1つ以上が重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160は、前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基以外が水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のいずれか1つ以上が置換基(前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基を含む)であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160は、前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基以外が水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のいずれか1つ以上が置換基(前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基を含む)であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200は、水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200は、水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(110)で表される基及び(120)で表される基以外は水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(110)で表される基及び(120)で表される基以外は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子でることも好ましい。
本実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(110)で表される基及び(120)で表される基以外は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子でることも好ましい。
本実施形態の化合物(前記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物)において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
前記-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なる。
ハロゲン原子、
シアノ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
無置換の炭素数1~30のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
無置換の炭素数1~30のアルキル基であることが好ましい。
前記-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なる。
・本実施形態の化合物の製造方法
本実施形態の化合物は、例えば、後述する実施例に記載の方法により製造することができる。本実施形態の化合物は、後述する実施例で説明する反応に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで、製造することができる。
本実施形態の化合物は、例えば、後述する実施例に記載の方法により製造することができる。本実施形態の化合物は、後述する実施例で説明する反応に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで、製造することができる。
・本実施形態の化合物の具体例
本実施形態の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
本実施形態の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
〔第二実施形態〕
〔有機EL素子用材料〕
第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、第一実施形態の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)を含む。一態様としては、第一実施形態の化合物のみを含む有機EL素子用材料が挙げられ、別の一態様としては、第一実施形態の化合物と、第一実施形態の化合物とは異なる他の化合物とを含む有機EL素子用材料が挙げられる。
本実施形態の有機EL素子材料において、第一実施形態の化合物がホスト材料であることが好ましい。この場合、有機EL素子用材料は、ホスト材料としての第一実施形態の化合物と、例えば、ドーパント材料等の他の化合物とを含んでいてもよい。
また、本実施形態の有機EL素子用材料において、第一実施形態の化合物が遅延蛍光性材料であることが好ましい。
第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第二実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる有機EL素子用材料を提供できる。
なお、第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、さらにその他の化合物を含有していてもよい。第二実施形態に係る有機EL素子用材料が、さらにその他の化合物を含んでいる場合、該その他の化合物は、固体であっても液体であってもよい。
〔有機EL素子用材料〕
第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、第一実施形態の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)を含む。一態様としては、第一実施形態の化合物のみを含む有機EL素子用材料が挙げられ、別の一態様としては、第一実施形態の化合物と、第一実施形態の化合物とは異なる他の化合物とを含む有機EL素子用材料が挙げられる。
本実施形態の有機EL素子材料において、第一実施形態の化合物がホスト材料であることが好ましい。この場合、有機EL素子用材料は、ホスト材料としての第一実施形態の化合物と、例えば、ドーパント材料等の他の化合物とを含んでいてもよい。
また、本実施形態の有機EL素子用材料において、第一実施形態の化合物が遅延蛍光性材料であることが好ましい。
第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第二実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる有機EL素子用材料を提供できる。
なお、第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、さらにその他の化合物を含有していてもよい。第二実施形態に係る有機EL素子用材料が、さらにその他の化合物を含んでいる場合、該その他の化合物は、固体であっても液体であってもよい。
〔第三実施形態〕
〔有機EL素子〕
以下、第三実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。
〔有機EL素子〕
以下、第三実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。
有機EL素子は、陽極および陰極の両電極間に有機層を備える。この有機層は、通常、有機化合物で構成される複数の層が積層されてなる。有機層は、無機化合物をさらに含んでいてもよい。本実施形態の有機EL素子は、陽極と陰極との間に含まれる第一の有機層を有する。第一の有機層は、第一実施形態に係る化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)の少なくともいずれかを含む。
第一の有機層としては、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層が挙げられる。
第一の有機層としては、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層が挙げられる。
第一の有機層は発光層であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子は、第一の有機層が発光層である。
本実施形態において、有機層は、第一の有機層としての発光層だけで構成されていてもよいが、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層をさらに有していてもよい。
本実施形態の有機EL素子は、第一の有機層が発光層である。
本実施形態において、有機層は、第一の有機層としての発光層だけで構成されていてもよいが、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層をさらに有していてもよい。
図1に、本実施形態に係る有機EL素子の一例の概略構成を示す。
有機EL素子1は、透光性の基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機層10と、を含む。有機層10は、陽極3側から順に、正孔注入層6、正孔輸送層7、第一の有機層としての発光層5、電子輸送層8、及び電子注入層9が、この順番で積層されて構成される。
有機EL素子1は、透光性の基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機層10と、を含む。有機層10は、陽極3側から順に、正孔注入層6、正孔輸送層7、第一の有機層としての発光層5、電子輸送層8、及び電子注入層9が、この順番で積層されて構成される。
本実施形態の有機EL素子1において、発光層5は、第一の化合物を含む。
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)である。
発光層5は、燐光発光性材料(ドーパント材料)を含まないことが好ましい。
発光層5は、重金属錯体及び燐光発光性の希土類金属錯体を含まないことが好ましい。ここで、重金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等が挙げられる。
また、発光層5は、金属錯体を含まないことも好ましい。
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)である。
発光層5は、燐光発光性材料(ドーパント材料)を含まないことが好ましい。
発光層5は、重金属錯体及び燐光発光性の希土類金属錯体を含まないことが好ましい。ここで、重金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等が挙げられる。
また、発光層5は、金属錯体を含まないことも好ましい。
本実施形態の有機EL素子1は、発光層5が、第一の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、さらに第二の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
<第一の化合物>
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物である。
第一の化合物は、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物である。
第一の化合物は、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。
・遅延蛍光性
遅延蛍光については、「有機半導体のデバイス物性」(安達千波矢編、講談社発行)の261~268ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差ΔE13を小さくすることができれば、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光(ThermallyActivated delayed Fluorescence, TADF)が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図10.38で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。本実施形態における第一の化合物は、このようなメカニズムで発生する熱活性化遅延蛍光を示す化合物であることが好ましい。
遅延蛍光については、「有機半導体のデバイス物性」(安達千波矢編、講談社発行)の261~268ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差ΔE13を小さくすることができれば、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光(ThermallyActivated delayed Fluorescence, TADF)が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図10.38で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。本実施形態における第一の化合物は、このようなメカニズムで発生する熱活性化遅延蛍光を示す化合物であることが好ましい。
一般に、遅延蛍光の発光は過渡PL(Photo Luminescence)測定により確認できる。
過渡PL測定から得た減衰曲線に基づいて遅延蛍光の挙動を解析することもできる。過渡PL測定とは、試料にパルスレーザーを照射して励起させ、照射を止めた後のPL発光の減衰挙動(過渡特性)を測定する手法である。TADF材料におけるPL発光は、最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光成分と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光成分に分類される。最初のPL励起で生成する一重項励起子の寿命は、ナノ秒オーダーであり、非常に短い。そのため、当該一重項励起子からの発光は、パルスレーザーを照射後、速やかに減衰する。
一方、遅延蛍光は、寿命の長い三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光のため、ゆるやかに減衰する。このように最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光とでは、時間的に大きな差がある。そのため、遅延蛍光由来の発光強度を求めることができる。
一方、遅延蛍光は、寿命の長い三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光のため、ゆるやかに減衰する。このように最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光とでは、時間的に大きな差がある。そのため、遅延蛍光由来の発光強度を求めることができる。
図2には、過渡PLを測定するための例示的装置の概略図が示されている。図2を用いた過渡PLの測定方法、および遅延蛍光の挙動解析の一例を説明する。
図2の過渡PL測定装置100は、所定波長の光を照射可能なパルスレーザー部101と、測定試料を収容する試料室102と、測定試料から放射された光を分光する分光器103と、2次元像を結像するためのストリークカメラ104と、2次元像を取り込んで解析するパーソナルコンピュータ105とを備える。なお、過渡PLの測定は、図2に記載の装置に限定されない。
試料室102に収容される試料は、マトリックス材料に対し、ドーピング材料が12質量%の濃度でドープされた薄膜を石英基板に成膜することで得られる。
試料室102に収容された薄膜試料に対し、パルスレーザー部101からパルスレーザーを照射してドーピング材料を励起させる。励起光の照射方向に対して90度の方向へ発光を取り出し、取り出した光を分光器103で分光し、ストリークカメラ104内で2次元像を結像する。その結果、縦軸が時間に対応し、横軸が波長に対応し、輝点が発光強度に対応する2次元画像を得ることができる。この2次元画像を所定の時間軸で切り出すと、縦軸が発光強度であり、横軸が波長である発光スペクトルを得ることができる。また、当該2次元画像を波長軸で切り出すと、縦軸が発光強度の対数であり、横軸が時間である減衰曲線(過渡PL)を得ることができる。
例えば、マトリックス材料として、下記参考化合物H1を用い、ドーピング材料として下記参考化合物D1を用いて上述のようにして薄膜試料Aを作製し、過渡PL測定を行った。
ここでは、前述の薄膜試料A、および薄膜試料Bを用いて減衰曲線を解析した。薄膜試料Bは、マトリックス材料として下記参考化合物H2を用い、ドーピング材料として前記参考化合物D1を用いて、上述のようにして薄膜試料を作製した。
図3には、薄膜試料Aおよび薄膜試料Bについて測定した過渡PLから得た減衰曲線が示されている。
上記したように過渡PL測定によって、縦軸を発光強度とし、横軸を時間とする発光減衰曲線を得ることができる。この発光減衰曲線に基づいて、光励起により生成した一重項励起状態から発光する蛍光と、三重項励起状態を経由し、逆エネルギー移動により生成する一重項励起状態から発光する遅延蛍光との、蛍光強度比を見積もることができる。遅延蛍光性の材料では、素早く減衰する蛍光の強度に対し、緩やかに減衰する遅延蛍光の強度の割合が、ある程度大きい。
具体的には、遅延蛍光性の材料からの発光としては、Prompt発光(即時発光)と、Delay発光(遅延発光)とが存在する。Prompt発光(即時発光)とは、当該遅延蛍光性の材料が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察される発光である。Delay発光(遅延発光)とは、当該パルス光による励起後、即座には観察されず、その後観察される発光である。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234-238, 2012”(参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
また、本明細書では、第一の化合物の遅延蛍光性の測定には、次に示す方法により作製した試料を用いる。例えば、第一の化合物をトルエンに溶解し、自己吸収の寄与を取り除くため励起波長において吸光度が0.05以下の希薄溶液を調製する。また酸素による消光を防ぐため、試料溶液を凍結脱気した後にアルゴン雰囲気下で蓋付きのセルに封入することで、アルゴンで飽和された酸素フリーの試料溶液とする。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP-8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10-ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定する。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出する。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP-8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10-ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定する。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出する。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234-238, 2012”(参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
本実施形態においては、測定対象化合物(第一の化合物)のPrompt発光(即時発光)の量をXPとし、Delay発光(遅延発光)の量をXDとしたときに、XD/XPの値が0.05以上であることが好ましい。
本明細書における第一の化合物以外の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定も、第一の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定と同様である。
本実施形態においては、測定対象化合物(第一の化合物)のPrompt発光(即時発光)の量をXPとし、Delay発光(遅延発光)の量をXDとしたときに、XD/XPの値が0.05以上であることが好ましい。
本明細書における第一の化合物以外の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定も、第一の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定と同様である。
<第二の化合物>
本実施形態の第二の化合物は、蛍光発光性の化合物であることが好ましい。第二の化合物は、熱活性遅延蛍光性の化合物でもよいし、熱活性遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
本実施形態の第二の化合物は、熱活性化遅延蛍光性を示さない化合物であることが好ましい。本実施形態の第二の化合物は、燐光発光性の金属錯体ではない。本実施形態の第二の化合物は、重金属錯体ではないことが好ましい。また、本実施形態の第二の化合物は、金属錯体ではないことが好ましい。
本実施形態の第二の化合物は、蛍光発光性の化合物であることが好ましい。第二の化合物は、熱活性遅延蛍光性の化合物でもよいし、熱活性遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
本実施形態の第二の化合物は、熱活性化遅延蛍光性を示さない化合物であることが好ましい。本実施形態の第二の化合物は、燐光発光性の金属錯体ではない。本実施形態の第二の化合物は、重金属錯体ではないことが好ましい。また、本実施形態の第二の化合物は、金属錯体ではないことが好ましい。
本実施形態に係る第二の化合物としては、蛍光発光性材料を用いることができる。蛍光発光性材料としては、具体的には、例えば、ビスアリールアミノナフタレン誘導体、アリール置換ナフタレン誘導体、ビスアリールアミノアントラセン誘導体、アリール置換アントラセン誘導体、ビスアリールアミノピレン誘導体、アリール置換ピレン誘導体、ビスアリールアミノクリセン誘導体、アリール置換クリセン誘導体、ビスアリールアミノフルオランテン誘導体、アリール置換フルオランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、アセナフトフルオランテン誘導体、ピロメテンホウ素錯体化合物、ピロメテン骨格を有する化合物、ピロメテン骨格を有する化合物の金属錯体、ジケトピロロピロール誘導体、ペリレン誘導体、およびナフタセン誘導体などが挙げられる。
・一般式(20)で表される化合物
本実施形態において、第二の化合物は、下記一般式(20)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態において、第二の化合物は、下記一般式(20)で表される化合物であることが好ましい。
前記一般式(20)において、
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21~R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、及び
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
Z21及びZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、及び
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される。
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
R21~R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21~R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、及び
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
Z21及びZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルコキシ基、及び
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基からなる群から選択される。
第二の化合物が蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物は、最大ピーク波長が、400nm以上700nm以下の発光を示すことが好ましい。
本明細書において、最大ピーク波長とは、測定対象化合物が10-6モル/リットル以上10-5モル/リットル以下の濃度で溶解しているトルエン溶液について、測定した蛍光スペクトルにおける発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長をいう。測定装置は、分光蛍光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、F-7000)を用いる。
本明細書において、最大ピーク波長とは、測定対象化合物が10-6モル/リットル以上10-5モル/リットル以下の濃度で溶解しているトルエン溶液について、測定した蛍光スペクトルにおける発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長をいう。測定装置は、分光蛍光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、F-7000)を用いる。
第二の化合物は、赤色の発光又は緑色の発光を示すことが好ましい。
本明細書において、赤色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が600nm以上660nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が赤色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは600nm以上660nm以下、より好ましくは600nm以上640nm以下、さらに好ましくは610nm以上630nm以下である。
本明細書において、緑色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が500nm以上560nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が緑色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは500nm以上560nm以下、より好ましくは500nm以上540nm以下、さらに好ましくは510nm以上540nm以下である。
本明細書において、青色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が430nm以上480nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が青色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは430nm以上480nm以下、より好ましくは440nm以上480nm以下である。
本明細書において、赤色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が600nm以上660nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が赤色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは600nm以上660nm以下、より好ましくは600nm以上640nm以下、さらに好ましくは610nm以上630nm以下である。
本明細書において、緑色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が500nm以上560nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が緑色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは500nm以上560nm以下、より好ましくは500nm以上540nm以下、さらに好ましくは510nm以上540nm以下である。
本明細書において、青色の発光とは、蛍光スペクトルの最大ピーク波長が430nm以上480nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が青色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の最大ピーク波長は、好ましくは430nm以上480nm以下、より好ましくは440nm以上480nm以下である。
有機EL素子からから発光する光の最大ピーク波長の測定は、以下のようにして行う。
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)で計測する。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を測定し、これを最大ピーク波長(単位:nm)とする。
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)で計測する。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を測定し、これを最大ピーク波長(単位:nm)とする。
・第二の化合物の製造方法
第二の化合物は、公知の方法により製造することができる。
第二の化合物は、公知の方法により製造することができる。
・第二の化合物の製造方法
第二の化合物は、公知の方法により製造することができる。
第二の化合物は、公知の方法により製造することができる。
・第二の化合物の具体例
本実施形態の第二の化合物(一般式(20)で表される化合物)の具体例を以下に示す。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
なお、ピロメテン骨格中におけるホウ素原子と窒素原子との配位結合は、実線、破線、矢印、もしくは省略するなど、種々の表記方法がある。本明細書においては、実線で表すか、破線で表すか、又は記載を省略する。
本実施形態の第二の化合物(一般式(20)で表される化合物)の具体例を以下に示す。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
なお、ピロメテン骨格中におけるホウ素原子と窒素原子との配位結合は、実線、破線、矢印、もしくは省略するなど、種々の表記方法がある。本明細書においては、実線で表すか、破線で表すか、又は記載を省略する。
<発光層における第一の化合物及び第二の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とが、下記数式(数1)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat1)>S1(Mat2) …(数1)
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とが、下記数式(数1)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat1)>S1(Mat2) …(数1)
第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。すなわち、下記数式(数4)の関係を満たすことが好ましい。
T77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数4)
T77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数4)
本実施形態の有機EL素子1を発光させたときに、発光層5において、主に第二の化合物が発光していることが好ましい。
・三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係
ここで、三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係について説明する。本実施形態では、77[K]におけるエネルギーギャップは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。
三重項エネルギーの測定は、次のようにして行われる。まず、測定対象となる化合物を適切な溶媒中に溶解した溶液を石英ガラス管内に封入した試料を作製する。この試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。
)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から三重項エネルギーを算出する。
ここで、本実施形態に係る化合物の内、熱活性遅延蛍光性の化合物は、ΔSTが小さい化合物であることが好ましい。ΔSTが小さいと、低温(77[K])状態でも、項間交差、及び逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態、及び励起三重項状態の両者からの発光を含んでおり、いずれの状態から発光したのかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーTと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、次のようにして測定される値をエネルギーギャップT77Kと称する。測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、濃度が10μmol/Lとなるように溶解し、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とする。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとする。
換算式(F1):T77K[eV]=1239.85/λedge
ここで、三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係について説明する。本実施形態では、77[K]におけるエネルギーギャップは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。
三重項エネルギーの測定は、次のようにして行われる。まず、測定対象となる化合物を適切な溶媒中に溶解した溶液を石英ガラス管内に封入した試料を作製する。この試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。
)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から三重項エネルギーを算出する。
ここで、本実施形態に係る化合物の内、熱活性遅延蛍光性の化合物は、ΔSTが小さい化合物であることが好ましい。ΔSTが小さいと、低温(77[K])状態でも、項間交差、及び逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態、及び励起三重項状態の両者からの発光を含んでおり、いずれの状態から発光したのかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーTと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、次のようにして測定される値をエネルギーギャップT77Kと称する。測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、濃度が10μmol/Lとなるように溶解し、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とする。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとする。
換算式(F1):T77K[eV]=1239.85/λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ(つまり縦軸が増加するにつれ)、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線(すなわち変曲点における接線)が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF-4500形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置、及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF-4500形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置、及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
・一重項エネルギーS1
溶液を用いた一重項エネルギーS1の測定方法(溶液法と称する場合がある。)としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物の10μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出する。
換算式(F2):S1[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、例えば、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)が挙げられるが、これに限定されない。
溶液を用いた一重項エネルギーS1の測定方法(溶液法と称する場合がある。)としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物の10μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出する。
換算式(F2):S1[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、例えば、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)が挙げられるが、これに限定されない。
吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線は以下のように引く。吸収スペクトルの極大値のうち、最も長波長側の極大値から長波長方向にスペクトル曲線上を移動する際に、曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち下がるにつれ(つまり縦軸の値が減少するにつれ)、傾きが減少しその後増加することを繰り返す。傾きの値が最も長波長側(ただし、吸光度が0.1以下となる場合は除く)で極小値をとる点において引いた接線を当該吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
本実施形態では、一重項エネルギーS1と、77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとの差(S1-T77K)をΔSTとして定義する。
本実施形態において、前記第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、前記第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)との差ΔST(Mat1)は、好ましくは0.3eV未満、より好ましくは0.2eV未満、さらに好ましくは0.1eV未満である。すなわち、ΔST(Mat1)は、下記数式(数1A)~(数1C)のいずれかの関係を満たすことが好ましい。
ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.3eV(数1A)ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.2eV(数1B)ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.1eV(数1C)
ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.3eV(数1A)ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.2eV(数1B)ΔST(Mat1)=S1(Mat1)-T77K(Mat1)<0.1eV(数1C)
本実施形態の有機EL素子1は、赤色発光または緑色発光することが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が緑色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、500nm以上560nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が赤色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、600nm以上660nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が青色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、430nm以上480nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が緑色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、500nm以上560nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が赤色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、600nm以上660nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が青色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の最大ピーク波長は、430nm以上480nm以下であることが好ましい。
有機EL素子から発光する光の最大ピーク波長の測定は、以下のようにして行う。
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)で計測する。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を測定し、これを最大ピーク波長(単位:nm)とする。
電流密度が10mA/cm2となるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ社製)で計測する。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を測定し、これを最大ピーク波長(単位:nm)とする。
・発光層の膜厚
本実施形態の有機EL素子1における発光層5の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。5nm以上であると、発光層形成及び色度の調整が容易になりやすく、50nm以下であると、駆動電圧の上昇が抑制されやすい。
本実施形態の有機EL素子1における発光層5の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。5nm以上であると、発光層形成及び色度の調整が容易になりやすく、50nm以下であると、駆動電圧の上昇が抑制されやすい。
・発光層における化合物の含有率
発光層5に含まれている第一の化合物及び第二の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層5に、第一の化合物及び第二の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層5は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層5は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
発光層5に含まれている第一の化合物及び第二の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層5に、第一の化合物及び第二の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層5は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層5は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
・TADF機構(メカニズム)
図4、発光層における第一の化合物及び第二の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図4において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起三重項状態を表す。
図4中のS1(Mat1)からS1(Mat2)へ向かう破線の矢印は、第一の化合物の最低励起一重項状態から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動を表す。
図4に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
図4、発光層における第一の化合物及び第二の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図4において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起三重項状態を表す。
図4中のS1(Mat1)からS1(Mat2)へ向かう破線の矢印は、第一の化合物の最低励起一重項状態から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動を表す。
図4に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
第三実施形態に係る有機EL素子1は、発光層5に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも小さな一重項エネルギーを有する第二の化合物とを含んでいる。
第三実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第三実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第三実施形態に係る有機EL素子1は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
第三実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第三実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第三実施形態に係る有機EL素子1は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
有機EL素子1の構成についてさらに説明する。以下、符号の記載は省略することがある。
(基板)
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、及びプラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、プラスチック基板等が挙げられる。プラスチック基板を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、及びプラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、プラスチック基板等が挙げられる。プラスチック基板を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
(陽極)
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム-酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ、酸化インジウム-酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム-酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ、酸化インジウム-酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム-酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1質量%以上10質量%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。また、例えば、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5質量%以上5質量%以下、酸化亜鉛を0.1質量%以上1質量%以下含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極上に形成されるEL層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔(ホール)注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、その他、元素周期表の第1族または第2族に属する元素も含む)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)及びセシウム(Cs)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、並びにこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類金属並びにこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
(陰極)
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)及びセシウム(Cs)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、並びにこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類金属並びにこれらを含む合金等が挙げられる。
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)及びセシウム(Cs)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、並びにこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類金属並びにこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム-酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
(正孔注入層)
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い物質としては、低分子の有機化合物である4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’-ビス(N-{4-[N’-(3-メチルフェニル)-N’-フェニルアミノ]フェニル}-N-フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5-トリス[N-(4-ジフェニルアミノフェニル)-N-フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3-[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6-ビス[N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)-N-フェニルアミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3-[N-(1-ナフチル)-N-(9-フェニルカルバゾール-3-イル)アミノ]-9-フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等やジピラジノ[2,3-f:20,30-h]キノキサリン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリル(HAT-CN)も挙げられる。
また、正孔注入性の高い物質としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4-ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N-(4-{N’-[4-(4-ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル-N’-フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’-ビス(4-ブチルフェニル)-N,N’-ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly-TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’-ビス[N-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’-ビス(3-メチルフェニル)-N,N’-ジフェニル-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン(略称:TPD)、4-フェニル-4’-(9-フェニルフルオレン-9-イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’-ビス[N-(9,9-ジメチルフルオレン-2-イル)-N-フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’-トリス(N,N-ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’-トリス[N-(3-メチルフェニル)-N-フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’-ビス[N-(スピロ-9,9’-ビフルオレン-2-イル)-N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、CBP、9-[4-(N-カルバゾリル)]フェニル-10-フェニルアントラセン(CzPA)、9-フェニル-3-[4-(10-フェニル-9-アントリル)フェニル]-9H-カルバゾール(PCzPA)のようなカルバゾール誘導体や、t-BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。ポリ(N-ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4-ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
正孔輸送層を二層以上配置する場合、エネルギーギャップのより大きい材料を発光層に近い側に配置することが好ましい。このような材料として、後記する実施例で用いた、HT-2が挙げられる。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(ptert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。本実施態様においては、ベンゾイミダゾール化合物を好適に用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層で構成されていてもよいし、上記物質からなる層が二層以上積層されて構成されていてもよい。
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4-メチル-8-キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2-(4-ビフェニリル)-5-(4-tert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3-ビス[5-(ptert-ブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール-2-イル]ベンゼン(略称:OXD-7)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-フェニル-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:TAZ)、3-(4-tert-ブチルフェニル)-4-(4-エチルフェニル)-5-(4-ビフェニリル)-1,2,4-トリアゾール(略称:p-EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’-ビス(5-メチルベンゾオキサゾール-2-イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。本実施態様においては、ベンゾイミダゾール化合物を好適に用いることができる。ここに述べた物質は、主に10-6cm2/(V・s)以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層で構成されていてもよいし、上記物質からなる層が二層以上積層されて構成されていてもよい。
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ[(9,9-ジヘキシルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(ピリジン-3,5-ジイル)](略称:PF-Py)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(2,2’-ビピリジン-6,6’-ジイル)](略称:PF-BPy)などを用いることができる。
(電子注入層)
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
(層形成方法)
本実施形態の有機EL素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる
(層形成方法)
本実施形態の有機EL素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる
(膜厚)
本実施形態の有機EL素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
本実施形態の有機EL素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
〔第四実施形態〕
第四実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第四実施形態の説明において第三実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第四実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第四実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第四実施形態の説明において第三実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第四実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、発光層が、さらに第三の化合物を含んでいる点で、第三実施形態に係る有機EL素子と異なる。その他の点については第三実施形態と同様である。
すなわち、第四実施形態において、第一の有機層としての発光層は、第一の化合物と、第二の化合物と、第三の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料であることが好ましく、第三の化合物は、ホスト材料であることが好ましい。第一の化合物及び第三の化合物の一方を第一のホスト材料と称し、他方を第二のホスト材料と称する場合がある。
すなわち、第四実施形態において、第一の有機層としての発光層は、第一の化合物と、第二の化合物と、第三の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料であることが好ましく、第三の化合物は、ホスト材料であることが好ましい。第一の化合物及び第三の化合物の一方を第一のホスト材料と称し、他方を第二のホスト材料と称する場合がある。
<第三の化合物>
第三の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第三の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第三の化合物としては、特に限定されないが、アミン化合物以外の化合物であることが好ましい。また、例えば、第三の化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体を用いることができるが、これら誘導体に限定されない。
第三の化合物は、一つの分子中に下記一般式(31)で表される部分構造、下記一般式(32)で表される部分構造、下記一般式(33)で表される部分構造、及び下記一般式(34)で表される部分構造のうち少なくともいずれかを含む化合物であることも好ましい。
前記一般式(31)において、
Y31~Y36は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y31~Y36のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
前記一般式(32)において、
Y41~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y41~Y48のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
X30は、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子である。
前記一般式(33)~(34)中、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
Y31~Y36は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y31~Y36のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
前記一般式(32)において、
Y41~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y41~Y48のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
X30は、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子である。
前記一般式(33)~(34)中、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(32)において、Y41~Y48のうち少なくとも2つが第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、当該炭素原子を含む環構造が構築されていることも好ましい。
例えば、前記一般式(32)で表される部分構造が、下記一般式(321)、一般式(322)、一般式(323)、一般式(324)、一般式(325)、及び一般式(326)で表される部分構造からなる群から選択されるいずれかの部分構造であることが好ましい。
例えば、前記一般式(32)で表される部分構造が、下記一般式(321)、一般式(322)、一般式(323)、一般式(324)、一般式(325)、及び一般式(326)で表される部分構造からなる群から選択されるいずれかの部分構造であることが好ましい。
前記一般式(321)~(326)において、
X30は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子であり、
Y41~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
X31は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、酸素原子、硫黄原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
Y61~Y64は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。
本実施形態においては、第三の化合物は、前記一般式(321)~(326)のうち前記一般式(323)で表される部分構造を有することが好ましい。
X30は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子であり、
Y41~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
X31は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、酸素原子、硫黄原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
Y61~Y64は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。
本実施形態においては、第三の化合物は、前記一般式(321)~(326)のうち前記一般式(323)で表される部分構造を有することが好ましい。
前記一般式(31)で表される部分構造は、下記一般式(33)で表される基、及び下記一般式(34)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基として第三の化合物に含まれることが好ましい。
第三の化合物は、下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のうち少なくともいずれかの部分構造を有することも好ましい。下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のように結合箇所が互いにメタ位に位置するため、第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)を高く保つことができる。
第三の化合物は、下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のうち少なくともいずれかの部分構造を有することも好ましい。下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のように結合箇所が互いにメタ位に位置するため、第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)を高く保つことができる。
前記一般式(33)において、Y31、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR31である。
前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR31である。
前記一般式(33)、及び(34)において、
R31は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR31は、それぞれ独立に、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択される。
ただし、前記R31における置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(33)、及び前記一般式(34)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR31である。
前記一般式(33)、及び(34)において、
R31は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR31は、それぞれ独立に、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択される。
ただし、前記R31における置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(33)、及び前記一般式(34)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(33)において、Y31、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、CR31であることが好ましく、複数のR31は、互いに同一であるか、または異なる。
また、前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、CR31であることが好ましく、複数のR31は、互いに同一であるか、または異なる。
また、前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、CR31であることが好ましく、複数のR31は、互いに同一であるか、または異なる。
置換ゲルマニウム基は、-Ge(R301)3で表されることが好ましい。R301は、それぞれ独立に、置換基である。置換基R301は、置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、または置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基であることが好ましい。複数のR301は、互いに同一であるかまたは異なる。
前記一般式(32)で表される部分構造は、下記一般式(35)~(39)、及び下記一般式(30a)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基として第三の化合物に含まれることが好ましい。
前記一般式(35)において、Y41乃至Y48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(36)、及び(37)において、Y41~Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(38)において、Y41、Y42、Y44、Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(39)において、Y42~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(30a)において、Y42~Y47は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(35)~(39)、及び(30a)において、
R32は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR32は、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR32は、互いに同一であるかまたは異なる。
前記一般式(37)~(39),及び(30a)において、
X30は、NR33、酸素原子、または硫黄原子であり、
R33は、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
フッ素原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR33は、互いに同一であるかまたは異なる。
ただし、前記R33における置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(35)~(39)、及び(30a)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(36)、及び(37)において、Y41~Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(38)において、Y41、Y42、Y44、Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(39)において、Y42~Y48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(30a)において、Y42~Y47は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(35)~(39)、及び(30a)において、
R32は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR32は、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR32は、互いに同一であるかまたは異なる。
前記一般式(37)~(39),及び(30a)において、
X30は、NR33、酸素原子、または硫黄原子であり、
R33は、
置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1~30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3~30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7~30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
フッ素原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR33は、互いに同一であるかまたは異なる。
ただし、前記R33における置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(35)~(39)、及び(30a)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(35)において、Y41~Y48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(36)、及び前記一般式(37)において、Y41~Y45,Y47、及びY48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(38)において、Y41,Y42,Y44,Y45,Y47、及びY48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(39)において、Y42~Y48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(30a)において、Y42~Y47は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、複数のR32は、互いに同一であるかまたは異なる。
第三の化合物において、X30は、酸素原子または硫黄原子であることが好ましく、酸素原子であることがより好ましい。
第三の化合物において、R31、及びR32は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であって、置換基としてのR31、及び置換基としてのR32は、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換または無置換の炭素数1~30のアルキル基、置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、及び置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかの基であることが好ましい。R31、及びR32は、水素原子、シアノ基、置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、または置換または無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基であることがより好ましい。ただし、置換基としてのR31、及び置換基としてのR32が置換または無置換の環形成炭素数6~30のアリール基である場合、当該アリール基は、非縮合環であることが好ましい。
第三の化合物は、芳香族炭化水素化合物、または芳香族複素環化合物であることも好ましい。
・第三の化合物の製造方法
第三の化合物は、例えば、国際公開第2012/153780号、及び国際公開第2013/038650号等に記載の方法により製造することができる。また、例えば、目的物に合わせた既知の代替反応、及び原料を用いることで、第三の化合物を製造できる。
第三の化合物は、例えば、国際公開第2012/153780号、及び国際公開第2013/038650号等に記載の方法により製造することができる。また、例えば、目的物に合わせた既知の代替反応、及び原料を用いることで、第三の化合物を製造できる。
第三の化合物における置換基の例は、例えば、以下のとおりであるが、本発明は、これらの例に限定されない。
アリ-ル基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾアントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、9,9-ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、及びフルオレニル基等を挙げることができる。
置換基を有するアリ-ル基としては、トリル基、キシリル基、及び9,9-ジメチルフルオレニル基等を挙げることができる。
具体例が示すように、アリール基は、縮合アリール基、及び非縮合アリール基の両方を含む。
アリ-ル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、またはフルオレニル基が好ましい。
置換基を有するアリ-ル基としては、トリル基、キシリル基、及び9,9-ジメチルフルオレニル基等を挙げることができる。
具体例が示すように、アリール基は、縮合アリール基、及び非縮合アリール基の両方を含む。
アリ-ル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、またはフルオレニル基が好ましい。
ヘテロアリール基(複素環基、ヘテロ芳香族環基、または芳香族複素環基と称する場合がある。)の具体例としては、ピロリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピリジル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、インダゾリル基、イミダゾ[1,2-a]ピリジニル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基、チオフェニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、ベンズオキサゾリル基、チエニル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンズチアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、アザジベンゾフラニル基、及びアザジベンゾチエニル基等を挙げることができる。
ヘテロアリール基としては、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基が好ましく、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基がさらに好ましい。
ヘテロアリール基としては、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基が好ましく、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基がさらに好ましい。
第三の化合物において、置換シリル基は、置換または無置換のトリアルキルシリル基、置換または無置換のアリールアルキルシリル基、及び置換または無置換のトリアリールシリル基からなる群から選択されることも好ましい。
置換または無置換のトリアルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、及びトリエチルシリル基を挙げることができる。
置換若しくは無置換のアリールアルキルシリル基の具体例としては、ジフェニルメチルシリル基、ジトリルメチルシリル基、及びフェニルジメチルシリル基等を挙げることができる。
置換または無置換のトリアリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、及びトリトリルシリル基等を挙げることができる。
置換または無置換のトリアルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、及びトリエチルシリル基を挙げることができる。
置換若しくは無置換のアリールアルキルシリル基の具体例としては、ジフェニルメチルシリル基、ジトリルメチルシリル基、及びフェニルジメチルシリル基等を挙げることができる。
置換または無置換のトリアリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、及びトリトリルシリル基等を挙げることができる。
第三の化合物において、置換ホスフィンオキシド基は、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基であることも好ましい。
置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基の具体例としては、ジフェニルホスフィンオキシド基、及びジトリルホスフィンオキシド基等を挙げることができる。
置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基の具体例としては、ジフェニルホスフィンオキシド基、及びジトリルホスフィンオキシド基等を挙げることができる。
第三の化合物において、置換カルボキシ基としては、例えば、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
本実施形態に係る第三の化合物の具体例を以下に示す。なお、本発明における第三の化合物は、これらの具体例に限定されない。
<発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とは、下記数式(数2)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat1) (数2)
本実施形態の有機EL素子において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とは、下記数式(数2)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat1) (数2)
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)よりも大きいことが好ましい。
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。
第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)と、第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とは、下記数式(数2A)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat1)>S1(Mat2) …(数2A)
S1(Mat3)>S1(Mat1)>S1(Mat2) …(数2A)
第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)と、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)と、第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)とは、下記数式(数2B)の関係を満たすことが好ましい。
T77K(Mat3)>T77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数2B)
T77K(Mat3)>T77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数2B)
本実施形態の有機EL素子を発光させたときに、発光層において、主に蛍光発光性の化合物が発光していることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子は、第三実施形態の有機EL素子と同様に、赤色発光または緑色発光することが好ましい。
有機EL素子から発光する光の最大ピーク波長は、第三実施形態の有機EL素子と同様の方法で測定することができる。
本実施形態の有機EL素子は、第三実施形態の有機EL素子と同様に、赤色発光または緑色発光することが好ましい。
有機EL素子から発光する光の最大ピーク波長は、第三実施形態の有機EL素子と同様の方法で測定することができる。
・発光層における化合物の含有率
発光層に含まれている第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
第三の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第三の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
発光層に含まれている第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
第三の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第三の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
図5は、発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図5において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat3)は、第三の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat3)は、第三の化合物の最低励起三重項状態を表す。図5中の1(Mat1)からS1(Mat2)へ向かう破線の矢印は、第一の化合物の最低励起一重項状態から第二の化合物の最低励起一重項状態へのフェルスター型エネルギー移動を表す。
図5に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADFメカニズムによる遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部量子効率を100%まで高めることができると考えられている。
図5に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADFメカニズムによる遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部量子効率を100%まで高めることができると考えられている。
第四実施形態に係る有機EL素子は、発光層に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも小さな一重項エネルギーを有する第二の化合物と、第一の化合物よりも大きな一重項エネルギーを有する第三の化合物と、を含んでいる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第四実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第四実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
〔第五実施形態〕
第五実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第五実施形態の説明において第三実施形態及び第四実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第五実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態及び第四実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第五実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第五実施形態の説明において第三実施形態及び第四実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第五実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態及び第四実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、発光層が、第二の化合物に代えて、第四の化合物を含んでいる点で、第三実施形態に係る有機EL素子と異なる。その他の点については第三実施形態と同様である。
第五実施形態において、発光層は、第一の化合物と、第四の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第四の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
第四の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第四の化合物としては特に限定されないが、例えば、第四実施形態の項で記載した第三の化合物を用いることができる。
第五実施形態において、発光層は、第一の化合物と、第四の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第四の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
第四の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第四の化合物としては特に限定されないが、例えば、第四実施形態の項で記載した第三の化合物を用いることができる。
<発光層における第一の化合物及び第四の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第四の化合物の一重項エネルギーS1(Mat4)とが、下記数式(数3)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat4)>S1(Mat1) (数3)
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、第四の化合物の一重項エネルギーS1(Mat4)とが、下記数式(数3)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat4)>S1(Mat1) (数3)
第四の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat4)は、第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)よりも大きいことが好ましい。すなわち、下記数式(数5)の関係を満たすことが好ましい。
T77K(Mat4)>T77K(Mat1) …(数5)
T77K(Mat4)>T77K(Mat1) …(数5)
本実施形態の有機EL素子を発光させたときに、発光層において、主に第一の化合物が発光していることが好ましい。
・発光層における化合物の含有率
発光層に含まれている第一の化合物及び第四の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第四の化合物の含有率は、20質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物及び第四の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第四の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
発光層に含まれている第一の化合物及び第四の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第四の化合物の含有率は、20質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物及び第四の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第四の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
図6は、発光層における第一の化合物および第四の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図6において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat4)は、第四の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat4)は、第四の化合物の最低励起三重項状態を表す。図6に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな材料を用いると、第一の化合物の最低励起三重項状態T1は熱エネルギーによって最低励起一重項状態S1に逆項間交差することが可能である。
この第一の化合物で生じる逆項間交差を利用することで、発光層が、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)よりも小さい最低励起一重項状態S1の蛍光ドーパントを含まない場合は、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)からの発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
この第一の化合物で生じる逆項間交差を利用することで、発光層が、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)よりも小さい最低励起一重項状態S1の蛍光ドーパントを含まない場合は、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)からの発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
第五実施形態に係る有機EL素子は、発光層に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも大きな一重項エネルギーを有する第四の化合物と、を含んでいる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第五実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、高性能な有機EL素子を提供できる化合物(第一実施形態の化合物)、特に、PLQYの高い第一実施形態の化合物を含むので、第五実施形態によれば、高性能な有機EL素子を提供できる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
〔第六実施形態〕
〔化合物〕
第六実施形態の化合物は、第一実施形態の化合物(前記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物)における前記一般式(110)又は(120)で表される基を、下記一般式(120C)で表される基に置き換えた化合物である。すなわち、第六実施形態の化合物は、第一実施形態の化合物と異なる。
具体的には、第六実施形態の化合物は、第一実施形態の前記一般式(1-1)~(1-6)における「R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、」という要件を「R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、又は前記一般式(120C)で表される基であり、ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(120C)で表される基であり、」という要件に置き換えた化合物である。
そのため、第六実施形態においては、第一実施形態と異なる「下記一般式(120C)で表される基」を中心に説明し、第一実施形態と同様の内容については記載を簡略化又は省略する。
〔化合物〕
第六実施形態の化合物は、第一実施形態の化合物(前記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物)における前記一般式(110)又は(120)で表される基を、下記一般式(120C)で表される基に置き換えた化合物である。すなわち、第六実施形態の化合物は、第一実施形態の化合物と異なる。
具体的には、第六実施形態の化合物は、第一実施形態の前記一般式(1-1)~(1-6)における「R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、」という要件を「R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、又は前記一般式(120C)で表される基であり、ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(120C)で表される基であり、」という要件に置き換えた化合物である。
そのため、第六実施形態においては、第一実施形態と異なる「下記一般式(120C)で表される基」を中心に説明し、第一実施形態と同様の内容については記載を簡略化又は省略する。
(前記一般式(120C)において、
Z200は、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、又は
置換もしくは無置換の炭素数3~30のトリアルキルシリル基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、前記一般式(120)におけるY21~Y24と同義であり、ただし、複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成せず、複数のR20Aは、互いに同一又は異なる。
前記一般式(120C)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
Z200は、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、又は
置換もしくは無置換の炭素数3~30のトリアルキルシリル基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、前記一般式(120)におけるY21~Y24と同義であり、ただし、複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成せず、複数のR20Aは、互いに同一又は異なる。
前記一般式(120C)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。)
・第六実施形態の化合物の好ましい態様
第六実施形態の化合物の好ましい態様は、第一実施形態の化合物における前記一般式(120)で表される基を、前記一般式(120C)で表される基に置き換えた以外、第一実施形態の化合物の好ましい態様と同様である。例えば、以下の好ましい態様が挙げられる。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、3つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、2つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物の好ましい態様は、第一実施形態の化合物における前記一般式(120)で表される基を、前記一般式(120C)で表される基に置き換えた以外、第一実施形態の化合物の好ましい態様と同様である。例えば、以下の好ましい態様が挙げられる。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、3つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、2つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、2つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、3つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4の基として、3つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2は、前記一般式(2-1)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1は、前記一般式(1-4)又は(1-5)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1は、前記一般式(1-4)又は(1-5)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記一般式(1-1)におけるR107~R110のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-2)におけるR116~R119のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR126~R129のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR135~R138のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR145~R148のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
前記一般式(1-2)におけるR116~R119のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR126~R129のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR135~R138のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR145~R148のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(120C)で表される基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち1つのみが、前記基D1であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(1003A)、一般式(1007A)、一般式(1008A)、一般式(1012A)、一般式(1018A)及び一般式(1021A)のいずれかで表される化合物であることが好ましい。ただし、前記一般式(1003A)、一般式(1007A)、一般式(1008A)、一般式(1012A)、一般式(1018A)及び一般式(1021A)において、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つは、前記一般式(120C)で表される基である。
第六実施形態の化合物において、R1~R4のうち2つのみが、前記基D1であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記一般式(120C)におけるY21~Y24は、CR20Aであることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記一般式(120C)におけるZ200は、
置換もしくは無置換のエチル基、置換もしくは無置換のn-プロピル基、置換もしくは無置換のイソプロピル基、置換もしくは無置換のn-ブチル基、置換もしくは無置換のs-ブチル基、置換もしくは無置換のイソブチル基、置換もしくは無置換のt-ブチル基、置換もしくは無置換のn-ペンチル基、置換もしくは無置換のn-ヘキシル基、置換もしくは無置換のn-ヘプチル基、置換もしくは無置換のn-オクチル基、置換もしくは無置換のn-ノニル基、置換もしくは無置換のn-デシル基、置換もしくは無置換のn-ウンデシル基、置換もしくは無置換のn-ドデシル基、置換もしくは無置換のn-トリデシル基、置換もしくは無置換のn-テトラデシル基、置換もしくは無置換のn-ペンタデシル基、置換もしくは無置換のn-ヘキサデシル基、置換もしくは無置換のn-ヘプタデシル基、置換もしくは無置換のn-オクタデシル基、置換もしくは無置換のネオペンチル基、置換もしくは無置換のアミル基、置換もしくは無置換のイソアミル基、置換もしくは無置換の1-メチルペンチル基、置換もしくは無置換の2-メチルペンチル基、置換もしくは無置換の1-ペンチルヘキシル基、置換もしくは無置換の1-ブチルペンチル基、置換もしくは無置換の1-ヘプチルオクチル基、置換もしくは無置換の3-メチルペンチル基、
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、
置換もしくは無置換のトリメチルシリル基、置換もしくは無置換のトリエチルシリル基、置換もしくは無置換のトリ-n-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のトリ-n-オクチルシリル基、置換もしくは無置換のトリイソブチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチルエチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチルイソプロピルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-n-プロピルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-n-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-t-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のジエチルイソプロピルシリル基、置換もしくは無置換のビニルジメチルシリル基、置換もしくは無置換のプロピルジメチルシリル基、又は置換もしくは無置換のトリイソプロピルシリル基であることが好ましい。
置換もしくは無置換のエチル基、置換もしくは無置換のn-プロピル基、置換もしくは無置換のイソプロピル基、置換もしくは無置換のn-ブチル基、置換もしくは無置換のs-ブチル基、置換もしくは無置換のイソブチル基、置換もしくは無置換のt-ブチル基、置換もしくは無置換のn-ペンチル基、置換もしくは無置換のn-ヘキシル基、置換もしくは無置換のn-ヘプチル基、置換もしくは無置換のn-オクチル基、置換もしくは無置換のn-ノニル基、置換もしくは無置換のn-デシル基、置換もしくは無置換のn-ウンデシル基、置換もしくは無置換のn-ドデシル基、置換もしくは無置換のn-トリデシル基、置換もしくは無置換のn-テトラデシル基、置換もしくは無置換のn-ペンタデシル基、置換もしくは無置換のn-ヘキサデシル基、置換もしくは無置換のn-ヘプタデシル基、置換もしくは無置換のn-オクタデシル基、置換もしくは無置換のネオペンチル基、置換もしくは無置換のアミル基、置換もしくは無置換のイソアミル基、置換もしくは無置換の1-メチルペンチル基、置換もしくは無置換の2-メチルペンチル基、置換もしくは無置換の1-ペンチルヘキシル基、置換もしくは無置換の1-ブチルペンチル基、置換もしくは無置換の1-ヘプチルオクチル基、置換もしくは無置換の3-メチルペンチル基、
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、
置換もしくは無置換のトリメチルシリル基、置換もしくは無置換のトリエチルシリル基、置換もしくは無置換のトリ-n-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のトリ-n-オクチルシリル基、置換もしくは無置換のトリイソブチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチルエチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチルイソプロピルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-n-プロピルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-n-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のジメチル-t-ブチルシリル基、置換もしくは無置換のジエチルイソプロピルシリル基、置換もしくは無置換のビニルジメチルシリル基、置換もしくは無置換のプロピルジメチルシリル基、又は置換もしくは無置換のトリイソプロピルシリル基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、酸素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、硫黄原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるX1~X6は、硫黄原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(11)で表される化合物であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(12)で表される化合物であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(13)で表される化合物であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(12)で表される化合物であることが好ましい。
第六実施形態の化合物は、前記一般式(13)で表される化合物であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5~14の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、-N(Rz)2で表される基、置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、無置換の環形成原子数5~14の複素環基、無置換の炭素数1~6のアルキル基、無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、無置換の炭素数2~12のアルキルアミノ基、無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、又は無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160、R161~R168、R171~R200、及びR20Aは、それぞれ独立に、水素原子、無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、無置換の環形成原子数5~14の複素環基、または無置換の炭素数1~6のアルキル基であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R20Aは水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、分子内の水素原子のうち、1つ以上が重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160は、前記一般式(120C)で表される基以外が水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のいずれか1つ以上が置換基(一般式(120C)で表される基を含む)であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、分子内の水素原子のうち、1つ以上が重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが重水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160は、前記一般式(120C)で表される基以外が水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D1におけるR101~R160のいずれか1つ以上が置換基(一般式(120C)で表される基を含む)であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200は、水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のうち、1つ以上が水素原子であり、当該水素原子の全てが軽水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200は、水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素原子であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素原子であるか、または当該水素原子の全てが重水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(120C)で表される基以外は水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であることが好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(120C)で表される基以外は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子でることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、R101~R160は、前記一般式(120C)で表される基以外は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子であり、かつR161~R168及びR171~R200は水素原子であり、当該水素原子は重水素原子でることも好ましい。
第六実施形態の化合物において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、それぞれ独立に、第一実施形態の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合における置換基と同義である。
・第六実施形態の化合物の製造方法
第六実施形態の化合物は、公知の方法により製造することができる。
第六実施形態の化合物は、公知の方法により製造することができる。
・第六実施形態の化合物の具体例
第六実施形態の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
第六実施形態の化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。ただし、本発明は、これら化合物の具体例に限定されない。
〔第七実施形態〕
〔有機EL素子〕
第七実施形態の一態様である有機EL素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、を有し、前記第一の有機層は、第一の化合物Cを含み、
前記第一の化合物Cは、第六実施形態の化合物である。
〔有機EL素子〕
第七実施形態の一態様である有機EL素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、を有し、前記第一の有機層は、第一の化合物Cを含み、
前記第一の化合物Cは、第六実施形態の化合物である。
第七実施形態の一態様である有機EL素子は、第三実施形態、第四実施形態、及び第五実施形態のいずれかにおける第一の化合物を、第一の化合物C(第六実施形態の化合物)に置き換えた有機EL素子である。すなわち、第七実施形態の有機EL素子は、第三実施形態、第四実施形態、及び第五実施形態のいずれの有機EL素子とも異なる。
・第七実施形態の有機EL素子の好ましい態様
第七実施形態の一態様である有機EL素子の好ましい態様は、第三実施形態、第四実施形態、及び第五実施形態の有機EL素子の好ましい態態と同様である。例えば、以下の好ましい態様が挙げられる。
第七実施形態の一態様である有機EL素子の好ましい態様は、第三実施形態、第四実施形態、及び第五実施形態の有機EL素子の好ましい態態と同様である。例えば、以下の好ましい態様が挙げられる。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、発光層であることが好ましい。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、第一の化合物C(第六実施形態の化合物)と、さらに第二の化合物とを含み、前記第二の化合物は、蛍光発光性の化合物であることが好ましい。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、第一の化合物C(第六実施形態の化合物)と、さらに第二の化合物とを含み、前記第二の化合物は、蛍光発光性の化合物であることが好ましい。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の化合物Cの一重項エネルギーS1(Mat1’)と、前記第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とが、下記数式(数1’)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat1’)>S1(Mat2) (数1’)
S1(Mat1’)>S1(Mat2) (数1’)
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、前記第一の化合物C(第六実施形態の化合物)及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、
前記第一の化合物Cの一重項エネルギーS1(Mat1’)と、前記第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とが、下記数式(数2’)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat1’) (数2’)
前記第一の化合物Cの一重項エネルギーS1(Mat1’)と、前記第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とが、下記数式(数2’)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat3)>S1(Mat1’) (数2’)
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、前記第一の化合物C(第六実施形態の化合物)及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、
前記第一の化合物Cと、さらに第四の化合物とを含み、前記第一の化合物Cの一重項エネルギーS1(Mat1’)と、前記第四の化合物の一重項エネルギーS1(Mat4)とが、下記数式(数3’)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat4)>S1(Mat1’) (数3’)
前記第一の化合物Cと、さらに第四の化合物とを含み、前記第一の化合物Cの一重項エネルギーS1(Mat1’)と、前記第四の化合物の一重項エネルギーS1(Mat4)とが、下記数式(数3’)の関係を満たすことが好ましい。
S1(Mat4)>S1(Mat1’) (数3’)
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の有機層は、金属錯体を含まないことが好ましい。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の化合物C(第六実施形態の化合物)及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、前記第一の化合物Cは、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。
第七実施形態の有機EL素子において、前記第一の化合物C(第六実施形態の化合物)及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、前記第一の化合物Cは、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。
なお、第七実施形態における第二の化合物、第三の化合物及び第四の化合物の具体例は、第三実施形態で説明した第二の化合物、第三の化合物及び第四の化合物の具体例中に示されている。
〔第八実施形態〕
[電子機器]
本実施形態に係る電子機器は、上述の実施形態のいずれかの有機EL素子を搭載している。電子機器としては、例えば、表示装置及び発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、テレビ、携帯電話、タブレット、及びパーソナルコンピュータ等が挙げられる。発光装置としては、例えば、照明及び車両用灯具等が挙げられる。
[電子機器]
本実施形態に係る電子機器は、上述の実施形態のいずれかの有機EL素子を搭載している。電子機器としては、例えば、表示装置及び発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、テレビ、携帯電話、タブレット、及びパーソナルコンピュータ等が挙げられる。発光装置としては、例えば、照明及び車両用灯具等が挙げられる。
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
例えば、発光層は、1層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機EL素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも1つの発光層が上記実施形態で説明した条件を満たしていればよい。例えば、その他の発光層が、蛍光発光型の発光層であっても、三重項励起状態から直接基底状態への電子遷移による発光を利用した燐光発光型の発光層であってもよい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。
また、例えば、発光層の陽極側、及び陰極側の少なくとも一方に障壁層を隣接させて設けてもよい。障壁層は、発光層に接して配置され、正孔、電子、及び励起子の少なくともいずれかを阻止することが好ましい。
例えば、発光層の陰極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、電子を輸送し、かつ正孔が当該障壁層よりも陰極側の層(例えば、電子輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、電子輸送層を含む場合は、発光層と電子輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、発光層の陽極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、正孔を輸送し、かつ電子が当該障壁層よりも陽極側の層(例えば、正孔輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、正孔輸送層を含む場合は、発光層と正孔輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、励起エネルギーが発光層からその周辺層に漏れ出さないように、障壁層を発光層に隣接させて設けてもよい。発光層で生成した励起子が、当該障壁層よりも電極側の層(例えば、電子輸送層及び正孔輸送層等)に移動することを阻止する。
発光層と障壁層とは接合していることが好ましい。
例えば、発光層の陰極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、電子を輸送し、かつ正孔が当該障壁層よりも陰極側の層(例えば、電子輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、電子輸送層を含む場合は、発光層と電子輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、発光層の陽極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、正孔を輸送し、かつ電子が当該障壁層よりも陽極側の層(例えば、正孔輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、正孔輸送層を含む場合は、発光層と正孔輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、励起エネルギーが発光層からその周辺層に漏れ出さないように、障壁層を発光層に隣接させて設けてもよい。発光層で生成した励起子が、当該障壁層よりも電極側の層(例えば、電子輸送層及び正孔輸送層等)に移動することを阻止する。
発光層と障壁層とは接合していることが好ましい。
その他、本発明の実施における具体的な構造、及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前に記載される数値を下限値とし、「~」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、例えば、Rx及びRyが炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子を含み、Rxに含まれる原子(炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子)と、Ryに含まれる原子(炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子)とが、単結合、二重結合、三重結合、又は二価の連結基を介して結合し、環形成原子数が5以上の環(具体的には、複素環又は芳香族炭化水素環)を形成することを意味する。xは、数字、文字、又は、数字と文字との組み合わせである。yは、数字、文字、又は、数字と文字との組み合わせである。
二価の連結基としては特に制限されないが、例えば、-O-、-CO-、-CO2-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NRa-、及びこれらの連結基を2以上組み合わせた基等が挙げられる。
複素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「ヘテロアリール基Sub2」から結合手を除いた環構造(複素環)が挙げられる。これらの複素環は置換基を有していてもよい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「アリール基Sub1」から結合手を除いた環構造(芳香族炭化水素環)が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。
Raとしては、例えば、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基Sub3、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基Sub1、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基Sub2等が挙げられる。
例えば、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、下記一般式(E1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(E2)で表される環(環構造)Eを形成すること;一般式(F1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(F2)で表される環Fを形成すること;一般式(G1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(G2)で表される環Gを形成すること;一般式(H1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(H2)で表される環Hを形成すること;一般式(I1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(I2)で表される環Iを形成すること;を意味する。
一般式(E1)~(I1)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E1)中の2つの*は一般式(E2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(F1)中の2つの*は一般式(F2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(G1)中の2つの*は一般式(G2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(H1)中の2つの*は一般式(H2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(I1)中の2つの*は一般式(I2)中の2つの*にそれぞれ対応する。
二価の連結基としては特に制限されないが、例えば、-O-、-CO-、-CO2-、-S-、-SO-、-SO2-、-NH-、-NRa-、及びこれらの連結基を2以上組み合わせた基等が挙げられる。
複素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「ヘテロアリール基Sub2」から結合手を除いた環構造(複素環)が挙げられる。これらの複素環は置換基を有していてもよい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「アリール基Sub1」から結合手を除いた環構造(芳香族炭化水素環)が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。
Raとしては、例えば、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基Sub3、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基Sub1、置換もしくは無置換の環形成原子数5~30のヘテロアリール基Sub2等が挙げられる。
例えば、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、下記一般式(E1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(E2)で表される環(環構造)Eを形成すること;一般式(F1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(F2)で表される環Fを形成すること;一般式(G1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(G2)で表される環Gを形成すること;一般式(H1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(H2)で表される環Hを形成すること;一般式(I1)で表される分子構造において、Rx1に含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(I2)で表される環Iを形成すること;を意味する。
一般式(E1)~(I1)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E1)中の2つの*は一般式(E2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(F1)中の2つの*は一般式(F2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(G1)中の2つの*は一般式(G2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(H1)中の2つの*は一般式(H2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(I1)中の2つの*は一般式(I2)中の2つの*にそれぞれ対応する。
一般式(E2)~(I2)で表される分子構造において、E~Iはそれぞれ環構造(前記環形成原子数が5以上の環)を表す。一般式(E2)~(I2)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E2)中の2つの*は一般式(E1)中の2つの*にそれぞれ対応する。一般式(F2)~(I2)中の2つの*についても同様に、一般式(F1)~(I1)中の2つの*にそれぞれ対応する。
例えば、一般式(E1)において、Rx1及びRy1が互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のベンゼン環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E3)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E3)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。
例えば、一般式(E1)において、Rx1及びRy1が互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のピロール環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E4)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E4)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。一般式(E3)及び(E4)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。
例えば、一般式(E1)において、Rx1及びRy1が互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のピロール環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E4)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E4)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。一般式(E3)及び(E4)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記載される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジニル基は環形成炭素数が5であり、フラニル基は環形成炭素数4である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記載される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は、環形成原子数が6であり、キナゾリン環は、環形成原子数が10であり、フラン環は、環形成原子数が5である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
・本明細書における一般式中における各置換基についての説明(各置換基の説明)
本明細書におけるアリール基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)は、例えば、アリール基Sub1である。アリール基Sub1としては、環形成炭素数が、6~30であることが好ましく、6~20であることがより好ましく、6~14であることがさらに好ましく、6~12であることがよりさらに好ましい。
本明細書におけるアリール基Sub1は、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ[a]アントリル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾ[k]フルオランテニル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾ[b]トリフェニレニル基、ピセニル基、及びペリレニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアリール基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)は、例えば、アリール基Sub1である。アリール基Sub1としては、環形成炭素数が、6~30であることが好ましく、6~20であることがより好ましく、6~14であることがさらに好ましく、6~12であることがよりさらに好ましい。
本明細書におけるアリール基Sub1は、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ[a]アントリル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾ[k]フルオランテニル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾ[b]トリフェニレニル基、ピセニル基、及びペリレニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
上記アリール基Sub1の中でもフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ターフェニル基、及びフルオレニル基が好ましい。1-フルオレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基及び4-フルオレニル基については、9位の炭素原子に、後述する本明細書における置換もしくは無置換のアルキル基Sub3や、置換もしくは無置換のアリール基Sub1が置換されていることが好ましい。
本明細書におけるヘテロアリール基(複素環基、ヘテロ芳香族環基、または芳香族複素環基と称する場合がある。)は、例えば、複素環基Sub2である。複素環基Sub2は、ヘテロ原子として、窒素、硫黄、酸素、ケイ素、セレン原子、及びゲルマニウム原子からなる群から選択される少なくともいずれかの原子を含む基である。複素環基Sub2は、ヘテロ原子として、窒素、硫黄、及び酸素からなる群から選択される少なくともいずれかの原子を含む基であることが好ましい。複素環基Sub2としては、環形成原子数が、5~30であることが好ましく、5~20であることがより好ましく、5~14であることがさらに好ましい。
本明細書における複素環基Sub2は、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリル基、イソキノリニル基、ナフチリジニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、ベンズイミダゾリル基、インダゾリル基、イミダゾピリジニル基、ベンズトリアゾリル基、カルバゾリル基、フリル基、チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾオキサジアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ピペリジニル基、ピロリジニル基、ピペラジニル基、モルホリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、及びフェノキサジニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
上記複素環基Sub2の中でも1-ジベンゾフラニル基、2-ジベンゾフラニル基、3-ジベンゾフラニル基、4-ジベンゾフラニル基、1-ジベンゾチエニル基、2-ジベンゾチエニル基、3-ジベンゾチエニル基、4-ジベンゾチエニル基、1-カルバゾリル基、2-カルバゾリル基、3-カルバゾリル基、4-カルバゾリル基、及び9-カルバゾリル基がさらにより好ましい。1-カルバゾリル基、2-カルバゾリル基、3-カルバゾリル基及び4-カルバゾリル基については、9位の窒素原子に、本明細書における置換もしくは無置換のアリール基Sub1や、置換もしくは無置換の複素環基Sub2が置換していることが好ましい。
また、本明細書において、複素環基Sub2は、例えば、下記一般式(XY-1)~(XY-18)で表される部分構造から誘導される基であってもよい。
前記一般式(XY-1)~(XY-18)において、XA及びYAは、それぞれ独立に、ヘテロ原子であり、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子であることが好ましい。前記一般式(XY-1)~(XY-18)で表される部分構造は、任意の位置で結合手を有して複素環基となり、この複素環基は、置換基を有していてもよい。
また、本明細書において、複素環基Sub2は、例えば、下記一般式(XY-19)~(XY-22)で表される基であってもよい。また、結合手の位置も適宜変更され得る。
本明細書におけるアルキル基は、直鎖のアルキル基、分岐鎖のアルキル基または環状のアルキル基のいずれであってもよい。
本明細書におけるアルキル基は、例えば、アルキル基Sub3である。
本明細書における直鎖のアルキル基は、例えば、直鎖のアルキル基Sub31である。
本明細書における分岐鎖のアルキル基は、例えば、分岐鎖のアルキル基Sub32である。
本明細書における環状のアルキル基は、例えば、環状のアルキル基Sub33(シクロアルキル基Sub33とも称する)である。
アルキル基Sub3は、例えば、直鎖のアルキル基Sub31、分岐鎖のアルキル基Sub32、及び環状のアルキル基Sub33からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書における直鎖のアルキル基Sub31または分岐鎖のアルキル基Sub32の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~20であることがより好ましく、1~10であることがさらに好ましく、1~6であることがよりさらに好ましい。
本明細書におけるシクロアルキル基Sub33の環形成炭素数は、3~30であることが好ましく、3~20であることがより好ましく、3~10であることがさらに好ましく、5~8であることがよりさらに好ましい。
本明細書におけるアルキル基は、例えば、アルキル基Sub3である。
本明細書における直鎖のアルキル基は、例えば、直鎖のアルキル基Sub31である。
本明細書における分岐鎖のアルキル基は、例えば、分岐鎖のアルキル基Sub32である。
本明細書における環状のアルキル基は、例えば、環状のアルキル基Sub33(シクロアルキル基Sub33とも称する)である。
アルキル基Sub3は、例えば、直鎖のアルキル基Sub31、分岐鎖のアルキル基Sub32、及び環状のアルキル基Sub33からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書における直鎖のアルキル基Sub31または分岐鎖のアルキル基Sub32の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~20であることがより好ましく、1~10であることがさらに好ましく、1~6であることがよりさらに好ましい。
本明細書におけるシクロアルキル基Sub33の環形成炭素数は、3~30であることが好ましく、3~20であることがより好ましく、3~10であることがさらに好ましく、5~8であることがよりさらに好ましい。
本明細書における直鎖のアルキル基Sub31または分岐鎖のアルキル基Sub32は、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、ネオペンチル基、アミル基、イソアミル基、1-メチルペンチル基、2-メチルペンチル基、1-ペンチルヘキシル基、1-ブチルペンチル基、1-ヘプチルオクチル基、及び3-メチルペンチル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
上記直鎖のアルキル基Sub31または分岐鎖のアルキル基Sub32としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、イソブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、アミル基、イソアミル基、及びネオペンチル基がさらにより好ましい。
本明細書におけるシクロアルキル基Sub33は、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4-メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、及びノルボルニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。シクロアルキル基Sub33の中でも、シクロペンチル基やシクロヘキシル基がさらにより好ましい。
本明細書におけるハロゲン化アルキル基は、例えば、ハロゲン化アルキル基Sub4であり、ハロゲン化アルキル基Sub4は、例えば、アルキル基Sub3が1以上のハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換されたアルキル基である。
本明細書におけるハロゲン化アルキル基Sub4は、例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、及びペンタフルオロエチル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書における置換シリル基は、例えば、置換シリル基Sub5であり、置換シリル基Sub5は、例えば、アルキルシリル基Sub51及びアリールシリル基Sub52からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルキルシリル基Sub51は、例えば、上記アルキル基Sub3を有するトリアルキルシリル基Sub511である。
トリアルキルシリル基Sub511は、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-n-ブチルシリル基、トリ-n-オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル-n-プロピルシリル基、ジメチル-n-ブチルシリル基、ジメチル-t-ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、及びトリイソプロピルシリル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。トリアルキルシリル基Sub511における3つのアルキル基Sub3は、互いに同一でも異なっていてもよい。
トリアルキルシリル基Sub511は、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-n-ブチルシリル基、トリ-n-オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル-n-プロピルシリル基、ジメチル-n-ブチルシリル基、ジメチル-t-ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、及びトリイソプロピルシリル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。トリアルキルシリル基Sub511における3つのアルキル基Sub3は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書におけるアリールシリル基Sub52は、例えば、ジアルキルアリールシリル基Sub521、アルキルジアリールシリル基Sub522、及びトリアリールシリル基Sub523からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
ジアルキルアリールシリル基Sub521は、例えば、上記アルキル基Sub3を2つ有し、上記アリール基Sub1を1つ有するジアルキルアリールシリル基である。ジアルキルアリールシリル基Sub521の炭素数は、8~30であることが好ましい。
アルキルジアリールシリル基Sub522は、例えば、上記アルキル基Sub3を1つ有し、上記アリール基Sub1を2つ有するアルキルジアリールシリル基である。アルキルジアリールシリル基Sub522の炭素数は、13~30であることが好ましい。
トリアリールシリル基Sub523は、例えば、上記アリール基Sub1を3つ有するトリアリールシリル基である。トリアリールシリル基Sub523の炭素数は、18~30であることが好ましい。
本明細書における置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基は、例えば、アルキルスルホニル基Sub6であり、アルキルスルホニル基Sub6は、-SO2Rwで表される。-SO2RwにおけるRwは、置換もしくは無置換の上記アルキル基Sub3を表す。
本明細書におけるアラルキル基(アリールアルキル基と称する場合がある)は、例えば、アラルキル基Sub7である。アラルキル基Sub7におけるアリール基は、例えば、上記アリール基Sub1及び上記ヘテロアリール基Sub2の少なくとも一方を含む。
本明細書におけるアラルキル基Sub7は、アリール基Sub1を有する基であることが好ましく、-Z3-Z4と表される。このZ3は、例えば、上記アルキル基Sub3に対応するアルキレン基等である。このZ4は、例えば、上記アリール基Sub1である。このアラルキル基Sub7は、アリール部分が炭素数6~30(好ましくは6~20、より好ましくは6~12)、アルキル部分が炭素数1~30(好ましくは1~20、より好ましくは1~10、さらに好ましくは1~6)であることが好ましい。このアラルキル基Sub7は、例えば、ベンジル基、2-フェニルプロパン-2-イル基、1-フェニルエチル基、2-フェニルエチル基、1-フェニルイソプロピル基、2-フェニルイソプロピル基、フェニル-t-ブチル基、α-ナフチルメチル基、1-α-ナフチルエチル基、2-α-ナフチルエチル基、1-α-ナフチルイソプロピル基、2-α-ナフチルイソプロピル基、β-ナフチルメチル基、1-β-ナフチルエチル基、2-β-ナフチルエチル基、1-β-ナフチルイソプロピル基、及び2-β-ナフチルイソプロピル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルコキシ基は、例えば、アルコキシ基Sub8であり、アルコキシ基Sub8は、-OZ1と表される。このZ1は、例えば、上記アルキル基Sub3である。アルコキシ基Sub8の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~20であることがより好ましい。アルコキシ基Sub8は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、及びヘキシルオキシ基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるハロゲン化アルコキシ基は、例えば、ハロゲン化アルコキシ基Sub9であり、ハロゲン化アルコキシ基Sub9は、例えば、上記アルコキシ基Sub8が1以上のハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換されたアルコキシ基である。
本明細書におけるアリールオキシ基(アリールアルコキシ基と称する場合がある)は、例えば、アリールアルコキシ基Sub10である。アリールアルコキシ基Sub10におけるアリール基は、アリール基Sub1及びヘテロアリール基Sub2の少なくとも一方を含む。
本明細書におけるアリールアルコキシ基Sub10は、-OZ2と表される。このZ2は、例えば、アリール基Sub1またはヘテロアリール基Sub2である。アリールアルコキシ基Sub10の環形成炭素数は、6~30であることが好ましく、6~20であることがより好ましい。このアリールアルコキシ基Sub10としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
本明細書における置換アミノ基は、例えば、置換アミノ基Sub11であり、置換アミノ基Sub11は、例えば、アリールアミノ基Sub111及びアルキルアミノ基Sub112からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
アリールアミノ基Sub111は、-NHRV1、または-N(RV1)2と表される。このRV1は、例えば、アリール基Sub1である。-N(RV1)2における2つのRV1は、同一または異なる。
アルキルアミノ基Sub112は、-NHRV2、または-N(RV2)2と表される。このRV2は、例えば、アルキル基Sub3である。-N(RV2)2における2つのRV2は、同一または異なる。
アリールアミノ基Sub111は、-NHRV1、または-N(RV1)2と表される。このRV1は、例えば、アリール基Sub1である。-N(RV1)2における2つのRV1は、同一または異なる。
アルキルアミノ基Sub112は、-NHRV2、または-N(RV2)2と表される。このRV2は、例えば、アルキル基Sub3である。-N(RV2)2における2つのRV2は、同一または異なる。
本明細書におけるアルケニル基は、例えば、アルケニル基Sub12であり、アルケニル基Sub12は、直鎖または分岐鎖のいずれかであり、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、スチリル基、2,2-ジフェニルビニル基、1,2,2-トリフェニルビニル基、及び2-フェニル-2-プロペニルからなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルキニル基は、例えば、アルキニル基Sub13であり、アルキニル基Sub13は、直鎖または分岐鎖のいずれであってもよく、例えば、エチニル、プロピニル、および2-フェニルエチニルからなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルキルチオ基は、例えば、アルキルチオ基Sub14である。
アルキルチオ基Sub14は、-SRV3と表される。このRV3は、例えば、アルキル基Sub3である。アルキルチオ基Sub14の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~20であることがより好ましい。
本明細書におけるアリールチオ基は、例えば、アリールチオ基Sub15である。
アリールチオ基Sub15は、-SRV4と表される。このRV4は、例えば、アリール基Sub1である。アリールチオ基Sub15の環形成炭素数は、6~30であることが好ましく、6~20であることがより好ましい。
アルキルチオ基Sub14は、-SRV3と表される。このRV3は、例えば、アルキル基Sub3である。アルキルチオ基Sub14の炭素数は、1~30であることが好ましく、1~20であることがより好ましい。
本明細書におけるアリールチオ基は、例えば、アリールチオ基Sub15である。
アリールチオ基Sub15は、-SRV4と表される。このRV4は、例えば、アリール基Sub1である。アリールチオ基Sub15の環形成炭素数は、6~30であることが好ましく、6~20であることがより好ましい。
本明細書におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
本明細書における置換ホスフィノ基は、例えば、置換ホスフィノ基Sub16であり、置換ホスフィノ基Sub16は、例えば、フェニルホスファニル基である。
本明細書におけるアリールカルボニル基は、例えば、アリールカルボニル基Sub17であり、アリールカルボニル基Sub17は、-COY’と表される。このY’は、例えば、アリール基Sub1である。本明細書におけるアリールカルボニル基Sub17は、例えば、フェニルカルボニル基、ジフェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、及びトリフェニルカルボニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアシル基は、例えば、アシル基Sub18であり、アシル基Sub18は、-COR’と表される。このR’は、例えば、アルキル基Sub3である。本明細書におけるアシル基Sub18は、例えば、アセチル基及びプロピオニル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書における置換ホスホリル基は、例えば、置換ホスホリル基Sub19であり、置換ホスホリル基Sub19は、下記一般式(P)で表される。
前記一般式(P)において、ArP1及びArP2は、上記アルキル基Sub3、及び上記アリール基Sub1からなる群から選択されるいずれかの置換基である。
本明細書におけるエステル基は、例えば、エステル基Sub20であり、エステル基Sub20は、例えば、アルキルエステル基及びアリールエステル基からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。
本明細書におけるアルキルエステル基は、例えば、アルキルエステル基Sub201であり、アルキルエステル基Sub201は、-C(=O)OREで表される。REは、例えば、置換もしくは無置換の上記アルキル基Sub3である。
本明細書におけるアリールエステル基は、例えば、アリールエステル基Sub202であり、アリールエステル基Sub202は、-C(=O)ORArで表される。RArは、例えば、置換もしくは無置換の上記アリール基Sub1である。
本明細書におけるアルキルエステル基は、例えば、アルキルエステル基Sub201であり、アルキルエステル基Sub201は、-C(=O)OREで表される。REは、例えば、置換もしくは無置換の上記アルキル基Sub3である。
本明細書におけるアリールエステル基は、例えば、アリールエステル基Sub202であり、アリールエステル基Sub202は、-C(=O)ORArで表される。RArは、例えば、置換もしくは無置換の上記アリール基Sub1である。
本明細書におけるシロキサニル基は、例えば、シロキサニル基Sub21であり、シロキサニル基Sub21は、エーテル結合を介したケイ素化合物基である。シロキサニル基Sub21は、例えば、トリメチルシロキサニル基である。
本明細書におけるカルバモイル基は、-CONH2で表される。
本明細書における置換のカルバモイル基は、例えば、カルバモイル基Sub22であり、カルバモイル基Sub22は、-CONH-ArC、または-CONH-RCで表される。ArCは、例えば、置換もしくは無置換の上記アリール基Sub1(好ましくは環形成炭素数6~10)及び上記ヘテロアリール基Sub2(好ましくは環形成原子数5~14)からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。ArCは、アリール基Sub1とヘテロアリール基Sub2とが結合した基であってもよい。
RCは、例えば、置換もしくは無置換の上記アルキル基Sub3(好ましくは炭素数1~6)である。
本明細書における置換のカルバモイル基は、例えば、カルバモイル基Sub22であり、カルバモイル基Sub22は、-CONH-ArC、または-CONH-RCで表される。ArCは、例えば、置換もしくは無置換の上記アリール基Sub1(好ましくは環形成炭素数6~10)及び上記ヘテロアリール基Sub2(好ましくは環形成原子数5~14)からなる群から選択される少なくともいずれかの基である。ArCは、アリール基Sub1とヘテロアリール基Sub2とが結合した基であってもよい。
RCは、例えば、置換もしくは無置換の上記アルキル基Sub3(好ましくは炭素数1~6)である。
本明細書において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、または芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環(飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む)を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
また、本明細書において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。
本明細書において、化学構造式中、「R」等の記号や重水素原子を表す「D」が明示されていない結合可能位置には、水素原子、即ち、軽水素原子、重水素原子、又は三重水素原子が結合しているものとする。
本明細書において、化学構造式中、「R」等の記号や重水素原子を表す「D」が明示されていない結合可能位置には、水素原子、即ち、軽水素原子、重水素原子、又は三重水素原子が結合しているものとする。
以下、アルキル基Sub3とは、「各置換基の説明」で説明した直鎖のアルキル基Sub31、分岐鎖のアルキル基Sub32、及び環状のアルキル基Sub33のいずれか1以上の基を意味する。
同様に、置換シリル基Sub5とは、アルキルシリル基Sub51及びアリールシリル基Sub52のいずれか1以上の基を意味する。
同様に、置換アミノ基Sub11とは、アリールアミノ基Sub111及びアルキルアミノ基Sub112のいずれか1以上の基を意味する。
同様に、置換シリル基Sub5とは、アルキルシリル基Sub51及びアリールシリル基Sub52のいずれか1以上の基を意味する。
同様に、置換アミノ基Sub11とは、アリールアミノ基Sub111及びアルキルアミノ基Sub112のいずれか1以上の基を意味する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、例えば置換基RF1であり、置換基RF1は、アリール基Sub1、ヘテロアリール基Sub2、アルキル基Sub3、ハロゲン化アルキル基Sub4、置換シリル基Sub5、アルキルスルホニル基Sub6、アラルキル基Sub7、アルコキシ基Sub8、ハロゲン化アルコキシ基Sub9、アリールアルコキシ基Sub10、置換アミノ基Sub11、アルケニル基Sub12、アルキニル基Sub13、アルキルチオ基Sub14、アリールチオ基Sub15、置換ホスフィノ基Sub16、アリールカルボニル基Sub17、アシル基Sub18、置換ホスホリル基Sub19、エステル基Sub20、シロキサニル基Sub21、カルバモイル基Sub22、無置換のアミノ基、無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、及びカルボキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基である。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基RF1は、ジアリールホウ素基(ArB1ArB2B-)であってもよい。このArB1及びArB2の例としては、上述のアリール基Sub1が挙げられる。ArB1ArB2B-におけるArB1及びArB2は同一または異なる。
置換基RF1の具体例及び好ましい基としては、「各置換基の説明」中の置換基(例えば、アリール基Sub1、ヘテロアリール基Sub2、アルキル基Sub3、ハロゲン化アルキル基Sub4、置換シリル基Sub5、アルキルスルホニル基Sub6、アラルキル基Sub7、アルコキシ基Sub8、ハロゲン化アルコキシ基Sub9、アリールアルコキシ基Sub10、置換アミノ基Sub11、アルケニル基Sub12、アルキニル基Sub13、アルキルチオ基Sub14、アリールチオ基Sub15、置換ホスフィノ基Sub16、アリールカルボニル基Sub17、アシル基Sub18、置換ホスホリル基Sub19、エステル基Sub20、シロキサニル基Sub21、及びカルバモイル基Sub22)の具体例及び好ましい基と同様の基が挙げられる。
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基RF1は、アリール基Sub1、ヘテロアリール基Sub2、アルキル基Sub3、ハロゲン化アルキル基Sub4、置換シリル基Sub5、アルキルスルホニル基Sub6、アラルキル基Sub7、アルコキシ基Sub8、ハロゲン化アルコキシ基Sub9、アリールアルコキシ基Sub10、置換アミノ基Sub11、アルケニル基Sub12、アルキニル基Sub13、アルキルチオ基Sub14、アリールチオ基Sub15、置換ホスフィノ基Sub16、アリールカルボニル基Sub17、アシル基Sub18、置換ホスホリル基Sub19、エステル基Sub20、シロキサニル基Sub21、カルバモイル基Sub22、無置換のアミノ基、無置換のシリル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、及びカルボキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基(以下、置換基RF2とも称する)によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基RF2は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基RF1で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX~YYのZZ基」という表現における「炭素数XX~YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表し、置換されている場合の置換基RF1の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX~YYのZZ基」という表現における「原子数XX~YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表し、置換されている場合の置換基RF1の原子数は含めない。
本明細書において説明する化合物、またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。
本明細書において、置換基同士が互いに結合して環が構築される場合、当該環の構造は、飽和環、不飽和環、芳香族炭化水素環、または複素環である。
本明細書において、連結基における芳香族炭化水素基としては、例えば、上述した一価のアリール基Sub1から、1つ以上の原子を除いて得られる二価以上の基が挙げられる。
本明細書において、連結基における複素環基としては、例えば、上述した一価のヘテロアリール基Sub2から、1つ以上の原子を除いて得られる二価以上の基が挙げられる。
本明細書において、連結基における複素環基としては、例えば、上述した一価のヘテロアリール基Sub2から、1つ以上の原子を除いて得られる二価以上の基が挙げられる。
<化合物>
実施例1~3に係る化合物の構造を以下に示す。実施例1~3に係る化合物は、合成実施例1~3に従って合成した。
化合物TADF1及びTADF3は、実施例1A及び実施例2Aの有機EL素子の製造にそれぞれ用いた。
実施例1~3に係る化合物の構造を以下に示す。実施例1~3に係る化合物は、合成実施例1~3に従って合成した。
化合物TADF1及びTADF3は、実施例1A及び実施例2Aの有機EL素子の製造にそれぞれ用いた。
合成実施例4~5に従って合成した化合物の構造を以下に示す。
比較例1~6に係る化合物の構造を以下に示す。化合物Ref-3は、比較例1Bの有機EL素子の製造に用いた。
実施例1A~2A及び比較例1Bの有機EL素子の製造に用いた、他の化合物の構造を以下に示す。
<有機EL素子の作製>
有機EL素子を以下のように作製し、評価した。
有機EL素子を以下のように作製し、評価した。
〔実施例1A〕
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT1と化合物HAとを共蒸着し、膜厚10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層における化合物HT1の濃度を97質量%とし、化合物HAの濃度を3質量%とした。
次に、正孔注入層上に、化合物HT1を蒸着し、正孔注入層上に膜厚200nmの第一正孔輸送層を形成した。
次に、この第一正孔輸送層上に、化合物HT2を蒸着し、膜厚10nmの第二正孔輸送層(電子障壁層と称する場合もある。)を形成した。
次に、この第二正孔輸送層上に、第一の化合物としての化合物TADF1と、第二の化合物としての化合物RDと、第三の化合物としての化合物HOSTとを共蒸着し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層における化合物TADF1の濃度を25質量%とし、化合物RDの濃度を1質量%とし、化合物HOSTの濃度を74質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物ET1を蒸着し、膜厚10nmの第一電子輸送層(正孔障壁層と称する場合もある。)を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET2を蒸着し、膜厚30nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例1Aに係る有機EL素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT1:HA(10,97%:3%)/HT1(200)/HT2(10)/HOST:TADF1:RD(25,74%:25%:1%)/ET1(10)/ET2(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
同じく括弧内において、パーセント表示された数字(97%:3%)は、正孔注入層における化合物HT1及び化合物HAの割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(74%:25%:1%)は、発光層における化合物HOST、化合物TADF1、及び化合物RDの割合(質量%)を示す。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT1と化合物HAとを共蒸着し、膜厚10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層における化合物HT1の濃度を97質量%とし、化合物HAの濃度を3質量%とした。
次に、正孔注入層上に、化合物HT1を蒸着し、正孔注入層上に膜厚200nmの第一正孔輸送層を形成した。
次に、この第一正孔輸送層上に、化合物HT2を蒸着し、膜厚10nmの第二正孔輸送層(電子障壁層と称する場合もある。)を形成した。
次に、この第二正孔輸送層上に、第一の化合物としての化合物TADF1と、第二の化合物としての化合物RDと、第三の化合物としての化合物HOSTとを共蒸着し、膜厚25nmの発光層を形成した。発光層における化合物TADF1の濃度を25質量%とし、化合物RDの濃度を1質量%とし、化合物HOSTの濃度を74質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物ET1を蒸着し、膜厚10nmの第一電子輸送層(正孔障壁層と称する場合もある。)を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET2を蒸着し、膜厚30nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例1Aに係る有機EL素子の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT1:HA(10,97%:3%)/HT1(200)/HT2(10)/HOST:TADF1:RD(25,74%:25%:1%)/ET1(10)/ET2(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
同じく括弧内において、パーセント表示された数字(97%:3%)は、正孔注入層における化合物HT1及び化合物HAの割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(74%:25%:1%)は、発光層における化合物HOST、化合物TADF1、及び化合物RDの割合(質量%)を示す。
〔実施例2A及び比較例1B〕
実施例2A及び比較例1Bの有機EL素子は、実施例1Aの発光層における化合物TADF1を表1に記載の化合物に置き換えたこと以外、実施例1Aと同様にして作製した。
実施例2A及び比較例1Bの有機EL素子は、実施例1Aの発光層における化合物TADF1を表1に記載の化合物に置き換えたこと以外、実施例1Aと同様にして作製した。
<有機EL素子の評価>
実施例1A~2A及び比較例1Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。なお、比較例1Bで使用した化合物Ref-3は、第一の化合物の一般式に該当しないが、便宜的に実施例1Aの化合物TADF1と同じ列に表記する。
実施例1A~2A及び比較例1Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。なお、比較例1Bで使用した化合物Ref-3は、第一の化合物の一般式に該当しないが、便宜的に実施例1Aの化合物TADF1と同じ列に表記する。
・外部量子効率EQE
電流密度が0.1mA/cm2、又は10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
以下では、電流密度が0.1mA/cm2のときの外部量子効率EQE(%)を「低電流時のEQE(%)」と称する。電流密度が10mA/cm2のときの外部量子効率EQE(%)を「高電流時のEQE(%)」と称する。
電流密度が0.1mA/cm2、又は10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
以下では、電流密度が0.1mA/cm2のときの外部量子効率EQE(%)を「低電流時のEQE(%)」と称する。電流密度が10mA/cm2のときの外部量子効率EQE(%)を「高電流時のEQE(%)」と称する。
下記数式(数100)を用いて、比較例1Bの「低電流時のEQE(%)」を100としたときの各例の「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。
各例の低電流時のEQE(相対値:%)=(各例の低電流時のEQE(%)/比較例1Bの低電流時のEQE(%))×100 (数100)
各例の低電流時のEQE(相対値:%)=(各例の低電流時のEQE(%)/比較例1Bの低電流時のEQE(%))×100 (数100)
下記数式(数101)を用いて、比較例1Bの「高電流時のEQE(%)」を100としたときの各例の「高電流時のEQE(%)」を「高電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。
各例の高電流時のEQE(相対値:%)=(各例の高電流時のEQE(%)/比較例1Bの高電流時のEQE(%))×100 (数101)
各例の高電流時のEQE(相対値:%)=(各例の高電流時のEQE(%)/比較例1Bの高電流時のEQE(%))×100 (数101)
・色度CIEx、CIEy、及び最大ピーク波長λp
分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、色度CIEx、CIEy、及び最大ピーク波長λp(単位:nm)を算出した。
分光放射輝度計CS-2000(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、電流密度が10mA/cm2となるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、色度CIEx、CIEy、及び最大ピーク波長λp(単位:nm)を算出した。
実施例1A~2Aの有機EL素子は、比較例1Bの有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cm2のとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cm2のとき)においても外部量子効率EQEが向上した。
<化合物の評価>
(トルエン溶液の調製)
化合物TADF1を、濃度が5μmol/Lになるように、トルエンに溶解し、化合物TADF1のトルエン溶液を調製した。その後、調液後の溶液を5分間窒素バブリングし、外気が混入しないように密閉した。
化合物TADF2~TADF3及びRef-1~Ref-6のそれぞれについても、化合物TADF1と同様に、トルエン溶液を調製した。その後、調液後の溶液を5分間窒素バブリングし、外気が混入しないように密閉した。
化合物TADF1を、濃度が5μmol/Lになるように、トルエンに溶解し、化合物TADF1のトルエン溶液を調製した。その後、調液後の溶液を5分間窒素バブリングし、外気が混入しないように密閉した。
化合物TADF2~TADF3及びRef-1~Ref-6のそれぞれについても、化合物TADF1と同様に、トルエン溶液を調製した。その後、調液後の溶液を5分間窒素バブリングし、外気が混入しないように密閉した。
(蛍光量子収率(PLQY)の測定)
調製した化合物TADF1~TADF3及びRef-1~Ref-6のトルエン溶液のそれぞれについて、絶対PL(フォトルミネッセンス)量子収率測定装置 Quantaurus-QY(浜松ホトニクス株式会社製)を用いて、PLQYを測定した。
測定結果を、表2に示す。
調製した化合物TADF1~TADF3及びRef-1~Ref-6のトルエン溶液のそれぞれについて、絶対PL(フォトルミネッセンス)量子収率測定装置 Quantaurus-QY(浜松ホトニクス株式会社製)を用いて、PLQYを測定した。
測定結果を、表2に示す。
(化合物の最大ピーク波長)
測定対象となる化合物の5μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の蛍光スペクトル(縦軸:蛍光発光強度、横軸:波長とする。)を測定した。本実施例では、蛍光スペクトルを日立社製の分光光度計(装置名:F-7000)で測定した。なお、蛍光スペクトル測定装置は、ここで用いた装置に限定されない。蛍光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長を最大ピーク波長とした。
測定結果を、表2に示す。
測定対象となる化合物の5μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の蛍光スペクトル(縦軸:蛍光発光強度、横軸:波長とする。)を測定した。本実施例では、蛍光スペクトルを日立社製の分光光度計(装置名:F-7000)で測定した。なお、蛍光スペクトル測定装置は、ここで用いた装置に限定されない。蛍光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長を最大ピーク波長とした。
測定結果を、表2に示す。
(熱活性遅延蛍光性)
・化合物TADF1の遅延蛍光性
遅延蛍光性は図2に示す装置を利用して過渡PLを測定することにより確認した。前記化合物TADF1をトルエンに溶解し、自己吸収の寄与を取り除くため励起波長において吸光度が0.05以下の希薄溶液を調製した。また酸素による消光を防ぐため、試料溶液を凍結脱気した後にアルゴン雰囲気下で蓋付きのセルに封入することで、アルゴンで飽和された酸素フリーの試料溶液とした。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP-8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10-ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定した。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出した。
前記化合物TADF1が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察されるPrompt発光(即時発光)と、当該励起後、即座には観察されず、その後観察されるDelay発光(遅延発光)とが存在する。本実施例における遅延蛍光発光とは、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上を意味する。具体的には、Prompt発光(即時発光)の量をXPとし、Delay発光(遅延発光)の量をXDとしたときに、XD/XPの値が0.05以上であることを意味する。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234-238, 2012” (参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求める
ことができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
化合物TADF1について、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上あることが確認された。
具体的には、化合物TADF1について、XD/XPの値が0.05以上であることが確認された。
・化合物TADF1の遅延蛍光性
遅延蛍光性は図2に示す装置を利用して過渡PLを測定することにより確認した。前記化合物TADF1をトルエンに溶解し、自己吸収の寄与を取り除くため励起波長において吸光度が0.05以下の希薄溶液を調製した。また酸素による消光を防ぐため、試料溶液を凍結脱気した後にアルゴン雰囲気下で蓋付きのセルに封入することで、アルゴンで飽和された酸素フリーの試料溶液とした。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP-8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10-ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定した。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出した。
前記化合物TADF1が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察されるPrompt発光(即時発光)と、当該励起後、即座には観察されず、その後観察されるDelay発光(遅延発光)とが存在する。本実施例における遅延蛍光発光とは、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上を意味する。具体的には、Prompt発光(即時発光)の量をXPとし、Delay発光(遅延発光)の量をXDとしたときに、XD/XPの値が0.05以上であることを意味する。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234-238, 2012” (参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求める
ことができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
化合物TADF1について、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上あることが確認された。
具体的には、化合物TADF1について、XD/XPの値が0.05以上であることが確認された。
・化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6の遅延蛍光性
化合物TADF1に代えて、化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6をそれぞれ用いたこと以外、上記と同様にして化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6の遅延蛍光性を確認した。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6について、XD/XPの値は、いずれも0.05以上であった。
化合物TADF1に代えて、化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6をそれぞれ用いたこと以外、上記と同様にして化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6の遅延蛍光性を確認した。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6について、XD/XPの値は、いずれも0.05以上であった。
(一重項エネルギーS1)
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6の一重項エネルギーS1を、前述の溶液法により測定した。測定結果を、表2に示す。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6の一重項エネルギーS1を、前述の溶液法により測定した。測定結果を、表2に示す。
(ΔST)
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6のT77Kを測定し、その結果と上記の一重項エネルギーS1の値からΔSTを確認した。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6のT77Kは、前述の「三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係」で記載したエネルギーギャップT77Kの測定方法により測定した。
測定結果を、表2に示す。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6のT77Kを測定し、その結果と上記の一重項エネルギーS1の値からΔSTを確認した。
化合物TADF2~3及び比較化合物Ref-1~Ref-6のT77Kは、前述の「三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係」で記載したエネルギーギャップT77Kの測定方法により測定した。
測定結果を、表2に示す。
・表中の説明
「<0.01」は、0.01eV未満であることを表す。
「<0.01」は、0.01eV未満であることを表す。
表2に示すように、実施例1~3の化合物TADF1~TADF3によれば、比較化合物Ref-1~Ref-6に比べて、PLQYが向上した。
実施例1~3の化合物TADF1~TADF3と比較例1~6の化合物Ref-1~Ref-6とは、一般式(110)又は(120)で表される基の有無のみが相違点である。従って、一般式(110)又は(120)で表される基により、PLQYが向上することがわかる。
特に、実施例1と比較例4、5との対比によれば、一般式(120)を有する化合物TADF1に対して、一般式(120)に類似するがZ2の結合位置が異なる化合物Ref-4及びRef-5はPLQYに劣ることがわかる。
また、特に、実施例3と比較例6との対比によれば、一般式(110)として1-ジベンゾフラニル基を有する化合物TADF3に対して、同じジベンゾフラニル基であっても一般式(110)に該当しない4-ジベンゾフラニル基を有する化合物Ref-6はPLQYに劣ることがわかる。
実施例1~3の化合物TADF1~TADF3と比較例1~6の化合物Ref-1~Ref-6とは、一般式(110)又は(120)で表される基の有無のみが相違点である。従って、一般式(110)又は(120)で表される基により、PLQYが向上することがわかる。
特に、実施例1と比較例4、5との対比によれば、一般式(120)を有する化合物TADF1に対して、一般式(120)に類似するがZ2の結合位置が異なる化合物Ref-4及びRef-5はPLQYに劣ることがわかる。
また、特に、実施例3と比較例6との対比によれば、一般式(110)として1-ジベンゾフラニル基を有する化合物TADF3に対して、同じジベンゾフラニル基であっても一般式(110)に該当しない4-ジベンゾフラニル基を有する化合物Ref-6はPLQYに劣ることがわかる。
<化合物の合成>
〔合成実施例1〕
化合物TADF1の合成方法を以下に説明する。
化合物TADF1の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、2-ビフェニルボロン酸(9.7g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で6時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.3gの白色固体を得た。GC-MS(Gas Chromatograph Mass Spectometer)の分析により化合物M-aと同定した(収率97%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-a(11g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、16gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-bと同定した(収率91%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-b(16g、35mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.30g、0.70mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(78mg、0.35mmol)、炭酸カリウム(9.7g、70mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160°Cで3時間撹拌後に室温(25°C)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、10.6gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-cと同定した(収率72%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-c(2.4g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、4.2gの赤色固体を得た。ASAP-MS(Atmospheric Pressure Solid Analysis Probe Mass Spectrometry)の分析によりTADF1と同定した(収率88%)。
〔合成実施例2〕
化合物TADF2の合成方法を以下に説明する。
化合物TADF2の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、1-ナフチルボロン酸(8.4g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で6時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9.6gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-dと同定した(収率77%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(9.2g、35mmol)、化合物M-d(9.6g、35mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.32g、0.35mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.41g、1.4mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.0g、53mmol)及びトルエン100mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、14gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-eと同定した(収率94%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-e(14g、33mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.30g、0.70mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(78mg、0.35mmol)、炭酸カリウム(9.7g、70mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160°Cで3時間撹拌後に室温(25°C)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、11.2gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-fと同定した(収率85%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-f(2.2g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.8gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析によりTADF2と同定した(収率80%)。
〔合成実施例3〕
化合物TADF3の合成方法を以下に説明する。
化合物TADF3の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、1-ジベンゾフラニルボロン酸(10.4g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で8時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.7gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-gと同定した(収率95%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-g(11.2g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、17.7gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-hと同定した(収率98%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-h(17.7g、37.2mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.32g、0.74mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(84mg、0.37mmol)、炭酸カリウム(10.2g、74mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160℃で3時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、14.4gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-iと同定した(収率88%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-i(2.4g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.5gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析によりTADF3と同定した(収率71%)。
〔合成実施例4〕
化合物TADF4の合成方法を以下に説明する。
化合物TADF4の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、9-フェナントレニルボロン酸(10.8g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で6時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.4gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-jと同定した(収率90%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-j(11.6g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、16.4gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-kと同定した(収率89%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-k(16.4g、33.8mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.29g、0.68mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(77mg、0.34mmol)、炭酸カリウム(9.4g、68mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160℃で3時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、10.5gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-lと同定した(収率69%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-l(2.5g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、4.1gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析によりTADF4と同定した(収率84%)。
〔合成実施例5〕
化合物TADF5の合成方法を以下に説明する。
化合物TADF5の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、3-フルオランテンボロン酸(12g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で6時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.7gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-mと同定した(収率85%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-m(12.5g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、16.9gの黄色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-nと同定した(収率87%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-n(16.9g、33.1mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.28g、0.66mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(74mg、0.33mmol)、炭酸カリウム(9.1g、66mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160℃で3時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、14.3gの黄色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-оと同定した(収率91%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-о(2.6g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.0gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析によりTADF5と同定した(収率66%)。
〔比較合成例1〕
比較化合物Ref-1は、WO2020/022378A1に記載の合成実施例21に従って合成した。
比較化合物Ref-1は、WO2020/022378A1に記載の合成実施例21に従って合成した。
〔比較合成例2〕
比較化合物Ref-2は、WO2020/022378A1に記載の合成実施例22に従って合成した。
比較化合物Ref-2は、WO2020/022378A1に記載の合成実施例22に従って合成した。
〔比較合成例3〕
比較化合物Ref-3の合成方法を以下に説明する。
比較化合物Ref-3の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(50g、242mmol)、フェニルボロン酸(32.5g、266mmol)、酢酸パラジウム(1.4g、6.2mmol)、炭酸ナトリウム(50g、484mmol)及びメタノール250mLをいれ、80℃で6時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、39.5gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-E1と同定した(収率80%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(12.9g、49.1mmol)、化合物M-E1(10g、49.1mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.67g、0.74mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.85g、2.95mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(7.1g、73.7mmol)及びトルエン130mLを加えて、60℃で7時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、18gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-E2と同定した(収率93%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-E2(10g、26mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.22g、0.52mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(58mg、0.26mmol)、炭酸カリウム(7.1g、52mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)90mLを加えて、160℃で3時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、7.9gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-E3と同定した(収率87%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-E3(1.9g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF11mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.3gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析により比較化合物Ref-3と同定した(収率52%)。
〔比較合成例4〕
比較化合物Ref-4の合成方法を以下に説明する。
比較化合物Ref-4の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、3-ビフェニルボロン酸(9.7g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で7時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.0gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-pと同定した(収率95%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-p(11g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、15.6gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-qと同定した(収率89%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-q(15g、32mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.27g、0.64mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(72mg、0.32mmol)、炭酸カリウム(8.8g、64mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160°Cで3時間撹拌後に室温(25°C)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、12.8gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-rと同定した(収率94%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-r(2.4g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.7gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析により比較化合物Ref-4と同定した(収率77%)。
〔比較合成例5〕
比較化合物Ref-5の合成方法を以下に説明する。
比較化合物Ref-5の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、4-ビフェニルボロン酸(9.7g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で7時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、12.3gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-sと同定した(収率90%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-s(11g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で4時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、12.4gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-tと同定した(収率71%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-t(12g、26mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.22g、0.52mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(59mg、0.26mmol)、炭酸カリウム(7.2g、52mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160°Cで3時間撹拌後に室温(25°C)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9.4gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-uと同定した(収率85%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-u(2.4g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.6gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析により比較化合物Ref-5と同定した(収率55%)。
〔比較合成例6〕
比較化合物Ref-6の合成方法を以下に説明する。
比較化合物Ref-6の合成方法を以下に説明する。
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、5-ブロモ-2-クロロ-アニリン(10g、49mmol)、4-ジベンゾフラニルボロン酸(10.4g、49mmol)、酢酸パラジウム(0.11g、0.5mmol)、炭酸ナトリウム(10g、98mmol)及びメタノール100mLをいれ、80℃で7時間撹拌した。反応混合物にイオン交換水100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、12.7gの白色固体を得た。GC-MSの分析により化合物M-vと同定した(収率88%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに4-ブロモジベンゾチオフェン(10g、38mmol)、化合物M-v(11.2g、38mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd2dba3)(0.35g、0.38mmol)、トリ-tert-ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t-Bu)3HBF4)(0.44g、1.5mmol)、ナトリウムtert-ブトキシド(NaOtBu)(5.5g、57mmol)及びトルエン120mLを加えて、60℃で7時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.2gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-wと同定した(収率73%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、化合物M-w(13g、27mmol)、1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.23g、0.54mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc)2)(61mg、0.27mmol)、炭酸カリウム(7.5g、54mmol)及びN,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)100mLを加えて、160℃で3時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、8.2gの白色固体を得た。GC-MSの分析により、化合物M-xと同定した(収率69%)。
窒素雰囲気下、50mLの三口フラスコに、1,4-ベンゼンジカルボニトリル,2,3,5-トリ-9H-カルバゾール-9-イル-6-クロロ-(3.0g、4.6mmol)、化合物M-x(2.4g、5.5mmol)、炭酸カリウム(1.1g、8.2mmol)及びDMF20mLをいれ、120℃で4時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液10mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.6gの赤色固体を得た。ASAP-MSの分析により比較化合物Ref-6と同定した(収率74%)。
1…有機EL素子、2…基板、3…陽極、4…陰極、5…発光層、6…正孔注入層、7…正孔輸送層、8…電子輸送層、9…電子注入層。
Claims (44)
- 下記一般式(11)~(13)のいずれかで表される化合物。
(前記一般式(11)~(13)において、
R1~R4は、それぞれ独立に、
下記一般式(1-1)~(1-6)のいずれかで表される基D1であるか、又は
下記一般式(2-1)~(2-4)のいずれかで表される基D2であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D1であり、
R1~R4のうち少なくとも1つは、基D2であり、
基D1が複数存在する場合、複数の基D1は互いに同一又は異なり、
基D2が複数存在する場合、複数の基D2は互いに同一又は異なる。)
(前記一般式(1-1)~(1-6)において、X1~X6は、それぞれ独立に、酸素原子または硫黄原子であり、
R101~R160は、それぞれ独立に、水素原子、置換基、前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
ただし、少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
前記一般式(110)において、
Z1は、環(B)の構成原子であって、炭素原子又は窒素原子であり、
Z1を含む環(B)は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
R10Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成するか、環(B)と、環(B)に隣接する1つのR10Aとが、互いに結合して環を形成するか、又は環(B)と、複数のR10Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上とが、互いに結合して環を形成し、
前記一般式(120)において、
Z2は、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基であり、
Y21~Y24は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR20Aであり、
R20Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、
複数のR20Aのうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
複数のR10Aは、互いに同一又は異なり、
複数のR20Aは、互いに同一又は異なり、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、R161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
前記一般式(1-1)~(1-6)における、前記一般式(110)で表される基及び前記一般式(120)で表される基以外の置換基としてのR101~R160、前記一般式(110)における置換基としてのR10A、前記一般式(120)における置換基としてのR20A、並びに前記一般式(2-1)~(2-4)における置換基としてのR161~R168及びR171~R200は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
シアノ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数2~30のアルキニル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~30のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールシリル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~60のアリールホスホリル基、
ヒドロキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
チオール基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数7~30のアラルキル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ニトロ基、
置換ボリル基、又は
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールチオ基であり、
Rzは、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~30の複素環基、又は
置換もしくは無置換の炭素数1~30のアルキル基であり、
-N(Rz)2における2つのRzは、同一又は異なり、
前記一般式(1-1)~(1-6)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(110)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(120)において、*は、前記一般式(1-1)~(1-6)中における六員環の炭素原子との結合位置を表し、
前記一般式(2-1)~(2-4)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)~(13)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。) - 請求項1に記載の化合物において、
R1~R4の基として、3つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であり、
R1~R4の基として、2つの基D1が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D1は、全てが前記一般式(1-1)~(1-6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基である、
化合物。 - 請求項1または請求項2に記載の化合物において、
R1~R4の基として、3つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた3つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であり、
R1~R4の基として、2つの基D2が選ばれたとき、その選ばれた2つの基D2は、全てが前記一般式(2-1)~(2-4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基である、
化合物。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(1-1)におけるR107~R110のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-2)におけるR116~R119のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-3)におけるR126~R129のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-4)におけるR135~R138のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、
前記一般式(1-5)におけるR145~R148のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であるか、又は
前記一般式(1-6)におけるR157~R160のいずれか1つが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の化合物において、
前記基D2は、前記一般式(2-1)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の化合物において、
R1~R4のうち1つのみが、前記基D1である、
化合物。 - 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の化合物において、
R1~R4のうち2つのみが、前記基D1である、
化合物。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の化合物において、
前記基D1は、前記一般式(1-4)又は(1-5)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の化合物において、
前記基D2におけるR161~R168及びR171~R200は、水素原子である、
化合物。 - 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の化合物において、
R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基、又は前記一般式(120)で表される基であり、
R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基であり、
R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基又は一般式(120)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の化合物において、
少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(110)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の化合物において、
R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であり、
R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基であり、
R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(110)で表される基である、
化合物。 - 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(110)におけるZ1は、炭素原子である、
化合物。 - 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(111)~(117)のいずれかで表される基である、
化合物。
(前記一般式(111)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31~Y33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A及びR30Aは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR30A及び1つ又は複数のR10Aからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A及び置換基としてのR30Aは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(112)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z11及びY31は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y34及びY35は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(113)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y38は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y36及びY37は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(114)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z12は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y39は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
Y32及びY33は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(115)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y42及びY43は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(116)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z13は、NR30B又はCR30CR30Dであり、
Y48及びY49は、それぞれ独立に、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)(前記一般式(117)において、
Y12~Y14は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR10Aであり、
Z14及びY45は、それぞれ独立に、窒素原子又はCR30Aであり、
Y46は、NR30B、酸素原子、硫黄原子、又はCR30CR30Dであり、
R10A、R30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、1つ又は複数のR10A、1つ又は複数のR30A、1つ又は複数のR30B、1つ又は複数のR30C及び1つ又は複数のR30Dからなる群のうちの隣接する2つ以上からなる組の1組以上が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR10A並びに置換基としてのR30A、R30B、R30C及びR30Dは、それぞれ独立に、前記一般式(110)における置換基としてのR10Aと同義である。)
(前記一般式(111)~(117)において、複数のR10Aが存在する場合、複数のR10Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Aが存在する場合、複数のR30Aは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Bが存在する場合、複数のR30Bは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Cが存在する場合、複数のR30Cは、互いに同一であるか又は異なり、複数のR30Dが存在する場合、複数のR30Dは、互いに同一であるか又は異なる。) - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(110)におけるY12~Y14は、CR10Aであり、
前記一般式(120)におけるY21~Y24は、CR20Aである、
化合物。 - 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(110)で表される基は、下記一般式(b1)~(b14)のいずれかで表される基である、
化合物。
(前記一般式(b1)~(b14)において、Raは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するRaからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成し、
複数のRaは、互いに同一または異なり、
Rbは、水素原子又は置換基であり、
Rc及びRdは、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのRa、Rb、Rc及びRdは、前記一般式(110)中、置換基としてのR10Aと同義である。) - 請求項17に記載の化合物において、
隣接するRaからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成せず、
Rc及びRdからなる組が互いに結合して環を形成しない、
化合物。 - 請求項1から請求項18のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(110)で表される基は、
置換もしくは無置換のナフチル基、
置換もしくは無置換のフェナントリル基、
置換もしくは無置換のクリセニル基、
置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、
置換もしくは無置換のベンゾクリセニル基、
置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、
置換もしくは無置換のフルオレニル基、
置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、
置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、
置換もしくは無置換のフルオランテニル基
置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、
置換もしくは無置換のジベンゾチエニル基、又は
置換もしくは無置換のカルバゾリル基である、
化合物。 - 請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の化合物において、
少なくとも1つの基D1において、R101~R160の少なくとも1つが前記一般式(120)で表される基である、
化合物。 - 請求項20に記載の化合物において、
R1~R4のうち、1つが基D1である場合、1つの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であり、
R1~R4のうち、2つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基であり、
R1~R4のうち、3つが基D1である場合、それぞれの基D1において、R101~R160の1つのみが前記一般式(120)で表される基である、
化合物。 - 請求項20または請求項21に記載の化合物において、
前記一般式(120)におけるZ2は、
置換もしくは無置換のフェニル基、
置換もしくは無置換のナフチル基、
置換もしくは無置換のアントリル基、
置換もしくは無置換のフェナントリル基、
置換もしくは無置換のピレニル基、
置換もしくは無置換のクリセニル基、
置換もしくは無置換のベンゾフェナントリル基、
置換もしくは無置換のベンゾクリセニル基、
置換もしくは無置換のベンゾアントリル基、
置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、
置換もしくは無置換のフルオレニル基、
置換もしくは無置換の9,9-ジメチルフルオレニル基、
置換もしくは無置換のベンゾフルオレニル基、
置換もしくは無置換のジベンゾフルオレニル基、
置換もしくは無置換のビフェニル基、
置換もしくは無置換のターフェニル基、
置換もしくは無置換のクォーターフェニル基、
置換もしくは無置換のフルオランテニル基
置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、
置換もしくは無置換のジベンゾチエニル基、
置換もしくは無置換のカルバゾリル基
置換もしくは無置換のピリジル基、
置換もしくは無置換のピリミジニル基、又は
置換もしくは無置換のトリアジニル基である、
化合物。 - 請求項20から請求項22のいずれか一項に記載の化合物において、
前記一般式(120)におけるZ2は、下記一般式(Z21)~(Z31)のいずれかで表される基である、
化合物。
(前記一般式(Z-21)~(Z-31)において、Reは、水素原子もしくは置換基であるか、又は隣接するReからなる組のうち1組以上の組が互いに結合して環を形成し、複数のReは、互いに同一または異なり、
Re1及びRe2は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はRe1及びRe2からなる組が互いに結合して環を形成し、
Re3は、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのRe、Re1、Re2及びRe3は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中、置換基としてのR20Aと同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(120)中における六員環の炭素原子との結合位置を表す。) - 請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の化合物において、
前記基D1におけるX1~X6は、酸素原子である、
化合物。 - 請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の化合物において、
前記基D1におけるX1~X6は、硫黄原子である、
化合物。 - 請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の化合物において、
前記化合物は、前記一般式(11)で表される化合物である、
化合物。 - 請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の化合物において、
前記化合物は、前記一般式(12)で表される化合物である、
化合物。 - 請求項1から請求項26のいずれか一項に記載の化合物において、
前記化合物は、前記一般式(13)で表される化合物である、
化合物。 - 請求項1から請求項29のいずれか一項に記載の化合物において、
R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5~14の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、
-N(Rz)2で表される基、
置換もしくは無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基である、
化合物。 - 請求項1から請求項30のいずれか一項に記載の化合物において、
R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、
水素原子、
ハロゲン原子、
無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、
無置換の環形成原子数5~14の複素環基、
無置換の炭素数1~6のアルキル基、
無置換の炭素数1~30のハロゲン化アルキル基、
無置換の炭素数3~6のアルキルシリル基、
無置換の炭素数1~6のアルコキシ基、
無置換の環形成炭素数6~14のアリールオキシ基、
無置換の炭素数2~12のアルキルアミノ基、
無置換の炭素数1~6のアルキルチオ基、又は
無置換の環形成炭素数6~14のアリールチオ基である。
化合物。 - 請求項1から請求項31のいずれか一項に記載の化合物において、
R101~R160、R161~R168、R171~R200、R10A及びR20Aは、それぞれ独立に、
水素原子、
無置換の環形成炭素数6~14のアリール基、
無置換の環形成原子数5~14の複素環基、または
無置換の炭素数1~6のアルキル基である、
化合物。 - 請求項1から請求項32のいずれか一項に記載の化合物において、
R101~R160は、前記一般式(110)で表される基及び(120)で表される基以外は水素原子であり、かつ
R161~R168及びR171~R200は水素原子である、
化合物。 - 請求項1から請求項33のいずれか一項に記載の化合物において、
R10A及びR20Aは水素原子であり、
前記環(B)は、無置換の環形成炭素数6~30の芳香族炭化水素環、又は無置換の環形成炭素数5~30の複素環であり、
Z2は、無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、又は無置換の環形成原子数5~30の複素環基である、
化合物。 - 請求項1から請求項34のいずれか一項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
- 陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、
を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物を含み、
前記第一の化合物は、請求項1から請求項34のいずれか一項に記載の化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項36に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層は、発光層である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項36または請求項37に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層は、前記第一の化合物と、さらに第二の化合物とを含み、
前記第二の化合物は、蛍光発光性の化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項38に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、前記第二の化合物の一重項エネルギーS1(Mat2)とが、下記数式(数1)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
S1(Mat1)>S1(Mat2) (数1)
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項38または請求項39に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層は、前記第一の化合物及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、
前記第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、前記第三の化合物の一重項エネルギーS1(Mat3)とが、下記数式(数2)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
S1(Mat3)>S1(Mat1) (数2) - 請求項36または請求項37に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層は、前記第一の化合物と、さらに第四の化合物とを含み、
前記第一の化合物の一重項エネルギーS1(Mat1)と、前記第四の化合物の一重項エネルギーS1(Mat4)とが、下記数式(数3)の関係を満たす、
有機エレクトロルミネッセンス素子。
S1(Mat4)>S1(Mat1) (数3) - 請求項36から請求項41のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の有機層は、金属錯体を含まない、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項36から請求項42のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
前記第一の化合物は、遅延蛍光性の化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 請求項36から請求項43のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
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