CN110225906A - 有机发光元件、用于该有机发光元件的发光材料及化合物 - Google Patents

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Abstract

本发明若使用如下化合物，则能够提供一种发光效率较高的有机发光元件，所述化合物含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑‑9‑基与哈米特的σp为正的结构单元(其中芳香族烃基除外)直接键合或经由π共轭连接基团键合而成的结构，且所述咔唑‑9‑基的至少一部分与所述哈米特的σp为正的结构单元的至少一部分及在存在所述π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统。

Description

有机发光元件、用于该有机发光元件的发光材料及化合物
技术领域
本发明涉及一种发光效率较高的有机发光元件。并且，也涉及一种用于该有机发光元件的发光材料与化合物。
背景技术
正在积极地进行提高有机电致发光元件(有机EL元件)等有机发光元件的发光效率的研究。尤其，通过新开发并组合构成有机电致发光元件的电子传输材料、空穴传输材料及发光材料等，已进行了提高发光效率的各种尝试。其中，也看到关于利用具有被全氟烷基取代的咔唑基的化合物的有机电致发光元件的研究。
例如，在非专利文献1中记载有可使用3,5,3',5'-四甲基-4,4'-双{(2,7-二-三氟甲基)咔唑-9-基}联苯作为有机电致发光元件的基质材料。
在专利文献1中记载有将下述通式(3)所表示的氰苯衍生物用作有机发光元件的发光材料。在此，在通式(3)中，规定R81～R85中的一个为氰基，R81～R85中的两个为可被特定取代基取代的9-咔唑基，其他两个表示氢原子。并且，在同一文献中，可在9-咔唑基上取代的取代基组中可列举卤素原子与烷基、包含取代基组中列举的基团的组合的取代基。
[化学式1]
在专利文献2中记载有下述化合物F-9作为荧光发光性掺杂剂。并且，在同一文献中记载有将下述通式(I)所表示的主体化合物用于有机电致发光元件的发光层。在此，规定X101表示NR101、氧原子、硫原子、CR102R103或SiR102R103，y1～y8表示CR104或氮原子，R101～R104表示氢原子或取代基，Ar101及Ar102表示芳香环。并且，在同一文献中记载有：R101～R104所表示的取代基组中列举有芳香族烃环基、氟甲基及氰基，取代基可进一步被取代基组中的取代基取代。
[化学式2]
在非专利文献2中记载有作为组合三氟甲基苯与咔唑基的材料的4CzCF3Ph及5CzCF3Ph。
[化学式3]
在专利文献3中记载有将(1)式所表示的供体-受体型的材料用作有机发光元件的发光材料。作为具体例，记载有通式(206)。Z1、Z2表示氢原子、氰基、可被取代的芳基或可被取代的杂芳基。
[化学式4]
以往技术文献
非专利文献
非专利文献1：Chem.Mater.2015,27,1772-1779
非专利文献2：Chem.Commun.2015,51,13024-13027
专利文献
专利文献1：日本专利第5366106号公报
专利文献2：国际公开第2015/022987号手册
专利文献3：国际公开第2016/181846号手册
发明内容
发明要解决的技术课题
如上所述，各文献中记载有包含具有被全氟烷基取代的咔唑基的化合物或具有此种结构的化合物的通式。然而，本发明人等对各文献中记载的化合物的发光特性进行评价，结果判定均非充分令人满意。
首先，非专利文献1中记载的3,5,3',5'-四甲基-4,4'-双{(2,7-二-三氟甲基)咔唑-9-基}联苯被假定用作有机电致发光元件的基质材料，在同一文献中并无任何关于其发光特性的记载。并且，认为因该化合物在分子内不具有受体性基，因此无法有效分离HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital，最高占用分子轨道)与LUMO(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital，最低未占用分子轨道)，无法期待通过HOMO与LUMO的分离而带来的较高的发光效率。
关于专利文献2的化合物F-9，实际制作在发光层中含有该化合物的有机电致发光元件并评价发光特性，结果判定未获得充分的发光效率。并且，专利文献2的通式(I)所表示的化合物被用作主体化合物，在同一文献中并没有进行有关其发光特性的任何研究。并且，通式(I)包含极广范围的化合物，具有被全氟烷基取代的咔唑基的化合物也包含在该范围中，但同一文献中记载的通式(I)所表示的化合物的具体例中不存在具有被全氟甲基取代的咔唑基的化合物。
另一方面，在专利文献1中记载有将通式(3)所表示的化合物(具有咔唑-9-基的氰苯衍生物)用作发光材料。然而，在同一文献中并未记载有全氟烷基作为咔唑-9-基的较佳的取代基，具有这种结构的化合物的具体例也未被记载。
在非专利文献2中记载的4CzCF3Ph及5CzCF3Ph是使用全氟甲基苯作为电子受体，使用咔唑基作为电子供体的发光材料。这些化合物在受体中使用全氟甲基，但关于全氟甲基在咔唑基上的取代没有进行任何研究。
在专利文献3中记载有将通式(206)所表示的化合物用作发光材料。其中记载了作为含有咔唑基的供体性基的修饰基，优选为供电子性的修饰基，但关于作为电子吸引性的修饰基的全氟烷基并无记载。
在这种情况中，关于专利文献1中记载的化合物，本发明人等进一步进行研究，结果判定具有芳香环被如氰基或全氟甲基、三嗪基等的受体基与咔唑-9-基取代的结构的化合物若能够进一步降低HOMO能级与LUMO能级，则更加有用。若HOMO能级与LUMO能级降低，则不易氧化，因此若尤其发光材料的LUMO能级降低，则期待其发光过程中生成的自由基物种或激子与水或氧的反应所导致的劣化得以抑制。并且，通过使HOMO能级与LUMO能级一同降低，可抑制HOMO-LUMO间隙变窄所导致的发光的波长增加，在考虑发光波长的波长变短并赋予耐氧化性的情况下变得有利。因此，通过一同降低HOMO能级与LUMO能级，期待实现更有用的发光材料。然而，在非专利文献1、2，专利文献1、2、3中并无涉及进一步降低HOMO能级与LUMO能级的对策的记载。
本发明等人考虑这些以往技术的课题，关于具有芳香环被咔唑-9-基与受体基取代的结构的化合物，以加深HOMO能级与LUMO能级，获得较高的发光效率为目的而进行研究。并且，也以导出作为发光材料而有用的化合物的通式，进一步使发光效率较高的有机发光元件的结构普及为目的而进行深入研究。
用于解决技术课题的手段
本发明等人为达成上述目的而进行深入研究，结果发现在咔唑-9-基与哈米特的σp为正的结构单元形成π电子共轭系统的化合物中，若该咔唑-9-基的2位和7位的两者被全氟烷基取代，则与咔唑-9-基未被全氟烷基取代的化合物相比，HOMO能级与LUMO能级一同降低，同时发光效率显著提高，发光波长变短，获得半值宽度较窄的发光光谱。并且，确认这样的特定位置被全氟烷基取代的咔唑-9-基与哈米特的σp为正的结构单元形成π电子共轭系统的化合物作为有机电致发光元件的发光材料而极其有用。而且发现该化合物中有作为延迟荧光材料而有用的化合物，确认可低价地提供发光效率较高的有机发光元件。本发明等人基于这些见解，提供以下本发明作为解决上述课题的方法。
[1]一种化合物，其含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基与哈米特的σp为正的结构单元(其中芳香族烃基除外)直接键合或经由π共轭连接基团键合而成的结构，且所述咔唑-9-基的至少一部分与所述哈米特的σp为正的结构单元及在存在所述π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统。
[2]根据[1]所述的化合物，其特征在于，
具有下述通式(1)所表示的结构：
通式(1)
(D)m-A
[通式(1)中，D表示哈米特的σp为负的基团，A表示由哈米特的σp为正的结构单元组成的基团；m表示1以上的整数；m为2以上时多个D可相同也可不同；D的至少一个为含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的基团；所述咔唑-9-基的至少一部分与构成所述A的芳香族烃基以外的结构的至少一部分及在存在连结所述咔唑-9-基与所述结构的连接基团的情况下的该连接基团形成π电子共轭系统]。
[3]根据[2]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的D的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
[4]根据[2]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的D的全部为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
[5]根据[2]至[4]中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香环。
[6]根据[5]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香族烃环。
[7]根据[5]或[6]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香族杂环。
[8]根据[2]至[7]中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有氟原子、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、氧化膦基、磺酰基、全氟烷基、氧化膦基、酰胺基、烷氧基、吡啶基、嘧啶基或三嗪基。
[9]根据[2]至[8]中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A不含溴原子、碘原子或硝基。
[10]根据[2]至[9]任一项所述的化合物，其特征在于，
所述咔唑-9-基与构成所述A的芳香族烃基以外的结构经由芳香环而连结。
[11]根据[2]所述的化合物，其中，所述通式(1)所表示的化合物为下述通式(2)所表示的化合物：
[化学式5]
通式(2)
[通式(2)中，Z表示氰基、全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基或者被取代或未被取代的嘧啶基，R1～R5的至少一个表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，剩余的R1～R5分别独立地表示氢原子或取代基]。
[12]根据[11]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R2为氰基或全氟烷基。
[13]根据[12]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R1、R3～R5为所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
[14]根据[11]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R3为氰基或全氟烷基。
[15]根据[14]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R1、R2、R4及R5为所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
[16]根据[1]至[15]中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基具有下述通式(11)所表示的结构：
[化学式6]
通式(11)
[通式(11)中，R21、R23～R26、R28分别独立地表示氢原子或取代基，R22与R27表示全氟烷基]。
[17]根据[16]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R21、R23～R26、R28中的至少一个为被取代或未被取代的咔唑基。
[18]根据[17]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R23为被取代或未被取代的咔唑基。
[19]根据[17]所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R23及R26为被取代或未被取代的咔唑基。
[20]根据[17]至[19]中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述咔唑基被氰基取代。
[21]根据[2]至[20]中任一项所述的化合物，其特征在于，
通式(1)所表示的化合物的分子内存在的咔唑环的数量为4个以下。
[22]一种发光材料，其含有[1]至[21]中任一项所述的化合物。
[23]一种有机发光元件，其特征在于，含有[1]至[21]中任一项所述的化合物。
[24]一种有机发光元件，其特征在于，在基板上具有含有[1]至[21]中任一项所述的化合物的发光层。
[25]根据[23]或[24]所述的有机发光元件，其特征在于，
所述有机发光元件放射延迟荧光。
[26]根据[23]至[25]中任一项所述的有机发光元件，其特征在于，
所述有机发光元件为有机电致发光元件。
[27]一种延迟荧光体，其具有下述通式(1)所表示的结构：
通式(1)
(D)m-Ar-(A)n
[通式(1)中，Ar表示芳香环，D表示哈米特的σp为负的取代基，A表示哈米特的σp为正的取代基；m与n分别独立地表示1以上的整数，但m+n不超过在Ar的芳香环上能够的取代基数的最大值；D的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基]。
发明效果
对本发明的化合物而言，HOMO能级与LUMO能级均较深，具有较高的发光效率。因此，本发明的化合物作为发光材料而有用，通过用作有机发光元件的发光材料，能够实现具有优异的发光特性的有机发光元件。并且，本发明的化合物能够放射延迟荧光，因此可用作延迟荧光体。通过将由本发明的化合物组成的延迟荧光体用于有机发光元件，能够实现发光效率极高的有机发光元件。
附图说明
图1是表示有机电致发光元件的层构成例的概略剖视图。
图2是化合物1的1H NMR光谱。
图3是化合物2的1H NMR光谱。
图4是化合物4的1H NMR光谱。
图5是化合物1的掺杂膜的发光强度的瞬态衰变曲线。
图6是表示化合物1及比较化合物2的光致发光量子产率的温度依存性的图表。
图7是表示化合物2及比较化合物4的光致发光量子产率的温度依存性的图表。
图8是表示对化合物1、比较化合物5及比较化合物6的各密封元件，连续照射365nm激发光时的发光强度的随时间变化的图表。
图9是表示使用了化合物1的有机电致发光元件的电流密度-电压-亮度特性的图表。
图10是使用了化合物1及比较化合物2的有机电致发光元件的发光光谱。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细说明。以下记载的构成要件的说明存在基于本发明的代表性的实施方式或具体例而完成的情况，但本发明不受这种实施方式或具体例的限定。另外，本说明书中使用“～”所表示的数值范围是指将“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
[本发明的化合物]
本发明的化合物是含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基与哈米特的σp为正的结构单元(其中芳香族烃基除外)直接键合或经由π共轭连接基团键合而成的结构，且所述咔唑-9-基的至少一部分与所述哈米特的σp为正的结构单元及在存在所述π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统的化合物。本发明的发光材料的特征在于含有这种本发明的化合物，并且，本发明的有机发光元件的特征也在于含有这种本发明的化合物。
本发明的化合物具有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，这里所说的全氟烷基是键合于烷基的碳原子的全部氢原子被取代为氟原子的基团，可为直链状、支链状及环状中的任一个。全氟烷基的碳原子数并无特别限制，优选为1～6，更优选为1～3。作为具体例，能够列举：三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基、九氟丁基、九氟叔丁基、十一氟戊基、十三氟己基、十一氟环己基。
2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基优选为具有下述通式(11)所表示的结构。
[化学式7]
通式(11)中，R21、R23～R26、R28分别独立地表示氢原子或取代基，R22及R27表示全氟烷基。
R21、R23～R26、R28中具有取代基时，任一个可为取代基，取代基的数量并无特别限制。例如，R21、R23～R26及R28中的取代基的数量优选为0～4个，更优选为0～2个，例如0个也优选。在R21、R23～R26及R28中的取代基的数量为0个的情况下，通式(11)所表示的基团的哈米特的σp为-0.4左右。R21、R23～R26及R28中的两个以上为取代基时，该两个以上的取代基相互可相同也可不同，但优选为相同。并且，在R21、R23～R26及R28中具有取代基的情况下，优选为R23～R26中的至少一个为取代基。例如能够优选例示R23与R26为取代基的情况、R24与R25为取代基的情况，尤其优选为R23与R26为取代基。通过使R23与R26为取代基，存在改善化合物的耐氧化性的倾向。推测通过以取代基保护咔唑-9-基的3位和6位而使的不易受到氧化，可抑制化合物的二聚化，提高稳定性。R23与R26所表示的取代基优选为碳原子数为1～10的烷基、芳基或杂芳基，更优选为碳原子数为1～5的烷基或芳基，进一步优选为甲基、叔丁基、苯基。
R21、R23～R26及R28作为取代基表示全氟烷基的情况也包含在本发明中。其中，较使用R23及R26为全氟烷基的化合物的有机发光元件，使用R23及R26并非全氟烷基的化合物的有机发光元件的性能更优异。
作为通式(11)的R21、R23～R26及R28可取的取代基，例如可列举：羟基、卤素原子、氰基、碳原子数1～20的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数1～20的烷硫基、碳原子数1～20的烷基取代氨基、碳原子数2～20的酰基、碳原子数6～40的芳基、碳原子数3～40的杂芳基、碳原子数12～40的二芳基氨基、碳原子数12～40的被取代或未被取代的咔唑基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数2～10的烷氧基羰基、碳原子数1～10的烷基磺酰基、碳原子数1～10的卤烷基、酰胺基、碳原子数2～10的烷基酰胺基、碳原子数3～20的三烷基硅烷基、碳原子数4～20的三烷基硅烷基烷基、碳原子数5～20的三烷基硅烷基烯基、碳原子数5～20的三烷基硅烷基炔基及硝基等。这些具体例中，进一步可通过取代基而取代可被取代。更优选的取代基为：卤素原子、氰基、碳原子数1～20的被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数6～40的被取代或未被取代的芳基、碳原子数3～40的被取代或未被取代的杂芳基、碳原子数12～40的被取代或未被取代的二芳基氨基、碳原子数12～40的被取代或未被取代的咔唑基。进一步优选的取代基为：氟原子、氯原子、氰基、碳原子数1～10的被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～10的被取代或未被取代的烷氧基、碳原子数1～10的被取代或未被取代的二烷基氨基、碳原子数6～15的被取代或未被取代的芳基、碳原子数3～12的被取代或未被取代的杂芳基。
其中，通式(11)的R23及R26优选为取代基，更优选为碳原子数1～20的烷基、碳原子数6～40的芳基，进一步优选为碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～15的芳基。
本说明书中所说的烷基可为直链状、支链状及环状中的任一个，更优选为碳原子数1～6，作为具体例，能够列举：甲基、乙基、丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、异丙基、环己基。烷氧基可为直链状、支链状及环状中的任一个，更优选为碳原子数1～6，作为具体例，能够列举：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、异丙氧基。二烷基氨基的两个烷基相互可相同也可不同，但优选为相同。二烷基氨基的两个烷基分别独立为直链状、支链状及环状中的任一个，更优选为碳原子数1～6，作为具体例，能够列举：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基。芳基可为单环也可为稠环，作为具体例，能够列举：苯基、萘基。杂芳基也同样可为单环也可为稠环，作为具体例，可列举：吡啶基、哒嗪、嘧啶基、三嗪基、三唑基、苯并三唑基、咔唑基。这些杂芳基可为经由杂原子而键合的基团，也可为经由构成杂芳环的碳原子而键合的基团。该段落中记载的基团中存在的氢原子的一部分或全部可被取代基取代。例如，烷基、芳基、杂芳基的氢原子的一部分或全部可被氟原子取代。
并且，R21、R23～R26及R28中的至少一个例如能够设为咔唑基，作为咔唑基，能够例示：咔唑-2-基、咔唑-3-基、咔唑-9-基。通过使R21、R23～R26及R28中的至少一个为咔唑基，HOMO广泛非定域化，由此能够提高材料的发光特性及稳定性。R21、R23～R26及R28中的至少一个为咔唑基时，该咔唑基可未被取代，也可被取代基取代。优选使用被哈米特的σp为正的基团取代的咔唑基。由此，能够抑制被全氟烷基取代的咔唑基与R21、R23～R26及R28上取代的咔唑基之间的电荷转移，获得更高效率的发光。例如能够例示被全氟烷基或氰基取代的咔唑基。在R21、R23～R26及R28所表示的咔唑基被全氟烷基或氰基取代的情况下，该全氟烷基或氰基的取代位置并无特别限制，例如能够例示如下方式：咔唑-2-基中设为6位及8位中的至少一者，咔唑-3-基中设为7位，咔唑-9-基中为2位及7位中的至少一者。在R21、R23～R26及R28所表示的咔唑基的3位、6位及9位可被取代的情况下，作为取代基，例如能够例示碳原子数1～20的烷基、碳原子数6～40的芳基，更限定化而言，能够例示碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～15的芳基。若3位、6位级9位被取代，则不易受到氧化，能够抑制二聚化，因此在稳定性的方面而言优选。并且，R21、R23～R26及R28中咔唑基例如能够设为R23～R26中的至少一个，也可为R23与R26。其中，就实用性的观点而言，通式(1)所表示的化合物的分子内存在的咔唑环的数量优选为4个以下。
本发明的化合物具有哈米特的σp为正的结构单元。这里所说的“哈米特的σp为正的结构单元”是指拉电子性的结构单元，例如不包含如拉电子性的结构单元被供电子性的结构单元取代的原子团那样，同时含有拉电子性结构单元与供电子性结构单元但整体仍显示拉电子性的原子团。在这种原子团包含于本发明的化合物的结构的一部分中的情况下，假定该原子团中所含的供电子性结构单元被氢原子取代的假想原子团，基于这种假想原子团的哈米特的σp为正而判断该假想原子团中所含的拉电子性结构单元为哈米特的σp为正的结构单元。作为哈米特的σp为正的结构单元(即拉电子性结构单元)的优选具体例，能够例示：芳香族杂环基(例如吡啶环基、嘧啶环基、三嗪环基)、氰基、-CO-、-SO2-等。另外，虽然如包含苯环的基团那样，芳香族烃环基也包含在哈米特的σp为正的结构单元，但本发明的化合物是除这种芳香族烃环基以外具有至少一个哈米特的σp为正的结构单元者。
哈米特的σp由L.P.Hammett提出，定量化对位取代苯甲酸的取代基对酸解离平衡产生的影响。具体而言，对位取代苯甲酸的取代基与酸解离平衡常数之间成立的下述式：
σp＝logKx－logKH
中取代基所特有的常数(σp)。上式中，KH表示不具有取代基的苯甲酸的酸解离平衡常数，KX表示对位被取代基取代的苯甲酸的酸解离平衡常数。关于哈米特的σp的说明与各取代基的数值可参考Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165-195(1991)。
哈米特的σp为正值表示该取代基为受体性基(拉电子性基)，哈米特的σp为负值表示该取代基为供体性基(供电子性基)。
本发明的化合物中所含的哈米特的σp为正的结构单元中，哈米特的σp优选为0.05以上，更优选为0.1以上，进一步优选为0.3以上。作为哈米特的σp为正的取代基的优选例，例如能够列举：氟原子、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、氧化膦基、磺酰基、全氟烷基、氧化膦基、酰胺基、烷氧基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基等，这些只要不被供电子性基取代，则能够视为上述“哈米特的σp为正的结构单元”。另外，就发光性、耐久性、电化学稳定性的方面而言，作为哈米特的σp为正的结构单元，优选选择溴原子、碘原子及硝基以外的结构单元，但在即使具有溴原子、碘原子及硝基，也不会对发光性、耐久性及电化学稳定性带来损害实用性的程度的不良影响的情况下，也可选择这些结构单元。
本发明的化合物中，含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基与哈米特的σp为正的结构单元(其中芳香族烃基除外)直接键合或经由π共轭连接基团键合而成的结构。并且，咔唑-9-基的至少一部分与哈米特的σp为正的结构单元及在存在π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统。作为π共轭连接基团，只要为可形成π电子共轭系统者，则其种类并无特别限制，可使用σ轨道的电子与空间上处于临近位置的π*轨道或空p轨道进行相互作用所引起的超共轭。具体而言，优选使用芳香族烃连接基团或超共轭性的亚甲(CH2)基或CF2基、C(CF3)2基等作为π共轭连接基团。构成芳香族烃连接基团的芳香族烃环优选为其碳原子数为6～40，更优选为苯环或具有多个苯环缩合而成的结构的缩合环。作为芳香族烃环，例如能够列举：苯环、萘环、茀环、菲环、蒽环、联三亚苯环、芘环、环、稠四苯环、苯并芘环、苝环、蔻环、碗烯环、萉环、三角烯环等，优选为苯环、萘环，更优选为苯环。作为芳香族烃连接基团的具体例，能够列举：亚苯基、1,2-亚萘基、1,3-亚萘基、1,4-亚萘基、1,5-亚萘基、1,8-亚萘基、2,3-亚萘基、2,6-亚萘基、2,7-亚萘基等。
[通式(1)所表示的化合物]
本发明的化合物优选具有下述通式(1)所表示的结构。并且，本发明的发光材料优选含有下述通式(1)所表示的化合物。而且，本发明的有机发光元件优选包含下述通式(1)所表示的化合物。以下对通式(1)所表示的化合物进行说明。
通式(1)
(D)m-A
通式(1)中，D表示哈米特的σp为负的基团。D的至少一个为含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的基团。m表示1以上的整数，m优选为2以上，例如也可选择3以上或4以上。m为2以上时，多个D中，2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基可为一个，也可为两个以上。并且，可多个D中全部为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，也可D中的一部分为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，但优选为D中的全部为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。两个以上的D表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基时，这些可相同也可不同，但优选相同。
在m为2以上，且多个D中的一部分为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基时，作为剩余的D可取的哈米特的σp为负的基团，例如能够列举：取代氨基、烷氧基、烷基等。在此，作为取代氨基所具有的取代基，能够列举：碳原子数6～40的芳基、碳原子数1～20的烷基、碳原子数2～10的烯基等，该取代基彼此可相互键合形成杂芳基。作为取代氨基及杂芳基的优选例，能够列举下述通式(12)～(15)所表示的基团。
[化学式8-1]
[化学式8-2]
通式(12)中，R31～R38分别独立地表示氢原子或取代基。其中，R32与R37为全氟烷基以外的取代基。通式(13)～(15)中，R41～R46、R51～R62及R71～R80分别独立地表示氢原子或取代基。通式(12)～(15)所表示的基团具有取代基时的取代位置或取代数量并无特别限制。各基的取代数量优选为0～6个，更优选为0～4个，例如0～2个也优选。具有多个取代基时，这些取代基相互可相同也可不同，但更优选为相同。
在通式(12)所表示的基团具有取代基的情况下，优选为R32～R37中的任一个为取代基。例如能够优选例示R32与R37为取代基的情况、R33与R36为取代基的情况、R34与R35为取代基的情况。
在通式(13)所表示的基团具有取代基的情况下，优选为R42～R46中的任一个为取代基。例如能够优选例示R42为取代基的情况、R43为取代基的情况。
在通式(14)所表示的基团具有取代基的情况下，优选为R52～R60中的任一个为取代基。例如能够优选例示R52～R54中的任一个为取代基的情况、R55～R60中的任一个为取代基的情况。
在通式(15)所表示的基团具有取代基的情况下，优选为R72～R74及R77～R79中的任一个为取代基。例如能够优选例示R72与R79为取代基的情况、R73与R78为取代基的情况，R74与R77为取代基的情况、R72、R74、R77及R79为取代基的情况。尤其，能够更优选例示R74与R77为取代基的情况、R72、R74、R77及R79为取代基的情况。此时的取代基尤其优选为分别独立为碳原子数1～20的被取代或未被取代的烷基、或碳原子数6～40的被取代或未被取代的芳基，进一步更优选为碳原子数1～6的未被取代的烷基、碳原子数6～10的未被取代的芳基、或被碳原子数6～10的芳基取代的碳原子数6～10的芳基。R75与R76可相互键合形成连接基团。构成连接基团的连结链的原子数优选为1或2。作为连结链的具体例，能够列举：-O-、-S-、-C(＝O)-、-N(R81)-、-C(R82)(R83)-、-C(＝O)-N(R84)-。在此R81～R84分别独立地表示氢原子或取代基，作为取代基，能够例示碳原子数1～10的烷基、碳原子数6～14的芳基等。R75与R76可相互键合形成环状结构(螺结构)。
关于通式(12)的R31～R38、通式(13)的R41～R46、通式(14)的R51～R62及通式(15)的R71～R80可取的取代基的优选范围与具体例，能够参考上述通式(11)中的R21、R23～R26、R28的可取的取代基的优选范围与具体例。
通式(1)中，A表示由哈米特的σp为正的结构单元组成的基团。这里所说的“哈米特的σp为正的结构单元”具有上述[本发明的化合物]一栏中记载的含义内容。A可仅由单一的哈米特的σp为正的结构单元组成(拉电子性结构单元)，也可两种以上的哈米特的σp为正的结构单元键合而成。在两种以上的哈米特的σp为正的结构单元键合的情况下，将包含键合的全部哈米特的σp为正的结构单元的原子团视为A。
A优选为含有芳香环作为哈米特的σp为正的结构单元。芳香环可为芳香族烃环，也可为芳香族杂环，但优选为芳香族烃环。关于芳香族烃环，能够参考上述[本发明的化合物]一栏中的说明。芳香族杂环的杂原子优选为N、O、S中的至少任一个。并且，芳香族杂环优选为其碳原子数为3～40，更优选为5元环、6元环、具有5元环与6元环缩合而成的结构的缩合环。作为芳香族杂环，例如能够列举：呋喃环、噻吩环、吡咯环、恶唑环、异恶唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋呫环、吡啶环、哒嗪环、嘧啶环、吡嗪环、三嗪环、噻二唑环、酰亚胺环等，优选为呋喃环、噻吩环、吡咯环、恶唑环、异恶唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、吡唑环、呋呫环、三嗪环、噻二唑环、酰亚胺环。作为通式(1)的A中含有的芳香环所键合的取代基，哈米特的σp为负的取代基相当于D，哈米特的σp为正的取代基视为A的一部分。
通式(1)中，咔唑-9-基的至少一部分与构成A的芳香族烃基以外的结构的至少一部分及在存在连结咔唑-9-基与上述结构的连接基团的情况下的该连接基团形成π电子共轭系统。
通式(1)所表示的化合物优选为下述通式(2)所表示的化合物。
[化学式9]
通式(2)中，Z表示氰基、全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基或者被取代或未被取代的嘧啶基，R1～R5中的至少一个表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，剩余的R1～R5分别独立地表示氢原子或取代基。R1～R5中也分别独立使用氰基、全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基或者被取代或未被取代的嘧啶基。在Z与R1～R5中的任一个为氰基或全氟烷基的情况下，作为成为该基团的组合，能够例示Z与R2的组合、或Z与R3的组合。在Z与R1～R5中的任意两者为氰基或全氟烷基的情况下，作为成为该基团的组合，可例示Z、R1及R2的组合、或Z、R1及R2的组合。在Z与R1～R5中的任意三者为氰基或全氟烷基的情况下，作为成为该基团者的组合，可例示Z、R1及R3与R4的组合。这些中，优选为Z与R2、或Z与R3为氰基或全氟烷基的情况。并且，在Z与R1～R5中的至少一个为选自氰基或全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基、被取代或未被取代的嘧啶基中的基团时，这些基团可相同也可不同。
通式(2)中，R1～R5中的至少一个表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。关于2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的说明与优选范围，能够参考上述[本发明的化合物]一栏中的2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的说明与优选范围。R1～R5的两个以上表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基时，这些可相同也可不同。
在R1～R5中的任一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况下，可为R1～R3中的任一个。在任意两者为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况下，可例示R1与R2的组合、R2与R3的组合、R3与R4的组合、R1与R3的组合、R2与R4的组合等，优选为R2与R3的组合或R3与R4的组合。在任意三者为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况下，可例示R1、R3及R4的组合。在任意四者为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况下，可例示R1、R3、R4及R5的组合、以及R1、R2、R4及R5的组合。
如上所述，通式(2)中，Z表示氰基、全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基、或者被取代或未被取代的嘧啶基，R1～R5中的至少一个表示上述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，剩余的R1～R5分别独立地表示氢原子或取代基。
作为可获取R1～R5的优选取代基、可在三嗪基及嘧啶基上取代的优选取代基，例如可列举：羟基、卤素原子、碳原子数1～20的烷基、碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数1～20的烷硫基、碳原子数1～20的烷基取代氨基、碳原子数2～20的酰基、碳原子数6～40的芳基、碳原子数3～40的杂芳基、碳原子数2～10的烯基、碳原子数2～10的炔基、碳原子数2～10的烷氧基羰基、碳原子数1～10的烷基磺酰基、酰胺基、碳原子数2～10的烷基酰胺基、碳原子数3～20的三烷基硅烷基、碳原子数4～20的三烷基硅烷基烷基、碳原子数5～20的三烷基硅烷基烯基、碳原子数5～20的三烷基硅烷基炔基及硝基等。这些具体例中，进一步通过取代基取代可被取代的基团。更优选的取代基为：羟基、卤素原子、碳原子数1～20的被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～20的被取代或未被取代的烷氧基、碳原子数1～20的被取代或未被取代的二烷基氨基、碳原子数6～40的被取代或未被取代的芳基、碳原子数3～40的被取代或未被取代的杂芳基。进一步优选的取代基为：羟基、氟原子、氯原子、碳原子数1～10的被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～10的被取代或未被取代的烷氧基、碳原子数1～10的被取代或未被取代的二烷基氨基、碳原子数6～15的被取代或未被取代的芳基、碳原子数3～12的被取代或未被取代的杂芳基。进一步更优选为羟基、氟原子、氯原子。
并且，作为可获取R1～R5的优选取代基的例，也能够列举上述通式(12)～(15)所表示的基团。关于通式(12)～(15)所表示的基团的说明与优选范围，能够参考通式(1)中的通式(12)～(15)所表示的基团的说明与优选范围与具体例。
通式(2)中，R1～R5中为氢原子者优选为三个以下，更优选为两个以下，0个也优选。
作为优选组合，例如能够列举：通式(2)的Z与R2为氰基或全氟甲基，R1及R4的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。作为其他优选组合，也能够列举：Z与R3为氰基或全氟甲基，R1、R2、R4、R5中的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。作为更优选组合，例如能够列举：通式(2)的Z为氰基或全氟甲基，R1～R5的全部为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。作为其他更优选组合，也能够列举：Z为氰基或全氟甲基，R1、R2、R4、R5为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。作为进一步其他更优选组合，也能够列举：Z与R2为氰基或全氟甲基，R1、R3、R4、R5为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。作为进一步其他更优选组合，也能够列举：Z与R3为氰基或全氟甲基，R1、R2、R4、R5为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的情况。
通式(2)所表示的化合物能够通过选择2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基在苯环上的取代位置及取代数、或该咔唑基在苯环上的键合部位、导入该咔唑基的咔唑基的取代位置及取代数、或该咔唑基在咔唑基上的键合部位等，而控制分子结构的对称性或线性。例如，若分子的对称性较高，则具有电子的转移机率变高的优点。另一方面，若分子为线性，则极化变大而量子产率变大，因此优选。并且，氰基或全氟烷基、杂环的导入起到增大分子极化的作用。
以下，例示本发明的化合物的具体例，但本发明中可使用的化合物不应根据这些具体例而被限定性解释。另外，图中的Y表示选自氰基或全氟甲基中的取代基。
[化学式10-1]
[化学式10-2]
[化学式10-3]
[化学式10-4]
[化学式10-5]
[化学式10-6]
[化学式10-7]
[化学式10-8]
本发明的化合物的分子量，例如在欲将含有本发明的化合物的有机层通过蒸镀法而进行制膜并使用的情况下，优选为2000以下，更优选为1650以下。分子量的下限值通常为247以上，优选为290以上。
本发明的化合物也可不考虑分子量而通过涂布法成膜。若使用涂布法，则分子量较大的化合物也可成膜。
在此，本发明的化合物通过具有咔唑-9-基被全氟烷基取代的结构，于该咔唑-9-基被如氰基的其他取代基取代的情况相比，具有易于气相沉积，并且易溶于溶剂的特性。因此，通过蒸镀等干式制程及涂布法等湿式制程的任一个，均可以良好的膜质进行制膜。
也考虑应用本发明，将分子内含有多个本发明的化合物的特征性结构的化合物用于有机发光元件的发光层。
例如，考虑将使具有本发明的化合物的特征性结构的聚合物单体聚合而成的聚合物，用于有机发光元件的发光层。具体而言，考虑如下：准备通式(1)的D、A中的任一个中具有聚合性官能团的单体，使其单独聚合或与其他单体一同进行共聚，由此获得具有重复单元的聚合物，并将该聚合物用于有机发光元件的发光层。或者也考虑通过使具有通式(1)所表示的结构的化合物彼此偶合，由此获得二聚物或三聚物，并将其等用于有机发光元件的发光层。
作为构成含有通式(1)所表示的结构的聚合物的重复单元的结构例，能够列举：通式(1)的D、A中的任一个中具有下述通式(17)或(18)所表示的结构者。
[化学式11]
通式(17)及(18)中，L1及L2表示连接基团。连接基团的碳原子数优选为0～20，更优选为1～15，进一步优选为2～10。连接基团优选为具有-X11-L11-所表示的结构者。在此，X11表示氧原子或硫原子，优选为氧原子。L11表示连接基团，优选为被取代或未被取代的亚烷基、或者被取代或未被取代的亚芳基，更优选为碳原子数1～10的被取代或未被取代的亚烷基、或者被取代或未被取代的亚苯基。
通式(17)及(18)中，R101、R102、R103及R104分别独立地表示取代基。优选为碳原子数1～6的被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～6的被取代或未被取代的烷氧基、卤素原子，更优选为碳原子数1～3的未被取代的烷基、碳原子数1～3的未被取代的烷氧基、氟原子、氯原子，进一步优选为碳原子数1～3的未被取代的烷基、碳原子数1～3的未被取代的烷氧基。
作为重复单元的具体结构例，可列举：在通式(1)的D、A中的任一个中导入下述式(21)～(24)所表示的结构者。在通式(1)的D、A中的任一个中导入的下述式(21)～(24)所表示的结构的数量可为2个以上，优选为1个。下述式(21)～(24)中的n表示重复单元的数量，其范围并无特别限制。
[化学式12]
具有含有这些式(21)～(24)的重复单元的聚合物可通过如下方式合成：预先在通式(1)的D、A的至少一个中导入羟基，将其作为连接基与下述化合物反应而导入聚合性基，使该聚合性基聚合。
[化学式13]
分子内包含通式(1)所表示的结构的聚合物可为仅由具有通式(1)所表示的结构的重复单元组成的聚合物，也可为包含具有除此以外的结构的重复单元的聚合物。并且，聚合物中所包含的具有通式(1)所表示的结构的重复单元可为单独一种，也可为2种以上。作为不具有通式(1)所表示的结构的重复单元，能够列举由通常用于共聚物的单体衍生而得的重复单元。例如能够列举由乙烯、苯乙烯等具有乙烯性不饱和键的单体衍生而得的重复单元。
[本发明的化合物的合成方法]
上述本发明的化合物是新化合物。
本发明的化合物的合成法并无特别限制。本发明的化合物的合成可通过适当组合已知的合成法或条件而进行。例如可通过使2,7-二-三氟甲基咔唑与氟化物反应而合成，对其具体的反应条件等能够参考下述的合成例。
[有机发光元件]
本发明的化合物具有咔唑-9-基的至少一部分与哈米特的σp为正的基团的至少一部分及在存在π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统的结构。可考虑本发明的化合物通过具有这种结构，HOMO能级与LUMO能级同时加深，抑制其发光过程中生成的自由基物种或激子与水分或氧的反应所导致的劣化。尤其，因咔唑-9-基中的全氟烷基的取代位置为2位和7位，较不具有全氟烷基的情况或全氟烷基的取代位置为3位和6位的情况，可显著获得较高的发光效率，能够放射波长更短且发光光谱的半值宽度较狭，色纯度较高的光。通式(1)所表示的化合物中，实现这种优异的发光特性的原因推测如下：激发单重态能级ES1与激发三重态能级ET1的差ΔEST较小、成为激发状态后的振动弛豫(无辐射失活)较小。
即，如下述实施例中所示，咔唑-9-基的2位和7位被全氟烷基取代的化合物1，较咔唑-9-基的3位和6位被全氟烷基取代的比较化合物2，ΔEST较小，延迟荧光寿命T2为长寿命(参考表1、3)。可推测这种特性的化合物从激发三重态至激发单重态的反向系间窜越以较高机率发生，相应地，从激发三重态的无辐射失活所导致的能量损耗得以抑制。认为由此该激发三重态能量高效地转换为激发单重态能量而有效利用于荧光发光(延迟荧光发光)，从而获得较高的发光效率。并且，可推测咔唑-9-基的2位和7位被全氟烷基取代的化合物较咔唑-9-基的3位和6位被全氟烷基取代的化合物，成为激发状态后的振动弛豫较小，相对于基态能级，以更高的激发单重态能级进行辐射失活。因此认为发光光谱的增宽得以抑制，可放射高能量的光(波长较短的光)。
如此，本发明的化合物具有良好的发光特性，也具有较高的耐光性。因此，本发明的化合物可用作有机发光元件的发光材料或主体材料，可有效地用作有机发光元件的发光层的材料。
而且，本发明的化合物中含有经由如上述的反向系间窜越而与通常的荧光一同放射荧光(延迟荧光)的延迟荧光材料(延迟荧光体)。即，本发明也提供具有本发明的特征性结构的延迟荧光体的发明、将本发明的化合物用作延迟荧光体的发明、使用本发明的化合物发出延迟荧光的方法的发明。使用这种化合物作为发光材料的有机发光元件具有所谓放射延迟荧光，且发光效率较高的特征。以有机电致发光元件为例说明其原理时成为如下。
有机电致发光元件中，从正负的两电极在发光材料中注入载体，生成激发状态的发光材料，使其发光。通常，在载体注入型的有机电致发光元件的情况下，生成的激子中，激发为激发单重态的有25％，剩余75％激发为激发三重态。因此，使用作为从激发三重态的发光的磷光的情况下，能量的利用效率较高。然而，激发三重态由于寿命较长，因此会因激发状态的饱和或与激发三重态的激子的相互作用而引起能量的失活，通常磷光的量子产率不高的情况较多。另一方面，对延迟荧光材料而言，通过系间窜越等而使能量转移至激发三重态后，由于三重态-三重态消灭或热能的吸收，而被反向系间窜越至激发单重态，从而放射荧光。在有机电致发光元件中，认为其中通过热能吸收的热活化型的延迟荧光材料尤其有用。在有机电致发光元件中使用延迟荧光材料的情况下，激发单重态的激子如通常般放射荧光。另一方面，激发三重态的激子吸收装置发出的热而系间窜越至激发单重态，从而放射荧光。此时，由于是自激发单重态的发光的荧光与相同波长下的发光，并且通过自激发三重态至激发单重态的反向系间窜越，产生的光的寿命(发光寿命)变得长于通常的荧光或磷光，因此作为较这些延迟的荧光进行观察。可将其定义为延迟荧光。若使用这种热活化型的激子移动机构，则通过在载体注入后经由热能的吸收，通常可将仅生成25％的激发单重态的化合物的比率提高至25％以上。若使用即使在未达100℃的低温下也产生较强的荧光及延迟荧光的化合物，则通过装置的热而充分产生自激发三重态至激发单重态的系间窜越，放射延迟荧光，因此可飞跃性地提高发光效率。
通过将本发明的化合物用作发光层的发光材料，可提供有机光致发光元件(有机PL元件)或有机电致发光元件(有机EL元件)等优异的有机发光元件。有机光致发光元件具有在基板上至少形成发光层的结构。并且，有机电致发光元件至少具有至少阳极、阴极及形成阳极与阴极之间的有机层的结构。有机层至少包含发光层，可仅由发光层组成，也可除发光层外也具有1层以上的有机层。作为这种其他有机层，能够列举：空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层、激子阻挡层等。空穴传输层也可为具有空穴注入功能的空穴注入传输层，电子传输层也可为具有电子注入功能的电子注入传输层。有机电致发光元件可为从基板侧提取发光层中产生的光的底部发光型，也可为从基板的相反侧提取发光层中产生的光的顶部发光型。并且，无论何种类型，形成在基板侧的电极可为阳极，也可为阴极。要求光提取侧的电极为透明，但其相反侧的电极并非必须为透明。具体的有机电致发光元件的结构例示于图1。图1中，1表示基板，2表示阳极，3表示空穴注入层，4表示空穴传输层，5表示发光层，6表示电子传输层，7表示阴极。
以下，对有机电致发光元件的各部件及各层加以说明。另外，基板与发光层的说明也适用于有机光致发光元件的基板与发光层。
(基板)
本发明的有机电致发光元件优选为支承于基板。对该基板并无特别限制，只要为以往有机电致发光元件中常用的基板即可，例如可使用由玻璃、透明塑胶、石英、硅等组成的基板。
(阳极)
作为有机电致发光元件中的阳极，可优选使用将功函数较大的(4eV以上)金属、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极材料的阳极。作为这种电极材料的具体例，可列举：Au等金属，CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2、ZnO等导电性透明材料。并且，也可使用IDIXO(In2O3-ZnO)等非晶质且可制作透明导电膜的材料。阳极可通过蒸镀或溅射等方法使这些电极材料形成薄膜，并通过光微影法形成所期望的形状的图案，或者在不太需要图案精度的情况下(约100μm以上)，也可在上述电极材料的蒸镀或溅射时介由所期望的形状的掩膜形成图案。或者，在使用如有机导电性化合物等可涂布的材料的情况下，也能够使用印刷方式及涂布方式等湿式成膜法。在从该阳极提取发光的情况下，期望使透射率大于10％，并且，作为阳极的薄膜电阻优选为几百Ω/□以下。然后，膜厚虽也取决于材料，但通常是在10～1000nm、优选为10～200nm的范围内选择。
(阴极)
另一方面，作为阴极，可使用将功函数较小的(4eV以下)金属(称为电子注入性金属)、合金、导电性化合物及这些的混合物作为电极材料的阴极。作为这种电极材料的具体例，可列举：钠、钠-钾合金、镁、锂、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂/铝混合物、稀土金属等。在这些中，就电子注入性及对氧化等的耐久性方面而言，优选电子注入性金属与作为功函数的值较其更大的稳定的金属的第二金属的混合物，例如镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝(Al2O3)混合物、锂/铝混合物、铝等。其中，通式(1)所表示的化合物LUMO能级较深的情况较多，因此也可使用功函数较大且大气稳定的金属。具体而言能够使用金或银等。阴极能够通过利用蒸镀或溅射等方法使这些电极材料形成薄膜而制作。并且，作为阴极的薄膜电阻优选为几百Ω/□以下，膜厚通常是在10nm～5μm、优选为在50～200nm的范围内选定。另外，为了使所发出的光透过，只要有机电致发光元件的阳极或阴极的任一者为透明或半透明，则发光亮度提高而适当。
并且，通过将阳极的说明中所列举的导电性透明材料用于阴极，能够制作透明或半透明的阴极，通过将其加以应用而能够制作阳极与阴极两者具有透过性的元件。
(发光层)
发光层是通过从阳极及阴极分别注入的空穴及电子再结合而生成激子之后而发光的层，可单独将发光材料用于发光层，但优选包含发光材料与主体材料。
作为发光材料，能够使用选自本发明的化合物组中的一种或两种以上。为使本发明的有机电致发光元件及有机光致发光元件实现较高的发光效率，重要的是将发光材料中所生成的单重态激子及三重态激子封闭在发光材料中。因此，优选在发光层中除发光材料之外使用主体材料。作为主体材料，能够使用激发单重态能量及激发三重态能量中的至少任一者具有高于本发明的发光材料的值的有机化合物。其结果，可将本发明的发光材料中所生成的单重态激子及三重态激子封闭在本发明的发光材料的分子中，充分引出其发光效率。并且，也存在即使无法将单重态激子及三重态激子充分封闭也可获得较高的发光效率的情况，因此只要为可实现较高的发光效率的主体材料，则能够无特别限制地用于本发明。本发明的有机发光元件或者有机电致发光元件中，发光是由发光层所包含的本发明的发光材料产生。该发光包含荧光发光及延迟荧光发光的两者。并且，也可在发光的一部分或者局部具有来自主体材料的发光。
在使用主体材料的情况下，作为发光材料的本发明的化合物在发光层中所含有的量优选为0.1重量％以上，更优选为1重量％以上，并且，优选为50重量％以下，更优选为20重量％以下，进一步优选为10重量％以下。
作为发光层中的主体材料，优选为具有空穴传输能力及电子传输能力，并且防止发光的波长变长，而且具有较高的玻璃转移温度的有机化合物。
(注入层)
所谓注入层，是指为了降低驱动电压或提高发光亮度而设在电极与有机层之间的层，有空穴注入层及电子注入层，可存在于阳极与发光层或空穴传输层之间及阴极与发光层或电子传输层之间。注入层能够根据需要而设置。
(阻挡层)
阻挡层是可阻挡发光层中存在的电荷(电子或空穴)和/或激子向发光层外扩散的层。电子阻挡层可配置于发光层及空穴传输层之间，阻挡电子向空穴传输层的方向穿过发光层。相同地，空穴阻挡层可配置于发光层及电子传输层之间，阻挡空穴向电子传输层的方向穿过发光层。阻挡层并且可用于阻挡激子扩散至发光层之外侧。即，电子阻挡层、空穴阻挡层也可分别兼具作为激子阻挡层的功能。本说明书中的电子阻挡层或激子阻挡层是以下述含义使用：包含在一层中具有电子阻挡层及激子阻挡层的功能的层。
(空穴阻挡层)
所谓空穴阻挡层，广义上是具有电子传输层的功能。空穴阻挡层具有传输电子并且阻挡空穴到达电子传输层的作用，由此可提高发光层中的电子与空穴的再结合机率。作为空穴阻挡层的材料，可视需要使用下述电子传输层的材料。
(电子阻挡层)
所谓电子阻挡层，在广义上是指具有传输空穴的功能。电子阻挡层具有传输空穴，并且阻止电子到达空穴传输层的作用，由此能够提高发光层中的电子与空穴再结合的概率。
(激子阻挡层)
所谓激子阻挡层是用以阻挡发光层内通过空穴与电子再结合而产生的激子扩散至电荷传输层的层，通过本层的插入，可将激子有效地封入发光层内，可提高元件的发光效率。激子阻挡层可与发光层邻接而插入阳极侧、阴极侧的任一个，也可同时插入两者。即，在阳极侧具有激子阻挡层的情况下，可将该层与发光层邻接插入空穴传输层与发光层之间，在插入阴极侧的情况下，可将该层与发光层邻接插入发光层与阴极之间。并且，可在阳极与邻接于发光层的阳极侧的激子阻挡层之间具有空穴注入层或电子阻挡层等，可在阴极与邻接于发光层的阴极侧的激子阻挡层之间具有电子注入层、电子传输层、空穴阻挡层等。在配置阻挡层的情况下，优选为用作阻挡层的材料的激发单重态能量及激发三重态能量的至少任一个高于发光材料的激发单重态能量及激发三重态能量。
(空穴传输层)
空穴传输层由具有传输空穴的功能的空穴传输材料组成，空穴传输层能够设置单层或多层。
作为空穴传输材料，具有空穴的注入或传输、电子的障壁性中的任一者，可为有机物及无机物中的任一种。作为能够使用的公知的空穴传输材料，例如可列举：三唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物及吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、恶唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、茋衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺系共聚物以及导电性高分子低聚物、尤其是噻吩低聚物等，优选使用卟啉化合物、芳香族叔胺化合物及苯乙烯基胺化合物，更优选使用芳香族叔胺化合物。并且，也能够将氧化钼等无机半导体用作空穴传输材料。
(电子传输层)
电子传输层由具有传输电子的功能的材料组成，电子传输层能够设置单层或多层。
作为电子传输材料(也有兼作空穴阻止材料的情况)，只要具有将由阴极注入的电子传递至发光层的功能即可。作为能够使用的电子传输层，例如可列举：硝基取代芴衍生物、二苯基醌衍生物、噻喃二氧化物衍生物、碳二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷及蒽酮衍生物、恶二唑衍生物等。然后，在上述恶二唑衍生物中将恶二唑环的氧原子取代为硫原子的噻二唑衍生物、及具有作为吸电子基而已知的喹喔啉环的喹恶啉衍生物也能够用作电子传输材料。然后，也能够使用将这些材料导入至高分子链、或将这些材料作为高分子的主链的高分子材料。并且，也能够将氧化锌等无机半导体用作电子传输材料。
制作有机电致发光元件时，不仅可将本发明的化合物用于发光层，也可用于发光层以外的层。此时，用于发光层的本发明的化合物与用于发光层以外的层的本发明的化合物可相同也可不同。例如也可将本发明的化合物用于上述注入层、阻挡层、空穴阻挡层、电子阻挡层、激子阻挡层、空穴传输层、电子传输层等。这些层的制膜方法并无特别限定，可通过干式制程、湿式制程中的任一个制作。
以下具体例示能够用于有机电致发光元件的优选材料。然而，本发明中能够使用的材料不应根据以下的例示化合物而被限定性解释。并且，即使为作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也可作为具有其他功能的材料而专用。另外，以下的例示化合物的结构式中的R、R'、R1～R10分别独立地表示氢原子或取代基。X表示形成环骨架的碳原子或杂原子，n表示3～5的整数，Y表示取代基，m表示0以上的整数。
首先，列举也能够用作发光层的主体材料的优选化合物。为适合所使用的发光材料的HOMO/LUMO能级，通过在下述例示化合物的基本骨架中导入适当取代基，能够调整主体材料的HOMO/LUMO能级。例如，通过在下述的例示化合物的基本骨架中导入氰基或全氟烷基，可加深HOMO/LUMO能级变深的化合物，可将其用于主体材料或周边化合物。作为主体材料，可为双极性(使空穴与电子两者良好地流通)，也可为单极性，优选激发三重态能级ET1高于发光材料。更优选的主体材料具有双极性，且激发三重态能级ET1高于发光材料。
[化学式14]
[化学式15]
[化学式16]
[化学式17]
[化学式18]
其次，列举能够用作空穴注入材料的优选化合物例。
[化学式19]
其次，列举能够用作空穴传输材料的优选化合物例。
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
其次，列举能够用作电子阻挡材料的优选化合物例。
[化学式26]
其次，列举能够用作空穴阻挡材料的优选化合物例。
[化学式27]
其次，列举能够用作电子传输材料的优选化合物例。
[化学式28]
[化学式29]
[化学式30]
其次，列举能够用作电子注入材料的优选化合物例。
[化学式31]
列举可进一步用作添加材料的优选化合物例。例如，考虑作为稳定化材料而添加等。
[化学式32]
利用上述方法所制作的有机电致发光元件通过向所获得的元件的阳极与阴极之间施加电场而发光。此时，若为利用激发单重态能量的发光，则与其能级相对应的波长的光确认为荧光发光及延迟荧光发光。并且，若为利用激发三重态能量的发光，则与其能级相对应的波长确认为磷光。由于通常的荧光的荧光寿命较延迟荧光发光短，因此发光寿命能够以荧光与延迟荧光进行区分。
另一方面，关于磷光，如本发明的化合物等通常的有机化合物中，激发三重态能量不稳定而被转换成热等，寿命较短而立即失活，因此在室温下几乎无法观测到。为了测定通常的有机化合物的激发三重态能量，可通过观测在极低温的条件下的发光而测定。
本发明的有机电致发光元件能够应用于以下任一个：单一元件、由配置成阵列状的结构组成的元件及阳极与阴极配置成X-Y矩阵状的结构。根据本发明，通过在发光层中含有本发明的化合物，可获得发光效率被大幅改善的有机发光元件。本发明的有机电致发光元件等有机发光元件可进一步应用于各种用途。例如，可使用本发明的有机电致发光元件制造有机电致发光显示装置，详细内容能够参考由时任静士、安达千波矢及村田英幸共同著作的“有机EL显示器”(OHM公司)。并且，尤其本发明的有机电致发光元件也能够应用于需求较大的有机电致发光照明或背光。
实施例
以下列举合成例及实施例进一步具体说明本发明的特征。以下所示的材料、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的主旨，则可进行适当变更。因此，本发明的范围不应根据以下所示的具体例而被限定性解释。另外，HOMO能级及LUMO能级的测定是使用大气中光电子分光装置(理研计器制造：AC3)及UV/Vis/NIR分光光度计(PerkinElmer制造：LAMBDA950)而进行，发光强度的随时间变化的测定使用荧光分光光度计(HORIBA制造：FluoroMax-4)而进行，发光特性的评价使用绝对外部量子效率测定系统(HamamatsuPhotonics公司制造：C9920-12)、分光计(Hamamatsu Photonics公司制造：PMA-12)、小型荧光寿命测定装置(Hamamatsu Photonics公司制造，Quantaurus-Tau C11367-21)、绝对PL量子产率测定装置(Hamamatsu Photonics公司制造，Quantaurus-QY C11347-01)、激发光源使用氮激光器(Lasertechnik Berlin公司制造，M NL200)及快速照相机(streak camera)(Hamamatsu Photonics(股)制造，C4334型)而进行。
并且，在本实施例中，将通过Quantaurus-Tau测定时的数据拟合而获得的短寿命部分(τ1)设为即时荧光，将长寿命部分(τ2)设为延迟荧光。
各材料的激发单重态能级(ES1)与激发三重态能级(ET1)的差(ΔEST)利用以下方法计算激发单重态能级(ES1)与激发三重态能级(ET1)，通过ΔEST＝ES1-ET1而求得。
(1)激发单重态能级ES1
通过以测定对象化合物成为浓度6重量％的方式共蒸镀测定对象化合物与DPEPO，而在Si基板上制作厚100nm的试样。在常温(300K)下测定该试样的荧光光谱。将自激发光刚入射后至入射100纳米为止的发光累计，由此获得纵轴为发光强度、横轴为波长的荧光光谱。荧光光谱中，将纵轴设为发光，横轴设为波长。对该发光光谱的短波侧的上升划切线，求得该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将利用如下所示的换算式将该波长值换算为能量值的值设为ES1。
换算式：ES1[eV]＝1239.85/λedge
发光光谱的测定中，激发光源使用氮激光器(Lasertechnik Berlin公司制造，MNL200)，检测器使用快速照相机(Hamamatsu Photonics公司制造，C4334)。
(2)激发三重态能级ET1
将与激发单重态能级ES1相同的试样冷却至5[K]，对磷光测定用试样照射激发光(337nm)，使用快速照相机，测定磷光强度。将激发光入射后1毫秒起至入射后10毫秒为止的发光累计，由此获得纵轴为发光强度，横轴为波长的磷光光谱。对该磷光光谱的短波长侧的上升划切线，求得该切线与横轴的交点的波长值λedge[nm]。将利用如下所示的换算式将该波长值换算为能量值的值设为ET1。
换算式：ET1[eV]＝1239.85/λedge
对磷光光谱的短波长侧的上升所划的切线是以如下方式划出。自磷光光谱的短波长侧，在光谱曲线上移动至光谱的极大值中最短波长侧的极大值时，朝向长波长侧考虑曲线上的各点的切线。该切线随着曲线上升(即随着纵轴增加)，斜率增加。将在该斜率的值取极大值的点划出的切线作为对该磷光光谱的短波长侧的上升所划的切线。
另外，具有光谱的最大波峰强度的10％以下的波峰强度的极大点不包含在上述最短波长侧的极大值中，将在最接近最短波长侧的极大值且斜率的值取极大值的点划出的切线作为对该磷光光谱的短波长侧的上升所划的切线。
(合成例1)
在200mL圆底烧瓶中加入氢化钠(60wt％，288mg)，用己烷清洗。添加四氢呋喃(60mL)、2,7-二-三氟甲基咔唑(1.82g)在室温下搅拌1小时后，添加四氟间苯二甲腈(240mg)，进一步在室温下搅拌22小时。添加水(50mL)，滤取析出物。通过将滤取物供至硅胶管柱层析仪而提纯，获得化合物1(1.5g，产率94％)。
将化合物1的DMSO(dimethyl sulfoxide，二甲基亚砜)-d6溶液的1H NMR光谱示于图2。
(合成例2)
在200mL圆底烧瓶中加入氢化钠(60wt％，288mg)，用己烷清洗。添加四氢呋喃(60mL)、2,7-二-三氟甲基咔唑(1.82g)在室温下搅拌1小时后，添加四氟对苯二甲腈(240mg)，进一步在室温下搅拌22小时。添加水(50mL)，滤取析出物。通过将滤取物供至硅胶管柱层析仪而提纯，获得化合物2(1.45g，产率91％)。
将化合物1的DMSO-d6溶液的1H NMR光谱示于图3。
(合成例3)
在200mL圆底烧瓶中加入碳酸铯(2.45g)、2,7-二-三氟甲基咔唑(1.52g)、全氟对二甲苯(286mg)，添加二甲基亚砜(40mL)在室温下搅拌12小时。添加水(20mL)，滤取析出物。通过将滤取物供至硅胶管柱层析仪而提纯，获得化合物3(1.2g，产率84％)。
化合物3通常不溶于氘化溶剂，因此通过高分解质量分析、元素分析而鉴定。
(合成例4)
在200mL圆底烧瓶中加入氢化钠(60wt％，240mg)，用己烷清洗。添加N-甲基-2-吡咯啶酮(60mL)、2,7-二-三氟甲基咔唑(1.52g)在室温下搅拌1小时后，添加2,4-二苯基-6-(3,4,5-三氟苯基)-1,3,5-三嗪(510mg)，在100℃下搅拌16小时。添加水(50mL)，滤取析出物。通过将滤取物供至硅胶管柱层析仪而提纯，获得化合物4(1.12g，产率69％)。
将化合物4的DMSO-d6溶液的1H NMR光谱示于图4。
另外，2,4-二苯基-6-(3,4,5-三氟苯基)-1,3,5-三嗪参考Adv.Mater.2015,27,5861-5867而合成。
将各合成例中合成的化合物1及化合物2的HOMO能级及LUMO能级、最低激发三重态能级ET1、ΔEST示于表1。并且，将本实施例中用于比较的化合物(比较化合物1～6)示于下述，将比较化合物1、2、4的HOMO能级及LUMO能级、最低激发三重态能级ET1、ΔEST示于表1。
[化学式33-1]
[化学式33-2]
[化学式33-3]
[表1]
HOMO能级 LUMO能级 E<sub>T1</sub> △E<sub>st</sub>
化合物1 -6.6eV -3.7eV 2.88eV 33meV
比较化合物1 -5.8eV -3.4eV 2.72eV -
比较化合物2 -6.6eV -3.7eV 2.90eV 41meV
化合物2 -6.6eV -3.95eV 2.64eV -
比较化合物4 -6.6eV -3.95eV 2.70eV -
如表1所示，咔唑-9-基被全氟烷基取代的化合物1及2与比较化合物2及4，与咔唑-9-基未被全氟烷基取代的比较化合物1相比较，HOMO能级与LUMO能级均变得较低。由此可知，若在被咔唑-9-基与受体性基取代的芳香环的咔唑-9-基中导入全氟烷基，则HOMO与LUMO的能级降低。然而，即使在咔唑-9-基中导入全氟烷基，其取代位置为3位和6位的比较化合物2与其取代位置为2位和7位的化合物1相比较，ΔEST变为较大的值。由此说明，在咔唑-9-基的3位和6位导入全氟烷基的化合物较在2位和7位导入全氟烷基的化合物1，难以产生从激发三重态至激发单重态的反向系间窜越。
[有机光致发光元件的制作与发光特性的评价]
(实施例1)
制备化合物1的甲苯溶液(浓度10-5mol/L)。
并且，在10-5Pa级的真空度下在石英基板上以100nm的厚度蒸镀化合物1的薄膜(单独膜)，制为有机光致发光元件。
另外，在10-5Pa级的真空度下在石英基板上自不同的蒸镀源蒸镀化合物1与DPEPO，以100nm的厚度形成化合物1的浓度为10重量％的薄膜(掺杂膜)。制为有机光致发光元件。
进一步，另外，在10-5Pa级的真空度下在石英基板上以100nm的厚度蒸镀化合物1的薄膜，在手套箱中将该薄膜以玻璃及UV硬化树脂密封，制作密封元件。
[化学式34]
(实施例2)
除使用化合物2代替化合物1以外，以与实施例1相同的方式分别制作化合物2的甲苯溶液、单独膜及掺杂膜，制为有机光致发光。
(实施例3)
除使用化合物3代替化合物1以外，以与实施例1相同的方式分别制作化合物3的甲苯溶液、单独膜及掺杂膜，制为有机光致发光。
(实施例4)
除使用化合物4代替化合物1以外，以与实施例1相同的方式分别制作化合物4的甲苯溶液、单独膜及掺杂膜，制为有机光致发光。
(比较例1～4、7～9)
除使用比较化合物1～4、7～9代替化合物1以外，以与实施例1相同的方式分别制作比较化合物1～4、7～9的甲苯溶液、单独膜及掺杂膜，制为有机光致发光。
(比较例5、6)
除使用比较化合物5、6代替化合物1，使用丙酮代替甲苯以外，以与实施例1相同的方式分别制作比较化合物5、6的丙酮溶液、单独膜及掺杂膜，制为有机光致发光。
(比较例10、11)
除使用比较化合物10、11代替化合物1以外，以与实施例1相同的方式制作比较化合物10、11的密封元件。
将对各实施例及各比较例中制作的甲苯溶液、丙酮溶液、单独膜及掺杂膜，测定通过激发光(甲苯溶液为340nm，丙酮溶液为360nm，单独膜为340～360nm，掺杂膜为280nm)的发光极大波长及光致发光量子产率(PL量子产率)的结果示在表2。并且，表2中也记载各实施例及各比较例中制作的甲苯溶液、丙酮溶液及掺杂膜中观测的发光波峰的半值宽度。在此，作为光致发光量子产率的测定，对于甲苯溶液及丙酮溶液是在不进行氮气通入的情况与进行氮气通入后测定的情况的两种条件下进行，对于单独膜与掺杂膜是在氩气环境下进行。并且，将对化合物1及比较化合物2的甲苯溶液、单独膜及掺杂膜，测定通过340nm激发光的即时荧光寿命T1及延迟荧光寿命T2的结果，以及对化合物1及比较化合物2的掺杂膜测定最低激发单重态能级ES1及ΔEST的结果示于表3。
并且，将对化合物1的掺杂膜在5K、100K、200K、300K的温度下测定通过337nm激发光的460nm发光的瞬态衰变曲线的结果示于图5，将对掺杂有化合物1及比较化合物2的DPEPO膜测定即时荧光及延迟荧光的光致发光量子产率(PLQY)的温度依存性的结果示于图6，将对掺杂有化合物2及比较化合物4的DPEPO膜测定即时荧光及延迟荧光的光致发光量子产率(PLQY)的温度依存性的结果示在图7。图6、7中，“合计(total)”表示即时荧光与延迟荧光的光致发光量子产率的合计。
将对化合物1，比较化合物10、11的各密封元件在大气下连续照射365nm激发光而测定发光强度的随时间变化的结果示于图8。
如表2所示，对实施例1、2及比较例1～6的甲苯溶液及丙酮溶液而言，均进行氮气通入的情况较未进行氮气通入的情况获得更高的光致发光量子产率。考虑其原因在于：通过氮气通入，三重态激子的因氧而引起的消灭得以抑制，从而促进自激发三重态至激发单重态的反向系间窜越。由此说明：化合物1、2及比较化合物1～6均可经由反向系间窜越而放射延迟荧光。
并且，若进一步若观察表2则可确认：咔唑-9-基的2位和7位被全氟烷基取代的化合物1、2的有机光致发光元件，与咔唑-9-基未被取代的比较化合物1、3，咔唑-9-基的3位和6位被全氟烷基取代的比较化合物2、4的有机光致发光元件相比较，在甲苯溶液、单独膜及掺杂膜的任一形态中，均存光致发光量子产率较高、发光波长较短、色纯度较高(发光光谱的半值宽度较窄)的倾向。在此，咔唑-9-基的2位和7位被全氟烷基取代的化合物1、2中发光波长为短波长、光谱的半值宽度也较窄的原因推测如下：化合物1、2成为激发状态后的振动频率较小，因此从相对于基态更高的激发单重态能级失活，从而放射高能量的光(波长较短的光)。并且，如表3所示，化合物1的有机光致发光元件较比较化合物2的有机光致发光元件，延迟荧光寿命T2为更长寿命。
进一步，若观察图6、7中延迟荧光的光致发光量子产率的温度依存性，则在低温区域中无差别，但在超过200K的高温区域中，均确认光致发光量子产率的温度依存性，而明显的是化合物1及化合物2的各有机光致发光元件较比较化合物2及比较化合物4的有机光致发光元件获得更高的光致发光量子产率。其记载了各化合物为热活性型的延迟荧光材料，并且记载了较比较化合物2、4，在化合物1、2中更易产生通过该热而活化的反向系间窜越。并且，该反向系间窜越的易产生性的倾向也可自如下方面证实：化合物1的ΔEST小在比较化合物2(参考表1)。
并且，在表2中，若将咔唑-9-基的2位和7位被氰基取代的比较化合物5、咔唑-9-基的3位和6位被氰基取代的比较化合物6的特性与实施例1(化合物1)、比较例2(比较化合物2)的特性进行比较观察，则发现氰基的情况也与全氟烷基的情况相同，实现发光波长变短，但光致发光量子产率非常低，对发光光谱的半值宽度也几乎无影响。可知全氟烷基与氰基均为哈米特的σ为正的电子吸引性取代基，但在全氟烷基的情况下，光学特性提高，在氰基的情况下，光学特性下降。
由以上结果可知，若在具有芳香环被咔唑-9-基与受体性基取代的结构的化合物的咔唑-9-基的2位和7位导入全氟烷基，则获得较高的发光效率，发光波长短波长化。并且，自图8也可确认化合物1的耐光性优异。
进一步，自表2的实施例3、4及比较例7、8、9的性能的比较，可确认这些发光特性的提升倾向不仅限在受体单元为氰苯的情况，也存在于为包含全氟烷基取代芳香环或三嗪等杂环的结构体的情况。
[有机电致发光元件的制作与发光特性的评价]
(实施例5)
在形成有包含膜厚100nm的铟锡氧化物(ITO)的阳极的玻璃基板上，在10-5Pa级的真空度下蒸镀各薄膜并积层。首先，在ITO上以30nm的厚度形成NPD，在其上以10nm的厚度形成mCP。其次，自不同的蒸镀源共蒸镀化合物1与PPT，形成20nm厚的层作为发光层。此时，化合物1的浓度为5重量％。其次，以40nm的厚度形成PPT，在其上真空蒸镀0.8nm的氟化锂(LiF)，继而以100nm的厚度蒸镀铝(Al)，由此形成阴极。通过以上步骤，使用化合物1而制作有机电致发光元件。
制成的有机电致发光元件的电流密度-电压-亮度特性示于图9。该有机电致发光元件如图10所示，在460nm具有发光极大波长，色度座标(x，y)为(0.15，0.15)。并且，该有机电致发光元件达成超过14％之外部量子效率，确认为优异的元件。
(比较例12)
除使用比较化合物2代替化合物1以外，以与实施例5相同的方式制成有机电致发光元件。
制成的有机电致发光元件的电流密度-电压-亮度特性示于图9。该有机电致发光元件的发光极大波长如图10所示为470nm，色度座标(x，y)为(0.15，0.23)，与实施例3的有机电致发光元件相比较，发光波长为长波长。并且，其最大外部量子效率未达10％，与实施例3的有机电致发光元件相比较，为大大劣化者。
[化35]
产业上的可利用性
作为本发明的化合物，HOMO能级与LUMO能级均较深，具有优异的发光特性与较高的耐光性。因此，本发明的化合物作为有机发光元件用的发光材料而有用。并且，本发明的有机发光元件含有这种发光材料，因此可实现优异的发光特性。因此，本发明在产业上的可利用性较高。
符号说明
1-基板，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-发光层，6-电子传输层，7-阴极。

Claims (27)

1.一种化合物，其含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基与除芳香族烃基以外的哈米特的σp为正的结构单元直接键合或经由π共轭连接基团键合而成的结构，且所述咔唑-9-基的至少一部分与所述哈米特的σp为正的结构单元的至少一部分及在存在所述π共轭连接基团的情况下的该π共轭连接基团形成π电子共轭系统。
2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，
具有下述通式(1)所表示的结构：
通式(1)
(D)m-A
通式(1)中，D表示哈米特的σp为负的基团，A表示由哈米特的σp为正的结构单元组成的基团；m表示1以上的整数；m为2以上时多个D可相同也可不同；D的至少一个为含有2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基的基团；所述咔唑-9-基的至少一部分与构成所述A的芳香族烃基以外的结构的至少一部分及在存在连结所述咔唑-9-基与所述结构的连接基团的情况下的该连接基团形成π电子共轭系统。
3.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的D的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
4.根据权利要求2所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的D的全部为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香环。
6.根据权利要求5所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香族烃环。
7.根据权利要求5或6所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有芳香族杂环。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A含有氟原子、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氰基、氧化膦基、磺酰基、全氟烷基、氧化膦基、酰胺基、烷氧基、吡啶基、嘧啶基或三嗪基。
9.根据权利要求2至8中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述通式(1)的A不含溴原子、碘原子或硝基。
10.根据权利要求2至9中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述咔唑-9-基与构成所述A的芳香族烃基以外的结构经由芳香环而连结。
11.根据权利要求2所述的化合物，其中，所述通式(1)所表示的化合物为下述通式(2)所表示的化合物：
[化学式1]
通式(2)
通式(2)中，Z表示氰基、全氟烷基、被取代或未被取代的三嗪基或者被取代或未被取代的嘧啶基，R1～R5的至少一个表示2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基，剩余的R1～R5分别独立地表示氢原子或取代基。
12.根据权利要求11所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R2为氰基或全氟烷基。
13.根据权利要求12所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R1、R3～R5为所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
14.根据权利要求11所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R3为氰基或全氟烷基。
15.根据权利要求14所述的化合物，其特征在于，
所述通式(2)的R1、R2、R4及R5为所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基具有下述通式(11)所表示的结构：
[化学式2]
通式(11)
通式(11)中，R21、R23～R26、R28分别独立地表示氢原子或取代基，R22与R27表示全氟烷基。
17.根据权利要求16所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R21、R23～R26、R28中的至少一个为被取代或未被取代的咔唑基。
18.根据权利要求17所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R23为被取代或未被取代的咔唑基。
19.根据权利要求17所述的化合物，其特征在于，
所述通式(11)的R23及R26为被取代或未被取代的咔唑基。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的化合物，其特征在于，
所述咔唑基被氰基取代。
21.根据权利要求2至20中任一项所述的化合物，其特征在于，
通式(1)所表示的化合物的分子内存在的咔唑环的数量为4个以下。
22.一种发光材料，其含有权利要求1至21中任一项所述的化合物。
23.一种有机发光元件，其特征在于，含有权利要求1至21中任一项所述的化合物。
24.一种有机发光元件，其特征在于，在基板上具有含有权利要求1至21中任一项所述的化合物的发光层。
25.根据权利要求23或24所述的有机发光元件，其特征在于，
所述有机发光元件放射延迟荧光。
26.根据权利要求23至25中任一项所述的有机发光元件，其特征在于，
所述有机发光元件为有机电致发光元件。
27.一种延迟荧光体，其具有下述通式(1)所表示的结构：
通式(1)
(D)m-Ar-(A)n
通式(1)中，Ar表示芳香环，D表示哈米特的σp为负的取代基，A表示哈米特的σp为正的取代基；m与n分别独立地表示1以上的整数，但m+n不超过在Ar的芳香环上能够的取代基数的最大值；D的至少一个为2位和7位被全氟烷基取代的咔唑-9-基。
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