CN112079855A - 多环芳香族化合物、高分子化合物、及其应用 - Google Patents

多环芳香族化合物、高分子化合物、及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种由下述式(1)所表示的多环芳香族化合物、高分子化合物、及其应用。本发明提供一种新颖的化合物来作为有机EL元件等有机器件中所使用的材料。A环、B环、C环及D环为可经取代的芳基环或杂芳基环，Z1及Z2为‑CH＝或‑N＝等，X1～X4为＞N‑R1X等，R1X为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，且R1X的至少一个为由式(A‑1)、式(A‑2)、式(A‑3)或式(A‑4)所表示的取代基。
Figure DDA0002538798770000011

Description

多环芳香族化合物、高分子化合物、及其应用
技术领域
本发明涉及一种多环芳香族化合物、高分子化合物、及其应用。另外，本发明涉及一种以源自所述多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物。进而，本发明涉及一种包含所述化合物或所述高分子化合物的有机器件用材料、发光层用材料、发光层形成用组合物、在发光层中包含所述化合物及高分子化合物的有机电场发光元件、有机场效晶体管、或有机薄膜太阳电池、及包括所述有机电场发光元件的显示装置及照明装置。
背景技术
从前，使用进行电场发光的发光元件的显示装置因可实现省电力化或薄型化而得到各种研究，进而，包含有机材料的有机电场发光元件(以下有时称为“有机EL元件”)因容易轻量化或大型化而得到积极研究。尤其，关于具有作为光的三原色之一的蓝色等的发光特性的有机材料的开发及关于具备空穴、电子等的电荷传输能力的有机材料的开发，迄今为止，不论高分子化合物、低分子化合物均得到积极研究。
有机电致发光(Electroluminescence，EL)元件具有如下的结构，所述结构包括：包含阳极及阴极的一对电极，及配置于所述一对电极间、且包含有机化合物的一层或多层。在包含有机化合物的层中，有发光层，或者传输或注入空穴、电子等的电荷的电荷传输/注入层等，且已开发有适合于这些层的各种有机材料。
作为有机EL元件的发光机制，主要有使用来自激发单重态状态的发光的荧光发光及使用来自激发三重态状态的发光的磷光发光两种。一般的荧光发光材料的激子利用效率低，约为25％，即便使用三重态-三重态融合(TTF：Triplet-Triplet Fusion，或三重态-三重态湮没，TTA：Triplet-Triplet Annihilation)，激子利用效率也为62.5％。另一方面，磷光材料的激子利用效率有时会达到100％，但难以实现深蓝色发光，此外，由于发光光谱的宽度宽，因此存在色纯度低的问题。
作为有机EL元件中所使用的化合物，例如已知有专利文献1、或非专利文献1～非专利文献4中记载的化合物等。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本专利第5669163号公报
[非专利文献]
非专利文献1：《自然(Nature)》2012,492,234-238
非专利文献2：《材料化学(Chemistry of Materials)》,2016,28(15),pp5400-5405
非专利文献3：《自然-光子学(Nature Photonics)》,2019,13,540-546(https：//doi.org/10.1038/s41566-019-0415-5)
非专利文献4：《先进光学材料(Advanced Optical Materials)》.2019,1900130
发明内容
[发明所要解决的问题]
因此，由九州大学安达千波矢教授提出了施体-受体型(D-A(Doner-Accepter)型)热活性型延迟荧光(TADF：Thermally Assisting Delayed Fluorescence)机制(参照非专利文献1)。D-A型TADF化合物为如下化合物：所述化合物具有施体结构与受体结构直接或者经由π或σ键键结的结构，且吸收热能而发生自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间跨越，并自所述激发单重态状态放射失活，从而可放射荧光(延迟荧光)。通过利用此种TADF化合物，三重态激子的能量也可有效利用于荧光发光中，因此发光的激子利用效率达到了100％。作为D-A型TADF化合物的特征，由于其结构而提供了色纯度低且宽度宽的发光光谱，但反向系间跨越的速度极快。
另外，由关西学院大学畠山教授提出了利用多重共振效应进行的TADF活性化合物的分子设计(非专利文献3及专利文献1)。在利用多重共振效应进行的分子设计中，使硼(吸电子性)与氮(供电子性)相互键结于邻位(o位)。由此，各自形成的最高占据分子轨道(Highest Occupied Molecular Orbital，HOMO)与最低未占分子轨道(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital，LUMO)增强且局部存在于原子上，由此获得了HOMO及LUMO的分离与TADF性。通过所形成的坚固的平面结构，可获得吸收及发光的峰值的斯托克斯位移(Stokesshift)小且色纯度高的发光光谱。另一方面，反向系间跨越的速度较D-A型TADF化合物差。
在D-A型TADF化合物中，可通过利用结构变化及旋转受到限制的D-A结构来实现色纯度高的发光光谱(非专利文献2)。以同样的构思，提出了一种利用具有硼原子的受体结构的窄的发光半峰宽的化合物(专利文献1、非专利文献3及非专利文献4)，从而进行了发光半峰宽的改善。另一方面，即便使用同样的施体结构，也不会实现窄的发光半峰宽、快的反向系间跨越速度及蓝色发光(非专利文献4)。
如上所述，难以全部实现窄的发光半峰宽、高的TADF活性、蓝色发光，用以实现所述性质的部分结构的最优化仍有改善的余地。
本发明的课题在于提供一种新颖的化合物来作为有机EL元件等有机器件中所使用的材料。
本发明人等人为解决所述问题进行了努力研究，结果发现了一种施体结构及受体结构的新颖组合。本发明是基于此种见解而提出的，作为具体例而具有以下构成。
[1]一种多环芳香族化合物，由下述式(1)表示。
[化1]
Figure BDA0002538798750000021
(式(1)中，
A环、B环、C环及D环分别独立地为芳基环或杂芳基环，所述环中的至少一个氢可经取代，
Z1及Z2分别独立地为-CH＝或-N＝，且-CH＝中的氢可经取代，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)及式(A-4)中的波浪线部表示键结位置，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，其中，当Y1～Y5全部为-CR1Y＝时，至少一个R1Y为氟、氰基、-BR2、-CO-R、-SO2-R、吡啶基、哌啶基或吡嗪基，或者任意两个邻接的R1Y相互键结而形成含氮杂芳香环，所述-BR2、-CO-R、及-SO2-R的R为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S、＞PR1W或以碳为螺原子的环，R1W及R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成环，
由式(1)所表示的化合物中的选自由芳基环及杂芳基环所组成的群组中的至少一者可由至少一个环烷烃缩合，所述环烷烃中的至少一个氢可经取代，所述环烷烃中的至少一个-CH2-可由-O-取代，
由式(1)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。)
[2]根据[1]所述的多环芳香族化合物，由下述式(2)表示。
[化2]
Figure BDA0002538798750000031
(式(2)中，R1～R14分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R3～R14中邻接的两者可相互键结而形成环，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为碳数6～20的芳基、碳数2～15的杂芳基、碳数1～20的烷基或碳数3～8的环烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，其中，Y1～Y5的至少一者为-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S或以碳为螺原子的环，R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成芳基环或杂芳基环，
由式(2)所表示的化合物中的选自由芳基环及杂芳基环所组成的群组中的至少一者可由至少一个环烷烃缩合，所述环烷烃中的至少一个氢可经取代，所述环烷烃中的至少一个-CH2-可由-O-取代，
由式(2)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。)
[3]根据[2]所述的多环芳香族化合物，其中，R1～R14分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、二芳基氨基(其中，芳基为碳数6～12的芳基)、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、或碳数6～12的芳氧基，它们中的至少一个氢可由碳数6～12的芳基或碳数1～8的烷基取代，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为碳数6～12的芳基或碳数1～8的烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基、或卤素，
式(A-2)中，R1Y为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成碳数6～10的芳香环或杂芳香环，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S或以碳为螺原子的芴环，R31～R38分别独立地为碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基、或卤素，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、或碳数3～20的环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成苯环或吡啶环，
由式(2)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。)
[4]根据[2]或[3]所述的多环芳香族化合物，其中，X1～X4中的一者或两者为＞N-R1X，所述R1X为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基。
[5]根据[2]至[4]中任一项所述的多环芳香族化合物，其中，R1X为以下所示的结构的任一者，以下结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，在以下结构中，波浪线部表示键结位置。
[化3]
Figure BDA0002538798750000051
[6]根据[5]所述的多环芳香族化合物，其中，X1及X2均为N-Ph，且X3及X4分别独立地为N-R1X，或者，
X1及X2分别独立地为N-R1X，且X3及X4均为N-Ph，
Ph为苯基，
多个R1X的结构及键结位置相互相同。
[7]根据[1]至[6]中任一项所述的多环芳香族化合物，其中所述卤素均为氟。
[8]一种多环芳香族化合物，其中，根据[1]至[6]中任一项所述的多环芳香族化合物或其多聚体中的至少一个氢被氯、溴或碘取代。
[9]一种多环芳香族化合物，其中，根据[1]至[7]中任一项所述的多环芳香族化合物或其多聚体的至少一个氢被由式(B)所表示的取代基取代。
[化4]
Figure BDA0002538798750000052
(式(B)中，R40及R41分别独立地为烷基或相互键结而成为亚烷基，R40及R41的合计碳数为2～10，波浪线部为键结部位。)
[10]一种高分子化合物，包含源自根据[1]至[9]中任一项所述的多环芳香族化合物的结构作为重复单元。
[11]根据[10]所述的高分子化合物，包含源自如下化合物的结构作为重复单元，所述化合物为选自由未经取代或可具有取代基的三芳基胺、未经取代或可具有取代基的芴、未经取代或可具有取代基的蒽、未经取代或可具有取代基的并四苯、未经取代或可具有取代基的三嗪、未经取代或可具有取代基的咔唑、未经取代或可具有取代基的四苯基硅烷、未经取代或可具有取代基的螺芴、未经取代或可具有取代基的三苯基膦、未经取代或可具有取代基的二苯并噻吩、及未经取代或可具有取代基的二苯并呋喃所组成的群组中的至少一种。
[12]一种有机器件用材料，含有根据[1]至[9]中任一项所述的多环芳香族化合物、或根据[10]或[11]所述的高分子化合物。
[13]根据[12]所述的有机器件用材料，其为有机电场发光元件用材料、有机场效晶体管用材料或有机薄膜太阳电池用材料。
[14]一种发光层用材料，含有根据[1]至[9]中任一项所述的多环芳香族化合物、或根据[10]或[11]所述的高分子化合物，且用于有机电场发光元件。
[15]一种有机电场发光元件、有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池，包含根据[1]至[9]中任一项所述的多环芳香族化合物、或根据[10]或[11]所述的高分子化合物。
[16]一种有机电场发光元件，包括：一对电极，包含阳极及阴极；以及发光层，配置于所述一对电极间，所述发光层含有根据[14]所述的发光层用材料。
[17]根据[16]所述的有机电场发光元件，其中，所述发光层含有至少一个由下述式(H1)～式(H5)所表示的化合物，或者含有至少一个以源自下述(H1)～(H5)中的至少一者的结构为重复单元的高分子化合物。
[化5]
Figure BDA0002538798750000061
(式(H1)中，L1为碳数6～24的亚芳基，Z为C-H、C-R'或N，
式(H2)中，L2及L3分别独立地为碳数6～30的芳基或碳数2～30的杂芳基，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代，
式(H3)中，J为＞O、＞S、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Y为单键、＞O、＞S、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Z为C-H、C-R'或N，
式(H4)中，Z为C-H、C-R'或N，
所述C-R'、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2中的R'为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(H5)中，
R101～R111分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基的取代基，所述取代基中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
R101～R111中的邻接的基彼此可键结并与它们所键结的苯环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基取代，它们中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
由式(H5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地由卤素或氘取代。)
[18]根据[16]或[17]所述的有机电场发光元件，含有至少一个由下述式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)的任一者所表示的化合物。
[化6]
Figure BDA0002538798750000071
(式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)中，
M分别独立地为单键、-O-、＞N-Ar及＞CAr2的至少一者，
J分别独立地为碳数6～18的亚芳基，所述亚芳基可由苯基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基取代，
Q分别独立地为＝C(-H)-或＝N-，
Ar分别独立地为氢、碳数6～18的芳基、碳数6～18的杂芳基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基，所述芳基及杂芳基中的至少一个氢可由苯基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基取代，
m为1或2，
n为2～(6-m)的整数，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。)
[19]一种发光层形成用组合物，包含根据[1]至[9]中任一项所述的多环芳香族化合物或者根据[10]或[11]所述的高分子化合物的至少一者、以及溶媒。
[20]根据[19]所述的发光层形成用组合物，其中，作为所述溶媒，包含沸点为150℃以上的有机溶剂。
[21]根据[19]或[20]所述的发光层形成用组合物，其中，所述溶媒为包含相对于所述多环芳香族化合物或所述高分子化合物的至少一者的良溶媒与不良溶媒的混合溶媒，良溶媒的沸点低于不良溶媒的沸点。
[22]根据[19]至[21]中任一项所述的发光层形成用组合物，含有至少一个由式(H1)～式(H5)所表示的化合物，或者含有至少一个以源自式(H1)～式(H5)中的至少一者的结构为重复单元的高分子化合物。
[化7]
Figure BDA0002538798750000081
(式(H1)中，L1为碳数6～24的亚芳基，Z为C-H、C-R'或N，
式(H2)中，L2及L3分别独立地为碳数6～30的芳基或碳数2～30的杂芳基，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代，
式(H3)中，J为＞O、＞S、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Y为单键、＞O、＞S、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Z为C-H、C-R'或N，
式(H4)中，Z为C-H、C-R'或N，
所述C-R'、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2中的R'为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(H5)中，
R101～R111分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基的取代基，所述取代基中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
R101～R111中的邻接的基彼此可键结并与它们所键结的苯环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基取代，它们中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
由式(H5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地由卤素或氘取代。)
[23]一种有机电场发光元件，包括：一对电极，包含阳极及阴极；以及发光层，配置于所述一对电极间，所述发光层是由根据[19]至[22]中任一项所述的发光层形成用组合物形成的发光层。
[24]根据[16]至[18]及[23]中任一项所述的有机电场发光元件，具有选自由配置于所述阴极与所述发光层之间的电子传输层及电子注入层所组成的群组中的至少一层，所述电子传输层及电子注入层的至少一层含有选自由硼烷衍生物、吡啶衍生物、荧蒽衍生物、BO系衍生物、蒽衍生物、苯并芴衍生物、氧化膦衍生物、嘧啶衍生物、芳基腈衍生物、三嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、菲咯啉衍生物及羟基喹啉系金属络合物所组成的群组中的至少一种。
[25]根据[24]所述的有机电场发光元件，其中所述电子传输层及电子注入层的至少一层还含有选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的群组中的至少一种。
[26]一种显示装置，包括根据[16]至[18]、及[23]至[25]中任一项所述的有机电场发光元件。
[27]一种照明装置，包括根据[16]至[18]、及[23]至[25]中任一项所述的有机电场发光元件。
[发明的效果]
根据本发明，提供一种新颖的多环芳香族化合物。另外，本发明提供一种以源自所述多环芳香族化合物的结构为重复单元的新颖高分子化合物。本发明的多环芳香族化合物及高分子化合物可有效用作可用于有机电场发光元件、有机场效晶体管、或有机薄膜太阳电池等有机器件的制造的有机器件用材料。
附图说明
图1是表示有机EL元件的一例的概略剖面图。
[符号的说明]
100：有机电场发光元件
101：基板
102：阳极
103：空穴注入层
104：空穴传输层
105：发光层
106：电子传输层
107：电子注入层
108：阴极
具体实施方式
以下，对本发明进行详细说明。以下所记载的构成要件的说明有时基于具有代表性的实施方式或具体例而成，但本发明并不限定于此种实施方式。
本说明书中，优选形态的组合为更优选的形态。
本说明书中，使用“～”表示的数值范围是指包含“～”前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。
本说明书中，结构式的说明中的“氢”是指“氢原子(H)”。
本说明书中，对高分子化合物进行说明时的源自特定化合物的结构是指包含所述化合物的大部分结构、且可成为高分子化合物的重复单元的结构。例如可列举：对具有所述化合物的任意一个氢被取代为聚合性基的结构的单体进行聚合而获得的高分子化合物中的源自所述单体的结构单元；或所述化合物的任意两个以上的氢分别独立地被取代为反应性基而成的反应性化合物通过不同的反应性基彼此键结而形成高分子化合物时的源自所述反应性化合物的结构单元等。
本说明书中，优选实施方式的组合为更优选的实施方式。
本说明书中，所谓“热活性型延迟荧光体”(TADF化合物)是指如下化合物：其吸收热能而发生自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间跨越，并自所述激发单重态状态放射失活，从而可放射延迟荧光。此处，“热活性型延迟荧光体”也包括在自激发三重态状态向激发单重态状态的激发过程中经过高阶三重态的化合物。经过高阶三重态放射荧光的发光机制称为经过高阶三重态的荧光(Fluorescence via Higher Triplet，FvHT)机制，关于此，例如在由杜伦(Durham)大学的蒙克曼(Monkman)等人发表的论文(自然-通讯(NATURECOMMUNICATIONS)，7：13680，数字对象唯一标识符(digital object identifier，DOI)：10.1038/ncomms13680)、由产业技术综合研究所的细贝等人发表的论文(细贝等人(Hosokai et al.)，科学进展(Science Advances，Sci.Adv.)2017；3：e1603282)、由京都大学的佐藤等人发表的论文(科学报告(Scientific Reports)，7：4820，DOI：10.1038/s41598-017-05007-7)、以及同样由京都大学的佐藤等人所作的学会发表(日本化学会第98春季年会，发表编号：2I4-15，使用DABNA作为发光分子的有机EL中的高效率发光的机制，京都大学大学院工学研究科)等中进行了记载。在本发明中，关于包含对象化合物的样品，根据当以300K测定荧光寿命时观测到了慢荧光成分来判定所述对象化合物为“热活性型延迟荧光体”。此处，所谓“慢荧光成分”，是指荧光寿命为0.1微秒以上的成分。与此相对，关于自通过自基态单重态状态的直接迁移而产生的激发单重态状态放射的荧光，通常荧光寿命为0.1微秒以下(例如10纳秒)。在以下的说明中，将寿命为0.1微秒以下的荧光称为“快荧光成分”。本发明中使用的“热活性型延迟荧光体”放射的荧光可包含慢荧光成分以及快荧光成分。
荧光寿命的测定例如可使用荧光寿命测定装置(滨松光子学(HamamatsuPhotonics)公司制造，C11367-01)来进行。
本说明书中，只要未特别记载，则“ES1”表示由77K下的荧光光谱的通过短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的激发单重态能级，“ET1”表示由77K下的磷光光谱的通过短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的激发三重态能级，且“ΔEST”是该些的能量差，即，通过ES1-ET1而算出的值。ΔEST为0.20eV以下，优选为0.15eV以下，更优选为0.10eV以下。
所谓“荧光体”，是指自激发单重态状态放射失活而可放射荧光的化合物。荧光体可为当以300K测定荧光寿命时仅观测到快荧光成分的通常的荧光体，也可为观测到快荧光成分与慢荧光成分两者的延迟荧光体。优选荧光体的由荧光光谱的峰值短波长侧的肩峰所求出的激发单重态能级低于作为第一成分的主体化合物及作为第二成分的热活性型延迟荧光体。
本说明书中，“发射体”表示在有机EL元件中包含于发光层中且发出最终被导出至元件外的光的化合物，可为多个化合物，也可发光波长不同。尤其将后述的“TAF元件”(TADF辅助荧光(TADF Assisting Fluorescence)元件)中所使用的发射体称为“发射掺杂剂(emitting dopant)”。本发明的化合物可用作发射体，尤其是在TAF元件中，可作为发射掺杂剂或“辅助掺杂剂(assisting dopant)”发挥功能。“热活性型延迟荧光体”可作为辅助荧光体的发光的辅助掺杂剂发挥功能。尤其在TAF元件中，辅助掺杂剂使自主体接收的电子及空穴在辅助掺杂剂上再结合之后，进行自激发三重态状态向激发单重态状态的反向系间跨越，将能量移交至发射掺杂剂。在以下的说明中，有时将使用热活性型延迟荧光体作为辅助掺杂剂的有机电场发光元件称为“TAF元件”。在TAF元件中，通过热活性型延迟荧光体的反向系间跨越，激发三重态能量转换为激发单重态能量，因此可效率良好地对荧光体供给激发单重态能量，从而辅助发光。由此，可获得高发光效率。
本发明中使用的主体、辅助掺杂剂及发射掺杂剂的能级优选满足下述式(a)～式(d)的至少任一者，更优选满足全部条件。
|Ip(H)|≧|Ip(AD)|…式(a)
式(a)中，Ip(H)表示主体化合物的电离电位(ionizing potential)，Ip(AD)表示辅助掺杂剂的电离电位。
|Ea(H)|≦|Ea(AD)|…式(b)
式(b)中，Ea(H)表示主体化合物的电子亲和力，Ea(AD)表示辅助掺杂剂的电子亲和力。
|Eg(H)|≧|Eg(AD)|≧|Eg(ED)|…式(c)
式(c)中，Eg(H)表示主体的电离电位与电子亲和力的能量差，Eg(AD)表示辅助掺杂剂的电离电位与电子亲和力的能量差，Eg(ED)表示发射掺杂剂的电离电位与电子亲和力的能量差。
ET1(H)≧ET1(AD)≧ET1(ED)…式(d)
式(d)中，ET1(H)表示主体化合物的激发三重态能级的能量，ET1(AD)表示辅助掺杂剂的激发三重态能级的能量，ET1(ED)表示发射掺杂剂的激发三重态能级的能量。
另一方面，发射掺杂剂优选在其荧光光谱的440nm～590nm的范围内具有半峰全宽FWHM为80nm以下的发光峰。在蓝色发光元件的用途中，更优选为450nm～475nm，进而优选为455nm～465nm。在绿色发光元件的用途中，更优选为490nm～590nm，进而优选为510nm～550nm。发光峰的半峰全宽FWHM为35nm以下意味着发光的色纯度高。因此，通过使用此种荧光体，可实现色调良好的有机发光元件。
本说明书中，电离电位(Ip)是指利用光电子产量光谱(Photoelectron YieldSpectroscopy)而得的电离电位(Ip)，能隙(Eg)是指由通过紫外可见吸收光谱求出的光谱的最长波长侧的吸收峰的切线与基线的交点求出的光学带隙，电子亲和力(Ea)是指通过自Ip减去Eg而求出的电子亲和力。
在本说明书中，作为用以测定各能级的测定样品，在对象化合物为主体化合物或辅助掺杂剂的情况下，使用形成于玻璃基板上的对象化合物的单独膜(未掺杂(Neat)膜，厚度：50nm)，在对象化合物为发射掺杂剂的情况下，使用形成于玻璃基板上的分散有对象化合物的惰性聚合物膜(例如，聚甲基丙烯酸甲酯膜。此外，也可使用聚苯乙烯、赛托普(Cytop)、瑞翁奈斯(Zeonex)等。厚度：10μm，对象化合物浓度：1质量％)。关于分散有对象化合物的聚甲基丙烯酸甲酯膜的膜厚，只要是可获得对于吸收光谱、荧光光谱及磷光光谱的测定而言充分的强度的膜厚即可，在强度弱的情况下可进行加厚，在强度强的情况下可进行减薄。对于激发光，使用在吸收光谱中获得的吸收峰的波长，并使用根据以下发光峰而获得的数据来求出各能级：在荧光光谱或磷光光谱中出现的发光峰中，在蓝色发光的情况下在400nm～500nm的范围内出现的发光峰，在绿色发光的情况下在480nm～600nm的范围内出现的发光峰，在红色的情况下在580nm～700nm的范围内出现的发光峰。另外，在吸收峰与发光峰接近、发光峰中混合激发光的情况下，可使用更短波长侧的吸收峰或吸收肩峰。
[1]由荧光光谱的峰短波长侧的切线与基线的交点求出的激发单重态能级ES1
对包含对象化合物的测定样品以77K照射激发光，观测荧光光谱。对于所述荧光光谱中出现的发光峰，引出通过其短波长侧的拐点的切线，根据所述切线与基线的交点的波长(BSh)[nm]，使用下述式算出激发单重态能级ES1。
ES1[eV]＝1240/BSh
[2]由磷光光谱的峰短波长侧的切线与基线的交点求出的激发三重态能级ET1
对包含对象化合物的测定样品以77K照射激发光，观测磷光光谱。对于所述磷光光谱中出现的发光峰，引出通过其短波长侧的拐点的切线，根据所述切线与基线的交点的波长(CSh)[nm]，使用下述式算出激发三重态能级ET1。
ET1[eV]＝1240/CSh
此处，在D-A(施体-受体)型TADF材料与多重共振效应(Multi Resonance Effect，MRE)型化合物中，荧光光谱及磷光光谱的发光宽度根据分子的牢固性而不同，因此认为即便极大发光波长相同，与MRE型化合物分子相比，D-A型TADF化合物在分子具有的能量上具有宽度。在TAF元件中，需要正确估计各成分间的能量授受来设计构成，因此自光谱的短波长侧估计激发单重态能级及激发三重态能级。
本说明书中，反向系间跨越速度表示自激发三重态向激发单重态的反向系间跨越的速度。热活性型延迟荧光体的反向系间跨越速度可通过瞬态荧光分光测定，使用自然-通讯(Nature Communications，Nat.Commun.)2015，6，8476.或有机电子(OrganicElectronics)2013，14，2721-2726中记载的方法来算出，具体而言，热活性型延迟荧光体的反向系间跨越速度为105s-1以上，优选为106s-1以上。
本说明书中，发光速度表示不经过TADF过程而自激发单重态经过荧光发光向基态迁移的速度。与反向系间跨越速度同样地，热活性型延迟荧光体的发光速度可使用自然-通讯(Nature Communications，Nat.Commun.)2015，6，8476.或有机电子(OrganicElectronics)2013，14，2721-2726中记载的方法来算出，具体而言，热活性型延迟荧光体的发光速度为107s-1以上，优选为108s-1以上。
本说明书中，使用具有“部分(的)”/“局部存在(的)”/“电荷转移迁移(的)”等前缀的HOMO/LUMO、能隙、(最低)激发单重态能量及(最低/高阶)激发三重态能量等用语来说明本发明的化合物。它们的一部分并非通过测定本发明的化合物而以光学方式或电化学方式求出的值，而是通过分子轨道计算求出的值，虽然与实际测定具有相关性(或者可推测与实际测定具有相关性)，但数值有时并不一致。为了容易进行分子结构的设计且容易进行验证，分解成施体结构与受体结构来进行计算、实际测定、说明。因此，在对受体或施体的部分结构进行说明的情况下，仅考虑受体结构或施体结构即可。
＜＜多环芳香族化合物＞＞
本发明的多环芳香族化合物是通过采用由式(1)所表示的结构而使窄发光半峰宽与高TADF性并存的化合物。
本发明的多环芳香族化合物是具有施体结构(D)及受体结构(A)、且具有至少在中心含有杂元素的牢固的环状结构或利用了多重共振效应的结构的化合物，且为多重共振效应型延迟荧光体。通过适当选择施体结构(D)与受体结构(A)，使高阶的激发三重态能级与激发单重态能级接近，由此可获得高TADF性。更具体而言，可形成具有高发光效率、快的延迟荧光寿命、蓝色发光及小发光半峰宽的化合物。本发明的多环芳香族化合物例如在有机EL元件中作为发射体或辅助掺杂剂而包含于发光层中，推测可实现高外部量子效率及长寿命。
本发明的多环芳香族化合物通过采用由式(1)所表示的结构，使使用了施体结构内的局域激发(locally excited，LE)性迁移的、极窄的发光半峰宽与高TADF性并存。此外，“LE性迁移”表示分子内的存在于同一部分结构上的HOMO-LUMO之间的局部的能量迁移。LE状态(局部激发状态)是指表示作为LE性迁移的S0-S1迁移时的S1。一般而言，通过“LE性迁移”而获得的发光是具有一个以上的窄半峰宽的发光峰值或所述发光峰值重叠的光谱，多可观察到明确的振动峰值。另一方面，电荷迁移状态(CT(charge transfer)状态)是指作为CT性迁移的S0-S1迁移时的S1。“CT性迁移”表示分子内的在空间上分开存在于不同部分结构上的HOMO-LUMO之间的能量迁移。一般而言，通过“CT性迁移”而获得的发光是具有宽半峰宽的发光峰值的光谱，不会观察到明确的振动峰值。
本发明中，重要的是控制高阶的激发三重态能量(ETn)。即，通过使LUMO+n(部分结构A)水平接近LUMO(主骨架)水平而使S1与Tn接近，从而可加快由TADF引起的自激发三重态向激发单重态的上转换(upconversion)。更具体而言，第一，加快T1(CT)→Tn(LE)→S1(CT)的上转换，第二，加快T1(LE)→Tn(CT)→S1(LE)的上转换。具体而言，优选ES1-ET1为0.20eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.20eV以下，更优选ES1-ET1为0.15eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.10eV以下。进而优选ES1-ET1为0.1eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.05eV以下。
特别优选S1与T1的能级差(ES1-ET1)为0.1eV以下，且S1与T2的能级差(|ES1-ET2|)或S1与T3的能级差(|ES1-ET3|)为0.05eV以下，进而优选S1为局部激发状态。
本发明的多环芳香族化合物由式(1)表示。
[化8]
Figure BDA0002538798750000141
式(1)中，
A环、B环、C环及D环分别独立地为芳基环或杂芳基环，所述环中的至少一个氢可经取代。
Z1及Z2分别独立地为-CH＝或-N＝，且-CH＝中的氢可经取代。
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基。
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环。
式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，其中，当Y1～Y5全部为-CR1Y＝时，至少一个R1Y为氟、氰基、-BR2、-CO-R、-SO2-R、吡啶基、哌啶基或吡嗪基，或者任意两个邻接的R1Y相互键结而形成含氮杂芳香环，所述-BR2、-CO-R、及-SO2-R的R为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S、＞PR1W或以碳为螺原子的环，R1W及R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环。
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成环。
式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)及式(A-4)中的波浪线部表示键结位置。
由式(1)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
本发明的多环芳香族化合物在由式(1)所表示的结构中，具有作为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基的受体结构(A)；作为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的部分的施体结构(D)。
在由九州大学安达等人发表的一系列论文(自然(Nature)2012，492，234-238，科学进展(Science Advances)，2017：3，e1603282，科学进展(Science Advances)2018：4，eaao6910)中，明确了具有高TADF性的热活性型延迟荧光性化合物所需要的特征。认为本发明的多环芳香族化合物不仅具有所述论文中所阐述的特征，即局部存在于施体上的HOMO、局部存在于受体上的LUMO，还具有小的ΔEST及具有经由局部存在的迁移的自旋反转过程的特征。
式(1)中，A环、B环、C环及D环分别独立地为可具有取代基的芳基环或可具有取代基的杂芳基环。式(1)中，A环、B环、C环及D环分别独立地优选为可具有取代基的芳基环。A环、B环、C环及D环均优选为可具有取代基的苯环。
作为“芳基环”，例如可列举碳数6～30的芳基环，优选为碳数6～16的芳基环，更优选为碳数6～12的芳基环，特别优选为碳数6～10的芳基环。作为具体的“芳基环”，可列举：作为单环系的苯环，作为二环系的联苯环，作为缩合二环系的萘环，作为三环系的三联苯环(间三联苯基、邻三联苯基、对三联苯基)，作为缩合三环系的苊环、芴环、非那烯环、菲环，作为缩合四环系的三亚苯环、芘环、并四苯(naphthacene)环，作为缩合五环系的苝环、并五苯(pentacene)环等。
作为“杂芳基环”，例如可列举碳数2～30的杂芳基环，优选为碳数2～25的杂芳基环，更优选为碳数2～20的杂芳基环，进而优选为碳数2～15的杂芳基环，特别优选为碳数2～10的杂芳基环。另外，作为“杂芳基环”，例如可列举除碳以外含有1个～5个选自氧、硫及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。“杂芳基环”也可为包含硒原子的环。
作为具体的“杂芳基环”，例如可列举：吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1H-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1H-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉(cinnoline)环、喹唑啉环、喹噁啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁噻环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、呋咱(furazan)环、噻蒽环等。
A环、B环、C环及D环中的所述“芳基环”或“杂芳基环”的至少一个氢可经取代基取代。作为所述取代基的例子，可列举芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)(以上为第一取代基)，所述芳基、所述杂芳基、及所述二芳基氨基中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、烷基或环烷基(以上为第二取代基)取代。
作为“芳基”(第一取代基)，例如可列举碳数6～30的芳基，优选为碳数6～24的芳基，更优选为碳数6～20的芳基，进而优选为碳数6～16的芳基，特别优选为碳数6～12的芳基，最优选为碳数6～10的芳基。
作为具体的芳基，例如可列举：作为单环系芳基的苯基，作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基，作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基，作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯基-2'-基、间三联苯基-4'-基、间三联苯基-5'-基、邻三联苯基-3'-基、邻三联苯基-4'-基、对三联苯基-2'-基、间三联苯基-2-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-4-基、邻三联苯基-2-基、邻三联苯基-3-基、邻三联苯基-4-基、对三联苯基-2-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-4-基)，作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基，作为四环系芳基的联四苯基(5'-苯基-间三联苯基-2-基、5'-苯基-间三联苯基-3-基、5'-苯基-间三联苯基-4-基、间四联苯基)，作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基，作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
对于作为第一取代基的二芳基氨基中的“芳基”、芳基杂芳基氨基中的“芳基”、芳氧基中的“芳基”、二芳基硼基中的“芳基”、作为第二取代基的“芳基”，也同样可引用作为第一取代基的“芳基”的所述说明。
作为“杂芳基”(第一取代基)，例如可列举碳数2～30的杂芳基，优选为碳数2～25的杂芳基，更优选为碳数2～20的杂芳基，进而优选为碳数2～15的杂芳基，特别优选为碳数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，例如可列举除碳以外含有1个～5个选自氧、硫及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，例如可列举：呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁二唑基、呋咱基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯并[b]噻吩基、二苯并噻吩基、吲哚基、异吲哚基、1H-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1H-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩噁噻基、噻蒽基、吲嗪基等。
对于作为第一取代基的二杂芳基氨基中的“杂芳基”、芳基杂芳基氨基中的“杂芳基”，也同样可引用作为第一取代基的“杂芳基”的所述说明。另外，对于作为第二取代基的“杂芳基”，也同样可引用作为第一取代基的“杂芳基”的所述说明。另外，在作为第二取代基的“杂芳基”中，所述杂芳基中的至少一个氢经苯基等芳基(具体例为以上所述的基)或甲基等烷基(具体例为后述的基)取代的基也包含在作为第二取代基的杂芳基中。作为其一例，在第二取代基为咔唑基的情况下，9位上的至少一个氢经苯基等芳基或甲基等烷基取代的咔唑基也包含在作为第二取代基的杂芳基中。
作为“烷基”(第一取代基)，可为直链及支链的任一种，例如可列举碳数1～24的烷基(碳数3～24的支链烷基)，优选为碳数1～18的烷基(碳数3～18的支链烷基)，更优选为碳数1～12的烷基(碳数3～12的支链烷基)，进而优选为碳数1～6的烷基(碳数3～6的支链烷基)，特别优选为碳数1～4的烷基(碳数3～4的支链烷基)，最优选为甲基。
作为具体的烷基，例如可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一基、1-甲基癸基、正十二基、正十三基、1-己基庚基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正二十基等。
对于作为第二取代基的“烷基”，也同样可引用作为第一取代基的“烷基”的所述说明。作为第二取代基的烷基相对于第一取代基进行取代的位置并无特别限定，以第一取代基在环(式(2)中的a环、b环、c环及d环)上的键结位置(1位)为基准，优选为2位或3位，更优选为2位。
作为“环烷基”(第一取代基)，可为包含一个环的环烷基、包含多个环的环烷基、在环内包含不共轭的双键的环烷基及在环外包含分支的环烷基的任一种，例如可列举碳数3～20的环烷基，优选为碳数3～12的环烷基，更优选为碳数5～10的环烷基，进而优选为碳数6～10的环烷基。
作为具体的环烷基，例如可列举：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、四氢萘基、金刚烷基等。
对于作为第二取代基的“环烷基”，也同样可引用作为第一取代基的“环烷基”的所述说明。
作为“烷氧基”(第一取代基)，例如可列举碳数1～24的烷氧基(碳数3～24的支链的烷氧基)，优选为碳数1～18的烷氧基(碳数3～18的支链的烷氧基)，更优选为碳数1～12的烷氧基(碳数3～12的支链的烷氧基)，进而优选为碳数1～6的烷氧基(碳数3～6的支链的烷氧基)，特别优选为碳数1～4的烷氧基(碳数3～4的支链的烷氧基)。
作为具体的烷氧基，可列举：甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基等。
第一取代基(包括由第二取代基取代的第一取代基)优选为由以下结构式所表示的基，更优选为甲基、叔烷基(叔丁基、叔戊基、叔辛基等)、苯基、邻甲苯基、对甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二苯基氨基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、3,6-二叔丁基咔唑基及苯氧基，进而优选为甲基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、苯基、邻甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二苯基氨基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、及3,6-二叔丁基咔唑基。就合成容易度的观点而言，位阻大的基由于进行选择性合成而优选，具体而言，优选为叔丁基、叔戊基、叔辛基、邻甲苯基、对甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、3,6-二甲基咔唑基、及3,6-二叔丁基咔唑基。
下述结构式中，“Me”表示甲基，“tBu”表示叔丁基，“tAm”表示叔戊基，“tOct”表示叔辛基，*表示键结位置。
[化9]
Figure BDA0002538798750000181
[化10]
Figure BDA0002538798750000182
[化11]
Figure BDA0002538798750000183
[化12]
Figure BDA0002538798750000191
[化13]
Figure BDA0002538798750000201
式(1)中，Z1及Z2分别独立地为-CH＝或-N＝，就合成的容易性及化合物的稳定性的观点而言，优选为-CH＝。就化合物的宽能隙的观点而言，优选为-N＝。
所述-CH＝中的氢可经取代，作为取代基，可列举所述第一取代基。另外，所述第一取代基中的至少一个氢可被所述第二取代基取代。
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O。X1～X4的至少一者为＞N-R1X，由此容易获得窄的发光半峰宽。更优选X1～X4全部为＞N-R1X。另外，就宽能隙的观点而言，优选X1～X4的至少一者为＞O。
R1X为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基。关于芳基、杂芳基、烷基或环烷基，可引用所述第一取代基中的各自的说明。式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)及式(A-4)中的波浪线部表示键结位置。由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基的数量为1～4，优选为1～2。通过R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，可获得良好的TADF性。R1X的至少一个优选为由式(A-1)、式(A-2)、或式(A-3)所表示的取代基。
由式(1)所表示的多环芳香族化合物优选为由式(2)所表示的多环芳香族化合物。
[化14]
Figure BDA0002538798750000211
式(2)中，R1～R14分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R3～R14中邻接的两者可相互键结而形成环。
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为碳数6～20的芳基、碳数2～15的杂芳基、碳数1～20的烷基或碳数3～8的环烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、或式(A-3)所表示的取代基。
式(2)的式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环。
式(2)的式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，其中，Y1～Y5的至少一者为-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环。
式(2)的式(A-3)中，W1为＞O、＞S或以碳为螺原子的环，R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环。
式(2)的式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成芳基环或杂芳基环。
由式(2)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
式(2)中，R1～R14分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)的取代基，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。另外，在所述“第一取代基”中，相邻的取代基可相互键结而形成环结构。另外，“第一取代基”中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，键结于“第一取代基”的取代基依照所述“第二取代基”的记载。
R1优选为氢。R2优选为氢。式(2)中，优选R1、R2均为氢。R3优选为氢。R9优选为氢。式(2)中，优选R3、R9均为氢。R5优选为氢。R11优选为氢。式(2)中，优选R5、R11均为氢。R6优选为氢。R12优选为氢。式(2)中，优选R6、R12均为氢。R8优选为氢。R14优选为氢。式(2)中，优选R8、R14均为氢。
式(2)中，优选R1、R2、R3、R9、R5、R11、R6、R12、R8、R14均为氢。
另外，R1～R14中，优选除R4、R10以外均为氢或者除R7、R13以外均为氢，更优选除R4、R10以外均为氢。R4、R10优选为二芳基胺、烷基或环烷基。
也优选R1～R14均为氢。
式(2)中，R3～R11中邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环或d环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)(以上为第一取代基)取代，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、烷基或环烷基(以上为第二取代基)取代。作为R3～R11中的邻接的基彼此，可列举R3及R4、R6及R7、R7及R8、R9及R10、R10及R11、R12及R13、以及R13及R14的组合。
式(2)优选包含由以下的式(4-B2X4-0000)所表示的部分结构。
[化15]
Figure BDA0002538798750000221
X分别独立地为O或N，就窄的发光半峰宽的观点而言，至少一个X为N，优选三个X为N，更优选全部X为N。另外，就宽能隙的观点而言，优选至少一个X为O。
作为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基在所述部分结构上的取代位置，可列举以下由R'表示的位置。
[化16]
Figure BDA0002538798750000231
另外，作为由式(2)所表示的化合物中的由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基的取代位置，就合成的观点而言，理想的是结构整体成为对称结构的位置。
＜由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基：受体结构(A)＞
[化17]
Figure BDA0002538798750000241
式(A-1)中的R21～R28分别独立地为选自由氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)、氰基及卤素所组成的群组中的任一者，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。R21～R28分别独立地优选为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，R21～R28均优选为氢。其原因在于：就合成的观点而言，优选分子量小。
另外，“第一取代基”中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代，键结于“第一取代基”的取代基依照所述“第二取代基”的记载。式(A-1)中的波浪线部表示键结位置。
另外，R21～R28中邻接的两者可相互键结并形成环结构。环优选为利用碳数2～5的亚烷基进行连结而形成的环。作为R21～R28中的邻接的基彼此，可列举R21及R22、R22及R23、R23及R24、R24及R25、R25及R26、R26及R27、R27及R28、以及R28及R21的组合。
就物性的观点而言，优选包含由式(A-1)所表示的取代基的部分结构的LUMO与主骨架(4-B2X4-0000)的LUMO接近，在X全部为N时(4-B2N4-0000的情况下)，R21～R28优选为氢。
作为由式(A-1)所表示的取代基的优选例，可列举以下例子。下述结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，其中，优选由氟取代。取代数并无特别限定，优选为0～2，更优选为0～1，进而优选为0。
[化18]
Figure BDA0002538798750000242
[化19]
Figure BDA0002538798750000243
式(A-2)中的Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝。R1Y分别独立地为选自由氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)、氰基及卤素所组成的群组中的任一者，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。R1Y优选为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素。
其中，当Y1～Y5全部为-CR1Y＝时，至少一个R1Y为氟、氰基、-BR2、-CO-R、-SO2-R、吡啶基、哌啶基或吡嗪基，或者利用邻接的R1Y＝相互键结而形成含氮杂芳香环。作为含氮杂芳香环，可列举吡咯环、咪唑环、吡啶环、吡嗪环、异噁唑环等。所述-BR2、-CO-R、及-SO2-R的R为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。
另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，此时例如-BR2、-CO-R及-SO2-R的R、-CR1Y中的C、或所述吡啶基、哌啶基及吡嗪基上的邻接的取代基连结而形成环即可。
(A-2)中的波浪线部表示键结位置。
就物性的观点而言，优选包含由式(A-2)所表示的取代基的部分结构的LUMO与主骨架(4-B2X4-0000)的LUMO接近，在X全部为N时(4-B2N4-0000的情况下)，优选为下述结构。
作为由式(A-2)所表示的取代基的优选例，可列举以下例子。下述结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，优选由氟取代。取代数并无特别限定，优选为0～1，更优选为0。
[化20]
Figure BDA0002538798750000251
[化21]
Figure BDA0002538798750000252
式(A-3)中，W1为＞O、＞S、＞PR1W或以碳为螺原子的环，R1W及R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环结构。作为R31～R38中邻接的基彼此，可列举R31及R32、R32及R33、R33及R34、R34及R35、R35及R36、R36及R37、以及R37及R38、R28的组合。
以碳为螺原子的环优选为多环，更优选为多环式烃环，进而优选为芴环。
(A-3)中的波浪线部表示键结位置。
就物性的观点而言，优选包含由式(A-3)所表示的取代基的部分结构的LUMO与主骨架(4-B2X4-0000)的LUMO接近，在X全部为N时(4-B2N4-0000的情况下)，优选为下述结构。
作为由式(A-3)所表示的取代基的优选例，可列举以下例子。下述结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，优选由氟取代。取代数并无特别限定，优选为0～2，更优选为0～1，进而优选为0。
[化22]
Figure BDA0002538798750000261
[化23]
Figure BDA0002538798750000262
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，具体而言，依照所述“第一取代基”的记载。另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成环结构。环结构优选为芳基环或杂芳基环，更优选包括苯环或吡啶环。另外，Y11～Y13中，优选Y12及Y13均为-CR11Y＝，且所述两个R11Y相互键结而形成环结构。
(A-4)中的波浪线部表示键结位置。
作为由式(A-4)所表示的取代基的优选例，可列举以下例子。下述结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，优选由氟取代。取代数并无特别限定，优选为0～2，更优选为0～1，进而优选为0。
[化24]
Figure BDA0002538798750000263
作为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基的例子，可列举以下例子。下述结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，优选由氟取代。取代数并无特别限定，优选为0～2，更优选为0～1，进而优选为0。
[化25]
Figure BDA0002538798750000271
Figure BDA0002538798750000281
上述中，作为优选的结构，可列举以下例子。
[化26]
Figure BDA0002538798750000282
＜由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基＞
由式(2)所表示的多环芳香族化合物中的由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基在施体结构(D)的能量的调整中发挥重要的作用。就合成的观点而言，也优选在结构整体成为对称结构的位置具有由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基，此时取代数优选为2个或4个。由式(2)所表示的化合物中的由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基的数量优选为0个或2个，更优选为0个。
由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基优选为所述第一取代基。更具体而言，只要可对施体结构(D)的LUMO进行调节而接近受体结构(A)的LUMO即可，就式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基的部分能隙的观点而言，优选为未经取代或可具有取代基的苯基、未经取代或可具有取代基的吡啶基、未经取代或可具有取代基的二苯基氨基、未经取代或可具有取代基的碳数1～12的烷基、未经取代或可具有取代基的碳数3～12的环烷基，更优选为苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、吡啶基、甲基吡啶基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、环戊基及环己基。就合成的容易性的观点而言，优选为苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、甲基、丁基、环己基。
＜具有受体结构(A)及部分结构(D)的多环芳香族化合物所具有的特性＞
本发明的多环芳香族化合物是具有由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基作为受体结构(A)，以及施体结构(D)的化合物，关于受体结构(A)与部分结构(D)的部分的HOMO及LUMO即各HOMO(A)、LUMO(A)、HOMO(D)及LUMO(D)，优选LUMO(A)比LUMO(D)浅且接近LUMO(D)。另外，为了实现高TADF活性，优选高阶的激发三重态能量(ETn)与最低激发单重态能量(ES1)接近。实际化合物中的高阶的激发三重态能量几乎难以实际测定，实际上，需要使用通过分子轨道计算而得的值、或使用模型化合物。优选ES1-ET1为0.20eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.20eV以下，更优选ES1-ET1为0.15eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.10eV以下。进而优选ES1-ET1为0.1eV以下且|ES1-ET2|(或|ES1-ET3|)为0.05eV以下。
＜其他＞
由式(1)或式(2)所表示的多环芳香族化合物中的选自由芳基环及杂芳基环所组成的群组中的至少一者可由至少一个环烷烃缩合，所述环烷烃中的至少一个氢可经取代，所述环烷烃中的至少一个-CH2-可由-O-取代。
作为“环烷烃”，可列举：碳数3～24的环烷烃、碳数3～20的环烷烃、碳数3～16的环烷烃、碳数3～14的环烷烃、碳数5～10的环烷烃、碳数5～8的环烷烃、碳数5～6的环烷烃、碳数5的环烷烃等。
作为具体的环烷烃，可列举：环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、降冰片烯、双环[1.0.1]丁烷、双环[1.1.1]戊烷、双环[2.0.1]戊烷、双环[1.2.1]己烷、双环[3.0.1]己烷、双环[2.1.2]庚烷、双环[2.2.2]辛烷、金刚烷、双金刚烷、十氢萘及十氢薁、以及它们的碳数1～5的烷基(尤其是甲基)取代物、卤素(尤其是氟)取代物及氘取代物等。
其中，例如优选为如下述结构式所示的、环烷烃的α位的碳(在缩合于芳基环或杂芳基环中的环烷烃中，与缩合部位的碳邻接的位置的碳)上的至少一个氢经取代的结构，更优选为α位的碳上的两个氢经取代的结构，进而优选为两个α位的碳上的合计四个氢经取代的结构。作为所述取代基，可列举碳数1～5的烷基(尤其是甲基)取代物、卤素(尤其是氟)取代物及氘取代物等。
[化27]
Figure BDA0002538798750000291
另外，由式(1)所表示的多环芳香族化合物的至少一个氢被氯、溴或碘取代的化合物也优选用作本发明的多环芳香族化合物。
进而，由式(1)所表示的多环芳香族化合物的至少一个氢被下述部分结构(B)取代的化合物也优选用作本发明的另一形态的化合物。
[化28]
Figure BDA0002538798750000301
所述部分结构(B)中，R40及R41分别独立地为烷基或相互键结而成为亚烷基，R40及R41的合计碳数为2～10，波浪线部为与其他结构的键结部位。
以下列举本发明的多环芳香族化合物的例子，但本发明并不受所述具体例限定。再者，在以下的例子中，Me表示甲基。
[化29]
Figure BDA0002538798750000302
Figure BDA0002538798750000311
[化30]
Figure BDA0002538798750000312
Figure BDA0002538798750000321
[化31]
Figure BDA0002538798750000322
Figure BDA0002538798750000331
[化32]
Figure BDA0002538798750000332
Figure BDA0002538798750000341
[化33]
Figure BDA0002538798750000342
Figure BDA0002538798750000351
[化34]
Figure BDA0002538798750000352
Figure BDA0002538798750000361
[化35]
Figure BDA0002538798750000362
Figure BDA0002538798750000371
[化36]
Figure BDA0002538798750000381
[化37]
Figure BDA0002538798750000391
[化38]
Figure BDA0002538798750000401
[化39]
Figure BDA0002538798750000411
[化40]
Figure BDA0002538798750000421
Figure BDA0002538798750000431
[化41]
Figure BDA0002538798750000432
Figure BDA0002538798750000441
[化42]
Figure BDA0002538798750000442
Figure BDA0002538798750000451
[化43]
Figure BDA0002538798750000452
Figure BDA0002538798750000461
[化44]
Figure BDA0002538798750000462
Figure BDA0002538798750000471
[化45]
Figure BDA0002538798750000472
Figure BDA0002538798750000481
[化46]
Figure BDA0002538798750000482
Figure BDA0002538798750000491
[化47]
Figure BDA0002538798750000492
Figure BDA0002538798750000501
[化48]
Figure BDA0002538798750000502
Figure BDA0002538798750000511
[化49]
Figure BDA0002538798750000512
Figure BDA0002538798750000521
[化50]
Figure BDA0002538798750000522
Figure BDA0002538798750000531
[化51]
Figure BDA0002538798750000532
Figure BDA0002538798750000541
[化52]
Figure BDA0002538798750000542
Figure BDA0002538798750000551
[化53]
Figure BDA0002538798750000552
Figure BDA0002538798750000561
[化54]
Figure BDA0002538798750000562
Figure BDA0002538798750000571
[化55]
Figure BDA0002538798750000572
[化56]
Figure BDA0002538798750000581
[化57]
Figure BDA0002538798750000582
Figure BDA0002538798750000591
[化58]
Figure BDA0002538798750000592
Figure BDA0002538798750000601
[化59]
Figure BDA0002538798750000602
Figure BDA0002538798750000611
[化60]
Figure BDA0002538798750000612
Figure BDA0002538798750000621
[化61]
Figure BDA0002538798750000622
Figure BDA0002538798750000631
[化62]
Figure BDA0002538798750000632
[化63]
Figure BDA0002538798750000641
[化64]
Figure BDA0002538798750000651
[化65]
Figure BDA0002538798750000652
Figure BDA0002538798750000661
[化66]
Figure BDA0002538798750000662
Figure BDA0002538798750000671
[化67]
Figure BDA0002538798750000672
Figure BDA0002538798750000681
[化68]
Figure BDA0002538798750000682
[化69]
Figure BDA0002538798750000691
[化70]
Figure BDA0002538798750000692
Figure BDA0002538798750000701
＜多环芳香族化合物的制造方法＞
关于本发明的多环芳香族化合物，基本而言通过利用各自的环结构彼此进行键结而制造中间物(第一反应)，其后利用硼原子使各自的环结构键结，由此可制造最终生成物(第二反应)。在第一反应中，例如可利用亲核取代反应、乌尔曼反应(Ullmann Reaction)等一般的醚化反应或布赫瓦尔德-哈特维希反应(Buchwald-Hartwig Reaction)等一般的氨基化反应等。另外，在第二反应中，可利用串联式杂夫里德耳-夸夫特反应(Tandem Hetero-Friedel-Crafts Reaction)(连续的芳香族亲电子取代反应，以下相同)。此外，以下的各流程的结构式中的符号与式(1)或式(2)的所述符号为相同定义。
如下述流程(1)所示，第二反应是导入将各自的环结构键结的硼原子的反应。首先，利用正丁基锂、仲丁基锂或叔丁基锂等将X1与X3之间及X2与X4之间的氢原子邻位金属化。继而，加入三氯化硼或三溴化硼等，进行锂-硼的金属交换后，加入N,N-二异丙基乙胺等布忍斯特碱，由此进行串联式硼杂夫里德耳-夸夫特反应，而可获得目标物。第二反应中，为了促进反应，也可加入三氯化铝等路易斯酸。
[化71]
Figure BDA0002538798750000711
流程(1)中，通过邻位金属化向所期望的位置导入了锂，但如下述流程(2)般，在欲导入锂的位置上预先导入卤素原子(Hal)，并通过卤素-金属交换，也可向所期望的位置导入锂。根据所述方法，即便在因取代基的影响而无法进行邻位金属化之类的情况下，也可合成目标物，故而有用。
[化72]
Figure BDA0002538798750000721
通过适宜地选择所述合成法且也适宜地选择使用的原料，可合成在所期望的位置具有取代基；Y为硼；X1、X2、X3及X4分别独立地为＞O或＞N-R的多环芳香族化合物。
此外，根据中间体中例如氨基的旋转，发生串联式杂夫里德耳-夸夫特反应的部位有时不同，因此也有可能生成副产物。在此种情况下，可通过色谱或再结晶等自它们的混合物中分离出目标多环芳香族化合物。
作为所述流程中使用的邻位金属化试剂，例如可列举：甲基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等的烷基锂，二异丙基酰胺锂、四甲基哌啶化锂、六甲基二硅胺化锂、六甲基二硅胺化钾等的有机碱性化合物。
作为所述流程中使用的甲基-Y(硼)的金属交换试剂，可列举：硼的三氟化物、三氯化物、三溴化物、三碘化物等的硼卤化物；CIPN(NEt2)2等的Y的氨基化卤化物；Y的烷氧基化物；Y的芳氧基化物等。
作为所述流程中使用的布忍斯特碱，可列举：N,N-二异丙基乙胺、三乙胺、2,2,6,6-四甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶、N,N-二甲基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺、2,6-二甲吡啶、四苯基硼酸钠、四苯基硼酸钾、三苯基硼烷、四苯基硅烷、Ar4BNa、Ar4BK、Ar3B、Ar4Si(此外，Ar为苯基等的芳基)等。
作为所述流程中所使用的路易斯酸，可列举：AlCl3、AlBr3、AlF3、BF3·OEt2、BCl3、BBr3、GaCl3、GaBr3、InCl3、InBr3、In(OTf)3、SnCl4、SnBr4、AgOTf、ScCl3、Sc(OTf)3、ZnCl2、ZnBr2、Zn(OTf)2、MgCl2、MgBr2、Mg(OTf)2、LiOTf、NaOTf、KOTf、Me3SiOTf、Cu(OTf)2、CuCl2、YCl3、Y(OTf)3、TiCl4、TiBr4、ZrCl4、ZrBr4、FeCl3、FeBr3、CoCl3、CoBr3等。
在所述流程中，为了促进串联式杂夫里德耳-夸夫特反应，也可使用布忍斯特碱或路易斯酸。其中，在使用硼的三氟化物、三氯化物、三溴化物、三碘化物等的硼卤化物的情况下，随着芳香族亲电子取代反应的进行，而生成氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢等酸，因此有效的是使用捕捉酸的布忍斯特碱。另一方面，在使用硼的氨基化卤化物、硼的烷氧基化物的情况下，随着芳香族亲电子取代反应的进行，而生成胺、醇，因此在多数情况下，无需使用布忍斯特碱，但因氨基或烷氧基的脱离能力低，故有效的是使用促进其脱离的路易斯酸。
另外，在由式(1)或式(2)所表示的多环芳香族化合物中，还包含至少一部分的氢原子经氰基、卤素或氘取代的化合物，此种化合物等通过使用所期望的位置经氰基化、卤化、氘化的原料，而可与上述同样地合成。
＜＜以源自多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物＞＞
具有源自本发明的多环芳香族化合物的结构作为重复单元的高分子化合物具有与所述本发明的多环芳香族化合物同样的特性，进而具有作为高分子的性质。因此，当例如用作后述的有机器件的材料时，适合于通过涂布来形成层。
本发明的所述高分子化合物优选为在重复单元中包含源自如下化合物的结构，所述化合物为选自由未经取代或可具有取代基的三芳基胺、未经取代或可具有取代基的芴、未经取代或可具有取代基的蒽、未经取代或可具有取代基的并四苯、未经取代或可具有取代基的三嗪、未经取代或可具有取代基的咔唑、未经取代或可具有取代基的四苯基硅烷、未经取代或可具有取代基的螺芴、未经取代或可具有取代基的三苯基膦、未经取代或可具有取代基的二苯并噻吩、及未经取代或可具有取代基的二苯并呋喃所组成的群组中的至少一种。所述重复单元可为包含由式(1)所表示的结构的重复单元，也可为与包含由式(1)所表示的结构的重复单元不同的重复单元。
本发明的以源自多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物可利用现有的方法，将卤化芳基衍生物与芳基硼酸衍生物作为起始原料，或者将卤化芳基硼酸衍生物与卤化芳基衍生物及芳基硼酸衍生物作为起始物质，并适宜组合铃木-宫浦偶合、熊田-玉尾-科里偶合(Kumada-Tamao-Corriu coupling)、根岸偶合、卤化反应、或硼化反应来进行合成。
铃木-宫浦偶合中的卤化物与硼酸衍生物可适宜替换其反应性官能基，熊田-玉尾-科里偶合或根岸偶合中也可同样地替换与它们的反应相关的官能基。另外，在更换为格氏(Grignard)试剂的情况下，可适宜替换金属镁与异丙基格氏试剂。硼酸酯可直接使用，或者也可利用酸进行水解而作为硼酸来使用。在作为硼酸酯来使用的情况下，其酯部分的烷基也可使用例示以外的烷基。
作为反应中所使用的钯催化剂的具体例，可列举：四(三苯基膦)钯(0)：Pd(PPh3)4、双(三苯基膦)钯(II)二氯化物：PdCl2(PPh3)2、乙酸钯(II)：Pd(OAc)2、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)：Pd2(dba)3、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)氯仿络合物：Pd2(dba)3·CHCl3、双(二亚苄基丙酮)钯(0)：Pd(dba)2、双(三-叔丁基膦基)钯(0)：Pd(t-Bu3P)2、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)：Pd(dppf)Cl2、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(1:1)：Pd(dppf)Cl2·CH2Cl2、PdCl2{P(t-Bu)2-(p-NMe2-Ph)}2:(A-taPhos)2PdCl2、双(二亚苄基)钯、[1,3-双(二苯基膦基)丙烷]镍(II)二氯化物、PdCl2[P(t-Bu)2-(p-NMe2-Ph)]2:(A-taPhos)2PdCl2(Pd-132：商标；庄信万丰(Johnson Matthey)公司制造)。
另外，为了促进反应，也可视情况向所述钯化合物中加入膦化合物。作为所述膦化合物的具体例，可列举：三(叔丁基)膦、三环己基膦、1-(N,N-二甲基氨基甲基)-2-(二-叔丁基膦基)二茂铁、1-(N,N-二丁基氨基甲基)-2-(二-叔丁基膦基)二茂铁、1-(甲氧基甲基)-2-(二-叔丁基膦基)二茂铁、1,1'-双(二-叔丁基膦基)二茂铁、2,2'-双(二-叔丁基膦基)-1,1'-联萘、2-甲氧基-2'-(二-叔丁基膦基)-1,1'-联萘、或2-二环己基膦基-2',6'-二甲氧基联苯。
作为反应中所使用的碱的具体例，可列举：碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、乙醇钠、叔丁醇钠、乙酸钠、乙酸钾、磷酸三钾、或氟化钾。
另外，作为反应中所使用的溶媒的具体例，可列举：苯、甲苯、二甲苯、1,2,4-三甲基苯、苯甲醚、乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二乙醚、叔丁基甲基醚、1,4-二噁烷、甲醇、乙醇、叔丁醇、环戊基甲基醚或异丙醇、二甲氧基乙烷、2-(2-甲氧基乙氧基)乙烷、2-(2-乙氧基乙氧基)乙烷等。所述溶媒可适宜选择，可单独使用，也可以混合溶媒的形式使用。
另外，也可以水溶液的形式加入碱而使其以两相系统反应。在以两相系统反应的情况下，视需要也可加入四级铵盐等相间转移催化剂。
当制造以源自本发明的多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物时，可以一阶段来制造，也可经由多阶段来制造。另外，可通过将原料全部放入反应容器后开始反应的总括聚合法来进行，也可通过将原料滴加至反应容器的滴加聚合法来进行，还可通过生成物随着反应的进行而沉淀的沉淀聚合法来进行，可适宜地组合所述方法来进行合成。例如，当以一阶段来合成以源自本发明的多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物时，在将在单体单元(monomer unit，MU)中键结有聚合性基的单体及在封端单元(end cap unit，EC)中键结有聚合性基的单体加入至反应容器的状态下进行反应，由此获得目标物。另外，当以多阶段来合成以源自本发明的多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物时，使在单体单元(MU)中键结有聚合性基的单体聚合至目标分子量后，加入在封端单元(EC)中键结有聚合性基的单体并加以反应，由此获得目标物。
另外，若选择单体的聚合性基，则可控制聚合物的一次结构。例如，如合成流程(20)的1)～3)所示，可合成具有无规的一次结构的高分子化合物(合成流程(20)的1)、具有规则的一次结构的高分子化合物(合成流程(20)的2及3)等，且可根据目标物进行适宜组合来使用。
[化73]
合成流程(20)
MU＝a、b
聚合性基＝x、y(分别为x与y键结)
1)使用两种单体(x-a-y)及单体(x-b-y)合成的高分子化合物
Figure BDA0002538798750000751
2)使用两种单体(x-a-x)及单体(y-b-y)合成的高分子化合物
Figure BDA0002538798750000752
3)使用两种单体(x-a-y)及单体(y-b-y)合成的高分子化合物
Figure BDA0002538798750000753
关于包含源自由式(1)所表示的化合物的结构作为重复单元的高分子化合物，例如可使用向式(1)的R1～R11中导入了聚合性基的单体来制造高分子化合物。作为被导入聚合性基的R1～R11的取代基为芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)(以上为第一取代基)，所述芳基、所述杂芳基、及所述二芳基氨基中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、烷基或环烷基(以上为第二取代基)取代。具有包含由式(1)所表示的结构的重复单元的高分子化合物也可在使用包含由式(1)所表示的结构的单体的基础上进而使用共聚单体来制造。更具体而言，可在高分子化合物的制造中使用的共聚单体可为向下述任一者中导入了聚合性基的单体：未经取代或可经取代的苯、未经取代或可经取代的三嗪、未经取代或可具有取代基的蒽、未经取代或可经取代的三芳基胺、未经取代或可经取代的咔唑、未经取代或可具有取代基的螺芴、未经取代或可经取代的二苯并呋喃、未经取代或可经取代的二苯并噻吩、未经取代或可经取代的四芳基硅烷、未经取代或可经取代的三芳基膦、未经取代或可经取代的吩嗪、未经取代或可经取代的吩噻嗪、未经取代或可经取代的吖啶满(acridane)、未经取代或可经取代的烷基及未经取代或可经取代的环烷基，优选为未经取代或可具有取代基的三芳基胺、未经取代或可具有取代基的芴、未经取代或可具有取代基的蒽、未经取代或可具有取代基的并四苯、未经取代或可具有取代基的三嗪、未经取代或可具有取代基的咔唑、未经取代或可具有取代基的四苯基硅烷、未经取代或可具有取代基的螺芴、未经取代或可具有取代基的三苯基膦、未经取代或可具有取代基的二苯并噻吩、及未经取代或可具有取代基的二苯并呋喃。就其他观点而言，也优选为苯、联苯、三联苯、三芳基胺、三苯基三嗪或咔唑。另外，进而优选为在所述苯、联苯、三联苯、三芳基胺、三苯基三嗪或咔唑中具有碳数1～24的烷基或碳数3～16的环烷基。
＜＜有机器件用材料＞＞
本发明的多环芳香族化合物及以源自本发明的多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物分别可用作有机器件用材料。此外，以下，有时将选自由本发明的多环芳香族化合物及以源自本发明的多环芳香族化合物的结构为重复单元的高分子化合物所组成的群组中的任一种化合物称为本发明的化合物。
本发明的化合物是具有含有特定结构的施体(D)与受体(A)的多重共振效应型热活性型延迟荧光体，具有高的发光效率、快的延迟荧光寿命、蓝色发光及短的发光半峰宽，可有效用作有机器件用材料。
作为有机器件，可列举：有机电场发光元件、有机场效晶体管、或有机薄膜太阳电池等。本发明的化合物在有机电场发光元件中可用于形成发光层，且在有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池中可用于形成活性层。
本发明的化合物特别优选用于有机电场发光元件的发光层中。
＜＜有机电场发光元件＞＞
有机电场发光元件具有：一对电极，包含阳极及阴极；以及发光层，配置于所述一对电极间。除发光层以外，有机电场发光元件还可具有一层以上的有机层。作为有机层，例如可列举电子传输层、空穴传输层、电子注入层及空穴注入层等，也可进一步具有其他有机层。
图1示出包括所述有机层的有机电场发光元件的层构成的一例。图1中，101表示基板，102表示阳极，103表示空穴注入层，104表示空穴传输层，105表示发光层，106表示电子传输层，107表示电子注入层，108表示阴极。
1.有机电场发光元件中的发光层
发光层105是通过在已被供给电场的电极间，使自阳极102所注入的空穴与自阴极108所注入的电子再结合而发光的层。作为形成发光层105的材料，只要是由空穴与电子的再结合而得到激发来发光的化合物(发光性化合物)即可，优选为可形成稳定的薄膜形状、且在固体状态下显示强的发光(荧光)效率的化合物。发光层可为单一层，也可包含多层，且分别由发光层用材料(主体材料、掺杂剂材料)形成。主体材料与掺杂剂材料分别可为一种，也可为多种的组合，任一者均可。掺杂剂材料可包含于整个主体材料内，也可包含于部分主体材料内，任一者均可。作为掺杂方法，可通过与主体材料的共蒸镀法来形成，也可事先与主体材料混合后同时蒸镀。另外，如后所述，发光层也可通过使用了包含主体材料与掺杂剂材料的发光层形成用组合物的湿式成膜法来形成。
本发明的化合物可优选地用作有机电场发光元件的发光层的形成材料。可通过将本发明的化合物用作发光层中的发射体或辅助掺杂剂来制造有机电场发光元件。
包含本发明的化合物的发光层可包含主体化合物。此处，主体化合物可为一种，也可为两种以上。
另外，发光层可为单一层，也可包含多层。另外，主体化合物、热活性型延迟荧光体及后述的其他成分可包含在同一层内，也可在多层中包含各至少一种成分。发光层所包含的主体化合物及热活性型延迟荧光体分别可为一种，也可为多种的组合。辅助掺杂剂及发射掺杂剂可包含在作为基质的主体化合物全体中，也可包含在作为基质的主体化合物的一部分中。发光层可通过蒸镀法来成膜，也可通过对溶解于有机溶媒中而制备的涂料进行涂布的湿式成膜法等形成。
1-1.主体化合物
包含本发明的化合物的发光层可包含主体化合物。作为主体化合物，可使用现有的化合物，例如可列举具有咔唑环及呋喃环的至少一者的化合物，其中，优选为使用呋喃基及咔唑基的至少一者与亚芳基及亚杂芳基的至少一者键结而成的化合物。作为具体例，可列举mCP或mCBP等。
主体化合物例如可使用由下述式(H1)、式(H2)、式(H3)、式(H4)及式(H5)的任一者所表示的化合物。
所述化合物也可为以选自由下述式(H1)、式(H2)、式(H3)、式(H4)及式(H5)所表示的结构所组成的群组中的至少一种结构为重复单元的高分子化合物。
本发明的有机电场发光元件优选含有至少一个由下述式(H1)～式(H5)所表示的化合物、或者含有至少一个以下述(H1)～(H5)中的至少一种结构为重复单元的高分子化合物。
[化74]
Figure BDA0002538798750000771
式(H1)中，L1为碳数6～24的亚芳基，Z为C-H、C-R'或N，式(H2)中，L2及L3分别独立地为碳数6～30的芳基或碳数2～30的杂芳基，由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代，式(H3)中，J为＞O、＞S、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2，Y为单键、＞O、＞S、＞C(R')2或＞Si(-R')2，Z为C-H、C-R'或N，式(H4)中，Z为C-H、C-R'或N，所述C-R'、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2中的R'为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，式(H5)中，R101～R111分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基的取代基，所述取代基中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，R101～R111中的邻接的基彼此可键结并与它们所键结的苯环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基取代，它们中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，由式(H5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立由卤素或氘取代。
作为式(H5)的R101～R111，可引用所述第一取代基及对第一取代基进行取代的第二取代基的记载。
另外，作为主体化合物，也可使用由下述式(H-1)、式(H-2)及式(H-3)的任一者所表示的化合物。
[化75]
Figure BDA0002538798750000781
式(H-1)、式(H-2)及式(H-3)中，L1为碳数6～24的亚芳基、碳数2～24的亚杂芳基、碳数6～24的亚杂芳基亚芳基及碳数6～24的亚芳基杂亚芳基亚芳基，优选为碳数6～16的亚芳基，更优选为碳数6～12的亚芳基，特别优选为碳数6～10的亚芳基，具体而言，可列举苯环、联苯环、三联苯环及芴环等的二价基。作为亚杂芳基，优选为碳数2～24的亚杂芳基，更优选为碳数2～20的亚杂芳基，进而优选为碳数2～15的亚杂芳基，特别优选为碳数2～10的亚杂芳基，具体而言，可列举：吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1H-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1H-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹噁啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁噻环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、呋咱环、噁二唑环及噻蒽环等的二价基。
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代。
作为主体化合物，优选为由以下所列举的任一结构式所表示的化合物。此外，在以下所列举的结构式中，至少一个氢可由卤素、氰基、碳数1～4的烷基(例如甲基或叔丁基)、苯基或萘基等取代。
[化76]
Figure BDA0002538798750000791
[化77]
Figure BDA0002538798750000792
[化78]
Figure BDA0002538798750000801
[化79]
Figure BDA0002538798750000811
[化80]
Figure BDA0002538798750000821
[化81]
Figure BDA0002538798750000822
[化82]
Figure BDA0002538798750000831
1-2.TAF元件中的荧光体(发射掺杂剂)
在将本发明的化合物用作辅助掺杂剂的情况下，作为发光层的附加成分，可使用发射掺杂剂。附加成分是出于发光光谱的窄半峰宽化、色调的改善或长寿命化的目的而使用。
发射掺杂剂并无特别限定，可使用已知的化合物，且可对应于所期望的发光色而自各种材料中选择。具体而言，例如可列举：菲、蒽、芘、并四苯、并五苯、苝、萘并芘、二苯并芘、红荧烯及
Figure BDA0002538798750000832
等的稠环衍生物，苯并噁唑衍生物，苯并噻唑衍生物，苯并咪唑衍生物，苯并三唑衍生物，噁唑衍生物，噁二唑衍生物，噻唑衍生物，咪唑衍生物，噻二唑衍生物，三唑衍生物，吡唑啉衍生物，二苯乙烯衍生物，噻吩衍生物，四苯基丁二烯衍生物，环戊二烯衍生物，双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等的双苯乙烯基衍生物(日本专利特开平1-245087号公报)，双苯乙烯基亚芳基衍生物(日本专利特开平2-247278号公报)，二氮杂苯并二茚衍生物，呋喃衍生物，苯并呋喃衍生物，苯基异苯并呋喃、二均三甲苯基异苯并呋喃、二(2-甲基苯基)异苯并呋喃、二(2-三氟甲基苯基)异苯并呋喃、苯基异苯并呋喃等的异苯并呋喃衍生物，二苯并呋喃衍生物，7-二烷基氨基香豆素衍生物、7-哌啶基香豆素衍生物、7-羟基香豆素衍生物、7-甲氧基香豆素衍生物、7-乙酰氧基香豆素衍生物、3-苯并噻唑基香豆素衍生物、3-苯并咪唑基香豆素衍生物、3-苯并噁唑基香豆素衍生物等的香豆素衍生物，二氰基亚甲基吡喃衍生物，二氰基亚甲基噻喃衍生物，聚次甲基衍生物，花青衍生物，氧代苯并蒽衍生物，呫吨衍生物，罗丹明衍生物，荧光素衍生物，吡喃鎓衍生物，喹喏酮衍生物，吖啶衍生物，噁嗪衍生物，苯醚衍生物，喹吖啶酮衍生物，喹唑啉衍生物，吡咯并吡啶衍生物，呋喃并吡啶衍生物，1,2,5-噻二唑并芘衍生物，吡咯亚甲基衍生物，紫环酮衍生物，吡咯并吡咯衍生物，方酸内鎓盐衍生物，紫蒽酮衍生物，吩嗪衍生物，吖啶酮衍生物，脱氮黄素衍生物，芴衍生物及苯并芴衍生物等。
若对每种发色光进行例示，则作为蓝色掺杂剂材料～蓝绿色掺杂剂材料，可列举：萘、蒽、菲、芘、三亚苯、苝、芴、茚、
Figure BDA0002538798750000842
等的芳香族烃化合物或其衍生物，呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-硅芴、9,9'-螺二硅芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡嗪、萘啶、喹噁啉、吡咯并吡啶、噻吨等的芳香族杂环化合物或其衍生物，二苯乙烯基苯衍生物，四苯基丁二烯衍生物，二苯乙烯衍生物，醛连氮衍生物，香豆素衍生物，咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等的唑衍生物及其金属络合物，及以N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺为代表的芳香族胺衍生物等。
另外，作为绿色掺杂剂材料～黄色掺杂剂材料，可列举香豆素衍生物、邻苯二甲酰亚胺衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、紫环酮衍生物、吡咯并吡咯衍生物、环戊二烯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物及红荧烯等的并四苯衍生物等，进而，还可列举如下的化合物作为优选的例子：向作为所述蓝色掺杂剂材料～蓝绿色掺杂剂材料所例示的化合物中导入芳基、杂芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等可长波长化的取代基而成的化合物。
进而，作为橙色掺杂剂材料～红色掺杂剂材料，可列举双(二异丙基苯基)苝四羧酸酰亚胺等的萘二甲酰亚胺衍生物，紫环酮衍生物，将乙酰丙酮或苯甲酰丙酮与菲咯啉等作为配体的Eu络合物等的稀土类络合物，4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃或其类似物，镁酞菁、铝氯酞菁等的金属酞菁衍生物，罗丹明化合物，脱氮黄素衍生物，香豆素衍生物，喹吖啶酮衍生物，吩噁嗪衍生物、噁嗪衍生物、喹唑啉衍生物、吡咯并吡啶衍生物、方酸内鎓盐衍生物、紫蒽酮衍生物、吩嗪衍生物、吩噁嗪酮衍生物及噻二唑并芘衍生物等，进而，还可列举如下的化合物作为优选的例子：向作为所述蓝色掺杂剂材料～蓝绿色掺杂剂材料及绿色掺杂剂材料～黄色掺杂剂材料所例示的化合物中导入芳基、杂芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等可长波长化的取代基而成的化合物。
此外，作为附加成分，可自化学工业2004年6月号第13页、及其中所列举的参考文献等中所记载的化合物等中适宜选择来使用。
具有二苯乙烯结构的胺例如由下述式表示。
[化83]
Figure BDA0002538798750000841
所述式中，Ar1为源自碳数6～30的芳基的m价基，Ar2及Ar3分别独立地为碳数6～30的芳基，Ar1～Ar3的至少一者具有二苯乙烯结构，Ar1～Ar3可经取代，而且m为1～4的整数。
具有二苯乙烯结构的胺更优选为由下述式所表示的二氨基二苯乙烯。
[化84]
Figure BDA0002538798750000851
所述式中，Ar2及Ar3分别独立地为碳数6～30的芳基，Ar2及Ar3可经取代。
碳数6～30的芳基的具体例可列举：苯、萘、苊、芴、非那烯、菲、蒽、荧蒽、三亚苯、芘、
Figure BDA0002538798750000852
并四苯、苝、二苯乙烯、二苯乙烯基苯、二苯乙烯基联苯、二苯乙烯基芴等。
具有二苯乙烯结构的胺的具体例可列举：N,N,N',N'-四(4-联苯基)-4,4'-二氨基二苯乙烯、N,N,N',N'-四(1-萘基)-4,4'-二氨基二苯乙烯、N,N,N',N'-四(2-萘基)-4,4'-二氨基二苯乙烯、N,N'-二(2-萘基)-N,N'-二苯基-4,4'-二氨基二苯乙烯、N,N'-二(9-菲基)-N,N'-二苯基-4,4'-二氨基二苯乙烯、4,4'-双[4”-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-联苯、1,4-双[4'-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-苯、2,7-双[4'-双(二苯基氨基)苯乙烯基]-9,9-二甲基芴、4,4'-双(9-乙基-3-咔唑乙烯基)-联苯、4,4'-双(9-苯基-3-咔唑乙烯基)-联苯等。
另外，也可使用日本专利特开2003-347056号公报、及日本专利特开2001-307884号公报等中所记载的具有二苯乙烯结构的胺。
作为苝衍生物，例如可列举：3,10-双(2,6-二甲基苯基)苝、3,10-双(2,4,6-三甲基苯基)苝、3,10-二苯基苝、3,4-二苯基苝、2,5,8,11-四-叔丁基苝、3,4,9,10-四苯基苝、3-(1'-芘基)-8,11-二(叔丁基)苝、3-(9'-蒽基)-8,11-二(叔丁基)苝、3,3'-双(8,11-二(叔丁基)苝基)等。
另外，也可使用日本专利特开平11-97178号公报、日本专利特开2000-133457号公报、日本专利特开2000-26324号公报、日本专利特开2001-267079号公报、日本专利特开2001-267078号公报、日本专利特开2001-267076号公报、日本专利特开2000-34234号公报、日本专利特开2001-267075号公报、及日本专利特开2001-217077号公报等中所记载的苝衍生物。
另外，作为可用作本发明的第三成分的化合物，可列举包含硼原子的化合物，例如可列举：硼烷衍生物、二氧杂硼杂萘并蒽(dioxaboranaphthoanthracene，DOBNA)衍生物及其多聚体、二氮杂硼杂萘并蒽(diazaboranaphthoanthracene，DABNA)衍生物及其多聚体、氧杂氮杂硼杂萘并蒽(oxaazaboranaphthoanthracene，OABNA)衍生物及其多聚体、氧杂硼杂萘并蒽(oxaboranaphthoanthracene，OBNA)衍生物及其多聚体、氮杂硼杂萘并蒽(azaboranaphthoanthracene，ABNA)衍生物及其多聚体、三氧杂硼杂二苯并芘衍生物及其多聚体、二氧杂氮杂硼杂苯并芘衍生物及其多聚体、氧杂二氮杂硼杂苯并芘衍生物及其多聚体等。
作为硼烷衍生物，例如可列举：1,8-二苯基-10-(二均三甲苯基硼基)蒽、9-苯基-10-(二均三甲苯基硼基)蒽、4-(9'-蒽基)二均三甲苯基硼基萘、4-(10'-苯基-9'-蒽基)二均三甲苯基硼基萘、9-(二均三甲苯基硼基)蒽、9-(4'-联苯基)-10-(二均三甲苯基硼基)蒽、9-(4'-(N-咔唑基)苯基)-10-(二均三甲苯基硼基)蒽等。
另外，也可使用国际公开第2000/40586号等中所记载的硼烷衍生物。
芳香族胺衍生物例如由下述式表示。
[化85]
Figure BDA0002538798750000861
所述式中，Ar4为源自碳数6～30的芳基的n价基，Ar5及Ar6分别独立地为碳数6～30的芳基，Ar4～Ar6可经取代，而且n为1～4的整数。
尤其，更优选为如下的芳香族胺衍生物：Ar4为源自蒽、
Figure BDA0002538798750000862
芴、苯并芴或芘的二价基，Ar5及Ar6分别独立地为碳数6～30的芳基，Ar4～Ar6可经取代，而且n为2。
碳数6～30的芳基的具体例可列举：苯、萘、苊、芴、非那烯、菲、蒽、荧蒽、三亚苯、芘、
Figure BDA0002538798750000863
并四苯、苝、并五苯等。
作为芳香族胺衍生物，作为
Figure BDA0002538798750000864
系，例如可列举：N,N,N',N'-四苯基
Figure BDA0002538798750000865
-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(对甲苯基)
Figure BDA0002538798750000866
-6，12-二胺、N，N，N′，N′-四(间甲苯基)
Figure BDA0002538798750000868
-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(4-异丙基苯基)
Figure BDA0002538798750000869
-6,12-二胺、N,N,N',N'-四(萘-2-基)
Figure BDA00025387987500008610
-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(对甲苯基)
Figure BDA00025387987500008611
-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-乙基苯基)
Figure BDA00025387987500008612
-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-异丙基苯基)
Figure BDA00025387987500008613
-6,12-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-叔丁基苯基)
Figure BDA00025387987500008614
-6,12-二胺、N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-二(对甲苯基)
Figure BDA00025387987500008615
-6,12-二胺等。
另外，作为芘系，例如可列举：N,N,N',N'-四苯基芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(对甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(间甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(4-异丙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(3,4-二甲基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(对甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-乙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-异丙基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-叔丁基苯基)芘-1,6-二胺、N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-二(对甲苯基)芘-1,6-二胺、N,N,N',N'-四(3,4-二甲基苯基)-3,8-二苯基芘-1,6-二胺、N,N,N,N-四苯基芘-1,8-二胺、N,N'-双(联苯-4-基)-N,N'-二苯基芘-1,8-二胺、N1,N6-二苯基-N1,N6-双-(4-三甲基硅烷基-苯基)-1H,8H-芘-1,6-二胺等。
例如，作为具体例，可列举式(PYR1)、式(PYR2)、式(PYR3)及式(PYR4)等。
[化86]
Figure BDA0002538798750000871
另外，作为蒽系，例如可列举：N,N,N,N-四苯基蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(间甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N,N',N'-四(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-二(间甲苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-乙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(4-叔丁基苯基)蒽-9,10-二胺、N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-N,N,N',N'-四(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-N,N'-二苯基-N,N'-双(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二环己基-N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二环己基-N,N'-双(4-异丙基苯基)-N,N'-双(4-叔丁基苯基)蒽-9,10-二胺、9,10-双(4-二苯基氨基-苯基)蒽、9,10-双(4-二(1-萘基氨基)苯基)蒽、9,10-双(4-二(2-萘基氨基)苯基)蒽、10-二-对甲苯基氨基-9-(4-二-对甲苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(4-二苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(6-二苯基氨基-2-萘基)蒽等。
另外，此外可列举：[4-(4-二苯基氨基-苯基)萘-1-基]-二苯基胺、[6-(4-二苯基氨基-苯基)萘-2-基]-二苯基胺、4,4'-双[4-二苯基氨基萘-1-基]联苯、4,4'-双[6-二苯基氨基萘-2-基]联苯、4,4”-双[4-二苯基氨基萘-1-基]-对三联苯、4,4”-双[6-二苯基氨基萘-2-基]-对三联苯、茚并咔唑衍生物等。
另外，也可使用日本专利特开2006-156888号公报等中所记载的芳香族胺衍生物。
作为茚并咔唑衍生物，是由下述式(IDC1)所表示的化合物。具体而言，可列举具有下述部分结构(IDC11)、(IDC12)及(IDC13)的化合物。下述式(IDC1)中的式中，Z为CRA或N，π1及π2分别独立地为经取代或未经取代的环形成碳数6～50的芳香族烃或者经取代或未经取代的环形成碳数5～50的芳香族杂环，RA、RB及RC为氢及任意的取代基，n及m分别独立地为1～4的整数，邻接的两个RA、RB及RC可相互键结而形成经取代或未经取代的环结构。更具体而言，可列举式(IDC121)、式(IDC131)、式(IDC132)、式(IDC133)及式(IDC134)等。
[化87]
茚并咔唑化合物的部分结构
Figure BDA0002538798750000881
茚并咔唑化合物的具体的化合物
Figure BDA0002538798750000882
作为香豆素衍生物，可列举：香豆素-6、香豆素-334等。
另外，也可使用日本专利特开2004-43646号公报、日本专利特开2001-76876号公报、及日本专利特开平6-298758号公报等中所记载的香豆素衍生物。
作为吡喃衍生物，可列举下述的DCM、DCJTB等。
[化88]
Figure BDA0002538798750000891
另外，也可使用日本专利特开2005-126399号公报、日本专利特开2005-097283号公报、日本专利特开2002-234892号公报、日本专利特开2001-220577号公报、日本专利特开2001-081090号公报、及日本专利特开2001-052869号公报等中所记载的吡喃衍生物。
另外，本发明中使用的荧光体优选为具有硼原子的化合物。作为可用作荧光体的具有硼原子的化合物，可列举：二氧杂硼杂萘并蒽(DOBNA)衍生物及其多聚体、二氮杂硼杂萘并蒽(DABNA)衍生物及其多聚体、氧杂氮杂硼杂萘并蒽(OABNA)衍生物及其多聚体、氧杂硼杂萘并蒽(OBNA)衍生物及其多聚体、氮杂硼杂萘并蒽(ABNA)衍生物及其多聚体等。
作为发射掺杂剂，也优选包含由下述式(ED1)、式(ED1')及式(ED2)所表示的化合物的至少一种。
[化89]
Figure BDA0002538798750000892
(式(ED1)中，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R9、R10及R11分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R1～R3、R4～R6及R9～R11中的邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)取代，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代，
X为＞O或＞N-R，所述＞N-R的R及R13为芳基、杂芳基或烷基，它们可由芳基、杂芳基或烷基取代，
其中，当X为氨基时R2不会为氨基，
而且，
由式(ED1)所表示的化合物及结构中的至少一个氢可由氰基、卤素或氘取代。)
[化90]
Figure BDA0002538798750000901
(式(ED1')中，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及R14分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R1～R3、R4～R7、R8～R10及R11～R14中的邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环或d环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)取代，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代，
X为＞O或＞N-R，所述＞N-R的R为芳基、杂芳基或烷基，它们可由芳基、杂芳基或烷基取代，
L为单键、＞CR2、＞O、＞S及＞N-R，所述＞CR2及＞N-R中的R分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代，
而且，
由式(ED1')所表示的化合物及结构中的至少一个氢可由氰基、卤素或氘取代。)
[化91]
Figure BDA0002538798750000902
(式(ED2)中，
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13及R14分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)、芳硫基、杂芳硫基或经烷基取代的硅烷基，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R5～R7及R10～R12中的邻接的基彼此可键结并与b环或d环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、杂芳氧基、二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)、芳硫基、杂芳硫基或经烷基取代的硅烷基取代，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，
X1、X2、X3及X4分别独立地为＞O、＞N-R或＞CR2，所述＞N-R的R及＞CR2的R为碳数6～12的芳基、碳数2～15的杂芳基或碳数1～6的烷基，另外，所述＞N-R的R及＞CR2的R可利用-O-、-S-、-C(-R)2-或单键而与所述a环、b环、c环及d环的至少一者键结，所述-C(-R)2-的R为氢或碳数为1～6的烷基，
其中，X1、X2、X3及X4中的两者以下为＞O，
而且，
由式(ED2)所表示的化合物中的至少一个氢可由氰基、卤素或氘取代。)
当式(ED2)中的X1、X2、X3及X4为＞N-R时，所述R优选为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基以外的取代基。
更具体而言，可列举包含由下述式(ED11)～式(ED19)、式(ED21)～式(ED28)、式(ED211)、式(ED212)、式(ED221)～式(ED223)、式(ED231)、式(ED241)、式(ED242)、式(ED261)及式(ED271)所表示的结构的化合物。
[化92]
Figure BDA0002538798750000921
[化93]
Figure BDA0002538798750000931
[化94]
Figure BDA0002538798750000941
由式(ED11)～式(ED19)、式(ED21)～式(ED28)、式(ED211)、式(ED212)、式(ED221)～式(ED223)、式(ED231)、式(ED241)、式(ED242)、式(ED261)及式(ED271)所表示的结构中的至少一个氢分别独立地可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)取代，它们可进一步由芳基、杂芳基或烷基取代。关于芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基或芳氧基的优选范围与具体例，可参照式(1)的R1～R11中的对应记载。
另外，作为附加成分的荧光体优选为具有选自由下述部分结构群组B中的至少一种结构的化合物，更优选为以下化合物：其具有由式(ED11)～式(ED19)、式(ED21)～式(ED27)、式(ED211)、式(ED212)、式(ED221)～式(ED223)、式(ED231)、式(ED241)、式(ED242)、式(ED261)或式(ED271)所表示的结构，且具有在所述结构中的苯环(也包括构成了稠环的苯环)中键结有选自部分结构群组B中的至少一种结构的结构的化合物。
部分结构群组B：
[化95]
Figure BDA0002538798750000951
[化96]
Figure BDA0002538798750000952
[化97]
Figure BDA0002538798750000961
[化98]
Figure BDA0002538798750000971
[化99]
Figure BDA0002538798750000981
1-3.辅助掺杂剂(热活性型延迟荧光体)
在将本发明的化合物用作TAF元件中的发射掺杂剂(ED)的情况下可使用的辅助掺杂剂(热活性型延迟荧光体：TADF化合物)优选为以下的施体-受体型TADF化合物(D-A型TADF化合物)：其被设计成使用被称为施体的供电子性的取代基与被称为受体的电子接受性的取代基来使分子内的HOMO(最高占据分子轨道)与LUMO(最低未占分子轨道)局部存在化，以产生有效率的反向系间跨越(reverse intersystem crossing)。
此处，在本说明书中，“供电子性的取代基”(施体)是指在TADF化合物分子中HOMO轨道局部存在的取代基及部分结构，“电子接受性的取代基”(受体)是指在TADF化合物分子中LUMO轨道局部存在的取代基及部分结构。
一般来说，使用施体或受体的TADF化合物由于结构原因，自旋轨道耦合(SOC：SpinOrbit Coupling)大，且HOMO与LUMO的交换相互作用小，ΔEST小，因此可获得非常快的反向系间跨越速度。另一方面，使用施体或受体的TADF化合物在激发态下的结构弛豫变大(在某分子中，在基态与激发态下稳定结构不同，因此若通过外部刺激而发生自基态向激发态的转换，则其后结构变化为激发态下的稳定结构)，从而提供宽度宽的发光光谱，因此当作为发光材料来使用时有可能使色纯度降低。
作为在将本发明的化合物用作TAF元件中的ED的情况下可使用的热活性型延迟荧光体(TADF化合物)，例如可使用施体及受体直接或经由间隔物而键结的化合物。作为热活性型延迟荧光体中所使用的施体性及受体性的结构，例如可使用材料化学(Chemistry ofMaterials)，2017，29，1946-1963中记载的结构。作为施体性的结构，可列举：咔唑、二甲基咔唑、二叔丁基咔唑、二甲氧基咔唑、四甲基咔唑、苯并氟咔唑、苯并噻吩并咔唑、苯基二氢吲哚并咔唑、苯基联咔唑、联咔唑、三联咔唑(tercarbazole)、二苯基咔唑基胺、四苯基咔唑基二胺、吩噁嗪、二氢吩嗪、吩噻嗪、二甲基二氢吖啶、二苯基胺、双(叔丁基)苯基胺、(二苯基氨基)苯基二苯基苯二胺、二甲基四苯基二氢吖啶二胺、四甲基-二氢-茚并吖啶及二苯基-二氢二苯并氮杂硅啉等。作为受体性的结构，可列举：磺酰基二苯、二苯甲酮、亚苯基双(苯基甲酮)、苯甲腈、异烟腈、邻苯二甲腈、间苯二甲腈、对苯二甲腈、苯三甲腈、三唑、噁唑、噻二唑、苯并噻唑、苯并双(噻唑)、苯并噁唑、苯并双(噁唑)、喹啉、苯并咪唑、二苯并喹啉、七氮杂非那烯、噻吨酮二氧化物、二甲基蒽、蒽二酮、环庚联吡啶、芴二甲腈、三苯基三嗪、吡嗪二甲腈、嘧啶、苯基嘧啶、甲基嘧啶、吡啶二甲腈、二苯并喹噁啉二甲腈、双(苯基磺酰基)苯、二甲基噻吨酮二氧化物、噻蒽四氧化物及三(二甲基苯基)硼烷。尤其本发明的具有热活性型延迟荧光的化合物优选为具有选自咔唑、吩噁嗪、吖啶、三嗪、嘧啶、吡嗪、噻吨酮、苯甲腈、邻苯二甲腈、间苯二甲腈、二苯基砜、三唑、噁二唑、噻二唑及二苯甲酮中的至少一者作为部分结构的化合物。
用作本发明的发光层的辅助掺杂剂的化合物为热活性型延迟荧光体，且优选为其发光光谱与发射掺杂剂的吸收峰至少一部分重叠的化合物。以下，例示可用作本发明的发光层的辅助掺杂剂的化合物。但是，在本发明中可用作辅助掺杂剂的化合物并不由以下的例示化合物限定性地解释，下述式中，Me表示甲基，tBu表示叔丁基，Ph表示苯基，波浪线表示键结位置。
[化100]
Figure BDA0002538798750001001
[化101]
Figure BDA0002538798750001011
[化102]
Figure BDA0002538798750001021
[化103]
Figure BDA0002538798750001031
[化104]
Figure BDA0002538798750001041
[化105]
Figure BDA0002538798750001051
[化106]
Figure BDA0002538798750001061
[化107]
Figure BDA0002538798750001071
[化108]
Figure BDA0002538798750001081
[化109]
Figure BDA0002538798750001082
[化110]
Figure BDA0002538798750001091
[化111]
Figure BDA0002538798750001101
[化112]
Figure BDA0002538798750001111
[化113]
Figure BDA0002538798750001121
[化114]
Figure BDA0002538798750001131
[化115]
Figure BDA0002538798750001141
[化116]
Figure BDA0002538798750001151
[化117]
Figure BDA0002538798750001161
[化118]
Figure BDA0002538798750001171
进而，作为热活性型延迟荧光体，也可使用由下述式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)的任一者所表示的化合物。
[化119]
Figure BDA0002538798750001172
式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)中，
M分别独立地为单键、-O-、＞N-Ar或＞CAr2，就所形成的部分结构的HOMO的深度以及激发单重态能级及激发三重态能级的高度的观点而言，优选为单键、-O-或＞N-Ar。J是将施体性的部分结构与受体性的部分结构分开的间隔物结构，且分别独立地为碳数6～18的亚芳基，就自施体性的部分结构与受体性的部分结构渗出的共轭的大小的观点而言，优选为碳数6～12的亚芳基。更具体而言，可列举亚苯基、甲基亚苯基及二甲基亚苯基。Q分别独立地为＝C(-H)-或＝N-，就所形成的部分结构的LUMO的浅度以及激发单重态能级及激发三重态能级的高度的观点而言，优选为＝N-。Ar分别独立地为氢、碳数6～24的芳基、碳数2～24的杂芳基、碳数1～12的烷基或碳数3～18的环烷基，就所形成的部分结构的HOMO的深度以及激发单态能级及激发三态能级的高度的观点而言，优选为氢、碳数6～12的芳基、碳数2～14的杂芳基、碳数1～4的烷基或碳数6～10的环烷基，更优选为氢、苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、联苯基、吡啶基、联吡啶基、三嗪基、咔唑基、二甲基咔唑基、二叔丁基咔唑基、苯并咪唑基或苯基苯并咪唑基，进而优选为氢、苯基或咔唑基。m为1或2。n为2～(6-m)的整数，就位阻的观点而言，优选为4～(6-m)的整数。进而，由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
更具体而言，用作本发明的发光层的第二成分的化合物优选为4CzBN、4CzBN-Ph、5CzBN、3Cz2DPhCzBN、4CzIPN、2PXZ-TAZ、Cz-TRZ3、BDPCC-TPTA、MA-TA、PA-TA、FA-TA、PXZ-TRZ、DMAC-TRZ、BCzT、DCzTrz、DDCzTrz、螺环AC-TRZ、Ac-HPM、Ac-PPM、Ac-MPM、TCzTrz、TmCzTrz及DCzmCzTrz。
2.有机电场发光元件中的电子注入层、电子传输层
电子注入层107发挥将自阴极108移动而来的电子效率良好地注入至发光层105内或电子传输层106内的作用。电子传输层106发挥将自阴极108所注入的电子、或自阴极108经由电子注入层107所注入的电子效率良好地传输至发光层105的作用。电子传输层106及电子注入层107分别通过将电子传输/注入材料的一种或两种以上加以层叠、混合而形成。电子传输层106及电子注入层107也可由电子传输/注入材料与高分子粘结剂的混合物形成。
所谓电子注入/传输层，是指掌管自阴极注入电子、进而传输电子的层，理想的是电子注入效率高、且效率良好地传输所注入的电子。因此，优选为电子亲和力大、且电子迁移率大、进而稳定性优异，制造时及使用时不易产生成为陷阱的杂质的物质。但是，在考虑了空穴与电子的传输平衡的情况下，当主要发挥可效率良好地阻止来自阳极的空穴未再结合而流向阴极侧的作用时，即便电子传输能力并不那么高，也与电子传输能力高的材料同等地具有提升发光效率的效果。因此，本实施方式中的电子注入/传输层也可还包含可效率良好地阻止空穴的移动的层的功能。
作为形成电子传输层106或电子注入层107的材料(电子传输材料)，可自从前以来在光导电材料中作为电子传递化合物所惯用的化合物、用于有机EL元件的电子注入层及电子传输层的现有的化合物中任意地选择来使用。
作为用于电子传输层或电子注入层的材料，优选为含有选自如下材料中的至少一种：含有包含选自碳、氢、氧、硫、硅及磷中的一种以上的原子的芳香族环或杂芳香族环的化合物，吡咯衍生物及其稠环衍生物，以及具有电子接受性氮的金属络合物。具体而言，可列举：萘、蒽等的稠环系芳香族环衍生物，以4,4'-双(二苯基乙烯基)联苯为代表的苯乙烯基系芳香族环衍生物，紫环酮衍生物，香豆素衍生物，萘二甲酰亚胺衍生物，蒽醌或联苯醌等的醌衍生物，氧化膦衍生物，芳基腈衍生物及吲哚衍生物等。作为具有电子接受性氮的金属络合物，例如可列举：羟基苯基噁唑络合物等的羟基唑络合物、甲亚胺络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。这些材料可单独使用，也可与不同的材料混合使用。
另外，作为其他电子传递化合物的具体例，可列举：硼烷衍生物、吡啶衍生物、萘衍生物、荧蒽衍生物、BO系衍生物、蒽衍生物、苯并芴衍生物、菲咯啉衍生物、紫环酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、蒽醌衍生物、联苯醌衍生物、二苯基醌衍生物、苝衍生物、噁二唑衍生物(1,3-双[(4-叔丁基苯基)1,3,4-噁二唑基]亚苯等)、噻吩衍生物、三唑衍生物(N-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等)、噻二唑衍生物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、羟基喹啉系金属络合物、喹噁啉衍生物、喹噁啉衍生物的聚合物、苯并唑类化合物、镓络合物、吡唑衍生物、全氟化亚苯基衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物(2,2'-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺二芴等)、咪唑并吡啶衍生物、苯并咪唑衍生物(三(N-苯基苯并咪唑-2-基)苯等)、苯并噁唑衍生物、噻唑衍生物、苯并噻唑衍生物、喹啉衍生物、三联吡啶等的寡聚吡啶衍生物、联吡啶衍生物、三联吡啶衍生物(1,3-双(4'-(2,2'：6'2”-三联吡啶))苯等)、萘啶衍生物(双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等)、醛连氮衍生物、嘧啶衍生物、芳基腈衍生物、吲哚衍生物、氧化膦衍生物、双苯乙烯基衍生物、噻咯衍生物及唑啉衍生物等。
另外，还可使用具有电子接受性氮的金属络合物，例如可列举：羟基喹啉系金属络合物或羟基苯基噁唑络合物等羟基唑络合物、甲亚胺络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。
所述材料可单独使用，也可与不同的材料混合使用。
所述材料中，优选为硼烷衍生物、吡啶衍生物、荧蒽衍生物、BO系衍生物、蒽衍生物、苯并芴衍生物、氧化膦衍生物、嘧啶衍生物、芳基腈衍生物、三嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、菲咯啉衍生物、及羟基喹啉系金属络合物。
＜硼烷衍生物＞
硼烷衍生物例如为由下述式(ETM-1)所表示的化合物，详细而言在日本专利特开2007-27587号公报中进行了公开。
[化120]
Figure BDA0002538798750001191
式(ETM-1)中，R11及R12分别独立地为氢、烷基、可经取代的芳基、经取代的硅烷基、可经取代的含氮杂环、或氰基的至少一者，R13～R16分别独立地为可经取代的烷基或可经取代的芳基，X为可经取代的亚芳基，Y为可经取代的碳数16以下的芳基、经取代的硼基、或可经取代的咔唑基，而且，n分别独立地为0～3的整数。另外，作为“可经取代”或“经取代”的情况下的取代基，可列举：芳基、杂芳基或烷基等。
在由式(ETM-1)所表示的化合物中，优选为由下述式(ETM-1-1)所表示的化合物或由下述式(ETM-1-2)所表示的化合物。
[化121]
Figure BDA0002538798750001201
式(ETM-1-1)中，R11及R12分别独立地为氢、烷基、可经取代的芳基、经取代的硅烷基、可经取代的含氮杂环、或氰基的至少一者，R13～R16分别独立地为可经取代的烷基或可经取代的芳基，R21及R22分别独立地为氢、烷基、可经取代的芳基、经取代的硅烷基、可经取代的含氮杂环、或氰基的至少一者，X1为可经取代的碳数20以下的亚芳基，n分别独立地为0～3的整数，而且，m分别独立地为0～4的整数。另外，作为“可经取代”或“经取代”的情况下的取代基，可列举：芳基、杂芳基或烷基等。
[化122]
Figure BDA0002538798750001202
式(ETM-1-2)中，R11及R12分别独立地为氢、烷基、可经取代的芳基、经取代的硅烷基、可经取代的含氮杂环、或氰基的至少一者，R13～R16分别独立地为可经取代的烷基或可经取代的芳基，X1为可经取代的碳数20以下的亚芳基，而且，n分别独立地为0～3的整数。另外，作为“可经取代”或”经取代”的情况下的取代基，可列举：芳基、杂芳基或烷基等。
作为X1的具体例，可列举由下述式(X-1)～式(X-9)所表示的二价基。
[化123]
Figure BDA0002538798750001211
(各式中，Ra分别独立地为烷基或可经取代的苯基，*表示键结位置。)
作为所述硼烷衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化124]
Figure BDA0002538798750001212
所述硼烷衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜吡啶衍生物＞
吡啶衍生物例如为由下述式(ETM-2)所表示的化合物，优选为由式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)所表示的化合物。
[化125]
φ-(吡啶系取代基)n (ETM-2)
Figure BDA0002538798750001221
φ为n价的芳基环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或三亚苯环)，n为1～4的整数。
式(ETM-2-1)中，R11～R18分别独立地为氢、烷基(优选为碳数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳数6～30的芳基)。
式(ETM-2-2)中，R11及R12分别独立地为氢、烷基(优选为碳数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳数6～30的芳基)，R11及R12可键结而形成环。
在各式中，“吡啶系取代基”为下述式(Py-1)～式(Py-15)的任一者(式中的*表示键结位置。)，吡啶系取代基可分别独立地由碳数1～4的烷基取代。另外，吡啶系取代基可经由亚苯基或亚萘基而与各式中的φ、蒽环或芴环键结。
[化126]
Figure BDA0002538798750001231
吡啶系取代基为式(Py-1)～式(Py-15)的任一者，所述式中优选为下述式(Py-21)～式(Py-44)的任一者(式中的*表示键结位置。)。
[化127]
Figure BDA0002538798750001241
各吡啶衍生物中的至少一个氢可由氘取代，另外，式(ETM-2-1)及式(ETM-2-2)中的两个“吡啶系取代基”中的一者可由芳基取代。
作为R11～R18中的“烷基”，可为直链及支链的任一种，例如可列举碳数1～24的直链烷基或碳数3～24的支链烷基。优选的“烷基”为碳数1～18的烷基(碳数3～18的支链烷基)。更优选的“烷基”为碳数1～12的烷基(碳数3～12的支链烷基)。进而优选的“烷基”为碳数1～6的烷基(碳数3～6的支链烷基)。特别优选的“烷基”为碳数1～4的烷基(碳数3～4的支链烷基)。
作为具体的“烷基”，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一基、1-甲基癸基、正十二基、正十三基、1-己基庚基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正二十基等。
作为在吡啶系取代基中进行取代的碳数1～4的烷基，可引用所述烷基的说明。
作为R11～R18中的“环烷基”，例如可列举碳数3～12的环烷基。优选的“环烷基”为碳数3～10的环烷基。更优选的“环烷基”为碳数3～8的环烷基。进而优选的“环烷基”为碳数3～6的环烷基。
作为具体的“环烷基”，可列举：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、环辛基或二甲基环己基等。
作为R11～R18中的“芳基”，优选的芳基为碳数6～30的芳基，更优选的芳基为碳数6～18的芳基，进而优选为碳数6～14的芳基，特别优选为碳数6～12的芳基。
作为具体的“碳数6～30的芳基”，可列举：作为单环系芳基的苯基，作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基，作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基，作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基，作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
优选的“碳数6～30的芳基”可列举苯基、萘基、菲基、
Figure BDA0002538798750001252
基或三亚苯基等，进而优选可列举苯基、1-萘基、2-萘基或菲基，特别优选可列举苯基、1-萘基或2-萘基。
式(ETM-2-2)中的R11及R12可键结而形成环，其结果为，可在芴骨架的5元环上螺键结环丁烷、环戊烷、环戊烯、环戊二烯、环己烷、芴或茚等。
作为所述吡啶衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化128]
Figure BDA0002538798750001251
Figure BDA0002538798750001261
所述吡啶衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜荧蒽衍生物＞
荧蒽衍生物例如为由下述式(ETM-3)所表示的化合物，详细而言在国际公开第2010/134352号中进行了公开。
[化129]
Figure BDA0002538798750001262
式(ETM-3)中，X12～X21表示氢、卤素、直链、分支或环状的烷基、直链、分支或环状的烷氧基、经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的杂芳基。此处，作为经取代的情况下的取代基，可列举：芳基、杂芳基或烷基等。
作为所述荧蒽衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化130]
Figure BDA0002538798750001263
＜BO系衍生物＞
BO系衍生物例如为由下述式(ETM-4)所表示的多环芳香族化合物、或具有多个由下述式(ETM-4)所表示的结构的多环芳香族化合物的多聚体。
[化131]
Figure BDA0002538798750001271
R1～R11分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代。
另外，R1～R11中的邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、烷氧基、芳氧基或二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基键结)取代，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代。
另外，由式(ETM-4)所表示的化合物或结构中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
关于式(ETM-4)中的取代基或环形成的形态、以及多个式(ETM-4)的结构组合而形成的多聚体的说明，可引用由式(1)或式(2)所表示的多环芳香族化合物或其多聚体的说明。
作为所述BO系衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化132]
Figure BDA0002538798750001272
所述BO系衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜蒽衍生物＞
蒽衍生物之一例如为由下述式(ETM-5-1)所表示的化合物。
[化133]
Figure BDA0002538798750001281
Ar分别独立地为二价的苯或萘，R1～R4分别独立地为氢、碳数1～6的烷基、碳数3～6的环烷基或碳数6～20的芳基。
Ar可分别独立地自二价的苯或萘中适宜选择，两个Ar可不同也可相同，就蒽衍生物的合成容易性的观点而言，优选为相同。Ar与吡啶键结而形成“包含Ar及吡啶的部位”，所述部位例如作为由下述式(Py-1)～式(Py-12)的任一者所表示的基而与蒽键结。
[化134]
Figure BDA0002538798750001282
在所述基中，优选为由式(Py-1)～式(Py-9)的任一者所表示的基，更优选为由式(Py-1)～式(Py-6)的任一者所表示的基。键结于蒽的两个“包含Ar及吡啶的部位”的结构可相同也可不同，就蒽衍生物的合成容易性的观点而言，优选为相同结构。其中，就元件特性的观点而言，无论两个“包含Ar及吡啶的部位”的结构相同还是不同均优选。
关于R1～R4中的碳数1～6的烷基，可为直链及支链的任一种。即，为碳数1～6的直链烷基或碳数3～6的支链烷基。更优选为碳数1～4的烷基(碳数3～4的支链烷基)。作为具体例，可列举甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、或2-乙基丁基等，优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、或叔丁基，更优选为甲基、乙基、或叔丁基。
作为R1～R4中的碳数3～6的环烷基的具体例，可列举：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、环辛基或二甲基环己基等。
关于R1～R4中的碳数6～20的芳基，优选为碳数6～16的芳基，更优选为碳数6～12的芳基，特别优选为碳数6～10的芳基。
作为“碳数6～20的芳基”的具体例，可列举：作为单环系芳基的苯基、(邻、间、对)甲苯基、(2,3-、2,4-、2,5-、2,6-、3,4-、3,5-)二甲苯基、均三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、(邻、间、对)枯烯基，作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基，作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基，作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯-2'-基、间三联苯-4'-基、间三联苯-5'-基、邻三联苯-3'-基、邻三联苯-4'-基、对三联苯-2'-基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、邻三联苯-2-基、邻三联苯-3-基、邻三联苯-4-基、对三联苯-2-基、对三联苯-3-基、对三联苯-4-基)，作为缩合三环系芳基的蒽-(1-、2-、9-)基、苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基，作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基，作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基等。
优选的“碳数6～20的芳基”为苯基、联苯基、三联苯基或萘基，更优选为苯基、联苯基、1-萘基、2-萘基或间三联苯-5'-基，进而优选为苯基、联苯基、1-萘基或2-萘基，最优选为苯基。
蒽衍生物之一例如为由下述式(ETM-5-2)所表示的化合物。
[化135]
Figure BDA0002538798750001291
Ar1分别独立地为单键、二价的苯、萘、蒽、芴、或非那烯。
Ar2分别独立地为碳数6～20的芳基，可引用与式(ETM-5-1)中的“碳数6～20的芳基”相同的说明。优选为碳数6～16的芳基，更优选为碳数6～12的芳基，特别优选为碳数6～10的芳基。作为具体例，可列举：苯基、联苯基、萘基、三联苯基、蒽基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基(tetracenyl)、苝基等。
R1～R4分别独立地为氢、碳数1～6的烷基、碳数3至6的环烷基或碳数6～20的芳基，可引用与式(ETM-5-1)中的R1～R4相同的说明。
作为所述蒽衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化136]
Figure BDA0002538798750001301
所述蒽衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜苯并芴衍生物＞
苯并芴衍生物例如为由下述式(ETM-6)所表示的化合物。
[化137]
Figure BDA0002538798750001302
Ar1分别独立地为碳数6～20的芳基，可引用与式(ETM-5-1)中的“碳数6～20的芳基”相同的说明。优选为碳数6～16的芳基，更优选为碳数6～12的芳基，特别优选为碳数6～10的芳基。作为具体例，可列举：苯基、联苯基、萘基、三联苯基、蒽基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基、苝基等。
Ar2分别独立地为氢、烷基(优选为碳数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳数6～30的芳基)，两个Ar2可键结而形成环。
作为Ar2中的“烷基”，可为直链及支链的任一种，例如可列举碳数1～24的直链烷基或碳数3～24的支链烷基。优选的“烷基”为碳数1～18的烷基(碳数3～18的支链烷基)。更优选的“烷基”为碳数1～12的烷基(碳数3～12的支链烷基)。进而优选的“烷基”为碳数1～6的烷基(碳数3～6的支链烷基)。特别优选的“烷基”为碳数1～4的烷基(碳数3～4的支链烷基)。作为具体的“烷基”，可列举：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基等。
作为Ar2中的“环烷基”，例如可列举碳数3～12的环烷基。优选的“环烷基”为碳数3～10的环烷基。更优选的“环烷基”为碳数3～8的环烷基。进而优选的“环烷基”为碳数3～6的环烷基。作为具体的“环烷基”，可列举：环丙基、环丁基、环戊基、环己基、甲基环戊基、环庚基、甲基环己基、环辛基或二甲基环己基等。
作为Ar2中的“芳基”，优选的芳基为碳数6～30的芳基，更优选的芳基为碳数6～18的芳基，进而优选为碳数6～14的芳基，特别优选为碳数6～12的芳基。
作为具体的“碳数6～30的芳基”，可列举：苯基、萘基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、三亚苯基、芘基、并四苯基、苝基、并五苯基等。
两个Ar2可键结而形成环，其结果为，可在芴骨架的5元环上螺键结环丁烷、环戊烷、环戊烯、环戊二烯、环己烷、芴或茚等。
作为所述苯并芴衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化138]
Figure BDA0002538798750001311
所述苯并芴衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜氧化膦衍生物＞
氧化膦衍生物例如为由下述式(ETM-7-1)所表示的化合物。详细情况也在国际公开第2013/079217号及国际公开第2013/079678号中进行了记载。
[化139]
Figure BDA0002538798750001321
R5为经取代或未经取代的碳数1～20的烷基、碳数6～20的芳基或碳数5～20的杂芳基，
R6为CN、经取代或未经取代的碳数1～20的烷基、碳数1～20的杂烷基、碳数6～20的芳基、碳数5～20的杂芳基、碳数1～20的烷氧基或碳数6～20的芳氧基，
R7及R8分别独立地为经取代或未经取代的碳数6～20的芳基或碳数5～20的杂芳基，
R9为氧或硫，
j为0或1，k为0或1，r为0～4的整数，q为1～3的整数。
此处，作为经取代的情况下的取代基，可列举：芳基、杂芳基或烷基等。
氧化膦衍生物例如可为由下述式(ETM-7-2)所表示的化合物。
[化140]
Figure BDA0002538798750001322
R1～R3可相同也可不同，且选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、烯基、环烯基、炔基、烷氧基、烷硫基、芳基醚基、芳硫基醚基、芳基、杂环基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氨基、硝基、硅烷基、及与邻接取代基之间所形成的稠环中。
Ar1可相同也可不同，且为亚芳基或亚杂芳基。Ar2可相同也可不同，且为芳基或杂芳基。其中，Ar1及Ar2中的至少一者具有取代基，或在与邻接取代基之间形成稠环。n为0～3的整数，n为0时，并不存在不饱和结构部分，n为3时，并不存在R1。
所述取代基内，所谓烷基，例如表示甲基、乙基、丙基、丁基等饱和脂肪族烃基，所述烷基可未经取代也可经取代。经取代的情况下的取代基并无特别限制，例如可列举烷基、芳基、杂环基等，此方面在以下的记载中也共通。另外，烷基的碳数并无特别限定，就获取的容易性或成本的方面而言，通常为1～20的范围。
另外，所谓环烷基，例如表示环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基，所述环烷基可未经取代也可经取代。烷基部分的碳数并无特别限定，通常为3～20的范围。
另外，所谓芳烷基，例如表示苄基、苯基乙基等经由脂肪族烃的芳香族烃基，脂肪族烃与芳香族烃均可未经取代也可经取代。脂肪族部分的碳数并无特别限定，通常为1～20的范围。
另外，所谓烯基，例如表示乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基，所述烯基可未经取代也可经取代。烯基的碳数并无特别限定，通常为2～20的范围。
另外，所谓环烯基，例如表示环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基，所述环烯基可未经取代也可经取代。
另外，所谓炔基，例如表示乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基，所述炔基可未经取代也可经取代。炔基的碳数并无特别限定，通常为2～20的范围。
另外，所谓烷氧基，例如表示甲氧基等经由醚键的脂肪族烃基，脂肪族烃基可未经取代也可经取代。烷氧基的碳数并无特别限定，通常为1～20的范围。
另外，所谓烷硫基，为烷氧基的醚键的氧原子被取代为硫原子的基。
另外，所谓芳基醚基，例如表示苯氧基等经由醚键的芳香族烃基，芳香族烃基可未经取代也可经取代。芳基醚基的碳数并无特别限定，通常为6～40的范围。
另外，所谓芳硫基醚基，为芳基醚基的醚键的氧原子被取代为硫原子的基。
另外，所谓芳基，例如表示苯基、萘基、联苯基、菲基、三联苯基、芘基等芳香族烃基。芳基可未经取代也可经取代。芳基的碳数并无特别限定，通常为6～40的范围。
另外，所谓杂环基，例如表示呋喃基、噻吩基、噁唑基、吡啶基、喹啉基、咔唑基等具有碳以外的原子的环状结构基，所述杂环基可未经取代也可经取代。杂环基的碳数并无特别限定，通常为2～30的范围。
所谓卤素，表示氟、氯、溴、碘。
醛基、羰基、氨基中也可包含经脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环等取代的基。
另外，脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环可未经取代也可经取代。
所谓硅烷基，例如表示三甲基硅烷基等硅化合物基，其可未经取代也可经取代。硅烷基的碳数并无特别限定，通常为3～20的范围。另外，硅数通常为1～6。
所谓在与邻接取代基之间所形成的稠环，例如是指在Ar1与R2、Ar1与R3、Ar2与R2、Ar2与R3、R2与R3、Ar1与Ar2等之间形成共轭或非共轭的稠环。此处，在n为1的情况下，两个R1彼此可形成共轭或非共轭的稠环。所述稠环可在环内结构中包含氮原子、氧原子、硫原子，也可进一步与另外的环缩合。
作为所述氧化膦衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化141]
Figure BDA0002538798750001341
所述氧化膦衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜嘧啶衍生物＞
嘧啶衍生物例如为由下述式(ETM-8)所表示的化合物，优选为由下述式(ETM-8-1)所表示的化合物。详细情况也在国际公开第2011/021689号中进行了记载。
[化142]
Figure BDA0002538798750001342
Ar分别独立地为可经取代的芳基、或可经取代的杂芳基。n为1～4的整数，优选为1～3的整数，更优选为2或3。
作为“可经取代的芳基”的“芳基”，例如可列举碳数6～30的芳基，优选为碳数6～24的芳基，更优选为碳数6～20的芳基，进而优选为碳数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举：作为单环系芳基的苯基、作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基、作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基、作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯-2'-基、间三联苯-4'-基、间三联苯-5'-基、邻三联苯-3'-基、邻三联苯-4'-基、对三联苯-2'-基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、邻三联苯-2-基、邻三联苯-3-基、邻三联苯-4-基、对三联苯-2-基、对三联苯-3-基、对三联苯-4-基)、作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基、作为四环系芳基的四联苯基(5'-苯基-间三联苯-2-基、5'-苯基-间三联苯-3-基、5'-苯基-间三联苯-4-基、间四联苯基)、作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基、作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
作为“可经取代的杂芳基”的“杂芳基”，例如可列举碳数2～30的杂芳基，优选为碳数2～25的杂芳基，更优选为碳数2～20的杂芳基，进而优选为碳数2～15的杂芳基，特别优选为碳数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，例如可列举除碳以外含有1个～5个选自氧、硫及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，例如可列举：呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁二唑基、呋咱基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲哚基、异吲哚基、1H-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1H-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、酞嗪基、萘啶环、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩噁噻基、噻蒽基、吲嗪基等。
另外，所述芳基及杂芳基可经取代，可分别例如由所述芳基或杂芳基取代。
作为所述嘧啶衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化143]
Figure BDA0002538798750001351
所述嘧啶衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜芳基腈衍生物＞
芳基腈衍生物例如为下述式(ETM-9)所表示的化合物，或者为多个所述化合物通过单键等键结而成的多聚体。详细内容在美国申请公开第2014/0197386号说明书中有记载。
[化144]
Figure BDA0002538798750001352
就电子传输性快速的观点而言，优选为Arni的碳数多，就T1高的观点而言，优选为Arni的碳数少。具体而言，当用于与发光层邻接的层时优选为高T1，从而Arni为碳数6～20的芳基，优选为碳数6～14的芳基，更优选为碳数6～10的芳基。另外，就T1高的观点而言，优选为腈基的取代个数n多，就S1高的观点而言，优选为腈基的取代个数n少。具体而言，腈基的取代个数n为1～4的整数，优选为1～3的整数，更优选为1～2的整数，进而优选为1。
Ar分别独立地为可经取代的芳基、或可经取代的杂芳基。就S1高及T1高的观点而言，优选为施体性的杂芳基，为了用作电子传输层，优选为施体性的杂芳基少。就电荷传输性的观点而言，优选为碳数多的芳基或杂芳基，且优选为具有多个取代基。具体而言，Ar的取代个数m为1～4的整数，优选为1～3的整数，更优选为1～2。
作为“可经取代的芳基”的“芳基”，例如可列举碳数6～30的芳基，优选为碳数6～24的芳基，更优选为碳数6～20的芳基，进而优选为碳数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举：作为单环系芳基的苯基，作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基，作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基，作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯-2'-基、间三联苯-4'-基、间三联苯-5'-基、邻三联苯-3'-基、邻三联苯-4'-基、对三联苯-2'-基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、邻三联苯-2-基、邻三联苯-3-基、邻三联苯-4-基、对三联苯-2-基、对三联苯-3-基、对三联苯-4-基)，作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基，作为四环系芳基的四联苯基(5'-苯基-间三联苯-2-基、5'-苯基-间三联苯-3-基、5'-苯基-间三联苯-4-基、间四联苯基)，作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基，作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
作为“可经取代的杂芳基”的“杂芳基”，例如可列举碳数2～30的杂芳基，优选为碳数2～25的杂芳基，更优选为碳数2～20的杂芳基，进而优选为碳数2～15的杂芳基，尤其优选为碳数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，例如可列举除碳以外含有1个～5个选自氧、硫及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，例如可列举：呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁二唑基、呋咱基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲哚基、异吲哚基、1H-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1H-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩噁噻基、噻蒽基、吲嗪基等。
另外，所述芳基及杂芳基可经取代，可分别例如由所述芳基或杂芳基取代。
芳基腈衍生物可为多个由式(ETM-9)所表示的化合物通过单键等键结而成的多聚体。所述情况下，除单键以外，也可通过芳基环(优选为多价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或三亚苯环)键结。
作为所述芳基腈衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化145]
Figure BDA0002538798750001361
所述芳基腈衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜三嗪衍生物＞
三嗪衍生物例如为由下述式(ETM-10)所表示的化合物，优选为由下述式(ETM-10-1)所表示的化合物。详细情况在美国公开公报2011/0156013号公报中进行了记载。
[化146]
Figure BDA0002538798750001371
Ar分别独立地为可经取代的芳基、或可经取代的杂芳基。n为1～3的整数，优选为2或3。
作为“可经取代的芳基”的“芳基”，例如可列举碳数6～30的芳基，优选为碳数6～24的芳基，更优选为碳数6～20的芳基，进而优选为碳数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举：作为单环系芳基的苯基，作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基，作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基，作为三环系芳基的三联苯基(间三联苯-2'-基、间三联苯-4'-基、间三联苯-5'-基、邻三联苯-3'-基、邻三联苯-4'-基、对三联苯-2'-基、间三联苯-2-基、间三联苯-3-基、间三联苯-4-基、邻三联苯-2-基、邻三联苯-3-基、邻三联苯-4-基、对三联苯-2-基、对三联苯-3-基、对三联苯-4-基)，作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基，作为四环系芳基的联四苯基(5'-苯基-间三联苯-2-基、5'-苯基-间三联苯-3-基、5'-苯基-间三联苯-4-基、间联四苯基)，作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基，作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
作为“可经取代的杂芳基”的“杂芳基”，例如可列举碳数2～30的杂芳基，优选为碳数2～25的杂芳基，更优选为碳数2～20的杂芳基，进而优选为碳数2～15的杂芳基，特别优选为碳数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，例如可列举除碳以外含有1个～5个选自氧、硫及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，例如可列举：呋喃基、噻吩基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、吡唑基、噁二唑基、呋咱基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、苯并[b]噻吩基、吲哚基、异吲哚基、1H-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1H-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、酞嗪基、萘啶环、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩噁噻基、噻蒽基、吲嗪基等。
另外，所述芳基及杂芳基可经取代，可分别例如由所述芳基或杂芳基取代。
作为三嗪衍生物的具体例，例如可列举以下的化合物。
[化147]
Figure BDA0002538798750001381
所述三嗪衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜苯并咪唑衍生物＞
苯并咪唑衍生物例如为由下述式(ETM-11)所表示的化合物。
[化148]
φ-(苯并咪唑系取代基)n (ETM-11)
φ为n价的芳基环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或三亚苯环)，n为1～4的整数，“苯并咪唑系取代基”是将式(ETM-2)、式(ETM-2-1)及式(ETM-2-2)的“吡啶系取代基”中的吡啶基取代为苯并咪唑基的取代基，苯并咪唑衍生物中的至少一个氢可由氘取代。
[化149]
Figure BDA0002538798750001382
所述苯并咪唑基中的R11为氢、碳数1～24的烷基、碳数3～12的环烷基或碳数6～30的芳基，可引用式(ETM-2-1)及式(ETM-2-2)中的R11的说明。
φ进而优选为蒽环或芴环，所述情况下的结构可引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)的结构，各式中的R11～R18可引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中所说明的结构。另外，在式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中以键结有两个吡啶系取代基的形态进行了说明，但将它们取代为苯并咪唑系取代基时，可由苯并咪唑系取代基取代两个吡啶系取代基(即n＝2)，也可由苯并咪唑系取代基取代任一个吡啶系取代基而由R11～R18取代另一个吡啶系取代基(即n＝1)。进而，例如可由苯并咪唑系取代基取代式(ETM-2-1)中的R11～R18的至少一个而由R11～R18取代“吡啶系取代基”。
作为苯并咪唑衍生物的具体例，例如可列举：1-苯基-2-(4-(10-苯基蒽-9-基)苯基)-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(3-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(10-(萘-2-基)蒽-9-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、2-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-1-苯基-1H-苯并[d]咪唑、1-(4-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)苯基)-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑、5-(9,10-二(萘-2-基)蒽-2-基)-1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑等。
[化150]
Figure BDA0002538798750001401
所述苯并咪唑衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜菲咯啉衍生物＞
菲咯啉衍生物例如为由下述式(ETM-12)或式(ETM-12-1)所表示的化合物。详细情况在国际公开第2006/021982号中进行了记载。
[化151]
Figure BDA0002538798750001402
φ为n价的芳基环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或三亚苯环)，n为1～4的整数。
各式的R11～R18分别独立地为氢、烷基(优选为碳数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳素3～12的环烷基)或芳基(优选为碳数6～30的芳基)。另外，在式(ETM-12-1)中，R11～R18的任一者与作为芳基环的φ键结。
各菲咯啉衍生物中的至少一个氢可由氘取代。
作为R11～R18中的烷基、环烷基及芳基，可引用式(ETM-2)中的R11～R18的说明。另外，关于φ，不仅可列举所述例子，例如也可列举以下结构式的例子。此外，下述结构式中的R分别独立地为氢、甲基、乙基、异丙基、环己基、苯基、1-萘基、2-萘基、联苯基或三联苯基，*表示键结位置。
[化152]
Figure BDA0002538798750001411
作为所述菲咯啉衍生物的具体例，例如可列举：4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉、9,10-二(1,10-菲咯啉-2-基)蒽、2,6-二(1,10-菲咯啉-5-基)吡啶、1,3,5-三(1,10-菲咯啉-5-基)苯、9,9'-二氟-双(1,10-菲咯啉-5-基)、2,9-二甲基-4,7-联苯-1,10-菲咯啉(bathocuproine)或1,3-双(2-苯基-1,10-菲咯啉-9-基)苯等。
[化153]
Figure BDA0002538798750001421
所述菲咯啉衍生物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜羟基喹啉系金属络合物＞
羟基喹啉系金属络合物例如为由下述式(ETM-13)所表示的化合物。
[化154]
Figure BDA0002538798750001422
式中，R1～R6分别独立地为氢、氟、烷基、芳烷基、烯基、氰基、烷氧基或芳基，M为Li、Al、Ga、Be或Zn，n为1～3的整数。
作为羟基喹啉系金属络合物的具体例，可列举：8-羟基喹啉锂、三(8-羟基喹啉)铝、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(5-甲基-8-羟基喹啉)铝、三(3,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝、三(4,5-二甲基-8-羟基喹啉)铝、三(4,6-二甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3-甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-苯基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3-苯基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,3-二甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,6-二甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,4-二甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二-叔丁基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,6-二苯基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,6-三苯基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,6-三甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2,4,5,6-四甲基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(1-萘酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(2-萘酚)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(2-苯基苯酚)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3-苯基苯酚)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二甲基苯酚)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)(3,5-二-叔丁基苯酚)铝、双(2-甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2,4-二甲基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-4-乙基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-4-乙基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-4-甲氧基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-4-甲氧基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-5-氰基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-5-氰基-8-羟基喹啉)铝、双(2-甲基-5-三氟甲基-8-羟基喹啉)铝-μ-氧代-双(2-甲基-5-三氟甲基-8-羟基喹啉)铝、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍等。
所述羟基喹啉系金属络合物可使用现有的原料与现有的合成方法来制造。
＜还原性物质＞
电子传输层及电子注入层的至少一者可包含可将形成电子传输层或电子注入层的材料还原的物质。所述还原性物质只要具有一定的还原性，则可使用各种物质，例如可优选地使用选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的群组中的至少一者。
作为优选的还原性物质，可列举Na(功函数为2.36eV)、K(功函数为2.28eV)、Rb(功函数为2.16eV)或Cs(功函数为1.95eV)等碱金属，或者Ca(功函数为2.9eV)、Sr(功函数为2.0eV～2.5eV)或Ba(功函数为2.52eV)等碱土金属，特别优选为功函数为2.9eV以下的物质。所述物质中，更优选的还原性物质是K、Rb或Cs的碱金属，进而优选为Rb或Cs，最优选为Cs。所述碱金属的还原能力特别高，通过向形成电子传输层或电子注入层的材料中添加比较少量的所述碱金属，可谋求有机EL元件中的发光亮度的提升或长寿命化。另外，作为功函数为2.9eV以下的还原性物质，两种以上的所述碱金属的组合也优选，特别优选为包含Cs的组合，例如Cs与Na、Cs与K、Cs与Rb、或Cs与Na及K的组合。通过包含Cs，可有效率地发挥还原能力，通过添加至形成电子传输层或电子注入层的材料中，可谋求有机EL元件中的发光亮度的提升或长寿命化。
3.有机电场发光元件中的阴极
阴极108发挥经由电子注入层107及电子传输层106而将电子注入至发光层105的作用。
作为形成阴极108的材料，若为可将电子效率良好地注入至有机层的物质，则并无特别限定，可使用与形成阳极102的材料相同的物质。其中，优选为锡、铟、钙、铝、银、铜、镍、铬、金、铂、铁、锌、锂、钠、钾、铯及镁等金属或它们的合金(镁-银合金、镁-铟合金、氟化锂/铝等的铝-锂合金等)等。为了提高电子注入效率来提升元件特性，有效的是锂、钠、钾、铯、钙、镁或包含所述低功函数金属的合金。然而，所述低功函数金属多数情况下通常在大气中不稳定。为了改善所述方面，已知有例如向有机层中掺杂微量的锂、铯或镁，并使用稳定性高的电极的方法。作为其他掺杂剂，还可使用如氟化锂、氟化铯、氧化锂及氧化铯般的无机盐。但是，并不限定于此。
进而，可列举如下的优选例：为了保护电极而将铂、金、银、铜、铁、锡、铝及铟等金属或使用了所述金属的合金；及二氧化硅、二氧化钛及氮化硅等无机物；聚乙烯醇、氯乙烯、烃系高分子化合物等进行层叠。所述电极的制作方法只要为电阻加热、电子束蒸镀、溅镀、离子镀及涂敷等可取得导通的方法，则也无特别限制。
4.有机电场发光元件中的空穴注入层、空穴传输层
空穴注入层103发挥将自阳极102移动而来的空穴效率良好地注入至发光层105内或空穴传输层104内的作用。空穴传输层104发挥将自阳极102所注入的空穴、或自阳极102经由空穴注入层103所注入的空穴效率良好地传输至发光层105的作用。空穴注入层103及空穴传输层104分别将空穴注入/传输材料的一种或两种以上加以层叠、混合而形成，或者由空穴注入/传输材料与高分子粘结剂的混合物形成。另外，也可向空穴注入/传输材料中添加如氯化铁(III)般的无机盐来形成层。
作为空穴注入/传输性物质，必须在已被供给电场的电极间效率良好地注入/传输来自正极的空穴，理想的是空穴注入效率高、且效率良好地传输所注入的空穴。因此，优选为电离电位小、且空穴迁移率大、进而稳定性优异、制造时及使用时不易产生成为陷阱的杂质的物质。
作为形成空穴注入层103及空穴传输层104的材料，可自从前以来在光导电材料中作为空穴的电荷传输材料所惯用的化合物；用于p型半导体、有机电场发光元件的空穴注入层及空穴传输层的现有的化合物中选择使用任意的化合物。所述化合物的具体例为咔唑衍生物(N-苯基咔唑、聚乙烯咔唑等)、双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等的双咔唑衍生物、三芳基胺衍生物(主链或侧链上具有芳香族三级氨基的聚合物、1,1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二氨基联苯、N,N'-二苯基-N,N'-二萘基-4,4'-二氨基联苯、N,N'-二苯基-N,N'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、N,N'-二萘基-N,N'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、N4,N4'-二苯基-N4,N4'-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、N4,N4,N4',N4'-四[1,1'-联苯]-4-基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、4,4',4”-三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺等的三苯基胺衍生物、星爆状胺衍生物等)、二苯乙烯衍生物、酞菁衍生物(无金属、铜酞菁等)、吡唑啉衍生物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、噁二唑衍生物、喹噁啉衍生物(例如1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯-2,3,6,7,10,11-六碳腈等)、卟啉衍生物等的杂环化合物、聚硅烷等。聚合物系中，优选为侧链上具有所述单体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚乙烯咔唑及聚硅烷等，但只要是形成发光元件的制作所需的薄膜、且可自阳极注入空穴、进而可传输空穴的化合物，则并无特别限定。
另外，有机半导体的导电性因其掺杂而受到强烈影响这一点也为人所知。此种有机半导体基质物质包含供电子性良好的化合物、或电子接受性良好的化合物。为了掺杂供电子物质，已知有四氰基醌二甲烷(TCNQ)或2,3,5,6-四氟四氰基-1,4-苯醌二甲烷(F4TCNQ)等的强电子接受体(例如，参照文献《M.普发、A.拜厄、T.弗里茨、K.里昂(M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo),《应用物理学快报(Appl.Phys.Lett.)》,73(22),3202-3204(1998)》及文献《J.布洛赫维茨、M.普发、T.弗里茨、K.里昂(J.Blochwitz,M.Pfeiffer,T.Fritz,K.Leo),《应用物理学快报(Appl.Phys.Lett.)》,73(6),729-731(1998)》)。它们通过供电子型基础物质(空穴传输物质)中的电子移动过程而生成所谓的空穴。基础物质的传导性根据空穴的数量及迁移率而产生相当大的变化。作为具有空穴传输特性的基质物质，已知有例如联苯胺衍生物(TPD等)或星爆状胺衍生物(TDATA等)、或者特定的金属酞菁(特别是锌酞菁(ZnPc)等)(日本专利特开2005-167175号公报)。
5.有机电场发光元件中的阳极
阳极102发挥向发光层105中注入空穴的作用。此外，当在阳极102与发光层105之间设置有空穴注入层103和/或空穴传输层104时，经由所述层向发光层105中注入空穴。
作为形成阳极102的材料，可列举无机化合物及有机化合物。作为无机化合物，例如可列举：金属(铝、金、银、镍、钯、铬等)、金属氧化物(铟的氧化物、锡的氧化物、铟-锡氧化物(Indium Tin Oxide，ITO)、铟-锌氧化物(Indium Zinc Oxide，IZO)等)、卤化金属(碘化铜等)、硫化铜、碳黑、ITO玻璃或奈塞玻璃等。作为有机化合物，例如可列举：聚(3-甲基噻吩)等的聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等的导电性聚合物等。此外，可自用作有机电场发光元件的阳极的物质中适宜选择来使用。
透明电极的电阻只要可对发光元件的发光供给足够的电流即可，因此并无限定，但就发光元件的消耗电力的观点而言，理想的是低电阻。例如，若为300Ω/Υ以下的ITO基板，则作为元件电极发挥功能，但现在还可供给10Ω/Υ左右的基板，因此特别理想的是使用例如100Ω/Υ～5Ω/Υ，优选为50Ω/Υ～5Ω/Υ的低电阻品。ITO的厚度可配合电阻值而任意地选择，但多数情况下通常在50nm～300nm之间使用。
6.有机电场发光元件中的基板
基板101是有机电场发光元件100的支撑体，通常使用石英、玻璃、金属、塑料等。基板101根据目的而形成为板状、膜状或片状，例如可使用玻璃板、金属板、金属箔、塑料膜、塑料片等。其中，优选为玻璃板及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜等的透明的合成树脂制的板。若为玻璃基板，则可使用钠钙玻璃或无碱玻璃等，另外，厚度也只要是足以保持机械强度的厚度即可，因此例如只要有0.2mm以上即可。厚度的上限值例如为2mm以下，优选为1mm以下。关于玻璃的材质，因来自玻璃的溶出离子越少越好，故优选为无碱玻璃，由于施加了SiO2等的隔离涂层的钠钙玻璃也有市售，因此可使用所述钠钙玻璃。另外，为了提高阻气性，也可在基板101的至少一面上设置细密的氧化硅膜等的阻气膜，特别在将阻气性低的合成树脂制的板、膜或片用作基板101的情况下，优选为设置阻气膜。
7.有机电场发光元件中的电子阻挡层
也可在空穴注入/传输层与发光层之间设置电子阻挡层，所述电子阻挡层防止来自发光层的电子和/或激子扩散。在电子阻挡层的形成时，可使用由所述式(H1)、式(H2)及式(H3)的任一者所表示的化合物。
8.有机电场发光元件的制作方法
构成有机电场发光元件的各层可通过利用蒸镀法、电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀、分子层叠法、印刷法、旋涂法或浇铸法、涂敷法等方法将用以构成各层的材料制成薄膜来形成。以所述方式形成的各层的膜厚并无特别限定，可对应于材料的性质而适宜设定，但通常为2nm～5000nm的范围。膜厚通常可利用石英振荡式膜厚测定装置等来测定。当利用蒸镀法进行薄膜化时，其蒸镀条件根据材料的种类、膜的目标结晶结构及缔合结构等而不同。蒸镀条件通常优选为在蒸镀用坩埚的加热温度+50℃～+400℃、真空度10-6Pa～10-3Pa、蒸镀速度0.01nm/秒～50nm/秒、基板温度-150℃～+300℃、膜厚2nm～5μm的范围内适宜设定。
接着，作为制作有机电场发光元件的方法的一例，对包括阳极/空穴注入层/空穴传输层/包含主体化合物、具有热活性型延迟荧光体及硼原子的化合物的发光层/电子传输层/电子注入层/阴极的有机电场发光元件的制作方法进行说明。
8-1.蒸镀法
在适当的基板上，利用蒸镀法等形成阳极材料的薄膜来制作阳极后，在所述阳极上形成空穴注入层及空穴传输层的薄膜。在所述薄膜上对主体化合物、具有热活性型延迟荧光体及硼原子的化合物进行共蒸镀而形成薄膜来作为发光层，在所述发光层上形成电子传输层、电子注入层，进而利用蒸镀法等形成包含阴极用物质的薄膜来作为阴极，由此获得目标有机电场发光元件。此外，在所述有机电场发光元件的制作中，也可使制作顺序相反而以阴极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、阳极的顺序制作。
8-2.湿式成膜法
在发光层形成用组合物的情况下，通过使用湿式成膜法进行成膜。
一般来说，湿式成膜法通过经由如下步骤而形成涂膜，所述步骤是在基板上涂布发光层形成用组合物的涂布步骤以及自经涂布的发光层形成用组合物中去除溶媒的干燥步骤。根据涂布步骤的不同，将使用旋涂机的方法称为旋涂法，将使用狭缝涂布机的方法称为狭缝涂布法，将使用版的方法称为凹版、平版、反向平版、柔版印刷法，将使用喷墨印刷机的方法称为喷墨法，将以雾状进行吹附的方法称为喷雾法。干燥步骤中有风干、加热、减压干燥等方法。干燥步骤可仅进行一次，也可使用不同的方法或条件而进行多次。另外，例如也可如在减压下的煅烧般并用不同的方法。
即，本发明的有机电场发光元件也优选为以下的有机电场发光元件：具有包含阳极及阴极的一对电极、以及配置于所述一对电极间且由本发明的发光层形成用组合物形成的发光层。
所谓湿式成膜法，是使用溶液的成膜法，例如为一部分印刷法(喷墨法)、旋涂法或浇铸法、涂敷法等。湿式成膜法与真空蒸镀法不同，无需使用昂贵的真空蒸镀装置，可在大气压下进行成膜。此外，湿式成膜法可大面积化或连续生产，从而带来制造成本的降低。
另一方面，当与真空蒸镀法比较时，湿式成膜法难以层叠化。在使用湿式成膜法制作层叠膜的情况下，需要防止由上层的组合物引起的底层的溶解，且运用控制了溶解性的组合物、底层的交联及正交溶媒(Orthogonal solvent，相互不溶解的溶媒)等。然而，即便使用所述技术，也存在难以将湿式成膜法用于所有的膜的涂布的情况。
因此，通常采用如下方法：使用湿式成膜法仅制成若干层，且利用真空蒸镀法制成其余的层，从而制作有机EL元件。
例如，以下表示一部分应用湿式成膜法而制作有机EL元件的工序。
(工序1)阳极的利用真空蒸镀法进行的成膜
(工序2)空穴注入层的利用湿式成膜法进行的成膜
(工序3)空穴传输层的利用湿式成膜法进行的成膜
(工序4)包含主体化合物、具有热活性型延迟荧光体及硼原子的化合物的发光层形成用组合物的利用湿式成膜法进行的成膜
(工序5)电子传输层的利用真空蒸镀法进行的成膜
(工序6)电子注入层的利用真空蒸镀法进行的成膜
(工序7)阴极的利用真空蒸镀法进行的成膜
通过经由所述工序，可获得包括阳极/空穴注入层/空穴传输层/包含主体材料与掺杂剂材料的发光层/电子传输层/电子注入层/阴极的有机EL元件。
8-3.有机溶媒
本发明的化合物可溶解于溶媒中来用作发光层形成用组合物。
本发明的发光层形成用组合物包含至少一个本发明的化合物、以及溶媒。
另外，本发明的发光层形成用组合物优选含有至少一个由式(H1)～式(H5)所表示的化合物、或者含有至少一个以源自式(H1)～式(H5)中的至少一者的结构为重复单元的高分子化合物。
另外，本发明的发光层形成用组合物可还包含用作发光层的附加成分的发射掺杂剂、辅助掺杂剂等其他成分。
例如，本发明的发光层形成用组合物优选含有至少一个由所述式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)的任一者所表示的化合物。
本发明的发光层形成用组合物优选包含至少一种有机溶媒作为所述溶媒。通过在成膜时控制有机溶媒的蒸发速度，可控制及改善成膜性及涂膜的缺陷的有无、表面粗糙度、平滑性。另外，在使用喷墨法成膜时，可控制喷墨头的针孔处的弯液面(meniscus)稳定性，并可控制、改善喷出性。此外，通过控制膜的干燥速度及衍生物分子的取向，可改善具有由所述发光层形成用组合物所获得的发光层的有机EL元件的电特性、发光特性、效率、及寿命。
8-3-1.有机溶媒的物性
本发明的发光层形成用组合物中，作为所述溶剂，优选包含沸点为130℃以上的有机溶剂，更优选包含沸点为140℃以上的有机溶剂，进而优选包含沸点为150℃以上的有机溶剂。另外，所述有机溶剂的沸点的上限优选为300℃以下，更优选为270℃以下，进而优选为250℃以下。就喷墨的喷出性的观点而言，优选为沸点高于130℃的情况。另外，就涂膜的缺陷、表面粗糙度、残留溶媒及平滑性的观点而言，优选为沸点低于300℃的情况。就良好的喷墨喷出性、制膜性、平滑性及低残留溶媒的观点而言，溶媒更优选为包含两种以上的有机溶媒的构成。另一方面，根据情况，考虑到搬运性等，也可为通过自发光层形成用组合物中去除溶媒而制成为固体状态的组合物。
另外，所述溶媒优选为包含相对于本发明的化合物或本发明的高分子化合物的至少一者的良溶媒(GS)与不良溶媒(PS)的混合溶媒，且良溶媒(GS)的沸点(BPGS)低于不良溶媒(PS)的沸点(BPPS)。
通过加入高沸点的不良溶媒，而在成膜时低沸点的良溶媒先挥发，组合物中的含有物的浓度与不良溶剂的浓度增加并促进快速成膜。由此，可获得缺陷少、表面粗糙度小、平滑性高的涂膜。
本发明的化合物或本发明的高分子化合物的至少一个化合物相对于良溶媒(GS)的溶解度(SGS，％)、与本发明的化合物或本发明的高分子化合物的至少一者相对于不良溶媒(PS)的溶解度(SPS，％)的差(SGS-SPS)优选为1％以上，更优选为3％以上，进而优选为5％以上。
所述良溶媒(GS)的沸点(BPGS)与不良溶媒(PS)的沸点(BPPS)的差(BPPS-BPGS)优选为10℃以上，更优选为30℃以上，进而优选为50℃以上。
进而，溶媒特别优选为以下组合：其包含相对于由式(1)、式(H1)、式(H2)、式(H3)或式(H4)所表示的化合物的良溶媒(GS)与不良溶媒(PS)，且良溶媒(GS)的沸点(BPGS)低于不良溶媒(PS)的沸点(BPPS)。
通过加入高沸点的不良溶媒，而在成膜时低沸点的良溶媒先挥发，组合物中的含有物的浓度与不良溶剂的浓度增加并促进快速成膜。由此，可获得缺陷少、表面粗糙度小、平滑性高的涂膜。
由式(1)、式(H1)、式(H2)、式(H3)、式(H4)或式(H5)所表示的化合物相对于良溶媒(GS)的溶解度(SGS)、与由式(1)、式(H1)、式(H2)、式(H3)、式(H4)或式(H5)所表示的化合物相对于不良溶媒(PS)的溶解度(SPS)的差(SGS-SPS)优选为1％以上，更优选为3％以上，进而优选为5％以上。沸点的差(BPPS-BPGS)优选为10℃以上，更优选为30℃以上，进而优选为50℃以上。
有机溶媒在成膜后通过真空、减压、加热等干燥步骤而自涂膜中去除。在进行加热的情况下，就改善涂布成膜性的观点而言，优选在第一成分的玻璃转移温度(Tg)+30℃以下进行。另外，就削减残留溶媒的观点而言，优选在第一成分的玻璃转移温度(Tg)-30℃以上进行加热。即便加热温度低于有机溶媒的沸点，但由于膜薄，因此有机溶媒也充分地被去除。另外，可在不同的温度下进行多次干燥，也可并用多种干燥方法。
8-3-2.有机溶媒的具体例
作为用于发光层形成用组合物中的有机溶媒，可列举烷基苯系溶媒、苯基醚系溶媒、烷基醚系溶媒、环状酮系溶媒、脂肪族酮系溶媒、单环性酮系溶媒、具有二酯骨架的溶媒及含氟系溶媒等，作为具体例，可列举戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十四醇、己烷-2-醇、庚烷-2-醇、辛烷-2-醇、癸烷-2-醇、十二烷-2-醇、环己醇、α-萜品醇(α-terpineol)、β-萜品醇、γ-萜品醇、δ-萜品醇、萜品醇(混合物)、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇异丙基甲基醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、2,6-二甲吡啶、2-氟-间二甲苯、3-氟-邻二甲苯、2-氯苯并三氟化物、枯烯、甲苯、2-氯-6-氟甲苯、2-氟苯甲醚、苯甲醚、2,3-二甲基吡嗪、溴苯、4-氟苯甲醚、3-氟苯甲醚、3-三氟甲基苯甲醚、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、叔丁基苯、2-甲基苯甲醚、苯乙醚、苯并二噁茂(benzodioxole)、4-甲基苯甲醚、仲丁基苯、3-甲基苯甲醚、4-氟-3-甲基苯甲醚、异丙甲苯(cymene)、1,2,3-三甲基苯、1,2-二氯苯、2-氟苯甲腈、4-氟邻二甲氧苯(4-fluoroveratrole)、2,6-二甲基苯甲醚、正丁基苯、3-氟苯甲腈、萘烷(decalin)(十氢萘(decahydronaphthalene))、新戊基苯、2,5-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、苯甲腈、3,5-二甲基苯甲醚、二苯醚、1-氟-3,5-二甲氧基苯、苯甲酸甲酯、异戊基苯、3,4-二甲基苯甲醚、邻甲苯甲腈(o-tolunitrile)、正戊基苯、邻二甲氧苯(veratrole)、1,2,3,4-四氢萘、苯甲酸乙酯、正己基苯、苯甲酸丙酯、环己基苯、1-甲基萘、苯甲酸丁酯、2-甲基联苯、3-苯氧基甲苯、2,2'-二甲基联苯(2,2'-bitolyl)、十二基苯、二戊基苯、四甲基苯、三甲氧基苯、三甲氧基甲苯、2,3-二氢苯并呋喃、1-甲基-4-(丙氧基甲基)苯、1-甲基-4-(丁氧基甲基)苯、1-甲基-4-(戊氧基甲基)苯、1-甲基-4-(己氧基甲基)苯、1-甲基-4-(庚氧基甲基)苯、苄基丁基醚、苄基戊基醚、苄基己基醚、苄基庚基醚、苄基辛基醚等，但并不仅限定于此。另外，溶媒可单独使用，也可进行混合。
9.有机电场发光元件的应用例
另外，本发明还可应用于包括有机电场发光元件的显示装置或包括有机电场发光元件的照明装置等。
本发明的显示装置或本发明的照明装置包括本发明的有机电场发光元件。
包括有机电场发光元件的显示装置或照明装置可通过将本实施方式的有机电场发光元件与现有的驱动装置加以连接等现有的方法来制造，且可适宜使用直流驱动、脉冲驱动、交流驱动等现有的驱动方法来进行驱动。
作为显示装置，例如可列举：彩色平板显示器等面板显示器、挠性彩色有机电场发光(EL)显示器等挠性显示器等(例如，参照日本专利特开平10-335066号公报、日本专利特开2003-321546号公报、日本专利特开2004-281086号公报等)。另外，作为显示器的显示方式，例如可列举矩阵和/或分段方式等。此外，矩阵显示与分段显示可在同一屏(panel)中共存。
在矩阵中，将用于显示的像素二维地配置成格子状或马赛克状等，从而由像素的集合来显示文字或图像。像素的形状或尺寸是根据用途来决定。例如在个人计算机、监视器、电视机的图像及文字显示中，通常使用一边为300μm以下的四边形的像素，另外，在如显示屏般的大型显示器的情况下，使用一边为mm级的像素。在单色显示的情况下，只要排列相同颜色的像素即可，在彩色显示的情况下，使红、绿、蓝的像素并列来进行显示。在所述情况下，典型的有三角型与条纹型。而且，作为所述矩阵的驱动方法，可为线序(line-sequential)驱动方法或有源矩阵的任一者。线序驱动有结构简单这一优点，但在考虑了运行特性的情况下，有时有源矩阵更优异，因此驱动方法还必须根据用途而区分使用。
在分段方式(类型)中，以显示事先所决定的信息的方式形成图案，并使所决定的区域发光。例如可列举：数字时钟或温度计中的时刻或温度显示、声频设备或电磁炉等的运行状态显示及汽车的面板显示等。
作为照明装置，例如可列举：室内照明等的照明装置、液晶显示装置的背光源等(例如，参照日本专利特开2003-257621号公报、日本专利特开2003-277741号公报、日本专利特开2004-119211号公报等)。背光源主要为了提升不进行自发光的显示装置的视觉辨认性而使用，其用于液晶显示装置、时钟、声频装置、汽车面板、显示板及标识等。尤其，作为液晶显示装置中的薄型化正成为课题的个人计算机用途的背光源，若考虑到现有方式因包含荧光灯或导光板而难以薄型化，则使用了本实施方式的发光元件的背光源具有薄型、轻量的特征。
＜＜其他有机器件＞＞
本发明的化合物不仅可用于所述有机电场发光元件的制作，还可用于有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池等的制作。
有机场效晶体管是利用通过电压输入所产生的电场来控制电流的晶体管，不仅设置有源电极与漏电极，还设置有栅电极。且是如下的晶体管：若对栅电极施加电压，则产生电场，可任意地阻断在源电极与漏电极间流动的电子(或空穴)的流动来控制电流。与单一晶体管(双极晶体管)相比，场效晶体管容易小型化，而常用作构成集成电路等的元件。
关于有机场效晶体管的结构，通常只要与使用本发明的多环芳香族化合物所形成的有机半导体活性层接触地设置有源电极及漏电极，进而隔着与有机半导体活性层接触的绝缘层(介电体层)设置有栅电极即可。作为其元件结构，例如可列举以下的结构。
(1)基板/栅电极/绝缘体层/源电极及漏电极/有机半导体活性层
(2)基板/栅电极/绝缘体层/有机半导体活性层/源电极及漏电极
(3)基板/有机半导体活性层/源电极及漏电极/绝缘体层/栅电极
(4)基板/源电极及漏电极/有机半导体活性层/绝缘体层/栅电极
如此构成的有机场效晶体管可用作有源矩阵驱动方式的液晶显示器、或有机电致发光显示器的像素驱动转换元件等。
有机薄膜太阳电池具有在玻璃等的透明基板上层叠有ITO等的阳极、空穴传输层、光电转换层、电子传输层、阴极的结构。光电转换层在阳极侧具有p型半导体层，在阴极侧具有n型半导体层。本发明的多环芳香族化合物对应于其物性，可用作空穴传输层、p型半导体层、n型半导体层、电子传输层的材料。在有机薄膜太阳电池中，本发明的多环芳香族化合物可作为空穴传输材料或电子传输材料而发挥功能。有机薄膜太阳电池不仅可包括所述材料，也可适宜包括空穴阻挡层、电子阻挡层、电子注入层、空穴注入层、平滑化层等。在有机薄膜太阳电池中，可适宜选择用于有机薄膜太阳电池的已知的材料来组合使用。
[实施例]
以下，通过实施例来对本发明进行具体说明，但本发明并不受所述实施例任何限定。以下示出实施例中所使用的化合物的合成例。
合成实施例1：化合物(1-1)的合成
[化155]
Figure BDA0002538798750001501
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N1-(萘-1-基)-N3,N3-二苯基苯-1,3-二胺)(2.75g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得1.12g的化合物(1-1)。
通过核磁共振(nuclear magnetic resonance，NMR)光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝5.84(s,1H)，6.11-6.16(m,4H)，6.75(d,2H)，6.83(d,2H)，7.22(t,2H)，7.32-7.46(m,20H)，7.60(d,2H)，8.01(d,2H)，8.07(d,2H)，9.30(d,2H)，10.50(s,1H).
合成实施例2：化合物(1-9)的合成
[化156]
Figure BDA0002538798750001511
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N1-(1,2-二氢苊-5-基)-N3,N3-二苯基苯-1,3-二胺)(2.90g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得1.23g的化合物(1-9)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝3.51-3.52(m,8H)，5.84(s,1H)，6.12-6.16(m,4H)，6.56(d,2H)，6.81(d,2H)，7.25-7.48(m,24H)，9.31(d,2H)，10.51(s,1H).
合成实施例3：化合物(1-49)的合成
[化157]
Figure BDA0002538798750001512
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N3,N3-二苯基-N1-(嘧啶-5-基)苯-1,3-二胺)(2.46g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得0.34g的化合物(1-49)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝5.98(s,1H)，6.18(d,2H)，6.27(d,2H)，6.85(d,2H)，7.32-7.46(m,16H)，8.58(s,4H)，8.90(s,2H)，9.28(d,2H)，10.51(s,1H).
合成实施例4：化合物(1-79)的合成
[化158]
Figure BDA0002538798750001521
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N1-(二苯并[b,d]呋喃-2-基)-N3,N3,N5,N5-四苯基苯-1,3,5-三胺)(3.83g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得0.66g的化合物(1-79)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝5.70(s,2H)，5.77(s,2H)，5.85(s,1H)，6.59(d,2H)，6.86-6.93(m,14H)，7.11(dd,8H)，7.29-7.45(m,20H)，7.55(d,2H)，7.84(d,2H)，7.95(d,2H)，9.31(d,2H)，10.51(s,1H).
合成实施例5：化合物(1-116)的合成
[化159]
Figure BDA0002538798750001531
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N1-(二苯并[b,d]噻吩-1-基)-5-(甲基-d)-N3-(3-(甲基-d)苯基)-N3-苯基苯-1,3-二胺)(3.09g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得1.15g的化合物(1-116)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝2.11(s,6H)，2.13(s,6H)，5.86(s,1H)，6.03(s,2H)，6.06(s,2H)，6.78(s,2H)，7.05(d,2H)，7.30-7.40(m,12H)，7.47-7.54(m,8H)，7.92(d,2H)，8.45(d,2H)，9.29(d,2H)，10.52(s,1H).
合成实施例6：化合物(1-374)的合成
[化160]
Figure BDA0002538798750001532
向装入有N1,N1'-(1,3-亚苯基)双(2-氯-N3,N3-二苯基-N1-(嘧啶-4-基)苯-1,3-二胺)(2.07g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得0.26g的化合物(1-374)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝5.97(s,1H)，6.11(d,1H)，6.32-6.33(m,2H)，6.42(d,2H)，6.51(d,1H)，6.83(d,1H)，7.03(d,1H)，7.25(t,1H)，7.32(d,2H)，7.39-7.53(m,8H)，8.34(d,2H)，8.40(d,2H)，9.31(d,1H)，9.46(d,1H)，10.62(s,1H).
合成实施例7：化合物(1-734)的合成
[化161]
Figure BDA0002538798750001541
向装入有N,N'-((1,3-亚苯基双(氧基))双(2-氯-3,1-亚苯基))双(N-苯基嘧啶-4-胺)(1.84g，3.0mmol)及叔丁基苯(400ml)的烧瓶中，在氮气环境下一边利用冰浴进行冷却一边加入1.6M的叔丁基锂戊烷溶液(7.6ml)。滴加结束后，升温至60℃并搅拌2小时后，将沸点低于叔丁基苯的成分减压蒸馏去除。冷却至-50℃，加入三溴化硼(1.13ml，12mmol)，升温至室温并搅拌0.5小时。然后，再次利用冰浴进行冷却，加入N,N-二异丙基乙胺(7.70ml，45mmol)。在室温下搅拌至发热停止为止，然后升温至120℃并加热搅拌1.5小时。然后，在60℃、减压下，将反应溶液蒸馏去除而获得粗制生成物。将所获得的粗制生成物依序利用乙腈、甲醇、甲苯进行清洗，利用硅胶管柱色谱法(洗脱液：甲苯)进行精制后，利用邻二氯苯对粗制物进行两次再结晶，然后在1×10-4mmHg的减压下以440℃进行升华精制，由此获得0.21g的化合物(1-734)。
通过NMR光谱确认所获得的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz、CDCl3)：δ＝6.29(s,1H)，6.44-6.45(m,4H)，6.53(d,2H)，6.82(d,2H)，7.36-7.37(m,4H)，7.44(t,2H)，8.34(s,2H)，8.41(d,2H)，9.28(d,2H)，10.74(s,1H).
＜基础物性的评价方法＞
样品的准备
在对评价对象化合物的吸收特性与发光特性(荧光与磷光)进行评价时，有将评价对象化合物溶解于溶媒而在溶媒中进行评价的情况以及以薄膜状态进行评价的情况。此外，在以薄膜状态进行评价的情况下，根据评价对象化合物在有机EL元件中的使用形态，有仅将评价对象化合物薄膜化来进行评价的情况，也有将评价对象化合物分散于适当的矩阵材料中并加以薄膜化来进行评价的情况。此处，将仅蒸发评价对象化合物而获得的薄膜称为“单独膜”，将涂布包含评价对象化合物与基质材料的涂敷液并加以干燥而获得的薄膜称为“涂膜”。
作为基质材料，可使用市售的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。在本实施例中，使PMMA与评价对象化合物在甲苯中溶解后，利用旋涂法在石英制的透明支撑基板(10mm×10mm)上形成薄膜，以制作样品。
另外，基质材料为主体化合物的情况下的薄膜样品以如下方式制作。
将石英制的透明支撑基板(10mm×10mm×1.0mm)固定于市售的蒸镀装置(长州产业(股)制造)的基板固定器上，装设放入有主体化合物的钼制蒸镀用舟皿、放入有掺杂剂材料的钼制蒸镀用舟皿后，将真空槽减压至5×10-4Pa。接着，对放入有主体化合物的蒸镀用舟皿与放入有掺杂剂材料的蒸镀用舟皿同时进行加热，对主体化合物与掺杂剂材料以成为适当的膜厚的方式进行共蒸镀，形成主体化合物与掺杂剂材料的混合薄膜(样品)。此处，根据主体化合物与掺杂剂材料的设定质量比来控制蒸镀速度。
吸收特性与发光特性的评价
样品的吸收光谱的测定使用紫外可见近红外分光光度计(岛津制作所(股)，UV-2600)来进行。另外，样品的荧光光谱或磷光光谱的测定使用分光荧光光度计(日立高新技术(股)制造，F-7000)来进行。
对于荧光光谱的测定，在室温下以适当的激发波长激发，并测定光致发光(photoluminescence)。对于磷光光谱的测定，使用附带的冷却单元，在将所述样品浸渍于液氮的状态(温度77K)下进行测定。为了观测磷光光谱，使用遮光器(optical chopper)调整自激发光照射起直至测定开始为止的延迟时间。关于样品，以适当的激发波长激发并测定光致发光。
另外，使用绝对PL量子产率测定装置(滨松光子学(股)制造，C9920-02G)测定荧光量子产率(PLQY)。
荧光寿命(延迟荧光)的评价
使用荧光寿命测定装置(滨松光子学(Hamamatsu Photonics)(股)制造，C11367-01)在300K下测定荧光寿命。具体而言，在以适当的激发波长测定的极大发光波长下，观测到了荧光寿命快的发光成分与荧光寿命慢的发光成分。在发出荧光的一般的有机EL材料的室温下的荧光寿命测定中，因热而三重态成分失活，由此几乎未观测到源自磷光的三重态成分所涉及的慢发光成分。在评价对象化合物中观测到慢发光成分的情况是表示激发寿命长的三重态能量通过热活化而迁移为单重态能量从而以延迟荧光的形式被观测到。
能隙(Eg)的算出
根据通过所述方法而获得的吸收光谱的长波长末端A(nm)，利用Eg＝1240/A来算出。
电离电位(Ip)的测定
将蒸镀有ITO(铟锡氧化物)的透明支撑基板(28mm×26mm×0.7mm)固定于市售的蒸镀装置(长州产业(股)制造)的基板固定器上，装设放入有对象化合物的钼制蒸镀用舟皿后，将真空槽减压至5×10-4Pa。接着，对蒸镀用舟皿进行加热而使对象化合物蒸发，形成对象化合物的单独膜(未掺杂(Neat)膜)。
以所获得的单独膜为样品，使用光电子分光计(住友重机械工业股份有限公司PYS-201)测定对象化合物的电离电位。
电子亲合力(Ea)的算出
可根据利用所述方法测定的电离电位与利用所述方法算出的能隙的差来估计电子亲合力。
激发单重态能级E(S，Sh)、激发三重态能级E(T，Sh)的测定
对于玻璃基板上所形成的对象化合物的单独膜，在77K下以吸收光谱的荧光峰不会重叠的程度将长波长侧的峰作为激发光而观测荧光光谱，根据所述荧光光谱的峰短波长侧的肩峰求出激发单重态能级E(S，Sh)。
另外，对于玻璃基板上所形成的对象化合物的单独膜，在77K下以吸收光谱的荧光峰不会重叠的程度将长波长侧的峰作为nm激发光而观测磷光光谱，根据所述磷光光谱的峰短波长侧的肩峰求出激发三重态能级E(T，Sh)。
＜有机EL元件的评价＞
如上所述，本发明的化合物的特征在于具有适当的能隙(Eg)、高的三重态激发能量(ET)及小的ΔEST，因此例如可期待应用于发光层及电荷输送层，特别是可期待应用于发光层。
评价项目及评价方法
作为评价项目，有驱动电压(V)、发光波长(nm)、国际照明委员会(CommissionInternationale de L'Eclairage，CIE)色度(x，y)、外部量子效率(％)、发光光谱的最大波长(nm)及半峰宽(nm)等。所述评价项目可使用适当的发光亮度时的值。
发光元件的量子效率有内部量子效率与外部量子效率，内部量子效率表示作为电子(或空穴)注入至发光元件的发光层的外部能量纯粹地转换为光子的比例。另一方面，外部量子效率是基于将所述光子释放至发光元件的外部的量而算出，发光层中产生的光子的一部分在发光元件的内部持续被吸收或反射，并未释放至发光元件的外部，故外部量子效率低于内部量子效率。
分光放射亮度(发光光谱)与外部量子效率的测定方法如下所述。使用爱德万测试(Advantest)公司制造的电压/电流产生器R6144，通过施加电压而使元件发光。使用拓普康(TOPCON)公司制造的分光放射亮度计SR-3AR，自相对于发光面垂直的方向测定可见光区域的分光放射亮度。假定发光面为完全扩散面，将所测定的各波长成分的分光放射亮度的值除以波长能量并乘以π所获得的数值为各波长下的光子数。继而，在所观测的全波长区域累计光子数，并设为自元件释放的总光子数。将施加电流值除以元电荷(elementary charge)所获得的数值设为注入至元件的载子(carrier)数，且自元件释放的总光子数除以注入至元件的载子数所获得的数值为外部量子效率(EQE)。另外，发光光谱的半峰宽(FWHM)是作为将极大发光波长(EL波长)设为中心而其强度成为50％的上下波长之间的宽度来求出。
[1]有机EL元件的制作与评价
在本实施例中，依据先进材料(Advanced Materials，Adv.Mater.)2016,28,2777-2781中记载的结构来制作有机EL元件。将所制作的有机EL元件的层构成、以及所制作的元件的100cd/m2下的元件特性及LT90(以初期亮度100cd/m2下的电流密度连续驱动时的成为90cd/m2的时间)总结于表1。
[表1]
Figure BDA0002538798750001571
在表1中，“NPD”为N,N'-二苯基-N,N'-二萘基-4,4'-二氨基联苯，“TcTa”为4,4',4”-三(N-咔唑基)三苯基胺，“mCP”为1,3-双(N-咔唑基)苯，“mCP”为3,3'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯，“BPy-TP2”为2,7-二([2,2'-联吡啶]-5-基)三亚苯，“2CzBN”为3,4-二咔唑基苯甲腈，(DOBNA1)为3,11-二邻甲苯基-5,9-二氧杂-13b-硼杂萘并[3,2,1-de]蒽。
[化162]
Figure BDA0002538798750001581
实施例1：将化合物(1-1)用作掺杂剂的元件
在厚度50nm的形成有包含ITO(铟锡氧化物)的阳极的玻璃基板(26mm×28mm×0.7mm)上，利用真空蒸镀法在真空度5×10-4Pa下层叠各薄膜。
首先，在ITO上，以膜厚成为40nm的方式蒸镀NPD，在其上，以膜厚成为15nm的方式蒸镀TcTa，形成包含两层的空穴注入传输层。继而，对mCP以膜厚成为15nm的方式进行蒸镀来形成电子阻挡层。接着，对作为主体的化合物DOBNA1、作为掺杂剂的化合物(1-1)自不同的蒸镀源进行共蒸镀，形成膜厚20nm的发光层。此时，主体及发射掺杂剂的质量比设为99：1。接着，对2CzBN以膜厚成为10nm的方式进行蒸镀来形成空穴阻挡层。继而，对BPy-TP2以膜厚成为20nm的方式进行蒸镀来形成电子传输层。继而，对LiF以膜厚成为1nm的方式进行蒸镀，在其上，对铝以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极，从而获得有机EL元件。
实施例2～实施例7及比较例1
将化合物(1-1)分别更换为化合物(1-9)、化合物(1-49)、化合物(1-79)、化合物(1-116)、化合物(1-374)及化合物(1-734)，来作为实施例2～实施例7。另外，将化合物(1-1)更换为化合物(ED28)来作为比较例1。除变更化合物以外，以与实施例1同样的工序及构成获得EL元件。
若对表1的实施例1～实施例7及比较例1的评价结果进行比较，则可知即便考虑到发光波长的不同，具有特定取代基的本发明的化合物也可获得长寿命。
[2]TAF元件的制作
[表2]
Figure BDA0002538798750001591
表2中，“TSPO1”为二苯基[4-(三苯基硅烷基)苯基]氧化膦。以下示出化学结构。
[化163]
Figure BDA0002538798750001592
＜实施例8＞
＜构成A：将主体化合物设为mCBP、将辅助掺杂剂设为2PXZ-TAZ、将发射掺杂剂设为化合物(1-1)的元件＞
以将通过溅镀来制膜成200nm的厚度的ITO研磨至50nm为止的26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(光科学(Opto Science)(股)制造)作为透明支撑基板。将所述透明支撑基板固定于市售的蒸镀装置(长州产业(股)制造)的基板固定器上，并装设分别放入有NPD、TcTa、mCP、mCBP、2PXZ-TAZ、化合物(1-1)、及TSPO1的钽制蒸镀用舟皿；分别放入有LiF及铝的氮化铝制蒸镀用舟皿。
在透明支撑基板的ITO膜上依次形成下述各层。将真空槽减压至5×10-4Pa，首先，对NPD进行加热，以膜厚成为40nm的方式进行蒸镀，接着，对TcTa进行加热，以膜厚成为15nm的方式进行蒸镀，形成包含两层的空穴注入传输层。接着，对mCP进行加热，以膜厚成为15nm的方式进行蒸镀来形成电子阻挡层。接着，对作为主体的mCBP、作为辅助掺杂剂的2PXZ-TAZ及作为发射掺杂剂的化合物(1-1))同时进行加热，以膜厚成为20nm的方式进行共蒸镀，形成发光层。以主体、辅助掺杂剂及发射掺杂剂的质量比成为约90比9比1的方式调节蒸镀速度。接着，对TSPO1进行加热，以膜厚成为30nm的方式进行蒸镀来形成电子传输层。以上各层的蒸镀速度设为0.01nm/sec～1nm/sec。其后，对LiF进行加热，以使膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec～0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀，继而，对铝进行加热，以使膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极，从而获得有机EL元件。此时，铝的蒸镀速度以成为1nm/sec～10nm/sec的方式调节。
＜实施例9＞
＜构成A：将主体化合物设为mCBP、将辅助掺杂剂设为化合物(1-1)、将发射掺杂剂设为化合物(ED28)的元件＞
除将辅助掺杂剂变更为化合物(1-1)、将发射掺杂剂变更为化合物(ED28)以外，以与实施例5相同的工序及构成获得EL元件。
＜实施例10＞
＜构成A：将主体化合物设为mCBP、将辅助掺杂剂设为化合物(1-9)、将发射掺杂剂设为化合物(ED28)的元件＞
除将辅助掺杂剂变更为化合物(1-9)、将发射掺杂剂变更为化合物(ED28)以外，以与实施例5相同的工序及构成获得EL元件。
＜实施例11＞
＜构成A：将主体化合物设为mCBP、将辅助掺杂剂设为化合物(1-49)、将发射掺杂剂设为化合物(ED28)的元件＞
除将辅助掺杂剂变更为化合物(1-49)、将发射掺杂剂变更为化合物(ED28)以外，以与实施例5相同的工序及构成获得EL元件。

Claims (27)

1.一种多环芳香族化合物，由下述式(1)表示，
Figure FDA0002538798740000011
式(1)中，
A环、B环、C环及D环分别独立地为芳基环或杂芳基环，所述环中的至少一个氢可经取代，
Z1及Z2分别独立地为-CH＝或-N＝，且-CH＝中的氢可经取代，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，
式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)及式(A-4)中的波浪线部表示键结位置，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，其中，当Y1～Y5全部为-CR1Y＝时，至少一个R1Y为氟、氰基、-BR2、-CO-R、-SO2-R、吡啶基、哌啶基或吡嗪基，或者任意两个邻接的R1Y相互键结而形成含氮杂芳香环，所述-BR2、-CO-R、及-SO2-R的R为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S、＞PR1W或以碳为螺原子的环，R1W及R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成环，
由式(1)所表示的化合物中的选自由芳基环及杂芳基环所组成的群组中的至少一者可由至少一个环烷烃缩合，所述环烷烃中的至少一个氢可经取代，所述环烷烃中的至少一个-CH2-可由-O-取代，
由式(1)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
2.根据权利要求1所述的多环芳香族化合物，由下述式(2)表示，
Figure FDA0002538798740000021
式(2)中，R1～R14分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或两个芳基可经由单键或连结基键结的二芳基硼基，它们中的至少一个氢可由芳基、杂芳基或烷基取代，另外，R3～R14中邻接的两者可相互键结而形成环，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为碳数6～20的芳基、碳数2～15的杂芳基、碳数1～20的烷基或碳数3～8的环烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R21～R28中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-2)中，Y1～Y5分别独立地为-CR1Y＝或-N＝，其中，Y1～Y5的至少一者为-N＝，R1Y为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成环，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S或以碳为螺原子的环，R31～R38分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、环烷基、氰基、或卤素，另外，R31～R38中邻接的两者可相互键结而形成环，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基或环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成芳基环或杂芳基环，
由式(2)所表示的化合物中的选自由芳基环及杂芳基环所组成的群组中的至少一者可由至少一个环烷烃缩合，所述环烷烃中的至少一个氢可经取代，所述环烷烃中的至少一个-CH2-可由-O-取代，
由式(2)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
3.根据权利要求2所述的多环芳香族化合物，其中，R1～R14分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、芳基为碳数6～12的芳基的二芳基氨基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、或碳数6～12的芳氧基，它们中的至少一个氢可由碳数6～12的芳基或碳数1～8的烷基取代，
X1～X4分别独立地为＞O或＞N-R1X，但不会全部为＞O，R1X为碳数6～12的芳基或碳数1～8的烷基，R1X的至少一个为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基，
式(A-1)中，R21～R28分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基、或卤素，
式(A-2)中，R1Y为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基或卤素，另外，邻接的两个R1Y可相互键结而形成碳数6～10的芳香环或杂芳香环，
式(A-3)中，W1为＞O、＞S或以碳为螺原子的芴环，R31～R38分别独立地为碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、碳数3～20的环烷基、氰基、或卤素，
式(A-4)中，W2为＞O、＞S或＞N-R2W，另外，Y11～Y13分别独立地为-CR11Y＝或-N＝，R2W及R11Y分别独立地为氢、碳数6～30的芳基、碳数2～30的杂芳基、碳数1～12的烷基、或碳数3～20的环烷基，另外，邻接的R2W及R11Y或两个R11Y可相互键结而形成苯环或吡啶环，
由式(2)所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
4.根据权利要求2或3所述的多环芳香族化合物，其中，X1～X4中的一者或两者为＞N-R1X，所述R1X为由式(A-1)、式(A-2)、式(A-3)或式(A-4)所表示的取代基。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的多环芳香族化合物，其中，R1X为以下所示的结构的任一者，以下结构中，任意的氢可分别独立地由碳数1～8的烷基、氘或氟取代，在以下结构中，波浪线部表示键结位置，
Figure FDA0002538798740000031
6.根据权利要求5所述的多环芳香族化合物，其中，X1及X2均为N-Ph，且X3及X4分别独立地为N-R1X，或者，
X1及X2分别独立地为N-R1X，且X3及X4均为N-Ph，
Ph为苯基，
多个R1X的结构及键结位置相互相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的多环芳香族化合物，其中所述卤素均为氟。
8.一种多环芳香族化合物，其中，如权利要求1至6中任一项所述的多环芳香族化合物或其多聚体中的至少一个氢被氯、溴或碘取代。
9.一种多环芳香族化合物，其中，如权利要求1至7中任一项所述的多环芳香族化合物或其多聚体的至少一个氢被由式(B)所表示的取代基取代，
Figure FDA0002538798740000041
式(B)中，R40及R41分别独立地为烷基或相互键结而成为亚烷基，R40及R41的合计碳数为2～10，波浪线部为键结部位。
10.一种高分子化合物，包含源自如权利要求1至9中任一项所述的多环芳香族化合物的结构作为重复单元。
11.根据权利要求10所述的高分子化合物，包含源自如下化合物的结构作为重复单元，所述化合物为选自由未经取代或可具有取代基的三芳基胺、未经取代或可具有取代基的芴、未经取代或可具有取代基的蒽、未经取代或可具有取代基的并四苯、未经取代或可具有取代基的三嗪、未经取代或可具有取代基的咔唑、未经取代或可具有取代基的四苯基硅烷、未经取代或可具有取代基的螺芴、未经取代或可具有取代基的三苯基膦、未经取代或可具有取代基的二苯并噻吩、及未经取代或可具有取代基的二苯并呋喃所组成的群组中的至少一种。
12.一种有机器件用材料，含有如权利要求1至9中任一项所述的多环芳香族化合物、或如权利要求10或11所述的高分子化合物。
13.根据权利要求12所述的有机器件用材料，其为有机电场发光元件用材料、有机场效晶体管用材料或有机薄膜太阳电池用材料。
14.一种发光层用材料，含有如权利要求1至9中任一项所述的多环芳香族化合物、或如权利要求10或11所述的高分子化合物，且用于有机电场发光元件。
15.一种有机电场发光元件、有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池，包含如权利要求1至9中任一项所述的多环芳香族化合物、或如权利要求10或11所述的高分子化合物。
16.一种有机电场发光元件，包括：一对电极，包含阳极及阴极；以及发光层，配置于所述一对电极间，所述发光层含有如权利要求14所述的发光层用材料。
17.根据权利要求16所述的有机电场发光元件，其中，所述发光层含有至少一个由下述式(H1)～式(H5)所表示的化合物，或者含有至少一个以源自下述(H1)～(H5)中的至少一者的结构为重复单元的高分子化合物，
Figure FDA0002538798740000051
式(H1)中，L1为碳数6～24的亚芳基，Z为C-H、C-R'或N，
式(H2)中，L2及L3分别独立地为碳数6～30的芳基或碳数2～30的杂芳基，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代，
式(H3)中，J为＞O、＞S、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Y为单键、＞O、＞S、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Z为C-H、C-R'或N，
式(H4)中，Z为C-H、C-R'或N，
所述C-R'、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2中的R'为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(H5)中，
R101～R111分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基的取代基，所述取代基中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
R101～R111中的邻接的基彼此可键结并与它们所键结的苯环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基取代，它们中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
由式(H5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地由卤素或氘取代。
18.根据权利要求16或17所述的有机电场发光元件，含有至少一个由下述式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)的任一者所表示的化合物，
Figure FDA0002538798740000061
式(AD1)、式(AD2)及式(AD3)中，
M分别独立地为单键、-O-、＞N-Ar及＞CAr2的至少一者，
J分别独立地为碳数6～18的亚芳基，所述亚芳基可由苯基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基取代，
Q分别独立地为＝C(-H)-或＝N-，
Ar分别独立地为氢、碳数6～18的芳基、碳数6～18的杂芳基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基，所述芳基及杂芳基中的至少一个氢可由苯基、碳数1～6的烷基及碳数3～12的环烷基取代，
m为1或2，
n为2～(6-m)的整数，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由卤素或氘取代。
19.一种发光层形成用组合物，包含如权利要求1至9中任一项所述的多环芳香族化合物或者如权利要求10或11所述的高分子化合物的至少一者、以及溶媒。
20.根据权利要求19所述的发光层形成用组合物，其中，作为所述溶媒，包含沸点为150℃以上的有机溶剂。
21.根据权利要求19或20所述的发光层形成用组合物，其中，所述溶媒为包含相对于所述多环芳香族化合物或所述高分子化合物的至少一者的良溶媒与不良溶媒的混合溶媒，良溶媒的沸点低于不良溶媒的沸点。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的发光层形成用组合物，含有至少一个由式(H1)～式(H5)所表示的化合物，或者含有至少一个以源自式(H1)～式(H5)中的至少一者的结构为重复单元的高分子化合物，
Figure FDA0002538798740000071
式(H1)中，L1为碳数6～24的亚芳基，Z为C-H、C-R'或N，
式(H2)中，L2及L3分别独立地为碳数6～30的芳基或碳数2～30的杂芳基，
由所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可由碳数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代，
式(H3)中，J为＞O、＞S、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Y为单键、＞O、＞S、＞C(R')2或＞Si(-R')2，
Z为C-H、C-R'或N，
式(H4)中，Z为C-H、C-R'或N，
所述C-R'、＞N-R'、＞C(R')2或＞Si(-R')2中的R'为芳基、杂芳基、烷基或环烷基，
式(H5)中，
R101～R111分别独立地为氢、或作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基的取代基，所述取代基中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
R101～R111中的邻接的基彼此可键结并与它们所键结的苯环一起形成芳基环或杂芳基环，所形成的环中的至少一个氢可由芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或烷基取代，它们中的至少一个氢可进一步由芳基、杂芳基、二芳基氨基或烷基取代，
由式(H5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地由卤素或氘取代。
23.一种有机电场发光元件，包括：一对电极，包含阳极及阴极；以及发光层，配置于所述一对电极间，所述发光层是由如权利要求19至22中任一项所述的发光层形成用组合物形成的发光层。
24.根据权利要求16至18及权利要求23中任一项所述的有机电场发光元件，具有选自由配置于所述阴极与所述发光层之间的电子传输层及电子注入层所组成的群组中的至少一层，所述电子传输层及电子注入层的至少一层含有选自由硼烷衍生物、吡啶衍生物、荧蒽衍生物、BO系衍生物、蒽衍生物、苯并芴衍生物、氧化膦衍生物、嘧啶衍生物、芳基腈衍生物、三嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、菲咯啉衍生物及羟基喹啉系金属络合物所组成的群组中的至少一种。
25.根据权利要求24所述的有机电场发光元件，其中所述电子传输层及电子注入层的至少一层还含有选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的群组中的至少一种。
26.一种显示装置，包括如权利要求16至18、及权利要求23至25中任一项所述的有机电场发光元件。
27.一种照明装置，包括如权利要求16至18、及权利要求23至25中任一项所述的有机电场发光元件。
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