CN113412265A - 多环芳香族化合物 - Google Patents

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Abstract

通过本发明，作为用于有机EL元件等有机设备的材料而提供式(1)所示的多环芳香族化合物。式(1)中，A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环为任选被取代的芳环或任选被取代的杂芳环，Y11、Y21、Y31为B等，X11、X12、X21、X22、X31、X32为>O、>N‑R等，>N‑R的R为任选被取代的芳基等，>N‑R等的R任选借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合，式(1)所示化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。
Figure DDA0003200470530000011

Description

多环芳香族化合物
技术领域
本发明涉及新型多环芳香族化合物。另外，本发明涉及使用该多环芳香族化合物而制作的有机电致发光元件(有机EL元件)等有机设备用材料、以及具备有机电致发光元件的显示装置和照明装置。本发明还涉及有机电致发光元件的发光层形成用组合物。
背景技术
以往，使用进行电致发光的发光元件得到的显示装置因能够实现省电化、薄型化而受到各种研究，进而，由有机材料形成的有机电致发光元件(有机EL元件)因容易轻量化、大型化而受到积极研究。尤其是，针对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和具备空穴、电子等的电荷输送能力的有机材料的开发，无论是高分子化合物还是低分子化合物，至今为止均进行了积极研究。
有机EL元件具有如下结构：其包括包含阳极和阴极的一对电极、以及配置在该一对电极之间且包含有机化合物的一个层或多个层。包含有机化合物的层有发光层、输送或注入空穴、电子等电荷的电荷输送/注入层等，开发了适合于这些层的各种有机材料。
作为有机EL元件的发光机理，主要有使用来自激发单重态的发光的荧光发光和使用来自激发三重态的发光的磷光发光这两种。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；或者三重态-三重态湮灭、TTA：Triplet-Triplet Annihilation)，其激子利用效率也为62.5％。另一方面，磷光材料还存在激子利用效率达到100％的情况，但难以实现深色的蓝色发光，并且发光光谱的宽度较宽，因此，存在色纯度低的问题。
非专利文献1中提出了一种热活化型延迟荧光(TADF：Thermally AssistingDelayed Fluorescence))机理。通过利用TADF化合物而使发光的激子利用效率达到100％。一般的TADF化合物因其结构而提供色纯度低的宽幅的发光光谱，但反向系间窜跃的速度极快。
进而，非专利文献2中提出了一种将TADF化合物用作辅助掺杂物(AssistingDopant：AD)，并将半值宽度窄的掺杂物用作发光掺杂物(Emitting Dopant：ED)的HyperFluorescenceTM(TADF Assisting Fluorescence：也被称为TAF)，对于红色发光和绿色发光的有机EL元件而言，公开了高效率、高色纯度且长寿命的元件。然而，深蓝色的发光中，发光掺杂物和辅助掺杂物均需要高能量，因此，效率、色纯度和寿命均存在问题。
非专利文献3中提出了一种使TADF材料的色纯度飞跃性提高的新型分子设计。另外，专利文献1中，借助例如利用化合物(1-401)的硼(供电子性)和氮(吸电子性)的多重共振效应得到的牢固的平面结构，作为结果，成功地获得吸收和发光的峰的斯托克斯频移小且色纯度高的蓝色发光光谱。另外，在式(1-422)那样的二聚体化合物中，由于两个硼和两个氮键合于中央的苯环，因此，对于中央的苯环而言，进一步增强多重共振效应，其结果，能够实现具有极窄发光峰宽度的发光。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2015/102118号
非专利文献
非专利文献1：Nature 492,234-238,2012
非专利文献2：NATURE COMMUNICATIONS,5:4016,Published 30May 2014,DOI:10.1038/ncomms5016
非专利文献3：Advanced Materials,Volume28,Issue14,April 13,2016,2777-2781
发明内容
发明要解决的问题
本发明的课题在于，提供作为发光材料的新型化合物。另外，本发明的课题在于，提供能量效率高的有机EL元件等有机设备。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现了借助硼原子、氮原子等来连结多个芳香环而成的新型多环芳香族化合物，并成功地加以制造。另外发现：该化合物以高发光效率示出色纯度高的发光，作为有机EL元件等有机设备的材料而具有优异的性质，并进一步反复研究而完成本发明。具体来说，本发明具有以下的构成。
<1>一种多环芳香族化合物，其用下述式(1)表示，
Figure BDA0003200470510000031
(式(1)中，
A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少1个氢任选被取代；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，所述Si-R和Ge-R的R为芳基、烷基或环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，所述>C(-R)2的R为氢、任选被取代的芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合；
式(1)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。)
<2>根据<1>所述的多环芳香族化合物，其中，A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少1个氢任选被取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、取代或未取代的二杂芳基氨基、取代或未取代的芳基杂芳基氨基、取代或未取代的二芳基硼基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳氧基、取代甲硅烷基或SF5取代；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为任选被烷基或环烷基取代的芳基、任选被烷基或环烷基取代的杂芳基、烷基、或者环烷基，所述>C(-R)2的R为氢、烷基、环烷基、或者任选被烷基或环烷基取代的芳基，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合，所述-C(-R)2-和-Si(-R)2-的R各自独立地为氢、烷基或环烷基。
<3>根据<1>所述的多环芳香族化合物，其用下述式(2)表示。
Figure BDA0003200470510000041
(式(2)中，
Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代，而且，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c31环一同形成芳环或杂芳环，所形成的环中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基取代，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，所述Si-R和Ge-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数2～15的杂芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和/或c31环键合，所述-C(-R)2-和-Si(-R)2-的R各自独立地为氢、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基；
式(2)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。)
<4>根据<3>所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～30的芳基、碳原子数2～30的杂芳基、二芳基氨基(芳基为碳原子数6～12的芳基)、碳原子数1～24的烷基或碳原子数3～24的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，，而且，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c31环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，所形成的环中的至少1个氢任选被碳原子数6～30的芳基、碳原子数2～30的杂芳基、二芳基氨基(芳基为碳原子数6～12的芳基)、碳原子数1～24的烷基或碳原子数3～24的环烷基取代，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S或Si-R，所述Si-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2或>S，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
<5>根据<3>所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～16的芳基、碳原子数2～20的杂芳基、二芳基氨基(芳基为碳原子数6～10的芳基)、碳原子数1～12的烷基或碳原子数3～16的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O或P＝S；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R或>C(-R)2，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
<6>根据<3>所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～16的芳基、碳原子数2～20的杂芳基、二芳基氨基(芳基为碳原子数6～10的芳基)、碳原子数1～12的烷基或碳原子数3～16的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代；
Y11、Y21、Y31均为B；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O或>N-R，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
<7>根据<1>所述的多环芳香族化合物，其用式(1-1-1)、式(1-1-5)、式(1-1-10)、式(1-1-61)或式(1-1-105)表示。
Figure BDA0003200470510000081
(式中，Me表示甲基，tBu表示叔丁基，Mes表示三甲苯基。)
<8>一种有机设备用材料，其含有<1>～<7>中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
<9>根据<8>所述的有机设备用材料，其为有机电致发光元件用材料、有机场效应晶体管用材料或有机薄膜太阳能电池用材料。
<10>一种有机电致发光元件，其具有：包含阳极和阴极的一对电极、以及配置在该一对电极间的发光层，
前述发光层含有<1>～<7>中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
<11>根据<10>所述的有机电致发光元件，其中，前述发光层包含前述多环芳香族化合物作为掺杂材料，还包含至少一种主体材料。
<12>根据<11>所述的有机电致发光元件，其中，前述主体材料为选自由蒽衍生物、硼衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物和芴系或三芳基胺系高分子化合物组成的组中的1种以上的化合物。
<13>根据<11>所述的有机电致发光元件，其中，前述主体材料为式(SPH-1)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510000091
(式(SPH-1)中，
MU各自独立地为去除芳香族化合物的任意两个氢而得到的二价基团；EC各自独立地为去除芳香族化合物的任意一个氢而得到的一价基团；k为2～50000的整数。)
<14>根据<10>～<13>中任一项所述的有机电致发光元件，其中，前述发光层包含至少一种辅助掺杂物，
前述辅助掺杂物为具有供电子性取代基和受电子性取代基的热活化型延迟荧光体，
前述辅助掺杂物的单重态能量(S1)与三重态能量(T1)的能量差(ΔE(ST))为0.2eV以下。
<15>根据<10>～<14>中任一项所述的有机电致发光元件，其具有有机层，所述有机层含有高分子化合物的交联体，所述高分子化合物包含具有下述结构所示的交联基团的结构单元。
Figure BDA0003200470510000101
(式中，RPG表示亚甲基、氧原子或硫原子；nPG表示0～5的整数；存在多个RPG时，它们任选相同或不同；存在多个nPG时，它们任选相同或不同，*G表示键合位置，用式表示的交联基团均任选具有取代基。)
<16>根据<10>～<15>中任一项所述的有机电致发光元件，其具有配置在所述阴极与所述发光层之间的电子输送层和/或电子注入层，该电子输送层和电子注入层中的至少1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、菲绕啉衍生物、羟基喹啉系金属络合物、噻唑衍生物、苯并噻唑衍生物、硅杂环戊二烯衍生物和唑啉衍生物组成的组中的至少1种。
<17>根据<16>所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送层和/或电子注入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和稀土金属的有机络合物组成的组中的至少1种。
<18>一种显示装置，其具备<10>～<17>中任一项所述的有机电致发光元件。
<19>一种照明装置，其具备<10>～<17>中任一项所述的有机电致发光元件。
<20>一种发光层形成用组合物，其用于形成有机电致发光元件的发光层，所述发光层形成用组合物包含：
作为掺杂材料的<1>～<7>中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种；
至少一种主体材料；以及
有机溶剂。
<21>根据<20>所述的发光层形成用组合物，其中，前述主体材料为选自由蒽衍生物、硼衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物、以及芴系或三芳基胺系高分子化合物组成的组中的1种以上的化合物。
<22>根据<20>或<21>所述的发光层形成用组合物，其中，前述主体材料为式(SPH-1)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510000111
(式(SPH-1)中，
MU各自独立地为去除芳香族化合物的任意两个氢而得到的二价基团；EC各自独立地为去除芳香族化合物的任意一个氢而得到的一价基团；k为2～50000的整数。)
<23>根据<20>～<22>中任一项所述的发光层形成用组合物，其包含至少一种辅助掺杂物，
所述辅助掺杂物为具有供电子性取代基和受电子性取代基的热活化型延迟荧光体，
所述辅助掺杂物的单重态能量(S1)与三重态能量(T1)的能量差(ΔE(ST))为0.2eV以下。
<24>一种波长转换材料，其含有<1>～<7>中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
发明的效果
通过本发明，作为可用于有机EL元件等有机设备等的发光材料而提供新型化合物。本发明的化合物以高的发光效率显示色纯度高的发光。通过使用本发明的化合物，能够提供发光特性等特性优异的有机EL元件等有机设备。进而，能够增加发光层用材料、波长转换材料等有机设备用材料的选择项。
附图说明
图1是表示有机EL元件的示意剖视图。
图2是说明使用喷墨法在具有堤的基板上制作有机EL元件的方法的图。
图3是表示化合物(1-1-1)的甲苯溶液的吸收光谱的图。
图4是表示化合物(1-1-1)的甲苯溶液的荧光光谱的图。
图5是表示针对化合物(1-1-1)的甲苯溶液测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
图6是表示化合物(1-1-61)的甲苯溶液的吸收光谱的图。
图7是表示将化合物(1-1-61)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的吸收光谱的图。
图8是表示化合物(1-1-61)的甲苯溶液的荧光光谱的图。
图9是表示针对化合物(1-1-61)的甲苯溶液测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
图10是表示将化合物(1-1-61)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(室温)的图。
图11是表示将化合物(1-1-61)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(77K)的图。
图12是表示将化合物(1-1-61)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的磷光光谱(77K)的图。
图13是表示针对将化合物(1-1-61)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
图14是表示将化合物(1-1-5)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的吸收光谱的图。
图15是表示将化合物(1-1-5)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(室温)的图。
图16是表示将化合物(1-1-5)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(77K)的图。
图17是表示将化合物(1-1-5)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的磷光光谱(77K)的图。
图18是表示针对将化合物(1-1-5)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
图19是表示将化合物(1-1-10)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的吸收光谱的图。
图20是表示将化合物(1-1-10)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(室温)的图。
图21是表示将化合物(1-1-10)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(77K)的图。
图22是表示将化合物(1-1-10)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的磷光光谱(77K)的图。
图23是表示针对将化合物(1-1-10)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
图24是表示将化合物(1-1-105)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的吸收光谱的图。
图25是表示将化合物(1-1-105)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(室温)的图。
图26是表示将化合物(1-1-105)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的荧光光谱(77K)的图。
图27是表示将化合物(1-1-105)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板的磷光光谱(77K)的图。
图28是表示针对将化合物(1-1-105)分散至PMMA而得到的薄膜形成基板测定延迟荧光成分的寿命的结果的图。
具体实施方式
以下，针对本发明进行详细说明。以下记载的构成条件的说明有时基于代表性的实施方式、具体例来进行，但本发明不限定于这种实施方式。需要说明的是，本说明书中，使用“～”来表示的数值范围是指包括在“～”前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。另外，本说明书中，结构式的说明中的“氢”是指“氢原子”。
本说明书中，有时用碳原子数来表示化学结构、取代基，但化学结构用取代基进行取代时、取代基上进一步用取代基取代时等的碳原子数是指化学结构、取代基各自的碳原子数，并不是指化学结构与取代基的合计碳原子数、取代基与取代基的合计碳原子数。例如，“被碳原子数X的取代基A取代的碳原子数Y的取代基B”是指“碳原子数Y的取代基B”用“碳原子数X的取代基A”进行取代，碳原子数Y并不是取代基A与取代基B的合计碳原子数。另外，例如“被取代基A取代的碳原子数Y的取代基B”是指“碳原子数Y的取代基B”用“(碳原子数不受限定的)取代基A”进行取代，碳原子数Y并不是取代基A与取代基B的合计碳原子数。
1.多环芳香族化合物
本发明的多环芳香族化合物用下述式(1)表示。
Figure BDA0003200470510000151
式(1)中，A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环(如式(1)所示那样，与选自由Y11、Y21、Y31、X11、X12、X21、X22、X31和X32组成的组中的两个或三个键合的芳环或杂芳环)，这些环中的至少1个氢任选被取代。即，上述芳环或上述杂芳环中的除了与选自由Y11、Y21、Y31、X11、X12、X21、X22、X31和X32组成的组中的两个或三个键合的位置之外，任选具有取代基。
优选A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环中的至少任一者为具有至少一个取代基的芳环或具有至少一个取代基的杂芳环，更优选A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环均为具有至少一个取代基的芳环或具有至少一个取代基的杂芳环，进一步优选A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环分别为具有1个取代基的芳环或具有1个取代基的杂芳环。
作为此时的取代基，优选为取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的二芳基氨基、取代或未取代的二杂芳基氨基、取代或未取代的芳基杂芳基氨基(具有芳基和杂芳基的氨基)、取代或未取代的二芳基硼基(两个芳基任选借助单键或连接基团而键合)、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳氧基、取代甲硅烷基或SF5。作为这些基团具有取代基时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基、环烷基、二芳基氨基、取代甲硅烷基。
尤其是，作为取代基，优选为取代或未取代的烷基(尤其是新戊基)、金刚烷基之类的环烷基、三甲苯基等。另外，优选为叔烷基(tR)。这是因为：利用这种体积大的取代基来防止由分子彼此聚集而导致的失活，发光量子效率(PLQY)会提高。另外，作为取代基，还优选为取代或未取代的二芳基氨基。
上述叔烷基用下述式(tR)表示。
Figure BDA0003200470510000161
式(tR)中，Ra、Rb和Rc各自独立地为碳原子数1～24的烷基，上述烷基中的任意-CH2-任选被-O-置换，式(tR)所示的基团在*处取代式(1)所示化合物或结构的至少1个氢。
作为Ra、Rb和Rc的“碳原子数1～24的烷基”，可以为直链和支链中的任一者，可列举出例如碳原子数1～24的直链烷基或碳原子数3～24的支链烷基、碳原子数1～18的烷基(碳原子数3～18的支链烷基)、碳原子数1～12的烷基(碳原子数3～12的支链烷基)、碳原子数1～6的烷基(碳原子数3～6的支链烷基)、碳原子数1～4的烷基(碳原子数3～4的支链烷基)。
式(tR)中的Ra、Rb和Rc的碳原子数的合计优选为碳原子数3～20，特别优选为碳原子数3～10。
作为Ra、Rb和Rc的具体烷基，可列举出甲基、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、正十一烷基、1-甲基癸基、正十二烷基、正十三烷基、1-己基庚基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基等。
作为式(tR)所示的基团，可列举出例如叔丁基、叔戊基、1-乙基-1-甲基丙基、1,1-二乙基丙基、1,1-二甲基丁基、1-乙基-1-甲基丁基、1,1,3,3-四甲基丁基、1,1,4-三甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基辛基、1,1-二甲基戊基、1,1-二甲基庚基、1,1,5-三甲基己基、1-乙基-1-甲基己基、1-乙基-1,3-二甲基丁基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-丁基-1-甲基戊基、1,1-二乙基丁基、1-乙基-1-甲基戊基、1,1,3-三甲基丁基、1-丙基-1-甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1-乙基-1,2,2-三甲基丙基、1-丙基-1-甲基丁基、1,1-二甲基己基等。这些之中，优选为叔丁基和叔戊基。
作为A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环中的取代基的其它优选例，可列举出例如被式(tR)的基团取代的二芳基氨基、被式(tR)的基团取代的咔唑基、或者被式(tR)的基团取代的苯并咔唑基。针对“二芳基氨基”，可列举出作为下述“第一取代基”而说明的基团。作为式(tR)的基团在二芳基氨基、咔唑基和苯并咔唑基上的取代形态，可列举出这些基团中的芳环或苯环的一部分或全部氢被式(tR)的基团取代的例子。
式(1)中，Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，上述Si-R和Ge-R的R为芳基、烷基或环烷基。X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地表示>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se。上述>N-R的R表示任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，上述>C(-R)2的R表示氢、任选被取代的芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，另外，上述>N-R和/或上述>C(-R)2的R任选借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合。式(1)所示化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。
式(1)所示的化合物优选为下述式(2)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510000181
上述式(2)中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代。另外，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c31环一同形成芳环或杂芳环。所形成的芳环或杂芳环均是至少1个氢任选被芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基或芳氧基取代。另外，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代。Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，上述Si-R和Ge-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，上述>N-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数2～15的杂芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，上述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，另外，上述>N-R和/或上述>C(-R)2的R任选借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和/或c31环键合，上述-C(-R)2-和-Si(-R)2-的R为氢、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基。式(2)所示化合物的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。
式(1)中的A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少1个氢任选被取代基取代。该取代基优选为取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、取代或未取代的二杂芳基氨基、取代或未取代的芳基杂芳基氨基(具有芳基和杂芳基的氨基)、取代或未取代的二芳基硼基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳氧基或取代甲硅烷基。作为这些基团具有取代基时的取代基，可列举出芳基、杂芳基或烷基。作为上述芳环或杂芳环的A11环、B11环和C11环优选具有与由Y11、X11和X12构成的稠合双环结构共享键的五元环或六元环，
作为上述芳环或杂芳环的A21环、B11环和B21环优选具有与由Y21、X21和X22构成的稠合双环结构共享键的五元环或六元环，
作为上述芳环或杂芳环的A31环、C11环和C31环优选具有与由Y31、X31和X32构成的式的稠合双环结构共享键的五元环或六元环。
此处，“稠合双环结构”是指：在式(1)的中央示出的、分别包含“Y11、X11和X12”、“Y21、X21和X22”、“Y31、X31和X32”而构成的两个环稠合而成的结构。另外，“与稠合双环结构共享键的六元环”是指：例如式(2)所示那样，在稠合双环结构上稠合的a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和c31环(苯环(六元环))。另外，“具有六元环”是指：仅利用该六元环来形成芳环或杂芳环、或者以包含该六元环的方式在该六元环上进一步稠合其它环等而形成芳环或杂芳环。换言之，是指构成芳环或杂芳环的全部或一部分的六元环稠合于上述稠合双环结构。针对“五元环”也符合同样的说明。
式(1)中的A11环、A21环、A31环分别对应于式(2)中的a11环及其取代基Ra11、Ra12、Ra13；a21环及其取代基Ra21、Ra22、Ra23；a31环及其取代基Ra31、Ra32、Ra33，
式(1)中的B11环、B21环分别对应于式(2)中的b11环及其取代基Rb11、Rb12；b21环及其取代基Rb21、Rb22、Rb23、Rb24，
式(1)中的C11环、C31环分别对应于式(2)中的c11环及其取代基Rc11、Rc12；c31环及其取代基Rc31、Rc32、Rc33、Rc34。
即，式(2)对应于作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环、C31环而分别选择“包含六元环(苯环)的基团”而成的式。在该含义下，对于式(1)的A～C，用小写字母的a～c来表示式(2)的各环。
式(2)中，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c11环一同形成芳环或杂芳环。作为所形成的环，可列举出例如苯环、吲哚环、吡咯环、呋喃环、噻吩环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、环戊二烯环或茚环，分别与作为a11环、a21环、a31环、b21环或c31环的苯环稠合而形成萘环、咔唑环、吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、茚环或芴环。所形成的环中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基取代，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基或烷基取代。
式(1)中的Y11、Y21、Y31分别为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，上述Si-R和Ge-R的R为芳基、烷基或环烷基。在P＝O、P＝S、Si-R或Ge-R的情况下，与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环键合的原子为P、Si或Ge。Y11、Y21、Y31优选为B、P、P＝O、P＝S或Si-R，特别优选为B。该说明对于式(2)中的Y11、Y21、Y31而言也相同。
式(1)中的X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se。上述>N-R的R为任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，上述>C(-R)2的R为氢、任选被取代的芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基。上述>N-R的R和>C(-R)2的R任选分别借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合，作为连接基团，优选为-O-、-S-、-C(-R)2-或-Si(-R)2-。需要说明的是，上述“-C(-R)2-”和“-Si(-R)2-”的R为氢、任选被取代的芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基。该说明对于式(2)中的X11、X12、X21、X22、X31、X32而言也相同。
此处，式(1)中的“>N-R的R和>C(-R)2的R任选分别借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合”这一规定对应于式(2)中的“>N-R的R和>C(-R)2的R分别借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和/或c31环键合”这一规定。该规定可以用具有a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和/或c31环进入至稠环而得到的环结构的化合物来表现。
所形成的稠环例如为咔唑环、9H吖啶环、吩噁嗪环、吩噻嗪环或吖啶环。所形成的稠环任选进一步被烷基(具体例如后所述)取代(例如9,9-二甲基吖啶环)。
作为这种化合物的一例，可列举出下述式(2-x-1)所示的化合物。式(2-x-1)中，作为式(2)中的X22和X31的N-R(R为任选具有取代基的芳基)借助单键而分别与b21环和c31环键合，形成咔唑环。
Figure BDA0003200470510000221
式(2-x-1)中，Rb35、Rc35各自独立地与Ra21等的含义相同，优选为烷基，更优选为甲基或叔丁基。m和n各自独立地为0～4的整数，优选为0或1。式(2-x-1)的其它符号与式(2)中的相同符号分别同义。
关于作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环的“芳环”，可列举出例如碳原子数6～30的芳环，优选为碳原子数6～16的芳环，更优选为碳原子数6～12的芳环，特别优选为碳原子数6～10的芳环。需要说明的是，该“芳环”对应于式(2)中规定的“a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环、c31环”或“Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此键合并与a11环一同、Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此键合并与a21环一同、Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此键合并与a31环一同、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此键合并与b21环一同、和/或、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此键合并与c31环一同”形成的“芳环”，另外，a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和c31环已经分别由碳原子数6的苯环构成，因此，对其稠合五元环而得到的稠环的合计碳原子数9是碳原子数的下限。
作为具体的“芳环”，可列举出作为单环系的苯环；作为二环系的联苯环；作为稠合二环系的萘环；作为三环系的三联苯环(间三联苯、邻三联苯、对三联苯)；作为稠合三环系的苊烯环、芴环、非那烯环、菲环；作为稠合四环系的苯并菲环、芘环、并四苯环；作为稠合五环系的苝环、并五苯环等。
关于作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环的“杂芳环”，可列举出例如碳原子数2～30的杂芳环，优选为碳原子数2～25的杂芳环，更优选为碳原子数2～20的杂芳环，进一步优选为碳原子数2～15的杂芳环，特别优选为碳原子数2～10的杂芳环。另外，作为“杂芳环”，可列举出例如除了含有碳之外还含有1～5个选自氧、硫和氮中的杂原子作为成环原子的杂环等。需要说明的是，该“杂芳环”对应于式(2)中规定的“Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此键合并与a11环一同、Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此键合并与a21环一同、Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此键合并与a31环一同、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此键合并与b21环一同、和/或、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此键合并与c31环一同”形成的“杂芳环”，另外，a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环或c31环已经由碳原子数6的苯环构成，因此，对其稠合五元环而得到的稠环的合计碳原子数6是碳原子数的下限。
作为具体的“杂芳环”，可列举出例如吡咯环、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、喹喔啉环、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、中氮茚环、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、噻蒽环等。
作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B21环或C31环的“芳环”和“杂芳环”中的、与选自由式(1)的Y11、Y21、Y31、X11、X12、X21、X22、X31和X32组成的组中的两个或三个进行键合的位置没有特别限定，只要环上的相邻的两个碳或连续的三个碳分别与选自由Y11、Y21、Y31、X11、X12、X21、X22、X31和X32组成的组中的两个或三个直接键合即可。
作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B21环或C31环的“芳环”和“杂芳环”为稠合有两个以上环的稠环时，任选借助任意环与Y11、Y21或Y31进行键合，但与Y11、Y21或Y31键合的环如上所述优选为五元环或六元环。需要说明的是，只要A11环中与Y11键合的环也与X11和X12键合，A21环中与Y21键合的环也与X21和X22键合，A31环中与Y31键合的环也与X31和X32键合，B21环中与Y21键合的环也与X21键合，C31环中与Y31键合的环也与X3键合即可(即，与Y11、Y21或Y31键合的环与上述稠合双环结构共享键)。例如，式(2)中，在Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环；Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环；Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环；Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环；和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此键合并与c11环一同形成芳环或杂芳环的情况下，优选借助作为六元环的苯环而与Y11、Y21或Y31键合。另外，还优选例如吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环分别借助作为五元环的吡咯环、呋喃环、噻吩环而与Y11、Y21或Y31键合。作为这种结构的例子，可列举出与作为式(2)的b21环和c31环的苯环成为吲哚环、苯并呋喃环或苯并噻吩环的结构相对应的下述式(1-y-1)那样的结构。
Figure BDA0003200470510000241
式(1-y-1)中，Zb和Zc各自独立地为-S-、-O-或>N-R29，R29为氢或任选具有取代基的芳基。R29优选为任选被烷基取代的苯基，更优选为未取代的苯基。优选Zb和Zc均相同。Rb35、Rc35各自独立地与Ra21等的含义相同，优选为烷基，更优选为甲基或叔丁基。m和n各自独立地为0～4的整数，优选为0或1。式(1-y-1)的其它符号与式(2)中的相同符号分别同义。
式(1)的A11环、A21环和A31环优选均为苯环、吡啶环、嘧啶环或吲哚并咔唑(Indolo[3,2,1-jk]carbazole)环，更优选均为苯环。
式(1)的B21环和C31环优选均为苯环、吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、吡咯环、呋喃环、噻吩环、吡啶环或嘧啶环，更优选均为苯环、吲哚环、苯并呋喃环或苯并噻吩环。
作为B11环的“芳环”和“杂芳环”可以在任意位置与式(1)的Y11、X22、Y21和X11键合，只要环上的相邻的两个碳与Y11和X22直接键合且另外的相邻的两个碳与Y21和X11直接键合即可。作为C11环的“芳环”和“杂芳环”可以在任意位置与式(1)的Y11、X12、Y31和X32键合，只要环上的相邻的两个碳与Y11和X12直接键合且另外的相邻的两个碳与Y31和X32直接键合即可。另外，作为B11环或C11环的“芳环”和“杂芳环”为稠合有两个以上环的稠环时，可以借助任意环而与Y11、Y21或Y31键合。需要说明的是，B11环中，与Y11键合的环也与X11键合，与Y21键合的环也与X22键合；C11环中，与Y11键合的环也与X12键合，与Y31键合的环也与X32键合。优选B11环为单环，且借助该单环与Y11、Y21、X11和X22键合。另外，优选C11环为单环，且借助该单环与Y11、Y31、X12和X32键合。B11环和C11环优选均为单环。B11环和C11环优选均为苯环或噻吩环，更优选均为苯环。
作为式(1)的A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环的“芳环”或“杂芳环”的至少1个氢任选被作为第一取代基的、取代或未取代的“芳基”、取代或未取代的“杂芳基”、取代或未取代的“二芳基氨基”(两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合)、取代或未取代的“二杂芳基氨基”、取代或未取代的“芳基杂芳基氨基”、取代或未取代的“二芳基硼基”、取代或未取代的“烷基”、取代或未取代的“环烷基”、取代或未取代的“烷氧基”、取代或未取代的“芳氧基”、取代甲硅烷基或SF5取代，关于作为该第一取代基的“芳基”、“杂芳基”、“二芳基氨基”的芳基、“二杂芳基氨基”的杂芳基、“芳基杂芳基氨基”的芳基和杂芳基、“二芳基硼基”的芳基、或者“芳氧基”的芳基，可列举出上述“芳环”或“杂芳环”的一价基团。
作为具体的“芳基”，可列举出作为单环系的苯基；作为二环系的联苯基；作为稠合二环系的萘基；作为三环系的三联苯基(间三联苯基、邻三联苯基、对三联苯基)；作为稠合三环系的苊基、芴基、非那烯基、菲基；作为稠合四环系的苯并菲基、芘基、并四苯基；作为稠合五环系的苝基、并五苯基等。
作为具体的“杂芳基”，可列举出例如吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、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、喹喔啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁噻基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、中氮茚基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、噻吩基、苯并[b]噻吩基、二苯并噻吩基、呋咱基、噁二唑基、噻蒽基、萘并苯并呋喃基、萘并苯并噻吩基等。
另外，关于作为第一取代基的“烷基”，可以为直链和支链中的任一者，可列举出例如碳原子数1～24的直链烷基或碳原子数3～24的支链烷基。优选为碳原子数1～18的烷基(碳原子数3～18的支链烷基)，更优选为碳原子数1～12的烷基(碳原子数3～12的支链烷基)，进一步优选为碳原子数1～6的烷基(碳原子数3～6的支链烷基)，特别优选为碳原子数1～4的烷基(碳原子数3～4的支链烷基)。
作为具体的烷基，可列举出甲基、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、正十一烷基、1-甲基癸基、正十二烷基、正十三烷基、1-己基庚基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基等。
作为第一取代基的“环烷基”(第一取代基)可以为包含1个环的环烷基、包含多个环的环烷基、在环内包含非共轭双键的环烷基和在环外包含支链的环烷基中的任一者，例如为碳原子数3～14的环烷基。优选为碳原子数5～10的环烷基，更优选为碳原子数6～10的环烷基。
作为具体的环烷基，可列举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、降冰片基、双环[1.0.1]丁基、双环[1.1.1]戊基、双环[2.0.1]戊基、双环[1.2.1]己基、双环[3.0.1]己基、双环[2,2,1]庚基、双环[2.2.2]辛基、十氢萘基、金刚烷基(尤其是1-金刚烷基)、二金刚烷基、十氢薁基等。需要说明的是，作为被后述第二取代基取代的环烷基，可特别列举出甲基环丙基、甲基环丁基、甲基环戊基、甲基环己基、甲基环庚基、甲基环辛基、甲基环癸基。
另外，关于作为第一取代基的“烷氧基”，可列举出例如碳原子数1～24的直链烷氧基或碳原子数3～24的支链烷氧基。优选为碳原子数1～18的烷氧基(碳原子数3～18的支链烷氧基)，更优选为碳原子数1～12的烷氧基(碳原子数3～12的支链烷氧基)，进一步优选为碳原子数1～6的烷氧基(碳原子数3～6的支链烷氧基)，特别优选为碳原子数1～4的烷氧基(碳原子数3～4的支链烷氧基)。
作为具体的烷氧基，可列举出甲氧基、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。
另外，关于作为第一取代基的“取代甲硅烷基”，可列举出例如被选自由烷基、环烷基和芳基组成的组中的三个取代基取代的甲硅烷基。可列举出例如三烷基甲硅烷基、三环烷基甲硅烷基、二烷基环烷基甲硅烷基、烷基二环烷基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基、二烷基芳基甲硅烷基和烷基二芳基甲硅烷基。
作为“三烷基甲硅烷基”，可列举出甲硅烷基的三个氢各自独立地被烷基取代而成的基团，该烷基可以引用作为上述第一取代基中的“烷基”而说明的基团。对于取代而言优选的烷基为碳原子数1～5的烷基，具体而言，可列举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、叔戊基等。
作为具体的三烷基甲硅烷基，可列举出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、三丁基甲硅烷基、三仲丁基甲硅烷基、三叔丁基甲硅烷基、三叔戊基甲硅烷基、乙基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、异丙基二甲基甲硅烷基、丁基二甲基甲硅烷基、仲丁基二甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、叔戊基二甲基甲硅烷基、甲基二乙基甲硅烷基、丙基二乙基甲硅烷基、异丙基二乙基甲硅烷基、丁基二乙基甲硅烷基、仲丁基二乙基甲硅烷基、叔丁基二乙基甲硅烷基、叔戊基二乙基甲硅烷基、甲基二丙基甲硅烷基、乙基二丙基甲硅烷基、丁基二丙基甲硅烷基、仲丁基二丙基甲硅烷基、叔丁基二丙基甲硅烷基、叔戊基二丙基甲硅烷基、甲基二异丙基甲硅烷基、乙基二异丙基甲硅烷基、丁基二异丙基甲硅烷基、仲丁基二异丙基甲硅烷基、叔丁基二异丙基甲硅烷基、叔戊基二异丙基甲硅烷基等。
作为“三环烷基甲硅烷基”，可列举出甲硅烷基的三个氢各自独立地被环烷基取代而成的基团，该环烷基可以引用作为上述第一取代基中的“环烷基”而说明的基团。对于取代而言优选的环烷基为碳原子数5～10的环烷基，具体而言，可列举出环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、双环[1.1.1]戊基、双环[2.0.1]戊基、双环[1.2.1]己基、双环[3.0.1]己基、双环[2.1.2]庚基、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基、十氢萘基、十氢薁基等。
作为具体的三环烷基甲硅烷基，可列举出三环戊基甲硅烷基、三环己基甲硅烷基等。
作为用两个烷基和一个环烷基进行取代的二烷基环烷基甲硅烷基以及用一个烷基和两个环烷基进行取代的烷基二环烷基甲硅烷基的具体例，可列举出用选自上述具体的烷基和环烷基中的基团进行取代的甲硅烷基。
作为用两个烷基和一个芳基进行取代的二烷基芳基甲硅烷基、用一个烷基和两个芳基进行取代的烷基二芳基甲硅烷基、以及用三个芳基进行取代的三芳基甲硅烷基的具体例，可列举出用选自上述具体的烷基和芳基中的基团进行取代的甲硅烷基。作为三芳基甲硅烷基的具体例，尤其可列举出三苯基甲硅烷基。
二芳基氨基中的两个芳基任选借助单键或连接基团而进行键合。作为连接基团，可列举出>Si(-CH3)2、>C(-CH3)2、>O或>S等。
作为第一取代基的、取代或未取代的“芳基”、取代或未取代的“杂芳基”、取代或未取代的“二芳基氨基”、取代或未取代的“二杂芳基氨基”、取代或未取代的“芳基杂芳基氨基”、取代或未取代的“二芳基硼基”、取代或未取代的“烷基”、取代或未取代的“环烷基”、取代或未取代的“烷氧基”、或者取代或未取代的“芳氧基”如取代或未取代的说明那样，它们中的至少1个氢任选被第二取代基取代。作为该第二取代基，可列举出例如芳基、杂芳基、烷基或环烷基，它们的具体内容可以参照上述“芳环”或“杂芳环”的一价基团、或者作为第一取代基的“烷基”或“环烷基”的说明。另外，作为第二取代基的芳基、杂芳基中，它们的至少1个氢任选被苯基等芳基(具体例如上所述)、甲基等烷基(具体例如上所述)取代。作为其中的一例，在第二取代基为咔唑基的情况下，9位的至少1个氢任选被苯基等芳基、甲基等烷基取代。
作为式(2)的Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34中的芳基、杂芳基、二芳基氨基的芳基、二杂芳基氨基的杂芳基、芳基杂芳基氨基的芳基和杂芳基、二芳基硼基的芳基或芳氧基的芳基，可列举出作为式(1)中说明的第一取代基的“芳基”或“杂芳基”。另外，作为Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34中的烷基、环烷基或烷氧基，可以参照作为上述式(1)的说明中的第一取代基的“烷基”、“环烷基”、“烷氧基”的说明。进而，作为这些基团上的取代基的芳基、杂芳基、烷基或环烷基也同样。另外，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环；Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环；Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环；Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环；和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此键合并与c31环一同形成芳环或杂芳环时，作为这些环上的取代基的杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基、环烷基、烷氧基或芳氧基、以及作为进一步的取代基的芳基、杂芳基或烷基也同样。
可通过Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34(第一取代基)的结构的位阻性、供电子性和吸电子性来调整发光波长。作为Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34，优选为以下取代基组X中的任意式所示的基团，更优选为甲基、叔丁基、双环辛基、环己基、1-金刚烷基、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、三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、二苯基氨基、二对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、二苯基硼基、双(三甲苯基硼基)、二苯并氧杂硼基、苯基二苯并二硼基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、3,6-二叔丁基咔唑基和苯氧基，进一步优选为甲基、叔丁基、1-金刚烷基、苯基、邻甲苯基、2,6-二甲苯基、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、3,6-二甲基咔唑基和3,6-二叔丁基咔唑基。从合成容易度的观点出发，位阻大的基团对于选择性合成而言是优选的，具体而言，优选为叔丁基、1-金刚烷基、邻甲苯基、2,6-二甲苯基、三甲苯基、3,6-二甲基咔唑基和3,6-二叔丁基咔唑基。
(取代基组X)
式中，Me表示甲基，tBu表示叔丁基，tAm表示叔戊基(1-甲基-2-丁基)，tOct表示叔辛基，波浪线表示键合位置。
Figure BDA0003200470510000311
Figure BDA0003200470510000321
Figure BDA0003200470510000331
Figure BDA0003200470510000341
Figure BDA0003200470510000351
Figure BDA0003200470510000361
式(1)的Y11、Y21、Y31中的Si-R和Ge-R的R为芳基或烷基，作为该芳基、烷基，可列举出上述基团。特别优选为碳原子数6～10的芳基(例如苯基、萘基等)、碳原子数1～4的烷基(例如甲基、乙基等)。作为R的优选例，可列举出环己基、1-金刚烷基、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、2,4,6-三甲苯基、二苯基氨基、二对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、二苯基硼基、双(三甲苯基硼基)、二苯并氧杂硼基、苯基二苯并二硼基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、3,6-二叔丁基咔唑基和苯氧基。该说明对于式(2)中的Y11、Y21、Y31而言也相同。
式(1)中的X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，优选为>O和>N-R。
式(1)的X11、X12、X21、X22、X31、X32中的上述N-R的R为任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的烷基、或者任选被取代的环烷基。作为该芳基、杂芳基、烷基或环烷基，可列举出上述基团，另外，作为称为“任选被取代”时的取代基，可列举出上述第二取代基。特别优选为任选被取代基取代的碳原子数6～10的芳基(例如苯基、萘基等)、任选被取代基取代的碳原子数2～15的杂芳基(例如咔唑基等)、任选被取代基取代的碳原子数1～4的烷基(例如甲基、乙基等)、任选被取代基取代的碳原子数5～10的环烷基(例如环己基、双环辛基、1-金刚烷基等)。作为R的优选例，可列举出环己基、1-金刚烷基、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、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、二苯基硼基、双(三甲苯基硼基)、二苯并氧杂硼基、苯基二苯并二硼基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、3,6-二叔丁基咔唑基和苯氧基。该说明对于式(2)中的X11、X12、X21、X22、X31、X32而言也相同。
N-R的R任选借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环键合，作为连接基团，优选为-O-、-S-或-C(-R)2-。作为式(1)中的连接基团的“-C(-R)2-”的R优选为氢、烷基，作为该烷基，可列举出上述基团。特别优选为碳原子数1～4的烷基(例如甲基、乙基等)。该说明在作为式(2)中的连接基团的“-C(-R)2-”中也相同。
另外，式(1)或(2)所示的多环芳香族化合物的化学结构中的氢可以全部或部分为氘。
另外，式(1)或(2)所示的多环芳香族化合物的化学结构中的氢可以全部或部分为卤素。例如，在式(1)中，A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环(芳环或杂芳环)、A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环或C31环上的取代基、Y11、Y21、Y31为Si-R或Ge-R时的R(＝烷基、芳基)、以及X11、X12、X21、X22、X31、X32为N-R时的R(＝烷基、芳基)中的氢可以被卤素取代，这些之中，可列举出芳基、杂芳基中的全部或一部分氢被卤素取代的方式。卤素为氟、氯、溴或碘，优选为氟、氯或溴，更优选为氟。可列举出例如芳基上用氟进行取代而成的基团(2,6-二氟苯基等)、三氟甲基等。
另外，本发明所述的多环芳香族化合物可以用作有机设备用材料。作为有机设备，可列举出例如有机电致发光元件、有机场效应晶体管或有机薄膜太阳能电池等。尤其是，对于有机电致发光元件而言，作为发光层的掺杂材料，优选Y11、Y21、Y31为B且X11、X12、X21、X22、X31、X32为N-R的化合物；
Y11、Y21、Y31为B且X11、X21、X31为O且X12、X22、X32为N-R的化合物；Y11、Y21、Y31为B且X11、X12、X21、X22、X31、X32为O的化合物，作为发光层的主体材料，优选为Y11、Y21、Y31为B且X11、X21、X31为O且X12、X22、X32为N-R的化合物；Y11、Y21、Y31为B且X11、X12、X21、X22、X31、X32为O的化合物，作为电子输送材料，优选使用Y11、Y21、Y31为B且X11、X12、X21、X22、X31、X32为O的化合物；Y11、Y21、Y31为P＝O且X11、X12、X21、X22、X31、X32为O的化合物。
另外，本发明的多环芳香族化合物中，通过向A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环(a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环、c31环)中至少一者上的Y11、Y21、Y31的对位导入苯氧基、咔唑基或二苯基氨基，从而能够期待T1能量的提高(提高约0.01～0.1eV)。尤其是，Y11、Y21、Y31为B(硼)、X11、X12、X21、X22、X31、X32为O或N-R(R如上述说明那样)时，通过向B(硼)的对位导入苯基氧基，作为A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环(a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环、c31环)的苯环上的HOMO进一步向硼的间位定域化，LUMO向硼的邻位和对位定域化，因此，可期待T1能量的提高。
接着，示出具体结构。下述式中，Me表示甲基，Mes表示三甲苯基(Mesityl)(2,4,6-三甲基苯基)，tBu分别表示叔丁基，O-Xyl表示2,6-二甲基苯基(二甲苯基)，tAm表示叔戊基(1-甲基-2-丁基)，Ph表示苯基，D表示氘。
Figure BDA0003200470510000391
Figure BDA0003200470510000401
Figure BDA0003200470510000411
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上述之中，作为式(1)所示的化合物，特别优选为式(1-1-1)、式(1-1-5)、式(1-1-10)、式(1-1-61)或式(1-1-105)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510001751
除了上述国际公开第2015/102118号之外，日本特开2018-43984号公报、国际公开第2018/212169号、国际公开第2019/235402号、国际公开第2019/240080号等中，通过将下述的三个方法适当组合，从而能够实现化合物的发光波长和发光光谱的半值宽度的调整、化合物的高发光效率和小ΔE(ST)：(i)向适当的位置导入用于调节多重共振效应的元素；(ii)为了使分子变形、减少平面性而向适当的位置导入取代基；(iii)向适当的位置导入平面性高的结构。本发明中，通过上述的三个方法而发现ΔE(ST)更小且延迟荧光寿命tau(Delay)小的优异的热活化型延迟荧光体。
“热活化型延迟荧光体”是指：能够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窜跃，并能够自该激发单重态状态进行辐射失活而发射延迟荧光的化合物。本说明书中，有时将“热活化型延迟荧光体”称为TADF化合物。
在通常的荧光发光中，因电流激发而产生的75％的三重态激子会历经热失活路径，因此，无法以荧光的形式取出，但通过利用TADF化合物，能够将全部激子用于荧光发光，因此能够实现高效率的有机EL元件。
作为“热活化型延迟荧光体”，还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历经高阶三重态的荧光体。可列举出例如Durham大学Monkman等人的论文(NATURECOMMUNICATIONS,7：13680,DOI：10.1038/ncomms13680)、产业技术综合研究所细贝等人的论文(Hosokai et al.,Sci.Adv.2017；3：e1603282)、京都大学佐藤等人的论文(Scientific Reports,7：4820,DOI：10.1038/s41598-017-05007-7)和同为京都大学佐藤等人的学会发表(日本化学会第98次春季年会、发表编号：2I4-15、将DABNA用作发光分子的有机EL中的高效发光机理(DABNAを発光分子として用いた有機EL中的高効率発光の機構)、京都大学大学院工学研究科)等。本发明中，针对包含对象化合物的样品以300K测定荧光寿命时，根据观测到慢的荧光成分而判定该对象化合物为“热活化型延迟荧光体”。此处，慢的荧光成分是指荧光寿命为0.1μsec以上的荧光成分。荧光寿命的测定可使用例如荧光寿命测定装置(Hamamatsu Photonics公司制、C11367-01)进行。
热活化型延迟荧光体之中，D-A型TADF化合物(D表示供电子性的原子团，A表示受电子性的原子团)具有向上转换的速度快、发光的半值宽度宽、色纯度低的特征。另一方面，本发明的多环芳香族化合物为多重共振效应(MRE)型的TADF化合物，具有向上转换的速度慢、发光的半值宽度窄、色纯度高、荧光量子收率(PLQY)高且发光速度快的特征。
即，本发明的多环芳香族化合物是在电激发下赋予高效率且色纯度高的发光的热活化型延迟荧光体，作为有机EL元件的发光材料是有用的。本发明的多环芳香族化合物能够以例如25nm以下、进而20nm以下的半值宽度赋予在450nm～500nm处具有最大值的发光。
另外，本发明的多环芳香族化合物作为通过激发光而赋予色纯度高的发光的荧光材料是有用的。本发明的多环芳香族化合物可通过例如波长300nm～449nm的激发光而以25nm以下、进而20nm以下的半值宽度提供在450nm～500nm具有最大值的发光。
进而，本发明的多环芳香族化合物能够通过例如波长300nm～499nm的激发光而以25nm以下、进而20nm以下的半值宽度赋予在500nm～570nm处具有最大值的发光。即，本发明的多环芳香族化合物可用作波长转换材料，例如，可用作将波长300nm～430nm的光转换成在450nm～500nm处具有最大值的半值宽度窄的蓝色发光的波长转换材料、或者将波长300nm～499nm的光转换成在500nm～570nm处具有最大值的半值宽度窄的绿色发光的波长转换材料。
2.多环芳香族化合物的制造方法
关于式(1)、(2)所示的多环芳香族化合物，基本来说，首先，通过使A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环借助连接基团(包含X11、X12、X21、X22、X31、X32的基团)进行键合来制造中间体(第一反应)，其后，使A11环、B11环和C11环、A21环、B11环和B21环、以及A31环、C11环和C31环分别借助连接基团(包含Y11、Y21、Y31的基团)进行键合而发生环化，由此能够合成期望的多环芳香族化合物及其多聚物(第二反应)。下述路线中，Z表示卤素或氢，其它符号的定义与上述定义相同。
Figure BDA0003200470510001781
第一反应中，例如，如果是醚化反应，则可利用亲核取代反应、Ullmann反应之类的一般反应，如果是氨基化反应，则可利用Buchwald-Hartwig反应、以及铃木-宫浦偶联之类的一般反应。另外，在第二反应中，可利用使三溴化硼、三碘化硼作用于Y为氢的中间体，从而向Y11、Y21、Y31中直接导入硼原子的Tandem Hetero-Friedel-Crafts反应(连续的芳香族亲电子取代反应、以下同样)。
另外，作为其它方法，将Z、O(氧)和N(氮)之间的氢原子用正丁基锂、仲丁基锂或叔丁基锂等进行邻位金属化。接着，添加三氯化硼、三溴化硼等进行锂-硼的金属交换后，添加N,N-二异丙基乙胺等布氏碱，从而发生Tandem Bora-Friedel-Crafts反应，由此也能够获得目标物。此处，为了促进反应，可以添加三氯化铝等路易斯酸。
另外，除了通过邻位金属化而向期望位置导入锂的方法之外，通过向想要导入锂的位置导入溴原子等卤素，并通过卤素-金属交换，也能够向期望位置导入锂。
3.有机设备用材料
本发明的多环芳香族化合物可用作有机设备用材料。作为有机设备，可列举出例如有机电致发光元件、有机场效应晶体管或有机薄膜太阳能电池等。
本发明的多环芳香族化合物优选用作有机电致发光元件用材料。本发明的多环芳香族化合物特别优选用作用于形成有机电致发光元件的发光层的材料。
3-1.有机电致发光元件
有机电致发光元件具有包含阳极和阴极的一对电极、以及配置在该一对电极之间的发光层。有机电致发光元件中，除了具有发光层之外，也可以具有1个以上的有机层。作为有机层，可列举出例如电子输送层、空穴输送层、电子注入层和空穴注入层等，进而，也可以具有其它有机层。
图1示出具备这些有机层的有机电致发光元件的层构成的一例。
图1所示的有机EL元件100具有：基板101、设置在基板101上的阳极102、设置在阳极102上的空穴注入层103、设置在空穴注入层103上的空穴输送层104、设置在空穴输送层104上的发光层105、设置在发光层105上的电子输送层106、设置在电子输送层106上的电子注入层107、以及设置在电子注入层107上的阴极108。
需要说明的是，有机EL元件100可以颠倒制作顺序而制成如下构成：例如，具有基板101、设置在基板101上的阴极108、设置在阴极108上的电子注入层107、设置在电子注入层107上的电子输送层106、设置在电子输送层106上的发光层105、设置在发光层105上的空穴输送层104、设置在空穴输送层104上的空穴注入层103、以及设置在空穴注入层103上的阳极102。
上述各层并不是均为必须，将最小结构单元设为包含阳极102、发光层105和阴极108的构成，空穴注入层103、空穴输送层104、电子输送层106、电子注入层107是任意设置的层。另外，上述各层可分别包含单一层，也可以包含多层。
作为构成有机EL元件的层的方式，除了上述“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”的构成方式之外，可列举出“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴输送层/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子输送层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子注入层/阴极”的构成方式。
3-1-1.有机电致发光元件中的发光层
发光层105是通过在施加有电场的电极之间使从阳极102注入的空穴与从阴极108注入的电子再结合而发光的层。作为形成发光层105的材料，只要是通过空穴与电子的再结合而被激发并发光的化合物(发光性化合物)即可，优选为能够形成稳定的薄膜形状且在固体状态下显示高发光(荧光)效率的化合物。发光层可以为单一层，也可以由多层构成，分别由发光层用材料(主体材料、掺杂材料)形成。主体材料和掺杂材料分别可以为一种，也可以是多种的组合。掺杂材料可以包含于主体材料的整体，也可以包含于局部。作为掺杂方法，可通过与主体材料的共蒸镀法来形成，也可以在与主体材料预先混合后再同时蒸镀。另外，如后所述，发光层也可以通过使用了包含主体材料和掺杂材料的发光层形成用组合物的湿式成膜法来形成。
本发明的多环芳香族化合物可优选地用作有机电致发光元件的发光层的形成材料。本发明的多环芳香族化合物在发光层中可以作为主体材料来包含，也可以作为掺杂材料来包含。
将本发明的多环芳香族化合物用作主体材料时，作为可组合使用的掺杂材料，没有特别限定，可以使用已知的化合物，可以根据期望的发光颜色而从各种材料中选择。具体而言，可列举出例如菲、蒽、芘、并四苯、并五苯、苝、萘并芘、二苯并芘、红荧烯和
Figure BDA0003200470510001801
等稠环衍生物；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、二氢吡唑衍生物、茋衍生物、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、二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物(日本特开平1-245087号公报)；双苯乙烯基亚芳基衍生物(日本特开平2-247278号公报)、二氮杂引达省衍生物、呋喃衍生物、苯并呋喃衍生物、苯基异苯并呋喃、双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香豆素衍生物；二氰基亚甲基吡喃衍生物、二氰基亚甲基硫代吡喃衍生物、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、喹诺酮衍生物、吖啶衍生物、噁嗪衍生物、苯醚(phenylene oxide)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(pyrromethene)衍生物、苝酮衍生物、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、芴衍生物和苯并芴衍生物等。
[主体材料]
本发明的多环芳香族化合物在发光层中可以作为掺杂材料来包含。尤其是，式(1)的Y11、Y21、Y31为B的多环芳香族化合物优选用作掺杂材料，特别优选用作发光掺杂物。
将本发明的多环芳香族化合物用作掺杂材料时，作为可组合使用的主体材料，可列举出蒽衍生物、芘衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物、二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物；二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物、四苯基丁二烯衍生物、环戊二烯衍生物、芴衍生物、苯并芴衍生物；以及芴系或三芳基胺系高分子化合物等。
如后所述，作为使用本发明的多环芳香族化合物(尤其是分子中具有硼原子的物质；发光掺杂物)，并使用辅助掺杂物时的主体材料，也可以使用公知的物质。作为此时的主体材料的例子，可列举出例如具有咔唑环和呋喃环中至少一者的化合物，其中，优选使用呋喃基和咔唑基中至少一者与亚芳基和亚杂芳基中至少一者键合而得到的化合物。
从促进发光层内的TADF的产生而不加以阻碍的观点出发，由作为主体材料使用的化合物的磷光光谱的峰短波长侧的肩求出的激发三重态能级E(1,T,Sh)优选比发光层内具有最高激发三重态能级的发光掺杂物或辅助掺杂物的激发三重态能级E(2,T,Sh)、E(3,T,Sh)高，具体而言，主体材料的激发三重态能级E(1,T,Sh)与E(2,T,Sh)、E(3,T,Sh)相比优选为0.01eV以上，更优选为0.03eV以上，进一步优选为0.1eV以上。另外，主体材料可以使用TADF活性的化合物。
例如，可以使用下述式(H1)、(H2)和(H3)中任一者所示的化合物。
Figure BDA0003200470510001821
上述式(H1)、(H2)和(H3)中，L1为碳原子数6～24的亚芳基、碳原子数2～24的亚芳基、碳原子数6～24的亚杂芳基亚芳基和碳原子数6～24的亚芳基亚杂芳基亚芳基，优选为碳原子数6～16的亚芳基，更优选为碳原子数6～12的亚芳基，特别优选为碳原子数6～10的亚芳基，具体而言，可列举出苯环、联苯环、三联苯环和芴环等二价基团。作为亚杂芳基，优选为碳原子数2～24的亚杂芳基，更优选为碳原子数2～20的亚杂芳基，进一步优选为碳原子数2～15的亚杂芳基，特别优选为碳原子数2～10的亚杂芳基，具体而言，可列举出吡咯环、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、喹喔啉环、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、中氮茚环、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、噁二唑环和噻蒽环等二价基团。
上述各式所示的化合物的至少1个氢任选被碳原子数1～6的烷基、氰基、卤素或氘取代。
作为优选的具体例，可列举出以下列举的任意结构式所示的化合物。以下的结构式中，Me为甲基。需要说明的是，以下列举的结构式中，至少1个氢任选被卤素、氰基、碳原子数1～4的烷基(例如甲基、叔丁基)、苯基或萘基等取代。
Figure BDA0003200470510001831
Figure BDA0003200470510001841
Figure BDA0003200470510001851
高分子主体材料：式(SPH-1)所示的化合物
作为主体材料，还优选下述式(SPH-1)所示的化合物。
尤其是，利用发光层形成用组合物的湿式成膜法而成膜为发光层时，发光层形成用组合物优选包含下述式(SPH-1)所示的化合物作为主体材料。
Figure BDA0003200470510001852
式(SPH-1)中，
MU各自独立地为去除芳香族化合物的任意两个氢而得到的二价基团；EC各自独立地为去除芳香族化合物的任意一个氢而得到的一价基团；k为2～50000的整数。
更具体而言，MU各自独立地为亚芳基、亚杂芳基、二亚芳基芳基氨基、二亚芳基芳基硼基、氧杂硼二基或氮杂硼二基等，EC各自独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或芳氧基等，这些基团的至少1个氢任选进一步被选自由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基和环烷基组成的组中的1个以上取代基取代。k为2～50000的整数。
k优选为20～50000的整数、更优选为100～50000的整数。k个MU包含2种以上的二价基团时，这些基团任选无规键合，可以是同种的二价基团形成嵌段，优选为后者。
式(SPH-1)中的MU和EC的至少1个氢任选被碳原子数1～24的烷基、碳原子数3～24的环烷基、卤素或氘取代，进而，上述烷基中的任意-CH2-任选被-O-或-Si(CH3)2-置换，上述烷基中的除了与式(SPH-1)中的EC直接键合的-CH2-之外的任意-CH2-任选被碳原子数6～24的亚芳基置换，上述烷基的任意氢任选被氟取代。
作为去除1个或两个氢而形成MU或EC的芳香族化合物，可列举出例如以下的芳香族化合物或以下的芳香族化合物中的任意两个以上直接键合而得到的芳香族化合物。
Figure BDA0003200470510001871
更具体而言，作为MU，可列举出下述式(MU-1-1)～式(MU-1-12)、下述式(MU-2-1)～式(MU-2-202)、下述式(MU-3-1)～式(MU-3-201)、下述式(MU-4-1)～式(MU-4-122)、下述式(MU-5-1)～式(MU-5-12)、下述式(MU-6-1)～式(MU-6-4)、下述式(MU-7-1)～式(MU-7-4)、下述式(MU-7-31)～式(MU-7-38)、下述式(MU-8-1)～式(MU-8-2)和下述式(MU-9-1)～式(MU-9-4)所示的二价基团。
Figure BDA0003200470510001881
Figure BDA0003200470510001891
Figure BDA0003200470510001901
Figure BDA0003200470510001911
Figure BDA0003200470510001921
Figure BDA0003200470510001931
另外，作为EC，可列举出例如下述式(EC-1)～式(EC-29)所示的基团。它们之中，MU在*处与MU或EC键合，EC在*处与MU键合。
Figure BDA0003200470510001941
从溶解性和涂布制膜性的观点出发，式(SPH-1)所示的化合物优选分子中的MU总数(n)的10～100％的MU具有碳原子数1～24的烷基，更优选分子中的MU总数(n)的30～100％的MU具有碳原子数1～18的烷基(碳原子数3～18的支链烷基)，进一步优选分子内的MU总数(n)的50～100％的MU具有碳原子数1～12的烷基(碳原子数3～12的支链烷基)。另一方面，从面内取向性和电荷输送的观点出发，优选分子中的MU总数(n)的10～100％的MU具有碳原子数7～24的烷基，更优选分子中的MU总数(n)的30～100％的MU具有碳原子数7～24的烷基(碳原子数7～24的支链烷基)。
式(SPH-1)和(XLP-1)所示的化合物的制造方法
式(SPH-1)所示的化合物和后述的(XLP-1)所示的化合物可通过将公知的制造方法适当组合来合成。
作为反应中使用的溶剂，可列举出芳香族溶剂、饱和/不饱和烃溶剂、醇溶剂、醚系溶剂等，可列举出例如二甲氧基乙烷、2-(2-甲氧基乙氧基)乙烷、2-(2-乙氧基乙氧基)乙烷等。
另外，反应可通过二相体系来进行。通过二相体系使其反应时，可根据需要而添加季铵盐等相转移催化剂。
制造式(SPH-1)和(XLP-1)时，可以通过一个阶段来制造，也可以历经多个阶段来制造。另外，可以通过将原料全部投入至反应容器后再开始反应的一并聚合法来进行，也可以通过将原料滴加至反应容器来添加的滴加聚合法来进行，还可以通过产物随着反应的进行而沉淀的沉淀聚合法来进行，可以将它们适当组合来合成。例如，在通过一个阶段来合成式(SPH-1)所示的化合物时，通过在将单体单元(MU)和封端单元(EC)添加至反应容器的状态下进行反应而得到目标物。另外，在通过多个阶段来合成式(SPH-1)所示的化合物时，通过将单体单元(MU)聚合至目标分子量后，添加封端单元(EC)使其反应而得到目标物。如果通过多个阶段添加不同种类的单体单元(MU)并进行反应，则能够制作针对单体单元的结构具有浓度梯度的聚合物。另外，可以在制备前体聚合物后，通过后反应来获得目标聚合物。
另外，如果选择单体单元(MU)的聚合性基团，则能够控制聚合物的一次结构。例如，如合成路线(20)的1～3所示那样，能够合成具有无规的一次结构的聚合物(合成路线(20)的1)、具有规则的一次结构的聚合物(合成路线(20)的2和3)等，可根据目标物适当组合并使用。
合成路线(20)
MU＝a、b
聚合性基团＝x、y(x与y分别键合)
1)使用两种单体(x-a-y)和(x-b-y)而合成的聚合物
Figure BDA0003200470510001961
2)使用两种单体(x-a-x)和(y-b-y)而合成的聚合物
Figure BDA0003200470510001962
3)使用两种单体(x-a-y)和(y-b-y)而合成的聚合物
Figure BDA0003200470510001963
作为本发明中可使用的单体单元，可按照日本特开2010-189630号公报、国际公开第2012/086671号、国际公开第2013/191088号、国际公开第2002/045184号、国际公开第2011/049241号、国际公开第2013/146806号、国际公开第2005/049546号、国际公开第2015/145871号、日本特开2010-215886号、日本特开2008-106241号公报、日本特开2010-215886号公报、国际公开第2016/031639号、日本特开2011-174062号公报、国际公开第2016/031639号、国际公开第2016/031639号、国际公开第2002/045184号中记载的方法来合成。
另外，针对具体的聚合物合成步骤，可按照日本特开2012-036388号公报、国际公开第2015/008851号、日本特开2012-36381号公报、日本特开2012-144722号公报、国际公开第2015/194448号、国际公开第2013/146806号、国际公开第2015/145871号、国际公开第2016/031639号、国际公开第2016/125560号、国际公开第2016/031639号、国际公开第2016/031639号、国际公开第2016/125560号、国际公开第2015/145871号、国际公开第2011/049241号、日本特开2012-144722号公报中记载的方法来合成。
[辅助掺杂物]
发光层可以包含辅助发光的辅助掺杂物。特别优选使分子中具有硼原子的本发明的多环芳香族化合物在发光层中作为发光掺杂物而发挥功能，并同时使用辅助掺杂物。
作为辅助掺杂物，优选使用“热活化型延迟荧光体”(TADF化合物)。
作为辅助掺杂物使用的TADF化合物的单重态能量(S1)与三重态能量(T1)的能量差(ΔE(ST))优选为0.2eV以下(Hiroki Uoyama,Kenichi Goushi,Katsuyuki Shizu,Hiroko Nomura,Chihaya Adachi,Nature,492,234-238(2012))。能量差(ΔE(ST))更优选为0.15eV以下，进一步优选为0.10eV以下，特别优选为0.08eV以下。
作为用作辅助掺杂物的TADF化合物，优选为D-A型TADF化合物。D-A型TADF化合物是以使用被称为施主的供电子性取代基和被称为受主的受电子性取代基而使分子内的HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital)和LUMO(Lowest Unoccupied MolecularOrbital)定域化，从而发生有效的反向系间窜跃(reverse intersystem crossing)的方式设计的TADF化合物。
此处，本说明书中，“供电子性取代基”(施主)是指在TADF化合物分子中LUMO轨道定域的取代基和部分结构，“受电子性的取代基”(受主)是指在TADF化合物分子中HOMO轨道定域的取代基和部分结构。
一般而言，D-A型TADF化合物因结构而使自旋轨道耦合(SOC：Spin OrbitCoupling)大，且HOMO与LUMO的交换相互作用小，ΔE(ST)小，因此能够获得非常快的反向系间窜跃速度。另一方面，D-A型TADF化合物在激发态下的结构松弛变大(在某个分子中，基态与激发态下的稳定结构不同，因此，若因外部刺激而发生自基态向激发态的转换，则在其后，结构向激发态下的稳定结构发生变化)，赋予宽的发光光谱，因此，若用作发光材料，则有可能使色纯度降低。但是，通过将D-A型TADF化合物用作辅助掺杂物，并在其存在下，使用本发明的多环芳香族化合物作为发光掺杂物，从而能够实现从辅助掺杂物向发光掺杂物的高能量转移效率、适当的发光波长和发光光谱的半值宽度(半值宽度窄且颜色良好的光谱)、高色纯度、高元件效率和小滚降和长寿命。
作为D-A型TADF化合物，可使用例如施主和受主直接键合或隔着间隔物键合的化合物。作为热活化型延迟荧光体中使用的施主性和受主性的结构，可以使用例如Chemistryof Materials,2017,29,1946-1963中记载的结构。作为施主性的结构，可列举出咔唑、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、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和二苯基二氢二苯并氮硅杂环己烷等。作为受主性的结构，可列举出磺酰基二苯、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、二苯并喹喔啉、七氮杂非那烯、噻吨酮二氧化物、二甲基蒽酮、蒽二酮、5H环戊[1,2-b:5,4-b’]二吡啶(5H-cyclopenta[1,2-b:5,4-b’]dipyridine)、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、二苯并喹喔啉二甲腈、双(苯基磺酰基)苯、二甲基噻吨二氧化物、噻蒽四氧化物和三(二甲基苯基)硼烷。尤其是，热活化型延迟荧光体优选为具有选自咔唑、吩噁嗪、吖啶、三嗪、嘧啶、吡嗪、噻吨、苯甲腈、邻苯二甲腈、间苯二甲腈、二苯基砜、三唑、噁二唑、噻二唑和二苯甲酮中的至少一者作为部分结构的化合物。
作为发光层中使用的辅助掺杂物，优选其发光光谱与发光掺杂物的吸收峰的至少一部分重叠的化合物。以下，例示出可用作辅助掺杂物的化合物。其中，本发明中可用作辅助掺杂物的化合物不受以下的例示化合物的限定性解释。下述式中，Me表示甲基，tBu表示叔丁基，Ph表示苯基，波浪线表示键合位置。
Figure BDA0003200470510002001
Figure BDA0003200470510002011
Figure BDA0003200470510002021
Figure BDA0003200470510002031
Figure BDA0003200470510002041
Figure BDA0003200470510002051
Figure BDA0003200470510002061
Figure BDA0003200470510002071
Figure BDA0003200470510002081
进而，作为辅助掺杂物，下述式(AD1)、(AD2)和(AD3)中任一者所示的化合物均可使用。
Figure BDA0003200470510002091
上述式(AD1)、(AD2)和(AD3)中，
M各自独立地为单键、-O-、>N-Ar和>CAr2，从形成的部分结构的HOMO深以及激发单重态能级和激发三重态能级高的观点出发，优选为单键、-O-和>N-Ar。J为将施主性的部分结构与受主性的部分结构分隔开的间隔结构，各自独立地为碳原子数6～18的亚芳基，从自施主性的部分结构和受主性的部分结构发出的共轭大的观点出发，优选为碳原子数6～12的亚芳基。更具体而言，可列举出亚苯基、甲基亚苯基和二甲基亚苯基。Q各自独立地为＝C(-H)-或＝N-，从形成的部分结构的LUMO浅以及激发单重态能级和激发三重态能级高的观点出发，优选为＝N-。Ar各自独立地为氢、碳原子数6～24的芳基、碳原子数2～24的杂芳基、碳原子数1～12的烷基和碳原子数3～18的环烷基，从形成的部分结构的HOMO深以及激发单重态能级和激发三重态能级高的观点出发，优选为氢、碳原子数6～12的芳基、碳原子数2～14的杂芳基、碳原子数1～4的烷基和碳原子数6～10的环烷基，更优选为氢、苯基、甲苯基、二甲苯基、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、苯并咪唑和苯基苯并咪唑，进一步优选为氢、苯基和咔唑基。需要说明的是，式(AD1)、(AD2)和(AD3)中，其连接键挂于苯环的Ar表示与苯环的各碳键合的基团。m为1或2。n为2～(6-m)的整数，从位阻的观点出发，优选为4～(6-m)的整数。进而，上述各式所示化合物中的至少1个氢任选被卤素或氘取代。
更具体而言，作为本发明的发光层的辅助掺杂物使用的化合物优选为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、spiroAC-TRZ、Ac-HPM、Ac-PPM、Ac-MPM、TCzTrz、TmCzTrz和DCzmCzTrz。
[发光层的构成]
发光层可以为单一层，也可以由多层构成。另外，掺杂材料和主体材料等多种成分可以包含在同一个层内，也可以在多层中各包含至少1种成分。例如，掺杂材料(发光掺杂物、本发明的多环芳香族化合物)、主体材料和辅助掺杂物可以包含在同一个层内，也可以在多层中各包含至少1种成分。发光层所包含的发光掺杂物(本发明的多环芳香族化合物)、主体材料、辅助掺杂物可以分别为一种，也可以为多种的组合。使用辅助掺杂物和发光掺杂物时，它们在作为基质的主体材料中可以包含于整体，也可以包含于局部。
如后所述，发光层可通过蒸镀法、湿式成膜法等来形成。例如，掺杂有辅助掺杂物和发光掺杂物的发光层可通过如下方法等来形成：利用三元共蒸镀法将主体材料、辅助掺杂物和发光掺杂物进行成膜的方法；预先将主体材料、辅助掺杂物和发光掺杂物混合后，再同时蒸镀的方法；或者，将主体材料、辅助掺杂物和发光掺杂物溶解于有机溶剂，并涂覆所制备的涂料(发光层形成用组合物)的湿式成膜法。
将本发明的多环芳香族化合物用作掺杂材料(发光掺杂物)时，其用量没有特别限定，优选为发光层用材料整体的0.001～30质量％，更优选为0.01～20质量％，进一步优选为0.1～10质量％。如果是上述范围，则从例如能够防止浓度淬灭现象的观点出发是优选的。
主体材料的用量因主体材料的种类而异，只要根据其主体材料的特性来决定即可。主体材料的用量基准优选为发光层用材料整体的40～99.999质量％，更优选为50～99.99质量％，进一步优选为60～99.9质量％。如果是上述范围，则从例如有效的电荷输送和能量向掺杂物的有效移动的观点出发是优选的。
辅助掺杂物的用量因辅助掺杂物的种类而异，只要根据其辅助掺杂物的特性来决定即可。辅助掺杂物的用量基准优选为发光层用材料整体的1～60质量％，更优选为2～50质量％，进一步优选为5～30质量％。如果是上述范围，则从例如有效地使能量向发光掺杂物移动的观点出发是优选的。
发光掺杂物的用量为低浓度时，从能够防止浓度淬灭现象的观点出发是优选的。辅助掺杂物的用量为高浓度时，从热活化型延迟荧光机理的效率的观点出发是优选的。进而，从辅助掺杂物的热活化型延迟荧光机理的效率的观点出发，与辅助掺杂物的用量相比，优选发光掺杂物的用量为低浓度。
3-1-2.有机电致发光元件中的电子注入层、电子输送层
电子注入层107发挥将从阴极108移动过来的电子高效地注入至发光层105内或电子输送层106内的作用。电子输送层106发挥将从阴极108注入的电子或从阴极108借助电子注入层107注入的电子高效地输送至发光层105的作用。电子输送层106和电子注入层107分别通过将一种或两种以上的电子输送/注入材料层叠、混合来形成。
电子注入/输送层是指负责从阴极注入电子、进而输送电子的层，理想的是电子注入效率高，且高效地输送所注入的电子。为此，优选电子亲和力大且电子迁移率大、进而稳定性优异、在制造时和使用时不易产生成为阱的杂质的物质。然而，考虑到空穴与电子的输送平衡时，在主要发挥能够高效地阻止来自阳极的空穴流向阴极侧而未再结合的作用的情况下，即便电子输送能力不那么高，也与电子输送能力高的材料同等地具有使发光效率提高的效果。因此，本实施方式中的电子注入/输送层也包括能够高效地阻止空穴移动的层的功能。
作为形成电子输送层106或电子注入层107的材料(电子输送材料)，可以从在光导电材料中作为电子传导化合物一直以来惯用的化合物、在有机EL元件的电子注入层和电子输送层中使用的公知化合物中任意地选择并使用。
作为在电子输送层或电子注入层中使用的材料，优选含有从如下物质中选择的至少一种：包含由选自碳、氢、氧、硫、硅和磷中的一种以上原子构成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、以及具有受电子性氮的金属络合物。具体而言，可列举出萘、蒽等稠环系芳香族环衍生物；4,4’-双(二苯基乙烯基)联苯所代表的苯乙烯基系芳香族环衍生物；苝酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、蒽醌、联苯醌等醌衍生物；氧化膦衍生物、芳基腈衍生物和吲哚衍生物等。作为具有受电子性氮的金属络合物，可列举出例如羟基苯基噁唑络合物等羟基唑络合物；偶氮次甲基络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物和苯并喹啉金属络合物等。这些材料可以单独使用，也可以与不同的材料混合使用。
另外，作为其它电子传导化合物的具体例，可列举出硼烷衍生物、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、菲绕啉衍生物、苝酮衍生物、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]亚苯基等)、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、喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物的聚合物、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、三联吡啶等寡吡啶衍生物、联吡啶衍生物、三联吡啶衍生物(1,3-双(4’-(2,2’:6’2”-三联吡啶基))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、氧化磷衍生物、双苯乙烯基衍生物、硅杂环戊二烯衍生物和唑啉衍生物等。
另外，也可以使用具有受电子性氮的金属络合物，可列举出例如羟基喹啉系金属络合物、羟基苯基噁唑络合物等羟基唑络合物；偶氮次甲基络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物和苯并喹啉金属络合物等。
上述材料可以单独使用，也可以与不同的材料混合使用。
上述材料之中，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、菲绕啉衍生物、羟基喹啉系金属络合物、噻唑衍生物、苯并噻唑衍生物、硅杂环戊二烯衍生物和唑啉衍生物。
<硼烷衍生物>
硼烷衍生物为例如下述式(ETM-1)所示的化合物，详情公开在日本特开2007-27587号公报中。
Figure BDA0003200470510002131
式(ETM-1)中，R11和R12各自独立地为氢、烷基、环烷基、任选被取代的芳基、被取代的甲硅烷基、任选被取代的含氮杂环、或者氰基中的至少一者，R13～R16各自独立地为任选被取代的烷基、任选被取代的环烷基或任选被取代的芳基，X为任选被取代的亚芳基，Y为任选被取代的碳原子数16以下的芳基、被取代的硼基或任选被取代的咔唑基，并且，n各自独立地为0～3的整数。另外，作为“任选被取代”或“被取代”时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基或环烷基等。
式(ETM-1)所示的化合物之中，优选为下述式(ETM-1-1)所示的化合物、下述式(ETM-1-2)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002141
式(ETM-1-1)中，R11和R12各自独立地为氢、烷基、环烷基、任选被取代的芳基、被取代的甲硅烷基、任选被取代的含氮杂环或氰基中的至少一者，R13～R16各自独立地为任选被取代的烷基、任选被取代的环烷基或任选被取代的芳基，R21和R22各自独立地为氢、烷基、环烷基、任选被取代的芳基、被取代的甲硅烷基、任选被取代的含氮杂环、或者氰基中的至少一者，X1为任选被取代的碳原子数20以下的亚芳基，n各自独立地为0～3的整数，并且，m各自独立地为0～4的整数。另外，作为“任选被取代”或“被取代”时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基或环烷基等。
Figure BDA0003200470510002142
式(ETM-1-2)中，R11和R12各自独立地为氢、烷基、环烷基、任选被取代的芳基、被取代的甲硅烷基、任选被取代的含氮杂环或氰基中的至少一者，R13～R16各自独立地为任选被取代的烷基、任选被取代的环烷基或任选被取代的芳基，X1为任选被取代的碳原子数20以下的亚芳基，并且，n各自独立地为0～3的整数。另外，作为“任选被取代”或“被取代”时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基或环烷基等。
作为X1的具体例，可列举出下述式(X-1)～式(X-9)中任一者所示的二价基团。
Figure BDA0003200470510002151
(各式中，Ra各自独立地为烷基、环烷基或任选被取代的苯基，*表示键合位置。)
作为该硼烷衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002152
该硼烷衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<吡啶衍生物>
吡啶衍生物为例如下述式(ETM-2)所示的化合物，优选为式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)所示的化合物。
φ-(吡啶系取代基)n (ETM-2)
Figure BDA0003200470510002161
φ为n价的芳环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或苯并菲环)，n为1～4的整数。
式(ETM-2-1)中，R11～R18各自独立地为氢、烷基(优选为碳原子数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳原子数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳原子数6～30的芳基)。
式(ETM-2-2)中，R11和R12各自独立地为氢、烷基(优选为碳原子数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳原子数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳原子数6～30的芳基)，R11与R12任选键合而形成环。
各式中，“吡啶系取代基”为下述式(Py-1)～式(Py-15)中的任一者(式中的*表示键合位置)，吡啶系取代基各自独立地任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。作为具体例，可列举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基等，优选为甲基。另外，吡啶系取代基任选借助亚苯基、亚萘基而键合于各式的φ、蒽环或芴环。
Figure BDA0003200470510002171
吡啶系取代基为式(Py-1)～式(Py-15)中的任一者，这些之中，优选为下述式(Py-21)～式(Py-44)中的任一者(式中的*表示键合位置)。
Figure BDA0003200470510002181
各吡啶衍生物中的至少1个氢任选被氘取代，另外，式(ETM-2-1)和式(ETM-2-2)中的两个“吡啶系取代基”之中的一者任选被芳基置换。
作为R11～R18中的“烷基”，可以为直链和支链中的任一者，可列举出例如碳原子数1～24的直链烷基或碳原子数3～24的支链烷基。优选的“烷基”为碳原子数1～18的烷基(碳原子数3～18的支链烷基)。更优选的“烷基”为碳原子数1～12的烷基(碳原子数3～12的支链烷基)。进一步优选的“烷基”为碳原子数1～6的烷基(碳原子数3～6的支链烷基)。特别优选的“烷基”为碳原子数1～4的烷基(碳原子数3～4的支链烷基)。
作为具体的“烷基”，可列举出甲基、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、正十一烷基、1-甲基癸基、正十二烷基、正十三烷基、1-己基庚基、正十四烷基、正十五烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正二十烷基等。
作为在吡啶系取代基上进行取代的碳原子数1～4的烷基，可以引用上述烷基的说明。
作为R11～R18中的“环烷基”，可列举出例如碳原子数3～12的环烷基。优选的“环烷基”为碳原子数3～10的环烷基。更优选的“环烷基”为碳原子数3～8的环烷基。进一步优选的“环烷基”为碳原子数3～6的环烷基。
作为具体的“环烷基”，可列举出环丙基、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”，优选的芳基为碳原子数6～30的芳基，更优选的芳基为碳原子数6～18的芳基，进一步优选为碳原子数6～14的芳基，特别优选为碳原子数6～12的芳基。
作为具体的“碳原子数6～30的芳基”，可列举出作为单环系芳基的苯基；作为稠合二环系芳基的(1-,2-)萘基；作为稠合三环系芳基的苊烯-(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；作为稠合四环系芳基的苯并菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯-(1-,2-,5-)基；作为稠合五环系芳基的苝-(1-,2-,3-)基、并五苯-(1-,2-,5-,6-)基等。
优选的“碳原子数6～30的芳基”可列举出苯基、萘基、菲基、
Figure BDA0003200470510002191
基或苯并菲基等，可进一步优选列举出苯基、1-萘基、2-萘基或菲基，可特别优选列举出苯基、1-萘基或2-萘基。
式(ETM-2-2)中的R11与R12任选键合而形成环，其结果，任选在芴骨架的五元环上螺键合有环丁烷、环戊烷、环戊烯、环戊二烯、环己烷、芴或茚等。
作为该吡啶衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002201
该吡啶衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<荧蒽衍生物>
荧蒽衍生物为例如下述式(ETM-3)所示的化合物，详情公开在国际公开第2010/134352号中。
Figure BDA0003200470510002202
式(ETM-3)中，X12～X21表示氢、卤素、直链、支化或环状的烷基、直链、支化或环状的烷氧基、取代或未取代的芳基、或者取代或未取代的杂芳基。此处，作为被取代时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基或环烷基等。
作为该荧蒽衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002211
<BO系衍生物>
BO系衍生物为例如下述式(ETM-4)所示的多环芳香族化合物或具有多个下述式(ETM-4)所示结构的多环芳香族化合物的多聚体。
Figure BDA0003200470510002212
R61～R71各自独立地为氢、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、烷氧基或芳氧基，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代。
并且，R61～R71之中的相邻基团任选彼此键合并与a环、b环或c环一同形成芳环或杂芳环，所形成的环中的至少1个氢任选被芳基、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、烷氧基或芳氧基取代，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代。
另外，式(ETM-4)所示的化合物或结构中的至少1个氢任选被卤素或氘取代。
针对式(ETM-4)中的取代基、成环形态的说明，可以引用式(1)或式(2)所示的多环芳香族化合物的说明。
作为该BO系衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002221
该BO系衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<蒽衍生物>
蒽衍生物之一为例如下述式(ETM-5)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002222
Ar1各自独立地为单键、2价的苯、萘、蒽、芴或非那烯。
Ar2各自独立地为碳原子数6～20的芳基，优选为碳原子数6～16的芳基，更优选为碳原子数6～12的芳基，特别优选为碳原子数6～10的芳基。作为“碳原子数6～20的芳基”的具体例，可列举出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、三甲苯基(2,4,6-三甲基苯基)、(邻,间,对)异丙苯基；作为二环系芳基的(2-,3-,4-)联苯基；作为稠合二环系芳基的(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)；作为稠合三环系芳基的蒽-(1-,2-,9-)基、苊烯-(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；作为稠合四环系芳基的苯并菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯-(1-,2-,5-)基；作为稠合五环系芳基的苝-(1-,2-,3-)基等。作为“碳原子数6～10的芳基”的具体例，可列举出苯基、联苯基、萘基、三联苯基、蒽基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、苯并菲基、芘基、并四苯基、苝基等。
R1～R4各自独立地为氢、碳原子数1～6的烷基、碳原子数3～6的环烷基或碳原子数6～20的芳基。
针对R1～R4中的碳原子数1～6的烷基，可以为直链和支链中的任一者。即，为碳原子数1～6的直链烷基或碳原子数3～6的支链烷基。更优选为碳原子数1～4的烷基(碳原子数3～4的支链烷基)。作为具体例，可列举出甲基、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中的碳原子数3～6的环烷基的具体例，可列举出环丙基、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。
针对R1～R4中的碳原子数6～20的芳基，优选为碳原子数6～16的芳基，更优选为碳原子数6～12的芳基，特别优选为碳原子数6～10的芳基。作为“碳原子数6～20的芳基”的具体例，可以引用Ar2中的“碳原子数6～20的芳基”的具体例。优选的“碳原子数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，进一步优选为苯基、联苯基、1-萘基或2-萘基，最优选为苯基。
作为这些蒽衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002231
这些蒽衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<苯并芴衍生物>
苯并芴衍生物为例如下述式(ETM-6)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002241
Ar1各自独立地为碳原子数6～20的芳基，可以引用与式(ETM-5)的Ar2中的“碳原子数6～20的芳基”相同的说明。优选为碳原子数6～16的芳基，更优选为碳原子数6～12的芳基，特别优选为碳原子数6～10的芳基。作为具体例，可列举出苯基、联苯基、萘基、三联苯基、蒽基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、苯并菲基、芘基、并四苯基、苝基等。
Ar2各自独立地为氢、烷基(优选为碳原子数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳原子数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳原子数6～30的芳基)，两个Ar2任选键合而形成环。
作为Ar2中的“烷基”，可以是直链和支链中的任一者，可列举出例如碳原子数1～24的直链烷基或碳原子数3～24的支链烷基。优选的“烷基”为碳原子数1～18的烷基(碳原子数3～18的支链烷基)。更优选的“烷基”为碳原子数1～12的烷基(碳原子数3～12的支链烷基)。进一步优选的“烷基”为碳原子数1～6的烷基(碳原子数3～6的支链烷基)。特别优选的“烷基”为碳原子数1～4的烷基(碳原子数3～4的支链烷基)。作为具体的“烷基”，可列举出甲基、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”，可列举出例如碳原子数3～12的环烷基。优选的“环烷基”为碳原子数3～10的环烷基。更优选的“环烷基”为碳原子数3～8的环烷基。进一步优选的“环烷基”为碳原子数3～6的环烷基。作为具体的“环烷基”，可列举出环丙基、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”，优选的芳基为碳原子数6～30的芳基，更优选的芳基为碳原子数6～18的芳基，进一步优选为碳原子数6～14的芳基，特别优选为碳原子数6～12的芳基。
作为具体的“碳原子数6～30的芳基”，可列举出苯基、萘基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、苯并菲基、芘基、并四苯基、苝基、并五苯基等。
两个Ar2任选键合而形成环，其结果，在芴骨架的五元环上任选螺键合有环丁烷、环戊烷、环戊烯、环戊二烯、环己烷、芴或茚等。
作为该苯并芴衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002251
该苯并芴衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<氧化膦衍生物>
氧化膦衍生物为例如下述式(ETM-7-1)所示的化合物。详情还记载于国际公开第2013/079217号和国际公开第2013/079678号中。
Figure BDA0003200470510002252
R5为取代或未取代的、碳原子数1～20的烷基、碳原子数3～16的环烷基、碳原子数6～20的芳基或碳原子数5～20的杂芳基，
R6为CN、取代或未取代的、碳原子数1～20的烷基、碳原子数3～16的环烷基、碳原子数1～20的杂烷基、碳原子数6～20的芳基、碳原子数5～20的杂芳基、碳原子数1～20的烷氧基或碳原子数6～20的芳氧基，
R7和R8各自独立地为取代或未取代的、碳原子数6～20的芳基或碳原子数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，作为被取代时的取代基，可列举出芳基、杂芳基、烷基或环烷基等。
氧化膦衍生物可以是例如下述式(ETM-7-2)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002261
R1～R3可以相同也可以不同，选自氢、烷基、环烷基、芳烷基、烯基、环烯基、炔基、烷氧基、烷基硫基、环烷基硫基、芳基醚基、芳基硫醚基、芳基、杂环基、卤素、氰基、醛基、羰基、羧基、氨基、硝基、甲硅烷基、以及在相邻取代基之间形成的稠环。
Ar1可以相同也可以不同，为亚芳基或亚杂芳基。Ar2可以相同也可以不同，为芳基或杂芳基。其中，Ar1和Ar2中的至少一者具有取代基或者在相邻取代基之间形成有稠环。n为0～3的整数，n为0时不存在不饱和结构部分，n为3时不存在R1。
这些取代基之中，烷基表示例如甲基、乙基、丙基、丁基等饱和脂肪族烃基，它们可以未取代也可以被取代。被取代时的取代基没有特别限定，可列举出例如烷基、芳基、杂环基等，这一点在以下的记载中也是通用的。另外，烷基的碳原子数没有特别限定，从获取容易性、成本的观点出发，通常为1～20的范围。
另外，环烷基表示例如环丙基、环己基、降冰片基、金刚烷基等饱和脂环式烃基，它们可以未取代也可以被取代。烷基部分的碳原子数没有特别限定，通常为3～20的范围。
另外，芳烷基表示例如苄基、苯基乙基等借由脂肪族烃的芳香族烃基，脂肪族烃和芳香族烃均可以未取代也可以被取代。脂肪族部分的碳原子数没有特别限定，通常为1～20的范围。
另外，烯基表示例如乙烯基、烯丙基、丁二烯基等包含双键的不饱和脂肪族烃基，它们可以未取代也可以被取代。烯基的碳原子数没有特别限定，通常为2～20的范围。
另外，环烯基表示例如环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基等包含双键的不饱和脂环式烃基，它们可以未取代也可以被取代。
另外，炔基表示例如乙炔基等包含三键的不饱和脂肪族烃基，它们可以未取代也可以被取代。炔基的碳原子数没有特别限定，通常为2～20的范围。
另外，烷氧基表示例如甲氧基等借由醚键的脂肪族烃基，脂肪族烃基可以未取代也可以被取代。烷氧基的碳原子数没有特别限定，通常为1～20的范围。
另外，烷基硫基是烷氧基的醚键的氧原子被硫原子取代而成的基团。
另外，环烷基硫基是指环烷氧基的醚键的氧原子被硫原子取代而成的基团。
另外，芳基醚基表示例如苯氧基等借由醚键的芳香族烃基，芳香族烃基可以未取代也可以被取代。芳基醚基的碳原子数没有特别限定，通常为6～40的范围。
另外，芳基硫醚基是芳基醚基的醚键的氧原子被硫原子取代而成的基团。
另外，芳基表示例如苯基、萘基、联苯基、菲基、三联苯基、芘基等芳香族烃基。芳基可以未取代也可以被取代。芳基的碳原子数没有特别限定，通常为6～40的范围。
另外，杂环基表示例如呋喃基、噻吩基、噁唑基、吡啶基、喹啉基、咔唑基等具有除碳之外的原子的环状结构基团，它们可以未取代也可以被取代。杂环基的碳原子数没有特别限定，通常为2～30的范围。
卤素表示氟、氯、溴、碘。
也可以包含在醛基、羰基、氨基上用脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环等进行取代而成的基团。
另外，脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、杂环可以未取代，也可以被取代。
甲硅烷基表示例如三甲基甲硅烷基等硅化合物基团，它们可以未取代也可以被取代。甲硅烷基的碳原子数没有特别限定，通常为3～20的范围。另外，硅原子数通常为1～6。
在相邻取代基之间形成的稠环是指例如在Ar1与R2、Ar1与R3、Ar2与R2、Ar2与R3、R2与R3、Ar1与Ar2等之间形成的共轭或非共轭的稠环。此处，n为1时，任选两个R1彼此形成共轭或非共轭的稠环。这些稠环可以在环内结构中包含氮、氧、硫原子，也可以进一步与其它环稠合。
作为该氧化膦衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002281
该氧化膦衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<嘧啶衍生物>
嘧啶衍生物为例如下述式(ETM-8)所示的化合物，优选为下述式(ETM-8-1)所示的化合物。详情还记载于国际公开第2011/021689号中。
Figure BDA0003200470510002291
Ar各自独立地为任选被取代的芳基或任选被取代的杂芳基。n为1～4的整数，优选为1～3的整数，更优选为2或3。
作为“任选被取代的芳基”的“芳基”，可列举出例如碳原子数6～30的芳基，优选为碳原子数6～24的芳基、更优选为碳原子数6～20的芳基、进一步优选为碳原子数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举出作为单环系芳基的苯基；作为二环系芳基的(2-,3-,4-)联苯基；作为稠合二环系芳基的(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)；作为稠合三环系芳基的苊烯-(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)；作为稠合四环系芳基的苯并菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯-(1-,2-,5-)基；作为稠合五环系芳基的苝-(1-,2-,3-)基、并五苯-(1-,2-,5-,6-)基等。
作为“任选被取代的杂芳基”的“杂芳基”，可列举出例如碳原子数2～30的杂芳基，优选为碳原子数2～25的杂芳基，更优选为碳原子数2～20的杂芳基，进一步优选为碳原子数2～15的杂芳基，特别优选为碳原子数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，可列举出例如除了碳之外还含有1～5个选自氧、硫和氮中的杂原子作为成环原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，可列举出例如呋喃基、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、喹喔啉基、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、中氮茚基等。
另外，上述芳基和杂芳基任选被取代，分别任选被例如上述芳基、杂芳基取代。
作为该嘧啶衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002301
该嘧啶衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<芳基腈衍生物>
芳基腈衍生物为例如下述式(ETM-9)所示的化合物或其借助单键等键合多个而成的多聚物。详情记载于美国申请公开第2014/0197386号说明书中。
Figure BDA0003200470510002302
从快的电子输送性的观点出发，Arni优选碳原子数多，从高的T1的观点出发，Arni优选碳原子数少。具体而言，Arni在用于与发光层相邻的层时优选为高T1，为碳原子数6～20的芳基，优选为碳原子数6～14的芳基，更优选为碳原子数6～10的芳基。另外，从高T1的观点出发，优选腈基的取代个数n多，从高S1的观点出发，优选腈基的取代个数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，进一步优选为1。
Ar各自独立地为任选被取代的芳基或任选被取代的杂芳基。从高S1和高T1的观点出发，优选为施主性的杂芳基，为了用作电子输送层，优选施主性的杂芳基少。从电荷输送性的观点出发，优选为碳原子数多的芳基或杂芳基，优选具有多个取代基。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“任选被取代的芳基”的“芳基”，可列举出例如碳原子数6～30的芳基，优选为碳原子数6～24的芳基，更优选为碳原子数6～20的芳基，进一步优选为碳原子数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举出作为单环系芳基的苯基；作为二环系芳基的(2-,3-,4-)联苯基；作为稠合二环系芳基的(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)；作为稠合三环系芳基的苊烯-(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)；作为稠合四环系芳基的苯并菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯-(1-,2-,5-)基；作为稠合五环系芳基的苝-(1-,2-,3-)基、并五苯-(1-,2-,5-,6-)基等。
作为“任选被取代的杂芳基”的“杂芳基”，可列举出例如碳原子数2～30的杂芳基，优选为碳原子数2～25的杂芳基，更优选为碳原子数2～20的杂芳基，进一步优选为碳原子数2～15的杂芳基，特别优选为碳原子数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，可列举出例如除了含有碳之外还含有1～5个选自氧、硫和氮中的杂原子作为成环原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，可列举出例如呋喃基、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、喹喔啉基、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、中氮茚基等。
另外，上述芳基和杂芳基任选被取代，分别任选被例如上述芳基、杂芳基取代。
芳基腈衍生物可以是式(ETM-9)所示的化合物借助单键等键合多个而成的多聚物。此时，除了借助单键之外，也可以借助芳环(优选为多价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或苯并菲环)进行键合。
作为该芳基腈衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002321
该芳基腈衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<三嗪衍生物>
三嗪衍生物为例如下述式(ETM-10)所示的化合物，优选为下述式(ETM-10-1)所示的化合物。详情记载于美国申请公开第2011/0156013号说明书中。
Figure BDA0003200470510002322
Ar各自独立地为任选被取代的芳基或任选被取代的杂芳基。n为1～3的整数，优选为2或3。
作为“任选被取代的芳基”的“芳基”，可列举出例如碳原子数6～30的芳基，优选为碳原子数6～24的芳基、更优选为碳原子数6～20的芳基、进一步优选为碳原子数6～12的芳基。
作为具体的“芳基”，可列举出作为单环系芳基的苯基；作为二环系芳基的(2-,3-,4-)联苯基；作为稠合二环系芳基的(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)；作为稠合三环系芳基的苊烯-(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)；作为稠合四环系芳基的苯并菲-(1-,2-)基、芘-(1-,2-,4-)基、并四苯-(1-,2-,5-)基；作为稠合五环系芳基的苝-(1-,2-,3-)基、并五苯-(1-,2-,5-,6-)基等。
作为“任选被取代的杂芳基”的“杂芳基”，可列举出例如碳原子数2～30的杂芳基，优选为碳原子数2～25的杂芳基，更优选为碳原子数2～20的杂芳基，进一步优选为碳原子数2～15的杂芳基，特别优选为碳原子数2～10的杂芳基。另外，作为杂芳基，可列举出例如除了含有碳之外还含有1～5个选自氧、硫和氮中的杂原子作为成环原子的杂环等。
作为具体的杂芳基，可列举出例如呋喃基、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、喹喔啉基、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、中氮茚基等。
另外，上述芳基和杂芳基任选被取代，分别任选被例如上述芳基、杂芳基取代。
作为该三嗪衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。
Figure BDA0003200470510002341
该三嗪衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<苯并咪唑衍生物>
苯并咪唑衍生物为例如下述式(ETM-11)所示的化合物。
φ-(苯并咪挫系取代基)n (ETM-11)
φ为n价的芳环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或苯并菲环)，n为1～4的整数，“苯并咪唑系取代基”是式(ETM-2)、式(ETM-2-1)和式(ETM-2-2)中的“吡啶系取代基”中的吡啶基置换成苯并咪唑基而得的取代基，苯并咪唑衍生物中的至少1个氢任选被氘取代。
Figure BDA0003200470510002342
上述苯并咪唑基中的R11为氢、碳原子数1～24的烷基、碳原子数3～12的环烷基或碳原子数6～30的芳基，可以引用式(ETM-2-1)和式(ETM-2-2)中的R11的说明。
φ优选进一步为蒽环或芴环，此时的结构可以引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中的说明，各式中的R11～R18可以引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中的说明。另外，式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中，用键合有两个吡啶系取代基的形态进行了说明，但将它们置换成苯并咪唑系取代基时，可以将两个吡啶系取代基用苯并咪唑系取代基进行置换(即n＝2)，也可以将任一个吡啶系取代基用苯并咪唑系取代基进行置换，并将另一个吡啶系取代基用R11～R18进行置换(即n＝1)。进而，例如，还可以将式(ETM-2-1)中的R11～R18中的至少一者用苯并咪唑系取代基进行置换，并将“吡啶系取代基”用R11～R18进行置换。
作为该苯并咪唑衍生物的具体例，可列举出例如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。
Figure BDA0003200470510002351
该苯并咪唑衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<菲绕啉衍生物>
菲绕啉衍生物为例如下述式(ETM-12)或式(ETM-12-1)所示的化合物。详情记载于国际公开第2006/021982号中。
Figure BDA0003200470510002361
φ为n价的芳环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或苯并菲环)，n为1～4的整数。
各式的R11～R18各自独立地为氢、烷基(优选为碳原子数1～24的烷基)、环烷基(优选为碳原子数3～12的环烷基)或芳基(优选为碳原子数6～30的芳基)。另外，式(ETM-12-1)中，R11～R18中任意者与作为芳环的φ键合。
各菲绕啉衍生物的至少1个氢任选被氘取代。
作为R11～R18中的烷基、环烷基和芳基，可以引用式(ETM-2)中的R11～R18的说明。另外，φ除了上述例子之外，还可列举出例如以下的结构式。需要说明的是，下述结构式中的R各自独立地为氢、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，*表示键合位置。
Figure BDA0003200470510002371
作为该菲绕啉衍生物的具体例，可列举出例如4,7-二苯基-1,10-菲绕啉、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲绕啉、9,10-二(1,10-菲绕啉-2-基)蒽、2,6-二(1,10-菲绕啉-5-基)吡啶、1,3,5-三(1,10-菲绕啉-5-基)苯、9,9’-二氟-联(1,10-菲绕啉-5-基)、浴铜灵、1,3-双(2-苯基-1,10-菲绕啉-9-基)苯、下述结构式所示的化合物等。
Figure BDA0003200470510002381
该菲绕啉衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<羟基喹啉系金属络合物>
羟基喹啉系金属络合物为例如下述式(ETM-13)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002382
式中，R1～R6各自独立地为氢、氟、烷基、环烷基、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，可列举出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。
该羟基喹啉系金属络合物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<噻唑衍生物和苯并噻唑衍生物>
噻唑衍生物为例如下述式(ETM-14-1)所示的化合物。
φ-(噻挫系取代基)n (ETM-14-1)
苯并噻唑衍生物为例如下述式(ETM-14-2)所示的化合物。
φ-(苯并噻挫系取代基)n (ETM-14-2)
各式的φ为n价的芳环(优选为n价的苯环、萘环、蒽环、芴环、苯并芴环、非那烯环、菲环或苯并菲环)，n为1～4的整数，“噻唑系取代基”、“苯并噻唑系取代基”是式(ETM-2)、式(ETM-2-1)和式(ETM-2-2)中的“吡啶系取代基”中的吡啶基置换成下述噻唑基、苯并噻唑基而得的取代基，噻唑衍生物和苯并噻唑衍生物的至少1个氢任选被氘取代。
Figure BDA0003200470510002401
φ进一步优选为蒽环或芴环，此时的结构可以引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中的说明，各式中的R11～R18可以引用式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中的说明。另外，式(ETM-2-1)或式(ETM-2-2)中，用键合有两个吡啶系取代基的形态进行了说明，但将它们置换成噻唑系取代基(或苯并噻唑系取代基)时，可以将两个吡啶系取代基用噻唑系取代基(或苯并噻唑系取代基)进行置换(即n＝2)，也可以将任一个吡啶系取代基用噻唑系取代基(或苯并噻唑系取代基)进行置换，并将另一个吡啶系取代基用R11～R18进行置换(即n＝1)。进而，例如，还可以将式(ETM-2-1)中的R11～R18中的至少一者用噻唑系取代基(或苯并噻唑系取代基)进行置换，并将“吡啶系取代基”用R11～R18进行置换。
这些噻唑衍生物或苯并噻唑衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<硅杂环戊二烯衍生物>
硅杂环戊二烯衍生物为例如下述式(ETM-15)所示的化合物。详情记载于日本特开平9-194487号公报中。
Figure BDA0003200470510002402
X和Y各自独立地为烷基、环烷基、烯基、炔基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳基、杂芳基，它们任选被取代。关于这些基团的详情，可以引用式(1)和式(2)中的说明、以及式(ETM-7-2)中的说明。另外，烯氧基和炔氧基分别是烷氧基中的烷基部分置换成烯基或炔基而得的基团，关于这些烯基和炔基的详情，可以引用式(ETM-7-2)中的说明。
另外，X与Y任选键合而形成环烷基环(及其一部分成为不饱和的环)，该环烷基环的详情可以参照式(1)和式(2)中的环烷基的说明。
R1～R4各自独立地为氢、卤素、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、偶氮基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、亚磺酰基、磺酰基、次磺酰基、甲硅烷基、氨甲酰基、芳基、杂芳基、烯基、炔基、硝基、甲酰基、亚硝基、甲酰基氧基、异氰基、氰酸酯、异氰酸酯、硫代氰酸酯、异硫代氰酸酯或氰基，它们任选被烷基、环烷基、芳基或卤素取代，可以在相邻取代基之间形成稠环。
关于R1～R4中的卤素、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、芳基、杂芳基、烯基和炔基的详情，可以引用式(1)和式(2)中的说明。
关于R1～R4中的烷基羰基、芳基羰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基和芳氧基羰基氧基中的烷基、芳基和烷氧基的详情，可以引用式(1)和式(2)中的说明。
作为甲硅烷基，可列举出未取代的甲硅烷基和甲硅烷基的三个氢中的至少一个各自独立地被芳基、烷基或环烷基取代而得到的基团，优选为三取代甲硅烷基，可列举出三芳基甲硅烷基、三烷基甲硅烷基、三环烷基甲硅烷基、二烷基环烷基甲硅烷基和烷基二环烷基甲硅烷基等。关于它们中的芳基、烷基和环烷基的详情，可以引用式(1)和式(2)中的说明。
在相邻取代基之间形成的稠环是指例如在R1与R2、R2与R3、R3与R4等之间形成的共轭或非共轭的稠环。这些稠环可以在环内结构中包含氮、氧、硫原子，也可以进一步与其它环稠合。
其中，优选的是：在R1和R4为苯基的情况下，X和Y不是烷基或苯基。另外，优选的是：在R1和R4为噻吩基的情况下，是不同时满足X和Y为烷基且R2和R3为烷基、芳基、烯基或者R2与R3键合而形成环的环烷基的结构。另外，优选的是：在R1和R4为甲硅烷基的情况下，R2、R3、X和Y各自独立地不是氢或碳原子数1～6的烷基。另外，优选的是：在借助R1和R2而使苯环稠合而得到的结构的情况下，X和Y不是烷基和苯基。
这些硅杂环戊二烯衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<唑啉衍生物>
唑啉衍生物为例如下述式(ETM-16)所示的化合物。详情记载于国际公开第2017/014226号中。
Figure BDA0003200470510002421
式(ETM-16)中，
φ为源自碳原子数6～40的芳香族烃的m价基团或源自碳原子数2～40的芳香族杂环的m价基团，φ的至少1个氢任选被碳原子数1～6的烷基、碳原子数3～14的环烷基、碳原子数6～18的芳基或碳原子数2～18的杂芳基取代，
Y各自独立地为-O-、-S-或>N-Ar，Ar为碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基，Ar的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基取代，R1～R5各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，其中，上述>N-Ar中的Ar和上述R1～R5中的任一个是与L键合的部位，
L各自独立地选自由下述式(L-1)所示的二价基团和下述式(L-2)所示的二价基团组成的组，
Figure BDA0003200470510002422
式(L-1)中，X1～X6各自独立地为＝CR6-或＝N-，X1～X6中的至少两个为＝CR6-，X1～X6中的两个＝CR6-中的R6是与φ或唑啉环键合的部位，除此之外的＝CR6-中的R6为氢，
式(L-2)中，X7～X14各自独立地为＝CR6-或＝N-，X7～X14之中的至少两个为＝CR6-，X7～X14之中的两个＝CR6-中的R6是与φ或唑啉环键合的部位，除此之外的＝CR6-中的R6为氢，
L的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～10的芳基或碳原子数2～10的杂芳基取代，
m为1～4的整数，m为2～4时，由唑啉环与L形成的基团任选相同或不同，并且
式(ETM-16)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘取代。
具体的唑啉衍生物为下述式(ETM-16-1)或式(ETM-16-2)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002431
式(ETM-16-1)和式(ETM-16-2)中，
φ为源自碳原子数6～40的芳香族烃的m价基团或源自碳原子数2～40的芳香族杂环的m价基团，φ的至少1个氢任选被碳原子数1～6的烷基、碳原子数3～14的环烷基、碳原子数6～18的芳基或碳原子数2～18的杂芳基取代，
式(ETM-16-1)中，Y各自独立地为-O-、-S-或>N-Ar，Ar为碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基，Ar的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基取代，
式(ETM-16-1)中，R1～R4各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，其中，R1与R2相同，且R3与R4相同，
式(ETM-16-2)中，R1～R5各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，其中，R1与R2相同，且R3与R4相同，
式(ETM-16-1)和式(ETM-16-2)中，
L各自独立地选自由下述式(L-1)所示的二价基团和下述式(L-2)所示的二价基团组成的组，
Figure BDA0003200470510002441
式(L-1)中，X1～X6各自独立地为＝CR6-或＝N-，X1～X6之中的至少两个为＝CR6-，X1～X6之中的两个＝CR6-中的R6是与φ或唑啉环键合的部位，除此之外的＝CR6-中的R6为氢，
式(L-2)中，X7～X14各自独立地为＝CR6-或＝N-，X7～X14之中的至少两个为＝CR6-，X7～X14之中的两个＝CR6-中的R6是与φ或唑啉环键合的部位，除此之外的＝CR6-中的R6为氢，
L的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～10的芳基或碳原子数2～10的杂芳基取代，
m为1～4的整数，m为2～4时，由唑啉环与L形成的基团可以相同也可以不同，并且
式(ETM-16-1)或式(ETM-16-2)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘取代。
优选的是：φ选自由下述式(φ1-1)～式(φ1-18)所示的一价基团、下述式(φ2-1)～式(φ2-34)所示的二价基团、下述式(φ3-1)～式(φ3-3)所示的三价基团和下述式(φ4-1)～式(φ4-2)所示的四价基团组成的组，φ的至少1个氢任选被碳原子数1～6的烷基、碳原子数3～14的环烷基、碳原子数6～18的芳基或碳原子数2～18的杂芳基取代。
Figure BDA0003200470510002451
Figure BDA0003200470510002461
Figure BDA0003200470510002471
式中的Z为>CR2、>N-Ar、>N-L、-O-或-S-，>CR2中的R各自独立地为碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基，R任选彼此键合而形成环，>N-Ar中的Ar为碳原子数6～12的芳基或碳原子数2～12的杂芳基，>N-L中的L为式(ETM-16)、式(ETM-16-1)或式(ETM-16-2)中的L。式中的*表示键合位置。
优选的是：L为选自由苯、萘、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪、喹啉、异喹啉、萘啶、酞嗪、喹喔啉、喹唑啉、噌啉和蝶啶组成的组中的环的二价基团，L的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～10的芳基或碳原子数2～10的杂芳基取代。
优选的是：作为Y或Z的>N-Ar中的Ar选自由苯基、萘基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、三嗪基、喹啉基、异喹啉基、萘啶基、酞嗪基、喹喔啉基、喹唑啉基、噌啉基和蝶啶基组成的组，作为Y的>N-Ar中的Ar的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基或碳原子数6～10的芳基取代。
优选的是：R1～R4各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，其中，R1与R2相同，R3与R4相同，且R1～R4不同时为氢，并且，m为1或2，m为2时，由唑啉环与L形成的基团相同。
作为唑啉衍生物的具体例，可列举出例如以下的化合物。需要说明的是，结构式中的“Me”表示甲基。
Figure BDA0003200470510002481
更优选的是：φ选自由下述式(φ2-1)、式(φ2-31)、式(φ2-32)、式(φ2-33)和式(φ2-34)所示的二价基团组成的组，φ的至少1个氢任选被碳原子数6～18的芳基取代，
Figure BDA0003200470510002491
L为选自由苯、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪和三嗪组成的组中的环的二价基团，L的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基、碳原子数6～10的芳基或碳原子数2～14的杂芳基取代，
作为Y的>N-Ar中的Ar选自由苯基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基和三嗪基组成的组，该Ar的至少1个氢任选被碳原子数1～4的烷基、碳原子数5～10的环烷基或碳原子数6～10的芳基取代，
R1～R4各自独立地为氢、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，其中，R1与R2相同，R3与R4相同，且R1～R4不同时为氢，并且
m为2，由唑啉环与L形成的基团相同。
作为唑啉衍生物的其它具体例，可列举出例如以下的化合物。需要说明的是，结构式中的“Me”表示甲基。
Figure BDA0003200470510002492
关于规定该唑啉衍生物的上述各式中的烷基、环烷基、芳基或杂芳基的详情，可以引用式(1)和式(2)中的说明。
该唑啉衍生物可使用公知的原料和公知的合成方法来制造。
<还原性物质>
电子输送层和/或电子注入层中，可以进一步包含能够将形成电子输送层或电子注入层的材料还原的物质。该还原性物质只要是具有一定还原性的物质，就可以使用各种物质，可适合地使用例如选自由碱金属、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和稀土金属的有机络合物组成的组中的至少一种。
作为优选的还原性物质，可列举出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；Ca(功函数为2.9eV)、Sr(功函数为2.0～2.5eV)或Ba(功函数为2.52eV)等碱土金属，特别优选功函数为2.9eV以下的物质。这些之中，更优选的还原性物质为K、Rb或Cs的碱金属，进一步优选为Rb或Cs，最优选为Cs。这些碱金属尤其是还原能力高，通过向形成电子输送层或电子注入层的材料中添加较少量而实现有机EL元件中的发光亮度的提高、长寿命化。另外，作为功函数为2.9eV以下的还原性物质，还优选这些中的两种以上碱金属的组合，特别优选包含Cs的组合、例如Cs与Na、Cs与K、Cs与Rb、或者Cs与Na与K的组合。通过包含Cs，能够高效地发挥还原能力，通过向形成电子输送层或电子注入层的材料中添加，从而实现有机EL元件中的发光亮度的提高、长寿命化。
3-1-3.有机电致发光元件中的空穴注入层、空穴输送层
空穴注入层103发挥将从阳极102移动过来的空穴高效地注入至发光层105内或空穴输送层104内的作用。空穴输送层104发挥将从阳极102注入的空穴或从阳极102借助空穴注入层103注入的空穴高效地输送至发光层105的作用。空穴注入层103和空穴输送层104分别通过将一种或两种以上的空穴注入/输送材料层叠、混合来形成，或者，由空穴注入/输送材料与高分子粘结剂的混合物来形成。另外，可以向空穴注入/输送材料中添加氯化铁(III)那样的无机盐来形成层。
作为空穴注入/输送性材料，在施加有电场的电极间高效地注入/输送来自正极的空穴是必要的，理想的是空穴注入效率高，并高效地输送所注入的空穴。为此，优选电离电势小且空穴迁移率大、进而稳定性优异、在制造时和使用时不易产生成为阱的杂质的物质。
作为形成空穴注入层103和空穴输送层104的材料，可以从在光导电材料中作为空穴的电荷输送材料一直以来惯用的化合物、在p型半导体、有机电致发光元件的空穴注入层和空穴输送层中使用的公知物中选择任意物来使用。它们的具体例为咔唑衍生物(N-苯基咔唑、聚乙烯基咔唑等)、双(N-芳基咔唑)或双(N-烷基咔唑)等双咔唑衍生物；三芳基胺衍生物(在主链或侧链具有芳香族叔氨基的聚合物、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)三苯基胺等三苯基胺衍生物；星型胺衍生物等)、茋衍生物、酞菁衍生物(无金属、铜酞菁等)、二氢吡唑衍生物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物、噻吩衍生物、噁二唑衍生物、喹喔啉衍生物(例如1,4,5,8,9,12-六氮杂苯并菲-2,3,6,7,10,11-六甲腈等)、卟啉衍生物等杂环化合物；聚硅烷等。在聚合物系中，优选在侧链具有上述单体的聚碳酸酯、苯乙烯衍生物、聚乙烯基咔唑和聚硅烷等，只要是能够形成对于发光元件的制作而言必要的薄膜，能够从阳极注入空穴，进而能够输送空穴的化合物，就没有特别限定。
另外，还已知有机半导体的导电性受到其掺杂的强烈影响。这种有机半导体基质物质由供电子性良好的化合物或受电子性良好的化合物构成。为了掺杂供电子物质，已知四氰基醌二甲烷(TCNQ)或2,3,5,6-四氟四氰基-1,4-苯醌二甲烷(F4TCNQ)等强受电子体(例如参见文献“M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)”和文献“J.Blochwitz,M.Pfeiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(6),729-731(1998)”)。它们通过供电子型基础物质(空穴输送物质)中的电子迁移过程而生成所谓的空穴。根据空穴的数量和迁移率，基础物质的传导性非常明显地变化。作为具有空穴输送特性的基质物质，已知例如联苯胺衍生物(TPD等)或星型胺衍生物(TDATA等)或特定的金属酞菁(尤其是锌酞菁ZnPc等)(日本特开2005-167175号公报)。另外，作为空穴注入/输送性材料，可以使用作为实施例中示出的PEDPT/PSS而已知的导电性聚合物。
交联性高分子材料：式(XLP-1)所示的化合物
空穴注入层、空穴输送层优选包含式(XLP-1)所示的化合物。需要说明的是，式(XLP-1)所示的化合物可以包含在有机电致发光元件的其它有机层中。尤其是，利用有机层形成用组合物的湿式成膜法来成膜为有机层时，有机层形成用组合物优选包含式(XLP-1)所示的化合物。
Figure BDA0003200470510002521
式(XLP-1)中，
MUx各自独立地为上述MU或去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意两个氢而得到的二价基团，ECx各自独立地为上述EC或去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意一个氢而得到的一价基团，其中，具有交联性取代基(PG)的1价和2价的芳香族化合物的含量在分子中为0.1～80wt％，k为2～50000的整数。
更具体而言，
MUx中的去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意两个氢而得到的二价基团各自独立地为亚芳基、亚杂芳基、二亚芳基芳基氨基、二亚芳基芳基硼基、氧杂硼二基或氮杂硼二基等，这些二价基团的至少1个氢被交联性取代基(PG)取代，这些二价基团的至少1个氢任选进一步被选自由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基和环烷基组成的组中的1个以上取代基取代。Mux中存在两个以上的交联性取代基(PG)时，它们任选相同或不同，优选相同。
ECx中的去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意一个氢而得到的一价基团各自独立地为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或芳氧基，这些一价基团的至少1个氢被交联性取代基(PG)取代，这些一价基团中的至少1个氢任选进一步被选自由芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基和环烷基组成的组中的1个以上取代基取代。ECx中存在两个以上的交联性取代基(PG)时，它们任选相同或不同，优选相同。
去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意两个氢而得到的二价基团和去除芳香族化合物中的任意一个氢而得到的一价基团的含量在分子中为0.1～80wt％，优选为0.5～50wt％，更优选为1～20wt％。
k为2～50000的整数，优选为20～50000的整数，更优选为100～50000的整数。k个Mux包含2种以上的二价基团时，这些基团可以无规地键合，同种的二价基团也可以形成嵌段，优选为后者。
作为交联性取代基(PG)，可列举出例如以下的式(PG-1)～(PG-18)所示的1价交联性部分结构在2价的部分结构中与L键合而成的一价基团。
Figure BDA0003200470510002531
Figure BDA0003200470510002541
上述式(PG-1)～(PG-18)中，RPG表示亚甲基、氧原子或硫原子，nPG表示0～5的整数，存在多个RPG时，它们任选相同或不同，存在多个nPG时，它们任选相同或不同，*G表示键合位置(与L键合的位置)，式所示的交联基均任选具有取代基。
作为交联性取代基(PG)中的上述2价的部分结构中的L，可列举出单键、-O-、>C＝O、-O-C(＝O)-、碳原子数1～12的亚烷基、碳原子数1～12的氧基亚烷基和碳原子数1～12的聚氧亚烷基。作为交联性取代基(PG)，优选为式(PG-1)、式(PG-2)、式(PG-3)、式(PG-9)、式(PG-10)、式(PG-10)或式(PG-18)，更优选为式(PG-1)、式(PG-3)或式(PG-18)。
式(XLP-1)中存在多个交联性取代基(PG)时，它们任选相同或不同。
作为去除具有交联性取代基(PG)的芳香族化合物中的任意两个氢而得到的二价基团，可列举出例如以下的二价基团。
Figure BDA0003200470510002551
Figure BDA0003200470510002561
3-1-4.有机电致发光元件中的阴极
阴极108发挥借助电子注入层107和电子输送层106而向发光层105中注入电子的作用。
作为形成阴极108的材料，只要是能够将电子高效地注入至有机层中的物质，就没有特别限定，可以使用与形成阳极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、铯和镁等金属或者它们的合金(镁-银合金、镁-铟合金、氟化锂/铝等铝-锂合金等)等。为了提高电子注入效率而使元件特性提高，锂、钠、钾、铯、钙、镁或包含这些低功函数金属的合金是有效的。然而，这些低功函数金属通常在大气中不稳定的情况较多。为了改善这一点，已知例如向有机层中掺杂微量的锂、铯、镁并使用稳定性高的电极的方法。作为其它的掺杂物，也可以使用氟化锂、氟化铯、氧化锂和氧化铯那样的无机盐。但不限定于它们。
进而，为了保护电极，作为优选例可列举出将铂、金、银、铜、铁、锡、铝和铟等金属或使用了这些金属的合金、以及二氧化硅、二氧化钛和氮化硅等无机物、聚乙烯醇、氯乙烯、烃系高分子化合物等进行层叠。这些电极的制作方法为电阻加热、电子束蒸镀、溅射、离子镀和涂布等，只要能够实现导通，就没有特别限定。
3-1-5.有机电致发光元件中的阳极
阳极102发挥出向发光层105中注入空穴的作用。需要说明的是，在阳极102与发光层105之间设置有空穴注入层103和/或空穴输送层104时，借助它们向发光层105中注入空穴。
作为形成阳极102的材料，可列举出无机化合物和有机化合物。作为无机化合物，可列举出例如金属(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(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)等)、卤化金属(碘化铜等)、硫化铜、炭黑、ITO玻璃、奈塞玻璃等。作为有机化合物，可列举出例如聚(3-甲基噻吩)等聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物等。另外，可以从作为有机电致发光元件的阳极使用的物质中适当选择来使用。
关于透明电极的电阻，只要能够供给对于发光元件的发光而言充分的电流即可，因此没有限定，从发光元件的耗电量的观点出发，优选为低电阻。例如，如果是300Ω/□以下的ITO基板则作为元件电极发挥功能，但现在也能够供给10Ω/□左右的基板，因此，特别期望使用例如100～5Ω/□、优选50～5Ω/□的低电阻制品。ITO的厚度可根据电阻值来任意选择，通常在50～300nm之间使用的情况较多。
3-1-6.有机电致发光元件中的基板
基板101成为有机电致发光元件100的支承体，通常可使用石英、玻璃、金属、塑料等。基板101根据目的而形成为板状、薄膜状或片状，可使用例如玻璃板、金属板、金属箔、塑料薄膜、塑料片等。其中，优选为玻璃板、以及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜等的透明合成树脂制板。如果是玻璃基板，则可使用钠钙玻璃、无碱玻璃等，另外，厚度只要是对于保持机械强度而言充分的厚度即可，只要是例如0.2mm以上即可。作为厚度的上限值，例如为2mm以下、优选为1mm以下。关于玻璃的材质，从玻璃中溶出的离子少时较好，因此优选为无碱玻璃，施加有SiO2等隔离涂层的钠钙玻璃也已有市售，因此可以使用该玻璃。另外，为了提高阻气性，可以在基板101的至少单面设置有致密的氧化硅膜等阻气膜，尤其是将阻气性低的合成树脂制的板、薄膜或片用作基板101时，优选设置阻气膜。
3-1-7.在各层中任选使用的粘结剂
以上的空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层和电子注入层中使用的材料可以单独形成各层，也可以分散至作为高分子粘结剂的聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(N-乙烯基咔唑)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚酯、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、烃树脂、酮树脂、苯氧基树脂、聚酰胺、乙基纤维素、乙酸乙烯酯树脂、ABS树脂、聚氨酯树脂等溶剂可溶性树脂、酚醛树脂、二甲苯树脂、石油树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、有机硅树脂等固化性树脂等来使用。
3-1-8.有机电致发光元件的制作方法
构成有机电致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、溅射、分子层叠法、印刷法、旋涂法或流延法、涂布法等方法将应构成各层的材料制成薄膜来形成。如此操作而形成的各层的膜厚没有特别限定，可根据材料的性质来适当设定，通常为2nm～5000nm的范围。膜厚通常可通过石英振荡式膜厚测定装置等进行测定。使用蒸镀法进行薄膜化时，其蒸镀条件因材料的种类、膜的目标晶体结构和缔合结构等而异。蒸镀条件通常优选在蒸镀用坩埚加热温度+50～+400℃、真空度10-6～10-3Pa、蒸镀速度0.01～50nm/秒、基板温度-150～+300℃、膜厚2nm～5μm的范围内适当设定。
接着，作为制作有机电致发光元件的方法的一例，针对包括阳极/空穴注入层/空穴输送层/包含本发明的多环芳香族化合物、主体材料和辅助掺杂物的发光层/电子输送层/电子注入层/阴极的有机电致发光元件的制作方法进行说明。
蒸镀法
在适当的基板上，通过蒸镀法等形成阳极材料的薄膜而制作阳极后，在该阳极上形成空穴注入层和空穴输送层的薄膜。在其上共蒸镀本发明的多环芳香族化合物、主体材料和辅助掺杂物而形成薄膜，制成发光层，在该发光层上形成电子输送层、电子注入层，进而通过蒸镀法等形成包含阴极用物质的薄膜而制成阴极，由此得到目标的有机电致发光元件。需要说明的是，在上述有机电致发光元件的制作中，也可以颠倒制作顺序，按照阴极、电子注入层、电子输送层、发光层、空穴输送层、空穴注入层、阳极的顺度来制作。
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来成膜。
一般来说，湿式成膜法通过历经在基板上涂布发光层形成用组合物的涂布工序和从所涂布的发光层形成用组合物中去除溶剂的干燥工序来形成涂膜。根据涂布工序的差异，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、胶版、反向胶版、柔性印刷法，将使用喷墨打印机的方法称为喷墨法，将以雾状进行喷洒的方法称为喷雾法。干燥工序有风干、加热、减压干燥等方法。干燥工序可以仅进行1次，也可以使用不同的方法、条件进行多次。另外，例如在减压下烧成那样地，也可以并用不同的方法。
湿式成膜法是指使用溶液的成膜法，例如，一部分印刷法(喷墨法)、旋涂法或流延法、涂布法等。湿式成膜法与真空蒸镀法不同，其不需要使用昂贵的真空蒸镀装置，能够在大气压下成膜。并且，湿式成膜法能够大面积化、连续生产，有助于降低制造成本。
另一方面，与真空蒸镀法相比时，湿式成膜法难以层叠化。使用湿式成膜法来制作层叠膜时，需要防止下层因上层的组合物而溶解，使用溶解性受控的组合物、下层的交联和正交溶剂(Orthogonal solvent、互不相溶的溶剂)等。然而，即使使用这些技术，有时也难以在全部膜的涂布中使用湿式成膜法。
因而，通常采用如下方法：仅几个层使用湿式成膜法，剩余通过真空蒸镀法来制作有机EL元件。
例如，以下示出部分应用湿式成膜法来制作有机EL元件的步骤。
(步骤1)阳极的基于真空蒸镀法的成膜
(步骤2)空穴注入层的基于湿式成膜法的成膜
(步骤3)空穴输送层的基于湿式成膜法的成膜
(步骤4)包含本发明的多环芳香族化合物、主体材料和辅助掺杂物的发光层形成用组合物的基于湿式成膜法的成膜
(步骤5)电子输送层的基于真空蒸镀法的成膜
(步骤6)电子注入层的基于真空蒸镀法的成膜
(步骤7)阴极的基于真空蒸镀法的成膜
通过历经该步骤，从而得到由阳极/空穴注入层/空穴输送层/包含主体材料和掺杂材料的发光层/电子输送层/电子注入层/阴极构成的有机EL元件。
有机溶剂
通过湿式成膜法来形成发光层或其它有机层时，优选制成包含至少一种有机溶剂的有机层形成用组合物(例如发光层形成用组合物)。通过在成膜时控制有机溶剂的蒸发速度，从而能够控制并改善成膜性和涂膜缺陷的有无、表面粗糙度、平滑性。另外，在使用喷墨法进行成膜时，能够控制喷墨头的针孔中的弯液面稳定性，控制/改善喷出性。在形成发光层时，通过使用发光层形成用组合物并进行湿式成膜法，控制膜的干燥速度和衍生物分子的取向，从而能够改善具有由该发光层形成用组合物得到的发光层的有机EL元件的电特性、发光特性、效率和寿命。
有机溶剂的物性
至少一种有机溶剂的沸点优选为130℃～300℃、更优选为140℃～270℃、进一步优选为150℃～250℃。沸点高于130℃时，从喷墨喷出性的观点出发是优选的。另外，沸点小于300℃时，从涂膜的缺陷、表面粗糙度、残留溶剂和平滑性的观点出发是优选的。从良好的喷墨喷出性、制膜性、平滑性和低残留溶剂的观点出发，第三成分更优选为包含2种以上有机溶剂的构成。另一方面，根据情况，考虑到搬运性等，可以是通过从发光层形成用组合物中去除溶剂而制成固体状态的组合物。
进而，有机溶剂特别优选为包含对于至少一种溶质而言的良溶剂(GS)和贫溶剂(PS)，且良溶剂(GS)的沸点(BPGS)小于贫溶剂(PS)的沸点(BPPS)的构成。
通过添加高沸点的贫溶剂，在成膜时，低沸点的良溶剂会先挥发，组合物中的含有物的浓度与贫溶剂的浓度增加，促进迅速成膜。由此，能够获得缺陷少、表面粗糙度小、平滑性高的涂膜。
溶解度之差(SGS-SPS)优选为1％以上、更优选为3％以上、进一步优选为5％以上。沸点之差(BPPS-BPGS)优选为10℃以上、更优选为30℃以上、进一步优选为50℃以上。
有机溶剂在成膜后，通过真空、减压、加热等干燥工序而从涂膜中被去除。进行加热时，从改善涂布制膜性的观点出发，优选在第一成分的玻璃化转变温度(Tg)+30℃以下进行。另外，从削减残留溶剂的观点出发，优选在第一成分的玻璃化转变温度(Tg)-30℃以上进行加热。即便加热温度低于有机溶剂的沸点，有机溶剂也会因膜薄而被充分去除。另外，干燥工序可以进行多次，也可以并用多个干燥方法。
有机溶剂的具体例
作为发光层形成用组合物中使用的有机溶剂，可列举出烷基苯系溶剂、苯基醚系溶剂、烷基醚系溶剂、环状酮系溶剂、脂肪族酮系溶剂、单环性酮系溶剂、具有二酯骨架的溶剂和含氟系溶剂等，作为具体例，可列举出戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一烷醇、十二烷醇、十四烷醇、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、β-萜品醇、γ-萜品醇、δ-萜品醇、萜品醇(混合物)、乙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇二甲基醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇异丙基甲基醚、二丙二醇单甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲基醚、三乙二醇二甲基醚、二乙二醇单丁基醚、乙二醇单苯基醚、三乙二醇单甲基醚、二乙二醇二丁基醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲基醚、四乙二醇二甲基醚、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、2,6-二甲基吡啶、2-氟间二甲苯、3-氟邻二甲苯、三氟化-2-氯苯、异丙苯、甲苯、2-氯-6-氟甲苯、2-氟茴香醚、茴香醚、2,3-二甲基吡嗪、溴苯、4-氟茴香醚、3-氟茴香醚、3-三氟甲基茴香醚、均三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、叔丁基苯、2-甲基茴香醚、苯乙醚、苯并二氧杂环戊烯、4-甲基茴香醚、仲丁基苯、3-甲基茴香醚、4-氟-3-甲基茴香醚、伞花烃、1,2,3-三甲基苯、1,2-二氯苯、2-氟苯甲腈、4-氟藜芦醚、2,6-二甲基茴香醚、正丁基苯、3-氟苯甲腈、萘烷(十氢萘)、新戊基苯、2,5-二甲基茴香醚、2,4-二甲基茴香醚、苯甲腈、3,5-二甲基茴香醚、二苯基醚、1-氟-3,5-二甲氧基苯、苯甲酸甲酯、异戊基苯、3,4-二甲基茴香醚、邻甲苯甲腈、正戊基苯、藜芦醚、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’-联甲苯、十二烷基苯、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-(丁基氧基甲基)苯、1-甲基-4-(戊基氧基甲基)苯、1-甲基-4-(己基氧基甲基)苯、1-甲基-4-(庚基氧基甲基)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，不仅仅限定于此。另外，溶剂可以使用一种，也可以混合。
发光层形成用组合物
发光层形成用组合物为用于涂布形成有机EL元件的发光层的组合物。该组合物优选至少包含本发明的多环芳香族化合物，且进一步包含有机溶剂。作为有机溶剂，可以适当使用在上述湿式成膜法的项目中说明的有机溶剂。发光层形成用组合物优选包含本发明的多环芳香族化合物、有机溶剂和主体材料，更优选包含多环芳香族化合物、有机溶剂、主体材料和辅助掺杂物。
发光层形成用组合物的成膜化除了使用上述湿式成膜法之外，也可以使用激光加热描画法(LITI)。LITI是指利用激光对附着于基材的化合物进行加热蒸镀的方法，向基材涂布的材料可以使用发光层形成用组合物。
任选工序
在成膜的各工序前后，可以适当加入适当的处理工序、清洗工序和干燥工序。作为处理工序，可列举出例如曝光处理、等离子体表面处理、超声波处理、臭氧处理、使用了适当溶剂的清洗处理和加热处理等。进而，还可列举出制作堤的一系列工序。
堤(隔壁材料)
堤的制作可以使用光刻技术。作为能够利用光刻的堤材料，可以使用无机系材料和有机系材料，作为无机系材料，可以使用例如SiNx、SiOx及其混合物，作为有机系材料，可以使用例如正型抗蚀材料和负型抗蚀材料。另外，也可以使用溅射法、喷墨法、凹版胶版印刷、逆向胶版印刷、丝网印刷等能够形成图案的印刷法。此时也可以使用永久抗蚀材料。另外，堤可以具有多层结构，也可以使用不同种类的材料。
作为堤中使用的有机系材料，可列举出多糖类及其衍生物、具有羟基的烯属单体的均聚物和共聚物、生物体高分子化合物、聚丙烯酰基化合物、聚酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚硫化物、聚砜、聚亚苯基、聚苯基醚、聚氨酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃、环状聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚聚合物(ABS)、有机硅树脂、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚乙酸酯、聚降冰片烯、合成橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯等氟化聚合物、氟烯烃-氢碳烯烃的共聚聚合物、氟碳聚合物，但不仅仅限定于此。
以下示出利用光刻技术并使用有机系材料来形成堤的方法的例子。通过在形成有电极的元件基板上涂布对于发光层形成用组合物等功能层形成用组合物显示拒液性的材料，并进行干燥，从而形成树脂层。通过使用曝光用掩模对该树脂层进行曝光工序和显影工序，从而能够在形成有电极的元件基板上形成堤。其后，根据需要，为了均匀地铺展功能层形成用组合物，也可以进行用于去除堤表面杂质的基于溶剂的清洗/干燥工序、紫外线处理等工序。
参考图2，说明使用喷墨法在具有堤的基板上制作有机EL元件的方法。首先，堤(200)设置在基板(110)上的电极(120)上。此时，从喷墨头(300)向堤(200)间滴加墨的液滴(310)，使其干燥，由此能够制作涂膜(130)。反复进行该操作，直至制作出后续的涂膜(140)以及发光层(150)为止，使用真空蒸镀法将电子输送层、电子注入层和电极成膜时，能够制作用堤材料来隔开发光部位的有机EL元件。
如此制作的有机EL元件优选用密封层(图示省略)进行覆盖，用以保护其不受水分、氧的影响。例如，若水分、氧等从外部浸入，则妨碍发光功能，发生发光效率的降低、未发光的暗点(暗斑)。另外，发光寿命有可能变短。作为密封层，可以使用例如水分、氧等的透过性低的氮氧化硅(SiON)等无机绝缘材料。另外，通过将透明的玻璃、不透明的陶瓷等密封基板借助粘接剂而粘贴于形成有有机EL元件的元件基板，也可以对有机EL元件进行密封。
3-1-9.有机电致发光元件的应用例
另外，本发明也可以应用于具备有机电致发光元件的显示装置或具备有机电致发光元件的照明装置等。
具备有机电致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致发光元件与公知的驱动装置连接等公知的方法来制造，可以适当使用直流驱动、脉冲驱动、交流驱动等公知的驱动方法来驱动。
作为显示装置，可列举出例如彩色平板显示器等面板显示器、柔性彩色有机电致发光(EL)显示器等柔性显示器等(例如参见日本特开平10-335066号公报、日本特开2003-321546号公报、日本特开2004-281086号公报等)。另外，作为显示器的显示方式，可列举出例如矩阵方式和/或区段方式等。需要说明的是，矩阵显示和区段显示可以在相同面板中共存。
在矩阵中，用于显示的像素二维地配置成格子状、马赛克状等，通过像素的集合来显示文字、图像。像素的形状、尺寸根据用途来确定。例如，在个人电脑、监测器、电视机的图像和文字显示中，通常使用单边为300μm以下的四边形的像素，另外，在显示面板那样的大型显示器的情况下，使用单边为mm数量级的像素。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，将红、绿、蓝的像素排列并进行显示。该情况下，典型而言，有三角类型和条纹类型。并且，作为该矩阵的驱动方法，可以是线依次驱动方法、有源矩阵中的任一者。线依次驱动具有结构简单的优点，但考虑到工作特性时，有源矩阵有时更优异，因此，其也需要根据用途来区分使用。
在区段方式(类型)中，以显示预先确定的信息的方式形成图案，并使已确定的区域发光。可列举出例如数字时钟、温度计中的时刻、温度显示；音响设备、电磁炉等的工作状态显示和汽车的面板显示等。
作为照明装置，可列举出例如室内照明等照明装置、液晶显示装置的背光等(例如参见日本特开2003-257621号公报、日本特开2003-277741号公报、日本特开2004-119211号公报等)。背光主要出于使不会自发光的显示装置的观看性提高的目的而使用，其用于液晶显示装置、钟表、音响装置、汽车面板、显示板和标识等。尤其是，作为液晶显示装置、尤其是薄型化成为课题的个人电脑用途的背光，若考虑到以往方式因由荧光灯、导光板构成而难以薄型化，则使用了本实施方式的发光元件的背光具有薄型且轻量的特征。
3-2.其它有机设备
本发明的多环芳香族化合物除了可用于制作上述有机电致发光元件之外，还可以用于制作有机场效应晶体管或有机薄膜太阳能电池等。
有机场效应晶体管是利用通过电压输入而产生的电场来控制电流的晶体管，除了设置有源电极和漏电极之外还设置有栅电极。其是对栅电极施加电压时产生电场，能够任意地阻挡在源电极与漏电极之间流动的电子(或空穴)的流动来控制电流的晶体管。场效应晶体管与单纯的晶体管(双极晶体管)相比容易小型化，经常用作构成集成电路等的元件。
有机场效应晶体管的结构通常与使用本发明的多环芳香族化合物而形成的有机半导体活性层接触地设置有源电极和漏电极，进而，夹着与有机半导体活性层接触的绝缘层(电介质层)而设置有栅电极即可。作为其元件结构，可列举出例如以下的结构。
(1)基板/栅电极/绝缘体层/源电极-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-漏电极
(3)基板/有机半导体活性层/源电极-漏电极/绝缘体层/栅电极
(4)基板/源电极-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应晶体管可用作有源矩阵驱动方式的液晶显示器、有机电致发光显示器的像素驱动切换元件等。
有机薄膜太阳能电池具有在玻璃等透明基板上层叠有ITO等阳极、空穴输送层、光电转换层、电子输送层、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根据其物性而可用作空穴输送层、p型半导体层、n型半导体层、电子输送层的材料。本发明的多环芳香族化合物可以在有机薄膜太阳能电池中作为空穴输送材料、电子输送材料而发挥功能。有机薄膜太阳能电池除了上述之外，也可以适当具备空穴阻挡层、电子阻挡层、电子注入层、空穴注入层、平滑化层等。有机薄膜太阳能电池中，可以适当选择在有机薄膜太阳能电池中使用的已知材料并组合使用。
4.波长转换材料
本发明的多环芳香族化合物可用作波长转换材料。
当今，正在积极地研究将基于色转换方式的多彩化技术应用于液晶显示器、有机EL显示器、照明等。色转换表示将来自发光体的发光波长转换成波长长的光，例如将紫外光、蓝色光转换成绿色光、红色发光。通过将具有该色转换功能的波长转换材料进行薄膜化，并与例如蓝色光源组合，能够从蓝色光源中取出蓝色、绿色、红色的三原色，即取出白色光。通过将组合有这种蓝色光源和具有色转换功能的波长转换薄膜的白色光源作为光源单元，并将液晶驱动部分与彩色滤波器加以组合，能够制作全彩显示器。另外，如果没有液晶驱动部分，则可以直接用作白色光源，可用作例如LED照明等的白色光源。另外，通过将蓝色有机EL元件作为光源，并与将蓝色光转换为绿色光和红色光的波长转换薄膜组合使用，能够制作不使用金属掩模的全彩有机EL显示器。进而，通过将蓝色微型LED作为光源，并与将蓝色光转换成绿色光和红色光的波长转换薄膜组合使用，能够制作低成本的全彩微型LED显示器。
本发明的多环芳香族化合物可用作该波长转换材料。使用包含本发明的多环芳香族化合物的波长转换材料，能够将来自生成紫外光或波长短的蓝色的光源或发光元件的光转换成适合在显示装置(利用了有机EL元件的显示装置、液晶显示装置)中利用的色纯度高的蓝色光、绿色光。要转换的颜色的调整可通过适当选择本发明的多环芳香族化合物的取代基、后述波长转换用组合物中使用的粘结剂树脂等来进行。波长转换材料可以作为包含本发明的多环芳香族化合物的波长转换用组合物来制备。另外，也可以使用该波长转换用组合物来形成波长转换薄膜。
波长转换用组合物除了包含本发明的多环芳香族化合物之外，还可以包含粘结剂树脂、其它的添加剂和溶剂。作为粘结剂树脂，可以使用例如国际公开2016/190283号第0173～0176段中记载的树脂。作为其它的添加剂，可以使用国际公开2016/190283号第0177～0181段中记载的化合物。作为溶剂，可以参照上述发光层形成用组合物中包含的溶剂的记载。
波长转换薄膜包含通过波长转换用组合物的固化而形成的波长转换层。作为由波长转换用组合物制作波长转换层的方法，可以参照公知的薄膜形成方法。波长转换薄膜可以仅包含由包含本发明的多环芳香族化合物的组合物形成的波长转换层，也可以包含其它波长转换层(例如将蓝色光转换成绿色光、红色光的波长转换层；将蓝色光、绿色光转换成红色光的波长转换层)。进而，波长转换薄膜还可以包含基材层、用于防止色转换层因氧、水分或热而劣化的阻隔层。
实施例
以下，通过实施例来更具体地说明本发明，但本发明不限定于它们。
首先，针对多环芳香族化合物的合成例，进行如下说明。
合成例(1)：9,11,15,17-四三甲苯基-N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,21-八苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物(1-1-1))的合成
Figure BDA0003200470510002681
在氮气气氛下，将装有3,5-二氯溴苯(22.6g、0.10mol)、二苯基胺(16.9g、0.10mol)、Pd2(dba)3(三(二亚苄叉丙酮)二钯(0))(916mg、1.0mmol)、2,2’-双二苯基膦基-1,1’-联萘(BINAAP；1.25g、2.0mmol)、tBuONa(叔丁醇钠)(11.5g、0.12mol)和甲苯(500ml)的烧瓶加热至90℃，搅拌12小时。将反应溶液冷却至室温位置，减压馏去甲苯后，用二氯甲烷提取3次。其后，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷)进行精制，由此以白色固体的形式得到3,5-二氯-N,N-二苯基苯胺(化合物(i-1)25.2g、收率为80％)。
Figure BDA0003200470510002682
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝6.85(d,2H)、6.89(s,1H)、7.08-7.13(m,6H)、7.30(t,4H)
在氮气气氛下，将装有化合物(i-1)(12.6g、40mmol)、2,4,6-三甲基苯胺(16.8ml、0.12mol)、Pd2(dba)3(1.47g、1.6mmol)、2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯(SPhos；1.31g、3.2mmol)、tBuONa(19.2g、0.20mmol)和邻二甲苯(400ml)的烧瓶加热至110℃，搅拌12小时。将反应溶液冷却至室温，用二氯甲烷提取3次后，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:乙酸乙酯＝25:1)进行精制，由此以白色固体的形式得到化合物(i-2)(12.5g、收率为61％)。
Figure BDA0003200470510002691
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝2.26(s,12H)、2.36(s,6H)、4.90(s,2H)、5.51(t,1H)、5.76(d,2H)6.95(s,4H)、7.04(t,2H)、7.19(d,4H)、7.29(t,4H)
在氮气气氛下，将装有化合物(i-2)(11.3g、22mmol)、1-氯-3-碘苯(5.47ml、44mmol)、Pd2(dba)3(0.604g、0.66mmol)、三叔丁基鏻四氟硼酸盐(PtBu3HBF4；0.386g、1.3mmol)、tBuONa(6.39g、67mmol)和甲苯(222ml)的烧瓶加热至80℃，搅拌14小时。将反应溶液冷却至室温，使用弗罗里硅土短通柱(Florisil Short Pass Column)(展开溶剂：甲苯)进行过滤，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝8:1)进行精制，由此以白色固体的形式得到化合物(i-3)(9.90g、收率为61％)。
Figure BDA0003200470510002701
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝1.90(s,12H)、2.27(s,6H)、6.15(t,1H)、6.24(d,2H)、6.65(dd,2H)、6.72(dd,2H)、6.81(s,4H)、6.83(t,2H)、6.92-7.03(m,8H)、7.18(t,4H)
在氮气气氛下，将装有化合物(i-3)(7.34g、10mmol)、2,4,6-三甲基苯胺(4.21ml,30mmol)、Pd2(dba)3(0.366g、0.40mmol)、2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯(SPhos；0.328g、0.80mmol)、tBuONa(4.81g、50mmol)和邻二甲苯(100ml)的烧瓶加热至120℃，搅拌8小时。将反应溶液冷却至室温，用二氯甲烷提取3次后，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:乙酸乙酯＝20:1)进行精制，由此以橙色固体的形式得到N1,N3-双三甲苯基-N1,N3-双(3-(三甲苯基氨基)苯基)-N5,N5-二苯基苯-1,3,5-三胺(化合物(i-4))(8.01g、收率为86％)。
Figure BDA0003200470510002702
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝1.89(s,12H)、2.09(s,12H)、2.26(s,6H)、2.29(s,6H)、4.81(s,2H)、5.75(dd,2H)、5.91(t,1H)、6.10(dd,2H)、6.25(t,2H)、6.44(d,2H)、6.75-6.80(m,6H)、6.88-6.92(m,6H)、7.05(d,4H)、7.18(t,4H)
在氮气气氛下，将装有1,3-二溴-5-氯苯(10.8g、40mmol)、二苯基胺(13.5g、80mol)、Pd2(dba)3(0.733g、0.80mmol)、2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯(SPhos；0.657g、1.6mmol)、tBuONa(11.5g、0.12mol)和甲苯(400ml)的烧瓶加热至80℃，搅拌18小时。使用弗罗里硅土短通柱(展开溶剂：甲苯)进行过滤，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷)进行精制，由此以白色固体的形式得到化合物(i-5)(12.7g、收率为71％)。
Figure BDA0003200470510002711
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝6.56(d,2H)、6.64(t,1H)、7.00(t,4H)、7.05(d,8H)、7.22(t,8H)
在氮气气氛下，将装有化合物(i-4)(2.29g、2.5mmol)、化合物(i-5)(3.35g、7.5mmol)、Pd2(dba)3(0.114g、0.13mmol)、2-二环己基膦基-2’,6’-二甲氧基联苯(SPhos；0.103g、0.25mmol)、tBuONa(0.771g、7.5mmol)和叔丁基苯(25ml)的烧瓶加热至160℃，搅拌16小时。将反应溶液冷却至室温，用二氯甲烷提取3次后，减压馏去溶剂而得到粗产物。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:乙酸乙酯＝20:1)进行精制。其后，进一步利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝1:1)进行精制，由此以白色固体的形式得到化合物(i-6)(1.21g、收率为28％)。
Figure BDA0003200470510002721
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝1.65(s,12H)、1.72(s,12H)、2.17(s,6H)、2.19(s,6H)、5.82(t,1H)、6.18-6.20(m,10H)、6.25(t,2H)、6.36(t,2H)、6.61(s,4H)、6.63(s,4H)、6.69(t,2H)、6.82-6.87(m,10H)、6.92-6.95(m,20H)、7.06-7.11(m,20H)
在氮气气氛下，在室温下向装有N1,N1'-(((5-(二苯基氨基)-1,3-亚苯基)双(三甲苯基氮烷二基))双(3,1-亚苯基))双(N1-三甲苯基-N3,N3,N5,N5-四苯基苯-1,3,5-三胺)化合物(i-6)(0.350g、0.20mmol)和邻二氯苯(40ml)的烧瓶中添加三溴化硼(1.22ml、13mmol)。滴加结束后，升温至160℃并搅拌12小时。其后，进一步升温至180℃，搅拌12小时。将反应液冷却至室温，在减压下馏去反应液中的溴化氢。添加二氯甲烷(50ml)而稀释反应溶液后，以0℃添加磷酸缓冲溶液(pH＝7、50ml)，用二氯甲烷将水层萃取三次后，减压馏去溶剂。对于所得的粗产物，利用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝2:3)进行精制，由此以绿色固体的形式得到9,11,15,17-四三甲苯基-N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,21-八苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺；化合物(1-1-1)(97.2mg、收率为27％)。
Figure BDA0003200470510002731
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝1.73(s,24H)、2.23(s,12H)、5.67-5.68(m,6H)、5.72(s,2H)、6.36(t,2H)、6.49(d,2H)、6.67(s,8H)、6.84-6.94(m,20H)、7.03-7.08(m,12H)、7.27(d,4H)、7.34(t,2H)、7.45(t,4H)、9.08(d,2H)、10.7(s,2H)
13C-NMR(126MHz,(CDCl3)：17.2(4C)、17.3(4C)、21.0(4C)、98.3(2C)、99.3(2C)、99.5(2C)、100.1(2C)、115.9(2C)、120.1(2C)、122.5(2C)、122.8(4C)、124.4(4C)、124.8(8C)、128.0(2C)、128.5(4C)、128.6(8C)、129.1(4C)、129.2(4C)、130.2(2C)、130.3(4C)、130.5(4C)、135.7(2C)、136.2(2C+2C)、136.3(4C+4C)、137.0(2C+2C)、142.5(2C)、144.3(2C)、146.2(2C)、146.4(2C)、147.0(4C)、147.1(2C)、147.4(2C)、148.1(2C)、148.8(2C+2C)、151.3(2C)、151.6(1C)，未观测到键合有硼的α位的碳。
合成例(2)：N7,N19,5,9,11,15,17,21-八(2,6-二氟苯基)-N7,N13,N13,N19-四苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物(1-1-61))的合成
Figure BDA0003200470510002741
在氮气气氛下，在室温下向装有N1,N1'-(((5-(二苯基氨基)-1,3-亚苯基)双((2,6-二氟苯基)氮烷二基))双(3,1-亚苯基))双(N1,N3,N5-三(2,6-二氟苯基)-N3,N5-二苯基苯-1,3,5-三胺)(化合物i-7)(93.5mg、0.050mmol)和邻二氯苯(1.0ml)的烧瓶中添加三溴化硼(0.304ml、3.2mmol)。滴加结束后，升温至180℃，并搅拌18小时。将反应液冷却至室温，在减压下馏去反应液中的溴化氢。添加二氯甲烷(5.0ml)而稀释反应溶液后，以0℃添加磷酸缓冲溶液(pH＝7、5.0ml)，用二氯甲烷将水层萃取三次后，减压馏去溶剂。对于所得的粗产物，用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝2:3(容积比))进行精制，由此以黄色固体的形式得到N7,N19,5,9,11,15,17,21-八(2,6-二氟苯基)-N7,N13,N13,N19-四苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(12.3mg、收率为13％)(化合物1-1-61)。
Figure BDA0003200470510002742
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝5.70(s,2H)、5.74(s,2H)、5.86(s,2H)、5.97(s,2H)、6.49(t,2H)、6.66(d,2H)、7.00-7.14(m,20H)、7.19-7.41(m,18H)、7.45-7.68(m,8H)、8.99(d,2H)、10.7(s,2H)
MALDI m/z[M]+计算值：C114H62B3F16N9 1893.5187、实测值：1893.5349合成例(3)：N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,9,11,15,17,21-十二苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物(1-1-5))的合成
Figure BDA0003200470510002751
在氮气气氛下，在室温下向装有N1,N1’-(((5-(二苯基氨基)-1,3-亚苯基)双(苯基氮烷二基))双(3,1-亚苯基))双(N1,N3,N3,N5,N5-五苯基苯-1,3,5-三胺)(化合物i-8)(0.135g、0.085mmol)和2,4-二氯甲苯(1.3ml)的烧瓶中添加三溴化硼(0.129ml、1.4mmol)。滴加结束后，升温至200℃，并搅拌18小时。将反应液冷却至室温，在减压下馏去反应液中的溴化氢。添加二氯甲烷(5.0ml)而稀释反应溶液后，以0℃添加磷酸缓冲溶液(pH＝7、5.0ml)，用二氯甲烷将水层萃取三次后，减压馏去溶剂。对于所得的粗产物，用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝3:2(容积比))进行精制，由此以黄色固体的形式得到N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,9,11,15,17,21-十二苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物1-1-5)(15.1mg、收率11％)。
Figure BDA0003200470510002761
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝5.64-5.65(m,6H)、5.74(s,2H)、6.35(t,2H)、6.48(d,2H)、6.85-6.93(m,20H)、7.00-7.07(m,20H)、7.10-7.26(m,16H)、7.33(t,2H)、7.45(t,4H)、9.00(d,2H)、10.6(s,2H)
MALDI m/z[M]+计算值：C114H78B3N9 1605.6695、实测值：1605.6753合成例(4)：9,11,15,17-四(2,6-二氟苯基)-N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,21-八苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物1-1-10)的合成
Figure BDA0003200470510002762
在氮气气氛下，在室温下向装有N1,N1’-(((5-(二苯基氨基)-1,3-亚苯基)双((2,6-二氟苯基)氮烷二基))双(3,1-亚苯基))双(N1-(2,6-二氟苯基)-N3,N3,N5,N5-四苯基苯-1,3,5-三胺)(化合物(i-9)；86.4mg、0.050mmol)和邻二氯苯(1.0ml)的烧瓶中添加三溴化硼(76.0μL、0.80mmol)。滴加结束后，升温至200℃，并搅拌18小时。将反应液冷却至室温，在减压下馏去反应液中的溴化氢。添加二氯甲烷(5.0ml)而稀释反应溶液后，以0℃添加磷酸缓冲溶液(pH＝7、5.0ml)，用二氯甲烷将水层萃取三次后，减压馏去溶剂。对于所得的粗产物，用硅胶柱色谱(洗脱液；己烷:二氯甲烷＝1:1)进行精制，由此以黄色固体的形式得到9,11,15,17-四(2,6-二氟苯基)-N7,N7,N13,N13,N19,N19,5,21-八苯基-5,9,11,15,17,21-六氢-5,9,11,15,17,21-六氮杂-25b,26b,27b-三硼杂萘并[3,2,1-de]萘并[3’,2’,1’:10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-7,13,19-三胺(化合物(1-1-10)；30.2mg、收率为35％)。
Figure BDA0003200470510002771
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝5.71(s,2H)、5.75(s,2H)、5.79(s,2H)、5.85(s,2H)、6.36(t,2H)、6.51(d,2H)、6.78(t,8H)、6.90(t,8H)、6.96-7.17(m,28H)、7.24(d,4H)、7.33(t,2H)、7.45(t,4H)、8.99(d,2H)、10.6(s,2H)
MALDI m/z[M]+calcd for C114H70B3F8N9 1749.5941、observed 1749.5962
合成例(5)：2,22,25,30-四叔丁基-N6,N6,N12,N12,N18,N18,8,10,14,16-十(3,5-二甲基苯基)-8,10,14,16-四氢-4b,8,10,14,16,19b-六氮杂-26b,27b,28b-三硼杂萘并[1,2,3-de]荧蒽并[1',2',3':10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-6,12,18-三胺(化合物(1-1-105))的合成
Figure BDA0003200470510002781
在氮气气氛下，在室温下向装有N1,N3-双(3-((3-(双(3,5-二甲基苯基)氨基)-5-(3,6-二叔丁基-9H-咔唑-9-基)苯基)(3,5-二甲基苯基)氨基)苯基)-N1,N3,N5,N5-四(3,5-二甲基苯基)苯-1,3,5-三胺(化合物(i-10)：0.625g、0.30mmol)和氯苯(6.0ml)的烧瓶中添加三溴化硼(0.455ml、1.6mmol)。滴加结束后，升温至150℃，并搅拌20小时。将反应溶液冷却至室温，在减压下馏去反应溶液中的溴化氢。添加二氯甲烷(10ml)而稀释反应溶液后，以0℃添加磷酸缓冲溶液(pH＝7、10ml)，用二氯甲烷将水层萃取三次后，减压馏去溶剂。对于所得的粗产物，利用GPC(洗脱液；1,2-二氯乙烷)进行精制，由此以黄色固体的形式得到2,22,25,30-四叔丁基-N6,N6,N12,N12,N18,N18,8,10,14,16-十(3,5-二甲基苯基)-8,10,14,16-四氢-4b,8,10,14,16,19b-六氮杂-26b,27b,28b-三硼杂萘并[1,2,3-de]荧蒽并[1',2',3'：10,11]并四苯并[1,2,3-jk]并五苯-6,12,18-三胺(化合物(1-1-105))(97.2mg、收率为15％)。
Figure BDA0003200470510002791
确认通过NMR测定而得到的化合物的结构。
1H-NMR(400MHz,CDCl3)：δ＝1.44(s,18H),1.54(s,18H)、2.11-2.27(m,60H),5.71(s,2H),5.73(s,2H),5.83(d,2H),6.55-6.56(m,10H),6.73-6.89(m,20H),7.31(dd,2H),7.62(d,2H),7.68(d,2H),7.85(d,2H),8.02(d,2H),8.83(d,2H),10.4(s,2H).
<实施例1>
可以按照下述步骤来制作将表1所示的形成材料和膜厚的各层层叠而成的有机EL元件。
[表1]
Figure BDA0003200470510002792
表1中，
“NPD”为N,N’-二苯基-N,N’-二萘基-4,4’-二氨基联苯、
“TcTa”为三(4-咔唑基-9-基苯基)胺、
“CBP”为4,4’-二(9H-咔唑基-9-基)-1,1’-联苯、
“mCP”为1,3-双(咔唑基-9-基)苯、
“mCBP”为3,3’-二(9H-咔唑基-9-基)-1,1’-联苯、
“TSPO1”为二苯基-4-三苯基甲硅烷基苯基氧化膦。
以下示出化学结构。
Figure BDA0003200470510002801
将通过溅射而成膜为200nm厚的ITO研磨至50nm而得的26mm×28mm×0.7mm的玻璃基板(OPTOSCIENCE公司制)作为透明支承基板。将该透明支承基板固定于市售的蒸镀装置(长州产业公司制)的基板支架，安装分别装有NPD、TcTa、mCP、mCBP、化合物(1-1-1)和TSPO1的钽制蒸镀用舟、分别装有LiF和铝的氮化铝制蒸镀用舟。
在透明支承基板的ITO膜上依次形成下述各层。将真空槽减压至5×10-4Pa，首先，将NPD加热并以膜厚达到40nm的方式进行蒸镀，接着，将TcTa加热并以膜厚达到15nm的方式进行蒸镀，分别形成空穴注入层和空穴输送层。接着，将mCP加热并以膜厚达到15nm的方式进行蒸镀，形成电子阻挡层。接着，将mCBP与化合物(1-1-1)同时加热，并以膜厚达到20nm的方式进行蒸镀，形成发光层。以mCBP与化合物(1-1-1)的质量比达到99:1的方式调节蒸镀速度。接着，将TSPO1加热并以膜厚达到30nm的方式进行蒸镀，形成电子输送层。各层的蒸镀速度为0.01～1nm/秒。其后，将LiF加热并以膜厚达到1nm的方式以0.01～0.1nm/秒的蒸镀速度进行蒸镀，接着，将铝加热并以膜厚达到100nm的方式进行蒸镀，形成阴极，从而得到有机EL元件。此时，以铝的蒸镀速度达到1nm～10nm/秒的方式进行调节。
将ITO电极作为阳极且将铝电极作为阴极，施加直流电压，由此观察到半值宽度狭窄的深蓝色发光。
<合成例：高分子主体化合物：SPH-101的合成>
按照国际公开第2015/008851号中记载的方法，合成SPH-101。得到在M1旁边键合有M2或M3的共聚物，根据投料比，各单元为50:26:24(摩尔比)。
Figure BDA0003200470510002811
式中，Me为甲基、Bpin为频哪醇合硼基。
<合成例：高分子空穴输送化合物：XLP-101的合成>
按照日本特开2018-61028号公报中记载的方法，合成XLP-101。得到键合有M4、M5和M6的共聚物。根据投料比，各单元为40:10:50(摩尔比)。
Figure BDA0003200470510002821
式中，Bpin为频哪醇合硼基。
<XLP-101溶液的制备>
使XLP-101溶解于二甲苯，制备0.6wt％的XLP-101溶液。
<发光层形成用组合物的制备>
可以制备实施例2所述的发光层形成用组合物。以下示出用于制备组合物的化合物。
<实施例2>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，从而制备发光层形成用组合物。
Figure BDA0003200470510002831
通过将所制备的发光层形成用组合物旋涂于玻璃基板，并进行减压加热干燥，从而得到没有膜缺陷且平滑性优异的涂布膜。
<有机EL元件的制作>
实施例3和实施例4示出使用了交联性空穴输送材料的有机EL元件的制作方法，实施例5示出使用了正交溶剂系的有机EL元件的制作方法。将制作的有机EL元件中的各层的材料构成示于表2。
[表2]
Figure BDA0003200470510002832
以下示出表2中的“PEDOT:PSS”、“OTPD”、“PCz”、“ET1”的结构。
Figure BDA0003200470510002841
<PEDOT:PSS溶液>
使用市售的PEDOT:PSS溶液(Clevios(TM)P VP AI4083、PEDOT:PSS的水分散液、Heraeus Holdings公司制)。
<OTPD溶液的制备>
使OTPD(LT-N159、Luminescence Technology Corp制)和IK-2(光阳离子聚合引发剂、SAN-APRO LTD.制)溶解于甲苯，制备OTPD浓度为0.7wt％、IK-2浓度为0.007wt％的OTPD溶液。
<PCz溶液的制备>
使PCz(聚乙烯基咔唑)溶解于二氯苯，制备0.7wt％的PCz溶液。
<实施例3>
在以150nm的厚度蒸镀有ITO的玻璃基板上旋涂PEDOT:PSS溶液，在200℃的加热板上烧成1小时，成膜为膜厚40nm的PEDOT:PSS膜(空穴注入层)。接着，旋涂OTPD溶液，在80℃的加热板上干燥10分钟。用曝光机以100mJ/cm2的曝光强度进行曝光，在100℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚30nm的不溶于溶液的OTPD膜(空穴输送层)。接着，旋涂实施例2的发光层形成用组合物，在120℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚20nm的发光层。
将所制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空公司制)的基板支架，安装装有ET1的钼制蒸镀用舟、装有LiF的钼制蒸镀用舟、装有铝的钨制蒸镀用舟。将真空槽减压至5×10-4Pa后，将装有ET1的蒸镀用舟加热，以膜厚达到30nm的方式进行蒸镀，形成电子输送层。形成电子输送层时的蒸镀速度设为1nm/秒。其后，将装有LiF的蒸镀用舟加热，以膜厚达到1nm的方式以0.01～0.1nm/秒的蒸镀速度进行蒸镀。接着，将装有铝的舟加热，以膜厚达到100nm的方式进行蒸镀，形成阴极。如此操作而得到有机EL元件。
<实施例4>
在以150nm的厚度蒸镀有ITO的玻璃基板上旋涂PEDOT:PSS溶液，在200℃的加热板上烧成1小时，成膜为膜厚40nm的PEDOT:PSS膜(空穴注入层)。接着，旋涂XLP-101溶液，在200℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚30nm的XLP-101膜(空穴输送层)。接着，旋涂实施例2的发光层形成用组合物，在120℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚20nm的发光层。接着，利用与实施例3相同的方法蒸镀电子输送层和阴极，得到有机EL元件。
<实施例5>
在以150nm的厚度蒸镀有ITO的玻璃基板上旋涂PEDOT:PSS溶液，在200℃的加热板上烧成1小时，成膜为膜厚40nm的PEDOT:PSS膜(空穴注入层)。接着，旋涂PCz溶液，在120℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚30nm的PCz膜(空穴输送层)。接着，旋涂实施例2的发光层形成用组合物，在120℃的加热板上烧成1小时，由此成膜为膜厚20nm的发光层。接着，利用与实施例3相同的方法蒸镀电子输送层和阴极，得到有机EL元件。
<实施例6>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
化合物1-1-1 0.02质量％
mCBP 1.98质量％
甲苯 98.00质量％
<实施例7>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
化合物1-1-1 0.02质量％
SPH-101 1.98质量％
二甲苯 98.00质量％
<实施例8>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
化合物1-1-1 0.02质量％
DOBNA 1.98质量％
甲苯 98.00质量％
<有机EL元件的制作和评价>
实施例9～11示出使用不同主体的有机EL元件的制作方法。将制作的有机EL元件中的各层的材料构成示于表3。
[表3]
Figure BDA0003200470510002861
表3中，“DOBNA”为3,11-二邻甲苯基-5,9-二氧杂-13b-硼杂萘并[3,2,1-de]蒽。
以下示出化学结构。
Figure BDA0003200470510002871
<实施例9>
在ITO成膜为45nm厚的玻璃基板上旋涂ND-3202(日产化学公司制)。接着，在大气气氛下以50℃加热3分钟，进而，以230℃加热15分钟，由此形成膜厚50nm的空穴注入层。将XLP-101溶液旋涂在空穴注入层上。接着，在氮气气氛下，在加热板上以200℃加热30分钟，由此形成膜厚20nm的空穴输送层。旋涂实施例6中制备的发光层形成用组合物，在氮气气氛下以130℃加热10分钟，由此形成膜厚20nm的发光层。
将所制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空公司制)的基板支架，安装装有TSPO1的钼制蒸镀用舟、装有LiF的钼制蒸镀用舟、装有铝的钨制蒸镀用舟。将真空槽减压至5×10-4Pa后，将装有TSPO1的蒸镀用舟加热，以膜厚达到30nm的方式进行蒸镀，形成电子输送层。形成电子输送层时的蒸镀速度设为1nm/秒。其后，将装有LiF的蒸镀用舟加热，以膜厚达到1nm的方式以0.01～0.1nm/秒的蒸镀速度进行蒸镀。接着，将装有铝的舟加热，以膜厚达到100nm的方式进行蒸镀，形成阴极。如此操作而得到有机EL元件。
<实施例10>
代替实施例6中制备的发光层形成用组合物，使用实施例7中制备的发光层形成用组合物，利用与实施例9相同的方法进行蒸镀，得到有机EL元件。
<实施例11>
代替实施例6中制备的发光层形成用组合物，使用实施例8中制备的发光层形成用组合物，利用与实施例11相同的方法进行蒸镀，得到有机EL元件。
<实施例12>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
Figure BDA0003200470510002881
<实施例13>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
Figure BDA0003200470510002882
<实施例14>
通过搅拌下述成分直至形成均匀溶液为止，由此制备发光层形成用组合物。
Figure BDA0003200470510002883
<有机EL元件的制作和评价>
实施例15～17示出添加有辅助掺杂物的有机EL元件的制作方法。将制作的有机EL元件中的各层的材料构成示于表4。
[表4]
Figure BDA0003200470510002891
表4中，“2PXZ-TAZ”为10,10’-((4-苯基-4H-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(4,1-苯基的))双(10H-吩噁嗪)。
以下示出化学结构。
Figure BDA0003200470510002892
<实施例15>
在ITO成膜为45nm厚的玻璃基板上旋涂ND-3202(日产化学公司制)。接着，在大气气氛下以50℃加热3分钟，进而，以230℃加热15分钟，由此形成膜厚50nm的空穴注入层。将XLP-101溶液旋涂在空穴注入层上。接着，在氮气气氛下，在加热板上以200℃加热30分钟，由此形成膜厚20nm的空穴输送层。旋涂实施例12中制备的发光层形成用组合物，在氮气气氛下，以130℃加热10分钟，由此形成20nm的发光层。
将制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空公司制)的基板支架，安装装有TSPO1的钼制蒸镀用舟、装有LiF的钼制蒸镀用舟、装有铝的钨制蒸镀用舟。将真空槽减压至5×10-4Pa后，将装有TSPO1的蒸镀用舟加热，以膜厚达到30nm的方式进行蒸镀，形成电子输送层。形成电子输送层时的蒸镀速度设为1nm/秒。其后，将装有LiF的蒸镀用舟加热，以膜厚达到1nm的方式，以0.01～0.1nm/秒的蒸镀速度进行蒸镀。接着，将装有铝的舟加热，以膜厚达到100nm的方式进行蒸镀，形成阴极。如此操作而得到有机EL元件。
<实施例16>
代替实施例12中制备的发光层形成用组合物，使用实施例13中制备的发光层形成用组合物，利用与实施例15相同的方法进行蒸镀，得到有机EL元件。
<实施例17>
代替实施例12中制备的发光层形成用组合物，使用实施例14中制备的发光层形成用组合物，利用与实施例15相同的方法进行蒸镀，得到有机EL元件。
<基础物性的评价>
样品的准备
在对评价对象化合物的吸收特性和发光特性(荧光和磷光)进行评价时，存在将评价对象化合物溶解于溶剂并在溶剂中进行评价的情况和在薄膜状态下进行评价的情况。进而，在薄膜状态下进行评价时，根据评价对象化合物在有机EL元件中的使用方式，存在仅将评价对象化合物薄膜化来评价的情况和将评价对象化合物分散在适当的基质材料中并薄膜化来评价的情况。
作为基质材料，可以使用市售的PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等。本实施例中，使PMMA和评价对象化合物在甲苯中溶解后，通过旋涂法在石英制的透明支承基板(10mm×10mm)上形成薄膜而制作样品。
另外，基质材料为主体化合物时的薄膜样品如下操作来制作。
将石英制的透明支承基板(10mm×10mm×1.0mm)固定于市售的蒸镀装置(长州产业公司制)的基板支架，安装装有主体化合物的钼制蒸镀用舟、装有掺杂材料的钼制蒸镀用舟后，将真空槽减压至5×10-4Pa。接着，将装有主体化合物的蒸镀用舟和装有掺杂材料的蒸镀用舟同时加热，将主体化合物和掺杂材料以形成适当膜厚的方式进行共蒸镀，形成主体化合物与掺杂材料的混合薄膜(样品)。此处，根据主体化合物与掺杂材料的设定质量比来控制蒸镀速度。
吸收特性和发光特性的评价
样品的吸收光谱的测定使用紫外可见近红外分光光度计((株)岛津制作所、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HITECH公司制、F-7000)来进行。
对于荧光光谱的测定，在室温下利用适当的激发波长进行激发，测定光致发光。对于磷光光谱的测定，使用附带的冷却单元，在将前述样品浸渍于液氮的状态(温度为77K)下进行测定。为了观测磷光光谱，使用光学斩波器来调整从激发光照射起至测定开始为止的延迟时间。样品利用适当的激发波长进行激发，并测定光致发光。
另外，使用绝对PL量子收率测定装置(Hamamatsu Photonics公司制、C9920-02G)来测定荧光量子收率(PLQY)。
荧光寿命(延迟荧光)的评价
使用荧光寿命测定装置(Hamamatsu Photonics公司制、C11367-01)，以300K测定荧光寿命。具体而言，在利用适当的激发波长测得的最大发光波长处观测荧光寿命快的发光成分和荧光寿命慢的发光成分。在发出荧光的一般有机EL材料的室温下的荧光寿命测定中，因热所导致的三重态成分的失活而几乎不会观测到源自磷光的三重态成分所参与的慢的发光成分。在评价对象化合物中观测到慢的发光成分时，表示激发寿命长的三重态能量因热活化而向单重态能量移动，并以延迟荧光的形式被观测到。
能隙(Eg)的计算
由通过前述方法得到的吸收光谱的长波长末端A(nm)，通过Eg＝1240/A来计算。
E(S,Sh)、E(T,Sh)、E(S,PT)、E(T,PT)和ΔE(ST)的计算
单重态激发能级E(S,Sh)根据通过荧光光谱的峰短波长侧拐点的切线与基线的交点处的波长BSh(nm)并利用E(S,Sh)＝1240/BSh来计算。另外，三重态激发能级E(T,Sh)根据通过磷光光谱的峰短波长侧的拐点的切线与基线的交点处的波长CSh(nm)并利用E(T,Sh)＝1240/CSh来计算。
单重态激发能级E(S,PT)根据荧光光谱的最大发光波长BPT(nm)并利用E(S,PT)＝1240/BPT来计算。另外，三重态激发能级E(T,PT)根据磷光光谱的最大发光波长CPT(nm)并利用E(T,PT)＝1240/CPT来计算。
ΔE(ST)用E(S,PT)与E(T,PT)的能量差、即ΔE(ST)＝E(S,PT)-E(T,PT)来定义。另外，ΔE(ST)也可以通过例如"Purely organic electroluminescent material realizing100％conversion from electricity to light",H.Kaji,H.Suzuki,T.Fukushima,K.Shizu,K.Katsuaki,S.Kubo,T.Komino,H.Oiwa,F.Suzuki,A.Wakamiya,Y.Murata,C.Adachi,Nat.Commun.2015,6,8476.中记载的方法来计算。
<实施例18>
化合物(1-1-1)的基础物性的评价
[吸收特性]
吸收光谱的测定中，准备化合物(1-1-1)的2.0×10-5mol/L甲苯溶液，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为477nm(图3)。
[发光特性]
荧光光谱的测定如下进行：准备吸收光谱中使用的化合物(1-1-1)的2.0×10- 5mol/L甲苯溶液，在室温下以365nm的激发波长进行激发，观测荧光光谱。其结果，最大发光波长为483nm、半值宽度为13nm(图4)。另外，此时的荧光量子收率为100％。进而，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为1.0μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用3.0～6.2μsec的数据(图5)。
<实施例19>
化合物(1-1-61)的基础物性的评价
[吸收特性]
吸收光谱的测定中，准备化合物(1-1-61)的2.0×10-5mol/L甲苯溶液，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为451nm(图6)。
并且，准备将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为451nm(图7)。
[发光特性]
荧光光谱的测定如下进行：准备吸收光谱中使用的化合物(1-1-61)的2.0×10- 5mol/L甲苯溶液，在室温下以365nm的激发波长进行激发，观测荧光光谱。其结果，最大发光波长为459nm、半值宽度为13nm(图8)。另外，此时的荧光量子收率为99％。进而，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为1.4μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用4.5～22μsec的数据(图9)。
并且如下进行：准备将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在室温和77K下，以414nm的激发波长进行激发，观测荧光光谱。其结果，在室温下，最大发光波长为457nm且半值宽度为16nm(图10)，在77K下，最大发光波长为459nm且半值宽度为16nm(图11)。由77K下的最大发光波长算出的E(S,PT)为2.70eV。另外，由通过荧光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(S,Sh)为2.77eV。另外，准备将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，以410nm的激发波长进行激发并测定荧光量子收率，结果为高达89％的值。
进而，磷光光谱的测定如下进行：准备将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在77K下以414nm的激发波长进行激发，并观测磷光光谱。其结果，最大发光波长为461nm(图12)。可知：由该最大发光波长计算的E(T,PT)为2.69eV，其显示高值。另外，由通过磷光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(T,Sh)为2.77eV。
计算ΔE(ST,PT)时达到0.01eV。
使用将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为0.8μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用0.4～5.6μsec的数据(图13)。
<实施例20>
化合物(1-1-5)的基础物性的评价
[吸收特性]
准备将化合物(1-1-5)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为473nm(图14)。
[发光特性]
如下进行：准备将化合物(1-1-5)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在室温和77K下以414nm的激发波长进行激发，并观测荧光光谱。其结果，在室温下，最大发光波长为480nm且半值宽度为18nm(图15)，在77K下，最大发光波长为482nm且半值宽度为14nm(图16)。由77K下的最大发光波长算出的E(S,PT)为2.57eV。另外，由通过荧光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(S,Sh)为2.63eV。另外，准备将化合物(1-1-61)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，以360nm的激发波长进行激发并测定荧光量子收率，结果为高达90％的值。
进而，磷光光谱的测定如下进行：准备将化合物(1-1-5)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在77K下以362nm的激发波长进行激发，并观测磷光光谱。其结果，最大发光波长为484nm(图17)。可知：由该最大发光波长计算的E(T,PT)为2.56eV，其显示高值。另外，由通过磷光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(T,Sh)为2.63eV。
计算ΔE(ST,PT)时达到0.01eV。
使用将化合物(1-1-5)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为1.1μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用0.4～5.6μsec的数据(图18)。
<实施例21>
化合物(1-1-10)的基础物性的评价
[吸收特性]
准备将化合物(1-1-10)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为458nm(图19)。
[发光特性]
如下进行：准备将化合物(1-1-10)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在室温和77K下，以424nm的激发波长进行激发，并观测荧光光谱。其结果，在室温下，最大发光波长为464nm且半值宽度为16nm(图20)，在77K下，最大发光波长为465nm且半值宽度为16nm(图21)。由77K下的最大发光波长算出的E(S,PT)为2.66eV。另外，由通过荧光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(S,Sh)为2.76eV。另外，准备将化合物(1-1-10)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，以360nm的激发波长进行激发并测定荧光量子收率，结果为高达76％的值。
进而，磷光光谱的测定如下进行：准备将化合物(1-1-10)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在77K下以424nm的激发波长进行激发，并观测磷光光谱。其结果，最大发光波长为466nm(图22)。可知：由该最大发光波长计算的E(T,PT)为2.66eV，其显示高值。另外，由通过磷光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(T,Sh)为2.73eV。
计算ΔE(ST,PT)时达到0.01eV。
使用将化合物(1-1-10)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为1.6μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用0.4～5.6μsec的数据(图23)。
<实施例22>
化合物(1-1-105)的基础物性的评价
[吸收特性]
准备将化合物(1-1-105)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，并进行吸收光谱的测定。其结果，可见光区域中的最大吸收波长为483nm(图24)。
[发光特性]
如下进行：准备将化合物(1-1-105)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在室温和77K下，以442nm的激发波长进行激发，并观测荧光光谱。其结果，在室温下，最大发光波长为492nm且半值宽度为18nm(图25)，在77K下，最大发光波长为497nm且半值宽度为21nm(图26)。由77K下的最大发光波长算出的E(S,PT)为2.49eV。另外，由通过荧光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(S,Sh)为2.56eV。另外，准备将化合物(1-1-105)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，以360nm的激发波长进行激发，并测定荧光量子收率，结果为高达89％的值。
进而，磷光光谱的测定如下进行：准备将化合物(1-1-105)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(玻璃制)，在77K下以442nm的激发波长进行激发，并观测磷光光谱。其结果，最大发光波长为501nm(图27)。可知：由该最大发光波长计算的E(T,PT)为2.48eV，其显示高值。另外，由通过磷光峰的短波长侧的拐点的切线与基线的交点求出的E(T,Sh)为2.55eV。
计算ΔE(ST,PT)时达到0.01eV。
使用将化合物(1-1-105)以1质量％的浓度分散至PMMA而得到的薄膜形成基板(石英制)，使用荧光寿命测定装置测定延迟荧光成分的寿命的结果，为1.6μsec。需要说明的是，在荧光寿命测定中，将发光寿命为100ns以下的荧光判定为即时荧光，将发光寿命为0.1μs以上的荧光判定为延迟荧光，荧光寿命的计算使用5.6～10.5μsec的数据(图28)。
附图标记说明
100 有机电致发光元件
101 基板
102 阳极
103 空穴注入层
104 空穴输送层
105 发光层
106 电子输送层
107 电子注入层
108 阴极

Claims (24)

1.一种多环芳香族化合物，其用下述式(1)表示，
Figure FDA0003200470500000011
式(1)中，
A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少1个氢任选被取代；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，所述Si-R和Ge-R的R为芳基、烷基或环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为任选被取代的芳基、任选被取代的杂芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，所述>C(-R)2的R为氢、任选被取代的芳基、任选被取代的烷基或任选被取代的环烷基，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助连接基团或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合；
式(1)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。
2.根据权利要求1所述的多环芳香族化合物，其中，A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和C31环各自独立地为芳环或杂芳环，这些环中的至少1个氢任选被取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的二芳基氨基、取代或未取代的二杂芳基氨基、取代或未取代的芳基杂芳基氨基、取代或未取代的二芳基硼基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳氧基、取代甲硅烷基或SF5取代，其中，所述二芳基氨基中的两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为任选被烷基或环烷基取代的芳基、任选被烷基或环烷基取代的杂芳基、烷基、或者环烷基，所述>C(-R)2的R为氢、烷基、环烷基、或者任选被烷基或环烷基取代的芳基，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与A11环、A21环、A31环、B11环、B21环、C11环和/或C31环键合，所述-C(-R)2-和-Si(-R)2-的R各自独立地为氢、烷基或环烷基。
3.根据权利要求1所述的多环芳香族化合物，其用下述式(2)表示，
Figure FDA0003200470500000021
式(2)中，
Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合，而且，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成芳环或杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成芳环或杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成芳环或杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成芳环或杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c31环一同形成芳环或杂芳环，所形成的环中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烷氧基、芳氧基或取代甲硅烷基取代，它们中的至少1个氢任选被芳基、杂芳基、烷基或环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的两个芳基任选彼此借助单键或连接基团而键合；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S、Al、Ga、As、Si-R或Ge-R，所述Si-R和Ge-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2、>S或>Se，所述>N-R的R为碳原子数6～12的芳基、碳原子数2～15的杂芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～12的芳基、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，而且，所述>N-R和/或所述>C(-R)2的R任选借助-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-或单键而与a11环、a21环、a31环、b11环、b21环、c11环和/或c31环键合，所述-C(-R)2-和-Si(-R)2-的R各自独立地为氢、碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基；
式(2)所示的化合物中的至少1个氢任选被氘、氰基或卤素取代。
4.根据权利要求3所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～30的芳基、碳原子数2～30的杂芳基、二芳基氨基、碳原子数1～24的烷基或碳原子数3～24的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的芳基为碳原子数6～12的芳基，而且，Ra11、Ra12、Ra13之中的相邻基团彼此任选键合并与a11环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Ra21、Ra22、Ra23之中的相邻基团彼此任选键合并与a21环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Ra31、Ra32、Ra33之中的相邻基团彼此任选键合并与a31环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，Rb21、Rb22、Rb23、Rb24之中的相邻基团彼此任选键合并与b21环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，和/或，Rc31、Rc32、Rc33、Rc34之中的相邻基团彼此任选键合并与c31环一同形成碳原子数9～16的芳环或碳原子数6～15的杂芳环，所形成的环中的至少1个氢任选被碳原子数6～30的芳基、碳原子数2～30的杂芳基、二芳基氨基、碳原子数1～24的烷基或碳原子数3～24的环烷基取代，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的芳基为碳原子数6～12的芳基；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O、P＝S或Si-R，所述Si-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R、>C(-R)2或>S，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
5.根据权利要求3所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～16的芳基、碳原子数2～20的杂芳基、二芳基氨基、碳原子数1～12的烷基或碳原子数3～16的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～6的烷基或碳原子数3～14的环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的芳基为碳原子数6～10的芳基；
Y11、Y21、Y31各自独立地为B、P、P＝O或P＝S；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O、>N-R或>C(-R)2，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代，所述>C(-R)2的R为氢、碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
6.根据权利要求3所述的多环芳香族化合物，其中，Ra11、Ra12、Ra13、Ra21、Ra22、Ra23、Ra31、Ra32、Ra33、Rb11、Rb12、Rb21、Rb22、Rb23、Rb24、Rc11、Rc12、Rc31、Rc32、Rc33、Rc34各自独立地为氢、碳原子数6～16的芳基、碳原子数2～20的杂芳基、二芳基氨基、碳原子数1～12的烷基或碳原子数3～16的环烷基，这些芳基或杂芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代，其中，所述二芳基氨基中的芳基为碳原子数6～10的芳基；
Y11、Y21、Y31均为B；
X11、X12、X21、X22、X31、X32各自独立地为>O或>N-R，所述>N-R的R为碳原子数6～10的芳基、碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基，该芳基任选被碳原子数1～4的烷基或碳原子数5～10的环烷基取代。
7.根据权利要求1所述的多环芳香族化合物，其用式(1-1-1)、式(1-1-5)、式(1-1-10)、式(1-1-61)或式(1-1-105)表示，
Figure FDA0003200470500000051
Figure FDA0003200470500000061
式中，Me表示甲基，tBu表示叔丁基，Mes表示三甲苯基。
8.一种有机设备用材料，其含有权利要求1～7中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的有机设备用材料，其为有机电致发光元件用材料、有机场效应晶体管用材料或有机薄膜太阳能电池用材料。
10.一种有机电致发光元件，其具有：包含阳极和阴极的一对电极、以及配置在该一对电极之间的发光层，
所述发光层含有权利要求1～7中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的有机电致发光元件，其中，所述发光层包含作为掺杂材料的所述多环芳香族化合物，还包含至少一种主体材料。
12.根据权利要求11所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料为选自由蒽衍生物、硼衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物、以及芴系或三芳基胺系高分子化合物组成的组中的1种以上的化合物。
13.根据权利要求11所述的有机电致发光元件，其中，所述主体材料为式(SPH-1)所示的化合物，
Figure FDA0003200470500000071
式(SPH-1)中，
MU各自独立地为去除芳香族化合物的任意两个氢而得到的二价基团；EC各自独立地为去除芳香族化合物的任意一个氢而得到的一价基团；k为2～50000的整数。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的有机电致发光元件，其中，所述发光层包含至少一种辅助掺杂物，
所述辅助掺杂物为具有供电子性取代基和受电子性取代基的热活化型延迟荧光体，
所述辅助掺杂物的单重态能量(S1)与三重态能量(T1)的能量差(ΔE(ST))为0.2eV以下。
15.根据权利要求10～14中任一项所述的有机电致发光元件，其具有有机层，所述有机层含有高分子化合物的交联体，所述高分子化合物包含具有下述结构所示的交联基团的结构单元，
Figure FDA0003200470500000072
Figure FDA0003200470500000081
式中，RPG表示亚甲基、氧原子或硫原子；nPG表示0～5的整数；存在多个RPG时，它们任选相同或不同；存在多个nPG时，它们任选相同或不同，*G表示键合位置，用式表示的交联基团均任选具有取代基。
16.根据权利要求10～15中任一项所述的有机电致发光元件，其具有配置在所述阴极与所述发光层之间的电子输送层和/或电子注入层，该电子输送层和电子注入层中的至少1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、菲绕啉衍生物、羟基喹啉系金属络合物、噻唑衍生物、苯并噻唑衍生物、硅杂环戊二烯衍生物和唑啉衍生物组成的组中的至少1种。
17.根据权利要求16所述的有机电致发光元件，其中，所述电子输送层和/或电子注入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和稀土金属的有机络合物组成的组中的至少1种。
18.一种显示装置，其具备权利要求10～17中任一项所述的有机电致发光元件。
19.一种照明装置，其具备权利要求10～17中任一项所述的有机电致发光元件。
20.一种发光层形成用组合物，其用于形成有机电致发光元件的发光层，
所述发光层形成用组合物包含：
作为掺杂材料的权利要求1～7中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种；
至少一种主体材料；以及
有机溶剂。
21.根据权利要求20所述的发光层形成用组合物，其中，所述主体材料为选自由蒽衍生物、硼衍生物、二苯并呋喃衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物、以及芴系或三芳基胺系高分子化合物组成的组中的1种以上的化合物。
22.根据权利要求20或21所述的发光层形成用组合物，其中，所述主体材料为式(SPH-1)所示的化合物，
Figure FDA0003200470500000091
式(SPH-1)中，
MU各自独立地为去除芳香族化合物的任意两个氢而得到的二价基团；EC各自独立地为去除芳香族化合物的任意一个氢而得到的一价基团；k为2～50000的整数。
23.根据权利要求20～22中任一项所述的发光层形成用组合物，其包含至少一种辅助掺杂物，
所述辅助掺杂物为具有供电子性取代基和受电子性取代基的热活化型延迟荧光体，
所述辅助掺杂物的单重态能量(S1)与三重态能量(T1)的能量差(ΔE(ST))为0.2eV以下。
24.一种波长转换材料，其含有权利要求1～7中任一项所述的多环芳香族化合物中的至少一种。
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