CN116710456A - 化合物、发光材料及有机发光元件 - Google Patents

化合物、发光材料及有机发光元件 Download PDF

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Abstract

下述通式所表示的化合物具有优异的发光特性。Ar1表示苯环、萘环、菲环等；D表示5H‑吲哚[3,2,1‑de]吩嗪‑5‑基等；A表示氰基、苯基、嘧啶基、三唑基等；m表示1或2；n表示0～2；R1～R4表示H、芳基、氰基等。

Description

化合物、发光材料及有机发光元件
技术领域
本发明涉及一种具有良好的发光特性的化合物。并且，本发明还涉及一种使用了该化合物的发光材料及有机发光元件。
背景技术
有机发光元件为使用了有机材料的发光元件，能够通过涂布来制造，并且由于不使用稀有元素，因此近年来备受关注。其中，由于有机电致发光元件(有机EL元件)发射自发光且不需要背光，因此具有能够制成轻量且柔性的元件等优点。并且，也具有响应性快且可见性高等特征，并且作为下一代光源而备受期待。因此，在积极地进行与对以有机电致发光元件为代表的有机发光元件有用的材料的开发相关的研究。尤其，在积极地进行与发光材料相关的研究(例如，非专利文献1)。
以往技术文献
非专利文献
非专利文献1：Chem.Soc.Rev.,2017,46,915
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面，关于有机发光元件的发光特性，仍有改善的空间，需要进一步提高发光特性。
因此，本发明人等为了开发有助于提高有机发光元件的发光特性的新型化合物而进行了深入研究。
用于解决技术课题的手段
进行了深入研究的结果，本发明人等发现了使具有特征结构的基团与特定的骨架键合而获得的化合物为对发光元件有用的化合物。本发明是基于这种见解而提出的，并且具有以下结构。
[1]一种化合物，其由下述通式(1)表示。
通式(1)
[化学式1]
[在通式(1)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环。D表示下述通式(2)所表示的基团。A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团(除了取代烷基以外)。m为1或2，n为0、1或2。在m为2时，两个D可以相同也可以不同。在n为2时，两个A可以相同也可以不同。R1～R4分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。R1和R2、R3和R4可以彼此键合而形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。]
通式(2)
[化学式2]
[在通式(2)中，R5～R15分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。R5和R6、R6和R7、R8和R9、R9和R10、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R13和R14、R14和R15可以彼此键合而形成环状结构。X表示单键、氧原子或硫原子。*表示键合位置。]
[2]根据[1]所述的化合物，其由下述通式(3)表示。
通式(3)
[化学式3]
[在通式(3)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环。D表示所述通式(2)所表示的基团。A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团(除了取代烷基以外)。m为1或2，n为0、1或2。在m为2时，两个D可以相同也可以不同。在n为2时，两个A可以相同也可以不同。Ar2、Ar3可以分别独立地形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。]
[3]根据[1]所述的化合物，其具有下述中的任一个骨架。
[化学式4]
上述各骨架可以在通式(1)的范围内具有取代基，但是环与骨架不会进一步稠合。
[4]根据[1]所述的化合物，其由下述通式(4a)～(4f)中的任一个表示。
[化学式5]
[在通式(4a)～(4f)中，R21～R28、R41～R44、R51、R52、R61～R68、R81～R84、R101～R104、R111～R114、R119、R120分别独立地表示氢原子、氘原子、D或A。其中，R21～R28中的1个或2个为D且0～2个为A，R41～R44、R51及R52中的1个或2个为D且0～2个为A，R61～R68中的1个或2个为D且0～2个为A，R81～R84中的1个或2个为D且0～2个为A，R101～R104中的1个或2个为D且0～2个为A，R111～R114、R119及R120中的1个或2个为D且0～2个为A。R29～R36、R45～R50、R69～R72、R85～R92、R105～R110、R115～R118分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。]
[5]根据[1]至[4]中任一项所述的化合物，其中，n为0。
[6]一种发光材料，其由[1]至[5]中任一项所述的化合物构成。
[7]一种膜，其包含[1]至[5]中任一项所述的化合物。
[8]一种有机半导体元件，其包含[1]至[5]中任一项所述的化合物。
[9]一种有机发光元件，其包含[1]至[5]中任一项所述的化合物。
[10]根据[9]所述的有机发光元件，其中，所述元件具有包含所述化合物的层，所述层还包含主体材料。
[11]根据[10]所述的有机发光元件，其中，除了所述主体材料以外，包含所述化合物的层还包含延迟荧光材料，所述延迟荧光材料的最低激发单重态能量低于所述主体材料且高于所述化合物。
[12]根据[9]所述的有机发光元件，其中，所述元件具有包含所述化合物的层，所述层还包含具有与所述化合物不同的结构的发光材料。
[13]根据[9]至[11]中任一项所述的有机发光元件，其中，包含于所述元件中的材料中从所述化合物发射的光量最大。
[14]根据[12]所述的有机发光元件，其中，从所述发光材料发射的光量多于从所述化合物发射的光量。
[15]根据[9]至[14]中任一项所述的有机发光元件，其发射延迟荧光。
发明效果
本发明的化合物为对发光元件有用的化合物。本发明的化合物能够用作发光材料，并且能够使用本发明的化合物来制造有机发光元件。使用了本发明的化合物的有机发光元件的发光效率(尤其，在高浓度下的发光效率)、元件耐久性、色纯度的提高等中的至少一个以上的特性优异。
附图说明
图1是表示有机电致发光元件的层结构例的概略剖视图。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细说明。关于以下所记载的构成要件的说明有时是基于本发明的代表性的实施方式或具体例来进行，但是本发明并不限定于这种实施方式或具体例。另外，在本文中，使用“～”所表示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值作为下限值及上限值的范围。并且，在本发明中所使用的化合物的分子内存在的氢原子的一部分或全部能够取代为氘原子(2H、氘D)。在本文的化学结构式中，氢原子表示为H或者省略其表示。例如，在省略表示与苯环的环骨架构成碳原子键合的原子时，设为在省略表示的部位H与环骨架构成碳原子键合。在本文中，术语“取代基”意味着除了氢原子及氘原子以外的原子或原子团。另一方面，术语“被取代或未被取代的”意味着氢原子可以被氘原子或取代基取代。
[通式(1)所表示的化合物]
本发明的化合物为下述通式(1)所表示的化合物。
[化学式6]
在通式(1)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环。例如，在Ar1表示苯环的情况下，成为苯环与吡嗪环稠合而成的喹喔啉结构。在Ar1表示萘环时，可以使1,2-萘环、2,3-萘环中的任一个与吡嗪环稠合。在1,2-萘环与吡嗪环稠合时，萘环的1位和2位的碳原子分别与构成吡嗪环的2位和3位的碳原子共享。在Ar1表示蒽环时，2,3-蒽环与吡嗪环稠合。在Ar1表示菲环时，可以使1,2-菲环、2,3-菲环、3,4-菲环、9,10-菲环中的任一个与吡嗪环稠合。在本发明的优选方式中，苯环、2,3-萘环、9,10-菲环中的任一个与与吡嗪环稠合在本发明的更优选的一方式中，2,3-萘环、9,10-菲环中的任一个与吡嗪环稠合。例如，可以使2,3-萘环稠合，也可以使9,10-菲环稠合。
在Ar1所表示的环状结构中，m个D和n个A作为取代基与环骨架键合。在Ar1表示萘环、蒽环或菲环时，D和A可以与构成这些环的任一个苯环键合。并且，m个D和n个A仅与任一个苯环键合，并且也可以使D和A均不与其他苯环键合。或者，可以使m个D和n个A中的一部分与一个苯环键合而其余部分与另一个苯环键合。在本发明的优选的一方式中，n为0，m个D仅与一个苯环键合。在本发明的另一优选的一方式中，n为0，m个D的一部分与一个苯环键合而其余部分与另一个苯环键合。在Ar1表示萘环、蒽环或菲环时，在本发明的优选的一方式中，D和A均不与和吡嗪环直接稠合的苯环键合而使m个D和n个A仅与其余部分的苯环(即，不和吡嗪环直接稠合的苯环)键合。在Ar1表示萘环、蒽环或菲环时，在本发明的优选的一方式中，n为0，D不与和吡嗪环直接稠合的苯环键合而使m个D仅与其余部分的苯环(即，不和吡嗪环直接稠合的苯环)键合。
在通式(1)中，m为1或2，n为0、1或2。在m为2时，两个D可以相同也可以不同，并且，两个D可以与相同的苯环键合，也可以与不同的苯环键合。在n为2时，两个A可以相同也可以不同，并且，两个A可以与相同的苯环键合，也可以与不同的苯环键合。在本发明的优选的一方式中，n为0。例如，m为1，n为0。例如，m为2，n为0。在Ar1表示萘环、蒽环或菲环且n为1或2时，在本发明的一方式中，A不与键合有D的苯环键合，D不与键合有A的苯环键合。
在通式(1)中，D表示下述通式(2)所表示的基团。
通式(2)
[化学式7]
在通式(2)中，X表示单键、氧原子或硫原子。在本发明的优选的一方式中，X为单键。在本发明的优选的一方式中，X为氧原子。X可以为氧原子或硫原子。
在通式(2)中，*表示键合位置。
在通式(2)中，R5～R15分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基。取代基例如可以选自取代基组A中，也可以选自取代基组B中，也可以选自取代基组C中，也可以选自取代基组D中，也可以选自取代基组E中。在本发明的优选的一方式中，取代基表示选自由烷基(例如，碳原子数1～20)、芳基(例如，碳原子数6～22)及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。例如，取代基可以为氰基或可以被选自由氰基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代的芳基。在R5～R15中的两个以上表示取代基时，该等两个以上的取代基可以相同也可以不同。R5～R15中的6～11个优选为氢原子或氘原子，例如可以8～11个为氢原子或氘原子。R5～R15可以全部为氢原子或氘原子。或者，可以8～10个为氢原子或氘原子。例如，可以8个为氢原子或氘原子，也可以9个为氢原子或氘原子，也可以10个为氢原子或氘原子。
R5和R6、R6和R7、R8和R9、R9和R10、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R13和R14、R14和R15可以彼此键合而形成环状结构。环状结构可以为芳香环、杂芳环、脂肪族烃环、脂肪族杂环中的任一个，并且也可以为它们稠合而成的环。优选为芳香环或杂芳香环。作为芳香环，可以举出苯环。杂芳环表示包含杂原子作为环骨架构成原子的显示芳香性的环，优选为5～7元环，例如可以采用5元环或6元环。在本发明的一方面中，可以采用呋喃环、噻吩环、吡咯环作为杂芳环。在本发明的优选的一方式中，环状结构为被取代或未被取代的苯并呋喃的呋喃环、被取代或未被取代的苯并噻吩的噻吩环、被取代或未被取代的吲哚的吡咯环。在此所述的苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚可以未被取代，可以被选自取代基组A的取代基取代，也可以被选自取代基组B的取代基取代，也可以被选自取代基组C的取代基取代，也可以被选自取代基组D的取代基取代，也可以被选自取代基组E的取代基取代。构成吲哚的吡咯环的氮原子优选与被取代或未被取代的芳基键合，其取代基例如可以包括选自取代基组A～E中的任一个组的取代基。在R5和R6、R6和R7、R8和R9、R9和R10、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R13和R14、R14和R15中，优选为0～2组彼此键合而形成环状结构，更优选为0组或1组彼此键合而形成环状结构。可以1组或2组彼此键合而形成环状结构。并且，可以仅1组彼此键合而形成环状结构。并且，彼此键合而形成环状结构的可以为0组。
在以下中，示出在通式(1)中能够采用的D的具体例。在通式(1)中能够采用的D也可以为包含下述结构的基团。例如，也可以为被具有下述结构的基团取代的苯基或环(例如，苯环)与下述结构中的苯环稠合而成的基团。在本发明中能够采用的D不被以下具体例做限定性地解释。另外，在以下具体例中，波浪线表示键合位置。
[化学式8-1]
[化学式8-2]
[化学式8-3]
[化学式8-4]
[化学式8-5]
[化学式8-6]
在通式(1)中，A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团(其中，除了取代烷基以外)。即，A为氰基、被取代或未被取代的苯基、被取代或未被取代的嘧啶基或者被取代或未被取代的三唑基，并且苯基、嘧啶基及三唑基的取代基为选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团，可以使苯环与苯基及嘧啶基缩环。
在本发明的优选方式中，A为氰基或被氰基取代的苯基。在本发明的一方式中，A为被取代或未被取代的嘧啶基或者被取代或未被取代的三唑基，优选为被被取代或未被取代的苯基取代的嘧啶基或者被被取代或未被取代的苯基取代的三唑基。在本发明的一方式中，A为被被取代或未被取代的嘧啶基取代的苯基或者被被取代或未被取代的三唑基取代的苯基。
在以下中，示出在通式(1)中能够采用的A的具体例。在通式(1)中能够采用的A也可以为包含下述结构的基团。例如，也可以为被具有下述结构的基团取代的苯基或环(例如，苯环)与下述结构中的苯环稠合而成的基团。在本发明中能够采用的A不被以下具体例做限定性地解释。另外，在以下具体例中，*表示键合位置。并且，省略甲基。例如，A15为具有两个4-甲基苯基的基团。
[化学式9-1]
[化学式9-2]
R1～R4分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。即，R1～R4分别独立地为氢原子、氘原子、被取代或未被取代的烷基、被取代或未被取代的芳基、被取代或未被取代的杂芳基或者氰基，烷基、芳基及杂芳基的取代基为选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。在本发明的一方式中，取代基为可以被芳基取代的烷基或可以被烷基取代的芳基。在本发明的一方式中，取代基为氰基或被氰基取代的芳基或杂芳基。在R1～R4中的两个以上为取代基时，该等取代基可以相同也可以不同。R1～R4可以全部为氢原子或氘原子。
在本发明的优选的一方式中，R1～R4分别独立地为氢原子、氘原子或可以被烷基、氰基取代的芳基或吡啶基，优选为氢原子、氘原子或可以被烷基、氰基取代的苯基或吡啶基。例如，可以选择氢原子、氘原子、烷基苯基、氰基苯基、苯基或吡啶基，或者例如可以选择氢原子、氘原子、烷基苯基或苯基。
R1和R2、R3和R4可以彼此键合而形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。在本发明的一方式中，R1和R2、R3和R4中的1组彼此键合而形成苯环、萘环及吡啶环。在本发明的一方式中，R1和R2、R3和R4这两者彼此键合而形成苯环、萘环及吡啶环。此时，R1和R2所形成的环与R3和R4所形成的环可以相同也可以不同。在本发明的一方式中，R1和R2、R3和R4中的任一个均没有彼此键合而形成环。在本发明的一方式中，所形成的环状结构为苯环或萘环。在本发明的一方式中，所形成的环状结构为吡啶环。与苯环、萘环及吡啶环键合的氢原子可以被氘原子或取代基取代，作为在此所述的取代基，可以举出选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。在本发明的一方式中，取代基为可以被芳基取代的烷基或可以被烷基取代的芳基。在本发明的一方式中，取代基为氰基或被氰基取代的芳基。与苯环、萘环及吡啶环键合的氢原子可以不被取代。
在以下中，例示出上述可以被烷基取代的芳基的具体例。其中，在本发明中能够采用的可以被烷基取代的芳基不被以下具体例做限定性地解释。在以下具体例中，*表示键合位置。并且，省略甲基。例如，N4为4-甲基苯基。其中，优选为N5、N8、N10、N11。
[化学式10]
作为通式(1)的R1～R4，更优选为N5和叔丁基，尤其优选为N5。
通式(1)所表示的化合物可以为下述通式(3)所表示的化合物。
通式(3)
[化学式11]
在通式(3)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环。D表示所述通式(2)所表示的基团。A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团(除了取代烷基以外)。m为1或2，n为0、1或2。在m为2时，两个D可以相同也可以不同。在n为2时，两个A可以相同也可以不同。Ar2、Ar3可以分别独立地形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。
关于通式(3)的Ar1、D、A、m及n的详细内容和优选范围，能够参考上述通式(1)的对应的记载。关于Ar2、Ar3所表示的苯环、萘环及吡啶环的详细内容和优选范围，能够参考上述通式(1)中的R1和R2、R3和R4彼此键合而形成的苯环、萘环及吡啶环的记载。
在本发明的一方式中，通式(3)的D为被取代或未被取代的5H-吲哚[3,2,1-de]吩嗪-5-基，A为氰基、苯基、嘧啶基、三唑基或苯并腈基，n为0或1，Ar2、Ar3分别独立地为苯环、萘环、吡啶环或被氰基取代的苯环。
通式(1)所表示的化合物例如优选具有下述中的任一个骨架结构。下述骨架中的至少一个氢原子可以被氘原子或通式(1)的范围内的取代基取代。其中，其他环不会稠合。另外，由于在通式(1)中一定存在D，因此在下述环骨架中仅记载了一个D。
[化学式12]
在本发明的优选的一方式中，通式(1)所表示的化合物具有下述环骨架组1中的任一个环骨架。
[化学式13]
在本发明的优选的一方式中，通式(1)所表示的化合物具有下述环骨架组2中的任一个环骨架。
[化学式14]
在环骨架组1及环骨架组2中，在优选的一方式中，A不存在于分子内。在本发明的一方式中，与芳香环键合的为氢原子、氘原子、未被取代的烷基或可以被烷基取代的芳基，该芳香环与环骨架组1及环骨架组2中的吡嗪环的下方稠合。在本发明的优选的一方式中，与芳香环键合的为氢原子、氘原子或未被取代的烷基，该芳香环与环骨架组1及环骨架组2中的吡嗪环的下方稠合。
通式(1)所表示的化合物可以为下述通式(4a)～(4f)中的任一个所表示的化合物。
[化学式15]
在通式(4a)～(4f)中，R21～R28、R41～R44、R51、R52、R61～R68、R81～R84、R101～R104、R111～R114、R119、R120分别独立地表示氢原子、氘原子、D或A。其中，R21～R28中的1个或2个为D且0～2个为A，R41～R44、R51及R52中的1个或2个为D且0～2个为A，R61～R68中的1个或2个为D且0～2个为A，R81～R84中的1个或2个为D且0～2个为A，R101～R104中的1个或2个为D且0～2个为A，R111～R114、R119及R120中的1个或2个为D且0～2个为A，R29～R36、R45～R50、R69～R72、R85～R92、R105～R110、R115～R118分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。在通式(4a)～(4f)中，环与所记载的环骨架不会进一步稠合。
关于通式(4a)～(4f)的详细内容和优选范围，能够参考通式(1)的对应的记载。在本发明的一方式中，选择通式(4a)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择通式(4b)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择通式(4c)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择通式(4d)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择通式(4e)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择通式(4f)所表示的化合物。
在以下表1～12中，例示出通式(1)所表示的化合物的具体例。在表1和表2中，示出通式(4a’)所表示的化合物的具体例，在表3和表4中，示出通式(4b’)所表示的化合物的具体例，在表5和表6中，示出通式(4c’)所表示的化合物的具体例，在表7和表8中，示出通式(4d’)所表示的化合物的具体例，在表9和表10中，示出通式(4e’)所表示的化合物的具体例，在表11和表12中，示出通式(4f’)所表示的化合物的具体例。其中，在本发明中可以使用的通式(1)所表示的化合物不应被这些具体例做限定性地解释。
[表1-1]
[表1-2]
在以下表2中，以表的形式进一步例示出通式(4a’)所表示的化合物。在表2中，对进一步取代由化合物编号确定的结构的一部分而获得的结构进一步赋予化合物编号。例如，在表2中，化合物101～150(表中，表示为No.101～150)被进一步用与化合物1～50的R22(在表中表示为R22)对应的取代基取代化合物1～50的R27(表中，表示为R27)的化合物。化合物101为用作为化合物1的R22的D1进一步取代化合物1的R27而获得的化合物，化合物102为用作为化合物2的R22的D2进一步取代化合物2的R27而获得的化合物。以该种要领确定表2中所记载的各化合物和表4、表6、表8、表10、表12中所记载的各化合物的结构。在表2、表4、表6、表8、表10、表12中，分配有编号的各化合物单独确定结构，在本文中逐一具体地公开。另外，表中的“t-Bu”表示叔丁基(tert-butyl group)。
[表2]
[表3-1]
[表3-2]
/>
[表4]
[表5-1]
[表5-2]
[表6]
[表7-1]
[表7-2]
[表8]
[表9-1]
[表9-2]
[表10]
[表11-1]
[表11-2]
[表12]
并且，公开有将存在于化合物1～22600的分子内的氢原子全部取代为氘原子者作为化合物1d～22600d。另外，在上述所例示的化合物中存在旋转异构体的情况下，旋转异构体的混合物和分离的各旋转异构体均在本文中公开。
在本发明的一方面中，选择具有线对称结构的化合物作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方面中，选择具有非对称结构的化合物作为通式(1)所表示的化合物。
在本发明的一方式中，选择化合物1～3200及1d～3200d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物3201～5800及3201d～5800d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物5801～7800及5801d～7800d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物7801～11000及7801d～11000d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物11001～13600及11001d～13600d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物13601～16200及13601d～16200d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物16201～18200及16201d～18200d作为通式(1)所表示的化合物。在本发明的一方式中，选择化合物18201～22600及18201d～22600d作为通式(1)所表示的化合物。
通式(1)所表示的化合物可以为受体基团不与通式(1)的骨架键合的化合物。在此所述的受体基团为哈米特的σp值为正的基团。通式(1)所表示的化合物可以为不具有哈米特的σp值为0.2以上的基团的化合物。
关于通式(1)所表示的化合物的分子量，例如在试图通过蒸镀法将包含通式(1)所表示的化合物的有机层进行制膜而利用的情况下，优选为1500以下，更优选为1200以下，进一步优选为1000以下，更进一步优选为900以下。分子量的下限值为通式(1)所表示的化合物组的最小化合物的分子量。
通式(1)所表示的化合物无论分子量如何均可以通过涂布法进行成膜。若使用涂布法，则即使为分子量相对较大的化合物也能够成膜。通式(1)所表示的化合物具有容易溶解于有机溶剂中的优点。因此，通式(1)所表示的化合物容易适用涂布法，并且容易纯化而提高纯度。
也可以考虑适用本发明，将在分子内包含多个通式(1)所表示的结构的化合物用作发光材料。
例如，可以考虑将通过使聚合性基预先存在于通式(1)所表示的结构中并使该聚合性基进行聚合而获得的聚合物用作发光材料。具体而言，可以考虑准备在通式(1)所表示的结构中的任一个(例如，Ar1、D、A、R1～R4中的任一个)中包含聚合性官能团的单体，使其单独进行聚合或者与其他单体一同进行共聚，从而获得具有重复单元的聚合物，并将该聚合物用作发光材料。或者，也可以考虑通过使通式(1)所表示的化合物彼此偶联而获得二聚体或三聚体，并将这些用作发光材料。
包含通式(1)所表示的结构的具有重复单元的聚合物的实例可以包括包含下述两个通式中的任一个所表示的结构的聚合物。
[化学式16]
在上述通式中，Q表示包含通式(1)所表示的结构的基团，L1及L2表示连接基团。连接基团的碳原子数优选为0～20个，更优选为1～15个，进一步优选为2～10个。连接基团优选为具有-X11-L11-所表示的结构的连接基团。在此，X11表示氧原子或硫原子，优选为氧原子。L11表示连接基团，优选为被取代或未被取代的亚烷基或者被取代或未被取代的亚芳基，更优选为碳原子数1～10个被取代或未被取代的亚烷基或者被取代或未被取代的亚苯基。
R201、R202、R203及R204分别独立地表示取代基。优选为碳原子数1～6个被取代或未被取代的烷基、碳原子数1～6个被取代或未被取代的烷氧基、卤素原子，更优选为碳原子数1～3个未被取代的烷基、碳原子数1～3个未被取代的烷氧基、氟原子、氯原子，进一步优选为碳原子数1～3个未被取代的烷基、碳原子数1～3个未被取代的烷氧基。
L1及L2所表示的连接基团能够与构成Q的通式(1)所表示的结构中的任一个位置(例如，Ar1、D、A、R1～R4中的任一个)键合。2个以上的连接基团可以与1个Q连接而形成交联结构或网状结构。
重复单元的具体的结构例可以包括下述式所表示的结构。
[化学式17]
具有包含这些式的重复单元的聚合物能够通过如下方式进行合成：向通式(1)所表示的结构中的任一个(例如，Ar1、D、A、R1～R4中的任一个)中导入羟基，将其作为连接基团使下述化合物进行反应而导入聚合性基，并使该聚合性基进行聚合。
[化学式18]
在分子内包含通式(1)所表示的结构的聚合物可以为仅由具有通式(1)所表示的结构的重复单元构成的聚合物，也可以为包含具有除此以外的结构的重复单元的聚合物。并且，在聚合物中所包含的具有通式(1)所表示的结构的重复单元可以为单独一种，也可以为2种以上。作为不具有通式(1)所表示的结构的重复单元，可以举出由通常用于共聚的单体所衍生的重复单元。例如，可以举出由乙烯、苯乙烯等具有乙烯性不饱和键的单体所衍生的重复单元。
通式(1)所表示的化合物优选不包含金属原子。例如，作为通式(1)所表示的化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成的化合物。例如，作为通式(1)所表示的化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成的化合物。例如，作为通式(1)所表示的化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及硫原子组成的组中的原子构成的化合物。例如，作为通式(1)所表示的化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子、氘原子及氮原子组成的组中的原子构成的化合物。例如，作为通式(1)所表示的化合物，能够选择由选自由碳原子、氢原子及氮原子组成的组中的原子构成的化合物。
在本文中，“烷基”可以为直链状、支链状、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及支链部分中的2种以上。烷基的碳原子数例如能够设为1个以上、2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。烷基的具体例可以包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、2-乙基己基、正庚基、异庚基、正辛基、异辛基、正壬基、异壬基、正癸基、异十二烷基、环戊基、环己基、环庚基。取代基的烷基可以进一步被芳基取代。
“烯基”可以为直链状、支链状、环状中的任一个。并且，可以混合直链部分、环状部分及支链部分中的2种以上。烯基的碳原子数例如能够设为2个以上、4个以上。并且，碳原子数能够设为30个以下、20个以下、10个以下、6个以下、4个以下。作为烯基的具体例，可以举出乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、正戊烯基、异戊烯基、正己烯基、异己烯基、2-乙基己烯基。取代基的烯基可以进一步被取代基取代。
“芳基”及“杂芳基”可以为单环，也可以为2个以上的环稠合而成的稠环。在为稠环的情况下，所稠合的环的数量优选为2～6个，例如能够选自2～4个中。作为环的具体例，可以举出苯环、吡嗪啶环、嘧啶环、三嗪环、萘环、蒽环、菲环、三亚苯环、喹啉环、吡嗪环、喹喔啉环、萘啶环，也可以为这些稠合而成的环。作为亚芳基或杂亚芳基的具体例，可以举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基。芳基的环骨架构成原子数优选为6～40，更优选为6～20，可以在6～14的范围内进行选择或者在6～10的范围内进行选择。杂芳基的环骨架构成原子数优选为4～40，更优选为5～20，可以在5～14的范围内进行选择或者在5～10的范围内进行选择。“亚芳基”及“杂芳基”能够设为将芳基及杂芳基的说明中的价数从1替换为2的基团。
在本文中，“取代基组A”意味着选自由羟基、卤素原子(例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、烷硫基(例如碳原子数1～40个)、芳基(例如碳原子数6～30个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)、芳基硫基(例如碳原子数6～30个)、杂芳基(例如环骨架组成原子数5～30个)、杂芳氧基(例如环骨架组成原子数5～30个)、杂芳基硫基(例如环骨架组成原子数5～30个)、酰基(例如碳原子数1～40个)、烯基(例如碳原子数1～40个)、炔基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、杂芳氧基羰基(例如碳原子数1～40个)、甲硅烷基(例如碳原子数1～40个三烷基甲硅烷基)及硝基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组B”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～40个)、烷氧基(例如碳原子数1～40个)、芳基(例如碳原子数6～30个)、芳氧基(例如碳原子数6～30个)、杂芳基(例如环骨架构成原子数5～30个)、杂芳氧基(例如环骨架构成原子数5～30个)、二芳基氨基(例如碳原子数0～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组C”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～20个)、芳基(例如碳原子数6～22个)、杂芳基(例如环骨架构成原子数5～20个)、二芳基氨基(例如碳原子数12～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组D”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～20个)、芳基(例如碳原子数6～22个)及杂芳基(例如环骨架构成原子数5～20个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，“取代基组E”意味着选自由烷基(例如碳原子数1～20个)及芳基(例如碳原子数6～22个)组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
在本文中，描述为“取代基”或“被取代或未被取代的”时的取代基例如可以选自取代基组A中，也可以选自取代基组B中，也可以选自取代基组C中，也可以选自取代基组D中，也可以选自取代基组E中。
在一实施方式中，由通式(1)表示的化合物为发光材料。
在一实施方式中，由通式(1)表示的化合物为能够发出延迟荧光的化合物。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在UV区域、可见光谱中的蓝色、绿色、黄色、橙色、红色区域(例如约420nm～约500nm、约500nm～约600nm或约600nm～约700nm)或近红外线区域发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在可见光谱中的红色或橙色区域(例如约620nm～约780nm、约650nm)发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在可见光谱中的橙色或黄色区域(例如约570nm～约620nm、约590nm、约570nm)发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在可见光谱中的绿色区域(例如约490nm～约575nm、约510nm)发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在可见光谱中的蓝色区域(例如约400nm～约490nm、约475nm)发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在紫外光谱区域(例如280～400nm)发光。
在本发明的一实施方式中，由通式(1)表示的化合物通过热或电子装置被激发时，能够在红外光谱区域(例如780nm～2μm)发光。
在本发明的一实施方式中，能够制作使用了通式(1)所表示的化合物的有机半导体元件。例如，能够制作使用了通式(1)所表示的化合物的CMOS(互补型金属氧化膜半导体)等。在本发明的某一实施例中，可以使用通式(1)所表示的化合物来制作有机电致发光元件或固体摄像元件(例如CMOS图像传感器)等有机发光元件。
小分子的化学物质库的电子特性能够使用基于公知的ab initio的量子化学计算来算出。例如，作为基底，可以使用利用了作为6-31G*及Becke的三参数、Lee-Yang-Parr杂化密度泛函(hybrid functional)已知的函数组的时间依赖性的密度泛函理论来分析Hartree-Fock方程式(TD-DFT/B3LYP/6-31G*)，并筛选具有特定的阈值以上的HOMO及特定的阈值以下的LUMO的分子片段(部分)。
由此，例如存在-6.5eV以上的HOMO能量(例如电离势)时，能够选择供体部分(“D”)。并且，例如当具有-0.5eV以下的LUMO能量(例如电子亲和性)时，能够选择受体部分(“A”)。桥式部分(“B”)例如为能够将受体和供体部分严格地限制为特异性立体结构的强共轭体系，由此防止供体及受体部分的π共轭体系之间产生重复。
在一实施方式中，化合物库使用以下特性中的1个以上来筛选。
1.特定波长附近的发光
2.高于算出的特定能级的三重态
3.低于特定值的ΔEST值
4.高于特定值的量子产率
5.HOMO级
6.LUMO级
在一实施方式中，77K中的最低的单重态激发状态与最低的三重态激发状态之差(ΔEST)小于约0.5eV、小于约0.4eV、小于约0.3eV、小于约0.2eV或小于约0.1eV。在一实施方式中，ΔEST值小于约0.09eV、小于约0.08eV、小于约0.07eV、小于约0.06eV、小于约0.05eV、小于约0.04eV、小于约0.03eV、小于约0.02eV或小于约0.01eV。
在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物显示超过25％的、例如约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或其以上的量子产率。
[通式(1)所表示的化合物的合成方法]
通式(1)所表示的化合物为新型化合物。
通式(1)所表示的化合物能够通过组合已知的反应来进行合成。例如，能够通过利用闭环反应或者利用取代反应来进行合成。关于具体的合成条件，能够参考后述合成例。
[使用由通式(1)表示的化合物的结构物]
在一实施方式中，与由通式(1)表示的化合物组合而分散该化合物，与该化合物共价键合，涂布该化合物，担载该化合物或者与该化合物缔合的1个以上的材料(例如小分子、聚合物、金属、金属络合物等)一同使用而形成固体状薄膜或层。例如，能够使通式(1)所表示的化合物与电活性材料组合而形成膜。在一些情况下，可以使通式(1)所表示的化合物与空穴传输聚合物组合。在一些情况下，可以使通式(1)所表示的化合物与电子传输聚合物组合。在一些情况下，可以使通式(1)所表示的化合物与空穴传输聚合物及电子传输聚合物组合。在一些情况下，可以使通式(1)所表示的化合物与具有空穴传输部和电子传输部两者的共聚物组合。通过如上的实施方式，能够使形成于固体状膜或层内的电子及/或正孔与由通式(1)表示的化合物相互作用。
[膜的形成]
在一实施方式中，含有由通式(1)表示的本发明的化合物的膜能够通过湿式工序形成。在湿式工序中，将溶解有包含本发明的化合物的组合物而成的溶液涂布于表面，去除溶剂之后形成膜。作为湿式工序，能够举出旋涂法、狭缝涂布法、喷墨法(喷涂法)、凹版印刷法、胶版印刷法、柔板印刷法，但是并不限定于这些。在湿式工序中，选择使用能够溶解包含本发明的化合物的组合物的适当的有机溶剂。在一实施方式中，能够向组合物中包含的化合物中导入提高在有机溶剂中的溶解性的取代基(例如烷基)。
在一实施方式中，含有本发明的化合物的膜能够通过干式工序形成。在一实施方式中，作为干式工序，能够采用真空蒸镀法，但是并不限定于此。在采用真空蒸镀法的情况下，可以从单独的蒸镀源共蒸镀构成膜的化合物，也可以从混合有化合物的单一的蒸镀源进行共蒸镀。在使用单一的蒸镀源的情况下，可以使用混合有化合物的粉末的混合粉，也可以使用压缩该混合粉的压缩成型体，还可以使用对各化合物进行加热熔融并且冷却的混合物。在一实施方式中，在单一的蒸镀源中所含有的多个化合物的蒸镀速度(重量减少速度)一致或大致一致的条件下进行共蒸镀，由此能够形成与蒸镀源中所含有的多个化合物的成分比对应的成分比的膜。若以与所形成的膜的成分比相同的成分比混合多个化合物作为蒸镀源，则能够简便地形成具有所期望的成分比的膜。在一实施方式中，能够确定共蒸镀的各化合物成为相同重量减少率的温度，并且将该温度作为共蒸镀时的温度而采用。
[通式(1)所表示的化合物的使用的例]
通式(1)所表示的化合物作为有机发光元件的材料有用。尤其优选用于有机发光二极管等。
有机发光二极管：
本发明的一方面提及呈有机发光元件的发光材料形式的本发明的通式(1)所表示的化合物的使用。在某一实施例中，本发明的通式(1)所表示的化合物能够有效地用作有机发光元件的发光层中的发光材料。在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物包含发射延迟荧光的延迟荧光(延迟荧光体)。在某一实施例中，本发明提供一种具有通式(1)所表示的结构的延迟荧光体。在某一实施例中，本发明提及作为延迟荧光体的通式(1)所表示的化合物的使用。在某一实施例中，本发明的通式(1)所表示的化合物能够用作主体材料，并且能够与一个以上的发光材料一同使用，发光材料可以为荧光材料、磷光材料或TADF。在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物也能够用作空穴传输材料。在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物能够用作电子传输材料。在某一实施例中，本发明提及从通式(1)所表示的化合物产生延迟荧光的方法。在某一实施例中，包含化合物作为发光材料的有机发光元件发射延迟荧光，并显示高发光效率。
在某一实施例中，发光层包含通式(1)所表示的化合物，通式(1)所表示的化合物与衬底平行取向。在某一实施例中，衬底为膜形成表面。在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物在膜形成表面上的取向对由排列的化合物发射的光的传播方向造成影响或者决定该方向。在某一实施例中，通过在由通式(1)所表示的化合物发射的光的传播方向上排列，来自发光层的光提取效率得到改善。
本发明的一方面涉及一种有机发光元件。在某一实施例中，有机发光元件包含发光层。在某一实施例中，发光层包含通式(1)所表示的化合物作为发光材料。在某一实施例中，有机发光元件为有机光致发光元件(有机PL元件)。在某一实施例中，有机发光元件为有机电致发光元件(有机EL元件)。在某一实施例中，通式(1)所表示的化合物辅助包含于发光层中的其他发光材料的发光(作为所谓的辅助掺杂剂)。在某一实施例中，包含于发光层中的通式(1)所表示的化合物处于其最低激发单重态能级，所述能级包含在包含于所述发光层中的主体材料的最低激发单重态能级与包含于所述发光层中的另一种发光材料的最低激发单重态能级之间。
在某一实施例中，有机光致发光元件包含至少一个发光层。在某一实施例中，有机电致发光元件至少包含阳极、阴极及所述阳极与所述阴极之间的有机层。在某一实施例中，有机层至少包含发光层。在某一实施例中，有机层仅包含发光层。在某一实施例中，有机层包含除了发光层以外的一个以上的有机层。有机层的实例包括空穴传输层、空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子注入层、电子传输层和激子阻挡层。在某一实施例中，空穴传输层可以为具有空穴注入功能的空穴注入和传输层，并且电子传输层可以为具有电子注入功能的电子注入和传输层。有机电致发光元件的实例展示于图1中。
发光层：
在某一实施例中，发光层为其中分别从阳极和阴极注入的空穴和电子再键合以形成激子的层。在某一实施例中，层发射光。
在某一实施例中，仅使用发光材料作为发光层。在某一实施例中，发光层包含发光材料和主体材料。在某一实施形态中，发光材料为通式(1)所表示的化合物。在某一实施例中，为了使有机电致发光元件和有机光致发光元件展现高发光效率，将在发光材料中产生的单重态激子和三重态激子约束于发光材料中。在某一实施例中，在发光层中除了发光材料以外还使用主体材料。在某一实施例中，主体材料为有机化合物。在某一实施例中，有机化合物具有激发单重态能量和激发三重态能量，其中的至少一个高于本发明发光材料的那些能量。在某一实施例中，将在本发明的发光材料中产生的单重态激子和三重态激子约束于本发明发光材料的分子中。在某一实施例中，单重态和三重态激子受到足够约束以促进发光效率。在某一实施例中，单重态激子和三重态激子未受到足够约束，但仍获得较高发光效率，即，能够实现较高发光效率的主体材料可以在不受特别限制的情况下用于本发明中。在某一实施例中，发光在本发明的元件的发光层中的发光材料中发生。在某一实施例中，所发射的光包含荧光和延迟荧光两者。在某一实施例中，所发射的光包含从主体材料发射的光。在某一实施例中，所发射的光由从主体材料发射的光组成。在某一实施例中，所发射的光包含从通式(1)所表示的化合物发射的光和从主体材料发射的光。在某一实施例中，使用TADF分子和主体材料。在某一实施例中，TADF为辅助掺杂剂，并且激发单重态能量低于发光层中的主体材料且激发单重态能量高于发光层中的发光材料。
当将通式(1)所表示的化合物用作辅助掺杂剂时，可以采用各种化合物作为发光材料(优选为荧光材料)。此类发光材料可以使用由蒽(anthracene)衍生物、并四苯(TetracenE)衍生物、并四苯(Naphthacene)衍生物、芘衍生物、苝衍生物、衍生物、红荧烯衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物、芪衍生物、芴衍生物、蒽(anthryl)衍生物、吡咯亚甲衍生物、三联苯衍生物、亚三联苯(terphenylene)衍生物、荧蒽(Fluoranthene)衍生物、胺衍生物、喹吖啶酮衍生物、噁二唑衍生物、丙二腈衍生物、吡喃衍生物、咔唑衍生物、久洛利定(Julolidine)衍生物、噻唑衍生物、具有金属(Al，Zn)的衍生物等。这些例示骨架可以具有取代基，也可以不具有取代基。并且，可以组合这些例示骨架彼此。
以下例示能够与具有通式(1)所表示的结构的辅助掺杂剂组合使用的发光材料。
[化学式19-1]
[化学式19-2]
[化学式19-3]
[化学式19-4]
并且，也可以尤其优选采用WO2015/022974号公报的0220～0239段中所描述的化合物或WO2021/015177号公报中所记载的具有吡咯亚甲基硼骨架的化合物作为与具有通式(1)所表示的结构的辅助掺杂剂一同使用的发光材料。
在某一实施例中，当使用主体材料时，呈包含于发光层中的发光材料形式的本发明的化合物的量为0.1重量％以上。在某一实施例中，当使用主体材料时，呈包含于发光层中的发光材料形式的本发明的化合物的量为1重量％以上。在某一实施例中，当使用主体材料时，呈包含于发光层中的发光材料形式的本发明的化合物的量为50重量％以下。在某一实施例中，当使用主体材料时，呈包含于发光层中的发光材料形式的本发明的化合物的量为20重量％以下。在某一实施例中，当使用主体材料时，呈包含于发光层中的发光材料形式的本发明的化合物的量为10重量％以下。
在某一实施例中，发光层中的主体材料为包含空穴传输功能和电子传输功能的有机化合物。在某一实施例中，发光层中的主体材料为防止所发射的光的波长增加的有机化合物。在某一实施例中，发光层中的主体材料为具有较高玻璃化转变温度的有机化合物。
在一些实施例中，主体材料从由以下组成的组中进行选择：
[化学式20-1]
/>
[化学式20-2]
在某一实施例中，发光层包含2种以上的结构不同的TADF分子。例如，能够设为包含激发单重态能级按主体材料、第1TADF分子、第2TADF分子的顺序高的这些三种材料的发光层。此时，第1TADF分子和第2TADF分子的最低激发单重态能级与77K的最低激发三重态能级之差ΔEST均优选为0.3eV以下，更优选为0.25eV以下，更优选为0.2eV以下，更优选为0.15eV以下，进一步优选为0.1eV以下，更进一步优选为0.07eV以下，再进一步优选为0.05eV以下，又进一步优选为0.03eV以下，尤其优选为0.01eV以下。发光层中的第1TADF分子的浓度优选大于第2TADF分子的浓度。并且，发光层中的主体材料的浓度优选大于第2TADF分子的浓度。发光层中的第1TADF分子的浓度可以大于主体材料的浓度，也可以小于主体材料的浓度，也可以相同。在某一实施例中，可以将发光层内的组成设为如下：将主体材料设为10～70重量％，将第1TADF分子设为10～80重量％，将第2TADF分子设为0.1～30重量％。在某一实施例中，可以将发光层内的组成设为如下：将主体材料设为20～45重量％，将第1TADF分子设为50～75重量％，将第2TADF分子设为5～20重量％。在某一实施例中，由第1TADF分子和主体材料的共沉积膜(该共沉积膜中的第1TADF分子的浓度＝A重量％)的光激发引起的发光量子产率φPL1(A)和由第2TADF分子和主体材料的共沉积膜(该共沉积膜中的第2TADF分子的浓度＝A重量％)的光激发引起的发光量子产率φPL2(A)满足φPL1(A)＞φPL2(A)的关系式。在某一实施例中，由第2TADF分子和主体材料的共沉积膜(该共沉积膜中的第2TADF分子的浓度＝B重量％)的光激发引起的发光量子产率φPL2(B)和由第2TADF分子的单独膜的光激发引起的发光量子产率φPL2(100)满足φPL2(B)＞φPL2(100)的关系式。在某一实施例中，发光层能够包含3种结构不同的TADF分子。本发明的化合物可以为包含于发光层中的多个TADF化合物中的任一个。
在某一实施例中，发光层能够由选自由主体材料、辅助掺杂剂及发光材料组成的组中的材料构成。在某一实施例中，发光层不包含金属元素。在某一实施例中，发光层能够由材料构成，所述材料仅由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的原子构成。或者，发光层也能够由材料构成，所述材料仅由选自由碳原子、氢原子、氘原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成。或者，发光层也能够由材料构成，所述材料仅由选自由碳原子、氢原子、氮原子及氧原子组成的组中的原子构成。
当发光层包含除了本发明的化合物以外的TADF材料时，该TADF材料可以为已知延迟荧光材料。优选的延迟荧光材料可以包括WO2013/154064号公报的0008～0048段及0095～0133段、WO2013/011954号公报的0007～0047段及0073～0085段、WO2013/011955号公报的0007～0033段及0059～0066段、WO2013/081088号公报的0008～0071段及0118～0133段、日本特开2013-256490号公报的0009～0046段及0093～0134段、日本特开2013-116975号公报的0008～0020段及0038～0040段、WO2013/133359号公报的0007～0032段及0079～0084段、WO2013/161437号公报的0008～0054段及0101～0121段、日本特开2014-9352号公报的0007～0041段及0060～0069段、日本特开2014-9224号公报的0008～0048段及0067～0076段、日本特开2017-119663号公报的0013～0025段、日本特开2017-119664号公报的0013～0026段、日本特开2017-222623号公报的0012～0025段、日本特开2017-226838号公报的0010～0050段、日本特开2018-100411号公报的0012～0043段、WO2018/047853号公报的0016～0044段中所描述的通式中所包含的化合物、尤其为例示化合物且能够发射延迟荧光的化合物。并且，可以优选采用日本特开2013-253121号公报、WO2013/133359号公报、WO2014/034535号公报、WO2014/115743号公报、WO2014/122895号公报、WO2014/126200号公报、WO2014/136758号公报、WO2014/133121号公报、WO2014/136860号公报、WO2014/196585号公报、WO2014/189122号公报、WO2014/168101号公报、WO2015/008580号公报、WO2014/203840号公报、WO2015/002213号公报、WO2015/016200号公报、WO2015/019725号公报、WO2015/072470号公报、WO2015/108049号公报、WO2015/080182号公报、WO2015/072537号公报、WO2015/080183号公报、日本特开2015-129240号公报、WO2015/129714号公报、WO2015/129715号公报、WO2015/133501号公报、WO2015/136880号公报、WO2015/137244号公报、WO2015/137202号公报、WO2015/137136号公报、WO2015/146541号公报、WO2015/159541号公报中所描述的发光材料且能够发射延迟荧光的材料。另外，在该段中所描述的上述公报作为本文的一部分而引用于此。
以下对有机电致发光元件的各部件及除了发光层以外的各层进行说明。
衬底：
在一些实施例中，本发明的有机电致发光元件由衬底支撑，其中该衬底不受特别限制并且可以为已经常用于有机电致发光元件中的那些衬底中的任一种，例如由玻璃、透明塑料、石英和硅形成的那些衬底。
阳极：
在一些实施例中，有机电致发光装置的阳极由金属、合金、导电化合物或其组合制成。在一些实施例中，所述金属、合金或导电化合物具有较大功函数(4eV以上)。在一些实施例中，所述金属为Au。在一些实施例中，导电透明材料选自CuI、氧化铟锡(ITO)、SnO2和ZnO。在一些实施例中，使用能够形成透明导电膜的非晶形材料如IDIXO(In2O3-ZnO)等。在一些实施例中，所述阳极为薄膜。在一些实施例中，所述薄膜通过蒸镀或溅镀来制作。在一些实施例中，所述膜通过光刻法进行图案化。在一些实施例中，当图案可能不需要高精确度(例如，约100μm以上)时，所述图案可以用具有所需形状的掩模在电极材料的气相沉积或溅镀时形成。在一些实施例中，当可以涂层涂布材料(如有机导电化合物)时，使用湿膜形成法，如印刷法和涂布法。在一些实施例中，当所发射的光经过阳极时，所述阳极的透射率大于10％，并且所述阳极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施例中，阳极的厚度为10～1,000nm。在一些实施例中，阳极的厚度为10～200nm。在一些实施例中，阳极的厚度根据所用材料而变化。
阴极：
在一些实施例中，所述阴极由电极材料具有较小功函数的金属(4eV以下)(称为电子注入金属)、合金、导电化合物或其组合制作。在一些实施例中，所述电极材料从钠、钠-钾合金、镁、锂、镁-铜混合物、镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝(Al2O3)混合物、铟、锂-铝混合物和稀土金属中进行选择。在一些实施例中，使用电子注入金属与第2金属的混合物，所述第2金属为功函数比所述电子注入金属更大的稳定金属。在一些实施例中，所述混合物从镁-银混合物、镁-铝混合物、镁-铟混合物、铝-氧化铝(Al2O3)混合物、锂-铝混合物和铝中进行选择。在一些实施例中，所述混合物增加电子注入特性和针对氧化的耐久性。在一些实施例中，阴极通过用蒸镀或溅镀使电极材料形成为薄膜来制造。在一些实施例中，所述阴极的薄层电阻为每平方数百欧姆以下。在一些实施例中，所述阴极的厚度在10nm～5μm范围内。在一些实施例中，所述阴极的厚度在50～200nm范围内。在一些实施例中，为了透射所发射的光，有机电致发光元件的阳极和阴极中的任一个为透明或半透明。在一些实施例中，透明或半透明的电致发光元件增强发光亮度。
在一些实施例中，用如对于所述阳极所描述的导电透明材料形成所述阴极以形成透明或半透明的阴极。在一些实施例中，元件包含均透明或半透明的阳极和阴极。
注入层：
注入层为处于电极与有机层之间的层。在一些实施例中，所述注入层降低驱动电压并且增强发光亮度。在一些实施例中，所述注入层包括空穴注入层和电子注入层。所述注入层可以配置于阳极与发光层或空穴传输层之间，以及配置于阴极与发光层或电子传输层之间。在一些实施例中，存在注入层。在一些实施例中，不存在注入层。
以下包括能够用作空穴注入材料的优选的化合物例。
[化学式21]
接着，举出能够用作电子注入材料的优选的化合物例。
[化学式22]
阻挡层：
阻挡层为能够抑制处于发光层中的电荷(电子或空穴)和/或激子扩散到发光层外侧的层。在一些实施例中，电子阻挡层处于发光层与空穴传输层之间，并且抑制电子朝向空穴传输层穿过发光层。在一些实施例中，空穴阻挡层处于发光层与电子传输层之间，并且抑制空穴朝向电子传输层穿过发光层。在一些实施例中，阻挡层抑制激子扩散到发光层外侧。在一些实施例中，电子阻挡层和空穴阻挡层构成激子阻挡层。在本文中所使用的术语“电子阻挡层”或“激子阻挡层”包括具有电子阻挡层和激子阻挡层两者的功能的层。
空穴阻挡层：
空穴阻挡层作为电子传输层而发挥功能。在一些实施例中，空穴阻挡层在传输电子的同时抑制空穴到达电子传输层。在一些实施例中，空穴阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于空穴阻挡层的材料可以为与对电子传输层所描述的材料相同的材料。
以下包括能够用于空穴阻挡层的优选的化合物例。
[化学式23]
电子阻挡层：
由电子阻挡层传输空穴。在一些实施例中，电子阻挡层在传输空穴的同时抑制电子到达空穴传输层。在一些实施例中，电子阻挡层增强发光层中电子和空穴的再键合的概率。用于电子阻挡层的材料可以为与对空穴传输层所描述的材料相同的材料。
以下包括能够用作电子阻挡材料的优选化合物的具体例。
[化学式24]
激子阻挡层：
激子阻挡层抑制经由发光层中空穴和电子的再键合而产生的激子扩散到电子传输层。在一些实施例中，激子阻挡层使得能够将激子有效约束在发光层中。在一些实施例中，增强装置的发光效率。在一些实施例中，激子阻挡层在阳极侧面和阴极侧面中的任一个上和在两个侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，当激子阻挡层处于阳极侧面上时，所述层可以处于空穴传输层与发光层之间并且与所述发光层相邻。在一些实施例中，当激子阻挡层处于阴极侧面上时，所述层可以处于发光层与阴极之间并且与所述发光层相邻。在一些实施例中，空穴注入层、电子阻挡层或相同的层处于阳极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阳极侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，空穴注入层、电子阻挡层、空穴阻挡层或相同的层处于阴极与激子阻挡层之间，所述激子阻挡层在阴极侧面上与发光层相邻。在一些实施例中，激子阻挡层包含激发单重态能量和激发三重态能量，其中的至少一个分别高于发光材料的激发单重态能量和激发三重态能量。
空穴传输层：
空穴传输层包含空穴传输材料。在一些实施例中，空穴传输层为单层。在一些实施例中，空穴传输层具有多个层。
在一些实施例中，空穴传输材料具有空穴的注入或传输特性和电子的阻挡特性中的一种。在一些实施例中，空穴传输材料为有机材料。在一些实施例中，空穴传输材料为无机材料。可以用于本发明中的已知空穴传输材料的实例包括(但不限于)三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、咔唑衍生物、吲哚并咔唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、二氢吡唑酮衍生物、苯二胺衍生物、芳胺衍生物、被氨基取代的查耳酮衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、芪(stilbene)衍生物、硅氮烷衍生物、苯胺共聚物和导电聚合物寡聚物(尤其噻吩寡聚物)或其组合。在一些实施例中，空穴传输材料从卟啉化合物、芳香族叔胺和苯乙烯胺化合物中进行选择。在一些实施例中，空穴传输材料为芳香族叔胺化合物。以下包括能够用作空穴传输材料的优选化合物的具体例。
[化学式25]
/>
电子传输层：
电子传输层包含电子传输材料。在一些实施例中，电子传输层为单层。在一些实施例中，电子传输层具有多个层。
在一些实施例中，电子传输材料仅需要具有传输电子的功能，其从阴极注入到发光层中。在一些实施例中，电子传输材料也作为空穴阻挡材料而发挥功能。可以用于本发明中的电子传输层的实例包括(但不限于)被硝基取代的芴衍生物、二苯醌衍生物、硫代哌喃二氧化物衍生物、碳化二亚胺、亚芴基甲烷衍生物、蒽醌二甲烷、蒽酮衍生物、噁二唑衍生物、唑衍生物、嗪衍生物或其组合或其聚合物。在一些实施例中，电子传输材料为噻二唑衍生物或喹喔啉衍生物。在一些实施例中，电子传输材料为聚合物材料。以下包括能够用作电子传输材料的优选化合物的具体例。
[化学式26]
此外，包括作为能够添加到各有机层中的材料较为优选的化合物例。例如，可以考虑作为稳定化材料进行添加等。
[化学式27]
具体地例示能够用于有机电致发光元件的优选材料，但在本发明中可以使用的材料并不被以下例示化合物做限定性地解释。并且，即使是作为具有特定功能的材料而例示的化合物，也能够转用作具有其他功能的材料。
装置：
在一些实施例中，将发光层并入到装置中。例如，装置包括OLED灯泡、OLED灯、电视机屏幕、计算机监视器、移动电话和平板计算机，但并不限定于这些。
在一些实施例中，电子装置包含OLED，所述OLED具有阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。
在一些实施例中，本文中所描述的组合物可以并入到各种光敏感或光活化装置，如OLED或光伏打装置中。在一些实施例中，所述组合物可以适用于促进装置内的电荷转移或能量转移和/或适用作空穴传输材料。所述装置例如包括有机发光二极管(OLED)、有机集成电路(O-IC)、有机场效应晶体管(O-FET)、有机薄膜晶体管(O-TFT)、有机发光晶体管(O-LET)、有机太阳能电池(O-SC)、有机光检测器、有机感光器、有机场淬灭装置(organicfield-quench device；O-FQD)、发光电化学电池(LEC)或有机激光二极管(O-激光)。
灯泡或灯：
在一些实施例中，电子装置包含OLED，所述OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层。
在一些实施例中，装置包含颜色不同的OLED。在一些实施例中，装置包括包含OLED组合的阵列。在一些实施例中，OLED的所述组合为3种颜色的组合(例如RGB)。在一些实施例中，OLED的所述组合为并非红色、绿色或蓝色的颜色的组合(例如，橙色和黄绿色)。在一些实施例中，OLED的所述组合为2种、4种或4种以上的颜色的组合。
在一些实施例中，装置为OLED灯，所述OLED灯具备：
电路基板，具备具有安装面的第1面和与此相反的第2面，并且划定至少一个开口部；
至少一个OLED，配置于所述安装面上，并且具有所述至少一个OLED包含阳极、阴极和处于所述阳极与所述阴极之间的至少一个包含发光层的有机层并发光的结构；
壳体，用于电路基板；及
至少一个连接器，配置于所述壳体的端部，并且所述壳体及所述连接器划定适于安装到照明设备上的封装。
在一些实施例中，OLED灯包含安装在电路板上以使得光沿多个方向发出的多个OLED。在一些实施例中，使沿第1方向发出的光的一部分偏转以沿第2方向发射。在一些实施例中，反射器用于使沿第1方向发出的光偏转。
显示器或屏幕：
在一些实施例中，本发明的发光层可以用于屏幕或显示器中。在一些实施例中，使用包括(但不限于)真空蒸发、沉积、蒸镀或化学气相沉积(CVD)的方法来将本发明所涉及的化合物沉积到衬底上。在一些实施例中，衬底为适用于双侧蚀刻的照相底片(photoplate)结构，提供独特纵横比像素。屏幕(其也可以被称作掩模)用于制造OLED显示器中的方法中。相对应的艺术品图案设计在竖直方向上在像素之间促进极陡峭并狭窄的拉杆(tie-bar)，并且在水平方向上促进较大的拂掠斜角开口部。由此，允许对于高清显示器所需的像素紧密图案化，同时优化向TFT底板上的化学气相沉积。
像素的内部图案化允许构筑在水平和竖直方向上纵横比变化的3维像素开口部。此外，在像素区域内使用成像的“条带”或半色调圆形抑制特定区域中的蚀刻，直到这些特定图案被底切并离开衬底为止。此时，使所有像素区域以相同的蚀刻速率进行处理，但深度取决于半色调图案而变化。改变半色调图案的尺寸和间距允许蚀刻在像素内以不同速率得到抑制，允许进行形成陡峭竖直斜角所需的局部更深蚀刻。
用于沉积掩模的优选材料为恒范钢(invar)。恒范钢为在钢厂中冷轧成长薄片的金属合金。恒范钢无法作为镍掩模电沉积到自旋芯轴上。用于在蒸镀用掩模内形成开口区域的适当且低成本的方法为基于湿式化学蚀刻的方法。
在一些实施例中，屏幕或显示器图案为衬底上的像素矩阵。在一些实施例中，屏幕或显示器图案使用光刻(lithography)(例如光刻法(photolithography)和e束光刻)来制造。在一些实施例中，屏幕或显示器图案使用湿式化学蚀刻来制造。在另外的实施例中，屏幕或显示器图案使用等离子蚀刻来制造。
装置的制造方法：
OLED显示器一般通过形成较大母板并且接着将所述母板切割成单元板单位来制造。一般来说，母板上的每一个单元板均通过以下来形成：在基底衬底上形成包括作用层和源电极/漏电极的薄膜晶体管，将平坦化膜涂布到所述TFT上，并且依序形成像素电极、发光层、相对电极和包封层，并且从所述母板切割。
OLED显示器一般通过形成较大母板并且接着将所述母板切割成单元板单位来制造。一般来说，母板上的每一个单元板均通过以下来形成：在基底衬底上形成包括作用层和源电极/漏电极的薄膜晶体管，将平坦化膜涂布到所述TFT上，并且依序形成像素电极、发光层、相对电极和包封层，并且从所述母板切割。
在本发明的另一方式中，提供一种有机发光二极管(OLED)显示器的制造方法，所述方法包括：
在母板的基底衬底上形成阻挡层的工序；
在所述阻挡层上由单元板单位形成多个显示单位的工序；
在所述单元板的显示单位的各自上形成包封层的工序；及
在所述单元板之间的介面部分上涂布有机膜的工序。
在一些实施例中，阻挡层为由例如SiNx形成的无机膜，并且阻挡层的边缘部分覆盖有由聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜。在一些实施例中，有机膜有助于将母板轻轻地切割成单元板单位。
在一些实施例中，薄膜晶体管(TFT)层具有发光层、闸电极、和源电极/漏电极。所述多个显示单位中的每一个均可以包括薄膜晶体管(TFT)、在所述TFT层上形成的平坦化膜和在平坦化膜上形成的发光单位，其中涂布于所述介面部分的有机膜由与所述平坦化膜的材料相同的材料形成并且在与形成所述平坦化膜相同的时间形成。在一些实施例中，所述发光单位连接到TFT层，其间具有钝化层、平坦化膜和包封层，并且包封层覆盖和保护所述发光单位。在所述制造方法的一些实施例中，所述有机膜既不接触显示单位也不接触包封层。
所述有机膜和平坦化膜中的每一个均可以包括聚酰亚胺和丙烯酰基中的任一种。在一些实施例中，所述阻挡层可以为无机膜。在一些实施例中，所述基底衬底可以由聚酰亚胺形成。所述方法可以进一步包括，在于由聚酰亚胺形成的基底衬底的一个表面形成阻挡层之前，将由玻璃材料形成的载体衬底安装到所述基底衬底的另一个表面上，并且在沿着介面部分切割之前，使所述载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施例中，所述OLED显示器为柔性显示器。
在一些实施例中，所述钝化层为配置于TFT层上以覆盖所述TFT层的有机膜。在一些实施例中，所述平坦化膜为在钝化层上形成的有机膜。在一些实施例中，所述平坦化膜由聚酰亚胺或丙烯酰基形成，如在阻挡层边缘部分上形成的有机膜一样。在一些实施例中，当制造OLED显示器时，同时形成所述平坦化膜和有机膜。在一些实施例中，所述有机膜可以在阻挡层的边缘部分上形成，以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕所述阻挡层的边缘部分的同时接触所述阻挡层。
在一些实施例中，所述发光层具有像素电极、相对电极和配置于该像素电极与该相对电极之间的有机发光层。在一些实施例中，所述像素电极连接到TFT层的源电极/漏电极。
在一些实施例中，当经由TFT层向像素电极施加电压时，在像素电极与相对电极之间形成适当的电压，由此有机发光层发光，由此形成图像。以下，将具有TFT层和发光单位的图像形成单位称为显示单位。
在一些实施例中，覆盖显示单位并且防止外部水分渗透的包封层可以形成为具有其中有机膜和无机膜交替层叠的膜包封结构。在一些实施例中，所述包封层具有其中多个薄膜层叠的薄膜包封结构。在一些实施例中，涂布于介面部分的有机膜与多个显示单位中的每一个均间隔开。在一些实施例中，形成所述有机膜以使得所述有机膜的一部分直接接触基底衬底，并且所述有机膜的剩余部分在环绕阻挡层边缘部分的同时接触所述阻挡层。
在一个实施例中，OLED显示器为柔性，并且使用由聚酰亚胺形成的软基底衬底。在一些实施例中，在由玻璃材料形成的载体衬底上形成所述基底衬底，并且接着分离所述载体衬底。
在一些实施例中，在基底衬底中与载体衬底相反的一侧的表面上形成阻挡层。在一个实施例中，根据每一个单元板的尺寸使所述阻挡层图案化。例如，在母板整个表面上方形成基底衬底的同时，根据每一个单元板的尺寸形成阻挡层，由此在单元板阻挡层之间的介面部分处形成凹槽。可以沿着所述凹槽切割每一个单元板。
在一些实施例中，所述制造方法还包含沿着介面部分切割的工序，其中在阻挡层中形成凹槽，在凹槽中形成有机膜的至少一部分，并且该凹槽不穿透到基底衬底中。在一些实施例中，形成每一个单元板的TFT层，并且将钝化层(即，无机膜)和平坦化膜(即，有机膜)配置于TFT层上以覆盖TFT层。在形成由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的平坦化膜的同时，用由例如聚酰亚胺或丙烯酰基形成的有机膜覆盖介面部分处的凹槽。这是当通过允许有机膜吸收冲击来防止开裂出现时，所述冲击是在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生。也就是说，如果整个阻挡层在无有机膜的情况下完全暴露，那么在沿着介面部分处的凹槽切割每一个单元板时所产生的冲击转移到所述阻挡层，由此增加开裂风险。然而，在一个实施例中，因为阻挡层之间的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，并且所述有机膜吸收否则将转移到所述阻挡层的冲击，所以可以轻轻地切割每一个单元板，并且可以防止开裂在阻挡层中出现。在一个实施例中，覆盖介面部分处凹槽的有机膜与平坦化膜彼此间隔开。例如，如果有机膜和平坦化膜彼此连接作为单层，那么因为外部水分可能经由所述平坦化膜和残留有有机膜的一部分穿透到显示单位中，所以将所述有机膜与所述平坦化膜彼此间隔开以使得所述有机膜与所述显示单位间隔开。
在一些实施例中，通过形成发光单位来形成显示单位，并且将包封层配置于所述显示单位上以覆盖所述显示单位。由此，在完全制造母板之后，使支撑基底衬底的载体衬底与所述基底衬底分离。在一些实施例中，当朝向载体衬底发射激光束时，载体衬底因所述载体衬底与基底衬底之间的热膨胀系数差而与所述基底衬底分离。
在一些实施例中，将母板切割成单元板单位。在一些实施例中，通过使用切割机来沿着单元板之间的介面部分切割母板。在一些实施例中，因为切割母板所沿的介面部分处的凹槽覆盖有有机膜，所以所述有机膜在切割期间吸收冲击。在一些实施例中，可以在切割期间防止开裂在阻挡层中出现。
在一些实施例中，所述方法降低产品的缺陷率，并且使其品质稳定。
另一方式为一种OLED显示器，其具有：在基底衬底上形成的阻挡层；在所述阻挡层上形成的显示单位；在所述显示单位上形成的包封层；和涂布于所述阻挡层的边缘部分上的有机膜。
实施例
以下举出合成例和实施例对本发明的特征进行进一步具体的说明。以下所示的材料、处理内容、处理步骤等只要不脱离本发明的主旨，则能够适当变更。因此，本发明的范围不应被以下所示的具体例做限定性地解释。另外，关于发光特性的评价，使用源表(Keithley公司制：2400系列)、半导体参数分析仪(Agilent Technologies Japan,Ltd.制：E5273A)、光功率计测定装置(Newport Corporation制：1930C)、光谱仪(Ocean Optics公司制：USB2000)、分光发射计(TOPCON CORPORATION制：SR-3)及条纹照相机(HamamatsuPhotonics K.K.制C4334型)来进行。
(合成例1)化合物53的合成
[化学式28]
在氮气流下，在碳酸钾的存在下，在二甲基甲酰胺(30mL)中，在50℃下使3-氟-4-硝基苄腈(1.38g，10.0mmol)、1-氟咔唑(0.93g，5.0mmol)反应了2.5小时。之后，返回至室温，用水停止了反应。过滤所析出的固体，并使过滤物溶解于乙酸乙酯中，用硫酸镁进行干燥之后，减压蒸馏了溶剂。通过硅胶管柱色谱法(乙酸乙酯/己烷＝4/1)及再沉淀(乙酸乙酯/己烷)纯化所获得的反应混合物，从而获得了黄色固体的化合物b(1.67g，产率99％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3,δ):8.29(d,J＝10Hz,1H),8.11(d,J＝10Hz,1H),8.0(s,1H),7.95(d,J＝10Hz,1H),7.89(d,J＝10Hz,1H),7.44(t,J＝10Hz,1H),7.35(t,J＝10Hz,1H),7.24(m,1H),7.12(t,J＝10.0Hz,1H),7.07(t,J＝10.0Hz,1H).
MS(ASAP):331.08(M+H+).Calcd for C50H37N5:332.17.
在氮气流下，使化合物b(1.38g，10.0mmol)、活性碳(0.18g，15.0mmol)及氯化铁(0.135g，0.5mmol)溶解于甲苯(150mL)与乙醇(150mL)的混合溶剂中，并加入了肼水溶液(4ml，125mmol)。将反应混合物在90℃下反应2小时之后，返回至室温，并进行了硅藻土过滤。减压蒸馏溶剂，并加入水和乙酸乙酯进行提取操作之后，分离了有机层。用硫酸镁进行干燥，并通过减压蒸馏去除了溶剂。使过滤物溶解于乙酸乙酯中，用硫酸镁进行干燥之后，减压蒸馏了溶剂。通过硅胶管柱色谱法(乙酸乙酯/己烷＝1/1)及再沉淀(乙酸乙酯/己烷)纯化所获得的反应混合物，从而获得了白色固体的化合物c(1.35g，产率90％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3,δ):8.21(d,J＝10Hz,1H),8.02(m,1H),7.40(t,J＝10Hz,1H),7.26(d,J＝10Hz,2H),7.18(m,3H),6.97(d,J＝10Hz,1H),7.93(d,J＝10.0Hz,1H),5.48(s,1H).
MS(ASAP):301.10(M+H+).Calcd for C50H37N5:302.17.
[化学式29]
在氮气流下，在甲苯(200mL)中，在130℃下使化合物c(0.75g，2.5mmol)、化合物d(1.0g，2.17mmol)、三(叔丁基)鏻四氟硼酸盐(95mg，0.325mmol)、碳酸铯(1.41g，4.34mmol)及三二亚苄基丙酮双钯(100mg，0.168mmol)反应了24小时。通过在室温下向水中注入反应溶液来停止反应。加入二氯甲烷，通过提取操作分离有机层之后，用硫酸镁进行干燥，并通过减压蒸馏去除了溶剂。通过管柱色谱法(甲苯)纯化所获得的残渣，从而获得了黄色固体的化合物e(0.7g，63％)。
1H NMR(400MHz,CDCl3,δ):9.46(m,3H),9.32(d,J＝10Hz,1H),8.87(t,J＝10Hz,3H),8.54(m,1H),8.46(s,1H),8.25(d,J＝10Hz,1H),8.10(d,J＝10.0Hz,1H),7.97(s,1H),7.88(m,8H),7.70(d,J＝10.0Hz,1H),7.46(t,J＝10.0Hz,1H),7.28(m,3H).
MS(ASAP):679.22(M+H+).Calcd for C50H37N5:680.35.
在二甲基甲酰胺(50mL)中，在150℃下使化合物e(0.7g，1.02mmol)和氢化钠(45mg，1.1mmol)反应24小时。将反应溶液返回至室温，过滤出加入水后所获得的固体之后，进行清洗，并使其溶解于甲苯中，用硫酸镁进行干燥之后，通过减压蒸馏浓缩了溶剂。通过管柱色谱法(甲苯)及再沉淀(氯仿/甲醇)纯化所获得的残渣，从而获得了黄色固体的化合物53(0.27g，57％)。
MS(ASAP):659.21(M+H+).Calcd for C50H37N5:660.09.
(合成例2)化合物3054的合成
[化学式30]
在氮气流下，向2-(6-溴-1-氟-9H-咔唑-9-基)氨基苯(19.0g，53.5mmol)、氰化铜(I)(14.4g，161mmol)的混合物中加入N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP、900mL)，并在170℃下搅拌了48小时。将反应溶液返回至室温，加入水并进行了过滤。通过硅胶管柱色谱法(己烷:乙酸乙酯＝4:1)纯化粗产物，从而获得了12.0g(39.8mmol，产率74％)的白色固体的化合物f。
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6):δ8.87(s,1H),8.21-8.17(m,1H),7.33-7.28(m,2H),7.25(t,J＝8Hz,1H),7.14(d,J＝8Hz,1H),6.93(d,J＝8Hz,1H),6.67(t,J＝8Hz,1H),5.05(s,1H).
MS(ASAP):302.48(M+H+).Calcd for C19H12FN3:301.10.
[化学式31]
在氮气流下，向4,5-二溴-1,2-苯二胺(4.0g，15mmol)、4-叔丁基苯基硼酸(6.7g，38mmol)的甲苯(130mL)、乙醇(10mL)、水(20mL)溶液中加入碳酸钾(8.3g，60mmol)、双(三苯膦)钯(II)二氯化物(0.26g，0.4mmol)，并在90℃下搅拌了24小时。将反应溶液返回至室温，用氯仿提取之后，用无水硫酸镁进行了干燥。蒸馏溶剂，并通过硅胶管柱色谱法纯化，从而获得了4.5g(12mmol，产率80％)的白色固体的化合物g。
MS(ASAP):373(M+H+).Calcd for C26H32N2:372.
在氮气流下，向化合物g(5.00g，13.4mmol)、3-溴菲-9,10-二酮(3.85g，13.4mmol)的混合物中加入乙酸(200mL)，并在130℃下搅拌了24小时。将反应溶液返回至室温，加入甲醇并进行了过滤。用甲醇、氯仿清洗粗产物，从而获得了白色黄色固体的化合物h(7.5g，12mmol，产率90％)。
MS(ASAP):623(M+H+).Calcd for C40H35BrN2:622.
在氮气流下，向化合物h(3.8g，6.1mmol)，化合物f(2.0g，6.7mmol)的甲苯(160mL)溶液中加入三-叔丁基磷四氟硼酸盐(0.56g，1.2mmol)、碳酸铯(4.0g，12mmol)及三(二亚苄基丙酮)二钯(0)(0.56g，0.61mmol)，并在120℃下搅拌了15小时。将反应溶液返回至室温，用氯仿提取之后，用无水硫酸镁进行了干燥。蒸馏溶剂，并通过硅胶管柱色谱法(己烷:甲苯＝3:7)纯化，从而获得了黄色固体的化合物i(1.0g、1.2mmol，产率19％)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ9.390(dd,J＝7.2Hz,3.2Hz,2H),9.187(d,J＝8.8Hz,1H),8.418(s,1H),8.335-8.300(m,3H),8.030(s,1H),7.903(dd,J＝8.0Hz,1.2Hz,1H),7.760-7.718(m,3H),7.695(dd,J＝8.0Hz,1.2Hz,1H),7.557(td,J＝8.8Hz,1.6Hz,1H),7.450(d,J＝7.6Hz,1H),7.331-7.212(m,13H),5.705(s,1H),1.334(s,18H).
MS(ASAP):844.30(M+H+).Calcd for C59H46FN5:843.37.
ASAP MS光谱分析:C59H46FN5:理论值843.37,观测值844.30[M+H+]
将50mL的N,N-二甲基甲酰胺中的NaH(28mg，0.69mmol)与化合物i(0.53g，0.63mmol)的混合物在150℃下搅拌了15小时。将该混合物返回至室温，加入水进行淬灭，过滤所析出的固体，并进行了甲醇清洗。通过硅胶管柱色谱法纯化该所获得的固体，从而获得了化合物3054(0.45g、0.55mmol，产率87％)。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ9.725(d,J＝8.0Hz,1H),9.484(d,J＝8.8Hz,1H),8.635(s,1H),8.524(d,J＝9.2Hz,1H),8.418(d,J＝3.2Hz,2H),8.353(s,1H),8.084(d,J＝9.2Hz,1H),7.833-7.755(m,4H),7.722(d,J＝8.4Hz,1H),7.336(d,J＝8.4Hz,4H),7.275-7.259(m,5H),6.902-6.746(m,3H),6.304(d,J＝8.4Hz,1H),5.946(d,J＝7.6Hz,1H),1.352(s,18H).
MS(ASAP):824.52(M+H+).Calcd for C59H45N5:823.37.
(合成例2)化合物17254的合成
[化学式32]
在氮气流下，将化合物J(1.83g，5.74mmol)、化合物k(1.85g，5.74mmol)、三乙胺(3.4mL)的乙酸(100mL)及乙醇(25mL)在130℃下搅拌了6小时。将该混合物返回至室温之后，过滤了所析出的固体。对其残留物进行甲醇清洗，从而获得了化合物l(2.25g，3.95mmol、产率70％)。
MS(ASAP):570.Calcd for C36H31BrN2:570.
[化学式33]
在氮气流下，向化合物l(2.0g，3.4mmol)、化合物m(1.2g，3.8mmol)、tBu3PHBF4(0.1g，0.34mmol)、tBuONa(0.8g，6.8mmol)的甲苯(300mL)溶液中加入Pd2dba3(0.16g，0.17mmol)，并整夜进行了加热回流。将其反应溶液返回至室温之后，加入水进行淬灭，并用二氯甲烷提取。通过蒸馏器蒸馏溶剂，并通过硅胶管柱色谱法纯化，从而获得了化合物n(2.2g、2.8mmol、产率82％)。
MS(ASAP):791.Calcd for C55H42FN5:791.
[化学式34]
在氮气流下，向化合物n(2.0g，2.5mmol)的N,N-二甲基甲酰胺(200mL)溶液中加入NaH(0.3g，7.6mmol)，并在150℃下搅拌了2小时。将其反应溶液返回至室温之后，加入水进行淬灭，并过滤了所析出的固体。对其残留物进行甲醇清洗，进一步通过硅胶管柱色谱法纯化，从而获得了化合物17254(0.8g、1.03mmol、产率42％)。
MS(ASAP):771.Calcd for C55H41N5:771.
(实施例2)薄膜的制作和评价
通过真空蒸镀法，在真空度小于1×10-3Pa的条件下在石英基板上蒸镀化合物53，以100nm厚度形成仅由化合物53组成的薄膜，并设为实施例1的纯净薄膜。与此不同，通过真空蒸镀法，在真空度小于1×10-3Pa的条件下从不同的蒸镀源将化合物53和mCBP蒸镀于石英基板上，以100nm的厚度形成化合物53的浓度为20重量％的薄膜，并将其设为实施例1的掺杂薄膜。在实施例1的掺杂薄膜中，在发光峰值波长为594nm下观测到即时荧光和比其更延迟而发光的延迟荧光。延迟荧光的寿命τ2为5.1μ秒钟，确认到具有优异的特性。
使用化合物3054、化合物17254、其他通式(1)所表示的化合物来代替化合物53以获得各纯净薄膜和各掺杂薄膜，从而能够确认特性。通式(1)所表示的化合物在高浓度的掺杂薄膜中实现高的PLQY。因此，通过用于有机发光元件中，能够提供发光效率高且耐久性良好的元件。
(实施例2)有机电致发光元件的制作和评价
通过真空蒸镀法，以真空度1×10-6Pa将各薄膜层叠于形成有由膜厚100nm的铟/氧化锡(ITO)构成的阳极的玻璃衬底上。首先，在ITO上形成10nm厚度的HATCN，在其上形成30nm厚度的NPD。接着，进一步在其上形成10nm厚度的TrisPCz，进一步在其上形成5nm厚度的Host1。接着，将化合物53及Host1分别从不同的蒸镀源进行共蒸镀，从而形成了30nm厚度的发光层。此时，化合物53的浓度设为35重量％。在其上形成10nm厚度的SF3TRZ，将SF3TRZ和Liq从不同的蒸镀源进行共蒸镀而进一步在其上形成30nm厚度。此时，SF3TRZ:Liq(重量比)设为7:3。此外，将Liq形成为2nm的厚度，接着将铝(Al)蒸镀至100nm的厚度，由此形成了阴极。通过以上步骤，制作了实施例1的有机电致发光元件。
并且，使用化合物3054、化合物17254、其他通式(1)所表示的化合物来代替化合物53，并通过相同的步骤来制作各有机电致发光元件，从而能够确认效果。
[化学式35]
符号说明
1-衬底，2-阳极，3-空穴注入层，4-空穴传输层，5-发光层，6-电子传输层，7-阴极。

Claims (15)

1.一种化合物，其由下述通式(1)表示，
通式(1)
[化学式1]
在通式(1)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环，D表示下述通式(2)所表示的基团，A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团，其中，除了取代烷基以外，m为1或2，n为0、1或2，在m为2时，两个D可以相同也可以不同，在n为2时，两个A可以相同也可以不同，R1～R4分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团，R1和R2、R3和R4可以彼此键合而形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代，
通式(2)
[化学式2]
在通式(2)中，R5～R15分别独立地表示氢原子、氘原子或取代基，R5和R6、R6和R7、R8和R9、R9和R10、R10和R11、R11和R12、R12和R13、R13和R14、R14和R15可以彼此键合而形成环状结构，X表示单键、氧原子或硫原子，*表示键合位置。
2.根据权利要求1所述的化合物，其由下述通式(3)表示，
通式(3)
[化学式3]
在通式(3)中，Ar1表示环状结构，并且表示苯环、萘环、蒽环或菲环，D表示所述通式(2)所表示的基团，A表示选自由氰基、苯基、嘧啶基、三唑基及烷基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团，其中，除了取代烷基以外，m为1或2，n为0、1或2，在m为2时，两个D可以相同也可以不同，在n为2时，两个A可以相同也可以不同，Ar2、Ar3可以分别独立地形成选自由苯环、萘环及吡啶环组成的组中的环状结构，所形成的环状结构可以被选自由烷基、芳基、杂芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团取代。
3.根据权利要求1所述的化合物，其具有下述中的任一个骨架，
[化学式4]
上述各骨架可以在通式(1)的范围内具有取代基，但是环与骨架不会进一步稠合。
4.根据权利要求1所述的化合物，其由下述通式(4a)～(4f)中的任一个表示，
[化学式5]
在通式(4a)～(4f)中，R21～R28、R41～R44、R51、R52、R61～R68、R81～R84、R101～R104、R111～R114、R119、R120分别独立地表示氢原子、氘原子、D或A，其中，R21～R28中的1个或2个为D且0～2个为A，R41～R44、R51及R52中的1个或2个为D且0～2个为A，R61～R68中的1个或2个为D且0～2个为A，R81～R84中的1个或2个为D且0～2个为A，R101～R104中的1个或2个为D且0～2个为A，R111～R114、R119及R120中的1个或2个为D且0～2个为A，R29～R36、R45～R50、R69～R72、R85～R92、R105～R110、R115～R118分别独立地表示氢原子、氘原子或选自由烷基、芳基及氰基组成的组中的一个基团或两个以上组合而成的基团。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的化合物，其中，
n为0。
6.一种发光材料，其由权利要求1至5中任一项所述的化合物构成。
7.一种膜，其包含权利要求1至5中任一项所述的化合物。
8.一种有机半导体元件，其包含权利要求1至5中任一项所述的化合物。
9.一种有机发光元件，其包含权利要求1至5中任一项所述的化合物。
10.根据权利要求9所述的有机发光元件，其中，
所述元件具有包含所述化合物的层，所述层还包含主体材料。
11.根据权利要求10所述的有机发光元件，其中，
除了所述主体材料以外，包含所述化合物的层还包含延迟荧光材料，所述延迟荧光材料的最低激发单重态能量低于所述主体材料且高于所述化合物。
12.根据权利要求9所述的有机发光元件，其中，
所述元件具有包含所述化合物的层，所述层还包含具有与所述化合物不同的结构的发光材料。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的有机发光元件，其中，
包含于所述元件中的材料中从所述化合物发射的光量最大。
14.根据权利要求12所述的有机发光元件，其中，
从所述发光材料发射的光量多于从所述化合物发射的光量。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的有机发光元件，其发射延迟荧光。
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