JP2020132636A - 多環芳香族化合物およびその多量体 - Google Patents

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Abstract

【課題】新規な多環芳香族化合物およびそれを用いた有機電界発光素子を提供する。【解決手段】ホウ素原子と窒素原子または酸素原子などで複数の芳香族環を連結した多環芳香族化合物において特定の箇所に縮合構造を持たせた新規な多環芳香族化合物を提供することで、有機ＥＬ素子用材料の選択肢を増やす。また、新規な多環芳香族化合物を有機電界発光素子用材料として用いることで、優れた有機ＥＬ素子を提供する。【選択図】なし

Description

本発明は、多環芳香族化合物およびその多量体（以下、これらをまとめて単に「多環芳香族化合物」ともいう）と、これを用いた有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタおよび有機薄膜太陽電池などの有機デバイス、並びに、表示装置および照明装置に関する。
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、省電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料からなる有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の１つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能（半導体や超電導体となる可能性を有する）を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。
有機ＥＬ素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送／注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。
発光層用材料としては、例えばベンゾフルオレン系化合物などが開発されている（国際公開第2004/061047号公報）。また、正孔輸送材料としては、例えばトリフェニルアミン系化合物などが開発されている（特開2001-172232号公報）。また、電子輸送材料としては、例えばアントラセン系化合物などが開発されている（特開2005-170911号公報）。
また、近年では有機ＥＬ素子や有機薄膜太陽電池に使用する材料としてトリフェニルアミン誘導体を改良した材料も報告されている（国際公開第2012/118164号公報）。この材料は既に実用化されていたＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）を参考にして、トリフェニルアミンを構成する芳香族環同士を連結することでその平面性を高めたことを特徴とする材料である。この文献では例えばＮＯ連結系化合物（６３頁の化合物１）の電荷輸送特性が評価されているが、ＮＯ連結系化合物以外の材料の製造方法については記載されておらず、また、連結する元素が異なれば化合物全体の電子状態が異なるため、ＮＯ連結系化合物以外の材料から得られる特性も未だ知られていない。このような化合物の例は他にも見られる（国際公開第2011/107186号公報）。例えば、三重項励起子のエネルギー（Ｔ１）が大きい共役構造を有する化合物は、より短い波長の燐光を発することができるため、青色の発光層用材料として有益である。また、発光層を挟む電子輸送材料や正孔輸送材料としてもＴ１が大きい新規共役構造を有する化合物が求められている。
有機ＥＬ素子のホスト材料は、一般に、ベンゼンやカルバゾールなどの既存の芳香族環を単結合やリン原子やケイ素原子で複数連結した分子である。これは、比較的共役系の小さな芳香族環を多数連結することで、ホスト材料に必要とされる大きなＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）が担保されるからである。さらに、燐光材料や熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料を用いた有機ＥＬ素子のホスト材料には、高い三重項励起エネルギー（ＥＴ）も必要となるが、分子にドナーあるいはアクセプター性の芳香族環や置換基を連結することで、三重項励起状態（Ｔ１）のＳＯＭＯ１およびＳＯＭＯ２を局在化させ、両軌道間の交換相互作用を小さくすることで、三重項励起エネルギー（ＥＴ）を向上させることが可能となる。しかし、共役系の小さな芳香族環はレドックス安定性が十分ではなく、既存の芳香族環を連結していった分子をホスト材料として用いた素子は寿命が十分ではない。一方、拡張π共役系を有する多環芳香族化合物は、一般に、レドックス安定性は優れているが、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）や三重項励起エネルギー（ＥＴ）が低いため、ホスト材料に不向きと考えられてきた。
また、近年ではホウ素などを中心原子として複数の芳香族環を縮合した化合物も報告されている（国際公開第2015/102118号公報）。この文献では発光層のドーパント材料として当該複数の芳香族環を縮合した化合物を用いた有機ＥＬ素子評価が実施されているが、当該文献には極めて多数の化合物が開示されており、これらの中でも特に発光特性などの有機ＥＬ特性に優れた化合物を検討することは有益である。発光特性としては、基本的には狭い半値幅の発光スペクトル、高い蛍光量子収率、小さい遅延蛍光寿命、大きなエネルギーギャップＥｇおよび小さなΔＥＳＴ等が求められるが、これらのいずれかまたは複数の特性において優れていることが望ましく、総合的に優れた特性を備える場合には熱活性化遅延蛍光材料としての利用が期待される。
国際公開第2004/061047号公報 特開2001-172232号公報 特開2005-170911号公報 国際公開第2012/118164号公報 国際公開第2011/107186号公報 国際公開第2015/102118号公報
上述するように、有機ＥＬ素子に用いられる材料としては種々の材料が開発されているが、発光特性などの有機ＥＬ特性を更に高めたり、発光層用材料などの有機ＥＬ材料の選択肢を増やすために、従来具体的には知られていなかった化合物の開発が望まれている。
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、ホウ素原子と窒素原子または酸素原子などで複数の芳香族環を連結した多環芳香族化合物において特定の箇所に縮合構造を持たせ、分子が形成する平面を広げることにより、さらにこの化合物において特定の位置に置換基を導入して分子が形成する平面を歪ませることにより、優れた有機ＥＬ素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下のような多環芳香族化合物、さらには以下のような多環芳香族化合物を含む有機デバイス材料などを提供する。
なお、本明細書において化学構造や置換基を炭素数で表すことがあるが、化学構造に置換基が置換した場合や、置換基にさらに置換基が置換した場合などにおける炭素数は、化学構造や置換基それぞれの炭素数を意味し、化学構造と置換基の合計の炭素数や、置換基と置換基の合計の炭素数を意味するものではない。例えば、「炭素数Ｘの置換基Ａで置換された炭素数Ｙの置換基Ｂ」とは、「炭素数Ｙの置換基Ｂ」に「炭素数Ｘの置換基Ａ」が置換することを意味し、炭素数Ｙは置換基Ａおよび置換基Ｂの合計の炭素数ではない。また例えば、「置換基Ａで置換された炭素数Ｙの置換基Ｂ」とは、「炭素数Ｙの置換基Ｂ」に「（炭素数限定がない）置換基Ａ」が置換することを意味し、炭素数Ｙは置換基Ａおよび置換基Ｂの合計の炭素数ではない。
項１．
下記一般式（１）で表される多環芳香族化合物、または下記一般式（１）で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体。
Figure 2020132636
 （上記式（１）中、
ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は「−Ｎ＝」に置き換わっていてもよく、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝Ｃ（−Ｒ）−」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は、「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わっていてもよく、前記「−Ｎ（−Ｒ）−」のＲは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２または＞Ｎ−Ｒであり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲのＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
一般式（１）で表される化合物および構造における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。）
項２．
（上記式（１）中、
ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は「−Ｎ＝」に置き換わっていてもよく、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝Ｃ（−Ｒ）−」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は、「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わっていてもよく、前記「−Ｎ（−Ｒ）−」のＲは、炭素数６〜１２のアリール、炭素数１〜６のアルキル、または炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共に炭素数９〜１６のアリール環または炭素数６〜１５のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２または＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２および＞Ｓｉ（−Ｒ）２のＲは、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
一般式（１）で表される化合物および構造における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
項１に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項３．
Ｌが、単結合、＞Ｏまたは＞Ｎ−Ｒである、項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項４．
Ｌが単結合である、項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項５．
Ｘが＞Ｏであり、Ｌが単結合である、項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項６．
Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数６〜１０のアリールまたは炭素数２〜１０のヘテロアリールであり、他方が、水素、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数６〜１０のアリールまたは炭素数２〜１０のヘテロアリールである、項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
また、Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルであり、他方が、水素、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルである、項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
また、Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、メチル、ｔ−ブチルまたはフェニルであり、他方が、水素、メチル、ｔ−ブチルまたはフェニルである、項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
また、Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、メチルまたはｔ−ブチルであり、他方が水素またはメチルである、項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項７．
Ｒ７およびＲ８のうち、一方がメチルであり、他方が水素である、項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
項８．
下記いずれかの式で表される、項１に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
Figure 2020132636
 （上記各式中の「Ｍｅ」はメチル基である。）
項９．
項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体に反応性置換基が置換した、反応性化合物。
項１０．
項９に記載する反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、または、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体。
項１１．
主鎖型高分子に項９に記載する反応性化合物を置換させたペンダント型高分子化合物、または、当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体。
項１２．
項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体を含有する、有機デバイス用材料。
項１３．
項９に記載する反応性化合物を含有する、有機デバイス用材料。
項１４．
項１０に記載する高分子化合物または高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。
項１５．
項１１に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。
項１６．
前記有機デバイス用材料は、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、項１２〜１５のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
項１７．
前記有機電界発光素子用材料が発光層用材料である、項１６に記載する有機デバイス用材料。
項１８．
項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
項１９．
項９に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
項２０．
主鎖型高分子と、項９に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
項２１．
項１０に記載する高分子化合物または高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
項２２．
項１１に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
項２３．
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物もしくはその多量体、項９に記載する反応性化合物、項１０に記載する高分子化合物もしくは高分子架橋体、または、項１１に記載するペンダント型高分子化合物もしくはペンダント型高分子架橋体を含有する有機層とを有する、有機電界発光素子。
項２４．
前記有機層が発光層である、項２３に記載する有機電界発光素子。
項２５．
前記発光層はさらに、下記一般式（Ｈ１）で表される化合物、下記一般式（Ｈ２）で表される化合物、下記一般式（Ｈ３）で表される化合物、下記一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物、下記一般式（Ｈ５）で表される化合物、および、ＴＡＤＦ材料からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、項２４に記載の有機電界発光素子。
Figure 2020132636
 （上記一般式（Ｈ１）中、Ｌ１は炭素数６〜３０のアリーレンまたは炭素数２〜３０のヘテロアリーレンであり、
上記一般式（Ｈ２）中、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、炭素数６〜３０のアリールまたは炭素数２〜３０のヘテロアリールであり、
上記一般式（Ｈ３）中、ＭＵは芳香族化合物から任意の２つの水素原子を除いて表される２価の基、ＥＣは芳香族化合物から任意の１つの水素原子を除いて表される１価の基であり、ＭＵ中の２つの水素がＥＣまたはＭＵと置換され、ｋは２〜５００００の整数であり、
上記一般式（Ｈ４）中、Ｇは＝Ｃ（−Ｈ）−または＝Ｎ−であり、前記＝Ｃ（−Ｈ）−中のＨは置換基または他の式（Ｈ４）で表される構造で置換されていてもよく、
上記一般式（Ｈ５）中、
Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
上記各式で表される化合物または構造における少なくとも１つの水素は、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。）
項２６．
前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つを有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、ＢＯ系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、項２４または２５に記載する有機電界発光素子。
項２７．
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つが、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、項２６に記載の有機電界発光素子。
項２８．
正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層のうちの少なくとも１つの層が、各層を形成し得る低分子化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくは、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体、または、各層を形成し得る低分子化合物を主鎖型高分子と反応させたペンダント型高分子化合物、もしくは、当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体を含む、項２３〜２７のいずれかに記載する有機電界発光素子。
項２９．
項２３〜２８のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
本発明の好ましい態様によれば、従来具体的には知られていなかった、一般式（１）で表される多環芳香族化合物により、発光特性などの有機ＥＬ特性を更に高めたり、発光層用材料などの有機ＥＬ材料の選択肢を増やすことができる。この発光特性としては、具体的には発光スペクトルの半値幅、蛍光量子収率、遅延蛍光寿命、エネルギーギャップＥｇおよびΔＥＳＴ等が挙げられ、本発明の好ましい態様によれば、これらのいずれかまたは複数の特性において優れた効果が得られ、総合的に優れた特性を備える場合は熱活性化遅延蛍光材料としての利用が期待できる。
本実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。
１．一般式（１）で表される多環芳香族化合物およびその多量体
本発明は、下記一般式（１）で表される多環芳香族化合物、または下記一般式（１）で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
Figure 2020132636
例えば有機ＥＬディスプレイ用の発光材料としては、蛍光材料、りん光材料、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料の３種類が利用されているが、蛍光材料は、発光効率が低く、およそ２５〜６２．５％程度である。一方、りん光材料とＴＡＤＦ材料は、発光効率が１００％に達する場合もあるが、いずれも色純度が低い（発光スペクトルの幅が広い）という問題がある。ディスプレイでは、光の三原色である赤・緑・青色の発光を混合することによりさまざまな色を表現しているが、それぞれの色純度が低いと、再現できない色ができてしまい、ディスプレイの画質が大きく低下する。そこで、市販のディスプレイでは、発光スペクトルから不必要な色を光学フィルターで除去することにより、色純度を高めてから（スペクトル幅を狭くしてから）使用している。したがって、元々のスペクトル幅が広いと除去する割合が増えるために、発光効率が高い場合でも、実質的な効率は大きく低下する。例えば、市販のスマートフォンの青色の発光スペクトルの半値幅は、およそ２０〜２５ｎｍ程度であるが、一般的な蛍光材料の半値幅は４０〜６０ｎｍ程度、りん光材料は６０〜９０ｎｍ程度、ＴＡＤＦ材料だと７０〜１００ｎｍ程度である。蛍光材料を用いた場合は半値幅が比較的狭いため不要な色を一部除去するだけで足りるが、りん光材料やＴＡＤＦ材料を用いた場合は半分以上除去する必要がある。このような背景から、発光効率と色純度の両方を兼ね備えた発光材料の開発が望まれていた。
一般にＴＡＤＦ材料は、ドナーと呼ばれる電子供与性の置換基とアクセプターと呼ばれる電子受容性の置換基を用いて分子内のＨＯＭＯとＬＵＭＯを局在化させて、効率的な逆項間交差（reverse intersystem crossing）が起きるようにデザインされているが、ドナーやアクセプターを用いると励起状態での構造緩和が大きくなり（ある分子においては、基底状態と励起状態では安定構造が異なるため、外部刺激により基底状態から励起状態への変換が起きると、その後、励起状態における安定構造へと構造が変化する）、色純度が低い幅広な発光スペクトルを与えることになる。
そこで、特許文献６（国際公開第2015/102118号公報）では、ＴＡＤＦ材料の色純度を飛躍的に向上させる新たな分子設計を提案している。当該文献に開示された例えば化合物（１−４０１）では、ホウ素（電子受容性）と窒素（電子供与性）の多重共鳴効果を利用することで、６つの炭素からなるベンゼン環上の３つの炭素（黒丸）にＨＯＭＯを、残りの３つの炭素（白丸）にＬＵＭＯを局在化させることに成功している。この効率的な逆項間交差により、当該化合物の発光効率は最大で１００％に達する。さらに、化合物（１−４０１）のホウ素と窒素はＨＯＭＯとＬＵＭＯを局在化させるだけではなく、３つのベンゼン環を縮環させることにより堅牢な平面構造を維持し、励起状態での構造緩和を抑制するという役割も担っており、結果として吸収および発光のピークのストークスシフトが小さい、色純度の高い発光スペクトルを得ることにも成功している。その発光スペクトルの半値幅は２８ｎｍであり、実用化されている高色純度の蛍光材料をも凌駕するレベルの色純度を示している。また、二量体化合物（１−４２２）では、２つのホウ素と２つの窒素が中央のベンゼン環に結合することで、中央のベンゼン環においてさらに多重共鳴効果を増強させており、その結果、極めて狭い発光ピーク幅を有する発光が可能となっている。
Figure 2020132636
一方、化合物（１−４０１）は、励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーのエネルギー差であるΔＥＳＴは比較的小さいが、平面性が高くスピン軌道相互作用（Spin-Orbit Coupling: SOC）が小さいために、遅延蛍光寿命（Ｔａｕ（Ｄｅｌａｙ））が長く、熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を利用した有機電界発光素子の発光材料として利用した場合に効率が低く、あるいはロールオフが大きくなるという課題があった。
また、二量体化合物（１−４２２）では、分子の平面性が高く共鳴が広くなったため発光波長が長くなり、実用的な青色の波長からは離れ、また、高い平面性のため分子間スタッキングが誘起されたためか、発光素子における効率も十分満足できるほどではないという課題も生まれた。
そこで我々は鋭意研究の結果、（ｉ）多重共鳴効果を調節する元素を適切な位置に導入し、（ｉｉ）分子の平面性を増加させるために芳香族環を架橋し、（ｉｉｉ）分子を歪ませて平面性を減少させるために適切な位置に置換基を導入するという、３つのアプローチを適切に組み合わせることで、化合物において、発光波長および発光スペクトルの半値幅の調整、高い発光効率および短い遅延蛍光寿命を実現し、素子において、適切な発光波長および発光スペクトルの半値幅、高い素子効率および小さいロールオフを実現した。
さらに具体的に言えば、ＴＴＦまたはＴＡＦを利用した有機電界発光素子のエミッターには、スペクトル半値幅がより狭く色純度の高い発光や、高い発光効率およびホストに比べて高い三重項エネルギーが必要であり、上記（ｉ）および（ｉｉ）に加えて共役長を伸長することで目的が達成される。ＴＡＤＦを利用した有機電界発光素子のエミッターには、スペクトル半値幅がより狭く色純度の高い発光や、高い発光効率および高い三重項エネルギーが必要であり、上記（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）を適用することで目的が達成される。
前述の（ｉ）に関しては、具体的には、本発明の一般式（１）で表される多環芳香族化合物は、Ｘとして＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２または＞Ｓｉ（−Ｒ）２を有するが、Ｘに導入される元素の電気陰性度により、分子の多重共鳴効果が影響を受ける。例えば、Ｘに＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｃ（−Ｒ）２を導入すれば、＞Ｎ−Ｒの導入に比べて、一般的には発光波長は短くなり、発光スペクトルの半値幅は太くなる。
前述の（ｉｉ）に関しては、具体的には、本発明の一般式（１）で表される多環芳香族化合物は、ａ環およびｄ環を連結する連結基Ｌを有する。Ｌの導入により共役が延び、分子の平面性が増加する。それにより基底状態と励起状態の軌道の重なりが大きくなり遷移確率が増加し発光効率が高くなる。一方で、共役が延びることは発光波長の長波長化につながる。加えて、三重項エネルギーが若干低下するために素子駆動時に三重項エネルギーに起因する劣化が減少しＴＴＦを利用した有機電界発光素子において長寿命が得られる。また、ａ環、ｄ環および連結基Ｌを含んで形成される縮合環は、Ｌの種類により平面性および柔軟性が変化し、平面性が高ければ発光効率の向上が期待される一方で発光波長が長波長化する場合があり、柔軟性が高ければ分子間スタッキングの低減が得られる一方で発光スペクトルの半値幅が太くなる場合がある。それぞれの連結基Ｌを導入した場合の発光波長については、Ｌはａ環の多重共鳴効果を崩す位置に置換されているために、電気陰性度が炭素に近い化合物の方が発光波長は短くなる。
前述の（ｉｉｉ）に関しては、具体的には、Ｒ７またはＲ８の置換基を調整する。特定の置換基の導入により分子が歪み、それにともなって、一重項および三重項の軌道も共に歪む。この軌道の歪みはより大きなスピン軌道相互作用につながり、スピン軌道相互作用が大きいほどはＴＡＤＦが起きやすい。三重項から一重項（または一重項から三重項）への遷移は電子スピンの反転を伴うが、エネルギー保存の法則と角運動量保存の法則より遷移する軌道間に電子スピンと同じ軌道角運動量の変化が必要である。置換基により誘起される分子と軌道の歪みは、遷移の際により大きな軌道角運動量の生成に繋がり、それによってより大きな磁気モーメントが誘起され、より大きなスピン軌道相互作用（スピン軌道結合とも言う）が生じる。また、分子の大きな歪みにより平面性が低下するため、分子間スタッキングの低減にもつながる。
これら（ｉ）〜（ｉｉｉ）のアプローチを組み合わせた結果、化合物において、発光波長および発光スペクトルの半値幅の調整、高い発光効率および短い遅延蛍光寿命の実現、ならびに、素子において、適切な発光波長および発光スペクトルの半値幅、高い素子効率および小さいロールオフの実現が可能となった。ただし、本発明の多環芳香族化合物の効果は、上記原理に拘束されるわけではない。
上記一般式（１）では、
Ｒ２〜Ｒ１５（以降、「Ｒ２等」ともいう）は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）であり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、
Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２または＞Ｎ−Ｒであり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲのＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）であり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、
Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）であり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、そして、
一般式（１）で表される化合物および構造における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
Ｒ２等の「アリール」（第１置換基）は、例えば、炭素数６〜３０のアリールであり、炭素数６〜２０のアリールが好ましく、炭素数６〜１６のアリールがより好ましく、炭素数６〜１２のアリールがさらに好ましく、炭素数６〜１０のアリールが特に好ましい。
具体的なアリールとしては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル（ｍ−テルフェニリル、ｏ−テルフェニリル、ｐ−テルフェニリル）、縮合三環系である、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
Ｒ２等の「ヘテロアリール」（第１置換基）は、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリールであり、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールは、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などである。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェナザシリニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾホスホリル、ジベンゾホスホリル、ベンゾホスホールオキシド環の１価の基、ジベンゾホスホールオキシド環の１価の基、フラザニル、チアントレニル、インドロカルバゾリル、ベンゾインドロカルバゾリルおよびベンゾベンゾインドロカルバゾリルなどが挙げられる。
Ｒ２等の「ジアリールアミノ」（第１置換基）中の「アリール」、「ジヘテロアリールアミノ」（第１置換基）中の「ヘテロアリール」、「アリールヘテロアリールアミノ」（第１置換基）中の「アリール」および「ヘテロアリール」、ならびに「アリールオキシ」（第１置換基）中の「アリール」としては、上述したアリールおよびヘテロアリールの説明を引用できる。
Ｒ２等の「アルキル」（第１置換基）は、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキルまたは炭素数３〜２４の分岐鎖アルキルである。炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）が好ましく、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）がより好ましく、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分岐鎖アルキル）がさらに好ましく、炭素数１〜５のアルキル（炭素数３〜５の分岐鎖アルキル）や炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）が特に好ましい。
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル（ｔ−アミル）、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル（１，１，３，３−テトラメチルブチル）、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、１−ヘキシルヘプチル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどが挙げられる。
また、例えば、１−エチル−１−メチルプロピル、１，１−ジエチルプロピル、１，１−ジメチルブチル、１−エチル−１−メチルブチル、１，１，４−トリメチルペンチル、１，１，２−トリメチルプロピル、１，１−ジメチルオクチル、１，１−ジメチルペンチル、１，１−ジメチルヘプチル、１，１，５−トリメチルヘキシル、１−エチル−１−メチルヘキシル、１−エチル−１，３−ジメチルブチル、１，１，２，２−テトラメチルプロピル、１−ブチル−１−メチルペンチル、１，１−ジエチルブチル、１−エチル−１−メチルペンチル、１，１，３−トリメチルブチル、１−プロピル−１−メチルペンチル、１，１，２−トリメチルプロピル、１−エチル−１，２，２−トリメチルプロピル、１−プロピル−１−メチルブチル、１，１−ジメチルヘキシルなどもあげられる。
Ｒ２等の「シクロアルキル」（第１置換基）としては、炭素数３〜２４のシクロアルキル、炭素数３〜２０のシクロアルキル、炭素数３〜１６のシクロアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル、炭素数５のシクロアルキルなどが挙げられる。
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数１〜４のアルキル（特にメチル）置換体や、ビシクロ［１．０．１］ブチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．０．１］ペンチル、ビシクロ［１．２．１］ヘキシル、ビシクロ［３．０．１］ヘキシル、ビシクロ［２．１．２］ヘプチル、ビシクロ［２．２．２］オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。
Ｒ２等の「アルコキシ」（第１置換基）は、例えば、炭素数１〜２４の直鎖または炭素数３〜２４の分岐鎖のアルコキシである。炭素数１〜１８のアルコキシ（炭素数３〜１８の分岐鎖のアルコキシ）が好ましく、炭素数１〜１２のアルコキシ（炭素数３〜１２の分岐鎖のアルコキシ）がより好ましく、炭素数１〜６のアルコキシ（炭素数３〜６の分岐鎖のアルコキシ）がさらに好ましく、炭素数１〜５のアルコキシ（炭素数３〜５の分岐鎖のアルコキシ）や炭素数１〜４のアルコキシ（炭素数３〜４の分岐鎖のアルコキシ）が特に好ましい。
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、イソブトキシ、ｓ−ブトキシ、ｔ−ブトキシ、ｔ−アミルオキシ、ｎ−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、ｔ−ペンチルオキシ、ｎ−ヘキシルオキシ、１−メチルペンチルオキシ、３，３−ジメチルブトキシ、２−エチルブトキシ、ｎ−ヘプチルオキシ、１−メチルヘキシルオキシ、ｎ−オクチルオキシ、ｔ−オクチルオキシ、１−メチルヘプチルオキシ、２−エチルヘキシルオキシ、２−プロピルペンチルオキシ、ｎ−ノニルオキシ、２，２−ジメチルヘプチルオキシ、２，６−ジメチル−４−ヘプチルオキシ、３，５，５−トリメチルヘキシルオキシ、ｎ−デシルオキシ、ｎ−ウンデシルオキシ、１−メチルデシルオキシ、ｎ−ドデシルオキシ、ｎ−トリデシルオキシ、１−ヘキシルヘプチルオキシ、ｎ−テトラデシルオキシ、ｎ−ペンタデシルオキシ、ｎ−ヘキサデシルオキシ、ｎ−ヘプタデシルオキシ、ｎ−オクタデシルオキシ、ｎ−エイコシルオキシなどが挙げられる。
Ｒ２等の「ジアリールボリル」（第１置換基）中の「アリール」としては、上述したアリールの説明を引用できる。また、この２つのアリールは単結合または連結基（例えば＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｎ−Ｒ）を介して結合していてもよい。ここで、＞Ｃ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲのＲは、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）であり、当該第１置換基にはさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）が置換していてもよく、これらの基の具体例としては、上述した第１置換基としてのアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシの説明を引用できる。
Ｒ２等（第１置換基）にさらに置換するアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）としては、上述した第１置換基としてのアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルの説明を引用できる。
具体的には、Ｒ２等（第１置換基）の構造の立体障害性、電子供与性および電子吸引性により発光波長を調整することができ、好ましくは以下の構造式で表される基であり、より好ましくは、メチル、ｔ−ブチル、ｔ−アミル、ｔ−オクチル、フェニル、ｏ−トリル、ｐ−トリル、２，４−キシリル、２，５−キシリル、２，６−キシリル、２，４，６−メシチル、ジフェニルアミノ、ジ−ｐ−トリルアミノ、ビス（ｐ−（ｔ−ブチル）フェニル）アミノ、カルバゾリル、３，６−ジメチルカルバゾリル、３，６−ジ−ｔ−ブチルカルバゾリルおよびフェノキシであり、さらに好ましくは、メチル、ｔ−ブチル、ｔ−アミル、ｔ−オクチル、フェニル、ｏ−トリル、２，６−キシリル、２，４，６−メシチル、ジフェニルアミノ、ジ−ｐ−トリルアミノ、ビス（ｐ−（ｔ−ブチル）フェニル）アミノ、カルバゾリル、３，６−ジメチルカルバゾリルおよび３，６−ジ−ｔ−ブチルカルバゾリルである。合成の容易さの観点からは、立体障害が大きい方が選択的な合成のために好ましく、具体的には、ｔ−ブチル、ｔ−アミル、ｔ−オクチル、ｏ−トリル、ｐ−トリル、２，４−キシリル、２，５−キシリル、２，６−キシリル、２，４，６−メシチル、ジ−ｐ−トリルアミノ、ビス（ｐ−（ｔ−ブチル）フェニル）アミノ、３，６−ジメチルカルバゾリルおよび３，６−ジ−ｔ−ブチルカルバゾリルが好ましい。
下記構造式において、「Ｍｅ」はメチル、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル、「ｔＡｍ」はｔ−アミル、「ｔＯｃｔ」はｔ−オクチルを表し、＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
また、特に、ｂ環のＲ７とｃ環のＲ８については、合成の観点から、少なくとも１つは水素であることが好ましく、共に水素であることがより好ましい。また、発光効率の観点から言えば、分子平面性の歪みが少ない方が高い発光効率が得られ、ｂ環のＲ７とｃ環のＲ８については、共に水素であることが好ましい。
一般式（１）におけるＲ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士は結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、一般式（１）で表される多環芳香族化合物は、ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における置換基の相互の結合形態によって、下記一般式（１−１）、一般式（１−２）および一般式（１−３）に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。各式中の符号の定義は一般式（１）の定義と同じである。
Figure 2020132636
式（１−１）〜式（１−３）中のａ’環、ｂ’環、ｃ’環およびｄ’環は、置換基Ｒ２およびＲ３、置換基Ｒ４〜Ｒ７、置換基Ｒ８〜Ｒ１１ならびに置換基Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す（ａ環、ｂ環、ｃ環またはｄ環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる）。なお、式では示してはいないが、ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の全てがａ’環、ｂ’環、ｃ’環およびｄ’環に変化した化合物など、その他の組み合わせもある。また、式（１−１）〜式（１−３）から分かるように、例えば、ａ環のＲ３とｂ環のＲ４、ｂ環のＲ７とｃ環のＲ８、ｃ環のＲ１１とｄ環のＲ１２、ｄ環のＲ１５とａ環のＲ２などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。
形成された「アリール環」（ａ’環、ｂ’環、ｃ’環またはｄ’環）または「ヘテロアリール環」（ａ’環、ｂ’環、ｃ’環またはｄ’環）は、上述した第１置換基としてのアリールまたはヘテロアリールの、無価の環である。ただし、ａ’環（ｂ’環、ｃ’環またはｄ’環）の一部を構成するａ環（ｂ環、ｃ環またはｄ環）がすでに炭素数６のベンゼン環であるため、「アリール環」については当該ベンゼン環に５員環が縮合した縮合環の合計炭素数９が下限の炭素数となり、「ヘテロアリール環」については当該ベンゼン環に５員環が縮合した縮合環の合計炭素数６が下限の炭素数となる。
式（１−１）〜式（１−３）のいずれかで表される化合物は、例えばａ環（ｂ環、ｃ環またはｄ環）であるベンゼン環に対して例えばベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されるａ’環（ｂ’環、ｃ’環またはｄ’環）を有する化合物であり、形成された縮合環ａ’（縮合環ｂ’、縮合環ｃ’または縮合環ｄ’）はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。
形成されたアリール環またはヘテロアリール環に置換する、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）、また、当該第１置換基にさらに置換するアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）としては、上述したＲ２等（第１置換基）としてのアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシの説明を引用できる。
式（１）中、ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は「−Ｎ＝」に置き換わっていてもよい。
Figure 2020132636
 以上に示すように、例えばｃ環における「−Ｃ（−Ｒ１０）＝」の箇所が「−Ｎ＝」に置き換わってもよく、このようにして、式（１）でベンゼン環として表示されるｃ環は、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、その他の含窒素ヘテロアリール環に変化してもよい。また、ｃ環上に隣接する基が存在する場合（上記式中ではＲ８およびＲ９）には、これらが結合してｃ環と共にヘテロアリール環（上記式中ではキノリン環）を形成し、形成された環がさらに置換されていてもよい（ｎ個のＲで示す）ことは、上述したとおりである。
その他、以下のような変形例もある。
Figure 2020132636
 その他の箇所が「−Ｎ＝」に置き換わった場合や、ａ環、ｂ環またはｄ環が変化した場合についても同じである。
式（１）中、ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝Ｃ（−Ｒ）−」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は、「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わっていてもよく、前記「−Ｎ（−Ｒ）−」のＲは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルである。なお、これらのアリール、アルキルおよびシクロアルキルの詳細については、上述したＲ２等（第１置換基）としてのアリール、アルキルおよびシクロアルキルの説明を引用できる。
Figure 2020132636
 以上に示すように、例えばｃ環における「−Ｃ（−Ｒ８）＝Ｃ（−Ｒ９）−」の箇所が「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わってもよく、このようにして、式（１）でベンゼン環として表示されるｃ環は、Ｒ置換のピロール環、フラン環、チオフェン環、その他の含窒素・酸素・硫黄ヘテロアリール環に変化してもよい。また、ｃ環上に隣接する基が存在する場合（上記式中ではＲ１０およびＲ１１）には、これらが結合してｃ環と共にヘテロアリール環（上記式中ではＲ置換のインドール環、ベンゾフラン環、またはベンゾチオフェン環）を形成し、形成された環がさらに置換されていてもよい（ｎ個のＲで示す）ことは、上述したとおりである。
その他、以下のような変形例もある。
Figure 2020132636
 その他の箇所が「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わった場合や、ａ環、ｂ環またはｄ環が変化した場合についても同じである。
なお、上記式（１−１）、式（１−２）および式（１−３）の説明では、ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環をベンゼン環として説明したが、ａ環〜ｄ環が、含窒素ヘテロアリール環（６員環または５員環）または含酸素・硫黄ヘテロアリール環（５員環）に変化した場合についても同じである。
一般式（１）におけるＸは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２または＞Ｎ−Ｒであり、特に、発光波長が短く深い青色発光が可能であるという点で＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｃ（−Ｒ）２が好ましく、＞Ｏまたは＞Ｃ（−Ｒ）２がより好ましい。一方で、発光波長が長く緑色発光が可能であるという点では＞Ｎ−Ｒが好ましい。
Ｘとしての＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲのＲである、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）、また、当該第１置換基にさらに置換するアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）としては、上述したＲ２等（第１置換基）としてのアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシの説明を引用できる。
一般式（１）におけるＬは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｎ−Ｒが好ましく、単結合または＞Ｏがより好ましく、単結合がさらに好ましい。
Ｌとしての＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２のＲである、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ（以上、第１置換基）、また、当該第１置換基にさらに置換するアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）としては、上述したＲ２等（第１置換基）としてのアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシの説明を引用できる。
また、本発明は、一般式（１）で表される単位構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。多量体は、２〜６量体が好ましく、２〜３量体がより好ましく、２量体が特に好ましい。多量体は、１つの化合物の中に上記単位構造を複数有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数１〜３のアルキレン基（例えばメチレン基）、フェニレン基、ナフチレン基などの連結基で複数結合した形態（連結型多量体）に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環（ａ環、ｂ環、ｃ環またはｄ環）を複数の単位構造で共有するようにして結合した形態（環共有型多量体）であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環（ａ環、ｂ環、ｃ環またはｄ環）同士が縮合するようにして結合した形態（環縮合型多量体）であってもよい。
このような多量体としては、例えば、下記一般式（１−４）、式（１−５）、式（１−６）または式（１−７）で表される多量体が挙げられる。下記式（１−４）、式（１−５）または式（１−６）で表される多量体は、一般式（１）で説明すれば、ｃ環、ｂ環またはｄ環であるベンゼン環を共有するようにして、複数（下記構造式では２つ）の一般式（１）で表される単位構造を１つの化合物中に有する多量体（環共有型多量体）である。また、下記式（１−７）で表される多量体は、一般式（１）で説明すれば、例えばある単位構造のａ環（ｂ環、ｃ環またはｄ環）であるベンゼン環と、ある単位構造のａ環（ｂ環、ｃ環またはｄ環）であるベンゼン環とが縮合するようにして、複数（下記構造式では２つの）の一般式（１）で表される単位構造を１つの化合物中に有する多量体（環縮合型多量体）である。各式中の符号の定義は一般式（１）の定義と同じである。
Figure 2020132636
多量体において、単位構造同士が共有し合う環上で、（１）ホウ素原子（Ｂ）が互いにｍ位で、かつ、ｃ環およびｄ環を連結する窒素原子（Ｎ）同士が互いにｍ位になるように形成される多量体（上記式（１−４）の例）、ホウ素原子（Ｂ）が互いにｍ位で、かつ、Ｘ原子同士が互いにｍ位になるように形成される多量体（上記式（１−５）の例）、または、ホウ素原子（Ｂ）が互いにｍ位で、かつ、ｃ環およびｄ環を連結する窒素原子（Ｎ）およびＸ原子同士が互いにｍ位になるように形成される多量体が好ましく、より好ましいのは、（１）ホウ素原子（Ｂ）が互いにｍ位で、かつ、ｃ環およびｄ環を連結する窒素原子（Ｎ）同士が互いにｍ位になるように形成される多量体（上記式（１−４）の例）である。
多量体は、式（１−４）、式（１−５）または式（１−６）で表現される多量化形態と、式（１−７）で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよい。
また、一般式（１）で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の水素は、その全てまたは一部がシアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。例えば、一般式（１）においては、ａ環、ｂ環、ｃ環、ｄ環、これらの環への置換基、ならびに、Ｘが＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲであるときのＲ（＝アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ）、Ｌが＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２であるときのＲ（＝アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ）における水素がシアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されうる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であり、好ましくはフッ素、塩素または臭素、より好ましくはフッ素である。
上記一般式（１）では、Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数６〜１０のアリールまたは炭素数２〜１０のヘテロアリールであり、他方が、水素、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数６〜１０のアリールまたは炭素数２〜１０のヘテロアリールであることが好ましい。また、この場合、ｂ環のＲ７およびｃ環のＲ８は隣接する基と結合することはなく、上述した「形成されたアリール環またはヘテロアリール環」の一部を構成することはない。また、前記「一方」はＲ７であり、前記「他方」はＲ８であることが好ましい。このＲ７およびＲ８の特徴については、後に置換基群Ｚとしても詳細に説明する。
Ｒ７およびＲ８のハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。重原子効果によるスピン軌道相互作用の増大の観点からは、分子量の大きなハロゲンが好ましく、塩素、臭素およびヨウ素が好ましく、塩素および臭素がより好ましく、ヨウ素がさらに好ましい。電気陰性度の高い元素の導入によりＨＯＭＯ／ＬＵＭＯ軌道を深くする観点からは、電気陰性度の大きな元素が好ましく、フッ素、塩素および臭素が好ましく、フッ素および塩素がより好ましく、フッ素がさらに好ましい。
Ｒ７およびＲ８の炭素数１〜６のアルキルは、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、炭素数１〜５のアルキル（炭素数３〜５の分岐鎖アルキル）や炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）が好ましい。具体的には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチルなどであり、メチルまたはｔ−ブチルがより好ましく、メチルがさらに好ましい。
Ｒ７およびＲ８の炭素数３〜１４のシクロアルキルは、炭素数５〜１０のシクロアルキルが好ましい。具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数１〜４のアルキル（特にメチル）置換体や、ビシクロ［１．０．１］ブチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．０．１］ペンチル、ビシクロ［１．２．１］ヘキシル、ビシクロ［３．０．１］ヘキシル、ビシクロ［２．１．２］ヘプチル、ビシクロ［２．２．２］オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。
Ｒ７およびＲ８の炭素数６〜１０のアリールは、具体的にはフェニルまたはナフチルであり、フェニルが好ましい。
Ｒ７およびＲ８の炭素数２〜１０のヘテロアリールは、具体的にはピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、フラザニルなどであり、これらの中でも６員環または５員環の一環構造の基が好ましい。
Ｒ７およびＲ８の組み合わせについては、Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、ハロゲン、炭素数１〜５のアルキルや炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルであり、かつ、他方が、水素、炭素数１〜５のアルキルや炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルであることが好ましく、Ｒ７およびＲ８の分子量の和が小さい方が好ましい。また、一方が、メチル、ｔ−ブチルまたはフェニルであり、かつ、他方が、水素、メチル、ｔ−ブチルまたはフェニルであることがより好ましい。また、一方が、メチルまたはｔ−ブチルであり、かつ、他方が水素またはメチルであることがさらに好ましい。また、一方がメチルであり、かつ、他方が水素またはメチルであることが特に好ましい。また、一方がメチルであり、かつ、他方が水素であることが最も好ましい。また、前記「一方」はＲ７であり、前記「他方」はＲ８であることが好ましい。
一般式（１）の化合物の合成の観点からは、Ｒ７の対称位置にあるＲ５が水素以外の基であることが好ましく、Ｒ７およびＲ５が同じ基であることがより好ましい。また同様に、Ｒ８が水素以外の基である場合、Ｒ８の対称位置にあるＲ１０も水素以外の基であることが好ましく、Ｒ８およびＲ１０が同じ基であることがより好ましい。
また、本発明に係る多環芳香族化合物およびその多量体は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などが挙げられる。特に、有機電界発光素子においては、発光層のドーパント材料またはホスト材料としてＸが＞Ｏである化合物が好ましく用いられる。
以下、一般式（１）で表される多環芳香族化合物およびその多量体について、さらに具体的に説明する。一般式（１）におけるＸは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２または＞Ｎ−Ｒであり、一般式（１）の化合物構造とその化合物番号とを関連付けた場合、一般式（１）はそれぞれ一般式（ＢＯＬ−１）、式（ＢＳＬ−１）、式（ＢＥＬ−１）、式（ＢＣＬ−１）、式（ＢＩＬ−１）または式（ＢＮＬ−１）とも記載される。発光効率および発光波長の観点からはＸは＞Ｏが好ましい。なお、以降、化合物の一般構造を表す一般式では表現の簡略化のため、Ｒ２〜Ｒ１５の符号を省略する場合がある。一般式ではなく、具体的な化合物の構造を表す式ではそのような省略はしない。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（１）において、Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、それぞれ、一般式（ＢＸＣｚ−１）、式（ＢＸＡｄ−１）、式（ＢＸＰｘ−１）、式（ＢＸＰｔ−１）、式（ＢＸＰｚ−１）または式（ＢＸＡｓ−１）で表される。発光効率の観点からはＬは単結合であることが好ましく、発光波長の調整の観点からは単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏおよび＞Ｎ−Ｒが好ましい。
Figure 2020132636
一般式（１）において、Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−Ｒであり、また、Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、それぞれ、一般式（ＢＯＣｚ−１）、式（ＢＯＡｄ−１）、式（ＢＯＰｘ−１）、式（ＢＯＰｔ−１）、式（ＢＯＰｚ−１）もしくは式（ＢＯＡｓ−１）、一般式（ＢＳＣｚ−１）、式（ＢＳＡｄ−１）、式(ＢＳＰｘ−１)、式（ＢＳＰｔ−１）、式（ＢＳＰｚ−１）もしくは式（ＢＳＡｓ−１）、一般式（ＢＥＣｚ−１）、式（ＢＥＡｄ−１）、式（ＢＥＰｘ−１）、式（ＢＥＰｔ−１）、式（ＢＥＰｚ−１）もしくは式（ＢＥＡｓ−１）、一般式（ＢＣＣｚ−１）、式（ＢＣＡｄ−１）、式（ＢＣＰｘ−１）、式（ＢＣＰｔ−１）、式（ＢＣＰｚ−１）もしくは式（ＢＣＡｓ−１）、または、一般式（ＢＩＣｚ−１）、式（ＢＩＡｄ−１）、式（ＢＩＰｘ−１）、式（ＢＩＰｔ−１）、式（ＢＩＰｚ−１）もしくは式（ＢＩＡｓ−１）で表される。発光効率の観点からはＸは＞Ｏ、および、Ｌは単結合が好ましい。発光波長の調整の観点からはＬは単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏおよび＞Ｎ−Ｒが好ましい。発光効率および発光波長の両立の観点から、Ｘは＞Ｏ、かつＬは単結合が好ましい。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
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一般式（１）の多量体の一例である一般式（２２）および（２３）において、分子量を小さくする観点からはなるべく多くのＸが＞Ｏであることが好ましい。合成の観点および特性の観点からは対称性が高い構造が好ましく、具体的には一般式（22BOCz-0001）または式（23BOCz-0001）の構造が好ましく、ΔＥＳＴを小さくする観点および短い遅延蛍光寿命の観点の少なくとも１つからはホウ素原子同士および窒素原子同士がそれぞれにｍ位に結合した一般式（23BOCz-0001）が好ましい。なお、下記構造式中のＲ’２〜Ｒ’１５の定義は、一般式（１）におけるＲ２〜Ｒ１５の定義と同じである。
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また、一般式（１）の構造に対して、これとは異なるホウ素を含む環状構造が縮合した化合物であってもよい。このような化合物としては、例えば、式（bBOL/BN2-0001）、式（bBOL/BNO-0001）、式（bBOL/BON-0001）、式（bBOL/BO2-0001）、一般式（cBOL/BN2-0001）、式（cBOL/BNO-0001）、式（cBOL/BON-0001）および式（cBOL/BO2-0001）の構造が挙げられる。これらは、ｂ環の置換基Ｒ５およびＲ６が結合してヘテロアリール環を形成した形態またはｃ環の置換基Ｒ９およびＲ１０が結合してヘテロアリール環を形成した形態に相当する。発光効率および半値幅の観点から、共有するアリール環にホウ素原子および窒素原子が多く結合する方が好ましく、具体的には、式（bBOL/BN2-0001）、式（bBOL/BNO-0001）、一般式（cBOL/BN2-0001）または式（cBOL/BNO-0001）の構造が好ましく、一般式（cBOL/BN2-0001）または式（cBOL/BNO-0001）の構造がより好ましい。なお、下記構造式中のＲ’１〜Ｒ’１１の定義は、一般式（１）におけるＲ２〜Ｒ１５の定義と同じである。
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一般式（１）におけるＲ２〜Ｒ１５は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、上記一般式（ＢＯＣｚ−１）、式（ＢＯＡｄ−１）、式（ＢＯＰｘ−１）、式（ＢＯＰｔ−１）、式（ＢＯＰｚ−１）もしくは式（ＢＯＡｓ−１）、一般式（ＢＳＣｚ−１）、式（ＢＳＡｄ−１）、式(ＢＳＰｘ−１)、式（ＢＳＰｔ−１）、式（ＢＳＰｚ−１）もしくは式（ＢＳＡｓ−１）、一般式（ＢＥＣｚ−１）、式（ＢＥＡｄ−１）、式（ＢＥＰｘ−１）、式（ＢＥＰｔ−１）、式（ＢＥＰｚ−１）もしくは式（ＢＥＡｓ−１）、一般式（ＢＣＣｚ−１）、式（ＢＣＡｄ−１）、式（ＢＣＰｘ−１）、式（ＢＣＰｔ−１）、式（ＢＣＰｚ−１）もしくは式（ＢＣＡｓ−１）、または、一般式（ＢＩＣｚ−１）、式（ＢＩＡｄ−１）、式（ＢＩＰｘ−１）、式（ＢＩＰｔ−１）、式（ＢＩＰｚ−１）もしくは式（ＢＩＡｓ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５についても、一般式（１）中のＲ２〜Ｒ１５と同様に考えることができる。
例えば、一般式（ＢＯＣｚ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BOCz-0001）で表される。
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また、一般式（ＢＯＣｚ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
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一般式（１）においてａ環、ｄ環、ならびに、ａ環とｄ環とを連結するＮおよびＬによって形成される芳香族環（それぞれ、カルバゾール環（Ｌが単結合）、アクリジン環（Ｌが＞Ｃ（−Ｒ）２）、フェノキサジン環（Ｌが＞Ｏ）、フェノチアジン環（Ｌが＞Ｓ）、ジヒドロフェナジン環（Ｌが＞Ｎ−Ｒ）またはジヒドロジベンゾアザシリン環（Ｌが＞Ｓｉ（−Ｒ）２）を部分構造として形成しうる）はｃ環−Ｎ結合に対して線対称になるように置換基を有する方が合成難易度の観点から好ましい。つまり、「Ｒ３とＲ１４」および「Ｒ２とＲ１５」の少なくとも１つが同じ置換基を有する方が好ましい。
例えば、Ｒ３に置換基を有する一般式（ＢＯＣｚ−１）は、Ｒ１４にも同じ置換基を有する方が好ましく、一般式（BOCz-03##S）で表される。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を表す。
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一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
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例えば、一般式（ＢＯＡｄ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BOAd-0001）で表される。
Figure 2020132636
また、一般式（ＢＯＡｄ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
Figure 2020132636
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一般式（１）においてａ環、ｄ環、ならびに、ａ環とｄ環とを連結するＮおよびＬによって形成される芳香族環（それぞれ、カルバゾール環（Ｌが単結合）、アクリジン環（Ｌが＞Ｃ（−Ｒ）２）、フェノキサジン環（Ｌが＞Ｏ）、フェノチアジン環（Ｌが＞Ｓ）、ジヒドロフェナジン環（Ｌが＞Ｎ−Ｒ）またはジヒドロジベンゾアザシリン環（Ｌが＞Ｓｉ（−Ｒ）２）を部分構造として形成しうる）はｃ環−Ｎ結合に対して線対称になるように置換基を有する方が合成難易度の観点から好ましい。つまり、「Ｒ３とＲ１４」および「Ｒ２とＲ１５」の少なくとも１つが同じ置換基を有する方が好ましい。
例えば、Ｒ３に置換基を有する一般式（ＢＯＡｄ−１）は、Ｒ１４にも同じ置換基を有する方が好ましく、一般式（BOAd-03##S）で表される。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を表す。
Figure 2020132636
一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
Figure 2020132636
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例えば、一般式（ＢＯＰｘ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BOPx-0001）で表される。
Figure 2020132636
また、一般式（ＢＯＰｘ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（１）においてａ環、ｄ環、ならびに、ａ環とｄ環とを連結するＮおよびＬによって形成される芳香族環（それぞれ、カルバゾール環（Ｌが単結合）、アクリジン環（Ｌが＞Ｃ（−Ｒ）２）、フェノキサジン環（Ｌが＞Ｏ）、フェノチアジン環（Ｌが＞Ｓ）、ジヒドロフェナジン環（Ｌが＞Ｎ−Ｒ）またはジヒドロジベンゾアザシリン環（Ｌが＞Ｓｉ（−Ｒ）２）を部分構造として形成しうる）はｃ環−Ｎ結合に対して線対称になるように置換基を有する方が合成難易度の観点から好ましい。つまり、「Ｒ３とＲ１４」および「Ｒ２とＲ１５」の少なくとも１つが同じ置換基を有する方が好ましい。
例えば、Ｒ３に置換基を有する一般式（ＢＯＰｘ−１）は、Ｒ１４にも同じ置換基を有する方が好ましく、一般式（BOPx-03##S）で表される。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を表す。
Figure 2020132636
一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
例えば、一般式（ＢＯＰｔ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BOPt-0001）で表される。
Figure 2020132636
また、一般式（ＢＯＰｔ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（１）においてａ環、ｄ環、ならびに、ａ環とｄ環とを連結するＮおよびＬによって形成される芳香族環（それぞれ、カルバゾール環（Ｌが単結合）、アクリジン環（Ｌが＞Ｃ（−Ｒ）２）、フェノキサジン環（Ｌが＞Ｏ）、フェノチアジン環（Ｌが＞Ｓ）、ジヒドロフェナジン環（Ｌが＞Ｎ−Ｒ）またはジヒドロジベンゾアザシリン環（Ｌが＞Ｓｉ（−Ｒ）２）を部分構造として形成しうる）はｃ環−Ｎ結合に対して線対称になるように置換基を有する方が合成難易度の観点から好ましい。つまり、「Ｒ３とＲ１４」および「Ｒ２とＲ１５」の少なくとも１つが同じ置換基を有する方が好ましい。
例えば、Ｒ３に置換基を有する一般式（ＢＯＰｔ−１）は、Ｒ１４にも同じ置換基を有する方が好ましく、一般式（BOPt-03##S）で表される。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を表す。
Figure 2020132636
一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
Figure 2020132636
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例えば、一般式（ＢＮＰｘ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BNPx-0001）で表される。一般式（ＢＮＰｘ−１）で表される化合物は半値幅の狭い緑色の発光を示す。
Figure 2020132636
また、一般式（ＢＮＰｘ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ２、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（BNPx-0001）において、＞Ｎ−Ｒにおけるアリールは置換基を有してもよく、Ｒがフェニルであるとき一般式（BNPx-0001-Rq）で表される。フェニル基の置換基は、昇華精製時の低い昇華温度、素子駆動時の化合物の安定性および素子の長寿命化の観点からはＮに対してｏ位であることが好ましい。より具体的には、昇華精製時の低い昇華温度の観点からはｏ位に炭素数１〜４のアルキルが好ましく、メチル基がより好ましい。同じく、より具体的には、素子駆動時の化合物の安定性および素子の長寿命化の観点からはｏ位に炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロヘキシル、炭素数６〜２４のアリールおよび炭素数７〜２４のアルキルアリールが好ましく、炭素数６〜２４のアリールおよび炭素数７〜２４のアルキルアリールがより好ましく、フェニル、ナフチル、ビフェニル、トリル、キシリル、メシチル、ｔ−ブチルフェニル、ジ−ｔ−ブチルフェニル、シクロヘキシルフェニル、アダマンチルフェニル、トリルフェニル、キシリルフェニル、メシチルフェニルがさらに好ましく、フェニル、ビフェニル、キシリル、メシチルおよびｔ−ブチルフェニル、ジ−ｔ−ブチルフェニルおよびシクロヘキシルフェニルがいっそう好ましい。加えて、化合物の蒸着膜中での配向性の観点からはＮに対してｐ位であることが好ましい。より具体的には、ｐ位は炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロヘキシル、炭素数６〜２４のアリールおよび炭素数７〜２４のアルキルアリールが好ましく、炭素数３〜１２のアルキルおよび炭素数６〜１２のシクロアルキルがより好ましく、イソプロピル、ｔ−ブチル、シクロヘキシルおよびアダマンチルがさらに好ましい。加えて、合成の観点からは対象性が高い方が好ましく、Ｎ−フェニル結合またはＮ−ａ環結合に対して対象性が高い方が好ましく、Ｎ−フェニル結合およびＮ−ａ環結合に対して対象性が高い方がより好ましい。
Figure 2020132636
一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
Figure 2020132636
例えば、一般式（ＢＮＰｚ−１）は、そのＲ２〜Ｒ１５が水素である場合、一般式（BNPz-0001）で表される。一般式（ＢＮＰｚ−１）で表される化合物は半値幅の狭い緑色の発光を示す。
Figure 2020132636
また、一般式（ＢＮＰｚ−１）におけるＲ２〜Ｒ１５が水素ではない置換基を有する場合、例えば、次の構造が挙げられる。立体的な混み具合の観点から、Ｒ２、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５にはいかなる置換基も持つことができ、合成の観点から置換位置はＲ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１３およびＲ１４が好ましい。各構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基、「ＣＮ」はシアノ基を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（BNPz-0001）において、＞Ｎ−Ｒにおけるアリールは置換基を有してもよく、一般式（BNPx-0001）と同様に考えることができる。
Figure 2020132636
一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５の複数が置換基を有してもよい。合成の難易度の観点から、互いに立体障害が小さくなるように置換位置が選ばれる。同じ環において隣り合う位置に置換基を有してもよいが、この場合には立体障害の小さな基が好ましく、例えば、メチル基およびフェニル基が好ましい。また、一般式（１）のＲ２〜Ｒ１５における置換基の個数は何個でもかまわないが、Ｒ２〜Ｒ１５の置換基の合計の炭素数は３６以下であることが好ましい。
一般式（１）のｂ環の置換基であるＲ４〜Ｒ７において、複数の置換基を有する場合は、合成の観点からｂ環−Ｂ結合またはｂ環−Ｘ結合に対して線対称になるように置換基を有することが好ましい。
Figure 2020132636
上述した一般式（２２）および式（２３）の多量体においては、ＢおよびＮまたはＯにより、各単位構造が共有するｂ環またはｃ環の多重共鳴効果を強調することで、ΔＥＳＴおよび遅延蛍光寿命の少なくとも１つを減少させ、素子特性の改善を試みている。多重共鳴効果を強く受ける、式（２２）においてはａ環、ｂ環およびａ’環上の置換基、式（２３）においてはａ環、ｃ環およびａ’環上の置換基は、結合する環への多重共鳴効果に強い影響を与える。発光波長の短波長化の観点からは＞Ｏを多く有する方が好ましく、長波長化の観点からは＞Ｎ−Ｒを多く有する方が好ましい。多重共鳴効果を強める観点からは、式（２２）におけるｂ環または式（２３）におけるｃ環に＞Ｎ−Ｒを多く有する方が好ましく、多重共鳴効果を強めると一般的にΔＥＳＴは小さくなる。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
分子に歪みを与えることで、スピン−軌道相互作用を大きくすることができる。これにより、遅延蛍光寿命を短くしＴＡＤＦ機構を発現させ、素子の発光効率を高くすることができる。この目的のために、一般式（１）において、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つに以下に説明する置換基群Ｚを導入する。
一般式（１）において、Ｒ７およびＲ８の少なくとも１つがＺであり、Ｚは、ハロゲン、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数６〜１０のアリールまたは炭素数２〜１０のヘテロアリールであり、具体的には、下記部分構造式（ｍ）、式（ｅ）、式（ｖ）、式（ｔ）、式（ｈ）、式（ｐ）、式（ｑ）、式（ｒ）、式（ｓ）、式（ｙ）、式（ｕ）、式（ｗ）、式（ｊ）、式（ｋ）、式（ｆ）、式（ｃ）、式（ｂ）、式（ｉ）および式（ｎ）の基が好ましく、これらの中でも式（ｍ）、式（ｔ）、式（ｐ）、式（ｆ）および式（ｎ）の基がより好ましく、式（ｍ）および式（ｔ）の基がさらに好ましい。各構造式中の＊は結合位置を示す。
Figure 2020132636
分子に歪みを与えることで、遅延蛍光寿命を短くしＴＡＤＦ機構を発現させる観点から、Ｒ７およびＲ８が共にＺであることが好ましい。高いＰＬＱＹを得る観点および分子の安定性からは、Ｒ７およびＲ８のどちらか一方のみがＺであることが好ましい。合成の容易さの観点からは、Ｒ７がＺであることが好ましい。
合成の容易さの観点から、Ｒ７がＺであるときＲ５に置換基を有する方が好ましく、同様に、Ｒ８がＺであるときＲ１０に置換基を有する方が好ましく、同様にＲ１０がＺであるときＲ８に置換基を有する方が好ましい。また、合成の容易さおよび安定性の観点から、置換基は小さい方が好ましく、上記式（ｍ）、式（ｅ）、式（ｖ）、式（ｔ）、式（ｈ）、式（ｐ）、式（ｑ）、式（ｒ）、式（ｓ）、式（ｊ）、式（ｋ）、式（ｆ）、式（ｃ）、式（ｂ）、式（ｉ）および式（ｎ）の基が好ましく、これらの中でも式（ｍ）、式（ｅ）、式（ｖ）、式（ｔ）、式（ｐ）、式（ｆ）および式（ｎ）の基がより好ましく、式（ｍ）および式（ｔ）の基がさらに好ましく、式（ｍ）の基が最も好ましい。
例えば、一般式（BOCz-0001）においてＲ７およびＲ８の少なくとも１つがＺであるとき、以下のように表される。
Figure 2020132636
一般式（BOCz-7z-0001）、式（BOCz-8z-0001）および式（BOCz-15z-0001）において、Ｒ５およびＲ１０の少なくとも１つに置換基を有する方が好ましく、特にＺと同じ置換基をＲ５およびＲ１０の少なくとも１つに有するとき、以下のように表される。
Figure 2020132636
例えば、一般式（BOCz-7z-0001）、式（BOCz-8z-0001）、式（BOCz-15z-0001）、式（BOCz-12z-0001）、式（BOCz-20z-0001）および式（BOCz-30z-0001）において、Ｚが上記式（ｍ）の基のとき、以下の構造式で表される。
Figure 2020132636
合成の容易さおよび安定性の観点から、一般式（BOCz-7m-0001）、式（BOCz-8m-0001）、式（BOCz-12m-0001）および式（BOCz-20m-0001）が好ましく、一般式（BOCz-7m-0001）および式（BOCz-12m-0001）がさらに好ましい。短い遅延蛍光寿命の観点から、一般式（BOCz-12m-0001）が好ましい。
本発明に係る一般式（１）で表される多環芳香族化合物およびその多量体は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物（この高分子化合物を得るための前記モノマーは重合性置換基を有する）、もしくは当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体（この高分子架橋体を得るための前記高分子化合物は架橋性置換基を有する）、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物（このペンダント型高分子化合物を得るための前記反応性化合物は反応性置換基を有する）、もしくは当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体（このペンダント型高分子架橋体を得るための前記ペンダント型高分子化合物は架橋性置換基を有する）としても、有機デバイス用材料、例えば、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料に用いることができる。
上述した反応性置換基（前記重合性置換基、前記架橋性置換基、および、ペンダント型高分子を得るための反応性置換基を含み、以下、単に「反応性置換基」とも言う）としては、上記多環芳香族化合物またはその多量体を高分子量化できる置換基、そのようにして得られた高分子化合物をさらに架橋化できる置換基、また、主鎖型高分子にペンダント反応し得る置換基であれば特に限定されないが、以下の構造の置換基が好ましい。各構造式中の＊は結合位置を示す。
Figure 2020132636
Ｌは、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｃ＝Ｏ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、炭素数１〜１２のアルキレン、炭素数１〜１２のオキシアルキレンおよび炭素数１〜１２のポリオキシアルキレンである。上記置換基の中でも、式（ＸＬＳ−１）、式（ＸＬＳ−２）、式（ＸＬＳ−３）、式（ＸＬＳ−９）、式（ＸＬＳ−１０）または式（ＸＬＳ−１７）で表される基が好ましく、式（ＸＬＳ−１）、式（ＸＬＳ−３）または式（ＸＬＳ−１７）で表される基がより好ましい。
このような高分子化合物、高分子架橋体、ペンダント型高分子化合物およびペンダント型高分子架橋体（以下、単に「高分子化合物および高分子架橋体」とも言う）の用途の詳細については後述する。
２．多環芳香族化合物の製造方法
一般式（１）で表される多環芳香族化合物およびその多量体は、例えば国際公開第2015/102118号公報で開示されている方法を応用することで合成することができる。すなわち、下記スキームのように、Ｌで架橋された基を有する中間体を合成して、それをタンデムヘテロフリーデルクラフツ反応（連続的な芳香族求電子置換反応）で環化させることで所望の多環芳香族化合物およびその多量体を合成できる。下記スキーム中、各符号の定義は上述した定義と同じである。
Figure 2020132636
上記スキーム中の環化前の中間体も、同様に国際公開第2015/102118号公報などに示されている方法で合成することができる。すなわちＢｕｃｈｗａｌｄ−Ｈａｒｔｗｉｇ反応や鈴木カップリング反応、または求核置換反応やＵｌｌｍａｎｎ反応などによるエーテル化反応などを適宜組み合わせることで、所望の置換基を有する中間体を合成することができる。
上記スキームに示す、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応による環化は、ａ環、ｂ環およびｃ環を結合するＢ（ホウ素）を導入する反応である。まず、ＸおよびＮ（窒素）の間のａ環上の水素原子をｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウムまたはｔ−ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等を加え、リチウム−ホウ素の金属交換を行った後、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピルエチルアミン等のブレンステッド塩基を加えることで、タンデムボラフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。ここでは、反応を促進させるために三塩化アルミニウム等のルイス酸を加えてもよい。
また、オルトメタル化により所望の位置へリチウムを導入する方法に加えて、リチウムを導入したい位置に臭素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン−メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる。
３．有機デバイス
これ以降で例示する化学構造式中の「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を表す。
本発明に係る多環芳香族化合物は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などが挙げられる。
３−１．有機電界発光素子
本発明に係る多環芳香族化合物は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。以下に、本実施形態に係る有機ＥＬ素子について図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。
＜有機電界発光素子の構造＞
図１に示された有機電界発光素子１００は、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陽極１０２と、陽極１０２の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた陰極１０８とを有する。
なお、有機電界発光素子１００は、作製順序を逆にして、例えば、基板１０１と、基板１０１上に設けられた陰極１０８と、陰極１０８の上に設けられた電子注入層１０７と、電子注入層１０７の上に設けられた電子輸送層１０６と、電子輸送層１０６の上に設けられた発光層１０５と、発光層１０５の上に設けられた正孔輸送層１０４と、正孔輸送層１０４の上に設けられた正孔注入層１０３と、正孔注入層１０３の上に設けられた陽極１０２とを有する構成としてもよい。
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極１０２と発光層１０５と陰極１０８とからなる構成として、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、電子輸送層１０６、電子注入層１０７は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。
有機電界発光素子を構成する層の態様としては、上述する「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」の構成態様の他に、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子注入層／陰極」、「基板／陽極／正孔注入層／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子輸送層／陰極」、「基板／陽極／発光層／電子注入層／陰極」の構成態様であってもよい。
＜有機電界発光素子における基板＞
基板１０１は、有機電界発光素子１００の支持体であり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板１０１は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、０．２ｍｍ以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、ＳｉＯ２などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板１０１には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板１０１として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
＜有機電界発光素子における陽極＞
陽極１０２は、発光層１０５へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極１０２と発光層１０５との間に正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４の少なくとも１つが設けられている場合には、これらを介して発光層１０５へ正孔を注入することになる。
陽極１０２を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物が挙げられる。無機化合物としては、例えば、金属（アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど）、金属酸化物（インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）など）、ハロゲン化金属（ヨウ化銅など）、硫化銅、カーボンブラック、ＩＴＯガラスやネサガラスなどが挙げられる。有機化合物としては、例えば、ポリ（３−メチルチオフェン）などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが挙げられる。その他、有機電界発光素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、３００Ω／□以下のＩＴＯ基板であれば素子電極として機能するが、現在では１０Ω／□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば１００〜５Ω／□、好ましくは５０〜５Ω／□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ＩＴＯの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常５０〜３００ｎｍの間で用いられることが多い。
＜有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層＞
正孔注入層１０３は、陽極１０２から移動してくる正孔を、効率よく発光層１０５内または正孔輸送層１０４内に注入する役割を果たす。正孔輸送層１０４は、陽極１０２から注入された正孔または陽極１０２から正孔注入層１０３を介して注入された正孔を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たす。正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄（III）のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。
正孔注入層１０３および正孔輸送層１０４を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、ｐ型半導体、有機電界発光素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。
それらの具体例は、カルバゾール誘導体（Ｎ−フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど）、ビス（Ｎ−アリールカルバゾール）またはビス（Ｎ−アルキルカルバゾール）などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体（芳香族第３級アミノを主鎖または側鎖に持つポリマー、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニル、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミン、Ｎ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン、４，４’，４”−トリス（３−メチルフェニル（フェニル）アミノ）トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など）、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体（無金属、銅フタロシアニンなど）、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体（例えば、１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン−２，３，６，７，１０，１１−ヘキサカルボニトリルなど）、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン（ＴＣＮＱ）または２，３，５，６−テトラフルオロテトラシアノ−１，４−ベンゾキノンジメタン（Ｆ４ＴＣＮＱ）などの強い電子受容体が知られている（例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73（6）,729-731（1998）」を参照）。これらは、電子供与型ベース物質（正孔輸送物質）における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体（ＴＰＤなど）またはスターバーストアミン誘導体（ＴＤＡＴＡなど）または特定の金属フタロシアニン（特に、亜鉛フタロシアニン（ＺｎＰｃ）など）が知られている（特開2005-167175号公報）。
上述した正孔注入層用材料および正孔輸送層用材料は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、正孔層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、式（１）で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
＜有機電界発光素子における発光層＞
発光層１０５は、電界を与えられた電極間において、陽極１０２から注入された正孔と、陰極１０８から注入された電子とを再結合させることにより発光する層である。発光層１０５を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物（発光性化合物）であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光（蛍光）効率を示す化合物であるのが好ましい。本発明では、発光層用の材料として、上記一般式（１）で表される多環芳香族化合物を用いることができる。
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料（ホスト材料、ドーパント材料）により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着したり、有機溶媒と共にホスト材料と予め混合してから湿式成膜法により製膜したりしてもよい。
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の５０〜９９．９９９重量％であり、より好ましくは８０〜９９．９５重量％であり、さらに好ましくは９０〜９９．９重量％である。
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の０．００１〜５０重量％であり、より好ましくは０．０５〜２０重量％であり、さらに好ましくは０．１〜１０重量％である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。
一方、熱活性化遅延蛍光ドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、ドーパント材料の使用量は低濃度である方が濃度消光現象を防止できるという点で好ましいが、ドーパント材料の使用量が高濃度である方が熱活性化遅延蛍光機構の効率の点からは好ましい。さらには、熱活性化遅延蛍光アシストドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、アシストドーパント材料の熱活性化遅延蛍光機構の効率の点からは、アシストドーパント材料の使用量に比べてドーパント材料の使用量が低濃度である方が好ましい。
アシストドーパント材料が使用される場合における、ホスト材料、アシストドーパント材料およびドーパント材料の使用量の目安は、それぞれ、発光層用材料全体の４０〜９９．９９９重量％、５９〜１重量％および２０〜０．００１重量％であり、好ましくは、それぞれ、６０〜９９．９９重量、３９〜５重量％および１０〜０．０１重量％であり、より好ましくは、７０〜９９．９５重量、２９〜１０重量％および５〜０．０５重量％である。本発明に係る化合物およびその高分子化合物はアシストドーパント材料としても使用することもできる。
ホスト材料としては、以前から発光体として知られていたアントラセンやピレンなどの縮合環誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。
ホスト材料のＴ１エネルギーは、発光層内でのＴＡＤＦの発生を阻害せず促進させる観点から、発光層内において最も高いＴ１エネルギーを有するドーパントまたはアシストドーパントのＴ１エネルギーに比べて高い方が好ましく、具体的には、ホストのＴ１エネルギーは、０．０１ｅＶ以上が好ましく、０．０３ｅＶ以上がより好ましく、０．１ｅＶ以上がさらに好ましい。また、ホスト材料にＴＡＤＦ活性な化合物を用いてもよい。
ホスト材料としては、例えば、下記一般式（Ｈ１）で表される化合物、下記一般式（Ｈ２）で表される化合物、下記一般式（Ｈ３）で表される化合物、下記一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物、下記一般式（Ｈ５）で表される化合物、および、ＴＡＤＦ材料が挙げられる。好ましくは一般式（Ｈ１）で表される化合物である。
Figure 2020132636
＜一般式（Ｈ１）で表される化合物＞
Figure 2020132636
 上記式（Ｈ１）中、Ｌ１は炭素数６〜３０のアリーレンまたは炭素数２〜３０のヘテロアリーレンであり、炭素数６〜２４のアリーレンが好ましく、炭素数６〜１６のアリーレンがより好ましく、炭素数６〜１２のアリーレンがさらに好ましく、炭素数６〜１０のアリーレンが特に好ましく、また、炭素数２〜２５のヘテロアリーレンが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリーレンがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリーレンがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリーレンが特に好ましい。アリーレンとして具体的には、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、テルフェニル環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、ペリレン環およびペンタセン環などの二価の基が挙げられる。また、ヘテロアリーレンとして具体的には、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、１Ｈ−インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、１Ｈ−ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、フェナザシリン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、オキサジアゾール環、チアントレン環、インドロカルバゾール環、ベンゾインドロカルバゾール環、ベンゾベンゾインドロカルバゾール環およびナフトベンゾフラン環などの二価の基が挙げられる。
式（Ｈ１）で表される化合物における少なくとも１つの水素は、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
＜一般式（Ｈ２）で表される化合物＞
Figure 2020132636
 上記式（Ｈ２）中、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、炭素数６〜３０のアリールまたは炭素数２〜３０のヘテロアリールである。アリールとしては、炭素数６〜２４のアリールが好ましく、炭素数６〜１６のアリールがより好ましく、炭素数６〜１２のアリールがさらに好ましく、炭素数６〜１０のアリールが特に好ましく、具体的には、ベンゼン環、ビフェニル環、ナフタレン環、テルフェニル環、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、ペリレン環およびペンタセン環などの一価の基が挙げられる。ヘテロアリールとしては、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましく、具体的には、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、１Ｈ−インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、１Ｈ−ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、フェナザシリン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、オキサジアゾール環、チアントレン環、インドロカルバゾール環、ベンゾインドロカルバゾール環、ベンゾベンゾインドロカルバゾール環およびナフトベンゾフラン環などの一価の基が挙げられる。
式（Ｈ２）で表される化合物における少なくとも１つの水素は、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
＜一般式（Ｈ３）で表される化合物＞
Figure 2020132636
式（Ｈ３）において、
ＭＵはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の２つの水素原子を除いて表される２価の基、ＥＣはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の１つの水素原子を除いて表される１価の基であり、ＭＵ中の２つの水素がＥＣまたはＭＵと置換され、ｋは２〜５００００の整数である。
より具体的には、
ＭＵは、それぞれ独立して、アリーレン、ヘテロアリーレン、ジアリーレンアリールアミノ、ジアリーレンアリールボリル、オキサボリン−ジイル、アザボリン−ジイルであり、
ＥＣは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノまたはアリールオキシであり、
ＭＵおよびＥＣにおける少なくとも１つの水素はさらに、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルおよびシクロアルキルで置換されていてもよく、
ｋは２〜５００００の整数である。
ｋは２０〜５００００の整数であることが好ましく、１００〜５００００の整数であることがより好ましい。
式（Ｈ３）中のＭＵおよびＥＣにおける少なくとも１つの水素は、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜２４のシクロアルキル、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよく、さらに、前記アルキルにおける任意の−ＣＨ２−は−Ｏ−または−Ｓｉ（ＣＨ３）２−で置換されていてもよく、前記アルキルにおける式（Ｈ３）中のＥＣに直結している−ＣＨ２−を除く任意の−ＣＨ２−は炭素数６〜２４のアリーレンで置換されていてもよく、前記アルキルにおける任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。
ＭＵとしては、例えば、以下のいずれかの化合物から任意の２つの水素原子を除いて表される２価の基が挙げられる。
Figure 2020132636
より具体的には、以下のいずれかの構造で表される２価の基が挙げられる。これらにおいて、ＭＵは＊において他のＭＵまたはＥＣと結合する。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
また、ＥＣとしては、例えば以下のいずれかの構造で表される１価の基が挙げられる。これらにおいて、ＥＣは＊においてＭＵと結合する。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
式（Ｈ３）で表される化合物は、溶解性および塗布製膜性の観点から、分子中のＭＵ総数（ｋ）の１０〜１００％のＭＵが炭素数１〜２４のアルキルを有することが好ましく、分子中のＭＵ総数（ｋ）の３０〜１００％のＭＵが炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）を有することがより好ましく、分子内のＭＵ総数（ｋ）の５０〜１００％のＭＵが炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）を有することがさらに好ましい。一方、面内配向性および電荷輸送の観点からは、分子中のＭＵ総数（ｋ）の１０〜１００％のＭＵが炭素数７〜２４のアルキルを有することが好ましく、分子中のＭＵ総数（ｋ）の３０〜１００％のＭＵが炭素数７〜２４のアルキル（炭素数７〜２４の分岐鎖アルキル）を有することがより好ましい。
＜一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物＞
当該化合物は下記式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物であり、当該構造を複数個、好ましくは１〜５個、より好ましくは１〜３個、さらに好ましくは１〜２個、最も好ましくは１個含み、複数個含む場合には当該構造同士が直接単結合で結合されたり、特定の連結基で結合される。
Figure 2020132636
上記一般式（Ｈ４）中、Ｇは「＝Ｃ（−Ｈ）−」または「＝Ｎ−」であり、前記「＝Ｃ（−Ｈ）−」中のＨは置換基または他の式（Ｈ４）で表される構造で置換されていてもよい。
一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物は、例えば、国際公開第２０１２／１５３７８０号および国際公開第２０１３／０３８６５０号等に記載の化合物を用いることができ、前記文献中に記載の方法にしたがって製造することができる。
Ｇである「＝Ｃ（−Ｈ）−」中のＨが置換される場合の置換基の例は、例えば以下のとおりであるが、これらに限定されない。
置換基である「アリール基」の具体例としては、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、フェナントリル、ピレニル、クリセニル、ベンゾ［ｃ］フェナントリル、ベンゾ［ｇ］クリセニル、ベンゾアントリル、トリフェニレニル、フルオレニル、９，９−ジメチルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、フルオランテニル等が挙げられ、好ましくはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、トリフェニレニルおよびフルオレニル等を挙げることができる。置換基を有するアリール基としては、トリル、キシリルおよび９，９−ジメチルフルオレニル等を挙げることができる。具体例が示すように、アリール基は、縮合アリール基および非縮合アリール基の両方を含む。
置換基である「ヘテロアリール基」の具体例としては、ピロリル、ピラゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピリジル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、インダゾリル、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、アザジベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、アザジベンゾチエニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、アザカルバゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、ベンズオキサゾリル、チエニル、チアゾリル、チアジアゾリル、ベンズチアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル等が挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリル、ピリジル、ピリミジニル、トリアジニル、アザジベンゾフラニルおよびアザジベンゾチエニル等を挙げることができる。ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、アザジベンゾフラニルまたはアザジベンゾチエニルがさらに好ましい。
置換基である「置換シリル基」は、置換または無置換のトリアルキルシリル基、置換または無置換のアリールアルキルシリル基、および置換または無置換のトリアリールシリル基からなる群から選択される基であることも好ましい。
置換または無置換のトリアルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリルおよびトリエチルシリルを挙げることができる。置換または無置換のアリールアルキルシリル基の具体例としては、ジフェニルメチルシリル、ジトリルメチルシリルおよびフェニルジメチルシリル等を挙げることができる。置換または無置換のトリアリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリルおよびトリトリルシリル等を挙げることができる。
置換基である「置換ホスフィンオキシド基」は、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基であることも好ましい。置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基の具体例としては、ジフェニルホスフィンオキシドおよびジトリルホスフィンオキシド等を挙げることができる。
置換基である「置換カルボキシ基」としては、例えば、ベンゾイルオキシ等が挙げられる。
式（Ｈ４）で表される構造を複数個結合する連結基としては、上述したアリールやヘテロアリールの２〜４価、２〜３価、または２価の誘導体が挙げられる。
一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物の具体例を以下に示す。
Figure 2020132636
＜一般式（Ｈ５）で表される化合物＞
Figure 2020132636
 上記式（Ｈ５）において、
Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第１置換基）であり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、
Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第１置換基）で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル（以上、第２置換基）で置換されていてもよく、
式（Ｈ５）で表される化合物における少なくとも１つの水素は、それぞれ独立して、ハロゲンまたは重水素で置換されてもよい。
好ましくは、上記式（Ｈ５）において、
Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に炭素数９〜１６のアリール環または炭素数６〜１５のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリール）、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１６のシクロアルキルで置換されていてもよい。
さらに好ましくは、上記式（Ｈ５）において、
Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１０のアリール）、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１０のアリール）、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共に炭素数９〜１２のアリール環または炭素数６〜１２のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は、炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１０のアリール）、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜１６のアリール、炭素数２〜１５のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６〜１０のアリール）、炭素数１〜６のアルキルまたは炭素数３〜１４のシクロアルキルで置換されていてもよい。
上記第１置換基および第２置換基において、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールへテロアリールアミノにおける「アリール」や「ヘテロアリール」としては、以下の例が挙げられる。
具体的な「アリール」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリールが挙げられ、炭素数６〜２４のアリールが好ましく、炭素数６〜２０のアリールがより好ましく、炭素数６〜１６のアリールがさらに好ましく、炭素数６〜１２のアリールが特に好ましく、炭素数６〜１０のアリールが最も好ましい。例えば、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル（５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−４−イル、ｍ−クアテルフェニリル）、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，６−）イルなどが挙げられる。
具体的な「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリールが挙げられ、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましい。例えば、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェナザシリニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾホスホリル、ジベンゾホスホリル、ベンゾホスホールオキシド環の１価の基、ジベンゾホスホールオキシド環の１価の基、フラザニル、チアントレニル、インドロカルバゾリル、ベンゾインドロカルバゾリルおよびベンゾベンゾインドロカルバゾリルなどが挙げられる。
上記第１置換基および第２置換基において、「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキルまたは炭素数３〜２４の分岐鎖アルキルが挙げられ、炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）が好ましく、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）がより好ましく、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分岐鎖アルキル）がさらに好ましく、炭素数１〜５のアルキル（炭素数３〜５の分岐鎖アルキル）や炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）が特に好ましく、メチルが最も好ましい。例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、１−ヘキシルヘプチル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどが挙げられる。
上記第１置換基および第２置換基において、「シクロアルキル」としては、炭素数３〜２４のシクロアルキル、炭素数３〜２０のシクロアルキル、炭素数３〜１６のシクロアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数５〜８のシクロアルキル、炭素数５〜６のシクロアルキル、炭素数５のシクロアルキルなどが挙げられる。例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数１〜４のアルキル（特にメチル）置換体や、ビシクロ［１．０．１］ブチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．０．１］ペンチル、ビシクロ［１．２．１］ヘキシル、ビシクロ［３．０．１］ヘキシル、ビシクロ［２．１．２］ヘプチル、ビシクロ［２．２．２］オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。
第１置換基がアリールの場合の置換位置は、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ１０およびＲ１１が好ましく、例えば、Ｒ１およびＲ３への置換、Ｒ５およびＲ１０への置換、Ｒ４およびＲ１１への置換がより好ましく、アリールはフェニル基が好ましい。
第１置換基がヘテロアリールの場合の置換位置は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１０およびＲ１１が好ましく、例えば、Ｒ１への置換、Ｒ２への置換、Ｒ３への置換、Ｒ１およびＲ３への置換、Ｒ４およびＲ１１への置換、Ｒ５およびＲ１０への置換、Ｒ６およびＲ９への置換がより好ましく、ヘテロアリールはカルバゾリル基が好ましい。このヘテロアリール（例えばカルバゾリル）はフェニレン基を介して上記位置へ置換していてもよい。
式（Ｈ５）で表される化合物の具体的な例としては、例えば、下記構造式で表される化合物が挙げられる。なお、式中の「Ｍｅ」はメチル基である。
Figure 2020132636
式（Ｈ５）で表される化合物は、まずａ〜ｃ環を結合基（−Ｏ−）で結合させることで中間体を製造し（第１反応）、その後に、ａ〜ｃ環をＢ（ホウ素）で結合させることで最終生成物を製造することができる（第２反応）。第１反応では、例えば求核置換反応やウルマン反応といった一般的エーテル化反応が利用できる。また、第２反応では、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応（連続的な芳香族求電子置換反応）が利用できる。第１および第２反応の詳細は、国際公開第2015/102118号公報に記載された説明を参考にすることができる。
＜ＴＡＤＦ材料＞
励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差を小さくすることで、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動を高効率で生じさせることで、一重項からの発光（熱活性化遅延蛍光、ＴＡＤＦ）が発現する。通常の蛍光発光では電流励起により生じた７５％の三重項励起子は熱失活経路を通るため蛍光として取りたすことはできない。一方、ＴＡＤＦでは全ての励起子を蛍光発光に利用することができ、高効率な有機ＥＬ素子が実現できる。
このような目的で使用できるＴＡＤＦ材料としては、例えば下記一般式（Ｈ６）で表される化合物、または下記一般式（Ｈ６）を部分構造として有する化合物があげられる。
Figure 2020132636
 式（Ｈ６）において、ＥＤは電子供与性基であり、Ｌｎは結合基であり、ＥＡは電子受容性基であり、式（Ｈ６）で表される化合物の一重項エネルギー（Ｓ１）と三重項エネルギー（Ｔ１）のエネルギー差（ΔＳ１Ｔ１）は０．２ｅＶ以下である（Hiroki Uoyama, Kenichi Goushi, Katsuyuki Shizu, Hiroko Nomura, Chihaya Adachi, Nature, 492, 234-238 (2012)）。エネルギー差（ΔＳ１Ｔ１）は、好ましくは０．１５ｅＶ以下であり、より好ましくは０．１０ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０．０８ｅＶ以下である。
ＴＡＤＦ材料は、ドナーと呼ばれる電子供与性の置換基とアクセプターと呼ばれる電子受容性の置換基を用いて分子内のＨＯＭＯとＬＵＭＯを局在化させて、効率的な逆項間交差（reverse intersystem crossing）が起きるようにデザインされた、ドナー−アクセプター型ＴＡＤＦ化合物（Ｄ−Ａ型ＴＡＤＦ化合物）であることが好ましい。
ここで、本明細書中において「電子供与性の置換基」（ドナー）とは、ＴＡＤＦ化合物分子中でＬＵＭＯ軌道が局在する置換基および部分構造のことを意味し、「電子受容性の置換基」（アクセプター）とは、ＴＡＤＦ化合物分子中でＨＯＭＯ軌道が局在する置換基および部分構造のことを意味することとする。
一般的に、ドナーやアクセプターを用いたＴＡＤＦ化合物は、構造に起因してスピン軌道結合（SOC: Spin Orbit Coupling）が大きく、かつ、ＨＯＭＯとＬＵＭＯの交換相互作用が小さくΔＥ（ＳＴ）が小さいために、非常に速い逆項間交差速度が得られる。一方、ドナーやアクセプターを用いたＴＡＤＦ化合物は、励起状態での構造緩和が大きくなり（ある分子においては、基底状態と励起状態では安定構造が異なるため、外部刺激により基底状態から励起状態への変換が起きると、その後、励起状態における安定構造へと構造が変化する）、幅広な発光スペクトルを与えるため、発光材料として使うと色純度を低下させる可能性がある。
ＴＡＤＦ材料により色純度が低下する場合、他の成分として、蛍光性の化合物を発光層または発光層に隣接する層に添加すればよい。ＴＡＤＦ材料は、アシスティングドーパンドとして、他の成分はエミッティングドーパントとして、働く。他の成分としては、該化合物の吸収スペクトルがアシスティングドーパントの発光ピークと少なくとも一部重なる化合物であればよい。
ＴＡＤＦ材料に用いられるドナー性およびアクセプター性の構造としては、例えば、Chemistry of Materials, 2017, 29, 1946-1963に記載の構造を用いることができる。ＥＤとしては、例えば、ｓｐ３窒素を含有する官能基があげられ、より具体的には、カルバゾール、ジメチルカルバゾール、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカルバゾール、ジメトキシカルバゾール、テトラメチルカルバゾール、ベンゾフルオロカルバソール、ベンゾチエノカルバゾール、フェニルジヒドロインドロカルバゾール、フェニルビカルバゾール、ビカルバゾール、ターカルバゾール、ジフェニルカルバゾリルアミン、テトラフェニルカルバゾリルジアミン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、フェノチアジン、ジメチルジヒドロアクリジン、ジフェニルアミン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル）アミン、（ジフェニルアミノ）フェニルジフェニルベンゼンジアミン、ジメチルテトラフェニルジヒドロアクリジンジアミン、テトラメチル−ジヒドロ−インデノアクリジンおよびジフェニル−ジヒドロジベンゾアザシリンなどから誘導される基があげられる。また、ＥＡとしては、例えば、ｓｐ２窒素含有芳香族環、ＣＮ置換芳香族環、ケトンを有する環およびシアノ基、より具体的には、スルホニルジベンゼン、ベンゾフェノン、フェニレンビス（フェニルメタノン）、ベンゾニトリル、イソニコチノニトリル、フタロニトリル、イソフタロニトリル、パラフタロニトリル、トリアゾール、オキサゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾビス（チアゾール）、ベンゾオキサゾール、ベンゾビス（オキサゾール）、キノリン、ベンゾイミダゾール、ジベンゾキノキサリン、ヘプタアザフェナレン、チオキサントンジオキシド、ジメチルアントラセノン、アントラセンジオン、ピリジン、シクロヘプタビピリジン、ベンゼントリカルボニトリル、フルオレンジカルボニトリル、ピラジンジカルボニトリル、ピリジンジカルボニトリル、ジベンゾキノキサリンジカルボニトリル、ピリミジン、フェニルピリミジン、メチルピリミジン、トリアジン、トリフェニルトリアジン、ビス（フェニルスルホニル）ベンゼン、ジメチルチオキサンテンジオキド、チアンスレンテトラオキシドおよびトリス（ジメチルフェニル）ボランなどから誘導される基があげられる。Ｌｎとしては、例えば、単結合およびアリーレンがあげられ、より具体的には、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレンなどがあげられる。また、いずれの構造においても水素がアルキル、シクロアルキルおよびアリールで置換されてもよい。特に、部分構造として、カルバゾール、フェノキサジン、アクリジン、トリアジン、ピリミジン、ピラジン、チオキサンテン、ベンゾニトリル、フタロニトリル、イソフタロニトリル、ジフェニルスルホン、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールおよびベンゾフェノンから選択される少なくとも一つを有する化合物であることが好ましい。
一般式（Ｈ６）で表される化合物は、より具体的には、下記一般式（Ｈ６−１）、式（Ｈ６−２）および式（Ｈ６−３）のいずれかで表される化合物である。
Figure 2020132636
上記一般式（Ｈ６−１）、式（Ｈ６−２）および式（Ｈ６−３）中、
Ｍは、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、＞Ｎ−Ａｒまたは＞Ｃ（−Ａｒ）２であり、形成する部分構造のＨＯＭＯの深さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、単結合、−Ｏ−または＞Ｎ−Ａｒであり、
Ｊはドナー性の部分構造とアクセプター性の部分構造を分けるスペーサー構造であり、それぞれ独立して、炭素数６〜１８のアリーレンであり、ドナー性の部分構造とアクセプター性の部分構造から染み出す共役の大きさの観点から、炭素数６〜１２のアリーレンが好ましく、より具体的には、フェニレン、メチルフェニレンおよびジメチルフェニレンが挙げられ、
Ｑは、それぞれ独立して、＝Ｃ（−Ｈ）−または＝Ｎ−であり、形成する部分構造のＬＵＭＯの浅さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、＝Ｎ−であり、
Ａｒは、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜２４のアリール、炭素数２〜２４のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数３〜１８のシクロアルキルであり、形成する部分構造のＨＯＭＯの深さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、水素、炭素数６〜１２のアリール、炭素数２〜１４のヘテロアリール、炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数６〜１０のシクロアルキルであり、より好ましくは、水素、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、ビフェニル、ピリジル、ビピリジル、トリアジル、カルバゾリル、ジメチルカルバゾリル、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルカルバゾリル、ベンゾイミダゾールまたはフェニルベンゾイミダゾールであり、さらに好ましくは、水素、フェニルまたはカルバゾリルであり、
ｍは、１または２であり、
ｎは、２〜（６−ｍ）の整数であり、立体障害の観点から、好ましくは、４〜（６−ｍ）の整数である。
さらに、上記各式で表される化合物における少なくとも１つの水素は、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
式（Ｈ６）で表される化合物としては、例えば、下記構造で表される化合物があげられる。なお、構造式中の＊は結合位置、「Ｍｅ」はメチル基、「ｔＢｕ」はｔ−ブチル基を示す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
一般式（Ｈ６）で表される化合物としては、上記具体的な化合物の中でも特に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およびＤＣｚｍＣｚＴｒｚが好ましい。
また、ドーパント材料としては、特に限定されず、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン、ルブレンおよびクリセンなどの縮合環誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体（特開平１−２４５０８７号公報）、ビススチリルアリーレン誘導体（特開平２−２４７２７８号公報）、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ（２−メチルフェニル）イソベンゾフラン、ジ（２−トリフルオロメチルフェニル）イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、７−ジアルキルアミノクマリン誘導体、７−ピペリジノクマリン誘導体、７−ヒドロキシクマリン誘導体、７−メトキシクマリン誘導体、７−アセトキシクマリン誘導体、３−ベンゾチアゾリルクマリン誘導体、３−ベンゾイミダゾリルクマリン誘導体、３−ベンゾオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンゾアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、１，２，５−チアジアゾロピレン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。
発色光ごとに例示すると、青〜青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデン、クリセンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、９−シラフルオレン、９，９’−スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体およびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジフェニル−１，１’−ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。
また、緑〜黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などが挙げられ、さらに上記青〜青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。
さらに、橙〜赤色ドーパント材料としては、ビス（ジイソプロピルフェニル）ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするＥｕ錯体などの希土類錯体、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体などが挙げられ、さらに上記青〜青緑色および緑〜黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。
その他、ドーパントとしては、化学工業２００４年６月号１３頁、および、それに挙げられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。
上述するドーパント材料の中でも、特にスチルベン構造を有するアミン、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体またはピレン誘導体が好ましい。
スチルベン構造を有するアミンは、例えば、下記式で表される。
Figure 2020132636
 当該式中、Ａｒ１は炭素数６〜３０のアリールに由来するｍ価の基であり、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであるが、Ａｒ１〜Ａｒ３の少なくとも１つはスチルベン構造を有し、Ａｒ１〜Ａｒ３は、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、トリ置換シリル（アリール、アルキルおよびシクロアルキルの少なくとも１つでトリ置換されたシリル）またはシアノで置換されていてもよく、そして、ｍは１〜４の整数である。
スチルベン構造を有するアミンは、下記式で表されるジアミノスチルベンがより好ましい。
Figure 2020132636
 当該式中、Ａｒ２およびＡｒ３は、それぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ２およびＡｒ３は、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、トリ置換シリル（アリール、アルキルおよびシクロアルキルの少なくとも１つでトリ置換されたシリル）またはシアノで置換されていてもよい。
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、スチルベニル、ジスチリルフェニル、ジスチリルビフェニリル、ジスチリルフルオレニルなどが挙げられる。
スチルベン構造を有するアミンの具体例は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（４−ビフェニリル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（１−ナフチル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（２−ナフチル）−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（２−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノスチルベン、Ｎ，Ｎ’−ジ（９−フェナントリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノスチルベン、４，４’−ビス［４”−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−ビフェニル、１，４−ビス［４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−ベンゼン、２，７−ビス［４’−ビス（ジフェニルアミノ）スチリル］−９，９−ジメチルフルオレン、４，４’−ビス（９−エチル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニル、４，４’−ビス（９−フェニル−３−カルバゾビニレン）−ビフェニルなどが挙げられる。
また、特開2003-347056号公報、および特開2001-307884号公報などに記載されたスチルベン構造を有するアミンを用いてもよい。
ペリレン誘導体としては、例えば、３，１０−ビス（２，６−ジメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）ペリレン、３，１０−ジフェニルペリレン、３，４−ジフェニルペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔ−ブチルペリレン、３，４，９，１０−テトラフェニルペリレン、３−（１’−ピレニル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３−（９’−アントリル）−８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレン、３，３’−ビス（８，１１−ジ（ｔ−ブチル）ペリレニル）などが挙げられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、および特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
ボラン誘導体としては、例えば、１，８−ジフェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−フェニル−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、４−（９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、４−（１０’−フェニル−９’−アントリル）ジメシチルボリルナフタレン、９−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−ビフェニリル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセン、９−（４’−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル）−１０−（ジメシチルボリル）アントラセンなどが挙げられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
芳香族アミン誘導体は、例えば、下記式で表される。
Figure 2020132636
 当該式中、Ａｒ４は炭素数６〜３０のアリールに由来するｎ価の基であり、Ａｒ５およびＡｒ６はそれぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ４〜Ａｒ６は、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、トリ置換シリル（アリール、アルキルおよびシクロアルキルの少なくとも１つでトリ置換されたシリル）またはシアノで置換されていてもよく、そして、ｎは１〜４の整数である。
特に、Ａｒ４がアントラセン、クリセン、フルオレン、ベンゾフルオレンまたはピレンに由来する２価の基であり、Ａｒ５およびＡｒ６がそれぞれ独立して炭素数６〜３０のアリールであり、Ａｒ４〜Ａｒ６は、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、トリ置換シリル（アリール、アルキルおよびシクロアルキルの少なくとも１つでトリ置換されたシリル）またはシアノで置換されていてもよく、そして、ｎは２である、芳香族アミン誘導体がより好ましい。
炭素数６〜３０のアリールの具体例は、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントレニル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
芳香族アミン誘導体としては、クリセン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルクリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ナフタレン−２−イル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）クリセン−６，１２−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）クリセン−６，１２−ジアミンなどが挙げられる。
また、ピレン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）ピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（３，４−ジメチルフェニル）−３，８−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルピレン−１，８−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，８−ジアミン、Ｎ１，Ｎ６−ジフェニル−Ｎ１，Ｎ６−ビス−（４−トリメチルシラニル−フェニル）−１Ｈ，８Ｈ−ピレン−１，６−ジアミンなどが挙げられる。
また、アントラセン系としては、例えば、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−テトラフェニルアントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｍ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−エチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジシクロヘキシル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）アントラセン−９，１０−ジアミン、２，６−ジシクロヘキシル−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−イソプロピルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔ−ブチルフェニル）アントラセン−９，１０−ジアミン、９，１０−ビス（４−ジフェニルアミノ−フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（１−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、９，１０−ビス（４−ジ（２−ナフチルアミノ）フェニル）アントラセン、１０−ジ−ｐ−トリルアミノ−９−（４−ジ−ｐ−トリルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（４−ジフェニルアミノ−１−ナフチル）アントラセン、１０−ジフェニルアミノ−９−（６−ジフェニルアミノ−２−ナフチル）アントラセンなどが挙げられる。
また、他には、［４−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−１−イル］−ジフェニルアミン、［６−（４−ジフェニルアミノ−フェニル）ナフタレン−２−イル］−ジフェニルアミン、４，４’−ビス［４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル］ビフェニル、４，４’−ビス［６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル］ビフェニル、４，４”−ビス［４−ジフェニルアミノナフタレン−１−イル］−ｐ−テルフェニル、４，４”−ビス［６−ジフェニルアミノナフタレン−２−イル］−ｐ−テルフェニルなどが挙げられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
クマリン誘導体としては、クマリン−６、クマリン−３３４などが挙げられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、および特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
ピラン誘導体としては、下記のＤＣＭ、ＤＣＪＴＢなどが挙げられる。
Figure 2020132636
 また、特開2005-126399号公報、特開2005-097283号公報、特開2002-234892号公報、特開2001-220577号公報、特開2001-081090号公報、および特開2001-052869号公報などに記載されたピラン誘導体を用いてもよい。
上述した発光層用材料（ホスト材料およびドーパント材料）は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、発光層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、式（１）で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
＜有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層＞
電子注入層１０７は、陰極１０８から移動してくる電子を、効率よく発光層１０５内または電子輸送層１０６内に注入する役割を果たす。電子輸送層１０６は、陰極１０８から注入された電子または陰極１０８から電子注入層１０７を介して注入された電子を、効率よく発光層１０５に輸送する役割を果たす。電子輸送層１０６および電子注入層１０７は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することを司る層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。
電子輸送層１０６または電子注入層１０７を形成する材料（電子輸送材料）としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機ＥＬ素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。
電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香族環もしくは複素芳香族環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香族環誘導体、４，４’−ビス（ジフェニルエテニル）ビフェニルに代表されるスチリル系芳香族環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などが挙げられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などが挙げられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体（１，３−ビス［（４−ｔ−ブチルフェニル）１，３，４−オキサジアゾリル］フェニレンなど）、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体（Ｎ−ナフチル−２，５−ジフェニル−１，３，４−トリアゾールなど）、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体（２，２’−ビス（ベンゾ［ｈ］キノリン−２−イル）−９，９’−スピロビフルオレンなど）、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体（トリス（Ｎ−フェニルベンゾイミダゾール−２−イル）ベンゼンなど）、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体（１，３−ビス（４’−（２，２’：６’２”−テルピリジニル））ベンゼンなど）、ナフチリジン誘導体（ビス（１−ナフチル）−４−（１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニルホスフィンオキサイドなど）、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などが挙げられる。
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などが挙げられる。
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。
上述した材料の中でも、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、ＢＯ系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体が好ましい。
＜ボラン誘導体＞
ボラン誘導体は、例えば下記一般式（ＥＴＭ−１）で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
Figure 2020132636
 上記式（ＥＴＭ−１）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも１つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｘは、置換されていてもよいアリーレンであり、Ｙは、置換されていてもよい炭素数１６以下のアリール、置換されているボリル、または置換されていてもよいカルバゾリルであり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
上記一般式（ＥＴＭ−１）で表される化合物の中でも、下記一般式（ＥＴＭ−１−１）で表される化合物や下記一般式（ＥＴＭ−１−２）で表される化合物が好ましい。
Figure 2020132636
 式（ＥＴＭ−１−１）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも１つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｒ２１およびＲ２２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも１つであり、Ｘ１は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレンであり、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数であり、そして、ｍはそれぞれ独立して０〜４の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
Figure 2020132636
 式（ＥＴＭ−１−２）中、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも１つであり、Ｒ１３〜Ｒ１６は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキルまたは置換されていてもよいアリールであり、Ｘ１は、置換されていてもよい炭素数２０以下のアリーレンであり、そして、ｎはそれぞれ独立して０〜３の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
Ｘ１の具体的な例としては、下記式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−９）のいずれかで表される２価の基が挙げられる。各構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
 （各式中、Ｒａは、それぞれ独立してアルキル基、シクロアルキル基または置換されていてもよいフェニル基である。）
このボラン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このボラン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜ピリジン誘導体＞
ピリジン誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−２）で表される化合物であり、好ましくは式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）で表される化合物である。
Figure 2020132636
φは、ｎ価のアリール環（好ましくはｎ価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環）であり、ｎは１〜４の整数である。
上記式（ＥＴＭ−２−１）において、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ独立して、水素、アルキル（好ましくは炭素数１〜２４のアルキル）、シクロアルキル（好ましくは炭素数３〜１２のシクロアルキル）またはアリール（好ましくは炭素数６〜３０のアリール）である。
上記式（ＥＴＭ−２−２）において、Ｒ１１およびＲ１２は、それぞれ独立して、水素、アルキル（好ましくは炭素数１〜２４のアルキル）、シクロアルキル（好ましくは炭素数３〜１２のシクロアルキル）またはアリール（好ましくは炭素数６〜３０のアリール）であり、Ｒ１１およびＲ１２は結合して環を形成していてもよい。
各式において、「ピリジン系置換基」は、下記式（Ｐｙ−１）〜式（Ｐｙ−１５）のいずれかであり、ピリジン系置換基はそれぞれ独立して炭素数１〜４のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよい。また、ピリジン系置換基はフェニレン基やナフチレン基を介して各式におけるφ、アントラセン環またはフルオレン環に結合していてもよい。各構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
ピリジン系置換基は、上記式（Ｐｙ−１）〜式（Ｐｙ−１５）のいずれかであるが、これらの中でも、下記式（Ｐｙ−２１）〜式（Ｐｙ−４４）のいずれかであることが好ましい。各構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
各ピリジン誘導体における少なくとも１つの水素が重水素で置換されていてもよく、また、上記式（ＥＴＭ−２−１）および式（ＥＴＭ−２−２）における２つの「ピリジン系置換基」のうちの一方はアリールで置き換えられていてもよい。
Ｒ１１〜Ｒ１８における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキルまたは炭素数３〜２４の分岐鎖アルキルが挙げられる。好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）である。より好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分岐鎖アルキル）である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）である。
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシル、ｎ−オクチル、ｔ−オクチル、１−メチルヘプチル、２−エチルヘキシル、２−プロピルペンチル、ｎ−ノニル、２，２−ジメチルヘプチル、２，６−ジメチル−４−ヘプチル、３，５，５−トリメチルヘキシル、ｎ−デシル、ｎ−ウンデシル、１−メチルデシル、ｎ−ドデシル、ｎ−トリデシル、１−ヘキシルヘプチル、ｎ−テトラデシル、ｎ−ペンタデシル、ｎ−ヘキサデシル、ｎ−ヘプタデシル、ｎ−オクタデシル、ｎ−エイコシルなどが挙げられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数１〜４のアルキルとしては、上記アルキルの説明を引用することができる。
Ｒ１１〜Ｒ１８における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数３〜１２のシクロアルキルが挙げられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜１０のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜８のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜６のシクロアルキルである。
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
ピリジン系置換基に置換する炭素数５〜１０のシクロアルキルとしては、上記シクロアルキルの説明を引用することができる。
Ｒ１１〜Ｒ１８における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数６〜３０のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数６〜１８のアリールであり、さらに好ましくは炭素数６〜１４のアリールであり、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
具体的な「炭素数６〜３０のアリール」としては、単環系アリールであるフェニル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，６−）イルなどが挙げられる。
好ましい「炭素数６〜３０のアリール」は、フェニル、ナフチル、フェナントリル、クリセニルまたはトリフェニレニルなどが挙げられ、さらに好ましくはフェニル、１−ナフチル、２−ナフチルまたはフェナントリルが挙げられ、特に好ましくはフェニル、１−ナフチルまたは２−ナフチルが挙げられる。
上記式（ＥＴＭ−２−２）におけるＲ１１およびＲ１２は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の５員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このピリジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このピリジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜フルオランテン誘導体＞
フルオランテン誘導体は、例えば下記一般式（ＥＴＭ−３）で表される化合物であり、詳細には国際公開第２０１０／１３４３５２号公報に開示されている。
Figure 2020132636
上記式（ＥＴＭ−３）中、Ｘ１２〜Ｘ２１は水素、ハロゲン、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル、直鎖、分岐もしくは環状のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリール、または置換もしくは無置換のヘテロアリールを表す。ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリールアルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
このフルオランテン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
＜ＢＯ系誘導体＞
ＢＯ系誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−４）で表される多環芳香族化合物、または下記式（ＥＴＭ−４）で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
Figure 2020132636
Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。
また、式（ＥＴＭ−４）で表される化合物または構造における少なくとも１つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
式（ＥＴＭ−４）における置換基や環形成の形態、また式（ＥＴＭ−４）の構造が複数合わさってできる多量体の説明については、上記一般式（１）で表される化合物やその多量体の説明を引用することができる。
このＢＯ系誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このＢＯ系誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜アントラセン誘導体＞
アントラセン誘導体の１つは、例えば下記式（ＥＴＭ−５−１）で表される化合物である。
Figure 2020132636
Ａｒは、それぞれ独立して、２価のベンゼンまたはナフタレンであり、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３から６のシクロアルキルまたは炭素数６〜２０のアリールである。
Ａｒは、それぞれ独立して、２価のベンゼンまたはナフタレンから適宜選択することができ、２つのＡｒが異なっていても同じであってもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じであることが好ましい。Ａｒはピリジンと結合して、「Ａｒおよびピリジンからなる部位」を形成しており、この部位は例えば下記式（Ｐｙ−１）〜式（Ｐｙ−１２）のいずれかで表される基としてアントラセンに結合している。各構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
これらの基の中でも、上記式（Ｐｙ−１）〜式（Ｐｙ−９）のいずれかで表される基が好ましく、上記式（Ｐｙ−１）〜式（Ｐｙ−６）のいずれかで表される基がより好ましい。アントラセンに結合する２つの「Ａｒおよびピリジンからなる部位」は、その構造が同じであっても異なっていてもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じ構造であることが好ましい。ただし、素子特性の観点からは、２つの「Ａｒおよびピリジンからなる部位」の構造が同じであっても異なっていても好ましい。
Ｒ１〜Ｒ４における炭素数１〜６のアルキルについては直鎖および分岐鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数１〜６の直鎖アルキルまたは炭素数３〜６の分岐鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）である。具体例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、または２−エチルブチルなどが挙げられ、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、またはｔ−ブチルが好ましく、メチル、エチル、またはｔ−ブチルがより好ましい。
Ｒ１〜Ｒ４における炭素数３〜６のシクロアルキルの具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
Ｒ１〜Ｒ４における炭素数６〜２０のアリールについては、炭素数６〜１６のアリールが好ましく、炭素数６〜１２のアリールがより好ましく、炭素数６〜１０のアリールが特に好ましい。
「炭素数６〜２０のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）トリル、（２，３−，２，４−，２，５−，２，６−，３，４−，３，５−）キシリル、メシチル（２，４，６−トリメチルフェニル）、（ｏ−，ｍ−，ｐ−）クメニル、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アントラセン−（１−，２−，９−）イル、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、テトラセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イルなどが挙げられる。
好ましい「炭素数６〜２０のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリルまたはナフチルであり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル、１−ナフチル、２−ナフチルまたはｍ−テルフェニル−５’−イルであり、さらに好ましくは、フェニル、ビフェニリル、１−ナフチルまたは２−ナフチルであり、最も好ましくはフェニルである。
アントラセン誘導体の１つは、例えば下記式（ＥＴＭ−５−２）で表される化合物である。
Figure 2020132636
Ａｒ１は、それぞれ独立して、単結合、２価のベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、またはフェナレンである。
Ａｒ２は、それぞれ独立して、炭素数６〜２０のアリールであり、上記式（ＥＴＭ−５−１）における「炭素数６〜２０のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数６〜１６のアリールが好ましく、炭素数６〜１２のアリールがより好ましく、炭素数６〜１０のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどが挙げられる。
Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立して、水素、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３から６のシクロアルキルまたは炭素数６〜２０のアリールであり、上記式（ＥＴＭ−５−１）における説明を引用することができる。
これらのアントラセン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
これらのアントラセン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜ベンゾフルオレン誘導体＞
ベンゾフルオレン誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−６）で表される化合物である。
Figure 2020132636
Ａｒ１は、それぞれ独立して、炭素数６〜２０のアリールであり、上記式（ＥＴＭ−５−１）における「炭素数６〜２０のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数６〜１６のアリールが好ましく、炭素数６〜１２のアリールがより好ましく、炭素数６〜１０のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどが挙げられる。
Ａｒ２は、それぞれ独立して、水素、アルキル（好ましくは炭素数１〜２４のアルキル）、シクロアルキル（好ましくは炭素数３〜１２のシクロアルキル）またはアリール（好ましくは炭素数６〜３０のアリール）であり、２つのＡｒ２は結合して環を形成していてもよい。
Ａｒ２における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数１〜２４の直鎖アルキルまたは炭素数３〜２４の分岐鎖アルキルが挙げられる。好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１８のアルキル（炭素数３〜１８の分岐鎖アルキル）である。より好ましい「アルキル」は、炭素数１〜１２のアルキル（炭素数３〜１２の分岐鎖アルキル）である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数１〜６のアルキル（炭素数３〜６の分岐鎖アルキル）である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数１〜４のアルキル（炭素数３〜４の分岐鎖アルキル）である。具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、ｓ−ブチル、ｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔ−ペンチル、ｎ−ヘキシル、１−メチルペンチル、３，３−ジメチルブチル、２−エチルブチル、ｎ−ヘプチル、１−メチルヘキシルなどが挙げられる。
Ａｒ２における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数３〜１２のシクロアルキルが挙げられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜１０のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜８のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数３〜６のシクロアルキルである。具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどが挙げられる。
Ａｒ２における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数６〜３０のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数６〜１８のアリールであり、さらに好ましくは炭素数６〜１４のアリールであり、特に好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
具体的な「炭素数６〜３０のアリール」としては、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。
２つのＡｒ２は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の５員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。
このベンゾフルオレン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このベンゾフルオレン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜ホスフィンオキサイド誘導体＞
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−７−１）で表される化合物である。詳細は国際公開第２０１３／０７９２１７号公報にも記載されている。
Figure 2020132636
 Ｒ５は、置換または無置換の、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数３〜２０のシクロアルキル、炭素数６〜２０のアリールまたは炭素数５〜２０のヘテロアリールであり、
Ｒ６は、ＣＮ、置換または無置換の、炭素数１〜２０のアルキル、炭素数３〜２０のシクロアルキル、炭素数１〜２０のヘテロアルキル、炭素数６〜２０のアリール、炭素数５〜２０のヘテロアリール、炭素数１〜２０のアルコキシまたは炭素数６〜２０のアリールオキシであり、
Ｒ７およびＲ８は、それぞれ独立して、置換または無置換の、炭素数６〜２０のアリールまたは炭素数５〜２０のヘテロアリールであり、
Ｒ９は酸素または硫黄であり、
ｊは０または１であり、ｋは０または１であり、ｒは０〜４の整数であり、ｑは１〜３の整数である。
ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−７−２）で表される化合物でもよい。
Figure 2020132636
Ｒ１〜Ｒ３は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。
Ａｒ１は、同じでも異なっていてもよく、アリーレン基またはヘテロアリーレン基であり、Ａｒ２は、同じでも異なっていてもよく、アリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ａｒ１およびＡｒ２のうち少なくとも一方は置換基を有しているか、または隣接置換基との間に縮合環を形成している。ｎは０〜３の整数であり、ｎが０のとき不飽和構造部分は存在せず、ｎが３のときＲ1は存在しない。
これらの置換基の内、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、複素環基などを挙げることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、１〜２０の範囲である。
また、シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、３〜２０の範囲である。
また、アラルキル基とは、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などの脂肪族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換されていてもかまわない。脂肪族部分の炭素数は特に限定されないが、通常、１〜２０の範囲である。
また、アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２〜２０の範囲である。
また、シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセン基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。
また、アルキニル基とは、例えば、アセチレニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、２〜２０の範囲である。
また、アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、１〜２０の範囲である。
また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、シクロアルキルチオ基とは、シクロアルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基などのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、６〜４０の範囲である。
また、アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。
また、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フェナントリル基、テルフェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、無置換でも置換されていてもかまわない。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、６〜４０の範囲である。
また、複素環基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、２〜３０の範囲である。
ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。
アルデヒド基、カルボニル基、アミノ基には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環などで置換された基も含むことができる。
また、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環は無置換でも置換されていてもかまわない。
シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素化合物基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、３〜２０の範囲である。また、ケイ素数は、通常、１〜６である。
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、Ａｒ１とＲ２、Ａｒ１とＲ３、Ａｒ２とＲ２、Ａｒ２とＲ３、Ｒ２とＲ３、Ａｒ１とＡｒ２などの間で形成された共役または非共役の縮合環である。ここで、ｎが１の場合、２つのＲ１同士で共役または非共役の縮合環を形成してもよい。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。
このホスフィンオキサイド誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このホスフィンオキサイド誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜ピリミジン誘導体＞
ピリミジン誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−８）で表される化合物であり、好ましくは下記式（ＥＴＭ−８−１）で表される化合物である。詳細は国際公開第２０１１／０２１６８９号公報にも記載されている。
Figure 2020132636
Ａｒは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。ｎは１〜４の整数であり、好ましくは１〜３の整数であり、より好ましくは２または３である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリールが挙げられ、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜２０のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル（５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−４−イル、ｍ−クアテルフェニリル）、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，６−）イルなどが挙げられる。
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリールが挙げられ、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ［ｂ］チエニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このピリミジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このピリミジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜カルバゾール誘導体＞
カルバゾール誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−９）で表される化合物、またはそれが単結合などで複数結合した多量体である。詳細は米国公開公報２０１４／０１９７３８６号公報に記載されている。
Figure 2020132636
Ａｒは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。ｎは、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、好ましくは０〜３の整数であり、より好ましくは０または１である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリールが挙げられ、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜２０のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル（５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−４−イル、ｍ−クアテルフェニリル）、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，６−）イルなどが挙げられる。
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリールが挙げられ、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ［ｂ］チエニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
カルバゾール誘導体は、上記式（ＥＴＭ−９）で表される化合物が単結合などで複数結合した多量体であってもよい。この場合、単結合以外に、アリール環（好ましくは多価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環）で結合されていてもよい。
このカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このカルバゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜トリアジン誘導体＞
トリアジン誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−１０）で表される化合物であり、好ましくは下記式（ＥＴＭ−１０−１）で表される化合物である。詳細は米国公開公報２０１１／０１５６０１３号公報に記載されている。
Figure 2020132636
Ａｒは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。ｎは１〜３の整数であり、好ましくは２または３である。
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数６〜３０のアリールが挙げられ、好ましくは炭素数６〜２４のアリール、より好ましくは炭素数６〜２０のアリール、さらに好ましくは炭素数６〜１２のアリールである。
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである（２−，３−，４−）ビフェニリル、縮合二環系アリールである（１−，２−）ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル（ｍ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−４’−イル、ｍ−テルフェニル−５’−イル、ｏ−テルフェニル−３’−イル、ｏ−テルフェニル−４’−イル、ｐ−テルフェニル−２’−イル、ｍ−テルフェニル−２−イル、ｍ−テルフェニル−３−イル、ｍ−テルフェニル−４−イル、ｏ−テルフェニル−２−イル、ｏ−テルフェニル−３−イル、ｏ−テルフェニル−４−イル、ｐ−テルフェニル−２−イル、ｐ−テルフェニル−３−イル、ｐ−テルフェニル−４−イル）、縮合三環系アリールである、アセナフチレン−（１−，３−，４−，５−）イル、フルオレン−（１−，２−，３−，４−，９−）イル、フェナレン−（１−，２−）イル、（１−，２−，３−，４−，９−）フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル（５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−２−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−３−イル、５’−フェニル−ｍ−テルフェニル−４−イル、ｍ−クアテルフェニリル）、縮合四環系アリールであるトリフェニレン−（１−，２−）イル、ピレン−（１−，２−，４−）イル、ナフタセン−（１−，２−，５−）イル、縮合五環系アリールであるペリレン−（１−，２−，３−）イル、ペンタセン−（１−，２−，５−，６−）イルなどが挙げられる。
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数２〜３０のヘテロアリールが挙げられ、炭素数２〜２５のヘテロアリールが好ましく、炭素数２〜２０のヘテロアリールがより好ましく、炭素数２〜１５のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数２〜１０のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を１ないし５個含有する複素環などが挙げられる。
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ［ｂ］チエニル、インドリル、イソインドリル、１Ｈ−インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、１Ｈ−ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどが挙げられる。
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。
このトリアジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物が挙げられる。
Figure 2020132636
このトリアジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜ベンゾイミダゾール誘導体＞
ベンゾイミダゾール誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−１１）で表される化合物である。
Figure 2020132636
φは、ｎ価のアリール環（好ましくはｎ価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環）であり、ｎは１〜４の整数であり、「ベンゾイミダゾール系置換基」は、上記式（ＥＴＭ−２）、式（ＥＴＭ−２−１）および式（ＥＴＭ−２−２）における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がベンゾイミダゾール基に置き換わった置換基であり、ベンゾイミダゾール誘導体における少なくとも１つの水素は重水素で置換されていてもよい。下記構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
上記ベンゾイミダゾール基におけるＲ１１は、水素、炭素数１〜２４のアルキル、炭素数３〜１２のシクロアルキルまたは炭素数６〜３０のアリールであり、上記式（ＥＴＭ−２−１）および式（ＥＴＭ−２−２）におけるＲ１１の説明を引用することができる。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）での説明を引用することができ、各式中のＲ１１〜Ｒ１８は上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）での説明を引用することができる。また、上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）では２つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをベンゾイミダゾール系置換基に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えてもよいし（すなわちｎ＝２）、いずれか１つのピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて他方のピリジン系置換基をＲ１１〜Ｒ１８で置き換えてもよい（すなわちｎ＝１）。さらに、例えば上記式（ＥＴＭ−２−１）におけるＲ１１〜Ｒ１８の少なくとも１つをベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて「ピリジン系置換基」をＲ１１〜Ｒ１８で置き換えてもよい。
このベンゾイミダゾール誘導体の具体例としては、例えば１−フェニル−２−（４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル）−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（３−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（１０−（ナフタレン−２−イル）アントラセン−９−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、２−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、１−（４−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）フェニル）−２−フェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾール、５−（９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）アントラセン−２−イル）−１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾ［ｄ］イミダゾールなどが挙げられる。
Figure 2020132636
このベンゾイミダゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜フェナントロリン誘導体＞
フェナントロリン誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−１２）または式（ＥＴＭ−１２−１）で表される化合物である。詳細は国際公開２００６／０２１９８２号公報に記載されている。
Figure 2020132636
φは、ｎ価のアリール環（好ましくはｎ価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環）であり、ｎは１〜４の整数である。
各式のＲ１１〜Ｒ１８は、それぞれ独立して、水素、アルキル（好ましくは炭素数１〜２４のアルキル）、シクロアルキル（好ましくは炭素数３〜１２のシクロアルキル）またはアリール（好ましくは炭素数６〜３０のアリール）である。また、上記式（ＥＴＭ−１２−１）においてはＲ１１〜Ｒ１８のいずれかがアリール環であるφと結合する。
各フェナントロリン誘導体における少なくとも１つの水素が重水素で置換されていてもよい。
Ｒ１１〜Ｒ１８におけるアルキル、シクロアルキルおよびアリールとしては、上記式（ＥＴＭ−２）におけるＲ１１〜Ｒ１８の説明を引用することができる。また、φは上記した例のほかに、例えば、以下の構造式が挙げられる。なお、下記構造式中のＲは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、１−ナフチル、２−ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。また、各構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
このフェナントロリン誘導体の具体例としては、例えば４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン、９，１０−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）アントラセン、２，６−ジ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ピリジン、１，３，５−トリ（１，１０−フェナントロリン−５−イル）ベンゼン、９，９’−ジフルオル−ビス（１，１０−フェナントロリン−５−イル）、バソクプロインや１，３−ビス（２−フェニル−１，１０−フェナントロリン−９−イル）ベンゼンなどが挙げられる。
Figure 2020132636
このフェナントロリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜キノリノール系金属錯体＞
キノリノール系金属錯体は、例えば下記一般式（ＥＴＭ−１３）で表される化合物である。
Figure 2020132636
 式中、Ｒ１〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素、フッ素、アルキル、シクロアルキル、アラルキル、アルケニル、シアノ、アルコキシまたはアリールであり、ＭはＬｉ、Ａｌ、Ｇａ、ＢｅまたはＺｎであり、ｎは１〜３の整数である。
キノリノール系金属錯体の具体例としては、８−キノリノールリチウム、トリス（８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（３，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，５−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、トリス（４，６−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（フェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−メチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，３−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，４−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，６−ジフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリフェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，６−トリメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２，４，５，６−テトラメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（１−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）（２−ナフトラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（２−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（４−フェニルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジメチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）（３，５−ジ−ｔ−ブチルフェノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−エチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム−μ−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）アルミニウム、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリン）ベリリウムなどが挙げられる。
このキノリノール系金属錯体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
＜チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体＞
チアゾール誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−１４−１）で表される化合物である。
Figure 2020132636
 ベンゾチアゾール誘導体は、例えば下記式（ＥＴＭ−１４−２）で表される化合物である。
Figure 2020132636
各式のφは、ｎ価のアリール環（好ましくはｎ価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環）であり、ｎは１〜４の整数であり、「チアゾール系置換基」や「ベンゾチアゾール系置換基」は、上記式（ＥＴＭ−２）、式（ＥＴＭ−２−１）および式（ＥＴＭ−２−２）における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がチアゾール基やベンゾチアゾール基に置き換わった置換基であり、チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体における少なくとも１つの水素が重水素で置換されていてもよい。下記構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）での説明を引用することができ、各式中のＲ１１〜Ｒ１８は上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）での説明を引用することができる。また、上記式（ＥＴＭ−２−１）または式（ＥＴＭ−２−２）では２つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをチアゾール系置換基（またはベンゾチアゾール系置換基）に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をチアゾール系置換基（またはベンゾチアゾール系置換基）で置き換えてもよいし（すなわちｎ＝２）、いずれか１つのピリジン系置換基をチアゾール系置換基（またはベンゾチアゾール系置換基）で置き換えて他方のピリジン系置換基をＲ１１〜Ｒ１８で置き換えてもよい（すなわちｎ＝１）。さらに、例えば上記式（ＥＴＭ−２−１）におけるＲ１１〜Ｒ１８の少なくとも１つをチアゾール系置換基（またはベンゾチアゾール系置換基）で置き換えて「ピリジン系置換基」をＲ１１〜Ｒ１８で置き換えてもよい。
これらのチアゾール誘導体またはベンゾチアゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有する物質であれば、様々な物質が用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを好適に使用することができる。
好ましい還元性物質としては、Ｎａ（仕事関数２．３６ｅＶ）、Ｋ（同２．２８ｅＶ）、Ｒｂ（同２．１６ｅＶ）またはＣｓ（同１．９５ｅＶ）などのアルカリ金属や、Ｃａ（同２．９ｅＶ）、Ｓｒ（同２．０〜２．５ｅＶ）またはＢａ（同２．５２ｅＶ）などのアルカリ土類金属が挙げられ、仕事関数が２．９ｅＶ以下の物質が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、Ｋ、ＲｂまたはＣｓのアルカリ金属であり、さらに好ましくはＲｂまたはＣｓであり、最も好ましいのはＣｓである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が２．９ｅＶ以下の還元性物質として、これら２種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Ｃｓを含んだ組み合わせ、例えば、ＣｓとＮａ、ＣｓとＫ、ＣｓとＲｂ、またはＣｓとＮａとＫとの組み合わせが好ましい。Ｃｓを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機ＥＬ素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。
上述した電子注入層用材料および電子輸送層用材料は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、電子層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、式（１）で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
＜有機電界発光素子における陰極＞
陰極１０８は、電子注入層１０７および電子輸送層１０６を介して、発光層１０５に電子を注入する役割を果たす。
陰極１０８を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極１０２を形成する材料と同様の物質を用いることができる。なかでも、スズ、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金（マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、フッ化リチウム／アルミニウムなどのアルミニウム−リチウム合金など）などが好ましい。電子注入効率を上げて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されない。
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例として挙げられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。
＜各層で用いてもよい結着剤＞
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
＜有機電界発光素子の作製方法＞
有機電界発光素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常２ｎｍ〜５０００ｎｍの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、蒸着用ルツボの加熱温度＋５０〜＋４００℃、真空度１０−６〜１０−３Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−１５０〜＋３００℃、膜厚２ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。
このようにして得られた有機ＥＬ素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を＋、陰極を−の極性として印加すればよく、電圧２〜４０Ｖ程度を印加すると、透明または半透明の電極側（陽極または陰極、および両方）より発光が観測できる。また、この有機ＥＬ素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。
次に、有機ＥＬ素子を作製する方法の一例として、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子の作製法について説明する。
＜蒸着法＞
適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機ＥＬ素子が得られる。なお、上述の有機ＥＬ素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。
＜湿式成膜法＞
湿式成膜法は、有機ＥＬ素子の各有機層を形成し得る低分子化合物を液状の有機層形成用組成物として準備し、これを用いることによって実施される。この低分子化合物を溶解する適当な有機溶媒がない場合には、当該低分子化合物に反応性置換基を置換させた反応性化合物として溶解性機能を有する他のモノマーや主鎖型高分子と共に高分子化させた高分子化合物などから有機層形成用組成物を準備してもよい。
湿式成膜法は、一般的には、基板に有機層形成用組成物を塗布する塗布工程および塗布された有機層形成用組成物から溶媒を取り除く乾燥工程を経ることで塗膜を形成する。上記高分子化合物が架橋性置換基を有する場合（これを架橋性高分子化合物ともいう）には、この乾燥工程によりさらに架橋して高分子架橋体が形成される。塗布工程の違いにより、スピンコーターを用いる方法をスピンコート法、スリットコーターを用いる方法をスリットコート法、版を用いる方法をグラビア、オフセット、リバースオフセット、フレキソ印刷法、インクジェットプリンタを用いる方法をインクジェット法、霧状に吹付ける方法をスプレー法と呼ぶ。乾燥工程には、風乾、加熱、減圧乾燥などの方法がある。乾燥工程は１回のみ行なってもよく、異なる方法や条件を用いて複数回行なってもよい。また、例えば、減圧下での焼成のように、異なる方法を併用してもよい。
湿式成膜法とは溶液を用いた成膜法であり、例えば、一部の印刷法（インクジェット法）、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などである。湿式成膜法は真空蒸着法と異なり高価な真空蒸着装置を用いる必要が無く、大気圧下で成膜することができる。加えて、湿式成膜法は大面積化や連続生産が可能であり、製造コストの低減につながる。
一方で、真空蒸着法と比較した場合には、湿式成膜法は積層化が難しい場合がある。湿式成膜法を用いて積層膜を作製する場合、上層の組成物による下層の溶解を防ぐ必要があり、溶解性を制御した組成物、下層の架橋および直交溶媒（Orthogonal solvent、互いに溶解し合わない溶媒）などが駆使される。しかしながら、それらの技術を用いても、全ての膜の塗布に湿式成膜法を用いるのは難しい場合がある。
そこで、一般的には、幾つかの層だけを湿式成膜法を用い、残りを真空蒸着法で有機ＥＬ素子を作製するという方法が採用される。
例えば、湿式成膜法を一部適用し有機ＥＬ素子を作製する手順を以下に示す。
（手順１）陽極の真空蒸着法による成膜
（手順２）正孔注入層用材料を含む正孔注入層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
（手順３）正孔輸送層用材料を含む正孔輸送層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
（手順４）ホスト材料とドーパント材料を含む発光層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
（手順５）電子輸送層の真空蒸着法による成膜
（手順６）電子注入層の真空蒸着法による成膜
（手順７）陰極の真空蒸着法による成膜
この手順を経ることで、陽極／正孔注入層／正孔輸送層／ホスト材料とドーパント材料からなる発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極からなる有機ＥＬ素子が得られる。
もちろん、下層の発光層の溶解を防ぐ手段があったり、また上記手順とは逆に陰極側から成膜する手段などを用いることで、電子輸送層用材料や電子注入層用材料を含む層形成用組成物として準備して、それらを湿式成膜法により成膜できる。
＜その他の成膜法＞
有機層形成用組成物の成膜化には、レーザー加熱描画法（ＬＩＴＩ）を用いることができる。ＬＩＴＩとは基材に付着させた化合物をレーザーで加熱蒸着する方法で、基材へ塗布される材料に有機層形成用組成物を用いることができる。
＜任意の工程＞
成膜の各工程の前後に、適切な処理工程、洗浄工程および乾燥工程を適宜入れてもよい。処理工程としては、例えば、露光処理、プラズマ表面処理、超音波処理、オゾン処理、適切な溶媒を用いた洗浄処理および加熱処理等が挙げられる。さらには、バンクを作製する一連の工程も挙げられる。
バンクの作製にはフォトリソグラフィ技術を用いることができる。フォトリソグラフィの利用可能なバンク材としては、ポジ型レジスト材料およびネガ型レジスト材料を用いることができる。また、インクジェット法、グラビアオフセット印刷、リバースオフセット印刷、スクリーン印刷などのパターン可能な印刷法も用いることができる。その際には永久レジスト材料を用いることもできる。また、バンクはひとつの材料を用いて形成されても、複数の材料を用いて複数の構造を組み合わせて形成されてもよい。
バンクに用いられる材料としては、酸化ケイ素、二酸化ケイ素、窒化ケイ素および窒化酸化ケイ素などの無機材料、多糖類およびその誘導体、ヒドロキシルを有するエチレン性モノマーの単独重合体および共重合体、生体高分子化合物、ポリアクリロイル化合物、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリフェニレン、ポリフェニルエーテル、ポリウレタン、エポキシ（メタ）アクリレート、メラミン（メタ）アクリレート、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合ポリマー（ＡＢＳ）、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリアセテート、ポリノルボルネン、合成ゴム、ポリフルオロビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ化ポリマー、フルオロオレフィン−ヒドロカーボンオレフィンの共重合ポリマー、フルオロカーボンポリマーが挙げられるが、それだけに限定されない。
＜湿式成膜法に使用される有機層形成用組成物＞
有機層形成用組成物は、有機ＥＬ素子の各有機層を形成し得る低分子化合物、または当該低分子化合物を高分子化させた高分子化合物を有機溶媒に溶解させて得られる。例えば、発光層形成用組成物は、第１成分として少なくとも１種のドーパント材料である多環芳香族化合物（またはその高分子化合物）と、第２成分として少なくとも１種のホスト材料と、第３成分として少なくとも１種の有機溶媒とを含有する。第１成分は、該組成物から得られる発光層のドーパント成分として機能し、第２成分は発光層のホスト成分として機能する。第３成分は、組成物中の第１成分と第２成分を溶解する溶媒として機能し、塗布時には第３成分自身の制御された蒸発速度により平滑で均一な表面形状を与える。
＜有機溶媒＞
有機層形成用組成物は少なくとも一種の有機溶媒を含む。成膜時に有機溶媒の蒸発速度を制御することで、成膜性および塗膜の欠陥の有無、表面粗さ、平滑性を制御および改善することができる。また、インクジェット法を用いた成膜時は、インクジェットヘッドのピンホールでのメニスカス安定性を制御し、吐出性を制御・改善することができる。加えて、膜の乾燥速度および誘導体分子の配向を制御することで、該有機層形成用組成物より得られる有機層を有する有機ＥＬ素子の電気特性、発光特性、効率、および寿命を改善することができる。
（１）有機溶媒の物性
少なくとも１種の有機溶媒の沸点は、１３０℃〜３００℃であり、１４０℃〜２７０℃がより好ましく、１５０℃〜２５０℃がさらに好ましい。沸点が１３０℃より高い場合、インクジェットの吐出性の観点から好ましい。また、沸点が３００℃より低い場合、塗膜の欠陥、表面粗さ、残留溶媒および平滑性の観点から好ましい。有機溶媒は、良好なインクジェットの吐出性、成膜性、平滑性および低い残留溶媒の観点から、２種以上の有機溶媒を含む構成がより好ましい。一方で、場合によっては、運搬性などを考慮し、有機層形成用組成物中から溶媒を除去することで固形状態とした組成物であってもよい。
さらに、有機溶媒が溶質の少なくとも１種に対する良溶媒（ＧＳ）と貧溶媒（ＰＳ）とを含み、良溶媒（ＧＳ）の沸点（ＢＰＧＳ）が貧溶媒（ＰＳ）の沸点（ＢＰＰＳ）よりも低い、構成が特に好ましい。
高沸点の貧溶媒を加えることで成膜時に低沸点の良溶媒が先に揮発し、組成物中の含有物の濃度と貧溶媒の濃度が増加し速やかな成膜が促される。これにより、欠陥が少なく、表面粗さが小さい、平滑性の高い塗膜が得られる。
溶解度の差（ＳＧＳ−ＳＰＳ）は、１％以上であることが好ましく、３％以上であることがより好ましく、５％以上であることがさらに好ましい。沸点の差（ＢＰＰＳ−ＢＰＧＳ）は、１０℃以上であることが好ましく、３０℃以上であることがより好ましく、５０℃以上であることがさらに好ましい。
有機溶媒は、成膜後に、真空、減圧、加熱などの乾燥工程により塗膜より取り除かれる。加熱を行う場合、塗布成膜性改善の観点からは、溶質の少なくとも１種のガラス転移温度（Ｔｇ）＋３０℃以下で行うことが好ましい。また、残留溶媒の削減の観点からは、溶質の少なくとも１種のガラス転移点（Ｔｇ）−３０℃以上で加熱することが好ましい。加熱温度が有機溶媒の沸点より低くても膜が薄いために、有機溶媒は十分に取り除かれる。また、異なる温度で複数回乾燥を行ってもよく、複数の乾燥方法を併用してもよい。
（２）有機溶媒の具体例
有機層形成用組成物に用いられる有機溶媒としては、アルキルベンゼン系溶媒、フェニルエーテル系溶媒、アルキルエーテル系溶媒、環状ケトン系溶媒、脂肪族ケトン系溶媒、単環性ケトン系溶媒、ジエステル骨格を有する溶媒および含フッ素系溶媒などがあげられ、具体例として、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサン−２−オール、ヘプタン−２−オール、オクタン−２−オール、デカン−２−オール、ドデカン−２−オール、シクロヘキサノール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、γ−テルピネオール、δ−テルピネオール、テルピネオール（混合物）、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ｐ−キシレン、ｍ−キシレン、ｏ−キシレン、２，６−ルチジン、２−フルオロ−ｍ−キシレン、３−フルオロ−ｏ−キシレン、２−クロロベンゾ三フッ化物、クメン、トルエン、２−クロロ−６−フルオロトルエン、２−フルオロアニソール、アニソール、２，３−ジメチルピラジン、ブロモベンゼン、４−フルオロアニソール、３−フルオロアニソール、３−トリフルオロメチルアニソール、メシチレン、１，２，４−トリメチルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、２−メチルアニソール、フェネトール、ベンゾジオキソール、４−メチルアニソール、ｓ−ブチルベンゼン、３−メチルアニソール、４−フルオロ−３−メチルアニソール、シメン、１，２，３−トリメチルベンゼン、１，２−ジクロロベンゼン、２−フルオロベンゾニトリル、４−フルオロベラトロール、２，６−ジメチルアニソール、ｎ−ブチルベンゼン、３−フルオロベンゾニトリル、デカリン（デカヒドロナフタレン）、ネオペンチルベンゼン、２，５−ジメチルアニソール、２，４−ジメチルアニソール、ベンゾニトリル、３，５−ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル、１−フルオロ−３，５−ジメトキシベンゼン、安息香酸メチル、イソペンチルベンゼン、３，４−ジメチルアニソール、ｏ−トルニトリル、ｎ−アミルベンゼン、ベラトロール、１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン、安息香酸エチル、ｎ−ヘキシルベンゼン、安息香酸プロピル、シクロヘキシルベンゼン、１−メチルナフタレン、安息香酸ブチル、２−メチルビフェニル、３−フェノキシトルエン、２，２’−ビトリル、ドデシルベンゼン、ジペンチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、トリメトキシベンゼン、トリメトキシトルエン、２，３−ジヒドロベンゾフラン、１−メチル−４−（プロポキシメチル）ベンゼン、１−メチル−４−（ブチルオキシメチル）ベンゼン、１−メチル−４−（ペンチルオキシメチル）ベンゼン、１−メチル−４−（ヘキシルオキシメチル）ベンゼン、１−メチル−４−（ヘプチルオキシメチル）ベンゼン、ベンジルブチルエーテル、ベンジルペンチルエーテル、ベンジルヘキシルエーテル、ベンジルヘプチルエーテル、ベンジルオクチルエーテルなどが挙げられるが、それだけに限定されない。また、溶媒は単一で用いてもよく、混合してもよい。
＜任意成分＞
有機層形成用組成物は、その性質を損なわない範囲で、任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、バインダーおよび界面活性剤等が挙げられる。
（１）バインダー
有機層形成用組成物は、バインダーを含有していてもよい。バインダーは、成膜時には膜を形成するとともに、得られた膜を基板と接合する。また、該有機層形成用組成物中で他の成分を溶解および分散および結着させる役割を果たす。
有機層形成用組成物に用いられるバインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、アクリロニトリル−エチレン−スチレン共重合体（ＡＥＳ）樹脂、アイオノマー、塩素化ポリエーテル、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、テフロン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、および、上記樹脂およびポリマーの共重合体、が挙げられるが、それだけに限定されない。
有機層形成用組成物に用いられるバインダーは、１種のみであってもよく複数種を混合して用いてもよい。
（２）界面活性剤
有機層形成用組成物は、例えば、有機層形成用組成物の膜面均一性、膜表面の親溶媒性および撥液性の制御のために界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、親水性基の構造からイオン性および非イオン性に分類され、さらに、疎水性基の構造からアルキル系およびシリコン系およびフッ素系に分類される。また、分子の構造から、分子量が比較的小さく単純な構造を有する単分子系および分子量が大きく側鎖や枝分かれを有する高分子系に分類される。また、組成から、単一系、二種以上の界面活性剤および基材を混合した混合系に分類される。該有機層形成用組成物に用いることのできる界面活性剤としては、全ての種類の界面活性剤を用いることができる。
界面活性剤としては、例えば、ポリフローＮｏ．４５、ポリフローＫＬ−２４５、ポリフローＮｏ．７５、ポリフローＮｏ．９０、ポリフローＮｏ．９５（商品名、共栄社化学工業（株）製）、ディスパーベイク（Ｄｉｓｐｅｒｂｙｋ）１６１、ディスパーベイク１６２、ディスパーベイク１６３、ディスパーベイク１６４、ディスパーベイク１６６、ディスパーベイク１７０、ディスパーベイク１８０、ディスパーベイク１８１、ディスパーベイク１８２、ＢＹＫ３００、ＢＹＫ３０６、ＢＹＫ３１０、ＢＹＫ３２０、ＢＹＫ３３０、ＢＹＫ３４２、ＢＹＫ３４４、ＢＹＫ３４６（商品名、ビックケミー・ジャパン（株）製）、ＫＰ−３４１、ＫＰ−３５８、ＫＰ−３６８、ＫＦ−９６−５０ＣＳ、ＫＦ−５０−１００ＣＳ（商品名、信越化学工業（株）製）、サーフロンＳＣ−１０１、サーフロンＫＨ−４０（商品名、セイミケミカル（株）製）、フタージェント２２２Ｆ、フタージェント２５１、ＦＴＸ−２１８（商品名、（株）ネオス製）、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−３５１、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−３５２、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−６０１、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−８０１、ＥＦＴＯＰ ＥＦ−８０２（商品名、三菱マテリアル（株）製）、メガファックＦ−４７０、メガファックＦ−４７１、メガファックＦ−４７５、メガファックＲ−０８、メガファックＦ−４７７、メガファックＦ−４７９、メガファックＦ−５５３、メガファックＦ−５５４（商品名、ＤＩＣ（株）製）、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオルアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス（フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル）、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩およびアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩を挙げることができる。
また、界面活性剤は１種で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
＜有機層形成用組成物の組成および物性＞
有機層形成用組成物における各成分の含有量は、有機層形成用組成物中の各成分の良好な溶解性、保存安定性および成膜性、ならびに、該有機層形成用組成物から得られる塗膜の良質な膜質、また、インクジェット法を用いた場合の良好な吐出性、該組成物を用いて作製された有機層を有する有機ＥＬ素子の、良好な電気特性、発光特性、効率、寿命の観点を考慮して決定される。例えば、発光層形成用組成物の場合には、第１成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．０００１重量％〜２．０重量％、第２成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．０９９９重量％〜８．０重量％、第３成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、９０．０重量％〜９９．９重量％が好ましい。
より好ましくは、第１成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．００５重量％〜１．０重量％、第２成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．０９５重量％〜４．０重量％、第３成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、９５．０重量％〜９９．９重量％である。さらに好ましくは、第１成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．０５重量％〜０．５重量％、第２成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、０．２５重量％〜２．５重量％、第３成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、９７．０重量％〜９９．７重量％である。
有機層形成用組成物は、上述した成分を、公知の方法で攪拌、混合、加熱、冷却、溶解、分散等を適宜選択して行うことによって製造できる。また、調製後に、ろ過、脱ガス（デガスとも言う）、イオン交換処理および不活性ガス置換・封入処理等を適宜選択して行ってもよい。
有機層形成用組成物の粘度としては、高粘度である方が、良好な成膜性とインクジェット法を用いた場合の良好な吐出性が得られる。一方、低粘度である方が薄い膜を作りやすい。このことから、該有機層形成用組成物の粘度は、２５℃における粘度が０．３〜３ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１〜３ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。本発明において、粘度は円錐平板型回転粘度計（コーンプレートタイプ）を用いて測定した値である。
有機層形成用組成物の表面張力としては、低い方が良好な成膜性および欠陥のない塗膜が得られる。一方、高い方が良好なインクジェット吐出性を得られる。このことから、該有機層形成用組成物は、２５℃における表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍであることが好ましく、２０〜３０ｍＮ／ｍであることがより好ましい。本発明において、表面張力は懸滴法を用いて測定した値である。
＜架橋性高分子化合物：一般式（ＸＬＰ−１）で表される化合物＞
次に、上述した高分子化合物が架橋性置換基を有する場合について説明する。このような架橋性高分子化合物は例えば下記一般式（ＸＬＰ−１）で表される化合物である。
Figure 2020132636
 式（ＸＬＰ−１）において、
ＭＵｘ、ＥＣｘおよびｋは上記式（Ｈ３）におけるＭＵ、ＥＣおよびｋと同定義であり、ただし、式（ＸＬＰ−１）で表される化合物は少なくとも１つの架橋性置換基（ＸＬＳ）を有し、好ましくは架橋性置換基を有する１価または２価の芳香族化合物の含有量は、分子中０．１〜８０重量％である。
架橋性置換基を有する１価または２価の芳香族化合物の含有量は、０．５〜５０重量％が好ましく、１〜２０重量％がより好ましい。
架橋性置換基（ＸＬＳ）としては、上述した高分子化合物をさらに架橋化できる基であれば特に限定されないが、以下の構造の置換基が好ましい。各構造式中の＊は結合位置を示す。
Figure 2020132636
Ｌは、それぞれ独立して、単結合、−Ｏ−、−Ｓ−、＞Ｃ＝Ｏ、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−、炭素数１〜１２のアルキレン、炭素数１〜１２のオキシアルキレンおよび炭素数１〜１２のポリオキシアルキレンである。上記置換基の中でも、式（ＸＬＳ−１）、式（ＸＬＳ−２）、式（ＸＬＳ−３）、式（ＸＬＳ−９）、式（ＸＬＳ−１０）または式（ＸＬＳ−１７）で表される基が好ましく、式（ＸＬＳ−１）、式（ＸＬＳ−３）または式（ＸＬＳ−１７）で表される基がより好ましい。
架橋性置換基を有する２価の芳香族化合物としては、例えば下記部分構造を有する化合物が挙げられる。下記構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
Figure 2020132636
＜高分子化合物および架橋性高分子化合物の製造方法＞
高分子化合物および架橋性高分子化合物の製造方法について、上述した式（Ｈ３）で表される化合物および（ＸＬＰ−１）で表される化合物を例にして説明する。これらの化合物は、公知の製造方法を適宜組み合わせて合成することができる。
反応で用いられる溶媒としては、芳香族溶媒、飽和／不飽和炭化水素溶媒、アルコール溶媒、エーテル系溶媒などがあげられ、例えば、ジメトキシエタン、２−（２−メトキシエトキシ）エタン、２−（２−エトキシエトキシ）エタン等があげられる。
また、反応は２相系で行ってもよい。２相系で反応させる場合は、必要に応じて、第４級アンモニウム塩等の相間移動触媒を加えてもよい。
式（Ｈ３）の化合物および（ＸＬＰ−１）の化合物を製造する際、一段階で製造してもよいし、多段階を経て製造してもよい。また、原料を反応容器に全て入れてから反応を開始する一括重合法により行ってもよいし、原料を反応容器に滴下し加える滴下重合法により行ってもよいし、生成物が反応の進行に伴い沈殿する沈殿重合法により行ってもよく、これらを適宜組み合わせて合成することができる。例えば、式（Ｈ３）で表される化合物を一段階で合成する際、モノマーユニット（ＭＵ）およびエンドキャップユニット（ＥＣ）を反応容器に加えた状態で反応を行うことで目的物を得る。また、式（Ｈ３）で表される化合物を多段階で合成する際、モノマーユニット（ＭＵ）を目的の分子量まで重合した後、エンドキャップユニット（ＥＣ）を加えて反応させることで目的物を得る。多段階で異なる種類のモノマーユニット（ＭＵ）を加え反応を行えば、モノマーユニットの構造について濃度勾配を有するポリマーを作ることができる。また、前駆体ポリマーを調製した後、あと反応により目的物ポリマーを得ることができる。
また、モノマーユニット（ＭＵ）の重合性基を選べばポリマーの一次構造を制御することができる。例えば、合成スキームの１〜３に示すように、ランダムな一次構造を有するポリマー（合成スキームの１）、規則的な一次構造を有するポリマー（合成スキームの２および３）などを合成することが可能であり、目的物に応じて適宜組み合わせて用いることができる。さらには、重合性基を３つ以上有するモノマーユニットを用いれば、ハイパーブランチポリマーやデンドリマーを合成することができる。
Figure 2020132636
本発明で用いることのできるモノマーユニットとしては、特開2010-189630号公報、国際公報第2012/086671号、国際公開第2013/191088号、国際公開第2002/045184号、国際公開第2011/049241号、国際公開第2013/146806号、国際公開第2005/049546号、国際公開第2015/145871号、特開2010-215886号、特開2008-106241号公報、特開2010-215886号公報、国際公開第2016/031639号、特開2011-174062号公報、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2002/045184号に記載の方法に準じて合成することができる。
また、具体的なポリマー合成手順については、特開2012-036388号公報、国際公開第2015/008851号、特開2012-36381号公報、特開2012-144722号公報、国際公開第2015/194448号、国際公開第2013/146806号、国際公開第2015/145871号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/125560号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/125560号、国際公開第2015/145871号、国際公開第2011/049241号、特開2012-144722号公報に記載の方法に準じて合成することができる。
＜有機電界発光素子の応用例＞
また、本発明は、有機電界発光素子を備えた表示装置または有機電界発光素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機電界発光素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどが挙げられる（例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照）。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび／またはセグメント方式などが挙げられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。
マトリクスでは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されており、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が３００μｍ以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がｍｍオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。
セグメント方式（タイプ）では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などが挙げられる。
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどが挙げられる（例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照）。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式が蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。
３−２．その他の有機デバイス
本発明に係る多環芳香族化合物は、上述した有機電界発光素子の他に、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などの作製に用いることができる。
有機電界効果トランジスタは、電圧入力によって発生させた電界により電流を制御するトランジスタのことであり、ソース電極とドレイン電極の他にゲート電極が設けられている。ゲート電極に電圧を印加すると電界が生じ、ソース電極とドレイン電極間を流れる電子（あるいはホール）の流れを任意にせき止めて電流を制御することができるトランジスタである。電界効果トランジスタは、単なるトランジスタ（バイポーラトランジスタ）に比べて小型化が容易であり、集積回路などを構成する素子としてよく用いられている。
有機電界効果トランジスタの構造は、通常、本発明に係る多環芳香族化合物を用いて形成される有機半導体活性層に接してソース電極およびドレイン電極が設けられており、さらに有機半導体活性層に接した絶縁層（誘電体層）を挟んでゲート電極が設けられていればよい。その素子構造としては、例えば以下の構造が挙げられる。
（１）基板／ゲート電極／絶縁体層／ソース電極・ドレイン電極／有機半導体活性層
（２）基板／ゲート電極／絶縁体層／有機半導体活性層／ソース電極・ドレイン電極
（３）基板／有機半導体活性層／ソース電極・ドレイン電極／絶縁体層／ゲート電極
（４）基板／ソース電極・ドレイン電極／有機半導体活性層／絶縁体層／ゲート電極
このように構成された有機電界効果トランジスタは、アクティブマトリックス駆動方式の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素駆動スイッチング素子などとして適用できる。
有機薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板上にＩＴＯなどの陽極、ホール輸送層、光電変換層、電子輸送層、陰極が積層された構造を有する。光電変換層は陽極側にｐ型半導体層を有し、陰極側にｎ型半導体層を有している。本発明に係る多環芳香族化合物は、その物性に応じて、ホール輸送層、ｐ型半導体層、ｎ型半導体層、電子輸送層の材料として用いることが可能である。本発明に係る多環芳香族化合物は、有機薄膜太陽電池においてホール輸送材料や電子輸送材料として機能しうる。有機薄膜太陽電池は、上記の他にホールブロック層、電子ブロック層、電子注入層、ホール注入層、平滑化層などを適宜備えていてもよい。有機薄膜太陽電池には、有機薄膜太陽電池に用いられる既知の材料を適宜選択して組み合わせて用いることができる。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されない。
合成例（１）：化合物（BOCz-0001）の合成
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−ブロモ−９Ｈ−カルバゾール（７．４ｇ）、フェノール（５．６ｇ）、炭酸セシウム（１９．５ｇ）、塩化銅（Ｉ）（０．３０ｇ）およびキシレン（１２０ｍｌ）をフラスコに入れ、８時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：酢酸エチル／トルエン＝１／９（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮することで、オイル状の２−フェノキシ−９Ｈ−カルバゾール（７．１ｇ）を得た。
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−フェノキシ−９Ｈ−カルバゾール（７．１ｇ）、２−トリメチルシリルブロモベンゼン（６．９ｇ）、炭酸カリウム（１１．４ｇ）、Ｐｄ−１３２（０．１３ｇ）、およびキシレン（１５０ｍｌ）をフラスコに入れ、１時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／１（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のメタノールで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、２−フェノキシ−９−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール（８．５ｇ）を得た。
Figure 2020132636
２−フェノキシ−９−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−９Ｈ−カルバゾール（８．５ｇ）およびクロロベンゼン（１００ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、０℃で、三臭化ホウ素（２６ｇ）を滴下した。滴下後、１３０℃まで昇温して３０時間撹拌した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／３（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のヘプタンで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、化合物（BOCz-0001）（３．１ｇ）を得た。
Figure 2020132636
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，（ＣＤＣｌ３））：δ＝７．２５（ｄ，１Ｈ）、７．３５−７．４５（ｍ，２Ｈ）、７．５６−７．６４（ｍ，３Ｈ）、７．９４−８．０１（ｍ，２Ｈ）、８．１０−８．２０（ｍ，３Ｈ）、８．３５−８．４１（ｍ，３Ｈ）、８．７４−８．８０（ｄｄ，２Ｈ）．
合成例（２）：化合物（BOAd-0001）の合成
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−ブロモ−９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン（８．６ｇ）、フェノール（５．６ｇ）、炭酸セシウム（１９．５ｇ）、塩化銅（Ｉ）（０．３０ｇ）およびキシレン（１２０ｍｌ）をフラスコに入れ、１０時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／１（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮することで、オイル状の９，９−ジメチル−３−フェノキシ−９，１０−ジヒドロアクリジン（８．１ｇ）を得た。
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、９，９−ジメチル−３−フェノキシ−９，１０−ジヒドロアクリジン（８．１ｇ）、２−トリメチルシリルブロモベンゼン（６．８ｇ）、炭酸カリウム（１１．１ｇ）、Ｐｄ−１３２（０．１２ｇ）、およびキシレン（１５０ｍｌ）をフラスコに入れ、３時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／１（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のメタノールで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、９，９−ジメチル−３−フェノキシ−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−９，１０−ジヒドロアクリジン（７．４ｇ）を得た。
Figure 2020132636
９，９−ジメチル−３−フェノキシ−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−９，１０−ジヒドロアクリジン（７．４ｇ）、およびクロロベンゼン（１００ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、０℃で、三臭化ホウ素（２１ｇ）を滴下した。滴下後、１３０℃まで昇温して２４時間撹拌した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／５（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のヘプタンで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、化合物（BOAd-0001）（２．８ｇ）を得た。
Figure 2020132636
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，（ＣＤＣｌ３））：δ＝７．２０（ｄ，１Ｈ）、７．３０−７．４０（ｍ，２Ｈ）、７．４９−７．６０（ｍ，３Ｈ）、７．６７（ｔ，１Ｈ）、７．８０（ｔ，１Ｈ）、８．１０−８．２０（ｍ，２Ｈ）、８．３１−８．３７（ｄｄ，２Ｈ）、８．７５−８．８０（ｄｄ，２Ｈ）、１．６８（ｓ，６Ｈ）．
合成例（３）：化合物（BOPx-0001）の合成
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−ブロモ−１０Ｈ−フェノキサジン（７．９ｇ）、フェノール（５．６ｇ）、炭酸セシウム（１９．５ｇ）、塩化銅（Ｉ）（０．３０ｇ）およびキシレン（１２０ｍｌ）をフラスコに入れ、１２時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：酢酸エチル／トルエン＝１／４（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮することで、オイル状の２−フェノキシ−１０Ｈ−フェノキサジン（６．９ｇ）を得た。
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−フェノキシ−１０Ｈ−フェノキサジン（６．９ｇ）、２−トリメチルシリルブロモベンゼン（６．３ｇ）、炭酸カリウム（１１．４ｇ）、Ｐｄ−１３２（０．１０ｇ）、およびキシレン（１５０ｍｌ）をフラスコに入れ、１時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／３（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のメタノールで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、２−フェノキシ−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−１０Ｈ−フェノキサジン（８．０ｇ）を得た。
Figure 2020132636
２−フェノキシ−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−１０Ｈ−フェノキサジン（８．０ｇ）およびクロロベンゼン（１００ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、０℃で、三臭化ホウ素（２４ｇ）を滴下した。滴下後、１３０℃まで昇温して３０時間撹拌した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／５（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のヘプタンで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、化合物（BOPx-0001）（１．９ｇ）を得た。
Figure 2020132636
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，（ＣＤＣｌ３））：δ＝７．２７（ｄ，１Ｈ）、７．３６−７．４５（ｍ，２Ｈ）、７．５４−７．６４（ｍ，３Ｈ）、７．６８（ｔ，１Ｈ）、７．８５（ｔ，１Ｈ）、８．１５−８．２０（ｍ，２Ｈ）、８．３１−８．３７（ｄｄ，２Ｈ）、８．７５−８．８０（ｄｄ，２Ｈ）．
合成例（４）：化合物（BNPz-0001）の合成
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、２−ブロモ−５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン（１６．９ｇ）、ジフェニルアミン（１６．９ｇ）、炭酸セシウム（３２．６ｇ）、塩化銅（Ｉ）（０．４９ｇ）およびキシレン（２００ｍｌ）をフラスコに入れ、２４時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：酢酸エチル／トルエン＝１／５（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮することで、オイル状のＮ，Ｎ，５−トリフェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−２−アミン（５．５ｇ）を得た。
Figure 2020132636
窒素雰囲気下、Ｎ，Ｎ，５−トリフェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−２−アミン（５．５ｇ）、２−トリメチルシリルブロモベンゼン（３．３ｇ）炭酸カリウム（５．４ｇ）、Ｐｄ−１３２（０．０６ｇ）、およびキシレン（１００ｍｌ）をフラスコに入れ、２時間還流した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／５（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のメタノールで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、Ｎ，Ｎ，５−トリフェニル−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−５，１０−ジヒドロフェナジン−２−アミン（４．３ｇ）を得た。
Figure 2020132636
Ｎ，Ｎ，５−トリフェニル−１０−（２−（トリメチルシリル）フェニル）−５，１０−ジヒドロフェナジン−２−アミン（４．３ｇ）およびクロロベンゼン（７０ｍｌ）の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、０℃で、三臭化ホウ素（９．４ｇ）を滴下した。滴下後、１３０℃まで昇温して４５時間撹拌した。反応後、反応液に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム（溶離液：トルエン／ヘプタン＝１／９（容量比））で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮した。得られた粗生成物を少量のトルエンと過剰のヘプタンで再結晶を行った。析出した沈殿を濾過することで、化合物（BNPz-0001）（０．６５ｇ）を得た。
Figure 2020132636
ＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
１Ｈ−ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，（ＣＤＣｌ３））：δ＝７．２５（ｄ，１Ｈ）、７．３７−７．４５（ｍ，２Ｈ）、７．５３−７．６６（ｍ，３Ｈ）、７．６５（ｔ，１Ｈ）、７．８４（ｔ，１Ｈ）、８．１３−８．２０（ｍ，２Ｈ）、８．３１−８．３５（ｄｄ，２Ｈ）、８．７５−８．８３（ｄｄ，２Ｈ）．
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他の多環芳香族化合物を合成することができる。
（１）蒸着型有機ＥＬ素子の作製と評価
実施例および比較例に係る有機ＥＬ素子を作製し、電圧を印加して電流密度、輝度、色度および外部量子効率などを測定する。作製した有機ＥＬ素子の構成として、以下の構成Ａ（表１）、構成Ｂ（表２）、構成Ｃ（表３）および構成Ｄ（表４）の４つを選定して評価する。構成Ａ、ＣおよびＤは熱活性化型遅延蛍光用材料に適合した構成であり、構成ＢはＴＴＦを用いた一般的な構成である。構成Ａは文献（Adv. Mater. 2016, 28, 2777-2781）で示された高い効率を期待できる素子構成である。構成Ｃは文献（Scientific Reports, 6, 2016, 22463）で示された比較的高い効率と長期間の駆動安定性を期待できる素子構成である。構成Ｄは熱活性化型遅延蛍光をアシスティングドーパントとする素子である。ただし、本発明の化合物の適用はこれらの構成に限定されず、各層の膜厚や構成材料は本発明の化合物の基礎物性によって適宜変更することができる。
Figure 2020132636
表１において、「ＮＰＤ」はＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジナフチル−４，４’−ジアミノビフェニルであり、「ＴｃＴａ」は４，４’，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミンであり、「ｍＣＰ」は１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼンであり、「ｍＣＢＰ」は３，３’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−１，１’−ビフェニルであり、「ＴＳＰＯ１」はジフェニル［４−（トリフェニルシリル）フェニル］ホスフィンオキシドである。本発明の化合物（BOCz-0001）と共に以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
＜実施例１＞
＜構成Ａ：化合物（BOCz-0001）をドーパントとした素子＞
スパッタリングにより２００ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを５０ｎｍまで研磨した、２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置（昭和真空（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＮＰＤ、ＴｃＴａ、ｍＣＰ、ｍＣＢＰ、化合物（BOCz-0001）およびＴＳＰＯ１をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦおよびアルミニウムをそれぞれ入れたタングステン製蒸着用ボートを装着する。
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を５×１０−４Ｐａまで減圧し、まず、ＮＰＤを加熱して膜厚４０ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成する。次に、ＴｃＴａを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層を形成する。次に、ｍＣＰを加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着して電子阻止層を形成する。次に、ｍＣＢＰと化合物（BOCz-0001）を同時に加熱して膜厚２０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成する。ｍＣＢＰと化合物（BOCz-0001）の重量比がおよそ９９対１になるように蒸着速度を調節する。次に、ＴＳＰＯ１を加熱して膜厚４０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成する。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒である。その後、ＬｉＦを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚１００ｎｍになるように蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子を得る。このとき、アルミニウムの蒸着速度は１〜１０ｎｍ／秒になるように調節する。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。
Figure 2020132636
表２において、「ＨＩ−１」はＮ４，Ｎ４’−ジフェニル−Ｎ４，Ｎ４’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミンであり、「ＨＡＴ−ＣＮ」は１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「ＨＴ−１」はＮ−（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−（４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル）−９Ｈ−フルオレン−２−アミンであり、「ＨＴ−２」はＮ，Ｎ−ビス（４−（ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン−４−イル）フェニル）−［１，１’:４’，１”−テルフェニル］−４−アミンであり、「ＥＭＨ２」は９−フェニル−１０−（４−フェニルナフタレン−１−イル）アントラセンであり、「ＥＴ−１」は４，６，８，１０−テトラフェニル［１，４］ベンゾキサボリニノ［２，３，４−ｋｌ］フェノキサボリニンであり、「ＥＴ−２」は３，３’−（（２−フェニルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス（４，１−フェニレン））ビス（４−メチルピリジン）であり、「Ｌｉｑ」と共に以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
＜実施例２＞
＜構成Ｂ：化合物（BOCz-0001）をドーパントとした素子＞
構成Ａと同様の手順で表２の構成材料や膜厚に従って構成ＢのＥＬ素子を得る。ただし、発光層のＥＭＨ２と化合物（BOCz-0001）の重量比はおよそ９９対１になるように、電子輸送層２のＥＴ−２とＬｉｑの重量比はおよそ１対１になるように蒸着速度を調節する。また、銀とマグネシウムの重量比は１：９になるように蒸着速度を調節する。
ＩＴＯ電極を陽極、銀マグネシウム合金電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。
Figure 2020132636
表３において、「Ｔｒｉｓ−ＰＣｚ」は９，９’，９”−トリフェニル−９Ｈ，９Ｈ’，９Ｈ”−３，３’，６’，３”−テルカルバゾールであり、「Ｔ２Ｔ」は２，４，６−トリ［［１，１’−ビフェニル］−３−イル］−１，３，５−トリアジンであり、「ＢＰｙ−ＴＰ２」は２，７−ジ（［２，２’−ビピリジン］−５−イル）トリフェニレンである。以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
＜実施例３＞
＜構成Ｃ：化合物（BOCz-0001）をドーパントに用いた素子＞
スパッタリングにより製膜したＩＴＯを５０ｎｍまで研磨した、２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス）を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置（（株）長州産業）の基板ホルダーに固定し、ＨＡＴ−ＣＮ、Ｔｒｉｓ−ＰＣｚ、ｍＣＢＰ、化合物（BOCz-0001）、Ｔ２ＴおよびＢＰｙ−ＴＰ２をそれぞれ入れたタンタル製蒸着用ルツボ、ＬｉＦおよびアルミニウムを入れた窒化アルミニウム製蒸着用ルツボを装着する。
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を２．０×１０−４Ｐａまで減圧し、まず、ＨＡＴ−ＣＮを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着し、次いで、Ｔｒｉｓ−ＰＣｚを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着することで２層からなる正孔層を形成する。次に、ｍＣＢＰと化合物（BOCz-0001）を同時に加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して発光層を形成する。ｍＣＢＰと化合物（BOCz-0001）の重量比がおよそ９０対１０になるように蒸着速度を調節する。次に、Ｔ２Ｔを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着し、ＢＰｙ−ＴＰ２を３０ｎｍになるように蒸着して２層からなる電子輸送層を形成する。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒である。その後、ＬｉＦを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚１００ｎｍになるように０．１〜２ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着して陰極を形成することで、有機ＥＬ素子を得ることができる。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。
Figure 2020132636
表４において、「3Cz2DPhCzBN」は、２，４，６−トリ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−３，５−ビス（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾニトリルである。以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
＜実施例４＞
＜構成Ｄ：アシスティングドーパントに３Ｃｚ２ＤＰｈＣｚＢＮを、エミッティングドーパントに化合物（BOCz-0001）を用いた素子＞
スパッタリングにより２００ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを５０ｎｍまで研磨した、２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置（長州産業（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＨＡＴ−ＣＮ、Ｔｒｉｓ−ＰＣｚ、ｍＣＢＰ、３Ｃｚ２ＤＰｈＣｚＢＮ、化合物（BOCz-0001）、Ｔ２ＴおよびＢＰｙ−ＴＰ２をそれぞれ入れたタンタル製蒸着用ボート、Ｌｉｑ、ＬｉＦおよびアルミニウムをそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着する。
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を５×１０−４Ｐａまで減圧し、まず、ＨＡＴ−ＣＮを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着し、次に、Ｔｒｉｓ−ＰＣｚを加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して２層からなる正孔層を形成する。次に、ホストとしてｍＣＢＰ、アシスティングドーパントとして３Ｃｚ２ＤＰｈＣｚＢＮおよびエミッティングドーパントとして化合物（BOCz-0001）を同時に加熱して膜厚３０ｎｍになるように共蒸着して発光層を形成する。ホスト、アシスティングドーパントおよびエミッティングドーパントの重量比がおよそ８０対１９対１になるように蒸着速度を調節する。次に、Ｔ２Ｔを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着し、ついで、ＢＰｙ−ＴＰ２とＬｉｑの重量比がおよそ７０対３０になるように加熱して膜厚３０ｎｍまで蒸着し、電子輸送層１および２を形成する。以上の各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒とする。その後、ＬｉＦを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚１００ｎｍになるように蒸着して陰極を形成し、有機ＥＬ素子を得る。このとき、アルミニウムの蒸着速度は１〜１０ｎｍ／秒になるように調節する。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。
（有機ＥＬ素子の構成Ｂ１）
有機ＥＬ素子の構成Ｂ１は、前述の有機ＥＬ素子の構成Ｂにおけるホストおよび陰極の材料を変更した構成である。
Figure 2020132636
表５において、「ＥＭＨ３」は２−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フランであり、「ＢＤ１」は９−フェニル−９Ｈ−５−オキサ−９−アザ−１３ｂ−ボラナフト［３，２，１−ｄｅ］アントラセンであり、「ＢＤ２」は５−オキサ−８ｂ−アザ−１５ｂ−ボラベンゾ［ａ］ナフト［１，２，３−ｈｉ］アセナフチレンである。以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
＜実施例５＞
＜構成Ｂ１：化合物（BOCz-0001）をドーパントとした素子＞
スパッタリングにより２００ｎｍの厚さに製膜したＩＴＯを５０ｎｍまで研磨した、２６ｍｍ×２８ｍｍ×０．７ｍｍのガラス基板（（株）オプトサイエンス製）を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置（昭和真空（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＨＩ−１、ＨＡＴ−ＣＮ、ＨＴ−１、ＨＴ−２、ＥＭＨ３、化合物(BOCz-0001)、ＥＴ−１、ＥＴ−２およびＬｉｑをそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦおよびアルミニウムをそれぞれ入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
透明支持基板のＩＴＯ膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を５×１０−４Ｐａまで減圧し、まず、ＨＩ−１を加熱して膜厚４０ｎｍになるように蒸着し、さらにＨＡＴ−ＣＮを加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着して、二層からなる正孔注入層を形成した。次いで、ＨＴ−１を加熱して膜厚１５ｎｍになるように蒸着し、さらにＨＴ−２を加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して、二層からなる正孔輸送層を形成した。次に、ＥＭＨ３と化合物（BOCz-0001）を同時に加熱して膜厚２５ｎｍになるように蒸着して発光層を形成した。ＥＭＨ３と化合物（BOCz-0001）の重量比がおよそ９９対１になるように蒸着速度を調節した。次に、ＥＴ−１を加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着し、さらに、ＥＴ−２およびＬｉｑを加熱して膜厚２５ｎｍになるように蒸着して、二層からなる電子輸送層を形成した。ＥＴ−２およびＬｉｑの重量比がおよそ１：１になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は０．０１〜１ｎｍ／秒である。その後、ＬｉＦを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚１００ｎｍになるように蒸着して陰極を形成して、有機ＥＬ素子を得た。このとき、アルミニウムの蒸着速度は１〜１０ｎｍ／秒になるように調節した。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき、発光ピーク波長は４５３ｎｍ、発光半値幅は３０ｎｍ、外部量子効率は７．３％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させたときのＬＴ９０（輝度が９００ｃｄ／ｍ２になるまでの時間）は５６時間であった。
＜実施例６＞
＜構成Ｂ１：化合物（BOAd-0001）をドーパントとした素子＞
ドーパントに化合物（BOAd-0001）を用いた以外は、実施例５と同様の手順で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき、発光ピーク波長は４７６ｎｍ、発光半値幅は３７ｎｍ、外部量子効率は６．２％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させたときのＬＴ９０は８１時間であった。
＜実施例７＞
＜構成Ｂ１：化合物（BOPx-0001）をドーパントとした素子＞
ドーパントに化合物（BOPx-0001）を用いた以外は、実施例５と同様の手順で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき、発光ピーク波長は４７３ｎｍ、発光半値幅は３４ｎｍ、外部量子効率は６．６％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させたときのＬＴ９０は７５時間であった。
＜比較例１＞
＜構成Ｂ１：化合物（ＢＤ１）をドーパントとした素子＞
ドーパントに化合物（ＢＤ１）を用いた以外は、実施例５と同様の手順で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき、発光ピーク波長は４４５ｎｍ、発光半値幅は２８ｎｍ、外部量子効率は３．０％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させたときのＬＴ９０は１２時間であった。
＜比較例２＞
＜構成Ｂ１：化合物（ＢＤ２）をドーパントとした素子＞
ドーパントに化合物（ＢＤ２）を用いた以外は、実施例５と同様の手順で有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき、発光ピーク波長は４５２ｎｍ、発光半値幅は４０ｎｍ、外部量子効率は５．１％であった。また、初期輝度１０００ｃｄ／ｍ２で連続駆動させたときのＬＴ９０は１９時間であった。
以下に実施例５〜７、比較例１および２の特性をまとめた。本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子では外部量子効率や素子寿命が比較例に対して優れていた。
Figure 2020132636
（２）発光層形成用組成物の調製と評価
＜実施例Ｓ−１〜実施例Ｓ−５および比較例Ｓ−１＞
表７に記載のとおり、第１成分のホストを０．９９重量％、第２成分のドーパントを０．０１重量％および第３成分の溶媒を９９重量％混合して、固形分濃度１重量％の発光層形成用組成物をそれぞれ調製した。
Figure 2020132636
上記表７において、「ＥＭＨ４」は９−（７−（［１，１’：３’，１”：３”，１’”−クアトロフェニル］−３−イル）ナフタレン−２−イル）−１０−フェニルアントラセンである。以下に化学構造を示す。
Figure 2020132636
また、発光層形成用組成物の調製に際して使用した溶媒は以下のとおりである。
「Tol / DHNp (9/1)」
トルエン／デカヒドロナフタレン＝９／１（容量比）の混合溶液
「3PxT / c6B (7/3)」
３−フェノキシトルエン／シクロヘキシルベンゼン＝７／３（容量比）の混合溶液
調製した発光層形成用組成物について、以下の評価を行った。これらの結果は表８に示すとおりであった。
＜溶解性の評価＞
調製した発光層形成用組成物の濁りおよび沈殿の有無を確認することで溶解性の評価を行った。濁りおよび沈殿のない組成物を「Ａ」、濁りまたは沈殿が起きた組成物を「Ｆ」とした。
＜成膜性の評価＞
溶解性の評価が「Ａ」であった発光層形成用組成物に関して、下記の操作に沿って、スピンコート成膜後またはインクジェット印刷後に得られた膜を観察し、ピンホール、化合物の析出またはムラのいずれかがある膜を「Ｃ」、ピンホール、化合物の析出およびムラのすべてがない膜を「Ｂ」、評価「Ｂ」に加えてさらに平滑性が高い（Ｒａ＜５ｎｍ）膜を「Ａ」とした。
（スピンコートによる成膜方法）
厚み０．５ｍｍ、サイズ２８×２６ｍｍの清浄なガラス基板に、照射エネルギー１０００ｍＪ／ｃｍ２（低圧水銀灯（２５４ナノメートル））を照射することでＵＶ−Ｏ３処理を行った。次いで、０．３〜０．６ｍｌの発光層形成用組成物をガラス上に滴下し、スピンコート（スロープ（５秒間で所定の回転数まで上げる）→５００〜５０００ｒｐｍで塗布（所定の回転数で１０秒間維持）→スロープ（５秒間で回転数を下げ、回転数を０ｒｐｍとする））を行った。さらに、１２０℃のホットプレート上で１０分間乾燥させて成膜した。
（インクジェットによる成膜方法）
インクジェットを用いて、１００ｐｐｉのピクセル内に発光層形成用組成物を吐出し、１２０℃で乾燥させて成膜した。
＜インクジェット吐出安定性の評価＞
溶解性の評価が「Ａ」であった発光層形成用組成物に関して、インクジェットを用いて、１００ｐｐｉのピクセル内に発光層形成用組成物を吐出し、吐出開始直後と２４時間連続運転後におけるそれぞれのインクジェットの吐出安定性を評価した。なお、評価に際して、５割未満の吐出孔より吐出できる場合（吐出できない場合を含む）は「Ｃ」、５割以上９割未満の吐出孔から吐出できる場合は「Ｂ」、９割以上の吐出孔から吐出できる場合は「Ａ」とした。
Figure 2020132636
（３）塗布型有機ＥＬ素子の作製と評価
次に、有機層を塗布形成して得られる有機ＥＬ素子について説明する。
＜高分子正孔輸送化合物：ＸＬＰ−１０１の合成＞
特開2018-61028号公報に記載の方法に従い、ＸＬＰ−１０１を合成した。Ｍ４の隣にはＭ５またはＭ６が結合した共重合体が得られ、仕込み比より各ユニットは４０：１０：５０（モル比）であると推測される。なお、下記式において、Ｂｐｉｎはピナコラートボリルである。
Figure 2020132636
＜高分子正孔輸送化合物：ＸＬＰ−１０１溶液の調製＞
特開2018-61028号公報に記載の方法に従い合成したＸＬＰ−１０１を０．７重量％になるように３−フェノキシトルエン／シクロヘキシルベンゼン＝７／３（容量比）の混合溶液に溶解させた。
＜実施例ＳＤ−１および比較例ＳＤ−１の有機ＥＬ素子の作製＞
有機ＥＬ素子における、各層の材料構成を表９に示す。
Figure 2020132636
上記表９における、正孔注入層の形成材料である「ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ」としては、市販のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ溶液（Clevios(TM) P VP AI4083、下記式で表されるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの水分散液、Heraeus Holdings社製）を用いた。
Figure 2020132636
＜実施例ＳＤ−１＞
ＩＴＯが５０ｎｍの厚さに蒸着されたガラス基板上に、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ溶液をスピンコートし、２００℃のホットプレート上で１時間焼成することで、膜厚４０ｎｍの正孔注入層を成膜した。次いで、ＸＬＰ−１０１溶液をスピンコートし、８０℃のホットプレート上で１０分間乾燥した後、２００℃のホットプレート上で１時間焼成することで、発光層形成用組成物に不溶な膜厚３０ｎｍの正孔輸送層を成膜した。次いで、実施例Ｓ−３で調製した発光層形成用組成物をスピンコートし、１２０℃のホットプレート上で１時間焼成することで、膜厚２０ｎｍの発光層を成膜した。
作製した多層膜を市販の蒸着装置（昭和真空（株）製）の基板ホルダーに固定し、ＥＴ−１、ＥＴ−２、ＬｉｑおよびＬｉＦをそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、アルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。真空槽を５×１０−４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ−１を加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層１を形成した。次いで、ＥＴ−２およびＬｉｑを加熱して膜厚２０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層２を形成した。ＥＴ−２およびＬｉｑの重量比がおよそ１：１になるように蒸着速度を調節した。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は１ｎｍ／秒とした。その後、ＬｉＦを加熱して膜厚１ｎｍになるように０．０１〜０．１ｎｍ／秒の蒸着速度で蒸着した。次いで、アルミニウムを加熱して膜厚１００ｎｍになるように蒸着して陰極を形成した。このようにして有機ＥＬ素子を得た。
ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、１０００ｃｄ／ｍ２発光時の特性を測定したところ、発光面は均一であり、発光スペクトルはピーク波長４７８ｎｍ、半値幅４０ｎｍであった。また、１０００ｃｄ／ｍ２発光時の外部量子効率は４．３％であった。
＜比較例ＳＤ−１＞
実施例Ｓ−３の代わりに比較例Ｓ−１を成膜した以外は実施例ＳＤ−１と同様の手順および構成にて有機ＥＬ素子を得た。ＩＴＯ電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、１０００ｃｄ／ｍ２発光時の特性を測定したところ、発光面は均一であり、発光スペクトルはピーク波長４４８ｎｍおよび半値幅３８ｎｍであった。また、１０００ｃｄ／ｍ２発光時の外部量子効率は１．１％であった。
表１０に実施例ＳＤ−１および比較例ＳＤ−１の結果をまとめた。本発明の化合物の方が高い効率が得られた。
Figure 2020132636
（４）発明化合物から製造される高分子化合物
本発明の有機ＥＬ素子は、高分子化合物や高分子架橋体を含む発光層を有する構成としてもよい。このような発光層に含まれる高分子化合物としては、例えば、実施例ＰＳ−１に記載の高分子化合物があげられる。
＜実施例ＰＳ−１＞
国際公開第2019/004248号公報に記載の方法で本発明の構造を含む高分子化合物を合成することができる。下記高分子化合物は、本発明の化合物（BOCz-0001）をリンカーを介して高分子化した化合物であり、それぞれに由来の構成単位を有する。
Figure 2020132636
本発明では、新規な多環芳香族化合物を提供することで、有機ＥＬ素子用材料の選択肢を増やすことができる。また、新規な多環芳香族化合物を有機電界発光素子用材料として用いることで、優れた有機ＥＬ素子、それを備えた表示装置およびそれを備えた照明装置などを提供することができる。
１００ 有機電界発光素子
１０１ 基板
１０２ 陽極
１０３ 正孔注入層
１０４ 正孔輸送層
１０５ 発光層
１０６ 電子輸送層
１０７ 電子注入層
１０８ 陰極

Claims (29)

  1. 下記一般式（１）で表される多環芳香族化合物、または下記一般式（１）で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体。
    Figure 2020132636
     （上記式（１）中、
    ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は「−Ｎ＝」に置き換わっていてもよく、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝Ｃ（−Ｒ）−」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は、「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わっていてもよく、前記「−Ｎ（−Ｒ）−」のＲは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、
    Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
    Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２または＞Ｎ−Ｒであり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｓｉ（−Ｒ）２および＞Ｎ−ＲのＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
    Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル（２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
    一般式（１）で表される化合物および構造における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。）
  2. （上記式（１）中、
    ａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環における、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は「−Ｎ＝」に置き換わっていてもよく、任意の「−Ｃ（−Ｒ）＝Ｃ（−Ｒ）−」（ここでＲは式（１）中のＲ２〜Ｒ１５である）は、「−Ｎ（−Ｒ）−」、「−Ｏ−」、または「−Ｓ−」に置き換わっていてもよく、前記「−Ｎ（−Ｒ）−」のＲは、炭素数６〜１２のアリール、炭素数１〜６のアルキル、または炭素数３〜１４のシクロアルキルであり、
    Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４およびＲ１５は、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、Ｒ２およびＲ３、Ｒ４〜Ｒ７、Ｒ８〜Ｒ１１ならびにＲ１２〜Ｒ１５のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環、ｃ環およびｄ環の少なくとも１つの環と共に炭素数９〜１６のアリール環または炭素数６〜１５のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    Ｘは、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｓｅ、＞Ｃ（−Ｒ）２または＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２および＞Ｓｉ（−Ｒ）２のＲは、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、
    Ｌは、単結合、＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｎ−Ｒまたは＞Ｓｉ（−Ｒ）２であり、前記＞Ｃ（−Ｒ）２、＞Ｎ−Ｒおよび＞Ｓｉ（−Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素、炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、ジアリールアミノ（ただし各アリールは炭素数６〜１２のアリール）、ジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６〜１２のアリールであり、２つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい）、炭素数１〜１２のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、炭素数１〜１２のアルコキシまたは炭素数６〜３０のアリールオキシであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらに炭素数６〜３０のアリール、炭素数２〜３０のヘテロアリール、炭素数１〜１２のアルキルまたは炭素数５〜１０のシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
    一般式（１）で表される化合物および構造における少なくとも１つの水素は、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい、
    請求項１に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  3. Ｌが、単結合、＞Ｏまたは＞Ｎ−Ｒである、請求項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  4. Ｌが単結合である、請求項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  5. Ｘが＞Ｏであり、Ｌが単結合である、請求項１または２に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  6. Ｒ７およびＲ８のうち、一方が、ハロゲン、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルであり、他方が、水素、炭素数１〜４のアルキル、炭素数５〜１０のシクロアルキル、またはフェニルである、請求項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  7. Ｒ７およびＲ８のうち、一方がメチルであり、他方が水素である、請求項１〜５のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
  8. 下記いずれかの式で表される、請求項１に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
    Figure 2020132636
     （上記各式中の「Ｍｅ」はメチル基である。）
  9. 請求項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体に反応性置換基が置換した、反応性化合物。
  10. 請求項９に記載する反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、または、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体。
  11. 主鎖型高分子に請求項９に記載する反応性化合物を置換させたペンダント型高分子化合物、または、当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体。
  12. 請求項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体を含有する、有機デバイス用材料。
  13. 請求項９に記載する反応性化合物を含有する、有機デバイス用材料。
  14. 請求項１０に記載する高分子化合物または高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。
  15. 請求項１１に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。
  16. 前記有機デバイス用材料は、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、請求項１２〜１５のいずれかに記載する有機デバイス用材料。
  17. 前記有機電界発光素子用材料が発光層用材料である、請求項１６に記載する有機デバイス用材料。
  18. 請求項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物またはその多量体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
  19. 請求項９に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
  20. 主鎖型高分子と、請求項９に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
  21. 請求項１０に記載する高分子化合物または高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
  22. 請求項１１に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。
  23. 陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置され、請求項１〜８のいずれかに記載する多環芳香族化合物もしくはその多量体、請求項９に記載する反応性化合物、請求項１０に記載する高分子化合物もしくは高分子架橋体、または、請求項１１に記載するペンダント型高分子化合物もしくはペンダント型高分子架橋体を含有する有機層とを有する、有機電界発光素子。
  24. 前記有機層が発光層である、請求項２３に記載する有機電界発光素子。
  25. 前記発光層はさらに、下記一般式（Ｈ１）で表される化合物、下記一般式（Ｈ２）で表される化合物、下記一般式（Ｈ３）で表される化合物、下記一般式（Ｈ４）で表される構造を含む化合物、下記一般式（Ｈ５）で表される化合物、および、ＴＡＤＦ材料からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２４に記載の有機電界発光素子。
    Figure 2020132636
     （上記一般式（Ｈ１）中、Ｌ１は炭素数６〜３０のアリーレンまたは炭素数２〜３０のヘテロアリーレンであり、
    上記一般式（Ｈ２）中、Ｌ２およびＬ３は、それぞれ独立して、炭素数６〜３０のアリールまたは炭素数２〜３０のヘテロアリールであり、
    上記一般式（Ｈ３）中、ＭＵは芳香族化合物から任意の２つの水素原子を除いて表される２価の基、ＥＣは芳香族化合物から任意の１つの水素原子を除いて表される１価の基であり、ＭＵ中の２つの水素がＥＣまたはＭＵと置換され、ｋは２〜５００００の整数であり、
    上記一般式（Ｈ４）中、Ｇは＝Ｃ（−Ｈ）−または＝Ｎ−であり、前記＝Ｃ（−Ｈ）−中のＨは置換基または他の式（Ｈ４）で表される構造で置換されていてもよく、
    上記一般式（Ｈ５）中、
    Ｒ１〜Ｒ１１は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
    Ｒ１〜Ｒ１１のうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環またはｃ環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも１つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも１つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
    上記各式で表される化合物または構造における少なくとも１つの水素は、炭素数１〜６のアルキル、炭素数３〜１４のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。）
  26. 前記陰極と該発光層との間に配置される電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つを有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、ＢＯ系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２４または２５に記載する有機電界発光素子。
  27. 前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも１つが、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも１つを含有する、請求項２６に記載の有機電界発光素子。
  28. 正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層のうちの少なくとも１つの層が、各層を形成し得る低分子化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくは、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体、または、各層を形成し得る低分子化合物を主鎖型高分子と反応させたペンダント型高分子化合物、もしくは、当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体を含む、請求項２３〜２７のいずれかに記載する有機電界発光素子。
  29. 請求項２３〜２８のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
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