JP2023059234A - 多環芳香族化合物 - Google Patents

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琢次 畠山
Takuji Hatakeyama
敬太 田端
Keita Tabata
亮介 川角
Ryosuke Kawakado
康平 諌山
Kohei Isayama
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Abstract

【課題】有機ＥＬ素子等の有機デバイス用材料として有用な新規化合物を提供する。【解決手段】式（１Ａ）または式（１Ｂ）：TIFF2023059234000323.tif68170で表される多環芳香族化合物。【選択図】なし

Description

本発明は、多環芳香族化合物と、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、有機薄膜太陽電池、および波長変換フィルタ等の有機デバイス、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、有機材料から成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、光の三原色の一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。
その中で、特許文献１では、ホウ素を含有する多環芳香族化合物が、有機電界発光素子等の材料として有用であることが開示されている。この多環芳香族化合物を含有する有機電界発光素子は、良好な外部量子効率を有することが報告されている。
国際公開第２０１５／１０２１１８号
上述のように、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、有機ＥＬ素子用材料の選択肢を増やすために、従来とは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。
本発明は有機ＥＬ素子等の有機デバイス用材料として有用な新規化合物を提供することを課題とする。
また、有機ＥＬ素子を構成する有機層の形成方法として、現在では真空蒸着法の他に湿式成膜法も用いられているため、特に、正孔注入層、正孔輸送層および発光層を形成するための湿式成膜用インク材料の開発が積極的に行われており、このようなインク材料を模索することも有益である。
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、新規な構造を有する多環芳香族化合物を含有する層を一対の電極間に配置して例えば有機ＥＬ素子を構成することにより、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ＥＬ素子用材料等の有機デバイス用材料を提供する。
＜１＞ 式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物。
Figure 2023059234000001
式（１Ａ）または式（１Ｂ）中、
Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される少なくとも１つは置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、その他はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環であり、
ＺＣは－Ｃ（－Ｒｃ）＝または－Ｎ＝であり、
Ｒｃは、それぞれ独立して、水素または置換基であり、
Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立して、＞Ｂ－、＞Ｐ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－、＞Ｐ（＝Ｓ）－、＞Ａｌ－、＞Ｇａ－、＞Ａｓ－、＞Ｃ（－ＲＹ）－、＞Ｓｉ（－ＲＹ）－、または＞Ｇｅ（－ＲＹ）－であり、ＲＹは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は、それぞれ独立して、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｃ（－ＲＸ）２、＞Ｓｉ（－ＲＸ）２、または＞Ｓｅであり、ＲＸは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、
また、前記Ｘ１～Ｘ４としての＞Ｃ（－ＲＸ）２の２つのＲＸおよび＞Ｓｉ（－ＲＸ）２の２つのＲＸは、それぞれ、単結合または連結基により結合していてもよく、
Ｘ１中のＲＸは、単結合または連結基によりＡ環またはＢ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ２中のＲＸは、単結合または連結基により、Ａ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ３中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはＥ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ４中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される化合物における、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも１つは、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよく、当該シクロアルカンは少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、当該シクロアルカンにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられていてもよく、
上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される化合物における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
＜２＞ Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環が置換のアリール環または置換のヘテロアリール環であるときの置換基が置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基であり、
Ｒｃが置換基であるときの置換基が置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基であり、
置換基群Ｚは、
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリール；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいヘテロアリール；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールアミノ（２つのアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ（２つのヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ（アリールとヘテロアリールとは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールボリル（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）；
アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルキル；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいシクロアルキル；
アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルコキシ；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールオキシ；ならびに
置換シリルからなり、
Figure 2023059234000002
式（Ａ３０）中、
Ａｋは水素、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルケニル、置換もしくは無置換のシクロアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルケニルであり、当該アルキル、アルケニル、シクロアルキルおよびシクロアルケニルにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－または－Ｓ－で置き換えられていてもよく、
ＲＡｋは、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルキルであり、ＲＡｋは連結基または単結合によりＡｋと結合していてもよく、＊は結合位置である、
＜１＞に記載の多環芳香族化合物。
＜３＞ ＺＣが－Ｃ（－Ｒｃ）＝である＜２＞に記載の多環芳香族化合物。
＜４＞ 式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される、＜３＞に記載の多環芳香族化合物。
Figure 2023059234000003
Figure 2023059234000004
上記式中、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、ＲｄおよびＲｅは、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基であり、Ｒａのうちの隣接する基同士が結合してａ環と共に、Ｒｂのうちの隣接する基同士が結合してｂ環と共に、Ｒｄのうちの隣接する基同士が結合してｄ環と共に、およびＲｅのうちの隣接する基同士が結合してｅ環と共に、それぞれ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、形成された環は置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は式（１Ａ）および式（１Ｂ）中の、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４とそれぞれ同義であり、
式（２Ｅ）および式（２Ｆ）においては、それぞれ、いずれかの隣接する２つのＲｂまたはいずれかの隣接する２つのＲｅのいずれか一方は、結合して式（Ｈｅｔ）で表される２価の基を構成しており、
式（Ｈｅｔ）中、Ｒｂ１およびＲｂ２は、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基を表し、＊は結合位置を表し、
Ｌは、それぞれ独立して、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｏ、または＞Ｓであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキルまたはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルであり、
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される構造における、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも１つは、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよく、当該シクロアルカンは、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く、当該シクロアルカンにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられていてもよく、
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される構造におけるにおける少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
＜５＞ Ｌが＞Ｓである＜４＞に記載の多環芳香族化合物。
＜６＞ 式（２Ａ）で表される、＜４＞または＜５＞に記載の多環芳香族化合物。
＜７＞ 下記いずれかの構造式で表される、＜６＞に記載の多環芳香族化合物。
Figure 2023059234000005
上記構造式中のベンゼン環は、それぞれ独立して、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数６～１６のアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数２～２０のヘテロアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数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１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよいジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６～１０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により結合していてもよい）、炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数１～１２のアルキル、および炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数３～１６のシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
上記構造式で表される構造における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
＜７’＞下記構造式で表される、＜６＞に記載の多環芳香族化合物。
Figure 2023059234000006
上記構造式中のベンゼン環は、それぞれ独立して、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数６～１６のアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数２～２０のヘテロアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数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１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよいジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６～１０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により結合していてもよい）、炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数１～１２のアルキル、および炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数３～１６のシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
上記構造式で表される構造における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
＜８＞ 下記いずれかの構造式で表される、＜６＞に記載の多環芳香族化合物；
Figure 2023059234000007
Figure 2023059234000008
Figure 2023059234000009
 式中、Ｍｅはメチル、ｔＢｕはｔ－ブチルである。
＜８’＞ 下記いずれかの構造式で表される、＜６＞に記載の多環芳香族化合物。
Figure 2023059234000010
＜９＞ 遅延蛍光寿命が２０μｓｅｃ未満であり、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位とのエネルギー差が０．２０ｅＶ以下である、＜１＞～＜８＞、＜７’＞、＜８’＞のいずれかに記載の多環芳香族化合物。
＜１０＞ ＜１＞～＜９＞、＜７’＞、＜８’＞のいずれかに記載の多環芳香族化合物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。
＜１１＞ ＜１０＞に記載の高分子化合物と、有機溶媒とを含む、組成物。
＜１２＞ ＜１＞～＜９＞、＜７’＞、＜８’＞のいずれかに記載の多環芳香族化合物を含有する、有機デバイス用材料。
＜１３＞ 前記有機デバイス用材料が、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、有機薄膜太陽電池用材料、または波長変換フィルタ用材料である、＜１２＞に記載の有機デバイス用材料。
＜１４＞ 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る有機層とを有し、前記有機層が＜１＞～＜９＞、＜７’＞、＜８’＞のいずれかに記載の多環芳香族化合物を含有する、有機電界発光素子。
＜１５＞ 前記有機層が発光層である、＜１４＞に記載の有機電界発光素子。
＜１６＞ 前記発光層に最低励起三重項エネルギー準位が２．７０ｅＶ以上であるホスト材料を含む、＜１５＞に記載の有機電界発光素子。
＜１７＞ ＜１４＞～＜１６＞のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
本発明により、有機電界発光素子等の有機デバイス用材料として有用な新規多環芳香族化合物が提供される。本発明の多環芳香族化合物は有機電界発光素子等の有機デバイスの製造に用いることができる。
本実施形態に係る有機ＥＬ素子を示す概略断面図である。 一般的な蛍光ドーパントを用いたＴＡＦ素子のホスト、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エネルギー関係を示すエネルギー準位図である。 本発明の一態様の有機電界発光素子における、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エネルギー関係の一例を示すエネルギー準位図である。
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「～」を用いて表される数値範囲は「～」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書において構造式の説明における「水素」は「水素原子（Ｈ）」、「炭素」は「炭素原子（Ｃ）」を意味する。
本明細書において「Ｍｅ」はメチル、「Ｅｔ」はエチル、「ｎＢｕ」はｎ－ブチル（ノルマルブチル）、「ｔＢｕ」はｔ－ブチル（ターシャリーブチル）、「ｉＢｕ」はイソブチル、「ｓｅｃＢｕ」はセカンダリーブチル、「ｎＰｒ」はｎ－プロピル（ノルマルプロピル）、「ｉＰｒ」はイソプロピル、「ｔＡｍ」はｔ－アミル、「２ＥＨ」は２－エチルヘキシル、「ｔＯｃｔ」はｔ－オクチル、「Ｐｈ」はフェニル、「Ｔｆ」はトリフルオロメタンスルホニル、「ＴＭＳ」はトリメチルシリル、「Ｄ」は重水素を表す。
本明細書において、有機電界発光素子を有機ＥＬ素子ということがある。
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。
本明細書中において「隣接する」は、構造式中、共有結合で直接結合する２つの原子について、または共有結合で直接結合する２つの原子にそれぞれ結合している２つの基について用いられる。
１．多環芳香族化合物
＜化合物の全体構造の説明＞
本発明者らは、芳香環をホウ素、窒素、酸素、硫黄などのヘテロ元素で連結した多環芳香族化合物が、大きなＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップ（薄膜におけるバンドギャップＥｇ）を有することを見出した。これは、ヘテロ元素を含む６員環は芳香族性が低く、共役系の拡張に伴うＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップの減少が抑制されたことが原因である。また、ヘテロ元素の種類および連結方法に応じてＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップを任意に変更できることを見出した。これは、ヘテロ元素の空軌道またはローンペアの空間的広がりおよびエネルギーに応じてＨＯＭＯ、ＬＵＭＯのエネルギーを任意に動かせることが原因となっていると考えられる。
また、芳香環としてヘテロアリール環を導入することで、そのヘテロ元素および結合様式を変更して、任意にＨＯＭＯ、ＬＵＭＯのエネルギーを変更できることを見出した。
これらの多環芳香族化合物は、ヘテロ元素の電子的な摂動により励起状態のＳＯＭＯ１およびＳＯＭＯ２が各原子上に局在化することで、蛍光発光ピークの半値幅が狭く、有機ＥＬ素子のドーパントとして利用した場合に高い色純度の発光が得られる。同様の理由でΔＥＳ１Ｔ１が小さくなって熱活性型遅延蛍光を示し、有機ＥＬ素子のエミッティングドーパントとして利用した場合に高い効率を得ることができる。
さらには、置換基の導入により、ＨＯＭＯとＬＵＭＯのエネルギーを任意に動かすことができるため、イオン化ポテンシャルや電子親和力を周辺材料に応じて最適化することが可能である。ただし、本発明は特にこれらの原理に限定されるわけではない。
本発明の多環芳香族化合物は、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物である。本発明の多環芳香族化合物においては、式（１Ａ）または式（１Ｂ）中のＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される少なくとも１つが置換もしくは無置換のヘテロアリール環である。
Figure 2023059234000011
いずれの化合物も、縮合２環構造に３つの芳香環が縮合して形成される単位構造を２つ含み、この２つの単位構造がｃ環を共有するようにして縮合した環共有型縮合構造を有する。縮合２環構造とは、２個の６員飽和炭化水素環同士が縮合した構造のことであり、上記構造式中では、Ｙ１とＸ１およびＸ２とを含んで構成される左側のデカヒドロナフタレン型構造、およびＹ２とＸ３およびＸ４とを含んで構成される右側のデカヒドロナフタレン型構造のことである。
化合物にはメタ型およびパラ型が存在し、メタ型の化合物はＹ１およびＹ２がｃ環のメタ位に位置するように２つの単位構造が縮合した構造を有しており、パラ型の化合物はＹ１およびＹ２がｃ環のパラ位に位置するように２つの単位構造が縮合した構造を有している。
＜化合物中の環構造の説明＞
式（１Ａ）または式（１Ｂ）中のＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される少なくとも１つは置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、その他はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環である。Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される１つが置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、その他はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環であることが好ましい。Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される１つが置換もしくは無置換の縮合ヘテロアリール環であり、その他はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環であることがより好ましい。また、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環のうち、Ｅ環が置換もしくは無置換のヘテロアリール環であることが好ましい。
上記ヘテロアリール環およびアリール環がそれぞれ置換基を有しているときの置換基は、置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基であればよい。
Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環としてのアリール環またはヘテロアリール環は、上述した縮合２環構造と結合を共有する５員環または６員環を有することが好ましい。
ここで、「縮合２環構造と結合を共有する６員環」とは、例えば式（２Ａ）のａ環等で示すように縮合２環構造に縮合した、ベンゼン環（６員環）を意味する。また、「（Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環である）アリール環またはヘテロアリール環がこの６員環を有する」とは、この６員環だけでＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環が形成されるか、または、この６員環にさらに他の環などが縮合することで、この６員環を含むようにＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環が形成されることを意味する。言い換えれば、ここで言う「６員環を有する（Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環である）アリール環またはヘテロアリール環」とは、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環の全部または一部を構成する６員環が、縮合２環構造に縮合していることを意味する。また、「５員環」についても同様の説明が当てはまる。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物は式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される多環芳香族化合物であることが好ましい。
Figure 2023059234000012
Figure 2023059234000013
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）および式（２Ｆ）において、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、ＲｄおよびＲｅは、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基である。Ｒａのうちの隣接する基同士が結合してａ環と共に、Ｒｂのうちの隣接する基同士が結合してｂ環と共に、Ｒｄのうちの隣接する基同士が結合してｄ環と共に、およびＲｅのうちの隣接する基同士が結合してｅ環と共に、それぞれ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、形成された環は置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよい。Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は式（１Ａ）および式（１Ｂ）中の、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４とそれぞれ同義である。式（２Ｅ）および式（２Ｆ）においては、それぞれ、いずれかの隣接する２つのＲｂまたはいずれかの隣接する２つのＲｅのいずれか一方は、結合して式（Ｈｅｔ）で表される２価の基を構成している。すなわち、式（２Ｅ）および式（２Ｆ）はそれぞれ１つの式（Ｈｅｔ）で表される２価の基を有する。式（Ｈｅｔ）中、Ｒｂ１およびＲｂ２は、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基を表し、＊は結合位置を表す。
式（１Ａ）および式（１Ｂ）中のＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環は、それぞれ、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）中のａ環およびその置換基Ｒａ、ｂ環およびその置換基Ｒｂ、ｄ環およびその置換基Ｒｄ、ｅ環およびその置換基Ｒｅに対応する。すなわち、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）および式（２Ｆ）は、式（１Ａ）および式（１Ｂ）のＡ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環として特定の環が選択された構造に対応する。その意味で、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）における各環を小文字の「ａ」および「ｂ」、「ｄ」および「ｅ」で表した。
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）および式（２Ｆ）において、Ｌは、それぞれ独立して、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｏ、または＞Ｓであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキルまたはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルである。青色発光性の化合物としてはＬは＞Ｓであることが好ましい。
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される多環芳香族化合物のうち、青色発光性の化合物としてはメタ型である式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｅ）が好ましく、緑色発光性の化合物としてはパラ型である式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｆ）で表される多環芳香族化合物が好ましい。また、メタ型発光のうち、式（２Ａ）がΔＥＳ１Ｔ１が小さく遅延蛍光が速いため、好ましい。
＜置換基同士の結合による環構造の変化の説明＞
置換基Ｒａのうちの隣接する基同士は結合してａ環とともに、Ｒｂのうちの隣接する基同士は結合してｂ環とともに、Ｒｄのうちの隣接する基同士は結合してｄ環とともに、およびＲｅのうちの隣接する基同士結合してｅ環ともに、それぞれ、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い。形成された環は置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよい。
したがって、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）の多環芳香族化合物は、ａ環、ｂ環、ｄ環およびｅ環における置換基の相互の結合形態によって、ａ環、ｂ環の例を、下記式（２ＡＢ－ｆｒ１）～式（２ＡＢ－ｆｒ３）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Ａ’環およびＢ’環は、式（１Ａ）および式（１Ｂ）におけるそれぞれＡ環およびＢ環に対応する。なお、各式は簡略的に単位構造の部分だけで示している。
Figure 2023059234000014
上記式（２ＡＢ－ｆｒ１）～式（２ＡＢ－ｆｒ３）中のＡ’環およびＢ’環は、式（２Ａ）および式（２Ｂ）で説明すれば、複数の置換基ＲａおよびＲｂのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれａ環およびｂ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環またはｂ環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる）。
上記式（２ＡＢ－ｆｒ１）～式（２ＡＢ－ｆｒ３）の具体例としては、ａ環またはｂ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などが縮合して形成されたＡ’環またはＢ’環を有する構造があげられ、形成された縮合環Ａ’または縮合環Ｂ’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などである。
例えば、式（２ＡＢ－ｆｒ１）～式（２ＡＢ－ｆｒ３）のより具体的な例を以下に示す。
Figure 2023059234000015
上記式（２ＡＢ－ｆｒ１－ｅｘ）は、式（２ＡＢ－ｆｒ１）の具体例であり、式（２Ａ）または式（２Ｂ）のａ環における隣接する２つのＲａが結合して、ａ環（ベンゼン環）と共に、Ａ’で示すアリール環（ナフタレン環）が形成された例である。形成されたアリール環は上述した縮合２環構造と結合を共有する６員環（ベンゼン環ａ）を有している。なお、アリール環Ａ’（式（１Ａ）または式（１Ｂ）のＡ環）への任意の置換基をＲａの他にｎ個のＲで示しており、ｎの上限は置換可能な最大数である。
上記式（２ＡＢ－ｆｒ２－ｅｘ）は、式（２ＡＢ－ｆｒ２）の具体例であり、式（２Ａ）または式（２Ｂ）のｂ環における隣接する２つのＲｂが結合して、ｂ環（ベンゼン環）と共に、Ｂ’で示すヘテロアリール環（カルバゾール環）が形成された例である。形成されたヘテロアリール環は上述した縮合２環構造と結合を共有する６員環（ベンゼン環ｂ）を有している。なお、アリール環Ｂ’（式（１Ａ）または式（１Ｂ）のＢ環）への任意の置換基をＲｂの他にｎ個のＲで示しており、ｎの上限は置換可能な最大数である。
上記式（２ＡＢ－ｆｒ３－ｅｘ）は、式（２ＡＢ－ｆｒ３）の具体例であり、式（２Ａ）または式（２Ｂ）のａ環における隣接する２つのＲａが結合して、ａ環（ベンゼン環）と共に、Ａ’で示すヘテロアリール環（ジベンゾフラン環）が形成され、ｂ環における隣接する２つのＲｂが結合して、ｂ環（ベンゼン環）と共に、Ｂ’で示すアリール環（ナフタレン環）が形成された例である。形成されたヘテロアリール環およびアリール環は上述した縮合２環構造と結合を共有する６員環（ベンゼン環ａおよびベンゼン環ｂ）を有している。なお、ヘテロアリール環Ａ’（式（１Ａ）または式（１Ｂ）のＡ環）およびアリール環Ｂ’（式（１Ａ）または式（１Ｂ）のＢ環）への任意の置換基をＲａおよびＲｂの他にｎ個のＲで示しており、ｎの上限は置換可能な最大数である。
以上の説明は上述した具体例以外のあらゆる形態にも同様に適用できる。
＜化合物中の中心元素Ｙ１およびＹ２の説明＞
各式中のＹ１およびＹ２は、＞Ｂ－、＞Ｐ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－、＞Ｐ（＝Ｓ）－、＞Ａｌ－、＞Ｇａ－、＞Ａｓ－、＞Ｃ（－ＲＹ）－、＞Ｓｉ（－ＲＹ）－、または＞Ｇｅ（－ＲＹ）－であり、ＲＹは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルである。＞Ｐ（＝Ｏ）－、＞Ｐ（＝Ｓ）－、＞Ｃ（－ＲＹ）－、＞Ｓｉ（－ＲＹ）－、または＞Ｇｅ（－Ｒ）－の場合には、Ａ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）、およびｃ環と結合する原子は、Ｐ、Ｃ、Ｓｉ、またはＧｅである。Ｙは、＞Ｂ－、＞Ｐ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－、＞Ｐ（＝Ｓ）－、＞Ｃ（－ＲＹ）－、または＞Ｓｉ（－ＲＹ）－が好ましく、＞Ｂ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－、または＞Ｐ（＝Ｓ）－がより好ましく、＞Ｂ－が特に好ましい。
＜化合物中の連結元素Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４の説明＞
各式中のＸ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は、それぞれ独立して、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｃ（－ＲＸ）２、＞Ｓｉ（－ＲＸ）２、または＞Ｓｅであり、ＲＸは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルである。
また、前記Ｘ１～Ｘ４としての「＞Ｃ（－ＲＸ）２」の２つのＲＸ同士および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」の２つのＲＸ同士は、それぞれ独立して、単結合または連結基（これらをまとめて結合基ともいう）により結合していてもよい。この連結基としては、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨＲ－ＣＨＲ－、－ＣＲ２－ＣＲ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、または－Ｓｅ－があげられ、例えば以下の構造があげられる。なお、前記「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」のＲ、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」のＲ、「－ＣＲ＝ＣＲ－」のＲ、「－Ｎ（－Ｒ）－」のＲ、「－Ｃ（－Ｒ）２－」のＲ、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」のＲは、それぞれ独立して、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアルケニル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアルキニル、またはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルである。また、「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」、「－ＣＲ＝ＣＲ－」、「－Ｃ（－Ｒ）２－」、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」における隣接する２つのＲ同士が結合して、シクロアルキレン環、アリーレン環、およびヘテロアリーレン環を形成していてもよい（下記構造式中の最も右の構造式を参照）。
Figure 2023059234000016
結合基としては、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、および－Ｓｅ－が好ましく、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、および－Ｃ（－Ｒ）２－がより好ましく、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、および－Ｓ－がさらに好ましく、単結合および連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－が最も好ましい。
結合基により２つのＲが結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば２つのＲがフェニルである場合、フェニルにおける「Ｃ」や「Ｓｉ」の結合位置（１位）を基準としてオルト（２位）の位置同士で結合することが好ましい（上記構造式を参照）。
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４としては、安定性の観点から、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｏ、＞Ｓ、または＞Ｃ（－ＲＸ）２が好ましく、＞Ｎ－ＲＸまたは＞Ｏがより好ましい。また、短波長の発光の観点からは、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｏ、または＞Ｃ（－ＲＸ）２が好ましく、＞Ｏまたは＞Ｃ（－ＲＸ）２がより好ましい。
特に式（２Ａ）で表される化合物においてはＸ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４がいずれも＞Ｎ－ＲＸまたは＞Ｓのものが優れたＴＡＤＦ性と発光波長の観点から好ましく、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４が＞Ｎ－ＲＸが２～３個、＞Ｓが２～１個のものが優れたＴＡＤＦ性の両立の観点から最も好ましい。また、式（２Ａ）で表される化合物は、より短波長の発光を得るという観点からはＸ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４中１～２個が＞Ｏであることが好ましく、ＴＡＤＦ性の観点から＞Ｏが０個であるか、＞Ｏが２個であって偏在している（例えば、Ｘ１およびＸ２が＞Ｏである）構造が好ましい。
＜Ｘ１～Ｘ４と環との結合による環構造の変化の説明＞
Ｘ１としての、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＲＸは、単結合または連結基によりＡ環（ａ環）およびＢ環（ｂ環）からなる群より選択される少なくとも１つの環と結合していてもよく、Ｘ２としての、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＲＸは、単結合または連結基によりＡ環（ａ環）およびｃ環からなる群より選択される少なくとも１つの環と結合していてもよく、Ｘ３としての、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環（ｄ環）およびＥ環（ｅ環）からなる群より選択される少なくとも１つの環と結合していてもよく、Ｘ４としての、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＸＲは、それぞれ独立して、単結合または連結基によりＤ環（ｄ環）およびｃ環からなる群より選択される少なくとも１つの環と結合していてもよい。
結合に関与するＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４としては、＞Ｎ－ＲＸおよび＞Ｃ（－ＲＸ）２が好ましく、＞Ｎ－ＲＸがより好ましい。
結合する環としては、Ｘ１はＢ環（ｂ環）、Ｘ２はＡ環（ａ環）、Ｘ３はＤ環（ｄ環）、Ｘ４はＥ環（ｅ環）が好ましい。
ＲＸと環とを結合する連結基としては、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨＲ－ＣＨＲ－、－ＣＲ２－ＣＲ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、および－Ｓｅ－があげられ、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、および－Ｃ（－Ｒ）２－が好ましく、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、および－Ｓ－がより好ましく、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、および－Ｓ－がさらに好ましく、－ＣＲ＝ＣＲ－が特に好ましい。なお、前記「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」のＲ、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」のＲ、「－ＣＲ＝ＣＲ－」のＲ、「－Ｎ（－Ｒ）－」のＲ、「－Ｃ（－Ｒ）２－」のＲ、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」のＲは、それぞれ独立して、水素、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アルキル、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アルケニル、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アルキニル、または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シクロアルキルであり、また、隣接する２つのＲ同士が結合して、シクロアルキレン環、アリーレン環、およびヘテロアリーレン環を形成していてもよい。これらの環もまた、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。
式（１Ａ）および式（１Ｂ）の説明における「Ｘ１中のＲＸは、単結合または連結基によりＡ環またはＢ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ２中のＲＸは、単結合または連結基により、Ａ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ３中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはＥ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ４中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよい」は、
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）においては
「Ｘ１中のＲＸは、単結合または連結基によりａ環またはｂ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ２中のＲＸは、単結合または連結基により、ａ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ３中のＲＸは、単結合または連結基により、ｄ環またはｅ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
Ｘ４中のＲＸは、単結合または連結基により、ｄ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよい」
と読み替えることができる。
上記連結基はいずれの場合も－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨＲ－ＣＨＲ－、－ＣＲ２－ＣＲ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、または－Ｓｅ－が好ましい。
この規定は、メタ型では、例えば下記構造式で表現することができる。なお、下記構造式ではｅ環がベンゾチオフェン環であり、さらも下記環が置換基を有していない例を示しているが、これに限定されるものではない。また、パラ型についても同様に説明することができる。
Figure 2023059234000017
左の構造式は、式（２Ａ）における、
Ｘ１の選択肢（＞Ｎ－Ｒ、＞Ｃ（－Ｒ）２、および＞Ｓｉ（－Ｒ）２）におけるＲが単結合または連結基によりｂ環（ベンゼン環）と結合することで、Ｘ１を取り込みながらｂ環（ベンゼン環）に対して他の環が縮合してＢ’環が形成され、
Ｘ２の選択肢（＞Ｎ－Ｒ、＞Ｃ（－Ｒ）２、および＞Ｓｉ（－Ｒ）２）におけるＲが単結合または連結基によりａ環（ベンゼン環）と結合することで、Ｘ２を取り込みながら左のａ環（ベンゼン環）に対して他の環が縮合してＡ’環が形成され、
Ｘ３の選択肢（＞Ｎ－Ｒ、＞Ｃ（－Ｒ）２、および＞Ｓｉ（－Ｒ）２）におけるＲが単結合または連結基によりｄ環（ベンゼン環）と結合することで、Ｘ３を取り込みながらｄ環（ベンゼン環）に対して他の環が縮合してＤ’環が形成された、化合物を表している。
形成された縮合環Ｂ’、縮合環Ａ’、および縮合環Ｄ’は、例えば、アゼピン構造を有する環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、またはカルバゾール環などである。なお、上記構造式には含めていないが、Ｘ４が環と結合する例や、ｃ環が結合する例などもある。
右の構造式は、左の構造式のより具体的な例を表しており、
Ｘ１である＞Ｎ－ＲＸのＲＸ（フェニル）が、連結基である「－ＣＲ＝ＣＲ－」（隣接する２つのＲ同士が結合してフェニレン環であるアリール環が形成されている）によりｂ環（ベンゼン環）と結合して、破線で囲んだ、アゼピン構造を有する環Ｂ’が形成され、
Ｘ２である＞Ｎ－ＲＸのＲＸ（フェニル）が、連結基である「－Ｏ－」により左のａ環（ベンゼン環）と結合して、破線で囲んだフェノキサジン環Ａ’が形成され、
Ｘ３である＞Ｎ－ＲのＲ（フェニル）が、単結合によりｄ環（ベンゼン環）と結合して、破線で囲んだカルバゾール環Ｄ’が形成された、化合物を表している。
各式中におけるＸ１～Ｘ４の少なくとも１つは、連結基としての「－ＣＲ＝ＣＲ－」により、Ａ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）、ｃ環、Ｄ環（ｄ環）またはＥ環（ｅ環）と結合していてもよい。例えば、Ｘ１およびＸ３の少なくとも１つが前記「－ＣＲ＝ＣＲ－」によりＢ環（ｂ環）と結合していてもよい。また、前記「－ＣＲ＝ＣＲ－」における隣接する２つのＲ同士は結合して、シクロアルキレン環、アリーレン環、またはヘテロアリーレン環を形成しており、これらの環は、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される置換基で置換されていてもよい。
なお、上述した具体例の説明は、これらの具体例以外のあらゆる形態にも同様に適用できる。
＜ｃ環の構造変化＞
式（１Ａ）および式（１Ｂ）のｃ環におけるＺＣは－Ｃ（－Ｒｃ）＝または－Ｎ＝である。すなわち、ｃ環はベンゼン環であっても、ピリジン環やピラジン環になっていてもよい。なお、以下の構造式は、ｃ環とその周辺構造の一部だけを抜き出した式である。
Figure 2023059234000018
＜ａ環、ｂ環、ｃ環、ｄ環およびｅ環の構造変化＞
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）それぞれにおいてａ環、ｂ環、ｃ環、ｄ環およびｅ環における、任意の「－Ｃ（－Ｒ）＝」（ここでＲはＲａ、Ｒｂ、Ｒｃ、ＲｄまたはＲｅである）は「－Ｎ＝」に置き換わった構造も本発明の多環芳香族化合物の別の好ましい例としてあげられる。なお、以下の構造式は、例としてａ環またはｂ環とその周辺構造の一部だけを抜き出した式である。
Figure 2023059234000019
以上に示すように、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）中でベンゼン環として表示されるａ環、ｂ環、ｃ環、ｄ環またはｅ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、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環上に隣接する基が存在する場合（上記構造式中では２つのＲａ同士および２つのＲｂ同士）には、これらが結合してａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環と共にヘテロアリール環（上記構造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。
その他の箇所が「－Ｎ＝」に置き換わった場合や、隣接する置換基同士が結合して他のヘテロアリール環を形成した場合についても同じである。
＜ａ環、ｂ環、ｄ環およびｅ環の構造変化＞
式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）それぞれにおいてａ環、ｂ環、ｄ環およびｅ環における、任意の「－Ｃ（－Ｒ）＝Ｃ（－Ｒ）－」（ここでＲはＲａ、Ｒｂ、ＲｄまたはＲｅである）が、「－Ｎ（－Ｒ）－」、「－Ｏ－」、「－Ｓ－」、「－Ｃ（－Ｒ）２－」、「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」、または「－Ｓｅ－」に置き換わった構造も本発明の多環芳香族化合物のさらに別の好ましい例としてあげられる。前記「－Ｎ（－Ｒ）－」のＲ、「－Ｃ（－Ｒ）２－」のＲ、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」のＲは、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキル、またはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルである。
以下ａ環、ｂ環を例として構造例を示す。
Figure 2023059234000020
 以上の構造式は、ａ環とその周辺構造の一部だけを抜き出した式であり、煩雑さを避けるため、部分構造を示す波線は省略している。
Figure 2023059234000021
Figure 2023059234000022
以上に示すように、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）それぞれにおいて環でベンゼン環として表示されるａ環、ｂ環、ｄ環およびｅ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・ケイ素・セレンのヘテロアリール環（５員環）やアリール環（５員環）に変化してもよい。
さらにｂ環およびｅ環においては隣接する基が存在する場合（上記式中では残りの２つの隣接するＲｂ）には、これらが結合してヘテロアリール環（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などの環）やアリール環を形成し、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）。
その他の箇所が「－Ｎ（－Ｒ）－」、「－Ｏ－」、「－Ｓ－」、「－Ｃ（－Ｒ）２－」、「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」、または「－Ｓｅ－」に置き換わった場合についても同じである。
「－Ｃ（－Ｒ）２－」の２つのＲ同士および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」の２つのＲ同士は、それぞれ独立して、単結合または連結基（これらをまとめて結合基ともいう）により結合していてもよい。この連結基としては、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨＲ－ＣＨＲ－、－ＣＲ２－ＣＲ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｃ≡Ｃ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、または－Ｓｅ－があげられ、例えば以下の構造があげられる。なお、前記「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」のＲ、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」のＲ、「－ＣＲ＝ＣＲ－」のＲ、「－Ｎ（－Ｒ）－」のＲ、「－Ｃ（－Ｒ）２－」のＲ、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」のＲは、それぞれ独立して、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアルケニル、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアルキニル、またはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルである。また、「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」、「－ＣＲ＝ＣＲ－」、「－Ｃ（－Ｒ）２－」、および「－Ｓｉ（－Ｒ）２－」における隣接する２つのＲ同士が結合して、シクロアルキレン環、アリーレン環、およびヘテロアリーレン環を形成していてもよい（下記構造式中の最も右の構造式を参照）。
Figure 2023059234000023
結合基としては、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｃ（－Ｒ）２－、－Ｓｉ（－Ｒ）２－、および－Ｓｅ－が好ましく、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、－Ｓ－、および－Ｃ（－Ｒ）２－がより好ましく、単結合、連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｎ（－Ｒ）－、－Ｏ－、および－Ｓ－がさらに好ましく、単結合および連結基としての－ＣＲ＝ＣＲ－が最も好ましい。
結合基により２つのＲが結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば２つのＲがフェニルである場合、フェニルにおける「Ｃ」や「Ｓｉ」の結合位置（１位）を基準としてオルト（２位）の位置同士で結合することが好ましい（上記構造式を参照）。
＜環や置換基の具体的な説明＞
本明細書において使用する環および置換基の詳細について以下で説明する。
「アリール環」は、例えば炭素数６～３０のアリール環であり、好ましくは、炭素数６～２０のアリール環、炭素数６～１６のアリール環、炭素数６～１２のアリール環、または炭素数６～１０のアリール環などである。
具体的な「アリール環」は、例えば、単環系であるベンゼン環、縮合二環系であるナフタレン環、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、もしくはフェナントレン環、アントラセン環、縮合四環系である、トリフェニレン環、ピレン環、もしくはナフタセン環、または、縮合五環系であるペリレン環もしくはペンタセン環などである。
「ヘテロアリール環」は、例えば炭素数２～３０のヘテロアリール環であり、好ましくは、炭素数２～２５のヘテロアリール環、炭素数２～２０のヘテロアリール環、炭素数２～１５のヘテロアリール環、または炭素数２～１０のヘテロアリール環などである。また、「ヘテロアリール環」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１～５個含有する複素環などである。
具体的な「ヘテロアリール環」は、例えば、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（フラザン環等）、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、フェナントロリン環、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、ナフトベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトベンゾチオフェン環、ベンゾホスホール環、ジベンゾホスホール環、ベンゾホスホールオキシド環、ジベンゾホスホールオキシド環、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、ジベンゾインドロカルバゾール環、イミダゾリン環、またはオキサゾリン環などである。
本明細書において、置換基は、さらなる置換基で置換されていることがある。例えば、特定の置換基に関して、「置換もしくは無置換の」または「置換されていてもよい」と説明がされることがある。これはその特定の置換基がさらなる少なくとも１つの置換基で置換されているか、または置換されていないことを意味する。本明細書において、このときの上記特定の置換基を「第１の置換基」、上記のさらなる置換基を「第２の置換基」ということがある。
本明細書において置換基群Ｚは、
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリール；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいヘテロアリール；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールアミノ（２つのアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ（２つのヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ（アリールとヘテロアリールとは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールボリル（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）；
アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルキル；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいシクロアルキル；
アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルコキシ；
アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールオキシ；ならびに置換シリルからなる。
置換基群Ｚにおける各基における第２置換基であるアリールは、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、同様に、第２置換基であるヘテロアリールはアリール、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。
本明細書において、「置換基」という場合、特に別途の説明がないときは、置換基群Ｚから選択されるいずれかの基であればよい。例えば、「置換もしくは無置換の」とされる基が置換されているとき、当該基は置換基群Ｚから選択される少なくとも１つの基で置換されていればよい。
「アリール」は、例えば炭素数６～３０のアリールであり、好ましくは、炭素数６～２０のアリール、炭素数６～１６のアリール、炭素数６～１２のアリール、または炭素数６～１０のアリールなどである。
具体的な「アリール」は、例えば、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル（２－ビフェニリル、３－ビフェニリル、もしくは４－ビフェニリル）、縮合二環系であるナフチル（１－ナフチルもしくは２－ナフチル）、三環系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、もしくはｐ－テルフェニル－４－イル）、縮合三環系である、アセナフチレン－（１－、３－、４－、もしくは５－）イル、フルオレン－（１－、２－、３－、４－、もしくは９－）イル、フェナレン－（１－もしくは２－）イル、もしくはフェナントレン－（１－、２－、３－、４－、もしくは９－）イル、四環系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、もしくはｍ－クアテルフェニル）、縮合四環系である、トリフェニレン－（１－もしくは２－）イル、ピレン－（１－、２－、もしくは４－）イル、もしくはナフタセン－（１－、２－、もしくは５－）イル、または、縮合五環系である、ペリレン－（１－、２－、もしくは３－）イル、もしくはペンタセン－（１－、２－、５－、もしくは６－）イルなどである。
なお、第２置換基としてのアリール、すなわち置換基（第１置換基）にさらに置換する置換基（第２置換基）としてのアリールには、当該アリールにおける少なくとも１つの水素が、フェニルなどのアリール（具体例は上述した基）、メチルなどのアルキル（具体例は後述する基）、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキル（具体例は後述する基）で置換された構造も、第２置換基としてのアリールに含まれる。
その一例としては、第２置換基がフルオレニル基の場合には、その９位における少なくとも１つの水素が、フェニルなどのアリール、メチルなどのアルキル、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキルで置換されたフルオレニル基などであり、このような基も第２置換基としてのアリールに含まれる。
「アリーレン（環）」は、例えば炭素数６～３０のアリーレンであり、好ましくは、炭素数６～２０のアリーレン、炭素数６～１６のアリーレン、炭素数６～１２のアリーレン、または炭素数６～１０のアリーレンなどである。
具体的な「アリーレン」は、例えば、上述した「アリール」（一価の基）から１つの水素を除いて二価の基にした構造があげられる。
「ヘテロアリール」は、例えば炭素数２～３０のヘテロアリールであり、好ましくは、炭素数２～２５のヘテロアリール、炭素数２～２０のヘテロアリール、炭素数２～１５のヘテロアリール、または炭素数２～１０のヘテロアリールなどである。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１～５個含有する複素環などの一価の基である。
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、フェナントロリニル、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、チエニル、ベンゾチエニル、イソベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、ナフトベンゾチエニル、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、ジベンゾインドロカルバゾリル、イミダゾリニル、オキサゾリニル、またはジベンゾシラシクロペンタジエニルなどである。
なお、第２置換基としてのヘテロアリール、すなわち置換基（第１置換基）にさらに置換する置換基（第２置換基）としてのヘテロアリールには、当該ヘテロアリールにおける少なくとも１つの水素が、フェニルなどのアリール（具体例は上述した基）、メチルなどのアルキル（具体例は後述する基）、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキル（具体例は後述する基）で置換された構造も、第２置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
その一例としては、第２置換基がカルバゾリルの場合には、その９位における少なくとも１つの水素が、フェニルなどのアリール、メチルなどのアルキル、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリルなどであり、このような基も第２置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
「ヘテロアリーレン（環）」は、例えば炭素数２～３０のヘテロアリーレンであり、好ましくは、炭素数２～２５のヘテロアリーレン、炭素数２～２０のヘテロアリーレン、炭素数２～１５のヘテロアリーレン、または炭素数２～１０のヘテロアリーレンなどである。また、「ヘテロアリーレン」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１～５個含有する複素環などの二価の基である。
具体的な「ヘテロアリーレン」は、例えば、上述した「ヘテロアリール」（一価の基）から１つの水素を除いて二価の基にした構造があげられる。
「ジアリールアミノ」は、２つのアリールが置換したアミノ基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。
「ジヘテロアリールアミノ」は、２つのヘテロアリールが置換したアミノ基であり、このヘテロアリールの詳細については上述した「ヘテロアリール」の説明を引用できる。
「アリールヘテロアリールアミノ」は、アリールおよびヘテロアリールが置換したアミノ基であり、このアリールおよびヘテロアリールの詳細については上述した「アリール」および「ヘテロアリール」の説明を引用できる。
第１の置換基としてのジアリールアミノにおける２つのアリールは互いに連結基を介して結合していてもよく、第１の置換基としてのジヘテロアリールアミノにおける２つのヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよく、第１の置換基としてのアリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい。ここで、「連結基を介して結合」という記載は、下記に示すように例えばジフェニルアミノの２つのフェニルが連結基で結合を形成することを表す。またこの説明はアリールやヘテロアリールで形成された、ジヘテロアリールアミノおよびアリールヘテロアリールアミノについても適用される。
Figure 2023059234000024
連結基としては具体的には、＞Ｏ、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｃ（－ＲＸ）２、－（Ｃ－ＲＸ）＝（Ｃ－ＲＸ）－、＞Ｓｉ（－ＲＸ）２、＞Ｓ、＞ＣＯ、＞ＣＳ、＞ＳＯ、＞ＳＯ２、および＞Ｓｅがあげられる。ＲＸはそれぞれ独立してアルキル、シクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールであり、これらはアルキル、シクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールで置換されていてもよい。また、＞Ｃ（－ＲＸ）２、－（Ｃ－ＲＸ）＝（Ｃ－ＲＸ）－、＞Ｓｉ（－ＲＸ）２それぞれにおける２つのＲＸは、単結合または連結基ＸＹを介して互いに結合して環を形成してもよい。ＸＹとしては＞Ｏ、＞Ｎ－ＲＹ、＞Ｃ（－ＲＹ）２、＞Ｓｉ（－ＲＹ）２、＞Ｓ、＞ＣＯ、＞ＣＳ、＞ＳＯ、＞ＳＯ２、および＞Ｓｅがあげられ、ＲＹはそれぞれ独立してアルキル、シクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールであり、これらはアルキル、シクロアルキル、アリール、またはヘテロアリールで置換されていてもよい。ただし、ＸＹが＞Ｃ（－ＲＹ）２および＞Ｓｉ（－ＲＹ）２の場合には、２つのＲＹは結合してさらに環を形成することはない。さらに連結基としては、アルケニレンもあげられる。該アルケニレンの任意の水素はそれぞれ独立してＲ２Ｘで置換されていてもよく、Ｒ２Ｘはそれぞれ独立してアルキル、シクロアルキル、置換シリル、アリールおよびヘテロアリールであり、これらはアルキル、シクロアルキル、置換シリル、アリールで置換されていてもよい。－（Ｃ－ＲＸ）＝（Ｃ－ＲＸ）－における２つのＲＸは、互いに結合してそれらが結合するＣ＝Ｃとともにアリール（ベンゼン環など）またはヘテロアリール環を形成していてもよい。すなわち、－（Ｃ－ＲＸ）＝（Ｃ－ＲＸ）－は、アリーレン（１，２－フェニレンなど）またはヘテロアリーレンとなっていてもよい。
なお、本明細書で単に「ジアリールアミノ」、「ジヘテロアリールアミノ」または「アリールヘテロアリールアミノ」と記載されている場合は、特に断りがない限りは、それぞれ「ジアリールアミノの２つのアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい」、「前記ジヘテロアリールアミノの２つのヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい」および「前記アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい」という説明が加わっているものであるとする。
「ジアリールボリル」は、２つのアリールが置換したボリルであり、このアリールの詳細については上述した「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、－ＣＨ２－ＣＨ２－、－ＣＨＲ－ＣＨＲ－、－ＣＲ２－ＣＲ２－、－ＣＨ＝ＣＨ－、－ＣＲ＝ＣＲ－、－Ｃ≡Ｃ－、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｃ（－Ｒ）２、＞Ｓｉ（－Ｒ）２、または＞Ｓｅ）を介して結合していてもよい。ここで、前記「－ＣＨＲ－ＣＨＲ－」のＲ、「－ＣＲ２－ＣＲ２－」のＲ、「－ＣＲ＝ＣＲ－」のＲ、「＞Ｎ－Ｒ」のＲ、「＞Ｃ（－Ｒ）２」のＲ、および「＞Ｓｉ（－Ｒ）」のＲは、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキル、アルケニル、アルキニル、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、当該Ｒ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、アルケニル、アルキニル、またはシクロアルキルで置換されていてもよい。また、隣接する２つのＲ同士が環を形成し、シクロアルキレン、アリーレン、およびヘテロアリーレンを形成していてもよい。ここで列挙した置換基の詳細については、上述した「アリール」、「アリーレン」、「ヘテロアリール」、「ヘテロアリーレン」、および「ジアリールアミノ」の説明、ならびに、後述する「アルキル」、「アルケニル」、「アルキニル」、「シクロアルキル」、「シクロアルキレン」、「アルコキシ」、および「アリールオキシ」の説明を引用できる。また、本明細書で単に「ジアリールボリル」と記載されている場合は、特に断りがない限りは、「ジアリールボリルの２つのアリールは互いに単結合または連結基を介して結合していてもよい」という説明が加わっているものであるとする。
「アルキル」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り、好ましくは、炭素数１～１８のアルキル（炭素数３～１８の分岐鎖アルキル）、炭素数１～１２のアルキル（炭素数３～１２の分岐鎖アルキル）、炭素数１～６のアルキル（炭素数３～６の分岐鎖アルキル）、炭素数１～５のアルキル（炭素数３～５の分岐鎖アルキル）、炭素数１～４のアルキル（炭素数３～４の分岐鎖アルキル）などである。
具体的な「アルキル」は、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、１－エチル－１－メチルプロピル、１，１－ジエチルプロピル、１，１，２－トリメチルプロピル、１，１，２，２－テトラメチルプロピル、１－エチル－１，２，２－トリメチルプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓ－ブチル、ｔ－ブチル、２－エチルブチル、１，１－ジメチルブチル、３，３－ジメチルブチル、１，１－ジエチルブチル、１－エチル－１－メチルブチル、１－プロピル－１－メチルブチル、１，１，３－トリメチルブチル、１－エチル－１，３－ジメチルブチル、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）、１－メチルペンチル、２－プロピルペンチル、１，１－ジメチルペンチル、１－エチル－１－メチルペンチル、１－プロピル－１－メチルペンチル、１－ブチル－１－メチルペンチル、１，１，４－トリメチルペンチル、ｎ－ヘキシル、１－メチルヘキシル、２－エチルヘキシル、１，１－ジメチルヘキシル、１－エチル－１－メチルヘキシル、１，１，５－トリメチルヘキシル、３，５，５－トリメチルヘキシル、ｎ－ヘプチル、１－メチルヘプチル、１－ヘキシルヘプチル、１，１－ジメチルヘプチル、２，２－ジメチルヘプチル、２，６－ジメチル－４－ヘプチル、ｎ－オクチル、ｔ－オクチル（１，１，３，３－テトラメチルブチル）、１，１－ジメチルオクチル、ｎ－ノニル、ｎ－デシル、１－メチルデシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、ｎ－トリデシル、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、またはｎ－エイコシルなどである。
「アルケニル」については、上述した「アルキル」の説明を参考にすることができ、「アルキル」の構造中のＣ－Ｃ単結合をＣ＝Ｃ二重結合に置換した基であり、１つだけでなく２つ以上の単結合が二重結合に置換された基（アルカジエン－イルやアルカトリエン－イルとも呼ばれる）も含める。
「アルキニル」については、上述した「アルキル」の説明を参考にすることができ、「アルキル」の構造中のＣ－Ｃ単結合をＣ≡Ｃ三重結合に置換した基であり、１つだけでなく２つ以上の単結合が三重結合に置換された基（アルカジイン－イルやアルカトリイン－イルとも呼ばれる）も含める。
「シクロアルキル」は、例えば炭素数３～２４のシクロアルキルであり、好ましくは、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３～１２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、または炭素数５のシクロアルキルなどである。
具体的な「シクロアルキル」は、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、もしくはこれらの炭素数１～５や炭素数１～４のアルキル（特にメチル）置換体、ビシクロ［１．１．０］ブチル、ビシクロ［１．１．１］ペンチル、ビシクロ［２．１．０］ペンチル、ビシクロ［２．１．１］ヘキシル、ビシクロ［３．１．０］ヘキシル、ビシクロ［２．２．１］ヘプチル（ノルボルニル）、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、またはデカヒドロアズレニルなどである。
「シクロアルキレン（環）」は、例えば炭素数３～２４のシクロアルキレンであり、好ましくは、炭素数３～２０のシクロアルキレン、炭素数３～１６のシクロアルキレン、炭素数３～１４のシクロアルキレン、炭素数３～１２のシクロアルキレン、炭素数５～１０のシクロアルキレン、炭素数５～８のシクロアルキレン、炭素数５～６のシクロアルキレン、または炭素数５のシクロアルキレンなどである。
具体的な「シクロアルキレン」は、例えば、上述した「シクロアルキル」（一価の基）から１つの水素を除いて二価の基にした構造があげられる。
「シクロアルケニル」は、上述した「シクロアルキル」における少なくとも１組の２つの炭素の間の単結合が二重結合となった構造を有する基（例えば、－ＣＨ２－ＣＨ２－が－ＣＨ＝ＣＨ－に置き換わった基）であって、アリールに該当しない基があげられる。具体的には、１－シクロヘキセニル、１－シクロペンテニル等があげられる。
「アルコキシ」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の直鎖アルコキシまたは炭素数３～２４の分岐鎖アルコキシであり、好ましくは、炭素数１～１８のアルコキシ（炭素数３～１８の分岐鎖アルコキシ）、炭素数１～１２のアルコキシ（炭素数３～１２の分岐鎖アルコキシ）、炭素数１～６のアルコキシ（炭素数３～６の分岐鎖アルコキシ）、炭素数１～５のアルコキシ（炭素数３～５の分岐鎖アルコキシ）、炭素数１～４のアルコキシ（炭素数３～４の分岐鎖アルコキシ）などである。
「アルコキシ」は、「Ａｌｋ－Ｏ－（Ａｌｋはアルキル）」で表される基であり、このアルキルの詳細については上述した「アルキル」の説明を引用できる。
「アリールオキシ」は、「Ａｒ－Ｏ－（Ａｒはアリール）」で表される基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。
「置換シリル」は、例えば、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つで置換されたシリルであり、好ましくは、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルである。
「トリアリールシリル」は、３つのアリールで置換されたシリル基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。
具体的な「トリアリールシリル」は、例えば、トリフェニルシリル、ジフェニルモノナフチルシリル、モノフェニルジナフチルシリル、またはトリナフチルシリルなどである。
「トリアルキルシリル」は、３つのアルキルで置換されたシリル基であり、このアルキルの詳細については上述した「アルキル」の説明を引用できる。
具体的な「トリアルキルシリル」は、例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリｎ－プロピルシリル、トリイソプロピルシリル、トリｎ－ブチルシリル、トリイソブチルシリル、トリｓ－ブチルシリル、トリｔ－ブチルシリル、エチルジメチルシリル、ｎ－プロピルジメチルシリル、イソプロピルジメチルシリル、ｎ－ブチルジメチルシリル、イソブチルジメチルシリル、ｓ－ブチルジメチルシリル、ｔ－ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、ｎ－プロピルジエチルシリル、イソプロピルジエチルシリル、ｎ－ブチルジエチルシリル、ｓ－ブチルジエチルシリル、ｔ－ブチルジエチルシリル、メチルジｎ－プロピルシリル、エチルジｎ－プロピルシリル、ｎ－ブチルジｎ－プロピルシリル、ｓ－ブチルジｎ－プロピルシリル、ｔ－ブチルジｎ－プロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、エチルジイソプロピルシリル、ｎ－ブチルジイソプロピルシリル、ｓ－ブチルジイソプロピルシリル、またはｔ－ブチルジイソプロピルシリルなどである。
「トリシクロアルキルシリル」は、３つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、このシクロアルキルの詳細については上述した「シクロアルキル」の説明を引用できる。
具体的な「トリシクロアルキルシリル」は、例えば、トリシクロペンチルシリルまたはトリシクロヘキシルシリルなどである。
「ジアルキルシクロアルキルシリル」は、２つのアルキルおよび１つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、この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「アルキル」および「シクロアルキル」の説明を引用できる。
「アルキルジシクロアルキルシリル」は、１つのアルキルおよび２つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、この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「アルキル」および「シクロアルキル」の説明を引用できる。
置換基（第１置換基および第２置換基を含む）は、その構造が有する立体障害性、電子供与性、および電子求引性により、多環芳香族化合物の発光波長に影響を与えるため、置換基の選択により発光波長を調整することができる。本発明の多環芳香族化合物における置換基は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、ビシクロオクチル、シクロヘキシル、アダマンチル、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、ジフェニルボリル、ジメシチルボリル、ジベンゾオキサボリニニル、フェニルジベンゾジボリニニル、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、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、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、＊は結合位置を表す。
Figure 2023059234000025
Figure 2023059234000026
Figure 2023059234000027
Figure 2023059234000028
Figure 2023059234000029
Figure 2023059234000030
Figure 2023059234000031
Figure 2023059234000032
Figure 2023059234000033
Figure 2023059234000034
Figure 2023059234000035
Figure 2023059234000036
Figure 2023059234000037
Figure 2023059234000038
Figure 2023059234000039
Figure 2023059234000040
Figure 2023059234000041
Figure 2023059234000042
Figure 2023059234000043
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物がドーパント（アシスティングドーパントまたはエミッティングドーパント）として用いられる場合、そのほかドーパントとして用いられる化合物においては、「アルキル」を含む置換基として、下記式（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキルはアリール環またはヘテロアリール環への置換基として、特に好ましいものの１つである。このような嵩高い置換基により分子間距離が増加するため発光量子収率（ＰＬＱＹ）が向上するからである。また、式（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキルが第２の置換基として他の置換基に置換している置換基も好ましい。具体的には、（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキルで置換されたジアリールアミノ、（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキルで置換されたカルバゾリル（好ましくは、Ｎ－カルバゾリル）または（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキルで置換されたベンゾカルバゾリル（好ましくは、Ｎ－ベンゾカルバゾリル）があげられる。ジアリールアミノ、カルバゾリルおよびベンゾカルバゾリルへの式（ｔＲ）の基の置換形態としては、これらの基におけるアリール環またはベンゼン環の一部または全ての水素が式（ｔＲ）の基で置換された例があげられる。
Figure 2023059234000044
式（ｔＲ）中、Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃはそれぞれ独立して炭素数１～２４のアルキルであり、前記アルキルにおける任意の－ＣＨ２－は－Ｏ－で置換されていてもよく、式（ｔＲ）で表される基は＊において置換部位に結合する。
Ｒａ、ＲｂおよびＲｃの「炭素数１～２４のアルキル」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、炭素数１～１８のアルキル（炭素数３～１８の分岐鎖アルキル）、炭素数１～１２のアルキル（炭素数３～１２の分岐鎖アルキル）、炭素数１～６のアルキル（炭素数３～６の分岐鎖アルキル）、炭素数１～４のアルキル（炭素数３～４の分岐鎖アルキル）があげられる。
式（ｔＲ）におけるＲａ、Ｒｂ、およびＲｃの炭素数の合計は炭素数３～２０が好ましく、炭素数３～１０が特に好ましい。
Ｒａ、Ｒｂ、およびＲｃの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、４－メチル－２－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－エイコシルなどがあげられる。
式（ｔＲ）で表される基としては、例えばｔ－ブチル、ｔ－アミル、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、１，１，３，３－テトラメチルブチル、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があげられる。これらのうち、ｔ－ブチルおよびｔ－アミルが好ましい。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物は、上述の式（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキル（ｔ－ブチルあるいはｔ－アミルなど）、ネオペンチルまたはアダマンチルを少なくとも１つ含む構造であることが好ましく、式（ｔＲ）で表されるターシャリ－アルキル（ｔ－ブチルあるいはｔ－アミルなど）を含むことが好ましい。このような嵩高い置換基により分子間距離が増加するため発光量子収率（ＰＬＱＹ）が向上するからである。また、置換基としては、ジアリールアミノも好ましい。さらに、式（ｔＲ）の基で置換されたジアリールアミノ、式（ｔＲ）の基で置換されたカルバゾリル（好ましくは、Ｎ－カルバゾリル）または式（ｔＲ）の基で置換されたベンゾカルバゾリル（好ましくは、Ｎ－ベンゾカルバゾリル）も好ましい。ジアリールアミノ、カルバゾリルおよびベンゾカルバゾリルへの式（ｔＲ）の基の置換形態としては、これらの基におけるアリール環またはベンゼン環の一部または全ての水素が式（ｔＲ）の基で置換された例があげられる。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物における置換基としては式（Ａ３０）で表される置換基も好ましい。
Figure 2023059234000045
式（Ａ３０）中、
Ａｋは水素、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルケニル、置換もしくは無置換のシクロアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルケニルであり、当該アルキル、アルケニル、シクロアルキルおよびシクロアルケニルにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－または－Ｓ－で置き換えられていてもよく、
ＲＡｋは、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルキルであり、ＲＡｋは連結基または単結合によりＡｋと結合していてもよく、＊は結合位置である。
式（Ａ３０）中、Ａｋが上記の置換基であることによりＮ上の非共有電子対と共役しないため、非共有電子対を結合先のπ電子と共役させることができ、同位置にアリール等がある場合と比べてより大きな波長変更が可能である。また、多重共鳴効果への影響についても同様であり、熱活性型遅延蛍光（ＴＡＤＦ）性のより大きな改善が可能である。
ＲＡｋはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであることが好ましく、アルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであることがより好ましく、アルキルで置換されていてもよいアリールであることがさらに好ましく、メチルで置換されていてもよいフェニルであることが特に好ましい。
式（Ａ３０）中、Ａｋは炭素数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ることが好ましく、炭素数１～４のアルキルまたは炭素数３～８のシクロアルキルであることが好ましく、炭素数１～４のアルキルであることがより好ましく、メチルであることがさらに好ましい。
ＲＡｋは連結基または単結合によりＡｋと結合していてもよい。このときの連結基としては＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｓｉ（－Ｒ）２などがあげられる。＞Ｓｉ（－Ｒ）２のＲは、水素、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る。ＲＡｋが連結基または単結合によりＡｋと結合した構造の例としては以下があげられる。
Figure 2023059234000046
 上記各式中、＊は結合位置である。
＜シクロアルカン縮合の説明＞
また、本発明の多環芳香族化合物の化学構造中のアリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも１つは、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
例えば、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環またはＥ環中のＹ１またはＹ２と直接結合しているアリール環およびヘテロアリール環、これらの環への第１および第２の置換基としてのアリール（アリール、ジアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アリールオキシまたはトリアリールシリルにおけるアリール部分）およびヘテロアリール（ヘテロアリール、ジヘテロアリールアミノまたはアリールヘテロアリールアミノにおけるヘテロアリール部分）、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環であるアリール環およびヘテロアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環における隣接する置換基同士が結合して形成されたアリール環またはヘテロアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環への第１および第２の置換基としてのアリール（上記と同様）およびヘテロアリール（上記と同様）、Ｘ１～Ｘ４である、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＲＸとしてのアリールまたはヘテロアリールのうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
好ましくは、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環またはＥ環中のＹ１またはＹ２と直接結合しているアリール環およびヘテロアリール環、これらの環への第１の置換基としてのアリール（アリール、ジアリールアミノ、ジアリールボリルまたはアリールオキシにおけるアリール部分）およびヘテロアリール（ヘテロアリールまたはジヘテロアリールアミノにおけるヘテロアリール部分）、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環であるアリール環およびヘテロアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環における隣接する置換基同士が結合して形成されたアリール環またはヘテロアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環への第１の置換基としてのアリール（上記と同様）およびヘテロアリール（上記と同様）、Ｘ１～Ｘ４である、「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸ、「＞Ｃ（－ＲＸ）２」のＲＸ、および「＞Ｓｉ（－ＲＸ）２」のＲＸとしてのアリールまたはヘテロアリールのうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
より好ましくは、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環またはＥ環中のＹ１またはＹ２と直接結合しているアリール環、これらの環への第１の置換基としてのアリール（アリールまたはジアリールアミノにおけるアリール部分）およびヘテロアリール（ヘテロアリールにおけるヘテロアリール部分）、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環であるアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環における隣接する置換基同士が結合して形成されたアリール環、ａ環およびｂ環への第１の置換基としてのアリール（上記と同様）およびヘテロアリール（上記と同様）、Ｘ１～Ｘ４である「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸとしてのアリールのうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
さらに好ましくは、Ａ環、Ｂ環、Ｄ環またはＥ環中のＹ１またはＹ２と直接結合しているアリール環、これらの環への第１の置換基としてのアリール（アリールまたはジアリールアミノにおけるアリール部分）、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環であるアリール環、ａ環、ｂ環、ｄ環またはｅ環への第１の置換基としてのアリール（上記と同様）、Ｘ１～Ｘ４である「＞Ｎ－ＲＸ」のＲＸとしてのアリールのうちの少なくとも１つが、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
「シクロアルカン」としては、炭素数３～２４のシクロアルカン、炭素数３～２０のシクロアルカン、炭素数３～１６のシクロアルカン、炭素数３～１４のシクロアルカン、炭素数５～１０のシクロアルカン、炭素数５～８のシクロアルカン、炭素数５～６のシクロアルカン、炭素数５のシクロアルカンなどがあげられる。
具体的なシクロアルカンとしては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、ビシクロ［１．１．０］ブタン、ビシクロ［１．１．１］ペンタン、ビシクロ［２．１．０］ペンタン、ビシクロ［２．１．１］ヘキサン、ビシクロ［３．１．０］ヘキサン、ビシクロ［２．２．１］ヘプタン（ノルボルナン）、ビシクロ［２．２．２］オクタン、アダマンタン、ジアマンタン、デカヒドロナフタレンおよびデカヒドロアズレン、ならびに、これらの炭素数１～５のアルキル（特にメチル）置換体、ハロゲン（特にフッ素）置換体および重水素置換体などがあげられる。
これらの中でも、例えば下記構造式に示すような、シクロアルカンのα位の炭素（芳香族環または複素芳香族環に縮合するシクロアルキルにおいて、縮合部位の炭素に隣接する位置の炭素）が置換された構造が好ましく、α位の炭素に２つの置換基が置換した構造がより好ましく、２つのα位の炭素において合計４つの置換基で置換された構造がさらに好ましい。この置換基としては、炭素数１～５のアルキル（特にメチル）置換体、ハロゲン（特にフッ素）置換体および重水素置換体などがあげられる。
Figure 2023059234000047
１つの芳香族環または複素芳香族環に縮合するシクロアルカンの数は、１～３個が好ましく、１個または２個がより好ましく、１個がさらに好ましい。例えば１つのベンゼン環（フェニル）に１個または複数のシクロアルカンが縮合した例を以下に示す。各構造式における＊は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニルである場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。式（Ｃｙ－１－４）および式（Ｃｙ－２－４）のように縮合したシクロアルカン同士が縮合してもよい。縮合される環（基）がベンゼン環（フェニル）以外の他の芳香族環または複素芳香族環の場合であっても、縮合するシクロアルカンがシクロペンタンまたはシクロヘキサン以外の他のシクロアルカンの場合であっても、同様である。
Figure 2023059234000048
シクロアルカンにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられてもよい。ただし複数の－ＣＨ２－は－Ｏ－で置換される場合は、隣接する－ＣＨ２－が－Ｏ－で置き換えられることはない。例えば１つのベンゼン環（フェニル）に縮合したシクロアルカンにおける１個または複数の－ＣＨ２－が－Ｏ－で置き換えられた例を以下に示す。各構造式における＊は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニルである場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。縮合される環（基）がベンゼン環（フェニル）以外の他の芳香族環または複素芳香族環の場合であっても、縮合するシクロアルカンがシクロペンタンまたはシクロヘキサン以外の他のシクロアルカンの場合であっても、同様である。
Figure 2023059234000049
シクロアルカンは少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、この置換基としては、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基をあげることができる。これらの置換基の中でも、アルキル（例えば炭素数１～６のアルキル）、シクロアルキル（例えば炭素数３～１４のシクロアルキル）が好ましい。また、いずれかの水素がハロゲン（例えばフッ素）または重水素で置き換えられていることも好ましい。また、シクロアルキルが置換する場合はスピロ構造を形成する置換形態でもよく、例えば１つのベンゼン環（フェニル）に縮合したシクロアルカンにスピロ構造が形成された例を以下に示す。各構造式における＊は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニルである場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。
Figure 2023059234000050
シクロアルカン縮合の他の形態としては、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物が、例えば、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ（このアリール部分へ縮合）、シクロアルカンで縮合されたカルバゾリル（このベンゼン環部分へ縮合）またはシクロアルカンで縮合されたベンゾカルバゾリル（このベンゼン環部分へ縮合）で置換された例があげられる。
また、さらに具体的な例としては、式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される多環芳香族化合物におけるＲａおよびＲｄ（特に、Ｙ１およびＹ２に対してそれぞれパラ位のＲａおよびＲｄ）が、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ（このアリール部分へ縮合）またはシクロアルカンで縮合されたカルバゾリル（このベンゼン環部分へ縮合）である例があげられる。
＜重水素、シアノ、またはハロゲンによる置換の説明＞
本発明の多環芳香族化合物における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であり、フッ素、塩素、または臭素が好ましく、フッ素または塩素がより好ましい。
＜本発明の多環芳香族化合物の具体例の説明＞
多環芳香族化合物の具体的な例としては、以下の構造式で表される化合物があげられる。
Figure 2023059234000051
上記構造式中のベンゼン環は、それぞれ独立して、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数６～１６のアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数２～２０のヘテロアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数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１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよいジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６～１０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により結合していてもよい）、炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数１～１２のアルキル、および炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数３～１６のシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
上記構造式で表される構造における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい；
多環芳香族化合物のさらに具体的な例としては、以下の構造式および表１で表される化合物があげられる。各式中の、置換基（Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｘ１、Ｘ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３およびＹ４）は、以下表１で示すとおりである。
Figure 2023059234000052
Figure 2023059234000053
Figure 2023059234000054
Figure 2023059234000055
Figure 2023059234000056
Figure 2023059234000057
Figure 2023059234000058
Figure 2023059234000059
Figure 2023059234000060
Figure 2023059234000061
Figure 2023059234000062
Figure 2023059234000063
Figure 2023059234000064
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Figure 2023059234000070
Figure 2023059234000071
Figure 2023059234000072
Figure 2023059234000073
Figure 2023059234000074
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Figure 2023059234000080
Figure 2023059234000081
Figure 2023059234000082
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Figure 2023059234000085
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Figure 2023059234000090
Figure 2023059234000091
Figure 2023059234000092
Figure 2023059234000093
Figure 2023059234000094
Figure 2023059234000095
Figure 2023059234000096
Figure 2023059234000097
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Figure 2023059234000099
Figure 2023059234000100
Figure 2023059234000101
Figure 2023059234000102
Figure 2023059234000103
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Figure 2023059234000109
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Figure 2023059234000111
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Figure 2023059234000133
Figure 2023059234000134
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Figure 2023059234000146
上記のうち、特に好ましい化合物としては、以下があげられる。
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追加の例として以下があげられる。
Figure 2023059234000195
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Figure 2023059234000203
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＜多環芳香族化合物の高分子量化の説明＞
上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物は、これ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、有機薄膜太陽電池用材料、または波長変換フィルタに用いることができる。
なお、本明細書において、「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、かつポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０３～１×１０８（１×１０＾３～１×１０＾８）である重合体を意味する。高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量（Ｍｎ）は、移動相にテトラヒドロフランを用い、サイズエクスクル一ジョンクロマ卜グラフィ一（ＳＥＣ）により求めることができる。具体的には測定する高分子化合物を約０．０５質量％の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、ＳＥＣに１０μＬ注入する。移動相の流量は、１．０ｍＬ／分、カラムとしてはＰＬｇｅｌＭＩＸＥＤ＿Ｂ（ポリマーラボラトリ-ズ製）を用いる。検出器にはＵＶ＿ＶＩＳ検出器（東ソ一製、商品名：ＵＶ－８３２０ＧＰＣ）を用いることができる。
本発明の高分子化合物は数平均分子量が２０００～１×１０８であることが好ましく、５０００～１×１０８であることがより好ましい。
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 2023059234000205
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は、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物の繰り返し単位以外にも、置換もしくは無置換のトリアリールアミン、置換もしくは無置換のフルオレン、置換もしくは無置換のアントラセン、置換もしくは無置換のテトラセン、置換もしくは無置換のトリアジン、置換もしくは無置換のカルバゾール、置換もしくは無置換のテトラフェニルシラン、置換もしくは無置換のスピロフルオレン、置換もしくは無置換のトリフェニルホスフィン、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン、および置換もしくは無置換のジベンゾフランからなるから選ばれる少なくとも１種を繰り返し単位として含んでもよい。
これらの繰り返し単位における置換基としては、例えば、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、アリールオキシ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルなどがあげられる。トリアリールアミンの「アリール」や、これらの置換基の詳細については、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物における説明を引用できる。
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。
＜多環芳香族化合物の製造方法＞
本発明の多環芳香族化合物は、基本的には、まずＡ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）、ｃ環、Ｄ環（ｄ環）、およびＥ環（ｅ環）を結合基（Ｘ１～Ｘ４を含む基）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環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）、ｃ環Ｄ環（ｄ環）、およびＥ環（ｅ環）を結合基（中心元素Ｙ１およびＹ２を含む基、以下「Ｙ１およびＹ２」を「Ｙ」と省略する）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）。国際公開第2015/102118号に記載の製造方法を参考にすることができる。
第１反応では、例えばエーテル化反応であれば、求核置換反応、ウルマン反応といった一般的反応が利用でき、アミノ化反応で有ればブッフバルト－ハートウィッグ反応といった一般的反応が利用できる。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、以下同様）が利用できる。
第２反応は、下記スキーム（１）に示すように、Ａ環（ａ環）、Ｂ環（ｂ環）、およびｃ環、Ｄ環（ｄ環）、およびＥ環（ｅ環）を結合する中心元素Ｙを導入する反応である。まず、Ｘ１およびＸ２の間の水素原子並びにＸ３およびＸ４の間の水素原子を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のＹのハロゲン化物を加え、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。第２反応において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。なお、下記スキーム（１）中、さらにその後のスキーム中の各構造式における符号の定義は上述した定義と同じである。
Figure 2023059234000206
上記スキームにおいては、オルトメタル化により所望の位置へリチウムを導入したが、下記スキーム（２）のように、リチウムを導入したい位置に臭素原子等を導入し、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。この方法によれば、置換基の影響でオルトメタル化ができないようなケースでも目的物を製造することができ有用である。
Figure 2023059234000207
以上のスキーム（１）および（２）は、Ｙがホウ素（＞Ｂ－）等の代表的な製造方法である。
次に、例としてＹがホスフィンスルフィド、ホスフィンオキサイドまたはリン原子である場合を下記スキーム（３）および（４）に示す。これまでと同様に、まずＸ１およびＸ２の間の水素原子並びにＸ３およびＸ４の間の水素原子をｎ－ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化リン、硫黄の順に添加し、最後に三塩化アルミニウム等のルイス酸および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、タンデムホスファフリーデルクラフツ反応させ、Ｙがホスフィンスルフィドである化合物を得ることができる。また、得られたホスフィンスルフィド化合物をｍ－クロロ過安息香酸（ｍ－ＣＰＢＡ）で処理することでＹがホスフィンオキサイドである化合物を得ることができ、トリエチルホスフィンで処理することでＹがリン原子である化合物を得ることができる。
Figure 2023059234000208
Figure 2023059234000209
上記スキームでは主に、Ｙが、＞Ｂ－、＞Ｐ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－または＞Ｐ（＝Ｓ）－などの例を記載したが、原料を適宜変更することで、その他の化合物も製造することができる。
上記スキームでは、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等のＹのハロゲン化物を加える前に、Ｘ１およびＸ２の間の水素原子（またはハロゲン原子）並びにＸ３およびＸ４の間の水素原子（またはハロゲン原子）をブチルリチウム等でオルトメタル化することで、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応させた例を示したが、ブチルリチウム等を用いたオルトメタル化を行わずに、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等のＹのハロゲン化物の添加により反応を進行させることもできる。
上記スキームで使用する溶媒としては、ｔ－ブチルベンゼンやキシレン等があげられる。
上記スキームで使用するオルトメタル化試薬としては、メチルリチウム、ｎ－ブチルリチウム、ｓｅｃ－ブチルリチウム、ｔ－ブチルリチウム等のアルキルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムテトラメチルピペリジド、リチウムヘキサメチルジシラジド、カリウムヘキサメチルジシラジドなどの有機アルカリ化合物、有機溶媒分散Ｎａ等の分散アルカリ金属があげられる。
上記スキームで使用するメタル－Ｙの金属交換試薬としては、Ｙの三フッ化物、Ｙの三塩化物、Ｙの三臭化物、Ｙの三ヨウ化物などのＹのハロゲン化物、ＣＩＰＮ（ＮＥｔ２）２などのＹのアミノ化ハロゲン化物、Ｙのアルコキシ化物、Ｙのアリールオキシ化物などがあげられる。
上記スキームで使用するブレンステッド塩基としては、Ｎ，Ｎ－ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、２，２，６，６－テトラメチルピペリジン、１，２，２，６，６－ペンタメチルピペリジン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアニリン、Ｎ，Ｎ－ジメチルトルイジン、２，６－ルチジン、テトラフェニルホウ酸ナトリウム、テトラフェニルホウ酸カリウム、トリフェニルボラン、テトラフェニルシラン、Ａｒ４ＢＮａ、Ａｒ４ＢＫ、Ａｒ３Ｂ、Ａｒ４Ｓｉ（なお、Ａｒはフェニルなどのアリール）などがあげられる。
上記スキームで使用するルイス酸としては、ＡｌＣｌ３、ＡｌＢｒ３、ＡｌＦ３、ＢＦ３・ＯＥｔ２、ＢＣｌ３、ＢＢｒ３、ＧａＣｌ３、ＧａＢｒ３、ＩｎＣｌ３、ＩｎＢｒ３、Ｉｎ（ＯＴｆ）３、ＳｎＣｌ４、ＳｎＢｒ４、ＡｇＯＴｆ、ＳｃＣｌ３、Ｓｃ（ＯＴｆ）３、ＺｎＣｌ２、ＺｎＢｒ２、Ｚｎ（ＯＴｆ）２、ＭｇＣｌ２、ＭｇＢｒ２、Ｍｇ（ＯＴｆ）２、ＬｉＯＴｆ、ＮａＯＴｆ、ＫＯＴｆ、Ｍｅ３ＳｉＯＴｆ、Ｃｕ（ＯＴｆ）２、ＣｕＣｌ２、ＹＣｌ３、Ｙ（ＯＴｆ）３、ＴｉＣｌ４、ＴｉＢｒ４、ＺｒＣｌ４、ＺｒＢｒ４、ＦｅＣｌ３、ＦｅＢｒ３、ＣｏＣｌ３、ＣｏＢｒ３などがあげられる。
上記スキームでは、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応の促進のためにブレンステッド塩基またはルイス酸を使用してもよい。ただし、Ｙの三フッ化物、Ｙの三塩化物、Ｙの三臭化物、Ｙの三ヨウ化物などのＹのハロゲン化物を用いた場合は、芳香族求電子置換反応の進行とともに、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素といった酸が生成するため、酸を捕捉するブレンステッド塩基の使用が効果的である。一方、Ｙのアミノ化ハロゲン化物、Ｙのアルコキシ化物を用いた場合は、芳香族求電子置換反応の進行とともに、アミン、アルコールが生成するために、多くの場合、ブレンステッド塩基を使用する必要はないが、アミノやアルコキシの脱離能が低いために、その脱離を促進するルイス酸の使用が効果的である。
また、本発明の多環芳香族化合物には、少なくとも一部の水素が重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられている化合物も含まれるが、このような化合物などは所望の位置が重水素化、シアノ化、フッ素化または塩素化などのハロゲン化された原料を用いることで、上記と同様に製造することができる。
２．有機デバイス
本発明の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あげられる。
２－１．有機電界発光素子
２－１－１．有機電界発光素子の構造
図１は、有機ＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
図１に示された有機ＥＬ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ＥＬ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ＥＬ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。
本発明の化合物は、適切なエネルギーギャップ（Ｅｇ）、高い最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）および小さいΔＥＳ１Ｔ１を特徴として有しているため、例えば発光層および電荷輸送層への適用が期待でき、特に発光層への適用が期待できる。なお、ΔＥＳ１Ｔ１は最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）とのエネルギー差である。
２－１－２．有機電界発光素子における基板
基板１０１は、有機ＥＬ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。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。
２－１－３．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つの層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あげられる。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あげられる。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あげられる。その他、有機ＥＬ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。
２－１－４．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または混合により形成される。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ＥＬ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.Pfeiffer,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。
２－１－５．有機電界発光素子における発光層
本発明の多環芳香族化合物は、有機電界発光素子における、いずれか１つ以上の有機層を形成する材料として用いられることが好ましく、発光層を形成する材料として用いられることがより好ましい。
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ことが好ましい。
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質量の５０～９９．９９９質量％であり、より好ましくは８０～９９．９５質量％であり、さらに好ましくは９０～９９．９質量％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質量の０．００１～５０質量％であり、より好ましくは０．０５～２０質量％であり、さらに好ましくは０．１～１０質量％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。
ドーパント材料としては、エミッティングドーパントとアシスティングドーパント材料とを用いてもよい。アシスティングドーパント材料としては熱活性型遅延蛍光材料を用いることが好ましい。アシスティングドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、エミッティング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。アシスティングドーパント材料の使用量が高濃度である方が熱活性型遅延蛍光機構の効率の点からは好ましい。さらには、熱活性型遅延蛍光アシスティングドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、アシスティングドーパント材料の熱活性型遅延蛍光機構の効率の点からは、アシスティングドーパント材料の使用量に比べてエミッティングドーパント材料の使用量が低濃度である方が好ましい。
アシスティングドーパント材料が使用される場合における、ホスト材料、アシスティングドーパント材料およびエミッティングドーパント材料の使用量の目安は、それぞれ、発光層用材料全質量に対し４０～９９質量％、５９～１質量％および２０～０．００１質量％であり、好ましくは、それぞれ、６０～９５質量％、３９～５質量％および１０～０．０１質量％であり、より好ましくは、７０～９０質量％、２９～１０質量％および５～０．０５質量％である。
本発明の多環芳香族化合物は、発光層用の材料として用いることができ、ドーパント材料として用いてもよく、ホスト材料として用いてもよいが、ドーパント材料として用いることが好ましい。
本発明では、発光層用の材料として、ホスト材料と、例えばドーパント材料としての上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物とを用いることができる。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物は「熱活性型遅延蛍光体」としてＴＡＤＦ素子のエミッティングドーパントとして用いることができる。「熱活性型遅延蛍光体」では、最低励起一重項状態と最低励起三重項状態と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最低励起三重項状態から最低励起一重項状態への逆項間交差を高効率で生じさせ、一重項からの発光（熱活性型遅延蛍光、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だすことはできない。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。
一般に遅延蛍光が速い方が優れたＴＡＤＦ性を有するとされる。具体的には遅延蛍光寿命が１００μｓｅｃ以下である発光材料を発光素子におけるエミッティングドーパントとして使用した際に高い素子効率および長い素子寿命を与えることができる。遅延蛍光寿命は２０μｓｅｃ以下が好ましく、２０μｓｅｃ未満がより好ましく、１０μｓｅｃ以下が更に好ましく、５μｓｅｃ以下が最も好ましい。
また、一般的にΔＥＳ１Ｔ１の値が小さいほど、優れたＴＡＤＦ性を有する。なお、ΔＥＳ１Ｔ１は最低励起一重項エネルギー準位（ＥＳ１）と最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）とのエネルギー差である。具体的には、ΔＥＳ１Ｔ１の値が０．２０ｅＶ以下であることが好ましく、０．１５ｅＶ以下であることがさらに好ましく、０．１０ｅＶ以下であることが特に好ましい。
＜ホスト材料＞
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、Ｎ－フェニルカルバゾール誘導体、カルバゾニトリル誘導体などがあげられる。
ホスト材料の最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）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ＥＴ１を有するドーパントまたはアシスティングドーパントのＥＴ１に比べて高いことが好ましく、具体的には、ホスト材料のＥＴ１は、上記のドーパントまたはアシスティングドーパントのＥＴ１に比べて０．０１ｅＶ以上高いことが好ましく、０．０３ｅＶ以上高いことがより好ましく、０．１ｅＶ以上高いことがさらに好ましい。また、ホスト材料のＥＴ１は２．７０ｅＶ以上が好ましく、２．７３ｅＶ以上がより好ましく、２．８０ｅＶ以上が更に好ましい
ホスト材料にＴＡＤＦ活性な化合物を用いてもよい。
ホスト材料は、一種類であっても、複数の組み合わせであってもよい。複数の組み合わせである場合、正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性ホスト材料との組み合わせであることが好ましい。
なお、発光層に隣接する正孔輸送層に正孔輸送性ホスト材料を用い、かつこの発光層に隣接する電子輸送層に電子輸送性ホスト材料を用いることも好ましい。発光層から隣接層へのキャリア漏れ・エネルギー漏れが起こりにくくなり、高い効率の有機ＥＬ素子が得られるからである。発光層中のホスト材料（正孔輸送性ホスト材料）と正孔輸送層材料とは同じであっても異なっていてもよい。また、発光層中のホスト材料（電子輸送性ホスト材料）と電子輸送層の材料とは同じであっても異なっていてもよい。
［正孔輸送性ホスト材料（ＨＨ）］
好ましい正孔輸送性ホスト材料（ＨＨ）の例としては、式（２）で表される構造単位を含む構造を有する本発明の多環芳香族化合物のほか、式（ＨＨ－１）で表される化合物および式（ＨＨ－１）で表される部分構造を有し、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも３つの環を含む構造を有する化合物をあげることができる。この化合物は、イミン構造（－Ｎ＝Ｃ－；ヘテロアリール環の部分構造を含む）、ホウ素（＞Ｂ－）、およびシアノ（ＣＮ）のいずれも含まないことが好ましい。
Figure 2023059234000210
式（ＨＨ－１）において、
Ｑは、＞Ｏ、＞Ｓ、または、＞Ｎ－ＡＨであり、
式（ＨＨ－１）における２つのフェニルそれぞれにおけるＱの結合する炭素原子の隣の１つの炭素原子は、互いにＬで結合していてもよく、
Ｌは、単結合、＞Ｏ、＞Ｓ、または＞Ｃ（－ＡＨ）２であり、
ＡＨは、水素、アリール、またはヘテロアリールであり、＞Ｃ（－ＡＨ）２における２つのＡＨは互いに結合していてもよい。
正孔輸送性ホスト材料が式（ＨＨ－１）で表される構造を部分構造として含むとき、この部分構造１を１つ含むものであってもよいが２つ以上含むことも好ましい。２つ以上含む場合、その２つ以上の部分構造は互いに同じであっても異なっていてもよい。２つ以上の部分構造は互いに単結合で結合していてもよく、部分構造に含まれる任意の環を共有するようにして結合していてもよく、部分構造に含まれる任意の環同士が縮合するようにして結合していてもよい。部分構造はさらに、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、またはアリールオキシから選択される置換基を有していてもよい。
上記の式（ＨＨ－１）で表されるか、または式（ＨＨ－１）で表される部分構造を有する化合物はアリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも３つの環を含む構造を有する。含まれる環の数は６以上であることが好ましく、８以上であることがより好ましい。また、２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましく、１０以下であることがさらに好ましい。環の数は単環としての数を意味し、縮合環については、縮合環を構成する単環を数えた数とする。
正孔輸送性ホスト材料は、トリアリールアミン構造、カルバゾール環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、およびフェノキサジンもしくはフェノチアジンを含む縮合多環からなる群より選択される１つ以上の部分構造を含む化合物であることが好ましい。正孔輸送性ホスト材料はこのような部分構造１を１つ含むものであってもよいが２つ以上含むことも好ましい。２つ以上含む場合、その２つ以上の部分構造は互いに同じであっても異なっていてもよい。
正孔輸送性ホスト材料の具体例としては、以下の化合物をあげることができる。
Figure 2023059234000211
Figure 2023059234000212
Figure 2023059234000213
Figure 2023059234000214
Figure 2023059234000215
Figure 2023059234000216
Figure 2023059234000217
Figure 2023059234000218
Figure 2023059234000219
Figure 2023059234000220
Figure 2023059234000221
Figure 2023059234000222
Figure 2023059234000223
上記のうち、ＨＨ－１－１、ＨＨ－１－２、ＨＨ－１－４～ＨＨ－１－１２、ＨＨ－１－１７、ＨＨ－１－１８、ＨＨ－１－２０～ＨＨ－１－２４、ＨＨ－１－８２、ＨＨ－１－８４～ＨＨ－１－８９、ＨＨ－１－９１、ＨＨ－１－９２およびＨＨ－１－１０６～ＨＨ－１－１１４が好ましい。
［電子輸送性ホスト材料（ＥＨ）］
電子輸送性ホスト材料（ＥＨ）の例としては、
式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）で表されるか、または式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）で表される部分構造を有し、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも３つの環を含む構造を有する化合物をあげることができる。
Figure 2023059234000224
式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）において、
Ａｒは、Ｎ＝Ｃを環を構成する部分構造として含むヘテロアリール環であり、
Ｚは、単結合、－Ｏ－、－Ｓ－、または－Ｎ（－ＡＥ）－であり、
Ｚの結合する炭素原子の隣の炭素原子とＺの結合するＡＥとは、互いにＬで結合していてもよく、
Ｌは、単結合、＞Ｏ、＞Ｓまたは＞Ｃ（－ＡＥ）２であり、
ＡＥは、アリール、ヘテロアリール、またはトリアリールシリルであり、＞Ｃ（－ＡＥ）２における２つのＡＥは互いに結合していてもよく、
ＸはＣ，ＰまたはＳであり、
ＸがＣのとき、ｎ＝２、ｍ＝１であり、
ＸがＰのとき、ｎ＝３、ｍ＝１であり、
ＸがＳのとき、ｎ＝２、ｍ＝１～２である。
上記の式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）で表されるか、または式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）で表される部分構造を有する化合物はアリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも３つの環を含む構造を有する。含まれる環の数は４以上であることが好ましく、６以上であることがより好ましく、８以上であることがさらに好ましい。また、２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましく、１０以下であることがさらに好ましい。環の数は単環としての数を意味し、縮合環については、縮合環を構成する単環を数えた数とする。
電子輸送性ホスト材料が式（ＥＨ－１Ａ）～（ＥＨ－１Ｄ）で表される構造を部分構造として含むとき、この部分構造を１つ含むものであってもよいが２つ以上含むことも好ましい。２つ以上含む場合、その２つ以上の部分構造は互いに同じであっても異なっていてもよい。２つ以上の部分構造は互いに単結合で結合していてもよく、部分構造に含まれる任意の環を共有するようにして結合していてもよく、部分構造に含まれる任意の環同士が縮合するようにして結合していてもよい。部分構造はさらに、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、またはアリールオキシから選択される置換基を有していてもよい。
電子輸送性ホスト材料の具体例としては、以下の化合物をあげることができる。
Figure 2023059234000225
Figure 2023059234000226
Figure 2023059234000227
Figure 2023059234000228
Figure 2023059234000229
Figure 2023059234000230
Figure 2023059234000231
Figure 2023059234000232
電子輸送性ホスト材料（式（ＥＨ－１）で表される部分構造を有する化合物）の別の好ましい例として、下記式（ＥＨ－１ｂ）で表される多環芳香族化合物、または下記式（ＥＨ－１ｂ）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をあげることができる。
Figure 2023059234000233
式（ＥＨ－１ｂ）において、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５（以降、「Ｒ１等」ともいう）は、それぞれ独立して、水素または置換基群Ｚより選択される置換基である。
式（ＥＨ－１ｂ）において、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立して、＞Ｎ－Ｒ（アミン性窒素）、＞Ｏ、＞Ｃ（－Ｒ）２、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、Ｘ１およびＸ２が共に＞Ｃ（－Ｒ）２になることはなく、
前記＞Ｎ－Ｒおよび＞Ｃ（－Ｒ）２におけるＲは、それぞれ独立して、水素または置換基群Ｚより選択される置換基であり、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、前記＞Ｎ－Ｒおよび＞Ｃ（－Ｒ）２のＲはそれぞれ独立して連結基または単結合により前記ａ環、ｂ環およびｃ環の少なくとも１つの環と結合していてもよい。
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４、Ｙ５およびＹ６（以降、「Ｙ１等」ともいう）は、それぞれ独立して、＝Ｃ（－Ｒ）－または＝Ｎ－（ピリジン性窒素）であり、少なくとも１つは＝Ｎ－（ピリジン性窒素）であり、
前記＝Ｃ（－Ｒ）－におけるＲは、それぞれ独立して、水素または置換基群Ｚより選択される置換基である。
前記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５、ならびに、前記Ｙ１～Ｙ６としての＝Ｃ（－Ｒ）－のＲのうちの隣接する基同士が結合してａ環、ｂ環およびｃ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い。
式（ＥＨ－１ｂ）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。
式（ＥＨ－１ｂ）において、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４およびＲ５はいずれも水素であるか、または、Ｒ３およびＲ４がいずれも水素であり、かつＲ１、Ｒ２およびＲ５からなる群より選択されるいずれか１つ以上が水素以外の置換基であり、その他が水素であることが好ましい。置換基としては、アルキル、アルキルもしくはヘテロアリールで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはアリールで置換されていてもよいヘテロアリール、またはアルキルもしくはアリールで置換されていてもよいジアリールアミノが好ましい。このとき、アルキルとしては、炭素数１～６のアルキル（メチル、ｔ－ブチルなど）が好ましく、アリールとしてはフェニルまたはビフェニルが好ましく、ヘテロアリールとしては、トリアジニル、カルバゾリル（２－カルバゾリル、３－カルバゾリル、９－カルバゾリルなど）、ピリミジニル、ピリジニル、ジベンゾフラニルまたはジベンゾチエニルが好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニル、ジフェニルトリアジニル、カルバゾリルトリアジニル、モノフェニルピリミジニル、ジフェニルピリミジニル、カルバゾリルトリアジニル、ピリジニル、ジベンゾフラニルおよびジベンゾチエニルがあげられる。
Ｙ１等は、それぞれ独立して、＝Ｃ（－Ｒ）－または＝Ｎ－であり、少なくとも１つは＝Ｎ－である。Ｙ１～Ｙ６のいずれが＝Ｎ－であってもよい。好ましくは、Ｙ１およびＹ６が＝Ｎ－（ａ環がピリミジン環）、Ｙ１またはＹ６が＝Ｎ－（ａ環がピリジン環）、Ｙ２およびＹ５が＝Ｎ－（ｂ環およびｃ環がピリジン環）、Ｙ３およびＹ４が＝Ｎ－（ｂ環およびｃ環がピリジン環）、Ｙ２～Ｙ５が＝Ｎ－（ｂ環およびｃ環がピリミジン環）、Ｙ１、Ｙ３、Ｙ４およびＹ６が＝Ｎ－（ａ環がピリミジン環、ｂ環およびｃ環がピリジン環）、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ５およびＹ６が＝Ｎ－（ａ環がピリミジン環、ｂ環およびｃ環がピリジン環）、Ｙ１～Ｙ６が＝Ｎ－（ａ環、ｂ環およびｃ環がピリミジン環）、Ｙ２またはＹ５が＝Ｎ－（ｂ環またはｃ環がピリジン環）である。
また、以上の＝Ｎ－の配置関係に加えて、Ｘ１およびＸ２が＞Ｏであることが好ましく、下記式のいずれかで表される部分構造を含む多環芳香族化合物が好ましい。
Figure 2023059234000234
特に、式（ＥＨ－１ｂ－Ｎ１）で表される部分構造を含む多環芳香族化合物は、Ｎがない構造と比べ、高いＥＳ１、高いＥＴ１、小さいΔＥＳ１Ｔ１を有する。
式（ＥＨ－１ｂ）で表される多環芳香族化合物の具体例を以下に示す。
Figure 2023059234000235
Figure 2023059234000236
Figure 2023059234000237
Figure 2023059234000238
Figure 2023059234000239
Figure 2023059234000240
上記のうち、ＥＨ－１－１～ＥＨ－１－４、ＥＨ－１－１０、ＥＨ－１－２１～ＥＨ－１－２５、ＥＨ－１－３２、ＥＨ－１－３３、ＥＨ－１－５１～ＥＨ－１－５９、ＥＨ－１－６１、ＥＨ－１－６６、ＥＨ－１－６８、ＥＨ－１－７１、ＥＨ－１－７２、ＥＨ－１－９０、ＥＨ－１－１００、ＥＨ－１－１０１、ＥＨ－１－１０４，ＥＨ－１－１１５、ＥＨ－１－１１７、ＥＨ－１－１２０、ＥＨ－１－１２２、ＥＨ－１－１２３、ＥＨ－１－１２７～ＥＨ－１－１３０が好ましい。
［正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料の組み合わせ］
正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料の組み合わせは、正孔輸送性ホスト材料、電子輸送性ホスト材料およびドーパント材料のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯおよび最低励起三重項エネルギー準位（ＥＴ１）によって選択される。
ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯに関しては、正孔輸送性ホスト材料のＨＯＭＯ（ＨＨ）が電子輸送性ホスト材料のＨＯＭＯ（ＥＨ）より浅く、電子輸送性ホスト材料のＬＵＭＯ（ＥＨ）が正孔輸送性ホスト材料のＬＵＭＯ（ＨＨ）より深い組み合わせを選び、より具体的には、ＨＯＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．１０ｅＶ以上浅く、ＬＵＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．１０ｅＶ以上深い組み合わせが好ましく、ＨＯＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．２０ｅＶ以上浅く、ＬＵＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．２０ｅＶ以上深い組み合わせがより好ましく、ＨＯＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．２５ｅＶ以上浅く、ＬＵＭＯ（ＨＨ）がＨＯＭＯ（ＥＨ）より０．２５ｅＶ以上深い組み合わせがさらに好ましい。
正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料はエキサイプレックス（ｅｘｃｉｐｌｅｘ）と呼ばれる会合体を形成する組み合わせであってもよい。エキサイプレックスは、比較的深いＬＵＭＯ準位をもつ材料と、浅いＨＯＭＯ準位をもつ材料間との間で形成しやすいことが一般に知られている。正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料の相互作用、具体的にはエキサイプレックスを形成しているか否かは、正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料のみからなる単層膜を発光層の形成条件と同様にして形成して発光スペクトル（蛍光、りん光スペクトル）を測定し、得られた発光スペクトルを、正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料それぞれが単独で示す発光スペクトルとを比較することで判断できる。正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料を含む混合膜のスペクトルが、正孔輸送性ホスト材料の膜のスペクトル、および電子輸送性ホスト材料の膜のスペクトルのいずれとも異なる発光波長を示すことにより判断することができる。具体的には、スペクトルのピーク波長が１０ｎｍ以上異なっていることを指標にすればよい。
エキサイプレックスを形成しない正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料の組み合わせの具体例としては以下の組み合わせをあげることができる。前記のＨＯＭＯ、ＬＵＭＯおよびＥＴ１の物性値を満たすために、正孔輸送性ホスト材料においては、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、トリアリールアミン、インドロカルバゾールおよびベンゾオキサジノフェノキサジンを部分構造として有する化合物が好ましく、カルバゾール、ジベンゾフランおよびジベンゾチオフェンを部分構造として有する化合物がより好ましく、カルバゾールを部分構造として有する化合物がさらに好ましい。同様に、電子輸送性ホスト材料においては、ピリジン、トリアジン、ホスフィンオキシド、ベンゾフロピリジンおよびジベンゾオキサシリンを部分構造として有する化合物が好ましく、トリアジン、ホスフィンオキシド、ベンゾフロピリジンおよびジベンゾオキサシリンを部分構造として有する化合物がより好ましく、トリアジンを有する化合物がさらに好ましい。
より具体的には、正孔輸送性ホスト材料は、ＨＨ－１－１、ＨＨ－１－２、ＨＨ－１－４～ＨＨ－１－１２、ＨＨ－１－１７、ＨＨ－１－１８、ＨＨ－１－２０～ＨＨ－１－２４、ＨＨ－１－８２、ＨＨ－１－８４～ＨＨ－１－８９、ＨＨ－１－９１、ＨＨ－１－９２およびＨＨ－１－１０６～ＨＨ－１－１０８からなる群より選択されることが好ましく、電子輸送性ホスト材料は、ＥＨ－１－１～ＥＨ－１－４、ＥＨ－１－１０、ＥＨ－１－２１～ＥＨ－１－２５、ＥＨ－１－３２、ＥＨ－１－３３、ＥＨ－１－５１～ＥＨ－１－５９、ＥＨ－１－６１、ＥＨ－１－７１、ＥＨ－１－７２、ＥＨ－１－９０、ＥＨ－１－１００、ＥＨ－１－１０１、ＥＨ－１－１０４、ＥＨ－１－１１７、ＥＨ－１－１２０、ＥＨ－１－１２２、ＥＨ－１－１２３、およびＥＨ－１－１２７～ＥＨ－１－１３０からなる群より選択されることが好ましい。組み合わせとして好ましい例としては、化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－２２、化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－２３、化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－２４、化合物ＨＨ－１－２および化合物ＥＨ－１－２２、化合物ＨＨ－１－２および化合物ＥＨ－１－２３、化合物ＨＨ－１－２および化合物ＥＨ－１－２４、または化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－１２８があげられる。
エキサイプレックスを形成する正孔輸送性ホスト材料および電子輸送性ホスト材料の組み合わせの具体例としては以下の組み合わせをあげることができる。前記、ＨＯＭＯ、ＬＵＭＯおよびＥＴ１の物性値を満たすために、正孔輸送性ホスト材料においては、カルバゾール、トリアリールアミン、インドロカルバゾールおよびベンゾオキサジノフェノキサジンを部分構造として有する化合物が好ましく、トリアリールアミン、インドロカルバゾールおよびベンゾオキサジノフェノキサジンを部分構造として有する化合物がより好ましく、トリアリールアミンを部分構造として有する化合物がさらに好ましい。同様に、電子輸送性ホスト材料においては、ピリジン、トリアジン、ホスフィンオキシドおよびベンゾフロピリジンを部分構造として有する化合物が好ましく、トリアジン、ホスフィンオキシド、ベンゾフロピリジンおよびジベンゾオキサシリンを部分構造として有する化合物がより好ましく、ホスフィンオキシドおよびトリアジンを有する化合物がさらに好ましい。
より具体的には、正孔輸送性ホスト材料は、ＨＨ－１－１、ＨＨ－１－２、ＨＨ－１－１１、ＨＨ－１－１２、ＨＨ－１－１７、ＨＨ－１－１８、ＨＨ－１－２３およびＨＨ－１－２４からなる群より選択されることが好ましく、電子輸送性ホスト材料は、ＥＨ－１－１～ＥＨ－１－４、ＥＨ－１－２１～ＥＨ－１－２５、ＥＨ－１－５１～ＥＨ－１－５７、ＥＨ－１－５９、ＥＨ－１－６６、ＥＨ－１－６８、ＥＨ－１－９０、ＥＨ－１－１００、ＥＨ－１－１０１、ＥＨ－１－１０４、ＥＨ－１－１１７、ＥＨ－１－１２０、ＥＨ－１－１２２、ＥＨ－１－１２３、およびＥＨ－１－１２７～ＥＨ－１－１３０からなる群より選択されることが好ましい。組み合わせとして好ましい例としては、化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－２１、化合物ＨＨ－１－２および化合物ＥＨ－１－２１、化合物ＨＨ－１－１２および化合物ＥＨ－１－１１７、化合物ＨＨ－１－１および化合物ＥＨ－１－１３０、化合物ＨＨ－１－３３および化合物ＥＨ－１－１１７、化合物ＨＨ－１－４８および化合物ＥＨ－１－１１７または化合物ＨＨ－１－４９および化合物ＥＨ－１－１１７があげられる。
その他、具体的な正孔輸送性ホスト材料と電子輸送性ホスト材料との組み合わせについては、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ６６（２０１９）２２７－２４、Ａｄｖａｎｃｅｄ．Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒａｌｓ ２５（２０１５）３６１－３６６．、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２６（２０１４）４７３０－４７３４．、ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ８（２０１６）３２９８４－３２９９１．、ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒａｌｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ２０１６，８，９８０６－９８１０、ＡＣＳ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ ２０１６，８，３２９８４－３２９９１、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｃｈｅｍｉｓｔｙ Ｃ，２０１８，６，８７８４－８７９２、Ａｎｇｅｗａｎｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ．２０１８，５７，１２３８０－１２３８４、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２４，２０１４，３９７０，Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２６，２０１４，５６８４，および、Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｍｅｔａｌｓ，２０１，２０１５，４９などの記載を参照することができる。
＜ドーパント材料＞
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される構造単位を含む構造を有する本発明の多環芳香族化合物はドーパント材料として用いることが好ましい。そのほか、使用することができるドーパント材料としては、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、フェナントレン、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、オキソベンゾアントラセン誘導体、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あげられる。
エミッティングドーパント材料としては、国際公開第２０１５／１０２１１８号、国際公開第２０２０／１６２６００号、特開２０２１－０７７８９０号公報の段落００９７～０２６９等に記載のホウ素を含む多環芳香族化合物を用いることも好ましい。これらのホウ素を含む多環芳香族化合物をエミッティングドーパント材料として用いるとともに、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される構造単位を含む構造を有する本発明の多環芳香族化合物をアシスティングドーパント材料として用いてもよい。ホウ素原子を有する多環芳香族化合物は蛍光体であっても、ＴＡＤＦ材料（熱活性型遅延蛍光体）であってもよい。ホウ素原子を有する多環芳香族化合物は青色発光化合物であることが好ましい。
ホウ素を含む多環芳香族化合物の好ましい例として、下記式（１２）、式（１３）または式（１４）で表される化合物をあげることができる。
Figure 2023059234000241
Ａ環、Ｂ環、Ｃ環およびＤ環は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環または置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、
ＹはＢ（ホウ素）であり、
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリールまたは置換もしくは無置換のアルキルであり、また、前記＞Ｎ－ＲのＲは連結基または単結合により前記Ａ環、Ｂ環、Ｃ環および／またはＤ環と結合していてもよく、
Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、水素、炭素数１～６のアルキル、炭素数６～１２のアリール、炭素数２～１５のヘテロアリールまたはジアリールアミノ（ただしアリールは炭素数６～１２のアリール）であり、
Ｚ１およびＺ２は、それぞれ独立して、置換基群Ｚより選択されるいずれかの置換基であり、Ｚ１は連結基または単結合で前記Ａ環と結合してもよく、Ｚ２は連結基または単結合で前記Ｃ環と結合してもよく、そして、
式（１２）で表される化合物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き換えられていてもよい。
式（１２）のＡ環、Ｂ環、Ｃ環およびＤ環における、アリール環またはヘテロアリール環が置換されているときの置換基およびＺ１、Ｚ２としては、置換基群Ｚより選択される置換基があげられる。
式（１２）におけるＸ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、それぞれ独立して、炭素数６～１２のアリール、炭素数２～１５のヘテロアリール、炭素数３～１２のシクロアルキルまたは炭素数１～６のアルキルである。
式（１２）で表される化合物においては、高いＴＡＤＦ性の観点から、Ｚ１およびＺ２が置換基を有してもよいジフェニルアミノまたは置換基を有してもよいＮ－カルバゾリルであることが好ましく、置換基を有してもよいジフェニルアミノであることがより好ましい。置換基を有してもよいジフェニルアミノとしては、無置換のジフェニルアミノまたは少なくとも一つの炭素数１～４のアルキルを有するジフェニルアミノであることが好ましく、無置換のジフェニルアミノまたはＮに対してｍ位またはｏ位に少なくとも一つメチルを有するジフェニルアミノがより好ましい。合成の容易さおよび発光波長の観点から、Ａ環、Ｂ環、Ｃ環およびＤ環におけるアリール環またはヘテロアリール環はＺ１およびＺ２以外は置換を有していないか、炭素数１～６のアルキルのみをその他の置換基として有していることが好ましく、Ｚ１およびＺ２以外は置換を有していないことがより好ましい。
式（１２）で表される化合物の例を以下に示す。
Figure 2023059234000242
Figure 2023059234000243
Figure 2023059234000244
Figure 2023059234000245
式（１３）および式（１４）中、
Ａ１１環、Ａ２１環、Ａ３１環、Ｂ１１環、Ｂ２１環、Ｃ１１環、およびＣ３１環は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環または置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、
Ｙ１１、Ｙ２１、Ｙ３１はＢ（ホウ素）であり、
Ｘ１１、Ｘ１２、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ３１、およびＸ３２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリールまたは置換もしくは無置換のアルキルであり、また、前記＞Ｎ－ＲのＲは連結基または単結合によりＡ１１環、Ａ２１環、Ａ３１環、Ｂ１１環、Ｂ２１環、Ｃ１１環、および／またはＣ３１環と結合していてもよく、
式（１３）および式（１４）で表される化合物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き換えられていてもよい。
式（１３）および式（１４）のＡ１１環、Ａ２１環、Ａ３１環、Ｂ１１環、Ｂ２１環、Ｃ１１環、およびＣ３１における、アリール環またはヘテロアリール環が置換されているときの置換基およびＺ１、Ｚ２としては、置換基群Ｚより選択される置換基があげられる。
式（１３）および式（１４）におけるＸ１１、Ｘ１２、Ｘ２１、Ｘ２２、Ｘ３１、およびＸ３２は、それぞれ独立して、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｓまたは＞Ｓｅであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、それぞれ独立して、炭素数６～１２のアリール、炭素数２～１５のヘテロアリール、炭素数３～１２のシクロアルキルまたは炭素数１～６のアルキルである。
式（１３）または式（１４）で表される化合物の例を以下に示す。
Figure 2023059234000246
Figure 2023059234000247
＜熱活性型遅延蛍光体（アシスティングドーパント）＞
「熱活性型遅延蛍光体」とは、熱エネルギーを吸収して最低励起三重項状態から最低励起一重項状態への逆項間交差を起こし、その最低励起一重項状態から放射失活して遅延蛍光を放射しうる化合物のことを意味する。ただし、「熱活性型遅延蛍光」とは、最低励起三重項状態から最低励起一重項状態への励起過程で高次三重項を経るものも含む。例えば、Durham大学 Monkmanらによる論文（NATURE COMMUNICATIONS，7:13680，DOI: 10.1038/ncomms13680）、産業技術総合研究所 細貝らによる論文（Hosokai et al., Sci. Adv. 2017;3: e1603282）、京都大学 佐藤らによる論文（Scientific Reports，7:4820， DOI:10.1038/s41598-017-05007-7）、同じく京都大学 佐藤らによる学会発表（日本化学会第９８春季年会、発表番号：2I4-15、DABNAを発光分子として用いた有機電界発光における高効率発光の機構、京都大学大学院工学研究科）、Buiらによるレビュー（DOI:10.3762/bjoc.14.18）、Duanらによるレビュー（DOI:10.1063/1.5143501）、Dingらによるレビュー（DOI:10.1088/1674-4926/42/5/050201）およびXieらによるレビュー（DOI: 10.1002/adom.202002204）などがあげられる。本発明では、対象化合物を含むサンプルについて、３００Ｋで蛍光寿命を測定したとき、遅い蛍光成分が観測されたことをもって該対象化合物が「熱活性型遅延蛍光体」であると判定することとする。ここで、遅い蛍光成分とは、蛍光寿命が０．１μｓｅｃ以上であるもののことを言う。蛍光寿命の測定は、例えば蛍光寿命測定装置（浜松ホトニクス社製、Ｃ１１３６７－０１）を用いて行うことができる。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される本発明の多環芳香族化合物は、エミッティングドーパントとして機能させることができ、「熱活性型遅延蛍光体」は、本発明の多環芳香族化合物の発光をアシストするアシスティングドーパントとして機能させることができる。
以下の説明では、熱活性型遅延蛍光体をアシスティングドーパントとして用いる有機電界発光素子を、「ＴＡＦ素子」（TADF Assisting Fluorescence素子）ということがある。
ＴＡＦ素子における「ホスト化合物」とは、蛍光スペクトルのピーク短波長側の肩より求められる最低励起一重項エネルギー準位が、アシスティングドーパントとしての熱活性型遅延蛍光体、および、エミッティングドーパントよりも高い化合物のことを意味する。
図２に一般的な蛍光ドーパントをエミッティングドーパント（ＥＤ）に用いたＴＡＦ素子の発光層のエネルギー準位図を示す。図中、ホストの基底状態のエネルギー準位をＥ（１，Ｇ）、ホストの蛍光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起一重項エネルギー準位をＥ（１，Ｓ，Ｓｈ）、ホストのリン光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起三重項エネルギー準位をＥ（１，Ｔ，Ｓｈ）、アシスティングドーパントの基底状態のエネルギー準位をＥ（２，Ｇ）、アシスティングドーパントの蛍光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起一重項エネルギー準位をＥ（２，Ｓ，Ｓｈ）、アシスティングドーパントのリン光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起三重項エネルギー準位をＥ（２，Ｔ，Ｓｈ）、エミッティングドーパントの基底状態のエネルギー準位をＥ（３，Ｇ）、エミッティングドーパントの蛍光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起一重項エネルギー準位をＥ（３，Ｓ，Ｓｈ）、エミッティングドーパントのリン光スペクトルの短波長側の肩より求められる最低励起三重項エネルギー準位をＥ（３，Ｔ，Ｓｈ）、正孔をｈ＋、電子をｅ－、蛍光共鳴エネルギー移動をＦＲＥＴ（Fluorescence Resonance Energy Transfer）とする。ＴＡＦ素子において、一般的な蛍光ドーパントをエミッティングドーパント（ＥＤ）として用いた場合、アシスティングドーパントでアップコンバージョンされたエネルギーはエミッティングドーパントの最低励起一重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｓ，Ｓｈ）に移り発光する。しかし、アシスティングドーパント上の一部の最低励起三重項エネルギーＥ（２，Ｔ，Ｓｈ）がエミッティングドーパントの最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）に移動したり、エミッティングドーパント上で最低励起一重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｓ，Ｓｈ）から最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）への項間交差が起こり、引き続いて基底状態Ｅ（３，Ｇ）へ熱的に失活する。この経路により一部のエネルギーは発光に利用されず、エネルギーの無駄が生じる。
これに対して、本態様の有機電界発光素子では、アシスティングドーパントからエミッティングドーパントに移動したエネルギーを効率よく発光に利用することができ、これにより高い発光効率を実現することができる。これは、以下の発光メカニズムによるものと推測される。
本態様の有機電界発光素子における好ましいエネルギー関係を図３に示す。本態様の有機電界発光素子においては、エミッティングドーパントとしての、ホウ素原子を有する化合物が高い最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）を有する。そのため、アシスティングドーパントでアップコンバージョンされた励起一重項エネルギーが、例え、エミッティングドーパントで最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）へ項間交差した場合にも、エミッティングドーパント上でアップコンバージョンされるか、アシスティングドーパント（熱活性型遅延蛍光体）上の最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（２，Ｔ，Ｓｈ）へ回収される。したがって、生成した励起エネルギーを無駄なく発光に使用することができる。また、アップコンバージョンおよび発光の機能をそれぞれが得意な２種の分子に分けることで、高いエネルギーの滞留時間が減少し、化合物への負担が減少すると予想される。
本態様において、ホスト化合物としては、公知のものを用いることができ、例えばカルバゾール環およびフラン環の少なくとも一方を有する化合物をあげることができ、中でも、フラニルおよびカルバゾリルの少なくとも一方と、アリーレンおよびヘテロアリーレンの少なくとも一方とが結合した化合物を用いることが好ましい。具体例として、ｍＣＰやｍＣＢＰなどがあげられる。
ホスト化合物の燐光スペクトルのピーク短波長側の肩より求められる最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（１，Ｔ，Ｓｈ）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最低励起三重項エネルギー準位を有するエミッティングドーパントまたはアシスティングドーパントの最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（２，Ｔ，Ｓｈ）、Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）に比べて高いことが好ましく、具体的には、ホスト化合物の最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（１，Ｔ，Ｓｈ）はＥ（２，Ｔ，Ｓｈ）、Ｅ（３，Ｔ，Ｓｈ）に比べて、０．０１ｅＶ以上高いことが好ましく、０．０３ｅＶ以上高いことがより好ましく、０．１ｅＶ以上高いことがさらに好ましい。また、ホスト化合物にＴＡＤＦ活性な化合物を用いてもよい。
ＴＡＦ素子で用いる熱活性型遅延蛍光体（ＴＡＤＦ化合物）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（Highest Occupied Molecular Orbital）とＬＵＭＯ（Lowest Unoccupied Molecular Orbital）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－アクセプター型熱活性型遅延蛍光体（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、熱活性型遅延蛍光体分子中でＨＯＭＯ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、熱活性型遅延蛍光体分子中でＬＵＭＯ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熱活性型遅延蛍光体は、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ΔＥＳ１Ｔ１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熱活性型遅延蛍光体は、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。
しかし、本発明の多環芳香族化合物を同時に用いることにより、本発明の多環芳香族化合物はエミッティングドーパントとして、ＴＡＤＦ材料はアシスティングドーパントとして機能し、高い色純度を与えることができる。ＴＡＤＦ材料は、その発光スペクトルが本発明の多環芳香族化合物の吸収スペクトルと少なくとも一部重なる化合物であればよい。本発明の多環芳香族化合物とＴＡＤＦ材料とはいずれも同じ層に含まれていてもよく、隣接する層に含まれていてもよい。
ＴＡＦ素子における熱活性型遅延蛍光体として、例えばドナーおよびアクセプターが直接またはスペーサーを介して結合している化合物を用いることができる。本発明の熱活性型遅延蛍光体に用いられる電子供与性基（ドナー性の構造）および電子受容性基（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。ドナー性の構造としては、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ゾール、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、Ｎ１－（４－（ジフェニルアミノ）フェニル）－Ｎ４，Ｎ４－ジフェニルベンゼン－１，４－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－ジヒドローインデノアクリジンおよびジフェニルージヒドロジベンゾアザシリンなどがあげられる。アクセプター性の構造としては、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、ベンゼントリカルボニトリル、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、５Ｈ－シクロペンタ［１，２－ｂ：５，４－ｂ’］ジピリジン、フルオレンジカルボニトリル、トリフェニルトリアジン、ピラジ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、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、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シド、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）ボランがあげられる。特に、ＴＡＦ素子における熱活性型遅延蛍光を有する化合物は、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。
ＴＡＦ素子における発光層のアシスティングドーパントとして用いる化合物は、熱活性型遅延蛍光体であって、その発光スペクトルがエミッティングドーパントの吸収ピークと少なくとも一部重なる化合物であることが好ましい。
＜りん光材料（アシスティングドーパント）＞
発光層においては、アシスティングドーパントとしてりん光材料を用いてもよい。本明細書において、りん光材料をアシスティングドーパントとして用いる有機電界発光素子をりん光アシスト素子ということがある。りん光材料は金属原子による分子内スピン－軌道相互作用（重原子効果）を利用し、三重項からの発光を得る。このようなりん光材料としては、例えば、発光性金属錯体を用いることができる。発光性金属錯体としては、例えば下記式（Ｂ－１）および下記式（Ｂ－２）で表される化合物があげられる。
Figure 2023059234000248
式（Ｂ－１）において、Ｍは、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｅｕ、Ｒｕ、Ｒｅ、ＡｇおよびＣｕからなる群から選択される少なくとも１種であり、ｎは１～３の整数であり、「Ｘ－Ｙ」はそれぞれ独立して二座の配位子である。
式（Ｂ－２）において、Ｍは、Ｐｔ、ＲｅおよびＣｕからなる群から選択される少なくとも１種であり、「Ｗ－Ｘ－Ｙ－Ｚ」は四座の配位子である。
式（Ｂ－１）において、効率と寿命の観点から、ＭはＩｒが好ましく、ｎは３が好ましい。
式（Ｂ－２）において、効率と寿命の観点からＭはＰｔが好ましい。
式（Ｂ－１）における配位子（Ｘ－Ｙ）は、以下からなる群から選択された少なくとも１つの配位子を有する。式（Ｂ－２）における配位子（Ｗ－Ｘ－Ｙ－Ｚ）配位子は、以下からなる群から選択される少なくとも１つの配位子を一部として有する。
Figure 2023059234000249
式中、
---において中心金属Ｍと結合し、
Ｙは、それぞれ独立して、ＢＲｅ、ＮＲｅ、ＰＲｅ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、ＳＯ２、ＣＲｅＲｆ、ＳｉＲｅＲｆ、またはＧｅＲｅＲｆであり
環における芳香族炭素Ｃ－Ｈは、それぞれ独立して、Ｎに置換されてもよく、
ＲｅおよびＲｆは、任意に縮合または結合して環を形成してもよく、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄは、それぞれ独立して、無置換または１～置換可能な最大数まで置換してもよく、
Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｄ、Ｒｅ、およびＲｆが、それぞれ独立して、水素、重水素、ハロゲン化物、アルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、シリル、アルケニル、シクロアルケニル、ヘテロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ニトリル、イソニトリル、スルファニル、または、これらの組み合わせであり、
ただし、Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、およびＲｄにおける任意の２つの隣接する置換基が縮合または結合して環を形成するか、または多座リガンドを形成してもよい。
式（Ｂ－１）で表される化合物としては、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３、Ｉｒ（ＰＰｙ）２（ｍ－ｂｐｐｙ）、ＢｔｐＩｒ（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（２－ｐｈｑ）３、Ｈｅｘ－Ｉｒ（ｐｈｑ）３、Ｉｒ（ｆｂｉ）２（ａｃａｃ）、ｆａｃ－Ｔｒｉｓ（２－（３－ｐ－ｘｙｌｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｐｙｒｉｄｉｎｅ ｉｒｉｄｉｕｍ（ＩＩＩ）、Ｅｕ（ｄｂｍ）３（Ｐｈｅｎ）、Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（Ｆｌｉｑ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（Ｆｌｑ）２（ａｃａｃ）、Ｒｕ（ｄｔｂ－ｂｐｙ）３・２（ＰＦ６）、Ｉｒ（２－ｐｈｑ）３、Ｉｒ（ＢＴ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ＤＭＰ）３、Ｉｒ（Ｍｐｈｑ）３ＩＲ（ｐｈｑ）２ｔｐｙ、ｆａｃ－Ｉｒ（ｐｐｙ）２Ｐｃ、Ｉｒ（ｄｐ）ＰＱ２、Ｉｒ（Ｄｐｍ）（Ｐｉｑ）２、Ｈｅｘ－Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）、Ｈｅｘ－Ｉｒ（ｐｉｑ）３、Ｉｒ（ｄｍｐｑ）３、Ｉｒ（ｄｍｐｑ）２（ａｃａｃ）、ＦＰＱＩｒｐｉｃなどがあげられる。
式（Ｂ－１）で表される化合物としては、他には、例えば以下の化合物があげられる。
Figure 2023059234000250
Figure 2023059234000251
Figure 2023059234000252
また、特開２００６－０８９３９８号公報、特開２００６－０８０４１９号公報、特開２００５－２９８４８３号公報、特開２００５－０９７２６３号公報、および特開２００４－１１１３７９号公報、米国特許出願公開第２０１９／００５１８４５号明細書などに記載されたイリジウム錯体、または、Advanced Materials, 26: 7116-7121、NPG Asia Materials 13, 53 (2021)、Applied Physics Letters, 117, 253301 (2020)、Light-Emitting Diode - An Outlook On the Empirical Features and Its Recent Technological Advancements, Chapter 5に記載された白金錯体を用いてもよい。
２－１－６．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つかさどる層であり、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また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、ホスフィンオキサイド誘導体、アリールニトリル誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。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あげられる。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（２，２’：６’，２”－テルピリジン－４’－イル）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、ホスフィンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。
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あげられる。
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、アリールニトリル誘導体、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。
＜還元性物質＞
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あげられ、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。
＜高分子化合物等＞
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、上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）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。
２－１－７．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材料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、好ましい例としてあげられる。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。
２－１－８．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。
２－１－９．有機電界発光素子の作製方法
有機ＥＬ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、ボート加熱温度＋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、電子輸送層および電子注入層についても、それぞれ電子輸送層用材料および電子注入層用材料を含む層形成用組成物を用いて湿式成膜法により成膜してもよい。その際、下層の発光層の溶解を防ぐ手段、または上記手順とは逆に陰極側から成膜する手段を用いることが好ましい。
＜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あげられる。さらには、バンクを作製する一連の工程もあげられる。
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。
バンクに用いられる材料としては、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あげられるが、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あげられるが、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あげられる。
（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、があげられるが、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ー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、フルオロ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あげることができる。
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質量に対して、０．０００１質量％～２．０質量％、第２成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、０．０９９９質量％～８．０質量％、第３成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、９０．０質量％～９９．９質量％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質量に対して、０．００５質量％～１．０質量％、第２成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、０．０９５質量％～４．０質量％、第３成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、９５．０質量％～９９．９質量％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質量に対して、０．０５質量％～０．５質量％、第２成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、０．２５質量％～２．５質量％、第３成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、９７．０質量％～９９．７質量％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：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式（ＸＬＰ－１）で表される化合物である。
Figure 2023059234000253
式（ＸＬＰ－１）において、
ＭＵｘ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、ＥＣｘ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、ＭＵｘ中の２つの水素がＥＣｘまたはＭＵｘと置換され、ｋは２～５００００の整数である。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質量％である。
より具体的には、
ＭＵｘ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、
ＥＣｘ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（ＸＬＰ－１）中のＭＵｘおよびＥＣｘ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（ＸＬＰ－１）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。
ＭＵｘ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価の基があげられる。
Figure 2023059234000254
より具体的には、以下のいずれかの構造で表される２価の基があげられる。これらにおいて、ＭＵｘは＊において他のＭＵｘまたはＥＣｘと結合する。
Figure 2023059234000255
Figure 2023059234000256
Figure 2023059234000257
Figure 2023059234000258
Figure 2023059234000259
Figure 2023059234000260
Figure 2023059234000261
また、ＥＣｘとしては、例えば以下のいずれかの構造で表される１価の基があげられる。これらにおいて、ＥＣは＊においてＭＵｘと結合する。
Figure 2023059234000262
Figure 2023059234000263
式（ＸＬＰ－１）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、分子中の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。
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質量％が好ましく、１～２０質量％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 2023059234000264
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あげられる。下記構造式中の＊は結合位置を表す。
Figure 2023059234000265
Figure 2023059234000266
Figure 2023059234000267
＜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（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（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（ＸＬＰ－１）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）に重合性基が結合したモノマーおよびエンドキャップユニット（ＥＣ）に重合性基が結合したモノマー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（ＸＬＰ－１）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）に重合性基が結合したモノマー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）に重合性基が結合したモノマー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）に重合性基が結合したモノマーを加えて反応を行えば、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 2023059234000268
本発明で用いることのできるモノマーは、特開2010-189630号公報、国際公開第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、国際公開第2016/031639号、特開2011-174062号公報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2011/049241号に記載の方法を参照することができる。
２－１－１０．有機電界発光素子の応用例
また、本発明は、有機ＥＬ素子を備えた表示装置または有機ＥＬ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ＥＬ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ＥＬ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あげられる（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、マトリクスおよびセグメント方式などがあげられる。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あげられる。
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あげられる（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。
２－２．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、有機薄膜太陽電池、または波長変換フィルタ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あげられる。
（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。
ディスプレイの広色域化を目的に発光半値幅の狭い量子ドットが波長変換フィルタの蛍光体として用いられる。一方で酸化に対する不安定性、ナノサイズの微粒子であることによる高い凝集性、用いられる金属が汚染物質として規制されているなどの問題がある。本発明に係る多環芳香族化合物は波長変換フィルタの蛍光体として用いることができる。この多環芳香族化合物を分散させるマトリックスとしては、高い透明性、低い水蒸気透過性、低い酸素透過性、および高い熱安定性を有するポリマー材料が好ましく、例えば、ポリメチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリルポリマーおよびゼオネックスなどのシクロオレフィンポリマーなどがあげられる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されるものではない。まず、本発明の化合物の合成例について、以下に説明する。
合成例（１）：化合物（２Ａ－１－Ｓ－８７５）の合成
Figure 2023059234000269
窒素雰囲気下、Ｎ１－（ベンゾ［ｂ］チオフェン－２－イル）－Ｎ３－（３－（（３，５－ビス（ジフェニルアミノ）フェニル）（フェニル）アミノ）フェニル）－Ｎ１－（３，５－ジメチルフェニル）－Ｎ３－フェニル－Ｎ５，Ｎ５－ビス（２，４，５－トリメチルフェニル）ベンゼン－１，３，５－トリアミン（２．３７ｇ、１．９０ｍｍｏｌ）のｏ－ジクロロベンゼン（１９ｍＬ）溶液に三臭化ホウ素（３．８１ｇ、１５．２ｍｍｏｌ）を室温で滴下し、その後、１７０℃で４時間撹拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、リン酸緩衝液（ｐＨ７．０）に注ぎ込み、水層をトルエンで抽出した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。この溶液を減圧下で濃縮し、残渣をシリカゲルショートパスカラム（溶離液：トルエン）で精製した。さらに，酢酸エチルで加熱洗浄を２回することによって、化合物（２Ａ－１－Ｓ－８７５）を黄色固体として得た（１．６２ｇ、収率６７％）。
Figure 2023059234000270
ＬＣ－ＭＳ測定とＮＭＲ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２６５．５６
１Ｈ－ＮＭＲ（５００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）：δ＝１．８６（ｓ，６Ｈ），２．０２（ｓ，６Ｈ），２．１４（ｓ，６Ｈ），２．３１（ｓ，６Ｈ），５．１７（ｄ，Ｊ＝２．３Ｈｚ，１Ｈ），５．２８（ｄ，Ｊ＝２．３Ｈｚ，１Ｈ），５．５７（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），５．６１（ｄ，Ｊ＝１．７Ｈｚ，１Ｈ），５．６７（ｓ，１Ｈ），６．６０（ｓ，２Ｈ），６．６６（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，１Ｈ），６．７３（ｓ，２Ｈ），６．８６－７．３８（ｍ，３０Ｈ），７．４５（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６８（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），９．００（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），９．１４（ｄ，Ｊ＝６．３Ｈｚ，１Ｈ），１０．５１（ｓ，１Ｈ）．
合成例（２）：化合物（２Ａ－１－Ｓ－８２７）の合成
Figure 2023059234000271
合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000272
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２３７．５４
合成例（３）：化合物（２Ａ－１－Ｓ－１）の合成
Figure 2023059234000273
合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000274
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１１５３．４３
合成例（４）：化合物（２Ａ－２－Ｓ－３６０）の合成
Figure 2023059234000275
合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000276
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１１６２．４９
合成例（５）：化合物（２Ａ－２０－Ｓ－１４３４）の合成
Figure 2023059234000277
ホウ素化剤を三ヨウ化ホウ素に変更し、当量を８当量から２当量に変えた以外は、合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000278
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２２７．５９
合成例（６）：化合物（２Ａ－９－Ｓ－１４３５）の合成
Figure 2023059234000279
合成例（５）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000280
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２８８．６２
合成例（７）：化合物（２Ａ－１－Ｓ－１４３６）の合成
Figure 2023059234000281
合成例（５）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000282
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１０９８．４８
合成例（８）：化合物（２Ａ－２９－Ｓ－８７５）の合成
Figure 2023059234000283
三臭化ホウ素の当量を８当量から４当量に変えた以外は、合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000284
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２０６．５０
合成例（９）：化合物（２Ａ－１０－Ｓ－１４３７）の合成
Figure 2023059234000285
合成例（８）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000286
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝９７６．４３
合成例（１０）：化合物（２Ａ－３０－Ｓ－１４３７）の合成
Figure 2023059234000287
合成例（８）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000288
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１００８．３７
合成例（１１）：化合物（２Ｂ－３－Ｓ－１）の合成
Figure 2023059234000289
合成例（８）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000290
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１０７８．３９
合成例（１２）：化合物（２Ａ－１－Ｓ－２００１）の合成
Figure 2023059234000291
合成例（１）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000292
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１２２９．４７
合成例（１３）：化合物（２Ａ－２９－Ｓ－２００１）の合成
Figure 2023059234000293
合成例（８）と同様の方法で合成した。
Figure 2023059234000294
ＬＣ－ＭＳ測定により得られた化合物の構造を確認した。
ＬＣ－ＭＳ：［Ｍ＋Ｈ］＋＝１０７０．４０
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。
上記合成実施例で得られた化合物の昇華精製時の昇華温度を表２にまとめた。
Figure 2023059234000295
本発明の化合物は比較例の化合物（new-DABNA）より昇華温度が低く、取り扱いが容易であることがわかる。
次に、本発明をさらに詳細に説明するために、本発明の化合物を用いた有機ＥＬ素子の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
＜基礎物性の評価方法＞
サンプルの準備
評価対象の化合物の発光特性を評価する場合、評価対象の化合物を溶媒に溶解して溶媒中で評価する場合と薄膜状態で評価する場合がある。さらに、薄膜状態で評価する場合は、評価対象の化合物の有機ＥＬ素子における使用の態様に応じて、評価対象の化合物のみを薄膜化し評価する場合と評価対象の化合物を適切なマトリックス材料中に分散して薄膜化して評価する場合がある。
マトリックス材料としては、市販のＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）などを用いることができる。本実施例では、ＰＭＭＡと評価対象の化合物をトルエン中で溶解させた後、スピンコーティング法により石英製の透明支持基板（２６ｍｍ×２８ｍｍ）上に薄膜を形成し、窒素雰囲気下で封止してサンプルを作製する。
吸収特性と発光特性の評価
サンプルの吸収スペクトルの測定は、紫外可視近赤外分光光度計（（株）島津製作所、ＵＶ－２６００）を用いて行う。また、サンプルの蛍光スペクトルまたは燐光スペクトルの測定は、分光蛍光光度計（日立ハイテク（株）製、Ｆ－７０００）を用いて行う。
蛍光スペクトルの測定に対しては、室温で適切な励起波長で励起しフォトルミネッセンスを測定する。燐光スペクトルの測定に対しては、付属の冷却ユニットを使用して、前記サンプルを液体窒素に浸した状態（温度７７Ｋ）で測定する。燐光スペクトルを観測するため、光学チョッパを使用して励起光照射から測定開始までの遅れ時間を調整した。サンプルは適切な励起波長で励起しフォトルミネッセンスを測定する。
蛍光寿命（遅延蛍光）の評価
蛍光寿命測定装置（浜松ホトニクス（株）製、Ｃ１１３６７－０１）を用いて３００Ｋで蛍光寿命を測定した。具体的には、適切な励起波長（３４０ｎｍ、３６５ｎｍ、または４０５ｎｍ）で測定される極大発光波長において蛍光寿命の早い発光成分と遅い発光成分を観測した。蛍光を発光する一般的な有機ＥＬ材料の室温における蛍光寿命測定では、熱による３重項成分の失活により、燐光に由来する３重項成分が関与する遅い発光成分が観測されることはほとんどない。評価対象の化合物において遅い発光成分が観測された場合は、励起寿命の長い３重項エネルギーが熱活性化により１重項エネルギーに移動して遅延蛍光として観測されたことを示すことになる。
蛍光寿命（遅延蛍光）の測定
化合物（２Ａ－１－Ｓ－８７５）を１質量％の濃度でＰＭＭＡに分散した薄膜形成基板（石英製）を用いて、蛍光寿命測定装置を用いて遅延蛍光成分の寿命を測定したところ、５．３μｓｅｃであった（表３）。なお、蛍光寿命測定において、発光寿命が１００ｎｓ以下の蛍光を即時蛍光と判定し、発光寿命が０．１μｓｅｃ以上の蛍光を遅延蛍光と判定し、蛍光寿命の算出には５μｓｅｃから光子カウント数が１０個以上の範囲のデータを用いた。
表３における残りの化合物も同様の手法で測定した。
エネルギーギャップ（Ｅｇ）の算出
前述の方法で得られた吸収スペクトルの長波長末端Ａ（ｎｍ）からＥｇ＝１２４０／Ａで算出する。
最低励起一重項エネルギー準位Ｅ（Ｓ，Ｓｈ）、最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（Ｔ，Ｓｈ）の測定
ＰＭＭＡ分散膜について、７７Ｋで、吸収スペクトルの蛍光ピークが重ならない程度に長波長側のピークを励起光に蛍光スペクトルを観測し、その蛍光スペクトルのピーク短波長側の肩より最低励起一重項エネルギー準位Ｅ（Ｓ，Ｓｈ）を求める。また、ＰＭＭＡ分散膜に、７７Ｋで、吸収スペクトルの蛍光ピークが重ならない程度に長波長側のピークをｎｍ励起光に燐光スペクトルを観測し、その燐光スペクトルのピーク短波長側の肩より最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（Ｔ，Ｓｈ）を求める。ΔＥＳ１Ｔ１については、最低励起一重項エネルギー準位Ｅ（Ｓ，Ｓｈ）から最低励起三重項エネルギー準位Ｅ（Ｔ，Ｓｈ）を減ずることで算出した。
上記合成実施例の化合物における遅延蛍光寿命およびΔＥＳ１Ｔ１を表３にまとめた。
Figure 2023059234000296
表３に示す結果からわかるように、全ての化合物で遅延蛍光が観測され、本発明の化合物はＴＡＤＦ性を有し、ＴＡＤＦ素子の発光層におけるエミッティングドーパントとして使用可能である。一般に遅延蛍光が速い方が優れたＴＡＤＦ性を有するとされる。具体的には２０μｓｅｃ以下であると発光素子におけるエミッティングドーパントとして使用した際に高い素子効率および長い素子寿命を与えるため好ましい。表３においては、化合物（２Ｂ－３－Ｓ－１）以外の化合物は２０μｓｅｃ以下の値を示した。
また、表３に示す結果からわかるように、全ての化合物で小さいΔＥＳ１Ｔ１の値を示した。これはＴＡＤＦ性を得るのに十分小さい値である。上記の結果より、化合物（２Ｂ－３－Ｓ－１）（式（２Ｂ）で表される化合物）に比べてその他の化合物（式（２Ａ）で表される化合物）でよりΔＥＳ１Ｔ１が小さいことがわかる。
＜有機ＥＬ素子の作製と評価＞
評価項目としては、駆動電圧（Ｖ）、発光波長（ｎｍ）、ＣＩＥ色度（ｘ，ｙ）、外部量子効率（ＥＱＥ）（％）、発光スペクトルの最大波長（ｎｍ）および半値幅（ｎｍ）などがある。これらの評価項目は、適切な発光輝度時の値を用いることができる。
発光素子の量子効率には、内部量子効率と外部量子効率とがあるが、内部量子効率は、発光素子の発光層に電子（または正孔）として注入される外部エネルギーが純粋に光子に変換される割合を示している。一方、外部量子効率は、この光子が発光素子の外部にまで放出された量に基づいて算出され、発光層において発生した光子は、その一部が発光素子の内部で吸収されたりあるいは反射され続けたりして、発光素子の外部に放出されないため、外部量子効率は内部量子効率よりも低くなる。
分光放射輝度（発光スペクトル）と外部量子効率の測定方法は次の通りである。アドバンテスト社製電圧／電流発生器Ｒ６１４４を用いて、電圧を印加することにより素子を発光させた。ＴＯＰＣＯＮ社製分光放射輝度計ＳＲ－３ＡＲを用いて、発光面に対して垂直方向から可視光領域の分光放射輝度を測定した。発光面が完全拡散面であると仮定して、測定した各波長成分の分光放射輝度の値を波長エネルギーで割ってπを掛けた数値が各波長におけるフォトン数である。次いで、観測した全波長領域でフォトン数を積算し、素子から放出された全フォトン数とした。印加電流値を素電荷で割った数値を素子へ注入したキャリア数として、素子から放出された全フォトン数を素子へ注入したキャリア数で割った数値が外部量子効率である。また、発光スペクトルの半値幅は、極大発光波長を中心として、その強度が５０％になる上下の波長間の幅として求められる。
実施例１－１～１３、実施例２－１～１３、実施例３－１～１３、実施例４－１～１３、比較例１－１，比較例２－１，比較例３－１、および比較例４－１に係る有機ＥＬ素子を作製し、輝度１０００ｃｄ／ｍ２における、ピーク波長および外部量子効率を測定した。
なお、以下各表４において、「ホスト１」は正孔輸送性ホスト材料に該当し、「ホスト２」は電子輸送性ホスト材料に該当する。
Figure 2023059234000297
Figure 2023059234000298
Figure 2023059234000299
［比較例１－１］
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、ＨＡＴ－ＣＮ、ＨＴＬ－１，ＴｃＴａ、ＥＴＬ－１、およびＥＴ７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、ＨＡＴ－ＣＮを加熱して膜厚５ｎｍになるように蒸着して正孔注入層を形成した。次に、ＨＴＬ－１を加熱して膜厚９０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層１を形成し、さらにＴｃＴａを加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して正孔輸送層２を形成した。次に、ＥＴＬ－１とｎｅｗ－ＤＡＢＮＡ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した。ＥＴＬ－１とｎｅｗ－ＤＡＢＮＡの質量比がおよそ９９対１になるように蒸着速度を調節した。次に、ＥＴＬ－１を加熱して膜厚２０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層１を形成し、さらにＥＴ７を加熱して膜厚１０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層２を形成した。各層の蒸着速度は０．０１～１ｎｍ／秒であった。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、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。
表４および比較例１－１における化学構造を以下に示す。
Figure 2023059234000300
［実施例１－１～１３、実施例２－１～１３、実施例３－１～１３、実施例４－１～１３、比較例２－１，比較例３－１、および比較例４－１］
比較例１－１の正孔輸送層２、発光層、電子輸送層１を表４に記載の各材料、濃度へ変更して各素子を作製した。
［評価結果］
各素子の輝度１０００ｃｄ／ｍ２における発光スペクトルの最大波長（ｎｍ）および外部量子効率（ＥＱＥ）（％）を表５に示す。
Figure 2023059234000301
Figure 2023059234000302
比較例との比較から、式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物を用いると、より短波長での発光を示す有機ＥＬ素子が得られることがわかる。さらに、式（２Ａ）で表される多環芳香族化合物を用いることにより、高効率（高いＥＱＥ）の有機ＥＬ素子が得られることがわかる。また、実施例どうしの比較から、ＥＱＥの観点からは置換基としてアルキルを有する化合物および骨格（式（２Ａ）で表される化合物におけるＸ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４）に＞Ｏを含まないものが好ましく、波長の観点からは骨格に＞Ｏを含むものが好ましい。実施例３または実施例４の構成で高効率が得られ、実施例３の構成で最も高効率になる。
式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物はＴＡＤＦ素子のエミッティングドーパント、ホストを２種類用いるＴＡＤＦ素子のエミッティングドーパント、ＴＡＦ素子のエミッティングドーパント、リン光アシスト素子のエミッティングドーパントに用いることができる。素子に用いる材料が少ないほど製造しやすいという観点からはＴＡＤＦ素子のエミッティングドーパントおよびホストを２種類用いるＴＡＤＦの素子のエミッティングドーパントが好ましく、ＴＡＤＦ素子のエミッティングドーパントがより好ましい。効率の観点からはＴＡＦ素子のエミッティングドーパントおよびリン光アシスト素子のエミッティングドーパントが好ましく、ＴＡＦ素子のエミッティングドーパントがより好ましい。
＜塗布型有機ＥＬ素子の評価＞
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。
＜高分子ホスト化合物：ＳＰＨ－１０１の合成＞
国際公開第2015/008851号に記載の方法に従い、ＳＰＨ－１０１を合成した。Ｍ１の隣にはＭ２またはＭ３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５０：２６：２４（モル比）であると推測される。下記構造式中、Ｂｐｉｎはピナコラートボリル、＊は各ユニットの連結箇所である。
Figure 2023059234000303
＜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。Ｂｐｉｎはピナコラートボリル、＊は各ユニットの連結箇所である。
Figure 2023059234000304
＜実施例５－１～実施例５－９＞
各層を形成する材料の塗布用溶液を調製して塗布型有機ＥＬ素子を作製する。
＜実施例５－１～実施例５－３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６に示す。
Figure 2023059234000305
表６における、「ＥＴ１」の構造を以下に示す。
Figure 2023059234000306
＜発光層形成用組成物（１）の調製＞
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（１）を調製する。調製した発光層形成用組成物をガラス基板にスピンコートし、減圧下で加熱乾燥することによって、膜欠陥がなく平滑性に優れた塗布膜が得られる。
化合物（Ａ） ０．０４ 質量％
ＳＰＨ－１０１ １．９６ 質量％
キシレン ６９．００ 質量％
デカリン ２９．００ 質量％
なお、化合物（Ａ）は、式（１Ａ）または（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物（例えば、化合物（２Ａ－１－Ｓ－８７５））、前記多環芳香族化合物をモノマー（すなわち当該モノマーは反応性置換基を有する）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である。高分子架橋体を得るための高分子化合物は架橋性置換基を有する。
＜ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ溶液＞
市販のＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ溶液（Clevios(TM) P VP AI4083、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの水分散液、Heraeus Holdings社製）を用いる。
Figure 2023059234000307
＜ＯＴＰＤ溶液の調製＞
ＯＴＰＤ（LT-N159、Luminescence Technology Corp社製）およびＩＫ－２（光カチオン重合開始剤、サンアプロ社製）をトルエンに溶解させ、ＯＴＰＤ濃度０．７質量％、ＩＫ－２濃度０．００７質量％のＯＴＰＤ溶液を調製する。
Figure 2023059234000308
＜ＸＬＰ－１０１溶液の調製＞
キシレンにＸＬＰ－１０１を０．６質量％の濃度で溶解させ、０．６質量％ＸＬＰ－１０１溶液を調製する。
＜ＰＣｚ溶液の調製＞
ＰＣｚ（ポリビニルカルバゾール）をジクロロベンゼンに溶解させ、０．７質量％ＰＣｚ溶液を調製する。
Figure 2023059234000309
＜実施例５－１＞
ＩＴＯが１５０ｎｍ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ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ膜を成膜する（正孔注入層）。次いで、ＯＴＰＤ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、露光機で露光強度１００ｍＪ／ｃｍ２で露光し、１００℃のホットプレート上で１時間焼成することで、溶液に不溶な膜厚３０ｎｍのＯＴＰＤ膜を成膜する（正孔輸送層）。次いで、発光層形成用組成物（１）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の発光層を成膜する。
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、ＥＴ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦを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する。真空槽を５×１０－４Ｐａまで減圧した後、ＥＴ１を加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は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する。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する。このようにして有機ＥＬ素子を得る。
＜実施例５－２＞
実施例５－１と同様の方法で有機ＥＬ素子を得る。なお、正孔輸送層は、ＸＬＰ－１０１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３０ｎｍの膜を成膜する。
＜実施例５－３＞
実施例５－１と同様の方法で有機ＥＬ素子を得る。なお、正孔輸送層は、ＰＣｚ溶液をスピンコートし、１２０℃のホットプレート上で１時間焼成することで、膜厚３０ｎｍの膜を成膜する。
＜実施例５－１～実施例５－３の有機ＥＬ素子の評価＞
上記のようにして得られた塗布型有機ＥＬ素子も蒸着型有機ＥＬ素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
＜実施例５－４～実施例５－６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７に示す。
Figure 2023059234000310
＜発光層形成用組成物（２）～（４）の調製＞
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（２）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
ｍＣＢＰ １．９８ 質量％
トルエン ９８．００ 質量％
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（３）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
ＳＰＨ－１０１ １．９８ 質量％
キシレン ９８．００ 質量％
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（４）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
ＤＯＢＮＡ １．９８ 質量％
トルエン ９８．００ 質量％
表７において、「ｍＣＢＰ」は３，３’－ビス（Ｎ－カルバゾリル）－１，１’－ビフェニルであり、「ＤＯＢＮＡ」は３，１１－ジ－ｏ－トリル－５，９－ジオキサ－１３ｂ－ボラナフト［３，２，１－ｄｅ］アントラセンであり、「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。以下に化学構造を示す。
Figure 2023059234000311
＜実施例５－４＞
ＩＴＯが４５ｎｍの厚さに成膜されたガラス基板上に、ＮＤ－３２０２（日産化学工業製）溶液をスピンコートした後、大気雰囲気下において、５０℃、３分間加熱し、更に２３０℃、１５分間加熱することで、膜厚５０ｎｍのＮＤ－３２０２膜を成膜する（正孔注入層）。次いで、ＸＬＰ－１０１溶液をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で２００℃、３０分間加熱させることで、膜厚２０ｎｍのＸＬＰ－１０１膜を成膜する（正孔輸送層）。次いで、発光層形成用組成物（２）をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、１３０℃、１０分間加熱させることで、２０ｎｍの発光層を成膜する。
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、ＴＳＰＯ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦを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する。真空槽を５×１０－４Ｐａまで減圧した後、ＴＳＰＯ１を加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は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する。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する。このようにして有機ＥＬ素子を得る。
＜実施例５－５および実施例５－６＞
発光層形成用組成物（３）または（４）を用いて、実施例８－４と同様の方法で有機ＥＬ素子を得る。
＜実施例５－４～実施例５－６の有機ＥＬ素子の評価＞
上記のようにして得られた塗布型有機ＥＬ素子も蒸着型有機ＥＬ素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
＜実施例５－７～実施例５－９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８に示す。
Figure 2023059234000312
＜発光層形成用組成物（５）～（７）の調製＞
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（５）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
２ＰＸＺ－ＴＡＺ ０．１８ 質量％
ｍＣＢＰ １．８０ 質量％
トルエン ９８．００ 質量％
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（６）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
２ＰＸＺ－ＴＡＺ ０．１８ 質量％
ＳＰＨ－１０１ １．８０ 質量％
キシレン ９８．００ 質量％
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物（７）を調製する。
化合物（Ａ） ０．０２ 質量％
２ＰＸＺ－ＴＡＺ ０．１８ 質量％
ＤＯＢＮＡ １．８０ 質量％
トルエン ９８．００ 質量％
表８において、「２ＰＸＺ－ＴＡＺ」は１０，１０’－（（４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３，５－ジイル）ビス（４，１－フェニレン））ビス（１０Ｈ－フェノキサジン）である。以下に化学構造を示す。
Figure 2023059234000313
＜実施例５－７＞
ＩＴＯが４５ｎｍの厚さに成膜されたガラス基板上に、ＮＤ－３２０２（日産化学工業製）溶液をスピンコートした後、大気雰囲気下において、５０℃、３分間加熱し、更に２３０℃、１５分間加熱することで、膜厚５０ｎｍのＮＤ－３２０２膜を成膜する（正孔注入層）。次いで、ＸＬＰ－１０１溶液をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で２００℃、３０分間加熱させることで、膜厚２０ｎｍのＸＬＰ－１０１膜を成膜する（正孔輸送層）。次いで、発光層形成用組成物（５）をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、１３０℃、１０分間加熱させることで、２０ｎｍの発光層を成膜する。
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、ＴＳＰＯ１を入れたモリブデン製蒸着用ボート、ＬｉＦを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する。真空槽を５×１０－４Ｐａまで減圧した後、ＴＳＰＯ１を加熱して膜厚３０ｎｍになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は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する。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する。このようにして有機ＥＬ素子を得る。
＜実施例５－８および実施例５－９＞
発光層形成用組成物（６）または（７）を用いて、実施例５－７と同様の方法で有機ＥＬ素子を得る。
＜実施例５－７～実施例５－９の有機ＥＬ素子の評価＞
上記のようにして得られた塗布型有機ＥＬ素子も蒸着型有機ＥＬ素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
以上、本発明に係る化合物の一部について、有機ＥＬ素子用材料としての評価を行い、優れた材料であること示したが、評価を行っていない他の化合物も同じ基本骨格を有し、全体としても類似の構造を有する化合物であり、当業者においては同様に優れた有機ＥＬ素子用材料であることを理解できる。
本発明の好ましい態様によれば、例えば有機ＥＬ素子用材料等の有機デバイス用材料として用いることができる、新規な構造を有する多環芳香族化合物を提供することができ、この多環芳香族化合物を用いることで優れた有機ＥＬ素子等の有機デバイス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 (17)

  1. 式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される多環芳香族化合物。
    Figure 2023059234000314
     式（１Ａ）または式（１Ｂ）中、
    Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環からなる群より選択される少なくとも１つは置換もしくは無置換のヘテロアリール環であり、その他はそれぞれ独立して、置換もしくは無置換のアリール環であり、
    ＺＣは－Ｃ（－Ｒｃ）＝または－Ｎ＝であり、
    Ｒｃは、それぞれ独立して、水素または置換基であり、
    Ｙ１およびＹ２は、それぞれ独立して、＞Ｂ－、＞Ｐ－、＞Ｐ（＝Ｏ）－、＞Ｐ（＝Ｓ）－、＞Ａｌ－、＞Ｇａ－、＞Ａｓ－、＞Ｃ（－ＲＹ）－、＞Ｓｉ（－ＲＹ）－、または＞Ｇｅ（－ＲＹ）－であり、ＲＹは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、
    Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は、それぞれ独立して、＞Ｎ－ＲＸ、＞Ｏ、＞Ｓ、＞Ｃ（－ＲＸ）２、＞Ｓｉ（－ＲＸ）２、または＞Ｓｅであり、ＲＸは、それぞれ独立して、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、
    また、前記Ｘ１～Ｘ４としての＞Ｃ（－ＲＸ）２の２つのＲＸおよび＞Ｓｉ（－ＲＸ）２の２つのＲＸは、それぞれ、単結合または連結基により結合していてもよく、
    Ｘ１中のＲＸは、単結合または連結基によりＡ環またはＢ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
    Ｘ２中のＲＸは、単結合または連結基により、Ａ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
    Ｘ３中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはＥ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
    Ｘ４中のＲＸは、単結合または連結基によりＤ環またはｃ環の少なくともいずれか一方と結合していてもよく、
    上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される化合物における、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも１つは、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよく、当該シクロアルカンは少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、当該シクロアルカンにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられていてもよく、
    上記式（１Ａ）または式（１Ｂ）で表される化合物における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
  2. Ａ環、Ｂ環、Ｄ環およびＥ環が置換のアリール環または置換のヘテロアリール環であるときの置換基が置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基であり、
    Ｒｃが置換基であるときの置換基が置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基であり、
    置換基群Ｚは、
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリール；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいヘテロアリール；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールアミノ（２つのアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ（２つのヘテロアリールは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ（アリールとヘテロアリールとは互いに連結基を介して結合していてもよい）；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいジアリールボリル（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）；
    アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルキル；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいシクロアルキル；
    アリール、ヘテロアリールおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアルコキシ；
    アリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの基で置換されていてもよいアリールオキシ；ならびに
    置換シリルからなり、
    Figure 2023059234000315
     式（Ａ３０）中、
    Ａｋは水素、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のアルケニル、置換もしくは無置換のシクロアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルケニルであり、当該アルキル、アルケニル、シクロアルキルおよびシクロアルケニルにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－または－Ｓ－で置き換えられていてもよく、
    ＲＡｋは、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のアルキルまたは置換もしくは無置換のシクロアルキルであり、ＲＡｋは連結基または単結合によりＡｋと結合していてもよく、＊は結合位置である、
    請求項１に記載の多環芳香族化合物。
  3. ＺＣが－Ｃ（－Ｒｃ）＝である請求項２に記載の多環芳香族化合物。
  4. 式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される、請求項３に記載の多環芳香族化合物。
    Figure 2023059234000316
    Figure 2023059234000317
     上記式中、
    Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ、ＲｄおよびＲｅは、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基であり、Ｒａのうちの隣接する基同士が結合してａ環と共に、Ｒｂのうちの隣接する基同士が結合してｂ環と共に、Ｒｄのうちの隣接する基同士が結合してｄ環と共に、およびＲｅのうちの隣接する基同士が結合してｅ環と共に、それぞれ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、形成された環は置換基群Ｚおよび式（Ａ３０）で表される置換基からなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
    Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４は式（１Ａ）および式（１Ｂ）中の、Ｙ１、Ｙ２、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、およびＸ４とそれぞれ同義であり、
    式（２Ｅ）および式（２Ｆ）においては、それぞれ、いずれかの隣接する２つのＲｂまたはいずれかの隣接する２つのＲｅのいずれか一方は、結合して式（Ｈｅｔ）で表される２価の基を構成しており、
    式（Ｈｅｔ）中、Ｒｂ１およびＲｂ２は、それぞれ独立して、水素、置換基群Ｚから選択されるいずれかの置換基または式（Ａ３０）で表される置換基を表し、＊は結合位置を表し、
    Ｌは、それぞれ独立して、＞Ｎ－Ｒ、＞Ｏ、または＞Ｓであり、前記＞Ｎ－ＲのＲは、水素、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、シクロアルキルで置換されていてもよいアルキルまたはアルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよいシクロアルキルであり、
    式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される構造における、アリール環およびヘテロアリール環からなる群より選択される少なくとも１つは、少なくとも１つのシクロアルカンで縮合されていてもよく、当該シクロアルカンは、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く、当該シクロアルカンにおける少なくとも１つの－ＣＨ２－は－Ｏ－で置き換えられていてもよく、
    式（２Ａ）、式（２Ｂ）、式（２Ｃ）、式（２Ｄ）、式（２Ｅ）または式（２Ｆ）で表される構造におけるにおける少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
  5. Ｌが＞Ｓである請求項４に記載の多環芳香族化合物。
  6. 式（２Ａ）で表される、請求項４に記載の多環芳香族化合物。
  7. 下記いずれかの構造式で表される、請求項６に記載の多環芳香族化合物。
    Figure 2023059234000318
     上記構造式中のベンゼン環は、それぞれ独立して、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数６～１６のアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数２～２０のヘテロアリール、炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数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１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよいジアリールボリル（ただしアリールは炭素数６～１０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により結合していてもよい）、炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数１～１２のアルキル、および炭素数１～５のアルキルもしくは炭素数５～１０のシクロアルキルで置換されていてもよい炭素数３～１６のシクロアルキルからなる群より選択される少なくとも１つの置換基で置換されていてもよく、
    上記構造式で表される構造における少なくとも１つの水素は、重水素、シアノ、またはハロゲンで置き換えられていてもよい。
  8. 下記いずれかの構造式で表される、請求項６に記載の多環芳香族化合物；
    Figure 2023059234000319
    Figure 2023059234000320
    Figure 2023059234000321
    Figure 2023059234000322
     式中、Ｍｅはメチル、ｔＢｕはｔ－ブチルである。
  9. 遅延蛍光寿命が２０μｓｅｃ未満であり、最低励起一重項エネルギー準位と最低励起三重項エネルギー準位とのエネルギー差が０．２０ｅＶ以下である、請求項１に記載の多環芳香族化合物。
  10. 請求項１～９のいずれか一項に記載の多環芳香族化合物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。
  11. 請求項１０に記載の高分子化合物と、有機溶媒とを含む、組成物。
  12. 請求項１～９のいずれか一項に記載の多環芳香族化合物を含有する、有機デバイス用材料。
  13. 前記有機デバイス用材料が、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、有機薄膜太陽電池用材料、または波長変換フィルタ用材料である、請求項１２に記載の有機デバイス用材料。
  14. 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る有機層とを有し、前記有機層が請求項１～９のいずれか一項に記載の多環芳香族化合物を含有する、有機電界発光素子。
  15. 前記有機層が発光層である、請求項１４に記載の有機電界発光素子。
  16. 前記発光層に最低励起三重項エネルギー準位が２．７０ｅＶ以上であるホスト材料を含む、請求項１５に記載の有機電界発光素子。
  17. 請求項１４に記載の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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