JPWO2020022378A1 - 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 - Google Patents

化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2020022378A1
JPWO2020022378A1 JP2020532440A JP2020532440A JPWO2020022378A1 JP WO2020022378 A1 JPWO2020022378 A1 JP WO2020022378A1 JP 2020532440 A JP2020532440 A JP 2020532440A JP 2020532440 A JP2020532440 A JP 2020532440A JP WO2020022378 A1 JPWO2020022378 A1 JP WO2020022378A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound
groups
carbon atoms
general formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020532440A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7252959B2 (ja
Inventor
圭一 安川
圭一 安川
将太 澤野
将太 澤野
沖中 啓二
啓二 沖中
俊成 荻原
俊成 荻原
拓史 塩見
拓史 塩見
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Idemitsu Kosan Co Ltd filed Critical Idemitsu Kosan Co Ltd
Publication of JPWO2020022378A1 publication Critical patent/JPWO2020022378A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7252959B2 publication Critical patent/JP7252959B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D519/00Heterocyclic compounds containing more than one system of two or more relevant hetero rings condensed among themselves or condensed with a common carbocyclic ring system not provided for in groups C07D453/00 or C07D455/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B59/00Introduction of isotopes of elements into organic compounds ; Labelled organic compounds per se
    • C07B59/002Heterocyclic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/80[b, c]- or [b, d]-condensed
    • C07D209/94[b, c]- or [b, d]-condensed containing carbocyclic rings other than six-membered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/56Ring systems containing three or more rings
    • C07D209/96Spiro-condensed ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/14Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing three or more hetero rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D491/00Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00
    • C07D491/02Heterocyclic compounds containing in the condensed ring system both one or more rings having oxygen atoms as the only ring hetero atoms and one or more rings having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by groups C07D451/00 - C07D459/00, C07D463/00, C07D477/00 or C07D489/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D491/04Ortho-condensed systems
    • C07D491/044Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring
    • C07D491/048Ortho-condensed systems with only one oxygen atom as ring hetero atom in the oxygen-containing ring the oxygen-containing ring being five-membered
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D495/00Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D495/02Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D495/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30Coordination compounds
    • H10K85/321Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3]
    • H10K85/322Metal complexes comprising a group IIIA element, e.g. Tris (8-hydroxyquinoline) gallium [Gaq3] comprising boron
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07BGENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/05Isotopically modified compounds, e.g. labelled
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007Non-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10Triplet emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/20Delayed fluorescence emission
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/90Multiple hosts in the emissive layer
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/12OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants
    • H10K50/121OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers comprising dopants for assisting energy transfer, e.g. sensitization

Abstract

式(11)〜(13)の何れかで表される化合物。式(11)〜(13)中、R1〜R4は、各々独立に式(1-1)で表される基等、又は式(2-1)で表される基もしくは式(2-2)で表される基等であり、R1〜R4の内少なくとも1つは、式(1-1)で表される基等であり、R1〜R4の内少なくとも1つは、式(2-1)又は式(2-2)で表される基等であり、例えば、式(1-1)中、X1は、O原子、S原子又はCR151R152であり、R101〜R110、R151及びR152は、各々独立にH原子又は置換基等であり、例えば、式(2-1)〜式(2-2)中、R161〜R168及びR171〜R180は、各々独立にH原子又は置換基である。*は、各々独立に式(11)〜(13)中のベンゼン環のC原子との結合部位を表す。

Description

本発明は、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」という場合がある。)に電圧を印加すると、陽極から正孔が発光層に注入され、また陰極から電子が発光層に注入される。そして、発光層において、注入された正孔と電子とが再結合し、励起子が形成される。このとき、電子スピンの統計則により、一重項励起子が25%の割合で生成し、及び三重項励起子が75%の割合で生成する。
一重項励起子からの発光を用いる蛍光型の有機EL素子は、携帯電話及びテレビ等のフルカラーディスプレイへ応用されつつあるが、内部量子効率25%が限界といわれている。そのため、有機EL素子の性能を向上するための検討が行われている。
また、一重項励起子に加えて三重項励起子を利用し、有機EL素子をさらに効率的に発光させることが期待されている。このような背景から、熱活性化遅延蛍光(以下、単に「遅延蛍光」という場合がある。)を利用した高効率の蛍光型の有機EL素子が提案され、研究がなされている。
例えば、TADF(Thermally Activated Delayed Fluorescence、熱活性化遅延蛍光)機構(メカニズム)が研究されている。このTADFメカニズムは、一重項準位と三重項準位とのエネルギー差(ΔST)の小さな材料を用いた場合に、三重項励起子から一重項励起子への逆項間交差が熱的に生じる現象を利用するメカニズムである。熱活性化遅延蛍光については、例えば、『安達千波矢編、「有機半導体のデバイス物性」、講談社、2012年4月1日発行、261−268ページ』に記載されている。
TADF性を示す化合物(以下、TADF性化合物とも称する)としては、例えば、分子内に、ドナー部位とアクセプター部位とが結合した化合物が知られている。
例えば、特許文献1、2には、ベンゼン環に、縮合カルバゾール基と、シアノ基とが結合した化合物などが開示されている。
国際公開第2014/146752号公報 国際公開第2014/208698号公報
例えば、特許文献1、2に記載の化合物のように、アクセプター性が比較的高いシアノ基と、ドナー性が比較的高い縮合カルバゾール基とを、単に複数結合させた化合物は、当該化合物を昇華精製する際に、昇華温度が上昇する傾向がある。化合物の昇華温度が上昇すると、精製時間が長くなり、精製効率が低下する。近年では、精製効率の観点から、昇華温度をより低下させることが求められている。
一方、TADF性化合物においては、TADF性を良好に維持することが重要とされる。
本発明の目的は、TADF性を維持しつつ、昇華精製する際の昇華温度を低下し得る化合物、当該化合物を含む有機EL素子用材料、及び当該化合物を用いた有機EL素子、並びに当該有機EL素子を搭載した電子機器を提供することである。
また、当該化合物及び当該化合物を含む有機EL素子用材料を用いることによって、優れた性能を有する有機EL素子及び電子機器を提供すること、並びに、優れた性能を有する有機EL素子及び電子機器を実現させることのできる化合物、及び当該化合物を含む有機EL素子用材料を提供することも、本発明の目的である。
本発明の一態様によれば、下記一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物が提供される。
Figure 2020022378
前記一般式(11)〜(13)において、R〜Rは、それぞれ独立に、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であるか、または下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基であり、ただし、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であり、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基である。
Figure 2020022378
前記一般式(1−1)において、Xは、酸素原子、硫黄原子、またはCR151152であり、R101〜R110は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、R151及びR152は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR151及びR152が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR101〜R110、R151及びR152は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
前記一般式(1−2)において、X及びR111〜R120は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−3)において、X及びR121〜R130は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−4)において、X及びR131〜R140は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−5)において、X及びR141〜R150は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−6)において、X及びR61〜R70は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。
Figure 2020022378
前記一般式(2−1)において、R161〜R168は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
置換基としてのR161〜R168は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
前記一般式(2−2)において、R171〜R180は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR171〜R180は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
前記一般式(2−3)において、R181〜R190は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR181〜R190は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
前記一般式(2−4)において、R191〜R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR191〜R200は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料が提供される。
本発明の一態様によれば、
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、
を有し、
前記第一の有機層は、第一の化合物を含み、
前記第一の化合物は、前述の本発明の一態様に係る化合物である、
有機エレクトロルミネッセンス素子が提供される。
本発明の一態様によれば、前述の本発明の一態様に係る有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器が提供される。
本発明の一態様によれば、TADF性を維持しつつ、昇華精製する際の昇華温度を低下し得る化合物、当該化合物を含む有機EL素子用材料、及び当該化合物を用いた有機EL素子、並びに当該有機EL素子を搭載した電子機器を提供することができる。
本発明の第三実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の概略構成を示す図である。 過渡PLを測定する装置の概略図である。 過渡PLの減衰曲線の一例を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、及び第二の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。 本発明の第四実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。 本発明の第五実施形態に係る有機エレクトロルミネッセンス素子の一例の発光層における第一の化合物、及び第四の化合物のエネルギー準位、並びにエネルギー移動の関係を示す図である。
〔第一実施形態〕
〔化合物〕
本実施形態に係る化合物は、下記一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物である。
Figure 2020022378
前記一般式(11)〜(13)において、R〜Rは、それぞれ独立に、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であるか、または下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基であり、ただし、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であり、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基である。
Figure 2020022378
前記一般式(1−1)において、Xは、酸素原子、硫黄原子、またはCR151152であり、R101〜R110は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、R151及びR152は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR151及びR152が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのR101〜R110、R151及びR152は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
前記一般式(1−2)において、X及びR111〜R120は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−3)において、X及びR121〜R130は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−4)において、X及びR131〜R140は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−5)において、X及びR141〜R150は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
前記一般式(1−6)において、X及びR61〜R70は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、R101〜R110、R111〜R120、R121〜R130、R131〜R140、R141〜R150、R61〜R70、R151及びR152のいずれか1つ以上が水素原子である場合、当該水素原子の全てが軽水素であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素であるか、または当該水素原子の全てが重水素であることが好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、R101〜R110、R111〜R120、R121〜R130、R131〜R140、R141〜R150、R61〜R70、R151及びR152のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素であるか、または当該水素原子の全てが重水素であることが好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(2−1)において、R161〜R168は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
ハロゲン原子、
置換基としてのR161〜R168は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
前記一般式(2−2)において、R171〜R180は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR171〜R180は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
前記一般式(2−3)において、R181〜R190は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR181〜R190は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
前記一般式(2−4)において、R191〜R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR191〜R200は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。
前記一般式(2−1)〜(2−4)において、R161〜R168、R171〜R180、R181〜R190及びR191〜R200のいずれか1つ以上が水素原子である場合、当該水素原子の全てが軽水素であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素であるか、または当該水素原子の全てが重水素であることが好ましい。
前記一般式(2−1)〜(2−4)において、R161〜R168、R171〜R180、R181〜R190及びR191〜R200のいずれか1つ以上が置換基であって、当該置換基が水素原子を1つ以上有する場合、当該水素原子の全てが軽水素であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素であるか、または当該水素原子の全てが重水素であることが好ましい。
カルバゾール基に、5員環(ただし、ヘテロ原子が窒素原子ではない環)とベンゼン環とが結合した基、すなわち、一般式(1−1)〜(1−6)で表される基(以下、「5環のカルバゾール基」とも称する)を、ジシアノベンゼンに結合させた化合物は、有機EL素子の特性に良好に働くと考えられる。
これは、5環のカルバゾール基が、例えば、一般式(2−1)〜(2−4)で表される基(以下、「3環もしくは4環のカルバゾール基」とも称する)に比べ、共役長が伸びているためと考えられる。また、5環のカルバゾール基特有の骨格にも起因すると考えられる。これにより、イオン化ポテンシャルが浅く(絶対値が小さく)なる傾向がある。その結果、5環のカルバゾール基を有する化合物を、例えば、発光層含ませた場合には、正孔輸送層から発光層への正孔注入特性が向上し、また発光層中の電荷輸送特性が向上すると考えられる。
一方、このような電荷輸送特性を有する5環のカルバゾール基を、例えば、ジシアノベンゼンに4つ結合させた化合物では、当該化合物を昇華精製する際に、昇華温度が上昇し易くなる。化合物の昇華温度が上昇すると、精製時間が長くなるので、精製効率が低下するという問題が生じる。
そこで、本発明者らは、(i)5環のカルバゾール基(一般式(1−1)〜(1−6)で表される基)と、(ii)3環もしくは4環のカルバゾール基(一般式(2−1)〜(2−4)で表される基)とを併用し、ジシアノベンゼンに、(i)及び(ii)の基を合計4つ結合させることで、TADF性を維持したまま、昇華温度を低下し得る化合物を見出した。
すなわち、本実施形態の化合物においては、5環のカルバゾール基と、3環もしくは4環のカルバゾール基とを一つの化合物内に有することが、昇華温度の低下に寄与すると考えられる。
加えて、3環もしくは4環のカルバゾール基は、5環のカルバゾール基に比べ、3重項エネルギーの高い骨格を有するので、例えば、発光層中に存在させることにより、3重項状態からのエネルギー失活を抑制する機能を発現できると考えられる。
したがって、本実施形態によれば、電荷輸送特性に優れた「5環のカルバゾール基」と「3環もしくは4環のカルバゾール基」とを併用することによって、昇華温度の低下とTADF性の維持とのバランスを図ることができると考えられる。その結果、TADF性を維持しつつ、昇華精製する際の昇華温度を低下し得る化合物が得られると考えられる。
本明細書において、TADF性が維持されるとは、具体的には例えば、実施例において測定される「X/Xの値」が0.05以上であることを意味する。
の値はPrompt発光(即時発光)の量であり、Xの値はDelay発光(遅延発光)の量である。測定方法の詳細は、実施例の項に記載する。
本実施形態の化合物において、R〜Rの基として、前記一般式(1−1)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−1)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(1−2)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(1−3)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(1−4)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(1−5)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−5)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(1−6)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(1−6)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
すなわち、具体的には例えば、RおよびRの基として、前記一般式(1−1)で表される基が2つ選ばれ、Rの基としては前記一般式(1−2)で表される基が1つ選ばれ、Rの基としては前記一般式(2−1)で表される基が1つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(1−1)で表される基(RおよびRの基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また例えば、R〜Rの基として、前記一般式(1−1)で表される基が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(1−1)で表される基(R〜Rの基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R〜Rのうちの2つが、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から選ばれ、残りの2つが前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から選ばれたとき、2つの前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基は、いずれも前記一般式(1−1)〜(1−6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R〜Rのうちの3つが、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から選ばれ、残りの1つが前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から選ばれたとき、該3つの前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基は、いずれも前記一般式(1−1)〜(1−6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R〜Rの基として、一般式(1−1)で表される基が3つ選ばれたとき、
選ばれた3つの基は、一般式(1−1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R〜Rの基として、前記一般式(2−1)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(2−1)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(2−2)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(2−2)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(2−3)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(2−3)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましく、
〜Rの基として、前記一般式(2−4)で表される基が複数個存在するとき、複数ある一般式(2−4)で表される基は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
すなわち、具体的には例えば、RおよびRの基として、前記一般式(2−1)で表される基が2つ選ばれ、Rの基としては前記一般式(2−2)で表される基が1つ選ばれ、Rの基としては前記一般式(1−1)で表される基が1つ選ばれた場合は、該2つの前記一般式(2−1)で表される基(RおよびRの基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また例えば、R〜Rの基として、前記一般式(2−1)で表される基が3つ選ばれた場合は、該3つの前記一般式(2−1)で表される基(R〜Rの基)は、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、R〜Rのうちの2つが、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から選ばれ、残りの2つが前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から選ばれたとき、2つの前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、いずれも前記一般式(2−1)〜(2−4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
また、R〜Rのうちの3つが、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から選ばれ、残りの1つが前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から選ばれたとき、該3つの前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、いずれも前記一般式(2−1)〜(2−4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
例えば、R〜Rの基として、一般式(2−1)で表される基が3つ選ばれたとき、選ばれた3つの基は、一般式(2−1)で表される基であり、かつ置換基も含めて互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、下記一般式(101)〜(123)で表される化合物のいずれかの化合物であることが好ましい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(101)〜(123)において、Dは、それぞれ独立に、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であり、Dは、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基であり、複数のDは、互いに同一または異なり、複数のDは、互いに同一または異なる。
本実施形態の化合物において、前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基であることが好ましい。
すなわち、本実施形態の化合物において、前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基であり、Dは、互いに同一の基であることがより好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)で表される化合物のいずれかの化合物であることが好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、酸素原子であることが好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、硫黄原子であることも好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、CR151152であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、一般式(1−1)〜(1−6)で表される基は、前記一般式(1−1)で表される基、前記一般式(1−2)で表される基、または前記一般式(1−4)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、下記一般式(2−5)〜(2−17)で表される基のいずれかの基であることが好ましい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(2−5)〜(2−17)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表し、Dは重水素を表す。
本実施形態の化合物において、一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、一般式(2−2)で表される基、一般式(2−3)で表される基、または一般式(2−4)で表される基であることが好ましい。
本実施形態の化合物において、一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、いずれも一般式(2−1)で表される基であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記一般式(2−1)で表される基は、前記一般式(2−5)で表される基または前記一般式(2−15)で表される基であることも好ましい。
本実施形態の化合物が、一般式(2−1)で表される基を有する場合、
161〜R168は、それぞれ独立に、
水素原子、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましい。
本実施形態の化合物が、一般式(2−1)で表される基を有する場合、
161、R163、R166及びR168の少なくともいずれかに置換基を有し、
当該置換基は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または
置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であり、
162、R164、R165及びR167は水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)で表される化合物のいずれかの化合物であり、前記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)において、Dは、それぞれ独立に、一般式(1−1)で表される基、一般式(1−2)で表される基、または一般式(1−4)で表される基であり、Dは、それぞれ独立に、一般式(2−5)〜(2−14)で表される基のいずれかの基であることがより好ましい。
なお、複数のDは、互いに同一または異なり、複数のDは、互いに同一または異なる。
本実施形態の化合物は、前記一般式(11)で表される化合物であることが好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(12)で表される化合物であることも好ましい。
本実施形態の化合物は、前記一般式(13)で表される化合物であることも好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)及び(2−1)〜(2−4)において、
置換基としてのR101〜R150、R151、R152、R161〜R168、R171〜R200及びR171〜R180及びR61〜R70は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
無置換の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、
無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基であることが好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)及び(2−1)〜(2−4)において、
前記置換基としてのR101〜R150、R151、R152、R161〜R168、R171〜R200及びR61〜R70は、それぞれ独立に、
無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または
無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましい。
前記一般式(1−1)〜(1−6)において、
101〜R150及びR61〜R70は、水素原子であり、
151及びR152は、無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または無置換の炭素数1〜6のアルキル基であり、
前記(2−1)〜(2−4)において、
161〜R168及びR171〜R200は、水素原子であることも好ましい。
本実施形態の化合物において、前記R〜Rのそれぞれを構成する原子の原子量の総和をそれぞれ算出したとき、
前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基に該当する基の前記総和のうち最小の総和M1(min)と、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基に該当する基の前記総和のうち最大の総和M2(max)とが下記数式(数1)の関係を満たすことが好ましい。
また、前記総和のうち最小の総和M1(min)と、前記一般式(2−1)〜(2−10)で表される基に該当する基の前記総和のうち最大の総和M2(max)とが、下記数式(数1X)の関係を満たすことが、さらに好ましい。
また、前記総和のうち最小の総和M1(min)と、前記一般式(2−1)〜(2−10)で表される基に該当する基の前記総和のうち最大の総和M2(max)とが、下記数式(数1Y)の関係を満たすことが、特に好ましい。
数式(数1)、数式(数1X)または数式(数1Y)の関係を満たすことにより、TADF性が良好に維持され、化合物を昇華精製する際の昇華温度が低下し易くなる。
M1(min)>M2(max) (数1)
140 > M1(min)−M2(max) (数1X)
110 > M1(min)−M2(max) (数1Y)
数式(数1)について説明する。
本実施形態の化合物が、一般式(11)で表される化合物であって、一般式(11)中、Rが、無置換の5H−ベンゾフロ[3,2−c]カルバゾール基(C1810ON)であり、Rが、1つのメチル基で置換された5H−ベンゾフロ[3,2−c]カルバゾール基(C1912ON)であり、Rが、無置換のカルバゾール基(C12N)であり、Rが、1つのメチル基で置換されたカルバゾール基(C1310N)である場合の化合物を例に挙げて説明する。
一般式(11)で表される化合物において、R〜Rが上記基である化合物は、下記化合物Aとなる。
この場合、R(C1810ON)を構成する原子の原子量の総和(以下、「総和MR1」とも称する)は、12×18+10+16+14=256と算出される。
(C1912ON)を構成する原子の原子量の総和(以下、「総和MR4」とも称する)は、12×19+12+16+14=270と算出される。
また、R(C12N)を構成する原子の原子量の総和(以下、「総和MR2」とも称する)は、12×12+8+14=166と算出される。
また、R(C1310N)を構成する原子の原子量の総和(以下、「総和MR3」とも称する)は、12×13+10+14=180と算出される。
及びRは、一般式(1−1)〜(1−6)で表される基に該当する基である。
及びRの上記原子量の総和を比べると、総和MR4>総和MR1、となるので、上記最小の総和M1(min)は、総和MR1となる。
及びRは、一般式(2−1)〜(2−4)で表される基に該当する基である。
及びRの上記原子量の総和を比べると、総和MR3>総和MR2、となるので、上記最大の総和M2(max)は、総和MR3となる。
したがって、下記化合物Aは、「総和MR1>総和MR3」であるため、数式(数1)の関係を満たす化合物である。
Figure 2020022378
・本実施形態に係る化合物の製造方法
本実施形態に係る化合物は、例えば、後述する実施例に記載の方法により製造することができる。本実施形態に係る化合物は、後述する実施例で説明する反応に倣い、目的物に合わせた既知の代替反応や原料を用いることで、製造することができる。
本実施形態に係る化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(11−1)、一般式(12−1)〜(12−2)及び一般式(13−1)〜(13−2)で表される化合物が挙げられる。
Figure 2020022378
前記一般式(11−1)において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bは、下記表3〜表20中のD1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号に対応する基を表す。
前記一般式(12−1)において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bは、下記表3〜表20中のD1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号に対応する基を表す。
前記一般式(12−2)において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bは、下記表3〜表20中のD1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号に対応する基を表す。
前記一般式(13−1)において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bは、下記表3〜表20中のD1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号に対応する基を表す。
前記一般式(13−2)において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bは、下記表3〜表20中のD1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号に対応する基を表す。
下記表3〜表20において、D1A、D2A、D1B、及びD2Bの欄にそれぞれ記載された番号は、後述する基1〜基36、及び基1’〜基18’の番号に対応する。
以下、基1〜基36及び基1’〜基18’を示す。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11−1)、一般式(12−1)〜(12−2)及び一般式(13−1)〜(13−2)、並びに、後述の一般式(11−2)、一般式(12−3)〜(12−6)及び一般式(13−3)〜(13−4)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。Meはメチル基を表す。Dは重水素を表す。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
例えば、表3中、化合物1とは、
下記一般式(11−1)において、D1A及びD1Bが「1」の基であり、D2Aが及びD2B「1’」の基である下記化合物1a、
下記一般式(12−1)において、D1A及びD1Bが「1」の基であり、D2Aが及びD2B「1’」の基である下記化合物1b、
下記一般式(12−2)において、D1A及びD1Bが「1」の基であり、D2Aが及びD2B「1’」の基である下記化合物1c、
下記一般式(13−1)において、D1A及びD1Bが「1」の基であり、D2Aが及びD2B「1’」の基である下記化合物1d、または
下記一般式(13−2)において、D1A及びD1Bが「1」の基であり、D2Aが及びD2B「1’」の基である化合物1eをいう。
すなわち、化合物1とは、化合物1a〜化合物1eのいずれかの化合物をいう。
Figure 2020022378
化合物1と、化合物1a〜化合物1eとの関係は、下記表1で表される。
本明細書では、化合物1〜化合物540及び化合物1621〜化合物1728について、化合物Xとも表現する。Xは、1以上540以下及び1621以上1728以下の整数である。すなわち、化合物Xは、化合物Xa〜化合物Xeを表す。
化合物Xと、化合物Xa〜化合物Xeとの関係は、下記表2で表される。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
また、本実施形態に係る化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(12−3)〜(12−5)、一般式(13−3)及び一般式(11−2)で表される化合物が挙げられる。
下記一般式(12−3)において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cは、下記表22〜表39中に記載された番号の基を表す。
下記一般式(13−3)において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cは、下記表22〜表39中に記載された番号の基を表す。
下記一般式(12−4)において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cは、下記表22〜表39中に記載された番号の基を表す。
下記一般式(12−5)において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cは、下記表22〜表39中に記載された番号の基を表す。
下記一般式(11−2)において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cは、下記表22〜表39中に記載された番号の基を表す。
下記表22〜表39において、D1A、D2A、D2B、及びD2Cの欄にそれぞれ記載された番号は、前述の基1〜基36及び基1’〜基18’の番号に対応する。
例えば、表22中、化合物541とは、
下記一般式(12−3)において、D1Aが「1」の基であり、D2A、D2B及びD2Cが「1’」の基である下記化合物541a、
下記一般式(13−3)において、D1Aが「1」の基であり、D2A、D2B及びD2Cが「1’」の基である下記化合物541b、
下記一般式(12−4)において、D1Aが「1」の基であり、D2A、D2B及びD2Cが「1’」の基である下記化合物541c、または
下記一般式(12−5)において、D1Aが「1」の基であり、D2A、D2B及びD2Cが「1’」の基である下記化合物541dをいう。
下記一般式(11−2)において、D1Aが「1」の基であり、D2A、D2B及びD2Cが「1’」の基である下記化合物541eをいう。
すなわち、化合物541とは、化合物541a〜化合物541eのいずれかの化合物をいう。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
本明細書では、化合物541〜化合物1080及び化合物1729〜化合物1836について、化合物Yとも表現する。Yは、541以上1080以下及び1729以上1836以下の整数である。すなわち、化合物Yは、化合物Ya、化合物Yb、化合物Yc、化合物Ydまたは化合物Yeを表す。
化合物Yと、化合物Ya〜化合物Yeとの関係は、下記表21で表される。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
また、本実施形態に係る化合物の具体例としては、例えば、下記一般式(12−6)及び一般式(13−4)で表される化合物が挙げられる。
下記一般式(12−6)において、D1A、D1B、D1C、及びD2Aは、下記表41〜表58中に記載された番号の基を表す。
下記一般式(13−4)において、D1A、D1B、D1C、及びD2Aは、下記表41〜表58中に記載された番号の基を表す。
下記表41〜表58において、D1A、D1B、D1C、及びD2Aの欄にそれぞれ記載された番号は、前述の基1〜基36及び基1’〜基18’の番号に対応する。
例えば、表41中、化合物1081とは、
下記一般式(12−6)において、D1A、D1B及びD1Cが「1」の基であり、D2Aが「1’」の基である下記化合物1081a、または
下記一般式(13−4)において、D1A、D1B及びD1Cが「1」の基であり、D2Aが「1’」の基である下記化合物1081bをいう。
すなわち、化合物1081とは、化合物1081aまたは化合物1081bの化合物をいう。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
本明細書では、化合物1081〜化合物1620及び化合物1837〜化合物1944について、化合物Zとも表現する。Zは、1081以上1620以下及び1837以上1944以下の整数である。すなわち、化合物Zは、化合物Zaまたは化合物Zbを表す。
化合物Zと、化合物Za及び化合物Zbとの関係は、下記表40で表される。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
本実施形態に係る化合物は、前記一般式(103)で表される化合物であることが好ましく、下記一般式(103A)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(103A)において、D10は、下記一般式(1−4A)で表される基であり、D20は、前記一般式(2−1)で表される基である。前記一般式(103A)における複数のD20は、互いに同一の基である。
「複数のD20は互いに同一の基である」とは、一般式(2−1)内の同じ記号で表される変数同士が全て同一であることを意味する。「一般式(2−1)内の変数」とは、R161〜R168を意味する。具体的には、一般式(103A)において、D20を表す「一般式(2−1)で表される基」は、R161同士が同一であり、R162同士が同一であり、R163同士が同一であり、R164同士が同一であり、R165同士が同一であり、R166同士が同一であり、R167同士が同一であり、R168同士が同一である。すなわち、一般式(103A)における3つのD20は、置換基も含めて互いに同一の基である。
Figure 2020022378
前記一般式(1−4A)において、X40は、酸素原子または硫黄原子であり、R131〜R140は、それぞれ、前記一般式(1−4)におけるR131〜R140と同義である。
*は、前記一般式(103A)中におけるベンゼン環との結合位置を表す。
前記一般式(1−4A)において、X40は、硫黄原子であることが好ましい。
前記一般式(1−4A)において、X40は、酸素原子であることも好ましい。
前記一般式(103A)で表される化合物において、前記一般式(2−1)で表される基は、下記一般式(2−5)及び(2−9)〜(2−17)で表される基のいずれかの基であることが好ましい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(2−5)及び(2−9)〜(2−17)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(103A)中におけるベンゼン環との結合位置を表し、Dは重水素を表す。
前記一般式(2−1)において、R161〜R168は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましい。
前記一般式(2−1)において、R161、R163、R166及びR168の少なくともいずれかが置換基を有し、当該置換基は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であり、R162、R164、R165及びR167は水素原子であることも好ましい。
前記一般式(2−1)において、R161〜R168のいずれか1つ以上が水素原子である場合、当該水素原子の全てが軽水素であるか、当該水素原子の内いずれか1つ以上が重水素であるか、または当該水素原子の全てが重水素であることが好ましい。
前記一般式(1−4A)及び(2−1)において、置換基としてのR131〜R140及びR161〜R168は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、無置換の炭素数1〜6のアルキル基、無置換の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基であることが好ましい。
前記一般式(1−4A)及び(2−1)において、R131〜R140及びR161〜R168は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましく、水素原子、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることがさらに好ましい。
前記一般式(1−4A)及び(2−1)において、置換基としてのR131〜R140及びR161〜R168は、それぞれ独立に、無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または無置換の炭素数1〜6のアルキル基であることがより好ましい。
前記一般式(1−4A)及び(2−1)において、R137は、置換基であり、置換基としてのR137は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基であり、R131〜R136及びR138〜R140は、水素原子であることも好ましい。
前記一般式(1−4A)及び(2−1)において、R131〜R140及びR161〜R168は、水素原子であることも好ましい。
本実施形態に係る化合物の具体例を以下に示す。本発明の化合物は、これらの具体例に限定されない。Meはメチル基を表す。
本実施形態に係る化合物の具体例を以下に示す。本発明の化合物は、これらの具体例に限定されない。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378



Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
〔第二実施形態〕
〔有機EL素子用材料〕
第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、第一実施形態の化合物(一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)を含む。
第二実施形態によれば、TADF性を維持しつつ、昇華精製する際の昇華温度を低下し得る有機EL素子用材料が得られる。
なお、第二実施形態に係る有機EL素子用材料は、さらにその他の化合物を含有していてもよい。第二実施形態に係る有機EL素子用材料が、さらにその他の化合物を含んでいる場合、該その他の化合物は、固体であっても液体であってもよい。
〔第三実施形態〕
〔有機EL素子〕
以下、第三実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。
有機EL素子は、陽極および陰極の両電極間に有機層を備える。この有機層は、通常、有機化合物で構成される複数の層が積層されてなる。有機層は、無機化合物をさらに含んでいてもよい。本実施形態の有機EL素子は、陽極と陰極との間に含まれる第一の有機層を有する。第一の有機層は、前記一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれかを含む。
第一の有機層としては、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層が挙げられる。
第一の有機層は発光層であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子は、第一の有機層が発光層である。
本実施形態において、有機層は、第一の有機層としての発光層だけで構成されていてもよいが、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔障壁層、及び電子障壁層等からなる群から選択される少なくともいずれかの層をさらに有していてもよい。
図1に、本実施形態に係る有機EL素子の一例の概略構成を示す。
有機EL素子1は、透光性の基板2と、陽極3と、陰極4と、陽極3と陰極4との間に配置された有機層10と、を含む。有機層10は、陽極3側から順に、正孔注入層6、正孔輸送層7、第一の有機層としての発光層5、電子輸送層8、及び電子注入層9が、この順番で積層されて構成される。
本実施形態の有機EL素子1において、発光層5は、第一の化合物を含む。
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物(一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)である。
発光層5は、燐光発光性材料(ドーパント材料)を含まないことが好ましい。
発光層5は、重金属錯体及び燐光発光性の希土類金属錯体を含まないことが好ましい。ここで、重金属錯体としては、例えば、イリジウム錯体、オスミウム錯体、及び白金錯体等が挙げられる。
また、発光層5は、金属錯体を含まないことも好ましい。
本実施形態の有機EL素子1は、発光層5が、第一の化合物と、さらに第二の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
<第一の化合物>
第一の化合物は、第一実施形態に係る化合物である。
第一の化合物は、遅延蛍光性の化合物であることが好ましい。
・遅延蛍光性
遅延蛍光については、「有機半導体のデバイス物性」(安達千波矢編、講談社発行)の261〜268ページで解説されている。その文献の中で、蛍光発光材料の励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差ΔE13を小さくすることができれば、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動が高効率で生じ、熱活性化遅延蛍光(ThermallyActivated delayed Fluore
scence, TADF)が発現すると説明されている。さらに、当該文献中の図10
.38で、遅延蛍光の発生メカニズムが説明されている。本実施形態における第一の化合物は、このようなメカニズムで発生する熱活性化遅延蛍光を示す化合物であることが好ましい。
一般に、遅延蛍光の発光は過渡PL(Photo Luminescence)測定により確認できる。
過渡PL測定から得た減衰曲線に基づいて遅延蛍光の挙動を解析することもできる。過渡PL測定とは、試料にパルスレーザーを照射して励起させ、照射を止めた後のPL発光の減衰挙動(過渡特性)を測定する手法である。TADF材料におけるPL発光は、最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光成分と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光成分に分類される。最初のPL励起で生成する一重項励起子の寿命は、ナノ秒オーダーであり、非常に短い。そのため、当該一重項励起子からの発光は、パルスレーザーを照射後、速やかに減衰する。
一方、遅延蛍光は、寿命の長い三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光のため、ゆるやかに減衰する。このように最初のPL励起で生成する一重項励起子からの発光と、三重項励起子を経由して生成する一重項励起子からの発光とでは、時間的に大きな差がある。そのため、遅延蛍光由来の発光強度を求めることができる。
図2には、過渡PLを測定するための例示的装置の概略図が示されている。図2を用いた過渡PLの測定方法、および遅延蛍光の挙動解析の一例を説明する。
図2の過渡PL測定装置100は、所定波長の光を照射可能なパルスレーザー部101と、測定試料を収容する試料室102と、測定試料から放射された光を分光する分光器103と、2次元像を結像するためのストリークカメラ104と、2次元像を取り込んで解析するパーソナルコンピュータ105とを備える。なお、過渡PLの測定は、図2に記載の装置に限定されない。
試料室102に収容される試料は、マトリックス材料に対し、ドーピング材料が12質量%の濃度でドープされた薄膜を石英基板に成膜することで得られる。
試料室102に収容された薄膜試料に対し、パルスレーザー部101からパルスレーザーを照射してドーピング材料を励起させる。励起光の照射方向に対して90度の方向へ発光を取り出し、取り出した光を分光器103で分光し、ストリークカメラ104内で2次元像を結像する。その結果、縦軸が時間に対応し、横軸が波長に対応し、輝点が発光強度に対応する2次元画像を得ることができる。この2次元画像を所定の時間軸で切り出すと、縦軸が発光強度であり、横軸が波長である発光スペクトルを得ることができる。また、当該2次元画像を波長軸で切り出すと、縦軸が発光強度の対数であり、横軸が時間である減衰曲線(過渡PL)を得ることができる。
例えば、マトリックス材料として、下記参考化合物H1を用い、ドーピング材料として下記参考化合物D1を用いて上述のようにして薄膜試料Aを作製し、過渡PL測定を行った。
Figure 2020022378
ここでは、前述の薄膜試料A、および薄膜試料Bを用いて減衰曲線を解析した。薄膜試料Bは、マトリックス材料として下記参考化合物H2を用い、ドーピング材料として前記参考化合物D1を用いて、上述のようにして薄膜試料を作製した。
図3には、薄膜試料Aおよび薄膜試料Bについて測定した過渡PLから得た減衰曲線が示されている。
Figure 2020022378
上記したように過渡PL測定によって、縦軸を発光強度とし、横軸を時間とする発光減衰曲線を得ることができる。この発光減衰曲線に基づいて、光励起により生成した一重項励起状態から発光する蛍光と、三重項励起状態を経由し、逆エネルギー移動により生成する一重項励起状態から発光する遅延蛍光との、蛍光強度比を見積もることができる。遅延蛍光性の材料では、素早く減衰する蛍光の強度に対し、緩やかに減衰する遅延蛍光の強度の割合が、ある程度大きい。
具体的には、遅延蛍光性の材料からの発光としては、Prompt発光(即時発光)と、Delay発光(遅延発光)とが存在する。Prompt発光(即時発光)とは、当該遅延蛍光性の材料が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察される発光である。Delay発光(遅延発光)とは、当該パルス光による励起後、即座には観察されず、その後観察される発光である。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234−238, 2012”(参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置または図2に記載の装置に限定されない。
また、本実施形態では、第一の化合物の遅延蛍光性の測定には、次に示す方法により作製した試料を用いる。例えば、第一の化合物をトルエンに溶解し、自己吸収の寄与を取り除くため励起波長において吸光度が0.05以下の希薄溶液を調製する。また酸素による消光を防ぐため、試料溶液を凍結脱気した後にアルゴン雰囲気下で蓋付きのセルに封入することで、アルゴンで飽和された酸素フリーの試料溶液とする。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP−8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10−ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定する。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出する。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234−238, 2012”(参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
本実施形態においては、測定対象化合物(第一の化合物)のPrompt発光(即時発光)の量をXとし、Delay発光(遅延発光)の量をXとしたときに、X/Xの値が0.05以上であることが好ましい。
本明細書における第一の化合物以外の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定も、第一の化合物のPrompt発光とDelay発光の量とその比の測定と同様である。
<第二の化合物>
第二の化合物は、蛍光発光性の化合物であることが好ましい。第二の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
本実施形態に係る第二の化合物としては、蛍光発光性材料を用いることができる。蛍光発光性材料としては、具体的には、例えば、ビスアリールアミノナフタレン誘導体、アリール置換ナフタレン誘導体、ビスアリールアミノアントラセン誘導体、アリール置換アントラセン誘導体、ビスアリールアミノピレン誘導体、アリール置換ピレン誘導体、ビスアリールアミノクリセン誘導体、アリール置換クリセン誘導体、ビスアリールアミノフルオランテン誘導体、アリール置換フルオランテン誘導体、インデノペリレン誘導体、アセナフトフルオランテン誘導体、ピロメテンホウ素錯体化合物、ピロメテン骨格を有する化合物、ピロメテン骨格を有する化合物の金属錯体、ジケトピロロピロール誘導体、ペリレン誘導体、およびナフタセン誘導体などが挙げられる。
本実施形態において、第二の化合物は、下記一般式(20)で表される化合物であることが好ましい。
第二の化合物は、下記一般式(20)で表される化合物である。
第二の化合物は、蛍光発光性を有する化合物であることが好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(20)において、
前記一般式(20)において、
Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
21〜R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのY、及びR21〜R26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアルキルチオ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、
置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
置換もしくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、
置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、
ハロゲン原子、
カルボキシ基、
置換もしくは無置換のエステル基、
置換もしくは無置換のカルバモイル基、
置換もしくは無置換のアミノ基、
ニトロ基、
シアノ基、
置換もしくは無置換のシリル基、および
置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
21およびZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
ハロゲン原子、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、および
置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群から選択される。
前記一般式(20)において、例えば、R25及びR26の組が互いに結合して環を形成している場合、第二の化合物は、下記一般式(21)で表される。
Figure 2020022378
前記一般式(21)において、X、Y、R21〜R24、Z21、およびZ22は、それぞれ、前記一般式(20)におけるX、Y、R21〜R24、Z21、およびZ22と同義であり、R27〜R30は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、R27〜R30が置換基である場合の置換基としては、R21〜R24について列挙した置換基と同義である。
前記一般式(20)において、Z21及びZ22が互いに結合して環を形成している場合、第二の化合物は、例えば、下記一般式(20A)、または下記一般式(20B)で表される。ただし、第二の化合物は、以下の構造に限定されない。
Figure 2020022378
前記一般式(20A)において、X、Y、およびR21〜R26は、それぞれ、前記一般式(20)におけるX、Y、およびR21〜R26と同義であり、R1Aは、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、R1Aが置換基である場合の置換基としては、R21〜R26について列挙した置換基と同義であり、n3は4である。
前記一般式(20B)において、X、Y、およびR21〜R26は、それぞれ、前記一般式(20)におけるX、Y、およびR21〜R26と同義であり、R1Bは、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、R1Bが置換基である場合の置換基としては、R21〜R26について列挙した置換基と同義であり、n4は4である。
21及びZ22のうち少なくともいずれか(好ましくはZ21及びZ22)は、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群から選択される基であることが好ましい。
21及びZ22のうち少なくともいずれかは、フッ素原子で置換された炭素数1〜30のアルコキシ基、フッ素原子で置換された環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、及び炭素数1〜30のフルオロアルキル基で置換された環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群から選択される基であることがより好ましい。
21及びZ22のうち少なくともいずれかは、フッ素原子で置換された炭素数1〜30のアルコキシ基であることがさらに好ましく、Z21及びZ22がフッ素原子で置換された炭素数1〜30のアルコキシ基であることがよりさらに好ましい。
21及びZ22が同じであることも好ましい。
一方、前記Z21および前記Z22のうち少なくともいずれかがフッ素原子であることも好ましく、前記Z21および前記Z22がフッ素原子であることもより好ましい。
前記Z21および前記Z22のうち少なくともいずれかは、下記一般式(20a)で表される基であることも好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(20a)において、Aは、置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基であり、Lは、置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキレン基、または置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリーレン基であり、mは、0、1、2、3、4、5、6、又は7であり、mが2、3、4、5、6、又は7である場合、複数のLは、互いに同一または異なる。mは、0、1、又は2であることが好ましい。mが0の場合、Aは、O(酸素原子)に直接結合する。
前記一般式(20)において、Z21およびZ22が前記一般式(20a)で表される基である場合、第二の化合物は、下記一般式(22)で表される化合物である。
第二の化合物は、下記一般式(22)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(22)において、X、XがYと結合する炭素原子であるときのY、R21〜R26は、それぞれ、前記一般式(20)におけるX、Y、R21〜R26と同義である。A21およびA22は、前記一般式(20a)におけるAと同義であり、互いに同一でも異なっていてもよい。L21およびL22は、前記一般式(20a)におけるLと同義であり、互いに同一でも異なっていてもよい。m1およびm2は、それぞれ独立に、0、1、2、3、4、5、6、又は7であり、0、1、又は2であることが好ましい。m1が2、3、4、5、6、又は7である場合、複数のL21は、互いに同一または異なり、m2が2、3、4、5、6、又は7である場合、複数のL22は、互いに同一または異なる。m1が0の場合、A21は、O(酸素原子)に直接結合し、m2が0の場合、A22は、O(酸素原子)に直接結合する。
前記一般式(20a)におけるAおよびLのうち少なくともいずれかが、ハロゲン原子で置換されていることが好ましく、フッ素原子で置換されていることがより好ましい。
前記一般式(20a)におけるAは、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基、または環形成炭素数6〜12のパーフルオロアリール基であることがより好ましく、炭素数1〜6のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。
前記一般式(20a)におけるLは、炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基、または環形成炭素数6〜12のパーフルオロアリーレン基であることがより好ましく、炭素数1〜6のパーフルオロアルキレン基であることがさらに好ましい。
すなわち、前記第二の化合物は、下記一般式(22a)で表される化合物であることも好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(22a)において、
Xは、前記一般式(20)におけるXと同義であり、XがYと結合する炭素原子であるときのYは、前記一般式(20)におけるYと同義であり、
21〜R26は、それぞれ独立に、前記一般式(20)におけるR21〜R26とそれぞれ同義であり、
m3は、0以上4以下であり、
m4は、0以上4以下であり、
m3及びm4は、互いに同一であるか又は異なる。
前記一般式(20)、(21)、(22)、及び(22a)において、
Xは、Yと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのYは、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基からなる群から選択される置換基であることが好ましく、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることがより好ましい。
前記一般式(20)、(21)、(22)、及び(22a)において、
より好ましい態様としては、
Xは、Yと結合する炭素原子であり、
Yは、水素原子又は置換基であり、
置換基としてのYは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であり、
置換基としてのYが置換基を有する環形成炭素数6〜30のアリール基である場合の当該置換基は、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、又は
炭素数1〜30のアルキル基で置換された環形成炭素数6〜30のアリール基である態様が挙げられる。
第二の化合物は、前記Z21と前記Z22とが互いに結合して環を形成してもよいが、前記Z21と前記Z22とが互いに結合して環を形成しないことが好ましい。
前記一般式(20)、(22)、及び(22a)において、R21、R23、R24、およびR26のうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
前記一般式(20)、(22)、及び(22a)において、R21、R23、R24、およびR26が置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基であることがより好ましい。この場合、R22およびR25が水素原子であることが好ましい。
前記一般式(20)、(22)、及び(22a)において、R21、R23、R24、およびR26のうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(20)、(22)、及び(22a)において、R21、R23、R24、およびR26が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることがより好ましい。この場合、R22およびR25が水素原子であることが好ましい。
前記一般式(20)、(22)、及び(22a)において、
より好ましい態様としては、
21、R23、R24、及びR26は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜6)のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜6)のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1〜30のアルキル基で置換された環形成炭素数6〜30(好ましくは環形成炭素数6〜12)のアリール基であり、
22及びR25が水素原子である態様が挙げられる。
前記一般式(21)において、R21、R23、およびR24のうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基であることが好ましい。
前記一般式(21)において、R21、R23、およびR24が置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基であることがより好ましい。この場合、R22は水素原子であることが好ましい。
前記一般式(21)において、R21、R23、およびR24のうち少なくともいずれかが置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることが好ましい。
前記一般式(21)において、R21、R23、およびR24が置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることがより好ましい。この場合、R22は水素原子であることが好ましい。
前記一般式(21)において、
より好ましい態様としては、
21、R23、およびR24は、それぞれ独立に、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜6)のアルキル基、
置換もしくは無置換の炭素数1〜30(好ましくは炭素数1〜6)のハロゲン化アルキル基、又は
炭素数1〜30のアルキル基で置換された環形成炭素数6〜30(好ましくは環形成炭素数6〜12)のアリール基であり、
22が水素原子である態様が挙げられる。
第二の化合物において、フッ素原子で置換されたアルコキシ基としては、例えば、2,2,2−トリフロオロエトキシ基、2,2−ジフロオロエトキシ基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−1−プロポキシ基、2,2,3,3−テトラフルオロ−1−プロポキシ基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロポキシ基、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロ−1−ブチルオキシ基、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロ−1−ブチルオキシ基、ノナフルオロターシャリーブチルオキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンタノキシ基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフルオロヘキサノキシ基、2,3−ビス(トリフルオロメチル)−2,3−ブタンジオキシ基、1,1,2,2−テトラ(トリフルオロメチル)エチレングリコキシ基、4,4,5,5,6,6,6−ヘプタフルオロヘキサン−1,2−ジオキシ基、および4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,9−トリデカフルオロノナン−1,2−ジオキシ基等が挙げられる。
第二の化合物において、フッ素原子で置換されたアリールオキシ基、またはフルオロアルキル基で置換されたアリールオキシ基としては、例えば、ペンタフルオロフェノキシ基、3,4,5−トリフルオロフェノキシ基、4−トリフルオロメチルフェノキシ基、3,5−ビストリフルオロメチルフェノキシ基、3−フルオロ−4−トリフルオロメチルフェノキシ基、2,3,5,6−テトラフルオロ−4−トリフルオロメチルフェノキシ基、4−フルオロカテコラート基、4−トリフルオロメチルカテコラート基、および3,5−ビストリフルオロメチルカテコラート基等が挙げられる。
第二の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、シアノ基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、炭素数1〜30のアルコキシ基、環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、炭素数6〜30のアリールチオ基、炭素数7〜30のアラルキル基、置換ホスホリル基、置換シリル基、ニトロ基、カルボキシ基、炭素数2〜30のアルケニル基、炭素数2〜30のアルキニル基、炭素数1〜30のアルキルチオ基、炭素数3〜30のアルキルシリル基、環形成炭素数6〜30のアリールシリル基、およびヒドロキシ基からなる群から選択される置換基であることが好ましい。
第二の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、炭素数1〜30のアルキル基、炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、および環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基であることがより好ましい。
第二の化合物における「置換もしくは無置換の」という場合の置換基は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜12のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜12のヘテロアリール基、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、および環形成炭素数3〜12のシクロアルキル基からなる群から選択される置換基であることがさらに好ましい。
第二の化合物が蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物は、主ピーク波長が、400nm以上700nm以下の発光を示すことが好ましい。
本明細書において、主ピーク波長とは、測定対象化合物が10−6モル/リットル以上10−5モル/リットル以下の濃度で溶解しているトルエン溶液について、測定した蛍光スペクトルにおける発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長をいう。測定装置は、分光蛍光光度計(日立ハイテクサイエンス社製、F−7000)を用いる。
第二の化合物は、赤色の発光又は緑色の発光を示すことが好ましい。
本明細書において、赤色の発光とは、蛍光スペクトルの主ピーク波長が600nm以上660nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が赤色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の主ピーク波長は、好ましくは600nm以上660nm以下、より好ましくは600nm以上640nm以下、さらに好ましくは610nm以上630nm以下である。
本明細書において、緑色の発光とは、蛍光スペクトルの主ピーク波長が500nm以上560nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が緑色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の主ピーク波長は、好ましくは500nm以上560nm以下、より好ましくは500nm以上540nm以下、さらに好ましくは510nm以上530nm以下である。
本明細書において、青色の発光とは、蛍光スペクトルの主ピーク波長が430nm以上480nm以下の範囲内である発光をいう。
第二の化合物が青色の蛍光発光性の化合物である場合、第二の化合物の主ピーク波長は、好ましくは430nm以上480nm以下、より好ましくは445nm以上480nm以下である。
・第二の化合物の製造方法
第二の化合物は、公知の方法により製造することができる。
本実施形態に係る第二の化合物の具体例を以下に示す。なお、本発明における第二の化合物は、これらの具体例に限定されない。
なお、ピロメテン骨格中におけるホウ素原子と窒素原子との配位結合は、実線、破線、矢印、もしくは省略するなど、種々の表記方法がある。本明細書においては、実線で表すか、破線で表すか、又は記載を省略する。
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
<発光層における第一の化合物及び第二の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS(Mat2)とが、下記数式(数3)の関係を満たすことが好ましい。
(Mat1)>S(Mat2) …(数3)
第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。すなわち、下記数式(数5)の関係を満たすことが好ましい。
77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数5)
本実施形態の有機EL素子1を発光させたときに、発光層5において、主に第二の化合物が発光していることが好ましい。
・三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係
ここで、三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係について説明する。本実施形態では、77[K]におけるエネルギーギャップは、通常定義される三重項エネルギーとは異なる点がある。
三重項エネルギーの測定は、次のようにして行われる。まず、測定対象となる化合物を適切な溶媒中に溶解した溶液を石英ガラス管内に封入した試料を作製する。この試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値に基づいて、所定の換算式から三重項エネルギーを算出する。
ここで、本実施形態に係る化合物の内、熱活性遅延蛍光性の化合物は、ΔSTが小さい化合物であることが好ましい。ΔSTが小さいと、低温(77[K])状態でも、項間交差、及び逆項間交差が起こりやすく、励起一重項状態と励起三重項状態とが混在する。その結果、上記と同様にして測定されるスペクトルは、励起一重項状態、及び励起三重項状態の両者からの発光を含んでおり、いずれの状態から発光したのかについて峻別することは困難であるが、基本的には三重項エネルギーの値が支配的と考えられる。
そのため、本実施形態では、通常の三重項エネルギーTと測定手法は同じであるが、その厳密な意味において異なることを区別するため、次のようにして測定される値をエネルギーギャップT77Kと称する。測定対象となる化合物をEPA(ジエチルエーテル:イソペンタン:エタノール=5:5:2(容積比))中に、濃度が10μmol/Lとなるように溶解し、この溶液を石英セル中に入れて測定試料とする。この測定試料について、低温(77[K])で燐光スペクトル(縦軸:燐光発光強度、横軸:波長とする。)を測定し、この燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]に基づいて、次の換算式(F1)から算出されるエネルギー量を77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとする。
換算式(F1):T77K[eV]=1239.85/λedge
燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線は以下のように引く。燐光スペクトルの短波長側から、スペクトルの極大値のうち、最も短波長側の極大値までスペクトル曲線上を移動する際に、長波長側に向けて曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち上がるにつれ(つまり縦軸が増加するにつれ)、傾きが増加する。この傾きの値が極大値をとる点において引いた接線(すなわち変曲点における接線)が、当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
なお、スペクトルの最大ピーク強度の15%以下のピーク強度をもつ極大点は、上述の最も短波長側の極大値には含めず、最も短波長側の極大値に最も近い、傾きの値が極大値をとる点において引いた接線を当該燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりに対する接線とする。
燐光の測定には、(株)日立ハイテクノロジー製のF−4500形分光蛍光光度計本体を用いることができる。なお、測定装置はこの限りではなく、冷却装置、及び低温用容器と、励起光源と、受光装置とを組み合わせることにより、測定してもよい。
・一重項エネルギーS
溶液を用いた一重項エネルギーSの測定方法(溶液法と称する場合がある。)としては、下記の方法が挙げられる。
測定対象となる化合物の10μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の吸収スペクトル(縦軸:吸収強度、横軸:波長とする。)を測定する。この吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対して接線を引き、その接線と横軸との交点の波長値λedge[nm]を次に示す換算式(F2)に代入して一重項エネルギーを算出する。
換算式(F2):S[eV]=1239.85/λedge
吸収スペクトル測定装置としては、例えば、日立社製の分光光度計(装置名:U3310)が挙げられるが、これに限定されない。
吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線は以下のように引く。吸収スペクトルの極大値のうち、最も長波長側の極大値から長波長方向にスペクトル曲線上を移動する際に、曲線上の各点における接線を考える。この接線は、曲線が立ち下がるにつれ(つまり縦軸の値が減少するにつれ)、傾きが減少しその後増加することを繰り返す。傾きの値が最も長波長側(ただし、吸光度が0.1以下となる場合は除く)で極小値をとる点において引いた接線を当該吸収スペクトルの長波長側の立ち下がりに対する接線とする。
なお、吸光度の値が0.2以下の極大点は、上記最も長波長側の極大値には含めない。
本実施形態では、一重項エネルギーSと、77[K]におけるエネルギーギャップT77Kとの差(S−T77K)をΔSTとして定義する。
本実施形態において、前記第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、前記第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)との差ΔST(Mat1)は、好ましくは0.3eV未満、より好ましくは0.2eV未満、さらに好ましくは0.1eV未満である。すなわち、ΔST(Mat1)は、下記数式(数1A)〜(数1C)の関係を満たすことが好ましい。
ΔST(Mat1)=S(Mat1)−T77K(Mat1)<0.3eV(数1A)ΔST(Mat1)=S(Mat1)−T77K(Mat1)<0.2eV(数1B)ΔST(Mat1)=S(Mat1)−T77K(Mat1)<0.1eV(数1C)
本実施形態の有機EL素子1は、赤色発光または緑色発光することが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が緑色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の主ピーク波長は、500nm以上560nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が赤色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の主ピーク波長は、600nm以上660nm以下であることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子1が青色発光する場合、有機EL素子1から発光する光の主ピーク波長は、430nm以上480nm以下であることが好ましい。
有機EL素子から発光する光の主ピーク波長の測定は、以下のようにして行う。
電流密度が10mA/cmとなるように有機EL素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタ社製)で計測する。
得られた分光放射輝度スペクトルにおいて、発光強度が最大となる発光スペクトルのピーク波長を測定し、これを主ピーク波長(単位:nm)とする。
・発光層の膜厚
本実施形態の有機EL素子1における発光層5の膜厚は、好ましくは5nm以上50nm以下、より好ましくは7nm以上50nm以下、最も好ましくは10nm以上50nm以下である。5nm以上であると、発光層形成及び色度の調整が容易になりやすく、50nm以下であると、駆動電圧の上昇が抑制されやすい。
・発光層における化合物の含有率
発光層5に含まれている第一の化合物及び第二の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層5に、第一の化合物及び第二の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層5は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層5は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
・TADF機構(メカニズム)
図4、発光層における第一の化合物及び第二の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図4において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起一重項状態を表す。T1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起三重項状態を表す。
図4中のS1(Mat1)からS1(Mat2)へ向かう破線の矢印は、第一の化合物の最低励起一重項状態から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動を表す。
図4に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
第三実施形態に係る有機EL素子1は、発光層5に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも小さな一重項エネルギーを有する第二の化合物と、を含んでいる。
第三実施形態に係る有機EL素子1は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
有機EL素子1の構成についてさらに説明する。以下、符号の記載は省略することがある。
(基板)
基板は、有機EL素子の支持体として用いられる。基板としては、例えば、ガラス、石英、及びプラスチック等を用いることができる。また、可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、プラスチック基板等が挙げられる。プラスチック基板を形成する材料としては、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、及びポリエチレンナフタレート等が挙げられる。また、無機蒸着フィルムを用いることもできる。
(陽極)
基板上に形成される陽極には、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、グラフェン等が挙げられる。この他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
これらの材料は、通常、スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1質量%以上10質量%以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。また、例えば、酸化タングステン、および酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5質量%以上5質量%以下、酸化亜鉛を0.1質量%以上1質量%以下含有したターゲットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
陽極上に形成されるEL層のうち、陽極に接して形成される正孔注入層は、陽極の仕事関数に関係なく正孔(ホール)注入が容易である複合材料を用いて形成されるため、電極材料として可能な材料(例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物、その他、元素周期表の第1族または第2族に属する元素も含む)を用いることができる。
仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)及びセシウム(Cs)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、並びにこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類金属並びにこれらを含む合金等を用いることもできる。なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて陽極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さらに、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
(陰極)
陰極には、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)及びセシウム(Cs)等のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)及びストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、並びにこれらを含む合金(例えば、MgAg、AlLi)、ユーロピウム(Eu)及びイッテルビウム(Yb)等の希土類金属並びにこれらを含む合金等が挙げられる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて陰極を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、グラフェン、珪素もしくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いて陰極を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
(正孔注入層)
正孔注入層は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。
また、正孔注入性の高い物質としては、低分子の有機化合物である4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物等やジピラジノ[2,3−f:20,30−h]キノキサリン−2,3,6,7,10,11−ヘキサカルボニトリル(HAT−CN)も挙げられる。
また、正孔注入性の高い物質としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)を用いることもできる。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PSS)等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
(正孔輸送層)
正孔輸送層は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層には、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、アントラセン誘導体等を使用する事ができる。具体的には、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BAFLP)、4,4’−ビス[N−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DFLDPBi)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/(V・s)以上の正孔移動度を有する物質である。
正孔輸送層には、CBP、9−[4−(N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(CzPA)、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(PCzPA)のようなカルバゾール誘導体や、t−BuDNA、DNA、DPAnthのようなアントラセン誘導体を用いても良い。ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)やポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)等の高分子化合物を用いることもできる。
但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
正孔輸送層を二層以上配置する場合、エネルギーギャップのより大きい材料を発光層に近い側に配置することが好ましい。このような材料として、後記する実施例で用いた、HT−2が挙げられる。
(電子輸送層)
電子輸送層は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層には、1)アルミニウム錯体、ベリリウム錯体、亜鉛錯体等の金属錯体、2)イミダゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、アジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の複素芳香族化合物、3)高分子化合物を使用することができる。具体的には低分子の有機化合物として、Alq、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(ptert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−フェニル−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。本実施態様においては、ベンゾイミダゾール化合物を好適に用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/(V・s)以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔輸送性よりも電子輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層で構成されていてもよいし、上記物質からなる層が二層以上積層されて構成されていてもよい。
また、電子輸送層には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)などを用いることができる。
(電子注入層)
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、陰極からの電子注入をより効率良く行うことができる。
あるいは、電子注入層に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。
(層形成方法)
本実施形態の有機EL素子の各層の形成方法としては、上記で特に言及した以外には制限されないが、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ法、イオンプレーティング法などの乾式成膜法や、スピンコーティング法、ディッピング法、フローコーティング法、インクジェット法などの湿式成膜法などの公知の方法を採用することができる
(膜厚)
本実施形態の有機EL素子の各有機層の膜厚は、上記で特に言及した以外には制限されないが、一般に膜厚が薄すぎるとピンホール等の欠陥が生じやすく、逆に厚すぎると高い印加電圧が必要となり効率が悪くなるため、通常は数nmから1μmの範囲が好ましい。
〔第四実施形態〕
第四実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第四実施形態の説明において第三実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第四実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、発光層が、さらに第三の化合物を含んでいる点で、第三実施形態に係る有機EL素子と異なる。その他の点については第三実施形態と同様である。
すなわち、第四実施形態において、第一の有機層としての発光層は、第一の化合物と、第二の化合物と、第三の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ホスト材料であることが好ましく、第二の化合物は、ドーパント材料であることが好ましく、第三の化合物は、分散材として、ドーパント材料を発光層中に分散させる材料であることが好ましい。
<第三の化合物>
第三の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第三の化合物としては、特に限定されないが、アミン化合物以外の化合物であることが好ましい。また、例えば、第三の化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体を用いることができるが、これら誘導体に限定されない。
第三の化合物は、一つの分子中に下記一般式(31)で表される部分構造、下記一般式(32)で表される部分構造、下記一般式(33)で表される部分構造、及び下記一般式(34)で表される部分構造のうち少なくともいずれかを含む化合物であることも好ましい。
Figure 2020022378
前記一般式(31)において、
31〜Y36は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y31〜Y36のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
前記一般式(32)において、
41〜Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
ただし、Y41〜Y48のうち少なくともいずれかは、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
30は、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子である。
前記一般式(33)〜(34)中、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(32)において、Y41〜Y48のうち少なくとも2つが第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、当該炭素原子を含む環構造が構築されていることも好ましい。
例えば、前記一般式(32)で表される部分構造が、下記一般式(321)、一般式(322)、一般式(323)、一般式(324)、一般式(325)、及び一般式(326)で表される部分構造からなる群から選択されるいずれかの部分構造であることが好ましい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(321)〜(326)において、
30は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、または酸素原子、もしくは硫黄原子であり、
41〜Y48は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
31は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子と結合する窒素原子、酸素原子、硫黄原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子であり、
61〜Y64は、それぞれ独立に、窒素原子、または第三の化合物の分子中における他の原子と結合する炭素原子である。
本実施形態においては、第三の化合物は、前記一般式(321)〜(326)のうち前記一般式(323)で表される部分構造を有することが好ましい。
前記一般式(31)で表される部分構造は、下記一般式(33)で表される基、及び下記一般式(34)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基として第三の化合物に含まれることが好ましい。
第三の化合物は、下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のうち少なくともいずれかの部分構造を有することも好ましい。下記一般式(33)、及び下記一般式(34)で表される部分構造のように結合箇所が互いにメタ位に位置するため、第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)を高く保つことができる。
Figure 2020022378
前記一般式(33)において、Y31、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR31である。
前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR31である。
前記一般式(33)、及び(34)において、
31は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR31は、それぞれ独立に、
置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択される。
ただし、前記R31における置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(33)、及び前記一般式(34)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(33)において、Y31、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、CR31であることが好ましく、複数のR31は、互いに同一であるか、または異なる。
また、前記一般式(34)において、Y32、Y34、及びY36は、それぞれ独立に、CR31であることが好ましく、複数のR31は、互いに同一であるか、または異なる。
置換ゲルマニウム基は、−Ge(R301で表されることが好ましい。R301は、それぞれ独立に、置換基である。置換基R301は、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、または置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基であることが好ましい。複数のR301は、互いに同一であるかまたは異なる。
前記一般式(32)で表される部分構造は、下記一般式(35)〜(39)、及び下記一般式(30a)で表される基からなる群から選択される少なくともいずれかの基として第三の化合物に含まれることが好ましい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(35)において、Y41乃至Y48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(36)、及び(37)において、Y41〜Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(38)において、Y41、Y42、Y44、Y45、Y47、及びY48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(39)において、Y42〜Y48は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(30a)において、Y42〜Y47は、それぞれ独立に、窒素原子またはCR32である。
前記一般式(35)〜(39)、及び(30a)において、
32は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であり、
置換基としてのR32は、
置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
ハロゲン原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR32は、互いに同一であるかまたは異なる。
前記一般式(37)〜(39),及び(30a)において、
30は、NR33、酸素原子、または硫黄原子であり、
33は、
置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
置換または無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、
置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
置換または無置換の炭素数1〜30のフルオロアルキル基、
置換または無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
置換または無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、
置換または無置換のシリル基、
置換ゲルマニウム基、
置換ホスフィンオキシド基、
フッ素原子、
シアノ基、
ニトロ基、及び
置換または無置換のカルボキシ基
からなる群から選択され、
複数のR33は、互いに同一であるかまたは異なる。
ただし、前記R33における置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基は、非縮合環であることが好ましい。
前記一般式(35)〜(39)、及び(30a)において、*は、それぞれ独立に、第三の化合物の分子中における他の原子または他の構造との結合箇所を表す。
前記一般式(35)において、Y41〜Y48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(36)、及び前記一般式(37)において、Y41〜Y45,Y47、及びY48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(38)において、Y41,Y42,Y44,Y45,Y47、及びY48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(39)において、Y42〜Y48は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、前記一般式(30a)において、Y42〜Y47は、それぞれ独立に、CR32であることが好ましく、複数のR32は、互いに同一であるかまたは異なる。
第三の化合物において、X30は、酸素原子または硫黄原子であることが好ましく、酸素原子であることがより好ましい。
第三の化合物において、R31、及びR32は、それぞれ独立に、水素原子または置換基であって、置換基としてのR31、及び置換基としてのR32は、それぞれ独立に、フッ素原子、シアノ基、置換または無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、及び置換または無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基からなる群から選択されるいずれかの基であることが好ましい。R31、及びR32は、水素原子、シアノ基、置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、または置換または無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基であることがより好ましい。ただし、置換基としてのR31、及び置換基としてのR32が置換または無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基である場合、当該アリール基は、非縮合環であることが好ましい。
第三の化合物は、芳香族炭化水素化合物、または芳香族複素環化合物であることも好ましい。
・第三の化合物の製造方法
第三の化合物は、例えば、国際公開第2012/153780号、及び国際公開第2013/038650号等に記載の方法により製造することができる。また、例えば、目的物に合わせた既知の代替反応、及び原料を用いることで、第三の化合物を製造できる。
第三の化合物における置換基の例は、例えば、以下のとおりであるが、本発明は、これらの例に限定されない。
アリ−ル基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、フェナントリル基、ピレニル基、クリセニル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾアントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、9,9−ジメチルフルオレニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、フルオランテニル基等が挙げられ、好ましくはフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、及びフルオレニル基等を挙げることができる。
置換基を有するアリ−ル基としては、トリル基、キシリル基、及び9,9−ジメチルフルオレニル基等を挙げることができる。
具体例が示すように、アリール基は、縮合アリール基、及び非縮合アリール基の両方を含む。
アリ−ル基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基、ナフチル基、トリフェニレニル基、またはフルオレニル基が好ましい。
ヘテロアリール基(複素環基、ヘテロ芳香族環基、または芳香族複素環基と称する場合がある。)の具体例としては、ピロリル基、ピラゾリル基、ピラジニル基、ピリミジニル基、ピリダジニル基、ピリジル基、トリアジニル基、インドリル基、イソインドリル基、イミダゾリル基、ベンズイミダゾリル基、インダゾリル基、イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、フリル基、ベンゾフラニル基、イソベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、アザジベンゾフラニル基、チオフェニル基、ベンゾチエニル基、ジベンゾチエニル基、アザジベンゾチエニル基、キノリル基、イソキノリル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、ナフチリジニル基、カルバゾリル基、アザカルバゾリル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、フェノキサジニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、フラザニル基、ベンズオキサゾリル基、チエニル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンズチアゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基等が挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、アザジベンゾフラニル基、及びアザジベンゾチエニル基等を挙げることができる。
ヘテロアリール基としては、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基が好ましく、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、アザジベンゾフラニル基、またはアザジベンゾチエニル基がさらに好ましい。
第三の化合物において、置換シリル基は、置換または無置換のトリアルキルシリル基、置換または無置換のアリールアルキルシリル基、及び置換または無置換のトリアリールシリル基からなる群から選択されることも好ましい。
置換または無置換のトリアルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、及びトリエチルシリル基を挙げることができる。
置換若しくは無置換のアリールアルキルシリル基の具体例としては、ジフェニルメチルシリル基、ジトリルメチルシリル基、及びフェニルジメチルシリル基等を挙げることができる。
置換または無置換のトリアリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリル基、及びトリトリルシリル基等を挙げることができる。
第三の化合物において、置換ホスフィンオキシド基は、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基であることも好ましい。
置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基の具体例としては、ジフェニルホスフィンオキシド基、及びジトリルホスフィンオキシド基等を挙げることができる。
第三の化合物において、置換カルボキシ基としては、例えば、ベンゾイルオキシ基等が挙げられる。
本実施形態に係る第三の化合物の具体例を以下に示す。なお、本発明における第三の化合物は、これらの具体例に限定されない。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
<発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子において、第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、第三の化合物の一重項エネルギーS(Mat3)とは、下記数式(数2)の関係を満たすことが好ましい。
(Mat3)>S(Mat1) (数2)
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)よりも大きいことが好ましい。
第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)は、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)よりも大きいことが好ましい。
第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、第二の化合物の一重項エネルギーS(Mat2)と、第三の化合物の一重項エネルギーS(Mat3)とは、下記数式(数2A)の関係を満たすことが好ましい。
(Mat3)>S(Mat1)>S(Mat2) …(数2A)
第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)と、第二の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat2)と、第三の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat3)とは、下記数式(数2B)の関係を満たすことが好ましい。
77K(Mat3)>T77K(Mat1)>T77K(Mat2) …(数2B)
本実施形態の有機EL素子を発光させたときに、発光層において、主に蛍光発光性の化合物が発光していることが好ましい。
本実施形態の有機EL素子は、第三実施形態の有機EL素子と同様に、赤色発光または緑色発光することが好ましい。
有機EL素子から発光する光の主ピーク波長は、第三実施形態の有機EL素子と同様の方法で測定することができる。
・発光層における化合物の含有率
発光層に含まれている第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%であることがさらに好ましい。
第二の化合物の含有率は、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以上1質量%以下であることがさらに好ましい。
第三の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましい。
発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物の合計含有率の上限は、100質量%である。なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第二の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第三の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
図5は、発光層における第一の化合物、第二の化合物、及び第三の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図5において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat2)は、第二の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat3)は、第三の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat3)は、第三の化合物の最低励起三重項状態を表す。図5中の1(Mat1)からS1(Mat2)へ向かう破線の矢印は、第一の化合物の最低励起一重項状態から第二の化合物の最低励起一重項状態へのフェルスター型エネルギー移動を表す。
図5に示すように、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな化合物を用いると、最低励起三重項状態T1(Mat1)は、熱エネルギーにより、最低励起一重項状態S1(Mat1)に逆項間交差が可能である。そして、第一の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat1)から第二の化合物へのフェルスター型エネルギー移動が生じ、最低励起一重項状態S1(Mat2)が生成する。この結果、第二の化合物の最低励起一重項状態S1(Mat2)からの蛍光発光を観測することができる。このTADFメカニズムによる遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部量子効率を100%まで高めることができると考えられている。
第四実施形態に係る有機EL素子は、発光層に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも小さな一重項エネルギーを有する第二の化合物と、第一の化合物よりも大きな一重項エネルギーを有する第三の化合物と、を含んでいる。
第四実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
〔第五実施形態〕
第五実施形態に係る有機EL素子の構成について説明する。第五実施形態の説明において第三実施形態及び第四実施形態と同一の構成要素は、同一符号や名称を付す等して説明を省略もしくは簡略化する。また、第五実施形態では、特に言及されない材料や化合物については、第三実施形態及び第四実施形態で説明した材料や化合物と同様の材料や化合物を用いることができる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、発光層が、第二の化合物に代えて、第四の化合物を含んでいる点で、第三実施形態に係る有機EL素子と異なる。その他の点については第三実施形態と同様である。
第五実施形態において、発光層は、第一の化合物と、第四の化合物とを含む。
この態様の場合、第一の化合物は、ドーパント材料(ゲスト材料、エミッター、発光材料と称する場合もある。)であることが好ましく、第四の化合物は、ホスト材料(マトリックス材料と称する場合もある。)であることが好ましい。
第四の化合物は、遅延蛍光性の化合物でもよいし、遅延蛍光性を示さない化合物でもよい。
第四の化合物としては特に限定されないが、例えば、第四実施形態の項で記載した第三の化合物を用いることができる。
<発光層における第一の化合物及び第四の化合物の関係>
本実施形態の有機EL素子1において、第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、第四の化合物の一重項エネルギーS(Mat4)とが、下記数式(数4)の関係を満たすことが好ましい。
(Mat4)>S(Mat1) (数4)
第四の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat4)は、第一の化合物の77[K]におけるエネルギーギャップT77K(Mat1)よりも大きいことが好ましい。すなわち、下記数式(数4A)の関係を満たすことが好ましい。
77K(Mat4)>T77K(Mat1) …(数4A)
本実施形態の有機EL素子を発光させたときに、発光層において、主に第一の化合物が発光していることが好ましい。
・発光層における化合物の含有率
発光層に含まれている第一の化合物及び第四の化合物の含有率は、例えば、以下の範囲であることが好ましい。
第一の化合物の含有率は、10質量%以上80質量%以下であることが好ましく、10質量%以上60質量%以下であることがより好ましく、20質量%以上60質量%以下であることがさらに好ましい。
第四の化合物の含有率は、20質量%以上90質量%以下であることが好ましく、40質量%以上90質量%以下であることがより好ましく、40質量%以上80質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、本実施形態は、発光層に、第一の化合物及び第四の化合物以外の材料が含まれることを除外しない。
発光層は、第一の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。発光層は、第四の化合物を1種のみ含んでもよいし、2種以上含んでもよい。
図6は、発光層における第一の化合物および第四の化合物のエネルギー準位の関係の一例を示す図である。図6において、S0は、基底状態を表す。S1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat1)は、第一の化合物の最低励起三重項状態を表す。S1(Mat4)は、第四の化合物の最低励起一重項状態を表し、T1(Mat4)は、第四の化合物の最低励起三重項状態を表す。図6中の破線の矢印は、各励起状態間のエネルギー移動を表す。第四の化合物の最低励起一重項状態S1からのフェルスター移動、または最低励起三重項状態T1からのデクスター移動により、第一の化合物の最低励起一重項状態S1または最低励起三重項状態T1に、それぞれエネルギー移動する。さらに、第一の化合物としてΔST(Mat1)の小さな材料を用いると、第一の化合物の最低励起三重項状態T1は熱エネルギーによって最低励起一重項状態S1に逆項間交差することが可能である。この結果、第一の化合物の最低励起一重項状態S1からの蛍光発光を観測することができる。このTADF機構による遅延蛍光を利用することによっても、理論的に内部効率を100%まで高めることができると考えられている。
第五実施形態に係る有機EL素子は、発光層に、第一の化合物としての第一実施形態の化合物(一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物の少なくともいずれか)と、第一の化合物よりも大きな一重項エネルギーを有する第四の化合物と、を含んでいる。
第五実施形態に係る有機EL素子は、表示装置および発光装置等の電子機器に使用できる。
〔第六実施形態〕
[電子機器]
本実施形態に係る電子機器は、上述の実施形態のいずれかの有機EL素子を搭載している。電子機器としては、例えば、表示装置及び発光装置等が挙げられる。表示装置としては、例えば、表示部品(例えば、有機ELパネルモジュール等)、テレビ、携帯電話、タブレット、及びパーソナルコンピュータ等が挙げられる。発光装置としては、例えば、照明及び車両用灯具等が挙げられる。
〔実施形態の変形〕
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変更、改良等は、本発明に含まれる。
例えば、発光層は、1層に限られず、複数の発光層が積層されていてもよい。有機EL素子が複数の発光層を有する場合、少なくとも1つの発光層が上記実施形態で説明した条件を満たしていればよい。例えば、その他の発光層が、蛍光発光型の発光層であっても、三重項励起状態から直接基底状態への電子遷移による発光を利用した燐光発光型の発光層であってもよい。
また、有機EL素子が複数の発光層を有する場合、これらの発光層が互いに隣接して設けられていてもよいし、中間層を介して複数の発光ユニットが積層された、いわゆるタンデム型の有機EL素子であってもよい。
また、例えば、発光層の陽極側、及び陰極側の少なくとも一方に障壁層を隣接させて設けてもよい。障壁層は、発光層に接して配置され、正孔、電子、及び励起子の少なくともいずれかを阻止することが好ましい。
例えば、発光層の陰極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、電子を輸送し、かつ正孔が当該障壁層よりも陰極側の層(例えば、電子輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、電子輸送層を含む場合は、発光層と電子輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、発光層の陽極側で接して障壁層が配置された場合、当該障壁層は、正孔を輸送し、かつ電子が当該障壁層よりも陽極側の層(例えば、正孔輸送層)に到達することを阻止する。有機EL素子が、正孔輸送層を含む場合は、発光層と正孔輸送層との間に当該障壁層を含むことが好ましい。
また、励起エネルギーが発光層からその周辺層に漏れ出さないように、障壁層を発光層に隣接させて設けてもよい。発光層で生成した励起子が、当該障壁層よりも電極側の層(例えば、電子輸送層及び正孔輸送層等)に移動することを阻止する。
発光層と障壁層とは接合していることが好ましい。
その他、本発明の実施における具体的な構造、及び形状等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前に記載される数値を下限値とし、「〜」の後に記載される数値を上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、例えば、Rx及びRyが炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子を含み、Rxに含まれる原子(炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子)と、Ryに含まれる原子(炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子又はケイ素原子)とが、単結合、二重結合、三重結合、又は二価の連結基を介して結合し、環形成原子数が5以上の環(具体的には、複素環又は芳香族炭化水素環)を形成することを意味する。xは、数字、文字、又は、数字と文字との組み合わせである。yは、数字、文字、又は、数字と文字との組み合わせである。
二価の連結基としては特に制限されないが、例えば、−O−、−CO−、−CO−、−S−、−SO−、−SO−、−NH−、−NRa−、及びこれらの連結基を2以上組み合わせた基等が挙げられる。
複素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「ヘテロアリール基」から結合手を除いた環構造(複素環)が挙げられる。これらの複素環は置換基を有していてもよい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、後述の「一般式中における各置換基についての説明」で例示した「アリール基」から結合手を除いた環構造(芳香族炭化水素環)が挙げられる。これらの芳香族炭化水素環は置換基を有していてもよい。
Raとしては、例えば、置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基等が挙げられる。
例えば、Rx及びRyが互いに結合して環を形成するとは、下記一般式(E1)で表される分子構造において、Rxに含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(
E2)で表される環(環構造)Eを形成すること;一般式(F1)で表される分子構造において、Rxに含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(F2)で表され
る環Fを形成すること;一般式(G1)で表される分子構造において、Rxに含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(G2)で表される環Gを形成すること;一
般式(H1)で表される分子構造において、Rxに含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(H2)で表される環Hを形成すること;一般式(I1)で表される分子構造において、Rxに含まれる原子と、Ry1に含まれる原子とが、一般式(I2)
で表される環Iを形成すること;を意味する。
一般式(E1)〜(I1)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E1)中の2つの*は一般式(E2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(F1)中の2つの*は一般式(F2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(G1)中の2つの*は一般式(G2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(H1)中の2つの*は一般式(H2)中の2つの*にそれぞれ対応し、一般式(I1)中の2つの*は一般式(I2)中の2つの*にそれぞれ対応する。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
一般式(E2)〜(I2)で表される分子構造において、E〜Iはそれぞれ環構造(前記環形成原子数が5以上の環)を表す。一般式(E2)〜(I2)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。一般式(E2)中の2つの*は一般式(E1)中の2つの*にそれぞれ対応する。一般式(F2)〜(I2)中の2つの*についても同様に、一般式(F1)〜(I1)中の2つの*にそれぞれ対応する。
例えば、一般式(E1)において、Rx及びRyが互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のベンゼン環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E3)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E3)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。
例えば、一般式(E1)において、Rx及びRyが互いに結合して一般式(E2)中の環Eを形成し、環Eが無置換のピロール環である場合、一般式(E1)で表される分子構造は、下記一般式(E4)で表される分子構造になる。ここで、一般式(E4)中の2つの*は、それぞれ独立に、一般式(E2)および一般式(E1)中の2つの*に対応する。一般式(E3)及び(E4)中、*は、それぞれ独立に、一分子中の他の原子との結合位置を表す。
Figure 2020022378
本明細書において、環形成炭素数とは、原子が環状に結合した構造の化合物(例えば、単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子のうちの炭素原子の数を表す。当該環が置換基によって置換される場合、置換基に含まれる炭素は環形成炭素数には含まない。以下で記載される「環形成炭素数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ベンゼン環は環形成炭素数が6であり、ナフタレン環は環形成炭素数が10であり、ピリジニル基は環形成炭素数が5であり、フラニル基は環形成炭素数4である。また、ベンゼン環やナフタレン環に置換基として例えばアルキル基が置換している場合、当該アルキル基の炭素数は、環形成炭素数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の炭素数は環形成炭素数の数に含めない。
本明細書において、環形成原子数とは、原子が環状に結合した構造(例えば単環、縮合環、環集合)の化合物(例えば単環化合物、縮合環化合物、架橋化合物、炭素環化合物、複素環化合物)の当該環自体を構成する原子の数を表す。環を構成しない原子や、当該環が置換基によって置換される場合の置換基に含まれる原子は環形成原子数には含まない。以下で記載される「環形成原子数」については、特筆しない限り同様とする。例えば、ピリジン環は、環形成原子数が6であり、キナゾリン環は、環形成原子数が10であり、フラン環は、環形成原子数が5である。ピリジン環やキナゾリン環の炭素原子にそれぞれ結合している水素原子や置換基を構成する原子については、環形成原子数の数に含めない。また、フルオレン環に置換基として例えばフルオレン環が結合している場合(スピロフルオレン環を含む)、置換基としてのフルオレン環の原子数は環形成原子数の数に含めない。
・本明細書における一般式中における各置換基についての説明(各置換基の説明)
本明細書におけるアリール基(芳香族炭化水素基と称する場合がある。)としては、例えば、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、フルオレニル基、ピレニル基、クリセニル基、フルオランテニル基、ベンゾ[a]アントリル基、ベンゾ[c]フェナントリル基、トリフェニレニル基、ベンゾ[k]フルオランテニル基、ベンゾ[g]クリセニル基、ベンゾ[b]トリフェニレニル基、ピセニル基、及びペリレニル基等が挙げられる。
本明細書におけるアリール基としては、環形成炭素数が、6〜20であることが好ましく、6〜14であることがより好ましく、6〜12であることがさらに好ましい。上記アリール基の中でもフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、ターフェニル基、フルオレニル基が好ましい。1−フルオレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基及び4−フルオレニル基については、9位の炭素原子に、後述する本明細書における置換もしくは無置換のアルキル基や、置換もしくは無置換のアリール基が置換されていることが好ましい。
本明細書におけるヘテロアリール基(複素環基、ヘテロ芳香族環基、または芳香族複素環基と称する場合がある。)は、ヘテロ原子として、窒素、硫黄、酸素、ケイ素、セレン原子、及びゲルマニウム原子からなる群から選択される少なくともいずれかの原子を含むことが好ましく、窒素、硫黄、及び酸素からなる群から選択される少なくともいずれかの原子を含むことがより好ましい。
本明細書における複素環基としては、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノリル基、イソキノリニル基、ナフチリジニル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、キナゾリニル基、フェナントリジニル基、アクリジニル基、フェナントロリニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、インドリル基、ベンズイミダゾリル基、インダゾリル基、イミダゾピリジニル基、ベンズトリアゾリル基、カルバゾリル基、フリル基、チエニル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソキサゾリル基、イソチアゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、ベンゾイソキサゾリル基、ベンゾイソチアゾリル基、ベンゾオキサジアゾリル基、ベンゾチアジアゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ピペリジニル基、ピロリジニル基、ピペラジニル基、モルホリル基、フェナジニル基、フェノチアジニル基、及びフェノキサジニル基等が挙げられる。
本明細書における複素環基としては、環形成原子数が、5〜20であることが好ましく、5〜14であることがより好ましい。上記複素環基の中でも1−ジベンゾフラニル基、2−ジベンゾフラニル基、3−ジベンゾフラニル基、4−ジベンゾフラニル基、1−ジベンゾチエニル基、2−ジベンゾチエニル基、3−ジベンゾチエニル基、4−ジベンゾチエニル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、及び9−カルバゾリル基がさらにより好ましい。1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基及び4−カルバゾリル基については、9位の窒素原子に、本明細書における置換もしくは無置換のアリール基や、置換もしくは無置換の複素環基が置換していることが好ましい。
また、本明細書において、複素環基は、例えば、下記一般式(XY−1)〜(XY−18)で表される部分構造から誘導される基であってもよい。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
前記一般式(XY−1)〜(XY−18)において、X及びYは、それぞれ独立に、ヘテロ原子であり、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、ケイ素原子、またはゲルマニウム原子であることが好ましい。前記一般式(XY−1)〜(XY−18)で表される部分構造は、任意の位置で結合手を有して複素環基となり、この複素環基は、置換基を有していてもよい。
また、本明細書において、置換もしくは無置換のカルバゾリル基としては、例えば、下記一般式(XY−19)〜(XY−22)で表されるような、カルバゾール環に対してさらに環が縮合した基も含み得る。このような基も置換基を有していてもよい。また、結合手の位置も適宜変更され得る。
Figure 2020022378
本明細書におけるアルキル基としては、直鎖、分岐鎖または環状のいずれであってもよい。また、ハロゲン化アルキル基であってもよい。
直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、アミル基、イソアミル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−ペンチルヘキシル基、1−ブチルペンチル基、1−ヘプチルオクチル基、及び3−メチルペンチル基等が挙げられる。
本明細書における直鎖または分岐鎖のアルキル基の炭素数は、1〜10であることが好ましく、1〜6であることがさらに好ましい。上記直鎖または分岐鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、アミル基、イソアミル基、及びネオペンチル基がさらにより好ましい。
本明細書における環状のアルキル基としては、例えば、シクロアルキル基が挙げられる。
本明細書におけるシクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、4−メチルシクロヘキシル基、アダマンチル基、及びノルボルニル基等が挙げられる。シクロアルキル基の環形成炭素数は、3〜10であることが好ましく、5〜8であることがさらに好ましい。シクロアルキル基の中でも、シクロペンチル基やシクロヘキシル基がさらにより好ましい。
本明細書におけるアルキル基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルキル基としては、例えば、上記アルキル基が1以上のハロゲン原子、好ましくはフッ素原子で置換された基が挙げられる。
本明細書におけるハロゲン化アルキル基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、トリフルオロメチルメチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。
本明細書における置換シリル基としては、例えば、アルキルシリル基、及びアリールシリル基が挙げられる。
本明細書におけるアルキルシリル基としては、上記アルキル基で例示したアルキル基を有するトリアルキルシリル基が挙げられ、具体的にはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−ブチルシリル基、トリ−n−オクチルシリル基、トリイソブチルシリル基、ジメチルエチルシリル基、ジメチルイソプロピルシリル基、ジメチル−n−プロピルシリル基、ジメチル−n−ブチルシリル基、ジメチル−t−ブチルシリル基、ジエチルイソプロピルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、及びトリイソプロピルシリル基等が挙げられる。トリアルキルシリル基における3つのアルキル基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
本明細書におけるアリールシリル基としては、例えば、ジアルキルアリールシリル基、アルキルジアリールシリル基、及びトリアリールシリル基が挙げられる。
ジアルキルアリールシリル基は、例えば、上記アルキル基で例示したアルキル基を2つ有し、上記アリール基を1つ有するジアルキルアリールシリル基が挙げられる。ジアルキルアリールシリル基の炭素数は、8〜30であることが好ましい。
アルキルジアリールシリル基は、例えば、上記アルキル基で例示したアルキル基を1つ有し、上記アリール基を2つ有するアルキルジアリールシリル基が挙げられる。アルキルジアリールシリル基の炭素数は、13〜30であることが好ましい。
トリアリールシリル基は、例えば、上記アリール基を3つ有するトリアリールシリル基が挙げられる。トリアリールシリル基の炭素数は、18〜30であることが好ましい。
本明細書において、アルキルスルホニル基は、−SOで表される。−SOにおけるRは、置換もしくは無置換のアルキル基を表す。
本明細書における置換もしくは無置換のアルキルスルホニル基としては、上記−SOにおけるRが、置換もしくは無置換の上記アルキル基である基が挙げられる。
本明細書において、アラルキル基(アリールアルキル基と称する場合がある)におけるアリール基は、芳香族炭化水素基、または複素環基である。
本明細書におけるアラルキル基としては、アリール基を有する基であることが好ましく、−Z−Zと表される。このZの例として、上記アルキル基に対応するアルキレン基等が挙げられる。このZの例として、例えば、上記アリール基の例が挙げられる。このアラルキル基は、アリール部分が炭素数6〜30(好ましくは6〜20、より好ましくは6〜12)、アルキル部分が炭素数1〜30(好ましくは1〜20、より好ましくは1〜10、さらに好ましくは1〜6)であることが好ましい。このアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、2−フェニルプロパン−2−イル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、1−フェニルイソプロピル基、2−フェニルイソプロピル基、フェニル−t−ブチル基、α−ナフチルメチル基、1−α−ナフチルエチル基、2−α−ナフチルエチル基、1−α−ナフチルイソプロピル基、2−α−ナフチルイソプロピル基、β−ナフチルメチル基、1−β−ナフチルエチル基、2−β−ナフチルエチル基、1−β−ナフチルイソプロピル基、及び2−β−ナフチルイソプロピル基等が挙げられる。
本明細書におけるアルコキシ基は、−OZと表される。このZの例として、上記アルキル基が挙げられる。アルコキシ基は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、及びヘキシルオキシ基等が挙げられる。アルコキシ基の炭素数は、1〜20であることが好ましい。
アルコキシ基がハロゲン原子で置換されたハロゲン化アルコキシ基としては、例えば、上記アルコキシ基が1以上のフッ素原子で置換された基が挙げられる。
本明細書において、アリールオキシ基(アリールアルコキシ基と称する場合がある)におけるアリール基は、ヘテロアリール基も含む。
本明細書におけるアリールアルコキシ基は、−OZと表される。このZの例として、例えば、上記アリール基等が挙げられる。アリールアルコキシ基の環形成炭素数は、6〜20であることが好ましい。このアリールアルコキシ基としては、例えば、フェノキシ基が挙げられる。
本明細書における置換アミノ基は、−NHR、または−N(Rと表される。このRの例として、例えば、上記アルキル基、及び上記アリール基等が挙げられる。
本明細書におけるアルケニル基としては、直鎖または分岐鎖のいずれかであり、例えば、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2,2−トリフェニルビニル基、及び2−フェニル−2−プロペニル基等が挙げられる。
本明細書におけるアルキニル基としては、直鎖または分岐鎖のいずれであってもよく、例えば、エチニル、プロピニル、および2−フェニルエチニル等が挙げられる。
本明細書におけるアルキルチオ基及びアリールチオ基は、−SRと表される。このRの例として、上記アルキル基及び上記アリール基が挙げられる。アルキルチオ基の炭素数は、1〜20であることが好ましい。アリールチオ基の環形成炭素数は、6〜20であることが好ましい。
本明細書におけるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
本明細書における置換ホスフィノ基としては、例えば、フェニルホスファニル基等が挙げられる。
本明細書におけるアリールカルボニル基は、−COY’と表される。このY’の例として、上述のアリール基が挙げられる。本明細書におけるアリールカルボニル基としては、例えば、フェニルカルボニル基、ジフェニルカルボニル基、ナフチルカルボニル基、及びトリフェニルカルボニル基等が挙げられる。
本明細書におけるアシル基は、−COR’と表される。このR’の例としては、上述のアルキル基が挙げられる。本明細書におけるアシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基等が挙げられる。
本明細書における置換ホスホリル基は、下記一般式(P)で表される。
Figure 2020022378
前記一般式(P)において、ArP1及びArP2としては、上記アルキル基、及び上記アリール基からなる群から選択されるいずれかの置換基等が挙げられる。
本明細書におけるエステル基としては、例えば、アルキルエステル基が挙げられる。アルキルエステル基は、−C(=O)ORで表される。Rの例としては、置換もしくは無置換のアルキル基が挙げられる。アルキル基としては、前述の「本明細書におけるアルキル基」が挙げられる。
本明細書におけるシロキサニル基は、エーテル結合を介したケイ素化合物基であり、例えば、トリメチルシロキサニル基などが挙げられる。
本明細書において、「環形成炭素」とは飽和環、不飽和環、または芳香環を構成する炭素原子を意味する。「環形成原子」とはヘテロ環(飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む)を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
また、本明細書において、水素原子とは、中性子数の異なる同位体、すなわち、軽水素(Protium)、重水素(Deuterium)、三重水素(Tritium)を包含する。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン化アルキル基、置換もしくは無置換のシリル基(例えば、アルキルシリル基、及びアリールシリル基等)、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキル基、アルケニル基、ハロゲン原子、アルキニル基、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、カルボキシ基、及び置換ホスホリル基からなる群から選択される少なくとも一種の基が挙げられる。
本明細書において、「置換もしくは無置換の」という場合における置換基としては、ジアリールホウ素基(ArB1ArB2B−)も挙げられる。このArB1及びArB2の例としては、上述のアリール基が挙げられる。
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基の具体例及び好ましい基としては、「各置換基の説明」中の置換基の具体例及び好ましい基と同様の基が挙げられる。
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、アリール基、ヘテロアリール基、直鎖アルキル基、分岐鎖のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルキルシリル基、アリールシリル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルコキシ基、アリールオキシ基、置換もしくは無置換のアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキル基、アルケニル基、アルキニル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、及びカルボキシ基からなる群から選択される少なくとも一種の基によってさらに置換されてもよい。また、これらの置換基は複数が互いに結合して環を形成してもよい。
「置換もしくは無置換の」という場合における置換基は、アシル基によってさらに置換されてもよい。
「置換もしくは無置換の」という場合における「無置換」とは前記置換基で置換されておらず、水素原子が結合していることを意味する。
なお、本明細書において、「置換もしくは無置換の炭素数XX〜YYのZZ基」という表現における「炭素数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の炭素数を表し、置換されている場合の置換基の炭素数は含めない。
本明細書において、「置換もしくは無置換の原子数XX〜YYのZZ基」という表現における「原子数XX〜YY」は、ZZ基が無置換である場合の原子数を表し、置換されている場合の置換基の原子数は含めない。
本明細書において説明する化合物、またはその部分構造において、「置換もしくは無置換の」という場合についても、前記と同様である。
本明細書において、置換基同士が互いに結合して環が構築される場合、当該環の構造は、飽和環、不飽和環、芳香族炭化水素環、または複素環である。
本明細書において、連結基における芳香族炭化水素基や複素環基等としては、上述した一価の基から、1つ以上の原子を除いて得られる二価以上の基が挙げられる。
以下、本発明に係る実施例を説明する。本発明はこれらの実施例によって何ら限定されない。
実施例及び比較例で用いた化合物を以下に示す。
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378

Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
Figure 2020022378
以下のようにして、実施例及び比較例の化合物を作製した。
〔実施例1〕
(1)合成実施例1:化合物TADF1の合成
(1−1)中間体Aの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、2−ブロモニトロベンゼン(25.0g、123.8mmol)、及び4−ジベンゾフランボロン酸(31.5g、148.5mmol)に、2M 炭酸ナトリウム水溶液(124mL、248mmol)、1,2−ジメトキシエタン(DME)250mL、トルエン250mL、及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd[PPh)(7.2g、6.2mmol)を加えて、12時間加熱還流攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水500mLを加え、ジクロロメタンにて抽出した。MgSOで乾燥後、ろ過し、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、24.0gの白色固体を得た。FD−MS(Field Desorption Mass Spectrometry)の分析により、中間体Aと同定した(収率67%)。
(1−2)中間体Bの合成
Figure 2020022378
アルゴン雰囲気下、中間体A(24.0g、83.0mmol)、及びトリフェニルホスフィン(PPh)(54.4g、207.4mmol)にジメチルアセトアミド(DMAC)166mLを加え、20時間加熱還流攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水400mLを加え、ジクロロメタンにて抽出した。MgSOで乾燥後、ろ過し、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、14.5gの白色固体を得た。FD−MSの分析により、中間体Bと同定した(収率68%)。
(1−3)中間体Cの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、カルバゾール (2.0g、12mmol)、炭酸カリウム (3.3g、24mmol)、テトラフルオロテレフタロニトリル(4.8g、24mmol)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)20mLをいれ、室温(25℃)で攪拌した。8時間後、水200mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.95gの橙色固体を得た。ASAP−MS(Atmospheric Pressure Solid Analysis Probe Mass Spectrometry)、及びH−NMRの分析により中間体Cと同定した(収率66%)。スキーム中、「r.t.」は室温を表す。
(1−4)TADF1の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、中間体C(0.57g、2.2mmol)、炭酸カリウム(0.62g、4.4mmol)、中間体B(0.5g、1.0mmol)、及びDMF10mLを加えて、60℃で6時間攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。水30mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.75gの赤色固体を得た。ASAP−MS、及びH−NMRの分析によりTADF1と同定した(収率77%)。
〔実施例1a〕
また、実施例1と同じ化合物TADF1を以下の方法により作製した。後述の化合物の評価は、実施例1で作製したTADF1を用いて行った。
・中間体aの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLのナスフラスコに、1,4−ジブロモ−2,5−ジフルオロベンゼン(15.2g、55.9mmol)、塩化銅(I)(13.8g、139mmol)、及びNMP(200mL)をいれ、170℃で加熱攪拌した。4時間後、175℃まで昇温して、更に1時間撹拌したのち、室温(25℃)まで冷却した。水200mLを加え、析出した固体をセライト濾過によって除去した。ろ液を、酢酸エチルで抽出したのち、得られた有機層を水および飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥したあと、ロータリーエバポレーターにより溶媒を減圧除去した。得られた化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって単離精製し、1,4−ジクロロ−2,5−ジフルオロベンゼン(中間体a)(4.11g、22.5mmol、収率40%)を得た。
・中間体bの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、200mLの3口フラスコに、1,4−ジクロロ−2,5−ジフルオロベンゼン(中間体a)(4.11g、22.5mmol)、クロロトリメチルシラン(TMSCl)(6.3mL、50mmol)、及びTHF(25mL)をいれた。ドライアイス/アセトンバスで、−78℃まで冷却してから、調製したリチウムジイソプロピルアミド(LDA)をすべて滴下した。得られた溶液を、室温(25℃)にて2時間撹拌した。水(10mL)を加えてから、酢酸エチルで抽出したのち、得られた有機層を水および飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥したあと、溶媒をロータリーエバポレーターで減圧除去した。得られた2,5−ジクロロ−3,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンビストリメチルシラン(中間体b)(6.61g、20.2mmol)は、精製せずに次の反応に使用した。
・中間体cの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLのナスフラスコに、2,5−ジクロロ−3,6−ジフルオロ−1,4−フェニレンビストリメチルシラン(中間体b)(6.61g、20.2mmol)、及びジクロロメタン(DCM)(100mL)をいれた。一塩化ヨウ素(2.5mL)を室温(25℃)で滴下した後、40℃で撹拌した。2時間おきに、一塩化ヨウ素(0.5mL)を反応系に滴下し、合計4.5mLの一塩化ヨウ素を加えた。すべての一塩化要素を滴下してから、さらに1時間30分撹拌して、室温(25℃)にもどした。飽和チオ硫酸ナトリウム水溶液(20mL)を加え、ジクロロメタンで抽出したのち、得られた有機層を水および飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥したあと、ロータリーエバポレーターにより溶媒を減圧除去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン)によって精製して、1,4−ジクロロ−2,5−ジフルオロ−3,6−ジヨードベンゼン(中間体c)(6.20g、14.3mmol、収率71%)を得た。
・中間体dの合成
Figure 2020022378
5mLのバイアルに、1,4−ジクロロ−2,5−ジフルオロ−3,6−ジヨードベンゼン(中間体c)(435mg、1.0mmol)、シアン化銅(360mg、4.0mmol)、及びDMF(5mL)をいれて、150℃で加熱攪拌した。1時間30分後、室温(25℃)まで冷却したのち、反応溶液を10mLのアンモニア水に注いだ。塩化メチレンで抽出したのち、得られた有機層を水および飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムで乾燥したあと、ロータリーエバポレーターで溶媒を減圧除去してから、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=5/1(体積比)で精製して、1,4−ジシアノ−2,5−ジクロロ−3,6−ジフルオロベンゼン(中間体d)(0.16g)を得た。
・中間体eの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下で、50mLのナスフラスコに、1,4−ジシアノ−2,5−ジクロロ−3,6−ジフルオロベンゼン(中間体d)(348mg,1.5mmol)、9H−carbazole(501mg、3.0mmol)、炭酸カリウム(415mg、3.0mmol)、及びDMF(10mL)をいれて、室温(25℃)で撹拌した。1時間後、水及びメタノールをそれぞれ3mL加えてから、塩化メチレンで抽出したのち、得られた有機層を、水及び食塩水で洗浄を行い、硫酸マグネシウムによって乾燥した。ロータリーエバポレーターによって溶媒を減圧除去し、得られた化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製して、1,4−ジシアノ−2,5−ジ(9H−カルバゾリル)−3,6−ジクロロベンゼン(中間体e)(345mg,0.65mmol,収率44%)を得た。生成物(中間体e)は、H−NMRおよびLCMS(Liquid chromatography mass spectrometry)によって、その構造を同定した。
・TADF1の合成
Figure 2020022378
5mLのバイアルに、1,4−ジシアノ−2,5−ジ(9H−カルバゾリル)−3,6−ジクロロベンゼン(中間体e)(52mg、0.1mmol)、5H−べンゾフロ[3,2−c]カルバゾール(中間体B)(62mg、0.24mmol)、炭酸カリウム(34mg、0.25mmol)、及びDMF(2mL)を入れ、60℃で10時間加熱攪拌した。室温(25℃)まで冷却後、反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製して、1,4−ジシアノ−2,5−ビス(5H−ベンゾフロ[3,2−c]カルバゾール−5−イル)−3,6−ジ(9H−カルバゾリル)ベンゼン(TADF1)(27mg、0.028mmol、収率30%)を得た。生成物(TADF1)は、H−NMRおよびLCMSによって、その構造を同定した。
また、実施例1aの方法で得た化合物TADF1のH−NMRの測定結果と、実施例1の方法で得た化合物TADF1のH−NMRの測定結果が、一致することを確認した。
なお、実施例1aで用いた中間体Bは、実施例1の中間体Bの合成方法と同様の方法で作製した。
〔実施例2〕
(2)合成実施例2:化合物TADF2の合成
(2−1)TADF2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、7,7-ジメチル−5H−インデノ[2,1−b]カルバゾール(0.63g、2.2mmol)、炭酸カリウム(0.62g、4.4mmol)、中間体C(0.5g、1.0mmol)、及びDMF10mLを加えて、60℃で6時間攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。水30mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.82gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF2と同定した(収率79%)。
〔実施例3〕
(3)合成実施例3:化合物TADF3の合成
(3−1)中間体Dの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、中間体B(3g、12mmol)、炭酸カリウム(3.2g、23mmol)、テトラフルオロテレフタロニトリル(4.7g、23mmol)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)58mLをいれ、室温(25℃)で攪拌した。8時間後、水30mLを加え、析出した固体をジクロロメタンで洗浄し、2.5gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析により中間体Dと同定した(収率64%)。
(3−2)TADF3の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、11H−ベンゾ[a]カルバゾール(0.07g、0.32mmol)、炭酸カリウム(0.09g、0.65mmol)、中間体D(0.1g、0.15mmol)、及びDMF3mLを加えて、60℃で6時間攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。水20mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.032gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF3と同定した(収率20%)
〔実施例4〕
(4)合成実施例4:化合物TADF4の合成
(4−1)中間体Eの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、カルバゾール (17g、100mmol)、N,N−ジイソプロピルエチルアミン(iPrNEt)(21g、150mmol)、テトラフルオロイソフタロニトリル(8g、40mmol)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)200mLをいれ、60℃で加熱攪拌した。4時間後、反応混合物を水1000mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、7.5gの黄色固体を得た。ASAP−MS、及びH−NMRの分析により中間体Eと同定した(収率38%)。
(4−2)TADF4の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体B (1.9g、7.5mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(0.3g、7.5mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)38mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に反応混合物に中間体E(1.5g、3mmol)をいれ、2時間後に反応混合物を水200mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.47gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF4と同定した(収率85%)。
〔実施例5〕
(5)合成実施例5:化合物TADF5の合成
(5−1)中間体Fの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、300mLの三口フラスコに、11H−ベンゾ[a]カルバゾール(10g、50mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(2g、50mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)200mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に反応混合物にテトラフルオロイソフタロニトリル(2.5g、12.5mmol)をいれ2時間後、反応混合物を水200mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、7.2gの橙色固体を得た。ASAP−MS、及びH−NMRの分析により中間体Fと同定した(収率73%)。
(5−2)TADF5の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体B (0.77g、3.0mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(0.12g、3.0mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)20mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体F(2.0g、2.5mmol)をいれ2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.57gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF5と同定した(収率61%)。
〔実施例6〕
(6)合成実施例6:化合物TADF6の合成
(6−1)中間体Gの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、中間体B (13g、50mmol)、N,N−ジイソプロピルエチルアミン(iPrNEt)(10g、75mmol)、テトラフルオロフタロニトリル(20g、100mmol)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)250mLをいれ、室温(25℃)で攪拌した。12時間後、水200mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9.8gの橙色固体を得た。ASAP−MSにより中間体Fと同定した(収率45%)。
(6−2)TADF6の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (2.3g、13.6mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(0.54g、13.6mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)68mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体F(1.5g、3.4mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.63gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF6と同定した(収率88%)。
〔実施例7〕
(7)合成実施例7:化合物TADF7の合成(7−1)中間体Hの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLのナスフラスコに、テトラフルオロイソフタロニトリル(5.0g、25mmol)、中間体B(5H−べンゾフロ[3,2−c]カルバゾール)(9.6g、37.5mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.3mL、37.5mmol)、及びジメチルスルホキシド(DMSO)(100mL)をいれ、室温(25℃)で攪拌した。3時間後、水200mLを加え、析出した固体を桐山濾過によって回収した。ヘキサン及び酢酸エチルの混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製した。得られた固体をトルエン(80mL)に溶かして、室温(25℃)で3時間攪拌した後、桐山濾過で回収した。回収した固体を、再度トルエン(80mL)に溶かして、室温(25℃)で3時間攪拌した後、桐山濾過で回収し、目的化合物(3.82g、5.7mmol)を得た。ASAP−MSにより、中間体Hと同定した(収率23%)。
(7−2)TADF7の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、300mLのナスフラスコに、NaH(0.28g(60質量%、流動パラフィンに分散)、2.4mmol)、及びTHF(60mL)をいれ、0℃で攪拌した。この反応溶液に、9H−カルバゾール(1.16g、6.9mmol)のTHF溶液を10分かけて滴下した。0℃で30分攪拌した後、中間体H(2.0g、3.0mmol)を加えた。室温(25℃)で1時間攪拌した後、0℃で塩化アンモニウムの飽和水溶液を加えて反応溶液を中和した。塩化メチレンで抽出してから、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒をロータリーエバポレーターで減圧除去して、ヘキサン及びトルエンの混合溶媒、並びにトルエン溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって単離精製した。得られた固体をトルエンに溶かし、130℃で懸濁洗浄して、目的化合物(2.14g、2.2mmol)を得た。LCMSによりTADF7と同定した(収率74%)。
〔実施例8〕
(8)合成実施例8:化合物TADF8の合成
(8−1)TADF8の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、50mLのシュレンク管に、中間体C(1.0g、2.0mmol)、炭酸カリウム(1.4g、10.0mmol)、5H−Benzo[4,5]thieno[3,2−c]carbazole(1.4g、5.0mmol)、及びDMF20mLを加えて、60℃で6時間攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。水30mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.60gの赤色固体を得た。ASAP−MSによりTADF8と同定した(収率80%)。
〔実施例9〕
(9)合成実施例9:化合物TADF9の合成
(9−1)中間体Kの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、5H−Benzo[4,5]thieno[3,2−c]carbazole(10g、36.6mmol)、N,N−ジイソプロピルエチルアミン(iPrNEt)(10g、75mmol)、テトラフルオロフタロニトリル(15g、75mmol)、及びN,N−ジメチルホルムアミド(DMF)250mLをいれ、室温(25℃)で10時間攪拌した。次に水200mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、6.3gの橙色固体を得た。ASAP−MSにより中間体Kと同定した(収率38%)。
(9−2)TADF9の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール(2.3g、13.6mmol)、水素化ナトリウム(0.54g(60質量%、流動パラフィンに分散)、13.6mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)68mLをいれ、0℃で30分攪拌した。次に中間体K(1.54g、3.4mmol)を入れ、更に0℃で2時間撹拌した。反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.2gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF9と同定した(収率90%)。
〔実施例10〕
(10)合成実施例10:化合物TADF10の合成
(10−1)中間体Lの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、2−ブロモニトロベンゼン(20.0g、99.0mmol)、及び1−ジベンゾフランボロン酸(25.2g、118.8mmol)に、2M 炭酸ナトリウム水溶液(100mL、200mmol)、1,2−ジメトキシエタン(DME)200mL、トルエン(200mL)、及びテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(Pd[PPh)(5.7g、5.0mmol)を加えて、12時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水500mLを加え、ジクロロメタンにて抽出した。MgSOで乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、20.0gの白色固体を得た。FD−MSの分析により、中間体Lと同定した(収率70%)。
(10−2)中間体Mの合成
Figure 2020022378
アルゴン雰囲気下、中間体L(20.0g、69.0mmol)、トリフェニルホスフィン(45.2g、172.5mmol)にオルトジクロロベンゼン(ODCB)150mLを加え、24時間加熱還流攪拌した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水400mLを加え、ジクロロメタンにて抽出した。MgSOで乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、9.0gの白色固体を得た。FD−MSの分析により、中間体Mと同定した(収率51%)。
(10−3)TADF10の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、300mLのナスフラスコに、NaH(0.19g(60質量%、流動パラフィンに分散)、4.75mmol)、THF(40mL)をいれ、0℃で攪拌した。この反応溶液に、中間体M(1.19g、4.63mmol)のTHF溶液を10分かけて滴下した。室温(25℃)で30分攪拌した後、中間体E(0.99 g, 2.0 mmol)を加えた。1時間攪拌した後、NaH(0.10g(60質量%、流動パラフィンに分散)、2.5mmol)を加えた。さらに1時間30分攪拌してから、塩化アンモニ
ウムの飽和水溶液を加えて反応溶液を中和した。塩化メチレンで抽出してから、有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒をロータリーエバポレーターで減圧除去して、回収した固体をヘキサン及びトルエンの混合溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって単離精製した。得られた固体をエタノールで洗浄して、目的化合物(1.74g、1.8 mmol)を得た。ASAP−MSにより、TADF10と同定した(収率90%)。
〔実施例11〕
(11)合成実施例11:化合物TADF11の合成
(11−1)中間体Nの合成
Figure 2020022378
500mLのナスフラスコに、テトラフルオロイソフタロニトリル(5.0g、25mmol)、5H−Benzo[4,5]thieno[3,2−c]carbazole(10.25g、37.5mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.3 mL、37.5mmol)、及びDMSO (100mL)をいれ、室温(25℃)で攪拌した。3時間後、水200mLを加え、析出した固体を桐山濾過によって回収した。ヘキサン及び酢酸エチルの混合溶媒、並びに塩化メチレン溶媒を用いて、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって精製した。得られた固体をトルエン(160mL) に溶かして、室温(25℃)で5時間攪拌した後、桐山濾過で回収した。回収した固体を、再度トルエン(160mL)に溶かして、室温(25℃)で5時間攪拌した後、桐山濾過で回収し、目的化合物(3.66g、5.2mmol)を得た。ASAP−MSにより、中間体Nと同定した(収率21%)。
(11−2)TADF11の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、300mLのナスフラスコに、9H−カルバゾール(1.10g、6.9mmol)及びTHF(20mL)をいれた。0℃に氷冷したのち、NaH(0.26g(60質量%、流動パラフィンに分散)、6.6mmol)を加えて、15分間攪拌した。この反応溶液に、中間体N(2.1g、3.0 mmol)を加えて、室温(25℃)で4時間攪拌した。その後、水とメタノールとをそれぞれ10mL加え、析出した固体を桐山濾過で回収した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液:ヘキサン/酢酸エチル=3/1(体積比))によって単離精製した。得られた固体をトルエンおよびジメトキシエタン中、加熱懸濁洗浄して、目的化合物(1.62g、1.6mmol)を得た。LCMSにより、TADF11と同定した(収率54%)。
〔実施例12〕
(12)合成実施例12:化合物TADF12の合成
(12−1)中間体Oの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、中間体B (6.5g、25mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.1g、50mmol)、テトラフルオロテレフタロニトリル(20g、100mmol)、及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)250mLをいれた。60℃で10時間加熱撹拌後に室温(25℃)に戻し、水500mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。0.66gの黄色固体を得た。ASAP−MSにより中間体Oと同定した(収率6%)。
(12−2)TADF12の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (0.77g、4.62mmol)、水素化ナトリウム(0.18g(60質量%、流動パラフィンに分散)、4.62mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)20mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O(0.5g、1.1mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、0.87gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF12と同定した(収率90%)。
〔実施例13〕
(13)合成実施例13:化合物TADF13の合成
(13−1)中間体V1の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、3−クロロ−4−ニトロトルエン(25.0g、145mmol)及び4−ジベンゾフランボロン酸(30.7g、145mmol)に、2M 炭酸ナトリウム水溶液(220mL、435mmol)、1,2−ジメトキシエタン(DME)440mL、及び[1,1'-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド ジクロロメタン付加物(Pd(dppf)Cl・CHCl)(2.4g、2.9mmol)を加えて、4時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水500mLを加え、酢酸エチルにて抽出した。MgSO4で乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、35gの黄色固体を得た。GC−MS(GasChromatograph Mass Spectrometry)の分析により、中間体V1と同定した(収率80%)。
(13−2)中間体V2の合成
Figure 2020022378
アルゴン雰囲気下、中間体V1(35.0g、116mmol)及びトリフェニルホスフィン(76g、290mmol)にオルトジクロロベンゼン500mLを加え、20時間加熱攪拌還流した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。溶液をエバポレーターを用いて濃縮し得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、16.2gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体V2と同定した(収率52%)
(13−3)中間体Rの合成
Figure 2020022378
500mLの3つ口ナスフラスコに、テトラフルオロイソフタロニトリル (5.0g、25mmol)、中間体V2(10.2g、37.5mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.3mL、37.5mmol)、及びDMSO (150mL)をいれ、室温(25℃)で攪拌した。10時間後、水200mLを加えいれ、析出した固体を桐山濾過によって回収した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって得られた固体を精製した。5.0gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析により、中間体Rと同定した(収率38%)。
(13−4)TADF13の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (3g、18mmol)、水素化ナトリウム(0.72g(60質量%、流動パラフィンに分散)、18mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)100mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体R(1.5g、8.2mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100
mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、4.5gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF13と同定した(収率78%)。
〔実施例14〕
(14)合成実施例14:化合物TADF14の合成
(14−1)中間体Sの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの3つ口ナスフラスコにテトラフルオロイソフタロニトリル (5.0g、25mmol)、8H−ベンゾ[4,5]チエノ[2,3−c]カルバゾール
(10.2g、37.5mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.3mL、37.5mmol)、及びDMSO (150mL)をいれ、室温(25℃)(25℃)で攪拌した。8時間後、水200mLを加えいれ、析出した固体を桐山濾過によって回収した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーによって得られた固体を精製した。8.5gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析により、中間体Sと同定した(収率64%)。
(14−2)TADF14の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (3g、18mmol)、水素化ナトリウム(0.72g(60質量%、流動パラフィンに分散)、18mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)100mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体S(1.5g、8.2mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.8gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF14と同定した(収率34%)。
〔実施例15〕
(15)合成実施例15:化合物TADF15の合成
(15−1)中間体Tの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、中間体M (6.5g、25mmol)、トリエチルアミン(5.1g、50mmol)、テトラフルオロテレフタロニトリル(20g、100mmol)、及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)250mLをいれた。40℃で10時間加熱撹拌後に室温(25℃)に戻し、水500mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。0.98gの黄色固体を得た。ASAP−MSにより中間体Tと同定した(収率9%)。
(15−2)TADF15の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (0.61g、3.63mmol)、水素化ナトリウム(0.15g(60質量%、流動パラフィンに分散)、3.63mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)20mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体T(0.8g、1.1mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.3gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF15と同定した(収率81%)。
〔実施例16〕
(16)合成実施例16:化合物TADF16の合成
(16−1)中間体Uの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、中間体J (6.8g、25mmol)、トリエチルアミン(EtN)(5.1g、50mmol)、テトラフルオロテレフタロニトリル(25g、125mmol)、及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)250mLをいれた。40℃で10時間加熱撹拌後に室温(25℃)に戻し、水500mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。1.5gの黄色固体を得た。ASAP−MSにより中間体Uと同定した(収率13%)。
(16−2)TADF16の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、カルバゾール (1.20g、7.26mmol)、水素化ナトリウム(0.17g(60質量%、流動パラフィンに分散)、7.26mmol)、及びテトラヒドロフラン(THF)20mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体U(1.0g、2.2mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を水100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.7gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF16と同定した(収率85%)。
〔実施例17〕
(17)合成実施例17:化合物TADF17の合成
(17−1)TADF17の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−Benzofuro[2,3−a]carbazole(1.87g、7.27mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散)、7.27mmol)、及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(1.5g、3.0mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.1gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF17と同定した(収率72%)。
〔実施例18〕(18)合成実施例18:化合物TADF18の合成
(18−1)TADF18の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−[1]Benzothieno[2,3−a]carbazole(1.98g、7.27mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散) 、7.27mmol)、及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(1.5g、3.0mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.0gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF18と同定した(収率66%)。
〔実施例19〕
(19)合成実施例19:化合物TADF19の合成
(19−1)TADF19の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−Benzofuro[3,2−a]carbazole(1.20g、7.26mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散)、7.26mmol)、及びDMF40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(1.0g、2.2mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液100mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.1gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF19と同定した(収率52%)。
実施例20〜実施例27の化合物は、下記中間体P、中間体Q、中間体A1〜A4及び中間体C2〜J2のいずれか1つ以上を用いて合成した。中間体P、中間体Q、中間体A1〜A4及び中間体C2〜J2は、以下の方法で合成した。
・中間体P及び中間体Qの合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、3−クロロ−4−ニトロトルエン(25.0g、146mmol)及び4−ジベンゾチオフェンボロン酸(34g、146mmol)に、2M炭酸ナトリウム水溶液(220ml、435mmol)、1,2−ジメトキシエタン(DME)440mL、ジクロロビス[ジ−tert−ブチル(4−ジメチルアミノフェニル)ホスフィン]パラジウム(II)((AMPHOS)PdCl)(2.1g、2.9mmol)を加えて、4時間加熱還流攪拌した。
反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。試料を分液ロートに移し、水500mLを加え、酢酸エチルにて抽出した。MgSOで乾燥後、ろ過、濃縮した。試料をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、40gの黄色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体Pと同定した(収率86%)。
アルゴン雰囲気下、中間体P(15.0g、47mmol)、トリフェニルホスフィン(31g、117mmol)にオルトジクロロベンゼン(ODCB)240mLを加え、20時間加熱攪拌還流した。反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。溶液をエバポレーターを用いて濃縮し得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、8.4gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体Qと同定した(収率62%)。
・中間体A1及び中間体A2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、2000mLの三口フラスコに、テトラフルオロテレフタロニトリル(25g、125mmol)、1,4−ジオキサン625mL及び水400mLをいれた。
次に30質量%アンモニア水13mLを入れ、80℃で10時間加熱撹拌後に室温(25℃)に戻した。エバポレータを用いて溶媒を留去し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。24gの白固体を得た。GC−MSにより中間体A1と同定した(収率98%)。
窒素雰囲気下、2000mLの三口フラスコに、中間体A1(24g、122mmol)、p−トルエンスルホン酸(p−TsOH)(25g、146mmol)、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド(BTAC)(45.3g、244mmol)、塩化銅(II)(0.16g、1.22mmol)及びアセトニトリル400mLをいれた。次に亜硝酸tert−ブチル(t−BuONO)(15g、146mmol)を入れ、25℃で6時間撹拌後した。エバポレータを用いて溶媒を留去し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。17gの白固体を得た。GC−MSにより中間体A2と同定した(収率65%)。
・中間体A3及び中間体A4の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1000mLの三口フラスコに、中間体A2(10g、46mmol)、カルバゾール(23g、138mmol)、炭酸カリウム(19g、138mmol)及びDMF450mLをいれ、0℃で24時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液300mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、26gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析により中間体A3と同定した(収率85%)。
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、中間体A3(6.6g、10mmol)、テトラメチルアンモニウムフルオリド(MeN−F)(2.3g、25mmol)及びTHF50mLをいれ、25℃で8時間撹拌した。エバポレータを用いて溶媒を留去し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。4.4gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析により中間体A4と同定した(収率68%)。
・中間体C2及び中間体D2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに4−ブロモジベンゾチオフェン(26.0g、100mmol)、2−クロロ−4−メチルアニリン(17g、120mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pddba)(0.9g、1mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(P(t−Bu)HBF)(2.3g、8mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(NaOtBu)(11.5g、120mmol)及びトルエン350mLを加えて、60℃で7時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、26gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体C2と同定した(収率80%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体C(26.0g、80mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(1.4g、3.2mmol)、酢酸パラジウム(II)(Pd(OAc))(0.36g、1.6mmol)、炭酸カリウム(22.0g、160mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400mLを加えて、130℃で7時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、21gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体D2と同定した(収率91%)。
・中間体E2中間体F2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに4−ブロモジベンゾフラン(26.0g、100mmol)、2−クロロ−4−メチルアニリン(17g、120mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.9g、1mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(2.3g、8mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド(11.5g、120mmol)及びトルエン350mLを加えて、60℃で7時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、22gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体E2と同定した(収率72%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体E2(22.0g、71mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(1.2g、2.8mmol)、酢酸パラジウム(II)(0.32g、1.4mmol)、炭酸カリウム(20.0g、160mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400mLを加えて、130℃で7時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、16gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体F2と同定した(収率85%)。
・中間体G2及び中間体H2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに4−ブロモジベンゾチオフェン(26.0g、100mmol)、2−クロロ−4,6−ジメチルアニリン(18.7g、120mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.9g、1mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(2.3g、8mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(11.5g、120mmol)及びトルエン350mLを加えて、60℃で7時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、23.7gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体G2と同定した(収率70%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体G2(23.0g、68mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(1.2g、2.71mmol)、酢酸パラジウム(II)(0.31g、1.36mmol)、炭酸カリウム(18.8g、136mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400mLを加えて、130℃で7時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、19.5gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体H2と同定した(収率95%)。
・中間体I2及び中間体J2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに4−ブロモジベンゾフラン(26.0g、100mmol)、2−クロロ−4,6−ジメチルアニリン(17g、120mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.9g、1mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(2.3g、8mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(11.5g、120mmol)及びトルエン350mLを加えて、60℃で6時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、28gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体I2と同定した(収率88%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体I2(28g、88mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(1.5g、3.5mmol)、酢酸パラジウム(II)(0.4g、1.76mmol)、炭酸カリウム(24.3g、176mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)450mLを加えて、130℃で7時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、21gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体J2と同定した(収率85%)。
〔実施例20〕
(20)合成実施例20:化合物TADF20の合成
(20−1)TADF20の合成
Figure 2020022378

窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体A3(2g、3.0mmol)、中間体Q(1.0g、3.6mmol)、炭酸カリウム(0.6g、4.5mmol)及びDMF30mLをいれ、70℃で8時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.6gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF20と同定した(収率59%)。
〔実施例21〕
(21)合成実施例21:化合物TADF21の合成
(21−1)TADF21の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体A3(2g、3.0mmol)、12H−[1]Benzothieno[2,3−a]carbazole(0.98g、3.6mmol)、炭酸カリウム(0.6g、4.5mmol)及びDMF30mLをいれ、70℃で8時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.5gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF21と同定した(収率56%)。
〔実施例22〕
(22)合成実施例22:化合物TADF22の合成
(22−1)TADF22の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体A3(2g、3.0mmol)、中間体D2(1.0g、3.6mmol)、炭酸カリウム(0.6g、4.5mmol)及びDMF30mLをいれ、70℃で8時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.8gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF22と同定した(収率66%)。
〔実施例23〕
(23)合成実施例23:化合物TADF23の合成
(23−1)TADF23の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mlの3つ口フラスコに中間体C(1.0g、2.0mmol)、炭酸カリウム(0.28g、5.0mmol)及び中間体Q(1.4g、5.0mmol)にDMF30mlを加えて、70℃で6時間攪拌した。
反応終了後、室温(25℃)まで冷却した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.8gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF23と同定した(収率88%)。
〔実施例24〕
(24)合成実施例24:化合物TADF24の合成
(24−1)TADF24の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体F2(2.00g、7.38mmol)、水素化ナトリウム(0.30g(60質量%、流動パラフィンに分散)、7.38mmol)、DMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(1.68g、3.4mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.8gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF24と同定した(収率83%)。
〔実施例25〕
(25)合成実施例25:化合物TADF25の合成
(25−1)TADF25の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体H2(2.27g、8.4mmol)、水素化ナトリウム(0.34g(60質量%、流動パラフィンに分散)、8.4mmol)及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(2.00g、4.0mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.75gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF25と同定した(収率69%)。
〔実施例26〕(26)合成実施例26:化合物TADF26の合成
(26−1)TADF26の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体A3(2g、3.0mmol)、中間体J2(1.0g、3.6mmol)、炭酸カリウム(0.6g、4.5mmol)及びDMF30mLをいれ、70℃で8時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.2gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF26と同定した(収率44%)。
〔実施例27〕
(27)合成実施例27:化合物TADF27の合成
(27−1)TADF27の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体A4(1.9g、3.0mmol)、中間体H2(1.1g、3.6mmol)、炭酸カリウム(0.6g、4.5mmol)及びDMF30mLをいれ、70℃で8時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.4gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF27と同定した(収率51%)。
〔実施例28〕
(28)合成実施例28:化合物TADF28の合成
(28−1)中間体M2及び中間体N2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに2−ブロモジベンゾフラン(12.4g、50mmol)、2−クロロアニリン(7.5g、60mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.45g、0.5mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(1.2g、4mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(5.8g、60mmol)及びトルエン200mLを加えて、80℃で6時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13.5gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体M2と同定した(収率92%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体M2(13.5g、46mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(0.81g、3.6mmol)、酢酸パラジウム(II)(0.21g、0.92mmol)、炭酸カリウム(12.7g、92mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)400mLを加えて、130℃で4時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、6.0gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体N2と同定した(収率51%)。
(28−2)TADF28の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体N2(2.16g、8.4mmol)、水素化ナトリウム(0.34g(60質量%、流動パラフィンに分散)、3.4mmol)、DMF50mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(2.00g、4.0mmol)を入れ、2時間後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液30mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.00gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF28と同定した(収率78%)。
〔実施例29〕
(29)合成実施例29:化合物TADF29の合成
(29−1)中間体O2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、500mLの三口フラスコに、カルバゾール (17g、100mmol)、テトラメチルピペリジン(TMP)(22g、150mmol)、テトラフルオロイソフタロニトリル(6.6g、33mmol)、及びアセトニトリル(CHCN)200mLをいれ、80℃で4時間加熱攪拌した。反応混合物をエバポレーターを用いて溶媒を留去し、得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、13gの黄色固体を得た。ASAP−MSにより中間体O2と同定した(収率65%)。
(29−2)TADF29の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−[1]Benzothieno[2,3−a]carbazole(2.02g、7.27mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散)、7.27mmol)、及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(3.9g、5.59mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.9gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF29と同定した(収率58%)。
〔実施例30〕
(30)合成実施例30:化合物TADF30の合成
(30−1)TADF30の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体D2(2.30g、8.00mmol)、水素化ナトリウム(0.32g(60質量%、流動パラフィンに分散)、8.00mmol)、及びDMF40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(3.4g、5.33mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.0gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF30と同定した(収率61%)。
〔実施例31〕
(31)合成実施例31:化合物TADF31の合成
(31−1)TADF31の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体J(2.00g、7.19mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散) 、7.19mmol)、及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(3.9g、5.59mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.3gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF31と同定した(収率66%)。
〔実施例32〕
(32)合成実施例32:化合物TADF32の合成
(32−1)TADF32の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体D2 (1.4g、5.0mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(0.2g、5.0mmol)、及びDMF、40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に反応混合物に中間体E(1.0g、2mmol)をいれ、2時間攪拌した。その後、反応混合物を水50mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.85gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF32と同定した(収率90%)。
〔実施例33〕
(33)合成実施例33:化合物TADF33の合成
(33−1)TADF33の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−Benzofuro[3,2−a]carbazole(1.3g、5.0mmol)、水素化ナトリウム(40質量%オイル含有)(0.2g、5.0mmol)、及びDMF40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に反応混合物に中間体E(1.0g、2mmol)をいれ、2時間攪拌した。その後、反応混合物を水50mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.70gの橙色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF33と同定した(収率88%)。
〔実施例34〕
(34)合成実施例34:化合物TADF34の合成
(34−1)TADF34の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、12H−Benzofuro[2,3−a]carbazole(1.87g、7.27mmol)、水素化ナトリウム(0.29g(60質量%、流動パラフィンに分散) 、7.27mmol)、及びDMF30mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(3.9g、5.59mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.5gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF34と同定した(収率71%)。
〔実施例35〕
(35)合成実施例35:化合物TADF35の合成
(35−1)TADF35の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体V2(2.00g、7.38mmol)、水素化ナトリウム(0.30g(60質量%、流動パラフィンに分散) 、7.38mmol)、及びDMF40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(4.0g、5.68mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、4.0gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF35と同定した(収率79%)。
〔実施例36〕
(36)合成実施例36:化合物TADF36の合成
(36−1)TADF36の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体Q(2.00g、7.00mmol)、水素化ナトリウム(0.28g(60質量%、流動パラフィンに分散) 、7.00mmol)、及びDMF40mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体O2(3.6g、5.38mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.6gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF36と同定した(収率61%)。
〔実施例37〕
(37)合成実施例37:化合物TADF37の合成
(37−1)中間体P2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1000mLの三口フラスコに、中間体A2(1.16g、5.35mmol)、カルバゾール−1,2,3,4,5,6,7,8−d8(重水素化率98%のものを使用)(3g、17.1mmol)、炭酸カリウム(3.5g、25.7mmol)及びDMF30mLをいれ、0℃で9時間撹拌した。反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液30mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.0gの黄色固体を得た。ASAP−MSの分析により中間体P2と同定した(収率82%)。
(37−2)TADF37の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体P2(2.6g、3.8mmol)、中間体D2(1.6g、5.7mmol)、炭酸カリウム(1.2g、8.9mmol)及びDMF30mLをいれ、115℃で6時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、2.5gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF37と同定した(収率70%)。
〔実施例38〕
(38)合成実施例38:化合物TADF38の合成
(38−1)TADF38の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、100mLの三口フラスコに、中間体P2(3.0g、4.4mmol)、中間体Q(1.6g、5.7mmol)、炭酸カリウム(1.2g、8.6mmol)及びDMF30mLをいれ、115℃で6時間撹拌した。反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液50mLを加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、3.3gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF38と同定した(収率80%)。
〔実施例39〕
(39)合成実施例39:化合物TADF39の合成
(39−1)中間体K2及び中間体L2の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに1−ブロモジベンゾチオフェン(26.0g、100mmol)、2−クロロアニリン(15g、120mmol)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.9g、1mmol)、トリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(2.3g、8mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(11.5g、120mmol)及びトルエン350mLを加えて、80℃で6時間加熱撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、28gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体K2と同定した(収率90%)。
窒素雰囲気下、1Lの三口フラスコに、中間体K2(28.0g、90mmol)、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(IPrHCl)(1.58g、3.6mmol)、酢酸パラジウム(II)(0.4g、1.8mmol)、炭酸カリウム(24.8g、180mmol)及びN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)450mLを加えて、130℃で4時間撹拌後に室温(25℃)まで冷却した。反応溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、19gの白色固体を得た。GC−MSの分析により、中間体L2と同定した(収率78%)。
(39−2)TADF39の合成
Figure 2020022378
窒素雰囲気下、200mLの三口フラスコに、中間体L2(1.82g、6.67mmol)、水素化ナトリウム(0.26g(60質量%、流動パラフィンに分散)、6.67mmol)及びDMF60mLをいれ、室温(25℃)で30分攪拌した。次に中間体C(1.5g、3.0mmol)を入れ、2時間後、反応混合物を飽和塩化アンモニウム水溶液100mLに加え、析出した固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、1.8gの赤色固体を得た。ASAP−MSの分析によりTADF39と同定した(収率61%)。
〔比較例1〜3〕
化合物TADF1の合成方法に準じる方法で、比較化合物1〜3を合成した。
<化合物の評価>
化合物の性質を測定する方法を以下に示す。
(重量減少温度)
示差熱熱重量同時測定装置を用いて、以下の条件で1%重量減少温度及び5%重量減少温度を測定した。
結果を表59に示す。
熱重量示差熱測定(TG−DTA)は、試料を加熱した時に、試料の質量変化を連続的に測定する方法であり、昇華及び蒸発等の質量変化を伴う物理変化の検出に利用される。
そのため、本評価では、TG−DTAにより得られた重量減少温度の「高い」及び「低い」を、前者を高真空下での昇華温度が「高い」とみなし、後者を高真空下での昇華温度が「低い」とみなす。(ここで高真空下とは1.0×10−6Pa以上1.0×10−3Pa以下とする。)
−測定条件−
・装置:示差熱熱重量同時測定装置(日立ハイテクノロジーズ社製、STA7200RV)
・容器:アルミ製パン
・試料の質量:3.0mg
・測定雰囲気:窒素ガス雰囲気
・昇温速度 :10℃/分
・測定範囲 :35℃以上600℃以下
(昇華温度)
真空蒸着装置を用いて、以下の条件で化合物の昇華温度を測定した。
結果を表59に示す。
−測定条件−
・圧力 :10−5Pa
・温度 :300℃以上400℃以下
・加熱時間: 5min〜10min
(遅延蛍光性)
・化合物TADF1の遅延蛍光性
遅延蛍光性は図2に示す装置を利用して過渡PLを測定することにより確認した。前記化合物TADF1をトルエンに溶解し、自己吸収の寄与を取り除くため励起波長において吸光度が0.05以下の希薄溶液を調製した。また酸素による消光を防ぐため、試料溶液を凍結脱気した後にアルゴン雰囲気下で蓋付きのセルに封入することで、アルゴンで飽和された酸素フリーの試料溶液とした。
上記試料溶液の蛍光スペクトルを分光蛍光光度計FP−8600(日本分光社製)で測定し、また同条件で9,10−ジフェニルアントラセンのエタノール溶液の蛍光スペクトルを測定した。両スペクトルの蛍光面積強度を用いて、Morris et al. J.Phys.Chem.80(1976)969中の(1)式により全蛍光量子収率を算出した。
前記化合物TADF1が吸収する波長のパルス光(パルスレーザーから照射される光)で励起された後、当該励起状態から即座に観察されるPrompt発光(即時発光)と、当該励起後、即座には観察されず、その後観察されるDelay発光(遅延発光)とが存在する。本実施例における遅延蛍光発光とは、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上を意味する。具体的には、Prompt発光(即時発光)の量をXとし、Delay発光(遅延発光)の量をXとしたときに、X/Xの値が0.05以上であることを意味する。
Prompt発光とDelay発光の量とその比は、“Nature 492, 234−238, 2012” (参考文献1)に記載された方法と同様の方法により求めることができる。なお、Prompt発光とDelay発光の量の算出に使用される装置は、前記参考文献1に記載の装置、または図2に記載の装置に限定されない。
化合物TADF1について、Delay発光(遅延発光)の量がPrompt発光(即時発光)の量に対して5%以上あることが確認された。具体的には、化合物TADF1について、X/Xの値が0.05以上であることが確認された。
・化合物TADF2〜39及び比較化合物1〜3の遅延蛍光性
化合物TADF1に代えて、化合物TADF2〜39及び比較化合物1〜3をそれぞれ用いたこと以外、上記と同様にして化合物TADF2〜39及び比較化合物1〜3の遅延蛍光性を確認した。
化合物TADF2〜39及び比較化合物1〜3について、X/Xの値は、いずれも0.05以上であることが確認された。
・一重項エネルギーS
化合物TADF1〜39、比較化合物1〜3、化合物RD−1〜RD−4及び化合物CBPの一重項エネルギーSは、前述の溶液法により測定した。結果を表59に示す。
化合物RD−1〜RD−4及び化合物CBPの測定結果は以下の通りである。
化合物RD−1の一重項エネルギーSは、2.02eVであった。
化合物RD−2の一重項エネルギーSは、2.00eVであった。
化合物RD−3の一重項エネルギーSは、2.04eVであった。
化合物RD−4の一重項エネルギーSは、2.12eVであった。
化合物CBPの一重項エネルギーSは、3.41eVであった。
・ΔST
化合物TADF1〜TADF39および比較化合物1〜3のT77Kを測定し、その結果と上記の一重項エネルギーSの値からΔSTを確認した。
化合物TADF1〜TADF39および比較化合物1〜3のT77Kは、前述の「三重項エネルギーと77[K]におけるエネルギーギャップとの関係」で記載したエネルギーギャップT77Kの測定方法により測定した。
化合物TADF1〜化合物TADF39および比較化合物1〜3のΔSTはいずれも0.01eV未満であった。
(化合物の主ピーク波長)
測定対象となる化合物の5μmol/Lトルエン溶液を調製して石英セルに入れ、常温(300K)でこの試料の蛍光スペクトル(縦軸:蛍光発光強度、横軸:波長とする。)を測定した。本実施例では、蛍光スペクトルを日立社製の分光光度計(装置名:F−7000)で測定した。なお、蛍光スペクトル測定装置は、ここで用いた装置に限定されない。蛍光スペクトルにおいて、発光強度が最大となる蛍光スペクトルのピーク波長を主ピーク波長とした。結果を表59に示す。
化合物RD−1〜RD−4の測定結果は以下の通りである。
化合物RD−1の主ピーク波長は、609nmであった。
化合物RD−2の主ピーク波長は、613nmであった。
化合物RD−3の主ピーク波長は、647nmであった。
化合物RD−4の主ピーク波長は、585nmであった。
Figure 2020022378
・表中の説明
「TG1%」は、1%重量減少温度を表す。
「TG5%」は、5%重量減少温度を表す。
「−」は、測定していないことを表す。
表59中、1%重量減少温度及び5%重量減少温度を測定した実施例の化合物は、比較例1〜3の比較化合物1〜3に比べ、いずれも1%重量減少温度及び5%重量減少温度が低下した。
また、表59中、昇華温度を測定した実施例の化合物は、比較例1〜3の比較化合物1〜3に比べ、いずれも高真空下(10−5Pa)における昇華温度が低下した。
また、実施例1〜6の化合物TADF1〜6は、比較例1〜3の比較化合物1〜3に比べ、高真空下(1.0×10−6Pa以上1.0×10−3Pa以下)における昇華温度が低下することも確認した。
<有機EL素子の作製1>
以下の実施例12Aでは、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を2つと、一般式(2−1)で表される基を2つ結合させた化合物(TADF1)を用いて、有機EL素子を作製した。
実施例12A−1及び12A−2では、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を1つと、一般式(2−1)で表される基を3つ結合させた化合物(TADF12,TADF16)を用いて、有機EL素子を作製した。
比較例12Bでは、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を4つ結合させた化合物(比較化合物2)を用いて、有機EL素子を作製した。
〔実施例12A〕
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT−1と化合物HAとを共蒸着し、膜厚10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層における化合物HT−1の濃度を97質量%とし、化合物HAの濃度を3質量%とした。
次に、正孔注入層上に、化合物HT−1を蒸着し、正孔注入層上に膜厚200nmの第一正孔輸送層を形成した。
次に、この第一正孔輸送層上に、化合物HT−2を蒸着し、膜厚10nmの第二正孔輸送層を形成した。
次に、この第二正孔輸送層上に、第一の化合物としての化合物TADF1と、第二の化合物としての化合物RD−1と、第三の化合物としての化合物CBPとを共蒸着し、膜厚25nmの第一の有機層としての発光層を形成した。発光層における化合物TADF1の濃度を25質量%とし、化合物RD−1の濃度を1質量%とし、化合物CBPの濃度を74質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物ET−1を蒸着し、膜厚10nmの第一電子輸送層を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET−2を蒸着し、膜厚30nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例12Aの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF1:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
同じく括弧内において、パーセント表示された数字(97%:3%)は、正孔注入層における化合物HT−1及び化合物HAの割合(質量%)を示し、パーセント表示された数字(74%:25%:1%)は、発光層における第三の化合物、第一の化合物、及び第二の化合物の割合(質量%)を示す。以下、同様の表記とする。
(実施例12A−1)
実施例12A−1の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF12を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例12A−1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF12:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例12A−2)
実施例12A−2の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF16を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例12A−2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF16:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例12B)
比較例12Bの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、比較化合物2を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
比較例12Bの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP: 比較化合物2:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
<評価1−1>
実施例12A及び比較例12Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表60に示す。
・外部量子効率EQE
電流密度が0.1mA/cm、又は10mA/cmとなるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタ株式会社製)で計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、ランバシアン放射を行ったと仮定し外部量子効率EQE(単位:%)を算出した。
以下では、電流密度が0.1mA/cmのときの外部量子効率EQE(%)を「低電流時のEQE(%)」と称する。電流密度が10mA/cmのときの外部量子効率EQE(%)を「高電流時のEQE(%)」と称する。
下記数式(数100)を用いて、比較例12Bの「低電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例12Aの「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。
実施例12Aの低電流時のEQE(相対値:%)=(実施例12Aの低電流時のEQE(%)/比較例12Bの低電流時のEQE(%))×100 (数100)
下記数式(数101)を用いて、比較例12Bの「高電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例12Aの「高電流時のEQE(%)」を「高電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。
実施例12Aの高電流時のEQE(相対値:%)=(実施例12Aの高電流時のEQE(%)/比較例12Bの高電流時のEQE(%))×100 (数101)
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ
分光放射輝度計CS−2000(コニカミノルタ株式会社製)を用いて、電流密度が10mA/cmとなるように素子に電圧を印加した時の分光放射輝度スペクトルを計測した。得られた分光放射輝度スペクトルから、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
・表中の説明
「低電流時」は、電流密度が1mA/cmのときを表す。
「高電流時」は、電流密度が10mA/cmのときを表す。
以下の表においても同様である。
実施例12Aの有機EL素子は、比較例12Bの有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cmのとき)においても外部量子効率EQEが向上した。
<評価1−2>
実施例12A−1、12A−2及び比較例12Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表61に示す。
・外部量子効率EQE
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例12Bの「低電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例12A−1の「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。実施例12A−2の有機EL素子についても同様の方法で「低電流時のEQE(相対値:%)」を求めた。
・駆動電圧
電流密度が10mA/cmとなるように陽極と陰極との間に通電したときの電圧(単位:V)を計測した。
下記数式(数100A)を用いて、比較例12Bの「駆動電圧(V)」を100%としたときの実施例12A−1の「駆動電圧(V)」を「駆動電圧(相対値:%)」として求めた。実施例12A−2の有機EL素子についても同様の方法で「駆動電圧(相対値:%)」を求めた。
実施例12A−1の駆動電圧(相対値:%)=(実施例12A−1の駆動電圧(V)/比較例12Bの駆動電圧(V))×100 (数100A)
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λの値
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例12A−1及び12A−2の有機EL素子は、比較例12Bの有機EL素子に比べ、駆動電圧が低下し、かつ低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)の外部量子効率EQEが向上した。
<有機EL素子の作製2>
以下の実施例13A及び13A−1では、第一の化合物として、メタ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を2つと、一般式(2−1)で表される基を2つ結合させた化合物(TADF7,TDAF13)を用いて、有機EL素子を作製した。
比較例13Bでは、メタ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を4つ結合させた化合物(比較化合物1)を用いて、有機EL素子を作製した。
(実施例13A)
実施例13Aの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF7を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例13Aの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF7:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例13A−1)
実施例13A−1の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF13を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例13A−1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF13:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例13B)
比較例13Bの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、比較化合物1を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
比較例13Bの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:比較化合物1:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
<評価2−1>
実施例13A及び比較例13Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表62に示す。
・駆動電圧
電流密度が10mA/cmとなるように陽極と陰極との間に通電したときの電圧(単位:V)を計測した。
下記数式(数103)を用いて、比較例13Bの「駆動電圧(V)」を100%としたときの実施例13Aの「駆動電圧(V)」を「駆動電圧(相対値:%)」として求めた。
実施例13Aの駆動電圧(相対値:%)=(実施例13Aの駆動電圧(V)/比較例13Bの駆動電圧(V))×100 (数103)
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λの値
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例13Aの有機EL素子は、比較例13Bの有機EL素子に比べ、駆動電圧が低下した。
<評価2−2>
実施例13A−1及び比較例13Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表63に示す。
・駆動電圧
実施例12A−1で作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例13Bの「駆動電圧(単位:V)」を100%としたときの実施例13A−1の「駆動電圧(単位:V)」を「駆動電圧(相対値:%)」として求めた。
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λの値
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例13A−1の有機EL素子は、比較例13Bの有機EL素子に比べ、駆動電圧が低下した。
<有機EL素子の作製3>
以下の実施例14Aでは、第一の化合物として、オルト−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を1つと、一般式(2−1)で表される基を3つ結合させた化合物(TADF6)を用いて、有機EL素子を作製した。
比較例14Bでは、オルト−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を4つ結合させた化合物(比較化合物3)を用いて、有機EL素子を作製した。
(実施例14A)
実施例14Aの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF6を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例14Aの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF6:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例14B)
比較例14Bの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、比較化合物3を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
比較例14Bの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP: 比較化合物3:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
<評価3>
実施例14A及び比較例14Bで作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表64に示す。
・駆動電圧
実施例13Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例14Bの「駆動電圧(単位:V)」を100%としたときの実施例14Aの「駆動電圧(単位:V)」を「駆動電圧(相対値:%)」として求めた。
・外部量子効率EQE
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例14Bの「低電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例14Aの「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」として求めた。
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例14Aの有機EL素子は、比較例14Bの有機EL素子に比べ、駆動電圧が低下し、かつ低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)の外部量子効率EQEが向上した。
<有機EL素子の作製4>
以下の実施例15Aでは、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−4)で表される基を2つと、一般式(2−1)で表される基を2つ結合させた化合物(TADF18)を用いて、有機EL素子を作製した。
実施例15A−1及び15A−5では、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を1つと、一般式(2−1)で表される基を3つ結合させた化合物(TADF20,TADF38)を用いて、有機EL素子を作製した。
実施例15A−2及び15A−4では、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−4)で表される基を1つと、一般式(2−1)で表される基を3つ結合させた化合物(TADF22,TADF37)を用いて、有機EL素子を作製した。
実施例15A−3では、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−2)で表される基を2つと、一般式(2−1)で表される基を2つ結合させた化合物(TADF28)を用いて、有機EL素子を作製した。
(実施例15A)
実施例15Aの有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF18を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15Aの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF18:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
(実施例15A−1)
実施例15A−1の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF20を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15A−1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF20:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例15A−2)
実施例15A−2の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF22を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15A−2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF22:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例15A−3)
実施例15A−3の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF28を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15A−3の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF28:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例15A−4)
実施例15A−4の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF37を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15A−4の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF37:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例15A−5)
実施例15A−5の有機EL素子は、実施例12Aの発光層における化合物TADF1に代えて、化合物TADF38を用いたこと以外、実施例12Aと同様にして作製した。
実施例15A−5の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF38:RD-1(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
<評価4>
実施例15A及び実施例15A−1〜15A−5で作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表65に示す。なお、表65には、比較例12Bの評価結果も示す。
・外部量子効率EQE
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例12Bの「低電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例15A及び15A−1〜15A−5の「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。また、比較例12Bの「高電流時のEQE(%)」を100%としたときの実施例15A及び15A−1〜15A−5の「高電流時のEQE(%)」を「高電流時のEQE(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。
・駆動電圧
実施例13Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例12Bの「駆動電圧(単位:V)」を100%としたときの実施例15A及び15A−1〜15A−5の「駆動電圧(単位:V)」を「駆動電圧(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例15A及び実施例15A−1〜15A−5の有機EL素子は、比較例12Bの有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cmのとき)においても外部量子効率EQEが向上した。さらに、実施例15A、実施例15A−1〜15A−2及び実施例15A−4の有機EL素子は、比較例12Bの有機EL素子に比べ、駆動電圧が低下した。
<有機EL素子の作製5>
以下の実施例16A、16A−1及び16A−2では、第一の化合物として、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−4)で表される基を1つと、一般式(2−1)で表される基を3つ結合させた化合物(TADF22)を用いて、有機EL素子を作製した。
比較例16B、16B−1及び16B−2では、パラ−ジシアノベンゼンに、一般式(1−1)で表される基を4つ結合させた化合物(比較化合物2)を用いて、有機EL素子を作製した。
(実施例16A)
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極(陽極)付きガラス基板(ジオマテック株式会社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄を行った後、UVオゾン洗浄を1分間行った。ITOの膜厚は、130nmとした。
洗浄後の透明電極ライン付き前記ガラス基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに装着し、まず透明電極ラインが形成されている側の面上に透明電極を覆うようにして化合物HT−1と化合物HAとを共蒸着し、膜厚10nmの正孔注入層を形成した。正孔注入層における化合物HT−1の濃度を97質量%とし、化合物HAの濃度を3質量%とした。
次に、正孔注入層上に、化合物HT−1を蒸着し、正孔注入層上に膜厚200nmの第一正孔輸送層を形成した。
次に、この第一正孔輸送層上に、化合物HT−2を蒸着し、膜厚10nmの第二正孔輸送層を形成した。
次に、この第二正孔輸送層上に、第一の化合物としての化合物TADF22と、第二の化合物としての化合物RD−2と、第三の化合物としての化合物CBPとを共蒸着し、膜厚25nmの第一の有機層としての発光層を形成した。発光層における化合物TADF22の濃度を25質量%とし、化合物RD−2の濃度を1質量%とし、化合物CBPの濃度を74質量%とした。
次に、この発光層上に、化合物ET−1を蒸着し、膜厚10nmの第一電子輸送層を形成した。
次に、この第一電子輸送層上に、化合物ET−2を蒸着し、膜厚30nmの第二電子輸送層を形成した。
次に、この第二電子輸送層上に、フッ化リチウム(LiF)を蒸着し、膜厚1nmの電子注入性電極(陰極)を形成した。
そして、この電子注入性電極上に、金属アルミニウム(Al)を蒸着し、膜厚80nmの金属Al陰極を形成した。
実施例16Aの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:TADF22:RD-2(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
なお、括弧内の数字は、膜厚(単位:nm)を示す。
(実施例16A−1)
実施例16A−1の有機EL素子は、実施例16Aの発光層における化合物RD−2に代えて、化合物RD−3を用いたこと以外、実施例16Aと同様にして作製した。
実施例16A−1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP: TADF22:RD-3(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(実施例16A−2)
実施例16A−2の有機EL素子は、実施例16Aの発光層における化合物RD−2に代えて、化合物RD−4を用いたこと以外、実施例16Aと同様にして作製した。
実施例16A−2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP: TADF22:RD-4(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例16B)
比較例16Bの有機EL素子は、実施例16Aの発光層における化合物TADF22に代えて、比較化合物2を用いたこと以外、実施例16Aと同様にして作製した。
比較例16Bの素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:比較化合物2:RD-2(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例16B−1)
比較例16B−1の有機EL素子は、実施例16A−1の発光層における化合物TADF22に代えて、比較化合物2を用いたこと以外、実施例16A−1と同様にして作製した。
比較例16B−1の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:比較化合物2: RD-3(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
(比較例16B−2)
比較例16B−2の有機EL素子は、実施例16A−2の発光層における化合物TADF22に代えて、比較化合物2を用いたこと以外、実施例16A−2と同様にして作製した。
比較例16B−2の素子構成を略式的に示すと、次のとおりである。
ITO(130)/HT-1:HA(10,97%:3%)/HT-1(200)/HT-2(10)/CBP:比較化合物2: RD-4(25,74%:25%:1%)/ET-1(10)/ET-2(30)/LiF(1)/Al(80)
<評価5>
実施例16A、16A−1及び16A−2並びに比較例16B、16B−1及び16B−2で作製した有機EL素子について、以下の評価を行った。評価結果を表66に示す。
・外部量子効率EQE
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例16B、16B−1及び16B−2の「低電流時のEQE(%)」をそれぞれ100%としたときの実施例16A、16A−1及び16−2の「低電流時のEQE(%)」を「低電流時のEQE(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。また、比較例16B、16B−1及び16B−2の「高電流時のEQE(%)」をそれぞれ100%としたときの実施例16A、16A−1及び16−2の「高電流時のEQE(%)」を「高電流時のEQE(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。
・駆動電圧
実施例13Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、比較例16B、16B−1及び16B−2の「駆動電圧(単位:V)」をそれぞれ100%としたときの実施例16A、16A−1及び16−2の「駆動電圧(単位:V)」を「駆動電圧(相対値:%)」としてそれぞれ求めた。
・色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ
実施例12Aで作製した有機EL素子と同様の方法で、色度CIEx、CIEy、及び主ピーク波長λ(単位:nm)を算出した。
Figure 2020022378
実施例16Aの有機EL素子は、比較例16Bの有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cmのとき)においても外部量子効率EQEが向上し、駆動電圧が低下した。
実施例16A−1の有機EL素子は、比較例16B−1の有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cmのとき)においても外部量子効率EQEが向上し、駆動電圧が低下した。
実施例16A−2の有機EL素子は、比較例16B−2の有機EL素子に比べ、低電流時(電流密度が0.1mA/cmのとき)においても、高電流時(電流密度が10mA/cmのとき)においても外部量子効率EQEが向上し、駆動電圧が低下した。
1…有機EL素子、2…基板、3…陽極、4…陰極、5…発光層、6…正孔注入層、7…正孔輸送層、8…電子輸送層、9…電子注入層。

Claims (38)

  1. 下記一般式(11)〜(13)のいずれかで表される化合物。
    Figure 2020022378

    (前記一般式(11)〜(13)において、R〜Rは、それぞれ独立に、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であるか、または下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基であり、ただし、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であり、R〜Rのうち少なくとも1つは、下記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基である。)
    Figure 2020022378

    (前記一般式(1−1)において、Xは、酸素原子、硫黄原子、またはCR151152であり、R101〜R110は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、R151及びR152は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR151及びR152が互いに結合して環を形成し、
    置換基としてのR101〜R110、R151及びR152は、それぞれ独立に、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
    前記一般式(1−2)において、X及びR111〜R120は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
    前記一般式(1−3)において、X及びR121〜R130は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
    前記一般式(1−4)において、X及びR131〜R140は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
    前記一般式(1−5)において、X及びR141〜R150は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。
    前記一般式(1−6)において、X及びR61〜R70は、それぞれ、前記一般式(1−1)におけるX及びR101〜R110と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。)
    Figure 2020022378

    (前記一般式(2−1)において、R161〜R168は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、
    置換基としてのR161〜R168は、それぞれ独立に、
    ハロゲン原子、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である。
    前記一般式(2−2)において、R171〜R180は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR171〜R180は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
    前記一般式(2−3)において、R181〜R190は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR181〜R190は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。
    前記一般式(2−4)において、R191〜R200は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であり、置換基としてのR191〜R200は、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)におけるR161〜R168について列挙した置換基と同義である。*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表す。)
  2. 請求項1に記載の化合物において、
    〜Rの基として、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から3つの基が選ばれたとき、その選ばれた3つの基は、全てが前記一般式(1−1)〜(1−6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であり、
    〜Rの基として、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基から2つの基が選ばれたとき、その選ばれた2つの基は、全てが前記一般式(1−1)〜(1−6)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基である、
    化合物。
  3. 請求項1または請求項2に記載の化合物において、
    〜Rの基として、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から3つの基が選ばれたとき、その選ばれた3つの基は、全てが前記一般式(2−1)〜(2−4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基であり、
    〜Rの基として、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基から2つの基が選ばれたとき、その選ばれた2つの基は、全てが前記一般式(2−1)〜(2−4)のうちの1つの一般式により表され、かつ、置換基も含めて互いに同一の基である、
    化合物。
  4. 請求項1に記載の化合物において、
    前記化合物は、下記一般式(101)〜(123)で表される化合物のいずれかの化合物である、
    化合物。
    Figure 2020022378

    Figure 2020022378

    Figure 2020022378

    (前記一般式(101)〜(123)において、Dは、それぞれ独立に、前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基のいずれかの基であり、Dは、それぞれ独立に、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基のいずれかの基であり、複数のDは、互いに同一または異なり、複数のDは、互いに同一または異なる。)
  5. 請求項4に記載の化合物において、
    前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基である、
    化合物。
  6. 請求項4または請求項5に記載の化合物において、
    前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基である、
    化合物。
  7. 請求項4から請求項6のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(101)〜(123)におけるDは、互いに同一の基であり、Dは、互いに同一の基である、
    化合物。
  8. 請求項4から請求項7のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記化合物は、前記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)で表される化合物のいずれかの化合物である、
    化合物。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、下記一般式(2−5)〜(2−17)で表される基のいずれかの基である、
    化合物。
    Figure 2020022378

    Figure 2020022378

    Figure 2020022378

    (前記一般式(2−5)〜(2−17)において、*は、それぞれ独立に、前記一般式(11)〜(13)中におけるベンゼン環の炭素原子との結合部位を表し、Dは重水素を表す。)
  10. 請求項9に記載の化合物において、
    前記一般式(2−1)で表される基は、前記一般式(2−5)で表される基または前記一般式(2−15)で表される基である、
    化合物。
  11. 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、酸素原子である、
    化合物。
  12. 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、硫黄原子である、
    化合物。
  13. 請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(1−1)〜(1−6)において、X〜Xは、CR151152である、
    化合物。
  14. 請求項1から請求項13のいずれか一項に記載の化合物において、
    一般式(1−1)〜(1−6)で表される基は、前記一般式(1−1)で表される基、前記一般式(1−2)で表される基、または前記一般式(1−4)で表される基である、
    化合物。
  15. 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の化合物において、
    一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、前記一般式(2−2)で表される基、前記一般式(2−3)で表される基、または前記一般式(2−4)で表される基である、
    化合物。
  16. 請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の化合物において、
    一般式(2−1)〜(2−4)で表される基は、いずれも前記一般式(2−1)で表される基である、
    化合物。
  17. 請求項4から請求項16のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記化合物は、下記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)で表される化合物のいずれかの化合物である、
    化合物。
    Figure 2020022378

    (前記一般式(101)、(106)、(107)、(110)、(111)、及び(116)〜(119)において、Dは、それぞれ独立に、前記一般式(1−1)で表される基、前記一般式(1−2)で表される基、または前記一般式(1−4)で表される基であり、前記Dは、それぞれ独立に、前記一般式(2−5)〜(2−14)で表される基のいずれかの基であり、複数のDは、互いに同一または異なり、複数のDは、互いに同一または異なる。)
  18. 請求項4から請求項17のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記化合物は、前記一般式(11)で表される化合物である、
    化合物。
  19. 請求項4から請求項17のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記化合物は、前記一般式(12)で表される化合物である、
    化合物。
  20. 請求項4から請求項17のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記化合物は、前記一般式(13)で表される化合物である、
    化合物。
  21. 請求項1から請求項20のいずれか一項に記載の化合物において、
    置換基としてのR101〜R150、R151、R152、R161〜R168、R171〜R200及びR171〜R180及びR61〜R70は、それぞれ独立に、
    ハロゲン原子、
    無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、
    無置換の環形成原子数5〜14の複素環基、
    無置換の炭素数1〜6のアルキル基、
    無置換の炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、
    無置換の炭素数3〜6のアルキルシリル基、
    無置換の炭素数1〜6のアルコキシ基、
    無置換の環形成炭素数6〜14のアリールオキシ基、
    無置換の炭素数2〜12のアルキルアミノ基、
    無置換の炭素数1〜6のアルキルチオ基、または
    無置換の環形成炭素数6〜14のアリールチオ基である、
    化合物。
  22. 請求項21に記載の化合物において、
    前記置換基としてのR101〜R150、R151、R152、R161〜R168、R171〜R200及びR61〜R70は、それぞれ独立に、
    無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または
    無置換の炭素数1〜6のアルキル基である、
    化合物。
  23. 請求項1から請求項20のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記一般式(1−1)〜(1−6)において、
    101〜R150及びR61〜R70は、水素原子であり、
    151及びR152は、無置換の環形成炭素数6〜14のアリール基、または無置換の炭素数1〜6のアルキル基であり、
    前記(2−1)〜(2−4)において、
    161〜R168及びR171〜R200は、水素原子である、
    化合物。
  24. 請求項1から請求項23のいずれか一項に記載の化合物において、
    前記R〜Rのそれぞれを構成する原子の原子量の総和をそれぞれ算出したとき、
    前記一般式(1−1)〜(1−6)で表される基に該当する基の前記総和のうち最小の総和M1(min)と、前記一般式(2−1)〜(2−4)で表される基に該当する基の前記総和のうち最大の総和M2(max)とが下記数式(数1)の関係を満たす、
    化合物。
    M1(min)>M2(max) (数1)
  25. 請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の化合物を含む、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  26. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に含まれる第一の有機層と、
    を有し、
    前記第一の有機層は、第一の化合物を含み、
    前記第一の化合物は、請求項1から請求項24のいずれか一項に記載の化合物である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  27. 請求項26に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の有機層は、発光層である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  28. 請求項26または請求項27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の有機層は、前記第一の化合物と、さらに第二の化合物とを含み、
    前記第二の化合物は、蛍光発光性の化合物である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  29. 請求項28に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の有機層は、前記第一の化合物及び前記第二の化合物と、さらに第三の化合物を含み、
    前記第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、前記第三の化合物の一重項エネルギーS(Mat3)とが、下記数式(数2)の関係を満たす、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (Mat3)>S(Mat1) (数2)
  30. 請求項28または請求項29に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二の化合物は、下記一般式(20)で表される化合物であり、
    前記第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、前記第二の化合物の一重項エネルギーS(Mat2)とが、下記数式(数3)の関係を満たす、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (Mat1)>S(Mat2) (数3)
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2020022378

    (前記一般式(20)において、
    Xは、窒素原子、又はYと結合する炭素原子であり、
    Yは、水素原子又は置換基であり、
    21〜R26は、それぞれ独立に、水素原子もしくは置換基であるか、又はR21及びR22の組、R22及びR23の組、R24及びR25の組、並びにR25及びR26の組のいずれか1つ以上の組が互いに結合して環を形成し、
    置換基としてのY、及びR21〜R26は、それぞれ独立に、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜30のシクロアルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数6〜30のアルキルチオ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールチオ基、
    置換もしくは無置換の炭素数2〜30のアルケニル基、
    置換もしくは無置換の炭素数7〜30のアラルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、
    ハロゲン原子、
    カルボキシ基、
    置換もしくは無置換のエステル基、
    置換もしくは無置換のカルバモイル基、
    置換もしくは無置換のアミノ基、
    ニトロ基、
    シアノ基、
    置換もしくは無置換のシリル基、および
    置換もしくは無置換のシロキサニル基からなる群から選択され、
    21およびZ22は、それぞれ独立に、置換基であるか、又はZ21及びZ22が互いに結合して環を形成し、
    置換基としてのZ21及びZ22は、それぞれ独立に、
    ハロゲン原子、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルキル基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルキル基、
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリール基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のアルコキシ基、
    置換もしくは無置換の炭素数1〜30のハロゲン化アルコキシ基、および
    置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基からなる群から選択される。)
  31. 請求項28から請求項30のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二の化合物の主ピーク波長は、600nm以上660nm以下である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  32. 請求項31に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    当該有機エレクトロルミネッセンス素子から発光する光の主ピーク波長は、600nm以上660nm以下である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  33. 請求項28から請求項30のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第二の化合物の主ピーク波長は、500nm以上560nm以下である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  34. 請求項33に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    当該有機エレクトロルミネッセンス素子から発光する光の主ピーク波長は、500nm以上560nm以下である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  35. 請求項26または請求項27に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の有機層は、前記第一の化合物と、さらに第四の化合物とを含み、
    前記第一の化合物の一重項エネルギーS(Mat1)と、前記第四の化合物の一重項エネルギーS(Mat4)とが、下記数式(数4)の関係を満たす、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
    (Mat4)>S(Mat1) (数4)
  36. 請求項26から請求項35のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の有機層は、金属錯体を含まない、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  37. 請求項26から請求項36のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子において、
    前記第一の化合物は、遅延蛍光性の化合物である、
    有機エレクトロルミネッセンス素子。
  38. 請求項26から請求項37のいずれか一項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を搭載した電子機器。
JP2020532440A 2018-07-27 2019-07-24 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器 Active JP7252959B2 (ja)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018141897 2018-07-27
JP2018141897 2018-07-27
JP2018209147 2018-11-06
JP2018209147 2018-11-06
JP2019064509 2019-03-28
JP2019064509 2019-03-28
PCT/JP2019/029013 WO2020022378A1 (ja) 2018-07-27 2019-07-24 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2020022378A1 true JPWO2020022378A1 (ja) 2021-08-26
JP7252959B2 JP7252959B2 (ja) 2023-04-05

Family

ID=69180468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020532440A Active JP7252959B2 (ja) 2018-07-27 2019-07-24 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11482681B2 (ja)
EP (1) EP3696167A4 (ja)
JP (1) JP7252959B2 (ja)
KR (1) KR20210038406A (ja)
CN (1) CN111372918B (ja)
WO (1) WO2020022378A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220263030A1 (en) * 2019-07-24 2022-08-18 Idemitsu Kosan Co.,Ltd. Organic electroluminescent element and electronic device
CN113045483A (zh) * 2019-12-26 2021-06-29 北京鼎材科技有限公司 一种化合物及其应用
JPWO2021157599A1 (ja) * 2020-02-05 2021-08-12
WO2021166552A1 (ja) * 2020-02-17 2021-08-26 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
US20220380387A1 (en) * 2020-02-17 2022-12-01 Idemitsu Kosan Co.,Ltd. Organic electroluminescent element and electronic appliance
KR20230026977A (ko) 2020-06-24 2023-02-27 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 화합물, 유기 일렉트로루미네센스 소자용 재료, 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 전자 기기
JP2023166630A (ja) * 2020-07-29 2023-11-22 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス発光装置、及び電子機器
CN112079766A (zh) * 2020-08-28 2020-12-15 清华大学 一种有机化合物及其应用及采用该化合物的有机电致发光器
KR20220034511A (ko) * 2020-09-11 2022-03-18 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 유기발광장치
WO2022075270A1 (ja) * 2020-10-05 2022-04-14 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び電子機器
CN116998242A (zh) * 2021-03-15 2023-11-03 出光兴产株式会社 有机电致发光元件及电子设备
WO2023166883A1 (ja) * 2022-03-02 2023-09-07 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および発光素子

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014208698A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
JP2016516085A (ja) * 2013-03-22 2016-06-02 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2016138077A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Nitto Denko Corporation Gas sensor element

Family Cites Families (203)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8889271B2 (en) 2006-11-26 2014-11-18 Duksan High Metal Co., Ltd. Compound containing a 5-membered heterocycle and organic light-emitting diode using same, and terminal for same
TWI460182B (zh) 2007-04-11 2014-11-11 Daiichi Sankyo Co Ltd 原酸酯之製造方法
JP2009055010A (ja) 2007-07-27 2009-03-12 Fujifilm Corp 有機電界発光素子
JP5624270B2 (ja) 2007-09-18 2014-11-12 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
JP5243972B2 (ja) 2008-02-28 2013-07-24 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
US10020452B2 (en) 2011-12-15 2018-07-10 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Compound containing a 5-membered heterocycle and organic light-emitting diode using same, and terminal for same
JP5951939B2 (ja) 2010-06-30 2016-07-13 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 発光素子用材料、発光素子、表示装置、照明装置、及び発光素子の製造方法。
JP2012224618A (ja) 2011-04-08 2012-11-15 Fujifilm Corp 有機材料の精製方法、有機エレクトロニクス用材料、光電変換素子、光センサ、撮像素子、及び有機電界発光素子
JPWO2012153780A1 (ja) 2011-05-11 2014-07-31 出光興産株式会社 新規化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6046950B2 (ja) 2011-09-02 2016-12-21 高砂香料工業株式会社 N−(ヘテロ)アリールアゾール類の製造方法
JPWO2013038650A1 (ja) 2011-09-13 2015-03-23 出光興産株式会社 縮合複素芳香族誘導体、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
RU2626977C2 (ru) 2011-09-21 2017-08-02 Мерк Патент Гмбх Производные карбазола для органических электролюминисцентных устройств
JP2014135466A (ja) 2012-04-09 2014-07-24 Kyushu Univ 有機発光素子ならびにそれに用いる発光材料および化合物
JP2015167150A (ja) 2012-05-28 2015-09-24 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
WO2013179845A1 (ja) 2012-05-30 2013-12-05 シャープ株式会社 表示装置およびその駆動方法
JP6034600B2 (ja) 2012-06-12 2016-11-30 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
JP2014027041A (ja) 2012-07-25 2014-02-06 Fujifilm Corp 成膜用有機材料及びそれを用いて得られた有機光電変換素子、撮像素子、成膜方法、有機光電変換素子の製造方法
JP2014045101A (ja) 2012-08-28 2014-03-13 Konica Minolta Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置および表示装置
JP6187080B2 (ja) 2012-10-11 2017-08-30 Tdk株式会社 電界発光素子
JP2014146752A (ja) 2013-01-30 2014-08-14 Tdk Corp 積層セラミックコンデンサ
JPWO2014128945A1 (ja) 2013-02-25 2017-02-02 株式会社日立製作所 有機発光材料及び有機発光素子
JP2016122672A (ja) 2013-03-18 2016-07-07 出光興産株式会社 発光装置
EP2980877B1 (en) 2013-03-29 2017-11-29 Kyulux, Inc. Organic electroluminescent element
CN111430557A (zh) 2013-04-08 2020-07-17 默克专利有限公司 有机电致发光器件
CN105102582B (zh) 2013-04-08 2018-10-12 默克专利有限公司 有机电致发光器件
WO2014166572A1 (de) 2013-04-08 2014-10-16 Merck Patent Gmbh Organische lichtemittierende vorrichtung mit verzögerter fluoreszenz
US10069079B2 (en) 2013-04-08 2018-09-04 Merck Patent Gmbh Organic electroluminescent device with thermally activated delayed fluorescence material
JP2015072889A (ja) 2013-05-02 2015-04-16 国立大学法人九州大学 発光素子
US20160126478A1 (en) 2013-05-09 2016-05-05 Nitto Denko Corporation Emissive compounds for light emitting devices
KR102253192B1 (ko) 2013-06-06 2021-05-17 메르크 파텐트 게엠베하 유기 전계발광 디바이스
KR102304715B1 (ko) 2013-06-14 2021-09-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
JP6573442B2 (ja) 2013-07-30 2019-09-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
WO2015022987A1 (ja) 2013-08-16 2015-02-19 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子デバイス、発光装置及び発光材料
KR102194819B1 (ko) 2013-08-27 2020-12-24 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
JP6580571B2 (ja) 2013-09-11 2019-09-25 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子
JP6522313B2 (ja) 2013-10-24 2019-05-29 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
JP6088995B2 (ja) 2013-10-24 2017-03-01 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
CN105706260B (zh) 2013-11-15 2019-08-13 默克专利有限公司 用于有机电子器件中的具有新型六元环结构的化合物
KR20150059324A (ko) 2013-11-22 2015-06-01 단국대학교 산학협력단 지연형광을 이용하는 고효율 유기발광다이오드
JP6215674B2 (ja) 2013-11-29 2017-10-18 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
CN104716268B (zh) 2013-12-17 2017-09-29 北京维信诺科技有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法
JP5905916B2 (ja) 2013-12-26 2016-04-20 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および電子機器
KR101680934B1 (ko) 2014-01-16 2016-11-30 단국대학교 산학협력단 인광 및 지연형광 도펀트들을 함유하는 고효율 유기발광다이오드
KR101829745B1 (ko) 2014-01-24 2018-02-19 삼성에스디아이 주식회사 유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR101674250B1 (ko) 2014-02-11 2016-11-08 단국대학교 산학협력단 고효율 백색 유기발광다이오드
KR101802861B1 (ko) 2014-02-14 2017-11-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
WO2015135624A1 (de) 2014-03-13 2015-09-17 Merck Patent Gmbh Organische elektrolumineszenzvorrichtung
US10734587B2 (en) 2014-03-13 2020-08-04 Merck Patent Gmbh Formulations of luminescent compounds
WO2015139808A1 (de) 2014-03-18 2015-09-24 Merck Patent Gmbh Organische elektrolumineszenzvorrichtung
KR101754715B1 (ko) 2014-04-08 2017-07-10 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수종의 호스트 재료와 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR101773363B1 (ko) 2014-04-09 2017-08-31 제일모직 주식회사 유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
KR101502316B1 (ko) 2014-04-18 2015-03-13 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102491209B1 (ko) 2014-04-29 2023-01-26 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
KR102293727B1 (ko) 2014-05-02 2021-08-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102288347B1 (ko) 2014-05-02 2021-08-11 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20150129928A (ko) 2014-05-12 2015-11-23 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR101897039B1 (ko) 2014-05-22 2018-09-10 제일모직 주식회사 유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
CN103985822B (zh) 2014-05-30 2017-05-10 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物、包含其的组合物、有机电子器件及应用
KR102273047B1 (ko) 2014-06-30 2021-07-06 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20160004466A (ko) 2014-07-02 2016-01-13 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US20170170408A1 (en) 2014-07-18 2017-06-15 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Organic electroluminescent device
KR102502306B1 (ko) 2014-07-22 2023-02-23 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 소자
KR102357467B1 (ko) 2014-07-22 2022-02-04 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 유기 전계 발광 소자
JP6781534B2 (ja) 2014-07-31 2020-11-04 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
KR101887155B1 (ko) 2014-08-22 2018-08-10 샤프 가부시키가이샤 유기 일렉트로루미네센스 소자 및 그 제조 방법과 발광 방법
KR20160034527A (ko) 2014-09-19 2016-03-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20160034528A (ko) 2014-09-19 2016-03-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
EP3207045A4 (en) 2014-10-17 2018-07-04 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. A plurality of host materials and an organic electroluminescence device comprising the same
JP2016092280A (ja) 2014-11-07 2016-05-23 コニカミノルタ株式会社 発光性薄膜、有機エレクトロルミネッセンス素子、照明装置及び表示装置
KR102384649B1 (ko) 2014-11-10 2022-04-11 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR102593644B1 (ko) 2014-11-11 2023-10-26 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 복수종의 호스트 재료 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
US10381569B2 (en) 2014-11-25 2019-08-13 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR102364220B1 (ko) 2014-12-03 2022-02-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
CN107406384B (zh) 2014-12-04 2021-07-23 广州华睿光电材料有限公司 氘化的有机化合物、包含该化合物的混合物、组合物及有机电子器件
KR20160067629A (ko) 2014-12-04 2016-06-14 서울대학교산학협력단 유기발광소자
CN107004778B (zh) 2014-12-04 2019-12-20 广州华睿光电材料有限公司 有机混合物、包含其的组合物、有机电子器件及应用
US10381576B2 (en) 2014-12-09 2019-08-13 Merck Patent Gmbh Electronic device having an amine containing layer processed from solution
JP2016115734A (ja) 2014-12-12 2016-06-23 株式会社日立製作所 有機発光素子及びこれを用いた光源装置
KR102519497B1 (ko) 2014-12-29 2023-04-06 유니버시티 코트 오브 더 유니버시티 오브 세인트 앤드류스 발광 전기화학 셀들과 화합물들
CN105810846B (zh) 2014-12-31 2020-07-07 北京维信诺科技有限公司 一种有机电致发光器件
CN105895810B (zh) 2015-01-26 2018-11-30 北京维信诺科技有限公司 一种热活化敏化磷光有机电致发光器件
DE102015101767A1 (de) 2015-02-06 2016-08-11 Technische Universität Dresden Blaue Fluoreszenzemitter
KR101706752B1 (ko) 2015-02-17 2017-02-27 서울대학교산학협력단 호스트, 인광 도펀트 및 형광 도펀트를 포함하는 유기발광소자
KR102338908B1 (ko) 2015-03-03 2021-12-14 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
EP3072943B1 (en) 2015-03-26 2018-05-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Dibenzofuran/carbazole-substituted benzonitriles
EP3075737B1 (en) 2015-03-31 2019-12-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd Benzimidazolo[1,2-a]benzimidazole carrying aryl- or heteroarylnitril groups for organic light emitting diodes
CN104788355A (zh) 2015-04-02 2015-07-22 聊城大学 一种含氮杂环苯腈或邻苯二腈化合物的合成方法
WO2016171356A1 (ko) 2015-04-24 2016-10-27 삼성에스디아이 주식회사 유기 화합물, 조성물 및 유기 광전자 소자
GB201507340D0 (en) 2015-04-29 2015-06-10 Univ St Andrews Light emitting devices and compounds
CN106328816B (zh) 2015-06-16 2018-11-13 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法
CN107710441B (zh) 2015-06-17 2020-10-16 株式会社半导体能源研究所 铱配合物、发光元件、显示装置、电子设备以及照明装置
JP6769712B2 (ja) 2015-07-01 2020-10-14 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI804457B (zh) 2015-07-23 2023-06-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件,顯示裝置,電子裝置,以及照明裝置
US10297764B2 (en) 2015-09-14 2019-05-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Mixture, thin film, and organic light emitting device including mixture and thin film
KR102591635B1 (ko) 2015-10-27 2023-10-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
KR20170051762A (ko) 2015-10-30 2017-05-12 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
US20170186978A1 (en) 2015-12-23 2017-06-29 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting device
KR20170075877A (ko) 2015-12-23 2017-07-04 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
CN106920883B (zh) 2015-12-25 2019-01-08 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种有机电致发光器件
JP6739804B2 (ja) 2015-12-28 2020-08-12 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
KR102419178B1 (ko) 2015-12-29 2022-07-11 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
JP6662049B2 (ja) 2016-01-12 2020-03-11 凸版印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP6929777B2 (ja) 2016-02-18 2021-09-01 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. 量子ドット発光デバイス及びその製造方法、表示基板及び表示装置
JP6808329B2 (ja) 2016-02-25 2021-01-06 株式会社ジャパンディスプレイ 有機エレクトロルミネッセンス表示装置用材料及び有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JP6701817B2 (ja) 2016-03-07 2020-05-27 コニカミノルタ株式会社 電荷移動性薄膜、それが具備された電子デバイス、有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び照明装置
US20170271610A1 (en) 2016-03-18 2017-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, display device, electronic device, and lighting device
KR102636244B1 (ko) 2016-03-30 2024-02-15 삼성디스플레이 주식회사 유기 전계 발광 소자
KR102642199B1 (ko) 2016-04-07 2024-03-05 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
WO2017194435A1 (de) 2016-05-11 2017-11-16 Merck Patent Gmbh Zusammensetzungen für elektrochemische zellen
KR102289388B1 (ko) 2016-05-20 2021-08-11 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
KR102646787B1 (ko) 2016-06-01 2024-03-13 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
GB201610443D0 (en) 2016-06-15 2016-07-27 Cambridge Entpr Ltd Methods for the production of organic electronic devices
CN105870350B (zh) 2016-06-17 2018-01-30 武汉华星光电技术有限公司 有机发光器件
DE102016113277A1 (de) 2016-07-19 2018-01-25 Cynora Gmbh Organische Moleküle zur Verwendung in optoelektronischen Bauelementen
JP6691848B2 (ja) 2016-07-21 2020-05-13 株式会社デンソー 発光素子、表示装置および電子機器
KR20180015320A (ko) 2016-08-02 2018-02-13 삼성디스플레이 주식회사 헤테로고리 화합물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
JP2019204805A (ja) 2016-08-10 2019-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
DE102016123105B4 (de) 2016-09-01 2020-06-04 Cynora Gmbh Organische Moleküle, insbesondere zur Verwendung in organischen optoelektronischen Vorrichtungen
KR101881212B1 (ko) 2016-09-08 2018-07-23 성균관대학교산학협력단 유기발광소자
JP6848787B2 (ja) 2016-09-29 2021-03-24 住友化学株式会社 発光素子
CN109791990B (zh) 2016-09-29 2021-04-20 住友化学株式会社 发光元件及对于制造该发光元件而言有用的组合物
JP6822363B2 (ja) 2016-09-29 2021-01-27 住友化学株式会社 発光素子
US11618722B2 (en) 2016-11-09 2023-04-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Compound, composition, organic electroluminescent element, and electronic appliance
JP6888943B2 (ja) 2016-11-17 2021-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
JP6837810B2 (ja) 2016-11-17 2021-03-03 株式会社ジャパンディスプレイ 有機エレクトロルミネッセンス表示装置
CN108264478B (zh) 2016-12-30 2020-09-22 昆山国显光电有限公司 载流子传输材料及载流子传输层及有机发光器件
KR101936315B1 (ko) 2017-01-05 2019-01-08 서울대학교산학협력단 공동 호스트를 포함하는 유기 발광 소자
KR102454951B1 (ko) 2017-01-16 2022-10-17 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
US20190393426A1 (en) 2017-01-30 2019-12-26 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescent element and electronic device
JP7222549B2 (ja) 2017-02-24 2023-02-15 株式会社Kyulux 化合物、発光材料および発光素子
EP3367456A1 (en) 2017-02-28 2018-08-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light-emitting device
EP3605634A4 (en) 2017-03-23 2021-01-20 NIPPON STEEL Chemical & Material Co., Ltd. ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT
CN106977514A (zh) 2017-03-30 2017-07-25 上海道亦化工科技有限公司 一种含有咔唑衍生物的有机电致发光化合物及其发光器件
EP3605636B1 (en) 2017-03-31 2024-05-01 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic electroluminescence element and electronic device
WO2018186462A1 (ja) 2017-04-07 2018-10-11 コニカミノルタ株式会社 蛍光発光性化合物、有機材料組成物、発光性膜、有機エレクトロルミネッセンス素子材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
US11038117B2 (en) 2017-04-11 2021-06-15 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
WO2018207776A1 (ja) 2017-05-08 2018-11-15 コニカミノルタ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置、照明装置
JP2018200995A (ja) 2017-05-30 2018-12-20 株式会社Kyulux トップエミッション方式の有機エレクトロルミネッセンス素子および有機発光ディスプレイ装置
WO2018237389A1 (en) 2017-06-23 2018-12-27 Kyulux Inc. MATERIAL COMPOSITION FOR USE IN ORGANIC ELECTROLUMINESCENT DIODE
WO2019009307A1 (ja) 2017-07-03 2019-01-10 三菱ケミカル株式会社 Oled素子形成用組成物及びoled素子
US10693098B2 (en) 2017-08-02 2020-06-23 Rutgers, The State University Of New Jersey Phosphorescent emitters and extrinsic method for increasing stability thereof
US11505739B2 (en) 2017-08-09 2022-11-22 Okinawa Institute Of Science And Technology School Corporation Long-persistent luminescent composition, long-persistent luminescent device and wavelength control method
US11069860B2 (en) 2017-08-21 2021-07-20 Kyulux, Inc. Composition of matter for use in organic light-emitting diodes
JP2021007116A (ja) 2017-08-21 2021-01-21 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
KR102138430B1 (ko) 2017-09-06 2020-07-27 주식회사 엘지화학 유기 발광 소자
KR102226070B1 (ko) 2017-09-26 2021-03-10 삼성에스디아이 주식회사 유기 화합물, 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
WO2019066054A1 (ja) 2017-09-29 2019-04-04 株式会社Kyulux 電荷輸送材料、有機発光素子および化合物
CN107573354A (zh) 2017-09-29 2018-01-12 江苏三月光电科技有限公司 一种以氰基苯为核心的化合物及其在oled器件上的应用
JP7182774B2 (ja) 2017-09-29 2022-12-05 株式会社Kyulux 発光素子
WO2019076198A1 (zh) 2017-10-16 2019-04-25 北京鼎材科技有限公司 化合物和有机电致发光器件
KR102072922B1 (ko) 2017-10-30 2020-02-10 주식회사 엘지화학 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
EP3490023B1 (en) 2017-11-22 2020-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Composition, thin film including the composition, and organic light-emitting device including the thin film
US20190181353A1 (en) 2017-12-07 2019-06-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light-emitting device
CN111868050B (zh) 2017-12-21 2023-07-25 广州华睿光电材料有限公司 用于制备有机电子器件的组合物、有机电子器件及应用
US10644249B2 (en) 2017-12-22 2020-05-05 Kyulux, Inc. Composition of matter for use in organic light-emitting diodes
JP6582038B2 (ja) 2017-12-26 2019-09-25 株式会社Kyulux 配向制御剤、膜および有機発光素子
KR102162404B1 (ko) 2017-12-27 2020-10-06 삼성에스디아이 주식회사 유기 광전자 소자용 화합물, 유기 광전자 소자용 조성물, 유기 광전자 소자 및 표시 장치
JP7044547B2 (ja) 2017-12-28 2022-03-30 出光興産株式会社 新規化合物及び有機エレクトロルミネッセンス素子
CN109994628B (zh) 2017-12-29 2021-05-04 昆山国显光电有限公司 有机电致发光器件及有机电致发光器件的制备方法
KR20190089625A (ko) 2018-01-23 2019-07-31 삼성전자주식회사 축합환 화합물, 이를 포함한 조성물 및 이를 포함한 유기 발광 소자
US11539027B2 (en) 2018-01-24 2022-12-27 Konica Minolta, Inc. Luminescent thin film, luminescent multilayered film, and organic electroluminescent device, and production method therefor
CN110066227A (zh) 2018-01-24 2019-07-30 北京鼎材科技有限公司 有机电致发光材料及发光器件
CN108658841B (zh) 2018-02-07 2020-10-20 中国农业大学 一种咔唑类化合物及其制备方法
JP2019140188A (ja) 2018-02-07 2019-08-22 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2019171197A1 (ja) 2018-03-07 2019-09-12 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、表示装置、電子機器、有機化合物及び照明装置
JP2019165102A (ja) 2018-03-19 2019-09-26 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP2019165101A (ja) 2018-03-19 2019-09-26 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP2021120964A (ja) 2018-03-19 2021-08-19 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP2021119583A (ja) 2018-03-19 2021-08-12 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP2021177443A (ja) 2018-05-28 2021-11-11 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、表示装置及び電子機器
US11063224B2 (en) 2018-05-30 2021-07-13 Kunshan Go-Visionox Opto-Electronics Co., Ltd. Organic electroluminescent device
KR102571401B1 (ko) 2018-06-01 2023-08-31 엘지디스플레이 주식회사 유기 화합물과 이를 포함하는 유기발광다이오드 및 유기발광 표시장치
KR20200000996A (ko) 2018-06-26 2020-01-06 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
KR20200001005A (ko) 2018-06-26 2020-01-06 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
EP3587423A1 (en) 2018-06-27 2020-01-01 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Organic compounds and an organic electroluminescence device comprising the same
US20210179664A1 (en) 2018-07-06 2021-06-17 Taian City Qihang Biotechnology Co. Synthetic peptide sp4 and use thereof
DE112019003481T5 (de) 2018-07-11 2021-04-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Licht emittierende Vorrichtung, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät, organische Verbindung und Beleuchtungsvorrichtung
US11367837B2 (en) 2018-07-20 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Organic light-emitting device
JP7269602B2 (ja) 2018-08-13 2023-05-09 学校法人関西学院 多環芳香族化合物およびその多量体
JP7180202B2 (ja) 2018-08-21 2022-11-30 Jsr株式会社 硬化性組成物、硬化膜、表示素子及び硬化膜の形成方法
JP7325731B2 (ja) 2018-08-23 2023-08-15 国立大学法人九州大学 有機エレクトロルミネッセンス素子
CN109411633B (zh) 2018-08-31 2020-12-15 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件及其制备方法和显示装置
CN109411634B (zh) 2018-08-31 2019-12-24 昆山国显光电有限公司 一种有机电致发光器件和显示装置
US11485706B2 (en) 2018-09-11 2022-11-01 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
KR20200033014A (ko) 2018-09-19 2020-03-27 삼성전자주식회사 유기 발광 소자
JP2022024187A (ja) 2018-09-21 2022-02-09 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
KR102585841B1 (ko) 2018-10-10 2023-10-05 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 이를 포함하는 유기발광장치
EP3975279B1 (en) 2018-10-15 2024-03-13 Samsung Display Co., Ltd. Organic electroluminescent device emitting blue light
JPWO2020080108A1 (ja) 2018-10-18 2021-09-02 東レ株式会社 発光素子、それを含むディスプレイ、照明装置およびセンサ
KR102600295B1 (ko) 2018-10-22 2023-11-08 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 유기발광장치
CN112218861B (zh) 2018-10-22 2023-08-04 株式会社Lg化学 多环化合物及包含其的有机发光元件
KR20200046740A (ko) 2018-10-25 2020-05-07 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 및 유기발광장치
WO2020085446A1 (ja) 2018-10-25 2020-04-30 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
EP3651225A1 (en) 2018-11-09 2020-05-13 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Novel organic compounds and an organic electroluminescence device comprising the same
TW202030306A (zh) 2018-11-15 2020-08-16 學校法人關西學院 有機電場發光元件、顯示裝置以及照明裝置
CN113170549B (zh) 2018-11-30 2024-02-23 九州有机光材股份有限公司 膜的制造方法、有机半导体元件的制造方法及有机半导体元件
US20220123249A1 (en) 2018-11-30 2022-04-21 Kyulux, Inc. Organic light emitting element
KR20200068514A (ko) 2018-12-05 2020-06-15 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드, 조명장치 및 유기발광 표시장치
KR102352349B1 (ko) 2018-12-10 2022-01-18 주식회사 엘지화학 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
KR20200076817A (ko) 2018-12-19 2020-06-30 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치
CN110183426B (zh) 2019-05-29 2020-11-10 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 一种热活化延迟荧光材料、制备方法及电致发光器件
CN110642841A (zh) 2019-09-29 2020-01-03 上海天马有机发光显示技术有限公司 一种化合物、有机电致发光器件及显示装置
DE202019005189U1 (de) 2019-12-19 2020-01-30 Merck Patent Gmbh Elektrolumineszierende Vorrichtung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516085A (ja) * 2013-03-22 2016-06-02 メルク パテント ゲーエムベーハー 電子素子のための材料
WO2014208698A1 (ja) * 2013-06-26 2014-12-31 出光興産株式会社 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2016138077A1 (en) * 2015-02-24 2016-09-01 Nitto Denko Corporation Gas sensor element

Also Published As

Publication number Publication date
EP3696167A1 (en) 2020-08-19
CN111372918A (zh) 2020-07-03
KR20210038406A (ko) 2021-04-07
CN111372918B (zh) 2023-09-05
EP3696167A4 (en) 2021-03-24
JP7252959B2 (ja) 2023-04-05
WO2020022378A1 (ja) 2020-01-30
US20210143341A1 (en) 2021-05-13
US11482681B2 (en) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7252959B2 (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
JP6761796B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、電子機器、および化合物
KR102495778B1 (ko) 화합물, 유기 일렉트로 루미네선스 소자용 재료, 유기 일렉트로 루미네선스 소자, 및 전자 기기
WO2018088472A1 (ja) 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP6754422B2 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
WO2021066059A1 (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2021015177A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2020085446A1 (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2018066536A1 (ja) 化合物、組成物、有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JP2021119583A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器
JPWO2020122118A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び電子機器
JP2020158425A (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
JP2020050650A (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2020235558A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物及び電子機器
WO2020059862A1 (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
JP2021020857A (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
JP2020174072A (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2021166552A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2021166553A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
WO2020241580A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子機器
KR20230043986A (ko) 유기 일렉트로루미네센스 소자, 유기 일렉트로루미네센스 발광 장치, 및 전자 기기
WO2021117710A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物及び電子機器
WO2021261461A1 (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器
WO2022075270A1 (ja) 有機エレクトロルミネッセンス素子、化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及び電子機器
JP2020158436A (ja) 化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子、および電子機器

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200512

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220317

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230314

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230324

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7252959

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150