WO2023090288A1 - 化合物、発光材料および発光素子 - Google Patents

化合物、発光材料および発光素子 Download PDF

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正貴 山下
善丈 鈴木
直美 嶋村
寛晃 小澤
ソンヘ ファン
幸誠 金原
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株式会社Kyulux
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    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/20Delayed fluorescence emission

Definitions

  • the present invention relates to a compound useful as a light-emitting material and a light-emitting device using the same.
  • organic electroluminescence elements organic electroluminescence elements
  • various attempts have been made to improve the luminous efficiency by newly developing and combining electron transporting materials, hole transporting materials, light emitting materials, and the like, which constitute organic electroluminescence elements.
  • research on organic electroluminescence elements using delayed fluorescence materials can also be seen.
  • a delayed fluorescence material is a material that emits fluorescence when returning from the excited singlet state to the ground state after reverse intersystem crossing from the excited triplet state to the excited singlet state occurs in the excited state. Fluorescence by such a pathway is called delayed fluorescence because it is observed later than the fluorescence from the excited singlet state directly generated from the ground state (ordinary fluorescence).
  • the probability of occurrence of an excited singlet state and an excited triplet state is statistically 25%:75%.
  • the delayed fluorescence material not only the excited singlet state but also the excited triplet state can be used for fluorescence emission through the reverse intersystem crossing described above, so the emission is higher than that of ordinary fluorescent materials. Efficiency will be obtained.
  • the present inventors conducted extensive research with the aim of providing compounds that are more useful as light-emitting materials for light-emitting devices. Then, intensive studies were carried out with the aim of deriving and generalizing the general formulas of compounds that are more useful as light-emitting materials.
  • a cyanobenzene compound having a structure that satisfies specific conditions is useful as a light-emitting material.
  • the present invention has been proposed based on these findings, and specifically has the following configurations.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group.
  • R 2 to R 4 each independently represent a substituted or unsubstituted donor group that is not an aryl group, but R 2 to R 4 are not all the same.
  • X 1 to X 3 each independently represent N or C(R), and at least one of X 1 to X 3 is N;
  • R represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • Ar 1 and Ar 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • L1 represents a single bond or a divalent linking group.
  • R 2 to R 4 are each independently a substituted or unsubstituted diarylamino group (with the proviso that two aryl groups constituting the diarylamino group may be bonded to each other); Compound as described.
  • R 2 to R 4 are each independently a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group.
  • [5] A ring in which at least one of R 2 to R 4 is substituted with one atom or group selected from the group consisting of a deuterium atom, an alkyl group and an aryl group, or a combination of two or more groups
  • the ring-fused carbazol-9-yl group may be substituted with one atom or group selected from the group consisting of a deuterium atom, an alkyl group and an aryl group, or a combination of two or more
  • the compound according to [5] which is substituted with a good aryl group.
  • a delayed phosphor comprising the compound according to any one of [1] to [15].
  • An organic semiconductor device comprising the compound according to any one of [1] to [15].
  • An organic light emitting device comprising the compound according to any one of [1] to [15].
  • the organic light-emitting device according to [20] wherein the device has a layer containing the compound, and the layer also contains a host material.
  • the layer containing the compound also contains a delayed fluorescence material in addition to the compound and the host material, and the lowest excited singlet energy of the delayed fluorescence material is lower than the host material and higher than the compound, [21 ].
  • the compound of the present invention is useful as a luminescent material. Further, the compounds of the present invention include compounds exhibiting good luminescence properties. Furthermore, the organic light-emitting device using the compound of the present invention includes an excellent device with high luminous efficiency, a device with low driving voltage and good energy efficiency, and a useful device with long device life.
  • luminous properties used in the present application means properties related to light emission such as luminous efficiency, driving voltage, and luminous life.
  • the compounds of the present invention are superior in at least one emission property.
  • R 1 represents a hydrogen atom, a deuterium atom, or a substituted or unsubstituted alkyl group. In one aspect of the invention, R 1 is a hydrogen atom. In one aspect of the invention, R 1 is a deuterium atom. In one aspect of the invention, R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group. For descriptions and preferred ranges of alkyl groups that R 1 can take, reference can be made to the column of alkyl groups in the description of donor groups described below. Preferred R 1 is a hydrogen atom or a deuterium atom.
  • R 2 to R 4 independently represents a donor group, but the donor group herein does not include a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the “donor group” can be selected from groups having a negative Hammett ⁇ p value. Hammett's ⁇ p values are given by L. P. Proposed by Hammett, it quantifies the effect of substituents on the reaction rate or equilibrium of para-substituted benzene derivatives.
  • k 0 is the rate constant of the benzene derivative without substituents
  • k is the rate constant of the benzene derivative substituted with the substituent
  • K 0 is the equilibrium constant of the benzene derivative without the substituent
  • K is the substituent
  • the equilibrium constant of the benzene derivative substituted with ⁇ represents the reaction constant determined by the type and conditions of the reaction.
  • the ⁇ p of the donor group that can be taken by R 2 to R 4 is preferably ⁇ 0.3 or less, more preferably ⁇ 0.5 or less, and even more preferably ⁇ 0.7 or less. For example, it may be selected from the range of -0.9 or less, or from the range of -1.1 or less.
  • the donor group in the present invention is preferably a group containing a substituted amino group. It may be a substituted amino group, an aryl group to which a substituted amino group is bonded, especially a phenyl group to which a substituted amino group is bonded. In one preferred aspect of the invention, the donor group is a substituted amino group.
  • the substituent bonded to the nitrogen atom of the substituted amino group may be a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted alkenyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group is more preferable.
  • the substituted amino group is particularly preferably a substituted or unsubstituted diarylamino group or a substituted or unsubstituted diheteroarylamino group.
  • Two aryl groups constituting the diarylamino group herein may be bonded to each other, and two heteroaryl groups constituting the diheteroarylamino group may be bonded to each other.
  • An "aryl group” may be a monocyclic ring or a condensed ring in which two or more rings are condensed.
  • the number of condensed rings is preferably 2 to 6, and can be selected from 2 to 4, for example.
  • Specific examples of rings include benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, and triphenylene ring.
  • the aryl group is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthalene-1-yl group, or a substituted or unsubstituted naphthalene-2-yl group, preferably a substituted or unsubstituted It is a substituted phenyl group.
  • the substituent of the aryl group may be selected from, for example, substituent group A, substituent group B, substituent group C, or substituent group D. or may be selected from Substituent Group E.
  • the substituents of the aryl group are one or more selected from the group consisting of alkyl groups, aryl groups and deuterium atoms.
  • the aryl group is unsubstituted.
  • a "heteroaryl group” may be a monocyclic ring or a condensed ring in which two or more rings are condensed. In the case of condensed rings, the number of condensed rings is preferably 2 to 6, and can be selected from 2 to 4, for example.
  • the ring include a pyridine ring and a pyrimidine ring, and these rings may be condensed with another ring.
  • Specific examples of heteroaryl groups include 2-pyridyl, 3-pyridyl and 4-pyridyl groups.
  • the number of atoms constituting the ring skeleton of the heteroaryl group is preferably 4 to 40, more preferably 5 to 20, selected within the range of 5 to 14, or selected within the range of 5 to 10.
  • the "alkyl group” may be linear, branched or cyclic. Moreover, two or more of the linear portion, the cyclic portion and the branched portion may be mixed.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group can be, for example, 1 or more, 2 or more, or 4 or more. Also, the number of carbon atoms can be 30 or less, 20 or less, 10 or less, 6 or less, or 4 or less.
  • alkyl groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, 2-ethylhexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, n-octyl group, isooctyl group, n-nonyl group, isononyl group, n-decanyl group, isodecanyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group.
  • the alkyl group as a substituent may be further substituted with, for example, a deuterium atom, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, or a halogen atom.
  • the substituents of the alkyl group are one or more selected from the group consisting of aryl groups and deuterium atoms.
  • the alkyl group is unsubstituted.
  • An "alkenyl group" may be linear, branched, or cyclic. Moreover, two or more of the linear portion, the cyclic portion and the branched portion may be mixed.
  • the number of carbon atoms in the alkenyl group can be, for example, 2 or more and 4 or more. Also, the number of carbon atoms can be 30 or less, 20 or less, 10 or less, 6 or less, or 4 or less.
  • Specific examples of alkenyl groups include ethenyl, n-propenyl, isopropenyl, n-butenyl, isobutenyl, n-pentenyl, isopentenyl, n-hexenyl, isohexenyl, and 2-ethylhexenyl groups. can be mentioned.
  • the alkenyl group as a substituent may be further substituted with a substituent.
  • the donor group that R 2 to R 4 can take is preferably a group represented by the following general formula (a).
  • Z 1 represents C—R 14 or N
  • Z 2 represents C—R 15 or N
  • Z 3 represents C—R 16 or N
  • Z 4 represents C—R 17 or N
  • Z5 represents C or N
  • Ar5 represents a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring.
  • R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 may combine with each other to form a cyclic structure.
  • the number of N is preferably 0 to 3, more preferably 0 to 2. In one aspect of the present invention, the number of Z 1 to Z 4 that are N is one. In one aspect of the present invention, the number of Z 1 to Z 4 that are N is zero.
  • Each of R 14 to R 17 independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent. The substituent may be selected from, for example, the substituent group A, the substituent group B, the substituent group C, or the substituent group It may be selected from D, or may be selected from Substituent Group E. When two or more of R 14 to R 17 represent substituents, the two or more substituents may be the same or different.
  • R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 may combine with each other to form a cyclic structure.
  • the cyclic structure may be an aromatic ring, a heteroaromatic ring, an aliphatic hydrocarbon ring, or an aliphatic heterocyclic ring, or a condensed ring thereof.
  • Aromatic rings and heteroaromatic rings are preferred. Examples of aromatic rings include substituted or unsubstituted benzene rings.
  • the benzene ring may be condensed with another benzene ring, or may be condensed with a heterocyclic ring such as a pyridine ring.
  • the heteroaromatic ring means an aromatic ring containing a heteroatom as a ring skeleton-constituting atom, and is preferably a 5- to 7-membered ring, such as a 5-membered ring or a 6-membered ring. can be adopted.
  • a furan ring, a thiophene ring, and a pyrrole ring can be employed as the heteroaromatic ring.
  • the cyclic structure is the furan ring of substituted or unsubstituted benzofuran, the thiophene ring of substituted or unsubstituted benzothiophene, or the pyrrole ring of substituted or unsubstituted indole.
  • Benzofuran, benzothiophene, and indole here may be unsubstituted, may be substituted with a substituent selected from Substituent Group A, or may be substituted with a substituent selected from Substituent Group B.
  • a substituted or unsubstituted aryl group is preferably bonded to the nitrogen atom constituting the pyrrole ring of the indole, and the substituent is, for example, a substituent selected from any one of the substituent groups A to E. can be mentioned.
  • the cyclic structure may be a substituted or unsubstituted cyclopentadiene ring.
  • one pair of R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , and R 16 and R 17 are bonded together to form a cyclic structure. In one aspect of the present invention, none of R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 are bonded to each other to form a cyclic structure.
  • Z 5 represents C or N
  • Ar 5 represents a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring.
  • Z 5 is C and Ar 5 is a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring.
  • Z 5 is N and Ar 5 is a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring.
  • a benzene ring can be mentioned as an aromatic ring that Ar 5 can take.
  • the benzene ring may be condensed with another benzene ring, or may be condensed with a heterocyclic ring such as a pyridine ring.
  • the heteroaromatic ring that Ar 5 can take is preferably a 5- to 7-membered ring, and for example, a 5-membered ring or a 6-membered ring can be employed.
  • a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, an imidazole ring, a pyridine ring, a pyridazine ring, a pyrimidine ring, and a pyrazine ring can be employed as the heteroaromatic ring.
  • Z 5 is C and the heteroaromatic ring is the furan ring of substituted or unsubstituted benzofuran, the thiophene ring of substituted or unsubstituted benzothiophene, the pyridine ring of substituted or unsubstituted quinoline, or Pyridine ring of substituted or unsubstituted isoquinoline.
  • Z 5 is N and the heteroaromatic ring is the pyrrole ring of substituted or unsubstituted indole or the imidazole ring of substituted or unsubstituted benzimidazole.
  • Benzofuran, benzothiophene, quinoline, isoquinoline, indole, and benzimidazole herein may be unsubstituted or substituted with a substituent selected from Substituent Group A, or selected from Substituent Group B. It may be substituted with a substituent selected from the substituent group C, or may be substituted with a substituent selected from the substituent group D. , or a substituent selected from the substituent group E.
  • Z 5 in general formula (a) is C, it is preferably a group represented by general formula (b) below.
  • Z 1 represents C—R 14 or N
  • Z 2 represents C—R 15 or N
  • Z 3 represents C—R 16 or N
  • Z 4 represents C—R 17 or N
  • Z 6 represents C—R 18 or N
  • Z 7 represents C—R 19 or N
  • Z 8 represents C—R 20 or N
  • Z 9 represents C—R 21 or N represents R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 17 , R 18 and R 19 , R 19 and R 20 , R 20 and R 21 may combine with each other to form a cyclic structure.
  • the corresponding explanations in general formula (a) can be referred to.
  • Z 6 to Z 9 and R 18 to R 21 in general formula (b) correspond to Z 1 to Z 4 and R 14 to R 17 in general formula (a) in order, and the contents of these correspond to general formula
  • the description of Z 1 to Z 4 and R 14 to R 17 in (a) can be referred to.
  • the number of N among Z 1 to Z 4 and Z 6 to Z 9 is preferably 0 to 2, preferably 0 or 1.
  • the number of Z 1 to Z 4 and Z 6 to Z 9 that are N is one.
  • the number of N among Z 1 to Z 4 and Z 6 to Z 9 is zero. When 0, it represents a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group.
  • Each of R 2 to R 4 is preferably a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group.
  • the carbazol-9-yl group here may be unsubstituted, optionally substituted with a substituent selected from substituent group A, or substituted with a substituent selected from substituent group B. may be substituted with a substituent selected from the substituent group C, may be substituted with a substituent selected from the substituent group D, or from the substituent group E It may be substituted with selected substituents. Further, one or more rings may be condensed to the two benzene rings constituting the carbazol-9-yl group.
  • each of R 2 to R 4 may be independently substituted with a group selected from Substituent Group E, and one or more rings may be condensed. It is a carbazol-9-yl group.
  • the position of substitution is not particularly limited, but is preferably at least one of 2 to 7-positions, more preferably at least 3- or 6-positions. One, more preferably 3- and 6-positions.
  • At least one of R 2 to R 4 is a carbazol-9-yl group in which one or more rings are condensed, hereinafter referred to as "ring-fused carbazol-9-yl It is called "base”.
  • the ring-fused carbazol-9-yl group that R 2 to R 4 can take may be unsubstituted, optionally substituted with a substituent selected from substituent group A, or substituted with a substituent selected from substituent group B.
  • the ring-fused carbazol-9-yl group is unsubstituted.
  • the ring-fused carbazol-9-yl group is substituted with one atom or group or a combination of two or more groups selected from the group consisting of deuterium atoms, alkyl groups and aryl groups. is substituted with an aryl group that may be substituted.
  • the total number of condensed rings in the ring-fused carbazol-9-yl group is 4 or more, preferably 5 or more, more preferably 5-9, and even more preferably 5-7.
  • the condensed ring has 5 rings.
  • the number of rings referred to here includes the number of rings of the condensed carbazole (ie, 3).
  • a ring-fused carbazol-9-yl group is a group that is bonded to a nitrogen atom that constitutes the ring skeleton of carbazole, and has a structure in which a ring is fused to at least one of the two benzene rings that constitute carbazole.
  • the condensed ring may be an aromatic hydrocarbon ring, an aromatic heterocyclic ring, an aliphatic hydrocarbon ring, or an aliphatic heterocyclic ring, or may be a ring in which these are further condensed.
  • the benzene ring may be condensed with another benzene ring, or may be condensed with a heterocyclic ring such as a pyridine ring.
  • the aromatic heterocyclic ring means an aromatic ring containing a heteroatom as a ring skeleton-constituting atom, and is preferably a 5- to 7-membered ring, such as a 5-membered ring or a 6-membered ring. can be adopted.
  • a furan ring, a thiophene ring, or a pyrrole ring can be employed as the aromatic heterocyclic ring.
  • the fused rings are the furan ring of substituted or unsubstituted benzofuran, the thiophene ring of substituted or unsubstituted benzothiophene, and the pyrrole ring of substituted or unsubstituted indole.
  • the nitrogen atom of the pyrrole ring preferably has a substituent selected from the group of substituents E (excluding the case where it is only a deuterium atom), and is substituted with an alkyl group or an aryl group. It is more preferable that an aryl group, which may be present, is bonded.
  • a carbazol-9-yl group in which a ring having one or more atoms selected from the group consisting of an oxygen atom, a sulfur atom and a nitrogen atom as ring skeleton-constituting atoms is condensed.
  • a carbazol-9-yl group condensed with a benzofuro structure a carbazol-9-yl group condensed with a benzothieno structure, and a carbazol-9-yl group condensed with an indolo structure can be preferably employed.
  • the benzofuro structure has at least one fused carbazol-9-yl group, such as two or more.
  • the benzothieno structure has at least one, for example two or more, fused carbazol-9-yl groups.
  • a benzofuro[2,3-a]carbazol-9-yl group can be employed as the ring-fused carbazol-9-yl group.
  • a benzofuro[3,2-a]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzofuro[2,3-b]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzofuro[3,2-b]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzofuro[2,3-c]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzofuro[3,2-c]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a preferred benzofuro-fused carbazol-9-yl group is a carbazol-9-yl group in which only one benzofuran ring is fused at the 2,3 positions and the other rings are not fused. Specifically, it is a group having any one of the following structures, and at least one hydrogen atom in the following structure may be substituted.
  • a benzothieno[2,3-a]carbazol-9-yl group can be employed as the ring-fused carbazol-9-yl group.
  • a benzothieno[3,2-a]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzothieno[2,3-b]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzothieno[3,2-b]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzothieno[2,3-c]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a benzothieno[3,2-c]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a preferred benzothieno-fused carbazol-9-yl group is a carbazol-9-yl group in which only one benzothiophene ring is fused at the 2,3 positions and the other rings are not fused. Specifically, it is a group having any one of the following structures, and at least one hydrogen atom in the following structure may be substituted.
  • an indolo[2,3-a]carbazol-9-yl group can be employed as the ring-fused carbazol-9-yl group.
  • Indolo[3,2-a]carbazol-9-yl groups can also be employed.
  • An indolo[2,3-b]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • Indolo[3,2-b]carbazol-9-yl groups can also be employed.
  • Indolo[2,3-c]carbazol-9-yl groups can also be employed.
  • An indolo[3,2-c]carbazol-9-yl group can also be employed.
  • a preferred indolo-fused carbazol-9-yl group is a carbazol-9-yl group in which only one indole ring is fused at the 2,3-positions and the other rings are not fused. Specifically, it is a group having any one of the following structures, and at least one hydrogen atom in the following structure may be substituted.
  • R' in the following structure represents a hydrogen atom or a substituent.
  • R' is a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted alkyl group, preferably a substituted or unsubstituted aryl group.
  • the substituents of the aryl group and the alkyl group may be selected from substituent group A, may be selected from substituent group B, may be selected from substituent group C, or may be selected from substituent group D. or from Substituent Group E (except when only deuterium atoms are present).
  • the aryl and alkyl groups are unsubstituted.
  • a substituent may be bonded to at least one of the ring skeleton-constituting carbon atoms that constitute the ring-fused carbazol-9-yl group.
  • the substituent of the ring-fused carbazol-9-yl group may be selected, for example, from substituent group A, may be selected from substituent group B, or may be selected from substituent group C, It may be selected from Substituent Group D or may be selected from Substituent Group E.
  • the substituents of the ring-fused carbazol-9-yl group are selected from substituted or unsubstituted aryl groups and substituted or unsubstituted alkyl groups, and some or all of these substituents are may be substituted with a deuterium atom.
  • the description and preferred range of the aryl group and the alkyl group referred to herein the description of the aryl group and the alkyl group of the donor group can be referred to.
  • the ring-fused carbazol-9-yl group has no substituents other than those described herein.
  • the number of substituents is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and 1 to 4. More preferably, it may be, for example, one, or it may be, for example, two. In one preferred aspect of the invention, either the 3- or 6-position of the ring-fused carbazol-9-yl group is substituted. In one preferred embodiment of the present invention, the benzene ring has at least one substituent at the para-position relative to the heteroatom present in the ring-fused carbazol-9-yl group.
  • the fused carbazol-9-yl group has at least one substituent only at the para-position of the benzene ring relative to the heteroatom present in the ring-fused carbazol-9-yl group. In a preferred embodiment of the present invention, all substitutable para-positions of the benzene ring relative to the heteroatom present in the ring-fused carbazol-9-yl group have substituents.
  • optionally substituted ring-fused carbazol-9-yl groups that can be employed as R 2 to R 4 in formula (1) are shown below.
  • the optionally substituted ring-fused carbazol-9-yl group that can be employed in the present invention is not limited to the following specific examples.
  • * indicates a bonding position
  • Ph indicates a phenyl group.
  • the display of the methyl group is omitted. Therefore, D218 to D241 have methyl groups.
  • the compound represented by general formula (1) has a group selected from the group consisting of D1 to D713. In one aspect of the present invention, the compound represented by general formula (1) has a group selected from the group consisting of D1 to D242. In one aspect of the present invention, the compound represented by general formula (1) has a group selected from the group consisting of D243-D484. In one aspect of the present invention, the compound represented by general formula (1) has a group selected from the group consisting of D484 to D713.
  • a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group in which rings are not condensed can also be employed as R 2 to R 4 in general formula (1). Specific examples of such substituted or unsubstituted carbazol-9-yl groups in which rings are not condensed are shown below. However, the substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group with no condensed rings that can be employed in the present invention is not limited to the following specific examples.
  • D726 to D737 are disclosed in order by replacing all the hydrogen atoms present in D714 to D725 with deuterium atoms.
  • Those in which all the hydrogen atoms present in the phenyl group and the alkyl group, which are the substituents of D715 to D725, are substituted with deuterium atoms are disclosed in order as D738 to D748.
  • R 2 to R 4 in general formula (1) are not all the same. That is, at least one of R 2 -R 4 is different from the others. In one aspect of the invention, R 2 -R 4 are all different from each other. In one aspect of the invention, R2 and R3 are the same and R4 is different. In one preferred aspect of the invention, R 2 and R 4 are the same and R 3 is different. In one aspect of the present invention, one or two of R 2 to R 4 are an optionally condensed unsubstituted carbazol-9-yl group, and the rest of R 2 to R 4 are It is an optionally condensed substituted carbazol-9-yl group.
  • R 2 and R 4 are the same unsubstituted carbazol-9-yl group with optionally condensed rings, and R 3 is a substituted group with optionally condensed rings. It is a carbazol-9-yl group. In one aspect of the present invention, R 2 and R 4 are the same and are optionally fused substituted carbazol-9-yl groups, and R 3 is an optionally fused unsubstituted It is a substituted carbazol-9-yl group.
  • the substituent referred to in the substituted carbazol-9-yl group referred to in this paragraph may be substituted with one atom or group selected from the group consisting of an alkyl group and an aryl group, or a combination of two or more groups.
  • An aryl group is preferred.
  • one or two of R 2 to R 4 are a substituted or unsubstituted benzofuro-fused carbazol-9-yl group or a substituted or unsubstituted benzothieno-fused carbazol-9- and the rest of R 2 to R 4 are substituted or unsubstituted carbazol-9-yl groups with no condensed rings.
  • R 2 and R 4 are the same and are a substituted or unsubstituted benzofuro-fused carbazol-9-yl group or a substituted or unsubstituted benzothieno-fused carbazol-9-yl group and R 3 is a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group with no condensed rings.
  • R 2 and R 4 are the same and are a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group in which the rings are not fused, and R 3 is a substituted or unsubstituted benzofuro-fused carbazole -9-yl group, or a substituted or unsubstituted benzothieno condensed carbazol-9-yl group.
  • R 2 and R 4 are the same and are a substituted benzofuro-fused carbazol-9-yl group or a substituted benzothieno-fused carbazol-9-yl group.
  • R 3 is a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group with no condensed rings.
  • R 2 and R 4 are the same and are a substituted or unsubstituted carbazol-9-yl group in which the rings are not fused, and R 3 is a substituted benzofuro-fused carbazole- It is a 9-yl group or a substituted benzothieno-fused ring carbazol-9-yl group.
  • the substituents of the benzofuro-fused-ring carbazol-9-yl group and the benzothieno-fused-ring carbazol-9-yl group referred to herein are one atom or group selected from the group consisting of an alkyl group and an aryl group, or two or more An aryl group optionally substituted by a combination of groups is preferred.
  • X 1 to X 3 in general formula (1) each independently represent N or C(R). However, at least one of X 1 to X 3 is N.
  • R represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • the substituent here may be selected from substituent group A, may be selected from substituent group B, may be selected from substituent group C, or may be selected from substituent group D. or may be selected from Substituent Group E.
  • X 1 -X 3 are N.
  • X 1 and X 3 are N and X 2 is C(R).
  • X 1 and X 2 are N and X 3 is C(R).
  • X 1 is N and X 2 and X 3 are C(R). In one aspect of the invention, X2 is N and X1 and X3 are C(R). In one aspect of the invention, R is a hydrogen atom or a deuterium atom. In one aspect of the invention, R is an alkyl group optionally substituted with a deuterium atom. In one aspect of the invention, R is an aryl group optionally substituted with a deuterium atom, an alkyl group or an aryl group.
  • Ar 1 and Ar 2 in general formula (1) each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • the description and preferred range of the substituted or unsubstituted aryl group the description and preferred range of the aryl group and the heteroaryl group in the donor group can be referred to.
  • Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aryl groups, preferably substituted or unsubstituted phenyl groups, more preferably unsubstituted phenyl groups.
  • Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted heteroaryl groups.
  • Ar 1 and Ar 2 are the same. Specific examples of substituted or unsubstituted aryl groups that Ar 1 and Ar 2 can take are shown below. However, the substituted or unsubstituted aryl group that can be employed in the present invention is not limited to the following specific examples. In the following specific examples, the illustration of methyl groups is omitted. Thus, for example Ar4 is substituted with a methyl group and Ar5 is substituted with an isopropyl group. * indicates the binding position.
  • Ar26 to Ar50 are disclosed in order, in which all the hydrogen atoms present in Ar1 to Ar25 are replaced with deuterium atoms.
  • Ar51 to Ar67 in which all the hydrogen atoms present in the phenyl group or alkyl group as the substituents of Ar4 to Ar20 are substituted with deuterium atoms, are disclosed in order.
  • L 1 in general formula (1) represents a single bond or a divalent linking group.
  • divalent linking groups include substituted or unsubstituted arylene groups and substituted or unsubstituted heteroarylene groups.
  • L 1 is a single bond.
  • L 1 is a substituted or unsubstituted arylene group.
  • L 1 is a substituted or unsubstituted heteroarylene group.
  • the description and preferred range of the aryl group in the description of the donor group can be referred to.
  • heteroarylene group examples include a linking group in which at least one of the ring skeleton carbon atoms constituting the arylene group is substituted with a nitrogen atom.
  • L 1 Specific examples of L 1 are given below. However, L 1 that can be employed in the present invention is not limitedly interpreted by these specific examples. In the following specific examples, the illustration of methyl groups is omitted. For this reason, for example, L3 to L5 are substituted with methyl groups. * indicates the binding position. L1 is a single bond.
  • X 1 to X 3 are N, Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aryl groups (preferably substituted or unsubstituted phenyl groups, more preferably phenyl groups).
  • L 1 is a single bond.
  • X 1 to X 3 are N, Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aryl groups (preferably substituted or unsubstituted phenyl groups, more preferably phenyl groups), L1 is L2.
  • X 1 to X 3 are N
  • Ar 1 and Ar 2 are substituted or unsubstituted aryl groups (preferably substituted or unsubstituted phenyl groups, more preferably phenyl groups)
  • L1 is L6.
  • the compound represented by the general formula (1) preferably does not contain a metal atom, and consists only of atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a deuterium atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. It may be a compound that is In a preferred embodiment of the present invention, the compound represented by general formula (1) is composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, deuterium atoms, nitrogen atoms and oxygen atoms. Further, the compound represented by general formula (1) may be a compound composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, deuterium atoms, nitrogen atoms and sulfur atoms.
  • the compound represented by general formula (1) may be a compound composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, deuterium atoms and nitrogen atoms.
  • the compound represented by general formula (1) may be a compound composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms and nitrogen atoms.
  • the compound represented by general formula (1) may be a compound containing no hydrogen atom and containing a deuterium atom.
  • substituted group A means a deuterium atom, a hydroxyl group, a halogen atom (e.g., fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom), an alkyl group (e.g., 1 to 40 carbon atoms), an alkoxy group.
  • halogen atom e.g., fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom
  • alkyl group e.g., 1 to 40 carbon atoms
  • alkoxy group e.g., 1 to 40 carbon atoms
  • alkylthio groups eg, 1 to 40 carbon atoms
  • alkylthio groups eg, 1 to 40 carbon atoms
  • aryl groups eg, 6 to 30 carbon atoms
  • aryloxy groups eg, 6 to 30 carbon atoms
  • arylthio groups eg, 6 carbon atoms to 30
  • heteroaryl groups eg, 5 to 30 ring atoms
  • heteroaryloxy groups eg, 5 to 30 ring atoms
  • heteroarylthio groups eg, 5 to 30 ring atoms
  • acyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • alkenyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • alkynyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • alkoxycarbonyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • aryloxycarbonyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • a heteroaryloxycarbonyl group eg, 1 to 40 carbon atoms
  • silyl group eg, a trialkylsilyl group having 1 to 40 carbon atoms
  • nitro group means an atom or a group or a combination of two or more groups.
  • substituted group B refers to a deuterium atom, an alkyl group (eg, 1 to 40 carbon atoms), an alkoxy group (eg, 1 to 40 carbon atoms), an aryl group (eg, 6 to 30 carbon atoms), Aryloxy groups (eg, 6 to 30 carbon atoms), heteroaryl groups (eg, ring-skeleton atoms of 5 to 30), heteroaryloxy groups (eg, ring-skeleton atoms of 5 to 30), diarylaminoamino groups (eg, carbon It means one atom or group selected from the group consisting of 0 to 20 atoms) or a combination of two or more.
  • substituted group C refers to a deuterium atom, an alkyl group (eg, 1 to 20 carbon atoms), an aryl group (eg, 6 to 22 carbon atoms), a heteroaryl group (eg, a ring skeleton having 5 atoms). to 20), a diarylamino group (eg, 12 to 20 carbon atoms), one atom or group, or a combination of two or more.
  • substituted group D refers to a deuterium atom, an alkyl group (eg, 1 to 20 carbon atoms), an aryl group (eg, 6 to 22 carbon atoms) and a heteroaryl group (eg, a ring skeleton having 5 atoms). to 20), one atom or group, or a combination of two or more.
  • substituted group E refers to one atom or group selected from the group consisting of a deuterium atom, an alkyl group (eg, 1 to 20 carbon atoms) and an aryl group (eg, 6 to 22 carbon atoms) or a group in which two or more are combined.
  • substituents described as "substituted or unsubstituted” or “optionally substituted” may be selected, for example, from Substituent Group A, Substituent Group B may be selected from, may be selected from the substituent group C, may be selected from the substituent group D, may be selected from the substituent group E .
  • Tables 1 and 2 below list specific examples of the compounds represented by the general formula (1). However, the compound represented by the general formula (1) that can be used in the present invention should not be construed as being limited by these specific examples.
  • Tables 1 and 2 show the structures of compounds 1 to 99820 individually by specifying R 2 to R 4 in the following general formula for each compound. That is, Ar 1 and Ar 2 are phenyl groups (Ar1), X 1 to X 3 are nitrogen atoms (N), L 1 is a single bond, R 1 is a hydrogen atom, and R 2 Structures where ⁇ R4 is a group identified in Tables 1 and 2 are shown individually as structures of compounds 1-99820.
  • Table 2 shows the structures of compounds 1 to 99820 by collectively displaying R 2 to R 4 of a plurality of compounds in each row.
  • compounds 1 to 713 in Table 2 compounds in which R 3 is fixed to D714 and R 2 and R 4 are both D1 to D713 are designated as compounds 1 to 713 in order.
  • R2 and R4 are the same. That is, the columns of compounds 1 to 713 in Table 2 collectively display the compounds 1 to 713 specified in Table 1.
  • compounds 714 to 1426 in Table 2 compounds in which R 3 is fixed to D715 and R 2 and R 4 are both D1 to D713 are designated as compounds 714 to 1426 in order.
  • the same procedure also identifies compounds 1427-24955 in Table 2.
  • compounds are selected from compounds 1-99820. In one aspect of the invention, compounds are selected from compounds 1-24955. In one aspect of the invention, compounds are selected from compounds 24956-49910. In one aspect of the invention, compounds are selected from compounds 49911-74865. In one aspect of the invention, compounds are selected from compounds 74866-99820. In one aspect of the invention, compounds are selected from compounds 1-713, 8557-9269, 24956-25668, 33512-34224, 49911-50623, 58467-59179, 74866-75578, 83422-84134.
  • compounds 4992-8556, 13548-17112, 21391-24955, 29947-33511, 38503-42067, 46346-49910, 54902-58466, 63458-67022, 71301-74865, 79857-834 21, 88413 ⁇ Select compounds from 91977, 96256-99820.
  • Ar 1 and Ar 2 in general formula (1) are phenyl groups (Ar1), X 1 to X 3 are nitrogen atoms (N), L 1 is a single bond, R 1 to R Structures in which 4 is the group identified in Tables 1 and 2 were identified as structures of compounds 1-99820.
  • Table 3 for each of Compounds 1 to 99820, compounds in which Ar 1 and Ar 2 are changed as shown in Table 3 are shown in order in the form of a table.
  • compounds 1 to 99820 are also displayed for easy understanding of correspondence.
  • compound 1(1) indicates a compound having a structure in which Ar2 of compound 1 is replaced with Ar2.
  • Compound 2(1) is a compound having a structure in which Ar2 of Compound 2 is replaced with Ar2.
  • Compound 99820 (1) represents a compound having a structure in which Ar 2 of compound 99820 is replaced with Ar 2 .
  • Compounds 1(2)-99820(2) and subsequent compounds are identified in the same manner.
  • X 1 to X 3 of the compounds specified in Table 3 are all nitrogen atoms (N), and L 1 is a single bond.
  • R 1 in general formula (1) is a hydrogen atom
  • compounds 1 to 99820 and 1(1) to 99820(132) Compounds 1d to 99820d and 1d(1) to 99820d(132) in which the hydrogen atom of R 1 in each of these compounds is replaced with a deuterium atom are further exemplified here.
  • the compound represented by general formula (1) is selected from the group of compounds below.
  • the compound represented by general formula (1) is selected from the group of compounds below.
  • the compound represented by general formula (1) is selected from the group of compounds below.
  • the compound represented by general formula (1) is selected from the group of compounds below.
  • the molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is, for example, 1500 or less when the organic layer containing the compound represented by the general formula (1) is intended to be formed by a vapor deposition method and used. It is preferably 1200 or less, more preferably 1000 or less, and even more preferably 900 or less.
  • the lower limit of molecular weight is the molecular weight of the smallest compound represented by general formula (1).
  • the compound represented by general formula (1) may be formed into a film by a coating method regardless of its molecular weight. If a coating method is used, it is possible to form a film even with a compound having a relatively large molecular weight.
  • the compound represented by general formula (1) has the advantage of being easily dissolved in an organic solvent. Therefore, the compound represented by the general formula (1) can be easily applied to the coating method, and can be easily purified to increase its purity.
  • a compound containing a plurality of structures represented by general formula (1) in its molecule as a light-emitting material.
  • a polymerizable group is previously present in the structure represented by the general formula (1), and a polymer obtained by polymerizing the polymerizable group is used as the light-emitting material.
  • a polymer having a repeating unit is obtained by preparing a monomer containing a polymerizable functional group at any site of general formula (1) and polymerizing it alone or copolymerizing it with other monomers. It is conceivable to obtain and use the polymer as a light-emitting material. Alternatively, it is conceivable to obtain a dimer or trimer by coupling compounds having a structure represented by general formula (1) and use them as a light-emitting material.
  • polymers having repeating units containing the structure represented by general formula (1) include polymers containing structures represented by either of the following two general formulas.
  • Q represents a group containing a structure represented by general formula (1)
  • L 1 and L 2 represent linking groups.
  • the number of carbon atoms in the linking group is preferably 0-20, more preferably 1-15, still more preferably 2-10.
  • the linking group preferably has a structure represented by -X 11 -L 11 -.
  • X 11 represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
  • L 11 represents a linking group, preferably a substituted or unsubstituted alkylene group or a substituted or unsubstituted arylene group, a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted A phenylene group is more preferred.
  • R 101 , R 102 , R 103 and R 104 each independently represent a substituent.
  • substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms, and halogen atoms, more preferably unsubstituted alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms.
  • an unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms a fluorine atom or a chlorine atom, more preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an unsubstituted alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms.
  • the linking groups represented by L 1 and L 2 can be bonded to any site of general formula (1) constituting Q. Two or more linking groups may be linked to one Q to form a crosslinked structure or network structure.
  • a polymer having a repeating unit containing these formulas is obtained by introducing a hydroxy group into any site of the general formula (1), reacting it with the following compound as a linker to introduce a polymerizable group, and It can be synthesized by polymerizing a polymerizable group.
  • the polymer containing the structure represented by general formula (1) in the molecule may be a polymer consisting only of repeating units having the structure represented by general formula (1), or may have other structures. It may be a polymer containing a repeating unit having Moreover, the repeating unit having the structure represented by the general formula (1) contained in the polymer may be of a single type, or may be of two or more types. Examples of repeating units having no structure represented by general formula (1) include those derived from monomers used in ordinary copolymerization. Examples thereof include repeating units derived from monomers having ethylenically unsaturated bonds such as ethylene and styrene.
  • the compound represented by general formula (1) is a luminescent material. In one embodiment, the compound represented by general formula (1) is a compound capable of emitting delayed fluorescence. In certain embodiments of the present disclosure, the compound represented by general formula (1), when excited by thermal or electronic means, is in the UV region, blue, green, yellow, orange, red regions of the visible spectrum. (eg, about 420 nm to about 500 nm, about 500 nm to about 600 nm, or about 600 nm to about 700 nm) or can emit light in the near-infrared region. In a preferred embodiment of the present disclosure, the compound represented by general formula (1), when excited by thermal or electronic means, has Can emit light.
  • an organic semiconductor device using the compound represented by general formula (1) can be produced.
  • the organic semiconductor element referred to here may be an organic optical element in which light is interposed, or an organic element in which light is not interposed.
  • the organic optical element may be an organic light-emitting element that emits light, an organic light-receiving element that receives light, or an element that causes energy transfer by light within the element.
  • the compound represented by formula (1) can be used to fabricate organic optical devices such as organic electroluminescence devices and solid-state imaging devices (for example, CMOS image sensors).
  • a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) or the like using the compound represented by general formula (1) can be fabricated.
  • Electronic properties of small molecule chemical substance libraries can be calculated using known ab initio quantum chemical calculations.
  • the Hartree-Fock equations using time-dependent density functional theory with 6-31G* as the basis and a family of functions known as Becke's three-parameter, Lee-Yang-Parr hybrid functionals (TD-DFT/B3LYP/6-31G*) can be analyzed to screen for molecular fragments (parts) with HOMO above a certain threshold and LUMO below a certain threshold.
  • the donor moiety (“D”) can be selected when there is a HOMO energy (eg, ionization potential) of ⁇ 6.5 eV or higher.
  • acceptor moieties can be selected when there is a LUMO energy (eg, electron affinity) of ⁇ 0.5 eV or less.
  • the bridging moiety (“B”) is, for example, a strongly conjugated system that can tightly constrain the acceptor and donor moieties to specific conformations, thereby allowing overlap between the ⁇ -conjugated systems of the donor and acceptor moieties. to prevent
  • compound libraries are screened using one or more of the following properties. 1. Emission around a specific wavelength2. Calculated triplet states above a particular energy level;3. ⁇ EST values below a specified value;4. quantum yield above a specified value;5. HOMO level6.
  • the difference between the lowest singlet excited state and the lowest triplet excited state at 77 K is less than about 0.5 eV, less than about 0.4 eV, less than about 0.3 eV, less than about 0.2 eV or less than about 0.1 eV.
  • the ⁇ EST value is less than about 0.09 eV, less than about 0.08 eV, less than about 0.07 eV, less than about 0.06 eV, less than about 0.05 eV, less than about 0.04 eV, less than about 0.03 eV. , less than about 0.02 eV or less than about 0.01 eV.
  • the compound represented by general formula (1) comprises more than 25% of , about 65%, about 70%, about 75%, about 80%, about 85%, about 90%, about 95% or more.
  • the compounds represented by general formula (1) include novel compounds.
  • the compound represented by general formula (1) can be synthesized by combining known reactions. For example, a compound in which one or two of R 2 to R 4 in general formula (1) is a halogen atom is synthesized and reacted with a substituted or unsubstituted carbazole different from R 2 to R 4 Thus, the compound of general formula (1) can be synthesized.
  • Synthesis Examples described later can be referred to.
  • a compound represented by general formula (1) is combined with, dispersed with, covalently bonded with, coated with, supported with, or associated with the compound 1 Used with one or more materials (eg, small molecules, polymers, metals, metal complexes, etc.) to form a solid film or layer.
  • a compound represented by general formula (1) can be combined with an electroactive material to form a film.
  • compounds of general formula (1) may be combined with hole-transporting polymers.
  • a compound of general formula (1) may be combined with an electron transport polymer.
  • compounds of general formula (1) may be combined with hole-transporting and electron-transporting polymers.
  • compounds of general formula (1) may be combined with copolymers having both hole-transporting and electron-transporting moieties.
  • electrons and/or holes formed in the solid film or layer can interact with the compound represented by general formula (1).
  • a film comprising a compound represented by general formula (1) can be formed in a wet process.
  • a solution of a composition containing a compound of the invention is applied to the surface and a film is formed after removal of the solvent.
  • wet processes include spin coating, slit coating, inkjet (spray), gravure printing, offset printing, and flexographic printing, but are not limited to these.
  • suitable organic solvents are selected and used that are capable of dissolving compositions containing the compounds of the present invention.
  • compounds included in the composition can be introduced with substituents (eg, alkyl groups) that increase their solubility in organic solvents.
  • films comprising compounds of the invention can be formed in a dry process.
  • the dry process can be vacuum deposition, but is not limited to this.
  • the compounds forming the film may be co-deposited from separate deposition sources, or may be co-deposited from a single deposition source in which the compounds are mixed.
  • a single vapor deposition source is used, a mixed powder obtained by mixing powders of compounds may be used, a compression molding obtained by compressing the mixed powder may be used, or each compound may be heated, melted, and cooled. Mixtures may also be used.
  • the composition ratio of the plurality of compounds contained in the vapor deposition source is reduced by co-deposition under conditions in which the vapor deposition rates (weight reduction rates) of the plurality of compounds contained in the single vapor deposition source match or substantially match.
  • the temperature at which each of the co-deposited compounds has the same weight loss rate can be identified and used as the temperature during co-deposition.
  • the compound represented by formula (1) is useful as a material for organic light-emitting devices. In particular, it is preferably used for organic light-emitting diodes and the like.
  • Organic Light Emitting Diode One aspect of the present invention relates to use of the compound represented by general formula (1) of the present invention as a light-emitting material for an organic light-emitting device.
  • the compound represented by general formula (1) of the present invention can be effectively used as a light-emitting material in the light-emitting layer of an organic light-emitting device.
  • the compound represented by general formula (1) contains delayed fluorescence that emits delayed fluorescence (delayed phosphor).
  • the present invention provides a delayed phosphor having a structure represented by general formula (1).
  • the present invention relates to the use of compounds represented by general formula (1) as delayed phosphors.
  • the present invention provides that the compound represented by general formula (1) can be used as a host material and can be used with one or more luminescent materials, wherein the luminescent material is a fluorescent material, It can be a phosphorescent material or TADF.
  • the compound represented by general formula (1) can also be used as a hole transport material.
  • the compound represented by general formula (1) can be used as an electron transport material.
  • the present invention relates to a method for producing delayed fluorescence from a compound represented by general formula (1).
  • an organic light-emitting device containing a compound as a light-emitting material emits delayed fluorescence and exhibits high light emission efficiency.
  • the emissive layer comprises a compound represented by general formula (1), and the compound represented by general formula (1) is oriented parallel to the substrate.
  • the substrate is a film-forming surface.
  • the orientation of the compounds of general formula (1) with respect to the film-forming surface affects or dictates the direction of propagation of light emitted by the aligning compounds.
  • aligning the propagation direction of light emitted by compounds represented by general formula (1) improves light extraction efficiency from the emissive layer.
  • One aspect of the present invention relates to an organic light emitting device.
  • the organic light emitting device includes an emissive layer.
  • the light-emitting layer contains a compound represented by general formula (1) as a light-emitting material.
  • the organic light emitting device is an organic photoluminescent device (organic PL device).
  • the organic light-emitting device is an organic electroluminescent device (organic EL device).
  • the compound represented by general formula (1) assists (as a so-called assist dopant) the light emission of other light-emitting materials contained in the light-emitting layer.
  • the compound represented by general formula (1) contained in the light-emitting layer is at its lowest excited singlet energy level and is at the lowest excited singlet energy level of the host material contained in the light-emitting layer. It is contained between the lowest excited singlet energy levels of other light-emitting materials contained in the light-emitting layer.
  • the organic photoluminescent device includes at least one emissive layer.
  • an organic electroluminescent device includes at least an anode, a cathode, and an organic layer between said anode and said cathode.
  • the organic layers include at least the emissive layer. In some embodiments, the organic layers include only the emissive layer.
  • the organic layers include one or more organic layers in addition to the emissive layer.
  • organic layers include hole transport layers, hole injection layers, electron blocking layers, hole blocking layers, electron injection layers, electron transport layers and exciton blocking layers.
  • the hole transport layer may be a hole injection transport layer with hole injection functionality
  • the electron transport layer may be an electron injection transport layer with electron injection functionality.
  • the emissive layer is the layer in which holes and electrons injected from the anode and cathode, respectively, recombine to form excitons.
  • the layer emits light.
  • only emissive materials are used as emissive layers.
  • the emissive layer includes an emissive material and a host material.
  • the luminescent material is one or more compounds represented by general formula (1).
  • singlet and triplet excitons generated in the light-emitting material are confined within the light-emitting material to improve the light emission efficiency of organic electroluminescent and organic photoluminescent devices.
  • a host material is used in addition to the emissive material in the emissive layer.
  • the host material is an organic compound.
  • the organic compound has excited singlet energies and excited triplet energies, at least one of which is higher than those of the light-emitting materials of the present invention.
  • the singlet and triplet excitons generated in the luminescent material of the invention are confined within the molecules of the luminescent material of the invention. In certain embodiments, singlet and triplet excitons are sufficiently confined to improve light emission efficiency.
  • singlet and triplet excitons are not sufficiently confined, although high light emission efficiency can still be obtained, i.e., host materials that can achieve high light emission efficiency are particularly limited. can be used in the present invention without
  • light emission occurs in the emissive material in the emissive layer of the device of the invention.
  • emitted light includes both fluorescence and delayed fluorescence.
  • the emitted light includes emitted light from the host material.
  • the emitted light consists of emitted light from the host material.
  • the emitted light includes emitted light from the compound represented by general formula (1) and emitted light from the host material.
  • a TADF molecule and a host material are used.
  • TADF is an assisting dopant and has a lower excited singlet energy than the host material in the emissive layer and a higher excited singlet energy than the emissive material in the emissive layer.
  • the compound represented by formula (1) When the compound represented by formula (1) is used as the assist dopant, various compounds can be employed as the luminescent material (preferably fluorescent material).
  • the luminescent materials include anthracene derivatives, tetracene derivatives, naphthacene derivatives, pyrene derivatives, perylene derivatives, chrysene derivatives, rubrene derivatives, coumarin derivatives, pyran derivatives, stilbene derivatives, fluorene derivatives, anthryl derivatives, pyrromethene derivatives, terphenyl derivatives.
  • terphenylene derivatives fluoranthene derivatives, amine derivatives, quinacridone derivatives, oxadiazole derivatives, malononitrile derivatives, pyran derivatives, carbazole derivatives, julolidine derivatives, thiazole derivatives, derivatives containing metals (Al, Zn), and the like.
  • These exemplified skeletons may or may not have a substituent. Also, these exemplary skeletons may be combined. Examples of light-emitting materials that can be used in combination with the assist dopant having the structure represented by formula (1) are given below.
  • R 1 , R 3 to R 16 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • R2 represents an acceptor group, or R1 and R2 are bonded together to form an acceptor group, or R2 and R3 are bonded together to form an acceptor group.
  • R3 and R4 , R4 and R5 , R5 and R6, R6 and R7, R7 and R8 , R9 and R10 , R10 and R11 , R11 and R12 , R12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 15 and R 16 may combine with each other to form a cyclic structure.
  • X 1 represents O or NR, and R represents a substituent.
  • X 3 and X 4 are O or NR, and the rest may be O or NR or may not be linked.
  • both ends independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • C—R 1 , C—R 3 , C—R 4 , C—R 5 , C—R 6 , C—R 7 , C—R 8 , C—R 9 , C—R in general formula (1) 10 , CR 11 , CR 12 , CR 13 , CR 14 , CR 15 and CR 16 may be substituted with N;
  • a compound represented by the following general formula (E2) can also be mentioned as a more preferable light-emitting material.
  • R 1 and R 2 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group
  • R 3 to R 16 each independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • R 1 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 6 and R 7 , R 7 and R 8 , R 8 and R 9 , R 9 and R 2 , R 2 and R 10 , R 10 and R 11 , R 11 and R 12 , R 12 and R 13 , R 13 and R 14 , R 14 and R 15 , R 15 and R 16 , R 16 and R 1 are bonded to each other A cyclic structure may be formed.
  • C—R 3 , C—R 4 , C—R 5 , C—R 6 , C—R 7 , C—R 8 , C—R 9 , C—R 10 , C—R in general formula (1) 11 , CR 12 , CR 13 , CR 14 , CR 15 and CR 16 may be substituted with N;
  • a compound represented by the following general formula (E3) can also be mentioned as a more preferable light-emitting material.
  • Z 1 and Z 2 each independently represent a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring
  • R 1 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, represents a deuterium atom or a substituent.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 7 and R 8 , R 8 and R 9 are bonded together to form a cyclic structure
  • You may have provided that Z 1 , Z 2 , a ring formed by bonding R 1 and R 2 together, a ring formed by bonding R 2 and R 3 together, a ring formed by bonding R 4 and R 5 together, and at least one of the rings formed by bonding R 5 and R 6 together is a furan ring of substituted or unsubstituted benzofuran, a thiophene ring of substituted or unsubstituted benzothiophene, or a pyrrole ring of substituted or unsubstituted indole and at least one of R 1 to R 9 is a substituted or unsubstituted aryl group or an acceptor group, or at least one of Z 1 and Z 2 is an aryl
  • a compound represented by the following general formula (E4) can also be mentioned as a more preferable luminescent material.
  • Z 1 is a furan ring condensed with a substituted or unsubstituted benzene ring, a thiophene ring condensed with a substituted or unsubstituted benzene ring, or an N- represents a substituted pyrrole ring
  • Z 2 and Z 3 each independently represents a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring
  • R 1 represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent
  • R 2 and R 3 each independently represent a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted heteroaryl group.
  • Z 1 and R 1 , R 2 and Z 2 , Z 2 and Z 3 , Z 3 and R 3 may combine with each other to form a cyclic structure. However, at least one pair of R 2 and Z 2 , Z 2 and Z 3 , Z 3 and R 3 are bonded to each other to form a cyclic structure.
  • Further preferable light-emitting materials include compounds represented by the following general formula (E5).
  • R 1 and R 2 each independently represent a substituted or unsubstituted alkyl group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group
  • Z 1 and Z 2 each independently represents a substituted or unsubstituted aromatic ring or a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring
  • R 3 to R 9 each independently represents a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • R 1 , R 2 , Z 1 and Z 2 includes a substituted or unsubstituted benzofuran ring, a substituted or unsubstituted benzothiophene ring, and a substituted or unsubstituted indole ring.
  • R 1 and Z 1 , Z 1 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R 5 and Z 2 , Z 2 and R 2 , R 2 and R 6 , R 6 and R 7 , R 7 and R 8 , R 8 and R 9 , and R 9 and R 1 may be bonded to each other to form a cyclic structure.
  • Substitutable carbon atoms among the benzene ring skeleton-constituting carbon atoms constituting the benzofuran ring, the benzothiophene ring, and the indole ring may be substituted with a nitrogen atom.
  • C—R 3 , C—R 4 , C—R 5 , C—R 6 , C—R 7 , C—R 8 and C—R 9 in general formula (1) may be substituted with N good.
  • Further preferable light-emitting materials include compounds represented by the following general formula (E6).
  • one of X 1 and X 2 is a nitrogen atom and the other is a boron atom.
  • R 1 to R 26 , A 1 and A 2 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent.
  • R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R 5 and R 6 , R 6 and R 7 , R 7 and R 8 , R 8 and R 9 , R 9 and R10 , R10 and R11 , R11 and R12 , R13 and R14 , R14 and R15, R15 and R16 , R16 and R17 , R17 and R18 , R18 and R 19 , R 19 and R 20 , R 20 and R 21 , R 21 and R 22 , R 22 and R 23 , R 23 and R 24 , R 24 and R 25 , R 25 and R 26 are bonded together to form a cyclic It may form a structure.
  • X 1 is a nitrogen atom
  • R 7 and R 8 and R 21 and R 22 are bonded through the nitrogen atom to form a 6-membered ring
  • R 17 and R 18 are bonded together to form a single bond at least one of R 1 to R 6 is a substituted or unsubstituted aryl group, or R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 4 and R 5 , R5 and R6 are bonded to each other to form an aromatic or heteroaromatic ring.
  • Further preferable light-emitting materials include compounds represented by the following general formula (E7).
  • R 201 to R 221 each independently represent a hydrogen atom, a deuterium atom or a substituent, preferably a hydrogen atom, a deuterium atom, an alkyl group, an aryl group, or an alkyl group and an aryl group represents a bonded group.
  • R201 and R202 , R202 and R203 , R203 and R204, R205 and R206 , R206 and R207 , R207 and R208 , R214 and R215 , R215 and R216 , R216 and R 217 , R 218 and R 219 , R 219 and R 220 , R 220 and R 221 are bonded to each other to form a benzofuro structure or a benzothieno structure.
  • R 201 and R 202 , R 202 and R 203 , R 203 and R 204 , R 205 and R 206 , R 206 and R 207 , R 207 and R 208 and R 214 and R 215 , R 215 and R 216 , R 216 and R 217 , R 218 and R 219 , R 219 and R 220 , R 220 and R 221 are bonded together to form a benzofuro structure or It forms a benzothieno structure.
  • R 203 and R 204 are bonded together to form a benzofuro structure or a benzothieno structure, and even more preferably R 203 and R 204 and R 216 and R 217 are bonded together to form a benzofuro structure or a benzothieno structure.
  • R 203 and R 204 , R 216 and R 217 are bonded to each other to form a benzofuro structure or benzothieno structure
  • R 206 and R 219 are substituted or unsubstituted aryl groups (preferably substituted or unsubstituted a substituted phenyl group, more preferably an unsubstituted phenyl group).
  • a compound represented by general formula (1) described in each specification can be used as a light-emitting material. These general formula (1) descriptions and specific compounds are incorporated herein by reference.
  • the amount of the compound of the present invention as the light-emitting material contained in the light-emitting layer is 0.1% by weight or more. In one embodiment, when a host material is used, the amount of the compound of the invention as the light-emitting material contained in the light-emitting layer is 1% or more by weight. In one embodiment, when a host material is used, the amount of the compound of the invention as the light-emitting material contained in the light-emitting layer is 50% by weight or less. In one embodiment, when a host material is used, the amount of the compound of the invention as the light-emitting material contained in the light-emitting layer is 20% by weight or less.
  • the amount of the compound of the present invention as the light-emitting material contained in the light-emitting layer is 10% by weight or less.
  • the host material of the emissive layer is an organic compound with hole-transporting and electron-transporting functionality.
  • the host material of the emissive layer is an organic compound that prevents the wavelength of emitted light from increasing.
  • the host material of the emissive layer is an organic compound with a high glass transition temperature.
  • the host material is selected from the group consisting of:
  • the emissive layer comprises two or more structurally different TADF molecules.
  • the light-emitting layer can be made to contain three kinds of materials in which the excited singlet energy level is higher in the order of the host material, the first TADF molecule, and the second TADF molecule.
  • the difference ⁇ EST between the lowest excited singlet energy level and the lowest excited triplet energy level at 77K is preferably 0.3 eV or less, and 0.25 eV or less.
  • the concentration of the first TADF molecules in the light-emitting layer is higher than the concentration of the second TADF molecules.
  • the concentration of the host material in the light-emitting layer is preferably higher than the concentration of the second TADF molecules.
  • the concentration of the first TADF molecules in the light-emitting layer may be greater than, less than, or the same as the concentration of the host material.
  • the composition within the emissive layer may be 10-70% by weight of the host material, 10-80% by weight of the first TADF molecule, and 0.1-30% by weight of the second TADF molecule. In some embodiments, the composition within the emissive layer may be 20-45% by weight of the host material, 50-75% by weight of the first TADF molecule, and 5-20% by weight of the second TADF molecule.
  • the emissive layer can include three structurally different TADF molecules.
  • the compound of the present invention can be any of a plurality of TADF compounds contained in the emissive layer.
  • the emissive layer can be composed of materials selected from the group consisting of host materials, assisting dopants, and emissive materials.
  • the emissive layer does not contain metallic elements.
  • the emissive layer can be composed of a material consisting only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, deuterium atoms, nitrogen atoms, oxygen atoms and sulfur atoms.
  • the light-emitting layer can be composed of a material composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, deuterium atoms, nitrogen atoms and oxygen atoms.
  • the light-emitting layer can be composed of a material composed only of atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms, nitrogen atoms and oxygen atoms.
  • the TADF material may be a known delayed fluorescence material.
  • Preferred delayed fluorescence materials include paragraphs 0008 to 0048 and 0095 to 0133 of WO2013/154064, paragraphs 0007 to 0047 and 0073 to 0085 of WO2013/011954, and paragraphs 0007 to 0033 and 0059 to 0066 of WO2013/011955.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is held by a substrate, which is not particularly limited and commonly used in organic electroluminescent devices such as glass, transparent plastic, quartz and silicon. Any material formed by
  • the anode of the organic electroluminescent device is made from metals, alloys, conductive compounds, or combinations thereof.
  • the metal, alloy or conductive compound has a high work function (4 eV or greater).
  • the metal is Au.
  • the conductive transparent material is selected from CuI, indium tin oxide (ITO), SnO2 and ZnO. Some embodiments use amorphous materials that can form transparent conductive films, such as IDIXO (In 2 O 3 —ZnO).
  • the anode is a thin film. In some embodiments, the thin film is made by evaporation or sputtering.
  • the film is patterned by photolithographic methods. In some embodiments, if the pattern does not need to be highly precise (eg, about 100 ⁇ m or greater), the pattern may be formed using a mask with a shape suitable for vapor deposition or sputtering onto the electrode material. In some embodiments, wet film forming methods such as printing and coating methods are used when coating materials such as organic conductive compounds can be applied.
  • the anode has a transmittance of greater than 10% when emitted light passes through the anode, and the anode has a sheet resistance of several hundred ohms per unit area or less. In some embodiments, the thickness of the anode is 10-1,000 nm. In some embodiments, the thickness of the anode is 10-200 nm. In some embodiments, the thickness of the anode varies depending on the materials used.
  • the cathode is made of electrode materials such as metals with a low work function (4 eV or less) (referred to as electron-injecting metals), alloys, conductive compounds, or combinations thereof.
  • the electrode material is sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium-copper mixtures, magnesium-silver mixtures, magnesium-aluminum mixtures, magnesium-indium mixtures, aluminum-aluminum oxide ( Al2 O 3 ) mixtures, indium, lithium-aluminum mixtures and rare earth elements.
  • a mixture of an electron-injecting metal and a second metal that is a stable metal with a higher work function than the electron-injecting metal is used.
  • the mixture is selected from magnesium-silver mixtures, magnesium-aluminum mixtures, magnesium-indium mixtures, aluminum-aluminum oxide (Al 2 O 3 ) mixtures, lithium-aluminum mixtures and aluminum. In some embodiments, the mixture improves electron injection properties and resistance to oxidation.
  • the cathode is manufactured by depositing or sputtering the electrode material as a thin film. In some embodiments, the cathode has a sheet resistance of no more than several hundred ohms per unit area. In some embodiments, the thickness of said cathode is between 10 nm and 5 ⁇ m. In some embodiments, the thickness of the cathode is 50-200 nm.
  • either one of the anode and cathode of the organic electroluminescent device is transparent or translucent to allow transmission of emitted light.
  • transparent or translucent electroluminescent elements enhance light radiance.
  • the cathode is formed of a conductive transparent material as described above for the anode, thereby forming a transparent or translucent cathode.
  • the device includes an anode and a cathode, both transparent or translucent.
  • the injection layer is the layer between the electrode and the organic layer. In some embodiments, the injection layer reduces drive voltage and enhances light radiance. In some embodiments, the injection layer comprises a hole injection layer and an electron injection layer. The injection layer can be placed between the anode and the light-emitting layer or hole-transporting layer and between the cathode and the light-emitting layer or electron-transporting layer. In some embodiments, an injection layer is present. In some embodiments, there is no injection layer. Preferred examples of compounds that can be used as the hole injection material are given below.
  • a barrier layer is a layer that can prevent charges (electrons or holes) and/or excitons present in the light-emitting layer from diffusing out of the light-emitting layer.
  • an electron blocking layer is between the light-emitting layer and the hole-transporting layer to block electrons from passing through the light-emitting layer to the hole-transporting layer.
  • a hole blocking layer is between the emissive layer and the electron transport layer and blocks holes from passing through the emissive layer to the electron transport layer.
  • the barrier layer prevents excitons from diffusing out of the emissive layer.
  • the electron blocking layer and the hole blocking layer constitute an exciton blocking layer.
  • the terms "electron blocking layer” or "exciton blocking layer” include layers that have the functionality of both an electron blocking layer and an exciton blocking layer.
  • Hole blocking layer functions as an electron transport layer. In some embodiments, the hole blocking layer blocks holes from reaching the electron transport layer during electron transport. In some embodiments, the hole blocking layer increases the probability of recombination of electrons and holes in the emissive layer.
  • the materials used for the hole blocking layer can be the same materials as described above for the electron transport layer. Preferred examples of compounds that can be used in the hole blocking layer are given below.
  • Electron barrier layer The electron blocking layer transports holes. In some embodiments, the electron blocking layer prevents electrons from reaching the hole transport layer during hole transport. In some embodiments, the electron blocking layer increases the probability of recombination of electrons and holes in the emissive layer.
  • the materials used for the electron blocking layer may be the same materials as described above for the hole transport layer. Specific examples of preferred compounds that can be used as the electron barrier material are given below.
  • Exciton barrier layer The exciton blocking layer prevents excitons generated through recombination of holes and electrons in the light emitting layer from diffusing to the charge transport layer. In some embodiments, the exciton blocking layer allows effective confinement of excitons in the emissive layer. In some embodiments, the light emission efficiency of the device is improved. In some embodiments, an exciton blocking layer is adjacent to the emissive layer on either the anode side or the cathode side, and on both sides thereof. In some embodiments, when an exciton blocking layer is present on the anode side, it may be present between and adjacent to the hole-transporting layer and the light-emitting layer.
  • an exciton blocking layer when an exciton blocking layer is present on the cathode side, it may be between and adjacent to the emissive layer and the cathode. In some embodiments, a hole-injection layer, electron-blocking layer, or similar layer is present between the anode and an exciton-blocking layer adjacent to the light-emitting layer on the anode side. In some embodiments, a hole injection layer, electron blocking layer, hole blocking layer or similar layer is present between the cathode and an exciton blocking layer adjacent to the emissive layer on the cathode side. In some embodiments, the exciton blocking layer comprises an excited singlet energy and an excited triplet energy, at least one of which is higher than the excited singlet energy and triplet energy, respectively, of the emissive material.
  • the hole-transporting layer comprises a hole-transporting material.
  • the hole transport layer is a single layer.
  • the hole transport layer has multiple layers.
  • the hole transport material has one property of a hole injection or transport property and an electron barrier property.
  • the hole transport material is an organic material.
  • the hole transport material is an inorganic material. Examples of known hole transport materials that can be used in the present invention include, but are not limited to, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, carbazole derivatives, indolocarbazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolones.
  • the hole transport material is selected from porphyrin compounds, aromatic tertiary amine compounds and styrylamine compounds. In some embodiments, the hole transport material is an aromatic tertiary amine compound. Specific examples of preferred compounds that can be used as the hole-transporting material are given below.
  • the electron transport layer includes an electron transport material.
  • the electron transport layer is a single layer.
  • the electron transport layer has multiple layers.
  • the electron-transporting material need only function to transport electrons injected from the cathode to the emissive layer.
  • the electron transport material also functions as a hole blocking material.
  • electron-transporting layers examples include, but are not limited to, nitro-substituted fluorene derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimides, fluorenylidene methane derivatives, anthraquinodimethanes, anthrone derivatives, oxazide Azole derivatives, azole derivatives, azine derivatives or combinations thereof, or polymers thereof.
  • the electron transport material is a thiadiazole derivative or a quinoxaline derivative.
  • the electron transport material is a polymeric material. Specific examples of preferred compounds that can be used as the electron-transporting material are given below.
  • examples of preferred compounds as materials that can be added to each organic layer are given.
  • it may be added as a stabilizing material.
  • Preferred materials that can be used in organic electroluminescence elements are specifically exemplified, but materials that can be used in the present invention are not limitedly interpreted by the following exemplified compounds. Moreover, even compounds exemplified as materials having specific functions can be used as materials having other functions.
  • the emissive layer is incorporated into the device.
  • devices include, but are not limited to, OLED bulbs, OLED lamps, television displays, computer monitors, mobile phones and tablets.
  • an electronic device includes an OLED having at least one organic layer including an anode, a cathode, and a light-emitting layer between the anode and the cathode.
  • compositions described herein can be incorporated into various photosensitive or photoactivated devices, such as OLEDs or optoelectronic devices.
  • the composition may be useful in facilitating charge or energy transfer within a device and/or as a hole transport material.
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • OICs organic integrated circuits
  • O-FETs organic field effect transistors
  • O-TFTs organic thin film transistors
  • O-LETs organic light emitting transistors
  • O-SC organic solar cells.
  • O-SC organic optical detectors
  • O-FQD organic field-quench devices
  • LOC luminescent fuel cells
  • O-lasers organic laser diodes
  • an electronic device includes an OLED including at least one organic layer including an anode, a cathode, and a light-emitting layer between the anode and the cathode.
  • the device includes OLEDs of different colors.
  • the device includes an array including combinations of OLEDs.
  • said combination of OLEDs is a combination of three colors (eg RGB).
  • the combination of OLEDs is a combination of colors other than red, green, and blue (eg, orange and yellow-green).
  • said combination of OLEDs is a combination of two, four or more colors.
  • the device a circuit board having a first side with a mounting surface and a second opposite side and defining at least one opening; at least one OLED on the mounting surface, wherein the at least one OLED comprises at least one organic layer comprising an anode, a cathode, and a light-emitting layer between the anode and the cathode to emit light; at least one OLED comprising a housing for the circuit board; at least one connector disposed at an end of said housing, said housing and said connector defining a package suitable for attachment to a lighting fixture.
  • the OLED light comprises multiple OLEDs mounted on a circuit board such that light is emitted in multiple directions. In some embodiments, some light emitted in the first direction is polarized and emitted in the second direction. In some embodiments, a reflector is used to polarize light emitted in the first direction.
  • the emissive layers of the invention can be used in screens or displays.
  • the compounds of the present invention are deposited onto a substrate using processes such as, but not limited to, vacuum evaporation, deposition, evaporation or chemical vapor deposition (CVD).
  • the substrate is a photoplate structure useful in two-sided etching to provide unique aspect ratio pixels.
  • Said screens also called masks
  • the corresponding artwork pattern design allows placement of very steep narrow tie-bars between pixels in the vertical direction as well as large and wide beveled openings in the horizontal direction.
  • the internal patterning of the pixels makes it possible to construct three-dimensional pixel openings with various aspect ratios in the horizontal and vertical directions. Additionally, the use of imaged "stripes" or halftone circles in pixel areas protects etching in specific areas until these specific patterns are undercut and removed from the substrate. All pixel areas are then treated with a similar etch rate, but their depth varies with the halftone pattern. Varying the size and spacing of the halftone patterns allows etching with varying degrees of protection within the pixel, allowing for the localized deep etching necessary to form steep vertical bevels. . A preferred material for the evaporation mask is Invar.
  • Invar is a metal alloy that is cold rolled into long thin sheets in steel mills. Invar cannot be electrodeposited onto a spin mandrel as a nickel mask.
  • a suitable and low-cost method for forming the open areas in the deposition mask is by wet chemical etching.
  • the screen or display pattern is a matrix of pixels on a substrate.
  • screen or display patterns are fabricated using lithography (eg, photolithography and e-beam lithography).
  • the screen or display pattern is processed using wet chemical etching.
  • the screen or display pattern is fabricated using plasma etching.
  • An OLED display is generally manufactured by forming a large mother panel and then cutting the mother panel into cell panels.
  • each cell panel on the mother panel forms a thin film transistor (TFT) having an active layer and source/drain electrodes on a base substrate, and the TFT is coated with a planarization film, a pixel electrode, a light emitting layer , a counter electrode and an encapsulation layer, are sequentially formed and cut from the mother panel.
  • TFT thin film transistor
  • An OLED display is generally manufactured by forming a large mother panel and then cutting the mother panel into cell panels.
  • each cell panel on the mother panel forms a thin film transistor (TFT) having an active layer and source/drain electrodes on a base substrate, and the TFT is coated with a planarization film, a pixel electrode, a light emitting layer , a counter electrode and an encapsulation layer, are sequentially formed and cut from the mother panel.
  • TFT thin film transistor
  • an organic light emitting diode (OLED) display comprising: forming a barrier layer on the base substrate of the mother panel; forming a plurality of display units on the barrier layer in cell panel units; forming an encapsulation layer over each of the display units of the cell panel; and applying an organic film to the interfaces between the cell panels.
  • the barrier layer is an inorganic film, eg, made of SiNx, and the edges of the barrier layer are covered with an organic film, made of polyimide or acrylic.
  • the organic film helps the mother panel to be softly cut into cell panels.
  • a thin film transistor (TFT) layer has an emissive layer, a gate electrode, and source/drain electrodes.
  • Each of the plurality of display units may have a thin film transistor (TFT) layer, a planarization film formed on the TFT layer, and a light-emitting unit formed on the planarization film;
  • the applied organic film is made of the same material as that of the planarizing film, and is formed at the same time as the planarizing film is formed.
  • the light-emitting unit is coupled with the TFT layer by a passivation layer, a planarizing film therebetween, and an encapsulation layer that covers and protects the light-emitting unit.
  • the organic film is not connected to the display unit or encapsulation layer.
  • each of the organic film and the planarizing film may include one of polyimide and acrylic.
  • the barrier layer may be an inorganic film.
  • the base substrate may be formed of polyimide.
  • the method further includes attaching a carrier substrate made of a glass material to one surface of a base substrate made of polyimide before forming a barrier layer on another surface of the base substrate; separating the carrier substrate from the base substrate prior to cutting along the interface.
  • the OLED display is a flexible display.
  • the passivation layer is an organic film placed on the TFT layer to cover the TFT layer.
  • the planarizing film is an organic film formed over a passivation layer.
  • the planarizing film is formed of polyimide or acrylic, as is the organic film formed on the edge of the barrier layer. In some embodiments, the planarizing film and the organic film are formed simultaneously during the manufacture of an OLED display. In some embodiments, the organic film may be formed on the edge of the barrier layer such that a portion of the organic film is in direct contact with the base substrate and a remaining portion of the organic film is , in contact with the barrier layer while surrounding the edges of the barrier layer.
  • the emissive layer comprises a pixel electrode, a counter electrode, and an organic emissive layer disposed between the pixel electrode and the counter electrode.
  • the pixel electrodes are connected to source/drain electrodes of the TFT layer.
  • a suitable voltage is formed between the pixel electrode and the counter electrode, causing the organic light emitting layer to emit light, thereby displaying an image. is formed.
  • An image forming unit having a TFT layer and a light emitting unit is hereinafter referred to as a display unit.
  • the encapsulation layer that covers the display unit and prevents the penetration of external moisture may be formed into a thin encapsulation structure in which organic films and inorganic films are alternately laminated.
  • the encapsulation layer has a thin film-like encapsulation structure in which multiple thin films are stacked.
  • the organic film applied to the interface portion is spaced apart from each of the plurality of display units.
  • the organic film is formed such that a portion of the organic film is in direct contact with the base substrate and the remaining portion of the organic film is in contact with the barrier layer while surrounding the edges of the barrier layer. be done.
  • the OLED display is flexible and uses a flexible base substrate made of polyimide.
  • the base substrate is formed on a carrier substrate made of glass material, and then the carrier substrate is separated.
  • a barrier layer is formed on the surface of the base substrate opposite the carrier substrate.
  • the barrier layer is patterned according to the size of each cell panel. For example, a base substrate is formed on all surfaces of a mother panel, while barrier layers are formed according to the size of each cell panel, thereby forming grooves at the interfaces between the barrier layers of the cell panels. Each cell panel can be cut along the groove.
  • the manufacturing method further comprises cutting along the interface, wherein a groove is formed in the barrier layer, at least a portion of the organic film is formed with the groove, and the groove is Does not penetrate the base substrate.
  • a TFT layer of each cell panel is formed, and a passivation layer, which is an inorganic film, and a planarization film, which is an organic film, are placed on and cover the TFT layer.
  • the planarizing film eg made of polyimide or acrylic
  • the interface grooves are covered with an organic film, eg made of polyimide or acrylic. This prevents cracking by having the organic film absorb the impact that occurs when each cell panel is cut along the groove at the interface.
  • the grooves at the interfaces between the barrier layers are coated with an organic film to absorb shocks that might otherwise be transmitted to the barrier layers, so that each cell panel is softly cut and the barrier layers It may prevent cracks from forming.
  • the organic film covering the groove of the interface and the planarizing film are spaced apart from each other. For example, when the organic film and the planarizing film are connected to each other as a single layer, external moisture may enter the display unit through the planarizing film and the portion where the organic film remains. The organic film and planarizing film are spaced from each other such that the organic film is spaced from the display unit.
  • the display unit is formed by forming a light emitting unit and an encapsulating layer is placed over the display unit to cover the display unit.
  • the carrier substrate carrying the base substrate is separated from the base substrate.
  • the carrier substrate separates from the base substrate due to the difference in coefficient of thermal expansion between the carrier substrate and the base substrate.
  • the mother panel is cut into cell panels.
  • the mother panel is cut along the interfaces between the cell panels using a cutter.
  • the interface groove along which the mother panel is cut is coated with an organic film so that the organic film absorbs impact during cutting.
  • the barrier layer can be prevented from cracking during cutting.
  • the method reduces the reject rate of the product and stabilizes its quality.
  • Another embodiment includes a barrier layer formed on a base substrate, a display unit formed on the barrier layer, an encapsulation layer formed on the display unit, and an organic layer applied to the edges of the barrier layer.
  • An OLED display comprising a film.
  • Example 1 Preparation and evaluation of thin film Compound 1 was vapor-deposited on a quartz substrate by a vacuum vapor deposition method at a degree of vacuum of less than 1 ⁇ 10 -3 Pa, and a neat thin film of compound 1 was formed with a thickness of 100 nm. formed.
  • the compound 1 and mCBP were vapor-deposited from different vapor deposition sources on a quartz substrate by a vacuum vapor deposition method at a degree of vacuum of less than 1 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa, and the concentration of the compound 1 was 20% by weight.
  • a doped thin film was formed with a thickness of 100 nm.
  • a neat thin film and a doped thin film were formed in the same manner using compound 24974, compound 24974 (91), compound 33530 (91), and comparative compound 1 instead of compound 1, respectively.
  • the maximum emission wavelength ( ⁇ max) was measured when each formed doped thin film was irradiated with excitation light of 300 nm.
  • the HOMO energy (E HOMO ) and the LUMO energy (E LUMO ) were also measured using each of the formed neat thin films. Table 4 shows the results.
  • the photoluminescence quantum yield was 79% for the compound 24974 (91) doped film and 84% for the compound 33530 (91) doped film.
  • Example 2 Fabrication and evaluation of organic electroluminescence device
  • ITO indium tin oxide
  • Lamination was performed at 0 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa.
  • HAT-CN was formed on ITO to a thickness of 10 nm
  • NPD was formed thereon to a thickness of 35 nm
  • PTCz was formed thereon to a thickness of 10 nm.
  • H1 and Compound 1 were co-deposited from different vapor deposition sources to form a layer with a thickness of 40 nm, which was used as a light-emitting layer.
  • the concentration of compound 1 in the light-emitting layer was 30% by mass.
  • Liq and SF3-TRZ were co-evaporated from different deposition sources to form a layer with a thickness of 20 nm.
  • the concentrations of Liq and SF3-TRZ in this layer were 30% and 70% by weight, respectively.
  • Liq was formed to a thickness of 2 nm, and then aluminum (Al) was vapor-deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode, thereby forming an organic electroluminescence device.
  • each organic electroluminescence device was produced by the same procedure.
  • Table 4 shows the measurement results.
  • LT95 is indicated as a relative value when the element using the comparative compound 1 is set to 1.
  • the luminous efficiency of the device can be improved and the driving voltage of the device can be reduced by using the compound represented by the general formula (1).
  • the use of the compound represented by the general formula (1) can extend the life of the element and improve the durability.
  • Example 9 Preparation and Evaluation of Organic Electroluminescence Device Using Compound 1 as Assist Dopant Instead of the light-emitting layer in Example 2, H1, compound 1, and EM1, which is a light-emitting material, were deposited in order from different vapor deposition sources for 69.
  • An organic electroluminescence device was prepared in the same manner as in Example 2, except that a light-emitting layer having a thickness of 40 nm was formed by vapor deposition of 5% by weight, 30.0% by weight, and 0.5% by weight. was made. From the above, it was confirmed that even when the compound represented by the general formula (1) was used as the assist dopant, it was possible to provide an organic electroluminescence device with high luminous efficiency and good durability.
  • the present invention has high industrial applicability.

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Abstract

下記一般式の化合物を用いた有機発光素子は優れた発光特性を示す。Rは水素原子、重水素原子またはアルキル基;R~Rはドナー性基だが、すべてが同一ではなく;X~XはNまたはC(R);Rは水素原子、重水素原子または置換基;ArおよびArはアリール基;Lは単結合または連結基を表す。

Description

化合物、発光材料および発光素子
 本発明は、発光材料として有用な化合物とそれを用いた発光素子に関する。
 有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)などの発光素子の発光効率を高める研究が盛んに行われている。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送材料、ホール輸送材料、発光材料などを新たに開発して組み合わせることにより、発光効率を高める工夫が種々なされてきている。その中には、遅延蛍光材料を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子に関する研究も見受けられる。
 遅延蛍光材料は、励起状態において、励起三重項状態から励起一重項状態への逆項間交差を生じた後、その励起一重項状態から基底状態へ戻る際に蛍光を放射する材料である。こうした経路による蛍光は、基底状態から直接生じた励起一重項状態からの蛍光(通常の蛍光)よりも遅れて観測されるため、遅延蛍光と称されている。ここで、例えば、発光性化合物をキャリアの注入により励起した場合、励起一重項状態と励起三重項状態の発生確率は統計的に25%:75%であるため、直接生じた励起一重項状態からの蛍光のみでは、発光効率の向上に限界がある。一方、遅延蛍光材料では、励起一重項状態のみならず、励起三重項状態も上記の逆項間交差を介した経路により蛍光発光に利用することができるため、通常の蛍光材料に比べて高い発光効率が得られることになる。
 このような原理が明らかにされて以降、様々な研究により種々の遅延蛍光材料が発見されるに至っている。その中には、シアノベンゼンにドナー性基とアクセプター性基が置換した化合物が多数含まれている。例えば、シアノベンゼンにドナー性基であるベンゾフロカルバゾリル基とアクセプター性基であるジフェニルトリアジニル基が置換した化合物が提案されており、一例として下記の構造を有する化合物がある(特許文献1参照)。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
WO2021/045623A1
 遅延蛍光を放射する材料であっても、その特性が極めて良好であって、実用面における課題がないものはこれまでに提供されるに至っていない。このため、例えば特許文献1にて提案されている遅延蛍光材料よりも、一段と発光特性が良好な遅延蛍光材料を提供することができれば、さらに有用である。しかし、遅延蛍光材料の改良は試行錯誤の段階にあり、有用な発光材料の化学構造を一般化することは容易でない。
 このような状況下において本発明者らは、発光素子用の発光材料としてより有用な化合物を提供することを目的として研究を重ねた。そして、発光材料としてより有用な化合物の一般式を導きだして一般化することを目的として鋭意検討を進めた。
 上記の目的を達成するために鋭意検討を進めた結果、本発明者らは、特定の条件を満たす構造を有するシアノベンゼン化合物が発光材料として有用であることを見いだした。本発明は、こうした知見に基づいて提案されたものであり、具体的に、以下の構成を有する。
[1] 下記一般式(1)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[一般式(1)において、Rは水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換のアルキル基を表す。R~Rは、各々独立に置換もしくは無置換のアリール基ではないドナー性基を表すが、R~Rはすべてが同一であることはない。X~Xは、各々独立にNまたはC(R)を表すが、X~Xの少なくとも1個はNである。Rは水素原子、重水素原子または置換基を表す。ArおよびArは、各々独立に置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Lは単結合または2価の連結基を表す。]
[2] R~Rが、各々独立に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基(ただし、ジアリールアミノ基を構成する2つのアリール基は互いに結合していてもよい)である、[1]に記載の化合物。
[3] R~Rが、各々独立に置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基である、[2]に記載の化合物。
[4] R~Rの少なくとも1個が置換もしくは無置換の環縮合カルバゾール-9-イル基である、[1]~[3]のいずれか1つに記載の化合物。
[5] R~Rの少なくとも1個が、重水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されている環縮合カルバゾール-9-イル基である、[4]に記載の化合物。
[6] 前記環縮合カルバゾール-9-イル基が、重水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されていてもよいアリール基で置換されている、[5]に記載の化合物。
[7] 前記環縮合カルバゾール-9-イル基が、ベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基またはベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基である、[4]~[6]のいずれか1つに記載の化合物。
[8] R~Rの少なくとも1個が重水素原子で置換されていてもよいカルバゾール-9-イル基である、[1]~[7]のいずれか1つに記載の化合物。
[9] RとRが同一である、[1]~[8]のいずれか1つに記載の化合物。
[10] RとRが同一である、[1]~[9]のいずれか1つに記載の化合物。
[11] X~XがNである、[1]~[10]のいずれか1つに記載の化合物。
[12] ArおよびArが、重水素原子で置換されていてもよいアリール基である、[1]~[11]のいずれか1つに記載の化合物。
[13] Lが単結合である、[1]~[12]のいずれか1つに記載の化合物。
[14] Rが水素原子である、[1]~[13]のいずれか1つに記載の化合物。
[15] 重水素原子を少なくとも1つ有する、[1]~[14]のいずれか1つに記載の化合物。
[16] [1]~[15]のいずれか1つに記載の化合物からなる発光材料。
[17] [1]~[15]のいずれか1つに記載の化合物からなる遅延蛍光体。
[18] [1]~[15]のいずれか1つに記載の化合物を含む膜。
[19] [1]~[15]のいずれか1つに記載の化合物を含む有機半導体素子。
[20] [1]~[15]のいずれか1つに記載の化合物を含む有機発光素子。
[21] 前記素子が前記化合物を含む層を有しており、前記層がホスト材料も含む、[20]に記載の有機発光素子。
[22] 前記化合物を含む層が、前記化合物および前記ホスト材料の他に遅延蛍光材料も含み、前記遅延蛍光材料の最低励起一重項エネルギーが前記ホスト材料より低く、前記化合物よりも高い、[21]に記載の有機発光素子。
[23] 前記素子が前記化合物を含む層を有しており、前記層が前記化合物とは異なる構造を有する発光材料も含む、[21]に記載の有機発光素子。
[24] 前記素子に含まれる材料のうち、前記化合物からの発光量が最大である、[21]~[23]のいずれか1つに記載の有機発光素子。
[25] 前記発光材料からの発光量が前記化合物からの発光量よりも多い、[23]に記載の有機発光素子。
[26] 有機エレクトロルミネッセンス素子である、[20]~[25]のいずれか1つに記載の有機発光素子。
[27] 遅延蛍光を放射する、[20]~[26]のいずれか1つに記載の有機発光素子。
 本発明の化合物は、発光材料として有用である。また、本発明の化合物の中には、良好な発光特性を示す化合物が含まれる。さらに、本発明の化合物を用いた有機発光素子の中には、発光効率が高い優れた素子や駆動電圧が低くてエネルギー効率がよい素子や素子寿命が長い有用な素子が含まれる。
 以下において、本発明の内容について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様や具体例に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本発明に用いられる化合物の分子内に存在する水素原子の一部または全部は重水素原子(H、デューテリウムD)に置換することができる。本明細書の化学構造式では、水素原子はHと表示しているか、その表示を省略している。例えばベンゼン環の環骨格構成炭素原子に結合する原子の表示が省略されているとき、表示が省略されている箇所ではHが環骨格構成炭素原子に結合しているものとする。本明細書の化学構造式では、重水素原子はDと表示している。なお、本願でいう「発光特性」は、例えば発光効率、駆動電圧、発光寿命などの発光に関する性質を意味する。本発明の化合物は、少なくとも1つの発光特性が優れている。
[一般式(1)で表される化合物]
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 一般式(1)において、Rは水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換のアルキル基を表す。本発明の一態様では、Rは水素原子である。本発明の一態様では、Rは重水素原子である。本発明の一態様では、Rは置換もしくは無置換のアルキル基である。Rが採りうるアルキル基の説明と好ましい範囲については、後述するドナー性基の説明におけるアルキル基の欄を参照することができる。好ましいRは水素原子または重水素原子である。
 R~Rは、各々独立にドナー性基を表すが、ここでいうドナー性基には置換もしくは無置換のアリール基は含まない。
 「ドナー性基」は、ハメットのσp値が負の基の中から選択することができる。ハメットのσp値は、L.P.ハメットにより提唱されたものであり、パラ置換ベンゼン誘導体の反応速度または平衡に及ぼす置換基の影響を定量化したものである。具体的には、パラ置換ベンゼン誘導体における置換基と反応速度定数または平衡定数の間に成立する下記式:
      log(k/k0) = ρσp
または
      log(K/K0) = ρσp
における置換基に特有な定数(σp)である。上式において、k0は置換基を持たないベンゼン誘導体の速度定数、kは置換基で置換されたベンゼン誘導体の速度定数、K0は置換基を持たないベンゼン誘導体の平衡定数、Kは置換基で置換されたベンゼン誘導体の平衡定数、ρは反応の種類と条件によって決まる反応定数を表す。本発明における「ハメットのσp値」に関する説明と各置換基の数値については、Hansch,C.et.al.,Chem.Rev.,91,165-195(1991)のσp値に関する記載を参照することができる。
 R~Rが採りうるドナー性基は、σpが-0.3以下であることが好ましく、-0.5以下であることがより好ましく、-0.7以下であることがさらに好ましい。例えば、-0.9以下の範囲から選択したり、-1.1以下の範囲から選択したりしてもよい。
 本発明におけるドナー性基は、置換アミノ基を含む基であることが好ましい。置換アミノ基であってもよいし、置換アミノ基が結合したアリール基、なかでも置換アミノ基が結合したフェニル基であってもよい。本発明の好ましい一態様では、ドナー性基は置換アミノ基である。
 置換アミノ基の窒素原子に結合する置換基は、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることが好ましく、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基であることがより好ましい。置換アミノ基は、特に、置換もしくは無置換のジアリールアミノ基、または置換もしくは無置換のジヘテロアリールアミノ基であることが好ましい。ここでいうジアリールアミノ基を構成する2つのアリール基は互いに結合していてもよく、またジヘテロアリールアミノ基を構成する2つのヘテロアリール基は互いに結合していてもよい。
 「アリール基」は、単環であってもよいし、2つ以上の環が縮合した縮合環であってもよい。縮合環である場合、縮合している環の数は2~6であることが好ましく、例えば2~4の中から選択することができる。環の具体例として、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環を挙げることができる。本発明の一態様では、アリール基は置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフタレン-1-イル基、または置換もしくは無置換のナフタレン-2-イル基であり、好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基である。アリール基の置換基は、例えば置換基群Aから選択してもよいし、置換基群Bから選択してもよいし、置換基群Cから選択してもよいし、置換基群Dから選択してもよいし、置換基群Eから選択してもよい。本発明の一態様では、アリール基の置換基は、アルキル基、アリール基および重水素原子からなる群より選択される1つ以上である。本発明の好ましい一態様では、アリール基は無置換である。
 「ヘテロアリール基」は、単環であってもよいし、2つ以上の環が縮合した縮合環であってもよい。縮合環である場合、縮合している環の数は2~6であることが好ましく、例えば2~4の中から選択することができる。環の具体例として、ピリジン環、ピリミジン環を挙げることができ、これらの環にはさらに別の環が縮合していてもよい。ヘテロアリール基の具体例として、2-ピリジル基、3-ピリジル基、4-ピリジル基を挙げることができる。ヘテロアリール基の環骨格構成原子数は4~40であることが好ましく、5~20であることがより好ましく、5~14の範囲内で選択したり、5~10の範囲内で選択したりしてもよい。
 「アルキル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの2種以上が混在していてもよい。アルキル基の炭素数は、例えば1以上、2以上、4以上とすることができる。また、炭素数は30以下、20以下、10以下、6以下、4以下とすることができる。アルキル基の具体例として、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、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、2-エチルヘキシル基、n-ヘプチル基、イソヘプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、n-ノニル基、イソノニル基、n-デカニル基、イソデカニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基を挙げることができる。置換基たるアルキル基は、さらに例えば重水素原子、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい。本発明の一態様では、アルキル基の置換基は、アリール基および重水素原子からなる群より選択される1つ以上である。本発明の好ましい一態様では、アルキル基は無置換である。
 「アルケニル基」は、直鎖状、分枝状、環状のいずれであってもよい。また、直鎖部分と環状部分と分枝部分のうちの2種以上が混在していてもよい。アルケニル基の炭素数は、例えば2以上、4以上とすることができる。また、炭素数は30以下、20以下、10以下、6以下、4以下とすることができる。アルケニル基の具体例として、エテニル基、n-プロペニル基、イソプロペニル基、n-ブテニル基、イソブテニル基、n-ペンテニル基、イソペンテニル基、n-ヘキセニル基、イソヘキセニル基、2-エチルヘキセニル基を挙げることができる。置換基たるアルケニル基は、さらに置換基で置換されていてもよい。
 R~Rが採りうるドナー性基は、下記一般式(a)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 一般式(a)において、ZはC-R14またはNを表し、ZはC-R15またはNを表し、ZはC-R16またはNを表し、ZはC-R17またはNを表す。ZはCまたはNを表し、Arは置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環を表す。R14とR15、R15とR16、R16とR17は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
 Z~Zのうち、Nであるものの数は0~3であることが好ましく、0~2であることが好ましい。本発明の一態様では、Z~Zのうち、Nであるものの数は1である。本発明の一態様では、Z~Zのうち、Nであるものの数は0である。
 R14~R17は各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。
 置換基は、例えば置換基群Aの中から選択してもよいし、置換基群Bの中から選択してもよいし、置換基群Cの中から選択してもよいし、置換基群Dの中から選択してもよいし、置換基群Eの中から選択してもよい。R14~R17の2つ以上が置換基を表すとき、それらの2つ以上の置換基は同一であっても異なっていてもよい。R14~R17のうちの0~2個は置換基であることが好ましく、例えば1個が置換基であってもよいし、0個が置換基(R14~R17が水素原子または重水素原子)であってもよい。
 R14とR15、R15とR16、R16とR17は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。環状構造は、芳香環、複素芳香環、脂肪族炭化水素環、脂肪族複素環のいずれであってもよく、また、これらが縮合した環であってもよい。好ましくは芳香環、複素芳香環である。芳香環として置換もしくは無置換のベンゼン環を挙げることができる。ベンゼン環にはさらに他のベンゼン環が縮合していてもよく、ピリジン環のような複素環が縮合していてもよい。複素芳香環は、環骨格構成原子としてヘテロ原子を含む芳香性を示す環を意味し、5~7員環であることが好ましく、例えば5員環であるものや、6員環であるものを採用したりすることができる。本発明の一態様では、複素芳香環としてフラン環、チオフェン環、ピロール環を採用することができる。本発明の好ましい一態様では、環状構造は、置換もしくは無置換のベンゾフランのフラン環、置換もしくは無置換のベンゾチオフェンのチオフェン環、置換もしくは無置換のインドールのピロール環である。ここでいうベンゾフラン、ベンゾチオフェン、インドールは無置換であってもよく、置換基群Aから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Bから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Cから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Dから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Eから選択される置換基で置換されていてもよい。インドールのピロール環を構成する窒素原子には置換もしくは無置換のアリール基が結合していることが好ましく、その置換基としては例えば置換基群A~Eのいずれかの群から選択される置換基を挙げることができる。環状構造は、置換もしくは無置換のシクロペンタジエン環であってもよい。本発明の一態様では、R14とR15、R15とR16、R16とR17の中の1組が互いに結合して環状構造を形成している。本発明の一態様では、R14とR15、R15とR16、R16とR17は、いずれも互いに結合して環状構造を形成していない。
 一般式(a)において、ZはCまたはNを表し、Arは置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環を表す。本発明の一態様では、ZはCであり、Arは置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環である。本発明の一態様では、ZはNであり、Arは置換もしくは無置換の複素芳香環である。
 Arが採りうる芳香環としてベンゼン環を挙げることができる。ベンゼン環にはさらに他のベンゼン環が縮合していてもよく、ピリジン環のような複素環が縮合していてもよい。Arが採りうる複素芳香環は5~7員環であることが好ましく、例えば5員環であるものや、6員環であるものを採用したりすることができる。本発明の一態様では、複素芳香環としてフラン環、チオフェン環、ピロール環、イミダゾール環、ピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環を採用することができる。本発明の一態様では、ZがCであり、複素芳香環が置換もしくは無置換のベンゾフランのフラン環、置換もしくは無置換のベンゾチオフェンのチオフェン環、置換もしくは無置換のキノリンのピリジン環、または置換もしくは無置換のイソキノリンのピリジン環である。本発明の一態様では、ZがNであり、複素芳香環が置換もしくは無置換のインドールのピロール環、または置換もしくは無置換のベンゾイミダゾールのイミダゾール環である。ここでいうベンゾフラン、ベンゾチオフェン、キノリン、イソキノリン、インドール、ベンゾイミダゾールは無置換であってもよく、置換基群Aから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Bから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Cから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Dから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Eから選択される置換基で置換されていてもよい。
 一般式(a)におけるZがCであるとき、下記一般式(b)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 一般式(b)において、ZはC-R14またはNを表し、ZはC-R15またはNを表し、ZはC-R16またはNを表し、ZはC-R17またはNを表し、ZはC-R18またはNを表し、ZはC-R19またはNを表し、ZはC-R20またはNを表し、ZはC-R21またはNを表す。R14とR15、R15とR16、R16とR17、R18とR19、R19とR20、R20とR21は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。
 一般式(b)におけるZ~Z、R14~R17については、一般式(a)の対応する説明を参照することができる。一般式(b)におけるZ~Z、R18~R21は、一般式(a)のZ~Z、R14~R17に順に対応しており、これらの内容については一般式(a)のZ~Z、R14~R17の説明を参照することができる。
 本発明の一態様では、Z~Z、Z~Zのうち、Nであるものの数は0~2であることが好ましく、0または1であることが好ましい。本発明の一態様では、Z~Z、Z~Zのうち、Nであるものの数は1である。本発明の好ましい一態様では、Z~Z、Z~Zのうち、Nであるものの数は0である。0であるとき、置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基を表す。
 R~Rは、各々独立に置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基であることが好ましい。ここでいうカルバゾール-9-イル基は、無置換であってもよく、置換基群Aから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Bから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Cから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Dから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Eから選択される置換基で置換されていてもよい。また、カルバゾール-9-イル基を構成する2つのベンゼン環には、さらに1個以上の環が縮合していてもよい。本発明の好ましい一態様では、R~Rは、各々独立に、置換基群Eから選択される基で置換されていてもよく、また、1個以上の環が縮合していてもよいカルバゾール-9-イル基である。環が縮合していないカルバゾール-9-イル基が置換されている場合、置換位置は特に限定されないが、好ましくは2~7位の少なくとも1個であり、より好ましくは3位か6位の少なくとも1個であり、さらに好ましくは3位および6位である。
 本発明の好ましい一態様では、R~Rの少なくとも1個は、1個以上の環が縮合しているカルバゾール-9-イル基であり、以下においてこれを「環縮合カルバゾール-9-イル基」という。R~Rが採りうる環縮合カルバゾール-9-イル基は、無置換であってもよく、置換基群Aから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Bから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Cから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Dから選択される置換基で置換されていてもよいし、置換基群Eから選択される置換基で置換されていてもよい。好ましくは無置換であるか、置換基群Eから選択される置換基で置換されている。本発明の一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基は無置換である。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基は、重水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されていてもよいアリール基で置換されている。
 環縮合カルバゾール-9-イル基における縮合している環の総数は4以上であり、5以上であることが好ましく、5~9であることがより好ましく、5~7であることがさらに好ましい。本発明の好ましい一態様では、縮合環を構成する環の数は5である。なお、ここでいう環の数には、縮合されるカルバゾールの環の数(すなわち3)を含んでいる。
 環縮合カルバゾール-9-イル基は、カルバゾールの環骨格を構成する窒素原子で結合する基であり、カルバゾールを構成する2つのベンゼン環の少なくとも一方に環が縮合している構造を有する。縮合している環は、芳香族炭化水素環、芳香族複素環、脂肪族炭化水素環、脂肪族複素環のいずれであってもよく、また、これらがさらに縮合した環であってもよい。好ましくは芳香族炭化水素環、芳香族複素環である。芳香族炭化水素環として置換もしくは無置換のベンゼン環を挙げることができる。ベンゼン環にはさらに他のベンゼン環が縮合していてもよく、ピリジン環のような複素環が縮合していてもよい。芳香族複素環は、環骨格構成原子としてヘテロ原子を含む芳香性を示す環を意味し、5~7員環であることが好ましく、例えば5員環であるものや、6員環であるものを採用したりすることができる。本発明の一態様では、芳香族複素環としてフラン環、チオフェン環、ピロール環を採用することができる。本発明の一態様では、縮合している環は、置換もしくは無置換のベンゾフランのフラン環、置換もしくは無置換のベンゾチオフェンのチオフェン環、置換もしくは無置換のインドールのピロール環である。なお、ピロール環の窒素原子には、置換基群Eの中から選択した置換基(ただし重水素原子のみである場合は除く)が結合していることが好ましく、アルキル基やアリール基で置換されていてもよいアリール基が結合していることがより好ましい。本発明では、酸素原子、硫黄原子および窒素原子からなる群より選択される1以上の原子を環骨格構成原子とする環が縮合しているカルバゾール-9-イル基を採用することが好ましい。なかでも、ベンゾフロ構造が縮合したカルバゾール-9-イル基、ベンゾチエノ構造が縮合したカルバゾール-9-イル基、インドロ構造が縮合したカルバゾール-9-イル基を好ましく採用することができる。本発明の一態様では、ベンゾフロ構造が縮合したカルバゾール-9-イル基を少なくとも1つ有し、例えば2つ以上有する。本発明の一態様では、ベンゾチエノ構造が縮合したカルバゾール-9-イル基を少なくとも1つ有し、例えば2つ以上有する。
 本発明では、環縮合カルバゾール-9-イル基として、ベンゾフロ[2,3-a]カルバゾール-9-イル基を採用することができる。また、ベンゾフロ[3,2-a]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾフロ[2,3-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾフロ[3,2-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾフロ[2,3-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾフロ[3,2-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。
 好ましいベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基は、ベンゾフラン環が2,3位で1つだけ縮合し、その他に環が縮合していないカルバゾール-9-イル基である。具体的には、下記のいずれかの構造を有する基であり、下記構造中の水素原子の少なくとも1つは置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 本発明では、環縮合カルバゾール-9-イル基として、ベンゾチエノ[2,3-a]カルバゾール-9-イル基を採用することができる。また、ベンゾチエノ[3,2-a]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾチエノ[2,3-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾチエノ[3,2-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾチエノ[2,3-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、ベンゾチエノ[3,2-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。
 好ましいベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基は、ベンゾチオフェン環が2,3位で1つだけ縮合し、その他に環が縮合していないカルバゾール-9-イル基である。具体的には、下記のいずれかの構造を有する基であり、下記構造中の水素原子の少なくとも1つは置換されていてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 本発明では、環縮合カルバゾール-9-イル基として、インドロ[2,3-a]カルバゾール-9-イル基を採用することができる。また、インドロ[3,2-a]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、インドロ[2,3-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、インドロ[3,2-b]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、インドロ[2,3-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。また、インドロ[3,2-c]カルバゾール-9-イル基を採用することもできる。
 好ましいインドロ縮環カルバゾール-9-イル基は、インドール環が2,3位で1つだけ縮合し、その他に環が縮合していないカルバゾール-9-イル基である。具体的には、下記のいずれかの構造を有する基であり、下記構造中の水素原子の少なくとも1つは置換されていてもよい。下記構造中のR’は水素原子または置換基を表す。本発明の一態様では、R’は置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のアルキル基であり、好ましくは置換もしくは無置換のアリール基である。アリール基およびアルキル基の置換基は、置換基群Aから選択してもよいし、置換基群Bから選択してもよいし、置換基群Cから選択してもよいし、置換基群Dから選択してもよいし、置換基群Eから選択してもよい(ただし重水素原子のみである場合は除く)。本発明の好ましい一態様では、アリール基およびアルキル基は無置換である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 環縮合カルバゾール-9-イル基を構成する環骨格構成炭素原子の少なくとも1つには置換基が結合していてもよい。環縮合カルバゾール-9-イル基の置換基は、例えば置換基群Aから選択してもよいし、置換基群Bから選択してもよいし、置換基群Cから選択してもよいし、置換基群Dから選択してもよいし、置換基群Eから選択してもよい。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基の置換基は、置換もしくは無置換のアリール基、および置換もしくは無置換のアルキル基から選択され、これらの置換基の一部または全部の水素原子は重水素原子で置換されていてもよい。ここでいうアリール基とアルキル基の説明と好ましい範囲については、上記のドナー性基のアリール基とアルキル基の記載を参照することができる。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基は、ここに記載した置換基以外の置換基を有していない。
 環縮合カルバゾール-9-イル基が置換されているときの置換基の数は、1~10個であることが好ましく、1~6個であることがより好ましく、1~4個であることがさらに好ましく、例えば1個であってもよく、例えば2個であってもよい。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基の3位または6位のいずれかが置換されている。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基に存在するヘテロ原子からみてベンゼン環のパラ位に置換基を少なくとも1つ有する。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基に存在するヘテロ原子からみてベンゼン環のパラ位にだけ置換基を少なくとも1つ有する。本発明の好ましい一態様では、環縮合カルバゾール-9-イル基に存在するヘテロ原子からみてベンゼン環の置換可能なパラ位のすべてに置換基を有する。
 以下において、一般式(1)のR~Rとして採用することができる、置換されていてもよい環縮合カルバゾール-9-イル基の具体例を示す。ただし、本発明で採用することができる置換されていてもよい環縮合カルバゾール-9-イル基は、以下の具体例によって限定的に解釈されることはない。なお、以下の具体例において、*は結合位置を示し、Phはフェニル基を表す。また、メチル基は表示を省略している。このため、D218~D241はメチル基を有している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 上記D1~D242内に存在する水素原子をすべて重水素原子に置換したものを順にD243~D484として開示する。上記D13~D242の置換基であるフェニル基またはアルキル基に存在するすべて水素原子を重水素原子に置換したものを順にD484~D713として開示する。
 本発明の一態様では、一般式(1)で表される化合物はD1~D713からなる群より選択される基を有する。本発明の一態様では、一般式(1)で表される化合物はD1~D242からなる群より選択される基を有する。本発明の一態様では、一般式(1)で表される化合物はD243~D484からなる群より選択される基を有する。本発明の一態様では、一般式(1)で表される化合物はD484~D713からなる群より選択される基を有する。
 一般式(1)のR~Rとして、環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基を採用することもできる。以下において、そのような環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基の具体例を示す。ただし、本発明で採用することができる環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基は、以下の具体例によって限定的に解釈されることはない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 上記D714~D725内に存在する水素原子をすべて重水素原子に置換したものを順にD726~D737として開示する。上記D715~D725の置換基であるフェニル基およびアルキル基に存在するすべて水素原子を重水素原子に置換したものを順にD738~D748として開示する。
 一般式(1)のR~Rはすべてが同一であることはない。すなわち、R~Rの少なくとも1個は他とは異なる。本発明の一態様では、R~Rはすべてが互いに異なる。本発明の一態様では、RとRが同一であり、Rが異なる。本発明の好ましい一態様では、RとRが同一であり、Rが異なる。
 本発明の一態様では、R~Rの1個または2個は、環が縮合していてもよい無置換のカルバゾール-9-イル基であり、R~Rの残りは環が縮合していてもよい置換カルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、環が縮合していてもよい無置換のカルバゾール-9-イル基であり、Rは環が縮合していてもよい置換カルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、環が縮合していてもよい置換カルバゾール-9-イル基であり、Rは環が縮合していてもよい無置換の置換カルバゾール-9-イル基である。この段落でいう置換カルバゾール-9-イル基でいう置換基は、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されていてもよいアリール基であることが好ましい。
 本発明の一態様では、R~Rの1個または2個は、置換もしくは無置換のベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基であるか、置換もしくは無置換のベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基であり、R~Rの残りは環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、置換もしくは無置換のベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基であるか、置換もしくは無置換のベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基であり、Rは環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基であり、Rは置換もしくは無置換のベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基であるか、置換もしくは無置換のベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、置換されているベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基であるか、置換されているベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基であり、Rは環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基である。本発明の一態様では、RおよびRは同一であって、環が縮合していない置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基であり、Rは置換されているベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基であるか、置換されているベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基である。ここでいうベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基やベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基の置換基は、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されていてもよいアリール基であることが好ましい。
 本発明の一般式(1)では、RとR、RとRはいずれも互いに結合して環状構造を形成していない。
 一般式(1)におけるX~Xは、各々独立にNまたはC(R)を表す。ただし、X~Xの少なくとも1個はNである。Rは水素原子、重水素原子または置換基を表す。ここでいう置換基は、置換基群Aから選択してもよいし、置換基群Bから選択してもよいし、置換基群Cから選択してもよいし、置換基群Dから選択してもよいし、置換基群Eから選択してもよい。本発明の好ましい一態様では、X~XはNである。本発明の一態様では、XおよびXがNであり、XがC(R)である。本発明の一態様では、XおよびXがNであり、XがC(R)である。本発明の一態様では、XがNであり、XおよびXがC(R)である。本発明の一態様では、XがNであり、XおよびXがC(R)である。本発明の一態様では、Rは水素原子または重水素原子である。本発明の一態様では、Rは重水素原子で置換されていてもよいアルキル基である。本発明の一態様では、Rは重水素原子、アルキル基またはアリール基で置換されていてもよいアリール基である。
 一般式(1)におけるArおよびArは、各々独立に置換もしくは無置換のアリール基を、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基表す。置換もしくは無置換のアリール基の説明と好ましい範囲については、上記のドナー性基におけるアリール基とヘテロアリール基の説明と好ましい範囲を参照することができる。本発明の一態様では、ArおよびArは置換もしくは無置換のアリール基であり、好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基であり、さらに好ましくは無置換のフェニル基である。本発明の一態様では、ArおよびArは置換もしくは無置換のヘテロアリール基である。本発明の好ましい一態様では、ArとArは同一である。
 以下において、ArおよびArが採りうる置換もしくは無置換のアリール基の具体例を示す。ただし、本発明で採用することができる置換もしくは無置換のアリール基は、以下の具体例によって限定的に解釈されることはない。なお、以下の具体例において、メチル基は表示を省略している。このため、例えばAr4はメチル基で置換され、Ar5はイソプロピル基で置換されている。*は結合位置を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 上記Ar1~Ar25内に存在する水素原子をすべて重水素原子に置換したものを順にAr26~Ar50として開示する。上記Ar4~Ar20の置換基であるフェニル基またはアルキル基に存在するすべて水素原子を重水素原子に置換したものを順にAr51~Ar67として開示する。
 一般式(1)におけるLは単結合または2価の連結基を表す。2価の連結基として、置換もしくは無置換のアリーレン基、置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基を挙げることができる。本発明の好ましい一態様では、Lは単結合である。本発明の一態様では、Lは置換もしくは無置換のアリーレン基である。本発明の一態様では、Lは置換もしくは無置換のヘテロアリーレン基である。アリーレン基を構成するアリール部分については、上記のドナー性基の記載欄におけるアリール基の説明と好ましい範囲を参照することができる。ヘテロアリーレン基としては、アリーレン基を構成する環骨格炭素原子の少なくとも1つを窒素原子へ置換した連結基を挙げることができる。
 以下において、Lの具体例を挙げる。ただし、本発明で採用することができるLは、これらの具体例によって限定的に解釈されることはない。なお、以下の具体例において、メチル基は表示を省略している。このため、例えばL3~L5はメチル基で置換されている。*は結合位置を示す。L1は単結合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 本発明の好ましい一態様では、X~XはNであり、ArおよびArは置換もしくは無置換のアリール基(好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基、より好ましくはフェニル基)であり、Lは単結合である。
 本発明の一態様では、X~XはNであり、ArおよびArは置換もしくは無置換のアリール基(好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基、より好ましくはフェニル基)であり、LはL2である。
 本発明の一態様では、X~XはNであり、ArおよびArは置換もしくは無置換のアリール基(好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基、より好ましくはフェニル基)であり、LはL6である。
 一般式(1)で表される化合物は、金属原子を含まないことが好ましく、炭素原子、水素原子、重水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子だけで構成される化合物であってもよい。本発明の好ましい一態様では、一般式(1)で表される化合物は、炭素原子、水素原子、重水素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される原子だけで構成される。また、一般式(1)で表される化合物は、炭素原子、水素原子、重水素原子、窒素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子だけで構成される化合物であってもよい。一般式(1)で表される化合物は、炭素原子、水素原子、重水素原子および窒素原子からなる群より選択される原子だけで構成される化合物であってもよい。一般式(1)で表される化合物は、炭素原子、水素原子および窒素原子からなる群より選択される原子だけで構成される化合物であってもよい。さらに、一般式(1)で表される化合物は水素原子を含まず、重水素原子を含む化合物であってもよい。
 本明細書において「置換基群A」とは、重水素原子、ヒドロキシル基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子)、アルキル基(例えば炭素数1~40)、アルコキシ基(例えば炭素数1~40)、アルキルチオ基(例えば炭素数1~40)、アリール基(例えば炭素数6~30)、アリールオキシ基(例えば炭素数6~30)、アリールチオ基(例えば炭素数6~30)、ヘテロアリール基(例えば環骨格構成原子数5~30)、ヘテロアリールオキシ基(例えば環骨格構成原子数5~30)、ヘテロアリールチオ基(例えば環骨格構成原子数5~30)、アシル基(例えば炭素数1~40)、アルケニル基(例えば炭素数1~40)、アルキニル基(例えば炭素数1~40)、アルコキシカルボニル基(例えば炭素数1~40)、アリールオキシカルボニル基(例えば炭素数1~40)、ヘテロアリールオキシカルボニル基(例えば炭素数1~40)、シリル基(例えば炭素数1~40のトリアルキルシリル基)およびニトロ基からなる群より選択される1つの原子か基または2つ以上を組み合わせた基を意味する。
 本明細書において「置換基群B」とは、重水素原子、アルキル基(例えば炭素数1~40)、アルコキシ基(例えば炭素数1~40)、アリール基(例えば炭素数6~30)、アリールオキシ基(例えば炭素数6~30)、ヘテロアリール基(例えば環骨格構成原子数5~30)、ヘテロアリールオキシ基(例えば環骨格構成原子数5~30)、ジアリールアミノアミノ基(例えば炭素原子数0~20)からなる群より選択される1つの原子か基または2つ以上を組み合わせた基を意味する。
 本明細書において「置換基群C」とは、重水素原子、アルキル基(例えば炭素数1~20)、アリール基(例えば炭素数6~22)、ヘテロアリール基(例えば環骨格構成原子数5~20)、ジアリールアミノ基(例えば炭素原子数12~20)からなる群より選択される1つの原子か基または2つ以上を組み合わせた基を意味する。
 本明細書において「置換基群D」とは、重水素原子、アルキル基(例えば炭素数1~20)、アリール基(例えば炭素数6~22)およびヘテロアリール基(例えば環骨格構成原子数5~20)からなる群より選択される1つの原子か基または2つ以上を組み合わせた基を意味する。
 本明細書において「置換基群E」とは、重水素原子、アルキル基(例えば炭素数1~20)およびアリール基(例えば炭素数6~22)からなる群より選択される1つの原子か基または2つ以上を組み合わせた基を意味する。
 本明細書において「置換もしくは無置換の」または「置換されていてもよい」と記載されている場合の置換基は、例えば置換基群Aの中から選択してもよいし、置換基群Bの中から選択してもよいし、置換基群Cの中から選択してもよいし、置換基群Dの中から選択してもよいし、置換基群Eの中から選択してもよい。
 以下の表1および表2において、一般式(1)で表される化合物の具体例を例示する。ただし、本発明において用いることができる一般式(1)で表される化合物はこれらの具体例によって限定的に解釈されるべきものではない。
 表1および表2では、下記一般式のR~Rを化合物ごとにそれぞれ特定することにより化合物1~99820の構造を個別に示している。すなわち、ArとArがフェニル基(Ar1)であり、X~Xが窒素原子(N)であり、Lが単結合であって、Rが水素原子であって、R~Rが表1および表2で特定される基である構造を、化合物1~99820の構造として個別に示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 表2では各段に複数の化合物のR~Rをまとめて表示することにより、化合物1~99820の構造を示している。例えば、表2の化合物1~713の段であれば、RがD714に固定されていて、RおよびRがともにD1~D713であるものを、順に化合物1~713としている。RとRは同一である。すなわち、表2の化合物1~713の段は、表1で特定される化合物1~713をまとめて表示したものである。同様にして、表2の化合物714~1426の段であれば、RがD715に固定されていて、RおよびRがともにD1~D713であるものを、順に化合物714~1426としている。同じ要領により、表2の化合物1427~24955も特定している。表2の化合物24956~25668の段は、RおよびRがともにD714に固定されていて、RがD1~D713であるものを、順に化合物24956~25668としている。同じ要領により、表2の化合物25669~49910も特定している。表2の化合物49911~99820の各段では、RおよびRが同じであって、Rが異なる場合について、同じようにして特定している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
 以上の番号で特定される化合物は、すべてが個別に開示されているものとする。なお、上記の化合物具体例のうち、回転異性体が存在する場合は、回転異性体の混合物と、分離した各回転異性体も、本明細書に開示されているものとする。
 本発明の一態様では、化合物1~99820の中から化合物を選択する。
 本発明の一態様では、化合物1~24955の中から化合物を選択する。本発明の一態様では、化合物24956~49910の中から化合物を選択する。本発明の一態様では、化合物49911~74865の中から化合物を選択する。本発明の一態様では、化合物74866~99820の中から化合物を選択する。
 本発明の一態様では、化合物1~713、8557~9269、24956~25668、33512~34224、49911~50623、58467~59179、74866~75578、83422~84134の中から化合物を選択する。本発明の一態様では、化合物4992~8556、13548~17112、21391~24955、29947~33511、38503~42067、46346~49910、54902~58466、63458~67022、71301~74865、79857~83421、88413~91977、96256~99820の中から化合物を選択する。
 上では、一般式(1)のArとArがフェニル基(Ar1)であり、X~Xが窒素原子(N)であり、Lが単結合であって、R~Rが表1および表2で特定される基である構造を、化合物1~99820の構造として特定した。表3には、化合物1~99820のそれぞれについて、ArとArを表3に示す通りに変更した化合物を順に表の形式で表示した。表3では、対応関係をわかりやすくするために、化合物1~99820も表示している。例えば化合物1(1)は、化合物1のArをAr2に置換した構造を有する化合物を示している。また、化合物2(1)は化合物2のArをAr2に置換した構造を有する化合物を示している。化合物99820(1)は化合物99820のArをAr2に置換した構造を有する化合物を示している。化合物1(2)~99820(2)やそれ以降の化合物も、同じ要領で特定している。なお、表3で特定される化合物のX~Xはいずれも窒素原子(N)であり、Lは単結合である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 以上において、一般式(1)におけるRが水素原子である具体例を化合物1~99820、1(1)~99820(132)として例示した。これらの各化合物におけるRの水素原子をそれぞれ重水素原子に置換したものを順に化合物1d~99820d、1d(1)~99820d(132)としてここにさらに例示する。
 本発明の好ましい一態様では、一般式(1)で表される化合物は、下記の化合物群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
 本発明の好ましい一態様では、一般式(1)で表される化合物は、下記の化合物群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 本発明の好ましい一態様では、一般式(1)で表される化合物は、下記の化合物群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 本発明の好ましい一態様では、一般式(1)で表される化合物は、下記の化合物群から選択される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 一般式(1)で表される化合物の分子量は、例えば一般式(1)で表される化合物を含む有機層を蒸着法により製膜して利用することを意図する場合には、1500以下であることが好ましく、1200以下であることがより好ましく、1000以下であることがさらに好ましく、900以下であることがさらにより好ましい。分子量の下限値は、一般式(1)で表される最小化合物の分子量である。
 一般式(1)で表される化合物は、分子量にかかわらず塗布法で成膜してもよい。塗布法を用いれば、分子量が比較的大きな化合物であっても成膜することが可能である。一般式(1)で表される化合物は、有機溶媒に溶解しやすいという利点がある。このため、一般式(1)で表される化合物は塗布法を適用しやすいうえ、精製して純度を高めやすい。
 本発明を応用して、分子内に一般式(1)で表される構造を複数個含む化合物を、発光材料として用いることも考えられる。
 例えば、一般式(1)で表される構造中にあらかじめ重合性基を存在させておいて、その重合性基を重合させることによって得られる重合体を、発光材料として用いることが考えられる。例えば、一般式(1)のいずれかの部位に重合性官能基を含むモノマーを用意して、これを単独で重合させるか、他のモノマーとともに共重合させることにより、繰り返し単位を有する重合体を得て、その重合体を発光材料として用いることが考えられる。あるいは、一般式(1)で表される構造を有する化合物どうしをカップリングさせることにより、二量体や三量体を得て、それらを発光材料として用いることも考えられる。
 一般式(1)で表される構造を含む繰り返し単位を有する重合体の例として、下記2つの一般式のいずれかで表される構造を含む重合体を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 上の一般式において、Qは一般式(1)で表される構造を含む基を表し、LおよびLは連結基を表す。連結基の炭素数は、好ましくは0~20であり、より好ましくは1~15であり、さらに好ましくは2~10である。連結基は-X11-L11-で表される構造を有するものであることが好ましい。ここで、X11は酸素原子または硫黄原子を表し、酸素原子であることが好ましい。L11は連結基を表し、置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のアリーレン基であることが好ましく、炭素数1~10の置換もしくは無置換のアルキレン基、または置換もしくは無置換のフェニレン基であることがより好ましい。
 上の一般式において、R101、R102、R103およびR104は、各々独立に置換基を表す。好ましくは、炭素数1~6の置換もしくは無置換のアルキル基、炭素数1~6の置換もしくは無置換のアルコキシ基、ハロゲン原子であり、より好ましくは炭素数1~3の無置換のアルキル基、炭素数1~3の無置換のアルコキシ基、フッ素原子、塩素原子であり、さらに好ましくは炭素数1~3の無置換のアルキル基、炭素数1~3の無置換のアルコキシ基である。
 LおよびLで表される連結基は、Qを構成する一般式(1)のいずれかの部位に結合することができる。1つのQに対して連結基が2つ以上連結して架橋構造や網目構造を形成していてもよい。
 繰り返し単位の具体的な構造例として、下記式で表される構造を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 これらの式を含む繰り返し単位を有する重合体は、一般式(1)のいずれかの部位にヒドロキシ基を導入しておき、それをリンカーとして下記化合物を反応させて重合性基を導入し、その重合性基を重合させることにより合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 分子内に一般式(1)で表される構造を含む重合体は、一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位のみからなる重合体であってもよいし、それ以外の構造を有する繰り返し単位を含む重合体であってもよい。また、重合体の中に含まれる一般式(1)で表される構造を有する繰り返し単位は、単一種であってもよいし、2種以上であってもよい。一般式(1)で表される構造を有さない繰り返し単位としては、通常の共重合に用いられるモノマーから誘導されるものを挙げることができる。例えば、エチレン、スチレンなどのエチレン性不飽和結合を有するモノマーから誘導される繰り返し単位を挙げることができる。
 ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は発光材料である。
 ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、遅延蛍光を発することができる化合物である。
 本開示のある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、熱的または電子的手段で励起されるとき、UV領域、可視スペクトルのうち青色、緑色、黄色、オレンジ色、赤色領域(例えば約420nm~約500nm、約500nm~約600nmまたは約600nm~約700nm)または近赤外線領域で光を発することができる。
 本開示の好ましい実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、熱的または電子的手段で励起されるとき、可視スペクトルのうち緑色領域(例えば約490nm~約575nm、約510nm)で光を発することができる。
 本開示のある実施形態では、一般式(1)で表される化合物を用いた有機半導体素子を作製することができる。ここでいう有機半導体素子は、光が介在する有機光素子であってもよいし、光が介在しない有機素子であってもよい。有機光素子は、素子が光を放射する有機発光素子であってもよいし、光を受け取る有機受光素子であってもよいし、素子内で光によるエネルギー移動を生じる素子であってもよい。本開示のある実施形態では、一般式(1)で表される化合物を用いて有機エレクトロルミネッセンス素子や固体撮像素子(例えばCMOSイメージセンサー)などの有機光素子を作製することができる。本開示のある実施形態では、一般式(1)で表される化合物を用いたCMOS(相補型金属酸化膜半導体)などを作製することができる。
 小分子の化学物質ライブラリの電子的特性は、公知のab initioによる量子化学計算を用いて算出することができる。例えば、基底として、6-31G*、およびベッケの3パラメータ、Lee-Yang-Parrハイブリッド汎関数として知られている関数群を用いた時間依存的な密度汎関数理論を使用してHartree-Fock方程式(TD-DFT/B3LYP/6-31G*)を解析し、特定の閾値以上のHOMOおよび特定の閾値以下のLUMOを有する分子断片(部分)をスクリーニングすることができる。
 それにより、例えば-6.5eV以上のHOMOエネルギー(例えばイオン化ポテンシャル)があるときは、供与体部分(「D」)が選抜できる。また例えば、-0.5eV以下のLUMOエネルギー(例えば電子親和力)があるときは、受容体部分(「A」)が選抜できる。ブリッジ部分(「B」)は、例えば受容体と供与体部分を特異的な立体構成に厳しく制限できる強い共役系であることにより、供与体および受容体部分のπ共役系間の重複が生じるのを防止する。
 ある実施形態では、化合物ライブラリは、以下の特性のうちの1つ以上を用いて選別される。
1.特定の波長付近における発光
2.算出された、特定のエネルギー準位より上の三重項状態
3.特定値より下のΔEST
4.特定値より上の量子収率
5.HOMO準位
6.LUMO準位
 ある実施形態では、77Kにおける最低の一重項励起状態と最低の三重項励起状態との差(ΔEST)は、約0.5eV未満、約0.4eV未満、約0.3eV未満、約0.2eV未満または約0.1eV未満である。ある実施形態ではΔEST値は、約0.09eV未満、約0.08eV未満、約0.07eV未満、約0.06eV未満、約0.05eV未満、約0.04eV未満、約0.03eV未満、約0.02eV未満または約0.01eV未満である。
 ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、25%超の、例えば約30%、約35%、約40%、約45%、約50%、約55%、約60%、約65%、約70%、約75%、約80%、約85%、約90%、約95%またはそれ以上の量子収率を示す。
[一般式(1)で表される化合物の合成方法]
 一般式(1)で表される化合物は、新規化合物を含む。
 一般式(1)で表される化合物は、既知の反応を組み合わせることによって合成することができる。例えば、一般式(1)のR~Rのうちの1個または2個がハロゲン原子である化合物を合成しておき、R~Rとは異なる置換もしくは無置換のカルバゾールと反応させることにより、一般式(1)の化合物を合成することができる。反応条件の詳細については、後述の合成例を参考にすることができる。
[一般式(1)で表される化合物を用いた構成物]
 ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物と組み合わせ、同化合物を分散させ、同化合物と共有結合し、同化合物をコーティングし、同化合物を担持し、あるいは同化合物と会合する1つ以上の材料(例えば小分子、ポリマー、金属、金属錯体等)と共に用い、固体状のフィルムまたは層を形成させる。例えば、一般式(1)で表される化合物を電気活性材料と組み合わせてフィルムを形成することができる。いくつかの場合、一般式(1)で表される化合物を正孔輸送ポリマーと組み合わせてもよい。いくつかの場合、一般式(1)で表される化合物を電子輸送ポリマーと組み合わせてもよい。いくつかの場合、一般式(1)で表される化合物を正孔輸送ポリマーおよび電子輸送ポリマーと組み合わせてもよい。いくつかの場合、一般式(1)で表される化合物を、正孔輸送部と電子輸送部との両方を有するコポリマーと組み合わせてもよい。以上のような実施形態により、固体状のフィルムまたは層内に形成される電子および/または正孔を、一般式(1)で表される化合物と相互作用させることができる。
[フィルムの形成]
 ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物を含むフィルムは、湿式工程で形成することができる。湿式工程では、本発明の化合物を含む組成物を溶解した溶液を面に塗布し、溶媒の除去後にフィルムを形成する。湿式工程として、スピンコート法、スリットコート法、インクジェット法(スプレー法)、グラビア印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。湿式工程では、本発明の化合物を含む組成物を溶解することができる適切な有機溶媒を選択して用いる。ある実施形態では、組成物に含まれる化合物に、有機溶媒に対する溶解性を上げる置換基(例えばアルキル基)を導入することができる。
 ある実施形態では、本発明の化合物を含むフィルムは、乾式工程で形成することができる。ある実施形態では、乾式工程として真空蒸着法を採用することができる、これに限定されるものではない。真空蒸着法を採用する場合は、フィルムを構成する化合物を個別の蒸着源から共蒸着させてもよいし、化合物を混合した単一の蒸着源から共蒸着させてもよい。単一の蒸着源を用いる場合は、化合物の粉末を混合した混合粉を用いてもよいし、その混合粉を圧縮した圧縮成形体を用いてもよいし、各化合物を加熱溶融して冷却した混合物を用いてもよい。ある実施形態では、単一の蒸着源に含まれる複数の化合物の蒸着速度(重量減少速度)が一致ないしほぼ一致する条件で共蒸着を行うことにより、蒸着源に含まれる複数の化合物の組成比に対応する組成比のフィルムを形成することができる。形成されるフィルムの組成比と同じ組成比で複数の化合物を混合して蒸着源とすれば、所望の組成比を有するフィルムを簡便に形成することができる。ある実施形態では、共蒸着される各化合物が同じ重量減少率になる温度を特定して、その温度を共蒸着時の温度として採用することができる。
[一般式(1)で表される化合物の使用の例]
 一般式(1)で表される化合物は、有機発光素子の材料として有用である。特に有機発光ダイオード等に好ましく用いられる。
有機発光ダイオード:
 本発明の一態様は、有機発光素子の発光材料としての、本発明の一般式(1)で表される化合物の使用に関する。ある実施形態では、本発明の一般式(1)で表される化合物は、有機発光素子の発光層における発光材料として効果的に使用できる。ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、遅延蛍光を発する遅延蛍光(遅延蛍光体)を含む。ある実施形態では、本発明は一般式(1)で表される構造を有する遅延蛍光体を提供する。ある実施形態では、本発明は遅延蛍光体としての一般式(1)で表される化合物の使用に関する。ある実施形態では、本発明は一般式(1)で表される化合物は、ホスト材料として使用することができ、かつ、1つ以上の発光材料と共に使用することができ、発光材料は蛍光材料、燐光材料またはTADFでよい。ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、正孔輸送材料として使用することもできる。ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、電子輸送材料として使用することができる。ある実施形態では、本発明は一般式(1)で表される化合物から遅延蛍光を生じさせる方法に関する。ある実施形態では、化合物を発光材料として含む有機発光素子は、遅延蛍光を発し、高い光放射効率を示す。
 ある実施形態では、発光層は一般式(1)で表される化合物を含み、一般式(1)で表される化合物は、基材と平行に配向される。ある実施形態では、基材はフィルム形成表面である。ある実施形態では、フィルム形成表面に対する一般式(1)で表される化合物の配向は、整列させる化合物によって発せられる光の伝播方向に影響を与えるか、あるいは、当該方向を決定づける。ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物によって発される光の伝播方向を整列させることで、発光層からの光抽出効率が改善される。
 本発明の一態様は、有機発光素子に関する。ある実施形態では、有機発光素子は発光層を含む。ある実施形態では、発光層は発光材料として一般式(1)で表される化合物を含む。ある実施形態では、有機発光素子は有機光ルミネッセンス素子(有機PL素子)である。ある実施形態では、有機発光素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)である。ある実施形態では、一般式(1)で表される化合物は、発光層に含まれる他の発光材料の光放射を(いわゆるアシストドーパントとして)補助する。ある実施形態では、発光層に含まれる一般式(1)で表される化合物は、その最低の励起一重項エネルギー準位にあり、発光層に含まれるホスト材料の最低励起一重項エネルギー準位と発光層に含まれる他の発光材料の最低励起一重項エネルギー準位との間に含まれる。
 ある実施形態では、有機光ルミネッセンス素子は、少なくとも1つの発光層を含む。ある実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも陽極、陰極、および前記陽極と前記陰極との間の有機層を含む。ある実施形態では、有機層は、少なくとも発光層を含む。ある実施形態では、有機層は、発光層のみを含む。ある実施形態では、有機層は、発光層に加えて1つ以上の有機層を含む。有機層の例としては、正孔輸送層、正孔注入層、電子障壁層、正孔障壁層、電子注入層、電子輸送層および励起子障壁層が挙げられる。ある実施形態では、正孔輸送層は、正孔注入機能を有する正孔注入輸送層であってもよく、電子輸送層は、電子注入機能を有する電子注入輸送層であってもよい。
発光層:
 ある実施形態では、発光層は、陽極および陰極からそれぞれ注入された正孔および電子が再結合して励起子を形成する層である。ある実施形態では、層は光を発する。
 ある実施形態では、発光材料のみが発光層として用いられる。ある実施形態では、発光層は発光材料とホスト材料とを含む。ある実施形態では、発光材料は、一般式(1)で表される1つ以上の化合物である。ある実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス素子および有機光ルミネッセンス素子の光放射効率を向上させるため、発光材料において発生する一重項励起子および三重項励起子を、発光材料内に閉じ込める。ある実施形態では、発光層中に発光材料に加えてホスト材料を用いる。ある実施形態では、ホスト材料は有機化合物である。ある実施形態では、有機化合物は励起一重項エネルギーおよび励起三重項エネルギーを有し、その少なくとも1つは、本発明の発光材料のそれらよりも高い。ある実施形態では、本発明の発光材料中で発生する一重項励起子および三重項励起子は、本発明の発光材料の分子中に閉じ込められる。ある実施形態では、一重項および三重項の励起子は、光放射効率を向上させるために十分に閉じ込められる。ある実施形態では、高い光放射効率が未だ得られるにもかかわらず、一重項励起子および三重項励起子は十分に閉じ込められず、すなわち、高い光放射効率を達成できるホスト材料は、特に限定されることなく本発明で使用されうる。ある実施形態では、本発明の素子の発光層中の発光材料において、光放射が生じる。ある実施形態では、放射光は蛍光および遅延蛍光の両方を含む。ある実施形態では、放射光は、ホスト材料からの放射光を含む。ある実施形態では、放射光は、ホスト材料からの放射光からなる。ある実施形態では、放射光は、一般式(1)で表される化合物からの放射光と、ホスト材料からの放射光とを含む。ある実施形態では、TADF分子とホスト材料とが用いられる。ある実施形態では、TADFはアシストドーパントであり、発光層中のホスト材料よりも励起一重項エネルギーが低く、発光層中の発光材料よりも励起一重項エネルギーが高い。
 一般式(1)で表される化合物をアシストドーパントとして用いるとき、発光材料(好ましくは蛍光材料)として様々な化合物を採用することが可能である。そのような発光材料としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、ナフタセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、クリセン誘導体、ルブレン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、スチルベン誘導体、フルオレン誘導体、アントリル誘導体、ピロメテン誘導体、ターフェニル誘導体、ターフェニレン誘導体、フルオランテン誘導体、アミン誘導体、キナクリドン誘導体、オキサジアゾール誘導体、マロノニトリル誘導体、ピラン誘導体、カルバゾール誘導体、ジュロリジン誘導体、チアゾール誘導体、金属(Al,Zn)を有する誘導体等を用いることが可能である。これらの例示骨格には置換基を有してもよいし、置換基を有していなくてもよい。また、これらの例示骨格どうしを組み合わせてもよい。
 以下において、一般式(1)で表される構造を有するアシストドーパントと組み合わせて用いることができる発光材料を例示する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 また、WO2015/022974号公報の段落0220~0239に記載の化合物も、一般式(1)で表される構造を有するアシストドーパントとともに用いる発光材料として、特に好ましく採用することができる。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E1)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 一般式(E1)において、R、R~R16は、各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。Rはアクセプター性基を表すか、RとRが互いに結合してアクセプター性基を形成しているか、またはRとRが互いに結合してアクセプター性基を形成している。RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16は互いに結合して環状構造を形成していてもよい。XはOまたはNRを表し、Rは置換基を表す。X~Xのうち、XおよびXの少なくとも一方はOまたはNRであり、残りはOまたはNRであっても連結していなくてもよい。連結していないとき、両端はそれぞれ独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。一般式(1)中のC-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R10、C-R11、C-R12、C-R13、C-R14、C-R15、C-R16は、Nに置換されていてもよい。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E2)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 一般式(E2)において、RおよびRは、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表し、R~R16は、各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、R11とR12、R12とR13、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とRは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。一般式(1)中のC-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R10、C-R11、C-R12、C-R13、C-R14、C-R15、C-R16は、Nで置換されていてもよい。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E3)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 一般式(E3)において、ZおよびZは、各々独立に置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環を表し、R~Rは、各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとRは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。ただし、Z、Z、RとRが互いに結合して形成する環、RとRが互いに結合して形成する環、RとRが互いに結合して形成する環、およびRとRが互いに結合して形成する環の少なくとも1つは、置換もしくは無置換のベンゾフランのフラン環、置換もしくは無置換のベンゾチオフェンのチオフェン環、置換もしくは無置換のインドールのピロール環であり、かつ、R~Rの少なくとも1つが置換もしくは無置換のアリール基、またはアクセプター性基であるか、あるいは、ZとZの少なくとも1つが置換基としてアリール基またはアクセプター性基を有する環である。前記ベンゾフラン環、前記ベンゾチオフェン環、前記インドール環を構成するベンゼン環骨格構成炭素原子のうち置換可能な炭素原子は窒素原子で置換されていてもよい。一般式(1)中のC-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-Rは、Nに置換されていてもよい。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E4)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 一般式(E4)において、Zは、置換もしくは無置換のベンゼン環が縮合したフラン環、置換もしくは無置換のベンゼン環が縮合したチオフェン環、または置換もしくは無置換のベンゼン環が縮合したN-置換ピロール環を表し、ZおよびZは各々独立に置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環を表し、Rは水素原子、重水素原子または置換基を表し、RおよびRは各々独立に置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。ZとR、RとZ、ZとZ、ZとRは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。ただし、RとZ、ZとZ、ZとRの少なくとも1組は互いに結合して環状構造を形成している。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E5)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 一般式(E5)において、RおよびRは、各々独立に置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表し、ZおよびZは、各々独立に置換もしくは無置換の芳香環、または置換もしくは無置換の複素芳香環を表し、R~Rは、各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。ただし、R、R、ZおよびZの少なくとも1つは、置換もしくは無置換のベンゾフラン環、置換もしくは無置換のベンゾチオフェン環、置換もしくは無置換のインドール環を含む。RとZ、ZとR、RとR、RとR、RとZ、ZとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとRは互いに結合して環状構造を形成していてもよい。前記ベンゾフラン環、前記ベンゾチオフェン環、前記インドール環を構成するベンゼン環骨格構成炭素原子のうち置換可能な炭素原子は窒素原子で置換されていてもよい。一般式(1)中のC-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-R、C-Rは、Nに置換されていてもよい。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E6)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 一般式(E6)において、XおよびXは、一方が窒素原子であり、他方がホウ素原子である。R~R26、A、Aは、各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表す。RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR、RとR10、R10とR11、R11とR12、R13とR14、R14とR15、R15とR16、R16とR17、R17とR18、R18とR19、R19とR20、R20とR21、R21とR22、R22とR23、R23とR24、R24とR25、R25とR26は、互いに結合して環状構造を形成していてもよい。ただし、Xが窒素原子であるとき、R17とR18は互いに結合して単結合となりピロール環を形成し、Xが窒素原子であるとき、R21とR22は互いに結合して単結合となりピロール環を形成する。ただし、Xが窒素原子であって、RとRおよびR21とR22が窒素原子を介して結合して6員環を形成し、R17とR18が互いに結合して単結合を形成しているとき、R~Rの少なくとも1つは置換もしくは無置換のアリール基であるか、RとR、RとR、RとR、RとR、RとRのいずれかが互いに結合して芳香環または複素芳香環を形成している。
 さらに好ましい発光材料として、以下の一般式(E7)で表される化合物も挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 一般式(E7)において、R201~R221は各々独立に水素原子、重水素原子または置換基を表し、好ましくは水素原子、重水素原子、アルキル基、アリール基、またはアルキル基とアリール基が結合した基を表す。R201とR202、R202とR203、R203とR204、R205とR206、R206とR207、R207とR208、R214とR215、R215とR216、R216とR217、R218とR219、R219とR220、R220とR221のうちの少なくとも1組は、互いに結合してベンゾフロ構造またはベンゾチエノ構造を形成している。好ましくは、R201とR202、R202とR203、R203とR204、R205とR206、R206とR207、R207とR208のうちの1組または2組と、R214とR215、R215とR216、R216とR217、R218とR219、R219とR220、R220とR221のうちの1組または2組が、互いに結合してベンゾフロ構造またはベンゾチエノ構造を形成している。さらに好ましくは、R203とR204が互いに結合してベンゾフロ構造またはベンゾチエノ構造を形成して、さらにより好ましくはR203とR204、R216とR217が互いに結合してベンゾフロ構造またはベンゾチエノ構造を形成している。特に好ましくは、R203とR204、R216とR217が互いに結合してベンゾフロ構造またはベンゾチエノ構造を形成していて、R206とR219が置換もしくは無置換のアリール基(好ましくは置換もしくは無置換のフェニル基、より好ましくは無置換のフェニル基)である。
 さらに特願2021-103698号、特願2021-103699号、特願2021-103700号、特願2021-081332号、特願2021-103701号、特願2021-151805号、特願2021-188860号の各明細書に記載される一般式(1)で表される化合物を発光材料として用いることができる。これらの一般式(1)の説明および具体的な化合物を本明細書の一部としてここに引用する。
 ある実施形態では、ホスト材料を用いるとき、発光層に含まれる発光材料としての本発明の化合物の量は、0.1重量%以上である。ある実施形態では、ホスト材料を用いるとき、発光層に含まれる発光材料としての本発明の化合物の量は、1重量%以上である。ある実施形態では、ホスト材料を用いるとき、発光層に含まれる発光材料としての本発明の化合物の量は、50重量%以下である。ある実施形態では、ホスト材料を用いるとき、発光層に含まれる発光材料としての本発明の化合物の量は、20重量%以下である。ある実施形態では、ホスト材料を用いるとき、発光層に含まれる発光材料としての本発明の化合物の量は、10重量%以下である。
 ある実施形態では、発光層のホスト材料は、正孔輸送機能および電子輸送機能を有する有機化合物である。ある実施形態では、発光層のホスト材料は、放射光の波長が増加することを防止する有機化合物である。ある実施形態では、発光層のホスト材料は、高いガラス転移温度を有する有機化合物である。
 いくつかの実施形態では、ホスト材料は以下からなる群から選択される: 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 ある実施形態では、発光層は2種類以上の構造が異なるTADF分子を含む。例えば、励起一重項エネルギー準位がホスト材料、第1TADF分子、第2TADF分子の順に高い、これら3種の材料を含む発光層とすることができる。このとき、第1TADF分子と第2TADF分子は、ともに最低励起一重項エネルギー準位と77Kの最低励起三重項エネルギー準位の差ΔESTが0.3eV以下であることが好ましく、0.25eV以下であることがより好ましく、0.2eV以下であることがより好ましく、0.15eV以下であることがより好ましく、0.1eV以下であることがさらに好ましく、0.07eV以下であることがさらにより好ましく、0.05eV以下であることがさらにまた好ましく、0.03eV以下であることがさらになお好ましく、0.01eV以下であることが特に好ましい。発光層における第1TADF分子の濃度は、第2TADF分子の濃度よりも大きいことが好ましい。また、発光層におけるホスト材料の濃度は、第2TADF分子の濃度よりも大きいことが好ましい。発光層における第1TADF分子の濃度は、ホスト材料の濃度よりも大きくてもよいし、小さくてもよいし、同じであってもよい。ある実施形態では、発光層内の組成を、ホスト材料を10~70重量%、第1TADF分子を10~80重量%、第2TADF分子を0.1~30重量%としてもよい。ある実施形態では、発光層内の組成を、ホスト材料を20~45重量%、第1TADF分子を50~75重量%、第2TADF分子を5~20重量%としてもよい。ある実施形態では、第1TADF分子とホスト材料の共蒸着膜(この共蒸着膜における第1TADF分子の濃度=A重量%)の光励起による発光量子収率φPL1(A)と、第2TADF分子とホスト材料の共蒸着膜(この共蒸着膜における第2TADF分子の濃度=A重量%)の光励起による発光量子収率φPL2(A)が、φPL1(A)>φPL2(A)の関係式を満たす。ある実施形態では、第2TADF分子とホスト材料の共蒸着膜(この共蒸着膜における第2TADF分子の濃度=B重量%)の光励起による発光量子収率φPL2(B)と、第2TADF分子の単独膜の光励起による発光量子収率φPL2(100)が、φPL2(B)>φPL2(100)の関係式を満たす。ある実施形態では、発光層は3種類の構造が異なるTADF分子を含むことができる。本発明の化合物は、発光層に含まれる複数のTADF化合物のいずれであってもよい。
 ある実施形態では、発光層は、ホスト材料、アシストドーパント、および発光材料からからなる群より選択される材料で構成することができる。ある実施形態では、発光層は金属元素を含まない。ある実施形態では、発光層は炭素原子、水素原子、重水素原子、窒素原子、酸素原子および硫黄原子からなる群より選択される原子のみから構成される材料で構成することができる。あるいは、発光層は、炭素原子、水素原子、重水素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される原子のみから構成される材料で構成することもできる。あるいは、発光層は、炭素原子、水素原子、窒素原子および酸素原子からなる群より選択される原子のみから構成される材料で構成することもできる。
 発光層が本発明の化合物以外のTADF材料を含むとき、そのTADF材料は公知の遅延蛍光材料であってよい。好ましい遅延蛍光材料として、WO2013/154064号公報の段落0008~0048および0095~0133、WO2013/011954号公報の段落0007~0047および0073~0085、WO2013/011955号公報の段落0007~0033および0059~0066、WO2013/081088号公報の段落0008~0071および0118~0133、特開2013-256490号公報の段落0009~0046および0093~0134、特開2013-116975号公報の段落0008~0020および0038~0040、WO2013/133359号公報の段落0007~0032および0079~0084、WO2013/161437号公報の段落0008~0054および0101~0121、特開2014-9352号公報の段落0007~0041および0060~0069、特開2014-9224号公報の段落0008~0048および0067~0076、特開2017-119663号公報の段落0013~0025、特開2017-119664号公報の段落0013~0026、特開2017-222623号公報の段落0012~0025、特開2017-226838号公報の段落0010~0050、特開2018-100411号公報の段落0012~0043、WO2018/047853号公報の段落0016~0044に記載される一般式に包含される化合物、特に例示化合物であって、遅延蛍光を放射しうるものが含まれる。また、ここでは、特開2013-253121号公報、WO2013/133359号公報、WO2014/034535号公報、WO2014/115743号公報、WO2014/122895号公報、WO2014/126200号公報、WO2014/136758号公報、WO2014/133121号公報、WO2014/136860号公報、WO2014/196585号公報、WO2014/189122号公報、WO2014/168101号公報、WO2015/008580号公報、WO2014/203840号公報、WO2015/002213号公報、WO2015/016200号公報、WO2015/019725号公報、WO2015/072470号公報、WO2015/108049号公報、WO2015/080182号公報、WO2015/072537号公報、WO2015/080183号公報、特開2015-129240号公報、WO2015/129714号公報、WO2015/129715号公報、WO2015/133501号公報、WO2015/136880号公報、WO2015/137244号公報、WO2015/137202号公報、WO2015/137136号公報、WO2015/146541号公報、WO2015/159541号公報に記載される発光材料であって、遅延蛍光を放射しうるものを好ましく採用することができる。なお、この段落に記載される上記の公報は、本明細書の一部としてここに引用する。
 以下において、有機エレクトロルミネッセンス素子の各部材および発光層以外の各層について説明する。
基材:
 いくつかの実施形態では、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は基材により保持され、当該基材は特に限定されず、有機エレクトロルミネッセンス素子で一般的に用いられる、例えばガラス、透明プラスチック、クォーツおよびシリコンにより形成されたいずれかの材料を用いればよい。
陽極:
 いくつかの実施形態では、有機エレクトロルミネッセンス装置の陽極は、金属、合金、導電性化合物またはそれらの組み合わせから製造される。いくつかの実施形態では、前記の金属、合金または導電性化合物は高い仕事関数(4eV以上)を有する。いくつかの実施形態では、前記金属はAuである。いくつかの実施形態では、導電性の透明材料は、CuI、酸化インジウム・スズ(ITO)、SnOおよびZnOから選択される。いくつかの実施形態では、IDIXO(In-ZnO)などの、透明な導電性フィルムを形成できるアモルファス材料を使用する。いくつかの実施形態では、前記陽極は薄膜である。いくつかの実施形態では、前記薄膜は蒸着またはスパッタリングにより作製される。いくつかの実施形態では、前記フィルムはフォトリソグラフィー方法によりパターン化される。いくつかの実施形態では、パターンが高精度である必要がない(例えば約100μm以上)場合、当該パターンは、電極材料への蒸着またはスパッタリングに好適な形状のマスクを用いて形成してもよい。いくつかの実施形態では、有機導電性化合物などのコーティング材料を塗布しうるとき、プリント法やコーティング法などの湿式フィルム形成方法が用いられる。いくつかの実施形態では、放射光が陽極を通過するとき、陽極は10%超の透過度を有し、当該陽極は、単位面積あたり数百オーム以下のシート抵抗を有する。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは10~1,000nmである。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは10~200nmである。いくつかの実施形態では、陽極の厚みは用いる材料に応じて変動する。
陰極:
 いくつかの実施形態では、前記陰極は、低い仕事関数を有する金属(4eV以下)(電子注入金属と称される)、合金、導電性化合物またはその組み合わせなどの電極材料で作製される。いくつかの実施形態では、前記電極材料は、ナトリウム、ナトリウム-カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム-銅混合物、マグネシウム-銀混合物、マグネシウム-アルミニウム混合物、マグネシウム-インジウム混合物、アルミニウム-酸化アルミニウム(Al)混合物、インジウム、リチウム-アルミニウム混合物および希土類元素から選択される。いくつかの実施形態では、電子注入金属と、電子注入金属より高い仕事関数を有する安定な金属である第2の金属との混合物が用いられる。いくつかの実施形態では、前記混合物は、マグネシウム-銀混合物、マグネシウム-アルミニウム混合物、マグネシウム-インジウム混合物、アルミニウム-酸化アルミニウム(Al)混合物、リチウム-アルミニウム混合物およびアルミニウムから選択される。いくつかの実施形態では、前記混合物は電子注入特性および酸化に対する耐性を向上させる。いくつかの実施形態では、陰極は、蒸着またはスパッタリングにより電極材料を薄膜として形成させることによって製造される。いくつかの実施形態では、前記陰極は単位面積当たり数百オーム以下のシート抵抗を有する。いくつかの実施形態では、前記陰極の厚は10nm~5μmである。いくつかの実施形態では、前記陰極の厚は50~200nmである。いくつかの実施形態では、放射光を透過させるため、有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極および陰極のいずれか1つは透明または半透明である。いくつかの実施形態では、透明または半透明のエレクトロルミネッセンス素子は光放射輝度を向上させる。
 いくつかの実施形態では、前記陰極を、前記陽極に関して前述した導電性の透明な材料で形成されることにより、透明または半透明の陰極が形成される。いくつかの実施形態では、素子は陽極と陰極とを含むが、いずれも透明または半透明である。
注入層:
 注入層は、電極と有機層との間の層である。いくつかの実施形態では、前記注入層は駆動電圧を減少させ、光放射輝度を増強する。いくつかの実施形態では、前記注入層は、正孔注入層と電子注入層とを含む。前記注入層は、陽極と発光層または正孔輸送層との間、並びに陰極と発光層または電子輸送層との間に配置することがきる。いくつかの実施形態では、注入層が存在する。いくつかの実施形態では、注入層が存在しない。
 以下に、正孔注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 次に、電子注入材料として用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
障壁層:
 障壁層は、発光層に存在する電荷(電子または正孔)および/または励起子が、発光層の外側に拡散することを阻止できる層である。いくつかの実施形態では、電子障壁層は、発光層と正孔輸送層との間に存在し、電子が発光層を通過して正孔輸送層へ至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、正孔障壁層は、発光層と電子輸送層との間に存在し、正孔が発光層を通過して電子輸送層へ至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、障壁層は、励起子が発光層の外側に拡散することを阻止する。いくつかの実施形態では、電子障壁層および正孔障壁層は励起子障壁層を構成する。本明細書で用いる用語「電子障壁層」または「励起子障壁層」には、電子障壁層の、および励起子障壁層の機能の両方を有する層が含まれる。
正孔障壁層:
 正孔障壁層は、電子輸送層として機能する。いくつかの実施形態では、電子の輸送の間、正孔障壁層は正孔が電子輸送層に至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、正孔障壁層は、発光層における電子と正孔との再結合の確率を高める。正孔障壁層に用いる材料は、電子輸送層について前述したのと同じ材料であってもよい。
 以下に、正孔障壁層に用いることができる好ましい化合物例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
電子障壁層:
 電子障壁層は、正孔を輸送する。いくつかの実施形態では、正孔の輸送の間、電子障壁層は電子が正孔輸送層に至ることを阻止する。いくつかの実施形態では、電子障壁層は、発光層における電子と正孔との再結合の確率を高める。電子障壁層に用いる材料は、正孔輸送層について前述したのと同じ材料であってもよい。
 以下に電子障壁材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
励起子障壁層:
 励起子障壁層は、発光層における正孔と電子との再結合を通じて生じた励起子が電荷輸送層まで拡散することを阻止する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、発光層における励起子の有効な閉じ込め(confinement)を可能にする。いくつかの実施形態では、装置の光放射効率が向上する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、陽極の側と陰極の側のいずれかで、およびその両側の発光層に隣接する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層が陽極側に存在するとき、当該層は、正孔輸送層と発光層との間に存在し、当該発光層に隣接してもよい。いくつかの実施形態では、励起子障壁層が陰極側に存在するとき、当該層は、発光層と陰極との間に存在し、当該発光層に隣接してもよい。いくつかの実施形態では、正孔注入層、電子障壁層または同様の層は、陽極と、陽極側の発光層に隣接する励起子障壁層との間に存在する。いくつかの実施形態では、正孔注入層、電子障壁層、正孔障壁層または同様の層は、陰極と、陰極側の発光層に隣接する励起子障壁層との間に存在する。いくつかの実施形態では、励起子障壁層は、励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーを含み、その少なくとも1つが、それぞれ、発光材料の励起一重項エネルギーと励起三重項エネルギーより高い。
正孔輸送層:
 正孔輸送層は、正孔輸送材料を含む。いくつかの実施形態では、正孔輸送層は単層である。いくつかの実施形態では、正孔輸送層は複数の層を有する。
 いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は、正孔の注入または輸送特性および電子の障壁特性のうちの1つの特性を有する。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は有機材料である。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は無機材料である。本発明で使用できる公知の正孔輸送材料の例としては、限定されないが、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導剤、イミダゾール誘導体、カルバゾール誘導体、インドロカルバゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導剤、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリルアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導剤、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリンコポリマーおよび導電性ポリマーオリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)、またはその組合せが挙げられる。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料はポルフィリン化合物、芳香族三級アミン化合物およびスチリルアミン化合物から選択される。いくつかの実施形態では、正孔輸送材料は芳香族三級アミン化合物である。以下に正孔輸送材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
電子輸送層:
 電子輸送層は、電子輸送材料を含む。いくつかの実施形態では、電子輸送層は単層である。いくつかの実施形態では、電子輸送層は複数の層を有する。
 いくつかの実施形態では、電子輸送材料は、陰極から注入された電子を発光層に輸送する機能さえあればよい。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はまた、正孔障壁材料としても機能する。本発明で使用できる電子輸送層の例としては、限定されないが、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド、フルオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン、アントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アゾール誘導体、アジン誘導体またはその組合せ、またはそのポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はチアジアゾール誘導剤またはキノキサリン誘導体である。いくつかの実施形態では、電子輸送材料はポリマー材料である。以下に電子輸送材料として用いることができる好ましい化合物の具体例を挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 さらに、各有機層に添加可能な材料として好ましい化合物例を挙げる。例えば、安定化材料として添加すること等が考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 有機エレクトロルミネッセンス素子に用いることができる好ましい材料を具体的に例示したが、本発明において用いることができる材料は、以下の例示化合物によって限定的に解釈されることはない。また、特定の機能を有する材料として例示した化合物であっても、その他の機能を有する材料として転用することも可能である。
デバイス:
 いくつかの実施形態では、発光層はデバイス中に組み込まれる。例えば、デバイスには、OLEDバルブ、OLEDランプ、テレビ用ディスプレイ、コンピューター用モニター、携帯電話およびタブレットが含まれるが、これらに限定されない。
 いくつかの実施形態では、電子デバイスは、陽極、陰極、および当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも1つの有機層を有するOLEDを含む。
 いくつかの実施形態では、本願明細書に記載の構成物は、OLEDまたは光電子デバイスなどの、様々な感光性または光活性化デバイスに組み込まれうる。いくつかの実施形態では、前記構成物はデバイス内の電荷移動またはエネルギー移動の促進に、および/または正孔輸送材料として有用でありうる。前記デバイスとしては、例えば有機発光ダイオード(OLED)、有機集積回線(OIC)、有機電界効果トランジスタ(O-FET)、有機薄膜トランジスタ(O-TFT)、有機発光トランジスタ(O-LET)、有機太陽電池(O-SC)、有機光学検出装置、有機光受容体、有機磁場クエンチ(field-quench)装置(O-FQD)、発光燃料電池(LEC)または有機レーザダイオード(O-レーザー)が挙げられる。
バルブまたはランプ:
 いくつかの実施形態では、電子デバイスは、陽極、陰極、当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも1つの有機層を含むOLEDを含む。
 いくつかの実施形態では、デバイスは色彩の異なるOLEDを含む。いくつかの実施形態では、デバイスはOLEDの組合せを含むアレイを含む。いくつかの実施形態では、OLEDの前記組合せは、3色の組合せ(例えばRGB)である。いくつかの実施形態では、OLEDの前記組合せは、赤色でも緑色でも青色でもない色(例えばオレンジ色および黄緑色)の組合せである。いくつかの実施形態では、OLEDの前記組合せは、2色、4色またはそれ以上の色の組合せである。
 いくつかの実施形態では、デバイスは、
 取り付け面を有する第1面とそれと反対の第2面とを有し、少なくとも1つの開口部を画定する回路基板と、
 前記取り付け面上の少なくとも1つのOLEDであって、当該少なくとも1つのOLEDが、陽極、陰極、および当該陽極と当該陰極との間の発光層を含む少なくとも1つの有機層を含む、発光する構成を有する少なくとも1つのOLEDと、
 回路基板用のハウジングと、
 前記ハウジングの端部に配置された少なくとも1つのコネクターであって、前記ハウジングおよび前記コネクターが照明設備への取付けに適するパッケージを画定する、少なくとも1つのコネクターと、を備えるOLEDライトである。
 いくつかの実施形態では、前記OLEDライトは、複数の方向に光が放射されるように回路基板に取り付けられた複数のOLEDを有する。いくつかの実施形態では、第1方向に発せられた一部の光は偏光されて第2方向に放射される。いくつかの実施形態では、反射器を用いて第1方向に発せられた光を偏光する。
ディスプレイまたはスクリーン:
 いくつかの実施形態では、本発明の発光層はスクリーンまたはディスプレイにおいて使用できる。いくつかの実施形態では、本発明に係る化合物は、限定されないが真空蒸発、堆積、蒸着または化学蒸着(CVD)などの工程を用いて基材上へ堆積させる。いくつかの実施形態では、前記基材は、独特のアスペクト比のピクセルを提供する2面エッチングにおいて有用なフォトプレート構造である。前記スクリーン(またマスクとも呼ばれる)は、OLEDディスプレイの製造工程で用いられる。対応するアートワークパターンの設計により、垂直方向ではピクセルの間の非常に急な狭いタイバーの、並びに水平方向では大きな広範囲の斜角開口部の配置を可能にする。これにより、TFTバックプレーン上への化学蒸着を最適化しつつ、高解像度ディスプレイに必要とされるピクセルの微細なパターン構成が可能となる。
 ピクセルの内部パターニングにより、水平および垂直方向での様々なアスペクト比の三次元ピクセル開口部を構成することが可能となる。更に、ピクセル領域中の画像化された「ストライプ」またはハーフトーン円の使用は、これらの特定のパターンをアンダーカットし基材から除くまで、特定の領域におけるエッチングが保護される。その時、全てのピクセル領域は同様のエッチング速度で処理されるが、その深さはハーフトーンパターンにより変化する。ハーフトーンパターンのサイズおよび間隔を変更することにより、ピクセル内での保護率が様々異なるエッチングが可能となり、急な垂直斜角を形成するのに必要な局在化された深いエッチングが可能となる。
 蒸着マスク用の好ましい材料はインバーである。インバーは、製鉄所で長い薄型シート状に冷延された金属合金である。インバーは、ニッケルマスクとしてスピンマンドレル上へ電着することができない。蒸着用マスク内に開口領域を形成するための適切かつ低コストの方法は、湿式化学エッチングによる方法である。
 いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、基材上のピクセルマトリックスである。いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、リソグラフィー(例えばフォトリソグラフィーおよびeビームリソグラフィー)を使用して加工される。いくつかの実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、湿式化学エッチングを使用して加工される。更なる実施形態では、スクリーンまたはディスプレイパターンは、プラズマエッチングを使用して加工される。
デバイスの製造方法:
 OLEDディスプレイは、一般的には、大型のマザーパネルを形成し、次に当該マザーパネルをセルパネル単位で切断することによって製造される。通常は、マザーパネル上の各セルパネルは、ベース基材上に、活性層とソース/ドレイン電極とを有する薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、前記TFTに平坦化フィルムを塗布し、ピクセル電極、発光層、対電極およびカプセル化層、を順に経時的に形成し、前記マザーパネルから切断することにより形成される。
 OLEDディスプレイは、一般的には、大型のマザーパネルを形成し、次に当該マザーパネルをセルパネル単位で切断することによって製造される。通常は、マザーパネル上の各セルパネルは、ベース基材上に、活性層とソース/ドレイン電極とを有する薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、前記TFTに平坦化フィルムを塗布し、ピクセル電極、発光層、対電極およびカプセル化層、を順に経時的に形成し、前記マザーパネルから切断することにより形成される。
 本発明の他の態様では、有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイの製造方法を提供し、当該方法は、
  マザーパネルのベース基材上に障壁層を形成する工程と、
  前記障壁層上に、セルパネル単位で複数のディスプレイユニットを形成する工程と、
  前記セルパネルのディスプレイユニットのそれぞれの上にカプセル化層を形成する工程と、
  前記セルパネル間のインタフェース部に有機フィルムを塗布する工程と、を含む。
 いくつかの実施形態では、障壁層は、例えばSiNxで形成された無機フィルムであり、障壁層の端部はポリイミドまたはアクリルで形成された有機フィルムで被覆される。いくつかの実施形態では、有機フィルムは、マザーパネルがセルパネル単位で軟らかく切断されるように補助する。
 いくつかの実施形態では、薄膜トランジスタ(TFT)層は、発光層と、ゲート電極と、ソース/ドレイン電極と、を有する。複数のディスプレイユニットの各々は、薄膜トランジスタ(TFT)層と、TFT層上に形成された平坦化フィルムと、平坦化フィルム上に形成された発光ユニットと、を有してもよく、前記インタフェース部に塗布された有機フィルムは、前記平坦化フィルムの材料と同じ材料で形成され、前記平坦化フィルムの形成と同時に形成される。いくつかの実施形態では、前記発光ユニットは、不動態化層と、その間の平坦化フィルムと、発光ユニットを被覆し保護するカプセル化層と、によりTFT層と連結される。前記製造方法のいくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、ディスプレイユニットにもカプセル化層にも連結されない。
 前記有機フィルムと平坦化フィルムの各々は、ポリイミドおよびアクリルのいずれか1つを含んでもよい。いくつかの実施形態では、前記障壁層は無機フィルムであってもよい。いくつかの実施形態では、前記ベース基材はポリイミドで形成されてもよい。前記方法は更に、ポリイミドで形成されたベース基材の1つの表面に障壁層を形成する前に、当該ベース基材のもう1つの表面にガラス材料で形成されたキャリア基材を取り付ける工程と、インタフェース部に沿った切断の前に、前記キャリア基材をベース基材から分離する工程と、を含んでもよい。いくつかの実施形態では、前記OLEDディスプレイはフレキシブルなディスプレイである。
 いくつかの実施形態では、前記不動態化層は、TFT層の被覆のためにTFT層上に配置された有機フィルムである。いくつかの実施形態では、前記平坦化フィルムは、不動態化層上に形成された有機フィルムである。いくつかの実施形態では、前記平坦化フィルムは、障壁層の端部に形成された有機フィルムと同様、ポリイミドまたはアクリルで形成される。いくつかの実施形態では、OLEDディスプレイの製造の際、前記平坦化フィルムおよび有機フィルムは同時に形成される。いくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、障壁層の端部に形成されてもよく、それにより、当該有機フィルムの一部が直接ベース基材と接触し、当該有機フィルムの残りの部分が、障壁層の端部を囲みつつ、障壁層と接触する。
 いくつかの実施形態では、前記発光層は、ピクセル電極と、対電極と、当該ピクセル電極と当該対電極との間に配置された有機発光層と、を有する。いくつかの実施形態では、前記ピクセル電極は、TFT層のソース/ドレイン電極に連結している。
 いくつかの実施形態では、TFT層を通じてピクセル電極に電圧が印加されるとき、ピクセル電極と対電極との間に適切な電圧が形成され、それにより有機発光層が光を放射し、それにより画像が形成される。以下、TFT層と発光ユニットとを有する画像形成ユニットを、ディスプレイユニットと称する。
 いくつかの実施形態では、ディスプレイユニットを被覆し、外部の水分の浸透を防止するカプセル化層は、有機フィルムと無機フィルムとが交互に積層する薄膜状のカプセル化構造に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、前記カプセル化層は、複数の薄膜が積層した薄膜状カプセル化構造を有する。いくつかの実施形態では、インタフェース部に塗布される有機フィルムは、複数のディスプレイユニットの各々と間隔を置いて配置される。いくつかの実施形態では、前記有機フィルムは、一部の有機フィルムが直接ベース基材と接触し、有機フィルムの残りの部分が障壁層の端部を囲む一方で障壁層と接触する態様で形成される。
 一実施形態では、OLEDディスプレイはフレキシブルであり、ポリイミドで形成された柔軟なベース基材を使用する。いくつかの実施形態では、前記ベース基材はガラス材料で形成されたキャリア基材上に形成され、次に当該キャリア基材が分離される。
 いくつかの実施形態では、障壁層は、キャリア基材の反対側のベース基材の表面に形成される。一実施形態では、前記障壁層は、各セルパネルのサイズに従いパターン化される。例えば、ベース基材がマザーパネルの全ての表面上に形成される一方で、障壁層が各セルパネルのサイズに従い形成され、それにより、セルパネルの障壁層の間のインタフェース部に溝が形成される。各セルパネルは、前記溝に沿って切断できる。
 いくつかの実施形態では、前記の製造方法は、更にインタフェース部に沿って切断する工程を含み、そこでは溝が障壁層に形成され、少なくとも一部の有機フィルムが溝で形成され、当該溝がベース基材に浸透しない。いくつかの実施形態では、各セルパネルのTFT層が形成され、無機フィルムである不動態化層と有機フィルムである平坦化フィルムが、TFT層上に配置され、TFT層を被覆する。例えばポリイミドまたはアクリル製の平坦化フィルムが形成されるのと同時に、インタフェース部の溝は、例えばポリイミドまたはアクリル製の有機フィルムで被覆される。これは、各セルパネルがインタフェース部で溝に沿って切断されるとき、生じた衝撃を有機フィルムに吸収させることによってひびが生じるのを防止する。すなわち、全ての障壁層が有機フィルムなしで完全に露出している場合、各セルパネルがインタフェース部で溝に沿って切断されるとき、生じた衝撃が障壁層に伝達され、それによりひびが生じるリスクが増加する。しかしながら、一実施形態では、障壁層間のインタフェース部の溝が有機フィルムで被覆されて、有機フィルムがなければ障壁層に伝達されうる衝撃を吸収するため、各セルパネルをソフトに切断し、障壁層でひびが生じるのを防止してもよい。一実施形態では、インタフェース部の溝を被覆する有機フィルムおよび平坦化フィルムは、互いに間隔を置いて配置される。例えば、有機フィルムおよび平坦化フィルムが1つの層として相互に接続している場合には、平坦化フィルムと有機フィルムが残っている部分とを通じてディスプレイユニットに外部の水分が浸入するおそれがあるため、有機フィルムおよび平坦化フィルムは、有機フィルムがディスプレイユニットから間隔を置いて配置されるように、相互に間隔を置いて配置される。
 いくつかの実施形態では、ディスプレイユニットは、発光ユニットの形成により形成され、カプセル化層は、ディスプレイユニットを被覆するためディスプレイユニット上に配置される。これにより、マザーパネルが完全に製造された後、ベース基材を担持するキャリア基材がベース基材から分離される。いくつかの実施形態では、レーザー光線がキャリア基材へ放射されると、キャリア基材は、キャリア基材とベース基材との間の熱膨張率の相違により、ベース基材から分離される。
 いくつかの実施形態では、マザーパネルは、セルパネル単位で切断される。いくつかの実施形態では、マザーパネルは、カッターを用いてセルパネル間のインタフェース部に沿って切断される。いくつかの実施形態では、マザーパネルが沿って切断されるインタフェース部の溝が有機フィルムで被覆されているため、切断の間、当該有機フィルムが衝撃を吸収する。いくつかの実施形態では、切断の間、障壁層でひびが生じるのを防止できる。
 いくつかの実施形態では、前記方法は製品の不良率を減少させ、その品質を安定させる。
 他の態様は、ベース基材上に形成された障壁層と、障壁層上に形成されたディスプレイユニットと、ディスプレイユニット上に形成されたカプセル化層と、障壁層の端部に塗布された有機フィルムと、を有するOLEDディスプレイである。
 以下に合成例と実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。以下に示す材料、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。なお、発光特性の評価は、ソースメータ(ケースレー社製:2400シリーズ)、半導体パラメータ・アナライザ(アジレント・テクノロジー社製:E5273A)、光パワーメータ測定装置(ニューポート社製:1930C)、光学分光器(オーシャンオプティクス社製:USB2000)、分光放射計(トプコン社製:SR-3)およびストリークカメラ(浜松ホトニクス(株)製C4334型)を用いて行った。また、HOMOとLUMOのエネルギーの測定は大気中光電子分光法(理研計器社製AC-3等)により行った。
 以下の合成例において、一般式(1)に含まれる化合物を合成した。
(合成例1)化合物1の合成
化合物b
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 窒素気流下、化合物a(1.5g,3.9mmol)のテトラヒドロフラン溶液(100mL)に5H-ベンゾフロ[3,2-c]カルバゾール(2.0g,7.7mmol)および水素化ナトリウム(0.3g,7.9mmol)のテトラヒドロフラン溶液(25mL)を-10℃で加え、2時間攪拌した。この混合物を室温に戻し、塩化アンモニウム水溶液で反応を停止し、酢酸エチルを加えた。分液操作により有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン=2/8)および再沈殿(トルエン/メタノール)で精製し、化合物b(2.8g,3.2mmol,収率84%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.97 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 8.63 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.42 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 8.12-8.10 (m, 1H), 8.03-7.94 (m, 7H), 7.77 (d, J = 8.0, 1H), 7.68 (d,J = 8.0 Hz, 1H), 7.68-7.60 (m, 1H), 7.57-7.31 (m, 13H), 7.26-7.22 (m, 4H).
ASAPマススペクトル分析: 理論値 862.25, 観測値863.35
化合物c
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
 窒素気流下、化合物a(1.5g,3.9mmol)のテトラヒドロフラン溶液(100mL)にカルバゾール(1.3g,7.7mmol)および水素化ナトリウム(0.3g,7.9mmol)のテトラヒドロフラン溶液(25mL)を-10℃で加え、2時間攪拌した。この混合物を室温に戻し、塩化アンモニウム水溶液で反応を停止し、酢酸エチルを加えた。分液操作により有機層を分離し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を濃縮後、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン=2/8)および再沈殿(トルエン/メタノール)で精製し、化合物c(2.3g,3.4mmol,収率88%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.89 (d, J = 2.0 Hz, 1H), 8.63 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 8.42 (d, J = 6.8 Hz, 4H), 7.78 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 7.56-7.50 (m, 4H), 7.42-7.35 (m, 11H), 7.28-7.24 (m, 3H).
ASAPマススペクトル分析: 理論値 682.23, 観測値683.36.
化合物1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
 窒素気流下、化合物b(1.4g,1.6mmol)、9H-カルバゾール(0.3g,1.9mmol)および炭酸カリウム(0.3g,2.4mmol)のN,N-ジメチルホルムアミドDMF溶液(32mL)を80℃で12時間加熱攪拌した。その後室温に戻し、水およびメタノールを入れることで固体を析出させ、ろ過にて固体を回収した。回収した反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン=2/1)および再沈殿(トルエン/メタノール)で精製し、化合物1(1.2g,1.18mmol,収率74%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.13 (s, 1H), 8.20-8.17 (m, 1H), 8.00-7.88 (m, 6H), 7.81 (d, J = 7.2, 1H), 7.69-7.63 (m, 4H), 7.44-7.16 (m, 17H), 7.11-7.00 (m, 5H), 6.79-6.53 (m, 4H).
ASAPマススペクトル分析: 理論値 1009.32, 観測値1010.59
(合成例2)化合物24974の合成
化合物24974
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 窒素気流下、化合物c(1.0g,1.5mmol)、2-フェニル-5H-ベンゾフロ[3,2-c]カルバゾール(0.6g,1.9mmol)および炭酸カリウム(0.3g,2.2mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(30mL)を80℃で12時間加熱攪拌した。その後室温に戻し、水およびメタノールを入れることで固体を析出させ、ろ過にて固体を回収した。回収した反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン=2/1)および再沈殿(トルエン/メタノール)で精製し、化合物24974(1.2g,1.2mmol,収率83%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.11 (s, 1H), 8.00-7.97 (m, 5H), 7.76 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.70-7.65 (m, 2H), 7.54-7.47 (m, 6H), 7.41 (t, J = 7.2, 2H), 7.36-7.21 (m, 13H), 7.15-6.91 (m, 11H).
ASAPマススペクトル分析: 理論値 995.34, 観測値996.40
(合成例3)化合物24974(91)の合成
化合物24974(91)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 窒素気流下、化合物d(2.0g,2.9mmol)、2-フェニルー5H-ベンゾフロ[3,2-c]カルバゾール(1.3g,3.8mmol)および炭酸カリウム(0.6g,4.3mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(30mL)を110℃で12時間加熱攪拌した。その後室温に戻し、水およびメタノールを入れることで固体を析出させ、ろ過にて固体を回収した。回収した反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン/クロロホルム=7/2.5/0.5)で精製した。精製物の固体をトルエンに懸濁させ1時間加熱還流にて攪拌後、室温に戻してメタノールを加え、固体を濾別することで化合物24974(91)(2.7g,2.2mmol,収率92%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.11 (s, 1H), 8.01 (s, 1H), 7.76 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.69-7.65 (m, 2H), 7.54-7.50 (m, 5H), 7.41 (t, J = 7.2, 2H), 7.36-7.21 (m, 8H), 7.15-6.91 (m, 11H).
(合成例4)化合物33530(91)の合成
化合物f
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 窒素気流下、化合物e(1.5g,3.8mmol)のテトラヒドロフラン溶液(100mL)に9H-カルバゾールの重水素体(1.3g,7.7mmol)および水素化ナトリウム(0.3g,7.7mmol)のテトラヒドロフラン溶液(24mL)を-15℃で加え、3時間攪拌した。この混合物を室温に戻し、さらに2時間攪拌後、飽和塩化アンモニウム水溶液(10mL)で反応を停止した。有機溶媒を濃縮後、残渣をろ過しイオン交換水およびメタノールで洗浄して固体を濾別した。得られた固体をカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン/クロロホルム=8/1.5/0.5)および再沈殿(クロロホルム/メタノール=50mL/100mL)で精製し、化合物f(2.5g,3.6mmol,収率96%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 8.89 (m, 1H).
化合物33530(91)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 窒素気流下、化合物f(1.8g,2.6mmol)、2-フェニルー5H-ベンゾフロ[3,2-c]カルバゾール(1.1g,3.3mmol)および炭酸カリウム(0.5g,3.8mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(30mL)を110℃で12時間加熱攪拌した。その後室温に戻し、水およびメタノールを入れることで固体を析出させ、ろ過にて固体を回収した。回収した反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン/クロロホルム=7/2.5/0.5)で精製した。精製物の固体をトルエン(50mL)に懸濁させ1時間加熱還流にて攪拌後、室温に戻してメタノール(100mL)を加え、固体を濾別することで化合物33530(91)(2.3g,2.2mmol,収率87%)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.10 (s, 1H), 8.00 (s, 1H), 7.75 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.53-7.46 (m, 3H), 7.40 (t, J = 7.6 Hz 2H), 7.35-7.20 (m, 4H), 7.04-6.91 (m, 3H).
(合成例5)化合物33523(91)の合成
化合物33523(91)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 窒素気流下、化合物f(0.6g,0.9mmol)、12H-[1]ベンゾチエノ[2,3-a]カルバゾール(0.3g,1.1mmol)および炭酸セシウム(0.3g,1.0mmol)のN,N-ジメチルホルムアミド溶液(30mL)を120℃で12時間加熱攪拌した。その後室温に戻し、水およびメタノールを入れることで固体を析出させ、ろ過にて固体を回収した。回収した反応混合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(トルエン/ヘキサン/クロロホルム=7/2.5/0.5)で精製後、得られた固体をトルエン/メタノールで再沈殿をし、固体を濾別することで化合物33523(91)(0.6g,0.6mmol)を収率58%で得た。
ASAPマススペクトル分析: 理論値 961.45, 観測値962.77
(実施例1)薄膜の作製と評価
 石英基板上に真空蒸着法にて、真空度1×10-3Pa未満の条件にて化合物1を蒸着し、化合物1のニート薄膜を100nmの厚さで形成した。
 これとは別に、石英基板上に真空蒸着法にて、真空度1×10-3Pa未満の条件にて化合物1とmCBPとを異なる蒸着源から蒸着し、化合物1の濃度が20重量%であるドープ薄膜を100nmの厚さで形成した。
 化合物1の代わりに化合物24974、化合物24974(91)、化合物33530(91)、比較化合物1をそれぞれ用いて、同様にしてニート薄膜とドープ薄膜を形成した。
 形成した各ドープ薄膜に300nmの励起光を照射したときの最大発光波長(λmax)を測定した。また、形成した各ニート薄膜を用いてHOMOのエネルギー(EHOMO)とLUMOのエネルギー(ELUMO)も測定した。結果を表4に示す。フォトルミネッセンス量子収率は、化合物24974(91)のドープ膜で79%、化合物33530(91)のドープ膜で84%であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
(実施例2)有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
 膜厚50nmのインジウム・スズ酸化物(ITO)からなる陽極が形成されたガラス基板上に、各薄膜を真空蒸着法にて、真空度5.0×10-5Paで積層した。まず、ITO上にHAT-CNを10nmの厚さに形成し、その上にNPDを35nmの厚さに形成し、さらにその上にPTCzを10nmの厚さに形成した。次に、H1と化合物1を異なる蒸着源から共蒸着し、40nmの厚さの層を形成して発光層とした。発光層における化合物1の濃度は30質量%とした。次に、ET1を10nmの厚さに形成した後、LiqとSF3-TRZを異なる蒸着源から共蒸着し、20nmの厚さの層を形成した。この層におけるLiqとSF3-TRZの濃度はそれぞれ30質量%と70質量%であった。さらにLiqを2nmの厚さに形成し、次いでアルミニウム(Al)を100nmの厚さに蒸着することにより陰極を形成し、有機エレクトロルミネッセンス素子とした。
 化合物1の代わりに化合物24974、化合物24974(91)、化合物33530(91)、比較化合物1をそれぞれ用いて、同様の手順により各有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
 各有機エレクトロルミネッセンス素子の6.3mAにおける外部量子効率(EQE)、駆動電圧(Vinit)、12.6mA/cmにおける発光強度が試験開始時の95%になるまでの経過時間(LT95)を測定した結果を表4に示す。LT95は、比較化合物1を用いた素子を1としたときの相対値で表示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000075
 一般式(1)で表される化合物を用いることにより、素子の発光効率を向上させ、素子の駆動電圧を低減させることができることが確認された。また、一般式(1)で表される化合物を用いることにより、素子寿命を長くして耐久性を向上させうることが確認された。
(実施例9)化合物1をアシストドーパントとして用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の作製と評価
 実施例2における発光層の代わりに、H1と化合物1と発光材料であるEM1をそれぞれ異なる蒸着源から順に69.5重量%、30.0重量%、0.5重量%で蒸着させることにより40nmの厚さの発光層を形成した点だけを変更して、その他は実施例2と同じ手順により有機エレクトロルミネッセンス素子を作製した。
 以上より、一般式(1)で表される化合物をアシストドーパントとして用いたときも、発光効率が高くて耐久性が良好な有機エレクトロルミネッセンス素子を提供できることが確認された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
 一般式(1)で表される化合物を用いることにより、発光特性が良好な有機発光素子を提供できる。このため、本発明は産業上の利用可能性が高い。

Claims (27)

  1.  下記一般式(1)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [一般式(1)において、Rは水素原子、重水素原子、または置換もしくは無置換のアルキル基を表す。R~Rは、各々独立に置換もしくは無置換のアリール基ではないドナー性基を表すが、R~Rはすべてが同一であることはない。X~Xは、各々独立にNまたはC(R)を表すが、X~Xの少なくとも1個はNである。Rは水素原子、重水素原子または置換基を表す。ArおよびArは、各々独立に置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロアリール基を表す。Lは単結合または2価の連結基を表す。]
  2.  R~Rが、各々独立に置換もしくは無置換のジアリールアミノ基(ただし、ジアリールアミノ基を構成する2つのアリール基は互いに結合していてもよい)である、請求項1に記載の化合物。
  3.  R~Rが、各々独立に置換もしくは無置換のカルバゾール-9-イル基である、請求項2に記載の化合物。
  4.  R~Rの少なくとも1個が置換もしくは無置換の環縮合カルバゾール-9-イル基である、請求項1に記載の化合物。
  5.  R~Rの少なくとも1個が、重水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されている環縮合カルバゾール-9-イル基である、請求項4に記載の化合物。
  6.  前記環縮合カルバゾール-9-イル基が、重水素原子、アルキル基およびアリール基からなる群より選択される1個の原子か基または2個以上を組み合わせた基で置換されていてもよいアリール基で置換されている、請求項5に記載の化合物。
  7.  前記環縮合カルバゾール-9-イル基が、ベンゾフロ縮環カルバゾール-9-イル基またはベンゾチエノ縮環カルバゾール-9-イル基である、請求項4に記載の化合物。
  8.  R~Rの少なくとも1個が重水素原子で置換されていてもよいカルバゾール-9-イル基である、請求項1に記載の化合物。
  9.  RとRが同一である、請求項1に記載の化合物。
  10.  RとRが同一である、請求項1に記載の化合物。
  11.  X~XがNである、請求項1に記載の化合物。
  12.  ArおよびArが、重水素原子で置換されていてもよいアリール基である、請求項1に記載の化合物。
  13.  Lが単結合である、請求項1に記載の化合物。
  14.  Rが水素原子である、請求項1に記載の化合物。
  15.  重水素原子を少なくとも1つ有する、請求項1に記載の化合物。
  16.  請求項1~15のいずれか1項に記載の化合物からなる発光材料。
  17.  請求項1~15のいずれか1項に記載の化合物からなる遅延蛍光体。
  18.  請求項1~15のいずれか1項に記載の化合物を含む膜。
  19.  請求項1~15のいずれか1項に記載の化合物を含む有機半導体素子。
  20.  請求項1~15のいずれか1項に記載の化合物を含む有機発光素子。
  21.  前記素子が前記化合物を含む層を有しており、前記層がホスト材料も含む、請求項20に記載の有機発光素子。
  22.  前記化合物を含む層が、前記化合物および前記ホスト材料の他に遅延蛍光材料も含み、前記遅延蛍光材料の最低励起一重項エネルギーが前記ホスト材料より低く、前記化合物よりも高い、請求項21に記載の有機発光素子。
  23.  前記素子が前記化合物を含む層を有しており、前記層が前記化合物とは異なる構造を有する発光材料も含む、請求項21に記載の有機発光素子。
  24.  前記素子に含まれる材料のうち、前記化合物からの発光量が最大である、請求項21に記載の有機発光素子。
  25.  前記発光材料からの発光量が前記化合物からの発光量よりも多い、請求項23に記載の有機発光素子。
  26.  有機エレクトロルミネッセンス素子である、請求項20に記載の有機発光素子。
  27.  遅延蛍光を放射する、請求項20に記載の有機発光素子。
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