多环芳香族化合物及包含或使用其的化合物、交联体、材料、组合物及装置的制作方法

文档序号:31377152发布日期:2022-09-02 23:47阅读:39来源:国知局
多环芳香族化合物及包含或使用其的化合物、交联体、材料、组合物及装置的制作方法

1.本发明涉及一种多环芳香族化合物、使用其的有机电场发光元件、有机场效晶体管及有机薄膜太阳电池等有机器件、以及显示装置及照明装置。此外,本说明书中有时将“有机电场发光元件”表述为“有机el(electroluminescence,电致发光)元件”或简单表述为“元件”。


背景技术:

2.从前,使用进行电场发光的发光元件的显示装置因能够实现省电力化或薄型化而得到各种研究,进而,包含有机材料的有机电场发光元件因容易轻量化或大型化而得到积极研究。特别是,关于具有作为光的三原色之一的蓝色或绿色等的发光特性的有机材料的开发,以及包括空穴、电子等的电荷传输能力(具有成为半导体或超导体的可能性)的有机材料的开发,迄今为止不论是高分子化合物还是低分子化合物均得到积极研究。
3.有机el元件具有如下结构,所述结构包括:包含阳极及阴极的一对电极,以及配置于所述一对电极间、且包含有机化合物的一层或多层。在包含有机化合物的层中有发光层,或者传输或注入空穴、电子等的电荷的电荷传输/注入层等,且开发有对于这些层而言适当的各种有机材料。
4.作为发光层用材料,目前利用荧光材料、磷光材料、热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence,tadf)材料这三种。例如,在荧光材料中开发有苯并芴系化合物等(国际公开第2004/061047号公报),在磷光材料中开发有具有多齿配体的贵金属络合物等(日本专利特开2014-239225号公报)。
5.另外,近年来还报告有对氮杂烃基硼衍生物进行改良而成的材料(国际公开第2015/102118号公报)。关于在单一峰中具有窄的发光半值宽度、且具有单重态能量(s1)与三重态能量(t1)的能量差(δs1t1)小的共轭结构的化合物,由于可获得高的色纯度与热活化延迟荧光(tadf)带来的高效率,因此作为蓝色或绿色的发光层用材料是有益的。另外,作为夹持发光层的电子传输材料或空穴传输材料,也要求三重态能量(t1)大的具有新颖共轭结构的化合物。
6.但是,荧光材料存在发光效率低的问题,磷光材料与tadf材料虽然发光效率高,但存在发光光谱的半值宽度宽、发光的色纯度低的问题,进而磷光材料由于包含贵金属,因此存在价格昂贵的问题(《自然(nature)》vol.492 13 2012年12月、《应用物理学快报(applied physics letters)》75,4(1999))。
7.[现有技术文献]
[0008]
[专利文献]
[0009]
[专利文献1]国际公开第2004/061047号公报
[0010]
[专利文献2]日本专利特开2014-239225号公报
[0011]
[专利文献3]国际公开第2015/102118号公报
[0012]
[非专利文献]
[0013]
[非专利文献1]《自然(nature)》vol.492 13 2012年12月
[0014]
[非专利文献2]《应用物理学快报(applied physics letters)》75,4(1999)


技术实现要素:

[0015]
[发明所要解决的问题]
[0016]
如所述那样,作为有机el元件中所使用的材料,开发有各种材料,为了增加有机el元件用材料的选择项,期望开发包含与现有的化合物不同的化合物的材料。另外,专利文献3中报告有一种包含硼的多环芳香族化合物与使用其的有机el元件,但为了进一步提高元件特性,寻求一种可提高色纯度、发光效率及元件寿命的发光层用材料、特别是掺杂剂材料。另外,如非专利文献1或非专利文献2所示那样,在热活化型延迟荧光材料或有效利用重原子效应的磷光发光材料中,发光光谱的半值宽度宽,在提高色纯度的方面存在问题。
[0017]
另外,作为构成有机el元件的有机层的形成方法,目前除使用真空蒸镀法以外,还使用湿式成膜法,因此特别积极地进行用于形成空穴注入层、空穴传输层及发光层的湿式成膜用油墨材料的开发,摸索此种油墨材料也是有益的。
[0018]
[解决问题的技术手段]
[0019]
本发明人等人为了解决所述课题而进行了努力研究,结果成功地制造出新颖的多环芳香族化合物,进而发现所述化合物作为热活化延迟荧光所需的单重态能量与三重态能量的差小的材料是有效的。而且,发现例如通过将发光层配置于一对电极间而构成有机el元件,可获得优异的热活化延迟荧光型有机el元件,从而完成了本发明,所述发光层将此种多环芳香族化合物作为掺杂剂材料且将具有大于其的三重态能量的化合物作为主体材料。
[0020]
此外,在本说明书中有时由碳数来表示化学结构或取代基,但在化学结构中取代有取代基的情况下、或在取代基上进而取代有取代基的情况下等的碳数是指化学结构或取代基各自的碳数,并非指化学结构与取代基的合计碳数、或取代基与取代基的合计碳数。例如,所谓“经碳数x的取代基a取代的碳数y的取代基b”,是指“碳数x的取代基a”在“碳数y的取代基b”上进行取代,碳数y并非取代基a及取代基b的合计碳数。另外,例如所谓“经取代基a取代的碳数y的取代基b”,是指“(不限定碳数的)取代基a”在“碳数y的取代基b”上进行取代,碳数y并非取代基a及取代基b的合计碳数。
[0021]
本说明书中所记载的化学结构式(包含以马库什(markush)结构式描绘的通式)为平面结构式,因此有时实际上存在镜像异构体(enantiomer)、非镜像异构体、或旋转异构体那样的各种异构体结构。在本说明书中,只要无特别说明,则所记载的化合物可为可自其平面结构式考虑的任一异构体结构,并且也可为由可能的异构体构成的任意比率的混合物。
[0022]
本说明书中记载有多个芳香族化合物的结构式。芳香族化合物是将双键与单键进行组合来记载,但实际上由于π电子共振,因此对于单一物质,也存在多个双键与单键交替替换等的等价共振结构。在本说明书中对于一种物质仅记载一个共振结构式,但只要无特别说明,则也包含有机化学上等价的其他共振结构式。所述情况在后述的“任意的
“‑
c(-r)=”可经取代为
“‑
n=
””
等记载中被参照(r届时被定义为ra、rb、rc、rd、re、rf、或rg等)。即,例如关于后述的式(2a)中的
“‑
c(-r)=”,若示出例子则如下述那样。其中并不限定于此,当然不仅适用于所记载的一个共振结构式,也适用于可认为的其他等价共振结构式。
的两个r彼此及>si(-r)2的两个r彼此中的至少一个不通过单键或连结基而键结,或者通过单键或连结基而键结,
[0036]
作为x1的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及b环的至少一个键结,作为x2的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及e环的至少一个键结,其中多个连结基分别相同、或者不同,
[0037]
所述式(1a)或式(1b)中,
[0038]
l分别独立地为单键或连结基,其中l中的至少一个为经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚烯基、经取代或未经取代的亚炔基、经取代或未经取代的亚芳基或者经取代或未经取代的亚杂芳基,所述式(1a)或式(1b)所表示的化合物中的b环、c环、d环、e环、f环、g环、芳基、及杂芳基中的至少一个未经至少一个环烷烃缩合,或者已缩合,所述环烷烃中的至少一个氢未经取代,或者经取代,所述环烷烃中的至少一个-ch
2-未经-o-取代,或者经取代,
[0039]
所述式(1a)或式(1b)所表示的化合物中的至少一个氢未经氘、氰基、或卤素取代,或者经取代。
[0040]
<2>根据<1>所述的多环芳香族化合物,其中所述式(1a)或式(1b)中,
[0041]
ra为氢、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基、经取代或未经取代的二芳基硼基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳基氧基、经取代或未经取代的芳硫基、或者经取代的硅烷基,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0042]
a环中的
“‑
c(-ra)=”未经取代、或者经取代为
“‑
n=”,
[0043]
b环、c环、d环、e环、f环、及g环分别独立地为芳基环或杂芳基环,这些环中的至少一个氢可经经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基、经取代或未经取代的二杂芳基氨基、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基、经取代或未经取代的二芳基硼基、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳基氧基、经取代或未经取代的芳硫基、或者经取代的硅烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0044]
y1、y2、及y3分别独立地为>b-、>p-、>p(=o)-、>p(=s)-、>al-、>ga-、>as-、>c(-r)-、>si(-r)-、或>ge(-r)-,所述>c(-r)-的r、>si(-r)-的r、及>ge(-r)-的r分别独立地为芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢可经烷基或环烷基取代,
[0045]
式(1a)中,
[0046]
x1及x2分别独立地为>n-r、>o、>s、>c(-r)2、>si(-r)2、或>se,所述>n-r的r、所述>c(-r)2的r、及所述>si(-r)2的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,
这些中的至少一个氢未经烷基或环烷基取代,或者经取代,所述>c(-r)2的两个r彼此及>si(-r)2的两个r彼此不通过单键、或连结基而键结,或者通过单键、或连结基而键结,其中多个连结基分别相同、或者不同,
[0047]
作为x1的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及b环的至少一个键结,作为x2的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及e环的至少一个键结,其中多个连结基分别相同、或者不同,
[0048]
所述式(1a)或式(1b)中,
[0049]
l分别独立地为单键或连结基,其中,至少一个l为经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚烯基、经取代或未经取代的亚炔基、经取代或未经取代的亚芳基及经取代或未经取代的亚杂芳基,
[0050]
连结基为-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、-se-、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚烯基、经取代或未经取代的亚炔基、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚杂芳基,所述-n(-r)-的r、所述-c(-r)
2-的r、及所述-si(-r)
2-的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢未经烷基或环烷基取代,或者经取代,
[0051]
所述式(1a)或式(1b)所表示的化合物中的b环、c环、d环、e环、f环、g环、芳基、及杂芳基中的至少一个未经至少一个环烷烃缩合,或者已缩合,所述环烷烃中的至少一个氢未经取代,或者经取代,所述环烷烃中的至少一个-ch
2-未经-o-取代、或者经取代,
[0052]
所述式(1a)或式(1b)所表示的化合物中的至少一个氢未经氘、氰基、或卤素取代,或者经取代。
[0053]
<3>根据<1>所述的多环芳香族化合物,由下述通式(2a)或下述通式(2b)表示。
[0054]
[化3]
[0055][0056]
所述式(2a)或式(2b)中,
[0057]
ra为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基,这些中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代,或者经取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连
结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0058]
a环中的
“‑
c(-ra)=”可经取代为
“‑
n=”,
[0059]
rb、rc、rd、re、rf、及rg分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基,这些中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代,或者经取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0060]
另外,rb、rc、rd、re、rf、及rg中邻接的基彼此可键结并分别与b环、c环、d环、e环、f环、及g环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基取代,或者经取代,这些中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代,或者经取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0061]
b环、c环、d环、e环、f环、及g环中的任意的
“‑
c(-r)=”(此处r为rb、rc、rd、re、rf、或rg)未经取代、或者经取代为
“‑
n=”,任意的
“‑
c(-r)=c(-r)
‑”
(此处r为rb、rc、rd、re、rf、或rg)未经取代、或者经取代为
“‑
n(-r)
‑”

“‑o‑”

“‑s‑”

“‑
c(-r)2‑”

“‑
si(-r)2‑”
、或
“‑
se
‑”
,所述
“‑
n(-r)
‑”
的r、
“‑
c(-r)2‑”
的r、及
“‑
si(-r)2‑”
的r为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢未经烷基或环烷基取代,或者经取代,所述
“‑
c(-r)2‑”
的两个r彼此及
“‑
si(-r)2‑”
的两个r彼此可通过单键或连结基而键结,
[0062]
l分别独立地为单键或连结基,其中,至少一个l为亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚杂芳基,所述亚环烷基、所述亚烯基、所述亚炔基、所述亚芳基、及所述亚杂芳基中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基取代,或者经取代,这些中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代,或者经取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0063]
连结基为-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、-se-、亚环烷基、亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、亚杂芳基,所述-n(-r)-的r、所述-c(-r)
2-的r、及所述-si(-r)
2-的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢未经烷基或环烷基取代,或者经取代,所述亚环烷基、所述亚烷基、所述亚烯基、所述亚炔基、所述亚芳基、及所述
亚杂芳基中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基取代,或者经取代,这些中的至少一个氢未经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代,或者经取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0064]
y1、y2、及y3分别独立地为>b-、>p-、>p(=o)-、>p(=s)-、>al-、>ga-、>as-、>c(-r)-、>si(-r)-、或>ge(-r)-,所述>c(-r)-的r、>si(-r)-的r、及>ge(-r)-的r分别独立地为芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢可经烷基或环烷基取代,
[0065]
式(2a)中,
[0066]
x1及x2分别独立地为>n-r、>o、>s、>c(-r)2、>si(-r)2、或>se,所述>n-r的r、>c(-r)2的r、及>si(-r)2的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢未经烷基或环烷基取代,或者经取代,所述>c(-r)2的两个r彼此及>si(-r)2的两个r彼此不通过单键、连结基而键结,或者通过单键、连结基而键结,其中多个所述连结基不同、或者相同,
[0067]
作为x1的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及b环的至少一个键结,作为x2的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及e环的至少一个键结,多个所述连结基不同、或者相同,
[0068]
所述式(2a)或式(2b)所表示的化合物中的所述b环、所述c环、所述d环、所述e环、所述f环、所述g环、所述形成的环、所述芳基、及所述杂芳基中的至少一个未经碳数3~24的至少一个环烷烃缩合,或者已缩合,所述环烷烃中的至少一个氢未经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、碳数1~24的烷基、或碳数3~24的环烷基取代,或者经取代,所述环烷烃中的至少一个-ch
2-未经-o-取代,或者经取代,
[0069]
所述式(2a)或式(2b)所表示的化合物中的至少一个氢未经氘、氰基、或卤素取代,或者经取代。
[0070]
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的多环芳香族化合物,由下述结构式的任一者表示。
[0071]
[化4]
[0072][0073]
各式中,
[0074]
r分别独立地为氢、碳数6~16的芳基、碳数2~20的杂芳基、二芳基氨基(其中芳基为碳数6~10的芳基)、二芳基硼基(其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~12的烷基、或碳数3~16的环烷基,这些中的至少一个氢可经碳数1~5的烷基或碳数5~10的环烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二芳基硼基的两个芳基不相互键结,或者经由单键或连结基而键结,
[0075]
o分别独立地为1~3的整数,
[0076]
p分别独立地为1~4的整数,
[0077]
q分别独立地为1~5的整数,
[0078]
所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可经氘、氰基、或卤素取代。
[0079]
<5>根据<1>所述的多环芳香族化合物,由下述结构式的任一者表示。
[0080]
[化5]
[0081][0082]
<6>一种反应性化合物,是在根据<1>至<5>中任一项所述的多环芳香族化合物中取代有反应性取代基而成。
[0083]
<7>一种高分子化合物或高分子交联体,所述高分子化合物是使根据<6>所述的反应性化合物作为单体进行高分子化而成,所述高分子交联体是使所述高分子化合物进一步交联而成。
[0084]
<8>一种悬挂型高分子化合物或悬挂型高分子交联体,所述悬挂型高分子化合物是在主链型高分子中使根据<6>所述的反应性化合物进行取代而成,所述悬挂型高分子交联体是使所述悬挂型高分子化合物进一步交联而成。
[0085]
<9>一种有机器件用材料,含有根据<1>至<5>中任一项所述的多环芳香族化合物。
[0086]
<10>一种有机器件用材料,含有根据<6>所述的反应性化合物。
[0087]
<11>一种有机器件用材料,含有根据<7>所述的高分子化合物或高分子交联体。
[0088]
<12>一种有机器件用材料,含有根据<8>所述的悬挂型高分子化合物或悬挂型高分子交联体。
[0089]
<13>根据<9>至<12>中任一项所述的有机器件用材料,其中所述有机器件用材料是有机电场发光元件用材料、有机场效晶体管用材料或有机薄膜太阳电池用材料。
[0090]
<14>根据<13>所述的有机器件用材料,其中所述有机电场发光元件用材料是发光层用材料。
[0091]
<15>一种油墨组合物,包含根据<1>至<5>中任一项所述的多环芳香族化合物、与有机溶媒。
[0092]
<16>一种油墨组合物,包含根据<6>所述的反应性化合物、与有机溶媒。
[0093]
<17>一种油墨组合物,包含主链型高分子、根据<6>所述的反应性化合物、以及有机溶媒。
[0094]
<18>一种油墨组合物,包含根据<7>所述的高分子化合物或高分子交联体、与有机溶媒。
[0095]
<19>一种油墨组合物,包含根据<8>所述的悬挂型高分子化合物或悬挂型高分子交联体、与有机溶媒。
[0096]
<20>一种有机电场发光元件,具有:一对电极,包含阳极及阴极;以及有机层,配置于所述一对电极间,且含有根据<1>至<5>中任一项所述的多环芳香族化合物、根据<6>所述的反应性化合物、根据<7>所述的高分子化合物或高分子交联体、或者根据<8>所述的悬挂型高分子化合物或悬挂型高分子交联体。
[0097]
<21>根据<20>所述的有机电场发光元件,其中所述有机层为发光层。
[0098]
<22>根据<21>所述的有机电场发光元件,其中所述发光层包含主体、以及作为掺杂剂的所述多环芳香族化合物、反应性化合物、高分子化合物、高分子交联体、悬挂型高分子化合物或悬挂型高分子交联体。
[0099]
<23>根据<22>所述的有机电场发光元件,其中所述发光层还含有选自由下述通式(h1)所表示的化合物、下述通式(h2)所表示的化合物、下述通式(h3)所表示的化合物、包含下述通式(h4)所表示的结构的化合物、下述通式(h5)所表示的化合物、下述通式(h6)所表示的化合物、及tadf材料所组成的群组中的至少一种。
[0100]
[化6]
[0101][0102]
所述通式(h1)中,l1为碳数6~30的亚芳基或碳数2~30的亚杂芳基,
[0103]
所述通式(h2)中,l2及l3分别独立地为碳数6~30的芳基或碳数2~30的杂芳基,
[0104]
所述通式(h3)中,mu分别独立地为自芳香族化合物中除去任意两个氢原子而表示的二价基,ec分别独立地为自芳香族化合物中除去任意一个氢原子而表示的一价基,mu中的两个氢经取代为ec或mu,k为2~50000的整数,
[0105]
所述通式(h4)中,g分别独立地为=c(-h)-或=n-,所述=c(-h)-中的h可经取代
基或其他式(h4)所表示的结构取代,
[0106]
所述通式(h5)中,
[0107]
r1~r
11
分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,
[0108]
r1~r
11
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,
[0109]
a环、b环、及c环中的任意的
“‑
c(-r)=”(此处r为r1~r
11
)可经取代为
“‑
n=”,
[0110]
所述通式(h6)中,
[0111]
r1~r
16
分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,
[0112]
r1~r
16
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环或d环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基取代,所述二芳基氨基的两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,所述芳基杂芳基氨基的芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,而且
[0113]
所述各式所表示的化合物或结构中的至少一个氢可经碳数1~6的烷基、碳数3~14的环烷基、氰基、卤素或氘取代。
[0114]
<24>一种显示装置或照明装置,包括根据<20>至<23>中任一项所述的有机电场发光元件。
[0115]
[发明的效果]
[0116]
根据本发明的优选的形态,通过制作将新颖的多环芳香族化合物例如用作掺杂剂材料的有机el元件,可提供一种发光光谱的半值宽度窄且色纯度优异的有机el元件,进而可提供一种量子效率或元件寿命优异的有机el元件。另外,就具有刚直的结构的方面而言,本发明的新颖的多环芳香族化合物大多是发光光谱更尖锐,发光光谱的半值宽度窄,赋予高的色纯度的发光的化合物。
[0117]
具体而言,本发明人等人发现利用硼、磷、氧、氮、硫等异质元素将芳香族环连结而成的多环芳香族化合物具有大的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital,homo)-最低未占分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital,lumo)间隙
(薄膜中的带隙eg)与高的三重态能量。认为其原因在于:包含异质元素的6元环的芳香族性低,因此伴随共轭系的扩张的homo-lumo间隙的减少得到抑制,且因异质元素的电子扰动而使三重态激发状态的单占分子轨道(singly occupied molecular orbital,somo)1及somo2局部存在化。
[0118]
另外,本发明的含有异质元素的多环芳香族化合物中减小三重态激发状态与单重态激发状态的能量差,进而增大自旋-轨道相互作用,显示出热活性型延迟荧光,因此也可有效用作有机el元件的荧光材料。另外,具有高的三重态能量的材料也可有效用作磷光有机el元件或利用热活性型延迟荧光的有机el元件的电子传输层或空穴传输层。进而,这些多环芳香族化合物通过取代基的导入,而可任意地变动homo与lumo的能量,因此能够对应周边材料而使电离电位或电子亲和力最优化。
附图说明
[0119]
图1是表示本实施方式的有机el元件的概略剖面图。
[0120]
[符号的说明]
[0121]
100:有机电场发光元件
[0122]
101:基板
[0123]
102:阳极
[0124]
103:空穴注入层
[0125]
104:空穴传输层
[0126]
105:发光层
[0127]
106:电子传输层
[0128]
107:电子注入层
[0129]
108:阴极。
具体实施方式
[0130]
<本发明的多环芳香族化合物>
[0131]
<化合物的整体结构的说明>
[0132]
本发明是下述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物,优选为下述通式(2a)或通式(2b)所表示的多环芳香族化合物。此外,所述各式中圆内的“b”~“g”是表示由圆示出的环结构的符号,6元芳香族环内的“a”~“g”是苯环或其根据情况发生变化后的环(6元或5元的杂芳香族环等),其他符号与所述的定义相同。进而,所述段落以后示出的所有的结构式中的符号的定义也与所述的定义相同。
[0133]
[化7]
[0134][0135]
[化8]
[0136][0137]
本发明的化合物的特征在于,在分子内具有作为l的连结基q、或者作为与x1或x2中的r的连结的连结基q,至少一个连结基q为亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基或亚杂芳基。连结基q中的至少一个氢未经取代,或者经取代。
[0138]
连结基q存在分别独立地作为选自单键及连结基q中的l来形成的情况、是与x1或x2中的r的连结基q的情况、以及作为其他连结基来参照的情况。例如,详细情况将在后面叙述,关于连结基q,在式(1a)中,例如是连结c环及d环的l,此外,x1或x2为>n-r时的r在分别与b环或e环连结的情况下作为连结基来形成。在式(2a)中,例如是连结c环及d环的l,此外,x1或x2为>n-r时的r是分别连结b环或e环的连结基。在式(1b)中,也同样地,作为连结c环及d环的l来形成,此外,是连结g环及b环的l,且是连结f环及e环的l。另外,在式(2b)中,也同样地,例如是连结c环及d环的l,此外,是连结g环及b环的连结基,且是连结f环及e环的l。
[0139]
<环结构及其取代基的说明>
[0140]
ra为氢或取代基。作为所述取代基,优选为经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的二芳基硼基(两个芳基不通过单键或连结基而键结,或者通过单键或连结基而键结)、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳基氧基、经取代或未经取代的芳硫基、或者经取代的硅烷基。作为这些基具有取代基的情况下的取代基,可列举:芳基、杂芳基、烷基、或环烷基。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0141]
b环、c环、d环、e环、f环、及g环分别独立地为芳基环或杂芳基环,这些环中的至少一个氢未经取代基取代,或者经取代。作为所述取代基,优选为经取代或未经取代的芳基、
经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、经取代或未经取代的二芳基硼基(两个芳基不经由单键或连结基而键结,或者经由单键或连结基而键结)、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的芳基氧基、经取代或未经取代的芳硫基、或者经取代的硅烷基。作为这些基具有取代基的情况下的取代基,可列举:芳基、杂芳基、烷基、或环烷基。此外,关于此处列举的环或取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0142]
rb、rc、rd、re、rf、及rg分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二芳基硼基(两个芳基不通过单键或连结基而键结,或者通过单键或连结基而键结)、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基,这些中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0143]
式(1a)及式(1b)中的芳基环或杂芳基环(即,b环~g环)优选为具有与各式中包含的缩合二环结构共有键结的5元环或6元环。
[0144]
此处,所谓“缩合二环结构”,在式(1a)中,是指包含y1、x1、及n而构成的两个饱和烃环缩合而成的结构(式中的左侧的第一缩合二环结构)、与包含y2、x2、及n而构成的两个饱和烃环缩合而成的结构(式中的右侧的第二缩合二环结构)。另外,同样地,在式(1b)中,是指包含y1及两个n而构成的两个饱和烃环缩合而成的结构(式中的左侧的第一缩合二环结构)、包含y2及两个n而构成的两个饱和烃环缩合而成的结构(式中的右侧的第二缩合二环结构)、以及包含y3及两个n而构成的两个饱和烃环缩合而成的结构(式中的下侧的第三缩合二环结构)。此外,在式(2a)及式(2b)中未图示,但在相同的部位存在缩合二环结构。
[0145]
另外,所谓“与缩合二环结构共有键结的6元环”,例如如式(2a)或式(2b)中所示那样,是指在缩合二环结构中缩合的b环(苯环(6元环))。另外,所谓“(作为b环的)芳基环或杂芳基环具有所述6元环”,是指仅由所述6元环形成b环、或者以包含所述6元环的方式在所述6元环中进而缩合其他环等来形成b环。换句话说,此处所述的“具有6元环的(作为b环的)芳基环或杂芳基环”是指构成b环的全部或一部分的6元环在缩合二环结构中缩合。对于“c环(c环)”、“d环(d环)”、“e环(e环)”、“f环(f环)”、“g环(g环)”也应用相同的说明,且对于“5元环”也应用相同的说明。
[0146]
式(1a)中的b环、c环、d环、及e环分别对应于式(2a)中的b环及其取代基rb、c环及其取代基rc、d环及其取代基rd、以及e环及其取代基re。即,式(2a)对应于选择“具有6元环的b环~e环”作为式(1a)的b环~e环的结构。“具有”6元环是因为:如后述那样,例如对于作为6元环的b环,其四个取代基rb中的邻接的基彼此键结而形成环,在作为6元环的b环进一步缩合有其他环而得的物质有时对应于b环。以此种含义,由大写字母的b~e表示式(1a)的各环,相对于此由小写字母的b~e表示式(2a)的各环。
[0147]
式(1b)中的b环、c环、d环、e环、f环、及g环分别对应于式(2b)中的b环及其取代基
rb、c环及其取代基rc、d环及其取代基rd、e环及其取代基re、f环及其取代基rf、以及g环及其取代基rg。即,式(2b)对应于选择“具有6元环的b环~g环”作为式(1b)的b环~g环的结构。“具有”6元环是因为:如后述那样,例如对于作为6元环的b环,其四个取代基rb中的邻接的基彼此键结而形成环,在作为6元环的b环进一步缩合有其他环而得的物质有时对应于b环。以此种含义,由大写字母的b~g表示式(1b)的各环,相对于此由小写字母的b~g表示式(2b)的各环。
[0148]
<由取代基彼此的键结引起的环结构的变化的说明>
[0149]
b环、c环、d环、e环、f环、及g环的各自的取代基rb、rc、rd、re、rf、及rg中邻接的基彼此可键结并分别与b环、c环、d环、e环、f环、及g环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二芳基硼基(两个芳基不通过单键或连结基而键结,或者通过单键或连结基而键结)、烷基、环烷基、烯基、烷氧基、芳基氧基、芳硫基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基取代,这些中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、烷基、或环烷基取代。此外,关于此处列举的环或取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0150]
因此,式(2a)或式(2b)的多环芳香族化合物根据b环~g环中的取代基的相互的键结形态,例如如下述式(2a-fr)及式(2b-fr)所示那样,构成化合物的环结构发生变化。下述式中的b'环及c'环对应于式(1a)及式(1b)中的各自b环及c环。此外,d环~g环也可同样地发生变化。
[0151]
[化9]
[0152][0153]
若以式(2a)及式(2b)进行说明,则所述式(2a-fr)及式(2b-fr)中的b'环及c'环表示多个取代基rb及rc中邻接的基彼此键结并分别与b环及c环一起形成的芳基环或杂芳基环(也可称为在b环或c环中缩合其他环结构而形成的缩合环)。另外,根据所述式可知,例如b环的rb与c环的rc、即不同的环中的取代基彼此并不符合“邻接的基彼此”,这些基本上不会键结。即,所谓“邻接的基”,是指在同一环上邻接的基。
[0154]
所述式(2a-fr)及式(2b-fr)具有相对于作为b环或c环的苯环而缩合例如苯环、吲哚环、吡咯环、苯并呋喃环、或苯并噻吩环等而形成的b'环或c'环,所形成的缩合环b'或缩合环c'分别为萘环、咔唑环、吲哚环、二苯并呋喃环、或二苯并噻吩环等。
[0155]
以下示出式(2a-fr)及式(2b-fr)的更具体的例子。
[0156]
[化10]
[0157][0158]
所述式(2a-fr-ex)及式(2b-fr-ex)分别是式(2a-fr)及式(2b-fr)的具体例,且是如下例子:式(2a)及式(2b)的b环中的邻接的两个rb键结并与b环(苯环)一起形成b'所表示的芳基环(萘环),c环中的邻接的两个rc键结并与b环(苯环)一起形成c'所表示的芳基环(二苯并呋喃环)。所形成的芳基环具有与所述缩合二环结构共有键结的6元环(苯环b或c)。芳基环b'及芳基环c'(式(1a)及式(1b)的b环及c环)上的任意的取代基除了rb及rc以外还利用n个r表示,n的上限为能够取代的最大数。此外,这些说明也可同样地适用于所述具体例以外的所有形态、例如d环~g环发生变化的情况或形成有其他芳基环或杂芳基环的情况。
[0159]
<化合物中的中心元素y1~中心元素y3的说明>
[0160]
y1、y2、及y3分别独立地为>b-、>p-、>p(=o)-、>p(=s)-、>al-、>ga-、>as-、>c(-r)-、>si(-r)-、或>ge(-r)-,所述>c(-r)-的r、>si(-r)-的r、及>ge(-r)-的r分别独立地为可经取代的芳基、可经取代的杂芳基、可经取代的烷基、或可经取代的环烷基。作为y1、y2、及y3,优选为>b-、>p-、>p(=o)-、或>p(=s)-,更优选为>b-。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0161]
<由环彼此的连结基l引起的环结构的变化的说明>
[0162]
式(1a)及式(1b)中的c环及d环通过l而键结。另外,式(1b)中的g环及b环以及f环及e环也分别独立地通过l而键结。将经由l的c环及d环的键结也称为cld键结,将经由l的g环及b环的键结也称为glb键结,将经由l的f环及e环的键结也称为fle键结。
[0163]
<连结基的说明>
[0164]
连结基是连结两个碳原子的原子、或官能基。优选为可列举连结基q。
[0165]
连结基q为-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、-se-、经取代或未经取代的亚环烷基、经取代或未经取代的亚烷基、经取代或未经取代的亚烯基、经取代或未经取代的亚炔基、经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚杂芳基,所述-n(-r)-的r、所述-c(-r)
2-的r、及所述-si(-r)
2-的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、或环烷基,优选为氢、碳数6~12的芳基、碳数2~15的杂芳基、碳数1~6的烷基、或碳数3~14的环烷基。这些中的至少一个氢未经烷基(优选为碳数1~6的烷基,更优选为碳数2~4的烷基)或环烷基(优选为碳数3~14的环烷基,更优选为碳数3~10的环烷基)取代,或者经取代。
[0166]
另外,作为亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基、及亚杂芳基,优选为碳数2~6的亚烯基、碳数2~6的亚烷基、碳数3~14的亚环烷基、碳数6~12的亚芳基、或碳数2~15的亚杂芳基,更优选为碳数2~6的亚烯基、碳数2~4的亚烷基、碳数3~10的亚环烷基、碳数6~10的亚芳基、或碳数2~12的亚杂芳基。这些中的至少一个氢未经烷基(优选为碳数1~6的烷
基,更优选为碳数2~4的烷基)或环烷基(优选为碳数3~14的环烷基,更优选为碳数3~10的环烷基)取代,或者经取代。
[0167]
另外,作为亚烯基,最优选为-cr=cr-的形态,作为亚烷基,最优选为-cr
2-cr
2-的形态。此处r为氢、或取代基,但取代基的优选的范围可参照所述的有关亚烯基及亚烷基的记载。
[0168]
此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0169]
作为l,可列举单键及连结基q,更优选为单键、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、亚烯基、亚芳基、亚杂芳基,进而优选为单键、亚芳基、-n(-r)-、-o-、及-s-,最优选为单键及亚芳基。这些的优选的范围可参照所述的记载。作为亚芳基,最优选为亚苯基。这些中的至少一个氢未经取代,或者经取代,但关于取代基的优选的范围,也可参照所述的记载。
[0170]
另外,至少一个l为亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基或亚杂芳基,优选为亚烯基、亚芳基,最优选为亚苯基。这些的优选的范围可参照所述的记载。这些中的至少一个氢未经取代,或者经取代,但关于这些的优选的范围,也可参照所述的记载。
[0171]
两个环通过键结基而键结的位置只要为能够键结的位置,则并无特别限定,但优选为在最邻接的位置键结,例如优选为以各环中的“n”的键结位置(1位)为基准,在邻位(2位)的位置彼此键结(参照式(1a)及式(1b)的结构式)。
[0172]
下位式的式(2a)及式(2b)中的c环及d环也与上位式同样地通过l而键结。另外,下位式的式(2b)中的g环及b环以及f环及e环也与上位式同样地,分别独立地通过l而键结。可通过单键或连结基(将这些也一并称为键结基)而键结。将经由包含单键或连结基q的l的c环及d环的键结也称为cld键结,将g环及b环的键结也称为glb键结,将f环及e环的键结也称为fle键结。连结基q的种类或键结位置可引用上位式的说明。
[0173]
<键l的说明(1)>
[0174]
在本发明的化合物中,如所述那样,由于c环及d环(c环及d环)、g环及b环(g环及b环)、以及f环及e环(f环及e环)可通过l而键结,因此在式(1a)及式(2a)中可形成第一个交联结构,在式(1b)及式(2b)中可形成第一个交联结构、第二个交联结构及第三个交联结构。下述结构式中的l是指键结基(单键及连结基)。其中,本发明的化合物的特征在于,形成有可在分子内形成的三个交联结构中的一个或两个。
[0175]
[化11]
[0176][0177]
[化12]
[0178][0179]
如所述那样,l包含单键及连结基作为键结基,环彼此的键结位置也无限定,另外,如前所述,c环等各环的环结构因邻接的取代基彼此的键结等而发生变化。
[0180]
两个环通过l而键结的位置只要为能够键结的位置,则并无特别限定,但优选为在最邻接的位置键结,例如优选为以各环中的“n”的键结位置(1位)为基准,在邻位(2位)的位置彼此键结(参照式(1a)、式(1b)、式(2a)、及式(2b)的结构式)。
[0181]
在形成有l的情况下,优选为键结的两个环均为苯环。
[0182]
<化合物中的连结元素x1及连结元素x2的说明>
[0183]
式(1a)及式(2a)中的x1及x2分别独立地为>n-r、>o、>s、>c(-r)2、>si(-r)2、或>se,所述>n-r的r、>c(-r)2的r、及>si(-r)2的r分别独立地为氢、可经取代的芳基、可经取代的杂芳基、可经取代的烷基、或可经取代的环烷基。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0184]
作为x1及x2,优选为>n-r、>o、>s、或>c(-r)2,更优选为>n-r或>o,进而优选为>n-r。就良好的tadf性的观点而言,优选为>n-r、>o及>s,更具体而言,就由多重共振效果带来的轨道的局部存在化的观点而言,优选为>n-r,就重原子效应的观点而言,优选为>s。另外,就发光波长的观点而言,在短波长的发光中优选为>o,在长波长的发光中优选为>n-r或>s。
[0185]
作为式(1a)及式(1b)的优选的形态之一,可列举如下述那样的式(1a-a)、式(1a-b)、式(1a-c)、式(1b-a)、式(1b-b)、或式(1b-c)。其基于“作为x1的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及b环的至少一个键结,作为x2的所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基而与a环及e环的至少一个键结”这样的记载,对应于式(1a)及式(1b)中x1或x2为>n-r,r经由单键、或连结基(lq)而与b环或e环(b环或e环)键结的形态。各符号及其优选的范围可参照式(1a)及式(1b)的说明,在式(1a-a)、式(1a-b)、式(1a-c)、式(1b-a)、式(1b-b)、或式(1b-c)中,x1或x2并非为>n-r。另外,关于lq可直接参照有关l的记载。
[0186]
[化13]
[0187][0188]
>c(-r)2的两个r彼此及>si(-r)2的两个r彼此中的至少一个可通过单键或连结基(将这些也一并称为键结基)而键结。作为所述连结基,可列举连结基q。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0189]
[化14]
[0190][0191]
作为键结基,优选为单键、作为连结基的亚烯基、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、及-se-,更优选为单键、亚烯基(特别是-cr=cr-)、-n(-r)-、-o-、-s-、及-c(-r)
2-,进而优选为单键、作为连结基的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、及-s-,最优选为单键。
[0192]
两个r通过键结基而键结的位置只要为能够键结的位置,则并无特别限定,但优选为在最邻接的位置键结,例如在两个r为苯基的情况下,优选为以苯基中的“c”或“si”的键结位置(1位)为基准,在邻位(2位)的位置彼此键结(参照所述结构式)。
[0193]
<由x1或x2与环的键结而引起的环结构的变化的说明>
[0194]
作为式(1a)及式(2a)中的x1的>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r不通过单键或连结基(优选为连结基q,将这些也一并称为键结基)而与a环及b环(b环)的至少一个键结,或者通过单键或连结基(优选为连结基q,将这些也一并称为键结基)而与a环及b环(b环)的至少一个键结。
[0195]
作为式(1a)及式(2a)中的x2的>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r不通过单键或连结基(将这些也一并称为键结基)而与a环及e环(e环)的至少一个键结,或者通过单键或连结基(将这些也一并称为键结基)而与a环及e环(e环)的至少一个键结。
[0196]
作为参与键结的x1或x2,优选为>n-r及>c(-r)2,更优选为>n-r。
[0197]
作为键结基,优选为单键、作为连结基q的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、及-se-,更优选为单键、作为连结基q的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、-s-、及-c(-r)
2-,进而优选为单键、作为连结基q的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、及-s-,最优选为单键及作为连结基q的-cr=cr-。
[0198]
作为键结的环,对于x1而优选为b环(b环),对于x2而优选为e环(e环)。
[0199]
上位式的式(1a)中的“所述>n-r的r、>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键或连结基q,与a环及b环(或e环)的至少一个键结”的规定对应于下位式的式(2a)中“所述>n-r的r、所述>c(-r)2的r、或>si(-r)2的r通过单键、作为连结基q的-cr=cr-、-c≡c-、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、或-se-,与a环及b环(或e环)的至少一个键结”的规定。
[0200]
所述规定例如可利用下述结构式来表述。此外,虽将结构式中的取代基ra、取代基rb、取代基rc、取代基rd、及取代基re设为非显示,但实际上存在。
[0201]
[化15]
[0202][0203]
在左侧的结构式中,是x1及x2的选择项(>n-r、>c(-r)2、及>si(-r)2)中的r分别与b环及e环键结的例子,表示具有其他环以导入x1或x2的方式相对于b环(苯环)及e环(苯环)进行缩合而形成的b'环及e'环的化合物。所形成的缩合环b'及缩合环e'例如为二氢二苯并氮环、二苯并氮环、三苯并氮环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、咔唑环、或吖啶环等。
[0204]
中央的结构式表示左侧的结构式的更具体的例子,且是如下例子:作为x1及x2的>n-r的r(苯基)通过作为连结基q的邻亚苯基与b环(苯环)键结而形成三苯并氮环b',通过单键与e环(苯环)键结而形成由虚线包围的咔唑环e'。
[0205]
右侧的结构式表示左侧的结构式的更具体的例子,且是如下例子:作为x1及x2的>n-r的r(苯基)分别通过作为连结基的-o-与b环(苯环)键结而形成由虚线包围的吩噁嗪环b',通过作为连结基的-s-与e环(苯环)键结而形成由虚线包围的吩噻嗪环e'。
[0206]
x1及x2的选择项(>n-r、>c(-r)2、及>si(-r)2)中的r通过键结基与环(b环、e环、b环及e环)键结的位置只要为能够键结的位置,则并无特别限定,但优选为在最邻接的位置键结,例如在r为苯基的情况下,优选为以键结对象的环及苯基中的“x
1”或“x
2”的键结位置(1位)为基准,在邻位(2位)的位置彼此键结(参照所述结构式)。
[0207]
此外,所述的具体例的说明也可同样地适用于这些具体例以外的所有形态、例如x1及x2中的任一者与环键结的情况、与a环键结的情况、通过其他连结基键结的情况等。
[0208]
<对咔唑类似结构中的通过经由单键或连结基q形成的交联结构的数量的说明>
[0209]
如所述那样,在式(1a)及式(2a)中,第一个交联结构源自通过单键或连结基而交联的c环及d环键或者通过包含单键及连结基q的l而交联的c环d键及d环来形成,第二个交联结构源自x1b键、x1qb键、或者x1b键或x1qb键来形成,第三个交联结构源自x2e键、x2qe键、x2e键或x2qe键来形成。另外,在式(1b)及式(2b)中,第一个交联类似结构源自cld键或cld键来形成,第二个结构源自glqb键或glqb键来形成,第三个结构源自flqe键或flqe键来形成。本发明的化合物的特征在于,形成有可在分子内形成的这些三个交联类似结构中的至少一个,连结基q中的至少一个为亚烷基、亚环烷基、亚烯基、亚炔基、亚芳基及亚杂芳基。
[0210]
<a环、b环~g环的结构变化的说明>
[0211]
在迄今为止的说明中将a环、b环、c环、d环、e环、f环、及g环作为苯环进行了图示、说明,以下,对a环、b环~g环结构变化为并非苯环的5元环或6元环的芳基环或杂芳基环的例子进行说明。此外,关于这些环发生以下的结构变化的情况,迄今为止的说明也同样被理解。
[0212]
<a环的结构变化>
[0213]
式(1a)及式(2a)中的a环中的
“‑
c(-ra)=”可经取代为
“‑
n=”,成为吡啶环。此外,
以下的结构图是仅提取出a环及其周边结构的一部分的图。
[0214]
[化16]
[0215][0216]
<b环~g环的结构变化>
[0217]
式(2a)及式(2b)中的b环、c环、d环、e环、f环、及g环中的任意的
“‑
c(-r)=”(此处r为rb、rc、rd、re、rf、或rg)可经取代为
“‑
n=”。
[0218]
[化17]
[0219][0220]
如以上所示那样,例如d环中的
“‑
c(-rd)=”的部位可经取代为
“‑
n=”,如此,各式中表示为苯环的d环可变化为吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、其他含氮杂芳基环。另外,如所述那样,在d环上存在邻接的基的情况下(所述式中剩余的两个邻接的rd),这些可键结并与d环一起形成杂芳基环(所述式中为喹啉环),所形成的环可进一步经取代(由n个r表示)。
[0221]
此外,还存在如以下那样的变形例。
[0222]
[化18]
[0223][0224]
优选为相对于x1、x2、或>n-键结的碳,邻位或对位的
“‑
c(-rd)=”经取代为
“‑
n=”。
[0225]
对于其他部位经取代为
“‑
n=”的情况、或d环以外的b环、c环、e环、f环、及g环发生变化的情况也相同。
[0226]
此外,优选为所有的
“‑
c(-r)=”(包括r为ra的情况、为rb、rc、rd、re、rf、或rg的情况、以及为由其他环结构规定的取代基的情况的所有情况)并非
“‑
n=”的形态。
[0227]
式(2a)及式(2b)中的b环、c环、d环、e环、f环、及g环中的任意的
“‑
c(-r)=c(-r)
‑”
(此处r为rb、rc、rd、re、rf、或rg)可经取代为
“‑
n(-r)
‑”

“‑o‑”

“‑s‑”

“‑
c(-r)2‑”

“‑
si(-r)2‑”
、或
“‑
se
‑”
,所述
“‑
n(-r)
‑”
的r、
“‑
c(-r)2‑”
的r、及
“‑
si(-r)2‑”
的r为氢、芳基、杂芳基、
烷基、或环烷基,这些中的至少一个氢可经烷基或环烷基取代。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0228]
[化19]
[0229][0230]
如以上所示那样,例如d环中的
“‑
c(-rd)=c(-rd)
‑”
的部位可经取代为
“‑
n(-r)
‑”

“‑o‑”

“‑s‑”

“‑
c(-r)2‑”

“‑
si(-r)2‑”
、或
“‑
se
‑”
,如此,各式中表示为苯环的d环可变化为r取代的吡咯环、呋喃环、噻吩环、其他含氮/氧/硫杂芳基环(5元环)或芳基环(5元环)。另外,如所述那样,在d环上存在邻接的基的情况下(所述式中剩余的两个邻接的rd),这些可键结并与d环一起形成杂芳基环(所述式中为r取代的吲哚环、苯并呋喃环、或苯并噻吩环等环)或芳基环,所形成的环可进一步经取代(由n个r表示)。
[0231]
此外,还存在如以下那样的变形例。
[0232]
[化20]
[0233][0234]
对于其他部位经取代为
“‑
n(-r)
‑”

“‑o‑”

“‑s‑”

“‑
c(-r)2‑”

“‑
si(-r)2‑”
、或
“‑
se
‑”
的情况、或d环以外的b环、c环、e环、f环、及g环发生变化的情况也相同。
[0235]
所述
“‑
c(-r)2‑”
的两个r彼此及
“‑
si(-r)2‑”
的两个r彼此的至少一个可通过单键或连结基(将这些也一并称为键结基)而键结。作为所述连结基,可列举:-ch
2-ch
2-、-chr-chr-、-cr
2-cr
2-、-ch=ch-、-cr=cr-、-c≡c-、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、或-se-,例如可列举以下的结构。此外,所述-chr-chr-的r、-cr
2-cr
2-的r、-cr=cr-的r、-n(-r)-的r、-c(-r)
2-的r、及-si(-r)
2-的r分别独立地为氢、芳基、杂芳基、烷基、烯基、炔基、或环烷基,所述r中的至少一个氢可经烷基或环烷基取代。另外,邻接的两个r彼此可形成环,从而形成亚环烷基、亚芳基、及亚杂芳基。此外,关于此处列举的取代基的详细情况将一并在后面叙述。
[0236]
[化21]
[0237][0238]
作为键结基,优选为单键、作为连结基的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、-s-、-c(-r)
2-、-si(-r)
2-、及-se-,更优选为单键、作为连结基的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、-s-、及-c(-r)
2-,进而优选为单键、作为连结基的-cr=cr-、-n(-r)-、-o-、及-s-,最优选为单键。
[0239]
两个r通过键结基而键结的位置只要为能够键结的位置,则并无特别限定,但优选为在最邻接的位置键结,例如在两个r为苯基的情况下,优选为以苯基中的“c”或“si”的键结位置(1位)为基准,在邻位(2位)的位置彼此键结(参照所述结构式)。
[0240]
<环或取代基的具体的说明>
[0241]
接下来,对迄今为止的说明中列举的环或取代基(也包含在第一取代基上进一步进行取代的第二取代基)的详细情况,一并进行说明。
[0242]“芳基环”例如为碳数6~30的芳基环,优选为碳数6~20的芳基环、碳数6~16的芳基环、碳数6~12的芳基环、或碳数6~10的芳基环等。
[0243]
此外,作为式(1a)及式(1b)中的b环~g环的“芳基环”对应于式(2a)及式(2b)中规定的“rb、rc、rd、re、rf、及rg中邻接的基彼此键结并分别与b环、c环、d环、e环、f环、及g环一起形成的芳基环”,关于所述“所形成的芳基环”,b环~g环已包含碳数6的苯环,因此最小的5元环在所述苯环上进行缩合而成的缩合环的合计碳数9成为下限的碳数。
[0244]
其中,作为所述苯环的b环~g环如所述那样,可变化为含氮杂芳基环(6元环或5元环)或含氧/硫杂芳基环(5元环)等,因此所述情况下,下限的碳数相应地发生变化。
[0245]
具体的“芳基环”例如是作为单环系的苯环,作为缩合二环系的萘环,作为缩合三环系的苊环(acenaphthylene ring)、芴环(fluorene ring)、非那烯环(phenalene ring)、或菲环(phenanthrene ring)、蒽环,作为缩合四环系的三亚苯环、芘环、或并四苯环,或者作为缩合五环系的苝环或并五苯环等。
[0246]“杂芳基环”例如为碳数2~30的杂芳基环,优选为碳数2~25的杂芳基环、碳数2~20的杂芳基环、碳数2~15的杂芳基环、或碳数2~10的杂芳基环等。另外,“杂芳基环”例如是除碳以外含有1个~5个选自氧、硫、及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等。
[0247]
此外,作为式(1a)及式(1b)中的b环~g环的“杂芳基环”对应于式(2a)及式(2b)中规定的“rb、rc、rd、re、rf、及rg中邻接的基彼此键结并分别与b环、c环、d环、e环、f环、及g环一起形成的杂芳基环”,关于所述“所形成的杂芳基环”,b环~g环已包含碳数6的苯环,因此最小的5元环在所述苯环上进行缩合而成的缩合环的合计碳数6成为下限的碳数。
[0248]
其中,作为所述苯环的b环~g环如所述那样,可变化为含氮杂芳基环(6元环或5元环)或含氧/硫杂芳基环(5元环)等,因此所述情况下,下限的碳数相应地发生变化。
[0249]
具体的“杂芳基环”例如为:吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1h-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1h-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、菲咯啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁噻环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环、吩吖硅(phenazasiline)环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、萘并苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、异苯并噻吩环、二苯并噻吩环、萘并苯并噻吩环、苯并磷杂环戊二烯环、二苯并磷杂环戊二烯环、苯并磷杂环戊二烯氧化物环、二苯并磷杂环戊二烯氧化物环、呋咱环、噻蒽环、吲哚并咔唑环、苯并吲哚并咔唑环、二苯并吲哚并咔唑环、咪唑啉环、或噁唑啉环等。
[0250]
另外,下述式(bo)也包含在杂芳基环中。
[0251]
[化22]
[0252][0253]“芳基”例如为碳数6~30的芳基,优选为碳数6~20的芳基、碳数6~16的芳基、碳数6~12的芳基、或碳数6~10的芳基等。
[0254]
具体的“芳基”例如为:作为单环系的苯基,作为二环系的联苯基(2-联苯基、3-联苯基、或4-联苯基),作为缩合二环系的萘基(1-萘基或2-萘基),作为三环系的联三苯基(间三联苯基-2'-基、间三联苯基-4'-基、间三联苯基-5'-基、邻三联苯基-3'-基、邻三联苯基-4'-基、对三联苯基-2'-基、间三联苯基-2-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-4-基、邻三联苯基-2-基、邻三联苯基-3-基、邻三联苯基-4-基、对三联苯基-2-基、对三联苯基-3-基、或对三联苯基-4-基),作为缩合三环系的苊-(1-、3-、4-、或5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、或9-)基、非那烯-(1-或2-)基、菲-(1-、2-、3-、4-、或9-)基、或蒽-(1-、2-、或9-)基,作为四环系的联四苯基(5'-苯基-间三联苯基-2-基、5'-苯基-间三联苯基-3-基、5'-苯基-间三联苯基-4-基、或间四联苯基),作为缩合四环系的三亚苯-(1-或2-)基、芘-(1-、2-、或4-)基、或并四苯-(1-、2-、或5-)基,或者作为缩合五环系的苝-(1-、2-、或3-)基、或并五苯-(1-、2-、5-、或6-)基等。
[0255]
此外,在作为第二取代基的芳基、即作为在取代基(第一取代基)上进一步进行取代的取代基(第二取代基)的芳基中,所述芳基中的至少一个氢经苯基等芳基(具体例为所
述的基)、甲基等烷基(具体例为后述的基)、或者环己基或金刚烷基等环烷基(具体例为后述的基)取代的结构也包含在作为第二取代基的芳基中。
[0256]
作为其一例,在第二取代基为芴基的情况下,是其9位上的至少一个氢经苯基等芳基、甲基等烷基、或者环己基或金刚烷基等环烷基取代的芴基等,此种基也包含在作为第二取代基的芳基中。
[0257]“亚芳基”例如为碳数6~30的亚芳基,优选为碳数6~20的亚芳基、碳数6~16的亚芳基、碳数6~12的亚芳基、或碳数6~10的亚芳基等。
[0258]
具体的“亚芳基”例如可列举自所述的“芳基”(一价基)除去一个氢而形成二价基的结构。
[0259]“杂芳基”例如为碳数2~30的杂芳基,优选为碳数2~25的杂芳基、碳数2~20的杂芳基、碳数2~15的杂芳基、或碳数2~10的杂芳基等。另外,“杂芳基”例如是除碳以外含有1个~5个选自氧、硫、及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等的一价基。
[0260]
作为具体的“杂芳基”,例如为:吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、吲哚基、异吲哚基、1h-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1h-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、菲咯啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、咔啉基、吖啶基、吩噁噻基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩吖硅基(phenazasilinyl)、吲嗪基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、萘并苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、二苯并噻吩基、萘并苯并噻吩基、苯并磷酰基、二苯并磷酰基、苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、二苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、呋咱基、噻蒽基、吲哚并咔唑基、苯并吲哚并咔唑基、二苯并吲哚并咔唑基、咪唑啉基、或噁唑啉基等。
[0261]
另外,自下述式(bo)除去一个氢而得的一价基也包含在杂芳基中。
[0262]
[化23]
[0263][0264]
此外,在作为第二取代基的杂芳基、即作为在取代基(第一取代基)上进一步进行取代的取代基(第二取代基)的杂芳基中,所述杂芳基中的至少一个氢经苯基等芳基(具体例为所述的基)、甲基等烷基(具体例为后述的基)、或者环己基或金刚烷基等环烷基(具体例为后述的基)取代的结构也包含在作为第二取代基的杂芳基中。
[0265]
作为其一例,在第二取代基为咔唑基的情况下,是其9位上的至少一个氢经苯基等芳基、甲基等烷基、或者环己基或金刚烷基等环烷基取代的咔唑基等,此种基也包含在作为第二取代基的杂芳基中。
[0266]“亚杂芳基”例如为碳数2~30的亚杂芳基,优选为碳数2~25的亚杂芳基、碳数2~20的亚杂芳基、碳数2~15的亚杂芳基、或碳数2~10的亚杂芳基等。另外,“亚杂芳基”例如是除碳以外含有1个~5个选自氧、硫、及氮中的杂原子作为环构成原子的杂环等的二价基。
[0267]
具体的“亚杂芳基”例如可列举自所述的“杂芳基”(一价基)除去一个氢而形成二
价基的结构。
[0268]“二芳基氨基”是两个芳基进行了取代的氨基,关于所述芳基的详细情况可引用所述“芳基”的说明。
[0269]“二杂芳基氨基”是两个杂芳基进行了取代的氨基,关于所述杂芳基的详细情况可引用所述“杂芳基”的说明。
[0270]“芳基杂芳基氨基”是芳基及杂芳基进行了取代的氨基,关于所述芳基及杂芳基的详细情况可引用所述“芳基”及“杂芳基”的说明。
[0271]
二芳基氨基(两个芳基经由连结基而键结,或者不键结)、二杂芳基氨基(两个杂芳基经由连结基而键结,或者不键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基经由连结基而键结,或者不键结)中的“两个杂芳基经由连结基而键结,或者不键结”这样的记载如下述所示那样,例如表示二苯基氨基的两个苯基通过连结基而形成键。另外,所述说明也适用于由芳基或杂芳基形成的二杂芳基氨基及芳基杂芳基氨基。作为连结基,优选为连结基q,关于其优选的范围(也包含取代基的优选的范围)也可参照说明书中的记载。
[0272]
[化24]
[0273][0274]
此外,在本说明书中仅记载为“二芳基氨基”、“二杂芳基氨基”或“芳基杂芳基氨基”的情况下,只要无特别说明,则设为分别加入“两个芳基经由连结基而键结,或者不键结”、“两个杂芳基经由连结基而键结,或者不键结”及“芳基与杂芳基经由连结基而键结,或者不键结”这样的说明。
[0275]“二芳基硼基”是两个芳基进行了取代的硼基,关于所述芳基的详细情况可引用所述“芳基”的说明。另外,所述两个芳基不经由单键或连结基(优选为连结基q)而键结,或者经由单键或连结基(优选为连结基q)而键结。此处,连结基q的定义、及其优选的范围可参照本说明书中的记载。
[0276]“烷基”可为直链及分支链的任一种,例如为碳数1~24的直链烷基或碳数3~24的分支链烷基,优选为碳数1~18的烷基(碳数3~18的分支链烷基)、碳数1~12的烷基(碳数3~12的分支链烷基)、碳数1~6的烷基(碳数3~6的分支链烷基)、碳数1~5的烷基(碳数3~5的分支链烷基)、碳数1~4的烷基(碳数3~4的分支链烷基)等。
[0277]
具体的“烷基”例如为:甲基、乙基、正丙基、异丙基、1-乙基-1-甲基丙基、1,1-二乙
基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-乙基-1,2,2-三甲基丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、2-乙基丁基、1,1-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1,1-二乙基丁基、1-乙基-1-甲基丁基、1-丙基-1-甲基丁基、1,1,3-三甲基丁基、1-乙基-1,3-二甲基丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基(t-pentyl)(t-amyl)、1-甲基戊基、2-丙基戊基、1,1-二甲基戊基、1-乙基-1-甲基戊基、1-丙基-1-甲基戊基、1-丁基-1-甲基戊基、1,1,4-三甲基戊基、正己基、1-甲基己基、2-乙基己基、1,1-二甲基己基、1-乙基-1-甲基己基、1,1,5-三甲基己基、3,5,5-三甲基己基、正庚基、1-甲基庚基、1-己基庚基、1,1-二甲基庚基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、正辛基、叔辛基(1,1,3,3-四甲基丁基)、1,1-二甲基辛基、正壬基、正癸基、1-甲基癸基、正十一基、正十二基、正十三基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、或正二十基等。
[0278]
关于“亚烷基”,可列举自所述“烷基”除去一个氢而得的二价基。例如为碳数1~24的直链亚烷基或碳数3~24的分支链亚烷基,优选为碳数1~18的亚烷基(碳数3~18的分支链亚烷基)、碳数1~12的亚烷基(碳数3~12的分支链亚烷基)、碳数1~6的亚烷基(碳数3~6的分支链亚烷基)、碳数1~5的亚烷基(碳数3~5的分支链亚烷基)、碳数1~4的亚烷基(碳数3~4的分支链亚烷基)等。
[0279]
关于“烯基”,可参考所述“烷基”的说明,是将“烷基”的结构中的c-c单键取代为c=c双键的基,也包含不仅一个而且两个以上的单键取代为双键的基(也称为烷二烯-基或烷三烯-基)。作为“烯基”,可列举碳数2~24的直链烯基或碳数4~24的分支链烯基。优选为碳数2~18的烯基,更优选为碳数2~12的烯基,进而优选为碳数2~6的烯基,特别优选为碳数2~4的烯基。作为具体的“烯基”,可列举:乙烯基、烯丙基、丁二烯基等。
[0280]
关于“亚烯基”,可列举自所述“烯基”除去一个氢而得的二价基。
[0281]
关于“炔基”,可参考所述“烷基”的说明,是将“烷基”的结构中的c-c单键取代为c≡c三键的基,也包含不仅一个而且两个以上的单键取代为三键的基(也称为二炔属烃-基或三炔属烃-基)。
[0282]
关于“亚炔基”,可列举自所述“炔基”除去一个氢而得的二价基。
[0283]“环烷基”例如为碳数3~24的环烷基,优选为碳数3~20的环烷基、碳数3~16的环烷基、碳数3~14的环烷基、碳数3~12的环烷基、碳数5~10的环烷基、碳数5~8的环烷基、碳数5~6的环烷基、或碳数5的环烷基等。
[0284]
具体的“环烷基”例如为:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、或者这些的碳数1~5或碳数1~4的烷基(特别是甲基)取代物、双环[1.1.0]丁基、双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.0]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[3.1.0]己基、双环[2.2.1]庚基(降冰片基)、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基、双金刚烷(diamantane)基、十氢萘基、或十氢薁基等。
[0285]“亚环烷基”例如为碳数3~24的亚环烷基,优选为碳数3~20的亚环烷基、碳数3~16的亚环烷基、碳数3~14的亚环烷基、碳数3~12的亚环烷基、碳数5~10的亚环烷基、碳数5~8的亚环烷基、碳数5~6的亚环烷基、或碳数5的亚环烷基等。
[0286]
具体的“亚环烷基”例如可列举自所述“环烷基”(一价基)除去一个氢而形成二价基的结构。
[0287]“烷氧基”可为直链及分支链的任一种,例如为碳数1~24的直链烷氧基或碳数3~
24的分支链烷氧基,优选为碳数1~18的烷氧基(碳数3~18的分支链烷氧基)、碳数1~12的烷氧基(碳数3~12的分支链烷氧基)、碳数1~6的烷氧基(碳数3~6的分支链烷氧基)、碳数1~5的烷氧基(碳数3~5的分支链烷氧基)、碳数1~4的烷氧基(碳数3~4的分支链烷氧基)等。
[0288]
具体的“烷氧基”例如为:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基、1,1-二乙基丙氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,1,2,2-四甲基丙氧基、1-乙基-1,2,2-三甲基丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1,1-二乙基丁氧基、1-乙基-1-甲基丁氧基、1-丙基-1-甲基丁氧基、1,1,3-三甲基丁氧基、1-乙基-1,3-二甲基丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、叔戊氧基(t-pentyloxy)(t-amyloxy)、1-甲基戊氧基、2-丙基戊氧基、1,1-二甲基戊氧基、1-乙基-1-甲基戊氧基、1-丙基-1-甲基戊氧基、1-丁基-1-甲基戊氧基、1,1,4-三甲基戊氧基、正己氧基、1-甲基己氧基、2-乙基己氧基、1,1-二甲基己氧基、1-乙基-1-甲基己氧基、1,1,5-三甲基己氧基、3,5,5-三甲基己氧基、正庚氧基、1-甲基庚氧基、1-己基庚氧基、1,1-二甲基庚氧基、2,2-二甲基庚氧基、2,6-二甲基-4-庚氧基、正辛氧基、叔辛氧基(1,1,3,3-四甲基丁基氧基)、1,1-二甲基辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、1-甲基癸氧基、正十一氧基、正十二氧基、正十三氧基、正十四氧基、正十五氧基、正十六氧基、正十七氧基、正十八氧基、或正二十氧基等。
[0289]“芳基氧基”为“ar-o-(ar为芳基)”所表示的基,关于所述芳基的详细情况,可引用所述“芳基”的说明。
[0290]“芳硫基”为“ar-s-(ar为芳基)”所表示的基,关于所述芳基的详细情况,可引用所述“芳基”的说明。
[0291]“经取代的硅烷基”例如为经芳基、烷基、及环烷基的至少一个取代的硅烷基,优选为三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基。
[0292]“三芳基硅烷基”为经三个芳基取代的硅烷基,关于所述芳基的详细情况,可引用所述“芳基”的说明。
[0293]
具体的“三芳基硅烷基”例如为三苯基硅烷基、二苯基单萘基硅烷基、单苯基二萘基硅烷基、或三萘基硅烷基等。
[0294]“三烷基硅烷基”为经三个烷基取代的硅烷基,关于所述烷基的详细情况,可引用所述“烷基”的说明。
[0295]
具体的“三烷基硅烷基”例如为:三甲基硅烷基、三乙基硅烷基、三正丙基硅烷基、三异丙基硅烷基、三正丁基硅烷基、三异丁基硅烷基、三仲丁基硅烷基、三叔丁基硅烷基、乙基二甲基硅烷基、正丙基二甲基硅烷基、异丙基二甲基硅烷基、正丁基二甲基硅烷基、异丁基二甲基硅烷基、仲丁基二甲基硅烷基、叔丁基二甲基硅烷基、甲基二乙基硅烷基、正丙基二乙基硅烷基、异丙基二乙基硅烷基、正丁基二乙基硅烷基、仲丁基二乙基硅烷基、叔丁基二乙基硅烷基、甲基二正丙基硅烷基、乙基二正丙基硅烷基、正丁基二正丙基硅烷基、仲丁基二正丙基硅烷基、叔丁基二正丙基硅烷基、甲基二异丙基硅烷基、乙基二异丙基硅烷基、正丁基二异丙基硅烷基、仲丁基二异丙基硅烷基、或叔丁基二异丙基硅烷基等。
[0296]“三环烷基硅烷基”为经三个环烷基取代的硅烷基,关于所述环烷基的详细情况,
可引用所述“环烷基”的说明。
[0297]
具体的“三环烷基硅烷基”例如为三环戊基硅烷基或三环己基硅烷基等。
[0298]“二烷基环烷基硅烷基”为经两个烷基及一个环烷基取代的硅烷基,关于所述烷基及环烷基的详细情况,可引用所述“烷基”及“环烷基”的说明。
[0299]“烷基二环烷基硅烷基”为经一个烷基及两个环烷基取代的硅烷基,关于所述烷基及环烷基的详细情况,可引用所述“烷基”及“环烷基”的说明。
[0300]
具体而言,可通过第一取代基或第二取代基的结构的位阻性、供电子性及吸电子性来调整发光波长,优选为以下的结构式所表示的基,更优选为甲基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、新戊基、金刚烷基、苯基、邻甲苯基、对甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二苯基氨基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基、3,6-二-叔丁基咔唑基及苯氧基,进而优选为甲基、叔丁基、叔戊基、叔辛基、新戊基、金刚烷基、苯基、邻甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二苯基氨基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、咔唑基、3,6-二甲基咔唑基及3,6-二-叔丁基咔唑基。就合成的容易性的观点而言,位阻大的基由于进行选择性合成而优选,具体而言,优选为叔丁基、叔戊基、叔辛基、金刚烷基、邻甲苯基、对甲苯基、2,4-二甲苯基、2,5-二甲苯基、2,6-二甲苯基、2,4,6-均三甲苯基、二-对甲苯基氨基、双(对(叔丁基)苯基)氨基、3,6-二甲基咔唑基及3,6-二-叔丁基咔唑基。
[0301]
在下述结构式中,“me”表示甲基,“tbu”表示叔丁基,“tam”表示叔戊基,“toct”表示叔辛基,*表示键结位置。
[0302]
[化25]
[0303][0304]
[化26]
[0305][0306]
[化27]
[0307][0308]
[化28]
[0309][0310]
[化29]
[0311][0312]
[化30]
[0313][0314]
[化31]
[0315][0316]
[化32]
[0317][0318]
[化33]
[0319][0320]
[化34]
[0321][0322]
[化35]
[0323][0324]
[化36]
[0325][0326]
[化37]
[0327][0328]
[化38]
[0329][0330]
[化39]
[0331][0332]
[化40]
[0333][0334]
[化41]
[0335][0336]
[化42]
[0337][0338]
<环烷烃缩合的说明>
[0339]
另外,本发明的多环芳香族化合物的化学结构中的芳香族环及杂芳香族环的至少一个可经至少一个环烷烃缩合。
[0340]
例如,式(1a)或式(1b)所表示的化合物中的b环、c环、d环、e环、f环、g环、芳基、及杂芳基、式(2a)或式(2b)所表示的化合物中的b环、c环、d环、e环、f环、g环、所述“所形成的环”、芳基、及杂芳基中的至少一个(包含作为所述列举的各取代基的一部分的芳基、及杂芳基)可经至少一个环烷烃缩合。
[0341]
作为“环烷烃”,可列举:碳数3~24的环烷烃、碳数3~20的环烷烃、碳数3~16的环烷烃、碳数3~14的环烷烃、碳数5~10的环烷烃、碳数5~8的环烷烃、碳数5~6的环烷烃、碳数5的环烷烃等。
[0342]
作为具体的环烷烃,可列举:环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、环壬烷、环癸烷、双环[1.1.0]丁烷、双环[1.1.1]戊烷、双环[2.1.0]戊烷、双环[2.1.1]己烷、双环[3.1.0]己烷、双环[2.2.1]庚烷(降冰片烷)、双环[2.2.2]辛烷、金刚烷、双金刚烷、十氢萘及十氢薁、以及这些的碳数1~5的烷基(特别是甲基)取代物、卤素(特别是氟)取代物及氘取代物等。
[0343]
这些中,优选为例如下述结构式所示那样的、环烷烃的α位的碳(在缩合于芳香族环或杂芳香族环中的环烷基中,与缩合部位的碳邻接的位置的碳)上的至少一个氢经取代的结构,更优选为α位的碳上的两个氢经取代的结构,进而优选为两个α位的碳上的合计四个氢经取代的结构。作为所述取代基,可列举碳数1~5的烷基(特别是甲基)取代物、卤素(特别是氟)取代物及氘取代物等。
[0344]
[化43]
[0345][0346]
缩合于一个芳香族环或杂芳香族环中的环烷烃的数量优选为一个~三个,更优选为一个或两个,进而优选为一个。例如,以下示出在一个苯环(苯基)中缩合有一个或多个环烷烃的例子。关于各结构式中的*,在为苯环的情况下,是指化合物的骨架结构中包含的苯环,在为苯基的情况下,是指在化合物的骨架结构进行取代的结合键。如式(cy-1-4)及式(cy-2-4)那样进行缩合的环烷烃彼此也可进行缩合。不论是所缩合的环(基)为苯环(苯基)以外的其他芳香族环或杂芳香族环的情况,还是进行缩合的环烷烃为环戊烷或环己烷以外的其他环烷烃的情况,均相同。
[0347]
[化44]
[0348][0349]
环烷烃中的至少一个-ch
2-可经-o-取代。其中在多个-ch
2-经-o-取代的情况下,邻接的-ch
2-不会经-o-取代。例如,以下示出与一个苯环(苯基)缩合的环烷烃中的一个或多个-ch
2-经-o-取代的例子。关于各结构式中的*,在为苯环的情况下,是指化合物的骨架结构中包含的苯环,在为苯基的情况下,是指在化合物的骨架结构进行取代的结合键。不论是所缩合的环(基)为苯环(苯基)以外的其他芳香族环或杂芳香族环的情况,还是进行缩合的环烷烃为环戊烷或环己烷以外的其他环烷烃的情况,均相同。
[0350]
[化45]
[0351][0352]
环烷烃中的至少一个氢可经取代,作为所述取代基,例如可列举:芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二芳基硼基(两个芳基不经由单键或连结基而键结,或者经由单键或连结基而键结)、烷基、环烷基、烷氧基、芳基氧基、经取代的硅烷基、氘、氰基或卤素,这些的详细情况可引用所述第一取代基的说明。这些取代基中,优选为烷基(例如碳数1
~6的烷基)、环烷基(例如碳数3~14的环烷基)、卤素(例如氟)及氘等。另外,在环烷基进行取代的情况下,可为形成螺环结构的取代形态,以下示出例如在一个苯环(苯基)上进行了缩合的环烷烃上形成有螺环结构的例子。关于各结构式中的*,在为苯环的情况下,是指化合物的骨架结构中包含的苯环,在为苯基的情况下,是指在化合物的骨架结构进行取代的结合键。
[0353]
[化46]
[0354][0355]
作为环烷烃缩合的其他形态,本发明的多环芳香族化合物例如可列举如下例子:被经环烷烃缩合的二芳基氨基(缩合至其芳基部分)、经环烷烃缩合的咔唑基(缩合至其苯环部分)或经环烷烃缩合的苯并咔唑基(缩合至其苯环部分)取代。关于“二芳基氨基”,可引用所述的说明。
[0356]
另外,作为更具体的例子,可列举如下例子:式(1a)或式(2a)所表示的多环芳香族化合物中的ra为经环烷烃缩合的二芳基氨基(缩合至其芳基部分)或经环烷烃缩合的咔唑基(缩合至其苯环部分)。
[0357]
<利用氘、氰基、或卤素的取代的说明>
[0358]
本发明的多环芳香族化合物中的至少一个氢可经氘、氰基、或卤素取代。卤素为氟、氯、溴、或碘,优选为氟、氯、或溴,更优选为氟或氯。
[0359]
<本发明的多环芳香族化合物的具体例的说明>
[0360]
例如,优选为下述结构式的任一者所表示的化合物。
[0361]
[化47]
[0362][0363]
各式中,
[0364]
r分别独立地为氢、碳数6~16的芳基、碳数2~20的杂芳基、二芳基氨基(其中芳基为碳数6~10的芳基)、二芳基硼基(其中芳基为碳数6~10的芳基,两个芳基可通过单键或连结基而键结)、碳数1~12的烷基、或碳数3~16的环烷基,这些中的至少一个氢可经碳数1~5的烷基或碳数5~10的环烷基取代,
[0365]
o分别独立地为1~3的整数,
[0366]
p分别独立地为1~4的整数,
[0367]
q分别独立地为1~5的整数,
[0368]
所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可经氘、氰基、或卤素取代。
[0369]
r的更具体的说明可引用所述芳基等的说明。另外,作为o、p、及q,优选为1或2,更优选为1,进而优选为0。
[0370]
<作为热活性延迟荧光(tadf)材料的利用>
[0371]
本发明的化合物也可用作tadf材料。特别是较式(1b)及式(2b)所表示的化合物,优选为式(1a)及式(2a)所表示的化合物,另外,与b环~g环或b环~g环中的缩合二环结构共有键结的环优选为6元环,更优选为包含a环在内的6元的芳基环。
[0372]
<本发明的多环芳香族化合物的具体例的说明>
[0373]
作为多环芳香族化合物的更具体的例子,可列举以下的结构式所表示的化合物。
此外,下述结构式中的“me”表示甲基,“tbu”表示叔丁基,“d”表示氘。
[0374]
[化48]
[0375][0376]
[化49]
[0377][0378]
[化50]
[0379][0380]
[化51]
[0381][0382]
[化52]
[0383][0384]
[化53]
[0385][0386]
[化54]
[0387][0388]
[化55]
[0389][0390]
[化56]
[0391][0392]
[化57]
[0393][0394]
[化58]
[0395][0396]
[化59]
[0397][0398]
[化60]
[0399][0400]
[化61]
[0401][0402]
[化62]
[0403][0404]
[化63]
[0405][0406]
[化64]
[0407][0408]
[化65]
[0409][0410]
[化66]
[0411][0412]
本发明的多环芳香族化合物也可作为如下的高分子化合物(用于获得所述高分子化合物的所述单体具有聚合性取代基)或高分子交联体(用于获得所述高分子交联体的所述高分子化合物具有交联性取代基)、或者如下的悬挂型高分子化合物(用于获得所述悬挂型高分子化合物的反应性化合物具有反应性取代基)或悬挂型高分子交联体(用于获得所述悬挂型高分子交联体的所述悬挂型高分子化合物具有交联性取代基)而用于有机器件用材料、例如有机电场发光元件用材料、有机场效晶体管用材料或有机薄膜太阳电池用材料,其中,所述高分子化合物是使在所述多环芳香族化合物中取代有反应性取代基的所述反应性化合物作为单体进行高分子化而成,所述高分子交联体是使所述高分子化合物进一步交联而成,所述悬挂型高分子化合物是使主链型高分子与所述反应性化合物反应而成,所述
悬挂型高分子交联体是使所述悬挂型高分子化合物进一步交联而成。
[0413]
作为所述反应性取代基(包含所述聚合性取代基、所述交联性取代基、及用于获得悬挂型高分子的反应性取代基,以下,也简称为“反应性取代基”),只要是可使所述多环芳香族化合物进行高分子量化的取代基、可使以此种方式获得的高分子化合物进一步交联化的取代基、以及可在主链型高分子中进行悬挂反应的取代基,则并无特别限定,优选为以下结构的取代基。各结构式中的*表示键结位置。
[0414]
[化67]
[0415][0416]
l分别独立地为单键、-o-、-s-、>c=o、-o-c(=o)-、碳数1~12的亚烷基、碳数1~12的氧亚烷基及碳数1~12的聚氧亚烷基。在所述取代基中,优选为式(xls-1)、式(xls-2)、式(xls-3)、式(xls-9)、式(xls-10)或式(xls-17)所表示的基,更优选为式(xls-1)、式(xls-3)或式(xls-17)所表示的基。
[0417]
此种高分子化合物、高分子交联体、悬挂型高分子化合物、及悬挂型高分子交联体除包含本发明的多环芳香族化合物的重复单元以外,还可包含选自由经取代或未经取代的三芳基胺、经取代或未经取代的芴、经取代或未经取代的蒽、经取代或未经取代的并四苯、经取代或未经取代的三嗪、经取代或未经取代的咔唑、经取代或未经取代的四苯基硅烷、经取代或未经取代的螺芴、经取代或未经取代的三苯基膦、经取代或未经取代的二苯并噻吩、及经取代或未经取代的二苯并呋喃所组成的化合物的群组中的至少一种作为重复单元。
[0418]
作为这些重复单元中的取代基,例如可列举:芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、二芳基硼基(两个芳基可经由单键或连结基而键结)、烷基、环烷基、烷氧基、芳基氧基、三芳基硅烷基、三烷基硅烷基、三环烷基硅烷基、二烷基环烷基硅烷基、或烷基二环烷基硅烷基等。关于三芳基胺的“芳基”、或这些取代基的详细情况,可引用本发明的多环芳香族化合物中的说明。
[0419]
关于此种高分子化合物、高分子交联体、悬挂型高分子化合物及悬挂型高分子交联体(以下,也简称为“高分子化合物及高分子交联体”)的用途的详细情况,将在后面叙述。
[0420]
2.本发明的多环芳香族化合物的制造方法
[0421]
本发明的多环芳香族化合物基本而言首先利用键结基(“n”、或包含x1或x2的基)使a环与b环~g环或b环~g环键结,由此制造中间物(第一反应),然后,利用键结基(包含y1~
y3的基)使a环与b环~g环或b环~g环键结,由此可制造最终生成物(第二反应)。可参考国际公开第2015/102118号公报中记载的制造方法。
[0422]
第一反应中,例如若为醚化反应,则可利用亲核取代反应、乌尔曼反应(ullmann reaction)等一般的反应,若为氨基化反应,则可利用布赫瓦尔德-哈特维希反应(buchwald-hartwig reaction)等一般的反应。另外,第二反应中,可利用串联式杂弗里德-克拉夫茨反应(tandem hetero-friedel-crafts reaction)(连续的芳香族亲电子取代反应,以下相同)。
[0423]
如下述流程(1)及流程(2)所示那样,第二反应是导入键结a环与b环~g环或b环~g环的y1~y3的反应。首先,利用正丁基锂、仲丁基锂或叔丁基锂等对“n”与x1及x2之间的氢原子、或“n”彼此之间的氢原子进行邻位金属化。继而,加入三氯化硼或三溴化硼等y1~y3的卤化物,进行锂-硼的金属交换后,加入n,n-二异丙基乙基胺等布忍斯特碱,由此进行串联式硼杂弗里德-克拉夫茨反应(tandem bora-friedel-crafts reaction),从而可获得目标物。在第二反应中,为了促进反应,也可加入三氯化铝等路易斯酸(lewis acid)。此外,下述流程(1)及流程(2)中、进而其后的流程中的各结构式中的符号的定义与所述定义相同。另外,也可利用记载于《美国化学杂志(journal of the american chemistry)》,2018,140,1195-1198中的、省略使用有机碱化合物对氢原子(h)进行金属化的反应工序而与y1的卤化物(三溴化硼等)直接反应的方法。
[0424]
[化68]
[0425][0426]
[化69]
[0427][0428]
在所述流程中,通过邻位金属化而朝所期望的位置上导入锂,但可如下述流程(3)那样在要导入锂的位置上导入溴原子等,也通过卤素-金属交换而朝所期望的位置上导入锂。根据所述方法,即便在因取代基的影响而无法进行邻位金属化那样的情况下,也可制造目标物,从而有用。
[0429]
[化70]
[0430][0431]
以上的流程(1)~流程(3)是y1~y3为硼(b)原子的化合物的代表性制造方法。
[0432]
接下来,将y1~y3为硫化膦、氧化膦或磷原子的情况作为例子的情况示于下述流程(4)及流程(5)中。与以上所述同样地,首先利用正丁基锂等对“n”与x1及x2之间的氢原子、或“n”彼此之间的氢原子进行邻位金属化。继而,依次添加三氯化磷、硫,最后加入三氯化铝等路易斯酸及n,n-二异丙基乙基胺等布忍斯特碱,由此进行串联式磷杂弗里德-克拉夫茨反应(tandem phospha-friedel-crafts reaction),从而可获得y1~y3为硫化膦的化合物。另外,利用间氯过苯甲酸(m-chloroperoxybenzoic acid,m-cpba)对所获得的硫化膦化合物进行处理,由此可获得y1~y3为氧化膦的化合物,利用三乙基膦进行处理,由此可获得y1~y3为磷原子的化合物。
[0433]
[化71]
[0434][0435]
[化72]
[0436][0437]
在所述流程中,主要是记载了y1~y3为b、p、p=o或p=s等的例子,但通过适宜变更原料,也可制造其他化合物。
[0438]
在所述流程中示出如下例子:在加入三氯化硼或三溴化硼等y1~y3的卤化物之前,利用丁基锂等对“n”与x1及x2之间的氢原子(或卤素原子)、或“n”彼此之间的氢原子(或卤素原子)进行邻位金属化,由此进行串联式杂弗里德-克拉夫茨反应,但也可不进行使用丁基锂等的邻位金属化,而通过添加三氯化硼或三溴化硼等y1~y3的卤化物来进行反应。
[0439]
作为所述流程中使用的溶媒,可列举叔丁基苯或二甲苯等。
[0440]
作为所述流程中使用的邻位金属化试剂,可列举:甲基锂、正丁基锂、仲丁基锂、叔丁基锂等烷基锂,二异丙基酰胺锂、四甲基哌啶化锂、六甲基二硅胺化锂、六甲基二硅胺化钾等有机碱化合物、有机溶媒分散na等分散碱金属。
[0441]
作为所述流程中使用的金属-(y1~y3)的金属交换试剂,可列举:y1~y3的三氟化物、y1~y3的三氯化物、y1~y3的三溴化物、y1~y3的三碘化物等y1~y3的卤化物,cipn(net2)2等y1~y3的氨基化卤化物,y1~y3的烷氧基化物,y1~y3的芳基氧基化物等。
[0442]
作为所述流程中使用的布忍斯特碱,可列举:n,n-二异丙基乙基胺、三乙基胺、2,2,6,6-四甲基哌啶、1,2,2,6,6-五甲基哌啶、n,n-二甲基苯胺、n,n-二甲基甲苯胺、2,6-二
甲吡啶、四苯基硼酸钠、四苯基硼酸钾、三苯基硼烷、四苯基硅烷、ar4bna、ar4bk、ar3b、ar4si(此外,ar为苯基等芳基)等。
[0443]
作为所述流程中使用的路易斯酸,可列举:alcl3、albr3、alf3、bf3·
oet2、bcl3、bbr3、gacl3、gabr3、incl3、inbr3、in(otf)3、sncl4、snbr4、agotf、sccl3、sc(otf)3、zncl2、znbr2、zn(otf)2、mgcl2、mgbr2、mg(otf)2、liotf、naotf、kotf、me3siotf、cu(otf)2、cucl2、ycl3、y(otf)3、ticl4、tibr4、zrcl4、zrbr4、fecl3、febr3、cocl3、cobr3等。
[0444]
在所述流程中,为了促进串联式杂弗里德-克拉夫茨反应,也可使用布忍斯特碱或路易斯酸。其中,在使用y1~y3的三氟化物、y1~y3的三氯化物、y1~y3的三溴化物、y1~y3的三碘化物等y1~y3的卤化物的情况下,随着芳香族亲电子取代反应的进行,而生成氟化氢、氯化氢、溴化氢、碘化氢等酸,因此使用捕捉酸的布忍斯特碱有效。另一方面,在使用y1~y3的氨基化卤化物、y1~y3的烷氧基化物的情况下,随着芳香族亲电子取代反应的进行,而生成胺、醇,因此在多数情况下,无需使用布忍斯特碱,但因氨基或烷氧基的脱离能力低,因此使用促进其脱离的路易斯酸有效。
[0445]
另外,本发明的多环芳香族化合物中也包含至少一部分氢经氘、氰基、或卤素取代的化合物,此种化合物等可通过使用所期望的位置经氘化、氰基化、氟化或氯化等卤化的原料而与所述同样地制造。
[0446]
3.有机器件
[0447]
本发明的多环芳香族化合物可用作有机器件用材料。作为有机器件,例如可列举:有机电场发光元件、有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池等。
[0448]
3-1.有机电场发光元件
[0449]
以下,基于附图对本实施方式的有机el元件进行详细说明。图1是表示本实施方式的有机el元件的概略剖面图。
[0450]
<有机电场发光元件的结构>
[0451]
图1所示的有机el元件100具有:基板101、设置于基板101上的阳极102、设置于阳极102上的空穴注入层103、设置于空穴注入层103上的空穴传输层104、设置于空穴传输层104上的发光层105、设置于发光层105上的电子传输层106、设置于电子传输层106上的电子注入层107、以及设置于电子注入层107上的阴极108。
[0452]
此外,有机el元件100也可使制作顺序相反而形成例如以下的结构,所述结构具有:基板101、设置于基板101上的阴极108、设置于阴极108上的电子注入层107、设置于电子注入层107上的电子传输层106、设置于电子传输层106上的发光层105、设置于发光层105上的空穴传输层104、设置于空穴传输层104上的空穴注入层103、以及设置于空穴注入层103上的阳极102。
[0453]
所述各层并非全部是不可或缺的层,将最小构成单元设为包含阳极102、发光层105及阴极108的构成,空穴注入层103、空穴传输层104、电子传输层106、电子注入层107是可任意设置的层。另外,所述各层可分别包含单一层,也可包含多层。
[0454]
作为构成有机el元件的层的形态,除所述“基板/阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极”的构成形态以外,也可为“基板/阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极”、“基
板/阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子传输层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴传输层/发光层/电子传输层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极”、“基板/阳极/空穴注入层/发光层/电子传输层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子传输层/阴极”、“基板/阳极/发光层/电子注入层/阴极”的构成形态。
[0455]
<有机电场发光元件中的基板>
[0456]
基板101是有机el元件100的支撑体,通常可使用石英、玻璃、金属、塑料等。基板101根据目的而形成为板状、膜状、或片状,例如可使用玻璃板、金属板、金属箔、塑料膜、塑料片等。其中,优选为玻璃板、及聚酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚砜等透明的合成树脂制的板。若为玻璃基板,则可使用钠钙玻璃或无碱玻璃等,另外,厚度也只要有足以保持机械强度的厚度即可,因此例如只要有0.2mm以上即可。作为厚度的上限值,例如为2mm以下,优选为1mm以下。关于玻璃的材质,因来自玻璃的溶出离子越少越好,故优选为无碱玻璃,由于施加了sio2等的隔离涂层的钠钙玻璃也有市售,因此可使用所述钠钙玻璃。另外,为了提高阻气性,也可在基板101的至少单面上设置细密的氧化硅膜等阻气膜,特别是在将阻气性低的合成树脂制的板、膜或片用作基板101的情况下,优选为设置阻气膜。
[0457]
<有机电场发光元件中的阳极>
[0458]
阳极102发挥朝发光层105中注入空穴的作用。此外,在阳极102与发光层105之间设置有空穴注入层103及空穴传输层104的至少一层的情况下,经由这些层朝发光层105中注入空穴。
[0459]
作为形成阳极102的材料,可列举无机化合物及有机化合物。作为无机化合物,例如可列举:金属(铝、金、银、镍、钯、铬等)、金属氧化物(铟的氧化物、锡的氧化物、铟-锡氧化物(indium tin oxide,ito)、铟-锌氧化物(indium zinc oxide,izo)等)、卤化金属(碘化铜等)、硫化铜、碳黑、ito玻璃或奈塞玻璃(nesa glass)等。作为有机化合物,例如可列举:聚(3-甲基噻吩)等聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等导电性聚合物等。此外,可自用作有机el元件的阳极的物质中适宜选择来使用。
[0460]
透明电极的电阻只要可供给对于发光元件的发光而言充分的电流即可,因此并无限定,就发光元件的消耗电力的观点而言,理想的是低电阻。例如,若为300ω/υ以下的ito基板,则作为元件电极发挥功能,但由于目前也能够供给10ω/υ左右的基板,因此特别理想的是使用例如100ω/υ~5ω/υ、优选为50ω/υ~5ω/υ的低电阻品。ito的厚度可配合电阻值而任意地选择,通常大多情况下在50nm~300nm之间使用。
[0461]
<有机电场发光元件中的空穴注入层、空穴传输层>
[0462]
空穴注入层103发挥将自阳极102迁移来的空穴效率良好地注入至发光层105内或空穴传输层104内的作用。空穴传输层104发挥将自阳极102注入的空穴或自阳极102经由空穴注入层103注入的空穴效率良好地传输至发光层105的作用。空穴注入层103及空穴传输层104分别将空穴注入/传输材料的一种或两种以上加以层叠、混合而形成,或者由空穴注入/传输材料与高分子粘结剂的混合物形成。另外,也可向空穴注入/传输材料中添加如氯化铁(iii)那样的无机盐来形成层。
[0463]
作为空穴注入/传输性物质,需要在施加有电场的电极间效率良好地注入/传输来自正极的空穴,理想的是空穴注入效率高、且效率良好地传输所注入的空穴。因此,优选为
电离电位小、且空穴迁移率大、进而稳定性优异、制造时及使用时不易产生成为陷阱的杂质的物质。在本发明中,作为空穴注入层及空穴传输层用的材料,可使用所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物。
[0464]
作为形成空穴注入层103及空穴传输层104的材料,可自从前以来在光导电材料中作为空穴的电荷传输材料所惯用的化合物、p型半导体、有机el元件的空穴注入层及空穴传输层中所使用的已知的化合物中选择使用任意的化合物。所述化合物的具体例为咔唑衍生物(n-苯基咔唑、聚乙烯基咔唑等)、双(n-芳基咔唑)或双(n-烷基咔唑)等双咔唑衍生物、三芳基胺衍生物(主链或侧链上具有芳香族三级氨基的聚合物、1,1-双(4-二-对甲苯基氨基苯基)环己烷、n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二氨基联苯、n,n'-二苯基-n,n'-二萘基-4,4'-二氨基联苯、n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、n,n'-二萘基-n,n'-二苯基-4,4'-二苯基-1,1'-二胺、n4,n4'-二苯基-n4,n4'-双(9-苯基-9h-咔唑-3-基)-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、n4,n4,n4',n4'-四[1,1'-联苯]-4-基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺、4,4',4
”‑
三(3-甲基苯基(苯基)氨基)三苯基胺等三苯基胺衍生物、星爆状胺衍生物等)、二苯乙烯衍生物、酞菁衍生物(无金属、铜酞菁等)、吡唑啉衍生物、腙系化合物、苯并呋喃衍生物或噻吩衍生物、噁二唑衍生物、喹喔啉衍生物(例如,1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯-2,3,6,7,10,11-六碳腈等)、卟啉衍生物等杂环化合物、聚硅烷等。聚合物系中,优选为侧链上具有所述单量体的聚碳酸酯或苯乙烯衍生物、聚乙烯基咔唑及聚硅烷等,但只要是形成发光元件的制作所需的薄膜,可自阳极注入空穴,进而可传输空穴的化合物,则并无特别限定。
[0465]
另外,有机半导体的导电性因其掺杂而受到强烈影响这一点也为人所知。此种有机半导体基质物质包含供电子性良好的化合物、或电子接受性良好的化合物。为了掺杂供电子物质,已知有四氰基醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane,tcnq)或2,3,5,6-四氟四氰基-1,4-苯醌二甲烷(2,3,5,6-tetrafluorotetracyano-1,4-benzoquinodimethane,f4tcnq)等强电子接受体(例如,参照文献“m.法伊弗,a.拜尔,t.弗里茨,k.利奥(m.pfeiffer,a.beyer,t.fritz,k.leo),《应用物理学快报(appl.phys.lett.)》,73(22),3202-3204(1998)”及文献“j.布洛赫维茨,m.法伊弗,t.弗里茨,k.利奥(j.blochwitz,m.pfeiffer,t.fritz,k.leo),《应用物理学快报(appl.phys.lett.)》,73(6),729-731(1998)”)。这些通过供电子型基础物质(空穴传输物质)的电子迁移过程而生成所谓的空穴。基础物质的传导性根据空穴的数量及迁移率而发生相当大的变化。作为具有空穴传输特性的基质物质,已知有例如联苯胺衍生物(n,n'-双(3-甲基苯基)-n,n'-双(苯基)联苯胺(n,n'-bis(3-methylphenyl)-n,n'-bis(phenyl)benzidine,tpd)等)或星爆状胺衍生物(4,4',4
”‑
三(n,n-二苯基氨基)三苯胺(4,4',4
”‑
tris(n,n-diphenylamino)triphenylamine,tdata)等)、或者特定金属酞菁(特别是锌酞菁(znpc)等)(日本专利特开2005-167175号公报)。
[0466]
所述空穴注入层用材料及空穴传输层用材料也可作为如下的高分子化合物或其高分子交联体、或者如下的悬挂型高分子化合物或其悬挂型高分子交联体而用于空穴层用材料:所述高分子化合物是使在所述空穴注入层用材料及空穴传输层用材料中取代有反应性取代基的反应性化合物作为单体进行高分子化而成,所述悬挂型高分子化合物是使主链型高分子与所述反应性化合物反应而成。作为所述情况下的反应性取代基,可引用所述通
式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物中的说明。
[0467]
关于此种高分子化合物及高分子交联体的用途的详细情况,将在后面叙述。
[0468]
<有机电场发光元件中的发光层>
[0469]
发光层105是通过在施加有电场的电极间,使自阳极102注入的空穴与自阴极108注入的电子再结合而发光的层。作为形成发光层105的材料,只要为通过空穴与电子的再结合而得到激发来发光的化合物(发光性化合物)即可,优选为可形成稳定的薄膜形状、且在固体状态下显示强的发光(荧光)效率的化合物。在本发明中,作为发光层用的材料,可使用主体材料、与例如作为掺杂剂材料的所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物。
[0470]
发光层可为单一层,也可包含多层,任一者均可,且分别由发光层用材料(主体材料、掺杂剂材料)形成。主体材料与掺杂剂材料分别可为一种,也可为多种的组合,任一者均可。掺杂剂材料可包含于主体材料整体内,也可包含于部分主体材料内,任一者均可。作为掺杂方法,可通过与主体材料的共蒸镀法来形成,也可与主体材料预先混合后同时蒸镀,或者也可和有机溶媒一起与主体材料预先混合后通过湿式成膜法来制膜。
[0471]
主体材料的使用量根据主体材料的种类而不同,只要配合所述主体材料的特性来决定即可。主体材料的使用量的基准优选为发光层用材料整体的50重量%~99.999重量%,更优选为80重量%~99.95重量%,进而优选为90重量%~99.9重量%。
[0472]
掺杂剂材料的使用量根据掺杂剂材料的种类而不同,只要配合所述掺杂剂材料的特性来决定即可。掺杂剂材料的使用量的基准优选为发光层用材料整体的0.001重量%~50重量%,更优选为0.05重量%~20重量%,进而优选为0.1重量%~10重量%。若为所述范围,则例如就可防止浓度淬灭现象的方面而言优选。另外,就耐久性的观点而言,也优选为掺杂剂材料的氢原子的一部分或全部经氘化。
[0473]
另一方面,在使用了热活化延迟荧光掺杂剂材料的有机电场发光元件中,就可防止浓度淬灭现象的方面而言,优选为掺杂剂材料的使用量为低浓度,但就热活化延迟荧光机制的效率的方面而言,优选为掺杂剂材料的使用量为高浓度。进而,在使用了热活化延迟荧光辅助掺杂剂材料的有机电场发光元件中,就辅助掺杂剂材料的热活化延迟荧光机制的效率的方面而言,优选为与辅助掺杂剂材料的使用量相比,掺杂剂材料的使用量为低浓度。
[0474]
在使用辅助掺杂剂材料的情况下,主体材料、辅助掺杂剂材料及掺杂剂材料的使用量的基准分别为发光层用材料整体的40重量%~99.999重量%、59重量%~1重量%及20重量%~0.001重量%,优选为分别为60重量%~99.99重量%、39重量%~5重量%及10重量%~0.01重量%,更优选为70重量%~99.95重量%、29重量%~10重量%及5重量%~0.05重量%。所述通式(1a)或通式(1b)所表示的化合物及其高分子化合物也可用作辅助掺杂剂材料。
[0475]
作为主体材料,可列举:自从前以来作为发光体而为人所知的蒽或芘等的缩合环衍生物、双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物、四苯基丁二烯衍生物、环戊二烯衍生物、芴衍生物、苯并芴衍生物等。
[0476]
就促进而非阻碍发光层内的tadf的产生的观点而言,主体材料的三重态能量优选为高于在发光层内具有最高的三重态能量的掺杂剂或辅助掺杂剂的三重态能量,具体而言,主体材料的三重态能量优选为0.01ev以上,更优选为0.03ev以上,进而优选为0.1ev以
上。另外,在主体材料中也可使用tadf活性的化合物。
[0477]
作为主体材料,例如可列举:下述通式(h1)所表示的化合物、下述通式(h2)所表示的化合物、下述通式(h3)所表示的化合物、包含下述通式(h4)所表示的结构的化合物、下述通式(h5)所表示的化合物、下述通式(h6)所表示的化合物、及tadf材料。优选为通式(h1)所表示的化合物。
[0478]
[化73]
[0479][0480]
<通式(h1)所表示的化合物>
[0481]
[化74]
[0482][0483]
所述式(h1)中,l1为碳数6~30的亚芳基或碳数2~30的亚杂芳基,优选为碳数6~24的亚芳基,更优选为碳数6~16的亚芳基,进而优选为碳数6~12的亚芳基,特别优选为碳数6~10的亚芳基,另外,优选为碳数2~25的亚杂芳基,更优选为碳数2~20的亚杂芳基,进而优选为碳数2~15的亚杂芳基,特别优选为碳数2~10的亚杂芳基。作为亚芳基,具体而言,可列举:苯环、联苯环、萘环、三联苯环、苊环、芴环、非那烯环、菲环、三亚苯环、芘环、并四苯环、苝环及并五苯环等的二价基。另外,作为亚杂芳基,具体而言,可列举:吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1h-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1h-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁噻环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环、吩吖硅环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、呋咱环、噁二唑环、噻蒽环、吲哚并咔唑环、苯并吲哚并咔唑环、二苯并吲哚并咔唑环及萘并苯并呋喃环等的二价基。
[0484]
式(h1)所表示的化合物中的至少一个氢可经碳数1~6的烷基、碳数3~14的环烷基、氰基、卤素或氘取代。
[0485]
<通式(h2)所表示的化合物>
[0486]
[化75]
[0487][0488]
所述式(h2)中,l2及l3分别独立地为碳数6~30的芳基或碳数2~30的杂芳基。作为芳基,优选为碳数6~24的芳基,更优选为碳数6~16的芳基,进而优选为碳数6~12的芳基,特别优选为碳数6~10的芳基,具体而言,可列举:苯环、联苯环、萘环、三联苯环、苊环、芴环、非那烯环、菲环、三亚苯环、芘环、并四苯环、苝环及并五苯环等的一价基。作为杂芳基,优选为碳数2~25的杂芳基,更优选为碳数2~20的杂芳基,进而优选为碳数2~15的杂芳基,特别优选为碳数2~10的杂芳基,具体而言,可列举:吡咯环、噁唑环、异噁唑环、噻唑环、异噻唑环、咪唑环、噁二唑环、噻二唑环、三唑环、四唑环、吡唑环、吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、三嗪环、吲哚环、异吲哚环、1h-吲唑环、苯并咪唑环、苯并噁唑环、苯并噻唑环、1h-苯并三唑环、喹啉环、异喹啉环、噌啉环、喹唑啉环、喹喔啉环、酞嗪环、萘啶环、嘌呤环、蝶啶环、咔唑环、吖啶环、吩噁噻环、吩噁嗪环、吩噻嗪环、吩嗪环、吩吖硅环、吲嗪环、呋喃环、苯并呋喃环、异苯并呋喃环、二苯并呋喃环、噻吩环、苯并噻吩环、二苯并噻吩环、呋咱环、噁二唑环、噻蒽环、吲哚并咔唑环、苯并吲哚并咔唑环、二苯并吲哚并咔唑环及萘并苯并呋喃环等的一价基。
[0489]
式(h2)所表示的化合物中的至少一个氢可经碳数1~6的烷基、碳数3~14的环烷基、氰基、卤素或氘取代。
[0490]
<通式(h3)所表示的化合物(高分子主体材料的一例)>
[0491]
[化76]
[0492][0493]
式(h3)中,
[0494]
mu分别独立地为自芳香族化合物中除去任意两个氢原子而表示的二价基,ec分别独立地为自芳香族化合物中除去任意一个氢原子而表示的一价基,mu中的两个氢经取代为ec或mu,k为2~50000的整数。
[0495]
更具体而言,
[0496]
mu分别独立地为亚芳基、亚杂芳基、二亚芳基芳基氨基、二亚芳基芳基硼基、氧杂烃基硼-二基、氮杂烃基硼-二基,
[0497]
ec分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基或芳基氧基,
[0498]
mu及ec中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基及环烷基取代,
[0499]
k为2~50000的整数。
[0500]
k优选为20~50000的整数,更优选为100~50000的整数。
[0501]
式(h3)中的mu及ec中的至少一个氢可经碳数1~24的烷基、碳数3~24的环烷基、卤素或氘取代,进而,所述烷基中的任意的-ch
2-可经-o-或-si(ch3)
2-取代,所述烷基中的除直接键结于式(h3)中的ec的-ch
2-以外的任意的-ch
2-可经碳数6~24的亚芳基取代,所述烷基中的任意的氢可经氟取代。
[0502]
作为mu,例如可列举自以下的任一化合物中除去任意的两个氢原子而表示的二价基。
[0503]
[化77]
[0504][0505]
更具体而言,可列举以下的任一结构所表示的二价基。这些中,mu在*处与其他mu或ec键结。
[0506]
[化78]
[0507][0508]
[化79]
[0509][0510]
[化80]
[0511][0512]
[化81]
[0513][0514]
[化82]
[0515][0516]
[化83]
[0517][0518]
[化84]
[0519][0520]
[化85]
[0521][0522]
[化86]
[0523][0524]
另外,作为ec,例如可列举以下的任一结构所表示的一价基。这些中,ec在*处与mu键结。
[0525]
[化87]
[0526][0527]
[化88]
[0528][0529]
就溶解性及涂布制膜性的观点而言,式(h3)所表示的化合物优选为分子中的mu总数(k)的10%~100%的mu具有碳数1~24的烷基,更优选为分子中的mu总数(k)的30%~100%的mu具有碳数1~18的烷基(碳数3~18的分支链烷基),进而优选为分子内的mu总数(k)的50%~100%的mu具有碳数1~12的烷基(碳数3~12的分支链烷基)。另一方面,就面内取向性及电荷传输的观点而言,优选为分子中的mu总数(k)的10%~100%的mu具有碳数7~24的烷基,更优选为分子中的mu总数(k)的30%~100%的mu具有碳数7~24的烷基(碳数7~24的分支链烷基)。
[0530]
<包含通式(h4)所表示的结构的化合物>
[0531]
所述化合物是包含下述式(h4)所表示的结构的化合物,且包含多个、优选为一个~五个、更优选为一个~三个、进而优选为一个~两个、最优选为一个所述结构,在包含多个所述结构的情况下,所述结构彼此直接通过单键键结,或者通过特定的连结基键结。
[0532]
[化89]
[0533][0534]
所述通式(h4)中,g分别独立地为“=c(-h)
‑”
或“=n
‑”
,所述“=c(-h)
‑”
中的h可经取代基或其他式(h4)所表示的结构取代。
[0535]
包含通式(h4)所表示的结构的化合物例如可使用在国际公开第2012/153780号及国际公开第2013/038650号等中记载的化合物,且可依照所述文献中记载的方法来制造。
[0536]
作为g的“=c(-h)
‑”
中的h经取代时的取代基的例子例如如以下那样,但并不限定于这些。
[0537]
关于作为取代基的“芳基”的具体例,可列举:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、菲基、芘基、基、苯并[c]菲基、苯并[g]基、苯并蒽基、三亚苯基、芴基、9,9-二甲基芴基、苯并芴基、二苯并芴基、联苯基、联三苯基、联四苯基、荧蒽基等,优选为可列举苯基、联苯基、联三苯基、联四苯基、萘基、三亚苯基及芴基等。作为具有取代基的芳基,可列举:甲苯基、二甲
苯基及9,9-二甲基芴基等。如具体例所示,芳基包含缩合芳基及非缩合芳基两者。
[0538]
关于作为取代基的“杂芳基”的具体例,可列举:吡咯基、吡唑基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吡啶基、三嗪基、吲哚基、异吲哚基、咪唑基、苯并咪唑基、吲唑基、咪唑并[1,2-a]吡啶基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、氮杂二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、萘啶基、咔唑基、氮杂咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、噁唑基、噁二唑基、呋咱基、苯并噁唑基、噻吩基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、四唑基等,优选为可列举二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、吡啶基、嘧啶基、三嗪基、氮杂二苯并呋喃基及氮杂二苯并噻吩基等。进而优选为二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并呋喃基或氮杂二苯并噻吩基。
[0539]
作为取代基的“经取代的硅烷基”也优选为选自由经取代或未经取代的三烷基硅烷基、经取代或未经取代的芳基烷基硅烷基、以及经取代或未经取代的三芳基硅烷基所组成的群组中的基。
[0540]
作为经取代或未经取代的三烷基硅烷基的具体例,可列举三甲基硅烷基及三乙基硅烷基。作为经取代或未经取代的芳基烷基硅烷基的具体例,可列举:二苯基甲基硅烷基、二甲苯基甲基硅烷基及苯基二甲基硅烷基等。作为经取代或未经取代的三芳基硅烷基的具体例,可列举三苯基硅烷基及三甲苯基硅烷基等。
[0541]
作为取代基的“经取代的氧化膦基”也优选为经取代或未经取代的二芳基氧化膦基。作为经取代或未经取代的二芳基氧化膦基的具体例,可列举二苯基氧化膦及二甲苯基氧化膦等。
[0542]
关于作为取代基的“经取代的羧基”,例如可列举苯甲酰氧基等。
[0543]
作为将式(h4)所表示的结构键结多个的连结基,可列举所述芳基或杂芳基的二价~四价、二价~三价、或二价的衍生物。
[0544]
以下示出包含通式(h4)所表示的结构的化合物的具体例。
[0545]
[化90]
[0546][0547]
[化91]
[0548][0549]
<通式(h5)所表示的化合物>
[0550]
[化92]
[0551][0552]
所述式(h5)中,
[0553]
r1~r
11
分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、烷基或环烷基(以上,第一取代基),这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第二取代基)取代,
[0554]
r1~r
11
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、烷基或环烷基(以上,第一取代基)取代,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第二取代基)取代,
[0555]
a环、b环、及c环中的任意的
“‑
c(-r)=”(此处r为r1~r
11
)可经取代为
“‑
n=”,
[0556]
式(h5)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地经卤素或氘取代。
[0557]
式(h5)中的a环、b环、及c环中的任意的
“‑
c(-r)=”(此处r为r1~r
11
)经取代为
“‑
n=”,也可变化为吡啶环、嘧啶环、哒嗪环、吡嗪环、其他含氮杂芳基环。所述说明的详细情况可引用所述通式(2a)及式(2b)中的说明。
[0558]
优选为所述式(h5)中,
[0559]
r1~r
11
分别独立地为氢、碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代,
[0560]
r1~r
11
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成碳数9~16的芳基环或碳数6~15的杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代。
[0561]
进而优选为所述式(h5)中,
[0562]
r1~r
11
分别独立地为氢、碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基取代,
[0563]
r1~r
11
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环或c环一起形成碳数9~12的芳基环或碳数6~12的杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基取代。
[0564]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基中的“芳基”或“杂芳基”,可列举以下的例子。
[0565]
作为具体的“芳基”,例如可列举碳数6~30的芳基,优选为碳数6~24的芳基,更优选为碳数6~20的芳基,进而优选为碳数6~16的芳基,特别优选为碳数6~12的芳基,最优选为碳数6~10的芳基。例如可列举:作为单环系芳基的苯基,作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基,作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基,作为三环系芳基的联三苯基(间三联苯基-2'-基、间三联苯基-4'-基、间三联苯基-5'-基、邻三联苯基-3'-基、邻三联苯基-4'-基、对三联苯基-2'-基、间三联苯基-2-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-4-基、邻三联苯基-2-基、邻三联苯基-3-基、邻三联苯基-4-基、对三联苯基-2-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-4-基),作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基,作为四环系芳基的联四苯基(5'-苯基-间三联苯基-2-基、5'-苯基-间三联苯基-3-基、5'-苯基-间三联苯基-4-基、间联四苯基),作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基,作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
[0566]
作为具体的“杂芳基”,例如可列举碳数2~30的杂芳基,优选为碳数2~25的杂芳
基,更优选为碳数2~20的杂芳基,进而优选为碳数2~15的杂芳基,特别优选为碳数2~10的杂芳基。例如可列举:吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、吲哚基、异吲哚基、1h-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1h-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁噻基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩吖硅基、吲嗪基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、萘并苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、二苯并噻吩基、萘并苯并噻吩基、苯并磷酰基、二苯并磷酰基、苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、二苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、呋咱基、噻蒽基、吲哚并咔唑基、苯并吲哚并咔唑基及二苯并吲哚并咔唑基等。
[0567]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为“烷基”,可为直链及分支链的任一种,例如可列举碳数1~24的直链烷基或碳数3~24的分支链烷基,优选为碳数1~18的烷基(碳数3~18的分支链烷基),更优选为碳数1~12的烷基(碳数3~12的分支链烷基),进而优选为碳数1~6的烷基(碳数3~6的分支链烷基),特别优选为碳数1~5的烷基(碳数3~5的分支链烷基)或碳数1~4的烷基(碳数3~4的分支链烷基),最优选为甲基。例如可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基(t-pentyl)(t-amyl)、正己基、1-甲基戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基(1,1,3,3-四甲基丁基)、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一基、1-甲基癸基、正十二基、正十三基、1-己基庚基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正二十基等。另外,例如也可列举:1-乙基-1-甲基丙基、1,1-二乙基丙基、1,1-二甲基丁基、1-乙基-1-甲基丁基、1,1,4-三甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基辛基、1,1-二甲基戊基、1,1-二甲基庚基、1,1,5-三甲基己基、1-乙基-1-甲基己基、1-乙基-1,3-二甲基丁基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-丁基-1-甲基戊基、1,1-二乙基丁基、1-乙基-1-甲基戊基、1,1,3-三甲基丁基、1-丙基-1-甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1-乙基-1,2,2-三甲基丙基、1-丙基-1-甲基丁基、1,1-二甲基己基等。
[0568]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为“环烷基”,可列举:碳数3~24的环烷基、碳数3~20的环烷基、碳数3~16的环烷基、碳数3~14的环烷基、碳数5~10的环烷基、碳数5~8的环烷基、碳数5~6的环烷基、碳数5的环烷基等。例如可列举:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、及这些的碳数1~4的烷基(特别是甲基)取代物、或双环[1.1.0]丁基、双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.0]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[3.1.0]己基、双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基、双金刚烷基、十氢萘基、十氢薁基等。
[0569]
第一取代基为芳基时的取代位置优选为r1、r3、r4、r5、r
10
及r
11
,更优选为例如对r1及r3的取代、对r5及r
10
的取代、对r4及r
11
的取代,芳基优选为苯基。
[0570]
第一取代基为杂芳基时的取代位置优选为r1、r2、r3、r4、r5、r6、r9、r
10
及r
11
,更优选为例如对r1的取代、对r2的取代、对r3的取代、对r1及r3的取代、对r4及r
11
的取代、对r5及r
10
的取代、对r6及r9的取代,杂芳基优选为咔唑基。所述杂芳基(例如咔唑基)可经由亚苯基对所述位置进行取代。
[0571]
作为式(h5)所表示的化合物的具体的例子,例如可列举下述结构式所表示的化合
物。此外,式中的“me”为甲基。
[0572]
[化93]
[0573][0574]
[化94]
[0575][0576]
关于式(h5)所表示的化合物,可通过首先利用键结基(-o-)使a环~c环进行键结来制造中间物(第一反应),然后利用b(硼)使a环~c环进行键结来制造最终生成物(第二反应)。在第一反应中,例如可利用亲核取代反应或乌尔曼反应(ullmann reaction)等一般的
醚化反应。另外,在第二反应中,可利用串联式杂弗里德-克拉夫茨反应(连续的芳香族亲电子取代反应)。关于第一反应及第二反应的详细情况,可参考国际公开第2015/102118号公报中所记载的说明。
[0577]
<通式(h6)所表示的化合物>
[0578]
[化95]
[0579][0580]
所述式(h6)中,
[0581]
r1~r
16
分别独立地为氢、芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第一取代基),这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第二取代基)取代,
[0582]
r1~r
16
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环、或d环一起形成芳基环或杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经芳基、杂芳基、二芳基氨基、二杂芳基氨基、芳基杂芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第一取代基)取代,这些中的至少一个氢可进一步经芳基、杂芳基、二芳基氨基、烷基或环烷基(以上,第二取代基)取代,
[0583]
式(h6)所表示的化合物中的至少一个氢可分别独立地经卤素或氘取代。
[0584]
优选为所述式(h6)中,
[0585]
r1~r
16
分别独立地为氢、碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代,
[0586]
r1~r
16
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环、或d环一起形成碳数9~16的芳基环或碳数6~15的杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~30的芳基、碳数2~30的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~12的芳基)、碳数1~12的烷基或碳数3~16的环烷基取代。
[0587]
进而优选为所述式(h6)中,
[0588]
r1~r
16
分别独立地为氢、碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷
基取代,
[0589]
r1~r
16
中邻接的基彼此可键结并与a环、b环、c环、或d环一起形成碳数9~12的芳基环或碳数6~12的杂芳基环,所形成的环中的至少一个氢可经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基取代,这些中的至少一个氢可进一步经碳数6~16的芳基、碳数2~15的杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结,其中芳基为碳数6~10的芳基)、碳数1~6的烷基或碳数3~14的环烷基取代。
[0590]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为芳基、杂芳基、二芳基氨基(两个芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、二杂芳基氨基(二杂芳基氨基的两个杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)、芳基杂芳基氨基(芳基与杂芳基不相互键结,或者经由连结基而键结)中的“芳基”或“杂芳基”,可列举以下的例子。
[0591]
作为具体的“芳基”,例如可列举碳数6~30的芳基,优选为碳数6~24的芳基,更优选为碳数6~20的芳基,进而优选为碳数6~16的芳基,特别优选为碳数6~12的芳基,最优选为碳数6~10的芳基。例如可列举:作为单环系芳基的苯基,作为二环系芳基的(2-、3-、4-)联苯基,作为缩合二环系芳基的(1-、2-)萘基,作为三环系芳基的联三苯基(间三联苯基-2'-基、间三联苯基-4'-基、间三联苯基-5'-基、邻三联苯基-3'-基、邻三联苯基-4'-基、对三联苯基-2'-基、间三联苯基-2-基、间三联苯基-3-基、间三联苯基-4-基、邻三联苯基-2-基、邻三联苯基-3-基、邻三联苯基-4-基、对三联苯基-2-基、对三联苯基-3-基、对三联苯基-4-基),作为缩合三环系芳基的苊-(1-、3-、4-、5-)基、芴-(1-、2-、3-、4-、9-)基、非那烯-(1-、2-)基、(1-、2-、3-、4-、9-)菲基,作为四环系芳基的联四苯基(5'-苯基-间三联苯基-2-基、5'-苯基-间三联苯基-3-基、5'-苯基-间三联苯基-4-基、间联四苯基),作为缩合四环系芳基的三亚苯-(1-、2-)基、芘-(1-、2-、4-)基、并四苯-(1-、2-、5-)基,作为缩合五环系芳基的苝-(1-、2-、3-)基、并五苯-(1-、2-、5-、6-)基等。
[0592]
作为具体的“杂芳基”,例如可列举碳数2~30的杂芳基,优选为碳数2~25的杂芳基,更优选为碳数2~20的杂芳基,进而优选为碳数2~15的杂芳基,特别优选为碳数2~10的杂芳基。例如可列举:吡咯基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、噁二唑基、噻二唑基、三唑基、四唑基、吡唑基、吡啶基、嘧啶基、哒嗪基、吡嗪基、三嗪基、吲哚基、异吲哚基、1h-吲唑基、苯并咪唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、1h-苯并三唑基、喹啉基、异喹啉基、噌啉基、喹唑啉基、喹喔啉基、酞嗪基、萘啶基、嘌呤基、蝶啶基、咔唑基、吖啶基、吩噁噻基、吩噁嗪基、吩噻嗪基、吩嗪基、吩吖硅基、吲嗪基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、萘并苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、异苯并噻吩基、二苯并噻吩基、萘并苯并噻吩基、苯并磷酰基、二苯并磷酰基、苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、二苯并磷杂环戊二烯氧化物环的一价基、呋咱基、噻蒽基、吲哚并咔唑基、苯并吲哚并咔唑基及二苯并吲哚并咔唑基等。
[0593]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为“烷基”,可为直链及分支链的任一种,例如可列举碳数1~24的直链烷基或碳数3~24的分支链烷基,优选为碳数1~18的烷基(碳数3~18的分支链烷基),更优选为碳数1~12的烷基(碳数3~12的分支链烷基),进而优选为碳数1~6的烷基(碳数3~6的分支链烷基),特别优选为碳数1~5的烷基(碳数3~5的分支链烷基)或碳数1~4的烷基(碳数3~4的分支链烷基),最优选为甲基。例如可列举:甲基、乙
基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基(t-pentyl)(t-amyl)、正己基、1-甲基戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基(1,1,3,3-四甲基丁基)、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、2,6-二甲基-4-庚基、3,5,5-三甲基己基、正癸基、正十一基、1-甲基癸基、正十二基、正十三基、1-己基庚基、正十四基、正十五基、正十六基、正十七基、正十八基、正二十基等。另外,例如也可列举:1-乙基-1-甲基丙基、1,1-二乙基丙基、1,1-二甲基丁基、1-乙基-1-甲基丁基、1,1,4-三甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基辛基、1,1-二甲基戊基、1,1-二甲基庚基、1,1,5-三甲基己基、1-乙基-1-甲基己基、1-乙基-1,3-二甲基丁基、1,1,2,2-四甲基丙基、1-丁基-1-甲基戊基、1,1-二乙基丁基、1-乙基-1-甲基戊基、1,1,3-三甲基丁基、1-丙基-1-甲基戊基、1,1,2-三甲基丙基、1-乙基-1,2,2-三甲基丙基、1-丙基-1-甲基丁基、1,1-二甲基己基等。
[0594]
在所述第一取代基及第二取代基中,作为“环烷基”,可列举:碳数3~24的环烷基、碳数3~20的环烷基、碳数3~16的环烷基、碳数3~14的环烷基、碳数5~10的环烷基、碳数5~8的环烷基、碳数5~6的环烷基、碳数5的环烷基等。例如可列举:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、及这些的碳数1~4的烷基(特别是甲基)取代物、或双环[1.1.0]丁基、双环[1.1.1]戊基、双环[2.1.0]戊基、双环[2.1.1]己基、双环[3.1.0]己基、双环[2.2.1]庚基、双环[2.2.2]辛基、金刚烷基、双金刚烷基、十氢萘基、十氢薁基等。
[0595]
式(h6)所表示的化合物可参考国际公开第2014/042197号公报中所记载的说明来制造。
[0596]
<tadf材料>
[0597]
通过减小激发单重态状态与激发三重态状态的能量差,来高效率地产生通常迁移概率低的自激发三重态状态向激发单重态状态的逆能量转移,由此显现来自单重态的发光(热活化延迟荧光,tadf)。在通常的荧光发光中,通过电流激发而产生的75%的三重态激子通过热失活路径,因此无法作为荧光来提取。另一方面,在tadf中,可将所有的激子用于荧光发光,可实现高效率的有机el元件。
[0598]
作为可出于此种目的而使用的tadf材料,例如可列举下述通式(h7)所表示的化合物、或具有下述通式(h7)作为部分结构的化合物。
[0599]
[化96]
[0600]
ed-ln-ea
ꢀꢀ
(h7)
[0601]
在式(h7)中,ed为供电子性基,ln为键结基,ea为电子接受性基,式(h7)所表示的化合物的单重态能量(s1)与三重态能量(t1)的能量差(δs1t1)为0.2ev以下(尾山弘树(hiroki uoyama)、刚志健一(kenichi goushi)、志津克行(katsuyuki shizu)、野村浩子(hiroko nomura)、足立千早(chihaya adachi),《自然(nature)》,492,234-238(2012))。能量差(δs1t1)优选为0.15ev以下,更优选为0.10ev以下,进而优选为0.08ev以下。
[0602]
tadf材料优选为被设计成使用被称为施体的供电子性的取代基与被称为受体的电子接受性的取代基来使分子内的homo与lumo局部存在化,以产生有效率的反向系间跨越(reverse intersystem crossing)的施体-受体型tadf化合物(d-a型tadf化合物)。
[0603]
此处,在本说明书中所谓“供电子性的取代基”(施体)是指在tadf化合物分子中lumo轨道局部存在的取代基及部分结构,所谓“电子接受性的取代基”(受体)是指在tadf化
合物分子中homo轨道局部存在的取代基及部分结构。
[0604]
一般而言,使用施体或受体的tadf化合物由于结构原因,自旋轨道耦合(soc:spin orbit coupling)大,且homo与lumo的交换相互作用小,δe(st)小,因此可获得非常快的反向系间跨越速度。另一方面,使用施体或受体的tadf化合物在激发状态下的结构弛豫变大(在某分子中,在基态与激发状态下稳定结构不同,因此若通过外部刺激而发生自基态向激发状态的转换,则之后结构变化为激发状态下的稳定结构),从而提供宽度宽的发光光谱,因此当作为发光材料来使用时有可能使色纯度降低。
[0605]
在色纯度因tadf材料而降低的情况下,只要在发光层或与发光层邻接的层中添加荧光性的化合物作为其他成分即可。tadf材料作为辅助掺杂剂发挥功能,其他成分作为发射掺杂剂发挥功能。作为其他成分,只要是所述化合物的吸收光谱与辅助掺杂剂的发光峰至少一部分重叠的化合物即可。
[0606]
作为tadf材料中所使用的施体性及受体性的结构,例如可使用《材料化学(chemistry of materials)》,2017,29,1946-1963中记载的结构。作为ed,例如可列举含有sp3氮的官能基,更具体而言,可列举:自咔唑、二甲基咔唑、二-叔丁基咔唑、二甲氧基咔唑、四甲基咔唑、苯并氟咔唑、苯并噻吩并咔唑、苯基二氢吲哚并咔唑、苯基联咔唑、联咔唑、三联咔唑(tercarbazole)、二苯基咔唑基胺、四苯基咔唑基二胺、吩噁嗪、二氢吩嗪、吩噻嗪、二甲基二氢吖啶、二苯基胺、双(叔丁基苯基)胺、n1-(4-(二苯基氨基)苯基)-n4,n4-二苯基苯-1,4-二胺、二甲基四苯基二氢吖啶二胺、四甲基-二氢-茚基吖啶及二苯基-二氢二苯并氮杂硅啉等衍生的基。另外,作为ea,例如可列举含sp2氮的芳香族环、cn取代芳香族环、具有酮的环及氰基,更具体而言,可列举:自磺酰基二苯、二苯甲酮、亚苯基双(苯基甲酮)、苯甲腈、异烟腈、邻苯二甲腈、间苯二甲腈、对苯二甲腈、三唑、噁唑、噻二唑、苯并噻唑、苯并双(噻唑)、苯并噁唑、苯并双(噁唑)、喹啉、苯并咪唑、二苯并喹喔啉、七氮杂非那烯、噻吨酮二氧化物、二甲基蒽酮、蒽二酮、吡啶、5h-环戊[1,2-b:5,4-b']联吡啶、苯三甲腈、芴二甲腈、吡嗪二甲腈、吡啶二甲腈、二苯并喹喔啉二甲腈、嘧啶、苯基嘧啶、甲基嘧啶、三嗪、三苯基三嗪、双(苯基磺酰基)苯、二甲基噻吨二氧化物、噻蒽四氧化物及三(二甲基苯基)硼烷等衍生的基。作为ln,例如可列举单键及亚芳基,更具体而言,可列举:亚苯基、亚联苯基、亚萘基等。另外,在任一结构中,氢均可经烷基、环烷基及芳基取代。特别优选为具有选自咔唑、吩噁嗪、吖啶、三嗪、嘧啶、吡嗪、噻吨酮、苯甲腈、邻苯二甲腈、间苯二甲腈、二苯基砜、三唑、噁二唑、噻二唑及二苯甲酮中的至少一者作为部分结构的化合物。
[0607]
更具体而言,通式(h7)所表示的化合物是下述通式(h7-1)、式(h7-2)及式(h7-3)的任一者所表示的化合物。
[0608]
[化97]
[0609][0610]
所述通式(h7-1)、式(h7-2)及式(h7-3)中,
[0611]
m分别独立地为单键、-o-、>n-ar或>c(-ar)2,就所形成的部分结构的homo的深度以及最低激发单重态能级及最低激发三重态能级的高度的观点而言,优选为单键、-o-或>n-ar,
[0612]
j是将施体性的部分结构与受体性的部分结构分开的间隔结构,且分别独立地为碳数6~18的亚芳基,就自施体性的部分结构与受体性的部分结构渗出的共轭的大小的观点而言,优选为碳数6~12的亚芳基,更具体而言,可列举:亚苯基、甲基亚苯基及二甲基亚苯基,
[0613]
q分别独立地为=c(-h)-或=n-,就所形成的部分结构的lumo的浅度以及最低激发单重态能级及最低激发三重态能级的高度的观点而言,优选为=n-,
[0614]
ar分别独立地为氢、碳数6~24的芳基、碳数2~24的杂芳基、碳数1~12的烷基或碳数3~18的环烷基,就所形成的部分结构的homo的深度以及最低激发单重态能级及最低激发三重态能级的高度的观点而言,优选为氢、碳数6~12的芳基、碳数2~14的杂芳基、碳数1~4的烷基或碳数6~10的环烷基,更优选为氢、苯基、甲苯基、二甲苯基、均三甲苯基、联苯基、吡啶基、联吡啶基、三嗪基、咔唑基、二甲基咔唑基、二-叔丁基咔唑基、苯并咪唑或苯基苯并咪唑,进而优选为氢、苯基或咔唑基,
[0615]
m为1或2,
[0616]
n为2~(6-m)的整数,就位阻的观点而言,优选为4~(6-m)的整数。
[0617]
进而,所述各式所表示的化合物中的至少一个氢可经卤素或氘取代。
[0618]
作为式(h7)所表示的化合物,例如可列举下述结构所表示的化合物。此外,结构式中的*表示键结位置,“me”表示甲基,“tbu”表示叔丁基。
[0619]
[化98]
[0620][0621]
[化99]
[0622][0623]
[化100]
[0624][0625]
[化101]
[0626][0627]
[化102]
[0628][0629]
[化103]
[0630][0631]
[化104]
[0632][0633]
[化105]
[0634][0635]
[化106]
[0636][0637]
作为通式(h7)所表示的化合物,在所述具体的化合物中,特别优选为4czbn、4czbn-ph、5czbn、3cz2dphczbn、4czipn、2pxz-taz、cz-trz3、bdpcc-tpta、ma-ta、pa-ta、fa-ta、pxz-trz、dmac-trz、bczt、dcztrz、ddcztrz、螺环ac-trz、ac-hpm、ac-ppm、ac-mpm、tcztrz、tmcztrz及dczmcztrz。
[0638]
另外,作为掺杂剂材料,除可使用所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物以外,也可使用已知的化合物,且可根据所期望的发光色而自各种材料中选择。具体而言,例如可列举:菲、蒽、芘、并四苯、并五苯、苝、萘并芘、二苯并芘、红荧烯及等缩合环衍生物,苯并噁唑衍生物,苯并噻唑衍生物,苯并咪唑衍生物,苯并三唑衍生物,噁唑衍生
物,噁二唑衍生物,噻唑衍生物,咪唑衍生物,噻二唑衍生物,三唑衍生物,吡唑啉衍生物,二苯乙烯衍生物,噻吩衍生物,四苯基丁二烯衍生物,环戊二烯衍生物,双苯乙烯基蒽衍生物或二苯乙烯基苯衍生物等双苯乙烯基衍生物(日本专利特开平1-245087号公报),双苯乙烯基亚芳基衍生物(日本专利特开平2-247278号公报),二氮杂苯并二茚衍生物,呋喃衍生物,苯并呋喃衍生物,苯基异苯并呋喃、二均三甲苯基异苯并呋喃、二(2-甲基苯基)异苯并呋喃、二(2-三氟甲基苯基)异苯并呋喃、苯基异苯并呋喃等异苯并呋喃衍生物,二苯并呋喃衍生物,7-二烷基氨基香豆素衍生物、7-哌啶基香豆素衍生物、7-羟基香豆素衍生物、7-甲氧基香豆素衍生物、7-乙酰氧基香豆素衍生物、3-苯并噻唑基香豆素衍生物、3-苯并咪唑基香豆素衍生物、3-苯并噁唑基香豆素衍生物等香豆素衍生物,二氰基亚甲基吡喃衍生物,二氰基亚甲基噻喃衍生物,聚次甲基衍生物,花青衍生物,氧代苯并蒽衍生物,呫吨衍生物,罗丹明衍生物,荧光素衍生物,吡喃鎓衍生物,喹喏酮衍生物,吖啶衍生物,噁嗪衍生物,苯醚衍生物,喹吖啶酮衍生物,喹唑啉衍生物,吡咯并吡啶衍生物,呋喃并吡啶衍生物,1,2,5-噻二唑并芘衍生物,吡咯亚甲基衍生物,紫环酮衍生物,吡咯并吡咯衍生物,方酸内鎓盐衍生物,紫蒽酮衍生物,吩嗪衍生物,吖啶酮衍生物,脱氮黄素衍生物,芴衍生物及苯并芴衍生物等。
[0639]
若以显色光分别例示,则作为蓝色掺杂剂材料~蓝绿色掺杂剂材料,可列举:萘、蒽、菲、芘、三亚苯、苝、芴、茚、等芳香族烃化合物或其衍生物,呋喃、吡咯、噻吩、噻咯、9-硅芴、9,9'-螺二硅芴、苯并噻吩、苯并呋喃、吲哚、二苯并噻吩、二苯并呋喃、咪唑并吡啶、菲咯啉、吡嗪、萘啶、喹喔啉、吡咯并吡啶、噻吨等芳香族杂环化合物或其衍生物,二苯乙烯基苯衍生物,四苯基丁二烯衍生物,二苯乙烯衍生物,醛连氮衍生物,香豆素衍生物,咪唑、噻唑、噻二唑、咔唑、噁唑、噁二唑、三唑等唑衍生物及其金属络合物,及n,n'-二苯基-n,n'-二(3-甲基苯基)-4,4'-二苯基-1,1'-二胺所代表的芳香族胺衍生物等。
[0640]
另外,作为绿色掺杂剂材料~黄色掺杂剂材料,可列举:香豆素衍生物、邻苯二甲酰亚胺衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、紫环酮衍生物、吡咯并吡咯衍生物、环戊二烯衍生物、吖啶酮衍生物、喹吖啶酮衍生物及红荧烯等并四苯衍生物等,进而,还可列举如下的化合物作为优选的例子:向作为所述蓝色掺杂剂材料~蓝绿色掺杂剂材料所例示的化合物中导入芳基、杂芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等能够长波长化的取代基而成的化合物。
[0641]
进而,作为橙色掺杂剂材料~红色掺杂剂材料,可列举:双(二异丙基苯基)苝四羧酸酰亚胺等萘二甲酰亚胺衍生物,紫环酮衍生物,将乙酰丙酮或苯甲酰丙酮与菲咯啉等作为配体的eu络合物等稀土类络合物,4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4h-吡喃或其类似物,镁酞菁、铝氯酞菁等金属酞菁衍生物,罗丹明化合物,脱氮黄素衍生物,香豆素衍生物,喹吖啶酮衍生物,吩噁嗪衍生物,噁嗪衍生物,喹唑啉衍生物,吡咯并吡啶衍生物,方酸内鎓盐衍生物,紫蒽酮衍生物,吩嗪衍生物,吩噁嗪酮衍生物及噻二唑并芘衍生物等,进而,还可列举如下的化合物作为优选的例子:向作为所述蓝色掺杂剂材料~蓝绿色掺杂剂材料及绿色掺杂剂材料~黄色掺杂剂材料所例示的化合物中导入芳基、杂芳基、芳基乙烯基、氨基、氰基等能够长波长化的取代基而成的化合物。
[0642]
此外,作为掺杂剂,可自化学工业2004年6月号第13页、及其中所列举的参考文献等中所记载的化合物等中适宜选择来使用。
[0643]
所述掺杂剂材料中,特别优选为具有二苯乙烯结构的胺、苝衍生物、硼烷衍生物、芳香族胺衍生物、香豆素衍生物、吡喃衍生物或芘衍生物。
10-(二均三甲苯基硼基)蒽、4-(9'-蒽基)二均三甲苯基硼基萘、4-(10'-苯基-9'-蒽基)二均三甲苯基硼基萘、9-(二均三甲苯基硼基)蒽、9-(4'-联苯基)-10-(二均三甲苯基硼基)蒽、9-(4'-(n-咔唑基)苯基)-10-(二均三甲苯基硼基)蒽等。
[0658]
另外,也可使用国际公开第2000/40586号手册等中所记载的硼烷衍生物。
[0659]
芳香族胺衍生物例如由下述式表示。
[0660]
[化109]
[0661][0662]
所述式中,ar4为源自碳数6~30的芳基的n价基,ar5及ar6分别独立地为碳数6~30的芳基,ar4~ar6可经芳基、杂芳基、烷基、环烷基、三取代硅烷基(经芳基、烷基及环烷基的至少一者进行了三取代的硅烷基)或氰基取代,而且n为1~4的整数。
[0663]
特别是更优选为如下的芳香族胺衍生物:ar4为源自蒽、芴、苯并芴或芘的二价基,ar5及ar6分别独立地为碳数6~30的芳基,ar4~ar6可经芳基、杂芳基、烷基、环烷基、三取代硅烷基(经芳基、烷基及环烷基的至少一者进行了三取代的硅烷基)或氰基取代,而且n为2。
[0664]
碳数6~30的芳基的具体例可列举:苯基、萘基、苊基、芴基、非那烯基、菲基、蒽基、荧蒽基、三亚苯基、芘基、基、并四苯基、苝基、并五苯基等。
[0665]
作为芳香族胺衍生物,作为系,例如可列举:n,n,n',n'-四苯基-6,12-二胺、n,n,n',n'-四(对甲苯基)-6,12-二胺、n,n,n',n'-四(间甲苯基)-6,12-二胺、n,n,n',n'-四(4-异丙基苯基)-6,12-二胺、n,n,n',n'-四(萘-2-基)-6,12-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(对甲苯基)-6,12-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-乙基苯基)-6,12-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-异丙基苯基)-6,12-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-叔丁基苯基)-6,12-二胺、n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-二(对甲苯基)-6,12-二胺等。
[0666]
另外,作为芘系,例如可列举:n,n,n',n'-四苯基芘-1,6-二胺、n,n,n',n'-四(对甲苯基)芘-1,6-二胺、n,n,n',n'-四(间甲苯基)芘-1,6-二胺、n,n,n',n'-四(4-异丙基苯基)芘-1,6-二胺、n,n,n',n'-四(3,4-二甲基苯基)芘-1,6-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(对甲苯基)芘-1,6-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-乙基苯基)芘-1,6-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-异丙基苯基)芘-1,6-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-叔丁基苯基)芘-1,6-二胺、n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-二(对甲苯基)芘-1,6-二胺、n,n,n',n'-四(3,4-二甲基苯基)-3,8-二苯基芘-1,6-二胺、n,n,n,n-四苯基芘-1,8-二胺、n,n'-双(联苯-4-基)-n,n'-二苯基芘-1,8-二胺、n1,n
6-二苯基-n1,n
6-双-(4-三甲基硅烷基-苯基)-1h,8h-芘-1,6-二胺等。
[0667]
另外,作为蒽系,例如可列举:n,n,n,n-四苯基蒽-9,10-二胺、n,n,n',n'-四(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、n,n,n',n'-四(间甲苯基)蒽-9,10-二胺、n,n,n',n'-四(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-二(间甲苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-乙基苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-二苯
基-n,n'-双(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-二苯基-n,n'-双(4-叔丁基苯基)蒽-9,10-二胺、n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-n,n,n',n'-四(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-n,n'-二苯基-n,n'-双(4-异丙基苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二-叔丁基-n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二环己基-n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-二(对甲苯基)蒽-9,10-二胺、2,6-二环己基-n,n'-双(4-异丙基苯基)-n,n'-双(4-叔丁基苯基)蒽-9,10-二胺、9,10-双(4-二苯基氨基-苯基)蒽、9,10-双(4-二(1-萘基氨基)苯基)蒽、9,10-双(4-二(2-萘基氨基)苯基)蒽、10-二-对甲苯基氨基-9-(4-二-对甲苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(4-二苯基氨基-1-萘基)蒽、10-二苯基氨基-9-(6-二苯基氨基-2-萘基)蒽等。
[0668]
另外,此外可列举:[4-(4-二苯基氨基-苯基)萘-1-基]-二苯基胺、[6-(4-二苯基氨基-苯基)萘-2-基]-二苯基胺、4,4'-双[4-二苯基氨基萘-1-基]联苯、4,4'-双[6-二苯基氨基萘-2-基]联苯、4,4
”‑
双[4-二苯基氨基萘-1-基]-对三联苯、4,4
”‑
双[6-二苯基氨基萘-2-基]-对三联苯等。
[0669]
另外,也可使用日本专利特开2006-156888号公报等中所记载的芳香族胺衍生物。
[0670]
作为香豆素衍生物,可列举香豆素-6、香豆素-334等。
[0671]
另外,也可使用日本专利特开2004-43646号公报、日本专利特开2001-76876号公报、及日本专利特开平6-298758号公报等中所记载的香豆素衍生物。
[0672]
作为吡喃衍生物,可列举下述的dcm、dcjtb等。
[0673]
[化110]
[0674][0675]
另外,也可使用日本专利特开2005-126399号公报、日本专利特开2005-097283号公报、日本专利特开2002-234892号公报、日本专利特开2001-220577号公报、日本专利特开2001-081090号公报、及日本专利特开2001-052869号公报等中所记载的吡喃衍生物。
[0676]
所述发光层用材料(主体材料及掺杂剂材料)也可作为如下的高分子化合物或其高分子交联体、或者如下的悬挂型高分子化合物或其悬挂型高分子交联体而用于发光层用材料:所述高分子化合物是使在所述发光层用材料(主体材料及掺杂剂材料)中取代有反应性取代基而成的反应性化合物作为单体进行高分子化而成,所述悬挂型高分子化合物是使主链型高分子与所述反应性化合物反应而成。作为所述情况下的反应性取代基,可引用所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物中的说明。
[0677]
关于此种高分子化合物及高分子交联体的用途的详细情况,将在后面叙述。
[0678]
<有机电场发光元件中的电子注入层、电子传输层>
[0679]
电子注入层107发挥将自阴极108迁移来的电子效率良好地注入至发光层105内或电子传输层106内的作用。电子传输层106发挥将自阴极108注入的电子或自阴极108经由电子注入层107注入的电子效率良好地传输至发光层105的作用。电子传输层106及电子注入层107分别将电子传输/注入材料的一种或两种以上加以层叠、混合而形成,或者由电子传
输/注入材料与高分子粘结剂的混合物形成。
[0680]
所谓电子注入/传输层是担负自阴极注入电子、进而传输电子的层,理想的是电子注入效率高、且效率良好地传输所注入的电子。因此,优选为电子亲和力大、且电子迁移率大、进而稳定性优异、在制造时及使用时不易产生成为陷阱的杂质的物质。然而,在考虑了空穴与电子的传输平衡的情况下,在主要发挥可效率良好地阻止来自阳极的空穴未再结合而流向阴极侧的作用的情况下,即便电子传输能力并不那么高,也与电子传输能力高的材料同等地具有提高发光效率的效果。因此,本实施方式中的电子注入/传输层也可包含可效率良好地阻止空穴迁移的层的功能。
[0681]
作为形成电子传输层106或电子注入层107的材料(电子传输材料),可自从前以来在光导电材料中作为电子传递化合物所惯用的化合物、有机el元件的电子注入层及电子传输层中所使用的已知的化合物中任意地选择来使用。在本发明中,作为所述电子传输材料,可使用所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物。
[0682]
作为电子传输层或电子注入层中所使用的材料,优选为含有选自如下化合物中的至少一种:含有包含选自碳、氢、氧、硫、硅及磷中的一种以上的原子的芳香族环或杂芳香族环的化合物;吡咯衍生物及其缩合环衍生物;以及具有电子接受性氮的金属络合物。具体而言,可列举:萘、蒽等缩合环系芳香族环衍生物,4,4'-双(二苯基乙烯基)联苯所代表的苯乙烯基系芳香族环衍生物,紫环酮衍生物,香豆素衍生物,萘二甲酰亚胺衍生物,蒽醌或联苯醌等醌衍生物,氧化膦衍生物,咔唑衍生物及吲哚衍生物等。作为具有电子接受性氮的金属络合物,例如可列举:羟基苯基噁唑络合物等羟基唑络合物、偶氮甲碱络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。这些材料可单独使用,也可与不同的材料混合使用。
[0683]
另外,作为其他电子传递化合物的具体例,可列举:吡啶衍生物、萘衍生物、蒽衍生物、菲咯啉衍生物、紫环酮衍生物、香豆素衍生物、萘二甲酰亚胺衍生物、蒽醌衍生物、联苯醌衍生物、二苯基醌衍生物、苝衍生物、噁二唑衍生物(1,3-双[(4-叔丁基苯基)1,3,4-噁二唑基]亚苯基等)、噻吩衍生物、三唑衍生物(n-萘基-2,5-二苯基-1,3,4-三唑等)、噻二唑衍生物、8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、羟基喹啉系金属络合物、喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物的聚合物、苯并唑类化合物、镓络合物、吡唑衍生物、全氟化亚苯基衍生物、三嗪衍生物、吡嗪衍生物、苯并喹啉衍生物(2,2'-双(苯并[h]喹啉-2-基)-9,9'-螺二芴等)、咪唑并吡啶衍生物、硼烷衍生物、苯并咪唑衍生物(三(n-苯基苯并咪唑-2-基)苯等)、苯并噁唑衍生物、苯并噻唑衍生物、喹啉衍生物、三联吡啶等寡聚吡啶衍生物、联吡啶衍生物、三联吡啶衍生物(1,3-双(2,2':6',2
”‑
三联吡啶-4'-基)苯等)、萘啶衍生物(双(1-萘基)-4-(1,8-萘啶-2-基)苯基氧化膦等)、醛连氮衍生物、咔唑衍生物、吲哚衍生物、氧化膦衍生物、双苯乙烯基衍生物等。
[0684]
另外,也可使用具有电子接受性氮的金属络合物,例如可列举:羟基喹啉系金属络合物或羟基苯基噁唑络合物等羟基唑络合物、偶氮甲碱络合物、环庚三烯酚酮金属络合物、黄酮醇金属络合物及苯并喹啉金属络合物等。
[0685]
所述材料可单独使用,也可与不同的材料混合使用。
[0686]
所述材料中,优选为硼烷衍生物、吡啶衍生物、荧蒽衍生物、bo系衍生物、蒽衍生物、苯并芴衍生物、氧化膦衍生物、嘧啶衍生物、咔唑衍生物、三嗪衍生物、苯并咪唑衍生物、
菲咯啉衍生物、及羟基喹啉系金属络合物。
[0687]
也可在电子传输层或电子注入层中还包含可将形成电子传输层或电子注入层的材料还原的物质。所述还原性物质只要为具有一定的还原性的物质,则可使用各种物质,例如可优选地使用选自由碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属的氧化物、碱金属的卤化物、碱土金属的氧化物、碱土金属的卤化物、稀土金属的氧化物、稀土金属的卤化物、碱金属的有机络合物、碱土金属的有机络合物及稀土金属的有机络合物所组成的群组中的至少一种。
[0688]
作为优选的还原性物质,可列举na(功函数2.36ev)、k(功函数2.28ev)、rb(功函数2.16ev)或cs(功函数1.95ev)等碱金属,或者ca(功函数2.9ev)、sr(功函数2.0ev~2.5ev)或ba(功函数2.52ev)等碱土金属,特别优选为功函数为2.9ev以下的物质。这些中,更优选的还原性物质为k、rb或cs的碱金属,进而优选为rb或cs,最优选为cs。这些碱金属的还原能力特别高,通过向形成电子传输层或电子注入层的材料中添加比较少量的所述碱金属,可实现有机el元件中的发光亮度的提高或长寿命化。另外,作为功函数为2.9ev以下的还原性物质,也优选为这些两种以上的碱金属的组合,特别优选为包含cs的组合,例如cs与na、cs与k、cs与rb、或cs与na及k的组合。通过包含cs,可有效率地发挥还原能力,通过添加至形成电子传输层或电子注入层的材料中,可实现有机el元件中的发光亮度的提高或长寿命化。
[0689]
所述电子注入层用材料及电子传输层用材料也可作为如下的高分子化合物或其高分子交联体、或者如下的悬挂型高分子化合物或其悬挂型高分子交联体而用于电子层用材料:所述高分子化合物是使在所述电子注入层用材料及电子传输层用材料中取代有反应性取代基的反应性化合物作为单体进行高分子化而成,所述悬挂型高分子化合物是使主链型高分子与所述反应性化合物反应而成。作为所述情况下的反应性取代基,可引用所述通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物中的说明。
[0690]
关于此种高分子化合物及高分子交联体的用途的详细情况,将在后面叙述。
[0691]
<有机电场发光元件中的阴极>
[0692]
阴极108发挥经由电子注入层107及电子传输层106而将电子注入至发光层105的作用。
[0693]
作为形成阴极108的材料,若为可将电子效率良好地注入至有机层的物质,则并无特别限定,可使用与形成阳极102的材料相同的材料。其中,优选为锡、铟、钙、铝、银、铜、镍、铬、金、铂、铁、锌、锂、钠、钾、铯及镁等金属或这些的合金(镁-银合金、镁-铟合金、氟化锂/铝等铝-锂合金等)等。为了提高电子注入效率来提高元件特性,有效的是锂、钠、钾、铯、钙、镁或包含这些低功函数金属的合金。然而,一般而言这些低功函数金属多数情况下在大气中不稳定。为了改善此点,已知有例如向有机层中掺杂微量的锂、铯或镁,并使用稳定性高的电极的方法。作为其他掺杂剂,也可使用如氟化锂、氟化铯、氧化锂及氧化铯那样的无机盐。其中,并不限定于这些。
[0694]
进而,可列举如下作为优选的例子:为了保护电极而将铂、金、银、铜、铁、锡、铝及铟等金属、或使用这些金属的合金、以及二氧化硅、二氧化钛及氮化硅等无机物、聚乙烯基醇、氯乙烯、烃系高分子化合物等进行层叠。这些电极的制作方法只要是电阻加热、电子束蒸镀、溅镀、离子镀及涂布等可取得导通的方法,则也无特别限制。
[0695]
<各层可使用的粘结剂>
[0696]
以上的空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层及电子注入层中所使用的材
料可单独形成各层,也能够分散于作为高分子粘结剂的聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚(n-乙烯基咔唑)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚酯、聚砜、聚苯醚、聚丁二烯、烃树脂、酮树脂、苯氧基树脂、聚酰胺、乙基纤维素、乙酸乙烯酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(acrylonitrile butadiene styrene,abs)树脂、聚氨基甲酸酯树脂等溶剂可溶性树脂、或者酚树脂、二甲苯树脂、石油树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、硅酮树脂等硬化性树脂等中而使用。
[0697]
<有机电场发光元件的制作方法>
[0698]
构成有机el元件的各层可通过利用蒸镀法、电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、溅镀、分子层叠法、印刷法、旋涂法或浇铸法、涂布法等方法将应构成各层的材料制成薄膜来形成。以所述方式形成的各层的膜厚并无特别限定,可根据材料的性质而适宜设定,但通常为2nm~5000nm的范围。膜厚通常可利用石英振荡式膜厚测定装置等来测定。在使用蒸镀法加以薄膜化的情况下,其蒸镀条件根据材料的种类、制成膜的目标的结晶结构及缔合结构等而不同。蒸镀条件一般而言优选为在舟皿加热温度为+50℃~+400℃、真空度10-6
pa~10-3
pa、蒸镀速度0.01nm/sec~50nm/sec、基板温度为-150℃~+300℃、膜厚2nm~5μm的范围内适宜设定。
[0699]
在对以所述方式获得的有机el元件施加直流电压的情况下,只要将阳极作为+的极性,将阴极作为-的极性来施加即可,若施加2v~40v左右的电压,则可自透明或半透明的电极侧(阳极或阴极、及两者)观测到发光。另外,所述有机el元件在施加有脉冲电流或交流电流的情况下也发光。此外,施加的交流的波形可为任意的。
[0700]
接下来,作为制作有机el元件的方法的一例,对包括阳极/空穴注入层/空穴传输层/包含主体材料与掺杂剂材料的发光层/电子传输层/电子注入层/阴极的有机el元件的制作方法进行说明。
[0701]
<蒸镀法>
[0702]
在适当的基板上,利用蒸镀法等形成阳极材料的薄膜来制作阳极后,在所述阳极上形成空穴注入层及空穴传输层的薄膜。在所述薄膜上对主体材料与掺杂剂材料进行共蒸镀而形成薄膜来作为发光层,在所述发光层上形成电子传输层、电子注入层,进而利用蒸镀法等形成包含阴极用物质的薄膜来作为阴极,由此获得目标有机el元件。此外,在所述有机el元件的制作中,也能够使制作顺序相反,而以阴极、电子注入层、电子传输层、发光层、空穴传输层、空穴注入层、阳极的顺序制作。另外,在所述共蒸镀中,除有自各个蒸镀源同时进行多种材料的蒸镀的方法以外,还有将共蒸镀的材料的混合物放入一个蒸镀源中,一次进行蒸镀的方法(预混料法)。
[0703]
<湿式成膜法>
[0704]
准备可形成有机el元件的各有机层的低分子化合物作为液状的有机层形成用组合物,并使用其来实施湿式成膜法。在不存在将所述低分子化合物溶解的适当的有机溶媒的情况下,也可由如下的高分子化合物等准备有机层形成用组合物,所述高分子化合物是与作为在所述低分子化合物中取代有反应性取代基而成的反应性化合物而具有溶解性功能的其他单体或主链型高分子一起进行高分子化而成。
[0705]
湿式成膜法一般而言通过经过如下工序而形成涂膜,所述工序是在基板上涂布有机层形成用组合物的涂布工序以及自经涂布的有机层形成用组合物中去除溶媒的干燥工
序。在所述高分子化合物具有交联性取代基的情况(也将其称为交联性高分子化合物)下,通过所述干燥工序进一步进行交联而形成高分子交联体。根据涂布工序的不同,将使用旋涂机的方法称为旋涂法,将使用狭缝涂布机的方法称为狭缝涂布法,将使用版的方法称为凹版、平版、反向平版、柔版印刷法,将使用喷墨印刷机的方法称为喷墨法,将以雾状进行吹附的方法称为喷雾法。干燥工序中有风干、加热、减压干燥等方法。干燥工序可仅进行一次,也可使用不同的方法或条件而进行多次。另外,例如也可如减压下的煅烧那样并用不同的方法。
[0706]
湿式成膜法是指使用溶液的成膜法,例如为一部分印刷法(喷墨法)、旋涂法或浇铸法、涂布法等。湿式成膜法与真空蒸镀法不同,无需使用昂贵的真空蒸镀装置,可在大气压下进行成膜。此外,湿式成膜法能够大面积化或连续生产,从而带来制造成本的降低。
[0707]
另一方面,在与真空蒸镀法比较的情况下,湿式成膜法有时难以层叠化。在使用湿式成膜法制作层叠膜的情况下,需要防止由上层的组合物引起的下层的溶解,且运用控制了溶解性的组合物、下层的交联及正交溶媒(orthogonal solvent,相互不溶解的溶媒)等。然而,存在即便使用这些技术也难以将湿式成膜法用于所有的膜的涂布的情况。
[0708]
因此,一般采用如下方法:使用湿式成膜法仅制成若干层,利用真空蒸镀法制成剩余层,从而制作有机el元件。
[0709]
例如,以下表示一部分适用湿式成膜法而制作有机el元件的程序。
[0710]
(程序1)阳极的利用真空蒸镀法进行的成膜
[0711]
(程序2)包含空穴注入层用材料的空穴注入层形成用组合物的利用湿式成膜法进行的成膜
[0712]
(程序3)包含空穴传输层用材料的空穴传输层形成用组合物的利用湿式成膜法进行的成膜
[0713]
(程序4)包含主体材料与掺杂剂材料的发光层形成用组合物的利用湿式成膜法进行的成膜
[0714]
(程序5)电子传输层的利用真空蒸镀法进行的成膜
[0715]
(程序6)电子注入层的利用真空蒸镀法进行的成膜
[0716]
(程序7)阴极的利用真空蒸镀法进行的成膜
[0717]
通过经过所述程序,可获得包括阳极/空穴注入层/空穴传输层/包含主体材料与掺杂剂材料的发光层/电子传输层/电子注入层/阴极的有机el元件。
[0718]
当然存在防止下层的发光层溶解的手段,另外,通过使用与所述程序相反地自阴极侧进行成膜的手段等,作为包含电子传输层用材料或电子注入层用材料的层形成用组合物来准备,可通过湿式成膜法对这些进行成膜。
[0719]
<其他成膜法>
[0720]
有机层形成用组合物的成膜化中可使用激光加热描绘法(激光感应热成像(laser induced thermal imaging,liti))。liti是指利用激光对附着于基材的化合物进行加热蒸镀的方法,且可将有机层形成用组合物用于涂布在基材上的材料中。
[0721]
<任意的工序>
[0722]
在成膜的各工序的前后,也可适宜加入适当的处理工序、清洗工序及干燥工序。作为处理工序,例如可列举:曝光处理、等离子体表面处理、超声波处理、臭氧处理、使用适当
的溶媒的清洗处理及加热处理等。进而也可列举制作堤部(bank)的一系列的工序。
[0723]
堤部的制作中可使用光刻技术。作为能够利用光刻的堤部材料,可使用正型抗蚀剂材料及负型抗蚀剂材料。另外,也可使用喷墨法、凹版平版印刷、反向平版印刷、丝网印刷等能够制成图案的印刷法。此时,也可使用永久抗蚀剂材料。
[0724]
作为用于堤部的材料,可列举多糖类及其衍生物、具有羟基的乙烯性单体的均聚物及共聚物、生物高分子化合物、聚丙烯酰基化合物、聚酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚硫醚、聚砜、聚苯(polyphenylene)、聚苯基醚、聚氨基甲酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯、三聚氰胺(甲基)丙烯酸酯、聚烯烃、环状聚烯烃、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚聚合物(abs)、硅酮树脂、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚乙酸酯、聚降冰片烯、合成橡胶、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯等氟化聚合物、氟烯烃-碳氢烯烃的共聚聚合物、氟碳聚合物,但并不仅限定于此。
[0725]
<湿式成膜法中所使用的有机层形成用组合物>
[0726]
有机层形成用组合物是使可形成有机el元件的各有机层的低分子化合物、或将所述低分子化合物加以高分子化而成的高分子化合物溶解于有机溶媒中而获得。例如,发光层形成用组合物含有作为第一成分的至少一种掺杂剂材料即多环芳香族化合物(或其高分子化合物)、作为第二成分的至少一种主体材料、以及作为第三成分的至少一种有机溶媒。第一成分作为由所述组合物所获得的发光层的掺杂剂成分而发挥功能,第二成分作为发光层的主体成分而发挥功能。第三成分作为使组合物中的第一成分与第二成分溶解的溶媒而发挥功能,并在涂布时利用第三成分自身的经控制的蒸发速度而获得平滑且均匀的表面形状。
[0727]
<有机溶媒>
[0728]
有机层形成用组合物包含至少一种有机溶媒。通过在成膜时控制有机溶媒的蒸发速度,可控制及改善成膜性及涂膜的缺陷的有无、表面粗糙度、平滑性。另外,在使用喷墨法成膜时,可控制喷墨头的针孔处的弯液面(meniscus)稳定性,并可控制/改善喷出性。此外,通过控制膜的干燥速度及衍生物分子的取向,可改善具有由所述有机层形成用组合物所获得的有机层的有机el元件的电特性、发光特性、效率、及寿命。
[0729]
(1)有机溶媒的物性
[0730]
至少一种有机溶媒的沸点为130℃~300℃,更优选为140℃~270℃,进而优选为150℃~250℃。就喷墨的喷出性的观点而言,优选为沸点高于130℃的情况。另外,就涂膜的缺陷、表面粗糙度、残留溶媒及平滑性的观点而言,优选为沸点低于300℃的情况。就良好的喷墨喷出性、成膜性、平滑性及低残留溶媒的观点而言,有机溶媒更优选为包含两种以上的有机溶媒的构成。另一方面,视情况,考虑到搬运性等,也可为通过自有机层形成用组合物中去除溶媒而制成为固体状态的组合物。
[0731]
进而,有机溶媒包含对于溶质的至少一种而言的良溶媒(good solvent,gs)与不良溶媒(poor solvent,ps),特别优选为良溶媒(gs)的沸点(bp
gs
)低于不良溶媒(ps)的沸点(bp
ps
)的构成。
[0732]
通过加入高沸点的不良溶媒,而在成膜时低沸点的良溶媒先挥发,组合物中的含有物的浓度与不良溶媒的浓度增加并促进快速成膜。由此,可获得缺陷少、表面粗糙度小、平滑性高的涂膜。
[0733]
溶解度的差(s
gs-s
ps
)优选为1%以上,更优选为3%以上,进而优选为5%以上。沸点的差(bp
ps-bp
gs
)优选为10℃以上,更优选为30℃以上,进而优选为50℃以上。
[0734]
有机溶媒在成膜后通过真空、减压、加热等干燥工序而自涂膜中被去除。在进行加热的情况下,就改善涂布成膜性的观点而言,优选为以溶质的至少一种的玻璃化转变温度(tg)+30℃以下进行。另外,就削减残留溶媒的观点而言,优选为以溶质的至少一种的玻璃化转变温度(tg)-30℃以上进行加热。即便加热温度低于有机溶媒的沸点,但由于膜薄,因此有机溶媒也充分地被去除。另外,可在不同的温度下进行多次干燥,也可并用多种干燥方法。
[0735]
(2)有机溶媒的具体例
[0736]
作为用于有机层形成用组合物中的有机溶媒,可列举:烷基苯系溶媒、苯基醚系溶媒、烷基醚系溶媒、环状酮系溶媒、脂肪族酮系溶媒、单环性酮系溶媒、具有二酯骨架的溶媒及含氟系溶媒等,作为具体例,可列举:戊醇、己醇、庚醇、辛醇、壬醇、癸醇、十一醇、十二醇、十四醇、己烷-2-醇、庚烷-2-醇、辛烷-2-醇、癸烷-2-醇、十二烷-2-醇、环己醇、α-松油醇(α-terpineol)、β-松油醇、γ-松油醇、δ-松油醇、松油醇(混合物)、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二丙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇异丙基甲基醚、二丙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇丁基甲基醚、三丙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、三乙二醇单甲醚、二乙二醇二丁醚、三乙二醇丁基甲基醚、聚乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、2,6-二甲吡啶、2-氟-间二甲苯、3-氟-邻二甲苯、2-氯苯并三氟化物、枯烯、甲苯、2-氯-6-氟甲苯、2-氟苯甲醚、苯甲醚、2,3-二甲基吡嗪、溴苯、4-氟苯甲醚、3-氟苯甲醚、3-三氟甲基苯甲醚、均三甲苯、1,2,4-三甲基苯、叔丁基苯、2-甲基苯甲醚、苯乙醚、苯并二噁茂(benzodioxole)、4-甲基苯甲醚、仲丁基苯、3-甲基苯甲醚、4-氟-3-甲基苯甲醚、异丙基甲苯(cymene)、1,2,3-三甲基苯、1,2-二氯苯、2-氟苯甲腈、4-氟邻二甲氧苯(4-fluoroveratrole)、2,6-二甲基苯甲醚、正丁基苯、3-氟苯甲腈、萘烷(decalin)(十氢萘(decahydronaphthalene))、新戊基苯、2,5-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、苯甲腈、3,5-二甲基苯甲醚、二苯基醚、1-氟-3,5-二甲氧基苯、苯甲酸甲酯、异戊基苯、3,4-二甲基苯甲醚、邻甲苯甲腈(o-tolunitrile)、正戊基苯、邻二甲氧苯(veratrole)、1,2,3,4-四氢萘、苯甲酸乙酯、正己基苯、苯甲酸丙酯、环己基苯、1-甲基萘、苯甲酸丁酯、2-甲基联苯、3-苯氧基甲苯、2,2'-二甲基联苯(2,2'-bitolyl)、十二基苯、二戊基苯、四甲基苯、三甲氧基苯、三甲氧基甲苯、2,3-二氢苯并呋喃、1-甲基-4-(丙氧基甲基)苯、1-甲基-4-(丁基氧基甲基)苯、1-甲基-4-(戊氧基甲基)苯、1-甲基-4-(己氧基甲基)苯、1-甲基-4-(庚氧基甲基)苯、苄基丁基醚、苄基戊基醚、苄基己基醚、苄基庚基醚、苄基辛基醚等,但并不仅限定于此。另外,溶媒可单独使用,也可进行混合。
[0737]
<任意成分>
[0738]
有机层形成用组合物也可在不损及其性质的范围内包含任意成分。作为任意成分,可列举粘合剂及表面活性剂等。
[0739]
(1)粘合剂
[0740]
有机层形成用组合物也可含有粘合剂。粘合剂在成膜时形成膜,同时将所获得的膜与基板接合。另外,在所述有机层形成用组合物中发挥使其他成分溶解及分散以及粘结
的作用。
[0741]
作为用于有机层形成用组合物中的粘合剂,例如可列举:丙烯酸树脂、聚对苯二甲酸乙二酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯基醇共聚物、丙烯腈-乙烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-ethylene-styrene,aes)树脂、离聚物(ionomer)、氯化聚醚、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、不饱和聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、铁氟龙(teflon)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物(acrylonitrile-styrene,as)树脂、酚树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、脲树脂、醇酸树脂、聚氨基甲酸酯、以及所述树脂及聚合物的共聚物,但并不仅限定于此。
[0742]
用于有机层形成用组合物中的粘合剂可仅为一种,也可混合使用多种。
[0743]
(2)表面活性剂
[0744]
例如为了控制有机层形成用组合物的膜面均匀性、膜表面的亲溶媒性及拨液性,有机层形成用组合物也可含有表面活性剂。表面活性剂根据亲水性基的结构被分类为离子性及非离子性,进而根据疏水性基的结构被分类为烷基系及硅酮系以及氟系。另外,根据分子的结构,被分类为分子量比较小的具有单纯结构的单分子系及分子量大的具有侧链或分支的高分子系。另外,根据组成被分类为单一系、混合有两种以上的表面活性剂及基材的混合系。作为可用于所述有机层形成用组合物中的表面活性剂,可使用所有种类的表面活性剂。
[0745]
作为表面活性剂,例如可列举:珀利弗洛(polyflow)no.45、珀利弗洛(polyflow)kl-245、珀利弗洛(polyflow)no.75、珀利弗洛(polyflow)no.90、珀利弗洛(polyflow)no.95(商品名,共荣社化学工业(股)制造),迪斯帕毕克(disperbyk)161、迪斯帕毕克(disperbyk)162、迪斯帕毕克(disperbyk)163、迪斯帕毕克(disperbyk)164、迪斯帕毕克(disperbyk)166、迪斯帕毕克(disperbyk)170、迪斯帕毕克(disperbyk)180、迪斯帕毕克(disperbyk)181、迪斯帕毕克(disperbyk)182、毕克(byk)300、毕克(byk)306、毕克(byk)310、毕克(byk)320、毕克(byk)330、毕克(byk)342、毕克(byk)344、毕克(byk)346(商品名,日本毕克化学(byk-chemie japan)(股)制造),kp-341、kp-358、kp-368、kf-96-50cs、kf-50-100cs(商品名,信越化学工业(股)制造),沙福隆(surflon)sc-101、沙福隆(surflon)kh-40(商品名,清美化学(seimi chemical)(股)制造),福杰特(ftergent)222f、福杰特(ftergent)251、ftx-218(商品名,尼欧斯(neos)(股)制造),艾福拓(eftop)ef-351、艾福拓(eftop)ef-352、艾福拓(eftop)ef-601、艾福拓(eftop)ef-801、艾福拓(eftop)ef-802(商品名,三菱材料(mitsubishi material)(股)制造),美佳法(megafac)f-470、美佳法(megafac)f-471、美佳法(megafac)f-475、美佳法(megafac)r-08、美佳法(megafac)f-477、美佳法(megafac)f-479、美佳法(megafac)f-553、美佳法(megafac)f-554(商品名,迪爱生(dic)(股)制造),氟烷基苯磺酸盐、氟烷基羧酸盐、氟烷基聚氧乙烯醚、氟烷基碘化铵、氟烷基甜菜碱、氟烷基磺酸盐、二甘油四(氟烷基聚氧乙烯醚)、氟烷基三甲基铵盐、氟烷基氨基磺酸盐、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯月桂酸酯、聚氧乙烯油酸酯、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂基胺、脱水山梨糖醇月桂酸酯、脱水山梨糖醇棕榈酸酯、脱水山梨糖醇硬脂酸酯、脱水山梨糖醇油酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇油酸酯、聚氧乙烯萘基醚、烷基苯磺酸盐及烷基二苯基
醚二磺酸盐。
[0746]
另外,表面活性剂可使用一种,也可并用两种以上。
[0747]
<有机层形成用组合物的组成及物性>
[0748]
考虑有机层形成用组合物中的各成分的良好的溶解性、保存稳定性及成膜性、以及由所述有机层形成用组合物所获得的涂膜的优质膜质、和使用喷墨法时的良好喷出性、具有使用所述组合物而制作的有机层的有机el元件的良好的电特性、发光特性、效率、寿命的观点来决定有机层形成用组合物中的各成分的含量。例如,在发光层形成用组合物的情况下,优选为:第一成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.0001重量%~2.0重量%,第二成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.0999重量%~8.0重量%,第三成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为90.0重量%~99.9重量%。
[0749]
更优选为:第一成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.005重量%~1.0重量%,第二成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.095重量%~4.0重量%,第三成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为95.0重量%~99.9重量%。进而优选为:第一成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.05重量%~0.5重量%,第二成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为0.25重量%~2.5重量%,第三成分相对于发光层形成用组合物的总重量而为97.0重量%~99.7重量%。
[0750]
有机层形成用组合物可通过利用已知的方法对所述成分适宜选择进行搅拌、混合、加热、冷却、溶解、分散等而制造。另外,也可在制备后适宜选择进行过滤、脱气(也称为除气(degas))、离子交换处理及惰性气体置换/封入处理等。
[0751]
作为有机层形成用组合物的粘度,高粘度的情况下可获得良好的成膜性与使用喷墨法时的良好的喷出性。另一方面,低粘度的情况下容易制作薄膜。因此,所述有机层形成用组合物的粘度优选为在25℃下的粘度为0.3mpa
·
s~3mpa
·
s,更优选为1mpa
·
s~3mpa
·
s。在本发明中,粘度是使用圆锥平板型旋转粘度计(cone-plate type)而测定的值。
[0752]
作为有机层形成用组合物的表面张力,表面张力低的情况下可获得良好的成膜性及无缺陷的涂膜。另一方面,表面张力高的情况下可获得良好的喷墨喷出性。因此,所述有机层形成用组合物的表面张力优选为在25℃下的表面张力为20mn/m~40mn/m,更优选为20mn/m~30mn/m。在本发明中,表面张力是使用悬滴法而测定的值。
[0753]
<交联性高分子化合物:通式(xlp-1)所表示的化合物>
[0754]
接下来,对所述高分子化合物具有交联性取代基的情况进行说明。此种交联性高分子化合物例如为下述通式(xlp-1)所表示的化合物。
[0755]
[化111]
[0756][0757]
式(xlp-1)中,
[0758]
mux、ecx及k与所述式(h3)中的mu、ec及k为相同定义,其中,式(xlp-1)所表示的化合物具有至少一个交联性取代基(xls),优选为具有交联性取代基的一价或二价的芳香族基的含量在分子中为0.1重量%~80重量%。
[0759]
具有交联性取代基的一价或二价的芳香族基的含量优选为0.5重量%~50重
量%,更优选为1重量%~20重量%。
[0760]
作为交联性取代基(xls),若为可使所述高分子化合物进一步交联化的基,则并无特别限定,优选为以下结构的取代基。各结构式中的*表示键结位置。
[0761]
[化112]
[0762][0763]
l分别独立地为单键、-o-、-s-、>c=o、-o-c(=o)-、碳数1~12的亚烷基、碳数1~12的氧亚烷基及碳数1~12的聚氧亚烷基。在所述取代基中,优选为式(xls-1)、式(xls-2)、式(xls-3)、式(xls-9)、式(xls-10)或式(xls-17)所表示的基,更优选为式(xls-1)、式(xls-3)或式(xls-17)所表示的基。
[0764]
作为具有交联性取代基的二价的芳香族化合物,例如可列举具有下述部分结构的化合物。下述结构式中的*表示键结位置。
[0765]
[化113]
[0766][0767]
[化114]
[0768][0769]
[化115]
[0770][0771]
[化116]
[0772][0773]
<高分子化合物及交联性高分子化合物的制造方法>
[0774]
关于高分子化合物及交联性高分子化合物的制造方法,以所述式(h3)所表示的化合物及式(xlp-1)所表示的化合物为例进行说明。这些化合物可将已知的制造方法适宜组合而合成。
[0775]
作为反应中所使用的溶媒,可列举:芳香族溶媒、饱和/不饱和烃溶媒、醇溶媒、醚系溶媒等,例如可列举:二甲氧基乙烷、2-(2-甲氧基乙氧基)乙烷、2-(2-乙氧基乙氧基)乙烷等。
[0776]
另外,反应也可以两相系统进行。在以两相系统进行反应的情况下,视需要也可加入四级铵盐等相间转移催化剂。
[0777]
当制造式(h3)的化合物及式(xlp-1)的化合物时,可以一阶段来制造,也可经由多阶段来制造。另外,可通过将原料全部放入至反应容器后开始反应的总括聚合法来进行,也可通过将原料滴加至反应容器而加入的滴加聚合法来进行,还可通过生成物随着反应的进行而沉淀的沉淀聚合法来进行,可适宜组合这些来合成。例如,当以一阶段合成式(h3)所表示的化合物时,通过在将单体单元(mu)及封端单元(ec)加入至反应容器的状态下进行反应来获得目标物。另外,当以多阶段合成通式(h3)所表示的化合物时,通过在将单体单元(mu)
聚合至目标分子量后加入封端单元(ec)并加以反应来获得目标物。若以多阶段加入不同种类的单体单元(mu)来进行反应,则可制作对于单体单元的结构而言具有浓度梯度的聚合物。另外,制备前体聚合物后,可通过后续反应来获得作为目标物的聚合物。
[0778]
另外,若选择单体单元(mu)的聚合性基,则可控制聚合物的一次结构。例如,如合成流程的1~3所示那样,能够合成具有无规的一次结构的聚合物(合成流程的1)、具有规则的一次结构的聚合物(合成流程的2及3)等,且可根据目标物适宜地进行组合来使用。进而,若使用具有三个以上的聚合性基的单体单元,则可合成超支化聚合物(hyperbranched polymer)或树枝状聚合物(dendrimer)。
[0779]
[化117]
[0780][0781]
作为本发明中可使用的单体单元,可依据日本专利特开2010-189630号公报、国际公报第2012/086671号、国际公开第2013/191088号、国际公开第2002/045184号、国际公开第2011/049241号、国际公开第2013/146806号、国际公开第2005/049546号、国际公开第2015/145871号、日本专利特开2008-106241号公报、日本专利特开2010-215886号公报、国际公开第2016/031639号、日本专利特开2011-174062号公报中记载的方法来合成。
[0782]
另外,关于具体的聚合物合成程序,可依据日本专利特开2012-036388号公报、国际公开第2015/008851号、日本专利特开2012-36381号公报、国际公开第2015/194448号、国际公开第2013/146806号、国际公开第2015/145871号、国际公开第2016/031639号、国际公开第2016/125560号、国际公开第2011/049241号、日本专利特开2012-144722号公报中记载的方法来合成。
[0783]
<有机电场发光元件的应用例>
[0784]
另外,本发明也可应用于包括有机el元件的显示装置或包括有机el元件的照明装置等。
[0785]
包括有机el元件的显示装置或照明装置可通过将本实施方式的有机el元件与已知的驱动装置连接等已知的方法来制造,且可适宜使用直流驱动、脉冲驱动、交流驱动等已
知的驱动方法来进行驱动。
[0786]
作为显示装置,例如可列举:彩色平板显示器等面板显示器、挠性彩色有机电场发光(el)显示器等挠性显示器等(例如,参照日本专利特开平10-335066号公报、日本专利特开2003-321546号公报、日本专利特开2004-281086号公报等)。另外,作为显示器的显示方式,例如可列举矩阵方式及分段方式等。此外,矩阵显示与分段显示可在相同的面板中共存。
[0787]
在矩阵中,将用于显示的像素二维地配置成格子状或马赛克状等,从而由像素的集合来显示文字或图像。像素的形状或尺寸是根据用途来决定。例如在个人计算机、监视器、电视机的图像及文字显示中,通常使用一边为300μm以下的四边形的像素,另外,在如显示屏那样的大型显示器的情况下,使用一边为mm级的像素。在单色显示的情况下,只要排列相同颜色的像素即可,在彩色显示的情况下,使红、绿、蓝的像素并列来进行显示。在所述情况下,典型的有三角型与条纹型。而且,作为所述矩阵的驱动方法,可为线序(line-sequential)驱动方法或有源矩阵的任一者。线序驱动有结构简单这样的优点,但在考虑了运行特性的情况下,有时有源矩阵更优异,因此驱动方法也需要根据用途而区分使用。
[0788]
在分段方式(类型)中,以显示预先所决定的信息的方式形成图案,并使所决定的区域发光。例如可列举:数字时钟或温度计中的时刻或温度显示、声频设备或电磁炉等的运行状态显示及汽车的面板显示等。
[0789]
作为照明装置,例如可列举室内照明等照明装置、液晶显示装置的背光源等(例如,参照日本专利特开2003-257621号公报、日本专利特开2003-277741号公报、日本专利特开2004-119211号公报等)。背光源主要为了提高不进行自发光的显示装置的视认性而使用,用于液晶显示装置、时钟、声频装置、汽车面板、显示板及标识等。特别是作为液晶显示装置中薄型化正成为课题的个人计算机用途的背光源,若考虑到现有方式因包含荧光灯或导光板而难以薄型化,则使用了本实施方式的发光元件的背光源具有薄型、轻量的特征。
[0790]
3-2.其他有机器件
[0791]
本发明的多环芳香族化合物除可用于所述有机电场发光元件以外,还可用于有机场效晶体管或有机薄膜太阳电池等的制作。
[0792]
有机场效晶体管是利用通过电压输入所产生的电场来控制电流的晶体管,除设置源电极与漏电极以外,还设置栅电极。有机场效晶体管为如下的晶体管:若对栅电极施加电压,则产生电场,可任意地阻断在源电极与漏电极间流动的电子(或空穴)的流动来控制电流。与单一晶体管(双极晶体管)相比,场效晶体管容易小型化,而常用作构成集成电路等的元件。
[0793]
关于有机场效晶体管的结构,通常只要与使用本发明的多环芳香族化合物所形成的有机半导体活性层相接地设置源电极及漏电极,进而隔着与有机半导体活性层相接的绝缘层(介电体层)来设置栅电极即可。作为其元件结构,例如可列举以下的结构。
[0794]
(1)基板/栅电极/绝缘体层/源电极及漏电极/有机半导体活性层
[0795]
(2)基板/栅电极/绝缘体层/有机半导体活性层/源电极及漏电极
[0796]
(3)基板/有机半导体活性层/源电极及漏电极/绝缘体层/栅电极
[0797]
(4)基板/源电极及漏电极/有机半导体活性层/绝缘体层/栅电极
[0798]
以所述方式构成的有机场效晶体管可用作有源矩阵驱动方式的液晶显示器或有
机电致发光显示器的像素驱动开关元件等。
[0799]
有机薄膜太阳电池具有在玻璃等透明基板上层叠有ito等阳极、空穴传输层、光电转换层、电子传输层、阴极的结构。光电转换层在阳极侧具有p型半导体层,在阴极侧具有n型半导体层。本发明的多环芳香族化合物根据其物性,能够用作空穴传输层、p型半导体层、n型半导体层、电子传输层的材料。在有机薄膜太阳电池中,本发明的多环芳香族化合物可作为空穴传输材料或电子传输材料而发挥功能。有机薄膜太阳电池除包括所述以外,还可适宜包括空穴阻挡层、电子阻挡层、电子注入层、空穴注入层、平滑化层等。在有机薄膜太阳电池中可适宜选择用于有机薄膜太阳电池中的已知的材料来组合使用。
[0800]
<波长转换材料>
[0801]
本发明的多环芳香族化合物可用作波长转换材料。
[0802]
目前正积极研究将基于颜色转换方式的多色化技术应用于液晶显示器或有机el显示器、照明等。所谓颜色转换,是将来自发光体的发光波长转换成波长更长的光,例如表示将紫外光或蓝色光转换成绿色光或红色发光。将具有所述颜色转换功能的波长转换材料加以膜化,例如与蓝色光源组合,由此能够自蓝色光源取出蓝色、绿色、红色此三原色,即取出白色光。将此种使蓝色光源与具有颜色转换功能的波长转换膜组合而成的白色光源作为光源单元,并与液晶驱动部分及彩色滤光片组合,由此能够制作全色显示器。另外,若无液晶驱动部分,则可直接用作白色光源,例如可作为发光二极管(light-emitting diode,led)照明等的白色光源来应用。另外,将蓝色有机el元件作为光源,并与将蓝色光转换成绿色光及红色光的波长转换膜组合使用,由此能够制作不使用金属掩膜的全色有机el显示器。进而,将蓝色微led作为光源,并与将蓝色光转换成绿色光及红色光的波长转换膜组合使用,由此能够制作低成本的全色微led显示器。
[0803]
[实施例]
[0804]
以下,通过实施例来更具体地说明本发明,但本发明并不限定于所述实施例。首先,以下对多环芳香族化合物的合成例进行说明。
[0805]
合成例(1):化合物(2a-szs-0004)的合成
[0806]
在氮环境下、室温下向放入有化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)及邻二氯苯(400ml)的烧瓶中加入三溴化硼(1.13ml,12mmol,4eq.)。滴加结束后,升温至180℃为止并搅拌20小时。然后,再次冷却至室温为止,加入n,n-二异丙基乙基胺(7.70ml,45mmol,15eq.),进行搅拌直至发热结束。然后,在60℃且减压下将反应溶液蒸馏去除而获得粗生成物。按照乙腈、甲醇、及甲苯的顺序清洗所获得的粗生成物,利用硅胶管柱(洗脱液:甲苯)进行精制后,利用邻二氯苯对粗体进行两次再结晶,从而获得化合物(2a-szs-0004)(0.22g)。
[0807]
利用质谱(mass spectrometry,ms)在m/z(m+h)=998.388处确认到作为目标物的化合物(2a-szs-0004)。
[0808]
[化118]
[0809][0810]
合成例(2):化合物(2a-zsz-0004)的合成
[0811]
将化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)变更为化合物(int-2a-zsz-0004)(2.80g,3.0mmol,1eq.),除此以外利用与合成例1相同的程序来获得化合物(2a-zsz-0004)(0.25g)。
[0812]
利用ms在m/z(m+h)=950.388949.380处确认到作为目标物的化合物(2a-zsz-0004)。
[0813]
[化119]
[0814][0815]
合成例(3):化合物(2a-zzz-0002)的合成
[0816]
将化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)变更为化合物(int-2a-zzz-0002)(2.66g,3.0mmol,1eq.),除此以外利用与合成例1相同的程序来获得化合物(2a-zzz-0002)(0.19g)。
[0817]
利用ms在m/z(m+h)=902.388处确认到作为目标物的化合物(2a-zzz-0002)。
[0818]
[化120]
[0819]
[0820]
合成例(4):化合物(2b-szs-0001)的合成
[0821]
在氮环境下、室温下向放入有化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)及邻二氯苯(400ml)的烧瓶中加入三溴化硼(1.70ml,18mmol,6eq.)。滴加结束后,升温至180℃为止并搅拌20小时。然后,再次冷却至室温为止,加入n,n-二异丙基乙基胺(11.6ml,68mmol,23eq.),进行搅拌直至发热结束。然后,在60℃且减压下将反应溶液蒸馏去除而获得粗生成物。按照乙腈、甲醇、及甲苯的顺序清洗所获得的粗生成物,利用硅胶管柱(洗脱液:甲苯)进行精制后,利用邻二氯苯对粗体进行两次再结晶,从而获得化合物(2b-szs-0001)(0.24g)。
[0822]
利用ms在m/z(m+h)=1006.374处确认到作为目标物的化合物(2b-szs-0001)。
[0823]
[化121]
[0824][0825]
合成例(5):化合物(2b-zsz-0001)的合成
[0826]
将化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)变更为化合物(int-2a-zsz-0004)(2.80g,3.0mmol,1eq.),除此以外利用与合成例4相同的程序来获得化合物(2b-zsz-0001)(0.21g)。
[0827]
利用ms在m/z(m+h)=958.374处确认到作为目标物的化合物(2b-zsz-0001)。
[0828]
[化122]
[0829][0830]
合成例(6):化合物(2b-zzz-0001)的合成
[0831]
将化合物(int-2a-szs-0004)(2.95g,3.0mmol,1eq.)变更为化合物(int-2a-zzz-0002)(2.66g,3.0mmol,1eq.),除此以外利用与合成例4相同的程序来获得化合物(2b-zzz-0001)(0.20g)。
[0832]
利用ms在m/z(m+h)=910.374处确认到作为目标物的化合物(2b-zzz-0001)。
[0833]
[化123]
[0834][0835]
通过适宜变更作为原料的化合物,可利用依据所述合成例的方法来合成本发明的其他多环芳香族化合物。
[0836]
接下来,对本发明的化合物的基础物性的评价、使用本发明的化合物的有机el元件的制作与评价进行记载。其中,本发明的化合物的适用并不限定于以下所示的例子,各层的膜厚或构成材料可根据本发明的化合物的基础物性来适宜变更。
[0837]
<蒸镀型有机el元件的评价>
[0838]
制作实施例1-1~实施例1-6及比较例1-1~比较例1-4的有机el元件,测定亮度500cd/m2下的发光波长、半值宽度、驱动电压、外部量子效率、及lt50(利用初始亮度500cd/m2下的电流密度连续驱动时维持250cd/m2以上的亮度的时间)。
[0839]
[表1]
[0840][0841]
表1中,以下示出“npd”、“tcta”、“mcp”、“ir(ppy)
3”、“2czbn”、“bpy-tp2”及“gh-1”的化学结构。
[0842]
[化124]
[0843][0844]
以下示出表1中的rgd-1、rgd-2、及rgd-3的化学结构。
[0845]
[化125]
[0846][0847]
<实施例1-1>
[0848]
以将通过溅镀而制膜为200nm的厚度的ito研磨至50nm的26mm
×
28mm
×
0.7mm的玻璃基板(光科学(opto science)(股)制造)作为透明支撑基板。将所述透明支撑基板固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设分别放入有npd、tcta、mcp、gh-1、化合物(2a-szs-0004)、2czbn、及bpy-tp2的钼制蒸镀用舟皿、分别放入有lif及铝的钨制蒸镀用舟皿。
[0849]
在透明支撑基板的ito膜上依序形成下述各层。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止,首先,对npd进行加热且以膜厚成为40nm的方式进行蒸镀来形成空穴注入层。接下来,对tcta进行加热且以膜厚成为15nm的方式进行蒸镀,进而对mcp进行加热且以膜厚成为15nm的方式进行蒸镀,从而形成包含两层的空穴传输层。接下来,对gh-1与化合物(2a-szs-0004)同
时进行加热且以膜厚成为20nm的方式进行蒸镀来形成发光层。以gh-1与化合物(2a-szs-0004)的重量比大致成为99比1的方式调节蒸镀速度。接下来,对2czbn进行加热且以膜厚成为10nm的方式进行蒸镀,进而对bpy-tp2进行加热且以膜厚成为20nm的方式进行蒸镀,从而形成包含两层的电子传输层。各层的蒸镀速度为0.01nm/sec~1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀,继而对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极,从而获得有机el元件。此时,铝的蒸镀速度以成为1nm/sec~10nm/sec的方式进行调节。
[0850]
<实施例1-2~实施例1-6>
[0851]
将实施例1的作为掺杂剂的化合物(2a-szs-0004)变更为表1中记载的各掺杂剂、及各混合比来制作各元件。
[0852]
<比较例1-1~比较例1-4>
[0853]
将实施例1的作为掺杂剂的化合物(2a-szs-0004)变更为表1中记载的各掺杂剂来制作各元件。
[0854]
将各元件的评价结果示于表2中。
[0855]
[表2]
[0856][0857]
在实施例1-1~实施例1-6中,获得了与比较例1-1~比较例1-4相比外部量子效率高且元件寿命长的结果。
[0858]
<蒸镀型有机el元件的评价>
[0859]
制作实施例g2-1~实施例g2-6、比较例g2-1、实施例g3-1~实施例g3-6及比较例g3-1的有机el元件,测定亮度500cd/m2下的发光波长、半值宽度、驱动电压、外部量子效率、及lt50(利用初始亮度500cd/m2下的电流密度连续驱动时维持250cd/m2以上的亮度的时间)。
[0860]
[表3]
[0861][0862]
表3中,以下示出“hatcn”、“tbb”、“cbp”、“tpbi”及“gh-2”的化学结构。
[0863]
[化126]
[0864][0865]
<实施例g2-1>
[0866]
以将通过溅镀而制膜为200nm的厚度的ito研磨至50nm的26mm
×
28mm
×
0.7mm的玻璃基板(光科学(opto science)(股)制造)作为透明支撑基板。将所述透明支撑基板固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设分别放入有hatcn、tbb、tcta、cbp、化合物(2a-szs-0004)及tpbi的钼制蒸镀用舟皿、分别放入有lif及铝的钨制蒸镀用舟皿。
[0867]
在透明支撑基板的ito膜上依序形成下述各层。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止,首先,对hatcn进行加热且以膜厚成为5nm的方式进行蒸镀来形成空穴注入层。接下来,对tbb进行加热且以膜厚成为65nm的方式进行蒸镀,进而对tcta进行加热且以膜厚成为10nm的方式进行蒸镀,从而形成包含两层的空穴传输层。接下来,对cbp与化合物(2a-szs-0004)同时进行加热且以膜厚成为30nm的方式进行蒸镀来形成发光层。以cbp与化合物(2a-szs-0004)的重量比大致成为99比1的方式调节蒸镀速度。接下来,对tpbi进行加热且以膜厚成为50nm的方式进行蒸镀来形成电子传输层。各层的蒸镀速度为0.01nm/sec~1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀,继而对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极,从而获得有机el元件。此时,铝的蒸镀速度以成为1nm/sec~10nm/sec的方式进行调节。
[0868]
<实施例g2-2~实施例g2-6、比较例g2-1、实施例g3-1~实施例g3-6及比较例g3-1>
[0869]
将实施例g2-1的作为主体的cbp、作为掺杂剂的化合物(2a-szs-0004)及混合比变更为表3中记载的各主体、各掺杂剂及各混合比来制作各元件。
[0870]
将各元件的评价结果示于表4中。
[0871]
[表4]
[0872][0873]
在实施例g2-1~实施例g2-6及实施例g3-1~实施例g3-6中,与比较例g2-1及比较例g3-1相比,获得高的效率且长的元件寿命。
[0874]
<蒸镀型有机el元件的评价>
[0875]
制作实施例g4-1~实施例g4-4、比较例g4-1的有机el元件,测定亮度500cd/m2下的发光波长、半值宽度、驱动电压、外部量子效率、及lt50(利用初始亮度500cd/m2下的电流密度连续驱动时维持250cd/m2以上的亮度的时间)。
[0876]
[表5]
[0877][0878]
表5中,以下示出“t2t”、“4czipn”、“bcc-tpta”及“liq”的化学结构。
[0879]
[化127]
[0880][0881]
<实施例g4-1>
[0882]
以将通过溅镀而制膜为200nm的厚度的ito研磨至50nm的26mm
×
28mm
×
0.7mm的玻璃基板(光科学(opto science)(股)制造)作为透明支撑基板。将所述透明支撑基板固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设分别放入有hatcn、tbb、tcta、4czipn、化合物(2a-szs-0004)、t2t、liq及tpbi的钼制蒸镀用舟皿、分别放入有lif及铝的钨制蒸镀用舟皿。
[0883]
在透明支撑基板的ito膜上依序形成下述各层。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止,首先,对hatcn进行加热且以膜厚成为5nm的方式进行蒸镀来形成空穴注入层。接下来,对tbb
进行加热且以膜厚成为65nm的方式进行蒸镀,进而对tcta进行加热且以膜厚成为10nm的方式进行蒸镀,从而形成包含两层的空穴传输层。接下来,对tcta与4czipn及化合物(2a-szs-0004)同时进行加热且以膜厚成为30nm的方式进行蒸镀来形成发光层。以cbp与4czipn及化合物(2a-szs-0004)的重量比大致成为85比14比1的方式调节蒸镀速度。接下来,对t2t进行加热且以膜厚成为10nm的方式进行蒸镀,继而,对tpbi与liq进行加热且以膜厚成为40nm的方式进行蒸镀,从而形成包含两层的电子传输层。以tpbi与liq的重量比大致成为70比30的方式调节蒸镀速度。各层的蒸镀速度为0.01nm/sec~1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀,继而对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极,从而获得有机el元件。此时,铝的蒸镀速度以成为1nm/sec~10nm/sec的方式进行调节。
[0884]
<实施例g4-2~实施例g4-4及比较例g4-1>
[0885]
将实施例g4-1的作为辅助掺杂剂的4czipn及作为掺杂剂的化合物(2a-szs-0004)及混合比变更为表5中记载的各辅助掺杂剂及各掺杂剂及各混合比来制作各元件。
[0886]
将各元件的评价结果示于表6中。
[0887]
[表6]
[0888][0889]
实施例g4-1~实施例g4-4与比较例g4-1相比,获得高的效率且长的元件寿命。如实施例g4-3及实施例g4-4那样,能够实现使用了激基复合物(exciplex)与辅助掺杂剂的元件。
[0890]
<涂布型有机el元件的评价>
[0891]
接下来,对涂布形成有机层而获得的有机el元件进行说明。
[0892]
<高分子主体化合物:sph-101的合成>
[0893]
依据国际公开第2015/008851号中记载的方法,合成sph-101。获得在m1的邻位键结有m2或m3的共聚物,根据投入比推测各单元为50:26:24(摩尔比)。下述结构式中,me为甲基,bpin为频哪醇合硼基,*为各单元的连结部位。
[0894]
[化128]
[0895][0896]
<高分子空穴传输化合物:xlp-101的合成>
[0897]
依据日本专利特开2018-61028号公报中记载的方法,合成xlp-101。获得在m4的邻位键结有m5或m6的共聚物,根据投入比推测各单元为40:10:50(摩尔比)。下述结构式中,me为甲基,bpin为频哪醇合硼基,*为各单元的连结部位。
[0898]
[化129]
[0899][0900]
<实施例2-1~实施例2-9>
[0901]
制备形成各层的材料的涂布用溶液,来制作涂布型有机el元件。
[0902]
<实施例2-1~实施例2-3的有机el元件的制作>
[0903]
将有机el元件中的各层的材料构成示于表7中。
[0904]
[表7]
[0905][0906]
以下示出表7中的“et1”的结构。
[0907]
[化130]
[0908][0909]
<发光层形成用组合物(1)的制备>
[0910]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(1)。将所制备的发光层形成用组合物旋涂在玻璃基板上,在减压下进行加热干燥,由此获得无膜缺陷且平滑性优异的涂布膜。
[0911][0912]
此外,化合物(a)是通式(1a)或通式(1b)所表示的多环芳香族化合物(例如,化合物(1a-32))、将所述多环芳香族化合物作为单体(即所述单体具有反应性取代基)使其进行高分子化而成的高分子化合物、或者使所述高分子化合物进一步交联而成的高分子交联体。用于获得高分子交联体的高分子化合物具有交联性取代基。
[0913]
<pedot:pss溶液>
[0914]
使用市售的pedot:pss溶液(克莱沃斯(clevios)(tm)p vp ai4083,pedot:pss的水分散液,贺利氏控股(heraeus holdings)公司制造)。
[0915]
[化131]
[0916][0917]
<otpd溶液的制备>
[0918]
使otpd(lt-n159,发光技术公司(luminescence technology corp)制造)及ik-2(光阳离子聚合引发剂,桑亚普罗(sanapro)公司制造)溶解于甲苯中,制备otpd浓度0.7重量%、ik-2浓度0.007重量%的otpd溶液。
[0919]
[化132]
[0920][0921]
<xlp-101溶液的制备>
[0922]
使xlp-101以0.6重量%的浓度溶解于二甲苯中,制备0.6重量%xlp-101溶液。
[0923]
<pcz溶液的制备>
[0924]
使pcz(聚乙烯基咔唑)溶解于二氯苯中,制备0.7重量%pcz溶液。
[0925]
[化133]
[0926][0927]
<实施例2-1>
[0928]
在蒸镀有厚度为150nm的ito的玻璃基板上,旋涂pedot:pss溶液,在200℃的热板上煅烧1小时,由此制成膜厚40nm的pedot:pss膜(空穴注入层)。继而,旋涂otpd溶液,在80℃的热板上干燥10分钟后,利用曝光机以100mj/cm2的曝光强度进行曝光,在100℃的热板上煅烧1小时,由此制成不溶于溶液的膜厚30nm的otpd膜(空穴传输层)。继而,旋涂发光层形成用组合物(1),在120℃的热板上煅烧1小时,由此制成膜厚20nm的发光层。
[0929]
将所制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设放入有et1的钼制蒸镀用舟皿、放入有lif的钼制蒸镀用舟皿、放入有铝的钨制蒸镀用舟皿。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止后,对et1进行加热且以膜厚成为30nm的方式进行蒸镀,从而形成电子传输层。将形成电子传输层时的蒸镀速度设为1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀。继而,对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极。以所述方式获得有机el元件。
[0930]
<实施例2-2>
[0931]
利用与实施例2-1相同的方法获得有机el元件。此外,空穴传输层是通过旋涂xlp-101溶液,在200℃的热板上煅烧1小时,而制成膜厚30nm的膜。
[0932]
<实施例2-3>
[0933]
利用与实施例2-1相同的方法获得有机el元件。此外,空穴传输层是通过旋涂pcz溶液,在120℃的热板上煅烧1小时,而制成膜厚30nm的膜。
[0934]
<实施例2-1~实施例2-3的有机el元件的评价>
[0935]
可预想:如所述那样获得的涂布型有机el元件也与蒸镀型有机el元件同样地具有优异的驱动电压及外部量子效率。
[0936]
<实施例2-4~实施例2-6的有机el元件的制作>
[0937]
将有机el元件中的各层的材料构成示于表8中。
[0938]
[表8]
[0939][0940]
<发光层形成用组合物(2)~发光层形成用组合物(4)的制备>
[0941]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(2)。
[0942]
化合物(a)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.02重量%
[0943]
mcbp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.98重量%
[0944]
甲苯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
98.00重量%
[0945]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(3)。
[0946]
化合物(a)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.02重量%
[0947]
sph-101
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.98重量%
[0948]
二甲苯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
98.00重量%
[0949]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(4)。
[0950]
化合物(a)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.02重量%
[0951]
dobna
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
1.98重量%
[0952]
甲苯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
98.00重量%
[0953]
表8中,“mcbp”是3,3'-双(n-咔唑基)-1,1'-联苯,“dobna”是3,11-二-邻甲苯基-5,9-二氧杂-13b-硼杂萘并[3,2,1-de]蒽,“tspo1”是二苯基[4-(三苯基硅烷基)苯基]氧化膦。以下示出化学结构。
[0954]
[化134]
[0955][0956]
<实施例2-4>
[0957]
在成膜有厚度为45nm的ito的玻璃基板上,旋涂nd-3202(日产化学工业制造)溶液后,在大气环境下,在50℃下加热3分钟,进而在230℃下加热15分钟,由此制成膜厚50nm的nd-3202膜(空穴注入层)。继而,旋涂xlp-101溶液,在氮气环境下,在热板上在200℃下加热30分钟,由此制成膜厚20nm的xlp-101膜(空穴传输层)。继而,旋涂发光层形成用组合物(2),在氮气环境下,在130℃下加热10分钟,由此制成20nm的发光层。
[0958]
将所制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设放入有tspo1的钼制蒸镀用舟皿、放入有lif的钼制蒸镀用舟皿、放入有铝的钨制蒸镀用舟皿。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止后,对tspo1进行加热且以膜厚成为30nm的方式进
行蒸镀,从而形成电子传输层。将形成电子传输层时的蒸镀速度设为1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀。继而,对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极。以所述方式获得有机el元件。
[0959]
<实施例2-5及实施例2-6>
[0960]
使用发光层形成用组合物(3)或发光层形成用组合物(4),利用与实施例2-4相同的方法获得有机el元件。
[0961]
<实施例2-4~实施例2-6的有机el元件的评价>
[0962]
可预想:如所述那样获得的涂布型有机el元件也与蒸镀型有机el元件同样地具有优异的驱动电压及外部量子效率。
[0963]
<实施例2-7~实施例2-9的有机el元件的制作>
[0964]
将有机el元件中的各层的材料构成示于表9中。
[0965]
[表9]
[0966][0967]
<发光层形成用组合物(5)~发光层形成用组合物(7)的制备>
[0968]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(5)。
[0969][0970]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(6)。
[0971][0972]
通过将下述成分搅拌至形成均匀的溶液来制备发光层形成用组合物(7)。
[0973][0974]
表9中,“2pxz-taz”是10,10'-((4-苯基-4h-1,2,4-三唑-3,5-二基)双(4,1-苯基))双(10h-吩噁嗪)。以下示出化学结构。
[0975]
[化135]
[0976][0977]
<实施例2-7>
[0978]
在成膜有厚度为45nm的ito的玻璃基板上,旋涂nd-3202(日产化学工业制造)溶液后,在大气环境下,在50℃下加热3分钟,进而在230℃下加热15分钟,由此制成膜厚50nm的nd-3202膜(空穴注入层)。继而,旋涂xlp-101溶液,在氮气环境下,在热板上在200℃下加热30分钟,由此制成膜厚20nm的xlp-101膜(空穴传输层)。继而,旋涂发光层形成用组合物(5),在氮气环境下,在130℃下加热10分钟,由此制成20nm的发光层。
[0979]
将所制作的多层膜固定于市售的蒸镀装置(昭和真空(股)制造)的基板固定器上,并装设放入有tspo1的钼制蒸镀用舟皿、放入有lif的钼制蒸镀用舟皿、放入有铝的钨制蒸镀用舟皿。将真空槽减压至5
×
10-4
pa为止后,对tspo1进行加热且以膜厚成为30nm的方式进行蒸镀,从而形成电子传输层。将形成电子传输层时的蒸镀速度设为1nm/sec。然后,对lif进行加热且以膜厚成为1nm的方式以0.01nm/sec~0.1nm/sec的蒸镀速度进行蒸镀。继而,对铝进行加热且以膜厚成为100nm的方式进行蒸镀来形成阴极。以所述方式获得有机el元件。
[0980]
<实施例2-8及实施例2-9>
[0981]
使用发光层形成用组合物(6)或发光层形成用组合物(7),利用与实施例2-7相同的方法获得有机el元件。
[0982]
<实施例2-7~实施例2-9的有机el元件的评价>
[0983]
可预想:如所述那样获得的涂布型有机el元件也与蒸镀型有机el元件同样地具有优异的驱动电压及外部量子效率。
[0984]
以上,对于本发明的化合物的一部分,进行了作为有机el元件用材料的评价,示出是优异的材料,但未进行评价的其他化合物也具有相同的基本骨架,作为整体也是具有类似结构的化合物,本领域技术人员可理解是同样优异的有机el元件用材料。
[0985]
[工业上的可利用性]
[0986]
根据本发明的优选的形态,通过制作将新颖的多环芳香族化合物例如用作掺杂剂材料的有机el元件,可提供一种发光光谱的半值宽度窄且色纯度优异的有机el元件,进而可提供一种量子效率或元件寿命优异的有机el元件。另外,就具有刚直的结构的方面而言,本发明的新颖的多环芳香族化合物大多是发光光谱更尖锐,发光光谱的半值宽度窄,赋予高的色纯度的发光的化合物。
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