JP2019521995A - 有機発光ダイオード用の特定位置が置換されたベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリン - Google Patents

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Abstract

特定位置が置換されたベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリン及び電子機器、特にエレクトロルミネッセンス素子への用途。エレクトロルミネッセンス素子の電荷輸送材料、電荷阻止材料及び/又はホスト材料として用いると、特定位置が置換されたベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは、エレクトロルミネッセンス素子の効率、安定性、生産性、又はスペクトル性状を改善し、エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低下させる。

Description

本発明は、特定位置が置換されたベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリン及び電子機器、特にエレクトロルミネッセンス素子におけるその用途に関する。エレクトロルミネッセンス素子の電荷輸送材料、電荷阻止材料及び/又はホスト材料として使用すると、該特定位置が置換されたベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンはエレクトロルミネッセンス素子の効率、安定性、生産性、又はスペクトル性状を改善し、エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を低減する。
特許文献1は式Aの有機光学化合物を含む有機層を有する有機光学デバイスに関する。

式中、X、X、X及びXはそれぞれ0(ゼロ)、Si、Se、O、C又はNである。ただし、XとXの一方が0のとき、他方は0ではなく、又、XとXの一方が0のとき、他方は0ではない。しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献2はトリフェニレン部位とベンゾ−又はジベンゾ部位、特に、縮合基を有するベンゾ−又はジベンゾ部位を有する化合物を開示している。該化合物は、特に、黄色、オレンジ又は赤色発光材料と組み合わせて有機発光素子に使用される。多数の具体例には下記式の化合物が含まれている。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献3は式Fの有機光学化合物を含む有機層を有する有機光学デバイスに関する。

該化合物の具体例として下記化合物が記載されている。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献4は下記式の有機光学化合物、特に、チオフェン誘導体、及び、前記化合物を少なくとも1種含む有機層を有する有機光学デバイスに関する。

具体的に記載されている多くの化合物には下記の化合物が含まれている。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献5は式1のヘテロ環化合物及び該化合物を含む有機発光素子に関する。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献6は式(I)のヘテロ環化合物及び式(I)の化合物を含む有機層を有する有機発光素子に関する。

式中、A、A、B及びBは任意の環を表す。
しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献7は式(1)のヘテロ環化合物及び該化合物を含む有機発光素子に関する。

式中、Arは下記構造から得られる種々の置換基である。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンは開示されていない。
特許文献8は下記式(1)、(2)又は(3)で表される有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、該材料を用いた有機エレクトロルミネッセンス素子、及び該材料を含む電子機器に関する。

式中、A〜A18はH、CR又はNであり、B〜BはH、CR又はNである。
ただし、
(1)式(1)中のA〜A、B及びBの少なくとも1つはNであり、
(2)式(2)中のA〜A、A〜A13、B及びBの少なくとも1つはNであり、
(3)式(3)中のA〜A、A14〜A18、B及びBの少なくとも1つはNである。
多くの具体例が記載されているが、Nの位置に言及した記載はなく、具体的に記載された化合物は、ほとんどの場合、位置Aで置換されている。
しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリン及び特定の置換パターンは具体的に開示されていない。
特許文献9は下記式のベンゾフロ−又はベンゾチエノイソキノリン及び該化合物を含む有機発光素子に関する。

しかし、特定の位置にNを有するベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリン及び特定の置換パターンは具体的に開示されていない。
KR20110083442 US20110266526 KR20120104064 KR20140103007 US20140117331 US20140034915 WO2014/024750A1 WO2014/199637A1 WO2015/199489A2
これらの開発にもかかわらず、エレクトロルミネッセンス素子の寿命、効率、安定性、生産性、駆動電圧及び/又はスペクトル性状を改善するために、新規材料、特にホスト(マトリックス)材料、電荷輸送材料、すなわち正孔輸送材料及び電子輸送材料、及び/又は電荷/エキシトン阻止材料、すなわち電子/エキシトン阻止材料及び正孔/エキシトン阻止材料を含む有機発光素子が依然として求められている。
従って、上記関連技術に鑑み、本発明の目的は、OLEDへの使用に適した材料をさらに提供し、有機エレクトロニクス分野での用途をさらに提供することである。より詳しくは、OLEDに使用する電荷輸送材料、すなわち正孔輸送材料及び電子輸送材料、及び/又は電荷/エキシトン阻止材料、すなわち電子/エキシトン阻止材料及び正孔/エキシトン阻止材料、及びホスト(マトリックス)材料を提供することである。該材料は、少なくとも1種の発光材料、すなわち燐光発光材料及び/又は蛍光発光材料、例えば、少なくとも1種の青色、緑色、赤色、又は黄色発光材料、特に、少なくとも1種の青色発光材料(蛍光材料)、少なくとも1種の緑色発光材料、又は少なくとも1種の赤色発光材料を含むOLEDに特に適している。
さらに、前記材料は良好な効率、良好な使用寿命、熱ストレスに対する高い安定性、低い電圧使用量及び低駆動電圧を示すOLEDの製造に適している。
前記目的は式(1)のヘテロ環誘導体により解決される。

(式中、
XはO又はSであり;
はN又はCRA1であり;
はN又はCRA2である;
ただし、AとAの少なくとも一つはN、好ましくは、AはNでありAはCRA2であるか、又は、AはCRA1でありAはNである;
はCR又はNであり;
はCH又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNである;
ただし、BとB又はBとB又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
及び/又は、
とB又はBとB又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H;E;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;
ただし、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの少なくとも一つは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり;
oは0又は1、pは0又は1、qは0又は1、rは0又は1、好ましくは、oは0又は1、pは0又は1、qは0、及びrは0であり;
、A、A、及びAは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基又は無置換もしくはGで置換されたC−C24ヘテロアリーレン基であり;
20はH;E;無置換もしくはGで置換されたC−C60アリール基;無置換もしくはGで置換されたC−C60ヘテロアリール基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのGで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;
Dは、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、−CR63=CR64−、−NR65−、−SiR7071−、−POR73−、又は−C≡C−、好ましくは−O−、−NR65−、又は−SiR7071−であり;
Eは−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、−SiR707172、ハロゲン、又は−POR7475;好ましくは−NR6566、−CN、−SiR707172、又は−POR7475であり;
GはE;C−C24アルキル基;Oにより分断されたC−C24アルキル基;C−C60アリール基;F、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60アリール基;C−C60ヘテロアリール基;又はF、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60ヘテロアリール基であり;
63及びR64は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;−O−により分断されたC−C18アルキル基;又はHであり;
65及びR66は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であるか;又は
65とR66は結合して置換又はベンゼン環が縮合してもよい5又は6員環を形成し(例えば、カルバゾール);
67はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
68はH;C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
69はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
70、R71及びR72は、それぞれ独立して、C−C18アルキル基、C−C18アリール基、又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基であり;
73、R74、及びR75は、それぞれ独立して、C−C18アルキル基、C−C18アリール基、又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基である;
ただし、AがCRA1、AがNである場合、BはCH又はNであり、かつ、R及びRの定義中のo、p、q及びrは0である。
式(1)のベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンの特定の置換により、材料、特に、ホスト、電荷輸送又は電荷阻止材料が得られる。該材料は、青色、緑色、赤色、又は黄色発光素子、好ましくは青色、緑色、又は赤色発光素子、より好ましくは青色及び赤色発光素子に特に適している。さらに、素子中でのバランスがとれた電荷輸送、すなわち正孔輸送又は電子輸送、及び/又は電荷/エキシトン阻止、すなわち電子/エキシトン阻止又は正孔/エキシトン阻止が達成され、その結果、低電圧及び高い外部量子効率(EQE)及び/又は長寿命が得られる。
特に、本発明の式(1)の化合物は当該技術分野で知られている類似化合物よりも少ない工程で合成することができる。
は本発明の有機EL素子の一例の構成を示す概略図である。
本発明の式(1)の特定位置が置換された化合物は、関連技術分野で知られている化合物よりも高い三重項エネルギーを有することが特徴である。又、本発明の特定位置が置換された化合物のガラス転移温度(TG)は高いので、該化合物を含む素子の安定性が高くなる。
本発明の化合物は、電子写真の光受容体、光電コンバーター、有機太陽電池(有機光電変換)、スイッチ素子(例えば、有機FET、有機TFTなどの有機トランジスター)、有機発光電界効果トランジスター(OLEFET)、イメージセンサー、色素レーザー、及び有機発光ダイオード(OLED)などのエレクトロルミネッセンス素子に使用することができる。
従って、本発明はさらに本発明の化合物を含む電子機器に関する。該電子機器は好ましくは有機発光ダイオード(OLED)などのエレクトロルミネッセンス素子である。
式(1)の化合物は原則としてEL素子のいずれの層にも使用することができるが、好ましくは、ホスト材料、電荷輸送材料、すなわち正孔輸送又は電子輸送材料、及び/又は電荷/エキシトン阻止材料、すなわち電子/エキシトン阻止又は正孔/エキシトン阻止材料として使用される。特に、式(1)の化合物は、緑色、赤色、及び黄色、好ましくは緑色及び赤色、より好ましくは赤色発光の燐光又は蛍光発光材料、好ましくは燐光発光材料のホスト材料として、及び/又は、燐光又は蛍光発光材料、好ましくは蛍光発光材料と組み合わせて電子輸送材料として使用される。
従って、本発明はさらに、本発明の式(1)の化合物を含む電荷輸送層、すなわち正孔輸送層又は電子輸送層、好ましくは電子輸送層に関する。
本発明はさらに、本発明の式(1)の化合物を含む電荷/エキシトン阻止層、すなわち電子/エキシトン阻止層又は正孔/エキシトン阻止層、好ましくは正孔/エキシトン阻止層に関する。
本発明はさらに、本発明の式(1)の化合物を含む発光層に関する。この態様において、式(1)の化合物は、1種以上、好ましくは1種の他のホスト材料と共にホスト材料又はコホスト材料として使用される。式(1)の化合物とコホスト材料との組み合わせを燐光発光材料と共に用いることがより好ましい。
本発明はさらに、本発明の式(1)の化合物を含む正孔/エキシトン阻止層に関する。
本発明はさらに、本発明の式(1)の化合物を含む電子/エキシトン阻止層に関する。
ハロゲン、アルキル、アルコキシ、シクロアルキル、アリール、アリールオキシ、アラルキル、ヘテロアリール、アリーレン、ヘテロアリーレンは当該技術分野で知られている用語であり、以下に記載する特定の態様において特に明記しない限り、一般的に下記の意味を有する。
ハロゲンはフッ素、塩素、臭素、又はヨウ素であり、好ましくはフッ素である。
−C25アルキル基、好ましくはC−C24アルキル基、及びより好ましくはC−C18アルキル基は、直鎖状又は分岐状であり、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、又はオクタデシルである。C−Cアルキルは、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチル−プロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、又は2−エチルヘキシルである。C−Cアルキルは、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、又はtert−ブチルである。
上記アルキル基は、任意にEで置換されていてもよく、及び/又は、Dにより分断されていてもよい。好ましくは、上記アルキル基は、無置換であるかEで置換されている。
−C25アルコキシ基、好ましくはC−C18アルコキシ基は直鎖又は分岐アルコキシ基であり、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ、tert−アミルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、ヘプタデシルオキシ、オクタデシルオキシが挙げられる。C−Cアルコキシとしては、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、2−ペンチルオキシ、3−ペンチルオキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシ、及び2−エチルヘキシルオキシが挙げられる。C−Cアルコキシとしては、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、イソブトキシ、及びtert−ブトキシが挙げられる。
“シクロアルキル基”は好ましくはC−C12シクロアルキルであり、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシル、好ましくはシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、又はシクロオクチルである。各基は無置換であってもGで置換されていてもよい。
−C60アリール、好ましくはC−C30アリール、より好ましくはC−C24アリール、最も好ましくはC−C18アリールは、無置換でも任意にGで置換されていてもよく、最も好ましくは、フェニル、4−メチルフェニル、4−メトキシフェニル、ナフチル、特に、1−ナフチル又は2−ナフチル、ビフェニリル、トリフェニレニル、フルオランテニル、ターフェニリル、ピレニル、2−又は9−フルオレニル、フェナントリル、又はアントリルであり、無置換でもGで置換されていてもよい。C−C10アリール基の例はフェニル、1−ナフチル及び2−ナフチルである。
−C60ヘテロアリール、好ましくはC−C30ヘテロアリール、より好ましくはC−C13ヘテロアリールは、環形成原子数5、6又は7の環又は縮合環であり、可能なヘテロ原子は、窒素、酸素、又は硫黄であり、特に原子数5〜60、好ましくは5〜30、より好ましくは5〜13であり、少なくとも6個の共役π電子を有するヘテロ環基であり、例えば、チエニル、ベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、チアントレニル、フリル、フルフリル、2H−ピラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、フェノキシチエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ビピリジル、トリアジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、プテリジニル、カルバゾリル、カルボリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾキサゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、ピリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、イソチアゾリル、フェノチアジニル、イソキサゾリル、フラザニル、4−イミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾリル、5−ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾリル、ベンゾイミダゾロ[2,1−b][1,3]ベンゾチアゾリル、カルバゾリル、アザトリフェニレニル、アザジベンゾフリル、アザジベンゾチオフェニル、アザカルバゾリル、キノリニル、イソキノリニル、キノキサリニル、キナゾリニル、フェナントロリニル、フェナントリジニル、ベンゾ[h]キノリニル、ベンゾ[h]イソキノリニル、ベンゾ[f]イソキノリニル、ベンゾ[f]キノリニル、ベンゾ[h]キナゾリニル、ベンゾ[f]キナゾリニル、ジベンゾ[f,h]キノリニル、ジベンゾ[f,h]イソキノリニル、ジベンゾ[f,h]キノキサリニル、ジベンゾ[f,h]キナゾリニル、フェノキサジニルが挙げられ、これらは無置換でもGで置換されていてもよい。C2−14ヘテロアリール基の例としては、ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−5−イル、ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2−イル、カルバゾリル、及びジベンゾフラニルが挙げられる。
−C60ヘテロアリール、好ましくはC−C30ヘテロアリール、より好ましくはC−C24ヘテロアリール、最も好ましくはC−C13 ヘテロアリール、さらに好ましくはC−C60ヘテロアリール基、C−C30ヘテロアリール、C−C24ヘテロアリール、C−C13ヘテロアリールは無置換でもGで置換されていてもよい。
−C13ヘテロアリール基、例えば、ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−5−イル、ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2−イル、ベンゾイミダゾロ[2,1−b][1,3]ベンゾチアゾリル、ベンゾイミダゾロ[2,1−b][1,3]ベンゾキサゾール、カルバゾリル、ジベンゾフラニル、又はジベンゾチオフェニルであり、これらは無置換でも任意にG、特に、C−C10アリール、C−Cアルキルで置換されたC−C10アリール、又はC−C13ヘテロアリールで置換されていてもよい。

−C60ヘテロアリール、好ましくはC−C30ヘテロアリール、より好ましくはC−C24ヘテロアリール、最も好ましくはC−C13ヘテロアリール、さらに好ましくはC−C60ヘテロアリール基、C−C30ヘテロアリール、C−C24ヘテロアリール、C−C13ヘテロアリールは、少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つの炭素原子と最大60個の炭素原子を基本骨格(置換基は除く)に有するヘテロアリール残基を意味する。ヘテロアリール基本骨格中の他の原子はヘテロ原子(N、O及び/又はS)である。
24’は、それぞれ独立に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル基、又はフェニル、トリル、ナフチル、フェナントロニル、トリフェニレニル、フルオランテニル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。
−C24ヘテロ環基、好ましくはC−C13ヘテロ環基、より好ましくはC−C13ヘテロ環基は、環形成原子数5、6又は7の環又は縮合環であり、可能なヘテロ原子としては窒素、酸素又は硫黄が挙げられ、典型的には原子数5〜24、好ましくは6〜13のヘテロ環基である。該ヘテロ環基は、上記したC−C24ヘテロアリール基又は無置換もしくはGで置換されたC−C24ヘテロシクロアルキル基であってもよい。典型的なC−C24ヘテロシクロアルキル基としては、オキセタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、オキセパン、ジオキサン、アゼチジン、ピロリジン、ピペリジン、ヘキサヒドロアゼピン、ヘキサヒドロジアゼピン、テトラヒドロチオフェン、チエタン、テトラヒドロチオピラン、チエパン、モルフォリン、及び、オキサビシクロ[4.4.0]デカン、アザビシクロ[2,2,1]ウンデカンなどの架橋ヘテロシクロアルキル構造が挙げられる。
−C24アリーレン基、好ましくは任意にGで置換されていてもよいC−C10アリーレン基、、好ましくは任意にGで置換されていてもよいC−C10アリーレン基は、より好ましくはフェニレン、4−メチルフェニレン、4−メトキシフェニレン、ナフチレン、特に1−ナフチレン又は2−ナフチレン、ビフェニリレン、トリフェニレニレン、フルオランテニレン、ターフェニリレン、ピレニレン、2−又は9−フルオレニレン、フェナントリレン、又はアントリレンであり、各基は無置換もしくはGで置換されていてもよい。好ましいC−C24アリーレン基、好ましくはC−C10アリーレン基は、1,3−フェニレン、3,3’−ビフェニリレン、3,3’−m−ターフェニレン、2−又は9−フルオレニレン、フェナントリレンであり、各基は無置換もしくはGで置換されていてもよい。
無置換もしくはGで置換されたC−C30ヘテロアリーレン基、好ましくは無置換もしくはGで置換されたC−C14ヘテロアリーレン基は、環形成原子数5〜7の環又は縮合環構造であり、可能なヘテロ原子は窒素、酸素又は硫黄であり、典型的には少なくとも6個の共役電子を有する原子数5〜30のヘテロ環基、例えば、チエニレン、ベンゾチオフェニレン、ジベンゾチオフェニレン、チアントレニレン、フリレン、フルフリレン、2H−ピラニレン、ベンゾフラニレン、イソベンゾフラニレン、ジベンゾフラニレン、フェノキシチエニレン、ピロリレン、イミダゾリレン、ピラゾリレン、ピリジレン、ビピリジレン、トリアジニレン、ピリミジニレン、ピラジニレン、ピリダジニレン、インドリジニレン、イソインドリレン、インドリレン、インダゾリレン、プリニレン、キノリジニレン、キノリレン、イソキノリレン、フタラジニレン、ナフチリジニレン、キノキサリニレン、キナゾリニレン、シンノリニレン、プテリジニレン、カルボリニレン、ベンゾトリアゾリレン、ベンゾキサゾリレン、フェナントリジニレン、アクリジニレン、ピリミジニレン、フェナントロリニレン、フェナジニレン、イソチアゾリレン、フェノチアジニレン、イソキサゾリレン、フラザニレン、カルバゾリレン、ベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2,5−イレン、又はフェノキサジニレンであり、各基は無置換もしくはGで置換されていてもよい。好ましいC−C30ヘテロアリーレン基は、ピリジレン、トリアジニレン、ピリミジニレン、カルバゾリレン、ジベンゾフラニレン、アザトリフェニレニレン、アザジベンゾフリレン、アザジベンゾチオフェニレン、アザカルバゾリレン、キノリニレン、イソキノリニレン、キノキサリニレン、キナゾリニレン、フェナントロリニレン、フェナントリジニレン、ベンゾ[h]キノリニレン、ベンゾ[h]イソキノリニレン、ベンゾ[f]イソキノリニレン、ベンゾ[f]キノリニレン、ベンゾ[h]キナゾリニレン、ベンゾ[f]キナゾリニレン、ジベンゾ[f,h]キノリニレン、ジベンゾ[f,h]イソキノリニレン、ジベンゾ[f,h]キノキサリニレン、ジベンゾ[f,h]キナゾリニレン、及びベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2,5−イレンであり、各基は無置換もしくはG、好ましくはC−C10アリール、C−Cアルキルで置換されたC−C10アリール、又はC−C13ヘテロアリールで置換されていてもよい。
一つの基が2以上の置換基を有する場合、該置換基は異なっていてもよい。
ハロ−C−Cアルキルは、上記したアルキル基の少なくとも一つの水素原子がハロゲン原子で置換された基であり、例えば、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CFが挙げられる。
“Gで置換された”とは、1以上、特に1、2又は3個の置換基Gが存在することを意味する。好ましい置換基Gは後述する。
“Eで置換された”とは、1以上、特に1、2又は3個の置換基Eが存在することを意味する。好ましい置換基Eは後述する。
上記したように、前記アルキル基はEで置換されていてもよいし、及び/又は、必要であれば、Dにより分断されていてもよい。分断はもちろん単結合を介して互いに結合した少なくとも2個の炭素原子を含む場合に可能であり、C−C18アリールは分断されないし、分断されたアリールアルキルはアルキル部位にDを含む。Eで置換された、及び/又は、1個以上のDにより分断されたC−C18アルキルとしては、例えば、(CHCHO)1−9−R(RはH、C−C10アルキル、又はC−C10アルカノイル(例えば、CO−CH(C)C))、CH−CH(OR’)−CH−O−R、(RはC−C18アルキル、C−C12シクロアルキル、フェニル、又はC−C15フェニルアルキル、及びR’はRと同じ定義又はHである)が挙げられる。
Eで置換されたアルキル基としては、例えば、少なくとも一つの水素原子がFで置換されたアルキル基が挙げられ、その例としては、−CF、−CFCF、−CFCFCF、−CF(CF、−(CFCF、及び−C(CFが挙げられる。
Dは−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、−NR65−、−SiR7071−、−POR72−、−CR63=CR64−、又は−C≡C−である。R63、R64、R65、R70、R71、及びR72の好適な例は上記した。Dは好ましくは、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、又は−NR65−であり、R65は好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチルなどのC−C18アルキル基、フェニル、トリル、ナフチル、トリフェニレニル、ビフェニリルなどのC−C14アリール、又はベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2−イル、カルバゾリル、ジベンゾフラニルなどのC−C30ヘテロアリールであり、各基は無置換であっても、C−C10アリール、C−Cアルキルで置換されたC−C10アリール、又はC−C13ヘテロアリールで置換されていてもよい。
Eは−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、−SiR707172、ハロゲン、又は−POR7475、好ましくは、−NR6566、−CN、−SiR707172、又は−POR7475である。R65、R66、R67、R68、R69、R70、R71、R72、R73、R74及びR75は、それぞれ独立して、好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル、又はフェニル、トリル、ナフチル、トリフェニレニル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。
GはE、C−C24アルキル基、C−C30アリール基、F、C−C24アルキル、又はOにより分断されたC−C24アルキルで置換されたC−C30アリール基、C−C60ヘテロアリール基、F、C−C18アルキル、又はOにより分断されたC−C18アルキルで置換されたC−C60ヘテロアリール基である。Gは好ましくは、−OR69、−SR69、−NR6566、C−C18アルキル基、C−C18アリール基、F又はC−C18アルキルで置換されたC−C18アリール基、C−C24ヘテロアリール基、又はF又はC−C18アルキルで置換されたC−C24ヘテロアリール基である。R65、R66及びR69は、それぞれ独立して、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチルヘキシルなどのC−C18アルキル、又はフェニル、トリル、ナフチル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。より好ましくは、Gはフェニル、トリル、トリフェニレニル、ビフェニリル、フェナントリル、アントラニルなどのC−C18アリール基、又はジベンゾチオフェニル、ジベンゾフラニル、ピリジル、トリアジニル、ピリミジニル、アザトリフェニレニル、アザジベンゾフリル、アザジベンゾチオフェニル、アザカルバゾリル、キノリニル、イソキノリニル、キノキサリニル、キナゾリニル、フェナントロリニル、フェナントリジニル、ベンゾ[h]キノリニル、ベンゾ[h]イソキノリニル、ベンゾ[f]イソキノリニル、ベンゾ[f]キノリニル、ベンゾ[h]キナゾリニル、ベンゾ[f]キナゾリニル、ジベンゾ[f,h]キノリニル、ジベンゾ[f,h]イソキノリニル、ジベンゾ[f,h]キノキサリニル、ジベンゾ[f,h]キナゾリニルなどのC−C24ヘテロアリール基である。
、A
本発明のベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンにおいて、AとAの少なくとも一つはN、好ましくは、AはNでありAはCRA2であるか、又はAがCRA1でありAがNである。
、B、B、B、B、B、B、B
本発明の式(1)のベンゾフロ−又はベンゾチエノキノリンにおいて、BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCH又はN、好ましくはCHであり;BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCR又はN、好ましくはCRであり;BはCR又はN、好ましくはCRである。
ただし、BとB、BとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し、
及び/又は、BとB、BとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し、
、B、B、B、B、B、B、及びBのうち、互いに直接結合しているものは通常同時にNであることはない。
前記6員環構造は、好ましくは下記式で表される環構造である。

式中、Gは上で定義したとおりであり;yは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0又は1、最も好ましくは0であり;〜はR〜Rの隣接する2つが結合する原子への結合位置である。好ましくは、R〜Rの隣接する2つは、それらが結合する原子と共に、Gで置換されていてもよい芳香族6員環構造を形成してもよい。
好ましくは、BとB、BとB、BとB、BとB、BとB、及びBとBの0又は1個、より好ましくは0個が任意に結合して6員環構造、好ましくは上記した6員環構造を形成する。
本発明の好ましい態様において、B〜Bの0、1又は2個、好ましくはB及び/又はB;より好ましくはB〜Bの0又は1個、好ましくはB又はB;最も好ましくはB〜Bの0個がNである。
最も好ましくは、AがCRA2であり、BがCR、BがCR、BがCR、又はBがCRであり、好ましくはBがCR又はBがCRであり、他のB、B、B、B、B、B、B、及びBがCHであり、AがNである。又は、AがNであり、BがCR又はBがCRであり、他のB、B、B、B、B、B、B、及びBがCHであり、AがCRA1である。
とりわけ最も好ましくは、AがCRA2であり、B、B、B、B、B、B、B、及びBがCHであり、AがNであるか;AがNであり、B、B、B、B、B、B、B、及びBがCHであり、AがCRA1であるか;又は、AがCHであり、BがCR、BがCR、BがCR、BがCR、好ましくはBがCRであり、他のB、B、B、B、B、B、B、及びBがCHであり、AがNである。
A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H;E;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換もしくは少なくとも一つのEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基である。ただし、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの少なくとも一つは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。
、A、A、A、o、p、q、r及びR20の定義は後述する。
好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H;−NR6566;−CN;−SiR707172;−POR7475;C−Cアルキル、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル;又は−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。前記R65、R66、R70、R71、R72、R74、及びR75は好ましくは、それぞれ独立して、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチルヘキシルなどのC−C18アルキル、又はフェニル、トリル、ナフチル、トリフェニレニル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。
より好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H、CN、メチル、tert−ブチル、又は−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。
最も好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H又は−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。
好ましくは、本発明の式(1)の化合物において、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの1、2、3、又は4個、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個は、それぞれ独立して、E、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又はC−C25アルキル基であり、好ましくは、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRはHである。前記C−C25アルキル基は無置換であっても、少なくとも一つのEで置換されていても、及び/又は、Dにより分断されていてもよい。
より好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの1、2、3、又は4個、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個は、それぞれ独立して、H、−NR6566、−CN、−SiR707172、−POR7475、C−Cアルキル、好ましくはメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、又は−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。前記R65、R66、R70、R71、R72、R74、及びR75は、好ましくは、それぞれ独立して、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル、又はフェニル、トリル、ナフチル、トリフェニレニル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。
最も好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの1つが−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがH、CN、メチル、又はtert−ブチルである。
より最も好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの1つが−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがHである。
さらに最も好ましくは、RA1、RA2、R、R、R、及びRの1つが−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがHである。
よりさらに最も好ましくは、RA1、RA2、R及びRの1つが−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがHである。
特に最も好ましくは、RA1及びRA2の1つが−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがHである。
、A、A、A
、A、A、及びAは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基又は無置換もしくはGで置換されたC−C24ヘテロアリーレン基である。
、A、A、及びAは、好ましくは、それぞれ独立して、任意にGで置換されていてもよいC−C24アリーレン基、又は任意にGで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリーレン基である。
前記任意にGで置換されていてもよいC−C24アリーレン基は、フェニレン、ナフチレン、特に1−ナフチレン又は2−ナフチレン、ビフェニレン、トリフェニレン、ターフェニレン、ピレニレン、2−又は9−フルオレニレン、フェナントリレン、及びアントリレンからなる群より選ばれ、各基は無置換もしくはGで置換されていてもよい。
前記任意にGで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリーレン基は、環形成原子数5〜7の環又は縮合環構造により特徴付けられ、可能なヘテロ原子は窒素、酸素又は硫黄であり、少なくとも6個の共役電子を有する。好ましくは、ベンゾチオフェニレン、チアントレニレン、フリレン、フルフリレン、2H−ピラニレン、ベンゾフラニレン、イソベンゾフラニレン、ジベンゾフラニレン、ジベンゾチオフェニレン、カルバゾリレン、イミダゾリレン、ピラゾリレン、ピリジレン、ビピリジレン、トリアジニレン、ピリミジニレン、ピラジニレン、ピリダジニレン、インドリジニレン、イソインドリレン、インドリレン、インダゾリレン、プリニレン、キノリジニレン、キノリレン、イソキノリレン、フタラジニレン、ナフチリジニレン、キノキサリニレン、キナゾリニレン、シンノリニレン、プテリジニレン、カルボリニレン、ベンゾトリアゾリレン、ベンゾキサゾリレン、フェナントリジニレン、ピリミジニレン、及びベンゾイミダゾ[1,2−a]ベンゾイミダゾ−2,5−イレンから選ばれ、各基は無置換もしくはGで置換されていてもよい。

73はC−C24アリール基又はC−C30ヘテロアリール基であり、それぞれ任意にGで置換されていてもよく、各直線は結合位置を表す。
より好ましくは、A、A、A、及びAは、それぞれ独立して、以下の基を表す。


各基は無置換もしくはGで置換されていてもよく、好ましくは無置換もしくは1、2、3、又は4個のGで置換されていてもよく、より好ましくは無置換もしくは1又は2個のGで置換されていてもよい。Gは最も好ましくは、−NR6566、−CN、−SiR707172、C−C24アルキル基、無置換C−C30アリール基、又はC−C30ヘテロアリール基である。
73は、C−C18アリール基、C−C18アルキル又はC−C18アルコキシで置換されたC−C18アリール基、C−C18アルキル基、又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル基、又は、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニリルなどのC−C14アリール基である。
38は、任意にEで置換されていてもよい、及び/又は、Dにより分断されていてもよいC−C25アルキル基、任意にGで置換されていてもよいC−C24アリール基、又は任意にGで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリール基であり、隣接する2つの基はそれらが結合している原子と共に任意にGで置換されていてもよい環構造を形成してもよい。
各R130は、それぞれ独立して、H、任意にGで置換されていてもよいC−C24アリーレン基、又は任意にGで置換されていてもよいC−C30ヘテロアリーレン基である。Gは上記定義のとおりであり、各点線は結合部位を表す。
(C)−は、A、A、A、及びAの結合部位が炭素原子に結合することを意味し、(N)−は、A、A、A、及びAの結合部位が窒素原子に結合することを意味し、(C,N)は、A、A、A、及びAの結合部位が炭素原子又は窒素原子に結合することを意味する。
、A、A、及びAは、より好ましくは、それぞれ独立して、以下の式で表される基である。

好ましくは、それぞれ独立して、以下の式で表される基である。






上記の各基は無置換もしくはGで置換されていてもよく、好ましくは無置換もしくは1、2、3、又は4個のGで置換されていてもよく、より好ましくは無置換もしくは1又は2個のGで置換されていてもよく、最も好ましくは無置換である。Gは上記定義のとおりであり、最も好ましくは−NR6566、−CN、−Si(R70、C−C24アルキル基、無置換C−C30アリール基、又はC−C30ヘテロアリール基である。
73は、C−C18アリール基、C−C18アルキル又はC−C18アルコキシで置換されたC−C18アリール、C−C18アルキル基、又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル、又は、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニリルなどのC−C14アリールである。
各R130は、それぞれ独立して、H、任意にGで置換されていてもよいC−C24アリーレン基、又は任意にGで置換されていてもよいC−C30ヘテロアリーレン基である。Gは上記定義のとおりである。
(C)−は、A、A、A、及びAの結合位置が炭素原子に結合することを意味し、(N)−は、A、A、A、及びAの結合位置が窒素原子に結合することを意味し、(C,N)は、A、A、A、及びAの結合位置が炭素原子又は窒素原子に結合することを意味する。
、A、A、及びAは、最も好ましくは、それぞれ独立して、下記式で表される基である。

上記の各基は無置換もしくはGで置換されていてもよく、好ましくは無置換もしくは1、2、3、又は4個のGで置換されていてもよく、より好ましくは無置換もしくは1又は2個のGで置換されていてもよく、最も好ましくは無置換である。Gは上記定義のとおりであり、最も好ましくは−NR6566、−CN、C−C24アルキル基、無置換C−C30アリール基、又はC−C30ヘテロアリール基である。
各点線は結合位置を表す。
さらに最も好ましくは、A、A、A、及びAは、それぞれ独立して、1,3−フェニレン、1,4−フェニレン、又は下記式で表される基である。
20
20は、H、CN、E、無置換もしくはGで置換されたC−C60アリール基、無置換もしくはGで置換されたC−C60ヘテロアリール基、無置換もしくは少なくとも一つのGで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基である。
好適かつ好ましいE、G及びDは上記したとおりである。
好ましくは、R20はH、−OR69、−SiR707172、CN、又は下記式で表される基である。

(上記式において、
はS、O、C(R21、又はNR23であり;
21は任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基、任意にGで置換されたC−C24アリール基、又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基であり、及び/又は、隣接する2つの基はそれらが結合している原子と共に任意にGで置換されていてもよい環構造を形成する;
22は無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基又は無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基であり;
23はH、無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基、又は無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基であり;
24及びR25は、それぞれ独立して、H、無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基、無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基、任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基、又は−CNであり;
aは0、1、2、又は3、好ましくは0、1、又は2であり;
bは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1、又は2であり;
各点線は結合位置を表す。)
又は

(上記式において、
、X及びXは、それぞれ独立して、CR19又はNである。ただし、式(9)において、X〜Xの少なくとも一つはNであり、式(10)及び(11)において、X及びXの少なくとも一つはNである;
Ar及びArは、それぞれ独立して、任意にGで置換されたC−C24アリール基又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基であり;
17、R18及びR19は、それぞれ独立して、H、任意にGで置換されたC−C24アリール基、任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基、又は任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基、好ましくはHであり;
cは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0又は1であり;
dは0、1、2、又は3、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0である。)
又は


(上記式において、
26、R27、R28、及びR29は、それぞれ独立して、H、任意にGで置換されたC−C24アリール基、任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基、任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基、又は置換基E、好ましくはH又はCN、より好ましくはHであり;
eは0、1、2、3、4、又は5、好ましくは0、1、2、又は3、より好ましくは0、1、又は2であり;
fは0、1、2、又は3、好ましくは0、1、又は2、より好ましくは0であり;
gは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1、又は2、より好ましくは0又は1であり;
hは0、1、又は2、好ましくは0又は1;より好ましくは0であり;
隣接する2つのR26、R27、R28、又はR29はそれらが結合している原子と共にGで置換されていてもよい環構造を形成してもよく;
〜は結合位置を表し、各点線は結合位置を表す。)
式(4)、(5)、(6)、(7)、又は(8)で表される基は、好ましくは以下のとおりである。

(式中、XはO又はSである。)

(式中、〜は 結合位置を表し、点線は結合位置を表す。)
式(4)、(5)、又は(6)で表される基は、最も好ましくは以下のとおりである。

(式中、〜は結合位置を表す。)
式(9)、(10)、又は(11)で表される基は、好ましくは以下のとおりである。

(式中、
Ar及びArは、それぞれ独立して、任意にGで置換されたC−C24アリール基、又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基であり;
〜は隣接基への結合位置を表し;
Gは上記したとおりである。)
Ar及びArは、好ましくは無置換フェニル又は下記式で表される基である。

(式中、〜は隣接基への結合位置を表す。)
Ar及びArは、最も好ましくは無置換フェニルである。
式(9)、(10)、又は(11)で表される基は、最も好ましくは以下のとおりである。

(式中、点線は隣接基への結合位置を表す。)
式(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)、(31)、又は(32)で表される基は、好ましくは以下のとおりである。



(式中、〜は隣接基への結合位置を表す。)
式(12)、(13)、(14)、(15)、(16)、(17)、(18)、(19)、(20)、(21)、(22)、(23)、(24)、(25)、(26)、(27)、(28)、(29)、(30)、(31)、又は(32)で表される基は、最も好ましくは以下のとおりである。

(式中、〜は隣接基への結合位置を表す。)
最も好ましくは、R20はH又は下記式のいずれかで表される。


(式中、〜及び点線は隣接基への結合位置を表す。)
−(A−(A−(A−(A−R20で表される基
−(A−(A−(A−(A−R20で表される基において、oは0又は1、pは0又は1、qは0又は1、rは0又は1、好ましくは、oは0又は1、pは0又は1、qは0、及びrは0である。
、A、A、A、及びR20の好ましい基は上記したとおりである。
最も好ましい−(A−(A−(A−(A−R20で表される基は以下の基である。








式(1)の化合物
好ましい態様において、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)のAはNであり、AはCRA2である。より好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)のRA2はE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、基R、R、R、R、R、R、及びRはHである。最も好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)は式(1a)で表される。

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、B、及びRA2は上記定義のとおりである。)
他の好ましい態様において、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)のAはCRA1、AはNである。より好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)のRA1はE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、基R、R、R、R、R、R、及びRはHである。最も好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)は式(1b)で表される。

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、B、及びRA1は上記定義のとおりである。)
さらに他の好ましい態様において、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)のAはNであり、AはCRA2である。より好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)において、R、R、R、及びRの一つ、好ましくはRはE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、その他の基RA2、R、R、R、R、R、R、及びRはHである。最も好ましくは、式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)は式(1c)で表される。

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、及びBは上記定義のとおりである。)
好ましい式(1)の化合物(ヘテロ環誘導体)は下記構造を有する。


上記式において、
はCR又はNであり;
はCH又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
はCR又はNであり;
好ましくは、該ヘテロ環誘導体は式(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−4)、(1−5)、1−6)、(1−7)、及び(1−8)のいずれか一つで表され、前記式において、好ましくは、AはCRA2であり、RA2はE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、R、R、R、R、R、R、及びRはHである。
より好ましくは、
前記ヘテロ環誘導体は式(1−1)又は(1−2)で表され、前記式において、好ましくは、AはCRA2であり、RA2はE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、R、R、R、R、R、R、及びRはHである。
又は、
前記ヘテロ環誘導体は式(1−9)又は(1−10)で表され、前記式において、好ましくは、AはCRA1であり、RA1はE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、R、R、R、R、R、R、及びRはHである。
又は、
前記ヘテロ環誘導体は式(1−1)又は(1−2)で表され、前記式において、好ましくは、AはCRA2であり、R、R、R、及びRの一つ、好ましくはRはE、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基、又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり、RA2、R、R、R、及びその他のR、R、R、及びRはHである。
、A、R、R、R、R、R、R、はRは上記したとおりである。
式(1a)、(1−1)及び(1−2)のそれぞれは、好ましくは

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、B、A、A、A、A、o、p、q、r、及びR20は式(1)に関して定義したとおりである。)
で表される。
式(1b)、(1−9)及び(1−10)のそれぞれは、好ましくは

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、B、A、A、A、A、o、p、q、r、及びR20は式(1)に関して定義したとおりである。)
で表される。
式(1c)、(1−1)及び(1−2)のそれぞれは、好ましくは

(式中、X、B、B、B、B、B、B、B、B、A、A、A、A、o、p、q、r、及びR20は式(1)に関して定義したとおりである。ただし、B、B、B、及びBの一つ、好ましくはBはC−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である。)
で表される。
好ましい態様において、式(1a’)、(1b’)、及び(1c’)の化合物のB、B、B、及びBはCHである。
好ましい態様において、式(1a’)及び(1b’)の化合物のB、B、B、及びBはCHである。
好ましい態様において、式(1c’)の化合物のC−(A−(A−(A−(A−R20で表される基ではないB、B、B、及びBはCHである。
式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)の化合物において、A、A、A、及びAは好ましくは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基、又はC−C24アリーレン基である。Gは式(1)に関して上記したとおりである。
、A、A、及びAはより好ましくは、それぞれ独立して、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、又はターフェニレンであり、それぞれ任意にGで置換されていてもよい。
さらに好ましくは、A、A、A、及びAは、それぞれ独立して、下記の基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
、A、A、及びAはさらに好ましくは、それぞれ独立して、下記の基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)の化合物において、−(A−(A−(A−(A−で表される基は、好ましくは無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基、より好ましくはフェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、又はターフェニレンであり、それぞれ無置換もしくはGで置換されている。

(式中、点線は結合位置を表す。)
さらに好ましくは、−(A−(A−(A−(A−で表される基は下記式で表される基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
より好ましくは、−(A−(A−(A−(A−で表される基は下記式で表される基である。
式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)の化合物において、oは0又は1、pは0又は1、qは0又は1、及びrは0又は1であり、好ましくは、oは0又は1、pは0又は1、qは0、及びrは0である。oが0の場合、(Aは直接結合であり、pが0の場合、(Aは直接結合であり、qが0の場合、(Aは直接結合であり、rが0の場合、(Aは直接結合である。
式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)の化合物のR20は式(1)に関して上記した。好ましくは、無置換もしくはGで置換されたC−C60アリール基又は無置換もしくはGで置換されたC−C60ヘテロアリール基である。C−C60アリール基、C−C60ヘテロアリール基、及びGは式(1)に関して上記した。
前記C−C60アリール基は、好ましくはC10−C60縮合アリール基、より好ましくはC10−C30縮合アリール基、さらに好ましくはアントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、フルオレニルなどのC14−C25縮合アリール基であり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。
好ましくは、前記C10−C60縮合アリール基は下記式で表される基であり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。

(式中、
はC(R21であり;
21は、任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基、任意にGで置換されていてもよいC−C24アリール基、又は任意にGで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリール基であり、前記基の2つの隣接基は、それらが結合している原子と共に任意にGで置換されていてもよい環構造を形成してもよく;
〜は結合位置を表す。)
より好ましくは、前記C10−C60縮合アリール基は下記式で表される基であり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。


(式中、〜は結合位置を表す。)
さらに好ましくは、前記C10−C60縮合アリール基は下記式で表される基であり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。
前記C−C60ヘテロアリール基は、好ましくはC−C30ヘテロアリール基、より好ましくはC−C12ヘテロアリール基、さらに好ましくは環形成原子数6の芳香族ヘテロ環であり、それぞれ縮合環を有していてもよく、環形成ヘテロ原子はNである。前記ヘテロアリール基、前記環形成原子数6の環、及び前記縮合環は無置換でもGで置換されていてもよい。さらに好ましくは、縮合環を有していてもよいピリジル、縮合環を有していてもよピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよく;さらに好ましくはピリジル、ピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよく;さらに好ましくはピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。
前記C−C60ヘテロアリール基は、好ましくは式(9)、(10)、又は(19)で表される基であり、より好ましくは式(9)又は(19)で表される基である。各式は式(1)のR20に関して上記した。

(式中、
、X及びXは、それぞれ独立して、CR19又はNである。ただし、式(9)において、X〜Xの少なくとも一つはNであり、式(10)及び(19)において、X及びXの少なくとも一つはNであり;
Ar及びArは、それぞれ独立して、任意にGで置換されたC−C24アリール基又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基であり;
18、R19、及びR29は、それぞれ独立して、H、Gで置換されていてもよいC−C24アリール基、Gで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリール基、又は任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり、好ましくはHであり;
cは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0又は1、さらに好ましくは0であり;
gは0、1、2、又は3、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0であり;
〜は結合位置を表す。)
式(9)、(10)、及び(19)で表される基は、好ましくは以下の基である。

(式中、
Ar及びArは好ましくは、それぞれ独立して、任意にGで置換されたC−C24アリール基、より好ましくは無置換のC−C24アリール基、さらに好ましくは無置換のフェニル又は無置換のビフェニルであり;
〜は結合位置を表す。)
式(9)で表される基は、好ましくは以下の基であり、


(式中、点線は結合位置を表す。)
より好ましくは以下の基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
式(10)で表される基は、好ましくは以下の基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
式(19)で表される基は、好ましくは以下の基であり、

(式中、点線は結合位置を表す。)
より好ましくは以下の基である。

(式中、点線は結合位置を表す。)
本発明の好ましい態様において、−(A−(A−(A−(A−R20で表される基は下記式で表される基であってもよい。

(式中、
、A、A、o、p、及びqは上記したとおりであり;
AzはC−C60ヘテロアリール基、好ましくはC−C30ヘテロアリール基、より好ましくはC−C12ヘテロアリール基、さらに好ましくは環形成原子数6の芳香族ヘテロ環であり、それぞれ縮合環を有していてもよく;
4a−GはGで置換されたAに相当し、Gは式(1)のGと同じである。)
4a−Gは、好ましくはGで置換されたC−C24アリーレン基であり、Gは、好ましくはC−C60アリール基、より好ましくはC10−C30縮合アリール基、さらに好ましくはC14−C25縮合アリール基であり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい。
前記縮合環を有していてもよい環形成原子数6の芳香族ヘテロ環は、式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)のR20に関して前記した。
4a−GのAは、式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)のA、A、A、及びAに関して前記した。
が表す前記C−C24アリーレン基は、式(1a)、(1b)、(1c)、(1a’)、(1b’)、及び(1c’)のR20に関して前記した。
式(1)の化合物の最も好ましい例を以下に示す。

上記化合物のうち最も好ましい化合物は、AがCRAr2、RAr2が上記した置換基、他の基B〜BがCHである特定の化合物である。
さらに最も好ましい化合物は以下の化合物である。
他の最も好ましい式(1)の化合物は以下の化合物である。
式(1)の化合物の合成
一般的に、式(1)の化合物は関連技術分野、例えば、WO2014/199637及びJ.Med.Chem.1998,41,2754−2764に記載の製造プロセスに類似する方法で製造される。
構造(1):
例えば、J.Med.Chem.1998,41,2754−2764に下記基本構造(1’)の一般的な製造プロセスが記載されている。

(式中、B、B、B、B、B、B、B、A及びAの少なくとも一つはC−Halであり、その他のすべての基は上記したとおりであり、Halはハロゲン、好ましくはF、Cl又はBr、より好ましくはClである。)
スキーム4a,b

工程(b)において、POClの代わりにPOBrを用いて、Clの代わりにBrを導入することも好ましい。
好ましくは、ハロゲン化部位において、X−RA1、X−RA2、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、及びX−Rの少なくとも一つとカップリングすることによって、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの一つ又は複数で上記基本構造(1’)を官能基化することができる。該官能基化は、
(i)Xが−B(OR’)であり、R’がH、C−Cアルキル基、又はフェニル基であり、2つのR’が同一でも異なっていてもよく、該2つのR’が2つの酸素原子及びホウ素原子と共に環構造を形成してもよく、触媒及び塩基の存在下で行われる方法(下記の基本方法1);
又は
(ii)XがHであり、塩基の存在下で行われる方法(下記の基本方法2);
又は
(iii)XがHであり、触媒、塩基及びリガンドの存在下で行われる方法(下記の基本方法3)
により行われる。
該カップリング反応は好ましくはSuzuki−Miyaura反応(カップリング)である。Suzuki−Miyaura反応の一般的な条件は、例えば、US2014/0330013、特に[136]−[137]に記載されている。
(i)において、
好ましくは、R’はH、CH、CH(CH、CHCHCH、又はフェニルであり、2つのR’が、2つの酸素原子を介して該2つのR’が結合しているホウ素原子と共に環構造を形成する場合、B(OR’)は好ましくは以下の基である。

前記触媒は、好ましくはPd触媒であり、例えば、Pd(dba)又はPd(PPhである。
前記塩基は、好ましくはNaCO、KCO又はCsCOである。
(ii)において、
前記塩基は、好ましくはKPO、NaCO、KCO、CsCO、又はNaHである。
(iii)において、
前記触媒は、好ましくはPd触媒、例えば、Pd(dba)である。
前記塩基は、好ましくはNaOBu又はKOBuである。
好ましいリガンドはP(tBu)、Xanthophos、Sphos、及びXphosである。
基本方法1(Aの位置での置換を代表例として示す)

(式中、X、RA2及びR’は上記定義のとおりである。)
基本方法2(Aの位置での置換を代表例として示す)

(式中、X及びRA2は上記定義のとおりである。)
基本方法3(Aの位置での置換を代表例として示す)

(式中、X及びRA2は上記定義のとおりである。)
基本構造の官能基化の例を以下に示す。
従って、本発明はさらに式(1)の化合物の製造方法に関する。該製造法は、
(a)式(1’)の化合物:

(式中、B、B、B、A、及びAの少なくとも一つはC−Halであり、他のすべては上記したとおりであり、Halはハロゲン、好ましくはF、Cl又はBr、より好ましくはClである。)

(i)式X−RA1、X−RA2、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、又はX−Rで表され、Xが−B(OR’)であり、R’がH、C−Cアルキル基、又はフェニル基、ただし、2つのR’は同一でも異なっていてもよく、2つのR’は2つの酸素原子及びホウ素原子と共に環を形成してもよい化合物と触媒及び塩基の存在下でカップリングする工程、
又は、
(ii)前記式のいずれかで表され、XがHである化合物と塩基の存在下でカップリングする工程、
又は、
(iii)前記式のいずれかで表され、XがHである化合物と触媒、塩基、及びリガンドの存在下でカップリングする工程
を含む。
、A、B、B、B、B、B、B、及びBに適した基は上記したとおりである。ただし、A、A、B、B、B、B、B、B、及びBの少なくとも一つはC−Halであり、最も好ましくはAがC−Halである。
反応工程とプロセス条件の詳細は上記した。又、本願の実施例において記載する。
式(1)の化合物の有機エレクトロニクス用途
式(1)の化合物は、電荷キャリアの伝導性が要求される用途、特に、有機エレクトロニクス用途、例えば、有機FET及び有機TFTで例示される有機トランジスターなどのスイッチング素子、有機太陽電池、及び有機発光ダイオード(OLED)から選ばれる有機エレクトロニクス用途に使用することが特に適していることが分かった。
以下において、有機EL素子という用語は有機発光ダイオード(OLED)という用語と互いに交換可能である。すなわち、本願においては2つの用語は同じ意味を有する。
有機トランジスターは、通常、電荷輸送性を有する有機層により形成された半導体層;導電層により形成されたゲート電極;及び該半導体層と該導電層の間に挿入された絶縁層を有する。この配列の上に、ソース電極とドレイン電極を順に配置してトランジスター素子が得られる。有機トランジスターは当業者に公知の他の層を含んでもよい。電荷輸送性を有する層は式(1)の化合物を含んでいてもよい。
有機太陽電池(光電変換素子)は、通常、平行に配置された2つの平板型電極の間に存在する有機層を有する。該有機層は櫛型電極の上に形成してもよい。該有機層の位置は特に限定されず、電極の材料も特に限定されない。しかし、平行に配置された平板型電極対を使用する場合、少なくとも一つの電極は透明電極、例えば、ITO電極又はフッ素をドープした酸化スズ電極により形成するのが好ましい。該有機層は2つの層、すなわち、p型半導体特性又は正孔輸送性を有する層及びn型半導体特性又は電荷輸送性を有する層から形成される。有機太陽電池には当業者に公知の他の層が存在してもよい。電荷輸送性を有する層は式(1)の化合物の化合物を含んでもよい。
式(1)の化合物は、OLEDの発光層マトリックス材料として、及び/又は電荷及び/又はエキシトン阻止材料として、すなわち、電子/エキシトン阻止材料又は正孔/エキシトン阻止材料として、及び/又は電荷輸送材料として、すなわち、正孔輸送材料又は電子輸送材料として、特に、燐光発光材料と組み合わせて使用するのに特に適している。
本発明の式(1)の化合物をOLEDに使用すると、良好な効率と長寿命を有し、特に、低電力使用かつ低駆動電圧で駆動するOLEDが得られる。本発明の式(1)の化合物は、青色、緑色、赤色及び黄色、好ましくは青色、緑色及び赤色、より好ましくは青色及び赤色発光材料のためのマトリックス及び/又は電荷輸送材料、すなわち、正孔又は電子輸送材料、及び/又は電荷阻止材料、すなわち、正孔又は電子阻止材料として特に適している。通常使用される青色発光材料は蛍光発光材料である。通常使用される他の発光材料は蛍光又は燐光発光材料、好ましくは燐光発光材料である。式(1)の化合物はさらにスイッチング素子及び有機太陽電池から選ばれる有機エレクトロニクス用途において、導電体/補足材料として使用することもできる。(本出願において、マトリックスという用語とホストという用語は互いに交換可能である。)
発光層のマトリックス材料としての式(1)の化合物
最も好ましくは、式(1)の化合物は、OLEDの発光層、より好ましくは少なくとも1種の式(1)の化合物と少なくとも1種の発光材料を含むOLEDの発光層のマトリックス材料(ホスト材料)として使用される。該発光材料は、好ましくは蛍光又は燐光発光材料、より好ましくは赤色の蛍光又は燐光発光材料である。
従って、本発明は、少なくとも1種の式(1)の化合物及び少なくとも1種の発光材料を含む発光層に関する。好適な発光材料は上記及び以下に記載する材料である。発光層の好適な構造は後述する。
本発明はさらに、少なくとも1種の式(1)の化合物及び少なくとも1種の発光材料を含む発光層を含むOLEDに関する。
OLEDの発光層において、又は複数の発光層の一つにおいて、発光材料に式(1)の化合物から選ばれる少なくとも1種のマトリックス材料及び1種又は複数、好ましくは1種の他のマトリックス材料(コホスト)を組み合わせてもよい。これにより、高量子効率、低駆動電圧及び/又は長寿命が達成できる。
さらに、式(1)の化合物は以下の層の2又は3つに含まれていてもよい:発光層(好ましくはマトリックス材料として)、阻止層(電荷阻止材料として)、及び/又は電荷輸送層(電荷輸送材料として)。
式(1)の化合物をマトリックス(ホスト)材料として発光層に使用し、さらに、電荷阻止材料及び/又は電荷輸送材料として使用する場合、材料が化学的に同一又は類似するので、発光層と隣接材料との界面が改善され、同じ輝度が得られる電圧が低下し、OLEDの寿命が延びる。又、電荷輸送材料及び/又は電荷阻止材料として、及び発光層のマトリックスとして同じ材料を用いると、式(1)の化合物の1つを蒸着する工程で同じ蒸着源を用いることができるので、OLEDの製造工程が簡略になる。
有機電子機器、特に有機発光ダイオード(OLED)の好適な構造は当業者に周知であり、具体的に後述する。
電子輸送性材料としての式(1)の化合物
さらに最も好ましい態様において、式(1)の化合物は、好ましくはOLED、より好ましくは少なくとも1種の青色蛍光発光材料を含むOLEDの電子輸送性材料(電子輸送材料)として使用される。
従って、本発明は少なくとも1種の式(1)の化合物を含む電子輸送性層(電子輸送層)に関する。
本発明はさらに、少なくとも1種の式(1)の化合物を含む電子輸送性層及び少なくとも1種の発光材料、好ましくは青色蛍光発光材料を含む発光層を有するOLEDに関する。電子輸送性層の好適な構造は後述する。
好ましい態様において、本発明の式(1)の化合物を少なくとも一つ含む電子輸送性層は還元性ドーパントをさらに含む。
還元性ドーパントの例としては、供与性金属、供与性金属化合物、及び供与性金属錯体が挙げられる。還元性ドーパントは、単独で使用しても2種以上を組み合わせてもよい。
本発明でいう還元性ドーパントは電子供与性材料である。電子供与性材料とは、電子輸送性層に共存する有機材料又は電子輸送性層に隣接する層の有機材料との相互作用によりラジカルアニオンを生成する材料、又は、電子供与性基を有する材料である。
供与性金属は仕事関数が3.8eV以下の金属であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属であり、より好ましくはCs、Li、Na、Sr、K、Mg、Ca、Ba、Yb、Eu、又はCeである。
供与性金属化合物は上記供与性金属を含む化合物であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属を含む化合物であり、より好ましくはこれらの金属のハロゲン化物、酸化物、炭酸塩、又はホウ酸塩、例えば、MOx(M:供与性金属、x:0.5〜1.5)、MFx(x:1〜3)、又はM(CO)x(x:0.5〜1.5)で表される化合物である。
供与性金属錯体は上記供与性金属を含む錯体であり、好ましくはアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属の有機金属錯体、より好ましくは式(I):M−(Q)で表される有機金属錯体である。Mは供与性金属、Qはリガンド、好ましくはカルボン酸誘導体、ジケトン誘導体、又はキノリン誘導体であり、nは1〜4の整数である。
供与性金属錯体の例は、JP2005−72012Aに記載の水車型タングステン化合物及びJP11−345687Aに記載のアルカリ金属又はアルカリ土類金属を中心金属として含むフタロシアニン化合物を含む。
還元性ドーパントは好ましくは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ土類金属ハロゲン化物、希土類金属酸化物、希土類金属ハロゲン化物、アルカリ金属を含む有機錯体、アルカリ土類金属を含む有機錯体、及び希土類金属を含む有機錯体からなる群より選ばれる少なくとも一つ、好ましくはアルカリ金属の8−キノリノール錯体である。
アルカリ金属の例としては、Li(リチウム、仕事関数:2.93eV)、Na(ナトリウム、仕事関数:2.36eV)、K(カリウム、仕事関数:2.3eV)、Rb(ルビジウム、仕事関数:2.16eV)、及びCs(セシウム、仕事関数:1.95eV)が挙げられる。
仕事関数の値はHandbook of Chemistry (Pure Chemistry II, 1984, p. 493, edited by The Chemical Society of Japan)に拠る。以下、同様である。
アルカリ土類金属の好ましい例としては、Ca(カルシウム、仕事関数:2.9eV)、Mg(マグネシウム、仕事関数:3.66eV)、Ba(バリウム、仕事関数:2.52eV)、及びSr(ストロンチウム、仕事関数:2.0〜2.5eV)が挙げられる。
ストロンチウムの値は、Physics of Semiconductor Device (N.Y., Wiley, 1969, p. 366)に拠る。
希土類金属の好ましい例としては、Yb(イッテルビウム、仕事関数:2.6eV)、Eu(ユーロピウム、仕事関数:2.5eV)、Gd(ガドリニウム、仕事関数:3.1eV)、及びEr(エルビウム、仕事関数:2.5eV)が挙げられる。
アルカリ金属酸化物の例としては、LiO、LiO、及びNaOが挙げられる。アルカリ土類金属酸化物は、好ましくはCaO、BaO、SrO、BeO、及びMgOである。
アルカリ金属ハロゲン化物としては、例えば、LiF、NaF、CsF、KFなどのフッ化物、及び、LiCl、KCl、NaClなどの塩化物が挙げられる。
アルカリ土類金属ハロゲン化物としては、CaF、BaF、SrF、MgF、BeFなどのフッ化物、及び、フッ化物以外のハロゲン化物が好ましい。
式(1)の化合物の電子輸送性層中の含量は、電子輸送性層の重量に対して、好ましくは50質量%以上、すなわち、50〜100質量%、より好ましくは60質量%以上、すなわち60〜100重量%である。
本発明はさらに、陽極、陰極、及び該陽極と該陰極の間に配置された発光層を含み、必要に応じて、少なくとも一つの正孔/エキシトン阻止層、少なくとも一つの電子/エキシトン阻止層、少なくとも一つの正孔注入層、少なくとも一つの正孔輸送層、少なくとも一つの電子注入層、及び少なくとも一つの電子輸送層からなる群より選ばれる少なくとも一つの他の層をさらに含む有機発光ダイオード(OLED)を提供する。少なくとも1種の式(1)の化合物が、前記発光層及び/又は前記他の層の少なくとも一つに含まれる。少なくとも1種の式(1)の化合物は、好ましくは前記発光層及び/又は前記電荷阻止層及び/又は前記電荷輸送層に含まれる。
好ましい態様において、少なくとも1種の本発明の式(1)の化合物は、電荷輸送、すなわち、電子輸送又は正孔輸送材料として、特に、電子輸送材料として使用される。好ましい式(1)の化合物の例は上記した。
本発明のさらに好ましい態様において、少なくとも1種の式(1)の化合物は、電荷/エキシトン阻止材料、すなわち、電子/エキシトン阻止又は正孔/エキシトン阻止材料として、特に、正孔/エキシトン阻止材料として使用される。好ましい式(1)の化合物の例は上記した。
本発明はさらに、少なくとも1種の式(1)の化合物を好ましくはホスト材料として、又はコホスト材料として含む発光層に関する。好ましい式(1)の化合物の例は上記した。
本発明の有機EL素子(OLED)用材料は式(1)で表される化合物を含む。該化合物の有機EL素子用材料中の含量は特に限定されない。例えば、1質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、特に好ましくは90質量%以上である。含量は100質量%であってもよい。式(1)で表される化合物以外の材料としては、後述する発光層、電子輸送層、正孔輸送層などに使用される材料が挙げられる。
本発明の有機EL素子用材料は、有機EL素子製造用の材料として有用であり、蛍光発光ユニットの発光層におけるホスト材料及びドーパント材料として、又は燐光発光ユニットの発光層におけるホスト材料として用いることができる。蛍光発光ユニット及び燐光発光ユニットのいずれにおいても、有機EL素子の陽極と発光層との間に設けられる陽極側有機薄膜層の材料として、又は有機EL素子の陰極と発光層との間に設けられる陰極側有機薄膜層の材料としても有用である。すなわち、本発明の有機EL素子用材料は、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層、電子阻止層などの材料として有用である。
なお、「発光ユニット」とは、1以上の有機層を含み、そのうちの一層が発光層であり、注入された正孔と電子が再結合することにより発光する最小単位をいう。
有機EL素子(OLED)
本発明の一態様である有機EL素子は1以上の有機薄膜層を含む。この有機薄膜層は陰極と陽極の間に発光層を含み、有機薄膜層の少なくとも一層が上記有機EL素子用材料を含む。
前記有機EL素子用材料が含まれる有機薄膜層の例としては、陽極側有機薄膜層(正孔輸送層、正孔注入層など)、発光層、陰極と発光層の間に設けられる陰極側有機薄膜層(電子輸送層、電子注入層など)、スペース層、阻止層等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。前記有機EL素子用材料は上記層のいずれに含まれていてもよく、蛍光発光ユニットの発光層におけるホスト材料やドーパント材料、燐光発光ユニットの発光層におけるホスト材料、発光ユニットの正孔輸送層、電子輸送層として用いることができる。
本発明の有機EL素子は、蛍光又は燐光発光型の単色発光素子であっても、蛍光/燐光ハイブリッド型の白色発光素子であってもよい。又、単独の発光ユニットを有するシンプル型であっても、複数の発光ユニットを有するタンデム型であってもよい。これらの中でも、有機EL素子は燐光発光素子であることが好ましい。
シンプル型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(1)陽極/発光ユニット/陰極
上記発光ユニットは、複数の燐光発光層又は複数の蛍光発光層を有する積層型であってもよい。この場合、燐光発光層で生成された励起子が蛍光発光層に拡散することを防ぐ目的で、発光層の間にスペース層を設けてもよい。発光ユニットの代表的な層構成を以下に示す。
(a)正孔輸送層/発光層(/電子輸送層)
(b)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層(/電子輸送層)
(c)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(d)正孔輸送層/第一燐光発光層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(e)正孔輸送層/第一燐光発光層/スペース層/第二燐光発光層/スペース層/蛍光発光層(/電子輸送層)
(f)正孔輸送層/燐光発光層/スペース層/第一蛍光発光層/第二蛍光発光層(/電子輸送層)
(g)正孔輸送層/電子阻止層/発光層(/電子輸送層)
(h)正孔輸送層/発光層/正孔阻止層(/電子輸送層)
(i)正孔輸送層/蛍光発光層/トリプレット阻止層(/電子輸送層)
(j)正孔注入層/正孔輸送層/燐光発光層/電子輸送性層/電子注入層
(k)正孔注入層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/蛍光発光層/第一電子輸送性層/第二電子輸送性層/電子注入層
(l)正孔注入層/第一正孔輸送層/第二正孔輸送層/蛍光発光層/電子輸送性層/電子注入層
上記各燐光又は蛍光発光層は、それぞれ互いに異なる色に発光してもよい。具体的には、上記積層発光ユニット(d)において、正孔輸送層/第一燐光発光層(赤色発光)/第二燐光発光層(緑色発光)/スペース層/蛍光発光層(青色発光)/電子輸送層などの層構成が挙げられる。
各発光層と正孔輸送層あるいはスペース層との間には、適宜、電子阻止層を設けてもよい。各発光層と電子輸送層との間には、適宜、正孔阻止層を設けてもよい。電子障壁層や正孔障壁層を設けることで、電子又は正孔を発光層内に閉じ込めて、発光層における電荷の再結合確率を高め、寿命を改善することができる。
タンデム型有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の素子構成を挙げることができる。
(2)陽極/第1発光ユニット/中間層/第2発光ユニット/陰極
ここで、上記第1発光ユニット及び第2発光ユニットとしては、例えば、それぞれ独立に上述したものと同じ発光ユニットが挙げられる。
一般的に、上記中間層は、中間電極、中間導電層、電荷発生層、電子引抜層とも呼ばれ、第1発光ユニットに電子を、第2発光ユニットに正孔を供給する公知の材料構成を用いることができる。
図1は本発明の有機EL素子の一例の概略構成を示す。有機EL素子1は、基板2、陽極3、陰極4、及び該陽極3と陰極4との間に配置された発光ユニット10とを有する。発光ユニット10は、好ましくはホスト材料とドーパントを含む発光層5を有する。発光層5と陽極3との間に正孔注入及び輸送層6などを形成してもよいし、発光層5と陰極4との間に電子注入層8、電子輸送層7など(電子注入及び輸送ユニット11)を形成してもよい。発光層5の陽極3側に電子阻止層を、発光層5の陰極4側に正孔阻止層を設けてもよい。これにより、電子又は正孔を発光層5に閉じ込めることができ、発光層5におけるエキシトンの生成確率を改善することができる。
本発明において、蛍光ドーパントと組み合わされたホストを蛍光ホストと称し、燐光ドーパントと組み合わされたホストを燐光ホストと称する。蛍光ホストと燐光ホストは分子構造のみにより区別されるものではない。すなわち、燐光ホストとは、燐光ドーパントを含有する燐光発光層を形成する材料を意味し、蛍光ドーパントを形成する材料として利用できないことを意味しているわけではない。蛍光ホストについても同様である。
基板
有機EL素子は、通常、透明基板上に作製する。透明基板は有機EL素子を支持する基板であり、400〜700nmの可視光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。具体例としては、ガラス板及びポリマー板が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等を原料として用いて得られるものが挙げられる。ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリルポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルファイド、ポリサルフォン等を原料として用いて得られるものを挙げることができる。
陽極
有機EL素子の陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、4.5eV以上の仕事関数を有するものを用いることが効果的である。陽極材料の具体例としては、酸化インジウム錫合金(ITO)、酸化錫(NESA)、インジウム亜鉛酸化物、金、銀、白金、銅等が挙げられる。陽極はこれらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜にすることにより作製することができる。発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率を10%より大きくすることが好ましい。陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料にもよるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmである。
陰極
陰極は電子注入層、電子輸送層又は発光層に電子を注入する役割を担うものであり、仕事関数の小さい材料により形成するのが好ましい。陰極材料は特に限定されないが、具体例としては、インジウム、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、アルミニウム−スカンジウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。陰極も、陽極と同様に、蒸着法やスパッタリング法等の方法で材料を薄膜に形成することにより作製することができる。必要に応じて、陰極側から発光を取り出してもよい。
発光層
発光層は、発光機能を有する有機層であって、ドーピングシステムを採用する場合、ホスト材料とドーパント材料を含む。ホスト材料は、電子と正孔の再結合を促進し、エキシトンを発光層内に閉じ込める機能を有し、ドーパント材料は、再結合で得られたエキシトンを効率的に発光させる機能を有する。
燐光素子の場合、ホスト材料は主にドーパントにより生成されたエキシトンを発光層内に閉じ込める機能を有する。
上記発光層は、例えば、電子輸送性のホスト材料と正孔輸送性のホスト材料を組み合わせるなどして、発光層内のキャリアバランスを調整するダブルホスト(ホスト/コホストともいう)を採用してもよい。発光層が第一ホスト材料と第二ホスト材料を含み、第一ホスト材料が本発明の有機EL素子用材料であることが好ましい。
量子収率の高いドーパント材料を二種類以上入れることによって、それぞれのドーパント材料が発光するダブルドーパントを採用してもよい。具体的には、ホスト、赤色ドーパント材料及び緑色ドーパント材料を共蒸着することによって共通発光層を形成し、黄色発光を実現する態様が挙げられる。
発光層は、複数の発光層を積層した積層体とすることで、発光層界面に電子と正孔を蓄積させて、再結合領域を発光層界面に集中させて、量子効率を向上させることができる。
発光層への正孔の注入し易さと電子の注入し易さは異なっていてもよく、また、発光層中での正孔と電子の移動度で表される正孔輸送能と電子輸送能が異なっていてもよい。
発光層は、例えば蒸着法、スピンコート法、LB法(Langmuir Blodgett法)などの公知の方法により形成することができる。また、樹脂などのバインダーと材料化合物とを溶剤に溶かした溶液をスピンコート法などにより薄膜に形成することによっても発光層を形成することができる。
発光層は、分子堆積膜であることが好ましい。分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物を固体化して形成された膜のことである。通常この分子堆積膜は、LB法により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。
発光材料(ドーパント材料)
ドーパント材料は、通常、蛍光発光する公知の蛍光ドーパント又は燐光発光する公知の燐光ドーパントから選ばれる。
発光層を形成する燐光ドーパント(燐光発光材料)は三重項励起状態から発光することのできる化合物であり、三重項励起状態から発光する限り特に限定されない。燐光ドーパントは、Ir,Pt,Os,Au,Cu,Re及びRuから選択される少なくとも一つの金属と配位子とを含む有機金属錯体であることが好ましい。前記配位子は、オルトメタル結合を有することが好ましい。燐光量子収率が高く、発光素子の外部量子効率をより向上させることができるという点で、燐光ドーパントは、Ir,Os及びPtから選ばれる金属原子を含有する化合物であることが好ましく、より好ましくはイリジウム錯体、オスミウム錯体、白金錯体等の金属錯体であり、さらに好ましくはオルトメタル化錯体である。これらの中でも、イリジウム錯体及び白金錯体がさらに好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。
発光材料(ドーパント)、好ましくは燐光ドーパント材料の発光層における含有量は特に制限はなく素子の用途に応じて選択することができるが、好ましくは0.1〜70質量%、より好ましくは1〜30質量%である。0.1質量%以上であると発光量が十分であり、70質量%以下であると濃度消光を避けることができる。発光層の他の成分は、通常、1以上のホスト材料であり、その含有量は、好ましくは30〜99.9質量%、より好ましくは70〜99質量%である。ただし、発光材料とホスト材料の合計は100質量%である。
本発明のOLEDに用いる好適な金属錯体(ドーパント、特に、燐光ドーパント)は、例えば、WO02/60910A1、US2001/0015432A1、US2001/0019782A1、US2002/0055014A1、US2002/0024293A1、US2002/0048689A1、EP1191612A2、EP1191613A2、EP1211257A2、US2002/0094453A1、WO02/02714A2、WO00/70655A2、WO01/41512A1、WO02/15645A1、WO2005/019373A2、WO2005/113704A2、WO2006/115301A1、WO2006/067074A1、WO2006/056418、WO2006121811A1、WO2007095118A2、WO2007/115970、WO2007/115981、WO2008/000727、WO2010129323、WO2010056669、WO10086089、US2011/0057559、WO2011/106344、US2011/0233528、WO2012/048266、及びWO2012/172482に記載されている。
さらに好適な金属錯体としては、下記の市販されている金属錯体である:トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)、イリジウム(III) トリス(2−(4−トリル)ピリジナト−N,C’)、ビス(2−フェニルピリジン)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、イリジウム(III) トリス(1−フェニルイソキノリン)、イリジウム(III) ビス(2,2’−ベンゾチエニル)ピリジナト−N,C’)(アセチルアセトネート)、トリス(2−フェニルキノリン)イリジウム(III)、イリジウム(III) ビス(2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C)ピコリネート、イリジウム(III) ビス(1−フェニルイソキノリン)(アセチルアセトネート)、ビス(2−フェニルキノリン)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、イリジウム(III) ビス(ジ−ベンゾ[f,h]キノキサリン)(アセチルアセトネート)、イリジウム(III) ビス(2−メチルジ−ベンゾ[f,h]キノキサリン)(アセチルアセトネート)、トリス(3−メチル−1−フェニル−4−トリメチルアセチル−5−ピラゾリノ)テルビウム(III)、ビス[1−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)イソ-キノリン](アセチルアセトナト)イリジウム(III)、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、ビス(2−(9,9−ジヘキシルフルオレニル)−1−ピリジン)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)、ビス(2−ベンゾ[b]チオフェン−2−イル−ピリジン)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)。
さらに、下記の市販材料も好適である:トリス(ジベンゾイルアセトナト)モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジベンゾイルメタン)−モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジベンゾイルメタン)モノ(5−アミノフェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジ−2−ナフトイルメタン)モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(4−ブロモベンゾイルメタン)モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジ(ビフェニル)メタン)モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジベンゾイルメタン)モノ(4,7−ジフェニルフェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジベンゾイルメタン)モノ(4,7−ジ−メチルフェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス(ジベンゾイルメタン)モノ(4,7−ジメチルフェナントロリンジスルホン酸)ユーロピウム(III) ジナトリウム塩、トリス[ジ(4−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)ベンゾイルメタン)]モノ(フェナントロリン)ユーロピウム(III)、トリス[ジ[4−(2−(2−エトキシエトキシ)エトキシ)ベンゾイルメタン)]モノ(5−アミノフェナントロリン)ユーロピウム(III)、オスミウム(II) ビス(3−(トリフルオロメチル)−5−(4−tert−ブチルピリジル)−1,2,4−トリアゾラト)ジフェニルメチルホスフィン、オスミウム(II) ビス(3−(トリフルオロメチル)−5−(2−ピリジル)−1,2,4−トリアゾ−ル)ジメチルフェニルホスフィン、オスミウム(II) ビス(3−(トリフルオロメチル)−5−(4−tert−ブチルピリジル)−1,2,4−トリアゾラト)ジメチルフェニルホスフィン、オスミウム(II) ビス(3−(トリフルオロメチル)−5−(2−ピリジル)ピラゾラト)ジメチルフェニルホスフィン、トリス[4,4’−ジ−tert−ブチル(2,2’)−ビピリジン]ルテニウム(III)、オスミウム(II) ビス(2−(9,9−ジブチルフルオレニル)−1−イソキノリン(アセチルアセトネート)。
特に好適な金属錯体は、US2014/048784、US2012/223295、US2014/367667、US2013/234119、US2014/001446、US2014/231794、US2014/008633、WO2012/108388、及びWO2012/108389に記載されている。US2013/234119の段落[0222]に記載の発光材料がその例として挙げられる。US2013/234119の段落[0222]に記載の発光材料、特に赤色発光材料の一部を以下に記載する。


Mrs Bulletin, 2007, 32, 694に記載の下記発光材料も好適である。

WO2009/100991に記載の下記発光材料も好適である。

WO2008/101842に記載の下記発光材料も好適である。
US2014/0048784、特に段落[0159]に記載の下記発光材料も好適である。






WO2008/109824に記載の赤色発光材料も好適である。この文献に記載の好ましい赤色発光材料を以下に示す。



前記発光材料(ドーパント)、好ましくは燐光発光材料は、単独で使用しても2種以上を組み合わせてもよい。
式(1)の化合物は、蛍光ドーパント、好ましくは青色蛍光ドーパントと組み合わせて、特に、電子輸送材料として用いることも有用である。本発明のOLEDの発光層に使用出来る青色蛍光ドーパントとしては、例えば、EP2924029に記載の多環アミン誘導体が挙げられる。特に好ましい芳香族アミン誘導体は下記式(20A)で表される化合物から選択される。

式(20A)において、Yは置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜50の縮合芳香族炭化水素基である。
Ar101及びAr102は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロ環基である。
Yの具体例としては、上記した縮合アリール基が挙げられる。Yは好ましくは置換もしくは無置換のアントリル基、置換もしくは無置換のピレニル基、又は置換もしくは無置換のクリセニル基である。
nは1〜4の整数、好ましくは1〜2の整数である。
上記式(20A)は、好ましくは下記式(21A)〜(24A)の一つで表される。

式(21A)〜(24A)において、R、R及びRは、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜50のアルケニル基、置換もしくは無置換の炭素数2〜50のアルキニル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3〜20のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜20のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換のシリル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のアルキルゲルマニウム基、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールゲルマニウム基である。R、R及びRは、それぞれ独立して、縮合多環骨格を形成するベンゼン環のどの結合位置に結合してもよい。
、R及びRの好ましい例としては、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50アリール基が挙げられる。より好ましくは、R、R及びRは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基などである。
tは0〜10の整数、uは0〜8の整数、mは0〜10の整数である。Ar201〜Ar218は、それぞれ独立して、環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロ環基である。
Ar201〜Ar218の好ましい例は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基などである。Ar201〜Ar218の好ましい置換基としては、アルキル基、シアノ基、及び置換もしくは無置換のシリル基が挙げられる。
式(21A)〜(24A)において、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、及びヘテロ環基の例としては上述したものが挙げられる。
炭素数2〜50、好ましくは2〜30、より好ましくは2〜20、特に好ましくは2〜10のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタンジエニル基、1−メチルビニル基、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2−ジフェニルビニル基、1−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、2−メチルアリル基、1−フェニルアリル基、2−フェニルアリル基、3−フェニルアリル基、3,3−ジフェニルアリル基、1,2−ジメチルアリル基、1−フェニル−1−ブテニル基、3−フェニル−1−ブテニル基などが挙げられ、スチリル基、2,2−ジフェニルビニル基、1,2−ジフェニルビニル基などが好ましい。
炭素数2〜50、好ましくは2〜30、より好ましくは2〜20、特に好ましくは2〜10のアルキニル基としては、プロパルギル基、3−ペンチニル基などが挙げられる。
アルキルゲルマニウム基としては、メチルヒドロゲルミル基、トリメチルゲルミル基、トリエチルゲルミル基、トリプロピルゲルミル基、ジメチル−t−ブチルゲルミル基などが挙げられる。
アリールゲルマニウム基としては、フェニルジヒドロゲルミル基、ジフェニルヒドロゲルミル基、トリフェニルゲルミル基、トリトリルゲルミル基、トリナフチルゲルミル基などが挙げられる。
スチリルアミン化合物及びスチリルジアミン化合物としては、下記式(17A)及び(18A)で表される化合物が好ましい。
式(17A)において、Ar301はk価の基であり、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、ターフェニル基、スチルベン基、スチリルアリール基、及びジスチリルアリール基に相当するk価の基である。Ar302及びAr303は、それぞれ独立して、環形成炭素数6〜20のアリール基であり、Ar301、Ar302及びAr303は置換されていてもよい。
kは1〜4の整数、好ましくは1〜2の整数である。Ar301〜Ar303のいずれか一つはスチリル基を有する基である。Ar302及びAr303の少なくとも一つがスチリル基で置換されていることがさらに好ましい。
環形成炭素数6〜20アリール基としては、上記したアリール基が特に挙げられ、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、フェナントリル基、ターフェニル基などが好ましい。
式(18A)において、Ar304〜Ar306は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のv価のアリール基である。vは1〜4の整数、好ましくは1〜2の整数である。
式(18A)中の環形成炭素数6〜40のアリール基としては、前記したアリール基が特に挙げられ、ナフチル基、アントラニル基、クリセニル基、ピレニル基、又は式(20A)で表されるアリール基が好ましい。
該アリール基の置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、環形成炭素数6〜40のアリール基、環形成炭素数6〜40のアリール基で置換されたアミノ基、環形成炭素数5〜40のアリール基を有するエステル基、炭素数1〜6のアルキル基を有するエステル基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子などが好ましい。
ホスト(マトリックス)材料
発光層は発光材料に加えて他の成分を含んでいてもよい。例えば、発光材料の発光色を変化させるために、蛍光色素を発光層に存在させてもよい。さらに、好ましい態様において、マトリックス材料を用いることができる。マトリックス材料は、例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)又はポリシランなどのポリマーであってもよい。マトリックス材料は、例えば、4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(CDP=CBP)、又は、トリス(4−カルバゾール−9−イルフェニル)アミン(TCTA)などの三級芳香族アミンなどの低分子化合物であってもよい。
1種以上の燐光発光材料を発光層に用いる場合、1種以上の燐光ホストがホスト材料として用いられる。燐光ホストは燐光ドーパントの三重項エネルギーを効率よく発光層に閉じ込め、燐光ドーパントを効率よく発光させる化合物である。
好ましい態様において、発光層は少なくとも1種の発光材料と本願に記載の少なくとも1種のマトリックス材料から形成される。好ましい態様において、本発明の電子機器、好ましくは本発明のOLEDは、少なくとも1種の式(1)の化合物をマトリックス(ホスト)材料として含む。
一態様において、発光層は、少なくとも1種の発光材料及び少なくとも2種のマトリックス材料を含む。マトリックス材料の一つは式(1)の化合物であり、他のマトリックス材料はコホストとして用いられる。式(1)の化合物以外の他のホスト材料(コホスト)の好適な例は後述する。
他の態様において、発光層は少なくとも1種の発光材料及び式(1)の化合物を単一マトリックス(ホスト)材料として含む。単一ホスト材料として好ましい式(1)の化合物の例は上記した。
式(1)の化合物は、1種以上の他のホスト材料(コホスト)と共に用いるホスト材料としてだけではなく、単一ホスト材料としても好適である。他のホスト材料の好適な例は後述する。本発明に於いて「他のホスト材料」は式(1)の化合物とは異なるホスト材料を意味する。本発明のOLEDの発光層には2種以上の異なる式(1)の化合物をホスト材料として用いることもできる。
より好ましい態様において、発光層は、0.1〜70重量%、好ましくは1〜30重量%の前記発光材料の少なくとも1種と、30〜99.9重量%、好ましくは70〜99重量%の本願に記載のマトリックス材料(一態様においては、少なくとも1種の式(1)の化合物)の少なくとも1種から形成される。ただし、発光材料とマトリックス材料の合計は100重量%である。
さらに好ましい態様において、発光層は、マトリックス材料としての式(1)の化合物、少なくとも1種の他のマトリックス材料(コホスト)、及び少なくとも1種の発光材料を含む。本態様において、発光層は、0.1〜70重量%、好ましくは1〜30重量%の少なくとも1種の発光材料、及び、30〜99.9重量%、好ましくは70〜99重量%の式(1)の化合物及び他のマトリックス材料から形成される。ただし、少なくとも1種の発光材料、他のマトリックス材料、及び式(1)の化合物の合計は100重量%である。
発光層中での第一ホスト材料としての式(1)の化合物とコホストとしての第二マトリックス材料の含有割合は特に限定されず、必要に応じて選択されるが、第一ホスト材料:第二ホスト材料は、質量比で、好ましくは1:99〜99:1、より好ましくは10:90〜90:10である。
燐光ホストは、燐光ドーパントの三重項エネルギーを発光層に効率よく閉じ込めることにより燐光ドーパントを効率よく発光させる機能を有する化合物である。本発明の有機EL素子用材料は燐光ホストとして好ましい。発光層は本発明の有機EL素子用材料を1種含んでいてもよいし、本発明の有機EL素子用材料を2種以上含んでいてもよい。
本発明の有機EL素子用材料を発光層のホスト材料として用いる場合、発光層に含まれる燐光ドーパントの発光波長は特に限定されない。発光層に含まれる少なくとも1種の燐光ドーパント材料が490nm以上かつ700nm以下、より好ましくは490nm以上かつ650nm以下の発光ピーク波長を有することが好ましい。発光層の発光色は、例えば、赤色、黄色、及び緑色であることが好ましい。本発明の化合物をホスト材料として用い、かつ、そのような発光波長を有する燐光ドーパントをドープして発光層を形成することにより、長寿命の有機EL素子を得ることができる。
本発明の有機EL素子において、上記した目的に応じて、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を燐光ホストとして適宜選択することができる。
本発明の有機EL素子用材料及び他の化合物は、同一の発光層の燐光ホスト材料として組み合わせて用いることができる。複数の発光層が存在する場合、一つの発光層の燐光ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料を用い、他の発光層の燐光ホスト材料として本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を用いてもよい。本発明の有機EL素子用材料は発光層以外の有機層に用いることもできる。この場合、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物を発光層の燐光ホストとして用いてもよい。
本発明の有機EL素子用材料以外の化合物で、燐光ホストとして好ましい化合物の具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。上記燐光ホストは単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。具体例としては、以下のような化合物が挙げられる。
発光層が第一ホスト材料と第二ホスト材料を含む場合、本発明の有機EL素子用材料を第一ホスト材料として用い、本発明の有機EL素子用材料以外の他の化合物を第二ホスト材料として用いてもよい。本発明に於いて、“第一ホスト材料”と“第二ホスト材料”とは、発光層に含まれる複数のホスト材料が構造的に異なることを意味し、発光層に含まれる各ホスト材料の含有量によって決められるものではない。
第二ホスト材料は特に限定されず、本発明の有機EL素子用材料以外の化合物及び上記した燐光ホストとして好ましい化合物が挙げられる。第二ホストとしては、カルバゾール誘導体、アリールアミン誘導体、フルオレノン誘導体、及び芳香族第三アミン化合物が好ましい。
本発明の有機EL素子は、蛍光発光材料を含む発光層(すなわち、蛍光発光層)を有していてもよい。公知の蛍光発光材料を蛍光発光層に用いることができる。蛍光発光材料としては、アントラセン誘導体、フルオランテン誘導体、スチリルアミン誘導体及びアリールアミン誘導体から選択される少なくとも1種が好ましく、アントラセン誘導体、アリールアミン誘導体がより好ましい。特に、ホスト材料としてはアントラセン誘導体が好ましく、ドーパント材料としてはアリールアミン誘導体が好ましい。具体的には、WO2010/134350号やWO2010/134352号に記載の好適な材料から選択される。本発明の有機EL素子用材料は、蛍光発光層の蛍光発光材料として用いてもよく、蛍光発光層のホスト材料として用いてもよい。
蛍光発光層に用いるアントラセン誘導体は好ましくは26〜100、より好ましくは26〜80、さらに好ましくは26〜60の環形成炭素数を有する。より具体的には、アントラセン誘導体としては、下記式(10A)で表されるアントラセン誘導体が好ましい。

式(10A)において、Ar31及びAr32は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は環形成原子数5〜50のヘテロ環基である。
81〜R88は、それぞれ独立して、水素原子、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロ環基、炭素数1〜50のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜50のアルコキシ基、置換もしくは無置換の炭素数7〜50のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリールチオ基、置換もしくは無置換の炭素数2〜50のアルコキシカルボニル基、置換もしくは無置換のシリル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、又はヒドロキシル基である。
前記環形成炭素数6〜50のアリール基は、好ましくは環形成炭素数6〜40アリール基、より好ましくは環形成炭素数6〜30のアリール基である。
前記環形成原子数5〜50のヘテロ環基は、好ましくは環形成原子数5〜40のヘテロ環基、より好ましくは環形成原子数5〜30のヘテロ環基である。
前記炭素数1〜50のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜30のアルキル基、より好ましくは炭素数1〜10のアルキル基、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルキル基である。
前記炭素数1〜50のアルコキシ基は、好ましくは炭素数1〜30のアルコキシ基、より好ましくは炭素数1〜10のアルコキシ基、さらに好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基である。
前記炭素数7〜50のアラルキル基は、好ましくは炭素数7〜30アラルキル基、より好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基である。
前記環形成炭素数6〜50のアリールオキシ基は、好ましくは環形成炭素数6〜40のアリールオキシ基、より好ましくは環形成炭素数6〜30のアリールオキシ基である。
前記環形成炭素数6〜50のアリールチオ基は、好ましくは環形成炭素数6〜40のアリールチオ基、より好ましくは環形成炭素数6〜30のアリールチオ基である。
前記炭素数2〜50のアルコキシカルボニル基は、好ましくは炭素数2〜30のアルコキシカルボニル基、より好ましくは炭素数2〜10のアルコキシカルボニル基、さらに好ましくは炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基である。
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子などが挙げられる。
特に、Ar31及びAr32は、好ましくは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基である。
式(10A−1)において、Ar33は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は環形成原子数5〜50のヘテロ環基である。R81〜R88は上記した。R89はR81〜R88と同様に定義される。aは1〜7の整数である。
81〜R88の好ましい例は上記したとおりである。R89の好ましい例はR81〜R88の好ましい例と同じである。aは好ましくは1〜3の整数、より好ましくは1又は2である。
Ar33が表す環形成炭素数6〜50のアリール基は、好ましくは環形成炭素数6〜40のアリール基、より好ましくは環形成炭素数6〜30のアリール基、さらに好ましくは環形成炭素数6〜20のアリール基、特に好ましくは環形成炭素数6〜12のアリール基である。
蛍光発光材料としてのアリールアミン誘導体は、好ましくはアリールジアミン誘導体、より好ましくはピレン骨格を有するアリールジアミン誘導体、さらに好ましくはピレン骨格とジベンゾフラン骨格を有するアリールジアミン誘導体である。
アリールジアミン誘導体としては、具体的には、下記式(11A)で表されるアリールアミン誘導体が好ましい。

式(11A)において、Ar34〜Ar37は、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基である。
21は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリーレン基である。
前記環形成炭素数6〜50のアリール基は、好ましくは環形成炭素数6〜30のアリール基、より好ましくは環形成炭素数6〜20のアリール基、さらに好ましくは環形成炭素数6〜12のアリール基、特に好ましくはフェニル基及びナフチル基である。
前記環形成原子数5〜50のヘテロアリール基は、好ましくは環形成原子数5〜40のヘテロアリール基、より好ましくは環形成原子数5〜30のヘテロアリール基、さらに好ましくは環形成原子数5〜20のヘテロアリール基である。該ヘテロアリール基としては、カルバゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基などが挙げられ、ジベンゾフラニル基が好ましい。ヘテロアリール基の好ましい置換基としては、環形成炭素数6〜30、好ましくは6〜20、より好ましくは6〜12のアリール基が挙げられ、フェニル基及びナフチル基がより好ましい。
前記環形成炭素数6〜50のアリーレン基は、好ましくは環形成炭素数6〜40のアリーレン基、り好ましくは環形成炭素数6〜30のアリーレン基、さらに好ましくは環形成炭素数6〜20のアリーレン基であり、ピレニル基が特に好ましい。
発光層の厚さは、好ましくは5〜50nm、より好ましくは7〜50nm、さらに好ましくは10〜50nmである。厚さが5nm以上であると、発光層の形成が容易である。厚さが50nm以下であると、駆動電圧の上昇を避けることができる。
電子供与性ドーパント
本発明の有機EL素子において、陰極と発光ユニットとの界面領域に電子供与性ドーパントを含ませることも好ましい。このような構成によれば、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。電子供与性ドーパントとは、仕事関数3.8eV以下の金属を含有するものをいい、その具体例としては、アルカリ金属、アルカリ金属錯体、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属錯体、アルカリ土類金属化合物、希土類金属、希土類金属錯体、及び希土類金属化合物等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
アルカリ金属としては、Na(仕事関数:2.36eV)、K(仕事関数:2.28eV)、Rb(仕事関数:2.16eV)、Cs(仕事関数:1.95eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。これらのうち好ましくはK、Rb、Cs、さらに好ましくはRb又はCsであり、最も好ましくはCsである。アルカリ土類金属としては、Ca(仕事関数:2.9eV)、Sr(仕事関数:2.0eV〜2.5eV)、Ba(仕事関数:2.52eV)等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。希土類金属としては、Sc、Y、Ce、Tb、Yb等が挙げられ、仕事関数が2.9eV以下のものが特に好ましい。
アルカリ金属化合物としては、LiO、CsO、KO等のアルカリ酸化物、LiF、NaF、CsF、KF等のアルカリハロゲン化物等が挙げられ、LiF、LiO、NaFが好ましい。アルカリ土類金属化合物としては、BaO、SrO、CaO及びこれらを混合したBaSr1−xO(0<x<1)、BaCa1−xO(0<x<1)等が挙げられ、BaO、SrO、CaOが好ましい。希土類金属化合物としては、YbF、ScF、ScO、Y、Ce、GdF、TbF等が挙げられ、YbF、ScF、TbFが好ましい。
アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属錯体としては、それぞれ金属イオンとしてアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、希土類金属イオンの少なくとも1種を含有するものであれば特に限定はない。また、配位子にはキノリノール、ベンゾキノリノール、アクリジノール、フェナントリジノール、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、ヒドロキシジアリールオキサジアゾール、ヒドロキシジアリールチアジアゾール、ヒドロキシフェニルピリジン、ヒドロキシフェニルベンゾイミダゾール、ヒドロキシベンゾトリアゾール、ヒドロキシフルボラン、ビピリジル、フェナントロリン、フタロシアニン、ポルフィリン、シクロペンタジエン、β−ジケトン類、アゾメチン類、及びそれらの誘導体などが好ましいが、これらに限定されるものではない。
電子供与性ドーパントは界面領域に層状又は島状に形成するのが好ましい。形成方法としては、抵抗加熱蒸着法により電子供与性ドーパントを蒸着しながら、界面領域を形成する有機化合物(発光材料や電子注入材料)を同時に蒸着させ、有機化合物に電子供与性ドーパントを分散する方法が好ましい。分散濃度はモル比で前記有機化合物:電子供与性ドーパントが100:1〜1:100、好ましくは5:1〜1:5である。
電子供与性ドーパントを層状に形成する場合は、界面領域の有機層となる発光材料や電子注入材料を層状に形成した後に、還元性ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは厚み0.1nm〜15nmの層を形成する。電子供与性ドーパントを島状に形成する場合は、界面領域の有機層となる発光材料又は電子注入材料を島状に形成した後に、電子供与性ドーパントを単独で抵抗加熱蒸着法により蒸着し、好ましくは厚み0.05nm〜1nmの島を形成する。
本発明の有機EL素子において、前記主成分と電子供与性ドーパントの割合は、モル比で主成分:電子供与性ドーパントが5:1〜1:5であると好ましく、2:1〜1:2であるとより好ましい。
電子輸送層
電子輸送層は、発光層と陰極との間に形成される有機層であって、電子を陰極から発光層へ輸送する機能を有する。後述する応用例に記載したように、電子輸送層は発光層又は他の電子輸送性層、正孔阻止層、エキシトン阻止層などの電子輸送帯域に接触するように形成してもよいし、発光層と他の電子輸送性層の間に配置してもよい。電子輸送層が複数層で構成される場合、陰極に近い有機層を電子注入層と定義することがある。電子注入層は、陰極から電子を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。本発明の有機EL素子用材料は電子輸送層を構成する電子輸送層材料としても好ましい。
本発明の有機EL素子用材料以外に、電子輸送層に用いる電子輸送性材料としては、分子内にヘテロ原子を1個以上含有する芳香族ヘテロ環化合物が好ましく用いられ、特に含窒素環誘導体が好ましい。含窒素環誘導体としては、含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する芳香族環、又は含窒素6員環もしくは5員環骨格を有する縮合芳香族環化合物が好ましい。
この含窒素環誘導体としては、例えば、下記式(A)で表される含窒素環状金属キレート錯体が好ましい。

含窒素環状金属キレート錯体である式(A)のR〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、水素原子、ヒドロキシ基、アミノ基、炭素数1〜40の炭化水素基、炭素数1〜40のアルコキシ基、炭素数6〜50のアリールオキシ基、アルコキシカルボニル基又は環形成炭素数5〜50の芳香族複素環基であり、これらは置換されていてもよい。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。
置換されていてもよいアミノ基の例としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、及びアラルキルアミノ基が挙げられる。
アルキルアミノ基及びアラルキルアミノ基は−NQと表される。Q及びQは、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数1〜20のアラルキル基を表す。Q及びQの一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
アリールアミノ基は−NArArと表され、Ar及びArは、それぞれ独立に、炭素数6〜50の非縮合芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を表す。Ar及びArの一方は水素原子又は重水素原子であってもよい。
炭素数1〜40の炭化水素基はアルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基を含む。
アルコキシカルボニル基は−COOY’と表され、Y’は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
Mは、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)又はインジウム(In)であり、Inであると好ましい。
Lは、下記式(A’)又は(A”)で表される基である。

式(A’)において、R〜R12は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜40炭化水素基であり、隣接する基は環構造を形成してもよい。式(A”)において、R13〜R27は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜40炭化水素基であり、隣接する基は環構造を形成してもよい。
式(A’)及び(A”)のR〜R12及びR13〜R27が表す炭素数1〜40の炭化水素基は、含窒素環状金属キレート錯体である前記式(A)中のR〜Rが表す炭化水素基と同様である。R〜R12及びR13〜R27の隣接基が環構造を形成する場合の2価の基としては、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基、ジフェニルメタン−2,2’−ジイル基、ジフェニルエタン−3,3’−ジイル基、ジフェニルプロパン−4,4’−ジイル基等が挙げられる。
電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、含窒素複素環誘導体が好適である。上記8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、オキシン(一般に8−キノリノール又は8−ヒドロキシキノリン)のキレートを含む金属キレートオキシノイド化合物、例えばトリス(8−キノリノール)アルミニウムを用いることができる。そして、オキサジアゾール誘導体としては、下記のものを挙げることができる。
前記式中、Ar17、Ar18、Ar19、Ar21、Ar22及びAr25は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数6〜50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar17とAr18、Ar19とAr21、Ar22とAr25は、たがいに同一でも異なっていてもよい。芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントラニル基、ペリレニル基、ピレニル基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
Ar20、Ar23及びAr24は、それぞれ置換もしくは無置換の炭素数6〜50の2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基を示し、Ar23とAr24は、たがいに同一でも異なっていてもよい。2価の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、アントラニレン基、ペリレニレン基、ピレニレン基などが挙げられる。これらの置換基としては炭素数1〜10のアルキル基、炭素数1〜10のアルコキシ基又はシアノ基等が挙げられる。
これらの電子輸送化合物は、薄膜形成性の良好なものが好ましく用いられる。これら電子輸送化合物の具体例としては、下記のものを挙げることができる。
電子輸送化合物としての含窒素複素環誘導体は、以下の式を有する有機化合物からなる含窒素複素環誘導体であって、金属錯体ではない含窒素化合物が挙げられる。例えば、下記式(B)に示す骨格を含有する5員環もしくは6員環や、下記式(C)に示す構造のものが挙げられる。

前記式(C)中、Xは炭素原子又は窒素原子を表す。Z及びZは、それぞれ独立に、含窒素ヘテロ環を形成可能な原子群を表す。
含窒素複素環誘導体は、さらに好ましくは、5員環もしくは6員環からなる含窒素芳香族多環を有する有機化合物である。さらには、含窒素芳香族多環の場合は、上記式(B)と(C)、又は上記式(B)と下記式(D)を組み合わせた骨格を有する含窒素芳香族多環有機化合物が好ましい。
前記の含窒素芳香族多環有機化合物の含窒素基は、例えば、以下の式で表される含窒素複素環基から選択される。
前記各式中、Rは、炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、炭素数1〜20のアルキル基、又は炭素数1〜20アルコキシ基である。nは0〜5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。
さらに、好ましい具体的な化合物として、下記式(D1)で表される含窒素複素環誘導体が挙げられる。
HAr−L−Ar−Ar (D1)
前記式(D1)中、HArは、置換もしくは無置換の炭素数3〜40の含窒素複素環基であり、Lは単結合、置換もしくは無置換の炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。Arは置換もしくは無置換の炭素数6〜40の2価の芳香族炭化水素基であり、Arは置換もしくは無置換の炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
HArは、例えば、下記の群から選択される。
式(D1)のLは、例えば、下記の群から選択される。
式(D1)のArは、例えば、下記式(D2)、式(D3)のアリールアントラニル基から選択される。
前記式(D2)、式(D3)中、R〜R14は、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜40のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。Arは、置換もしくは無置換の炭素数6〜40の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の素数3〜40の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。含窒素複素環誘導体のR〜Rは全てが水素原子又は重水素原子であってもよい。
式(D1)のArは、例えば、下記の基から選択される。
上記化合物に加えて、電子輸送化合物としての含窒素芳香族多環有機化合物には、下記の化合物も好適に用いられる。
前記式(D4)中、R〜R、それぞれ独立して、水素原子、重水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20の脂肪族基、置換もしくは無置換の無置換の炭素数3〜20の脂肪族環基、置換もしくは無置換の炭素数6〜50の芳香族環基、又は置換もしくは無置換の炭素数3〜50の複素環基であり、X及びX、それぞれ独立して、酸素原子、硫黄原子、又はジシアノメチレン基である。
電子輸送化合物として、下記の化合物も好適に用いられる。

前記式(D5)中、R、R、R及びRは互いに同一又は異なる基であって、下記式(D6)で表される芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基である。

前記式(D6)中、R、R、R、R及びRは互いに同一又は異なる基であって、水素原子、重水素原子、飽和もしくは不飽和の炭素数1〜20のアルコキシル基、飽和もしくは不飽和の炭素数1〜20のアルキル基、アミノ基、又は炭素数1〜20のアルキルアミノ基である。R、R、R、R及びRの少なくとも1つは水素原子又は重水素原子以外の基である。
さらに、電子輸送化合物は、該含窒素複素環基又は含窒素複素環誘導体を含む高分子化合物であってもよい。
本発明の有機EL素子の電子輸送層は、下記式(E)〜(G)で表される含窒素複素環誘導体を少なくとも1種含むことが特に好ましい。
式(E)〜式(G)中、Z、Z及びZは、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子である。
及びRは、それぞれ独立して、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のハロアルキル基、又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基である。
nは0〜5の整数であり、nが2以上の整数であるとき、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよい。また、2つのR同士が互いに結合して、置換もしくは無置換の炭化水素環を形成していてもよい。
Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基である。
Arは、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のハロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリール基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリール基である。
ArとArのいずれか一方は、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜50の縮合芳香族炭化水素環基又は置換もしくは無置換の環形成原子数9〜50の縮合芳香族複素環基である。
Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50のヘテロアリーレン基である。
、L及びLは、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50のアリーレン基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数9〜50の2価の縮合芳香族複素環基である。
環形成炭素数6〜50のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、フェナントリル基、ナフタセニル基、クリセニル基、ピレニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、トリル基、フルオランテニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
環形成原子数5〜50のヘテロアリール基としては、ピローリル基、フリル基、チエニル基、シローリル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、べンゾフリル基、イミダゾリル基、ピリミジル基、カルバゾリル基、セレノフェニル基、オキサジアゾリル基、トリアゾーリル基、ピラジニル基、ピリダジニル基、トリアジニル基、キノキサリニル基、アクリジニル基、イミダゾ[1,2−a]ピリジニル基、イミダゾ[1,2−a]ピリミジニル基などが挙げられる。
炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へキシル基などが挙げられる。
炭素数1〜20のハロアルキル基としては、前記アルキル基の1又は2個以上の水素原子をフッ素、塩素、ヨウ素及び臭素から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子で置換して得られる基が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、前記アルキル基をアルキル部位として有する基が挙げられる。
環形成炭素数6〜50のアリーレン基としては、前記アリール基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
環形成原子数9〜50の2価の縮合芳香族複素環基としては、前記ヘテロアリール基として記載した縮合芳香族複素環基から水素原子1個を除去して得られる基が挙げられる。
電子輸送層の膜厚は、特に限定されないが、好ましくは1nm〜100nmである。
また、電子輸送層に隣接して設けることができる電子注入層の構成成分として、含窒素環誘導体の他に無機化合物として、絶縁体又は半導体を使用することが好ましい。電子注入層が絶縁体や半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
このような絶縁体としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物及びアルカリ土類金属のハロゲン化物からなる群から選択される少なくとも1種の金属化合物を使用するのが好ましい。電子注入層がこれらのアルカリ金属カルコゲニド等で構成されていれば、電子注入性をさらに向上させることができる点で好ましい。具体的に、好ましいアルカリ金属カルコゲニドとしては、例えば、LiO、KO、NaS、NaSe、NaOが挙げられ、好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドとしては、例えば、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS及びCaSeが挙げられる。また、好ましいアルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、LiF、NaF、KF、LiCl、KCl、NaCl等が挙げられる。また、好ましいアルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、CaF、BaF、SrF、MgF、BeF等のフッ化物や、フッ化物以外のハロゲン化物が挙げられる。
また、半導体としては、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及びZnの少なくとも1種の元素を含む酸化物、窒化物又は酸化窒化物等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。また、電子注入層を構成する無機化合物が、微結晶又は非晶質の絶縁性薄膜であることが好ましい。電子注入層がこれらの絶縁性薄膜で構成されていれば、より均質な薄膜が形成されるために、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。このような無機化合物としては、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられる。
このような絶縁体又は半導体を使用する場合、その層の好ましい厚みは、0.1nm〜15nm程度である。また、本発明の電子注入層は、前述の電子供与性ドーパントを含有していても好ましい。
正孔輸送層
発光層と陽極との間に形成される有機層であって、正孔を陽極から発光層へ輸送する機能を有する。正孔輸送層が複数層で構成される場合、陽極に近い有機層を正孔注入層と定義することがある。正孔注入層は、陽極から正孔を効率的に有機層ユニットに注入する機能を有する。
正孔輸送層を形成する他の材料としては、芳香族アミン化合物、例えば、下記式(H)で表される芳香族アミン誘導体が好適に用いられる。
前記式(H)において、Ar〜Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基、又はそれらの芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基と芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基が結合した基である。
前記式(H)において、Lは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜50の芳香族炭化水素基又は縮合芳香族炭化水素基、又は置換もしくは無置換の環形成原子数5〜50の芳香族複素環基又は縮合芳香族複素環基である。
式(H)の化合物の具体例を以下に記す。
また、下記式(J)の芳香族アミンも正孔輸送層の形成に好適に用いられる。
前記式(J)において、Ar〜Arの定義は前記式(H)のAr〜Arの定義と同様である。以下に式(J)の化合物の具体例を記すがこれらに限定されるものではない。
本発明の有機EL素子の正孔輸送層は第1正孔輸送層(陽極側)と第2正孔輸送層(陰極側)の2層構造にしてもよい。
正孔輸送層の膜厚は特に限定されないが、10〜200nmであるのが好ましい。
本発明の有機EL素子では、正孔輸送層又は第1正孔輸送層の陽極側にアクセプター材料を含有する層を接合してもよい。これにより駆動電圧の低下及び製造コストの低減が期待される。
前記アクセプター材料としては下記式(K)で表される化合物が好ましい。
上記式(K)中、R21〜R26は互いに同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立にシアノ基、−CONH、カルボキシル基、又は−COOR27(R27は炭素数1〜20のアルキル基又は炭素数3〜20のシクロアルキル基を表す)を表す。ただし、R21及びR22;R23及びR24;及びR25及びR26の1又は2以上の対は、−CO−O−CO−で示される基を形成してもよい。
27としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
アクセプター材料Kの例としては以下のものが挙げられる。
アクセプター材料を含有する層の膜厚は特に限定されないが、5〜20nmであるのが好ましい。
n/pドーピング
上述の正孔輸送層や電子輸送層においては、日本特許第3695714号に記載されているように、ドナー性材料のドーピング(n)やアクセプター性材料のドーピング(p)により、キャリア注入能を調整することができる。
nドーピングの代表例としては、電子輸送材料にLi、Cs等の金属をドーピングする方法が挙げられ、pドーピングの代表例としては、正孔輸送材料にFTCNQ(2,3,5,6-Tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane)等のアクセプター材料をドーピングする方法が挙げられる。
スペース層
上記スペース層とは、例えば、蛍光発光層と燐光発光層とを積層する場合に、燐光発光層で生成する励起子を蛍光発光層に拡散させない、あるいは、キャリアバランスを調整する目的で、蛍光発光層と燐光発光層との間に設けられる層である。また、スペース層は、複数の燐光発光層の間に設けることもできる。
スペース層は発光層間に設けられるため、電子輸送性と正孔輸送性を兼ね備える材料であることが好ましい。また、隣接する燐光発光層内の三重項エネルギーの拡散を防ぐため、三重項エネルギーが2.6eV以上であることが好ましい。スペース層に用いられる材料としては、上述の正孔輸送層に用いられるものと同様のものが挙げられる。
阻止層
本発明の有機EL素子は、発光層に隣接する部分に、電子阻止層、正孔阻止層、トリプレット阻止層などの阻止層を有することが好ましい。ここで、電子阻止層とは、発光層から正孔輸送層へ電子が漏れることを防ぐ層であり、正孔阻止層とは、発光層から電子輸送層へ正孔が漏れることを防ぐ層である。
トリプレット阻止層は、発光層で生成する三重項励起子が、周辺の層へ拡散することを防止し、三重項励起子を発光層内に閉じ込めることによって三重項励起子の発光ドーパント以外の電子輸送層の分子上でのエネルギー失活を抑制する機能を有する。
トリプレット阻止層を設ける場合、燐光素子においては、以下のことが考えられる。燐光発光ドーパントの三重項エネルギーをE 、トリプレット阻止層として用いる化合物の三重項エネルギーをE TBとする。エネルギー関係E <E TBを満たす場合、燐光発光ドーパントの三重項励起子が閉じ込められ(すなわち、他分子へ移動できなくなり)、該ドーパント上での発光以外のエネルギー失活経路が断たれ、高効率の発光が得られる。ただし、E <E TBの関係が成り立つ場合であっても、エネルギー差ΔE=E TB−E が小さい場合には、素子を実際に駆動する室温程度の環境下では、周辺の熱エネルギーにより吸熱的にこのエネルギー差ΔEを乗り越えて三重項励起子が他分子へ移動することが可能であると考えられる。特に、蛍光発光に比べて励起子寿命が長い燐光発光の場合は、励起子の吸熱的移動の効果が相対的に現れ易くなる。室温の熱エネルギーに対して、エネルギー差ΔEは大きい程好ましく、0.1eV以上であるとさらに好ましく、0.2eV以上であると特に好ましい。一方、蛍光素子においては、WO2010/134350A1に記載のTTF素子構成のトリプレット阻止層のように、本発明の有機EL素子用材料を用いることもできる。
また、トリプレット阻止層層を構成する材料の電子移動度は、電界強度0.04〜0.5MV/cmの範囲において、10−6cm/Vs以上であることが望ましい。有機材料の電子移動度の測定方法としては、Time of Flight法等が知られているが、ここでは電子移動度は、インピーダンス分光法で決定される電子移動度を意味する。
電子注入層の電子移動度は、電界強度0.04〜0.5MV/cmの範囲において、10−6cm/Vs以上であることが望ましい。この電子移動度により、陰極からの電子輸送層への電子注入が促進され、その結果、隣接する阻止層、発光層への電子注入も促進され、素子をより低電圧で駆動することができるためである。
本発明の有機EL素子は種々の表示装置に用いられるパネルモジュールの発光装置として用いることができる。
本発明の有機EL素子は、TV、携帯電話及びPCの表示要素として、又は、照明などの電子機器として用いることができる。
OLED(有機EL素子)は、電界発光が有用であるすべての装置に用いることができる。好適な装置は、好ましくは据置型もしくは携帯型データ表示装置及び照明装置から選ばれる。据置型データ表示装置としては、例えば、コンピュータ、テレビジョンのデータ表示装置、及びプリンタ、台所設備、公告パネル、照明、情報パネルのデータ表示装置が挙げられる。携帯型データ表示装置としては、例えば、携帯電話、タブレットPC、ラップトップ、デジタルカメラ、MP3プレイヤー、乗り物のデータ表示装置、及びバス、列車の行き先表示が挙げられる。本発明のOLEDを用いることができる他の装置としては、例えば、キーボード;衣類;家具;壁紙が挙げられる。本発明は、さらに、少なくとも1種の本発明の有機発光ダイオード又は少なくとも1種の本発明の発光層を含む装置に関する。該装置は、コンピュータ、テレビジョンのデータ表示装置、プリンタ、台所設備、公告パネル、照明、情報パネルのデータ表示装置などの据置型データ表示装置;携帯電話、タブレットPC、ラップトップ、デジタルカメラ、MP3プレイヤー、乗り物のデータ表示装置、バス、列車の行き先表示などの携帯型データ表示装置;照明装置;キーボード;衣類;家具;壁紙からなる群より選ばれる。
下記実施例は説明のためだけのものであり、請求項の範囲を限定するものではない。特にことわらない限り、部及びパーセントは重量基準である。
実施例
I.合成実施例
化合物1
中間体1−1

NaOH(11.7g、130mmol)を水(117ml)に溶解し、次いで2−アミノ−安息香酸(98%)(18.2g、130mmol)を加え、得られた褐色溶液を0℃に冷却した。25.0g(130mmol)の(フェニルチオ)アセチルクロライドを15分かけて加え、内部温度を5℃以下に維持した。反応混合物を0℃でさらに1時間撹拌し、次いで加温して室温にした。褐色溶液にpH7のバッファー溶液(150ml)を加え、2M HClを加えて混合物をpH7にした。混合物をEtOAc(各250ml)で3回抽出した。有機相を合わせてNaSOで乾燥し、ろ過し、溜去して、37.1g(理論値の115%)の中間体1−1をHPLC純度85%のベージュ固体として得た。
1H NMR (300 MHz、DMSO-d6) δ 11.79 (s、1H)、8.49 (d、J = 8.2 Hz、1H)、8.06 - 7.93 (m、1H)、7.63 - 7.52 (m、1H)、7.44 - 7.26 (m、5H)、7.27 - 7.04 (m、2H)、3.98 (s、2H)
中間体1−2

中間体1−1(32.3g、112.4mmol)を210gのポリリン酸(PPA)に加え、1.5時間加熱して内部温度を125℃にした。反応混合物を1lの氷/水に注いだ。200mlのpH7のバッファーを加え、25%NaOH溶液により混合物をpH7にした。得られた懸濁物をろ過し、残渣を水(各200ml)で5回洗浄し、次いで、80℃/125mbarで一晩乾燥して、24.3g(理論値の86.2%)の中間体1−2をHPLC純度75%の褐色固体として得た。
1H NMR (300 MHz、DMSO-d6) δ 8.60 - 8.52 (m、1H)、8.27 (dd、J = 8.1、1.4 Hz、1H)、8.14 (dd、J = 6.8、1.6 Hz、1H)、7.88 - 7.75 (m、2H)、7.66 (pd、J = 7.2、1.5 Hz、2H)、7.42 (ddd、J = 8.1、6.5、1.5 Hz、1H).
中間体1−3

中間体1−2(24.34g、71.7mmol)を125mlのPOClに加えた。得られた褐色懸濁物にPCl(15.23g、71.7mmol)を加えた。反応混合物を2時間加熱還流した後、室温に冷却した。POClをロータリーエバポレーターにより留去し、残渣に200mlのトルエンを加えた後、再び留去した。残渣を500mlのCHClに溶解し、2MNaOHを加えて塩基性にした。懸濁物をろ過した後、2相に分離した。有機相を水(各200ml)で2回洗浄し、NaSOで乾燥し、ろ過し、留去して、23.1gの粗生成物を得た。該粗生成物をクロロホルム/ヘプタン=8:2を溶離液として用いたフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、HPLC純度97%の生成物を10.5g得た。該生成物を100mlのヘプタンを用いてソックスレー抽出によりさらに精製した。得られた懸濁物を室温に冷却し、ろ過し、残渣を80℃/125mbarで一晩乾燥して、HPLC純度99.5%の中間体1−3を9.6g(理論値の49.4%)得た。
1H NMR (400 MHz、DMSO-d6) δ 8.54 (d、J = 7.3 Hz、1H)、8.32 (d、J = 8.6 Hz、2H)、8.18 (d、J = 8.0 Hz、1H)、7.95 (ddd、J = 8.5、6.8、1.4 Hz、1H)、7.85 (ddd、J = 8.1、6.8、1.1 Hz、1H)、7.78 (td、J = 7.7、1.3 Hz、1H)、7.72 - 7.64 (m、1H).
化合物1

中間体1−3(2.67g、9.91mmol)及び3−(9H−カルバゾール−3−イル)−9−フェニル−カルバゾール(4.09g、9.91mmol)を80mlのキシレンに加えた。反応混合物を排気しアルゴンで3回パージした。別の容器中で、4,5−ビス(ジフェニルホスフィノ)−9.9−ジメチルキサンテン(0.35g、0.59mmol)及びPd(dba)(0.27g、0.30mmol)を20mlのキシレンに加え、得られた溶液を排気しアルゴンで3回パージした後、シリンジを用いて前記反応混合物に加えた。ナトリウムtert−ブトキシド(1.9g、19.8mmol)を加え、得られた赤色反応混合物を20時間加熱して内温を120℃にした。反応混合物を200mlのキシレンで希釈し、水(各100ml)で3回洗浄し、NaSOで乾燥し、ろ過し、留去して、8.47gの粗生成物を得た。該粗生成物をヘプタン/EtOAc=8:2を溶離液として用いたフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、HPLC純度99.8%の化合物1(1−[3−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)カルバゾール−9−イル]ベンゾチオフェノ[3,2−b]キノロン)を1.64g(理論値の25.8%)得た。
1H NMR (300 MHz、クロロホルム-d) δ 8.82 - 8.74 (m、1H)、8.57 (d、J = 1.5 Hz、1H)、8.51 (dt、J = 8.7、0.8 Hz、1H)、8.48 (d、J = 1.5 Hz、1H)、8.42 - 8.31 (m、1H)、8.24 (dt、J = 7.7、1.1 Hz、1H)、7.91 - 7.69 (m、4H)、7.69 - 7.28 (m、15H)、7.05 (d、J = 8.5 Hz、1H)、7.02 - 6.93 (m、1H).
化合物2
中間体2−1

アントラニル酸(7.0g、51.0mmol)を0℃で60mLの酸化ナトリウムの2.5M水溶液に加え、そこにフェノキシアセチルクロライド(8.71g、51.0mmol)を滴下した。混合物を0℃で30分間撹拌した。1M塩酸を反応混合物に加えて反応を終了させ、固体を析出させた。固体をろ取し、酢酸エチルに溶解した。溶液をMgSOで乾燥し、濃縮して固体を得た。得られた粗生成物をエタノールから再結晶して5.60g(36%)の中間体2−1を白色固体として得た。得られた生成物は、さらに精製することなく、次の反応に用いた。.
中間体2−2

中間体2−1(4.49g、16.55mmol)をポリリン酸(PPA)(21.2g)に懸濁させ、混合物を120℃で2時間撹拌した。反応混合物を氷−水に滴下し、そこに炭酸ナトリウムを加えて固体を析出させた。固体をろ取し、乾燥して3.44g(88%)の中間体2−2をベージュ色の粉末として得た。得られた粗生成物はさらに精製することなく、次の反応に用いた。
LC-MS (m/z) 235
中間体2−3

中間体2−2(3.5g、14.88mmol)を30mLのトルエンに懸濁させ、50℃で撹拌した。塩化ホスホリル(17.11g、111.6mmol)を滴下した後、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデカ−7−エン(4.53g、29.76mmol)を滴下した。混合物を120℃で15時間撹拌した。室温に冷却した後、反応混合物を氷−水にゆっくり注いだ。水層をCHClで抽出した。抽出物を食塩水で洗浄し、NaSOで乾燥し、濃縮して固体を得た。得られら粗生成物をトルエンを溶離液として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して3.41g(47%)の中間体2−3を白色固体として得た。
LC-MS (m/z) 253
化合物2

中間体2−3(2.57g、10.13mmol)及び3−(9H−カルバゾール−3−イル)−9−フェニル−カルバゾール(4.14g、10.13mmol)を51mLのN−メチルピロリドンに懸濁させ、得られた混合物を130℃で一晩撹拌した。反応混合物を室温に冷却した後、51mLのエタノール及び102mLの水で希釈し、室温で1時間撹拌して、固体を析出させた。固体をろ取し、水で洗浄した。得られた粗生成物をヘプタン−トルエン(1:3)混合溶媒を溶離液として用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して1.15g(18%)の化合物2を黄色粉末として得た。
1H NMR (300 MHz、クロロホルム-d) δ 8.60 (d、J = 1.3 Hz、1H)、8.54-8.50 (m、3H)、8.41-8.36 (m、1H)、8.27 (dt、J = 1.1、7.5 Hz、1H)、7.90-7.64 (m、8H)、7.59 - 7.30 (m、10H)、7.22-7.18 (m、1H)、7.12 (d、J = 8.6 Hz、1H)、7.06-7.03 (m、1H)
LC-MS (m/z) 626
化合物3

3つ口丸底フラスコ中で、[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸(3.1g、6.9mmol))を中間体1−3(1.7g、6.3mmol)及びKCO(1.9g、13.9mmol)と混合し、Nにより脱気した。次いで、Pd(OAc)(35mg、0.16mmol)及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(260mg、0.63mmol)を加えた後、ジオキサン/水(30mL、4:1)を加えた。得られた反応混合物をN気流下でオイルバス温度90℃で加熱した。2.5時間後、反応が終了した。混合物を室温に冷却し、減圧下で濃縮した。粗残渣をCHClに溶解し、水で2回洗浄し、無水MgSOで乾燥し、溶媒を留去した。粗生成物をCHClを60%含むヘプタンを溶離液として用いたフラッシュシリカクロマトグラフィーにより精製して3.7gの精製物を得、これをさらにアセトン洗浄により精製して3.2g(80%)の化合物3を得た。
1H NMR (400 MHz、クロロホルム-d) δ 8.74 (dd、J = 7.4、1.3 Hz、1H)、8.43 (d、J = 8.5 Hz、1H)、8.20 (d、J = 7.7 Hz、4H)、8.16 - 8.09 (m、2H)、8.00 (d、J = 1.9 Hz、2H)、7.94 - 7.80 (m、2H)、7.77 (d、J = 8.2 Hz、4H)、7.72 - 7.60 (m、3H)、7.52 (ddd、J = 8.3、7.2、1.2 Hz、4H)、7.37 (t、J = 7.5 Hz、4H).
LC-MS (m/z) 642 (M+1)
化合物4

3つ口丸底フラスコ中で、[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸(3.6g、8mmol)を中間体2−3(2g、8mmol)及びKCO(2.2g、16mmol)と混合し、Nにより脱気した。次いで、Pd(OAc)(44mg、0.2mmol)及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(330mg、0.8mmol)を加えた後、ジオキサン/水(50mL、4:1)を加えた。得られた反応混合物をN気流下でオイルバス温度90℃で加熱した。2.5時間後、反応が終了した。混合物を室温に冷却し、水で希釈し、セライトろ過し、水で充分に洗浄した。沈殿物をCHClで洗浄して生成物を得た。粗生成物を減圧下で溶媒を留去することにより単離した。これをアセトンに懸濁させ、室温で2時間撹拌した。沈殿物をろ過により単離し、アセトンで充分に洗浄した。最後に、生成物をCHCl−MeOHから再結晶して精製し4.3g(86%)の化合物4を得た。
1H NMR (400 MHz、クロロホルム-d) δ 8.49 (d、1H)、8.43 (dd、J = 8.5、1.2 Hz、1H)、8.35 (dd、J = 8.6、1.4 Hz、1H)、8.21 (m、4H)、8.13 (m、3H)、7.83 (dd、J = 8.3、1.0 Hz、5H)、7.72 (dd、J = 3.6、1.8 Hz、3H)、7.53 (ddd、J = 8.4、7.2、1.3 Hz、5H)、7.37 (td、J = 7.6、0.9 Hz、4H).
LC-MS (m/z) 626 (M+1)
化合物5

2−[3−クロロ−5−(9−フェナントリル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(2g、3.8mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(1.4g、5.8mmol)、Pddba(87mg、0.095mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(80mg、0.19mmol)、及びKOAc(1.1g、1.14mmol)を3つ口丸底フラスコに加え、次いで、1,4−ジオキサン(50mL)を加え、混合物をNで脱気した。得られた反応混合物をオイルバス温度90℃で18時間加熱した。反応混合物を室温に放冷し、溶媒を減圧下で留去した。粗残渣をCHClに溶解し、水、NaHCO飽和水溶液及び食塩水で洗浄し、無水MgSOで乾燥し、溶媒を減圧下で留去した。粗生成物をメタノールと共に粉末化し、ろ過し、メタノールで充分に洗浄した。このようにして得られた粗ボロン酸エステルをさらに精製することなく用いた。3つ口丸底フラスコに、ボロン酸(2g、3.3mmol)、中間体1−3(0.97g、3.6mmol)、Pd(OAc)(18mg、0.08mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(0.13g、0.33mmol)、及びKCO(1g、7.2mmol)を加え、次いで、1,4−ジオキサン/水(100mL、4:1)を加え、混合物をNで脱気した。得られた反応混合物をN下でオイルバス温度90℃で18時間加熱した。反応混合物を室温に放冷し、溶媒を減圧下で留去した。粗残渣を加温したCHClに溶解し、水及び食塩水で洗浄し、無水MgSOで乾燥し、シリカゲルカラムを通してろ過し、CHClで溶出した。溶媒を減圧下で留去した。粗生成物をアセトンに懸濁させ、室温で1時間撹拌した。生成物をろ取し、CHClから再結晶してさらに精製し、1.44gの化合物5を得た(収率60%)。
1H NMR (400 MHz、クロロホルム-d) δ 9.18 (dt、J = 11.1、1.7 Hz、2H)、8.90 - 8.72 (m、7H)、8.49 - 8.39 (m、1H)、8.23 - 8.06 (m、3H)、8.06 - 7.96 (m、2H)、7.85 (ddd、J = 8.5、6.6、1.5 Hz、2H)、7.81 - 7.48 (m、13H).
LC-MS (m/z) 720 (M+1)
化合物6

3つ口丸底フラスコ中で、4,4,5,5−テトラメチル−2−[10−(2−ナフチル)−9−アントリル]−1,3,2−ジオキサボロラン(1.5g、4.3mmol)を中間体2−3(1.3g、5.2mmol)及びKCO(1.2g、8.6mmol)と混合し、Nにより脱気した。次いで、Pd(OAc)(19mg、0.086mmol)及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジメトキシビフェニル(140mg、0.34mmol)を加えた後、ジオキサン/水(30mL、4:1)を加えた。得られた反応混合物をN気流下でオイルバス温度90℃で加熱した。2.5時間後、反応が終了した。混合物を室温に冷却し、溶媒を減圧下で濃縮した。粗残渣をCHClに溶解し、水で2回洗浄し、無水MgSOで乾燥し、溶媒を留去した。粗生成物をCHClを溶離液として用いたフラッシュシリカクロマトグラフィーにより精製して1.2gの化合物6を得た(収率54%)。
1H NMR (400 MHz、DMSO-d6) δ 8.51-8.47 (m、2H)、8.27 (dd、J = 2.6、9.0 Hz、1H)、8.21-8.15 (m、2H)、8.13-8.08 (m、1H)、7.88-7.83 (m、1H)、7.79-7.58 (m、8H)、7.53-7.43 (m、3H)、7.36-7.34 (m、4H)、7.26-7.20 (m、1H)
LC-MS (m/z) 561 (M+1).
化合物7

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物7を得た(収率75%)。化合物7の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:542.16に対してm/e=542)により行った。
化合物8

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(4−フェニルフェニル)−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物8を得た(収率71%)。化合物8の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物9

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ビス(4−フェニルフェニル)−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物9を得た(収率66%)。化合物9の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:694.22に対してm/e=694)により行った。
化合物10

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(3−フェニルフェニル)−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物10を得た(収率71%)。化合物10の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物11

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物11を得た(収率72%)。化合物11の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:542.16に対してm/e=542)により行った。
化合物12

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(4−フェニルフェニル)−6−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物12を得た(収率66%)。化合物12の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物13

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ビス(4−フェニルフェニル)−6−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物13を得た(収率72%)。化合物13の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:694.22に対してm/e=694)により行った。
化合物14

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(3−フェニルフェニル)−6−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物14を得た(収率73%)。化合物14の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物15

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物15を得た(収率62%)。化合物15の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:542.16に対してm/e=542)により行った。
化合物16

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(4−フェニルフェニル)−6−[2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物16を得た(収率60%)。化合物16の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物17

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ビス(4−フェニルフェニル)−6−[2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物17を得た(収率61%)。化合物17の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:694.22に対してm/e=694)により行った。
化合物18

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(3−フェニルフェニル)−6−[2−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物18を得た(収率60%)。化合物18の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物19

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[3−[3−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物19を得た(収率73%)。化合物19の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物20

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物20を得た(収率71%)。化合物20の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物21

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−[4−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]フェニル]フェニル]−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物21を得た(収率76%)。化合物21の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:694.22に対してm/e=694)により行った。
化合物22
中間体22−1

アルゴン雰囲気下で、中間体1−3(16.2g、59.9mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(18.3g、71.9mmol)、トリス(ジベジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(1.10g、2.20mmol)、X−phos(2.29g、4.79mmol)、及び酢酸カリウム(120g、11.8mmol)を1,4−ジオキサン(600mL)に加えた。混合物を加熱下で8時間撹拌還流した。反応後、反応混合物を室温に冷却し、トルエン(300mL)及び水(300mL)を加えた。相分離し、有機相を減圧下で濃縮した。粗生成物をジクロロメタンに溶解し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。溶液を減圧下で濃縮して16.4g(45.5mmol)の中間体22−1を得た(収率76%)。
化合物22

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物22を得た(収率54%)。化合物22の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:466.13に対してm/e=466)により行った。
化合物23

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を2−クロロ−4−フェニル−6−(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物23を得た(収率58%)。化合物23の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:542.16に対してm/e=542)により行った。
化合物24

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を2−クロロ−4,6−ビス(4−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物24を得た(収率61%)。化合物24の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:618.19に対してm/e=618)により行った。
化合物25

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を2−クロロ−4−フェニル−6−(3−フェニルフェニル)−1,3,5−トリアジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物25を得た(収率60%)。化合物25の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:542.16に対してm/e=542)により行った。
化合物26

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]ピリミジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物26を得た(収率71%)。化合物26の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:541.16に対してm/e=541)により行った。
化合物27

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−4−(4−フェニルフェニル)−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]ピリミジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物27を得た(収率76%)。化合物27の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:617.19に対してm/e=617)により行った。
化合物28

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を4−クロロ−2,6−ジフェニル−ピリミジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物28を得た(収率62%)。化合物28の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:465.13に対してm/e=465)により行った。
化合物29

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を中間体22−1に代え、中間体1−3を4−クロロ−2−フェニル−6−(4−フェニルフェニル)ピリミジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物29を得た(収率62%)。化合物29の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:541.16に対してm/e=541)により行った。
化合物30

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,10−フェナントロリンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物30を得た(収率51%)。化合物30の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:489.13に対してm/e=489)により行った。
化合物31

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2−フェニル−9−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,10−フェナントロリンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物31を得た(収率55%)。化合物31の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:565.16に対してm/e=565)により行った。
化合物32

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を11−[4−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]ベンゾフロ[3,2−b]キノリンに代えた以外は化合物4の合成を繰り返して化合物32を得た(収率70%)。化合物32の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:526.18に対してm/e=526)により行った。
化合物33

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代え、中間体1−3を中間体33−1に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物33を得た(収率60%)。化合物33の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:526.18に対してm/e=526)により行った。中間体33−1はBulletin of the Chemical Society of Japan,1980、vol. 53、pp.1057-1060に従って合成した。
化合物34

中間体2−3を中間体33−1に代えた以外は化合物6の合成を繰り返して化合物34を得た(収率56%)。化合物34の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:521.18に対してm/e=521)により行った。
化合物35

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を(3−フルオランテン−3−イルフェニル)ボロン酸に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物35を得た(収率75%)。化合物35の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:511.14に対してm/e=511)により行った。
化合物36

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸をトリフェニレン−2−イルボロン酸に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物36を得た(収率71%)。化合物36の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:461.12に対してm/e=461)により行った。
化合物37

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を4−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]ベンゾニトリルに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物37を得た(収率61%)。化合物37の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:412.10に対してm/e=412)により行った。
化合物38

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を[4−(2−エチルベンゾイミダゾール−1−イル)フェニル]ボロン酸に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物38を得た(収率62%)。化合物38の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:455.15に対してm/e=455)により行った。
化合物39

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を(9,9−ジフェニルフルオレン−2−イル)ボロン酸に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物39を得た(収率71%)。化合物39の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:551.70に対してm/e=552)により行った。
化合物ET−5
中間体A−1

アルゴン雰囲気下で、(5−クロロ−2−フルオロ−フェニル)ボロン酸(9.45g、54.2mmol)、2−クロロキノリン−3−オール(9.73g、54.2mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.25g、1.08mmol)、トルエン(170mL)、及び炭酸ナトリウム水溶液(2M、80mL)からなる混合物を9時間還流させながら加熱撹拌した。室温に冷却した後、反応溶液をトルエンで抽出した。水相を除去した後、有機相を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、次いで、濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、中間体A−1(4.90g、17.9mmol、収率33%)を得た。
中間体A−2

中間体A−1(4.90g、17.9mmol)、N−メチル−2−ピロリドン(60mL)、及びKCO(4.95g、35.8mmol)からなる混合物を120℃で2時間撹拌した。反応後、反応溶液を室温に冷却し、トルエンで希釈し、水で洗浄し水、次いで、硫酸マグネシウムで乾燥した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、中間体A−2(2.27g、8.95mmol、収率50%)を得た。
化合物ET−5

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を[10−(2−ナフチル)−9−アントリル]ボロン酸に代え、中間体1−3を中間体A−2に代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物ET−5を得た(収率53%)。化合物ET−5の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:521.18に対してm/e=521)により行った。
化合物ET−6

[3,5−ジ(カルバゾール−9−イル)フェニル]ボロン酸を2,4−ジフェニル−6−[4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−1,3,5−トリアジンに代え、中間体1−3を4−ヨードベンゾチオフェノ[3,2−b]ピリジンに代えた以外は化合物3の合成を繰り返して化合物ET−6を得た(収率42%)。化合物ET−6の同定は、マススペクトル分析の結果(精密質量:492.14に対してm/e=492)により行った。
II.応用例
応用例1
陽極として使用した、厚さ120nmのインジウム−スズ−酸化物(ITO)透明電極(ジオマテック社製)を有するガラス基板をまず超音波槽中のイソプロパノールで10分間洗浄した。有機物残渣を可能な限り除くために、基板をさらに紫外線とオゾンに30分間暴露した。この処理によりITOの正孔注入性能も改善される。洗浄した基板を基板ホルダーに取り付け、真空装置内に設置した。その後、以下に示した各有機材料を約10−6〜10−8mbar、約0.2〜1Å/secの速度で蒸着法によりITO基板上に成膜した。電子受容性化合物Aを蒸着して、厚さ5nmの第一の層を成膜した。次いで、正孔輸送層として、芳香族アミン化合物Bを厚さ220nmに成膜した。次に、2重量%の発光材料(化合物D)と98重量%のホスト(化合物1)からなる混合物を成膜して厚さ40nmの燐光発光層を形成した。発光層上に、50重量%の電子輸送性化合物(化合物C)と50重量%のLiq(8−ヒドロキシキノラートリチウム)からなる混合物を成膜して厚さ25nmの電子輸送層を形成した。最後に、Liqを蒸着して厚さ1nmの電子注入層を形成し、次いで、Alを蒸着して厚さ80nmの陰極を形成して素子を得た。水及び酸素量が1ppmより少ない不活性窒素雰囲気中で、得られた素子をザグリガラス及びゲッターを用いて封止した。
OLED性能評価
OLEDの性能を評価するために、電子発光スペクトルを様々な電流及び電圧で記録した。さらに、輝度と共に電流−電圧特性を測定し、発光効率及び外部量子効率(EQE)を求めた。特にことわらない限り、駆動電圧U、EQE及びCommission Internationale de l’Eclairage (CIE)色度座標は10mA/cmで測定した。
応用例2
ホスト(化合物1)を化合物2に代えた以外は応用例1を繰り返した。素子評価結果を表1に示す。
比較例1及び2
ホスト(化合物1)をホスト−1(比較例1)又はホスト−2(比較例2)に代えた以外は応用例1を繰り返した。素子評価結果を表1に示す。
結果を表1に示した。CIE値は電子発光が赤色発光材料(Ir(piq)3)に起因することを示しており、化合物1及び2が赤色燐光ホストとして使用出来ることを実証している。本発明の化合物1と2をホストとして燐光発光層に含む素子は、比較化合物1及び2と比較して、低下した駆動電圧及びより高いEQEを示す。
応用例3
陽極として使用した、厚さ120nmのインジウム−スズ−酸化物(ITO)透明電極(ジオマテック社製)を有するガラス基板をまず超音波槽中のイソプロパノールで10分間洗浄した。有機物残渣を可能な限り除くために、基板をさらに紫外線とオゾンに30分間暴露した。この処理によりITOの正孔注入性能も改善される。洗浄した基板を基板ホルダーに取り付け、真空装置内に設置した。その後、以下に示した各有機材料を約10−6〜10−8mbar、約0.2〜1Å/secの速度で蒸着法によりITO基板上に成膜した。正孔注入層として、化合物Aを厚さ5nmに成膜した。次いで、第一正孔輸送層として、芳香族アミン化合物Eを厚さ90nmに成膜し、第二正孔輸送層として、芳香族アミン化合物Fを厚さ10nmに成膜した。次に、4重量%の発光材料(化合物G)と96重量%のホスト(化合物H)からなる混合物を成膜して、厚さ25nmの蛍光発光層を形成した。発光層上に、第一電子輸送層として、化合物1を厚さ5nmに成膜した。次いで、第二電子輸送層として、化合物Iを厚さ20nmに成膜した。最後に、電子注入層としてLiFを厚さ1nmに蒸着し、陰極としてAlを厚さ80nmに蒸着して素子を完成させた。水及び酸素量が1ppmより少ない不活性窒素雰囲気中で、得られた素子をザグリガラス及びゲッターを用いて封止した。
応用例4〜12
第一電子輸送層に使用した化合物1を化合物2〜4及び35〜39のそれぞれに代えた以外は同様にして応用例3を繰り返した。素子評価結果を表2に示す。
比較例3〜5
第一電子輸送層に使用した化合物1を化合物ET−1、ET−2、又はET−3に代えた以外は同様にして応用例3を繰り返した。素子評価結果を表2に示す。
結果を表2に示した。CIE値は電子発光が青色発光材料(化合物G)に起因することを示している。又、応用例3〜6及び8〜12は8%を超えるEQEを示している。これらのEQEは理論的限界である5%を超えている。これらの結果は、化合物1〜4及び35〜39が三重項エキシトンを発光層に閉じ込めて三重項−三重項融合を増大することによって理論的限界値5%を超えるEQEを達成することを実証している。
応用例13
応用例3と同様の操作を行った。発光層を形成した後、発光層上に、50重量%の化合物6と50重量%のLiqからなる混合物を成膜して、厚さ25nmの電子輸送性層を形成した。最後に、電子注入層としてLiqを厚さ1nmに蒸着し、陰極としてAlを厚さ80nmに蒸着して素子を完成させた。水及び酸素量が1ppmより少ない不活性窒素雰囲気中で、得られた素子をザグリガラス及びゲッターを用いて封止した。
応用例14〜16
ホスト(化合物6)を化合物30、31、又は32に代えた以外は同様にして応用例13を繰り返した。素子評価結果を表3に示す。
比較例6及び7
ホスト(化合物6)を化合物ET−4(比較例6)又は化合物ET−5(比較例7)に代えた以外は同様にして応用例13を繰り返した。素子評価結果を表3に示す。
結果を表3に示した。公知の材料に比べて、本発明の材料を電子輸送性層に使用した素子は低下した駆動電圧及びより高いEQEを示す。
応用例17
応用例3と同様の操作を行った。発光層を形成した後、発光層上に、第一電子輸送層として、化合物Jを厚さ5nmに成膜した。次いで、50重量%の化合物5と50重量%のLiqからなる混合物を成膜して厚さ20nmの第二電子輸送性層を形成した。最後に、電子注入層としてLiqを厚さ1nmに蒸着し、陰極としてAlを厚さ80nmに蒸着して素子を完成させた。水及び酸素量が1ppmより少ない不活性窒素雰囲気中で、得られた素子をザグリガラス及びゲッターを用いて封止した。
応用例18〜42
化合物5を表4に示した各化合物に代えた以外は同様にして応用例17を繰り返した。素子評価結果を表4に示す。
比較例8及び9
化合物5を化合物ET−6(比較例8)又は化合物ET−7(比較例9)に代えた以外は同様にして応用例17を繰り返した。素子評価結果を表4に示す。
結果を表4に示した。比較化合物ET−6及びET−7に比べて、本発明の化合物を第二電子輸送性層に用いた素子は低下した駆動電圧及びより高いEQEを示す。
参考例
下記化合物のLUMOをGaussian98のB3LYP/6-31G*レベルを用いた分子軌道法により計算した。
表5の結果は、本発明の化合物が、発明化合物の異性体である比較化合物よりも約5.5%又は8.1%高いLUMOを有することを証明している。発明化合物の大きなLUMOは、最適量の電子が隣接層に注入されることを可能にし、得られる有機EL素子の発光層のキャリアバランスを改善する。

Claims (29)

  1. 式(1)で表されるヘテロ環誘導体。

    (式中、
    XはO又はSであり;
    はN又はCRA1であり;
    はN又はCRA2である;
    ただし、AとAの少なくとも一つはN、好ましくは、AはNでありAはCRA2であり;
    はCR又はNであり;
    はCH又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNである;
    ただし、BとB、又はBとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
    及び/又は、
    とB、又はBとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
    A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H;E;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基である;
    ただし、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの少なくとも一つは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり;
    oは0又は1、pは0又は1、qは0又は1、rは0又は1、好ましくは、oは0又は1、pは0又は1、qは0、及びrは0であり;
    、A、A、及びAは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基;又は無置換もしくはGで置換されたC−C24ヘテロアリーレン基であり;
    20はH;E;無置換もしくはGで置換されたC−C60アリール基;無置換もしくはGで置換されたC−C60ヘテロアリール基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのGで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;
    Dは、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、−CR63=CR64−、−NR65−、−SiR7071−、−POR73−、又は−C≡C−、好ましくは−O−、−NR65−、又は−SiR7071−であり;
    Eは−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、−SiR707172、ハロゲン、又は−POR7475;好ましくは−NR6566、−CN、−SiR707172、又は−POR7475であり;
    GはE;C−C24アルキル基;Oにより分断されたC−C24アルキル基;C−C60アリール基;F、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60アリール基;C−C60ヘテロアリール基;又はF、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60ヘテロアリール基であり;
    63及びR64は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;−O−により分断されたC−C18アルキル基;又はHであり;
    65及びR66は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であるか;又は
    65とR66は結合して置換又はベンゼン環が縮合してもよい5又は6員環(カルバゾール)を形成し;
    67はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    68はH;C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    69はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    70、R71及びR72は、それぞれ独立して、C−C18アルキル基;C−C18アリール基;又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基であり;
    73、R74、及びR75は、C−C18アルキル基;C−C18アリール基;又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基である;
    ただし、AがCRA1、AがNである場合、BはCH又はNであり、かつ、R及びRの定義中のo、p、q及びrは0である。)
  2. 、A、A、及びAが、それぞれ独立して、以下の基を表す請求項1に記載のヘテロ環誘導体。

    (式中、
    各基は無置換もしくはGで置換されていてもよく、好ましくは無置換もしくは1、2、3、又は4個のGで置換されていてもよく、より好ましくは無置換もしくは1又は2個のGで置換されていてもよい。Gは最も好ましくは、−NR6566、−CN、−SiR707172、C−C24アルキル基、無置換C−C30アリール基、又はC−C30ヘテロアリール基である。
    73は、C−C18アリール基;C−C18アルキル又はC−C18アルコキシで置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり、好ましくは、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、2−エチル−ヘキシルなどのC−C18アルキル基、又は、フェニル、トリル、ナフチル、ビフェニリルなどのC−C14アリール基である。
    38は、任意にEで置換されていてもよい、及び/又は、Dにより分断されていてもよいC−C25アルキル基;任意にGで置換されていてもよいC−C24アリール基;又は任意にGで置換されていてもよいC−C24ヘテロアリール基であり、隣接する2つの基はそれらが結合している原子と共に任意にGで置換されていてもよい環構造を形成してもよい。
    各R130は、それぞれ独立して、H;任意にGで置換されていてもよいC−C24アリーレン基;又は任意にGで置換されていてもよいC−C30ヘテロアリーレン基である。Gは上記定義のとおりであり、
    各点線は結合部位を表す。
    ただし、(C)−は、A、A、A、及びAの結合部位が炭素原子に結合することを意味し、(N)−は、A、A、A、及びAの結合部位が窒素原子に結合することを意味し、(C,N)は、A、A、A、及びAの結合部位が炭素原子又は窒素原子に結合することを意味する。)
  3. 20がH、CN、−OR69、−SiR707172、又は下記式で表される基である請求項1又は2に記載のヘテロ環誘導体。

    (上記式中、
    はS、O、C(R21、又はNR23である;
    21は任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基;任意にGで置換されたC−C24アリール基;又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基であり、
    及び/又は、
    隣接する2つの基はそれらが結合している原子と共に任意にGで置換されていてもよい環構造を形成する;
    22は無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基;又は無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基である;
    23はH;無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基;又は無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基である;
    24及びR25は、それぞれ独立して、H;無置換もしくはGで置換されたC−C18アリール基;無置換もしくはGで置換されたC−C18ヘテロアリール基;任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基;又は−CNである;
    aは0、1、2、又は3、好ましくは0、1、又は2である;
    bは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1、又は2である;
    各点線は結合部位を表す。)
    又は

    (上記式中、
    、X及びXは、それぞれ独立して、CR19又はNである。ただし、式(7)において、X〜Xの少なくとも一つはNであり、式(9)及び(10)において、X及びXの少なくとも一つはNである;
    Ar及びArは、それぞれ独立して、任意にGで置換されたC−C24アリール基;又は任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基である;
    17、R18及びR19は、それぞれ独立して、H;任意にGで置換されたC−C24アリール基;任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基;又は任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり、好ましくはHである;
    cは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0又は1である;
    dは0、1、2、又は3、好ましくは0、1又は2、より好ましくは0である。)
    又は


    (上記式中、
    26、R27、R28、及びR29は、それぞれ独立して、H;任意にGで置換されたC−C24アリール基;任意にGで置換されたC−C24ヘテロアリール基;任意にEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基;又は置換基Eであり、好ましくはH又はCN、より好ましくはHである;
    eは0、1、2、3、4、又は5、好ましくは0、1、2、又は3、より好ましくは0、1、又は2である;
    fは0、1、2、又は3、好ましくは0、1、又は2、より好ましくは0である;
    gは0、1、2、3、又は4、好ましくは0、1、又は2、より好ましくは0又は1である;
    hは0、1、又は2、好ましくは0又は1;より好ましくは0である;
    隣接する2つのR26、R27、R28、又はR29はそれらが結合している原子と共にGで置換されていてもよい環構造を形成してもよい;
    〜は結合部位を表す。)
  4. A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H又は−(A−(A−(A−(A−R20で表される基である請求項1〜3のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  5. とAの一方がN、好ましくは、AがNであり、AがCRA2である請求項1〜4のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  6. A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの1、2、3、又は4個、好ましくは1又は2個、より好ましくは1個が、それぞれ独立して、E;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり;その他のRA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRがHである請求項1〜5のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  7. A2がE;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換もしくは少なくとも一つの置換基Eで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基;好ましくは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり;RA1、R、R、R、R、R、R、及びRがHである請求項1〜6のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  8. 下記式の一つ、好ましくは式(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−4)、(1−5)、(1−6)、(1−7)、及び(1−8)の一つ、より好ましくは式(1−1)及び(1−2)の一つで表される請求項1〜7のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。


    (上記式中、
    はCR又はNであり;
    はCH又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNである。)
  9. 下記式の一つで表される請求項1に記載のヘテロ環誘導体。

    (式中、
    X、B、B、B、B、B、B、B、B、o、p、q、及びrは請求項1で定義したとおりである。
    、A、A、及びAは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基である。
    20は、無置換もしくはGで置換されたC10−C30縮合アリール基;又は縮合環を有していてもよい環形成原子数6の芳香族ヘテロ環であり、環形成ヘテロ原子はNであり、環形成原子数6の芳香族ヘテロ環と縮合環は無置換でもGで置換されていてもよい。)
  10. 、A、A、及びAが、それぞれ独立して、フェニレン、ナフチレン、ビフェニレン、又はターフェニレンであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9に記載のヘテロ環誘導体。
  11. 、A、A、及びAが、それぞれ独立して、フェニレン、ビフェニレン、又はターフェニレンであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9又は10に記載のヘテロ環誘導体。
  12. 20がアントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、又はフルオレニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9〜11のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  13. 20がアントリル又はフルオランテニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9〜12のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  14. 20が縮合環を有していてもよいピリジル、縮合環を有していてもよいピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9〜11のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  15. 20がピリジル、ピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9〜11のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  16. 20がピリミジル、トリアジニル、又はフェナントロリニルであり、それぞれ無置換でもGで置換されていてもよい請求項9〜11、14及び15のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体。
  17. 請求項1〜16のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体を含む有機電子機器。
  18. 有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項17に記載の電子機器。
  19. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子が陽極、陰極、及び該陽極と該陰極の間に配置された発光層を含み、該発光層がIr、Pt、Os、Au、Cu、Re、及びRuから選ばれる少なくとも1種の金属を含む有機金属錯体及び前記ヘテロ環誘導体をホスト材料として含む請求項18に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20. 前記有機エレクトロルミネッセンス素子が前記ヘテロ環誘導体を含む電子輸送性層を含む請求項18又は19に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21. 前記電子輸送性層が前記発光層に接触している請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  22. 電子輸送領域が前記発光層と前記電子輸送性層との間に配置されている請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  23. 前記電子輸送性層がアルカリ金属;アルカリ土類金属;希土類金属;アルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属を含む化合物;又はアルカリ金属、アルカリ土類金属、又は希土類金属を含む錯体を含む請求項20に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  24. 請求項1〜16のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体を含む電荷輸送層、電荷/エキシトン阻止層、又は発光層。
  25. 前記発光層が、請求項1〜16のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体をホスト材料として含むと共に少なくとも1種の発光材料を含む請求項24に記載の発光層。
  26. 前記電荷輸送層が、請求項1〜16のいずれか1項に記載のヘテロ環誘導体を電子輸送材料として含む電子輸送層である請求項24に記載の電荷輸送層。
  27. 請求項17又は18に記載の有機電子機器、又は請求項24に記載の電荷輸送層、電荷/エキシトン阻止層、又は発光層を含む、据置型データ表示装置;携帯型データ表示装置;照明装置;キーボード;衣類;家具;及び壁紙からなる群より選ばれる装置。
  28. 請求項1〜16のいずれか1項に記載の式(1)のヘテロ環誘導体の有機エレクトロルミネッセンス素子、電子写真用感光体、光電変換素子、有機太陽電池、スイッチング素子、有機発光電界効果トランジスタ、イメージセンサー、又は色素レーザーへの用途。
  29. 式(1’)の化合物を
    (i)式X−RA1、X−RA2、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、X−R、又はX−Rで表され、Xが−B(OR’)であり、R’がH、C−Cアルキル基、又はフェニル基、ただし、2つのR’は同一でも異なっていてもよく、2つのR’は2つの酸素原子及びホウ素原子と共に環を形成してもよい化合物と触媒及び塩基の存在下でカップリングする工程、
    又は、
    (iV)前記式のいずれかで表され、XがHである化合物と塩基の存在下でカップリングする工程、
    又は、
    (v)前記式のいずれかで表され、XがHである化合物と触媒、塩基、及びリガンドの存在下でカップリングする工程
    を含む請求項1〜16のいずれか1項に記載の式(1)のヘテロ環誘導体の製造方法。

    (式中、
    、B、B、A、及びAの少なくとも一つはC−Halであり;
    Halはハロゲン、好ましくはF、Cl又はBr、より好ましくはClであり;
    XはO又はSであり;
    はN又はCRA1であり;
    はN又はCRA2である;
    ただし、AとAの少なくとも一つはN、好ましくは、AはNでありAはCRA2であり;
    はCR又はNであり;
    はCH又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNであり;
    はCR又はNである;
    ただし、BとB、又はBとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
    及び/又は、
    とB、又はBとB、又はBとBは任意に結合して6員環構造を形成し;
    A1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立して、H;E;−(A−(A−(A−(A−R20で表される基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのEで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;
    ただし、RA1、RA2、R、R、R、R、R、R、及びRの少なくとも一つは−(A−(A−(A−(A−R20で表される基であり;
    oは0又は1、pは0又は1、qは0又は1、rは0又は1、好ましくは、oは0又は1、pは0又は1、qは0、及びrは0であり;
    、A、A、及びAは、それぞれ独立して、無置換もしくはGで置換されたC−C24アリーレン基;又は無置換もしくはGで置換されたC−C24ヘテロアリーレン基であり;
    20はH;E;無置換もしくはGで置換されたC−C60アリール基;無置換もしくはGで置換されたC−C60ヘテロアリール基;又は無置換、もしくは少なくとも一つのGで置換された、及び/又は、Dにより分断されたC−C25アルキル基であり;
    Dは、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、−CR63=CR64−、−NR65−、−SiR7071−、−POR73−、又は−C≡C−、好ましくは−O−、−NR65−、又は−SiR7071−であり;
    Eは−OR69、−SR69、−NR6566、−COR68、−COOR67、−CONR6566、−CN、−SiR707172、ハロゲン、又は−POR7475;好ましくは−NR6566、−CN、−SiR707172、又は−POR7475であり;
    GはE;C−C24アルキル基;Oにより分断されたC−C24アルキル基;C−C60アリール基;F、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60アリール基;C−C60ヘテロアリール基;又はF、−CF、−CFCF、−CFCFCF3、−CF(CF2、−(CFCF、−C(CF、C−C24アルキル基、又はOにより分断されたC−C24アルキル基で置換されたC−C60ヘテロアリール基であり;
    63及びR64は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;−O−により分断されたC−C18アルキル基;又はHであり;
    65及びR66は、それぞれ独立して、C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であるか;又は
    65とR66は結合して置換又はベンゼン環が縮合してもよい5又は6員環を形成し;
    67はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    68はH;C−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    69はC−C18アリール基;C−C18アルキル基又はC−C18アルコキシ基で置換されたC−C18アリール基;C−C18アルキル基;又は−O−により分断されたC−C18アルキル基であり;
    70、R71及びR72は、それぞれ独立して、C−C18アルキル基;C−C18アリール基;又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基であり;
    73、R74、及びR75は、C−C18アルキル基;C−C18アリール基;又はC−C18アルキル基で置換されたC−C18アリール基である;
    ただし、AがCRA1、AがNである場合、BはCH又はNであり、かつ、R及びRの定義中のo、p、q及びrは0である。)

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