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公開番号2024137265
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-07
出願番号2023048723
出願日2023-03-24
発明の名称縮合環化合物、有機電子素子用材料、光電変換素子用材料、有機薄膜、および有機電子素子
出願人東ソー株式会社
代理人個人,個人
主分類C07C 211/61 20060101AFI20240927BHJP(有機化学)
要約【課題】応答速度に優れ、暗電流が低く、外部量子効率が高い光電変換素子の作製に資する縮合環化合物、および該化合物を含む光電変換素子用材料を提供する。
【解決手段】例えば、下記式の反応生成物である11-[ビス(4-ビフェニリル)アミノ]トリベンゾ[b,g,p]クリセン等の縮合環化合物が示される。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
下記式（１）で表される縮合環化合物。
TIFF
2024137265000019.tif
68
134
式中、
Ｒ
１
～Ｒ
１８
はそれぞれ独立して、
水素原子または置換基を表す。ただし、Ｒ
１
～Ｒ
１８
の少なくとも１つ以上は、
重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、アリル基、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、
置換基を有していてもよいホスフィンオキシド基、
置換基を有していてもよいシリル基、
炭素数２～１０の飽和炭化水素基を有していてもよいボロニル基、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルキル基、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルコキシ基、または、
下記式（２）で表される基である。
TIFF
2024137265000020.tif
37
134
式中、
Ｒ
ａ
～Ｒ
ｂ
はそれぞれ独立して、
水素原子、重水素原子、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、または、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルキル基を表し；
Ｙは、それぞれ独立して、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、または、
単結合を表し；
ｎは、１または２を表し、
Ｙが単結合の場合、ｎは１であり、
Ｙが単結合でない場合、ｎは１または２であり；
ｎが２の場合、複数のＲ
ａ
～Ｒ
ｂ
は、同一であっても異なっていてもよく；
Ｙは、隣接するＲ
a
およびＲ
b
のいずれかまたは両方と結合し、環を形成してもよい。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
式（１）においてＲ
１
～Ｒ
８
が水素原子である、請求項１に記載の縮合環化合物。
【請求項３】
式（１）においてＲ
１
～Ｒ
８
およびＲ
１３
～Ｒ
１８
が水素原子である、請求項１に記載の縮合環化合物。
【請求項４】
式（１）においてＲ
９
～Ｒ
１２
の少なくとも一つ以上が前記式（２）で表される基である、請求項１に記載の縮合環化合物。
【請求項５】
分子量が１５００以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項６】
分子量が１０００以下である、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項７】
ＨＯＭＯ値が５．０～６．５ｅＶである、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項８】
バンドギャップが２．５～４．０ｅＶである、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項９】
ＬＵＭＯ値が２．０～３．５ｅＶである、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
【請求項１０】
ガラス転移温度が１３０℃以上である、請求項１～４のいずれか１項に記載の縮合環化合物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮合環化合物、有機電子素子用材料、光電変換素子用材料、有機薄膜、および有機電子素子に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
撮像素子用光電変換素子は、携帯電話やカメラ等の用途で使用されており、その開発が精力的に行われている。
【０００３】
近年の撮像素子用光電変換素子に対する市場からの要求は益々高くなり、暗電流、外部量子効率、応答速度のいずれにおいても優れた材料が求められている。その状況下、新たな材料の母核として種々の多環式の化合物の可能性について、探索、検討が続けられている。多環式化合物として、特許文献１には、ベンゾチエノベンゾチオフェンを母核とした誘導体が開示されている。また、特許文献２には、ベンゾチエノベンゾチオフェンに加え、様々な母核が開示されている。特許文献３には、無置換のジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／１６３３４９号
国際公開第２０２０／０２２４２１号
特開２０１０－２５８４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様の目的は、新たな材料の母核として種々の多環式の化合物の可能性について、探索、検討が続けられている中、その新たな母核を有する化合物を用いた光電変換素子用材料および光電変換素子を提案することにある。
【０００６】
本発明の他の一態様の目的は、応答速度に優れ、暗電流が低く、外部量子効率が高い光電変換素子の作製に資する縮合環化合物、および該化合物を含む光電変換素子用材料を提供することである。
ところで、特許文献３は、光電変換層と上部電極との間に無置換のジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンを結晶層として用いる記載がある。しかし、特許文献３ではジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンの分子構造上の特徴や、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンを含むアモルファス膜に関して一切言及していない。加えて、特許文献３に記載のジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセンは、撮像素子用光電変換素子の性能を向上させる知見を何ら提供していない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、特定の縮合環化合物を用いることにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本開示の態様は、以下の縮合環化合物、有機電子素子用材料、光電変換素子用材料、有機薄膜、および有機電子素子に関する。
【０００９】
［１］下記式（１）で表される縮合環化合物。
TIFF
2024137265000002.tif
68
134
式中、
Ｒ
１
～Ｒ
１８
はそれぞれ独立して、
水素原子または置換基を表す。ただし、Ｒ
１
～Ｒ
１８
の少なくとも１つ以上は、
重水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、ヒドロキシ基、チオール基、アリル基、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、
置換基を有していてもよいホスフィンオキシド基、
置換基を有していてもよいシリル基、
炭素数２～１０の飽和炭化水素基を有していてもよいボロニル基、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルキル基、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルコキシ基、または、
下記式（２）で表される基である。
TIFF
2024137265000003.tif
37
134
式中、
Ｒ
ａ
～Ｒ
ｂ
はそれぞれ独立して、
水素原子、重水素原子、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、または、
炭素数１～１８の直鎖もしくは分枝のアルキル基を表し；
Ｙは、それぞれ独立して、
置換基を有していてもよい炭素数６～３０の単環、連結、若しくは縮環の芳香族炭化水素基、
置換基を有していてもよい炭素数３～３６の単環、連結、若しくは縮環のヘテロ芳香族基、または、
単結合を表し；
ｎは、１または２を表し、
Ｙが単結合の場合、ｎは１であり、
Ｙが単結合でない場合、ｎは１または２であり；
ｎが２の場合、複数のＲ
ａ
～Ｒ
ｂ
は、同一であっても異なっていてもよく；
Ｙは、隣接するＲ
a
およびＲ
b
のいずれかまたは両方と結合し、環を形成してもよい。
【００１０】
［２］式（１）においてＲ
１
～Ｒ
８
が水素原子である、［１］に記載の縮合環化合物。
［３］式（１）においてＲ
１
～Ｒ
８
およびＲ
１３
～Ｒ
１８
が水素原子である、［１］に記載の縮合環化合物。
［４］式（１）においてＲ
９
～Ｒ
１２
の少なくとも一つ以上が前記式（２）で表される基である、［１］に記載の縮合環化合物。
［５］分子量が１５００以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［６］分子量が１０００以下である、［１］～［４］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［７］ＨＯＭＯ値が５．０～６．５ｅＶである、［１］～［６］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［８］バンドギャップが２．５～４．０ｅＶである、［１］～［７］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［９］ＬＵＭＯ値が２．０～３．５ｅＶである、［１］～［８］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［１０］ガラス転移温度が１３０℃以上である、［１］～［９］のいずれかに記載の縮合環化合物。
［１１］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、有機電子素子用材料。
［１２］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、光電変換素子用材料。
［１３］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、撮像素子用光電変換素子用材料。
［１４］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、撮像素子用光電変換素子用電荷輸送材料または撮像素子用光電変換素子用電荷ブロッキング材料。
［１５］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、撮像素子用光電変換素子用正孔輸送材料または撮像素子用光電変換素子用電子ブロッキング材料。
［１６］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、有機薄膜。
［１７］［１］～［１０］のいずれかに記載の縮合環化合物を含む、有機電子素子。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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