説明

ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物、その製造法及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子

本発明は、次式(1):


式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物、その製造法及び1対の電極間に有機化合物薄層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機化合物薄層が前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子を開示する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電界発光素子(有機エレクトロルミネッセンス素子)用青色発光材料などに有用な次式(1):
【0002】

【0003】
式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物、その製造法及び該化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【背景技術】
【0004】
前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物は、新規化合物である。従って、その有機エレクトロルミネッセンス素子用材料としての使用については何ら知られていない。
【発明の開示】
【0005】
本発明は、紫外線照射下で強い青色の発光を示すヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物及びそれを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【0006】
本発明者らは鋭意検討した結果、前記式(1)で示される新規ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子が、電圧印加により青白色の発光を示すことを見出すと共に、前記式(1)で示される新規なヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物がクロロホルム溶液中で紫外線照射により強い青色発光を示し、有機エレクトロルミネッセンス素子材料として極めて有用であることを見出して本発明に至った。
【0007】
即ち、本発明は次の通りである。
第1の発明は、次式(1):
【0008】

【0009】
式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物に関するものである。
【0010】
第2の発明は、触媒として0価パラジウム化合物を用いて、次式(5):
【0011】

【0012】
式中、R、X及びnは前記と同義である、
で示されるヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物と、次式(6):
【0013】

【0014】
式中、n及びAは前記と同義である、
で示される末端アセチレン化合物とを、塩基性溶媒中で反応させることを特徴とする前記式(1)で示されるアルキニル基置換縮合ヘテロ環化合物の製造法に関するものである。
【0015】
第3の発明は、1対の電極間に有機化合物薄層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機化合物薄層が前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】図1は、実施例8〜13における有機EL素子の断面図であり、図中、参照番号1はガラス基板を示し、2はITO(陽極)を、3はホール(正孔)注入層を、4は発光層を、5は電子注入層又はホールブロック層を、6はAl電極(陰極)をそれぞれ示す。
【図2】図2は、実施例14〜16における有機EL素子の断面図であり、図中、参照番号1はガラス基板を示し、2はITO(陽極)を、3はホール(正孔)注入層を、4は発光層を、5はホールブロック層を示し、6はAl電極(陰極)を、7は電子注入層をそれぞれ示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
第1の発明のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))において、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす。
【0018】
Aがアルキル基の場合、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、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10のアルキル基が挙げられる。なお、これらの置換基は、その異性体も含む。
【0019】
シクロアルキル基の場合、シクロアルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素原子数3〜7のシクロアルキル基が挙げられる。
【0020】
アリール基の場合、アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ジメチルナフチル基などが挙げられる。なお、これらの置換基は、その異性体も含む。
【0021】
アラルキル基の場合、アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、ナフチルメチル基、ジフェニルメチル基等が挙げられる。
【0022】
アルキルシリル基の場合、アルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリブチルシリル基、メチルジイソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、メチルジ−tert−ブチルシリル基等が挙げられる。
ヘテロ環化合物基の場合、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基、イミダゾリル基等が挙げられる。
が2である場合、Aは2価のアリール基又は2価のヘテロ環基であり、nが3である場合、Aは3価のアリール基又は3価のヘテロ環基である。これらの基としては、上記したアリール基又はヘテロ環基の2価又は3価のものが挙げられる。
【0023】
Aとして挙げられる上記の置換基は、その炭素原子に結合している水素原子が更にヘテロ環基(ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基)、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子)、ジアルキルアミノ基(ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基(及びその異性体)等の炭素数2〜10のジアルキルアミノ基(なお、これら置換基は、その異性体も含む。))、アリールオキシ基(フェノキシ基、トリロキシ基、キシリロキシ基、ナフトキシ基、ジメチルナフトキシ基等の炭素数6〜14のアリールオキシ基)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンタノキシ基、ヘキサノキシ基、ヘプタノキシ基、オクタノキシ基、ノナノキシ基、デカノキシ基等の炭素数1〜10のアルコキシ基)、アルケニル基(ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基、ウンデセニル基、ドデセニル基等の炭素数2〜20、特に2〜12のアルケニル基)、ニトロ基、シアノ基、或いは、上記と同義であるアルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基等で置換されていても良い。なお、これらの置換基は、その異性体も含む。
【0024】
第1の発明のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))において、Rがアルキル基の場合、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、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等の炭素原子数1〜10のアルキル基が挙げられる。なお、これらの置換基は、その異性体も含む。
【0025】
がハロアルキル基の場合、ハロアルキル基としては、トリフルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、ジフルオロエチル基、ジクロロメチル基、ジブロモメチル基などの炭素原子数1〜5のハロアルキル基が挙げられる。
【0026】
がアルコキシ基の場合、アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基等の炭素原子数1〜10のアルコキシ基が挙げられる。なお、これらの置換基は、その異性体も含む。
【0027】
がハロアルコキシ基の場合、ハロアルコキシ基としては、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、トリフルオロエトキシ基、ジフルオロエトキシ基、ジクロロメトキシ基、ジブロモメトキシ基などの炭素原子数1〜5のハロアルコキシ基が挙げられる。
【0028】
上記、ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))の具体的な態様としては、5−メチル−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、5−メトキシ−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、5−トリフルオロメトキシ−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、5−トリフルオロメチル−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、1,4−ビス(2’−(2”−ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン、1,3−ビス(2’−(2”−ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン、ビス(2’−(2”−ベンゾオキサゾリル)フェニル)アセチレン、2−(2’−エチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−トリメチルシリルエチニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールなどの2−(2’−アルキニル基置換フェニル)ベンゾオキサゾール化合物、5−メチル−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、5−メトキシ−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、5−トリフルオロメトキシ−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、5−トリフルオロメチル−2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾチアゾール、1,4−ビス(2’−(2”−ベンゾチアゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン、1,3−ビス(2’−(2”−ベンゾチアゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン、ビス(2−(2’−ベンゾチアゾリル)フェニル)アセチレン、2−(2’−エチニルフェニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−トリメチルシリルエチニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾチアゾール、2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾチアゾールなどの2−(2’−アルキニル基置換フェニル)ベンゾチアゾール化合物、等が挙げられる。
【0029】
本発明における式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物のうち、本発明においては、次式(2)〜(4)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物が特に好ましい。

【0030】
式中、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わす。
【0031】

【0032】
式中、nは2〜3の整数を表す。
【0033】

【0034】
前記式(2)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物において、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わす。なお、これら置換基の具体的な態様は、前記式(1)においてAとして挙げたものと同様である。
【0035】
上記、ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(2))の具体的な態様としては、2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(1”−プロピニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(2”−シクロプロピルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−p−トリルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−トリメチルシリルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール等が挙げられる。
【0036】
前記式(3)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物において、nは2〜3の整数を表わす。
【0037】
具体的な態様としては、1,4−ビス(2’−(2”−ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン、1,3−ビス(2’−(2”−ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン等が挙げられる。
【0038】
前記式(4)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物は、ビス(2−ベンゾオキサゾリル)フェニル)アセチレンである。
【0039】
これらのヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物は、触媒として0価パラジウム化合物を用いて、次式(5):
【0040】

【0041】
式中、R、X及びnは前記と同義である、
【0042】
で示されるヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物と次式(6):
【0043】

【0044】
式中、n及びAは前記と同義である、
で示される末端アセチレン化合物とを塩基性溶媒中で反応させることによって製造することができる。
【0045】
ここでヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物(前記式(5))は、例えば、ジャーナル・オブ・ザ・アメリカン・ケミカル・ソサエティー(Journal of the American Chemical Society,1987,109,p.5478)に記載の合成法に従い、トリエチルアミン等の有機塩基の存在下、塩化メチレン等の溶媒中にトリフルオロメタンスルホン酸無水物とヒドロキシ基置換縮合ヘテロ環化合物とを反応させることによって製造される。
【0046】
触媒として用いられる0価パラジウム化合物としては、例えば、0価パラジウムホスフィン錯体(パラジウムテトラキストリフェニルホスフィン錯体、ビスジフェニルホスフィノエタンパラジウム錯体、ビストリシクロヘキシルホスフィンパラジウム錯体など)、0価パラジウムオレフィン錯体(トリスジベンジリデンアセトンジパラジウム錯体など)などが挙げられる。これら化合物の内、0価パラジウムホスフィン錯体が好ましく、更には、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウムが好ましい。
【0047】
これらの0価パラジウム化合物の使用量は、ヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物(前記式(5))に対して0.1〜10モル%であり、好ましくは0.5〜5モル%である。
【0048】
前記式(6)で示される末端アセチレン化合物において、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環を表わし、nは1〜3の整数を表わす。
【0049】
Aで表わされるこれら置換基は、前記式(1)のAと同義である。
【0050】
上記末端アセチレン化合物(前記式(6))の具体的な態様としては、フェニルアセチレン、3−フルオロフェニルアセチレン、4−フェニルフェニルアセチレン、5−エチニル−1−メチル−1−H−イミダゾール、1,4−ジエチニルベンゼン、1,3−ジエチニルベンゼン、1,3,5−トリエチニルベンゼン、2−(2’−エチニルフェニル)ベンゾオキサゾール、2−(2’−エチニルフェニル)ベンゾチアゾール等のエチニル基置換アリール化合物、8−エチニルキノリン、8−エチニルキナゾリン、8−エチニルキノキサリン等の8−エチニル基置換ヘテロ環化合物、トリメチルシリルアセチレン等のアルキルシリルアセチレン化合物、1−プロピン、1−ブチン等のアルキルアルケン化合物、シクロヘキシルアセチレン等のシクロアルキル基置換アセチレン化合物、1−フェニルプロパン−1−インなどのアラルキル基置換アセチレン化合物等が挙げられる。
【0051】
この反応で使用される塩基性溶媒としては、ピペリジン又はピロリジンが挙げられる。
塩基性溶媒の使用量は、ヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物1モルに対して、1〜20L(リットル)であり、好ましくは1.5〜5Lである。
【0052】
また、反応温度は80〜100℃であり、好ましくは80〜90℃である。
反応時間は、前記の末端アセチレン化合物の種類、溶媒の使用量、及び反応温度等によって変化するが1〜5時間である。
【0053】
この反応は、通常、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気、或はこれらガス気流下で行われる。また、用いられる反応圧は通常、常圧である。
【0054】
上記の製造方法に従って製造されたヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))は、反応終了後、抽出、濃縮、ロ過などの通常の後処理を行い、必要に応じて蒸留、再結晶、各種クロマトグラフィーなどの公知の手段で適宣精製することができる。
【0055】
得られたヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))は、有機エレクトロルミネッセンス素子に好適に用いられる。
【0056】
以下、第3の発明である、同有機エレクトロルミネッセンス素子について、その実施形態を示す。
【0057】
第3の発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、一対の電極間に有機化合物薄層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機化合物薄層が前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物の内、少なくとも1種を含有することを特徴とする。ここで有機化合物薄層は、発光層、電子注入層(又はホールブロック層)、もしくは正孔注入層であることが好ましい。
【0058】
更に、この有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極間に単層もしくは多層の有機化合物薄層を形成した素子である。
【0059】
単層型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極との間に発光層を有する。発光層は、発光材料を含有し、更に、陽極から注入した正孔、もしくは陰極から注入した電子を発光材料まで輸送させるための正孔注入材料もしくは電子注入材料(又はホールブロック材料)を含有しても良い。
【0060】
多層型の有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、「陽極/正孔注入層/発光層/陰極」、「陽極/発光層/電子注入層(又はホールブロック層)/陰極」、「陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層(又はホールブロック層)/陰極」等の多層構成で積層したものが挙げられる。
【0061】
発光層には、ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))の他に、公知の発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料(フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、およびポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料等)や電子注入材料(又はホールブロック材料)(フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体等)を使用しても良い。
【0062】
ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))は、発光層、電子注入層(又はホールブロック層)、正孔輸送層又は正孔注入層のいずれかに、濃度0.5〜100重量%で添加される。
【0063】
この有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光材料、他のドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料(又はホールブロック材料)を組み合わせて使用することもできる。更に、正孔注入層、発光層、電子注入層(又はホールブロック層)は、それぞれ二層以上の層構成により形成されても良い。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層(又はホールブロック層)の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層、発光層からの正孔の流入を防止する層をホールブロック層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機化合物薄層もしくは金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
【0064】
ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))と共に有機化合物薄層に使用できる発光材料又はホスト材料としては、縮合多環芳香族(アントラセン、ナフタレン、フェナントレン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、ルブレン及びそれらの誘導体等)、フタロペリレン、ナフタロペリレン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、クマリン、オキサジアゾール、アルダジン、ビスベンゾキサゾリン、ビススチリル、ピラジン、シクロペンタジエン、キノリン金属錯体、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン金属錯体、イミン、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ポリメチン、メロシアニン、イミダゾールキレート化オキシノイド化合物、キナクリドン、ルブレン、スチルベン系誘導体及び蛍光色素等が挙げられる。
【0065】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において使用できる公知の正孔注入材料の中で、更に効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体もしくはフタロシアニン誘導体である。芳香族三級アミン誘導体の具体例は、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(以下、TPDと記載)、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−フェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−(メチルフェニル)−N,N’−(4−n−ブチルフェニル)−フェナントレン−9,10−ジアミン、N,N−ビス(4−ジ−4−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シクロヘキサン等、もしくはこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
フタロシアニン(Pc)誘導体の具体例は、HPc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、ClSiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc−O−GaPc等のフタロシアニン誘導体およびナフタロシアニン誘導体であるが、これらに限定されるものではない。
【0066】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子において、更に効果的な公知の電子注入材料は、金属錯体化合物もしくは含窒素五員環誘導体である。金属錯体化合物の具体例は、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(以下、Alqと記載)、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2−メチル−8−キノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(2−ナフトラート)ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0067】
また、含窒素五員誘導体は、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールもしくはトリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、ジメチルビス(5’−フェニルオキサゾリル)ベンゼン、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0068】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、電荷注入性向上のために発光層と電極との間に無機化合物層を設けることもできる。
【0069】
この無機化合物層としては、LiF、LiO、RaO、SrO、BaF、SrFなどの、アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物、酸化物などを挙げられる。
【0070】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の陽極に使用される導電性材料としては、4eVより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム及びそれらの合金、ITO(酸化インジウムに酸化スズを5〜10%添加した物質)基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、更にポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂を用いることができる。
【0071】
陰極に使用される導電性物質としては、4eVより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム等およびそれらの合金を用いられる。ここで合金とは、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が挙げられる。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、特に限定されない。
【0072】
陽極および陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていても良い。
【0073】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において透明であることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。
【0074】
透明電極は、前記の導電性材料を使用して、蒸着あるいはスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように設定して得られる。
【0075】
発光面の電極は、光透過率を10%以上にすることが望ましい。
【0076】
基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば特に限定されるものではないが、ガラス基板あるいは透明性樹脂フィルムが挙げられる。
【0077】
透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルホン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
【0078】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けるか、或いは、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することもできる。
【0079】
また、有機エレクトロルミネッセンス素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、あるいはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかを適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、通常の膜厚は5nm〜10μmの範囲であり、更には10nm〜0.2μmの範囲が好ましい。
【0080】
湿式成膜法の場合、各層を形成するヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))等の材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の溶媒に溶解又は分散させて薄膜を調製することができる。
【0081】
乾式成膜法としては、真空蒸着が好ましく、真空蒸着装置を用い、真空度2×10−3Pa以下、基板温度を室温にして、アルミナ製蒸着セルに入れた本発明のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))をタングステンフィラメントで加熱し、該材料を蒸発させることにより薄膜を調製することができる。
【0082】
TPDとヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))の共蒸着は、それぞれに蒸着源を用い、且つ温度をそれぞれ独立に制御することによって行うことができる。
【0083】
ここで、いずれの有機薄膜層も、成膜性向上、膜のピンホール防止等のためポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂およびそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂等の樹脂、あるいは酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等の添加剤を使用することができる。
【0084】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、例えば壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
【0085】
第1の発明のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))の紫外線吸収極大及び蛍光極大波長は、以下の方法によって測定した。
【0086】
紫外線吸収極大波長は、ヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))をクロロホルム中に溶解し(濃度0.01mg/ml)、紫外分光光度計を用いて、室温(20℃)にて測定を行った。
【0087】
また、蛍光極大波長は、上記のクロロホルム溶液を用いて、蛍光分光光度計を用いて、室温(20℃)にて測定を行った。
【0088】
第1の発明のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物(前記式(1))はクロロホルム溶液中、波長240nm前後の紫外線照射により、380〜400nmを蛍光極大とする青色の蛍光を示した。また、これを含有する有機エレクトロルミネッセンス素子は青色蛍光を実現した。
【実施例】
【0089】
以下に実施例、および参考例を挙げて、本発明を具体的に説明する。
実施例1
【0090】
2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾール(次式(7))の合成
【0091】

【0092】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾール340mg(1.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム27mg(2.5×10−5mol)、ピペリジン3mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液にフェニルアセチレン0.132mL(1.2mmol)を加え、80℃で2.5時間攪拌した。反応終了後、反応混合液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えたのち、有機物を塩化メチレンで抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から5/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することで、黄色粉末である目的化合物を得た。(178mg、収率64.3%)
以下にその物性を示す。
【0093】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:7.36−7.40(m、5H)、7.48−7.52(m、2H)、7.61−7.64(m、3H)、7.73(m、1H)、7.84(m、1H)、8.26(d、1H)
EI−MS(m/z):294(M−1)、CI−MS(m/z):296(MH
[吸収極大:クロロホルム溶液]309nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]378nm
実施例2
【0094】
1,4−ビス(2’−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン(次式(8))の合成
【0095】

【0096】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾール340mg(1.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム29mg(2.5×10−5mol)、ピペリジン3mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液に1,4−ジエチニルベンゼン63mg(0.5mmol)を加え、80℃で2.5時間攪拌した。反応の進行と共に多量の黄色沈殿の析出が確認された。反応終了後、反応混合物に塩化メチレンを加えて希釈した後、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から2/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することにより粗精製物である黄橙色粉末が得られた。更に、この粗精製物を塩化メチレンに溶かした後、−78℃に冷却することによって淡黄色粉末である目的物を得た。(146mg、収率56.8%)
【0097】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:7.38−7.44(m、4H)、7.48−7.55(m、4H)、7.61−7.65(m、6H)、7.73−7.77(m、2H)、7.83−7.87(m、2H)、8.27−8.30(m、2H)
EI−MS(m/z):511(M−1)、CI−MS(m/z):513(MH
元素分析値
理論値(C3620)C:84.36%、H:3.93%、N:5.47%
実測値 C:83.00%、H:4.08%、N:5.56%
[吸収極大:クロロホルム溶液]291nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]400nm
実施例3
【0098】
1,3−ビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼン(次式(9))の合成
【0099】

【0100】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾール345mg(1.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム29mg(2.5×10−5mol)、ピペリジン3mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液に1,3−ジエチニルベンゼン63mg(0.5mmol)を加え、80℃で2.5時間攪拌した。反応終了後、反応混合物に塩化メチレンを加えて希釈した後、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄して、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた橙色の反応粗生成物を塩化メチレンに溶かした後、−78℃に冷却して、同様に冷却したジエチルエーテルを加えることにより白色粉末の目的化合物を得た。(109mg、収率42.6%)
【0101】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:7.29−7.32(m、4H)、7.41(t、1H)、7.51−7.62(m、8H)、7.73−7.76(m、2H)、7.79−7.83(m、2H)、7.96(s、1H)、8.28−8.31(m、2H)
EI−MS(m/z):511(M−1)、CI−MS(m/z):513(MH
元素分析値
理論値(C3620)C:84.36%、H:3.93%、N:5.47%
実測値 C:83.65%、H:4.04%、N:5.43%
[吸収極大:クロロホルム溶液]280nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]379nm
実施例4
【0102】
ビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニル)アセチレン(次式(4))の合成
【0103】

【0104】
200ml反応容器に2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾール2.01g(5.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム65mg(6.0×10−5mol)、ピペリジン17mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液にトリメチルシリルアセチレン0.85ml(6.1mmol)を加え、100℃で1.5時間攪拌した。反応終了後、反応混合物に塩化メチレンを加えて希釈した後、飽和塩化アンモニウム水溶液で洗浄した。ろ過後、ろ液を減圧乾固して2−トリメチルシリルエチニルフェニルベンゾオキサゾールを得た。
次に、得られた2−トリメチルシリルエチニルフェニルベンゾオキサゾールをメタノール18mlに溶かし、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液を6ml滴下した後、室温で2時間攪拌した。反応終了後、反応混合物に水30mlを加え、次いで有機物を塩化メチレンで抽出し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥して、ろ過後、ろ液を減圧乾固して2−エチニルフェニルベンゾオキサゾールを得た。
得られた2−エチニルフェニルベンゾオキサゾールに2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾール1.58g(4.5mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム51mg(4.5x10−5mol)、ピペリジン13mlを加え100℃で3時間攪拌した。反応終了後、反応混合物に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えた後、有機物を塩化メチレンにて抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた赤褐色油状物質を塩化メチレン溶解させた後、−78℃に冷却することで淡黄色粉末である目的化合物を得た。(730mg、収率40%)
【0105】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:7.27−7.32(m、4H)、7.43−7.46(m、2H)、7.49−7.59(m、4H)、7.71−7.74(m、2H)、7.86−7.89(m、2H)、8.27−8.30(m、2H)
EI−MS(m/z):411(M−1)、CI−MS(m/z):413(MH
元素分析値
理論値(C2816))C:81.54%、H:3.91%、N:6.79%
実測値 C:81.20%、H:3.89%、N:6.82%
[吸収極大:クロロホルム溶液]275nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]375nm
実施例5
【0106】
2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール(次式(10))の合成
【0107】

【0108】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニロキシフェニルベンゾオキサゾール687mg(2.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム23mg(2.0×10−5mol)、ピペリジン6mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液に3−フルオロフェニルアセチレン243μl(2.1mmol)を加え、80℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応混合液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えたのち、有機物を塩化メチレンで抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から10/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することで、黄色粉末である目的化合物を得た。(400mg、収率64%)
【0109】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:8.29−8.26(m、1H)、7.86−7.83(m、1H)、7.75−7.72(m、1H)、7.64−7.60(m、1H)、7.53−7.50(m、2H)、7.42−7.31(m、5H)、7.12−7.02(m、1H)
EI−MS(m/z):312(M−1)、CI−MS(m/z):314(MH
[吸収極大:クロロホルム溶液]277nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]373nm
実施例6
【0110】
2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール(次式(11))の合成
【0111】

【0112】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニロキシフェニルベンゾオキサゾール687mg(2.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム23mg(2.0×10−5mol)、ピペリジン6mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液に4−フェニルフェニルアセチレン374mg(2.1mmol)を加え、80℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応混合液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えたのち、有機物を塩化メチレンで抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から10/1更に3/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することで、黄色粉末である目的化合物を得た。(460mg、収率62%)
【0113】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:8.29−8.26(m、1H)、7.87−7.84(m、1H)、7.77−7.74(m、1H)、7.71−7.61(m、7H)、7.53−7.37(m、7H)
EI−MS(m/z):370(M−1)、CI−MS(m/z):372(MH
[吸収極大:クロロホルム溶液]291nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]394nm
実施例7
【0114】
2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾール(次式(12))の合成
【0115】

【0116】
20mlシュレンクに2’−トリフルオロメチルスルホニロキシフェニルベンゾオキサゾール687mg(2.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム23mg(2.0×10−5mol)、ピペリジン6mlを加え攪拌した。この黄色反応溶液に5−エチニル−1−メチル−1−H−イミダゾール374mg(2.1mmol)を加え、80℃で1時間攪拌した。反応終了後、反応混合液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加えたのち、有機物を塩化メチレンで抽出して、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固した。得られた反応粗生成物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から10/1更に3/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することで、黄色粉末である目的化合物を得た。(460mg、収率62%)
【0117】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:8.25−8.22(m、1H)、7.77−7.70(m、2H)、7.61−7.57(m、1H)、7.55−7.46(m、3H)、7.42−7.37(m、3H)、3.88(s、3H)
EI−MS(m/z):298(M−1)、CI−MS(m/z):300(MH
[吸収極大:クロロホルム溶液]288nm
[蛍光極大波長:クロロホルム溶液]398nm
【0118】
参考例1
2’−トリフルオロメチルスルホニルフェニルベンゾオキサゾールの合成
200ml反応容器に2’−ヒドロキシフェニルベンゾオキサゾール3.02g(14mmol)、塩化メチレン21ml、トリエチルアミン2.6ml(19mmol)を加え攪拌した。この橙色反応溶液を氷浴で0℃にした後、トリフルオロメタンスルホン酸無水物2.7ml(16mmol)を滴下した。ほぼ黒色に変化した反応溶液を反応温度を0℃に維持して4時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を塩化メチレン30mlで希釈した後、水、濃度2mol/Lの塩酸、更に水の順で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。ろ過後、ろ液を減圧乾固することで黒色油状物質として粗精製物を得た。この粗精製物をシリカゲルを用いたカラムクロマトグラフィー(展開溶媒をヘキサン/酢酸エチル=100/0から3/1に徐々に変えて展開した。)によって精製することにより淡黄色粉末を得た。更にこの淡黄色粉末をヘキサンに溶かした後、−78℃に冷却することで白色微結晶である目的化合物を得た。(4.22g、収率87.1%)
【0119】
H−NMR(300MHz、CDCl)δ:7.40−7.49(m、3H)、7.54−7.66(m、3H)、7.84(m、1H)、8.40(d、1H)
EI−MS(m/z):343(M)、CI−MS(m/z):344(MH)、
HRMS(高分解能質量分析)
計算値:343.0126
実測値:343.0088
実施例8
【0120】
ビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニル)アセチレン(前記式(2))を発光層に含むエレクトロルミネッセンス素子作成
【0121】
ソーダガラス上に透明電極として、酸化インジウムと酸化スズの化合物(以下、ITOと記載。)を真空蒸着したものを基板として用いた。前記基板上に2×10−3Pa以下の真空度にて蒸着によりN,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(以下、TPDと記載。)からなる正孔注入層40nm、TPD中にビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニル)アセチレンを1重量%含む発光層40nm、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(以下、Alqと記載。)からなる電子注入層20nm、アルミニウム(Al)電極100nmを形成しエレクトロルミネッセンス素子を作製した。(図1参照)
【0122】
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として電極間に+25Vを印加したところ、前記素子は60cd/mで発光した。発光スペクトルのピーク波長は432nmで、発光色のJIS Z8701による色度座標は(0.33,0.33)であった。
【0123】
実施例9
1,3−ビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼンを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
イーエッチシー製インジウム錫酸化物(以下、ITOと略す)被膜付きガラスを透明電極基板として用い、アルバック機工製真空蒸着装置を使用して、同基板上に2×10−3Pa以下の真空度で、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン(以下、TPDと略す)からなる正孔注入層3を膜厚40nm、4,4’−ビス(カルバゾール−9−イル)ビフェニル(以下、CBPと略す)中に1,3−ビス(2−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼンを10重量%含む発光層4を膜厚20nm、3−(4−ビフェニルイル)−4−フェニル−5−tert−ブチルフェニル−1,2,4−トリアゾール(以下、TAZと略す)からなるホールブロック層5を20nm、電極6としてアルミニウム(Al)を膜厚100nm、順次真空蒸着させてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
なお、真空蒸着は、基板に対向して置かれた坩堝に原料を仕込み、坩堝ごと原料を加熱することによって行った。
【0124】
前記素子のITO電極2を正極、Al電極6を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+13V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+24Vにおいて9cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.18,0.12)であった。このとき発光に係る電流の効率を以下の式で求めた。
【0125】
電流効率=(単位面積当りの発光輝度)/(単位面積当り電流密度)
【0126】
このようにして求めた電流効率は0.20cd/Aであった。
【0127】
実施例10
2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に2−(2’−フェニルエチニルフェニル)ベンゾオキサゾールを11重量%含む発光層4を用いた以外は実施例9と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+12V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+19Vにおいて5cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.18,0.10)であった。この時の最大電流効率は0.12cd/Aであった。
【0128】
実施例11
1,4−ビス(2’−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼンを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に1,4−ビス(2’−(ベンゾオキサゾリル)フェニルエチニル)ベンゼンを8重量%含む発光層4を用いた以外は実施例9と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+8V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+15Vにおいて31cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.16,0.13)であった。この素子は電極間電圧+14Vにおいて最大電流効率0.11cd/Aを示した。
【0129】
実施例12
2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを9重量%含む発光層4を膜厚30nm、TAZからなるホールブロック層5を膜厚30nmにして用いた以外は実施例9と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+10V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+20Vにおいて24cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.17,0.13)であった。この素子は電極間電圧+18Vにおいて最大電流効率0.11cd/Aを示した。
【0130】
実施例13
2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを10重量%含む発光層4を用いた以外は実施例12と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+8V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+20Vにおいて16cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.16,0.14)であった。この素子は電極間電圧+16Vにおいて最大電流効率0.23cd/Aを示した。
【0131】
実施例14
2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に2−(2’−(4”−フェニルフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを10重量%含む発光層4を用い、ホールブロック層5とAl電極6の間にトリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム(以下、Alqと略す)からなる電子注入層7を膜厚30nmで挿入した以外は実施例12と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した(図2参照)。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+10V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+19Vにおいて58cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.16,0.13)であった。この素子は電極間電圧+16Vにおいて最大電流効率0.27cd/Aを示した。
【0132】
実施例15
2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製(2)
CBP中に2−(2’−(3”−フルオロフェニルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを9重量%含む発光層4を用いた以外は実施例14と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+9V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+23Vにおいて46cd/mで発光した。発光色の色度座標は(0.17,0.13)であった。この素子は電極間電圧+16Vにおいて最大電流効率0.23cd/Aを示した。
【0133】
実施例16
2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを有機発光層に含む有機エレクトロルミネッセンス素子の作製
CBP中に2−(2’−(2”−メチル−2”−H−イミダゾリルエチニル)フェニル)ベンゾオキサゾールを10重量%含む発光層4を用いた以外は実施例14と同様にしてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
前記素子のITO電極を正極、Al電極を負極として通電し電極間電圧を上げていくと、+10V付近から素子は肉眼ではっきりと分かる程度の発光を開始し、+26Vにおいて42cd/mで発光した。この素子は電極間電圧+25Vにおいて最大電流効率0.31cd/Aを示した。
【産業上の利用可能性】
【0134】
本発明は、紫外線照射下で強い青色の発光を示す前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物を有機化合物薄層に含有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
本発明は、また、クロロホルム溶液中で紫外線照射により強い青色発光を示し、有機エレクトロルミネッセンス素子材料として極めて有用な前記式(1)で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物及びその製造法を提供する。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
次式(1):

式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物。
【請求項2】
式(1)で示される化合物が、次式(2):

式中、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わす、
で示される請求の範囲第1項記載のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物。
【請求項3】
式(1)で示される化合物が、次式(3):

式中、nは2〜3の整数を表す、
で示される請求の範囲第1項記載のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物。
【請求項4】
式(1)で示される化合物が、次式(4):

で示される請求の範囲第1項記載のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物。
【請求項5】
触媒として0価パラジウム化合物を用いて、次式(5):

式中、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルトリフルオロメタンスルホネート化合物と、次式(6):

式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わす、
で示される末端アセチレン化合物とを、塩基性溶媒中で反応させることを特徴とする次式(1):

式中、A、R、X、n及びnは前記と同義である、
で示されるアルキニル基置換縮合ヘテロ環化合物の製造法。
【請求項6】
0価パラジウム化合物が、0価パラジウムホスフィン錯体又は0価パラジウムオレフィン錯体である請求の範囲第5項記載のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物の製造法。
【請求項7】
塩基性溶媒がピペリジン又はピロリジンである請求の範囲第5項記載のヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物の製造法。
【請求項8】
1対の電極間に有機化合物薄層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機化合物薄層が次式(1):

式中、nは1〜3の整数を表わし、nが1の場合、Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わし、nが2又は3の場合、Aは2価又は3価のアリール基又はヘテロ環基を表わし、Rはアルキル基、ハロアルキル基、アルコキシ基、又はハロアルコキシ基を表わし、XはO又はSを表わし、nは1〜4の整数を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項9】
式(1)で示される化合物が、次式(2):

式中、Rは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルキルシリル基、又はヘテロ環基を表わす、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物である請求の範囲第8項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項10】
式(1)で示される化合物が、次式(3):

式中、nは2〜3の整数を表す、
で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物である請求の範囲第8項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項11】
式(1)で示される化合物が、次式(4):

で示されるヘテロ環置換フェニルアセチレン化合物である請求の範囲第8項記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

【図1】
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【図2】
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【国際公開番号】WO2005/033087
【国際公開日】平成17年4月14日(2005.4.14)
【発行日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−514454(P2005−514454)
【国際出願番号】PCT/JP2004/014468
【国際出願日】平成16年10月1日(2004.10.1)
【出願人】(000000206)宇部興産株式会社 (2,022)
【Fターム(参考)】