説明

有機エレクトロルミネッセンス素子

【課題】色純度及び発光効率が高く、寿命が長く、赤色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子及び新規化合物を提供する。
【解決手段】有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一対の電極間に有機層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層に、下記一般式〔1〕で示される化合物を含有する。


〔一般式〔1〕中、X及びYはそれぞれ電子吸引基である。Zは縮合環を含有する芳香族基である。R1〜R3は、それぞれ独立に、分岐もしくは直鎖のアルキル基,水素原子,置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基,ハロゲン原子,−CN,−COR,−COOR5又は−CONR6(ここで、R4〜R6は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)である。Wは−O−又は−S−である。〕

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は壁掛テレビの平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源として使用され、色純度及び発光効率が高く、寿命が長く、赤色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子及び新規化合物に関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機物質を使用した有機エレクトロルミネッセンス(EL)素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般にEL素子は、発光層および該層をはさんだ一対の対向電極から構成されている。発光は、両電極間に電界が印加されると、陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。さらに、この電子が発光層において正孔と再結合し、励起状態を生成し、励起状態が基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象である。
最近では、有機EL素子ディスプレイの実用化が開始されているものの、フルカラー表示素子は開発途中である。特に、色純度及び発光効率が高く、寿命が長く、赤色系に発光する有機EL素子用発光材料が求められている。
これらを解決しようとするものとして、例えば特許文献1には、ナフタセン又はペンタセン誘導体を発光層に添加した赤色発光素子が開示されている。この発光素子は、赤色純度は優れているものの、発光効率が0.7lm/Wと低く、平均寿命も150hr未満と不十分であった。平均寿命は、実用化するためには、最低数千hr必要である。また、特許文献2には、ジシアノメチレン(DCM)系化合物を発光層に添加した素子も開示されているが赤色の純度が不十分であった。さらに、特許文献3には、ジシアノメチレン誘導体を用いた有機赤色エレクトロルミネッセンス素子が開示され、ピランの一部にターシャルブチル基などの置換基を導入することにより、濃度消光を防ぐ効果が記載されている。しかし、発光効率は2cd/A以下と低く、高効率化が望まれていた。
【特許文献1】特開平8−311442号公報
【特許文献2】特開平3−162481号公報
【特許文献3】特開平10−308281号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、前記の課題を解決するためになされたもので、色純度及び発光効率が高く、寿命が長く、赤色系に発光する有機エレクトロルミネッセンス素子及び新規化合物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明者らは、前記の好ましい性質を有する有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子)を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、下記一般式〔1〕又は〔1’〕で示される化合物を発光材料として利用することによりその目的を達成し得ることを見出した。
すなわち、本発明の有機EL素子は、少なくとも一対の電極間に有機層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層に下記一般式〔1〕及び/又は〔1’〕で示される化合物を含有する。
【0005】
一般式〔1〕
【化1】

〔一般式〔1〕中、X及びYはそれぞれ電子吸引基である。Zは縮合環を含有する芳香族基である。R1 〜R3 は、それぞれ独立に、分岐もしくは直鎖のアルキル基,水素原子,置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基,ハロゲン原子,−CN,
【化2】

,−COOR5 又は−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)である。Wは−O−又は−S−である。R1 、R2 及びR3 のうちの一組は互いに結合し、環状構造を形成していてもよい。〕
【0006】
一般式〔1’〕
【化3】

〔一般式〔1’〕中、X及びYはそれぞれ電子吸引基である。Zは芳香族基である。R1 〜R3 は、それぞれ独立に、分岐もしくは直鎖のアルキル基,水素原子,置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基,ハロゲン原子,−CN,
【化4】

,−COOR5 又は−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)である。Wは−O−又は−S−である。R1 、R2 及びR3 のうちの一組は互いに結合し、環状構造を形成していてもよい。ただし、X及びYは、それぞれ独立に、
【化5】

,−COOR5 ,−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)又は含窒素複素環基である。〕
【発明の効果】
【0007】
上記〔1〕及び〔1’〕で示される化合物を利用した本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、赤色系に発光し、色純度及び発光効率が高く、寿命も長い。
このため、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、壁掛テレビの平面発光体やディスプレイのバックライト等の光源として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明の有機EL素子は、少なくとも一対の電極間に有機層が設けられ、該有機層に上記一般式〔1〕及び/又は〔1’〕で示される化合物を含有する。
上記一般式〔1〕において、X及びYはそれぞれ電子吸引基である。Zは縮合環を含有する芳香族基である。R1 〜R3 は、それぞれ独立に、分岐もしくは直鎖のアルキル基,水素原子,置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基,ハロゲン原子,−CN,
【化6】

,−COOR5 又は−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)である。Wは−O−又は−S−である。R1 、R2 及びR3 のうちの一組は互いに結合し、環状構造を形成していてもよい。
【0009】
前記一般式〔1〕において、X及びYが、それぞれ独立に、−CN,
【化7】

,−COOR5 ,−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)又は含窒素複素環基であることが好ましい。
【0010】
前記一般式〔1〕において、Zに含有される縮合環が、ナフタレン,アントラセン,ペンタセン,ピレン,ペリレン,フェナントレン及びトリフェニレンの中から選ばれることが好ましい。
【0011】
Zが
【化8】

(Ar1 は、置換もしくは無置換の縮合環基であり、nは0〜2の整数である。)であるとさらに好ましい。
Ar1 が置換縮合環基であり、置換基がアミノ基,アルキルアミノ基又はアリールアミノ基であると良い。
【0012】
Zは
【化9】

(Ar2 は、炭素原子数6〜20のアリーレン基である。Ar3 及びAr4 は、それぞれ独立に、炭素原子数6〜20のアリール基であり、単結合,オキシ結合,チオ結合,ビニル結合又はアリーレン結合で連結していてもよい。mは0〜2の整数である。)であっても好ましい。
【0013】
上記一般式〔1’〕において、X及びYはそれぞれ電子吸引基である。Zは芳香族基である。R1 〜R3 は、それぞれ独立に、分岐もしくは直鎖のアルキル基,水素原子,炭素原子数6〜30のアリール基,ハロゲン原子,−CN,
【化10】

,−COOR5 又は−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)である。Wは−O−又は−S−である。R1 、R2 及びR3 のうちの一組は互いに結合し、環状構造を形成していてもよい。ただし、X及びYは、それぞれ独立に、
【化11】

,−COOR5 ,−CONR6 (ここで、R4 〜R6 は、それぞれ独立に、炭素原子数1〜20の分岐もしくは直鎖のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数6〜30のアリール基を表す。)又は含窒素複素環基である。
【0014】
以下に、本発明の一般式〔1〕及び〔1’〕の化合物の代表例(1)〜(31)を例示するが、本発明はこの代表例に限定されるものではない。※Meはメチル基、Etはエチル基、iPrはイソプロピル基を示す。
【0015】
【化12】

【0016】
【化13】

【0017】
【化14】

【0018】
【化15】

【0019】
【化16】

【0020】
【化17】

【0021】
本発明の有機EL素子は、陽極と陰極間に一層もしくは多層の有機層を形成した素子である。一層型の場合、陽極と陰極との間に発光層を設けている。発光層は、発光材料を含有し、それに加えて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に、正孔注入材料もしくは電子注入材料を含有しても良い。しかしながら、発光材料は、極めて高い蛍光量子効率、高い正孔輸送能力および電子輸送能力を併せ持ち、均一な薄膜を形成することが好ましい。多層型の有機EL素子は、(陽極/正孔注入層/発光層/陰極)、(陽極/発光層/電子注入層/陰極)、(陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極)の多層構成で積層したものがある。
【0022】
発光層には、必要に応じて、本発明の一般式〔1〕又は〔1’〕の化合物に加えてさらなる公知の発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用することもできる。有機EL素子は、多層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、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を組み合わせて使用することができる。また、他のドーピング材料により、発光輝度や発光効率の向上、赤色や白色の発光を得ることもできる。また、正孔注入層、発光層、電子注入層は、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。
本発明の一般式〔1〕又は〔1’〕の化合物は、発光材料又はホスト材料として用いられるのが好ましく、発光層の全重量に対して0.1〜20重量%添加するのが好ましい。
【0023】
一般式〔1〕又は〔1’〕の化合物と共に有機層に使用できる発光材料またはホスト材料としては、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、コロネン、クリセン、フルオレセイン、ペリレン、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が、これらに限定されるものではない。
本発明の一般式〔1〕又は〔1’〕の化合物は、Zが縮合環を含有することにより、この化合物を利用した有機EL素子は、発光効率及び寿命が改良されている。
【0024】
正孔注入材料としては、正孔を輸送する能力を持ち、陽極からの正孔注入効果、発光層または発光材料に対して優れた正孔注入効果を有し、発光層で生成した励起子の電子注入層または電子注入材料への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、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が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0025】
本発明の有機EL素子において使用できる正孔注入材料の中で、さら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、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、H2 Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl2 SiPc、(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があるが、これらに限定されるものではない。
【0026】
電子注入材料としては、電子を輸送する能力を持ち、陰極からの電子注入効果、発光層または発光材料に対して優れた電子注入効果を有し、発光層で生成した励起子の正孔注入層への移動を防止し、かつ薄膜形成能力の優れた化合物が好ましい。具体的には、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が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより電荷注入性を向上させることもできる。
【0027】
本発明の有機EL素子において、さらに効果的な電子注入材料は、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、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。
【0028】
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POPOP、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。
【0029】
本発明の有機EL素子においては、有機層中に、一般式〔1〕又は〔1’〕の化合物の他に、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料および電子注入材料の少なくとも1種が同一層に含有されてもよい。また、本発明により得られた有機EL素子の、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たり、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可能である。
【0030】
有機EL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、パラジウム等およびそれらの合金、ITO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、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。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が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。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、適切な比率に選択される。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。
【0031】
有機EL素子では、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着や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する。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。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限定されるものではないが、ガラス基板および透明性樹脂フィルムがある。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。
【0032】
本発明に係わる有機EL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や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の方法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、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nmから10μmの範囲が適しているが、10nmから0.2μmの範囲がさらに好ましい。
【0033】
湿式成膜法の場合、各層を形成する材料を、エタノール、クロロホルム、テトラヒドロフラン、ジオキサン等の適切な溶媒に溶解または分散させて薄膜を形成するが、その溶媒はいずれであっても良い。また、いずれの有機薄膜層においても、成膜性向上、膜のピンホール防止等のため適切な樹脂や添加剤を使用しても良い。使用の可能な樹脂としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、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を挙げられる。また、添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤等を挙げられる。
【0034】
以上のように、有機EL素子の有機層に本発明の化合物を用いることにより、色純度及び発光効率が高く、寿命が長く、赤色系に発光する有機EL素子を得ることができる。
【0035】
本発明の有機EL素子は、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。
【実施例】
【0036】
以下、本発明を合成例及び実施例に基づいてさらに詳細に説明する。
合成例1(化合物(1))
4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(2−(p−ジメチルアミノナフチル)エテニル)−4H−ピランの合成
100mlの三つ口フラスコに4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−メチル−4H−ピラン(DCBMP) 0.86g(4ミリモル),4−p−ジメチルアミノ−1−ナフチルアルデヒド 0.8g(4ミリモル)をアセトニトリル 10ml中に溶かし、ピペリジン 0.12mlを加えて、アルゴン気流下、18時間還流した。反応溶液を冷却し、粉末を濾別し、アセトニトリルで洗浄して、1.06gの黒色粉末を得た。NMR分析および質量分析(MS=395)の結果、目的物であった(収率67%)。さらに昇華精製を行い、有機EL用発光材料として使用した。
【0037】
合成例2(化合物(12))
4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(4−(フェナキサジン−10−イル)スチルベン)−4H−ピランの合成
DCBMP 1.28g(6ミリモル)、4−(フェナキサジン−10−イル)ベンズアルデヒド 1.72g(6ミリモル)をアセトニトリル 15ml中に溶かし、ピペリジン 0.18mlを加えて、アルゴン気流下、14時間還流した。反応溶液を冷却し、粉末を濾別し、アセトニトリルで洗浄して、1.1gの目的物(収率38%)を得た。質量分析(MS=483)の結果、目的物であった。
【0038】
合成例3(化合物(31))
4−(ベンゾイルシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルベン)−4H−ピランの合成
(1)4−(ベンゾイルシアノメチレン)−2,−4H−ピランの合成
2,6−ジメチル−4−ピロン 2.5g(20ミリモル)およびベンゾイルアセトニトリル 2.9g(20ミリモル)を無水酢酸 10mlに加え、6時間加熱,還流した。冷却後、生成物を濾別し、水洗して褐色の結晶 3.23gを得た。質量分析(MS=251)の結果、目的物であった(収率64%)。
【0039】
(2)4−(ベンゾイルシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルベン)−4H−ピランの合成
(1)のピラン 1.5g(6ミリモル),p−ジメチルアミノベンズアルデヒド 0.9(6ミリモル)を合成例2と同様の条件で反応させた。反応液を減圧濃縮し、シリカゲルカラムで分別を行い、黒色粉末0.63gを得た。NMR分析および質量分析(MS=382)の結果、目的物(1.65ミリモル)であった(収率28%)。
また、二つのメチル基が反応した副生成物(MS=513)0.1gを得た。
【0040】
合成例4(化合物(24))
4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6(2−(9−ジフェニルアミノアントラセン−10−イル)エテニル)−4H−ピランの合成
(1)9−クロロ−10−ホルミルアントラセンの合成
200ml三つ口フラスコにDMF 14.6gを入れ、10℃以下に冷却しながらPOC13 8.0g(51.6ミリモル)を加えた。30分間攪拌した後、アントロン 10g(51.6ミリモル)、DMF 5mlを加えて徐々に加熱し100℃まで昇温した。100℃で3時間加熱した後冷却し、内容物を氷水中に注ぎ込んだ。生成した固体をろ過、乾燥した後、トルエンで再結して目的物(9−クロロ−10−ホルミルアントラセン) 10.4g(収率84%)を得た。
【0041】
(2)N−((9−クロロアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリンの合成
200ml三つ口フラスコに9−クロロ−10−ホルミルアントラセン 13g(54.1ミリモル)、アニリン 5.1g(54.8ミリモル)トルエン−ヘキサン1:1溶液 70mlを加え、70℃、2時間反応した。反応液を冷却した後、生成した結晶をろ過して目的物15.7g(収率92%)を得た。
(3)N−((9−ジフェニルアミノアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリンの合成
200ml三つ口フラスコにN−((9−ジフェニルアミノアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリン 12g(38.0ミリモル)、ジフェニルアミン 6.5g(38.0ミリモル)、Pd(OAc)2 0.21g(0.94ミリモル)、t−Bu3 P 0.8g(3.96ミリモル)、t−BuONa 5.4g(57ミリモル)、トルエン 50mlを入れ、アルゴン気流下100℃で7時間加熱した。反応液を冷却後、ろ過し、ろ液を減圧下に留去して粗生成物11.3g(66%)を得た。
【0042】
(4)9−ジフェニルアミノ−10−ホルミルアントラセンの合成
200ml三つ口フラスコに粗N−((9−ジフェニルアミノアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリン 11.3g(25.2ミリモル)、トルエン 20mlを入れ攪拌しながら3N塩酸 10mlを滴下した。1時間攪拌した後、有機層を分離し、水洗、乾燥した後、減圧下にトルエンを留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、4.3g(46%)の目的物を得た。
(5)4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(2−(9−ジフェニルアミノアントラセン−10−イル)エテニル)−4H−ピランの合成
DCBMPの代わりに4−(ジシアノメチレン)−2,6−ジメチル−4H−ピランを用い、アルデヒドとして9−ジフェニルアミノ−10−ホルミルアントラセン(4)を用いた以外は、合成例2と同様の方法で反応を行い、目的物2.3gを得た(収率74%)。質量分析(MS=527)の結果、目的物であった。
NMR:2.53(3H s )、 6. 65(1H s )、6.8〜8.8(21H m)
【0043】
合成例5(化合物(3))
4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(2−(9−ジエチルアミノアントラセン−10−イル)エテニル)4H−ピランの合成
(1)N−((9−ジエチルアミノアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリンの合成
200ml三つ口フラスコにN−((9−クロロアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリン 12g(38.0ミリモル)、ジエチルアミン 2.8g(38.0ミリモル)、Pd(OAc)2 1.21g(0.94ミリモル)、t−Bu3 P 0.8g(3.96ミリモル)、t−BuONa 5.4g(57ミリモル)トルエン 50mlを入れ、アルゴン気流下100℃で7時間加熱した。反応液を冷却後、ろ過し、ろ液を減圧下に留去して粗生成物2.1g(16%)を得た。
(2)9−ジエチルアミノ−10−ホルミルアントラセンの合成
200ml三つ口フラスコに粗N−((9−ジエチルアミノアントラセン−10−イル)メチリデン)アニリン 2.1g(6.0ミリモル)、トルエン20mlを入れ攪拌しながら3N塩酸 10mlを滴下した。1時間攪拌した後、有機層を分離し、水洗,乾燥した後、減圧下にトルエンを留去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、0.86g(52%)の目的物を得た。
【0044】
(3)4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(2−(9−ジエチルアミノアントラセン−10−イル)エテニル)4−Hピランの合成
アルデヒドとして9−ジフェニルアミノ−10−ホルミルアントラセンを用いた以外は合成例4と同様の方法で反応を行い、目的物1.76gを得た(収率68%)。質量分析(MS=431)の結果、目的物であった。
【0045】
実施例1
洗浄したITO電極付きガラス板上に、正孔注入材として下記化合物(H232)を膜厚60nmで蒸着した。
【化18】

次に、正孔輸送材として下記化合物(NPD)を膜厚20nmで蒸着した。
【化19】

次に、発光層として8−ヒドロキシキノリンのAl錯体(Alq)
【化20】

及び4−(ベンゾイルシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチルベン)−4H−ピラン(化合物(31))を、化合物(31)の濃度が3.0mol%となるように膜厚50nmで蒸着した。さらに電子注入層としてAlqのみを膜厚10nmで蒸着し、その上に無機化合物層としてLiFを膜厚0.2nmで蒸着後、アルミニウムを膜厚170nm蒸着し電極を形成して有機EL素子を得た。各層は10-6Torrの真空中で、基板温度室温の条件下で蒸着した。
この素子の発光特性は、直流電圧9Vの印加電圧で発光輝度110(cd/m2)、発光効率は1.7(cd/A)であった。色度座標が(0.64,0.35)と純度の高い赤色発光であった。また、初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は450時間と長寿命であった。
【0046】
比較例1
実施例1において、化合物(31)の代わりにDCM系化合物である下記化合物(DCJTB)を濃度が2.0mol%となるように蒸着した以外は同様にして、有機EL素子を得た。
【化21】

この素子の発光特性は、直流電圧9Vの印加電圧で、発光輝度90(cd/m2)、発光効率は1.53(cd/A)であり、色度座標(0.65,0.35)の赤色発光であるものの、初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は120時間と短かった。
【0047】
実施例2
実施例1において、化合物(31)の代わりに4−(ジシアノメチレン)−2−t−ブチル−6−(4−(フェナキサジン−10−イル)スチルベン)−4H−ピランの合成(化合物(12))を濃度が1.0mol%となるように蒸着した以外は同様にして、有機EL素子を得た。
この素子の発光特性は、直流電圧7Vの印加電圧で発光輝度120(cd/m2)、発光効率は1.3(cd/A)であった。色度座標は(0.47,0.50)と純度の高い黄緑色発光であった。また、初期発光輝度500(cd/m2)で、定電流駆動したところ半減寿命は700時間と長寿命であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも一対の電極間に有機層が設けられた有機エレクトロルミネッセンス素子であって、該有機層に下記化合物(1)〜(31)から選ばれる少なくとも一種類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。
【化1】

【化2】

【化3】

【化4】

【化5】

【化6】


【公開番号】特開2008−199009(P2008−199009A)
【公開日】平成20年8月28日(2008.8.28)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−14703(P2008−14703)
【出願日】平成20年1月25日(2008.1.25)
【分割の表示】特願平11−279465の分割
【原出願日】平成11年9月30日(1999.9.30)
【出願人】(000183646)出光興産株式会社 (2,069)
【Fターム(参考)】