JP2001131150A - 有機電界発光素子及びビニルピリジン誘導体化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 有機ＥＬ素子において、発光輝度が高く、安
定な青色発光が可能な有機化合物の提供。 【解決手段】 ２つの電極間に挟まれる一層又は複数層
の有機化合物層を備える有機ＥＬ素子において、有機化
合物層のうちの少なくとも一層が下記化学式（１）又は
（２）又は（３） 【化２６】 【化２７】 【化２８】 で表される構造の有機化合物を含む。式中ｎは１以上の
整数で、Ｘ1n、Ｘ2n、Ｒ1〜Ｒ9は水素原子又はそれ以外
の任意の置換基とできる。Ｒ6としてフェニル基を導入
し、Ｒ10〜Ｒ14に電子吸引基、Ｒ1〜Ｒ5に電子供与基を
導入すると発光輝度を向上できる。また化合物のアモル
ファス性の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、有機電界発光素
子、特に有機電界発光素子（以下、有機ＥＬ素子とい
う）の発光材料等として有用な有機化合物に関する。

【０００２】

【従来の技術】有機ＥＬ素子は、透明ガラス基板上に、
透明第１電極（例えばＩＴＯ）と、強い蛍光をもつ有機
化合物を含む有機化合物層と、金属（例えばＭｇ）の第
２電極とが順に積層されて構成されている。

【０００３】有機層は例えば正孔輸送機能分子層と発光
機能分子層と電子輸送機能分子層とが順に積層された３
層構造を備え、対の電極へ電界を印加することにより発
光する。すなわち、第１電極から正孔を、第２電極から
電子を注入すると、注入された正孔と電子は上記有機層
の正孔輸送機能分子層と発光機能分子層および電子輸送
機能分子層内を移動して衝突、再結合を起こして消滅す
る。この再結合により発生したエネルギーは発光性分子
が励起状態を生成するのに使われ、これにより有機ＥＬ
素子が蛍光を発する。

【０００４】このような有機ＥＬ素子において、青色の
発光を得るための有機化合物としては、例えば、特開昭
５９−１９４３９３号公報、特開平０４−９６９９０号
公報に示されたテトラフェニルブタジエン化合物、特開
平０５−１０５６３８号公報に示されたジスチリル化合
物等が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】有機ＥＬ素子において
重要な課題としては、有機化合物の安定性向上、発光効
率、発光輝度の向上等が挙げられる。現在までに提案さ
れている有機化合物を用いてある程度の安定性、発光輝
度などは得られているが、ディスプレイや平面光源とし
て有機ＥＬ素子を用いる場合に、素子寿命、発光輝度等
における要求を満たすには至っていない。

【０００６】例えば、有機ＥＬ素子の発光材料として提
案されている上記テトラフェニルブタジエン化合物は、
分子の対称性が高くまた分子の２次元方向への広がりが
大きい。このような構造の有機化合物は、薄膜化した
際、膜内で、分子同士の重なり面積が大きく分子間力が
働きやすくなり、薄膜化した場合に容易に結晶化が起こ
る。従って、高い融点、ガラス転移温度Ｔｇを実現する
ことは難しい。このため有機ＥＬ素子として用いた場
合、素子の特性向上を図ることができない。

【０００７】また、有機ＥＬ素子の発光材料として上記
ジスチリル化合物を用いた場合には、その分子構造上、
ある程度の安定性は期待できるが、十分な発光輝度が得
られないという問題がある。

【０００８】上記の従来技術の有機化合物を含む青色発
光の有機エレクトロルミネッセンス素子は、輝度および
耐久性が充分でなく、要求性能のすべてを満たすことが
できていない。

【０００９】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れ、優れた安定性や発光輝度特性などを備える新規な有
機化合物の提供及びこの有機化合物を用いた有機ＥＬ素
子の提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明は、下記一般式（１）

【化５】 で示されるビニル基末端にフェニル基を有する新規なビ
ニルピリジン誘導体を提供する。但し、該式（１）中の
ｎは１以上の整数で、Ｘ1n、Ｘ2n及びＲ1〜Ｒ9が水素原
子、又は水素原子以外の任意の置換基である。なお、こ
の置換基は、水素原子以外の任意の原子をも含む意味で
ある。

【００１１】また本発明の他の特徴は、２つの電極間
に、発光層を含む有機化合物層が形成されている有機電
界発光素子において、前記有機化合物層の材料として上
記式（１）に示すビニルピリジン誘導体を含むことであ
る。

【００１２】上記構造のビニルピリジン誘導体は、ｎ個
のビニル基の末端にフェニル基を備え共役系が長く、か
つ化学的に安定で、高輝度の青色発光が実現できる。ま
た発光効率が高いので低電圧で駆動することができ、有
機ＥＬ素子として用いた場合に素子への負荷が少ないた
め素子寿命を長くすることが可能となる。

【００１３】また本発明の他の特徴は、２つの電極間
に、発光層を含む有機化合物層が形成された有機電界発
光素子において、前記有機化合物層が、下記一般式
（２）又は（３）

【化６】

【化７】 で表されるビニルピリジン誘導体を含むことである。但
し、該式（２）中において、ｎは１以上の整数であり、
Ｘ1n、Ｘ2n、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ9、及びＲ10〜Ｒ14が水
素又は水素以外の任意の置換基からなる。また式（３）
中において、Ｘ11、Ｘ21、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ9及びＲ10
〜Ｒ14は、水素原子又は水素原子以外の任意の置換基か
らなる。

【００１４】式（２）及び（３）に示す化合物は、上述
の式（１）に示すビニルピリジン誘導体のＲ6としてフ
ェニル基を導入しており、共役系の結合が長くつながり
発光効率が高い。また、特に、フェニル基とピリジン環
とが立体障害により互いにねじれるように結合するた
め、薄膜化した場合の分子の凝集、つまり結晶化が起こ
り難くなる。従って、ガラス転移温度Ｔｇや融点などが
高く、アモルファス性が高い。よって、有機化合物とし
ての安定性、さらにはこれを用いた有機ＥＬ素子の安定
性が一段と向上する。

【００１５】また本発明の更に別の特徴は、上記有機電
界発光素子の前記化学式（２）又は化学式（３）におい
て、Ｒ10〜Ｒ14の内の少なくとも１つは電子吸引基であ
ることである。Ｒ10〜Ｒ14の少なくとも１つに電子吸引
性の置換基を導入することで化合物の蛍光量子収率が向
上し、より高い輝度を得ることが可能となる。なお、Ｒ
10〜Ｒ14の少なくともいずれか１つに嵩高い置換基を導
入することで分子のねじれ構造が強まり、化合物のアモ
ルファス性を一層高めることができる。

【００１６】化学式（２）又は（３）のＲ1〜Ｒ5のうち
少なくとも１つに電子供与基を導入することによって
も、化合物の蛍光量子収率が向上し、高い輝度を効率的
に得ることが可能となる。

【００１７】特にＲ10〜Ｒ14の少なくとも１つに電子吸
引基、Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つに電子供与基を導入す
ることで、ビニルピリジンの分子の両端位置のフェニル
基に特性の異なる置換基が配されることとなり、一段と
発光輝度が向上し、また色純度の高い青色発光が可能と
なる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いてこの発明の好
適な実施の形態（以下実施形態という）について説明す
る。

【００１９】図１は、この発明の実施形態に係る有機Ｅ
Ｌ素子の概略構造を示す図である。

【００２０】この素子は、透明基板１０上に第１電極１
２と、電界の印加により発光する有機化合物層１４と第
２電極１６とが順に積層されて構成されている。

【００２１】透明基板１０としては、ガラス基板、透明
セラミックス基板、ダイヤモンド基板等を用いることが
できる。第１電極１２としては、高い光透過性および導
電性を有する透明電極が用いられ、例えば、ＩＴＯ（In
dium Tin Oxide）、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂ Ｏ₃ 、ポリアニリ
ン等の薄膜材料を用いることができる。

【００２２】有機化合物層１４は、電界の印加により発
光する部位であり、例えば発光層の単層構造、正孔輸送
層と発光層の２層構造、正孔輸送層と発光層と電子輸送
層の３層構造などから構成される。なお、単層、多層ど
ちらで構成されてもよい。有機化合物層１４の厚みは数
十から数百ｎｍである。

【００２３】そして、この有機化合物層１４の発光機能
材料として、本実施形態では、後述するようにビニルピ
リジン誘導体化合物を用いる。このビニルピリジン誘導
体は、単独で有機ＥＬ素子の発光層を構成することが可
能であるとともに、現在知られている発光材料、例えば
下式（４）

【化８】 に示すようなジスチルアリレーン誘導体（ＤＰＶＢｉ）
などをホスト材料として用い、このホスト材料中に、ゲ
スト材料として所定割合でドーピングすることで発光層
を構成することも可能である。

【００２４】正孔輸送層、電子輸送層等には、現在知ら
れている電子輸送機能分子、正孔輸送機能分子を用いる
ことができる。一例として、正孔輸送機能分子としては
正孔輸送機能を備えるトリフェニルアミン４量体（ＴＰ
ＴＥ）や、銅−フタロシアニン等、電子輸送機能分子と
しては、上述の発光機能を兼用するＡｌｑ3等を用いる
ことができる。

【００２５】有機化合物層１４の上に形成されている第
２電極１６としては、例えばＭｇ、Ａｇ、Ｍｇ−Ａｇ合
金、ＡｌＬｉ合金、ＬｉＦ／Ａｌ等の金属電極が用いら
れている。

【００２６】以上のような構成の有機ＥＬ素子におい
て、第１電極１２を陽極として、第２電極１６を陰極と
して用い、これらの電極から正孔及び電子を有機化合物
層１４に注入することで、有機化合物層１４内で注入さ
れた正孔と電子が再結合し、発光材料が励起され、本発
明に係るビニルピリジン誘導体に起因した青色の蛍光が
得られる。

【００２７】次に、本発明の有機化合物について説明す
る。この化合物は、一般式（１）

【化９】 に示すように、ビニルピリジンを主たる骨格構造として
この骨格のｎ個のビニル基の末端に芳香族基を備えてい
る（ｎは１以上の整数）。

【００２８】更に、置換基Ｒ6は、一般式（２）又は
（３）

【化１０】

【化１１】 に示すように、芳香族基であることが好ましく、このよ
うなビニルピリジン骨格の両端にフェニル基が導入され
た構造とすることで発光輝度をより向上させ、かつ化合
物の安定化が図られる。この化合物を発光材料あるいは
ドーピング材料として用いることにより青色の高輝度発
光が実現できる。

【００２９】以下においては、式（２）又は（３）のビ
ニルピリジン誘導体についてその特性等について説明す
る。

【００３０】(i)式中、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ9、Ｒ10〜Ｒ1
4、及びＸ1n、Ｘ2nは互いに独立していて、水素原子又
は水素原子以外の任意の置換基を採用可能であり、例え
ば、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、アルキル基、ア
ルキルチオ基、アリール基、アリールチオ基、アリール
オキシ基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ
基、エステル基、カルボキシル基、複素環基、及びそれ
らの誘導体を採用することができ、各置換基が更に置換
基で置換されていてもよい。また、Ｒ1とＲ2、Ｒ2とＲ
3、Ｒ3とＲ4、Ｒ4とＲ5、Ｒ10とＲ11、Ｒ11とＲ12、Ｒ1
2とＲ13、Ｒ13とＲ14、Ｒ7とＲ8、Ｒ8とＲ9は互いに結
合した芳香族環あるいは脂肪族環でもよく、また前記芳
香族環あるいは脂肪族環は置換基で置換されていてもよ
い。この置換基として採用可能な置換基は上記にあげた
ものと同様である。結合した芳香族環あるいは脂肪族環
は、ベンゼン環、ナフタレン環のような炭素と水素から
なるものだけでなく、環にヘテロ原子を含むものでもよ
い。ヘテロ原子としては、窒素、酸素、硫黄、ケイ素等
があげられる。

【００３１】(ii)式中のｎは１以上の整数である。例え
ば、下式（５）

【化１２】 に示すようにｎ＝３程度の化合物が挙げられるが、上記
式（３）又は下記式（６）

【化１３】 のように、ｎは２以下であることが好適である。より好
ましくは上記式（３）のｎ＝１である。

【００３２】(iii)Ｒ10〜Ｒ14の影響について Ｒ10〜Ｒ14は全て水素原子によって構成することができ
る。しかし、少なくとも１つは水素原子以外であること
が好ましい。

【００３３】特に、Ｒ10〜Ｒ14がそれぞれ独立している
場合、Ｒ10〜Ｒ14に電子吸引性の置換基を導入すること
が好ましい。このような構造とすることで化合物の蛍光
量子収率が向上し、より高い輝度を実現することができ
る。ピリジン環に結合したフェニル基中の置換基として
電子吸引性の基を導入することで、蛍光量子収率が向上
するのは、該電子吸引基の作用によりピリジン環におけ
る電子密度が低減したことによると考えられる。電子吸
引性の置換基としては、ハロゲン原子、シアノ基、エス
テル基、ニトロ基、カルボニル基やこれらによって置換
されたアルキル基やアリール基があげられる。例えば、
上記式（６）、下記化学式（７）

【化１４】 では、電子吸引基として、Ｒ11及びＲ13にトリフルオロ
メチル基（ＣＦ₃−）を導入している。また、下記化学
式（８）

【化１５】 では、Ｒ12にシアノ基（ＣＮ−）を導入している。

【００３４】また、Ｒ10〜Ｒ14において、Ｒ10とＲ11、
Ｒ11とＲ12、Ｒ12とＲ13、Ｒ13とＲ14のうち少なくとも
１つが互いに結合した芳香族環の場合、芳香族環の環の
数が多くなるほど化合物の蛍光の量子収率が上昇し、発
光輝度が向上する。但し、蛍光量子収率の向上に与える
影響はＲ10〜Ｒ14として電子吸引基を導入した場合と比
較すると低い。例えば、下記化学式（９）

【化１６】 では、Ｒ12とＲ13が互いにフェニル基として結合し、ピ
リジン環の６位にナフチル基を導入した構造となってい
る。また、下記化学式（１０）

【化１７】 では、Ｒ12とＲ13、Ｒ13とＲ14の両方が互いに結合した
芳香族環であり、ピリジン環の６位にピレンが結合した
構造となっている。なお、ここで導入する芳香族環に
は、更に置換基を導入することができ、その場合の置換
基は、電子吸引基であることが好ましい。導入可能な電
子吸引性の置換基としては、上述と同様であり、例えば
ハロゲン原子、シアノ基等である。

【００３５】また、Ｒ10〜Ｒ14が水素原子の場合であっ
たとしても、ピリジン環との間で立体障害が起きるた
め、フェニル基とピリジン環とがねじれて結合すること
となり、このため分子を薄膜化した場合のガラス転移温
度や融点の上昇が可能となり、有機ＥＬ素子に用いた場
合に、素子の安定性に寄与することができる。また、Ｒ
10〜Ｒ14に水素原子以外のより嵩高い置換基を用いるこ
とで、ねじれ構造を更に強めることが可能となる。

【００３６】(iv)Ｒ7〜Ｒ9の影響について Ｒ7〜Ｒ9は、全て水素原子でもよく、また、水素原子以
外の置換基であってもよい。水素原子以外の置換基の場
合には、電子吸引基であることが好ましい。電子吸引性
の置換基を導入すると、上記Ｒ10〜Ｒ14として電子吸引
基を導入した場合と同様に化合物の蛍光量子収率が向上
し、より高い輝度を実現することができる。電子吸引性
の置換基は上述の基と同様である。

【００３７】(v)Ｒ1〜Ｒ5の影響について Ｒ1〜Ｒ5の全ては水素原子とすることができるが、少な
くとも１つが水素原子以外の置換基であることが好まし
い。特に、置換基として電子供与性の置換基を導入する
ことが好ましい。Ｒ1〜Ｒ5の少なくとも１つに電子供与
性の置換基を導入することにより、色純度の高い青色発
光材料を得ることができる。電子供与基としては、アミ
ノ基、アルキル基で置換されたアミノ基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、アルキル基等があげられる。例え
ば、上述の式（５）、（６）、（９）及び（１０）で
は、Ｒ3として電子供与性のアミノ基を導入している。
下記化学式（１１）

【化１８】 では、Ｒ2とＲ4の位置にメトキシ基（ＣＨ₃Ｏ−）を導
入している。

【００３８】また、上述のようにＲ1とＲ2、Ｒ2とＲ3、
Ｒ3とＲ4、Ｒ4とＲ5のうちの少なくとも１つが互いに接
合した芳香族環、その他、飽和環式炭化水素又はその環
内に窒素などのヘテロ原子を備えた炭化水素によって構
成されていてもよい。例としては、上式（７）及び
（８）や、その他、下記化学式（１２）

【化１９】 に示すようなビニル基末端にジュロリジル（Julolidy
l）基が導入された構造でもよい。

【００３９】（vi)Ｒ1〜Ｒ5とＲ10〜Ｒ14の複合的な効
果について 上述の化学式（２）又は（３）の化合物において、置換
基Ｒ10〜Ｒ14のうち少なくとも１つが電子吸引基、Ｒ1
〜Ｒ5のうち少なくとも１つが電子供与基であることが
好適である。このような構造とすることで、最も高い輝
度が達成でき、また色純度の高い青色発光材料を得るこ
とができる。例えば、下記化学式（１３）、（１４）、
（１５）及び（１６）

【化２０】

【化２１】

【化２２】

【化２３】 などに示される構造があげられる。

【００４０】(vii)Ｘ1n、Ｘ2nは、水素原子又は水素原
子以外の任意の置換基が採用可能である。水素原子以外
の場合において、Ｘ1n及びＸ2nは同じ置換基である必要
はなく、またビニル基が２以上結合する（ｎ：２以上）
場合において、Ｘ11，Ｘ12，・・・Ｘ1n、Ｘ21，Ｘ22，・・・
Ｘ2nは、すべて水素原子でも、一部または全てが水素原
子以外の任意の置換基（同種、異種不問）であってもよ
い。

【００４１】ｎ＝１の場合において、ピリジン環の隣に
位置するＸ1n、つまりＸ11が水素原子の場合には、例え
ば以下のようなルートで合成が可能である。２−ブロモ
−６−メチルピリジン［2-Bromo-6-methylpyridine］誘
導体とピリジン環の２位に導入する芳香族環のグリニャ
ール試薬とを反応させ、ピリジン環の２位に芳香族環を
置換する。次に、得られた化合物のピリジン環上のメチ
ル基をＮ−ブロモスクシンイミド［N-Bromosuccinimid
e］等でハロゲン化し、これを亜リン酸トリエチルと反
応させてWittig試薬を調整する。このWittig試薬を最終
化合物の二重結合の端部に導入する芳香族環のアルデヒ
ド（ピリジン環の隣に位置するＸ21が水素のとき）ある
いはケトンと反応させることにより、Ｘ11が水素原子で
ある本発明のビニルピリジン誘導体化合物を得ることが
できる。下記反応式中の（１７）上段参照。

【００４２】

【化２４】 同様にｎ＝１の場合において、ピリジン環の隣に位置す
るＸ1n、つまりＸ11が水素原子以外である場合には、例
えば以下のようなルートで合成が可能である。２−ブロ
モ−６−メチルピリジン誘導体とピリジン環の２位に導
入したい芳香族環のグリニャール試薬とを反応させ、ピ
リジン環の２位に芳香族環を置換する。次に、得られた
化合物のピリジン環上の６位に位置するメチル基の水素
をアルキルリチウム等で引き抜いた後、Ｘ11として導入
したい化合物のハロゲン化物とを反応させ、Ｘ11をメチ
レン基中に導入する。得られた化合物のメチレン基を更
にＮ−ブロモスクシンイミド等でハロゲン化し、これを
亜リン酸トリエチルと反応させてWittig試薬を調整す
る。このWittig試薬を最終化合物の二重結合の端部に導
入したい芳香族環のアルデヒドあるいはケトンと反応さ
せることにより、所望の本発明の化合物を得ることがで
きる（上記反応式中の（１７）下段参照）。

【００４３】また、ｎ＝１の場合において、ピリジン環
の隣に位置するＸ2n、つまりＸ21については、Ｘ21が水
素原子の場合には、上記反応式中の（１７）上段に示す
ように、Wittig試薬と、最終化合物の二重結合の端部に
導入したい芳香族環のアルデヒドとを反応させればよ
い。また、Ｘ21が水素原子以外の場合には、上記反応式
中の（１７）の下段に示すように、アルデヒド（Ｐh−
ＣＨＯ）に代え、Wittig試薬と水素原子以外の所望のＸ
21を備えるケトンを用いればよい。

【００４４】ｎ≧２の場合において、ピリジン環の隣の
Ｘ11及びＸ21については、上記と同様に反応式の（１
７）に示すような方法により、水素原子又は水素原子以
外とすることができる。また、Ｘ12・・・Ｘ1n及びＸ22
・・・Ｘ2nについては、上記反応式中の（１８）に示す
ように、予め（Ｒ−）内に、所望のＸ12・・Ｘ1n及びＸ
22・・Ｘ2nを導入したケトンあるいはアルデヒドを用
い、これをWittig試薬と反応させればよい。、 (viii)有機ＥＬ素子としての使用態様 以上説明した本発明に係るビニルピリジン誘導体化合物
は、発光機能分子として優れた機能を示すが、電子輸送
機能も併せ持っている。そのため、正孔輸送機能層と電
子輸送機能層の間に本発明に係る化合物を発光層として
用いて有機ＥＬ素子を作製しても良いし、電子輸送機能
層を別途形成することなく、本発明の化合物を用いた層
（発光層と電子輸送層兼用）と、正孔輸送機能層との積
層構造を用いて有機ＥＬ素子を作製しても良い。

【００４５】本発明に係る化合物と共に有機ＥＬ素子材
料として使用可能な電子輸送機能分子としては下記化学
式（１９）

【化２５】 に示すＡｌｑ3やその誘導体などがあげられる。また、
正孔輸送機能分子としては、銅−フタロシアニン、ｍ−
ＭＴＤ、ＴＰＴＥなどがあげられる。

【００４６】本発明の化合物は、単独で発光層又は電子
輸送層兼用の発光層として用いる他、発光層のホスト材
料に対し、数％ドーピングして使用することもできる。
本発明の化合物において、ドーピングしたほうがより高
い特性を発揮するものがあり、その場合にはドーピング
材料として使用する。例えば、上記式（１３）、（１
５）及び（１６）に示す化合物が相当する。この場合、
ホスト材料としては、上記式（４）のＤＰＶＢｉ等を用
いることができる。

【００４７】

【実施例】本実施形態の具体例である実施例と、その比
較例について説明する。

【００４８】（実施例１−１）化学式（１３）の化合物
の合成：本実施例では、ビニルピリジンン誘導体の一例
として、上記式（１３）の化合物を以下のような方法に
より合成した。

【００４９】Ｍｇ（５８３ｍｇ：２４ｍｍｏｌ）とＴＨ
Ｆ（２０ｍｌ）の混合物に窒素雰囲気下、室温で３，５
−ビス（トリフルオロメチル）ブロモベンゼン［3,5-Bi
s(trifluoromethyl)bromobenzene］を滴下し、そのまま
室温で1時間攪拌し、グリニャール［Grignard］試薬を
調整した。このグリニャール試薬を２−ブロモ−６−メ
チルピリジン［2-Bromo-6-methylpyridine］（１．７２
ｇ：１０ｍｍｏｌ）とＮｉ（ｄｐｐ）Ｃｌ₂のＴＨＦ
［テトラヒドロフラン］（１０ｍｌ）溶液に窒素雰囲気
下、０℃で滴下した[ｄｐｐ：1,3-Bis(diphenylphosphi
no)propane：1,3-ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパ
ン]。反応溶液を室温に戻し、そのまま３時間攪拌し
た。反応溶液に水を加えた後に、有機物を酢酸エチルで
抽出した。有機層をＮａ₂ＳＯ₄で乾燥させた後に、Ｎａ
₂ＳＯ₄をろ過により取り除いた。溶媒を減圧下で取り除
き、残さをカラムクロマトグラフィー（シリカゲル，ヘ
キサン／酢酸エチル＝２０／１）により精製し２−メチ
ル−６−[ビス（トリフルオロメチル）フェニル]ピリジ
ン［2-Methyl-6-[bis(trifluoromethyl)phenyl] pyridi
ne］（２．０ｇ：６．５ｍｍｏｌ）を得た。

【００５０】次に、得られた２−メチル−６−[ビス
（トリフルオロメチル）フェニル]ピリジン（２．０
ｇ：６．５ｍｍｏｌ）と、Ｎ−ブロモスクシンイミド
［［N-Bromosuccinimide］（１．１６ｇ：６．５ｍｍｏ
ｌ）と、過酸化ベンゾイル［Benzoylperoxide］（１２
０ｍｇ）と、ＣＣｌ₄とを混合し、窒素雰囲気下で４時
間加熱還流した。反応溶液を室温まで冷却した後に反応
により精製したスクシンイミド［Succinimide］をろ過
により取り除いた。減圧下で溶媒を取り除いた後に、残
さをカラムクロマトグラフィー（シリカゲル，ヘキサン
/酢酸エチル＝２０／１）により精製し２−ブロモメチ
ル−６−[ビス（トリフルオロメチル）フェニル]ピリジ
ン[2-Bromomethyl-6-[bis(trifluoromethyl)phenyl]pyr
idine］（１．６ｇ：４．１ｍｍｏｌ）を得た。

【００５１】得られた２−ブロモメチル−６−[ビス
（トリフルオロメチル）フェニル]ピリジン（１．６
ｇ：４．１ｍｍｏｌ）と亜リン酸トリエチル（５ｍｌ）
のトルエン（５ｍｌ）溶液を窒素雰囲気下、１４０℃で
２時間加熱した。反応溶液を室温まで冷却した後に、過
剰の亜リン酸トリエチルとトルエンを取り除き２−ブロ
モメチル−６−[ビス（トリフルオロメチル）フェニル]
ピリジンのWittig試薬の粗精製物を得た。

【００５２】得られた２−ブロモメチル−６−[ビス
（トリフルオロメチル）フェニル]ピリジンのWittig試
薬の粗精製物とジュロリジンカルボキシアルデヒド［Ju
lolidinecarboxaldehyde］（１．２ｇ：４．１ｍｍｏ
ｌ）のＤＭＦ［N,N‐ジメチルホルムアミド］（１０ｍ
ｌ）溶液を、窒素雰囲気下、室温で、ｔ−ブトキシドナ
トリウム［Sodium t-Butoxide］（７８８ｍｇ，８．２
ｍｍｏｌ）とＤＭＦ（１０ｍｌ）の混合物に滴下した。
そのまま室温で２時間攪拌した。反応溶液に水を加えた
後に、有機物を酢酸エチルで抽出した。有機層をＮａ₂
ＳＯ₄で乾燥させた後に、Ｎａ₂ＳＯ₄をろ過により取り
除いた。溶媒を減圧下で取り除き、残さをカラムクロマ
トグラフィー（シリカゲル，ヘキサン／酢酸エチル＝１
０／１）により精製することで、化学式（１３）に示す
化合物（０．８ｇ）を得た。

【００５３】（実施例１−２）化学式（１５）の化合物
の合成：上記化学式（１３）に示す化合物の合成におい
て用いた３，５−ビス（トリフルオロメチル）ブロモベ
ンゼン［3,5-Bis(trifluoromethyl)bromobenzene］を４
−シアノブロモベンゼン［4-Cyanobromobenzene］に変
更し、ジュロリジンカルボキシアルデヒド［Julolidine
carboxaldehyde］を４−ジエチルアミノベンズアルデヒ
ド［4-Diethylaminobenzaldehyde］に変更し、同様の手
法で合成を行った。これにより化学式（１５）に示す化
合物を得た。

【００５４】（実施例２−１）上記実施例１−１にて作
成した化学式（１３）に示す化合物をドーピング材料と
して用い、有機電界発光素子を以下の工程により作製し
た。素子構成は図１と同じである。透明基板であるガラ
ス基板１０の上に第１電極１２としてＩＴＯ電極を形成
し、ＩＴＯ上に有機化合物層１４として、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層をこの順に形成した。正孔輸送層
は、ＴＰＴＥを真空蒸着により厚さ６００Å形成した。
この上に、化学式（１３）の化合物を化学式（４）に示
すＤＰＶＢｉに１．９％ドーピングした層を２００Å蒸
着して発光層を形成した。さらにＤＰＶＢｉを厚さ２０
０Å、Ａｌｑ3を２００Å蒸着して電子輸送層を形成し
た。最後に第２電極１６としてＬｉＦ／Ａｌ電極を蒸着
し、有機ＥＬ素子を作製した。

【００５５】得られた有機ＥＬ素子を室温、窒素ガス雰
囲気下で駆動させたところ、１０ｍＡ／ｃｍ²の電界印
加で３５０ｃｄ／ｍ²の発光輝度が得られた。発光色は
青色であった。

【００５６】（実施例２−２）上記実施例２−１におい
て用いた化学式（１３）の化合物に代えて上記実施例１
−２において作成した化学式（１５）に示す化合物をド
ーピング材料として用い、他は実施形態２−１と同じ条
件で素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子を室温、窒
素ガス雰囲気下で駆動させたところ、１０ｍＡ／ｃｍ²
の電界印加で３００ｃｄ／ｍ²の発光輝度が得られた。
発光色は青色であった。

【００５７】（実施例２−３）次に、化学式（１３）の
化合物を発光層の材料として用いた有機ＥＬ素子を以下
の工程により作製した。素子構成は上述の実施例と同様
に図１に示すとおりである。ガラス基板１０上に第１電
極１２としてＩＴＯ電極を形成し、ＩＴＯ上に正孔輸送
層、発光層、電子輸送層が順に積層されて構成された有
機化合物層１４を形成した。正孔輸送層としてはＴＰＴ
Ｅを真空蒸着により厚さ６００Å形成した。この上に化
学式（１３）に示す化合物を４００Å蒸着して発光層を
形成した。さらにＡｌｑ3を２００Å蒸着して電子輸送
層を形成した。最後に第２電極１６としてＬｉＦ／Ａｌ
電極を蒸着して有機ＥＬ素子を作製した。

【００５８】得られた素子を室温、窒素ガス雰囲気下で
駆動させたところ、１０ｍＡ／ｃｍ²の電界印加で２５
０ｃｄ／ｍ²の発光輝度が得られた。発光色は青色であ
った。

【００５９】（実施例２−４）上記実施例２−３におい
て発光層材料として用いた化学式（１３）に示す化合物
に代えて化学式（１５）の化合物を発光層材料に用いて
他は上記実施例２−３と同様の条件で有機ＥＬ素子を作
製した。この素子を室温、窒素ガス雰囲気下で駆動させ
たところ、１０ｍＡ／ｃｍ²の電界印加で２００ｃｄ／
ｍ²の発光輝度が得られた。発光色は青色であった。

【００６０】（比較例１）図１と同様の構成で、ガラス
基板１０の上に第１電極１２としてＩＴＯ電極を形成
し、このＩＴＯ上に有機化合物層１４（正孔輸送層、発
光層、電子輸送層）を形成した。正孔輸送層としてはＴ
ＰＴＥを真空蒸着により厚さ６００Å形成した。この上
に化学式（４）に示すＤＰＶＢｉを４００Å蒸着して発
光層を形成した。さらにＡｌｑ3を２００Å蒸着して電
子輸送層を形成した。最後に第２電極１６としてＬｉＦ
／Ａｌ電極を蒸着し、有機ＥＬ素子を作製した。この素
子を室温、窒素ガス雰囲気下で駆動させたところ、１０
ｍＡ／ｃｍ²の電界印加で１１０ｃｄ／ｍ²の発光輝度が
得られた。発光色は青色であった。

【００６１】（比較例２）比較例１においてＤＰＶＢｉ
のかわりにテトラフェニルブタジエンを発光層として素
子を作製した。この素子を室温、窒素ガス雰囲気下で駆
動させたところ、１０ｍＡ／ｃｍ²の電界印加で５０ｃ
ｄ／ｍ²の発光輝度が得られた。発光色は青色であっ
た。

【００６２】以上実施例２−１〜２−４と比較例１及び
２との対比より明らかなように本発明に係るビニルピリ
ジン誘導体を有機化合物層の発光層または発光層へのド
ーピング材料として用いることで、発光輝度の高い青色
発光が可能な有機ＥＬ素子が得られていることがわか
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明において
は、一般式（１）又は（２）或いは（３）に示すような
新規な有機化合物を得ることができる。

【００６４】更に、これらのビニルピリジン誘導体は、
共役系が長くつながった分子構造を有しているため、高
輝度の青色発光が可能である。従って、これらを有機Ｅ
Ｌ素子の発光機能材料（発光層材料又は発光層へのドー
ピング材料）として用いることにより高輝度で、高い発
光効率の青色発光有機ＥＬ素子が得られる。

【００６５】更に、式（２）又は（３）のように式
（１）のＲ6にフェニル基を導入した構造とすること
で、発光効率が一層向上し、更にフェニル基とビリジン
環との間でねじれが起きるので、薄膜化した場合の化合
物の安定性（アモルファス性）が向上する。

【００６６】また、化学式（２）又は（３）の化学構造
において、置換基として所望の性質のものを導入すれ
ば、膜の安定性を一層向上することができると共に、発
光波長の微調整が可能で色純度を向上させることも容易
である。

【００６７】更に、化学式（２）又は（３）において、
Ｒ10〜Ｒ14として電子吸引基を導入したり、或いはＲ1
〜Ｒ5として電子供与基を導入することで、化合物の蛍
光量子収率つまり発光輝度及び発光効率が一層向上す
る。両方の条件を満たす構造とすると発光輝度は更に向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態に係る有機ＥＬ素子の構成
を示す図である。

【符号の説明】

１０ 基板（透明基板）、１２ 第１電極（陽極）、１
４ 有機化合物層、１６ 第２電極（陰極）。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｈ０５Ｂ 33/14 Ｂ 33/22 33/22 Ｂ Ｄ (72)発明者 竹内 久人 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 時任 静士 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3K007 AB02 AB03 AB04 CA00 CA01 CA02 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 4C055 AA01 BA03 BA05 BA06 BA08 BA13 BA16 BA26 BA27 BA35 BB01 BB02 CA01 DA01 4C064 AA11 CC01 DD06 EE01 FF01 GG02 GG12

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの電極間に、発光層を含む有機化合
   物層が形成された有機電界発光素子において、 前記有機化合物層が、下記一般式（１） 【化１】 で表され、該式（１）中のｎは１以上の整数で、Ｘ1n、
   Ｘ2n及びＲ1〜Ｒ9が水素原子又は水素原子以外の任意の
   置換基であるビニルピリジン誘導体を含むことを特徴と
   する有機電界発光素子。
2. 【請求項２】 ２つの電極間に、発光層を含む有機化合
   物層が形成された有機電界発光素子において、 前記有機化合物層が、 下記一般式（２） 【化２】 で表され、該式（２）中のｎは１以上の整数であり、Ｘ
   1n、Ｘ2n、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ7〜Ｒ9、及びＲ10〜Ｒ14が水素
   原子又は水素原子以外の任意の置換基からなるビニルピ
   リジン誘導体を含むことを特徴とする有機電界発光素
   子。
3. 【請求項３】 ２つの電極間に、発光層を含む有機化合
   物層が形成された有機電界発光素子において、 前記有機化合物層が、 下記一般式（３） 【化３】 で表され、該式（３）中のＸ11、Ｘ21、Ｒ1〜Ｒ5、Ｒ7
   〜Ｒ9及びＲ10〜Ｒ14は、水素原子又は水素原子以外の
   任意の置換基からなるビニルピリジン誘導体を含むこと
   を特徴とする有機電界発光素子。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３のいずれかに記載
   の有機電界発光素子において、 前記化学式（２）又は化学式（３）のＲ10〜Ｒ14の内の
   少なくとも１つは電子吸引基であることを特徴とする有
   機電界発光素子。
5. 【請求項５】 請求項２〜請求項４のいずれかひとつに
   記載の有機電界発光素子において、 前記化学式（２）又は化学式（３）のＲ1〜Ｒ5のうちの
   少なくとも１つは電子供与基であることを特徴とする有
   機電界発光素子。
6. 【請求項６】 下記一般式（１） 【化４】 で表され、該式中ｎは１以上の整数で、Ｘ1n、Ｘ2n及び
   Ｒ1〜Ｒ9が水素原子又は水素原子以外の任意の置換基で
   あるビニルピリジン誘導体化合物。