JP3117281B2 - テトラビニルピラジン化合物、その製造方法、それを用いた電界発光素子 - Google Patents

テトラビニルピラジン化合物、その製造方法、それを用いた電界発光素子

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JP3117281B2
JP3117281B2 JP04138963A JP13896392A JP3117281B2 JP 3117281 B2 JP3117281 B2 JP 3117281B2 JP 04138963 A JP04138963 A JP 04138963A JP 13896392 A JP13896392 A JP 13896392A JP 3117281 B2 JP3117281 B2 JP 3117281B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピラジン環の2,3,
5,6位にそれぞれビニル結合を有するテトラビニルピ
ラジン化合物、その製造方法、それを用いた電界発光素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の情報化の目覚ましい進展に伴い、
情報を表示する高品位な表示部材のニーズが高まってい
る。この部材用の素子として、エレクトロルミネッセン
ス(EL)を利用した電界発光素子(EL素子)が、そ
の視認性の良さ等の優れた性能から注目されている。従
来、無機微粒子を有機物質に分散した素子や、 ZnS等の
無機薄膜を絶縁体薄膜で挟んだ素子等、所謂真性型と呼
ばれるEL素子等が開発され、実用化されている。しか
しながら、これらの素子は、駆動電圧が高く、また青色
等の発光色が得られにくい等の問題がある。
【0003】一方、真性型EL素子の他に注入型EL素
子が得られている。この素子は、半導体等のp−n接合
に電子と正孔を注入し、その再結合により光を発生する
ものである。この素子の特徴としては、低電圧直流駆動
が可能で、また電流から光への変換効率が高いこと等で
あり、この材料には、主に GaP等の無機結晶半導体が用
いられている。しかしながら、発光色が限られているこ
と、大面積化が困難なこと等の問題がある。したがっ
て、駆動電圧が小さく、発光色が自由に選べ、しかも大
面積な素子の製造技術が求められている。
【0004】最近、新たに有機化合物の薄膜を用いた注
入型EL素子が報告され(C.W.Tang:Appl. Phys. Lett,
51(12), (1987) 193)、注目を集めている。これは、有
機化合物により発光色を自由に選択できること、低電圧
直流駆動が可能なこと、蒸着や塗布法等の薄膜形成法に
より大面積化が容易なこと等が期待できるからである。
しかしながら、これら有機化合物の薄膜を利用したEL
素子は、長時間動作させると発光輝度が低下する所謂劣
化があり、問題を残している。
【0005】劣化の原因として、発熱による有機化合物
の薄膜の変質が挙げられる。これは、電気から光エネル
ギーへの変換効率は現状では数%オーダーで、大部分の
電気エネルギーは、熱に変換されるためである。したが
って、劣化を改善するためには、熱安定性がよく、しか
も発光効率のよい有機化合物を用いた素子を見出す必要
があった。なお、有機薄膜EL素子用材料として、2,
5−ジスチリルピラジン誘導体が提案されたが(M.Noha
ra, :(hem.Lett. (1990) 189) 、素子の安定性に問題が
あった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電界
発光素子等の有機光電機能材料として用いるのに適し
た、発光効率が高く且つ熱安定性に優れた特定のテトラ
ビニルピラジン化合物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、特定の
テトラビニルピラジン化合物を含有する薄膜を発光層と
して用いた、発光効率が高く且つ熱安定性に優れたEL
素子を提供することにある。本発明者らは、上記目的を
達成すべく鋭意検討した結果、特定のテトラビニルピラ
ジン化合物が、有機光電機能材料として優れた性能を有
することを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発
明の第一の態様は、一般式(1)(化6)
【0008】
【化6】 (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素原子、
脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素
基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ
ル基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジア
ルキルアミノ基、ニトロ基、アシロキシ基、アシロキシ
カルボニル基を表わす。)で表わされるテトラビニルピ
ラジン化合物である。
【0009】本発明の第二の態様は、化学式(2)(化
7)
【0010】
【化7】 で表わされる2,3,5,6−テトラメチルピラジンと
一般式(3)(化8)
【0011】
【化8】 X−R−CHO (3) (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素、脂肪
族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、
ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル
基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジアル
キルアミノ基、ニトロ基を表わす。)で表わされるアル
デヒド化合物とを酸無水物の存在下で反応させることを
特徴とする上記一般式(1)で表わされるテトラビニル
ピラジン化合物の製造方法である。
【0012】本発明の第三の態様は2つの電極間に少な
くとも発光層を有するか正孔輸送層と発光層とが積層さ
れているか、又は正孔輸送層と発光層と電子輸送層とが
この順序で積層されている層構造の電界発光素子におい
て、該発光層が上記一般式(1)で表わされるテトラビ
ニルピラジン化合物を含有する薄膜であることを特徴と
する電界発光素子である。
【0013】上記一般式(1)で表わされる本発明の化
合物において、Rが表わす芳香族環の例としては、ベン
ゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン等が挙げられ
る。複素環としては、複素環の環を構成するヘテロ原子
が、酸素、窒素、イオウ等であり、構成ヘテロ原子が2
個以上の場合には、それらは相異ってもよい。複素環の
例としては、ピリジン、キノリン、フラン、チオフェ
ン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール等が挙げら
れる。
【0014】上記一般式(1)で表わされる本発明の化
合物において、Xは水素原子、脂肪族炭化水素基、脂環
式炭化水素基、芳香族炭化水素基、ハロゲン原子、水酸
基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボ
ニル基、アシルアミノ基、ジアルキルアミノ基、ニトロ
基、アシロキシ基、アシロキシカルボニル基である。こ
れらの例を挙げると、脂肪族炭化水素基ではメチル基、
エチル基等、脂環式炭化水素基ではシクロペンチル基、
シクロヘキシル基等、芳香族炭化水素基ではフェニル
基、ナフチル基等、ハロゲン原子では塩素、弗素等、ア
ルコキシ基ではメトキシ基、エトキシ基等、アルコキシ
カルボニル基ではメトキシカルボニル基、エトキシカル
ボニル基等、アシルアミノ基ではアセチルアミノ基等、
ジアルキルアミノ基ではジメチルアミノ基、ジエチルア
ミノ基等が挙げられる。また、一般式(1)において、
Rに置換基Xが1つ結合した化合物に限らず、2つ以上
結合したものも合成することが出来る。
【0015】以下に、本発明の化合物の代表例につき例
示する。
【0016】まず一般式(1)において置換基Xが水素
原子の場合、Rが芳香族環である化合物としては、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(フェニル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(1−ナフ
テル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(2−ナフテル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(1−アンスイル)ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−ア
ンスイル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−(9−アンスイル)ビニル〕ピラジン等が挙
げられる。Rが複素環である化合物としては、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(2−ピリジル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−ピリ
ジル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(4−ピリジル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(2−キノリル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−キノ
リル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(4−キノリル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(5−キノリル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(6−キノ
リル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(7−キノリル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(8−キノリル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−フリ
ル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(3−フリル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−(2−チエニル)ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−チエニ
ル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(ベンゾオキサゾル)ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(ベンゾチアゾル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3
−チエニル)ビニル〕ピラジン等が挙げられる。
【0017】置換基Xが水素原子以外では、Rが芳香族
環で、Xが脂肪族炭化水素基である化合物としては、
2,3,5,6−テトラキス〔2−(p−トリル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(o
−トリル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−(m−トリル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(p−エチルフェニル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(o
−エチルフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6
−テトラキス〔2−(m−エチルフェニル)ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(p−プロ
ピルフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−(o−プロピルフェニル)ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(m−プロピ
ルフェニル)ビニル〕ピラジン等、Xが脂環式炭化水素
基である化合物としては、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(2−シクロヘキシルフェニル)ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−シクロヘ
キシルフェニル)ビニル〕ピラジン等、Xが芳香族炭化
水素基である化合物としては、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−(2−ビフェニル)ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(3−ビフェニル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(4
−ビフェニル)ビニル〕ピラジン等、Xがハロゲン原子
である化合物としては、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(4−クロロフェニル)ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(3−クロロフェニル)
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
(2−クロロフェニル)ビニル〕ピラジン等、
【0018】Xが水酸基である化合物としては、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(4−ヒドロキシフェニ
ル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(3−ヒドロキシフェニル)ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−ヒドロキシフ
ェニル)ビニル〕ピラジン等、Xがアルコキシ基である
化合物としては、2,3,5,6−テトラキス〔2−
(4−メトキシフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(3−メトキシフェニル)ビ
ニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
(2−メトキシフェニル)ビニル〕ピラジン等、Xがカ
ルボキシル基である化合物としては、2,3,5,6−
テトラキス〔2−(2−カルボキシフェニル)ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−カ
ルボキシフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6
−テトラキス〔2−(4−カルボキシフェニル)ビニ
ル〕ピラジン等、
【0019】Xがアルコキシカルボニル基である化合物
としては、2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−メ
トキシカルボニルフェニル)ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(3−メトキシカルボニ
ルフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テト
ラキス〔2−(4−メトキシカルボニルフェニル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(2
−エトキシカルボニルフェニル)ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−(3−エトキシカル
ボニルフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−
テトラキス〔2−(4−エトキシカルボニルフェニル)
ビニル〕ピラジン等、Xがアシルアミノ基である化合物
としては、2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−ア
セチルアミノフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(3−アセチルアミノフェニ
ル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(4−アセチルアミノフェニル)ビニル〕ピラジ
ン等、Xがジアルキルアミノ基である化合物としては、
2,3,5,6−テトラキス〔2−(2−ジメチルアミ
ノフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テト
ラキス〔2−(3−ジメチルアミノフェニル)ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−ジ
メチルアミノフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(2−ジエチルアミノフェニ
ル)ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−(3−ジエチルアミノフェニル)ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−ジエチル
アミノフェzル)ビニル〕ピラジン等、Xがニトロ基で
ある化合物としては、2,3,5,6−テトラキス〔2
−(2−ニトロフェニル)ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(3−ニトロフェニル)ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−(4
−ニトロフェニル)ビニル〕ピラジン等が挙げられる。
【0020】Rが複素環で、置換基Xが脂肪族炭化水素
である化合物としては、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−メチル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−メチ
ル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−メチル)−2−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(6−メチル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(2−メチ
ル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(4−メチル)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−メチル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−メチ
ル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−メチル)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(6−メチル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(2−メチ
ル)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(3−メチル)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−エチル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−エチ
ル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−エチル)−2−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(6−エチル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−エチ
ル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(4−エチル)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(5−エチル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−エチ
ル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(2−エチル)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−エチル)−4−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン等、
【0021】Xが脂環式炭化水素基である化合物として
は、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−シクロ
ヘキシル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(4−シクロヘキシ
ル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−シクロヘキシル)−2−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(6−シクロヘキシル)−2−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(2−シクロヘキシル)−3−ピリジル}ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−シ
クロヘキシル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−シクロヘキ
シル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(6−シクロヘキシル)−
3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(2−シクロヘキシル)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−シクロヘキシル)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン等、
【0022】Xが芳香族炭化水素基である化合物として
は、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−フェニ
ル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(4−フェニル)−2−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(5−フェニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−フ
ェニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(2−フェニル)−3−ピ
リジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキ
ス〔2−{(4−フェニル)−3−ピリジル}ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−
フェニル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(6−フェニル)−3
−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テト
ラキス〔2−{(2−フェニル)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(3−フェニル)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{( 3−(1−
ナフチル)) −2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{( 4−(1−ナフチ
ル))−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
【0023】2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5
−(1−ナチテル))−2−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−(1−
ナフチル))−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(2−(1−ナフチ
ル))−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(4−(1−ナフチル))
−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−
テトラキス〔2−{(5−(1−ナフチル))−3−ピ
リジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキ
ス〔2−{(6−(1−ナフチル))−3−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(2−(1−ナフチル))−4−ピリジル}ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−
(2−ナフチル))−4−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−(2−
ナフチル))−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(4−(2−ナフチ
ル))−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(5−(2−ナフチル))
−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−
テトラキス〔2−{(6−(2−ナフチル))−2−ピ
リジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキ
ス〔2−{(2−(2−ナフチル))−3−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(4−(2−ナフチル))−3−ピリジル}ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−
(2−ナフチル))−3−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−(2−
ナフチル))−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(2−(2−ナフチ
ル))−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(3−(2−ナフチル))
−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン等、
【0024】Xがハロゲン原子である化合物としては、
2,3,5,6−テトラキス〔{2−(3−クロロ)−
2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(4−クロロ)−2−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(5−クロロ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−クロロ)−
2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(2−クロロ)−3−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(4−クロロ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−クロロ)−
3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(6−クロロ)−3−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(2−クロロ)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−クロロ)−
4−ピリジル}ビニル〕ピラジン等、
【0025】Xが水酸基である化合物としては、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(3−ヒドロキシ)−
2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(4−ヒドロキシ)−2−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(5−ヒドロキシ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−ヒドロ
キシ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(2−ヒドロキシ)−3−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(4−ヒドロキシ)−3−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(5−ヒドロキシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−ヒドロ
キシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(2−ヒドロキシ)−4−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(3−ヒドロキシ)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン等、
【0026】Xがアルコキシ基である化合物としては、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−メトキシ)
−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−
テトラキス〔2−{(4−メトキシ)−2−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(5−メトキシ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(6−メトキ
シ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(2−メトキシ)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(4−メトキシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−メ
トキシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(6−メトキシ)−3−ピ
リジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキ
ス〔2−{(2−メトキシ)−4−ピリジル}ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−
メトキシ)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン等、
【0027】Xがカルボキシル基である化合物として
は、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−カルボ
キシ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(4−カルボキシ)−2−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(5−カルボキシ)−2−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(6−カルボキシ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(2−カルボ
キシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(4−カルボキシ)−3−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(5−カルボキシ)−3−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(6−カルボキシ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(2−カルボ
キシ)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(3−カルボキシ
【0028】)−4−ピリジル}ビニル〕ピラジン等、
【0029】Xがアルコキシカルボニル基である化合物
としては、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−
メトキシカルボニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジ
ン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−メトキ
シカルボニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−メトキシカ
ルボニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(6−メトキシカルボ
ニル)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(2−メトキシカルボニ
ル)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(4−メトキシカルボニル)−
3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(5−メトキシカルボニル)−3−ピ
リジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキ
ス〔2−{(6−メトキシカルボニル)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(2−メトキシカルボニル)−4−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(3−メトキシカルボニル)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン等、
【0030】Xがアシルアミノ基であるカルボニルとし
ては、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−アセ
チルアミノ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(4−アセチルアミ
ノ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−アセチルアミノ)−2−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{6−アセチルアミノ)−2−ピリジル}ビ
ニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(2−アセチルアミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−ア
セチルアミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−アセチルア
ミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(6−アセチルアミノ)−
3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(2−アセチルアミノ)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−アセチルアミノ)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン等、
【0031】Xがジアルキルアミノ基である化合物とし
ては、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(3−ジメ
チルアミノ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(4−ジメチルアミ
ノ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−ジメチルアミノ)−2−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(6−ジメチルアミノ)−2−ピリジル}
ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−
{(2−ジメチルアミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピ
ラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−ジ
メチルアミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、
2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−ジメチルア
ミノ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(6−ジメチルアミノ)−
3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テ
トラキス〔2−{(2−ジメチルアミノ)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(3−ジメチルアミノ)−4−ピリジル}ビニ
ル〕ピラジン等、
【0032】Xがニトロ基である化合物としては、2,
3,5,6−テトラキス〔2−{(3−ニトロ)−2−
ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラ
キス〔2−{(4−ニトロ)−2−ピリジル}ビニル〕
ピラジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(5−
ニトロ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,
5,6−テトラキス〔2−{(6−ニトロ)−2−ピリ
ジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(2−ニトロ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔2−{(4−ニト
ロ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(5−ニトロ)−3−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,6−テトラキス
〔2−{(6−ニトロ)−3−ピリジル}ビニル〕ピラ
ジン、2,3,5,6−テトラキス〔{4−(2−ニト
ロ)−2−ピリジル}ビニル〕ピラジン、2,3,5,
6−テトラキス〔2−{(3−ニトロ)−4−ピリジ
ル}ビニル〕ピラジン等、Xがアシロキシ基である化合
物としては、2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−
ベンゾイルオキシフェニル)ビニル〕ピラジン、Xがア
シロキシカルボニル基である化合物としては、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(4−ベンゾイルオキシカル
ボニルフェニル)ビニル〕ピラジン等が挙げられる。
【0033】上記に例示したテトラビニルピラジン化合
物は、化学式(2)(化9)
【0034】
【化9】 で表わされる2,3,5,6−テトラメチルピラジンと
一般式(3)(化10)
【0035】
【化10】 X−R−CHO (3) で表わされるアルデヒド化合物を酸無水物の存在下で反
応させて製造される。本発明で使用される酸無水物とし
ては、無水安息香酸、無水酢酸、無水酪酸等が挙げら
れ、好ましくは無水安息香酸が用いられる。また、塩化
亜鉛等の無機系の脱水剤も利用することができるが、反
応速度等の制約があり、酸無水物の方が好ましい。反応
温度は、50から300℃、好ましくは150から25
0℃の範囲であり、反応時間は反応温度により異なる
が、数時間から20時間の範囲である。反応時の雰囲気
は、原料化合物の酸化等の副反応を防ぐために、系内に
窒素等の不活性ガスを流通あるいは充満させる。反応原
料であるテトラメチルピラジンとアルデヒド化合物との
量的関係は、アルデヒド化合物を過剰に存在せしめるこ
とが好ましく、そのモル比率は、1:1〜20、好まし
くは1:5〜15の範囲である。この時のアルデヒド化
合物と酸無水物との相対割合は、モル比率でほぼ等量で
あることが好ましい。
【0036】上記に例示した本発明のテトラビニルピラ
ジン化合物は一般式(1)においてX−R−で表わされ
る4つの置換基がすべて同一である対称性化合物である
が、4つの置換基の一部あるいはすべてが異なる非対称
のテトラビニルピラジン化合物を同様の方法で製造する
ことができる。この場合、同時に置換基を導入する方法
と逐次的に導入する方法があり、同時に導入する場合に
は、各アルデヒド化合物のテトラメチルピラジンとの反
応速度を求め、その結果を基にアルデヒド化合物の仕込
み比を決定する。一方、逐次的に導入する場合には、反
応速度の遅いものから反応させ、反応時間を制御するこ
とにより、導入置換基の数を制御し、逐次、対称となる
アルデヒド化合物を反応させることにより非対称テトラ
ビニルピラジン化合物を製造することができる。上記製
造法により得られる非対称テトラビニルピラジン化合物
は、単一組成でない場合もあるが、溶媒分別、再結晶、
カラム分離等の分離手段により単一化合物とすることが
できる。
【0037】また、置換基Xが水酸基およびカルボキシ
ル基である化合物は、上記製造法における酸無水物の存
在下では、一部または大部分がエステルまたは酸無水物
の形で存在するが、生成物を加水分解することにより、
容易に置換基Xを水酸基およびカルボキシル基にするこ
とができる。
【0038】本発明の式(1)で規定されるテトラビニ
ルピラジンカルボニルは、薄膜発光素子や非線形光学素
子等の原料として有用である。
【0039】本発明のEL素子の1つの重要な実施の形
態は、テトラビニルピラジン化合物を含有する薄膜が発
光層として正孔注入用電極(以後第1電極と呼ぶ)と電
子注入電極(以後第2電極と呼ぶ)との間に少なくとも
1つの挟みこまれた構造である。より具体的には2つの
電極間に少なくとも発光層を有するか、正孔輸送層と発
光層が積層されているか、又は正孔輸送層と発光層と電
子輸送層がこの順序で積層されているものが好ましい実
施の態様である。該好ましい実施の形態を図示すると、
図1〜図4が挙げられる。図1は、テトラビニルピラジ
ン化合物を含む有機薄膜層(1)の1層よりなる素子で
ある。テトラビニルピラジン化合物を含む有機薄膜層
は、テトラビニルピラジン化合物単独でも良いし、正孔
輸送材料、電子輸送材料、または正孔輸送材料と電子輸
送材料と混合してもよい。図2は、テトラビニルピラジ
ン化合物を含む有機薄膜層(1)と正孔輸送材料の薄膜
層(5)の2層構造の素子であり、図3はテトラビニル
ピラジン化合物を含む有機薄膜層(1)と電子輸送材料
の薄膜層(6)との2層構造の素子である。何れも、テ
トラビニルピラジン化合物を含む有機薄膜層は、テトラ
ビニルピラジン化合物単独でも良いし、正孔輸送材料、
電子輸送材料、または正孔輸送材料と電子輸送材料と混
合してもよい。
【0040】図4は、正孔輸送材料の薄膜層(5)と、
テトラビニルピラジン化合物を含む有機薄膜層(1)
と、電子輸送材料の薄膜層(6)とよりなる3層構造の
素子である。勿論、テトラビニルピラジン化合物を含む
有機薄膜層は、テトラビニルピラジン化合物単独でも良
いし、正孔輸送材料、電子輸送材料、または正孔輸送材
料と電子輸送材料と混合してもよい。図1から図4にお
いて、(2)は透明導電膜等の第1電極、(3)は金属
電極等の第2電極、(4)はガラス基板等の支持基板で
ある。(2)には電源のプラス、(3)には電源のマイ
ナスを印加するように結線される。これらの素子構造
は、特に限定されるものではなく、テトラビニルピラジ
ン化合物を含有する薄膜の性質に応じて適宜選択され
る。これらテトラビニルピラジン化合物を含有する薄膜
とは、一般式(1)で表わされる化合物の一つまたはそ
れ以上のものから形成される。要するに、本発明におい
て重要なことは、テトラビニルピラジン化合物が含有さ
れた薄膜を用いることである。
【0041】薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、昇
華法、塗布法等の形成方法が適宜用いられる。薄膜の構
造は、非結晶質、微結晶質、微結晶を含む非結晶質、多
結晶、単結晶の薄膜等それぞれ適宜用いられる。好まし
くは、ピンホールがなく膜厚が均一になる薄膜が選択さ
れる。薄膜の厚みは、特に限定するものではないが、通
常50〜5000Å程度が採用される。勿論、この外の
範囲を使用することも可能である。
【0042】次に、正孔輸送性薄膜について説明する。
【0043】正孔輸送性薄膜は、正孔輸送性を有する有
機薄膜や無機薄膜が用いられる。有機薄膜では、正孔輸
送性を持つ公知の有機材料を用いてよく、特に限定する
ものではないが、好ましくは、N,N’−ジフェニル−
N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)−1,1’−
ジフェニル−4,4’- ジアミン等のジアミン化合物や
銅フタロシアニン等のフタロシアニン化合物、ポリビニ
ルカルバゾールやポリメチルフェニルシラン等のポリマ
ー化合物が挙げられる。
【0044】薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、昇
華法、塗布法等の形成方法が適宜用いられる。また、こ
れらの有機材料を混合したり積層したりして形成した薄
膜を用いることも勿論可能である。厚みは特に限定はさ
れないが、通常、10〜3000Å程度が使用される。
勿論、これ以外のものも使用可能である。無機薄膜とし
ては、非結晶質や微結晶質の半導体薄膜が用いられる。
好ましくは、Si系材料やSiC系材料等が挙げられ
る。より好ましくは、水素化非結晶質、SiC、水素化
微結晶質Si、水素化微結晶質SiC等が挙げられる。
又、この薄膜は、組成変調やドーピングおよび積層構造
などで正孔伝導性にする。厚みは特に限定されないが、
通常、10〜3000Å程度が使用される。勿論、これ
以外のものも使用可能である。無機薄膜の製造方法とし
ては、光CVD法、プラズマCVD法、熱CVD法、M
BE法、蒸着法、スパッタ法などの各種の薄膜形成方法
が用いられる。
【0045】次に、電子輸送性薄膜について説明する。
電子輸送性薄膜は、電子輸送性を有する有機薄膜や無機
薄膜が用いられる。有機薄膜では、電子輸送性を持つ公
知の有機材料を用いてよく、特に限定するものではない
が、好ましくは、トリス−(8−ヒドロキシキノリノー
ル)アルミニュームの金属錯体化合物、2,5−ビス
(4’−ジエチルアミノフェニル)−1,2,4−オキ
サジアゾール等のオキサジアゾール化合物等が挙げられ
る。
【0046】薄膜の形成方法としては、真空蒸着法、昇
華法、塗布法等の形成方法が適宜用いられる。また、こ
れらの有機材料を混合したり積層したりして形成した薄
膜を用いることも勿論可能である。厚みは特に限定され
ないが、通常、10〜3000Å程度が使用される。勿
論、これ以外のものも使用可能である。無機薄膜として
は、非結晶質や微結晶質の半導体薄膜が用いられる。好
ましくは、Si系材料やSiC系材料等が挙げられる。
より好ましくは、水素化非結晶質SiC、水素化微結晶
質Si、水素化微結晶質SiC等が挙げられる。又、こ
の薄膜は、組成変調やドーピングおよび積層構造などで
電子伝導性にする。厚みは特に限定されないが、通常、
10〜3000Å程度が使用される。勿論、これ以外の
ものも使用可能である。無機薄膜の製造方法としては、
光CVD法、プラズマCVD法、熱CVD法、MBE
法、蒸着法、スパッタ法などの各種の薄膜形成方法が用
いられる。
【0047】次に、第1電極について説明する。電極材
料は、金属、合金、金属酸化物、金属シリサイド等の薄
膜、伝導性高分子等の薄膜、及びそれらを積層した薄膜
などが用いられる。より好ましくは、酸化スズ(SnO
2)、酸化インジューム(ITO)、酸化亜鉛(ZnO)
などの透明導電膜、金( Au)金属、ポリアリーレンビ
ニレン、ポリチオフェン等の伝導性高分子等が挙げられ
る。
【0048】さらに、第2電極について説明する。電極
材料は、金属、合金、金属酸化物、金属シリサイドなど
の薄膜、およびそれらを積層した薄膜などが用いられ
る。好ましくは、Mg等の元素周期律表第II族、Al等
の第III 族の金属の薄膜、Mg−Ag等の第II−I族金
属合金膜、Mg−In等の第II−III 族金属合金膜等が
挙げられる。上記電極の厚みは特に限定されないが、通
常、10〜5000Å程度が使用される。勿論、これ以
外のものも使用可能である。また、上記電極の製造方法
としては、蒸着法、スパッタ法、電界重合法、塗布法な
どの薄膜形成方法が適宜用いられる。
【0049】次に、本発明におけるEL素子の作成方法
と、評価方法について説明する。電子ビーム真空蒸着法
によりガラス基板上に透明導電膜を形成する。その後、
ヒータ線(1φ5回巻き)を巻いた複数個の石英ボード
(1cc)に正孔輸送材料、発光材料、電子輸送性材料
を、それぞれ数mgずついれる。真空中でヒータ線に電流
(8A)流し、加熱して蒸着するが、性質の異なる薄膜
を積層する時は、それぞれのボードに順次電流を流し蒸
着する。また、性質の異なる材料を混合する時は、同時
にボードに電流を流し、蒸着速度をモニターしながら、
混合比率を決め共蒸着を行う。この時の真空度は5×1
-5(Torr)程度で行う。膜厚のモニタは水晶振動
子により行う。蒸着される膜厚は、水晶振動子の周波数
と、蒸着膜を触針式の膜厚計によりあらかじめ作成した
振動数と膜厚の相関データから膜厚を周波数から決定し
た。この蒸着された基板を大気中に取り出し、別の真空
蒸着装置の金属マスク上に置き、金属が一部蒸着されな
いようにした。さらに、タングステンの巻線(0.5φ
4回巻き)に金属の粒をのせ、真空度が約2×10
-6(Torr)まで真空排気して、タングステン線に電
流を約12Aを流し、金属を蒸着した。この蒸着された
基板を大気中に取り出し、透明導電膜の部分に直流電源
のプラス電圧端子、金属の部分に直流電源のマイナス電
圧端子を取り付け、直流電源のボリュームを徐々に上げ
ながら、その時示される電圧と電流と発光する輝度を測
定装置により観測した。尚、電界発光素子材料として用
いる場合には、一般式(1)の置換基Xが水素原子、ア
ルキル基、ハロゲン原子、フェニル基、ジアルキルアミ
ノ基又はアルコキシ基である化合物が好ましい。
【0050】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 実施例1 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、200mlのナ
ス型フラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン
3.00g(0.022mol)、ベンズアルデヒド2
8.05g(0.264mol)および無水安息香酸5
9.72g(0.264mol)を加え、窒素ガスを少
しずつ流しながらシリコンバス中、バス温度230℃で
10時間加熱反応する。反応後、加熱を止め、液温が6
0〜65℃になったところで、エタノール100mlを
加え、一夜放置する。析出した結晶は減圧濾過する。濾
紙上の結晶は、エタノールで数回洗浄し、減圧乾燥す
る。乾燥後トルエンから再結晶すると、2,3,5,6
−テトラキス〔2−(フェニル)ビニル〕ピラジンの淡
黄褐色針状結晶が得られた。収量5.19g(収率4
8.3%)であった。得られた2,3,5,6−テトラ
キス〔2−(フェニル)ビニル〕ピラジンの融点は26
1.5〜263.5℃であり、そのマススペクトルおよ
びNMRスペクトルは図5および図6の通りであった。
【0051】実施例2 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、200mlのナ
ス型フラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン
2.00g(0.0147mol)、4−メチルベンズ
アルデヒド21.17g(0.176mol)および無
水安息香酸39.88g(0.176mol)を加え、
窒素ガスを少しずつ流しながらシリコンバス中、バス温
度240℃で10時間加熱反応する。反応後、加熱を止
め、液温が60〜65℃になったところで、エタノール
100mlを加え、一夜放置する。析出した結晶は減圧
濾過する。濾紙上の結晶は、エタノールで数回洗浄し、
減圧乾燥する。乾燥後トルエンから再結晶すると、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(4−メチルフェニル)
ビニル〕ピラジンの山吹色針状結晶が得られた。収量
5.19g(収率48.3%)であった。得られた2,
3,5,6−テトラキス〔2−(4−メチルフェニル)
ビニル〕ピラジンの融点は283〜286℃であり、そ
のマススペクトルおよびNMRスペクトルは図7および
図8の通りであった。
【0052】実施例3 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、200mlのナ
ス型フラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン
2.00g(0.0147moll)、4−クロロベン
ズアルデヒド24.74g(0.176mol)および
無水安息香酸39.88g(0.176mol)を加
え、窒素ガスを少しずつ流しながらシリコンバス中、バ
ス温度240℃で10時間加熱反応する。反応後、加熱
を止め、液温が60〜65℃になったところで、エタノ
ール100mlを加え、一夜放置する。析出した結晶は
減圧濾過する。濾紙上の結晶は、エタノールで数回洗浄
し、減圧乾燥する。乾燥後トルエンから再結晶すると、
2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−クロロフェニ
ル)ビニル〕ピラジンのオレンジ色針状結晶が得られ
た。収量5.83g(収率63.3%)であった。得ら
れた2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−クロロフ
ェニル)ビニル〕ピラジンの融点は317〜318℃で
あり、そのマススペクトルおよびNMRスペクトルは図
9および図10の通りであった。
【0053】実施例4 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、200mlのナ
ス型フラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン
2.00g(0.0147moll)、1−ナフチルア
ルデヒド27.53g(0.176mol)および無水
安息香酸39.88g(0.176mol)を加え、窒
素ガスを少しずつ流しながらシリコンバス中、バス温度
230℃で9時間加熱反応する。反応後、加熱を止め、
液温が60〜65℃になったところで、エタノール10
0mlを加え、一夜放置する。析出した結晶は減圧濾過
する。濾紙上の結晶は、エタノールで数回洗浄し、減圧
乾燥する。乾燥後トルエンから再結晶すると、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(1−ナフチル)ビニル〕ピ
ラジンの赤色針状結晶が得られた。収量0.21g(収
率2.1%)であった。得られた2,3,5,6−テト
ラキス〔2−(1−ナフチル)ビニル〕ピラジンの融点
は311〜315℃であり、そのマススペクトルおよび
NMRスペクトルは図11および図12の通りであっ
た。
【0054】実施例5 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、300mlのフ
ラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン3.0
0g(0.022mol)、ピリジン−3−アルデヒド
28.31g(0.264mol)と無水酪酸41.7
6g(0.264mol)を加え、窒素ガスを流しなが
ら230℃で7時間加熱する。反応後、室温近くまで冷
やしてから、水酸化ナトリウム水溶液(25.34gN
aOH/100ml H2 O)を加え、攪拌する。これ
に塩化メチレン130mlを加え、攪拌後一夜放置す
る。塩化メチレン層に固体が析出するので、水層を除い
てから固体を濾別する。これを乾燥後、ジメチルホルム
アミド(DMF)より再結晶すると、2,3,5,6−
テトラキス〔2−(3−ピリジル)ビニル〕ピラジンの
オレンジ色針状結晶4.34g(40.11%)が得ら
れた。得られた2,3,5,6−テトラキス〔2−(3
−ピリジル)ビニル〕ピラジンの融点は300〜302
℃であった。マススペクトルとNMRスペクトルから上
記化合物であることを確認した。
【0055】実施例6 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた、500mlのフ
ラスコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン3.0
0g(0.022mol)、p−ヒドロキシベンズアル
デヒド32.24g(0.264mol)、無水安息香
酸59.80g(0.264mol)とデカリン100
mlを入れ、窒素ガスを流しながら7時間還流する。反
応後、50℃近くまで冷やしてから、エタノール200
mlを加え、一夜放置する。析出した固体を乾燥後、D
MFエタノール混合溶媒で再結晶すると、2,3,5,
6−テトラキス〔2−(4−ベンゾイルオキシフェニ
ル)ビニル〕ピラジンの黄色針状結晶11.28g(5
2.96%)が得られた。得られた2,3,5,6−テ
トラキス〔2−(4−ベンゾイルオキシフェニル)ビニ
ル〕ピラジンの融点は249〜251℃であった。マス
スペクトルとNMRスペクトルから上記化合物であるこ
とを確認した。
【0056】実施例7 還流冷却器を付けた、200mlのフラスコに2,3,
5,6−テトラキス〔2−(4−ベンゾイルオキシフェ
ニル)ビニル〕ピラジンを2.13g(0.022mo
l)を入れ、DMF30mlに溶解する。これに、3%
水酸化ナトリウム141mlを加え、90℃で1時間加
熱反応させる。反応後、室温まで冷し、アセトン100
mlを加え、よく攪拌する。次に固体を濾別し、溶液を
濃縮する。これにメタノールを加えると固体が析出す
る。そのまま加熱溶解し、再結晶すると、2,3,5,
6−テトラキス〔2−(4−ヒドロキシフェニル)ビニ
ル〕ピラジンの固体結晶が得られた。マススペクトルと
NMRスペクトルから上記化合物であることを確認し
た。
【0057】実施例8 還流冷却器、窒素ガス導入管を付けた500mlのフラ
スコに2,3,5,6−テトラメチルピラジン3.00
g(0.022mol)、p−フォルミル安息香酸3
9.63g(0.264mol)、無水安息香酸59.
80g(0.264mol)とデカリン150mlを入
れ、窒素ガスを流しながら5時間還流する。反応後、一
夜放置する。黄色の固体が析出する。これに、エタノー
ル200mol加え、時間攪拌する。濾別、乾燥すると
2,3,5,6−テトラキス〔2−(4−ベンゾイルオ
キシカルボニルフェニル)ビニル〕ピラジンの黄色の固
体30.63gが得られた。マススペクトルとNMRス
ペクトルから上記化合物であることを確認した。
【0058】実施例9 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−
1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を6
00Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(フェニル)ビニル〕ピラジ
ンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用いて、600Å
形成して発光層とした。さらに、Mg金属薄膜を抵抗加
熱蒸着法を用いて、堆積して第2電極とし、図2に示す
EL素子得た。なおMg金属の蒸着膜の面積は1cm角
である。この素子に、ITO側にプラス、Mg側にマス
ナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で室内蛍光
灯下で確認できる明るい黄色の発光が観測された。直流
印加電圧13V、電流密度56mA/cm2 において輝
度1100(cd/m2)であった。また、数100(c
d/m2 )の輝度で数1000時間の長時間連続動作が
確認され、高輝度で安定なEL素子特性を示した。
【0059】実施例10 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−
1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を6
00Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(フェニル)ビニル〕ピラジ
ンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用いて、300Å
形成して発光層とした。この層の上に、抵抗加熱真空蒸
着法を用いてトリス−(8−ヒドロキシキノリノール)
アルミニュームの薄膜を300Å形成して、電子輸送性
薄膜とした。さらにMg金属薄膜を抵抗加熱蒸着法を用
いて、堆積した第2電極とし、図4に示すEL素子を得
た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は1cm角である。
この素子に、ITO側にプラス、Mg側にマスナスの電
圧を印加したとき、十数ボルト以上で室内蛍光灯下で確
認できる明るい黄色の発光が観測された。直流印加電圧
28V、電流密度156mA/cm2 において輝度33
57(cd/m2)であった。また、数100(cd/m
2 )の輝度で数1000時間の長時間連続動作が確認さ
れ、高輝度で安定なEL素子特性を示した。
【0060】実施例11 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)
−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を
600Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(4−メチルフェニル)
ビニル〕ピラジンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用
いて、300Å形成して発光層とした。この層の上に、
抵抗加熱真空蒸着法を用いてトリス−(8−ヒドロキシ
キノリノール)アルミニュームの薄膜を300Å形成し
て、電子輸送性薄膜とした。さらにMg金属薄膜を抵抗
加熱蒸着法を用いて、堆積した第2電極とし、図4に示
すEL素子を得た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は1
cm角である。この素子に、ITO側にプラス、Mg側
にマスナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で室
内蛍光灯下で確認できる明るい黄色の発光が観測され
た。直流印加電圧32V、電流密度151mA/cm2
において輝度4069(cd/m2)であった。また、数
100(cd/m2 )の輝度で数1000時間の長時間
連続動作が確認され、高輝度で安定なEL素子特性を示
した。
【0061】実施例12 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)
−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を
600Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(4−クロロフェニル)
ビニル〕ピラジンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用
いて、300Å形成して発光層とした。この層の上に、
抵抗加熱真空蒸着法を用いてトリス−(8−ヒドロキシ
キノリノール)アルミニュームの薄膜を300Å形成し
て、電子輸送性薄膜とした。さらにMg金属薄膜を抵抗
加熱蒸着法を用いて、堆積した第2電極とし、図4に示
すEL素子を得た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は1
cm角である。この素子に、ITO側にプラス、Mg側
にマスナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で室
内蛍光灯下で確認できる明るい黄色の発光が観測され
た。直流印加電圧35V、電流密度75mA/cm2
おいて輝度1513(cd/m2)であった。また、数1
00(cd/m2 )の輝度で数1000時間の長時間連
続動作が確認され、高輝度で安定なEL素子特性を示し
た。
【0062】実施例13 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)
−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を
600Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(1−ナフチル)ビニ
ル〕ピラジンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用い
て、300Å形成して発光層とした。この層の上に、抵
抗加熱真空蒸着法を用いてトリス−(8−ヒドロキシキ
ノリノール)アルミニュームの薄膜を300Å形成し
て、電子輸送性薄膜とした。更にMg金属薄膜を抵抗加
熱蒸着法を用いて、堆積して第2電極とし、図4に示す
EL素子を得た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は1c
m角である。この素子に、ITO側にプラス、Mg側に
マスナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で室内
蛍光灯下で確認できる明るい黄色の発光が観測された。
直流印加電圧29V、電流密度80mA/cm2 におい
て輝度752(cd/m2)であった。また、数100
(cd/m2 )の輝度で数1000時間の長時間連続動
作が確認され、高輝度で安定なEL素子特性を示した。
【0063】実施例14 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−
1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を6
00Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,3,
5,6−テトラキス〔2−(3−ピリジル)ビニル〕ピ
ラジンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用いて、60
0Å形成して発光層とした。さらに、Mg金属薄膜を抵
抗加熱蒸着法を用いて、堆積して第2電極とし、図2に
示すEL素子を得た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は
1cm角である。この素子に、ITO側にプラス、Mg
側にマスナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で
室内蛍光灯下で確認できる明るいオレンジ色の発光が観
測された。直流印加電圧24V、電流密度77mA/c
2 において輝度250(cd/m2)であった。また、
数100(cd/m2 )の輝度で数1000時間の長時
間連続動作が確認され、高輝度で安定なEL素子特性を
示した。
【0064】実施例15 ガラス基板上にITO膜を膜厚1000Å形成し、第1
電極とした。抵抗加熱真空蒸着法を用いて、N,N’−
ジフェニル−N,N’−ビス−(3−メチルフェニル)
−1,1’−ジフェニル−4,4’−ジアミンの薄膜を
600Å形成して正孔輸送性薄膜とした。次に、2,
3,5,6−テトラキス〔2−(3−ピリジル)ビニ
ル〕ピラジンの有機薄膜を抵抗加熱真空蒸着法を用い
て、300Å形成して発光層とした。この層の上に、抵
抗加熱真空蒸着法を用いて、トリス−(8−ヒドロキシ
キノリノール)アルミニュームの薄膜を300Å形成し
て、電子輸送性薄膜とした。更に、Mg金属薄膜を抵抗
加熱蒸着法を用いて、堆積して第2電極とし、図4に示
すEL素子を得た。なお、Mg金属の蒸着膜の面積は1
cm角である。この素子に、ITO側にプラス、Mg側
にマスナスの電圧を印加したとき、十数ボルト以上で室
内蛍光灯下で確認できる明るいオレンジ色の発光が観測
された。直流印加電圧23V、電流密度21mA/cm
2 において輝度120(cd/m2)であった。また、数
100(cd/m2 )の輝度で数1000時間の長時間
連続動作が確認され、高輝度で安定なEL素子特性を示
した。
【0065】上記の実施例9〜15から明らかなよう
に、本発明により、高い発光性と熱安定性を有し、かつ
均一薄膜が形成された、長時間の動作に耐えられる電界
発光素子が提供される。
【0066】
【発明の効果】発光効率が高く且つ熱安定性に優れた一
般式(1)(化11)
【0067】
【化11】 (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素原子、
脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素
基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ
基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジアル
キルアミノ基、ニトロ基、アシロキシ基、アシロキシカ
ルボニル基を表わす。)で表わされるテトラビニルピラ
ジン化合物および該化合物を用いた電界発光素子が提供
される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL素子の構成例を示す概略断面図。
【図2】本発明のEL素子の構成例を示す概略断面図。
【図3】本発明のEL素子の構成例を示す概略断面図。
【図4】本発明のEL素子の構成例を示す概略断面図。
【図5】実施例1で得られた本発明の化合物のマススペ
クトル。
【図6】実施例1で得られた本発明の化合物の 1H−N
MRのスペクトル。
【図7】実施例2で得られた本発明の化合物のマススペ
クトル。
【図8】実施例2で得られた本発明の化合物の 1H−N
MRのスペクトル。
【図9】実施例3で得られた本発明の化合物のマススペ
クトル。
【図10】実施例3で得られた本発明の化合物の 1H−
NMRのスペクトル。
【図11】実施例4で得られた本発明の化合物のマスス
ペクトル。
【図12】実施例4で得られた本発明の化合物の 1H−
NMRのスペクトル。
【符号の説明】
1 テトラビニルピラジン化合物を含む有機薄膜層 2 第1電極 3 第2電極 4 支持基板 5 正孔輸送材料の薄膜層 6 電子輸送材料の薄膜層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C07D 417/14 C07D 417/14 C09K 11/00 C09K 11/00 F 11/06 650 11/06 650 H05B 33/14 H05B 33/14 //(C07D 401/14 213:00 241:00) (C07D 401/14 215:00 241:00) (C07D 405/14 241:00 307:00) (C07D 409/14 241:00 333:00) (C07D 413/14 241:00 263:00) (C07D 417/14 241:00 277:00) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07D 241/12 C07D 401/14 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(1)(化1) 【化1】 (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素原子、
    脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素
    基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ
    ル基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジア
    ルキルアミノ基、ニトロ基、アシロキシ基、アシロキシ
    カルボニル基を表わす。)で表わされるテトラビニルピ
    ラジン化合物。
  2. 【請求項2】 化学式(2)(化2) 【化2】 で表わされる2,3,5,6−テトラメチルピラジンと
    一般式(3)(化3) 【化3】 X−R−CHO (3) (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素、脂肪
    族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、
    ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル
    基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジアル
    キルアミノ基、ニトロ基を表わす。)で表わされるアル
    デヒド化合物とを酸無水物の存在下で反応させることを
    特徴とする一般式(1)(化4) 【化4】 (R及びXは上記(1)式で定義した通りである。)で
    表わされるテトラビニルピラジン化合物の製造方法。
  3. 【請求項3】 酸無水物が無水安息香酸、無水酢酸又は
    無水酪酸である請求項2記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 50〜300℃の温度で反応させる請求
    項2記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 150〜250℃の温度で反応させる請
    求項4記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 不活性ガス雰囲気下で反応させる請求項
    2記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 2,3,5,6−テトラメチルピラジン
    対アルデヒド化合物のモル比が1:1〜20である請求
    項2記載の製造方法。
  8. 【請求項8】 2,3,5,6−テトラメチルピラジン
    対アルデヒド化合物のモル比が1:5〜15である請求
    項7記載の製造方法。
  9. 【請求項9】 アルデヒド化合物対酸無水物のモル比が
    約1:1である請求項2記載の製造方法。
  10. 【請求項10】 2つの電極間に少なくとも発光層を有
    するか、正孔輸送層と発光層とが積層されているか、又
    は正孔輸送層と発光層と電子輸送層とがこの順序で積層
    されている層構造の電界発光素子において、該発光層が
    一般式(1)(化5) 【化5】 (Rは芳香族環または複素環を表わし、Xは水素原子、
    脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素
    基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシ
    ル基、アルコキシカルボニル基、アシルアミノ基、ジア
    ルキルアミノ基、ニトロ基、アシロキシ基、アシロキシ
    カルボニル基を表わす。)で表わされるテトラビニルピ
    ラジン化合物を含有する薄膜であることを特徴とする電
    界発光素子。
  11. 【請求項11】 置換基Xが水素原子、アルキル基、ハ
    ロゲン原子、フェニル基、ジアルキルアミノ基又はアル
    コキシ基である請求項10記載の電界発光素子。
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