JP2004292436A - 有機化合物、及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】 塗布法によるコーティングが容易で、高い発光効率を実現可能な有機化合物、及び当該有機化合物を用いた高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供する。
【解決手段】 ＥＭ−Ｘ−ＣＴＭ、又は、（ＥＭ−Ｘ−ＣＴＭ）−Ｙ、で表される有機化合物により上記課題を解決した。ここで、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、ＸはＥＭとＣＴＭを結合する化学結合鎖であり、ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された少なくとも溶媒溶解性を向上させるための置換基である。また、少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層を、ＥＭ−Ｘ−ＣＴＭ、又は、（ＥＭ−Ｘ−ＣＴＭ）−Ｙ、で示される化合物を含有させることにより、上記課題を解決した。
【選択図】 なし

Description

本発明は、有機化合物、及び有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「エレクトロルミネッセンス」を「ＥＬ」と略すことがある）に関し、さらに詳しくは、溶媒溶解性及び発光特性に優れた有機化合物、及び当該有機化合物を含有する有機化合物層を備えた有機ＥＬ素子に関するものである。
有機化合物材料の電界発光を利用した有機ＥＬ素子は、蛍光有機化合物に電場を与えることにより発光する自発光型の素子であり、視野角が広いこと、低電圧で駆動できること、高輝度であること、構成層が液晶素子と比べて少なく製造が容易であること、薄形化できること等の多くの長所を有しており、次世代の表示素子として注目されている。特に有機ＥＬ素子は、無機ＥＬ素子に比べ、印加電圧を大幅に低くできるので消費電力を小さくすることができ、小型化が容易で、面発光が可能でありかつ三原色発光も可能であることから活発な研究開発がなされている。
有機ＥＬ素子の構成については、陽極／発光層／陰極の構成を基本とし、これに正孔注入・輸送層や電子注入・輸送層を適時設けたもの、例えば陽極／正孔注入・輸送層／発光層／陰極や、陽極／正孔注入・輸送層／発光層／電子注入・輸送層／陰極などの構成のものが知られている。
有機ＥＬ素子は、素子内に注入された電子と正孔の再結合により生じた励起状態のエネルギーを発光として取り出すものであり、生じた励起状態は、一重項状態が２５％、三重項状態が７５％になると考えられている。蛍光を利用した有機ＥＬ素子では一重項状態のエネルギーのみを利用しているため、内部量子収率が原理的に２５％に留まるのが難点である。
現在注目されているのが燐光を利用した有機ＥＬ素子である。燐光を利用した有機ＥＬ素子（燐光有機ＥＬ素子ともいう。）では、一重項状態のエネルギーのみならず三重項状態のエネルギーも利用することが可能であり、内部量子収率を原理的には１００％まで上げることが可能となる。
燐光有機ＥＬ素子は、燐光を発するドーパントとして白金やイリジウムなどの重金属を含む金属錯体系発光性材料をホスト材料にドーピングすることにより燐光発光を取り出している（例えば、非特許文献１を参照）。
燐光ドーパントの発光はホスト材料に依存するが、そのホスト材料に必要とされる基本性能としては、正孔輸送性および電子輸送性を有すること、ホスト材料の還元電位が燐光ドーパントの還元電位よりも高いこと、ホスト材料の三重項状態のエネルギーレベルがドーパントの還元電位よりも低いことなどが挙げられ、一般には低分子材料であるＣＢＰ（４，４’−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９‐ｙｌ）−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）が好適に用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
このような低分子材料を用いた燐光素子は、層構成の最適化を容易に行うことができるため、高効率化や長寿命化が期待できるが、一方で経時的に有機層の結晶化や凝集が起こり素子が劣化して、素子寿命に多大な影響を与えるといった問題がある。さらに、蒸着プロセスにより素子を作製しなければならず、大掛かりな蒸着装置が必要でコストが高いという問題があり、さらに、基材の大面積化が困難という問題がある。真空蒸着法に比べてコストが安価で、大面積ディスプレイの製造が可能な方法としては、溶媒を用いて基材に塗布する塗布法がある。しかしながら、従来の低分子材料を溶剤に溶解又は分散させて塗工液を調製しようとしても溶解性、分散性が悪いため、均一で安定な塗工液が得られず、成膜できても膜安定性が悪いため、従来の低分子材料を塗布法により利用することは困難であった。
こうした問題を解決すべく、近年塗布法により成膜可能な燐光素子が開発されている。例えば、（１）ＰＶＣｚ（ポリビニルカルバゾール）などの高分子ホストとＩｒ（ｐｐｙ）３（トリス（２−フェニルピリジネート−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（III）錯体）などの低分子燐光ゲストとの混合溶液を塗布する方法（例えば、特許文献２を参照）、（２）ホスト分子とゲスト分子のモノマーを共重合させた高分子の溶液を塗布する方法（例えば、非特許文献２、３を参照）、（３）共役系デンドリマーの中心に低分子燐光ゲストを配し、低分子ホストとの混合溶液を塗布する方法（例えば、非特許文献４を参照）、等が報告されている。また、酸素や水に対する安定性を高めた有機ＥＬ素子についても報告されている（例えば、特許文献３を参照）。
M.A.Baldo et.al., Nature, vol.403, p.750-753(2000) J.-S.Lee et.al., Polymer Preprints 2001, 42(2), p.448-449(2001) 鈴木充典、時任静士, ＮＨＫ技研 Ｒ＆Ｄ, No.77, p.34-41(2003) S.-C.Lo et.al., Adv.Mater., vol.14, No.13-14, p.975-979(2002) 特開平１０−１６８４４３号公報 特開２００１−２５７０７６号公報 特表２００２−５４３５７０号公報
しかしながら、上述した報告例では、溶液をスピン塗布して容易に成膜することができるが、発光特性や素子寿命が十分ではないという課題がある。発光特性や素子寿命が不十分な理由として、（１）と（２）の報告例においては、ホスト高分子自身に電子輸送能がないためにオキサジアゾールやトリアゾールなどの電子輸送性低分子を必須とした塗布溶液を用いているが、その電子輸送性低分子材料が劣化や凝集を起こし易いためと考えられている。また、（３）の報告例においては、ゲスト分子は、その発光中心の周囲に枝(デンドロン)を持ち、ゲスト分子の均一分散に寄与しているが、反面、最近接のホスト-ゲスト分子同士が最適な分子間距離と相対的配向状態を必ずしもとることができず、効率的なエネルギー移動が行われていないのではないかと考えられている。
本発明は、上記問題を解決するためのなされたものであり、その目的とするところは、塗布法によるコーティングが容易で、高い発光効率を実現可能な有機化合物、及び当該有機化合物を用いた高い発光効率を有する有機エレクトロルミネッセンス素子を提供することにある。
本発明者は、塗布法によるコーティングが容易であり、高い発光効率を有する有機ＥＬ素子の研究を行っている過程で、以下のことを見出した。すなわち、化合物中にＥＭ分子とＣＴＭ分子を含有させ、それを溶媒可溶性を有する分子鎖で繋ぐことにより、塗布の容易性と均一分散性を向上させ、また、付加した分子鎖で繋がれた最近接のホスト−ゲスト分子間距離と相対的な配向状態を最適化することが可能で、従来の塗布法による燐光素子に比べ、再結合時の発光効率を大幅に向上させることができることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明の第１形態に係る有機化合物は、一般式（１）で表されることを特徴とする。
Figure 2004292436
この一般式（１）中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基である。
また、本発明の第２形態に係る有機化合物は、一般式（２）で表されることを特徴とする。
Figure 2004292436
この一般式（２）中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された少なくとも溶媒溶解性を向上させるための置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。
また、本発明の第３形態に係る有機化合物は、一般式（３）で表されることを特徴とする。
Figure 2004292436
この一般式（３）中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料を示し、ＣＴＭは電荷輸送性材料を示す。また、Ａｒは未置換もしくは置換のアリーレン基または複素環化合物基であり、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子からなる群から選ばれる基であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、Ｙは少なくとも溶媒溶解性を向上させるために必要に応じて任意に設けられる置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。
これらの第１〜第３形態に係る有機化合物は、化学結合鎖Ｘで発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭとを連結してなる一般式（１）〜（３）の化合物であり、その化学結合鎖Ｘに基づく良好な溶媒溶解性により、溶媒中に均一に溶解又は分散し易い状態となっている。そのため、この化合物を含む塗料を用いて被塗布材上に塗布すれば、化合物は塗膜中に凝集することなく分散することが可能となるので、被塗布材上の各部において均一な発光特性をもたらすことができる。さらに本発明に係る有機化合物は、その化学結合鎖Ｘが最近接のホスト−ゲスト分子間距離と相対的配向状態を最適化すると共に電荷移動の障壁として作用するので、電荷輸送性材料ＣＴＭから発光性材料ＥＭへの電荷のホッピング伝導を確保でき、有機ＥＬ素子に用いられた場合に、より高い発光効率を達成することができる。特に、第２、第３形態においては、置換基Ｙを有するので、この置換基Ｙの作用により、化合物の溶媒溶解性をより向上させることができる。この置換基Ｙは、化合物に立体障害を持たせるように振る舞うので、化合物が溶媒中に溶解又は分散した際の凝集等を防ぎ、有機化合物層を構成する低分子又は高分子バインダー中に、単分散に近い状態で均一に分散させることができる。化合物が膜中に均一に分散することは、注入された電荷に基づく発光が面内で均一に生じることとなるので、発光効率の向上にも寄与できる。
上述した本発明の第１〜第３形態に係る有機化合物においては、前記ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離が、化合物の溶解性及び／又はホッピング伝導を確保できる所定の長さに制御されていることが好ましい。
本発明の第１〜第３形態に係る有機化合物において、前記ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離に関しては、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂとしたとき、Ａ＾Ｂが３Å以上であることが、主として溶解性の点から好ましい。
また、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであることが、主としてホッピング伝導を確保しやすい点から好ましい。
また、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．１〜２０であることが、主として溶解性及びホッピング伝導を確保しやすい点から好ましい。
更に、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．１〜１０であることが、主として溶解性及びホッピング伝導を確保しやすい点から好ましい。
また、前記Ｘは、脂環式化合物を含むこと、中でも、式（４）で示される脂環式化合物を含むことが、最近接のホスト−ゲスト分子間距離と相対的配向状態を最適化すると共に電荷移動の障壁として作用する点から好ましい。
Figure 2004292436
また、前記Ｘは、異種原子が含まれない炭化水素鎖からなることが、上記有機化合物が熱的に安定な構造となる点から好ましい。
また、本発明の第１〜第３形態に係る有機化合物において、(i)前記ＥＭが、クマリン誘導体、キノリジン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピロール誘導体、多環芳香属炭化水素、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体などから選ばれる蛍光発光色素、キノリノール錯体誘導体、キノリン錯体誘導体、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体などから選ばれる蛍光発光金属錯体、または、イリジウム錯体誘導体、白金錯体誘導体などから選ばれる燐光発光遷移金属錯体であることが好ましく、(ii)前記ＣＴＭが、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体などから選ばれる正孔輸送性材料、または、アルミノキノリノール錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、カルバゾールビフェニル誘導体などから選ばれる電子輸送性材料であることが好ましい。
一方、本発明の第１形態に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、上記一般式（１）で表される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である。
また、本発明の第２形態に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、上記一般式（２）で表される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である。
また、本発明の第３形態に係る有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、上記一般式（３）で表される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である。
これらの本発明に係る有機ＥＬ素子は、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、上記本発明に係る有機化合物を含有する。化学結合鎖Ｘで発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭとを連結してなる上記本発明に係る有機化合物は、その化学結合鎖Ｘに基づく良好な溶媒溶解性により、溶媒中に均一に溶解又は分散し易い状態となっている。そのため、この化合物を含む塗料を用いて被塗布材上に塗布すれば、化合物は塗膜中に凝集することなく分散することが可能となるので、被塗布材上の各部において均一な発光特性をもたらすことができる。さらに、その化学結合鎖Ｘが飽和炭化水素鎖を含む場合には、架橋基を経由しないＥＭとＣＴＭとの直接的、空間的なエネルギー移動が可能となり、より高い発光効率を達成できるだけでなく、ＥＭ由来の発光が得られる。特に、第２、第３形態においては、置換基Ｙを有するので、この置換基Ｙの作用により、化合物の溶媒溶解性をより向上させることができる。この置換基Ｙは、化合物に立体障害を持たせるように振る舞うので、化合物が溶媒中に溶解又は分散した際の凝集等を防ぎ、有機化合物層を構成する低分子又は高分子バインダー中に、単分散に近い状態で均一に分散させることができる。化合物が膜中に均一に分散することは、注入された電荷に基づく発光が面内で均一に生じることとなるので、発光効率の向上にも寄与できる。
上述した本発明の第１〜第３形態に係る有機ＥＬ素子においては、前記ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離が、化合物の溶解性及び／又はホッピング伝導を確保できる所定の長さに制御されていることが好ましい。
この発明によれば、発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭとの間の分子間距離が、化合物の溶解性及び／又はホッピング伝導を確保できる所定の長さに制御されているので、上記の有機化合物層に付与される効果を安定なものとすることができる。このとき、溶媒溶解性をより向上させようとすると化学結合鎖Ｘが長くなり却って分子間の電荷輸送特性が低下するおそれがあるが、置換基Ｙを付加して溶媒溶解性を補うことにより、良好な電荷輸送特性を有する化学構造とすることができる。その長さは、発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭがおよそ０．１〜２０ｎｍの距離で電荷移動を行いやすい配向に制御されていることが好ましい。特に、式（４）に示す剛直、即ちとり得る立体配座が熱力学的に限定される骨格構造をもち、ＥＭとＣＴＭの配向を固定できる化学結合鎖Ｘであることが好ましい。
また、本発明の第１〜第３形態に係る有機ＥＬ素子において、(i)前記ＥＭが、クマリン誘導体、キノリジン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピロール誘導体、多環芳香属炭化水素、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体などから選ばれる蛍光発光色素、キノリノール錯体誘導体、キノリン錯体誘導体、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体などから選ばれる蛍光発光金属錯体、または、イリジウム錯体誘導体、白金錯体誘導体などから選ばれる燐光発光遷移金属錯体であることが好ましく、(ii)前記ＣＴＭが、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体などから選ばれる正孔輸送性材料、または、アルミノキノリノール錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、ト
リアゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体、カルバゾールビフェニル誘導体などから選ばれる電子輸送性材料であることが好ましい。この発明によれば、発光効率に優れた有機ＥＬ素子を構成することができる。
また、本発明の第１〜第３形態に係る有機ＥＬ素子においては、前記化合物が、電荷輸送性の低分子材料または高分子材料に混合・分散されて発光層を構成することが好ましい。この発明によれば、溶媒溶解性と分散性に優れた化合物は、電荷輸送性の低分子材料または高分子材料中に均一に分散し、凝集等の生じていない発光層を形成することができる。
また、本発明の第１〜第３形態に係る有機ＥＬ素子においては、陰極と発光層の間に電子輸送層を設けることが好ましく、さらに、陽極と発光層の間に正孔輸送層を設けることが好ましい。
本発明に係る有機化合物は、化学結合鎖Ｘや付加される置換基Ｙの作用により溶媒溶解性に優れるため、該化合物を含む塗料を用いて成膜することが可能であり、有機発光素子、特に燐光有機発光素子をコーティング成膜によって作製することが可能である。
また本発明に係る有機化合物は塗膜中に凝集することなく均一に分散するので、有機ＥＬ素子に用いられた場合に被塗布材上の各部において均一な発光特性をもたらし、その結果、注入された電荷に基づく発光が面内で均一に生じることとなり、発光効率が向上する。さらに本発明に係る有機化合物は、その化学結合鎖Ｘが最近接のホスト−ゲスト分子間距離と相対的配向状態を最適化すると共に電荷移動の障壁として作用するので、架橋基を経由しない電荷輸送性材料ＣＴＭから発光性材料ＥＭへの直接的、空間的なエネルギー移動が可能となり、有機ＥＬ素子に用いられた場合に、より高い発光効率を達成することができる。
本発明の有機化合物は、これまでの塗布型発光・燐光材料に比べて純度が高く、かつ発光材料自身の凝集を抑制できるため、得られる発光・燐光スペクトルがシャープとなり、高い色純度を有する。また、本発明の有機化合物は熱的安定性が高く、寿命向上に有利である。
従って、本発明の有機化合物は、これまでの塗布型発光・燐光材料が抱える純度、分子間距離、分子配向の問題を解決し、高効率的発光により長寿命な有機ＥＬ素子の実現を可能にする。
本発明に係る有機ＥＬ素子は、上記効果を有する本発明に係る有機化合物を含有する層が設けられているため、従来のように燐光発光材料と電荷移動材料それぞれを混合して含有する層が設けられている場合に比べて、塗布により容易に該材料の分散性が高い層が得られ、更に高い発光効率を得ることができ、長寿命素子の実現が可能である。
＜有機化合物＞
以下、本発明の有機化合物について詳しく説明する。
本発明に係る有機化合物は、下記一般式（１）〜（３）で表される化合物である。
Figure 2004292436
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上記一般式（１）〜（３）で表される化合物において、ＥＭは、蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは、ＥＭとＣＴＭを結合する化学結合鎖であり、Ｙは、置換基である。
蛍光発光性材料としては、色素系材料および金属錯体系材料が挙げられる。色素系材料としては、例えば、クマリン誘導体、ＤＣＭ２（キノリジン誘導体）、キナクリドン誘導体、ペリレン、ルブレン等の多環芳香属炭化水素、ピレン誘導体、ピロロピロール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体などが挙げられる。その一例を以下に挙げる。
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金属錯体系材料としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミノキノリノール錯体）などのキノリノール錯体誘導体、Ｂｅｑ２（ベリリウム−キノリン錯体）などのキノリン錯体誘導体、そのほかには、ヒドロキシフェニルオキサゾールやヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体などが挙げられる。その一例を以下に挙げる。
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燐光発光性材料としては、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などのイリジウム錯体誘導体、ＰｔＯＥＰなどの白金錯体誘導体、などの遷移金属錯体が用いられる。その一例を以下に挙げる。
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電荷輸送材料ＣＴＭには、正孔輸送性材料と電子輸送性材料、正孔および電子輸送性材料がある。正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体が用いられる。その一例を以下に挙げる。
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電子輸送性材料としては、Ａｌｑ３誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体が用いられる。その一例を以下に挙げる。
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正孔および電子輸送材料としてはカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）誘導体が用いられる。その一例を以下に揚げる。
Figure 2004292436
化学結合鎖であるＸは、直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基である。
炭化水素鎖は、−ＣＨ2-のような飽和炭化水素又は−ＣＨ＝ＣＨ−のような不飽和炭化水素を含むものであり、炭素鎖は、−Ｃ≡Ｃ−を含むものである。また、炭化水素鎖内にはＯ、Ｓ等の異種原子が含まれていても良いし、水素原子がフッ素原子等のハロゲン原子と置き換えられていても良い。環状の炭化水素鎖は、脂環式化合物からなるものであっても良いし、芳香族化合物からなるものであっても良い。環上に有していてもよい置換基としては、直鎖状または分枝鎖状のアルキル基であることが望ましい。その置換基については、そのアルキル基中の１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−または−Ｃ≡Ｃ−で置きかえられてもよく、そのアルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていてもよい。
化学結合鎖Ｘは、電気的に中性を保つものであることが好ましく、ＥＭ、ＣＴＭの共役系を切断するような構造となっていることが好ましい。少なくともＥＭ、ＣＴＭと結合する原子については不飽和結合を含まない方が好ましい。
直鎖状、分枝鎖状の化学結合鎖Ｘとしては、例えば、−（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）ＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＨ＝ＣＨＣＨ2−、−（ＣＨ2）5−、−（ＣＨ2）Ｃ（ＣＨ3）2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）6−、−（ＣＨ2）2Ｃ（ＣＨ3）2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＣＨ（ＣＨ3）（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）7−、−（ＣＨ2）2Ｃ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）Ｃ（ＣＨ2ＣＨ3）2ＣＨ2−、−（ＣＨ2）8−、−（ＣＨ2）3Ｃ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）Ｃ（ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2）−、−（ＣＨ2）3ＣＨ＝ＣＨ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）9−、−（ＣＨ2）3Ｃ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）2Ｃ（ＣＨ2ＣＨ3）2（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）Ｃ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）2（ＣＨ2）−、−（ＣＨ2）10−、−（ＣＨ2）4Ｃ（ＣＨ3）2（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）2Ｃ（ＣＨ2ＣＨ3）2（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）2Ｃ（ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）Ｃ（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）（ＣＨ2）−のような直鎖状又は分岐鎖状飽和又は不飽和炭化水素鎖；−ＣＨ2ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2Ｏ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3Ｏ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3Ｏ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4Ｏ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4Ｏ（ＣＨ2）4−、−ＣＨ2ＳＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＳＣＨ2−、−（ＣＨ2）2Ｓ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3Ｓ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3Ｓ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4Ｓ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4Ｓ（ＣＨ2）4−、−ＣＨ2ＣＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＣＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＣＯ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3ＣＯ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）3ＣＯ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4ＣＯ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）4ＣＯ（ＣＨ2）4−、−ＣＨ2ＣＯＯＣＨ2−、−（ＣＨ2）2ＣＯＯＣＨ2−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）2−、−（ＣＨ2）2ＣＯＯ（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）3−、−（ＣＨ2）3ＣＯＯ（ＣＨ2）2−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）4−、−（ＣＨ2）3ＣＯＯ（ＣＨ2）3−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）5−、−（ＣＨ2）4ＣＯＯ（ＣＨ2）3−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）7−、−（ＣＨ2）4ＣＯＯ（ＣＨ2）4−、−ＣＨ2ＣＯＯ（ＣＨ2）8−のような１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基が−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−で置換されている直鎖状又は分岐鎖状炭化水素鎖が例示される。
また、環状化合物を含む化学結合鎖Ｘとしては、環状の炭化水素鎖のみからなるもの、上記直鎖状又は分岐鎖状炭化水素鎖と環状の炭化水素鎖との組み合わせが挙げられる。環状の炭化水素鎖は、脂環式化合物からなるものであっても良いし、芳香族化合物からなるものであっても良い。ＥＭとＣＴＭ分子の配置を安定にする点からは、脂環式化合物を含むことが好ましい。化学結合鎖Ｘに好適に含まれる脂環式化合物の基本骨格構造の一例を下記化学式（４）に示した。
Figure 2004292436
 本発明における化学結合鎖Ｘは、電気的に中性を保つもので、且つ、化学式（４）に示すようなシクロプロパン骨格、シクロブタン骨格、シクロペンタン骨格、シクロヘキサン骨格、ノルボルナン骨格、［２，２，２］ビシクロオクタン骨格、［３，２，１］ビシクロオクタン骨格、アダマンタン骨格、等の剛直な骨格構造を有するものが好ましく適用される。化学式（４）に示したユニット数は、適用する骨格構造にも異なるが、通常、１〜３程度とすることが好ましい。
環状化合物を含む化学結合鎖Ｘとしては、例えば、下記化学式で表されるものが例示される。ＥＭとＣＴＭは結合部位の例を明示するため記載している。
Figure 2004292436
Figure 2004292436
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Figure 2004292436
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化学結合鎖Ｘは、ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離と配置を規定する作用があり、その長さと構造により、得られる化合物の溶解性及び／又はホッピング伝導を確保することができる。化学結合鎖Ｘは所定の長さに制御されていることが好ましく、その長さは、発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭの分子軌道が重ならないおよそ０．１〜２０ｎｍの距離に制御されていることが好ましく、０．５〜１０ｎｍの距離に制御されていることが好ましい。化学結合鎖Ｘの長さが短すぎると、分子軌道が重なり、ＥＭとＣＴＭ同士での分子間反発により、互いに最適な位置関係をとることができず、好ましいエネルギー移動ができないという悪影響が生じ易くなる。また、化学結合鎖Ｘの長さが長すぎると、溶媒溶解性は向上するものの却って分子間の電荷輸送特性が低下するおそれがある。
さらに詳細には、上記の点を考慮し、主として得られる化合物の溶解性の点から、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂとしたとき、Ａ＾Ｂが３Å以上であることが好ましく、更に４Å以上、特に５Å〜５０Åであることが好ましい。
また、主として得られる化合物のホッピング伝導の点から、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであることが好ましく、更に３Å〜３０Å、特に４Å〜２０Åであることが好ましい。
なお、原子間距離及び直線距離は、分子力学法のＭＭ３（文献 "CRC Handbook of Chemistry and Physics," 60th Edition, R. C. Weast, (Ed.), CRC Press, Boca Raton, FL, 1980. M. W. Chase, C. A. Davies, J. R. Downey, D. R. Frurip, R. A. McDonald, A. N. Syverud, JANAF Thermochemical Tables, Third Edition, J. Phys. Chem. Ref. Data 14, Suppl. 1 (1985). NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database, No. 69; W. G. Mallard, P. J. Linstrom, Eds., National Institute of Standards and Technology, Gaithersberg, http://webbook.nist.gov/chemistry. J. O. Cox, G. Pilcher, "Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds," Academic Press, New York, N.Y., 1970. P. v. R. Schleyer, J. E. Williams, K. R. Blanchard, J. Am. Chem. Soc., 92, 3277, (1970).）により、計算ソフトはＣＡＣｈｅ Ｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍ Ｖｅｒ．５．０（富士通）を用いて化合物の構造最適化を行い、得られた構造を基に算出されたものである。
更に、得られる化合物の溶解性及びホッピング伝導の点から、Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）の比の値が１．１〜２０であることが好ましく、更に１．３〜１５、特に１．５〜１０であることが好ましい。なお、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）の比の値は、値が大きくなればなるほど、化学結合鎖Ｘの原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるルートが屈曲して弧を描くような配座をとることになる。
溶解性及びホッピング伝導が好ましくなる一実施形態として、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．１〜１０であること、更にＡ−Ｂが３Å〜２０Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．２〜９であること、特にＡ−Ｂが３Å〜１５Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．３〜８であることが挙げられる。
なお、上記（Ａ＾Ｂ）、（Ａ−Ｂ）、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）は、一般式（３）で表される有機化合物においては、ｎ＝１について求められる値をいい、一般式（１）、（２）で表される有機化合物においてもＣＴＭ分子のうちＥＭ分子に最近接のＣＴＭ分子を用いて求められる値をいう。
また、化学結合鎖Ｘは、熱的に安定な構造、即ち、自由回転が容易でない構造及び／又は熱により切断され難い構造を有することが好ましく、化学結合鎖Ｘの好ましい実施形態として、異種原子が含まれない炭化水素鎖からなるものが挙げられる。
さらに、化学結合鎖Ｘは、特に剛直な（即ち、とり得る立体配座が熱力学的に限定される骨格構造をもつ。）骨格構造を有することが好ましい。剛直な結合鎖Ｘとすることより、ＥＭとＣＴＭの分子同士の向き、すなわち分子同士の立体構造的な配置を制御することができる。ＥＭとＣＴＭの立体的な（３次元的な）向きを制御することにより、２分子間のより効率的な電荷移動ができるという効果が生じる。さらに、剛直な化学結合鎖Ｘが電荷移動の障壁となるので、ホッピング伝導を起こし易くさせ且つその効果の安定化にも有利である。このような点から、化学結合鎖Ｘの好ましい実施形態として、脂環式化合物を含むものが挙げられ、式（４）で示される化学結合鎖を含むものが挙げられる。
本発明に係る有機化合物において前記ＥＭとＣＴＭとの配置は、ホッピング伝導を確保できる所定の配置に制御されていることが好ましい。熱力学的に安定な配座において、前記ＥＭとＣＴＭとの配置は、ＥＭ分子の中心からＣＴＭ分子の共役面上の中心にのばした直線とＣＴＭ分子の共役面とが垂直に近い角度で交わるような配置であることが好ましい。なお熱力学的に安定な配座は、上記直線距離Ａ−Ｂを求めたときと同様の方法で構造最適化を行って得ることができる。
置換基であるＹは、ＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された少なくとも溶媒溶解性を向上させるための置換基である。溶媒溶解性は化学結合鎖Ｘも備えているが、溶媒溶解性をより向上させようとすると化学結合鎖Ｘを長くしなければならず、化学結合鎖Ｘの好ましい剛直性が損なわれると共に電荷移動特性も低下し易くなるので、置換基Ｙを付加して溶媒溶解性を補い、良好な電荷輸送特性を有する化学構造とすることが好ましい。
この置換基Ｙは、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜６０のアルキルシリル基、炭素数１〜４０のアルキルアミノ基、炭素数６〜６０のアリール基、炭素数７〜６０のアリールアルキル、炭素数７〜６０のアリールアルコキシ基、炭素数８〜６０のアリールアルキニル基、炭素数６〜６０のアリールアミノ基、炭素数４〜６０の複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子からなる群から選ばれる。
上記のアリール基については、共役結合に関する炭素原子数が６個以上６０個以下からなる未置換もしくは置換のアリーレン基、または共役結合に関する炭素原子数が４個以上６０個以下からなる未置換もしくは置換の複素環化合物基を示すものであることが好ましい。また、そのアルキル基は、直鎖状あるいは分枝状のアルキル基で、１つもしくは隣接しない２つ以上のメチレン基は−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−ＣＯ−、−ＣＨ＝ＣＨ−、−Ｃ≡Ｃ−で置きかえられても良く、該アルキル基中の水素原子はフッ素原子に置換されていても良い。
また、この置換基Ｙを、化合物に立体障害を持たせるように作用させることもできる。置換基Ｙを、ＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に付加することにより、その置換基Ｙが障害となって、ＥＭの分子とＣＴＭの分子がＸを軸にしてねじれが生じる。こうしたねじれにより、ＥＭの分子とＣＴＭの分子との向きが変化するので、その向きに基づいた特性を発現させることができる。
なお、上述の化学式（３）中のＡｒは、共役結合に関する炭素原子数が６個以上６０個以下からなる未置換もしくは置換のアリーレン基、または共役結合に関する炭素原子数が４個以上６０個以下からなる未置換もしくは置換の複素環化合物基を示す。また、Ｒは、それぞれ独立に水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数１〜２０のアルキルチオ基、炭素数１〜６０のアルキルシリル基、炭素数１〜４０のアルキルアミノ基、炭素数６〜６０のアリール基、炭素数７〜６０のアリールアルキル、炭素数７〜６０のアリールアルコキシ基、炭素数８〜６０のアリールアルキニル基、炭素数６〜６０のアリールアミノ基、炭素数４〜６０の複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子からなる群から選ばれる基を示す。
一般式（３）は、有機化合物の構造をより一般化した構成例を示している。一般式（３）において、Ｍはルテニウム、オスミウム、ロジウム、イリジウム、パラジウム、白金などの遷移金属の中から選択され、ｌは０〜２の何れかの整数であり、ｍは１〜３の何れかの整数であり、ｎは１〜３の何れかの整数である。このとき、ｌとｍの和は、２または３である。また、Ａ〜Ｄは、一般式（３）に示した各種のものを適用できる。
化学式（５）〜（９）は、上述した一般式（３）についての一例である。ここで例示するように、有機化合物層を構成する化合物は、（ＥＭ−Ｘ−ＣＴＭ）−Ｙ、に基づく各種の形態とすることが可能である。
Figure 2004292436
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以上のように、化合物中に溶媒可溶性の分子鎖を付加することにより塗布の容易性と膜中での均一分散性を向上させることができる。化合物が膜中で均一に分散することは、分子間相互作用に起因する劣化を抑制して素子寿命の長寿命化を実現する。また、付加した分子鎖で繋がれた最近接のホスト−ゲスト分子間距離を最適化することにより、従来の塗布法による燐光素子に比べ、再結合時の発光効率を大幅に向上させることができる。
そして、上記化合物は、用いる結合ユニット、その繰り返し単位数あるいは総原子数を調整することができるので、発光性材料ＥＭと電荷輸送性材料ＣＴＭとの分子間距離を最適化することができる。また、化学結合鎖Ｘの結合部位やその種類を適宜変えることにより、ホスト−ゲストユニットの相対的な配向を任意に決めることができる。このような、ホスト−ゲストユニットの両方を有する化合物をゲストとして用い、高分子または低分子ホスト材料との混合溶液を塗布した場合、同様な組成の蒸着膜と塗布膜との充填密度や配向の違いを解消することができるという効果がある。
発光効率については、ホスト−ホスト間、ホスト−ゲスト間のエネルギー移動が如何に効率的であるかも重要であるが、本発明の有機化合物においては、化学結合鎖ＸによりＥＭとＣＴＭの配置を最適化してＥＭ−ＣＴＭ間での電荷の移動を安定させることができると共に、化合物を膜中に均一に分散することができるので、有機ＥＬ素子用材料、有機ＥＬ素子用発光材料として好適に用いられ、有機ＥＬ素子において効率的で安定な発光が実現でき、その結果、有機ＥＬ素子の長寿命化を実現できるという効果がある。
＜有機ＥＬ素子＞
以下、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子について詳しく説明する。
本発明の有機ＥＬ素子は、少なくとも一対の対向電極とその電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有するものであり、その特徴は、その有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、上記本発明に係る有機化合物を含有する。
本発明の有機ＥＬ素子の代表的な層構成および作製方法について説明する。
（基板）
基板は、観察者側の表面に通常設けられる。そのため、この基板は、発光層からの光を観察者が容易に視認することができる程度の透明性を有していることが好ましい。なお、この基板の反対が観察者側である場合には、この基板は不透明であってもよい。
基板としては、フィルム状の樹脂製基板、または、ガラス板に保護プラスチックフィルム若しくは保護プラスチック層を設けたものが用いられる。
基板を形成する樹脂材料または保護プラスチック材料としては、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。この他の樹脂材料であっても、有機ＥＬ素子用として使用できる条件を満たす高分子材料であれば使用可能である。基板の厚さは、通常５０〜２００μｍである。
これらの基板においては、その用途にもよるが水蒸気や酸素等のガスバリアー性のよいものであればより好ましい。なお、基板上に、蒸気や酸素等のガスバリアー層を形成してもよい。バリアー層としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機酸化物をスパッタリング法や真空蒸着法等の物理蒸着法により形成したものを例示できる。
（電極）
電極は有機化合物層を挟持するようにその両側に設けられる。基板側の電極は、陽極でも陰極でもよいが、本願においては陽極として説明する。基板側の電極は、発光層に正電荷（正孔）を注入するために発光層に隣接する態様で基板上に設けられる。なお、発光層と基板との間に正孔輸送層が設けられている場合には、電極は正孔輸送層に隣接して設けられる。
陽極である電極は、通常の有機ＥＬ素子に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などの導電性金属酸化物、金、銀、クロム、ニッケルなどの金属、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールなどの有機導電性材料、これらの混合物または積層物などが挙げられ、中でも、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい透明または半透明材料であるＩＴＯ、酸化インジウム、金、ＩＺＯが好ましい。電極の厚さは、何れも０．００５〜０．５μｍであることが好ましく、通常、スパッタリング法や真空蒸着法等により全面にまたはパターン状に形成される。パターン状の電極は、全面に形成した後、感光性レジストを用いてエッチングすることにより形成される。
また、上記電極に対向して設けられる一方の電極は、上記電極とは異なる極性であればよいが、本願においては陰極として説明する。この電極（以下、陰極という）は、発光層に負電荷（電子）を注入するための電子注入層に隣接して設けられる。
陰極は、通常の有機ＥＬ素子に用いられるものであれば特に限定されず、上述した電極（陽極）と同様の酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）または金等の薄膜電極材料の他、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ等）、アルミニウムまたはその合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等）、銀等を挙げることができる。中でも、電子を注入しやすいように４ｅＶより小さい仕事関数を持つものが好ましく、例えば、アルカリ金属（たとえばリチウム、ナトリウム、セシウムなど）およびそのハロゲン化物（たとえばフッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化セシウムなど）、アルカリ土類金属（カルシウム、マグネシウムなど）およびそのハロゲン化物（フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなど）、アルミニウム、銀などの金属、導電性金属酸化物およびこれらの合金または混合物などが挙げられる。陰極の厚さは、何れも０．００５〜０．５μｍであることが好ましく、通常、真空蒸着法、スパッタング法、金属薄膜を圧着するラミネート法などが用いられる。
なお、陰極作製後においては、有機ＥＬ素子を保護する保護層を装着してもよい。この有機ＥＬ素子を長期間安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層または保護カバーを装着することが望ましい。保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物、珪素酸化物、珪素窒化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板などを用いることができ、このカバーを熱硬化樹脂や光硬化樹脂で素子基板と張り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。
（有機化合物層）
電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層、すなわち有機ＥＬ層は、広義にはエレクトロルミネッセンスを起こす層をいい、発光層のほか、発光層に正孔を輸送する正孔輸送層、その正孔輸送層および発光層に正孔を注入する正孔注入層、発光層に電子を輸送する電子輸送層、その電子輸送層および発光層に電子を注入する電子注入層等を任意に組み合わせてなる多層構造の形態を含む。
具体的には、正孔輸送層／発光層／電子注入層の順に形成された態様、正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電子注入層の順に形成された態様、発光層／電子輸送層／電子注入層の順に形成された態様、等が含まれる。また、発光層に正孔輸送性材料や電子輸送性材料を混合することにより、正孔輸送層や電子輸送層を省略することもできる。なお、この有機ＥＬ層と上記電極との間の一部または全部に、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を含む材料からなる絶縁層を形成してショート等の欠陥発生を抑えてもよいし、ブラックマトリックスなどの遮光層を設けることもできる。
（発光層）
発光層は、有機ＥＬ素子における必須の層であり、上記本発明に係る有機化合物を含有する材料で形成される。上記本発明に係る有機化合物については既述したので、ここでは省略する。
発光層用材料には、上記本発明に係る有機化合物を含有するほか、電荷輸送性材料を含有することが好ましい。電荷輸送性材料としては、従来からの正孔輸送性材料、電子輸送性材料、正孔および電子輸送性材料の低分子材料、そして高分子系材料等が用いられる。正孔輸送性材料としては、例えば、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体が用いられる。電子輸送性材料としては、Ａｌｑ３誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体が用いられる。正孔および電子輸送材料としてはカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）誘導体が用いられる。
高分子系材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素系、金属錯体系発光性材料を高分子化したものが挙げられる。
また、発光層用材料には、さらに上記本発明に係る有機化合物とは異なる発光性材料を含有させても良い。発光性材料としては、従来用いられる蛍光発光性材料、および燐光発光性材料が挙げられる。蛍光発光性材料としては、色素系材料および金属錯体系材料が挙げられる。色素系材料としては、例えば、クマリン誘導体、ＤＣＭ２（キノリジン誘導体）、キナクリドン誘導体、ペリレン、ルブレン等の多環芳香属炭化水素、ピレン誘導体、ピロロピロール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体などが挙げられる。金属錯体系材料としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミノキノリノール錯体）などのキノリノール錯体誘導体、Ｂｅｑ２（ベリリウム−キノリン錯体）などのキノリン錯体誘導体、そのほかには、ヒドロキシフェニルオキサゾールやヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体などが挙げられる。燐光発光性材料としては、例えば、Ｉｒ（ｐｐｙ）３などのイリジウム錯体誘導体、ＰｔＯＥＰなどの白金錯体誘導体、などの遷移金属錯体が用いられる。
さらに、発光層中に発光効率向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピングを行うことができる。このドーピング材料としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポリフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンが挙げられる。
発光層は、電極上に上記本発明に係る有機化合物と好ましくはホスト材料である電荷輸送性材料と、更に場合により発光性材料、ドーピング材料を含む層であり、上記本発明に係る有機化合物と、高分子あるいは低分子ホスト材料である上記電荷輸送性材料、更に場合により、発光性材料、ドーピング材料、その他の成分として分散剤、界面活性剤等とを含む混合溶液を塗布等することにより形成される。溶媒としては、トルエン、キシレンなどの芳香族系溶媒、クロロホルム、１，２−ジクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素系溶媒、テトラヒドロフランなどのエーテル系溶媒等を挙げることができる。混合溶液は、上記本発明に係る有機化合物を０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０１〜５重量％、ホスト材料である電荷輸送性材料を０〜２０重量％、好ましくは０〜１０重量％、更に場合により発光性材料を０．１〜１０．０重量％、ドーピング材料を０．０１〜５．０重量％、その他の成分の総量を０．１〜５重量％、溶媒を５０〜９９．９９重量％の範囲で含有させて得ることが好ましい。
発光層は、その混合溶液をスピンコート法、キャストコート法、ディップコート法、ダイコート法、ビードコート法、バーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの塗布方法により形成することができる。発光層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍである。なお、塗布法により成膜した場合には、溶媒を除去するために、好ましくは減圧下または不活性雰囲気下で、３０〜３００℃、好ましくは６０〜２００℃の温度で加熱乾燥することが望ましい。
また、発光層と他の電荷輸送性材料とを積層する場合には、上記の成膜方法で発光層を設ける前に、陽極上に正孔輸送層を形成する、または、発光層を設けた後に電子輸送層を形成することが望ましい。
（正孔輸送層）
正孔輸送層は、陽極と発光層との間、または正孔注入層と発光層との間に設けられる。正孔輸送層を形成する正孔輸送性材料としては、例えば、トリフェニルアミン類、ビス類、ピラゾリン誘導体、ポリフィリン誘導体に代表される複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネート、スチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランが挙げられる。正孔輸送層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。正孔輸送層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
（正孔注入層）
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
正孔注入層の形成方法としては、特に限定されないが、固体状態からの真空蒸着法、または溶融状態、溶液状態、分散液状態、混合液状態からのスピンコート法、キャストコート法、ディップコート法、ダイコート法、ビードコート法、バーコート法、ロールコート法、スプレーコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法を用いることができる。正孔注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍ、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
（電子輸送層）
電子輸送層は、発光層と陰極との間、または発光層と電子注入層との間に設けることができる。電子輸送層を形成する材料としては、例えば、オキサジアゾール類、アルミニウムキノリノール錯体など、一般的に安定なラジカルアニオンを形成し、イオン化ポテンシャルの大きい物質が挙げられる。具体的には、１，３，４−オキサジアゾール誘導体、１，２，４−トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体などが挙げられる。電子輸送層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子輸送層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
（電子注入層）
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。電子注入層としては、発光層の種類に応じて、Ｃａ層の単層構造からなる電子注入層、または、Ｃａを除いた周期律表ＩＡ族とＩＩＡ族の金属であり且つ仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの金属およびその金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物の何れか１種または２種以上で形成された層とＣａ層との積層構造からなる電子注入層を設けることができる。仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの、周期律表ＩＡ族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、フッ化リチウム、酸化ナトリウム、酸化リチウム、炭酸リチウム等が挙げられる。また、仕事関数が１．５〜３．０ｅＶの、Ｃａを除いた周期律表ＩＩＡ族の金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
以上、本発明の有機ＥＬ素子の構成について説明したが、本発明の目的及び効果を損なわない範囲であれば、上述した層以外の機能層が設けられていても構わない。そうした機能層としては、通常の有機ＥＬ素子又は発光表示体に用いられている低屈折率層、反射層、光吸収層、バリアー層、封止剤等が挙げられる。また、隔壁が設けられているものも含まれる。
面状の有機ＥＬ素子を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機層を極端に厚く形成して実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法が挙げられる。さらに、ドットマトリクス素子とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置する方法、片方の電極をＴＦＴで選択駆動できるようにする方法などが挙げられる。また、同一面状に発光色の異なる有機ＥＬ素子を複数配置することにより部分カラー表示、マルチカラー表示、フルカラー表示が可能となる。
実施例および比較例により本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１；本発明に係る有機化合物１の合成）
前記一般式（２）で示される化合物の合成法の例を以下に示す。この実施例１においては、化合物（２）中、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには−（ＣＨ２）6−、ＣＴＭにはＣＢＰ（４，４’−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９‐ｙｌ）−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｙには−（ＣＨ2）7ＣＨ3を用いた。試薬には、塩化カルシウム、無水硫酸マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、水酸化ナトリウムは純正化学社から、無水塩化アルミニウム、無水１，２−ジクロロエタン、ｎ−ブチルリチウム、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４、亜リン酸トリエチルはＡｌｄｒｉｃｈ社から、塩化イリジウム（III）三水和物はＡＣＲＯＳ社から、無水エタノール、無水トルエン、無水ＤＭＦ、無水クロロホルム、クロロホルム、無水ＴＨＦ、エタノール、トルエン、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、無水メタノール、メタノール、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、蒸留水、水素化ホウ素ナトリウム、水素化ナトリウム、２−エトキシエタノール、ヒドラジン水和物、２−ブロモピリジン、ナトリウム、塩酸、塩化チオニル、水素化ホウ素ナトリウムは関東化学社から、ｎ−オクチル酸クロリド、４−ブロモベンズアルデヒド、１０％Ｐｄ／Ｃ触媒、４−ブロモブチルアセタールは東京化成社から購入したものを未精製で使用した。
ＣＢＰは窒素ガス気流下４，４‘−ジヨードビフェニルとカルバゾールとを銅粉と炭酸カリウム存在下、ジイソプロピルベンゼン中で２００℃に加熱することで得られた(ref.. B. E. Koene, etal., Chem. Mater. 10(8), 1998, 2235-2250.)ものを使用した。
１．配位子の合成
＜アルキルＣＢＰ[1]の合成＞
減圧下で加熱乾燥した後にアルゴン置換した１００ｍＬ三口フラスコに、無水塩化アルミニウム２．７ｇ（２０ｍｍｏｌ）、無水１，２−ジクロロエタン３０ｍＬ、ＣＢＰ８．７ｇ（１８ｍｍｏｌ）を入れて懸濁させ、反応溶液を調製した。氷冷撹拌下において、前記反応溶液が２０℃に保たれるように、ｎ−オクチル酸クロリド５．７ｇ（３５ｍｏｌ：６．０ｍＬ）を滴下した。滴下後の反応溶液を１時間撹拌し、１２時間室温にて放置した。その反応溶液を氷２０ｇに注ぎ、有機層を分取し、水層をジクロロメタン（２０ｍＬ×２）で抽出した。有機層を合わせて２％水酸化ナトリウム水溶液、水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）に供し、下式のケトン体[1]７．２ｇ（１２ｍｍｏｌ：６７％）を得た。
Figure 2004292436
次に、得られた化合物[1]６ｇ（９．８ｍｍｏｌ）を１００ｍＬナス型フラスコに入れ、８０％ヒドラジン水和物１．８ｍＬ（２７ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム１．８ｇ、ジエチレングリコール（２２ｍＬ）を混合させ、２時間加熱還流した。次に、加熱還流器を蒸留ヘッドに換え、内部温度をゆっくり１９５〜２００℃に上昇させ、６時間その温度に保ち、ヒドラジンおよびＨ２Ｏの混合物を留出させた。その混合物を冷却し、水３５ｍＬでうすめ、トルエンで抽出した（１００ｍＬ×３）。合わせた有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１５：１）に供し、下式の目的化合物[2]４．７ｇ（７．６ｍｍｏｌ：８０％）を得た。
Figure 2004292436
＜酸クロリド[9]の合成＞
先ず、フェニルピリジンホルメート[4]の合成を行った。４−ブロモ−ベンズアルデヒド５.５ｍＬ（２４.７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ６０ｍＬに溶解させ、窒素雰囲気下で−７８℃まで冷却し、ｎ−ブチルリチウム１０ｍＬ（２５ｍｍｏｌ，２．５Ｍ）を滴下し、１時間反応させた。１時間後、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン（ＤＯＢ）２.７６ｇ（１５ｍｍｏｌ）を加え、さらに１時間反応させた。反応終了後に室温に戻し、３０分間撹拌した後、ジエチルエーテル３００ｍＬ×３にて抽出した。合わせた有機層を２％水酸化ナトリウム水溶液、水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、下式の粗生成物[3]６.５ｇを得た。
Figure 2004292436
減圧下で加熱乾燥した後にアルゴン置換した３００ｍＬ三口フラスコに上記粗生成物[3]２．９ｇ、２−ブロモピリジン（１４．３２ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４１ｍｇ（０．８７ｍｍｏｌ）を入れ、無水ＴＨＦ１５５ｍＬに溶解させた。２Ｍ−炭酸カリウム溶液１０８ｍＬ（２１６ｍｍｏｌ）を注ぎ、６０℃で１０時間撹拌した。氷冷し、１Ｎ塩酸２００ｍＬを加え、ジエチルエーテルで抽出した（２００ｍＬ×３）。合わせた有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１）に供し、下式のフェニルピリジンホルメート[4]１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ：７０％）を得た。
Figure 2004292436
次に、フェニルピリジンアルケニルアセタール[6]の合成を行った。減圧下で加熱乾燥した後にアルゴン置換した２００ｍＬ三口フラスコに４−ブロモブチルアセタール１０ｍＬ（８３ｍｍｏｌ）、亜リン酸トリエチル[5]１８，９ｇ（８３ｍｍｏｌ）を入れ、無水ベンゼン４０ｍＬに溶解させた。室温で撹拌しながら無水メタノール４０ｍＬにナトリウム１．８ｇ（８３ｍｍｏｌ）を溶解した溶液を滴下した。ここにフェニルピリジンホルメート[4]１５ｇ（８２．０ｍｍｏｌ）をすこしずつ加え、得られた黄色溶液を４０℃に保ち２時間かくはんした。その溶液を氷１６０ｇに注ぎ、ジエチルエーテルで抽出した（１００ｍＬ×３）。合わせた有機層を水（２００ｍＬ×２）で洗浄し、飽和塩化ナトリウム水溶液で乾燥させた。溶媒を減圧下で留去し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供し（ヘキサン：酢酸エチル＝２０：１）、下式の目的とするフェニルピリジンアルケニルアセタール[6]１９．４ｇ（６５．６％）を得た。
Figure 2004292436
次に、フェニルピリジンアルキルアセタール[7]の合成を行った。フェニルピリジンアルケニルアセタール[6]１２ｇ（４１ｍｍｏｌ）のエタノール（７０ｍＬ）溶液に１０％Ｐｄ／Ｃ触媒０．５０ｇを加えて懸濁液とし、その懸濁液を、還元装置で減圧脱気と水素導入操作を各３回行った。その後、２気圧の水素圧下、室温で３時間撹拌した。Ｐｄ／Ｃ触媒を吸引ろ別した後、減圧下で濃縮し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供し（ヘキサン：酢酸エチル＝２０：１）、下式の目的とするフェニルピリジンアルキルアセタール[7]１１．９ｇ（４０ｍｍｏｌ：９８％）を得た。
Figure 2004292436
次に、フェニルピリジンアルキル酸クロリド[9]の合成を行った。３００ｍＬナス型フラスコにフェニルピリジンアルキルアセタール[7]１０ｇ（３３．６ｍｍｏｌ）と０．５Ｍ塩酸１００ｍＬを入れ、２時間加熱還流した。室温まで冷却し、ジエチルエーテル溶媒で抽出した（１００ｍＬ×３）。合わせた有機層を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で留去し、下式のアルデヒド体の粗生成物[8]９．５ｇ（３０ｍｍｏｌ：６５．６％）を得た。
Figure 2004292436
この粗生成物[8]と塩化チオニル５４ｇ（４５ｍｍｏｌ）およびＤＭＦ（一滴）を混合し、撹拌下、水浴上でゆっくり２時間加熱還流した。過剰の塩化チオニルを減圧下で留去し、室温に冷却し、蒸留残さをジクロロメタン２００ｍＬに溶解させ、氷冷しながらＨ２Ｏ１００ｍＬを加え、よく撹拌した。有機層を分取し、水層をさらにジクロロメタンで抽出した（１００ｍＬ×２）。合わせた有機層を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で留去し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供し（ヘキサン：酢酸エチル＝１５：１）、下式の目的とするフェニルピリジンアルキル酸クロリド[9]６．４ｇ（２２ｍｍｏｌ：６５．６％）を得た。
Figure 2004292436
＜配位子［11］の合成＞
減圧下で加熱乾燥した後にアルゴン置換した１００ｍＬ三口フラスコに無水塩化アルミニウム １．０８ｇ（８ｍｍｏｌ）、無水１，２−ジクロロエタン（３０ｍＬ）、ｎ−アルキルＣＢＰ[2]４．０ｇ（６．７ｍｍｏｌ）を入れ、懸濁して反応溶液を調製した。氷冷撹拌下において、フェニルピリジンアルキル酸クロリド[9]２．４７ｇ（８．６ｍｍｏｌ）の１，２−ジクロロエタン溶液１０ｍＬを、反応溶液が２０℃に保たれるように滴下した。その後、１時間撹拌し、１２時間室温にて放置した。反応液を氷（２０ｇ）に注ぎ、有機層を分取し、水層をジクロロメタン（２０ｍＬ×２）で抽出した。有機層を合わせて２％水酸化ナトリウム水溶液、水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２５：１）に供し、下式のケトン体[10]４．１ｇ（５ｍｍｏｌ：７５％）を得た。
Figure 2004292436
上記ケトン体[10]３．０５ｇ（３．６ｍｍｏｌ）を１００ｍＬナス型フラスコに入れ、８０％ヒドラジン水和物０．７２ｍＬ（１０．８ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム０．６５ｇ、ジエチレングリコール（８ｍＬ）を混合させ、２時間加熱還流した。次いで、加熱還流器を蒸留ヘッドに換え、内部温度をゆっくり１９５〜２００℃に上昇させ、６時間この温度に保ち、ヒドラジンおよびＨ２Ｏの混合物を留出させた。混合物を冷却し、Ｈ２Ｏ１０ｍＬでうすめ、トルエンで抽出した（１０ｍＬ×３）。合わせた有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下で濃縮し、粗生成物をフラッシュカラムクロマトグマトグラフィー（ヘキサン：酢酸エチル＝２５：１）に供し、下式の配位子[11]２．４ｇ（２．９ｍｍｏｌ：８１％）を得た。
Figure 2004292436
２．錯体の合成
先ず、前駆体を合成した。減圧下で加熱乾燥させた５０ｍＬ三つ口フラスコに塩化イリジウム三水和物（０．４５ｍｍｏｌ）、配位子[11]１．６６ｇ（２ｍｍｏｌ）を入れ、２−エトキシエタノール１２．２ｍＬに溶解させた。そこに蒸留水４ｍＬを加え、窒素気流下、１３５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、ガラスフィルターで沈殿物を回収し、エタノール（２０ｍＬ）で洗浄し、真空乾燥（８０℃、５時間）し、下式の二量体の粗生成物[12]０．８ｇ（０．２ｍｍｏｌ：８９％）を得た。
Figure 2004292436
２００ ｍＬの３つ口フラスコにエトキシエタノール７０ ｍＬ、二量体[12]０．８ｇ（０．２ｍｍｏｌ）、アセチルアセトン０．２２ｇ（２．１０ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム０．３ｇ（２．９１ｍｍｏｌ）を入れ、アルゴン気流下、室温で１時間攪拌し、その後１５時間還流攪拌した。反応混合物を氷冷し、沈殿物を濾取水洗した。この沈殿物をシリカゲルカラムクロマト（溶離液：クロロホルム／メタノール：３０／１）で精製し、エタノールにより再結晶し、下式のイリジウム錯体[13]の黄色粉末０．２０ｇ（０．１８ｍｍｏｌ：収率４５％）を得た（これを本発明に係る有機化合物１と呼ぶ）。質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）によりこの化合物のＭＨ＋である１９６２．６３を確認した。また、本発明に係る有機化合物１の構造については、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲスペクトルで相当するスペクトルが確認された。
Figure 2004292436
（実施例２；本発明に係る有機化合物２の合成）
実施例２においては、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには−ＣＨ2ＯＣＨ2−、ＣＴＭにはＣＢＰを用いた。試薬として、三臭化リンは和光純薬社から、４−（２−ピリジル）ベンズアルデヒドはＡｌｄｒｉｃｈ社から、オキシ塩化リンは関東化学社から購入し、他は実施例１と同じものを未精製で使用した。
１．配位子の合成
＜４−ヒドロキシメチルＰＰＹ［21］の合成 ＞
塩化カルシウム管を付した１００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子、４−（２−ピリジル)ベンズアルデヒド １０．０ｇ（５４．６ｍｍｏｌ）を入れ、無水エタノール（２２ｍＬ）に溶解させた。氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム １．１ｇ（２８ｍｍｏｌ）を加え、室温で１時間攪拌させた。氷冷下水（３０ｍＬ）を滴下し、エタノールを減圧下留去した。ジクロロメタン（４００ｍＬ）加え溶解させた後、水（３００ｍＬ×３）、飽和塩化ナトリウム水溶液（３００ｍＬ）で洗浄し、減圧下溶媒を留去し、真空乾燥後、４−ヒドロキシメチルＰＰＹ［21］の粗生成物１０．０ｇ（５４ｍｍｏｌ：９９％）を無色固体として得た。
Figure 2004292436
＜４−ブロモメチルＰＰＹ［22］の合成 ＞
上記粗生成物４−ヒドロキシメチルＰＰＹ［21］１０．０ｇ（５４ｍｍｏｌ）、脱水トルエン（１００ｍＬ）を窒素ガス気流下で還流管を付した３００ｍＬ三つ口フラスコにいれた。このものに三臭化リン２．１２ｍＬ（２２．５ｍｍｏｌ）を激しく攪拌しながら滴下し、１２０℃に加熱し１時間攪拌した。室温に戻した反応混合液を氷冷下、水（７５０ｍＬ）、トルエン（７５０ｍＬ）を入れた２Ｌビーカーに注いだ。有機層を分取し、水層をトルエン（５００ｍＬ×３）で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し、真空乾燥することで４−ブロモメチルＰＰＹ［22］の粗生成物８．０ｇ（３２．２ｍｍｏｌ：５９％）を淡黄色固体として得た。
Figure 2004292436
＜３−ホルミルＣＢＰ［23］の合成 ＞
２００ｍＬ滴下ロート、還流管を付した１Ｌ三つ口フラスコに磁気攪拌子、ＣＢＰ３８．８ｇ（０．８ｍｏｌ）、無水ＤＭＦ１８７ｍＬ（２．４ｍｏｌ）、無水クロロホルム３００ｍＬを加えた。７０℃に加熱還流下、オキシ塩化リン１００ｇ（６１ｍＬ：０．６５ｍｏｌ）を１時間かけて滴下した。滴下後、そのまま６時間加熱還流した。室温に戻した反応混合液を氷冷下、１５％炭酸ナトリウム水溶液７５０ｍＬに少しずつ加えた。有機層を分取し、水層をクロロホルム（５００ｍＬ×４）で抽出した。合わせた有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し、真空乾燥することで粗生成物を得た。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム／エタノールから再結晶し、無色針状結晶の３−ホルミルＣＢＰ［23］１１．３ｇ（２２ｍｍｏｌ：２７％）を得た。
Figure 2004292436
＜３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［24］の合成＞
塩化カルシウム管を付した５００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子、３−ホルミルＣＢＰ［23］２．５ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、無水ＴＨＦ（２５０ｍＬ）を入れた。氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム２０４ｍｇ（５．４ｍｍｏｌ）を加えた後、室温に戻し１時間攪拌させた。無色けん濁液の反応混合液に無水エタノール（５０ｍＬ）を加え、室温でさらに１時間攪拌させた。無色透明の反応混合液を減圧下濃縮しクロロホルム（５００ｍＬ）に溶解させた。このものを水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し、真空乾燥することで３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［24］の粗生成物２．５ｇ（４．８ｍｍｏｌ：９９％）を無色固体として得た。
Figure 2004292436
＜配位子４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ［25］の合成＞
還流管を付した２００ｍＬ三つ口フラスコに窒素ガス気流下で磁気攪拌子、水素化ナトリウム１９２ｍｇ (５５％パラフィンけん濁液：８ｍｍｏｌ)を入れた。氷冷下無水ＤＭＦ（４０ｍＬ）、３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［24］１．８４ｇ（３．６ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻し２０分間攪拌した。茶白色の反応混合物に４−ブロモメチルＰＰＹ［22］２１．０ｇ（４ｍｍｏｌ）を加え、室温で２時間攪拌した。氷冷下メタノールを滴下し、水、ジクロロメタンを加えた。混合液を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、有機層を分取した。水層をジクロロメタン（１００ｍＬ×５）で抽出し、合わせた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し真空乾燥後、茶褐色固体の組成生物 を得た。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、無色非晶質の４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ［25］１．６ｇ（２．３ｍｍｏｌ：６６％）を得た。
Figure 2004292436
２．錯体の合成
＜［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［26］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール（２４ｍＬ）、蒸留水（８ｍＬ）を入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ［25］１．０ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩＩＩ）三水和物２７３ｍｇ（０．７７ｍｍｏｌ）を入れ、１４０℃で２４時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻し、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、アセトンで洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、ろ液にトルエン、ヘキサンを加え、減圧下溶液の体積が３０ｍＬになるまで濃縮した。ろ過し、ヘキサンで洗浄することで黄色固体の［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［26］０．９５ｇ（０．３０ｍｍｏｌ：７８％）を得た。
Figure 2004292436
＜Ｉｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ）２［27］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール（３５ｍＬ）、アセチルアセトン（０．５ｍＬ）入れ、3回凍結脱気を行なった。次いで［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［26］０．９５ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）、無水炭酸ナトリウム５１６ｍｇ（４．９ｍｍｏｌ）を入れ、９５℃で２４時間加熱攪拌した。反応混合物を室温に戻し、エタノールを加え、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、水で洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/ヘキサンから再沈殿することで黄色粉末のＩｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ）２［27］０．５１ｇ（０．３１ｍｍｏｌ：５１％）を得た（これを本発明に係る有機化合物２と呼ぶ）。質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）によりこの化合物のＭＨ＋である１６５３．９６を確認した。また、本発明に係る有機化合物２の構造については、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲスペクトルで相当するスペクトルが確認された。
Figure 2004292436
（実施例３；本発明に係る有機化合物３の合成）
実施例３においては、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには−ＣＨ2ＣＨ2−、ＣＴＭにはＣＢＰを用いた。試薬としては、実施例１および２と同じものを使用した。
１．配位子の合成
＜配位子４−ＰＰＹ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［31］の合成＞
還流管を付した２００ｍＬ三つ口フラスコに磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥した。このものに４−ブロモメチルＰＰＹ［22］２３．６ｇ（１４．６ｍｍｏｌ）、亜リン酸トリエチル２．５ｍＬ（１４．６ｍｍｏｌ）入れ、１８０℃で３０分間加熱した。褐色油状物の反応混合物を室温に戻し、ＴＨＦ（１２０ｍＬ）、水素化ナトリウム６７２ｍｇ（５５％パラフィンけん濁液：１５．４ｍｍｏｌ）を加え、１５分間攪拌した。次いで、この褐色のけん濁液に実施例２と同様にして得られた３−ホルミルＣＢＰ［23］４．８ｇ（９．４ｍｍｏｌ）を加え、７５℃で２時間加熱還流した。氷を黒褐色溶液の反応混合物に加え反応を停止する。析出した固体をジクロロメタンに溶解させ、水、２０％炭酸ナトリウム水溶液を加えた。有機層を分取し、水層をジクロロメタン（３００ｍＬ×５）で抽出した。合わせた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し真空乾燥後、黒褐色油状物の組成生物を得た。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/エタノールから再結晶することで淡黄色粉末の４−ＰＰＹ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［31］４．９ｇ（７．４ｍｍｏｌ：５１％）を得た。
Figure 2004292436
＜配位子４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［32］＞
１０００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子を入れ、このものに４−ＰＰＹ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［31］４．０ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ（３００ｍＬ）、Ｐｄ／Ｃ触媒２．５ｍｇを入れた。反応系内を水素ガスで置換し、１．１気圧の水素雰囲気下、室温で2日間攪拌した。反応混合液をセライトろ過し、ろ液をメタノール（５００ｍＬ）に注ぎ、再沈殿により、無色粉末の４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［32］３．５ｇ（５．３ｍｍｏｌ：８７％）を得た。
Figure 2004292436
２．錯体の合成
＜［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［33］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール（３３ｍＬ）、蒸留水（１１ｍＬ）を入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［32］１．５ｇ（２．３ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩＩＩ）三水和物４１８ｍｇ（１．２ｍｍｏｌ）を入れ、１４０℃で２４時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻し、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、アセトンで洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、ろ液にトルエン、ヘキサンを加え、減圧下溶液の体積が３０ｍＬになるまで濃縮した。ろ過し、ヘキサンで洗浄することで黄色固体の［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［33］１．５ｇ（０．４８ｍｍｏｌ：８１％）を得た。
Figure 2004292436
＜Ｉｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２［34］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール（４０ｍＬ）、アセチルアセトン（０．５ｍＬ）入れ、3回凍結脱気を行なった。次いで［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［33］１．０ｇ（０．３２ｍｍｏｌ）、無水炭酸ナトリウム５５０ｍｇ（５．２ｍｍｏｌ）を入れ、９５℃で２４時間加熱攪拌した。反応混合物を室温に戻し、エタノールを加え、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、Ｈ２Ｏで洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/ヘキサンから再沈殿することで黄色粉末のＩｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２［34］０．３ｇ（０．１８ｍｍｏｌ：２８％）を得た（これを本発明に係る有機化合物３と呼ぶ）。質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）によりこの化合物のＭＨ＋である１６２１．９６を確認した。また、本発明に係る有機化合物３の構造については、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲスペクトルで相当するスペクトルが確認された。
Figure 2004292436
（実施例４；本発明に係る有機化合物４の合成）
実施例４においては、前記一般式（１）で示される化合物のうち、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには脂環式化合物（以下、ＢＣと略す）を含む−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−、ＣＴＭにはＣＢＰを用いた。試薬として、エンド−ビシクロ［２，２，２］オクト−５エン−２，３−ジカルボン酸無水物はＡＣＲＯＳ社から、ブロモベンゼンは東京化成社から、無水ジエチルエーテル、水素化アルミニウムリチウム、２−メトキシメチルエーテルは関東化学社から購入したものを未精製で使用し、他は実施例１、２、３と同じものを使用した。
１．配位子の合成
＜ケトカルボン酸［41］の合成＞
減圧下加熱乾燥し、アルゴン置換した１００ｍL三口フラスコに無水塩化アルミニウム ５．３ｇ（４０ｍｍｏｌ）、無水１，２−ジクロロメタン（１００ｍＬ）、ブロモベンゼン３．８ｇ（３６ｍｍｏｌ）を入れ懸濁した。氷冷撹拌下エンド−ビシクロ［２，２，２］オクト−５エン−２，３−ジカルボン酸無水物７．１ｇ（４０ｍｏｌ）を反応溶液が２０℃に保たれるように滴下した。その後１時間撹拌し、１２時間室温にて放置した。反応液を氷（２０ｇ）に注ぎ、濃塩酸で酸性に調整し、有機層を分取した。水層をジクロロメタン（５０ｍＬ×３）で抽出した。有機層を合わせて飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮しＤＭＦ／水から再結晶し、ケトカルボン酸［41］７．８ｇ（２３ｍｍｏｌ：６５％）を得た。
Figure 2004292436
＜アルデヒド体［42］の合成＞
上記ケトカルボン酸［41］７．５ｇ（２２ｍｍｏｌ）を１００ｍＬナス型フラスコにいれ、８０％ヒドラジン水和物１．８ｍＬ（２７ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム１．８ｇ、ジエチレングリコール（２２ｍＬ）を混合させ２時間加熱還流した。ついで加熱還流器を蒸留ヘッドに換え、内部温度をゆっくり１９５−２００℃に上昇させ６時間この温度に保ちヒドラジンおよび水の混合物を留出させる。混合物を冷却し水３５ｍＬでうすめ、濃塩酸で酸性に調整し、ジクロロメタンで抽出した（１００ｍＬ×３）。合わせた有機層を水、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄後、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し、ＤＭＦ／水から再結晶しカルボン酸５．６ｇ（１７．６ｍｍｏｌ：８０％）を得た。
このカルボン酸５．６ｇ（１７．６ｍｍｏｌ）と塩化チオニル２４ｇ（２０ｍｍｏｌ）およびＤＭＦ（一滴）を混合し、撹拌下、水浴上でゆっくり２時間加熱還流した。過剰の塩化チオニルを減圧下で留去し、室温に冷却し、蒸留残さをジクロロメタン溶媒１００ｍＬに溶解させ、氷冷しながら水５０ｍＬを加え、よく撹拌した。有機層を分取し、水層をさらにジクロロメタンで抽出した（１００ｍＬ×２）。合わせた有機層を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で留去し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、酸クロリド３．９ｇ（１１．６ｍｍｏｌ：６６％）を得た。
無水ジエチルエーテル（２５ｍＬ）に水素化アルミニウムリチウム０．４２ｇ（１１ｍｍｏｌ）を懸濁させ、ｔ−ブチルアルコール２．６ｇ（３５．２ｍｍｏｌ）を滴下した。析出したアルコキシヒドリドアルミニウム塩を十分に沈殿させ、ジエチルエーテルを除き、沈殿物に２−メトキシエチルエーテル（９ｍＬ）を加えた。
酸クロリド３．７ｇ（１１ｍｍｏｌ）を２−メトキシエチルエーテル（５．０ｍＬ）に溶かし、−７０〜−７５℃で撹拌しながら１時間かけてＬｉ［ＨＡｌ（Ｏｔ−Ｃ４Ｈ９）３］溶液を滴下した。滴下終了後、さらに室温で１時間撹拌し、反応液をろ過しこのものを熱エタノールで抽出し、再結晶することでアルデヒド体［42］２．２ｇ（７．４ｍｍｏｌ：６７％）が得られた。
Figure 2004292436
＜４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨＯ［43］の合成＞
エチレングリコールを用いてアセタール化したアルデヒド体［42］２．０ｇ（５．７ｍｍｏｌ）をＴＨＦ３０ｍＬに溶解させ、窒素雰囲気下で−７８℃まで冷却し、ｎ−ブチルリチウム２．８ｍＬ（７．０ｍｍｏｌ，２．５Ｍ）を滴下し１時間反応させた。反応後、２−イソプロポキシ−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン２．８ｇ（１５．０ ｍｍｏｌ）を加え、さらに１時間反応させた。反応終了後室温に戻し、３０分撹拌した後、ジエチルエーテルにて抽出しボロン酸エステルを得た。
得られたボロン酸エステル、２−ブロモピリジン（７．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．３５ｍｍｏｌ）をＴＨＦ５０ ｍＬに溶解させ、炭酸カリウム水溶液１０５ｍＬ（２Ｍ）を注ぎ、６０℃で窒素気流下１０時間撹拌した。反応終了後、ジエチルエーテルで抽出しフェニルピリジンのアセタール体を得た。
この得られたフェニルピリジンのアセタール体と０．５Ｍ塩酸（１００ｍＬ）の混合物をかくはん下に４５分間加熱還流した。冷却後、反応混合物をジエチルエーテルで抽出し、有機層を水、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下濃縮した。このものをヘキサン／クロロホルムから再結晶し４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨＯ［43］１．３ｇ（４．５ｍｍｏｌ：７９％）を得た。
Figure 2004292436
＜４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［45］の合成＞
還流管を付した２００ｍＬ三つ口フラスコに磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥した。このものに３−ＣＢＰ−ＣＨ２Ｂｒ［44］１．０ｇ（３．３ｍｍｏｌ）、亜リン酸トリエチル０．５７ｍＬ（３．３ｍｍｏｌ)を入れ、１８０℃で３０分間加熱した。なお、３−ＣＢＰ−ＣＨ２Ｂｒ［44］は実施例２における３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［24］を三臭化リンと反応させブロモ化することで得られた。褐色油状物の反応混合物を室温に戻し、無水ＴＨＦ２５ｍＬ、５５％水素化ナトリウム ミネラルオイル懸濁液１４８ｍｇ（３．４ｍｍｏｌ）を加え、１５分間攪拌した。次いで、この褐色の懸濁液に４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨＯ［43］１．０ｇ（３．３ｍｍｏｌ）を加え、７５℃で２時間加熱還流した。氷を黒褐色溶液の反応混合物に加え反応を停止する。析出した固体をジクロロメタン（１００ｍL）に溶解させ、水（１００ｍL）、20％炭酸ナトリウム水溶液（１００ｍL）を加えた。有機層を分取し、水層をジクロロメタン（１００ｍL×５）で抽出した。合わせた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、減圧下濃縮し真空乾燥後、黒褐色油状物の組成生物を得た。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/エタノールから再結晶することで淡黄色粉末の４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［45］１．３ｇ（１．７ｍｍｏｌ：５１％）を得た。
Figure 2004292436
＜４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［46］の合成＞
５００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子を入れ、このものに４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＢＰ［45］１．３ｇ（１．７ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ１００ｍＬ、パラジウム・炭素 ２．５ｍｇを入れた。反応系内を水素ガスで置換し、１．１気圧の水素雰囲気下、室温で２日間攪拌した。反応混合液をセライトろ過し、パラジウム・炭素を除いた後、ろ液をメタノール（３００ｍＬ）に注ぎ、再沈殿により、無色粉末の４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［46］１．３ｇ（１．６ｍｍｏｌ：９５％）を得た。
Figure 2004292436
２．錯体の合成
＜［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［47］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール２３ｍＬ、蒸留水７．７ｍＬを入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ［46］１．３ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩＩＩ）三水和物２９１ｍｇ（０．８４ｍｍｏｌ）を入れ、１４０℃で２４時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻し、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、アセトンで洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、ろ液にトルエン、ヘキサンを加え、減圧下溶液の体積が２５ｍＬになるまで濃縮した。ろ過し、ヘキサンで洗浄することで黄色固体の［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［47］１．２ｇ（０．３３ｍｍｏｌ：７９％）を得た。
Figure 2004292436
＜Ｉｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２［48］の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール４２ｍＬ、アセチルアセトン（０．５ｍＬ）入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで［ＩｒＣｌ（４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２］２［47］１．２ｇ（０．３３ｍｍｏｌ）、無水炭酸ナトリウム５６７ｍｇ（５．４ｍｍｏｌ）を入れ、９５℃で２４時間加熱攪拌した。反応混合物を室温に戻し、エタノールを加え、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、水で洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/ヘキサンから再沈殿することで黄色粉末のＩｒ（ａｃａｃ）（４−ＰＰＹ−ＣＨ２−ＢＣ−ＣＨ２ＣＨ２−ＣＢＰ）２［48］０．２ｇ（０．１ｍｍｏｌ：１６％）を得た（これを本発明に係る有機化合物４と呼ぶ）。質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）によりこの化合物のＭＨ＋である１８６１．３４を確認した。また、本発明に係る有機化合物４の構造については、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲスペクトルで相当するスペクトルが確認された。
Figure 2004292436
（比較例１；Ｉｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2の合成）
＜［ＩｒＣｌ（ｐｐｙ）２］２の合成＞
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール３１ｍＬ、蒸留水１０ｍＬを入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで２−フェニルピリジン０．７５ｍＬ（５．３ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩＩＩ）三水和物５１６ｍｇ（１．４６ｍｍｏｌ）を入れ、１４０℃で２４時間加熱還流した。反応混合物を室温に戻し、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、アセトンで洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、ろ液にトルエン、ヘキサンを加え、減圧下溶液の体積が２５ｍＬになるまで濃縮した。ろ過し、ヘキサンで洗浄することで黄色固体の［ＩｒＣｌ（ｐｐｙ）２］２０．６９ｇ（０．３３ｍｍｏｌ：７９％）を得た。
＜Ｉｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2の合成＞
２−フェニルピリジンはＡｌｄｒｉｃｈ社から購入し、その他のものに関しては実施例１、２、３、４と同じものを使用した。
５０ｍＬシュレンク型反応管に磁気攪拌子を入れ、減圧下加熱乾燥し、アルゴンガスで反応系内を置換した。このものに２−エトキシエタノール３３ｍＬ、アセチルアセトン０．１３ｍＬを入れ、３回凍結脱気を行なった。次いで［ＩｒＣｌ（ｐｐｙ）２］２０．５５ｇ（０．５２ｍｍｏｌ）、無水炭酸ナトリウム１６９ｍｇ（１．３４ｍｍｏｌ）を入れ、９５℃で２４時間加熱攪拌した。反応混合物を室温に戻し、エタノールを加え、析出した黄色固体をガラスフィルターによりろ別し、エタノール、水で洗浄した。このものをジクロロメタンに溶解してろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。このものをフラッシュカラムクロマトグラフィーに供し、クロロホルム/ヘキサンから再沈殿することで黄色粉末のＩｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2０．２ｇ（０．１ｍｍｏｌ：１６％）を得た。質量分析装置（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ ＭＳ）によりこの化合物のＭＨ＋である６０１．７１を確認した。また、この有機化合物の構造については、１Ｈ−ＮＭＲ、１３Ｃ−ＮＭＲ、ＩＲスペクトルで相当するスペクトルが確認された。
（実施例１〜４の配座計算）
Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離Ａ−Ｂ、及び（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）の比の値を計算した。なお、原子間距離及び直線距離は、分子力学法のＭＭ３（文献 "CRC Handbook of Chemistry and Physics," 60th Edition, R. C. Weast, (Ed.), CRC Press, Boca Raton, FL, 1980. M. W. Chase, C. A. Davies, J. R. Downey, D. R. Frurip, R. A. McDonald, A. N. Syverud, JANAF Thermochemical Tables, Third Edition, J. Phys. Chem. Ref. Data 14, Suppl. 1 (1985). NIST Chemistry WebBook, NIST Standard Reference Database, No. 69; W. G. Mallard, P. J. Linstrom, Eds., National Institute of Standards and Technology, Gaithersberg, http://webbook.nist.gov/chemistry. J. O. Cox, G. Pilcher, "Thermochemistry of Organic and Organometallic Compounds," Academic Press, New York, N.Y., 1970. P. v. R. Schleyer, J. E. Williams, K. R. Blanchard, J. Am. Chem. Soc., 92, 3277, (1970).）により、計算ソフトはＣＡＣｈｅ Ｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍ Ｖｅｒ．５．０（富士通）を用いて化合物の構造最適化を行い、得られた構造を基に算出した。結果を表１に示す。
Figure 2004292436
（実施例１〜４、比較例１〜３の評価）
実施例１〜４で得られた有機化合物１〜有機化合物４、及び比較例１としてＩｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2、比較例２として溶解性が考慮された下記に示すＩｒ８ｐｐｙ（ケミプロ化成社製）、比較例３としてＩｒ（ｐｐｙ）3（ケミプロ化成社製）を用いて物性を評価した。
Figure 2004292436
（１）溶解性試験
芳香族系溶媒としてトルエン及びキシレン、ハロゲン化炭化水素系溶媒としてクロロホルム、１，２−ジクロロエタン、エーテル系溶媒としてテトラヒドロフランを用いて、溶解性試験を行った。実施例１〜４で得られた有機化合物１〜有機化合物４、及び比較例１としてＩｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2、比較例２としてＩｒ８ｐｐｙ、比較例３としてＩｒ（ｐｐｙ）3と上記溶媒５ｍＬとを混合し、室温で３０分間撹拌し、溶解可能な重量濃度によって評価した。結果を表２に示す。
［評価基準］
○：１．０質量％以上溶解する。
△：０．１質量％以上１．０質量％未満溶解する。
×：０．１質量％未満しか溶解しない。
Figure 2004292436
本発明に係る有機化合物１〜有機化合物４については、比較例１，３では溶解が困難な芳香族系溶媒についても、良好な溶解性を示した。
（２）耐熱性試験
実施例１〜４で得られた有機化合物１〜有機化合物４、及び比較例１としてＩｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）2について、ＴＧ／ＤＴＡ測定を行った（装置：ＴＧ−ＤＴＡ ＴＧ８１２０ リガク社製、条件窒素ガス雰囲気下、昇温速度：５．０℃／ｍｉｎ）。得られた各ＴＧ／ＤＴＡ曲線より、５％重量損失が認められた温度を比較した。結果を表３に示す。
Figure 2004292436
Ｘがアルキル直鎖である、有機化合物１、３は従来型の比較例１に比べて高い耐熱温度を示した。一方、エーテル結合を含む有機化合物２は従来型の比較例１に比べて耐熱性が低かったが、これはエーテル結合の解離が生じているためだと考えられる。Ｘがより剛直な脂環式化合物を有する有機化合物４はより高い耐熱性を示した。高い耐熱性を示す有機化合物は、有機ＥＬ素子用材料として用いた場合、寿命向上に有利であることが示唆される。
（実施例５〜８：有機ＥＬ素子の作製）
実施例１〜４で得られた本発明に係る有機化合物１〜有機化合物４を用いて実施例５〜８の有機ＥＬ素子を作製した。先ず、ガラス基板上にＩＴＯの透明導電性膜が成膜された基板を所望の形状にパターニングした後、洗浄およびＵＶ／オゾン処理を施した。次いで、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネート水分散液（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、商品名Ｂａｙｔｒｏｎ ＴＰ ＣＨ８０００、バイエル社）を洗浄基板上に滴下し、スピンコートした。その後、２００℃のホットプレート上で１０分間加熱乾燥することにより、８０ｎｍの正孔輸送層を形成した。続いて、本発明に係る有機化合物と電荷輸送性材料としてＣＢＰポリマー（特願２００３−００８８７３号公報、特願２００３−００８８７４号公報）をキシレンに下記構成比率で混合し、電子輸送層兼発光層形成用組成物（構成比率；固形分は、本発明に係る有機化合物（Ｉｒ原子換算）：電荷輸送基（ＣＢＰ分子換算）＝４：９６（モル比）、固形分比率：１．５質量％）として滴下し、スピンコートすることにより、４０ｎｍの電子輸送兼発光層を形成した。
さらに、５．０×１０−６Ｔｏｒｒの真空条件下で、金属カルシウムを０．１４ｎｍ／ｓの成膜速度で１０ｎｍ真空蒸着し、さらにその上に銀を０．２３ｎｍ／ｓの成膜速度で２５０ｎｍ真空蒸着して電極を形成した。
（比較例４，５：有機ＥＬ素子の作製）
対照として比較例１，２の材料を用いて、比較例４，５の有機ＥＬ素子を作製した。先ず、ガラス基板上にＩＴＯの透明導電性膜が成膜された基板を所望の形状にパターニングした後、洗浄およびＵＶ／オゾン処理を施した。次いで、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネート水分散液（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、商品名Ｂａｙｔｒｏｎ ＴＰ ＣＨ８０００、バイエル社）を洗浄基板上に滴下し、スピンコートした。その後、２００℃のホットプレート上で１０分間加熱乾燥することにより、８０ｎｍの正孔輸送層を形成した。続いて、比較例１，２の材料と電荷輸送性材料としてＣＢＰポリマー（特願２００３−００８８７３号公報、特願２００３−００８８７４号公報）をキシレンに下記構成比率で混合し、電子輸送層兼発光層形成用組成物（構成比率；固形分は、本発明に係る有機化合物（Ｉｒ原子換算）：電荷輸送基（ＣＢＰ分子換算）＝４：９６（モル比）、固形分比率：１．５質量％）として滴下し、スピンコートすることにより、４０ｎｍの電子輸送兼発光層を形成した。
さらに、５．０×１０−６Ｔｏｒｒの真空条件下で、金属カルシウムを０．１４ｎｍ／ｓの成膜速度で１０ｎｍ真空蒸着し、さらにその上に銀を０．２３ｎｍ／ｓの成膜速度で２５０ｎｍ真空蒸着して電極を形成した。
（比較例６：低分子蒸着型有機ＥＬ素子の作製）
対照として比較例３の材料を用いて、比較例６の有機ＥＬ素子を作製した。比較例３の材料は塗布法を用いると短期間に材料が凝集し膜安定性が得られないため、蒸着法を用いた。
先ず、ガラス基板上にＩＴＯの透明導電性膜が成膜された基板を所望の形状にパターニングした後、洗浄およびＵＶ／オゾン処理を施した。次いで、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォネート水分散液（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、商品名Ｂａｙｔｒｏｎ ＴＰ ＣＨ８０００、バイエル社）を洗浄基板上に滴下し、スピンコートした。その後、２００℃のホットプレート上で１０分間加熱乾燥することにより、８０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
続いて、ＣＢＰ（ケミプロ化成社製）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３を４．０×１０−６Ｔｏｒｒの真空条件下で、それぞれ０．３ｎｍ／ｓ、０．０２ｎｍ／ｓの成膜速度で４０ｎｍ蒸着した。
さらに、５．０×１０−６Ｔｏｒｒの真空条件下で、金属カルシウムを０．１４ｎｍ／ｓの成膜速度で１０ｎｍ真空蒸着し、さらにその上に銀を０．２３ｎｍ／ｓの成膜速度で２５０ｎｍ真空蒸着して電極を形成した。
（実施例５〜８、比較例４〜６の評価：有機ＥＬ素子の評価）
（１）素子の輝度
上記のようにして得られた有機ＥＬ素子に、外部電源（ケースレー社製ソースメーター２４００）を接続し、ＩＴＯを陽極、金属電極を陰極として直流電圧を印加すると、Ｉｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）２またはＩｒ（ｐｐｙ）３に由来する緑色の発光を得た。素子の輝度は、トプコン社製の輝度計ＢＭ−８を用いて測定した。得られた最高輝度の結果を表４に示す。
Figure 2004292436
本発明に係る有機化合物を発光材料として用いた本発明の有機ＥＬ素子では、従来の低分子ゲスト材料を用いた場合に比べ、高い輝度が得られた。
（２）電流効率
電流効率は、上記の輝度測定用の外部電源から得られた駆動時の電流値とそのときの輝度によって求められた。得られた各素子の最高電流効率を表５に示す。
Figure 2004292436
本発明に係る有機化合物を発光材料として用いた有機ＥＬ素子では、従来の低分子ゲスト材料を用いた場合に比べ、高い電流効率が得られた。
（３）発光スペクトル
トプコン社製分光放射計ＳＲ−２を用いて発光スペクトルを測定した。実施例７（ Ｉｒ（ａｃａｃ）（４−ｐｐｙ−ＣＨ２ＣＨ２−ｃｂｐ）２を用いた素子）についての結果を図１に示す。各実施例５〜８の有機ＥＬ素子において、ＰＬスペクトルと同様のピークを持つ、Ｉｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）２に由来する発光スペクトルが得られた。本発明に係る有機化合物を用いて作製された実施例５〜８の有機ＥＬ素子においては、従来のＩｒ（ａｃａｃ）（ｐｐｙ）２のような低分子ゲスト材料に比べ、より線幅の狭いスペクトルが得られた。溶解性が考慮された直鎖のオクチル基をもつＩｒ８ｐｐｙに比べても、線幅の狭いスペクトルが得られた。このことから蛍光・発光材料を立体的にかさ高いＣＢＰと連結することで、より効果的に発光中心同士の会合を阻害し、濃度消光を抑制することが可能となったと考えられる。これにより効率も上昇し長寿命化へつながると推察される。
本発明の有機ＥＬ素子の発光スペクトルである。

Claims (29)

  1. 一般式（１）で表される有機化合物。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基である。）
  2. 一般式（２）で表される有機化合物。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された少なくとも溶媒溶解性を向上させるための置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。）
  3. 一般式（３）で表される有機化合物。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料を示し、ＣＴＭは電荷輸送性材料を示す。また、Ａｒは未置換もしくは置換のアリーレン基または複素環化合物基であり、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子からなる群から選ばれる基であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、Ｙは少なくとも溶媒溶解性を向上させるために必要に応じて任意に設けられる置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。）
  4. 前記ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離が、化合物の溶解性及び／またはホッピング伝導を確保できる所定の長さに制御されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機化合物。
  5. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂとしたとき、Ａ＾Ｂが３Å以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機化合物。
  6. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の有機化合物。
  7. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）で表される比が１．１〜２０であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の有機化合物。
  8. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．１〜１０であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の有機化合物。
  9. 前記Ｘが、脂環式化合物を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の有機化合物。
  10. 前記Ｘが、式（４）で表される脂環式化合物を含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の有機化合物。
    Figure 2004292436
  11. 前記Ｘが、異種原子が含まれない炭化水素鎖からなることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の有機化合物。
  12. 前記ＥＭが、クマリン誘導体、キノリジン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピロール誘導体、多環芳香属炭化水素、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体から選ばれる蛍光発光色素、キノリノール錯体誘導体、キノリン錯体誘導体、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体から選ばれる蛍光発光金属錯体、または、イリジウム錯体誘導体、白金錯体誘導体から選ばれる燐光発光遷移金属錯体であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の有機化合物。
  13. 前記ＣＴＭが、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体から選ばれる正孔輸送性材料、または、アルミノキノリノール錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体から選ばれる電子輸送性材料、またはカルバゾールビフェニル誘導体から選ばれる正孔および電子輸送性材料であることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の有機化合物。
  14. 少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、一般式（１）で表される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。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基である。）
  15. 少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、一般式（２）で表される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。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料であり、ＣＴＭは電荷輸送性材料であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された少なくとも溶媒溶解性を向上させるための置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。）
  16. 少なくとも一対の対向電極と当該電極間に挟持される単層または多層の有機化合物層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、一般式（３）で表される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。
    Figure 2004292436
     （式中、ＥＭは蛍光発光性材料または燐光発光性材料を示し、ＣＴＭは電荷輸送性材料を示す。また、Ａｒは未置換もしくは置換のアリーレン基または複素環化合物基であり、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子からなる群から選ばれる基であり、Ｘは直鎖状、分枝鎖状、または環状の炭化水素鎖または炭素鎖が単独または組み合わされてなり、炭化水素鎖内には異種原子が含まれていても良く、また環上には置換基を有していても良い２価の有機基であり、Ｙは少なくとも溶媒溶解性を向上させるために必要に応じて任意に設けられる置換基（この置換基は、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アルキルアミノ基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキニル基、アリールアミノ基、複素環化合物基、シアノ基、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる。）である。）
  17. 前記ＥＭとＣＴＭとの間の分子間距離が、化合物の溶解性及び／またはホッピング伝導を確保できる所定の長さに制御されていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  18. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂとしたとき、Ａ＾Ｂが３Å以上であることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  19. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  20. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）が１．１〜２０であることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  21. Ｘと結合しているＥＭの原子を原子Ａ、Ｘと結合しているＣＴＭの原子を原子Ｂとし、原子ＡからＸ上の隣接原子をたどって原子Ｂまで到達するまでの原子間距離の和のうち最短距離になるものをＡ＾Ｂ、原子Ａと原子Ｂの直線距離をＡ−Ｂとしたとき、Ａ−Ｂが２Å〜５０Åであり、且つ（Ａ＾Ｂ）／（Ａ−Ｂ）で表される比が１．１〜１０であることを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  22. 前記Ｘが、脂環式化合物を含むことを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  23. 前記Ｘが、式（４）で示される脂環式化合物を含むことを特徴とする請求項１４〜２２のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
    Figure 2004292436
  24. 前記Ｘが、異種原子が含まれない炭化水素鎖からなることを特徴とする請求項１４〜２３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  25. 前記ＥＭが、クマリン誘導体、キノリジン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピロール誘導体、多環芳香属炭化水素、スチリルベンゼン誘導体、ポリメチン誘導体、キサンテン誘導体から選ばれる蛍光発光色素、キノリノール錯体誘導体、キノリン錯体誘導体、ヒドロキシフェニルオキサゾール、ヒドロキシフェニルチアゾール、アゾメチン金属錯体誘導体から選ばれる蛍光発光金属錯体、または、イリジウム錯体誘導体、白金錯体誘導体から選ばれる燐光発光遷移金属錯体であることを特徴とする請求項１４〜２４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  26. 前記ＣＴＭが、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、フタロシアニン金属錯体誘導体から選ばれる正孔輸送性材料、または、アルミノキノリノール錯体誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、フェニルキノキサリン誘導体から選ばれる電子輸送性材料、またはカルバゾールビフェニル誘導体から選ばれるである正孔および電子輸送性材料であることを特徴とする請求項１４〜２５のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  27. 前記化合物が、電荷輸送性の低分子材料または高分子材料に混合・分散されて発光層を構成することを特徴とする請求項１４〜２６のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  28. 前記有機化合物層と陰極との間に電子輸送層を設けることを特徴とする請求項１４〜２７のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  29. 前記有機化合物層と陽極との間に正孔輸送層を設けることを特徴とする請求項１４〜２８のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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