(57)【要約】      （修正有）【課題】コーティングが容易で、駆動安定性及び保存安定性に優れ高い発光効率、長寿命を実現可能な有機化合物、及びこれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子の提供。【解決手段】第一態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該主鎖に非共役鎖を含有する。また、第二態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該少なくとも２つの発光性材料同士が非共役系であり、前記主鎖及び／又は発光性材料に、特定の群から選ばれる１種以上の置換基を有する。本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子は、少なくとも一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し、前記有機化合物層のうち少なくとも１つの層が、本発明に係る有機化合物を含有する。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該主鎖に非共役鎖を含有する、有機化合物。
【請求項２】
繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該少なくとも２つの発光性材料同士が非共役系であり、前記主鎖及び／又は発光性材料に、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、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる１種以上の置換基を有する、有機化合物。
【請求項３】
前記主鎖に非共役鎖を含有する、請求項２に記載の有機化合物。
【請求項４】
下記一般式（１）で表される、請求項１に記載の有機化合物。
式（１）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ）ｎ−Ｘ−ＥＭ
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の整数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭは同一でも異なっていても良い。）
【請求項５】
一般式（２）で表される、請求項１に記載の有機化合物。
式（２）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ−Ｘ）ｎ−ＥＭ
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭは同一でも異なっていても良い。）
【請求項６】
一般式（３）で表される、請求項１又は２に記載の有機化合物。
【化１】
2006077058.tif 000062
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１０００の数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。）
【請求項７】
一般式（４）で表される、請求項１乃至６に記載の有機化合物。
【化２】
2006077058.tif 000063
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の整数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１０００の整数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。）
【請求項８】
重量平均分子量が１０００〜１００００００である、請求項１乃至７のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項９】
重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎが１〜３である、請求項１乃至８のいずれかに有機化合物。
【請求項１０】
前記繰り返し単位の重合度、又は前記一般式（１）〜（４）におけるｎが１〜２０００である、請求項１乃至９のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１１】
前記電子輸送性材料と発光性材料のモル比が１：２〜１０００：１である、請求項１乃至１０のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１２】
前記一般式（１）〜（４）におけるＣＴＭとＸの質量比が１：２〜１０００：１である、請求項４乃至１１のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１３】
前記非共役鎖又はＸが飽和炭化水素である、請求項１乃至１２のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１４】
前記発光性材料又は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、及び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、及び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及び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、請求項１乃至１３のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１５】
前記電荷輸送性材料又は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、及び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、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、及びフェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体、フェニルボラ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、請求項１乃至１４のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１６】
有機溶剤及び／又は水に可溶である、請求項１乃至１５のいずれかに記載の有機化合物。
【請求項１７】
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、請求項１乃至１６のいずれかに記載の有機化合物を含有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１８】
前記請求項１乃至１６のいずれかに記載の有機化合物が、単独で発光層を構成することを特徴とする、請求項１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１９】
前記請求項１乃至１６のいずれかに記載の有機化合物が、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１７に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２０】
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１７乃至１９のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２１】
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１７乃至２０のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項２２】
前記請求項１乃至１６のいずれかに記載の有機化合物を含有する有機化合物層が湿式成膜法を用いて形成されてなること特徴とする、請求項１７乃至２１のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）。
【０００７】
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）。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
また、(4)デンドリマーの中心に低分子燐光ゲストを配し、分岐した枝(デンドロン)の少なくとも一部分にホスト材料を有する多機能型デンドリマーを用いる方法（例えば、特許文献３）が報告されている。
【００１１】
更に、(5)少なくとも２つの金属キレートがπ共役スペーサー又はσ共役スペーサーを通して互いに結合され、結合を通して金属キレート同士が相互作用するエレクトロルミネッセント材料を用いる方法（特許文献４）が報告されている。この報告の実施例においては、該エレクトロルミネッセント材料はゲスト分子として、ホスト分子であるポリフェニレンビニレンに混合されて使用されている。
【００１２】
一方、特許文献５、６には、電荷輸送性材料として、ポリマーの主鎖に電荷輸送性をもつ電荷輸送性ポリウレタン及び電荷輸送性ポリエーテルが報告されている。
【００１３】
【非特許文献１】M.A.Baldo et.al., Nature, vol.403, p.750-753(2000)
【非特許文献２】J.-S.Lee et.al., Polymer Preprints 2001, 42(2), p.448-449(2001)
【非特許文献３】鈴木充典、時任静士, ＮＨＫ技研 Ｒ＆Ｄ, No.77, p.34-41(2003)
【非特許文献４】S.-C.Lo et.al., Adv.Mater., vol.14, No.13-14, p.975-979(2002)
【特許文献１】特開平１０−１６８４４３号公報
【特許文献２】特開２００１−２５７０７６号公報
【特許文献３】特開２００３−２３１６９２号公報
【特許文献４】国際公開第０２／０５１９５９号パンフレット
【特許文献５】特開２００４−９５４２７号公報
【特許文献６】特開２００４−９５４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した(1)〜(5)の報告例では、溶液をスピン塗布して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。
【００１５】
また、(4)のデンドリマーにおいては、デンドリマーの分岐の第一世代、第二世代までにホスト材料を有すると、デンドリマー分子内でのエネルギー移動が行われやすいと考えられるが、ゲストとホストの最適なキャリアバランスをとるためにはホスト分子を更に混合する必要があり、混合されるホスト低分子材料が劣化や凝集を起こし易いという問題がある。一方、最適なキャリアバランスをとるためにデンドリマーを第三世代まで大きくすると合成が困難な上、第三世代のデンドロンにあるホストと中心のゲストの分子内エネルギー移動は困難になり、デンドリマーの外郭がホスト分子で高密度化して分子間エネルギー移動が期待できないという問題もある。
【００１６】
また、(5)の報告例においては、前記エレクトロルミネッセント材料がホスト分子とゲスト分子が共役系で結合されているために、ホスト分子とゲスト分子の機能分離がそれぞれ不十分になる可能性が考えられ、更にゲスト分子の色も共役により本来の色と異なってしまう。更に前記エレクトロルミネッセント材料はホスト分子とゲスト分子が共役系で結合されているために、主鎖が剛直で塗布性も劣る上、塗膜の着色が濃く、透明性に劣るという問題がある。
【００１７】
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、駆動安定性及び保存安定性に優れ高い発光効率、長寿命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し、長寿命な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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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、分子の集合体に規則性を付与するように比較的剛直な電荷輸送性材料を化合物の主鎖に含有させ、当該主鎖の２つの末端を発光性材料で終端して発光性材料を固定し、且つ分子内の発光性材料同士の共役系を切断して発光性材料と電荷輸送性材料の機能を分断することにより、塗布の容易性とホスト分子とゲスト分子の均一分散性を向上させながら、化合物の集合体に規則性を有することにより分子間相互作用が容易になり、分子間のエネルギー移動をより効率的に行うことが可能で、駆動安定性が向上し、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。
【００１９】
すなわち、本発明の第一態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該主鎖に非共役鎖を含有する。
【００２０】
上記本発明の第一態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に比較的剛直な分子である電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖を有するため、主鎖に強い方向性を付与し主鎖間の相互作用により当該分子配列に規則性を付与し、その結果、電荷輸送性材料同士の分子間エネルギー移動が効率的になり、ひいては電荷輸送性材料−発光性材料間のエネルギー移動も効率的に行われる。また、主鎖の２つの末端に発光性材料を有することにより発光性材料が固定され発光性材料の塗膜中での安定性が担保され、主鎖に含有される非共役鎖により溶媒溶解性が向上している。更に、主鎖に含有される非共役鎖により分子内の発光性材料同士の共役系を切断して発光性材料と電荷輸送性材料の機能を分断することにより、発光特性が良好である。また、主鎖の重合度や非共役鎖の調節によりホスト−ゲスト分子の割合やホスト−ゲスト分子間の長さを最適化することが可能である。
【００２１】
また、本発明の第二態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該少なくとも２つの発光性材料同士が非共役系であり、前記主鎖及び／又は発光性材料に、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、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる１種以上の置換基を有する。
【００２２】
上記本発明の第二態様の有機化合物は、上述のような当該分子配列の規則性と発光性材料の塗膜中での安定性、良好な発光特性に加えて、主鎖及び／又は発光性材料に有する置換基により、溶媒溶解性が向上し、更に、主鎖の凝集抑制や二次構造の維持及び／又は発光性材料同士の位置の適切化を行うことができる。
【００２３】
上記第二態様の有機化合物において、前記主鎖に非共役鎖を含有することが、前記少なくとも２つの発光性材料同士を非共役系とし、且つ溶媒溶解性を向上させる点から好ましい。
【００２４】
また、本発明の第一態様の一形態である有機化合物は、一般式（１）で表される。
【００２５】
式（１）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ）ｎ−Ｘ−ＥＭ
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の整数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭは同一でも異なっていても良い。）
【００２６】
また、本発明の第一態様の他の一形態である有機化合物は、一般式（２）で表される。
【００２７】
式（２）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ−Ｘ）ｎ−ＥＭ
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭは同一でも異なっていても良い。）
【００２８】
また、本発明の第一及び第二態様の他の一形態である有機化合物は、一般式（３）で表される。
【００２９】
【化１】
2006077058.tif 000002
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１０００の数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。）
【００３０】
また、本発明の第一及び第二態様の他の一形態である有機化合物は、一般式（４）で表される。
【００３１】
【化２】
2006077058.tif 000003
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の整数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１０００の整数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。）
【００３２】
上記化合物において、重量平均分子量は１０００〜１００００００であることが、溶媒溶解性及び精製し易さおよび有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性の点から好ましい。
【００３３】
上記化合物において、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎは１〜３であることが、および有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性及び精製し易さの点から好ましい。
【００３４】
上記化合物において、前記繰り返し単位の重合度、又は前記一般式（１）〜（４）におけるｎが１〜２０００であることが、および有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性の点から好ましい。
【００３５】
上記化合物において、前記電子輸送性材料と発光性材料のモル比が１：２〜１０００：１であることが、および有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性の点から好ましい。
【００３６】
前記一般式（１）〜（４）におけるＣＴＭとＸの質量比が１：２〜１０００：１であることが、および有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性の点から好ましい。
【００３７】
前記非共役鎖又はＸが、飽和炭化水素であることが、化合物の化学的、電気的安定性の点から好ましい。
【００３８】
前記発光性材料又はＥＭは、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、及び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、及び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及び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が好ましい。
【００３９】
前記電荷輸送性材料又はＣＴＭは、芳香族３級アミン誘導体、スターバーストポリアミン類、及び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、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、及びフェニルキノキサリン誘導体、シロール誘導体、フェニルボラ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が好ましい。
【００４０】
また、上記化合物は、有機溶剤及び／又は水に可溶であることが好ましい。
【００４１】
一方、本発明の有機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、上記本発明に係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。
【００４２】
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。上記本発明に係る有機化合物は、主鎖に基づく集合体としての規則性や、非共役鎖、或いは主鎖又は発光性材料に結合した置換基に基づく良好な溶媒溶解性により、塗布の容易性とホスト分子とゲスト分子の均一分散性を向上させながら、化合物の集合体に規則性をあわせ持つため、分子間相互作用が容易になり、分子間のエネルギー移動をより効率的に行うことが可能である。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子は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上、駆動安定性が良好である。
【００４３】
さらに、発光性材料同士が非共役系であるため、架橋基を経由しない発光性材料と電荷輸送性材料との直接的、空間的なエネルギー移動が可能となり、電荷輸送を担う主鎖ＣＴＭ部と発光を担う末端ＥＭ部との機能分離が実現でき、より高い発光効率を達成できるだけでなく、発光性材料由来の発光が得られる。
【００４４】
本発明の有機ＥＬ素子の一形態として、上記本発明に係る有機化合物が、単独で発光層を構成しても良い。この発明によれば、上記本発明に係る有機化合物単独で電荷輸送性材料と発光性材料のキャリアバランスを最適化できるので、上記本発明に係る有機化合物からなりホスト−ホスト間での電荷移動、ホスト−ゲスト間における分子間エネルギー移動が効率的な発光層を形成することが可能である。
【００４５】
本発明の有機ＥＬ素子の他の一形態として、上記本発明に係る有機化合物が、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しても良い。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、凝集等が生じ難い発光層を形成することが可能である。
【００４６】
また、本発明の有機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。
【００４７】
更に、本発明の有機ＥＬ素子において、上記本発明に係る有機化合物を含有する有機化合物層は、湿式成膜法を用いて形成されてなることが、コストが安価で、大面積ディスプレイの製造が可能な点から好ましい。
【発明の効果】
【００４８】
本発明に係る有機化合物は、分子内に発光性材料と電荷輸送性材料の両方を有し、発光性材料と電荷輸送性材料の分子内割合や、発光性材料と電荷輸送性材料の分子間距離及び集合体として電荷輸送性材料間の距離等の配置制御を最適化することが可能であるため、発光性材料と電荷輸送性材料の両方が必要とされる有機発光素子の発光層等に好適に用いることができる。
【００４９】
本発明に係る有機化合物は、非共役鎖や付加される置換基の作用により溶媒溶解性及び分散性に優れるため、該化合物と溶剤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の発光層等の有機化合物層を湿式成膜法によって作製することが可能である。
【００５０】
本発明の第一態様の有機化合物は、主鎖により当該分子の集合体に規則性を付与し、主鎖の２つの末端に発光性材料が固定されていることにより発光性材料の塗膜中での安定性が担保されている。また、主鎖に含有される非共役鎖により分子内の発光性材料同士の共役系を切断して発光性材料と電荷輸送性材料の機能を分断することにより、発光特性が良好である。
【００５１】
本発明の第二態様の有機化合物は、上述のような当該分子の集合体での規則性と発光性材料の塗膜中での安定性、良好な発光特性に加えて、主鎖及び／又は発光性材料に有する置換基により、更に、主鎖の凝集抑制や二次構造の維持及び／又は発光性材料同士の位置の適切化を行うことができる。
【００５２】
上記本発明に係る有機化合物は、塗布の容易性とホスト分子とゲスト分子の均一分散性を向上させながら、化合物の集合体に規則性を有するため、分子間相互作用が容易になり、分子間のエネルギー移動をより効率的に行うことが可能である。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子は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上、駆動安定性が良好である。
【００５３】
さらに、発光性材料同士が非共役系であるため、架橋基を経由しない発光性材料と電荷輸送性材料との直接的、空間的なエネルギー移動が可能となり、電荷輸送を担う主鎖ＣＴＭ部と発光を担う末端ＥＭ部との機能分離が実現でき、より高い発光効率を達成できるだけでなく、発光性材料由来の発光が得られる。
【００５４】
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を高くすることができ、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。
【００５５】
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。
【００５６】
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、塗布によって容易に、燐光発光材料が良好に分散され、電荷移動材料が規則性をもちながら充填され、且つそれぞれが化学的に固定されている層が得られ、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５７】
＜有機化合物＞
以下、本発明に係る有機化合物について詳しく説明する。
本発明に係る第一の態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該主鎖に非共役鎖を含有する。
【００５８】
本発明において非共役鎖とは、共役系を構成しない２価以上の連結基をいう。従って、本発明の有機化合物中に共役系を構成する部分を有していても、いずれかの部分で共役系が切断されており、主鎖の２つの末端に存在する発光性材料同士の共役は切断されている。非共役鎖は主鎖を構成する部分である主鎖部分に１つ以上含まれればよく、繰り返し単位の中に含まれていても、繰り返し単位外に含まれていても良い。
【００５９】
上記本発明の第一態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に比較的剛直な分子である電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖を有するため、主鎖に強い方向性を付与し主鎖間の相互作用により当該分子配列に規則性を付与し、その結果、電荷輸送性材料同士の分子間エネルギー移動が効率的になり、ひいては電荷輸送性材料−発光性材料間のエネルギー移動も効率的に行われる。また、主鎖の２つの末端に発光性材料を有することにより発光性材料が固定され発光性材料の塗膜中での安定性が担保され、主鎖に含有される非共役鎖により溶媒溶解性が向上している。更に、主鎖に含有される非共役鎖により分子内の発光性材料同士の共役系を切断して発光性材料と電荷輸送性材料の機能を分断することにより、発光特性が良好である。また、主鎖の重合度や非共役鎖の調節によりホスト−ゲスト分子の割合やホスト−ゲスト分子間の長さを最適化することが可能である。
【００６０】
また、本発明の第二態様の有機化合物は、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位を含有する主鎖の２つの末端に発光性材料を有し、当該少なくとも２つの発光性材料同士が非共役系であり、前記主鎖及び／又は発光性材料に、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、ニトロ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる１種以上の置換基を有する。
【００６１】
本発明において非共役系とは、発光性材料同士が共役系でつながれていない状態をいい、２つの発光性材料の間に共役系が切断される非共役鎖を有する場合や、非共役鎖を有しなくてもねじれにより共役系が切断される場合が含まれる。
【００６２】
上記本発明の第二態様の有機化合物は、上述の第一態様の有機化合物のような当該分子配列の規則性と発光性材料の塗膜中での安定性、良好な発光特性に加えて、主鎖及び／又は発光性材料に有する置換基により、溶媒溶解性が向上し、更に、主鎖の凝集抑制や二次構造の維持及び／又は発光性材料同士の位置の適切化を行うことができる。
【００６３】
上記第二態様の有機化合物においても、前記主鎖に非共役鎖を含有することが、前記少なくとも２つの発光性材料同士を安定して非共役系とし、且つ溶媒溶解性を向上させる点から好ましい。
【００６４】
また、本発明に係る有機化合物の好ましい形態としては、下記一般式（１）〜（４）で表される化合物が挙げられる。
【００６５】
式（１）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ）ｎ−Ｘ−ＥＭ
【００６６】
式（２）
ＥＭ−Ｘ−（ＣＴＭ−Ｘ）ｎ−ＥＭ
【００６７】
【化３】
2006077058.tif 000004
【００６８】
【化４】
2006077058.tif 000005
【００６９】
上記一般式（１）〜（４）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を示し、ＣＴＭは電荷輸送性材料を示す。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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１０００の整数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１０００の整数である。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る。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。
【００７０】
上記本発明に係る有機化合物は、塗布の容易性とホスト分子とゲスト分子の均一分散性を向上させながら、化合物の集合体に規則性を有するため、分子間相互作用が容易になる。分子内のエネルギー移動も行われるが、分子間のエネルギー移動をより効率的に行うことが可能である。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子は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上、駆動安定性が良好である。
【００７１】
また、発光性材料同士が非共役系であるため、架橋基を経由しない発光性材料と電荷輸送性材料との直接的、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、発光性材料由来の発光が得られる。
【００７２】
以下、本発明に係る有機化合物の構成について説明する。
繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含むとは、繰り返し単位の主鎖を構成する部分に電荷輸送性材料を含む場合であって、電荷輸送性材料が２価以上の有機基となって、そのうちの２つの結合が有機化合物の主鎖が伸長する結合に用いられている場合をいう。繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位は、例えば、電荷輸送性材料をＣＴＭで表し、Ｘ’、Ｘ”を２価の連結基とすると、以下のような一般式（５）で表すことができる。ここで、Ｘ’とＸ”は、それぞれあってもなくても良い。式（５）には、式（１）〜（４）の繰り返し単位内の−ＣＴＭ−、−ＣＴＭ−Ｘ−が含まれる。
【００７３】
式（５）
−Ｘ’−ＣＴＭ−Ｘ”−
【００７４】
電荷輸送性材料とは、電荷輸送性基を含む化合物をいう。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。
【００７５】
【化５】
2006077058.tif 000006
【００７６】
【化６】
2006077058.tif 000007
【００７７】
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、シロール誘導体、フェニルボラン誘導体が用いられる。その一例を以下に挙げる。
【００７８】
【化７】
2006077058.tif 000008
【００７９】
【化８】
2006077058.tif 000009
【００８０】
正孔および電子輸送性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。
【００８１】
【化９】
2006077058.tif 000010
【００８２】
一方、第一の態様において必須で主鎖に含まれる非共役鎖は、共役系を構成しない２価以上の連結基であれば特に制限されず、不飽和結合を含まないものである。例えば、直鎖状または分枝鎖状の飽和炭化水素鎖、−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯ−Ｏ−、−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−等が挙げられる。
【００８３】
また、繰り返し単位に含まれていても良い２価の連結基は特に制限されないが、式（１）〜（４）におけるＸと同様であることが好ましい。繰り返し単位に含まれていても良い２価の連結基及びＸは、共役系を切断する機能の他に、その長さと構造により、溶媒溶解性や塗布膜の柔軟性、溶液にしたときの表面張力や粘度を付与する機能を有する。
【００８４】
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価の有機基であって、少なくとも上記非共役鎖を含むものである。Ｘは１分子内において１種であっても良いし、２種以上が用いられても良い。例えば、ＣＴＭ同士を連結させるＸとＣＴＭとＥＭを連結させるＸが異なっていても良い。
【００８５】
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、Ｎ、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。
【００８６】
直鎖状、分枝鎖状の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−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）2−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−（ＣＨ2）4−ＣＯＯ−、−ＣＯＯ−（ＣＨ2）2−ＯＣＯ−、−ＣＯＯ−（ＣＨ2）4−ＯＣＯ−、−ＣＨ2−ＯＣＯ−（ＣＨ2）2−ＣＯＯ−ＣＨ2−−ＣＨ2−ＯＣＯ−（ＣＨ2）4−ＣＯＯ−ＣＨ2−、
−ＯＣＯ−ＮＨ−（ＣＨ2）2−ＮＨ−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−ＮＨ−（ＣＨ2）4−ＮＨ−ＣＯＯ−等のような、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−、−ＮＨ−ＣＯ−Ｏ−等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。
【００８７】
また、環状化合物を含む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。
【００８８】
また、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、異種原子が含まれない炭化水素鎖からなるものが好ましく、特に、飽和炭化水素からなることが好ましい。
【００８９】
繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位としては、中でも、下記式（６）で表される繰り返し単位が、正孔及び電子輸送性材料を含み、正孔及び電子輸送性を有する点から好適に用いられる。
【００９０】
【化１０】
2006077058.tif 000011
（式（６）中、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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｐは０又は１である。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る。）
【００９１】
Ａｒは、中でも、共役結合に関する炭素数が６〜６０、更に６〜２０からなる未置換もしくは置換のアリーレン基、又は共役結合に関する炭素数が４〜６０、更に４〜２０からなる未置換もしくは置換の複素環化合物基であることが好ましい。Ａｒとして、具体的には以下のものが挙げられる。なお、Ａｒの例示構造の式中のＲは、それぞれ同一でも異なっていても良く、上記Ｒと同様である。
【００９２】
【化１１】
2006077058.tif 000012
【００９３】
【化１２】
2006077058.tif 000013
【００９４】
【化１３】
2006077058.tif 000014
【００９５】
【化１４】
2006077058.tif 000015
【００９６】
【化１５】
2006077058.tif 000016
【００９７】
【化１６】
2006077058.tif 000017
【００９８】
【化１７】
2006077058.tif 000018
【００９９】
【化１８】
2006077058.tif 000019
【０１００】
【化１９】
2006077058.tif 000020
【０１０１】
式（６）中Ｒは、それぞれ同一でも異なっていても良い。Ｒは、中でも、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アルキルチオ基、炭素数１〜２０アルキルシリル基、炭素数１〜２０アルキルアミノ基、炭素数６〜６０のアリール基、炭素数７〜６０アリールアルキル基、炭素数７〜６０アリールアルコキシ基、炭素数８〜６０アリールアルキニル基、炭素数６〜６０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であることが好ましい。
【０１０２】
以下の表に、繰り返し単位の主鎖部分に電荷輸送性材料を含む繰り返し単位、及び式（６）で表される繰り返し単位の組み合わせの具体例を挙げるが、本発明はこれらの具体例に限定されるわけではない。なお、表１においてＣＴＭとＸの結合部位は、結合可能な位置であれば特に限定されない。
【０１０３】
【表１】
2006077058.tif 000021
【０１０４】
【表２】
2006077058.tif 000022
【０１０５】
【表３】
2006077058.tif 000023
【０１０６】
【表４】
2006077058.tif 000024
【０１０７】
【表５】
2006077058.tif 000025
【０１０８】
【表６】
2006077058.tif 000026
【０１０９】
【表７】
2006077058.tif 000027
【０１１０】
【表８】
2006077058.tif 000028
【０１１１】
また、本発明の有機化合物においては、主鎖の２つの末端にそれぞれ発光性材料ＥＭを有する。発光性材料ＥＭが主鎖に連結していることにより、本発明の有機化合物を用いて膜を形成した場合には当該膜中に発光性材料がしっかり固定されるので、低分子発光性材料のような駆動による移動を防止でき、駆動安定性を向上できる。また、主鎖の両末端を発光性材料でキャップしていることから、高分子型の電荷輸送性材料と比較して、末端からの材料劣化が生じないという利点がある。また、発光性材料ＥＭをカチオン性錯体とする場合には、更に、対アニオンの存在による電極等の金属との密着性の向上や、電極界面からのイオン注入効率の向上が期待できる。
【０１１２】
主鎖の２つの末端に有する発光性材料ＥＭは、それぞれ異なっていても良いが、同一であることがＲＧＢなどの単一発光色を発現する点から好ましい。
【０１１３】
発光性材料ＥＭとしては、蛍光発光性材料と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。その一例を以下に挙げる。
【０１１４】
【化２０】
2006077058.tif 000029
【０１１５】
【化２１】
2006077058.tif 000030
【０１１６】
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。
【０１１７】
【化２２】
2006077058.tif 000031
【０１１８】
また、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。
燐光発光性材料としては、下記一般式（７）で表される化合物が好適に用いられる。
【０１１９】
【化２３】
2006077058.tif 000032
【０１２０】
一般式（７）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る。ｑは０〜２の何れかの整数であり、ｒは１〜３の何れかの整数であり、ｑとｒの和は、２または３である。Ａ〜Ｄは、一般式（７）に示した各種のものを適用できる。
【０１２１】
燐光発光性材料の一例を以下に挙げる。
【０１２２】
【化２４】
2006077058.tif 000033
【０１２３】
【化２５】
2006077058.tif 000034
【０１２４】
【化２６】
2006077058.tif 000035
【０１２５】
また、本発明に係る第二の態様の有機化合物において必須の主鎖及び／又は発光性材料の何れかの部位に導入される置換基Ｙは、溶媒溶解性を向上させ、更に、主鎖の凝集抑制や二次構造の維持及び／又は分子内、分子間の発光性材料同士の位置の適切化を行うための置換基である。
【０１２６】
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、有機化合物層中単独で、又は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、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。また、主鎖に導入される場合には、主として１分子内においても、主鎖が凝集するのを抑制して主鎖の二次構造の維持に寄与する。更に発光性材料に導入される場合には、主鎖の凝集抑制に加えて、分子内及び／又は分子間発光性材料同士を近づき過ぎないように阻害して発光性材料同士の位置の適切化する機能を果たす。
【０１２７】
置換基Ｙは、発光性材料上に導入されることが、溶媒溶解性や主鎖の凝集抑制に加えて、分子内及び／又は分子間発光性材料同士を近づき過ぎないように阻害して発光性材料同士の位置の適切化する機能を果たす点から、特に好ましい。
【０１２８】
主鎖及び／又は発光性材料の何れかの部位に導入される置換基Ｙ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１種以上である。
【０１２９】
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ことが好ましい。
【０１３０】
上記のアルキル基は、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。
【０１３１】
これらの中でも、好適な置換基Ｙとしては、有機溶媒への溶解性、化学的安定性の点から、−（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が挙げられる。
【０１３２】
置換基Ｙの長さは、０．１〜１０．０ｎｍ、さらに０．１〜５．０ｎｍであることが、有機溶媒への溶解性の確保の点から好ましい。特に、発光性材料に導入される置換基Ｙの長さは１ｎｍ以上、さらに３ｎｍ以上であることが好ましい。例えば（文献  第５１回応用物理学関係連合講演会  講演予稿集  ２００４，３，３０ｐ−ＺＮ−１１）には、三重項消滅（ｔｒｉｐｌｅｔ・ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）を避けるために、燐光発光性材料同士は１．３２ｎｍ以上離れていたほうが良い旨の記載がある。
【０１３３】
また、置換基Ｙは、発光性材料上に導入される場合には、両末端の発光性材料に少なくとも１つずつ導入されることが好ましく、電荷輸送性材料上に導入される場合には、繰り返し単位ごと、又は繰り返し単位の一定の割合に導入されることが好ましい。
【０１３４】
以上で構成される本発明に係る有機化合物の中でも、主鎖中に上記好適な一般式（６）で表される電荷輸送性材料を含む構造を有し、発光性材料として上記好適な一般式（７）で表される燐光発光性材料を有する下記一般式（４）が特に好適に用いられる。
【０１３５】
【化２７】
2006077058.tif 000036
（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価の有機基であって、少なくとも非共役鎖を含む。ｎは１〜１００の数である。ＹはＥＭ、ＣＴＭまたはＸの何れかの部位に導入された置換基であり、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。ｍは１〜１００の数である。また、各ＥＭ、各Ｘ、各ＣＴＭ、各Ｙは同一でも異なっていても良い。）
【０１３６】
一般式（４）において、ＣＴＭとＥＭは、それぞれ上記一般式（６）と上記一般式（７）と同様のものを好適に用いることができる
【０１３７】
下記有機化合物１〜４は、上述した一般式（４）についての好ましい一例である。なお、下記有機化合物３、４において、Ｃ８Ｈ１７は、ｎ−オクチル基である。
【０１３８】
【化２８】
2006077058.tif 000037
【０１３９】
その他に一般式（４）としては、例えば、以下の表に示される組み合わせが挙げられる。なお、表９〜表１５において、主鎖構造番号とは、上記表１〜表８に示された主鎖構造の番号をいい、ＥＭ構造番号とは、上記発光性材料の例示の化学式に付与された番号をいう。主鎖とＥＭの結合部位は、結合可能な位置であれば特に限定されない。Ｙの置換位置は特に限定されないが、表の例においては、発光性材料ＥＭ上の置換可能な位置に置換されることが好ましい。
【０１４０】
【表９】
2006077058.tif 000038
【０１４１】
【表１０】
2006077058.tif 000039
【０１４２】
【表１１】
2006077058.tif 000040
【０１４３】
【表１２】
2006077058.tif 000041
【０１４４】
【表１３】
2006077058.tif 000042
【０１４５】
【表１４】
2006077058.tif 000043
【０１４６】
【表１５】
2006077058.tif 000044
【０１４７】
また、本発明の有機化合物において、重量平均分子量は、１０００〜１００００００、更に、２０００〜５０００００、特に４０００〜１０００００であることが、溶媒溶解性を確保しながら精製し易く純度を高くすることができる点から好ましい。
【０１４８】
さらに、本発明の有機化合物において、重量平均分子量Ｍｗと数平均分子量Ｍｎの比Ｍｗ／Ｍｎは１〜３、更に、１〜２、特に１〜１．５であることが、有機ＥＬ素子にした場合の駆動安定性、及び精製し易く純度を高くすることができる点から好ましい。
【０１４９】
また、本発明の有機化合物において、前記繰り返し単位の重合度、又は前記一般式（１）〜（４）におけるｎは１〜２０００更に、２〜１０００、特に５〜２００であることが、ホスト−ゲストの最適な割合を保ちつつ、塗布膜の熱的安定性や保存安定性を確保する点から好ましい。
【０１５０】
本発明の有機化合物が所謂オリゴマーである場合には、これまでの塗布型発光・燐光材料に比べて純度を高くすることができ、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。
【０１５１】
さらに、本発明の有機化合物において、前記電子輸送性材料と発光性材料のモル比は１：２〜１０００：１更に、１：１〜５００：１、特に２：１〜１００：１であることが、ホスト−ゲストの最適な割合を保ちつつ、塗布膜の熱的安定性や保存安定性を確保する点から好ましい。
【０１５２】
前記一般式（１）〜（４）におけるＣＴＭとＸの質量比が１：２〜１０００：１更に、１：１〜５００：１、特に２：１〜１００：１であることが、ホスト−ゲストの最適な割合を保ちつつ、塗布膜の熱的安定性や保存安定性を確保する点から好ましい。
【０１５３】
また、本発明に係る有機化合物は、非共役鎖や付加される置換基の作用により溶媒溶解性及び分散性に優れるため、有機溶剤または水に可溶であり、溶剤を用いた湿式成膜法によって成膜することが可能である。湿式成膜法としては、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が挙げられる。
【０１５４】
本発明に係る有機化合物は、分子内に発光性材料と電荷輸送性材料の両方を有し、発光性材料と電荷輸送性材料の分子内割合や、発光性材料と電荷輸送性材料の分子間距離及び集合体として電荷輸送性材料間の距離等の配置制御を最適化することが可能であると共に、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。
【０１５５】
また、本発明に係る有機化合物は、太陽電池や有機トランジスタにおける有機薄膜のための有機電子材料としても、好適に用いることができる。
【０１５６】
＜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。
【０１５７】
上記本発明に係る有機化合物は、主鎖に基づく集合体としての規則性や、非共役鎖、或いは主鎖又は発光性材料に結合した置換基に基づく良好な溶媒溶解性により、塗布の容易性とホスト分子とゲスト分子の均一分散性を向上させながら、化合物の集合体に規則性を有するため、分子間相互作用が容易になり、分子間のエネルギー移動をより効率的に行うことが可能である。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子は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上、駆動安定性が良好である。
【０１５８】
さらに、発光性材料同士が非共役系であるため、架橋基を経由しない発光性材料と電荷輸送性材料との直接的、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、発光性材料由来の発光が得られる。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
（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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
（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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
上記本発明に係る有機化合物を含有する有機化合物層は、上記本発明に係る有機化合物が有機溶剤又は水に可溶なため湿式成膜法を用いて形成することができる。
【０１７１】
（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ことが好ましい。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。
【０１７２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層の一形態として、上記本発明に係る有機化合物の他に電荷輸送性材料を含有させて発光層を構成しても良く、上記本発明に係る有機化合物が単独で発光層を構成しても良い。この発明によれば、上記本発明に係る有機化合物単独で電荷輸送性材料と発光性材料のキャリアバランスを最適化できるので、上記本発明に係る有機化合物からなりホスト−ホスト間、ホスト−ゲスト間における分子間エネルギー移動が効率的な発光層を形成することができる。
【０１７３】
また、本発明の有機ＥＬ素子の他の一形態として、上記本発明に係る有機化合物が、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しても良い。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、凝集等が生じ難い発光層を形成することができる。
【０１７４】
発光層に用いられる他の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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
発光層は、電極上に上記本発明に係る有機化合物と、場合により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、場合により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０．０１〜９０重量％、好ましくは０．０１〜５０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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
（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。
【０１８２】
（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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
（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。
【０１８５】
（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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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】
【０１８８】
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３の合成）
前記本発明に係る有機化合物３の合成法の例を以下に示す。この実施例１においては、本発明に係る有機化合物３中、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには−ＣＨ２ＯＣＨ２−ＣＢＰ（４，４’−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９‐ｙｌ）−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｙには−（ＣＨ2）7ＣＨ3を用いた。
【０１８９】
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。
【０１９０】
１．主鎖の合成
＜３，３‘−ジホルミルＣＢＰ［１］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（０．０８ｍｏｌ）、無水ＤＭＦ１８７ｍＬ（２．４ｍｏｌ）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、クロロホルム（３００ｍL）で希釈し、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３，３‘−ジホルミルＣＢＰ［１］３４．５ｇ（０．０６４ｍｏｌ：８０％）を得た。
【０１９１】
＜３，３‘−ジヒドロキシメチルＣＢＰ［２］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、３，３‘−ジホルミルＣＢＰ［１］３０．０ｇ（５５ｍｍｏｌ）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、３，３‘−ジヒドロキシメチルＣＢＰ［２］の粗生成物２９．４ｇ（５４ｍｍｏｌ：９８％）を無色固体として得た。
【０１９２】
＜３，３‘−ブロモメチルＣＢＰ［３］の合成 ＞
上記粗生成物３，３‘−ジヒドロキシメチルＣＢＰ［２］２５．０ｇ（４６ｍｍｏｌ）、脱水トルエン（１５０ｍＬ）を窒素ガス気流下で還流管、滴下ロートを付した３００ｍＬ三つ口フラスコにいれた。このものに三臭化リン１０．８ｍＬ（１１２．６ｍｍｏｌ）のトルエン（５０ｍＬ）との溶液を滴下し、１００℃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３，３‘−ブロモメチルＣＢＰ［３］の粗生成物１６．８ｇ（２５．３ｍｍｏｌ：５５％）を淡黄色固体として得た。
上記３，３‘−ブロモメチルＣＢＰ［３］までの合成を以下に示す。
【０１９３】
【化２９】
2006077058.tif 000045
【０１９４】
＜主鎖［４］の合成 ＞
還流管を付した３Ｌ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２．８４ｇ (５５％パラフィンけん濁液：１６０ｍｍｏｌ)を入れた。氷冷下無水ＤＭＦ（１２００ｍＬ）、３，３‘−ジヒドロキシメチルＣＢＰ［２］４．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）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３，３‘−ブロモメチルＣＢＰ［３］６．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）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（５００ｍＬ×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。このもののジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下しする再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の主鎖［４］４．０ｇを得た。分子量はＧＰＣにより測定したところMw＝９５００（ポリスチレン換算）であり、ｎの値は１６であった。
【０１９５】
【化３０】
2006077058.tif 000046
【０１９６】
＜主鎖［５］の合成 ＞
主鎖［４］３．０ｇ、脱水トルエン（１Ｌ）を窒素ガス気流下で還流管、滴下ロートを付した２Ｌ三つ口フラスコにいれた。このものに三臭化リン１．８ｍＬ（１１．２ｍｍｏｌ）のトルエン（５０ｍL）との溶液を滴下し、１００℃に加熱し１０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×５）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、淡黄色固体を得た。このもののジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下しする再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の主鎖［５］２．５ｇを得た。分子量はＧＰＣにより測定したところMw＝９６００（ポリスチレン換算）であり、ｎの値は１６であった。
【０１９７】
【化３１】
2006077058.tif 000047
【０１９８】
２．有機化合物３［１１］の合成
イリジウム錯体［９］は文献記載の方法に従い（S. Sprouse, K. A. king, P. J. Spellane and R. J. Watts, J. Am. Chem. Soc., 106, 6647(1984).  M. G. Colombo, T. C. Brunold, T. Reidener, H. U. Gudel, M. Fortsch and H. Burgi, Inorg. Chem., 33, 545(1994).）、配位子に2-(3'-n-オクチルフェニル)ピリジンと2-(3'-ブロモフェニル)ピリジン(M. Van der Sluis, V. Beverwik, A. Termaten, F. Bickelhaupt, H. Kooijman and A. L. Spek, Organometallics, 18, 1402(1999).)とを用いて合成したものを使用した。
【０１９９】
還流管を付した５０ｍＬ三つ口フラスコに窒素ガス気流下で磁気攪拌子、イリジウム錯体［９］１．０ｇ（１．１ｍｍｏｌ）をＴＨＦ１５ｍＬ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０．５２ｍＬ（１．３ｍｍｏｌ，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０．２８ｇ（１．５ 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[１０]を得た。
【０２００】
【化３２】
2006077058.tif 000048
【０２０１】
得られたボロン酸エステル[１０]、主鎖[５]２．０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．０５ｍｍｏｌ）をＴＨＦ１０ ｍＬに溶解させ、炭酸カリウム水溶液２０ｍＬ（２Ｍ）を注ぎ、５５℃で窒素気流下１０時間撹拌した。反応終了後、クロロホルムで抽出し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供した。得られた淡黄色固体をトルエンに溶解し、エタノールに滴下する再沈殿を３回行い、有機化合物３[１１]１．０ｇを得た。
【０２０２】
【化３３】
2006077058.tif 000049
【０２０３】
（実施例２；本発明に係る有機化合物４の合成）
前記有機化合物４の合成法の例を以下に示す。この実施例２においては、化合物（11）中、ＥＭにはイリジウム配位化合物、Ｘには−（ＣＨ２）2−ＣＴＭにはＣＢＰ（４，４’−ｂｉｓ（ｃａｒｂａｚｏｌ−９‐ｙｌ）−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）、Ｙには−（ＣＨ2）7ＣＨ3を用いた。
【０２０４】
１．主鎖の合成
＜リン酸エステル［６］の合成 ＞
還流管を付した１００ｍＬ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３，３‘−ブロモメチルＣＢＰ［３］６．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、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、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧下留去した。このものをアルミナカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：クロロホルム）に供し、淡黄色油状物のリン酸エステル体［６］６．５ｇ（６．４ｍｍｏｌ，６４％）を得た。
【０２０５】
【化３４】
2006077058.tif 000050
【０２０６】
＜主鎖［７］の合成 ＞
還流管を付した２Ｌ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。ＴＨＦ（１Ｌ）、水素化ナトリウム６．７ｇ（５５％パラフィンけん濁液：１５０ｍｍｏｌ）を加えた。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リン酸エステル［６］６．５ｇ（６．４ｍｍｏｌ）のTHF溶液（１００ｍL）を加え、３０分間攪拌した。このものに３，３‘−ジホルミルＣＢＰ［１］３．０ｇ（６．４ｍｍｏｌ）を少しずつ加え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た後、ジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の主鎖［７］４．０ｇを得た。分子量はＧＰＣにより測定したところMw＝６４００（ポリスチレン換算）であり、ｎの値は１２であった。
【０２０７】
＜主鎖［８］の合成 ＞
１０００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子を入れ、このものに主鎖［７］２．０ｇ、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、無色粉末の主鎖［８］３．５ｇを得た。さらにこのもののジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の主鎖［７］３．０ｇを得た。分子量はＧＰＣにより測定したところMw＝６４００（ポリスチレン換算）であり、ｎの値は１２であった。
【０２０８】
【化３５】
2006077058.tif 000051
【０２０９】
２．有機化合物４［１２］の合成
実施例１と同様にして得られたボロン酸エステル[１０]、主鎖[８]２．０ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）４（０．０５ｍｍｏｌ）をＴＨＦ１０ ｍＬに溶解させ、炭酸カリウム水溶液２０ｍＬ（２Ｍ）を注ぎ、５５℃で窒素気流下１０時間撹拌した。反応終了後、クロロホルムで抽出し、フラッシュカラムクロマトグラフィーに供した。得られた淡黄色固体をトルエンに溶解し、エタノールに滴下する再沈殿を３回行い、有機化合物４[１２]１．０ｇを得た。
【０２１０】
【化３６】
2006077058.tif 000052
【０２１１】
（比較例１；比較化合物１の合成）
＜３−ホルミルＣＢＰ［１３］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［１３］１１．３ｇ（２２ｍｍｏｌ：２７％）を得た。
【０２１２】
＜３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［１４］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［１３］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［１４］の粗生成物２．５ｇ（４．８ｍｍｏｌ：９９％）を無色固体として得た。
【０２１３】
【化３７】
2006077058.tif 000053
【０２１４】
＜比較化合物１（−ＣＢＰ−ＣＨ２ＯＣＨ２−）［１７］の合成＞
還流管を付した３Ｌ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２８０ｍｇ (５５％パラフィンけん濁液：１６ｍｍｏｌ)を入れた。氷冷下無水ＤＭＦ（１２０ｍＬ）、３−ジヒドロキシメチルＣＢＰ［１４］０．５ｇ（０．９ｍｍｏｌ）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実施例１と同様にして得られた主鎖［５］０．７ｇ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（５０ｍＬ×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。このもののジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下しする再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の比較化合物１［１７］０．５ｇを得た。
【０２１５】
【化３８】
2006077058.tif 000054
【０２１６】
（比較例２；比較化合物２の合成）
＜３−ブロモメチルＣＢＰ［１５］の合成 ＞
比較例１と同様にして得られた３−ヒドロキシメチルＣＢＰ［１４］の粗生成物２．５ｇ（４．８ｍｍｏｌ）、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０．３ｍＬ（３．２ｍｍｏｌ）を激しく攪拌しながら滴下し、１００℃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３−ブロモメチルＣＢＰ［１５］の粗生成物１．８ｇ（３．５ｍｍｏｌ：７３％）を淡黄色固体として得た。
【０２１７】
＜リン酸エステル［１６］の合成 ＞
還流管を付した５０ｍＬ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−ブロモメチルＣＢＰ［１５］１．８ｇ（３．５ｍｍｏｌ）、亜リン酸トリエチル０．８ｍＬ（６．９ｍｍｏｌ）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、未反応の亜リン酸トリエチルを減圧下留去した。このものをアルミナカラムクロマトグラフィー（溶出溶媒：クロロホルム）に供し、淡黄色油状物のリン酸エステル体［１６］１．８ｇ（２．８ｍｍｏｌ，８０％）を得た。
【０２１８】
【化３９】
2006077058.tif 000055
【０２１９】
＜（−ＣＢＰ−ＣＨＣＨ−）［１８］の合成＞
還流管を付した５００ｍＬ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。このものに実施例２と同様にして得られた主鎖［７］２．０ｇ、ＴＨＦ（２００ｍＬ）、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得られたリン酸エステル［１６］１．０ｇ（１．６ｍｍｏｌ）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/エタノールから再沈殿を３回することで淡黄色粉末の［１８］１．５ｇを得た。
【０２２０】
＜比較化合物２（−ＣＢＰ−ＣＨ２ＣＨ２−）［１９］の合成＞
１０００ｍＬナス型フラスコに磁気攪拌子を入れ、このものに［１８］１．５ｇ、ＴＨＦ（３００ｍＬ）、Ｐｄ／Ｃ触媒２．０ｍｇ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［１９］１．４ｇを得た。さらにこのもののジクロロメタン溶液をエタノール中に滴下する再沈殿を３回繰り返すことによって、無色非晶質の比較化合物２［１９］１．０ｇを得た。
【０２２１】
【化４０】
2006077058.tif 000056
【０２２２】
（実施例３、４：有機ＥＬ素子の作製）
実施例１、２で得られた本発明に係る有機化合物３、４を用いて実施例３、４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、実施例３においては本発明に係る有機化合物３を、実施例５においては本発明に係る有機化合物４をキシレンに下記構成比率で混合し（１．５質量％）、スピンコートすることにより、６０ｎｍ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。
【０２２３】
（比較例３：低分子蒸着型有機ＥＬ素子の作製）
対照として低分子発光性材料と低分子電荷輸送性材料を共蒸着して発光層を形成した有機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。
【０２２４】
（発光層の作製法）
続いて、ＣＢＰ（ケミプロ化成社製）、Ｉｒ（ｐｐｙ）３（ケミプロ化成社製）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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
（比較例４〜６：高分子分散型有機ＥＬ素子の作製）
対照として、主鎖型のＣＢＰポリマーである比較例１で得られた比較化合物１と、下記に示される比較化合物３（Ｉｒ８ｐｐｙ）を用いて、比較例４の有機ＥＬ素子を作製し、主鎖型のＣＢＰポリマーである比較例２で得られた比較化合物２と、下記に示される比較化合物３（Ｉｒ８ｐｐｙ）を用いて、比較例５の有機ＥＬ素子を作製した。なお、Ｉｒ８ｐｐｙはケミプロ化成社から購入し、使用した。
【０２２７】
【化４１】
2006077058.tif 000057
【０２２８】
また、下記に示される側鎖型のＣＢＰポリマー（特願２００３−００８８７３号公報、特願２００３−００８８７４号公報）と、比較化合物３（Ｉｒ８ｐｐｙ）を用いて、比較例６の有機ＥＬ素子を作製した。
【０２２９】
【化４２】
2006077058.tif 000058
【０２３０】
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、Ｉｒ８ｐｐｙと主鎖型ＣＢＰポリマー（比較化合物１又は２）又は側鎖型ＣＢＰポリマーのいずれか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、６０ｎｍの電子輸送兼発光層を形成した。
【０２３１】
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。
【０２３２】
（実施例３，４、比較例３〜６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（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１６に示す。
【０２３３】
【表１６】
2006077058.tif 000059
【０２３４】
これらの結果は、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、従来の低分子蒸着型材料を用いた場合に比べ、高い輝度が塗布型素子で得られたことを示している。また従来の主鎖型ならびに側鎖型のＣＢＰポリマーへの分散系に比べてもより高い結果が得られた。
【０２３５】
（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。
その結果から得られたそれぞれ素子の最高電流効率を表１７に示す。
【０２３６】
【表１７】
2006077058.tif 000060
【０２３７】
これらの結果は、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、従来の低分子蒸着型材料を用いた場合に比べ、高い電流効率が塗布型素子で得られたことを示している。また従来の主鎖型ならびに側鎖型のＣＢＰポリマーへの分散系に比べてもより高い結果が得られた。
【０２３８】
（３）輝度半減時間
それぞれの素子において１００Ｃｄ／ｍ２の輝度を与える電流値を一定に保ち、そこからの輝度減衰を観察したときの半減時間を求めた。
その結果から得られたそれぞれの素子の輝度半減時間を表１８に示す。
【０２３９】
【表１８】
2006077058.tif 000061
【０２４０】
これらの結果は、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、従来の低分子蒸着型材料を用いた場合に比べ、高い駆動安定性が塗布型素子で得られたことを示している。また従来の主鎖型ならびに側鎖型のＣＢＰポリマーへの分散系に比べてもより高い結果が得られた。
【０２４１】
（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３（本発明に係る有機化合物３を用いた素子）についての結果を図１に示す。実施例３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（ｐｐｙ）３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３、４の有機ＥＬ素子においては、従来の高分子分散系の素子に比べより線幅の狭いスペクトルが得られた。このことから蛍光・発光材料を主鎖末端に固定することによって、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。
【図面の簡単な説明】
【０２４２】
【図１】有機ＥＬ素子の発光スペクトルを示す図である。
【図１】
2006077058.tif 000064