CN101676265A

CN101676265A - 咔唑衍生物及其制造方法

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Publication number: CN101676265A
Application number: CN200910169057A
Authority: CN
Inventors: 铃木宏记; 川上祥子; 大泽信晴; 濑尾哲史
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: JP5955916B2; EP2330097B1; ATE517088T1; US20100076201A1; JP5624296B2; US20140187791A1; CN101676265B; EP2330097A1; US8669373B2; KR101661328B1; KR20100033340A; JP2015017120A; JP2010095523A; EP2166001A1; EP2166001B1

Abstract

本发明的目的在于提供一种其工艺简单并单纯且尽量减少根据所引入的芳基的种类会导致的目的物质的收率和纯度等的偏差的各种各样的咔唑衍生物的制造方法。本发明的技术要点是：一种由通式(1)表示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9－[4－(10－苯基－9－蒽基)苯基]－9H－咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。General Formula(1)其中，Ar¹表示选自形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种，并且Ar¹还可以具有取代基。

Description

咔唑衍生物及其制造方法

技术领域

本发明涉及咔唑衍生物的制造方法。更具体地说，本发明涉及其带隙宽，呈现电子及空穴传输性高的双极性，并适合用于发光元件的咔唑衍生物的制造方法。

背景技术

包含本发明的实施方式之一的制造对象的咔唑衍生物的由下述通式K1表示的咔唑衍生物和本发明的实施方式之一的制造对象的由下述通式(1)表示的咔唑衍生物是已知物质，这些物质都具有非常大的带隙，能够进行非常短波长的发光，并进行颜色纯度高的蓝色发光也是已知的(参照专利文献1及2)。另外，还已知这些衍生物富于电化学稳定性，当然还已知这些衍生物的制造方法(参照专利文献1及2)。

由上述通式(1)表示的衍生物的已知制造方法有两种，它们分别在上述专利文献1及2中有记载，专利文献1中有记载的制造方法称为第一已知方法。该第一已知方法的具体内容是如下所述的，它由反应式(K-1)、反应式(K-2)以及反应式(K-3)的三个阶段构成。

在第一已知方法中，首先，通过使9H-咔唑(化合物K1)卤化，获得咔唑衍生物(化合物K2)(反应式(K-1))。在该反应式(K-1)中，X²表示卤素，作为卤素优选使用碘、溴，在该反应式(K-1)中进行溴化的情况下，可以使用溴、N-溴代琥珀酰亚胺等溴化剂。此时，可以使用氯仿、四氯化碳等卤素类溶剂，在使用N-溴代琥珀酰亚胺作为溴化剂的情况下，可以使用乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、醋酸、水等溶剂。

Reaction formula(K-1)

在该反应式(K-1)中，在进行碘化的情况下可以使用如下碘化剂：N-碘代琥珀酰亚胺、1，3-二碘-5，5-二甲基咪唑啶-2，4-二酮(简称DIH)、2，4，6，8-四碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮、2-碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮等。

另外，在使用上述碘化剂进行碘化的情况下，可以使用苯、甲苯、二甲苯等芳烃类、1，2-二甲氧基乙烷、二乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环等醚类、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷等饱和烃类、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷等卤素类、乙腈、苯腈等腈类、乙酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸丁酯等酯类、醋酸(冰醋酸)、水等的一种溶剂或混合溶剂。在使用水的情况下，优选使用水与有机溶剂的混合溶剂。再者，在该反应中，优选同时使用硫酸或醋酸等的酸。

接下来，通过使用钯催化剂的铃木-宫浦反应而对获得的咔唑衍生物(化合物K2)与有机硼化合物(化合物K3，相当于本发明中的化合物3)进行耦合，以获得3-芳基-9H-咔唑(化合物K4)(反应式(K-2))。在反应式(K-2)中，X²表示卤素，作为卤素优选使用碘、溴。另外，在反应式(K-2)中，还可以使用X²为三氟甲磺酸酯基的化合物。注意，当R¹⁰¹及R¹⁰²为氢时，将由化合物K3表示的有机硼化合物称为芳基硼酸。

Reaction Formula(K-2)

在该反应式(K-2)中，Ar¹表示碳原子数6至13的可以具有取代基的芳基。作为在该反应式中可以使用的钯催化剂，可以举出醋酸钯(II)、四(三苯基膦)钯(O)等。作为在反应式(K-2)中可以使用的钯催化剂的配位体，可以举出三(邻-甲苯基)膦、三苯膦、三环己基膦等。

作为在反应式(K-2)中可以使用的碱，可以举出叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾等无机碱等，与此同样，作为可以使用的溶剂，可以举出如下溶剂：甲苯和水的混合溶剂；甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；二甲苯和水的混合溶剂；二甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；苯和水的混合溶剂；苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；乙二醇二甲醚等醚类和水的混合溶剂等。更优选地是，使用甲苯和水、或者甲苯、乙醇和水的混合溶剂。

在第一已知方法的最后反应步骤的反应式(K-3)中，通过使用钯催化剂的Hartwig-Buchwald反应或使用铜或铜化合物的乌尔曼反应对蒽衍生物(化合物K5)和咔唑衍生物(化合物K4)进行耦合，以获得与本发明的实施方式之一的制造方法相同的目的物质，即由通式(1)表示的咔唑衍生物。

Reaction Formula(K-3)

在反应式(K-3)中，X³表示卤素或者三氟甲磺酸酯基，在X³为卤素的情况下优选使用碘、溴、氯。在该反应式中，Ar¹表示碳原子数为6至13的可以具有取代基的芳基。在反应式(K-3)中，在进行Hartwig-Buchwald反应的情况下，作为可以使用的钯催化剂，可以举出双(二亚苄基丙酮)钯(O)、醋酸钯(II)等。

作为在反应式(K-3)中可以使用的钯催化剂的配位体，可以举出三叔丁基膦、三己基膦、三环己基膦等。作为碱，可以举出叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾等无机碱等。再者，作为可以使用的溶剂，可以举出甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃等。

在该反应式(K-3)中，如上所述，除了Hartwig-Buchwald反应以外，还可以进行乌尔曼反应。在此情况下，使用铜或铜的化合物代替钯催化剂，此时，R¹¹¹和R¹¹²表示卤素、乙酰基等，作为卤素可以举出氯、溴、碘。另外，优选地是，R¹¹¹是作为碘的碘化铜(I)，或者，R¹¹²是作为乙酰基的醋酸铜(II)。作为此时可以使用的碱，可以举出碳酸钾等无机碱。

作为在该反应中可以使用的溶剂，可以举出1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)嘧啶酮(DMPU)、甲苯、二甲苯、苯等。就乌尔曼反应而言，因为在反应温度为100℃以上时能够更短时间及更高收率地获得目的物，所以优选使用沸点高的DMPU、二甲苯。另外，因为反应温度更优选为150℃以上的高温，所以更优选使用DMPU。

第一已知方法是如上所述的，而第二已知方法是专利文献2公开的制造方法，具体地说如下所示，由反应式(K-4)、反应式(K-5)和反应式(K-6)这三个阶段构成。注意，因为反应式(K-4)的起始材料的化合物K4经由反应式(K-1)及(K-2)这两个阶段的反应而获得，所以严格地说，在第二已知方法中还要增加两个阶段的反应过程。

Reaction Formula(K-4)

通过使用钯催化剂的Hartwig-Buchwald反应或使用铜或铜化合物的乌尔曼反应对根据第一已知方法而合成的咔唑衍生物(化合物K4)和对二卤代苯(化合物K6)进行耦合，以获得咔唑衍生物(化合物K7)(反应式(K-4))。在反应式(K-4)中，X⁴及X⁵表示卤素或者三氟甲磺酸酯基，在X⁴及X⁵为卤素的情况下优选使用碘、溴、氯。另外，X⁴及X⁵既可相同又可不相同。在反应式(K-4)中，Ar¹表示碳原子数为6至13的可以具有取代基的芳基。

在反应式(K-4)中，在进行Hartwig-Buchwald反应的情况下，作为可以使用的钯催化剂，可以举出双(二亚苄基丙酮)钯(O)、醋酸钯(II)等，并且作为可以使用的钯催化剂的配位体，可以举出三叔丁基膦、三己基膦、三环己基膦等。作为可以使用的碱，可以举出叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾等无机碱等，作为可以使用的溶剂，可以举出甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃等。

在该反应式(K-4)中，如上所述，除了Hartwig-Buchwald反应以外，还可以进行乌尔曼反应。在此情况下，使用铜或铜的化合物代替钯催化剂，此时，R¹¹¹和R¹¹²表示卤素、乙酰基等，作为卤素可以举出氯、溴、碘。另外，优选地是，R¹¹¹是作为碘的碘化铜(I)，或者，R¹¹²是作为乙酰基的醋酸铜(II)。另外，除了铜化合物以外，还可以使用铜。

再者，在该反应式中，作为可以使用的碱，可以举出碳酸钾等无机碱。作为可以使用的溶剂，可以举出1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)嘧啶酮(DMPU)、甲苯、二甲苯、苯等。就乌尔曼反应而言，因为在反应温度为100℃以上时能够更短时间及更高收率地获得目的物，所以优选使用沸点高的DMPU、二甲苯。另外，因为反应温度更优选为150℃以上的高温，所以更优选使用DMPU。

接下来，通过使用烷基锂试剂和硼试剂对获得的咔唑衍生物(化合物K7)进行硼酸化，获得咔唑衍生物的硼酸体(化合物K8)(反应式(K-5))。在该反应式(K-5)中，X⁵表示卤素或者三氟甲磺酸酯基，作为卤素优选使用碘、溴、氯，Ar¹表示碳原子数为6至13的可以具有取代基的芳基。另外，还可以先使用乙二醇、片呐醇保护化合物K8的硼酸再将它用于下一个反应。

Reaction Formula(K-5)

在该反应式(K-5)中，R⁵⁰表示碳原子数为1至6的烷基，而R⁵¹表示碳原子数为1至6的烷基，作为可以使用的溶剂，可以举出二乙醚、四氢呋喃(THF)、环戊基甲醚等醚类溶剂。作为烷基锂试剂，可以举出R⁵⁰为n-丁基的n-丁基锂、R⁵⁰为t-丁基的t-丁基锂、R⁵⁰为甲基的甲基锂等。作为硼试剂，可以举出R⁵¹为甲基的硼酸三甲酯、R⁵¹为异丙基的硼酸三异丙酯等。

最后，通过使用钯催化剂的铃木-宫浦耦合反应而对咔唑衍生物的硼酸体(化合物K8)和蒽衍生物(化合物K9)进行耦合，以获得由通式(1)表示的目的物(反应式(K-6))。在该反应式(K-6)中，X⁶表示卤素或三氟甲磺酸酯基，在X⁶为卤素的情况下，优选使用碘、溴、氯。

Reaction Formula(K-6)

在该反应式(K-6)中，Ar¹表示碳原子数为6至13的可以具有取代基的芳基。另外，作为可以使用的钯催化剂，可以举出醋酸钯(II)、四(三苯基膦)钯(O)等。作为此时的钯催化剂的配位体，可以举出三(邻-甲苯基)膦、三苯膦、三环己基膦等。作为在该反应式中可以使用的碱，可以举出叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾等无机碱等。

另外，作为在该反应中可以使用的溶剂，可以举出如下溶剂：甲苯和水的混合溶剂；甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；二甲苯和水的混合溶剂；二甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；苯和水的混合溶剂；苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；乙二醇二甲醚等醚类和水的混合溶剂等。再者，更优选使用甲苯和水、或者甲苯、乙醇和水的混合溶剂。另外，还可以使用由乙二醇、片呐醇保护化合物K8的硼酸的有机硼化合物代替化合物K8。

如上所述，本发明的制造方法的制造对象物质的通式(1)的化合物是已知物质，并且作为该制造方法已知两种方法。另外，该通式(1)的化合物是蒽骨架与咔唑骨架结合的化合物，并具有芳基结合于该咔唑骨架的第三位的位置的结构。

在已知制造方法中，制造目的物质的反应步骤多，制造步骤不简单。另外，本发明的制造方法和已知制造方法的任一方法虽然可以对制造对象物质的通式(1)的衍生物的芳基(Ar¹)采用各种芳基，从而在这些制造方法中能够制造各种各样的咔唑衍生物，但是因为在已知制造方法中在蒽骨架与咔唑骨架结合之前引入结合于咔唑骨架的第三位的位置的芳基，所以该制造方法不是制造各种各样的咔唑衍生物的最佳方法。

就是说，在已知制造方法中，在蒽骨架与咔唑骨架结合之前对咔唑骨架的第三位的位置引入芳基，因此在引入芳基后进行两个骨架的结合反应。其结果是，第一已知方法具有如下问题：芳基引入反应和随后进行的两个骨架的结合反应受到引入的芳基的种类的影响，从而随引入的芳基而产生目的物质的收率、纯度等的差异。

另外，在第二已知方法中，因为第一阶段的反应式(K-4)的起始物质的化合物K4是引入芳基的咔唑，所以对该咔唑进行反应式(K-4)、反应式(K-5)和反应式(K-6)这三个阶段的反应。因此，在各阶段中取代的芳基影响到反应的进展，从而随引入到起始物质的芳基的种类而产生目的物质的收率、纯度等的较大差异。

专利文献1日本专利申请公开2007-39431号公报

专利文献2日本专利申请公开2008-81497号公报

如上所述，上述已知制造方法中的制造工艺复杂，并且当制造各种各样的咔唑衍生物时根据所引入的芳基的种类会使目的物质的收率和纯度等受到较大影响。本发明人对上述问题进行了深入研究，结果提出减少上述影响的咔唑衍生物的新的制造方法。就是说，本发明的目的在于提供一种其工艺简单并单纯且尽量减少根据所引入的芳基的种类会导致的目的物质的收率和纯度等的偏差的各种各样的咔唑衍生物的制造方法。

发明内容

本发明的实施方式之一是一种由通式(1)表示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。另外，本发明的实施方式之一还包括上述咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑及其制造方法。

General Formula(1)

其中，Ar¹表示选自形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种，并且Ar¹还可以具有取代基。

本发明的优选实施方式是如下所述的。就是说，一种由通式(1a)表示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：通过利用金属催化剂对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和由化合物(A1)表示的具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。

Compound(A1)

其中，X表示活性部位，R¹至R⁵分别独立表示选自氢、碳原子数为1至4的烷基或形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种，并且在R¹至R⁵为芳基的情况下R¹至R⁵还可以具有取代基。

General Formula(1a)

其中，R¹至R⁵分别独立表示选自氢、碳原子数为1至4的烷基或形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种，并且在R¹至R⁵为芳基的情况下R¹至R⁵还可以具有取代基。

再者，本发明的更佳实施方式是如下所述的。就是说，一种由通式(1b)表示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：通过利用钯催化剂对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和由化合物(A2)表示的有机硼化合物进行耦合。

Compound(A2)

其中，R¹⁰¹和R¹⁰²表示氢或碳原子数为1至6的烷基，并且R¹⁰¹和R¹⁰²还可以相互结合而形成环结构。注意，当R¹⁰¹及R¹⁰²为氢时，将由化合物A2表示的有机硼化合物称为芳基硼酸。

General Formula(1b)

根据本发明，通过进行一次的反应过程，能够对芳基(Ar¹)进行各种各样的变形，而能够制造各种各样的咔唑衍生物。因此，本发明提供一种以简单并单纯的工艺制造各种咔唑衍生物的优良方法。另外，本发明在制造各种各样的咔唑衍生物时，不像已知方法那样在对咔唑骨架的第三位引入各种各样的芳基(Ar¹)的官能团之后进行两个以上的多个反应过程，从而能够尽量抑制由引入到咔唑基的芳基的种类导致的目的物质的收率或纯度等的降低。

附图说明

图1A至1C是说明根据本发明的实施方式之一的发光元件的图；

图2是说明根据本发明的实施方式之一的发光元件的图；

图3A和3B是说明根据本发明的实施方式之一的发光元件的图；

图4是说明根据本发明的实施方式之一的发光元件的图；

图5A和5B是说明根据本发明的实施方式之一的发光装置的图；

图6A和6B是说明根据本发明的实施方式之一的发光装置的图；

图7A至7D是说明根据本发明的实施方式之一的电子设备的图；

图8是说明根据本发明的实施方式之一的电子设备的图；

图9是说明根据本发明的实施方式之一的照明装置的图；

图10是说明根据本发明的实施方式之一的照明装置的图；

图11A和11B是示出CzPAP的¹H NMR谱图的图；

图12是示出CzPAP的甲苯溶液的吸收光谱的图；

图13是示出CzPAP的薄膜的吸收光谱的图；

图14是示出CzPAP的甲苯溶液的发射光谱的图；

图15是示出CzPAP的薄膜的发射光谱的图；

图16是示出CzPAP的CV测量结果的图；

图17是示出CzPAP的CV测量结果的图；

图18A和18B是示出CzPAαNP的¹H NMR谱图的图；

图19A和19B是示出CzPAαN的¹H NMR谱图的图；

图20A和20B是示出CzPAβN的¹H NMR谱图的图；

图21A和21B是示出CzPApB的¹H NMR谱图的图；

图22A和22B是示出CzPAoB的¹H NMR谱图的图；

图23A和23B是示出CzPAFL的¹H NMR谱图的图；

图24是示出根据本发明的实施方式之一的发光元件的制造例子的图；

图25是示出发光元件1的电流密度-亮度特性的图；

图26是示出发光元件1的电压-亮度特性的图；

图27是示出发光元件1的亮度-电流效率特性的图；

图28是示出发光元件1的发射光谱的图；

图29是示出发光元件2的电流密度-亮度特性的图；

图30是示出发光元件2的电压-亮度特性的图；

图31是示出发光元件2的亮度-电流效率特性的图；

图32是示出发光元件2的发射光谱的图；

图33是示出发光元件1的可靠性试验结果的图；

图34是示出发光元件2的可靠性试验结果的图。

具体实施方式

以下，根据需要参照附图详细说明包括本发明的最佳实施方式的本发明的各种实施方式。然而，本发明不限于以下的说明。因此，本领域技术人员可以容易地理解一个事实，就是本发明的方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。另外，以下还说明根据本发明的制造方法而制造的目的物的应用方式等。

本发明的实施方式之一是一种由通式(1)表示的咔唑衍生物的制造方法，如上所述那样包括如下步骤：对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。注意，在本说明书中，芳香族化合物不包括杂环化合物。

本发明的实施方式之一是一种由上述通式(1)表示的咔唑衍生物的制造方法，如上所述那样包括如下步骤：对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。该制造方法的前一阶段的其第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑的形成步骤及继续进行的耦合步骤由下述反应式1及2表示。

Reaction Formula1

注意，化合物2的X⁷表示活性部位。作为活性部位X⁷，可以举出卤素、硼酸、有机硼化合物、有机锡化合物、三氟甲磺酸(三氟甲磺酸酯)、格林尼亚试剂、有机汞化合物、硫氰酸酯、有机锌化合物、有机铝化合物、有机锆化合物等。

Reaction Formula2

注意，化合物3的X⁸表示活性部位。作为活性部位X⁸，可以举出卤素、硼酸、有机硼化合物、有机锡化合物、三氟甲磺酸(三氟甲磺酸酯)、格林尼亚试剂、有机汞化合物、硫氰酸酯、有机锌化合物、有机铝化合物、有机锆化合物等。另外，通式(1)的Ar¹表示选自形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种，并且Ar¹还可以具有取代基。

以下，更详细地描述引入由通式(1)表示的咔唑衍生物中的取代基Ar¹。作为该Ar¹的芳基，可以举出苯基、萘基、芴基等，作为该Ar¹还具有取代基的情况下的取代基，可以举出碳原子数为1至4的烷基、碳原子数为1的卤代烷基、苯基、萘基、芴基等。另外，在该Ar¹具有取代基的情况下，取代基也可以相互结合而形成环，该情况下的环结构还包括螺环。另外，形成该情况下的螺环的碳是形成环的。

作为上述Ar¹的芳基的具体结构，可以举出下述取代基(S-1)至(S-24)等。在这些取代基中，取代基为苯基的情况下的具体例子为取代基(S-1)，该取代基还具有取代基的情况下的具体例子为取代基(S-4)至(S-16)。再者，取代基为萘基的情况下的具体例子为取代基(S-2)、(S-3)。另外，取代基为芴基并具有取代基的情况下的具体例子为取代基(S-17)至(S-19)。另外，取代基彼此相互结合而形成螺环的情况下的具体例子为取代基(S-18)。

本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的制造方法是如下方法：如反应式2所示，通过使用钯催化剂、镍催化剂等金属催化剂，对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳基进行耦合反应，以获得目的物的咔唑衍生物(通式(1))。作为耦合反应，可以使用铃木-宫浦耦合、右田-小杉-Stille耦合、熊田-玉尾耦合或根岸耦合等。金属催化剂还可以为铜、铁等金属或碘化铜(I)等金属化合物。

另外，本发明的优选方式是如下所述的。就是说，一种由上述通式(1a)所示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：通过使用金属催化剂，对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和由上述化合物(A1)表示的具有活性部位的芳基进行耦合。作为用于反应的金属催化剂，可以举出钯催化剂、镍催化剂等金属催化剂。另外，金属催化剂还可以为铜、铁等金属、碘化铜(I)等金属化合物。

再者，本发明的更优选方式是如下所述的。就是说，一种由上述通式(1b)所示的咔唑衍生物的制造方法，包括如下步骤：通过使用钯催化剂，对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和由上述化合物(A2)表示的有机硼化合物进行耦合。注意，当R¹⁰¹及R¹⁰²为氢时，将由化合物(A2)表示的有机硼化合物称为芳基硼酸。

在由结构式具体示出根据本发明的制造方法而制造的化合物的情况下，可以举出结构式1至31。具体地说，这些化合物的一部分的化合物名称是：3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP，结构式1的化合物)、3-[4-(1-萘基)苯基]-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAαNP，结构式2的化合物)。

实施方式1

以下，详细说明本发明的制造方法的方式。如上所述，本发明的实施方式之一的制造方法的特征在于对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合。

在本实施方式中，以在上述反应式2的耦合反应中进行铃木-宫浦耦合的情况为例子进行说明。在上述反应式2的耦合反应中进行铃木-宫浦耦合的情况下，优选地是，化合物2的X⁷为卤素或三氟甲磺酸酯，而化合物3的X⁸为硼酸或有机硼化合物。或者，化合物2的X⁷为硼酸或有机硼化合物，而X⁸为卤素或三氟甲磺酸酯。另外，优选使用钯催化剂。在本实施方式中，以化合物2的X⁷为卤素或三氟甲磺酸酯，而化合物3的X⁸为硼酸或有机硼化合物为例子进行说明。另外，作为根据本实施方式的制造方法的耦合反应，可以采用右田-小杉-Stille耦合、熊田-玉尾耦合或根岸耦合等。

如上所述，在上述制造方法的前一阶段中，首先形成其第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑，然后继续进行上述耦合步骤，从而这些反应步骤例如由下述反应式M1及M2所示。就是说，在第一阶段中，根据反应式M1，直接使9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(化合物1，简称CzPA)卤化，以获得CzPA的咔唑骨架的第三位被卤化的化合物M1。

Reaction Formula M1

Reaction Formula M2

在该反应式M1中，X¹表示卤素，作为卤素优选使用碘、溴。在该反应中，在进行溴化的情况下，可以使用溴、N-溴代琥珀酰亚胺等溴化剂。在使用溴进行溴化的情况下，可以使用氯仿、四氯化碳等卤素类溶剂，还可以使用上述以外的溶剂。在使用N-溴代琥珀酰亚胺进行溴化的情况下，可以使用乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、醋酸、水等溶剂。

在该反应式M1中，在进行碘化的情况下可以使用如下碘化剂：N-碘代琥珀酰亚胺、1，3-二碘-5，5-二甲基咪唑啶-2，4-二酮(简称DIH)、2，4，6，8-四碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮、2-碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮等。

另外，在使用上述碘化剂进行碘化的情况下，可以使用苯、甲苯、二甲苯等芳烃类、1，2-二甲氧基乙烷、二乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二氧六环等醚类、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷等饱和烃类、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、1，1，1-三氯乙烷等卤素类、乙腈、苯腈等腈类、乙酸乙酯、醋酸甲酯、醋酸丁酯等酯类、醋酸(冰醋酸)、水等的一种溶剂或混合溶剂。

此时，在使用水的情况下，优选使用有机溶剂和水的混合溶剂。另外，在上述反应中，优选同时使用硫酸、醋酸等酸，还可以使用上述以外的酸。另外，还可以使用反应式M1所示的卤化以外的方法，即可以合成出三氟甲磺酸酯基取代于CzPA的咔唑骨架的第三位的化合物。

接下来，进行第二阶段的反应，即反应式M2的反应。该反应是：通过使用钯催化剂的铃木-宫浦反应而对CzPA的咔唑骨架的第三位被卤化的化合物M1与化合物M2的有机硼化合物进行耦合，以获得目的物的通式(1)所示的CzPA衍生物。注意，当R¹⁰¹及R¹⁰²为氢时，将由化合物M2表示的有机硼化合物称为芳基硼酸。

在该反应式M2中，X¹表示卤素，作为卤素优选使用碘、溴。在该反应式中，还可以使用X¹为三氟甲磺酸酯基的化合物。另外，在该反应式中，Ar¹表示碳原子数为6至13的可以具有取代基的芳基，取代基彼此相互结合而形成环结构，作为环结构还包括螺环结构。再者，在该反应式中，R¹⁰¹和R¹⁰²表示氢或碳原子数为1至6的烷基，R¹⁰¹和R¹⁰²也可以相互结合而形成环结构。

作为在该反应式M2中可以使用的钯催化剂，可以举出醋酸钯(II)、四(三苯基膦)钯(O)等。此时，作为可以使用的钯催化剂的配位体，可以举出三(邻-甲苯基)膦、三苯膦、三环己基膦等。再者，作为在该反应式中可以使用的碱，可以举出叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾等无机碱等。

作为在该反应式M2中可以使用的溶剂，可以举出如下溶剂：甲苯和水的混合溶剂；甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；二甲苯和水的混合溶剂；二甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；苯和水的混合溶剂；苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；乙二醇二甲醚等醚类和水的混合溶剂等。但是，更优选使用甲苯和水、或者甲苯、乙醇和水的混合溶剂。

实施方式2

以下，参照图1A说明由本发明制造方法制造的咔唑衍生物而制作的发光元件的一个方式。本发明的发光元件具有如下结构：在一对电极间夹有至少具有包含发光物质的层(也称为发光层)的EL层。EL层还可以具有除了包含发光物质的层以外的多个层。该多个层是通过组合并层叠由具有高载流子注入性的物质构成的层和由具有高载流子传输性的物质构成的层，以便在远离电极的地方形成发光区域，也就是，以便使载流子在远离电极的部分重组而形成的。

在本说明书中，也将由载流子注入性高的物质或载流子传输性高的物质构成的层称为用来注入或传输载流子等的功能层。作为功能层，可以使用包含空穴注入性高的物质的层(也称为空穴注入层)、包含空穴传输性高的物质的层(也称为空穴传输层)、包含电子注入性高的物质的层(也称为电子注入层)、包含电子传输性高的物质的层(也称为电子传输层)等。

在图1A至1C所示的本实施方式的发光元件中，在第一电极102及第二电极107的一对电极间设置有EL层108。EL层108具有第一层103、第二层104、第三层105以及第四层106。图1A至1C所示的发光元件具有如下结构：在衬底101上设置有第一电极102，在第一电极102上设置有依次层叠的第一层103、第二层104、第三层105以及第四层106，并且在其上设置有第二电极107。需要说明的是，在本实施方式的说明中，第一电极102用作阳极，并且第二电极107用作阴极。

衬底101用作发光元件的支撑体。作为衬底101，例如可以使用玻璃、石英、塑料等。另外，还可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲(挠性)的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯、聚丙烯酸酯、聚醚砜制成的塑料衬底等。另外，可以使用膜(由聚丙烯、聚酯、乙烯、聚氟化乙烯、氯化乙烯等构成)、无机蒸镀膜。只要在制造工序中能够用作发光元件的支撑体，就可以使用其他材料。

作为第一电极102，优选使用具有高功函数(具体地，4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。具体而言，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO：氧化铟锌)、含有氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射形成这些导电金属氧化物膜，但也可以应用溶胶-凝胶法等制造。

例如，可以通过使用相对于氧化铟添加有1wt％至20wt％的氧化锌的靶子且利用溅射法来形成氧化铟-氧化锌(IZO)膜。此外，可以通过使用相对于氧化铟添加有0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶子且利用溅射法形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)膜。另外，可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。

第一层103是包含空穴注入性高的物质的层。可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。除了上述以外，还可以使用如下物质形成第一层103：酞菁类化合物诸如酞菁(缩写：H2Pc)、酞菁铜(缩写：CuPc)等；芳香胺化合物诸如4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DPAB)、4，4’-双(N-{4-[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(缩写：DNTPD)等；聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等高分子等。

此外，作为第一层103，可以使用将有机化合物和无机化合物进行复合而成的复合材料。尤其是，包含有机化合物和对有机化合物呈现电子接受性的无机化合物的复合材料，由于在有机化合物和无机化合物之间进行电子的授受，载流子密度增大，因此空穴注入性、空穴传输性优越。此外，在使用将有机化合物和无机化合物进行复合而成的复合材料作为第一层103的情况下，由于可以实现与第一电极102的欧姆接触，所以可以与功函数无关地选择形成第一电极的材料。

用手复合材料的无机化合物优选为过渡金属的氧化物。此外，可以举出属于元素周期表的第四族至第八族的金属的氧化物。具体来说，氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、以及氧化铼由于具有高电子接受性，所以是优选的。特别是，氧化钼由于在大气中稳定，吸湿性低，并且容易处理，因此是优选的。

作为用于复合材料的有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物(Dendrimer)、高聚物等)等各种化合物。注意，用于复合材料的有机化合物优选为空穴传输性高的有机化合物。具体来说，优选为具有10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性比电子传输性高的物质，就可以使用除了上述物质以外的物质。以下具体地列举可用于复合材料的有机化合物。

例如，作为芳香胺化合物可以举出如下物质：N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(缩写：DTDPPA)；4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DPAB)；4，4’-双(N-{4-[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(缩写：DNTPD)；1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(缩写：DPA3B)等。

作为可用于复合材料的咔唑衍生物，可以具体地举出如下物质：3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)；3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)；3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)等。

此外，还可以使用如下物质：4，4’-二(N-咔唑基)联苯(缩写：CBP)；1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(缩写：TCPB)；9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(缩写：CzPA)；1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基-2，3，5，6-四苯基苯等。

此外，作为可用于复合材料的芳烃，例如可以举出如下物质：2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)；2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽；9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(缩写：DPPA)；2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(缩写：t-BuDBA)；9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：DNA)；9，10-二苯基蒽(缩写：DPAnth)；2-叔丁基蒽(缩写：t-BuAnth)；9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(缩写：DMNA)；2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽；9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽等。

再者，还可以使用如下物质：2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽；2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽；9，9’-联蒽(bianthryl)；10，10’-二苯基-9，9’-联蒽；10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽；10，10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽；蒽；并四苯；红荧烯；二萘嵌苯；2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。此外，除了这些以外，还可以使用并五苯、晕苯等。像这样，使用具有1×10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃是更优选的。

另外，可用于复合材料的芳烃可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写：DPVBi)；9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(缩写：DPVPA)等。此外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(缩写：PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(缩写：PVTPA)等高分子化合物。

作为形成第二层104的物质，优选为空穴传输性高的物质、具体地是芳香胺(即，具有苯环-氮键的物质)的化合物。作为广泛使用的材料，可以举出4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯、其衍生物即4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(以下称为NPB)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)三苯胺、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺等的星爆型(star burst)芳香胺化合物。

以上所述物质主要是具有10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性比电子传输性高的物质，就也可以使用除了这些以外的物质。注意，第二层104不局限于单层，还可以为上述物质的混合层、或者层叠两层以上的叠层。另外，也可以对如PMMA等电惰性高分子化合物添加空穴传输材料。

另外，也可以使用以下高分子化合物：聚(N-乙烯咔唑)(缩写：PVK)；聚(4-乙烯三苯胺)(缩写：PVTPA)；聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](缩写：PTPDMA)；以及聚[N，N’-二(4-丁基苯基)-N，N’-二(苯基)联苯胺](缩写：Poly-TPD)等。再者，也可以对上述高分子化合物适当地添加上述空穴传输材料。

第三层105是包含发光物质的层(也称为发光层)。在本实施方式中，使用根据实施方式1所示的制造方法而获得的咔唑衍生物形成第三层105。该咔唑衍生物由于显示蓝色发光，所以可以作为发光物质适合用于发光元件。另外，通过采用如下结构的第三层105，能够得到来自成为发光物质的掺杂剂的发光，即：将根据实施方式1所示的制造方法而获得的咔唑衍生物(以下，有时简称为“根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物”)用作主体，以将成为发光物质的掺杂剂分散在该咔唑衍生物中。

在将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物用作分散其他发光物质的材料的情况下，能够得到起因于发光物质的发光颜色。另外，也可以得到起因于根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的发光颜色和起因于分散在咔唑衍生物中的发光物质的发光颜色混合的发光颜色。

另外，通过制造将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物添加到由其带隙比根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物大的材料(以下称为主体)构成的层中的发光元件，能够得到来自根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的发光。就是说，根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物可以用作掺杂剂。此时，根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的带隙非常大，并且呈现短波长的发光，从而能够制造可得到发射颜色纯度高的蓝色光的发光元件。

这里，可以使用各种材料作为分散在根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物中的发光物质。具体地说，可以使用如下材料：9，10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称：2PCAPA)、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(对-二甲氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(缩写：DCM1)、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(久洛尼定-4-基-乙烯基)-4H-吡喃(缩写：DCM2)、N，N-二甲基喹吖啶酮(缩写：DMQd)、红荧烯等发射荧光的荧光发光性物质。

另外，还可以使用N，N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基芪-4，4’-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)等发射荧光的荧光发光性物质。再者，可以使用(乙酰丙酮)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉]铱(III)(缩写：Ir(Fdpq)₂(acac))、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(缩写：PtOEP)等发射磷光的磷光发光性物质。

第四层106可以使用电子传输性高的物质，例如三(8-羟基喹啉)合铝(缩写：Alq)；三(4-甲基-8-羟基喹啉)合铝(缩写：Almq₃)；双(10-羟基苯并[h]-喹啉)合铍(缩写：BeBq₂)；双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(缩写：BAlq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等的层。此外，除了这些以外，还可以使用双[2-(2-羟基苯基)苯并恶唑]合锌(缩写：Zn(BOX)₂)、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]合锌(缩写：Zn(BTZ)₂)等具有恶唑类配位体或噻唑类配位体的金属配合物等。

再者，除了金属配合物以外，还可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑(缩写：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑-2-基]苯(缩写：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)、红菲绕啉(缩写：BPhen)、浴铜灵(缩写：BCP)等。以上举出的物质主要是具有10^-6cm²/Vs以上的电子迁移率的物质。注意，只要是电子传输性比空穴传输性高的物质，也可以使用除了上述以外的物质作为电子传输层。此外，电子传输层不局限于单层，也可以层叠由上述物质形成的两层以上的层。

此外，也可以将具有增进电子注入的功能的层(电子注入层)设置在第四层106和第二电极107之间。作为具有增进电子注入的功能的层，可以使用如氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF₂)等碱金属或碱土金属、或它们的化合物。具体地说，可以使用在由具有电子传输性的物质构成的层中混合碱金属、碱土金属或它们的化合物的层，例如在Alq中包含镁(Mg)的层。更优选使用在由具有电子传输性的物质构成的层中混合碱金属或碱土金属的层作为电子注入层，这是因为来自第二电极107的电子注入有效地进行的缘故。

作为形成第二电极107的物质，可以使用功函数小(具体地是3.8eV以下)的金属、合金、导电性化合物、以及这些的混合物等。作为这些阴极材料的具体例子，可以举出属于元素周期表的第一族或第二族的元素，即锂(Li)、铯(Cs)等碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属、及包含它们的合金(MgAg、AlLi)、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属及包含它们的合金等。

如上所述，通过在第二电极107和第四层106之间以层叠于该第二电极的方式设置具有促进电子注入的功能的层，可以与功函数的大小无关地使用Al、Ag、ITO、包含硅或氧化硅的ITO等各种导电性材料作为第二电极107。

因为根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物是电子及空穴传输性高的双极材料，所以还可以作为载流子传输材料用于发光元件的功能层。例如，根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物可以用作载流子传输层的空穴传输层、电子传输层或空穴注入层、电子注入层。

另外，第一层103、第二层104、第三层105及第四层106的形成方法可以使用各种方法如蒸镀法、溅射法、液滴喷射法(喷墨法)、旋涂法、印刷法等。另外，也可以使用根据每个电极或每个层互不相同的成膜方法而形成。在使用溶解在溶剂中的根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的溶液状组成物通过湿法形成薄膜的情况下，通过如下方法形成薄膜：将包含上述咔唑衍生物和溶剂的溶液状组成物附着在被形成区域中，并且去除溶剂并固化，以形成薄膜。

作为湿法，可以使用旋涂法、辊涂法、喷涂法、浇注法、浸渍法、液滴喷射(喷出)法(喷墨法)、分配器法、各种印刷法(丝网(孔版)印刷、胶版(平版)印刷、凸版印刷或凹版(gravure)印刷等形成所要求的图形的方法)等。另外，只要是使用液状组成物的方法，就不局限于上述方法，可以使用包含根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的组成物。

另外，作为上述组成物的溶剂，可以使用各种有机化合物。例如，可以使上述衍生物溶解于甲苯、二甲苯、甲氧基苯(苯甲醚)、十二烷基苯或十二烷基苯与四氢萘的混合溶剂等具有芳香环(如苯环)的溶剂中。另外，上述咔唑衍生物也可以溶解于二甲亚砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)、氯仿等不具有芳香环的有机溶剂中。

另外，作为其他溶剂，还可以举出丙酮、甲乙酮、二乙基酮、正丙基甲基酮或环己酮等酮类溶剂、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸正丁酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯或碳酸二乙酯等酯类溶剂、二乙醚、四氢呋喃或二氧六环等醚类溶剂、乙醇、异丙醇、2-甲氧基乙醇或2-乙氧基乙醇等醇类溶剂等。

另外，本实施方式所示的组成物还可以包含其他有机材料。作为有机材料，可以举出在常温下处于固体状态的芳香化合物或杂芳香化合物。作为有机材料，可以使用低分子化合物或高分子化合物。另外，在使用低分子化合物的情况下，优选使用具有提高对溶剂的溶解性的取代基的低分子化合物。另外，为了提高成膜的膜质量，也可以进一步包含粘合剂。作为粘合剂，优选使用电惰性高分子化合物。具体地说，可以使用聚甲基丙烯酸甲酯(缩写：PMMA)、聚酰亚胺等。

具有上述结构的本实施方式的发光元件因在第一电极102和第二电极107间产生的电位差而流过电流，在作为包含高发光性物质的层的第三层105中空穴和电子重组以发光。就是说，在第三层105中形成发光区域。发光经过第一电极102和第二电极107中的一方或双方被提取到外部。因而，第一电极102和第二电极107中的一方或双方由透光物质构成。

当只有第一电极102由透光物质构成时，如图1A所示，发光经过第一电极102从衬底一侧被提取到外部。当只有第二电极107由透光物质构成时，如图1B所示，发光经过第二电极107从衬底的相反一侧被提取到外部。当第一电极102和第二电极107都由透光物质构成时，如图1C所示，发光经过第一电极102和第二电极107从衬底一侧和衬底的相反一侧被提取到外部。

设在第一电极102和第二电极107之间的层的结构并不只限于上述结构。只要具有如下结构，就可以采用上述之外的结构，即：在远离第一电极102和第二电极107的部分中提供空穴和电子在其中重组的发光区以防止由于发光区邻近金属引起的猝灭。换言之，对于叠层结构并不受特定限制，可以通过适当地组合由如下物质构成的层和由根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物形成的发光层，即：具有高电子传输性的物质、具有高空穴传输性的物质、具有高电子注入性的物质、具有高空穴注入性的物质、具有双极性的物质(具有高电子传输性和高空穴传输性的物质)、空穴阻挡材料等。

图2所示的发光元件具有如下结构：在衬底301上，在第一电极302及第二电极307的一对电极间设置有EL层308，该EL层308包括由电子传输性高的物质构成的第一层303、包含发光物质的第二层304、由空穴传输性高的物质构成的第三层305以及由空穴注入性高的物质构成的第四层306。并且，依次层叠有用作阴极的第一电极302、由电子传输性高的物质构成的第一层303、包含发光物质的第二层304、由空穴传输性高的物质构成的第三层305、由空穴注入性高的物质构成的第四层306以及用作阳极的第二电极307。

以下，具体地说明发光元件的形成方法。本实施方式的发光元件具有在一对电极间夹有EL层的结构。EL层至少包括使用根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物而形成的包含发光物质的层(也称为发光层)。除了包含发光物质的层以外，EL层还可以包括功能层(空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层等)。电极(第一电极及第二电极)、包含发光物质的层以及功能层既可通过湿法如液滴喷射法(喷墨法)、旋涂法、印刷法等而形成，又可通过干法如真空蒸镀法、CVD法、溅射法等而形成。

湿法具有如下效果：因为可以在大气压下形成，所以可以使用简单的装置及工序形成电极、包含发光物质的层以及功能层，以简化工序并提高生产率。另一方面，干法具有如下效果：因为不需要溶解材料，所以可以使用不易溶解于溶液中的材料，从而材料的选择范围宽。构成发光元件的薄膜都可以通过湿法而形成。在此情况下，可以只使用湿法所需要的设备制造发光元件。

另外，也可以通过湿法层叠直到形成包含发光物质的层，通过干法形成层叠在包含发光物质的层上的功能层及第二电极等。再者，也可以通过干法形成在形成包含发光物质的层之前的第一电极及功能层，通过湿法形成包含发光物质的层、层叠在包含发光物质的层上的功能层及第二电极。当然，本发明的实施方式之一不局限于此，也可以根据所使用的材料、需要的膜厚度或界面状态适当地选择并组合湿法及干法来制造发光元件。

在本实施方式中，在由玻璃、塑料等形成的衬底上制造发光元件。通过在一个衬底上制造多个这样的发光元件，可以制造无源矩阵型发光装置。此外，也可以在由玻璃、塑料等形成的衬底上形成例如薄膜晶体管(TFT)，在与TFT电连接的电极上制造发光元件。由此，可以制造由TFT控制发光元件驱动的有源矩阵型发光装置。

另外，对于TFT的结构没有特别限制，可以是交错型的TFT或反交错型的TFT。另外，对用于TFT的半导体的结晶性也没有特别的限制，既可使用非晶半导体，又可使用结晶半导体。此外，形成在TFT衬底上的驱动用电路可以由N型及P型的TFT构成，也可以仅使用N型及P型中的任一种TFT构成。

根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的带隙非常大，因此即使使用比较短波长，尤其发射蓝色光的掺杂剂材料，也可以高效地得到来自掺杂剂材料的发光，而不得到来自该咔唑衍生物的发光。另外，该咔唑衍生物的带隙宽，并且它是电子及空穴传输性高的双极材料。因此，通过将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物用于发光元件，能够得到载流子平衡优良的高可靠性发光元件。另外，通过使用该咔唑衍生物，能够得到高可靠性发光装置及电子设备。

实施方式3

本实施方式中，参照图3A和3B说明其结构与实施方式2所示的结构不同的发光元件。在本实施方式中，如图3A所示，采用如下结构：在电子传输层的第四层106与发光层的第三层105(也称为发光层105)间设置有控制电子载流子移动的层130。像这样，可以在电子传输层与发光层间设置控制电子载流子移动的层。

该层130是将少量的电子捕捉性高的物质添加到上述电子传输性高的材料中的层或者将最低空分子轨道(LUMO)的能量值低的具有空穴传输性的材料添加到电子传输性高的材料中的层，并能够通过抑制电子载流子移动而调整载流子平衡。通过采用该结构，能够高效地抑制因电子穿过第三层105而发生的问题(如元件使用寿命的降低)。

另外，作为其他结构，发光层105也可以由两层以上的多个层构成。图3B示出发光层105由第一发光层105a、第二发光层105b的两层构成的例子。例如，在从用作空穴传输层的第二层104侧依次层叠第一发光层105a和第二发光层105b以将它们用作发光层105的情况下，使用具有空穴传输性的物质作为第一发光层105a的主体材料，并且使用具有电子传输性的物质作为第二发光层105b。

根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物不仅可以单独用作发光层，而且还可以用作主体材料，再者还可以用作掺杂剂材料。在将该咔唑衍生物用作主体材料的情况下，通过将作为发光物质的掺杂剂材料分散在根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物中，能够得到来自作为发光物质的掺杂剂材料的发光。另一方面，在将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物用作掺杂剂材料的情况下，通过将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物添加到由其带隙比该咔唑衍生物大的材料(主体)构成的层中，能够得到来自根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的发光。

另外，因为根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物具有空穴传输性及电子传输性的双极性，所以在具有空穴传输性的情况下可以用于第一发光层105a，并且在具有电子传输性的情况下可以用于第二发光层105b。对于第一发光层105a及第二发光层105b，可以将该咔唑衍生物单独用作发光层、主体材料或掺杂剂材料。在将该咔唑衍生物单独用作发光层或主体材料的情况下，只要根据其载流子传输性决定用于具有空穴传输性的第一发光层105a还是用于具有电子传输性的第二发光层105b，即可。另外，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。

实施方式4

在本实施方式中，参照图4说明以实施方式2所示的发光元件作为一个单元而层叠该多个发光单元的发光元件(以下称为叠层型元件)的一个方式。该发光元件为在第一电极和第二电极之间具有多个发光单元的发光元件。注意，当形成层叠该多个发光单元的发光元件时，采用去除位于单元之间的电极的结构。

在图4中，在第一电极501和第二电极502之间层叠有第一发光单元511和第二发光单元512。第一电极501和第二电极502可以采用与实施方式2相同的电极。此外，第一发光单元511和第二发光单元512可以具有相同的结构或不同的结构，其结构可以采用与实施方式2相同的结构。

电荷产生层513包含有机化合物和金属氧化物的复合材料。该有机化合物和金属氧化物的复合材料是实施方式2所示的复合材料，它包含有机化合物和V₂O₅、MoO₃、WO₃等金属氧化物。作为有机化合物，可以使用各种化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、低聚物、树枝状聚合物、高分子化合物(高聚物等)等。作为有机化合物，优选应用具有10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率的空穴传输性有机化合物。其中，也可以使用除此之外的其它物质，只要其空穴传输性高于电子传输性。因为有机化合物和金属氧化物的复合材料具有高载流子注入性和载流子传输性，所以可以实现低电压驱动、低电流驱动。

另外，电荷产生层513也可以组合有机化合物和金属氧化物的复合材料与其他材料而形成。例如，也可以组合两种层，即包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层、包含选自电子供给性物质中的一种化合物和电子传输性高的化合物的层，以形成电荷产生层513。另外，也可以组合包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层与透明导电膜，以形成电荷产生层513。

无论如何，只要当将电压施加到第一电极501和第二电极502时夹在第一发光单元511和第二发光单元512之间的电荷产生层513向这些发光单元中的一个注入电子而向另一单元注入空穴就行。

本实施方式中说明具有两个发光单元的发光元件。但是，本发明还可以应用于层叠了三个以上的发光单元的发光元件。通过像本实施方式的发光元件那样在一对电极之间配置由电荷产生层划分的多个发光单元，能够在保持低电流密度的同时进行高亮度区域的发光，从而能够形成长寿命元件。当该发光元件被用于照明时，可以减少由于电极材料的电阻引起的电压降低，由此在大面积区域上实现了均匀发光。而且，还可以实现低电压驱动且低耗电的发光装置。本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。

实施方式5

在本实施方式中，参照图5A和5B对使用根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物制造的发光装置的一个方式进行说明。另外，图5A是发光装置的俯视图，图5B是沿A-B及C-D切断图5A而得到的截面图，其中包括由虚线表示驱动电路部(源极侧驱动电路)601、像素部602、驱动电路部(栅极侧驱动电路)603。此外，还包括密封衬底604和密封剂605，由密封剂605围绕的内侧形成空间607。

另外，引绕布线608是用来传送输入到源极侧驱动电路601及栅极侧驱动电路603的信号的布线，从作为外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。另外，虽然这里仅示出了FPC，但该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置除了发光装置主体以外，还包括该主体安装有FPC或PWB的状态。

接下来，使用图5B说明截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，这里示出了作为驱动电路部的源极侧驱动电路601和像素部602中的一个像素。另外，源极侧驱动电路601形成有组合了n沟道型TFT623和p沟道型TFT624的CMOS电路。此外，形成驱动电路的TFT也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或者NMOS电路来形成。此外，虽然在本实施方式中示出了在衬底上形成驱动电路的驱动器一体型，但是这并不是必须的，也可以将驱动电路形成在外部而不是形成在衬底上。

此外，像素部602由多个包含开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接到该TFT的漏极的第一电极613的像素形成。另外，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。在这里，通过使用正型感光性丙烯酸树脂膜来形成绝缘物614。

此外，为了获得良好的覆盖度，在绝缘物614的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型感光性丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部为具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。此外，作为绝缘物614，可以使用通过照射光而对蚀刻剂呈不溶解性的负型及通过照射光而对蚀刻剂呈溶解性的正型中的任一种。

在第一电极613上分别形成有包含发光物质的层616以及第二电极617。在这里，作为用作阳极的第一电极613的材料，优选使用具有高功函数的材料。例如，可以使用ITO膜或含有硅的铟锡氧化物膜、包含2至20wt％的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜、氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层膜以及氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构膜等。另外，当采用叠层结构时，作为布线的电阻低，可以实现良好的欧姆接触，并且可以使其发挥作为阳极的功能。

此外，包含发光物质的层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法等液滴喷射法、印刷法、旋涂法等各种方法来形成。包含发光物质的层616包含实施方式1所示的咔唑衍生物。此外，作为构成包含发光物质的层616的其他材料，还可以为低分子材料、低聚物、树枝状聚合物或高分子材料。

作为形成在包含发光物质的层616上且用作阴极的第二电极617的材料，优选使用具有低功函数的材料(Al、Mg、Li、Ca或它们的合金或化合物的MgAg、MgIn、AlLi、LiF、CaF₂等)。另外，当在包含发光物质的层616产生的光透过第二电极617时，第二电极617优选使用其膜厚度减薄的金属薄膜和透明导电膜(ITO、包含2至20wt％的氧化锌的氧化铟、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化锌(ZnO)等)的叠层。

另外，通过用密封剂605将密封衬底604和元件衬底610贴合在一起，从而形成在由元件衬底610、密封衬底604以及密封剂605围绕而成的空间607中具有发光元件618的结构。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充惰性气体(氮或氩等)的情况以外，还有填充密封剂605的情况。另外，密封剂605优选使用环氧类树脂。此外，这些材料优选为尽可能地不透过水分、氧的材料。

此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底以外，还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等形成的塑料衬底。通过上述步骤，获得使用根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物而制造的发光装置。

上述咔唑衍生物的带隙宽，并且它是电子传输性及空穴传输性高的双极材料。因此，通过将根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物用于发光元件，能够得到载流子平衡优良的高可靠性发光元件。另外，通过使用根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物，能够得到高可靠性发光装置及电子设备。

如上所述，在本实施方式中，虽然对通过晶体管控制发光元件的驱动的有源矩阵型发光装置进行了说明，但也可以采用无源矩阵型发光装置。图6A和6B示出使用根据本发明的实施方式之一的咔唑衍生物而制成的无源矩阵型发光装置。在图6A和6B中，在衬底951上，在电极952和电极956之间设置有包含发光物质的层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。并且，在绝缘层953上设置有隔壁层954。

隔壁层954的侧壁具有倾斜，即越接近于衬底面，一方侧壁和另一方侧壁之间的间隔越窄。换言之，隔壁层954的短边方向的截面为梯形，底边(朝与绝缘层953的面方向同样的方向，与绝缘层953相接的一边)比上边(朝与绝缘层953的面方向同样的方向，不与绝缘层953相接的一边)短。像这样，通过设置隔壁层954，可以防止由静电等导致的发光元件的缺陷。在无源矩阵型发光装置中，通过包括根据本发明的实施方式之一的发光元件，也可以获得高可靠性的发光装置。

实施方式6

在本实施方式中，说明其一部分中包括实施方式5所示的发光装置的本发明的电子设备的一个方式。本实施方式的电子设备包括实施方式1所示的咔唑衍生物，具有高可靠性的显示部。

作为具有使用上述咔唑衍生物而制造的发光元件的电子设备，可以举出如摄像机和数码相机等影像拍摄装置、护目镜型显示器、导航系统、音响再现装置(汽车音响、音响组件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、移动电话、便携式游戏机或电子书籍等)、具备记录媒体的图像再现装置(具体地说，再现数字通用光盘(DVD)等记录媒体并具备能够显示其图像的显示装置的装置)等。图7A至7D示出这些电子设备的具体例子。

图7A示出根据本实施方式的显示装置，包括外壳8001、支撑台8002、显示部8003、扬声器部8004、视频输入端子8005等。注意，显示装置包括个人计算机用、TV播放接收用、广告显示用等所有信息显示用装置。在该显示装置中，显示部8003通过将与实施方式2或3中所说明的发光元件同样的发光元件排列成矩阵状而构成。

该发光元件具有可靠性高的特征。由该发光元件构成的显示部8003也具有同样的特征，因此所述显示装置的画质的劣化少，实现高可靠性化。由于这种特征，在显示装置中可以大幅地削减或缩小具有劣化补偿功能的电路和电源电路，因此可以实现外壳8001、支撑台8002的小型轻量化。

图7B示出根据本实施方式的计算机，包括外壳8102、显示部8103、键盘8104、外部连接端口8105、定位设备8106等。在该计算机中，显示部8103通过将与实施方式2或3中所说明的发光元件同样的发光元件排列成矩阵状而构成。该发光元件具有可靠性高的特征。由该发光元件构成的显示部8103也具有同样的特征，因此所述计算机的画质的劣化少，实现高可靠性化。由于这种特征，在计算机中可以大幅地削减或缩小具有劣化补偿功能的电路和电源电路，因此可以实现计算机的小型轻量化。

图7C示出根据本实施方式的摄像机，包括显示部8202、外部连接端口8204、遥控接收部8205、图像接收部8206、操作键8209等。在该摄像机中，显示部8202通过将与实施方式2或3中所说明的发光元件同样的发光元件排列成矩阵状而构成。该发光元件具有可靠性高的特征。由该发光元件构成的显示部8202也具有同样的特征，因此所述摄像机影像拍摄装置的画质的劣化少，实现高可靠性化。由于这种特征，在摄像机中可以大幅地削减或缩小具有劣化补偿功能的电路和电源电路，因此可以实现主体的小型轻量化。由于根据本发明的摄像机实现了高画质以及小型轻量化，因此可以提供适合于携带的产品。

图7D示出根据本实施方式的移动电话，包括显示部8403、声音输入部8404、声音输出部8405、操作键8406、外部连接端口8407等。在该移动电话中，显示部8403通过将与实施方式2或3中所说明的发光元件同样的发光元件排列成矩阵状而构成。该发光元件具有可靠性高的特征。由该发光元件构成的显示部8403也具有同样的特征，因此所述移动电话的画质的劣化少，实现高可靠性化。由于这种特征，在移动电话中可以大幅地削减或缩小具有劣化补偿功能的电路和电源电路，因此可以实现主体的小型轻量化。由于根据本实施方式的移动电话实现了高画质以及小型轻量化，因此可以提供适合于携带的产品。

如上所述，应用根据本发明的实施方式之一的发光装置的应用范围极宽，该发光装置可用于各种领域中的电子设备。通过使用根据本发明的咔唑衍生物，可制造具有可靠性高的显示部的电子设备。另外，可以将根据本发明的实施方式之一的发光装置用作照明装置。参照图8说明将根据本发明的实施方式之一的发光元件用作照明装置的一个实施方式。

图8示出将应用根据本发明的实施方式之一的发光装置用作背光灯的液晶显示装置的一个例子。图8所示的液晶显示装置包括外壳901、液晶层902、背光灯903以及外壳904，液晶层902与驱动器IC905连接。此外，作为背光灯903使用根据本发明的实施方式之一的发光装置，通过端子906提供电流。

通过将根据本发明的实施方式之一的发光装置用作液晶显示装置的背光灯，可以获得可靠性高的背光灯。另外，根据本发明的实施方式之一的发光装置是面发光的照明装置，也可以实现大面积化，因此可以实现背光灯的大面积化，也可以实现液晶显示装置的大面积化。再者，根据本发明的实施方式之一的发光装置是薄型的，从而可以实现显示装置的薄型化。

图9是将根据本发明的实施方式之一的发光装置用作作为照明装置的台灯的例子。图9所示的台灯包括外壳2001和光源2002，作为光源2002使用根据本发明的实施方式之一的发光装置。根据本发明的实施方式之一的发光装置是具有高可靠性，从而台灯也具有高可靠性。图10为将根据本发明的实施方式之一的发光装置用作室内照明装置3001的例子。由于根据本发明的实施方式之一的发光装置也可以实现大面积化，所以可以用作大面积的照明装置。此外，根据本发明的实施方式之一的发光装置是薄型的，因此可以用作薄型化的照明装置。

[咔唑衍生物制造的实施例]

以下，关于本发明的实施方式之一的咔唑衍生物的制造方法，示出实施例1至7的七个例子。当然，本发明并不局限于这些实施例，而由权利要求书的记载特定。

实施例1

[CzPAP的制造例]

在本实施例中，示出制造上述结构式1所示的3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的例子。该合成方法由步骤1及2的两个阶段构成。

[步骤1]

该步骤是3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑的合成过程，在该步骤1由反应式(E1-1)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(E1-1)

将5.0g(10mmol)的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPA)、600mL的乙酸乙酯以及150mL的甲苯放在1L的锥形烧瓶中。通过将该混合物加热到50℃以上并搅拌，确认到CzPA的溶解。对该溶液加入1.8g(10mmol)的N-溴代琥珀酸酰亚胺(NBS)。在大气及室温下搅拌该溶液5天。

在搅拌后，对该溶液加入大约150mL的硫代硫酸钠水溶液搅拌1小时。在使用水洗涤该混合物的有机层后，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，使用饱和盐水洗涤。利用硫酸镁对有机层进行干燥。对其混合物进行自然过滤。浓缩所获得的滤液，以获得淡黄色固体。使用甲苯和己烷的混合溶剂使获得的固体再结晶，从而以90％的收率获得5.2g的目的物淡黄色粉末。

[步骤2]

该步骤是3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的合成过程，在该步骤由反应式(E1-2)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(E1-2)

将3.5g(6.1mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、0.74g(6.1mmol)的苯基硼酸以及0.36g(1.2mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在300mL的三口烧瓶中。对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入60mL的甲苯、20mL的乙醇和5.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。对该混合物加入55mg(0.24mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流及80℃的温度下搅拌该混合物2小时。

搅拌后，利用甲苯萃取该混合物的水层，混合萃取溶液和有机层，使用饱和盐水洗涤。利用硫酸镁对有机层进行干燥，并对其混合物进行自然过滤。在浓缩已获得的滤液后，将获得的油状物溶解于大约10mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，以获得淡黄色固体。

使用甲苯和己烷的混合溶剂使该淡黄色固体再结晶，从而以37％的收率获得1.3g的目的物淡黄色粉末。通过使用梯度升华方法(trainsublimation method)升华精炼已获得的1.3g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在270℃下加热淡黄色粉末。在升华精炼之后，以89％的收率获得1.2g的目的化合物淡黄色固体。

通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)。所获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.35-7.66(m，14H)，7.69-7.78(m，9H)，7.86(d，J＝8.1Hz，4H)，8.25(d，J＝7.8Hz，1H)，8.42(s，1H)。

另外，图11A和图11B示出¹H NMR谱图。另外，图11B是放大了图11A中的7.1ppm至8.5ppm的范围的图。

另外，对获得的CzPAP进行热重-差热分析(TG-DTA)。使用高真空热重-差热分析仪(BrukerAXS公司制造的TG-DTA2410SA)进行测定。其结果是，相对于在大气压下开始测量时的重量成为95％的重量的温度(5％重量减少温度)为404℃。由此可见，CzPAP具有非常良好的耐热性。

另外，图12示出CzPAP在甲苯溶液中的吸收光谱，而图13示出CzPAP处于薄膜状态时的吸收光谱。使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制造的V550型)进行测量。将溶液放在石英皿中，并将薄膜蒸镀在石英衬底上以制造样品，图12及13示出如下吸收光谱：至于溶液的光谱，示出减去只将甲苯放在石英皿中来测量的吸收光谱的吸收光谱；至于薄膜的光谱，示出减去石英衬底的吸收光谱的吸收光谱。在图12及图13中，横轴表示波长(nm)，而纵轴表示吸收强度(任意单位)。在使用甲苯溶液的情况下，在340nm、357nm、376nm、397nm附近观察到吸收，而在使用薄膜的情况下，在268nm、303nm、341nm、361nm、382nm、403nm附近观察到吸收。

另外，图14示出CzPAP在甲苯溶液中(激发波长为372nm)的发射光谱。另外，图15示出CzPAP处于薄膜状态时(激发波长为399nm)的发射光谱。在图14及15中，横轴表示波长(nm)，而纵轴表示发光强度(任意单位)。在CzPAP在甲苯溶液中的情况下，最大发光波长为423nm(激发波长为372nm)，而在CzPAP处于薄膜状态的情况下，最大发光波长为444nm(激发波长为399nm)。

另外，通过在大气中使用光电子能谱仪(日本理研计器株式会社制造的AC-2)测定处于薄膜状态下的CzPAP，其结果是HOMO能级为-5.84eV。再者，通过使用在图13的CzPAP处于薄膜状态时的吸收光谱的数据，并从假定直接跃迁的Tauc图找到吸收端，且以该吸收端为光学能隙进行预测，结果该能隙为2.94eV。从CzPAP的HOMO能级的数值和能隙估计LUMO能级，结果它为-2.90eV。

另外，通过使用循环伏安法(CV)测定，测定CzPAP的氧化还原反应特性。当进行CV测定时，使用电气化学分析仪器(BAS株式会社制造的ALS600A)。关于CV测定中的溶液，溶剂使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(99.8％，目录号码：22705-6，西格玛奥德里奇公司制)。

此时，以其浓度成为100mmol/L的方式将作为支持电解质的高氯酸四正丁基铵(n-Bu₄NClO₄)(目录号码：T0836，东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.)制)溶解于DMF中，再者，以其浓度成为1mmol/L的方式将测量对象溶解于上述溶液中而调整。另外，工作电极使用铂电极(PTE铂电极，BAS株式会社制)，辅助电极使用铂电极(VC-3用Pt对电极(5cm)，BAS株式会社制)，参比电极使用Ag/Ag⁺电极(RE5非水溶剂类参比电极，BAS株式会社制)。另外，在室温下进行测定。

对CzPAP的氧化反应特性进行考察的方法为：以使工作电极相对于基准电极的电位从-0.01V变化至1.15V之后、从1.15V变化至-0.01V的扫描为一个周期，对100个周期进行测定。另外，CV测定的扫描速度设定为0.1V/s。另外，对CzPAP的还原反应特性进行考察的方法为：以使工作电极相对于基准电极的电位从-1.45V变化至-2.35V之后、从-2.35V变化至-1.45V的扫描为一个周期，对100个周期进行测定。另外，CV测定的扫描速度设定为0.1V/s。

图16中表示CzPAP的氧化的CV测定结果，图17中表示CzPAP的还原的CV测定结果。在图16及图17中，横轴表示工作电极相对于基准电极的电位(V)，纵轴表示工作电极和辅助电极之间流过的电流值(μA)。由图16，在+0.84V(相对于Ag/Ag⁺电极)附近观测到表示氧化的电流。由图17，在-2.21V(相对于Ag/Ag⁺电极)附近观测到表示还原的电流。

尽管反复进行了100个周期的扫描，在氧化反应及还原反应中却几乎没有发现CV曲线的峰位置和峰强度的变化，氧化的峰强度保持为初始状态的82％，而还原的峰强度保持为94％。由此可知，本实施例的咔唑衍生物对于反复进行的氧化还原反应稳定。

以下，示出通过已知制造方法的上述第一及第二已知方法分别制造根据实施例1而制造的CzPAP的例子。该例子为比较参考例子，参考例1相当于上述第一已知方法，而参考例2相当于上述第二已知方法。

[参考例1]

根据第一已知方法的CzPAP的合成

在本参考例中，示出通过已知制造方法的第一已知方法而制造上述结构式1所示的3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的例子。

[步骤1]

该步骤是3-苯基-9H-咔唑的合成过程，在该步骤由反应式(R1-1)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(R1-1)

将0.50g(2.0mmol)的3-溴基-9H-咔唑、0.25g(2.0mmol)的苯基硼酸以及0.15g(0.50mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在100mL的三口烧瓶中，并对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入30mL的甲苯、10mL的乙醇和2.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。对该混合物加入23mg(0.10mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流及80℃的温度下搅拌2小时。

搅拌后，利用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，使用饱和盐水洗涤，然后分为水层和有机层，使用硫酸镁对有机层进行干燥，并对其混合物进行自然过滤。在浓缩已获得的滤液后，将获得的固体溶解于大约10mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过浓缩已获得的滤液，获得白色固体。使用甲苯和己烷的混合溶剂使该固体再结晶，从而以47％的收率获得0.23g的目的物白色粉末。

[步骤2]

该步骤是3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的合成过程，在该步骤由反应式(R1-2)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(R1-2)

将0.39g(0.94mmol)的9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、0.23g(0.94mmol)的3-苯基-9H-咔唑以及0.19g(2.0mmol)的叔丁醇钠放在100mL的三口烧瓶中。在对烧瓶内进行氮置换后，在其混合物中加入20mL的甲苯和0.20mL的将三(叔丁基)膦(10wt％)溶解在己烷中的溶液。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。在脱气后，将27mg(0.047mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(O)加入上述混合物中。

在氮气流下，以110℃的温度搅拌该混合物2小时。搅拌后，将该混合物通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的固体进行精炼，并使用甲苯和己烷的混合溶剂使获得的淡黄色固体再结晶，从而以81％的收率获得0.44g的目的化合物淡黄色粉末。

与实施例1的CzPAP的制造例同样，通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)。

[参考例2]

根据第二已知方法的CzPAP的合成

在本参考例中，示出通过已知制造方法的第二已知方法而制造上述结构式1所示的3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的例子。

[步骤1]

该步骤是9-(4-溴苯基)-3-苯基-9H-咔唑的合成过程，在该步骤由反应式(R2-1)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

将8.0g(34mmol)的1，4-二溴苯、7.0g(28mmol)的3-苯基-9H-咔唑和0.27g(1.0mmol)的18-冠-6-醚放在500mL的三口烧瓶中。在130℃的温度下加热该混合物的同时进行搅拌，以使1，4-二溴苯融化。在进行融化后，向该混合物中加入3.0mL的1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)-嘧啶酮(缩写：DMPU)、9.5g(69mmol)的碳酸钾、0.20g(1.0mmol)的碘化铜(I)，然后在170℃下搅拌该混合物3小时。在进行搅拌后，将该混合物冷却到大约110℃，然后对混合物加入100mL的甲苯并将它冷却到室温。

抽滤该混合物，并使用稀盐酸对获得的滤液进行3次的洗涤，使用饱和碳酸氢钠水溶液对获得的滤液进行3次的洗涤，使用饱和盐水对获得的滤液进行1次的洗涤，然后分为有机层和水层，利用硫酸镁对有机层进行干燥，对该混合物进行自然过滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝7∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，于是获得无色油状物。将该油状物溶解于少量的己烷中，并加入甲醇来进行超声波照射，于是析出白色固体。通过抽滤回收该固体，从而以22％的收率获得2.5g的目的物白色粉末。

[步骤2]

该步骤是4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基硼酸的合成过程，在该步骤由反应式(R2-2)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(R2-2)

将2.5g(6.2mmol)的9-(4-溴苯基)-3-苯基-9H-咔唑放在300mL三口烧瓶中，并且对该烧瓶内进行氮置换。在该烧瓶中添加100mL的四氢呋喃(THF)，并将该溶液冷却到-80℃。用注射器将4.2mL(7.0mmol)的将正丁基锂(1.6mol/L)溶解在己烷中的溶液滴加到该溶液中。在滴加结束后，在相同的温度下搅拌该溶液1小时。在搅拌之后，在该溶液中添加0.72mL(7.5mmol)的硼酸三甲酯，在使溶液的温度恢复到室温的同时搅拌2小时。在搅拌之后，将约50mL的稀盐酸(1.0mol/L)添加到该溶液中，搅拌2小时。

在搅拌之后，将该混合物分为水层和有机层，将水层用乙酸乙酯萃取，混合萃取溶液与有机层，用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和盐水洗涤。用硫酸镁使有机层干燥，然后对该混合物进行自然过滤。通过将所获得的滤液浓缩，而获得油状物。通过将该油状物溶解于少量的氯仿中，并对该溶液加入己烷并进行超声波照射，而析出白色固体。通过抽滤回收该固体，从而以67％的收率获得1.5g的目的物白色粉末。

[步骤3]

该步骤是3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)的合成过程，在该步骤由反应式(R2-3)表示的同时，以下详细描述该步骤的反应。

Reaction Formula(R2-3)

将1.4g(4.1mmol)的9-溴-10-苯基蒽、1.5g(4.1mmol)的4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基硼酸放在100mL的三口烧瓶中，并对烧瓶内进行氮置换。对该混合物中加入50mL的甲苯和5.0mL的碳酸钠水溶液(2.0mol/L)，在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。将0.24g(0.20mmol)的四(三苯基膦)钯(O)加入上述混合物中。在氮气流下，以80℃的温度搅拌该混合物9小时。

搅拌后，将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，并使用饱和盐水洗涤。使用硫酸镁对有机层进行干燥，并对其混合物进行自然过滤。在浓缩获得的滤液后，将获得的固体溶解于大约10mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，而获得淡黄色油状物。

使用甲苯和己烷的混合溶剂使该油状物再结晶，从而以83％的收率获得1.9g的目的物淡黄色粉末。与实施例1的CzPAP的制造例同样，通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAP)。

实施例2

[CzPAαNP的制造例]

在本实施例中，由上述结构式2表示的3-[4-(1-萘基)苯基]-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAαNP)的制造例子由反应式(E2)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E2)

将2.5g(4.4mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、1.1g(4.4mmol)的4-(1-萘基)苯基硼酸以及0.33g(1.1mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在200mL的三口烧瓶中，并且对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入5.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)、60mL的甲苯以及20mL的乙醇。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。将49mg(0.22mmol)的醋酸钯(II)加入上述混合物中，在氮气流及80℃的温度下搅拌该混合物5小时。

搅拌后，将该混合物分为水层和有机层，利用甲苯萃取水层。混合萃取溶液和有机层，使用饱和盐水洗涤。然后，利用硫酸镁对有机层进行干燥，对该混合物进行自然过滤。在浓缩已获得的滤液后，将获得的油状物溶解于大约10mL的甲苯中，将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，于是获得淡黄色油状物。

使用甲苯和己烷的混合溶剂使该油状物再结晶，从而以79％的收率获得2.4g的目的物淡黄色粉末。通过使用梯度升华方法(train sublimationmethod)升华精炼已获得的2.3g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在340℃下加热。在升华精炼之后，以95％的收率获得2.2g的目的化合物的淡黄色固体。通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-[4-(1-萘基)苯基]-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAαNP)。

获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.37-7.67(m，17H)，7.70-7.80(m，6H)，7.85-7.96(m，9H)，8.06(d，J＝8.1Hz，1H)，8.29(d，J＝7.8Hz，1H)，8.52(d，J＝0.90Hz，1H)。

另外，图18A和图18B示出¹H NMR谱图。另外，图18B是放大了图18A中的7.2ppm至8.4ppm的范围的图。

实施例3

[CzPAαN的制造例]

在本实施例中，由上述结构式4表示的3-(1-萘基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAαN)的制造例子由反应式(E3)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E3)

将2.8g(4.9mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、0.84g(4.9mmol)的1-萘硼酸以及0.36g(1.2mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在200mL的三口烧瓶中。对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入5.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)、60mL的甲苯和20mL的乙醇。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。对该混合物加入55mg(0.24mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流及80℃的温度下搅拌该混合物4小时。搅拌后，将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，并使用饱和盐水洗涤。使用硫酸镁对有机层进行干燥，并对其混合物进行自然过滤。

在浓缩已获得的滤液后，将获得的油状物溶解于大约10mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，以获得淡黄色油状物。使用甲苯和己烷的混合溶剂使该油状物再结晶，从而以60％的收率获得1.8g的目的物淡黄色粉末。

通过使用梯度升华方法(train sublimation method)升华精炼已获得的1.8g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在320℃下加热淡黄色粉末。在升华精炼之后，以94％的收率获得1.7g的目的化合物的淡黄色粉末。通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是3-(1-萘基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAαN)。

所获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.34-7.67(m，16H)，7.72-7.81(m，6H)，7.85-7.96(m，6H)，8.07(d，J＝8.4Hz，1H)，8.20(d，J＝7.8Hz，1H)，8.32(d，J＝1.5Hz，1H)。

另外，图19A和图19B示出¹H NMR谱图。另外，图19B是放大了图19A中的7.0ppm至8.5ppm的范围的图。

实施例4

[CzPAβN的制造例]

在本实施例中，由上述结构式5表示的3-(2-萘基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAβN)的制造例子由反应式(E4)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E4)

将1.0g(1.7mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、0.30g(1.7mmol)的2-萘硼酸以及0.13g(0.42mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在100mL的三口烧瓶中，并且对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入30mL的甲苯、10mL的乙醇以及2.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。将19mg(0.085mmol)的醋酸钯(II)加入上述混合物中，在氮气流及80℃的温度下搅拌3小时。

搅拌后，将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，并使用饱和盐水洗涤。利用硫酸镁对有机层进行干燥，对该混合物进行自然过滤。在浓缩已获得的滤液后，将获得的油状物溶解于大约10mL的甲苯中，将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼。使用甲苯和己烷的混合溶剂使获得的淡黄色固体再结晶，从而以69％的收率获得0.73g的目的物淡黄色粉末。

通过利用梯度升华方法(train sublimation method)升华精炼已获得的0.71g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在310℃下加热淡黄色粉末。在升华精炼之后，以90％的收率获得0.64g的目的化合物的淡黄色固体。通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-(2-萘基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAβN)。

所获得的化合物的¹H NMR数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.37-7.66(m，13H)，7.70-7.80(m，6H)，7.85-8.00(m，9H)，8.20(s，1H)，8.30(d，J＝4.8Hz，1H)，8.54(s，1H)。

另外，图20A和图20B示出¹H NMR谱图。另外，图20B是放大了图20A中的7.0ppm至9.0ppm的范围的图。

实施例5

[CzPApB的制造例]

在本实施例中，由上述结构式6表示的3-(联苯-4-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPApB)的制造例子由反应式(E5)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E5)

将3.0g(5.2mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、1.0g(5.2mmol)的4-联苯硼酸以及0.40g(1.3mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在300mL的三口烧瓶中。对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入60mL的甲苯、20mL的乙醇以及5.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。对该混合物加入58mg(0.26mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流及80℃的温度下搅拌3小时，而析出淡黑色固体。

在将该混合物冷却到室温之后，进行抽滤以回收析出的固体。将回收的固体溶解于大约100mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。浓缩已获得的滤液以获得淡黄色粉末固体。使用甲苯使获得的固体再结晶，从而以59％的收率获得2.0g的目的物淡黄色粉末固体。

通过利用梯度升华方法(train sublimation method)升华精炼已获得的1.8g的淡黄色粉末固体。升华精炼条件为：以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在320℃下加热。在升华精炼之后，以84％的收率获得1.5g的目的化合物的淡黄色固体。通过核磁共振法NMR)，确认上述化合物是目的物3-(联苯-4-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPApB)

所获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.35-7.80(m，25H)，7.82-7.88(m，6H)，8.27(d，J)＝7.8Hz，1H)，8.47(d，J＝1.5Hz，1H)。

另外，图21A和图21B示出¹H NMR谱图。另外，图21B是放大了图21A中的7.0ppm至8.5ppm的范围的图。

实施例6

[CzPAoB的制造例]

在本实施例中，由上述结构式8表示的3-(联苯-2-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAoB)的制造例子由反应式(E6)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E6)

将3.0g(5.2mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、1.0g(5.2mmol)的2-联苯硼酸以及0.40g(1.3mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在300mL的三口烧瓶中，对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入60mL的甲苯和20mL的乙醇以及5.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气，并对该混合物加入58mg(0.26mmol)的醋酸钯(II)。

在氮气流及80℃的温度下搅拌该混合物3小时。搅拌后，将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液和有机层，并使用饱和盐水洗涤。利用硫酸镁对有机层进行干燥，并对其混合物进行自然过滤。在浓缩已获得的滤液后，将获得的油状物溶解于大约10mL的甲苯中，并将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的油状物进行精炼，以获得淡黄色油状物。使用甲苯与己烷的混合溶剂使该淡黄色油状物再结晶，从而以67％的收率获得2.0g的目的物淡黄色粉末。

通过利用梯度升华方法(train sublimation method)升华精炼已获得的2.0g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在280℃下加热淡黄色粉末。在升华精炼之后，以93％的收率获得1.9g的目的化合物的淡黄色固体。通过核磁共振法(NMR)，确认该化合物是目的物3-(联苯-2-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAoB)。

获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)：δ＝7.14-7.27(m，6H)，7.33(t，J＝7.5Hz，1H)，7.45-7.81(m，22H)，7.87(d，J＝8.1Hz，2H)，8.21(d，J＝9.0Hz，2H)。

另外，图22A和图22B示出¹H NMR谱图。另外，图22B是放大了图22A中的7.0ppm至8.5ppm的范围的图。

实施例7

[CzPAFL的制造例]

在本实施例中，由上述结构式15表示的3-(9，9-二甲基芴-2-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAFL)的制造例子由反应式(E7)表示的同时，以下详细描述其反应。

Reaction Formula(E7)

将0.80g(1.4mmol)的3-溴基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑、0.33g(1.4mmol)的9，9-二甲基芴-2-硼酸以及0.11g(0.35mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在100mL的三口烧瓶中，并且对烧瓶内进行氮置换。在其混合物中加入2.0mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)、30mL的甲苯以及10mL的乙醇。在进行减压的同时搅拌该混合物，以进行脱气。

将16mg(0.070mmol)的醋酸钯(II)加入上述混合物中，在氮气流及80℃的温度下搅拌该混合物4小时，而析出淡黑色固体。在将该混合物冷却到室温之后，进行抽滤以回收固体。将回收的固体溶解于大约50mL的甲苯中，将它加入在抽滤后获得的滤液。将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层。混合萃取溶液和有机层，使用饱和盐水洗涤。然后，利用硫酸镁对有机层进行干燥，对该混合物进行自然过滤。

在浓缩已获得的滤液后，将获得的固体溶解于大约50mL的甲苯中，将该溶液通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)抽滤。通过使用硅胶柱层析法(展开剂己烷∶甲苯＝5∶1)对通过浓缩已获得的滤液而获得的固体进行精炼，于是获得淡黄色固体。使用甲苯和己烷的混合溶剂使该固体再结晶，从而以54％的收率获得0.57g的目的物淡黄色粉末。

通过使用梯度升华方法(train sublimation method)升华精炼已获得的0.54g的淡黄色粉末。升华精炼条件为：在减压下，并以4.0mL/min的流量使氩气流过，且在330℃下加热淡黄色粉末。在升华精炼之后，以93％的收率获得0.50g的目的化合物的淡黄色固体。通过核磁共振法(NMR)，确认上述化合物是目的物3-(9，9-二甲基芴-2-基)-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称为CzPAFL)。

获得的化合物的¹H NMR的测量数据为：¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝1.61(s，6H)，7.34-7.54(m，11H)，7.57-7.66(m，3H)，7.70-7.81(m，10H)，7.84-7.89(m，5H)，8.30(d，J＝7.5Hz，1H)，8.47(s，1H)。

另外，图23A和图23B示出¹H NMR谱图。另外，图23B是放大了图23A中的7.1ppm至8.6ppm的范围的图。

[发光元件的制造例]

在本制造例中，示出使用根据实施方式1的制造方法而制造的咔唑衍生物制造发光元件的例子。以下，参照图24说明该制造例。另外，将本制造例中制造的发光元件1及2的元件结构示出于表1。在表1中，混合比均以重量比表示。

[表1]

以下，依次示出本制造例的发光元件1及2的制造方法。首先，示出发光元件1的制造例。在该发光元件1中，通过溅射法在玻璃衬底2101上形成包含氧化硅的氧化铟锡(ITSO)的膜，从而形成第一电极2102。注意，其膜厚度为110nm，而其电极面积为2mm×2mm。

接着，将形成有第一电极2102的衬底固定在设置在真空蒸镀装置中的衬底支架上，使具有第一电极的衬底表面向下，并且减压到大约10^-4Pa，然后通过将4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB)和氧化钼(VI)共蒸镀在第一电极2102上，来形成包含复合有机化合物和无机化合物而成的复合材料的层作为第一层2103。此时，该膜厚度为50nm，并且将NPB和氧化钼(VI)的重量比调节为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。注意，共蒸镀法是指在一个处理室内从多个蒸发源同时进行蒸镀的方法。接着，通过将NPB蒸镀10nm，形成第二层2104作为空穴传输层。

接着，在第二层2104上将实施例1中制造的CzPAP和4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称为PCBAPA)共蒸镀为CzPAP∶PCBAPA＝1∶0.1(重量比)，以形成第三层2105作为发光层。其膜厚度为30nm。

接着，在第三层2105上蒸镀并层叠10nm厚的Alq膜及20nm厚的Bphen膜，以形成第四层2106作为电子传输层。再者，在第四层2106上蒸镀1nm厚的氟化锂(LiF)膜，以形成第五层2107作为电子注入层。最后，形成200nm厚的铝膜作为用作阴极的第二电极2108，以获得本实施例的发光元件1。

以下，示出发光元件2的制造例。发光元件2的第三层2105及第四层2106以外的结构与发光元件1同样地制造。至于发光元件2，在第二层2104上将实施例1中制造的CzPAP和9，10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称：2PCAPA)共蒸镀为CzPAP∶2PCAPA＝1∶0.05(重量比)，以形成第三层2105作为发光层。其膜厚度为30nm。

接着，在第三层2105上将Alq和N，N’-二苯基喹吖酮(简称为DPQd)共蒸镀(10nm)为Alq∶DPQd＝1∶0.005(重量比)，然后通过将Bphen蒸镀30nm并层叠，形成第四层2106作为电子传输层。通过上述步骤，获得本制造例的发光元件2。注意，在上述蒸镀过程中，蒸镀均采用电阻加热法。以下，示出NPB、PCBAPA、2PCAPA、DPQd、Alq以及Bphen的结构式。

在氮气气氛的手套箱中，以不使发光元件1及2暴露于大气的方式对通过上述方法获得的发光元件1及2进行密封，然后对这些发光元件1及2的工作特性进行测定。注意，在室温(保持为25℃的气氛)中进行测定。

图25示出发光元件1的电流密度-亮度特性。在图25中，横轴表示电流密度(mA/cm²)，而纵轴表示亮度(cd/m²)。另外，图26示出电压-亮度特性。在图26中，横轴表示所施加的电压(V)，而纵轴表示亮度(cd/m²)。另外，图27示出亮度-电流效率特性。在图27中，横轴表示亮度(cd/m²)，而纵轴表示电流效率(cd/A)。另外，图28示出流动1mA的电流时的发射光谱。由图28可知，发光元件1得到来自作为蓝色发光材料的PCBAPA的发光。

在发光元件1的亮度为1080cd/m²时，其CIE色度坐标是(x＝0.16，y＝0.20)，而呈现优良蓝色发光。另外，在亮度为1080cd/m²时，电流效率为5.7cd/A，外部量子效率为3.9％，电压为4.4V，电流密度为18.9mA/cm²，并且功率效率为4.1lm/W。

图29示出发光元件2的电流密度-亮度特性。在图29中，横轴表示电流密度(mA/cm²)，而纵轴表示亮度(cd/m²)。另外，图30示出电压-亮度特性。在图30中，横轴表示所施加的电压(V)，而纵轴表示亮度(cd/m²)。另外，图31示出亮度-电流效率特性。在图31中，横轴表示亮度(cd/m²)，而纵轴表示电流效率(cd/A)。另外，图32示出流动1mA的电流时的发射光谱。由图32可知，发光元件2得到来自作为绿色发光材料的2PCAPA的发光。

在发光元件2的亮度为5520cd/m²时，其CIE色度坐标是(x＝0.29，y＝0.61)，而呈现优良绿色发光。另外，在亮度为5520cd/m²时，电流效率为13cd/A，电压为5.8V，电流密度为42.6mA/cm²，并且功率效率为7.0lm/W。

另外，对制造的发光元件1及2进行了可靠性试验。对发光元件1的可靠性试验为：通过连续流动一种电流，该电流值与在以起始状态的亮度1000cd/m²使发光元件发光时流过发光元件1的电流值相同，而每隔一定时间对亮度进行测量。对发光元件2的可靠性试验为：通过连续流动一种电流，该电流值与在以起始状态的亮度5000cd/m²使发光元件发光时流过发光元件2的电流值相同，而每隔一定时间对亮度进行测量。

图33示出对发光元件1进行了可靠性试验的结果，而图34示出对发光元件2进行了可靠性试验的结果。图33及34示出亮度的随时间的变化。注意，在图33及34中，横轴表示时间(hour)，而纵轴表示每段时间中的相对于起始亮度的亮度比率，即标准化亮度(％)。如图33所示，即使过了430小时后，发光元件1也保持起始亮度的80％，从而不容易发生亮度的随时间的降低，其使用寿命长。如图34所示，即使过了570小时后，发光元件2也保持起始亮度的82％，从而不容易发生亮度的随时间的降低，其使用寿命长。

如上所述，根据本制造例能够获得可靠性高的发光元件1及2。根据本制造例可知，本发明的实施方式之一的发光元件能够得到作为发光元件的特性而起到充分的作用。另外，根据可靠性试验的结果可知，即使将发光元件连续点亮，也能够获得可靠性高的发光元件，而不发生起因于薄膜的缺陷等的短路。

[在发光元件的制造例中使用的化学物质的制造例]

在发光元件1的制造例中使用的4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称为PCBAPA)是新颖物质，并具有下述结构。以下，具体示出该物质的制造方法作为在发光元件的制造例中使用的化学物质的制造例。该制造步骤由三个反应过程构成，以下示出每个反应过程的具体制造工艺。

[第一步骤]

第一步骤是合成9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸的步骤，该步骤可以由下述反应式(P1)所示。

Reaction Formula(P1)

在该步骤中，首先将10g(31mmol)的3-溴基-9-苯基-9H-咔唑放在500mL三口烧瓶中，并且对该烧瓶内进行氮置换。其中添加150mL的四氢呋喃(THF)，溶解3-溴-9-苯基-9H-咔唑，然后将该溶液冷却到-80℃。用注射器将20mL(32mmol)的将正丁基锂(1.58mol/L)溶解在己烷中的溶液滴加到该溶液中。在滴加结束后，在相同的温度下搅拌溶液1小时。

在搅拌之后，在该溶液中添加3.8mL(34mmol)的硼酸三甲酯，在使溶液的温度恢复到室温的同时搅拌约15小时。在搅拌之后，将约150mL的稀盐酸(1.0mol/L)添加到该溶液中，搅拌1小时。在搅拌之后，将该混合物分为水层和有机层，将水层用乙酸乙酯萃取，混合萃取溶液与有机层，用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤。用硫酸镁使有机层干燥，然后对该混合物进行自然过滤。通过将所获得的滤液浓缩，而获得淡褐色的油状物。通过对该油状物进行减压干燥，以86％的收率获得7.5g的淡褐色固体，它是目的物。

[第二步骤]

第二步骤是合成4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯胺(简称：PCBA)的步骤，该步骤可以由下述反应式(P2)所示。

Reaction Formula(P2)

在该步骤中，首先将6.5g(26mmol)的4-溴二苯基胺、7.5g(26mmol)的9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸、400mg(1.3mmol)的三(邻-甲苯基)膦放在500mL三口烧瓶中，并且对该烧瓶内进行氮置换。在该混合物中添加100mL的甲苯、50mL的乙醇、14mL的碳酸钾水溶液(2.0mol/L)。在对该混合物在减压下进行搅拌的同时，进行脱气。在脱气后，在混合物中添加67mg(30mmol)的醋酸钯(II)。

将该混合物在100℃下回流10小时。在回流后，将该混合物分为水层和有机层，使用甲苯萃取水层，混合萃取溶液与有机层，并用饱和盐水洗涤。用硫酸镁使有机层干燥，然后对该混合物进行自然过滤，将所获得的滤液浓缩，而获得淡褐色的油状物。使该油状物用硅胶柱层析法(展开剂为己烷∶甲苯＝4∶6)精炼，将获得的白色固体用二氯甲烷和己烷的混合溶剂再结晶，以45％的收率获得4.9g的目的物白色固体。通过核磁共振法(NMR)测量根据上述第二步骤得到的固体。

以下，示出¹H NMR的测量数据。根据测量结果可知，获得用来合成PCBAPA的原料的PCBA。¹H NMR(DMSO-d₆，300MHz)：δ＝6.81-6.86(m，1H)，7.12(dd，J₁＝0.9Hz，J₂＝8.7Hz、2H)，7.19(d，J＝8.7Hz、2H)，7.23-7.32(m，3H)，7.37-7.47(m，3H)，7.51-7.57(m，1H)，7.61-7.73(m，7H)，8.28(s，1H)，8.33(d，J＝7.2Hz，1H)，8.50(d，J＝1.5Hz，1H)。

[第三步骤]

第三步骤是合成PCBAPA的步骤，该步骤可以由下述反应式(P3)所示。

Reaction Formula(P3)

在该步骤中，首先将7.8g(12mmol)的9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、4.8g(12mmol)的PCBA、5.2g(52mmol)的叔丁醇钠放在300mL三口烧瓶中，并且对该烧瓶内进行氮置换。在该混合物中添加60mL的甲苯、0.30mL的将三(叔丁基)膦(10wt％)溶解在己烷中的溶液。在对该混合物在减压下进行搅拌的同时，进行脱气。在脱气后，在混合物中添加136mg(0.24mmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(O)。

在100℃下搅拌该混合物3小时。在搅拌后，在该混合物中添加大约50mL的甲苯，对该混合物通过硅藻土(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855)、矾土、硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135)进行抽滤。将所获得的滤液浓缩，获得黄色固体。将该固体用甲苯和己烷的混合溶剂再结晶，以75％的收率获得6.6g的目的物PCBAPA的淡黄色粉末。

另外，测定通过上述第三步骤获得的固体的¹H NMR。以下表示测定数据。从测定结果可知，获得了PCBAPA。

¹H NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.09-7.14(m，1H)，7.28-7.72(m，33H)，7.88(d，J＝8.4Hz，2H)，8.19(d，J＝7.2Hz，1H)，8.37(d，J＝1.5Hz，1H)。

本说明书根据2008年9月19日在日本专利局受理的日本专利申请编号2008-240299而制作，所申请内容包括在本说明书中。

Claims

1.一种由化合物(2)表示的咔唑衍生物，

其中，X⁷表示卤素、硼酸、有机硼化合物、有机锡化合物、三氟甲磺酸、格林尼亚试剂、有机汞化合物、硫氰酸酯、有机锌化合物、有机铝化合物和有机锆化合物中的任何一种。

2.根据权利要求1所述的咔唑衍生物，其中，

X⁷表示卤素或三氟甲磺酸。

3.根据权利要求1所述的咔唑衍生物，其中，

X⁷表示硼酸或有机硼化合物。

4.一种由化合物(M1)表示的咔唑衍生物，

其中，X¹表示卤素。

5.根据权利要求4所述的咔唑衍生物，其中，

X¹表示碘或溴。

6.一种制造由化合物(M1)表示的咔唑衍生物的方法，包括如下步骤：

使9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑卤化，

其中，X¹表示卤素。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，

X¹表示碘或溴。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，

所述卤化是溴化，

并且，使用溴化剂进行所述溴化。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

所述溴化剂包括溴或N-溴代琥珀酰亚胺。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，

用于所述溴化的溶剂是氯仿或四氯化碳。

11.根据权利要求8所述的方法，其中，

用于所述溴化的溶剂是从乙酸乙酯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、醋酸和水中选出的一种。

12.根据权利要求6所述的方法，其中，

所述卤化是碘化，

并且，使用碘化剂进行所述碘化。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，

所述碘化剂是从N-碘代琥珀酰亚胺、1，3-二碘-5，5-二甲基咪唑啶-2，4-二酮、2，4，6，8-四碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮和2-碘-2，4，6，8-四氮杂双环[3，3，0]辛烷-3，7-二酮中选出的一种。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，

用于所述碘化的溶剂是从芳烃、醚、饱和烃、卤素、腈、酯、醋酸和水中选出的至少一种。

15.一种制造由通式(1)表示的咔唑衍生物的方法，包括如下步骤：

对咔唑骨架的第三位具有活性部位的9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑和具有活性部位的芳香族化合物进行耦合，

其中，Ar¹表示形成环的碳原子数为6至13的芳基。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，

使用金属催化剂进行所述耦合，

所述芳香族化合物由化合物(A1)表示

并且，X表示所述活性部位，R¹至R⁵分别独立表示氢、碳原子数为1至4的烷基和形成环的碳原子数为6至13的芳基中的任何一种。

17.根据权利要求15所述的方法，其中，

使用钯催化剂进行所述耦合，

所述芳香族化合物是由化合物(A2)表示的有机硼化合物，

并且，R¹⁰¹和R¹⁰²分别独立表示氢或碳原子数为1至6的烷基。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，

所述有机硼化合物是芳基硼酸。