JP2014135483A - 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents

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哲史 瀬尾
Sachiko Kawakami
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Tsunenori Suzuki
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Abstract

【課題】発光効率が良く、低駆動電圧であると共に長寿命な発光素子を提供する。
【解決手段】本発明の一態様は、一対の電極間にEL層を有する発光素子であり、LC/MS分析において、イオン化されたプレカーサーイオンの成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位で結合が開裂した化合物に由来するプロダクトイオンが検出される物質をEL層に含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、照明装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いた発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。

薄型軽量に作製できること、入力信号に対する高速な応答性を有すること、低消費電力などのメリットから、有機化合物を発光物質とする発光素子(有機EL素子)の開発が進められている。

発光素子は、電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から発光層に電子及びホールが注入される。そして、注入された電子およびホールが再結合することで発光層に含まれる発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光が得られる。発光物質が発する光の波長はその発光物質固有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な波長すなわち様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。

発光物質が発する光は、その物質固有のものであることを先に述べた。しかし、寿命や消費電力など、発光素子としての重要な性能は、発光物質のみに依存する訳ではなく、発光物質を含有する発光層以外の層や、素子構造、そして、発光物質(ゲスト材料)とホスト材料との性質や相性などにも大きく影響する。そのため、様々な種類の発光素子用材料が必要となる。このような理由により、様々な分子構造を有する発光素子用材料が提案されている(例えば特許文献1乃至特許文献3参照)。

米国特許出願公開第2008/0122344号明細書 国際公開第2010/114264号 国際公開第2011/010842号

上述したように、これまで数多くの発光素子用材料の提案がなされているが、発光効率、駆動電圧、寿命等の発光素子の特性向上には、さらなる改善の余地が残されている。そこで、本発明の一態様では、発光効率が良い発光素子を提供する。または、本発明の一態様では、低駆動電圧である発光素子を提供する。または、本発明の一態様では、長寿命な発光素子を提供する。または、本発明の一態様では、耐熱性の高い発光素子を提供する。または、本発明の一態様では、比較的低い温度で成膜できる発光素子を提供する。または、本発明の一態様では、高いキャリア輸送性を有する発光素子用材料を提供する。または、本発明の一態様では、電気化学的安定性の高い発光素子用材料を提供する。または、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供する。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、一対の電極間にジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格と、アントラセン骨格とを少なくとも有することを特徴とする。なお、該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位と、アントラセン骨格を含むアリール基とが結合することが好ましい。また、この構造は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位とアントラセン骨格の9位がフェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基を介して結合する構造を含む。

また、本発明の一態様は、一対の電極間にEL層を有する発光素子であり、LC/MS分析において、プレカーサーイオンを30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位とアントラセン骨格、あるいはアリーレン基間の結合が開裂することによって派生するプロダクトイオンが検出される物質をEL層に含むことを特徴とする。

また、本発明の一態様は、一対の電極間にジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において質量電荷比(m/z)=596.24の成分を与え、該成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、少なくとも、m/z=266.10付近、m/z=330.14付近にプロダクトイオンが検出されることを特徴とする。なお、ここでいう付近とは、水素イオンの付加・脱離や同位体の存在によりプロダクトイオンの質量電荷比が変化し得ることを意味する。または、ここでいう付近とは、質量電荷比をある桁より小さい数字を、四捨五入、切り捨て、または、切り上げして表現するときに使用する。

なお、上記構成におけるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物(例えば、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(cgDBCzPA(略称)))は、7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するm/z=266.10付近に検出されるプロダクトイオン、および9,10−ジフェニルアントラセン骨格に由来するm/z=330.14付近に検出されるプロダクトイオンが得られるものであることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、一対の電極間に下記一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、プレカーサーイオンを30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、Arと窒素原子との結合が切れることにより得られるArに由来するプロダクトイオンと、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するプロダクトイオンの少なくともどちらか一が検出される物質であることを特徴とする。

但し、上記一般式(G1)において、Arは少なくともアントラセン骨格を含む置換又は無置換の炭素数14乃至炭素数30のアリール基を表す。なお、アントラセン骨格が置換基を有する場合、置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基が挙げられる。また、アントラセン骨格の10位には、これらの置換基のほか、炭素数6乃至炭素数10のアリール基も置換基として選択することができる。なお、本明細書全般において、「炭素数1乃至炭素数4のアルキル基」は具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、及びtert−ブチル基を意味する。また、本明細書全般において、「炭素数6乃至炭素数10のアリール基」としては、フェニル基とナフチル基が例示され、「炭素数6乃至炭素数12のアリール基」としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられる。なお、本明細書中において炭素数を規定した場合、指定された構造の炭素および、その置換基の炭素も含む、全ての炭素の数を示すものとする。したがって、例えば炭素数15のアントラセン骨格として、メチル置換アントリル基が挙げられる。

また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。

上述したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位にアリール基(Ar)が結合しており、アリール基が、少なくともアントラセン骨格を含む炭素数14乃至炭素数30のアリール基であることを特徴とする。このようにアリール基の炭素数が14乃至30であることにより、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、比較的分子量が小さく、真空蒸着に適した(比較的低温で真空蒸着できる)化合物とすることができる。また、一般には分子量が低いとその膜の耐熱性が乏しくなることが多いが、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の剛直性により、分子量が低くてもその膜は十分な耐熱性を確保することができる。

また、本発明の一態様は、一対の電極間に下記一般式(G5)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、プレカーサーイオンを30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、Arと窒素原子との結合が切れることにより得られるαを含むアントラセン骨格に由来するプロダクトイオンと、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するプロダクトイオンの少なくともどちらか一が検出される物質であることを特徴とする。(なお、αを含むアントラセン骨格には、アントリルフェニル基を含む。)

但し、一般式(G5)において、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれか一を表し、R乃至R及びR乃至Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれか一を表し、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基、又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表し、αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。但し、R〜Rを構成する炭素数と、αを構成する炭素数の合計は6以上16以下であるとする。

なお、一般式(G5)で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のように、アントラセン骨格が、αで示された、フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基を介してジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に結合した構造である場合、特に寿命の点で有利となり、また、キャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は非常に低い電圧で駆動させることができる。

また、一般式(G5)で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のように、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位と、アントラセン骨格の9位とが、αで示された、フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基を介して結合した構造を有する場合、特にバンドギャップが広く、有用である。

すなわち、上述したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物において、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位に、炭素数が20乃至30の置換または無置換のアントリルフェニル基が結合している場合、この化合物を用いることで、発光素子の素子特性の安定性及び信頼性が良好となり、また、低駆動電圧化を図ることができる。これは、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が、上述した蒸着の容易性、高いキャリア輸送性に加え、9−アントリル基の骨格の影響によりバンドギャップが広いという特性を有することに起因する。したがって、上述したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を発光素子のEL層における発光層のホスト材料として用い、ゲスト材料と組み合わせて用いる構成も好ましい。

また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器および照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイスもしくは光源(照明装置含む)を指す。また、発光装置にコネクター、例えばFPC(Flexible printed circuit)もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュール、TCPの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。

本発明の一態様により、発光効率が良く、低駆動電圧であると共に長寿命な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様である発光素子を用いることにより、消費電力の低い発光装置、電子機器、又は照明装置を提供することができる。

発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 電子機器について説明する図。 電子機器について説明する図。 照明装置について説明する図。 cgDBCzPAのNMRチャート。 cgDBCzPAの吸収スペクトル及び発光スペクトル。 cgDBCzPAのCVチャート。 発光素子1及び比較発光素子1の輝度−電流効率特性。 発光素子1及び比較発光素子1の電圧−電流特性。 発光素子1及び比較発光素子1の輝度−パワー効率特性。 発光素子1及び比較発光素子1の輝度−外部量子効率特性。 発光素子1及び比較発光素子1の発光スペクトル。 発光素子1及び比較発光素子1の規格化輝度−時間特性。 発光素子2及び比較発光素子2の輝度−電流効率特性。 発光素子2及び比較発光素子2の電圧−電流特性。 発光素子2及び比較発光素子2の輝度−パワー効率特性。 発光素子2及び比較発光素子2の輝度−外部量子効率特性。 発光素子2及び比較発光素子2の発光スペクトル。 発光素子2及び比較発光素子2の規格化輝度−時間特性。 発光素子3及び比較発光素子3の輝度−電流効率特性。 発光素子3及び比較発光素子3の電圧−電流特性。 発光素子3及び比較発光素子3の発光スペクトル。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の電流密度−輝度特性。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の輝度−電流効率特性。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の電圧−電流特性。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の輝度−パワー効率特性。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の電圧−輝度特性。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の発光スペクトル。 発光素子4、比較発光素子4−1、4−2の規格化輝度−時間特性。 構造式(100)に示すジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のLC−MS測定結果を示す図。 構造式(100)に示すジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のTOF−SIMS(正イオン)測定結果を示す図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の照明装置を説明する図。 タッチセンサを説明する図。 タッチセンサを説明する回路図。 タッチセンサを説明する断面図。 本発明の一態様の発光装置を用いたモジュールを説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。

以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、一対の電極間にジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格と、アントラセン骨格を有するアリール基とを少なくとも有することを特徴とする。なお、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位とアントラセン骨格の9位とは、アリーレン基を介して結合しても良い。当該発光素子は、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物がキャリアの輸送性に優れることから、駆動電圧の低い発光素子である。また、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が電気化学的に安定であることから、寿命の良好な発光素子である。また、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物はバンドギャップが広いことから、発光効率の良好な発光素子である。以上のように、本実施の形態に示す発光素子は、種々の特性に優れた高性能な発光素子である。

なお、当該アリール基の炭素数が14乃至30である場合、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は比較的低分子量となるため、真空蒸着に適した(比較的低温で真空蒸着できる)構成となる。また、一般には分子量が低いとその膜の耐熱性が乏しくなることが多いが、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の剛直性により、分子量が低くてもその膜は十分な耐熱性を確保することができるメリットがある。なお、上記アントラセン骨格とジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格は間にフェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基を介して結合していても良い。

また、アントラセン骨格が、フェニレン基を介してジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位に結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いた発光素子が特に寿命の点で有利である。また、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物がキャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は非常に低い電圧で駆動することができる。

また、上記発光素子は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格にアントリルフェニル基が結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子ということもできる。例えば、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位に9−アントリルフェニル基が結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が挙げられる。なお、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は純度良く合成することが容易であることから、不純物による発光素子の劣化を抑制することが可能である。なお、素子特性の安定性及び信頼性の観点から、該アントリルフェニル基(9−アントリルフェニル基を含む)の炭素数は20乃至30であることが好ましい。この場合、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、より比較的低温で真空蒸着できるため、蒸着時の熱分解等の劣化が起こりにくい。また、当該発光素子は、信頼性だけでなく駆動電圧にもより優れる。これは、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が、高い電気化学的な安定性や高いキャリア輸送性を有することに起因する。

なお、アントラセン骨格が、アリーレン基を介してジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位に結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、またはジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格にアントリルフェニル基が結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、特に青色蛍光などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適である。

上述したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、蒸着の容易性、電気化学的安定性、キャリア輸送性に加え、アントリル基とフェニル基間の立体障害の影響によりバンドギャップが広いという特性を有する。したがって、発光素子における発光層のホスト材料として用い、ゲスト材料となる発光材料と組み合わせて発光層に用いる構成において有利に働く。

上述した本発明の一態様である発光素子は、EL層にジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むことを特徴とする。なお、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、プレカーサーイオンを30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位とアリーレン基間の結合が開裂することによって派生するプロダクトイオンが検出される物質であることを特徴とする。

なお、LC/MS分析によって検出されるプロダクトイオンは、EL層に含まれるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の構造に由来する特徴的なものであり、上記ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位において、アリーレン基としてフェニレン基を介し、アントラセン骨格の9位と結合した構造を有する場合、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するm/z=266.10付近に検出されるプロダクトイオン、および9,10−ジフェニルアントラセン骨格に由来するm/z=330.14付近に検出されるプロダクトイオンが得られる。LC/MS分析の検出結果については、実施例に詳細に示す。

(実施の形態2)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物について説明する。

本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位に、少なくともアントラセン骨格を含むアリール基が結合した化合物であり、下記一般式(G1)で表すことができる。

上記一般式(G1)において、Arは少なくともアントラセン骨格を含む、置換又は無置換の炭素数14乃至炭素数30のアリール基を表す。なお、アントラセン骨格が置換基を有する場合、置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基が挙げられる。また、アントラセン骨格の10位には、これらの置換基のほか、炭素数6乃至炭素数10のアリール基も置換基として選択することができる。

また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。

さらに、一般式(G1)におけるArが、少なくともアントラセン骨格とアリーレン基を含み、アントラセン骨格がアリーレン基を介してジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格と結合することにより、安定性が向上し、また、純度良く合成することが可能であるため、好ましい。また、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、キャリア輸送性に優れるため、これを用いることで発光素子の低駆動電圧化を図ることができる。

したがって、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、下記一般式(G2)で表すことができる。

上記一般式(G2)において、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。

また、一般式(G2)において、αは置換又は無置換のアリーレン基を表し、βは置換又は無置換のアントリル基を表す。αが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基を選択することができる。また、βが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基が挙げられる。また、アントラセン骨格の10位には、これらの置換基のほか、炭素数6乃至炭素数10のアリール基も置換基として選択することができる。

なお、上記ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物においては、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位がアリーレン基を介してアントラセン骨格の9位に結合したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が特にバンドギャップが広く、有用である。このことは特に、発光素子における発光層のホスト材料として当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用い、ゲスト材料として発光材料を発光層に添加する構成において有利に働く。

したがって、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、下記一般式(G3)で表すことができる。

上記一般式(G3)において、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれかを表す。また、R乃至R及びR乃至Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。αが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。

なお、一般式(G2)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格にアントリルフェニル基が結合しているジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、一般式(G3)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に9−アントリルフェニル基が結合しているジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物と言い換えることもできる。作製する素子の特性の安定性及び信頼性の観点から、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に結合するアントリルフェニル基又は9−アントリルフェニル基の炭素数は20乃至30であることが好ましい。これは、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、より比較的低温で真空蒸着できるため、蒸着時の熱分解等の劣化が起こりにくいことに起因する。なお、9−アントリルフェニル基を有するジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、特にバンドギャップが広く、発光素子における発光層のホスト材料として好適に用いることができる。

また、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位にアリーレン基を介してアントラセン骨格が結合した場合、より高い電気化学安定性やキャリア輸送性が得られる。

したがって、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は下記一般式(G4)又は下記一般式(G5)で表すことができる。

上記一般式(G4)において、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。また、αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。αが置換基を有する場合、置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基を選択することができる。また、βは置換又は無置換のアントリル基を表す。βが置換基を有する場合、置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基が挙げられる。また、アントラセン骨格の10位には、これらの置換基のほか、炭素数6乃至炭素数10のアリール基も置換基として選択することができる。但し、αを構成する炭素数と、βを構成する炭素数の合計は20乃至30であるとする。

上記一般式(G5)において、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれかを表す。また、R乃至R及びR乃至Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。αが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。但し、R〜Rを構成する炭素数と、αを構成する炭素数の合計は6以上16以下であるとする。

また、R乃至R及びR乃至Rはすべて水素であることが、合成の容易さや原料の価格の面で有利である。

したがって、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、下記一般式(G6)で表すことができる。

上記一般式(G6)において、αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。αが置換基を有する場合、置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。また、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれかを表すまた、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基、又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。但し、Rを構成する炭素数と、αを構成する炭素数の合計は6以上16以下であるとする。

上記同様、R11乃至R22はすべて水素であることが有利である。

したがって、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、下記一般式(G7)で表すことができる。

上記一般式(G7)において、αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。αが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれかを表す。また、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれかを表す。但し、Rを構成する炭素数と、αを構成する炭素数の合計は6以上16以下であるとする。

上記一般式(G1)において、Arとして表されるアリール基としては、例えば下記構造式(Ar−1)乃至(Ar−51)で表される基を適用することができる。なお、Arとして用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G1)乃至(G6)において、R11乃至R22として表されるアリール基としては、例えば下記構造式(Rc−1)乃至(Rc−17)であらわされる基を適用することができる。なお、R11乃至R22として用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G2)乃至(G7)において、αとして表されるアリーレン基としては、例えば下記構造式(α−1)乃至(α−11)であらわされる基を適用することができる。なお、αとして用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G2)及び(G4)において、βとして表されるアリール基としては、例えば下記構造式(β−1)乃至(β−37)であらわされる基を適用することができる。なお、βとして用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G3)及び(G5)において、R乃至R及びR乃至Rとして表されるアリール基としては、例えば下記構造式(Ra−1)乃至(Ra−9)で表される基を適用することができる。なお、R乃至R及びR乃至Rとして用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G3)及び(G5)乃至(G7)において、Rとして表されるアリール基としては、例えば下記構造式(R−1)乃至(R−17)であらわされる基を適用することができる。なお、Rとして用いることのできる基はこれらに限られない。

上記一般式(G1)乃至(G7)として表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の具体的な構造としては、下記構造式(100)乃至(136)で表される物質などが挙げられる。なお、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は下記例示に限られない。

上述したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、キャリアの輸送性に優れていることからキャリア輸送材料やホスト材料として用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。また、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、酸化や還元に対する安定性に優れるため、これを用いることで寿命の長い発光素子を提供することができる。また、充分に広いバンドギャップを有するため、青色蛍光材料のホスト材料として用いた場合でも、十分に発光効率の高い発光素子を得ることができる。

(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子に用いる、一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の合成方法について説明する。ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の合成には種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す反応を行うことによって、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を合成することができる。なお、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。

<一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の合成方法1>
ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物(G1)は、下記合成スキーム(A−1)のように合成することができる。すなわち、アントラセン化合物(化合物1)と、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物(化合物2)とを、カップリングさせることにより、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物(G1)を得ることができる。

合成スキーム(A−1)において、Arは、少なくともアントラセン骨格を含む置換又は無置換の炭素数14乃至炭素数30のアリール基を表す。また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。

合成スキーム(A−1)において、パラジウム触媒を用いたハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合、Xはハロゲン又はトリフラート基を表す。ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素又は塩素が好ましい。当該反応では、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)等のパラジウム触媒と、トリ(tert−ブチル)ホスフィンや、トリ(n−ヘキシル)ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等の配位子を用いる。なお、当該反応では、塩基としてナトリウム tert−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等を用いることができる。また、溶媒を使用する場合、トルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等を用いることができる。但し、当該反応に用いることができる試薬類は、前記試薬類に限られるものではない。

また、合成スキーム(A−1)において、銅、又は銅化合物を用いたウルマン反応を行う場合、Xはハロゲンを表す。ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素又は塩素が好ましい。当該反応では、触媒としては銅もしくは銅化合物を用いることができる。用いる塩基としては、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。また、当該反応において、用いることができる溶媒としては、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン(DMPU)、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ウルマン反応では、反応温度が100℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得られるため、溶媒としては沸点の高いDMPU、キシレンを用いることが好ましい。また、反応温度は150℃以上のより高温が更に好ましいため、より好ましくはDMPUを用いることとする。但し、当該反応において、用いることができる試薬類は、前記試薬類に限られるものではない。

以上のように、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を合成することができる。

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様として実施の形態1で説明した発光素子の詳細な構造の例について図1を用いて説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図1に示すように一対の電極(第1の電極(陽極)101と第2の電極(陰極)103)間に発光層113を含むEL層102が挟まれており、EL層102は、発光層113の他に、正孔(または、ホール)注入層111、正孔(または、ホール)輸送層112、電子輸送層114、電子注入層115、電荷発生層(E)116などを含んで形成される。なお、EL層102のいずれかの層に実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物が含まれることとする。

このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第1の電極101側から注入された正孔と第2の電極103側から注入された電子とが、発光層113において再結合し、発光層113に含まれる物質を励起状態にする。そして、励起状態の物質が基底状態に戻る際に発光する。

なお、EL層102における正孔注入層111は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層であり、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれることにより正孔(ホール)が発生する。従って、正孔注入層111から正孔輸送層112を介して発光層113に正孔が注入される。

また、電荷発生層(E)116は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む層である。アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれるため、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層115から電子輸送層114を介して発光層113に注入される。

以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。

第1の電極(陽極)101および第2の電極(陰極)103には、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、チタン(Ti)の他、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびカルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、マグネシウム(Mg)、およびこれらを含む合金(MgAg、AlLi)、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第1の電極(陽極)101および第2の電極(陰極)103は、例えばスパッタリング法や蒸着法(真空蒸着法を含む)等により形成することができる。または、第1の電極(陽極)101、または、第2の電極(陰極)103は、銀(Ag)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)などを細く形成して、ナノワイヤのようなものを形成し、その上に、導電性物質、例えば、導電性有機材料またはグラフェンなどを、塗布または印刷法などによって、形成することも可能である。

また、陰極の上には、有機膜、透明半導体膜、窒化珪素膜などの絶縁膜、などを設けても良い。これにより、パッシーべーションの役割を果たし、不純物や水分の進入を低減することが出来る。また、陰極における表面プラズモン損失を低減し、光エネルギーの損失を減らすことが出来る。

正孔注入層111、正孔輸送層112、および電荷発生層(E)116に用いる正孔輸送性の高い物質として、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα−NPD)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等が挙げられる。その他、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、CzPA等のカルバゾール化合物、等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。

さらに、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物を用いることもできる。

なお、正孔輸送性の高い物質としては、実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いることができる。

また、正孔注入層111および電荷発生層(E)116に用いるアクセプター性物質としては、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。

発光層113は、発光性の物質を含む層である。発光層113は、発光物質のみで構成されていても、ホスト材料中に発光物質が分散された状態で構成されていても良い。

発光物質として用いることが可能な材料には、特に限定は無く、これらの物質が発する光は、蛍光であっても燐光であっても良い。なお、上記発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。

蛍光を発する物質としては、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン(略称:TBP)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、クマリン30、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)、クマリン545T、N,N’−ジフェニルキナクリドン、(略称:DPQd)、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)、2−(2−{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−6−メチル−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:DCM1)、2−{2−メチル−6−[2−(2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCM2)、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)、{2−イソプロピル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTI)、{2−tert−ブチル−6−[2−(1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:DCJTB)、2−(2,6−ビス{2−[4−(ジメチルアミノ)フェニル]エテニル}−4H−ピラン−4−イリデン)プロパンジニトリル(略称:BisDCM)、2−{2,6−ビス[2−(8−メトキシ−1,1,7,7−テトラメチル−2,3,6,7−テトラヒドロ−1H,5H−ベンゾ[ij]キノリジン−9−イル)エテニル]−4H−ピラン−4−イリデン}プロパンジニトリル(略称:BisDCJTM)などが挙げられる。

なお、蛍光を発する物質としては、実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いることもできる。

燐光を発する物質としては、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CFppy)(pic))、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIracac)、トリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy))、ビス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(ppy)(acac))、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)(Phen))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)(acac))、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)(acac))、ビス{2−[4’−(パーフルオロフェニル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(p−PF−ph)(acac))、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bt)(acac))、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(btp)(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)(acac))、(アセチルアセトナト)ビス(3,5−ジメチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−Me)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(5−イソプロピル−3−メチル−2−フェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppr−iPr)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:Ir(tppr)(acac))、ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)(ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−tert−ブチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(4,6−ジフェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(dppm)(acac)])、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:PtOEP)、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)(Phen))などが挙げられる。

また、上記ホスト材料に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)−トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)などの複素環化合物、NPB、TPD、BSPBなどの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)2PCAPA、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン、DBC1、CzPA、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、1,3,5−トリ(1−ピレニル)ベンゼン(略称:TPB3)などを挙げることができる。これら及び公知の物質の中から、上記発光物質のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、発光物質が燐光を発する物質である場合、ホスト材料としては、発光物質の三重項励起エネルギー(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を選択すれば良い。

なお、上記ホスト材料に用いることが可能な材料としては、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いることもできる。

なお、発光層113は2層以上が積層された構成としてもよい。例えば、第1の発光層と第2の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層113とする場合、第1の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第2の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。

電子輸送層114は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層114には、Alq、Almq、BeBq、BAlq、ZnPBO、ZnBTZなどの金属錯体を用いることができる。また、PBD、OXD−7、TAZ、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、BPhen、BCP、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層114として用いてもよい。

なお、電子輸送性の高い物質としては、実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いることもできる。また、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物はバンドギャップも広いことから、発光層113に隣接する電子輸送層114の材料として用いても、発光物質の励起エネルギーを失活させる恐れが少なく、発光効率の高い発光素子を得ることが容易となる。

また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。

電子注入層115は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層115には、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、リチウム酸化物(LiOx)等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF)のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層114を構成する物質を用いることもできる。

あるいは、電子注入層115に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層114を構成する物質(金属錯体や複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。

なお、上述した正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115、電荷発生層(E)116は、それぞれ、蒸着法(真空蒸着法を含む)、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

上述した発光素子は、第1の電極101および第2の電極103との間に与えられる電位差により電流が流れ、EL層102において正孔と電子とが再結合することにより発光する。そして、この発光は、第1の電極101および第2の電極103のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極101および第2の電極103のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。

以上により説明した発光素子は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を適用して形成されることから、発光素子の発光効率を高め、低消費電力の発光素子を提供することが可能となる。また、色純度の良い発光を得ることができる発光素子を提供することができるようになる。実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、キャリアの輸送性に優れることから、駆動電圧の低い発光素子を提供することが可能となる。

また、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、電気化学的に安定であるため、当該ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いることによって、寿命の長い発光素子を得ることが容易となる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでEL層を複数有する構造の発光素子(以下、タンデム型発光素子という)について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図2(A)に示すように一対の電極(第1の電極201および第2の電極204)間に、複数のEL層(第1のEL層202(1)、第2のEL層202(2))を有するタンデム型発光素子である。

本実施の形態において、第1の電極201は、陽極として機能する電極であり、第2の電極204は陰極として機能する電極である。なお、第1の電極201および第2の電極204は、実施の形態4と同様な構成を用いることができる。また、複数のEL層(第1のEL層202(1)、第2のEL層202(2))は、実施の形態4で示したEL層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第1のEL層202(1)と第2のEL層202(2)は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態4と同様なものを適用することができる。

また、複数のEL層(第1のEL層202(1)、第2のEL層202(2))の間には、電荷発生層205が設けられている。電荷発生層205は、第1の電極201と第2の電極204に電圧を印加したときに、一方のEL層に電子を注入し、他方のEL層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第1の電極201に第2の電極204よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層205から第1のEL層202(1)に電子が注入され、第2のEL層202(2)に正孔が注入される。

なお、電荷発生層205は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する(具体的には、電荷発生層205に対する可視光の透過率が、40%以上)ことが好ましい。また、電荷発生層205は、第1の電極201や第2の電極204よりも低い導電率であっても機能する。

電荷発生層205は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体(アクセプター)が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体(ドナー)が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、NPBやTPD、TDATA、MTDATA、BSPBなどの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。なお、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を電荷発生層205における正孔輸送性の高い有機化合物として用いることもできる。

また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。

一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Alq、Almq、BeBq、BAlqなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他、ZnPBO、ZnBTZなどのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、PBDやOXD−7、TAZ、BPhen、BCPなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

また、電子供与体としては、アルカリ金属、希土類金属、または元素周期表における第2、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。

本実施の形態では、EL層を2層有する発光素子について説明したが、図2(B)に示すように、n層(ただし、nは、3以上)のEL層(202(1)〜202(n))を積層し、これらのEL層(202(1)〜202(n))の間にそれぞれ電荷発生層(205(1)〜205(n−1))を配置した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数のEL層を有する場合、EL層とEL層との間に電荷発生層を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。また、大きな発光面を有する発光装置、電子機器、及び照明装置等に応用した場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。

また、それぞれのEL層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つのEL層を有する発光素子において、第1のEL層の発光色と第2のEL層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。

また、3つのEL層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第1のEL層の発光色が赤色であり、第2のEL層の発光色が緑色であり、第3のEL層の発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。

本実施の形態に示す発光素子は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むことから、発光効率の良好な発光素子とすることができる。また、駆動電圧の小さな発光素子とすることができる。また、寿命の長い発光素子とすることができる。さらに、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を発光素子に用いることで、発光物質由来の光を確実に得られるため、発光素子全体としての色の調製が容易となる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物をEL層に用いた発光素子を有する発光装置について説明する。

また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光素子を適用することが可能である。

本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図3を用いて説明する。

なお、図3(A)は発光装置を示す上面図であり、図3(B)は図3(A)を鎖線A−A’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板501上に設けられた画素部502と、駆動回路部(ソース線駆動回路)503と、駆動回路部(ゲート線駆動回路)504a、504bと、を有する。画素部502、駆動回路部503、及び駆動回路部504a、504bは、シール材505によって、素子基板501と封止基板506との間に封止されている。

また、素子基板501上には、駆動回路部503、及び駆動回路部504a、504bに外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等)や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線507が設けられる。ここでは、外部入力端子としてFPC(フレキシブルプリントサーキット)508を設ける例を示している。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図3(B)を用いて説明する。素子基板501上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース線駆動回路である駆動回路部503と、画素部502が示されている。

駆動回路部503はnチャネル型FET509とpチャネル型FET510とを組み合わせたCMOS回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、スタガ型、逆スタガ型いずれのFETを用いてもよい。さらに、FETに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されず、非晶質でも結晶性を有していてもよい。また、半導体層に酸化物半導体を用いても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。

また、画素部502はスイッチング用FET511と、電流制御用FET512と電流制御用FET512の配線(ソース電極又はドレイン電極)に電気的に接続された第1の電極(陽極)513とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極(陽極)513の端部を覆って絶縁物514が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。

また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物514の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。例えば、絶縁物514の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物514の上端部に曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物514として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。

第1の電極(陽極)513上には、EL層515及び第2の電極(陰極)516が積層形成されている。EL層515は、少なくとも発光層が設けられている。また、EL層515には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を適宜設けることができる。なお、実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電荷発生層などに適用することができる。

なお、第1の電極(陽極)513、EL層515及び第2の電極(陰極)516との積層構造で、発光素子517が形成されている。第1の電極(陽極)513、EL層515及び第2の電極(陰極)516に用いる材料としては、実施の形態2に示す材料を用いることができる。また、ここでは図示しないが、第2の電極(陰極)516は外部入力端子であるFPC508に電気的に接続されている。

また、図3(B)に示す断面図では発光素子517を1つのみ図示しているが、画素部502において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部502には、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

さらに、シール材505で封止基板506を素子基板501と貼り合わせることにより、素子基板501、封止基板506、およびシール材505で囲まれた空間518に発光素子517が備えられた構造になっている。なお、空間518には、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材505で充填される構成も含むものとする。

なお、シール材505にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板506に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiber−Reinforced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。

本実施の形態における発光装置は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態2で示したジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物はエネルギーギャップや三重項励起エネルギーが大きく、発光物質からのエネルギーの移動を抑制することが可能であることから、発光効率の良好な発光素子を提供することができ、もって、消費電力の低減された発光装置とすることができる。また、駆動電圧の低い発光素子を得ることができることから、駆動電圧の低い発光装置を得ることができる。また、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を用いた発光素子は寿命の長い発光素子であることから、信頼性の高い発光装置を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。

(実施の形態7)
本実施の形態では、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子を適用して作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図4を用いて説明する。

発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう)、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機(携帯電話、携帯電話装置ともいう)、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図4に示す。

図4(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置7100は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部7103に用いることができる。また、ここでは、スタンド7105により筐体7101を支持した構成を示している。なお、表示部7103は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。

テレビジョン装置7100の操作は、筐体7101が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機7110により行うことができる。リモコン操作機7110が備える操作キー7109により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部7103に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機7110に、当該リモコン操作機7110から出力する情報を表示する表示部7107を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置7100は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向(送信者から受信者)又は双方向(送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など)の情報通信を行うことも可能である。

図4(B)はコンピュータであり、本体7201、筐体7202、表示部7203、キーボード7204、外部接続ポート7205、ポインティングデバイス7206等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部7203に用いることにより作製される。なお、表示部7203は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。

図4(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成されており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部7304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。なお、表示部7304、7305は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。

また、図4(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、マイクロフォン7312)、センサ7311(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定あるいは感知する機能を含むもの)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部7304および表示部7305の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。

図4(C)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図4(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

図4(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機7400は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光装置を表示部7402に用いることにより作製される。なお、表示部7402は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。

図4(D)に示す携帯電話機7400は、表示部7402を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部7402を指などで触れることにより行うことができる。

表示部7402の画面は主として3つのモードがある。第1は、画像の表示を主とする表示モードであり、第2は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第3は表示モードと入力モードの2つのモードが混合した表示+入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部7402を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部7402の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯電話機7400内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出器を設けることで、携帯電話機7400の向き(縦か横か)を判断して、表示部7402の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部7402の光センサで検出される信号に基づき、表示部7402のタッチ操作による入力が一定期間ないと判断される場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部7402は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部7402に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

図5(A)及び図5(B)は2つ折り可能なタブレット型端末である。図5(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。なお、当該タブレット型端末は、発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方に用いることにより作製される。なお、表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。

表示部9631aは、一部をタッチパネルの領域9632aとすることができ、表示された操作キー9637に触れることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。

また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネルの領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどで触れることで表示部9631bにキーボードボタン表示することができる。

また、タッチパネルの領域9632aとタッチパネルの領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。

また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで測定される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出器を内蔵させてもよい。

また、図5(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。

図5(B)は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する。

なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図5(A)及び図5(B)に示したタブレット型端末は、カレンダー、日付又は時刻などの様々な情報を静止画、動画、あるいはテキスト画像として表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、表示部9631aと表示部9631bの一方または両方に電力を供給するバッテリー9635の充電を行う構成とすることができるため好適である。なおバッテリー9635としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

また、図5(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図5(C)にブロック図を示し説明する。図5(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図5(B)に示す充放電制御回路9634のそれらに対応する。

外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池9633で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧または降圧される。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633からの電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧することとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。

なお太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によるバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよい。

上述したように、上記電子機器の発光装置に含まれる発光素子は実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含んでいるため、発光効率が高く、駆動電圧が低く、かつ寿命が長い。そのため、消費電力が低減され、駆動電圧が低く、かつ、信頼性の高い電子機器を製造することができる。なお、上記実施の形態で説明した表示部を具備していれば、図5に示した電子機器に特に限定されないことは言うまでもない。

以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

(実施の形態8)
本実施の形態では、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子を適用して作製された発光装置を用いて完成させた照明装置の一例について、図6を用いて説明する。

図6は、発光装置を室内の照明装置8001として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置8002を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置8003を備えても良い。

また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置8004とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。

以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、本実施の形態に示した照明装置は、実施の形態2に記載のジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子をマトリクス状に配列して構成された発光装置を有している。発光装置に含まれる発光素子は、発光効率の良好な発光素子とすることが可能である。また、駆動電圧の低い発光素子とすることが可能である。また、寿命の長い発光素子とすることが可能である。そのため、当該発光素子で構成される発光装置を適用した照明装置は、消費電力の低減された照明装置とすることができる。また、駆動電圧の低い照明装置とすることが可能である。また、信頼性の高い照明装置とすることができる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。

(実施の形態9))
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を用いて作製される発光装置について、図34を用いて説明する。

図34(A)に、本実施の形態で示す発光装置の平面図、および平面図における一点鎖線E−F間の断面図を示す。

図34(A)に示す発光装置は、第1の基板2001上に発光素子を含む発光部2002を有する。また、発光装置は、発光部2002の外周を囲むように第1の封止材2005aが設けられ、第1の封止材2005aの外周を囲むように第2の封止材2005bが設けられた構造(いわゆる、二重封止構造)である。

したがって、発光部2002は、第1の基板2001、第2の基板2006および第1の封止材2005aにより囲まれた空間に配置されている。発光部2002は実施の形態2に示されたジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含む発光素子を有する。

なお、本明細書中で、第1の封止材2005a、および第2の封止材2005bはそれぞれ、第1の基板2001および第2の基板2006に接する構成に限られない。例えば、第1の基板2001上に形成された絶縁膜や導電膜が、第1の封止材2005aと接する構成であっても良い。

上記構成において、第1の封止材2005aが乾燥剤を含む樹脂層とし、第2の封止材2005bがガラス層とすることにより、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する効果(以下、封止性と呼ぶ)を高めることができる。

このように第1の封止材2005aを樹脂層とすることで、第2の封止材2005bのガラス層に割れやひび(以下、クラックと呼ぶ)が発生することを抑制することができる。また、第2の封止材2005bによる、封止性が十分に得られなくなった場合において、第1の空間2013に水分や酸素などの不純物が侵入したときでも、第1の封止材2005aの高い封止性により、第2の空間2011内に不純物が入り込むのを抑制することができる。よって、発光素子に含まれる有機化合物や金属材料等の不純物による劣化を抑制することができる。

また、別の構成として、図34(B)に示すように第1の封止材2005aがガラス層とし、第2の封止材2005bが乾燥剤を含む樹脂層とすることもできる。

なお、本実施の形態で示した発光装置は、外周部になればなるほど、外力等による歪みが大きくなる。よって、外力等による歪みが比較的小さい第1の封止材2005aをガラス層とし、第2の封止材2005bを、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層とすることにより、第1の空間2013に水分や酸素が侵入することを抑制することができる。

また、上記構成に加えて、第1の空間2013や第2の空間2011に乾燥剤となる材料を有していてもよい。

第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bをガラス層とする場合には、例えば、ガラスフリットやガラスリボン等を用いて形成することができる。なお、ガラスフリットやガラスリボンには、少なくともガラス材料が含まれることとする。

また、上述したガラスフリットとしては、ガラス材料をフリット材として含み、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。

また、上述したガラスフリットを用いてガラス層を形成する場合には、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記フリット材と、有機溶媒で希釈した樹脂(バインダとも呼ぶ)とが含まれる。フリットペーストには、公知の材料、構成を用いることができる。また、フリット材にレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えばNd:YAGレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。

なお、形成されるガラス層の熱膨張率は、基板のそれと近いことが好ましい。熱膨張率が近いほど、熱応力によりガラス層や基板にクラックが入ることを抑制できる。

また、第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bを樹脂層とする場合には、紫外線硬化樹脂等の光硬化性樹脂や、熱硬化性樹脂等の公知の材料を用いて形成することができるが、特に水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。特に、光硬化性樹脂を用いることが好ましい。発光素子は、耐熱性の低い材料を含む場合がある。光硬化性樹脂は光が照射されることで硬化するため、発光素子が加熱されることで生じる、膜質の変化や有機化合物自体の劣化を抑制することができ、好ましい。さらに、本発明の一態様である発光素子に用いることができる有機化合物を用いてもよい。

また、上記樹脂層、第1の空間2013、または第2の空間2011が含む乾燥剤としては、公知の材料を用いることができる。乾燥剤としては、化学吸着によって水分を吸着する物質、物理吸着によって水分を吸着する物質のいずれを用いてもよい。例えば、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物(酸化カルシウムや酸化バリウム等)、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。

また、上記第1の空間2013、および第2の空間2011の一方または両方は、例えば、希ガスや窒素ガス等の不活性ガス、または有機樹脂等を有していてもよい。なお、これらの空間内は、大気圧状態または減圧状態である。

以上のように、本実施の形態で示す発光装置は、第1の封止材2005a、または第2の封止材2005bの一方が、生産性や封止性に優れたガラス層を含み、他方が、耐衝撃性や耐熱性に優れ、外力等による変形で壊れにくい樹脂層を含む二重封止構造であり、乾燥剤を内部に有することもできる構成であることから、外部からの水分や酸素などの不純物の入り込みを抑制する封止性を高めることができる。

したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

(実施の形態10)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置について図35を用いて説明する。

図35(A)、(B)は、複数の発光素子を有する発光装置の断面図の例である。図35(A)に示す発光装置3000は、発光素子3020a、3020b、3020cを有している。

発光装置3000は、基板3001上に、それぞれ島状に分離された下部電極3003a、3003b、3003cを有する。下部電極3003a、3003b、3003cは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極3003a、3003b、3003cの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極3003a、3003b、3003cの上に、透明導電層3005a、3005b、3005cを設けてもよい。透明導電層3005a、3005b、3005cは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。

また、発光装置3000は、隔壁3007a、3007b、3007c、3007dを有する。より具体的には、隔壁3007aは、下部電極3003a及び透明導電層3005aの一方の端部を覆う。また、隔壁3007bは、下部電極3003a及び透明導電層3005aの他方の端部、並びに下部電極3003b及び透明導電層3005bの一方の端部を覆う。また、隔壁3007cは、下部電極3003b及び透明導電層3005bの他方の端部、並びに下部電極3003c及び透明導電層3005cの一方の端部を覆う。また、隔壁3007dは、下部電極3003c及び透明導電層3005cの他方の端部を覆う。

また、発光装置3000は、下部電極3003a、3003b、3003c並びに隔壁3007a、3007b、3007c、3007d上に、正孔注入層3009を有する。

また、発光装置3000は、正孔注入層3009上に、正孔輸送層3011を有する。また正孔輸送層3011の上に発光層3013a、3013b、3013cを有する。また発光層3013a、3013b、3013c上にそれぞれ、電子輸送層3015を有する。

また、発光装置3000は、電子輸送層3015上に、電子注入層3017を有する。また電子注入層3017上に上部電極3019を有する。上部電極3019は、発光素子の陰極として機能させることができる。

なお、図35(A)では下部電極3003a、3003b、3003cを発光素子の陽極、上部電極3019を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。

発光層3013a、3013b、3013cに、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置3000を提供することができる。

図35(B)に示す発光装置3100は、発光素子3120a、3120b、3120cを有している。また発光素子3120a、3120b、3120cは、下部電極3103a、3103b、3103cと、上部電極3119の間に複数の発光層を有する、タンデム型の発光素子である。

発光装置3100は、基板3101上に、それぞれ島状に分離された下部電極3103a、3103b、3103cを有する。下部電極3103a、3103b、3103cは、発光素子の陽極として機能させることができる。なお下部電極3103a、3103b、3103cの下に、反射電極を設けてもよい。また下部電極3103a、3103b上に、透明導電層3105a、3105bを設けてもよい。透明導電層3105a、3105bは、異なる色を発する素子毎に厚さが異なることが好ましい。図示しないが、下部電極3103c上にも透明導電層を設けてもよい。

また、発光装置3100は、隔壁3107a、3107b、3107c、3107dを有する。より具体的には、隔壁3107aは、下部電極3103a及び透明導電層3105aの一方の端部を覆う。また、隔壁3107bは、下部電極3103a及び透明導電層3105aの他方の端部、並びに下部電極3103b及び透明導電層3105bの一方の端部を覆う。また、隔壁3107cは、下部電極3103b及び透明導電層3105bの他方の端部、並びに下部電極3103c及び透明導電層3105cの一方の端部を覆う。また、隔壁3107dは、下部電極3103c及び透明導電層3105cの他方の端部を覆う。

また、発光装置3100は、下部電極3103a、3103b、3103c並びに隔壁3107a、3107b、3107c、3107d上に、正孔注入層および正孔輸送層3110を有する。

また、発光装置3100は、正孔注入層および正孔輸送層3110上に、第1の発光層3112を有する。また第1の発光層3112上に、電荷発生層3114を介して第2の発光層3116を有する。

また、発光装置3100は、第2の発光層3116上に電子輸送層および電子注入層3118を有する。さらに電子輸送層および電子注入層3118上に上部電極3119を有する。上部電極3119は、発光素子の陰極として機能させることができる。

なお、図35(B)では下部電極3103a、3103b、3103cを発光素子の陽極、上部電極3119を発光素子の陰極として機能させる例を説明したが、陰極と陽極の積層順を入れ替えてもよい。この場合、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層の積層順も適宜入れ替えればよい。

第1の発光層3112、第2の発光層3116に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の発光装置3100を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

(実施の形態11)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された照明装置について図36を用いて説明する。

図36(A)、(B)、(C)、(D)、(E)は、照明装置の平面図および断面図の例である。図36(A)、(B)、(C)は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置である。図36(A)の一点鎖線G−Hにおける断面を図36(B)に示す。

図36(A)、(B)に示す照明装置4000は、基板4005上に発光素子4007を有する。また、基板4005の外側に凹凸を有する基板4003を有する。発光素子4007は、下部電極4013と、EL層4014と、上部電極4015を有する。

下部電極4013は、電極4009と電気的に接続され、上部電極4015は電極4011と電気的に接続される。また、下部電極4013と電気的に接続される補助配線4017を設けてもよい。

基板4005と封止基板4019は、シール材4021で接着されている。また封止基板4019と発光素子4007の間に乾燥剤4023が設けられていることが好ましい。

基板4003は、図36(A)のような凹凸を有するため、発光素子4007で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、基板4003に代えて、図36(C)の照明装置4001のように、基板4025の外側に拡散板4027を設けてもよい。

図36(D)および(E)は、基板と反対側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。

図36(D)の照明装置4100は、基板4125上に発光素子4107を有する。発光素子4107は、下部電極4113と、EL層4114と、上部電極4115を有する。

下部電極4113は、電極4109と電気的に接続され、上部電極4115は電極4111と電気的に接続される。また上部電極4115と電気的に接続される補助配線4117を設けてもよい。また補助配線4117の下部に、絶縁層4129を設けてもよい。

基板4125と凹凸のある封止基板4103は、シール材4121で接着されている。また、封止基板4103と発光素子4107の間に平坦化膜4105およびバリア膜4131を設けてもよい。

封止基板4103は、図36(D)のような凹凸を有するため、発光素子4107で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。また、封止基板4103に代えて、図36(E)の照明装置4101のように、発光素子4107の上に拡散板4127を設けてもよい。

EL層4014およびEL層4114が有する発光層に、本発明の一態様である発光素子を適用することができる。該発光素子は低い駆動電圧、高い電流効率、または長寿命を実現することができるため、低消費電力または長寿命の照明装置4000、4001、4100、4101を提供することができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせることができる。

(実施の形態12)
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光装置と組み合わせることができるタッチセンサ、及びモジュールについて、図37乃至図40を用いて説明する。

図37(A)はタッチセンサ4500の構成例を示す分解斜視図であり、図37(B)は、タッチセンサ4500の構成例を示す平面図である。

図37(A)、(B)に示すタッチセンサ4500は、基板4910上に、X軸方向に配列された複数の導電層4510と、X軸方向と交差するY軸方向に配列された複数の導電層4520とが形成されている。図37(A)、(B)に示すタッチセンサ4500は、複数の導電層4510が形成された平面図と、複数の導電層4520が形成された平面図と、を分離して表示されている。

また、図38は、導電層4510と導電層4520との交差部分の等価回路図である。図38に示すように、導電層4510と導電層4520の交差する部分には、容量4540が形成される。

また、導電層4510、4520は、複数の四辺形状の導電膜が接続された構造を有している。複数の導電層4510及び複数の導電層4520は、導電膜の四辺形状の部分の位置が重ならないように、配置されている。導電層4510と導電層4520の交差する部分には、導電層4510と導電層4520が接触しないように間に絶縁膜が設けられている。

また、図39は、図37に示すタッチセンサ4500の導電層4510a、4510b、4510cと導電層4520との接続構造の一例を説明する断面図であり、導電層4510(導電層4510a、4510b、4510c)と導電層4520が交差する部分の断面図を一例として示す。

図39に示すように、導電層4510は、1層目の導電層4510aおよび導電層4510b、ならびに、絶縁層4810上の2層目の導電層4510cにより構成される。導電層4510aと導電層4510bは、導電層4510cにより接続されている。導電層4520は、1層目の導電層により形成される。導電層4510、4520及び4710の一部を覆って絶縁層4820が形成されている。絶縁層4810、4820として、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成すればよい。なお、基板4910と導電層4710、4510a、4510b、4520の間に絶縁膜でなる下地膜を形成してもよい。下地膜としては、例えば、酸化窒化シリコン膜を形成することができる。

導電層4510a、4510b、4510cと導電層4520は、可視光に対して透光性を有する導電材料で形成される。例えば、透光性を有する導電材料として、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛等がある。

導電層4510aは、導電層4710に接続されている。導電層4710は、FPCとの接続用端子を構成する。導電層4520も、導電層4510aと同様、他の導電層4710に接続される。導電層4710は、例えば、タングステン膜から形成することができる。

導電層4510、4520及び4710を覆って絶縁層4820が形成されている。導電層4710とFPCとを電気的に接続するために、導電層4710上の絶縁層4810及び絶縁層4820には開口が形成されている。絶縁層4820上には、基板4920が接着剤又は接着フィルム等により貼り付けられている。接着剤又は接着フィルムにより基板4910側を表示パネルのカラーフィルタ基板に取り付けることで、タッチパネルが構成される。

次に、本発明の一態様の発光装置を用いることのできるモジュールについて、図40を用いて説明を行う。

図40に示すモジュール5000は、上部カバー5001と下部カバー5002との間に、FPC5003に接続されたタッチパネル5004、FPC5005に接続された表示パネル5006、バックライトユニット5007、フレーム5009、プリント基板5010、バッテリー5011を有する。バックライトユニット5007には、例えば実施の形態9で示した発光装置などを用いることができる。

上部カバー5001及び下部カバー5002は、タッチパネル5004及び表示パネル5006のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

タッチパネル5004は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチパネルを表示パネル5006に重畳して用いることができる。また、表示パネル5006の対向基板(封止基板)に、タッチパネル機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示パネル5006の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチパネルとすることも可能である。

バックライトユニット5007は、光源5008を有する。なお、図40において、バックライトユニット5007上に光源5008を配置する構成について例示したが、これに限定さない。例えば、バックライトユニット5007の端部に光源5008を配置し、さらに光源5008は、バックライトユニット5007の端部に設け、光拡散板を用いる構成としてもよい。

フレーム5009は、表示パネル5006の保護機能の他、プリント基板5010の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム5009は、放熱板としての機能を有していてもよい。

プリント基板5010は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリー5011による電源であってもよい。バッテリー5011は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。

また、モジュール5000は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。

なお、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。

(実施の形態13)
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子の構造について、図41を用いて説明する。

図41(A)に示す発光素子6002は、基板6001上に形成されている。なお、発光素子6002は、第1の電極6003、EL層6004、第2の電極6005を有している。また、図41(A)に示す発光装置では、第2の電極6005上にバッファー層6006が形成されており、バッファー層6006上には、第3の電極6007が形成されている。バッファー層6006を設けることにより、第2の電極6005表面で発生する表面プラズモンによる光の取出し効率の低下を防ぐことができる。

なお、第2の電極6005と第3の電極6007は、コンタクト部6008において、電気的に接続されている。コンタクト部6008は、図の位置に限定されることはなく、発光領域に形成されていてもよい。

なお、第1の電極6003と第2の電極6005は、どちらが陽極であっても陰極であってもよい。また、少なくとも一方の電極が透光性を有していればよく、両方が透光性の材料で形成されていてもよい。第1の電極6003が、EL層6004からの光を透過させる機能を有する場合には、ITO等の透明導電膜を用いることができる。また、第1の電極6003が、EL層6004からの光を透過させない電極として機能する場合には、ITOと銀などを複数積層させた導電膜を用いてもよい。

また、EL層6004から第1の電極6003側に光を出す構成の場合において、第2の電極6005の膜厚は、第3の電極6007の膜厚より薄い方が好ましく、また逆側に光を出す構成の場合には、第2の電極6005の膜厚は、第3の電極6007の膜厚より厚い方が好ましい。但し、この限りではない。

また、バッファー層6006には、有機膜(例えば、Alq)や、無機絶縁材料(例えば、窒化ケイ素膜)などを用いることができる。

また、本発明の一態様である発光素子を含む構成として、図41(B)に示すような構成を用いることにより、光の取出し効率を向上させてもよい。

図41(B)は、基板6001と接して、光散乱体6101と空気層6102で構成された光散乱層6100が形成され、光散乱層6100と接して、有機樹脂からなる高屈折率層6103が形成され、高屈折率層6103と接して、発光素子などを含む素子層6104が形成される構成である。

なお、光散乱体6101としては、セラミックなどの粒子を用いることができる。また、高屈折率層6103には、ポリエチレンナフタレート(PEN)等の高屈折率(例えば、屈折率が1.7〜1.8)材料を用いることができる。

また、素子層6104には、実施の形態4あるいは5で示した発光素子を含む。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子に用いるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA(構造式100)の合成方法について説明する。

<ステップ1:5,6,8,9−テトラヒドロ−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾールの合成>
100mLの三口フラスコに、1.0g(20mmol)のヒドラジン一水和物と、14mLのエタノールを入れた。この溶液に氷浴下で2.2mLの1.7Mの酢酸を滴下ロートにより滴下して加えた。この溶液に10mLのエタノールに溶解した10g(68mmol)のβ−テトラロンを滴下ロートにより滴下して加えて、この混合物を80℃で7時間攪拌したところ、固体が析出した。攪拌後、この混合物を約50mLの水に入れ、室温で30分攪拌した。攪拌後、この混合物を吸引ろ過し、固体を回収した。回収した固体にメタノール/水=1:1を加えて超音波を照射し、固体を洗浄した。洗浄後、この混合物を吸引ろ過して固体を回収したところ、黄色粉末を3.5g、収率63%で得た。ステップ1の反応スキーム(a−1)を以下に示す。

<ステップ2:7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾールの合成>
200mLの三口フラスコに6.2gのクロラニル(25mmol)と、40mLのキシレンと、20mLのキシレンに懸濁させた3.5g(12mmol)の5,6,8,9−テトラヒドロ−7H−ベンゾ[c,g]カルバゾールを入れた。この混合物を窒素気流下、150℃で4時間還流した。反応後、この混合物を室温まで冷却したところ、固体が析出した。析出した固体を吸引ろ過により取り除き、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た残渣を、少量のトルエンに溶解し、この溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒 トルエン:ヘキサン=2:1)により精製したところ、赤色固体を得た。得られた固体をトルエン/ヘキサンで再結晶したところ、淡赤色針状結晶を得た。得られた結晶を再びトルエン/ヘキサンで再結晶したところ、白色針状結晶を2.5g、収率78%で得た。ステップ2の反応スキーム(b−1)を以下に示す。

<ステップ3:7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(cgDBCzPA)の合成>
100mL三口フラスコに、2.3g(5.6mmol)の9−(4−ブロモフェニル)−10−フェニルアントラセンと、1.5g(5.6mol)の7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾールと、1.2g(12mmol)のナトリウム tert−ブトキシドを入れた。フラスコ内を窒素置換してから、この混合物へ30mLのトルエンと、2.8mLのトリ(tert−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気をした。脱気後、この混合物へ0.16g(0.28mmol)のビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)を加えた。この混合物を窒素気流下、110℃で17時間攪拌したところ、固体が析出した。析出した固体を吸引ろ過により回収した。回収した固体を約30mLの熱したトルエンに溶解し、この溶液をセライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)、アルミナ、フロリジール(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体をトルエン/ヘキサンで再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を2.3g、収率70%で得た。ステップ3の反応スキーム(c−1)を以下に示す。

得られた淡黄色粉末状固体2.3gをトレインサブリメーション法により精製した。昇華精製条件は、圧力3.6Pa、アルゴンガスを流量6.0mL/minで流しながら、310℃でcgDBCzPAを加熱した。昇華精製後、cgDBCzPAの淡黄色固体を2.1g、回収率91%で得た。

得られた物質のH NMRを測定した。以下に測定データを示す。

H NMR(CDCl,300MHz):δ=7.38−7.67(m,11H),7.72−7.89(m,12H),7.96(d,J=8.7Hz,2H),8.10(d,J=7.2Hz,2H),9.31(d,J=8.1Hz,2H)。

また、H NMRチャートを図7に示す。測定結果から、上述の構造式で表される7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)が得られたことがわかった。

次に、トルエン中のcgDBCzPAの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図8(A)、薄膜状態でのcgDBCzPAの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図8(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。溶液の吸収スペクトルは、cgDBCzPAのトルエン溶液を石英セルに入れて測定し、この吸収スペクトルから、石英セル中のトルエンの吸収スペクトルを差し引くことで得た。また、薄膜の吸収スペクトルは、cgDBCzPAを石英基板に蒸着してサンプルを作製し、このサンプルの吸収スペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引くことで得た。発光スペクトルの測定にはPL−EL測定装置(浜松フォトニクス社製)を用いた。トルエン中におけるcgDBCzPAの発光スペクトルは石英セル中で測定し、薄膜の発光スペクトルは、cgDBCzPAを石英基板に蒸着してサンプルを作製して測定した。図8(A)、(B)に示すように、cgDBCzPAのトルエン中における極大吸収波長は、396nm付近、368nm付近、351nm付近、306nm付近及び252nm付近にあり、極大発光波長は417nm付近及び432nm付近(励起波長369nm)に観測されることが分かった。また、薄膜における極大吸収波長は402nm付近、375nm付近、357nm付近、343nm付近、306nm付近、268nm付近、252nm付近及び221nm付近にあり、最大発光波長は442nm付近(励起波長402nm)にあることがわかった。

また、薄膜状態のcgDBCzPAのイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置(理研計器社製、AC−2)で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、cgDBCzPAのHOMO準位は−5.72eVであった。図8(B)の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したTaucプロットから求めたcgDBCzPAの吸収端は2.95eVであった。従って、cgDBCzPAの固体状態の光学的エネルギーギャップは2.95eVと見積もられ、先に得たHOMO準位とこのエネルギーギャップの値から、cgDBCzPAのLUMO準位は−2.77eVと見積もることができる。このように、cgDBCzPAは固体状態において2.95eVの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。

また、cgDBCzPAの酸化反応特性及び還元反応特性を評価した。これらは、サイクリックボルタンメトリ(CV)測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A又は600C)を用いた。

CV測定における溶液は、溶媒として脱水N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)(Sigma−Aldrich社製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を2mmol/Lの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温(20〜25℃)で行った。また、CV測定のスキャン速度は0.1V/sに統一した。

酸化反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を0.05Vから0.83Vまで変化させた後、0.83Vから0.05Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル測定した。測定結果を図9(A)に示す。

測定の結果、100サイクル測定後でも、酸化ピークに大きな変化は無くcgDBCzPAは酸化状態と中性状態との間の酸化還元の繰り返しに良好な可逆特性を示すことがわかった。

還元反応特性の測定は、参照電極に対する作用電極の電位を−1.50Vから−2.30Vまで変化させた後、−2.30Vから−1.50Vまで変化させる走査を1サイクルとし、100サイクル測定した。測定結果を図9(B)に示す。

測定の結果、100サイクル測定後でも還元ピークに大きな変化は無く、cgDBCzPAは、還元状態と中性状態との間の酸化還元の繰り返しに良好な耐性を示すことがわかった。

また、CV測定の結果からも、cgDBCzPAのHOMO準位及びLUMO準位を算出した。

まず、使用する参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−4.94eVであることがわかっている。CV測定からcgDBCzPAの酸化ピーク電位Epaは0.81Vであった。また、還元ピーク電位Epcは0.69Vであった。したがって、半波電位(EpaとEpcの中間の電位)は0.75Vと算出できる。このことは、cgDBCzPAは0.75[V vs.Ag/Ag]の電気エネルギーにより酸化されることを示しており、このエネルギーはHOMO準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−4.94[eV]であるため、cgDBCzPAのHOMO準位は、−4.94−0.75=−5.69[eV]であることがわかった。CV測定からcgDBCzPAの還元ピーク電位Epcは−2.25Vであった。また、酸化ピーク電位Epaは−2.16Vであった。したがって、半波電位(EpaとEpcの中間の電位)は−2.21Vと算出できる。このことは、cgDBCzPAは−2.21[V vs.Ag/Ag]の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギーはLUMO準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−4.94[eV]であるため、cgDBCzPAのLUMO準位は、−4.94−(−2.21)=−2.74[eV]であることがわかった。

なお、参照電極(Ag/Ag電極)の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、Ag/Ag電極のフェルミ準位に相当し、その算出は、真空準位からのポテンシャルエネルギーが既知の物質を当該参照電極(Ag/Ag電極)を用いて測定した値から行えば良い。

本実施例で用いる参照電極(Ag/Ag電極)の真空準位に対するポテンシャルエネルギー(eV)の算出方法を具体的に説明する。メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位は、標準水素電極に対して+0.610[V vs. SHE]であることが知られている(参考文献;Christian R.Goldsmith et al., 「J.Am.Chem.Soc.」, Vol.124, No.1,83−96, 2002)。一方、本実施例で用いる参照電極を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位を求めたところ、+0.11V[vs.Ag/Ag]であった。したがって、この参照電極のポテンシャルエネルギーは、標準水素電極に対して0.50[eV]低くなっていることがわかった。

ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−4.44eVであることが知られている(参考文献;大西敏博・小山珠美著、「高分子EL材料」(共立出版)、p.64−67)。以上のことから、用いた参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−4.44−0.50=−4.94[eV]であると算出できる。

次に、本実施例で得られたcgDBCzPAを液体クロマトグラフ質量分析(Liquid Chromatography Mass Spectrometry,略称:LC/MS分析)によって分析した。

LC/MS分析は、LC(液体クロマトグラフィー)分離をウォーターズ社製Acquity UPLCにより、MS分析(質量分析)をウォーターズ社製Xevo G2 Tof MSを用いて行った。LC分離で用いたカラムはAcquity UPLC BEH C8 (2.1×100mm 1.7μm)、カラム温度は40℃とした。移動相は移動相Aをアセトニトリル、移動相Bを0.1%ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度のcgDBCzPAをクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は5.0μLとした。

LC分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始後0分から1分までが、移動相A:移動相B=90:10、その後組成を変化させ、2分における移動相Aと移動相Bとの比が移動相A:移動相B=95:5となるようにし、10分まで保持した。組成はリニアに変化させた。

MS分析では、エレクトロスプレーイオン化法(ElectroSpray Ionization、略称:ESI)によるイオン化を行い、キャピラリー電圧は3.0kV、サンプリングコーン電圧は30、検出はポジティブモードで行った。なお、測定する質量範囲はm/z=100〜1200とした。

以上の条件で分離、イオン化された全ての成分を衝突室(コリジョンセル)内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンに衝突させる際のエネルギー(コリジョンエネルギー)は70eVとした。また、以上の条件により生成したプロダクトイオンを飛行時間(TOF)型MSで検出した結果を図32に示す。

図32の結果から、構造式(100)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、cgDBCzPAは、主としてm/z=330.14付近、m/z=266.10付近、m/z=252.09付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。この測定では、m/z=596.24付近の強度はm/z=266.10付近の強度よりも大きく、m/z=266.10付近の強度はm/z=252.09付近の強度よりも大きく、m/z=266.10付近の強度はm/z=330.14付近の強度よりも大きい。なお、図32に示す結果は、cgDBCzPAに由来する特徴を示すものであることから、混合物中に含まれるcgDBCzPAを同定する上での重要なデータであるといえる。

なお、m/z=330.14付近のプロダクトイオンは、構造式(100)の化合物のジベンゾ[c,g]カルバゾールの7位とフェニレン基の間の結合が開裂して生成した、下記式(a)に示す9,10−ジフェニルアントラセンに由来すると推定される。また、m/z=266.10付近のプロダクトイオンは、前記結合開裂によって生じた、下記式(b)に示すジベンゾ[c,g]カルバゾールに由来すると推定され、m/z=252.09付近のプロダクトイオンは、構造式(100)の化合物のアントラセンの9位とフェニレン基間の結合が開裂して生成した、下記式(c)に示すフェニルアントラセンに由来すると推定される。特に、下記式(b)に示すプロダクトイオンは、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物の特徴の一つである。

また、本実施例で得られたcgDBCzPAを飛行時間二次イオン質量分析計(Time−of−flight secondary ion mass spectrometer: TOF−SIMS)にて測定した正イオンの定性スペクトルを図33に示す。

装置は、TOF SIMS5(ION‐TOF社製)、一次イオン源はBi 2+を用いた。なお、一次イオンは、パルス幅11.3nsのパルス状に照射し、その照射量は8.2×1010 ions/cm以上6.7×1011 ions/cm以下、加速電圧は25keV、電流値は0.2pAとした。試料はcgDBCzPAの粉末を用いて測定した。

図33のTOF−SIMS分析(正イオン)の結果から、cgDBCzPA(Exact Mass=595.24)は、主としてm/z=596付近にイオンを与えることがわかった。また、プロダクトイオンとして、9,10−ジフェニルアントラセン、9−フェニルアントラセン、及びジベンゾ[c,g]カルバゾールに由来するイオンが検出されることがわかった。また、図33に示すように、図32で示したLC/MS分析(正イオン)により得られたcgDBCzPAのプロダクトイオンと類似するプロダクトイオンがTOF−SIMS分析でも得られたことから、TOF−SIMSによる測定結果も同様に混合物中に含まれるcgDBCzPAを同定する上での重要なデータであるといえる。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子として、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)を、青色の蛍光を発する発光物質を用いた発光層のホスト材料、及び電子輸送層の材料として用いた発光素子について説明する。

なお、本実施例で用いる材料の構造式と略称を以下に示す。素子構造は図1と同様の構造とした。

≪発光素子1の作製≫
まず、第1の電極101として110nmの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)が成膜されたガラス基板を用意した。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。

次に、ITSO膜が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。

真空装置内を10−4Paに減圧した後、上記構造式(i)で表される、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)と酸化モリブデン(VI)とを、PCzPA:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層111を形成した。膜厚は70nmとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。

続いて、PCzPAを30nm蒸着することにより正孔輸送層112を形成した。

さらに、正孔輸送層112上に、上記構造式(100)で表されるcgDBCzPAと上記構造式(iii)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrnとを、cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.03(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

次に、cgDBCzPAを10nm、続いて上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhenを15nm蒸着することにより、電子輸送層114を形成した。

さらに電子輸送層114上にフッ化リチウムを1nmとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第2の電極103としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子1を完成させた。本明細書の実施例全てにおいて、蒸着は全て抵抗加熱法によって行った。

≪比較発光素子1の作製≫
比較発光素子1は発光層113、電子輸送層114以外は発光素子1と同様に形成した。発光層113は正孔輸送層112を形成した後、上記構造式(ii)で表される9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、と1,6mMemFLPAPrnとを、CzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.05(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

電子輸送層114は発光層113を形成した後に、CzPAを10nm、続いてBPhenを15nm蒸着することにより形成した。

発光層113、電子輸送層114の構成以外は発光素子1の構成と同様であるため、繰り返しとなる記載を省略する。発光素子1の作製方法を参照されたい。

以上のように、比較発光素子1を完成させた。

≪発光素子1及び比較発光素子1の動作特性≫
以上により得られた発光素子1及び比較発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に80℃にて1時間熱処理)を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

発光素子1及び比較発光素子1の輝度−電流効率特性を図10に、電圧−電流特性を図11に、輝度−パワー効率特性を図12に、輝度−外部量子効率特性を図13に示す。図10では縦軸が電流効率(cd/A)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図11では縦軸が電流(mA)、横軸が電圧(V)を示す。図12では縦軸がパワー効率(lm/W)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図13では縦軸が外部量子効率(%)、横軸が輝度(cd/m)を示す。

図10から、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物であるcgDBCzPAを用いた発光素子1は、CzPAを同様に用いた比較発光素子1と同様、もしくは良好な輝度−電流効率特性を示し、良好な発光効率を示す発光素子であることがわかった。

また、図11から、発光素子1は比較発光素子1と同様、もしくは良好な電圧−電流特性を示し、駆動電圧の低い発光素子であることがわかった。これは、cgDBCzPAが、優れたキャリア輸送性を有していることを示している。

また、図12から、発光素子1は比較発光素子1よりも良好な輝度−パワー効率特性を示し、消費電力の低い発光素子であることがわかった。これは、cgDBCzPAを用いた発光素子1が駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い良好な特性を有する発光素子であることを示している。

また、図13から、発光素子1は比較発光素子1と同等の良好な輝度−外部量子効率特性を示し、発光効率の良好な発光素子であることがわかった。

また、作製した発光素子1及び比較発光素子1に0.1mAの電流を流したときの規格化された発光スペクトルを図14に示す。図14では縦軸が発光強度(任意単位)、横軸が波長(nm)を示す。図14より発光素子1及び比較発光素子1は共に発光物質である1,6mMemFLPAPrn起因の青色の発光を呈することがわかった。

次に、初期輝度を5000cd/mに設定し、電流密度一定の条件で発光素子1及び比較発光素子1を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図15に規格化輝度−時間特性を示す。図15から、CzPAを用いた比較発光素子1は寿命の長い発光素子であるが、cgDBCzPAを用いた発光素子1はそれよりもさらに長寿命な非常に良好な信頼性を有する素子であることがわかった。

なお、CzPAと比較すると、cgDBCzPAは蒸着の安定性が良く、品質の安定した発光素子を提供しやすいという利点もある。

以上のように、cgDBCzPAを用いることで、あらゆる特性に優れ発光素子が得られることがわかった。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子として、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)を青色の蛍光を発する発光物質を用いた発光層のホスト材料、及び電子輸送層の材料として用いた発光素子について説明する。

なお、本実施例で用いる材料の構造式と略称を以下に示す。素子構造は図1(A)と同様の構造とした。

≪発光素子2の作製≫
まず、第1の電極101として110nmの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)が成膜されたガラス基板を用意した。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。

次に、ITSO膜が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。

真空装置内を10−4Paに減圧した後、上記構造式(i)で表される、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPAと酸化モリブデン(VI)とを、PCzPA:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層111を形成した。膜厚は70nmとした。

上記構造式(v)で表される3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)を30nm蒸着することにより正孔輸送層112を形成した。

さらに、正孔輸送層112上に、cgDBCzPAと上記構造式(iii)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrnとを、cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.03(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

次に、cgDBCzPAを10nm、続いて上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nm蒸着することにより、電子輸送層114を形成した。

さらに電子輸送層114上にフッ化リチウムを1nmとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第2の電極103としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子2を完成させた。

≪比較発光素子2の作製≫
比較発光素子2は発光層113、電子輸送層114以外は発光素子2と同様に形成した。発光層113は正孔輸送層112を形成した後、上記構造式(ii)で表される9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPAと1,6mMemFLPAPrnとを、CzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.05(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

電子輸送層114は発光層113を形成した後に、CzPAを10nm、続いてBPhenを15nm蒸着することにより形成した。

発光層113、電子輸送層114の構成以外は発光素子2の構成と同様であるため、繰り返しとなる記載を省略する。発光素子2の作製方法を参照されたい。

以上のように、比較発光素子2を完成させた。

≪発光素子2及び比較発光素子2の動作特性≫
以上により得られた発光素子2及び比較発光素子2を、発光素子1と同様に封止した後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

発光素子2及び比較発光素子2の輝度−電流効率特性を図16に、電圧−電流特性を図17に、輝度−パワー効率特性を図18に、輝度−外部量子効率特性を図19に示す。図16では縦軸が電流効率(cd/A)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図17では縦軸が電流(mA)、横軸が電圧(V)を示す。図18では縦軸がパワー効率(lm/W)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図19では縦軸が外部量子効率(%)、横軸が輝度(cd/m)を示す。

図16から、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物であるcgDBCzPAを用いた発光素子2は、CzPAを同様に用いた比較発光素子2と同様の輝度−電流効率特性を示し、良好な発光効率を示す発光素子であることがわかった。

また、図17から、発光素子2は比較発光素子2よりも良好な電圧−電流特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、cgDBCzPAが優れたキャリア輸送性を有していることを示している。

また、図18から、発光素子2は比較発光素子2よりも良好な、非常に良好な輝度−パワー効率特性を示し、消費電力の小さな発光素子であることがわかった。これは、cgDBCzPAを用いた発光素子2が、駆動電圧が低く、且つ発光効率が高い良好な特性を有する発光素子であることを示している。

また、図19から、発光素子2は比較発光素子2と同等の良好な輝度−外部量子効率特性を示し、発光効率の非常に良好な発光素子であることがわかった。

また、作製した発光素子2及び比較発光素子2に0.1mAの電流を流したときの規格化された発光スペクトルを図20に示す。図20では縦軸が発光強度(任意単位)、横軸が波長(nm)を示す。図20より発光素子2及び比較発光素子2のスペクトルは完全に重なっており、共に発光物質である1,6mMemFLPAPrn起因の青色の発光を呈することがわかった。

次に、初期輝度を5000cd/mに設定し、電流密度一定の条件で発光素子2及び比較発光素子2を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図21に規格化輝度−時間特性を示す。図21から、CzPAを用いた比較発光素子2は寿命の長い発光素子であるが、cgDBCzPAを用いた発光素子2はそれよりもさらに長寿命な非常に良好な信頼性を有する素子であることがわかった。

なお、CzPAと比較すると、cgDBCzPAは蒸着の安定性が良く、品質の安定した発光素子を提供しやすいという利点もある。

以上のように、cgDBCzPAを用いることで、あらゆる特性に優れた発光素子が得られることがわかった。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子として、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)を青色の蛍光を発する発光物質を用いた発光層のホスト材料、及び電子輸送層の材料として用いた発光素子について説明する。

なお、本実施例で用いる材料の構造式を以下に示す。素子構造は図1(A)と同様の構造とした。

≪発光素子3の作製≫
まず、第1の電極101として110nmの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)が成膜されたガラス基板を用意した。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。

次に、ITSO膜が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。

真空装置内を10−4Paに減圧した後、上記構造式(i)で表される、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPAと酸化モリブデン(VI)とを、PCzPA:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層111を形成した。膜厚は50nmとした。

続いて、PCzPAを10nm蒸着することにより正孔輸送層112を形成した。

さらに、正孔輸送層112上に、cgDBCzPAと上記構造式(iii)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrnとを、cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.05(重量比)となるように30nm蒸着することによって発光層113を形成した。

次に、上記構造式(vi)で表されるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)を10nm、続いて上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nm蒸着することにより、電子輸送層114を形成した。

さらに電子輸送層114上にフッ化リチウムを1nmとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第2の電極103としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子3を完成させた。

≪比較発光素子3の作製≫
比較発光素子3は発光層113以外は発光素子3と同様に形成した。比較発光素子3では、発光層113は正孔輸送層112を形成した後、上記構造式(ii)で表される9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、と1,6mMemFLPAPrnとを、CzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.05(重量比)となるように30nm蒸着することによって発光層113を形成した。

発光層113の構成以外は発光素子3の構成と同様であるため、繰り返しとなる記載を省略する。発光素子3の作製方法を参照されたい。

以上のように、比較発光素子3を完成させた。

≪発光素子3及び比較発光素子3の動作特性≫
以上により得られた発光素子3及び比較発光素子3を、発光素子1と同様に封止した後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

発光素子3及び比較発光素子3の輝度−電流効率特性を図22に、電圧−電流特性を図23に示す。図22では縦軸が電流効率(cd/A)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図23では縦軸が電流(mA)、横軸が電圧(V)を示す。

図22から、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物であるcgDBCzPAを用いた発光素子3は、CzPAを同様に用いた比較発光素子3と同等の輝度−電流効率特性を示し、良好な発光効率を示す発光素子であることがわかった。

また、図23から、発光素子3は比較発光素子3よりも非常に良好な電圧−電流特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、cgDBCzPAが優れたキャリア輸送性を有していることを示している。

また、作製した発光素子3及び比較発光素子3に0.1mAの電流を流したときの規格化された発光スペクトルを図24に示す。図24では縦軸が発光強度(任意単位)、横軸が波長(nm)を示す。図24より発光素子3及び比較発光素子3のスペクトルに大きな差は無く、共に発光物質である1,6mMemFLPAPrn起因の青色の発光を呈することがわかった。

なお、CzPAと比較すると、cgDBCzPAは蒸着の安定性が良く、品質の安定した発光素子を提供しやすいという利点もある。

以上のように、cgDBCzPAを用いることで、あらゆる特性に優れた発光素子が得られることがわかった。

本実施例では、本発明の一態様である発光素子として、ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)を青色の蛍光を発する発光物質を用いた発光層のホスト材料、及び電子輸送層の材料として用いた発光素子について説明する。

なお、本実施例で用いる材料の構造式と略称を以下に示す。素子構造は図1(A)と同様の構造とした。

≪発光素子4の作製≫
まず、第1の電極101として110nmの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)が成膜されたガラス基板を用意した。ITSO表面は、2mm角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は2mm×2mmとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。その後、10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。

次に、ITSO膜が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。

真空装置内を10−4Paに減圧した後、上記構造式(i)で表される、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPAと酸化モリブデン(VI)とを、PCzPA:酸化モリブデン=2:1(重量比)となるように共蒸着することにより、正孔注入層111を形成した。膜厚は50nmとした。

続いて、PCzPAを10nm蒸着することにより正孔輸送層112を形成した。

さらに、正孔輸送層112上に、上記構造式(100)で表されるcgDBCzPAと上記構造式(iii)で表されるN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス〔3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrnとを、cgDBCzPA:1,6mMemFLPAPrn=1:0.03(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

次に、上記構造式(vi)で表されるトリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)を10nm、続いて上記構造式(iv)で表されるバソフェナントロリン(略称:BPhen)を15nm蒸着することにより、電子輸送層114を形成した。

さらに電子輸送層114上にフッ化リチウムを1nmとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第2の電極103としてアルミニウムを200nm成膜し、発光素子4を完成させた。

≪比較発光素子4−1の作製≫
比較発光素子4−1は、発光層113以外は発光素子4と同様に形成した。比較発光素子4−1では、発光層113は正孔輸送層112を形成した後、上記構造式(vii)で表される公知のアントラセン誘導体、と1,6mMemFLPAPrnとを、アントラセン誘導体:1,6mMemFLPAPrn=1:0.03(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

発光層113の構成以外は発光素子4の構成と同様であるため、繰り返しとなる記載を省略する。発光素子4の作製方法を参照されたい。

以上のように、比較発光素子4−1を完成させた。

≪比較発光素子4−2の作製≫
比較発光素子4−2は発光層113以外は発光素子4と同様に形成した。比較発光素子4−2では、発光層113は正孔輸送層112を形成した後、上記構造式(viii)で表される公知のアントラセン誘導体と1,6mMemFLPAPrnとを、アントラセン誘導体:1,6mMemFLPAPrn=1:0.03(重量比)となるように25nm蒸着することによって発光層113を形成した。

発光層113の構成以外は発光素子4の構成と同様であるため、繰り返しとなる記載を省略する。発光素子4の作製方法を参照されたい。

以上のように、比較発光素子4−2を完成させた。

≪発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2の動作特性≫
以上により得られた発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2を、発光素子1と同様に封止した後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。

発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2の電流密度−輝度特性を図25に、輝度−電流効率特性を図26に、電圧−電流特性を図27に、輝度−パワー効率特性を図28に、電圧−輝度特性を図29に示す。図25では縦軸が輝度(cd/m)、横軸が電流密度(mA/cm)を示す。図26では縦軸が電流効率(cd/A)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図27では縦軸が電流(mA)、横軸が電圧(V)を示す。図28では縦軸がパワー効率(lm/W)、横軸が輝度(cd/m)を示す。図29では縦軸が輝度(cd/m)、横軸が電圧(V)を示す。

図25から、発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2は共に同等の電流密度−輝度特性を有していることがわかる。また、図26から、発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2は少なくとも実用輝度である1000cd/m以上の輝度において、同等の輝度−電流効率特性を有していることがわかる。

また、図27から、発光素子4は比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2と比較して、非常に良好な電圧−電流特性を有していることがわかる。これは、cgDBCzPAが良好なキャリア輸送性を有していることを示唆している。結果として、図28からもわかるように発光素子4は非常に良好な輝度−パワー効率特性を有する素子であることがわかった。なお、図29から比較発光素子4−1と比較発光素子4−2は駆動電圧が高く、実用輝度である、1000cd/mを得るために、発光素子4では3.3V程度の電圧をかければよいが、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2では4V以上の電圧を必要とする。特に比較発光素子4−1は駆動電圧が高い。

また、作製した発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2に0.1mAの電流を流したときの規格化された発光スペクトルを図30に示す。図30では縦軸が発光強度(任意単位)、横軸が波長(nm)を示す。図30より発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2のスペクトルに大きな差は無く、共に発光物質である1,6mMemFLPAPrn起因の青色の発光を呈することがわかった。

次に、初期輝度を5000cd/mに設定し、電流密度一定の条件で発光素子4、比較発光素子4−1及び比較発光素子4−2を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図31に規格化輝度−時間特性を示す。図31から、上記構造式(viii)で表される物質を用いた比較発光素子4−2は、寿命が他の素子に比べて短いという結果になった。また上記構造式(vii)で表される物質をcgDBCzPAの代わりに用いた比較発光素子4−1は発光素子4と同等の寿命を有しているように見えるが、初期に輝度上昇がある上、途中から劣化率が大きくなっているため、半減期は発光素子4の2分の1程度と見積もられる。

このように、比較発光素子4−1は駆動電圧に、比較発光素子4−2は駆動電圧及び寿命の両方に難があり、種々な特性に関しても良い特性を得るのは困難であることがわかる。一方、cgDBCzPAを用いることによって、効率、駆動電圧、寿命に非常に優れた高性能な発光素子を作製することができることがわかった。特筆すべきは、その駆動電圧であり、結果として非常に良好なパワー効率を有する発光素子を提供できる。

以上のように、cgDBCzPAを用いることで、あらゆる特性に優れた発光素子が得られることがわかった。

101 第1の電極
102 EL層
103 第2の電極
111 正孔注入層
112 正孔輸送層
113 発光層
114 電子輸送層
115 電子注入層
201 第1の電極
202(1) 第1のEL層
202(2) 第2のEL層
202(n−1) 第(n−1)のEL層
202(n) 第(n)のEL層
204 第2の電極
205 電荷発生層
205(1) 第1の電荷発生層
205(2) 第2の電荷発生層
205(n−2) 第(n−2)の電荷発生層
205(n−1) 第(n−1)の電荷発生層
501 素子基板
502 画素部
503 駆動回路部(ソース線駆動回路)
504a、504b 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
505 シール材
506 封止基板
507 配線
508 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
509 nチャネル型FET
510 pチャネル型FET
511 スイッチングFETT
512 電流制御用FET
513 第1の電極(陽極)
514 絶縁物
515 EL層
516 第2の電極(陰極)
517 発光素子
518 空間
2001 第1の基板
2002 発光部
2005a 第1の封止材
2005b 第2の封止材
2006 第2の基板
2011 第2の空間
2013 第1の空間
3000 発光装置
3001 基板
3003a 下部電極
3003b 下部電極
3003c 下部電極
3005a 透明導電層
3005b 透明導電層
3005c 透明導電層
3007a 隔壁
3007b 隔壁
3007c 隔壁
3007d 隔壁
3009 正孔注入層
3011 正孔輸送層
3013a 発光層
3013b 発光層
3013c 発光層
3015 電子輸送層
3017 電子注入層
3019 上部電極
3020a 発光素子
3020b 発光素子
3020c 発光素子
3100 発光装置
3101 基板
3103a 下部電極
3103b 下部電極
3103c 下部電極
3105a 透明導電層
3105b 透明導電層
3107a 隔壁
3107b 隔壁
3107c 隔壁
3107d 隔壁
3110 正孔注入層および正孔輸送層
3112 第1の発光層
3114 電荷発生層
3116 第2の発光層
3118 電子輸送層および電子注入層
3119 上部電極
3120a 発光素子
3120b 発光素子
3120c 発光素子
4000 照明装置
4001 照明装置
4003 基板
4005 基板
4007 発光素子
4009 電極
4011 電極
4013 下部電極
4014 EL層
4015 上部電極
4017 補助配線
4019 封止基板
4021 シール材
4023 乾燥剤
4025 基板
4027 拡散板
4100 照明装置
4101 照明装置
4103 封止基板
4105 平坦化膜
4107 発光素子
4109 電極
4111 電極
4113 下部電極
4114 EL層
4115 上部電極
4117 補助配線
4121 シール材
4125 基板
4127 拡散板
4129 バリア膜
4131 絶縁層
4500 タッチセンサ
4510 導電層
4510a 導電層
4510b 導電層
4510c 導電層
4520 導電層
4540 容量
4710 導電層
4810 絶縁層
4820 絶縁層
4910 基板
4920 基板
5000 モジュール
5001 上部カバー
5002 下部カバー
5003 FPC
5004 タッチパネル
5005 FPC
5006 表示パネル
5007 バックライトユニット
5008 光源
5009 フレーム
5010 プリント基板
5011 バッテリー
6001 基板
6002 発光素子
6003 第1の電極
6004 EL層
6005 第2の電極
6006 バッファー層
6007 第3の電極
6008 コンタクト部
6100 光散乱層
6101 光散乱体
6102 空気層
6103 高屈折率層
6104 素子層
7100 テレビジョン装置
7101 筐体
7103 表示部
7105 スタンド
7107 表示部
7109 操作キー
7110 リモコン操作機
7201 本体
7202 筐体
7203 表示部
7204 キーボード
7205 外部接続ポート
7206 ポインティングデバイス
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7312 マイクロフォン
7400 携帯電話機
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
8001 照明装置
8002 照明装置
8003 照明装置
8004 照明装置
9033 留め具
9034 表示モード切り替えスイッチ
9035 電源スイッチ
9036 省電力モード切り替えスイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネルの領域
9632b タッチパネルの領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン

Claims (7)

  1. 一対の電極間にEL層を有する発光素子であり、
    前記発光素子は、LC/MS分析において、イオン化されたプレカーサーイオンの成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、少なくとも、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格の7位で結合が開裂した化合物に由来するプロダクトイオンが検出される物質を前記EL層に含むことを特徴とする発光素子。
  2. 一対の電極間にジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、
    前記ジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、イオン化されたm/z=596.24の成分を示し、かつ前記m/z=596.24の成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、少なくとも、m/z=266.10付近、m/z=330.14付近にプロダクトイオンが検出されることを特徴とする発光素子。
  3. 一対の電極間に下記一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、
    下記一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、イオン化されたプレカーサーイオンの成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、下記一般式(G1)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のArと窒素原子との結合が切れることにより得られるArに由来するプロダクトイオンと、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するプロダクトイオンの少なくともどちらか一が検出される物質であることを特徴とする発光素子。

    (但し、一般式(G1)において、Arは少なくともアントラセン骨格を含む炭素数14乃至炭素数30のアリール基を表す。また、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表す。)
  4. 一対の電極間に下記一般式(G5)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物を含むEL層を有する発光素子であり、
    下記一般式(G5)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物は、LC/MS分析において、イオン化されたプレカーサーイオンの成分を30eV以上70eV以下の範囲のエネルギーで加速してアルゴンガスに衝突させる際、下記一般式(G5)で表されるジベンゾ[c,g]カルバゾール化合物のαと窒素原子との結合が切れることにより得られるαを含むアントラセン骨格に由来するイオンと、ジベンゾ[c,g]カルバゾール骨格に由来するイオンが検出される物質であることを特徴とする発光素子。

    (但し、一般式(G5)において、Rは水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基又は炭素数6乃至炭素数10のアリール基のいずれか一を表し、R乃至R及びR乃至Rはそれぞれ独立に水素、炭素数1乃至炭素数4のアルキル基のいずれか一を表し、R11乃至R22はそれぞれ独立に水素、又は炭素数1乃至炭素数4のアルキル基、又は炭素数6乃至炭素数12のアリール基のいずれかを表し、αは置換又は無置換のアリーレン基を表す。但し、R〜Rを構成する炭素数と、αを構成する炭素数の合計は6以上16以下であるとする。)
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれか一に記載の発光素子を用いた発光装置。
  6. 請求項5に記載の発光装置を用いた電子機器。
  7. 請求項5に記載の発光装置を用いた照明装置。
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