JP2015128166A - 発光素子、発光装置および照明装置 - Google Patents

発光素子、発光装置および照明装置 Download PDF

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Tetsushi Seo
哲史 瀬尾
祥子 川上
Sachiko Kawakami
祥子 川上
洸子 野村
Hiroko Nomura
洸子 野村
信晴 大澤
Nobuharu Osawa
信晴 大澤
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Abstract

【課題】バイポーラ性を有する新規な材料を提供することを目的とする。また、発光素子
、発光装置、電子機器の消費電力を低減することを目的とする。
【解決手段】電子輸送性を有する骨格とホール輸送性を有する骨格とを、共役が広がりに
くいねじれたクアテルフェニレン骨格（好ましくは、［１，１’：２’，１’’：２’’
，１’’’］クアテルフェニル−４−４’’’−ジイル）］基）を介して結合した材料を
用いることで発光素子、発光装置、電子機器の消費電力を低減することができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、有機半導体材料に関する。また、これを用いた発光素子、発光装置、照明装置
、及び電子機器に関する。
有機化合物は無機化合物に比べて、多様な構造をとることができ、適切な分子設計により
様々な機能を有する材料を合成できる可能性がある。これらの利点から、近年、機能性有
機材料を用いたエレクトロニクスに注目が集まっている。
例えば、有機化合物を機能性材料として用いたエレクトロニクスデバイスの例として、太
陽電池や発光素子、有機トランジスタ等が挙げられる。これらは有機化合物の電気物性お
よび光物性を利用したデバイスであり、特に発光素子はめざましい発展を見せている。
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極
から注入された電子および陽極から注入されたホール（正孔）が発光層で再結合して分子
励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを放出して発光す
るといわれている。励起状態には一重項励起状態（Ｓ＊）起と三重項励起状態（Ｔ＊）が
知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。また、発光素子
におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。
一重項励起状態を発光に変換する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）は室温において、
三重項励起状態からの発光（燐光）は観測されず、一重項励起状態からの発光（蛍光）の
みが観測される。したがって、蛍光性化合物を用いた発光素子における内部量子効率（注
入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３
であることを根拠に２５％とされている。
一方、三重項励起状態を発光に変換する化合物（以下、燐光性化合物と称す）を用いれば
、内部量子効率は７５〜１００％まで理論上は可能となる。つまり、蛍光性化合物に比べ
て３〜４倍の発光効率が可能となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現する
ために、燐光性化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
上述した燐光性化合物を用いて発光素子の発光層を形成する場合、燐光性化合物の濃度消
光や三重項−三重項消滅（Ｔ−Ｔアニヒレイション）による消光を抑制するために、他の
物質からなるマトリクス中に該燐光性化合物が分散するようにして形成することが多い。
この時、マトリクスとなる物質はホスト材料、燐光性化合物のようにマトリクス中に分散
される物質はゲスト材料と呼ばれる。
燐光性化合物をゲスト材料とする場合、ホスト材料に必要とされる性質は、広いエネルギ
ーギャップ（最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）と最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）と
の差）を有する、もしくは、該燐光性化合物よりも大きな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）を有することである。そのため、このような性質
を有する物質の開発が進められている。
例えば、非特許文献１では、青色の発光を示す燐光性化合物のホスト材料およびホール輸
送層として、クアテルフェニレン骨格を有する材料が使用されている。
Ｊ．Ｋｉｄｏ，他２名，ケミストリーレターズ，Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．２，３１６−３１７（２００７）
非特許文献１に記載されているホスト材料は、ホール輸送層に用いられていることからも
わかるようにホール輸送性を示す。そのため、非特許文献１に記載されている材料を発光
層のホスト材料として用いた場合、発光層をホールが突き抜けていることが予想される。
非特許文献１では、発光層をホールが突き抜けていくことを防止するため、発光層の陰極
側にホールブロック材料であるｔ−Ｂｕ ＴＡＺを用いて電子輸送層を形成していると考
えられる。このように発光層のホスト材料がホール輸送性であるため、発光領域が発光層
と電子輸送層（ホールブロック層）との界面に偏る可能性がある。
発光領域が局所的に偏ると、三重項−三重項消滅（Ｔ−Ｔアニヒレイション）による消光
や、発光層に隣接する層（ホール輸送層、電子輸送層、又は、ホールブロック層）への励
起子の拡散が生じてしまい、発光効率が低下してしまう。
そこで、ホスト材料は酸化及び還元のいずれも可能なバイポーラ性を有し、かつ双方に安
定であることが要求される。しかしながら、電子輸送性を有する骨格とホール輸送性を有
する骨格を直接結合させると、バンドギャップの低下を招くために、高い三重項励起エネ
ルギーを有する材料を合成するのは困難である。また、電子輸送性を有する骨格とホール
輸送性を有する骨格との間に置換基を導入して共役系を拡張すると、バンドギャップの低
下及び三重項励起エネルギーの低下を引き起こす問題がある。
上記問題を鑑み、本発明の一態様は、バイポーラ性を有する新規な材料を提供することを
目的の一とする。
また、発光素子の駆動電圧を低減することを目的とする。また、発光素子の発光効率を向
上させることを目的の一とする。
また、発光素子、発光装置、電子機器の消費電力を低減することを目的の一とする。
本発明者らは、電子輸送性を有する骨格とホール輸送性を有する骨格とを、共役が広がり
にくいねじれたクアテルフェニレン骨格を介して結合した材料が、広いエネルギーギャッ
プを有し、電子輸送性とホール輸送性を有する（つまり、バイポーラ性を有する）ことを
見いだした。
より具体的には、クアテルフェニレン骨格として、［１，１’：２’，１’’：２’’，
１’’’］クアテルフェニル−４−４’’’−ジイル基を適用した一般式（Ｇ１）で表さ
れる材料が、広いエネルギーギャップを有し、電子輸送性とホール輸送性を有することを
見いだした。
分子内に電子輸送性を有する骨格とホール輸送性を有する骨格とを有する化合物であって
も、バイポーラ性を有さない場合もある。しかしながら、本発明の一態様である有機半導
体材料は、中心に共役が広がりにくいねじれたクアテルフェニレン骨格を有するため、電
子輸送性を有する骨格とホール輸送性を有する骨格が分子内で相互作用することを抑制し
、バイポーラ性を実現していると考えられる。
よって、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料である。
（式中、ＥＡは電子受容ユニット、ＨＡはホール受容ユニットであり、α１の炭素とＥＡ
は結合して環を形成していてもよく、α２の炭素とＨＡは結合して環を形成していてもよ
い。）
上記構成において、電子受容ユニットとは、ホール受容ユニットよりも電子親和力が大き
く、かつ、イオン化ポテンシャルが大きいものである。また、電子受容ユニットは電子輸
送性を有する骨格であり、ホール受容ユニットはホール輸送性を有する骨格である。
すなわち、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料である。
（式中、ＥＡおよびＨＡは、それぞれ置換基であり、α１の炭素とＥＡは結合して環を形
成していてもよく、α２の炭素とＨＡは結合して環を形成していてもよい。また、部分構
造ａに相当する一般式（Ｇ２Ａ）で表される化合物は、部分構造ｂに相当する一般式（Ｇ
２Ｂ）で表される化合物よりも、電子親和力が大きく、かつ、イオン化ポテンシャルが大
きい。）
上記構成において、一般式（Ｇ２Ａ）で表される化合物の電子親和力は２．０ｅＶ以上４
．０ｅＶ以下であり、一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルは４．
５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることが好ましい。特に、発光素子に用いる場合には、一
般式（Ｇ２Ａ）で表される化合物の電子親和力は２．０ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であり、
一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルは５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ
以下であることがより好ましい。
上記構成において、ＥＡで表される置換基としては、含窒素６員芳香環基、１，２−アゾ
ール基、１，３−アゾール基、ポリアゾール基などが挙げられる。
また、上記構成において、ＨＡで表される置換基としては、π電子過剰型ヘテロ芳香族置
換基、またはジアリールアミノ基などが挙げられる。
また、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料において、電子輸送性を有する骨格（Ｅ
Ａ）として、ベンゾオキサゾール骨格を選択することができる。
よって、本発明の一態様は、一般式（ＢＯＸ１）で表されるベンゾオキサゾール誘導体で
ある。
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリー
ル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換
の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。Ａｒ１とαの炭素、又はＡ
ｒ１とＡｒ２とは、直接、又は硫黄、酸素、もしくは窒素を介して結合していてもよい。
）
また、本発明の一態様は、一般式（ＢＯＸ２）で表されるベンゾオキサゾール誘導体であ
る。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭
素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独
立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基
のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合
したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベンゼン環上の炭素とは、直接結合していて
もよい。）
また、本発明の一態様は、一般式（ＢＯＸ２）で表されるベンゾオキサゾール誘導体であ
る。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭
素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独
立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基
のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合
したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベンゼン環上の炭素とは、直接結合してカル
バゾール骨格を形成してもよい。）
また、本発明の一態様は、一般式（ＢＯＸ３）で表されるベンゾオキサゾール誘導体であ
る。
（式中、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又
は無置換の炭素数６〜１３のアリール基のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環
上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベン
ゼン環上の炭素とは、直接結合してカルバゾール骨格を形成してもよい。）
また、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料において、電子輸送性を有する骨格（Ｅ
Ａ）として、オキサジアゾール骨格を選択することができる。
よって、本発明の一態様は一般式（ＯＸＤ１）で表されるオキサジアゾール誘導体である
。
（式中、Ａｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３は、炭素数６〜１３の置換または無置換のアリ
ール基を表す。また、Ａｒ１１とαの炭素、又は、Ａｒ１１とＡｒ１２は、それぞれ互い
に直接結合していてもよく、あるいは、酸素、硫黄、又は窒素のいずれかを介して結合し
ていてもよい。）
一般式（ＯＸＤ１）で表されるオキサジアゾール誘導体のうち、一般式（ＯＸＤ２）で表
されるオキサジアゾール誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ３１〜Ｒ４０は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１３の無
置換のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ１３は、炭素数６〜１３の置換又は無置換のア
リール基を表す。また、Ｒ３１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又は、Ｒ３５
と結合したベンゼン環上の炭素とＲ４０と結合したベンゼン環上の炭素は、それぞれ互い
に直接結合してカルバゾール骨格を形成していてもよい。）
また、一般式（ＯＸＤ２）で表されるオキサジアゾール誘導体のうち、Ａｒ１３は、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれかを表すのが好ましく、
Ａｒ１３が無置換のフェニル基、または、無置換の１−ナフチル基、または無置換の２−
ナフチル基のいずれかを表すのがより好ましい。
上述した有機半導体材料は、バイポーラ性を有しているため、発光素子や有機トランジス
タなどの有機デバイスに好適に用いることができる。
よって、本発明の一態様は、上述した有機半導体材料を用いた発光素子である。
特に、上述した有機半導体材料は、大きな三重項励起エネルギーを有するため、燐光性化
合物とともに発光素子に用いた場合、より顕著な効果を有する。
よって、本発明の一態様は、一対の電極間に、上述した有機半導体材料を含み、発光層に
燐光性化合物を含む発光素子である。
また、上述した有機半導体材料はバイポーラ性を有するため、発光層に用いることが好ま
しい。
また、上述した発光素子を有する発光装置も本発明の一態様の範疇に含めるものである。
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光
源（照明装置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えば
ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒ
ｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープや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 Ｇｌ
ａｓｓ）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。
また、上述の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の一態様の範疇に含めるものと
する。したがって、本発明の一態様である電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述し
た発光素子を用いている。
本発明の一態様である有機半導体材料は、新規なバイポーラ性の材料である。
また、本発明の一態様であるベンゾオキサゾール誘導体は、新規なバイポーラ性の材料で
ある。
また、本発明の一態様であるオキサジアゾール誘導体は、新規なバイポーラ性の材料であ
る。
また、本発明の一態様を適用することにより、発光素子の駆動電圧を低減することができ
る。また、発光素子の発光効率を向上させることができる。
また、本発明の一態様を適用することにより、発光素子、発光装置、電子機器の消費電力
を低減することができる。
本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光素子を説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の発光装置を説明する図。 本発明の一態様の電子機器を説明する図。 本発明の一態様の電子機器を説明する図。 本発明の一態様の電子機器を説明する図。 本発明の一態様の電子機器を説明する図。 本発明の一態様の照明装置を説明する図。 本発明の一態様の照明装置を説明する図。 本発明の一態様の電子機器を説明する図。 ２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールのＣＶ測定結果を示す図。 ２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールのＣＶ測定結果を示す図。 ２−フェニルベンゾオキサゾールのＣＶ測定結果を示す図。 ２−フェニルベンゾオキサゾールのＣＶ測定結果を示す図。 ９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールのＣＶ測定結果を示す図。 ９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールのＣＶ測定結果を示す図。 トリフェニルアミンのＣＶ測定結果を示す図。 トリフェニルアミンのＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＣｚＰＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＣｚＰＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＣｚＰＯ１１の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。 Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘのＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘのＣＶ測定結果を示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。 実施例の発光素子を説明する図。 実施例３で作製した発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。 実施例３で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例３で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例３で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。 実施例４で作製した発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。 実施例４で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例４で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例４で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。 実施例５で作製した発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。 実施例５で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例５で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例５で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。 実施例６で作製した発光素子の電流密度−輝度特性を示す図。 実施例６で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例６で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例６で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。 Ｚ−ＣｚＰＯ１１の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 Ｚ−ＤＰｈＰＡ１１の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の
説明に限定されず、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、本発明は以下に示す
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有機半導体材料について説明する。
本実施の形態の有機半導体材料は、Ｚ型のクアテルフェニレン骨格（［１，１’：２’，
１’’：２’’，１’’’］クアテルフェニル−４−４’’’−ジイル基）を有している
。Ｚ型のクアテルフェニレン骨格の一方の端のベンゼン環には、パラ位に電子受容ユニッ
トが結合し、他方の端のベンゼン環には、パラ位にホール受容ユニットが結合している。
より具体的には、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料である。
（式中、ＥＡは電子受容ユニット、ＨＡはホール受容ユニットであり、α１の炭素とＥＡ
は結合して環を形成していてもよく、α２の炭素とＨＡは結合して環を形成していてもよ
い。）
このような構造を有する有機半導体材料は、分子内に電子受容ユニットおよびホール受容
ユニットを有するため、電子もホールも輸送することができるバイポーラ性の材料である
。
分子内に電子受容ユニットとホール受容ユニットを有する化合物であっても、バイポーラ
性を有さない場合もあるが、本実施の形態の有機半導体材料は、中心にオルト位で結合し
たベンゼン環を有するため、電子受容ユニットとホール受容ユニットが分子内で相互作用
することを抑制し、バイポーラ性を実現していると考えられる。
具体的には、下記に示す一般式（Ｇ１）において、ベンゼン環２およびベンゼン環３はオ
ルト位で結合しているベンゼン環である。このオルト位で結合しているベンゼン環を２つ
有することにより、この両端に結合している置換基同士の相互作用が抑制されると考えら
れる。そのため、バイポーラ性を有する有機半導体材料が得られる。
また、下記一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料は、オルト位で結合しているベンゼ
ン環を２つ有することにより、構造がねじれ、共役が広がりにくいと考えられる。そのた
め、大きな分子量を有しながらも広いエネルギーギャップを有することができる。よって
、発光素子の発光層におけるホスト材料として好適に用いることができる。また、大きい
三重項励起エネルギーを有しているため、燐光性化合物とともに発光素子に好適に用いる
ことができる。
なお、オルト位に結合しているベンゼン環の数が増えていくと、合成方法が複雑となり、
収率が低下してしまう。また、ベンゼン環の数が増えていくと電子受容ユニットとホール
受容ユニットとの距離が離れてしまう。また、ベンゼン環の数が増えていくと、キャリア
を受容するユニット以外の部位の割合が増加してしまうため、キャリアのホッピング距離
が増えてしまい、キャリア輸送性が低下してしまう。よって、本発明の一態様は、これら
の問題を考慮して最適な構造のバイポーラ性有機半導体を提供する。
なお、電子受容ユニットとは、ホール受容ユニットよりも電子親和力が大きく、かつ、イ
オン化ポテンシャルが大きいものである。
実際には、置換基自体の電子親和力やイオン化ポテンシャルを評価することは困難である
。従って本明細書においては、電子受容ユニットＥＡの電子親和力とイオン化ポテンシャ
ルは、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料における部分構造ａでに相当する、一般
式（Ｇ２Ａ）で表される化合物を用いて評価する。同様に、ホール受容ユニットＨＡの電
子親和力とイオン化ポテンシャルは、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料における
部分構造ｂに相当する、一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物を用いて評価する。
つまり、本実施の形態の有機半導体材料は一般式（Ｇ１）で表され、一般式（Ｇ１）にお
いて、部分構造ａに相当する、一般式（Ｇ２Ａ）で表される化合物は、部分構造ｂに相当
する、一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物よりも、電子親和力が大きく、かつ、イオン化
ポテンシャルが大きい。
また、本実施の形態の有機半導体材料は、中心にオルト位で結合したベンゼン環を有して
おり、電子受容ユニットとホール受容ユニットが分子内で相互作用することを抑制してい
る。そのため、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料の電子親和力は、一般式（Ｇ２
Ａ）で表される化合物の電子親和力とほぼ同じ値となる。よって、一般式（Ｇ２Ａ）で表
される化合物の電子親和力は２．０ｅＶ以上４．０ｅＶ以下であることが好ましい。特に
、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料を発光素子に用いる場合、発光素子に用いら
れる一般的な有機材料の電子親和力の値を考慮すると、一般式（Ｇ２Ａ）で表される化合
物の電子親和力が２．０ｅＶ以上３．０ｅＶ以下であることがより好ましい。
同様に、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料のイオン化ポテンシャルは、一般式（
Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルとほぼ同じ値となる。よって、一般式
（Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルは４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下で
あることが好ましい。特に、一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料を発光素子に用い
る場合、発光素子に用いられる一般的な有機材料のイオン化ポテンシャルの値を考慮する
と、一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルは５．０ｅＶ以上６．０
ｅＶ以下であることがより好ましい。
上述した構成とすることにより、広いバンドギャップの有機半導体材料を得ることができ
る。
電子受容ユニットＥＡとしては、大きい電子親和力を保有させるため、π電子不足型ヘテ
ロ芳香族置換基が好ましい。π電子不足型ヘテロ芳香族置換基としては、含窒素６員芳香
環基（ただし、該含窒素６員芳香環は、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環
の縮環体を含む）、１，２−アゾール基（ただし、該１，２−アゾールは、芳香族炭化水
素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）、１，３−アゾール基（ただし、該
１，３−アゾールは、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）
、ポリアゾール基（ただし、該ポリアゾールは、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６
員芳香環の縮環体を含む）、などが挙げられる。特に、含窒素６員芳香環基、１，３−ア
ゾール基、ポリアゾール基は、比較的大きな電子親和力を有すると共に、還元及び引き続
く酸化の繰り返しに対して安定で、高い電子輸送性を示すため好ましい。
含窒素６員芳香環基としては、例えば、置換または無置換のピリジル基、置換または無置
換のピラジニル基、置換または無置換のピリミジニル基、置換または無置換のピリダジニ
ル基、置換または無置換の１，２，４−トリアジニル基、置換または無置換の１，３，５
−トリアジニル基、置換または無置換のキノリル基、置換または無置換のイソキノリル基
、置換または無置換の１，５−ナフチリジニル基、置換または無置換の１，６−ナフチリ
ジニル基、置換または無置換の１，７−ナフチリジニル基、置換または無置換の１，８−
ナフチリジニル基、置換または無置換の２，６−ナフチリジニル基、置換または無置換の
２，７−ナフチリジニル基、置換または無置換のキノキサリニル基、置換または無置換の
キナゾリニル基、置換または無置換のフタラジニル基、置換または無置換のシンノリニル
基、置換または無置換のフェナントリジニル基、置換または無置換の１，１０−フェナン
トロリニル基、などが挙げられる。
また１，２−アゾール基としては、例えば、置換または無置換のピラゾリル基、置換また
は無置換のイソオキサゾリル基、置換または無置換のイソチアゾリル基、置換または無置
換のインダゾリル基、置換または無置換の１，２−ベンゾイソオキサゾリル基、置換また
は無置換の１，２−ベンゾイソチアゾリル基、置換または無置換の２，１−ベンゾイソオ
キサゾリル基、置換または無置換の２，１−ベンゾイソチアゾリル基、などが挙げられる
。
また１，３−アゾール基としては、例えば、置換または無置換のイミダゾリル基、置換ま
たは無置換のオキサゾリル基、置換または無置換のチアゾリル基、置換または無置換の１
Ｈ−ベンゾイミダゾリル基、置換または無置換のベンゾオキサゾリル基、置換または無置
換のベンゾチアゾリル基、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジル基などが挙げられる。
またポリアゾール基としては、例えば、置換または無置換の１Ｈ−１，２，３−トリアゾ
リル基、置換または無置換の１，２，５−オキサジアゾリル基、置換または無置換の１，
２，５−チアジアゾリル基、置換または無置換の１Ｈ−１，２，４−トリアゾリル基、置
換または無置換の４Ｈ−１，２，４−トリアゾリル基、置換または無置換の１，２，４−
オキサジアゾリル基、置換または無置換の１，２，４−チアジアゾリル基、置換または無
置換の１，３，４−オキサジアゾリル基、置換または無置換の１，３，４−チアジアゾリ
ル基、置換または無置換の１Ｈ−ベンゾトリアゾリル基、置換または無置換の２Ｈ−ベン
ゾトリアゾリル基、置換または無置換の２，１，３−ベンゾオキサジアゾリル基、置換ま
たは無置換の２，１，３−ベンゾチアジアゾリル基、などが挙げられる。
なお、上述した含窒素６員芳香環基、１，２−アゾール基、１，３−アゾール基、ポリア
ゾール基がさらに置換基を有する場合、その置換基としては、フェニル基、トリル基、ナ
フチル基のようなアリール基や、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基のようなヘテ
ロアリール基や、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基のようなア
ルキル基などが挙げられる。
以上で述べたような電子受容ユニットＥＡを適宜選択することで、ａで表される部分構造
を形成することができる。
電子受容ユニットＥＡとして、含窒素６員芳香環基（ただし、該含窒素６員芳香環は、芳
香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）を適用した場合の部分構
造ａの具体例としては、４−（２−ピリジル）フェニル基、４−（５−メチル−２−ピリ
ジル）フェニル基、４−（６−メチル−２−ピリジル）フェニル基、４−（３−フェニル
−２−ピリジル）フェニル基、４−（６−フェニル−２−ピリジル）フェニル基、４−（
３−ピリジル）フェニル基、４−（６−メチル−３−ピリジル）フェニル基、４−（２，
２’：６’，２’’−テルピリジン−４’−イル）フェニル基、４−（３−フェニルピラ
ジン−２−イル）フェニル基、４−（３，５，６−トリフェニルピラジン−２−イル）フ
ェニル基、４−（ピリミジン−４−イル）フェニル基、４−（６−メチルピリミジン−４
−イル）フェニル基、４−（６−フェニルピリミジン−４−イル）フェニル基、４−（ピ
リミジン−５−イル）フェニル基、４−（２，４，６−トリフェニルピリミジン−５−イ
ル）フェニル基、４−（６−フェニルピリダジン−３−イル）フェニル基、４−（３−メ
チル−１，２，４−トリアジン−６−イル）フェニル基、４−（４，６−ジフェニル−１
，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル基、４−（３−キノリル）フェニル基、４−
（８−キノリル）フェニル基、４−（２，４−ジメチル−８−キノリル）フェニル基、４
−（４−イソキノリル）フェニル基、４−（１，５−ナフチリジン−３−イル）フェニル
基、４−（１，６−ナフチリジン−４−イル）フェニル基、４−（５，７−ジメチル−１
，６−ナフチリジン−４−イル）フェニル基、４−（５−メチル−１，６−ナフチリジン
−２−イル）フェニル基、４−（１，７−ナフチリジン−８−イル）フェニル基、４−（
１，８−ナフチリジン−２−イル）フェニル基、４−（３−メチル−１，８−ナフチリジ
ン−２−イル）フェニル基、４−（１，８−ナフチリジン−３−イル）フェニル基、４−
（２−メチル−１，８−ナフチリジン−３−イル）フェニル基、４−（１，８−ナフチリ
ジン−４−イル）フェニル基、４−（２，６−ナフチリジン−１−イル）フェニル基、４
−（２，７−ナフチリジン−３−イル）フェニル基、４−（キノキサリン−２−イル）フ
ェニル基、４−（３−メチルキノキサリン−２−イル）フェニル基、４−（３−イソプロ
ピルキノキサリン−２−イル）フェニル基、４−（３−フェニルキノキサリン−２−イル
）フェニル基、４−（キナゾリン−４−イル）フェニル基、４−（フタラジン−１−イル
）フェニル基、４−（３−フェニルシンノリン−４−イル）フェニル基、４−（フェナン
トリジン−６−イル）フェニル基、４−（１，１０−フェナントロリン−２−イル）フェ
ニル基、４−（１，１０−フェナントロリン−３−イル）フェニル基、などが挙げられる
。
また、電子受容ユニットＥＡとして、１，２−アゾール基（ただし、該１，２−アゾール
は、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）を適用した場合の
部分構造ａの具体例としては、４−（３，５−ジフェニル−１Ｈ−ピラゾール−１−イル
）フェニル基、４−（１，５−ジフェニル−１Ｈ−ピラゾール−３−イル）フェニル基、
４−（５−フェニルイソオキサゾール−３−イル）フェニル基、４−（５−フェニルイソ
チアゾール−３−イル）フェニル基、４−（３−メチル−１，２−ベンゾイソオキサゾー
ル−５−イル）フェニル基、４−（３−メチル−１，２−ベンゾイソチアゾール−５−イ
ル）フェニル基、４−（２，１−ベンゾイソオキサゾール−３−イル）フェニル基、４−
（２，１−ベンゾイソチアゾール−３−イル）フェニル基、などが挙げられる。
また、電子受容ユニットＥＡとして、１，３−アゾール基（ただし、該１，２−アゾール
は、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）を適用した場合の
部分構造ａの具体例としては、４−（２，４−ジフェニル−１Ｈ−イミダゾール−１−イ
ル）フェニル基、４−（２−フェニルオキサゾール−４−イル）フェニル基、４−（２−
フェニルチアゾール−４−イル）フェニル基、４−（１−メチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾ
ール−２−イル）フェニル基、４−（１−エチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル
）フェニル基、４−（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フェニル基
、４−（２−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール−１−イル）フェニル基、４−（ベン
ゾオキサゾール−２−イル）フェニル基、４−（５−フェニルベンゾオキサゾール−２−
イル）フェニル基、４−［５−（ｐ−トリル）ベンゾオキサゾール−２−イル］フェニル
基、４−（ベンゾチアゾール−２−イル）フェニル基、４−（５−フェニルベンゾチアゾ
ール−２−イル）フェニル基、４−［５−（ｐ−トリル）ベンゾチアゾール−２−イル］
フェニル基、４−（イミダゾ［１，２−ａ］ピリジン−２−イル）フェニル基、４−（５
−フェニルイミダゾ［１，２−ａ］ピリジン−２−イル）フェニル基、などが挙げられる
。
また、電子受容ユニットＥＡとして、ポリアゾール基（ただし、該ポリアゾールは、芳香
族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）を適用した場合の部分構造
ａの具体例としては、４−（１−フェニル−１Ｈ−１，２，３−トリアゾール−４−イル
）フェニル基、４−（４−フェニル−１，２，５−オキサジアゾール−３−イル）フェニ
ル基、４−（４−フェニル−１，２，５−チアジアゾール−３−イル）フェニル基、４−
（５−メチル−１−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル）フェニル基
、４−（４，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル）フェニル基
、４−［４−（４−ｓｅｃ−ブチルフェニル）−５−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリ
アゾール−３−イル］フェニル基、４−（３，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリ
アゾール−４−イル）フェニル基、４−［４−フェニル−５−（２−ピリジル）−４Ｈ−
１，２，４−トリアゾール−３−イル］フェニル基、４−［５−（２−ピリジル）−４−
（４−ピリジル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル］フェニル基、４−［５
−フェニル−４−（８−キノリル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル］フェ
ニル基、４−（３−フェニル−１，２，４−オキサジアゾール−５−イル）フェニル基、
４−（３−フェニル−１，２，４−チアジアゾール−５−イル）フェニル基、４−（５−
フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル基、４−［５−（４−ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］フェニル基、４
−［５−（２−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］フェニル基、４
−｛５−［４−（１−ナフチル）フェニル］−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル
｝フェニル基、４−｛５−［４−（２−ナフチル）フェニル］−１，３，４−オキサジア
ゾール−２−イル｝フェニル基、４−（５−フェニル−１，３，４−チアジアゾール−２
−イル）フェニル基、４−［５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−チア
ジアゾール−２−イル］フェニル基、４−［５−（２−ナフチル）−１，３，４−チアジ
アゾール−２−イル］フェニル基、４−｛５−［４−（１−ナフチル）フェニル］−１，
３，４−チアジアゾール−２−イル｝フェニル基、４−｛５−［４−（２−ナフチル）フ
ェニル］−１，３，４−チアジアゾール−２−イル｝フェニル基、などが挙げられる。
なお、部分構造ａにおいて、電子受容ユニットＥＡはα１の炭素と結合して環を形成して
もよいが、その具体的な一例を下記に示す。下記に示すように、電子受容ユニットＥＡと
して３−フェニルピラジン−２−イル基を選択すると、部分構造ａは４−（３−フェニル
ピラジン−２−イル）フェニル基（構造式（１１））となる。この４−（３−フェニルピ
ラジン−２−イル）フェニル基（構造式（１１））において、電子受容ユニットＥＡとα
１の炭素とが結合した場合、部分構造ａはジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン−７−イル基
（構造式（１２））となる。したがって、本実施の形態の部分構造ａとしては、ジベンゾ
［ｆ，ｈ］キノキサリン−７−イル基も含むものとする。これは一例であり、他の電子受
容ユニットＥＡを選択した場合も同様である。
ホール受容ユニットとしては、小さいイオン化ポテンシャルを保有させるため、π電子過
剰型ヘテロ芳香族置換基、またはジアリールアミノ基が好ましい。なお、ジアリールアミ
ノ基は、アリール基同士が直接結合してカルバゾール環を形成するか、窒素または酸素ま
たは硫黄を介して結合して環を形成してもよい。特に、ジアリールアミノ基（アリール基
同士が直接結合してカルバゾール環を形成するか、窒素または酸素または硫黄を介して結
合して環を形成する場合を含む）は、比較的小さいイオン化ポテンシャルを示すと共に、
酸化及び引き続く還元の繰り返しに対して安定で、高いホール輸送性を示すため好ましい
。
π電子過剰型ヘテロ芳香族置換基としては、モノヘテロ５員芳香環基（ただし、該モノヘ
テロ５員芳香環は、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）が
挙げられ、具体的には、置換または無置換のピロリル基、置換または無置換のフリル基、
置換または無置換のチエニル基、置換または無置換のインドリル基、置換または無置換の
ベンゾフリル基、置換または無置換のベンゾチエニル基、置換または無置換のイソインド
リル基、置換または無置換のイソベンゾフリル基、置換または無置換のイソベンゾチエニ
ル基、などが挙げられる。
またジアリールアミノ基としては、置換または無置換のジフェニルアミノ基、置換または
無置換のＮ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ基、置換または無置換のＮ−（２−
ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ基、などが挙げられる。さらにジアリールアミノ基は、
アリール基同士が直接結合してカルバゾール環を形成するか、窒素または酸素または硫黄
を介して結合して環を形成してもよく、その場合のホール受容ユニットは、置換または無
置換の９Ｈ−カルバゾール−９−イル基、置換または無置換の１０Ｈ−フェノキサジン−
１０−イル基、置換または無置換の１０Ｈ−フェノチアジン−１０−イル基、置換または
無置換の５，１０−ジヒドロフェナジン−５−イル基となる。
なお、上述したモノヘテロ５員芳香環基やジアリールアミノ基がさらに置換基を有する場
合、その置換基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基のようなアリール基や、ピ
リジル基、キノリル基、イソキノリル基のようなヘテロアリール基や、メチル基、エチル
基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基のようなアルキル基などが挙げられる。
以上で述べたようなホール受容ユニットを適宜選択することで、ｂで表される部分構造を
形成することができる。
ホール受容ユニットＨＡとして、モノヘテロ５員芳香環基（ただし、該モノヘテロ５員芳
香環は、芳香族炭化水素の縮環体および含窒素６員芳香環の縮環体を含む）を適用した場
合の部分構造ｂの具体例としては、４−（１−メチル−５−フェニル−１Ｈ−ピロール−
２−イル）フェニル基、４−（１，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール−２−イル）フェニ
ル基、４−（２，５−ジフェニル−１Ｈ−ピロール−１−イル）フェニル基、４−（５−
フェニル−２−フリル）フェニル基、４−（５−フェニル−２−チエニル）フェニル基、
４−（１Ｈ−インドール−１−イル）フェニル基、４−（２−メチル−１Ｈ−インドール
−１−イル）フェニル基、４−（２−フェニル−１Ｈ−インドール−１−イル）フェニル
基、４−（１−フェニル−１Ｈ−インドール−２−イル）フェニル基、４−（２−ベンゾ
フリル）フェニル基、４−（２−ベンゾチエニル）フェニル基、４−（２，３−ジフェニ
ルイソインドール−１−イル）フェニル基、４−（３−フェニルイソフリル）フェニル基
、４−（３−フェニルイソチエニル）フェニル基、などが挙げられる。
ホール受容ユニットＨＡとして、ジアリールアミノ基（アリール基同士が直接結合してカ
ルバゾール環を形成するか、窒素または酸素または硫黄を介して結合して環を形成する場
合を含む）を適用した場合の部分構造ｂの具体例としては、４−（ジフェニルアミノ）フ
ェニル基、４−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル基、４
−｛Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル基、４−｛
Ｎ−［４−（２−ナフチル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル基、４−｛Ｎ，
Ｎ−ビス［４−（１−ナフチル）フェニル］アミノ｝フェニル基、４−［Ｎ−（１−ナフ
チル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル基、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェ
ニル基、４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル基、４−［３−
（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル基、４−［３−（２−ナフ
チル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル基、４−（１０−フェニル−５，１０
−ジヒドロフェナジン−５−イル）フェニル基、４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−
イル）フェニル基、４−（１０Ｈ−フェノチアジン−１０−イル）フェニル基、などが挙
げられる。
なお、部分構造ｂにおいて、ホール受容ユニットＨＡはα２の炭素と結合して環を形成し
てもよいが、その具体的な一例を下記に示す。下記に示すように、ホール受容ユニットＨ
Ａとしてジフェニルアミノ基を選択すると、部分構造ｂは４−（ジフェニルアミノ）フェ
ニル基（構造式（２１））となる。この４−（ジフェニルアミノ）フェニル基（構造式（
２１））において、ホール受容ユニットＨＡとα２の炭素とが結合した場合、骨格ｂは９
−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル基（構造式（２２））となる。したがって、
本実施の形態の骨格ｂとしては、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル基も含む
ものとする。これは一例であり、他のホール受容ユニットＨＡを選択した場合も同様であ
る。
本実施の形態に係る有機半導体材料は電子輸送性もホール輸送性も有するバイポーラ性で
ある。そのため、発光素子に適用した場合、駆動電圧を低減することができる。特に発光
層に適用した場合に顕著な効果が得られる。
また、本実施の形態に係る有機半導体材料を発光層のホスト材料として用いた場合、発光
領域が局所的に偏ることを抑制でき、発光性の高い物質の濃度消光や三重項−三重項消滅
（Ｔ−Ｔアニヒレイション）による消光を抑制することができる。よって、高い発光効率
を実現できる。
また、本実施の形態に係る有機半導体材料は、中心に、オルト位で結合しているベンゼン
環を２つ有することにより、立体的に嵩高い構造となっている。立体的に嵩高い構造とす
ることで、膜にした場合に結晶化しにくい。よって、本実施の形態に係る有機半導体材料
は薄膜状態においてアモルファス状態を維持しやすく、発光素子に好適である。
また、本実施の形態に係る有機半導体材料は、三重項励起エネルギーが大きい。よって、
燐光性化合物とともに発光素子に用いることができる。特に、短波長の発光を示す燐光性
化合物とともに用いた場合に顕著な効果が得られる。
また、本実施の形態に係る有機半導体材料は、エネルギーギャップ（最高被占有軌道準位
（ＨＯＭＯ準位）と最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）との差）が大きい。よって、蛍光性
化合物とともに発光素子に用いることができる。特に、短波長の発光を示す蛍光性化合物
とともに用いた場合に顕著な効果が得られる。
また、本実施の形態の有機半導体材料は、電子受容ユニットとホール受容ユニットを共役
が広がりにくいねじれたクアテルフェニレン骨格を介して結合しているため、三重項励起
エネルギーを引き下げることなく、分子量を増加させることができ、且つ、立体的にかさ
高い分子骨格を構築することが可能である。また、大きなバンドギャップを有する構造と
することができる。このような材料を発光素子に用いることで、膜質を安定化させること
ができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で示す本発明の一態様である有機半導体材料の一例とし
て、一般式（Ｇ１）で示した構造を有するベンゾオキサゾール誘導体について説明する。
本実施の形態に係るベンゾオキサゾール誘導体は、一般式（ＢＯＸ１）で表されるベンゾ
オキサゾール誘導体である。
（式中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリー
ル基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換
の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。Ａｒ１とαの炭素、又はＡ
ｒ１とＡｒ２とは、直接、又は硫黄、酸素、もしくは窒素を介して結合していてもよい。
）
本実施の形態に係るベンゾオキサゾール誘導体は、一般式（ＢＯＸ２）で表されるベンゾ
オキサゾール誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭
素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独
立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基
のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合
したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベンゼン環上の炭素とは、直接結合していて
もよい。）
本実施の形態に係るベンゾオキサゾール誘導体は、一般式（ＢＯＸ２）で表されるベンゾ
オキサゾール誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭
素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独
立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基
のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合
したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベンゼン環上の炭素とは、直接結合してカル
バゾール骨格を形成してもよい。）
本実施の形態に係るベンゾオキサゾール誘導体は、一般式（ＢＯＸ３）で表されるベンゾ
オキサゾール誘導体である。
（式中、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又
は無置換の炭素数６〜１３のアリール基のいずれかを表す。Ｒ１１と結合したベンゼン環
上の炭素とαの炭素、又はＲ１５と結合したベンゼン環上の炭素とＲ２０と結合したベン
ゼン環上の炭素とは、直接結合してカルバゾール骨格を形成してもよい。）
なお、本明細書中で示すアリール基またはアリーレン基の炭素数は、主骨格の環を形成す
る炭素数を示しており、それに結合する置換基の炭素数を含むものではない。アリール基
またはアリーレン基に結合する置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数６〜
１３のアリール基、または炭素数１のハロアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基、フルオレニル基、また
はトリフルオロメチル基等が挙げられる。また、アリール基またはアリーレン基が有する
置換基は１つであっても複数であってもよく、アリール基またはアリーレン基が２つの置
換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。例えば、アリ
ール基がフルオレニル基である場合、フルオレン骨格の９位の炭素が２つのフェニル基を
有していてもよく、さらにその２つのフェニル基が互いに結合して、スピロ環構造を形成
していてもよい。
一般式（ＢＯＸ１）〜（ＢＯＸ３）において、炭素数６〜１３のアリール基は、置換基を
有していても良く、複数の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成し
ていても良い。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに
結合して、スピロ環を形成していても良い。例えば、Ａｒ１、Ａｒ２で表される基の具体
例として構造式（１１−１）〜構造式（１１−２２）で表される置換基が挙げられる。
例えば、Ｒ１〜Ｒ４及びＲ１１〜Ｒ２０で表される基の具体例として構造式（１３−１）
〜構造式（１３−１６）で表される置換基が挙げられる。
例えば、Ｒ１１〜Ｒ２０で表される基の具体例として構造式（１４−１）〜構造式（１４
−１８）で表される置換基が挙げられる。
また、一般式（ＢＯＸ１）〜（ＢＯＸ３）で表されるベンゾオキサゾール誘導体において
、合成および精製の容易さの点から、Ａｒ１、Ａｒ２はフェニル基であることが好ましい
。
一般式（ＢＯＸ１）〜（ＢＯＸ３）で表されるベンゾオキサゾール誘導体の具体例として
は、構造式（１０１）〜構造式（１９４）、構造式（２０１）〜構造式（２９４）、構造
式（３０１）〜構造式（３８３）で表されるベンゾオキサゾール誘導体を挙げることがで
きる。但し、本実施の形態はこれらに限定されない。
本実施の形態のベンゾオキサゾール誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能
である。例えば、下記の合成スキーム（１）、（１−２）、（２）、（３）、（４）に示
す合成反応を行うことによって合成することができる。
＜ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ）の合成＞
ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ）は合成スキーム（１）のようにし
て合成することができる。すなわちハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ
１）とアリールボロン酸又はその誘導体を、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によ
りカップリングし、ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ）を得ることが
できる。
合成スキーム（１）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲ
ンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が挙げられ、Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ同じであっても異な
っていても良い。またＲ１〜Ｒ４は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭素数
６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。Ｒ９０、Ｒ９１は、水素あるいは炭
素数１〜６のアルキル基を表し、アルキル基の場合、Ｒ９０とＲ９１とが互いに結合して
環を形成していてもよい。合成スキーム（１）において、用いることができるパラジウム
触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジ
ウム（０）等が挙げられるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い
。合成スキーム（１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、
トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシル
ホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い
。
合成スキーム（１）において、用いることができる塩基としては、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が挙げられるが、用いること
ができる塩基はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（１）において、用いるこ
とができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコー
ルと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水
の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合
溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げら
れる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエ
ンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ）の合成法は、合成スキーム（１）
以外にも合成スキーム（１−２）のような合成法もある。
＜ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ｂ）の合成＞
ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ｂ）は合成スキーム（１−２）のよう
にして合成することができる。すなわちベンゾオキサゾール化合物のボロン酸またはその
誘導体（化合物ａ１）とジハロゲン化ベンゼン（化合物ａ２）とを、パラジウム触媒を用
いた鈴木・宮浦反応によりカップリングし、ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（
化合物Ｂ）を得ることができる。
合成スキーム（１−２）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハ
ロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が挙げられ、Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ同じであっても
異なっていても良い。またＲ１〜Ｒ４は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭
素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。Ｒ９２、Ｒ９３は、炭素数１〜
６のアルキル基を表し、Ｒ９２とＲ９３とが、互いに結合して環を形成していてもよい。
合成スキーム（１−２）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パ
ラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げら
れるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム１−２
において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル
）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げら
れる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
合成スキーム（１−２）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム ｔｅ
ｒｔ−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が挙げられるが、用いる
ことができる塩基はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（１−２）において、
用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等の
アルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコ
ールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと
水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒など
が挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また
、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
＜ハロゲン化アリールアミン化合物（化合物Ｂ）の合成＞
ハロゲン化アリールアミン化合物（化合物Ｂ）は合成スキーム（２）のようにして合成す
ることができる。すなわち３級アリールアミン化合物のボロン酸もしくはその誘導体（化
合物Ｂ１）とジハロゲン化アリール（化合物Ｂ２）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・
宮浦反応によりカップリングし、ハロゲン化アリールアミン化合物（化合物Ｂ）を得るこ
とができる。合成スキーム（２）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を
表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が挙げられ、Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ同じで
あっても異なっていても良い。またＡｒ１、Ａｒ２はそれぞれ独立に、置換又は無置換の
炭素数６〜１３のアリール基を表す。Ｒ９４、Ｒ９５は、炭素数１〜６のアルキル基を表
し、Ｒ９４とＲ９５とが、互いに結合して環を形成していてもよい。
合成スキーム（２）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジ
ウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる
が、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（２）にお
いて、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホ
スフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる
。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（２）にお
いて、用いることができる塩基としては、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が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに
限られるものでは無い。合成スキーム（２）において、用いることができる溶媒としては
、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシ
レンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと
水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコー
ルジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いるこ
とができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンと
エタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
＜３級アリールアミンボロン酸又はその誘導体（化合物Ｃ）の合成＞
一般式（化合物Ｃ）で表される３級アリールアミンボロン酸又はその誘導体は、合成スキ
ーム（３）のようにして合成することができる。すなわち、３級アミン化合物（化合物Ｂ
）にアルキルリチウム試薬とホウ酸エステルを用いてボロン酸へ変換することにより、３
級アミンボロン酸（化合物Ｃ）を得ることができる。
Ｒ１００は炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｒ９６は炭素数１〜６のアルキル基を表す
。アルキルリチウム試薬としてはｎ−ブチルリチウム、メチルリチウム等を用いることが
できる。ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリメチル、ホウ酸イソプロピルなどを用いるこ
とができる。化合物Ｃのホウ酸骨格を、エチレングリコールやピナコールで保護してもよ
い。
ベンゾオキサゾール化合物（化合物Ｄ）は合成スキーム（４）のようにして合成すること
ができる。すなわち、ハロゲン化したベンゾオキサゾール化合物（化合物Ａ）と３級アリ
ールアミンボロン酸（化合物Ｃ）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカ
ップリングし、３級アリールアミン化合物（化合物Ｄ）を得ることができる。合成スキー
ム（４）において、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲンとしては、ヨウ
素、臭素、塩素が挙げられる。またＡｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換
の炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１
〜４のアルキル基、無置換の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。
合成スキーム（４）において、化合物Ｃの代わりに化合物Ｃのホウ酸骨格をエチレングリ
コールやピナコールで保護することによって得られる有機ホウ素化合物を用いてもよい。
合成スキーム（４）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジ
ウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる
が、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（４）にお
いて、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホ
スフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる
。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（４）にお
いて、用いることができる塩基としては、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が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに
限られるものでは無い。合成スキーム（４）において、用いることができる溶媒としては
、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシ
レンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと
水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコー
ルジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いるこ
とができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンと
エタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
以上のようにして、本実施の形態におけるベンゾオキサゾール誘導体を合成することがで
きる。
本実施の形態におけるベンゾオキサゾール誘導体はバンドギャップが非常に大きいことか
ら色純度の良好な発光を得ることが可能である。また、本実施の形態のベンゾオキサゾー
ル誘導体は、ホール輸送性及び電子輸送性を有するバイポーラ材料であり、かつバンドギ
ャップが広い。
また、本実施の形態のベンゾオキサゾール誘導体は、電子輸送性を有するベンゾオキサゾ
ール骨格とホール輸送性を有する骨格とを、共役が広がりにくいねじれたクアテルフェニ
レン骨格を介して結合することで、高い三重項励起エネルギーを維持したまま分子量を大
きくすることができるため、電気化学的安定性及び熱的安定性の高いベンゾオキサゾール
誘導体とすることが可能である。よって、本実施の形態のベンゾオキサゾール誘導体を用
いることで発光素子の信頼性を向上させることができる。
本実施の形態におけるベンゾオキサゾール誘導体は、単独で発光中心材料として発光層に
用いることのできる他、ホスト材料として用いることもでき、本実施の形態のベンゾオキ
サゾール誘導体に発光物質となるドーパント材料を分散させた構成とすることで、ドーパ
ント材料からの色純度のよい発光を効率よく得ることができる。
また、本実施の形態におけるベンゾオキサゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有
する材料（ホスト材料）に、本実施の形態におけるベンゾオキサゾール誘導体をドーパン
ト材料として分散させてなる発光層に用いることもでき、本実施の形態におけるベンゾオ
キサゾール誘導体からの発光を得ることができる。
本実施の形態のベンゾオキサゾール誘導体は、キャリア輸送材料として発光素子の機能層
に用いることができる。例えば、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、又は電子注
入層として用いることができる。本明細書では、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸
送性の高い物質からなる層をキャリアの注入、輸送などに機能する、機能層ともよぶ。
本実施の形態のベンゾオキサゾール誘導体を、発光素子に用いることにより、高効率、高
信頼性及び長寿命の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、実施の形態１で示す本発明の一態様である有機半導体材料の一例とし
て、一般式（Ｇ１）で示した構造を有するオキサジアゾール誘導体について説明する。
本実施の形態のオキサジアゾール誘導体は、一般式（ＯＸＤ１）で表されるオキサジアゾ
ール誘導体である。
式中、Ａｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３は、炭素数６〜１３の置換または無置換のアリー
ル基を表す。また、Ａｒ１１とαの炭素、又は、Ａｒ１１とＡｒ１２は、それぞれ互いに
直接結合していてもよく、あるいは、酸素、硫黄、又は窒素のいずれかを介して結合して
いてもよい。
また、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体は、一般式（ＯＸＤ２）で表されるオキサ
ジアゾール誘導体であるのが好ましい。
式中、Ｒ３１〜Ｒ４０は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１３の無置
換のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ１３は、炭素数６〜１３の置換又は無置換のアリ
ール基を表す。また、Ｒ３１と結合したベンゼン環上の炭素とαの炭素、又は、Ｒ３５と
結合したベンゼン環上の炭素とＲ４０と結合したベンゼン環上の炭素は、それぞれ互いに
直接結合してカルバゾール骨格を形成していてもよい。
一般式（ＯＸＤ１）及び一般式（ＯＸＤ２）において、Ａｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３
で表される置換基としては、例えば、構造式（１５−１）〜（１５−１６）で表される置
換基が挙げられる。Ａｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３に結合する置換基としては、炭素数
１〜４のアルキル基または無置換の炭素数６〜１３のアリール基が挙げられる。具体的に
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基またはフルオ
レニル基等が挙げられる。また、アリール基が有する置換基は１つであっても複数であっ
てもよく、アリール基が２つの置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形
成していてもよい。環構造としてはスピロ環を含むものとする。
なお、一般式（ＯＸＤ２）において、Ａｒ１３は、構造式（１５−４）〜（１５−８）及
び（１５−１２）〜（１５−１５）で示すように、炭素数１〜４のアルキル基または無置
換の炭素数６〜１０の置換基を有する、フェニル基又はナフチル基であるのが好ましく、
構造式（１５−１）、（１５−４）、（１５−５）で示すように、無置換のフェニル基又
はナフチル基であるのがより好ましい。
また、一般式（ＯＸＤ２）において、Ｒ３１〜Ｒ４０で表される置換基としては、例えば
構造式（１２−１）〜（１２−２５）で表される置換基が挙げられる。
本実施の形態のオキサジアゾール誘導体の具体例としては、例えば、構造式（４２１）〜
（５３３）に示されるオキサジアゾール誘導体を挙げることができる。ただし、本実施の
形態はこれらに限定されない。
一般式（ＯＸＤ１）で表されるオキサジアゾール誘導体は、以下において合成スキーム（
１１）乃至（１４）で表される合成方法によって合成することができる。以下、本実施の
形態のオキサジアゾール誘導体の合成方法の一例について説明する。
はじめに、ハロゲン化オキサジアゾール誘導体（化合物５）を合成する。合成スキーム（
１１）を以下に示す。
合成スキーム（１１）においては、ハロゲン化アリール誘導体（化合物１）とヒドラジン
とを反応させることにより、ハロゲン化アリールヒドラジド（化合物２）を合成する。な
お、合成スキーム（１１）において、ヒドラジンは水和物であってもよい。次に、ハロゲ
ン化アリールヒドラジド（化合物２）とアリールカルボン酸ハライド（化合物３）とを反
応させることにより、ジアシルヒドラジン誘導体（化合物４）を得る。さらに、ジアシル
ヒドラジン誘導体（化合物４）を脱水剤により脱水閉環させて、１，３，４−オキサジア
ゾール環を形成させることにより、ハロゲン化オキサジアゾール誘導体（化合物５）を得
ることができる。なお、合成スキーム（１１）中において、Ｒは炭素数１〜４のアルコシ
キ基、又はハロゲンを表す。またＡｒ１３は、炭素数６〜１０のアリール基を表す。また
、Ｘ１およびＸ２はハロゲン基を表す。Ｘ１はブロモ基またはヨード基であるのが好まし
く、Ｘ２はクロロ基であるのが好ましい。
なお、脱水剤としては、塩化ホスホリルや塩化チオニル等を用いることができる。
また、ハロゲン化オキサジアゾール誘導体（化合物５）を合成する手法は上記合成スキー
ム（１１）に限定されることはなく、他の公知の手法を用いることができる。
次いで、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体における電子受容ユニットを合成する。
具体的には、化合物７で表されるハロゲン化したオキサジアゾール化合物を合成する。合
成スキーム（１２−ａ）を以下に示す。
ハロゲン化したオキサジアゾール化合物（化合物５）とアリールボロン酸又はその誘導体
（化合物６）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングし、ハロ
ゲン化したオキサジアゾール化合物（化合物７）を得ることができる。
合成スキーム（１２−ａ）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、
ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素又は塩素が挙げられる。また、Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ同
じであっても異なっていても良い。また合成スキーム（１２−ａ）において、Ｒ９０は、
水素、又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、Ｒ９１は、水素又は炭素数１〜６のアルキ
ル基を表す。また、Ｒ９０とＲ９１は互いに結合して環を形成していてもよい。
合成スキーム（１２−ａ）において用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パ
ラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げら
れる。合成スキーム（１２−ａ）において用いることができるパラジウム触媒の配位子と
しては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロ
ヘキシルホスフィン等が挙げられる。合成スキーム（１２−ａ）において用いることがで
きる塩基としては、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
の無機塩基等が挙げられる。
合成スキーム（１２−ａ）において用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混
合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒
、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベン
ゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル
等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンと
エタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
なお、化合物７で表されるハロゲン化したオキサジアゾール化合物の合成法は、合成スキ
ーム（１２−ａ）に示した合成法に限られない。例えば、以下に示す合成スキーム（１２
−ｂ）の合成方法によって合成してもよい。
ボロン酸またはその誘導体（化合物８）とジハロゲン化アリール（化合物９）とを、パラ
ジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングし、ハロゲン化したオキサジアゾ
ール化合物（化合物７）を得ることができる。
合成スキーム（１２−ｂ）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、
ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、又は塩素が挙げられる。また、Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ
同じであっても異なっていても良い。またＲ９２は、水素、又は炭素数１〜６のアルキル
基を表し、Ｒ９３は、水素又は炭素数１〜６のアルキル基を表す。また、Ｒ９２とＲ９３
は互いに結合して環を形成していてもよい。
合成スキーム（１２−ｂ）において用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パ
ラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げら
れる。合成スキーム（１２−ｂ）において用いることができるパラジウム触媒の配位子と
しては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロ
ヘキシルホスフィン等が挙げられる。合成スキーム（１２−ｂ）において用いることがで
きる塩基としては、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
の無機塩基等が挙げられる。
合成スキーム（１２−ｂ）において用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混
合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒
、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベン
ゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル
等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。また、トルエンと水、又はトルエンと
エタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
次いで、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体におけるホール受容ユニットを合成する
。合成スキーム（１３−１）及び（１３−２）を以下に示す。
３級アリールアミン化合物のボロン酸またはその誘導体（化合物１０）とジハロゲン化ア
リール（化合物９）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングす
ることで、ハロゲン化アリールアミン化合物（化合物１１）を合成する（合成スキーム（
１３−１））。
合成スキーム（１３−１）において、Ｘ１、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、
ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、又は塩素が挙げられる。また、Ｘ１、Ｘ２はそれぞれ
同じであっても異なっていても良い。またＡｒ１１、Ａｒ１２は、炭素数６〜１３の置換
または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ９４及びＲ９５は水素、あるいは炭素数１〜
６のアルキル基を表す。
合成スキーム（１３−１）において用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パ
ラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げら
れる。合成スキーム（１３−１）において用いることができるパラジウム触媒の配位子と
しては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロ
ヘキシルホスフィン等が挙げられる。
合成スキーム（１３−１）において用いることができる塩基としては、ナトリウム ｔｅ
ｒｔ−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が挙げられる。合成スキ
ーム（１３−１）において用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、
トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレ
ンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエ
タノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエー
テル類と水の混合溶媒などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンとエタノー
ルと水の混合溶媒がより好ましい。
次いで、ハロゲン化アリールアミン化合物（化合物１１）をアルキルリチウム試薬とホウ
酸エステルを用いてボロン酸へ変換することにより、３級アミンボロン酸（化合物１２）
を得ることができる（合成スキーム（１３−２））。
合成スキーム（１３−２）においてＲ１００は炭素数１〜６のアルキル基を表す。Ｒ９６
は炭素数１〜６のアルキル基を表す。化合物１２のホウ酸骨格をエチレングリコールやピ
ナコールで保護してもよい。
合成スキーム（１３−２）において、アルキルリチウム試薬としてはｎ−ブチルリチウム
、メチルリチウム等を用いることができる。また、ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリメ
チル、ホウ酸イソプロピルなどを用いることができる。
次いで、化合物７と化合物１２をカップリングさせて、一般式（ＯＸＤ１）で表される本
実施の形態のオキサジアゾール誘導体を合成する。合成スキーム（１４）を以下に示す。
ハロゲン化したオキサジアゾール化合物（化合物７）と３級アリールアミンボロン酸（化
合物１２）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで
、一般式（ＯＸＤ１）で表される本実施の形態のオキサジアゾール誘導体を得ることがで
きる。
合成スキーム（１４）において、Ｘ２はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲンと
しては、ヨウ素、臭素または塩素が挙げられる。またＡｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３は
、炭素数６〜１３の置換または無置換のアリール基を表す。
合成スキーム（１４）において用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジ
ウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる
。合成スキーム（１４）において用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、
トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシル
ホスフィン等が挙げられる。合成スキーム（１４）において用いることができる塩基とし
ては、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
が挙げられる。
合成スキーム（１４）において用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶
媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キ
シレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼン
とエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等の
エーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンとエタ
ノールと水の混合溶媒がより好ましい。また、化合物１２の代わりに、化合物１２のホウ
酸骨格をアルキル基で保護した構造の化合物を用いてもよい。
以上によって、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体を合成することができる。
本実施の形態のオキサジアゾール誘導体は励起エネルギーが高く、電子輸送性とホール輸
送性を有する。よって、発光素子に好適に用いることができる。特に、発光素子が効率良
く発光するためには注入される電子とホールのバランスが重要であるため、本実施の形態
のオキサジアゾール誘導体を発光層に用いることが好ましい。また、本実施の形態のオキ
サジアゾール誘導体は、三重項励起エネルギーが大きいため、燐光を発光する物質ととも
に発光層に用いることができる。
また、一重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）は三重項励
起エネルギーよりも大きいため、大きな三重項励起エネルギーを有する物質は大きな一重
項励起エネルギーをも有する。したがって、三重項励起エネルギーの大きい本実施の形態
のオキサジアゾール誘導体は蛍光を発光する物質とともに発光層に用いた場合においても
有益である。
また、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体は、電子輸送性を有するオキサジアゾール
骨格とホール輸送性を有する骨格とを、共役が広がりにくいねじれたクアテルフェニレン
骨格を介して結合することで、高い三重項励起エネルギーを維持したまま分子量を大きく
することができるため、電気化学的安定性及び熱的安定性の高いオキサジアゾール誘導体
とすることが可能である。よって、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体を用いること
で発光素子の信頼性を向上させることができる。
また、本実施の形態のオキサジアゾール誘導体は、キャリアを輸送することができるため
、発光素子において、キャリア輸送層として用いることができる。特に、本実施の形態の
オキサジアゾール誘導体は、大きい三重項エネルギーを有するため、発光層と接する層に
用いても発光層からのエネルギー移動が生じにくく、高い発光効率を実現することができ
る。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料を用いた発光素子の一
態様について、図１および図２を用いて説明する。
本実施の形態の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極か
ら離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの
再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からな
る層を組み合わせて積層されたものである。
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第２の電極１０４と、第１の電極１
０２と第２の電極との間に設けられたＥＬ層とから構成されている。なお、本形態では第
１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４は陰極として機能するものとして
、以下、説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電位が高
くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、発光が得
られるものとして、以下説明をする。
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、
またはプラスチック、金属などを用いることができる。なお、発光素子の支持体として機
能するものであれば、これら以外のものでもよい。なお、発光素子からの発光を、基板を
通して外部へ取り出す場合には、基板１０１は透光性を有する基板であることが好ましい
。
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上であることが
好ましい）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好まし
い。例えば、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（ＩＺＯ：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（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、
通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して、インクジェット法、ス
ピンコート法などにより作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺ
Ｏ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてス
パッタリング法により形成することができる。また、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（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５
〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法
により形成することができる。この他、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（Ｃ
ｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）、または金属材料の窒化物（例
えば、窒化チタン）等が挙げられる。
また、第１の電極１０２と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には
、第１の電極１０２として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、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。例えば、アルミニウム（Ａｌ
）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉなど）等を用いることができる。ま
た、仕事関数の小さい材料である、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、およびマグネシウム（Ｍｇ
）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、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等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ
土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、
アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成すること
も可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能
である。
本実施の形態で示すＥＬ層１０３は、ホール注入層１１１、ホール輸送層１１２、発光層
１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５を有している。なお、ＥＬ層１０３は、少
なくとも発光層を有していればよく、その他の層の積層構造については特に限定されない
。すなわち、ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高
い物質またはホール輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、ホール注入性の高い物質
、バイポーラ性（電子及びホールの輸送性の高い物質）の物質、発光性の高い物質等を含
む層と、実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料とを適宜組み合わせて構成すればよ
い。例えば、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組
み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
ホール注入層１１１は、ホール注入性の高い物質を含む層である。ホール注入性の高い物
質としては、酸化モリブデンや酸化バナジウム、酸化ルテニウム、酸化タングステン、酸
化マンガン等を用いることができる。この他、低分子の有機化合物としては、フタロシア
ニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタ
ロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、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−（４−ジフェニルアミノフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ
’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ
）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノ
フェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、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）等の芳香族アミン化合物等が挙げられる。
また、ホール注入層１１１として、ホール輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有
させた複合材料を用いることができる。なお、ホール輸送性の高い物質にアクセプター性
物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料
を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく
、仕事関数の小さい材料を用いることができる。これらの複合材料は、ホール輸送性の高
い物質とアクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の
材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香
族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、ホール輸送性の
高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上のホール
移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりもホール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。以下では、複合材料に用いることのできる
有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＤＡＴＡ
、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ
１、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）、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）等の芳香族アミ
ン化合物や、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）、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：Ｃｚ
ＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラ
フェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体や、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２
−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０
−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）ア
ントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニル
フェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アン
トラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）
、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４
−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１
−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−
（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−
ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−
ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９
’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアント
リル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，
９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１
１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２
，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２
，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等の芳香族炭化
水素化合物を挙げることができる。
また、アクセプター性物質としては、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：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や、
遷移金属酸化物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。
また、ホール注入層１１１としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマ
ー等）を用いることができる。例えば、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
の高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポ
リ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスル
ホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物
と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、ホール注入層１１１として
用いてもよい。
ホール輸送層１１２は、ホール輸送性の高い物質を含む層である。ホール輸送性の高い物
質としては、低分子の有機化合物としては、ＮＰＢ（またはα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、４，
４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビ
フェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、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）、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：ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル
］−Ｎ−フェニル−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＹＧＡＳＦ）
、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル−Ｎ，Ｎ’−ジフェ
ニルビフェニル−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡＢＰ）、４−（９Ｈ−カルバゾール
−９−イル）−２’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｏ−ＹＧＡ１ＢＰ）、４−（
９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−３’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍ−ＹＧ
Ａ１ＢＰ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−フェニルトリフェニルアミ
ン（略称：ｐ−ＹＧＡ１ＢＰ）、１，３，５−トリ（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称
：ＴＣｚＢ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略
称：ＴＣＴＡ）などの芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、
主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上のホール移動度を有する物質である。但し、電子よりもホ
ール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。なお、ホール輸送
性の高い物質を含む層は、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。
また、上述したホール輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料をホ
ール輸送層１１２として用いても良い。
また、ホール輸送層１１２として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰ
Ｄなどの高分子化合物を用いることもできる。
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層であり、種々の材料を用いることができる。
例えば、発光性の高い物質としては、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光
性化合物を用いることができる。また、発光性の高い物質は、一種だけでなく複数種用い
てもよい。
発光層に用いることのできる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、
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）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、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）ピコリナ
ート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、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（ＣＦ３ｐ
ｐｙ）２（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）などが
挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ
２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）２
（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（
ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、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）
２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、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）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニ
ルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ
−ＰＦ−ｐｈ）２（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）２（ａｃａｃ））など
が挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，
Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナ
ト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（
ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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）２（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）
２（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）２（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）等の有機金属錯体が挙げられる。また、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（ａｃ
ａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、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）３（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）３（Ｐｈｅｎ））等の希
土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため
、燐光性化合物として用いることができる。
発光層に用いることのできる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、
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）
などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、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：２ＰＣＡ
ＰＡ）、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）、Ｎ−［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）などが挙げられる。また、黄色
系の発光材料として、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）などが挙げられる。また、赤色系の発
光材料として、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）、７，１３−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）などが挙げられる。
なお、発光層としては、上述した発光性の高い物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材
料）に分散させた構成としてもよい。発光性の物質を分散させるための物質（ホスト材料
）としては、各種のものを用いることができ、発光性の高い物質（ゲスト材料）よりも最
低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が低い物質
を用いることが好ましい。なお、本明細書中において、ＨＯＭＯ準位又はＬＵＭＯ準位が
高いとは、そのエネルギーレベルが大きいことを意味し、ＨＯＭＯ準位又はＬＵＭＯ準位
が低いとは、そのエネルギーレベルが小さいことを意味する。例えば、−５．５ｅＶのＨ
ＯＭＯ準位を有する物質Ａは、−５．２ｅＶのＨＯＭＯ準位を有する物質ＢよりＨＯＭＯ
準位が０．３ｅＶ低く、−５．７ｅＶのＨＯＭＯ準位を有する物質ＣよりＨＯＭＯ準位が
０．２ｅＶ高いと言うことができる。
実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料は、広いバンドギャップを有し、バイポーラ
性であるため、ホスト材料として好適である。実施の形態１乃至３で示した有機半導体材
料は、広いバンドギャップを有するため、短波長の発光を示すゲスト材料を用いた場合で
あっても効率よくゲスト材料からの発光を得ることができる。また、発光素子の駆動電圧
を低減することができる。
また、実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料は、大きい三重項励起エネルギーを有
するため、ゲスト材料として燐光性化合物を用いた場合であっても効率よくゲスト材料か
らの発光を得ることができる。特に、短波長の発光を示す燐光性化合物を用いた場合に顕
著な効果が得られる。
ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の
結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、発光性の物質へのエネルギー移動
をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
発光性の高い物質（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成とすること
により、発光層１１３の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質（ゲス
ト材料）の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、低分子の有機化合
物として、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：Ａｌｍｑ３）、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：ＢｅＢｑ２
）、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
）などの金属錯体を用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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：ＴＡＺ０１）、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）などの複素環化合物も用いるこ
とができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する
物質である。なお、ホール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
子輸送層として用いても構わない。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。
また、電子輸送層１１４として、高分子化合物を用いることができる。例えば、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）などを
用いることができる。
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入性の高い物質とし
ては、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セ
シウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ
土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質か
らなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、
例えばＡｌｑからなる層中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることがで
きる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又
はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０４からの電子
注入が効率良く行われるためより好ましい。
第２の電極１０４を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以
下であることが好ましい）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。このような陰極材料の具体例としては、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、
およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカ
リ土類金属、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等が挙げられる。アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成すること
ができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法に
より形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などに塗布し
て第２の電極１０４を形成することも可能である。
また、第２の電極１０４と電子輸送層１１４との間に、電子注入を促す機能を有する層で
ある電子注入層１１５を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、Ｉ
ＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を
第２の電極１０４として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法や
インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
なお、実施の形態１で示した有機半導体材料は青色発光を示すため、発光性の高い物質と
して、発光層に用いることもできる。例えば、実施の形態３で示したオキサジアゾール誘
導体は、紫色〜青色の発光を示し、発光性の高い物質として発光素子に好適に用いること
ができる。また、実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料はバイポーラ性であるため
、発光層以外の層（例えば、ホール輸送層、電子輸送層など）に用いることもできる。ま
た、実施の形態１乃至３で示した有機半導体材料は広いバンドギャップを有するため、電
子ブロック層やホールブロック層として用いることもできる。また、実施の形態１乃至３
で示した有機半導体材料は大きい三重項励起エネルギーを有するため、エキシトンブロッ
ク層として用いることもできる。
ＥＬ層の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる
。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
例えば、高分子化合物を用いて湿式法でＥＬ層を形成してもよい。または、低分子の有機
化合物を用いて湿式法で形成することもできる。また、低分子の有機化合物を用いて真空
蒸着法などの乾式法を用いてＥＬ層を形成してもよい。
また、電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペ
ーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾
式法を用いて形成しても良い。
例えば、本実施の形態の発光素子を表示装置に適用し、大型基板を用いて作製する場合に
は、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層を、インクジェット法を用い
て形成することにより、大型基板を用いても発光層の塗り分けが容易となる。
以上のような構成を有する本実施の形態の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１
０４との間に電位差を与えることにより電流が流れ、ＥＬ層１０３においてホールと電子
とが再結合し、発光するものである。
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４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１０２または第２の電極１０４のいずれか一方ま
たは両方は、透光性を有する電極である。例えば、第１の電極１０２のみが透光性を有す
る電極である場合、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出される。また、第
２の電極１０４のみが透光性を有する電極である場合、発光は第２の電極１０４を通って
基板と逆側から取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０４がいずれも透光
性を有する電極である場合、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、
基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
なお、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられる層の構成は、上記のもの
には限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、
第１の電極１０２および第２の電極１０４から離れた部位にホールと電子とが再結合する
発光領域を設けた構成であり、実施の形態１で示した有機半導体材料を有する構成であれ
ば、上記以外のものでもよい。
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質またはホール輸
送性の高い物質、電子注入性の高い物質、ホール注入性の高い物質、バイポーラ性（電子
及びホールの輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、実施の形態１乃至３で示した有
機半導体材料を適宜組み合わせて構成すればよい。
例えば、図２に示すように、基板１０１上に、陰極として機能する第２の電極１０４、Ｅ
Ｌ層１０３、陽極として機能する第１の電極１０２とが順に積層された構成としてもよい
。図２では、第２の電極１０４上に、電子注入層１１５、電子輸送層１１４、発光層１１
３、ホール輸送層１１２、ホール注入層１１１が順に積層された構成となっている。
なお、本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を
作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリク
ス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板
上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極
上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御する
アクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定され
ない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に
形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若
しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるものであってもよい
。また、ＴＦＴ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ない。非晶質半導
体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。また、単結晶半導体膜を用いて
もよい。単結晶半導体膜は、スマートカット法などを用いて作製することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態は、本発明の一態様に係る発光ユニットを複数積層した構成の発光素子（以
下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第
１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各
発光ユニットの構成としては、上記実施の形態４で示した構成と同様な構成を用いること
ができる。つまり、実施の形態４で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光
素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する
。
図３において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５
１１と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の発光ユニット５１１と第２の
発光ユニット５１２との間には、電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１
と第２の電極５０２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、第１の
発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２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で示した構成と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一
方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットにホールを注入する層で
あり、単層でも複数の層を積層した構成であってもよい。複数の層を積層した構成として
は、ホールを注入する層と電子を注入する層とを積層する構成であることが好ましい。
ホールを注入する層としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ル
テニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。あるいは、ホール輸送性の高い物質
に、アクセプター物質が添加された構成であってもよい。ホール輸送性の高い物質とアク
セプター性物質を含む層は、実施の形態４で示した複合材料であり、アクセプター物質と
して、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：Ｆ４−ＴＣＮＱ）や、酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金
属酸化物を含む。ホール輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール
誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー）など、
種々の化合物を用いることができる。なお、ホール輸送性の高い物質としては、ホール移
動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子より
もホール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。ホール輸送性
の高い物質とアクセプター性物質を含む複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に
優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
電子を注入する層としては、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体や
半導体を用いることができる。あるいは、電子輸送性の高い物質に、ドナー性物質が添加
された構成であってもよい。ドナー性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金
属または希土類金属または元素周期表における第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ドナー性物質として用いてもよい。電子輸送性の高い物質として
は、実施の形態４で示した材料を用いることができる。なお、電子輸送性の高い物質とし
ては、電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但
し、ホールよりも電子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。
電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを有する複合材料は、キャリア注入性、キャリア
輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
また、電荷発生層５１３として、実施の形態４で示した電極材料を用いることもできる。
例えば、ホール輸送性の高い物質と金属酸化物を含む層と透明導電膜とを組み合わせて形
成しても良い。なお、光取り出し効率の点から、電荷発生層は透光性の高い層とすること
が好ましい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷
発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の
側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットにホールを注入するものであ
れば良い。例えば、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧
を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２
の発光ユニット５１２にホールを注入するものであればいかなる構成でもよい。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、
３つ以上の発光ユニットを積層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発光ユニットを電荷発
生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能
であるため、長寿命素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装
置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニット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つの発光ユニットを有する発光素子に
おいて、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニット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を混合すると、白色発光を得ることができる。また、
３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニッ
トの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニッ
ト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。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態で示した本発明の一態様の発光素子を有する発光装
置について説明する。
本実施の形態では、画素部に本発明の一態様の発光素子を有する発光装置について図４を
用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）
をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、画素部６０２に設
置された発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆
動回路）６０１、、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４
は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７に
なっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリ
ントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等
を受け取る。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４（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０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、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と
、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はＮチャネル型ＴＦＴ６２３とＰチャネル型ＴＦＴ６２４
とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、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、本実施の形態では、画素部
が形成された基板と同一基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしも
その必要はなく、駆動回路を、画素部が形成された基板と同一基板上ではなく、外部に形
成することもできる。
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのド
レインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。な
お、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４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、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４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。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アク
リルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（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６１４として、光の照射によってエッチ
ャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポ
ジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されて
いる。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝
導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極を陽極として用い
る場合には、その中でも、仕事関数の大きい（好ましくは仕事関数４．０ｅＶ以上）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好ましい。例えば
、珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ膜、酸化インジウム−酸化亜鉛膜、窒化チタ
ン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアル
ミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒
化チタン膜との３層構造等の積層膜を用いることができる。なお、積層構造とすると、配
線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させ
ることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法
等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１乃至３で示した有機
半導体材料を有している。また、ＥＬ層６１６を構成する材料としては、低分子化合物、
または高分子化合物、オリゴマー、デンドリマーのいずれを用いてもよい。また、ＥＬ層
に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合
物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合に
は、その中でも、仕事関数の小さい（好ましくは仕事関数３．８ｅＶ以下）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好ましい。例えば、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、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙
げられる。なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第２の電極６１７を透過させる場合には、第
２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化
スズ（ＩＴＯ）、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（ＩＺＯ）、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
（ＩＷＺＯ）等）との積層膜を用いることも可能である。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素
子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子
６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており
、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６０５が充填される
場合もある。
なお、シール材６０５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６０４に
用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｅｄ 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、実施の形態４または５の発光素子を有する発光装置を得ることができ
る。
本実施の形態の発光装置は、実施の形態４または５で示した発光素子を有する。実施の形
態４または５で示した発光素子は高い発光効率を有し、駆動電圧が低い。そのため、高輝
度での発光が可能な発光装置を得ることができる。また、消費電力の低い発光装置を得る
ことができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアク
ティブマトリクス型の発光装置について説明したが、パッシブマトリクス型の発光装置で
あってもよい。図５には本発明の一態様を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光
装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ
−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５
６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われ
ている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側
壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくよ
うな傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶
縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層
９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このよう
に、隔壁層９５４を設けることで、陰極をパターニングすることができる。また、パッシ
ブマトリクス型の発光装置においても、発光効率の高く、駆動電圧が低い本発明の一態様
に係る発光素子を含むことによって、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態６に示す発光装置をその一部に含む本発明の一態様の電子
機器について説明する。本発明の一態様の電子機器は、実施の形態４または５で示した発
光素子を有し、低消費電力の表示部を有する。
本発明の一態様の発光装置を用いて作製された電子機器として、ビデオカメラ、デジタル
カメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（
カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モ
バイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた
画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等
の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。
これらの電子機器の具体例を図６に示す。
図６（Ａ）は本実施の形態に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表
示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装
置において、表示部９１０３は、上記実施の形態で説明したものと同様の発光素子をマト
リクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低い
という特徴を有している。また、駆動電圧が低いという特徴を有する。その発光素子で構
成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は低消費電力化が図
られている。このような特徴により、テレビ装置において、電源回路を大幅に削減、若し
くは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ること
が可能である。本実施の形態に係るテレビ装置は、低消費電力及び小型軽量化が図られて
いるので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
図６（Ｂ）は本実施の形態に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表
示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス
９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、上記実施の形態で説
明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は
、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、駆動電圧が低いとい
う特徴を有する。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、
このコンピュータは低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータ
において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や
筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係るコンピュータは
、低消費電力及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することが
できる。
図６（Ｃ）は本実施の形態に係るカメラであり、本体９３０１、表示部９３０２、筐体９
３０３、外部接続ポート９３０４、リモコン受信部９３０５、受像部９３０６、バッテリ
ー９３０７、音声入力部９３０８、操作キー９３０９、接眼部９３１０等を含む。このカ
メラにおいて、表示部９３０２は、上記実施の形態で説明したものと同様の発光素子をマ
トリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低
いという特徴を有している。また、駆動電圧が低いという特徴を有する。その発光素子で
構成される表示部９３０２も同様の特徴を有するため、このカメラは低消費電力化が図ら
れている。このような特徴により、カメラにおいて、電源回路を大幅に削減、若しくは縮
小することができるので、本体９３０１の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の
形態に係るカメラは、低消費電力及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品
を提供することができる。
図６（Ｄ）に示す本発明に係る電子ペーパーは、可撓性を有しており、本体９６６０、画
像を表示する表示部９６６１、ドライバＩＣ９６６２、受信装置９６６３、フィルムバッ
テリー９６６４などを含んでいる。ドライバＩＣや受信装置などは半導体部品を用い実装
しても良い。本発明の電子機器は本体９６６０を構成する材料をプラスチックやフィルム
など可撓性を有する材料で形成する。この電子ペーパーにおいて、表示部９６６１は、実
施の形態１乃至実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して
構成されている。当該発光素子は、長寿命であり消費電力が低いという特徴を有している
。その発光素子で構成される表示部９６６１も同様の特徴を有するため、この電子ペーパ
ーは信頼性が高く、低消費電力化が図られている。
図６（Ｅ）は本実施の形態に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部
９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポー
ト９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実
施の形態２で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
当該発光素子は、発光効率が高く、消費電力が低いという特徴を有している。また、駆動
電圧が低いという特徴を有する。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴
を有するため、この携帯電話は低消費電力化が図られている。このような特徴により、携
帯電話において、電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４
０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本実施の形態に係る携帯電話
は、低消費電力及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することが
できる。
図１２には、図６（Ｅ）とは異なる構成の携帯電話の一例を示す。図１２（Ａ）が正面図
、図１２（Ｂ）が背面図、図１２（Ｃ）が展開図である。図１２に示す携帯電話は、電話
と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも様
々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。
図１２に示す携帯電話は、筐体１００１及び１００２二つの筐体で構成されている。筐体
１００１には、表示部１１０１、スピーカー１１０２、マイクロフォン１１０３、操作キ
ー１１０４、ポインティングデバイス１１０５、カメラ用レンズ１１０６、外部接続端子
１１０７、イヤホン端子１００８等を備え、筐体１００２には、キーボード１２０１、外
部メモリスロット１２０２、カメラ用レンズ１２０３、ライト１２０４等を備えている。
また、アンテナは筐体１００１内部に内蔵されている。
また、上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。
表示部１１０１には、上記実施の形態で示した発光装置を組み込むことが可能であり、使
用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部１１０１と同一面上にカメラ用レンズ
１１０６を備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部１１０１をファイン
ダーとしカメラ用レンズ１２０３及びライト１２０４で静止画及び動画の撮影が可能であ
る。スピーカー１１０２及びマイクロフォン１１０３は音声通話に限らず、テレビ電話、
録音、再生等が可能である。操作キー１１０４では、電話の発着信、電子メール等の簡単
な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。更に、重なり合った筐体
１００１と筐体１００２（図１２（Ａ））は、スライドし図１２（Ｃ）のように展開し、
携帯情報端末として使用できる。この場合、キーボード１２０１、ポインティングデバイ
ス１１０５を用い円滑な操作が可能である。外部接続端子１１０７はＡＣアダプタ及びＵ
ＳＢケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びコンピュータ等とのデータ通
信が可能である。また、外部メモリスロット１２０２に記録媒体を挿入しより大量のデー
タ保存及び移動に対応できる。
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えたものであってもよ
い。
図７は音響再生装置、具体例としてカーオーディオであり、本体７０１、表示部７０２、
操作スイッチ７０３、７０４を含む。表示部７０２は上記実施の形態の発光装置（パッシ
ブマトリクス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表
示部７０２はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一
態様に係る発光素子を用いることにより、車両用電源（１２〜４２Ｖ）を使って、低消費
電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。また、本実施の形態では車載
用オーディオを示すが、携帯型や家庭用のオーディオ装置に用いても良い。
図８は、音響再生装置の一例としてデジタルプレーヤーを示している。図８に示すデジタ
ルプレーヤーは、本体７１０、表示部７１１、メモリ部７１２、操作部７１３、イヤホン
７１４等を含んでいる。なお、イヤホン７１４の代わりにヘッドホンや無線式イヤホンを
用いることができる。表示部７１１として、上記実施の形態の発光装置（パッシブマトリ
クス型またはアクティブマトリクス型）で実現することができる。また、この表示部７１
１はセグメント方式の発光装置で形成しても良い。いずれにしても、本発明の一態様に係
る発光素子を用いることにより、二次電池（ニッケル−水素電池など）を使っても表示が
可能であり、低消費電力化を図りつつ、明るい表示部を構成することができる。メモリ部
７１２は、ハードディスクや不揮発性メモリを用いている。例えば、記録容量が２０〜２
００ギガバイト（ＧＢ）のＮＡＮＤ型不揮発性メモリを用い、操作部７１３を操作するこ
とにより、映像や音声（音楽）を記録、再生することができる。なお、表示部７０２及び
表示部７１１は黒色の背景に白色の文字を表示することで消費電力を抑えられる。これは
携帯型のオーディオ装置において特に有効である。
以上の様に、本発明の一態様を適用して作製した発光装置の適用範囲は極めて広く、この
発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様を適用
することにより、低消費電力の表示部を有する電子機器を作製することが可能となる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しており、照
明装置として用いることもできる。本発明の一態様を適用した発光装置は、高輝度の発光
が可能であり照明装置として好適である。本発明の一態様を適用した発光素子を照明装置
として用いる一態様を、図９を用いて説明する。
図９には、本発明の一態様の係る発光装置を用いた照明装置として用いた電子機器の一例
として、本発明の一態様を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置を
示す。図９に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、
筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バッ
クライト９０３は、本発明の一態様を適用した発光装置が用いられおり、端子９０６によ
り、電流が供給されている。
本発明の一態様に係る発光装置は薄型で低消費電力であるため、本発明の一態様に係る発
光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、表示装置の薄型化、低消
費電力化も可能となる。また、本発明の一態様に係る発光装置は、面発光の照明装置であ
り大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大
面積化も可能になる。
図１０は、本発明の一態様に係る発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた
例である。図１０に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２
００２として、本発明の一態様に係る発光装置が用いられている。本発明の一態様の発光
装置は低消費電力化されているため、電気スタンドも消費電力が低い。
図１１は、本発明の一態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた
例である。本発明の一態様に係る発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装
置として用いることができる。また、本発明の一態様に係る発光装置は、低消費電力であ
るため、低消費電力の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明の一
態様を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図６（Ａ）で
説明したような、本発明の一態様に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を
鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、環境への負荷
を低減することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機半導体材料における電子受容ユニットおよびホ
ール受容ユニットの一例について説明する。
本発明の一態様に係る有機半導体材料の電子受容ユニットおよびホール受容ユニットは、
実施の形態１でも述べたように、置換基の状態で電子親和力やイオン化ポテンシャルを評
価することは困難である。そのため、各ユニットの電子親和力およびイオン化ポテンシャ
ルを一般式（Ｇ１）で表される有機半導体材料における部分構造ａに相当する一般式（Ｇ
２Ａ）で表される化合物を用いて評価した。また、ホール受容ユニットは、一般式（Ｇ１
）で表される有機半導体材料における部分構造ｂに相当する一般式（Ｇ２Ｂ）で表される
化合物を用いて評価した。
本実施例では、部分構造ａに相当する一般式（Ｇ２Ａ）で表される化合物として、２，５
−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−フェニルベンゾオキサゾールを用い
、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって電子親和力およびイオン化ポテンシ
ャルを算出した。本実施例で測定した２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾー
ル、２−フェニルベンゾオキサゾールの構造式を以下に示す。
本実施例では、部分構造ｂに相当する一般式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物として、９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール、トリフェニルアミンを用い、サイクリックボルタンメトリ
（ＣＶ）測定によって電子親和力およびイオン化ポテンシャルを算出した。本実施例で測
定した９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、トリフェニルアミンの構造式を以下に示す。
ＣＶ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または６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチル
ホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０
５−６）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−Ｂｕ
４ＮＣｌＯ４）（（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、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２
５℃）で行った。また、ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。
（参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーの算出）
まず、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）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した。
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．１
２４， 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［ｖ
ｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］であった。したがって、本実施例で用いる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、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、−４．４４−０．５０＝−４．９４［ｅＶ］であると算出できた
。
＜測定例１：２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール＞
まず、本測定例で、ＣＶ測定からのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力の算出につい
て詳述する。
また、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールの酸化反応特性のＣＶ測定結
果を図１３に示す。なお、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−
０．１４Ｖから１．５０Ｖまで走査した後、１．５０Ｖから−０．１４Ｖまで走査した。
図１３に示すように、酸化反応特性の測定において、少なくとも１．２０Ｖ程度まで酸化
を示すピークは現れていない。また、１．２０Ｖ以上では大電流が流れている影響で、酸
化を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは、２
，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールの酸化電位は少なくとも１．２０Ｖ以
上ということがわかる。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、ＣＶ測定における１
．２０Ｖの酸化電位は、ＨＯＭＯ準位に換算すると−（−４．９４−１．２０）＝−６．
１４ｅＶである。したがって、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールのイ
オン化ポテンシャルは少なくとも６．１４ｅＶ以上であることがわかった。
２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールの還元反応特性のＣＶ測定結果を図
１４に示す。なお、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−１．４
５Ｖから−２．７０Ｖまで走査した後、−２．７０Ｖから−１．４５Ｖまで走査した。
図１４に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．５
１Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．３９Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．４５Ｖと算出できる。このことは、２，５
−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールは−２．４５［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、２，５−ジフェニル−１，３，４
−オキサジアゾールのＬＵＭＯ準位は、−４．９４−（−２．４５）＝−２．４９［ｅＶ
］であることがわかった。よって、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール
の電子親和力は、２．４９［ｅＶ］であると算出できた。
＜測定例２：２−フェニルベンゾオキサゾール＞
また、２−フェニルベンゾオキサゾールの酸化反応特性のＣＶ測定結果を図１５に示す。
なお、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−０．１８Ｖから１．
５０Ｖまで走査した後、１．５０Ｖから−０．１８Ｖまで走査した。
図１５に示すように、酸化反応特性の測定において、少なくとも１．２０Ｖ程度まで酸化
を示すピークは現れていない。また、１．２０Ｖ以上では大電流が流れている影響で、酸
化を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは、２
−フェニルベンゾオキサゾールの酸化電位は少なくとも１．２０Ｖ以上ということがわか
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、ＣＶ測定における１．２０Ｖの酸化電位
は、ＨＯＭＯ準位に換算すると−（−４．９４−１．２０）＝−６．１４ｅＶである。し
たがって、２−フェニルベンゾオキサゾールのイオン化ポテンシャルは少なくとも６．１
４ｅＶ以上であることがわかった。
２−フェニルベンゾオキサゾールの還元反応特性のＣＶ測定結果を図１６に示す。なお、
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−１．４３Ｖから−２．６４
Ｖまで走査した後、−２．６４Ｖから−１．４３Ｖまで走査した。
図１６に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．５
１Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．４２Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．４７Ｖと算出できる。このことは、２−フ
ェニルベンゾオキサゾールは−２．４７［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、２−フェニルベンゾオキサゾールのＬＵＭＯ準位は、
−４．９４−（−２．４７）＝−２．４７［ｅＶ］であることがわかった。よって、２−
フェニルベンゾオキサゾールの電子親和力は、２．４７［ｅＶ］であると算出できた。
＜測定例３：フェニルカルバゾール＞
また、フェニルカルバゾールの酸化反応特性のＣＶ測定結果を図１７に示す。なお、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−０．１３Ｖから１．１５Ｖまで
走査した後、１．１５Ｖから−０．１３Ｖまで走査した。
図１７に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、１．０２
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．８６Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．９４Ｖと算出できる。このことは、フェニルカル
バゾールは０．４４［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、フェニルカルバゾールのＨＯＭＯ準位は、−４．９４−０．９４＝−５．
８８［ｅＶ］であることがわかった。よって、フェニルカルバゾールのイオン化ポテンシ
ャルは、５．８８［ｅＶ］であると算出できた。
フェニルカルバゾールの還元反応特性のＣＶ測定結果を図１８に示す。なお、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−１．１０Ｖから−３．００Ｖまで走査
した後、−３．００Ｖから−１．１０Ｖまで走査した。
図１８に示すように、還元反応特性の測定において、少なくとも−２．７０Ｖ程度まで還
元を示すピークは現れていない。また、−２．７０Ｖ以下では大電流が流れている影響で
、還元を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは
、フェニルカルバゾールの還元電位は少なくとも−２．７０Ｖ以下ということがわかる。
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、ＣＶ測定における−２．７０Ｖの還元電位は
、ＬＵＭＯ準位に換算すると−４．９４−（−２．７０）＝−２．２４ｅＶである。した
がって、フェニルカルバゾールの電子親和力は少なくとも２．２４ｅＶ以下であることが
わかった。
＜測定例４：トリフェニルアミン＞
また、トリフェニルアミンの酸化反応特性のＣＶ測定結果を図１９に示す。なお、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０．０１Ｖから０．７３Ｖまで走査
した後、０．７３Ｖから０．０１Ｖまで走査した。
図１９に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、０．６７
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．５０Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．５９Ｖと算出できる。このことは、トリフェニル
アミンは０．４４［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、トリフェニルアミンのＨＯＭＯ準位は、−４．９４−０．５９＝−５．５３
［ｅＶ］であることがわかった。よって、トリフェニルアミンのイオン化ポテンシャルは
、５．５３［ｅＶ］であると算出できた。
トリフェニルアミンの還元反応特性のＣＶ測定結果を図２０に示す。なお、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−１．０８Ｖから−３．００Ｖまで走査し
た後、−３．００Ｖから−１．０８Ｖまで走査した。
図２０に示すように、還元反応特性の測定において、少なくとも−２．７０Ｖ程度まで還
元を示すピークは現れていない。また、−２．７０Ｖ以下では大電流が流れている影響で
、還元を示すピークがあったとしても、それは観測できない。つまり、このデータからは
、トリフェニルアミンの還元電位は少なくとも−２．７０Ｖ以下ということがわかる。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、ＣＶ測定における−２．７０Ｖの還元電位は、
ＬＵＭＯ準位に換算すると−４．９４−（−２．７０）＝−２．２４ｅＶである。したが
って、トリフェニルアミンの電子親和力は少なくとも２．２４ｅＶ以下であることがわか
った。
以上の測定から算出した２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−フェ
ニルベンゾオキサゾール、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、トリフェニルアミンの電
子親和力およびイオン化ポテンシャルを表１に示す。
表１からわかるように、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−フェ
ニルベンゾオキサゾールは９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール、トリフェニルアミンより
も、電子親和力が大きく、かつ、イオン化ポテンシャルが大きい。
また、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−フェニルベンゾオキサ
ゾールの電子親和力は、２．４ｅＶ以上３．５ｅＶ以下であり、９−フェニル−９Ｈ−カ
ルバゾール、トリフェニルアミンのイオン化ポテンシャルは５．０ｅＶ以上６．０ｅＶ以
下である。
よって、本発明の一態様に係る有機半導体材料の部分構造ａとして、２，５−ジフェニル
−１，３，４−オキサジアゾール骨格である４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジ
アゾール−２−イル）フェニル基、２−フェニルベンゾオキサゾール骨格である４−（ベ
ンゾオキサゾール−２−イル）基を好適に用いることができる。また、部分構造ｂとして
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール骨格である４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）基
、トリフェニルアミン骨格である４−（ジフェニルアミノ）フェニル基を好適に用いるこ
とができる。
本実施例では、実施例１で示した電子受容ユニットおよびホール受容ユニットを有する有
機半導体材料について説明する。
実施例１で示した化合物の部分構造ａおよび部分構造ｂを組み合わせて、４種の有機半導
体材料を合成した。合成した有機半導体材料の構造式を以下に示す。
構造式（４２１）で表される９−［４’’’−（５−フェニル−１，３，４−オキサジア
ゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’：２’’，１’’’］クアテルフェニル
−４−イル）］−９Ｈ−カルバゾール（略称：Ｚ−ＣｚＰＯ１１）は、部分構造ａとして
、２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾール骨格である４−（５−フェニル−
１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル基を有し、部分構造ｂとして、９−
フェニル−９Ｈ−カルバゾール骨格である４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）基を有
する。
構造式（４６０）で表される４−［４’’−（５−フェニル−１，３，４，−オキサジア
ゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’］テルフェニル−２−イル］トリフェニ
ルアミン（略称：Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１）は、部分構造ａとして、２，５−ジフェニル−１
，３，４−オキサジアゾール骨格である４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾ
ール−２−イル）フェニル基を有し、部分構造ｂとして、トリフェニルアミン骨格である
４−（ジフェニルアミノ）フェニル基を有する。
構造式（１０１）で表される９−［４’’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１
，１’：２’，１’’：２’’，１’’’］クアテルフェニル−４−イル）］−９Ｈ−カ
ルバゾール（略称：Ｚ−ＣｚＰＢＯｘ）は、部分構造ａとして、２−フェニルベンゾオキ
サゾール骨格である４−（ベンゾオキサゾール−２−イル）基を有し、部分構造ｂとして
、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール骨格である４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）
基を有する。
構造式（２０１）で表される４−［４’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１，
１’：２’，１’’］クアテルフェニル−２−イル］トリフェニルアミン（略称：Ｚ−Ｄ
ＰｈＡＢＯｘ）は、部分構造ａとして、２−フェニルベンゾオキサゾール骨格である４−
（ベンゾオキサゾール−２−イル）基を有し、部分構造ｂとして、トリフェニルアミン骨
格である４−（ジフェニルアミノ）フェニル基を有する。
これらの有機半導体材料の物性を測定した。具体的には、ＣＶ測定、吸収スペクトルおよ
び発光スペクトルの測定を行った。
ＣＶ測定は、実施例１と同じ条件で行った。装置は、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または６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定にお
ける溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、
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−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（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２
ｍｍｏｌ／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、ＲＥ７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測定時のスキャン速度
は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。
吸収スペクトルおよび発光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。溶液は石英セルに入れ、石英セルにトルエンのみを入れて測
定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示している。薄膜は石英基板に蒸
着して薄膜サンプルを作製し、石英基板の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを
図示している。
＜Ｚ−ＣｚＰＯ１１について＞
Ｚ−ＣｚＰＯ１１の酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作
用電極の電位を−０．３５Ｖから１．０１Ｖまで変化させた後、１．０１Ｖから−０．３
５Ｖ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。また、Ｚ−ＣｚＰ
Ｏ１１の還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電
位を−１．５１Ｖから−２．５０Ｖまで変化させた後、−２．５０Ｖから−１．５１Ｖ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。
図２１にＺ−ＣｚＰＯ１１の酸化側のＣＶ測定結果を、図２２にＺ−ＣｚＰＯ１１の還元
側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図２１および図２２において、横軸は参照電極に対す
る作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（Ａ）
を表す。図２１では、１．０４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測さ
れた。図２２では、−２．４０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測さ
れた。酸化反応も還元反応も起こることから、Ｚ−ＣｚＰＯ１１は、電子もホールも注入
されうる材料、つまり、バイポーラ性の材料であることがわかった。
また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反
応において、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にあまり変化が見られない。このことか
ら、本発明の有機半導体材料であるＺ−ＣｚＰＯ１１は酸化反応および還元反応の繰り返
しに対して極めて安定であることが分かった。つまり、電気化学的に安定であることがわ
かった。
また、ＣＶ測定からＺ−ＣｚＰＯ１１のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を算出し
た。
図２１に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、１．０４
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．８５Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．９５Ｖと算出できる。本実施例では、実施例１と
同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＣｚＰＯ１１のＨＯＭＯ準位は、−４．９４
−０．９５＝−５．８９［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−ＣｚＰＯ１１のイ
オン化ポテンシャルは、５．８９［ｅＶ］であると算出できた。
図２２に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．４
０Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．３０Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．３５Ｖと算出できる。本実施例では、実施
例１と同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＣｚＰＯ１１のＬＵＭＯ準位は、−４
．９４−（−２．３５）＝−２．４９［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−Ｃｚ
ＰＯ１１の電子親和力は、２．５９［ｅＶ］であると算出できた。
また、Ｚ−ＣｚＰＯ１１のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２３
（Ａ）に、Ｚ−ＣｚＰＯ１１の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２３（Ｂ
）示す。図２３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。トルエン
溶液の場合では３０２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長はトルエン溶液の
場合では３９２ｎｍ（励起波長３２０ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では２３６ｎｍ
付近、２９８ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４０７ｎ
ｍ（励起波長３２１ｎｍ）であった。
また、Ｚ−ＣｚＰＯ１１の薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴ
ａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積も
ったところ、そのエネルギーギャップは３．６４ｅＶであった。よって、Ｚ−ＣｚＰＯ１
１は広い光学的エネルギーギャップを有することがわかった。
＜Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１について＞
Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１の酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する
作用電極の電位を−０．３１Ｖから０．７５Ｖまで変化させた後、０．７５Ｖから−０．
３１Ｖ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。また、Ｚ−ＤＰ
ｈＡＯ１１の還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極
の電位を−１．３６Ｖから−２．５０Ｖまで変化させた後、−２．５０Ｖから−１．３６
Ｖ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。
図２４にＺ−ＤＰｈＡＯ１１の酸化側のＣＶ測定結果を、図２５にＺ−ＤＰｈＡＯ１１の
還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図２４および図２５において、横軸は参照電極に
対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（
Ａ）を表す。図２４では、０．６５Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流
が観測された。図２５では、−２．４３Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す
電流が観測された。酸化反応も還元反応も起こることから、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１は、電子
もホールも注入されうる材料、つまり、バイポーラ性の材料であることがわかった。
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応にお
いて、ＣＶ曲線のピーク位置にあまり変化が見られない。このことから、本発明の有機半
導体材料であるＺ−ＤＰｈＡＯ１１は酸化反応および還元反応の繰り返しに対して極めて
安定であることが分かった。つまり、電気化学的に安定であることがわかった。
また、ＣＶ測定からＺ−ＤＰｈＡＯ１１のイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を算出
した。
図２４に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、０．６５
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．５１Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．５８Ｖと算出できる。本実施例では、実施例１と
同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１のＨＯＭＯ準位は、−４．９
４−０．５８＝−５．５２［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１
のイオン化ポテンシャルは、５．５２［ｅＶ］であると算出できた。
図２５に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．４
３Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．３１Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．３７Ｖと算出できる。本実施例では、実施
例１と同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１のＬＵＭＯ準位は、−
４．９４−（−２．３７）＝−２．５７［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−Ｄ
ＰｈＡＯ１１の電子親和力は、２．５７［ｅＶ］であると算出できた。
また、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１のトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２
６（Ａ）に、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１の薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２６
（Ｂ）示す。図２６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。トル
エン溶液の場合では３０５ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長はトルエン溶
液の場合では４４６ｎｍ（励起波長３３４ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では３０９
ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４４０ｎｍ（励起波長
３２２ｎｍ）であった。
また、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１の薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定した
Ｔａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積
もったところ、そのエネルギーギャップは３．６２ｅＶであった。よって、Ｚ−ＤＰｈＡ
Ｏ１１は広い光学的エネルギーギャップを有することがわかった。
＜Ｚ−ＣｚＰＢＯｘについて＞
Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作
用電極の電位を−０．１６Ｖから１．１０Ｖまで変化させた後、１．１０Ｖから−０．１
６Ｖ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。また、Ｚ−ＣｚＰ
ＢＯｘの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電
位を−１．２４Ｖから−２．５５Ｖまで変化させた後、−２．５５Ｖから−１．２４Ｖ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。
図２７にＺ−ＣｚＰＢＯｘの酸化側のＣＶ測定結果を、図２８にＺ−ＣｚＰＢＯｘの還元
側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図２７および図２８において、横軸は参照電極に対す
る作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（Ａ）
を表す。図２７では、０．９８Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観
測された。図２８では、−２．４１Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流
が観測された。酸化反応も還元反応も起こることから、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘは、電子もホー
ルも注入されうる材料、つまり、バイポーラ性の材料であることがわかった。
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応にお
いて、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にあまり変化が見られない。このことから、本
発明の有機半導体材料であるＺ−ＣｚＰＢＯｘは酸化反応および還元反応の繰り返しに対
して極めて安定であることが分かった。つまり、電気化学的に安定であることがわかった
。
また、ＣＶ測定からＺ−ＣｚＰＢＯｘのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を算出し
た。
図２７に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、０．９８
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．８５Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．９２Ｖと算出できる。本実施例では、実施例１と
同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのＨＯＭＯ準位は、−４．９４
−０．９２＝−５．８６［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのイ
オン化ポテンシャルは、５．８６［ｅＶ］であると算出できた。
図２８に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．４
１Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．２８Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．３５Ｖと算出できる。本実施例では、実施
例１と同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのＬＵＭＯ準位は、−４
．９４−（−２．３５）＝−２．６０［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−Ｃｚ
ＰＢＯｘの電子親和力は、２．６０［ｅＶ］であると算出できた。
また、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２９
（Ａ）に、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図２９（Ｂ
）示す。図２９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。トルエン
溶液の場合では３１２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長はトルエン溶液の
場合では３９０ｎｍ（励起波長３２４ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では２３６ｎｍ
付近、２９９ｎｍ付近、３１７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の
場合では４１０ｎｍ（励起波長３４５ｎｍ）であった。
また、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴ
ａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積も
ったところ、そのエネルギーギャップは３．４６ｅＶであった。よって、Ｚ−ＣｚＰＢＯ
ｘは広い光学的エネルギーギャップを有することがわかった。
＜Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘについて＞
Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する
作用電極の電位を０．０２Ｖから０．８０Ｖまで変化させた後、０．８０Ｖから０．０２
Ｖ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。また、Ｚ−ＤＰｈＡ
ＢＯｘの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電
位を−１．３２Ｖから−２．５５Ｖまで変化させた後、−２．５５Ｖから−１．３２Ｖ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。
図３０にＺ−ＤＰｈＡＢＯｘの酸化側のＣＶ測定結果を、図３１にＺ−ＤＰｈＡＢＯｘの
還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図３０および図３１において、横軸は参照電極に
対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（
Ａ）を表す。図３０では、０．６３Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流
が観測された。図３１では、−２．１８Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す
電流が観測された。酸化反応も還元反応も起こることから、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘは、電子
もホールも注入されうる材料、つまり、バイポーラ性の材料であることがわかった。
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応および還元反応にお
いて、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にあまり変化が見られない。このことから、本
発明の有機半導体材料であるＺ−ＤＰｈＡＢＯｘは酸化反応および還元反応の繰り返しに
対して極めて安定であることが分かった。つまり、電気化学的に安定であることがわかっ
た。
また、ＣＶ測定からＺ−ＤＰｈＡＢＯｘのイオン化ポテンシャルおよび電子親和力を算出
した。
図３０に示すように、酸化反応特性の測定において、酸化ピーク電位Ｅｐａは、０．６３
Ｖであった。また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０．５１Ｖであった。したがって、半波電位
（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は０．５７Ｖと算出できる。本実施例では、実施例１と
同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘのＨＯＭＯ準位は、−４．９
４−０．５７＝−５．５１［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘ
のイオン化ポテンシャルは、５．５１［ｅＶ］であると算出できた。
図３１に示すように、還元反応特性の測定において、還元ピーク電位Ｅｐｃは、−２．４
２Ｖであった。また、酸化ピーク電位Ｅｐａは−２．２９Ｖであった。したがって、半波
電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の電位）は−２．３６Ｖと算出できる。本実施例では、実施
例１と同じ参照電極を用いているため、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。よって、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘのＬＵＭＯ準位は、−
４．９４−（−２．３６）＝−２．５９［ｅＶ］であることがわかった。よって、Ｚ−Ｄ
ＰｈＡＢＯｘの電子親和力は、２．５９［ｅＶ］であると算出できた。
また、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘのトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図３
２（Ａ）に、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルを図３２
（Ｂ）示す。図３２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。トル
エン溶液の場合では３１０ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長はトルエン溶
液の場合では４５０ｎｍ（励起波長３１９ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では３１８
ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４５０ｎｍ（励起波長
３４４ｎｍ）であった。
また、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定した
Ｔａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積
もったところ、そのエネルギーギャップは３．４２ｅＶであった。よって、Ｚ−ＤＰｈＡ
ＢＯｘは広い光学的エネルギーギャップを有することがわかった。
以上の測定から算出したＺ−ＣｚＰＯ１１、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘ、Ｚ
−ＤＰｈＡＢＯｘの電子親和力およびイオン化ポテンシャルを表２に示す。
表２からわかるように、同じ骨格ｂを有するＺ−ＣｚＰＯ１１およびＺ−ＣｚＰＢＯｘの
イオン化ポテンシャルは、ほぼ同じ値となっており、この値は表１に記載されている９−
フェニル−９Ｈ−カルバゾールのイオン化ポテンシャルとほぼ同じである。同様に、同じ
骨格ｂを有するＺ−ＤＰｈＡＯ１１およびＺ−ＤＰｈＡＢＯｘのイオン化ポテンシャルは
、ほぼ同じ値となっており、この値は表１に記載されているトリフェニルアミンのイオン
化ポテンシャルとほぼ同じである。つまり、ホール受容ユニットのイオン化ポテンシャル
の値と有機半導体材料のイオン化ポテンシャルの値がほぼ同じになることを示している。
一方、電子受容ユニットに関しては、Ｚ−ＣｚＰＯ１１、Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１、Ｚ−Ｃｚ
ＰＢＯｘ、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの電子親和力はほぼ同じ値を示しており、表１に記載され
ている２，５−ジフェニル−１，３，４−オキサジアゾールおよび２−フェニルベンゾオ
キサゾールの電子親和力の値もおおむね同じである。
これらのことから、本発明に係る有機半導体材料において、クアテルフェニレン基により
共役の広がりが抑制され、電子受容ユニットとホール受容ユニットが分子内で相互作用す
ることが抑制されていることが示唆される。よって、本発明に係る有機半導体材料は、電
子受容ユニットおよびホール受容ユニットの性質の一部を維持しており、電子もホールも
輸送することができるバイポーラ性の材料であることがわかった。また、電子親和力が大
きい電子受容ユニットを用い、イオン化ポテンシャルが小さいホール受容ユニットを分子
内に同時に用いても、広いバンドギャップを有する有機半導体材料が得られることが考え
られる。
本実施例では、実施例２で示した有機半導体材料を発光素子に適用した一例について、図
３３を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、すでに構造
式を示した材料については省略する。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパ
ッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍ
とし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された
基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。成膜室を１０−４Ｐａ程度
まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着す
ることにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層２１１１を形
成した。その膜厚は４０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比
で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一
つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層２１１１上に４−（９Ｈ−カル
バゾール−９−イル）−４’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、を
２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、ホール輸送層２１１２を形成した。
さらに、構造式（４２１）で表されるＺ−ＣｚＰＯ１１とビス（２−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（ｐｐｙ）２（
ａｃａｃ））とを共蒸着することにより、ホール輸送層２１１２上に４０ｎｍの膜厚の発
光層２１１３を形成した。ここで、Ｚ−ＣｚＰＯ１１とＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）と
の重量比は、１：０．０６（＝Ｚ−ＣｚＰＯ１１：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））とな
るように調節した。
次に、抵抗加熱による蒸着法により、発光層２１１３上に、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）を１
０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２１１４Ａを形成した。そして、抵
抗加熱による蒸着法により、第１の電子輸送層２１１４Ａ上に、バソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の電子輸送層２１１４Ｂ
を形成した。
さらに、第２の電子輸送層２１１４Ｂに、フッ化リチウムを１ｎｍの膜厚となるように成
膜し、電子注入層２１１５を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１１５上にアルミニウムを２００ｎ
ｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０４を形成することで、発光
素子１を作製した。
（発光素子２）
発光素子１と同一基板を用い、Ｚ−ＣｚＰＯ１１の代わりに、構造式（４６０）で表さ
れるＺ−ＤＰｈＡＯ１１を用いて、発光素子１と同様に発光素子２を作製した。つまり、
Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１とＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）とを共蒸着することにより、ホール
輸送層２１１２上に４０ｎｍの膜厚の発光層２１１３を形成した。ここで、Ｚ−ＤＰｈＡ
Ｏ１１とＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝Ｚ−ＤＰｈＡＯ
１１１：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。発光層２１１３以外は
発光素子１と同様に作製した。
以上により得られた発光素子１および発光素子２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および発光素子２の電流密度−輝度特性を図３４に示す。また、電圧−輝度特
性を図３５に示す。また、輝度−電流効率特性を図３６に示す。図３４および図３５は測
定データであり、これらのデータを元に輝度−電流効率特性（図３６）を算出した。
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３７に示す。図３７から、発光素
子１および発光素子２の発光は、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）に由来した発光であるこ
とがわかった。本発明の有機半導体材料は、高い三重項励起エネルギーを有するため、発
光層のホスト材料として用いることにより、緑色の発光を示す燐光性化合物からの発光が
効率よく得られたことがわかる。
発光素子１において、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３５、
ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときの電流
効率は７０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は１９．５％であり、非常に高い発光効率を示
した。また、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は４．４Ｖであり、電流密度は１．２１
ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は５０ｌｍ／Ｗであり、非常に高いパワー効率を示し
た。また、エネルギー変換効率を算出したところ、９．９％と高いエネルギー変換効率を
示した。また、図３６から、発光素子１は最大で７０ｃｄ／Ａという非常に高い電流効率
を示すことがわかる。
また、発光素子２において、輝度８３０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．
３５、ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度８３０ｃｄ／ｍ２のとき
の電流効率は７２ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は２０．１％であり、非常に高い発光効
率を示した。また、輝度８３０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は４．６Ｖであり、電流密度は１
．１５ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は４９ｌｍ／Ｗであり、非常に高いパワー効率
を示した。また、エネルギー変換効率を算出したところ、９．８％と高いエネルギー変換
効率を示した。また、図３６から、発光素子２は最大で７２ｃｄ／Ａという非常に高い電
流効率を示すことがわかる。
上記のことからわかるように、本発明の一態様を適用することにより、非常に高い発光効
率を示す発光素子を得ることができる。また、駆動電圧の低い発光素子を得ることができ
る。また、非常に高い発光効率であり、かつ、駆動電圧も低減されているため、消費電力
を低減することができる。
本実施例では、実施例２で示した有機半導体材料を発光素子に適用した一例について、図
３３を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、すでに構造
式を示した材料については省略する。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子３）
実施例３における発光素子１のＢＡｌｑの代わりに、トリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を用いて、発光素子３を作製した。つまり、Ａｌｑ
を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２１１４Ａを形成した。第１の
電子輸送層２１１４Ａ以外は発光素子１と同様に作製した。
以上により得られた発光素子３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３の電流密度−輝度特性を図３８に示す。また、電圧−輝度特性を図３９に示す
。また、輝度−電流効率特性を図４０に示す。図３８および図３９は測定データであり、
これらのデータを元に輝度−電流効率特性（図４０）を算出した。
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４１に示す。図４１から、発光素
子３の発光は、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）に由来した発光であることがわかった。本
発明の有機半導体材料は、高い三重項励起エネルギーを有するため、発光層のホスト材料
として用いることにより、緑色の発光を示す燐光性化合物からの発光が効率よく得られた
ことがわかる。
発光素子３において、輝度１０２０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３５
、ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度１０２０ｃｄ／ｍ２のときの
電流効率は６９ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は１８．９％であり、非常に高い発光効率
を示した。また、輝度１０２０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は４．６Ｖであり、電流密度は１
．４８ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は４７ｌｍ／Ｗであり、非常に高いパワー効率
を示した。また、エネルギー変換効率を算出したところ、９．２％と高いエネルギー変換
効率を示した。また、図４０から、発光素子３は最大で６９ｃｄ／Ａという非常に高い電
流効率を示すことがわかる。
上記のことからわかるように、本発明の一態様を適用することにより、非常に高い発光効
率を示す発光素子を得ることができる。また、駆動電圧の低い発光素子を得ることができ
る。また、非常に高い発光効率であり、かつ、駆動電圧も低減されているため、消費電力
を低減することができる。
本実施例では、実施例２で示した有機半導体材料を発光素子に適用した一例について、図
３３を用いて説明する。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子４）
実施例３における発光素子１のＺ−ＣｚＰＯ１１の代わりに、構造式（１０１）で表され
るＺ−ＣｚＰＢＯｘを用いて、発光素子１と同様に発光素子４を作製した。つまり、Ｚ−
ＣｚＰＢＯｘとＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）とを共蒸着することにより、ホール輸送層
２１１２上に４０ｎｍの膜厚の発光層２１１３を形成した。ここで、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘと
Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝Ｚ−ＣｚＰＢＯｘ：Ｉｒ
（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。発光層２１１３以外は発光素子１と
同様に作製した。
（発光素子５）
発光素子４と同一基板を用い、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの代わりに、構造式（２０１）で表され
るＺ−ＤＰｈＡＢＯｘを用いて、発光素子４と同様に発光素子５を作製した。つまり、Ｚ
−ＤＰｈＡＢＯｘとＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）とを共蒸着することにより、ホール輸
送層２１１２上に４０ｎｍの膜厚の発光層２１１３を形成した。ここで、Ｚ−ＤＰｈＡＢ
ＯｘとＩｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝Ｚ−ＤＰｈＡＢＯ
ｘ：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））となるように調節した。発光層２１１３以外は発光
素子４と同様に作製した。
以上により得られた発光素子４および発光素子５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４および発光素子５の電流密度−輝度特性を図４２に示す。また、電圧−輝度特
性を図４３に示す。また、輝度−電流効率特性を図４４に示す。図４２および図４３は測
定データであり、これらのデータを元に輝度−電流効率特性（図４４）を算出した。
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４５に示す。図４５から、発光素
子４および発光素子５の発光は、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）に由来した発光であるこ
とがわかった。実施の形態２で示すベンゾオキサゾール誘導体は、高い三重項励起エネル
ギーを有するため、発光層のホスト材料として用いることにより、緑色の発光を示す燐光
性化合物からの発光が効率よく得られたことがわかる。
発光素子４において、輝度１０８０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３５
、ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度１０８０ｃｄ／ｍ２のときの
電流効率は４９ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は１３．６％であり、高い発光効率を示し
た。また、輝度１０８０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は５．８Ｖであり、電流密度は２．２２
ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は２６ｌｍ／Ｗであり、高いパワー効率を示した。ま
た、エネルギー変換効率を算出したところ、５．３％と高いエネルギー変換効率を示した
。また、図４４から、発光素子４は最大で５４ｃｄ／Ａという高い電流効率を示すことが
わかる。
また、発光素子５において、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．
３５、ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のとき
の電流効率は３７ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は１０．４％であり、高い発光効率を示
した。また、輝度８５０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は５．４Ｖであり、電流密度は２．２７
ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は２２ｌｍ／Ｗであり、高いパワー効率を示した。ま
た、エネルギー変換効率を算出したところ、４．３％と高いエネルギー変換効率を示した
。また、図４４から、発光素子５は最大で５５ｃｄ／Ａという高い電流効率を示すことが
わかる。
上記のことからわかるように、本発明の一態様を適用することにより、非常に高い発光効
率を示す発光素子を得ることができる。また、駆動電圧の低い発光素子を得ることができ
る。また、非常に高い発光効率であり、かつ、駆動電圧も低減されているため、消費電力
を低減することができる。
本実施例では、実施例２で示した有機半導体材料を発光素子に適用した一例について、図
３３を用いて説明する。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子６）
実施例５における発光素子４のＢＡｌｑの代わりに、トリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を用いて、発光素子６を作製した。つまり、Ａｌｑ
を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の電子輸送層２１１４Ａを形成した。第１の
電子輸送層２１１４Ａ以外は発光素子４と同様に作製した。
以上により得られた発光素子６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６の電流密度−輝度特性を図４６に示す。また、電圧−輝度特性を図４７に示す
。また、輝度−電流効率特性を図４８に示す。図４６および図４７は測定データであり、
これらのデータを元に輝度−電流効率特性（図４８）を算出した。
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４９に示す。図４９から、発光素
子６の発光は、Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）に由来した発光であることがわかった。本
発明の有機半導体材料は、高い三重項励起エネルギーを有するため、発光層のホスト材料
として用いることにより、緑色の発光を示す燐光性化合物からの発光が効率よく得られた
ことがわかる。
発光素子６において、輝度１１５０ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３５
、ｙ＝０．６２）であり、緑色の発光を示した。また、輝度１１５０ｃｄ／ｍ２のときの
電流効率は７０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は１９．３％であり、非常に高い発光効率
を示した。また、輝度１１５０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は６．２Ｖであり、電流密度は１
．６６ｍＡ／ｃｍ２であった。パワー効率は３５ｌｍ／Ｗであり、高いパワー効率を示し
た。また、エネルギー変換効率を算出したところ、７．０％と高いエネルギー変換効率を
示した。また、図４８から、発光素子６は最大で７０ｃｄ／Ａという高い電流効率を示す
ことがわかる。
上記のことからわかるように、本発明の一態様を適用することにより、非常に高い発光効
率を示す発光素子を得ることができる。また、駆動電圧の低い発光素子を得ることができ
る。また、非常に高い発光効率であり、かつ、駆動電圧も低減されているため、消費電力
を低減することができる。
本実施例では、実施例２で示した本発明の一態様の有機半導体材料の合成方法について具
体的に説明する。
＜合成例１：Ｚ−ＣｚＰＯ１１＞
実施の形態３で示すオキサジアゾール誘導体の一である、構造式（４２１）で表される９
−［４’’’−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）−［１，１
’：２’，１’’：２’’，１’’’］クアテルフェニル−４−イル）］−９Ｈ−カルバ
ゾール（略称：Ｚ−ＣｚＰＯ１１）の合成方法について説明する。
［ステップ１：２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−５−フェニル−１，３，４
−オキサジアゾールの合成］
（ｉ）４−ヨードベンゾイルヒドラジンの合成
４−ヨードベンゾイルヒドラジンの合成スキームを（Ａ−１）に示す。
エチル−４−ヨードベンゾエート２５ｇ（９０ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入
れ、エタノール８０ｍＬを加えて、室温で１０分撹拌した。撹拌後、この溶液にヒドラジ
ン・１水和物２０ｍＬを加え、この混合物を８０℃で５時間加熱撹拌した。撹拌後、この
混合物を約５００ｍＬの水に加えて洗浄した。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、白色針状固体を収量２３ｇ、収率９８％で得た。
（ｉｉ）１−ベンゾイル−２−（４−ヨードベンゾイル）ヒドラジンの合成
１−ベンゾイル−２−（４−ヨードベンゾイル）ヒドラジンの合成スキームを（Ａ−２）
に示す。
４−ヨードベンゾイルヒドラジン１５ｇ（５７ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコに入
れ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（略称：ＮＭＰ）１５ｍＬを加えて、室温で１０分撹拌
した。撹拌後、この溶液にＮ−メチル−２−ピロリドン５ｍＬとベンゾイルクロライド７
．９ｍＬ（６９ｍｍｏｌ）の混合溶液５０ｍＬを滴下ロートにより滴下し、この溶液を室
温で１８時間撹拌した。撹拌後、この溶液に水を加えたところ、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５００ｍＬ飽和炭酸水素ナトリウム
水溶液に加えて撹拌し、洗浄した。洗浄後、この混合物を吸引ろ過して固体を得た。得ら
れた固体を約５００ｍＬの水に加えて撹拌し、洗浄した。洗浄後、この混合物を吸引ろ過
して固体を得た。得られた固体をメタノールで洗浄したところ、粉末状白色固体を収量２
０ｇ、収率９７％で得た。
（ｉｉｉ）２−（４−ヨードフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール
の合成
２−（４−ヨードフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール
ンの合成スキームを（Ａ−３）に示す。
１−ベンゾイル−２−（４−ヨードベンゾイル）ヒドラジン１５ｇ（４１ｍｍｏｌ）を３
００ｍＬ三口フラスコに入れ、塩化ホスホリル１００ｍＬを加えた。この混合物を窒素気
流下にて、１００℃で５時間撹拌した。撹拌後、この溶液の塩化ホスホリルを留去して固
体を得た。得られた固体を水で洗浄した後、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。
得られた固体をメタノールで洗浄したところ、粉末状白色固体を収量９．０ｇ、収率６３
％で得た。
（ｖｉ）２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−５−フェニル−１，３，４−オキ
サジアゾールの合成
２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾ
ールの合成スキームを（Ａ−４）に示す。
２−（４−ヨードフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール５．０ｇ（
１４ｍｍｏｌ）、２−ブロモフェニルボロン酸２．９ｇ（１４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウ
ム（ＩＩ）０．０３２ｇ（０．１４ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．
３０ｇ（１．０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物へ１，２−ジ
メトキシエタン（ＤＭＥ）４０ｍＬ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１５ｍＬを加えて、この混
合物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物を９０℃で５時間加
熱撹拌した。反応後、この混合物にトルエンを加え、水層と有機層とに分け、有機層を飽
和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウ
ムを加えて乾燥した。
乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液をセライト（和光純薬工業
株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得ら
れたろ液を濃縮して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行
った。カラムクロマトグラフィーはまず、トルエンを展開溶媒として用い、次いでトルエ
ン：酢酸エチル＝１０：１の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られ
たフラクションを濃縮し、メタノールを加えて超音波を照射したところ、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。回収した固体をエタノールとヘキサンの混合
溶媒で再結晶したところ、粉末状白色固体を収量３．１ｇ、収率５８％で得た。
［ステップ２：４’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−２−ボロン酸の合
成］
（ｉ）９−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成
９−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ｂ
−１）に示す。
４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニルボロン酸５．０ｇ（１７ｍｍｏｌ）、２
−ブロモヨードベンゼン９．９ｇ（３５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０３９
ｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．３７ｇ（１．２ｍｍｏ
ｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物にトルエン３０ｍＬ、エタノール５
ｍＬ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１５ｍＬを加え、この混合物を減圧脱気した後、当該フラ
スコ内を窒素置換した。この混合物を９０℃で５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物
にトルエンを加え、有機層を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗
浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、
ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を
行った。カラムクロマトグラフィーはまず、ヘキサンを展開溶媒として用い、次いでヘキ
サン：酢酸エチル＝２０：１の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得ら
れたフラクションを濃縮し、乾燥したところ、無色油状物質を収量６．０ｇ、収率８６％
で得た。
（ｉｉ）４’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−２−ボロン酸の合成
４’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−２−ボロン酸の合成スキームを（
Ｂ−２）に示す。
９−（２’−ブロモビフェニル）−９Ｈ−カルバゾール６．２ｇ（１６ｍｍｏｌ）、テト
ラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍＬの混合溶液を３００ｍＬ三口フラスコに入れ、この
溶液を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この溶液を−７８℃で２０分撹
拌した。撹拌後、１．５５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液１２ｍＬ（１
９ｍｍｏｌ）をシリンジにより滴下し、−７８℃で２時間撹拌した。撹拌後、ホウ酸トリ
メチル４．０ｍＬを加えて−７８℃で１時間、その後、−７８℃から徐々に室温に戻しな
がら、２４時間撹拌した。撹拌後、この溶液に１Ｍ希塩酸を５０ｍＬ加え、室温で３０分
撹拌した。撹拌後、この混合物に酢酸エチルを加え、酢酸エチルで抽出した。抽出後、有
機層と抽出溶液を合わせて飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを
加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し
、クロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状白色固体を３．２
ｇ、収率５５％で得た。
［ステップ３：Ｚ−ＣｚＰＯ１１の合成］
Ｚ−ＣｚＰＯ１１の合成スキームを（Ｅ−１）に示す。
合成例１のステップ１で合成した２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−５−フェ
ニル−１，３，４−オキサジアゾール１．０ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、合成例１のステップ
２で合成した４’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−２−ボロン酸１．０
ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０１０ｇ（０．０４５ｍｍｏｌ）、
トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．１０ｇ（０．３３ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フ
ラスコに入れた。この混合物へ１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）１５ｍＬ、２Ｍ炭酸
カリウム水溶液１０ｍＬを加えて、この混合物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素
置換した。この混合物を９０℃で１０時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にクロロホ
ルムを加え、水層と有機層とに分け、有機層を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の
順で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合
物を吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮
して得た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製を行った。クロマト
グラフィーはまず、トルエンを展開溶媒として用い、次いでトルエン：酢酸エチル＝１０
：１の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮
して得た固体をクロロホルムに溶解し、高速液体クロマトグラフィー（略称：ＨＰＬＣ）
により精製を行った。クロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより
行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとメタノールの混合溶
媒で再結晶したところ、粉末状白色固体を収量０．３０ｇ、収率１８％で得た。
得られた化合物を核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって測定し、得られた化合物が９−［４
’’’−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）−［１，１’：２
’，１’’：２’’，１’’’］クアテルフェニル−４−イル）］−９Ｈ−カルバゾール
（略称：Ｚ−ＣｚＰＯ１１）であることを確認した。
以下に１Ｈ ＮＭＲデータを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝６．７９（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ
）、６．８８（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．２２（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、
７．２５−７．３３（ｍ，４Ｈ）、７．３９−７．６２（ｍ，１３Ｈ）、７．８４（ｄ，
Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、８．０９−８．１８（ｍ，４Ｈ）
また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図５０に示す。なお、図５０（Ｂ）は、図５０（Ａ）にお
ける６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
また、得られたＺ−ＣｚＰＯ１１に対して、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔ
ｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａ
ｌｙｓｉｓ）を行った。示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／Ｄ
ＴＡ ３２０型）により測定したところ、大気圧下で測定開始時における重量に対し９５
％の重量になる温度（以下、「５％重量減少温度」と示す。）は３８７℃であった。また
、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａ
ｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）を用いてＺ−
ＣｚＰＯ１１のガラス転移温度を測定した結果、１１９℃であった。これらの結果から、
Ｚ−ＣｚＰＯ１１は良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
＜合成例２：Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１＞
実施の形態３で示すオキサジアゾール誘導体の一である、構造式（４６０）で表される４
−［４’’−（５−フェニル−１，３，４，−オキサジアゾール−２−イル）−［１，１
’：２’，１’’］テルフェニル−２−イル］トリフェニルアミン（略称：Ｚ−ＤＰｈＡ
Ｏ１１）の合成方法について説明する。
［ステップ１：４’−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）ビフェニル−２−ボロン酸の合成］
（ｉ）４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸の合成
４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸の合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
４−ブロモトリフェニルアミン１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ
）２００ｍＬに溶かした溶液を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、撹拌した。この溶液を減
圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この溶液を−７８℃で２０分撹拌した。
撹拌後、１．５５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液２４ｍＬ（３７ｍｍｏ
ｌ）をシリンジにより滴下し、−７８℃で２時間撹拌した。撹拌後、この混合物にホウ酸
トリメチル８．０ｍＬ（７２ｍｍｏｌ）を加えて−７８℃で１時間、その後、−７８℃か
ら徐々に室温に戻し、２４時間撹拌した。撹拌後、この溶液に１Ｍ希塩酸を５０ｍＬ加え
、室温で３０分撹拌した。撹拌後、この混合物に酢酸エチルを加え、酢酸エチルで抽出し
た。抽出後、有機層と抽出溶液を合わせて飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸
マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を得た。得られ
たろ液を濃縮し、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状白色固
体を収量５．５ｇ、収率６２％で得た。
（ｉｉ）４−（２’−ブロモフェニル）トリフェニルアミンの合成
４−（２’−ブロモフェニル）トリフェニルアミンの合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
４−（ジフェニルアミノ）フェニルボロン酸５．５ｇ（１９ｍｍｏｌ）、２−ブロモヨー
ドベンゼン１１ｇ（３８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０４３ｇ（０．１９ｍ
ｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４１ｇ（１．３ｍｍｏｌ）を２００ｍ
Ｌ三口フラスコに入れた。この混合物にトルエン３０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２Ｍ炭酸
カリウム水溶液１５ｍＬを加え、この混合物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置
換した。この混合物を９０℃で５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加
え、有機層を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層に
硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過してろ液を得た。得
られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。カラム
クロマトグラフィーはまず、ヘキサンを展開溶媒として用い、次いでヘキサン：酢酸エチ
ル＝２０：１の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクショ
ンを濃縮し、乾燥したところ、無色油状物質を収量４．９ｇ、収率６５％で得た。
（ｉｉｉ）４’−（ジフェニルアミノ）ビフェニル−２−ボロン酸の合成
４’−（ジフェニルアミノ）ビフェニル−２−ボロン酸の合成スキームを（Ｃ−３）に示
す。
４−（２−ブロモフェニル）トリフェニルアミン４．９ｇ（１２ｍｍｏｌ）、テトラヒド
ロフラン（ＴＨＦ）１００ｍＬの混合溶液を３００ｍＬ三口フラスコに入れ、この溶液を
減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この溶液を−７８℃で２０分撹拌した
。撹拌後、１．５５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウムのヘキサン溶液９．５ｍＬ（１５ｍ
ｍｏｌ）をシリンジにより滴下し、−７８℃で２時間撹拌した。撹拌後、この混合物にホ
ウ酸トリメチル２．８ｍＬ（２５ｍｍｏｌ）を加えて−７８℃で１時間、その後、−７８
℃から徐々に室温に戻し、１８時間撹拌した。撹拌後、この溶液に１Ｍ希塩酸を５０ｍＬ
加え、室温で３０分撹拌した。撹拌後、この混合物に酢酸エチルを加え、酢酸エチルで抽
出した。抽出後、有機層と抽出溶液を合わせて飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に
硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を得た。得
られたろ液を濃縮し、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状白
色固体を２．４ｇ、収率５５％で得た。
［ステップ２：Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１）の合成］
Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１の合成スキームを（Ｅ−２）に示す。
合成例１のステップ１で合成した２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）−５−フェ
ニル−１，３，４−オキサジアゾール１．０ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、合成例２のステップ
１で合成した４’−（ジフェニルアミノ）ビフェニル−２−ボロン酸０．９７ｇ（２．７
ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０１０ｇ（０．０４５ｍｍｏｌ）、トリス（オ
ルト−トリル）ホスフィン０．１０ｇ（０．３３ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコに
入れた。この混合物へ１，２−ジメトキシエタン１５ｍＬ（略称：ＤＭＥ）、２Ｍ炭酸カ
リウム水溶液１５ｍＬを加えて、この混合物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置
換した。この混合物を９０℃で１０時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを
加え、水層と有機層とに分け、有機層を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗
浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸
引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番
号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得
た化合物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。クロマトグラフ
ィーはまず、トルエンを展開溶媒として用い、次いでトルエン：酢酸エチル＝２０：１の
混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得
た固体をクロロホルムに溶解し、高速液体クロマトグラフィー（略称：ＨＰＬＣ）による
精製を行った。クロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより行った
。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとメタノールの混合溶媒で再
結晶したところ、粉末状白色固体を収量０．６０ｇ、収率３７％で得た。
得られた白色固体０．６０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精
製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を４ｍＬ／ｍｉｎとして２３０℃で１８時間行
った。昇華精製後、目的の化合物を収量０．５５ｇ、収率９２％で得た。
得られた化合物を核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって測定し、得られた化合物が４−［４
’’−（５−フェニル−１，３，４，−オキサジアゾール−２−イル）−［１，１’：２
’，１’’］テルフェニル−２−イル］トリフェニルアミン（略称：Ｚ−ＤＰｈＡＯ１１
）であることを確認した。
以下に１Ｈ ＮＭＲデータを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝６．４４（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ
）、６．７２（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、６．８６（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、
６．９７−７．５６（ｍ，２１Ｈ）、７．７９（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、８．０９
−８．１３（ｍ，２Ｈ）
また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図５１に示す。なお、図５１（Ｂ）は、図５１（Ａ）にお
ける６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
また、得られたＺ−ＤＰｈＡＯ１１に対して、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）
を行った。示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０
型）により測定したところ、５％重量減少温度は３９５℃であった。また、示差走査熱量
分析装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）を用いてＺ−Ｄ
ＰｈＡＯ１１のガラス転移温度を測定した結果、９９℃であった。これらの結果から、Ｚ
−ＤＰｈＡＯ１１は良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
＜合成例３：Ｚ−ＣｚＰＢＯｘ＞
実施の形態２で示すベンゾオキサゾール誘導体の一である、構造式（１０１）で表される
９−［４’’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’：２’
’，１’’’］クアテルフェニル−４−イル）］−９Ｈ−カルバゾール（略称：Ｚ−Ｃｚ
ＰＢＯｘ）の合成方法について説明する。
［ステップ１：２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）ベンゾオキサゾールの合成］
（ｉ）４−ヨードベンゾイルクロリドの合成
４−ヨードベンゾイルクロリドの合成スキームを（Ｄ−１）に示す。
４−ヨード安息香酸２５ｇ（０．１０ｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れ、塩化チ
オニル７０ｍＬ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）３滴を加えた。この混合物を
窒素気流下、８０℃で３時間撹拌した。撹拌後、反応溶液中の塩化チオニルを減圧蒸留に
より除去し、淡黄色油状物質を得た。
（ｉｉ）４−ヨード−Ｎ−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズアミドの合成
４−ヨード−Ｎ−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズアミドの合成スキームを（Ｄ−２）
に示す。
２−アミノフェノール１０ｇ（９２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン７．０ｍＬを３００ｍ
Ｌ三口フラスコに入れ、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１００ｍＬを加えた。この溶液を
０℃で２０分撹拌した。撹拌後、４−ヨード安息香酸クロリド（０．１０ｍｏｌ）をテト
ラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）１００ｍＬに溶かした溶液を滴下した。この溶液を窒素
気流下、０℃で５時間攪拌した。撹拌後、この溶液を約３００ｍＬの水に加え、得られた
混合物の水層を酢酸エチルで抽出した。抽出後、有機層と抽出溶液を合わせて１Ｍの塩酸
、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マ
グネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、
カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を
濃縮して得た固体を酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状白色固
体を収量３０ｇ、収率９７％で得た。
（ｉｉｉ）２−（４−ヨードフェニル）ベンゾオキサゾールの合成
２−（４−ヨードフェニル）ベンゾオキサゾールの合成スキームを（Ｄ−３）に示す。
４−ヨード−Ｎ−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズアミド１５ｇ（４４ｍｍｏｌ）、パ
ラ−トルエンスルホン酸・１水和物２４ｇ（０．１４ｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコ
に入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン３００ｍＬを加えた。こ
の混合物を窒素気流下、１１０℃で４時間撹拌した。撹拌後、反応混合物を約３００ｍＬ
の水に加えた後、この混合物の水層を酢酸エチルにより抽出した。抽出後、有機層と抽出
溶液を合わせて飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有
機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を、セライト（和光純薬
工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。
得られたろ液を濃縮して得た固体を酢酸エチルとヘキサンの混合溶媒により再結晶したと
ころ、粉末状白色固体を収量１１ｇ、収率７５％で得た。
（ｉｖ）２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）ベンゾオキサゾールの合成
２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）ベンゾオキサゾールの合成スキームを（Ｄ−
４）に示す。
２−（４−ヨードフェニル）ベンゾオキサゾール７．０ｇ（２２ｍｍｏｌ）、２−ブロモ
フェニルボロン酸４．４ｇ（２２ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０４９ｇ（０
．２２ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４６ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を
１００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物に１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭ
Ｅ）６０ｍＬ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液３０ｍＬを加え、この混合物を減圧脱気した後、
当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物を９０℃で１０時間加熱撹拌した。撹拌後、
この混合物にトルエンを加え、有機層を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗
浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸
引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番
号：５３１−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。カラムクロマトグラフィーはま
ず、クロロホルム：ヘキサン＝１：４の混合溶媒を展開溶媒として用い、次いでクロロホ
ルム：ヘキサン＝１：１の混合溶媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られた
フラクションを濃縮し、固体を得た。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒
で再結晶したところ、粉末状白色固体を収量２．２ｇ、収率２９％で得た。
［ステップ２：Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの合成］
Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの合成スキームを（Ｅ−３）に示す。
合成例３のステップ１で合成した２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）ベンゾオキ
サゾール２．１ｇ（５．７ｍｍｏｌ）、合成例１のステップ２で合成した４’−（９Ｈ−
カルバゾール−９−イル）ビフェニル−２−ボロン酸２．０ｇ（５．７ｍｍｏｌ）、酢酸
パラジウム（ＩＩ）０．０２０ｇ（０．０８９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホス
フィン０．２０ｇ（０．６５ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物
へ１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）３０ｍＬ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液３０ｍ
Ｌを加えて、この混合物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物
を９０℃で１０時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にクロロホルムを加え、有機層を
飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシ
ウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過してろ液を得た。得られたろ液を
、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して吸引
ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによ
る精製を行った。クロマトグラフィーはトルエンを展開溶媒として用いることにより行っ
た。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムに溶解し、高速液体クロマ
トグラフィー（ＨＰＬＣ）による精製を行った。カラムクロマトグラフィーはクロロホル
ムを展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体
をクロロホルムとメタノールの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状白色固体を収量２．
６ｇ、収率７７％で得た。
得られた白色固体２．６ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華
精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を４ｍＬ／ｍｉｎとして２５０℃で１５時間
行った。収量２．３ｇで収率は８８％であった。
得られた化合物を核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって測定し、得られた化合物が９−［４
’’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’：２’’，１’
’’］クアテルフェニル−４−イル）］−９Ｈ−カルバゾール（略称：Ｚ−ＣｚＰＢＯｘ
）であることを確認した。
以下に１Ｈ ＮＭＲデータを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝６．７８（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ
）、６．８７（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、７．１５−７．６２（ｍ，１９Ｈ）、７．
７２−７．７７（ｍ，１Ｈ）、７．９５（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、８．１６（ｄ，
Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）。
また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図５２に示す。なお、図５２（Ｂ）は、図５２（Ａ）にお
ける６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
また、得られたＺ−ＣｚＰＢＯｘの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ）を行った。
測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴ
Ａ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍ
Ｌ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量
減少温度は３９５．２℃であった。
また、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製、Ｐｙｒｉｓ１）を用いて
、Ｚ−ＣｚＰＢＯｘの熱物性を測定した。まず、サンプルを４０℃／ｍｉｎの昇温速度で
−１０℃から３５０℃まで加熱した後、４０℃／ｍｉｎで−１０℃まで冷却した。その後
、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２９０℃まで加熱することにより、ＤＳＣチャートを得た
。ＤＳＣチャートにはＺ−ＣｚＰＢＯｘのガラス転移点を示すピークが観測されており、
そのガラス転移温度（Ｔｇ）は１１０℃であることがわかった。このことから、Ｚ−Ｃｚ
ＰＢＯｘは高いガラス転移点を有することがわかった。従って本合成例のＺ−ＣｚＰＢＯ
ｘは高い耐熱性を有することが確認できた。
＜合成例４：Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘ＞
実施の形態２で示すベンゾオキサゾール誘導体の一である、構造式（２０１）で表される
４−［４’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’］クアテ
ルフェニル−２−イル］トリフェニルアミン（略称：Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘ）の合成方法に
ついて説明する。
［ステップ１：Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの合成］
Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの合成スキームを（Ｅ−４）に示す。
合成例３のステップ１で合成した２−（２’−ブロモビフェニル−４−イル）ベンゾオキ
サゾール１．０ｇ（２．９ｍｍｏｌ）、合成例２のステップ１で合成した４’−（ジフェ
ニルアミノ）ビフェニル−２−ボロン酸１．０ｇ（２．９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（
ＩＩ）０．０１０ｇ（０．０４５ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．１
０ｇ（０．３３ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコに入れた。この混合物へ１，２−ジ
メトキシエタン（ＤＭＥ）１５ｍＬ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液１５ｍＬを加え、この混合
物を減圧脱気した後、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物を９０℃で１０時間加
熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、有機層を飽和食塩水で洗浄した。洗
浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過して
ろ液を得た。得られたろ液を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１
−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィーによる精製を行った。クロマトグラフィーはまずトルエン：ヘキ
サン＝１：１の混合溶媒を展開溶媒として用い、次いで、トルエンを展開溶媒として用い
ることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとメタノ
ールの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状白色固体を収量１．０ｇ、収率６１％で得た
。
得られた白色固体１．０ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華
精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を４ｍＬ／ｍｉｎとして２３０℃で２０時間
行った。収量０．８４ｇで収率は８４％であった。
得られた化合物を核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって測定し、得られた化合物が４−［４
’’−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−［１，１’：２’，１’’］クアテルフェニ
ル−２−イル］トリフェニルアミン（略称：Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘ）であることを確認した
。
以下に１Ｈ ＮＭＲデータを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝６．４５（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ
）、６．７１（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、６．８５（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、
６．９８−７．１７（ｍ，７Ｈ）、７．２３−７．５７（ｍ，１４Ｈ）、７．７１−７．
７５（ｍ，１Ｈ）、７．９２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）。
また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図５３に示す。なお、図５３（Ｂ）は、図５３（Ａ）にお
ける６．５ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
また、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製、Ｐｙｒｉｓ１）を用いて
、Ｚ−ＤＰｈＡＢＯｘの熱物性を測定した。まず、サンプルを４０℃／ｍｉｎの昇温速度
で−１０℃から３５０℃まで加熱した後、４０℃／ｍｉｎで−１０℃まで冷却した。その
後、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で２９０℃まで加熱することにより、ＤＳＣチャートを得
た。ＤＳＣチャートにはＺ−ＤＰｈＡＢＯｘのガラス転移点を示すピークが観測されてお
り、そのガラス転移温度（Ｔｇ）は９８．４℃であることがわかった。このことから、Ｚ
−ＤＰｈＡＢＯｘは高いガラス転移点を有することがわかった。従って本合成例のＺ−Ｄ
ＰｈＡＢＯｘは高い耐熱性を有することが確認できた。
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ ホール注入層
１１２ ホール輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
７０１ 本体
７０２ 表示部
７０３ 操作スイッチ
７０４ 表示部
７１０ 本体
７１１ 表示部
７１２ メモリ部
７１３ 操作部
７１４ イヤホン
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 筐体
１００２ 筐体
１１０１ 表示部
１１０２ スピーカー
１１０３ マイクロフォン
１１０４ 操作キー
１１０５ ポインティングデバイス
１１０６ カメラ用レンズ
１１０７ 外部接続端子
１１０８ イヤホン端子
１２０１ キーボード
１２０２ 外部メモリスロット
１２０３ カメラ用レンズ
１２０４ ライト
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０４ 第２の電極
２１１１ 複合材料を含む層
２１１２ ホール輸送層
２１１３ 発光層
２１１４Ａ 第１の電子輸送層
２１１４Ｂ 第２の電子輸送層
２１１５ 電子注入層
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９３０１ 本体
９３０２ 表示部
９３０３ 筐体
９３０４ 外部接続ポート
９３０５ リモコン受信部
９３０６ 受像部
９３０７ バッテリー
９３０８ 音声入力部
９３０９ 操作キー
９３１０ 接眼部
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ

Claims (17)

  1. 式（Ｇ１）で表される有機半導体材料を有する発光素子。

    （式中、ＥＡは電子受容ユニット、ＨＡはホール受容ユニットであり、α１の炭素とＥＡは結合して環を形成していてもよく、α２の炭素とＨＡは結合して環を形成していてもよい。）
  2. 式（Ｇ１）で表される有機半導体材料を有する発光素子。

    （式中、ＥＡおよびＨＡは、それぞれ置換基であり、α１の炭素とＥＡは結合して環を形成していてもよく、α２の炭素とＨＡは結合して環を形成していてもよい。また、ａで表される骨格を水素で置換した式（Ｇ２Ａ）で表される化合物は、ｂで表される骨格を水素で置換した式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物よりも、電子親和力が大きく、かつ、イオン化ポテンシャルが大きい。）
  3. 請求項２において、
    式（Ｇ２Ａ）で表される化合物の電子親和力は２．０ｅＶ以上４．０ｅＶ以下であり、式（Ｇ２Ｂ）で表される化合物のイオン化ポテンシャルは４．５ｅＶ以上６．５ｅＶ以下であることを特徴とする発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
    前記ＥＡは、含窒素６員芳香環基、１，２−アゾール基、１，３−アゾール基、ポリアゾール基のいずれか一である発光素子。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記ＨＡはπ過剰系ヘテロ芳香族置換基、またはジアリールアミノ基である発光素子。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記有機半導体材料は、発光層に含まれている発光素子。
  7. 式（ＢＯＸ１）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表す。Ａｒ１とαの炭素、又はＡｒ１とＡｒ２とは、直接、又は硫黄、酸素、もしくは窒素を介して結合していてもよい。）
  8. 式（ＢＯＸ２）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基のいずれかを表す。Ｒ１１とαの炭素、又はＲ１５とＲ２０とは、直接結合していてもよい。）
  9. 式（ＢＯＸ２）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、無置換の炭素数６〜１０のアリール基、ハロゲンのいずれかを表し、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基のいずれかを表す。Ｒ１１とαの炭素、又はＲ１５とＲ２０とは、直接結合してカルバゾール骨格を形成してもよい。）
  10. 式（ＢＯＸ３）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１１〜Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、置換又は無置換の炭素数６〜１３のアリール基のいずれかを表す。Ｒ１１とαの炭素、又はＲ１５とＲ２０とは、直接結合してカルバゾール骨格を形成してもよい。）
  11. 式（ＯＸＤ１）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ａｒ１１、Ａｒ１２及びＡｒ１３は、炭素数６〜１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ａｒ１１とαの炭素、又は、Ａｒ１１とＡｒ１２は、それぞれ互いに直接結合していてもよく、あるいは、酸素、硫黄、又は窒素のいずれかを介して結合していてもよい。）
  12. 式（ＯＸＤ２）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ３１〜Ｒ４０は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１３の無置換のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ１３は、炭素数６〜１３の置換又は無置換のアリール基を表す。また、Ｒ３１とαの炭素、又は、Ｒ３５とＲ４０は、それぞれ互いに結合してカルバゾール骨格を形成していてもよい。）
  13. 式（ＯＸＤ２）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ３１〜Ｒ４０は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１３の無置換のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ１３は、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基のいずれかを表す。）
  14. 式（ＯＸＤ２）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ３１〜Ｒ４０は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１３の無置換のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ１３は、無置換のフェニル基、または、無置換の１−ナフチル基、または無置換の２−ナフチル基のいずれかを表す。）
  15. 請求項７乃至請求項１４のいずれか一項において、
    前記化合物は、発光層に含まれている発光素子。
  16. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一に記載の発光素子を有する発光装置。
  17. 請求項１乃至請求項１５のいずれか一に記載の発光素子を有する照明装置。
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