JP2017197513A - 化合物、発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents

化合物、発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】新規の化合物を提供する。また、発光効率が高い発光素子を提供する。【解決手段】ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格と、を有する新規の化合物を提供する。また、当該化合物を有する発光素子を提供する。【選択図】なし

Description

本発明の一態様は、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物に関する。または、該化合物を有する発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の材料を含む層（ＥＬ層）を挟んだ構成である。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の材料からの発光が得られる。
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、該表示装置は、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光性の材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光性の有機材料を含むＥＬ層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機材料が励起状態となり、励起された発光性の有機材料から発光を得ることができる。
有機材料が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３である。そのため、蛍光を発する材料（蛍光材料）を用いた発光素子より、燐光を発する材料（燐光材料）を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態のエネルギーを発光に変換することが可能な燐光材料を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
燐光材料を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な材料の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、青色の発光を呈する発光素子においては、より安定な蛍光材料を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光材料を用いた発光素子の発光効率を高める手法が探索されている。
三重項励起状態のエネルギーの一部を発光に変換することが可能な材料として、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が知られている。熱活性化遅延蛍光材料では、逆項間交差により三重項励起状態から一重項励起状態が生成され、一重項励起状態から発光に変換される。特許文献２および特許文献３では、熱活性化遅延蛍光を発する材料について開示されている。
また、熱活性化遅延蛍光材料と、蛍光材料と、を有する発光素子において、熱活性化遅延蛍光材料の一重項励起エネルギーを、蛍光材料へと移動させ、蛍光材料から発光を得る方法が提案されている（特許文献４参照）。
特開２０１０−１８２６９９号公報 特開２００４−２４１３７４号公報 特開２００６−２４８３０号公報 特開２０１４−４５１７９号公報
熱活性化遅延蛍光材料を用いた発光素子において、発光効率を高めるためには、熱活性化遅延蛍光材料において、三重項励起状態から一重項励起状態が効率よく生成するだけでなく、一重項励起状態から効率よく発光が得られること、すなわち蛍光量子収率が高いことが重要となる。また、青色のような、エネルギーが高く発光波長が短い光を呈する熱活性化遅延蛍光材料には、高い一重項励起エネルギー準位および三重項励起エネルギー準位を有することが必要となる。
熱活性化遅延蛍光材料と蛍光材料とを有する発光素子において、発光効率を高める、あるいは駆動電圧を低減するためには、キャリアが熱活性化遅延蛍光材料において効率よく再結合することが必要である。また、熱活性化遅延蛍光材料にて生成した励起エネルギーを効率よく蛍光材料の一重項励起状態へエネルギー移動させることが重要となる。
したがって、本発明の一態様では、新規な化合物を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、青色の蛍光を呈する新規な化合物を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、三重項励起エネルギー準位が高い新規な化合物を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、キャリア輸送性に優れた新規な化合物を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な化合物を有する発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高い蛍光を呈する発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高い青色の蛍光を呈する発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、駆動電圧が低い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物である。または、本発明の一態様は、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物を含む発光素子である。
したがって、本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ０）で表される化合物である。
一般式（Ｇ０）において、Ａは、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジン骨格、または置換もしくは無置換のベンゾチエノピリミジン骨格を表し、Ｒ１乃至Ｒ１５は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
上記構成において、ベンゾフロピリミジン骨格が、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であると好ましい。また、ベンゾチエノピリミジン骨格が、ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表される化合物である。
一般式（Ｇ１）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
また、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表される化合物である。
一般式（Ｇ２）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
また、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ３）で表される化合物である。
一般式（Ｇ３）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
また、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表される化合物である。
一般式（Ｇ４）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成に記載の化合物を有する発光素子である。
また、上記構成において、発光素子は、遅延蛍光を含む発光を呈する機能を有すると好ましい。また、発光素子は、さらに燐光材料を有すると好ましい。また、発光素子は、青色の発光を呈する機能を有すると好ましい。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタおよびトランジスタの少なくとも一と、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体およびタッチセンサの少なくとも一と、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体およびタッチセンサの少なくとも一と、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含める。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも発光装置を含む場合がある。
本発明の一態様により、新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、青色の蛍光を呈する新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、三重項励起エネルギー準位が高い新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、キャリア輸送性に優れた新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な化合物を有する発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高い蛍光を呈する発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高い青色の蛍光を呈する発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、駆動電圧が低い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子に係る発光層の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子に係る発光層の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子に係る発光層の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及び発光層に係るエネルギー準位の相関を説明する模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明する断面模式図。 本発明の一態様の半導体素子の断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する上面図及び断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明する断面模式図。 本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様の表示装置の画素回路を説明する回路図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。 本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。 本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。 本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。 本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。 本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の電子機器について説明する図。 本発明の一態様の表示装置を説明する斜視図。 本発明の一態様の発光装置を説明する斜視図及び断面図。 本発明の一態様の発光装置を説明する断面図。 本発明の一態様の照明装置及び電子機器を説明する図。 本発明の一態様の照明装置について説明する図。 実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、化合物のＭＳスペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、化合物のＭＳスペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子を説明する断面模式図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、薄膜の過渡蛍光特性を説明する図。 実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、化合物のＭＳスペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、化合物のＭＳスペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。 実施例に係る、化合物のＭＳスペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。 実施例に係る、発光素子の電界発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、化合物の発光スペクトルを説明する図。 参考例に係る、有機金属錯体の熱物性を説明する図。
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が可能である。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ない。
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いており、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、Ｓ１準位は、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、Ｔ１準位は、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。なお、本明細書等において、単に一重項励起状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起一重項状態およびＳ１準位を表す場合がある。また、単に三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起三重項状態およびＴ１準位を表す場合がある。
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料である。また、燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
また、燐光発光エネルギーまたは三重項励起エネルギーは、燐光発光の最も短波長側の発光ピーク（ショルダーを含む）または立ち上がりの波長から導出することができる。なお、該燐光発光は、低温（例えば、１０Ｋ）環境下において、時間分解フォトルミネッセンス法を行うことで観測することができる。また、熱活性化遅延蛍光の発光エネルギーは、熱活性化遅延蛍光の最も短波長側の発光ピーク（ショルダーを含む）または立ち上がりの波長から導出することができる。
なお、本明細書等において、室温とは、０℃以上４０℃以下のいずれかの温度をいう。
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、４００ｎｍ以上５００ｎｍ未満の波長領域であり、青色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、緑色の波長領域とは、５００ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域であり、緑色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、赤色の波長領域とは、５８０ｎｍ以上７４０ｎｍ以下の波長領域であり、赤色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。
（実施の形態１）
本実施の形態では、例えば本発明の一態様の発光素子に好適に用いることができる化合物について、以下説明する。
本発明の一態様の化合物は、少なくともビカルバゾール骨格を有し、且つ、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格を有する化合物である。当該化合物はバンドギャップが広いことから、当該化合物を発光素子に用いることで、発光効率の良好な発光素子を提供することができる。また、当該化合物は、キャリア輸送性に優れることから、当該化合物を発光素子に用いることで、駆動電圧の低減された発光素子を提供することができる。また、当該化合物は、酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、当該化合物を発光素子に用いることで、信頼性の良好な発光素子を提供することができる。すなわち、当該化合物を有する発光素子は、優れた発光特性を有する高性能な発光素子である。
また、当該化合物は、π電子過剰型複素芳香環（ビカルバゾール骨格）とπ電子不足型複素芳香環（ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格）とを有する。そのため、分子内でドナー−アクセプター型の励起状態を形成しやすい。さらに、π電子過剰型複素芳香環（ビカルバゾール骨格）とπ電子不足型複素芳香環（ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格）とが、直接またはアリーレン基を介して結合する構造とすることで、ドナー性とアクセプター性とを共に強くすることができる。分子内でのドナー性とアクセプター性を共に強くすることで、化合物におけるＨＯＭＯ（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、最高被占軌道ともいう）の分子軌道が分布する領域と、ＬＵＭＯ（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、最低空軌道ともいう）の分子軌道が分布する領域との重なりを小さくすることができ、化合物の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との励起エネルギー差を小さくすることが可能となる。また、化合物の三重項励起エネルギー準位を高いエネルギーに保つことが可能となる。なお、分子軌道は、分子中の電子の空間分布を表し、電子を見出す確率を表すことができる。分子軌道によって、分子の電子配置（電子の空間的分布ならびにエネルギー）を詳細に記述することが可能である。
一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差が小さい場合、１００℃以下、好ましくは室温程度のわずかな熱エネルギーによって、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーへアップコンバージョン（逆項間交差）することが可能となる。すなわち、本発明の一態様の化合物は、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する化合物として好適である。また、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換し、発光に変換する機能を有する化合物として好適である。効率よく逆項間交差が生じるためには、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であればよい。
なお、ＨＯＭＯの分子軌道が分布する領域と、ＬＵＭＯの分子軌道が分布する領域と、が重なりを有し、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位との間の遷移双極子モーメントが０より大きい場合、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位とが係わる励起状態（例えば最低励起一重項状態）から発光を得ることが可能となる。以上のことから、本発明の一態様の化合物は、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する発光材料として好適であり、すなわち、熱活性化遅延蛍光材料として好ましい。
また、本発明の一態様の化合物は、高い励起エネルギーを有しキャリア輸送性に優れているため、発光材料のホスト材料として好適である。また、上記のように、本発明の一態様の化合物は、高い一重項励起エネルギー準位（Ｓ１準位）および三重項励起エネルギー準位（Ｔ１準位）を有することができるため、蛍光材料または燐光材料を発光材料として有する発光素子に好適に用いることができる。
π電子不足型複素芳香環を有する骨格としては、ジアジン骨格が、励起エネルギーが高いため好ましい。ジアジン骨格の中でもジアジン骨格を有する縮合複素環骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましく、さらにベンゾフロピリミジン骨格およびベンゾチエノピリミジン骨格は、アクセプター性が高いため特に好ましい。ベンゾフロピリミジン骨格としては、例えば、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が挙げられる。また、ベンゾチエノピリミジン骨格としては、例えば、ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格が挙げられる。
π電子過剰型複素芳香環を有する骨格としては、ピロール骨格が、励起エネルギーが高いため好ましい。ピロール骨格の中でもカルバゾール骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましく、ビカルバゾール骨格、特に２位乃至４位のいずれかにおいて２つのカルバゾリル基が互いに結合したビカルバゾール骨格は、ドナー性が高いため特に好ましい。当該ビカルバゾール骨格としては、例えば、２，２’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、４，４’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、２，４’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、３，４’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、等が挙げられる。
なお、当該ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とが直接結合する場合、比較的低分子量の化合物となるため、真空蒸着に適した（比較的低温で真空蒸着できる）構造となり好ましい。なお、一般には、分子量が低いと成膜後の耐熱性が低くなることが多いが、本発明の一態様の化合物は、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、及びビカルバゾール骨格が剛直な骨格であるため、分子量が比較的低くても十分な耐熱性を有することが可能となる。また、当該構造は、バンドギャップが大きくなり励起エネルギー準位が高くなるため、好ましい。
また、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とがアリーレン基を介して結合する場合、当該アリーレン基の炭素数が６乃至２５、好ましくは炭素数が６乃至１３である場合、比較的低分子量の化合物となるため、真空蒸着に適した（比較的低温で真空蒸着できる）構造となる。
また、ビカルバゾール骨格が、直接またはアリーレン基を介して、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格に結合する、より好ましくは、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格の４位に結合することで、当該化合物のキャリア輸送性が優れた性能となる。したがって、当該化合物を用いた発光素子は、低い電圧で駆動することができる。
また、上記化合物は、換言すると、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格に、ビカルバゾール骨格が結合した、ベンゾフロピリミジン化合物またはベンゾチエノピリミジン化合物ということもできる。当該化合物は、合成する際に、純度良く合成することが容易であることから、不純物による劣化を抑制することが可能である。なお、発光素子の素子特性の安定性及び信頼性の観点から、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、又はビカルバゾール骨格、に結合するアリール基の炭素数は６乃至１３であることが好ましい。この場合、当該化合物は、比較的低温で真空蒸着することが可能となるため、蒸着時の熱分解等の劣化が起こりにくい。また、ビカルバゾール骨格が、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格の４位において、直接もしくはアリーレン基を介して結合する構造は、電気化学的な安定性が高く、キャリア輸送性が高いことから好ましい。
また、当該ビカルバゾール骨格のうち一方のカルバゾリル基の９位において、直接またはアリーレン基を介してベンゾフロピリミジン骨格もしくはベンゾチエノピリミジン骨格に結合した化合物は、バンドギャップが広くなるため、特に青色などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適に用いることができる。バンドギャップおよび三重項励起エネルギーをより広くする観点では、当該ビカルバゾール骨格のうち一方のカルバゾリル基の９位が、直接ベンゾフロピリミジン骨格もしくはベンゾチエノピリミジン骨格に結合した化合物が好ましい。なお、該ビカルバゾール骨格とベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格との間にアリーレン基を介する場合には、バンドギャップおよび三重項励起エネルギーの双方を高く保つために、フェニレン基やビフェニルジイル基などのアリーレン基を介して結合することが好ましい。
以上の理由により、２位乃至４位のいずれかにおいて２つのカルバゾリル基が互いに結合したビカルバゾール骨格のうち一方のカルバゾリル基の９位と、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格の４位とが、直接またはアリーレン基を介して結合した化合物が特に好ましい。なお、化合物の安定性及び発光素子の安定性の観点から、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格と、該ビカルバゾール骨格と、が結合するアリーレン基の炭素数は好ましくは６乃至２５、より好ましくは６乃至１３であればよい。また、当該化合物は、上述した蒸着の容易性、電気化学的安定性、キャリア輸送性に加え、該ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格との影響により、バンドギャップが大きく、三重項励起エネルギー準位も大きいという特性をも有する。したがって、発光素子における発光層の発光材料またはホスト材料として当該化合物を用いる構成において好適である。その中でも特に、青色発光素子に用いることが好適である。
＜化合物の例１＞
上記で示した本発明の一態様の化合物は、下記一般式（Ｇ０）で表される化合物である。
上記一般式（Ｇ０）において、Ａは、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジン骨格、またはベンゾチエノピリミジン骨格を表す。当該ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ｒ１乃至Ｒ１５は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ａｒは、炭素数６乃至２５のアリーレン基または単結合を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至２５のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、本実施の形態における化合物において、ベンゾフロピリミジン骨格は、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であると好ましい。
また、本実施の形態における化合物において、ベンゾチエノピリミジン骨格は、ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格であると好ましい。
＜化合物の例２＞
また、本実施の形態における化合物において、ビカルバゾール骨格の一方のカルバゾリル基の９位において、直接またはアリーレン基を介して、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格の４位と、結合した構成を有する化合物は、ドナー性とアクセプター性とが共に強く、広いバンドギャップを有するため、特に青色などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適に用いることができ好ましい構成である。上記化合物は、下記一般式（Ｇ１）で表される化合物である。
上記一般式（Ｇ１）において、Ｑは、酸素または硫黄を表す。
また、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ａｒは、炭素数６乃至２５のアリーレン基または単結合を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至２５のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
＜化合物の例３＞
また、本実施の形態における化合物において、ビカルバゾール骨格は、３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格であり、当該ビカルバゾール骨格の一方のカルバゾリル基が９位において、直接またはアリーレン基を介してベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格またはベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格の４位と結合した構成を有する化合物は、キャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は低い電圧で駆動できるため、好ましい構成である。上記化合物は、下記一般式（Ｇ２）で表される化合物である。
上記一般式（Ｇ２）において、Ｑは、酸素または硫黄を表す。
また、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ａｒは、炭素数６乃至２５のアリーレン基または単結合を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至１３のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、本実施の形態における化合物において、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とが、直接結合する構成を有する場合、バンドギャップが向上し、また、純度良く合成することが可能であるため、好ましい構成である。また、当該化合物は、キャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は低い電圧で駆動できる。
＜化合物の例４＞
また、上記一般式（Ｇ１）または（Ｇ２）において、Ｒ１乃至Ｒ１４、及びＲ１６乃至Ｒ２０が、すべて水素である場合、合成の容易さや原料の価格の面でも有利であり、さらに、比較的低分子量の化合物となるため、真空蒸着に適した構造となり、特に好ましい。該化合物は、下記一般式（Ｇ３）または一般式（Ｇ４）で表される化合物である。
上記一般式（Ｇ３）において、Ｑは、酸素または硫黄を表す。
また、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ａｒは、炭素数６乃至２５のアリーレン基または単結合を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至２５のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
上記一般式（Ｇ４）において、Ｑは、酸素または硫黄を表す。
また、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、Ａｒは、炭素数６乃至２５のアリーレン基または単結合を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至２５のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニルジイル基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
＜置換基の例＞
一般式（Ｇ０）において、Ａとして表されるベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格としては、例えば、下記構造式（Ｈｔ−１）乃至（Ｈｔ−２４）で表される構造を適用することができる。なお、Ａとしては用いることのできる構造はこれらに限られない。
上記構造式（Ｈｔ−１）乃至（Ｈｔ−２４）において、Ｒ１６乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、一般式（Ｇ０）及び（Ｇ１）において、ビカルバゾール骨格として表される構造としては、例えば、下記構造式（Ｃｚ−１）乃至（Ｃｚ−９）で表される構造を適用することができる。なお、ビカルバゾール骨格として用いることのできる構造はこれらに限られない。
上記構造式（Ｃｚ−１）乃至（Ｃｚ−９）において、Ｒ１乃至Ｒ１５は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアルキル基、シクロアルキル基、及びアリール基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６のアルキル基としては具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至７のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。
また、上記一般式（Ｇ０）乃至（Ｇ４）において、Ａｒで表されるアリーレン基は、例えば、下記構造式（Ａｒ−１）乃至（Ａｒ−２７）で表される基を適用することができる。なお、Ａｒとして用いることのできる基は、これらに限られず、置換基を有していても良い。
また、上記一般式（Ｇ１）及び（Ｇ２）のＲ１乃至Ｒ２０、一般式（Ｇ０）のＲ１乃至Ｒ１５、一般式（Ｇ３）及び（Ｇ４）のＲ１５、で表されるアルキル基、シクロアルキル基、またはアリール基は、例えば、下記構造式（Ｒ−１）乃至（Ｒ−２９）で表される基を適用することができる。なお、アルキル基、シクロアルキル基、またはアリール基として用いることのできる基は、これらに限られず、置換基を有していても良い。
＜化合物の具体例＞
上記一般式（Ｇ０）乃至（Ｇ４）として表される化合物の具体的な構造としては、下記構造式（１００）乃至（１４７）で表される化合物などが挙げられる。なお、一般式（Ｇ０）乃至（Ｇ４）として表される化合物は下記例示に限られない。
以上のように、本実施の形態における化合物は、ドナー性とアクセプター性が共に強いことから、熱活性化遅延蛍光材料として好適である。これにより、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。また、本実施の形態における化合物は、バンドギャップが広いことから、特に青色の発光素子の発光材料、ホスト材料、及びキャリア輸送材料として好適である。これにより、発光効率の良好な青色発光素子を作製することができる。また、本実施の形態における化合物は、キャリア輸送性に優れることから、発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。これにより、駆動電圧の小さい発光素子を作製することができる。また、本実施の形態の化合物は、酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、該化合物を発光素子に用いることで、駆動寿命の良好な発光素子を作製することができる。以上のように、本実施の形態の化合物は、発光素子に用いるのに好適な材料である。
なお、本実施の形態における化合物は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法を用いて成膜することができる。
本実施の形態に示す化合物は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、一般式（Ｇ０）で表される化合物の合成方法について説明する。該化合物の合成方法としては種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成反応を行うことによって、一般式（Ｇ０）で表される化合物を合成することができる。なお、本発明の一態様である化合物の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
一般式（Ｇ０）で表される化合物は、以下のような簡便な合成スキームにより合成できる。例えば、下記合成スキーム（ａ）に示すように、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジンのハロゲン化合物または置換もしくは無置換のベンゾチエノピリミジンのハロゲン化合物（Ａ１）と、ビカルバゾール誘導体のアリールボロン酸化合物（Ａ２）またはビカルバゾール誘導体（Ａ２’）とを反応させることにより得られる。
このとき、下記合成スキーム（ｂ）に示すように、ハロゲンで置換されたアリールボロン酸化合物（Ｂ１）との反応を経由し、中間体（Ｂ２）を得た後、ビカルバゾール誘導体のボロン酸化合物（Ｂ３）を反応させても良い。
なお、合成スキーム（ａ）および（ｂ）において、Ａは、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジン骨格、または置換もしくは無置換のベンゾチエノピリミジン骨格を表し、Ｒ１乃至Ｒ１５は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。
また、Ｘは、ハロゲン元素を表す。また、Ｂ１は、ボロン酸、ボロン酸エステル、または環状トリオールボレート塩等を表す。環状トリオールボレート塩は、リチウム塩の他に、カリウム塩、ナトリウム塩を用いても良い。
なお、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジンのボロン酸化合物、または置換もしくは無置換のベンゾチエノピリミジンのボロン酸化合物と、ビカルバゾール誘導体のハロゲン化合物とを反応させても良く、ハロゲンで置換されたアリールボロン酸化合物（Ｂ１）との反応を経由しても良い。
上述の化合物（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ２’）、（Ｂ１）、（Ｂ２）、（Ｂ３）は、様々な種類が市販されているか、あるいは合成可能であるため、一般式（Ｇ０）で表される化合物は数多くの種類を合成することができる。したがって、本発明の一態様の化合物は、バリエーションが豊富であるという特徴がある。
以上、本発明の一態様である化合物の合成方法の一例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、他のどのような合成方法によって合成されても良い。
なお、本実施の形態に示す化合物は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で説明したビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物を用いた発光素子の構成例について、図１乃至図３を用いて以下に説明する。
まず、本発明の一態様の発光素子の構成例について、図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を用いて、以下説明する。
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９等の機能層を有する。
なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子１５０の構成としては、その限りではない。つまり、電極１０１を陰極とし、電極１０２を陽極とし、当該電極間の各層の積層を、逆の順番にしてもよい。すなわち、陽極側から、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、発光層１３０と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、が積層する順番とすればよい。
なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、発光層１３０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。あるいは、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。なお、機能層はそれぞれ単層であっても、複数の層が積層された構成であってもよい。
図１（Ａ）における発光素子１５０は、ＥＬ層１００中のいずれかの層に、実施の形態１で説明した化合物が用いられている発光素子である。
実施の形態１で説明した化合物は、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有することから、ドナー性とアクセプター性を共に強くすることができる。そのため、一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位とのエネルギー差を小さくすることができるため、逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーへ変換する機能を有し、該一重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有することができる。すなわち、実施の形態１で説明した化合物は、熱活性化遅延蛍光材料に好適である。そのため、該化合物を発光素子１５０の発光層１３０に発光材料として用いることで、発光効率の高い発光素子を作製することができる。
また、該化合物は、バンドギャップが広いことから、特に青色の発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。したがって、本実施の形態の構成を用いることにより、発光効率が良好で、青色の発光を呈する発光素子を作製することができる。
また、該化合物は、キャリア輸送性に優れることから、発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。したがって、本実施の形態の構成を用いることで、駆動電圧の低い発光素子を作製することができる。
また、該化合物は、酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、本実施の形態の構成を用いることで、駆動寿命の良好な発光素子を作製することができる。
＜発光素子の構成例１＞
図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図１（Ｂ）に示す発光層１３０は、材料１３１と、ホスト材料１３２と、を有する。
材料１３１としては、発光性の有機材料を用いればよく、該発光性の有機材料としては、蛍光を発することができる材料（以下、蛍光材料ともいう）であると好適である。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって、励起子が形成される。キャリア（電子および正孔）の再結合によって生じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比（以下、励起子生成確率）は、統計的確率により、１：３となる。そのため、蛍光材料を用いた発光素子において、発光に寄与する一重項励起子が生成する割合は２５％であり、発光に寄与しない三重項励起子が生成する割合は７５％となる。したがって、発光に寄与しない三重項励起子を、発光に寄与する一重項励起子へ変換することが、発光素子の発光効率を向上させるためには重要である。
そのため、材料１３１は、逆項間交差によって三重項励起子を一重項励起子に変換する機能を有すると好ましい。したがって、材料１３１は、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を有すると好ましい。あるいは、熱活性化遅延蛍光材料であると好ましい。すなわち、実施の形態１で説明した、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する、本発明の一態様の化合物を、材料１３１に用いることが好ましい。
なお、励起子はキャリア（電子および正孔）対のことである。励起子はエネルギーを有するため、励起子が生成した材料は励起状態となる。
材料１３１の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差は、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。
ここで、発光層１３０における材料１３１と、ホスト材料１３２とのエネルギー準位の相関を図１（Ｃ）に示す。なお、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・ＴＡＤＦ（１３１）：材料１３１
・Ｈｏｓｔ（１３２）：ホスト材料１３２
・ＳＡ：材料１３１のＳ１準位
・ＴＡ：材料１３１のＴ１準位
・ＳＨ：ホスト材料１３２のＳ１準位
・ＴＨ：ホスト材料１３２のＴ１準位
発光層１３０でキャリアが再結合し、ホスト材料１３２において一重項励起状態と三重項励起状態とが生成する場合、生成した一重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）から材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）へエネルギー移動し、三重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）から材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）にエネルギー移動し、材料１３１の一重項励起状態及び三重項励起状態が形成される。
あるいは、材料１３１においてキャリアが再結合し、Ｓ１準位（ＳＡ）に相当する励起エネルギーを有する一重項励起状態、及びＴ１準位（ＴＡ）に相当する励起エネルギーを有する三重項励起状態がそれぞれ形成される。
したがって、いずれの場合においても、キャリアの再結合により、材料１３１の一重項励起状態及び三重項励起状態が形成され得る。
本発明の一態様の発光素子１５０においては、発光層１３０が有する材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる。
材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、材料１３１は逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図１（Ｃ） ルートＡ１参照）。したがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部は、材料１３１により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）とのエネルギー差は０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であると好ましい。また、一重項励起状態となった材料１３１からは、蛍光発光が得られる。
材料１３１が呈する蛍光発光において、キャリアの再結合によって直接生成した一重項励起状態からの発光（初期発光成分）と、三重項励起状態からの逆項間交差を経由して生成した一重項励起状態からの発光（遅延蛍光成分）とでは、それらの発光寿命に差が生じる。したがって、材料１３１は、初期発光成分と遅延蛍光成分という少なくとも２つの発光寿命成分を有する発光を呈する機能を有する。換言すると、材料１３１は、遅延蛍光を呈する機能を有する。該遅延蛍光は、室温等の熱エネルギーによって促進される逆項間交差に基づくため、熱活性化遅延蛍光とも呼ばれる。すなわち、材料１３１は、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
材料１３１の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには、材料１３１の蛍光量子収率は高いことが好適であり、具体的には、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上であればよい。
なお、材料１３１において逆項間交差を効率よく生じさせるためには、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）が、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）よりも低いことが好ましい。これにより、ホスト材料１３２による材料１３１の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、材料１３１において効率よく逆項間交差を発生させることができる。また、材料１３１において効率よく発光を得るためには、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）が、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）よりも低いことが好ましい。これにより、材料１３１からホスト材料１３２への一重項励起エネルギーの移動を抑制することができる。
また、材料１３１がビカルバゾール骨格というドナー性が強い骨格を有する場合、発光層１３０に注入された正孔が、材料１３１に注入され輸送されやすくなり好ましい。また、材料１３１がベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格というアクセプター性が強い骨格を有する場合、発光層１３０に注入された電子が、材料１３１に注入され輸送されやすくなり好ましい。この場合、ホスト材料１３２は、材料１３１が有するドナー性骨格より弱いドナー性を有するドナー性骨格を有すると好ましく、材料１３１が有するアクセプター性骨格より弱いアクセプター性を有するアクセプター性骨格を有すると好ましい。そうすることで、材料１３１とホスト材料１３２とで励起錯体を形成する反応を抑制することができる。
また、例えば、材料１３１のＨＯＭＯ準位がホスト材料１３２のＨＯＭＯ準位より高く、且つ、材料１３１のＬＵＭＯ準位がホスト材料１３２のＬＵＭＯ準位より低い場合、発光層１３０に注入されたキャリアである電子および正孔が共に材料１３１に注入され輸送されやすくなる。そのため、材料１３１においてキャリアの再結合が生じやすく好ましい。
なお、材料１３１とホスト材料１３２との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
なお、発光層１３０において、材料１３１単体でキャリアバランスを制御することが可能であれば、発光層１３０は、ホスト材料１３２を有さなくても良い。あるいは、キャリアバランスの制御のために、発光層１３０が材料１３１及びホスト材料１３２以外の材料を有していても良い。
以上のように、上述のルートＡ１の逆項間交差過程が効率よく生じれば、材料１３１の三重項励起エネルギーが効率よく一重項励起エネルギーへ変換されるため、発光素子１５０は高い発光効率で発光することが可能となる。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０の材料１３１からの発光を効率よく得ることができる。
＜発光素子の構成例２＞
次に、上記構成と異なる構成の発光素子について、図２（Ａ）（Ｂ）を用いて以下説明する。
図２（Ａ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図２（Ａ）に示す発光層１３０は、少なくとも材料１３１と、ゲスト材料１３３と、を有する。
また、ゲスト材料１３３としては、発光性の有機材料を用いればよく、該発光性の有機材料としては、蛍光材料であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３３として、蛍光材料を用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３３を蛍光材料として読み替えてもよい。
材料１３１は、逆項間交差により三重項励起状態から一重項励起状態を生成できる材料であると好ましい。あるいは、室温で熱活性化遅延蛍光を呈することができる機能を有することが好ましい。すなわち、材料１３１に熱活性化遅延蛍光材料を用いると好ましい。また、実施の形態１で説明した、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する、本発明の一態様の化合物を、材料１３１に用いると好ましい。
材料１３１の一重項励起エネルギー準位と三重項励起エネルギー準位との差は、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。なお、材料１３１は、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有すればよく、熱活性化遅延蛍光を示さなくてもよい。
ここで、発光層１３０における材料１３１、ゲスト材料１３３とのエネルギー準位の相関を図２（Ｂ）に示す。なお、図２（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・ＴＡＤＦ（１３１）：材料１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３３）：ゲスト材料１３３（蛍光材料）
・ＳＡ：材料１３１のＳ１準位
・ＴＡ：材料１３１のＴ１準位
・ＳＧ：ゲスト材料１３３（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＧ：ゲスト材料１３３（蛍光材料）のＴ１準位
発光層１３０でキャリアが再結合し、材料１３１において一重項励起状態と三重項励起状態とが生成する場合、生成した一重項励起状態のエネルギーは、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）からゲスト材料１３３のＳ１準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。
また、本発明の一態様の発光素子１５０においては、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）とは、互いに隣接したエネルギー準位となる。
材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）は、互いに隣接したエネルギー準位であるため、材料１３１は逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する（図２（Ｂ） ルートＡ１参照）。したがって、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部は、材料１３１により一重項励起エネルギーに変換される。そのためには、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）とのエネルギー差は０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であると好ましい。
また、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）は、ゲスト材料１３３のＳ１準位（ＳＧ）より高いことが好ましい。このようなＳ１準位の関係とすることで、材料１３１が有する一重項励起エネルギーは、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）からゲスト材料１３３のＳ１準位（ＳＧ）へエネルギー移動することができる。その結果、ゲスト材料１３３が一重項励起状態となり、蛍光発光する（図２（Ｂ） ルートＥ１参照）。
ゲスト材料１３３の一重項励起状態から効率よく発光を得るためには、ゲスト材料１３３の蛍光量子収率は高いことが好適であり、具体的には、好ましくは５０％以上、より好ましくは７０％以上、さらに好ましくは９０％以上であればよい。本構成例で示す発光素子においては、ゲスト材料１３３が逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する必要がない。そのため、本構成例は、ゲスト材料の蛍光量子収率を高くする設計が容易である利点がある。
なお、逆項間交差を効率よく生じさせるためには、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）が、ゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）よりも高いことが好ましい。これにより、ゲスト材料１３３による材料１３１の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
また、材料１３１がビカルバゾール骨格というドナー性が強い骨格を有する場合、発光層１３０に注入された正孔が、材料１３１に注入され輸送されやすくなる。また、材料１３１がベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格というアクセプター性が強い骨格を有する場合、発光層１３０に注入された電子が、材料１３１に注入され輸送されやるくなる。この場合、ゲスト材料１３３は、材料１３１より弱いドナー性を有するドナー性骨格を有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３３は、材料１３１より弱いアクセプター性を有するアクセプター性骨格を有すると好ましい。
なお、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）から、ゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、ゲスト材料１３３における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくい。
また、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）からゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図２（Ｂ） ルートＥ２参照）。そのため、ルートＥ２のエネルギー移動が少ない方が、ゲスト材料１３３の三重項励起子の生成効率を低減することができ、三重項励起エネルギーの熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、材料１３１とゲスト材料１３３との重量比は、ゲスト材料１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には材料１３１を１としたときのゲスト材料１３３の重量比としては、０．００１以上０．０５以下が好適であり、より好ましくは０．００１以上０．０３以下、さらに好ましくは０．００１以上０．０１以下であればよい。
なお、ゲスト材料１３３においてキャリアの直接再結合過程が支配的になると、ゲスト材料１３３において三重項励起子が多数生成することになり、該三重項励起子の三重項励起エネルギーは熱失活してしまうため、発光素子の発光効率を損ねてしまう。そのため、ゲスト材料１３３においてキャリアが直接再結合する過程よりも、材料１３１においてキャリアが再結合し、材料１３１を経た励起エネルギーの移動過程（図２（Ｂ） ルートＡ１及びＥ１）の割合が多い方が、ゲスト材料１３３における三重項励起子の生成効率を低減することができ、三重項励起エネルギーの熱失活を抑制することができるため好ましい。そのためには、やはり材料１３１とゲスト材料１３３との重量比は、ゲスト材料１３３の重量比が低いことが好ましく、具体的には材料１３１を１としたときのゲスト材料１３３の重量比としては、０．００１以上０．０５以下が好適であり、より好ましくは０．００１以上０．０３以下、さらに好ましくは０．００１以上０．０１以下であればよい。
以上のように、上述のルートＡ１及びルートＥ１のエネルギー移動過程が全て効率よく生じれば、材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が効率よくゲスト材料１３３の一重項励起状態に変換されるため、ゲスト材料１３３からの発光を効率よく得ることができる。したがって、発光素子１５０は高い発光効率で発光することが可能となる。
＜エネルギー移動機構＞
次に、材料１３１と、ゲスト材料１３３との分子間のエネルギー移動過程の支配因子について説明する。分子間のエネルギー移動の機構としては、フェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構が提唱されている。ここでは、材料１３１とゲスト材料１３３との分子間のエネルギー移動過程について説明する。
≪フェルスター機構≫
フェルスター機構では、エネルギー移動に、分子間の直接的接触を必要とせず、材料１３１及びゲスト材料１３３間の双極子振動の共鳴現象を通じてエネルギー移動が起こる。双極子振動の共鳴現象によって材料１３１がゲスト材料１３３にエネルギーを受け渡し、励起状態の材料１３１が基底状態になり、基底状態のゲスト材料１３３が励起状態になる。なお、フェルスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（１）に示す。
数式（１）において、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、材料１３１の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、εｇ（ν）は、ゲスト材料１３３のモル吸光係数を表し、Ｎは、アボガドロ数を表し、ｎは、媒体の屈折率を表し、Ｒは、材料１３１とゲスト材料１３３の分子間距離を表し、τは、実測される励起状態の寿命（蛍光寿命や燐光寿命）を表し、ｃは、光速を表し、φは、発光量子収率（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光量子収率、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光量子収率）を表し、Ｋ２は、材料１３１とゲスト材料１３３の遷移双極子モーメントの配向を表す係数（０から４）である。なお、ランダム配向の場合はＫ２＝２／３である。
≪デクスター機構≫
デクスター機構では、材料１３１とゲスト材料１３３が軌道の重なりを生じる接触有効距離に近づき、励起状態の材料１３１の電子と、基底状態のゲスト材料１３３との電子の交換を通じてエネルギー移動が起こる。なお、デクスター機構の速度定数ｋｈ＊→ｇを数式（２）に示す。
数式（２）において、ｈは、プランク定数であり、Ｋは、エネルギーの次元を持つ定数であり、νは、振動数を表し、ｆ’ｈ（ν）は、材料１３１の規格化された発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）を表し、ε’ｇ（ν）は、ゲスト材料１３３の規格化された吸収スペクトルを表し、Ｌは、実効分子半径を表し、Ｒは、材料１３１とゲスト材料１３３の分子間距離を表す。
ここで、材料１３１からゲスト材料１３３へのエネルギー移動効率φＥＴは、数式（３）で表される。ｋｒは、材料１３１の発光過程（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光）の速度定数を表し、ｋｎは、材料１３１の非発光過程（熱失活や項間交差）の速度定数を表し、τは、実測される材料１３１の励起状態の寿命を表す。
数式（３）より、エネルギー移動効率φＥＴを高くするためには、エネルギー移動の速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくし、他の競合する速度定数ｋｒ＋ｋｎ（＝１／τ）が相対的に小さくなれば良いことがわかる。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
まず、フェルスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（３）に数式（１）を代入することでτを消去することができる。したがって、フェルスター機構の場合、エネルギー移動効率φＥＴは、材料１３１の励起状態の寿命τに依存しない。また、エネルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じているので、蛍光量子収率）が高い方が良いと言える。一般的に、有機化合物の三重項励起状態からの発光量子収率は室温において非常に低い。そのため、材料１３１が三重項励起状態である場合、フェルスター機構によるエネルギー移動過程は無視でき、材料１３１が一重項励起状態である場合のみ考慮すればよい。
また、材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３３の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、ゲスト材料１３３のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３３の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。なお、ゲスト材料１３３における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、ゲスト材料１３３において三重項励起状態が係わるモル吸光係数は無視できる量である。このことから、フェルスター機構によるゲスト材料１３３の三重項励起状態へのエネルギー移動過程は無視でき、ゲスト材料１３３の一重項励起状態へのエネルギー移動過程のみ考慮すればよい。すなわち、フェルスター機構においては、材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３３の一重項励起状態へのエネルギー移動過程を考えればよい。
次に、デクスター機構によるエネルギー移動を考える。数式（２）によれば、速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくするには材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３３の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良いことがわかる。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３３の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
また、数式（３）に数式（２）を代入すると、デクスター機構におけるエネルギー移動効率φＥＴは、τに依存することが分かる。デクスター機構は、電子交換に基づくエネルギー移動過程であるため、材料１３１の一重項励起状態からゲスト材料１３３の一重項励起状態へのエネルギー移動と同様に、材料１３１の三重項励起状態からゲスト材料１３３の三重項励起状態へのエネルギー移動も生じる。
ゲスト材料１３３が蛍光材料であるとき、ゲスト材料１３３の三重項励起状態へのエネルギー移動効率は低いことが好ましい。すなわち、材料１３１からゲスト材料１３３へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましく、材料１３１からゲスト材料１３３へのフェルスター機構に基づくエネルギー移動効率は高いことが好ましい。
既に述べたように、フェルスター機構におけるエネルギー移動効率は、材料１３１の励起状態の寿命に依存しない。一方、デクスター機構におけるエネルギー移動効率は、材料１３１の励起寿命に依存する。そのため、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、材料１３１の励起寿命τは短いことが好ましい。
また、材料１３１が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分における蛍光寿命は短いことが好ましく、具体的には、１０ｎｓ以上５０μｓ以下、より好ましくは１０ｎｓ以上３０μｓ以下であればよい。
また、材料１３１が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は高いことが好ましい。具体的には、材料１３１が呈する発光のうち、熱活性化遅延蛍光成分が占める割合は５％以上が好ましく、より好ましくは１０％以上である。
＜発光素子の構成例３＞
次に、上記構成と異なる構成の発光素子について、図３（Ａ）（Ｂ）を用いて以下説明を行う。なお、本構成例において、先の構成と同様の構成についての詳細は、先の構成例を参酌すればよい。
図３（Ａ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図３（Ａ）に示す発光層１３０は、少なくとも材料１３１と、ホスト材料１３２と、ゲスト材料１３３と、を有する。
また、発光層１３０中では、材料１３１またはホスト材料１３２が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１３３は、材料１３１およびホスト材料１３２中に分散される。ここでは、ゲスト材料１３３に蛍光材料を用いる構成について説明を行う。
材料１３１、ホスト材料１３２、及びゲスト材料１３３のエネルギー移動過程を説明するために、図３（Ｂ）にエネルギー準位の相関を説明する模式図を示す。なお、図３（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りであり、他の表記及び符号については、図２（Ｂ）と同様である。
・Ｈｏｓｔ（１３２）：ホスト材料１３２
・ＳＨ：ホスト材料１３２のＳ１準位
・ＴＨ：ホスト材料１３２のＴ１準位
発光層１３０でキャリアが再結合し、ホスト材料１３２において一重項励起状態と三重項励起状態が生成する場合、生成した一重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）から材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）へエネルギー移動し、三重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）から材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）へエネルギー移動することができる。
ホスト材料１３２からのエネルギー移動、もしくは材料１３１におけるキャリアの再結合によって、材料１３１の一重項励起状態および三重項励起状態が生成するとき、図２（Ｂ）における説明と同様に、図３（Ｂ）のルートＡ１及びルートＥ１によって、材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が、ゲスト材料１３３のＳ１準位（ＳＧ）に移動し、ゲスト材料１３３が一重項励起状態となる。一重項励起状態となったゲスト材料１３３からは、蛍光発光が得られる。
したがって、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）からゲスト材料１３３のＳ１準位（ＳＧ）へ、効率よく三重項励起エネルギーを移動させるためには、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）とＴ１準位（ＴＡ）は、互いに隣接したエネルギー準位であると好ましく、材料１３１は、逆項間交差により三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する材料であると好ましい。すなわち、材料１３１に、熱活性化遅延蛍光材料を用いると好ましい。また、実施の形態１で説明した、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する、本発明の一態様の化合物を、材料１３１に用いると好ましい。
材料１３１のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。なお、材料１３１は、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有すればよく、熱活性化遅延蛍光を示さなくてもよい。
また、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）は、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）以上であり、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）は、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）以上であると好ましい。これにより、ホスト材料１３２による材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく材料１３１からゲスト材料１３３へエネルギー移動が発生する。
また、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）が、ゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）よりも高いことが好ましい。これにより、ゲスト材料１３３による材料１３１の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
なお、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）から、ゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）へのエネルギー移動は、ゲスト材料１３３における一重項基底状態から三重項励起状態への直接遷移が禁制であることから、主たるエネルギー移動過程になりにくい。
また、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）からゲスト材料１３３のＴ１準位（ＴＧ）へ三重項励起エネルギー移動が生じると、三重項励起エネルギーは失活してしまう（図３（Ｂ） ルートＥ３参照）。そのため、ルートＥ３のエネルギー移動が少ない方が、ゲスト材料１３３の三重項励起子の生成効率を低減することができ、熱失活を減少することができるため好ましい。そのためには、材料１３１と、ホスト材料１３２とゲスト材料１３３と、の重量比は、ゲスト材料１３３の重量比が最も低いことが好ましく、具体的には材料１３１及びホスト材料１３２を１としたときのゲスト材料１３３の重量比としては、０．００１以上０．０５以下が好適であり、より好ましくは０．００１以上０．０３以下、さらに好ましくは０．００１以上０．０１以下であればよい。
また、ホスト材料１３２と材料１３１との組み合わせが、正孔を輸送する機能を有する材料と電子を輸送する機能を有する材料との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔を輸送する機能を有する材料：電子を輸送する機能を有する材料＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３３からの発光を効率よく得ることができる。
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
≪発光層≫
発光層１３０に用いることができる材料について、それぞれ以下に説明する。
≪材料１３１≫
材料１３１は、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さいことが好ましく、具体的には、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。このような材料としては、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。熱活性化遅延蛍光材料としては、実施の形態１で示した化合物が好適である。
なお、材料１３１は、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さければよく、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有さなくてもよい。
≪ゲスト材料１３３≫
ゲスト材料１３３としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いることができる。
具体的には、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｔＢｕ−ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−３，８−ジシクロヘキシルピレン−１，６−ジアミン（略称：ｃｈ−１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、２，８−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−５，１１−ビス（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−６，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＴＢＲｂ）、ナイルレッド、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
なお、上述した通り、材料１３１からゲスト材料１３３（蛍光材料）へのデクスター機構に基づくエネルギー移動効率は低いことが好ましい。デクスター機構の速度定数は、二分子間の距離の指数関数に反比例する。一般的に、二分子間の距離が１ｎｍ以下ではデクスター機構が優勢となり、１ｎｍ以上ではフェルスター機構が優勢となる。したがって、デクスター機構におけるエネルギー移動効率を低下させるためには、材料１３１とゲスト材料１３３（蛍光材料）との距離を大きくすることが好ましく、具体的には０．７ｎｍ以上、より好ましくは０．９ｎｍ以上、さらに好ましくは１ｎｍ以上であればよい。このような観点から、ゲスト材料１３３（蛍光材料）が、材料１３１との近接を阻害する置換基を有することが好ましく、該置換基としては、脂肪族炭化水素が好ましく、より好ましくはアルキル基、さらに好ましくは分岐を有するアルキル基である。具体的には、ゲスト材料１３３は、炭素数２以上のアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３３は、炭素数３以上１０以下の分岐を有するアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。あるいは、ゲスト材料１３３（蛍光材料）は、炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基を少なくとも２つ以上有すると好ましい。
また、材料１３１の発光ピークが、ゲスト材料１３３（蛍光材料）の最も長波長側（低エネルギー側）の吸収帯と重なるように、材料１３１およびゲスト材料１３３（蛍光材料）とを選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。
≪ホスト材料１３２≫
ホスト材料１３２に用いることができる化合物としては、特に限定はないが、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。
また、ホスト材料１３２としては、以下の正孔輸送性材料および電子輸送性材料を用いることができる。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
これら正孔輸送性の高い材料として、例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：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）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、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）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、他に、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：ＣｚＰＡ）、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を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、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）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］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、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４乃至炭素数４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、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）等が挙げられる。
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（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）等の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔輸送性の高い材料としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、４−フェニル−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：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−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：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＢＢ）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。また、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，６−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰｈＣｚＧＩ）、２，８−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−ジベンゾチオフェン（略称：Ｃｚ２ＤＢＴ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）等のアミン化合物、カルバゾール化合物、チオフェン化合物、フラン化合物、フルオレン化合物、トリフェニレン化合物、フェナントレン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。
電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい材料（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、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）や、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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、９−［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］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＴＡＺ１）、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）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、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や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３−（３，９’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＣｚＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、ＰＣＣｚＰＴｚｎなどのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。上述した複素環化合物の中でも、ジアジン（ピリミジン、ピラジン、ピリダジン）骨格、またはピリジン骨格を有する複素環化合物は、安定で信頼性が良好であり好ましい。また、当該骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を用いても構わない。
なお、発光層１３０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１３０において、材料１３１、ホスト材料１３２、及びゲスト材料１３３以外の材料を有していても良い。
なお、発光層１３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を有してもよい。
量子ドットを構成する材料としては、第１４族元素、第１５族元素、第１６族元素、複数の第１４族元素からなる化合物、第４族から第１４族に属する元素と第１６族元素との化合物、第２族元素と第１６族元素との化合物、第１３族元素と第１５族元素との化合物、第１３族元素と第１７族元素との化合物、第１４族元素と第１５族元素との化合物、第１１族元素と第１７族元素との化合物、酸化鉄類、酸化チタン類、カルコゲナイドスピネル類、各種半導体クラスターなどを挙げることができる。
具体的には、セレン化カドミウム（ＣｄＳｅ）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、テルル化カドミウム（ＣｄＴｅ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、テルル化亜鉛（ＺｎＴｅ）、硫化水銀（ＨｇＳ）、セレン化水銀（ＨｇＳｅ）、テルル化水銀（ＨｇＴｅ）、砒化インジウム（ＩｎＡｓ）、リン化インジウム（ＩｎＰ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、窒化インジウム（ＩｎＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、アンチモン化インジウム（ＩｎＳｂ）、アンチモン化ガリウム（ＧａＳｂ）、リン化アルミニウム（ＡｌＰ）、砒化アルミニウム（ＡｌＡｓ）、アンチモン化アルミニウム（ＡｌＳｂ）、セレン化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳｅ）、テルル化鉛（ＩＩ）（ＰｂＴｅ）、硫化鉛（ＩＩ）（ＰｂＳ）、セレン化インジウム（Ｉｎ２Ｓｅ３）、テルル化インジウム（Ｉｎ２Ｔｅ３）、硫化インジウム（Ｉｎ２Ｓ３）、セレン化ガリウム（Ｇａ２Ｓｅ３）、硫化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｓ３）、セレン化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｓｅ３）、テルル化砒素（ＩＩＩ）（Ａｓ２Ｔｅ３）、硫化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｓ３）、セレン化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｓｅ３）、テルル化アンチモン（ＩＩＩ）（Ｓｂ２Ｔｅ３）、硫化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｓ３）、セレン化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｓｅ３）、テルル化ビスマス（ＩＩＩ）（Ｂｉ２Ｔｅ３）、ケイ素（Ｓｉ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、リン（Ｐ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、リン化ホウ素（ＢＰ）、砒化ホウ素（ＢＡｓ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、硫化アルミニウム（Ａｌ２Ｓ３）、硫化バリウム（ＢａＳ）、セレン化バリウム（ＢａＳｅ）、テルル化バリウム（ＢａＴｅ）、硫化カルシウム（ＣａＳ）、セレン化カルシウム（ＣａＳｅ）、テルル化カルシウム（ＣａＴｅ）、硫化ベリリウム（ＢｅＳ）、セレン化ベリリウム（ＢｅＳｅ）、テルル化ベリリウム（ＢｅＴｅ）、硫化マグネシウム（ＭｇＳ）、セレン化マグネシウム（ＭｇＳｅ）、硫化ゲルマニウム（ＧｅＳ）、セレン化ゲルマニウム（ＧｅＳｅ）、テルル化ゲルマニウム（ＧｅＴｅ）、硫化錫（ＩＶ）（ＳｎＳ２）、硫化錫（ＩＩ）（ＳｎＳ）、セレン化錫（ＩＩ）（ＳｎＳｅ）、テルル化錫（ＩＩ）（ＳｎＴｅ）、酸化鉛（ＩＩ）（ＰｂＯ）、フッ化銅（Ｉ）（ＣｕＦ）、塩化銅（Ｉ）（ＣｕＣｌ）、臭化銅（Ｉ）（ＣｕＢｒ）、ヨウ化銅（Ｉ）（ＣｕＩ）、酸化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｏ）、セレン化銅（Ｉ）（Ｃｕ２Ｓｅ）、酸化ニッケル（ＩＩ）（ＮｉＯ）、酸化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＯ）、硫化コバルト（ＩＩ）（ＣｏＳ）、四酸化三鉄（Ｆｅ３Ｏ４）、硫化鉄（ＩＩ）（ＦｅＳ）、酸化マンガン（ＩＩ）（ＭｎＯ）、硫化モリブデン（ＩＶ）（ＭｏＳ２）、酸化バナジウム（ＩＩ）（ＶＯ）、酸化バナジウム（ＩＶ）（ＶＯ２）、酸化タングステン（ＩＶ）（ＷＯ２）、酸化タンタル（Ｖ）（Ｔａ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ５、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ５Ｏ９など）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化ゲルマニウム（Ｇｅ３Ｎ４）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、セレンと亜鉛とカドミウムの化合物（ＣｄＺｎＳｅ）、インジウムと砒素とリンの化合物（ＩｎＡｓＰ）、カドミウムとセレンと硫黄の化合物（ＣｄＳｅＳ）、カドミウムとセレンとテルルの化合物（ＣｄＳｅＴｅ）、インジウムとガリウムと砒素の化合物（ＩｎＧａＡｓ）、インジウムとガリウムとセレンの化合物（ＩｎＧａＳｅ）、インジウムとセレンと硫黄の化合物（ＩｎＳｅＳ）、銅とインジウムと硫黄の化合物（例えばＣｕＩｎＳ２）およびこれらの組合せなどを挙げることができるが、これらに限定されない。また、組成が任意の比率で表される、いわゆる合金型量子ドットを用いても良い。例えば、ＣｄＳｘＳｅ１−ｘ（ｘは０から１の任意の数）で表される合金型量子ドットは、ｘの比率を変化させることで発光波長を変えることができるため、青色発光を得るには有効な手段の一つである。
量子ドットの構造としては、コア型、コア−シェル型、コア−マルチシェル型などがあり、そのいずれを用いても良いが、コアを覆ってより広いバンドギャップを持つ別の無機材料でシェルを形成することによって、ナノ結晶表面に存在する欠陥やダングリングボンドの影響を低減することができる。これにより、発光の量子効率が大きく改善するためコア−シェル型やコア−マルチシェル型の量子ドットを用いることが好ましい。シェルの材料の例としては、硫化亜鉛（ＺｎＳ）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）が挙げられる。
また、量子ドットは、表面原子の割合が高いことから、反応性が高く、凝集が起こりやすい。そのため、量子ドットの表面には保護剤が付着している又は保護基が設けられていることが好ましい。当該保護剤が付着している又は保護基が設けられていることによって、凝集を防ぎ、溶媒への溶解性を高めることができる。また、反応性を低減させ、電気的安定性を向上させることも可能である。保護剤（又は保護基）としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、トリプロピルホスフィン、トリブチルホスフィン、トリヘキシルホスフィン、トリオクチルホスフィン等のトリアルキルホスフィン類、ポリオキシエチレンｎ−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンｎ−ノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、トリ（ｎ−ヘキシル）アミン、トリ（ｎ−オクチル）アミン、トリ（ｎ−デシル）アミン等の第３級アミン類、トリプロピルホスフィンオキシド、トリブチルホスフィンオキシド、トリヘキシルホスフィンオキシド、トリオクチルホスフィンオキシド、トリデシルホスフィンオキシド等の有機リン化合物、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類、また、ピリジン、ルチジン、コリジン、キノリン類等の含窒素芳香族化合物等の有機窒素化合物、ヘキシルアミン、オクチルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン等のアミノアルカン類、ジブチルスルフィド等のジアルキルスルフィド類、ジメチルスルホキシドやジブチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド類、チオフェン等の含硫黄芳香族化合物等の有機硫黄化合物、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸、アルコール類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類等が挙げられる。
なお、量子ドットは棒状の量子ドットである量子ロッドであっても良い。量子ロッドはｃ軸方向に偏光した指向性を有する光を呈するため、量子ロッドを発光材料として用いることにより、より外部量子効率が良好な発光素子を得ることができる。
発光層の発光材料に量子ドットを用いる場合、当該発光層の膜厚は３ｎｍ乃至１００ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ乃至１００ｎｍとし、発光層中の量子ドットの含有率は１乃至１００体積％とする。ただし、量子ドットのみで発光層を形成することが好ましい。なお、当該量子ドットを発光材料としてホストに分散した発光層を形成する場合は、ホスト材料に量子ドットを分散させる、またはホスト材料と量子ドットとを適当な液媒体に溶解または分散させてウェットプロセス（スピンコート法、キャスト法、ダイコート法、ブレードコート法、ロールコート法、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、カーテンコート法、ラングミュア・ブロジェット法など）により形成すればよい。
ウェットプロセスに用いる液媒体としては、たとえば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル等の脂肪酸エステル類、ジクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類、トルエン、キ
シレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素類、シクロヘキサン、デカリン、ドデカン等の脂肪族炭化水素類、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒を用いることができる。
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、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、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。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、酸化レニウムなどである。中でも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。
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、発光層１３０に用いることができる正孔輸送性材料として挙げた芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示した正孔輸送性材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物や金属錯体などを用いることができる。具体的には、発光層１３０に用いることができる電子輸送性材料として挙げたキノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。また、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層１１８は、単層だけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層してもよい。
また、電子輸送層１１８と発光層１３０との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。電子キャリアの移動を制御する層は上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
また、ｎ型の化合物半導体を用いても良く、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ３）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化イットリウム（Ｙ２Ｏ３）、ケイ酸ジルコニウム（ＺｒＳｉＯ４）のような酸化物、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のような窒化物、硫化カドミウム（ＣｄＳ）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ）等も用いることができる。
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。具体的には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１９にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。また、電子注入層１１９に、電子輸送層１１８で用いることが出来る物質を用いても良い。
また、電子注入層１１９に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１８を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、ナトリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物や、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光素子の陽極または陰極としての機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。
電極１０１または電極１０２の一方は、光を反射する機能を有する導電性材料により形成されると好ましい。該導電性材料としては、アルミニウム（Ａｌ）またはＡｌを含む合金等が挙げられる。Ａｌを含む合金としては、ＡｌとＬ（Ｌは、チタン（Ｔｉ）、ネオジム（Ｎｄ）、ニッケル（Ｎｉ）、及びランタン（Ｌａ）の一つまたは複数を表す）とを含む合金等が挙げられ、例えばＡｌとＴｉ、またはＡｌとＮｉとＬａを含む合金等である。アルミニウムは、抵抗値が低く、光の反射率が高い。また、アルミニウムは、地殻における存在量が多く、安価であるため、アルミニウムを用いることによる発光素子の作製コストを低減することができる。また、銀（Ａｇ）またはＡｇと、Ｎ（Ｎは、イットリウム（Ｙ）、Ｎｄ、マグネシウム（Ｍｇ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、Ａｌ、Ｔｉ、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉄（Ｆｅ）、Ｎｉ、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、または金（Ａｕ）の一つまたは複数を表す）とを含む合金等を用いても良い。銀を含む合金としては、例えば、銀とパラジウムと銅を含む合金、銀と銅を含む合金、銀とマグネシウムを含む合金、銀とニッケルを含む合金、銀と金を含む合金、銀とイッテルビウムを含む合金等が挙げられる。その他、タングステン、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銅、チタンなどの遷移金属を用いることができる。
また、発光層から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一方は、光を透過する機能を有する導電性材料により形成されると好ましい。該導電性材料としては、可視光の透過率が４０％以上１００％以下、好ましくは６０％以上１００％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。
また、電極１０１及び電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有する導電性材料により形成されても良い。該導電性材料としては、可視光の反射率が２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ω・ｃｍ以下の導電性材料が挙げられる。例えば、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複数種用いて形成することができる。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ、以下ＩＴＯ）、珪素または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、チタンを含有した酸化インジウム−錫酸化物、インジウム−チタン酸化物、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などの金属酸化物を用いることができる。また、光を透過する程度（好ましくは、１ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚さ）の金属薄膜を用いることができる。金属としては、例えば、ＡｇまたはＡｇとＡｌ、ＡｇとＭｇ、ＡｇとＡｕ、ＡｇとＹｂなどの合金等を用いることができる。
なお、本明細書等において、光を透過する機能を有する材料は、可視光を透過する機能を有し、且つ導電性を有する材料であればよく、例えば上記のようなＩＴＯに代表される酸化物導電体に加えて、酸化物半導体、または有機物を含む有機導電体を含む。有機物を含む有機導電体としては、例えば、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料、有機化合物と電子受容体（アクセプター）とを混合してなる複合材料等が挙げられる。また、グラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。また、当該材料の抵抗率としては、好ましくは１×１０５Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１×１０４Ω・ｃｍ以下である。
また、上記の材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成してもよい。
また、光取り出し効率を向上させるため、光を透過する機能を有する電極と接して、該電極より屈折率の高い材料を形成してもよい。このような材料としては、可視光を透過する機能を有する材料であればよく、導電性を有する材料であっても有さない材料であってもよい。例えば、上記のような酸化物導電体に加えて、酸化物半導体、有機物が挙げられる。有機物としては、例えば、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または電子注入層に例示した材料が挙げられる。また、無機炭素系材料や光が透過する程度の薄膜の金属も用いることができる。これら屈折率の高い材料を用いて、数ｎｍ乃至数十ｎｍの層を複数積層させてもよい。
電極１０１または電極１０２が陰極としての機能を有する場合には、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を有することが好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（リチウム、ナトリウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等）、これら元素を含む合金（例えば、ＡｇとＭｇ、ＡｌとＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、Ｙｂ等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀を含む合金等を用いることができる。
また、電極１０１または電極１０２を陽極として用いる場合、仕事関数の大きい（４．０ｅＶ以上）材料を用いることが好ましい。
また、電極１０１及び電極１０２は、光を反射する機能を有する導電性材料と、光を透過する機能を有する導電性材料との積層としてもよい。その場合、電極１０１及び電極１０２は、各発光層からの所望の光を共振させ、その波長の光を強めることができるように、光学距離を調整する機能を有することができるため好ましい。
電極１０１及び電極１０２の成膜方法は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、塗布法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、ＣＶＤ法、パルスレーザ堆積法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を適宜用いることができる。
≪基板≫
また、本発明の一態様に係る発光素子は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
なお、本発明の一態様に係る発光素子を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、からなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において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。あるいは、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
例えば、本発明等においては、様々な基板を用いて発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特に限定されない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下が挙げられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子１５０の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様として、発光素子に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、発光素子に適用しなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物が、熱活性化遅延蛍光材料である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、該化合物が熱活性化遅延蛍光材料でなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物における、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、該化合物のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．３ｅＶより大きくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ＥＬ層が、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格と、を有する化合物を含む場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、ＥＬ層が、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物を含まなくてもよい。あるいは、ＥＬ層が、ビカルバゾール骨格、ベンゾフロピリミジン骨格、またはベンゾチエノピリミジン骨格を有さない化合物を含む構成であってもよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態においては、実施の形態３に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図４及び図５を用いて、以下説明を行う。なお、図４（Ａ）において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例１＞
図４（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５２の断面模式図である。
発光素子１５２は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）を有し、該一対の電極間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３５を有する。
なお、発光素子１５２において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子１５２の構成としては、逆であっても構わない。
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示す発光層１３５の一例を示す断面模式図である。図４（Ｂ）に示す発光層１３５は、材料１３１と、ゲスト材料１３４と、を有する。
また、ゲスト材料１３４としては、発光性の有機材料を用いればよく、該発光性の有機材料としては、燐光を発することができる材料（以下、燐光材料ともいう）であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３４として、燐光材料を用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３４を燐光材料として読み替えてもよい。
ここで、材料１３１と、ゲスト材料１３４とのエネルギー準位の相関を図４（Ｃ）に示す。なお、図４（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・ＴＡＤＦ（１３１）：材料１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３４）：ゲスト材料１３４（燐光材料）
・ＳＡ：材料１３１のＳ１準位
・ＴＡ：材料１３１のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１３４（燐光材料）のＴ１準位
発光層１３０でキャリアが再結合し、材料１３１において一重項励起状態と三重項励起状態とが生成する。
そして、材料１３１の一重項励起エネルギーと三重項励起エネルギーの双方を、ゲスト材料１３４（燐光材料）のＴ１準位（ＴＰＧ）へ移動させることで、ゲスト材料１３４から発光が得られる（図４（Ｃ）ルートＥ１、Ｅ２参照）。
なお、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）は、ゲスト材料１３４のＴ１準位（ＴＰＧ）より大きいことが好ましい。このようなＴ１準位の関係とすることで、材料１３１の一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギーを、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）及びＴ１準位（ＴＡ）からゲスト材料１３４のＴ１準位（ＴＰＧ）へエネルギー移動することができる。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３４（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、材料１３１でキャリアの再結合が生じる場合、発光素子１５２の駆動電圧を低減するためには、材料１３１のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は小さい方が好ましい。したがって、先の実施の形態１で説明した、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する、本発明の一態様の化合物を、材料１３１に用いることが好ましい。なお、本実施の形態において、材料１３１は、必ずしもＴＡからＳＡへの逆項間交差効率が高い必要がなく、ＳＡからの発光量子収率が高い必要もないため、熱活性化遅延蛍光を示さなくても良い。
また、材料１３１とゲスト材料１３４との分子間のエネルギー移動過程の機構としては、実施の形態３と同様にフェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構によって説明することができる。フェルスター機構およびデクスター機構については、実施の形態３を参酌すればよい。
≪エネルギー移動を高めるための概念≫
フェルスター機構によるエネルギー移動においては、エネルギー移動効率φＥＴは、発光量子収率φ（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じている場合は蛍光量子収率）が高い方が良い。また、材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３４の吸収スペクトル（一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。さらに、ゲスト材料１３４のモル吸光係数も高い方が好ましい。このことは、材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３４の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることを意味する。
また、デクスター機構によるエネルギー移動において、速度定数ｋｈ＊→ｇを大きくするには材料１３１の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）とゲスト材料１３４の吸収スペクトル（一重項基底状態から三重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きい方が良い。したがって、エネルギー移動効率の最適化は、材料１３１の発光スペクトルと、ゲスト材料１３４の最も長波長側に現れる吸収帯とが重なることによって実現される。
＜発光素子の構成例２＞
次に、上記構成と異なる構成の発光素子について、図５（Ａ）（Ｂ）を用いて以下説明を行う。なお、本構成例において、先の構成と同様の構成についての詳細は、先の構成例を参酌すればよい。
図５（Ａ）は、図４（Ａ）に示す発光層１３５の一例を示す断面模式図である。図５（Ａ）に示す発光層１３５は、少なくとも材料１３１と、ホスト材料１３２と、ゲスト材料１３４と、を有する。
また、発光層１３５中では、材料１３１またはホスト材料１３２が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１３４は、材料１３１およびホスト材料１３２中に分散される。ここでは、ゲスト材料１３４として燐光材料を用いる構成について説明する。
材料１３１、ホスト材料１３２、及びゲスト材料１３４のエネルギー移動過程を説明するために、図５（Ｂ）にエネルギー準位の相関を説明する模式図を示す。なお、図５（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りであり、他の表記及び符号については、図４（Ｃ）と同様である。
・Ｈｏｓｔ（１３２）：ホスト材料１３２
・ＳＨ：ホスト材料１３２のＳ１準位
・ＴＨ：ホスト材料１３２のＴ１準位
発光層１３５でキャリアが再結合し、ホスト材料１３２において一重項励起状態と三重項励起状態が生成する場合、生成した一重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）から材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）へエネルギー移動し、三重項励起状態のエネルギーは、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）から材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）へエネルギー移動することができる。
ホスト材料１３２からのエネルギー移動、もしくは材料１３１におけるキャリアの再結合によって、材料１３１の一重項励起状態および三重項励起状態が生成するとき、図４（Ｃ）における説明と同様に、図５（Ｂ）のルートＥ１及びルートＥ２によって、材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーの双方が、ゲスト材料１３４のＴ１準位（ＴＰＧ）に移動し、ゲスト材料１３４が三重項励起状態となる。三重項励起状態となったゲスト材料１３４からは、燐光発光が得られる。
なお、材料１３１でキャリアの再結合が生じる場合、発光素子１５２の駆動電圧を低減するためには、材料１３１のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は小さい方が好ましい。したがって、先の実施の形態１で説明した、ビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する、本発明の一態様の化合物を、材料１３１に用いることが好ましい。なお、本構成例においても、材料１３１は、必ずしもＴＡからＳＡへの逆項間交差効率が高い必要がなく、ＳＡからの発光量子収率が高い必要もないため、熱活性化遅延蛍光を示さなくても良い。
また、ホスト材料１３２のＳ１準位（ＳＨ）は、材料１３１のＳ１準位（ＳＡ）以上であり、ホスト材料１３２のＴ１準位（ＴＨ）は、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）以上であると好ましい。これにより、ホスト材料１３２による材料１３１の一重項励起エネルギー及び三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よくゲスト材料１３４へエネルギー移動が発生する。
また、材料１３１のＴ１準位（ＴＡ）が、ゲスト材料１３４のＴ１準位（ＴＰＧ）よりも高いことが好ましい。これにより、ゲスト材料１３４による材料１３１の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく逆項間交差が発生する。
また、ホスト材料１３２と材料１３１との組み合わせが、正孔を輸送する機能を有する材料と電子を輸送する機能を有する材料との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔を輸送する機能を有する材料：電子を輸送する機能を有する材料＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
発光層１３０を上述の構成とすることで、発光層１３０のゲスト材料１３４からの発光を効率よく得ることができる。
＜発光層に用いることができる材料の例＞
次に、発光層１３５に用いることができる材料について、以下説明する。
材料１３１は、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さいことが好ましく、具体的には、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下である。該エネルギー差が小さい材料としては、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。熱活性化遅延蛍光材料としては、実施の形態１で示した化合物を用いると好ましい。
なお、材料１３１は、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さければよく、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有さなくてもよい。
ホスト材料１３２としては、特に限定はないが、亜鉛やアルミニウム系金属錯体や、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、及びフェナントロリン誘導体などの複素芳香族化合物、あるいは芳香族アミンやカルバゾール誘導体などの、実施の形態３で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。
≪ゲスト材料１３４≫
ゲスト材料１３４としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
青色または緑色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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（ＣＦ３ｐｐｙ）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：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。上述した中でも、４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも優れるため、特に好ましい。
また、緑色または黄色に発光ピークを有する物質としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［４−（２−ノルボルニル）−６−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）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（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））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）、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））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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−Ｎ，Ｃ２’｝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））など有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、黄色または赤色に発光ピークを有する物質としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ））、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ））、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ））のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、（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）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）３）、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））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、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）のような白金錯体や、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））のような希土類金属錯体が挙げられる。上述した中でも、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
なお、発光層１３０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。熱活性化遅延蛍光材料は、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーへ変換する機能を有する材料である。そのため、わずかな熱エネルギーによって三重項励起状態を一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈することができる。熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、例えば以下の材料を用いることができる。
まず、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
また、一種の材料から構成される熱活性化遅延蛍光材料としては、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物も用いることができる。具体的には、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）等が挙げられる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、またはトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため、好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の中から選ばれるいずれか一つまたは複数を有することが、好ましい。なお、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、及び９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール骨格、が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強く、一重項励起状態の準位と三重項励起状態の準位の差が小さくなるため、特に好ましい。
材料１３１の発光ピークが、ゲスト材料１３４（燐光材料）の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、材料１３１およびゲスト材料１３４（燐光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
なお、発光層１３５は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１３５とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１３５において、材料１３１、ホスト材料１３２、及びゲスト材料１３４以外の材料を有していても良い。
なお、発光層１３５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、実施の形態３及び実施の形態４に示す発光素子の構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図６及び図７を用いて、以下説明を行う。なお、図６及び図７において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
＜発光素子の構成例１＞
図６（Ａ）は、発光素子２５０の断面模式図である。
図６（Ａ）に示す発光素子２５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図６（Ａ）においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８）を有する。複数の発光ユニットのうちいずれか一つの発光ユニットは、ＥＬ層１００と同様な構成を有すると好ましい。つまり、図１乃至図５で示した発光素子１５０及び発光素子１５２は、１つの発光ユニットを有し、発光素子２５０は、複数の発光ユニットを有すると好ましい。なお、発光素子２５０において、電極１０１が陽極として機能し、電極１０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子２５０の構成としては、逆であっても構わない。
また、図６（Ａ）に示す発光素子２５０において、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８との間には電荷発生層１１５が設けられる。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット１０６に、ＥＬ層１００を用いると好ましい。
また、発光素子２５０は、発光層１２０と、発光層１７０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１７０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１０８は、発光層１２０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
電荷発生層１１５は、正孔輸送性材料に電子受容体であるアクセプター性物質が添加された構成であっても、電子輸送性材料に電子供与体であるドナー性物質が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
電荷発生層１１５に、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれる場合、該複合材料には実施の形態３に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、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、有機化合物としては、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である物質を適用することが好ましい。ただし、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外の物質を用いてもよい。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、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。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けない構成であっても良い。あるいは、発光ユニットの陰極側の面が電荷発生層１１５に接している場合は、電荷発生層１１５が該発光ユニットの電子注入層または電子輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには電子注入層または電子輸送層を設けない構成であっても良い。
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と他の材料により構成される層を組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とに挟まれる電荷発生層１１５は、電極１０１と電極１０２とに電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図６（Ａ）において、電極１０１の電位の方が電極１０２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１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入する。
なお、電荷発生層１１５は、光取出し効率の点から、可視光に対して透光性（具体的には、電荷発生層１１５に対する可視光の透過率が４０％以上）を有することが好ましい。また、電荷発生層１１５は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）よりも低い導電率であっても機能する。
上述した材料を用いて電荷発生層１１５を形成することにより、発光層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
また、図６（Ａ）においては、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、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。発光素子２５０に示すように、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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物を有する構成を適用することによって、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
また、発光ユニット１０６が有する発光層１７０は、実施の形態３及び実施の形態４で示した発光層１３０または発光層１３５の構成を有すると好ましい。そうすることで、発光素子２５０は、発光効率の高い発光素子となり好適である。
また、発光ユニット１０６が有する発光層１２０は、図６（Ｂ）に示すように、ホスト材料１２１と、ゲスト材料１２２とを有する。なお、ゲスト材料１２２は蛍光材料として、以下説明する。
≪発光層１２０の発光機構≫
発光層１２０の発光機構について、以下説明を行う。
一対の電極（電極１０１及び電極１０２）あるいは電荷発生層から注入された電子および正孔が発光層１２０において再結合することにより、励起子が生成する。ゲスト材料１２２と比較してホスト材料１２１は大量に存在するので、励起子の生成により、ホスト材料１２１の励起状態が形成される。
形成されたホスト材料１２１の励起状態が一重項励起状態である場合、ホスト材料１２１のＳ１準位からゲスト材料１２２のＳ１準位へ一重項励起エネルギーがエネルギー移動し、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成される。
ゲスト材料１２２は蛍光材料であるため、ゲスト材料１２２において一重項励起状態が形成されると、ゲスト材料１２２は速やかに発光する。このとき、高い発光効率を得るためには、ゲスト材料１２２の蛍光量子収率は高いことが好ましい。なお、ゲスト材料１２２において、キャリアが再結合し、生成した励起状態が一重項励起状態である場合も同様である。
次に、キャリアの再結合によってホスト材料１２１の三重項励起状態が形成される場合について説明する。この場合のホスト材料１２１およびゲスト材料１２２のエネルギー準位の相関を図６（Ｃ）に示す。また、図６（Ｃ）における表記および符号は、以下の通りである。なお、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位より低いことが好ましいため、図６（Ｃ）では、この場合を図示するが、ホスト材料１２１のＴ１準位がゲスト材料１２２のＴ１準位よりも高くてもよい。
・Ｈｏｓｔ（１２１）：ホスト材料１２１
・Ｇｕｅｓｔ（１２２）：ゲスト材料１２２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１２１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１２１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位
図６（Ｃ）に示すように、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：Ｔｒｉｐｌｅｔ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）によって、キャリアの再結合によって生成した三重項励起子同士が相互作用し、互いに励起エネルギーの受け渡し及びスピン角運動量の交換を行うことで、結果としてホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）のエネルギーを有する一重項励起子に変換される反応が生じる（図６（Ｃ） ＴＴＡ参照）。ホスト材料１２１の一重項励起エネルギーは、ＳＦＨから、それよりもエネルギーの低いゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）へエネルギー移動が生じ（図６（Ｃ） ルートＥ５参照）、ゲスト材料１２２の一重項励起状態が形成され、ゲスト材料１２２が発光する。
なお、発光層１２０における三重項励起子の密度が十分に高い場合（例えば、１×１０−１２ｃｍ−３以上）では、三重項励起子単体の失活を無視し、２つの近接した三重項励起子による反応のみを考えることができる。
また、ゲスト材料１２２においてキャリアが再結合し三重項励起状態が形成されるとき、ゲスト材料１２２の三重項励起状態は熱失活するため、発光に利用することが困難となる。しかしながら、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低い場合、ゲスト材料１２２の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）からホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）へエネルギー移動する（図６（Ｃ） ルートＥ６参照）ことが可能であり、その後ＴＴＡに利用される。
すなわち、ホスト材料１２１は、三重項励起エネルギーをＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１２０で生成した三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料１２１におけるＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換し、該一重項励起エネルギーをゲスト材料１２２に移動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料１２１のＳ１準位（ＳＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＳ１準位（ＳＦＧ）より高いことが好ましい。また、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）は、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）より低いことが好ましい。
なお、特に、ゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）がホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）よりも低い場合においては、ホスト材料１２１とゲスト材料１２２との重量比は、ゲスト材料１２２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１２１を１としたときのゲスト材料１２２の重量比は、０より大きく０．０５以下が好ましい。そうすることで、ゲスト材料１２２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト材料１２１のＴ１準位（ＴＦＨ）からゲスト材料１２２のＴ１準位（ＴＦＧ）へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。
なお、ホスト材料１２１は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。
また、発光ユニット１０６と発光ユニット１０８とで発光色が異なるゲスト材料を有する場合、発光層１２０からの発光が、発光層１７０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。高い三重項励起エネルギー準位を有する材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長な発光を呈する発光層にＴＴＡを用いることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
＜発光素子の構成例２＞
図７（Ａ）は、発光素子２５２の断面模式図である。
図７（Ａ）に示す発光素子２５２は、先に示した発光素子２５０と同様に、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）の間に、複数の発光ユニット（図７（Ａ）においては、発光ユニット１０６及び発光ユニット１１０）を有する。少なくとも１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有する。なお、発光ユニット１０６と発光ユニット１１０は、同じ構成でも異なる構成でもよい。
また、図７（Ａ）に示す発光素子２５２において、発光ユニット１０６と発光ユニット１１０とが積層されており、発光ユニット１０６と発光ユニット１１０との間には電荷発生層１１５が設けられる。例えば、発光ユニット１０６に、ＥＬ層１００を用いると好ましい。
また、発光素子２５２は、発光層１４０と、発光層１７０と、を有する。また、発光ユニット１０６は、発光層１７０の他に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１３、及び電子注入層１１４を有する。また、発光ユニット１１０は、発光層１４０の他に、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物を有する構成を適用することによって、発光効率の高い発光素子を提供することができる。
また、発光ユニット１１０の発光層が燐光材料を有すると好適である。すなわち、発光ユニット１１０が有する発光層１４０は、燐光材料を有し、発光ユニット１０６が有する発光層１７０は、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物を有すると好適である。換言すると、発光ユニット１１０が有する発光層１７０は、実施の形態３及び実施の形態４で示した発光層１３０または発光層１３５の構成を有すると好ましい。この場合の発光素子２５２の構成例について、以下説明を行う。
発光ユニット１１０が有する発光層１４０は、図７（Ｂ）で示すように、ホスト材料１４１と、ゲスト材料１４２とを有する。また、ホスト材料１４１は、有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、を有する。なお、発光層１４０が有するゲスト材料１４２が燐光材料として、以下説明する。
≪発光層１４０の発光機構≫
次に、発光層１４０の発光機構について、以下説明を行う。
発光層１４０が有する、有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２とは励起錯体を形成する。
有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２との組み合わせは、互いに励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する化合物であり、他方が電子輸送性を有する化合物であることが、より好ましい。
発光層１４０における有機化合物１４１＿１と、有機化合物１４１＿２と、ゲスト材料１４２とのエネルギー準位の相関を図７（Ｃ）に示す。なお、図７（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（１４１＿１）：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）
・Ｈｏｓｔ（１４１＿２）：有機化合物１４１＿２（ホスト材料）
・Ｇｕｅｓｔ（１４２）：ゲスト材料１４２（燐光材料）
・ＳＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１４２（燐光材料）のＴ１準位
・ＳＰＥ：励起錯体のＳ１準位
・ＴＰＥ：励起錯体のＴ１準位
有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とは励起錯体を形成し、該励起錯体のＳ１準位（ＳＰＥ）とＴ１準位（ＴＰＥ）は互いに隣接するエネルギー準位となる（図７（Ｃ） ルートＥ７参照）。
有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２は、一方がホールを、他方が電子を受け取ることで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やかに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層１４０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体の励起エネルギー準位（ＳＰＥまたはＴＰＥ）は、励起錯体を形成するホスト材料（有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２）のＳ１準位（ＳＰＨ１及びＳＰＨ２）より低くなるため、より低い励起エネルギーでホスト材料１４１の励起状態を形成することが可能となる。これによって、発光素子の駆動電圧を下げることができる。
そして、励起錯体の（ＳＰＥ）と（ＴＰＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料１４２（燐光材料）のＴ１準位へ移動させて発光が得られる（図７（Ｃ） ルートＥ８、Ｅ９参照）。
なお、励起錯体のＴ１準位（ＴＰＥ）は、ゲスト材料１４２のＴ１準位（ＴＰＧ）より大きいことが好ましい。このようなＴ１準位の関係とすることで、生成した励起錯体の一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギーを、励起錯体のＳ１準位（ＳＰＥ）およびＴ１準位（ＴＰＥ）からゲスト材料１４２のＴ１準位（ＴＰＧ）へエネルギー移動することができる。
また、励起錯体からゲスト材料１４２へ効率よく励起エネルギーを移動させるためには、励起錯体のＴ１準位（ＴＰＥ）が、励起錯体を形成する各有機化合物（有機化合物１４１＿１および有機化合物１４１＿２）のＴ１準位（ＴＰＨ１およびＴＰＨ２）と同等か、より小さいことが好ましい。これにより、各有機化合物（有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２）による励起錯体の三重項励起エネルギーのクエンチが生じにくくなり、効率よく励起錯体からゲスト材料１４２へエネルギー移動が発生する。
また、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２との組み合わせが、正孔輸送性を有する化合物と電子輸送性を有する化合物との組み合わせである場合、その混合比によってキャリアバランスを容易に制御することが可能となる。具体的には、正孔輸送性を有する化合物：電子輸送性を有する化合物＝１：９から９：１（重量比）の範囲が好ましい。また、該構成を有することで、容易にキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
なお、ホスト材料１４１（励起錯体）と、ゲスト材料１４２との分子間のエネルギー移動過程の機構としては、実施の形態４と同様にフェルスター機構（双極子−双極子相互作用）と、デクスター機構（電子交換相互作用）の２つの機構によって説明することができる。フェルスター機構およびデクスター機構については、実施の形態３を参酌すればよい。
そのため、ホスト材料（励起錯体）の一重項励起状態からゲスト材料１４２の三重項励起状態へのエネルギー移動が生じやすくするためには、励起錯体の発光スペクトルと、ゲスト材料１４２の最も長波長側（低エネルギー側）に現れる吸収帯と、が重なると好ましい。そうすることで、ゲスト材料１４２の三重項励起状態の生成効率を高めることができる。
発光層１４０を上述の構成とすることで、発光層１４０のゲスト材料１４２（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
なお、上記に示すルートＥ７乃至Ｅ９の過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。別言すると、発光層１４０は、励起錯体からゲスト材料１４２への励起エネルギーの供与がある。なお、この場合は必ずしもＴＰＥからＳＰＥへの逆項間交差効率が高い必要はなく、ＳＰＥからの発光量子収率が高い必要もないため、材料を幅広く選択することが可能となる。
また、発光層１７０からの発光が、発光層１４０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
なお、上記各構成において、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、または発光ユニット１０６及び発光ユニット１１０、に用いるゲスト材料が呈する発光色としては、互いに同じであっても異なっていてもよい。発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、または発光ユニット１０６及び発光ユニット１１０、で互いに同じ色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０及び発光素子２５２は少ない電流値で高い発光輝度を呈する発光素子となり好ましい。また、発光ユニット１０６及び発光ユニット１０８、または発光ユニット１０６及び発光ユニット１１０、で互いに異なる色の発光を呈する機能を有するゲスト材料を有する場合、発光素子２５０及び発光素子２５２は多色発光を呈する発光素子となり好ましい。この場合、発光層１２０及び発光層１７０のいずれか一方または双方、もしくは発光層１４０及び発光層１７０のいずれか一方または双方、に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、発光素子２５０及び発光素子２５２が呈する発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層１２０と発光層１７０と、または発光層１４０と発光層１７０と、の光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。特に、演色性の高い白色発光、あるいは少なくとも赤色と緑色と青色とを有する発光、になるようゲスト材料を選択することが好適である。
また、発光層１２０、発光層１４０、及び発光層１７０の少なくとも一つを層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。すなわち、発光層１２０、発光層１４０、及び発光層１７０の少なくとも一つが２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。この場合、第１の発光層と第２の発光層とが有する発光材料は、同じ材料であっても異なる材料であってもよく、同じ色の発光を呈する機能を有する材料であっても、異なる色の発光を呈する機能を有する材料であってもよい。互いに異なる色の発光を呈する機能を有する複数の発光材料を有する構成により、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。
＜発光層に用いることができる材料の例＞
次に、発光層１２０、発光層１４０、及び発光層１７０に用いることのできる材料について、以下説明する。
≪発光層１２０に用いることのできる材料≫
発光層１２０中では、ホスト材料１２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１２２（蛍光材料）は、ホスト材料１２１中に分散される。ホスト材料１２１のＳ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料１２１のＴ１準位は、ゲスト材料１２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
発光層１２０において、ゲスト材料１２２としては、特に限定はないが、例えば実施の形態３で示したゲスト材料１３３として例示した材料を用いることができる。
また、発光層１２０において、ホスト材料１２１に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：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、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料１２２のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物を用いることができる。
なお、発光層１２０は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１２０とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
また、発光層１２０において、ホスト材料１２１は、一種の化合物から構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。あるいは、発光層１２０において、ホスト材料１２１およびゲスト材料１２２以外の材料を有していても良い。
≪発光層１４０に用いることのできる材料≫
発光層１４０中では、ホスト材料１４１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料１４２（燐光材料）は、ホスト材料１４１中に分散される。発光層１４０のホスト材料１４１（有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２）のＴ１準位は、ゲスト材料１４２のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
有機化合物１４１＿１としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。具体的には、実施の形態３で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。
有機化合物１４１＿２としては、有機化合物１４１＿１と励起錯体を形成できる組み合わせが好ましい。具体的には、実施の形態３で示した電子輸送性材料および正孔輸送性材料を用いることができる。この場合、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とで形成される励起錯体の発光ピークが、ゲスト材料１４２（燐光材料）の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ ｔｏ Ｌｉｇａｎｄ Ｃｈａｒｇｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように、有機化合物１４１＿１、有機化合物１４１＿２、およびゲスト材料１４２（燐光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。また、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物は、ドナー性の高い骨格とアクセプター性の高い骨格を有するため、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２の一方として好適である。
ゲスト材料１４２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。具体的には、実施の形態４で示したゲスト材料１３４として例示した材料を用いることができる。
発光層１４０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、熱活性化遅延蛍光材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で逆項間交差により三重項励起状態から一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、またはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する複数の材料から構成されても良い。
熱活性化遅延蛍光材料が、一種類の材料から構成される場合、具体的には、実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物や、実施の形態４で示した熱活性化遅延蛍光材料を用いることができる。
また、熱活性化遅延蛍光材料をホスト材料として用いる場合、励起錯体を形成する２種類の化合物を組み合わせて用いることが好ましい。この場合、上記に示した励起錯体を形成する組み合わせである電子を受け取りやすい化合物と、正孔を受け取りやすい化合物とを用いることが特に好ましい。
≪発光層１７０に用いることのできる材料≫
発光層１７０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態３及び実施の形態４に示す発光層に用いることのできる材料を援用すればよく、あるいは実施の形態１で示した本発明の一態様の化合物を用いれば良い。そうすることで、発光効率の高い発光素子を作製することができる。
また、発光層１２０、発光層１４０、及び発光層１７０に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、それぞれ同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。
なお、発光ユニット１０６、発光ユニット１０８、発光ユニット１１０、及び電荷発生層１１５は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態３乃至実施の形態５に示す構成と異なる構成の発光素子の例について、図８乃至図１１を用いて以下に説明する。
＜発光素子の構成例１＞
図８（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図８（Ａ）（Ｂ）において、図１（Ａ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図８（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂは、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子であってもよく、基板２００と反対方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子であってもよい。なお、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型の発光素子であっても良い。
発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂが、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。あるいは、発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂが、トップエミッション型である場合、電極１０１は、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能を有することが好ましい。
発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒと、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、発光素子２６０ｂは、電極１０１の構成の一部として、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上の導電層１０１ｂと、導電層１０１ａ下の導電層１０１ｃとを有する。すなわち、発光素子２６０ｂは、導電層１０１ａが、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとで挟持された電極１０１の構成を有する。
発光素子２６０ｂにおいて、導電層１０１ｂと、導電層１０１ｃとは、異なる材料で形成されてもよく、同じ材料で形成されても良い。電極１０１が、導電層１０１ａが同じ導電性材料で挟持される構成を有する場合、電極１０１の形成過程におけるエッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。
なお、発光素子２６０ｂにおいて、導電層１０１ｂまたは導電層１０１ｃにおいて、いずれか一方のみを有する構成としてもよい。
なお、電極１０１が有する導電層１０１ａ、１０１ｂ、及び１０１ｃは、それぞれ実施の形態３で示した電極１０１または電極１０２と同様の構成および材料を用いることができる。
図８（Ａ）（Ｂ）においては、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の電極１０１を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
なお、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。あるいは、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。あるいは、発光層１２３Ｒと、発光層１２３Ｂとは、隔壁１４５と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していてもよい。
隔壁１４５としては、絶縁性であればよく、無機材料または有機材料を用いて形成される。該無機材料としては、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等が挙げられる。該有機材料としては、例えば、アクリル樹脂、またはポリイミド樹脂等の感光性の樹脂材料が挙げられる。
なお、酸化窒化シリコン膜とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い膜を指し、好ましくは酸素が５５原子％以上６５原子％以下、窒素が１原子％以上２０原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の範囲で含まれる。窒化酸化シリコン膜とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い膜を指し、好ましくは窒素が５５原子％以上６５原子％以下、酸素が１原子％以上２０原子％以下、シリコンが２５原子％以上３５原子％以下、水素が０．１原子％以上１０原子％以下の濃度範囲で含まれる。
また、発光層１２３Ｒ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｂは、それぞれ異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｒが赤色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｒは赤色の発光を呈し、発光層１２３Ｇが緑色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｇは緑色の発光を呈し、発光層１２３Ｂが青色を呈する機能を有する発光材料を有することで、領域２２１Ｂは青色の発光を呈する。このような構成を有する発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂを、表示装置の画素に用いることで、フルカラー表示が可能な表示装置を作製することができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
また、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、実施の形態３で示した発光層１３０、及び実施の形態４で示した発光層１３５のうち少なくとも一つの構成を有することが好ましい。そうすることで、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
以上のように、少なくとも一つの発光層が実施の形態３及び実施の形態４で示した発光層の構成を有し、該発光層を有する発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
なお、光を取り出す電極の光を取り出す方向に、光学素子（例えば、カラーフィルタ、偏光板、反射防止膜等）を設けることで、発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂの色純度を向上させることができる。そのため、発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂを有する表示装置の色純度を高めることができる。あるいは、発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂの外光反射を低減することができる。そのため、発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂを有する表示装置のコントラスト比を高めることができる。
なお、発光素子２６０ａ及び発光素子２６０ｂにおける他の構成については、実施の形態３乃至実施の形態５における発光素子の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の構成例２＞
次に、図８（Ａ）（Ｂ）に示す発光素子と異なる構成例について、図９（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
図９（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図９（Ａ）（Ｂ）において、図８（Ａ）（Ｂ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
図９（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、発光層を有する発光素子の構成例である。図９（Ａ）に示す発光素子２６２ａは、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図９（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、少なくとも発光層１７０と、発光層１９０と、電荷発生層１１５とを有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導電層１０４ｂと、を有する。
図９（Ａ）に示す発光素子２６２ａ、及び図９（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持された領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔壁１４５を有する。隔壁１４５は、絶縁性を有する。隔壁１４５は、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４５を設けることによって、各領域の基板２００上の該電極を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
また、電荷発生層１１５としては、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された材料、または電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された材料により、形成することができる。なお、電荷発生層１１５の導電率が一対の電極と同程度に高い場合、電荷発生層１１５によって発生したキャリアが、隣接する画素に流れて、隣接する画素が発光してしまう場合がある。したがって、隣接する画素が不正に発光することを抑制するためには、電荷発生層１１５は、一対の電極よりも導電率が低い材料で形成されると好ましい。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出される。
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂには、例えば、着色層（カラーフィルタともいう）、バンドパスフィルタ、多層膜フィルタなどを適用できる。また、光学素子に色変換素子を適用することができる。色変換素子は、入射される光を、当該光の波長より長い波長の光に変換する光学素子である。色変換素子として、量子ドットを用いる素子であると好適である。量子ドットを用いることにより、表示装置の色再現性を高めることができる。
なお、光学素子２２４Ｒ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｂ上に他の光学素子を一または複数、重ねて設けてもよい。他の光学素子としては、例えば円偏光板や反射防止膜などを設けることができる。円偏光板を、表示装置の発光素子が発する光が取り出される側に設けると、表示装置の外部から入射した光が、表示装置の内部で反射されて、外部に射出される現象を防ぐことができる。また、反射防止膜を設けると、表示装置の表面で反射される外光を弱めることができる。これにより、表示装置が発する発光を、鮮明に観察できる。
なお、図９（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い。
遮光層２２３としては、外光の反射を抑制する機能を有する。または、遮光層２２３としては、隣接する発光素子から発せられる光の混色を防ぐ機能を有する。遮光層２２３としては、金属、黒色顔料を含んだ樹脂、カーボンブラック、金属酸化物、複数の金属酸化物の固溶体を含む複合酸化物等を用いることができる。
なお、光学素子２２４Ｂと、光学素子２２４Ｇとは、遮光層２２３と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していても良い。あるいは、光学素子２２４Ｇと、光学素子２２４Ｒとは、遮光層２２３と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していても良い。あるいは、光学素子２２４Ｒと、光学素子２２４Ｂとは、遮光層２２３と重畳する領域において、互いに重なる領域を有していても良い。
また、基板２００、及び光学素子を有する基板２２０の構成としては、実施の形態３を参酌すればよい。
さらに、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂは、マイクロキャビティ構造を有する。
≪マイクロキャビティ構造≫
発光層１７０、及び発光層１９０から射出される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と電極１０２）の間で共振される。また、発光層１７０及び発光層１９０は、射出される光のうち所望の波長の光が強まる位置に形成される。例えば、電極１０１の反射領域から発光層１７０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１７０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１７０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。また、電極１０１の反射領域から発光層１９０の発光領域までの光学距離と、電極１０２の反射領域から発光層１９０の発光領域までの光学距離と、を調整することにより、発光層１９０から射出される光のうち所望の波長の光を強めることができる。すなわち、複数の発光層（ここでは、発光層１７０及び発光層１９０）を積層する発光素子の場合、発光層１７０及び発光層１９０のそれぞれの光学距離を最適化することが好ましい。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおいては、各領域で導電層（導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１７０及び発光層１９０から呈される光のうち所望の波長の光を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち少なくとも一つ、あるいは電子注入層１１９及び電子輸送層１１８のうち少なくとも一つ、の厚さを異ならせることで、発光層１７０及び発光層１９０から呈される光を強めても良い。
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層１７０または発光層１９０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
なお、電極１０１乃至電極１０４の反射領域を厳密に決定することが困難な場合、電極１０１乃至電極１０４の任意の領域を反射領域と仮定することで、発光層１７０または発光層１９０から射出される光を強める光学距離を導出してもよい。また、発光層１７０および発光層１９０の発光領域を厳密に決定することは困難な場合、発光層１７０および発光層１９０の任意の領域を発光領域と仮定することで、発光層１７０および発光層１９０から射出される光を強める光学距離を導出してもよい。
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。
なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂに同じ材料を用いる場合、電極１０１、電極１０３、電極１０４の形成過程におけるエッチング工程によるパターン形成が容易になるため好ましい。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
なお、図９（Ａ）に示す発光素子２６２ａは、上面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。
また、図９（Ｂ）に示す発光素子２６２ｂは、下面射出型の発光素子であるため、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおいて、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂの製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
また、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける発光層１７０及び発光層１９０の少なくとも一方には、実施の形態３乃至実施の形態５で示した構成のうち少なくとも一を有することが好ましい。そうすることで、高い発光効率を示す発光素子を作製することができる。
また、発光層１７０及び発光層１９０は、例えば発光層１９０ａ及び発光層１９０ｂのように、一方または双方で２層が積層された構成としてもよい。２層の発光層に、第１の化合物及び第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層１７０と、発光層１９０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。
また、発光層１７０または発光層１９０は、一方または双方で３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
以上のように、実施の形態３乃至実施の形態５で示した発光層の構成を少なくとも一つ有する発光素子２６２ａまたは発光素子２６２ｂを、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２６２ａまたは発光素子２６２ｂを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
なお、発光素子２６２ａ及び発光素子２６２ｂにおける他の構成については、発光素子２６０ａまたは発光素子２６０ｂ、あるいは実施の形態３乃至実施の形態５で示した発光素子の構成を参酌すればよい。
＜発光素子の作製方法＞
次に、本発明の一態様の発光素子の作製方法について、図１０及び図１１を用いて以下説明を行う。なお、ここでは、図９（Ａ）に示す発光素子２６２ａの作製方法について説明する。
図１０及び図１１は、本発明の一態様の発光素子の作製方法を説明するための断面図である。
以下で説明する発光素子２６２ａの作製方法は、第１乃至第７の７つのステップを有する。
≪第１のステップ≫
第１のステップは、発光素子の電極（具体的には、電極１０１を構成する導電層１０１ａ、電極１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ）を、基板２００上に形成する工程である（図１０（Ａ）参照）。
本実施の形態においては、基板２００上に、光を反射する機能を有する導電層を形成し、該導電層を所望の形状に加工することで、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを形成する。上記光を反射する機能を有する導電層としては、銀とパラジウムと銅の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ膜、またはＡＰＣともいう）を用いる。このように、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａを、同一の導電層を加工する工程を経て形成することで、製造コストを安くすることができるため好適である。
なお、第１のステップの前に、基板２００上に複数のトランジスタを形成してもよい。また、該複数のトランジスタと、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、及び導電層１０４ａとを、それぞれ電気的に接続させてもよい。
≪第２のステップ≫
第２のステップは、電極１０１を構成する導電層１０１ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０１ｂを、電極１０３を構成する導電層１０３ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０３ｂを、電極１０４を構成する導電層１０４ａ上に光を透過する機能を有する導電層１０４ｂを、形成する工程である（図１０（Ｂ）参照）
本実施の形態においては、光を反射する機能を有する導電層１０１ａ、１０３ａ、及び１０４ａ、の上にそれぞれ、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂを形成することで、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。上記の導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂとしては、ＩＴＳＯ膜を用いる。
なお、光を透過する機能を有する導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂは、複数回に分けて形成してもよい。複数回に分けて形成することで、各領域で適したマイクロキャビティ構造となる膜厚で、導電層１０１ｂ、１０３ｂ、及び１０４ｂを形成することができる。
≪第３のステップ≫
第３のステップは、発光素子の各電極の端部を覆う隔壁１４５を形成する工程である（図１０（Ｃ）参照）。
隔壁１４５は、電極と重なるように開口部を有する。該開口部によって露出する導電膜が発光素子の陽極として機能する。本実施の形態では、隔壁１４５として、ポリイミド樹脂を用いる。
なお、第１乃至第３のステップにおいては、ＥＬ層（有機化合物を含む層）を損傷するおそれがないため、さまざまな成膜方法及び微細加工技術を適用できる。本実施の形態では、スパッタリング法を用いて反射性の導電層を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該導電層にパターンを形成し、その後ドライエッチング法またはウエットエッチング法を用いて、該導電層を島状に加工することで、電極１０１を構成する導電層１０１ａ、電極１０３を構成する導電層１０３ａ、及び電極１０４を構成する導電層１０４ａ、を形成する。その後、スパッタリング法を用いて透明性を有する導電膜を成膜し、リソグラフィ法を用いて、該透明性を有する導電膜にパターンを形成し、その後ウエットエッチング法を用いて、該透明導電膜を島状に加工して、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４を形成する。
≪第４のステップ≫
第４のステップは、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１９０、電子輸送層１１３、電子注入層１１４、及び電荷発生層１１５を形成する工程である（図１１（Ａ）参照）。
正孔注入層１１１としては、正孔輸送性材料とアクセプター性物質を含む材料とを共蒸着することで形成することができる。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。また、正孔輸送層１１２としては、正孔輸送性材料を蒸着することで形成することができる。
発光層１９０としては、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。ゲスト材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機材料を用いることができる。また、実施の形態３乃至実施の形態５で示した発光層の構成を用いることが好ましい。また、発光層１９０として、２層の構成としてもよい。その場合、２層の発光層は、それぞれ互いに異なる発光色を呈する発光材料を有することが好ましい。
電子輸送層１１３としては、電子輸送性の高い物質を蒸着することで形成することができる。また、電子注入層１１４としては、電子注入性の高い物質を蒸着することで形成することができる。
電荷発生層１１５としては、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された材料、または電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された材料を蒸着することで形成することができる。
≪第５のステップ≫
第５のステップは、正孔注入層１１６、正孔輸送層１１７、発光層１７０、電子輸送層１１８、電子注入層１１９、及び電極１０２を形成する工程である（図１１（Ｂ）参照）。
正孔注入層１１６としては、先に示す正孔注入層１１１と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、正孔輸送層１１７としては、先に示す正孔輸送層１１２と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
発光層１７０としては、紫色、青色、青緑色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、または赤色の中から選ばれる少なくともいずれか一つの発光を呈するゲスト材料を蒸着することで形成することができる。ゲスト材料としては、蛍光または燐光を呈する発光性の有機化合物を用いることができる。また、実施の形態３乃至実施の形態５で示した発光層の構成を用いることが好ましい。なお、発光層１７０及び発光層１９０の少なくとも一方が、実施の形態３または実施の形態４で示した発光層の構成を有することが好ましい。また、発光層１７０及び発光層１９０は、互いに異なる発光を呈する機能を有する発光性の有機化合物を有すると好ましい。
電子輸送層１１８としては、先に示す電子輸送層１１３と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。また、電子注入層１１９としては、先に示す電子注入層１１４と同様の材料及び同様の方法により形成することができる。
電極１０２としては、反射性を有する導電膜と、透光性を有する導電膜を積層することで形成することができる。また、電極１０２としては、単層構造、または積層構造としてもよい。
上記工程を経て、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４上に、それぞれ領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒを有する発光素子が基板２００上に形成される。
≪第６のステップ≫
第６のステップは、基板２２０上に遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを形成する工程である（図１１（Ｃ）参照）。
遮光層２２３としては、黒色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。その後、基板２２０及び遮光層２２３上に、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを形成する。光学素子２２４Ｂとしては、青色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｇとしては、緑色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。また、光学素子２２４Ｒとしては、赤色顔料の含んだ樹脂膜を所望の領域に形成する。
≪第７のステップ≫
第７のステップは、基板２００上に形成された発光素子と、基板２２０上に形成された遮光層２２３、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒと、を貼り合わせ、シール材を用いて封止する工程である（図示しない）。
以上の工程により、図９（Ａ）に示す発光素子２６２ａを形成することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の化合物を有機半導体素子の一種である縦型トランジスタ（静電誘導トランジスタ：ＳＩＴ）の活性層として用いる形態を例示する。
素子の構造としては、図１２に示すように、実施の形態１に記載のビカルバゾール骨格と、ベンゾフロピリミジン骨格またはベンゾチエノピリミジン骨格とを有する化合物を含む薄膜状の活性層３３０をソース電極３０１およびドレイン電極３０２で挟み、ゲート電極３０３が活性層３３０に埋め込まれた構造を有する。ゲート電極３０３は、ゲート電圧を印加するための手段に電気的に接続されており、ソース電極３０１およびドレイン電極３０２は、ソース電極−ドレイン電極間の電圧を制御するための手段に電気的に接続されている。なお、ソース電極とドレイン電極とは、互いに機能を入れ替えても良い。
このような素子構造において、ゲート電極３０３に電圧を印加しない状態においてソース電極−ドレイン電極間に電圧を印加すると、電流が流れる（ＯＮ状態となる）。そして、その状態でゲート電極３０３に電圧を印加するとゲート電極３０３周辺に空乏層が発生し、電流が流れなくなる（ＯＦＦ状態となる）。以上の機構により、有機半導体素子３００はトランジスタとして動作する。
縦型トランジスタにおいては、発光素子と同様、キャリア輸送性と良好な膜質を兼ね備えた材料が活性層に求められるが、実施の形態１に記載の化合物はその条件を十分に満たしており、好適に用いることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について、図１３乃至図２１を用いて説明する。
＜表示装置の構成例１＞
図１３（Ａ）は表示装置６００を示す上面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ｂ、及び一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。表示装置６００は、駆動回路部（信号線駆動回路部６０１、及び走査線駆動回路部６０３）、並びに画素部６０２を有する。なお、信号線駆動回路部６０１、走査線駆動回路部６０３、及び画素部６０２は、発光素子の発光を制御する機能を有する。
また、表示装置６００は、素子基板６１０と、封止基板６０４と、シール材６０５と、シール材６０５で囲まれた領域６０７と、引き回し配線６０８と、ＦＰＣ６０９と、を有する。
なお、引き回し配線６０８は、信号線駆動回路部６０１及び走査線駆動回路部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ＦＰＣ６０９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ＦＰＣ６０９しか図示されていないが、ＦＰＣ６０９にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
また、信号線駆動回路部６０１は、Ｎチャネル型のトランジスタ６２３とＰチャネル型のトランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。なお、信号線駆動回路部６０１または走査線駆動回路部６０３は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、またはＮＭＯＳ回路を用いることが出来る。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路部を形成したドライバと画素とを同一の表面上に設けた表示装置を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路部を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、スイッチング用のトランジスタ６１１と、電流制御用のトランジスタ６１２と、電流制御用のトランジスタ６１２のドレインに電気的に接続された下部電極６１３と、を有する。なお、下部電極６１３の端部を覆って隔壁６１４が形成されている。隔壁６１４としては、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることができる。
また、被覆性を良好にするため、隔壁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、隔壁６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、隔壁６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ以上３μｍ以下）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、隔壁６１４として、ネガ型の感光性樹脂、またはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
なお、トランジスタ（トランジスタ６１１、６１２、６２３、６２４）の構造は、特に限定されない。例えば、スタガ型のトランジスタを用いてもよい。また、トランジスタの極性についても特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、及びＮチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタとしては、例えば、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、錫（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
下部電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および上部電極６１７がそれぞれ形成されている。なお、下部電極６１３は、陽極として機能し、上部電極６１７は、陰極として機能する。
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。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、デンドリマーを含む）であっても良い。
なお、下部電極６１３、ＥＬ層６１６、及び上部電極６１７により、発光素子６１８が形成される。発光素子６１８は、実施の形態３乃至実施の形態６の構成を有する発光素子であると好ましい。なお、画素部に複数の発光素子が形成される場合、実施の形態３乃至実施の形態６に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
また、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で囲まれた領域６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、領域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に用いることができる紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂で充填される場合もあり、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥剤を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
また、発光素子６１８と互いに重なるように、光学素子６２１が封止基板６０４の下方に設けられる。また、封止基板６０４の下方には、遮光層６２２が設けられる。光学素子６２１及び遮光層６２２としては、それぞれ、実施の形態６に示す光学素子、及び遮光層と同様の構成とすればよい。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリット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にく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（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、実施の形態３乃至実施の形態６に記載の発光素子及び光学素子を有する表示装置を得ることができる。
＜表示装置の構成例２＞
次に、表示装置の別の一例について、図１４（Ａ）（Ｂ）及び図１５を用いて説明を行う。なお、図１４（Ａ）（Ｂ）及び図１５は、本発明の一態様の表示装置の断面図である。
図１４（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の上部電極１０２６、封止層１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図１４（Ａ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、遮光層１０３５をさらに設けても良い。着色層及び遮光層が設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及び遮光層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図１４（Ａ）においては、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、３色の画素で映像を表現することができる。
図１４（Ｂ）では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
図１５では、光学素子の一例として、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する例を示している。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した表示装置では、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置としても良い。
＜表示装置の構成例３＞
トップエミッション型の表示装置の断面図の一例を図１６（Ａ）（Ｂ）に示す。図１６（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置を説明する断面図であり、図１４（Ａ）（Ｂ）及び図１５に示す駆動回路部１０４１、周辺部１０４２等を省略して例示している。
この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。トランジスタと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の表示装置と同様に形成する。その後、電極１０２２を覆うように、第３の層間絶縁膜１０３７を形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。
発光素子の下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図１６（Ａ）（Ｂ）のようなトップエミッション型の表示装置である場合、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは光を反射する機能を有することが好ましい。また、ＥＬ層１０２８上に上部電極１０２６が設けられる。上部電極１０２６は光を反射する機能と、光を透過する機能を有し、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂと、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させると好ましい。
図１６（Ａ）のようなトップエミッションの構造では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するように遮光層１０３５を設けても良い。なお、封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いると好適である。
また、図１６（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１６（Ｂ）に示すように、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１６（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１６（Ｂ）に示すように、発光素子と、緑色の着色層を設けずに、赤色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、緑色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
＜表示装置の構成例４＞
以上に示す表示装置は、３色（赤色、緑色、青色）の副画素を有する構成を示したが、４色（赤色、緑色、青色、黄色、あるいは赤色、緑色、青色、白色）の副画素を有する構成としてもよい。図１７乃至図１９は、下部電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、及び１０２４Ｙを有する表示装置の構成である。図１７（Ａ）（Ｂ）及び図１８は、トランジスタが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の表示装置であり、図１９（Ａ）（Ｂ）は、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置である。
図１７（Ａ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を透明な基材１０３３に設ける表示装置の例である。また、図１７（Ｂ）は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する表示装置の例である。また、図１８は、光学素子（着色層１０３４Ｒ、着色層１０３４Ｇ、着色層１０３４Ｂ、着色層１０３４Ｙ）を第１の層間絶縁膜１０２０と第２の層間絶縁膜１０２１との間に形成する表示装置の例である。
着色層１０３４Ｒは赤色の光を透過し、着色層１０３４Ｇは緑色の光を透過し、着色層１０３４Ｂは青色の光を透過する機能を有する。また、着色層１０３４Ｙは黄色の光を透過する機能、あるいは青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有する。着色層１０３４Ｙが青色、緑色、黄色、赤色の中から選ばれる複数の光を透過する機能を有するとき、着色層１０３４Ｙを透過した光は白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、着色層１０３４Ｙを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
また、図１９に示すトップエミッション型の表示装置においては、下部電極１０２４Ｙを有する発光素子においても、図１６（Ａ）の表示装置と同様に、上部電極１０２６との間で、マイクロキャビティ構造を有する構成が好ましい。また、図１９（Ａ）の表示装置では、着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ、及び黄色の着色層１０３４Ｙ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。
マイクロキャビティ、及び黄色の着色層１０３４Ｙを介して呈される発光は、黄色の領域に発光スペクトルを有する発光となる。黄色は視感度が高い色であるため、黄色の発光を呈する発光素子は発光効率が高い。すなわち、図１９（Ａ）の構成を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
また、図１９（Ａ）においては、複数の発光素子と、該複数の発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成を例示したが、これに限定されない。例えば、図１９（Ｂ）に示すように、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、及び青色の着色層１０３４Ｂを設けて、赤、緑、青、黄の４色、または赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う構成としてもよい。図１９（Ａ）に示すように、発光素子と、該発光素子にそれぞれ着色層を設ける構成とした場合、外光反射を抑制できるといった効果を奏する。一方で、図１９（Ｂ）に示すように、発光素子と、黄色の着色層を設けずに、赤色の着色層、緑色の着色層、及び青色の着色層を設ける構成とした場合、黄色または白色の発光素子から射出された光のエネルギー損失が少ないため、消費電力を低くできるといった効果を奏する。
＜表示装置の構成例５＞
次に、本発明の他の一態様の表示装置について、図２０に示す。図２０は、図１３（Ａ）の一点鎖線Ａ−Ｂ、及び一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図である。なお、図２０において、図１３（Ｂ）に示す符号と同様の機能を有する箇所には同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２０に示す表示装置６００は、素子基板６１０、封止基板６０４、及びシール材６０５で囲まれた領域６０７に、封止層６０７ａ、封止層６０７ｂ、封止層６０７ｃを有する。封止層６０７ａ、封止層６０７ｂ、封止層６０７ｃのいずれか一つまたは複数には、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂等の樹脂を用いることができる。また、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機材料を用いてもよい。封止層６０７ａ、封止層６０７ｂ、封止層６０７ｃを形成することで、水などの不純物による発光素子６１８の劣化を抑制することができ好ましい。なお、封止層６０７ａ、封止層６０７ｂ、封止層６０７ｃを形成する場合、シール材６０５を設けなくてもよい。
また、封止層６０７ａ、封止層６０７ｂ、封止層６０７ｃは、いずれか一つまたは二つであってもよく、４つ以上の封止層が形成されてもよい。封止層を多層にすることで、水などの不純物が、表示装置６００の外部から表示装置内部の発光素子６１８まで侵入するのを効果的に防ぐことができるため好ましい。なお、封止層が多層の場合、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。
＜表示装置の構成例６＞
また、本実施の形態における構成例１乃至構成例４に示す表示装置は、光学素子を有する構成を例示したが、本発明の一態様としては、光学素子を設けなくてもよい。
図２１（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置は、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の表示装置である。図２１（Ａ）は、発光層１０２８Ｒ、発光層１０２８Ｇ、発光層１０２８Ｂ、を有する表示装置の例である。また、図２１（Ｂ）は、発光層１０２８Ｒ、発光層１０２８Ｇ、発光層１０２８Ｂ、発光層１０２８Ｙ、を有する表示装置の例である。
発光層１０２８Ｒは、赤色の発光を呈し、発光層１０２８Ｇは、緑色の発光を呈し、発光層１０２８Ｂは、青色の発光を呈する機能を有する。また、発光層１０２８Ｙは、黄色の発光を呈する機能、または青色、緑色、赤色の中から選ばれる複数の発光を呈する機能を有する。発光層１０２８Ｙが呈する発光は、白色であってもよい。黄色あるいは白色の発光を呈する発光素子は発光効率が高いため、発光層１０２８Ｙを有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）に示す表示装置は、異なる色の発光を呈するＥＬ層を副画素に有するため、光学素子となる着色層を設けなくてもよい。
また、封止層１０２９は、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂等の樹脂を用いることができる。また、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム等の無機材料を用いてもよい。封止層１０２９を形成することで、水などの不純物による発光素子の劣化を抑制することができ好ましい。
また、封止層１０２９は、いずれか一つまたは二つであってもよく、４つ以上の封止層が形成されてもよい。封止層を多層にすることで、水などの不純物が、表示装置の外部から表示装置内部まで侵入するのを効果的に防ぐことができるため好ましい。なお、封止層が多層の場合、樹脂と無機材料とを積層させると好ましい構成である。
なお、封止基板１０３１は、発光素子を保護する機能を有するものであればよい。そのため、封止基板１０３１には、可撓性を有する基板やフィルムを用いることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態や本実施の形態中の他の構成と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図２２乃至図２４を用いて説明を行う。
なお、図２２（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図２２（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
＜表示装置に関する説明＞
図２２（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２という）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成としてもよい。
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０４ａは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与えられる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも可能である。
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
図２２（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することができる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
図２２（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｓｔａｔｉｃ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。
また、図２２（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによって駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構成としても良い。
＜画素回路の構成例＞
図２２（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図２２（Ｂ）に示す構成とすることができる。
図２２（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２と、発光素子８７２と、を有する。
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
発光素子８７２としては、実施の形態３乃至実施の形態６に示す発光素子を用いることができる。
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
図２２（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図２２（Ａ）に示す走査線駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
また、画素回路に、トランジスタのしきい値電圧等の変動の影響を補正する機能を持たせてもよい。図２３（Ａ）（Ｂ）及び図２４（Ａ）（Ｂ）に画素回路の一例を示す。
図２３（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２３（Ａ）に示す画素回路には、配線３０１＿１乃至３０１＿５、並びに配線３０２＿１及び配線３０２＿２が電気的に接続されている。なお、トランジスタ３０３＿１乃至３０３＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２３（Ｂ）に示す画素回路は、図２３（Ａ）に示す画素回路に、トランジスタ３０３＿７を追加した構成である。また、図２３（Ｂ）に示す画素回路には、配線３０１＿６及び配線３０１＿７が電気的に接続されている。ここで、配線３０１＿５と配線３０１＿６とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０３＿７については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２４（Ａ）に示す画素回路は、６つのトランジスタ（トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６）と、容量素子３０４と、発光素子３０５と、を有する。また、図２４（Ａ）に示す画素回路には、配線３０６＿１乃至３０６＿３、並びに配線３０７＿１乃至３０７＿３が電気的に接続されている。ここで配線３０６＿１と配線３０６＿３とは、それぞれ電気的に接続されていてもよい。なお、トランジスタ３０８＿１乃至３０８＿６については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
図２４（Ｂ）に示す画素回路は、２つのトランジスタ（トランジスタ３０９＿１及びトランジスタ３０９＿２）と、２つの容量素子（容量素子３０４＿１及び容量素子３０４＿２）と、発光素子３０５と、を有する。また、図２４（Ｂ）に示す画素回路には、配線３１１＿１乃至配線３１１＿３、配線３１２＿１、及び配線３１２＿２が電気的に接続されている。また、図２４（Ｂ）に示す画素回路の構成とすることで、例えば、電圧入力−電流駆動方式（ＣＶＣＣ方式ともいう）とすることができる。なお、トランジスタ３０９＿１及び３０９＿２については、例えばＰチャネル型のトランジスタを用いることができる。
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそれぞれの方式に適用することができる。
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態１０）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図２５乃至図２９を用いて説明を行う。
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを有する場合について説明する。
図２５（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図２５（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図２５（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。また、複数の配線２５１１は、信号線駆動回路２５０３ｓ（１）からの信号を複数の画素に供給することができる。
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図２５（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
なお、図２５（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
電極２５９２は、図２５（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
＜表示装置に関する説明＞
次に、図２６（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図２６（Ａ）は、図２５（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下、好ましくは１×１０−６ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図２６（Ａ）に示すように、封止層２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができる。
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いることにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、不活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥剤を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂によって充填してもよい。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モジュール２５８０Ｒを有する。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、着色層２５６７Ｒとを有する。
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層とを有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態３乃至実施の形態６に示す発光素子を適用することができる。
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させてもよい。
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長領域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長領域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長領域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成することができる。
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトランジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を抑制できる。
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に形成してもよい。
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰＣ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図２６（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示しているが、これに限定されず、例えば、図２６（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジスタを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双方に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｎ、Ｈｆ、またはＮｄを表す）等が挙げられる。
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図２６（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図２６（Ｃ）は、図２５（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図２７（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図２７（Ａ）は、図２５（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
図２７（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２６（Ａ）で説明した表示装置２５０１と、図２６（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
また、図２７（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図２６（Ａ）及び図２６（Ｃ）で説明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとして、例えば円偏光板を用いることができる。
次に、図２７（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図２７（Ｂ）を用いて説明する。
図２７（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図２７（Ｂ）に示すタッチパネル２００１は、図２７（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図２７（Ｂ）に示す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている。
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５を貼り合わせる。
図２７（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板２５１０及び基板２５７０のいずれか一方または双方を通して射出されればよい。
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図２８（Ａ）（Ｂ）を用いて説明を行う。
図２８（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図２８（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図２８（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図２８（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図２８（Ｂ）には、図２８（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図２８（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行う。また図２８（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なお、図２８（Ｂ）では、Ｙ１−Ｙ６の配線で検出される電流値に対応する電圧値の波形を示している。
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
＜センサ回路に関する説明＞
また、図２８（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図２９に示す。
図２９に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
次に、図２９に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態１１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器について、図３０乃至図３４を用いて説明を行う。
＜表示モジュールに関する説明＞
図３０に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
＜電子機器に関する説明＞
図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。また、センサ９００７は、脈拍センサや指紋センサ等のように生体情報を測定する機能を有してもよい。
図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。また、図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図３１（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することができる。
図３１（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図３１（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波等の受信信号の強度を示す表示などがある。または、情報９０５１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
筐体９０００の材料としては、合金、プラスチック、セラミックス、炭素繊維を含む材料を用いることができる。炭素繊維を含む材料としては、炭素繊維強化樹脂複合材（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）が軽量であり、且つ、腐食しない利点があるが黒色であり、外観やデザインが限られる。また、ＣＦＲＰは強化プラスチックの一種とも言え、強化プラスチックはガラス繊維を用いてもよいし、アラミド繊維を用いてもよい。強い衝撃を受けた場合、繊維が樹脂から剥離する恐れがあるため、合金が好ましい。合金としては、アルミニウム合金やマグネシウム合金が挙げられるが、中でもジルコニウムと銅とニッケルとチタンを含む非晶質合金（金属ガラスとも呼ばれる）が弾性強度の点で優れている。この非晶質合金は、室温においてガラス遷移領域を有する非晶質合金であり、バルク凝固非晶質合金とも呼ばれ、実質的に非晶質原子構造を有する合金である。凝固鋳造法により、少なくとも一部の筐体の鋳型内に合金材料が鋳込まれ、凝固させて一部の筐体をバルク凝固非晶質合金で形成する。非晶質合金は、ジルコニウム、銅、ニッケル、チタン以外にもベリリウム、シリコン、ニオブ、ボロン、ガリウム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、コバルト、イットリウム、バナジウム、リン、炭素などを含んでもよい。また、非晶質合金は、凝固鋳造法に限定されず、真空蒸着法、スパッタ法、電解めっき法、無電解メッキ法などによって形成してもよい。また、非晶質合金は、全体として長距離秩序（周期構造）を持たない状態を維持するのであれば、微結晶またはナノ結晶を含んでもよい。なお、合金とは、単一の固体相構造を有する完全固溶体合金と、２つ以上の相を有する部分溶体の両方を含むこととする。筐体９０００に非晶質合金を用いることで高い弾性を有する筐体を実現できる。従って、携帯情報端末９１０１を落下させても、筐体９０００が非晶質合金であれば、衝撃が加えられた瞬間には一時的に変形しても元に戻るため、携帯情報端末９１０１の耐衝撃性を向上させることができる。
図３１（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
図３１（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
図３１（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図３１（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図３１（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図３１（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
また、電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
また、本発明の一態様の電子機器は、二次電池を有していてもよく、非接触電力伝送を用いて、二次電池を充電することができると好ましい。
二次電池としては、例えば、ゲル状電解質を用いるリチウムポリマー電池（リチウムイオンポリマー電池）等のリチウムイオン二次電池、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニカド電池、有機ラジカル電池、鉛蓄電池、空気二次電池、ニッケル亜鉛電池、銀亜鉛電池などが挙げられる。
本発明の一態様の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器が二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
図３２（Ａ）は携帯型ゲーム機であり、筐体７１０１、筐体７１０２、表示部７１０３、表示部７１０４、マイク７１０５、スピーカ７１０６、操作キー７１０７、スタイラス７１０８等を有する。表示部７１０３または表示部７１０４に本発明の一態様に係る発光装置を用いることで、ユーザーの使用感に優れ、品質の低下が起こりにくい携帯型ゲーム機を提供することができる。なお、図３２（Ａ）に示した携帯型ゲーム機は、２つの表示部７１０３と表示部７１０４とを有しているが、携帯型ゲーム機が有する表示部の数は、これに限定されない。
図３２（Ｂ）はビデオカメラであり、筐体７７０１、筐体７７０２、表示部７７０３、操作キー７７０４、レンズ７７０５、接続部７７０６等を有する。操作キー７７０４およびレンズ７７０５は筐体７７０１に設けられており、表示部７７０３は筐体７７０２に設けられている。そして、筐体７７０１と筐体７７０２とは、接続部７７０６により接続されており、筐体７７０１と筐体７７０２の間の角度は、接続部７７０６により変更が可能である。表示部７７０３における映像を、接続部７７０６における筐体７７０１と筐体７７０２との間の角度にしたがって切り替える構成としてもよい。
図３２（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、筐体７１２１、表示部７１２２、キーボード７１２３、ポインティングデバイス７１２４等を有する。なお、表示部７１２２は、画素密度が高く高精細とすることができるため、中小型でありながら８ｋの表示を行うことができ、非常に鮮明な画像を得ることができる。
図３２（Ｄ）には、ヘッドマウントディスプレイ７２００の外観を示している。
ヘッドマウントディスプレイ７２００は、装着部７２０１、レンズ７２０２、本体７２０３、表示部７２０４、ケーブル７２０５等を有している。また装着部７２０１には、バッテリ７２０６が内蔵されている。
ケーブル７２０５は、バッテリ７２０６から本体７２０３に電力を供給する。本体７２０３は無線受信機等を備え、受信した画像データ等の映像情報を表示部７２０４に表示させることができる。また、本体７２０３に設けられたカメラで使用者の眼球やまぶたの動きを捉え、その情報をもとに使用者の視点の座標を算出することにより、使用者の視点を入力手段として用いることができる。
また、装着部７２０１には、使用者に触れる位置に複数の電極が設けられていてもよい。本体７２０３は使用者の眼球の動きに伴って電極に流れる電流を検知することにより、使用者の視点を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流を検知することにより、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部７２０１には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部７２０４に表示する機能を有していてもよい。また、使用者の頭部の動きなどを検出し、表示部７２０４に表示する映像をその動きに合わせて変化させてもよい。
図３２（Ｅ）に、カメラ７３００の外観を示す。カメラ７３００は、筐体７３０１、表示部７３０２、操作ボタン７３０３、シャッターボタン７３０４、結合部７３０５等を有する。またカメラ７３００には、レンズ７３０６を取り付けることができる。
結合部７３０５は、電極を有し、後述するファインダー７４００のほか、ストロボ装置等を接続することができる。
ここではカメラ７３００として、レンズ７３０６を筐体７３０１から取り外して交換することが可能な構成としたが、レンズ７３０６と筐体７３０１が一体となっていてもよい。
シャッターボタン７３０４を押すことにより、撮像することができる。また、表示部７３０２はタッチセンサを有し、表示部７３０２を操作することにより撮像することも可能である。
表示部７３０２に、本発明の一態様の表示装置、またはタッチセンサを適用することができる。
図３２（Ｆ）には、カメラ７３００にファインダー７４００を取り付けた場合の例を示している。
ファインダー７４００は、筐体７４０１、表示部７４０２、ボタン７４０３等を有する。
筐体７４０１には、カメラ７３００の結合部７３０５と係合する結合部を有しており、ファインダー７４００をカメラ７３００に取り付けることができる。また当該結合部には電極を有し、当該電極を介してカメラ７３００から受信した映像等を表示部７４０２に表示させることができる。
ボタン７４０３は、電源ボタンとしての機能を有する。ボタン７４０３により、表示部７４０２の表示のオンとオフとを切り替えることができる。
なお、図３２（Ｅ）（Ｆ）では、カメラ７３００とファインダー７４００とを別の電子機器とし、これらを脱着可能な構成としたが、カメラ７３００の筐体７３０１に、本発明の一態様の表示装置、またはタッチセンサを備えるファインダーが内蔵されていてもよい。
図３３（Ａ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置９３００は、筐体９０００に表示部９００１が組み込まれている。ここでは、スタンド９３０１により筐体９０００を支持した構成を示している。
図３３（Ａ）に示すテレビジョン装置９３００の操作は、筐体９０００が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機９３１１により行うことができる。または、表示部９００１にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部９００１に触れることで操作してもよい。リモコン操作機９３１１は、当該リモコン操作機９３１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機９３１１が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部９００１に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置９３００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
また、本発明の一態様の電子機器又は照明装置は可撓性を有するため、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
図３３（Ｂ）に自動車９７００の外観を示す。図３３（Ｃ）に自動車９７００の運転席を示す。自動車９７００は、車体９７０１、車輪９７０２、ダッシュボード９７０３、ライト９７０４等を有する。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、自動車９７００の表示部などに用いることができる。例えば、図３３（Ｃ）に示す表示部９７１０乃至表示部９７１５に本発明の一態様の表示装置又は発光装置等を設けることができる。
表示部９７１０と表示部９７１１は、自動車のフロントガラスに設けられた表示装置である。本発明の一態様の表示装置又は発光装置等は、電極や配線を、透光性を有する導電性材料で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態とすることができる。表示部９７１０や表示部９７１１がシースルー状態であれば、自動車９７００の運転時にも視界の妨げになることがない。よって、本発明の一態様の表示装置又は発光装置等を自動車９７００のフロントガラスに設置することができる。なお、表示装置又は発光装置等を駆動するためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料を用いた有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いるとよい。
表示部９７１２はピラー部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１２に映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。表示部９７１３はダッシュボード部分に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７１３に映し出すことによって、ダッシュボードで遮られた視界を補完することができる。すなわち、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。また、見えない部分を補完する映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
また、図３３（Ｄ）は、運転席と助手席にベンチシートを採用した自動車の室内を示している。表示部９７２１は、ドア部に設けられた表示装置である。例えば、車体に設けられた撮像手段からの映像を表示部９７２１に映し出すことによって、ドアで遮られた視界を補完することができる。また、表示部９７２２は、ハンドルに設けられた表示装置である。表示部９７２３は、ベンチシートの座面の中央部に設けられた表示装置である。なお、表示装置を座面や背もたれ部分などに設置して、当該表示装置を、当該表示装置の発熱を熱源としたシートヒーターとして利用することもできる。
表示部９７１４、表示部９７１５、または表示部９７２２はナビゲーション情報、スピードメーターやタコメーター、走行距離、給油量、ギア状態、エアコンの設定など、その他様々な情報を提供することができる。また、表示部に表示される表示項目やレイアウトなどは、使用者の好みに合わせて適宜変更することができる。なお、上記情報は、表示部９７１０乃至表示部９７１３、表示部９７２１、表示部９７２３にも表示することができる。また、表示部９７１０乃至表示部９７１５、表示部９７２１乃至表示部９７２３は照明装置として用いることも可能である。また、表示部９７１０乃至表示部９７１５、表示部９７２１乃至表示部９７２３は加熱装置として用いることも可能である。
図３４（Ａ）（Ｂ）に示す表示装置９５００は、複数の表示パネル９５０１と、軸部９５１１と、軸受部９５１２と、を有する。また、複数の表示パネル９５０１は、表示領域９５０２と、透光性を有する領域９５０３と、を有する。
また、複数の表示パネル９５０１は、可撓性を有する。また、隣接する２つの表示パネル９５０１は、それらの一部が互いに重なるように設けられる。例えば、隣接する２つの表示パネル９５０１の透光性を有する領域９５０３を重ね合わせることができる。複数の表示パネル９５０１を用いることで、大画面の表示装置とすることができる。また、使用状況に応じて、表示パネル９５０１を巻き取ることが可能であるため、汎用性に優れた表示装置とすることができる。
また、図３４（Ａ）（Ｂ）においては、表示領域９５０２が隣接する表示パネル９５０１で離間する状態を図示しているが、これに限定されず、例えば、隣接する表示パネル９５０１の表示領域９５０２を隙間なく重ねあわせることで、連続した表示領域９５０２としてもよい。
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有する。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構成としてもよい。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態１２）
本実施の形態では、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３５及び図３６を用いて説明する。
本実施の形態で示す、発光装置３０００の斜視図を図３５（Ａ）に、図３５（Ａ）に示す一点鎖線Ｅ−Ｆ間に相当する断面図を図３５（Ｂ）に、それぞれ示す。なお、図３５（Ａ）において、図面の煩雑さを避けるために、構成要素の一部を破線で表示している。
図３５（Ａ）（Ｂ）に示す発光装置３０００は、基板３００１と、基板３００１上の発光素子３００５と、発光素子３００５の外周に設けられた第１の封止領域３００７と、第１の封止領域３００７の外周に設けられた第２の封止領域３００９と、を有する。
また、発光素子３００５からの発光は、基板３００１及び基板３００３のいずれか一方または双方から射出される。図３５（Ａ）（Ｂ）においては、発光素子３００５からの発光が下方側（基板３００１側）に射出される構成について説明する。
また、図３５（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光装置３０００は、発光素子３００５が第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とに、囲まれて配置される二重封止構造である。二重封止構造とすることで、発光素子３００５側に入り込む外部の不純物（例えば、水、酸素など）を、好適に抑制することができる。ただし、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９を、必ずしも設ける必要はない。例えば、第１封止領域３００７のみの構成としてもよい。
なお、図３５（Ｂ）において、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９は、基板３００１及び基板３００３と接して設けられる。ただし、これに限定されず、例えば、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００１の上方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。または、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９の一方または双方は、基板３００３の下方に形成される絶縁膜、あるいは導電膜と接して設けられる構成としてもよい。
基板３００１及び基板３００３としては、それぞれ先の実施の形態に記載の基板２００と、基板２２０と同様の構成とすればよい。発光素子３００５としては、先の実施の形態に記載の発光素子と同様の構成とすればよい。
第１の封止領域３００７としては、ガラスを含む材料（例えば、ガラスフリット、ガラスリボン等）を用いればよい。また、第２の封止領域３００９としては、樹脂を含む材料を用いればよい。第１の封止領域３００７として、ガラスを含む材料を用いることで、生産性や封止性を高めることができる。また、第２の封止領域３００９として、樹脂を含む材料を用いることで、耐衝撃性や耐熱性を高めることができる。ただし、第１の封止領域３００７と、第２の封止領域３００９とは、これに限定されず、第１の封止領域３００７が樹脂を含む材料で形成され、第２の封止領域３００９がガラスを含む材料で形成されてもよい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化セシウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ホウ素、酸化バナジウム、酸化亜鉛、酸化テルル、酸化アルミニウム、二酸化珪素、酸化鉛、酸化スズ、酸化リン、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化鉄、酸化銅、二酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タングステン、酸化ビスマス、酸化ジルコニウム、酸化リチウム、酸化アンチモン、ホウ酸鉛ガラス、リン酸スズガラス、バナジン酸塩ガラス又はホウケイ酸ガラス等を含む。赤外光を吸収させるため、少なくとも一種類以上の遷移金属を含むことが好ましい。
また、上述のガラスフリットとしては、例えば、基板上にフリットペーストを塗布し、これに加熱処理、またはレーザ照射などを行う。フリットペーストには、上記ガラスフリットと、有機溶媒で希釈した樹脂（バインダとも呼ぶ）とが含まれる。また、ガラスフリットにレーザ光の波長の光を吸収する吸収剤を添加したものを用いても良い。また、レーザとして、例えば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザや半導体レーザなどを用いることが好ましい。また、レーザ照射の際のレーザの照射形状は、円形でも四角形でもよい。
また、上述の樹脂を含む材料としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
なお、第１の封止領域３００７及び第２の封止領域３００９のいずれか一方または双方にガラスを含む材料を用いる場合、当該ガラスを含む材料と、基板３００１との熱膨張率が近いことが好ましい。上記構成とすることで、熱応力によりガラスを含む材料または基板３００１にクラックが入るのを抑制することができる。
例えば、第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用い、第２の封止領域３００９に樹脂を含む材料を用いる場合、以下の優れた効果を有する。
第２の封止領域３００９は、第１の封止領域３００７よりも、発光装置３０００の外周部に近い側に設けられる。発光装置３０００は、外周部に向かうにつれ、外力等による歪みが大きくなる。よって、歪みが大きくなる発光装置３０００の外周部側、すなわち第２の封止領域３００９に、樹脂を含む材料によって封止し、第２の封止領域３００９よりも内側に設けられる第１の封止領域３００７にガラスを含む材料を用いて封止することで、外力等の歪みが生じても発光装置３０００が壊れにくくなる。
また、図３５（Ｂ）に示すように、基板３００１、基板３００３、第１の封止領域３００７、及び第２の封止領域３００９に囲まれた領域には、第１の領域３０１１が形成される。また、基板３００１、基板３００３、発光素子３００５、及び第１の封止領域３００７に囲まれた領域には、第２の領域３０１３が形成される。
第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、例えば、希ガスまたは窒素ガス等の不活性ガスが充填されていると好ましい。あるいは、アクリルやエポキシ等の樹脂が充填されていると好ましい。なお、第１の領域３０１１及び第２の領域３０１３としては、大気圧状態よりも減圧状態であると好ましい。
また、図３５（Ｂ）に示す構成の変形例を図３５（Ｃ）に示す。図３５（Ｃ）は、発光装置３０００の変形例を示す断面図である。
図３５（Ｃ）は、基板３００３の一部に凹部を設け、該凹部に乾燥剤３０１８を設ける構成である。それ以外の構成については、図３５（Ｂ）に示す構成と同じである。
乾燥剤３０１８としては、化学吸着によって水分等を吸着する物質、または物理吸着によって水分等を吸着する物質を用いることができる。例えば、乾燥剤３０１８として用いることができる物質としては、アルカリ金属の酸化物、アルカリ土類金属の酸化物（酸化カルシウムや酸化バリウム等）、硫酸塩、金属ハロゲン化物、過塩素酸塩、ゼオライト、シリカゲル等が挙げられる。
次に、図３５（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例について、図３６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。なお、図３６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、図３５（Ｂ）に示す発光装置３０００の変形例を説明する断面図である。
図３６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、第２の封止領域３００９を設けずに、第１の封止領域３００７とした構成である。また、図３６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す発光装置は、図３５（Ｂ）に示す第２の領域３０１３の代わりに領域３０１４を有する。
領域３０１４としては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
領域３０１４として、上述の材料を用いることで、いわゆる固体封止の発光装置とすることができる。
また、図３６（Ｂ）に示す発光装置は、図３６（Ａ）に示す発光装置の基板３００１側に、基板３０１５を設ける構成である。
基板３０１５は、図３６（Ｂ）に示すように凹凸を有する。凹凸を有する基板３０１５を、発光素子３００５の光を取り出す側に設ける構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率を向上させることができる。なお、図３６（Ｂ）に示すような凹凸を有する構造の代わりに、拡散板として機能する基板を設けてもよい。
また、図３６（Ｃ）に示す発光装置は、図３６（Ａ）に示す発光装置が基板３００１側から光を取り出す構造であったのに対し、基板３００３側から光を取り出す構造である。
図３６（Ｃ）に示す発光装置は、基板３００３側に基板３０１５を有する。それ以外の構成は、図３６（Ｂ）に示す発光装置と同様である。
また、図３６（Ｄ）に示す発光装置は、図３６（Ｃ）に示す発光装置の基板３００３、３０１５を設けずに、基板３０１６を設ける構成である。
基板３０１６は、発光素子３００５の近い側に位置する第１の凹凸と、発光素子３００５の遠い側に位置する第２の凹凸と、を有する。図３６（Ｄ）に示す構成とすることで、発光素子３００５からの光の取出し効率をさらに、向上させることができる。
したがって、本実施の形態に示す構成を実施することにより、水分や酸素などの不純物による発光素子の劣化が抑制された発光装置を実現することができる。または、本実施の形態に示す構成を実施することにより、光取出し効率の高い発光装置を実現することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態１３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な照明装置及び電子機器に適用する一例について、図３７及び図３８を用いて説明する。
本発明の一態様の発光素子を、可撓性を有する基板上に作製することで、曲面を有する発光領域を有する電子機器、照明装置を実現することができる。
また、本発明の一態様を適用した発光装置は、自動車の照明にも適用することができ、例えば、ダッシュボードや、フロントガラス、天井等に照明を設置することもできる。
図３７（Ａ）は、多機能端末３５００の一方の面の斜視図を示し、図３７（Ｂ）は、多機能端末３５００の他方の面の斜視図を示している。多機能端末３５００は、筐体３５０２に表示部３５０４、カメラ３５０６、照明３５０８等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３５０８に用いることができる。
照明３５０８は、本発明の一態様の発光装置を用いることで、面光源として機能する。したがって、ＬＥＤに代表される点光源と異なり、指向性が少ない発光が得られる。例えば、照明３５０８とカメラ３５０６とを組み合わせて用いる場合、照明３５０８を点灯または点滅させて、カメラ３５０６により撮像することができる。照明３５０８としては、面光源としての機能を有するため、自然光の下で撮影したような写真を撮影することができる。
なお、図３７（Ａ）、（Ｂ）に示す多機能端末３５００は、図３１（Ａ）乃至図３１（Ｇ）に示す電子機器と同様に、様々な機能を有することができる。
また、筐体３５０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。また、多機能端末３５００の内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、多機能端末３５００の向き（縦か横か）を判断して、表示部３５０４の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
表示部３５０４は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部３５０４に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部３５０４に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。なお、表示部３５０４に本発明の一態様の発光装置を適用してもよい。
図３７（Ｃ）は、防犯用のライト３６００の斜視図を示している。ライト３６００は、筐体３６０２の外側に照明３６０８を有し、筐体３６０２には、スピーカ３６１０等が組み込まれている。本発明の一態様の発光装置を照明３６０８に用いることができる。
ライト３６００としては、例えば、照明３６０８を握持する、掴持する、または保持することで発光することができる。また、筐体３６０２の内部には、ライト３６００からの発光方法を制御できる電子回路を備えていてもよい。該電子回路としては、例えば、１回または間欠的に複数回、発光が可能なような回路としてもよいし、発光の電流値を制御することで発光の光量が調整可能なような回路としてもよい。また、照明３６０８の発光と同時に、スピーカ３６１０から大音量の警報音が出力されるような回路を組み込んでもよい。
ライト３６００としては、あらゆる方向に発光することが可能なため、例えば、暴漢等に向けて光、または光と音で威嚇することができる。また、ライト３６００にデジタルスチルカメラ等のカメラ、撮影機能を有する機能を備えてもよい。
図３８は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のようにして、本発明の一態様の発光装置を適用して照明装置及び電子機器を得ることができる。なお、適用できる照明装置及び電子機器は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
本実施例では、実施の形態１で説明した一般式（Ｇ０）で表される化合物の一つである、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）（構造式（１００））の合成方法と、該化合物の特性について説明する。
＜合成例１＞
≪ステップ１：９−（４−ブロモフェニル）−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールの合成≫
まず始めに、６．０ｇの９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、８．３ｇの４−ブロモヨードベンゼンと、６．１ｇ（４４ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムとを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換した。この混合物に、さらに１００ｍＬのトルエンと、１．４１ｇ（２３．４ｍｍｏｌ）のエチレンジアミン（略称：ＥＤＡ）と、２．４ｇ（１２．５ｍｍｏｌ）のヨウ化銅とを加え、窒素気流下にて１２５℃で４６時間、加熱した。得られた反応液を、セライトを通して濾過し、濾液を酢酸エチルで抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン：ヘキサン＝１：３を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、５．９ｇの目的物を得た（収率：７１％、黄色固体）。ステップ１の合成スキームを下記式（Ａ−１）に示す。
≪ステップ２：Ｂ−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ボロン酸の合成≫
次に、上記ステップ１で合成した５．９ｇ（１０ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールを三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、１００ｍＬのテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）を加えた。容器を−７８℃に冷却し、１０ｍＬのｎ−ブチルリチウム（１．６ｍｏｌ／Ｌ）を滴下して加え、室温に戻して１０分ほど攪拌した。再び−７８℃に冷却し、２．２ｇ（２１ｍｍｏｌ）のホウ酸トリメチルを滴下して加え、室温に戻して、攪拌を１２時間行った。得られた反応物に１Ｍ塩酸を加え、攪拌を３０分した後、酢酸エチルにて有機層を抽出した。得られた抽出液を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエンとヘキサンとの混合溶媒にて再結晶をすることにより、２．９ｇの目的物を得た（収率：５４％、黄色固体）。ステップ２の合成スキームを下記式（Ｂ−１）に示す。
≪ステップ３：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの合成≫
次に、４−クロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンを０．９６ｇ（４．７ｍｍｏｌ）と、上記ステップ２の合成法で合成したＢ−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ボロン酸を３．０ｇ（５．６ｍｍｏｌ）と、２．８ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム水溶液と、２４ｍＬのトルエンと、２．４ｍＬのエタノールとを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、０．４３ｇ（０．３８ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）を入れ、８０℃にて１６時間、加熱攪拌した。得られた反応物を濾過し、水、及びエタノールにて洗浄した。得られた濾物を熱トルエンに溶かし、セライト、酸化アルミニウム、セライトの順に充填した濾過補助剤を通した。得られた濾液の溶媒を留去し、クロロホルムを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。これをさらにトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶を行い、目的物である４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍを２．２ｇ得た（収率：７１％、黄色固体）。この２．２ｇの黄色固体を、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力を２．７Ｐａとし、アルゴンガスの流量を５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３２０℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄白色固体を１．６ｇ、回収率７２％で得た。ステップ３の合成スキームを下記式（Ｃ−１）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた黄白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による測定結果を以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図３９に示す。この結果より、本合成例１において、本発明の一態様である４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍが得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＣＤＣｌ３）：７．３１−７．３４（ｔ，１Ｈ）、７．３５−７．３８（ｔ，１Ｈ）、７．４４（ｄ，２Ｈ）、７．４６−７．５１（ｍ，２Ｈ）、７．５３（ｄ，１Ｈ）、７．５５−７．５８（ｔ，１Ｈ）、７．６１−７．６９（ｍ，６Ｈ）、７．７６−７．８３（ｍ，４Ｈ）、７．９２（ｄ，２Ｈ）、８．２４−８．２８（ｔ，２Ｈ）、８．３５（ｄ，１Ｈ）、８．４５（ｔｓ，２Ｈ）、８．９１（ｄ，２Ｈ）、９．３３（ｓ，１Ｈ）。
＜４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの特性＞
次に、得られた４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））によって質量（ＭＳ）分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳにより、行った。ＬＣ分離で用いたカラムは、Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍをクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ（略称：ＥＳＩ））によるイオン化を行った。このときのキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は５０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。上記の条件でイオン化されたｍ／ｚ＝６５３．２３の成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は７０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００から１２００とした。図４０に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検出した結果を示す。
図４０の結果から、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍは、主としてｍ／ｚ＝５７５付近、５３３付近、４８２付近、４０７付近、３２９付近、２４５付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図４０に示す結果は、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍに由来する特徴的な結果であることから、混合物中に含まれる４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、ｍ／ｚ＝４８２付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍにおけるジフェニルビカルバゾールが脱離した状態のカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝４０７付近のプロダクトイオンは、ここからさらにフェニルビカルバゾールが離脱した状態のカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝３２９付近のプロダクトイオンは、ここからさらにビカルバゾールが脱離した状態のカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍがジフェニルビカルバゾールを含んでいることを示唆するデータである。また、ｍ／ｚ＝２４５付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍにおけるフェニルベンゾフロピリミジンが脱離した状態のカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍがフェニルベンゾフロピリミジンを含んでいることを示唆するデータである。
次に、トルエン溶液中の４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４１、薄膜状態での４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４２に示す。
吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。トルエン溶液中の４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトルは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのトルエン溶液を石英セルに入れて測定し、この吸収スペクトルから、石英セルを用いて測定したトルエンの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを示した。また、薄膜の吸収スペクトルは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍを石英基板に蒸着してサンプルを作製し、このサンプルの吸収スペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを示した。発光スペクトルの測定にはＰＬ−ＥＬ測定装置（浜松ホトニクス社製）を用いた。トルエン溶液中における４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのトルエン溶液を石英セルに入れて測定した。また、薄膜の発光スペクトルは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍを石英基板に蒸着してサンプルを作製して測定した。なお、吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した薄膜は、石英基板上に真空蒸着法により成膜することで作製した。
これにより、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのトルエン溶液中における極大吸収波長は、３８０ｎｍ付近にあり、極大発光波長は４７３ｎｍ付近（励起波長３９０ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３９２ｎｍ付近にあり、最大発光波長は５２５ｎｍ付近（励起波長３９２ｎｍ）にあることがわかった。
また、薄膜の４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−３）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．８２ｅＶであった。図４２の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めた４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収端は２．８２ｅＶであった。従って、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの固体状態の光学的エネルギーギャップは２．８２ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位は−３．００ｅＶと見積もることができた。このように、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍは固体状態において２．８２ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
次に、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用い、化合物をＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）に溶解させた溶液を測定した。測定では、参照電極に対する作用電極の電位を適切な範囲で変化させて各々酸化ピーク電位、還元電位ピーク電位を得た。また、参照電極のレドックスポテンシャルが−４．９４ｅＶであることが見積もられているため、この数値と得られたピーク電位から、各化合物のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を算出した。
ＣＶ測定の結果、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの酸化電位は０．７０Ｖ、還元電位は−１．９４Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．６４ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−３．０１ｅＶであった。このことから、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍは、低いＬＵＭＯ準位と、比較的高いＨＯＭＯ準位とを有することが分かった。
本実施例では、実施の形態１で説明した一般式（Ｇ０）で表される化合物の一つである、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）（構造式（１３３））の合成方法と、該化合物の特性について説明する。
＜合成例２＞
≪４ＰＣＣｚＢｆｐｍの合成≫
まず始めに、窒素で置換した三口フラスコに０．１５ｇ（３．６ｍｍｏｌ）の水素化ナトリウム（６０％）を入れ、攪拌しながら１０ｍＬのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）を滴下した。容器を０℃に冷やし、１．１ｇ（２．７ｍｍｏｌ）の９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、１５ｍＬのＤＭＦとの混合液を滴下して加え、室温にて３０分、攪拌した。攪拌後、容器を０℃に冷やし、０．５０ｇ（２．４ｍｍｏｌ）の４−クロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンと、１５ｍＬのＤＭＦとの混合液を加え、室温にて２０時間、攪拌した。得られた反応液を氷水に入れ、トルエンを加え、これを酢酸エチルにて有機層を抽出し、飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル＝１：２０を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。これをさらにトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶を行うことにより、目的物である４ＰＣＣｚＢｆｐｍを１．０ｇ得た（収率：７２％、黄白色固体）。この１．０ｇの黄白色固体を、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力を２．６Ｐａとし、アルゴンガスの流量を５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２７０℃から２８０℃付近で黄白色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄白色固体を０．７ｇ、回収率６９％で得た。本ステップの合成スキームを下記式（Ａ−２）に示す。
なお、上記ステップで得られた黄白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による測定結果を以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図４３に示す。この結果より、本合成例２において、本発明の一態様である４ＰＣＣｚＢｆｐｍが得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＣＤＣｌ３）：７．３１−７．３４（ｍ，１Ｈ）、７．４３−７．４６（ｍ，３Ｈ）、７．４８−７．５４（ｍ，３Ｈ）、７．５７−７．６０（ｔ，１Ｈ）、７．６２−７．６６（ｍ，４Ｈ）、７．７０（ｄ，１Ｈ）、７．７４−７．７７（ｄｔ，１Ｈ）、７．８０（ｄｄ，１Ｈ）、７．８５（ｄｄ，１Ｈ）、７．８８−７．９３（ｍ，２Ｈ）、８．２５（ｄ，２Ｈ）、８．３７（ｄ，１Ｈ）、８．４５（ｄｓ，１Ｈ）、８．４９（ｄｓ，１Ｈ）、９．３０（ｓ，１Ｈ）。
＜４ＰＣＣｚＢｆｐｍの特性＞
次に、得られた４ＰＣＣｚＢｆｐｍを液体クロマトグラフ質量分析（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））によって質量（ＭＳ）分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳにより行った。ＬＣ分離で用いたカラムはＡｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の４ＰＣＣｚＢｆｐｍをトルエンに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（略称：ＥＳＩ）によるイオン化を行った。このときのキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は５０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化されたｍ／ｚ＝５７７．２の成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は５０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００から１２００とした。図４４に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検出した結果を示す。
図４４の結果から、４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、主としてｍ／ｚ＝５５０、４３２、４０７付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図４４に示す結果は、４ＰＣＣｚＢｆｐｍに由来する特徴的な結果であることから、混合物中に含まれる４ＰＣＣｚＢｆｐｍを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、ｍ／ｚ＝５５０付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍにおけるピリミジン環が開裂しニトリルの脱離より生成したカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝４３２付近のプロダクトイオンは、さらに開裂し、ベンゾフラニルが脱離して生成したカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＢｆｐｍがベンゾフロピリミジルを含んでいることを示唆するデータである。ｍ／ｚ＝４０７付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍにおけるＨＰＣＣｚが離脱した状態のカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＢｆｐｍがＨＰＣＣｚを含んでいることを示唆するデータである。
次に、トルエン溶液中の４ＰＣＣｚＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４５、薄膜状態での４ＰＣＣｚＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４６に示す。
なお、トルエン溶液中における４ＰＣＣｚＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルと、薄膜における４ＰＣＣｚＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定方法は、実施例１と同様とした。
これにより、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのトルエン溶液中における極大吸収波長は、３５７ｎｍ付近にあり、極大発光波長は４６９ｎｍ付近（励起波長３５８ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３６９ｎｍ付近にあり、最大発光波長は５１５ｎｍ付近（励起波長３５０ｎｍ）にあることがわかった。
また、薄膜の４ＰＣＣｚＢｆｐｍのイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−３）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．７７ｅＶであった。図４６の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めた４ＰＣＣｚＢｆｐｍの吸収端は２．９８ｅＶであった。従って、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの固体状態の光学的エネルギーギャップは２．９８ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位は−２．７９ｅＶと見積もることができた。このように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍは固体状態において２．９８ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
次に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定は、実施例１と同様である。
ＣＶ測定の結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの酸化電位は０．７６Ｖ、還元電位は−２．１０Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．７０ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．８４ｅＶであった。このことから、４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、低いＬＵＭＯ準位と、比較的高いＨＯＭＯ準位とを有することが分かった。
本実施例では、本発明の一態様の化合物を有する発光素子の作製例と、該発光素子の特性について、説明する。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４７に、素子構造の詳細を表１に、それぞれ示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物については、先の実施例を参照すればよい。
＜発光素子の作製＞
≪発光素子１の作製≫
基板２００上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、２，８−ジ（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−ジベンゾチオフェン（略称：Ｃｚ２ＤＢＴ）を厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１６０として、ビス［２−（ジフェニルホスフィノ）フェニル］エーテルオキサイド（略称：ＤＰＥＰＯ）と、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）と、を重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）が０．８５：０．１５になるように、且つ厚さが１５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１６０において、ＤＰＥＰＯがホスト材料であり、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍが発光材料である。
次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、ＤＰＥＰＯを厚さが５ｎｍになるように、及び１，３，５−トリス［３−（３−ピリジル）−フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を厚さが４０ｎｍとになるように、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるように蒸着した。なお、電子輸送層１１８に用いたＤＰＥＰＯは、発光層１６０で生成した励起子が電極１０２側へ拡散するのを防止する、励起子ブロック層としての機能も有する。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて封止するための基板２２０を、有機材料を形成した基板２００に固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、基板２００に形成した有機材料の周囲にシール材を塗布し、該基板２００と基板２２０とを貼り合わせ、波長が３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。
≪発光素子２の作製≫
発光素子２は、先に示す発光素子１と、発光層１６０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子１と同様の作製方法とした。
発光素子２の発光層１６０として、ＤＰＥＰＯと、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）と、を重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）が０．８５：０．１５になるように、且つ厚さが１５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１６０において、ＤＰＥＰＯがホスト材料であり、４ＰＣＣｚＢｆｐｍが発光材料である。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した発光素子１及び２の特性を測定した。輝度およびＣＩＥ色度の測定には色彩輝度計（トプコン社製、ＢＭ−５Ａ）を用い、電界発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製、ＰＭＡ−１１）を用いた。
発光素子１、及び発光素子２の電流効率−輝度特性を図４８に示す。また、輝度−電圧特性を図４９に示す。また、外部量子効率−輝度特性を図５０に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
また、１００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１、発光素子２の素子特性を表２に示す。
また、発光素子１及び発光素子２に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図５１に示す。
図４８乃至図５１、及び表２で示すように、発光素子１及び発光素子２は、高い電流効率および外部量子効率を示した。発光素子１及び発光素子２の外部量子効率の最大値はそれぞれ２３．６％及び２３．９％と極めて優れた値を示した。
また、図５１に示すように、発光素子１及び発光素子２は、電界発光スペクトルのピーク波長がそれぞれ４９０ｎｍ及び４７６ｎｍであり、半値全幅がそれぞれ７９ｎｍ及び７６ｎｍである青色の発光を示した。特に、発光素子２は発光素子１より色純度の高い青色発光を示しており好ましい。
また、発光素子１及び発光素子２は、１００ｃｄ／ｍ２付近で４Ｖ以下と低い駆動電圧で駆動したため、優れた電力効率を示した。
なお、一対の電極から注入されたキャリア（正孔及び電子）の再結合によって生成する一重項励起子の生成確率は２５％であるため、外部への光取り出し効率を２５％とした場合の外部量子効率は最大で６．２５％となる。発光素子１及び発光素子２においては、外部量子効率が６．２５％より高い効率が得られている。発光素子１及び発光素子２において高い外部量子効率が得られている理由は、発光素子１及び発光素子２において、一対の電極から注入されたキャリアの再結合によって生成した一重項励起子に由来する発光に加えて、三重項励起子からの逆項間交差によって生成した一重項励起子に由来する発光が得られているためである。
＜発光材料の過渡蛍光特性＞
このことを確認するため、次に、本発明の一態様の化合物である４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍについて、時間分解発光測定による過渡蛍光特性の測定を行った。
時間分解発光測定は、石英基板上に、ＤＰＥＰＯと４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍとの重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるよう共蒸着した薄膜サンプル、及びＤＰＥＰＯと４ＰＣＣｚＢｆｐｍとの重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）が０．８：０．２になるように、且つ厚さが５０ｎｍになるよう共蒸着した薄膜サンプル、を用いて測定を行った。
測定にはピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、薄膜が呈する蛍光発光の寿命を測定するため、薄膜にパルスレーザを照射し、レーザ照射後から減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルスレーザには波長が３３７ｎｍの窒素ガスレーザを用い、５００ｐｓのパルスレーザを１０Ｈｚの周期で薄膜に照射し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。
測定によって得られた４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍの過渡蛍光特性を図５２（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５２（Ａ）は、発光寿命の短い発光成分の測定結果であり、図５２（Ｂ）は、発光寿命の長い発光成分の測定結果である。
また、図５２（Ａ）（Ｂ）に示す減衰曲線について、以下の数式（４）を用いてフィッティングを行った。
数式（４）において、Ｌは、規格化した発光強度を表し、ｔは、経過時間を表す。減衰曲線のフィッティングを行った結果、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍの薄膜サンプルが呈する発光には、異なる蛍光寿命を有する複数の発光成分が含まれていることが分かった。４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの薄膜サンプルの発光成分には、蛍光寿命が１１．０ｎｓの初期蛍光成分と、３０１μｓの最も寿命が長い遅延蛍光成分とが少なくとも含まれており、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの薄膜サンプルの発光成分には、１１．７ｎｓの初期蛍光成分と、２１７μｓの最も寿命が長い遅延蛍光成分が少なくとも含まれていることが分かった。すなわち、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、室温で遅延蛍光を示す、熱活性化遅延蛍光材料であるといえる。
したがって、発光素子１及び発光素子２からは、外部量子効率が最大で２３％を超える非常に優れた発光特性を示す結果が得られたのは、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍが、逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有するためである。
＜Ｓ１準位及びＴ１準位の測定＞
なお、逆項間交差が効率よく生じ、熱活性化遅延蛍光を示すためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下であり、より好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下である。そこで次に、本発明の一態様の化合物である４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位及びＴ１準位を算出する測定を行った。
Ｓ１準位及びＴ１準位を算出するために、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルを測定した。４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの測定結果を図５３に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの測定結果を図５４に、それぞれ示す。
該発光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ−ＰＬ （（株）堀場製作所）を用い、測定温度は１０Ｋ、励起光としてＨｅ−Ｃｄレーザ（３２５ｎｍ）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。なお、測定のための薄膜は、石英基板上に厚さ５０ｎｍで成膜し、その石英基板に対して、窒素雰囲気中で蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。
なお、該発光スペクトルの測定は、通常の発光スペクトルの測定に加えて、発光寿命が長い発光に着目した時間分解発光スペクトルの測定も行った。本発光スペクトルの測定は、低温（１０Ｋ）で行ったため、通常の発光スペクトルの測定では、主な発光成分である蛍光に加えて、一部燐光も観測された。また、発光寿命が長い発光に着目した時間分解発光スペクトルの測定では、主に燐光が観測された。
上記測定した発光スペクトルの結果より、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４８０ｎｍ及び５０５ｎｍであった。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク波長の（ショルダーを含む）は、それぞれ４５５ｎｍ及び４８０ｎｍであった。
したがって、上記ピーク（ショルダーを含む）の波長より算出した４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位は２．５８ｅＶ、Ｔ１準位は２．４６ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１２ｅＶと算出された。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位は２．７２ｅＶ、Ｔ１準位は２．５８ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１４ｅＶと算出された。
また、上記測定した発光スペクトルの結果より、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の短波長側の立ち上がりの波長は、それぞれ４５８ｎｍ及び４９１ｎｍであった。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の短波長側の立ち上がりの波長は、それぞれ４３５ｎｍ及び４６４ｎｍであった。なお、発光スペクトルの短波長側の立ち上がりの波長としては、当該スペクトルにおける接線の傾きが極大値を有する波長において接線を引き、該接線と横軸との交点の波長とした。
上記のように立ち上がりの波長より算出した４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位は２．７１ｅＶ、Ｔ１準位は２．５３ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１８ｅＶと算出された。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位は２．８５ｅＶ、Ｔ１準位は２．６７ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１８ｅＶと算出された。
以上のように、発光スペクトルの最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長と短波長側の立ち上がりの波長で算出した４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍのＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、いずれも０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり非常に小さい値であった。したがって、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、いずれも逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有し、熱活性化遅延蛍光を呈する機能を有する。
また、４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、Ｔ１準位が比較的高く青色のような高いエネルギーを有する発光素子に好適であることが分かった。熱活性化遅延蛍光を示す化合物は、高効率な発光素子を得るのに有効であることが知られているが、効率よく青色の発光を示す化合物は現状ほとんど存在しない。その意味でも、本発明の一態様である化合物は、発光素子において非常に有益であることを示している。
以上、本発明の一態様の化合物を用いることで、発光効率が高く優れた素子特性を示す発光素子を作製することができる。また、駆動電圧が低く消費電力が低減された発光素子を作製することができる。また、発光効率が高く、青色の発光を呈する発光素子を作製することができる。
本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、本発明の一態様の化合物を有する発光素子の作製例と、該発光素子の特性について、説明する。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は図４７と同様である。また、素子構造の詳細を表３に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物については、先の実施例を参照すればよい。
＜発光素子３の作製＞
基板２００上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、Ｃｚ２ＤＢＴを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１６０として、ＤＰＥＰＯと、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）と、を重量比（ＤＰＥＰＯ：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が０．７：０．３：０．０１になるように、且つ厚さが１５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１６０において、ＤＰＥＰＯがホスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料である。
次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、ＤＰＥＰＯを厚さが５ｎｍになるように、及びＴｍＰｙＰＢとを厚さが４０ｎｍとになるように、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて封止するための基板２２０を、有機材料を形成した基板２００に固定することで、発光素子３を封止した。封止方法は、発光素子１と同様である。以上の工程により発光素子３を得た。
＜発光素子３の特性＞
作製した発光素子３の電流効率−輝度特性を図５５に示す。また、輝度−電圧特性を図５６に示す。また、外部量子効率−輝度特性を図５７に示す。なお、発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。また、測定方法は、実施例３と同様である。
また、１００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子３の素子特性を表４に示す。
また、発光素子３に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図５８に示す。
図５５乃至図５８、及び表４で示すように、発光素子３は、高い電流効率および外部量子効率を示した。発光素子３の外部量子効率の最大値は１３．８％と優れた値を示した。また、発光素子３は、高輝度側でも効率の低下（ロールオフ）が少ない優れた結果を示した。
また、図５８に示すように、発光素子３は電界発光スペクトルのピーク波長が４７０ｎｍであり、半値全幅が６５ｎｍである色純度の高い青色の発光を示した。得られた発光スペクトルは、半値幅が小さく、ピーク波長が青色に適した短波長な発光スペクトルであることから、ゲスト材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎからの発光であることが分かる。
また、発光素子３は、１００ｃｄ／ｍ２付近で３．４Ｖと低い駆動電圧で駆動したため、優れた電力効率を示した。
先の実施例で示したように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍは逆項間交差によって三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換する機能を有する。そのため、４ＰＣＣｚＢｆｐｍとゲスト材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとを有する発光素子３は、一対の電極から注入されたキャリアの再結合によって生成する一重項励起子に加えて、４ＰＣＣｚＢｆｐｍにおける逆項間交差を介して三重項励起子から生成した一重項励起子に由来する１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎからの青色発光を効率よく得ることができる。
以上、本発明の一態様の化合物とゲスト材料とを用いることで、ロールオフが少なく発光効率が高い、優れた素子特性を示す発光素子を作製することができる。また、駆動電圧が低く消費電力が低減された発光素子を作製することができる。また、発光効率が高く、色純度の良好な青色の発光を呈する発光素子を作製することができる。
本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、本発明の一態様の化合物を有する発光素子の作製例と、該発光素子の特性について、説明する。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は図４７と同様である。また、素子構造の詳細を表５に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物については、先の実施例を参照すればよい。
＜発光素子４の作製＞
基板２００上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが１５ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１６０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍと、トリス｛２−［４−（４−シアノ−２，６−ジイソブチルフェニル）−５−（２−メチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３）と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３）が１：０．０６になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１６０において、Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３がゲスト材料である。
次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）を厚さが１０ｎｍになるように、及びバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を厚さが１５ｎｍになるように、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて封止するための基板２２０を、有機材料を形成した基板２００に固定することで、発光素子４を封止した。封止方法は、発光素子１と同様である。以上の工程により発光素子４を得た。
＜発光素子４の特性＞
作製した発光素子４の電流効率−輝度特性を図５９に示す。また、輝度−電圧特性を図６０に示す。また、外部量子効率−輝度特性を図６１に示す。なお、発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。また、測定方法は、実施例３と同様である。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子４の素子特性を表６に示す。
また、発光素子４に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図６２に示す。
図５９乃至図６２、及び表６で示すように、発光素子４は、非常に高い電流効率および外部量子効率を示した。発光素子４の外部量子効率の最大値は２７．３％と優れた値を示した。また、発光素子４は、高輝度側でも効率の低下（ロールオフ）が少ない優れた結果を示した。
また、図６２に示すように、発光素子４は、電界発光スペクトルのピーク波長が４８９ｎｍであり、半値全幅が６８ｎｍである青色の発光を示した。得られた電界発光スペクトルから、ゲスト材料であるＩｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３からの発光であることが分かる。
また、発光素子４は、１０００ｃｄ／ｍ２付近で３．０Ｖと非常に低い駆動電圧で駆動したため、優れた電力効率を示した。
先の実施例で示したように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍはＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が小さく、三重項励起状態のエネルギーに近いエネルギーで一重項励起状態を形成することができるため、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの一重項励起状態のエネルギーと、Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３の三重項励起状態のエネルギーとのエネルギー差を小さくすることができる。したがって、発光素子４は、低い電圧で駆動する発光素子となる。
また、先の実施例３で示したように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍの発光スペクトルにおける燐光成分の最も短波長側のピーク波長（４８０ｎｍ）は、発光素子４の電界発光スペクトルのピーク波長（４８９ｎｍ）より短波長である。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍは、高いＴ１準位を有することから、青色の発光を呈する燐光材料をゲスト材料とする発光素子に好適であることが分かった。
以上、本発明の一態様の化合物とゲスト材料とを用いることで、発光効率が非常に高い、優れた素子特性を示す発光素子を作製することができる。また、駆動電圧が低く消費電力が低減された発光素子を作製することができる。また、発光効率が高く、青色の発光を呈する発光素子を作製することができる。
本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
本実施例では、実施の形態１で説明した一般式（Ｇ０）で表される化合物の一つである、４−［３−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）（構造式（１０１））の合成方法と、該化合物の特性について説明する。
＜合成例３＞
≪ステップ１：９−（３−ブロモフェニル）−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールの合成≫
まず始めに、６．０ｇ（１５ｍｍｏｌ）の９−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、８．３ｇ（２９ｍｍｏｌ）の３−ブロモヨードベンゼンと、６．２ｇ（２９ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムと、１．５ｇ（２４ｍｍｏｌ）のエチレンジアミン（略称：ＥＤＡ）と、２．５ｇ（１３ｍｍｏｌ）のヨウ化銅とを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換した。この混合物に、さらに１００ｍＬのトルエンを加え、窒素気流下にて１２０℃で４７時間、加熱した。得られた反応液に水を加え、反応液を酢酸エチルで抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン：ヘキサン＝１：３を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、４．５ｇの目的物を得た（収率：５４％、黄色固体）。ステップ１の合成スキームを下記式（Ａ−３）に示す。
≪ステップ２：９−［３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールの合成≫
次に、上記ステップ１で合成した９−（３−ブロモフェニル）−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールを２．８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）と、１．４ｇ（５．５ｍｍｏｌ）のビス（ピナコラート）ジボロンと、１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）の酢酸カリウムを三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、５０ｍＬのジメチルスルホキシド（略称：ＤＭＳＯ）と、０．１２ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）の［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロリドとを入れ、１１０℃にて３７時間、加熱撹拌した。得られた反応物を、酢酸エチルで抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン：ヘキサン＝１：３から徐々にトルエンの割合を増やして最終的にトルエンのみを展開溶媒にした中性シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、１．７ｇの目的物を得た（収率：５４％、黄色固体）。ステップ２の合成スキームを下記式（Ｂ−３）に示す。
≪ステップ３：４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの合成≫
次に、４−クロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンを０．５２ｇ（２．６ｍｍｏｌ）と、上記ステップ２の合成法で合成した１．７ｇ（２．８ｍｍｏｌ）の９−［３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、１．５ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム水溶液と、１３ｍＬのトルエンと、１ｍＬのエタノールと、を還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、０．２４ｇ（０．２１ｍｍｏｌ）のテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）を入れ、１００℃にて４１時間、加熱攪拌した。得られた反応物を濾過し、水、及びエタノールにて洗浄した。得られた濾物を熱トルエンに溶かし、セライト、酸化アルミニウム、セライトの順に充填した濾過補助剤を通した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶を行い、目的物である４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍを１．０ｇ得た（収率：６２％、黄色固体）。この１．０ｇの黄色固体を、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力を２．７Ｐａとし、アルゴンガスの流量を５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３００℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体を０．９ｇ、回収率８７％で得た。ステップ３の合成スキームを下記式（Ｃ−３）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による測定結果を以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図６３に示す。この結果より、本合成例３において、本発明の一態様である４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍが得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＴＣＥ−ｄ２）：７．３１−７．３４（ｔ，１Ｈ）、７．３６−７．３９（ｔ，１Ｈ）、７．４３−７．５６（ｍ，６Ｈ）、７．６０−７．６９（ｍ，６Ｈ）、７．７４（ｄｓ，２Ｈ）、７．９０−７．８６（ｍ，３Ｈ）、７．８９−７．９２（ｔ，１Ｈ）、８．２４（ｄ，１Ｈ）、８．２８（ｄ，１Ｈ）、８．３２（ｄ，１Ｈ）、８．４７（ｄ，２Ｈ）、８．７１（ｄ，１Ｈ）、８．８９（ｓ，１Ｈ）、９．２９（ｓ，１Ｈ）。
＜４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの特性＞
次に、得られた４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））によって質量（ＭＳ）分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳにより、行った。ＬＣ分離で用いたカラムは、Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍをクロロホルムに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ（略称：ＥＳＩ））によるイオン化を行った。このときのキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。上記の条件でイオン化されたｍ／ｚ＝６５３．２３の成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は７０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００から１２００とした。図６４に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検出した結果を示す。
図６４の結果から、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍは、主としてｍ／ｚ＝５７５付近、４８１付近、４０７付近、３２９付近、２４１付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図６４に示す結果は、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍに由来する特徴的な結果を示すことから、混合物中に含まれる４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍを同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、ｍ／ｚ＝５７５付近のプロダクトイオンは、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍにおけるフェニル基の脱離より生成したカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝４８１付近のプロダクトイオンは、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍにおけるベンゾフロピリミジン基が脱離した状態のカチオンに由来すると推定され、ｍ／ｚ＝４０７付近のプロダクトイオンは、ここからさらにフェニル基が離脱した状態のカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝３２９付近のプロダクトイオンは、ここからさらにフェニル基が脱離した状態のカチオンと推定され、２４１付近のプロダクトイオンは、ここからさらにカルバゾール環が開裂し、アニリンの脱離より生成したカチオンと推定され、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍがジフェニルビカルバゾールを含んでいることを示唆するデータである。
次に、トルエン溶液中の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図６５、薄膜状態での４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図６６に示す。
なお、トルエン溶液中における４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルと、薄膜における４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定方法は、実施例１と同様とした。
これにより、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのトルエン溶液中における吸収波長は、３５０ｎｍ付近および３８０ｎｍ付近にショルダーピークを示し、極大発光波長は４９６ｎｍ付近（励起波長３５５ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３１０ｎｍ付近にあり、最大発光波長は５３３ｎｍ付近（励起波長３５９ｎｍ）にあることがわかった。
また、薄膜の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−３）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．７４ｅＶであった。図６６の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めた４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの吸収端は２．９７ｅＶであった。従って、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの固体状態の光学的エネルギーギャップは２．９７ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＬＵＭＯ準位は−２．７７ｅＶと見積もることができた。このように、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍは固体状態において２．９７ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
次に、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定は、実施例１と同様である。
ＣＶ測定の結果、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの酸化電位は０．６８Ｖ、還元電位は−１．９２Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＨＯＭＯ準位は−５．６２ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−３．０２ｅＶであった。このことから、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍは、低いＬＵＭＯ準位と、比較的高いＨＯＭＯ準位とを有することが分かった。
本実施例では、実施の形態１で説明した一般式（Ｇ０）で表される化合物の一つである、４−［３−（９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２）（構造式（１０３））の合成方法と、該化合物の特性について説明する。
＜合成例４＞
≪ステップ１：９−（３−ブロモフェニル）−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールの合成≫
まず始めに、５．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）の９−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、４．３ｇ（１８ｍｍｏｌ）の３−ブロモヨードベンゼンと、３．９ｇ（１８ｍｍｏｌ）のリン酸三カリウムとを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換した。この混合物に、さらに１００ｍＬのジオキサンと、０．２１ｇ（１．８ｍｍｏｌ）のｔｒａｎｓ−Ｎ，Ｎ’−ジメチルシクロヘキサン−１，２−ジアミンと、０．１８ｇ（０．９２ｍｍｏｌ）のヨウ化銅とを加え、窒素気流下にて１２０℃で３２時間、加熱撹拌し反応させた。得られた反応物を、トルエンで抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン：ヘキサン＝１：４から徐々に溶媒の割合を変化させ最終的にトルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、４．９ｇの目的物を得た（収率：７０％、黄色固体）。ステップ１の合成スキームを下記式（Ａ−４）に示す。
≪ステップ２：９−［３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールの合成≫
次に、上記ステップ１で合成した９−（３−ブロモフェニル）−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールを４．８ｇ（８．５ｍｍｏｌ）と、２．８ｇ（１１ｍｍｏｌ）のビス（ピナコラート）ジボロンと、２．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）の酢酸カリウムとを三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、９０ｍＬの１，４−ジオキサンと、０．３５ｇ（０．４３ｍｍｏｌ）の［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロリドを入れ、１００℃にて２時間３０分、加熱攪拌した。得られた反応物をトルエンで抽出した。得られた抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒とした中性シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、２．６ｇの目的物を得た（収率：４８％、黄色固体）。ステップ２の合成スキームを下記式（Ｂ−４）に示す。
≪ステップ３：４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の合成≫
次に、４−クロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンを０．７２ｇ（３．５ｍｍｏｌ）と、上記ステップ２の合成法で合成した２．６ｇ（４．２ｍｍｏｌ）の９−［３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、２ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム水溶液と、１８ｍＬのトルエンと、２ｍＬのエタノールとを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、該フラスコ内を窒素で置換し、１６ｍｇ（０．０７１ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）と、４３ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）のトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン（略称：Ｐ（ｏ−ｔｏｌｙｌ）３）を入れ、９０℃にて２８時間、加熱攪拌した。得られた反応物を濾過し、濾物を水、及びエタノールにて洗浄した。得られた濾物を熱トルエンに溶解し、セライト、シリカゲル、セライトの順に充填した濾過補助剤を通した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエンとエタノールの混合溶媒にて再結晶を行い、目的物である４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２を１．７ｇ得た（収率：７２％、黄色固体）。この１．７ｇの黄色固体を、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力を２．８Ｐａとし、アルゴンガスの流量を５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２９０℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄白色固体を１．１ｇ、回収率６４％で得た。ステップ３の合成スキームを下記式（Ｃ−４）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた黄白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による測定結果を以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図６７に示す。この結果より、本合成例４において、本発明の一態様である４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＣＤＣｌ３）：７．２１−７．２５（ｍ，１Ｈ）、７．３４−７．５０（ｍ，９Ｈ）、７．５３（ｄ，２Ｈ）、７．５７−７．６０（ｔ，３Ｈ）、７．７３（ｄ，２Ｈ）、７．８８−７．９２（ｍ，３Ｈ）、８．０８（ｄ，１Ｈ）、８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．２５−８．２８（ｔ，２Ｈ）、８．４２（ｄｓ，１Ｈ）、 ８．６８（ｍｓ，１Ｈ）、８．９３（ｓ，１Ｈ）、９．２９（ｓ，１Ｈ）。
＜４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の特性＞
次に、得られた４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２を液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））によって質量（ＭＳ）分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳにより、行った。ＬＣ分離で用いたカラムは、Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２をトルエンに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ（略称：ＥＳＩ））によるイオン化を行った。このときのキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。上記の条件でイオン化されたｍ／ｚ＝６５３．２３の成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は７０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００から１２００とした。図６８に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検出した結果を示す。
図６８の結果から、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２は、主としてｍ／ｚ＝５７５付近、４０７付近、３３０付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図６８に示す結果は、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２に由来する特徴的な結果であることから、混合物中に含まれる４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、ｍ／ｚ＝５７５付近のプロダクトイオンは、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２におけるフェニル基の脱離より生成したカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝４０７付近のプロダクトイオンは、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２におけるフェニル基とベンゾフロピリミジンが離脱した状態のカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝３３０付近のプロダクトイオンは、ここからさらにフェニル基が脱離した状態のカチオンと推定され、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２がジフェニルビカルバゾールを含んでいることを示唆するデータである。
次に、トルエン溶液中の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図６９、薄膜状態での４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図７０に示す。
なお、トルエン溶液中における４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルと、薄膜における４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定方法は、実施例１と同様である。
これにより、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のトルエン溶液中における極大吸収波長は、３０５ｎｍ付近および３２５ｎｍ付近にあり、極大発光波長は４５９ｎｍ付近（励起波長３４３ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３１０ｎｍ付近および３２５ｎｍ付近にあり、最大発光波長は５００ｎｍ付近（励起波長３６０ｎｍ）にあることがわかった。
また、薄膜の４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−３）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．８６ｅＶであった。図７０の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めた４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の吸収端は３．４３ｅＶであった。従って、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の固体状態の光学的エネルギーギャップは３．４３ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のＬＵＭＯ準位は−２．４３ｅＶと見積もることができた。このように、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２は固体状態において３．４３ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
次に、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定は、実施例１と同様である。
ＣＶ測定の結果、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の酸化電位は０．７４Ｖ、還元電位は−１．９２Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．６８ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−３．０２ｅＶであった。このことから、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２は、低いＬＵＭＯ準位と、比較的高いＨＯＭＯ準位とを有することが分かった。
本実施例では、実施の形態１で説明した一般式（Ｇ０）で表される化合物の一つである、４−（９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２）（構造式（１３４））の合成方法と、該化合物の特性について説明する。
＜合成例５＞
≪４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の合成≫
まず始めに、窒素で置換した三口フラスコに０．２４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）の水素化ナトリウム（６０％）を入れ、攪拌しながら２０ｍＬのＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（略称：ＤＭＦ）を滴下した。フラスコを０℃に冷やし、１．８ｇ（４．４ｍｍｏｌ）の９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾールと、２０ｍＬのＤＭＦとの混合液を滴下して加え、室温にて３０分、攪拌した。攪拌後、容器を０℃に冷やし、０．８２ｇ（４．０ｍｍｏｌ）の４−クロロ［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンと、２０ｍＬのＤＭＦとの混合液を加え、室温にて２０時間、攪拌し反応させた。得られた反応液を氷水に入れ、さらにトルエンを加えた混合溶液をトルエンにて抽出した。抽出液を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを加え、濾過した。得られた濾液の溶媒を留去し、トルエンを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。これをさらにトルエンとエタノールの混合溶媒にて再結晶を行うことにより、目的物である４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２を１．６ｇ得た（収率：６５％、黄白色固体）。本ステップの合成スキームを下記式（Ａ−５）に示す。
上記合成法で合成した４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の黄白色固体２．６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力を２．５Ｐａとし、アルゴンガスの流量を１０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２９０℃で黄白色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄白色固体を２．１ｇ、回収率８１％で得た。
なお、上記ステップで得られた黄白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による測定結果を以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図７１に示す。この結果より、本合成例５において、本発明の一態様である４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＣＤＣｌ３）：７．２６−７．３０（ｍ，１Ｈ）、７．４１−７．５１（ｍ，６Ｈ）、７．５７−７．６３（ｍ，５Ｈ）、７．７２−７．７９（ｍ，４Ｈ）、７．９０（ｄ，１Ｈ）、８．１０−８．１２（ｍ，２Ｈ）、８．１７（ｄ，１Ｈ）、８．２２（ｄ，１Ｈ）、８．３７（ｄ，１Ｈ）、８．４１（ｄｓ，１Ｈ）、９．３０（ｓ，１Ｈ）。
＜４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の特性＞
次に、得られた４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２を液体クロマトグラフ質量分析（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））によって質量（ＭＳ）分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳにより行った。ＬＣ分離で用いたカラムはＡｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度の４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２をトルエンに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（略称：ＥＳＩ）によるイオン化を行った。このときのキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化されたｍ／ｚ＝５７７．２０の成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンを衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は５０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００から１２００とした。図７２に、解離させたプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検出した結果を示す。
図７２の結果から、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２は、主としてｍ／ｚ＝５５０、４３４、４０８、３０７付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図７２に示す結果は、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２に由来する特徴的な結果であることから、混合物中に含まれる４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２を同定する上での重要なデータであるといえる。
なお、ｍ／ｚ＝５５０付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２におけるピリミジン環が開裂しニトリルの脱離より生成したカチオンと推定され、ｍ／ｚ＝４３４付近のプロダクトイオンは、さらに開裂し、ベンゾフラニル基が脱離して生成したカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２がベンゾフロピリミジル基を含んでいることを示唆するデータである。ｍ／ｚ＝４０８付近のプロダクトイオンは、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２におけるベンゾフロピリミジル基が離脱した状態のカチオンと推定され、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２がフェニルビカルバゾールを含んでいることを示唆するデータである。
次に、トルエン溶液中の４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図７３、薄膜状態での４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図７４に示す。
なお、トルエン溶液中における４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルと、薄膜における４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定方法は、実施例１と同様である。
これにより、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のトルエン溶液中における極大吸収波長は、３０５ｎｍ付近および３２５ｎｍ付近にあり、極大発光波長は４５２ｎｍ付近（励起波長３５４ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３１０ｎｍ付近および３３０ｎｍ付近にあり、最大発光波長は４７５ｎｍ付近（励起波長３６０ｎｍ）にあることがわかった。
また、薄膜の４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−３）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．７８ｅＶであった。図７４の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めた４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の吸収端は３．３２ｅＶであった。従って、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の固体状態の光学的エネルギーギャップは３．３２ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位と、このエネルギーギャップの値から、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＬＵＭＯ準位は−２．４６ｅＶと見積もることができた。このように、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２は固体状態において３．３２ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
次に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の電気化学的特性（酸化反応特性および還元反応特性）をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定した。なお測定は、実施例１と同様である。
ＣＶ測定の結果、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の酸化電位は０．８２Ｖ、還元電位は−２．１０Ｖであった。また、ＣＶ測定より算出した４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．７６ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．８４ｅＶであった。このことから、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２は、低いＬＵＭＯ準位と、比較的高いＨＯＭＯ準位とを有することが分かった。
本実施例では、本発明の一態様の化合物を有する発光素子の作製例と、該発光素子の特性について、説明する。本実施例で作製した発光素子の断面模式図は図４７と同様である。また、素子構造の詳細を表７に示す。また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。なお、他の化合物については、先の実施例を参照すればよい。
＜発光素子の作製＞
≪発光素子５の作製≫
基板２００上に電極１０１として、ＩＴＳＯ膜を厚さが７０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、電極１０１上に正孔注入層１１１として、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと、ＭｏＯ３と、を重量比（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯ３）が１：０．５になるように、且つ厚さが６０ｎｍになるように共蒸着した。
次に、正孔注入層１１１上に正孔輸送層１１２として、ＰＣＣＰを厚さが２０ｎｍになるように蒸着した。
次に、正孔輸送層１１２上に発光層１６０として、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍと、ＰＣＣＰと、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と、を重量比（４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．５：０．５：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着し、続いて、重量比（４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．８：０．２：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１６０において、Ｉｒ（ｐｐｙ）３が燐光発光を呈するゲスト材料である。
次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍを厚さが１０ｎｍになるように、及びＢＰｈｅｎを厚さが１５ｎｍになるように、順次蒸着した。次に、電子輸送層１１８上に、電子注入層１１９として、ＬｉＦを厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
次に、電子注入層１１９上に、電極１０２として、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用シール材を用いて封止するための基板２２０を、有機材料を形成した基板２００に固定することで、発光素子５を封止した。封止方法は、発光素子１と同様である。以上の工程により発光素子５を得た。
≪発光素子６及び７の作製≫
発光素子６は、先に示す発光素子５と、発光層１６０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は発光素子５と同様の作製方法とした。
発光素子６の発光層１６０として、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２と、ＰＣＣＰと、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と、を重量比（４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．５：０．５：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着し、続いて、重量比（４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．８：０．２：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２を厚さが１０ｎｍになるように、及びＢＰｈｅｎを厚さが１５ｎｍになるように、順次蒸着した。
発光素子７の発光層１６０として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２と、ＰＣＣＰと、Ｉｒ（ｐｐｙ）３と、を重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．５：０．５：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着し、続いて、重量比（４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２：ＰＣＣＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）が０．８：０．２：０．０５になるように、且つ厚さが２０ｎｍになるように共蒸着した。次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８として、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２を厚さが１０ｎｍになるように、及びＢＰｈｅｎを厚さが１５ｎｍになるように、順次蒸着した。
＜発光素子の特性＞
作製した発光素子５乃至７の電流効率−輝度特性を図７５に示す。また、輝度−電圧特性を図７６に示す。また、外部量子効率−輝度特性を図７７に示す。なお、各発光素子の測定は室温（２３℃に保たれた雰囲気）で行った。また、発光素子５乃至７にそれぞれ２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図７８に示す。なお、測定方法は、実施例３と同様である。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子５乃至７の素子特性を表８に示す。
図７５乃至図７７、及び表８で示すように、発光素子５乃至７は、高い電流効率および外部量子効率を示した。発光素子５乃至７の外部量子効率の最大値は、それぞれ１４．４％、１８．５％、及び１６．９％と優れた値を示した。また、発光素子５乃至７は、高輝度側でも効率の低下（ロールオフ）が少ない優れた結果を示した。
また、図７８に示すように、発光素子５乃至７は、電界発光スペクトルのピーク波長がそれぞれ５１９ｎｍ、５４４ｎｍ、及び５１６ｎｍであり、半値全幅がそれぞれ８７ｎｍ、７９ｎｍ、及び９３ｎｍである緑色の発光を示した。得られた電界発光スペクトルから、ゲスト材料であるＩｒ（ｐｐｙ）３からの発光であることが分かる。
また、発光素子５乃至７は、１０００ｃｄ／ｍ２付近で３．１Ｖ、３．５Ｖ、及び３．５Ｖと低い駆動電圧で駆動したため、優れた電力効率を示した。
＜Ｓ１準位及びＴ１準位の測定＞
ここで、発光層１６０のホスト材料として用いた本発明の一態様の化合物である４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２、及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＳ１準位及びＴ１準位を算出する測定を行った。測定方法は、実施例３と同様である。４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの測定結果を図７９に、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の発光スペクトルの測定結果を図８０に、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の発光スペクトルの測定結果を図８１に、それぞれ示す。
上記測定した発光スペクトルの結果より、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍの発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク（ショルダーを含む）の波長は、それぞれ４８８ｎｍ及び４９６ｎｍであった。また、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２の発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク波長の（ショルダーを含む）は、それぞれ４７０ｎｍ及び４９６ｎｍであった。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の発光スペクトルの蛍光成分及び燐光成分の最も短波長側のピーク波長の（ショルダーを含む）は、それぞれ４５８ｎｍ及び４９５ｎｍであった。
したがって、上記ピーク（ショルダーを含む）の波長より算出した４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍのＳ１準位は２．５４ｅＶ、Ｔ１準位は２．５０ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．０４ｅＶと算出された。また、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２のＳ１準位は２．６４ｅＶ、Ｔ１準位は２．５０ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．１４ｅＶと算出された。また、４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＳ１準位は２．７１ｅＶ、Ｔ１準位は２．５１ｅＶであり、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、０．２０ｅＶと算出された。
以上のように、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２、及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２のＳ１準位とＴ１準位とのエネルギー差は、いずれも０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下であり非常に小さい値であった。
したがって、三重項励起状態のエネルギーに近いエネルギーで一重項励起状態を形成することができるため、ホスト材料（４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２、または４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２）の一重項励起状態のエネルギーと、Ｉｒ（ｐｐｙ）３の三重項励起状態のエネルギーとのエネルギー差を小さくすることができる。したがって、発光素子５乃至７は、低い電圧で駆動する発光素子となる。
また、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２、及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２の発光スペクトルにおける燐光成分の最も短波長側のピーク波長は、発光素子５乃至７の電界発光スペクトルのピーク波長より短波長である。また、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ、４ｍＰＣＣｚＰＢｆｐｍ−０２、及び４ＰＣＣｚＢｆｐｍ−０２は、高いＴ１準位を有することから、緑色の発光を呈する燐光材料をゲスト材料とする発光素子に好適である。
以上、本発明の一態様の化合物とゲスト材料とを用いることで、高い発光効率を示す発光素子を作製することができる。また、駆動電圧が低く消費電力が低減された発光素子を作製することができる。
本実施例に示す構成は、他の実施例及び実施の形態と適宜組み合わせて用いる事ができる。
（参考例１）
本参考例では、実施例５でゲスト材料として用いた有機金属錯体である、トリス｛２−［４−（４−シアノ−２，６−ジイソブチルフェニル）−５−（２−メチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３）の合成方法について説明する。
＜合成例６＞
≪ステップ１：４−アミノ−３，５−ジイソブチルベンゾニトリルの合成≫
９．４ｇ（５０ｍｍｏｌ）の４−アミノ−３，５−ジクロロベンゾニトリルと、２６ｇ（２５３ｍｍｏｌ）のイソブチルボロン酸と、５４ｇ（２５３ｍｍｏｌ）のリン酸三カリウムと、２．０ｇ（４．８ｍｍｏｌ）の２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル（Ｓ−ｐｈｏｓ）と、５００ｍＬのトルエンと、を１０００ｍＬの三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換し、フラスコ内を減圧しながら撹拌し、この混合物を脱気した。脱気後、０．８８ｇ（０．９６ｍｍｏｌ）のトリス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、窒素気流下、１３０℃で８時間撹拌し反応させた。得られた反応溶液にトルエンを加えて、セライト、酸化アルミニウム、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した。得られた濾液を濃縮し、油状物を得た。得られた油状物をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には、トルエンを用いた。得られたフラクションを濃縮して、１０ｇの黄色油状物を、収率８７％で得た。得られた黄色油状物が４−アミノ−３，５−ジイソブチルベンゾニトリルであることを、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により確認した。ステップ１の合成スキームを下記式（ａ−１）に示す。
≪ステップ２：Ｈｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐの合成≫
ステップ１で合成した４−アミノ−３，５−ジイソブチルベンゾニトリルを１１ｇ（４８ｍｍｏｌ）と、４．７ｇ（１６ｍｍｏｌ）のＮ−（２−メチルフェニル）クロロメチリデン−Ｎ’−フェニルクロロメチリデンヒドラジンと、４０ｍＬのＮ，Ｎ−ジメチルアニリンと、を３００ｍＬの三口フラスコに入れ、窒素気流下、１６０℃で７時間撹拌し反応させた。反応後、反応溶液を３００ｍＬの１Ｍ塩酸に入れ３時間撹拌した。ここに酢酸エチルを入れ、有機層と水層を分液し、水層を酢酸エチルで抽出した。有機層と得られた抽出溶液を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウム、及び飽和食塩水で洗浄し、有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。得られた混合物を自然濾過し、濾液を濃縮して油状物を得た。得られた油状物をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１の混合溶媒を用いた。得られたフラクションを濃縮して、固体を得た。得られた固体にヘキサンを加えて超音波を照射し、吸引濾過することで、２．０ｇの白色固体を、収率２８％で得た。得られた白色固体が４−（４−シアノ−２，６−ジイソブチルフェニル）−３−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール（略称：Ｈｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）であることを、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により確認した。ステップ２の合成スキームを下記式（ｂ−１）に示す。
≪ステップ３：Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐ）３の合成≫
ステップ２で合成した２．０ｇ（４．５ｍｍｏｌ）のＨｍｐｐｔｚ−ｄｉＢｕＣＮｐと、０．４４ｇ（０．８９ｍｍｏｌ）のトリス（アセチルアセトナト）イリジウム（ＩＩＩ）とを、三方コックを付けた反応容器に入れ、アルゴン気流下、２５０℃にて４３時間撹拌し反応させた。得られた反応混合物をジクロロメタンに加え、不溶物を取り除いた。得られた濾液を濃縮し、固体を得た。得られた固体をシリカカラムクロマトグラフィーにより精製した。展開溶媒には、ジクロロメタンを用いた。得られたフラクションを濃縮して、固体を得た。得られた固体を酢酸エチル／ヘキサンで再結晶し、０．３２ｇの黄色固体を、収率２３％で得た。得られた黄色固体のうち０．３１ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。圧力が２．６Ｐａ、アルゴン流量が５．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３１０℃で１９時間加熱して行った。昇華精製後、０．２６ｇの黄色固体を、回収率８４％で得た。ステップ３の合成スキームを下記式（ｃ−１）に示す。
上記ステップ３で得られた黄色固体のプロトン（１Ｈ）を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に得られた値を示す。
１Ｈ−ＮＭＲ δ（ＣＤＣｌ３）：０．３３（ｄ，１８Ｈ），０．９２（ｄ，１８Ｈ），１．５１−１．５８（ｍ，３Ｈ），１．８０−１．８８（ｍ，６Ｈ），２．１０−２．１５（ｍ，６Ｈ），２．２６−２．３０（ｍ，３Ｈ），２．５５（ｓ，９Ｈ），６．１２（ｄ，３Ｈ），６．５２（ｔ，３Ｈ），６．５６（ｄ，３Ｈ），６．７２（ｔ，３Ｈ），６．８３（ｔ，３Ｈ），６．９７（ｄ，３Ｈ），７．１６（ｔ，３Ｈ），７．２３（ｄ，３Ｈ），７．３８（ｓ，３Ｈ），７．５５（ｓ，３Ｈ）。
（参考例２）
本参考例では、本発明の一態様の発光素子に好適な燐光材料である有機金属錯体について説明する。本参考例で説明する有機金属錯体の構造と略称を以下に示す。
ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ））、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，８−ジメチル−４，６−ノナンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｉｖｍ））、及びビス｛２−［５−（２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］−４，６−ジメチルフェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｐｍ））の熱物性を測定するため、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）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−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。
大気圧、低真空（１０Ｐａ）、及び高真空（１×１０−３Ｐａ）の圧力条件で、昇温速度１０℃／ｍｉｎに設定し、昇温した時の重量減少率を測定した。なお、大気圧下においては、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定を行った。また、大気圧下における分解温度、低真空下における昇華温度、及び高真空下における昇華温度は、それぞれ重量が５％減少した温度とした。ＴＧ−ＤＴＡの測定結果を図８２、及び表９にそれぞれ示す。
図８２（Ａ）及び表９の結果より、Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）、Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｉｖｍ）、及びＩｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）の分解温度は、３７１℃、３６１℃、及び３５０℃であり、いずれの有機金属錯体も良好な耐熱性を示している。
また、図８２（Ｂ）（Ｃ）及び表９の結果より、低真空および高真空の条件下における昇華温度は、いずれの有機金属錯体も分解温度より１００℃以上低いため、分解することなく昇華することが可能である。中でも、Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｉｖｍ）及びＩｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）は昇華温度が低く、優れた昇華性を有している。
以上のように、上記の有機金属錯体は、良好な耐熱性を有し、昇華性に優れるため、真空蒸着法に適しており、本発明の一態様の発光素子に好適である。
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０１ａ 導電層
１０１ｂ 導電層
１０１ｃ 導電層
１０２ 電極
１０３ 電極
１０３ａ 導電層
１０３ｂ 導電層
１０４ 電極
１０４ａ 導電層
１０４ｂ 導電層
１０６ 発光ユニット
１０８ 発光ユニット
１１０ 発光ユニット
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 電子輸送層
１１４ 電子注入層
１１５ 電荷発生層
１１６ 正孔注入層
１１７ 正孔輸送層
１１８ 電子輸送層
１１９ 電子注入層
１２０ 発光層
１２１ ホスト材料
１２２ ゲスト材料
１２３Ｂ 発光層
１２３Ｇ 発光層
１２３Ｒ 発光層
１３０ 発光層
１３１ 材料
１３２ ホスト材料
１３３ ゲスト材料
１３４ ゲスト材料
１３５ 発光層
１４０ 発光層
１４１ ホスト材料
１４１＿１ 有機化合物
１４１＿２ 有機化合物
１４２ ゲスト材料
１４５ 隔壁
１５０ 発光素子
１５２ 発光素子
１６０ 発光層
１７０ 発光層
１９０ 発光層
１９０ａ 発光層
１９０ｂ 発光層
２００ 基板
２２０ 基板
２２１Ｂ 領域
２２１Ｇ 領域
２２１Ｒ 領域
２２２Ｂ 領域
２２２Ｇ 領域
２２２Ｒ 領域
２２３ 遮光層
２２４Ｂ 光学素子
２２４Ｇ 光学素子
２２４Ｒ 光学素子
２５０ 発光素子
２５２ 発光素子
２６０ａ 発光素子
２６０ｂ 発光素子
２６２ａ 発光素子
２６２ｂ 発光素子
３００ 有機半導体素子
３０１ ソース電極
３０１＿１ 配線
３０１＿５ 配線
３０１＿６ 配線
３０１＿７ 配線
３０２ ドレイン電極
３０２＿１ 配線
３０２＿２ 配線
３０３ ゲート電極
３０３＿１ トランジスタ
３０３＿６ トランジスタ
３０３＿７ トランジスタ
３０４ 容量素子
３０４＿１ 容量素子
３０４＿２ 容量素子
３０５ 発光素子
３０６＿１ 配線
３０６＿３ 配線
３０７＿１ 配線
３０７＿３ 配線
３０８＿１ トランジスタ
３０８＿６ トランジスタ
３０９＿１ トランジスタ
３０９＿２ トランジスタ
３１１＿１ 配線
３１１＿３ 配線
３１２＿１ 配線
３１２＿２ 配線
３３０ 活性層
６００ 表示装置
６０１ 信号線駆動回路部
６０２ 画素部
６０３ 走査線駆動回路部
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 領域
６０７ａ 封止層
６０７ｂ 封止層
６０７ｃ 封止層
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ
６１０ 素子基板
６１１ トランジスタ
６１２ トランジスタ
６１３ 下部電極
６１４ 隔壁
６１６ ＥＬ層
６１７ 上部電極
６１８ 発光素子
６２１ 光学素子
６２２ 遮光層
６２３ トランジスタ
６２４ トランジスタ
８０１ 画素回路
８０２ 画素部
８０４ 駆動回路部
８０４ａ 走査線駆動回路
８０４ｂ 信号線駆動回路
８０６ 保護回路
８０７ 端子部
８５２ トランジスタ
８５４ トランジスタ
８６２ 容量素子
８７２ 発光素子
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 層間絶縁膜
１０２１ 層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｂ 下部電極
１０２４Ｇ 下部電極
１０２４Ｒ 下部電極
１０２４Ｙ 下部電極
１０２５ 隔壁
１０２６ 上部電極
１０２８ ＥＬ層
１０２８Ｂ 発光層
１０２８Ｇ 発光層
１０２８Ｒ 発光層
１０２８Ｙ 発光層
１０２９ 封止層
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 基材
１０３４Ｂ 着色層
１０３４Ｇ 着色層
１０３４Ｒ 着色層
１０３４Ｙ 着色層
１０３５ 遮光層
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２０００ タッチパネル
２００１ タッチパネル
２５０１ 表示装置
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｓ 信号線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１０ａ 絶縁層
２５１０ｂ 可撓性基板
２５１０ｃ 接着層
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 隔壁
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５７０ａ 絶縁層
２５７０ｂ 可撓性基板
２５７０ｃ 接着層
２５８０Ｒ 発光モジュール
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 接続層
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
３０００ 発光装置
３００１ 基板
３００３ 基板
３００５ 発光素子
３００７ 封止領域
３００９ 封止領域
３０１１ 領域
３０１３ 領域
３０１４ 領域
３０１５ 基板
３０１６ 基板
３０１８ 乾燥剤
３５００ 多機能端末
３５０２ 筐体
３５０４ 表示部
３５０６ カメラ
３５０８ 照明
３６００ ライト
３６０２ 筐体
３６０８ 照明
３６１０ スピーカ
７１０１ 筐体
７１０２ 筐体
７１０３ 表示部
７１０４ 表示部
７１０５ マイク
７１０６ スピーカ
７１０７ 操作キー
７１０８ スタイラス
７１２１ 筐体
７１２２ 表示部
７１２３ キーボード
７１２４ ポインティングデバイス
７２００ ヘッドマウントディスプレイ
７２０１ 装着部
７２０２ レンズ
７２０３ 本体
７２０４ 表示部
７２０５ ケーブル
７２０６ バッテリ
７３００ カメラ
７３０１ 筐体
７３０２ 表示部
７３０３ 操作ボタン
７３０４ シャッターボタン
７３０５ 結合部
７３０６ レンズ
７４００ ファインダー
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ ボタン
７７０１ 筐体
７７０２ 筐体
７７０３ 表示部
７７０４ 操作キー
７７０５ レンズ
７７０６ 接続部
８０００ 表示モジュール
８００１ 上部カバー
８００２ 下部カバー
８００３ ＦＰＣ
８００４ タッチセンサ
８００５ ＦＰＣ
８００６ 表示装置
８００９ フレーム
８０１０ プリント基板
８０１１ バッテリ
８５０１ 照明装置
８５０２ 照明装置
８５０３ 照明装置
８５０４ 照明装置
９０００ 筐体
９００１ 表示部
９００３ スピーカ
９００５ 操作キー
９００６ 接続端子
９００７ センサ
９００８ マイクロフォン
９０５０ 操作ボタン
９０５１ 情報
９０５２ 情報
９０５３ 情報
９０５４ 情報
９０５５ ヒンジ
９１００ 携帯情報端末
９１０１ 携帯情報端末
９１０２ 携帯情報端末
９２００ 携帯情報端末
９２０１ 携帯情報端末
９３００ テレビジョン装置
９３０１ スタンド
９３１１ リモコン操作機
９５００ 表示装置
９５０１ 表示パネル
９５０２ 表示領域
９５０３ 領域
９５１１ 軸部
９５１２ 軸受部
９７００ 自動車
９７０１ 車体
９７０２ 車輪
９７０３ ダッシュボード
９７０４ ライト
９７１０ 表示部
９７１１ 表示部
９７１２ 表示部
９７１３ 表示部
９７１４ 表示部
９７１５ 表示部
９７２１ 表示部
９７２２ 表示部
９７２３ 表示部

Claims (14)

  1. 下記一般式（Ｇ０）で表される化合物。

    （一般式（Ｇ０）において、Ａは、置換もしくは無置換のベンゾフロピリミジン骨格、または置換もしくは無置換のベンゾチエノピリミジン骨格を表し、Ｒ１乃至Ｒ１５は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。）
  2. 請求項１において、
    前記ベンゾフロピリミジン骨格が、ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である化合物。
  3. 請求項１において、
    前記ベンゾチエノピリミジン骨格が、ベンゾチエノ［３，２−ｄ］ピリミジン骨格である化合物。
  4. 下記一般式（Ｇ１）で表される化合物。

    （一般式（Ｇ１）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。）
  5. 下記一般式（Ｇ２）で表される化合物。

    （一般式（Ｇ２）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１乃至Ｒ２０は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。）
  6. 下記一般式（Ｇ３）で表される化合物。

    （一般式（Ｇ３）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。）
  7. 下記一般式（Ｇ４）で表される化合物。

    （一般式（Ｇ４）において、Ｑは、酸素または硫黄を表し、Ｒ１５は、水素、置換もしくは無置換の炭素数１乃至６のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３乃至７のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、のいずれかを表し、Ａｒは、置換もしくは無置換の炭素数６乃至２５のアリーレン基、または単結合を表す。）
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の化合物を有する発光素子。
  9. 請求項８において、
    遅延蛍光を含む成分を有する発光、
    を呈する機能を有する発光素子。
  10. 請求項８において、
    さらに、燐光材料を有する発光素子。
  11. 請求項８乃至請求項１０のいずれか一項において、
    青色の発光、
    を呈する機能を有する発光素子。
  12. 請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と、
    カラーフィルタおよびトランジスタの少なくとも一と、
    を有する表示装置。
  13. 請求項１２に記載の表示装置と、
    筐体およびタッチセンサの少なくとも一と、
    を有する電子機器。
  14. 請求項８乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と、
    筐体およびタッチセンサの少なくとも一と、
    を有する照明装置。
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