JP2018088521A - 発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置 - Google Patents

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】駆動電圧が低く、発光効率の高い発光素子を提供する。【解決手段】第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、ゲスト材料と、を有する発光素子である。第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、その差は０ｅＶより大きく０．５ｅＶよりも小さい。また、第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低い。ゲスト材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有する。第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせである。【選択図】図２

Description

本発明の一態様は、励起錯体を形成する有機化合物の組み合わせを用いた発光素子、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。本発明の一態様は物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、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。特に、本発明の一態様は、半導体装置、発光装置、表示装置、照明装置、発光素子、それらの製造方法に関する。
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、応答速度が高いなどの利点も有する。
発光材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光材料を含む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）。
有機材料を励起するために必要なエネルギーは、有機材料の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位と、最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位とのエネルギー差に依存し、そのエネルギー差は概ね一重項励起状態のエネルギーに相当する。燐光を発する有機材料を用いた発光素子においては、三重項励起エネルギーが、発光のエネルギーに変換される。そのため、有機材料が形成する一重項励起状態と三重項励起状態とでエネルギー差が大きい場合、有機材料を励起するために必要なエネルギーは、該エネルギー差に相当するエネルギーの分だけ、発光のエネルギーより高くなる。有機材料を励起するために必要なエネルギーと、発光のエネルギーとの差は、発光素子において駆動電圧の上昇として素子特性に影響を与えるが、該駆動電圧の上昇を抑制する手法が求められている。
特開２０１０−１８２６９９号公報
駆動電圧を低減するためには、キャリア（電子及び／または正孔）輸送性が良好な有機材料を発光素子に用いる必要があるが、該有機材料を用いた場合、キャリアバランスの調整や、発光素子を効率よく発光させることが困難な場合があるため、良好な発光効率と低い駆動電圧を両立するのは容易ではない。
したがって、本発明の一態様では、燐光材料を有する発光素子において、新規な発光素子を提供することを課題とする。特に発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。特に、本発明の一態様では、電圧が低減された発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、信頼性の優れた発光素子を提供することを課題とする。
または、消費電力が低減された発光素子を提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な発光装置を提供することを課題とする。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、燐光材料を効率よく励起することができる励起錯体を形成することができる発光素子である。
したがって、本発明の一態様は、一対の電極間に発光層を有し、該発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、ゲスト材料と、を有し、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく、０．５ｅＶ以下であり、第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、ゲスト材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせである発光素子である。
また、上記構成において、第１の有機化合物は第１の電子輸送性骨格と、第１の正孔輸送性骨格を有し、第２の有機化合物は第２の電子輸送性骨格と、第２の正孔輸送性骨格を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく、０．３ｅＶ以下であると好ましい。
また、上記構成において、第１の電子輸送性骨格および第２の電子輸送性骨格は、π電子不足型の複素芳香環、アリールボラン骨格、ホスフィンオキシド骨格のいずれかであり、第１の正孔輸送性骨格および第２の正孔輸送性骨格は、π電子過剰複素芳香環、芳香族アミン骨格のいずれかであることが好ましい。
また、上記構成において、第１の電子輸送性骨格は炭素数８〜１８の含窒素複素芳香環であり、第２の電子輸送性骨格は炭素数３〜８の含窒素複素芳香環であることが好ましい。
また、上記各構成において、第１の正孔輸送性骨格はπ電子過剰複素芳香環を有し、
第２の正孔輸送性骨格は芳香族アミン骨格、特にトリアリールアミン骨格を有すると好ましい。
また、上記各構成において、第２の有機化合物が下記構造式（１００）〜（１０９）で表される有機化合物であると好ましい。
また、上記各構成において、励起錯体は、ゲスト材料へ励起エネルギーを供与する機能を有すると好ましい。
また、上記各構成において、ゲスト材料は、イリジウムを有すると好ましい。
また、本発明の別の一態様は、上記構造式（１００）〜（１０９）で表される有機化合物である。
また、本発明の別の一態様は、上記構造式（１００）〜（１０９）で表される有機化合物のうち、いずれか一または複数を有する発光素子である。
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、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、筐体またはタッチセンサと、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、筐体またはタッチセンサと、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、発光素子にコネクター、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に含む場合がある。
本発明の一態様により、燐光材料を有する発光素子において、新規な発光素子を提供することができる。特に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。特に、本発明の一態様より、電圧が低減された発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様より、信頼性の優れた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、消費電力が低減された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、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様では、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、及びエネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の発光層における、エネルギー準位の相関を説明する図。 本発明の一態様の発光素子の断面模式図。 本発明の一態様に係る、アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 本発明の一態様に係る、アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 本発明の一態様に係る、アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 本発明の一態様に係る、表示装置の概略図。 本発明の一態様に係る、表示装置の回路図。 本発明の一態様に係る、表示装置の回路図。 本発明の一態様に係る、表示装置の概略図。 本発明の一態様に係る、表示装置の概略図。 本発明の一態様に係る、表示装置の概略図。 本発明の一態様に係る、電子機器の概略図。 本発明の一態様に係る、電子機器の概略図。 本発明の一態様に係る、電子機器の概略図。 本発明の一態様に係る、電子機器の概略図。 本発明の一態様に係る、照明装置を表す図。 本発明の一態様に係る、照明装置を表す図。 実施例に係るＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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ＮＭＲチャートを説明する図。 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、発光素子の概略図。 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、発光素子の電流密度−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、発光素子の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、駆動電圧とホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差との関係を説明する図。 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、発光素子の電流密度−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、発光素子の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、駆動電圧とホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差との関係を説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。 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、発光素子の電流密度−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、発光素子の電流密度−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、発光素子の発光スペクトルを説明する図。 実施例に係る、発光素子の信頼性試験結果を説明する図。 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、発光素子の電流密度−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、発光素子の発光スペクトルを説明する図。
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。
なお、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または一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最も低い一重項励起状態またはＳ１準位を表す場合がある。また、三重項励起状態または三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最も低い三重項励起状態または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。一方、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）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）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６８０ｎｍ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。
また、本明細書においてバイポーラ材料とは、正孔輸送性と電子輸送性の双方の機能を有しており、１分子中に電子輸送性骨格と正孔輸送性骨格、双方を有する有機化合物である。電子輸送性骨格としてはπ電子不足複素芳香環、正孔輸送性骨格はアミン骨格またはπ電子過剰複素芳香環を例に挙げることができる。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１及び図２を用いて以下説明する。
＜発光素子の構成例１＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、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１４０を有する。
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１４０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１４０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、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（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１４０の一例を示す断面模式図である。図１（Ｂ）に示す発光層１４０は、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。
また、ゲスト材料１４２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、蛍光材料という）や、燐光を発することができる材料（以下、燐光材料ともいう）があげられる。以下の説明においては、ゲスト材料１４２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１４２を燐光材料として読み替えてもよい。
図１（Ｂ）に示すような、発光層に有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２のように２種のホスト材料を用いる場合（ｃｏ−ｈｏｓｔ系）、一般的には、２種のホスト材料には、電子輸送性の材料と正孔輸送性の材料が１種類ずつ用いられる。このような構成は、正孔輸送層１１２と発光層１４０の間の正孔注入障壁と、電子輸送層１１８と発光層１４０の間の電子注入障壁が小さくなるため、駆動電圧を低減することができるため好ましい構成である。
＜発光素子の発光機構＞
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におけるホスト材料１４１が有する有機化合物１４１＿１および有機化合物１４１＿２は、励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する。
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。
・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（燐光性化合物）
・ＳＰＨ１：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ１：有機化合物１４１＿１（ホスト材料）のＴ１準位
・ＳＰＨ２：有機化合物１４１＿２（ホスト材料）のＳ１準位
・ＴＰＨ２：有機化合物１４１＿２（ホスト材料）のＴ１準位
・ＳＰＧ：ゲスト材料１４２（燐光性化合物）のＳ１準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料１４２（燐光性化合物）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となる（図１（Ｃ） ルートＥ１参照）。
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（燐光性化合物）のＴ１準位へ移動させて発光が得られる（図１（Ｃ） ルートＥ２、Ｅ３参照）。
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。そうすることで、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、上記に示すルートＥ２、Ｅ３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。
有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２との組み合わせは、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、一方が他方の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位より低いＨＯＭＯ準位を有し、且つ、他方の最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位より低いＬＵＭＯ準位を有することが好ましい。
上記、ＥｘＴＥＴは燐光発光素子の効率向上、信頼性向上、駆動電圧低減に大きく寄与する技術である。ＥｘＴＥＴにはエキサイプレックスの形成が必要であるため、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２の選択が重要である。
ここで、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とのＬＵＭＯ準位の差が０ｅＶより大きく０．５ｅＶ以下である有機化合物の組み合わせを用いることで、さらなる発光素子の駆動電圧低減に寄与できることを本発明者らは見出した。より好ましくは有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２とのＬＵＭＯ準位の差が０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下である。
有機材料のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位は一般にＣＶ（サイクリックボルタンメトリー）や光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等によって見積もられる。材料間の値を比較する場合は、同じ測定で見積もられた値を用いて比較することが好ましい。
また、上述の通り、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２は、一方が正孔を、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。本発明の一態様に係る発光素子では、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２の双方がバイポーラ材料であると好ましい。バイポーラ材料は１分子中に正孔輸送性骨格と電子輸送性骨格双方を有しているため、発光層中のキャリア輸送性を向上させることができ、駆動電圧低減に寄与することができる。
有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２それぞれにバイポーラ材料を用いた場合、有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２でエキサイプレックスを形成するためには、一方が正孔を、他方が電子を受け取る必要がある。そのため、発光層１４０中において、正孔を受け取るバイポーラ材料は電子を受け取るバイポーラ材料より高いＨＯＭＯ準位を有し、電子を受け取るバイポーラ材料は正孔を受け取るバイポーラ材料よりも低いＬＵＭＯ準位を有していることが好ましい。
ここで、例えば有機化合物１４１＿１に電子輸送性材料、有機化合物１４１＿２に正孔輸送性材料を用いた場合、発光層において、その混合比によっては電子若しくは正孔のキャリア輸送性が低下してしまう場合がある。すなわち一般的には、励起錯体を形成するためには一定量の電子輸送材料および正孔輸送材料が層内に必要となるが、電子輸送材料は正孔輸送性を、正孔輸送材料は電子輸送性をそれぞれ阻害してしまうため、駆動電圧が上昇してしまう場合がある。一方、有機化合物１４１＿１及び有機化合物１４１＿２双方にバイポーラ材料を用いた場合、バイポーラ材料は電子輸送性と正孔輸送性双方の機能を有しているため、混合比によらず駆動電圧を低減することができる。
＜発光素子の構成例２＞
図２に本発明の一態様に係る発光素子の発光層１４０中の有機化合物１４１＿１と有機化合物１４１＿２のＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位のエネルギー関係を示す。図２において、有機化合物１４１＿１が電子を受け取るバイポーラ材料、有機化合物１４１＿２が正孔を受けとるバイポーラ材料として以下説明する。
バイポーラ材料は、電子輸送性骨格と正孔輸送性骨格の双方を同一分子中に有しているため、正孔輸送性と電子輸送性双方に優れた特性を有している。また、バイポーラ材料のＬＵＭＯ準位は多くの場合、電子輸送性骨格と関連があり、ＨＯＭＯ準位は多くの場合、正孔輸送性骨格輸送性骨格と関連がある。そのため、適当な骨格を選択することによって、２種のバイポーラ材料間のＬＵＭＯ準位の差及びＨＯＭＯ準位の差を調整することができる。そのため、適切な骨格を有する材料を選択することによって、２種の材料間での電子注入障壁及び正孔注入障壁を低減することができる。例として、図２（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、のようなエネルギー関係になる、エキサイプレックスを形成するバイポーラ材料の組合せがある。
図２（Ａ）はＥｘＴＥＴを利用する場合における、ＬＵＭＯ準位の差が２種の有機材料の間で小さくなる組合せを用いた例である。ＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく０．５ｅＶ以下が好ましく、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下である。ＬＵＭＯ準位の差が小さいため、電子注入障壁が軽減され、駆動電圧を低減することができる。この場合、バイポーラ材料を構成する正孔輸送性骨格に特に制限が無い。そのため、幅広く材料を選択できるため好ましい構成である。また、ＨＯＭＯ準位が高い材料を選択しても良いため、ＨＯＭＯ準位が高いゲスト材料を発光層に用いても該ゲスト材料がホールトラップ材料になりにくい。そのため、駆動電圧上昇を抑制することができる。
ＥｘＴＥＴを利用するためには上述の通り、正孔を受け取るバイポーラ材料は電子を受け取るバイポーラ材料より高いＨＯＭＯ準位を有し、電子を受け取るバイポーラ材料は正孔を受け取るバイポーラ材料よりも低いＬＵＭＯ準位を有していることが好ましい。
第１の有機化合物および第２の有機化合物における電子輸送性骨格としては、π電子不足型の複素芳香環や、アリールボラン骨格、ホスフィンオキシド骨格が挙げられる。特に、該π電子不足型の複素芳香環としては、６員環の含窒素複素環が好ましく、具体的にはピリジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、ピラジン環、もしくはトリアジン環である。一方、第１の有機化合物および第２の有機化合物における正孔輸送性骨格としては、π電子過剰複素芳香環や、芳香族アミン骨格が挙げられる。特に、該π電子過剰複素芳香環としては、５員環の含窒素複素環が好ましく、具体的にはピロール環、フラン環、もしくはチオフェン環である。また特に、芳香族アミン骨格としてはトリアリールアミン骨格が好ましい。なお、第１の有機化合物および第２の有機化合物においては、上記の複素芳香環に対し、更にベンゼン環等の芳香環もしくは複素芳香環が縮合していても良い。
本発明の一態様においては、上記の骨格を適宜選択し、ＥｘＴＥＴを利用することができる第１の有機化合物と第２の有機化合物の組合せを適宜選択すればよい。以下では、その組み合わせ方について、具体的な骨格を列挙しつつ説明する。
バイポーラ材料を用いてこのような材料の組合せ（ＥｘＴＥＴを利用することができる材料の組合せ）を実現する場合、電子を受け取るバイポーラ材料としては、電子輸送性骨格として、含窒素複素芳香環を、正孔輸送性骨格としては、π電子過剰複素芳香環を有する材料が好ましい。電子輸送性骨格としては、炭素数８〜１８の含窒素複素芳香環を有すると、ＬＵＭＯ準位が低くなりやすいため好ましいが、これに限定されることはない。また、電子輸送性骨格としてさらに好ましくはキノリン骨格、キナゾリン骨格、キノキサリン骨格、ベンゾフロピリミジン骨格が挙げられ、さらに好ましくはジベンゾキノキサリン骨格が挙げられる。また、正孔輸送性骨格としてさらに好ましくは、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格、ジベンゾフラン骨格が挙げられる。これらの正孔輸送性骨格を有すると，比較的ＨＯＭＯ準位が低くなりやすいため好ましい。なお、低いＨＯＭＯ準位を保つためには、電子を受け取るバイポーラ材料は、トリアリールアミン骨格を有さないことが好ましい。
ＥｘＴＥＴを利用する場合における、正孔を受け取るバイポーラ材料としては、電子輸送性骨格として含窒素複素芳香環を、正孔輸送性骨格としては、芳香族アミン骨格、特にトリアリールアミン骨格を有する材料が好ましい。なお、正孔を受け取るバイポーラ材料は、π電子過剰複素芳香環を有していても構わない。また、電子輸送性骨格としては、炭素数３〜８の含窒素複素芳香環を有すると、ＬＵＭＯ準位が高くなりやすいため好ましいが、これに限定されることはない。より具体的には、トリアジン骨格または、ジアジン骨格が好ましく、ジアジン骨格としては、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、キノキサリン骨格、ジベンゾキノキサリン骨格、キナゾリン骨格、ベンゾフロピリミジン骨格等が挙げられる。電子輸送性骨格としてさらに好ましくは、ピリミジン骨格である。これらの電子輸送性骨格を有する材料は、上述した電子を受け取るバイポーラ材料輸送性骨格（炭素数８〜１８の含窒素複素芳香環を有する材料）よりも、ＬＵＭＯ準位が高くなりやすい。一方、芳香族アミン骨格を有する材料は、電子を受け取るバイポーラ材料輸送性骨格（π電子過剰複素芳香環を有する材料）に比べてＨＯＭＯ準位が高くなりやすい。よって、電子を受け取るバイポーラ材料と正孔を受け取るバイポーラ材料との間で、励起錯体を形成することができる。
ＥｘＴＥＴを利用する場合における、正孔を受け取るバイポーラ材料としては、下記構造式（１００）〜（１０９）で表される化合物が挙げられる。正孔を受け取るバイポーラ材料は以下に限定されない。
図２（Ｂ）はＥｘＴＥＴを利用する場合における、ＨＯＭＯ準位の差が２種の有機材料、好ましくはバイポーラ材料の間で小さくなる組合せを用いた例である。ＨＯＭＯ準位の差は、０ｅＶより大きく０．５ｅＶ以下が好ましく、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．３ｅＶ以下である。ＨＯＭＯ準位の差が小さいため、正孔注入障壁が軽減されており、駆動電圧を低減することができる。このような構成においてバイポーラ材料を用いる場合、バイポーラ材料を構成する電子輸送性骨格に特に制限が無い。そのため、幅広く材料を選択できるため好ましい構成である。また、ＬＵＭＯ準位が低い材料を選択しても良いため、ＬＵＭＯ準位が低いゲスト材料を発光層に用いても該ゲスト材料が電子トラップ材料になりにくい。そのため、駆動電圧上昇を抑制することができる。
図２（Ｃ）はＥｘＴＥＴを利用する場合における、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位の差が２種の有機材料、好ましくはバイポーラ材料の間で小さくなる組合せを用いた例である。ＬＵＭＯ準位の差及びＨＯＭＯの差が小さいため、電子及び正孔注入障壁が軽減されているため、駆動電圧を低減することができる。
＜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、発光層１４０のゲスト材料（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、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環骨格を有する化合物、及び亜鉛やアルミニウム系金属錯体などを用いることができる。特に含窒素複素縮合環が好ましい。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、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、トリアジン誘導体などの化合物が挙げられる。
具体的には、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が挙げられる。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、または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、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）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、トリアジン骨格、ジアジン（ピリミジン、ピラジン、ピリダジン）骨格、および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、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。
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、π電子過剰型複素芳香環骨格や芳香族アミン骨格のようなドナー性の高い骨格を有することが好ましい。π過剰型複素芳香環骨格を有する化合物としては、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、カルバゾール誘導体などの複素芳香族化合物が挙げられる。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、有機化合物１４１＿２としては、以下の正孔輸送性の高い材料を用いることができる。
正孔輸送性の高い材料としては、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、具体的には、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。
さらに、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。上述した化合物の中でも、ピロール骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、芳香族アミン骨格を有する化合物は、安定で信頼性が良好であり好ましい。また、当該骨格を有する化合物は、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
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。
また、ゲスト材料１４２（燐光材料）としては、有機化合物１４１＿１のＬＵＭＯ準位より低いＬＵＭＯ準位を有し、有機化合物１４１＿２のＨＯＭＯ準位より低いＨＯＭＯ準位を有するよう、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、発光効率が高く、低い電圧で駆動する発光素子とすることができる。
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、１Ｈ−トリアゾール骨格およびイミダゾール骨格のような含窒素五員複素環骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、高い三重項励起エネルギーを有し、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。
また、上述したイリジウム錯体のうち、ピリミジン骨格やピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、配位子の電子受容性が高く、ＬＵＭＯ準位が低くなりやすいため、本発明の一態様に好適である。また、フルオロ基のようなハロゲン基、あるいはシアノ基のような電子吸引性の置換基を有する化合物（例えばイリジウム錯体）も、ＬＵＭＯ準位が低くなりやすいため好適である。
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（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。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起状態から一重項励起状態へエネルギーを変換する機能を有する材料である。そのため、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって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。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が好ましくは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）、およびトリアジン骨格は、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、チオフェン骨格、フラン骨格、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３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−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。
なお、発光層１４０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１４０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、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。２層の発光層に、互いに異なる色の発光を呈する機能を有する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、２層の発光層が呈する発光により、白色になるよう、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１４０において、ホスト材料１４１およびゲスト材料１４２以外の材料を有していても良い。
なお、発光層１４０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。
≪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１４０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１４０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１４０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、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、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、トリア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１４０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。
≪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。
なお、量子ドットとしては、コロイド状量子ドット、合金型量子ドット、コア・シェル型量子ドット、コア型量子ドット、などを用いてもよい。また、２族と１６族、１３族と１５族、１３族と１７族、１１族と１７族、または１４族と１５族の元素グループを含む量子ドットを用いてもよい。または、カドミウム（Ｃｄ）、セレン（Ｓｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、硫黄（Ｓ）、リン（Ｐ）、インジウム（Ｉｎ）、テルル（Ｔｅ）、鉛（Ｐｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ヒ素（Ａｓ）、アルミニウム（Ａｌ）、等の元素を有する量子ドットを用いてもよい。
≪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。
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２）
本実施の形態は、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、実施の形態１で示したＥＬ層１０３と同様な構成を有する。つまり、実施の形態１で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。
＜発光素子の構成例３＞
図３は、発光素子２５０の断面模式図である。
図３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３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、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）で示すＥＬ層１００と同様な構成を有すると好ましい。つまり、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）で示した発光素子１５０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３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１０８に、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）で示す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１２０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１７０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１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ることができる。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、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３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、発光層１４０または発光層１７０に実施の形態１で示したように、発光層に用いる２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用い、バイポーラ材料間のＬＵＭＯ準位またはＨＯＭＯ準位を調節することによって、さらに駆動電圧を低減することができる。
なお、電荷発生層１１５は、有機化合物と金属酸化物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、有機化合物と金属酸化物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、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
いずれにしても、発光ユニット１０６との発光ユニット１０８に挟まれる電荷発生層１１５は、第１の電極１０１と第２の電極１０２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３において、第１の電極１０１の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層１１５は、発光ユニット１０６に電子を注入し、発光ユニット１０８に正孔を注入するものであればよい。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
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、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、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、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のいずれか一方もしくは双方、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及び発光層１７０、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または発光層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、または発光層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材料を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する材料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。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置について、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）を用いて説明する。
図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６２５は乾燥材、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態を含むものとする。
次に、上記発光装置の断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上に駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路、ＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく、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ＴＦＴ６１１と電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆うように絶縁物６１４が形成されている。絶縁物６１４は、ポジ型の感光性樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、絶縁物６１４上に形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料として感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲面をもたせることが好ましい。該曲面の曲率半径は０．２μｍ以上０．３μｍ以下が好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型、ポジ型、いずれの感光材料も使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６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。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７により、発光素子６１８が形成されている。発光素子６１８は実施の形態１及び実施の形態２の構成を有する発光素子であると好ましい。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１及び実施の形態２で説明した構成を有する発光素子と、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。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、樹脂若しくは乾燥材又はその両方で充填される場合もある。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂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ない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（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１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
＜発光装置の構成例１＞
図５には表示装置の一例として、白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）を形成した発光装置の例を示す。
図５（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、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２６、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図５（Ａ）、図５（Ｂ）には着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を透明な基材１０３３に設けている。また、黒色層（ブラックマトリックス）１０３５をさらに設けても良い。着色層及び黒色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、及び黒色層は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図５（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図５（Ｂ）では赤色の着色層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た。図５（Ｂ）に示すように着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＴＦＴ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）の発光装置としたが、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）の発光装置としても良い。
＜発光装置の構成例２＞
トップエミッション型の発光装置の断面図を図６に示す。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。ＴＦＴ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発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。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１０２１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１０２５Ｗ、１０２５Ｒ、１０２５Ｇ、１０２５Ｂ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６のようなトップエミッション型の発光装置である場合、下部電極１０２５Ｗ、１０２５Ｒ、１０２５Ｇ、１０２５Ｂは反射電極とすることが好ましい。なお、第２の電極１０２９は光を反射する機能と、光を透過する機能を有すると好ましい。また、第２の電極１０２９と下部電極１０２５Ｗ、１０２５Ｒ、１０２５Ｇ、１０２５Ｂとの間でマイクロキャビティ構造を適用し特定波長の光を増幅する機能を有すると好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態２で説明したような構成とし、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図６において、白色の発光が得られるＥＬ層の構成としては、発光層を複数層用いること、複数の発光ユニットを用いることなどにより実現すればよい。なお、白色発光を得る構成はこれらに限られない。
図６のようなトップエミッション構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）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黒色層（ブラックマトリックス）１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）や黒色層（ブラックマトリックス）はオーバーコート層によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いる。
また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。また、赤、緑、青、黄の４色でフルカラー表示を行ってもよい。
以上のようにして、実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いた表示装置の具体的な例について説明する。以下で例示する表示装置は、反射型の液晶素子と、発光素子の両方を有し、透過モードと反射モードの両方の表示を行うことのできる、表示装置である。発光素子に実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を適用すると好ましい。
＜表示装置の構成例１＞
図７（Ａ）は、表示装置４００の構成の一例を示すブロック図である。表示装置４００は、表示部３６２にマトリクス状に配列した複数の画素４１０を有する。また表示装置４００は、回路ＧＤと、回路ＳＤを有する。また方向Ｒに配列した複数の画素４１０、及び回路ＧＤと電気的に接続する複数の配線Ｇ１、複数の配線Ｇ２、複数の配線ＡＮＯ、及び複数の配線ＣＳＣＯＭを有する。また方向Ｃに配列した複数の画素４１０、及び回路ＳＤと電気的に接続する複数の配線Ｓ１及び複数の配線Ｓ２を有する。
画素４１０は、反射型の液晶素子と、発光素子を有する。画素４１０において、液晶素子と発光素子とは、互いに重なる部分を有する。
図７（Ｂ１）は、画素４１０が有する電極３１１ｂの構成例を示す。電極３１１ｂは、画素４１０における液晶素子の反射電極として機能する。また電極３１１ｂには、開口４５１が設けられている。
図７（Ｂ１）には、電極３１１ｂと重なる領域に位置する発光素子３６０を破線で示している。発光素子３６０は、電極３１１ｂが有する開口４５１と重ねて配置されている。これにより、発光素子３６０が発する光は、開口４５１を介して表示面側に射出される。
図７（Ｂ１）では、方向Ｒに隣接する画素４１０が異なる色に対応する画素である。このとき、図７（Ｂ１）に示すように、方向Ｒに隣接する２つの画素において、開口４５１が一列に配列されないように、電極３１１ｂの異なる位置に設けられていることが好ましい。これにより、２つの発光素子３６０を離すことが可能で、発光素子３６０が発する光が隣接する画素４１０が有する着色層に入射してしまう現象（クロストークともいう）を抑制することができる。また、隣接する２つの発光素子３６０を離して配置することができるため、発光素子３６０のＥＬ層をシャドウマスク等により作り分ける場合であっても、高い精細度の表示装置を実現できる。
また、図７（Ｂ２）に示すような配列としてもよい。
非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が大きすぎると、液晶素子を用いた表示が暗くなってしまう。また、非開口部の総面積に対する開口４５１の総面積の比の値が小さすぎると、発光素子３６０を用いた表示が暗くなってしまう。
また、反射電極として機能する電極３１１ｂに設ける開口４５１の面積が小さすぎると、発光素子３６０が射出する光から取り出せる光の効率が低下してしまう。
開口４５１の形状は、例えば多角形、四角形、楕円形、円形または十字等の形状とすることができる。また、細長い筋状、スリット状、市松模様状の形状としてもよい。また、開口４５１を隣接する画素に寄せて配置してもよい。好ましくは、開口４５１を同じ色を表示する他の画素に寄せて配置する。これにより、クロストークを抑制できる。
［回路構成例］
図８は、画素４１０の構成例を示す回路図である。図８では、隣接する２つの画素４１０を示している。
画素４１０は、スイッチＳＷ１、容量素子Ｃ１、液晶素子３４０、スイッチＳＷ２、トランジスタＭ、容量素子Ｃ２、及び発光素子３６０等を有する。また、画素４１０には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線ＡＮＯ、配線ＣＳＣＯＭ、配線Ｓ１、及び配線Ｓ２が電気的に接続されている。また、図８では、液晶素子３４０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ１、及び発光素子３６０と電気的に接続する配線ＶＣＯＭ２を示している。
図８では、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２に、トランジスタを用いた場合の例を示している。
スイッチＳＷ１は、ゲートが配線Ｇ１と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ１と接続され、ソース又はドレインの他方が容量素子Ｃ１の一方の電極、及び液晶素子３４０の一方の電極と接続されている。容量素子Ｃ１は、他方の電極が配線ＣＳＣＯＭと接続されている。液晶素子３４０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ１と接続されている。
またスイッチＳＷ２は、ゲートが配線Ｇ２と接続され、ソース又はドレインの一方が配線Ｓ２と接続され、ソース又はドレインの他方が、容量素子Ｃ２の一方の電極、トランジスタＭのゲートと接続されている。容量素子Ｃ２は、他方の電極がトランジスタＭのソース又はドレインの一方、及び配線ＡＮＯと接続されている。トランジスタＭは、ソース又はドレインの他方が発光素子３６０の一方の電極と接続されている。発光素子３６０は、他方の電極が配線ＶＣＯＭ２と接続されている。
図８では、トランジスタＭが半導体を挟む２つのゲートを有し、これらが接続されている例を示している。これにより、トランジスタＭが流すことのできる電流を増大させることができる。
配線Ｇ１には、スイッチＳＷ１を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ１には、所定の電位を与えることができる。配線Ｓ１には、液晶素子３４０が有する液晶の配向状態を制御する信号を与えることができる。配線ＣＳＣＯＭには、所定の電位を与えることができる。
配線Ｇ２には、スイッチＳＷ２を導通状態または非導通状態に制御する信号を与えることができる。配線ＶＣＯＭ２及び配線ＡＮＯには、発光素子３６０が発光する電位差が生じる電位をそれぞれ与えることができる。配線Ｓ２には、トランジスタＭの導通状態を制御する信号を与えることができる。
図８に示す画素４１０は、例えば反射モードの表示を行う場合には、配線Ｇ１及び配線Ｓ１に与える信号により駆動し、液晶素子３４０による光学変調を利用して表示することができる。また、透過モードで表示を行う場合には、配線Ｇ２及び配線Ｓ２に与える信号により駆動し、発光素子３６０を発光させて表示することができる。また両方のモードで駆動する場合には、配線Ｇ１、配線Ｇ２、配線Ｓ１及び配線Ｓ２のそれぞれに与える信号により駆動することができる。
なお、図８では一つの画素４１０に、一つの液晶素子３４０と一つの発光素子３６０とを有する例を示したが、これに限られない。図９（Ａ）は、一つの画素４１０に一つの液晶素子３４０と４つの発光素子３６０（発光素子３６０ｒ、３６０ｇ、３６０ｂ、３６０ｗ）を有する例を示している。図９（Ａ）に示す画素４１０は、図８とは異なり、１つの画素でフルカラーの表示が可能な画素である。
図９（Ａ）では図８の例に加えて、画素４１０に配線Ｇ３及び配線Ｓ３が接続されている。
図９（Ａ）に示す例では、例えば４つの発光素子３６０を、それぞれ赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）を呈する発光素子を用いることができる。また液晶素子３４０として、白色を呈する反射型の液晶素子を用いることができる。これにより、反射モードの表示を行う場合には、反射率の高い白色の表示を行うことができる。また透過モードで表示を行う場合には、演色性の高い表示を低い電力で行うことができる。
また、図９（Ｂ）には、画素４１０の構成例を示している。画素４１０は、電極３１１が有する開口部と重なる発光素子３６０ｗと、電極３１１の周囲に配置された発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂとを有する。発光素子３６０ｒ、発光素子３６０ｇ、及び発光素子３６０ｂは、発光面積がほぼ同等であることが好ましい。
＜表示装置の構成例２＞
図１０は、本発明の一態様の表示装置３００の斜視概略図である。表示装置３００は、基板３５１と基板３６１とが貼り合わされた構成を有する。図１０では、基板３６１を破線で明示している。
表示装置３００は、表示部３６２、回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７等を有する。基板３５１には、例えば回路部３６４、配線３６５、回路部３６６、配線３６７及び画素電極として機能する電極３１１ｂ等が設けられる。また図１０では基板３５１上にＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４が実装されている例を示している。そのため、図１０に示す構成は、表示装置３００とＩＣ３７３、ＦＰＣ３７２、ＩＣ３７５及びＦＰＣ３７４を有する表示モジュールと言うこともできる。
回路部３６４は、例えば走査線駆動回路として機能する回路を用いることができる。
配線３６５は、表示部や回路部３６４に信号や電力を供給する機能を有する。当該信号や電力は、ＦＰＣ３７２を介して外部、またはＩＣ３７３から配線３６５に入力される。
また、図１０では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式等により、基板３５１にＩＣ３７３が設けられている例を示している。ＩＣ３７３は、例えば走査線駆動回路、または信号線駆動回路などとしての機能を有するＩＣを適用できる。なお表示装置３００が走査線駆動回路及び信号線駆動回路として機能する回路を備える場合や、走査線駆動回路や信号線駆動回路として機能する回路を外部に設け、ＦＰＣ３７２を介して表示装置３００を駆動するための信号を入力する場合などでは、ＩＣ３７３を設けない構成としてもよい。また、ＩＣ３７３を、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、ＦＰＣ３７２に実装してもよい。
図１０には、表示部３６２の一部の拡大図を示している。表示部３６２には、複数の表示素子が有する電極３１１ｂがマトリクス状に配置されている。電極３１１ｂは、可視光を反射する機能を有し、後述する液晶素子３４０の反射電極として機能する。
また、図１０に示すように、電極３１１ｂは開口を有する。さらに電極３１１ｂよりも基板３５１側に、発光素子３６０を有する。発光素子３６０からの光は、電極３１１ｂの開口を介して基板３６１側に射出される。
図１１に、図１０で例示した表示装置の、ＦＰＣ３７２を含む領域の一部、回路部３６４を含む領域の一部、表示部３６２を含む領域の一部、回路部３６６を含む領域の一部、及びＦＰＣ３７４を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１１に示す表示装置は、表示パネル７００と、表示パネル８００とが積層された構成を有する。表示パネル７００は、樹脂層７０１と樹脂層７０２を有する。表示パネル８００は、樹脂層２０１と樹脂層２０２を有する。樹脂層７０２と樹脂層２０１とは、接着層５０によって接着されている。また樹脂層７０１は、接着層５１により基板３５１と接着されている。また樹脂層２０２は、接着層５２により基板３６１と接着されている。
〔表示パネル７００〕
表示パネル７００は、樹脂層７０１、絶縁層４７８、複数のトランジスタ、容量素子４０５、絶縁層４１１、絶縁層４１２、絶縁層４１３、絶縁層４１４、絶縁層４１５、発光素子３６０、スペーサ４１６、接着層４１７、着色層４２５、遮光層４２６、絶縁層４７６、及び樹脂層７０２を有する。
回路部３６４はトランジスタ４０１を有する。表示部３６２は、トランジスタ４０２及びトランジスタ４０３を有する。
各トランジスタは、ゲート、絶縁層４１１、半導体層、ソース、及びドレインを有する。ゲートと半導体層は、絶縁層４１１を介して重なる。絶縁層４１１の一部は、ゲート絶縁層としての機能を有し、他の一部は、容量素子４０５の誘電体としての機能を有する。トランジスタ４０２のソース又はドレインとして機能する導電層は、容量素子４０５の一方の電極を兼ねる。
図１１では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。回路部３６４と表示部３６２とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。回路部３６４及び表示部３６２は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
例えば、図１２に示す図１１の変形例のように、トランジスタ２０５、２０６および接続部２０７を構成する要素を透光性を有する導電体で形成することができる。発光素子３６０から発する光は、トランジスタ２０５、２０６および接続部２０７の一部または全体を透過することができる。また、基板３６１側から入射し、液晶３１２を透過した光は、導電層１９３ｂで反射させることができる。なお、トランジスタ２０５、２０６の信頼性を向上させるため、ゲート電極として作用する導電層およびバックゲート電極として作用する導電層の一方または両方は、金属などの透光性を有さない材料で形成してもよい。
図１１において、容量素子４０５は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子４０５は、トランジスタのゲートと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成した導電層と、を有する。
絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層４１４は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層４１２、絶縁層４１３、及び絶縁層４１４のうち、少なくとも一層には、水又は水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層４１４として有機材料を用いる場合、表示装置の端部に露出した絶縁層４１４を通って発光素子３６０等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子３６０が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図１１に示すように、絶縁層４１４が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。図１１の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示装置の端部に位置しないため、発光素子３６０に不純物が侵入することを抑制できる。
発光素子３６０は、電極４２１、ＥＬ層４２２、及び電極４２３を有する。発光素子３６０は、光学調整層４２４を有していてもよい。発光素子３６０は、着色層４２５側に光を射出する、トップエミッション構造である。
トランジスタ、容量素子、及び配線等を、発光素子３６０の発光領域と重ねて配置することで、表示部３６２の開口率を高めることができる。
電極４２１及び電極４２３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極４２１及び電極４２３の間に、発光素子３６０の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層４２２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層４２２において再結合し、ＥＬ層４２２に含まれる発光物質が発光する。
電極４２１は、トランジスタ４０３のソース又はドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。電極４２１は、画素電極として機能し、発光素子３６０ごとに設けられている。隣り合う２つの電極４２１は、絶縁層４１５によって電気的に絶縁されている。
電極４２３は、共通電極として機能し、複数の発光素子３６０にわたって設けられている。電極４２３には、定電位が供給される。
発光素子３６０は、接着層４１７を介して着色層４２５と重なる。スペーサ４１６は、接着層４１７を介して遮光層４２６と重なる。図１１では、電極４２３と遮光層４２６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図１１では、スペーサ４１６を基板３５１側に設ける構成を示したが、基板３６１側（例えば遮光層４２６よりも基板３６１側）に設けてもよい。
カラーフィルタ（着色層４２５）とマイクロキャビティ構造（光学調整層４２４）との組み合わせにより、表示装置からは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層４２４の膜厚は、各画素の色に応じて変化させる。
着色層４２５は特定の波長域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、又は黄色の波長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。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、又は量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層４２６は、隣接する着色層４２５の間に設けられている。遮光層４２６は隣接する発光素子３６０からの光を遮光し、隣接する発光素子３６０間における混色を抑制する。ここで、着色層４２５の端部を、遮光層４２６と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層４２６としては、発光素子３６０が発する光を遮る材料を用いることができる。なお、遮光層４２６は、回路部３６４などの表示部３６２以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
樹脂層７０１の一方の表面には絶縁層４７８が形成されている。また、樹脂層７０２の一方の表面には絶縁層４７６が形成されている。絶縁層４７６及び絶縁層４７８に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高い絶縁層の間に発光素子３６０及びトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示装置の信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、及び、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０−５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０−６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０−７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０−８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
接続部４０６は、配線３６５を有する。配線３６５は、トランジスタのソース及びドレインと同一の材料、及び同一の工程で形成することができる。接続部４０６は、回路部３６４に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ３７２を設ける例を示している。接続層４１９を介してＦＰＣ３７２と接続部４０６は電気的に接続する。
接続層４１９としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）及び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。
以上が表示パネル７００についての説明である。
〔表示パネル８００〕
表示パネル８００は、縦電界方式が適用された反射型液晶表示装置である。
表示パネル８００は、樹脂層２０１、絶縁層５７８、複数のトランジスタ、容量素子５０５、配線３６７、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４、液晶素子５２９、配向膜５６４ａ、配向膜５６４ｂ、接着層５１７、絶縁層５７６、及び樹脂層２０２を有する。
樹脂層２０１と樹脂層２０２とは、接着層５１７によって貼り合わされている。樹脂層２０１、樹脂層２０２、及び接着層５１７に囲まれた領域に、液晶５６３が封止されている。基板３６１の外側の面には、偏光板５９９が位置する。
液晶素子５２９は、電極３１１ｂ、電極５６２、及び液晶５６３を有する。電極３１１ｂは画素電極として機能する。電極５６２は共通電極として機能する。電極３１１ｂと電極５６２との間に生じる電界により、液晶５６３の配向を制御することができる。液晶５６３と電極３１１ｂの間には配向膜５６４ａが設けられている。液晶５６３と電極５６２の間には、配向膜５６４ｂが設けられている。
樹脂層２０２には、絶縁層５７６、電極５６２、及び配向膜５６４ｂ等が設けられている。
樹脂層２０１には、電極３１１ｂ、配向膜５６４ａ、トランジスタ５０１、トランジスタ５０３、容量素子５０５、接続部５０６、及び配線３６７等が設けられている。
樹脂層２０１上には、絶縁層５１１、絶縁層５１２、絶縁層５１３、絶縁層５１４等の絶縁層が設けられている。
ここで、トランジスタ５０３のソース又はドレインのうち、電極３１１ｂと電気的に接続されていない方の導電層は、信号線の一部として機能してもよい。また、トランジスタ５０３のゲートとして機能する導電層は、走査線の一部として機能してもよい。
図１１では、回路部３６６の例としてトランジスタ５０１が設けられている例を示している。
各トランジスタを覆う絶縁層５１２、絶縁層５１３のうち少なくとも一方は、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。
絶縁層５１４上には、電極３１１ｂが設けられている。電極３１１ｂは、絶縁層５１４、絶縁層５１３、絶縁層５１２等に形成された開口を介して、トランジスタ５０３のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。また電極３１１ｂは、容量素子５０５の一方の電極と電気的に接続されている。
表示パネル８００は、反射型の液晶表示装置であるため、電極３１１ｂに可視光を反射する導電性材料を用い、電極５６２に可視光を透過する導電性材料を用いる。
可視光を透過する導電性材料としては、例えば、インジウム（Ｉｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、錫（Ｓｎ）の中から選ばれた一種を含む材料を用いるとよい。具体的には、酸化インジウム、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、インジウム亜鉛酸化物、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などが挙げられる。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、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。
可視光を反射する導電性材料としては、例えば、アルミニウム、銀、またはこれらの金属材料を含む合金等が挙げられる。そのほか、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、またはこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料または合金に、ランタン、ネオジム、またはゲルマニウム等が添加されていてもよい。アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いてもよい。
ここで、偏光板５９９として直線偏光板を用いてもよいが、円偏光板を用いることもできる。円偏光板としては、例えば直線偏光板と１／４波長位相差板を積層したものを用いることができる。これにより、外光反射を抑制することができる。また、偏光板５９９の種類に応じて、液晶素子５２９に用いる液晶素子のセルギャップ、配向、駆動電圧等を調整することで、所望のコントラストが実現されるようにすればよい。
電極５６２は、樹脂層２０２の端部に近い部分において、樹脂層２０１側に設けられた導電層と接続体５４３により電気的に接続されている。これにより、樹脂層２０１側に配置されるＦＰＣ３７４やＩＣ等から電極５６２に電位や信号を供給することができる。
接続体５４３としては、例えば導電性の粒子を用いることができる。導電性の粒子としては、有機樹脂またはシリカなどの粒子の表面を金属材料で被覆したものを用いることができる。金属材料としてニッケルや金を用いると接触抵抗を低減できるため好ましい。またニッケルをさらに金で被覆するなど、２種類以上の金属材料を層状に被覆させた粒子を用いることが好ましい。また接続体５４３として、弾性変形、または塑性変形する材料を用いることが好ましい。このとき導電性の粒子である接続体５４３は、図１１に示すように上下方向に潰れた形状となる場合がある。こうすることで、接続体５４３と、これと電気的に接続する導電層との接触面積が増大し、接触抵抗を低減できるほか、接続不良などの不具合の発生を抑制することができる。
接続体５４３は、接着層５１７に覆われるように配置することが好ましい。例えば硬化前の接着層５１７に、接続体５４３を分散させておけば良い。
樹脂層２０１の端部に近い領域には、接続部５０６が設けられている。接続部５０６は、接続層５１９を介してＦＰＣ３７４と電気的に接続されている。
以上が表示パネル８００についての説明である。
〔表示素子について〕
表示面側に位置する第１の画素が有する表示素子には、外光を反射して表示する素子を用いることができる。このような素子は、光源を持たないため、表示の際の消費電力を極めて小さくすることが可能となる。第１の画素が有する表示素子には、代表的には反射型の液晶素子を用いることができる。または、第１の画素が有する表示素子として、シャッター方式のＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）素子、光干渉方式のＭＥＭＳ素子の他、マイクロカプセル方式、電気泳動方式、エレクトロウェッティング方式、電子粉流体（登録商標）方式等を適用した素子などを用いることができる。
また、表示面側とは反対側に位置する第２の画素が有する表示素子は光源を有し、その光源からの光を利用して表示する素子を用いることができる。このような画素が射出する光は、その輝度や色度が外光に左右されることがないため、色再現性が高く（色域が広く）、且つコントラストの高い、つまり鮮やかな表示を行うことができる。第２の画素が有する表示素子には、例えばＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、ＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの自発光性の発光素子を用いることができる。または、第２の画素が有する表示素子として、光源であるバックライトと、バックライトからの光の透過光の光量を制御する透過型の液晶素子とを組み合わせたものを用いてもよい。
〔液晶素子〕
液晶素子としては、例えば垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードが適用された液晶素子を用いることができる。垂直配向モードとしては、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−Ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＰＶＡ（Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＶ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗ）モードなどを用いることができる。
また、液晶素子には、様々なモードが適用された液晶素子を用いることができる。例えばＶＡモードのほかに、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ａｌｉｇｎｅｄ Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＡＦＬＣ（ＡｎｔｉＦｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード等が適用された液晶素子を用いることができる。
なお、液晶素子は、液晶の光学的変調作用によって光の透過または非透過を制御する素子である。なお、液晶の光学的変調作用は、液晶にかかる電界（横方向の電界、縦方向の電界又は斜め方向の電界を含む）によって制御される。なお、液晶素子に用いる液晶としては、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、高分子分散型液晶（ＰＤＬＣ：Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｄｉｓｐｅｒｓｅｄ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、強誘電性液晶、反強誘電性液晶、ゲスト・ホスト型液晶等を用いることができる。これらの液晶材料は、条件により、コレステリック相、スメクチック相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
また、液晶材料としては、ポジ型の液晶、またはネガ型の液晶のいずれを用いてもよく、適用するモードや設計に応じて最適な液晶材料を用いればよい。
また、液晶の配向を制御するため、配向膜を設けることができる。なお、横電界方式を採用する場合、配向膜を用いないブルー相を示す液晶を用いてもよい。ブルー相は液晶相の一つであり、コレステリック液晶を昇温していくと、コレステリック相から等方相へ転移する直前に発現する相である。ブルー相は狭い温度範囲でしか発現しないため、温度範囲を改善するために数重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶組成物を液晶層に用いる。ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、応答速度が短く、光学的等方性である。また、ブルー相を示す液晶とカイラル剤とを含む液晶組成物は、配向処理が不要であり、視野角依存性が小さい。また配向膜を設けなくてもよいのでラビング処理も不要となるため、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶表示装置の不良や破損を軽減することができる。
反射型の液晶素子を用いる場合には、表示面側に偏光板を設ける。またこれとは別に、表示面側に光拡散板を配置すると、視認性を向上させられるため好ましい。
〔発光素子〕
発光素子としては、自発光が可能な素子を用いることができ、電流又は電圧によって輝度が制御される素子をその範疇に含んでいる。例えば、ＬＥＤ、ＱＬＥＤ、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子等を用いることができるが、実施の形態１及び実施の形態２で説明した発光素子を用いることが好ましい。
本実施の形態では、特に発光素子は、トップエミッション型の発光素子を用いることが好ましい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。また、発光素子は、ＥＬ層を１つ有するシングル素子であってもよいし、複数のＥＬ層が電荷発生層を介して積層されたタンデム素子であってもよい。
ＥＬ層は少なくとも発光層を有する。ＥＬ層は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。
ＥＬ層には先の実施の形態１で挙げた低分子系化合物、高分子系化合物、無機化合物を用いることができる。ＥＬ層を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
〔接着層〕
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
また、上記樹脂に乾燥剤を含んでいてもよい。例えば、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）のように、化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることができる。または、ゼオライトやシリカゲル等のように、物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。乾燥剤が含まれていると、水分などの不純物が素子に侵入することを抑制でき、表示パネルの信頼性が向上するため好ましい。
また、上記樹脂に屈折率の高いフィラーや光散乱部材を混合することにより、光取り出し効率を向上させることができる。例えば、酸化チタン、酸化バリウム、ゼオライト、ジルコニウム等を用いることができる。
〔接続層〕
接続層としては、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。
〔着色層〕
着色層に用いることのできる材料としては、金属材料、樹脂材料、顔料または染料が含まれた樹脂材料などが挙げられる。
〔遮光層〕
遮光層として用いることのできる材料としては、カーボンブラック、チタンブラック、金属、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が挙げられる。遮光層は、樹脂材料を含む膜であってもよいし、金属などの無機材料の薄膜であってもよい。また、遮光層に、着色層の材料を含む膜の積層膜を用いることもできる。例えば、ある色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜と、他の色の光を透過する着色層に用いる材料を含む膜との積層構造を用いることができる。着色層と遮光層の材料を共通化することで、装置を共通化できるほか工程を簡略化できるため好ましい。
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態で示した構成と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に示す発光素子をその一部に含む電子機器について説明する。実施の形態１及び実施の形態２に記載の発光素子は、本発明の一態様に係る発光素子を含むことから、駆動電圧が低く、発光効率が高く、信頼性の良好な発光素子であり、その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が低減された、信頼性の良好な表示部を有する電子機器とすることが可能である。
＜電子機器に関する説明＞
図１３（Ａ）〜図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（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１３（Ａ）乃至図１３（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１３（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１３（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１３（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、例えば、合金、プラスチック、セラミックス等を用いることができる。プラスチックとしては強化プラスチックを用いることもできる。強化プラスチックの一種である炭素繊維強化樹脂複合材（Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ：ＣＦＲＰ）は軽量であり且つ腐食しない利点がある。また、他の強化プラスチックとしては、ガラス繊維を用いた強化プラスチック、アラミド繊維を用いた強化プラスチックを挙げることができる。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１３（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１３（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１３（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１３（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１３（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１３（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１４（Ａ）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１４（Ｂ）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、非常に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１４（Ｃ）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１４（Ｄ）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１４（Ｅ）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１４（Ｄ）（Ｅ）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１５（Ａ）〜（Ｅ）は、ヘッドマウントディスプレイ７５００及び７５１０の外観を示す図である。
ヘッドマウントディスプレイ７５００は、筐体７５０１、２つの表示部７５０２、操作ボタン７５０３、及びバンド状の固定具７５０４を有する。
ヘッドマウントディスプレイ７５００は、上記ヘッドマウントディスプレイ７２００が有する機能に加え、２つの表示部を備える。
２つの表示部７５０２を有することで、使用者は片方の目につき１つの表示部を見ることができる。これにより、視差を用いた３次元表示等を行う際であっても、高い解像度の映像を表示することができる。また、表示部７５０２は使用者の目を概略中心とした円弧状に湾曲している。これにより、使用者の目から表示部の表示面までの距離が一定となるため、使用者はより自然な映像を見ることができる。また、表示部からの光の輝度や色度が見る角度によって変化してしまうような場合であっても、表示部の表示面の法線方向に使用者の目が位置するため、実質的にその影響を無視することができるため、より現実感のある映像を表示することができる。
操作ボタン７５０３は、電源ボタンなどの機能を有する。また操作ボタン７５０３の他にボタンを有していてもよい。
また、ヘッドマウントディスプレイ７５１０は、筐体７５０１、表示部７５０２、バンド状の固定具７５０４、及び一対のレンズ７５０５を有する。
使用者は、レンズ７５０５を通して、表示部７５０２の表示を視認することができる。なお、表示部７５０２を湾曲して配置させると好適である。表示部７５０２を湾曲して配置することで、使用者が高い臨場感を感じることができる。
表示部７５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、精細度を高くすることが可能なため、図１５（Ｅ）のようにレンズ７５０５を用いて拡大したとしても、使用者に画素が視認されることなく、より現実感の高い映像を表示することができる。
図１６（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１６（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１６（Ｂ）に自動車９７００の外観を示す。図１６（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１６（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１６（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。
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６）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を様々な電子機器及び照明装置に適用する一例について、図１７及び図１８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、本発明の一態様の発光素子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、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１７（Ａ）は、多機能端末３５００の一方の面の斜視図を示し、図１７（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素子を照明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素子を用いることで、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１７（Ａ）、（Ｂ）に示す多機能端末３５００は、図１３（Ａ）〜図１３（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素子を適用してもよい。
図１７（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素子を照明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１８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素子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、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである、Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−｛４−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍ）（構造式（１００））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例１＞
ステップ１：Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−｛４−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍ））の合成
２００ｍＬ三口フラスコに１．２ｇ（４．５ｍｍｏｌ）の４−（４−ビフェニル）−６−クロロピリミジンと、２．２ｇ（４．５ｍｍｏｌ）の４−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］フェニルボロン酸、１．９ｇ（１３．５ｍｍｏｌ）の炭酸カリウム、５５ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）のトリス（２−メチルフェニル）ホスフィンを入れた。この混合物に、２５ｍＬのトルエンと１０ｍＬのエタノール、７ｍＬの水を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に２０ｍｇ（０．０９０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、９０℃で６時間攪拌した。撹拌後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて水、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥した。この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル４：１）で精製し、固体を得た。なお、精製にはシリカゲル（関東化学株式会社、カタログ番号：３７５６０−８４）を用いた。得られた固体をトルエン／エタノールで再結晶し、黄色固体を２．７ｇ、収率８９％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−１）に示す。
得られた固体２．７ｇ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２．８Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３０５℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を２．３ｇ、回収率８８％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３（ｓ，６Ｈ），７．１２−７．１８（ｍ，３Ｈ），７．２６（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．３０−７．３８（ｍ，３Ｈ），７．４０−７．５６（ｍ，７Ｈ），７．６８−７．７３（ｍ，４Ｈ），７．８０（ｄｄ，Ｊ１＝７．２Ｈｚ，Ｊ２＝１．５Ｈｚ，３Ｈ），７．８５（ｄ，Ｊ１＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．８９（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．３４（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，２Ｈ），８．４６（ｄ，Ｊ１＝８．１Ｈｚ，２Ｈ），８．５８（ｄ，Ｊ１＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）， ９．２４（ｄ，Ｊ１＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）に示す。なお、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍの特性＞
６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２０に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２１に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作成した。トルエン溶液の吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いた。トルエンのみを石英セルに入れて測定したトルエンの吸収スペクトルを、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルから差し引くことで、図２０に示す６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍトルエン溶液の吸収スペクトルを得た。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計Ｕ４１００）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。
図２０より、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍのトルエン溶液は３９５ｎｍ、３５６ｎｍ、３１０ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２０より、発光波長のピークは４６８ｎｍ（励起波長３９３ｎｍ）であった。また、図２１より、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍの薄膜は４０２ｎｍ、３６２ｎｍ、３１３ｎｍ、２６５ｎｍ、２０４ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２１より、発光波長のピークは４９７ｎｍ付近（励起波長４０２ｎｍ）に見られた。６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍは青色に発光することを確認した。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法を以下に示す。
測定装置としては電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０以上２５℃以下）で行った。また、ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一し、参照電極に対する酸化電位Ｅａ［Ｖ］および還元電位Ｅｃ［Ｖ］を測定した。Ｅａは酸化−還元波の中間電位とし、Ｅｃは還元−酸化波の中間電位とした。ここで、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．９４［ｅＶ］であることが分かっているため、ＨＯＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅａ、ＬＵＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅｃという式から、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる。
また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波を比較して、化合物の電気的安定性を調べた。
この結果、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４８ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．７９ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９２％、Ｅｃ測定においては８７％のピーク強度を保っていたことから、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである、４−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］−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：６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ）（構造式（１０１））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例２＞
ステップ１：４−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］−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：６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ）の合成
２００ｍＬ三口フラスコに１．７ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の４−（４−ビフェニル）−６−（４−クロロフェニル）ピリミジンと、２．７ｇ（５．５ｍｍｏｌ）のＮ−ビフェニル−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］アミンと、１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドと、９０ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィンを入れた。この混合物へ、トルエン２５ｍＬを加え、減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２９ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）加え、窒素気流下にて１１０℃、２３．５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。この濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶し、淡黄色固体を３．３ｇ、収率８２％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−２）に示す。
得られた淡黄色固体３．２ｇ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２．９Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３８０℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を２．８ｇ、回収率８８％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（１，１，２，２−Ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｏｅｔｈａｎｅ−ｄ２，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３１−７．４１（ｍ，８Ｈ），７．４３−７．５４（ｍ，９Ｈ），７．６１−７．７５（ｍ，１３Ｈ），７．８１（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），８．１１−８．１４（ｍ，３Ｈ），８．２１−８．２８（ｍ，３Ｈ），８．３９（ｄ，Ｊ１＝０．９Ｈｚ，２Ｈ），９．３０（ｓ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図２２（Ａ）及び図２２（Ｂ）に示す。なお、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの特性＞
次に、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２３に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２４に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図２３より、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液は３９４ｎｍ、３４７ｎｍ、３２４ｎｍ、３０２ｎｍ、２８２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２３より、発光波長のピークは４６８ｎｍ（励起波長３９６ｎｍ）であった。また、図２４より、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は４００ｎｍ、３５５ｎｍ、３３２ｎｍ、３０４ｎｍ、２８２ｎｍ、２４４ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２４より、発光波長のピークは５１２ｎｍ付近（励起波長４１３ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４８ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８２ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては７９％、Ｅｃ測定においては９４％のピーク強度を保っていたことから、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つであるＮ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−｛３−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍ）（構造式（１０２））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例３＞
ステップ１：Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−｛３−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍ）の合成
２００ｍＬ三口フラスコに２．１ｇ（６．０ｍｍｏｌ）の４−（４−ビフェニル）−６−（３−クロロフェニル）ピリミジンと、２．４ｇ（６．６ｍｍｏｌ）のＮ−（ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、１．７３ｇ（１８．０ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドと１０７ｍｇ（０．３０ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィンを入れた。この混合物へ、トルエン３０ｍＬを加え、減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を３４ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）加え、窒素気流下にて１１０℃、３５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル１００：３）で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエン／エタノールで再結晶し、淡黄色固体を３．９ｇ、収率９７％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−３）に示す。
得られた淡黄色固体３．８ｇ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２．７Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３００℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色固体を３．２ｇ、回収率８４％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４０（ｓ，６Ｈ），７．０９（ｄｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，Ｊ２＝２．１Ｈｚ，１Ｈ），７．１９（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，２Ｈ），７．２６−７．５８（ｍ，１２Ｈ），７．６６−７．７０（ｍ，４Ｈ），７．７６−７．８２（ｍ，４Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，２Ｈ），８．１２（ｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．１８（ｔ，Ｊ１＝２．１Ｈｚ，１Ｈ），８．４５（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．６４（ｄ，Ｊ１＝０．９Ｈｚ，１Ｈ），９．２２（ｄ，Ｊ１＝０．９Ｈｚ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図２５（Ａ）及び図２５（Ｂ）に示す。なお、図２５（Ｂ）は図２５（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍの特性＞
６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２６に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２７に示す。溶液の吸収スペクトルと発光スペクトル、薄膜の吸収スペクトルの測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。薄膜の発光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置（（株）堀場製作所製 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ−ＰＬ）を用いた。
図２６より、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍのトルエン溶液は３５２ｎｍ、３２７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２６より、発光波長のピークは４９６ｎｍ（励起波長３５４ｎｍ）であった。また、図２７より、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍの薄膜は３６５ｎｍ、３２７ｎｍ、２６４ｎｍ、２０４ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２７より、発光波長のピークは４９６ｎｍ付近（励起波長４１０ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４６ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８３ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９１％、Ｅｃ測定においては９０％のピーク強度を保っていたことから、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである３−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］−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：６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍ）（構造式（１０３））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例４＞
ステップ１：３−［６−（ビフェニル−４−イル）ピリミジン−４−イル］−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：６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍ）の合成
２００ｍＬ三口フラスコに１．７ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の４−（４−ビフェニル）−６−（３−クロロフェニル）ピリミジンと、２．７ｇ（５．５ｍｍｏｌ）のＮ−ビフェニル−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］アミン、１．４５ｇ（１５．１ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドと９０ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィンを入れた。この混合物へ、トルエン２５ｍＬを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２９ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）加え、窒素気流下にて１１０℃、３５時間加熱撹拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル＝１００：１）で精製し、固体を得た。得られた固体を酢酸エチル／エタノールで再沈殿し、黄色固体を３．３ｇ、収率８３％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−４）に示す。
得られた黄色固体３．３ｇ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３．０Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３７０℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を２．７ｇ、回収率８３％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２４（ｄｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，Ｊ２＝１４．７Ｈｚ，４Ｈ），７．２９−７．６２（ｍ，１３Ｈ），７．６５−７．８２（ｍ，１３Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．１５（ｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．１９（ｓ，１Ｈ），８．３５（ｄ，Ｊ１＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．４７（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．６０（ｄ，Ｊ１＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．６６（ｓ，１Ｈ），９．２５（ｓ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）に示す。なお、図２８（Ｂ）は図２８（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍの特性＞
６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図２９に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３０に示す。溶液の吸収スペクトルと発光スペクトル、薄膜の吸収スペクトルの測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。薄膜の発光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置（（株）堀場製作所製 Ｌａｂｒａｍ ＨＲ−ＰＬ）を用いた。
図２９より、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液は３９２ｎｍ、２８２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図２９より、発光波長のピークは４９８ｎｍ（励起波長３３２ｎｍ）であった。また、図３０より、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は３６３ｎｍ、３３０ｎｍ、２８５ｎｍ、２５１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３０より、発光波長のピークは４９４ｎｍ付近（励起波長４１０ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４５ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８４ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては８９％、Ｅｃ測定においては９０％のピーク強度を保っていたことから、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである４，６−ビス｛４−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）］アミノフェニル｝ピリミジン（略称：４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍ）（構造式（１０４））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例５＞
ステップ１：４，６−ビス｛４−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）］アミノフェニル｝ピリミジン（略称：４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍ）の合成
２００ｍＬ三口フラスコに１．３ｇ（４．２ｍｍｏｌ）の４，６−ビス（４−クロロフェニル）ピリミジンと、３．８ｇ（１１ｍｍｏｌ）のＮ−（ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、０．１５ｇ（０．４２ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン、２．４３ｇ（２５ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを入れた。この混合物に、４０ｍＬのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に４８ｍｇ（０．０８４ｍｍｏｌ）のビス（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、１１０℃で１４．５時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル＝５０：１）で精製し、固体を得た。この固体をアルミナカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン、次いでトルエン：酢酸エチル＝５００：１）で精製し、固体を得た。得られた固体をトルエン／エタノールで再結晶して黄色固体を得た。得られた固体をさらに２回トルエン／エタノールで再結晶して黄色固体を２．９ｇ、収率７１％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−５）に示す。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４２（ｓ，１２Ｈ），７．１０−７．１６（ｍ，６Ｈ），７．２３（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，４Ｈ），７．２７−７．３７（ｍ，８Ｈ），７．４１−７．５０（ｍ，６Ｈ），７．６４−７．６７（ｍ，８Ｈ），７．７４（ｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），７．７９（ｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．２２（ｄ，Ｊ１＝８．１Ｈｚ，４Ｈ），８．３１（ｓ，１Ｈ），９．１２（ｓ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）に示す。なお、図３１（Ｂ）は図３１（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍが得られたことが分かった。
＜４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍの特性＞
次に、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３２に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３３に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図３２より、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍのトルエン溶液は４０３ｎｍ、３５６ｎｍ、２８２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３２より、発光波長のピークは４５７ｎｍ（励起波長４０８ｎｍ）であった。また、図３３より、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍの薄膜は４０７ｎｍ、３６０ｎｍ、３３５ｎｍ、２９０ｎｍ、２６１ｎｍ、２０８ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３３より、発光波長のピークは４８８ｎｍ付近（励起波長４００ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、４，６ＦＢｉＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４９ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．７２ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９３％、Ｅｃ測定においては７０％のピーク強度を保っていたことから、４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである４，６−ビス｛３−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）］アミノフェニル｝ピリミジン（略称：４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍ）（構造式（１０５））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例６＞
ステップ１：４，６−ビス｛３−［Ｎ−（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）］アミノフェニル｝ピリミジン（略称：４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍ）の合成
２００ｍＬ三口フラスコに１．３ｇ（４．２ｍｍｏｌ）の４，６−ビス（３−クロロフェニル）ピリミジンと、３．８ｇ（１１ｍｍｏｌ）のＮ−（ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、１５１ｍｇ（０．４２ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン、２．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）のナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを入れた。この混合物に、４０ｍＬのトルエンを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に４８ｍｇ（０．０８４ｍｍｏｌ）のビス（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、１１０℃で３４．５時間攪拌した。撹拌後、この混合物にトルエンを加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝２：１、次いでトルエン）で精製し、固体を得た。この固体を高速液体カラムクロマトグラフィーにより精製した。高速液体カラムクロマトグラフィーはクロロホルムを展開溶媒に用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮し固体を得た。得られた固体にヘキサンを加え超音波を照射後、濾過して黄色固体を１．６ｇ、収率４１％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−６）に示す。
得られた固体１．４ｇ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２．９Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３５５℃で加熱して行った。昇華精製後、黄色固体を１．３ｇ、回収率９１％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．３８（ｓ，１２Ｈ），７．０５（ｄｄ，Ｊ１＝８．１Ｈｚ，Ｊ２＝１．８Ｈｚ，２Ｈ），７．１６（ｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，４Ｈ），７．２４−７．３６（ｍ，１０Ｈ），７．４２−７．５４（ｍ，８Ｈ），７．６４−７．６８（ｍ，８Ｈ），７．７７（ｔ，Ｊ１＝８．１Ｈｚ，４Ｈ），８．０３（ｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，２Ｈ），８．１０（ｓ，２Ｈ），８．５１（ｓ，１Ｈ），９．１１（ｓ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図３４（Ａ）及び図３４（Ｂ）に示す。なお、図３４（Ｂ）は図３４（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍが得られたことが分かった。
＜４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍの特性＞
次に、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３５に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３６に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図３５より、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍのトルエン溶液は３６４ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３５より、発光波長のピークは４９８ｎｍ（励起波長３４８ｎｍ）であった。また、図３６より、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍの薄膜は４５０ｎｍ、３４８ｎｍ、３０５ｎｍ、２７５ｎｍ、２４９ｎｍ、２０７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３６より、発光波長のピークは５１２ｎｍ付近（励起波長４００ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、４，６ｍＦＢｉＰ２ＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４６ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８０ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９７％、Ｅｃ測定においては７０％のピーク強度を保っていたことから、４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−４−［３−（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン−２−イル）フェニル］フェニルアミン（略称：２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑ）（構造式（１０６））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例７＞
ステップ１：Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−４−［３−（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン−２−イル）フェニル］フェニルアミン（略称：２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑ）の合成
２００ｍＬ三ツ口フラスコに２．０ｇ（３．９ｍｍｏｌ）のＮ−（４−ブロモフェニル）−Ｎ−（４−ビフェニリル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミンと、１．７ｇ（３．９ｍｍｏｌ）の４，４，５，５−テトラメチル−２−［３−（ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン−２−イル）フェニル］−１，３，２−ジオキサボロランと、２４ｍｇ（０．０７８ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ−トリル）ホスフィンと、１．１ｇ（７．８ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に１５ｍＬのトルエンと、４．５ｍＬのエタノールと、４．０ｍＬの水を入れ、減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物に８．８ｍｇ（０．０７８ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、約８０℃で７時間攪拌した。攪拌後、この混合物を吸引濾過し、固体を得た。得られた固体を約３０ｍＬの熱したトルエンで溶解し、この溶液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝９：１）により精製したところ、固体を得た。得られた固体を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により精製した所、固体を得た。得られた固体をトルエン／ヘキサンにより再結晶した所、目的物の淡黄色固体を１．７ｇ、収率５９％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−７）に示す。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝１．４７（ｓ，６Ｈ），７．１７（ｄｄ，Ｊ１＝８．５Ｈｚ，Ｊ２＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），７．２７−７．３５（ｍ，８Ｈ），７．４１−７．４６（ｍ，３Ｈ），７．５６（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６１−７．６９（ｍ，７Ｈ），７．７６−７．８４（ｍ，５Ｈ），８．２８，（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），８．６０（ｓ，１Ｈ），８．６６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），９．２５（ｄｄ，Ｊ１＝８．０Ｈｚ，Ｊ２＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），９．４４（ｄｄ，Ｊ１＝８．０Ｈｚ，Ｊ２＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），９．４６（ｓ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）に示す。なお、図３７（Ｂ）は図３７（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑが得られたことが分かった。
＜２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの特性＞
次に、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３８に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３９に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図３８より、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑのトルエン溶液は３６１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３８より、発光波長のピークは４６６ｎｍ（励起波長３６６ｎｍ）であった。また、図３９より、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの薄膜は３６６ｎｍ、３１１ｎｍ、２６０ｎｍ、２１１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図３９より、発光波長のピークは５１３ｎｍ付近（励起波長３８４ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４２ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．９３ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９１％、Ｅｃ測定においては８６％のピーク強度を保っていたことから、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
また、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの熱重量測定−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。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速：２００ｍＬ／ｍｉｎ）条件で測定したところ、重量と温度の関係（熱重量測定）から、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの５％重量減少温度は５００℃以上であった。このことから、２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑの耐熱性が良好であることが示された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つであるＮ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−（４−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝フェニル）アミン（略称：６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍ）（構造式（１０７））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例８＞
ステップ１：４−クロロ−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンの合成
２００ｍＬ三口フラスコに１３ｇ（８７ｍｍｏｌ）の４，６−ジクロロピリミジンと、１３ｇ（４０ｍｍｏｌ）の４，４，５，５−テトラメチル−２−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，３，２−ジオキサボロランと、１３ｇ（１２０ｍｍｏｌ）の炭酸ナトリウムを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに２００ｍＬの１，４−ジオキサンと６０ｍＬの水を加え、減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物に０．２８ｇ（０．４０ｍｍｏｌ）のビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライドを加え、４００Ｗで８時間マイクロウェーブを照射した。所定時間照射後、この混合物を吸引濾過し、得られたろ液の水層をトルエンで抽出し、有機層と合わせて飽和食塩水で洗浄した。この溶液を硫酸マグネシウムにより乾燥し、この混合物を自然濾過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得られた油状物に２０ｍＬのトルエンを加え、この溶液を、セライト・アルミナ・フロリジールを通して吸引濾過した。得られたろ液を濃縮して得られた油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により精製し、得られたフラクションを濃縮して油状物を得た。得られた油状物を減圧乾燥して目的物の淡褐色油状物を７．３ｇ、収率６０％で得た。この一連の操作を２回繰り返すことで、目的物である４−クロロ−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンの淡褐色油状物を１５ｇ得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−８）に示す。
ステップ２：４−（３−クロロフェニル）−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンの合成
２００ｍＬ三ツ口フラスコに１０ｇ（３２ｍｍｏｌ）の４−クロロ−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンと、５．０ｇ（３２ｍｍｏｌ）の３−クロロフェニルボロン酸と、０．１９ｇ（０．６４ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ−トリル）ホスフィンと、８．８ｇ（６４ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に１４０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールと、３２ｍＬの水を入れ、減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物に７２ｍｇ（０．３２ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、約８０℃で２７時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、有機層と合わせて飽和食塩水で洗浄した。この溶液を硫酸マグネシウムにより乾燥し、この混合物を自然濾過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得られた油状物に２０ｍＬのトルエンを加え、この溶液を、セライト・アルミナ・フロリジールを通して吸引濾過した。得られたろ液を濃縮して得られた油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により精製し、得られたフラクションを濃縮して油状物を得た。得られた油状物を減圧乾燥して目的物である４−（３−クロロフェニル）−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンの淡褐色油状物を６．０ｇ、収率５０％で得た。ステップ２の合成スキームを下式（Ａ−９）に示す。
ステップ３：４，４，５，５−テトラメチル−２−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，３，２−ジオキサボロランの合成
２００ｍＬ三口フラスコに６．０ｇ（１５ｍｍｏｌ）の４−（３−クロロフェニル）−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジンと、５．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）のビス（ピナコラト）ジボロンと、０．１４ｇ（０．４０ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィンと、３．９ｇ（４０ｍｍｏｌ）の酢酸カリウムを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、８０ｍＬのキシレンを加え、減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物を４０℃に加熱し、０．１６ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）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 ジクロロメタン付加物を加え、窒素気流下、１４０℃で１７時間攪拌した。攪拌後、この混合物を吸引濾過し、得られたろ液を濃縮して油状物を得た。得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝２：１）により精製したところ、油状物を得た。得られた油状物を減圧乾燥したところ、目的物である４，４，５，５−テトラメチル−２−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，３，２−ジオキサボロランの淡黄色油状物を２．９ｇ、収率４１％で得た。ステップ３の合成スキームを下式（Ａ−１０）に示す。
ステップ４：Ｎ−（４−ビフェニリル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−４−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝フェニルアミン（略称：６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍ）の合成
１００ｍＬ三ツ口フラスコに１．５ｇ（３．０ｍｍｏｌ）のＮ−（４−ブロモフェニル）−Ｎ−（４−ビフェニリル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミンと、１．４ｇ（３．０ｍｍｏｌ）の４，４，５，５−テトラメチル−２−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，３，２−ジオキサボロランと、１８ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）のトリ（ｏ−トリル）ホスフィンと、０．８３ｇ（６．０ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に１２ｍＬのトルエンと、３．０ｍＬのエタノールと、３．０ｍＬの水を入れ、減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物に６．７ｍｇ（０．０３９ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、約８０℃で８時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、有機層と合わせて飽和食塩水で洗浄した。この溶液を硫酸マグネシウムにより乾燥し、この混合物を自然濾過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）により精製したところ、油状物を得た。得られた油状物を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）により精製した所、固体を得た。得られた固体をヘキサンで洗浄した所、目的物の淡黄色固体を０．８９ｇ、収率３７％で得た。ステップ４の合成スキームを下式（Ａ−１１）に示す。
得られた淡黄色固体０．８２ｇ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１０Ｐａ、アルゴンガスを流量５．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３２０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍの黄色固体を０．６５ｇ、回収率７９％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝１．４６（ｓ，６Ｈ），１．５９（ｓ，６Ｈ），７．１４（ｄｄ，Ｊ１＝８．５Ｈｚ，Ｊ２＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），７．２５−７．５３（ｍ，１４Ｈ），７．５４（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６１−７．６８（ｍ，７Ｈ），７．７７−７．８１（ｍ，２Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），８．１０，（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），８．１４（ｄｄ，Ｊ１＝８．０Ｈｚ，Ｊ２＝２．０Ｈｚ，１Ｈ），８．２２（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．２９（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．４１（ｔ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），９．３６（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図４０（Ａ）及び図４０（Ｂ）に示す。なお、図４０（Ｂ）は図４０（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍの特性＞
次に、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図４１に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図４２に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図４１より、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍのトルエン溶液は３４６ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図４１より、発光波長のピークは４４５ｎｍ（励起波長３４６ｎｍ）であった。また、図４２より、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍの薄膜は３８０ｎｍ、３４８ｎｍ、２７７ｎｍ、２１５ｎｍ、２０７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図４２より、発光波長のピークは４９０ｎｍ付近（励起波長３７６ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４２ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８０ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては９３％、Ｅｃ測定においては８３％のピーク強度を保っていたことから、６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つである、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−４−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝フェニルアミン（略称：６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍ）（構造式（１０８））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例９＞
（Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−４−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝フェニルアミン（略称：６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍ））の合成
１００ｍＬ三ツ口フラスコに１．７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）のＮ−（４−クロロフェニル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミンと、１．３ｇ（２．７ｍｍｏｌ）の４，４，５，５−テトラメチル−２−｛３−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，３，２−ジオキサボロランと、１．９ｇ（９．０ｍｍｏｌ）のリン酸三カリウムと、２２ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）のジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に１５ｍＬの１，４−ジオキサンと、０．６７ｇ（９．０ｍｍｏｌ）のｔｅｒｔ−ブチルアルコールを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。脱気後、この混合物に６．７ｍｇ（０．０３０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、約８０℃で１４時間攪拌した。攪拌後、この混合物を吸引濾過し、得られたろ液を濃縮して得た油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）により精製したところ、油状物を得た。得られた油状物をヘキサンで洗浄した所、目的物の黄色固体を１．４ｇ、収率５４％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−１２）に示す。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４７（ｓ，６Ｈ），１．５９（ｓ，６Ｈ），７．１７（ｄｄ，Ｊ１＝８．４Ｈｚ，Ｊ２＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．２８−７．５１（ｍ，１５Ｈ），７．６０−７．６９（ｍ，１３Ｈ），７．７７−７．８２（ｍ，２Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），８．１１（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．１５（ｄｄ，Ｊ１＝７．８Ｈｚ，Ｊ２＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．２０（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），８．２２，（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．２９（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．４２（ｔ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），９．３７（ｄ，Ｊ＝０．９Ｈｚ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図４３（Ａ）及び図４３（Ｂ）に示す。なお、図４３（Ｂ）は図４３（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍの特性＞
次に、６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図４４に示す。
図４４より、６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍのトルエン溶液は３４６ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図４４より、発光波長のピークは４４８ｎｍ（励起波長３４６ｎｍ）であった。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
次に、６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＦＬ−４ｍｐＰＣＢＦＢＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．３７ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８１ｅＶであることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様に係る有機化合物の一つであるＮ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−｛４−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，１’−ビフェニル−４−アミン（略称：６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ）（構造式（１０９））の合成方法と該化合物の物性について説明する。
＜合成例１０＞
ステップ１：Ｎ−（４−クロロフェニル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−１，１’−ビフェニル−４−アミンの合成
反応容器に、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−１，１’−ビフェニル−４−アミン２．９２ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド１．７３ｇ（１８ｍｍｏｌ）と、４−クロロヨードベンゼン１．５０ｇ（６．３ｍｍｏｌ）と、トルエン３０ｍＬを入れた。この混合物を減圧しながら撹拌することで脱気し、反応容器内を窒素置換した。その後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３４．５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）と、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３６ｍＬ（０．１２ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、８５℃で５時間撹拌した。その後、混合物を室温まで冷やしてから、トルエン３５０ｍＬを加えて攪拌させた後、吸引ろ過により固体を濾別した。得られた濾液を濃縮し、褐色液体約１００ｍＬを得た。この褐色液体をセライト、アルミナ、フロリジールを用いて精製した。得られた濾液を濃縮した後、エタノールを加えて再結晶を行い、淡黄色固体３．６０ｇを得た。この淡黄色固体をエタノールにて加熱攪拌後に濾過を行い、目的物の淡黄色粉末を２．２９ｇ、収率６４％で得た。ステップ１の合成スキームを下式（Ａ−１３）に示す。
ステップ２：Ｎ−［４−（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］−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−１，１’−ビフェニル−４−アミンの合成
反応容器に、Ｎ−（４−クロロフェニル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−１，１’−ビフェニル−４−アミン１．４９ｇ（２．５ｍｍｏｌ）と、ビス（ピナコラト）ジボロン０．９５ｇ（３．７５ｍｍｏｌ）と、酢酸カリウム０．７４ｇ（７．５ｍｍｏｌ）と、エチレングリコールジメチルエーテル３０ｍＬを入れた。この混合物を減圧しながら撹拌することで脱気し、反応容器内を窒素置換した。その後、容器内を約６０℃まで加熱攪拌した後、［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 ジクロロメタン付加物２０．４ｍｇ（０．０２５ｍｍｏｌ）と、２−ジクロロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル２０．５ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下で加熱還流しながら１９時間撹拌した。その後、混合物を室温まで冷やしてからトルエンを加えた後、濃縮し、褐色液体約５０ｍＬを得た。この褐色液体をセライト、シリカゲルを用いて精製した。得られた濾液を濃縮したのちエタノールを加えて再結晶を行い、目的物の黄色粉末を１．３４ｇ、収率７８％で得た。ステップ２の合成スキームを下式（Ａ−１４）に示す。
ステップ３：Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−｛４−［６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ピリミジン−４−イル］フェニル｝−１，１’−ビフェニル−４−アミン（略称：６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ）の合成
反応容器にＮ−（４−クロロフェニル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−１，１’−ビフェニル−４−アミン１．３８ｇ（２．０ｍｍｏｌ）と、４−クロロ−６−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレンー２−イル）ピリミジン０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）と、リン酸三カリウム１．２７ｇ（６．０ｍｍｏｌ）と、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ｄｉｇｌｙｍｅ）２０ｍＬを入れた。この混合物を減圧しながら撹拌することで脱気し、反応容器内を窒素置換した。その後、容器内を約６０℃まで加熱攪拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）４．５ｍｇ（０．０２ｍｍｏｌ）と、ジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン１４．３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、１２０℃で加熱しながら２４時間撹拌した。その後、混合物を室温まで冷やしてからトルエンと水を加えて抽出・洗浄を行い、黒色溶液を得た。この溶液に硫酸マグネシウムを加えたのちに濾別することで水分を取り除き、濃縮をすることで黒色溶液を得た。これをトルエン：酢酸エチル＝１００：１の混合溶媒を展開溶媒としてシリカゲルにてカラム精製を行った。得られた溶液を濃縮したのちエタノールを加えて再結晶を行い、目的物の黄色粉末を１．１０ｇ、収率６６％で得た。ステップ３の合成スキームを下式（Ａ−１５）に示す。
得られた黄色粉末１．１０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．２３Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、黄色粉末を３７０℃で加熱して行った。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を収量０．４８ｇ、回収率４３％で得た。
得られた固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析データを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝１．５８（ｓ，６Ｈ），７．３１−７．４０（ｍ，１０Ｈ），７．４４−７．５０（ｍ，７Ｈ），７．５７−７．７１（ｍ，１１Ｈ），７．８０（ｄｄ，Ｊ１＝８．７Ｈｚ，Ｊ２＝２．４Ｈｚ，１Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．１０−８．１３（ｍ，４Ｈ），８．２０（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），８．２６（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ），８．３７（ｓ，１Ｈ），９．２９（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ，１Ｈ）
また、得られた固体の１Ｈ ＮＭＲチャートを図４５（Ａ）及び図４５（Ｂ）に示す。なお、図４５（Ｂ）は図４５（Ａ）における７．０ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲の拡大図である。測定結果から目的物である６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍが得られたことが分かった。
＜６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの特性＞
次に、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図４６に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図４７に示す。測定方法は先に示す実施例１と同様に行った。
図４６より、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのトルエン溶液は３９４ｎｍ、３３８ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図４６より、発光波長のピークは４６７ｎｍ（励起波長３９４ｎｍ）であった。また、図４７より、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は４００ｎｍ、３３５ｎｍ、３０９ｎｍ、２８７ｎｍ、２４２ｎｍ、２０７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、同様に図４７より、発光波長のピークは５０５ｎｍ付近（励起波長４１０ｎｍ）に見られた。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
次に、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は実施例１と同様に行った。
この結果、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は−５．４８ｅＶであることがわかった。一方ＬＵＭＯ準位は−２．８０ｅＶであることがわかった。また、酸化−還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては８１％、Ｅｃ測定においては８６％のピーク強度を保っていたことから、６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、発光素子２〜発光素子５と比較発光素子１の作製例を示す。比較発光素子１、発光素子２〜５において、発光層には２種類のホスト材料と、１種類のゲスト材料を用いた。ホスト材料には２種のバイポーラ材料を用い、発光層中において電子を受け取るバイポーラ材料（ＬＵＭＯ準位が低い方）としては下記に示す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）を用い、正孔を受け取るバイポーラ材料（ＨＯＭＯ準位が高い方）を各素子で変え、その素子特性を比較した。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４８に、素子構造の詳細を表１に、それぞれ示す。また、各素子の発光層に用いた２種のバイポーラ材料間のＣＶ測定によって見積もられたＬＵＭＯ準位の差を表２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、他の化合物の構造と略称については、先の実施例を参酌すれば良い。
＜発光素子の作製＞
≪比較発光素子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、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）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、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、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）と、ビス［２−（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ピリミジニル−κＮ３）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（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５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、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩが電子を受け取るバイポーラ材料であり、ＰＣＢＢｉＦが正孔を受け取るバイポーラ材料であり、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）がゲスト材料（燐光材料）である。
次に、発光層１６０上に、電子輸送層１１８（１）として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを厚さが２０ｎｍになるように、続いて、電子輸送層１１８（２）として、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を、厚さが１０ｎｍ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。
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、比較発光素子１を封止した。具体的には、基板２２０の周囲にシール材を塗布し、該基板２２０と有機材料を形成した基板２００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。以上の工程により比較発光素子１を得た。
≪発光素子２の作製≫
発光素子２は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子２の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子３の作製≫
発光素子３は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子３の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子４の作製≫
発光素子４の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ｍＦＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子５の作製≫
発光素子５の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと、６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ｍＰＣＢＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子１、発光素子２〜発光素子５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。
比較発光素子１、発光素子２〜発光素子５の電流効率−輝度特性を図４９に、輝度−電圧特性を図５０に、電流密度−電圧を図５１に、外部量子効率−輝度特性を図５２に、それぞれ示す。また、比較発光素子１、発光素子２〜発光素子５に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図５３に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子１、発光素子２〜発光素子５の素子特性を表３に示す。
図５３に示すように、比較発光素子１、発光素子２〜発光素子５の電界発光スペクトルのピーク波長は、５４６ｎｍ付近であり、半値全幅が５７ｎｍ〜６５ｎｍである緑色の発光をそれぞれ示した。
図５２及び表３で示すように、比較発光素子１の外部量子効率の最大値は２６％であるのに対し、発光素子２〜発光素子５の外部量子効率の最大値はそれぞれ２８％以上であり、非常に高い外部量子効率を示した。
また、図５４に各素子のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差と１０ｍＡ／ｃｍ２時における駆動電圧の関係を示す。図５４より、比較発光素子１と比較し、発光素子２〜発光素子５は低い駆動電圧を示した。これは発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているからである。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、発光素子７、発光素子８と比較発光素子６の作製例を示す。比較発光素子６、発光素子７、発光素子８において、発光層には２種類のホスト材料と、１種類のゲスト材料を用いた。ホスト材料には２種のバイポーラ材料をそれぞれ用い、発光層中において電子を受け取るバイポーラ材料（ＬＵＭＯ準位が低い方）としては２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを用い、発光層中において、正孔を受け取るバイポーラ材料（ＨＯＭＯ準位が高い方）を各素子で変え、その素子特性を比較した。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４８に、素子構造の詳細を表４に、それぞれ示す。また、各素子の発光層に用いた２種のバイポーラ材料間のＣＶ測定によって見積もられたＬＵＭＯ準位の差を表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、他の化合物の構造と略称については、先の実施例を参酌すれば良い。
＜発光素子の作製＞
≪比較発光素子６の作製≫
比較発光素子６は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、比較発光素子６の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩとＰＣＢＢｉＦと、とビス［２−（６−フェニル−４−ピリミジニル−κＮ３）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（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＢｉＦ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子７の作製≫
発光素子７は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子７の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）を、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ＦＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子８の作製≫
発光素子８は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子８の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍと、Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）を、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＢＰ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した比較発光素子６、発光素子７，発光素子８の特性を測定した。測定法は実施例１１と同様である。
比較発光素子６、発光素子７、発光素子８の電流効率−輝度特性を図５５に、輝度−電圧特性を図５６に、電流密度−電圧特性を図５７に、外部量子効率−輝度特性を図５８に、それぞれ示す。また、比較発光素子６、発光素子７、発光素子８に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図５９に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、比較発光素子６、発光素子７、発光素子８の素子特性を表６に示す。
図５９に示すように、比較発光素子６、発光素子７、発光素子８の電界発光スペクトルのピーク波長は、５８６ｎｍ付近であり、半値全幅が６９ｎｍ〜７３ｎｍである橙色の発光をそれぞれ示した。
図５８及び表６で示すように、比較発光素子６の外部量子効率の最大値は３０％であり、発光素子７、発光素子８の外部量子効率の最大値はそれぞれ３１％以上であり、非常に高い外部量子効率を示した。また、図５８より発光素子７及び発光素子８は比較発光素子６よりも高い外部量子効率を示した。これは発光素子７及び発光素子８の発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているためである。そのため、比較発光素子６と比較し、発光素子７及び発光素子８のキャリアバランスが良好であると言える。
また、図６０に各素子のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差と１０ｍＡ／ｃｍ２時における駆動電圧の関係を示す。図６０より、比較発光素子６と比較し、発光素子７、発光素子８は低い駆動電圧を示した。これは、発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているからである。
＜発光素子の信頼性＞
次に、比較発光素子６、発光素子７、発光素子８の初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２における定電流駆動試験を行った。その結果を図６１に示す。図６１から分かるように比較発光素子６と比較し、発光素子７及び発光素子８は良好な信頼性を示した。これは、発光素子７、発光素子８の方が比較発光素子６と比較し、発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が小さいため、電子注入障壁が小さいためである。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、発光素子９、発光素子１０の作製例を示す。発光素子９、発光素子１０において、発光層には２種類のホスト材料と１種類のゲスト材料を用いた。ホスト材料には２種のバイポーラ材料をそれぞれ用い、発光層中において電子を受け取るバイポーラ材料（ＬＵＭＯ準位が低い方）としては２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを用い、発光層中において、正孔を受け取るバイポーラ材料（ＨＯＭＯ準位が高い方）を各素子で変え、その素子特性を比較した。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４８に、素子構造の詳細を表７に、それぞれ示す。また、各素子の発光層に用いた２種のバイポーラ材料間のＣＶ測定によって見積もられたＬＵＭＯ準位の差を表８に示す。なお、本実施例で用いた化合物の構造と略称については、先の実施例を参酌すれば良い。
＜発光素子の作製＞
≪発光素子９の作製≫
発光素子９は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。

すなわち、発光素子９の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍ、とＩｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：４，６ｍＦＢｉＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
≪発光素子１０の作製≫
発光素子１０は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子１０の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍ、とＩｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：４，６ＦＢｉＰ２Ｐｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５になるように、且つ厚さが４０ｎｍになるように共蒸着した。
＜発光素子の特性＞
次に、上記作製した、発光素子９，発光素子１０の特性を測定した。測定法は実施例１１と同様である。
発光素子９，発光素子１０の電流効率−輝度特性を図６２に、輝度−電圧特性を図６３に、電流密度−電圧特性を図６４に、外部量子効率−輝度特性を図６５に、それぞれ示す。また、発光素子９，発光素子１０に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図６６に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子９，発光素子１０の素子特性を表９に示す。
図６６に示すように、発光素子９，発光素子１０の電界発光スペクトルのピーク波長は、５７９ｎｍ付近であり、半値全幅が６７ｎｍ程度である橙色の発光をそれぞれ示した。
図６５及び表９で示すように、発光素子９、発光素子１０の外部量子効率の最大値はそれぞれ２５％以上であり、非常に高い外部量子効率を示した。
また、図６３、表９より発光素子９と発光素子１０の約１０００ｃｄ／ｍ２時の駆動電圧はそれぞれ２．７Ｖと非常に低い値を示した。これは発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているからである。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、発光素子１１、発光素子１２の作製例を示す。発光素子１１、発光素子１２において、発光層には２種類のホスト材料と、１種類のゲスト材料を用いた。ホスト材料には２種のバイポーラ材料をそれぞれ用い、発光層中において電子を受け取るバイポーラ材料（ＬＵＭＯ準位が低い方）としては２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを用い、発光層中において、正孔を受け取るバイポーラ材料（ＨＯＭＯ準位が高い方）を各素子で代え、その素子特性を比較した。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４８に、素子構造の詳細を表１０に、それぞれ示す。また、各素子の発光層に用いた２種のバイポーラ材料間のＣＶ測定によって見積もられたＬＵＭＯ準位の差を表１１に示す。なお、本実施例で用いた化合物の構造と略称については、先の実施例を参酌すれば良い。
＜発光素子の作製＞
≪発光素子１１の作製≫
発光素子１１は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子１１の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑ、とＩｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５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（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：２ｍｐＦＢｉＢＰＤＢｑ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））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。
≪発光素子１２の作製≫
発光素子１２は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子１２の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍ、とＩｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．６：０．４：０．０５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（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＦＬ−４ｍｐＦＢｉＢＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））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、上記作製した、発光素子１１，発光素子１２の特性を測定した。測定法は実施例１１と同様である。
発光素子１１，発光素子１２の電流効率−輝度特性を図６７に、輝度−電圧特性を図６８に、電流密度−電圧特性を図６９に、外部量子効率−輝度特性を図７０に、それぞれ示す。また、発光素子１１、発光素子１２に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図７１に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１１、発光素子１２の素子特性を表１２に示す。
図７１に示すように、発光素子１１，発光素子１２の電界発光スペクトルのピーク波長は、５８８ｎｍ付近であり、半値全幅が７５ｎｍ程度である橙色の発光をそれぞれ示した。
図７０及び表１２で示すように、発光素子１１、発光素子１２の外部量子効率の最大値はそれぞれ３１％以上であり、非常に高い外部量子効率を示した。
また、図６８、表１２より発光素子１１と発光素子１２の約１０００ｃｄ／ｍ２時の駆動電圧はそれぞれ３．０Ｖ及び２．９Ｖと非常に低い値を示した。これは発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているためである。
＜発光素子の信頼性＞
次に、発光素子１１、発光素子１２の初期輝度５０００ｃｄ／ｍ２における定電流駆動試験を行った。その結果を図７２に示す。図７２より発光素子１１及び発光素子１２は輝度１０％減少時間（ＬＴ９０）が７４０時間以上の良好な信頼性を示した。特に発光素子１２はＬＴ９０が１１００時間以上であり、非常に良好な信頼性を示した。
本実施例では、本発明の一態様である発光素子、発光素子１３の作製例を示す。発光素子１３において、発光層には２種類のホスト材料と、１種類のゲスト材料を用いた。ホスト材料には２種のバイポーラ材料をそれぞれ用い、発光層中において電子を受け取るバイポーラ材料（ＬＵＭＯ準位が低い方）としては２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩを用い、発光層中において、正孔を受け取るバイポーラ材料（ＨＯＭＯ準位が高い方）に６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍを用いた発光素子を作製した。本実施例で作製した発光素子の断面模式図を図４８に、素子構造の詳細を表１３に、それぞれ示す。また、該素子の発光層に用いた２種のバイポーラ材料間のＣＶ測定によって見積もられたＬＵＭＯ準位の差を表１４に示す。なお、本実施例で用いた化合物の構造と略称については、先の実施例を参酌すれば良い。
＜発光素子の作製＞
≪発光素子１３の作製≫
発光素子１３は、先に示す比較発光素子１の作製と、発光層１６０の材料のみ異なり、それ以外の工程は比較発光素子１と同様の作製方法とした。
すなわち、発光素子１３の発光層１６０として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩと６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ、とＩｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）とを、重量比（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））が０．７：０．３：０．０５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（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ：６ＦＬ−４ＰＣＢＢｉＰＰｍ：Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ））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、上記作製した、発光素子１３の特性を測定した。測定法は実施例１１と同様である。
発光素子１３の電流効率−輝度特性を図７３に、輝度−電圧特性を図７４に、電流密度−電圧特性を図７５に、外部量子効率−輝度特性を図７６に、それぞれ示す。また、発光素子１３に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図７７に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における、発光素子１３の素子特性を表１５に示す。
図７７に示すように、発光素子１３の電界発光スペクトルのピーク波長は、５８１ｎｍであり、半値全幅が６９ｎｍである橙色の発光を示した。
図７６及び表１５で示すように、発光素子１３の外部量子効率の最大値は２９％以上であり、非常に高い外部量子効率を示した。
また、図７４、表１５より発光素子１３の約１０００ｃｄ／ｍ２時の駆動電圧は２．８Ｖと非常に低い値を示した。これは発光層に用いた２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いているからである。
従って、発光層に用いる２種のホスト材料間のＬＵＭＯ準位の差が０．５ｅＶよりも小さく、さらに２種のホスト材料それぞれにバイポーラ材料を用いていることが、駆動電圧低減や発光効率の向上、高信頼性化に好適であることが示された。
５０ 接着層
５１ 接着層
５２ 接着層
１００ ＥＬ層
１０１ 電極
１０２ 電極
１０３ ＥＬ層
１０６ 発光ユニット
１０８ 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
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
１５０ 発光素子
１６０ 発光層
１７０ 発光層
２００ 基板
２０１ 樹脂層
２０２ 樹脂層
２０５ トランジスタ
２０６ トランジスタ
２０７ 接続部
２２０ 基板
２５０ 発光素子
３００ 表示装置
３１１ 電極
３１１ｂ 電極
３１２ 液晶
３４０ 液晶素子
３５１ 基板
３６０ 発光素子
３６０ｂ 発光素子
３６０ｇ 発光素子
３６０ｒ 発光素子
３６０ｗ 発光素子
３６１ 基板
３６２ 表示部
３６４ 回路部
３６５ 配線
３６６ 回路部
３６７ 配線
３７２ ＦＰＣ
３７３ ＩＣ
３７４ ＦＰＣ
３７５ ＩＣ
４００ 表示装置
４０１ トランジスタ
４０２ トランジスタ
４０３ トランジスタ
４０５ 容量素子
４０６ 接続部
４１０ 画素
４１１ 絶縁層
４１２ 絶縁層
４１３ 絶縁層
４１４ 絶縁層
４１５ 絶縁層
４１６ スペーサ
４１７ 接着層
４１９ 接続層
４２１ 電極
４２２ ＥＬ層
４２３ 電極
４２４ 光学調整層
４２５ 着色層
４２６ 遮光層
４５１ 開口
４７６ 絶縁層
４７８ 絶縁層
５０１ トランジスタ
５０３ トランジスタ
５０５ 容量素子
５０６ 接続部
５１１ 絶縁層
５１２ 絶縁層
５１３ 絶縁層
５１４ 絶縁層
５１７ 接着層
５１９ 接続層
５２９ 液晶素子
５４３ 接続体
５６２ 電極
５６３ 液晶
５６４ａ 配向膜
５６４ｂ 配向膜
５７６ 絶縁層
５７８ 絶縁層
５９９ 偏光板
６００Ａ ＡＬＳモデル
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
７００ 表示パネル
７０１ 樹脂層
７０２ 樹脂層
８００ 表示パネル
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 電極
１０２４Ｇ 電極
１０２４Ｒ 電極
１０２５Ｂ 下部電極
１０２５Ｇ 下部電極
１０２５Ｒ 下部電極
１０２６ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 電極
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
１０３６ オーバーコート層
１０３５ 黒色層
１０３７ 層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
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
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
７５００ ヘッドマウントディスプレイ
７５０１ 筐体
７５０２ 表示部
７５０３ 操作ボタン
７５０４ 固定具
７５０５ レンズ
７５１０ ヘッドマウントディスプレイ
７７０１ 筐体
７７０２ 筐体
７７０３ 表示部
７７０４ 操作キー
７７０５ レンズ
７７０６ 接続部
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
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 (16)

  1. 一対の電極間に発光層を有し、
    前記発光層は、第１の有機化合物と、第２の有機化合物と、ゲスト材料と、を有し、
    前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より低く、
    前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく、０．５ｅＶ以下であり、
    前記第１の有機化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位より低く、
    前記ゲスト材料は、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる機能を有し、
    前記第１の有機化合物と、前記第２の有機化合物と、が励起錯体を形成する組み合わせである、発光素子。
  2. 請求項１において、
    前記第１の有機化合物は第１の電子輸送性骨格と、第１の正孔輸送性骨格を有し、
    前記第２の有機化合物は、第２の電子輸送性骨格と、第２の正孔輸送性骨格を有する、発光素子。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位と前記第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位の差は０ｅＶより大きく、０．３ｅＶ以下である、発光素子。
  4. 請求項１乃至請求項３において、
    前記第１の電子輸送性骨格および前記第２の電子輸送性骨格は、π電子不足型複素芳香環、アリールボラン骨格、ホスフィンオキシド骨格のいずれか一以上を含み、
    前記第１の正孔輸送性骨格および前記第２の正孔輸送性骨格は、π電子過剰複素芳香環、芳香族アミン骨格のいずれか一以上を含む、発光素子
  5. 請求項１乃至請求項４において、
    前記第１の電子輸送性骨格は炭素数８〜１８の含窒素複素芳香環であり、
    前記第２の電子輸送性骨格は炭素数３〜８の含窒素複素芳香環である、発光素子。
  6. 請求項２において、
    前記第１の正孔輸送性骨格はπ電子過剰複素芳香環であり、
    前記第２の正孔輸送性骨格はアミン骨格である、発光素子。
  7. 請求項２において、
    前記第１の電子輸送性骨格は、キノリン骨格、キノキサリン骨格のいずれか一を含み、
    前記第２の電子輸送性骨格はトリアジン骨格、ピリミジン骨格、ピリジン骨格、ピラジン骨格のいずれか一を含む、発光素子。
  8. 請求項１乃至請求項７において、
    前記第２の有機化合物は下記構造式（１００）〜（１０９）で表される有機化合物のいずれか一である、発光素子。


  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
    前記励起錯体は、前記ゲスト材料へ励起エネルギーを供与する機能を有する、発光素子。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記励起錯体が呈する発光スペクトルは、前記ゲスト材料の吸収スペクトルの最も長波長側の吸収帯と重なる領域を有する、発光素子。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
    前記ゲスト材料は、イリジウムを有する、発光素子。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と、
    カラーフィルタまたはトランジスタの少なくとも一方と、
    を有する表示装置。
  13. 請求項１２に記載の表示装置と、
    筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、
    を有する電子機器。
  14. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の発光素子と、
    筐体またはタッチセンサの少なくとも一方と、
    を有する照明装置。
  15. 下記構造式（１００）〜（１０９）でいずれか一で表される有機化合物。


  16. 請求項１５記載の有機化合物のうち、いずれか一または複数を有する、発光素子。
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