JP2021176198A - 発光デバイス用材料、電子輸送層用材料、有機化合物、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光デバイス用材料、電子輸送層用材料、有機化合物、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】屈折率の低い電子輸送層用材料を提供する。【解決手段】飽和炭化水素基を構成するｓｐ３混成軌道で結合する炭素原子の割合が、一定の範囲内にある、ピリジン骨格、ジアジン骨格またはトリアジン骨格を有する有機化合物を含む発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、有機化合物からなる層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。【選択図】なし

Description

本発明の一態様は、有機化合物、発光デバイス、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬデバイス）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べ、視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
有機ＥＬ素子が語られる際にしばしば問題として挙げられるものの一つに、光取出し効率の低さがある。特に、隣接する層の屈折率の違いから起こる反射による減衰は、素子の効率を下げる大きな要因となっている。この影響を低減させるために、ＥＬ層内部に低屈折率材料からなる層を形成する構成が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
この構成を備えた発光デバイスは、従来の構成を有する発光デバイスよりも光取出し効率、ひいては外部量子効率の高い発光デバイスとすることが可能であるが、このような低屈折率の層を、その他の発光デバイスにおける重要な特性に悪影響を与えずにＥＬ層内部に形成するのは容易なことではない。なぜならば、低い屈折率と、高いキャリア輸送性または発光デバイスに用いた場合の信頼性はトレードオフの関係にあるからである。この問題は、有機化合物におけるキャリア輸送性や信頼性は不飽和結合の存在に由来するところが大きく、不飽和結合を多く有する有機化合物は、屈折率が高い傾向があることに原因がある。
Ｊａｅｈｏ Ｌｅｅ、他１２名，「Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｒａｐｈｅｎｅ−ｂａｓｅｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ」，ｎａｔｕｒｅ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，平成２８年６月２日，ＤＯＩ：１０．１０３８／ｎｃｏｍｍｓ１１７９１
本発明の一態様では、新規発光デバイス用材料または新規電子輸送層用材料を提供することを目的とする。本発明の一態様では、屈折率の小さい新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つキャリア輸送性を有する新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つ電子輸送性を有する新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することを目的とする。
本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、キャリア輸送性を有する新規な有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、電子輸送性を有する新規有機化合物を提供することを目的とする。本発明の一態様では、屈折率の小さい有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つキャリア輸送性を有する有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つ電子輸送性を有する有機化合物を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置および電子デバイスを各々提供することを目的とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様は、飽和炭化水素基を構成するｓｐ３混成軌道で結合する炭素原子の割合が、一定の範囲内にある、ピリジン骨格、ジアジン骨格またはトリアジン骨格を有する有機化合物を含む発光デバイス用材料である。当該発光デバイス用材料は、低い屈折率という光学特性と電子輸送性を併せ持つので、発光デバイスや光電変換素子等のフォトエレクトロニクスデバイスの電子輸送層に好適であるため、電子輸送層用材料として用いることもできる。
本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含む発光デバイス用材料または電子輸送層用材料であって、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、前記有機化合物からなる層の屈折率が１．５以上１．７５以下である発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。または、本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含む発光デバイス用材料または電子輸送層用材料であって、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下である発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。または、本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含む発光デバイス用材料または電子輸送層用材料であって、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、１Ｈ−ＮＭＲで前記有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上である、発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。
なお、上記有機化合物における複素芳香環は、トリアジン環またはジアジン環であることが好ましく、より好ましくはトリアジン環またはピリミジン環である。また、上記のガラス転移点として、好ましくは１００℃以上であり、より好ましくは１１０℃以上であり、さらに好ましくは１２０℃以上である。
本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、有機化合物からなる層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。なお、上記ベンゼン環には、単環のベンゼン環、すなわち他の芳香族炭化水素環が縮合していないベンゼン環が好ましい。
本発明の別の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下である、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。
上記構成において、有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上５０％以下である、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。
本発明の別の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、１Ｈ−ＮＭＲで有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上である、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。
上記各構成において、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子量は、５００以上２０００以下であることが好ましい。
上記各構成において、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子内における該炭化水素基は、いずれも芳香族炭化水素環に結合し、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環には最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ：ＬＵＭＯ）が分布していない、すなわち、有機化合物の分子内において該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環以外の環にＬＵＭＯが分布していることが好ましい。但し、上記における、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環にはＬＵＭＯが分布していない、とは、本明細書中において、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環におけるＬＵＭＯの分布密度が等値面値（ｉｓｏｖａｌｕｅ）で０．０６ ［ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ａｕ３］未満、より好ましくは０．０２未満であることを意味する。
上記各構成において、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子内における該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環の少なくともいずれか一は、ベンゼン環であることが好ましい。
上記各構成において、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、３つのベンゼン環はいずれも６員環の複素芳香環に結合することが好ましい。
上記各構成において、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、３つのベンゼン環はいずれも６員環の複素芳香環に結合し、３つのベンゼン環のうち２つのベンゼン環は、置換または無置換のフェニル基であり、かつ該炭化水素基を有さないことが好ましい。
上記各構成において、発光デバイス用材料または、電子輸送層用材料に含まれる有機化合物は、置換もしくは無置換のピリジル基を有する、発光デバイス用材料または、電子輸送層用材料である。
なお、上記構成における、６員環の複素芳香環は、トリアジン環であることが好ましい。
または、上記構成における、６員環の複素芳香環は、ピリミジン環であることが好ましい。
上記各構成における、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基は、アルキル基またはシクロアルキル基であることが好ましい。
上記構成における、アルキル基は、炭素原子数３以上５以下の分岐を有することが好ましい。
なお、上述した発光デバイス用材料または電子輸送層用材料において、該有機化合物のガラス転移点は９０℃以上であることが好ましい。また、ガラス転移点としてより好ましくは１００℃以上であり、さらに好ましくは１１０℃以上であり、特に好ましくは１２０℃以上である。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１）において、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ２）において、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ２−１）で表される置換基、のいずれかを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
上記各構成において、一般式（Ｇ２）中のＡは、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環のいずれか一であることが好ましい。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ３）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。またＲ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ４）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、置換基を有するフェニル基は、下記式（Ｇ１−２）で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１−２）において、αは置換または無置換のフェニレン基を表す。またＲ２０は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を表す。また、ｍおよびｎは１乃至２を表す。なお、ｍが２の場合、複数のαは各々同じでも異なっていてもよい。また、ｎが２の場合、複数のＲ２０は各々同じでも異なっていてもよい。
上記構成において、上記一般式（Ｇ１−２）で表される基は、Ｒ２およびＲ４のいずれか一方または両方であることが好ましい（ただし、一般式（Ｇ１−２）で表される基がＲ２およびＲ４の両方である場合、上記一般式（Ｇ１−２）で表される２つの基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、置換基を有するフェニル基は、下記一般式（Ｇ１−３）で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１−３）において、Ｒ２１は水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または一般式（Ｇ１−３−１）で表される置換基、のいずれか一を表す。また、Ｒ２２は、一般式（Ｇ１−３−１）で表される置換基を表す。一般式（Ｇ１−３−１）中、Ｒ２３およびＲ２４は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一を表すが、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一方は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基である。なお、Ｒ２３およびＲ２４の両方が、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基であると、より好ましい。また、ｎは０乃至２を表す。なお、ｎが２の場合、複数のＲ２１は各々同じであっても異なっていてもよい。なお、ｎが０である場合、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一であるものとする。
上記構成において、上記一般式（Ｇ１−３）で表される基が、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、Ｒ２およびＲ４のいずれか一方または両方であることが好ましい（ただし、一般式（Ｇ１−３）で表される基がＲ２およびＲ４の両方である場合、上記一般式（Ｇ１−３）で表される２つの基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、無置換の炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれか一であると好ましい。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物、および、上記一般式（Ｇ１−２）および一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基のいずれか一であると好ましい。
上記各構成において一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物、および、上記一般式（Ｇ１−２）および一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、下記式（ｒａ−１）〜（ｒａ−１５）のいずれか一で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、置換または無置換のピリジル基は、無置換のピリジル基、または、一つもしくは複数のメチル基で置換されたピリジル基であると好ましい。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、脂環式基は、炭素原子数３乃至６のシクロアルキル基であると好ましい。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、炭素原子数１乃至６のアルキル基は、炭素原子数３乃至５の分岐を有するアルキル基であると好ましい。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ４’）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの一はＣＨを表す。また、Ｒ２は、下記式（Ｒ２−１）で表され、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４は各々独立に、下記式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一を表す。なお、式（Ｒ２−１）中、βは置換または無置換のフェニレン基、または、置換または無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｒ２５は、式（ｒ−１）〜（ｒ−１７）のいずれか一を表し、ｎは１または２を表す。なお、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
Figure 2021176198
また、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物中の（Ｒ２）を表す、上記式（Ｒ２−１）は、下記式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一で表される。
Figure 2021176198
式（ｒ−１）、（ｒ−２）、（ｒ−５）、（ｒ−６）の様に、フェニル基にメタ位でアルキル基やシクロアルキル基が置換している方が、膜密度が小さくなり、屈折率を低くすることができ、好ましい。また式（ｒ−５）、（ｒ−６）の様にフェニル基に対してアルキル基やシクロアルキル基が２つあると、簡便にｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数を増やすことができ、合成コストが抑えられ、より好ましい。また式（ｒ−３）、（ｒ−４）の様に、フェニル基に対してパラ位でアルキル基やシクロアルキル基が置換している方が、高いキャリア移動度が期待でき、好ましい。式（ｒ−１９）や（ｒ−２０）の様に、ピリジル基を有する場合、陰極や電子注入層などからの電子の注入がしやすく、駆動電圧が低減でき、好ましい。
上記構成において、上記式（Ｒ２−１）中で表されるβが、下記式（β−１）〜（β−１４）のいずれか一で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１００）、（１２０）、（１２１）、（２００）、（１２３）、または（４１２）のいずれか一で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
なお、本発明の別の一態様は、上述した本発明の一態様である有機化合物を用いた発光デバイスである。また、上記有機化合物に加えてゲスト材料を有する発光デバイスも本発明に含める。
なお、一対の電極間に有するＥＬ層や、ＥＬ層に含まれる発光層に本発明の一態様である有機化合物を用いて形成された発光デバイスも本発明に含まれることとする。また、上記発光デバイスに加え、電極と接して有機化合物を有する層（例えばキャップ層）を有する場合も発光デバイスに含め、本発明に含まれることとする。また、発光デバイスに加えて、トランジスタ、基板などを有する発光装置も発明の範疇に含める。さらに、これらの発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクなどのいずれか、有する電子機器や照明装置も発明の範疇に含める。
また、本発明の一態様は、発光デバイスを有する発光装置を含み、さらに発光装置を有する照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置に、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクター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、または発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
本発明の一態様では、新規発光デバイス用材料または新規電子輸送層用材料を提供することができる。本発明の一態様では、屈折率の小さい新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することができる。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つキャリア輸送性を有する新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することができる。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つ電子輸送性を有する新規発光デバイス用材料または電子輸送層用材料を提供することができる。
本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、キャリア輸送性を有する新規な有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、電子輸送性を有する新規有機化合物を提供することができる。本発明の一態様では、屈折率の小さい有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つキャリア輸送性を有する有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、屈折率が小さく且つ電子輸送性を有する有機化合物を提供することができる。
または、本発明の他の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することができる。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置および電子デバイスを各々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るものではない。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、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は発光デバイスの概略図である。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）はアクティブマトリクス型発光装置の概念図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）はアクティブマトリクス型発光装置の概念図である。 図４はアクティブマトリクス型発光装置の概念図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）はパッシブマトリクス型発光装置の概念図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は照明装置を表す図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ１）、図７（Ｂ２）および図７（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図９は照明装置を表す図である。 図１０は照明装置を表す図である。 図１１は車載表示装置及び照明装置を表す図である。 図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は電子機器を表す図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図１４はｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図１５はｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図１６はｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図１７はｍｍｔＢｕｍＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図１８はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図１９はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図２０はｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍのＭＳスペクトルである。 図２１はｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの屈折率を測定したデータである。 図２２はｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を測定したデータである。 図２３は発光デバイス１および比較発光デバイス１の輝度−電流密度特性である。 図２４は発光デバイス１および比較発光デバイス１の電流効率−輝度特性である。 図２５は発光デバイス１および比較発光デバイス１の輝度−電圧特性である。 図２６は発光デバイス１および比較発光デバイス１の電流−電圧特性である。 図２７は発光デバイス１および比較発光デバイス１のブルーインデックス−輝度特性である。 図２８は発光デバイス１および比較発光デバイス１の発光スペクトルである。 図２９はｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図３０は発光デバイス２および比較発光デバイス２の輝度−電流密度特性である。 図３１は発光デバイス２および比較発光デバイス２の電流効率−輝度特性である。 図３２は発光デバイス２および比較発光デバイス２の輝度−電圧特性である。 図３３は発光デバイス２および比較発光デバイス２の電流−電圧特性である。 図３４は発光デバイス２および比較発光デバイス２のブルーインデックス−輝度特性である。 図３５は発光デバイス２および比較発光デバイス２の発光スペクトルである。 図３６は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の輝度−電流密度特性である。 図３７は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の電流効率−輝度特性である。 図３８は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の輝度−電圧特性である。 図３９は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の電流密度−電圧特性である。 図４０は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の電力効率−輝度特性である。 図４１は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の発光スペクトルである。 図４２は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の外部量子効率−輝度特性である。 図４３は発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の信頼性を示す図。 図４４はＬｉ−６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルである。 図４５は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の輝度−電流密度特性を表す図である。 図４６は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の電流効率−輝度特性を表す図である。 図４７は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の輝度−電圧特性を表す図である。 図４８は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の電流密度−電圧特性を表す図である。 図４９は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の外部量子効率−輝度特性を表す図である。 図５０は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の発光スペクトルを表す図である。 図５１は発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。 図５２はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２のＭＳスペクトルである。 図５３はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の屈折率を測定したデータである。 図５４はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４のＭＳスペクトルである。 図５５はｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の屈折率を測定したデータである。 図５６はｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図５７はｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図５８はｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図５９はｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図６０はｍｍｔＢｕＴＰＴｚｎ−０３のＭＳスペクトルである。 図６１はｍｍｔＢｕＴＰＴｚｎ−０３の屈折率を測定したデータである。 図６２はｍｍｔＢｕｍＢＰ２ＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図６３はｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの屈折率を測定したデータである。 図６４はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図６５はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図６６はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図６７はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図６８はｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図６９はｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図７０はｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図７１はｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図７２は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の輝度−電流密度特性を表す図である。 図７３は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の輝度−電圧特性を表す図である。 図７４は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の電流効率−輝度特性を表す図である。 図７５は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の電流密度−電圧特性を表す図である。 図７６は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の外部量子効率−輝度特性を表す図である。 図７７は発光デバイス８、発光デバイス９および比較発光デバイス４の発光スペクトルを表す図である。 図７８は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の輝度−電流密度特性を表す図である。 図７９は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の輝度−電圧特性を表す図である。 図８０は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の電流効率−輝度特性を表す図である。 図８１は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の電流密度−電圧特性を表す図である。 図８２は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の外部量子効率−輝度特性を表す図である。 図８３は発光デバイス１０および比較発光デバイス５の発光スペクトルを表す図である。 図８４はｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２のＭＳスペクトルである。 図８５はｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の屈折率を測定したデータである。 図８６はｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図８７はｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図８８はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＭＳスペクトルである。 図８９はｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図９０はｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚのＭＳスペクトルである。 図９１はｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２のＭＳスペクトルである。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
有機ＥＬ素子に用いることが可能なキャリア輸送性を有する有機化合物の中でも、屈折率の低い材料の一つとして１，１−ビス−（４−ビス（４−メチル−フェニル）−アミノ−フェニル）−シクロヘキサン（略称：ＴＡＰＣ）が知られている。屈折率の低い材料をＥＬ層に用いると発光デバイスの外部量子効率を高めることが可能となるため、ＴＡＰＣを用いることで外部量子効率の良好な発光デバイスが得られることが期待できる。しかしながら、ＴＡＰＣはガラス転移点が低いため、耐熱性に問題を抱えている。また、ＴＡＰＣはホールを流すことはできるが、電子を流すことは実質的にできない。
なお、屈折率の低い材料を得るためには、分子内に原子屈折の小さい原子を導入する、または分子屈折の低い置換基を導入することが好ましい。分子屈折の低い置換基としては飽和炭化水素基や環式飽和炭化水素基等が挙げられる。
通常、キャリア輸送性と屈折率とはトレードオフの関係にあり、キャリア輸送性を高めると屈折率が高くなるという通説を有する。それは、有機化合物におけるキャリア輸送性は不飽和結合の存在に由来するところが大きく、不飽和結合を多く有する有機化合物は、屈折率が高い傾向があるからである。
また、電子輸送性の有機化合物は、要求されるＬＵＭＯ準位の低さから、もともと正孔輸送性の有機化合物よりも移動度や安定性などの有機ＥＬデバイスに用いる上で必要となる特性を出すのが難しいとして知られている。そのため、これらの特性に悪影響を与える飽和炭化水素基の導入は望ましくないとされていた。
しかし、本発明者らはこれらの通説に反し、キャリア輸送性と、低い屈折率とを兼ね備える化合物として、飽和炭化水素基を構成するｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素原子の割合が一定の範囲内のピリジン骨格、ジアジン骨格またはトリアジン骨格を有する有機化合物を含む発光デバイス用材料を見出した。なお、当該発光デバイス用材料は、低い屈折率という光学特性と電子輸送性を併せ持つので、発光デバイスや光電変換デバイス等のフォトエレクトロニクスデバイスの電子輸送層に好適であり、電子輸送層用材料として用いることもできる。なお、当該発光デバイス用材料および電子輸送層用材料に含まれる有機化合物は、当該有機化合物が有する置換基のうち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素を有する置換基の置換基数、またはその置換位置を工夫することで、高い電子輸送性を保ちつつ、低い屈折率を実現することができる。また、当該有機化合物において、ｓｐ３混成軌道で結合を作っている炭素原子の割合を一定の範囲内とすることで、低い屈折率と高い電子輸送性のみならず、高いガラス転移点という耐熱性をも兼ね備えた発光デバイス用材料および電子輸送層用材料を得ることができる。
なお、本発明の一態様である発光デバイス用材料を発光デバイスのＥＬ層に用いることで、低屈折率であるという特性を生かしてＥＬ層における発光の取り出し効率を向上させることができるので、発光デバイスの発光効率を向上させることができる。
また、本発明の一態様である電子輸送層用材料は、高い電子輸送性を有することから発光デバイスのＥＬ層の電子輸送層に好適であり、低屈折率であるという特性を生かしてＥＬ層における発光の取り出し効率を向上させることもできるので、発光デバイスの発光効率を向上させることができる。また、本発明の一態様である電子輸送層用材料は、高い電子輸送性と光（特に可視光）透過性を有することから、光電変換デバイスの電子輸送層に好適である。
すなわち本発明の一態様は、発光デバイスが有するＥＬ層に用いることができる発光デバイス用材料、または、発光デバイスのＥＬ層における電子輸送層や光電変換デバイスの電子輸送層に用いることができる電子輸送層用材料である。当該発光デバイス用材料または電子輸送層用材料は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含み、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、前記有機化合物からなる層の屈折率が１．５以上１．７５以下である、発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。または、本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含む発光デバイス用材料または電子輸送層用材料であって、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下である発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。または、本発明の一態様は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有する有機化合物を含む発光デバイス用材料または電子輸送層用材料であって、前記有機化合物のガラス転移点が９０℃以上であり、１Ｈ−ＮＭＲで前記有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上である、発光デバイス用材料または電子輸送層用材料である。
なお、上記有機化合物における複素芳香環は、トリアジン環またはジアジン環であることが好ましく、より好ましくはトリアジン環またはピリミジン環である。また、上記のガラス転移点として、好ましくは１００℃以上であり、より好ましくは１１０℃以上であり、さらに好ましくは１２０℃以上である。
なお、材料に異方性が生じている場合、常光に対する屈折率（常光屈折率；Ｏｒｄｉｎａｒｙ）と異常光に対する屈折率（異常光屈折率；Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙ）が異なることがある。測定する薄膜がその様な状態である場合、異方性解析を実施することで、常光屈折率と異常光屈折率に分離して各々の屈折率を算出することができる。なお、本明細書においては、測定した材料に常光屈折率と異常光屈折率の双方が存在した場合、常光屈折率を指標として用いている。
また、本発明の一態様は、発光デバイスが有するＥＬ層に用いることができる発光デバイス用材料、または、発光デバイスのＥＬ層における電子輸送層や光電変換デバイスの電子輸送層に用いることができる電子輸送層用材料である。当該発光デバイス用材料または電子輸送層用材料は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、有機化合物からなる層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料である。なお、上記ベンゼン環には、単環のベンゼン環、すなわち他の芳香環が縮合していないベンゼン環が好ましい。
なお、上記構成において示す、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。
また、本発明の別の一態様は、発光デバイスが有するＥＬ層に用いることができる、発光デバイス用材料、または、発光デバイスのＥＬ層における電子輸送層や光電変換デバイスの電子輸送層に用いることができる電子輸送層用材料であり、これらの材料は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下であることが好ましい。
なお、上記構成において示す、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、発光デバイスが有するＥＬ層に用いることができる、発光デバイス用材料、または発光デバイスのＥＬ層における電子輸送層や光電変換デバイスの電子輸送層に用いることができる電子輸送層用材料であり、これらの材料は、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、１Ｈ−ＮＭＲで有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上であることが好ましい。
なお、上記構成において示す、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、１Ｈ−ＮＭＲで有機化合物の測定を行った結果において、アルキル基と脂環式基のプロトンに由来する、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、アリール基または複素芳香族基に由来する、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上、２倍以下、より好ましくは１倍以上、１．５倍以下であることが好ましい。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子量は、５００以上２０００以下であることが好ましい。より好ましくは７００以上１５００以下だと熱物性（ガラス転移点）も高く、昇華（蒸着）時に分解しにくくなるため、好ましい。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子内において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基は、いずれも芳香族炭化水素環に結合し、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環にはＬＵＭＯが分布していない、すなわち、有機化合物の分子内において該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環以外の環にＬＵＭＯが分布していることが好ましい。但し、上記における、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環にはＬＵＭＯが分布していない、とは、本明細書中において、該炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環におけるＬＵＭＯの分布密度が等値面値（ｉｓｏｖａｌｕｅ）で０．０６ ［ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ａｕ３］未満、より好ましくは０．０２未満であることを意味する。
また、複素芳香環とそれに直接結合している置換基とに主にＬＵＭＯが分布していることがより好ましい。その様な分子とすることで、固体（膜）状態で隣合った有機化合物分子のＬＵＭＯ軌道同士が重なり合いやすくなり、電子を運びやすくなることで、駆動電圧を低減することが期待できる。
なおＬＵＭＯの等値面値（ｉｓｏｖａｌｕｅ）は、Ｇａｕｓｓｉａｎなどの分子軌道計算で求めることができる。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の分子内において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環の少なくともいずれか一は、ベンゼン環であることが好ましい。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物において、少なくとも３つのベンゼン環を有し、３つのベンゼン環はいずれも６員環の複素芳香環に結合することが好ましく、３つのベンゼン環のうち２つのベンゼン環は、置換または無置換のフェニル基であり、かつ炭化水素基を有さないことが好ましい。また、６員環の複素芳香環としては、トリアジン環、または、ピリミジン環が好ましい。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物は、置換もしくは無置換のピリジル基を有することが好ましい。置換もしくは無置換のピリジル基を有することにより、陰極または電子注入層からの電子の注入性を高めることができるので、好ましい。
また、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物が有する、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基は、アルキル基またはシクロアルキル基が好ましく、また、該アルキル基は、炭素原子数３以上５以下の分岐を有することが好ましい。
なお、上述した発光デバイス用材料または電子輸送層用材料において、前記有機化合物のガラス転移点は９０℃以上であることが好ましい。また、ガラス転移点としてより好ましくは１００℃以上であり、さらに好ましくは１１０℃以上であり、特に好ましくは１２０℃以上である。
次に、上記、発光デバイス用材料、または電子輸送層用材料に含まれる有機化合物の一態様としても適用可能であり、本発明の一態様である有機化合物について、以下に説明する。
すなわち、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
一般式（Ｇ１）において、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の構成において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物が、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環と、６員環の芳香環（すなわち置換または無置換のフェニル基）と、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基（アルキル基や脂環式基）のみで形成されている場合（つまり、縮合環を含まない場合）、屈折率が低くなる上に、キャリア（電子）輸送性も高くなるため、好ましい。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物における、Ａとしては、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環を用いることができる。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を発光層や活性層に接する層で用いる場合は、これらの層に電子を注入しやすく、電子輸送性が良好な、トリアジン環やピラジン環、ピリミジン環が好ましく、特にトリアジン環が好ましい。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物における、置換基（アルキル基と脂環式基）の分子当たりの総数としては、合成コストを考慮すると、４以上１０以下であるとより好ましく、屈折率をより低くするには６以上であるとさらに好ましい。同様に、なるべく大きな置換基（アルキル基や脂環式基）を用いるほうが、置換基の数が少なくても屈折率を効果的に下げる効果があり、合成コストを考慮すると、アルキル基の炭素原子数は４以上であるとより好ましい。脂環式基の炭素原子数は６以上であるとより好ましい。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物における環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
一般式（Ｇ２）において、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ２−１）で表される置換基、のいずれかを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物の構成において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物が、１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環と、６員環の芳香環（すなわち置換または無置換のフェニル基）と、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基（アルキル基や脂環式基）のみで形成されている場合（つまり、縮合環を含まない場合）、屈折率が低くなる上に、キャリア（電子）輸送性も高くなるため、好ましい。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物における、Ａとしては、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環を用いることができる。なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物を発光層や活性層に接する層で用いる場合は、これらの層に電子を注入しやすく、電子輸送性が良好な、トリアジン環やピラジン環、ピリミジン環が好ましく、特にトリアジン環が好ましい。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物における、置換基（アルキル基と脂環式基）の分子当たりの総数としては、合成コストを考慮すると、４以上１０以下であるとより好ましく、屈折率をより低くするには６以上であるとさらに好ましい。同様に、なるべく大きな置換基（アルキル基や脂環式基）を用いるほうが、置換基の数が少なくても屈折率を効果的に下げる効果があり、合成コストを考慮すると、アルキル基の炭素原子数は４以上であるとより好ましい。脂環式基の炭素原子数は６以上であるとより好ましい。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物における環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の様に、フェニル基のメタ位で置換基が結合している方が、膜密度が小さくなり、屈折率を低くすることができ、好ましい。
なおＲ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４のうち、少なくとも２以上は水素であるほうが、Ａの周囲の立体障害を小さくすることができ（ＬＵＭＯ軌道が主に分布しているＡとその置換基の立体障害を低減でき）、電子輸送性が良好となり、駆動電圧を低減することができ、好ましい。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
一般式（Ｇ３）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。またＲ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物の構成において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物が、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環の複素芳香環と、６員環の芳香環（すなわち置換または無置換のフェニル基）と、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基（アルキル基や脂環式基）のみで形成されている場合（つまり、縮合環を含まない場合）、屈折率が低くなる上に、キャリア（電子）輸送性も高くなるため、好ましい。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物における、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環としては、ピリジン環またはトリアジン環を用いることができる。なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物を発光層や活性層に接する層で用いる場合は、これらの層に電子を注入しやすく、電子輸送性が良好な、トリアジン環やピラジン環、ピリミジン環が好ましく、特にトリアジン環が好ましい。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物における、置換基（アルキル基と脂環式基）の分子当たりの総数としては、合成コストを考慮すると、４以上１０以下であるとより好ましく、屈折率をより低くするには６以上であるとさらに好ましい。同様に、なるべく大きな置換基（アルキル基や脂環式基）を用いるほうが、置換基の数が少なくても屈折率を効果的に下げる効果があり、合成コストを考慮すると、アルキル基の炭素原子数は４以上であるとより好ましい。脂環式基の炭素原子数は６以上であるとより好ましい。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物における環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ４）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
なお、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物の構成において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物が、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環の複素芳香環と、６員環の芳香環（すなわち置換または無置換のフェニル基）と、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基（アルキル基や脂環式基）のみで形成されている場合（つまり、縮合環を含まない場合）、屈折率が低くなる上に、キャリア（電子）輸送性も高くなるため、好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環としては、ピリジン環またはトリアジン環を用いることができる。なお、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物を発光層や活性層に接する層で用いる場合は、これらの層に電子を注入しやすく、電子輸送性が良好な、トリアジン環やピラジン環、ピリミジン環が好ましく、特にトリアジン環が好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、置換基（アルキル基と脂環式基）の分子当たりの総数としては、合成コストを考慮すると、４以上１０以下であるとより好ましく、屈折率をより低くするには６以上であるとさらに好ましい。同様に、なるべく大きな置換基（アルキル基や脂環式基）を用いるほうが、置換基の数が少なくても屈折率を効果的に下げる効果があり、合成コストを考慮すると、アルキル基の炭素原子数は４以上であるとより好ましい。脂環式基の炭素原子数は６以上であるとより好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基としては、ピリジル基、ピリミジニル基、ピラジニル基、トリアジニル基、キノリル基、キナゾリニル基、キノキサリニル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物中の、置換基を有するフェニル基は、下記一般式（Ｇ１−２）で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１−２）において、αは置換または無置換のフェニレン基を表す。またＲ２０は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、を表す。また、ｍおよびｎは１乃至２を表す。なお、ｍが２の場合、複数のαは各々同じでも異なっていてもよい。また、ｎが２の場合、複数のＲ２０は各々同じでも異なっていてもよい。
上記構成において、上記一般式（Ｇ１−２）で表される置換基を有するフェニル基は、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物におけるＲ２およびＲ４のいずれか一方または両方であることが好ましい（ただし、一般式（Ｇ１−２）で表される基がＲ２およびＲ４の両方である場合、上記一般式（Ｇ１−２）で表される２つの基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
また、上記一般式（Ｇ１−２）で表される置換基を有するフェニル基における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ１−２）で表される置換基を有するフェニル基における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物中の、置換基を有するフェニル基は、下記一般式（Ｇ１−３）で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１−３）において、Ｒ２１は水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または一般式（Ｇ１−３−１）で表される置換基、のいずれか一を表す。また、Ｒ２２は、一般式（Ｇ１−３−１）で表される置換基を表す。一般式（Ｇ１−３−１）中、Ｒ２３およびＲ２４は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一を表すが、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一方は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基である。なお、Ｒ２３およびＲ２４の両方が、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基であると、より好ましい。また、ｎは０乃至２を表す。なお、ｎが２の場合、複数のＲ２１は各々同じであっても異なっていてもよい。なお、ｎが０である場合、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一であるものとする。
なお、上記一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基は、一般式（Ｇ１）〜（Ｇ４）中におけるＲ２およびＲ４のいずれか一方または両方であることが好ましい（ただし、一般式（Ｇ１−３）で表される基がＲ２およびＲ４の両方である場合、上記一般式（Ｇ１−３）で表される２つの基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
また、上記一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基における、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、置換または無置換のフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物において、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基または環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、無置換の炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれか一であると好ましい。なお、炭素原子数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを用いることができる。また、炭素原子数３乃至１０の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、シクロデカニル基、ビシクロオクチル基、アダマンチル基などを用いることができる。また、炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基を用いることができる。特にフェニル基は、屈折率が低くできるため好ましい。また、ナフチル基、フェナントリル基、フルオレニル基は、ガラス転移点を高めることができるため、好ましい。また、これらの環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を、分岐を有する炭素原子数３乃至５のアルキル基やシクロアルキル基で置換することにより、ガラス転移点が高まると同時に屈折率が上昇しない（すなわち低い屈折率が維持される）効果が得られるため、好ましい。また、屈折率を低減する観点から、上記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかで置換されていることが好ましい。例えば、１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル基、１，３−ジシクロヘキシルフェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基、あるいは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基が好ましい。また、３−ｔ−ブチル−５−［１，３−ジ（ｔ−ブチル）フェニル］フェニル基や、３−シクロヘキシル−５−［１，３−ジシクロヘキシルフェニル］フェニル基のように、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換されたフェニル基で置換されたフェニル基が好ましい。また、縮合環を用いる場合であって、縮環数が３つ以上の場合には、六員環に対して他の六員環がａ位とｃ位、ｅ位のみで縮環している場合、ポリアセンに比べて屈折率を低くすることができるため、好ましい。例えば、フェナントレン環の方がアントラセン環に比べて屈折率を低くすることができる。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物、および、上記一般式（Ｇ１−２）および一般式（Ｇ１−３）で表される置換基を有するフェニル基における、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基は、下記式（ｒａ−１）〜（ｒａ−１５）のいずれか一で表されることが好ましい。
Figure 2021176198
上記各構成において、一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ４）で表される有機化合物における、置換または無置換のピリジル基は、無置換のピリジル基、または、一つもしくは複数のメチル基で置換されたピリジル基であると好ましい。
本発明の別の一態様は、一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物である。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ４’）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの一はＣＨを表す。また、Ｒ２は、下記式（Ｒ２−１）で表され、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４は各々独立に、下記式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一を表す。なお、式（Ｒ２−１）中、βは置換または無置換のフェニレン基、または、置換または無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｒ２５は、式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一を表し、ｎは１または２を表す。なお、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
なお、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物の構成において、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、有機化合物の屈折率に影響を与える。すなわち、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、屈折率が低下するため、これを用いた発光デバイスの光取り出し効率を向上させることができる。またｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなると、ガラス転移点など耐熱性が向上し、好ましい。しかし、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数が多くなりすぎると、有機化合物の分子間において隣り合う分子とのＬＵＭＯ軌道の重なりが阻害されることにより、キャリア輸送性（電子輸送性や注入性など）が低下するため、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。さらに、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合を２０％以上４０％以下とするのが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物が、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環の複素芳香環と、６員環の芳香環（すなわち置換または無置換のフェニル基）と、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基（アルキル基や脂環式基）のみで形成されている場合（つまり、縮合環を含まない場合）、屈折率が低くなる上に、キャリア（電子）輸送性も高くなるため、好ましい。
また、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物における、Ｑ１乃至Ｑ３を含む６員環としては、ピリジン環またはトリアジン環を用いることができる。なお、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物を発光層や活性層に接する層で用いる場合は、これらの層に電子を注入しやすく、電子輸送性が良好な、トリアジン環やピラジン環、ピリミジン環が好ましく、特にトリアジン環が好ましい。
Figure 2021176198
上記式（Ｒ２−１）中のβは、置換又は無置換のフェニレン基、ビフェニレン基、ベンゼン−トリイル基を用いることができる。置換基を有する場合は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基を用いることができる。
また、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物中の（Ｒ２）を表す、上記式（Ｒ２−１）中のＲ２５は、下記式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一で表され、βは、下記式（β−１）〜（β−１４）のいずれか一で表される。
Figure 2021176198
Figure 2021176198
次に、上記各構成を有する、本発明の一態様である有機化合物の具体的な例を以下に示す。
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
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Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１）において、六員環とアルキル基、脂環式基のみで構成されている方が、屈折率や可視域の吸収率を低くすることができ、光デバイスの電子輸送材料として用いた場合駆動電圧を低く維持でき好ましい。
上記一般式（Ｇ１）において、Ａに３つの置換または無置換のフェニル基が置換している場合、そのフェニル基の少なくとも１は、アルキル基や脂環式基の置換基を含まない方が、電子デバイスの電子輸送材料として用いた場合、駆動電圧を低く維持でき、好ましい。例えば、上記構造式（１０３）、構造式（１０７）、構造式（１１１）、構造式（１１６）〜（１２９）、構造式（２１２）〜（２１５）、構造式（２１８）〜（２２１）、構造式（３１１）〜（３１６）、構造式（４１２）〜（４１７）、構造式（６００）〜（６０５）などが挙げられる。
なお、上記構造式（１００）〜（１２９）、構造式（２００）〜（２２３）、構造式（３００）〜（３１７）、構造式（４００）〜（４３５）、構造式（５００）〜（５０６）および構造式（６００）〜（６０５）で表される有機化合物は、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の一例であるが、本発明の一態様である有機化合物は、これに限られない。
次に、本発明の一態様であり、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の合成方法について説明する。
Figure 2021176198
上記一般式（Ｇ１）において、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。
≪一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の合成方法≫
以下に、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の合成方法の一例について説明する。これらの有機化合物の合成には、種々の反応を適用することができる。例えば、合成スキーム（Ａ−１）に示すように、ハロゲン化アリール（ａ１）と、ハロゲン化アリール（ａ２）および（ａ３）とを反応させることにより、化合物（ａ４）を得ることができる。なお、上記反応では、ハロゲン化アリール（ａ２）および（ａ３）をグリニャール試薬またはリチウム化合物とし、ハロゲン化アリール（ａ１）をエーテル溶媒中で反応させることにより、化合物（ａ４）が得られる。
Figure 2021176198
式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ１０の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。また、Ｘ１〜Ｘ５は、それぞれ独立に、塩素、臭素またはヨウ素のいずれかを表す。
なお、上記反応において、ハロゲン化アリール（ａ２）および（ａ３）を同じ構造とすることにより、ハロゲン化アリール（ａ４）の収率が高まり好ましい。但し、ハロゲン化アリール（ａ２）および（ａ３）の構造が異なる場合は、第１のステップでハロゲン化アリール（ａ１）とハロゲン化アリール（ａ２）とを反応させた後、第２のステップで、得られた生成物にハロゲン化アリール（ａ３）を反応させるなどして、合成ステップを２ステップ以上に分けることにより、化合物（ａ４）の収率を高めることができる。
なお一般式（Ｇ１）におけるＲ０が水素の場合、Ｘ３を水素とすることで、合成スキーム（Ａ−１）で一般式（Ｇ１）で表される有機化合物が合成できる。
次に、下記合成スキーム（Ａ−２）に示すように、ハロゲン化アリール（ａ４）と、アリールホウ素化合物（ａ５）とをカップリングさせることで、目的物の化合物（Ｇ１）を合成することができる。この反応では、塩基存在下にて金属触媒を用いる合成方法を用いることが可能であり、例えば、鈴木・宮浦反応を用いることができる。
Figure 2021176198
式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、式（Ｇ１−１）で表される置換基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。Ｙ１はボロン酸やピナコールボロンなどのボロン酸エステルを表す。Ｘ３は、塩素、臭素、またはヨウ素のいずれかであり、原子番号が大きい方を用いることにより反応性が高まるため、好ましい。また、Ｘ３をボロン酸やピナコールボロンなどのボロン酸エステル、Ｙ１をハロゲンやスルホニルオキシ基として、これらを反応させても良い。
またＲ０が、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基の場合は、これらアルキル基または脂環式基のグリニャール試薬またはリチウム化合物と、ハロゲン化アリール（ａ４）とを、エーテル溶媒中で金属触媒を用いて反応させることにより、化合物（ａ４）が得られる。例えば、熊田・玉尾・コリューカップリングを用いることができる。
なお、上記合成スキーム（Ａ−１）において、ハロゲン化アリール（ａ１）をアリールホウ素化合物（ａ５）と先に反応させ、得られた化合物と、ハロゲン化アリール（ａ２）および（ａ３）とを反応させても良い。また、目的物（Ｇ１）のＡに結合している３つの置換基がいずれも同じ構造である場合、これら３つの置換基と、１ステップ目でハロゲン化アリール（ａ１）のＸ１〜Ｘ３とをそれぞれ置換してカップリング反応させると合成コストが抑えることができ、好ましい。
または、下記合成スキーム（Ｂ−１）に示すように、ハロゲン化アリール（（ｂ１）＋（ｂ１−１））とアリールホウ素化合物（ｂ２）とをカップリングさせ、目的物の化合物（Ｇ１）を合成することができる。この反応では、塩基存在下にて金属触媒を用いる合成方法を用いることが可能であり、例えば、鈴木・宮浦反応を用いることができる。
Figure 2021176198
式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。また、Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。Ｙ２はボロン酸やピナコールボロンなどのボロン酸エステルを表す。Ｘ４は、塩素、臭素、ヨウ素、またはスルホニルオキシ基のいずれかを表し、原子番号が大きい方を用いることにより反応性が高まるため、好ましい。また、Ｘ４をボロン酸やピナコールボロンなどのボロン酸エステル、Ｙ２をハロゲンやスルホニルオキシ基として、これらを反応させても良い。
この合成スキームでは、アリールホウ素化合物（ｂ２）のＲ１２をハロゲン化アリール（（ｂ１）＋（ｂ１−１））の置換基（ｂ１−１）のＹ２に置換する反応例を示したが、同様の反応をハロゲン化アリール（（ｂ１）＋（ｂ１−１））のＲ１〜Ｒ１１、Ｒ１３〜Ｒ１５の置換位置で行っても良い。
以上、本発明の一態様である有機化合物の合成方法の一例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、他のどのような合成方法によって合成されても良い。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
図１（Ａ）に、本発明の一態様の発光デバイスを表す図を示す。本発明の一態様の発光デバイスは、第１の電極１０１と、第２の電極１０２、ＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層に実施の形態１で示した電子輸送層用材料または実施の形態１で示した有機化合物を用いている。
ＥＬ層１０３は、発光層１１３を有しており、正孔注入層１１１および／または正孔輸送層１１２を有していても良い。発光層１１３には発光材料が含まれており、本発明の一態様の発光デバイスは、当該発光材料から発光を得る。発光層１１３には、ホスト材料や、その他の材料が含まれていても良い。実施の形態１で示した電子輸送層用材料は、電子輸送層１１４および／または電子注入層１１５に含まれる。実施の形態１で示した有機化合物は、発光層１１３に含まれていても、電子輸送層１１４に含まれていても、電子注入層１１５に含まれていても、そのいずれに含まれていても構わない。
なお、図１（Ａ）にはこれらに加えて正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２が図示されているが、発光デバイスの構成はこれらに限られることはない。例えば、正孔輸送層１１２と発光層１１３との間に電子ブロック層が設けられていてもよいし、発光層１１３と電子輸送層１１４との間に正孔ブロック層が設けられていてもよい。
当該電子輸送層用材料または有機化合物は、良好な電子輸送性を有するため電子輸送層１１４に用いることが有効である。また、本発明の一態様の電子輸送層用材料または有機化合物をアルカリ金属の有機金属錯体と混合して電子輸送層１１４または／および電子注入層１１５に用いる構成は、駆動電圧や発光効率が向上するため、好ましい構成である。
また、本発明の一態様の有機化合物は、ホスト材料として用いることもできる。さらに、この場合、正孔輸送材料と共蒸着することによって、当該有機化合物と当該正孔輸送材料による励起錯体を形成する構成であっても良い。適切な発光波長を有する励起錯体を形成することによって、発光材料への有効なエネルギー移動を実現し、高い効率、良好な寿命を有する発光デバイスを提供することが可能となる。
本発明の一態様の有機化合物は屈折率が低い有機化合物であることから、それをＥＬ層内部に用いることによって、外部量子効率の良好な発光デバイスを得ることができる。
続いて、上述の発光デバイスの詳細な構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の発光デバイスは、上述のように第１の電極１０１と第２の電極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有しており、当該ＥＬ層１０３のいずれかの部分に、実施の形態１で開示した電子輸送層用材料または有機化合物が含まれている。
第１の電極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
ＥＬ層１０３は積層構造を有していることが好ましいが、当該積層構造については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層（正孔ブロック層、電子ブロック層）、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層構造を適用することができる。本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、電子輸送層１１４、電子注入層１１５及び発光層１１３に加えて、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２を有する構成、及び図１（Ｂ）に示すように、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、発光層１１３、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２に加えて、電荷発生層１１６を有する構成の２種類の構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、アクセプタ性を有する物質を含む層である。アクセプタ性を有する物質としては、有機化合物と無機化合物のいずれも用いることが可能である。
アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を用いることができ、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）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、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、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物、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）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。アクセプタ性を有する物質は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料に上記アクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。
複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、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。以下では、複合材料における正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる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。カルバゾール誘導体としては、具体的には、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）、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−フェニルアントラセン−９−イル）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。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。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。なお、本発明の一態様の有機化合物も用いることができる。
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。
複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら有機化合物が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。以上のような有機化合物としては、具体的には、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］ −Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−４−アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ジベンゾフラン−４−アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−［３−（６−フェニルジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−１−ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、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）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、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）、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］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−４−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−３−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−１−アミン等を挙げることができる。
なお、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料はその最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ Ｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ：ＨＯＭＯ）準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることがさらに好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔輸送層１１２への正孔の注入が容易となり、また、寿命の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。
なお、上記複合材料にさらにアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を混合（好ましくは当該層中のフッ素原子の原子比率が２０％以上）することによって、当該層の屈折率を低下させることができる。これによっても、ＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率を向上させることができる。
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。また、アクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含んで形成される。正孔輸送性を有する材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
上記正孔輸送性を有する材料としては、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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、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）、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）、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］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、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）、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）などのチオフェン骨格を有する化合物や、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）、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）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料として挙げた物質も正孔輸送層１１２を構成する材料として好適に用いることができる。
発光層１１３は発光物質とホスト材料を有している。なお、発光層１１３は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる２層の積層であっても良い。
発光物質は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光物質であっても構わない。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適に適用することができる。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（１，６−ピレン−ジイル）ビス［（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、３，１０−ビス［Ｎ−（ジベンゾフラン−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、発光物質としてりん光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
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］）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：ＦＩｒａｃａｃ）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。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。
また、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［６−（２−ノルボルニル）−４−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。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ〜６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、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、（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。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。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、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光物質を選択し、用いてもよい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。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、以下の構造式に示される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）等も挙げられる。
Figure 2021176198
また、以下の構造式に示される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）や、９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（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）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。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共に高く、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、ピリジン骨格、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。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、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、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、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電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランやボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環や複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
Figure 2021176198
なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（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）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測される燐光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
また、ＴＡＤＦ材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。
発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料、上記ＴＡＤＦ材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格やπ電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。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）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、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）、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）、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］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、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）、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）などのチオフェン骨格を有する化合物や、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）、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）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、正孔輸送層１１２における、正孔輸送性を有する材料の例として挙げた有機化合物も用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、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）、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）、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）、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）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、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）、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）などのジ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が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）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。なお、実施の形態１で説明した有機化合物も電子輸送性を有する材料であり、ホストとして用いることができる。実施の形態１で説明した有機化合物を用いることによってＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率を向上させることができる。
ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、先にＴＡＤＦ材料として挙げたものを同様に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることができる。このとき、ＴＡＤＦ材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率よく三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素原子数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素原子数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素原子数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送やキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、ＴＡＤＦ材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
蛍光発光物質を発光物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、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）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の重量比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：１９〜１９：１とすればよい。
なお、上記混合された材料の一部として、りん光発光物質を用いることができる。りん光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
なお、励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、りん光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性を有する材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。なお、電子輸送層１１４は、例えば、１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下、好ましくは、１５ｎｍ以上、３５ｎｍ以下の膜厚で形成するのが好ましい。電子輸送性を有する物質としては、実施の形態１で開示した電子輸送層用材料または有機化合物を用いることが好ましい。電子輸送層１１４に実施の形態１で開示した電子輸送層用材料または有機化合物を用いることによって、ＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率を向上させることが可能となる。
実施の形態１で開示した電子輸送層用材料または有機化合物以外を電子輸送層１１４に用いる場合は、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する物質として挙げたものを用いることができる。
なお、電子輸送層１１４は電子輸送性を有する材料と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体を含むことが好ましい。特に、アルカリ金属の有機金属錯体が好ましく、さらにリチウムの有機金属錯体が好ましい。当該有機金属錯体の配位子としては、８−キノリノラト構造を有する配位子が特に好ましく、８−キノリノラトーリチウムまたは６−メチル−８−キノリノラトーリチウムであることがより好ましい。なお、本構成を有する電子輸送層１１４は、電子注入層１１５を兼ねることがある。
また、電子輸送層１１４は電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。電子輸送層１１４における電子の輸送性を落とすことにより発光層への電子の注入量を制御することができ、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。この構成は、特に正孔注入層を複合材料として形成し、当該複合材料における正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質である場合に、寿命が良好となるため特に好ましい。なお、この際、電子輸送性を有する材料は、そのＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であることが好ましい。また、当該電子輸送性を有する材料はアントラセン骨格を有する有機化合物であることが好ましく、アントラセン骨格と複素環骨格の両方を含む有機化合物であることがより好ましい。当該複素環骨格としては、含窒素５員環骨格または含窒素６員環骨格が好ましく、これら複素環骨格としては、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環などのように２つの複素原子を環に含む含窒素５員環骨格または含窒素６員環骨格を有することが特に好ましい。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体としては、８−ヒドロキシキノリナト構造を含むことが好ましい。具体的には、例えば８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、８−ヒドロキシキノリナト−ナトリウム（略称：Ｎａｑ）などを挙げることができる。特に、一価の金属イオンの錯体、中でもリチウムの錯体が好ましく、Ｌｉｑがより好ましい。なお、８−ヒドロキシキノリナト構造を含む場合、そのメチル置換体（例えば２−メチル置換体や５−メチル置換体）などを用いることもできる。また、電子輸送層中においてアルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体は、その厚さ方向において濃度差（０である場合も含む）が存在することが好ましい。
電子輸送層１１４は、発光層１１３と第２の電極１０２との間に設けられる。なお、電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層を設けても良い。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものや、エレクトライドを用いてもよい。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、電子輸送性を有する材料とアルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体を混合した材料を電子注入層１１５として用いてもよい。電子輸送性を有する材料としては、電子輸送層１１４に用いることが可能な材料として挙げたものをここでも用いることができる。なお、本構成を有する電子注入層１１５は、電子輸送層１１４を兼ねることがある。
なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質（好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物）に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上（５０ｗｔ％以上）含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｂ））。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極である第２の電極１０２に正孔が注入され、発光デバイスが動作する。
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。また、本発明の一態様の有機化合物は屈折率が低い有機化合物であることから、電子注入バッファ層１１９に用いることによって、外部量子効率の良好な発光デバイスを得ることができる。
第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光材料もしくは、発光層に含まれる発光材料が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光デバイス（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光デバイスは、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光デバイスである。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｃ）で示す発光デバイスは複数の発光ユニットを有する発光デバイスであり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）で示した発光デバイスは、１つの発光ユニットを有する発光デバイスであるということができる。
図１（Ｃ）において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２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機能を有する。すなわち、図１（Ｃ）において、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、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５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
図１（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光デバイス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デバイスについても、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デバイスのように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１３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。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光デバイスにおいて、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。
また、上述のＥＬ層１０３や第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層や電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでも良い。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いた発光装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（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、発光デバイス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（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、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樹脂等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すれば良い。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ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、後に形成するＥＬ層等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曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
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、２〜２０ｗｔ％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、窒化チタン膜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は、実施の形態２で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、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）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、２〜２０ｗｔ％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でもって、発光デバイスが形成されている。当該発光デバイスは実施の形態２に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイス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２に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が混在していても良い。
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に発光デバイス６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
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樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
図２には示されていないが、第２の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜や無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
以上のようにして、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置を得ることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態２に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
図３には白色発光を呈する発光デバイスを形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（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、発光デバイスの第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光デバイスの第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３（Ａ）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）は透明な基材１０３３に設けている。また、ブラックマトリクス１０３５をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクス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、及びブラックマトリクス１０３５は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（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、緑、青となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図３（Ｂ）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。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴ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。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４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。ＦＥＴと発光デバイス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の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
発光デバイスの第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態２においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、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ブラックマトリクス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）やブラックマトリックスはオーバーコート層１０３６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こととする。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、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える。マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスは、第１の電極を反射電極、第２の電極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。
当該発光デバイスは、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
なお、上記構成においてＥＬ層は、複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光デバイスの構成と組み合わせて、一つの発光デバイスに電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態２に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光デバイスの不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態２に記載の発光デバイスを用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光デバイスをそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光デバイスを照明装置として用いる例を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態２における第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態２におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態２における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光デバイスを本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
以上の構成を有する発光デバイスが形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材４０５、４０６を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態２に記載の発光デバイスを用いており、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光デバイスをその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態２に記載の発光デバイスは発光効率が良好であり、消費電力の小さい発光デバイスである。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が小さい発光部を有する電子機器とすることが可能である。
上記発光デバイスを適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、実施の形態２に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線また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）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態２に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図７（Ｃ）は、携帯端末の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態２に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
図７（Ｃ）に示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯端末内部に、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、携帯端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまた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、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
以上の様に実施の形態２に記載の発光デバイスを備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態２に記載の発光デバイスを用いることにより消費電力の小さい電子機器を得ることができる。
図８（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器で確認することもできる。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
図８（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７、移動機構２１０８を備える。
マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
図８（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、接続端子５００６、センサ５００７（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５００８、第２の表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。
図９は、実施の形態２に記載の発光デバイスを、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２としては、実施の形態３に記載の照明装置を用いても良い。
図１０は、実施の形態２に記載の発光デバイスを、室内の照明装置３００１として用いた例である。実施の形態２に記載の発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、実施の形態２に記載の発光デバイスは大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態２に記載の発光デバイスは、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
実施の形態２に記載の発光デバイスは、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態２に記載の発光デバイスを自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５２００乃至表示領域５２０３は実施の形態２に記載の発光デバイスを用いて設けられた表示である。
表示領域５２００と表示領域５２０１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態２に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。実施の形態２に記載の発光デバイスは、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極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の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による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良い。
表示領域５２０２はピラー部分に設けられた実施の形態２に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。表示領域５２０２には、車体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、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５２０３は車体によって遮られた視界を、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。見えない部分を補完するように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。
表示領域５２０３はまたナビゲーション情報、速度計や回転計、エアコンの設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５２００乃至表示領域５２０２にも設けることができる。また、表示領域５２００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。
また、図１２（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸びる。屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。
なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
また、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたた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。
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０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。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１００）として示した有機化合物、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：３−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルの合成＞
三口フラスコに３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニルボロン酸１．０ｇ（４．３ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−３−ヨードベンゼン１．５ｇ（５．２ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液４．５ｍＬ、トルエン２０ｍＬ、エタノール３ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここへトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン５２ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）１０ｍｇ（０．０４３ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、８０℃で１４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。この混合物を自然ろ過し、得られたろ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）にて精製することにより目的の白色固体１．０ｇを得た（収率：６８％）。ステップ１の合成スキームを下記式（ａ−１）に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
三口フラスコに３−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル１．０ｇ（２．９ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン０．９６ｇ（３．８ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム０．９４ｇ（９．６ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン３０ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル０．１２ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）、［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０．１２ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、１１０℃で２４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過した。得られたろ液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）にて精製することにより、目的の黄色オイル０．８９ｇを得た（収率：７８％）。ステップ２の合成スキームを下記式（ａ−２）に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−フェニル）−２−クロロ−１，３，５−トリアジン０．８ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン０．８９ｇ（２．３ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム０．６８ｇ（３．２ｍｍｏｌ）、水３ｍＬ、トルエン８ｍＬ、１，４−ジオキサン３ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに酢酸パラジウム（ＩＩ）３．５ｍｇ（０．０１６ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン１０ｍｇ（０．０３２ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下１２時間加熱還流した。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：２０）にて精製し、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 クロロホルム：ヘキサン＝５：１から１：０に変化させた）にて精製した。得られた固体をヘキサンにて再結晶することにより、目的の白色固体０．８８ｇ（収率：７６％）を得た。ステップ３の合成スキームを下記式（ａ−３）に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体０．８７ｇを、トレインサブリメーション法によりアルゴンガスを流しながら、２３０℃、圧力５．８Ｐａの条件で昇華精製した。昇華精製後、目的物の白色固体を０．８２ｇ、回収率９５％で得た。
なお、上記ステップ３で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１００）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４２−１．４９（ｍ，５４Ｈ），７．５０（ｓ，１Ｈ），７．６１−７．７０（ｍ，５Ｈ），７．８７（ｄ，１Ｈ），８．６８−８．６９（ｍ，４Ｈ），８．７８（ｄ，１Ｈ），９．０６（ｓ，１Ｈ）。
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６７ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ７２１．５３のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ７２１．５３±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図１４に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ ２１６．１７とｍ／ｚ ２９２．２１を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ ２１６．１７はターシャリーブチル基が２つ結合したフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ２９２．２１はターシャリーブチル基が２つ結合したビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
続いて、ガラス転移温度について、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製、Ｐｙｒｉｓ １ ＤＳＣ）を用いて調べた。測定結果から、ガラス転移温度は１１２℃であった。このように、本発明の一態様の有機化合物は、高いガラス転移温度を示し、良好な耐熱性を有することがわかった。
また、図１５にｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例２≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１２０）として示した有機化合物、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：３−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルの合成＞
合成例１のステップ１と同様に合成した。
＜ステップ２：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ３：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに４，６−ジフェニル−２−クロロ−１，３，５−トリアジン１．５ｇ（５．６ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン２．４ｇ（６．２ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム２．４ｇ（１１ｍｍｏｌ）、水１０ｍＬ、トルエン２８ｍＬ、１，４−ジオキサン１０ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに酢酸パラジウム（ＩＩ）１３ｍｇ（０．０５６ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン３４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下１４時間加熱還流し、反応させた。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、得られた有機層の水を硫酸マグネシウムにて除去した。この混合物を自然ろ過して得られたろ液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホルム：ヘキサン＝１：５から１：３に変化させた）にて精製した後、ヘキサンにて再結晶することにより、目的の白色固体を２．０ｇ得た（収率：５１％）。ステップ３の合成スキームを下記式（ｂ−１）に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体２．０ｇをトレインサブリメーション法により、アルゴンガス気流下、圧力３．４Ｐａ、２２０℃の条件で昇華精製した。固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を１．８ｇ、回収率８０％で得た。
なお、上記ステップ３で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１２０）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４４（ｓ，１８Ｈ），７．５１−７．６８（ｍ，１０Ｈ），７．８３（ｄ，１Ｈ），８．７３−８．８１（ｍ，５Ｈ），９．０１（ｓ，１Ｈ）。
次に、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎのジクロロメタン溶液は２７１ｎｍに吸収ピークが見られた。可視領域である４４０ ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことから、ディスプレイ材料として良好な吸収特性を有することがわかった。
続いて、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ４９７．２８のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ４９７．２８±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図１６に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５、ｍ／ｚ ２９２．２１を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。ｍ／ｚ ２９２．２１はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図１７にｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例３≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１２１）として示した有機化合物、２−（３，３’’，５，５’’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５’−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに４，６−ジフェニル−２−クロロ−１，３，５−トリアジン０．６７ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、２−３，５−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ベンゼン−１−イル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン１．６ｇ（２．８ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、水５ｍＬ、トルエン１４ｍＬ、１，４−ジオキサン５ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに酢酸パラジウム（ＩＩ）５．６ｍｇ（０．０２５ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン１５ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下１９時間加熱還流した。反応終了後、反応溶液をろ過し、ろ液とろ物（１）とに分けた。得られたろ液は酢酸エチルよる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物をろ過して、得られたろ液を濃縮し、ろ過してろ物（２）を得た。
得られたろ物（１）とろ物（２）を合わせてシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホルム：ヘキサン＝１：５）にて精製した後、トルエンにて再結晶し、目的の白色固体１．２ｇを得た（収率：７１％）。ステップ１の合成スキームを下記式（ｃ−１）に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体１．２ｇを、トレインサブリメーション法により、アルゴンガス気流下、圧力３．４Ｐａ、２８５℃で昇華精製した。昇華精製後、目的物の白色固体を１．１ｇ、回収率８９％で得た。
なお、上記ステップ１で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１２１）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４４（ｓ，３６Ｈ），７．５４−７．６２（ｍ，１２Ｈ），７．９９（ｔ，１Ｈ），８．７９（ｄ，４Ｈ），８．９２（ｄ，２Ｈ）。
次に、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６５ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６８５．４４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６８５．４４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図１８に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５、ｍ／ｚ ４８０．３６を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。ｍ／ｚ ４８０．３６はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図１９にｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例４≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（２００）として示した有機化合物、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピリミジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：４，６−ビス（３，５−ジーｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−クロロ−１，３−ピリミジンの合成＞
三口フラスコに２，４，６−トリクロロピリミジン１．４ｇ（７．８ｍｍｏｌ）、アセトニトリル４０ｍＬ、水１６ｍＬ、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸３．８ｇ（１６ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム４．３ｇ（３１ｍｍｏｌ）を加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。ここにビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリドを０．２２ｇ（０．３１ｍｍｏｌ）加え、窒素雰囲気下、５０℃で４時間撹拌した。反応終了後、この反応混合物にトルエンを加え水、飽和食塩水で洗浄し、得られた有機層の水を硫酸マグネシウムにより除去した。この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 ヘキサン：トルエン＝１：１）により精製し、目的物の白色固体を２．７ｇ、収率７１％で得た。ステップ１の合成スキームを下記式（ｄ−１）に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：３−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルの合成＞
合成例１のステップ１と同様に合成した。
＜ステップ３：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ４：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの合成＞
三口フラスコ内にステップ１で合成した４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−２−クロロ−１，３−ピリミジン０．９３ｇ（１．９ｍｍｏｌ）とステップ３で合成した２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン０．９２ｇ（２．３ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム０．５３ｇ（３．８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）２０ｍＬ、水４ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。そこにトリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート１７ｍｇ（０．０５７ｍｍｏｌ）とトリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）１７ｍｇ（０．０１９ｍｍｏｌ）を加え、この溶液を窒素雰囲気下８０℃で１７時間撹拌した。反応終了後、反応混合物にトルエンを加え、水、飽和食塩水で洗浄し、得られた有機層の水を硫酸マグネシウムにより除去した。この混合物を自然濾過した。得られたろ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＝４：１）により精製し、目的物の白色固体をおよそ１．３ｇ得た（収率約９５％）。ステップ４の合成スキームを下記式（ｄ−２）に示す。
Figure 2021176198
なお、上記ステップ４で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（２００）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．３９−１．４５（ｍ，５４Ｈ），７．４７（ｔ，１Ｈ），７．５９−７．６５（ｍ，５Ｈ），７．７６（ｄ，１Ｈ），７．９５（ｓ，１Ｈ），８．０６（ｄ，４Ｈ），８．７３（ｄ，１Ｈ），８．９９（ｓ，１Ｈ）。
次に、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６７ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ７２０．５４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ７２０．５４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を７０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図２０に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ ２１６．１７を検出した。これは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ ２１６．１７はフェニル基にピリミジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。このフラグメントは、ピリミジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図２１にｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＰｍは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光デバイス１および比較発光デバイス１について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（発光デバイス１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、８５ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、実施例１で説明した本発明の一態様である低屈折率材料、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）（構造式（１００））を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎと構造式（ｖｉｉ）で表される６−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ：Ｌｉ−６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、Ｌｉ−６ｍｑを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで第２の電極１０２を形成して発光デバイス１を作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第２の電極１０２から光を取り出すトップエミッション型の素子である。また、第２の電極１０２上には構造式（ｘ）で表される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）を７０ｎｍ蒸着して、取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス１の作製方法）
比較発光デバイス１は、発光デバイス１における正孔輸送層１１２の膜厚を１５ｎｍとし、正孔ブロック層に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの代わりに構造式（ｖｉ）で表される、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）を用い、電子輸送層１１４に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの代わりに上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）を用い、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５に用いたＬｉ−６ｍｑの代わりに構造式（ｉｘ）で表される、８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）を用いて、発光デバイス１と同様に作製した。
発光デバイス１および比較発光デバイス１の素子構造を以下の表１にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を図２２にそれぞれ示し、４５６ｎｍにおける屈折率を表２に示す。屈折率の測定は、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。また、測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
Figure 2021176198
上記の各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス１および比較発光デバイス１の輝度−電流密度特性を図２３に、電流効率−輝度特性を図２４に、輝度−電圧特性を図２５に、電流−電圧特性を図２６に、ブルーインデックス−輝度特性を図２７に、発光スペクトルを図２８にそれぞれ示す。また、発光デバイス１および比較発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表３に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらにｙ色度で割った値であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、ｙ色度が小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色純度の高い青色発光は、輝度成分が小さくても広い範囲の青色を表現することが可能であり、色純度の高い青色発光を用いることで、青色を表現するための必要輝度が低下することから消費電力の低減効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなるｙ色度を考慮したＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられ、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
Figure 2021176198
図２３乃至図２８及び表３に示す結果より、本発明の一態様である低屈折率材料を用いた発光デバイス１は、比較発光デバイス１とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス１よりも電流効率の良好なＥＬデバイスであることがわかった。
また、発光デバイス１および比較発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるブルーインデックス（ＢＩ）は各々１５３（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４８（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、ＢＩの最大値は各々１６１（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４９（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス１は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。そのため、本発明の一態様は、ディスプレイに用いられる発光デバイスに好適である。
本実施例では、本発明の一態様である、発光デバイス２および比較発光デバイス２について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（発光デバイス２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、８５ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、実施例２で説明した本発明の一態様である低屈折率材料、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）（構造式（１２０））を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎと上記構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、Ｌｉｑを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）との体積比を１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで第２の電極１０２を形成して発光デバイス２を作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第２の電極１０２から光を取り出すトップエミッション型の素子である。また、第２の電極１０２上には上記構造式（ｘ）で表される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）を７０ｎｍ蒸着して、取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス２の作製方法）
比較発光デバイス２は、発光デバイス２における正孔輸送層１１２の膜厚を１５ｎｍに、正孔ブロック層に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉ）で表される２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）に、電子輸送層１１４に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）にそれぞれ変えた他は発光デバイス２と同様に作製した。
発光デバイス２および比較発光デバイス２の素子構造を以下の表４にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎおよびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を図２９に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を表５に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
Figure 2021176198
上記発光デバイスおよび比較発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス２および比較発光デバイス２の輝度−電流密度特性を図３０に、電流効率−輝度特性を図３１に、輝度−電圧特性を図３２に、電流−電圧特性を図３３に、ブルーインデックス−輝度特性を図３４に、発光スペクトルを図３５に示す。また、発光デバイス２および比較発光デバイス２の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表６に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。
Figure 2021176198
図３０乃至図３５及び表６より、本発明の一態様の低屈折率材料を用いた発光デバイス２は、比較発光デバイス２とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス２よりも電流効率の良好なＥＬデバイスであることがわかった。
また、発光デバイス２および比較発光デバイス２のＢＩの最大値は各々１５９（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４４（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス２は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。そのため、本発明の一態様は、ディスプレイに用いる発光デバイスに好適である。
≪合成例５≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１２３）として示した有機化合物、２−（３，３’’，５’，５’’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：３，３’’，５’，５’’−テトラ−ｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５−イル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
三口フラスコに５−ブロモ−３，３’’，５’，５’’−テトラ−ｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル１．０ｇ（１．９ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン０．６２ｇ（２．４ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム０．６１ｇ（６．２ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン１８ｍＬを加え脱気した。これに［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０．０７７ｇ（０．０９４ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下１１０℃で２４時間反応させた。
反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して、得られたろ液を濃縮した。これをトルエン：ヘキサン＝２：１からトルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより、目的の白色固体０．７８ｇ（収率：７２％）を得た。ステップ１の合成スキームを下記式（ｅ−１）に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の合成＞
三口フラスコに４，６−ジフェニル−２−クロロ−１，３，５−トリアジン０．３３ｇ（１．２ｍｍｏｌ）、３，３’’，５’，５’’−テトラ−ｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５−イル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン０．７８ｇ（１．３ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム０．５７ｇ（２．７ｍｍｏｌ）、水３ｍＬ、トルエン７ｍＬ、１，４−ジオキサン３ｍＬを加え脱気した。さらにここへ酢酸パラジウム（ＩＩ）３ｍｇ（０．０１３ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン８ｍｇ（０．０２７ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下で２０時間加熱還流した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をクロロホルム：ヘキサン＝５：１から３：１まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、白色固体０．７０ｇを得た。この固体をエタノール／ヘキサンにて再結晶することにより、目的の白色固体０．６４ｇ（収率：７６％）を得た。ステップ２の合成スキームを下記式（ｅ−２）に示す。
Figure 2021176198
なお、上記ステップ２で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１２３）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２が得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４１（ｓ，１８Ｈ），１．４９（ｓ，９Ｈ），１．５２（ｓ，９Ｈ），７．４９（ｓ，３Ｈ），７．５８−７．６３（ｍ，７Ｈ），７．６９−７．７０（ｍ，２Ｈ），７．８８（ｔ，１Ｈ），８．７７−８．８３（ｍ，６Ｈ）。
次に、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６７ ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２を液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２を有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２のＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６８５．４４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６８５．４４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図５２に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５、ｍ／ｚ ６７０．４２を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。ｍ／ｚ ６７０．４２はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図５３にｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２の屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０２は青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６５であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６１であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
本実施例では、本発明の一態様である、発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（各発光デバイスの作製方法）
まず、ガラス基板上に、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、１１０ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを８０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、発光デバイス３と発光デバイス４において、実施例１で説明した本発明の一態様である低屈折率材料、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ビス（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）（構造式（１００））を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、発光デバイス３の場合は、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎと構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成し、発光デバイス４の場合は、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎと構造式（ｖｉｉ）で表される６−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ：Ｌｉ−６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。電子輸送層１１４を形成した後、発光デバイス３の場合は、Ｌｉｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成し、発光デバイス４の場合は、Ｌｉ−６ｍｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成した。
また、発光デバイス５において、実施例２で説明した本発明の一態様である低屈折率材料、２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）（構造式（１２０））を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎと構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成した。
最後に、アルミニウムを膜厚が２００ｎｍとなるように蒸着し、第２の電極１０２を形成して各発光デバイスを作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能を有する反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第１の電極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の素子構造を以下の表７にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの４５６ｎｍにおける屈折率を表８に示す。屈折率の測定は、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。また、測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。
Figure 2021176198
上記の各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の輝度−電流密度特性を図３６に、電流効率−輝度特性を図３７に、輝度−電圧特性を図３８に、電流密度−電圧特性を図３９に、電力効率−輝度特性を図４０に、発光スペクトルを図４１に、外部量子効率−輝度特性を図４２にそれぞれ示す。また、発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表９に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と発光スペクトルを用い、配光特性がランバーシアン型であると仮定し算出した。
Figure 2021176198
図３６乃至図４２及び表９に示す結果より、本発明の一態様である低屈折率材料を用いた発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５は、電流効率や外部発光効率の良好なＥＬデバイスであることがわかった。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５の信頼性試験の結果を図４３にそれぞれ示す。これらの信頼性を示す図において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験として、各発光デバイスに対して、５０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度での駆動試験を行った。
以上の結果から、本発明の一態様である低屈折率材料、ｍｍｔＢｕｍＢＰ−ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎや、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎをＥＬ層に用いた、本実施例に示す発光デバイス３、発光デバイス４、および発光デバイス５は、いずれも２００時間で約８０％以上の規格化輝度を示し、信頼性の高い発光デバイスであることが示された。
≪合成例６≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（４１２）として示した有機化合物、２−｛３−（３，５−ジシクロヘキシルフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２，４−ジフェニル−６−［３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−１，３，５−トリアジン２．７ｇ（６．１ｍｍｏｌ）、３，５−ジシクロヘキシル−１−フェニルトリフルオロメタンスルホナート１．７ｇ（４．３ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム１．７ｇ（１２ｍｍｏｌ）を入れた。この混合物にトルエン６０ｍｌ、エタノール１２ｍｌ、水６ｍｌを加えて減圧下で攪拌して脱気した。そして、この混合物に２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル（ＳＰｈｏｓ） ０．２５ｇ（０．６１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０２７５ｇ（０．１２３ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、８０℃で９．５時間攪拌した。
反応終了後、反応溶液をろ過し、酢酸エチルによって抽出した。抽出溶液をセライトろ過し、硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮して目的物を含んだ褐色固体を得た。得られた固体をクロロホルム：ヘキサン＝１：５からクロロホルム：ヘキサン＝１：３に極性を変化させた展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的物である白色固体を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
さらに得られた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て目的物の油状物を得た。得られたオイルをヘキサン／トルエンにて再結晶し、目的物の白色固体を収量１．５ｇ、収率６５％で得た。
得られた白色固体１．５ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．５Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２６５℃で１９時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を１．１ｇ、回収率７３％で得た。
なお、上記合成法で得られた目的物の分子量をＧＣ／ＭＳ検出器（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ製、ＩＴＱ１１００イオントラップ型ＧＣＭＳシステム）により測定した。これにより、質量数５４９（モードはＥＩ＋）をメインとするピークを検出した。この結果から、本実施例において、上述の構造式（４１２）で表される本発明の一態様である有機化合物、ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎが得られたことがわかった。
続いて、ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７１ ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ５４９．３１のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ５４９．３１±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥを５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図５８に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ ３４４．２４を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ３４４．２４はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図５９にｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｃｈｍＢＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
本実施例では、本発明の一態様である、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較の発光デバイスである比較発光デバイス３について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（各発光デバイスの作製方法）
まず、ガラス基板上に、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、１１０ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、発光デバイス６と比較発光デバイス３において、上記構造式（ｖｉ）で表される、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、発光デバイス６は、実施の形態１において構造式（１２１）として示した本発明の一態様の低屈折率材料である２−（３，３’’，５，５’’−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５’−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ）と構造式（ｖｉｉ）で表される６−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−６ｍｑ）とを重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ：Ｌｉ−６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成し、比較発光デバイス３では上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）と構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを重量比で１：１（＝ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。また、発光層を形成した後、発光デバイス７では、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎを１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎとＬｉ−６ｍｑとを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ：Ｌｉ−６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
続いて、電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚が２００ｎｍとなるように蒸着し、第２の電極１０２を形成して各発光デバイスを作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能を有する反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第１の電極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の素子構造を表１０にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの４５６ｎｍにおける屈折率を表１１に示す。屈折率の測定は、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。また、測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。
Figure 2021176198
上記の各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の輝度−電流密度特性を図４５に、電流効率−輝度特性を図４６に、輝度−電圧特性を図４７に、電流密度−電圧特性を図４８に、外部量子効率−輝度特性を図４９に、発光スペクトルを図５０に、にそれぞれ示す。また、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイス３の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１２に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と発光スペクトルを用い、配光特性がランバーシアン型であると仮定し算出した。
Figure 2021176198
図４５乃至図５０及び表１２に示す結果より、これら発光デバイスは、電流効率や外部発光効率の良好なＥＬデバイスであることがわかった。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。発光デバイス６、発光デバイス７の信頼性試験の結果を図５１にそれぞれ示す。これらの信頼性を示す図において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験として、各発光デバイスに対して、５０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度での駆動試験を行った。
以上の結果から、本発明の一態様である低屈折率材料、発光デバイス６、発光デバイス７は、いずれも５００時間で約８０％以上の規格化輝度を示し、信頼性の高い発光デバイスであることが示された。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例７≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２−（３’’，５’，５’’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−４−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の合成＞
三口フラスコに、２−（４−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ２．４０ｇ（６．１ｍｍｏｌ）、３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’−ビフェニル−３−イル−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ２．４ｇ（７．５ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム ２．２ｇ（１６ｍｍｏｌ）、Ｈ２Ｏ ８ｍＬ、トルエン ３１ｍＬ、エタノール ８ｍＬを加え脱気した。さらにここへ酢酸パラジウム（ＩＩ） ３３ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ８１ｍｇ（０．２７ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下で７時間加熱還流した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、白色固体を得た。この固体をクロロホルム：ヘキサン＝２０：１から４：１まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、白色固体を得た。この固体をエタノール／ヘキサンにて再結晶した。ついで、クロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製し、白色固体２．２ｇ（収率：５７％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体１．９９５ｇを、圧力３．４Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２３５℃でトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製後、目的物の白色固体を７００ｍｇ、回収率３５％で得た。
また、上記ステップ１で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下に示す。この結果から、本合成例において、本発明の一態様の有機化合物である、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４が得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４１（ｓ，１８Ｈ）、１．４９（ｓ，９Ｈ）、７．４７（ｍ，２Ｈ）、７．４９（ｄ，１Ｈ）、７．５６−７．６３（ｍ，７Ｈ）、７．６８−７．７０（ｍ，２Ｈ）、７．８７（ｄ，２Ｈ）、８．７９−８．８３（ｄｄ，４Ｈ）、８．８８（ｄ，２Ｈ）。
続いて、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７０ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４をＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４を有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４のＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６２９．３８のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６２９．３８±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥを５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図５４に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５、ｍ／ｚ ４２４．３０を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。ｍ／ｚ ４２４．３０はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図５５にｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４の屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０４は青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例８≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（５０３）として示した本発明の一態様の有機化合物２−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ８．０ｇ（１９ｍｍｏｌ）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸 ４．９ｇ（２１ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 １９ｍＬ、トルエン ７２ｍＬ、エタノール ３６ｍＬを加え脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．２３ｇ（０．７６ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ４２ｍｇ（０．１９ｍｍｏｌ）を加え８０℃で１４時間撹拌した。 反応終了後、反応溶液をろ過しろ物とろ液（１）を得た。
得られたろ物はトルエンに加熱溶解させろ過してろ液（２）得、得られたろ液（２）を濃縮し、トルエン／エタノールで再結晶して、目的の白色固体４．７ｇを得た。
ろ液（１）はトルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液（３）を濃縮し、橙色固体を得た。エタノールによる超音波洗浄を行い、白色固体を得た。この固体をトルエン／エタノールで再結晶し、目的の白色固体４．９ｇを得た。
ろ物側で得られた白色固体とろ液（２）側で得られた白色固体を合わせ、目的の白色固体を９．５ ｇ（収率：９５％）で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２−｛３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（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｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ４．５ｇ（８．５ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン ３．２ｇ（１３ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ２．５ｇ（２５ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン １６０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ８１ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） １９ｍｇ（０．０８５ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１１．５時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、淡黄色オイルを得た。このオイルを、トルエン：ヘキサン＝２：１〜トルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の白色固体を５．１ｇ（収率：９６％）で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２−｛３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（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｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ５．０ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−２，６−ジメチルピリジン １．４ｇ（７．３ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン ４０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ リン酸三カリウム水溶液 １０ｍＬ（４．６ｇ、２２ｍｍｏｌ）を加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） １６ｍｇ（０．０７３ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ７０ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で１３．５時間撹拌した。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体を酢酸エチル：ヘキサン＝１：５を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。回収した固体をトルエン／エタノールにて再結晶し、目的の白色固体４．０ｇ（収率：９０％）を得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体４．０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．４Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２５５℃で２２時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．７ｇ、回収率９４％で得た。
なお、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（５０３）で表される本発明の一態様である有機化合物ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４４（ｓ，１８Ｈ），２．６３（ｓ，３Ｈ），２．６４（ｓ，３Ｈ），７．１５（ｄ，１Ｈ），７．５３−７．６３（ｍ，１０Ｈ），７．７４（ｔ，１Ｈ），８．６８（ｔ，１Ｈ），８．７６−８．８０（ｄ，４Ｈ），９．００（ｔ，１Ｈ）。
続いて、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７０ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６０２．３４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６０２．３４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥを６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図５６に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ ３９７．２６を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ３９７．２６はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図５７にｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６６であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６２であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例９≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１２２）として示した本発明の一態様の有機化合物２−（３’’，５’，５’’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’：３’，１’’−ターフェニル−５−イル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３の合成＞
三口フラスコに２−（３−ブロモフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン １．９ｇ（４．８ｍｍｏｌ）、２−（３’，５，５’，トリ−ｔｅｒｔ−ブチル［１，１’−ビフェニル］−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ２．４ｇ（５．４ｍｍｏｌ）、トルエン ３２ｍＬ、エタノール（ＥｔＯＨ） ８ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 ８ｍＬを加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） １４ｍｇ（０．０６２ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ７６ｍｇ（０．２５ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下８０℃で１６時間加熱した。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホルム：ヘキサン＝１：５）にて精製した。ついで、クロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をエタノール／ヘキサンにて再結晶し、目的の白色固体２．３ｇ（収率：６３％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体２．３ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．３Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２６０℃で１９時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を２．１ｇ、回収率９３％で得た。
なお、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１２２）で表される本発明の一態様である有機化合物ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３が得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４２（ｓ，１８Ｈ），１．４８（ｓ，９Ｈ），７．４８−７．５０（ｍ，３Ｈ），７．５５−７．７３（ｍ，１０Ｈ），７．８９（ｄ，１Ｈ），８．７７−８．８２（ｍ，５Ｈ），９．０５（ｓ，１Ｈ）。
ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３の吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３の吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６７ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３をＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析（質量分析）を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３を有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３のＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６２９．３８のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６２９．３８±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図６０に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ ４２４．３０を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。ｍ／ｚ ４２４．３０はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図６１にｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３の屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＴＰＴｚｎ−０３は青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６４であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６０であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１０≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（１０３）として示した有機化合物２，４−ビス［（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ２：ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの合成＞
三口フラスコに２，４−ジクロロ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン １．３ｇ（５．８ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランを５．０ｇ（１３ｍｍｏｌ）、炭酸カリウムを２．４ｇ（１７ｍｍｏｌ）、水 ８．６ｍＬ、トルエン ３８ｍＬ、エタノール １２ｍＬを加えて、脱気した。そして、酢酸パラジウム（ＩＩ）を０．０２６ｇ（０．１２ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィンを０．０７０ｇ（０．２３ｍｍｏｌ）を加えて、８５℃で２．５時間反応させた。その後、９５℃で２４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黒色の固体を４．４ｇ得た。この固体を、ヘキサンとトルエンを３：１で混合した溶媒を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、途中から、展開溶媒をヘキサンとトルエンを１：１の比で混合したものに変えて精製した。白色固体を３．２ｇ得た。ついでクロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をヘキサンとエタノールによって再結晶し、白色固体を１．８ｇ（収率：４７％）を得た。ステップ２の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体１．８ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力５．８Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２６０℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を１．６ｇ、回収率８８％で得た。
なお、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１０３）で表される本発明の一態様である有機化合物ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３（ｓ，３６Ｈ）、７．５１−７．６７（ｍ，１１Ｈ）、７．８２（ｄ，２Ｈ）、８．７３−８．８１（ｍ，４Ｈ）、９．００（ｓ，２Ｈ）。
ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７４ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕｍＢＰ２ＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕｍＢＰ２ＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６８５．４４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６８５．４４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図６２に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ ２９２．２１を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ２９２．２１はターシャリーブチル基が２つ結合したビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図６３にｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ２Ｔｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６４であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６０であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１１≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ２：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−クロロ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン ２．７ｇ（７．７ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ３．３ｇ（８．５ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム ３．３ｇ（１５ｍｍｏｌ）、水 １５ｍＬ、トルエン ４０ｍＬ、１，４−ジオキサン １５ｍＬを加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） １７ｍｇ（０．０７７ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ４６ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、１１時間加熱還流した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色オイルを得た。このオイルをトルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、白色固体を得た。ついで、クロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をトルエン／エタノールにて再結晶することにより、目的の白色固体３．０ｇ（収率：６８％）を得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体３．０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．３Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２２０℃で１７時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．１ｇ、回収率７７％で得た。
なお、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式で表される本発明の一態様の有機化合物ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３（ｓ，１８Ｈ），７．１４−７．２０（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．３５（ｍ，３Ｈ），７．４０−７．６４（ｍ，１１Ｈ），７．７４（ｄ，１Ｈ），８．２６−８．３７（ｍ，４Ｈ），８．６７（ｓ，１Ｈ）。
ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７２ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ５７３．３１のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ５７３．３１±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を４０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図６４に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ １８０．０８、ｍ／ｚ ２９２．２１を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ １８０．０８はビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。さらに、ｍ／ｚ ２９２．２１はフェニル基、ビフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図６５にｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６５であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６２であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１２≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２−［（１，１’−ビフェニル）−２−イル］−４−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−４−イル｝−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：４−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルの合成＞
三口フラスコに３，５−ジ−ｔ−ブチルフェニルボロン酸 １８ｇ（７７ｍｍｏｌ）、１−ブロモ−４−ヨードベンゼン ２６ｇ（９２ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 ７７ｍＬ、トルエン ３６０ｍＬ、エタノール ５４ｍＬを加え脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．９４ｇ（３．１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ０．１７ｇ（０．７７ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で１０時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、褐色〜黒色固体を得た。この固体を、ヘキサンを展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製することにより目的の白色固体１９ ｇ（収率：７０％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−４−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
三口フラスコに４−ブロモ−３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル １８ｇ（５４ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン １５ｇ（５９ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム １６ｇ（１６０ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド １８０ｍＬを加え脱気した。さらに｛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 ２．２ｇ（２．７ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黒色固体を得た。この固体を、トルエン：ヘキサン＝２：１〜トルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。目的の白色固体１７ｇ（収率：８０％）を得た。ステップ２の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの合成法＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−クロロ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン ３．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−４−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ４．４ｇ（１１ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム ４．３ｇ（２０ｍｍｏｌ）、トルエン ５５ｍＬ、１，４−ジオキサン ２０ｍＬ、水 ２０ｍＬを加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） ２３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ６２ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）を加え、１３．５時間加熱した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色オイルを得た。このオイルを、トルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をトルエン／エタノールで再結晶し、目的の白色固体４．２ｇを得た（収率：７２％）。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体４．０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力５．５Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２３０℃で１９時間、ついで２５５℃で２４時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を２．６ｇ、回収率８６％で得た。
また、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４１（ｓ，１８Ｈ），７．２８−７．３０（ｍ，１Ｈ），７．３５−７．３６（ｍ，４Ｈ），７．４３−７．６９（ｍ，１１Ｈ），８．３２−８．４２（ｍ，５Ｈ）。
次に、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７８ｎｍ、３１１ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ 法により、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎ由来のイオンであるｍ／ｚ＝５７３．３１のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ＝５７３．３１±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝ ４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図６６に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ １８０．０８、ｍ／ｚ ２９２．２１を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ １８０．０８はビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。さらに、ｍ／ｚ ２９２．２１はフェニル基、ビフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図６７にｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＢＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６９であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１３≫
本実施例では、実施の形態１において構造式（５０１）として示した有機化合物２−［３−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝−５−（３−ピリジル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２−｛３−クロロフェニル−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ３．５ｇ（６．６ｍｍｏｌ）、３−ピリジルボロン酸 １．１ｇ（８．６ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 １０ｍＬ、テトラヒドロフラン ３５ｍＬを加え脱気し、５０℃で３０分撹拌した。この反応溶液に酢酸パラジウム（ＩＩ） ３０ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル １２５ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で２０時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、灰色固体を得た。この固体を酢酸エチル：ヘキサン＝１：２を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をトルエン／エタノールの混合溶媒にて再結晶し、目的の白色固体３．２ｇ（収率：８５％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体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。条件は、圧力６．５Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２３５℃で２９時間、ついで２４０℃２４時間で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．０ｇ、回収率９５％で得た。
また、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（５０１）で表される本発明の一態様の有機化合物であるｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４５（ｓ，１８Ｈ），７．４６−７．５１（ｍ，１Ｈ），７．５５−７．６７（ｍ，９Ｈ），８．００（ｓ，１Ｈ），８．１０（ｄ，１Ｈ），８．６９（ｄ，１Ｈ），８．８０（ｄ，４Ｈ），８．９６（ｓ，１Ｈ），９．０３（ｓ，１Ｈ），９．０９（ｄ，１Ｈ）。
続いて、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６８ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析によって分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６０２．３４のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６０２．３４±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図６８に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ ３６９．２３を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ３６９．２３はフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図６９にｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＰｙＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６６であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６２であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１４≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物である２−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル｝フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−｛３−クロロ−５−（３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ４．０ｇ（９．５ｍｍｏｌ）、２−（３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチル［１，１’−ビフェニル］−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ４．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液 １０ｍＬ、トルエン ３６ｍＬ、エタノール（ＥｔＯＨ） １８ｍＬを加え脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．１２ｇ（０．３８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ２１ｍｇ（０．０９５ｍｍｏｌ）を加え８０℃で１０時間加熱撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、灰色固体を得た。この固体をトルエン：ヘキサン＝１：７を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の白色固体５．９ｇ（収率：９３％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２−｛５−（３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）−３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛３−クロロ−５−（３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ５．９ｇ（８．８ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン ３．４ｇ（１３ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ２．６ｇ（２６ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン １２０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ８４ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ２０ｍｇ（０．０８８ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で７．５時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、灰色オイルを得た。このオイルを、トルエン：ヘキサン＝１：２〜トルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の透明オイル〜白色固体５．０ｇ（収率：７５％）を得た。ステップ２の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２−｛５−（３’，５，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）−３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ５．０ｇ（６．６ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−２，６−ジメチルピリジン １．１ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン ３５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ リン酸三カリウム ９ｍＬ（３．８ｇ、１８ｍｍｏｌ）を加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） １４ｍｇ（０．０６０ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ５７ｍｇ（０．１２ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で１４時間加熱した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、淡黄色固体を得た。この固体を酢酸エチル：ヘキサン＝１：５を展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。ついで、クロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製した。得られた固体をトルエン／エタノールで再結晶し、目的の白色固体３．２ｇ （収率：７２％）を得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体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。条件は、圧力５．５Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２６０℃で１７時間、ついで２６５℃で２３時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を２．６ｇ、回収率８１％で得た。
得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４２（ｓ，１８Ｈ），１．４８（ｓ，９Ｈ），２．６５（ｓ，６Ｈ），７．１６（ｄ，１Ｈ），７．５０（ｓ，３Ｈ），７．５４−７．６５（ｍ，８Ｈ），７．７３（ｄ，２Ｈ），７．８１（ｓ，１Ｈ），８．７２（ｓ，１Ｈ），８．７８（ｄ，４Ｈ），９．０４（ｓ，１Ｈ）。
続いて、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６５ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ７３４．４３のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ７３４．４３±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥを７０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図７０に示す。
フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５を検出した。これは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。このフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図７１にｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６９であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
本実施例では、本発明の一態様である、発光デバイス８、発光デバイス９、および比較の発光デバイスである比較発光デバイス４について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（発光デバイス８の作製方法）
まず、ガラス基板上に、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、１１０ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、構造式（ｘｉ）で表されるＮ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（４−ジベンゾフラニル）フェニル］−［１，１’：４’，１’’−ターフェニル］−４−アミン（略称：ＹＧＴＰＤＢｆＢ）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、上記構造式（ｘｉｉ）で表される本発明の一態様の有機化合物である２−［（１，１’−ビフェニル）−２−イル］−４−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎと上記構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを重量比で１：１（＝ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
続いて、電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚が２００ｎｍとなるように蒸着し、第２の電極１０２を形成して各発光デバイスを作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能を有する反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第１の電極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
（発光デバイス９の作製方法）
発光デバイス９は、発光デバイス８におけるＬｉｑを上記構造式（ｖｉｉ）で表される６−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−６ｍｑ）に変えた他は発光デバイス８と同様に作製した。
（比較発光デバイス４の作製方法）
比較発光デバイス４は、発光デバイス８における正孔ブロック層を上記構造式（ｖｉ）で表される、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）に変え、電子輸送層におけるｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）に変えた他は発光デバイス８と同様に作製した。
発光デバイス８、発光デバイス９、および比較発光デバイス４の素子構造を表１３にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの４５６ｎｍにおける屈折率を表１４に示す。屈折率の測定は、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。また、測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。
Figure 2021176198
上記の各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス８、発光デバイス９、および比較発光デバイス４の輝度−電流密度特性を図７２に、輝度−電圧特性を図７３に、電流効率−輝度特性を図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、発光スペクトルを図７７に、にそれぞれ示す。また、発光デバイス８、発光デバイス９、および比較発光デバイス４の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１５に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と発光スペクトルを用い、配光特性がランバーシアン型であると仮定し算出した。
Figure 2021176198
図７２乃至図７７及び表１５に示す結果より、電子輸送層や正孔ブロック層に本発明の一態様の有機化合物であるｏＢＰ−ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを用いると、電流効率や外部量子効率が良好な素子が得られることが分かった。さらに、この電子輸送層にＬｉ−６ｍｑとの混合膜を用いると、電流効率や外部量子効率がより良好な素子が得られることが分かった。
本実施例では、本発明の一態様である、発光デバイス１０、および比較の発光デバイスである比較発光デバイス５について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
（発光デバイス１０の作製方法）
まず、ガラス基板上に、透明電極として酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、１１０ｎｍの膜厚で成膜して第１の電極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、構造式（ｘｉ）で表されるＮ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（４−ジベンゾフラニル）フェニル］−［１，１’：４’，１’’−ターフェニル］−４−アミン（略称：ＹＧＴＰＤＢｆＢ）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、構造式（ｉｖ）で表される２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、構造式（ｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
次に、上記構造式（１２０）で表される本発明の一態様の有機化合物である２−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される本発明の一態様の有機化合物である２−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛３’，５，５’−トリｔｅｒｔブチルビフェニル｝フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）と上記構造式（ｉｘ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚が２００ｎｍとなるように蒸着し、第２の電極１０２を形成して各発光デバイスを作製した。なお、第２の電極１０２は光を反射する機能を有する反射電極であり、本実施例の発光デバイスは第１の電極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
（比較発光デバイス５の作製方法）
比較発光デバイス５は、発光デバイス１０における正孔ブロック層を上記構造式（ｖｉ）で表される、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）に変え、電子輸送層におけるｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）に変えた他は発光デバイス１０と同様に作製した。
発光デバイス１０、および比較発光デバイス５の素子構造を表１６にまとめた。
Figure 2021176198
また、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ−６ｍｑおよびＬｉｑの４５６ｎｍにおける屈折率を表１７に示す。屈折率の測定は、分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて行った。また、測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。
Figure 2021176198
上記の各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス１０、および比較発光デバイス５の輝度−電流密度特性を図７８に、輝度−電圧特性を図７９に、電流効率−輝度特性を図８０に、電流密度−電圧特性を図８１に、外部量子効率−輝度特性を図８２に、発光スペクトルを図８３に、にそれぞれ示す。また、発光デバイス１０、および比較発光デバイス５の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１８に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と発光スペクトルを用い、配光特性がランバーシアン型であると仮定し算出した。
Figure 2021176198
図７８乃至図８３及び表１８に示す結果より、電子輸送層、正孔ブロック層に本発明の一態様の有機化合物であるｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを用いると、電流効率や外部量子効率が良好な素子が得られることが分かった。
≪合成例１５≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）−１，１’−ビフェニル−３−イル｝フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランの合成＞
合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ２：２−｛３−クロロ−５−（３’，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ４．１２ｇ（９．７５ ｍｍｏｌ）、２−（３’，５’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル−３−イル）−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン ４．２１ｇ（１０．７ｍｍｏｌ）、トルエン３６ｍＬ、エタノール１８ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 １０ｍＬ（２．７０ｇ、１９．５ｍｍｏｌ）を加え脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．１２ｇ（０．３９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ２２ｍｇ（０．０９８ｍｍｏｌ）を加え８０℃で１４時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、茶色固体を得た。この固体をトルエン／エタノールにて再結晶し、目的の白色固体５．１６ｇ（収率：８７％）を得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：２−｛５−（３’，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）−３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛３−クロロ−５−（３’，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ５．１ｇ（８．４０ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン ３．２０ｇ（１２．６ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ２．４７ｇ（２５．２ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン １１０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ８０．１ｍｇ（０．１６８ ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）１８．９ｍｇ（０．０８４ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１３．５時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、白色〜淡黄色固体を得た。この固体を、トルエン：ヘキサン＝２：１〜トルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的の白色固体５．５２ｇ（収率：９３．９％）を得た。ステップ３の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ４：ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の合成法＞
三口フラスコに２−｛５−（３’，５’−トリ−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニル）−３−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン ５．５ｇ（７．８９ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−２，６−ジメチルピリジン １．３３ｇ（７．１７ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン ４０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ リン酸三カリウム １１ｍＬ（４．５７ｇ、２１．５ｍｍｏｌ）を加え脱気した。さらに酢酸パラジウム（ＩＩ） １６．１ｍｇ（０．０７２ｍｍｏｌ）、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ６８．４ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で１５時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、淡黄色固体を得た。この固体をトルエンのみ〜トルエン：酢酸エチル＝１０：１まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。この固体をトルエン／エタノールにて再結晶し、目的の白色固体４．７ｇ（収率：９６．６％）を得た。ステップ４の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体４．３ｇを、トレインサブリメーション法（圧力６．６Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２７０℃で２１時間、ついで２７５℃で１９．５時間加熱）により昇華精製した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．８ｇ、回収率８８％で得た。
また、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２が得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４１（ｓ，１８Ｈ），２．６４（ｓ，６Ｈ），７．１５（ｓ，１Ｈ），７．４９−７．６８（ｍ，１２Ｈ），７．７３（ｄ，１Ｈ），７．８３（ｓ，１Ｈ），７．９５（ｓ，１Ｈ），８．７４（ｓ，１Ｈ），８．７６−８．８０（ｍ，４Ｈ），９．０４（ｓ，１Ｈ）。
次に、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７８ｎｍ、３１１ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２をＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２を有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２由来のイオンであるｍ／ｚ６７９．３８のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ６７９．３８±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図８４に示す。
ＭＳ／ＭＳ測定の結果、フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５を検出した。これは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。このフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図８５にｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２の屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｍｍｔＢｕＢＰ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ−０２は青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６９であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１６≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２，４−［（１，１’−ビフェニル）−２−イル］−６−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝］フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２，４−ビス｛（１，１−ビフェニル）−２−イル｝−６−クロロ−１，３，５−トリアジン ６．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）、（３−ブロモ−５−クロロフェニル）ボロン酸 ３．７ｇ（１６ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム ３．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、トルエン ５５ｍＬ、エタノール １１ｍＬ、水 １４ｍＬを加え脱気した。さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） ０．３３ｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加え８０℃で９時間加熱撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエン：ヘキサン＝１：１〜１：２まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。ついでクロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製し、目的の白色固体５．０ｇ（収率：６１％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−１，３，５−トリアジン５．０ｇ（８．７ｍｍｏｌ）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸 ２．２ｇ（９．６ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 ８．７ｍＬ、トルエン３４ｍＬ、エタノール１７ｍＬを加え、脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．１１ｇ（０．３５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ２０ｍｇ（０．０８７ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で１３時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、桃色固体を得た。この固体を、トルエン：ヘキサン＝１：２〜１：１まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。トルエンを含む目的の白色固体６．６ｇを得た。ステップ２の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−［３−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝−５−（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］−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−１，３，５−トリアジン ６．５ｇ（９．５ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン ３．６ｇ（１４ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ２．８ｇ（２９ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン １５０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ９１ｍｇ（０．１９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ２１ｍｇ（０．０９５ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１４時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、灰色固体を得た。この固体を、トルエン：ヘキサン＝１：２〜トルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。目的の白色固体を５．９８ｇ（収率：８１％）で得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ４：ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２，４−ビス｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−６−［３−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝−５−（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］−１，３，５−トリアジン ６．０ｇ（７．７ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−２，６−ジメチルピリジン １．２５ｇ（６．７ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン ４０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ リン酸三カリウム １０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ６４ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） １５ｍｇ（０．０６７ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で１３．５時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、淡黄色固体を得た。この固体を酢酸エチル：トルエン＝１：８を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。ついでこの固体を酢酸エチル：トルエン＝１：２０〜１：１５まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。さらにクロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製し、白色固体を得た。この固体をトルエン／エタノールで再結晶し、目的の白色固体４．２ｇ（収率：８３％）を得た。ステップ４の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体４．２ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．０Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２６０℃で２３時間、ついで２６５℃で１８時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．７ｇ、回収率８８％で得た。
また、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４１（ｓ，１８Ｈ），２．４６（ｓ，３Ｈ），２．６６（ｓ，３Ｈ），６．９８（ｔ，１Ｈ），７．１３（ｔ，５Ｈ），７．２２（ｄ，４Ｈ），７．３７−７．６２（ｍ，１４Ｈ），８．２２（ｓ，１Ｈ）。
次に、ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２７０ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ由来のイオンであるｍ／ｚ６７９．３８のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ６７９．３８±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図８６に示す。
ＭＳ／ＭＳ測定の結果、フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １８０．０８とｍ／ｚ ３９７．２６を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １８０．０８はビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ ３９７．２６はビフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図８７にｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｏＢＰ２−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６９であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６５であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１７≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物２−［（１，１’−ビフェニル）−２−イル］−４−［３−（２，６−ジメチルピリジン−３−イル）−５−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝］フェニル−６−フェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−クロロ−６−フェニル−１，３，５−トリアジン １５ｇ（４４ｍｍｏｌ）、（３−ブロモ−５−クロロフェニル）ボロン酸 ９．２ｇ（３９ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウム ９．２５ｇ（８７ｍｍｏｌ）、トルエン １７０ｍＬ、エタノール ３５ｍＬ、水 １４３ｍＬを加え脱気した。さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） １．０ｇ（０．８７ｍｍｏｌ）を加え８０℃で１６時間加熱撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。ついでクロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製し、目的の白色固体１８ｇ（収率：９２％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−６−フェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−（３−ブロモ−５−クロロフェニル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン９．０ｇ（１８ｍｍｏｌ）、３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニルボロン酸 ４．７ｇ（２０ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 １８ｍＬ、トルエン ６８ｍＬ、エタノール ３４ｍＬを加え、脱気した。さらにトリス（２−メチルフェニル）ホスフィン ０．２２ｇ（０．７２ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ４１ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で１４．５時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、桃色固体を得た。この固体を、トルエン：ヘキサン＝１：５〜１：３まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。トルエンを含む目的の白色固体１２ｇ（収率：１０８％ トルエン含む）を得た。ステップ２の合成スキームを下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−［３−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝−５−（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］−６−フェニル−１，３，５−トリアジンの合成＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−｛３−クロロ−５−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）フェニル｝−６−フェニル−１，３，５−トリアジン １２ｇ（１９ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン ７．４ｇ（２９ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム ５．７ｇ（５８ｍｍｏｌ）、１，４−ジオキサン ２５０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ０．１９ｇ（０．３９ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） ４４ｍｇ（０．１９ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１４．５時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、黒色オイルを得た。このオイルを、トルエン：ヘキサン＝１：２からトルエンのみまで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。目的の白色固体を１２ ｇ（収率：８９％）で得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ４：ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに２−｛（１，１’−ビフェニル）−２−イル｝−４−［３−｛（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル｝−５−（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］−６−フェニル−１，３，５−トリアジン ５．５ｇ（７．９ｍｍｏｌ）、３−ブロモ−２，６−ジメチルピリジン １．３ｇ（６．８ｍｍｏｌ）、テトラヒドロフラン ４０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ リン酸三カリウム １０ｍＬを加え脱気した。さらに２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，４’，６’−トリイソプロピルビフェニル ６５ｍｇ（０．１４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ） １５ｍｇ（０．０６８ｍｍｏｌ）を加え、６５℃で２６時間撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、橙色固体を得た。この固体をトルエンのみから酢酸エチル：トルエン＝１：２０まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、淡黄色固体を得た。ついでこの固体をトルエンのみから酢酸エチル：トルエン＝１：２０まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、白色固体を得た。得られた固体をトルエンとエタノールの混合溶媒で再結晶し、目的の白色固体４．０ｇ（収率：８７％）を得た。ステップ４の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体４．０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力６．０Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２５０℃で２１時間、ついで２５５℃で１８時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を３．４ｇ、回収率８５％で得た。
また、上記で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤ２Ｃｌ２，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４２（ｓ，１８Ｈ），５．３１（ｓ，３Ｈ），５．３２（ｓ，３Ｈ），７．０１（ｔ，１Ｈ），７．１５（ｔ，２Ｈ），７．２８（ｄ，２Ｈ），７．４５−７．６８（ｍ，１２Ｈ），８．０９（ｓ，１Ｈ），８．３４−８．４０（ｍ，３Ｈ），８．７１（ｓ，１Ｈ）。
次に、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルを紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定した。ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液の吸収スペクトルからジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて得た。この結果、２６８ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
続いて、本実施例で得られたｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ ６７８．３７のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ６７８．３７±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図８８に示す。
ＭＳ／ＭＳ測定の結果、フラグメントイオンとしてｍ／ｚ １０４．０５とｍ／ｚ １８０．０８、ｍ／ｚ ３９７．２６を検出した。これらは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ １０４．０５はフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。また、ｍ／ｚ １８０．０８はビフェニル基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。さらに、ｍ／ｚ ３９７．２６はフェニル基、ビフェニル基以外の置換基にトリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。これらのフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
また、図８９にｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ−２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図には、常光線の屈折率であるｎ，Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ，Ｅｘｔｒａ−ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図から、ｏＢＰ−ｍｍｔＢｕＰｈ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．７０であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６５であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１８≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物である２，４，６−トリス｛３’−（ピリジン−３−イル）−５’−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’−ビフェニル−３−イル｝−１，３，５−トリアジン（略称：ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ）の合成方法について説明する。ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：３−（３−ブロモ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピリジンの合成＞
三口フラスコに３−ピリジルボロン酸 ６．３ｇ（５１ｍｍｏｌ）、１，３−ジブロモ−５−ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン ３０ｇ（１０３ｍｍｏｌ）、２ ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 ８７ｍＬ（２４ ｇ，１７４ｍｍｏｌ）、トルエン ３８０ｍＬ、エタノール １２０ｍＬを加え脱気した。反応溶液を５０℃に加熱した後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） ３．４ｇ（２．９ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で１１．５時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、茶色オイルを得た。このオイルを、ヘキサンのみ〜ヘキサン：酢酸エチル＝１：２まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。目的の白色固体１４ｇ（収率：９４％）を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ２：３−［３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−（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］ピリジンの合成＞
フラスコに３−（３−ブロモ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピリジン １６ｇ（５５ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン １５ｇ（６１ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム １６ｇ（１６５ｍｍｏｌ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド １９０ｍＬを加え脱気した。さらに［１，１’−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］ジクロロパラジウム（ＩＩ）、ジクロロメタン付加体 ２．３ｇ（２．８ｍｍｏｌ）を加え、１００℃で２１時間加熱撹拌した。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、茶色固体を得た。この固体をトルエンのみ〜トルエン：酢酸エチル＝１：３を展開溶媒としたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。白色固体１４ｇ（収率：７７％）を得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ３：ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚの合成＞
三口フラスコに１，３，５−トリス（３−ブロモフェニル）ベンゼン ３．２ｇ（５．９ｍｍｏｌ）、３−［３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−（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］ピリジン ７．０ｇ（２１ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ 炭酸カリウム水溶液 ６０ｍＬ（１７ｇ、１１９ｍｍｏｌ）、トルエン ３００ｍＬ、エタノール ６０ｍＬを加え脱気した。さらにテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０） ０．４１ｇ（０．３６ｍｍｏｌ）を加え、９０℃で１３．５時間撹拌した。反応終了後、クロロホルムによる抽出をおこない、有機層を硫酸マグネシウムにて乾燥させた。この混合物を自然ろ過して得られたろ液を濃縮し、橙色オイルを得た。このオイルを、クロロホルム：メタノール＝５０：１〜２０：１まで展開溶媒を変化させたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。ついで、クロロホルムを移動相とした高速液体クロマトグラフィーにて精製した。得られた固体を酢酸エチルにて精製し、目的の白色固体２．６ｇ（収率：４７％）を得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体２．６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。（条件：圧力２．８Ｐａ、アルゴンガス気流下、３６５℃で５．５時間、３７０℃で３３時間加熱。）昇華精製後、目的物の白色固体を２．１ｇ、回収率８１％で得た。
得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３（ｓ，２７Ｈ），７．３５（ｄｄ，３Ｈ），７．６２−７．７５（ｍ，１２Ｈ），７．８７（ｄ，３Ｈ），７．９３（ｄ，３Ｈ），８．６０（ｄ，３Ｈ），８．７８（ｄ，３Ｈ），８．９１（ｓ，３Ｈ），９．０１（ｓ，３Ｈ）。
続いて、ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚのジクロロメタン溶液における吸収スペクトルを測定した。紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いた。２７５ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚをＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚを有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚのＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ９３６．４９のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ９３６．４９±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥを５０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図９０に示す。
測定の結果、フラグメントイオンとしてｍ／ｚ ３１３．１７を検出した。これは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ ３１３．１７は一つの３’−（ピリジン−３−イル）−５’−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’−ビフェニルに、トリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。このフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
≪合成例１９≫
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物である２，４，６−トリス｛３’−（ピリジン−３−イル）−５’−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’−ビフェニル−４−イル｝−１，３，５−トリアジン（略称：ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２）の合成方法について説明する。ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２の構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
＜ステップ１：３−（３−ブロモ−５−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）ピリジンの合成＞
実施例２４の合成例１８におけるステップ１と同様に合成した。
＜ステップ２：３−［３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−（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］ピリジンの合成＞
実施例２４の合成例１８におけるステップ２と同様に合成した。
＜ステップ３：ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２の合成＞
２，４，６−トリス（４−ブロモフェニル）−１，３，５−トリアジン３．２ｇ（５．７６ｍｍｏｌ）、３−［３−ｔｅｒｔ−ブチル−５−（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］ピリジン６．６ｇ（１９．６ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５８ｍＬ（１７ｇ（１２０ｍｍｏｌ））、トルエン２９０ｍＬ、エタノール５８ｍＬを三口フラスコに入れて窒素置換した。この混合物にテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．６０ｇ（０．５１８ｍｍｏｌ）を加え、９０℃で２０．５時間攪拌した。反応終了後、反応溶液をろ過し、トルエンによって抽出した。抽出溶液を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮して目的物を含んだ褐色固体を得た。得られた固体をジクロロメタン：メタノール＝５０：１からジクロロメタン：メタノール＝４０：１に極性を変化させた展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製し、目的物である白色固体を得た。さらに得られた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て目的物の白色固体を得た。得られた固体をトルエンにて再結晶し、目的物の白色固体を収量３．６ｇ、収率６６％で得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
得られた白色固体３．６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力０．６ Ｐａ、３６５℃で１６時間固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を２．６ｇ、回収率７２％で得た。
得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、本発明の一態様の有機化合物であるｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２が得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４３（ｓ，２７Ｈ），７．３５（ｄｄ，３Ｈ），７．６２−７．７５（ｍ，１２Ｈ），７．８７（ｄ，３Ｈ），７．９３（ｄ，３Ｈ），８．６０（ｄ，３Ｈ），８．７８（ｄ，３Ｈ），８．９１（ｓ，３Ｈ），９．０１（ｓ，３Ｈ）。
続いて、ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２のジクロロメタン溶液における吸収スペクトルを測定した。紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、ジクロロメタンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いた。３１８ ｎｍに吸収ピークが見られ、可視領域である４４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に吸収がないことがわかった。
次に、本実施例で得られたｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２をＬＣ／ＭＳ分析した。
ＬＣ／ＭＳ分析は、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｕｌｔｉｍａｔｅ３０００によりＬＣ分離を行い、サーモフィッシャーサイエンティフィック社製Ｑ ＥｘａｃｔｉｖｅによりＭＳ分析を行った。
ＬＣ分離は、任意のカラムを用いてカラム温度は４０℃とし、送液条件は溶媒を適宜選択し、サンプルは任意の濃度のｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２を有機溶媒に溶かして調製し、注入量は５．０μＬとした。
ＰＲＭ法により、ｔＢｕ−ＴｍＰＰＰｙＴｚ−０２のＥｘａｃｔ Ｍａｓｓであるｍ／ｚ９３６．４９のＭＳ／ＭＳ測定を行なった。ＰＲＭの設定は、ターゲットイオンの質量範囲をｍ／ｚ ９３６．４９±２．０（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ ｗｉｎｄｏｗ＝４）とし、検出はポジティブモードで行った。コリジョンセル内でターゲットイオンを加速するエネルギーＮＣＥ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｅｎｅｒｇｙ）を６０として測定した。ＭＳ／ＭＳ測定から得られたＭＳスペクトルを図９１に示す。
測定の結果、フラグメントイオンとしてｍ／ｚ ３１３．１７を検出した。これは、トリアジンに結合している置換基の一つとトリアジン由来の炭素および窒素で構成されているフラグメントであると考えられる。例えば、ｍ／ｚ ３１３．１７は一つの３’−（ピリジン−３−イル）−５’−ｔｅｒｔ−ブチル−１，１’−ビフェニルに、トリアジン由来の炭素および窒素が一つずつ結合したフラグメントであると考えられる。このフラグメントは、トリアジン骨格を持つ化合物の一つの特徴といえる。
なお、本有機化合物を電子輸送材料として用いて作製した発光デバイスからは良好に発光を得ることができた。
（参考合成例）
本合成例では、本明細書中の実施例において発光デバイスの一部に用いた、金属錯体である６−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−６ｍｑ）（構造式ｖｉｉ）の合成方法について説明する。Ｌｉ−６ｍｑの構造式を以下に示す。
Figure 2021176198
８−ヒドロキシ−６−メチルキノリン ２．０ ｇ（１２．６ ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）１３０ｍＬを三口フラスコに入れ撹拌した。この溶液に、リチウムｔｅｒｔ−ブトキシド（略称：ｔＢｕＯＬｉ） １Ｍ ＴＨＦ溶液 １０．１ｍＬ（１０．１ｍｍｏｌ）を加え、室温で４７時間撹拌した。反応溶液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体にアセトニトリルを加え超音波照射し、ろ過することで、淡黄色固体を得た。この洗浄操作を２回行った。ろ物としてＬｉ−６ｍｑの淡黄色固体１．６ ｇ（収率９５％）を得た。本合成スキームを以下に示す。
Figure 2021176198
次に、Ｌｉ−６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図４４に示す。吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、脱水アセトンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いて示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）日本分光製 ＦＰ−８６００）を用いた。
図４４より、Ｌｉ−６ｍｑの脱水アセトン溶液は３９０ｎｍに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは５４０ｎｍ（励起波長３８５ｎｍ）であった。
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
１１７ Ｐ型層
１１８ 電子リレー層
１１９ 電子注入バッファ層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 陽極
５０２ 陰極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光デバイス
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
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 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 第１の電極
１０２４Ｒ 第１の電極
１０２４Ｇ 第１の電極
１０２４Ｂ 第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 第２の電極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ ブラックマトリクス
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１００ ロボット
２１１０ 演算装置
２１０１ 照度センサ
２１０２ マイクロフォン
２１０３ 上部カメラ
２１０４ スピーカ
２１０５ ディスプレイ
２１０６ 下部カメラ
２１０７ 障害物センサ
２１０８ 移動機構
３００１ 照明装置
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 第２の表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５１００ 掃除ロボット
５１０１ ディスプレイ
５１０２ カメラ
５１０３ ブラシ
５１０４ 操作ボタン
５１５０ 携帯情報端末
５１５１ 筐体
５１５２ 表示領域
５１５３ 屈曲部
５１２０ ゴミ
５２００ 表示領域
５２０１ 表示領域
５２０２ 表示領域
５２０３ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 第２の表示部
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示パネル
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体

Claims (53)

  1. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、前記複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    前記有機化合物からなる層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である発光デバイス用材料。
  2. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、前記複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下である、発光デバイス用材料。
  3. 請求項２において、
    前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上５０％以下である、発光デバイス用材料。
  4. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の前記芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    １Ｈ−ＮＭＲで前記有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上である、発光デバイス用材料。
  5. 請求項１において、
    前記有機化合物の分子量が５００以上２０００以下である、発光デバイス用材料。
  6. 請求項１において、
    前記複数の炭化水素基はいずれもそれぞれ独立に前記複数の芳香族炭化水素環のいずれかに結合し、
    前記複数の炭化水素基が結合する前記複数の芳香族炭化水素環それぞれにおけるＬＵＭＯ分布密度が等値面値（ｉｓｏｖａｌｕｅ）で０．０６ ［ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ａｕ３］未満である、発光デバイス用材料。
  7. 請求項６において、
    前記複数の炭化水素基が結合する前記複数の芳香族炭化水素環の少なくともいずれか一がベンゼン環である、発光デバイス用材料。
  8. 請求項１において、
    前記有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、
    前記３つのベンゼン環はいずれも前記６員環の複素芳香環に結合する、発光デバイス用材料。
  9. 請求項１おいて、
    前記有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、
    前記３つのベンゼン環はいずれも前記６員環の複素芳香環に結合し、
    前記３つのベンゼン環のうち２つのベンゼン環は、置換または無置換のフェニル基であり、かつ前記炭化水素基を有さない、発光デバイス用材料。
  10. 請求項１において、
    前記有機化合物が置換もしくは無置換のピリジル基を有する、発光デバイス用材料。
  11. 請求項１において、
    前記６員環の複素芳香環がトリアジン環である、発光デバイス用材料。
  12. 請求項１において、
    前記６員環の複素芳香環がピリミジン環である、発光デバイス用材料。
  13. 請求項１おいて、
    前記複数炭化水素基が各々独立にアルキル基またはシクロアルキル基である、発光デバイス用材料。
  14. 請求項１３において、
    前記アルキル基が炭素原子数３以上５以下の分岐を有するアルキル基である、発光デバイス用材料。
  15. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、前記複数の芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    前記有機化合物からなる層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が、１．５以上１．７５以下である電子輸送層用材料。
  16. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の前記芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上６０％以下である、電子輸送層用材料。
  17. 請求項１６において、
    前記有機化合物の分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合が、１０％以上５０％以下である、電子輸送層用材料。
  18. １乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の前記芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含み、
    １Ｈ−ＮＭＲで前記有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上である、電子輸送層用材料。
  19. 請求項１５乃至請求項１８のいずれか一において、
    前記有機化合物の分子量が５００以上２０００以下である、電子輸送層用材料。
  20. 請求項１５乃至請求項１９のいずれか一において、
    前記炭化水素基はいずれも前記芳香族炭化水素環に結合し、
    前記炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環におけるＬＵＭＯ分布密度が等値面値（ｉｓｏｖａｌｕｅ）で０．０６ ［ｅｌｅｃｔｒｏｎｓ／ａｕ３］未満である、電子輸送層用材料。
  21. 請求項２０において、
    前記炭化水素基が結合する芳香族炭化水素環の少なくともいずれか一がベンゼン環である、電子輸送層用材料。
  22. 請求項１５乃至請求項２１のいずれか一において、
    前記有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、
    前記３つのベンゼン環はいずれも前記６員環の複素芳香環に結合する、電子輸送層用材料。
  23. 請求項１５乃至請求項２１のいずれか一において、
    前記有機化合物は、少なくとも３つのベンゼン環を有し、
    前記３つのベンゼン環はいずれも前記６員環の複素芳香環に結合し、
    前記３つのベンゼン環のうち２つのベンゼン環は、置換または無置換のフェニル基であり、かつ前記炭化水素基を有さない、電子輸送層用材料。
  24. 請求項１５乃至請求項２３のいずれか一において、
    前記有機化合物が置換もしくは無置換のピリジル基を有する、電子輸送層用材料。
  25. 請求項１５乃至請求項２４のいずれか一において、
    前記６員環の複素芳香環がトリアジン環である、電子輸送層用材料。
  26. 請求項１５乃至請求項２４のいずれか一において、
    前記６員環の複素芳香環がピリミジン環である、電子輸送層用材料。
  27. 請求項１５乃至請求項２６のいずれか一において、
    前記炭化水素基がアルキル基またはシクロアルキル基である、電子輸送層用材料。
  28. 請求項２７において、
    前記アルキル基が炭素原子数３以上５以下の分岐を有するアルキル基である、電子輸送層用材料。
  29. 一般式（Ｇ１）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有しており、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  30. 一般式（Ｇ１）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−１）で表される置換基、のいずれかを表す。Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  31. 一般式（Ｇ２）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ２−１）で表される置換基、のいずれかを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  32. 一般式（Ｇ２）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ａは１乃至３個の窒素原子を含む６員環の複素芳香環を表す。またＲ０は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ２−１）で表される置換基、のいずれかを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  33. 請求項２９において、
    前記Ａは、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環のいずれか一である、有機化合物。
  34. 一般式（Ｇ３）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、前記Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。またＲ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  35. 一般式（Ｇ３）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、前記Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。またＲ１乃至Ｒ１５の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が３乃至９の複素芳香環基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  36. 一般式（Ｇ４）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、前記Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。また、Ｒ２、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４の少なくともいずれか一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。なお、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
  37. 請求項２９において、
    前記置換基を有するフェニル基が、式（Ｇ１−２）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、αは置換または無置換のフェニレン基を表す。またＲ２０は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または、置換または無置換の環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を表す。また、ｍおよびｎは１乃至２を表す。なお、ｍが２の場合、複数のαは同じフェニレン基を表しても異なるフェニレン基を表してもよい。また、ｎが２の場合、複数のＲ２０は同じ置換基を表しても異なる置換基を表してもよい。）
  38. 請求項３７において、
    式（Ｇ１−２）で表される前記置換基を有するフェニル基が、Ｒ２およびＲ４のいずれか一方または両方である有機化合物（ただし、式（Ｇ１−２）で表される前記置換基を有するフェニル基がＲ２およびＲ４の両方である場合、２つの式（Ｇ１−２）で表される前記置換基を有するフェニル基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
  39. 請求項２９において、
    前記置換基を有するフェニル基が、式（Ｇ１−３）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （式中、Ｒ２１は水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１−３−１）で表される置換基、のいずれか一を表す。また、Ｒ２２は、式（Ｇ１−３−１）で表される置換基を表す。式（Ｇ１−３−１）中、Ｒ２３およびＲ２４は、水素、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一を表すが、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一方は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基である。また、ｎは０乃至２を表す。なお、ｎが２の場合、複数のＲ２１は各々同じであっても異なっていてもよい。なお、ｎが０である場合、Ｒ２３およびＲ２４の少なくとも一は、炭素原子数１乃至６のアルキル基、または炭素原子数３乃至１０の脂環式基のいずれか一であるものとする。）
  40. 請求項３９において、
    式（Ｇ１−３）で表される前記置換基を有するフェニル基が、Ｒ２およびＲ４のいずれか一方または両方である有機化合物（ただし、式（Ｇ１−３）で表される前記置換基を有するフェニル基がＲ２およびＲ４の両方である場合、２つの式（Ｇ１−３）で表される前記置換基を有するフェニル基は、各々同じであっても異なっていてもよい）。
  41. 請求項２９において、
    前記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基が置換基を有する場合、当該置換基が、炭素原子数１乃至６のアルキル基、炭素原子数３乃至１０の脂環式基、無置換の炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、炭素原子数１乃至６のアルキル基もしくは炭素原子数３乃至１０の脂環式基で置換された環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれか一である有機化合物。
  42. 請求項２９において、
    前記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基が、フェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、フルオレニル基のいずれか一である有機化合物。
  43. 請求項２９において、
    前記環を形成する炭素原子数が６乃至１４の芳香族炭化水素基が、下記式（ｒａ−１）〜（ｒａ−１５）のいずれか一で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
  44. 請求項２９において、
    前記置換または無置換のピリジル基が、無置換のピリジル基、または、一つもしくは複数のメチル基で置換されたピリジル基である有機化合物。
  45. 請求項２９において、
    前記脂環式基が、炭素原子数３乃至６のシクロアルキル基である有機化合物。
  46. 請求項２９において、
    前記炭素原子数１乃至６のアルキル基が、炭素原子数３乃至５の分岐を有するアルキル基である有機化合物。
  47. 一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
    （上記一般式（Ｇ４’）において、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、前記Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの一はＣＨを表す。また、Ｒ２は、式（Ｒ２−１）で表される基であり、Ｒ４、Ｒ７、Ｒ９、Ｒ１２、Ｒ１４は各々独立に、式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一を表す。なお、式（Ｒ２−１）中、βは置換または無置換のフェニレン基、または、置換または無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｒ２５は、式（ｒ−１）〜（ｒ−２０）のいずれか一を表し、ｎは１または２を表す。なお、上記一般式（Ｇ４’）で表される有機化合物は、炭素原子数１乃至６のアルキル基および炭素原子数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素原子数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している総炭素原子数の割合は、１０％以上６０％以下である。）
    Figure 2021176198
    Figure 2021176198
  48. 請求項４７において、
    前記βが、下記式（β−１）〜（β−１４）のいずれか一で表される基である有機化合物。
    Figure 2021176198
  49. 構造式（１００）、（１２０）、（１２１）、（１２３）、（２００）、または（４１２）のいずれか一で表される有機化合物。
    Figure 2021176198
  50. 請求項２９に記載の有機化合物を用いた発光デバイス。
  51. 請求項５０に記載の発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。
  52. 請求項５０に記載の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  53. 請求項５０に記載の発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置。
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