JP5252868B2 - キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置、電子機器 - Google Patents
キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置、電子機器 Download PDFInfo
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Description
本発明は、キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置、電子機器に関する。
有機化合物は無機化合物に比べて、材料系が多様であり、分子設計により様々な機能を有する材料を合成できる可能性がある。これらの利点から、近年、機能性有機材料を用いたフォトエレクトロニクスやエレクトロニクスに注目が集まっている。
例えば、有機化合物を機能性有機材料として用いたエレクトロニクスデバイスの例として、太陽電池や発光素子、有機トランジスタ等が挙げられる。これらは有機化合物の電気物性および光物性を利用したデバイスであり、特に発光素子はめざましい発展を見せている。
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
例えば、特許文献１では、キノキサリン誘導体を発光素子に用いることが記載されている。
国際公開第２００４／０９４３８９号パンフレット
しかしながら、特許文献１に記載されているキノキサリンとカルバゾールを組み合わせたキノキサリン誘導体において、耐熱性等の特性を向上させる事で、より多様な有機化合物の開発が可能である。
本発明は、耐熱性に優れた新規な有機化合物を提供することを目的とする。
また、本発明の有機化合物を用いることで、耐熱性に優れた発光素子および発光装置を提供することを目的とする。
また、本発明の有機化合物を用いることで、耐熱性が高い電子機器を提供することを目的とする。
本発明の一は、下記一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリール基を表し、αは、炭素数６〜２５のアリーレン基を表す。）
本発明の一は、下記一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリール基を表す。）
本発明の一は、下記一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ｒ５〜Ｒ１４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１２とＲ１３、Ｒ１３とＲ１４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。）
本発明の一は、下記一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体である。
本発明の一は、下記構造式（５）で表されるキノキサリン誘導体である。
また、本発明の一は、上記キノキサリン誘導体を用いた発光素子である。具体的には、一対の電極間に上述したキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体と蛍光発光性物質を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体と燐光発光性物質を有することを特徴とする発光素子である。
上記構成において、燐光発光性物質の発光スペクトルのピークが５６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましい。
また、本発明の発光装置は、一対の電極間に上記のキノキサリン誘導体を有する発光素子と、発光素子の発光を制御する制御手段とを有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ 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。
また、本発明の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
本発明のキノキサリン誘導体は、優れた耐熱性を有する。
また、本発明のキノキサリン誘導体は高い耐熱性を有するため、発光素子に用いることで、耐熱性の高い発光素子および発光装置を得ることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体を用いることで、耐熱性が高い電子機器を得ることができる。
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）
本発明のキノキサリン誘導体は、下記一般式（１）で表される。
本発明のキノキサリン誘導体は、下記一般式（１）で表される。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリール基を表し、αは、炭素数６〜２５のアリーレン基を表す。）
特に、下記一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ａｒ１〜Ａｒ２は炭素数６〜２５のアリール基を表す。）
また、特に下記一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。Ｒ５〜Ｒ１４は、それぞれ、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１５のアリール基、のいずれかを表し、Ｒ５とＲ６、Ｒ６とＲ７、Ｒ７とＲ８、Ｒ８とＲ９、Ｒ１０とＲ１１、Ｒ１１とＲ１２、Ｒ１２とＲ１３、Ｒ１３とＲ１４はそれぞれ互いに結合し、環を形成してもよい。）
また特に、下記一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また特に、下記構造式（５）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、本発明のキノキサリン誘導体の具体例としては、上記構造式（５）および下記構造式（６）〜（４０）に示されるキノキサリン誘導体を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限定されない。
本発明のキノキサリン誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、下記の反応スキーム（Ａ−１）および（Ａ−２）に示す合成反応を行うことによって製造することができる。
まず、アリール基αがハロゲン原子Ｘで置換されたジケトン誘導体（化合物Ｂ）と１、２−ジアミノベンゼン誘導体（化合物Ａ）との縮合反応によってキノキサリン骨格を有する化合物（化合物Ｃ）を形成する。ハロゲン原子としては臭素、ヨウ素、塩素が挙げられるが、取扱の容易さ、適度な反応性を考慮すると臭素が好ましい。
得られるハロゲン置換キノキサリン誘導体（化合物Ｃ）に対し、塩基存在下、２等量の３，６−ジアリールカルバゾール（化合物Ｄ）を金属触媒を用いてカップリングすることにより、一般式（１）で表される本発明のキノキサリン誘導体を得ることができる。カップリング時の金属触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）などのパラジウム触媒や、よう化銅（Ｉ）等の一価の銅などを用いることができる。塩基としては、炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩基や、金属アルコキシドなどの有機塩基などを用いることができる。
なお、上記スキーム中の３，６−ジアリールカルバゾール誘導体は、例えば以下のようなスキームで合成することができる。
Ａｒ１とＡｒ２が同じである場合、下記合成スキーム（Ｂ−１）に示すように、３位と６位がハロゲン置換されたカルバゾールに対し、塩基存在下、２当量のアリールボロン酸、またはアリール有機ホウ素化合物をパラジウム触媒やニッケル触媒を用いてカップリングすることで、目的とする３，６−ジアリールカルバゾールを得ることができる。なお、Ｒ２１とＲ２２はそれぞれ水素原子、または炭素数１〜１０のアルキル基のいずれかを表し、Ｒ２１とＲ２２は互いに結合し、環を形成してもよい。塩基は炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩基や、金属アルコキシドなどの有機塩基などを用いることができる。パラジウム触媒としては酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）などを用いることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、カルバゾールの３位と６位にアリール基を導入したことによって、耐熱性が高く、耐熱性に優れているため、本発明のキノキサリン誘導体をエレクトロニクスデバイスに用いることにより、耐熱性に優れたエレクトロニクスデバイスを得ることができる。
（実施の形態２）
本発明のキノキサリン誘導体を用いた発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
本発明のキノキサリン誘導体を用いた発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア（担体）の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第１の電極１０２の上にＥＬ層１０８、さらにその上に設けられた第２の電極１０７とから構成されている。なお、ＥＬ層１０８は、順に積層した第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６とから構成されている。また、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０７は陰極として機能するものとして以下説明をする。
基板１０１上は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したインジウム酸化物等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。その他、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。
第１の層１０３は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても第１の層１０３を形成することができる。
また、第１の層１０３として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
また、第１の層１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、第１の電極１０２とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず第１の電極を形成する材料を選ぶことができる。
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
複合材料に用いることの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）等を挙げることができる。
また、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−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、複合材料に用いることの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。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
第２の層１０４を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）トリフェニルアミン、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミンなどのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第２の層１０４は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
第３の層１０５は、発光性の物質を含む層である。本実施の形態では、第３の層１０５は実施の形態１で示した本発明のキノキサリン誘導体を含む。本発明のキノキサリン誘導体は、青〜青緑色の発光を示すため、発光性物質として発光素子に好適に用いることができる。
第４の層１０６は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（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（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第４の層１０６として用いても構わない。また、第４の層１０６は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
第２の電極１０７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、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７と発光層との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第２の電極と積層して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含むＩＴＯ等様々な導電性材料を第２の電極１０７として用いることができる。
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、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、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中に酸化リチウムや窒化マグネシウム、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）を含有させたもの等を用いることができる。
また、第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６の形成方法は、蒸着法の他、例えばインクジェット法またはスピンコート法など種々の方法を用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第３の層１０５において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第３の層１０５に発光領域が形成されるような構成となっている。
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出される。また、第２の電極１０７のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０７を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０７がいずれも透光性を有する電極である場合、図１（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０７を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
なお第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０２および第２の電極１０７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であれば、上記以外のものでもよい。
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明のキノキサリン誘導体と自由に組み合わせて構成すればよい。
図２に示す発光素子は、陰極として機能する第１の電極３０２の上にＥＬ層３０８が形成され、ＥＬ層３０８の上には陽極として機能する第２の電極３０７とが順に積層された構成となっている。なお、ＥＬ層３０８は、第１の電極３０２側から順に電子輸送性の高い物質からなる第１の層３０３、発光性物質を含む第２の層３０４、正孔輸送性の高い物質からなる第３の層３０５、正孔注入性の高い物質からなる第４の層３０６が積層された構成を有している。なお、３０１は基板である。
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また、ＴＦＴアレイ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。
本発明のキノキサリン誘導体は、発光性を有する材料であるため、本実施の形態に示すように、他の発光性物質を含有することなく発光層として用いることが可能である。
また、成膜中に含有される微結晶成分が非常に少なく、成膜した膜に微結晶成分が少なく、アモルファス状態の膜を得ることができる。つまり、膜質がよいため、電界集中による絶縁破壊などの素子不良の少ない良好な発光素子を作製することができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は耐熱性が高いため、発光素子に用いることで、耐熱性に優れた発光素子を得ることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
実施の形態２で示した第３の層１０５を、本発明のキノキサリン誘導体を他の物質に分散させた構成とすることで、本発明のキノキサリン誘導体からの発光を得ることができる。本発明のキノキサリン誘導体は青〜青緑色の発光を示すため、青〜青緑色の発光を示す発光素子を得ることができる。
ここで、本発明のキノキサリン誘導体を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態２で述べた正孔輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）などが挙げられる。
本発明のキノキサリン誘導体は耐熱性が高いため、発光素子に用いることで、耐熱性に優れた発光素子を得ることができる。
なお、第３の層１０５以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
実施の形態２で示した第３の層１０５を、本発明のキノキサリン誘導体に発光性の物質を分散させた構成とすることで、発光性の物質からの発光を得ることができる。
本発明のキノキサリン誘導体は、成膜中に含有される微結晶成分が非常に少なく膜質がよいため、他の発光性物質を分散させる材料として好適に用いることができる。
本発明のキノキサリン誘導体を他の発光性物質を分散させる材料として用いる場合、発光性物質に起因した発光色を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体に起因した発光色と、キノキサリン誘導体中に分散されている発光性物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
ここで、本発明のキノキサリン誘導体に分散させる発光性物質としては、種々の材料を用いることができ、具体的には、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、クマリン６、ペリレン、ルブレンなどの蛍光発光性物質の他、ビス（２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’）（アセチルアセトナト）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））などの燐光発光性物質も用いることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体に分散させる発光性物質としては、上記のＩｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ）やＩｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）のように５６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下の範囲に発光スペクトルのピークを有する赤色の燐光性化合物が好ましい。このような構成とすることで、耐熱性が高く、かつ、効率の良い赤色発光素子が得られる。
本発明のキノキサリン誘導体は耐熱性が高いため、発光素子に用いることで、耐熱性に優れた発光素子を得ることができる。
なお、第３の層１０５以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
図３において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態２と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、各ユニットの少なくとも一方は、本発明のキノキサリン誘導体を含み、またその構成は、実施の形態２〜実施の形態４におけるＥＬ層の構成と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態２で示した複合材料であり、有機化合物と酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。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、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置について説明する。
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置について説明する。
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、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ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、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、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜、または珪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１で示した本発明のキノキサリン誘導体を含んでいる。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、ＬｉＦ、ＣａＦ２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、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
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、実施の形態２〜実施の形態５で示した発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー（登録商標）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置は、実施の形態１で示したキノキサリン誘導体を用いているため、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、耐熱性の高い発光装置を得ることができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。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素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、本発明の発光素子を含むことによって、耐熱性に優れた発光装置を得ることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態４に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１に示したキノキサリン誘導体を含み、耐熱性が高い表示部を有する。
本実施の形態では、実施の形態４に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１に示したキノキサリン誘導体を含み、耐熱性が高い表示部を有する。
本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
図６（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態２〜４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、耐熱性が高いテレビ装置を提供することができる。
図６（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態２〜４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、耐熱性が高いコンピュータを提供することができる。
図６（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態２〜４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、耐熱性が高い携帯電話を提供することができる。
図６（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態２〜４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、耐熱性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、耐熱性が高いカメラを提供することができる。
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明のキノキサリン誘導体を用いることにより、耐熱性の高い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図７を用いて説明する。
図７は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図７に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、耐熱性に優れたバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。
本実施例では、下記構造式（５）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（３，６−ジフェニルカルバゾール−９−イル）フェニル］キノキサリン（ＤＰＣＰＱ）の合成例を具体的に例示する。
［ステップ１］
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成方法について説明する。２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成スキームを（ａ−１）に示す。
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成方法について説明する。２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成スキームを（ａ−１）に示す。
４，４’−ジブロモベンジル３０．２ｇ（８２．０ｍｍｏｌ）、１，２−フェニレンジアミン９．３１ｇ（８６．１ｍｍｏｌ）、クロロホルム３００ｍＬを５００ｍＬ三口フラスコへ入れた。この反応溶液を窒素気流下、８０℃で５時間還流した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却し、水で洗浄した。水層をクロロホルムで抽出し、抽出溶液を有機層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた固体をトルエンに溶かし、この溶液をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、目的物である２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの白色粉末状固体を３０．０ｇ、収率９９％で得た。
［ステップ２］
３，６−ジフェニルカルバゾールの合成方法について説明する。３，６−ジフェニルカルバゾールの合成スキームを（ａ−２）に示す。
３，６−ジフェニルカルバゾールの合成方法について説明する。３，６−ジフェニルカルバゾールの合成スキームを（ａ−２）に示す。
３，６−ジブロモカルバゾール６．５ｇ（２０ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸５．０ｇ（４１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）９３ｍｇ（０．４０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン６１０ｍｇ（１．９ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れた後、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へエチレングリコールジメチルエーテル（略称：ＤＭＥ）５０ｍＬと、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）２５ｍＬを加えた。この混合物を８０℃で３．５時間還流した。反応後、反応混合物を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出した。この抽出溶液と有機層とを合わせて、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して、得られたろ液を濃縮したところ目的物の粉末状白色固体を４．１ｇ収率６３％で得た。
［ステップ３］
２，３−ビス［４−（３，６−ジフェニルカルバゾール−９−イル）フェニル］キノキサリン（ＤＰＣＰＱ）の合成方法について説明する。ＤＰＣＰＱの合成スキームを（ａ−３）に示す。
２，３−ビス［４−（３，６−ジフェニルカルバゾール−９−イル）フェニル］キノキサリン（ＤＰＣＰＱ）の合成方法について説明する。ＤＰＣＰＱの合成スキームを（ａ−３）に示す。
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリン２．３ｇ（６．１ｍｍｏｌ）、３，６−ジフェニルカルバゾール４．３ｇ（１４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０６１ｇ（０．２７ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム５．６ｇ（４１ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、キシレン５０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０％ヘキサン溶液）１．７ｇ（０．８１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１３０℃で１２時間撹拌した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムに溶かし、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を３．２ｇ、収率５７％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物がＤＰＣＰＱであることを確認した。得られたＤＰＣＰＱ３．２ｇを、圧力５．６Ｐａ、アルゴン流量３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件下で、３８０℃に加熱して昇華精製を行ったところ、０．８０ｇを回収し、回収率２５％であった。
ＤＰＣＰＱのプロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果は以下のとおりであった。１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３２−７．３７（ｍ， ４Ｈ），７．４２−７．４７（ｍ， ８Ｈ），７．５７−７．６０（ｍ， ４Ｈ），７．６９−７．８１（ｍ， １７Ｈ），７．８８−７．９４（ｍ， ６Ｈ），８．２９−８．３２（ｍ， ２Ｈ），８．４２−８．４２（ｍ， ３Ｈ）。図８（Ａ）にＤＰＣＰＱの１Ｈ ＮＭＲチャートを、図８（Ｂ）に７．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大した１Ｈ ＮＭＲチャートを示す。
ＤＰＣＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルを図９に、薄膜の吸収スペクトルを図１０にそれぞれ示す。トルエン溶液では３６０ｎｍにピークを有しており、薄膜状態では３８８ｎｍにピークを有することが分かった。
波長３６０ｎｍの紫外線で励起したＤＰＣＰＱのトルエン溶液の発光スペクトルを図１１に示す。トルエン溶液中では４４８ｎｍに発光極大を示すことが分かった。また、波長３８８ｎｍの紫外線で励起したＤＰＣＰＱの薄膜（固体状態）の発光スペクトルを図１２に示す。図１２において、薄膜では４８５ｎｍに発光極大を示すことが分かった。
また、薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位を大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、−５．７５ｅＶであった。さらに、図１０の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから光学的エネルギーギャップを求めたところ、エネルギーギャップは２．７６ｅＶであった。したがって、ＬＵＭＯ準位は−２．９９ｅＶである。
（比較実験例）
次に、上記で合成した本発明の化合物であるＤＰＣＰＱの熱物性を測定し、下記構造式（１０１）で表される２，３−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＣｚＱｎ）の熱物性と比較した。なお、構造式（１０１）からわかるように、比較対象であるＣｚＱｎは、ＤＰＣＰＱのカルバゾリル基の３位および６位に結合しているフェニル基を、全て水素とした構造の化合物であり、特許文献１に記載の化合物である。測定装置としては、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製、Ｐｙｒｉｓ１）を用い、融点を測定した。
ＤＰＣＰＱを４０℃／ｍｉｎの昇温速度で−１０℃から３９０℃まで加熱した際のＤＳＣチャート、およびＣｚＱｎを４０℃／ｍｉｎの昇温速度で−１０℃から３４０℃まで加熱した際のＤＳＣチャートを、図１８に併せて示す。このチャートから、ＤＰＣＰＱの融点を示すピークは３７０℃付近に観測されるのに対し、ＣｚＱｎの融点を示すピークは３１０℃付近に観測されることがわかる。
このように、本実施例から、カルバゾリル基の３位および６位に、さらにフェニル基を導入する本発明の概念により、耐熱性が向上することがわかった。
本実施例では、本発明の発光素子について、図１７を用いて説明する。以下の実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後真空装置内を排気し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、複合材料を含む層２１０３を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内でそれぞれ異なる材料が保持された複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層２１０３上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０４を形成した。
さらに、構造式（５）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（３，６−ジフェニルカルバゾール−９−イル）フェニル］キノキサリン（ＤＰＣＰＱ）と、構造式（１１４）で表される（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）（Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））とを共蒸着することにより、正孔輸送層２１０４上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０５を形成した。ここで、ＤＰＣＰＱとＩｒ（Ｆｄｐｑ）２ａｃａｃとの重量比は、１：０．０５（＝ＤＰＣＰＱ：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２ａｃａｃ）となるように調節した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０５上にＢＡｌｑを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０６を形成した。
さらに、電子輸送層２１０６上に、Ａｌｑとリチウムを共蒸着することにより、Ａｌｑ上に、５０ｎｍの膜厚で電子注入層２１０７を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０８を形成することで、実施例２の発光素子を作製した。
本実施例２の発光素子の電流密度―輝度特性を図１３に示す。また、電圧―輝度特性を図１４に示す。輝度―電流効率特性を図１５に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１６に示す。本実施例２の発光素子において、９５８ｃｄ／ｍ２の輝度を得るために必要な電圧は１１．０Ｖであり、その時流れた電流は１．５２ｍＡ（電流密度は３７．９ｍＡ／ｃｍ２）であり、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．７１、ｙ＝０．２８）であった。また、この時の電流効率は２．５ｃｄ／Ａ、電力効率は０．７２ｌｍ／Ｗであった。
このように、本発明のキノキサリン誘導体と有機金属錯体を組み合わせることで、赤色燐光素子を得ることができた。
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１０５ 第３の層
１０６ 第４の層
１０７ 第２の電極
１０８ ＥＬ層
３０２ 第１の電極
３０３ 第１の層
３０４ 第２の層
３０５ 第３の層
３０６ 第４の層
３０７ 第２の電極
３０８ ＥＬ層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０３ 複合材料を含む層
２１０４ 正孔輸送層
２１０５ 発光層
２１０６ 電子輸送層
２１０７ 電子注入層
２１０８ 第２の電極
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
１０２ 第１の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１０５ 第３の層
１０６ 第４の層
１０７ 第２の電極
１０８ ＥＬ層
３０２ 第１の電極
３０３ 第１の層
３０４ 第２の層
３０５ 第３の層
３０６ 第４の層
３０７ 第２の電極
３０８ ＥＬ層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
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９０６ 端子
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９５２ 電極
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９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０３ 複合材料を含む層
２１０４ 正孔輸送層
２１０５ 発光層
２１０６ 電子輸送層
２１０７ 電子注入層
２１０８ 第２の電極
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９１０３ 表示部
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９２０１ 本体
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９２０３ 表示部
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９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
Claims (9)
- 構造式（５）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一対の電極間に、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子。
- 一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体と蛍光発光性物質を有することを特徴とする発光素子。 - 一対の電極間に発光層を有し、前記発光層は請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体と燐光発光性物質を有することを特徴とする発光素子。
- 請求項６において、前記燐光発光性物質の発光スペクトルのピークが５６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることを特徴とする発光素子。
- 請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
- 表示部を有し、
前記表示部は、請求項４乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電子機器。
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