JP6235663B2 - 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光素子、発光装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Description

本発明は、フルオレン誘導体、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する
。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用
した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対
の電極間に発光性の物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することに
より、発光性の物質からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高
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
好適であると考えられている。また、このような発光素子は、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。
そして、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形
成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥ
Ｄ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。
そのエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であ
るか、無機化合物であるかによって大別できるが、発光性の物質に有機化合物を用いる有
機ＥＬの場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホール
（正孔）がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、電
子およびホールの両方が発光性の有機分子中で生成した状態である励起状態から、これら
キャリア（電子およびホール）が再結合して基底状態に戻ることで発光する。
このようなメカニズムから、このような発光素子は電流励起型の発光素子と呼ばれる。
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態
が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼
ばれている。
また、先程述べた、電流励起されたキャリアの再結合による発光の他に、これら励起エ
ネルギーが他の有機化合物に移動することで、この有機化合物が励起し発光する方法もあ
る。これは一般的に有機ＥＬにおいては、発光層中に発光材料を分散（ドープ）させて用
いる素子構造である。分散される材料をホスト、分散している方をドーパントと言う。こ
れは、発光させたい有機分子が、高濃度だとスタッキング相互作用を起こし発光効率が悪
くなってしまう場合（濃度消光）に、これを解消するためにこの有機分子をホストにドー
プしスタックを抑制することで高効率化させるものである。この時、電流励起によって励
起したホストから、ドーパントへその励起エネルギーが移動することでドーパントが発光
する。
この励起エネルギー移動は、高い励起エネルギーから低いエネルギーへの移動でないと
起こらない。そのため、ホスト材料は励起状態の高い材料が望ましい。
また有機ＥＬは複数の層で構成されているが、発光層と電極間にはキャリア輸送層を設
けるのが一般的である。その理由の一つとして、発光層中の励起エネルギーが電極へとエ
ネルギー移動して消光してしまうのを防ぐためであることが挙げられる。また発光層と隣
接するそのキャリア移動層も、発光層の励起エネルギーが移動してしまわない様に、その
キャリア移動層は発光層よりも励起エネルギーのより高い材料（励起子ブロック材料）が
望ましい。
また有機ＥＬにおいて、発光層と電極間にキャリア注入層、キャリア輸送層を設けるも
う一つの理由として、隣接する層間のキャリア注入障壁を調節するためであることが挙げ
られる。そのことでより発光層で効率よく再結合させることが出来る。
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、物質に依存した問題
が多く、これらを克服するために素子構造の改良や物質開発等が行われている（例えば、
特許文献１参照）。
国際公開第０８／０６２６３６号
本発明の一態様は、正孔輸送性の高い物質として、新規のフルオレン誘導体を提供する
ことを目的の一とする。また、新規のフルオレン誘導体を発光素子に適用することにより
、発光効率の高い発光素子を提供することを目的の一とする。本発明の一態様は、駆動電
圧が低く、消費電力が少ない発光装置、電子機器、及び照明装置を提供することを目的の
一とする。
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、または置換又は無置換のビフェニル基のいずれかを表す。また
、α１〜α４は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数６〜１２のアリーレン基のい
ずれかを表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、環を形成する炭素数が６〜１
３のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ３は、炭素数１〜６のアルキル基、または置換又
は無置換の炭素数６〜１２のアリール基を表す。Ｊ、ｋ、ｍ、ｎは、それぞれ独立に０ま
たは１である。ただしＪおよびｋの少なくともいずれかは１である。）
また、上記構成において、一般式（Ｇ１）中のＲ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、下記構
造式（Ｒ−１）〜構造式（Ｒ−９）で表されるいずれか一であることを特徴とする。
また、上記構成において、一般式（Ｇ１）中のα１〜α４は、それぞれ独立に、構造式
（α−１）〜構造式（α−３）で表されるいずれか一であることを特徴とする。
また、上記構成において、一般式（Ｇ１）中のＡｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、構
造式（Ａｒ−１）〜構造式（Ａｒ−６）で表されるいずれか一であり、Ａｒ３は、構造式
（Ａｒ３−１）〜構造式（Ａｒ３−８）で表されるいずれか一であることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、下記構造式（１０１）、（１５１）、（１１８）で表される
いずれか一であることを特徴とする。
また、本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、ＥＬ層は
、発光層と正孔輸送層を少なくとも有し、正孔輸送層は、上記記載のフルオレン誘導体を
含むことを特徴とする。
さらに、本発明の一態様は、上記に記載の発光素子を用いて形成されたことを特徴とす
る発光装置である。また、上記に記載の発光装置を用いて形成されたことを特徴とする電
子機器である。また、上記に記載の発光装置を用いて形成された照明装置である。
また、本発明の発光装置の一態様は、上記発光素子と、発光素子の発光を制御する制御
手段とを有する。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバ
イス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰ
Ｃ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ
Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅ
ｒ 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 Ｇｌａｓ
ｓ）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、本発明の発光装置の一態様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、本発明の電子機器の一態様は、表示部を有し、表示部は、上述し
た発光装置を備えたことを特徴とする。
また、本発明の発光装置の一態様を用いた照明装置も本発明の範疇に含めるものとする
。したがって、本発明の照明装置の一態様は上述した発光装置を備えたことを特徴とする
。
本発明のフルオレン誘導体は、高い正孔輸送性を示すことから、主に発光素子のＥＬ層
を構成する正孔輸送層に用いることができる。また、本発明のフルオレン誘導体を正孔輸
送層に用いて発光素子を形成することにより、発光効率の高い発光素子を形成することが
できる。
さらにこの発光素子を用いることにより、消費電力が少なく、駆動電圧の低い発光装置
、電子機器、及び照明装置を得ることができる。
発光素子を説明する図。 発光素子を説明する図。 発光素子を説明する図。 発光装置を説明する図。 発光装置を説明する図。 電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 照明装置を説明する図。 照明装置を説明する図。 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の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 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の吸収スペクトルを示す図。 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の発光スペクトルを示す図。 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のＣＶ測定結果を示す図。 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の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 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の吸収スペクトルを示す図。 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の発光スペクトルを示す図。 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のＣＶ測定結果を示す図。 実施例の発光素子を説明する図。 比較発光素子１及び発光素子２の電流密度−輝度特性を示す図。 比較発光素子１及び発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。 比較発光素子１及び発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子３の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子３の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子３の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子３の信頼性試験の結果を示す図。 発光素子４及び発光素子５の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子４及び発光素子５の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子４及び発光素子５の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子４及び発光素子５の信頼性試験の結果を示す図。 発光素子６及び比較発光素子７の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子６及び比較発光素子７の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子６及び比較発光素子７の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子６及び比較発光素子７の発光スペクトルを示す図。 発光素子８〜発光素子１０の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子８〜発光素子１０の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子８〜発光素子１０の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子８〜発光素子１０の信頼性試験の結果を示す図。 発光素子１１及び比較発光素子１２の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子１１及び比較発光素子１２の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１１及び比較発光素子１２の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子１１及び比較発光素子１２の発光スペクトルを示す図。 発光素子１３の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子１３の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１３の輝度−電流効率特性を示す図。 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の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。 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の吸収スペクトルを示す図。 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の発光スペクトルを示す図。 発光素子１４及び比較発光素子１５の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子１４及び比較発光素子１５の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１４及び比較発光素子１５の輝度−電流効率特性を示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様であるフルオレン誘導体について説明する。
本発明の一態様であるフルオレン誘導体は、一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導
体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、または置換又は無置換のビフェニル基のいずれかを表す。また
、α１〜α４は、それぞれ独立に、置換又は無置換の炭素数６〜１２のアリーレン基のい
ずれかを表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、環を形成する炭素数が６〜１
３のアリール基のいずれかを表し、Ａｒ３は、炭素数１〜６のアルキル基、または置換又
は無置換の炭素数６〜１２のアリール基を表す。Ｊ、ｋ、ｍ、ｎは、それぞれ独立に０ま
たは１である。ただしＪおよびｋの少なくともいずれかは１である。）
なお、Ｒ１〜Ｒ８、α１〜α４、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３が置換基を有する場合、その置
換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基、ヘキシル基のようなアル
キル基や、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基のようなアリール基が挙げられる。ま
た置換基を複数有していても良い。例えば、メチルフェニル基やジメチルフェニル基、ｔ
ｅｒｔ−ブチルフェニル基、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基などが挙げられる。また該
置換基同士は互いに連結し、環を形成していても良い（例えば、ビフェニル基がＡｒ１ま
たはＡｒ２のフルオレニル基と環を形成して９，９’−スピロフルオレニル基となったも
のや、ヘキシル基が環を形成したシクロヘキシル基が挙げられる）。
また、一般式（Ｇ１）において、アルキル基を用いると、有機溶剤への溶解性が向上す
ると考えられる。そのため、この材料を用いて湿式で素子を作成する場合、アルキル基の
ある材料を用いると素子の作成が容易となり、好ましい。
一般式（Ｇ１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基
、ペンチル基、ヘキシル基のようなアルキル基や、置換又は無置換のフェニル基、置換又
は無置換のビフェニル基のようなアリール基が挙げられる。具体的には、構造式（Ｒ−１
）〜（Ｒ−９）に示す基が挙げられる。
一般式（Ｇ１）において、α１〜α４は、置換又は無置換のフェニレン基が挙げられる
。具体的には、構造式（α−１）〜（α−３）に示す基が挙げられる。
一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換又は無置換のフェニル基、置換又は
無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフルオレニル基
、置換又は無置換のスピロフルオレニル基のようなアリール基が挙げられる。具体的には
、構造式（Ａｒ−１）〜構造式（Ａｒ−６）に示す基が挙げられる。下記（Ａｒ−４）は
、ビフェニル基がＡｒ１またはＡｒ２のフルオレニル基と環を形成して９，９’−スピロ
フルオレニル基となったものである。
このとき（Ａｒ−２）や（Ａｒ−３）のように、縮合環基を用いると、キャリア輸送性が
より向上すると考えられ、好ましい。またこの時、これら縮合環基と窒素原子との間にあ
るα１またはα２は１であると、分子のバンドギャプ（Ｂｇ）がより広く保て、好ましい
。また（Ａｒ−５）のように、シグマ結合を介した結合を用いた構造は、窒素原子からの
共役が広がらりづらく、ＢｇやＴ１準位が高い。そのため、この材料を、より短波長な発
光素子中での、発光層に隣接した層の材料、または、発光層へのドープ材料として用いる
ことができると考えられ、好ましい。また、（Ａｒ−２）や（Ａｒ−３）や（Ａｒ−４）
の様な分子量が大きく剛直な縮合環基を用いると、ガラス転移点（Ｔｇ）等の熱物性が向
上し、好ましい
一般式（Ｇ１）において、Ａｒ３は、メチル基、エチル基、プロピル基、ペンチル基、
ヘキシル基のようなアルキル基や、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフ
ェニル基のようなアリール基が挙げられる。具体的には、構造式（Ａｒ３−１）〜構造式
（Ａｒ３−８）に示す基が挙げられる。
一般式（Ｇ１）に示されるフルオレン誘導体の具体例としては、構造式（１００）〜構
造式（１２３）、構造式（１５０）〜構造式（１７３）に示されるフルオレン誘導体を挙
げることができる。但し、本発明はこれらに限定されない。
本発明の一態様であるフルオレン誘導体の合成方法としては、種々の反応を適用するこ
とができる。例えば、以下に示す合成反応を行うことによって、一般式（Ｇ１）で表され
る本発明の一態様であるフルオレン誘導体を合成することができる。なお、本発明の一態
様であるフルオレン誘導体の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
＜一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体の合成方法１＞
スキーム（Ａ−１）に示すように、１−ハロゲン化ビフェニル誘導体（ａ１）をリチオ
化またはグリニア試薬化としたのち、ベンゾイル誘導体（ａ２）と反応させ、これを脱Ｏ
Ｈさせることで、ハロゲン化アリールフルオレン誘導体（ａ３）が得られる。
また前記スキーム（Ａ−１）での、ハロゲン基を有するアリール化合物を活性化させた
後、ベンゾイル誘導体と反応させ、フェノール誘導体とした後、酸を加えて脱ＯＨさせる
ことで、フルオレン誘導体にすることができる。
その活性化の一例としては、アルキルリチウム試薬でリチオ化する反応や、活性化マグ
ネシウムでグリニア試薬化する反応を用いることができる。アルキルリチウムとしてはｎ
−ブチルリチウムや、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、メチルリチウム等が挙げられる。酸と
しては塩酸などを用いる事ができる。溶媒としてはジエチルエーテルなどのエーテル類や
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いることができ、脱水溶媒を用いる。
また、スキーム（Ａ−２）に示すように、ハロゲン化アレーン誘導体（ａ４）とアリール
アミン誘導体（ａ５）とをカップリングさせることで、ジアリールアミン誘導体（ａ６）
が得られる。
そして、スキーム（Ａ−３）に示すように、ハロゲン化アリールフルオレン誘導体（ａ３
）とジアリールアミン誘導体（ａ６）とをカップリングさせることで、上記一般式（Ｇ１
）で表されるフルオレン誘導体が得られる。
なお上記スキーム（Ａ−１）〜（Ａ−３）中のＸ１、Ｘ２は、ハロゲンを表し、反応性
の高さから、好ましくは臭素またはヨウ素、より好ましくはヨウ素を表す。
また前記スキーム（Ａ−２）、（Ａ−３）において、ハロゲン基を有するアリール化合
物と、アミンを有するアリール化合物（１級アリールアミン化合物、２級アリールアミン
化合物）とのカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下
にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。
前記スキーム（Ａ−２）、（Ａ−３）において、ハートウィッグ・ブッフバルト反応を
用いる場合について示す。金属触媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、前記パ
ラジウム触媒としてはパラジウム錯体とその配位子の混合物を用いることができる。前記
パラジウム錯体としては、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、酢酸パラ
ジウム（ＩＩ）等が挙げられる。また前記配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホ
スフィンや、トリ（ｎ−ヘキシル）ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィンや、１
，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン（略称：ＤＰＰＦ）等が挙げられる。ま
た、塩基として用いることができる物質としては、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド等
の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等を挙げることができる。また、前記反応は溶
液中で行うことが好ましく、用いることができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベ
ンゼン等が挙げられる。ただし、前記用いることができる触媒およびその配位子、塩基、
溶媒はこれらに限られるものでは無い。また前記反応は窒素やアルゴンなど不活性雰囲気
下で行うことが好ましい。
前記スキーム（Ａ−２）、（Ａ−３）において、ウルマン反応を用いる場合について示
す。金属触媒としては銅触媒を用いることができ、ヨウ化銅（Ｉ）、又は酢酸銅（ＩＩ）
が挙げられる。また、塩基として用いることができる物質としては、炭酸カリウム等の無
機塩基が挙げられる。また、前記反応は溶液中で行うことが好ましく、用いることができ
る溶媒としては、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）ピリミ
ジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただし、前記用い
ることができる触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。また前記反応は窒素
やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
なお、ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的
物が得られるため、ＤＭＰＵ、キシレンなど沸点の高い溶媒を用いることが好ましい。ま
た、反応温度は１５０℃以上より高い温度が更に好ましいため、より好ましくはＤＭＰＵ
を用いる。
＜一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体の合成方法２＞
また例えば、スキーム（Ｂ−１）で示すように、ハロゲン化フルオレン誘導体（ａ３）
とアリールアミン誘導体（ａ５）とをカップリングさせることで、フルオレニルジアリー
ルアミン誘導体（ｂ１）が得られる。
そして、スキーム（Ｂ−２）で示すように、フルオレニルジアリールアミン誘導体（ｂ
１）とハロゲン化アレーン誘導体（ａ４）とをカップリングさせることで、上記一般式（
Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体が得られる。
なお上記スキーム（Ｂ−１）、（Ｂ−２）中のＸ２、Ｘ３は、ハロゲンを表し、反応性
の高さから、好ましくは臭素またはヨウ素、より好ましくはヨウ素を表す。
前記スキーム（Ｂ−１）、（Ｂ−２）において、ハロゲン基を有するアリール化合物と
、アミンを有するアリール化合物（１級アリールアミン化合物、２級アリールアミン化合
物）とのカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下にて
金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。
また、前記スキーム（Ｂ−１）、（Ｂ−２）において、スキーム（Ａ−２）、（Ａ−３
）と同様に、ハートウィッグ・ブッフバルト反応、ウルマン反応を用いることができる。
＜一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体の合成方法３＞
また例えば、スキーム（Ｃ−１）に示すように、ハロゲン化アリールフルオレン誘導体
（ｃ１）をリチオ化またはグリニア試薬化としたのち、有機ボロン酸と反応させることで
、フルオレニルアリールボロン酸誘導体（ｃ２）が得られる（なお、Ｊは１を表す）。
また、スキーム（Ｃ−２）に示すように、トリアリールアミン誘導体（ｃ３）をハロゲン
化することで、ハロゲン化トリアリールアミン誘導体（ｃ４）が得られる。
そして、スキーム（Ｃ−３）に示すように、フルオレニルアリールボロン酸誘導体（ｃ
２）とハロゲン化トリアリールアミン誘導体（ｃ４）とをカップリングさせることで、上
記一般式（Ｇ１）で表されるフルオレン誘導体が得られる。
なお、スキーム（Ｃ−２）および（Ｃ−３）でのｋは１を表す。
なお上記スキーム（Ｃ−１）〜（Ｃ−３）中のＸ４、Ｘ５は、ハロゲンを表し、反応性
の高さから、好ましくは臭素またはヨウ素、より好ましくはヨウ素を表す。
また前記スキーム（Ｃ−１）での、ハロゲン基を有するアリール化合物を、ボロン酸基
（または有機ホウ素基）を有するアリール化合物にする反応は様々な条件がある。なおス
キーム中Ｒ１〜Ｒ８は水素またはアルキル基を示す。
その一例としては、アルキルリチウム試薬でリチオ化した後、ホウ素試薬を加えてボロ
ン酸化、または有機ホウ素化することができる。アルキルリチウム試薬としてはｎ−ブチ
ルリチウム、メチルリチウム等を用いることができる。ホウ素試薬としてはホウ酸トリメ
チル、ホウ酸イソプロピルなどを用いることができる。溶媒としてはジエチルエーテルな
どのエーテル類やテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を用いることができ、脱水溶媒を用いる
。また、リチオ化した試薬の代わりに活性化マグネシウムでグリニア試薬とし、これを用
いることもできる。
また前記スキーム（Ｃ−２）での、ハロゲン化反応は様々な反応条件があるが、極性溶
媒下でハロゲン化剤を用いた反応を用いることができる。前記ハロゲン化剤としては、Ｎ
−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）やＮ−ヨードこはく酸イミド（ＮＩＳ）、臭素、ヨウ
素、ヨウ化カリウム等を用いることができる。ハロゲン化剤として臭化物を用いると、よ
り安価に合成できるため好ましい。またハロゲン化剤としてヨウ化物を用いると、生じた
目的物を原料として用いた反応を次に行う場合（ヨウ素置換された部分がより活性が高い
ため）より反応が容易に進むため好ましい。なお、スキーム（Ｃ−２）でのｋは１を表し
、ハロゲン化はアミンに対してパラ位に特異的に起こる。
なお前記スキーム（Ｃ−３）での、ハロゲン基を有するアリール化合物と、ボロン酸を
有するアリール化合物（アリールボロン酸）とのカップリング反応は様々な反応条件があ
るが、その一例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができ
る。
前記スキーム（Ｃ−３）において、鈴木・宮浦反応を用いる場合について示す。金属触
媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、前記パラジウム触媒としてはパラジウム
錯体とその配位子の混合物を用いることができる。前記パラジウム錯体としては、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（ト
リフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロライド等が挙げられる。また前記配位
子としては、トリ（オルト−トリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシ
クロヘキシルホスフィン等が挙げられる。また前記塩基として用いることができる物質と
しては、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基
等が挙げられる。また、当該反応は溶液中で行うことが好ましく、用いる事ができる溶媒
としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶
媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベ
ンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレン
グリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒等が挙げられる。ただし、前
記用いることができる触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。また前記スキ
ームにおいて、アリールボロン酸の代わりに、アリール誘導体の有機ホウ素化合物や、ア
リールアルミニウム、アリールジルコニウム、アリール亜鉛、アリールスズ化合物等を用
いても良い。また前記反応は窒素やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した本発明の一態様であるフルオレン誘導体を
正孔輸送層に用いて形成した発光素子について説明する。
本実施の形態における発光素子は、陽極として機能する第１の電極、陰極として機能す
る第２の電極、および第１の電極と第２の電極との間に設けられたＥＬ層とから構成され
ている。なお、本実施の形態における発光素子は、第１の電極の方が第２の電極よりも電
位が高くなるように、それぞれに電圧を印加したときに、発光が得られるものとする。
また、本実施の形態における発光素子のＥＬ層は、第１の電極側から第１の層（正孔注
入層）、第２の層（正孔輸送層）、第３の層（発光層）、第４の層（電子輸送層）、第５
の層（電子注入層）を含む構成とする。
本実施の形態における発光素子の構造を、図１を用いて説明する。基板１０１は、発光
素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、石英、プラスチッ
クなどを用いることができる。
なお、上記基板１０１は、本発明の一態様である発光素子を利用する製品である発光装
置あるいは電子機器中に残存させてもよいが、最終製品中に残存せず発光素子の作製工程
における支持体としての機能のみを有していてもよい。
基板１０１上に形成される第１の電極１０２には、仕事関数の大きい（具体的には４．
０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが
好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔ
ｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化
インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングス
テン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。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）、チタン（Ｔｉ）
、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。但し、本発明におい
ては、第１の電極１０２と接して形成されるＥＬ層１０３のうちの第１の層１１１は、第
１の電極１０２の仕事関数に関係なく正孔（ホール）注入が容易である複合材料を用いて
形成される為、電極材料として可能な材料（例えば、金属、合金、電気伝導性化合物、お
よびこれらの混合物、その他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素も含む）で
あれば、あらゆる公知の材料を用いることができる。
これらの材料は、通常スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−
酸化亜鉛（ＩＺＯ）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
ットや、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
ットを用いることにより、スパッタリング法で形成することができる。その他、真空蒸着
法、塗布法、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。
また、第１の電極１０２上に形成されるＥＬ層１０３のうち、第１の電極１０２に接し
て形成される第１の層１１１に用いる材料として、後述する複合材料を含む層を用いた場
合には、第１の電極１０２に用いる材料は、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合
金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アル
ミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ）等も用いることが
できる。
また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、
すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、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、これらを含む合
金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類
金属、およびこれらを含む合金等を用いることもできる。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、およびこれらを含む合金を用いて第１の電極
１０２を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。さら
に、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることがで
きる。
第１の電極１０２上に形成されるＥＬ層１０３には、公知の材料を用いることができ、
低分子系化合物および高分子系化合物のいずれを用いることもできる。なお、ＥＬ層１０
３を形成する物質には、有機化合物のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含
む構成も含めるものとする。
ＥＬ層１０３は、正孔注入性の高い物質を含んでなる正孔注入層、正孔輸送性の高い物
質を含んでなる正孔輸送層、発光性物質からなる発光層、電子輸送性の高い物質を含んで
なる電子輸送層、電子注入性の高い物質を含んでなる電子注入層などを適宜組み合わせて
積層することにより形成される。
なお、図１（Ａ）に示すＥＬ層１０３は、第１の電極１０２側から第１の層（正孔注入
層）１１１、第２の層（正孔輸送層）１１２、第３の層（発光層）１１３、第４の層（電
子輸送層）１１４、および第５の層（電子注入層）１１５の順に積層されている。
正孔注入層である第１の層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む正孔注入層である。
正孔注入性の高い物質としては、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、
レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸
化物、タンタル酸化物、銀酸化物、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、低分子の有機化合物としては、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、
銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰ
ｃ）等のフタロシアニン系の化合物が挙げられる。なお、実施の形態１で示した本発明の
一態様であるフルオレン誘導体も同様に用いることができる。
また、低分子の有機化合物である４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミ
ノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−
メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、
４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェ
ニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）
−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴ
ＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルア
ミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イ
ル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３
，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９
−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−
（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：
ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等も挙げられる。なお、実施の形態１で示した
本発明の一態様であるフルオレン誘導体も同様に用いることができる。
さらに、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることもでき
る。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリ
フェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェ
ニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド
］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビ
ス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられ
る。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）
（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳ
Ｓ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることもできる。
また、第１の層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させ
た複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を
含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶ
ことができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事
関数の小さい材料を用いることができる。これらの複合材料は、正孔輸送性の高い物質と
アクセプター物質とを共蒸着することにより形成することができる。なお、本明細書中に
おいて、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合すること
によって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳
香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化
合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、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。
複合材料に用いることのできる有機化合物としては、例えば、ＭＴＤＡＴＡ、ＴＤＡＴ
Ａ、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣ
Ｎ１、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称
：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフ
ェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）等の芳香族ア
ミン化合物や、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３
，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−
［４−（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
ニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を挙げることができる。なお、実施の形態１で示し
た本発明の一態様であるフルオレン誘導体も複合材料に用いることができる。
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ
−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、
９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−
ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−
ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０
−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン
（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセ
ン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒ
ｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラ
セン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン等の
芳香族炭化水素化合物を挙げることができる。
さらに、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、ペンタセン、コロネン、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル
）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル
）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等の芳香族炭化水素化合物も挙げること
ができる。
また、アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６
−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等の有機化合物や
、遷移金属酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第４族乃至第８族に
属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、
酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レ
ニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定
であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
なお、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合
物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、第１の層１１１に用いて
もよい。なお、実施の形態１で示した本発明の一態様であるフルオレン誘導体も上述した
アクセプター性物質と組み合わせて複合材料を形成し、第１の層１１１に用いることがで
きる。
正孔輸送層である第２の層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。なお、本
実施の形態における第２の層１１２には、実施の形態１で説明した本発明の一態様である
フルオレン誘導体を用いることとする。上記本発明の一態様であるフルオレン誘導体は、
広いバンドギャップを持つため、このフルオレン誘導体で形成させた第２の層１１２は、
隣接した第３の層１１３（発光層）で生じた励起子エネルギーを吸収しづらく、励起子を
効率的に発光層に閉じこめることができる。そのため、高効率な発光素子が得られる。
また、第１の層１１１と第２の層１１２の両方に、実施の形態１で説明した本発明の一
態様であるフルオレン誘導体を用いることもできる。この場合、素子の作製が簡便となり
、材料利用効率を向上させることができる。また、第１の層１１１と第２の層１１２のエ
ネルギーダイアグラムが同じか近い状態になる為、第１の層１１１と第２の層１１２との
間におけるキャリアの移動を容易にすることができる。
第３の層１１３は、発光性の高い物質を含む発光層である。第３の層１１３には、次に
挙げる低分子の有機化合物を用いることができる。なお、実施の形態１で示した本発明の
一態様であるフルオレン誘導体も発光性を示し、発光材料としても用いることができる。
発光物質としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物
を用いることができる。
発光層１１３に用いることができる蛍光性物質としては、例えば、青色系の発光物質
として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’
−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カル
バゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン
（略称：ＹＧＡＰＡ）などが挙げられる。
緑色系の発光物質としては、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−［９，１
０−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）などが挙げられる。
黄色系の発光物質としては、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−
イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。さらに、
赤色系の発光物質として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テト
ラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−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）などが挙げられる。
また、発光層１１３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発
光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’
］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビ
ス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（Ｉ
ＩＩ）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：Ｆ
Ｉｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フ
ェニルピリジナト−Ｎ，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（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイ
ミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａ
ｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナー
ト（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、黄色系の発光材料
として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（
ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（
４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセ
トナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾ
チアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂ
ｔ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−
フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビ
ス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート
（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料とし
て、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリ
ジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス
（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナー
ト（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビ
ス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄ
ｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２
１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げ
られる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（Ｉ
ＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，
３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ
（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオ
ロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ
）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度
間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
また、第３の層１１３は、上述した発光性の高い物質を他の物質に分散させる構成とし
てもよい。なお、分散させる場合には、分散させる物質（ドーパント）の濃度が、質量比
で全体の２０％以下になるようにするのが好ましい。また、発光性の物質を分散させる物
質（ホスト）としては、公知の物質を用いることができるが、発光性の物質（ドーパント
）よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が浅く（絶対値が小さく）、最高被占有軌道準
位（ＨＯＭＯ準位）が深い（絶対値が大きい）物質を用いることが好ましい。またホスト
のバンドギャップ（Ｂｇ：ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の差）が発光性のドーパントのＢ
ｇよりも大きいことが好ましい。またドーパントの発光が蛍光性の場合はＳ１準位が、燐
光性の場合はＴ１準位が、ドーパントよりもホストの方が高いことが好ましい。
具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、
トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）
、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢ
ｑ２）、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：Ｚｎ
ｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰ
ＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢ
ＴＺ）などの金属錯体を用いることができる。
また、２−（ビフェニル−４−イル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチ
ルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７
）、３−（ビフェニル−４−イル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−
ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢ
Ｉ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）
などの複素環化合物を用いることができる。
その他、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾ
ール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アン
トリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３
，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフ
チル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフ
チル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮ
Ｔ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ
）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２
）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ
３）などの縮合芳香族化合物を用いることもできる。
また、発光性の物質を分散させるための物質は複数種用いることができる。例えば、結
晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。さら
に、発光性の物質へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ
等を添加してもよい。なお、実施の形態１で示した本発明の一態様であるフルオレン誘導
体も用いることができる。このように、発光性の高い物質を他の物質に分散させた構成と
することで、第３の層１１３の結晶化を抑制することができる。さらに、発光性の高い物
質の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
また、上述した物質のうち、特に電子輸送性の物質を用いて発光性の物質を分散させて
第３の層１１３を形成することがより好ましい。具体的には、上述した金属錯体、複素環
化合物、縮合芳香族化合物のうちのＣｚＰＡ、ＤＮＡ、ｔ−ＢｕＤＮＡ、さらには、のち
に示す第４の層１１４に用いることのできる物質として挙げられる高分子化合物を用いる
こともできる。
また、第３の層１１３には、次に挙げる高分子化合物を用いることもできる。
青色系の発光物質としては、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）
（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−
（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛
（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブ
チルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げら
れる。
緑色系の発光物質としては、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ
［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，
１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジ
オクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−
（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。
橙色〜赤色系の発光物質としては、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキ
シ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオ
フェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，
７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ
，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（
２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ
−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略
称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
なお、発光層１１３は２層以上の複数層で形成することもできる。例えば、第１の発光
層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１１３とする場合、第１の発光
層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として
電子輸送性を有する物質を用いることができる。より好ましくは第１の発光層のホスト材
料は電子輸送性よりも正孔輸送性の高い材料を用い、第２の発光層のホスト材料は正孔輸
送性よりも電子輸送性の高い材料が好ましい。上記の構成とすることで第１の発光層と第
２の発光層との間が発光サイトとなり、より高効率な素子が得られる。
以上のような構造を有する発光層は、複数の材料で構成されている場合、真空蒸着法で
の共蒸着又は混合溶液としてインクジェット法、スピンコート法、若しくはディップコー
ト法などを用いて作製することができる。
第４の層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む電子輸送層である。第４の層１１４に
は、例えば、低分子の有機化合物として、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、
Ｚｎｑ、ＺｎＰＢＯ、ＺｎＢＴＺなどの金属錯体等を用いることができる。また、金属錯
体以外にも、ＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＴＰＢＩ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなどの複素環
化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電
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
以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。また、電子輸送層は、単層のものだけでな
く、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
第４の層１１４には、高分子化合物を用いることもできる。例えば、ポリ［（９，９−
ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略
称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−
（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いるこ
とができる。
また、第５の層１１５は、電子注入性の高い物質を含む電子注入層である。第５の層１
１５には、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、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いる
ことができる。その他、電子輸送性を有する物質にアルカリ金属、アルカリ土類金属、ま
たはそれらの化合物を含有させたもの、具体的にはＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含
有させたもの等を用いてもよい。なお、この場合には、第２の電極１０４からの電子注入
をより効率良く行うことができる。
第２の電極１０４には、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、及びこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料
の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（
Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム
（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍ
ｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（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。
なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金を用いて第２の電極１０４
を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いることができる。また、銀ペ
ーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを用いることができる。
なお、第５の層１１５を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、
ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料
を用いて第２の電極１０４を形成することができる。これらの導電性材料は、スパッタリ
ング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することができる。
また、第１の層（正孔注入層）１１１、第２の層（正孔輸送層）１１２、第３の層（発
光層）１１３、第４の層（電子輸送層）１１４、及び第５の層（電子注入層）１１５が順
次積層して形成されるＥＬ層１０３の作製方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々
の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコー
ト法など用いることができる。なお、各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成してもよい
。
第２の電極１０４についても、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法だけでなく
、金属材料のペーストを用いてゾル−ゲル法等の湿式法により形成することができる。
またそれぞれ第１の電極１０２、第１の層（正孔注入層）１１１、第２の層（正孔輸送
層）１１２、第３の層（発光層）１１３間は主に正孔を流すため、隣接する層間のキャリ
ア注入障壁を小さくするためにＨＯＭＯ準位（金属の場合は仕事関数）が同じか同程度で
あることが望ましい。同様に、それぞれ第３の層（発光層）１１３、第４の層（電子輸送
層）１１４、第５の層（電子注入層）１１５、第２の電極１０４間は、主に電子を流すた
め、隣接する層間のキャリア注入障壁を小さくするためにＬＵＭＯ準位（金属の場合は仕
事関数）が同じか同程度であることが望ましい。好ましくはその差は０．２ｅＶ以内、よ
り好ましくは０．１ｅＶ以内であることが好ましい。
また、あえてそれぞれ第２の層（正孔輸送層）１１２、第３の層（発光層）１１３間の
ＨＯＭＯ準位、第３の層（発光層）１１３、第４の層（電子輸送層）１１４間のＬＵＭＯ
準位の差を大きくすることで、発光層でのキャリアを閉じこめ、より効率の良い発光素子
となり好ましい。ただしこの場合、障壁が大きすぎると駆動電圧が高くなり、素子への負
担となるため、好ましくはその差は０．４ｅＶ以内、より好ましくは０．２ｅＶ以内であ
ることが好ましい。
上述した本発明の一態様である発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０４との
間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再結合するこ
とにより発光する。そして、この発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４のい
ずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第
２の電極１０４のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。
なお、第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合には、図２（Ａ）に示す
ように、ＥＬ層１０３で生じた発光は第１の電極１０２を通って基板１０１側から取り出
される。また、第２の電極１０４のみが透光性を有する電極である場合には、図２（Ｂ）
に示すように、ＥＬ層１０３で生じた発光は第２の電極１０４を通って基板１０１と逆側
から取り出される。さらに、第１の電極１０２および第２の電極１０４がいずれも透光性
を有する電極である場合には、図２（Ｃ）に示すように、ＥＬ層１０３で生じた発光は第
１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、基板１０１側および基板１０１と逆側
の両方から取り出される。
なお、第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられる層の構成は、上記のも
のには限定されない。少なくとも正孔輸送層である第２の層１１２、および発光層である
第３の層１１３を有する構成であれば、上記以外のものでもよい。
また、図１（Ｂ）に示すように、基板１０１上に陰極として機能する第２の電極１０４
、ＥＬ層１０３、陽極として機能する第１の電極１０２が順次積層された構造としてもよ
い。なお、この場合のＥＬ層１０３は、第２の電極１０４上に第５の層１１５、第４の層
１１４、第３の層１１３、第２の層１１２、第１の層１１１、第１の電極１０２が順次積
層された構造となる。
なお、本発明の発光素子を用いることで、パッシブマトリクス型の発光装置や、薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）によって発光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス型の発
光装置を作製することができる。
なお、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合におけるＴＦＴの構造は、特
に限定されない。例えば、スタガ型や逆スタガ型のＴＦＴを適宜用いることができる。ま
た、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるも
のでもよいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであっ
てもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。
非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。
本実施の形態で示した発光素子では、第２の層（正孔輸送層）１１２は、本発明の一態
様であるフルオレン誘導体を用いて形成されることから、素子効率が向上するだけでなく
、消費電力を最小限に抑えることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態は、複数の発光ユニット（ＥＬ層とも記す）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積層型発光素子である。
各発光ユニットの構成としては、実施の形態２で示した構成と同様な構成を用いることが
できる。つまり、実施の形態２で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素
子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
図３（Ａ）において、第１の電極５２１と第２の電極５２２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５２１と第２の
電極５２２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
、その構成は実施の形態２と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２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層で
あり、単層でも複数の層を積層した構成であってもよい。複数の層を積層した構成として
は、正孔を注入する層と電子を注入する層とを積層する構成であることが好ましい。
正孔を注入する層としては、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化レニウム、酸化ル
テニウム等の半導体や絶縁体を用いることができる。あるいは、正孔輸送性の高い物質に
、アクセプター物質が添加された構成であってもよい。正孔輸送性の高い物質とアクセプ
ター性物質を含む層は、アクセプター物質として、７，７，８，８−テトラシアノ−２，
３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）や、酸化バナジウム
や酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。正孔輸送性の高い物質とし
ては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物、オリ
ゴマー、デンドリマー、ポリマーなど、種々の化合物を用いることができる。なお、実施
の形態１で示した本発明の一態様であるフルオレン誘導体も同様に用いることができる。
なお、正孔輸送性の高い物質としては、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。正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む複合材
料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実
現することができる。
電子を注入する層としては、酸化リチウム、フッ化リチウム、炭酸セシウム等の絶縁体
や半導体を用いることができる。あるいは、電子輸送性の高い物質に、ドナー性物質が添
加された構成であってもよい。ドナー性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類
金属または希土類金属または元素周期表における第１３族に属する金属およびその酸化物
、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マ
グネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ
）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタ
センのような有機化合物をドナー性物質として用いてもよい。電子輸送性の高い物質とし
ては、実施の形態１で示した材料を用いることができる。なお、電子輸送性の高い物質と
しては、電子移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。
但し、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
電子輸送性の高い物質とドナー性物質とを有する複合材料は、キャリア注入性、キャリア
輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
また、電荷発生層５１３として、実施の形態２で示した電極材料を用いることもできる
。例えば、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物を含む層と透明導電膜とを組み合わせて形
成しても良い。なお、光取り出し効率の点から、電荷発生層５１３は透光性の高い層とす
ることが好ましい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電
荷発生層５１３は、第１の電極５２１と第２の電極５２２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。例えば、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧
を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２
の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればいかなる構成でもよい。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に
、図３（Ｂ）に示すように、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。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係にな
るようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である
。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係に
ある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また
、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニ
ットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニ
ットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図４を用いて
説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−
Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。
図４（Ａ）において、点線で示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０
２は画素部、４０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板
、４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている
。
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３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）４０９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。また、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４１０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４０１
と、画素部４０２中の一つの画素が示されている。なお、ソース側駆動回路４０１はＮチ
ャネル型ＴＦＴ４２３とＰチャネル型ＴＦＴ４２４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。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４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とその
ドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。
なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成される。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４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のが好ましい。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ
型の感光性アクリルを用いることで、絶縁物４１４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できる。また、絶縁物４１４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感光性材料を用いることができる。
第１の電極４１３上には、ＥＬ層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ形成され
る。ここで、第１の電極４１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導
性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。なお、具体的な材料としては、
実施の形態２において第１の電極に用いることができるとして示した材料を用いることが
できるものとする。
また、ＥＬ層４１６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４１６は、実施の形態２で示した構成を有
している。また、ＥＬ層４１６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。また、ＥＬ層に用いる材
料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
また、第２の電極４１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化
合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極４１７を陰極として用い
る場合には、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電
気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、元素周期
表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等
のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（
Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げ
られる。
なお、ＥＬ層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過する構成とする場合には、第
２の電極４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（酸化インジウム−酸化
スズ（ＩＴＯ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化イン
ジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム
等）との積層を用いることも可能である。
さらに、シール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより
、素子基板４１０、封止基板４０４、およびシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光
素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７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４０５で充填さ
れる場合もある。
なお、シール材４０５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４０４
に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉ
ｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル
またはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置を得
ることができる。
また、本発明の発光素子は、上述したアクティブマトリクス型の発光装置のみならずパ
ッシブマトリクス型の発光装置に用いることもできる。図５に本発明の発光素子を用いた
パッシブマトリクス型の発光装置の斜視図および断面図を示す。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５０１上の第１の電極５０２と第２の電極５０３との間にはＥＬ層
５０４が設けられている。第１の電極５０２の端部は絶縁層５０５で覆われている。そし
て、絶縁層５０５上には隔壁層５０６が設けられている。隔壁層５０６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るような傾斜を有する。
つまり、隔壁層５０６の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層５０５の面方向
と同様の方向を向き、絶縁層５０５と接する辺）の方が上辺（絶縁層５０５の面方向と同
様の方向を向き、絶縁層５０５と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層５０６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できる。
以上により、本発明の発光素子を有するパッシブマトリクス型の発光装置を得ることが
できる。
なお、本実施の形態で示した発光装置（アクティブマトリクス型、パッシブマトリクス
型）は、いずれも本発明の発光効率の高い発光素子を用いて形成されることから、消費電
力が低減された発光装置を得ることができる。
なお、本実施の形態４においては、実施の形態１〜３に示した構成を適宜組み合わせて
用いることができることとする。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４に示す本発明の発光装置をその一部に含む電子機器に
ついて説明する。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグ
ル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディ
オコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯
電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には
、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、そ
の画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体
例を図６に示す。
図６（Ａ）は本発明の一態様に係るテレビ装置であり、筐体６１１、支持台６１２、表
示部６１３、スピーカー部６１４、ビデオ入力端子６１５等を含む。このテレビ装置にお
いて、表示部６１３には、本発明の発光装置を適用することができる。本発明の発光装置
は、高い発光効率が得られるという特徴を有していることから、本発明の発光装置を適用
することで消費電力の低減されたテレビ装置を得ることができる。
図６（Ｂ）は本発明の一態様に係るコンピュータであり、本体６２１、筐体６２２、表
示部６２３、キーボード６２４、外部接続ポート６２５、ポインティングデバイス６２６
等を含む。このコンピュータにおいて、表示部６２３には、本発明の発光装置を適用する
ことができる。本発明の発光装置は、高い発光効率が得られるという特徴を有しているこ
とから、本発明の発光装置を適用することで消費電力の低減されたコンピュータを得るこ
とができる。
図６（Ｃ）は本発明の一態様に係る携帯電話であり、本体６３１、筐体６３２、表示部
６３３、音声入力部６３４、音声出力部６３５、操作キー６３６、外部接続ポート６３７
、アンテナ６３８等を含む。この携帯電話において、表示部６３３には、本発明の発光装
置を適用することができる。本発明の発光装置は、高い発光効率が得られるという特徴を
有していることから、本発明の発光装置を適用することで消費電力の低減された携帯電話
を得ることができる。
図６（Ｄ）は本発明の一態様に係るカメラであり、本体６４１、表示部６４２、筐体６
４３、外部接続ポート６４４、リモコン受信部６４５、受像部６４６、バッテリー６４７
、音声入力部６４８、操作キー６４９、接眼部６５０等を含む。このカメラにおいて、表
示部６４２には、本発明の発光装置を適用することができる。本発明の発光装置は、高い
発光効率が得られるという特徴を有していることから、本発明の発光装置を適用すること
で消費電力の低減されたカメラを得ることができる。
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。本発明の発光装置を用いることにより、消費電
力の低減された電子機器を得ることができる。
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。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７０１、液晶層７０２、バックライト７０３、筐体７０４を有し、液晶層７０
２は、ドライバＩＣ７０５と接続されている。また、バックライト７０３は、本発明の発
光装置が用いられおり、端子７０６により、電流が供給されている。
このように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、
低消費電力の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も可能である。従って、低消費
電力であり、大面積化された液晶表示装置を得ることができる。
図８は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例で
ある。図８に示す電気スタンドは、筐体８０１と、光源８０２を有し、光源８０２として
、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は発光効率の高い発光素子を有
しているため、低消費電力の電気スタンドとして用いることが可能となる。
図９は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置９０１として用いた例である。
本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることがで
きる。また、本発明の発光装置は、発光効率の高い発光素子を有しているため、低消費電
力の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を
、室内の照明装置９０１として用いた部屋に、図６（Ａ）で説明したような、本発明に係
るテレビ装置９０２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。
なお、本実施の形態５においては、実施の形態１〜４に示した構成を適宜組み合わせて
用いることができることとする。
≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１に一般式（Ｇ１）として示した本発明の一態様であるフル
オレン誘導体の合成例を示す。具体的には実施の形態１の構造式（１０１）で示した、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）の合成方法について説明する。ＢＰＡＦＬＰの構造を以下に示す。
［ステップ１：９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンの合成法］
１００ｍＬ三口フラスコにて、マグネシウムを１．２ｇ（５０ｍｍｏｌ）減圧下で３０
分加熱撹拌し、マグネシウムを活性化させた。これを室温に冷まして窒素雰囲気にした後
、ジブロモエタン数滴を加えて発泡、発熱するのを確認した。ここに脱水ジエチルエーテ
ル１０ｍＬ中に溶かした２−ブロモビフェニルを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）ゆっくり滴下し
た後、２．５時間加熱還流撹拌してグリニヤール試薬とした。
４−ブロモベンゾフェノンを１０ｇ（４０ｍｍｏｌ）、脱水ジエチルエーテルを１００
ｍＬ、を５００ｍＬ三口フラスコに入れた。ここに先に合成したグリニヤール試薬をゆっ
くり滴下した後、９時間加熱還流撹拌した。
反応後、この混合液をろ過して濾物を得た。得られた濾物を酢酸エチル１５０ｍＬに溶
かし、ここに１Ｎ−塩酸水を酸性になるまで加えて２時間撹拌した。この液体の有機層の
部分を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をろ過し、
得られたろ液を濃縮しアメ状の物質を得た。
つづけて、５００ｍＬナスフラスコに、このアメ状物質と、氷酢酸５０ｍＬと、塩酸１
．０ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下、１３０℃で１．５時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液をろ過して濾物を得た。得られた濾物を水、水酸化ナトリウム
水、水、メタノールの順で洗浄したのち乾燥させ、目的物の白色粉末を収量１１ｇ、収率
６９％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｊ−１）に示す。
［ステップ２：４−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）の合成法］
１００ｍＬ三口フラスコへ、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンを
３．２ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．０ｇ（８．０ｍｍ
ｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベン
ジリデンアセトン）パラジウム（０）を２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）加え、フラスコ内
の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２０ｍＬを加えた。この混合物を
、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％
ヘキサン溶液）０．２ｍＬ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、
１１０℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セ
ライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した
。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 トルエン：
ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメ
タノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量４．
１ｇ、収率９２％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｊ−２）に示す。
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：１０）は、目的物は０．４１、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル
フルオレンは０．５１、４−フェニル−ジフェニルアミンは０．２７だった。
上記ステップ２で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測
定データを示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１０に示す。測定結果から、上述の構
造式（１０１）で表される本発明のフルオレン誘導体であるＢＰＡＦＬＰ（略称）が得ら
れたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝６．６３−７．０２（ｍ
、３Ｈ）、７．０６−７．１１（ｍ、６Ｈ）、７．１９−７．４５（ｍ、１８Ｈ）、７．
５３−７．５５（ｍ、２Ｈ）、７．７５（ｄ、Ｊ＝６．９、２Ｈ）。
また以下のとおり、得られた目的物のＢＰＡＦＬＰ（略称）について種々の物性を測定
した。
吸収スペクトル（測定範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍ）を、紫外可視分光光度計（日本分
光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いて測定した。図１１にトルエン溶液及び薄膜の吸収ス
ペクトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶
液は、石英セルに入れて測定し、石英とトルエンの吸収スペクトルを差し引いたスペクト
ルを図示した。また薄膜は、石英基板に蒸着したサンプルを測定し、石英の吸収スペクト
ルを差し引いたスペクトルを図示した。これらスペクトル図より、長波長側の吸収ピーク
は、トルエン溶液の場合では３２４ｎｍ付近に見られ、薄膜の場合では３１４ｎｍ付近に
見られることがわかった。
発光スペクトルを蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いて測定し
た。図１２にトルエン溶液及び薄膜の発光スペクトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸
は発光強度（任意単位）を表す。トルエン溶液は石英セルに入れて測定し、薄膜は、石英
基板に蒸着したサンプルを測定した。これらスペクトル図より、最大発光波長はトルエン
溶液の場合では３８６ｎｍ（励起波長３３０ｎｍ）、薄膜の場合では４００ｎｍ（励起波
長３４９ｎｍ）であることがわかった。
薄膜を大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ
準位は−５．６３ｅＶであった。薄膜の吸収スペクトルのＴａｕｃプロットから吸収端は
３．３４ｅＶであった。従って、固体状態のエネルギーギャップは３．３４ｅＶと見積も
られ、このことはＬＵＭＯ準位が−２．２９ｅＶであることを意味する。このことから、
ＢＰＡＦＬＰ（略称）は、比較的深めのＨＯＭＯ準位をもち、広いバンドギャップ（Ｂｇ
）をもつことがわかった。
酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。測定に
は、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａま
たは６００Ｃ）を用いた。
酸化反応特性を、参照電極に対する作用電極の電位を−０．１０Ｖから１．５０Ｖまで
走査した後、１．５０Ｖから−０．１０Ｖまで走査し測定した。その結果、ＨＯＭＯ準位
は、−５．５１［ｅＶ］であることがわかった。また、１００サイクル後でも酸化ピーク
が同様の値となった。このことから、酸化状態と中性状態間の酸化還元の繰り返しに良好
な特性を示すことがわかった。
なお、以下に測定方法について詳述する。
（参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーの算出）
まず、本実施例で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシャ
ルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出した
。メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位は、標準水素電極に対して＋０．６１
０［Ｖ ｖｓ． ＳＨＥ］であることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ ｅｔ ａｌ．， Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．， Ｖｏｌ．
１２４， Ｎｏ．１，８３−９６， ２００２）。一方、本実施例で用いる参照電極を用
いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位を求めたところ、＋０．１１Ｖ［
ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］であった。したがって、この参照電極のポテンシャルエネルギーは
、標準水素電極に対して０．５０［ｅＶ］低くなっていることがわかった。
ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−４．４４ｅＶであ
ることが知られている（参考文献；大西敏博・小山珠美著、高分子ＥＬ材料（共立出版）
、ｐ．６４−６７）。以上のことから、用いた参照電極の真空準位に対するポテンシャル
エネルギーは、−４．４４−０．５０＝−４．９４［ｅＶ］であると算出できた。
（目的物のＣＶ測定条件）
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）ア
ルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である
過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製
カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに
測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極とし
ては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金
電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照
電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極
）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２５℃）で行った。また、ＣＶ測定時の
スキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。
次に、このＣＶ測定からＨＯＭＯ準位を算出した。酸化反応特性のＣＶ測定結果を図１
３に示す。図１３に示すように、酸化ピーク電位（中性側から酸化間）Ｅｐａは、０．６
２Ｖであった。また、還元ピーク電位（酸化側から中性間）Ｅｐｃは０．５２Ｖであった
。したがって、半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位、Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）／２［Ｖ］）
は０．５７Ｖと算出できる。このことは、０．５７［Ｖ ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エ
ネルギーにより酸化されることを示している。ここで、上述した通り、用いた参照電極の
真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．９４［ｅＶ］であるため、ＢＰＡＦ
ＬＰ（略称）のＨＯＭＯ準位は、−４．９４−０．５７＝−５．５１［ｅＶ］であること
がわかった。
ガラス転移温度を、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製 Ｐｙｒｉ
ｓ１）により測定した。測定結果から、ガラス転移温度は１０７℃であった。このように
、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、結晶化を表
すピークは存在せず、結晶化し難い物質であることが分かった。
≪合成例２≫
本実施例では、実施の形態１に一般式（Ｇ１）として示した本発明の一態様であるフル
オレン誘導体の合成例を示す。具体的には実施の形態１の構造式（１５１）で示した、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）の合成方法について説明する。ＢＰＡＦＬＢｉの構造
を以下に示す。
［ステップ１：９−（４’−ブロモ−４−ビフェニル）−９−フェニルフルオレンの合成
法］
５００ｍＬ三口フラスコに、２−ブロモビフェニルを５．１ｇ（２２ｍｍｏｌ）入れ、
フラスコ内の雰囲気を窒素置換したのち、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）２０
０ｍＬを加えて−７８℃にした。この混合液に１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウム
ヘキサン溶液１４ｍＬ（２２ｍｍｏｌ）を滴下し、２．５時間撹拌した。この混合物に４
−ベンゾイル−４’−ブロモビフェニルを６．７ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃で
２時間、室温で８５時間撹拌した。
反応後、この反応溶液に１Ｎ−希塩酸を酸性になるまで加えて４時間撹拌した。これを
水で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液をろ過
し、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 トルエン
：ヘキサン＝１：１）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、メタノール
を加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を得た。
つづけて、２００ｍＬナスフラスコに、この白色粉末と、氷酢酸５０ｍＬと、塩酸１．
０ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下、１３０℃で２．５時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液をろ過してろ物を得た。得られたろ物を１００ｍＬのトルエン
に溶かし、水、水酸化ナトリウム水、水の順で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を
取り除いた。この懸濁液をろ過し、得られたろ液を濃縮し、アセトン、メタノールを加え
て超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量６．３ｇ、収率６７
％で得た。また、上記反応スキームを下記（Ｊ−３）に示す。
［ステップ２：４−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）の合成法］
１００ｍＬ三口フラスコへ、９−（４’−ブロモ−４−ビフェニル）−９−フェニルフ
ルオレンを３．８ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．０ｇ（
８．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビ
ス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）加え、
フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２０ｍＬを加えた。こ
の混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（
１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素
雰囲気下、１１０℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セ
ライトを通してろ過した。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 トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクション
を濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的
物の白色粉末を収量４．４ｇ、収率８６％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下
記（Ｊ−４）に示す。
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：１０）は、目的物は０．５１、９−（４’−ブロモ−４−ビフェニル）−９
−フェニルフルオレンは０．５６、４−フェニル−ジフェニルアミンは０．２８だった。
上記ステップ２で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測
定データを示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１４に示す。測定結果から、上述の構
造式（１５１）で表される本発明のフルオレン誘導体であるＢＰＡＦＬＢｉ（略称）が得
られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０４（ｔ、Ｊ＝６．
６、１Ｈ）、７．１２−７．４９（ｍ、３０Ｈ）、７．５５−７．５８（ｍ、２Ｈ）、７
．７７（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）。
また以下のとおり、得られた目的物のＢＰＡＦＬＢｉ（略称）について種々の物性を測
定した。
吸収スペクトル（測定範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍ）を紫外可視分光光度計（日本分光
株式会社製、Ｖ５５０型）を用いて測定した。図１５にトルエン溶液及び薄膜の吸収スペ
クトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液
は、石英セルに入れて測定し、石英とトルエンの吸収スペクトルを差し引いたスペクトル
を図示した。また薄膜は、石英基板に蒸着したサンプルを測定し、石英の吸収スペクトル
を差し引いたスペクトルを図示した。これらスペクトル図より、長波長側の吸収ピークは
、トルエン溶液の場合では３４０ｎｍ付近に見られ、薄膜の場合では３４１ｎｍ付近に見
られることがわかった。
発光スペクトルを蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いて測定し
た。図１６にトルエン溶液及び薄膜の発光スペクトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸
は発光強度（任意単位）を表す。トルエン溶液は石英セルに入れて測定し、薄膜は、石英
基板に蒸着したサンプルを測定した。これらスペクトル図より、最大発光波長はトルエン
溶液の場合では３８６ｎｍ（励起波長３４５ｎｍ）、薄膜の場合では３９９、４１９ｎｍ
（励起波長３４８ｎｍであることがわかった。
薄膜を大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ
準位は−５．６４ｅＶであった。薄膜の吸収スペクトルのＴａｕｃプロットから吸収端は
３．２８ｅＶであった。従って、固体状態のエネルギーギャップは３．２８ｅＶと見積も
られ、このことはＬＵＭＯ準位が−２．３６ｅＶであることを意味する。このことから、
ＢＰＡＦＬＢｉ（略称）は、比較的深めのＨＯＭＯ準位をもち、広いバンドギャップ（Ｂ
ｇ）をもつことがわかった。
酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。測定に
は、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａま
たは６００Ｃ）を用いた。測定方法は、実施例１と同様なので、説明を省略することとす
る。
酸化反応特性を、参照電極に対する作用電極の電位を−０．１０Ｖから１．５０Ｖまで
走査した後、１．５０Ｖから−０．１０Ｖまで走査し測定した。その結果、ＨＯＭＯ準位
は、−５．４９［ｅＶ］であることがわかった。また、１００サイクル後でも酸化ピーク
が同様の値となった。このことから、酸化状態と中性状態間の酸化還元の繰り返しに良好
な特性を示すことがわかった。
酸化反応特性のＣＶ測定結果を図１７に示す。
ガラス転移温度を、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ、パーキンエルマー社製 Ｐｙｒｉ
ｓ１）により測定した。測定結果から、ガラス転移温度は１２６℃であった。このように
、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、結晶化を表
すピークは存在せず、結晶化し難い物質であることが分かった。
本実施例では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である４−フェニル−４’−（９
−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて
形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例における発光素子の素子構造は、図１８に示す構造である。発光素子２
は、正孔輸送層１５１２に上述した本発明のフルオレン誘導体（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を
用いて形成したものである。また、比較発光素子である発光素子１は、正孔輸送層１５１
２に４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：
ＮＰＢ）を用いて形成し、比較条件をそろえるために発光素子２が形成された基板と同一
の基板上に比較発光素子１を形成し、発光素子２との比較を行った。本実施例で用いる有
機化合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は、１
１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例５において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層で
ある第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５
１４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着すること
により、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰ
Ｂと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）と
なるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の材料を
同時に蒸着し成膜する蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、比
較発光素子１を形成する場合には、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）を用い、発光素子２を形成する場合には、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：ＢＰ
ＡＦＬＰ）を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ
−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と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：ＰＣＢＡ
ＰＡ）とを共蒸着することにより第３の層１５１３を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで
、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．１０＝（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）と
なるように蒸着レートを調節した。
さらに、第３の層１５１３上に抵抗加熱による蒸着法を用いて、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、その上にバソフェナントロ
リン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層である第４
の層１５１４を形成した。
第４の層１５１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜す
ることにより、電子注入層である第５の層１５１５を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、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１５０４を形成し、比較発光素子１、発光素子２を作製
した。
なお、比較発光素子１および発光素子２は、第２の層１５１２以外は同一工程で作成し
ている。
以上により得られた比較発光素子１および発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボック
ス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発
光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）
で行った。
比較発光素子１および発光素子２の電流密度−輝度特性を図１９に示す。また、電圧−
輝度特性を図２０、輝度−電流効率特性を図２１にそれぞれ示す。図１９では、縦軸に輝
度（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図２０では縦軸に輝度（ｃ
ｄ／ｍ２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図２１では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸
に輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｃｍ２付近における発光素子の電圧
、色度、電流効率を表１に示す。
発光素子２は、駆動電圧が４．２Ｖのとき、輝度８８０ｃｄ／ｍ２、電流値は０．４１
ｍＡであった。第２の層１５１２にＮＰＢを用いた比較発光素子１と比較しても、第２の
層１５１２にＢＰＡＦＬＰ（略称）を用いた発光素子２は、電流効率が高いことがわかっ
た。これは、発光素子１と比較して、発光素子２のキャリアバランスが向上しているため
と考えられる。それは（ＮＰＢと比較して）ＢＰＡＦＬＰ（略称）の、ＨＯＭＯ準位が発
光層のホスト材料のＣｚＰＡ（略称）のＨＯＭＯ準位と近いために、正孔輸送層から発光
層へのホール注入性が向上したためと考えられる。またさらに、（ＮＰＢと比較して）Ｂ
ＰＡＦＬＰ（略称）の、ＬＵＭＯ準位が高いために、発光層から正孔輸送層への電子ブロ
ック性が向上したためと考えられる。またさらに、（ＮＰＢと比較して）ＢＰＡＦＬＰ（
略称）のバンドギャップ（Ｂｇ）が広いために、第３の層１５１３（発光層）で生じた励
起子が、隣接する層である第２の層１５１２へ移動せずに（消光されずに）閉じこめられ
たためと考えられる。
本実施例では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である４−フェニル−４’−（９
−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて
形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例における発光素子３の素子構造は、図１８に示す構造であり、正孔輸送
層１５１２に上述した本発明のフルオレン誘導体（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成し
たものである。本実施例で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は、１
１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層であ
る第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５１
４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フ
ェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着す
ることにより、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍと
し、ＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：１＝（ＣｚＰＡ：酸化モ
リブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子３を形成する場合には、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イ
ル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ
−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と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：ＰＣＢＡ
ＰＡ）とを共蒸着することにより第３の層１５１３を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで
、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．１０＝（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）と
なるように蒸着レートを調節した。
その後、比較発光素子１と同様に電子輸送層である第４の層、電子注入層である第５の
層及び第２の電極を形成し、発光素子３を作製した。
以上により得られた発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素
子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子３の動作特性について測
定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子３の電流密度−輝度特性を図２２に示す。また、電圧−輝度特性を図２３、輝
度−電流効率特性を図２４にそれぞれ示す。図２２では、縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）、横
軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図２３では縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電
圧（Ｖ）を示し、図２４では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）
を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、色度、電流効率を表２
に示す。
本実施例により、本発明のフルオレン誘導体（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成した
発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また信頼性
試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡
が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
また、発光素子３に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｃｍ２として、低電流駆動による
連続点灯試験を行った結果を図２５に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｃｍ２を１００％と
した時の相対輝度である）。図２５の結果から、発光素子３は１０００時間後でも初期輝
度の７８％の輝度を保っており、長寿命であることがわかった。よって、本発明のＢＰＡ
ＦＬＰ（略称）を適用することにより、長寿命な発光素子を得ることができることがわか
った。
本実施例では、実施例１および実施例２で合成した本発明のフルオレン誘導体である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）を用いて形成した発光素子、４−フェニル−４’−（
９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い
て形成した発光素子の作製方法および素子特性の結果を示す。
なお、本実施例における発光素子の素子構造は、図１８に示す構造であり、正孔注入層
および正孔輸送層に上述した本発明のフルオレン誘導体を用いて形成したものである。本
実施例５で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は１１
０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層であ
る第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５１
４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、本発明の一態様であるフルオレン誘導体と酸化モリ
ブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した
。その膜厚は、５０ｎｍとし、前記フルオレン誘導体と酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は
、重量比で４：１＝（フルオレン誘導体：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調
節した。なお、前記フルオレン誘導体として、発光素子４を形成する場合には、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）を用い、発光素子５を形成する場合には、４−フェニル−４
’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）
を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層上に正孔輸送材料を１０ｎｍの膜厚と
なるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発光素子４を
形成する場合には、ＢＰＡＦＬＢｉを用い、発光素子５を形成する場合には、ＢＰＡＦＬ
Ｐを用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。なお、本実施例において発光層は２層とした。９−［４−（１０−
フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と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）とを共蒸着することにより、第２の
層１５１２上に第１の発光層を１５ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡ
ＰＡとの重量比は、１：０．１０＝（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように蒸着レート
を調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の発光層上に第２の発光層を形成した。９
−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：
ＣｚＰＡ）と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）とを共蒸着するこ
とにより、第２の層１５１２上に第１の発光層を１５ｎｍの膜厚で形成した。ここで、Ｃ
ｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．０５＝（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となる
ように蒸着レートを調節した。
その後、比較発光素子１と同様に電子輸送層である第４の層、電子注入層である第５の
層及び第２の電極をそれぞれ形成し、発光素子４および発光素子５を作製した。
なお、発光素子４および発光素子５は、第１の層１５１１および第２の層１５１２以外
は同一工程で作成している。
以上により、得られた発光素子４および発光素子５を、窒素雰囲気のグローブボックス
内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。
発光素子４および発光素子５の電流密度−輝度特性を図２６に示す。また、電圧−輝度
特性を図２７、輝度−電流効率特性を図２８にそれぞれ示す。図２６では、縦軸に輝度（
ｃｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図２７では縦軸に輝度（ｃｄ／
ｍ２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図２８では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸に輝
度（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、色度
、電流効率、及び外部量子効率を表３に示す。
本実施例により、ＢＰＡＦＬＢｉ（略称）およびＢＰＡＦＬＰを用いて形成した発光素
子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また信頼性試験の
結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じ
ることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
また、発光素子４および発光素子５に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｃｍ２として、
低電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図２９に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｃ
ｍ２を１００％とした時の相対輝度である）。図２９の結果から、発光素子４は８５０時
間後でも初期輝度の７４％、発光素子５は８５０時間後でも初期輝度の７５％の輝度を保
っており、長寿命であることがわかった。よって、本発明のＢＰＡＦＬＢｉ（略称）およ
びＢＰＡＦＬＰ（略称）を適用することにより、長寿命な発光素子が得られることがわか
った。
本実施例では、実施例１で合成した本発明のフルオレン誘導体である４−フェニル−４
’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）
を用いて形成した発光素子の作製方法および素子特性の結果を示す。
なお、本実施例における発光素子の素子構造は、図１８に示す構造であり、発光素子６
は、正孔輸送層に上述した本発明のフルオレン誘導体を用いて形成したものである。本実
施例で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は、１
１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例５において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層で
ある第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５
１４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェ
ニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着すること
により、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰ
Ｂと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）と
なるように蒸着レートを調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源
から同時に蒸着を行う蒸着法である。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子６を形成する場合には、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イ
ル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い、比較発光素子７を形成する場合
には、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）を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。３−フェニル−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：ＣＯ１１ＩＩ）と（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）２ａｃａｃ）とを共蒸着することにより第３の層９１３を４０ｎｍの膜厚
で形成した。ここで、ＣＯ１１ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃとの重量比は、１：０．
０８＝（ＣＯ１１ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ）となるように蒸着レートを調節した
。
さらに、第３の層１５１３上に抵抗加熱による蒸着法を用いて、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ
）を１０ｎｍ、その上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚と
なるように成膜し、電子輸送層である第４の層１５１４を形成した。
その後、比較発光素子１と同様に電子輸送層である第４の層、電子注入層である第５の
層及び第２の電極を形成し、発光素子６および比較発光素子７を作製した。
なお、発光素子６および比較発光素子７は、第２の層１５１２以外は同一工程で作成して
いる。
以上により得られた発光素子６及び比較発光素子７を、窒素雰囲気のグローブボックス
内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光
素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で
行った。
発光素子６及び比較発光素子７の電流密度−輝度特性を図３０に示す。また、電圧−輝度
特性を図３１、輝度−電流効率特性を図３２にそれぞれ示す。図３０では、縦軸に輝度（
ｃｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図３１では縦軸に輝度（ｃｄ／
ｍ２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図３２では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸に輝
度（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、色度
、電流効率、及び外部量子効率を表４に示す。
また、図３３に発光素子６および比較発光素子７の発光スペクトルを示す。
図３３に示すように比較発光素子７では、ドーパント由来の発光の他に、正孔輸送層で
あるＮＰＢ由来の発光波長が観測された。このことは、ＮＰＢは電子をブロックする能力
が低く、内部量子効率の悪いＮＰＢでも一部再結合が起きていることを示している。その
結果、電流効率、外部量子効率が低くなったと考えられる。さらに、ＮＰＢは三重項励起
エネルギーが低いため、発光層における三重項励起エネルギーがＮＰＢにエネルギー移動
してしまい、電流効率、外部量子効率が低くなったと考えられる。一方発光素子６では、
発光層中のドーパント由来の発光のみが観測され、正孔輸送層中のＢＰＡＦＬＰ（略称）
の発光は観測されなかった。したがって、ＢＰＡＦＬＰは電子をブロックする能力が高い
上に、三重項励起エネルギーも大きいことが示唆される。その結果、生じた励起エネルギ
ーは発光層中の燐光材料であるドーパントで主に消費され光となり、高い電流効率が得ら
れたと言える。このように、本発明の一態様であるＢＰＡＦＬＰ（略称）を正孔輸送層に
用いることで、高効率な素子が得られることがわかった。
本実施例７では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である４−フェニル−４’−（
９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い
て形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例７における発光素子８〜１０の素子構造は、図１８に示す構造であり、
発光素子９は正孔輸送層に、発光素子１０は正孔注入層および正孔輸送層に上述した本発
明のフルオレン誘導体を用いてそれぞれ形成したものである。本実施例７で用いる有機化
合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は１１
０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層であ
る第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５１
４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、正孔注入材料を５０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。なお、発光素子８および発光素子９を
形成する場合には、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入
層である第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデ
ン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レ
ートを調節した。また、発光素子１０を形成する場合には、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）と酸化モリ
ブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層である第１の層１５１１を形成し
た。その膜厚は５０ｎｍとし、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比
で４：１＝（ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子８を形成する場合には、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）を用い、発光素子９およ
び発光素子１０を形成する場合には、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−
９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層上に、発光層である第３の層を形成し
た。本実施例では、３−フェニル−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：ＣＯ１１ＩＩ）と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）とビス｛２−（４−フルオロフェニル）−３，５−ジメチルピラジ
ナト｝（ピコリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２ｐｉｃ）と
を共蒸着することにより第３の層を４０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣＯ１１ＩＩと
ＰＣＢＡ１ＢＰとＩｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２ｐｉｃとの重量比は、１：０．１５：０．１＝
（ＣＯ１１ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２ｐｉｃ）となるように蒸着レ
ートを調節した。
その後、比較発光素子１と同様に電子輸送層である第４の層、電子注入層である第５の
層及び第２の電極を形成し、発光素子８〜発光素子１０を作製した。
なお、発光素子８〜発光素子１０は、第１の層１５１１および第２の層１５１２以外は
同一工程で作成している。
以上により得られた発光素子８〜発光素子１０を、窒素雰囲気のグローブボックス内に
おいて、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子
の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行っ
た。
発光素子８〜発光素子１０の電流密度−輝度特性を図３４に示す。また、電圧−輝度特
性を図３５、輝度−電流効率特性を図３６にそれぞれ示す。図３４では、縦軸に輝度（ｃ
ｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図３５では縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ
２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図３６では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸に輝度
（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、色度、
電流効率、及び外部量子効率を表５に示す。
いずれの素子からも高い発光効率が得られたが、発光素子８と発光素子９とを比較する
と、正孔輸送層にＢＰＡＦＬＰを用いた発光素子９の方が、電流効率が高いことがわかっ
た。さらに、発光素子９と発光素子１０とを比較すると、正孔注入層および正孔輸送層の
どちらにもＢＰＡＦＬＰを用いた発光素子１０の方が、電流効率が高いことがわかった。
また、発光素子８〜発光素子１０に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｃｍ２として、低
電流駆動による連続点灯試験を行った結果を図３７に示す（縦軸は、１０００ｃｄ／ｃｍ
２を１００％とした時の相対輝度である）。図３７の結果から、発光素子８は６５０時間
後でも初期輝度の６４％の輝度を保っていた。また、発光素子９は５００時間後でも初期
輝度の７１％の輝度を保っていた。また、発光素子１０は５００時間後でも初期輝度の７
２％の輝度を保っていた。よって、本発明の一態様に係るＢＰＡＦＬＰ（略称）を適用す
ることにより、長寿命な発光素子が得られることがわかった。
ここで、本発明の一態様であるフルオレン誘導体が、正孔輸送性材料として適している
ことを示唆するシュミレーション結果を示す。
シュミレーションに用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
まず、構造式（１０１）（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、構造式（１０９）、構造式（１１４
）、（構造式１５１）（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、構造式（１６４）及びＮＰＢの一重項
状態及び三重項状態における最安定構造を密度汎関数法で計算した。ここで、使用した量
子化学計算プログラムはＧａｕｓｓｉａｎ０３である。基底関数は、Ｈ、Ｃ、Ｎ原子には
、６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用いた。汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。
次に、上記計算により得られた一重項状態及び三重項状態の最安定構造を用い、時間依
存密度汎関数法により、構造式（１０１）（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、構造式（１０９）、
構造式（１１４）、構造式（１５１）（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、構造式（１６４）及び
ＮＰＢの励起エネルギーを計算した。基底関数、汎関数は上記と同じものを用いた。
上記、計算により得られた一重項状態の最安定構造の最高占有軌道（Ｈｉｇｈ Ｏｃｃ
ｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ、略称ＨＯＭＯ）のエネルギー準位は
、表６に示す結果となった。
表６の結果から、上記フルオレン誘導体は、ＮＰＢよりもＨＯＭＯのエネルギー準位が
低いことがわかった。よって、上記フルオレン誘導体を正孔輸送材料として用いた場合、
ＮＰＢと比較して、ＨＯＭＯのより深い発光層への正孔注入性に優れていることがわかっ
た。
また、ＴＤＤＦＴの計算で得られた一重項状態の最安定構造の第一励起エネルギー（一
重項）は、表７に示す結果となった。
表７の結果から、上記フルオレン誘導体を正孔輸送材料として用いた場合、ＮＰＢと比
較して、発光層と正孔輸送層との境で、一重項励起子を正孔輸送層側に逃がしにくいこと
がわかった。
次に、ＴＤＤＦＴの計算で得られた三重項状態の最安定構造の第一励起エネルギー（三重
項）は、表８に示す結果となった。
表８の結果から、上記フルオレン誘導体は正孔輸送材料として用いた場合、ＮＰＢと比
較して、発光層と正孔輸送層との境で、三重項励起子を発光層から正孔輸送層側に逃がし
にくいことがわかった。また、上記フルオレン誘導体を燐光ホスト材料として用いた場合
、ゲスト材料を励起しやすいことがわかった。
本実施例９では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である４−フェニル−４’−（
９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い
て形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例９における発光素子１１および比較発光素子１２の素子構造は、図１８
に示す構造であり、発光素子１１は正孔注入層および正孔輸送層に上述した本発明のフル
オレン誘導体を用いて形成したものである。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は１１
０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層であ
る第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５１
４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、正孔注入材料を５０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。発光素子１１を形成する場合には、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層である
第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデン
（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２＝（ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように蒸
着レートを調節した。また、比較発光素子１２を形成する場合には、）、４，４’，４’
’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）と酸化モ
リブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層である第１の層１５１１を形成
した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＴＣＴＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で
４：２＝（ＴＣＴＡ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子１１を形成する場合には、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−
イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用い、比較発光素子１２を形成する
場合には、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（
略称：ＴＣＴＡ）を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層上に、発光層である第３の層を形成し
た。本実施例では、９−［４−（４，５−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール
−３−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＴＡＺＩ）とビス［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）とを共蒸着することにより第３の層を３０ｎｍの膜厚で形
成した。ここで、ＣｚＴＡＺＩとＦＩｒｐｉｃとの重量比は、１：０．０６＝（ＣｚＴＡ
ＺＩ：ＦＩｒｐｉｃ）となるように蒸着レートを調節した。
さらに、第３の層１５１３上に抵抗加熱による蒸着法を用いて３−（４−ビフェニリル
）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール
（略称：ＴＡＺ０１）を１０ｎｍ、その上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）
を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層である第４の層１５１４を形成した。
その後、比較発光素子１と同様に電子注入層である第５の層及び第２の電極を形成し、
発光素子１１及び比較発光素子１２を、それぞれ作製した。
なお、発光素子１１および比較発光素子１２は、第１の層１５１１および第２の層１５１
２以外は同一工程で作成している。
以上により得られた発光素子１１および比較発光素子１２を、窒素雰囲気のグローブボ
ックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これら
の発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲
気）で行った。
発光素子１１および比較発光素子１２の電流密度−輝度特性を図３８に示す。また、電
圧−輝度特性を図３９、輝度−電流効率特性を図４０にそれぞれ示す。図３８では、縦軸
に輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図３９では縦軸に輝度
（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図４０では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、
横軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電
圧、色度、電流効率、及び外部量子効率を表９に示す。
本発明のフルオレン誘導体であるＢＰＡＦＬＰ（略称）を、第１の層１５１１と第２の
層１５１２に用いた発光素子１１は、駆動電圧が５．２Ｖのとき、輝度９１０ｃｄ／ｍ２
、電流値は０．１８ｍＡであった。ＢＰＡＦＬＰ（略称）の代わりにＴＣＴＡ（略称）を
用いた比較発光素子１２は、駆動電圧が５．２Ｖのとき、輝度８５０ｃｄ／ｍ２、電流値
は０．１９ｍＡであった。このことから、第１の層１５１１と第２の層１５１２にＢＰＡ
ＦＬＰ（略称）を用いた発光素子１１は、比較発光素子１２と比較して、電流効率が高い
ことがわかった。よって本発明の一態様に係るＢＰＡＦＬＰ（略称）をホール注入層およ
びホール輸送層として適用することにより、高効率な発光素子を得ることができることが
わかった。
また、図４１に発光素子１１および比較発光素子１２の発光スペクトルを示す。
発光素子１１、比較発光素子１２のどちらの素子もリン光性ドーパント材料であるＦＩｒ
ｐｉｃ（略称）由来の発光スペクトルが観測され、第３の層１５１３と隣接する層由来の
発光は観測されなかった。このことから、どちらの素子も第３の層１５１３でのキャリア
の再結合が良好であり、良好なキャリアバランスで発光させることができた。またこのと
き、発光素子１１が比較発光素子１２よりも高い電流効率を示していることから、ＢＰＡ
ＦＬＰ（略称）の方がよりキャリアバランスが良好（第３の層１５１３からの電子をブロ
ックし、第３の層１５１３へのホールをより流す）であることと、三重項励起エネルギー
も大きいことが示唆される。（このとき、本発明の一態様に係るＢＰＡＦＬＰ（略称）の
ＬＵＭＯ準位は、ＴＣＴＡ（略称）のそれ（−２．３０ｅＶ）とほぼ同様であり、バンド
ギャップ（Ｂｇ）はＴＣＴＡ（略称）のそれ（３．４０ｅＶ）よりも狭いことから、本発
明の一態様に係るＢＰＡＦＬＰ（略称）がホール輸送性のより高い材料であるため、発光
層でのキャリアの再結合が効率よく行われていたことにより、より高効率が得られたと考
えられる。）
本実施例では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である４−フェニル−４’−（９
−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて
形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例における発光素子１３の素子構造は、図１８に示す構造であり、正孔注
入層および正孔輸送層に上述した本発明のフルオレン誘導体（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用
いて形成したものである。本実施例で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は、１
１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層であ
る第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５１
４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、正孔注入材料を５０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。発光素子１３を形成する場合には、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層である
第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデン
（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２＝（ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように蒸
着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子１３を形成する場合には、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−
イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオ
フェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）とトリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’
）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、とを共蒸着することにより第３の
層１５１３を４０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩとＩｒ（ｐｐｙ
）３との重量比は、１：０．０８＝（ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）となる
ように蒸着レートを調節した。
さらに、第３の層１５１３上に抵抗加熱による蒸着法を用いてｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩを
１０ｎｍ、その上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となる
ように成膜し、電子輸送層である第４の層１５１４を形成した。
その後、比較発光素子１と同様に電子注入層である第５の層及び第２の電極を形成し、
発光素子１３を作製した。
以上により得られた発光素子１３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光
素子１３が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子１３の動作特性に
ついて測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１３の電流密度−輝度特性を図４２に示す。また、電圧−輝度特性を図４３、
輝度−電流効率特性を図４４にそれぞれ示す。図４２では、縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）、
横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図４３では縦軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸に
電圧（Ｖ）を示し、図４４では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸に輝度（ｃｄ／ｍ２
）を示す。また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の電圧、色度、電流効率を表
７に示す。
本実施例により、本発明のフルオレン誘導体（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成し
た発光素子１３が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また
信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来す
る短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
また、発光素子１３に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｃｍ２として、低電流駆動によ
る連続点灯試験を行った。その結果から、発光素子１３は１９００時間後でも初期輝度の
８６％の輝度を保っており、長寿命であることがわかった。よって、本発明の一態様に係
るＢＰＡＦＬＰ（略称）をホール輸送層として適用することにより、長寿命な発光素子を
得ることができることがわかった。
≪合成例３≫
本実施例では、実施の形態１に一般式（Ｇ１）として示した本発明の一態様であるフル
オレン誘導体の合成例を示す。具体的には実施の形態１の構造式（１１８）で示した、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）の合成方法について説明する。ｍＢＰＡＦＬＰの構造を以下に示す。
［ステップ１：９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンの合成法］
２００ｍＬ三口フラスコに、２−ブロモビフェニル４．２ｇ（１８ｍｍｏｌ）の脱水Ｔ
ＨＦ溶液３０ｍＬを加えて−７８℃にて撹拌した。ここに、１．５７Ｍのｎ−ＢｕＬｉの
ヘキサン溶液を１１ｍＬ（１８ｍｍｏｌ）を滴下し、２．５時間撹拌した。ここに、３−
ブロモベンゾフェノン３．９ｇ（１５ｍｍｏｌ）の脱水ＴＨＦ溶液４０ｍＬを滴下し、２
時間撹拌した後、室温にて１６時間撹拌した。
反応後、この混合液に１Ｎ−塩酸水溶液を加え、１時間撹拌した。これを水で洗浄した
。得られた有機相を濃縮し、アメ状の物質を得た。
２００ｍＬナスフラスコに、このアメ状物質と、氷酢酸２０ｍＬと、塩酸１．０ｍＬと
を入れ、窒素雰囲気下、１３０℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液を氷冷した１５０ｍＬの水に滴下した。キャラメル状の固体が
析出した。この上清をデカンテーションで除いた。このキャラメル状の固体をトルエン１
００ｍＬに溶かし、これを撹拌しながら飽和炭酸水素ナトリウム水溶液を泡が出なくなる
まで加えた。この有機層を水で洗浄したのち、シリカゲルを加えて水分を吸着させた。こ
れをろ過して得られたろ液を濃縮し、メタノールを加えて氷冷しながら超音波をかけ、生
じた固体をろ取した。目的物の白色粉末を収量４．９ｇ、収率８３％で得た。また、上記
合成法の反応スキームを下記（Ｊ−５）に示す。
［ステップ２：４−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）の合成法］
２００ｍＬ三口フラスコへ、９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンを
２．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを１．５ｇ（６．０ｍｍ
ｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベン
ジリデンアセトン）パラジウム（０）を３．０ｍｇ（０．００５ｍｍｏｌ）加え、フラス
コ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２５ｍＬを加えた。この混合
物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗ
ｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気
下、１３０℃で２．５時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、ア
ルミナ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通し
てろ過した。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
トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、ア
セトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末
を収量３．２ｇ、収率９７％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｊ−６）
に示す。
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：１０）は、目的物は０．５、１、９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニ
ルフルオレンは０．６２、４−フェニル−ジフェニルアミンは０．３９だった。
上記ステップ２で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測
定データを示す。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図４５に示す。測定結果から、上述の構
造式（１１８）で表される本発明のフルオレン誘導体であるｍＢＰＡＦＬＰ（略称）が得
られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝６．７２（ｄ、Ｊ＝８．
４、１Ｈ）、６．９２−７．３６（ｍ、２２Ｈ）、７．４０−７．４４（ｍ、４Ｈ）、７
．５４−７．５７（ｍ、２Ｈ）、７．７２−７．７５（ｍ、２Ｈ）。
また上記ステップ２で得られた化合物の分子量を、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、分子量５６１．３（モードはＥＩ＋）をメインとするピークを検出し、目的
物のｍＢＰＡＦＬＰ（略称）が得られたことを確認した。
また以下のとおり、得られた目的物のｍＢＰＡＦＬＰ（略称）について種々の物性を測
定した。
吸収スペクトル（測定範囲２００ｎｍ〜８００ｎｍ）を、紫外可視分光光度計（日本分
光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いて測定した。図４６にトルエン溶液及び薄膜の吸収ス
ペクトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶
液は、石英セルに入れて測定し、石英とトルエンの吸収スペクトルを差し引いたスペクト
ルを図示した。また薄膜は、石英基板に蒸着したサンプルを測定し、石英の吸収スペクト
ルを差し引いたスペクトルを図示した。これらスペクトル図より、長波長側の吸収ピーク
は、トルエン溶液の場合では３１０ｎｍと３２５ｎｍ付近に見られ、薄膜の場合では３１
２ｎｍと３２９ｎｍ付近に見られることがわかった。
発光スペクトルを蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いて測定し
た。図４７にトルエン溶液及び薄膜の発光スペクトルを示す。横軸は波長（ｎｍ）、縦軸
は発光強度（任意単位）を表す。トルエン溶液は石英セルに入れて測定し、薄膜は、石英
基板に蒸着したサンプルを測定した。これらスペクトル図より、最大発光波長はトルエン
溶液の場合では３８２ｎｍ（励起波長３４０ｎｍ）、薄膜の場合では３９３ｎｍ（励起波
長３４３ｎｍ）であることがわかった。
薄膜を大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ
準位は−５．７３ｅＶであった。薄膜の吸収スペクトルのＴａｕｃプロットから吸収端は
３．３４ｅＶであった。従って、固体状態のエネルギーギャップは３．３４ｅＶと見積も
られ、このことはＬＵＭＯ準位が−２．３９ｅＶであることを意味する。このことから、
ｍＢＰＡＦＬＰ（略称）は、比較的深めのＨＯＭＯ準位をもち、広いバンドギャップ（Ｂ
ｇ）をもつことがわかった。
酸化還元反応特性をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。測定に
は、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａま
たは６００Ｃ）を用いた。
酸化反応特性を、参照電極に対する作用電極の電位を０．３８Ｖから０．６９Ｖまで走
査した後、０．６９Ｖから０．３８Ｖまで走査し測定した。その結果、ＨＯＭＯ準位は、
−５．５３［ｅＶ］であることがわかった。また、１００サイクル後でも酸化ピークが同
様の値となった。このことから、酸化状態と中性状態間の酸化還元の繰り返しに良好な特
性を示すことがわかった。
また融点を測定した。融点は２１１−２１２℃であった。
本実施例では、実施例１で合成したフルオレン誘導体である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）を用い
て形成した発光素子の作製方法および素子特性の測定結果を示す。
なお、本実施例における発光素子の素子構造は、図１８に示す構造である。発光素子１
４は、正孔注入層および正孔輸送層に上述した本発明の一態様であるフルオレン誘導体（
略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）を用いて形成したものである。
まず、ガラス基板である基板１５０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズ
をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１５０２を形成した。なお、その膜厚は、１
１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、第１の電極１５０２上に複数の層が積層されたＥＬ層１５０３を形成する。本実
施例５において、ＥＬ層１５０３は、正孔注入層である第１の層１５１１、正孔輸送層で
ある第２の層１５１２、発光層である第３の層１５１３、電子輸送層である第４の層１５
１４、電子注入層である第５の層１５１５が順次積層された構造を有する。
第１の電極１５０２が形成された面が下方となるように、第１の電極１５０２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、１０−４Ｐａ程度まで減
圧した後、第１の電極１５０２上に、正孔注入材料を５０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、正孔注入層である第１の層１５１１を形成した。発光素子１４を形成する場合には、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層であ
る第１の層１５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ｍＢＰＡＦＬＰ（略称）と酸
化モリブデン（ＶＩ）の比率は、重量比で４：２＝（ｍＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）
となるように蒸着レートを調節した。また、比較発光素子１５を形成する場合には、）、
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：ＮＰ
Ｂ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、正孔注入層である第１の層１
５１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は
、重量比で４：２＝（ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように蒸着レートを調節した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第１の層１５１１上に正孔輸送性材料を１０ｎ
ｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層である第２の層１５１２を形成した。なお、発
光素子１４を形成する場合には、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）を用い、比較発光素子１５を形成す
る場合には、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）を用いてそれぞれ形成した。
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、第２の層１５１２上に、発光層である第３の層
１５１３を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ
−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と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：ＰＣＢＡ
ＰＡ）とを共蒸着することにより第３の層１５１３を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで
、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．０７５＝（ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）
となるように蒸着レートを調節した。
さらに、第３の層１５１３上に抵抗加熱による蒸着法を用いて、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍ、その上にバソフェナントロ
リン（略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層である第４
の層１５１４を形成した。
第４の層１５１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚となるように成膜す
ることにより、電子注入層である第５の層１５１５を形成した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、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１５０４を形成し、発光素子１４、比較発光素子１５を
作製した。
なお、発光素子１４および比較発光素子１５は、第１の層１５１１および第２の層１５
１２以外は同一工程で作成している。
以上により得られた発光素子１４および比較発光素子１５を、窒素雰囲気のグローブボ
ックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これら
の発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲
気）で行った。
発光素子１４および比較発光素子１５の電流密度−輝度特性を図４８に示す。また、電
圧−輝度特性を図４９、輝度−電流効率特性を図５０にそれぞれ示す。図４８では、縦軸
に輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示し、図４９では縦軸に輝度
（ｃｄ／ｍ２）、横軸に電圧（Ｖ）を示し、図５０では、縦軸に電流効率（ｃｄ／Ａ）、
横軸に輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。また、１０００ｃｄ／ｃｍ２付近における発光素子の
電圧、色度、電流効率を表１１に示す。
発光素子１４は、駆動電圧が３．４Ｖのとき、輝度１１００ｃｄ／ｍ２、電流値は０．
７２ｍＡであった。第２の層１５１２にＮＰＢを用いた比較発光素子１５と比較しても、
第２の層１５１２にＢＰＡＦＬＰ（略称）を用いた発光素子１４は、電流効率が高いこと
がわかった。これは、比較発光素子１５と比較して、発光素子１４のキャリアバランスが
向上しているためと考えられる。それは（ＮＰＢと比較して）ＢＰＡＦＬＰ（略称）の、
ＨＯＭＯ準位が発光層のホスト材料のＣｚＰＡ（略称）のＨＯＭＯ準位と近いために、正
孔輸送層から発光層へのホール注入性が向上したためと考えられる。またさらに、（ＰＢ
と比較して）ＢＰＡＦＬＰ（略称）の、ＬＵＭＯ準位が高いために、発光層から正孔輸送
層への電子ブロック性が向上したためと考えられる。またさらに、（ＮＰＢと比較して）
ＢＰＡＦＬＰ（略称）のバンドギャップ（Ｂｇ）が広いために、第３の層１５１３（発光
層）で生じた励起子が、隣接する層である第２の層１５１２へ移動せずに（消光されずに
）閉じこめられたためと考えられる。
また、発光素子１４および比較発光素子１５に関し、初期輝度を１０００ｃｄ／ｃｍ２
を１００％として、低電流駆動による連続点灯試験を行った。結果から、２８０時間後に
は、発光素子１４は初期輝度の８０％、比較発光素子１５は初期輝度の７２％の輝度を保
っており、長寿命であることがわかった。よって、本発明のｍＢＰＡＦＬＰ（略称）を適
用することにより、長寿命な発光素子が得られることがわかった。
（参考例１）
上記実施例３〜実施例５で用いた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：ＰＣＢＡＰ
Ａ）の合成方法について具体的に説明する。
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）の合成ＰＣＢＡＰＡの合成ス
キームを下記（Ｘ−１）に示す。
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）
、４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣ
ＢＡ）４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍ
ｍｏｌ）を３００ｍＬ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、
トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０
．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベ
ンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この
混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加
え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ
、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して
吸引ろ過した。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
にて再結晶し、目的物であるＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を６．６ｇ、収率７５％で得た。
得られた淡黄色粉末状固体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
。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しなが
ら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．
７ｇ、回収率９０％で得た。
得られた化合物を核磁気共鳴法（１Ｈ ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを
示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），
７．２８−７．７２（ｍ，３３Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．１９
（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。
測定結果から、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９
Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）が得られたこ
とがわかった。
上述の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）を用いることで、先の
実施例で示した発光素子１〜発光素子５を形成することができる。
（参考例２）
上記実施例６及び実施例７で用いた３−フェニル−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
ＩＩ）の合成方法について具体的に説明する。
３−フェニル−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：ＣＯ１１ＩＩ）の合成スキームを（Ｙ−１）
に示す。
２−（４−ヨードフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール２．３ｇ
（６．６ｍｍｏｌ）、３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．６ｇ（６．６ｍｍｏｌ）、
ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコ
に入れ、当該フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン３０ｍＬ、トリ（ｔｅｒ
ｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０．２ｍＬを加えて、当該フラスコ内をア
スピレータにより減圧することで、この混合物を脱気したのち、フラスコ内を窒素置換し
た。この混合物にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．０５８ｇ（０．
１０ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で１５時間攪拌した。撹拌後、この混合物に
トルエンを加え、この懸濁液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。
洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。その後、この混合物を吸
引ろ過してろ液を得た。得られたろ液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号
：５４０−１６８５５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た
化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィ
ーはまずトルエンを展開溶媒として用い、次いでトルエン：酢酸エチル＝４：１の混合溶
媒を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体
にアセトンを加え、超音波を照射して洗浄した。この混合物を吸引ろ過して固体を回収し
た。回収した固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、粉末状白色
固体を収量２．０ｇ、収率６４％で得た。
得られた白色固体１．１ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇
華精製は３．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を５ｍＬ／ｍｉｎとして２４０℃で１６時
間行った。収量０．９８ｇで収率は８９％であった。
得られた化合物を核磁気共鳴法（１Ｈ ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを
示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０−７．７６（ｍ，１３Ｈ）
、７．７９（ｄ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，２Ｈ）、８．１４−８．２４（ｍ，３Ｈ）、８．３５
（ｓｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）、８．３９（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）。
測定結果から３−フェニル−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：ＣＯ１１ＩＩ）が得られたこと
がわかる。
上述の３−フェニル−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：ＣＯ１１ＩＩ）を用いることで、先の
実施例で示した発光素子６〜発光素子１０を形成することができる。
（参考例３）
上記実施例７で用いた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）の合成方法について具体的に説明
する。
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）の合成スキームを（Ｚ−１）に示す。
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン２．０ｇ（４
．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモビフェニル１．１ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅ
ｒｔ−ブトキシド２．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ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、トルエン５０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフ
ィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。
この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン
）パラジウム（０）０．１０ｇを加えた。次に、この混合物を、８０℃で５時間加熱撹拌
し、反応させた。反応後、反応混合物にトルエンを加え、この懸濁液をこの懸濁液をセラ
イト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリ
ジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過
し、ろ液を得た。得られたろ液を飽和炭酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した
。有機層に硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。乾燥後、この混合物を吸引ろ過
し、硫酸マグネシウムを除去してろ液を得た。
得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。シ
リカゲルカラムクロマトグラフィーはまずトルエン：ヘキサン＝１：９の混合溶媒を展開
溶媒として用い、ついでトルエン：ヘキサン＝３：７の混合溶媒を展開溶媒として用いる
ことにより行った。得られたフラクションを濃縮して得た固体をクロロホルムとヘキサン
の混合溶媒により再結晶したところ、白色粉末状固体の収量は２．３ｇ、収率は８４％で
あった。
得られた白色固体１．２ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇
華精製は７．０Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして２８０℃で２０時
間行った。収量は１．１ｇ、収率は８９％であった。
得られた化合物を核磁気共鳴法（１Ｈ ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを
示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．０５−７．２０
（ｍ，７Ｈ），７．２８−７．７８（ｍ，２１Ｈ），８．３４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１
Ｈ），８．５７（ｓ，１Ｈ）
測定結果から、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）が得られたことがわかる。
上述の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）を用いることで、先の実施例で示した発光素子８
〜発光素子１０を形成することができる。
（参考例４）
参考例３で説明した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）の別の合成方法について具体的に説
明する。この合成法は、より高純度の目的物が収率良く簡便であり、好ましい。
［ステップ１：３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成
法］
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ｚ
−２）に示す。
３００ｍＬ三口フラスコにて、４−ブロモヨードベンゼン１４ｇ（５０ｍｍｏｌ）、９
−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸１４ｇ（５０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウ
ム（ＩＩ）１１０ｍｇ（０．５ｍｍｏｌ）、トリ（ｏ−トリル）ホスフィン３００ｍｇ（
１．０ｍｍｏｌ）、トルエン５０ｍＬ、エタノール１０ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム
水溶液２５ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、８０℃で
６時間加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール（和
光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株
式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した。得られたろ液を水で洗
浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。
得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。この
とき、クロマトグラフィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン
：ヘキサン＝１：４）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、ヘキサンを加えて超音
波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量１５ｇ、収率７５％で得た
。
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘ
キサン＝１：１０）は、目的物は０．３２、４−ブロモヨードベンゼンは０．７４だった
。
また、副生成物の、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ベ
ンゼンのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は０．２３だったが、反
応懸濁液中のＴＬＣ上ではかすかにスポットがみられただけだった。これにより、原料と
して用いた、ジハロゲン化物である４−ブロモヨードベンゼンの、ヨウ素の部分がブロモ
の部分よりも反応性が高いため、選択的（優先的）にホウ素化合物である、９−フェニル
−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸と反応したことが分かった（つまり、ジハロゲン化
物とホウ素化合物をほぼ１：１で反応させることができた）。また、目的物のＲｆ値と副
生成物のＲｆ値とは十分に離れているため、上述のカラム精製において、目的物と副生成
物とを容易に分離することができた。
上記ステップ１で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測
定データを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．２４−７．３２（ｍ
，１Ｈ）、７．４０−７．６４（ｍ，１３Ｈ）、８．１７（ｄ，Ｊ＝７．２，１Ｈ）、８
．２９（ｓ，１Ｈ）。
測定結果から、目的物である３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾールが得られたことを確認した。
上記化合物の分子量を、ＧＣ−ＭＳ検出器（Ｔｈｅｒｍｏ Ｆｉｓｈｅｒ製、ＩＴＱ１
１００イオントラップ型ＧＣＭＳシステム）により測定した。分子量３９７．１３（モー
ドはＥＩ＋）をメインとするピークを検出し、測定結果から、目的物である３−（４−ブ
ロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールが得られたことを確認した。
また、このＧＣ−ＭＳ検出では、副生成物の、１，４−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カ
ルバゾール−３−イル）ベンゼン（分子量５６０．２）由来のピークは検出されなかった
。よってステップ１の反応を行うことで、非常に収率よく、簡便に、純度の高い目的物が
得られたことがわかる。
［ステップ２：４−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）の合成法］
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）の合成スキームを（Ｚ−３）に示す。
４−フェニル−ジフェニルアミンと、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９
Ｈ−カルバゾールとを、パラジウム触媒、パラジウム触媒の配位子、及び塩基を用いて、
有機溶媒中にて加熱撹拌し、反応させた。
反応後、この反応混合液を精製し、目的物の白色粉末を得た。
得られた化合物を核磁気共鳴法（１Ｈ ＮＭＲ）により測定した。測定結果から、参考
例３と同じく、目的物の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）が得られたことがわかった。
以上のことから、参考例４で示した合成法は、高純度の目的物が収率良く簡便に得られ
ることがわかった。
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ ＥＬ層
１０４ 第２の電極
１１１ 層
１１２ 層
１１３ 層
１１４ 層
１１５ 層
３０１ 電極
３０２ 電極
３０３ ＥＬ層
３０４ ＥＬ層
３０５ 電荷発生層
４０１ ソース側駆動回路
４０２ 画素部
４０３ ゲート側駆動回路
４０４ 封止基板
４０５ シール材
４０７ 空間
４０８ 配線
４０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０ 素子基板
４１１ スイッチング用ＴＦＴ
４１２ 電流制御用ＴＦＴ
４１３ 第１の電極
４１４ 絶縁物
４１６ ＥＬ層
４１７ 第２の電極
４１８ 発光素子
４２３ Ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４ Ｐチャネル型ＴＦＴ
５０１ 基板
５０２ 第１の電極
５０３ 第２の電極
５０４ ＥＬ層
５０５ 絶縁層
５０６ 隔壁層
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
５２１ 第１の電極
５２２ 第２の電極
６１１ 筐体
６１２ 支持台
６１３ 表示部
６１４ スピーカー部
６１５ ビデオ入力端子
６２１ 本体
６２２ 筐体
６２３ 表示部
６２４ キーボード
６２５ 外部接続ポート
６２６ ポインティングデバイス
６３１ 本体
６３２ 筐体
６３３ 表示部
６３４ 音声入力部
６３５ 音声出力部
６３６ 操作キー
６３７ 外部接続ポート
６３８ アンテナ
６４１ 本体
６４２ 表示部
６４３ 筐体
６４４ 外部接続ポート
６４５ リモコン受信部
６４６ 受像部
６４７ バッテリー
６４８ 音声入力部
６４９ 操作キー
６５０ 接眼部
７０１ 筐体
７０２ 液晶層
７０３ バックライト
７０４ 筐体
７０５ ドライバＩＣ
７０６ 端子
８０１ 筐体
８０２ 光源
９０１ 照明装置
９０２ テレビ装置
９１３ 層
１５０１ 基板
１５０２ 第１の電極
１５０３ ＥＬ層
１５０４ 第２の電極
１５１１ 層
１５１２ 層
１５１３ 層
１５１４ 層
１５１５ 層

Claims (10)

  1. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（Ｇ１）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基のいずれかを表す。また、α１〜α４は、それぞれ独立に、置換又は無置換のフェニレン基を表す。前記フェニレン基が置換基を有する場合、該置換基は、アルキル基である。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換のフェニル基を表す。前記フェニル基が置換基を有する場合、該置換基は、アルキル基である。また、Ａｒ３は、置換又は無置換のフェニル基を表す。前記フェニル基が置換基を有する場合、該置換基は、アルキル基である。ｋ、ｍは、それぞれ独立に０または１である。Ｊ、ｎは、１である。）
  2. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（Ｇ１）で表される化合物を有する発光素子。


    （式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基のいずれかを表す。また、α１〜α４は、それぞれ独立に、式（α−１）〜式（α−３）のいずれか一である。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、置換又は無置換のフェニル基を表す。前記フェニル基が置換基を有する場合、該置換基は、アルキル基である。また、Ａｒ３は、置換又は無置換のフェニル基を表す。前記フェニル基が置換基を有する場合、該置換基は、アルキル基である。ｋ、ｍは、それぞれ独立に０または１である。Ｊ、ｎは、１である。）
  3. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（Ｇ１）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜６のアルキル基のいずれかを表す。また、α１〜α４は、それぞれ独立に、無置換のフェニレン基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、無置換のフェニル基を表す。また、Ａｒ３は、無置換のフェニル基を表す。ｋ、ｍは、それぞれ独立に０または１である。Ｊ、ｎは、１である。）
  4. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（Ｇ１）で表される化合物を有する発光素子。

    （式中、Ｒ１〜Ｒ８は、水素原子を表す。また、α１〜α４は、それぞれ独立に、無置換のフェニレン基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、それぞれ独立に、無置換のフェニル基を表す。また、Ａｒ３は、無置換のフェニル基を表す。ｋ、ｍは、それぞれ独立に０または１である。Ｊ、ｎは、１である。）
  5. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（１０１）で表される化合物を有する発光素子。
  6. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（１５１）で表される化合物を有する発光素子。
  7. 一対の電極間に、第１のＥＬ層と、電荷発生層と、第２のＥＬ層とを有し、
    前記第１のＥＬ層は、式（１１８）で表される化合物を有する発光素子。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
  9. 請求項８に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。
  10. 請求項８に記載の発光装置を発光部に有する照明装置。
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