JP6286002B2 - 発光素子、発光装置、電子機器、照明装置 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、カルバゾール化合物に関する。また、カルバゾール化合物を用いた
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、面状の発光を容易
に得ることができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子を形成することができ
る。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線
光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。

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、それらキャリア（電子お
よび正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起
状態が基底状態に戻る際に発光する。

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。

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
、非特許文献１）

Ｍｅｎｇ−Ｈｕａｎ Ｈｏ，Ｙａｏ−Ｓｈａｎ Ｗｕ ａｎｄ Ｃｈｉｎ Ｈ． Ｃｈｅｎ， ２００５ ＳＩＤ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉａｌ Ｐａｐｅｒｓ， Ｖｏｌ．ＸＸＸＶＩ． ｐ８０２−８０５

本発明の一態様では、新規のカルバゾール化合物を提供することを目的の一とする。ま
た、本発明の一態様は、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。さら
に、消費電力の低い発光装置、電子機器、または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、カルバゾール化合物である。従って、本発明の構成は、下記一般式
（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物である。

但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリ
ル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換
のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置換又
は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル
基のいずれかを表し、Ｒ^１は水素、炭素数１〜６のアルキル基、置換又は無置換のフェニ
ル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表されるカルバゾール化合物であ
る。

但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアルキル基、置換
又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリ
ル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換
のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置換又
は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル
基のいずれかを表し、Ｒ^１は水素、炭素数１〜６のアルキル基、置換又は無置換のフェニ
ル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ３）で表されるカルバゾール化合物であ
る。

但し、式中、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチ
ル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいず
れかを表す。

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表されるカルバゾール化合物であ
る。

但し、式中、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチ
ル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいず
れかを表す。

また、一般式（Ｇ１）および一般式（Ｇ２）に示すカルバゾール化合物において、式中
のαはフェニレン基を示す。なお、フェニレン基としては、下記構造式（ｓ−１）〜（ｓ
−３）のいずれか一であることが好ましい。

また、一般式（Ｇ１）および一般式（Ｇ２）に示すカルバゾール化合物において、式中
のＡｒ^１は、下記構造式（ｓ−４）〜（ｓ−１１）のいずれか一であることが好ましい。

また、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ４）に示すカルバゾール化合物において、式中のＡ
ｒ^２は、下記構造式（ｓ−１２）〜（ｓ−１６）のいずれか一であることが好ましい。

また、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ４）に示すカルバゾール化合物において、式中のＡ
ｒ^３は、下記構造式（ｓ−１７）〜（ｓ−２１）のいずれか一であることが好ましい。

また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１００）で表されるカルバゾール化合物で
ある。

また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１０１）で表されるカルバゾール化合物で
ある。

また、本発明のカルバゾール化合物は、正孔輸送性に優れている。従って、発光素子の
正孔注入層や正孔輸送層に適用することにより低電圧駆動や高効率化が可能となり、非常
に有効である。さらに、発光層がホスト材料とゲスト材料との組み合わせにより構成され
る場合のホスト材料としても適用することが可能である。したがって本発明は、本発明の
一態様であるカルバゾール化合物を用いた発光素子も含むものとする。

すなわち、本発明の別の構成は、一対の電極間にＥＬ層を有する発光素子であって、Ｅ
Ｌ層に含まれる発光層、または正孔注入層、正孔輸送層の少なくとも一に本発明の一態様
であるカルバゾール化合物を含むことを特徴とする。

また、本発明の別の構成は、本発明の一態様である発光素子を用いて形成された発光装
置である。

また、本発明の別の構成は、本発明の一態様である発光装置を用いて形成された電子機
器である。

また、本発明の別の構成は、本発明の一態様である発光装置を用いて形成された照明装
置である。

また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電
子機器および照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置
とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、
発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕ
ｉｔ）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。

本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、高い正孔輸送性を示すことから、主に発
光素子のＥＬ層を構成する正孔注入層や正孔輸送層に用いることができる。また、本発明
の一態様であるカルバゾール化合物を正孔注入層や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。また、このような発光
素子を適用することで、消費電力が少なく、駆動電圧の低い発光装置、電子機器、および
照明装置を提供することができる。

発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 発光装置について説明する図。 電子機器について説明する図。 照明器具について説明する図。 構造式（１００）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 構造式（１００）に示すカルバゾール化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。 構造式（１０１）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 構造式（１０１）に示すカルバゾール化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。 発光素子について説明する図。 発光素子１の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子１の電圧−電流特性を示す図。 発光素子１の輝度−色度特性を示す図。 発光素子１の発光スペクトルを示す図。 発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子２の電圧−電流特性を示す図。 発光素子２の輝度−色度特性を示す図。 発光素子２の発光スペクトルを示す図。 発光素子２の信頼性を示す図。 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の電圧−電流特性を示す図。 発光素子３の輝度−色度特性を示す図。 発光素子３の発光スペクトルを示す図。 発光素子４の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子４の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子４の電圧−電流特性を示す図。 発光素子４の輝度−色度特性を示す図。 発光素子４の発光スペクトルを示す図。

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が可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内
容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様であるカルバゾール化合物について説明する。

本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、下記一般式（Ｇ１）で表される。

一般式（Ｇ１）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアル
キル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換の
フェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置
換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ
^３は、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフ
ェナントリル基のいずれかを表し、Ｒ^１は水素、炭素数１〜６のアルキル基、置換又は無
置換のフェニル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。

ここで、式中、αで示されるフェニレン基の具体例としては、下記構造式（ｓ−１）〜
（ｓ−３）のいずれかが挙げられる。

なお、構造式（ｓ−１）に示すパラフェニレンの場合、他に比べて駆動電圧が低くなる
ため好ましい。一方、構造式（ｓ−２）に示すメタフェニレンや、構造式（ｓ−３）に示
すオルトフェニレンの場合、バンドギャップが大きくなり、Ｓ１準位やＴ１準位も高くな
るので好ましい。

また、式中、Ａｒ^１の具体例としては、下記構造式（ｓ−４）〜（ｓ−１１）のいずれ
かが挙げられる。

なお、構造式（ｓ−４）のようにフェニル基を有する場合、バンドギャップが大きくな
り、Ｓ１準位やＴ１準位も高くなるので好ましい。また、構造式（ｓ−４）〜（ｓ−７）
のようにアリール基を有する場合、キャリア輸送性が向上するため好ましい。また、（ｓ
−５）〜（ｓ−７）のように縮合環を有する場合、キャリア輸送性がより向上するため好
ましい。また、（ｓ−８）〜（ｓ−１１）のようにアルキル基を有する場合、アモルファ
ス性が向上するため好ましい。さらにアルキル基を有することにより、有機溶媒への溶解
性が良好となるため、精製や溶液調整が容易となるため好ましい。

また、式中、Ａｒ^２の具体例としては、下記構造式（ｓ−１２）〜（ｓ−１６）のいず
れかが挙げられる。

なお、構造式（ｓ−１３）〜（ｓ−１６）のようにアリール基を有する場合、キャリア
輸送性が向上するため好ましい。また、（ｓ−１４）〜（ｓ−１６）のように縮合環を有
する場合、キャリア輸送性がより向上するため好ましい。また、（ｓ−１３）のようにフ
ェニル基を有する場合、バンドギャップが大きくなり、Ｓ１準位やＴ１準位も高くなるの
で好ましい。

また、式中、Ａｒ^３の具体例としては、下記構造式（ｓ−１７）〜（ｓ−２０）のいず
れかが挙げられる。

また、本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、下記一般式（Ｇ２）で表される。

一般式（Ｇ２）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアル
キル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換の
フェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置
換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ
^３は、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフ
ェナントリル基のいずれかを表し、Ｒ^１は水素、炭素数１〜６のアルキル基、置換又は無
置換のフェニル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。

ここで、α、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のもの
が挙げられる。

また、本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、下記一般式（Ｇ３）で表される。

一般式（Ｇ３）において、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無
置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置
換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナント
リル基のいずれかを表す。

ここで、Ａｒ^２、Ａｒ^３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる
。

また、本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、下記一般式（Ｇ４）で表される。

一般式（Ｇ４）において、Ａｒ^２は、水素、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無
置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、置
換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナント
リル基のいずれかを表す。

ここで、Ａｒ^２、Ａｒ^３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる
。

なお、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ４）はそれぞれ、炭素数１〜６のアルキル基（メチ
ル基やエチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキシル基など）、又はフェニル基、ビフ
ェニル基が１または複数結合していても良い。また、Ａｒ^１、Ａｒ^２、Ａｒ^３、Ｒ^１が置
換基を有する場合、置換基は、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基を表す。なお、
置換基を有することにより、より嵩高い構造とすることができるため、好ましい。

次に、上述した本発明の一態様であるカルバゾール化合物の具体的な構造式を示す。（
下記構造式（１００）〜（１２０）。）ただし、本発明はこれらに限定されることはない
。

なお、上記構造式（１００）〜（１２０）で表されるカルバゾール化合物は、正孔輸送
性に優れた新規物質である。

次に、本発明の一態様であるカルバゾール化合物の合成方法の一例として、一般式（Ｇ
１）表されるカルバゾール化合物の合成方法について説明する。

≪一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物の合成法≫
下記一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物の合成方法の一例について説明する
。

一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物は、以下に示す合成スキーム（Ａ）に示
される合成方法によって合成することができる。

すなわち、ハロゲン基（Ｘ^１）を有するカルバゾール化合物（ａ１）とジアリールアミ
ン誘導体（ａ２）とをカップリングさせることで、上記一般式（Ｇ１）で表されるカルバ
ゾール化合物が得られる。

なお、合成スキーム（Ａ）に示すハロゲン基を有するカルバゾール化合物（ａ１）とジ
アリールアミン誘導体（ａ２）とのカップリング反応には様々な方法があり、そのいずれ
を適用しても良いが、ここでは、その一例であるハートウィッグ・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、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。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、上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、用い
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。また上記反応は
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。

以上、本発明の一態様であるカルバゾール化合物の合成方法の一例について説明したが
、本発明はこれに限定されることはなく、他のどのような合成方法によって合成されても
良い。

上述した本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、正孔輸送性に優れているため、
発光素子における正孔注入層や正孔輸送層に用いる材料として利用できる。その他、発光
素子における発光層の発光材料やホスト材料としても用いることができる。

また、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を用いることで、発光効率が高く、駆
動電圧の上昇を最小限に抑えた発光素子を実現することができる。また、このような発光
素子を適用することで、消費電力が低い発光装置、電子機器、または照明装置を実現する
ことができる。

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いるこ
とができる。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様として実施の形態１で示したカルバゾール化合物を
正孔輸送層に用いた発光素子について図１を用いて説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図１に示すように一対の電極（第１の電極（陽極）１
０１と第２の電極（陰極）１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており
、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（
または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層（Ｅ
）１１６などを含んで形成される。

このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極１０１側から注入
された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合
し、発光層１１３に含まれる物質を励起状態にする。そして、励起状態の物質が基底状態
に戻る際に発光する。

なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔輸送性の高い物質とアクセプタ
ー性物質を含む層であり、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が
引き抜かれることにより正孔（ホール）が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔
輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。

また、電荷発生層（Ｅ）１１６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む
層である。アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれるた
め、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層１１５から電子輸送層１１４を
介して発光層１１３に注入される。

以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。

第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３には、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。具体的には、酸化インジ
ウム−酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ 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（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏ
ｘｉｄｅ）、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、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（Ｍ
ｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ
）の他、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、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）
等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、Ａ
ｌＬｉ）、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、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽極）１０
１および第２の電極（陰極）１０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を
含む）等により形成することができる。

正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および電荷発生層（Ｅ）１１６に用いる正孔輸
送性の高い物質として、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル
アミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフ
ェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略
称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミ
ン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフ
ェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェ
ニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−
ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフ
ェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物、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：ＰＣｚ
ＰＣＡ１）、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）等が挙げられる。その他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾ
リル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フ
ェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニ
ル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール化合物、等を
用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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。

さらに、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を用いるこ
ともできる。

なお、正孔輸送性の高い物質としては、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を用
いることもできる。

また、正孔注入層１１１および電荷発生層（Ｅ）１１６に用いるアクセプター性物質と
しては、遷移金属酸化物や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、酸化モリブデンが特に好ましい。

発光層１１３は、発光性の物質を含む層である。発光層１１３は、発光物質のみで構成
されていても、ホスト材料中に発光中心物質が分散された状態で構成されていても良い。

発光層１１３において、発光物質、および発光中心物質として用いることが可能な材料
には、特に限定は無く、これらの物質が発する光は、蛍光であっても燐光であっても良い
。なお、上記発光物質および発光中心物質としては、例えば、以下のようなものが挙げら
れる。

蛍光を発する物質としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）
フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ
）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル
）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−
４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡ
ＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニ
ル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，
１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９
−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニル
アミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９
，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４
−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９
，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（
略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニ
ル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰ
ＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジ
ベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、ク
マリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９
Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１
’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾ
ール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アン
トリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰ
ＡＰＡ）、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：２ＤＰＡＢＰ
ｈＡ）、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：２Ｙ
ＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡ
ＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、
ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニル
テトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エ
テニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣ
Ｍ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−
ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロ
パンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェ
ニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニ
ル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］
フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロ
ピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１
Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリ
デン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［
２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベ
ンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパ
ンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ
）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：Ｂ
ｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチ
ル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル
）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪ
ＴＭ）などが挙げられる。

なお、蛍光を発する物質としては、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を用いる
こともできる。

燐光を発する物質としては、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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３
ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−
Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、ト
リス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビ
ス（２−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
（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）
テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））、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（ａ
ｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ^２’）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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ
（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジ
ナト−Ｎ，Ｃ^３’］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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）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（ＩＩ
Ｉ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３
，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａ
ｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ
−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、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））などが挙げられる。

また、上記ホスト材料に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば
、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ_３）、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：ＢｅＢｑ_２）、ビス
（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）
（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［
２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス
［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの
金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３
，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチル
フェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）
、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−
１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼ
ントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、
バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、９−
［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−
カルバゾール（略称：ＣＯ１１）などの複素環化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフ
チル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’
−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４
，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフル
オレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族
アミン化合物が挙げられる。また、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン
誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物
が挙げられ、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、
Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ
−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アン
トリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イ
ル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰ
Ａ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］
−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛
４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾ
ール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフ
ェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、
６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，
Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１
０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アント
リル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−
［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：Ｄ
ＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：Ｄ
ＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ
−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，
９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）
ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジ
フェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−（ベンゼン−１，３，５−ト
リイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などを挙げることができる。これら及び公知の物
質の中から、上記発光中心物質のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有
する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。また、発光中心物質が燐光を発
する物質である場合、ホスト材料としては、発光中心物質の三重項励起エネルギー（基底
状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい物質を選
択すれば良い。

なお、上記ホスト材料に用いることが可能な材料としては、本発明の一態様であるカル
バゾール化合物を用いることもできる。発明の一態様であるカルバゾール化合物はＳ１準
位が高いため、蛍光を発する物質用のホスト材料としては、可視域の発光領域で用いるこ
とができる。発明の一態様であるカルバゾール化合物はＴ１準位が高いため、燐光を発す
る物質に対するホスト材料として用いる場合は、黄色より長波長の発光領域で用いること
ができる。

なお、発光層１１３は２層以上が積層された構成としてもよい。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構成などがある。

電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１４には、
Ａｌｑ_３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）
、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、
ＢＡｌｑ、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）などの金属錯体を用いることができる。また、２−（
４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジア
ゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，
３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅ
ｒｔ−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−ＥｔＴ
ＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ
）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：Ｂ
ｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（２，５−ピリジン
ジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）
−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオ
クチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイ
ル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べ
た物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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。

電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５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（ＣａＦ_２）
、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれ
らの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）のような希土類
金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用
いることもできる。

あるいは、電子注入層１１５に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる
複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子
が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物とし
ては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述
した電子輸送層１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることが
できる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具
体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウ
ム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、ア
ルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸
化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用
いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用い
ることもできる。

なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１
４、電子注入層１１５、電荷発生層（Ｅ）１１６は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含
む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

上述した発光素子は、第１の電極１０１および第２の電極１０３との間に生じた電位差
により電流が流れ、ＥＬ層１０２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１０１および第２の電極１０３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１０１および第２の電極１０３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。

以上により説明した発光素子は、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を正孔輸送
層に適用して形成されることから、発光素子の素子効率の向上だけでなく、駆動電圧の上
昇を最小限に抑えることができる。

なお、本実施の形態で示した発光素子は、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を
適用して作製される発光素子の一例である。また、上記発光素子を備えた発光装置の構成
としては、パッシブマトリクス型の発光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、
別の実施の形態で説明する上記とは別の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビテ
ィー構造の発光装置などを作製することができ、これらは、いずれも本発明に含まれるも
のとする。なお、これらの発光装置においては、消費電力を低減させることができる。

なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、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、Ｔ
ＦＴ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。例えば
、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができるものとする。

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、燐光性化合物と他の２種類以上の有機化
合物を発光層に用いた発光素子について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図２に示すように一対の電極（陽極２０１及び陰極２
０２）間にＥＬ層２０３を有する構造である。なお、ＥＬ層２０３には、少なくとも発光
層２０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生
層（Ｅ）などが含まれていても良い。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子
注入層、電荷発生層（Ｅ）には、実施の形態２に示した物質を用いることができる。

本実施の形態に示す発光層２０４には、燐光性化合物２０５、第１の有機化合物２０６
、および第２の有機化合物２０７が含まれている。実施の形態１に示したカルバゾール化
合物は、第１の有機化合物２０６、または第２の有機化合物２０７として用いることがで
きる。なお、燐光性化合物２０５は、発光層２０４におけるゲスト材料である。また、第
１の有機化合物２０６、および第２の有機化合物２０７のうち発光層２０４に含まれる割
合の多い方を発光層２０４におけるホスト材料とする。

発光層２０４において、上記ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることによ
り、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる
濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。

なお、第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７のそれぞれの三重項励起エ
ネルギーの準位（Ｔ１準位）は、燐光性化合物２０５のＴ１準位よりも高いことが好まし
い。第１の有機化合物２０６（又は第２の有機化合物２０７）のＴ１準位が燐光性化合物
２０５のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与する燐光性化合物２０５の三重項励起エネル
ギーを第１の有機化合物２０６（又は第２の有機化合物２０７）が消光（クエンチ）して
しまい、発光効率の低下を招くためである。

ここで、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間のエ
ネルギー移動機構として知られているフェルスター機構（双極子−双極子相互作用）およ
びデクスター機構（電子交換相互作用）を考慮した上で、ホスト材料の発光スペクトル（
一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態か
らのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（よ
り詳細には、最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）との重なりが
大きくなることが好ましい。しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト
材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困
難である。なぜならば、そのようにしてしまうと、ホスト材料の燐光スペクトルは蛍光ス
ペクトルよりも長波長（低エネルギー）側に位置するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光
性化合物のＴ１準位を下回ってしまい、上述したクエンチの問題が生じてしまうからであ
る。一方、クエンチの問題を回避するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１
準位を上回るように設計すると、今度はホスト材料の蛍光スペクトルが短波長（高エネル
ギー）側にシフトするため、その蛍光スペクトルはゲスト材料の最も長波長（低エネルギ
ー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ならなくなる。したがって、ホスト材料の蛍
光スペクトルをゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペク
トルと重ね、ホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることは
、通常困難である。

そこで本実施形態においては、第１の有機化合物および第２の有機化合物は、励起錯体
（エキサイプレックスとも言う）を形成する組み合わせであることが好ましい。この場合
、発光層２０４におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に第１の有機化合物２
０６と第２の有機化合物２０７は、励起錯体を形成する。これにより、発光層２０４にお
いて、第１の有機化合物２０６の蛍光スペクトルおよび第２の有機化合物２０７の蛍光ス
ペクトルは、より長波長側に位置する励起錯体の発光スペクトルに変換される。そして、
励起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが大きくなるように
、第１の有機化合物と第２の有機化合物を選択すれば、一重項励起状態からのエネルギー
移動を最大限に高めることができる。なお、三重項励起状態に関しても、ホスト材料では
なく励起錯体からのエネルギー移動が生じると考えられる。

燐光性化合物２０５としては、燐光性の有機金属錯体を用いることが好ましい。また、
第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７としては、励起錯体を生じる組み合
わせであればよいが、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物）と、ホール
を受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることが好ましい。

燐光性の有機金属錯体としては、例えば、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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：
Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）
ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａ
ｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐ
ｙ）_３）、ビス（２−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（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナ
ントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））、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（ｂ
ｚｑ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ^２
’）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（ＩＩ
Ｉ）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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート
（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエ
ニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉ
ｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）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（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）
ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐ
ｐｒ）_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）、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））などが挙げられる。

電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４
−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ
）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾ
チオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）が挙げられる。

ホールを受け取りやすい化合物としては、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を
用いることができる。その他にも、例えば、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）、３−［Ｎ−
（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニ
ルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフ
チル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、２，７
−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，
９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾー
ル−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ
）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−Ｎ’，Ｎ’−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−
７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ
，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５
−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル
）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２−
［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビ
フルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フ
ェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略
称：ＹＧＡ２Ｆ）、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（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル
）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９
Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−
（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−
イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、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：ＰＣｚＰＣ
Ａ１）、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フ
ェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルア
ミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰ
Ａ２）、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）、３，６−
ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フ
ェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、３，６−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：ＰＣ
ｚＰＣＡ２）が挙げられる。

上述した第１の有機化合物２０６及び第２の有機化合物２０７は、これらに限定される
ことなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、燐光
性化合物２０５の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、燐光
性化合物２０５の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。

なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第１の有機化合
物２０６と第２の有機化合物２０７を構成する場合、その混合比によってキャリアバラン
スを制御することができる。具体的には、第１の有機化合物：第２の有機化合物＝１：９
〜９：１の範囲が好ましい。

本実施の形態で示した発光素子は、励起錯体の発光スペクトルと燐光性化合物の吸収ス
ペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めること
ができるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。

なお、本発明に含まれる別の構成として、燐光性化合物２０５（ゲスト材料）の他の２
種類の有機化合物として、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト
分子を用いて発光層２０４を形成し、２種類のホスト分子中に存在するゲスト分子に正孔
と電子を導いて、ゲスト分子を励起状態とする現象（すなわち、Ｇｕｅｓｔ Ｃｏｕｐｌ
ｅｄ ｗｉｔｈ Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｈｏｓｔｓ：ＧＣＣＨ）が得られるよう
に発光層２０４を形成する構成も可能である。

この時、正孔トラップ性のホスト分子、および電子トラップ性のホスト分子としては、
それぞれ、上述した正孔を受け取りやすい化合物、および電子を受け取りやすい化合物を
用いることができる。

なお、本実施の形態で示した発光素子は、発光素子の構造の一例であるが、本発明の一
態様である発光装置には、他の実施の形態で示す別の構造の発光素子を適用することもで
きる。また、上記発光素子を備えた発光装置の構成としては、パッシブマトリクス型の発
光装置やアクティブマトリクス型の発光装置の他、別の実施の形態で説明する上記とは別
の構造を有する発光素子を備えたマイクロキャビティー構造の発光装置などを作製するこ
とができ、これらは、いずれも本発明に含まれるものとする。

なお、アクティブマトリクス型の発光装置の場合において、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、Ｔ
ＦＴ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。例えば
、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜、その他、酸化物半導体膜等を用いることができる。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができるものとする。

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構
造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。

本実施の形態に示す発光素子は、図３（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０
１および第２の電極３０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥ
Ｌ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。

本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の
電極３０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１および第２の電極
３０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１
のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））は、実施の形態２または実施の形態
３で示したＥＬ層と同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い
。すなわち、第１のＥＬ層３０２（１）と第２のＥＬ層３０２（２）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または実施の形態３と同様なも
のを適用することができる。

また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））の間に
は、電荷発生層（Ｉ）３０５が設けられている。電荷発生層（Ｉ）３０５は、第１の電極
３０１と第２の電極３０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方
のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極３０１に
第２の電極３０４よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層（Ｉ）３０
５から第１のＥＬ層３０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層３０２（２）に正孔が
注入される。

なお、電荷発生層（Ｉ）３０５は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性
を有する（具体的には、電荷発生層（Ｉ）３０５に対する可視光の透過率が、４０％以上
）ことが好ましい。また、電荷発生層（Ｉ）３０５は、第１の電極３０１や第２の電極３
０４よりも低い導電率であっても機能する。

電荷発生層（Ｉ）３０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター
）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が
添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ
、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニル
アミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができ
る。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いて
も構わない。なお、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を電荷発生層（Ｉ）３０５
における正孔輸送性の高い有機化合物として用いることもできる。

また、電子受容体としては、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）、クロラニル等を挙げることができる。
また、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。

一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において
、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、Ｂ
Ａｌｑ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を用いることが
できる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２、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、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、Ｂｐｈｅｎ、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^−６ｃｍ^２／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有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わな
い。

また、電子供与体としては、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２、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
化合物を電子供与体として用いてもよい。

なお、上述した材料を用いて電荷発生層（Ｉ）３０５を形成することにより、ＥＬ層が
積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。

本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図３（Ｂ）に示
すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層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ＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間に電荷発生層（Ｉ）を配置することで、
電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるた
め、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ＥＬ層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ＥＬ層を有する発光素子において、第
１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層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
得られた光と混合すると、白色発光を得ることができる。

また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の
発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色
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、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態に示す発光装置は、一対の電極間での光の共振効果を利用した微小光共振
器（マイクロキャビティー）構造を有しており、図４に示す様に一対の電極（反射電極４
０１及び半透過・半反射電極４０２）間に少なくともＥＬ層４０５を有する構造である発
光素子を複数、有している。また、ＥＬ層４０５は、少なくとも発光領域となる発光層４
０４を有し、その他、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層（
Ｅ）などが含まれていても良い。なお、本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、Ｅ
Ｌ層４０５に含まれる正孔注入層、正孔輸送層、または発光層４０４に用いることができ
る。

本実施の形態では、図４に示すように構造の異なる発光素子（第１の発光素子（Ｒ）４
１０Ｒ、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇ、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂ）を有して構成
される発光装置について説明する。

第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒは、反射電極４０１上に第１の透明導電層４０３ａと、
第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂ、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇ、第３の発光層（Ｒ）４０４
Ｒを一部に含むＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２とが順次積層された構造を有
する。また、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇは、反射電極４０１上に第２の透明導電層４
０３ｂと、ＥＬ層４０５と、半透過・半反射電極４０２とが順次積層された構造を有する
。また、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂは、反射電極４０１上にＥＬ層４０５と、半透過
・半反射電極４０２とが順次積層された構造を有する。

なお、上記発光素子（第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒ、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇ
、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂ）において、反射電極４０１、ＥＬ層４０５、半透過・
半反射電極４０２は共通である。また、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂでは、４２０ｎｍ以
上４８０ｎｍ以下の波長領域にピークをもつ光（λ_Ｂ）を発光させ、第２の発光層（Ｇ）
４０４Ｇでは、５００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長領域にピークを持つ光（λ_Ｇ）を発
光させ、第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒでは、６００ｎｍ以上７６０ｎｍ以下の波長領域に
ピークを持つ光（λ_Ｒ）を発光させる。これにより、いずれの発光素子（第１の発光素子
（Ｒ）４１０Ｒ、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇ、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂ）でも
、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂ、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇ、および第３の発光層（Ｒ
）４０４Ｒからの発光が重ね合わされた、すなわち可視光領域に渡るブロードな光を発光
させることができる。なお、上記より、波長の長さは、λ_Ｂ＜λ_Ｇ＜λ_Ｒなる関係である
とする。

本実施の形態に示す各発光素子は、それぞれ反射電極４０１と半透過・半反射電極４０
２との間にＥＬ層４０５を挟んでなる構造を有しており、ＥＬ層４０５に含まれる各発光
層から全方向に射出される発光は、微小光共振器（マイクロキャビティー）としての機能
を有する反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２とによって共振される。なお、反射
電極４０１は、反射性を有する導電性材料により形成され、その膜に対する可視光の反射
率が４０％〜１００％、好ましくは７０％〜１００％であり、かつその抵抗率が１×１０
^−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極４０２は、反射性を有する
導電性材料と光透過性を有する導電性材料とにより形成され、その膜に対する可視光の反
射率が２０％〜８０％、好ましくは４０％〜７０％であり、かつその抵抗率が１×１０^−
２Ωｃｍ以下の膜であるとする。

また、本実施の形態では、各発光素子で、第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒと第２の発光
素子（Ｇ）４１０Ｇにそれぞれ設けられた透明導電層（第１の透明導電層４０３ａ、第２
の透明導電層４０３ｂ）の厚みを変えることにより、発光素子毎に反射電極４０１と半透
過・半反射電極４０２の間の光学距離を変えている。つまり、各発光素子の各発光層から
発光するブロードな光は、反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２との間において、
共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができるため、素子毎に
反射電極４０１と半透過・半反射電極４０２の間の光学距離を変えることにより、異なる
波長の光を取り出すことができる。

なお、光学距離（光路長ともいう）とは、実際の距離に屈折率をかけたものであり、本
実施の形態においては、実膜厚にｎ（屈折率）をかけたものを表している。すなわち、「
光学距離＝実膜厚×ｎ」である。

また、第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒでは、反射電極４０１から半透過・半反射電極４
０２までの総厚をｍλ_Ｒ／２（ただし、ｍは自然数）、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇで
は、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの総厚をｍλ_Ｇ／２（ただし、ｍ
は自然数）、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂでは、反射電極４０１から半透過・半反射電
極４０２までの総厚をｍλ_Ｂ／２（ただし、ｍは自然数）としている。

以上より、第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第
３の発光層（Ｒ）４０４Ｒで発光した光（λ_Ｒ）が取り出され、第２の発光素子（Ｇ）４
１０Ｇからは、主としてＥＬ層４０５に含まれる第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇで発光した
光（λ_Ｇ）が取り出され、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂからは、主としてＥＬ層４０５
に含まれる第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂで発光した光（λ_Ｂ）が取り出される。なお、各
発光素子から取り出される光は、半透過・半反射電極４０２側からそれぞれ射出される。

また、上記構成において、反射電極４０１から半透過・半反射電極４０２までの総厚は
、厳密には反射電極４０１における反射領域から半透過・半反射電極４０２における反射
領域までの総厚ということができる。しかし、反射電極４０１や半透過・半反射電極４０
２における反射領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０１と半
透過・半反射電極４０２の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得
ることができるものとする。

次に、第１の発光素子（Ｒ）４１０Ｒにおいて、反射電極４０１から第３の発光層（Ｒ
）４０４Ｒへの光学距離を所望の膜厚（（２ｍ’＋１）λ_Ｒ／４（ただし、ｍ’は自然数
））に調節することにより、第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒからの発光を増幅させることが
できる。第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒからの発光のうち、反射電極４０１によって反射さ
れて戻ってきた光（第１の反射光）は、第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒから半透過・半反射
電極４０２に直接入射する光（第１の入射光）と干渉を起こすため、反射電極４０１から
第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒへの光学距離を所望の値（（２ｍ’＋１）λ_Ｒ／４（ただし
、ｍ’は自然数））に調節して設けることにより、第１の反射光と第１の入射光との位相
を合わせ、第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒからの発光を増幅させることができる。

なお、反射電極４０１と第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒとの光学距離とは、厳密には反射
電極４０１における反射領域と第３の発光層（Ｒ）４０４Ｒにおける発光領域との光学距
離ということができる。しかし、反射電極４０１における反射領域や第３の発光層（Ｒ）
４０４Ｒにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、第３の発光層
（Ｒ）４０４Ｒの任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることが
できるものとする。

次に、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇにおいて、反射電極４０１から第２の発光層（Ｇ
）４０４Ｇへの光学距離を所望の膜厚（（２ｍ’’＋１）λ_Ｇ／４（ただし、ｍ’’は自
然数））に調節することにより、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇからの発光を増幅させるこ
とができる。第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇからの発光のうち、反射電極４０１によって反
射されて戻ってきた光（第２の反射光）は、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇから半透過・半
反射電極４０２に直接入射する光（第２の入射光）と干渉を起こすため、反射電極４０１
から第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇへの光学距離を所望の値（（２ｍ’’＋１）λ_Ｇ／４（
ただし、ｍ’’は自然数））に調節して設けることにより、第２の反射光と第２の入射光
との位相を合わせ、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇからの発光を増幅させることができる。

なお、反射電極４０１と第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇとの光学距離とは、厳密には反射
電極４０１における反射領域と第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇにおける発光領域との光学距
離ということができる。しかし、反射電極４０１における反射領域や第２の発光層（Ｇ）
４０４Ｇにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難であるため、反射電極４０
１の任意の位置を反射領域、第２の発光層（Ｇ）４０４Ｇの任意の位置を発光領域と仮定
することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。

次に、第３の発光素子（Ｂ）４１０Ｂにおいて、反射電極４０１から第１の発光層（Ｂ
）４０４Ｂへの光学距離を所望の膜厚（（２ｍ’’’＋１）λ_Ｂ／４（ただし、ｍ’’’
は自然数））に調節することにより、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂからの発光を増幅させ
ることができる。第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂからの発光のうち、反射電極４０１によっ
て反射されて戻ってきた光（第３の反射光）は、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂから半透過
・半反射電極４０２に直接入射する光（第３の入射光）と干渉を起こすため、反射電極４
０１から第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂへの光学距離を所望の値（（２ｍ’’’＋１）λ_Ｂ
／４（ただし、ｍ’’’は自然数））に調節して設けることにより、第３の反射光と第３
の入射光との位相を合わせ、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂからの発光を増幅させることが
できる。

なお、第３の発光素子において、反射電極４０１と第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂとの光
学距離とは、厳密には反射電極４０１における反射領域と第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂに
おける発光領域との光学距離ということができる。しかし、反射電極４０１における反射
領域や第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂにおける発光領域の位置を厳密に決定することは困難
であるため、反射電極４０１の任意の位置を反射領域、第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂの任
意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。

なお、上記構成において、いずれの発光素子もＥＬ層に複数の発光層を有する構造を有
しているが、本発明はこれに限られることはなく、例えば、実施の形態４で説明したタン
デム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ
層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成としてもよい。

本実施の形態で示した発光装置は、マイクロキャビティー構造を有しており、同じＥＬ
層を有していても発光素子ごとに異なる波長の光を取り出すことができるためＲＧＢの塗
り分けが不要となる。従って、高精細化を実現することが容易であるなどの理由からフル
カラー化を実現する上で有利である。また、特定波長の正面方向の発光強度を強めること
が可能となるため、低消費電力化を図ることができる。この構成は、３色以上の画素を用
いたカラーディスプレイ（画像表示装置）に適用する場合に、特に有用であるが、照明な
どの用途に用いても良い。

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を発光層に用いた発光素
子を有する発光装置について説明する。

また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型
の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した
発光素子を適用することが可能である。

本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図５を用いて説明する
。

なお、図５（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を鎖線Ａ−
Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は
、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０
３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４と、を有する。画素部５０２、駆動回路部
５０３、及び駆動回路部５０４は、シール材５０５によって、素子基板５０１と封止基板
５０６との間に封止されている。

また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４に外部からの
信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位
を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、
外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示し
ている。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５（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１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、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３
と、画素部５０２が示されている。

駆動回路部５０３はｎチャネル型ＴＦＴ５０９とｐチャネル型ＴＦＴ５１０とを組み合
わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、
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
施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必
要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。

また、画素部５０２はスイッチング用ＴＦＴ５１１と、電流制御用ＴＦＴ５１２と電流
制御用ＴＦＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の
電極（陽極）５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極（陽極）５
１３の端部を覆って絶縁物５１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル
樹脂を用いることにより形成する。

また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４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５１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物５１４の上端部
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５１４として、感光性の光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、有機化合物に
限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することが
できる。

第１の電極（陽極）５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６が積層
形成されている。ＥＬ層５１５は、少なくとも発光層が設けられている。また、ＥＬ層５
１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層
等を適宜設けることができる。なお、本発明の一態様であるカルバゾール化合物は、発光
層、正孔注入層、または正孔輸送層に適用することができる。

なお、第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６との積
層構造で、発光素子５１７が形成されている。第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５
及び第２の電極（陰極）５１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いる
ことができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極（陰極）５１６は外部入力端子
であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。

また、図５（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部
５０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部５
０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、
フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合
わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより
、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光
素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、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５０５で充填される構成も含むものとする
。

なお、シール材５０５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５０６
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、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。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用
いることができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を含む発光素子を適用し
て作製された発光装置を用いて完成させた様々な電子機器の一例について、図６を用いて
説明する。

発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビ
ジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデ
オカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、
携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙
げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。

図６（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、
筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示
することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここで
は、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。

テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリ
モコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キ
ー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示さ
れる映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作
機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機
により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（
送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キ
ーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む
。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される
。

図６（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成さ
れており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部
７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図
６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７
、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３
１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化
学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動
、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えて
いる。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３
０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属
設備が適宜設けられた構成とすることができる。図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録
媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の
携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す
携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１
に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、ス
ピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光
装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。

図６（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は
、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする
表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表
示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力
を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場
合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好
ましい。

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサ
を有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、
表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操
作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類
によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画
のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表
示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モー
ドから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７
４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。
また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光
源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることがで
きる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能
である。

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様であるカルバゾール化合物を含む発光素子を適用し
て作製された発光装置を用いて完成させた照明装置の一例について、図７を用いて説明す
る。

図７は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は
大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を
有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することも
できる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザイ
ンの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる
。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。

また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照
明装置８００４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いること
により、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。

以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装
置は本発明の一態様に含まれるものとする。

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１の構造式（１００）で表される本発明の一態様であるカル
バゾール化合物、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−
イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）の合成方法について説明する。なお、ＰＣＡ１Ｂ
Ｐ（略称）の構造を以下に示す。

＜４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン
（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）の合成＞
２００ｍＬ三口フラスコへ、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．２
ｇ（１０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ナ
トリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンア
セトン）パラジウム（０）を０．１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）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
）１．２ｍＬ（０．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０℃で６
．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４００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、ア
ルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を濃縮し、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、目的物の淡黄色粉末を収量４．４ｇ、収率９１％で得
た。また、上記合成法の反応スキームを下記（ａ）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＝１：５）は、目的物が０．６５、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾー
ルが０．７３、４−フェニル−ジフェニルアミンが０．５４であった。

上記合成法で得られた化合物の核磁気共鳴分光法（^１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下
記に示す。また、^１Ｈ−ＮＭＲチャートを図８（ａ）および図８（ｂ）に示す。図８（ｂ
）は図８（ａ）における６ｐｐｍから９ｐｐｍの範囲の拡大図である。この結果から、上
述の構造式（１００）で表される本発明の一態様のカルバゾール化合物である４−フェニ
ルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣ
Ａ１ＢＰ）が得られたことがわかった。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．００−７．１１
（ｍ， ５Ｈ）， ７．２１−７．４４（ｍ，１０Ｈ）， ７．５４−７．７１（ｍ，９
Ｈ）， ８．０６（ｄ， Ｊ＝１．８Ｈｚ， １Ｈ）， ８．１７（ｄ， Ｊ＝７．２Ｈ
ｚ， １Ｈ）。

次に、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル
」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光
度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍
光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。また、吸収スペクトルおよ
び発光スペクトルのいずれの場合もＰＣＡ１ＢＰ（略称）のトルエン溶液と、ＰＣＡ１Ｂ
Ｐ（略称）の薄膜について測定した。なお、トルエン溶液（０．１２０ｍｍｏｌ／Ｌ）の
場合には、石英セルに入れ、室温で測定を行った。また薄膜の場合には、石英基板に蒸着
した薄膜を用い、吸収スペクトルを測定する場合には薄膜の吸収スペクトルから石英の吸
収スペクトルを差し引いて得られる値を示す。

得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図９に示す。なお、図９（ａ
）には、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のトルエン溶液について測定した結果を示す。また、図９
（ｂ）には、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）の薄膜について測定した結果を示す。図９（ａ）およ
び図９（ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）または発光強
度（任意単位）を表す。また、図９（ａ）および図９（ｂ）において、２本の実線が示さ
れているが、細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実線は発光スペクトルを示している
。

図９（ａ）に示すＰＣＡ１ＢＰ（略称）のトルエン溶液では、３２１ｎｍ付近に吸収ピ
ークが見られ、図９（ｂ）に示すＰＣＡ１ＢＰ（略称）の薄膜では、３２３ｎｍ付近に吸
収ピークが見られた。

また、図９（ａ）に示すＰＣＡ１ＢＰ（略称）のトルエン溶液では、最大発光波長が４
１５ｎｍ（励起波長３２５ｎｍ）、図９（ｂ）に示すＰＣＡ１ＢＰ（略称）の薄膜では、
最大発光波長が４２１ｎｍ（励起波長３１２ｎｍ）であった。

また、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位について、サイクリッ
クボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行うことにより求めた。ＣＶ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。

また、ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（
株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質
である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）（（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。また、測定は室温（２０〜２５℃）とし、測定時のスキャ
ン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。なお、本実施例では、参照電極の真空準位に対
するポテンシャルエネルギーを、−４．９４ｅＶであるとした。

ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅ_ｐａと還元ピーク電位Ｅ_ｐｃとの中間の電位（半
波電位）がＨＯＭＯ準位に相当することから、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のＨＯＭＯ準位は、
−５．３１ｅＶと算出され、さらにＰＣＡ１ＢＰ（略称）のＬＵＭＯ準位は、−２．１２
ｅＶと算出された。従って、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のバンドギャップ（ΔＥ）は、３．１
９ｅＶ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。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。

≪合成例２≫
本実施例では、実施の形態１の構造式（１０１）で表される本発明の一態様であるカル
バゾール化合物、ジ−ビフェニル−４−イル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３
−イル）−アミン（略称：ＰＣｚＢＢＡ１）の合成方法について説明する。なお、ＰＣｚ
ＢＢＡ１（略称）の構造を以下に示す。

＜ジ−ビフェニル−４−イル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミ
ン（略称：ＰＣｚＢＢＡ１）の合成＞
２００ｍＬ三口フラスコへ、３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７
ｇ（１０ｍｍｏｌ）、４，４’−ジフェニルジフェニルアミンを３．２ｇ（１０ｍｍｏｌ
）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリ
デンアセトン）パラジウム（０）を０．１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）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（１０ｗｔ％ヘキサ
ン溶液）１．２ｍＬ（０．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０
℃で４．５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、セライトを通してろ過した。得られたろ液を濃縮し、再結晶したところ、目的物
の淡黄色粉末を収量３．７ｇ、収率６６％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下
記（ｂ）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、目的物が０．４３、３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾ
ールが０．５９、４，４’−ジフェニルジフェニルアミンが０．１９であった。

上記合成法で得られた化合物の核磁気共鳴分光法（^１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下
記に示す。また、^１Ｈ−ＮＭＲチャートを図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示す。図１
０（ｂ）は図１０（ａ）における６ｐｐｍから９ｐｐｍの範囲の拡大図である。この結果
から、上述の構造式（１０１）で表される本発明の一態様のカルバゾール化合物であるジ
−ビフェニル−４−イル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（
略称：ＰＣｚＢＢＡ１）が得られたことがわかった。

^１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．１４（ｄ， Ｊ
＝８．１Ｈｚ， ４Ｈ）， ７．２２−７．４６（ｍ，１１Ｈ）， ７．５３−７．７３
（ｍ，１３Ｈ）， ８．１５（ｓ， １Ｈ）， ８．２３（ｄ， Ｊ＝７．８Ｈｚ， １
Ｈ）。

次に、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクト
ル」という）及び発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光
光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、
蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。また、吸収スペクトルお
よび発光スペクトルのいずれの場合もＰＣｚＢＢＡ１（略称）のトルエン溶液と、ＰＣｚ
ＢＢＡ１（略称）の薄膜について測定した。なお、トルエン溶液（０．１２０ｍｍｏｌ／
Ｌ）の場合には、石英セルに入れ、室温で測定を行った。また薄膜の場合には、石英基板
に蒸着した薄膜を用い、吸収スペクトルを測定する場合には薄膜の吸収スペクトルから石
英の吸収スペクトルを差し引いて得られる値を示す。

得られた吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１１に示す。なお、図１１
（ａ）には、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）のトルエン溶液について測定した結果を示す。また
、図１１（ｂ）には、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）の薄膜について測定した結果を示す。図１
１（ａ）および図１１（ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位
）または発光強度（任意単位）を表す。また、図１１（ａ）および図１１（ｂ）において
、２本の実線が示されているが、細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実線は発光スペ
クトルを示している。

図１１（ａ）に示すＰＣｚＢＢＡ１（略称）のトルエン溶液では、３３０ｎｍ付近に吸
収ピークが見られ、図１１（ｂ）に示すＰＣｚＢＢＡ１（略称）の薄膜では、４１６ｎｍ
付近に吸収ピークが見られた。

また、図１１（ａ）に示すＰＣｚＢＢＡ１（略称）のトルエン溶液では、最大発光波長
が４１５ｎｍ（励起波長３３０ｎｍ）、図１１（ｂ）に示すＰＣｚＢＢＡ１（略称）の薄
膜では、最大発光波長が４４１ｎｍ（励起波長３３５ｎｍ）であった。

また、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位について、サイクリ
ックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行うことにより求めた。ＣＶ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。

また、ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（
株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質
である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）（（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。また、測定は室温（２０〜２５℃）とし、測定時のスキャ
ン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。なお、本実施例では、参照電極の真空準位に対
するポテンシャルエネルギーを、−４．９４ｅＶであるとした。

ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅ_ｐａと還元ピーク電位Ｅ_ｐｃとの中間の電位（半
波電位）がＨＯＭＯ準位に相当することから、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）のＨＯＭＯ準位は
、−５．２８ｅＶと算出され、さらにＰＣｚＢＢＡ１（略称）のＬＵＭＯ準位は、−２．
３０ｅＶと算出された。従って、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）のバンドギャップ（ΔＥ）は、
２．９８ｅＶ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。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。

本実施例では、本発明のカルバゾール化合物である４−フェニルジフェニル−（９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）（構造式（１
００））を正孔輸送層に用いた発光素子１について図１２を用いて説明する。なお、本実
施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子１の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を
スパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１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、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄
し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を
３０分程度放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１
１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送
層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

真空装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、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、ＮＰＢ
（略称）：酸化モリブデン＝４：１（質量比）となるように共蒸着することにより、第１
の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。なお、共蒸
着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。

次に、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−
アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）を１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形
成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３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）、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）を、ＣｚＰＡ（略称）：ＹＧＡ２Ｓ（略
称）＝１：０．０４（質量比）となるように共蒸着し、発光層１１１３を形成した。膜厚
は、３０ｎｍとした。

次に、発光層１１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称
：Ａｌｑ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１１４を形成した。さらに電子
輸送層１１１４上にバソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を１０ｎｍ蒸着した後、
さらにフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層１１１５を形成した。

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第２の電極１１０３を形成し、発光素子１を得た。なお、上述した蒸着過程
において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により得られた発光素子１の素子構造を表１に示す。

また、作製した発光素子１は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス
内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理
）。

≪発光素子１の動作特性≫
作製した発光素子１の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれ
た雰囲気）で行った。

まず、発光素子１の電圧−輝度特性を図１３に示す。また、輝度−電流効率特性を図１
４、電圧−電流特性を図１５、輝度−色度特性を図１６にそれぞれ示す。

図１３、図１４より、本発明の一態様のカルバゾール化合物を正孔輸送層に用いた発光
素子１は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図１５より、低駆動
電圧の素子であることが分かった。また、図１６より、各輝度でキャリアバランスの良い
素子であることが分かった。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子１の主な初期特性値を以下の表２に示
す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子１は、高輝度であり、高い電流効率を示し
ていることが分かる。さらに、色純度に関しては、純度の良い青色発光を示すことが分か
る。

また、発光素子１に２５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図１７に示す。図１７に示す通り、発光素子１の発光スペクトルは４４５ｎｍ、４７６
ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれるＹＧＡ２Ｓ（略称）の発光に
由来していることが示唆される。このことから、本発明の一態様のカルバゾール化合物は
、十分に高いＳ１準位を有しており、可視域の蛍光を示す発光素子に用いることができる
ことがわかった。

本実施例では、本発明のカルバゾール化合物である４−フェニルジフェニル−（９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）（構造式（１
００））を正孔輸送層と発光層におけるホスト材料として用いた発光素子２について説明
する。なお、本実施例における発光素子２の説明には、実施例１で発光素子１の説明に用
いた図１２を用いることとする。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子２の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を
スパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１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、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄
し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を
３０分程度放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１
１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送
層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

真空装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、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、ＮＰＢ
（略称）：酸化モリブデン＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、第１
の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。

次に、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−
アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）を１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形
成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３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）、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、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：Ｉ
ｒ（ｄｍＦｐｐｒ）_２（ｐｉｃ）を、ＣＯ１１ＩＩ（略称）：ＰＣＡ１ＢＰ（略称）：Ｉ
ｒ（ｄｍＦｐｐｒ）_２（ｐｉｃ）（略称）＝１：０．１５：０．１（質量比）となるよう
に共蒸着し、発光層１１１３を形成した。膜厚は、４０ｎｍとした。

次に、発光層１１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称
：Ａｌｑ）を２０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１１４を形成した。さらに電子
輸送層１１１４上にバソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を１０ｎｍ蒸着した後、
さらにフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層１１１５を形成した。

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第２の電極１１０３を形成し、発光素子２を得た。なお、上述した蒸着過程
において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により得られた発光素子２の素子構造を表３に示す。

また、作製した発光素子２は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス
内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理
）。

≪発光素子２の動作特性≫
作製した発光素子２の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれ
た雰囲気）で行った。

まず、発光素子２の電圧−輝度特性を図１８に示す。また、輝度−電流効率特性を図１
９、電圧−電流特性を図２０、輝度−色度特性を図２１にそれぞれ示す。

図１８、図１９より、本発明の一態様のカルバゾール化合物を正孔輸送層に用いた発光
素子２は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図２０により、低駆
動電圧の素子であることが分かった。また、図２１より、各輝度でキャリアバランスの良
い素子であることが分かった。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子２の主な初期特性値を以下の表４に示
す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子２は、高輝度であり、高い電流効率を示し
ていることが分かる。さらに、色純度に関しては、純度の良い黄色発光を示すことが分か
る。

また、発光素子２に２５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図２２に示す。図２２に示す通り、発光素子２の発光スペクトルは５５０ｎｍ付近にピ
ークを有しており、発光層１１１３に含まれるＩｒ（ｄｍＦｐｐｒ）_２（ｐｉｃ）（略称
）の発光に由来していることが示唆される。このことから、本発明の一態様のカルバゾー
ル化合物は、十分に高いＳ１準位を有しており、黄色を含む黄色より長波長の燐光を示す
発光素子に用いることができることがわかった。

また、発光素子２についての信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２３に示す。
図２３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は
素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ^２に設
定し、電流密度一定の条件で発光素子２を駆動させた。その結果、発光素子２の１００時
間後の輝度は、初期輝度のおよそ８６％を保っていた。

したがって、上記の信頼性試験により、発光素子２は、高い信頼性を示すことがわかっ
た。また、本発明のカルバゾール化合物を発光素子に用いることにより、長寿命の発光素
子が得られることがわかった。

本実施例では、本発明のカルバゾール化合物である４−フェニルジフェニル−（９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）（構造式（１
００））を正孔輸送層に用いた発光素子３について説明する。なお、本実施例における発
光素子３の説明には、実施例１で発光素子１の説明に用いた図１２を用いることとする。
また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子３の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を
スパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１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、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄
し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を
３０分程度放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１
１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送
層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

真空装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、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、ＮＰＢ
（略称）：酸化モリブデン＝４：１（質量比）となるように共蒸着することにより、第１
の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。

次に、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−
アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）を１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形
成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３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）、９−（４−
｛Ｎ−［４−（９−カルバゾリル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−１０
−フェニルアントラセン（略称：ＹＧＡＰＡ）を、ＣｚＰＡ（略称）：ＹＧＡＰＡ（略称
）＝１：０．０４（質量比）となるように共蒸着し、発光層１１１３を形成した。膜厚は
、３０ｎｍとした。

次に、発光層１１１３上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称
：Ａｌｑ）を３０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１１４を形成した。さらに電子
輸送層１１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層１１１５を
形成した。

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第２の電極１１０３を形成し、発光素子３を得た。なお、上述した蒸着過程
において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により得られた発光素子３の素子構造を表５に示す。

また、作製した発光素子３は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス
内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理
）。

≪発光素子３の動作特性≫
作製した発光素子３の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれ
た雰囲気）で行った。

まず、発光素子３の電圧−輝度特性を図２４に示す。また、輝度−電流効率特性を図２
５、電圧−電流特性を図２６、輝度−色度特性を図２７にそれぞれ示す。

図２４、図２５より、本発明の一態様のカルバゾール化合物を正孔輸送層に用いた発光
素子３は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図２６より、低駆動
電圧の素子であることが分かった。また、図２７より、各輝度でキャリアバランスの良い
素子であることが分かった。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子３の主な初期特性値を以下の表６に示
す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子３は、高輝度であり、高い電流効率を示し
ていることが分かる。さらに、色純度に関しては、純度の良い青色発光を示すことが分か
る。

また、発光素子３に２５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図２８に示す。図２８に示す通り、発光素子３の発光スペクトルは４５３ｎｍ付近にピ
ークを有しており、発光層１１１３に含まれるＹＧＡＰＡ（略称）の発光に由来している
ことが示唆される。このことから、本発明の一態様のカルバゾール化合物は、十分に高い
Ｓ１準位を有しており、可視域の蛍光を示す発光素子に用いることができることがわかっ
た。

本実施例では、本発明のカルバゾール化合物である４−フェニルジフェニル−（９−フ
ェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）（構造式（１
００））を正孔輸送層に用いた発光素子４について説明する。なお、本実施例における発
光素子４の説明には、実施例１で発光素子１の説明に用いた図１２を用いることとする。
また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

≪発光素子４の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を
スパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１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、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄
し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸
着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を
３０分程度放冷した。

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１
１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送
層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

真空装置内を１０^−４Ｐａに減圧した後、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、ＮＰＢ
（略称）：酸化モリブデン＝４：１（質量比）となるように共蒸着することにより、第１
の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。

次に、４−フェニルジフェニル−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−
アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）を１０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形
成した。

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。トリス（８−キノリノラト
）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、クマリン６を、Ａｌｑ（略称）：クマリン
６＝１：０．０１（質量比）となるように共蒸着し、発光層１１１３を形成した。膜厚は
、４０ｎｍとした。

次に、発光層１１１３上にＡｌｑ（略称）を３０ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層
１１１４を形成した。さらに電子輸送層１１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍ蒸着するこ
とにより、電子注入層１１１５を形成した。

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第２の電極１１０３を形成し、発光素子４を得た。なお、上述した蒸着過程
において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

以上により得られた発光素子４の素子構造を表７に示す。

また、作製した発光素子４は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス
内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理
）。

≪発光素子４の動作特性≫
作製した発光素子４の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれ
た雰囲気）で行った。

まず、発光素子４の電圧−輝度特性を図２９に示す。また、輝度−電流効率特性を図３
０、電圧−電流特性を図３１、輝度−色度特性を図３２にそれぞれ示す。

図２９、図３０より、本発明の一態様のカルバゾール化合物を正孔輸送層に用いた発光
素子４は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図３１により、低駆
動電圧の素子であることが分かった。また、図３２より、各輝度でキャリアバランスの良
い素子であることが分かった。

また、１０００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子４の主な初期特性値を以下の表８に示
す。

上記結果から、本実施例で作製した発光素子４は、高輝度であり、高い電流効率を示し
ていることが分かる。さらに、色純度に関しては、純度の良い青色発光を示すことが分か
る。

また、発光素子４に２５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを
、図３３に示す。図３３に示す通り、発光素子４の発光スペクトルは５１７ｎｍ付近にピ
ークを有しており、発光層１１１３に含まれるクマリン６の発光に由来していることが示
唆される。このことから、本発明の一態様のカルバゾール化合物は、十分に高いＳ１準位
を有しており、可視域の蛍光を示す発光素子に用いることができることがわかった。

１０１ 第１の電極
１０２ ＥＬ層
１０３ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
２０１ 陽極
２０２ 陰極
２０３ ＥＬ層
２０４ 発光層
２０５ 燐光性化合物
２０６ 第１の有機化合物
２０７ 第２の有機化合物
３０１ 第１の電極
３０２（１） 第１のＥＬ層
３０２（２） 第２のＥＬ層
３０４ 第２の電極
３０５ 電荷発生層（Ｉ）
４０１ 反射電極
４０２ 半透過・半反射電極
４０３ａ 第１の透明導電層
４０３ｂ 第２の透明導電層
４０４Ｂ 第１の発光層（Ｂ）
４０４Ｇ 第２の発光層（Ｇ）
４０４Ｒ 第３の発光層（Ｒ）
４０５ ＥＬ層
４１０Ｒ 第１の発光素子（Ｒ）
４１０Ｇ 第２の発光素子（Ｇ）
４１０Ｂ 第３の発光素子（Ｂ）
５０１ 素子基板
５０２ 画素部
５０３ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
５０４ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
５０５ シール材
５０６ 封止基板
５０７ 配線
５０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
５０９ ｎチャネル型ＴＦＴ
５１０ ｐチャネル型ＴＦＴ
５１１ スイッチング用ＴＦＴ
５１２ 電流制御用ＴＦＴ
５１３ 第１の電極（陽極）
５１４ 絶縁物
５１５ ＥＬ層
５１６ 第２の電極（陰極）
５１７ 発光素子
５１８ 空間
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０２ ＥＬ層
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１４ 電子輸送層
１１１５ 電子注入層
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
８００１ 照明装置
８００２ 照明装置
８００３ 照明装置
８００４ 照明装置

Claims (10)

1. 式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物（ただし、下記化合物を除く）を有する発光素子。
   
   （式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアルキル基、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ｒ^１は水素、炭素数１〜６のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。）
   
   
   （上記式（Ｉ）−１中のＲ^１〜Ｒ^４及びＡｒは下記表で表される。）
   
   
2. 式（Ｇ２）で表されるカルバゾール化合物（ただし、下記化合物を除く）を有する発光素子。
   
   （式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ^１は、炭素数１〜６のアルキル基、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^２は、水素、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表す。また、ｎは、０または１である。）
   
   
   （上記式（Ｉ）−１中のＲ^１〜Ｒ^４及びＡｒは下記表で表される。）
   
   
3. 式（Ｇ３）で表されるカルバゾール化合物（ただし、下記化合物を除く）を有する発光素子。
   
   （式中、Ａｒ^２は、水素、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表す。）
   
4. 式（Ｇ４）で表されるカルバゾール化合物（ただし、下記化合物を除く）を有する発光素子。
   
   （式中、Ａｒ^２は、水素、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表し、Ａｒ^３は、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかを表す。）
   
5. 式（１００）で表されるカルバゾール化合物を有する発光素子。
   
6. Ａｒ^１が、炭素数１若しくは３〜６のアルキル基、無置換のフェニル基、１または複数の炭素数２〜６のアルキル基で置換されたフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかである請求項１又は２に記載のカルバゾール化合物を有する発光素子。
7. Ａｒ^１が、無置換のフェニル基、無置換のナフチル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたナフチル基、無置換のフェナントリル基、１または複数の炭素数１〜６のアルキル基で置換されたフェナントリル基のいずれかである請求項１又は２に記載のカルバゾール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有する電子機器。
10. 請求項８に記載の発光装置を有する照明装置。