JP7242547B2 - ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体、発光素子用材料、発光素子、電子機器、発光装置、及び照明装置 - Google Patents

ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体、発光素子用材料、発光素子、電子機器、発光装置、及び照明装置 Download PDF

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Description

本発明の一態様は、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べて視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光素子は発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な効率、寿命を有する発光素子を求めて研究開発が進められている。
ＥＬ層にキャリア、特に正孔の注入を容易にするために用いられる正孔注入層の材料として、アクセプタ性を有する有機化合物がある。アクセプタ性を有する有機化合物は蒸着で容易に成膜できることから、大量生産に向き、利用が広まっているが、アクセプタ性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位と、正孔輸送層を構成する有機化合物のＨＯＭＯ準位とが離れているとＥＬ層への正孔の注入は困難である。そのため、アクセプタ性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位と正孔輸送層を構成する有機化合物のＨＯＭＯ準位を近づけるため、正孔輸送層を構成する有機化合物のＨＯＭＯ準位を浅くすると、今度は発光層のＨＯＭＯ準位との差が大きくなってしまい、ＥＬ層に正孔を注入できても正孔輸送層から発光層のホスト材料への正孔の注入が困難となってしまうという問題があった。
特許文献１では正孔注入層に接する第１の正孔輸送層と、発光層との間に、第１の正孔注入層のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位の間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送性材料を設ける構成が開示されている。
発光素子の特性は、目覚ましく向上してきたが効率や耐久性をはじめ、あらゆる特性に対する高度な要求に対応するには未だ不十分と言わざるを得ない。
国際公開第２０１１／０６５１３６号パンフレット
そこで、本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、正孔輸送性を有する新規有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、新規正孔輸送材料を提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを課題とする。または、発光効率の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、寿命の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、本発明では、駆動電圧の低い発光素子を提供することを目的とする。
または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000001
但し、一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１乃至Ｒ２２の少なくとも１つが３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素を含む総炭素数１４乃至６０の置換基を表し、残りはそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ａｒ１は、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、Ｒ１２が３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素を含む総炭素数１４乃至６０の置換基を表すジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素が、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基および置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかであるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000002
但し、一般式（Ｇ２）中、Ａｒ２は、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ａｒ３は、２環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素を含む置換基を表す。なお、Ａｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は１４以上６０以下であるものとする。また、Ｒ１１及びＲ１３乃至Ｒ２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ａｒ１は、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ａｒ３が置換又は無置換のナフチル基、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基および置換または無置換のトリフェニレル基のいずれか一であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ３）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000003
但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ａｒ３は置換又は無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基および置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を表す。また、ｎは０乃至３の整数を表し、前記Ａｒ２と前記Ａｒ３に含まれる炭素の総数は１４以上６０以下である。また、Ｒ１１およびＲ１３乃至Ｒ２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ａｒ１は、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。
または、本発明の他の構成は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記ｎが１であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ａｒ２が置換又は無置換のフェニレン基であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ａｒ３がフェニル基を置換基として有するアントリル基であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ａｒ３がフェナントリル基であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ａｒ１が置換または無置換のフェニル基であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体において、前記Ｒ１１およびＲ１３乃至Ｒ２２が水素であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
または、本発明の他の一態様は、下記構造式（１００）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000004
または、本発明の他の一態様は、下記構造式（１０１）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000005
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を含む発光素子用材料である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、請求項１乃至請求項１５のいずれか一項に記載のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を陽極と発光層の間に含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を発光層に含む発光素子である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光素子と、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成を有する発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子に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は、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、正孔輸送性を有する新規有機化合物を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規正孔輸送材料を提供することができる。新規発光素子を提供することができる。または、寿命の良好な発光素子を提供することができる。または、発光効率の良好な発光素子を提供することができる。
または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の概略図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 アクティブマトリクス型発光装置の概念図。 パッシブマトリクス型発光装置の概念図。 照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 照明装置を表す図。 照明装置を表す図。 車載表示装置及び照明装置を表す図。 電子機器を表す図。 電子機器を表す図。 ＰｃｇＤＢＣＰＡの１Ｈ ＮＭＲスペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰＡの吸収スペクトルと発光スペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの１Ｈ ＮＭＲスペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの吸収スペクトルと発光スペクトル。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の輝度－電流密度特性。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の電流効率－輝度特性。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の輝度－電圧特性。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の電流－電圧特性。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の外部量子効率－輝度特性。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の発光スペクトル。 発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の規格化輝度－時間変化特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の輝度－電流密度特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の電流効率－輝度特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の輝度－電圧特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の電流－電圧特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の外部量子効率－輝度特性。 発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の発光スペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの１Ｈ ＮＭＲスペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの溶液状態における吸収スペクトルと発光スペクトル。 ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの薄膜状態における吸収スペクトルと発光スペクトル。 発光素子４の輝度－電流密度特性。 発光素子４の電流効率－輝度特性。 発光素子４の輝度－電圧特性。 発光素子４の電流－電圧特性。 発光素子４の外部量子効率－輝度特性。 発光素子４の発光スペクトル。 発光素子４の過渡ＥＬ測定結果。 発光素子５の輝度－電流密度特性。 発光素子５の電流効率－輝度特性。 発光素子５の輝度－電圧特性。 発光素子５の電流－電圧特性。 発光素子５の外部量子効率－輝度特性。 発光素子５の発光スペクトル。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000006
但し、一般式（Ｇ１）中、Ｒ１１乃至Ｒ２２の少なくとも１つが３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む総炭素数１４乃至６０の置換基を表し、残りはそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表すものとする。
なお、発光素子用の材料を、特に蒸着法により薄膜で形成する場合、あまり分子量が大きくなりすぎると蒸着時に分解などの不都合が生じるため、上記３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む総炭素数１４乃至６０の置換基はＲ１１乃至Ｒ２２のいずれか１であることが好ましい。また、同じ理由で、上記３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む置換基は、その炭素数が１４以上６０以下であることが好ましい。
また、ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール骨格の５位、すなわち上記一般式（Ｇ１）においてはＲ１２の位置に縮合芳香族炭化水素を含む置換基を有するジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、正孔輸送性に優れるため、本発明の一態様ではＲ１２が３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む総炭素数１４乃至６０の置換基であることが、好ましい。
なお、３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格としては、例えば、アントラセン骨格、フェナントレン骨格およびトリフェニレン骨格、フルオレン骨格、フルオランテン骨格、ピレン骨格、クリセン骨格、スピロビフルオレン骨格、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格、ベンゾ［ｂ］トリフェニレン骨格等を挙げることができる。この中でも特に、アントラセン骨格、フェナントレン骨格およびトリフェニレン骨格のいずれかであることが合成上簡便であるため好ましい。また、これらの骨格は置換基を有していても良く、その場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基または炭素数６乃至２５のアリール基のいずれかを挙げることができる。
なお、３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素を含む総炭素数１４乃至６０の置換基以外のＲ１１乃至Ｒ２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至２５の置換もしくは無置換のアリール基をそれぞれ表すが、全て水素である構成が、合成の簡便さや原料調達の容易さから好ましい。
また、Ａｒ１は、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が６乃至１３の置換または無置換のアリール基であると、合成が簡便であるため好ましい。Ａｒ１として用いることが可能な、環を形成する炭素の数が６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基等が挙げられる。さらに、これらのアリール基は置換基を有していてもよく、当該置換基としては炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基、フェニル基などが挙げられ、これら置換基を有するアリール基としては、９，９－ジメチルフルオレニル基、９，９－ジフェニルフルオレニル基、９，９’－スピロビフルオレニル基、トリル基、メシチル基等が挙げられる。特に、Ａｒ１がフェニル基である有機化合物が、昇華性が高いためより好ましい。
また、本発明の他の一態様では、縮合芳香族炭化水素骨格を含む総炭素数１４乃至６０の置換基は、縮合芳香族炭化水素骨格がアリーレン基を介してジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール骨格と結合していることが合成の簡便さや、高いアモルファス性の観点で好ましい。すなわち、本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体である。
Figure 0007242547000007
但し、一般式（Ｇ２）において、Ａｒ２は、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ａｒ３は、２環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む置換基である。なお、Ａｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は１４以上６０以下であるものとする。
Ａｒ２として表される、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換又は無置換のアリーレン基としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、ビフェニルジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、トリフェニレンジイル基、９Ｈ－フルオレンジイル基、９，９－ジメチルフルオレンジイル基、９，９’－スピロビフルオレンジイル基などを挙げることができる。これらアリーレン基は置換基を有していても良く、当該置換基としては炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基等を挙げることができる。なお、Ａｒ２としては、無置換のフェニレン基が特に好ましい。
Ａｒ３として表される、２環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む置換基としては、置換または無置換のナフチル基、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、置換または無置換のトリフェニレニル基、置換または無置換のフルオレニル基、置換または無置換のジメチルフルオレニル基および置換または無置換のスピロビフルオレニル基などを挙げることができる。これらが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基、炭素数６乃至１３のアリール基等を挙げることができる。
なお、Ａｒ３としては、合成上簡便であるため、フェニル基を有するアントリル基、特に１０－フェニル－９－アントリル基や、無置換の９－フェナントリル基や、無置換のトリフェニレン－２－イル基が特に好ましい。
なお、一般式（Ｇ２）において、Ａｒ２とＡｒ３の炭素数を合わせた総炭素数は、昇華性の観点から１４乃至６０であることが好ましい。
Ｒ１１、Ｒ１３乃至Ｒ２２およびＡｒ１は一般式（Ｇ１）と同様であるので説明を省略する。
また、本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、下記一般式（Ｇ３）で表すこともできる。
Figure 0007242547000008
但し、一般式（Ｇ３）において、Ａｒ２は、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ａｒ３は置換又は無置換のアントリル基、置換又は無置換のフェナントリル基および置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を表す。また、ｎは０乃至３の整数を表し、ｎ個のＡｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は１４乃至６０であるものとする。
Ａｒ２は上記一般式（Ｇ２）における、Ａｒ２と同様であるため、記載を省略する。ｎは０から３の整数であるが、特に１であることが合成の簡便さや、高いアモルファル性の観点で好ましい。また、その際Ａｒ１はフェニル基であることがより好ましい。
上記一般式（Ｇ３）において、Ａｒ３は置換又は無置換のアントリル基、置換又は無置換のフェナントリル基および置換または無置換のトリフェニレニル基であることが合成の簡便さのため好ましい。また、Ａｒ３は置換または無置換のアントリル基であることが蛍光ホストとして使用する場合、電子輸送性を高くすることが出来るため、駆動電圧の低減等の観点からより好ましい。
なお、これらアントリル基、フェナントリル基およびトリフェニレニル基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、炭素数１乃至６のアルコキシ基、炭素数６乃至１３のアリール基等を挙げることができる。
なお、蒸着で素子を形成する際、分子量が小さすぎると制御が難しく、大きすぎると蒸着が困難であるため、一般式（Ｇ３）において、ｎ個のＡｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は、１４乃至６０であることが好ましい。
なお、Ｒ１１、Ｒ１３乃至Ｒ２２、Ａｒ１およびＡｒ２は、一般式（Ｇ１）と同様であるので説明を省略する。
上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）におけるＲ１１乃至Ｒ２２として表される基の具体的な例を以下に示す。
Figure 0007242547000009
上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）におけるＡｒ１として表される基の具体的な例を以下に示す。
Figure 0007242547000010
上記一般式（Ｇ２）乃至（Ｇ３）におけるＡｒ２として表される基の具体的な例を以下に示す。
Figure 0007242547000011
上記一般式（Ｇ２）乃至（Ｇ３）におけるＡｒ３として表される基の具体的な例を以下に示す。
Figure 0007242547000012
上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体の具体的な例を以下に示す。
Figure 0007242547000013
Figure 0007242547000014
Figure 0007242547000015
Figure 0007242547000016
Figure 0007242547000017
Figure 0007242547000018
Figure 0007242547000019
Figure 0007242547000020
Figure 0007242547000021
Figure 0007242547000022
Figure 0007242547000023
以上のような有機化合物は、正孔輸送性に優れるため、ホスト材料や正孔輸送層の材料として用いることで駆動電圧の小さい発光素子を作製することが可能になる。また、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。
以上のような有機化合物は、例えば、下記合成スキームなどにより合成することができる。なお、ここでは、上記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を合成する方法を例に説明する。
上記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、下記合成スキーム（Ａ－１）で表されるように、ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾールのハロゲン化物（化合物１）と、縮合芳香族炭化水素骨格の有機ボロン化合物、又はボロン酸（化合物２）を、鈴木・宮浦反応によりカップリングさせることで得ることができる。
Figure 0007242547000024
上記、合成スキーム（Ａ－１）において、Ｘはハロゲン、又はトリフラート基を表す。また、上記合成スキーム（Ａ－１）において、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ１１およびＲ１３乃至Ｒ２２は、上記一般式（Ｇ２）の説明において述べたものと同一であるので説明を省略する。
合成スキーム（Ａ－１）を、鈴木・宮浦反応で行う場合にはパラジウム触媒を用いるが、用いることができるパラジウム触媒としては、例えば、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。なお、合成スキーム（Ａ－１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、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、当該反応においては塩基を用いるが、用いることができる塩基としては、例えば、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基等が挙げられる。また、合成スキーム（Ａ－１）において、溶媒を用いる場合、用いることができる溶媒としては、例えば、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などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンとエタノ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がより好ましい。
また、当該反応において、化合物２で示される有機ホウ素化合物、又はボロン酸は、有機アルミニウムや、有機ジルコニウム、有機亜鉛、有機スズ化合物等であっても良い。
合成スキーム（Ａ－１）は、縮合芳香族炭化水素骨格の有機ホウ素化合物またはボロン酸と、ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾールのハロゲン化物またはトリフラート置換体との反応であったが、ジベンゾ［ｃ、ｇ］カルバゾールの有機ホウ素化合物、又はボロン酸と、縮合芳香族炭化水素骨格のハロゲン化物、又はトリフラート置換体をカップリングしてもよい。
なお、上記合成スキームは一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を合成する方法を例に説明したが、一般式（Ｇ１）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を合成する場合には、３環以上６環以下の縮合芳香族炭化水素骨格を含む総炭素数１４乃至６０の置換基が結合する位置を置換基Ｘとした化合物を、化合物１の代わりに用いれば良い。
（実施の形態２）
図１に、本発明の一態様の発光素子を表す図を示す。本発明の一態様の発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２、ＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層に上述の有機化合物を含む正孔輸送材料を用いている。
ＥＬ層１０３は、発光層１１３を有しており、正孔輸送層１１２を有していても良い。発光層１１３には発光材料とホスト材料とが含まれており、本発明の一態様の発光素子は、当該発光材料から発光を得る。本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体材料は、ＥＬ層１０３のどの部分に含まれていても良いが、発光層１１３や正孔輸送層１１２の材料として用いることが好ましい。
なお、図１にはこれらに加えて正孔注入層１１１、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が図示されているが、発光素子の構成はこれらに限られることはない。
本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、発光層において発光物質を分散するためのホスト材料として用いることもできる。また、その際、さらに電子輸送性材料と共蒸着することによって、当該電子輸送材料と本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体による励起錯体を形成する構成であっても良い。適切な発光波長を有する励起錯体を形成することによって、発光材料への有効なエネルギー移動を実現し、高い効率、良好な寿命を有する発光素子を提供することが可能となる。
また、本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、良好な正孔輸送性を有するため正孔輸送層１１２に用いることが有効である。
ここで、アクセプタ性を有する有機化合物を用いて正孔注入を行う場合、正孔注入層１１１に接する正孔輸送層１１２に含まれる化合物は、当該アクセプタ性を有する有機化合物による電子の引き抜きを容易とするため、ＨＯＭＯ準位の比較的浅い正孔輸送材料であることが好ましい。しかし、ＨＯＭＯ準位の浅い正孔輸送材料は、発光層１１３への正孔の注入が困難であるために、このようなＨＯＭＯ準位の浅い正孔輸送材料からなる正孔輸送層１１２と発光層１１３とを接して形成すると、その界面にキャリアの蓄積が起こり、発光素子の寿命や効率を低下させる原因となりうる。特に、ＨＯＭＯ準位の深い青色蛍光素子ではその影響が大きい傾向にある。
そこで、発光層と、正孔輸送層に接して形成したＨＯＭＯ準位の浅い正孔輸送材料との間に、当該浅いＨＯＭＯ準位と発光層のＨＯＭＯ準位との間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送材料の層を設けることで、発光層へのスムーズな正孔の注入を行うことが可能となり、発光素子の寿命や効率の向上が実現する。
すなわち、上記正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１側から第１の正孔輸送層１１２－１と、第２の正孔輸送層１１２－２とを有し、第１の正孔輸送層には、第１の正孔輸送材料が含まれ、第２の正孔輸送層にはそのＨＯＭＯ準位が第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位よりも深い有機化合物が含まれる構成が、寿命や効率の良好な発光素子とすることができるため、好ましい。なお、第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は、－５．４ｅＶ以上であると、アクセプタ性を有する有機化合物からの電子の引き抜きが容易であるため好ましい。なお、第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位と、実施の形態１に記載の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差が、０．３ｅＶ以下、より好ましくは０．２ｅＶ以下であることが、第１の正孔輸送層１１２－１から第２の正孔輸送層１１２－２への正孔の注入が容易となるため、好ましい。
また、正孔輸送層１１２が、第２の正孔輸送層１１２－２と発光層との間にさらに第３の正孔輸送層１１２－３を有しており、当該第３の正孔輸送層１１２－３には第３の正孔輸送材料が含まれていても良い。この場合、当該第３の正孔輸送材料は、そのＨＯＭＯ準位が、第２の正孔輸送層１１２－２に含まれる実施の形態１に記載のＨＯＭＯ準位よりも深いことが好ましく、その差が０．３ｅＶ以下、より好ましくは０．２ｅＶ以下であることが好ましい。また、第３の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位は同じか、または第３の正孔輸送材料の方が深い位置にある方が、ホールが適度に発光層内に輸送されるため寿命や効率が良好となり、より好ましい。この際、本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、この第３の正孔輸送層１１２－３に用いられる第３の正孔輸送材料として好適である。
なお、発光材料のＨＯＭＯ準位がホスト材料のＨＯＭＯ準位よりも浅い（高い）位置にある場合、正孔輸送層のＨＯＭＯ準位の位置によっては発光材料への正孔の注入割合が多くなり、さらに、正孔が発光材料にトラップされることから発光領域の偏りによる寿命の低下が引き起こされる場合がある。そのような場合に、上記発光素子の構成の適用はより好適である。このような構成になりやすいものとして、青色蛍光素子を例に挙げることができる。良好な青色蛍光を発する芳香族ジアミン化合物、特にピレンジアミン化合物などに本発明の構成を特に好ましく適用することができ、寿命、効率、色度共に良好な発光素子を得ることができる。
続いて、上述の発光素子の詳細な構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の発光素子は、上述のように第１の電極１０１と第２の電極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層１０３は少なくとも第１の電極１０１側より、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、及び発光層１１３を含む。
ＥＬ層１０３に含まれるそれ以外の層については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層を適用することができる。
第１の電極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ、酸化インジウム－酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル－ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム－酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５～５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１～１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いることができる。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料をＥＬ層１０３における第１の電極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
ＥＬ層１０３の積層構造については、本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３に加えて、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５を有する構成、及び図１（Ｂ）に示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３に加えて、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５、電荷発生層１１６を有する構成の２種類の構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、アクセプタ性を有する物質を含む層である。本発明の一態様の構成はアクセプタ性を有する有機化合物が用いられている場合に、より適用好適である。アクセプタ性を有する有機化合物としては、電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を用いることができ、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、３，６－ジフルオロ－２，５，７，７，８，８－ヘキサシアノキノジメタン、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ－ＣＮ）等を用いることができる。アクセプタ性を有する有機化合物としては、ＨＡＴ－ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。アクセプタ性を有する有機化合物は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
アクセプタ性を有する有機化合物を正孔注入層１１１に用いない場合には、アクセプタ性を有する物質として、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する物質にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。当該アクセプタ性物質としては、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、１，３，４，５，７，８－ヘキサフルオロテトラシアノ－ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６－ＴＣＮＮＱ）等のアクセプタ性を有する有機化合物や、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も用いることができる。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としては、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどがアクセプタ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。
複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、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、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、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。以下では、複合材料における正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’－ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－１０－フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０－ビス［４－（２，２－ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。なお、本発明の一態様の有機化合物も用いることができる。なお、この場合、アクセプタ性物質としては、Ｆ６－ＴＣＮＮＱを用いることが好ましい。
また、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４－ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることができる。また、アクセプタ性を有する有機化合物は蒸着による成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送材料を含んで形成される。正孔輸送材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。正孔輸送層１１２には本発明の一態様の正孔輸送材料を含んでいることが好ましい。実施の形態１に記載のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を正孔輸送層１１２に含むことによって、寿命が長く、効率の良好な発光素子を得ることができる。
特に、正孔注入層１１１としてアクセプタ性を有する有機化合物を用いた場合は、正孔輸送層１１１を第１の正孔輸送層と第２の正孔輸送層および第３の輸送層の３層で形成し、第１の正孔輸送層にはＨＯＭＯ準位の比較的浅い第１の正孔輸送材料を含み、第２の正孔輸送層には第１の正孔輸送層のＨＯＭＯ準位と発光層のＨＯＭＯ準位の間のＨＯＭＯ準位を有する第２の正孔輸送材料を含み、第３の正孔輸送層には本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を含む構成をとすることによって、寿命が長く、効率の良い発光素子を得ることができる。
アクセプタ性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位と第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位の差は、アクセプタ性を有する有機化合物のアクセプタ性の強さで変わってくるため、特に限定されないが、おおむね準位の差が１ｅＶ以下程度であれば正孔を注入することができる。ＨＡＴ－ＣＮを、アクセプタ性を有する有機化合物として用いる場合、ＨＡＴ－ＣＮのＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ測定から－４．４１ｅＶと見積もられるので、第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は、－５．４ｅＶ以上であることが好ましい。ただし、第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位があまり高くなりすぎると、今度は第２の正孔輸送材料への正孔注入性が悪くなる。また、ＩＴＯのような陽極の仕事関数は－５ｅＶ前後であるため、それよりもＨＯＭＯ準位の高い第１の正孔輸送材料を用いることは不利に働く。したがって、第１の正孔輸送材料のＨＯＭＯ準位は、－５．０ｅＶ以下であることが好ましい。
第１の正孔輸送層、第２の正孔輸送層及び第３の正孔輸送層については、先に説明を行ったので繰り返しとなる説明は省略する。なお、それぞれに含まれる正孔輸送材料に関しては、先に述べた正孔輸送性を有する材料の中から、又はその他さまざまな正孔輸送性を有する材料の中から、当該層同士の関係に合致する材料を選択して用いれば良い。
発光層１１３は、ホスト材料と発光材料を含む層である。発光材料は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光材料であっても構わない。また、単層であっても、異なる発光材料が含まれる複数の層からなっていても良い。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適に適用することができる。また、本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、ホスト材料としても用いることができ、特に青色蛍光材料のホスト材料として好適である。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４，１－フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９－トリフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２－ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２－（２－｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２－｛２－メチル－６－［２－（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）テトラセン－５，１１－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＴＤ）、７，１４－ジフェニル－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）アセナフト［１，２－ａ］フルオランテン－３，１０－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＡＦＤ）、２－｛２－イソプロピル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２－｛２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２－（２，６－ビス｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２－｛２，６－ビス［２－（８－メトキシ－１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（６，Ｎ－ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
トリス｛２－［５－（２－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル）－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イル－κＮ２］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）、トリス（５－メチル－３，４－ジフェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４－（３－ビフェニル）－５－イソプロピル－３－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ－３ｂ）３］）のような４Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３－メチル－１－（２－メチルフェニル）－５－フェニル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１－ｍｐ）３］）、トリス（１－メチル－５－フェニル－３－プロピル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１－Ｍｅ）３］）のような１Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ－トリス［（１－２，６－ジイソプロピルフェニル）－２－フェニル－１Ｈ－イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３－（２，６－ジメチルフェニル）－７－メチルイミダゾ［１，２－ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１－ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。
また、トリス（４－メチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４－ｔ－ブチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６－メチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６－（２－ノルボルニル）－４－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５－メチル－６－（２－メチルフェニル）－４－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５－ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５－イソプロピル－３－メチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ～６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６－ジ（ナフタレン－１－イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８－オクタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１－（２－テノイル）－３，３，３－トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ－４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
Figure 0007242547000025
また、以下の構造式に示される２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）や、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、２－｛４－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２－［４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－フェニル－５，１０－ジヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニル－１，２，４－トリアゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－９Ｈ－アクリジン－１０－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプタ性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
Figure 0007242547000026
発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
正孔輸送性を有する材料としては、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、実施の形態１に記載の有機化合物も好適に用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６－ビス〔３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
蛍光発光物質を発光材料として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０－ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０－ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６－［３－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９－フェニル－１０－｛４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）ビフェニル－４’－イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。なお、本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体は、これらのホスト材料を用いた蛍光発光素子の発光層に隣接する正孔輸送層の材料として非常に好適である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９～９：１とすればよい。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような波長の発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する物質として挙げたものを用いることができる。
電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層を設けても良い。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものや、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｂ））。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極である第２の電極１０２に正孔が注入され、発光素子が動作する。
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は－５．０ｅＶ以上が好ましく、－５．０ｅＶ以上－３．０ｅＶ以下がより好ましい。なお、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属－酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いることができる。
第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル－ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、発光層を構成する発光材料もしくは、発光層に含まれる発光材料より大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｃ）で示す発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）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ということができる。
図１（Ｃ）において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じ材料を適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図１（Ｃ）において、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
図１（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、本発明の一態様は、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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、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の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光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。
また、上述のＥＬ層１０３や第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層や電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでも良い。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）を一点鎖線Ａ－Ｂおよび一点鎖線Ｃ－Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、上記酸化物半導体はＩｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含むことがより好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜は、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すれば良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、絶縁物６１４はポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、後に形成するＥＬ層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ～３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４の材料として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、第２の電極６１７にＥＬ層６１６で生じた光を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成されている。当該発光素子は実施の形態２に記載の発光素子である。なお、画素部には複数の発光素子が形成されているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態２に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
図２には示されていないが、第２の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜としては有機樹脂膜や無機絶縁膜を形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
以上のようにして、実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置を得ることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態２に記載の発光素子を用いているため、良好な特性を備えている。具体的には、実施の形態２に記載の発光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、ブラックマトリクス１０３５をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクスが設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及びブラックマトリクス１０３５は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、着色層を透過せず外部へ出る光と、各色の着色層を透過して外部に出る光がある。着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＦＥＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８は、実施の形態１においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するようにブラックマトリクス１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）やブラックマトリックスはオーバーコート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造を好適に適用することができる。マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、第１の電極を反射電極、第２の電極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。マイクロキャビティ構造を有する発光素子は反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、ＥＬ層は少なくとも発光領域となる発光層を有している。
なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。
当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ－１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
なお、上記構成においては、ＥＬ層は複数の発光層を有していてもよく、単一の発光層を有していてもよい。また、ＥＬ層を上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせてもよく、例えば、一つの発光素子に、単数もしくは複数の発光層を有するＥＬ層を、電荷発生層を挟んで複数設けてもよい。。
マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光によって輝度を向上させることができ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態２に記載の発光素子を用いているため、良好な特性を備えている。具体的には、実施の形態２に記載の発光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を一点鎖線Ｘ－Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上の電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態２に記載の発光素子を用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）における線ｅ－ｆ断面図である。
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態１における第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料を用いて形成する。
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態１における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
以上の構成を有する発光素子が形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材４０５、４０６を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態２に記載の発光素子を用いており、信頼性の良好な照明装置とすることができる。また、消費電力の小さい照明装置とすることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２に記載の発光素子をその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態２に記載の発光素子は寿命が良好であり、信頼性の良好な発光素子である。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、信頼性の良好な発光部を有する電子機器とすることが可能である。
上記発光素子を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３では、実施の形態２に記載の発光素子がマトリクス状に配列されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図７（Ｃ）は、携帯端末の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
図７（Ｃ）に示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯端末内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
以上の様に実施の形態２に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態２に記載の発光素子を用いることにより信頼性の高い電子機器を得ることができる。
図８（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器で確認することもできる。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
図８（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７、移動機構２１０８を備える。
マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
図８（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。
図９は、実施の形態２に記載の発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２としては、実施の形態４に記載の照明装置を用いても良い。
図１０は、実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００１として用いた例を示す。実施の形態２に記載の発光素子は信頼性の高い発光素子であるため、信頼性の良い照明装置とすることができる。また、実施の形態２に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態２に記載の発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
実施の形態２に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態２に記載の発光素子を自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５２００乃至表示領域５２０３にはそれぞれ実施の形態２に記載の発光素子が用いられている。
表示領域５２００と表示領域５２０１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態２に記載の発光素子は、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスにも、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域５２０２はピラー部分に設けられた実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。表示領域５２０２に、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５２０３に、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、車体によって遮られた視界を補うことができ、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域５２０３はまたナビゲーション情報、速度計や回転計、走行距離、燃料計、ギア状態、エアコンの設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５２００乃至表示領域５２０２にも表示することができる。また、表示領域５２００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。
また、図１２（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されている。表示領域を折りたたむ際は、伸縮可能な部材が伸び、屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有する。
なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
また、図１３（Ａ）～（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。折りたたんだ携帯情報端末９３１０において、表示パネル９３１１の側面に位置する表示領域には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
＜合成例１＞
本合成例では、本発明の一態様の有機化合物である７－フェニル－５－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰＡ）の合成方法について詳しく説明する。ＰｃｇＤＢＣＰＡの構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000027
容量２００ｍＬの三つ口フラスコに５－ブロモ－７－フェニルジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール２．３ｇ（５．５ｍｍｏｌ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニルボロン酸２．５ｇ（６．７ｍｍｏｌ）、Ｓ－ｐｈｏｓ０．６３ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム２．９ｇ（１４ｍｍｏｌ）、トルエン５５ｍＬを入れた。この混合物を減圧下で攪拌する事で脱気し、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）０．３３ｇ（０．５７ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で７時間撹拌した後、１００℃で１３時間撹拌し、１３０℃で２３時間還流した。還流後、析出した固体を吸引濾過により濾別した。得られた濾液の水層と有機層を分離し、水層をトルエンで抽出して抽出溶液を有機層に加えた。当該有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、濾液を濃縮し、固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）にて２回精製し、さらにメタノールで洗浄し、トルエンにより再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を収量２．５ｇ、収率６８％で得た。合成スキームを以下に示す。
Figure 0007242547000028
得られた淡黄色粉末２．５ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．８Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件において、３４０℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色粉末を２．２ｇ、回収率８７％で得た。
また、得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲチャートを図１４に、数値データを以下に示す。この結果、本合成例によって本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体であるＰｃｇＤＢＣＰＡが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３４－７．７．４４（ｍ、４Ｈ）、７．５０－７．９０（ｍ、２５Ｈ）、８．０８（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、１Ｈ）、８．３３（ｄ、Ｊ＝７．５Ｈｚ、１Ｈ）、９．３３（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、１Ｈ）、９．３９（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ、１Ｈ）
ＰｃｇＤＢＣＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図１５（Ａ）に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図１５（Ｂ）に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。溶液の吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、トルエンのみを石英セルに入れて測定したトルエンの吸収スペクトルを、ＰｃｇＤＢＣＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルから差し引くことで、図１５（Ａ）に示したＰｃｇＤＢＣＰＡ溶液の吸収スペクトルを得た。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計Ｕ４１００）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。
図１５（Ａ）より、ＰｃｇＤＢＣＰＡのトルエン溶液
は３９９ｎｍ、３７７ｎｍ、３５９ｎｍ、３１０ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４３０ｎｍ（励起波長３７８ｎｍ）付近に見られた。また、図１５（Ｂ）より、ＰｃｇＤＢＣＰＡの薄膜は４０３ｎｍ、３７９ｎｍ、３６１ｎｍ、３１４ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４５３ｎｍ付近（励起波長３８０ｎｍ）に見られた。また、ＰｃｇＤＢＣＰＡは青色に発光することを確認した。以上の結果より、本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能であることがわかった。
また、ＰｃｇＤＢＣＰＡの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
ＰｃｇＤＢＣＰＡのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法を以下に示す。
測定装置としては電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５－６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム（ｎ－Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ－３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０以上２５℃以下）で行った。また、ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一し、参照電極に対する酸化電位Ｅａ［Ｖ］および還元電位Ｅｃ［Ｖ］を測定した。Ｅａは酸化－還元波の中間電位とし、Ｅｃは還元－酸化波の中間電位とした。ここで、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、－４．９４［ｅＶ］であることが分かっているため、ＨＯＭＯ準位［ｅＶ］＝－４．９４－Ｅａ、ＬＵＭＯ準位［ｅＶ］＝－４．９４－Ｅｃという式から、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる。
また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化－還元波と、１サイクル目の酸化－還元波を比較して、化合物の電気的安定性を調べた。
この結果、ＰｃｇＤＢＣＰＡの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は－５．６７ｅＶであることがわかった。一方、還元電位Ｅｃ［Ｖ］の測定において、ＬＵＭＯ準位は－２．７１ｅＶであることがわかった。
＜合成例２＞
本合成例では、本発明の一態様の有機化合物である７－フェニル－５－［４－（９－フェナントリル）フェニル］ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰＰｎ）の合成方法について詳しく説明する。ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000029
容量１００ｍＬの三つ口フラスコにトリフルオロメタンスルホン酸（７－フェニルジベンゾ［ｃ、ｇ］カルバゾール－５－イル）２．０ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、４－（９－フェナントリル）フェニルボロン酸１．５ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、Ｓ－ｐｈｏｓ０．６５ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム１．９ｇ（９．０ｍｍｏｌ）、トルエン４０ｍＬを加えた。この混合物を減圧下で攪拌する事で脱気し、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）０．３８ｇ（０．６６ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で２１時間攪拌、１２０℃で５６時間撹拌した。撹拌後、得られた混合物に水を加え、水層と有機層を分離してから水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた混合物を自然ろ過し、濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：３）で２回精製し、固体を得た。得られた固体をトルエンで再結晶したところ、淡黄色粉末を収量１．１ｇ、収率４７％で得た。合成スキームを以下に示す。
Figure 0007242547000030
得られた淡黄色粉末１．１ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．１Ｐａ、アルゴン流量５．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３００℃で加熱して行った。昇華精製後淡黄色粉末を１．０ｇ、回収率９５％で得た。
また、得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲチャートを図１６に、数値データを以下に示す。この結果、本合成例によって本発明の一態様のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体であるＰｃｇＤＢＣＰＰｎが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．５３－７．８０（ｍ、２０Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝９．０Ｈｚ、１Ｈ）、７．９４（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．０９（ｔ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ）、８．２５（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、１Ｈ）、８．７６（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、１Ｈ）、８．８２（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ、１Ｈ）、９．３１（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ、１Ｈ）、９．３６（ｄ、Ｊ＝８．４Ｈｚ、１Ｈ）
ＰｃｇＤＢＣＰＰｎのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図１７（Ａ）に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図１７（Ｂ）に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。溶液の吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、トルエンのみを石英セルに入れて測定したトルエンの吸収スペクトルを、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎのトルエン溶液の吸収スペクトルから差し引くことで、図１７（Ａ）に示したＰｃｇＤＢＣＰＰｎ溶液の吸収スペクトルを得た。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計Ｕ４１００）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。
図１７より、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎのトルエン溶液は３７５ｎｍ、３５９ｎｍ、３１２ｎｍ、付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４２６ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）付近に見られた。また、図１７より、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの薄膜は３８０ｎｍ、３６５ｎｍ、３１５ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４４５ｎｍ付近（励起波長３６５ｎｍ）に見られた。ＰｃｇＤＢＣＰＰｎは青色に発光することを確認した。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
ＰｃｇＤＢＣＰＰｎのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法については、実施例１で記載した方法と同様であるため記載を省略する。実施例１を参照されたい。
この結果、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は－５．６７ｅＶであることがわかった。一方、還元電位Ｅｃ［Ｖ］の測定において、ＬＵＭＯ準位は－２．４３ｅＶであることがわかった。また、酸化－還元波の繰り返し測定において１サイクル目と１００サイクル後の波形と比較したところ、Ｅａ測定においては８６％、Ｅｃ測定においては９６％のピーク強度を保っていたことから、ＰｃｇＤＢＣＰＰｎは酸化、及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。
本実施例では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の発光素子１および発光素子２と、比較発光素子１について説明する。発光素子１、発光素子２および比較発光素子１で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000031
（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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て成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板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、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ－ＣＮ）を５ｎｍ蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される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１０ｎｍの膜厚となるように蒸着して第１の正孔輸送層１１２－１を形成し、第１の正孔輸送層１１２－１上に上記構造式（ｉｉｉ）で表される４－（２－ナフチル）－４’，４”－ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着して第２の正孔輸送層１１２－２を形成し、第２の正孔輸送層１１２－２上に上記構造式（ｉｖ）で表される７－フェニル－５－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰＡ）を１０ｎｍの膜厚となるように蒸着して第３の正孔輸送層１１２－３を形成した。
続いて、上記構造式（ｖｉｉ）で表される７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス〔３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル〕－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｉｘ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子１を作製した。
（発光素子２の作製方法）
発光素子２は、発光素子１における第３の正孔輸送層１１２－３で用いられるＰｃｇＤＢＣＰＡを、上記構造式（ｖ）で表される７－フェニル－５－［４－（９－フェナントリル）フェニル］ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰＰｎ）に変えた他は、発光素子１と同様に作製した。
（比較発光素子１の作製方法）
比較発光素子１は発光素子１における第３の正孔輸送層１１２－３で用いられるＰｃｇＤＢＣＰＡを、上記構造式（ｖｉ）で表される３－［４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）に変えた他は、発光素子１と同様に作製した。
発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 0007242547000032
発光素子１、発光素子２および比較発光素子１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ガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子１、発光素子２および比較発光素子１の輝度－電流密度特性を図１８に、電流効率－輝度特性を図１９に、輝度－電圧特性を図２０に、電流－電圧特性を図２１に、外部量子効率－輝度特性を図２２に、発光スペクトルを図２３に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表２に示す。
Figure 0007242547000033
図１８乃至図２３及び表２より、本発明の一態様である発光素子１及び発光素子２は、駆動電圧や発光効率などの特性の良好な青色発光素子であることがわかった。
また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図２４に示す。図２４で示すように、本発明一態様の発光素子である発光素子１及び発光素子２は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。
本実施例では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の発光素子３と、比較発光素子２および比較発光素子３について説明する。発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000034
（発光素子３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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て成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板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、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｘ）で表される９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、重量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣｚＰＡを膜厚３０ｎｍとなるように蒸着して、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｉｖ）で表される７－フェニル－５－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰＡ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス〔３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル〕－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０５（＝ＰｃｇＤＢＣＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、ＰｃｇＤＢＣＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｉｘ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子３を作製した。
（比較発光素子２の作製方法）
比較発光素子２は、発光素子３における発光層１１３および電子輸送層１１４で用いられたＰｃｇＤＢＣＰＡを、上記構造式（ｖｉｉ）で表される７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）に変え、発光層におけるｃｇＤＢＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとの重量比を１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とした他は発光素子３と同様に作製した。
（比較発光素子３の作製方法）
比較発光素子３は、発光素子３における発光層１１３および電子輸送層１１４で用いられたＰｃｇＤＢＣＰＡを、ＰＣｚＰＡに変え、発光層におけるＰＣｚＰＡと１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎとの重量比を１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とした他は発光素子３と同様に作製した。
発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 0007242547000035
発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子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ガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子３、比較発光素子２および比較発光素子３の輝度－電流密度特性を図２５に、電流効率－輝度特性を図２６に、輝度－電圧特性を図２７に、電流－電圧特性を図２８に、外部量子効率－輝度特性を図２９に、発光スペクトルを図３０に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表４に示す。
Figure 0007242547000036
図２５乃至図３０及び表４より、本発明の一態様である発光素子３は、駆動電圧や発光効率などの特性の良好な青色発光素子であることがわかった。
＜合成例３＞
本実施例では、本発明の一態様の有機化合物である７－フェニル－５－（１０－フェニル－９－アントリル）ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰｈＡ）の合成方法について詳しく説明する。ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000037
容量１００ｍＬに３口フラスコに５－ブロモ－７－フェニルジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール１．３ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、１０－フェニルアントラセン－９－ボロン酸１．８ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、トリス（２－メチルフェニル）ホスフィン０．６０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム０．８８ｇ（６．４ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、水３ｍＬを加えた。この混合物を減圧下で攪拌する事で脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）０．２１ｇ（０．９３ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で３５時間撹拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、水層をトルエンで抽出し、水層と有機層を分離した。得られた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られた濾液を濃縮し、固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：４）、と高速液体クロマトグラフィー（クロロホルム）にて精製した。得られた固体を酢酸エチルにより洗浄したところ、目的物の白色粉末を収量０．８６ｇ、収率４８％で得た。合成スキームを以下に示す。
Figure 0007242547000038
得られた白色粉末０．８５ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力４．２Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、３６０℃で１７時間、加熱した後、３７０℃で４時間加熱して行った。昇華精製後、淡黄色粉末を０．７０ｇ、回収率８２％で得た。
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲチャートを図３１（Ａ）（Ｂ）に、数値データを以下に示す。なお、図３１（Ｂ）は、図３１（Ａ）における、７ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲を拡大して示したグラフである。これにより、本合成例によって、本発明の一態様の有機化合物であるＰｃｇＤＢＣＰｈＡが得られたことがわかった。
１Ｈ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝７．１９（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），７．２９－７．８７（ｍ，２４Ｈ），８．０７（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，１Ｈ），８．２２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），９．２８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），９．３４（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，１Ｈ）。
続いて、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡのトルエン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３２に示す。また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図３３に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作成した。溶液の吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いた。トルエンのみを石英セルに入れて測定したトルエンの吸収スペクトルを、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡのトルエン溶液の吸収スペクトルから差し引くことで、図３２に示すＰｃｇＤＢＣＰｈＡ溶液の吸収スペクトルを得た。また、薄膜の吸収スペクトルの測定には、分光光度計（（株）日立ハイテクノロジーズ製 分光光度計Ｕ４１００）を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製 ＦＳ９２０）を用いた。
図３２より、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡのトルエン溶液は３９８ｎｍ、３７７ｎｍ、３５８ｎｍ、３０８ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４５２ｎｍ（励起波長３９８ｎｍ）付近に見られた。また、図３３より、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの薄膜は４０２ｎｍ、３８１ｎｍ、３６２ｎｍ、３４２ｎｍ、３１０ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４６８ｎｍ付近（励起波長３８０ｎｍ）に見られた。ＰｃｇＤＢＣＰｈＡは青色に発光することを確認した。本発明の一態様の化合物は発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能である。
また、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの薄膜は、大気下においても凝集しにくく、形態の変化が小さい良好な膜質であることがわかった。
ＰｃｇＤＢＣＰｈＡのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法については、実施例１で記載した方法と同様であるため記載を省略する。実施例１を参照されたい。
この結果、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡの酸化電位Ｅａ［Ｖ］の測定において、ＨＯＭＯ準位は－５．７０ｅＶであることがわかった。一方、還元電位Ｅｃ［Ｖ］の測定において、ＬＵＭＯ準位は－２．７３ｅＶであることがわかった。
本実施例では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の発光素子４について説明する。発光素子４で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000039
（発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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て成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板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、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｘｉ）で表される３－［４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、重量比で４：２（＝ＰＣＰＰｎ：酸化モリブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣＰＰｎを膜厚３０ｎｍとなるように蒸着して、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｘｉｉ）で表される７－フェニル－５－（１０－フェニル－９－アントリル）－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰｈＡ）を２５ｎｍ蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚２５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子４を作製した。
発光素子４の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 0007242547000040
発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、この発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子４の輝度－電流密度特性を図３４に、電流効率－輝度特性を図３５に、輝度－電圧特性を図３６に、電流－電圧特性を図３７に、外部量子効率－輝度特性を図３８に、発光スペクトルを図３９に、過渡ＥＬ特性を図４０に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表６に示す。
Figure 0007242547000041
図３４乃至図４０及び表６より、本発明の一態様である発光素子４は、特性の良好な青色発光素子であることがわかった。また、図４０より、発光素子４はＥＬ発光における遅延蛍光成分の割合が２３．９％と非常に大きいことがわかった。
本実施例では、実施の形態２で説明した本発明の一態様の発光素子５について説明する。発光素子５で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 0007242547000042
（発光素子５の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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て成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
次に、基板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、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｘ）で表される９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、重量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
次に、正孔注入層１１１上に、ＰＣｚＰＡを膜厚３０ｎｍとなるように蒸着して、正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、上記構造式（ｘｉｉ）で表される７－フェニル－５－（１０－フェニル－９－アントリル）－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰｃｇＤＢＣＰｈＡ）と上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス〔３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル〕－ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、重量比１：０．０５（＝ＰｃｇＤＢＣＰｈＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
その後、発光層１１３上に、ＰｃｇＤＢＣＰｈＡを膜厚１０ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子５を作製した。
発光素子５の素子構造を以下の表にまとめる。
Figure 0007242547000043
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、大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、この発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。
発光素子５の輝度－電流密度特性を図４１に、電流効率－輝度特性を図４２に、輝度－電圧特性を図４３に、電流－電圧特性を図４４に、外部量子効率－輝度特性を図４５に、発光スペクトルを図４６に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表８に示す。
Figure 0007242547000044
図４１乃至図４６及び表８より、本発明の一態様である発光素子５は、特性の良好な青色発光素子であることがわかった。
１０１：第１の電極、１０２：第２の電極、１０３：ＥＬ層、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１２－１：第１の正孔輸送層、１１２－２：第２の正孔輸送層、１１２－３：第３の正孔輸送層、１１３：発光層、１１４：電子輸送層、１１５：電子注入層、１１６：電荷発生層、１１７：Ｐ型層、１１８：電子リレー層、１１９：電子注入バッファ層、４００：基板、４０１：第１の電極、４０３：ＥＬ層、４０４：第２の電極、４０５：シール材、４０６：シール材、４０７：封止基板、４１２：パッド、４２０：ＩＣチップ、５０１：陽極、５０２：陰極、５１１：第１の発光ユニット、５１２：第２の発光ユニット、５１３：電荷発生層、６０１：駆動回路部（ソース線駆動回路）、６０２：画素部、６０３：駆動回路部（ゲート線駆動回路）、６０４：封止基板、６０５：シール材、６０７：空間、６０８：配線、６０９：ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）、６１０：素子基板、６１１：スイッチング用ＦＥＴ、６１２：電流制御用ＦＥＴ、６１３：第１の電極、６１４：絶縁物、６１６：ＥＬ層、６１７：第２の電極、６１８：発光素子、９５１：基板、９５２：電極、９５３：絶縁層、９５４：隔壁層、９５５：ＥＬ層、９５６：電極、１００１ 基板、１００２ 下地絶縁膜、１００３ ゲート絶縁膜、１００６ ゲート電極、１００７ ゲート電極、１００８ ゲート電極、１０２０ 第１の層間絶縁膜、１０２１ 第２の層間絶縁膜、１０２２ 電極、１０２４Ｗ 第１の電極、１０２４Ｒ 第１の電極、１０２４Ｇ 第１の電極、１０２４Ｂ 第１の電極、１０２５ 隔壁、１０２８ ＥＬ層、１０２９ 第２の電極、１０３１ 封止基板、１０３２ シール材、１０３３ 透明な基材、１０３４Ｒ 赤色の着色層、１０３４Ｇ 緑色の着色層、１０３４Ｂ 青色の着色層、１０３５ ブラックマトリクス、１０３６ オーバーコート層、１０３７ 第３の層間絶縁膜、１０４０ 画素部、１０４１ 駆動回路部、１０４２ 周辺部、２００１：筐体、２００２：光源、２１００：ロボット、２１１０：演算装置、２１０１：照度センサ、２１０２：マイクロフォン、２１０３：上部カメラ、２１０４：スピーカ、２１０５：ディスプレイ、２１０６：下部カメラ、２１０７：障害物センサ、２１０８：移動機構、３００１：照明装置、５０００：筐体、５００１：表示部、５００２：第２の表示部、５００３：スピーカ、５００４：ＬＥＤランプ、、５００６：接続端子、５００７：センサ、５００８：マイクロフォン、５０１２：支持部、５０１３：イヤホン、５１００：掃除ロボット、５１０１：ディスプレイ、５１０２：カメラ、５１０３：ブラシ、５１０４：操作ボタン、５１５０：携帯情報端末、５１５１：筐体、５１５２：表示領域、５１５３：屈曲部、５１２０：ゴミ、５２００：表示領域、５２０１：表示領域、５２０２：表示領域、５２０３：表示領域、７１０１：筐体、７１０３：表示部、７１０５：スタンド、７１０７：表示部、７１０９：操作キー、７１１０：リモコン操作機、７２０１：本体、７２０２：筐体、７２０３：表示部、７２０４：キーボード、７２０５：外部接続ポート、７２０６：ポインティングデバイス、７２１０：第２の表示部、７４０１：筐体、７４０２：表示部、７４０３：操作ボタン、７４０４：外部接続ポート、７４０５：スピーカ、７４０６：マイク、、９３１０：携帯情報端末、９３１１：表示パネル、、９３１３：ヒンジ、９３１５：筐体

Claims (16)

  1. 下記一般式（Ｇ１）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000045
    （一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１乃至Ｒ２２の少なくとも一は、アントラセン骨格、フェナントレン骨格、及びトリフェニレン骨格のいずれかを含む総炭素数１４乃至６０の置換基を表し、前記アントラセン骨格、フェナントレン骨格、及びトリフェニレン骨格が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至２５のアリール基のいずれかである。Ｒ １１ 乃至Ｒ ２２ の残りはそれぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至２５のアリール基のいずれかを表す。Ａｒ １ は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  2. 請求項１において、
    前記Ｒ１２は、前記総炭素数１４乃至６０の置換基を表すジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
  3. 下記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000046
    （一般式（Ｇ２）において、Ａｒ２は、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換または無置換のアリーレン基を表し、前記アリーレン基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、及び炭素数３乃至６のシクロアルキル基のいずれかである。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至２５のアリール基のいずれかである。Ａｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は１４以上６０以下である。Ｒ１１及びＲ１３乃至Ｒ２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。Ａｒ１は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  4. 下記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000047
    （一般式（Ｇ２）において、Ａｒ ２ は、置換または無置換のフェニレン基を表し、前記フェニレン基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、及び炭素数３乃至６のシクロアルキル基のいずれかである。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及びフェニル基のいずれかである。Ｒ １１ 及びＲ １３ 乃至Ｒ ２２ は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。Ａｒ １ は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  5. 下記一般式（Ｇ２）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000048
    （一般式（Ｇ２）において、Ａｒ ２ は、フェニレン基を表す。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基はフェニル基である。Ｒ １１ 及びＲ １３ 乃至Ｒ ２２ は、それぞれ独立に、水素を表す。Ａｒ １ は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  6. 下記一般式（Ｇ３）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000049
    （一般式（Ｇ３）中、Ａｒ２は、環を形成する炭素の数が６乃至２５の置換または無置換のアリーレン基を表し、前記アリーレン基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、及び炭素数３乃至６のシクロアルキル基のいずれかである。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至２５のアリール基のいずれかである。ｎは０乃至３の整数を表す。Ａｒ２とＡｒ３に含まれる炭素の総数は１４以上６０以下である。Ｒ１１及びＲ１３乃至Ｒ２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。Ａｒ１は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  7. 下記一般式（Ｇ３）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000050
    （一般式（Ｇ３）中、Ａｒ ２ は、置換または無置換のフェニレン基を表し、前記フェニレン基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、及び炭素数３乃至６のシクロアルキル基のいずれかである。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基は炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及びフェニル基のいずれかである。ｎは０乃至３の整数を表す。Ｒ １１ 及びＲ １３ 乃至Ｒ ２２ は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、及び炭素数６乃至１３のアリール基のいずれかを表す。Ａｒ １ は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  8. 下記一般式（Ｇ３）で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000051
    （一般式（Ｇ３）中、Ａｒ ２ は、フェニレン基を表す。Ａｒ ３ は、置換または無置換のアントリル基、置換または無置換のフェナントリル基、及び置換または無置換のトリフェニレニル基のいずれかを表し、前記アントリル基、前記フェナントリル基、前記トリフェニレニル基が置換基を有する場合、該置換基はフェニル基である。ｎは０乃至３の整数を表す。Ｒ １１ 及びＲ １３ 乃至Ｒ ２２ は、それぞれ独立に、水素、を表す。Ａｒ １ は、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、９Ｈ－フルオレニル基のいずれかを表す。）
  9. 請求項６乃至請求項８のいずれか一項において、
    前記ｎは、１であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記Ａｒ１は、フェニル基であるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
  11. 下記式（１００）、（１０１）、及び（１１５）のいずれか一で表されるジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体。
    Figure 0007242547000052
    Figure 0007242547000053
    Figure 0007242547000054
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を含む発光素子用材料。
  13. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール誘導体を含む発光素子。
  14. 請求項１３に記載の発光素子と、
    センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
    を有する電子機器。
  15. 請求項１３に記載の発光素子と、
    トランジスタ、または、基板と、
    を有する発光装置。
  16. 請求項１５に記載の発光装置と、
    筐体と、
    を有する照明装置。
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