カルバゾール化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
【課題】新規カルバゾール化合物及び発光素子の提供。
【解決手段】一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物。
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３は、置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基等を表す。）
【解決手段】一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物。
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３は、置換されてもよいフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基等を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
【化１】
【００１２】
但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００１３】
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。
【００１４】
【化２】
【００１５】
但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００１６】
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。
【００１７】
【化３】
【００１８】
但し、式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００１９】
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。
【００２０】
【化４】
【００２１】
但し、式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００２２】
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。
【００２３】
【化５】
【００２４】
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Ａｒ１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。
【００２５】
【化６】
【００２６】
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Ａｒ２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。
【００２７】
【化７】
【００２８】
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Ａｒ３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。
【００２９】
【化８】
【００３０】
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。
【００３１】
【化９】
【００３２】
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。
【００３３】
【化１０】
【００３４】
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。
【００３５】
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、ＥＬ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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 ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００４０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】発光素子の構造について説明する図。
【図２】発光素子の構造について説明する図。
【図３】発光素子の構造について説明する図。
【図４】発光装置について説明する図。
【図５】発光装置について説明する図。
【図６】電子機器について説明する図。
【図７】照明器具について説明する図。
【図８】構造式（１００）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図９】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。
【図１０】構造式（１０１）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図１１】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。
【図１２】発光素子について説明する図。
【図１３】発光素子１の電圧−輝度特性を示す図。
【図１４】発光素子１の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１５】発光素子１の電圧−電流特性を示す図。
【図１６】発光素子１の輝度−色度特性を示す図。
【図１７】発光素子１の発光スペクトルを示す図。
【図１８】発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。
【図１９】発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２０】発光素子２の電圧−電流特性を示す図。
【図２１】発光素子２の輝度−色度特性を示す図。
【図２２】発光素子２の発光スペクトルを示す図。
【図２３】発光素子２の信頼性を示す図。
【図２４】発光素子３の電圧−輝度特性を示す図。
【図２５】発光素子３の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２６】発光素子３の電圧−電流特性を示す図。
【図２７】発光素子３の輝度−色度特性を示す図。
【図２８】発光素子３の発光スペクトルを示す図。
【図２９】発光素子４の電圧−輝度特性を示す図。
【図３０】発光素子４の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３１】発光素子４の電圧−電流特性を示す図。
【図３２】発光素子４の輝度−色度特性を示す図。
【図３３】発光素子４の発光スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
【化１１】
【００４６】
一般式（Ｇ１）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００４７】
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。
【００４８】
【化１２】
【００４９】
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。
【００５０】
また、式中、Ａｒ１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。
【００５１】
【化１３】
【００５２】
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。
【００５３】
また、式中、Ａｒ２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。
【００５４】
【化１４】
【００５５】
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。
【００５６】
また、式中、Ａｒ３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。
【００５７】
【化１５】
【００５８】
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。
【００５９】
【化１６】
【００６０】
一般式（Ｇ２）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００６１】
ここで、α、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６２】
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。
【００６３】
【化１７】
【００６４】
一般式（Ｇ３）において、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００６５】
ここで、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６６】
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。
【００６７】
【化１８】
【００６８】
一般式（Ｇ４）において、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００６９】
ここで、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００７０】
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、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ１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。
【００７１】
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。
【００７２】
【化１９】
【００７３】
【化２０】
【００７４】
【化２１】
【００７５】
【化２２】
【００７６】
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。
【００７７】
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（Ｇ１）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。
【００７８】
≪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。
【００７９】
【化２３】
【００８０】
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。
【００８１】
【化２４】
【００８２】
すなわち、ハロゲン基（Ｘ１）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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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）１０１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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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 Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）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、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、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）１０１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。
【００９６】
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：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる。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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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：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）などが挙げられる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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，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）、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（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（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（ａｃａｃ））、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。
【０１０５】
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：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：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、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：ＹＧＡＰＡ）、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−２，７，１０，１５−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：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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：ＢｚＯｓ）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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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（ＣａＦ２）、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（ＥｒＦ３）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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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１１４、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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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２０２）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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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２０６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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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，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）、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（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（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（ａｃａｃ））、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。
【０１２７】
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：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−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。
【０１２８】
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−９Ｈ−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：ＰＣｚＰＣＡ１）、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：ＰＣｚＤＰＡ２）、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：ＰＣｚＰＣＡ２）が挙げられる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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 Ｃｏｕｐｌｅｄ 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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
（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。
【０１３８】
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３０１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ＥＬ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）３０５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。
【０１４１】
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３０４よりも低い導電率であっても機能する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
（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４０１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４０４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、ＥＬ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。
【０１５３】
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）４１０Ｒ、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。
【０１５４】
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）４０４Ｒ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４０３ｂ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。
【０１５５】
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（λＢ）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（λＧ）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（λＲ）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、λＢ＜λＧ＜λＲなる関係であるとする。
【０１５６】
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４０２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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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４０２までの総厚をｍλＲ／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ｍλＧ／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ｍλＢ／２（ただし、ｍは自然数）としている。
【０１６０】
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（λＲ）が取り出され、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇ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（λＧ）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（λＢ）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。
【０１６１】
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４０２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。
【０１６２】
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）λＲ／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）λＲ／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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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）λＧ／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）λＧ／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。
【０１６５】
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４０１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。
【０１６６】
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）λＢ／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４０１から第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂへの光学距離を所望の値（（２ｍ’’’＋１）λＢ／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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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）５０３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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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）５１３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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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５１５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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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５０２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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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−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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
（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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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７３１１（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７３０４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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
（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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【実施例１】
【０２０８】
≪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、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）の構造を以下に示す。
【０２０９】
【化２５】
【０２１０】
＜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３．２ｇ（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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
【化２６】
【０２１３】
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。
【０２１４】
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：ＰＣＡ１ＢＰ）が得られたことがわかった。
【０２１５】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．００−７．１１（ｍ， ５Ｈ）， ７．２１−７．４４（ｍ，１０Ｈ）， ７．５４−７．７１（ｍ，９Ｈ）， ８．０６（ｄ， Ｊ＝１．８Ｈｚ， １Ｈ）， ８．１７（ｄ， Ｊ＝７．２Ｈｚ， １Ｈ）。
【０２１６】
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、ＰＣＡ１ＢＰ（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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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４１５ｎｍ（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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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−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。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。
【０２２２】
ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅｐａと還元ピーク電位Ｅｐｃ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、−２．１２ｅＶと算出された。従って、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のバンドギャップ（ΔＥ）は、３．１９ｅＶであることがわかった。
【０２２３】
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。
【実施例２】
【０２２４】
≪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、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）の構造を以下に示す。
【０２２５】
【化２７】
【０２２６】
＜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３．７ｇ（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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
【化２８】
【０２２９】
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。
【０２３０】
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１０（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。
【０２３１】
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， １Ｈ）。
【０２３２】
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、ＰＣｚＢＢＡ１（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。
【０２３３】
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１１（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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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−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。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。
【０２３８】
ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅｐａと還元ピーク電位Ｅｐｃ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。
【０２３９】
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。
【実施例３】
【０２４０】
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（１００））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。
【０２４１】
【化２９】
【０２４２】
≪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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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１１０２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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
【表１】
【０２５３】
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）。
【０２５４】
≪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。
【０２５５】
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１４、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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０２５８】
【表２】
【０２５９】
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。
【０２６０】
また、発光素子１に２５ｍＡ／ｃｍ２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、４７６ｎｍ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。
【実施例４】
【０２６１】
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（１００））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。
【０２６２】
【化３０】
【０２６３】
≪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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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１１０２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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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：Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）を、ＣＯ１１ＩＩ（略称）：ＰＣＡ１ＢＰ（略称）：Ｉｒ（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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
【表３】
【０２７４】
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）。
【０２７５】
≪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。
【０２７６】
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１９、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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０２７９】
【表４】
【０２８０】
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。
【０２８１】
また、発光素子２に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【０２８２】
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／ｍ２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。
【０２８３】
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。
【実施例５】
【０２８４】
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（１００））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。
【０２８５】
【化３１】
【０２８６】
≪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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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１１０２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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
【表５】
【０２９７】
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）。
【０２９８】
≪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。
【０２９９】
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２５、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。
【０３００】
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。
【０３０１】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０３０２】
【表６】
【０３０３】
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。
【０３０４】
また、発光素子３に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【実施例６】
【０３０５】
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（１００））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。
【０３０６】
【化３２】
【０３０７】
≪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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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１１０２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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
【表７】
【０３１８】
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）。
【０３１９】
≪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。
【０３２０】
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３０、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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０３２３】
【表８】
【０３２４】
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。
【０３２５】
また、発光素子４に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【符号の説明】
【０３２６】
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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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）
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
【化１】
【００１２】
但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００１３】
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。
【００１４】
【化２】
【００１５】
但し、式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００１６】
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。
【００１７】
【化３】
【００１８】
但し、式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００１９】
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。
【００２０】
【化４】
【００２１】
但し、式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００２２】
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。
【００２３】
【化５】
【００２４】
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Ａｒ１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。
【００２５】
【化６】
【００２６】
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Ａｒ２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。
【００２７】
【化７】
【００２８】
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Ａｒ３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。
【００２９】
【化８】
【００３０】
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。
【００３１】
【化９】
【００３２】
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。
【００３３】
【化１０】
【００３４】
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。
【００３５】
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、ＥＬ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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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 ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００４０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】発光素子の構造について説明する図。
【図２】発光素子の構造について説明する図。
【図３】発光素子の構造について説明する図。
【図４】発光装置について説明する図。
【図５】発光装置について説明する図。
【図６】電子機器について説明する図。
【図７】照明器具について説明する図。
【図８】構造式（１００）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図９】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。
【図１０】構造式（１０１）に示すカルバゾール化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。
【図１１】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。
【図１２】発光素子について説明する図。
【図１３】発光素子１の電圧−輝度特性を示す図。
【図１４】発光素子１の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１５】発光素子１の電圧−電流特性を示す図。
【図１６】発光素子１の輝度−色度特性を示す図。
【図１７】発光素子１の発光スペクトルを示す図。
【図１８】発光素子２の電圧−輝度特性を示す図。
【図１９】発光素子２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２０】発光素子２の電圧−電流特性を示す図。
【図２１】発光素子２の輝度−色度特性を示す図。
【図２２】発光素子２の発光スペクトルを示す図。
【図２３】発光素子２の信頼性を示す図。
【図２４】発光素子３の電圧−輝度特性を示す図。
【図２５】発光素子３の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２６】発光素子３の電圧−電流特性を示す図。
【図２７】発光素子３の輝度−色度特性を示す図。
【図２８】発光素子３の発光スペクトルを示す図。
【図２９】発光素子４の電圧−輝度特性を示す図。
【図３０】発光素子４の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３１】発光素子４の電圧−電流特性を示す図。
【図３２】発光素子４の輝度−色度特性を示す図。
【図３３】発光素子４の発光スペクトルを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
【化１１】
【００４６】
一般式（Ｇ１）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００４７】
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。
【００４８】
【化１２】
【００４９】
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。
【００５０】
また、式中、Ａｒ１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。
【００５１】
【化１３】
【００５２】
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。
【００５３】
また、式中、Ａｒ２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。
【００５４】
【化１４】
【００５５】
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。
【００５６】
また、式中、Ａｒ３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。
【００５７】
【化１５】
【００５８】
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。
【００５９】
【化１６】
【００６０】
一般式（Ｇ２）において、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。
【００６１】
ここで、α、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６２】
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。
【００６３】
【化１７】
【００６４】
一般式（Ｇ３）において、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００６５】
ここで、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６６】
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。
【００６７】
【化１８】
【００６８】
一般式（Ｇ４）において、Ａｒ２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、Ａｒ３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。
【００６９】
ここで、Ａｒ２、Ａｒ３の具体例としては、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００７０】
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、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ｒ１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。
【００７１】
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。
【００７２】
【化１９】
【００７３】
【化２０】
【００７４】
【化２１】
【００７５】
【化２２】
【００７６】
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。
【００７７】
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（Ｇ１）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。
【００７８】
≪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。
【００７９】
【化２３】
【００８０】
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。
【００８１】
【化２４】
【００８２】
すなわち、ハロゲン基（Ｘ１）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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
（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。
【００９０】
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）１０１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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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 Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）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、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、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）１０１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。
【００９６】
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：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる。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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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：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）などが挙げられる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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，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）、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（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（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（ａｃａｃ））、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。
【０１０５】
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：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：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、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：ＹＧＡＰＡ）、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−２，７，１０，１５−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：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、Ａｌｑ３、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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：ＢｚＯｓ）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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いてもよい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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（ＣａＦ２）、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（ＥｒＦ３）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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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１１４、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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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２０２）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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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２０６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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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，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）、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（ａｃａｃ））、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（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（ａｃａｃ））、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。
【０１２７】
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：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−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。
【０１２８】
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−９Ｈ−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：ＰＣｚＰＣＡ１）、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：ＰＣｚＤＰＡ２）、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：ＰＣｚＰＣＡ２）が挙げられる。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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 Ｃｏｕｐｌｅｄ 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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、Ｎ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方のみからなるものであってもよい。さらに、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
（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。
【０１３８】
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３０１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ＥＬ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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）３０５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。
【０１４１】
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３０４よりも低い導電率であっても機能する。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等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１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
（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４０１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４０４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、ＥＬ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。
【０１５３】
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）４１０Ｒ、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。
【０１５４】
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）４０４Ｒ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４０３ｂ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。
【０１５５】
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（λＢ）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（λＧ）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（λＲ）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、λＢ＜λＧ＜λＲなる関係であるとする。
【０１５６】
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４０２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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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４０２までの総厚をｍλＲ／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ｍλＧ／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ｍλＢ／２（ただし、ｍは自然数）としている。
【０１６０】
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（λＲ）が取り出され、第２の発光素子（Ｇ）４１０Ｇ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（λＧ）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（λＢ）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。
【０１６１】
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４０２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。
【０１６２】
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）λＲ／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）λＲ／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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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）λＧ／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）λＧ／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。
【０１６５】
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４０１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。
【０１６６】
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）λＢ／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４０１から第１の発光層（Ｂ）４０４Ｂへの光学距離を所望の値（（２ｍ’’’＋１）λＢ／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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
（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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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）５０３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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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）５１３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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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５１５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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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５０２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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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−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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
（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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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７３１１（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７３０４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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
（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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【実施例１】
【０２０８】
≪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、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）の構造を以下に示す。
【０２０９】
【化２５】
【０２１０】
＜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３．２ｇ（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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
【化２６】
【０２１３】
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。
【０２１４】
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：ＰＣＡ１ＢＰ）が得られたことがわかった。
【０２１５】
１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．００−７．１１（ｍ， ５Ｈ）， ７．２１−７．４４（ｍ，１０Ｈ）， ７．５４−７．７１（ｍ，９Ｈ）， ８．０６（ｄ， Ｊ＝１．８Ｈｚ， １Ｈ）， ８．１７（ｄ， Ｊ＝７．２Ｈｚ， １Ｈ）。
【０２１６】
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、ＰＣＡ１ＢＰ（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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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４１５ｎｍ（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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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−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。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。
【０２２２】
ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅｐａと還元ピーク電位Ｅｐｃ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、−２．１２ｅＶと算出された。従って、ＰＣＡ１ＢＰ（略称）のバンドギャップ（ΔＥ）は、３．１９ｅＶであることがわかった。
【０２２３】
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。
【実施例２】
【０２２４】
≪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、ＰＣｚＢＢＡ１（略称）の構造を以下に示す。
【０２２５】
【化２７】
【０２２６】
＜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３．７ｇ（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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
【化２８】
【０２２９】
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。
【０２３０】
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１０（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。
【０２３１】
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， １Ｈ）。
【０２３２】
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、ＰＣｚＢＢＡ１（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。
【０２３３】
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１１（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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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−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。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。
【０２３８】
ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅｐａと還元ピーク電位Ｅｐｃ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。
【０２３９】
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。
【実施例３】
【０２４０】
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（１００））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。
【０２４１】
【化２９】
【０２４２】
≪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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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１１０２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。
【０２４６】
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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
【表１】
【０２５３】
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）。
【０２５４】
≪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。
【０２５５】
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１４、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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０２５８】
【表２】
【０２５９】
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。
【０２６０】
また、発光素子１に２５ｍＡ／ｃｍ２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、４７６ｎｍ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。
【実施例４】
【０２６１】
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（１００））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。
【０２６２】
【化３０】
【０２６３】
≪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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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１１０２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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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：Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）を、ＣＯ１１ＩＩ（略称）：ＰＣＡ１ＢＰ（略称）：Ｉｒ（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。
【０２７０】
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。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
【表３】
【０２７４】
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）。
【０２７５】
≪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。
【０２７６】
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１９、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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０２７９】
【表４】
【０２８０】
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。
【０２８１】
また、発光素子２に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【０２８２】
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／ｍ２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。
【０２８３】
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。
【実施例５】
【０２８４】
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（１００））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。
【０２８５】
【化３１】
【０２８６】
≪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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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１１０２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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
【表５】
【０２９７】
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）。
【０２９８】
≪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。
【０２９９】
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２５、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。
【０３００】
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。
【０３０１】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０３０２】
【表６】
【０３０３】
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。
【０３０４】
また、発光素子３に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【実施例６】
【０３０５】
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（１００））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。
【０３０６】
【化３２】
【０３０７】
≪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。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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１１０２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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
【表７】
【０３１８】
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）。
【０３１９】
≪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。
【０３２０】
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３０、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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
また、１０００ｃｄ／ｍ２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。
【０３２３】
【表８】
【０３２４】
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。
【０３２５】
また、発光素子４に２５ｍＡ／ｃｍ２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。
【符号の説明】
【０３２６】
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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物。
【化１】
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。）
【請求項２】
一般式（Ｇ２）で表されるカルバゾール化合物。
【化２】
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。）
【請求項３】
一般式（Ｇ３）で表されるカルバゾール化合物。
【化３】
（式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。）
【請求項４】
一般式（Ｇ４）で表されるカルバゾール化合物。
【化４】
（式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。）
【請求項５】
構造式（１００）で表されるカルバゾール化合物。
【化５】
【請求項６】
構造式（１０１）で表されるカルバゾール化合物。
【化６】
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のカルバゾール化合物を用いた発光素子。
【請求項８】
請求項７に記載の発光素子を用いた発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光装置を用いた照明装置。
【請求項１】
一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール化合物。
【化１】
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。）
【請求項２】
一般式（Ｇ２）で表されるカルバゾール化合物。
【化２】
（式中、αは、フェニレン基を表し、Ａｒ１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、Ａｒ２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、Ａｒ３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、Ｒ１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。）
【請求項３】
一般式（Ｇ３）で表されるカルバゾール化合物。
【化３】
（式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。）
【請求項４】
一般式（Ｇ４）で表されるカルバゾール化合物。
【化４】
（式中、Ａｒ２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、Ａｒ３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。）
【請求項５】
構造式（１００）で表されるカルバゾール化合物。
【化５】
【請求項６】
構造式（１０１）で表されるカルバゾール化合物。
【化６】
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のカルバゾール化合物を用いた発光素子。
【請求項８】
請求項７に記載の発光素子を用いた発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を用いた電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光装置を用いた照明装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１３−１０７４９（Ｐ２０１３−１０７４９Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１１９５１４（Ｐ２０１２−１１９５１４）
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年５月２５日（２０１２．５．２５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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