発光素子用材料、発光素子、発光装置、電子機器並びに照明装置
【課題】新規な発光素子用材料の提供。
【解決手段】下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料。
（Ａｒ１はＣ６〜１３の置換又は無置換のアリール基を、Ａｒ２〜Ａｒ４はＣ６〜１３の置換又は無置換のアリーレン基を、Ｒ１〜Ｒ８はＨ又は、Ｃ１〜４のアルキル基を、Ｒ１１はＣ１〜４のアルキル基又は、Ｃ６〜１３の置換又は無置換のアリール基を、Ｒ１２はＨ又は、Ｃ１〜４のアルキル基又は、Ｃ６〜１３のアリール基を表す。）
【解決手段】下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料。
（Ａｒ１はＣ６〜１３の置換又は無置換のアリール基を、Ａｒ２〜Ａｒ４はＣ６〜１３の置換又は無置換のアリーレン基を、Ｒ１〜Ｒ８はＨ又は、Ｃ１〜４のアルキル基を、Ｒ１１はＣ１〜４のアルキル基又は、Ｃ６〜１３の置換又は無置換のアリール基を、Ｒ１２はＨ又は、Ｃ１〜４のアルキル基又は、Ｃ６〜１３のアリール基を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用材料、発光素子、発光装置、電子機器並びに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光性の有機化合物を用いた発光素子は、有機化合物を含む層を一対の電極で挟持した構造を有している。この発光素子は薄型軽量に作製できること、直流電流を印加することで発光すること、液晶表示装置と比較して高速に応答することなどの特徴を有している。また、このような発光素子をマトリクス状に配置した発光装置、すなわちパッシブマトリクス型発光装置やアクティブマトリクス型発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して視野角が広く視認性が優れる点に優位性がある。このような理由から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイへとしての応用が期待されている。なお、この発光素子はエレクトロルミネッセンス素子、あるいはＥＬ素子と呼ばれることもある。
【０００３】
発光素子は、一対の電極間に挟まれた有機化合物を含む層に対して陰極から電子を注入し、これと同時に陽極から正孔を注入することで駆動される。陰極から注入された電子、および陽極から注入された正孔が有機化合物を含む層において再結合して分子励起子が形成され、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出する。このエネルギーが可視光として放出された場合、発光として認識することができる。有機化合物の励起状態には一重項励起状態と三重項励起状態が存在し、発光はどちらの励起状態からでも可能である。
【０００４】
発光素子の発光波長は、基底状態と、再結合によって形成された励起状態とのエネルギー差、すなわちバンドギャップによって決定される。従って、発光を担う分子の構造を適宜選択、修飾することで、任意の発光色を得ることが可能である。そして光の三原色である赤、青、緑の発光が可能な発光素子を用いて発光装置を作製することで、フルカラー表示可能な発光装置を作製することができる。
【０００５】
優れたフルカラーの発光装置を作製する為には、長寿命で発光効率が高く、且つ色純度に優れた赤、青、緑の発光素子が必要である。近年の材料開発の結果、赤色、および緑色の発光素子に関しては、良好な特性が達成されている。しかし、青色の発光素子に関しては、十分な特性を持つ発光素子は実現されていない。例えば、非特許文献１では、比較的長寿命な青色発光素子が報告されている。しかしながら、十分な発光効率と色は実現されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊ．シ等，アプライド・フィジックス・レターズ，Ｖｏｌ．８０，Ｎｏ．１７，ｐｐ．３２０１−３２０３、２００２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、新規な発光素子用材料を提供することを目的とする。
【０００８】
また、長寿命な発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。また、色純度の良い青色発光が得られる発光素子を提供することを課題とする。
【０００９】
また、消費電力の低減された発光装置、電子機器および照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料が、課題を解決できることを見出した。したがって本発明の一は、下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料である。
【００１１】
【化１】
【００１２】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表す。Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１１が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１２が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。
【００１３】
また、本発明の構成一は、下記一般式（Ｇ１−１）で表される発光素子用材料である。
【００１４】
【化２】
【００１５】
上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。
【００１６】
また、本発明の一は、上記発光素子用材料を含む発光素子である。つまり、一対の電極間に、上記発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００１７】
また、上記発光素子用材料は、発光効率が高いため、発光層に用いることが好ましい。よって、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上記発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００１８】
また、このようにして得られた本発明の発光素子は長寿命化であるため、これを発光素子として用いた発光装置（画像表示デバイスなど）も長寿命である。したがって本発明の一態様は、本発明の発光素子を用いた発光装置、電子機器及び照明装置も含むものする。
【００１９】
本発明の一態様の発光装置は、上記の発光素子用材料を含む発光素子と、発光素子の発光を制御する制御回路とを有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスなどの発光デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくは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。さらに、照明機器等に用いられる発光装置も含むものとする。
【００２０】
また、本発明の一態様の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様の発光素子用材料は、発光効率が高い。また、本発明の発光素子用材料は、色純度の良い青色発光が可能である。また、本発明の発光素子用材料は、電気化学的に安定であり、繰り返しの酸化反応及び還元反応に対する耐性が高い。
【００２２】
また、本発明の一態様の発光素子用材料を用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、色純度の良い青色発光を示す発光素子を得ることができる。また、長寿命な青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の一態様の発光素子用材料を用いることにより、消費電力の低減された発光装置、電子機器、及び照明装置をえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図６】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図７】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図８】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図１０】４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１１】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１２】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図１３】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図１４】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図１５】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図１６】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図１７】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１８】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１９】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図２０】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図２１】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図２２】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図２３】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図２４】実施例３で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図２５】実施例３で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図２６】実施例３で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図２７】実施例３で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２８】実施例３で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【図２９】４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図３０】実施例４で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図３１】実施例４で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図３２】実施例４で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図３３】実施例４で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図３４】実施例４で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【図３５】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図３６】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図３７】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図３８】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図３９】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図４０】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図４１】実施例６で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図４２】実施例６で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図４３】実施例６で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図４４】実施例６で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図４５】実施例６で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子用材料について説明する。
【００２７】
本実施の形態で示す発光素子用材料は、一般式（Ｇ１）で表される。
【００２８】
【化３】
【００２９】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表す。Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１１が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１２が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。
【００３０】
本実施の形態で示す一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、アミン骨格の末端にナフチル基を有することを特徴とする。つまり、Ａｒ３に直接結合しているナフチル基を有する。アミン骨格の末端にナフチル基を導入することで、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、効率よく発光し、又、電気化学的に安定な物質となる。
【００３１】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１で表されるアリール基としては、例えば、構造式（１−１）乃至（１−２０）に示す構造が挙げられる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（２−１）乃至（２−１１）に示す構造が挙げられる。
【００３４】
【化５】
【００３５】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（８−１）乃至（８−８）に示す構造が挙げられる。
【００３６】
【化６】
【００３７】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（３−１）乃至（３−２８）に示す構造が挙げられる。
【００３８】
【化７】
【００３９】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（４−０）乃至（４−２８）に示す構造が挙げられる。
【００４０】
【化８】
【００４１】
上記一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体において、合成の容易さの点から、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、パラ−フェニレン基であることが好ましい。また、パラ−フェニレン基が二つ結合したビフェニル−４，４’−ジイル基も合成の容易さの点から好ましい。つまり、一般式（Ｇ１−１）で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。
【００４２】
【化９】
【００４３】
上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。
【００４４】
一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、アミン骨格の末端にナフチル基を有する。そのため、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、効率よく発光し、又、電気化学的に安定な物質となる。よって、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、発光素子に好適である。
【００４５】
また、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、色純度のよい青色発光を示す。よって、発光素子の発光層に好適である。
【００４６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光素子用材料を用いた発光素子の一態様について、図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【００４７】
本実施の形態で示す発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れた所に発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
【００４８】
本実施の形態において、図１（Ａ）で表される発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０３と、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に設けられた有機化合物を含む層１０２とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０３は陰極と機能するものとして、以下を説明する。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０３よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０３に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下に説明をする。
【００４９】
基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において、発光素子に対して支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００５０】
第１の電極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上であることが好ましい）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：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（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）の膜は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）の膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００５１】
また、第１の電極１０１と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、第１の電極１０１として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ等）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより塗布し、第１の電極１０１を形成することも可能である。
【００５２】
有機化合物を含む層１０２は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示す発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を本実施の形態で示す発光層と適宜組み合わせて有機化合物を含む層１０２を構成することができる。本実施の形態では、有機化合物を含む層１０２は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４を有する構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００５３】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、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）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００５４】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等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。
【００５５】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００５６】
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００５７】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、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−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を挙げることができる。
【００５８】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４乃至４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００５９】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００６０】
また、正孔注入層１１１としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００６１】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層１１１として用いてもよい。
【００６２】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、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）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（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。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、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。
【００６３】
また、正孔輸送層１１２として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００６４】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層である。本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３は実施の形態１で示した発光素子用材料で構成される。実施の形態１で示した発光素子用材料は、高い発光効率を示すため、発光性の高い物質として発光素子に好適に用いることができる。
【００６５】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を電子輸送層１１４に用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６６】
また、電子輸送層１１４として、高分子化合物を用いることができる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００６７】
また、電子輸送層１１４と第２の電極１０３との間に電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属化合物、又はアルカリ土類金属化合物を用いることができる。さらに、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属が組み合わされた層も使用できる。例えばＡｌｑからなる層中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、第２の電極１０３からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
【００６８】
第２の電極１０３を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユ−ロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより塗布して第２の電極１０３を形成することも可能である。
【００６９】
また、第２の電極１０３と電子輸送層１１４との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０３として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【００７０】
以上のような構成を有する本実施の形態で示した発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に電圧を加えることにより電流が流れる。そして、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００７１】
発光は、第１の電極１０１または第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または第２の電極１０３のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１を通って基板１００側から取り出される。また、第２の電極１０３のみが透光性を有する電極である場合、光は第２の電極１０３を通って基板１００と逆側から取り出される。第１の電極１０１および第２の電極１０３がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１および第２の電極１０３を通って、基板１００側および基板１００と逆側の両方から取り出される。
【００７２】
なお、図１（Ａ）では、陽極として機能する第１の電極１０１を基板１００側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第２の電極１０３を基板１００側に設けてもよい。
【００７３】
また、有機化合物を含む層１０２の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。乾式法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法またはスピンコート法などが挙げられる。
【００７４】
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【００７５】
以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。本実施の形態で示す発光素子を表示装置に適用し、発光層を塗り分ける場合には、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層をインクジェット法などの湿式法を用いて形成することにより、大型基板であっても発光層の塗り分けが容易となり、生産性が向上する。
【００７６】
例えば、本実施の形態で示した構成において、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、正孔輸送層１１２を乾式法である真空蒸着法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を乾式法である共蒸着法、第２の電極１０３を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。また、第１の電極１０１を湿式法であるインクジェット法、正孔注入層１１１を乾式法である真空蒸着法、正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第２の電極１０３を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。なお、上記の方法に限らず、湿式法と乾式法を適宜組み合わせればよい。
【００７７】
また、例えば、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１および正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を乾式法である真空蒸着法、第２の電極１０３を乾式法である真空蒸着法で形成することができる。つまり、第１の電極１０１が所望の形状で形成されている基板上に、正孔注入層１１１から発光層１１３までを湿式法で形成し、電子輸送層１１４から第２の電極１０３までを乾式法で形成することができる。この方法では、正孔注入層１１１から発光層１１３までを大気圧で形成することができ、発光層１１３の塗り分けも容易である。また、電子輸送層１１４から第２の電極１０３までは、真空一貫で形成することができる。よって、工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００７８】
また、湿式法により発光層１１３を成膜する場合、実施の形態１で示した発光素子用材料が溶媒に溶解した溶液状の組成物を用いる事ができる。この場合、実施の形態１で示した発光素子用材料及び溶媒からなる溶液状の組成物を発光層１１３が形成される領域に付着させた後、加熱処理などにより溶媒を除去して実施の形態１で示した発光素子用材料を固化させることにより、発光層１１３の薄膜として形成する。
【００７９】
以上のような構成を有する本実施の形態で示す発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に電位差を与えることにより電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００８０】
なお第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、第１の電極１０１および第２の電極１０３から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
【００８１】
実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、本実施の形態に示すように、他の発光性物質を含有させることなく発光層として用いることが可能である。また、実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００８２】
実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の良い青色発光を示すため、色純度の良い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８３】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度がよく且つ高効率な青色発光を示すため、視感効率の高い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８４】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、電気化学的に安定であるため、長寿命な青色発光素子を得ることができる。
【００８５】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率な青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。さらに、長寿命な青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。特に、青色発光素子は、緑色発光素子、赤色発光素子に比べ、寿命、効率の点で開発が遅れており、良好な特性を有する青色発光素子が望まれている。実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率で、長寿命な青色発光が可能であり、フルカラーディスプレイに好適である。
【００８６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
【００８７】
実施の形態２で示した発光層１１３を、実施の形態１で示した発光素子用材料を他の物質に分散させた構成とすることで、実施の形態１で示した発光素子用材料からの発光を得ることができる。実施の形態１で示した発光素子用材料は青色の発光を示すため、青色の発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８８】
ここで、実施の形態１で示した発光素子用材料を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態２で述べた正孔輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）などが挙げられる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を分散させる物質として高分子材料を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などや、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００８９】
実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、これを用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００９０】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の高い青色発光を示すため、色純度の高い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００９１】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、効率良く発光するため、視感効率の高い青色発光が得られる発光素子を得ることができる。
【００９２】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、長寿命な発光素子を得ることができる。
【００９３】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率かつ色純度の高い青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、長寿命の青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。
【００９４】
なお、発光層１１３以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
【００９５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について、図１（Ａ）を用いて説明する。
【００９６】
実施の形態２で示した発光層１１３を、実施の形態１で示した発光素子用材料に発光性の物質を分散させた構成とすることで、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【００９７】
実施の形態１で示した発光素子用材料を他の発光性物質を分散させる材料として用いる場合、発光性物質に起因した発光色を得ることができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料に起因した発光色と、実施の形態１で示した発光素子用材料中に分散されている発光性物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
【００９８】
ここで、実施の形態１で示した発光素子用材料に分散させる発光性物質としては、種々の材料を用いることができる。具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、｛２−（１，１−ジメチルエチル）−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−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）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、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，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，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレンなどの蛍光を発光する蛍光発光性物質を用いることができる。また、（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））、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）などの燐光を発光する燐光発光性物質を用いることができる。
【００９９】
なお、発光層１１３以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
【０１００】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２乃至実施の形態４で示した構成と、異なる構成の発光素子について図１（Ｂ）を用いて説明する。
【０１０１】
本実施の形態で示す発光素子は、実施の形態２で示した発光素子における発光層１１３に第１の層１２１と第２の層１２２を設けたものである。
【０１０２】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層であり、本実施の形態で示す発光素子において、発光層１１３は、第１の層１２１と第２の層１２２を有する。第１の層１２１は、第１の有機化合物と正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層１２２は、第２の有機化合物と電子輸送性の有機化合物を有する。第１の層１２１は、第２の層１２２の第１の電極側、つまり陽極側に接して設けられている。
【０１０３】
第１の有機化合物および第２の有機化合物は、発光性の高い物質である。本実施の形態で示す発光素子は、第１の有機化合物または第２の有機化合物に実施の形態１で示した発光素子用材料を含む。実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の高い青色発光を示すため、発光性の高い物質として本実施の形態で示す発光素子に好適に用いることができる。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同一であっても異なっていてもよい。
【０１０４】
第１の有機化合物または第２の有機化合物の一方に実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた場合には、他方に、例えば、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）、４，４’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアニリン｝（略称：ＹＧＡＢＰＡ）、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，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，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）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルスチルベン−４−アミン（略称：ＹＧＡＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレンなどの青色系の発光を示す物質を用いることができる。これらの物質は、実施の形態１で示した発光素子用材料と同系色の発光を示すため、本実施の形態の発光素子に好適に用いることができる。
【０１０５】
また、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質である。また、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質である。
【０１０６】
以上のような構成を有する本実施の形態で示す発光素子に関し、図１（Ｂ）を用い動作原理を説明する。
【０１０７】
図１（Ｂ）において、第１の電極１０１から注入された正孔は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２を経由して、発光層１１３の第１の層１２１に注入される。第１の層１２１に注入された正孔は、第１の層１２１を経由してさらに第２の層１２２にも注入される。ここで、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の層１２２に注入された正孔は移動しにくくなる。その結果、正孔は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在するようになる。また、正孔が電子と再結合することなく電子輸送層１１４にまで達してしまう現象が抑制される。
【０１０８】
一方、第２の電極１０３から注入された電子は、電子輸送層１１４を経由して、発光層１１３の第２の層１２２に注入される。第２の層１２２に注入された電子は、第２の層１２２だけではなく、さらに第１の層１２１にも注入される。ここで、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質であるため、第１の層１２１に注入された電子は移動しにくくなる。その結果、電子が正孔と再結合することなく正孔輸送層１１２にまで達してしまう現象が抑制される。
【０１０９】
以上のことから、発光層１１３の第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近の領域に正孔と電子が多く存在するようになり、その界面付近における再結合の確率が高くなる。すなわち、発光層１１３の中央付近に発光領域が形成される。またその結果、正孔が再結合することなく電子輸送層１１４に達してしまう、あるいは電子が再結合することなく正孔輸送層１１２に達してしまうことが抑制されるため、再結合の確率の低下を防ぐことが出来る。これにより、経時的なキャリアバランスの低下が防げるため、信頼性の向上に繋がる。
【０１１０】
発光層１１３の第１の層１２１に正孔および電子が注入されるようにするためには、正孔輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物であり、最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、正孔輸送性の有機化合物は最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【０１１１】
このように酸化反応および還元反応が可能な有機化合物としては、３環以上６環以下のポリアセン誘導体のうち、特に、実施の形態１で示した発光素子用材料が好適であり、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物としては、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）、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）等が挙げられる。
【０１１２】
同様に、発光層１１３の第２の層１２２に正孔および電子が注入されるようにするためには、電子輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物であり、ＨＯＭＯ準位は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物は最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【０１１３】
このように酸化反応および還元反応が可能な有機化合物としては、３環以上６環以下のポリアセン誘導体が挙げられ、具体的には、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］クリセン誘導体等が挙げられる。例えば、発光層１１３の第２の層１２２に用いることのできる電子輸送性の化合物としては、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）などが挙げられる。
【０１１４】
また、図１（Ｂ）を用いて先に説明した通り、本実施の形態で示す発光素子においては、発光層１１３の第１の層１２１から第２の層１２２に正孔が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差は小さい方が好ましい。また、発光層１１３の第２の層１２２から第１の層１２１に電子が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差は小さい方が好ましい。正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差が大きいと、第１の層１２１から第２の層１２２へ正孔が注入されにくくなるため、発光領域が第１の層１２１に偏ってしまう。同様に、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差が大きい場合も、第２の層１２２から第１の層１２１へ電子が注入されにくくなるため、発光領域が第２の層１２２に偏ってしまう。よって、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差、及び、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差は、０．３ｅＶ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１ｅＶ程度である。
【０１１５】
また、発光素子は電子と正孔が再結合することにより発光が得られるため、発光層１１３に用いられる有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。つまり、酸化反応および還元反応に対して可逆的であることが好ましい。特に、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることは、サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）測定によって、確認することが出来る。
【０１１６】
具体的には、有機化合物の酸化反応の酸化ピーク電位（Ｅｐａ）の値や還元反応の還元ピーク電位（Ｅｐｃ）の値の変化、ＣＶ曲線の変化等を測定することにより、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であるかどうか確認することができる。発光層１１３に用いる正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化ピーク電位における電流値および還元ピーク電位における電流値の変化が、酸化反応と還元反応を繰り返してもできるだけ変化しないことが好ましい。また、酸化ピーク電位および還元ピーク電位も酸化反応と還元反応を繰り返してもできるだけ変化しないことが好ましい。
【０１１７】
また、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と、第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物が異なる構成とすると、第１の層１２１と第２の層１２２のどちらか一方の層からのみ発光が得られる恐れがあるが、第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物とを同じ物質とすることにより、発光層１１３の中央付近で発光させることが可能となる。よって、第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物とを実施の形態１で示した発光素子用材料から選ばれた同一の有機化合物とすることが好ましい。実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、本実施の形態で示す構成に適用することにより、発光効率が高く長寿命の発光素子を得ることができる。
【０１１８】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料はバイポーラ性であり、正孔輸送性も有するため、本実施の形態における発光層１１３の第１の層１２１に単独で用いることができる。また、第２の層１２２は、実施の形態１で示した発光素子用材料を発光中心としてホスト材料に分散する構成となっているため、第２の層１２２の発光中心物質が、第１の層１２１を構成している構造となっている。この様に発光層１１３の第１の層１２１に実施の形態１で示した発光素子用材料を単独で用いる場合でも、発光層１１３の第１の層１２１が正孔輸送性を有するため、第１の層１２１と第２の層１２２の両方からの発光が得られる。つまり、実施の形態１で示した発光素子用材料のみから成る第１の層１２１からの発光も得られることとなる。
【０１１９】
以上のように第１の層１２１に実施の形態１で示した発光素子用材料を単独で用いた構成の発光素子では、発光効率が向上する。特に発光効率の向上と長寿命化の両方を実現できる発光素子とすることが可能である。発光効率の向上は、第２の層１２２で再結合に関与しなかった電子が、第１の層１２１において発光に関与することが一つの理由と考えられる。また、寿命の向上は、第２の層１２２で再結合に関与しなかった電子が第１の層１２１で再結合することによって、正孔輸送層１１２に到達する電子の数が減少し、正孔輸送層１１２を構成する材料の劣化を引き起こすことが抑制されたことが理由の一つであると考えられる。これらは、第１の層１２１が、第２の層１２２における発光中心物質である実施の形態１で示した発光素子用材料により構成されていることにより実現するものである。
【０１２０】
本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３と正孔輸送層１１２との界面または発光層１１３と電子輸送層１１４との界面に発光領域が形成されているのではなく、発光層１１３の中央付近に発光領域が形成されている。よって、正孔輸送層１１２や電子輸送層１１４に発光領域が近接することによる劣化の影響を受けることがない。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、本実施の形態で示す発光素子の発光層１１３は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で形成されているため、正孔と電子の再結合による発光を繰り返しても劣化しにくい。よって、より長寿命な発光素子を得ることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる有機化合物の発光色と、第２の層１２２に含まれる有機化合物の発光色は同系色の発光色であるため、第１の層１２１に含まれる有機化合物だけでなく、第２の層１２２に含まれる有機化合物が発光しても、色純度の高い発光を得ることができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、青色の発光を示す発光性の高い物質でるため、本実施の形態で示す素子構造は、青色系の発光素子および青緑色系の発光素子に対して特に有効である。青色は、フルカラーディスプレイを作製する際には必要な色であり、本発明を適用することにより劣化を改善することができる。無論、緑や赤の発光素子に用いてもよい。また、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることも可能である。
【０１２２】
また、本実施の形態で示す発光素子では、発光層１１３の第１の層１２１及び、第２の層１２２の構成は、実施の形態１で示した発光素子用材料をホスト材料に分散させた構成でもよいし、実施の形態１で示した発光素子用材料をホスト材料に分散することなく、単独で用いた構成にしても良い。
【０１２３】
（実施の形態６）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図２を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。発光ユニットとしては、実施の形態２で示した有機化合物を含む層１０２と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態２で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
【０１２４】
図２において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が、電荷発生層５１３を介して積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態２と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２乃至実施の形態５に記載の有機化合物を含む層と同様なものを適用することができる。
【０１２５】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態２で示した複合材料であり、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である正孔輸送性有機化合物を適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【０１２６】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１２７】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図２において、第１の電極５０１の電位の方が第２の電極５０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【０１２８】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを電荷発生層を介して積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、低い電流密度で高輝度の発光が可能な長寿命素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１２９】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり。補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１３１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置について説明する。
【０１３２】
本実施の形態では、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、画素部６０２に設置された発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１と駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１３３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３４】
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１３５】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、素子基板６１０上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を素子基板６１０上ではなく外部に形成することもできる。
【０１３６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
【０１３７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１３８】
第１の電極６１３上には、有機化合物を含む層（ＥＬ層）６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等の積層膜を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１３９】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光素子用材料を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。また、ＥＬ層６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【０１４０】
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、Ｍｇ−Ａｇ、Ｍｇ−Ｉｎ、Ａｌ−Ｌｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛等）との積層を用いるのが良い。
【０１４１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
【０１４２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、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。
【０１４３】
以上のようにして、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置を得ることができる。
【０１４４】
本実施の形態で示す発光装置は、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１４５】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、発光効率が高いため、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４６】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率で色純度の高い青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、消費電力が低く、長寿命の青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。
【０１４７】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図４において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含む層（ＥＬ層）９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、クロストーク等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１で示した発光素子用材料を含むことによって、寿命の長い発光装置を得ることができる。また、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４８】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態７に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本実施の形態で示す電子機器は、実施の形態１に示した発光素子用材料を含み、長寿命の表示部を有する。また、消費電力の低減された表示部を有する。
【０１４９】
実施の形態１に示した発光素子用材料を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図５に示す。
【０１５０】
図５（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するテレビ装置を得ることができる。
【０１５１】
図５（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するコンピュータを得ることができる。
【０１５２】
図５（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有する携帯電話を得ることができる。
【０１５３】
図５（Ｄ）は本発明に係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するカメラを得ることができる。
【０１５４】
以上の様に、本発明を適用した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、寿命の長い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、低消費電力の表示部を有する電子機器を得ることができる。
【０１５５】
また、本発明を適用した発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図６を用いて説明する。
【０１５６】
図６は、本発明を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図６に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明を適用した発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１５７】
本発明を適用した発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率が高く、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、本発明を適用した発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明を適用した発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明を適用した発光装置は長寿命であるため、本発明を適用した発光装置を用いた液晶表示装置も長寿命である。
【０１５８】
図７は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図７に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明を適用した発光装置が用いられている。本発明を適用した発光装置は、発光効率が高く、長寿命であるため、電気スタンドも発光効率が高く、長寿命である。
【０１５９】
図８は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明を適用した発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明を適用した発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図５（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【実施例１】
【０１６０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０１６１】
【化１０】
【０１６２】
［ステップ１：９−フェニルアントラセンの合成］
【０１６３】
２００ｍＬ三口フラスコに、９−ブロモアントラセン６．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸３．０ｇ（２５ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．７６ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）６０ｍＬ、２．０Ｍ炭酸カリウム水溶液２５ｍＬを加えた。この混合物を減圧下で攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素気流下、８０℃で３時間攪拌した。所定時間後、この混合物に水を加え、有機層と水層を分離し、水層をさらにトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層とを合わせ、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナを通して吸引濾過し、得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をトルエンとメタノールの混合溶媒で再結晶した所、目的物の白色粉末を収量５．８ｇ、収率９２％で得た。９−フェニルアントラセンの合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。
【０１６４】
【化１１】
【０１６５】
［ステップ２：９−ヨード−１０−フェニルアントラセンの合成］
【０１６６】
４．５ｇ（１８ｍｍｏｌ）の９−フェニルアントラセンを５００ｍＬエーレンマイヤーフラスコへ入れた。このフラスコへ２００ｍＬの酢酸を加えて、７０℃に加熱して９−フェニルアントラセンを溶かした。この溶液へ、５．２ｇ（１３ｍｍｏｌ）の１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（ＤＩＨ）を加えた。この溶液を７０℃、空気下で３時間攪拌した。反応後、この溶液へ約１００ｍＬの水と約２００ｍＬのクロロホルムを加えた。この混合物を、水で２回洗浄し、有機層を分離し、水層をクロロホルムで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、褐色固体を得た。この固体をヘキサンで洗浄したところ、目的物の黄色固体を５．８ｇ、収率８６％で得た。合成スキームを（Ａ−２）に示す。
【化１２】
【０１６７】
［ステップ３：９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンの合成］
【０１６８】
９−ヨード−１０−フェニルアントラセン１．０ｇ（２．６ｍｍｏｌ）、ｐ−ブロモフェニルボロン酸５４０ｍｇ（２．７ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）４６ｍｇ（３０μｍｏｌ）、３．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）、トルエン１０ｍＬの混合物を８０℃、９時間撹拌した。反応後、この混合物へトルエンを加えてからフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通してろ過をした。得られたろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ目的物の淡褐色固体を５６０ｍｇ、収率４５％で得た。９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ａ−３）に示す。
【０１６９】
【化１３】
［ステップ４：３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
【０１７０】
３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモフェニルボロン酸を２．０ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、２００ｍＬの三口フラスコへ入れ、この混合物へ、５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）と、１０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、８０℃で９．５時間攪拌した。反応後、この混合物を室温まで冷ました後、水で２回洗浄した。有機層を分離し、得られた水層をトルエンで２回抽出し、抽出液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過してから、ろ液を濃縮した。得られた油状物を約２０ｍＬのトルエンに溶かし、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）により精製したところ、目的物の白色粉末状固体を１．９ｇ、収率４９％で得た。３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記反応式（Ａ−４）に示す。
【０１７１】
【化１４】
【０１７２】
［ステップ５：４−（１−ナフチル）アニリンの合成法］
【０１７３】
４−ブロモアニリン５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４５ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）３１ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６６．２ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．３時間還流した。反応後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油状物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を２．５ｇ、収率４０％で得た。４−（１−ナフチル）アニリンの合成スキームを（Ａ−５）に示す。
【０１７４】
【化１５】
【０１７５】
［ステップ６：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の合成］
【０１７６】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール０．８ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン４ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．４ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１．８ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３７ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で３時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：２）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を０．７ｇ 収率６３％で得た。ＰＣＢＮＡの合成スキームを下記（Ａ−６）に示す。
【０１７７】
【化１６】
【０１７８】
なお、上記実施例１のステップ６で得られた固体を、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）により測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１０に示す。また、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、本発明の一態様である発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡを合成するための原料となるＰＣＢＮＡが得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲ測定データを示す。
【０１７９】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２５−７．７０（ｍ、２３Ｈ）、７．８４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９１（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．０３（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３４（ｓ、１Ｈ）
【０１８０】
［ステップ７：４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
【０１８１】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．４５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．４ｇ（４．３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１０ｍＬに溶かしたＰＣＢＮＡ０．８ｇ（１．４ｍｍｏｌ）を入れた後、トルエンを４．３ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を１．０７ｇ、収率８５％で得た。また、ＰＣＢＮＡＰＡの合成スキームを下記（Ａ−７）に示す。
【０１８２】
【化１７】
【０１８３】
得られた黄色固体０．８４ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力４．５Ｐａ、アルゴンガスを流量５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３８０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．７６ｇ、回収率９１％で得た。
【０１８４】
なお、上記ステップ７で得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１１に示す。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の本発明の一態様である発光素子用材料ＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０１８５】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．６６（ｍ、３１Ｈ），７．７０−７．７８（ｍ，６Ｈ），７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４０（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）
【０１８６】
得られたＰＣＢＮＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０１８７】
また、ＰＣＢＮＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１２、発光スペクトルを図１３に示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図１３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、３３７ｎｍ、３７５ｎｍ、３９７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５７ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０１８８】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図１４に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図１５に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図１５において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では３３９ｎｍ、３５７ｎｍ、３７５ｎｍ、４０１ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４７６ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０１８９】
このように、構造式（１０１）で表される本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０１９０】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０１９１】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０１９２】
ＰＣＢＮＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２２Ｖから−２．４０Ｖまで変化させた後、−２．４０Ｖから−１．２２Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．２８Ｖから０．６０Ｖまで変化させた後、０．６０Ｖから０．２８Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０１９３】
図１６（Ａ）にＰＣＢＮＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図１６（Ｂ）に還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図１６において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０１９４】
図１６（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図１６（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０１９５】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＣＢＮＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの９６％、還元側で８６％の強度を保っていた。これによりＰＣＢＮＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０１９６】
また、薄膜状態のＰＣＢＮＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶであった。更に、図１４の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．５５ｅＶであった。このように、ＰＣＢＮＡＰＡは２．９２ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例２】
【０１９７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０１９８】
【化１８】
【０１９９】
［ステップ１：４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミンの合成］
【０２００】
４−ブロモアニリン０．７０ｇ（４ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）フェニルボロン酸１．０ｇ（４ｍｍｏｌ）、トリス（オルト−トリル）ホスフィン６１．８ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１４ｍＬ、エタノール６ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）４ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃で撹拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）１１．９ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で１．５時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油液物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を１．１ｇ、収率９５％で得た。４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミンの合成スキームを下記（Ｂ−１）に示す。
【０２０１】
【化１９】
【０２０２】
［ステップ２：４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＡ）の合成］
【０２０３】
ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド１．１ｇ（１１．４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコにトルエン１２ｍＬに溶かした４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミン１．１ｇ（３．８ｍｍｏｌ）と、トルエン１８ｍＬに溶かした３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．５ｇ（３．８ｍｍｏｌ）を入れた後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬを加えた。この混合物を６０℃で撹拌した後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３５．５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で４．５時間加熱攪拌した。反応後、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はクロロホルム：ヘキサン＝１：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を１．８ｇ、収率７６％で得た。ＰＣＢＮＢＡの合成スキームを下記（Ｂ−２）に示す。
【０２０４】
【化２０】
【０２０５】
なお、上記実施例２のステップ２で得られた固体を、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）により測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１７に示す。図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述のＰＣＢＮＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＮＢＡが得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２０６】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．７０（ｍ、２８Ｈ）、７．８７（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．０１（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）
【０２０７】
［ステップ３：４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の合成］
【０２０８】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．６０ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．４０ｇ（４．４ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＮＢＡ０．９０ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエンを１０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１０ｍＬを加えた。この混合物を６０℃で撹拌した後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）４２ｍｇ（７．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で６時間攪拌した。撹拌後、更にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加えた後、９５℃で更に１時間攪拌した。反応後、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、得られたろ液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製したところ、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、クロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を０．７０ｇ、収率５２％で得た。また、ＰＣＢＮＢＡＰＡの合成スキームを下記（Ｂ−３）に示す。
【０２０９】
【化２１】
【０２１０】
得られた黄色固体０．７０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力４．２Ｐａ、アルゴンガスを流量１０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、４３０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．５０ｇ、回収率６８％で得た。
【０２１１】
なお、上記実施例２のステップ３で得られた固体を、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１８に示す。図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述本発明の発光素子用材料ＰＣＢＮＢＡＰＡ（構造式（１０３））が得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２１２】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３１−７．７８（ｍ、４１Ｈ），７．８７−７．９４（ｍ，４Ｈ），８．０１（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．２１（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４２（ｄ，Ｊ＝０．９Ｈｚ、１Ｈ）
【０２１３】
得られたＰＣＢＮＢＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０２１４】
また、ＰＣＢＮＢＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１９、発光スペクトルを図２０に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図２０において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、３５３ｎｍ、３９５ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５９ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０２１５】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図２１に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図２２に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図２１において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図２２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では３４５ｎｍ、４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４８３ｎｍ（励起波長４００ｎｍ）であった。
【０２１６】
このように、構造式（１０３）で表される本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＣＢＮＢＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０２１７】
また、ＰＣＢＮＢＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０２１８】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０２１９】
ＰＣＢＮＢＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２４Ｖから−２．３５Ｖまで変化させた後、−２．３５Ｖから−１．２４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．０４Ｖから０．５８Ｖまで変化させた後、０．５８Ｖから０．０４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０２２０】
図２３（Ａ）にＰＣＢＮＢＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図２３（Ｂ）にＰＣＢＮＢＡＰＡの還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図２３において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０２２１】
図２３（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図２３（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０２２２】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＣＢＮＢＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８７％、還元側で７８％の強度を保っていた。これによりＰＣＢＮＢＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０２２３】
また、薄膜状態のＰＣＢＮＢＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４３ｅＶであった。更に、図２１の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．８４ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．５９ｅＶであった。このように、ＰＣＢＮＢＡＰＡは２．８４ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例３】
【０２２４】
本実施例では、本発明の発光素子の一例について、図９を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０２２５】
【化２２】
【０２２６】
（発光素子１）
発光素子１の構造を、図９（Ａ）を用いて説明する。まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０２２７】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から複数の材料を同時に蒸着する、蒸着法である。
【０２２８】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０２２９】
さらに、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより正孔輸送層１１０３上に３０ｎｍの膜厚の発光層１１０４を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡとの重量比は、１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０２３０】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層１１０４上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１０５を形成した。
【０２３１】
さらに、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを１ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層１１０６を形成した。
【０２３２】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子１を作製した。
【０２３３】
（比較発光素子１）
次に、発光素子１の比較として、比較発光素子１を作成した。比較発光素子１の素子構造を、図９（Ａ）を用いて説明する。比較発光素子１は、発光層１１０４に、本発明の一態様である発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡの代わりに、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）を用いて作成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。比較発光素子１は、発光層１１０４以外の構成は全て発光素子１と同じ構成である。
【０２３４】
発光素子１及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性を図２４に示す。また、電圧−輝度特性を図２５に示す。また、輝度−電流効率特性を図２６に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図２７に示す。図２７から、発光素子１の発光は、ＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。また、図２７から、比較発光素子１の発光は、ＰＣＢＡＰＡからの発光であることがわかった。９６０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２０）であり、色純度の高い青色発光が得られた。また、図２６から分かるように、発光素子１の９６０ｄ／ｍ２における電流効率は５．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図２５から、９６０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子１は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。一方、９１０ｃｄ／ｍ２の輝度のときの比較発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１８）であり、良好な青色発光が得られた。また、図２６から、比較発光素子１の９１０ｃｃｄ／ｍ２における電流効率は５．０ｃｄ／Ａであり、比較的高い電流効率を有することがわかった。また、図２５から、９１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．７ｌｍ／Ｗであった。この結果から、比較発光素子１は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０２３５】
発光素子１と比較発光素子１を比べると、発光素子１のほうが高い電流効率を示した。発光素子１と比較発光素子１における、発光層の発光材料の構造の違いは、発光材料である発光素子用材料が有するアミン骨格の末端に、１−ナフチル基を有するかどうかである。１−ナフチル基の有無により、発光素子１と比較発光素子１の発光効率に差が生じた。従って、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、高い発光効率の実現に効果があることが明らかとなった。また、本発明の一態様である発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動が可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０２３６】
次に、発光素子１および比較発光素子１の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２８に示す。図２８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。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本実施例の発光素子１及び比較発光素子１を駆動した。図２８から、発光素子１の１５０時間後の輝度は初期輝度の８８％を保っていた。一方、比較発光素子１の１５０時間後の輝度は初期輝度の８６％を保っていた。したがって、発光素子１および比較発光素子１どちらも高い信頼性を示すことが明らかとなったが、発光素子１の方が、比較発光素子１と比べてより高い信頼性を示すことが明らかとなった。従って、本発明の一態様である発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【０２３７】
本実施例で使用した、構造式（ｖ）で表される４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）は新規材料であるので、合成法を説明する。
【０２３８】
【化２３】
【０２３９】
［ステップ１：３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
【０２４０】
１０００ｍＬエーレンマイヤーフラスコに、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを２４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、Ｎ−ブロモこはく酸イミドを１８ｇ（１００ｍｍｏｌ）、トルエンを４５０ｍＬ、酢酸エチルを２００ｍＬ加え、この溶液を室温にて４５時間撹拌した。反応後、得られた混合物を、水で洗浄した後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮したところ、目的物である３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを収量３２ｇ、収率９９％で得た。３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
【０２４１】
【化２４】
【０２４２】
［ステップ２：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
【０２４３】
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ、収率８６％で得た。９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
【０２４４】
【化２５】
【０２４５】
［ステップ３：４−ブロモジフェニルアミンの合成］
【０２４６】
ジフェニルアミンを５１ｇ（０．３ｍｏｌ）、１Ｌエーレンマイヤーフラスコに入れ、酢酸エチル７００ｍＬに溶かした。この溶液にＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）を５４ｇ（０．３ｍｏｌ）加え、約３０時間撹拌した。反応後、この混合物を水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を濾過して濾液を濃縮したところ、目的物の褐色油状物を、収量７０ｇ、収率９４％で得た。４−ブロモジフェニルアミンの合成スキームを（Ｃ−３）に示す。
【０２４７】
【化２６】
【０２４８】
［ステップ４：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
【０２４９】
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃で１０時間還流した。還流後、有機層を分離し、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物である白色固体を得た。なお、収量は４．９ｇ、収率は４５％であった。ＰＣＢＡの合成スキームを（Ｃ−４）に示す。
【０２５０】
【化２７】
【０２５１】
［ステップ５：４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）の合成］
【０２５２】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶し、目的物であるＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を６．６ｇ、収率７５％で得た。ＰＣＢＡＰＡの合成スキームを（Ｃ−５）に示す。
【０２５３】
【化２８】
【０２５４】
得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。
【０２５５】
得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２９に示す。図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の構造式（ｖ）で表される発光素子用材料ＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０２５６】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ，３３Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【実施例４】
【０２５７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子の一例について、図９（Ｂ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料は、実施例３で用いた材料と同じである。
【０２５８】
（発光素子２）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０２５９】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２６０】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０２６１】
次に、正孔輸送層１１０３上に、本発明の一態様である発光素子用材料ＰＣＢＮＡＰＡを膜厚２０ｎｍとなるように蒸着することで、第１の発光層１２００を形成した。
【０２６２】
さらに、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層１２００上に３０ｎｍの膜厚の第２の発光層１２０１を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡの重量比は１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０２６３】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、第２の発光層１２０１上にＡｌｑを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層１１０５を形成した。
【０２６４】
続いて、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを蒸着することにより、１ｎｍの膜厚で電子注入層１１０６を形成した。
【０２６５】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子２を作製した。
【０２６６】
（比較発光素子２）
次に、発光素子２の比較発光素子２を作成した。比較発光素子２の素子構造を、図９（Ｂ）を用いて説明する。比較発光素子２は、発光素子２の第１の発光層１２００及び第２の発光層１２０１に、本発明の発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡの代わりに、構造式（ｖ）で表されるＰＣＢＡＰＡを用いて作成した。ここで、第１の発光層１２００はＰＣＢＡＰＡを用い、第２の発光層１２０１においてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの重量比は１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。比較発光素子２は、第１の発光層１２００及び第２の発光層１２０１以外の構成は、全て発光素子２と同じである。
【０２６７】
発光素子２及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図３０に示す。また、電圧−輝度特性を図３１に示す。また、輝度−電流効率特性を図３２に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図３３に示す。図３３から、発光素子２の発光は、ＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。また、比較発光素子２の発光は、ＰＣＢＡＰＡからの発光であることがわかった。１０１０ｃｄ／ｍ２の輝度のときの発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２２）であり、青色発光が得られた。また、図３２から、発光素子２の１０１０ｃｄ／ｍ２における電流効率は６．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図３１から、１０１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は５．６Ｖであり、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子２は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。一方、９１０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の比較発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２２）であり、青色発光が得られた。また、図３２から、比較発光素子２の９１０ｃｃｄ／ｍ２における電流効率は５．４ｃｄ／Ａであり、比較的高い電流効率を示すことがわかった。また、図３１から、９１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は６．２Ｖであり、パワー効率は３．７ｌｍ／Ｗであった。この結果から、比較発光素子２は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０２６８】
発光素子２と比較発光素子２を比べると、発光素子２のほうが高い電流効率を示した。発光素子２と比較発光素子２における、発光層の発光材料の違いは、発光材料である発光素子用材料が有するアミン骨格の末端に、１−ナフチル基を有するかどうかである。１−ナフチル基の有無により、発光素子２と比較発光素子２の発光効率に差が生じた。従って、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、高い発光効率の実現に効果があることが実施例４からも明らかとなった。また、本発明の一態様である発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧で駆動可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０２６９】
次に、発光素子２および比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３４に示す。図３４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。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本実施例の発光素子２及び比較発光素子２を駆動した。図３４から、発光素子２の１０００時間後の輝度は初期輝度の８６％を保っていた。一方、比較発光素子２の１０００時間後の輝度は初期輝度の７５％を保っていた。したがって、発光素子２および比較発光素子２どちらも高い信頼性を示すことが明らかとなったが、発光素子２の方が、比較発光素子２と比べてより高い信頼性を示すことが明らかとなった。従って、本発明の一態様である発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【実施例５】
【０２７０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０２７１】
【化２９】
【０２７２】
［ステップ１：３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７３】
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２０．０ｇ（０．０８ｍｏｌ）を１０００ｍＬマイヤーフラスコへ入れ、２００ｍＬの酢酸エチルを加えて溶かした。この溶液にＮ−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）１４．６ｇ（０．１８ｍｏｌ）を加え、３００ｍＬの酢酸エチルを加え、室温で１２日間攪拌した。反応後、この混合物へ水を加え、有機層と水層を分離した。得られた有機層を水で３回、飽和食塩水の順で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、目的物を２１．２ｇ、収率７７％で得た。３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−１）に示す。
【０２７４】
【化３０】
【０２７５】
［ステップ２：３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７６】
フェニルボロン酸１５．１ｇ（０．１ｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン１．３ｇ（４．１ｍｏｌ）を１０００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬに溶かした３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２１．２ｇ（６３．９ｍｍｏｌ）、トルエン２１０ｍＬ、エタノール１０３ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）８２ｍＬを加え、フラスコ内を減圧しながら攪拌して、この混合物を脱気した。脱気後、この混合物を８０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．２３ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．０時間還流した。反応後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで３回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、褐色の固体を得た。得られた固体をクロロホルム／メタノールにより再結晶を行い、目的物の白色固体を１４．０ｇ、収率５３％で得た。ステップ２：３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−２）に示す。
【０２７７】
【化３１】
【０２７８】
［ステップ３：３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７９】
３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール７．０ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）を１０００ｍＬマイヤーフラスコへ入れた。フラスコへ１４０ｍＬの酢酸を加えて、６０℃に加熱して３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液へ、Ｎ−ヨードこはく酸イミド（ＮＩＳ）４．９ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液を室温で４日間攪拌した。反応後、クロロホルム２００ｍＬ、水１００ｍＬを加え、有機層と水層を分離した。得られた有機層を水で３回、飽和食塩水の順で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、濃縮して得られた固体をトルエン／ヘキサンにより再結晶を行い、目的物を７．９ｇ、収率８１％で得た。３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−３）に示す。
【０２８０】
【化３２】
【０２８１】
［ステップ４：３−（４−ブロモフェニル）−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール５．０ｇ（１１．２ｍｍｏｌ）、４−フェニルボロン酸３．２ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン０．２ｇ（０．６ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン８４．０ｍＬ、エタノール２８．０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）１１．６ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６２．３ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で６時間攪拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）５２．６ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、１時間半攪拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）５０．３ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、１時間攪拌した。反応後、この混合物にトルエンを加え、セライトに通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液に水と酢酸エチルを加え、有機層と水層を分離し、水層を酢酸エチルで３回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：クロロホルム＝６：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、クロロホルム／ヘキサンにより再結晶を行い、目的の白色固体を２．４ｇ、収率４０％で得た。３−（４−ブロモフェニル）−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−４）に示す。
【０２８２】
【化３３】
【０２８３】
［ステップ５：４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）ジフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡ）の合成］
【０２８４】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．０ｇ（２．１ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．３ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン３ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．５ｇ（２．１ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１０．５ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０．３ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３１．２ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンを加え、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝２：３）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、クロロホルム／ヘキサンにより再結晶し、目的物の白色固体を０．７ｇ、収率５２％で得た。４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成スキームを下記（Ｄ−５）に示す。
【０２８５】
【化３４】
【０２８６】
［ステップ６：４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
【０２８７】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．７ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．５ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）−４’−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン１．０ｇ（１．６ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエンを１２．２ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０．３ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３２．５ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、トルエンを２０ｍＬ加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、得られた固体を、トルエン／ヘキサンにより再結晶し、目的物の黄色固体を１．１ｇ、収率７２％で得た。得られた黄色固体１．１ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．７Ｐａ、アルゴンガスを流量５．５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３９０℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．９ｇ、回収率８７％で得た。４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記（Ｄ−６）に示す。
【０２８８】
【化３５】
【０２８９】
なお、上記ステップ６で得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図３５に示す。図３５（Ｂ）は図３５（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の本発明の発光素子用材料ＰＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０２９０】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０−７．７９（ｍ、４１Ｈ）、７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．４３（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．４５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）、
【０２９１】
得られたＰＰＣＢＮＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０２９２】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３６、発光スペクトルを図３７に示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図３６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図３７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、２９３ｎｍ、３３８ｎｍ、３９７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５８ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０２９３】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図３８に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図３９に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図３８において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図３９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では２６４ｎｍ、２９６ｎｍ、３４１ｎｍ、３５６ｎｍ、４０２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４８３ｎｍ（励起波長３９９ｎｍ）であった。
【０２９４】
このように、本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＰＣＢＮＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０２９５】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０２９６】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０２９７】
ＰＰＣＢＮＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２２Ｖから−２．４０Ｖまで変化させた後、−２．４０Ｖから−１．２２Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．２８Ｖから０．６０Ｖまで変化させた後、０．６０Ｖから０．２８Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０２９８】
図４０（Ａ）にＰＰＣＢＮＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図４０（Ｂ）に還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図４０において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０２９９】
図４０（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図４０（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０３００】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＰＣＢＮＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８８％、還元側で８８％の強度を保っていた。これによりＰＰＣＢＮＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０３０１】
また、薄膜状態のＰＰＣＢＮＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４５ｅＶであった。更に、図４０の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．７５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．７０ｅＶであった。このように、ＰＰＣＢＮＡＰＡは２．７５ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例６】
【０３０２】
本実施例では、本発明の発光素子の一例について、図９（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０３０３】
【化３６】
【０３０４】
（発光素子３）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０３０５】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３０６】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０３０７】
さらに、ＣｚＰＡとＰＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより、正孔輸送層１１０３上に３０ｎｍの膜厚の発光層１１０４を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＰＣＢＮＡＰＡの重量比は１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０３０８】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層１１０４上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１０５を形成した。
【０３０９】
続いて、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを蒸着することにより、１ｎｍの膜厚で電子注入層１１０６を形成した。
【０３１０】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子３を作製した。
【０３１１】
発光素子３の電流密度−輝度特性を図４１に示す。また、電圧−輝度特性を図４２に示す。また、輝度−電流効率特性を図４３に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図４４に示す。図４４から、発光素子３の発光は、ＰＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。８１４．７ｃｄ／ｍ２の輝度のときの発光素子３のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１７，０．２１）であり、青色発光が得られた。また、図４３から、発光素子３の８１４．７ｃｄ／ｍ２における電流効率は４．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図４２から、８１４．７ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．９６ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子３は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０３１２】
以上の結果により、本発明の一態様の発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧で駆動可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０３１３】
次に、発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４５に示す。図４５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を示す。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本実施例の発光素子３を駆動した。図４５から、発光素子３の３００時間後の輝度は初期輝度の８１％を保っていた。従って、本発明の一態様の発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様の発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０３１４】
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ 有機化合物を含む層
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
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ 有機化合物を含む層（ＥＬ層）
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 有機化合物を含む層（ＥＬ層）
９５６ 電極
１１００ ガラス基板
１１０１ 第１の電極
１１０２ 複合材料を含む層
１１０３ 正孔輸送層
１１０４ 発光層
１１０５ 電子輸送層
１１０６ 電子注入層
１１０７ 第２の電極
１２００ 第１の発光層
１２０１ 第２の発光層
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子用材料、発光素子、発光装置、電子機器並びに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光性の有機化合物を用いた発光素子は、有機化合物を含む層を一対の電極で挟持した構造を有している。この発光素子は薄型軽量に作製できること、直流電流を印加することで発光すること、液晶表示装置と比較して高速に応答することなどの特徴を有している。また、このような発光素子をマトリクス状に配置した発光装置、すなわちパッシブマトリクス型発光装置やアクティブマトリクス型発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して視野角が広く視認性が優れる点に優位性がある。このような理由から、発光素子は次世代のフラットパネルディスプレイへとしての応用が期待されている。なお、この発光素子はエレクトロルミネッセンス素子、あるいはＥＬ素子と呼ばれることもある。
【０００３】
発光素子は、一対の電極間に挟まれた有機化合物を含む層に対して陰極から電子を注入し、これと同時に陽極から正孔を注入することで駆動される。陰極から注入された電子、および陽極から注入された正孔が有機化合物を含む層において再結合して分子励起子が形成され、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出する。このエネルギーが可視光として放出された場合、発光として認識することができる。有機化合物の励起状態には一重項励起状態と三重項励起状態が存在し、発光はどちらの励起状態からでも可能である。
【０００４】
発光素子の発光波長は、基底状態と、再結合によって形成された励起状態とのエネルギー差、すなわちバンドギャップによって決定される。従って、発光を担う分子の構造を適宜選択、修飾することで、任意の発光色を得ることが可能である。そして光の三原色である赤、青、緑の発光が可能な発光素子を用いて発光装置を作製することで、フルカラー表示可能な発光装置を作製することができる。
【０００５】
優れたフルカラーの発光装置を作製する為には、長寿命で発光効率が高く、且つ色純度に優れた赤、青、緑の発光素子が必要である。近年の材料開発の結果、赤色、および緑色の発光素子に関しては、良好な特性が達成されている。しかし、青色の発光素子に関しては、十分な特性を持つ発光素子は実現されていない。例えば、非特許文献１では、比較的長寿命な青色発光素子が報告されている。しかしながら、十分な発光効率と色は実現されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｊ．シ等，アプライド・フィジックス・レターズ，Ｖｏｌ．８０，Ｎｏ．１７，ｐｐ．３２０１−３２０３、２００２．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記問題に鑑み、本発明は、新規な発光素子用材料を提供することを目的とする。
【０００８】
また、長寿命な発光素子を提供することを課題とする。また、発光効率の高い発光素子を提供することを課題とする。また、色純度の良い青色発光が得られる発光素子を提供することを課題とする。
【０００９】
また、消費電力の低減された発光装置、電子機器および照明装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料が、課題を解決できることを見出した。したがって本発明の一は、下記一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料である。
【００１１】
【化１】
【００１２】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表す。Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１１が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１２が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。
【００１３】
また、本発明の構成一は、下記一般式（Ｇ１−１）で表される発光素子用材料である。
【００１４】
【化２】
【００１５】
上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。
【００１６】
また、本発明の一は、上記発光素子用材料を含む発光素子である。つまり、一対の電極間に、上記発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００１７】
また、上記発光素子用材料は、発光効率が高いため、発光層に用いることが好ましい。よって、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上記発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００１８】
また、このようにして得られた本発明の発光素子は長寿命化であるため、これを発光素子として用いた発光装置（画像表示デバイスなど）も長寿命である。したがって本発明の一態様は、本発明の発光素子を用いた発光装置、電子機器及び照明装置も含むものする。
【００１９】
本発明の一態様の発光装置は、上記の発光素子用材料を含む発光素子と、発光素子の発光を制御する制御回路とを有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスなどの発光デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルムもしくは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。さらに、照明機器等に用いられる発光装置も含むものとする。
【００２０】
また、本発明の一態様の発光素子を表示部に用いた電子機器も本発明の範疇に含めるものとする。したがって、本発明の電子機器は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の一態様の発光素子用材料は、発光効率が高い。また、本発明の発光素子用材料は、色純度の良い青色発光が可能である。また、本発明の発光素子用材料は、電気化学的に安定であり、繰り返しの酸化反応及び還元反応に対する耐性が高い。
【００２２】
また、本発明の一態様の発光素子用材料を用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。また、色純度の良い青色発光を示す発光素子を得ることができる。また、長寿命な青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００２３】
また、本発明の一態様の発光素子用材料を用いることにより、消費電力の低減された発光装置、電子機器、及び照明装置をえることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図４】本発明の一態様の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の一態様の電子機器を説明する図。
【図６】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図７】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図８】本発明の一態様の照明装置を説明する図。
【図９】本発明の一態様の発光素子を説明する図。
【図１０】４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１１】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１２】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図１３】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図１４】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図１５】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図１６】４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図１７】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１８】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図１９】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図２０】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図２１】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図２２】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図２３】４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図２４】実施例３で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図２５】実施例３で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図２６】実施例３で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図２７】実施例３で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２８】実施例３で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【図２９】４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図３０】実施例４で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図３１】実施例４で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図３２】実施例４で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図３３】実施例４で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図３４】実施例４で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【図３５】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の１Ｈ ＮＭＲチャートを示す図。
【図３６】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図３７】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図３８】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図３９】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図４０】４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）のＤＭＦ溶液のＣＶチャートを示す図。
【図４１】実施例６で作製した発光素子の電流密度―輝度特性を示す図。
【図４２】実施例６で作製した発光素子の電圧―輝度特性を示す図。
【図４３】実施例６で作製した発光素子の輝度―電流効率特性を示す図。
【図４４】実施例６で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図４５】実施例６で作製した発光素子の駆動試験結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定されるものではない。
【００２６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子用材料について説明する。
【００２７】
本実施の形態で示す発光素子用材料は、一般式（Ｇ１）で表される。
【００２８】
【化３】
【００２９】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ａｒ１が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表す。Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４が置換基を有している場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表す。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１１が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。Ｒ１２が置換基を有するアリール基である場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、一つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。
【００３０】
本実施の形態で示す一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、アミン骨格の末端にナフチル基を有することを特徴とする。つまり、Ａｒ３に直接結合しているナフチル基を有する。アミン骨格の末端にナフチル基を導入することで、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、効率よく発光し、又、電気化学的に安定な物質となる。
【００３１】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１で表されるアリール基としては、例えば、構造式（１−１）乃至（１−２０）に示す構造が挙げられる。
【００３２】
【化４】
【００３３】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（２−１）乃至（２−１１）に示す構造が挙げられる。
【００３４】
【化５】
【００３５】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１乃至Ｒ８で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（８−１）乃至（８−８）に示す構造が挙げられる。
【００３６】
【化６】
【００３７】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（３−１）乃至（３−２８）に示す構造が挙げられる。
【００３８】
【化７】
【００３９】
また、上記一般式（Ｇ１）において、Ｒ１２で表されるアリーレン基としては、例えば、構造式（４−０）乃至（４−２８）に示す構造が挙げられる。
【００４０】
【化８】
【００４１】
上記一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体において、合成の容易さの点から、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、パラ−フェニレン基であることが好ましい。また、パラ−フェニレン基が二つ結合したビフェニル−４，４’−ジイル基も合成の容易さの点から好ましい。つまり、一般式（Ｇ１−１）で表されるアントラセン誘導体であることが好ましい。
【００４２】
【化９】
【００４３】
上記一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。
【００４４】
一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、アミン骨格の末端にナフチル基を有する。そのため、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、効率よく発光し、又、電気化学的に安定な物質となる。よって、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、発光素子に好適である。
【００４５】
また、一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料は、色純度のよい青色発光を示す。よって、発光素子の発光層に好適である。
【００４６】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光素子用材料を用いた発光素子の一態様について、図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【００４７】
本実施の形態で示す発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れた所に発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。
【００４８】
本実施の形態において、図１（Ａ）で表される発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０３と、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に設けられた有機化合物を含む層１０２とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０３は陰極と機能するものとして、以下を説明する。つまり、第１の電極１０１の方が第２の電極１０３よりも電位が高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０３に電圧を印加したときに、発光が得られるものとして、以下に説明をする。
【００４９】
基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の作製工程において、発光素子に対して支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００５０】
第１の電極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上であることが好ましい）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：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（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）の膜は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）の膜は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００５１】
また、第１の電極１０１と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、第１の電極１０１として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ等）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより塗布し、第１の電極１０１を形成することも可能である。
【００５２】
有機化合物を含む層１０２は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示す発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を本実施の形態で示す発光層と適宜組み合わせて有機化合物を含む層１０２を構成することができる。本実施の形態では、有機化合物を含む層１０２は、第１の電極１０１の上に順に積層した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４を有する構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００５３】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、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）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００５４】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等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。
【００５５】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００５６】
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ，Ｎ−ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００５７】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、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−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を挙げることができる。
【００５８】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４乃至４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００５９】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００６０】
また、正孔注入層１１１としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００６１】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層１１１として用いてもよい。
【００６２】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、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）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（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。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、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。
【００６３】
また、正孔輸送層１１２として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００６４】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層である。本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３は実施の形態１で示した発光素子用材料で構成される。実施の形態１で示した発光素子用材料は、高い発光効率を示すため、発光性の高い物質として発光素子に好適に用いることができる。
【００６５】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を電子輸送層１１４に用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−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）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００６６】
また、電子輸送層１１４として、高分子化合物を用いることができる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００６７】
また、電子輸送層１１４と第２の電極１０３との間に電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属化合物、又はアルカリ土類金属化合物を用いることができる。さらに、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属が組み合わされた層も使用できる。例えばＡｌｑからなる層中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、第２の電極１０３からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
【００６８】
第２の電極１０３を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下であることが好ましい）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユ−ロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより塗布して第２の電極１０３を形成することも可能である。
【００６９】
また、第２の電極１０３と電子輸送層１１４との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０３として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【００７０】
以上のような構成を有する本実施の形態で示した発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に電圧を加えることにより電流が流れる。そして、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００７１】
発光は、第１の電極１０１または第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または第２の電極１０３のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１を通って基板１００側から取り出される。また、第２の電極１０３のみが透光性を有する電極である場合、光は第２の電極１０３を通って基板１００と逆側から取り出される。第１の電極１０１および第２の電極１０３がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１および第２の電極１０３を通って、基板１００側および基板１００と逆側の両方から取り出される。
【００７２】
なお、図１（Ａ）では、陽極として機能する第１の電極１０１を基板１００側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第２の電極１０３を基板１００側に設けてもよい。
【００７３】
また、有機化合物を含む層１０２の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。乾式法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法またはスピンコート法などが挙げられる。
【００７４】
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【００７５】
以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。本実施の形態で示す発光素子を表示装置に適用し、発光層を塗り分ける場合には、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層をインクジェット法などの湿式法を用いて形成することにより、大型基板であっても発光層の塗り分けが容易となり、生産性が向上する。
【００７６】
例えば、本実施の形態で示した構成において、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、正孔輸送層１１２を乾式法である真空蒸着法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を乾式法である共蒸着法、第２の電極１０３を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。また、第１の電極１０１を湿式法であるインクジェット法、正孔注入層１１１を乾式法である真空蒸着法、正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第２の電極１０３を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。なお、上記の方法に限らず、湿式法と乾式法を適宜組み合わせればよい。
【００７７】
また、例えば、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１および正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を乾式法である真空蒸着法、第２の電極１０３を乾式法である真空蒸着法で形成することができる。つまり、第１の電極１０１が所望の形状で形成されている基板上に、正孔注入層１１１から発光層１１３までを湿式法で形成し、電子輸送層１１４から第２の電極１０３までを乾式法で形成することができる。この方法では、正孔注入層１１１から発光層１１３までを大気圧で形成することができ、発光層１１３の塗り分けも容易である。また、電子輸送層１１４から第２の電極１０３までは、真空一貫で形成することができる。よって、工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００７８】
また、湿式法により発光層１１３を成膜する場合、実施の形態１で示した発光素子用材料が溶媒に溶解した溶液状の組成物を用いる事ができる。この場合、実施の形態１で示した発光素子用材料及び溶媒からなる溶液状の組成物を発光層１１３が形成される領域に付着させた後、加熱処理などにより溶媒を除去して実施の形態１で示した発光素子用材料を固化させることにより、発光層１１３の薄膜として形成する。
【００７９】
以上のような構成を有する本実施の形態で示す発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に電位差を与えることにより電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００８０】
なお第１の電極１０１と第２の電極１０３との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、第１の電極１０１および第２の電極１０３から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
【００８１】
実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、本実施の形態に示すように、他の発光性物質を含有させることなく発光層として用いることが可能である。また、実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００８２】
実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の良い青色発光を示すため、色純度の良い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８３】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度がよく且つ高効率な青色発光を示すため、視感効率の高い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８４】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、電気化学的に安定であるため、長寿命な青色発光素子を得ることができる。
【００８５】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率な青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。さらに、長寿命な青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。特に、青色発光素子は、緑色発光素子、赤色発光素子に比べ、寿命、効率の点で開発が遅れており、良好な特性を有する青色発光素子が望まれている。実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率で、長寿命な青色発光が可能であり、フルカラーディスプレイに好適である。
【００８６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
【００８７】
実施の形態２で示した発光層１１３を、実施の形態１で示した発光素子用材料を他の物質に分散させた構成とすることで、実施の形態１で示した発光素子用材料からの発光を得ることができる。実施の形態１で示した発光素子用材料は青色の発光を示すため、青色の発光を示す発光素子を得ることができる。
【００８８】
ここで、実施の形態１で示した発光素子用材料を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態２で述べた正孔輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）などが挙げられる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を分散させる物質として高分子材料を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などや、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００８９】
実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、これを用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００９０】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の高い青色発光を示すため、色純度の高い青色発光を示す発光素子を得ることができる。
【００９１】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、効率良く発光するため、視感効率の高い青色発光が得られる発光素子を得ることができる。
【００９２】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、長寿命な発光素子を得ることができる。
【００９３】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率かつ色純度の高い青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、長寿命の青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。
【００９４】
なお、発光層１１３以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
【００９５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について、図１（Ａ）を用いて説明する。
【００９６】
実施の形態２で示した発光層１１３を、実施の形態１で示した発光素子用材料に発光性の物質を分散させた構成とすることで、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【００９７】
実施の形態１で示した発光素子用材料を他の発光性物質を分散させる材料として用いる場合、発光性物質に起因した発光色を得ることができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料に起因した発光色と、実施の形態１で示した発光素子用材料中に分散されている発光性物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
【００９８】
ここで、実施の形態１で示した発光素子用材料に分散させる発光性物質としては、種々の材料を用いることができる。具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、｛２−（１，１−ジメチルエチル）−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−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）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、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，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，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレンなどの蛍光を発光する蛍光発光性物質を用いることができる。また、（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））、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）などの燐光を発光する燐光発光性物質を用いることができる。
【００９９】
なお、発光層１１３以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
【０１００】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２乃至実施の形態４で示した構成と、異なる構成の発光素子について図１（Ｂ）を用いて説明する。
【０１０１】
本実施の形態で示す発光素子は、実施の形態２で示した発光素子における発光層１１３に第１の層１２１と第２の層１２２を設けたものである。
【０１０２】
発光層１１３は、発光性の高い物質を含む層であり、本実施の形態で示す発光素子において、発光層１１３は、第１の層１２１と第２の層１２２を有する。第１の層１２１は、第１の有機化合物と正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層１２２は、第２の有機化合物と電子輸送性の有機化合物を有する。第１の層１２１は、第２の層１２２の第１の電極側、つまり陽極側に接して設けられている。
【０１０３】
第１の有機化合物および第２の有機化合物は、発光性の高い物質である。本実施の形態で示す発光素子は、第１の有機化合物または第２の有機化合物に実施の形態１で示した発光素子用材料を含む。実施の形態１で示した発光素子用材料は、色純度の高い青色発光を示すため、発光性の高い物質として本実施の形態で示す発光素子に好適に用いることができる。また、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同一であっても異なっていてもよい。
【０１０４】
第１の有機化合物または第２の有機化合物の一方に実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた場合には、他方に、例えば、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）、４，４’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアニリン｝（略称：ＹＧＡＢＰＡ）、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，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，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）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルスチルベン−４−アミン（略称：ＹＧＡＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレンなどの青色系の発光を示す物質を用いることができる。これらの物質は、実施の形態１で示した発光素子用材料と同系色の発光を示すため、本実施の形態の発光素子に好適に用いることができる。
【０１０５】
また、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質である。また、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質である。
【０１０６】
以上のような構成を有する本実施の形態で示す発光素子に関し、図１（Ｂ）を用い動作原理を説明する。
【０１０７】
図１（Ｂ）において、第１の電極１０１から注入された正孔は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２を経由して、発光層１１３の第１の層１２１に注入される。第１の層１２１に注入された正孔は、第１の層１２１を経由してさらに第２の層１２２にも注入される。ここで、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は正孔輸送性よりも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の層１２２に注入された正孔は移動しにくくなる。その結果、正孔は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在するようになる。また、正孔が電子と再結合することなく電子輸送層１１４にまで達してしまう現象が抑制される。
【０１０８】
一方、第２の電極１０３から注入された電子は、電子輸送層１１４を経由して、発光層１１３の第２の層１２２に注入される。第２の層１２２に注入された電子は、第２の層１２２だけではなく、さらに第１の層１２１にも注入される。ここで、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の方が高い物質であるため、第１の層１２１に注入された電子は移動しにくくなる。その結果、電子が正孔と再結合することなく正孔輸送層１１２にまで達してしまう現象が抑制される。
【０１０９】
以上のことから、発光層１１３の第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近の領域に正孔と電子が多く存在するようになり、その界面付近における再結合の確率が高くなる。すなわち、発光層１１３の中央付近に発光領域が形成される。またその結果、正孔が再結合することなく電子輸送層１１４に達してしまう、あるいは電子が再結合することなく正孔輸送層１１２に達してしまうことが抑制されるため、再結合の確率の低下を防ぐことが出来る。これにより、経時的なキャリアバランスの低下が防げるため、信頼性の向上に繋がる。
【０１１０】
発光層１１３の第１の層１２１に正孔および電子が注入されるようにするためには、正孔輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物であり、最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、正孔輸送性の有機化合物は最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【０１１１】
このように酸化反応および還元反応が可能な有機化合物としては、３環以上６環以下のポリアセン誘導体のうち、特に、実施の形態１で示した発光素子用材料が好適であり、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物としては、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）、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）等が挙げられる。
【０１１２】
同様に、発光層１１３の第２の層１２２に正孔および電子が注入されるようにするためには、電子輸送性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物であり、ＨＯＭＯ準位は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物は最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【０１１３】
このように酸化反応および還元反応が可能な有機化合物としては、３環以上６環以下のポリアセン誘導体が挙げられ、具体的には、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］クリセン誘導体等が挙げられる。例えば、発光層１１３の第２の層１２２に用いることのできる電子輸送性の化合物としては、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）などが挙げられる。
【０１１４】
また、図１（Ｂ）を用いて先に説明した通り、本実施の形態で示す発光素子においては、発光層１１３の第１の層１２１から第２の層１２２に正孔が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差は小さい方が好ましい。また、発光層１１３の第２の層１２２から第１の層１２１に電子が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差は小さい方が好ましい。正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差が大きいと、第１の層１２１から第２の層１２２へ正孔が注入されにくくなるため、発光領域が第１の層１２１に偏ってしまう。同様に、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差が大きい場合も、第２の層１２２から第１の層１２１へ電子が注入されにくくなるため、発光領域が第２の層１２２に偏ってしまう。よって、正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位との差、及び、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位との差は、０．３ｅＶ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１ｅＶ程度である。
【０１１５】
また、発光素子は電子と正孔が再結合することにより発光が得られるため、発光層１１３に用いられる有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。つまり、酸化反応および還元反応に対して可逆的であることが好ましい。特に、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることは、サイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）測定によって、確認することが出来る。
【０１１６】
具体的には、有機化合物の酸化反応の酸化ピーク電位（Ｅｐａ）の値や還元反応の還元ピーク電位（Ｅｐｃ）の値の変化、ＣＶ曲線の変化等を測定することにより、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であるかどうか確認することができる。発光層１１３に用いる正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化ピーク電位における電流値および還元ピーク電位における電流値の変化が、酸化反応と還元反応を繰り返してもできるだけ変化しないことが好ましい。また、酸化ピーク電位および還元ピーク電位も酸化反応と還元反応を繰り返してもできるだけ変化しないことが好ましい。
【０１１７】
また、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と、第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物が異なる構成とすると、第１の層１２１と第２の層１２２のどちらか一方の層からのみ発光が得られる恐れがあるが、第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物とを同じ物質とすることにより、発光層１１３の中央付近で発光させることが可能となる。よって、第１の層１２１に含まれる第１の有機化合物と第２の層１２２に含まれる第２の有機化合物とを実施の形態１で示した発光素子用材料から選ばれた同一の有機化合物とすることが好ましい。実施の形態１で示した発光素子用材料は発光効率が高いため、本実施の形態で示す構成に適用することにより、発光効率が高く長寿命の発光素子を得ることができる。
【０１１８】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料はバイポーラ性であり、正孔輸送性も有するため、本実施の形態における発光層１１３の第１の層１２１に単独で用いることができる。また、第２の層１２２は、実施の形態１で示した発光素子用材料を発光中心としてホスト材料に分散する構成となっているため、第２の層１２２の発光中心物質が、第１の層１２１を構成している構造となっている。この様に発光層１１３の第１の層１２１に実施の形態１で示した発光素子用材料を単独で用いる場合でも、発光層１１３の第１の層１２１が正孔輸送性を有するため、第１の層１２１と第２の層１２２の両方からの発光が得られる。つまり、実施の形態１で示した発光素子用材料のみから成る第１の層１２１からの発光も得られることとなる。
【０１１９】
以上のように第１の層１２１に実施の形態１で示した発光素子用材料を単独で用いた構成の発光素子では、発光効率が向上する。特に発光効率の向上と長寿命化の両方を実現できる発光素子とすることが可能である。発光効率の向上は、第２の層１２２で再結合に関与しなかった電子が、第１の層１２１において発光に関与することが一つの理由と考えられる。また、寿命の向上は、第２の層１２２で再結合に関与しなかった電子が第１の層１２１で再結合することによって、正孔輸送層１１２に到達する電子の数が減少し、正孔輸送層１１２を構成する材料の劣化を引き起こすことが抑制されたことが理由の一つであると考えられる。これらは、第１の層１２１が、第２の層１２２における発光中心物質である実施の形態１で示した発光素子用材料により構成されていることにより実現するものである。
【０１２０】
本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３と正孔輸送層１１２との界面または発光層１１３と電子輸送層１１４との界面に発光領域が形成されているのではなく、発光層１１３の中央付近に発光領域が形成されている。よって、正孔輸送層１１２や電子輸送層１１４に発光領域が近接することによる劣化の影響を受けることがない。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。また、本実施の形態で示す発光素子の発光層１１３は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で形成されているため、正孔と電子の再結合による発光を繰り返しても劣化しにくい。よって、より長寿命な発光素子を得ることができる。
【０１２１】
また、本実施の形態で示す発光素子は、発光層１１３の第１の層１２１に含まれる有機化合物の発光色と、第２の層１２２に含まれる有機化合物の発光色は同系色の発光色であるため、第１の層１２１に含まれる有機化合物だけでなく、第２の層１２２に含まれる有機化合物が発光しても、色純度の高い発光を得ることができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料は、青色の発光を示す発光性の高い物質でるため、本実施の形態で示す素子構造は、青色系の発光素子および青緑色系の発光素子に対して特に有効である。青色は、フルカラーディスプレイを作製する際には必要な色であり、本発明を適用することにより劣化を改善することができる。無論、緑や赤の発光素子に用いてもよい。また、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることも可能である。
【０１２２】
また、本実施の形態で示す発光素子では、発光層１１３の第１の層１２１及び、第２の層１２２の構成は、実施の形態１で示した発光素子用材料をホスト材料に分散させた構成でもよいし、実施の形態１で示した発光素子用材料をホスト材料に分散することなく、単独で用いた構成にしても良い。
【０１２３】
（実施の形態６）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図２を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。発光ユニットとしては、実施の形態２で示した有機化合物を含む層１０２と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態２で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
【０１２４】
図２において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が、電荷発生層５１３を介して積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態２と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２乃至実施の形態５に記載の有機化合物を含む層と同様なものを適用することができる。
【０１２５】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態２で示した複合材料であり、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である正孔輸送性有機化合物を適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【０１２６】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１２７】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図２において、第１の電極５０１の電位の方が第２の電極５０２の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【０１２８】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを電荷発生層を介して積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、低い電流密度で高輝度の発光が可能な長寿命素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１２９】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり。補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１３１】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置について説明する。
【０１３２】
本実施の形態では、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、画素部６０２に設置された発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１と駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１３３】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３４】
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１３５】
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、素子基板６１０上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を素子基板６１０上ではなく外部に形成することもできる。
【０１３６】
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
【０１３７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１３８】
第１の電極６１３上には、有機化合物を含む層（ＥＬ層）６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等の積層膜を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１３９】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した発光素子用材料を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。また、ＥＬ層６１６に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【０１４０】
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、Ｍｇ−Ａｇ、Ｍｇ−Ｉｎ、Ａｌ−Ｌｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛等）との積層を用いるのが良い。
【０１４１】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
【０１４２】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、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。
【０１４３】
以上のようにして、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いて作製された発光装置を得ることができる。
【０１４４】
本実施の形態で示す発光装置は、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１４５】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、発光効率が高いため、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４６】
また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、高効率で色純度の高い青色発光が可能なため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。また、消費電力が低く、長寿命の青色発光が可能であるため、フルカラーディスプレイに好適に用いることができる。
【０１４７】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図４には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図４において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には有機化合物を含む層（ＥＬ層）９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、クロストーク等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１で示した発光素子用材料を含むことによって、寿命の長い発光装置を得ることができる。また、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１４８】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態７に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本実施の形態で示す電子機器は、実施の形態１に示した発光素子用材料を含み、長寿命の表示部を有する。また、消費電力の低減された表示部を有する。
【０１４９】
実施の形態１に示した発光素子用材料を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図５に示す。
【０１５０】
図５（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するテレビ装置を得ることができる。
【０１５１】
図５（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するコンピュータを得ることができる。
【０１５２】
図５（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有する携帯電話を得ることができる。
【０１５３】
図５（Ｄ）は本発明に係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態２乃至実施の形態６で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いた発光素子は、色純度の高い青色発光が可能であるため、フルカラー表示可能であり、長寿命な表示部を有するカメラを得ることができる。
【０１５４】
以上の様に、本発明を適用した発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、寿命の長い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。また、実施の形態１で示した発光素子用材料を用いることにより、低消費電力の表示部を有する電子機器を得ることができる。
【０１５５】
また、本発明を適用した発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明を適用した発光素子を照明装置として用いる一態様を、図６を用いて説明する。
【０１５６】
図６は、本発明を適用した発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図６に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明を適用した発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１５７】
本発明を適用した発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、発光効率が高く、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、本発明を適用した発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明を適用した発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明を適用した発光装置は長寿命であるため、本発明を適用した発光装置を用いた液晶表示装置も長寿命である。
【０１５８】
図７は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図７に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明を適用した発光装置が用いられている。本発明を適用した発光装置は、発光効率が高く、長寿命であるため、電気スタンドも発光効率が高く、長寿命である。
【０１５９】
図８は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明を適用した発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明を適用した発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図５（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【実施例１】
【０１６０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０１６１】
【化１０】
【０１６２】
［ステップ１：９−フェニルアントラセンの合成］
【０１６３】
２００ｍＬ三口フラスコに、９−ブロモアントラセン６．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸３．０ｇ（２５ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．７６ｇ（２．５ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）６０ｍＬ、２．０Ｍ炭酸カリウム水溶液２５ｍＬを加えた。この混合物を減圧下で攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素気流下、８０℃で３時間攪拌した。所定時間後、この混合物に水を加え、有機層と水層を分離し、水層をさらにトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と有機層とを合わせ、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナを通して吸引濾過し、得られた濾液を濃縮して固体を得た。この固体をトルエンとメタノールの混合溶媒で再結晶した所、目的物の白色粉末を収量５．８ｇ、収率９２％で得た。９−フェニルアントラセンの合成スキームを下記（Ａ−１）に示す。
【０１６４】
【化１１】
【０１６５】
［ステップ２：９−ヨード−１０−フェニルアントラセンの合成］
【０１６６】
４．５ｇ（１８ｍｍｏｌ）の９−フェニルアントラセンを５００ｍＬエーレンマイヤーフラスコへ入れた。このフラスコへ２００ｍＬの酢酸を加えて、７０℃に加熱して９−フェニルアントラセンを溶かした。この溶液へ、５．２ｇ（１３ｍｍｏｌ）の１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（ＤＩＨ）を加えた。この溶液を７０℃、空気下で３時間攪拌した。反応後、この溶液へ約１００ｍＬの水と約２００ｍＬのクロロホルムを加えた。この混合物を、水で２回洗浄し、有機層を分離し、水層をクロロホルムで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、褐色固体を得た。この固体をヘキサンで洗浄したところ、目的物の黄色固体を５．８ｇ、収率８６％で得た。合成スキームを（Ａ−２）に示す。
【化１２】
【０１６７】
［ステップ３：９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンの合成］
【０１６８】
９−ヨード−１０−フェニルアントラセン１．０ｇ（２．６ｍｍｏｌ）、ｐ−ブロモフェニルボロン酸５４０ｍｇ（２．７ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）（Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）４６ｍｇ（３０μｍｏｌ）、３．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）、トルエン１０ｍＬの混合物を８０℃、９時間撹拌した。反応後、この混合物へトルエンを加えてからフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通してろ過をした。得られたろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ目的物の淡褐色固体を５６０ｍｇ、収率４５％で得た。９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ａ−３）に示す。
【０１６９】
【化１３】
［ステップ４：３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
【０１７０】
３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、４−ブロモフェニルボロン酸を２．０ｇ（９．９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、２００ｍＬの三口フラスコへ入れ、この混合物へ、５０ｍＬの１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）と、１０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、０．１１ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、８０℃で９．５時間攪拌した。反応後、この混合物を室温まで冷ました後、水で２回洗浄した。有機層を分離し、得られた水層をトルエンで２回抽出し、抽出液と有機層を合わせて、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過してから、ろ液を濃縮した。得られた油状物を約２０ｍＬのトルエンに溶かし、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）により精製したところ、目的物の白色粉末状固体を１．９ｇ、収率４９％で得た。３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記反応式（Ａ−４）に示す。
【０１７１】
【化１４】
【０１７２】
［ステップ５：４−（１−ナフチル）アニリンの合成法］
【０１７３】
４−ブロモアニリン５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、１−ナフチルボロン酸５．０ｇ（２９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．４５ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）３１ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６６．２ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．３時間還流した。反応後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油状物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を２．５ｇ、収率４０％で得た。４−（１−ナフチル）アニリンの合成スキームを（Ａ−５）に示す。
【０１７４】
【化１５】
【０１７５】
［ステップ６：４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＡ）の合成］
【０１７６】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール０．８ｇ（２．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン４ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．４ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１．８ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３７ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で３時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：２）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を０．７ｇ 収率６３％で得た。ＰＣＢＮＡの合成スキームを下記（Ａ−６）に示す。
【０１７７】
【化１６】
【０１７８】
なお、上記実施例１のステップ６で得られた固体を、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）により測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１０に示す。また、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、本発明の一態様である発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡを合成するための原料となるＰＣＢＮＡが得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲ測定データを示す。
【０１７９】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２５−７．７０（ｍ、２３Ｈ）、７．８４（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９１（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．０３（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３４（ｓ、１Ｈ）
【０１８０】
［ステップ７：４−（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
【０１８１】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．４５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．４ｇ（４．３ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１０ｍＬに溶かしたＰＣＢＮＡ０．８ｇ（１．４ｍｍｏｌ）を入れた後、トルエンを４．３ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にした後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、トルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を１．０７ｇ、収率８５％で得た。また、ＰＣＢＮＡＰＡの合成スキームを下記（Ａ−７）に示す。
【０１８２】
【化１７】
【０１８３】
得られた黄色固体０．８４ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力４．５Ｐａ、アルゴンガスを流量５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３８０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．７６ｇ、回収率９１％で得た。
【０１８４】
なお、上記ステップ７で得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１１に示す。図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の本発明の一態様である発光素子用材料ＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０１８５】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．６６（ｍ、３１Ｈ），７．７０−７．７８（ｍ，６Ｈ），７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４０（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）
【０１８６】
得られたＰＣＢＮＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０１８７】
また、ＰＣＢＮＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１２、発光スペクトルを図１３に示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図１３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、３３７ｎｍ、３７５ｎｍ、３９７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５７ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０１８８】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図１４に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図１５に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図１５において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では３３９ｎｍ、３５７ｎｍ、３７５ｎｍ、４０１ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４７６ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０１８９】
このように、構造式（１０１）で表される本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０１９０】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０１９１】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０１９２】
ＰＣＢＮＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２２Ｖから−２．４０Ｖまで変化させた後、−２．４０Ｖから−１．２２Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．２８Ｖから０．６０Ｖまで変化させた後、０．６０Ｖから０．２８Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０１９３】
図１６（Ａ）にＰＣＢＮＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図１６（Ｂ）に還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図１６において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０１９４】
図１６（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図１６（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０１９５】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＣＢＮＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの９６％、還元側で８６％の強度を保っていた。これによりＰＣＢＮＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０１９６】
また、薄膜状態のＰＣＢＮＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶであった。更に、図１４の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．５５ｅＶであった。このように、ＰＣＢＮＡＰＡは２．９２ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例２】
【０１９７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０１９８】
【化１８】
【０１９９】
［ステップ１：４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミンの合成］
【０２００】
４−ブロモアニリン０．７０ｇ（４ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）フェニルボロン酸１．０ｇ（４ｍｍｏｌ）、トリス（オルト−トリル）ホスフィン６１．８ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１４ｍＬ、エタノール６ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）４ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃で撹拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）１１．９ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で１．５時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで２回抽出した。得られた抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。この油液物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、目的物の油状物を１．１ｇ、収率９５％で得た。４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミンの合成スキームを下記（Ｂ−１）に示す。
【０２０１】
【化１９】
【０２０２】
［ステップ２：４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＡ）の合成］
【０２０３】
ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド１．１ｇ（１１．４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。フラスコにトルエン１２ｍＬに溶かした４’−（１−ナフチル）ビフェニル−４−アミン１．１ｇ（３．８ｍｍｏｌ）と、トルエン１８ｍＬに溶かした３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．５ｇ（３．８ｍｍｏｌ）を入れた後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬを加えた。この混合物を６０℃で撹拌した後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３５．５ｍｇ（０．０６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で４．５時間加熱攪拌した。反応後、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はクロロホルム：ヘキサン＝１：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、目的物の褐色固体を１．８ｇ、収率７６％で得た。ＰＣＢＮＢＡの合成スキームを下記（Ｂ−２）に示す。
【０２０４】
【化２０】
【０２０５】
なお、上記実施例２のステップ２で得られた固体を、核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）により測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図１７に示す。図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述のＰＣＢＮＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＮＢＡが得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２０６】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．２８−７．７０（ｍ、２８Ｈ）、７．８７（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、７．９２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．０１（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）
【０２０７】
［ステップ３：４−［４−（１−ナフチル）フェニル］−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：ＰＣＢＮＢＡＰＡ）の合成］
【０２０８】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．６０ｇ（１．５ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．４０ｇ（４．４ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＮＢＡ０．９０ｇ（１．５ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエンを１０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１０ｍＬを加えた。この混合物を６０℃で撹拌した後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）４２ｍｇ（７．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で６時間攪拌した。撹拌後、更にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）を加えた後、９５℃で更に１時間攪拌した。反応後、この混合物をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナを通して吸引ろ過し、得られたろ液を濃縮して固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製したところ、目的物の黄色固体を得た。得られた固体を、クロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を０．７０ｇ、収率５２％で得た。また、ＰＣＢＮＢＡＰＡの合成スキームを下記（Ｂ−３）に示す。
【０２０９】
【化２１】
【０２１０】
得られた黄色固体０．７０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力４．２Ｐａ、アルゴンガスを流量１０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、４３０℃で淡黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．５０ｇ、回収率６８％で得た。
【０２１１】
なお、上記実施例２のステップ３で得られた固体を、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１８に示す。図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述本発明の発光素子用材料ＰＣＢＮＢＡＰＡ（構造式（１０３））が得られたことがわかった。以下に１Ｈ ＮＭＲの測定データを示す。
【０２１２】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３１−７．７８（ｍ、４１Ｈ），７．８７−７．９４（ｍ，４Ｈ），８．０１（ｄ、Ｊ＝８．１Ｈｚ、１Ｈ）、８．２１（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、８．４２（ｄ，Ｊ＝０．９Ｈｚ、１Ｈ）
【０２１３】
得られたＰＣＢＮＢＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０２１４】
また、ＰＣＢＮＢＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１９、発光スペクトルを図２０に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図１９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図２０において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、３５３ｎｍ、３９５ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５９ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０２１５】
また、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図２１に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図２２に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図２１において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図２２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では３４５ｎｍ、４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４８３ｎｍ（励起波長４００ｎｍ）であった。
【０２１６】
このように、構造式（１０３）で表される本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＣＢＮＢＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０２１７】
また、ＰＣＢＮＢＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０２１８】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０２１９】
ＰＣＢＮＢＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２４Ｖから−２．３５Ｖまで変化させた後、−２．３５Ｖから−１．２４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．０４Ｖから０．５８Ｖまで変化させた後、０．５８Ｖから０．０４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０２２０】
図２３（Ａ）にＰＣＢＮＢＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図２３（Ｂ）にＰＣＢＮＢＡＰＡの還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図２３において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０２２１】
図２３（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図２３（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０２２２】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＣＢＮＢＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８７％、還元側で７８％の強度を保っていた。これによりＰＣＢＮＢＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０２２３】
また、薄膜状態のＰＣＢＮＢＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４３ｅＶであった。更に、図２１の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．８４ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．５９ｅＶであった。このように、ＰＣＢＮＢＡＰＡは２．８４ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例３】
【０２２４】
本実施例では、本発明の発光素子の一例について、図９を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０２２５】
【化２２】
【０２２６】
（発光素子１）
発光素子１の構造を、図９（Ａ）を用いて説明する。まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０２２７】
次に、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から複数の材料を同時に蒸着する、蒸着法である。
【０２２８】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０２２９】
さらに、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより正孔輸送層１１０３上に３０ｎｍの膜厚の発光層１１０４を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡとの重量比は、１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０２３０】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層１１０４上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１０５を形成した。
【０２３１】
さらに、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを１ｎｍの膜厚で成膜し、電子注入層１１０６を形成した。
【０２３２】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子１を作製した。
【０２３３】
（比較発光素子１）
次に、発光素子１の比較として、比較発光素子１を作成した。比較発光素子１の素子構造を、図９（Ａ）を用いて説明する。比較発光素子１は、発光層１１０４に、本発明の一態様である発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡの代わりに、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）を用いて作成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡとの重量比は、１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。比較発光素子１は、発光層１１０４以外の構成は全て発光素子１と同じ構成である。
【０２３４】
発光素子１及び比較発光素子１の電流密度−輝度特性を図２４に示す。また、電圧−輝度特性を図２５に示す。また、輝度−電流効率特性を図２６に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図２７に示す。図２７から、発光素子１の発光は、ＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。また、図２７から、比較発光素子１の発光は、ＰＣＢＡＰＡからの発光であることがわかった。９６０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２０）であり、色純度の高い青色発光が得られた。また、図２６から分かるように、発光素子１の９６０ｄ／ｍ２における電流効率は５．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図２５から、９６０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子１は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。一方、９１０ｃｄ／ｍ２の輝度のときの比較発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．１８）であり、良好な青色発光が得られた。また、図２６から、比較発光素子１の９１０ｃｃｄ／ｍ２における電流効率は５．０ｃｄ／Ａであり、比較的高い電流効率を有することがわかった。また、図２５から、９１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．７ｌｍ／Ｗであった。この結果から、比較発光素子１は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０２３５】
発光素子１と比較発光素子１を比べると、発光素子１のほうが高い電流効率を示した。発光素子１と比較発光素子１における、発光層の発光材料の構造の違いは、発光材料である発光素子用材料が有するアミン骨格の末端に、１−ナフチル基を有するかどうかである。１−ナフチル基の有無により、発光素子１と比較発光素子１の発光効率に差が生じた。従って、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、高い発光効率の実現に効果があることが明らかとなった。また、本発明の一態様である発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動が可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０２３６】
次に、発光素子１および比較発光素子１の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２８に示す。図２８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。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本実施例の発光素子１及び比較発光素子１を駆動した。図２８から、発光素子１の１５０時間後の輝度は初期輝度の８８％を保っていた。一方、比較発光素子１の１５０時間後の輝度は初期輝度の８６％を保っていた。したがって、発光素子１および比較発光素子１どちらも高い信頼性を示すことが明らかとなったが、発光素子１の方が、比較発光素子１と比べてより高い信頼性を示すことが明らかとなった。従って、本発明の一態様である発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【０２３７】
本実施例で使用した、構造式（ｖ）で表される４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）は新規材料であるので、合成法を説明する。
【０２３８】
【化２３】
【０２３９】
［ステップ１：３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成］
【０２４０】
１０００ｍＬエーレンマイヤーフラスコに、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを２４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、Ｎ−ブロモこはく酸イミドを１８ｇ（１００ｍｍｏｌ）、トルエンを４５０ｍＬ、酢酸エチルを２００ｍＬ加え、この溶液を室温にて４５時間撹拌した。反応後、得られた混合物を、水で洗浄した後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物を濾過し、得られた濾液を濃縮したところ、目的物である３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを収量３２ｇ、収率９９％で得た。３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
【０２４１】
【化２４】
【０２４２】
［ステップ２：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
【０２４３】
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、有機層を分離し、水層を酢酸エチルで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせて、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ、収率８６％で得た。９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
【０２４４】
【化２５】
【０２４５】
［ステップ３：４−ブロモジフェニルアミンの合成］
【０２４６】
ジフェニルアミンを５１ｇ（０．３ｍｏｌ）、１Ｌエーレンマイヤーフラスコに入れ、酢酸エチル７００ｍＬに溶かした。この溶液にＮ−ブロモこはく酸イミド（略称；ＮＢＳ）を５４ｇ（０．３ｍｏｌ）加え、約３０時間撹拌した。反応後、この混合物を水で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を濾過して濾液を濃縮したところ、目的物の褐色油状物を、収量７０ｇ、収率９４％で得た。４−ブロモジフェニルアミンの合成スキームを（Ｃ−３）に示す。
【０２４７】
【化２６】
【０２４８】
［ステップ４：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
【０２４９】
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃で１０時間還流した。還流後、有機層を分離し、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物である白色固体を得た。なお、収量は４．９ｇ、収率は４５％であった。ＰＣＢＡの合成スキームを（Ｃ−４）に示す。
【０２５０】
【化２７】
【０２５１】
［ステップ５：４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）の合成］
【０２５２】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶し、目的物であるＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を６．６ｇ、収率７５％で得た。ＰＣＢＡＰＡの合成スキームを（Ｃ−５）に示す。
【０２５３】
【化２８】
【０２５４】
得られた淡黄色粉末状固体３．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力８．７Ｐａ、アルゴンガスを流量３．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３５０℃でＰＣＢＡＰＡを加熱した。昇華精製後、ＰＣＢＡＰＡの淡黄色固体を２．７ｇ、回収率９０％で得た。
【０２５５】
得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２９に示す。図２９（Ｂ）は図２９（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の構造式（ｖ）で表される発光素子用材料ＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０２５６】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ，３３Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【実施例４】
【０２５７】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子の一例について、図９（Ｂ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料は、実施例３で用いた材料と同じである。
【０２５８】
（発光素子２）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０２５９】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２６０】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０２６１】
次に、正孔輸送層１１０３上に、本発明の一態様である発光素子用材料ＰＣＢＮＡＰＡを膜厚２０ｎｍとなるように蒸着することで、第１の発光層１２００を形成した。
【０２６２】
さらに、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより、第１の発光層１２００上に３０ｎｍの膜厚の第２の発光層１２０１を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＢＮＡＰＡの重量比は１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０２６３】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、第２の発光層１２０１上にＡｌｑを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層１１０５を形成した。
【０２６４】
続いて、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを蒸着することにより、１ｎｍの膜厚で電子注入層１１０６を形成した。
【０２６５】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子２を作製した。
【０２６６】
（比較発光素子２）
次に、発光素子２の比較発光素子２を作成した。比較発光素子２の素子構造を、図９（Ｂ）を用いて説明する。比較発光素子２は、発光素子２の第１の発光層１２００及び第２の発光層１２０１に、本発明の発光素子用材料であるＰＣＢＮＡＰＡの代わりに、構造式（ｖ）で表されるＰＣＢＡＰＡを用いて作成した。ここで、第１の発光層１２００はＰＣＢＡＰＡを用い、第２の発光層１２０１においてＣｚＰＡとＰＣＢＡＰＡの重量比は１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＢＡＰＡ）となるように調節した。比較発光素子２は、第１の発光層１２００及び第２の発光層１２０１以外の構成は、全て発光素子２と同じである。
【０２６７】
発光素子２及び比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図３０に示す。また、電圧−輝度特性を図３１に示す。また、輝度−電流効率特性を図３２に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図３３に示す。図３３から、発光素子２の発光は、ＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。また、比較発光素子２の発光は、ＰＣＢＡＰＡからの発光であることがわかった。１０１０ｃｄ／ｍ２の輝度のときの発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２２）であり、青色発光が得られた。また、図３２から、発光素子２の１０１０ｃｄ／ｍ２における電流効率は６．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図３１から、１０１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は５．６Ｖであり、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子２は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。一方、９１０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の比較発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１６，０．２２）であり、青色発光が得られた。また、図３２から、比較発光素子２の９１０ｃｃｄ／ｍ２における電流効率は５．４ｃｄ／Ａであり、比較的高い電流効率を示すことがわかった。また、図３１から、９１０ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は６．２Ｖであり、パワー効率は３．７ｌｍ／Ｗであった。この結果から、比較発光素子２は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０２６８】
発光素子２と比較発光素子２を比べると、発光素子２のほうが高い電流効率を示した。発光素子２と比較発光素子２における、発光層の発光材料の違いは、発光材料である発光素子用材料が有するアミン骨格の末端に、１−ナフチル基を有するかどうかである。１−ナフチル基の有無により、発光素子２と比較発光素子２の発光効率に差が生じた。従って、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、高い発光効率の実現に効果があることが実施例４からも明らかとなった。また、本発明の一態様である発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧で駆動可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０２６９】
次に、発光素子２および比較発光素子２の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３４に示す。図３４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。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本実施例の発光素子２及び比較発光素子２を駆動した。図３４から、発光素子２の１０００時間後の輝度は初期輝度の８６％を保っていた。一方、比較発光素子２の１０００時間後の輝度は初期輝度の７５％を保っていた。したがって、発光素子２および比較発光素子２どちらも高い信頼性を示すことが明らかとなったが、発光素子２の方が、比較発光素子２と比べてより高い信頼性を示すことが明らかとなった。従って、本発明の一態様である発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様である発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【実施例５】
【０２７０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子用材料である４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の合成方法を具体的に説明する。
【０２７１】
【化２９】
【０２７２】
［ステップ１：３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７３】
９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２０．０ｇ（０．０８ｍｏｌ）を１０００ｍＬマイヤーフラスコへ入れ、２００ｍＬの酢酸エチルを加えて溶かした。この溶液にＮ−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）１４．６ｇ（０．１８ｍｏｌ）を加え、３００ｍＬの酢酸エチルを加え、室温で１２日間攪拌した。反応後、この混合物へ水を加え、有機層と水層を分離した。得られた有機層を水で３回、飽和食塩水の順で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、目的物を２１．２ｇ、収率７７％で得た。３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−１）に示す。
【０２７４】
【化３０】
【０２７５】
［ステップ２：３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７６】
フェニルボロン酸１５．１ｇ（０．１ｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン１．３ｇ（４．１ｍｏｌ）を１０００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１００ｍＬに溶かした３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２１．２ｇ（６３．９ｍｍｏｌ）、トルエン２１０ｍＬ、エタノール１０３ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）８２ｍＬを加え、フラスコ内を減圧しながら攪拌して、この混合物を脱気した。脱気後、この混合物を８０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．２３ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２．０時間還流した。反応後、この混合物にトルエンと水を加え、有機層と水層を分離し、水層をトルエンで３回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、褐色の固体を得た。得られた固体をクロロホルム／メタノールにより再結晶を行い、目的物の白色固体を１４．０ｇ、収率５３％で得た。ステップ２：３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−２）に示す。
【０２７７】
【化３１】
【０２７８】
［ステップ３：３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
【０２７９】
３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール７．０ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）を１０００ｍＬマイヤーフラスコへ入れた。フラスコへ１４０ｍＬの酢酸を加えて、６０℃に加熱して３，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液へ、Ｎ−ヨードこはく酸イミド（ＮＩＳ）４．９ｇ（２２．０ｍｍｏｌ）を加えた。この溶液を室温で４日間攪拌した。反応後、クロロホルム２００ｍＬ、水１００ｍＬを加え、有機層と水層を分離した。得られた有機層を水で３回、飽和食塩水の順で洗浄した後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮し、濃縮して得られた固体をトルエン／ヘキサンにより再結晶を行い、目的物を７．９ｇ、収率８１％で得た。３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−３）に示す。
【０２８０】
【化３２】
【０２８１】
［ステップ４：３−（４−ブロモフェニル）−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール］
３−ヨード−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール５．０ｇ（１１．２ｍｍｏｌ）、４−フェニルボロン酸３．２ｇ（１６．１ｍｍｏｌ）、トリス（２−メチルフェニル）ホスフィン０．２ｇ（０．６ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン８４．０ｍＬ、エタノール２８．０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）１１．６ｍＬを加えた。フラスコ内を減圧しながら攪拌して脱気し、脱気後、混合物を６０℃にした後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６２．３ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で６時間攪拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）５２．６ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、１時間半攪拌した後、酢酸パラジウム（ＩＩ）５０．３ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）を加え、１時間攪拌した。反応後、この混合物にトルエンを加え、セライトに通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液に水と酢酸エチルを加え、有機層と水層を分離し、水層を酢酸エチルで３回抽出した。この抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた混合物を自然ろ過して硫酸マグネシウムを除去し、ろ液を濃縮し油状物を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：クロロホルム＝６：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、クロロホルム／ヘキサンにより再結晶を行い、目的の白色固体を２．４ｇ、収率４０％で得た。３−（４−ブロモフェニル）−６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを下記（Ｄ−４）に示す。
【０２８２】
【化３３】
【０２８３】
［ステップ５：４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）ジフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡ）の合成］
【０２８４】
３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１．０ｇ（２．１ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド０．６ｇ（６．３ｍｍｏｌ）、を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン３ｍＬに溶かした４−（１−ナフチル）アニリン０．５ｇ（２．１ｍｍｏｌ）を加えた後、トルエンを１０．５ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０．３ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３１．２ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、混合物にトルエンを加え、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝２：３）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、クロロホルム／ヘキサンにより再結晶し、目的物の白色固体を０．７ｇ、収率５２％で得た。４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）ジフェニルアミンの合成スキームを下記（Ｄ−５）に示す。
【０２８５】
【化３４】
【０２８６】
［ステップ６：４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）の合成］
【０２８７】
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン０．７ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．５ｇ（４．９ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）−４’−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン１．０ｇ（１．６ｍｍｏｌ）を５０ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエンを１２．２ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０．３ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３２．５ｍｇ（５．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を８０℃で２時間攪拌した。反応後、トルエンを２０ｍＬ加え、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：７）により精製し、得られたフラクションを濃縮し、得られた固体を、トルエン／ヘキサンにより再結晶し、目的物の黄色固体を１．１ｇ、収率７２％で得た。得られた黄色固体１．１ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．７Ｐａ、アルゴンガスを流量５．５ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、３９０℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色プリズム結晶を０．９ｇ、回収率８７％で得た。４−（６，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（１−ナフチル）−４’’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミンの合成スキームを下記（Ｄ−６）に示す。
【０２８８】
【化３５】
【０２８９】
なお、上記ステップ６で得られた固体の１Ｈ ＮＭＲを測定した。１Ｈ ＮＭＲチャートを図３５に示す。図３５（Ｂ）は図３５（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。測定結果から、上述の本発明の発光素子用材料ＰＰＣＢＮＡＰＡが得られたことがわかった。以下に測定データを示す。
【０２９０】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０−７．７９（ｍ、４１Ｈ）、７．８５−７．９４（ｍ、４Ｈ）、８．０９−８．１２（ｍ、１Ｈ）、８．４３（ｄ，Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．４５（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ、１Ｈ）、
【０２９１】
得られたＰＰＣＢＮＡＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量変化と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は５００℃以上であり、良好な耐熱性を示した。
【０２９２】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３６、発光スペクトルを図３７に示す。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトルについては、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図３６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図３７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。このトルエン溶液は、２９３ｎｍ、３３８ｎｍ、３９７ｎｍ付近に吸収が見られた。また、この溶液の最大発光波長は４５８ｎｍ（励起波長３７０ｎｍ）であった。
【０２９３】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の吸収スペクトルを図３８に、ＰＣＢＮＡＰＡの薄膜の発光スペクトルを図３９に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。石英基板に蒸着してサンプルを作製し、測定を行った。吸収スペクトルについては石英のみの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。図３８において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。また、図３９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。薄膜の場合では２６４ｎｍ、２９６ｎｍ、３４１ｎｍ、３５６ｎｍ、４０２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、最大発光波長は薄膜の場合では４８３ｎｍ（励起波長３９９ｎｍ）であった。
【０２９４】
このように、本発明の一態様の発光素子用材料であるＰＰＣＢＮＡＰＡは、トルエン溶液、薄膜共に充分に短波長である良好な青色の発光を呈することがわかった。
【０２９５】
また、ＰＰＣＢＮＡＰＡの酸化反応特性および還元反応特性を測定した。酸化反応特性および還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、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）を用いた。
【０２９６】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ社製、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１ｍｍｏｌ／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、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに統一した。
【０２９７】
ＰＰＣＢＮＡＰＡの還元反応特性については、参照電極に対する作用電極の電位を−１．２２Ｖから−２．４０Ｖまで変化させた後、−２．４０Ｖから−１．２２Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。酸化反応特性については、同様に０．２８Ｖから０．６０Ｖまで変化させた後、０．６０Ｖから０．２８Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。
【０２９８】
図４０（Ａ）にＰＰＣＢＮＡＰＡの酸化側のＣＶ測定結果を、図４０（Ｂ）に還元側のＣＶ測定結果をそれぞれ示す。図４０において、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す。
【０２９９】
図４０（Ａ）から、０．５０Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に酸化を示す電流が、図４０（Ｂ）から−２．２４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋）付近に還元を示す電流が観測された。
【０３００】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、ＰＰＣＢＮＡＰＡは酸化反応及び還元反応におけるＣＶ曲線のピーク位置に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８８％、還元側で８８％の強度を保っていた。これによりＰＰＣＢＮＡＰＡは、中性状態から酸化状態への酸化反応と酸化状態から中性状態への還元の繰り返し及び中性状態から還元状態への還元反応と還元状態から中性状態への酸化の繰り返しに対して比較的安定な物質であることがわかった。
【０３０１】
また、薄膜状態のＰＰＣＢＮＡＰＡを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．４５ｅＶであった。更に、図４０の吸収スペクトルを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．７５ｅＶであった。得られたエネルギーギャップとＨＯＭＯの値から、ＬＵＭＯ準位を求めたところ−２．７０ｅＶであった。このように、ＰＰＣＢＮＡＰＡは２．７５ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例６】
【０３０２】
本実施例では、本発明の発光素子の一例について、図９（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０３０３】
【化３６】
【０３０４】
（発光素子３）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウムスズ酸化物をスパッタリング法にて成膜し、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。
【０３０５】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）と共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層１１０２を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３０６】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層１１０２上にＮＰＢを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１０３を形成した。
【０３０７】
さらに、ＣｚＰＡとＰＰＣＢＮＡＰＡとを共蒸着することにより、正孔輸送層１１０３上に３０ｎｍの膜厚の発光層１１０４を形成した。ここで、ＣｚＰＡとＰＰＣＢＮＡＰＡの重量比は１：０．１０（＝ＣｚＰＡ：ＰＰＣＢＮＡＰＡ）となるように調節した。
【０３０８】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層１１０４上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、続いてＡｌｑ層の上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、Ａｌｑ及びＢＰｈｅｎからなる電子輸送層１１０５を形成した。
【０３０９】
続いて、電子輸送層１１０５上に、フッ化リチウムを蒸着することにより、１ｎｍの膜厚で電子注入層１１０６を形成した。
【０３１０】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層１１０６上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極１１０７を形成することで、発光素子３を作製した。
【０３１１】
発光素子３の電流密度−輝度特性を図４１に示す。また、電圧−輝度特性を図４２に示す。また、輝度−電流効率特性を図４３に示す。また、１ｍＡの電流を流した時の発光スペクトルを図４４に示す。図４４から、発光素子３の発光は、ＰＰＣＢＮＡＰＡからの発光であることがわかった。８１４．７ｃｄ／ｍ２の輝度のときの発光素子３のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１７，０．２１）であり、青色発光が得られた。また、図４３から、発光素子３の８１４．７ｃｄ／ｍ２における電流効率は４．３ｃｄ／Ａであり、高い電流効率を示すことがわかった。また、図４２から、８１４．７ｃｄ／ｍ２における駆動電圧は４．２Ｖであり、パワー効率は３．９６ｌｍ／Ｗであった。この結果から、発光素子３は、ある一定の輝度を得るための電圧が低く、低消費電力であることがわかった。
【０３１２】
以上の結果により、本発明の一態様の発光素子用材料を発光素子に用いることにより、低電圧で駆動可能な発光素子を提供できることが明らかとなった。また、高効率且つ、低電圧駆動が可能である、低消費電力の素子を提供できることが明らかとなった。
【０３１３】
次に、発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４５に示す。図４５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を示す。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本実施例の発光素子３を駆動した。図４５から、発光素子３の３００時間後の輝度は初期輝度の８１％を保っていた。従って、本発明の一態様の発光素子用材料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。また、この信頼性試験の結果から、本発明の一態様の発光素子用材料におけるアミン骨格末端の１−ナフチル基は、長寿命な発光素子の実現に効果があることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０３１４】
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ 有機化合物を含む層
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
１２１ 第１の層
１２２ 第２の層
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース側駆動回路）
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート側駆動回路）
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ 有機化合物を含む層（ＥＬ層）
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 有機化合物を含む層（ＥＬ層）
９５６ 電極
１１００ ガラス基板
１１０１ 第１の電極
１１０２ 複合材料を含む層
１１０３ 正孔輸送層
１１０４ 発光層
１１０５ 電子輸送層
１１０６ 電子注入層
１１０７ 第２の電極
１２００ 第１の発光層
１２０１ 第２の発光層
２００１ 筐体
２００２ 光源
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
９１０１ 筐体
９１０２ 支持台
９１０３ 表示部
９１０４ スピーカー部
９１０５ ビデオ入力端子
９２０１ 本体
９２０２ 筐体
９２０３ 表示部
９２０４ キーボード
９２０５ 外部接続ポート
９２０６ ポインティングデバイス
９４０１ 本体
９４０２ 筐体
９４０３ 表示部
９４０４ 音声入力部
９４０５ 音声出力部
９４０６ 操作キー
９４０７ 外部接続ポート
９４０８ アンテナ
９５０１ 本体
９５０２ 表示部
９５０３ 筐体
９５０４ 外部接続ポート
９５０５ リモコン受信部
９５０６ 受像部
９５０７ バッテリー
９５０８ 音声入力部
９５０９ 操作キー
９５１０ 接眼部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料。
【化１】
（一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表し、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。）
【請求項２】
一般式（Ｇ１−１）で表される発光素子用材料。
【化２】
（一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。）
【請求項３】
一対の電極間に、請求項１または請求項２に記載の発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
一対の電極間に発光層を有し、前記発光層は請求項１または請求項２に記載の発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御回路とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
表示部を有し、前記表示部は、請求項３または請求項４に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項５に記載の発光装置を用いて形成されたことを特徴とする照明装置。
【請求項１】
一般式（Ｇ１）で表される発光素子用材料。
【化１】
（一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリーレン基を表し、Ｒ１乃至Ｒ８は、それぞれ独立に、水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基を表し、Ｒ１１は炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ｒ１２は水素、又は、炭素数１乃至４のアルキル基、又は、炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表す。）
【請求項２】
一般式（Ｇ１−１）で表される発光素子用材料。
【化２】
（一般式（Ｇ１−１）において、Ａｒ１は炭素数６乃至１３の置換又は無置換のアリール基を表し、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立に、パラ−フェニレン基、又は、ビフェニル−４，４’−ジイル基を表す。）
【請求項３】
一対の電極間に、請求項１または請求項２に記載の発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
一対の電極間に発光層を有し、前記発光層は請求項１または請求項２に記載の発光素子用材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項３または請求項４に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御回路とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項６】
表示部を有し、前記表示部は、請求項３または請求項４に記載の発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項５に記載の発光装置を用いて形成されたことを特徴とする照明装置。
【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３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【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３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【公開番号】特開２０１０−１１６５５２（Ｐ２０１０−１１６５５２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３８０８１（Ｐ２００９−２３８０８１）
【出願日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【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２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【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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