説明

複合材料、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置

【課題】有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、キャリア輸送性の高い複合材料を提供する。また、有機化合物へのキャリア注入性の高い複合材料を提供する。また、電荷移動相互作用による吸収が生じにくい複合材料を提供する。また、該複合材料を発光素子に適用することにより、発光効率の高い発光素子を提供する。また、駆動電圧の低い発光素子を提供する。また、長寿命の発光素子を提供する。
【解決手段】ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料を提供する。また、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、該発光物質を含む層は、該複合材料を含む層を有する発光素子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料、発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を容易に形成することができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
このように、有機ＥＬを用いた発光素子は、発光装置や照明などへの応用が期待されている。一方で、有機ＥＬを用いた発光素子には課題も多い。その課題の一つとして、消費電力の低減が挙げられる。消費電力を低減するためには、発光素子の駆動電圧を低減することが重要である。そして、有機ＥＬを用いた発光素子は流れる電流量によって発光強度が決まるため、駆動電圧を低減するためには、低い電圧で多くの電流を流すことが必要となってくる。
【０００６】
これまでに、駆動電圧を低減させるための手法として、バッファー層を電極と発光性の有機化合物を含む層との間に設けるという試みがなされている。例えば、カンファースルホン酸をドープしたポリアニリン（ＰＡＮＩ）からなるバッファー層をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）と発光層との間に設けることにより、駆動電圧を低減できることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。これは、ＰＡＮＩの発光層へのキャリア注入性が優れているためと説明されている。なお、非特許文献１では、バッファー層であるＰＡＮＩも電極の一部と見なしている。
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載してある通り、ＰＡＮＩは膜厚を厚くすると透過率が悪くなるという問題点がある。具体的には、２５０ｎｍ程度の膜厚で、透過率は７０％を切ると報告されている。すなわち、バッファー層に用いている材料自体の透明性に問題があるため、素子内部で発生した光を効率良く取り出すことができない。
【０００８】
また、特許文献１によれば、発光素子（特許文献１では発光ユニットと記載されている）を直列に接続することにより、ある電流密度当たりの輝度、すなわち電流効率を高めようという試みがなされている。特許文献１においては、発光素子を直列に接続する際の接続部分に、有機化合物と金属酸化物（具体的には酸化バナジウムおよび酸化レニウム）とを混合した層を適用しており、この層はホール（正孔）や電子を発光ユニットへ注入できるとされている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１で開示されている有機化合物と金属酸化物との混合層は、実施例を見てもわかる通り、赤外領域だけでなく可視光領域（５００ｎｍ付近）にも大きな吸収ピークが見られ、やはり透明性に問題が生じている。これは、電荷移動相互作用により発生する吸収バンドの影響である。したがって、やはり素子内部で発生した光を効率良く取り出すことができず、素子の発光効率が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｙ．Ｙａｎｇ、他１名、アプライド フィジクス レターズ、Ｖｏｌ．６４（１０）、１２４５−１２４７（１９９４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、本発明の一態様では、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、キャリア輸送性の高い複合材料を提供することを課題の一とする。また、有機化合物へのキャリア注入性の高い複合材料を提供することを課題の一とする。また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい複合材料を提供することを課題の一とする。
【００１３】
また、本発明の一態様は、該複合材料を発光素子に適用することにより、発光効率の高い発光素子を提供することを課題の一とする。また、駆動電圧の低い発光素子を提供することを課題の一とする。また、長寿命の発光素子を提供することを課題の一とする。また、該発光素子を用いた発光装置、該発光装置を用いた電子機器、又は照明装置を提供することを課題の一とする。
【００１４】
なお、以下に開示する発明は、上記課題の少なくともいずれか一つを解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
【００１６】
チオフェン及びフランは、π過剰系ヘテロ芳香環であるため、いずれもホール輸送性を示す。よって、上記複合材料は、キャリア輸送性が高い。
【００１７】
また、上記複合材料は、有機化合物へのキャリア注入性が高い。また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい。また、可視光に対する透光性（以下、透光性と記載する）が高い。
【００１８】
また、本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に炭素数６以上７０以下の置換基が結合した複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
【００１９】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に置換基を有する複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。
【００２０】
上記複合材料において、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物自体の吸収ピークが可視光領域（３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）よりも短波長側に生じるよう制御できるため、透光性が特に高い複合材料を得ることができる。
【００２１】
特に、置換基が有する環は、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなる。
【００２２】
また、本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位にフェニル基が結合し、フェニル基が１以上の置換基を有し、フェニル基及び１以上の置換基の炭素数の総和が１２以上７０以下である複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
【００２３】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に共役が小さいフェニル基が結合した複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。また、共役が広がりにくくなるため、透光性向上の観点でも有効である。
【００２４】
上記複合材料において、該１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物自体の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるように制御できるため、特に透光性の高い複合材料を得ることができる。
【００２５】
特に、該１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなる。
【００２６】
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
【００２７】
【化１】

【００２８】
式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００２９】
特に、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表すことが好ましい。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００３０】
また、本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料である。
【００３１】
上記複合材料は、キャリア輸送性が高い。また、有機化合物へのキャリア注入性が高い。また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい。また、透光性が高い。
【００３２】
また、本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に炭素数６以上７０以下の置換基が結合した複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料である。
【００３３】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に置換基を有する複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。
【００３４】
上記複合材料において、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物自体の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるよう制御できるため、特に透光性の高い複合材料を得ることができる。
【００３５】
特に、該置換基が有する環は、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、該遷移金属酸化物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなる。
【００３６】
また、本発明の一態様は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位にフェニル基が結合し、フェニル基が１以上の置換基を有し、フェニル基及び１以上の置換基の炭素数の総和が１２以上７０以下である複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料である。
【００３７】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に共役が小さいフェニル基が結合した複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため好ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。また、共役が広がりにくくなるため、透光性向上の観点でも有効である。
【００３８】
上記複合材料において、該１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物自体の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるよう制御できるため、特に透光性の高い複合材料を得ることができる。
【００３９】
特に、該１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、該遷移金属酸化物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなる。
【００４０】
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料である。
【００４１】
【化２】

【００４２】
式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００４３】
特に、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表すことが好ましい。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００４４】
また、上記複合材料に含まれる遷移金属酸化物としては、チタン酸化物、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。
【００４５】
上記複合材料に用いる複素環化合物の最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は、光電子分光法での測定値が−５．７ｅＶ以下であることが好ましい。
【００４６】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に発光物質を含む層（以下、ＥＬ層とも記す）を有し、発光物質を含む層は、上記複合材料を含む層を有する発光素子である。
【００４７】
上記発光素子において、複合材料を含む層は、一対の電極のうち、陽極として機能する電極と接することが好ましい。また、複合材料を含む層は、一対の電極のうち、陰極として機能する電極と接することが好ましい。
【００４８】
また、上記発光素子は、複合材料を含む層を２層有していても良く、該複合材料を含む層のうち、一方の層は、一対の電極のうち陽極として機能する電極と接し、他方の層は、陰極として機能する電極と接することが好ましい。
【００４９】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に発光物質を含む層を複数有し、複数の発光物質を含む層の間に、上記複合材料を含む層を有する発光素子である。すなわち、複数の発光ユニットを積層した構成の有機ＥＬ発光素子（タンデム型の有機ＥＬ発光素子）における中間層（電荷発生層とも記す）に、上記複合材料を用いることができる。
【００５０】
また、本発明の一態様は、上記発光素子を有する発光装置である。また、該発光装置を表示部に有する電子機器である。また、該発光素子を発光部に有する照明装置である。
【発明の効果】
【００５１】
本発明の一態様によれば、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、キャリア輸送性の高い複合材料を提供することができる。また、有機化合物へのキャリア注入性の高い複合材料を提供することができる。また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい複合材料を提供することができる。
【００５２】
また、本発明の一態様によれば、該複合材料を発光素子に適用することにより、発光効率の高い発光素子を提供することができる。また、駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。また、長寿命の発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた発光装置、該発光装置を用いた電子機器、又は照明装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一態様の発光素子を示す図。
【図２】本発明の一態様の発光素子を示す図。
【図３】本発明の一態様の発光装置を示す図。
【図４】本発明の一態様の発光装置を示す図。
【図５】本発明の一態様の電子機器を示す図。
【図６】本発明の一態様の照明装置を示す図。
【図７】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図８】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図９】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１０】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１１】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１２】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１３】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１４】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１５】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図１６】実施例の発光素子を示す図。
【図１７】実施例２の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１８】実施例２の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１９】実施例２の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図２０】実施例３の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図２１】実施例３の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２２】実施例３の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図２３】実施例４の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図２４】実施例４の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２５】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図２６】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図２７】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図２８】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図２９】本発明の一態様の複合材料の吸光度を示す図。
【図３０】実施例６の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３１】実施例６の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３２】実施例６の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図３３】実施例７の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３４】実施例７の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３５】実施例８の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３６】実施例８の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３７】実施例９の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図３８】実施例９の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図３９】ＰＣｚＰＡと、その複合材料の吸光度を示す図。
【図４０】ＮＰＢと、その複合材料の吸光度を示す図。
【図４１】実施例１０のＥＳＲ測定の結果に係る図。
【図４２】実施例１０のＥＳＲ測定の結果に係る図。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００５５】
まず、本発明の背景となる技術と本発明との相違について、概要を説明する。特許文献１で示されているように、芳香族アミンと電子受容性の無機化合物が混合された複合材料は、電子受容性の無機化合物が芳香族アミンから電子を奪うことにより、芳香族アミンにホールが、無機化合物に電子が発生すると解釈されている。換言すれば、このような複合材料は、芳香族アミンと電子受容性の無機化合物とが電荷移動錯体を形成していると解釈される。そして、このような現象を利用して、これまでにキャリア輸送性、キャリア注入性に優れた複合材料がいくつか報告されている。
【００５６】
しかしながらこのような場合、一般的には、電荷移動相互作用に基づく吸収バンドが発生することが知られている。この吸収バンドは深赤色〜近赤外領域に発生すると言われているが、実際には、多くの場合、可視光領域にも吸収バンドが生じる。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又はα−ＮＰＤ）と酸化バナジウム、又はＮＰＢと酸化モリブデンを混合した複合材料は、１３００ｎｍ付近の吸収バンド以外に、５００ｎｍ付近にも吸収バンドが生じる。このことは、発光素子のような光学デバイスにとっては大きなデメリットとなる。
【００５７】
本発明者らは、ジベンゾフラン骨格もしくはジベンゾチオフェン骨格を含む複素環化合物と電子受容性を示す無機化合物、又は、該複素環化合物と遷移金属酸化物とを複合させることにより、電荷移動相互作用に基づく光吸収が確認できない（ほとんど発生しない）にも関わらず、優れたキャリア輸送性やキャリア注入性を発現できることを見出した。従来、電荷移動相互作用によって発生するホールおよび電子が、キャリア輸送性・キャリア注入性発現の要素と考えられていたわけであるから、電荷移動相互作用による光吸収が明確に観察されないにも関わらず優れたキャリア輸送性やキャリア注入性を発現できる本発明は、その一般論とは矛盾しており、予測不可能の驚くべき機能であると言える。
【００５８】
さらに、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランは、それ自体のエネルギーギャップが大きい。したがって、ジベンゾフラン骨格もしくはジベンゾチオフェン骨格を含むことで、該複素環化合物自体が可視光領域に吸収ピークを持たない化合物となるよう設計できる。したがって、透光性向上の観点で大きなメリットがある。
【００５９】
また、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランは、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によると、ＨＯＭＯ準位が−６ｅＶ以下と非常に低い。したがって、ジベンゾフラン骨格またはジベンゾチオフェン骨格を含む複素環化合物単体は、他の有機化合物への正孔注入性には優れていると考えられるが、ＡｌやＩＴＯに代表されるような導電材料（仕事関数が３〜５ｅＶ程度）から正孔を受け取ることは困難であると考えられる。しかしながら、本発明の一態様のような複合材料を形成することにより、他の有機化合物への優れた正孔注入性を保ちつつ、電極からの正孔注入性の問題点を克服することができる。このような複合材料の性質は、発光素子に用いた際に、駆動電圧の低減に寄与する。また、透光性が高いことから、発光効率を高めることができる。さらには、深いＨＯＭＯ準位により発光素子中にキャリアの蓄積を防止できると考えられるため、長寿命化を達成できる。
【００６０】
以下では、本発明の態様について、具体例を列挙しながら説明する。
【００６１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の複合材料について説明する。
【００６２】
本発明の一態様の複合材料は特定の骨格を有する有機化合物と無機化合物との複合材料である。本発明の一態様の複合材料の作製方法に限定は無く、例えば、当該有機化合物と無機化合物を同時に蒸着する共蒸着法により形成することができる。本発明の一態様の複合材料において、有機化合物と無機化合物の混合比は質量比で８：１〜１：２（＝有機化合物：無機化合物）程度が好ましく、さらに望ましくは４：１〜１：１（＝有機化合物：無機化合物）である。混合比は複合材料を共蒸着法によって形成する場合は、有機化合物と無機化合物の蒸着レートをそれぞれ調節することによって制御することができる。
【００６３】
まず、本発明の一態様の複合材料に用いることが可能な有機化合物は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物である。
【００６４】
該複素環化合物を複合材料に用いることで、キャリア輸送性が高い材料とすることができる。また、有機化合物へのキャリア注入性が高い材料とすることができる。また、無機化合物との電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい材料とすることができる。また、該複素環化合物を複合材料に用いることで、透光性が高い材料とすることができる。
【００６５】
特に、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に炭素数６以上７０以下の置換基が結合した複素環化合物を用いることが好ましい。ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に置換基を有する複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるためである。また、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランが、４位にバルキーな（嵩高い）置換基（例えば炭素数が６以上）を有する場合、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランと該置換基との立体障害により、分子全体が立体的な骨格となる。このことにより、複合材料の膜質が安定化する。また、該複合材料を作製する際には、該複素環化合物と無機化合物とを共蒸着することが好ましいが、この場合は該複素環化合物が気化しやすいことが望まれる。したがって、分子量の観点から、該置換基の炭素数は７０以下であることが好ましい。なお、該複素環化合物の分子量としては、１２００以下程度が好ましい。
【００６６】
なお、本発明者らがこれまで実験及び検討を行ってきた結果では、芳香族炭化水素化合物（例えばアントラセン化合物）と、無機化合物とを混合した際、芳香族炭化水素化合物と無機化合物の混合比における無機化合物の比率が低い場合には、混合により形成される複合材料は結晶化しやすい。逆に、無機化合物の比率が高い場合には、結晶化は抑制できるものの、芳香族炭化水素化合物が有する骨格（例えばアントラセン骨格）と無機化合物との電荷移動相互作用に由来するわずかな吸収ピークが可視光領域で増大する。一方で、本発明の一態様に示すように、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に置換基が結合した複素環化合物を用いる場合は、例えば該置換基にアントラセン骨格を含み、かつ無機化合物の比率が低い場合においても、複合材料の結晶化は抑制され、複合材料の膜質が安定化する。したがって、本発明の一態様の複合材料の場合には、複素環化合物がアントラセン骨格を含んでいたとしても、結晶化を抑制する目的で無機化合物の比率を高くする必要がなく、電荷移動相互作用に由来する吸収ピークが可視光領域に観測されることを防ぐことができる。
【００６７】
また、本発明者らがこれまで実験及び検討を行ってきた結果では、アリールカルバゾール化合物と、無機化合物とを混合した際も、アリールカルバゾール化合物と無機化合物の混合比における無機化合物の比率が低い場合には、混合により形成される複合材料は結晶化しやすい。逆に、無機化合物の比率が高い場合には、結晶化は抑制できるものの、アリールカルバゾール骨格と無機化合物との電荷移動相互作用に由来するわずかな吸収ピークが可視光領域で増大する。一方で、本発明の一態様に示すように、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に置換基が結合した複素環化合物を用いる場合は、例えば該置換基にアリールカルバゾール骨格を含み、かつ無機化合物の比率が低い場合においても、複合材料の結晶化は抑制され、複合材料の膜質が安定化する。したがって、本発明の一態様の複合材料の場合には、複素環化合物がアリールカルバゾール骨格を含んでいたとしても、結晶化を抑制する目的で無機化合物の比率を高くする必要がなく、電荷移動相互作用に由来する吸収ピークが可視光領域に観測されることを防ぐことができる。
【００６８】
上記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これらの環は、いずれもキャリア輸送性（特に正孔輸送性）を発現するのに重要な共役環であるが、それと同時に、エネルギーギャップの広い共役環でもある。したがって、上記置換基が有する環がこれらの環のみであることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるよう制御できるため、該複素環化合物を用いることで、透光性の高い複合材料を得ることができる。
【００６９】
特に、上記置換基が有する環は、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなることを本発明者らは見いだした。特に、複素環化合物と無機化合物の混合比において、無機化合物の比率を上げても、電荷移動相互作用による光吸収はほとんど生じない。具体的には、複素環化合物と無機化合物の混合比が質量比で４：１〜１：１（＝複素環化合物：無機化合物）であっても、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じない。なお、無機化合物の濃度が高いと、複合材料の導電性が高くなるため好ましい。また、本発明者らは、電荷移動相互作用による光吸収がほとんど生じないにも関わらず、発光素子に用いた際には、良好なキャリア輸送性・キャリア注入性、信頼性を発現できることを見いだした。
【００７０】
さらに、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位にフェニル基が結合し、フェニル基が１以上の置換基を有し、フェニル基及び１以上の置換基の炭素数の総和が１２以上７０以下である複素環化合物を用いることが好ましい。ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に共役が小さいフェニル基が結合した複素環化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるためである。また、フェニル基は共役が小さいため、フェニル基にさらに置換基を結合させて分子量を増大させたとしても、広いエネルギーギャップを保つことができ、透光性向上の観点でも有効である。さらに、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランが、４位にバルキーな部位（例えば、上記のフェニル基を含めて炭素数の総和が１２以上の骨格）を有する場合、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランと該バルキーな部位との立体障害により、分子全体が立体的な骨格となる。このことにより、複合材料の膜質が安定化する。また、該複合材料を作製する際には、該複素環化合物と無機化合物とを共蒸着することが好ましいが、この場合は該複素環化合物が気化しやすいことが望まれる。したがって、分子量の観点から、該バルキーな部位は炭素数の総和が７０以下であることが好ましい。なお、該複素環化合物の分子量としては、１２００以下程度が好ましい。
【００７１】
該１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これらの環は、いずれもキャリア輸送性（特に正孔輸送性）を発現するのに重要な共役環であるが、それに加えて、エネルギーギャップの広い共役環でもある。したがって、置換基が有する環がこれらの環のみであることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、複素環化合物の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるように制御できるため、該複素環化合物を用いることで、透光性の高い複合材料を得ることができる。
【００７２】
特に、上記１以上の置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種であることが好ましい。これによって、無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じなくなることを、本発明者らは見出した。特に、複素環化合物と無機化合物の混合比において、無機化合物の比率を上げても、電荷移動相互作用による光吸収はほとんど生じない。具体的には、複素環化合物と無機化合物の混合比が質量比で４：１〜１：１（＝複素環化合物：無機化合物）であっても、電荷移動相互作用に基づく光吸収がほとんど生じない。なお、無機化合物の濃度が高いと、複合材料の導電性が高くなるため好ましい。また、本発明者らは、電荷移動相互作用による光吸収がほとんど生じないにも関わらず、発光素子に用いた際には、良好なキャリア輸送性・キャリア注入性、信頼性を発現できることを見いだした。
【００７３】
また、本発明の一態様の複合材料に用いることができる有機化合物は、一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物である。
【００７４】
【化３】

【００７５】
一般式（Ｇ１）中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００７６】
特に、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表すことが好ましい。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。
【００７７】
以下の構造式（１００）〜（１２８）に本発明の一態様の複合材料に用いることが可能な有機化合物の一例を示す。
【００７８】
【化４】

【００７９】
【化５】

【００８０】
【化６】

【００８１】
【化７】

【００８２】
続いて、本発明の一態様の複合材料に用いることが可能な無機化合物について説明する。
【００８３】
本発明の一態様の複合材料に用いる複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物を用いることができる。例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）や塩化アルミニウムなどは、電子受容性が高い無機化合物の一例である。
【００８４】
または、本発明の一態様の複合材料には、無機化合物として遷移金属酸化物を用いることができる。好ましくは元素周期表における４〜８族に属する金属の酸化物が望ましい。特にチタン酸化物、バナジウム酸化物、タンタル酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、銀酸化物が好ましい。この中でもモリブデン酸化物は蒸着がしやすく、吸湿性が低く、安定であることから特に扱いやすい材料である。
【００８５】
遷移金属酸化物は、上述した塩化鉄（ＩＩＩ）等の強力なルイス酸に比べれば、電子受容性はそれほど高くない（反応性は低い）と考えられる。また、上述した通り、本発明の一態様である複合材料においては、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生が抑制される（あるいはほとんど発生しない）。これらのことから、本発明において、遷移金属酸化物は一般的な意味合いでの電子受容体として作用しているという証明はし難い。しかしながら一方で、実施例で後述するように、実験的には、電界を印加した際には複素環化合物単体では流せないほどの電流を流せる事実がある。したがって、本発明の一態様である複合材料において遷移金属酸化物を用いた場合、少なくとも電界印加のアシストにより容易にキャリアが発生しているものと考えられる。したがって本明細書では、少なくとも電界印加のアシストによりキャリアが発生していれば、複合材料中の無機化合物（上述のような遷移金属酸化物など）は電子受容性を有するものとして扱う。
【００８６】
以上に述べた本発明の一態様の複合材料に含まれる複素環化合物のＨＯＭＯ準位は、光電子分光法での測定値が−５．７ｅＶ以下であることが好ましい。上述したとおり、ジベンゾチオフェンやジベンゾフランは、ＣＶ測定によると、ＨＯＭＯ準位が−６ｅＶ以下と非常に低い。したがって、ジベンゾフラン骨格またはジベンゾチオフェン骨格を含む複素環化合物単体も、ＨＯＭＯ準位を−５．７ｅＶ以下という低い値をとることが容易である。
【００８７】
複素環化合物が低いＨＯＭＯ準位を有する場合、他の有機化合物への正孔注入性には優れていると考えられるが、ＡｌやＩＴＯに代表されるような導電材料（仕事関数が３〜５ｅＶ程度）から正孔を受け取ることは困難であると考えられる。しかしながら、本発明の一態様のような複合材料を形成することにより、他の有機化合物への優れた正孔注入性を保ちつつ、電極からの正孔注入性の問題点を克服することができる。このような複合材料の性質は、発光素子に用いた際に、駆動電圧の低減に寄与する。また、透光性が高いことから、発光効率を高めることができる。さらには、深いＨＯＭＯ準位によりキャリアの蓄積を防止できるため、長寿命化を達成できる。
【００８８】
以上で述べたように、本発明の一態様の複合材料は、ＨＯＭＯ準位が低く、キャリア輸送性が高い材料である。また、本発明の一態様の複合材料は、有機化合物へのキャリア注入性に優れた材料である。また、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用に基づく光吸収が生じにくい材料である。
【００８９】
したがって、本発明の一態様の複合材料は、発光素子や、光電変換素子、トランジスタ等の半導体素子に用いることが可能である。
【００９０】
また、本発明の一態様の複合材料は、キャリア輸送性および有機化合物へのキャリア注入性に優れることから、発光素子等に用いることで、駆動電圧を低下させることができる。
【００９１】
また、本発明の一態様の複合材料が透光性を有することから、発光素子等に用いることで、高い発光効率を実現できる。
【００９２】
また、本発明の一態様の複合材料は電荷の蓄積を抑制することから、発光素子等に用いることで、長寿命の素子を作製することができる。
【００９３】
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。
【００９４】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について図１を用いて説明する。
【００９５】
本実施の形態の発光素子は、一対の電極間にＥＬ層（発光物質を含む層）を挟持して形成される。ＥＬ層は、少なくとも、実施の形態１で示した本発明の一態様の複合材料を含む層と、発光層とを有する。さらに、ＥＬ層は、そのほかの層を有していても良い。例えば、電極から離れたところ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備えていても良い。本明細書では、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キャリアの注入、輸送などの機能を有する、機能層ともよぶ。機能層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを用いることができる。なお、本実施の形態において、本発明の一態様の複合材料を含む層は、正孔注入層として用いる。
【００９６】
また、本発明の一態様の複合材料を含む層と、発光層との間に、一層以上の層（正孔輸送層など）を設ける事が好ましい。そのことで、発光層で生じた励起エネルギーが、該複合材料を含む層へ伝わることでの消光（効率低下）を抑制でき、より高効率な素子を得ることができる。
【００９７】
図１に示す発光素子は、第１の電極１０１及び第２の電極１０８の一対の電極間にＥＬ層１０２が設けられている。ＥＬ層１０２は、第１の電極１０１上に正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５の順で積層されている。なお、本実施の形態に示す発光素子において、第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０８は陰極として機能する。
【００９８】
発光素子の支持体（図１（Ａ）の基板１００参照）としては、例えばガラス基板、石英基板、又はプラスチック基板などを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォンからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル等からなる）、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子の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。
【００９９】
第１の電極１０１としては、様々な金属、合金、導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。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（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、ＩＷＺＯ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、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【０１００】
第１の電極１０１の材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数が４．０ｅＶ以上）材料を用いることが好ましい。なお、第１の電極１０１と、本発明の一態様の複合材料を含む層とが接する構成の発光素子については、第１の電極１０１に用いる材料は、仕事関数の大きい材料に限定されず、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金（例えば、Ａｌ−Ｓｉ）等を用いることもできる。
【０１０１】
正孔注入層７０１は、本発明の一態様の複合材料を含む層である。
【０１０２】
本発明の一態様の複合材料に用いる複素環化合物（実施の形態１参照）はＨＯＭＯ準位が低く、正孔輸送層７０２及び発光層７０３への正孔注入性が良好である。一方、第１の電極１０１との間に注入障壁が生じ、第１の電極１０１から正孔が注入されにくい。
【０１０３】
しかし、本発明の一態様の発光素子は、正孔注入層７０１に、本発明の一態様の複合材料（該複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む材料）を用いるため、第１の電極１０１と正孔注入層７０１との間の注入障壁を緩和することができる。したがって、第１の電極１０１から発光層７０３までの注入障壁が小さく、キャリア注入性の高い素子の実現が可能となり、駆動電圧の低い発光素子を提供することができる。
【０１０４】
さらに、本発明の一態様の複合材料はキャリアの発生効率が高く、キャリア輸送性が高い。そのため、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１０５】
また、該複素環化合物は、可視光領域に大きな吸収ピークが生じない。さらに、該複素環化合物は、ＨＯＭＯ準位が低く、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収が生じにくい。したがって、本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に吸収ピークが生じにくく、高い透光性を有する。よって、このことからも、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現することができると言える。
【０１０６】
また、本発明の一態様の複合材料は、電荷の蓄積を抑制できるため、長寿命の発光素子を提供することができる。
【０１０７】
正孔輸送層７０２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層７０２の材料として、本発明の一態様の複合材料に用いる複素環化合物を用いても良い。そのほか、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又はα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、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）等の芳香族アミン化合物を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の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。
【０１０８】
また、正孔輸送層７０２には、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）のようなカルバゾール誘導体や、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、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）のようなアントラセン誘導体を用いても良い。
【０１０９】
特に、本発明の一態様である複合材料における複素環化合物は、低いＨＯＭＯ準位を有するため、正孔輸送層にも低いＨＯＭＯ準位を有する材料を適用することができる。このような構成とすることにより、発光層と正孔輸送層との界面における電荷の蓄積を防ぐことができ、発光素子を長寿命化できる。具体的には、正孔輸送層のＨＯＭＯ準位は−５．６ｅＶ以下であることが好ましい。また、このような観点から、正孔輸送層に用いる化合物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、アントラセン誘導体などが好ましい。
【０１１０】
なお、正孔輸送層７０２には、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
【０１１１】
発光層７０３は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
【０１１２】
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、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）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【０１１３】
また、発光層７０３に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）３）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）−５−メチルピラジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス｛２−（４−メトキシフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｄｍｍｏｐｐｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、（ジピバロイルメタナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ））、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）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【０１１４】
なお、発光層７０３としては、上述した発光性の有機化合物（ゲスト材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ、発光性の物質よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、ＨＯＭＯ準位が低い物質を用いることが好ましい。
【０１１５】
ホスト材料としては、具体的には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素環化合物や、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）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセンなどの縮合芳香族化合物、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）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、ＮＰＢ（又はα−ＮＰＤ）、ＴＰＤ、ＤＦＬＤＰＢｉ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物などを用いることができる。
【０１１６】
また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー移動をより効率良く行うためにＮＰＢ、あるいはＡｌｑ等をさらに添加してもよい。
【０１１７】
ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層７０３の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【０１１８】
また、発光層７０３として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）（略称：ＰＦＯ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，５−ジメトキシベンゼン−１，４−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＤＭＯＰ）、ポリ｛（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−［Ｎ，Ｎ’−ジ−（ｐ−ブチルフェニル）−１，４−ジアミノベンゼン］｝（略称：ＴＡＢ−ＰＦＨ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（略称：ＰＰＶ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ａｌｔ−ｃｏ−（ベンゾ［２，１，３］チアジアゾール−４，７−ジイル）］（略称：ＰＦＢＴ）、ポリ［（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニレン）−ａｌｔ−ｃｏ−（２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−フェニレン）］などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発光材料として、ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキソキシ）−１，４−フェニレンビニレン］（略称：ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ（３−ブチルチオフェン−２，５−ジイル）（略称：Ｒ４−ＰＡＴ）、ポリ｛［９，９−ジヘキシル−２，７−ビス（１−シアノビニレン）フルオレニレン］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝、ポリ｛［２−メトキシ−５−（２−エチルヘキシロキシ）−１，４−ビス（１−シアノビニレンフェニレン）］−ａｌｔ−ｃｏ−［２，５−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルアミノ）−１，４−フェニレン］｝（略称：ＣＮ−ＰＰＶ−ＤＰＤ）などが挙げられる。
【０１１９】
また、複数の発光層を設け、それぞれの発光層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光層を有する発光素子において、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、３つ以上の発光層を有する発光素子の場合でも同様である。
【０１２０】
電子輸送層７０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質としては、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、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］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。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。
【０１２１】
電子注入層７０５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層７０５には、リチウム、セシウム、カルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、リチウム酸化物等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウムのような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層７０４を構成する物質を用いることもできる。
【０１２２】
なお、上述した正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１２３】
図２（Ａ）に示す発光素子は、基板１００上において、第１の電極１０１及び第２の電極１０８の一対の電極間に、ＥＬ層１０２が設けられている。ＥＬ層１０２は、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有している。図２（Ａ）における発光素子は、基板１００上に、陰極として機能する第２の電極１０８と、第２の電極１０８上に順に積層した電子注入層７０５、電子輸送層７０４、発光層７０３、正孔輸送層７０２、正孔注入層７０１と、さらにその上に設けられた陽極として機能する第１の電極１０１から構成されている。
【０１２４】
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、３つ以上のＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様である。
【０１２５】
ＥＬ層は、図１（Ｂ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極１０８との間に複数積層されていても良い。この場合、積層された第１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は本発明の一態様の複合材料を用いて形成することができる。本発明の一態様の複合材料は、電圧印加時におけるキャリアの発生効率が高く、正孔輸送性が高い。そのため、本発明の一態様の複合材料を用いることで、駆動電圧の低い発光素子を実現することができる。また、発光効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１２６】
また、該複素環化合物は、吸収ピークが可視光領域に生じにくい。また、該複素環化合物はＨＯＭＯ準位が低く、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく光吸収が生じにくい、したがって、本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に吸収ピークが生じにくく、高い透光性を有する。よって、このことからも、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現することができると言える。
【０１２７】
また、電荷発生層８０３は本発明の一態様の複合材料からなる層と他の材料からなる層との積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このような構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
【０１２８】
同様に、図２（Ｂ）に示すように、３つ以上のＥＬ層８０２を積層した発光素子も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、電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光する長寿命素子を実現できる。
【０１２９】
ＥＬ層は、図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極１０８との間に、正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッファー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２の電極１０８と接する複合材料層７０８を有していても良い。
【０１３０】
第２の電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用いて第２の電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０２が受けるダメージを低減することができるため、好ましい。複合材料層７０８は、本発明の一態様の複合材料を用いることができる。
【０１３１】
さらに、電子注入バッファー層７０６を設けることで、複合材料層７０８と電子輸送層７０４との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層７０８で生じた電子を電子輸送層７０４に容易に注入することができる。
【０１３２】
電子注入バッファー層７０６には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【０１３３】
また、電子注入バッファー層７０６が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層７０４の材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１３４】
さらに、電子注入バッファー層７０６と複合材料層７０８との間に、電子リレー層７０７を形成することが好ましい。電子リレー層７０７は、必ずしも設ける必要は無いが、電子輸送性の高い電子リレー層７０７を設けることで、電子注入バッファー層７０６へ電子を速やかに送ることが可能となる。
【０１３５】
複合材料層７０８と電子注入バッファー層７０６との間に電子リレー層７０７が挟まれた構造は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層７０６に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造である。したがって、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１３６】
電子リレー層７０７は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。また、電子リレー層７０７がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準位も複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。
【０１３７】
電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【０１３８】
電子リレー層７０７に含まれるフタロシアニン系材料としては、ＣｕＰｃ、ＳｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）のいずれかを用いることが好ましい。
【０１３９】
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がより容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低電圧でより安定に駆動することが可能になる。
【０１４０】
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好ましい。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
【０１４１】
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
【０１４２】
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いることができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
【０１４３】
電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記した材料の他、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安定であるため、電子リレー層７０７を形成する為に用いる材料として、好ましい材料である。
【０１４４】
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙げられる。
【０１４５】
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２ＰＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。
【０１４６】
その他にも、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、パーフルオロペンタセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤＩ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）等を用いることができる。
【０１４７】
なお、電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層７０７を形成すれば良い。
【０１４８】
正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、及び電子輸送層７０４は前述の材料を用いてそれぞれ形成すれば良い。
【０１４９】
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。
【０１５０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の、発光素子を有する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−Ｂ及びＣ−Ｄで切断した断面図である。
【０１５１】
図３（Ａ）において、点線で示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０２は画素部、４０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板、４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は、空間になっている。
【０１５２】
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。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又はＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１５３】
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４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２中の一つの画素が示されている。
【０１５４】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、ＴＦＴで形成される種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路又はＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１５５】
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１５６】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部又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４１４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４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１５７】
第１の電極４１３上には、ＥＬ層４１６、及び第２の電極４１７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４１３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、又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、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれる。
【０１５８】
また、ＥＬ層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法などの液滴吐出法、印刷法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層４１６は、実施の形態１で示した複合材料を含んでいる。また、ＥＬ層４１６を構成する他の材料としては、低分子材料、オリゴマー、デンドリマー、又は高分子材料であっても良い。
【０１５９】
さらに、ＥＬ層４１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、又はこれらの合金や化合物、Ｍｇ−Ａｇ、Ｍｇ−Ｉｎ、Ａｌ−Ｌｉ等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過するためには、第２の電極４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（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。
【０１６０】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、及びシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材４０５で充填される場合もある。
【０１６１】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル又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。
【０１６２】
以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有するアクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
【０１６３】
また、本発明の発光素子は、上述したアクティブマトリクス型の発光装置のみならずパッシブマトリクス型の発光装置に用いることもできる。図４に本発明の発光素子を用いたパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図及び断面図を示す。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。
【０１６４】
図４において、基板５０１上の第１の電極５０２と第２の電極５０３との間にはＥＬ層５０４が設けられている。第１の電極５０２の端部は絶縁層５０５で覆われている。そして、絶縁層５０５上には隔壁層５０６が設けられている。隔壁層５０６の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなるような傾斜を有する。つまり、隔壁層５０６の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層５０５と接する辺）の方が上辺（絶縁層５０５と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層５０６を設けることで、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できる。
【０１６５】
以上により、本発明の一態様の発光素子を有するパッシブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
【０１６６】
なお、本実施の形態で示した発光装置（アクティブマトリクス型、パッシブマトリクス型）は、いずれも本発明の一態様の発光素子を用いて形成されることから、消費電力の低い発光装置を得ることができる。
【０１６７】
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。
【０１６８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明を適用した一態様である発光装置を用いて完成させた様々な電子機器および照明器具の一例について、図５、図６を用いて説明する。
【０１６９】
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器および照明器具の具体例を図５に示す。
【０１７０】
図５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０１７１】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０１７２】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１７３】
図５（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
【０１７４】
図５（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７３０４が組み込まれ、筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図５（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７５】
図５（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０１７６】
図５（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１７７】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１７８】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボード又は番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１７９】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１８０】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１８１】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１８２】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０１８３】
図５（Ｅ）は卓上照明器具であり、照明部７５０１、傘７５０２、可変アーム７５０３、支柱７５０４、台７５０５、電源７５０６を含む。なお、卓上照明器具は、発光装置を照明部７５０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具又は壁掛け型の照明器具なども含まれる。
【０１８４】
図６は、発光装置を、室内の照明装置８１１として用いた例である。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。その他、ロール型の照明装置８１２として用いることもできる。なお、図６に示すように、室内の照明装置８１１を備えた部屋で、図５（Ｅ）で説明した卓上照明器具８１３を併用してもよい。
【０１８５】
以上のようにして、発光装置を適用して電子機器や照明器具を得ることができる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１８６】
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０１８７】
本実施例では、本発明の一態様の複合材料の具体例を例示する。本発明の一態様の複合材料は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む。本実施例の構成例１〜９に用いた複素環化合物、及び該複素環化合物のＨＯＭＯ準位（光電子分光法での測定値）を表１に示す。また、該複素環化合物の構造式を以下に示す。
【０１８８】
【表１】

【０１８９】
【化８】

【０１９０】
また、構成例１〜９において、無機化合物としては、酸化モリブデンを用いた。
【０１９１】
本発明の一態様の複合材料の作製方法について、構成例１を例に挙げて説明する。構成例２〜９は、構成例１と同様に作製したため、説明を省略する。
【０１９２】
（構成例１）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＤＢＴＦＬＰ−ＩＶと酸化モリブデンとを含む膜を形成した。この時、ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率が質量比で４：２（＝ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ：酸化モリブデン）、４：１、４：０．５となるようにそれぞれ共蒸着した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
【０１９３】
このようにして成膜したＤＢＴＦＬＰ−ＩＶと酸化モリブデンの複合膜（構成例１）の吸収スペクトルを測定した結果を、図７に示す。また、比較のため、ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶのみの膜（膜厚５０ｎｍ）の吸収スペクトルも合わせて図示する。なお、構成例２〜９も、それぞれの構成例で用いた複素環化合物のみの膜の吸収スペクトルを比較として示す。
【０１９４】
同様に、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例２）の吸収スペクトルを測定した結果を図８に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０１９５】
また、４，４’−（ビフェニル−２，２’−ジイル）−ビス−ジベンゾチオフェン（略称：ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例３）の吸収スペクトルを測定した結果を図９に示す。なお、ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率が質量比で４：１（＝ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩ：酸化モリブデン）の膜のみ、膜厚は４７ｎｍであった。そのほかの膜の膜厚は５０ｎｍとした。
【０１９６】
また、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例４）の吸収スペクトルを測定した結果を図１０に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０１９７】
また、４−［３−（トリフェニレン−２−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＴｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例５）の吸収スペクトルを測定した結果を図１１に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０１９８】
また、３，６−ジ−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴ２ＰＣ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例６）の吸収スペクトルを測定した結果を図１２に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０１９９】
また、４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：２ｍＤＢＴＰＰＡ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例７）の吸収スペクトルを測定した結果を図１３に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０２００】
また、４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾフラン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例８）の吸収スペクトルを測定した結果を図１４に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０２０１】
そして、４−［４−（９−フェニルアントラセン−１０−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ｍＤＢＴＰＡ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例９）の吸収スペクトルを測定した結果を図１５に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０２０２】
図７乃至図１５において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
【０２０３】
図７乃至図１５より、構成例１〜９に示す本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に顕著な吸収ピークがほとんど見られず、透光性の高い材料であることが分かった。構成例７〜９は、アントラセン骨格を有する。本発明の一態様の複合材料は、アントラセン骨格、テトラセン骨格、ペリレン骨格などを含む複素環化合物を用いると、厚膜化した際に、これらの骨格に由来するわずかな吸収ピークが可視光領域に観測される。一方、構成例１〜６は、波長が３６０ｎｍ以上の領域に顕著な吸収ピークが見られず、特に透光性の高い材料であることが分かった。
【０２０４】
また、構成例１〜９に示す本発明の一態様の複合材料は、赤外領域（波長が７００ｎｍ以上の領域）においても、顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。
【０２０５】
また、複素環化合物と酸化モリブデンからなる本発明の一態様の複合材料の吸収スペクトルは、該複素環化合物の吸収スペクトルとはほとんど同じ形状を有しており、酸化モリブデンの濃度が高い膜（具体的には、各構成例において、複素環化合物と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２の膜）においても、可視光領域から赤外領域までに顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。このことから、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくいことが示唆された。
【実施例２】
【０２０６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。
【０２０７】
【化９】

【０２０８】
以下に、本実施例の発光素子１、比較発光素子２、及び比較発光素子３の作製方法を示す。
【０２０９】
（発光素子１）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０２１０】
次に、基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０２１１】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を３０分程度放冷した。
【０２１２】
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−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ：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、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０２１３】
次に、正孔注入層１１１１上に、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２１４】
さらに、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）、及びＮ，Ｎ’−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０２１５】
次に、発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０２１６】
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ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、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０２１７】
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
【０２１８】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０２１９】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２２０】
（比較発光素子２）
比較発光素子２の正孔注入層１１１１は、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１以外は、発光素子１と同様に作製した。
【０２２１】
（比較発光素子３）
比較発光素子３の正孔注入層１１１１は、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＢＰＡＦＬＰと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＢＰＡＦＬＰ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１以外は、発光素子１と同様に作製した。
【０２２２】
以上により得られた発光素子１、比較発光素子２及び比較発光素子３の素子構造を表２に示す。
【０２２３】
【表２】

【０２２４】
これらの発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２２５】
なお、上記３つの発光素子は、同一基板上に形成した。また、上記３つの発光素子の第１の電極、正孔輸送層〜第２の電極、封止は、同時に形成及び操作を行っている。
【０２２６】
発光素子１、比較発光素子２及び比較発光素子３の電圧−輝度特性を図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図１８に示す。図１８において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表３に示す。
【０２２７】
【表３】

【０２２８】
表３に示す通り、それぞれ１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．２３）であり、比較発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．２２）であり、比較発光素子３のＣＩＥ色度座標は（ｘ、ｙ）＝（０．１５，０．２２）であった。これらの結果から、発光素子１、比較発光素子２及び比較発光素子３は、１，６ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０２２９】
図１７からわかるように、同じ電圧において、発光素子１は比較発光素子３に比べて高い輝度が得られ、比較発光素子２と同等の輝度が得られている。また、図１８及び表３からわかるように、発光素子１は、比較発光素子２及び比較発光素子３よりも高い電流効率、外部量子効率を得られている。
【０２３０】
次に、発光素子１、比較発光素子２及び比較発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１９に示す。図１９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。
【０２３１】
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例の発光素子を駆動した。
【０２３２】
図１９から、発光素子１の２６０時間後の輝度は、初期輝度の５４％を保っていた。一方、比較発光素子２の２００時間後の輝度は、初期輝度の５０％以下であった。また、比較発光素子３の６２時間後の輝度は、初期輝度の５０％以下であった。
【０２３３】
本発明の一態様を適用した発光素子１は、比較発光素子２及び比較発光素子３に比べて、長寿命であることが明らかとなった。
【０２３４】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層として用いることで、長寿命な発光素子を作製できることが示された。
【実施例３】
【０２３５】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２３６】
【化１０】

【０２３７】
以下に、本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
【０２３８】
（発光素子４）
発光素子４の正孔注入層１１１１は、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）−ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１以外は、実施例２に示した発光素子１と同様に作製した。
【０２３９】
以上により得られた発光素子４の素子構造を表４に示す。
【０２４０】
【表４】

【０２４１】
発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子４が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子４の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２４２】
発光素子４の電圧−輝度特性を図２０に示す。図２０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図２１に示す。図２１において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子４における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表５に示す。
【０２４３】
【表５】

【０２４４】
表５に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子４のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．２２）であった。この結果から、発光素子４は、１，６ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０２４５】
図２０、図２１及び表５からわかるように、発光素子４は、高い発光効率を示している。また、発光素子４は、駆動電圧が低い発光素子であることがわかる。
【０２４６】
次に、発光素子４の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２２に示す。図２２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。
【０２４７】
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例の発光素子を駆動した。
【０２４８】
図２２から、発光素子４の３１０時間後の輝度は、初期輝度の５５％を保っていた。
【０２４９】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を用いることで、駆動電圧の低い発光素子を作製できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を用いることで、長寿命の発光素子を提供できることが示された。
【実施例４】
【０２５０】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２５１】
【化１１】

【０２５２】
以下に、本実施例の発光素子５の作製方法を示す。
【０２５３】
（発光素子５）
発光素子５の正孔注入層１１１１は、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１以外は、実施例２に示した発光素子１と同様に作製した。
【０２５４】
以上により得られた発光素子５の素子構造を表６に示す。
【０２５５】
【表６】

【０２５６】
発光素子５を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子５が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子５の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２５７】
発光素子５の電圧−輝度特性を図２３に示す。図２３において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図２４に示す。図２４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子５における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表７に示す。
【０２５８】
【表７】

【０２５９】
表７に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子５のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１５，０．２３）であった。この結果から、発光素子５は、１，６ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０２６０】
図２３、図２４及び表７からわかるように、発光素子５は、高い発光効率を示している。また、発光素子５は、駆動電圧が低い発光素子であることがわかる。
【０２６１】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を用いることで、駆動電圧の低い発光素子を作製できることが示された。
【実施例５】
【０２６２】
本実施例では、本発明の一態様の複合材料の具体例を例示する。本発明の一態様の複合材料は、ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、該複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む。本実施例の構成例１０〜１４に用いた複素環化合物、及び構成例１０〜１３に用いた複素環化合物のＨＯＭＯ準位（光電子分光法での測定値）を表８に示す。また、本実施例で用いた複素環化合物の構造式を以下に示す。
【０２６３】
【表８】

【０２６４】
【化１２】

【０２６５】
また、構成例１０〜１４において、無機化合物としては、酸化モリブデンを用いた。
【０２６６】
本発明の一態様の複合材料の作製方法について、構成例１０を例に挙げて説明する。構成例１１〜１４は、構成例１０と同様に作製したため、説明を省略する。
【０２６７】
（構成例１０）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、３−〔４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−フェニル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸着法によりＤＢＴＰＰＣ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む膜を形成した。この時、ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率が質量比で４：２（＝ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩ：酸化モリブデン）、４：１、４：０．５となるようにそれぞれ共蒸着した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
【０２６８】
このようにして成膜したＤＢＴＰＰＣ−ＩＩと酸化モリブデンの複合膜（構成例１０）の吸収スペクトルを測定した結果を、図２５に示す。また、比較のため、ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩのみの膜（膜厚５０ｎｍ）の吸収スペクトルも合わせて図示する。なお、構成例１１、１２、１４も、それぞれの構成例で用いた複素環化合物のみの膜の吸収スペクトルを比較として示す。
【０２６９】
同様に、３−〔３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−フェニル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＤＢＴＰＰＣ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例１１）の吸収スペクトルを測定した結果を図２６に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０２７０】
また、４−［４−（９−フェナントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例１２）の吸収スペクトルを測定した結果を図２７に示す。なお、構成例１２で示す複合膜は、ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率が質量比で４：２（＝ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩ：酸化モリブデン）の膜のみである。また、該複合膜、及びＤＢＴＰＰｎ−ＩＩのみの膜の膜厚は、どちらも５０ｎｍとした。
【０２７１】
また、４，４’−｛（１，１’：２’，１’’：２’’，１’’’）−クアテルフェニル−３，３’’’−イル｝−ビスジベンゾチオフェン（略称：ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例１３）の吸収スペクトルを測定した結果を図２８に示す。なお、構成例１３では、ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩと酸化モリブデンの比率が質量比で４：２（＝ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩ：酸化モリブデン）の膜のみを示す（膜厚５０ｎｍ）。
【０２７２】
そして、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）と酸化モリブデンの複合膜（構成例１４）の吸収スペクトルを測定した結果を図２９に示す。なお、膜厚はすべて５０ｎｍとした。
【０２７３】
図２５乃至図２９において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
【０２７４】
図２５乃至図２９より、構成例１０〜１４に示す本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に顕著な吸収ピークがほとんど見られず、透光性の高い材料であることが分かった。また、構成例１０〜１４に示す本発明の一態様の複合材料は、赤外領域（波長が７００ｎｍ以上の領域）においても、顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。
【０２７５】
また、複素環化合物と酸化モリブデンからなる本発明の一態様の複合材料の吸収スペクトルは、該複素環化合物の吸収スペクトルとはほとんど同じ形状を有しており、酸化モリブデンの濃度が高い膜（具体的には、各構成例において、複素環化合物と酸化モリブデンの比率が質量比で４：２の膜）においても、可視光領域から赤外領域までに顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。このことから、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくいことが示唆された。
【実施例６】
【０２７６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２７７】
【化１３】

【０２７８】
以下に、本実施例の発光素子６の作製方法を示す。
【０２７９】
（発光素子６）
まず、実施例２に示した発光素子１と同様に、ガラス基板１１００上にＩＴＳＯを成膜することで、第１の電極１１０１を形成した。
【０２８０】
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’−｛（１，１’：２’，１’’：２’’，１’’’）−クアテルフェニル−３，３’’’−イル｝−ビスジベンゾチオフェン（略称：ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２８１】
次に、正孔注入層１１１１上に、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２８２】
さらに、ＣｚＰＡ、及びＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０２８３】
次に、発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０２８４】
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０２８５】
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
【０２８６】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子６を作製した。
【０２８７】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２８８】
以上により得られた発光素子６の素子構造を表９に示す。
【０２８９】
【表９】

【０２９０】
発光素子６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子６の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２９１】
発光素子６の電圧−輝度特性を図３０に示す。図３０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３１に示す。図３１において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子６における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表１０に示す。
【０２９２】
【表１０】

【０２９３】
表１０に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子６のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１６）であった。この結果から、発光素子６は、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０２９４】
図３０、図３１及び表１０からわかるように、発光素子６は、高い発光効率を示している。また、発光素子６は、駆動電圧が低い発光素子であることがわかる。
【０２９５】
次に、発光素子６の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３２に示す。図３２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。
【０２９６】
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子６を駆動した。
【０２９７】
図３２から、発光素子６の２８０時間後の輝度は、初期輝度の５４％を保っていた。
【０２９８】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層として用いることで、長寿命な発光素子を作製できることが示された。
【実施例７】
【０２９９】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０３００】
【化１４】

【０３０１】
以下に、本実施例の発光素子７の作製方法を示す。
【０３０２】
（発光素子７）
発光素子７の正孔注入層１１１１は、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３０３】
発光素子７の正孔輸送層１１１２は、ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩを１０ｎｍの膜厚で成膜することで形成した。正孔注入層１１１１及び正孔輸送層１１１２以外は、実施例６に示した発光素子６と同様に作製した。
【０３０４】
以上により得られた発光素子７の素子構造を表１１に示す。
【０３０５】
【表１１】

【０３０６】
発光素子７を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子７の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３０７】
発光素子７の電圧−輝度特性を図３３に示す。図３３において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３４に示す。図３４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子７における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表１２に示す。
【０３０８】
【表１２】

【０３０９】
表１２に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子７のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１６）であった。この結果から、発光素子７は、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０３１０】
図３２、図３３及び表１２からわかるように、発光素子７は、高い発光効率を示している。また、発光素子７は、駆動電圧が低い発光素子であることがわかる。
【０３１１】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。
【実施例８】
【０３１２】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ａ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。
【０３１３】
以下に、本実施例の発光素子８の作製方法を示す。
【０３１４】
（発光素子８）
発光素子８の正孔注入層１１１１は、ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３１５】
発光素子８の正孔輸送層１１１２は、ＰＣｚＰＡを１０ｎｍの膜厚で成膜することで形成した。正孔注入層１１１１及び正孔輸送層１１１２以外は、実施例６に示した発光素子６と同様に作製した。
【０３１６】
以上により得られた発光素子８の素子構造を表１３に示す。
【０３１７】
【表１３】

【０３１８】
発光素子８を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、発光素子８の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３１９】
発光素子８の電圧−輝度特性を図３５に示す。図３５において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３６に示す。図３６において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子８における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表１４に示す。
【０３２０】
【表１４】

【０３２１】
表１４に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子８のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．１８）であった。この結果から、発光素子８は、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
【０３２２】
図３４、図３５及び表１４からわかるように、発光素子８は、高い発光効率を示している。また、発光素子８は、駆動電圧が低い発光素子であることがわかる。
【０３２３】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。
【実施例９】
【０３２４】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図１６（Ｂ）を用いて説明する。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の構造式は省略する。
【０３２５】
【化１５】

【０３２６】
以下に、本実施例の発光素子９、比較発光素子１０の作製方法を示す。
【０３２７】
（発光素子９）
まず、ガラス基板１１００上に、ＩＴＳＯ膜をスパッタリング法にて成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０３２８】
基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０３２９】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板１１００を３０分程度放冷した。
【０３３０】
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、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、第１の正孔注入層１１１１ａを形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３３１】
次に、第１の正孔注入層１１１１ａ上に、ＰＣＰＮを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第１の正孔輸送層１１１２ａを形成した。
【０３３２】
さらに、ＣｚＰＡ、及び１，６ＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着し、第１の正孔輸送層１１１２ａ上に第１の発光層１１１３ａを形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また、第１の発光層１１１３ａの膜厚は３０ｎｍとした。
【０３３３】
次に、第１の発光層１１１３ａ上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍ、ＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
【０３３４】
さらに、第１の電子輸送層１１１４ａ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜厚で蒸着し、第１の電子注入層１１１５ａを形成した。
【０３３５】
その後、第１の電子注入層１１１５ａ上に、銅フタロシアニン（略称ＣｕＰｃ）を膜厚２ｎｍで蒸着し、電子リレー層１１１６を形成した。
【０３３６】
次に、電子リレー層１１１６上に、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで、第２の正孔注入層１１１１ｂを形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、本実施例の第２の正孔注入層１１１１ｂは、先の実施の形態で説明した電荷発生層として機能する。
【０３３７】
次に、第２の正孔注入層１１１１ｂ上に、ＰＣＰＮを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の正孔輸送層１１１２ｂを形成した。
【０３３８】
さらに、ＣｚＰＡ、及び１，６ＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着し、第２の正孔輸送層１１１２ｂ上に第２の発光層１１１３ｂを形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また、第２の発光層１１１３ｂの膜厚は３０ｎｍとした。
【０３３９】
次に、第２の発光層１１１３ｂ上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍ、ＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
【０３４０】
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、第２の電子注入層１１１５ｂを形成した。
【０３４１】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子９を作製した。
【０３４２】
（比較発光素子１０）
比較発光素子１０の第１の正孔注入層１１１１ａは、ＰＣｚＰＡ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０３４３】
比較発光素子１０の第２の正孔注入層１１１１ｂは、ＰＣｚＰＡ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着することで形成した。その膜厚は、６０ｎｍとし、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン）となるように調節した。第１の正孔注入層１１１１ａ及び第２の正孔注入層１１１１ｂ以外は、発光素子９と同様に作製した。
【０３４４】
なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０３４５】
以上により得られた発光素子９、比較発光素子１０の素子構造を表１５に示す。なお、発光素子９は、表１５における物質ＸがＤＢＴ３Ｐ−ＩＩであり、膜厚Ｙが５０ｎｍである。そして、比較発光素子１０は、表１５における物質ＸがＰＣｚＰＡであり、膜厚Ｙが６０ｎｍである。
【０３４６】
【表１５】

【０３４７】
これらの発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０３４８】
なお、上記２つの発光素子は、同一基板上に形成した。また、上記２つの発光素子の第１の電極、第１の正孔輸送層〜電子リレー層、第２の正孔輸送層〜第２の電極、封止は、同時に形成及び操作を行っている。
【０３４９】
発光素子９及び比較発光素子１０の電圧−輝度特性を図３７に示す。図３７において、横軸は電圧（Ｖ）を表し、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３８に示す。図３８において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素子９及び比較発光素子１０における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、パワー効率（ｌｍ／Ｗ）、外部量子効率（％）を表１６に示す。
【０３５０】
【表１６】

【０３５１】
表１６に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子９及び比較発光素子１０のＣＩＥ色度座標はどちらも（ｘ，ｙ）＝（０．１４，０．２０）であった。
【０３５２】
図３８、表１６からわかるように、発光素子９は比較発光素子１０に比べて高い電流効率、パワー効率、外部量子効率を得られている。
【０３５３】
ここで、比較発光素子１０に用いたＰＣｚＰＡと酸化モリブデンとを含む複合材料に関して、吸収スペクトルを測定し、発光素子９に用いたＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む複合材料（図８）と比較した。
【０３５４】
ＰＣｚＰＡと酸化モリブデン（ＶＩ）とを５０ｎｍの膜厚になるように共蒸着して形成した膜（質量比で４：２、４：１、４：０．５（＝ＰＣｚＰＡ：酸化モリブデン））の吸収スペクトルを図３９に示す。なお、図３９において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
【０３５５】
図３９に示すように、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンとを含む複合材料は、可視光領域に吸収ピークを有する。一方、実施例１で示した通り、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む複合材料は、可視光領域に顕著な吸収ピークがほとんど見られない（図８）。
【０３５６】
このことから、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む複合材料は、ＰＣｚＰＡと酸化モリブデンとを含む複合材料に比べて可視光領域における透過性が高いため、発光素子９は、比較発光素子１０に比べて、高い電流効率が得られたと考えられる。
【０３５７】
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、タンデム型の発光素子の正孔注入層、電荷発生層に用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、タンデム型の発光素子の正孔注入層、電荷発生層に用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用による光吸収が観察されないにも関わらず、タンデム型の発光素子の電荷発生層として極めて有効に機能することがわかった。
【実施例１０】
【０３５８】
本実施例では、本発明の一態様の複合材料について、電子スピン共鳴（ＥＳＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｉｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）法を用いて評価した結果を説明する。本実施例では、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む本発明の一態様の複合材料と、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）と酸化モリブデンとを含む従来の複合材料との比較を行う。ＮＰＢの構造式を以下に示す。
【０３５９】
【化１６】

【０３６０】
＜複合材料の吸収スペクトルに関する比較＞
まず、ＮＰＢと酸化モリブデンとを含む従来の複合材料に関して、吸収スペクトルを測定し、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む本発明の一態様の複合材料（図８）と比較した。
【０３６１】
ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）とを５０ｎｍの膜厚となるように共蒸着して形成した膜（質量比で４：２、４：１、４：０．５（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）の吸収スペクトルを図４０に示す。なお、図４０において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
【０３６２】
図４０と図８とを比較するとわかるように、ＮＰＢを複合材料に用いると、５００ｎｍ付近および１３００ｎｍ付近に電荷移動相互作用に基づく大きな光吸収が生じてしまう（しかも、酸化モリブデンの濃度を増やすとピーク強度が大きくなる）が、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩを用いるとその問題点が解消されることがわかる。なお、ＮＰＢのＨＯＭＯ準位（光電子分光法での測定値）は−５．４ｅＶであり、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩのＨＯＭＯ準位は−５．９ｅＶである。このことからも、ＮＰＢはＤＢＴ３Ｐ−ＩＩに比べて電荷移動相互作用を起こしやすい傾向にあることが示唆される。
【０３６３】
このように、吸収スペクトルから電荷移動相互作用の有無に関する傾向は得られるが、本実施例では、さらにＥＳＲ測定による定性的かつ定量的な評価を行い、本発明の一態様の複合材料と従来の複合材料との違いを考察した。以下にその内容を示す。
【０３６４】
＜ＥＳＲ測定用試料＞
本実施例の試料１乃至６、及び比較試料１乃至１３について説明する。
【０３６５】
本発明の一態様を適用した試料１乃至６は、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとの複合材料を含む複合膜である。比較試料１乃至１３は、ＮＰＢと酸化モリブデンとの複合材料を含む複合膜である。
【０３６６】
全ての試料は、石英基板上に、有機化合物（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ又はＮＰＢ）及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着させることで形成した。石英基板のサイズは、２．８ｍｍ×２０ｍｍ（比較試料１〜３は、３．０ｍｍ×２０ｍｍ）とした。
【０３６７】
具体的には、まず、複合材料の蒸着される面が下方となるように、石英基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。そして、真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、有機化合物（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ又はＮＰＢ）と、酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、石英基板上に有機化合物（ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ又はＮＰＢ）及び酸化モリブデンとの複合材料を含む複合膜を形成した。上記複合膜の膜厚は、全ての試料において５０ｎｍとなるように調整した。
【０３６８】
各試料における有機化合物と酸化モリブデン（ＶＩ）のモル比は、蒸着レートによって調節した。表１７に、各試料における有機化合物と酸化モリブデン（ＶＩ）の質量比及びモル比を示す。なお、各試料は４つずつ（比較試料３は、８つ）用意し、ＥＳＲ測定では４つ（比較試料３は、８つ）を重ねて測定を行った。さらに、表１７には、各試料のｇ値も示す。
【０３６９】
【表１７】

【０３７０】
＜ＥＳＲ測定＞
測定は、電子スピン共鳴測定装置 ＪＥＳ−ＦＡ２００（日本電子製）を使用し、共振周波数約９．４ＧＨｚ、変調周波数１００ｋＨｚ、変調幅０．６ｍＴ、時定数０．１ｓｅｃ、掃引時間４ｍｉｎ、測定温度は室温、の条件で行った。そして、Ｍｎ２＋第３及び第４シグナルの位置により磁場補正を行った。測定により得られる電子スピン共鳴（ＥＳＲ）スペクトルの強度は、不対電子の数を反映しており、その強度を比較することにより有機化合物と酸化モリブデンの間における電荷移動相互作用の生じやすさを間接的に把握することができる。なお、ＥＳＲスペクトルのピークから算出されたｇ値は、２．００１〜２．００６の範囲であり、自由電子のｇ値（２．００２３）近傍の数値を示していた。
【０３７１】
＜測定結果＞
図４１に、試料６及び比較試料１１のＥＳＲスペクトルを示す。図４１において、横軸は磁場（単位：ｍＴ）を、縦軸は強度を表す。
【０３７２】
図４１からわかる通り、試料６は、比較試料１１に比べて、磁場３３６〜３４０ｍＴ付近の強度が極めて低い。該強度が低いほど、複合材料内において、電荷移動相互作用により発生する不対電子の数が少ない。つまり、試料６は、比較試料１１に比べて、複合材料内において、電荷移動相互作用が生じにくいと言える。
【０３７３】
この結果から、本発明の一態様の複合材料である、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む複合材料は、ＮＰＢと酸化モリブデンとを含む複合材料に比べて、電荷移動相互作用が生じにくく、該電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができると示唆された。
【０３７４】
図４２は、各試料における有機化合物に対する酸化モリブデン（ＶＩ）のモル比と、各試料のＥＳＲスペクトルにおける正のピークの値（Ａ）及び負のピークの値（Ｂ）の比の値（Ａ／Ｂ）との関係を示すグラフである。例として、図４１では、比較試料１１におけるＡ及びＢを示した。図４２（Ａ）（Ｂ）において、横軸は、各試料における有機化合物及び酸化モリブデン（ＶＩ）のモル比（１：Ｘ（＝有機化合物：酸化モリブデン））のＸの値を表し、縦軸は、各試料におけるＡ／Ｂの値を示す。
【０３７５】
図４２（Ａ）は、有機化合物としてＤＢＴ３Ｐ−ＩＩを用いた試料１乃至６について、図４２（Ｂ）は、有機化合物としてＮＰＢを用いた比較試料１乃至１３について示している。
【０３７６】
図４２（Ａ）（Ｂ）からわかる通り、試料１乃至６の多くは、Ａ／Ｂの値が１．０付近にあり、比較試料１乃至１３の多くは、Ａ／Ｂの値が、１．１〜１．２付近にあった。つまり、本発明の一態様の複合材料である、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを含む複合材料は、ＥＳＲスペクトルの正のピークと負のピークの形状が対称的であるのに対し、ＮＰＢと酸化モリブデンとを含む複合材料はその形状が非対称であると言える。
【０３７７】
ＥＳＲスペクトルにおいて、正のピークと負のピークの形状が対称的である場合は、複合材料内において不対電子が局在化しており、非対称である場合は、不対電子があたかも半導体のように非局在化していると考えられる。
【０３７８】
ここで、表１７より、試料１乃至６のｇ値は、２．００５〜２．００６であり、比較試料１乃至１３のｇ値は、２．００１〜２．００３であることがわかる。ｇ値は不対電子近傍の原子のスピン軌道相互作用の影響を受けるため、重原子が近傍にあれば大きな値を示す。このことから、試料１乃至６において、不対電子は、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩにおける硫黄原子（Ｓ）の影響を強く受けており、一方、比較試料１乃至１３において、不対電子は、ＮＰＢにおける窒素原子（Ｎ）や炭素原子（Ｃ）の影響を受けていると示唆される。
【０３７９】
＜考察＞
以上で得られたＥＳＲスペクトルの強度、ピークの対称性、及びｇ値から、以下のように考察を行った。
【０３８０】
まず、ＮＰＢを用いた複合材料は、ＥＳＲスペクトルの強度が高いため、電荷移動相互作用が生じやすいことを示している。また、比較試料１乃至１３では、酸化モリブデンがＮＰＢから電子を奪うことにより、主として窒素原子に不対電子が生じ、該不対電子は窒素原子や周辺の炭素原子に非局在化していると考えられる。なぜならば、ｇ値が比較的小さく、また、ＥＳＲスペクトルの正のピークと負のピークの形状が非対称であるためである。
【０３８１】
ここで、該不対電子が存在している軌道には、電子の抜けた穴、すなわちホールが生じているため、そのホールも非局在化していることになる。したがって、窒素原子からベンゼン環にかけて広がる共役系を、ホールが移動しやすくなっており、分子間を移動することも容易となっていると推察される（芳香族アミンが優れたホール輸送性を示す所以である）。つまり、ＮＰＢ上に生じたホールは、そのまま伝導に寄与するキャリアとなっていると考えられる。
【０３８２】
以上のことから、ＮＰＢは窒素原子を介して、電荷移動相互作用が生じやすく、該電荷移動相互作用によって発生するＮＰＢ上のホールが、そのままキャリア輸送性・キャリア注入性に寄与していると示唆される。
【０３８３】
一方、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩを用いた複合材料は、ＥＳＲスペクトルの強度が極めて低いため、電荷移動相互作用がほとんど生じていないことを示している。また、試料１乃至６では、極わずかにではあるが、酸化モリブデンがＤＢＴ３Ｐ−ＩＩから電子を奪うことにより硫黄原子上に不対電子が生じていると考えられるが、該不対電子は硫黄原子に局在化していると考えられる。なぜならば、ｇ値が比較的大きく、またＥＳＲスペクトルの正のピークと負のピークが対称形状であるためである。
【０３８４】
ここで、該不対電子が存在している軌道には、電子の抜けた穴、すなわちホールが生じているため、そのホールも局在化していることになる。したがって、硫黄原子上に生じたわずかなホールも、硫黄原子上にとどまってしまい、伝導に寄与するキャリアにはなりにくい。以上のことから、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩは電荷移動相互作用が生じにくく、また、仮にＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ上にホールが生成したとしても、キャリアにはなりにくいことが示唆される。
【０３８５】
しかし、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩを用いた複合材料は、電圧を印加することでホールを注入・輸送することができる。このことは、以下のように説明できる。つまり、試料１乃至６のような複合材料は、電圧を印加することで、酸化モリブデンがＤＢＴ３Ｐ−ＩＩからさらに電子を奪うことにより、今度は硫黄原子ではなく、炭素原子上に不対電子ができる（すなわちホールができる）と考えられる。このホールは、炭素原子同士のπ結合により非局在化し、ジベンゾチオフェン環（又はベンゼン環）に広がる共役系を移動すると考えられる。よって、電荷移動相互作用が生じにくいにも関わらず、優れたキャリア輸送性・キャリア注入性を発現することができると示唆される。実際に、先の実施例で示した通り、本発明の一態様の複合材料を用いた発光素子は高い発光効率を示している。
【０３８６】
以上、本実施例から、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用が生じにくく、該電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができると示唆された。また、電荷移動相互作用が生じにくいにも関わらず、優れたキャリア注入性・輸送性を示す機構が示唆された。
【０３８７】
（参考例１）
上記実施例で用いた４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）の合成方法について説明する。ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶの構造を以下に示す。
【０３８８】
【化１７】

【０３８９】
１００ｍＬ三口フラスコに９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレンを１．６ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、４−フェニルジベンゾチオフェン−６−ボロン酸を１．２ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を４．０ｍｇ（２０μｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを１２ｍｇ（４０μｍｏｌ）、トルエン３０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で６時間加熱撹拌し、反応させた。
【０３９０】
反応後、この反応混合液にトルエン１５０ｍＬを加えた後、この有機層をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ（メルク、中性）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）の順で濾過して濾液を得た。得られた濾物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＝１：３）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物の白色粉末を収量１．６ｇ、収率７３％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ａ−１）に示す。
【０３９１】
【化１８】

【０３９２】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物では０．４０、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレンでは０．４８だった。
【０３９３】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＤＢＴＦＬＰ−ＩＶであることを確認した。
【０３９４】
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：７．１６−７．５９（ｍ，２２Ｈ），７．６９−７．７１（ｍ，２Ｈ），７．７９（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），８．１４−８．１８（ｍ，２Ｈ）。
【０３９５】
（参考例２）
上記実施例で用いた４，４’−（ビフェニル−２，２’−ジイル）−ビス−ジベンゾチオフェン（略称：ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩ）の合成方法について説明する。ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０３９６】
【化１９】

【０３９７】
１００ｍＬ三口フラスコに２，２’−ジブロモビフェニルを１．６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ジベンゾチオフェン−４−ボロン酸を３．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を４４ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを１２０ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で１０時間加熱撹拌し、反応させた。
【０３９８】
反応後、この反応混合液にトルエン１５０ｍＬを加えた後、この有機層をフロリジール、セライトの順で濾過して濾液を得た。得られた濾物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＝１：３）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物であるｏＤＢＴＢＰ−ＩＩの白色粉末を収量１．８ｇ、収率６９％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｂ−１）に示す。
【０３９９】
【化２０】

【０４００】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、ｏＤＢＴＢＰ−ＩＩでは０．５６、２，２’−ジブロモビフェニルでは０．７７だった。
【０４０１】
（参考例３）
上記実施例で用いた２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）の合成方法について説明する。ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩの構造を以下に示す。
【０４０２】
【化２１】

【０４０３】
１００ｍＬ三口フラスコに９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレンを１．６ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、２，８−ジフェニルジベンゾチオフェン−４−ボロン酸を１．７ｇ（４．４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を１１ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを３０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で６．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４０４】
反応後、この反応混合液にトルエン１５０ｍＬを加えた後、この有機層をフロリジール、アルミナ、セライトの順で濾過して濾液を得た。得られた濾物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＝１：３）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物の白色粉末を収量２．３ｇ、収率９０％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｃ−１）に示す。
【０４０５】
【化２２】

【０４０６】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物では０．３３、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレンでは０．６０だった。
【０４０７】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩであることを確認した。
【０４０８】
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：７．２３−７．５２（ｍ，２０Ｈ），７．６５−７．７６（ｍ，８Ｈ），７．８１（ｄ，Ｊ＝６．９Ｈｚ，１Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．４０（ｄｄ，Ｊ＝１１．７Ｈｚ，１．５Ｈｚ，２Ｈ）。
【０４０９】
（参考例４）
上記実施例で用いた３，６−ジ−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴ２ＰＣ−ＩＩ）の合成方法について説明する。ＤＢＴ２ＰＣ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４１０】
【化２３】

【０４１１】
２００ｍＬ三口フラスコに３，６−ジブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを２．０ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ジベンゾチオフェン−４−ボロン酸を３．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を１０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを３０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トルエン５０ｍＬ、エタノール５ｍＬ及び２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液７．５ｍＬを加え、この混合物を減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で６時間加熱撹拌し、反応させた。反応後、この反応混合液を室温まで冷ました後、水、エタノール、トルエン、ヘキサンの順で洗浄しながら、濾過して濾物を得た。得られた濾物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＝１：３）によって精製を行った。これにより得られたフラクションを濃縮し、アセトンとエタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、白色粉末を収量１．４ｇ、収率４７％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｄ−１）に示す。
【０４１２】
【化２４】

【０４１３】
得られた白色粉末を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．４４−７．７０（ｍ、１５Ｈ）、７．８２−７．８６（ｍ、４Ｈ）、８．１５−８．２２（ｍ、４Ｈ）、８．５７（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、２Ｈ）
【０４１４】
（参考例５）
上記実施例で用いた４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：２ｍＤＢＴＰＰＡ−ＩＩ）の合成方法について説明する。２ｍＤＢＴＰＰＡ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４１５】
【化２５】

【０４１６】
２ｍＤＢＴＰＰＡ−ＩＩの合成方法を合成スキーム（Ｅ−１）に示すと共に、その反応に関し以下において詳述する。
【０４１７】
【化２６】

【０４１８】
２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．６ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニルボロン酸１．２ｇ（４．０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．３０ｇ（１．０ｍｍｏｌ）を、１００ｍＬ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２５ｍＬ、エタノール５．０ｍＬ、２．０ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５．０ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。
【０４１９】
この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）４５ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で５時間攪拌した。攪拌後、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て、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濾過した。得られた濾液を濃縮して、油状物を得た。得られた油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。クロマトグラフィーは、ヘキサン：トルエン＝５：１の混合溶媒を展開溶媒として用いて行った。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化したところ、目的物の黄色粉末を１．６ｇ、収率７０％で得た。
【０４２０】
得られた黄色粉末状固体１．６ｇ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３．０Ｐａ、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２９０℃で黄色粉末状固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体を１．４ｇ、収率８７％で得た。
【０４２１】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：２ｍＤＢＴＰＰＡ−ＩＩ）であることを確認した。
【０４２２】
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３３（ｑ，Ｊ１＝３．３Ｈｚ，２Ｈ），７．４６−７．７３（ｍ，２０Ｈ），７．８０−７．８７（ｍ，２Ｈ），７．９９（ｓｔ，Ｊ１＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），８．０３（ｓｄ，Ｊ１＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．１４−８．２０（ｍ，２Ｈ）
【０４２３】
（参考例６）
上記実施例で用いた４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾフラン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩ）の合成方法について説明する。２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４２４】
【化２７】

【０４２５】
２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩの合成方法を合成スキーム（Ｆ−１）に示すと共に、その反応に関し以下において詳述する。
【０４２６】
【化２８】

【０４２７】
２−ブロモ−９，１０−ジフェニルアントラセン１．２ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、３−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニルボロン酸０．８７ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．２３ｇ（０．７５ｍｍｏｌ）を、１００ｍＬ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１５ｍＬ、エタノール５．０ｍＬ、２．０ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３．０ｍＬを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。
【０４２８】
この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）３４ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で４時間攪拌した。攪拌後、この混合物の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濾過した。得られた濾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により精製した。クロマトグラフィーは、ヘキサン：トルエン＝５：１の混合溶媒を展開溶媒に用いて行った。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化したところ、目的物の黄色粉末を１．４ｇ、収率７９％で得た。
【０４２９】
得られた黄色粉末状固体１．４ｇ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３．０Ｐａ、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２７０℃で黄色粉末状固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体を１．１ｇ、収率８１％で得た。
【０４３０】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ジベンゾフラン（略称：２ｍＤＢＦＰＰＡ−ＩＩ）であることを確認した。
【０４３１】
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３１−７．６７（ｍ，１９Ｈ），７．６９−７．７３（ｍ，３Ｈ），７．８０−７．８６（ｍ，２Ｈ），７．９５（ｄｄ，Ｊ１＝０．９０Ｈｚ，Ｊ２＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．９８−８．０１（ｍ，２Ｈ），８．０７（ｓ，１Ｈ）
【０４３２】
（参考例７）
上記実施例で用いた４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）の合成方法について具体的に説明する。ＢＰＡＦＬＰの構造を以下に示す。
【０４３３】
【化２９】

【０４３４】
＜ステップ１：９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンの合成法＞
１００ｍＬ三口フラスコにて、マグネシウムを１．２ｇ（５０ｍｍｏｌ）減圧下で３０分加熱撹拌し、マグネシウムを活性化させた。これを室温にまで冷まして窒素雰囲気にした後、ジブロモエタン数滴を加えて発泡、発熱するのを確認した。ここにジエチルエーテル１０ｍＬ中に溶かした２−ブロモビフェニルを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）ゆっくり滴下した後、２．５時間加熱還流撹拌してグリニヤール試薬とした。
【０４３５】
４−ブロモベンゾフェノンを１０ｇ（４０ｍｍｏｌ）、ジエチルエーテルを１００ｍＬ、を５００ｍＬ三口フラスコに入れた。ここに先に合成したグリニヤール試薬をゆっくり滴下した後、９時間加熱還流撹拌した。
【０４３６】
反応後、この混合液を濾過して濾物を得た。得られた濾物を酢酸エチル１５０ｍＬに溶かし、ここに１Ｎ−塩酸を酸性になるまで加えて２時間撹拌した。この液体の有機層の部分を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を取り除いた。この懸濁液を濾過し、得られた濾液を濃縮し粘性の高い物質を得た。
【０４３７】
５００ｍＬなすフラスコに、この粘性の高い物質と、氷酢酸５０ｍＬと、塩酸１．０ｍＬとを入れ、窒素雰囲気下、１３０℃で１．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４３８】
反応後、この反応混合液を濾過して濾物を得た。得られた濾物を水、水酸化ナトリウム水溶液、水、メタノールの順で洗浄したのち乾燥させ、目的物の白色粉末を収量１１ｇ、収率６９％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｇ−１）に示す。
【０４３９】
【化３０】

【０４４０】
＜ステップ２：４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）の合成法＞
１００ｍＬ三口フラスコへ、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンを３．２ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．０ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２３ｍｇ（０．０４ｍｍｏｌ）加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．２ｍＬ（０．１ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４４１】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、セライトを通して濾過した。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 トルエン：ヘキサン＝１：４）による精製を行った。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物の白色粉末を収量４．１ｇ、収率９２％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｇ−２）に示す。
【０４４２】
【化３１】

【０４４３】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．４１、９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンは０．５１、４−フェニル−ジフェニルアミンは０．２７だった。
【０４４４】
上記ステップ２で得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、フルオレン誘導体であるＢＰＡＦＬＰ（略称）が得られたことがわかった。
【０４４５】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝６．６３−７．０２（ｍ、３Ｈ）、７．０６−７．１１（ｍ、６Ｈ）、７．１９−７．４５（ｍ、１８Ｈ）、７．５３−７．５５（ｍ、２Ｈ）、７．７５（ｄ、Ｊ＝６．９Ｈｚ、２Ｈ）。
【０４４６】
（参考例８）
上記実施例で用いたＮ，Ｎ’−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）の合成方法について具体的に説明する。１，６ＦＬＰＡＰｒｎの構造を以下に示す。
【０４４７】
【化３２】

【０４４８】
１，６−ジブロモピレン３．０ｇ（８．３ｍｍｏｌ）、４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ジフェニルアミン（略称：ＦＬＰＡ）６．８ｇ（１７ｍｍｏｌ）を３００ｍＬの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、１００ｍＬのトルエンと、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０ｗｔ％ヘキサン溶液０．１０ｍＬと、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド２．４ｇ（２５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した。この混合物を８０℃で加熱して原料が溶けるのを確認してから、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）４８ｍｇ（０．０８３ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、８０℃で１．５時間攪拌した。攪拌後、析出した黄色固体を、混合物を冷まさずに吸引濾過により回収した。得られた固体を３Ｌのトルエンに懸濁し、１１０℃で加熱した。この懸濁液を１１０℃のままアルミナ、セライト、フロリジールを通して吸引濾過し、さらに１１０℃に熱した２００ｍＬのトルエンを流した。得られた濾液を約３００ｍＬまで濃縮して再結晶化したところ、目的物を５．７ｇ、収率６７％で得た。
【０４４９】
得られた黄色固体３．５６ｇ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５．０Ｐａ、アルゴンガスを流量５．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３５３℃で加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体２．５４ｇ、収率７１％で得た。上記合成例の合成スキームを下記（Ｈ−１）に示す。
【０４５０】
【化３３】

【０４５１】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）及びＭＳスペクトルによって、合成例によって得られた化合物が目的物であるＮ，Ｎ’−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）であることを確認した。
【０４５２】
上記合成例で得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝６．８８−６．９１（ｍ，６Ｈ），７．００−７．０３（ｍ，８Ｈ），７．１３−７．４０（ｍ，２６Ｈ），７．７３−７．８０（ｍ，６Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），８．０６−８．０９（ｍ，４Ｈ）
【０４５３】
（参考例９）
上記実施例で用いた３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）の合成方法について具体的に説明する。ＰＣＰＰｎの構造を以下に示す。
【０４５４】
【化３４】

【０４５５】
＜ステップ１：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニルボロン酸の合成法＞
３００ｍＬ三口フラスコに、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを８．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）入れ、フラスコ内の雰囲気を窒素置換したのち、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）１００ｍＬを加えて−７８℃にした。この混合液に１．６５ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液１５ｍＬ（２４ｍｍｏｌ）を滴下し、２時間撹拌した。この混合物にホウ酸トリメチル３．４ｍＬ（３０ｍｍｏｌ）を加え、−７８℃で２時間、室温で１８時間撹拌した。反応後、この反応溶液に１Ｍ希塩酸を酸性になるまで加えて７時間撹拌した。これを酢酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過し、得られた濾液を濃縮し、ヘキサンを加え超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的の白色粉末を収量６．４ｇ、収率８８％で得た。上記ステップ１の反応スキームを下記（Ｉ−１）に示す。
【０４５６】
【化３５】

【０４５７】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０（原点）であり、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．５３だった。また、展開溶媒に酢酸エチルを用いたシリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値は、目的物は０．７２で、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．９３だった。
【０４５８】
＜ステップ２：３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）の合成法＞
２００ｍＬ三口フラスコへ９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル−フェニル−４−ボロン酸を１．５ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、９−ブロモフェナントレンを３．２ｇ（１１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）を１１ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィンを３０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トルエン３０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で６時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４５９】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この混合液の有機層をフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝１：４）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量２．２ｇ、収率７５％で得た。ステップ２の反応スキームを下記（Ｉ−２）に示す。
【０４６０】
【化３６】

【０４６１】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．３３、９−ブロモフェナントレンは０．７０だった。
【０４６２】
また、得られた化合物を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．３０−７．３５（ｍ，１１Ｈ），７．４３−７．７８（ｍ，１６Ｈ），７．８６−７．９３（ｍ，３Ｈ），８．０１（ｄｄ，Ｊ＝０．９Ｈｚ，７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．２３（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．４７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．７４（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．８０（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）。
【０４６３】
（参考例１０）
上記実施例で用いた３−〔４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−フェニル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩ）の合成方法について具体的に説明する。ＤＢＴＰＰＣ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４６４】
【化３７】

【０４６５】
１００ｍＬ三口フラスコにて、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、ジベンゾチオフェン−４−ボロン酸１．７ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）１３ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン３６ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で４時間加熱しながら撹拌し、反応させた。
【０４６６】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この混合液の有機層をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ（メルク、中性）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。クロマトグラフィーの展開溶媒としては、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝１：４）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、白色粉末を収量２．３ｇ、収率７７％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｊ−１）に示す。
【０４６７】
【化３８】

【０４６８】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、上記反応で得られた白色粉末は０．４０、３−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．６０だった。
【０４６９】
上記反応で得られた白色粉末を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、上記反応で得られた白色粉末が目的物であるＤＢＴＰＰＣ−ＩＩであることを確認した。
【０４７０】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．３０−７．３６（ｍ，１Ｈ），７．４４−７．５２（ｍ，６Ｈ），７．５５−７．６７（ｍ，６Ｈ），７．７５（ｄｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，１．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８５−７．８８（ｍ，５Ｈ），８．１６−８．２４（ｍ，３Ｈ），８．４６（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。
【０４７１】
（参考例１１）
上記実施例で用いた３−〔３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−フェニル〕−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＤＢＴＰＰＣ−ＩＩ）の合成方法について具体的に説明する。ｍＤＢＴＰＰＣ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４７２】
【化３９】

【０４７３】
１００ｍＬ三口フラスコにて３−（３−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール２．４ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、ジベンゾチオフェン−４−ボロン酸１．７ｇ（６．０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）１３ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン３６ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トルエン２０ｍＬ、エタノール３ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液５ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、９０℃で６時間加熱しながら撹拌し、反応させた。
【０４７４】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この混合液の有機層をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ（メルク、中性）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。クロマトグラフィーの展開溶媒は、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝１：４）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとヘキサンを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、白色粉末を収量２．６ｇ、収率８７％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｋ−１）に示す。
【０４７５】
【化４０】

【０４７６】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、上記反応で得られた白色粉末は０．３８、３−（３−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールは０．５４だった。
【０４７７】
上記反応で得られた白色粉末を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により測定した。以下に測定データを示す。測定結果から、上記反応で得られた白色粉末はｍＤＢＴＰＰＣ−ＩＩがであることを確認した。
【０４７８】
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．２７−７．３３（ｍ，１Ｈ），７．４１−７．５１（ｍ，６Ｈ），７．５８−７．６５（ｍ，７Ｈ），７．７０−７．８６（ｍ，４Ｈ），８．１２（ｔ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），８．１７−８．２２（ｍ，３Ｈ），８．４４（ｄ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ）。
【０４７９】
（参考例１２）
上記実施例で用いた４−［４−（９−フェナントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩ）の合成方法について具体的に説明する。ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩの構造を以下に示す。
【０４８０】
【化４１】

【０４８１】
１．２ｇ（３．６ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）フェナントレンと、０．８ｇ（３．５ｍｍｏｌ）のジベンゾチオフェン−４−ボロン酸と、５３ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを５０ｍＬの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３．５ｍＬの２．０Ｍ炭酸カリウム水溶液と、１３ｍＬのトルエンと、４．０ｍＬのエタノールを加え、減圧下で攪拌することにより脱気した。この混合物に８．０ｍｇ（３６μｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で７時間攪拌した。所定時間経過後、得られた混合物の水層から有機物をトルエンで抽出した。
【０４８２】
得られた抽出溶液と有機層を合わせ、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグラフィーはヘキサン：トルエン＝２０：１を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して油状物を得た。この油状物をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、目的物である白色粉末を収量０．８ｇ、収率５３％で得た。
【０４８３】
得られた白色粉末０．８ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．４Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色粉末を２４０℃で加熱して行った。昇華精製後、白色粉末を収量０．７ｇ、収率８８％で得た。上述の合成スキームを下記（Ｌ−１）に示す。
【０４８４】
【化４２】

【０４８５】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である４−［４−（９−フェナントリル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＰＰｎ−ＩＩ）であることを確認した。
【０４８６】
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．４６−７．５３（ｍ，２Ｈ），７．５８−７．７３（ｍ，８Ｈ），７．８０（ｓ，１Ｈ），７．８７−７．９６（ｍ，４Ｈ），８．０７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．１８−８．２４（ｍ，２Ｈ），８．７６（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．８２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）。
【０４８７】
（参考例１３）
上記実施例で用いた４，４’−｛（１，１’：２’，１’’：２’’，１’’’）−クアテルフェニル−３，３’’’−イル｝−ビスジベンゾチオフェン（略称：ｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩ）の合成方法について説明する。
【０４８８】
【化４３】

【０４８９】
２００ｍｌ三口フラスコにて、２，２’−ジブロモビフェニル１．０ｇ（３．２ｍｍｏｌ）、３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−フェニルボロン酸２．１ｇ（６．７ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）４７ｍｇ（４０μｍｏｌ）、トルエン２０ｍＬ、エタノール２ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液７ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、８５℃で６時間加熱撹拌し、その後、１００℃で６時間加熱撹拌し、反応させた。さらに、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）４７ｍｇ（４０μｍｏｌ）を混合物に加え、窒素雰囲気下、１００℃で２時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４９０】
反応後、この反応混合液にトルエン３００ｍＬを加え、この混合液の有機層をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ（メルク、中性）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝１：５）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、ヘキサンを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量２．２ｇ、収率５１％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｍ−１）に示す。
【０４９１】
【化４４】

【０４９２】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．２５だった。
【０４９３】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるｍＺ−ＤＢＴ２−ＩＩであることを確認した。
【０４９４】
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝６．７３（ｔｄ，Ｊ＝０．９８Ｈｚ，１．９５Ｈｚ，７．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．０１−７．０６（ｍ，４Ｈ）７．３４−７．３９（ｍ，４Ｈ）、７．４１−７．４７（ｍ，１１Ｈ）、７．５３−７．５９（ｍ，３Ｈ）７．６９−７．７２（ｍ，２Ｈ）７．９８（ｄｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，６．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．０８−８．１１（ｍ，２Ｈ）。
【０４９５】
（参考例１４）
上記実施例で用いた４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）の合成方法について説明する。
【０４９６】
【化４５】

【０４９７】
２００ｍＬ三口フラスコにて、９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレン３．５ｇ（８．９ｍｍｏｌ）、３−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニルボロン酸２．８ｇ（９．８ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）２２ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン８９．５ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）、トルエン３８ｍｌ、エタノール３．８ｍｌ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液１２．７ｍｌの混合物を、減圧下で撹拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、８０℃で１５．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０４９８】
反応後、この反応混合液にトルエンを３００ｍＬ加え、この混合液の有機層をアルミナ（メルク、中性）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝２：５）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけた後、再結晶をしたところ、目的物の白色粉末を収量３．０ｇ、収率６０％で得た。また、上記合成法の反応スキームを下記（Ｎ−１）に示す。
【０４９９】
【化４６】

【０５００】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物は０．３３であった。
【０５０１】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩであることを確認した。
【０５０２】
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３、３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．１８−７．６０（ｍ，２２Ｈ）、７．７８（ｄ，Ｊ＝６．４Ｈｚ，２Ｈ）、７．８５（ｔｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，７．３Ｈｚ，１Ｈ）、７．９６（ｄｄ，Ｊ＝１．４７Ｈｚ，７．８１Ｈｚ，１Ｈ）、７．９９−８．００（ｍ，２Ｈ）。
【０５０３】
（参考例１５）
上記実施例で用いた３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）を製造する合成例を示す。
【０５０４】
【化４７】

【０５０５】
ＰＣＰＮの合成スキームを（ｏ−１）に示す。
【０５０６】
【化４８】

【０５０７】
２００ｍＬ三口フラスコにて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール５．０ｇ（１５．５ｍｍｏｌ）、４−（１−ナフチル）フェニルボロン酸４．２ｇ（１７．１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）３８．４ｍｇ（０．２ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン１０４ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）、トルエン５０ｍＬ、エタノール５ｍＬ、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液３０ｍＬの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、８５℃で９時間加熱撹拌し、反応させた。
【０５０８】
反応後、この反応混合液にトルエン５００ｍＬを加え、この混合液の有機層をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得られた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒（トルエン：ヘキサン＝１：４）を用いた。得られたフラクションを濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物の白色粉末を収量６．２４ｇ、収率９０％で得た。
【０５０９】
核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）であることを確認した。
【０５１０】
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．３０−７．３５（ｍ，１Ｈ），７．４４−７．６７（ｍ，１４Ｈ），７．７６（ｄｄ，Ｊ＝８．７Ｈｚ，１．８Ｈｚ，１Ｈ），７．８４−７．９５（ｍ，４Ｈ），８．０４（ｄ，Ｊ＝７．８，１Ｈ），８．２３（ｄ，Ｊ＝７．８，１Ｈ），８．４６（ｄ，Ｊ＝１．５，１Ｈ）。
【符号の説明】
【０５１１】
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ ＥＬ層
１０８ 第２の電極
４０１ ソース側駆動回路
４０２ 画素部
４０３ ゲート側駆動回路
４０４ 封止基板
４０５ シール材
４０７ 空間
４０８ 配線
４０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０ 素子基板
４１１ スイッチング用ＴＦＴ
４１２ 電流制御用ＴＦＴ
４１３ 第１の電極
４１４ 絶縁物
４１６ ＥＬ層
４１７ 第２の電極
４１８ 発光素子
４２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
５０１ 基板
５０２ 第１の電極
５０３ 第２の電極
５０４ ＥＬ層
５０５ 絶縁層
５０６ 隔壁層
７０１ 正孔注入層
７０２ 正孔輸送層
７０３ 発光層
７０４ 電子輸送層
７０５ 電子注入層
７０６ 電子注入バッファー層
７０７ 電子リレー層
７０８ 複合材料層
８００ ＥＬ層
８０１ ＥＬ層
８０２ ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
８１１ 照明装置
８１２ 照明装置
８１３ 卓上照明器具
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１１ａ 第１の正孔注入層
１１１１ｂ 第２の正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１２ａ 第１の正孔輸送層
１１１２ｂ 第２の正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１３ａ 第１の発光層
１１１３ｂ 第２の発光層
１１１４ａ 第１の電子輸送層
１１１４ｂ 第２の電子輸送層
１１１５ 電子注入層
１１１５ａ 第１の電子注入層
１１１５ｂ 第２の電子注入層
１１１６ 電子リレー層
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７５０１ 照明部
７５０２ 傘
７５０３ 可変アーム
７５０４ 支柱
７５０５ 台
７５０６ 電源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、前記複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料。
【請求項２】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に炭素数６以上７０以下の置換基が結合した複素環化合物と、前記複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料。
【請求項３】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位にフェニル基が結合し、前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記フェニル基及び前記１以上の置換基の炭素数の総和が１２以上７０以下である複素環化合物と、前記複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料。
【請求項４】
請求項２又は請求項３において、
前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料。
【請求項５】
一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、前記複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料。
【化１】


（式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。）
【請求項６】
一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、前記複素環化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料。
【化２】


（式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。）
【請求項７】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格を有する複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料。
【請求項８】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位に炭素数６以上７０以下の置換基が結合した複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料。
【請求項９】
ジベンゾチオフェン骨格又はジベンゾフラン骨格の４位にフェニル基が結合し、前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記フェニル基及び前記１以上の置換基の炭素数の総和が１２以上７０以下である複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料。
【請求項１０】
請求項８又は請求項９において、
前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料。
【請求項１１】
一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料。
【化３】


（式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、置換もしくは無置換のトリフェニレニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。）
【請求項１２】
一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物と、遷移金属酸化物とを含む複合材料。
【化４】


（式中、Ａは酸素又は硫黄を表し、Ｒ１〜Ｒ７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８〜Ｒ１２は、それぞれ独立に、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。ただし、Ｒ８〜Ｒ１２のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のフルオレニル基、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基、又は置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基を表す。）
【請求項１３】
請求項７乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記遷移金属酸化物は、チタン酸化物、バナジウム酸化物、タンタル酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、銀酸化物から選ばれる一種又は複数種である複合材料。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記複素環化合物の最高被占有軌道準位は、光電子分光法での測定値が−５．７ｅＶ以下である複合材料。
【請求項１５】
一対の電極間に発光物質を含む層を有し、
前記発光物質を含む層は、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の複合材料を含む層を有する発光素子。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記複合材料を含む層が、前記一対の電極のうち陽極として機能する電極と接する発光素子。
【請求項１７】
請求項１５において、
前記複合材料を含む層が、前記一対の電極のうち陰極として機能する電極と接する発光素子。
【請求項１８】
請求項１５において、
前記複合材料を含む層を２層有し、一方の層は、前記一対の電極のうち陽極として機能する電極と接し、他方の層は、前記一対の電極のうち陰極として機能する電極と接する発光素子。
【請求項１９】
一対の電極間に発光物質を含む層を複数有し、
複数の前記発光物質を含む層の間に、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の複合材料を含む層を有する発光素子。
【請求項２０】
請求項１５乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。
【請求項２２】
請求項２０に記載の発光装置を発光部に有する照明装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【公開番号】特開２０１３−１２６９８（Ｐ２０１３−１２６９８Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９７３８（Ｐ２０１１−２１９７３８）
【出願日】平成２３年１０月４日（２０１１．１０．４）
【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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