【課題】有機化合物と無機化合物とを含み、駆動電圧の低い発光素子を提供することを目的とする。
【解決手段】一対の電極間に、発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む層を有する発光素子を提供する。このような構成とすることにより、カルバゾール誘導体と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリアが内在的に発生し、発光素子の駆動電圧を低減することができる。

【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であって、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、かつ可視光の透過率に優れた複合材料に関する。また、前記複合材料を用いた電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光性の有機化合物を用い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、一対の電極から電子およびホールがそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子およびホール）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００３】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
【０００４】
このような発光素子は、例えば０．１μｍ程度の有機薄膜で形成されるため、薄型軽量に作製できることが大きな利点である。また、キャリアが注入されてから発光に至るまでの時間は１μ秒程度あるいはそれ以下であるため、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。これらの特性は、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。
【０００５】
また、これらの発光素子は膜状に形成されるため、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。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。
【０００６】
このように、発光性の有機化合物を用いた電流励起型の発光素子は、発光装置や照明等への応用が期待されているが、未だ課題も多い。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、電流励起型の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。
【０００７】
これまで、駆動電圧を低減させるための手法として、バッファ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）からなるバッファ層をインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）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、バッファ層であるＰＡＮＩも電極の一部と見なしている。
【０００８】
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。
【０００９】
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、この層はホールや電子を発光ユニットへ注入できるとされている。
【００１０】
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発生しており、やはり透明性に問題が生じている。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。
【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）
【特許文献１】特開２００３−２７２８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで本発明では、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、キャリア輸送性および有機化合物へのキャリア注入性に優れ、かつ可視光透過率にも優れた複合材料を提供することを課題とする。
【００１３】
また、前記複合材料を電流励起型の発光素子に適用することにより、低駆動電圧の発光素子を提供することを課題とする。さらに、前記発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の小さい発光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】
【００１４】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、有機化合物と、その有機化合物に対して電子を授受できる無機化合物とを含む層を用いることにより、課題を解決できることを見出した。
【００１５】
すなわち、本発明の複合材料は、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含むことを特徴とする。
【００１６】
【化１】

【００１７】
（式中、Ｒ^１１およびＲ^１３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、一般式（２）で示される置換基のいずれかを表し、一般式（２）で示される置換基において、Ｒ^１５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１２は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１６は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００１８】
【化２】

【００１９】
上記構成において、無機化合物は、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す物質であることが望ましい。具体的には、遷移金属の酸化物であることが望ましく、特に、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、銀酸化物のいずれか一種もしくは複数種であることが好ましい。
【００２０】
上記一般式（１）において、Ｒ^１１およびＲ^１３のどちらか一方は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。より好ましくは、Ｒ^１１およびＲ^１３は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかであることが好ましい。カルバゾール骨格の窒素と結合している置換基が、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることにより、キャリア輸送性が向上するという効果が得られる。
【００２１】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００２２】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１４は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００２３】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１４は一般式（２）で示される置換基であることが好ましい。Ｒ^１４が一般式（２）で示される置換基であることにより、より耐熱性の高いカルバゾール誘導体を得ることができる。また、一般式（２）において、Ｒ^１５は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。カルバゾール骨格の窒素と結合している置換基が、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることにより、キャリア輸送性が向上するという効果が得られる。また、一般式（２）において、Ｒ^１６は水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００２４】
また、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、下記一般式（３）で示されるカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。
【００２５】
【化３】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２３は、一般式（４）で示される置換基を表し、一般式（４）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００２６】
【化４】

【００２７】
上記構成において、Ｒ^２２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００２８】
さらに好ましくは、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、一般式（５）で示されるカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。
【００２９】
【化５】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２およびＲ^２３は、一般式（６）で示される置換基を表し、一般式（６）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００３０】
【化６】

【００３１】
上記構成において、Ｒ^２５は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００３２】
また、上記構成において、Ｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。
【００３３】
カルバゾール骨格の窒素と結合している置換基が、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることにより、キャリア輸送性が向上するという効果が得られる。
【００３４】
また、好ましくは、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、一般式（７）で示されるカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。
【００３５】
【化７】

（式中、Ａｒ^３１は、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【００３６】
また、好ましくは、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、一般式（８）で示されるカルバゾール誘導体を用いることが好ましい。
【００３７】
【化８】

（式中、Ａｒ^４１およびＡｒ^４２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【００３８】
また、本発明の複合材料は、発光素子に用いることができる。したがって、本発明の発光素子は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層は、上記の複合材料を含む層を有することを特徴とする。
【００３９】
上記構成において、本発明の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ように設けられていてもよいし、陰極として機能する電極と接するように設けられていてもよい。また、一対の電極それぞれと接するように一層ずつ設けられていてもよい。
【００４０】
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を範疇に含めるものである。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００４１】
また、本発明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手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４２】
本発明を実施することで、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、キャリア輸送性および有機化合物へのキャリア注入性に優れ、かつ可視光透過率にも優れた複合材料を提供することができる。
【００４３】
本発明の発光素子は、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む層を有しているため、カルバゾール誘導体と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリアが発生する。キャリアが内在的に発生していることにより、駆動電圧を低減することができる。
【００４４】
また、本発明の複合材料は、可視光の透過率が高いため、発光素子に用いることにより、発光効率の高い発光素子を得ることができる。
【００４５】
また、本発明の複合材料は、耐熱性に優れているため、耐熱性、耐久性に優れた発光素子を得ることができる。
【００４６】
また、本発明の発光素子を用いることにより、低消費電力で、欠陥が少ない発光装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の複合材料について説明する。本発明の複合材料は、下記一般式（１）で示すカルバゾール誘導体と、無機化合物とを含む。
【００４９】
【化９】

（式中、Ｒ^１１およびＲ^１３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、一般式（２）で示される置換基のいずれかを表し、一般式（２）で示される置換基において、Ｒ^１５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１２は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１６は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００５０】
【化１０】

【００５１】
炭素数１〜６のアルキル基としては、具体的には、メチル基、エチル基、ｎ―プロピル基、ｎ―ブチル基、ｎ―ヘキシル基等が挙げられる。また、ｉｓｏ−プロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の分岐を有するアルキル基でもよい。
【００５２】
炭素数６〜２５のアリール基としては、具体的には、フェニル基、４―ビフェニリル基、１―ナフチル基、２―ナフチル基、９―アントリル基、９―フェナントリル基、１―ピレニル基、９，９’―ジメチル―２―フルオレニル基、スピロ―９，９’―ビフルオレン―２―イル基等が挙げられる。また、ｍ―トリル基、ｐ―トリル基、２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、４−フルオロフェニル基等の置換基を有するアリール基でもよい。
【００５３】
炭素数５〜９のヘテロアリール基としては、具体的には、２―ピリジル基、８―キノリル基、３―キノリル基等が挙げられる。
【００５４】
アリールアルキル基としては、具体的には、ベンジル基等が挙げられる。
【００５５】
炭素数１〜７のアシル基としては、具体的には、アセチル基、ベンゾイル基、プロピオニル基等が挙げられる。
【００５６】
上記一般式（１）において、Ｒ^１１およびＲ^１３のどちらか一方は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。より好ましくは、Ｒ^１１およびＲ^１３は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかであることが好ましい。カルバゾール骨格の窒素と結合している置換基が、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることにより、キャリア輸送性が向上するという効果が得られる。
【００５７】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００５８】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１４は水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００５９】
また、上記一般式（１）において、Ｒ^１４は一般式（２）で示される置換基であることが好ましい。Ｒ^１４が一般式（２）で示される置換基であることにより、より耐熱性の高いカルバゾール誘導体を得ることができる。また、一般式（２）において、Ｒ^１５は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。カルバゾール骨格の窒素と結合している置換基が、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることにより、キャリア輸送性が向上するという効果が得られる。また、一般式（２）において、Ｒ^１６は水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００６０】
また、上記一般式（１）に示される構造を有するカルバゾール誘導体のうち、下記一般式（３）に示される構造を有するカルバゾール誘導体は合成が容易であり、好ましい。
【化１１】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２３は、一般式（４）で示される置換基を表し、一般式（４）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００６１】
【化１２】

【００６２】
上記構成において、Ｒ^２２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００６３】
また、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、下記一般式（５）に示される構造を有するカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【化１３】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２およびＲ^２３は、一般式（６）で示される置換基を表し、一般式（６）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００６４】
【化１４】

【００６５】
上記構成において、Ｒ^２５は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることが好ましい。
【００６６】
また、上記構成において、Ｒ^２４は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。
【００６７】
また、上記構成において、Ｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることが好ましい。
【００６８】
また、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体のうち、下記一般式（７）で示される構造を有するカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【００６９】
【化１５】

（式中、Ａｒ^３１は、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【００７０】
また、下記一般式（８）で示される構造を有するカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【００７１】
【化１６】

（式中、Ａｒ^４１およびＡｒ^４２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【００７２】
また、本発明に用いるカルバゾール誘導体の具体例としては、下記の構造式（９）〜（７１）に示されるカルバゾール誘導体を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限定されない。
【００７３】
【化１７】

【００７４】
【化１８】

【００７５】
【化１９】

【００７６】
【化２０】

【００７７】
【化２１】

【００７８】
【化２２】

【００７９】
【化２３】

【００８０】
【化２４】

【００８１】
【化２５】

【００８２】
【化２６】

【００８３】
【化２７】

【００８４】
【化２８】

【００８５】
【化２９】

【００８６】
【化３０】

【００８７】
構造式（９）〜（２０）に示すカルバゾール誘導体は一般式（１）におけるＲ^１２が水素の場合のものであり、構造式（２１）〜（３４）に示すカルバゾール誘導体は一般式（１）におけるＲ^１２がアルキル基の場合のものである。
【００８８】
構造式（３５）〜（４８）に示すカルバゾール誘導体は、カルバゾール骨格に同じ置換基が結合した構造をしており、異なる置換基が結合した構造のカルバゾール誘導体よりも合成が容易である。つまり、一般式（３）において、Ｒ^２２とＲ^２３は一般式（４）で示される同一の構造を有している場合、カルバゾール骨格に同じ置換基を結合させればよいため、合成が容易となる。
【００８９】
また、本発明のカルバゾール誘導体は、構造式（４９）〜（５７）に示すように、フッ素を有していてもよい。
【００９０】
また、構造式（５８）〜（６９）に示すように、カルバゾール骨格の６位には、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基が結合していることが好ましい。カルバゾール骨格の６位に、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数６〜１２のアリール基の置換基があることにより、カルバゾール骨格が化学的に安定化し、副反応を抑制することができる。
【００９１】
本発明に用いるカルバゾール誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、下記の反応スキーム（Ａ−１）や反応スキーム（Ａ−２）に示す方法が挙げられる。ただし、本発明に用いるカルバゾール誘導体の合成方法は、これに限定されることはない。
【００９２】
【化３１】

【００９３】
【化３２】

【００９４】
また、本発明の複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属酸化物が好ましく、具体的には、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。特に、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、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、扱いやすく好ましい。
【００９５】
なお、本発明の複合材料の製造方法は、湿式法、乾式法を問わず、どのような手法を用いても良い。例えば、本発明の複合材料は、カルバゾール誘導体と無機化合物との共蒸着で作製することができる。なお、酸化モリブデンは真空中で蒸発しやすく、作製プロセスの面からも好ましい。
【００９６】
上記一般式（１）で示すカルバゾール誘導体と、無機化合物とを含むことにより、可視光領域に吸収ピークの無い複合材料を得ることができる。よって、可視光の透過率が高い複合材料を得ることができる。
【００９７】
また、一般式（１）で示すカルバゾール誘導体と、無機化合物とを含むことにより、一般式（１）で示すカルバゾール誘導体と無機化合物とが相互作用し、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れた複合材料を得ることができる。なお、一般式（１）で示すカルバゾール誘導体と無機化合物との相互作用が大きいと近赤外域に吸収スペクトルが生じるため、本発明の複合材料は、８００ｎｍ〜１３００ｎｍの間に吸収ピークを持つことが好ましい。
【００９８】
また、一般式（１）で示すカルバゾール誘導体は、ガラス転移点が高いため、本発明の複合材料は耐熱性に優れている。
【００９９】
よって、本発明の複合材料は、発光素子や、光電変換素子、薄膜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。本発明の複合材料を用いることにより、駆動電圧の低減が可能になる。また、可視光の透過率に優れているため、発光素子や、光電変換素子に用いることにより、効率の良い半導体素子を得ることができる。
【０１００】
（実施の形態２）
本発明の発光素子は、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（担体）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。
【０１０１】
本発明の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。
【０１０２】
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第１の電極１０２の上に順に積層した第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６と、さらにその上に設けられた第２の電極１０７とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０７は陰極として機能するものとして以下説明をする。
【０１０３】
基板１０１上は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１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、発光素子を作製工程におい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。
【０１０４】
第１の電極１０２としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）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）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム−シリコン（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミニウム−チタン（Ａｌ−Ｔｉ）、アルミニウム−シリコン−銅（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ）または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等、を用いることができるが、第１の電極を陽極として用いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）などで形成されていることが好ましい。
【０１０５】
なお、本発明の発光素子において、第１の電極１０２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。
【０１０６】
第１の層１０３は、実施の形態１で示した複合材料を含む層である。つまり、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と無機化合物とを含む層である。
【０１０７】
第２の層１０４は、正孔輸送性の高い物質、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：α−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（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）などの芳香族アミン系（即ち、ベンゼン環−窒素の結合を有する）の化合物からなる層である。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、第２の層１０４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であってもよい。
【０１０８】
第３の層１０５は、発光性の高い物質を含む層である。例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）や３−（２−ベンゾチアゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（略称：クマリン６）等の発光性の高い物質とトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）や９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）等のキャリア輸送性が高く膜質がよい（つまり結晶化しにくい）物質とを自由に組み合わせて構成される。但し、Ａｌｑ_３やＤＮＡは発光性も高い物質であるため、これらの物質を単独で用いた構成とし、第３の層１０５としても構わない。
【０１０９】
第４の層１０６は、電子輸送性の高い物質、例えばトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、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からなる層である。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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^−６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を第４の層１０６として用いても構わない。また、第４の層１０６は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１１０】
第２の電極１０７を形成する物質としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または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（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７と発光層との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第２の電極と積層して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素を含むＩＴＯ等様々な導電性材料を第２の電極１０７として用いることができる。
【０１１１】
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物を用いることができる。また、この他、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたもの、例えばＡｌｑ_３中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。
【０１１２】
また、第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６の形成方法は、蒸着法、インクジェット法、またはスピンコート法などを用いてもよい。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。
【０１１３】
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第３の層１０５において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第３の層１０５に発光領域が形成されるような構成となっている。但し、第３の層１０５の全てが発光領域として機能する必要はなく、例えば、第３の層１０５のうち第２の層１０４側または第４の層１０６側にのみ発光領域が形成されるようなものであってもよい。
【０１１４】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０７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１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質で成る。第１の電極１０２のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図１（ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出される。また、第２の電極１０７のみが透光性を有する物質からなるものである場合、図１（ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０７を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０７がいずれも透光性を有する物質からなるものである場合、図１（ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０７を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
【０１１５】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０７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が抑制されるように、第１の電極１０２および第２の電極１０７から離れた部位に正孔と電子とが再結合する領域を設けた構成であり、且つ、実施の形態１で示した複合材料を含む層を有するものであれば、上記以外のものでもよい。
【０１１６】
つまり、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または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を、本発明の複合材料を含む層と自由に組み合わせて構成すればよい。また、第１の電極１０２上には、酸化珪素膜等からなる層を設けることによってキャリアの再結合部位を制御したものであってもよい。
【０１１７】
図２に示す発光素子は、陰極として機能する第１の電極３０２の上に電子輸送性の高い物質からなる第１の層３０３、発光性の高い物質を含む第２の層３０４、正孔輸送性の高い物質からなる第３の層３０５、本発明の複合材料を含む層である第４の層３０６、陽極として機能する第２の電極３０７とが順に積層された構成となっている。なお、３０１は基板である。
【０１１８】
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブ型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板以外に、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴ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を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴアレイ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。
【０１１９】
本発明の発光素子は、実施の形態１で示した複合材料、つまり、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と無機化合物とを含む層を有する。本発明の複合材料は、キャリアが内在的に発生していることにより導電性が高く、そのため発光素子の低電圧駆動を実現することができる。
【０１２０】
また、本発明で用いる複合材料は可視光の透過率が高いため、発光層で発光した光を効率良く外部へ取り出すことができる。
【０１２１】
また、本発明で用いる複合材料は可視光の透過率が高いため、複合材料を含む層を厚膜化した場合でも光の取り出し効率の低減を抑制することができる。よって、駆動電圧の上昇を抑制しつつ、外部への光の取り出し効率が高くなるように複合材料を含む層の膜厚を最適化することが可能となる。
【０１２２】
また、駆動電圧を上昇させることなく、光学設計による色純度の向上を実現することができる。
【０１２３】
また、本発明の複合材料は、ガラス転移点の高い有機化合物を含んでいる上に、無機化合物も含んでおり、耐熱性に優れているため、本発明の発光素子は、耐熱性、耐久性に優れている。
【０１２４】
また、複合材料を含む層を厚膜化することにより、ゴミや衝撃等による短絡を防止することができるため、信頼性の高い発光素子を得ることができる。例えば、通常の発光素子の電極間の膜厚が１００ｎｍ〜１５０ｎｍであるのに対し、複合材料を含む層を用いた発光素子の電極間の膜厚は、１００〜５００ｎｍ、好ましくは、２００〜５００ｎｍとすることができる。
【０１２５】
また、本発明の発光素子に用いる複合材料を含む層は、電極とオーム接触することが可能であり、電極との接触抵抗が小さい。そのため、仕事関数等を考慮することなく、電極材料を選ぶことができる。つまり、電極材料の選択肢が広がる。
【０１２６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について、図５および図６を用いて説明する。本実施の形態で示す構成は、陰極として機能する電極に接するように本発明の複合材料を含む層を設けることができる。
【０１２７】
図５（ａ）に本発明の発光素子の構造の一例を示す。第１の電極４０１と、第２の電極４０２との間に、第１の層４１１、第２の層４１２、第３の層４１３が積層された構成となっている。本実施の形態では、第１の電極４０１が陽極として機能し、第２の電極４０２が陰極として機能する場合について説明する。
【０１２８】
第１の電極４０１、第２の電極４０２は、実施の形態２と同じ構成を適用することができる。また、第１の層４１１は発光性の高い物質を含む層である。第２の層４１２は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であり、第３の層４１３は実施の形態１で示した複合材料を含む層である。第２の層４１２に含まれる電子供与性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属およびそれらの酸化物や塩であることが好ましい。具体的には、リチウム、セシウム、カルシウム、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物、炭酸セシウム等が挙げられる。
【０１２９】
このような構成とすることにより、図５（ａ）に示した通り、電圧を印加することにより第２の層４１２および第３の層４１３の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第２の層４１２は電子を第１の層４１１に輸送すると同時に、第３の層４１３は正孔を第２の電極４０２に輸送する。すなわち、第２の層４１２と第３の層４１３とを合わせて、キャリア発生層としての役割を果たしている。また、第３の層４１３は、正孔を第２の電極４０２に輸送する機能を担っていると言える。
【０１３０】
また、第３の層４１３は、極めて高い正孔注入性、正孔輸送性を示す。そのため、駆動電圧を低減することができる。また、第３の層４１３を厚膜化した場合、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１３１】
また、第３の層４１３を厚膜化しても、駆動電圧の上昇を抑制することができるため、第３の層４１３の膜厚を自由に設定でき、第１の層４１１からの発光の取り出し効率を向上させることができる。また、第１の層４１１からの発光の色純度が向上するように、第３の層４１３の膜厚を設定することも可能である。また、第３の層４１３は可視光の透過率が高く、厚膜化による発光の外部取り出し効率の低減を抑制できる。
【０１３２】
また、図５（ａ）を例に取ると、第２の電極４０２をスパッタリングにより成膜する場合などは、発光性の物質が存在する第１の層４１１へのダメージを低減することもできる。
【０１３３】
なお、本実施の形態の発光素子においても、第１の電極４０１や第２の電極４０２の材料を変えることで、様々なバリエーションを有する。その模式図を図５（ｂ）、図５（ｃ）および図６に示す。なお、図５（ｂ）、図５（ｃ）および図６では、図５（ａ）の符号を引用する。また、４００は、本発明の発光素子を担持する基板である。
【０１３４】
図５は、基板４００側から第１の層４１１、第２の層４１２、第３の層４１３の順で構成されている場合の例である。この時、第１の電極４０１を光透過性とし、第２の電極４０２を遮光性（特に反射性）とすることで、図５（ａ）のように基板４００側から光を射出する構成となる。また、第１の電極４０１を遮光性（特に反射性）とし、第２の電極４０２を光透過性とすることで、図５（ｂ）のように基板４００の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第１の電極４０１、第２の電極４０２の両方を光透過性とすることで、図５（ｃ）に示すように、基板４００側と基板４００の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【０１３５】
図６は、基板４００側から第３の層４１３、第２の層４１２、第１の層４１１の順で構成されている場合の例である。この時、第１の電極４０１を遮光性（特に反射性）とし、第２の電極４０２を光透過性とすることで、図６（ａ）のように基板４００側から光を取り出す構成となる。また、第１の電極４０１を光透過性とし、第２の電極４０２を遮光性（特に反射性）とすることで、図６（ｂ）のように基板４００と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第１の電極４０１、第２の電極４０２の両方を光透過性とすることで、図６（ｃ）に示すように、基板４００側と基板４００の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【０１３６】
なお、本実施の形態における発光素子を作製する場合には、湿式法、乾式法を問わず、種々の方法を用いることができる。
【０１３７】
また、図５に示すように、第１の電極４０１を形成した後、第１の層４１１、第２の層４１２、第３の層４１３を順次積層し、第２の電極４０２を形成してもよいし、図６に示すように、第２の電極４０２を形成した後、第３の層４１３、第２の層４１２、第１の層４１１を順次積層し、第１の電極４０１を形成してもよい。
【０１３８】
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。
【０１３９】
（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に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について、図３および図４を用いて説明する。本実施の形態で示す構成は、発光素子の２つの電極に接するように本発明の複合材料を含む層を設けることができる。
【０１４０】
図３（ａ）に本発明の発光素子の構造の一例を示す。第１の電極２０１と、第２の電極２０２との間に、第１の層２１１、第２の層２１２、第３の層２１３、第４の層２１４が積層された構成となっている。本実施の形態では、第１の電極２０１が陽極として機能し、第２の電極２０２が陰極として機能する場合について説明する。
【０１４１】
第１の電極２０１、第２の電極２０２は、実施の形態２と同じ構成を適用することができる。また、第１の層２１１は実施の形態１で示した複合材料を含む層であり、第２の層２１２は発光性の高い物質を含む層である。第３の層２１３は電子供与性物質と電子輸送性の高い化合物とを含む層であり、第４の層２１４は実施の形態１で示した複合材料を含む層である。第３の層２１３に含まれる電子供与性物質としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属およびそれらの酸化物や塩であることが好ましい。具体的には、リチウム、セシウム、カルシウム、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物、炭酸セシウム等が挙げられる。
【０１４２】
このような構成とすることにより、図３（ａ）に示した通り、電圧を印加することにより第３の層２１３および第４の層２１４の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第３の層２１３は電子を第２の層２１２に輸送すると同時に、第４の層２１４は正孔を第２の電極２０２に輸送する。すなわち、第３の層２１３と第４の層２１４とを合わせて、キャリア発生層としての役割を果たしている。また、第４の層２１４は、正孔を第２の電極２０２に輸送する機能を担っていると言える。なお、第４の層２１４と第２の電極２０２との間に、さらに第２の層および第３の層を再び積層することで、タンデム型の発光素子とすることも可能である。
【０１４３】
また、第１の層２１１や第４の層２１４は、極めて高い正孔注入性、正孔輸送性を示す。そのため、発光素子の駆動電圧を低減することができる。
また、第１の層２１１や第４の層２１４を厚膜化した場合、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１４４】
また、第１の層２１１や第４の層２１４を厚膜化しても、駆動電圧の上昇を抑制することができるため、第１の層２１１や第４の層２１４の膜厚の自由に設定でき、第２の層２１２からの発光の取り出し効率を向上させることができる。また、第２の層２１２からの発光の色純度が向上するように、第１の層２１１や第４の層２１４の膜厚を設定することも可能である。また、第１の層２１１や第４の層２１４は可視光の透過率が高く、厚膜化による発光の外部取り出し効率の低減を抑制できる。
【０１４５】
また、本実施の形態の発光素子は、発光機能を担う第２の層の陽極側および陰極側を非常に厚くすることが可能となり、さらに発光素子の短絡を効果的に防止できる。また、図３（ａ）を例に取ると、第２の電極２０２をスパッタリングにより成膜する場合などは、発光性の物質が存在する第２の層２１２へのダメージを低減することもできる。さらに、第１の層２１１と第４の層２１４を同じ材料で構成することにより、発光機能を担う層を挟んで両側に同じ材料で構成された層を設けることができるため、応力歪みを抑制する効果も期待できる。
【０１４６】
なお、本実施の形態の発光素子においても、第１の電極２０１や第２の電極２０２の材料を変えることで、様々なバリエーションを有する。その模式図を図３（ｂ）、図３（ｃ）および図４に示す。なお、図３（ｂ）、図３（ｃ）および図４では、図３（ａ）の符号を引用する。また、２００は、本発明の発光素子を担持する基板である。
【０１４７】
図３は、基板２００側から第１の層２１１、第２の層２１２、第３の層２１３、第４の層２１４の順で構成されている場合の例である。この時、第１の電極２０１を光透過性とし、第２の電極２０２を遮光性（特に反射性）とすることで、図３（ａ）のように基板２００側から光を射出する構成となる。また、第１の電極２０１を遮光性（特に反射性）とし、第２の電極２０２を光透過性とすることで、図３（ｂ）のように基板２００の逆側から光を射出する構成となる。さらに、第１の電極２０１、第２の電極２０２の両方を光透過性とすることで、図３（ｃ）に示すように、基板２００側と基板２００の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【０１４８】
図４は、基板２００側から第４の層２１４、第３の層２１３、第２の層２１２、第１の層２１１の順で構成されている場合の例である。この時、第１の電極２０１を遮光性（特に反射性）とし、第２の電極２０２を光透過性とすることで、図４（ａ）のように基板２００側から光を取り出す構成となる。また、第１の電極２０１を光透過性とし、第２の電極２０２を遮光性（特に反射性）とすることで、図４（ｂ）のように基板２００と逆側から光を取り出す構成となる。さらに、第１の電極２０１、第２の電極２０２の両方を光透過性とすることで、図４（ｃ）に示すように、基板２００側と基板２００の逆側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【０１４９】
なお、第１の層２１１が、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み、第２の層２１２が発光性の物質を含み、第３の層２１３が実施の形態１で示した複合材料を含む層であり、第４の層２１４が、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構成にすることも可能である。
【０１５０】
なお、本実施の形態における発光素子を作製する場合には、湿式法、乾式法を問わず、種々の方法を用いることができる。
【０１５１】
また、図３に図示するように、第１の電極２０１を形成した後、第１の層２１１、第２の層２１２、第３の層２１３、第４の層２１４を順次積層し、第２の電極２０２を形成してもよいし、図４に図示するように、第２の電極２０２を形成した後、第４の層２１４、第３の層２１３、第２の層２１２、第１の層２１１を順次積層し、第１の電極を形成してもよい。
【０１５２】
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。
【０１５３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２〜実施の形態４に示した構成とは異なる構成を有する発光素子について説明する。本実施の形態で示す構成は、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子の電荷発生層として、本発明の複合材料を適用した構成である。
【０１５４】
本実施の形態では、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、タンデム型素子という）について説明する。つまり、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。図３１に２つの発光ユニットを積層したタンデム型素子を示す。
【０１５５】
図３１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が積層されている。第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には、電荷発生層５１３が形成されている。
【０１５６】
第１の電極５０１と第２の電極５０２は、種々の材料を用いることができる。
【０１５７】
第１の発光ユニット５１１および第２の発光ユニット５１２は、それぞれ種々の構成を用いることができる。
【０１５８】
電荷発生層５１３には、実施の形態１で示した本発明の複合材料が含まれている。本発明の複合材料は、可視光の透過率が高いため、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットで発光した光の透過率が高く、外部取り出し効率を向上させることが可能である。
【０１５９】
なお、電荷発生層５１３は、本発明の複合材料と種々の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、実施の形態３で示したように、本発明の複合材料からなる層と、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、本発明の材料からなる層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１６０】
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、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、本発明の材料を適用することが可能である。例えば、３つの発光ユニットを積層した発光素子は、第１の発光ユニット、第１の電荷発生層、第２の発光ユニット、第２の電荷発生層、第３の発光ユニット、の順に積層されるが、本発明の複合材料は、いずれか一つの電荷発生層のみに含まれていてもよいし、全ての電荷発生層に含まれていてもよい。
【０１６１】
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。
【０１６２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、発光素子の光学設計について説明する。
【０１６３】
実施の形態２〜実施の形態５に示した発光素子において、各発光色を発する発光素子ごとに、少なくとも第１の電極及び第２の電極を除く各層のいずれか一つの膜厚を異ならせることにより、発光色毎の光の取り出し効率を高めることができる。
【０１６４】
例えば、図１０に示すように、赤系色（Ｒ）、緑系色（Ｇ）、青系色（Ｂ）を発光する発光素子は、反射電極である第１の電極１１０１、及び透光性を有する第２の電極１１０２を共有しており、それぞれ第１の層１１１１Ｒ、１１１１Ｇ、１１１１Ｂ、第２の層１１１２Ｒ、１１１２Ｇ、１１１２Ｂ、第３の層１１１３Ｒ、１１１３Ｇ、１１１３Ｂ、第４の層１１１４Ｒ、１１１４Ｇ、１１１４Ｂを有する。そして、第１の層１１１１Ｒ、１１１１Ｇ、１１１１Ｂを発光色毎に異ならせる。
【０１６５】
なお、図１０に示す発光素子において、第２の電極１１０２の電位よりも第１の電極１１０１の電位が高くなるように電圧を印加すると、第１の層１１１１（Ｒ，Ｇ，Ｂ）から第２の層１１１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）へ正孔が注入される。第３の層１１１３（Ｒ，Ｇ，Ｂ）および第４の層１１１４（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の界面近傍にて電子の授受が行われ、電子と正孔が発生し、第３の層１１１３（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は電子を第２の層１１１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に輸送すると同時に、第４の層１１１４（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は正孔を第２の電極１１０２に輸送する。正孔と、電子とが、第２の層１１１２（Ｒ，Ｇ，Ｂ）において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【０１６６】
図１０に示すように、第１の層１１１１Ｒ、１１１１Ｇ、１１１１Ｂの膜厚を発光色毎に異ならせることにより、直接第２の電極を介して認識する場合と、第１の電極で反射して第２の電極を介して認識する場合とで光路が異なることによる、光の取り出し効率の低下を防止することができる。
【０１６７】
具体的には、第１の電極に光が入射した場合、反射光には位相の反転が生じ、これによって生じる光の干渉効果が生じる。その結果、発光領域と反射電極との光学距離、つまり屈折率×距離が、発光波長の（２ｍ−１）／４倍（ｍは任意の正の整数）、即ち、１／４、３／４、５／４・・・倍の時には、発光の外部取り出し効率が高くなる。一方、ｍ／２倍（ｍは任意の正の整数）即ち、１／２、１、３／２・・・倍の時には発光の外部取り出し効率が低くなってしまう。
【０１６８】
したがって、本発明の発光素子において、発光領域と反射電極との光学距離、つまり屈折率×距離が、発光波長の（２ｍ−１）／４倍（ｍは任意の正の整数）となるように、第１の層から第４の層のいずれかの膜厚を各発光素子で異ならせる。
【０１６９】
特に、第１の層から第４の層において、電子と正孔が再結合する層から反射電極との間の層の膜厚を異ならせるとよいが、電子と正孔が再結合する層から透光性を有する電極との間の膜厚を異ならせてもよい。さらに両者の膜厚を異ならせても構わない。その結果、発光を効率よく外部に取り出すことができる。
【０１７０】
第１の層から第４の層のいずれかの膜厚を異ならせるためには、層を厚膜化する必要がある。本発明の発光素子は、厚膜化する層に、実施の形態１で示した複合材料を含む層を用いることを特徴とする。
【０１７１】
一般に、発光素子の層を膜厚化すると、駆動電圧が増加してしまうため、好ましくなかった。しかし、厚膜化する層に、実施の形態１で示した複合材料を用いると、駆動電圧自体を低くでき、厚膜化することによる駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【０１７２】
なお、図１０では、赤系色（Ｒ）の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の１／４倍、緑系色（Ｇ）の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の３／４倍、青系色（Ｂ）の発光素子の発光領域と反射電極との光学距離が発光波長の５／４倍のものを示した。なお、本発明はこの値に限られず、適宜ｍの値を設定することが可能である。また、図１０に示すように、発光波長の（２ｍ−１）／４倍のｍの値は各発光素子で異なっていてもよい。
【０１７３】
また、第１の層から第４の層のいずれかを厚膜化することにより、第１の電極と第２の電極とが短絡することを防止でき、量産性を高めることもでき、非常に好ましい。
【０１７４】
このように本発明の発光素子は、少なくとも第１の層から第４の層の膜厚を、各発光色で異ならせることができる。このとき、電子と正孔が再結合する層と反射電極との間とある層の膜厚を、各発光色で異ならせることが好ましい。さらに厚膜化する必要のある層には、実施の形態１で示した複合材料を含む層とすると、駆動電圧が高くならず好ましい。
【０１７５】
なお、本実施の形態では、実施の形態４に示した構成の発光素子を用いて説明したが、他の実施の形態と適宜組み合わせることも可能である。
【０１７６】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
【０１７７】
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図７を用いて説明する。なお、図７（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。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。
【０１７８】
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盤（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。
【０１７９】
次に、断面構造について図７（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。
【０１８０】
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、駆動回路を形成するＴＦＴ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、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、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。
【０１８１】
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膜を用いることにより形成する。
【０１８２】
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。
【０１８３】
第１の電極６１３上には、発光物質を含む層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、２〜２０％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。
【０１８４】
また、発光物質を含む層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。発光物質を含む層６１６は、実施の形態１で示した複合材料を含む層を有している。また、発光物質を含む層６１６を構成する他の材料としては、低分子系材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
【０１８５】
さらに、発光物質を含む層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、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ_２、または窒化カルシウム）を用いることが好ましい。なお、発光物質を含む層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、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、珪素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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）、マイラー、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。
【０１８８】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１８９】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示した複合材料、つまり、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と無機化合物とを含む層を有しているため、駆動電圧を低減することができ、消費電力を低減することが可能となる。
【０１９０】
また、本発明で用いる複合材料は可視光の透過率が高いため、発光層で発光した光を効率良く外部へ取り出すことができる。
【０１９１】
また、本発明の発光装置は、複合材料を含む層を厚くしても駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、本発明で用いる複合材料は、可視光の透過率が高い。よって、複合材料を含む層を厚くして、発光素子の短絡を防止することができる。また、光学設計により発光の外部取り出し効率の向上を実現することができる。よって、消費電力が少なく、信頼性の高い発光装置を得ることができる。
【０１９２】
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型の発光装置について説明したが、この他、トランジスタ等の駆動用の素子を特に設けずに発光素子を駆動させるパッシブ型の発光装置であってもよい。図８には本発明を適用して作製したパッシブ型の発光装置の斜視図を示す。図８において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間には発光物質を含む層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブ型の発光装置においても、低駆動電圧で動作する本発明の発光素子を含むことによって、低消費電力で駆動させることができる。
【０１９３】
（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気機器について説明する。本発明の電気機器は、実施の形態１に示した複合材料を含み、低消費電力の表示部を有する。また、ゴミや衝撃等による短絡が抑制された信頼性の高い表示部を有する。
【０１９４】
本発明の発光装置を用いて作製された電気機器として、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。これらの電気機器の具体例を図９に示す。
【０１９５】
図９（Ａ）はテレビ受像機であり、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。本発明の発光装置をその表示部９１０３に用いることにより作製される。本発明の発光装置を表示部に用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有するテレビ受像機を提供することができる。なお、テレビ受像機は、コンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
【０１９６】
図９（Ｂ）は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、ポインティングマウス９２０６等を含む。本発明の発光装置をその表示部９２０３に用いることにより作製される。本発明の発光装置を表示部に用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有するコンピュータを提供することができる。
【０１９７】
図９（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体９３０１、表示部９３０２、アーム部９３０３を含む。本発明の発光装置をその表示部９３０２に用いることにより作製される。本発明の発光装置を表示部に用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有するゴーグル型ディスプレイを提供することができる。
【０１９８】
図９（Ｄ）は携帯電話であり、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。本発明の発光装置をその表示部９４０３に用いることにより作製される。なお、表示部９４０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。本発明の発光装置を表示部に用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する携帯電話を提供することができる。
【０１９９】
図９（Ｅ）はカメラであり、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。本発明の発光装置をその表示部９５０２に用いることにより作製される。本発明の発光装置を表示部に用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有するカメラを提供することができる。
【０２００】
以上の様に、本発明の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気機器に適用することが可能である。本発明の発光装置を用いることにより、低消費電力で、信頼性の高い表示部を有する電気機器を提供することが可能となる。
【実施例１】
【０２０１】
本発明のカルバゾール誘導体の一例として、構造式（１２）で示される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）の合成方法について説明する。
【０２０２】
【化３３】

【０２０３】
［ステップ１］
まず、３−ブロモ−９−フェニルカルバゾールの合成方法について説明する。３−ブロモ−９−フェニルカルバゾールの合成スキームを（Ａ−３）に示す。
【０２０４】
【化３４】

【０２０５】
９−フェニルカルバゾール２４．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を氷酢酸６００ｍＬに溶かし、Ｎ−ブロモコハク酸イミド１７．８ｇ（１００ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、室温で一晩撹拌した。この氷酢酸溶液を氷水１Ｌに撹拌しながら滴下した。析出した白色固体を水で３回洗浄した。この固体をジエチルエーテル１５０ｍＬに溶解し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。これを濾過し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣にメタノールを約５０ｍＬを加え、均一に溶解させた。この溶液を静置することで白色固体が析出した。この固体を回収し乾燥させる事で、白色粉末の３−ブロモ−９−フェニルカルバゾールを２８．４ｇ（収率８８％）を得た。
【０２０６】
［ステップ２］
次に、３−（Ｎ−フェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣＡ）の合成方法について説明する。ＰＣＡの合成スキームを（Ａ−４）に示す。
【０２０７】
【化３５】

【０２０８】
窒素雰囲気下で、３−ブロモ−９−フェニルカルバゾール１９ｇ（６０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３４０ｍｇ（０．６ｍｍｏｌ）、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン１．６ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド１３ｇ（１８０ｍｍｏｌ）の混合物に、脱水キシレン１１０ｍＬ、アニリン７．０ｇ（７５ｍｍｏｌ）を加えた。これを窒素雰囲気下にて９０℃、７．５時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温トルエン約５００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この残渣をヘキサン−酢酸エチルを加えて超音波を照射した。得られた懸濁液を濾過し、このろ物を乾燥し、クリーム色粉末の３−（Ｎ−フェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾール１５ｇ（収率７５％）を得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）：δ＝６．８４（ｔ、Ｊ＝６．９、１Ｈ）、６．９７（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．２０−７．６１（ｍ、１３Ｈ）、７．９０（ｓ、１Ｈ）、８．０４（ｄ、Ｊ＝７．８、１Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２５に、図２５における５．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大したものを図２６に示す。
【０２０９】
［ステップ３］
３−ヨード−９−フェニルカルバゾールの合成方法について説明する。３−ヨード−９−フェニルカルバゾールの合成スキームを（Ａ−５）に示す。
【０２１０】
【化３６】

【０２１１】
９−フェニルカルバゾール２４．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を氷酢酸６００ｍＬに溶かし、Ｎ−ヨードコハク酸イミド２２．５ｇ（１００ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、室温で一晩撹拌した。生じた析出物を濾過し、ろ物を飽和炭酸水素ナトリウム溶液、水、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。白色粉末の３−ヨード−９−フェニルカルバゾール２４．７ｇ（収率６７％）を得た。
【０２１２】
なお、３−ヨード−９−フェニルカルバゾールは以下に示す方法を用いても合成することができる。３−ヨード−９−フェニルカルバゾールの合成スキームを（Ａ−５ｂ）に示す。
【０２１３】
【化３７】

【０２１４】
９−フェニルカルバゾール１０ｇ（１０．０ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム８３８ｍｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ヨウ素酸カリウム１．１ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、氷酢酸３０ｍＬを三口フラスコに入れ、１２０℃で１時間還流した。反応後、反応溶液を十分さましてから水に加えて、トルエンで抽出し、有機層を飽和食塩水で１回洗浄してから硫酸マグネシウムにより乾燥した。この溶液を自然濾過し、得られたろ液を濃縮してから、アセトン、メタノールにより再結晶したところ、目的物の白色固体を８．０ｇ、収率５０％で得た。
【０２１５】
合成スキーム（Ａ−５ｂ）に示す合成方法を用いることにより、より安価な材料を用いて、３−ヨード−９−フェニルカルバゾールを合成することができるため、コストの削減が可能である。
【０２１６】
［ステップ４］
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）の合成方法について説明する。ＰＣｚＰＣＡ１の合成スキームを（Ａ−６）に示す。
【０２１７】
【化３８】

【０２１８】
窒素雰囲気下で、３−ヨード−９−フェニルカルバゾール３．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ＰＣＡ ３．４ｇ（１０ｍｍｏｌ）ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）５７ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン４９ｗ％ヘキサン溶液２００ｍＬ（０．５ｍｍｏｌ）ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．０ｇ（３０ｍｍｏｌ）の混合物に、脱水キシレン４０ｍＬを加えた。これを窒素雰囲気下にて９０℃、６．５時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温トルエン約５００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：１）にて分取した。これを濃縮し、得られた残渣に酢酸エチル−ヘキサンを加えて再結晶を行った。クリーム色粉末の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３．２ｇ（収率５６％）を得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝６．８５（ｔ、Ｊ＝７．５、１Ｈ）、６．９２（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．１７−７．７０（ｍ、２２Ｈ）、８．０５（ｄ、Ｊ＝２．１、２Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図１１に、図１１における６．５０〜８．５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図１２に示す。
【０２１９】
得られたＰＣｚＰＣＡ１の熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。その結果を図１９に示す。図１９において、左側の縦軸は示差熱分析（ＤＴＡ）における示差熱（熱電対の起電力（μＶ））を表し、右側の縦軸は熱重量測定（ＴＧ測定）における重量（％；測定開始時の重量を１００％として表した重量）を表す。さらに、下側の横軸は、温度（℃）を表す。なお、測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、３７５℃であった。
【０２２０】
また、ＰＣｚＰＣＡ１のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＡ１の薄膜の吸収スペクトルを図１３に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図１３に示した。図１３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長はＰＣｚＰＣＡ１のトルエン溶液の場合では３２０ｎｍ、ＰＣｚＰＣＡ１の薄膜の場合で３２１ｎｍであった。また、ＰＣｚＰＣＡ１のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＡ１の薄膜の発光スペクトルを図１４に示す。図１４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はＰＣｚＰＣＡ１のトルエン溶液の場合では４３５ｎｍ（励起波長３２５ｎｍ）、ＰＣｚＰＣＡ１の薄膜の場合で４４３ｎｍ（励起波長３８０ｎｍ）であった。
【０２２１】
また、ＰＣｚＰＣＡ１の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。ＨＯＭＯ準位の値は、光電子分光装置（理研計器（株）製、ＡＣ−２）を用いて測定したイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、図１３における薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、ＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位はそれぞれ−５．１７ｅＶと−１．８２ｅＶであった。
【０２２２】
また、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、ＰＣｚＰＣＡ１の酸化反応特性について調べた。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。
【０２２３】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象であるＰＣｚＰＣＡ１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、基準電極としては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。
【０２２４】
酸化反応特性については次のようにして調べた。
基準電極に対する作用電極の電位を−０．１６から０．５Ｖまで変化させた後、０．５Ｖから−０．１６Ｖ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。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２２５】
ＰＣｚＰＣＡ１の酸化反応特性について調べた結果を図２１に示す。図２１において、横軸は基準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（１×１０^−６Ａ）を表す。
【０２２６】
図２１から酸化電位は０．２７Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応においてはＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のカルバゾール誘導体は酸化反応に対して極めて安定であることが分かった。
【０２２７】
また、得られた化合物ＰＣｚＰＣＡ１のガラス転移温度について、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）を用いて調べた。ＤＳＣによる測定結果を図２３に示す。測定結果から、得られた化合物のガラス転移温度は１１２℃であることが分かった。このように、得られた化合物は、１１２℃という高いガラス転移温度を示し、良好な耐熱性を有するものである。また、図２３において、得られた化合物の結晶化を表すピークは存在せず、得られた化合物は結晶化し難い物質であることが分かった。
【実施例２】
【０２２８】
本発明のカルバゾール誘導体の一例として、構造式（３８）で示される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）の合成方法について説明する。
【０２２９】
【化３９】

【０２３０】
［ステップ１］
３，６−ジヨード−９−フェニルカルバゾールの合成方法について説明する。３，６−ジヨード−９−フェニルカルバゾールの合成スキームを（Ａ−７）に示す。
【０２３１】
【化４０】

【０２３２】
９−フェニルカルバゾール２４．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を氷酢酸７００ｍＬに溶かし、Ｎ−ヨードコハク酸イミド４４．９ｇ（２００ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、室温で一晩撹拌した。生じた析出物を濾過し、ろ物を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水、メタノールで洗浄した後、乾燥させた。白色粉末の３，６−ジヨード−９−フェニルカルバゾール４７．０ｇ（収率９５％）を得た。
【０２３３】
［ステップ２］
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）の合成方法について説明する。ＰＣｚＰＣＡ２の合成スキームを（Ａ−８）に示す。
【０２３４】
【化４１】

【０２３５】
窒素雰囲気下で、３，６−ジヨード−９−フェニルカルバゾール２．５ｇ（５ｍｍｏｌ）、ＰＣＡ ３．４ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３０ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン４９ｗｔ％ヘキサン溶液０．２ｍＬ（０．５ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．０ｇ（３０ｍｍｏｌ）の混合物に、脱水キシレン３０ｍＬを加えた。これを窒素雰囲気下にて９０℃、６．５時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約５００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：１）にて精製した。これを濃縮し、得られた濃縮液に酢酸エチル−ヘキサンを加えて再結晶を行った。クリーム色粉末の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２．５ｇ（収率５５％）を得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝６．７４−６．８０（ｍ、６Ｈ）、７．０８−７．６４（ｍ、３３Ｈ）、７．９４−８．０４（ｍ、６Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図１５に、図１５における６．５０〜８．５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図１６に示す。
【０２３６】
得られたＰＣｚＰＣＡ２の熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。その結果を図２０に示す。図２０において、左側の縦軸は示差熱分析（ＤＴＡ）における示差熱（熱電対の起電力（μＶ））を表し、右側の縦軸は熱重量測定（ＴＧ測定）における重量（％；測定開始時の重量を１００％として表した重量）を表す。さらに、下側の横軸は、温度（℃）を表す。なお、測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４７６℃であった。
【０２３７】
また、ＰＣｚＰＣＡ２のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＡ２の薄膜の吸収スペクトルを図１７に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図１７に示した。図１７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長はＰＣｚＰＣＡ２のトルエン溶液の場合では３２０ｎｍ、ＰＣｚＰＣＡ２の薄膜の場合では３２０ｎｍであった。また、ＰＣｚＰＣＡ２のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＡ２の薄膜の発光スペクトルを図１８に示す。図１８において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はＰＣｚＰＣＡ２のトルエン溶液の場合では４４２ｎｍ（励起波長３２５ｎｍ）、ＰＣｚＰＣＡ２の薄膜の場合で４４９ｎｍ（励起波長３２０ｎｍ）であった。
【０２３８】
また、ＰＣｚＰＣＡ２の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。ＨＯＭＯ準位の値は、光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−２）を用いて測定したイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、図１７における薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、ＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位はそれぞれ−５．１０ｅＶと−１．７５ｅＶであった。
【０２３９】
また、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、ＰＣｚＰＣＡ２の酸化特性について調べた。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。
【０２４０】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象であるＰＣｚＰＣＡ２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、基準電極としては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。
【０２４１】
酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電極の電位を−０．０１から０．３３Ｖまで変化させた後、０．３３Ｖから−０．０１Ｖ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。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２４２】
ＰＣｚＰＣＡ２の酸化反応特性について調べた結果を図２２に示す。図２２において、横軸は基準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（１×１０^−６Ａ）を表す。
【０２４３】
図２２から酸化電位は０．２２Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応においてはＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のカルバゾール誘導体は酸化に対して極めて安定であることが分かった。
【０２４４】
また、得られた化合物ＰＣｚＰＣＡ２のガラス転移温度について、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）を用いて調べた。ＤＳＣによる測定結果を図２４に示す。測定結果から、得られた化合物のガラス転移温度は１６８℃であることが分かった。このように、得られた化合物は、１６８℃という高いガラス転移温度を示し、良好な耐熱性を有するものである。また、図２４において、得られた化合物の結晶化を表すピークは存在せず、得られた化合物は結晶化し難い物質であることが分かった。
【実施例３】
【０２４５】
本発明のカルバゾール誘導体の一例として、構造式（１７）で示される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）の合成方法について説明する。
【０２４６】
【化４２】

【０２４７】
［ステップ１］
まず、３−［Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣＮ）の合成方法について説明する。ＰＣＮの合成スキームを（Ａ−９）に示す。
【０２４８】
【化４３】

【０２４９】
窒素雰囲気下で、３−ヨード−９−フェニルカルバゾールの３．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、１−アミノナフタレン１．６ｇ（５ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）６０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン４９ｗｔ％ヘキサン溶液０．２ｍＬ（０．５ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３ｇ（３０ｍｍｏｌ）の混合物に、脱水キシレン１２ｍＬを加えた。これを窒素雰囲気下にて９０℃、７時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約２００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：１）にて精製した。これを濃縮し、得られた濃縮液を酢酸エチル−ヘキサンで再結晶を行った。クリーム色粉末の３−［Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾールを得た。１．５ｇ、収率７９％だった。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝７．１３−７．７１（ｍ、１５Ｈ）、７．８５−７．８８（ｍ、１Ｈ）、８．０３（ｓ、１Ｈ）、８．１５（ｄ、Ｊ＝７．８、１Ｈ）、８．２４（ｓ、１Ｈ）、８．３６−８．３９（ｍ、１Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２７に、図２７における６．５０〜８．５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図２８に示す。
【０２５０】
［ステップ２］
次に、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）の合成方法について説明する。ＰＣｚＰＣＮ１の合成スキームを（Ａ−１０）に示す。
【０２５１】
【化４４】

【０２５２】
窒素雰囲気下で、３−ヨード−９−フェニルカルバゾールの１．８ｇ（５ｍｍｏｌ）、ＰＣＮ ２．５ｇ（６．６ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）３０ｍｇ（０．０５ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン４９ｗｔ％ヘキサン溶液０．２ｍＬ（０．５ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド７００ｍｇ（７ｍｍｏｌ）の混合物に、脱水キシレン７ｍＬを加えた。これを窒素雰囲気下にて９０℃、４．５時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約５００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、この濃縮液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：１）にて精製した。これを濃縮し、得られた濃縮液を酢酸エチル−ヘキサンで再結晶を行った。黄色粉末のＰＣｚＰＣＮ１ ２．１ｇ（収率６２％）を得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝７．０４−７．６５（ｍ、２４Ｈ）、７．７８（ｄ、Ｊ＝８．４、１Ｈ）、７．８２（ｄ、Ｊ＝２．１、２Ｈ）、７．８８（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．９５（ｄ、Ｊ＝８．４、１Ｈ）、８．１０（ｄ、Ｊ＝９．０、１Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２９に、図２９における６．５０〜８．５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図３０に示す。
【０２５３】
得られたＰＣｚＰＣＮ１の熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を実施例１および実施例２と同様に行った。その結果を図４０に示す。図４０において、左側の縦軸は示差熱分析（ＤＴＡ）における示差熱（熱電対の起電力（μＶ））を表し、右側の縦軸は熱重量測定（ＴＧ測定）における重量（％；測定開始時の重量を１００％として表した重量）を表す。さらに、下側の横軸は、温度（℃）を表す。なお、測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４００℃であった。
【０２５４】
また、ＰＣｚＰＣＮ１のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＮ１の薄膜の吸収スペクトルを図４１に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図４１に示した。図４１において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長はＰＣｚＰＣＮ１のトルエン溶液の場合では３１４ｎｍ、ＰＣｚＰＣＮ１の薄膜の場合では３２０ｎｍであった。また、ＰＣｚＰＣＮ１のトルエン溶液およびＰＣｚＰＣＮ１の薄膜の発光スペクトルを図４２に示す。図４２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はＰＣｚＰＣＮ１のトルエン溶液の場合では４７５ｎｍ（励起波長３２０ｎｍ）、ＰＣｚＰＣＮ１の薄膜の場合で４８５ｎｍ（励起波長３２０ｎｍ）であった。
【０２５５】
また、ＰＣｚＰＣＮ１の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。ＨＯＭＯ準位の値は、光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−２）を用いて測定したイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、図４１における薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、ＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位はそれぞれ−５．１５ｅＶと−２．８２ｅＶであった。
【０２５６】
また、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、ＰＣｚＰＣＮ１の酸化特性について調べた。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。
【０２５７】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象であるＰＣｚＰＣＮ１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、基準電極としては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。
【０２５８】
酸化反応特性については次のようにして調べた。基準電極に対する作用電極の電位を−０．２０から０．５０Ｖまで変化させた後、０．５０Ｖから−０．２０Ｖ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。なお、ＣＶ測定のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２５９】
ＰＣｚＰＣＮ１の酸化反応特性について調べた結果を図４９に示す。図４９において、横軸は基準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（１×１０^−６Ａ）を表す。
図４９から酸化電位は０．２５Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ^＋電極）であることが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応においてはＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度にほとんど変化が見られない。このことから、本発明のカルバゾール誘導体は酸化に対して極めて安定であることが分かった。
【０２６０】
また、得られた化合物ＰＣｚＰＣＮ１のガラス転移温度について、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）を用いて調べた。ＤＳＣによる測定結果を図５０に示す。測定結果から、得られた化合物のガラス転移温度は１４２℃であることが分かった。このように、得られた化合物は、１４２℃という高いガラス転移温度を示し、良好な耐熱性を有するものである。また、図５０において、得られた化合物の結晶化を表すピークは存在せず、得られた化合物は結晶化し難い物質であることが分かった。
【実施例４】
【０２６１】
本実施例では、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、前記カルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む層の具体例を例示する。前記カルバゾール誘導体としては、実施例１で合成した構造式（１２）で示される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）を用い、前記無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。
【０２６２】
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、ＰＣｚＰＣＡ１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ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰＣｚＰＣＡ１：酸化モリブデン＝１．０：１．０となっている。なお、膜厚は９０ｎｍとした。
【０２６３】
このようにして成膜したＰＣｚＰＣＡ１−酸化モリブデン複合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図３２中のＣに示す。比較のため、ＰＣｚＰＣＡ１のみの膜の吸収スペクトル（図中Ａ）も合わせて図示した。
【０２６４】
図３２からわかる通り、Ｃの複合膜は、ＰＣｚＰＣＡ１単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた（図中、破線で囲った部分であり、１０７０ｎｍ付近にピークがある）。これは、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰＣｚＰＣＡ１から電子を受け取り、ＰＣｚＰＣＡ１にホールが発生しているものと考えられる。
【０２６５】
したがって、本実施例で成膜したＰＣｚＰＣＡ１：酸化モリブデン複合膜は、キャリアが内在的に発生しており、発光素子の駆動電圧を低減できることができる。
【０２６６】
また、図３２に示す通り、ＰＣｚＰＣＡ１−酸化モリブデン複合膜では、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）には顕著な吸収ピークは見られなかった。
【実施例５】
【０２６７】
本実施例では、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、前記カルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む層の具体例を例示する。前記カルバゾール誘導体としては、実施例１で合成した構造式（３６）で示される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）を用い、前記無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。
【０２６８】
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、ＰＣｚＰＣＡ２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ＰＣｚＰＣＡ２と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ２と酸化モリブデンの比率が重量比で４：１となるように共蒸着した。したがって、モル比では、ＰＣｚＰＣＡ２：酸化モリブデン＝１．０：１．６となっている。なお、膜厚は９０ｎｍとした。
【０２６９】
このようにして成膜したＰＣｚＰＣＡ２−酸化モリブデン複合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図３３中のＣに示す。比較のため、ＰＣｚＰＣＡ２のみの膜の吸収スペクトル（図中Ａ）も合わせて図示した。
【０２７０】
図３３からわかる通り、Ｃの複合膜は、ＰＣｚＰＣＡ２単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた（図中、破線囲った部分であり、９６０ｎｍ付近にピークがある）。これは、ＰＣｚＰＣＡ２と酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰＣｚＰＣＡ２から電子を受け取り、ＰＣｚＰＣＡ２にホールが発生しているものと考えられる。
【０２７１】
したがって、本実施例で成膜したＰＣｚＰＣＡ２：酸化モリブデン複合膜は、キャリアが内在的に発生しており、発光素子の駆動電圧を低減できることができる。
【０２７２】
また、図３３に示す通り、ＰＣｚＰＣＡ２−酸化モリブデン複合膜では、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）には顕著な吸収は見られなかった。
【実施例６】
【０２７３】
次に、実施例４および実施例５で作製した複合膜の可視光の透過率について図３４に示す。
【０２７４】
図３２および図３３の縦軸を吸光度から透過率に換算し、同一のグラフ上で比較した図を図３４に示す。なお、図３４では、横軸の波長を可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に限定した。図３４に示す通り、実施例４で作製したＰＣｚＰＣＡ１−酸化モリブデン複合膜、および、実施例５で作製したＰＣｚＰＣＡ２−酸化モリブデン複合膜の可視光領域における透過率は９０％程度か、あるいはそれ以上を示している。
【０２７５】
また、実施例４で作製したＰＣｚＰＣＡ１−酸化モリブデン複合膜、および、実施例５で作製したＰＣｚＰＣＡ２−酸化モリブデン複合膜の青（４５０ｎｍ）〜赤（６５０ｎｍ）における１μｍ当たりの吸光度を図７１に示す。図７１からわかるように、本発明の複合材料の１μｍ当たりの吸光度はいずれも場合も２（μｍ）^―１以下であり、青（４５０ｎｍ）〜赤（６５０ｎｍ）において吸光度が小さい。よって、本発明の複合材料は青（４５０ｎｍ）、緑（５２０ｎｍ）、赤（６５０ｎｍ）にわたり、高い透光性を有しており、フルカラーディスプレイに好適である。
【０２７６】
以上のことから、本発明の複合材料は、従来の複合材料に比べて可視光の透光性に優れていることがわかった。
【実施例７】
【０２７７】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０２７８】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０２７９】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０２８０】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２８１】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２８２】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０２８３】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により３０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２８４】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。
【０２８５】
以上により、本実施例の発光素子が作製される。本実施例で作製した発光素子の電流―電圧特性を図３５に、輝度―電圧特性を図３６に、電流効率―輝度特性を図３７に示す。
【０２８６】
図３５より、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、電流が流れやすくなったことがわかる。また、図３６より、発光素子の駆動電圧が低減されたことがわかる。図３７より、発光効率が高くなっていることがわかる。本発明の複合材料は可視光の透過率が高いため、発光の取り出し効率が向上したと考えられる。
【０２８７】
つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、一定輝度の発光を得るための駆動電圧を低減できることがわかる。具体的には、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、本実施例で作製した発光素子では５．２Ｖであり、このときの電流密度は８．４ｍＡ／ｃｍ^２であった。つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動、低電流駆動が可能となったことがわかる。
【実施例８】
【０２８８】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０２８９】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０２９０】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：１となるように共蒸着した。
【０２９１】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２９２】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２９３】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０２９４】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により３０ｎｍの膜厚で形成した。
【０２９５】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。
【０２９６】
また、本実施例で作製した発光素子の規格化輝度時間変化を図３８に、電圧時間変化を図３９に示す。測定方法としては、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、一定電流を流し続けることにより、輝度の時間変化および電圧の時間変化を測定した。
【０２９７】
図３８より、本実施例で作製した発光素子は、経時変化による輝度の低下が少ないことがわかる。また、図３９より、本実施例で作製した発光素子は、経時的な電圧の上昇が小さい。よって、本発明の複合材料を用いた発光素子は長寿命で、信頼性が高いことがわかる。
【実施例９】
【０２９８】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０２９９】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０３００】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３０１】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３０２】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、発光層を形成する材料のうちホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３０３】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０３０４】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３０５】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。本実施例で作製した発光素子を素子１とする。
【実施例１０】
【０３０６】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０３０７】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０３０８】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３０９】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３１０】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３１１】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０３１２】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３１３】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。本実施例で作製した発光素子を素子２とする。
【０３１４】
実施例９で作製した素子１と、実施例１０で作製した素子２の電流―電圧特性を図４３に、輝度―電圧特性を図４４に、電流効率―輝度特性を図４５に示す。
【０３１５】
図４３より、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、電流が流れやすくなったことがわかる。また、図４４より、発光素子の駆動電圧が低減されたことがわかる。図４５より、発光効率が高くなっていることがわかる。このことは、本発明の複合材料は可視光の透過率が高く、発光の取り出し効率が向上したためと考えられる。また、素子２はキャリアバランスが向上したため、更に発光効率が向上したと考えられる。
【０３１６】
つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、一定輝度の発光を得るための駆動電圧を低減できることがわかる。具体的には、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子１では５．０Ｖであり、このときの電流密度は９．９ｍＡ／ｃｍ^２であった。また、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子２では５．０Ｖであり、このときの電流密度は７．５ｍＡ／ｃｍ^２であった。つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動、低電流駆動が可能となったことがわかる。
【実施例１１】
【０３１７】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０３１８】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０３１９】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３２０】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３２１】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３２２】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０３２３】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３２４】
次に、共蒸着法により２０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３２５】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、本発明の複合材料を含む層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。本実施例で作製した発光素子を素子３とする。
【実施例１２】
【０３２６】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０３２７】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により電極サイズ（２ｍｍ×２ｍｍ）の陽極を形成した。
【０３２８】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３２９】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３３０】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３３１】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０３３２】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には、種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３とリチウムとを用い、リチウムが１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３３３】
次に、共蒸着法により２０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３３４】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、本発明の複合材料を含む層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により形成した。本実施例で作製した発光素子を素子４とする。
【０３３５】
実施例１１で作製した素子３と、実施例１２で作製した素子４の電流―電圧特性を図４６に、輝度―電圧特性を図４７に、電流効率―輝度特性を図４８に示す。
【０３３６】
図４６より、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、電流が流れやすくなったことがわかる。また、図４７より、発光素子の駆動電圧が低減されたことがわかる。図４８より、発光効率が高くなっていることがわかる。本発明の複合材料は可視光の透過率が高いため、発光の取り出し効率が向上したと考えられる。
【０３３７】
つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、一定輝度の発光を得るための駆動電圧を低減できることがわかる。具体的には、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子３では５．６Ｖであり、このときの電流密度は９．７ｍＡ／ｃｍ^２であった。また、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子４では５．６Ｖであり、このときの電流密度は８．８ｍＡ／ｃｍ^２であった。つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動、低電流駆動が可能となったことがわかる。
【実施例１３】
【０３３８】
本実施例では、本発明の複合材料を含む層を形成するための蒸着装置について説明する。蒸着装置の一例として、斜視図を図５１（Ａ）に示す。以下に蒸着装置の機構を簡略に示す。
【０３３９】
基板７０１は、予め蒸着マスク７０２と位置合わせされており、位置合わせされたまま矢印７０６の方向に基板が搬送される。基板は搬送されて、防着シールド７０３ａの上方を通過する。防着シールド７０３ａは開口部７０３ｂを有しており、蒸着源７０４からの蒸着材料が開口部７０３ｂから昇華するようになっている。開口部７０３ｂから蒸着材料の昇華方向（矢印７１０の方向）を維持するために防着シールド７０３ａは、防着シールド自体には付着しないように加熱されている。
【０３４０】
蒸着源７０４は複数のルツボが設置できるようになっており、さらに矢印７０５の方向に移動することが可能である。蒸着方法は、抵抗加熱法を用いる。また、蒸着源が移動する範囲は基板の幅Ｗａよりも広いことが望ましい。また、防着シールドの幅Ｗｂも基板の幅Ｗａよりも広くすることが蒸着膜の膜厚均一性を向上させる。
【０３４１】
つまり、図５１（Ａ）に示す蒸着装置は、成膜室に蒸着材料の昇華方向を維持するために防着シールドが設けられており、開口部が複数設けられ、それらの開口部から蒸着材料が昇華する機構となっている。防着シールドの下方には、基板の移動方向（搬送方向とも呼ぶ）とは垂直な方向に移動可能な蒸着源を有している。また、防着シールドの幅Ｗｂは、基板の幅Ｗａよりも広くさせて、蒸着膜の膜厚均一性を向上させている。
【０３４２】
なお、図５１（Ａ）の蒸着装置において、開口部７０３ｂの形状や数は特に限定されない。
【０３４３】
また、蒸着源のルツボに蒸着材料を補給するため、成膜室にゲートを介して連結する設置室を設けてもよい。また、一つの成膜室に複数の蒸着源と防着シールドを設けてもよい。複数の蒸着源を設け、設置室を設けた場合の蒸着装置の上面図を図５１（Ｂ）に示す。蒸着源の移動方向（矢印７０５の方向）に設置室７０７を設置し、蒸着材料を補給する際には、蒸着源を設置室まで移動させて補給を行えばよい。蒸着源が成膜室に固定されている場合には、蒸着源に蒸着材料を補給するためには成膜室内を大気圧としなければならず、再度蒸着するためには成膜室内を真空にするのに時間を要してしまう。設置室７０７を設ければ、成膜室７００の真空度を維持したまま、設置室内のみを大気圧と真空とに切り替えればよいため、短時間で蒸着材料の補給が可能となる。
【０３４４】
また、防着シールド７０３ａと平行に２つ目の防着シールド７０９を設け、基板の搬送方向と垂直方向に移動する２つ目の蒸着源７０８を設けてもよい。複数の蒸着源を一つの成膜室に設けることによって、連続的な積層成膜が可能となる。ここでは一つの成膜室に２つの蒸着源を設けた例を示したが、一つの成膜室にそれ以上の数の蒸着源を設けてもよい。
【０３４５】
つまり、一つの成膜室内に対して、基板の搬送方向とは垂直な方向に２つの防着シールドを設け、それぞれに蒸着源を設けて同じ蒸着材料を連続的に成膜してもよい。このような蒸着装置とすることで成膜速度を上げることができる。なお、２つの防着シールド同士は平行に設けられ、十分な間隔を有している。
【０３４６】
また、異なる蒸着材料を２つの蒸着源にセットして連続的に積層成膜してもよい。例えば、１つ目の蒸着源の２つのルツボに第１の有機化合物（カルバゾール誘導体）と無機化合物とを別々にセットし、１つ目の蒸着源の上方に基板を通過させることで基板に本発明の複合材料を含む層を蒸着する。次いで、基板を移動させて２つ目の蒸着源のルツボに第２の有機化合物をセットし、２つ目の蒸着源の上方に基板を通過させることで本発明の複合材料を含む層上に発光層を蒸着することができる。
【実施例１４】
【０３４７】
本実施例では、複合材料を含む層において、有機化合物と無機化合物との混合比の異なる複数の発光素子の素子特性について図５２〜５４に示す。本実施例において作製した発光素子の素子構成は表１に示した通りである。
【０３４８】
【表１】

【０３４９】
始めに、本実施例において作製した発光素子の作製方法について説明する。まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では第１の電極とは陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化ケイ素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により成膜し、２ｍｍ×２ｍｍの形状とした。
【０３５０】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法によりＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む複合材料を含む層を５０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３５１】
続いて、正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α―ＮＰＤを用い、１０ｎｍの膜厚に形成することによって正孔輸送層を形成した。
【０３５２】
その後、発光層を形成する。この発光層において正孔と電子が再結合し、発光を得ることができる。本実施例では発光層はホストーゲスト型の発光層とし、ホスト材料としてはＡｌｑ_３をゲスト材料としてはクマリン６を用いた。成膜はＡｌｑ_３とクマリン６が重量比で１：０．０１となるように共蒸着法により成膜し、膜厚は４０ｎｍとした。
【０３５３】
発光層を形成したら、続いて電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例ではＡｌｑ_３を用い、膜厚が４０ｎｍとなるように蒸着法によって形成した。
【０３５４】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例ではフッ化リチウムを１ｎｍ成膜することによって形成した。
【０３５５】
最後に第２の電極を形成して本実施例の発光素子が作製される。本実施例では第２の電極はＡｌを蒸着法によって成膜することによって形成した。
【０３５６】
なお、本実施例では複合材料を含む層の有機化合物と無機化合物の混合比が異なる発光素子を６種類（素子５〜素子１０）作製し、そのデータを図５２〜図５４に示す。なお、各々の素子の混合比（ＰＣｚＰＣＮ１：酸化モリブデン）は重量比で示され、素子５が４：０．５、素子６が４：１、素子７が４：２、素子８が４：３、素子９が４：４、素子１０が４：５である。
【０３５７】
図５２には素子５〜素子１０の電流効率−輝度特性を示した。これから本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、複合材料を含む層における無機化合物の量が少ないほど電流効率が良好であることがわかった。
【０３５８】
図５３には素子５〜素子１０の電流−電圧特性を示した。これから本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、複合材料を含む層における無機化合物の量が、多いほど電流−電圧特性が良好であることがわかった。
【０３５９】
図５４には素子５〜素子１０の輝度−電圧特性を示した。これより、本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、いずれも良好な輝度−電圧特性を示すことが分かった。
【０３６０】
また、図６７に本実施例で作製した素子５〜素子１０のパワー効率−輝度特性を示す。パワー効率が高いほど消費電力が低いことを意味している。図６７から本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、複合材料を含む層における無機化合物の量が少ないほどパワー効率が良好であることがわかった。
【実施例１５】
【０３６１】
本実施例では、一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体と、前記カルバゾール誘導体に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む層の具体例を例示する。前記カルバゾール誘導体としては、ＰＣｚＰＣＮ１を用い、前記無機化合物としては酸化モリブデンを用いた。
【０３６２】
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、ＰＣｚＰＣＮ１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、減圧下、共蒸着法によりＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。なお、膜厚は１００ｎｍとした。
【０３６３】
このようにして成膜したＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜の吸収スペクトルを測定した結果を、図５５に示す。
【０３６４】
図５５からわかるように、ＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜は、ＰＣｚＰＣＮ１単独の膜では見られなかった新たな吸収が見られた（図中、破線で囲った部分であり、１１２０ｎｍ付近にピークがある）。これは、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンが電子の授受を行っているためであり、酸化モリブデンがＰＣｚＰＣＮ１から電子を受け取り、ＰＣｚＰＣＮ１にホールが発生しているものと考えられる。
【０３６５】
したがって、本実施例で成膜したＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜は、キャリアが内在的に発生しており、発光素子の駆動電圧を低減できることができる。
【０３６６】
また、図５５に示す通り、ＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜では、可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）には顕著な吸収は見られなかった。
【実施例１６】
【０３６７】
次に、実施例１５で作製した複合膜の可視光の透過率について図５６に示す。
【０３６８】
図５５の縦軸を吸光度から透過率に変換した図を図５６に示す。なお、図５６では、横軸の波長を可視光領域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）に限定した。図５６に示す通り、実施例１５で作製したＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜の可視光領域における透過率は９０％程度有している。
【０３６９】
また、実施例１５で作製したＰＣｚＰＣＮ１−酸化モリブデン複合膜の青（４５０ｎｍ）〜赤（６５０ｎｍ）における１μｍ当たりの吸光度を図７２に示す。図７２からわかるように、本発明の複合材料の１μｍ当たりの吸光度はいずれも場合も２（μｍ）^―１以下であり、青（４５０ｎｍ）〜赤（６５０ｎｍ）において吸光度が小さい。よって、本発明の複合材料は青（４５０ｎｍ）、緑（５２０ｎｍ）、赤（６５０ｎｍ）にわたり、高い透光性を有しており、フルカラーディスプレイに好適である。
【０３７０】
以上のことから、本発明の複合材料は、従来の複合材料に比べて可視光の透光性に優れていることがわかった。
【実施例１７】
【０３７１】
本実施例では、本発明の複合材料を含む層の電流―電圧特性を測定した。
【０３７２】
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、電極サイズは２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０３７３】
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基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。
【０３７４】
その後真空装置内を排気し、減圧した後、第１の電極上に、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、本発明の複合材料からなる層を形成した。膜厚は２００ｎｍとした。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。ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：２となるように調節した。
【０３７５】
本発明の複合材料を含む層上に、抵抗加熱による蒸着法を用いアルミニウム（Ａｌ）を成膜することにより、第２の電極を形成することで、本発明の発光素子を作製した。
【０３７６】
電流―電圧特性の測定は、ＩＴＳＯを陽極、Ａｌを陰極としたときを順方向とし、ＩＴＳＯを陰極、Ａｌを陽極とした場合を逆方向として、二端子法により行った。
【０３７７】
室温（２５℃）における電流−電圧特性の結果を図５７に示す。本実施例で作製した素子では、順方向、逆方向ともに電流が流れ、その電流−電圧特性は原点を中心に対称となっていることがわかる。ＩＴＳＯとＡｌと異なる電極を用いているにもかかわらず対称性を有していることから、電極と本発明の複合材料を含む層との界面はショットキー接触ではないと考えられる。
【実施例１８】
【０３７８】
本実施例では、複合材料を含む層を有する発光素子を作製し、素子の発光特性に及ぼす有機化合物と無機化合物の混合比の影響について検討した。その結果を、図５８〜６０に示す。本実施例において作製した発光素子の素子構成は表２に示した通りである。
【０３７９】
【表２】

【０３８０】
始めに、本実施例において作製した発光素子の作製方法について説明する。まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では第１の電極は陽極として機能する。電極材料として透明導電膜である酸化ケイ素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により成膜した。
【０３８１】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法によりＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む複合材料を含む層を１２０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３８２】
続いて、正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α―ＮＰＤを用い、１０ｎｍの膜厚に形成することによって正孔輸送層を形成した。
【０３８３】
その後、発光層を形成する。この発光層において正孔と電子が再結合し、発光を得ることができる。本実施の形態では発光層はホストーゲスト型の発光層とし、ホスト材料としてはＡｌｑ_３を、ゲスト材料としてはクマリン６を用いた。成膜はＡｌｑ_３とクマリン６が重量比で１：０．０１となるように共蒸着法により成膜し、膜厚は４０ｎｍとした。
【０３８４】
発光層を形成した後、続いて電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例ではＡｌｑ_３を用い、膜厚が３０ｎｍとなるように蒸着法によって形成した。
【０３８５】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例ではフッ化リチウムを１ｎｍ成膜することによって形成した。
【０３８６】
最後に第２の電極を形成して本実施例の発光素子が作製される。本実施例では第２の電極はＡｌを蒸着法によって２００ｎｍ成膜することによって形成した。
【０３８７】
なお、本実施例では複合材料を含む層の有機化合物と無機化合物の混合比が異なる発光素子を３種類（素子１１〜素子１３）作製し、そのデータを図５８〜図６０に示す。なお、各々の素子の混合比（ＰＣｚＰＣＮ１：酸化モリブデン）は重量比で示され、素子１１が４：０．５、素子１２が４：１、素子１３が４：２である。
【０３８８】
図５８には素子１１〜素子１３の電流−電圧特性を示した。図５８より、本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、複合材料を含む層における無機化合物の量が多いほど電流−電圧特性が良好であることがわかった。
【０３８９】
図５９には素子１１〜素子１３の電流効率−輝度特性を示した。図５９より、本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、いずれも良好な電流効率−輝度特性を示すことが分かった。
【０３９０】
図６０には素子１１〜素子１３の輝度−電圧特性を示した。図６０より、本実施例で作製した発光素子における複合材料の混合割合範囲においては、複合材料を含む層における無機化合物の量が、多いほど輝度−電圧特性が良好であることがわかった。
【実施例１９】
【０３９１】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０３９２】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により陽極を形成した。
【０３９３】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により１２０ｎｍの膜厚でＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：２となるように共蒸着した。
【０３９４】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０３９５】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により３７．５ｎｍの膜厚で形成した。
【０３９６】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、３７．５ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０３９７】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例ではフッ化リチウムを１ｎｍ成膜することによって形成した。
【０３９８】
最後に第２の電極を形成して本実施例の発光素子が作製される。本実施例では第２の電極はＡｌを蒸着法によって２００ｎｍ成膜することによって形成した。本実施例で作製した発光素子を素子１４とする。
【０３９９】
本実施例で作製した素子１４の電流―電圧特性を図６１に、電流効率―輝度特性を図６２に、輝度―電圧特性を図６３に示す。
【０４００】
図６１〜図６３に示すように、本実施例で作製した素子１４は電流―電圧特性、電流効率―輝度特性、輝度―電圧特性、いずれも優れていることがわかる。これは、本発明の複合材料を含む層が可視領域に大きな吸収ピークを持たないことに一部起因する。また、本発明の複合材料を含む層は導電性が高いため、良好な電流―電圧特性を示す。
【０４０１】
つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、一定輝度の発光を得るための駆動電圧を低減できることがわかる。具体的には、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子１４では５．８Ｖであり、このときの電流密度は８．５ｍＡ／ｃｍ^２であった。つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動、低電流駆動が可能となったことがわかる。
【０４０２】
また、本実施例で作製した素子１４のパワー効率−輝度特性を図６４に示す。パワー効率が高いほど消費電力が低いことを意味しており、図６４から本発明の発光素子は良好なパワー効率を示すことがわかる。
【０４０３】
本実施例で作製した素子１４の規格化輝度の経時変化を図６５に示す。測定は、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ^２に設定し、室温において定電流条件下で通電し、輝度の時間変化および電圧の時間変化をモニターすることで行った。
【０４０４】
図６５より、本実施例で作製した発光素子は、経時変化による輝度の低下が少ないことがわかる。よって、本発明の複合材料を用いた発光素子は長寿命で、信頼性が高いことがわかる。
【実施例２０】
【０４０５】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０４０６】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。電極材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により陽極を形成した。
【０４０７】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法によりＰＣｚＰＣＮ１と酸化モリブデンとを含む複合材料を含む層を１２０ｎｍの膜厚で形成した。
【０４０８】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０４０９】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、クマリン６が１重量％の割合でＡｌｑ_３中に含まれるように、共蒸着法により３７．５ｎｍの膜厚で形成した。
【０４１０】
次に、電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する材料としては、種々の電子輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、３７．５ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０４１１】
次に、電子注入層を形成する。電子注入層には種々の電子注入性材料を用いることができるが、本実施例ではフッ化リチウムを１ｎｍ成膜することによって形成した。
【０４１２】
このようにして、本発明の複合材料を含む層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、および電子注入層を積層して形成される発光物質を含む層を形成した後、第２の電極をスパッタリング法または蒸着法により形成する。本実施例では、第２の電極は陰極として機能する。本実施例では、Ａｌを蒸着法により２００ｎｍの膜厚で形成した。
【０４１３】
なお本実施例では、複合材料を含む層の有機化合物と無機化合物の混合比が異なる発光素子を２種類（素子１５〜素子１６）作製し、そのデータを示す。なお、各々の素子の混合比（ＰＣｚＰＣＮ１：酸化モリブデン）は重量比で示され、素子１５が４：１、素子１６が４：２である。
【０４１４】
本実施例で作製した素子１５および素子１６の規格化輝度時間変化を図６６に示す。測定方法は、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ^２に設定し６０℃において、定電流条件下で通電し、輝度の時間変化および電圧の時間変化を測定することによって行った。
【０４１５】
図６６より、本実施例で作製した発光素子は、経時変化による輝度の低下が少ないことがわかる。特に、酸化モリブデンの濃度が低い素子１５は経時変化による輝度の低下がより少ない。よって、本発明の複合材料を用いた発光素子は長寿命で、信頼性が高いことがわかる。
【実施例２１】
【０４１６】
本実施例では、本発明の複合材料を含む層の電子状態について測定を行った。
【０４１７】
石英基板状に、共蒸着法により、２００ｎｍの膜厚となるよう、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で１：０．５となるように共蒸着した。このＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層のＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｉｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子スピン共鳴）測定を行った。その結果を図６８に示す。ＥＳＲ測定とは、不対電子を有する試料に強い磁場をかけて、不対電子のエネルギー準位がゼーマン分裂を起こし、その準位間のエネルギー差であるマイクロ波の共鳴吸収遷移を利用した測定方法である。このＥＳＲ測定では、吸収が起きるときの周波数、および磁場の強さを測定することで、不対電子の有無、スピン状態がわかる。さらに、吸収強度から、電子スピンの濃度を求めることもできる。測定は、電子スピン共鳴分析装置、ＪＥＳ−ＴＥ２００（日本電子製）を使用し、共振周波数９．３ＧＨｚ、変調周波数１００ｋＨｚ、変調幅０．６３ｍＴ、増幅度５０、時定数０．１ｓｅｃ、マイクロ波入力１ｍＷ、掃引時間４ｍｉｎ、測定温度は室温、の条件で行った。なお、磁場校正用試料として、酸化マグネシウムに担持されたマンガンを用いた。また、比較例として、ＰＣｚＰＣＡ１単膜（膜厚２００ｎｍ）、酸化モリブデン単膜（膜厚２００ｎｍ）についてもＥＳＲ測定を行った。ＰＣｚＰＣＡ１単膜のＥＳＲ測定結果を図６９に、酸化モリブデン単膜のＥＳＲ測定結果を図７０に示す。
【０４１８】
図６８〜図７０より、ＰＣｚＰＣＡ１単膜および酸化モリブデン単膜ではＥＳＲシグナルが検出されなかったが、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層ではＥＳＲシグナルが検出された。このことから、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層は、不対電子を有しており、不対電子を有していないＰＣｚＰＣＡ１単膜および酸化モリブデン単膜とは異なる電子状態にあるということがわかった。なお、図６８より、ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層のｇ値は２．００２４と求まり、自由電子のｇ値である２．００２３と非常に近い値であることがわかった。一方、線幅は０．６７ｍＴと狭く、スピン濃度は３．４×１０^２０スピン／ｃｍ^３であることがわかった。
【実施例２２】
【０４１９】
本実施例では、実施例１に示した合成方法とは異なる合成方法により、構造式（１２）で示される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）の合成する方法について説明する。合成スキームを（Ｄ−１）に示す。
【０４２０】
【化４５】

【０４２１】
３−ヨード−９−フェニルカルバゾール１．６０ｍｇ（４．３３ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅（Ｉ）１９．０ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ブトキシカリウム１．１０ｇ（１０ｍｍｏｌ）、トリ−ｎ−ブチルホスフィン（０．２ｍｏｌ／Ｌ脱水ヘキサン溶液）１．０ｍＬを２００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内の雰囲気を窒素置換し、キシレン１０ｍＬ、アニリン０．２ｍＬ（２．１ｍｍｏｌ，１９５．６ｍｇ）を加えて１３５℃で６時間還流した。反応溶液を室温にさましてから、フロリジール、セライトを通してトルエン１００ｍＬを加えて濾過を行った。得られたろ液を水で２回洗浄後、水層をトルエンで２回抽出し、抽出溶液を有機層と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。溶液を自然濾過し、ろ液を濃縮して得られた化合物を、シリカゲルクロマトグラフィー（トルエン、ヘキサン混合溶液）にかけて目的物を得た。淡黄色固体を１４０ｍｇ、収率２１％で得た。
【０４２２】
本実施例で示す合成方法を用いることにより、一段階の反応で本発明のカルバゾール誘導体を得ることができる。
【実施例２３】
【０４２３】
本実施例では、実施例３に示した合成方法とは異なる合成方法により、構造式（１７）で示される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）の合成する方法について説明する。合成スキームを（Ｄ−２）に示す。
【０４２４】
【化４６】

【０４２５】
３−ヨード−９−フェニルカルバゾール３．６９ｇ（０．０１ｍｏｌ）、１−ナフチルアミン７１６ｍｇ（５ｍｍｏｌ）、ヨウ化銅３８５ｍｇ（２ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム２．７４ｇ（０．０２ｍｏｌ）、１８−クラウン−６−エーテル７７１ｍｇ（０．０２ｍｏｌ）、を２００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内の雰囲気を窒素置換し、ＤＭＰＵ８ｍＬを加えて１７０℃で２４時間攪拌した。反応溶液を室温にさましてから、水で２回洗浄後、水層をトルエンで２回抽出し、この抽出溶液を先に洗浄した有機層と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。溶液を自然濾過し、ろ液を濃縮して得られた化合物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（ヘキサン：トルエン＝７：３）により精製したところ目的物の淡黄色固体を１．５２ｇ、収率４８％で得た。
【０４２６】
本実施例で示す合成方法を用いることにより、一段階の反応で本発明のカルバゾール誘導体を得ることができる。
【実施例２４】
【０４２７】
本発明のカルバゾール誘導体の一例として、構造式（７０）で示される３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称：ＢＣｚＢＣＡ１）の合成方法について説明する。
【０４２８】
【化４７】

【０４２９】
［ステップ１］
まず、９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの合成方法について説明する。９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの合成スキームを（Ｂ−１）に示す。
【０４３０】
【化４８】

【０４３１】
三口フラスコに４−ブロモビフェニルを１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）、カルバゾールを８．４ｇ（５０ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム２３０ｍｇ（１ｍｍｏｌ）、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを１．８ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシドを１３ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を加えフラスコ内の雰囲気を窒素置換した後、脱水キシレンを８０ｍＬ加え脱気を行った。これを窒素雰囲気下にて１２０℃、７．５時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約６００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して２回濾過した。得られたろ液を濃縮し、ヘキサンを加えて再結晶を行った。これを濾過し、この濾物を回収、乾燥し、クリーム色粉末の９−（４−ビフェニリル）カルバゾールを１４ｇ、収率８７％で得た。
【０４３２】
［ステップ２］
次に、３−ブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの合成方法について説明する。３−ブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの合成スキームを（Ｂ−２）に示す。
【０４３３】
【化４９】

【０４３４】
９−（４−ビフェニリル）カルバゾール３．１ｇ（１０ｍｍｏｌ）をクロロホルム１００ｍＬに溶かし、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。これを一晩（約２４時間）撹拌した後、水で洗浄した。これに硫酸マグネシウムを加え水分を除き、濾過して濾液を得た。これを濃縮して回収、乾燥させた。ベージュ色粉末の３−ブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールを３．７ｇ、収率９５％で得た。
【０４３５】
［ステップ３］
次に、９−（４−ビフェニリル）−３−ヨード−カルバゾールの合成方法について説明する。９−（４−ビフェニリル）−３−ヨード−カルバゾールの合成スキームを（Ｂ−３）に示す。
【０４３６】
【化５０】

【０４３７】
９−（４−ビフェニリル）カルバゾール３．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）を氷酢酸２００ｍＬ、トルエン２００ｍＬ、酢酸エチル５０ｍＬの混合液に溶かし、ここにＮ−ヨードこはく酸イミド２．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。これを一晩（約２４時間）撹拌した後、水、チオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄した。これに硫酸マグネシウムを加え水分を除き、濾過して濾液を得た。これを濃縮してアセトン、ヘキサンを加え超音波をかけて再結晶を行った。これを濾過し、濾物を回収、乾燥させた。ベージュ色粉末の９−（４−ビフェニリル）−３−ヨード−カルバゾールを４．４ｇ、収率９８％で得た。
【０４３８】
［ステップ４］
次に、９−［（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミン（略称：ＢＣＡ）の合成方法について説明する。ＢＣＡの合成スキームを（Ｂ−４）に示す。
【０４３９】
【化５１】

【０４４０】
三口フラスコに、３−ブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールを３．７ｇ（９．２ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム６３ｍｇ（０．３ｍｍｏｌ）、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセンを３３０ｍｇ（０．６ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した後、脱水キシレンを２０ｍＬを加え脱気した後、アニリンを９．３ｇ（１０ｍｍｏｌ）加えた。これを窒素雰囲気下にて１３０℃、４時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約３００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、ヘキサンを加えて超音波にかけ析出させた。これを濾過し、このろ物を乾燥し、クリーム色粉末の９−［（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミン（ＢＣＡ）を３．５ｇ、収率９３％で得た。
【０４４１】
［ステップ５］
次に、３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称：ＢＣｚＢＣＡ１）の合成方法について説明する。ＢＣｚＢＣＡ１の合成スキームを（Ｂ−５）に示す。
【０４４２】
【化５２】

【０４４３】
三口フラスコに、９−（４−ビフェニリル）−３−ヨード−カルバゾールを３．５ｇ（７．９ｍｍｏｌ）、９−［（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミンを３．３ｇ（８．０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を２３０ｍｇ（０．４ｍｍｏｌ）、ナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド１．２ｇ（１２ｍｍｏｌ）を加えフラスコ内の雰囲気を窒素置換した後、ここに脱水キシレン３０ｍＬを加え脱気を行った。ここに、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン１０ｗｔ％ヘキサン溶液１．４ｍＬ（１．２ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下にて１１０℃、３時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約５００ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝１：１）にて目的物を得た。これを濃縮し、ヘキサンを加えて超音波をかけて析出させた。クリーム色粉末の３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称：ＢＣｚＢＣＡ１）を１．１ｇ、収率１９％で得た。^１Ｈ−ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝６．８６（ｔ、Ｊ＝７．２、１Ｈ）、６．９４（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．１８−７．２４（ｍ、４Ｈ）、７．３０（ｄｄ、Ｊ＝８．９、１．８、２Ｈ）、７．４１−７．５４（ｍ、１２Ｈ）、７．７０（ｄ、Ｊ＝８．４、４Ｈ）、７．７７（ｄ、Ｊ＝７．２、４Ｈ）、７．９４（ｄ、Ｊ＝８．４、４Ｈ）、８．０６（ｄ、Ｊ＝２．１、２Ｈ）、８．１２（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図７３に示す。また、図７３（Ａ）における６．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大したものを図７３（Ｂ）に示す。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのデータを以下に示す。（７５．５ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝１０９．６、１１０．７、１１７．４、１１９．４、１１９．７、１１９．８、１２０．５、１２０．５、１２２．４、１２３．７、１２５．０、１２６．２、１２６．５、１２６．８、１２７．５、１２８．１、１２８．８、１３６．０、１３６．９、１３９．１、１３９．１、１４０．６、１４０．８、１４９．３。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのチャートを図７４に示す。また、図７４（Ａ）における６．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大したものを図７４（Ｂ）に示す。
【０４４４】
得られたＢＣｚＢＣＡ１の熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を実施例１〜実施例３と同様に行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４２５℃であった。
【０４４５】
また、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）（パーキンエルマー社製、ＰｙＲｉｓ１）を用いて、ガラス転移点（Ｔｇ）を測定した。まず、試料を４０℃／ｍｉｎで−１０℃から４００℃まで加熱した後、４０℃／ｍｉｎで−１０℃まで冷却した。その後１０℃／ｍｉｎで４００℃まで昇温することにより、図７５のＤＳＣチャートを得た。このチャートから、ＢＣｚＢＣＡ１のガラス転移点（Ｔｇ）は１３７℃であることがわかった。このことから、ＢＣｚＢＣＡ１は高いガラス転移点を有することがわかった。なお、本測定においては、融点を示す吸熱ピークは観測されなかった。
【０４４６】
また、ＢＣｚＢＣＡ１のトルエン溶液の吸収スペクトルを図７６に示す。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サンプルを作製し、石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図７６に示した。図７６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長はＢＣｚＢＣＡ１のトルエン溶液の場合では３９５ｎｍであった。また、ＢＣｚＢＣＡ１のトルエン溶液の発光スペクトルを図７７に示す。図７７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はＢＣｚＢＣＡ１のトルエン溶液の場合では４３４ｎｍ（励起波長３２３ｎｍ）であった。
【０４４７】
また、ＢＣｚＢＣＡ１の薄膜の吸収スペクトルを図７８に示す。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。薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図７８に示した。図７８において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長は、ＢＣｚＢＣＡ１の薄膜の場合では３１８ｎｍであった。また、ＢＣｚＢＣＡ１の薄膜の発光スペクトルを図７９に示す。図７９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長は、ＢＣｚＢＣＡ１の薄膜の場合で４４５ｎｍ（励起波長３１８ｎｍ）であった。
【０４４８】
また、ＢＣｚＢＣＡ１の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。ＨＯＭＯ準位の値は、光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−２）を用いて測定したイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、図７８における薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、ＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位はそれぞれ−５．１４ｅＶと−２．０４ｅＶであった。
【実施例２５】
【０４４９】
本発明のカルバゾール誘導体の一例として、構造式（７１）で示される３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称：ＢＣｚＰＣＮ２）の合成方法について説明する。
【０４５０】
【化５３】

【０４５１】
［ステップ１］
まず、９−（４−ビフェニリル）−３，６−ジブロモ−カルバゾールの合成方法について説明する。９−（４−ビフェニリル）−３，６−ジブロモ−カルバゾールの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
【０４５２】
【化５４】

【０４５３】
９−（４−ビフェニリル）カルバゾール９．６ｇ（３０ｍｍｏｌ）をトルエン２５０ｍＬと酢酸エチル２５０ｍＬ、氷酢酸５０ｍＬの混合液に溶かし、ここにＮ−ブロモこはく酸イミド１３ｇ（７５ｍｍｏｌ）をゆっくり加えた。これを５日間（約１００時間）撹拌した後、水、チオ硫酸ナトリウム水溶液で洗浄し、水酸化ナトリウム水溶液で中和し、再び水で洗浄した。これに硫酸マグネシウムを加え水分を除き、濾過して濾液を得た。これを濃縮して回収、乾燥させた。ベージュ色粉末の９−（４−ビフェニリル）−３，６−ジブロモ−カルバゾールを１５ｇ、収率１００％で得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３−ｄ）：δ＝７．２９（ｄ、Ｊ＝８．７、２Ｈ）、７．４０（ｔ、Ｊ＝７．５、１Ｈ）、７．４７−７．５６（ｍ、６Ｈ）、７．６７（ｄ、Ｊ＝７．５、２Ｈ）、７．８１（ｄ、Ｊ＝８．４、２Ｈ）、８．２０（ｄ、Ｊ＝２．１、２Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図８０に示す。また、図８０（Ａ）における６．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大したものを図８０（Ｂ）に示す。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのデータを以下に示す。^１３Ｃ−ＮＭＲ（７５．５ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３−ｄ）：δ＝１１１．６、１１３．３、１２３．３、１２３．３、１２４．２、１２７．２、１２７．３、１２７．９、１２８．８、１２９．０、１２９．５、１３６．１、１４０．１、１４１．３。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのチャートを図８１に示す。また、図８１（Ａ）における１００〜１５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図８１（Ｂ）に示す。
【０４５４】
［ステップ２］
次に、３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称ＢＣｚＰＣＮ２）の合成方法について説明する。ＢＣｚＰＣＮ２の合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
【０４５５】
【化５５】

【０４５６】
三口フラスコに、９−（４−ビフェニリル）−３，６−ジブロモ−カルバゾールを２．４ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、ＰＣＮを３．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を５８０ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン１０ｗｔ％ヘキサン溶液６．０ｍＬ（３ｍｍｏｌ）およびナトリウム−ｔｅｒｔ−ブトキシド３．０ｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えフラスコ内の雰囲気を窒素置換した後、ここに脱水キシレン１０ｍＬを加え脱気を行った。これを窒素雰囲気下にて１３０℃、１２時間加熱撹拌した。反応終了後、この懸濁液に温めたトルエン約５５０ｍＬを加え、これをフロリジール、アルミナ、セライトを通して濾過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（トルエン：ヘキサン＝２：１）にて目的物を得た。これを濃縮し、ヘキサンを加えて超音波をかけて析出させた。レモン色粉末の３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾール（略称：ＢＣｚＰＣＮ２）を２．７ｇ、収率５１％で得た。ＮＭＲのデータを以下に示す。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝６．８８−７．６７（ｍ、４５Ｈ）、７．７６−７．７９（ｄ、Ｊ＝７．８、４Ｈ）、７．８４−７．８６（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．９７−７．９９（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）。また、^１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図８２に示す。また、図８２（Ａ）における６．０〜９．０ｐｐｍの部分を拡大したものを図８２（Ｂ）に示す。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのデータを以下に示す。^１３Ｃ−ＮＭＲ（７５．５ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ）：δ＝１０９．３、１１０．１、１１０．５、１１３．３、１１３．３、１１４．５、１１４．６、１１９．４、１２０．２、１２２．０、１２２．２、１２３．１、１２３．２、１２３．３、１２４．０、１２４．７、１２５．２、１２５．６、１２５．９、１２６．２、１２６．４、１２６．５、１２７．１、１２７．４、１２７．９、１２８．１、１２８．７、１２９．７、１２９．８、１３４．８、１３５．８、１３６．１、１３６．７、１３６．８、１３８．８、１３９．０、１４０．４、１４２．９、１４３．３、１４４．８。また、^１３Ｃ−ＮＭＲのチャートを図８３に示す。また、図８３（Ａ）における１００〜１５０ｐｐｍの部分を拡大したものを図８３（Ｂ）に示す。
【０４５７】
得られたＢＣｚＰＣＮ２の熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を実施例１〜実施例４と同様に行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、５００℃以上であった。
【０４５８】
また、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）（パーキンエルマー社製、ＰｙＲｉｓ１）を用いて、ガラス転移点（Ｔｇ）を測定した。まず、試料を４０℃／ｍｉｎで−１０℃から４００℃まで加熱した後、４０℃／ｍｉｎで−１０℃まで冷却した。その後１０℃／ｍｉｎで４００℃まで昇温することにより、図８４のＤＳＣチャートを得た。このチャートから、ＢＣｚＰＣＮ２のガラス転移点（Ｔｇ）は１８５℃であることがわかった。このことから、ＢＣｚＰＣＮ２は高いガラス転移点を有することがわかった。なお、本測定においては、融点を示す吸熱ピークは観測されなかった。
【０４５９】
また、ＢＣｚＰＣＮ２のトルエン溶液の吸収スペクトルを図８５に示す。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サンプルを作製し、石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図８５に示した。図８５において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。最大吸収波長はＢＣｚＰＣＮ２トルエン溶液の場合では３７０ｎｍであった。また、ＢＣｚＰＣＮ２のトルエン溶液の発光スペクトルを図８６に示す。図８６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はＢＣｚＰＣＮ２トルエン溶液の場合では４６５ｎｍ（励起波長３２０ｎｍ）であった。
【実施例２６】
【０４６０】
本実施例では、本発明の複合材料を用いた発光素子について説明する。
【０４６１】
まず、基板上に発光素子の第１の電極を形成する。本実施例では、第１の電極は陽極として機能する。材料として透明導電膜である酸化珪素を含有するインジウム錫酸化物を用い、スパッタリング法により陽極を形成した。
【０４６２】
次に、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置の基板ホルダーに第１の電極が形成された面を下方にして固定し、共蒸着法により５０ｎｍの膜厚でＢＣｚＢＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層を形成した。この時、ＢＣｚＢＣＡ１と酸化モリブデンの比率が重量比で４：１（＝ＢＣｚＢＣＡ１：酸化モリブデン）となるように共蒸着した。
【０４６３】
次に正孔輸送性に優れた材料により正孔輸送層を形成する。正孔輸送層を形成する材料としては、種々の正孔輸送性材料を用いることができるが、本実施例では、α−ＮＰＤを蒸着法により、１０ｎｍの膜厚で形成した。
【０４６４】
次に発光層を形成する。なお、発光層において正孔と電子が再結合し、発光を生じる。本実施例では、ホスト材料となるＡｌｑ_３と、ゲスト材料となるクマリン６とを用い、重量比で１：０．０１（＝Ａｌｑ_３：クマリン６）となるように、共蒸着法により４０ｎｍの膜厚で形成した。
【０４６５】
次に、電子輸送層を形成する。本実施例では、Ａｌｑ_３を用い、１０ｎｍの膜厚で蒸着法により形成した。
【０４６６】
次に、電子注入層を形成する。本実施例でＡｌｑ_３とリチウムとを、重量比で１：０．０１（＝Ａｌｑ_３：リチウム）となるように調整し、２０ｎｍ成膜することによって形成した。
【０４６７】
最後に第２の電極を形成して本実施例の発光素子が作製される。本実施例では第２の電極はＡｌを蒸着法によって２００ｎｍ成膜することによって形成した。本実施例で作製した発光素子を素子１７とする。
【０４６８】
本実施例で作製した素子１７の電流―電圧特性を図８７に、電流効率―輝度特性を図８８に、輝度―電圧特性を図８９に示す。
【０４６９】
図８７〜図８９に示すように、本実施例で作製した素子１７は電流―電圧特性、電流効率―輝度特性、輝度―電圧特性、いずれも優れていることがわかる。これは、本発明の複合材料を含む層が可視領域に大きな吸収ピークを持たないことに一部起因する。また、本発明の複合材料を含む層は導電性が高いため、良好な電流―電圧特性を示す。
【０４７０】
つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、一定輝度の発光を得るための駆動電圧を低減できることがわかる。具体的には、１０００ｃｄ／ｍ^２の輝度で発光させるために必要な電圧は、素子１７では５．８Ｖであり、このときの電流密度は９．１ｍＡ／ｃｍ^２であった。つまり、本発明の複合材料を発光素子に用いることにより、低電圧駆動、低電流駆動が可能となったことがわかる。
【０４７１】
また、本実施例で作製した素子１７のパワー効率−輝度特性を図９０に示す。パワー効率が高いほど消費電力が低いことを意味しており、図９０から本発明の発光素子は良好なパワー効率を示すことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０４７２】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を説明する図。
【図４】本発明の発光素子を説明する図。
【図５】本発明の発光素子を説明する図。
【図６】本発明の発光素子を説明する図。
【図７】本発明の発光装置を説明する図。
【図８】本発明の発光装置を説明する図。
【図９】本発明の発光装置を用いた電気機器を説明する図。
【図１０】本発明の発光素子を説明する図。
【図１１】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図１２】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図１３】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の吸収スペクトルを示す図。
【図１４】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の発光スペクトルを示す図。
【図１５】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図１６】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図１７】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の吸収スペクトルを示す図。
【図１８】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の発光スペクトルを示す図。
【図１９】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の熱重量測定結果を示す図。
【図２０】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の熱重量測定結果を示す図。
【図２１】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のＣＶ特性を示す図。
【図２２】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のＣＶ特性を示す図。
【図２３】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の示差走査熱量分析した測定結果を示す図。
【図２４】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の示差走査熱量分析した測定結果を示す図。
【図２５】３−（Ｎ−フェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図２６】３−（Ｎ−フェニルアミノ）−９−フェニルカルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図２７】３−［Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図２８】３−［Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図２９】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図３０】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の^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図３１】本発明の発光素子を説明する図。
【図３２】本発明の複合材料の吸収スペクトルを示す図。
【図３３】本発明の複合材料の吸収スペクトルを示す図。
【図３４】本発明の複合材料の透過率を示す図。
【図３５】実施例７で作製した発光素子の電流―電圧特性を示す図。
【図３６】実施例７で作製した発光素子の輝度―電圧特性を示す図。
【図３７】実施例７で作製した発光素子の電流効率―輝度特性を示す図。
【図３８】実施例７で作製した発光素子の規格化輝度時間変化を示す図。
【図３９】実施例７で作製した発光素子の電圧時間変化を示す図。
【図４０】本発明のカルバゾール誘導体である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の熱重量測定結果を示す図。
【図４１】本発明のカルバゾール誘導体である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の吸収スペクトルを示す図。
【図４２】本発明のカルバゾール誘導体である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の発光スペクトルを示す図。
【図４３】実施例９および実施例１０で作製した発光素子の電流―電圧特性を示す図。
【図４４】実施例９および実施例１０で作製した発光素子の輝度―電圧特性を示す図。
【図４５】実施例９および実施例１０で作製した発光素子の電流効率―輝度特性を示す図。
【図４６】実施例１１および実施例１２で作製した発光素子の電流―電圧特性を示す図。
【図４７】実施例１１および実施例１２で作製した発光素子の輝度―電圧特性を示す図。
【図４８】実施例１１および実施例１２で作製した発光素子の電流効率―輝度特性を示す図。
【図４９】本発明のカルバゾール誘導体である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のＣＶ特性を示す図。
【図５０】本発明のカルバゾール誘導体である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の示差走査熱量分析した測定結果を示す図。
【図５１】蒸着装置の斜視図。
【図５２】実施例１４で作製した素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図５３】実施例１４で作製した素子の電流−電圧特性を示す図。
【図５４】実施例１４で作製した素子の輝度−電圧特性を示す図。
【図５５】本発明の複合材料の吸収スペクトルを示す図。
【図５６】本発明の複合材料の透過率を示す図。
【図５７】実施例１７で作製した素子の電流−電圧特性を示す図。
【図５８】実施例１８で作製した素子の電流−電圧特性を示す図。
【図５９】実施例１８で作製した素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図６０】実施例１８で作製した素子の輝度−電圧特性を示す図。
【図６１】実施例１９で作製した素子の電流−電圧特性を示す図。
【図６２】実施例１９で作製した素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図６３】実施例１９で作製した素子の輝度−電圧特性を示す図。
【図６４】実施例１９で作製した素子のパワー効率−輝度特性を示す図。
【図６５】実施例１９で作製した素子の規格化輝度経時変化を示す図。
【図６６】実施例２０で作製した素子の規格化輝度経時変化を示す図。
【図６７】実施例１４で作製した発光素子のパワー効率−輝度特性を示す図。
【図６８】ＰＣｚＰＣＡ１と酸化モリブデンとを含む層のＥＳＲ測定結果を示す図。
【図６９】ＰＣｚＰＣＡ１単膜のＥＳＲ測定結果を示す図。
【図７０】酸化モリブデン単膜のＥＳＲ測定結果を示す図。
【図７１】本発明の複合材料の１μｍ当たりの吸光度を示す図。
【図７２】本発明の複合材料の１μｍ当たりの吸光度を示す図。
【図７３】３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図７４】３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１３Ｃ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図７５】３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールのＤＳＣチャートを示す図。
【図７６】本発明のカルバゾール誘導体である３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図７７】本発明のカルバゾール誘導体である３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図７８】本発明のカルバゾール誘導体である３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図７９】本発明のカルバゾール誘導体である３−｛Ｎ−［９−（４−ビフェニリル）カルバゾール−３−イル］−Ｎ−フェニルアミノ｝−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図８０】３，６−ジブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図８１】３，６−ジブロモ−９−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１３Ｃ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図８２】３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１Ｈ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図８３】３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾールの^１３Ｃ−ＮＭＲチャートを示す図。
【図８４】３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾールのＤＳＣチャートを示す図。
【図８５】３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾールの吸収スペクトルを示す図。
【図８６】３，６−ビス［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−（４−ビフェニリル）カルバゾールの発光スペクトルを示す図。
【図８７】実施例２６で作製した素子の電流−電圧特性を示す図。
【図８８】実施例２６で作製した素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図８９】実施例２６で作製した素子の輝度−電圧特性を示す図。
【図９０】実施例２６で作製した素子のパワー効率−輝度特性を示す図。
【符号の説明】
【０４７３】
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１０５ 第３の層
１０６ 第４の層
１０７ 第２の電極
２００ 基板
２０１ 第１の電極
２０２ 第２の電極
２１１ 第１の層
２１２ 第２の層
２１３ 第３の層
２１４ 第４の層
３０２ 第１の電極
３０３ 第１の層
３０４ 第２の層
３０５ 第３の層
３０６ 第４の層
３０７ 第２の電極
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０２ 第２の電極
４１１ 第１の層
４１２ 第２の層
４１３ 第３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 ソース側駆動回路
６０２ 画素部
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 発光物質を含む層
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
７００ 成膜室
７０１ 基板
７０２ 蒸着マスク
７０３ａ 防着シールド
７０３ｂ 開口部
７０４ 蒸着源
７０５ 矢印
７０６ 矢印
７０７ 設置室
７０８ 蒸着源
７０９ 防着シールド
７１０ 矢印
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ 発光物質を含む層
９５６ 電極
１１０１ 第１の電極
１１０２ 第２の電極
１１１１ 第１の層
１１１２ 第２の層
１１１３ 第３の層
１１１４ 第４の層
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 ポインティングマウス
９３０１ 本体
９３０２ 表示部
９３０３ アーム部
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（１）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（１）で示されるカルバゾール誘導体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、Ｒ^１１およびＲ^１３は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基、一般式（２）で示される置換基のいずれかを表し、一般式（２）で示される置換基において、Ｒ^１５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^１２は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^１６は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【化２】

【請求項２】
請求項１において、Ｒ^１１およびＲ^１３のどちらか一方は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることを特徴とする複合材料。
【請求項３】
請求項１において、Ｒ^１１およびＲ^１３のどちらか一方は、フェニル基であることを特徴とする複合材料。
【請求項４】
請求項１において、Ｒ^１１およびＲ^１３は、同一であり、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることを特徴とする複合材料。
【請求項５】
請求項１において、Ｒ^１１およびＲ^１３は、同一であり、フェニル基であることを特徴とする複合材料。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、Ｒ^１２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることを特徴とする複合材料。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、Ｒ^１４は水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることを特徴とする複合材料。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、Ｒ^１４は一般式（２）で示される置換基であることを特徴とする複合材料。
【請求項９】
請求項８において、Ｒ^１５は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることを特徴とする複合材料。
【請求項１０】
請求項８または請求項９において、Ｒ^１６は水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることを特徴とする複合材料。
【請求項１１】
一般式（３）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（３）で示されるカルバゾール誘導体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３】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２３は、一般式（４）で示される置換基を表し、一般式（４）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【化４】

【請求項１２】
請求項１１において、Ｒ^２２は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることを特徴とする複合材料。
【請求項１３】
一般式（５）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（５）で示されるカルバゾール誘導体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５】

（式中、Ｒ^２１は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ｒ^２２およびＲ^２３は、一般式（６）で示される置換基を表し、一般式（６）で示される置換基において、Ｒ^２４は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基、アリールアルキル基、炭素数１〜７のアシル基のいずれかを表し、Ａｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基、炭素数５〜９のヘテロアリール基のいずれかを表し、Ｒ^２５は、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。）
【化６】

【請求項１４】
請求項１３において、Ｒ^２５は、水素、ｔｅｒｔ−ブチル基、フェニル基、ビフェニル基のいずれかであることを特徴とする複合材料。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項において、Ｒ^２４は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることを特徴とする複合材料。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１４のいずれか一項において、Ｒ^２４は、フェニル基であることを特徴とする複合材料。
【請求項１７】
請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項において、Ｒ^２１は、炭素数６〜２５のアリール基または炭素数５〜９のヘテロアリール基であることを特徴とする複合材料。
【請求項１８】
請求項１１乃至請求項１６のいずれか一項において、Ｒ^２１は、フェニル基であることを特徴とする複合材料。
【請求項１９】
一般式（７）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（７）で示されるカルバゾール誘導体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７】

（式中、Ａｒ^３１は、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【請求項２０】
一般式（８）で示されるカルバゾール誘導体と、前記一般式（８）で示されるカルバゾール誘導体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８】

（式中、Ａｒ^４１およびＡｒ^４２は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、フェニル基またはナフチル基を表す。）
【請求項２１】
請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、前記無機化合物は、遷移金属の酸化物であることを特徴とする複合材料。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、前記無機化合物は、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、銀酸化物のいずれか一種もしくは複数種であることを特徴とする複合材料。
【請求項２３】
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２２のいずれか一項に記載の複合材料を含む層を有することを特徴とする発光素子。
【請求項２４】
請求項２３において、前記複合材料を含む層は、前記一対の電極のうち陽極として機能する電極と接するように設けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項２５】
請求項２３において、前記複合材料を含む層は、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ように設けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項２６】
請求項２３において、前記複合材料を含む層は、前記一対の電極それぞれと接するように一層ずつ設けられていることを特徴とする発光素子。
【請求項２７】
請求項２３乃至請求項２６のいずれか一項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手段とを有する発光装置。
【請求項２８】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項２３乃至請求項２６のいずれか一項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手段とを備えたことを特徴とする電気機器。

【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１５】

【図１６】

【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３５】

【図３６】

【図３７】

【図３８】

【図３９】

【図４０】

【図４３】

【図４４】

【図４５】

【図４６】

【図４７】

【図４８】

【図４９】

【図５０】

【図５１】

【図５２】

【図５３】

【図５４】

【図５５】

【図５６】

【図５７】

【図５８】

【図５９】

【図６０】

【図６１】

【図６２】

【図６３】

【図６４】

【図６５】

【図６７】

【図６８】

【図６９】

【図７０】

【図７２】

【図７３】

【図７４】

【図７５】

【図７６】

【図７７】

【図７８】

【図７９】

【図８０】

【図８１】

【図８２】

【図８３】

【図８４】

【図８５】

【図８６】

【図８７】

【図８８】

【図８９】

【図９０】

【図１３】

【図１４】

【図１７】

【図１８】

【図３２】

【図３３】

【図３４】

【図４１】

【図４２】

【図６６】

【図７１】

【公開番号】特開２００７−３６１８８（Ｐ２００７−３６１８８Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７９３５２（Ｐ２００６−７９３５２）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【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）】