(57)【要約】【課題】青色として優れた色純度を与える広いバンドギャップを有したカルバゾール誘導体を提供することを課題の一とする。また該カルバゾール誘導体を用いた信頼性の高い発光素子、発光装置及び電子機器を提供することを課題の一とする。【解決手段】一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体を提供する。一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体を提供する。一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体を提供する。また、上記および一般式（１）、一般式（Ｐ１）、又は一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体を用いて形成された発光素子、発光装置、電子機器を提供する。2010168345.tif 000147【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１】
2010168345.tif 000129
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または、炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【請求項２】
一般式（２）で表されるカルバゾール誘導体。
【化２】
2010168345.tif 000130
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【請求項３】
一般式（３）で表されるカルバゾール誘導体。
【化３】
2010168345.tif 000131
（式中、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表す。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【請求項４】
一般式（４）で表されるカルバゾール誘導体。
【化４】
2010168345.tif 000132
（式中、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表し、Ｒ１８〜Ｒ２１は、水素、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【請求項５】
構造式（１０１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化５】
2010168345.tif 000133
【請求項６】
構造式（２０１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化６】
2010168345.tif 000134
【請求項７】
下記一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化７】
2010168345.tif 000135
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項８】
下記一般式（Ｐ２）で表されるカルバゾール誘導体。
【化８】
2010168345.tif 000136
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項９】
下記一般式（Ｐ３）で表されるカルバゾール誘導体。
【化９】
2010168345.tif 000137
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数６〜１０のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１０】
下記一般式（Ｐ４）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１０】
2010168345.tif 000138
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１１】
下記構造式（３１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１１】
2010168345.tif 000139
【請求項１２】
下記構造式（６３）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１２】
2010168345.tif 000140
【請求項１３】
下記構造式（７６）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１３】
2010168345.tif 000141
【請求項１４】
下記一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１４】
2010168345.tif 000142
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１５】
下記一般式（Ｍ２）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１５】
2010168345.tif 000143
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１６】
下記一般式（Ｍ３）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１６】
2010168345.tif 000144
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１７】
下記一般式（Ｍ４）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１７】
2010168345.tif 000145
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【請求項１８】
下記構造式（３３１）で表されるカルバゾール誘導体。
【化１８】
2010168345.tif 000146
【請求項１９】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のカルバゾール誘導体を用いた発光素子用材料。
【請求項２０】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のカルバゾール誘導体を用いた発光素子。
【請求項２１】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のカルバゾール誘導体を発光層に用いた発光素子。
【請求項２２】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のカルバゾール誘導体を発光層のホスト材料として用いた発光素子。
【請求項２３】
請求項１乃至１８のいずれか一項に記載のカルバゾール誘導体を発光中心材料として用いた発光素子。
【請求項２４】
請求項２０乃至２３のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段とを備えた発光装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の発光装置を表示部に備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カルバゾール誘導体に関する。また、当該カルバゾール誘導体を用いた発光素子用材料、発光素子及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光材料を用いた発光素子は、薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有しており、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。また、発光素子をマトリクス状に配置した発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると言われている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００４】
発光素子の発光波長は、発光素子中に含まれる発光分子の励起状態から基底状態のエネルギー差、すなわちバンドギャップによって決定される。従って、発光分子の構造を工夫することで、種々の発光色を得ることが可能である。そして光の三原色である赤、青、緑の発光が可能な発光素子を用いて発光装置とすることで、フルカラーの発光装置を作製することができる。
【０００５】
しかしながら、フルカラーの発光装置が抱える問題点は、色純度に優れた発光素子を作製することが、必ずしも容易でないことである。これは、優れた色再現性を有する発光装置を作製する為には、色純度に優れた赤、青、緑の発光素子が必要であるものの、信頼性が高く、かつ色純度に優れた発光素子の実現が困難である為である。近年の材料開発の結果、赤色、および緑色の発光素子に関しては、高い信頼性と優れた色純度が達成されているものの、特に青色の発光素子に関しては、十分な信頼性と色純度を持つ発光素子の実現されておらず、多くの研究がなされている（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３１３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、青色として優れた色純度を与える広いバンドギャップを有したカルバゾール誘導体を提供することを課題の一とする。また該カルバゾール誘導体を用いた信頼性の高い発光素子、発光装置及び電子機器を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【０００９】
【化１】
2010168345.tif 000002
【００１０】
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または、炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００１１】
本発明の一は、一般式（２）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００１２】
【化２】
2010168345.tif 000003
【００１３】
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００１４】
本発明の一は、一般式（３）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００１５】
【化３】
2010168345.tif 000004
【００１６】
（式中、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表す。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００１７】
本発明の一は、一般式（４）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００１８】
【化４】
2010168345.tif 000005
【００１９】
（式中、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表し、Ｒ１８〜Ｒ２１は、水素、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００２０】
また、本発明の一は、構造式（１０１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００２１】
【化５】
2010168345.tif 000006
【００２２】
また、本発明の一は、構造式（２０１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００２３】
【化６】
2010168345.tif 000007
【００２４】
本発明の一は、一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００２５】
【化７】
2010168345.tif 000008
【００２６】
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００２７】
また、本発明の一は、一般式（Ｐ２）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００２８】
【化８】
2010168345.tif 000009
【００２９】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００３０】
また、本発明の一は、一般式（Ｐ３）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００３１】
【化９】
2010168345.tif 000010
【００３２】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数６〜１０のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００３３】
また、本発明の一は、一般式（Ｐ４）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００３４】
【化１０】
2010168345.tif 000011
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００３５】
また、本発明の一は、構造式（３１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００３６】
【化１１】
2010168345.tif 000012
【００３７】
また、本発明の一は、構造式（６３）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００３８】
【化１２】
2010168345.tif 000013
【００３９】
また、本発明の一は、構造式（７６）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００４０】
【化１３】
2010168345.tif 000014
【００４１】
本発明の一は、一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【化１４】
2010168345.tif 000015
【００４２】
（式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００４３】
また、本発明の一は、一般式（Ｍ２）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００４４】
【化１５】
2010168345.tif 000016
【００４５】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００４６】
また、本発明の一は、一般式（Ｍ３）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００４７】
【化１６】
2010168345.tif 000017
【００４８】
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００４９】
また、本発明の一は、一般式（Ｍ４）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００５０】
【化１７】
2010168345.tif 000018
（式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。）
【００５１】
また、本発明の一は、構造式（３３１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００５２】
【化１８】
2010168345.tif 000019
【００５３】
また、本発明の一は、上記のカルバゾール誘導体を含む発光素子用材料である。
【００５４】
また、本発明の一は、上記カルバゾール誘導体を用いた発光素子である。具体的には、一対の電極間に上述したカルバゾール誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
【００５５】
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したカルバゾール誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
【００５６】
また、本発明の発光装置は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、発光物質を含む層に、上記のカルバゾール誘導体を含む発光素子と、発光素子の発光を制御する制御手段とを有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置を含む）を含む。また、パネルにコネクター、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。
【００５７】
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】
【００５８】
本発明の一態様であるカルバゾール誘導体は、バンドギャップが大きいため、比較的短波長の発光を得ることが可能であり、色純度の良い青色発光を得ることができるカルバゾール誘導体である。また、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体は電気化学的安定性が高い。
【００５９】
また、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体で構成される層中に、そのカルバゾール誘導体よりも小さなバンドギャップを有する発光材料（以下、ドーパントと記す）を添加し、ドーパントからの発光を得ることができる。このとき、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体はバンドギャップが大きいため、比較的短波長な発光を有するドーパントを用いても、カルバゾール誘導体からの発光ではなく、ドーパントからの発光が効率よく得られる。具体的には、４５０〜４７０ｎｍあたりに発光極大を有する発光材料が優れた青色の色純度を示すが、このような材料をドーパントとして用い、色純度の良い青色の発光を得ることが可能な発光素子を得ることが可能である。
【００６０】
また、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体を、そのカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（以下、ホストと記す）よりなる層中に添加した発光素子を作製することで、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体はドーパントとしても機能する。このとき、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体は大きなバンドギャップを有し、比較的短波長な発光を示すため、色純度の良い青色の発光を得ることができる発光素子を作製することが可能である。
【００６１】
本発明の一態様であるカルバゾール誘導体は、バンドギャップが広く、電子及び正孔の注入輸送性の高いバイポーラ材料である。したがって、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体を、発光素子に用いることにより、キャリアバランスのよい高信頼性の発光素子を得ることができる。
【００６２】
また、上記カルバゾール誘導体を含む本発明の一態様である発光素子は、青色として優れた色純度を与えることができる発光素子である。また、上記カルバゾール誘導体を含む本発明の一態様である発光素子は、信頼性の高い発光素子である。
【００６３】
また、上記発光素子を含む本発明の一態様としての発光装置は、色再現性の高い発光装置であり、また、表示品質の高い発光装置である。上記発光素子を含む本発明の一態様である発光装置は、信頼性の高い発光装置である。
【００６４】
また、上記発光素子を含む本発明の一態様である電子機器は、色再現性の高い電子機器である、また、表示品質の高い電子機器である。また、上記発光素子を含む本発明の一態様である電子機器は、信頼性の高い電子機器である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】発光素子を説明する図。
【図２】発光素子を説明する図。
【図３】発光素子を説明する図。
【図４】発光装置を説明する図。
【図５】発光装置を説明する図。
【図６】電子機器を説明する図。
【図７】電子機器を説明する図。
【図８】照明装置を説明する図。
【図９】照明装置を説明する図。
【図１０】ＣｚＰＡαＮの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図１１】ＣｚＰＡαＮのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図１２】ＣｚＰＡαＮの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図１３】ＣｚＰＡαＮのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図１４】ＣｚＰＡαＮの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図１５】ＣｚＰＡαＮのＣＶ測定結果を示す図。
【図１６】ＣｚＰＡαＮのＣＶ測定結果を示す図。
【図１７】発光素子１−１及び発光素子１−３の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１８】発光素子１−１及び発光素子１−３の発光スペクトルを示す図。
【図１９】発光素子１−１及び発光素子１−３の電流密度−輝度特性を示す図。
【図２０】発光素子１−１及び発光素子１−３の電圧−輝度特性を示す図。
【図２１】発光素子１−２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２２】発光素子１−２の発光スペクトルを示す図。
【図２３】発光素子１−２の電流密度−輝度特性を示す図。
【図２４】発光素子１−２の電圧−輝度特性を示す図。
【図２５】発光素子１−１及び発光素子１−３の信頼性試験の結果を示す図。
【図２６】実施例の発光素子を説明する図。
【図２７】発光素子を説明する図。
【図２８】ＣｚＰＡβＮの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図２９】ＣｚＰＡβＮのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図３０】ＣｚＰＡβＮの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図３１】ＣｚＰＡβＮのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図３２】ＣｚＰＡβＮの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図３３】ＣｚＰＡβＮのＣＶ測定結果を示す図。
【図３４】ＣｚＰＡβＮのＣＶ測定結果を示す図。
【図３５】ＣｚＰＡｐＢの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図３６】ＣｚＰＡｐＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図３７】ＣｚＰＡｐＢの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図３８】ＣｚＰＡｐＢのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図３９】ＣｚＰＡｐＢの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図４０】発光素子２−１及び比較発光素子２−１の電流密度−輝度特性を示す図。
【図４１】発光素子２−１及び比較発光素子２−１の電圧−輝度特性を示す図。
【図４２】発光素子２−１及び比較発光素子２−１の輝度−電流効率特性を示す図。
【図４３】発光素子２−１及び比較発光素子２−１の発光スペクトルを示す図。
【図４４】発光素子２−１及び比較発光素子２−１の信頼性試験の結果を示す図。
【図４５】ＣｚＰＡｏＢの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図４６】ＣｚＰＡｏＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図４７】ＣｚＰＡｏＢの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図４８】ＣｚＰＡｏＢのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図４９】ＣｚＰＡｏＢの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図５０】ＣｚＰＡｏＢのＣＶ測定結果を示す図。
【図５１】ＣｚＰＡｏＢのＣＶ測定結果を示す図。
【図５２】ＣｚＰＡαＮＰの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図５３】ＣｚＰＡαＮＰのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図５４】ＣｚＰＡαＮＰの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図５５】ＣｚＰＡαＮＰのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図５６】ＣｚＰＡαＮＰの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図５７】ＣｚＰＡαＮＰのＣＶ測定結果を示す図。
【図５８】ＣｚＰＡαＮＰのＣＶ測定結果を示す図。
【図５９】ＣｚＰＡＦＬの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図６０】ＣｚＰＡＦＬのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図６１】ＣｚＰＡＦＬの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図６２】ＣｚＰＡＦＬのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図６３】ＣｚＰＡＦＬの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図６４】ＣｚＰＡＦＬのＣＶ測定結果を示す図。
【図６５】ＣｚＰＡＦＬのＣＶ測定結果を示す図。
【図６６】発光素子２−２及び発光素子２−３の電流密度−輝度特性を示す図。
【図６７】発光素子２−２及び発光素子２−３の電圧−輝度特性を示す図。
【図６８】発光素子２−２及び発光素子２−３の輝度−電流効率特性を示す図。
【図６９】発光素子２−２及び発光素子２−３の発光スペクトルを示す図。
【図７０】発光素子２−２及び発光素子２−３の信頼性試験の結果を示す図。
【図７１】ＣｚＰＡｍＢの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図７２】ＣｚＰＡｍＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを示す図。
【図７３】ＣｚＰＡｍＢの薄膜の吸収スペクトルを示す図。
【図７４】ＣｚＰＡｍＢのトルエン溶液の発光スペクトルを示す図。
【図７５】ＣｚＰＡｍＢの薄膜の発光スペクトルを示す図。
【図７６】ＣｚＰＡｍＢのＣＶ測定結果を示す図。
【図７７】ＣｚＰＡｍＢのＣＶ測定結果を示す図。
【図７８】発光素子３−１及び比較発光素子３−１の電流密度−輝度特性を示す図。
【図７９】発光素子３−１及び比較発光素子３−１の電圧−輝度特性を示す図。
【図８０】発光素子３−１及び比較発光素子３−１の輝度−電流効率特性を示す図。
【図８１】発光素子３−１及び比較発光素子３−１の発光スペクトルを示す図。
【図８２】発光素子３−１及び比較発光素子３−１の信頼性試験の結果を示す図。
【図８３】発光素子３−２及び比較発光素子３−２の電流密度−輝度特性を示す図。
【図８４】発光素子３−２及び比較発光素子３−２の電圧−輝度特性を示す図。
【図８５】発光素子３−２及び比較発光素子３−２の輝度−電流効率特性を示す図。
【図８６】発光素子３−２及び比較発光素子３−２の発光スペクトルを示す図。
【図８７】発光素子３−２及び比較発光素子３−２の信頼性試験の結果を示す図。
【図８８】発光素子３−３及び比較発光素子３−３の電流密度−輝度特性を示す図。
【図８９】発光素子３−３及び比較発光素子３−３の電圧−輝度特性を示す図。
【図９０】発光素子３−３及び比較発光素子３−３の輝度−電流効率特性を示す図。
【図９１】発光素子３−３及び比較発光素子３−３の発光スペクトルを示す図。
【図９２】発光素子３−３及び比較発光素子３−３の信頼性試験の結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
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。
【００６７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明のカルバゾール誘導体の一形態について説明する。
【００６８】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体の一形態は、一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００６９】
【化１９】
2010168345.tif 000020
【００７０】
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または、炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００７１】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体の一形態は、一般式（２）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００７２】
【化２０】
2010168345.tif 000021
【００７３】
（式中、Ａｒ１は、炭素数６〜１３のアリール基を表し、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表す。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ１、Ａｒ２は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００７４】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体の一形態は、一般式（３）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００７５】
【化２１】
2010168345.tif 000022
【００７６】
（式中、Ａｒ２は炭素数６〜１３のアリーレン基を表し、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表す。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ａｒ２、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００７７】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体の一形態は、一般式（４）で表されるカルバゾール誘導体である。
【００７８】
【化２２】
2010168345.tif 000023
【００７９】
（式中、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数６〜１０のアリール基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数１のハロアルキル基を表し、Ｒ１８〜Ｒ２１は、水素、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、置換基を有していても良く、二つ以上の置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していても良い。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、一つの炭素が二つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。）
【００８０】
なお、本明細書中で示すアリール基またはアリーレン基の炭素数は、主骨格の環を形成する炭素数を示しており、それに結合する置換基の炭素数を含むものではない。アリール基またはアリーレン基に結合する置換基としては、炭素数１〜４のアルキル基、炭素数６〜１３のアリール基、または炭素数１のハロアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、フェニル基、ナフチル基フルオレニル基、またはトリフルオロメチル基等が挙げられる。また、アリール基またはアリーレン基が有する置換基は１つであっても複数であってもよく、アリール基またはアリーレン基が２つの置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。例えば、アリール基がフルオレニル基である場合、フルオレン骨格の９位の炭素が２つのフェニル基を有していてもよく、さらにその２つのフェニル基が互いに結合して、スピロ環構造を形成していてもよい。
【００８１】
一般式（１）〜（４）において、炭素数６〜１３のアリール基またはアリーレン基は、置換基を有していても良く、複数の置換基を有する場合、置換基同士が違いに結合して環を形成していても良い。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。例えば、Ａｒ１で表される基の具体例として構造式（１１−１）〜構造式（１１−１６）で表される置換基が挙げられる。
【００８２】
【化２３】
2010168345.tif 000024
【００８３】
例えば、Ａｒ２で表される基の具体例として構造式（１２−１）〜構造式（１２−１１）で表される置換基が挙げられる。
【００８４】
【化２４】
2010168345.tif 000025
【００８５】
例えば、Ｒ１３〜Ｒ２１で表される基の具体例として構造式（１３−１）〜構造式（１３−１０）で表される置換基が挙げられる。
【００８６】
【化２５】
2010168345.tif 000026
【００８７】
また、一般式（１）乃至（４）で表されるカルバゾール誘導体において、合成および精製の容易さの点から、Ａｒ１はフェニル基、Ａｒ２はフェニレン基であることが好ましい。
【００８８】
一般式（１）乃至（４）で表されるカルバゾール誘導体の具体例としては、構造式（１０１）〜構造式（１２５）、構造式（２０１）〜構造式（２３１）で表されるカルバゾール誘導体を挙げることができる。但し、本発明はこれらに限定されない。
【００８９】
【化２６】
2010168345.tif 000027
【００９０】
【化２７】
2010168345.tif 000028
【００９１】
【化２８】
2010168345.tif 000029
【００９２】
【化２９】
2010168345.tif 000030
【００９３】
【化３０】
2010168345.tif 000031
【００９４】
【化３１】
2010168345.tif 000032
【００９５】
【化３２】
2010168345.tif 000033
【００９６】
【化３３】
2010168345.tif 000034
【００９７】
【化３４】
2010168345.tif 000035
【００９８】
本実施の形態に係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（Ｚ−１）〜（Ｚ−５）に示す合成反応を行うことによって合成することができる。
【００９９】
【化３５】
2010168345.tif 000036
【０１００】
反応スキーム（Ｚ−１）に示すように、アントラセン誘導体（化合物１）と、アリールボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物２）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、９−アリールアントラセン誘導体（化合物３）を得ることができる。
【０１０１】
反応スキーム（Ｚ−１）において、Ｘ１はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。反応スキーム（Ｚ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。反応スキーム（Ｚ−１）において、Ｒ１０１とＲ１０２は、水素または炭素数１〜６のアルキル基とし、Ｒ１０１とＲ１０２は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１０２】
反応スキーム（Ｚ−１）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができるパラジウム触媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１０３】
反応スキーム（Ｚ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１０４】
反応スキーム（Ｚ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１０５】
反応スキーム（Ｚ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１０６】
【化３６】
2010168345.tif 000037
【０１０７】
反応スキーム（Ｚ−２）に示すように、９−アリールアントラセン誘導体（化合物３）を、ハロゲン化することにより、ハロゲン化アリールアントラセン誘導体（化合物４）を得ることができる。
【０１０８】
反応スキーム（Ｚ−２）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。反応スキーム（Ｚ−２）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。
【０１０９】
反応スキーム（Ｚ−２）において、臭素化する場合、用いることができる臭素化剤は、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミドなどが挙げられるが、用いることができる臭素化剤は、これに限られるものではない。臭素を用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶媒が挙げられるが、用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。Ｎ−ブロモコハク酸イミドを用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、酢酸、水、トルエン等が挙げられるが、用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。
【０１１０】
反応スキーム（Ｚ−２）において、ヨウ素化する場合、用いることができるヨウ素化材は、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（略称：ＤＩＨ）、２，４，６，８−テトラヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン、２−ヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン等などが挙げられるが、用いることができるヨウ素化材は、これに限られるものではない。また、これらのヨウ素化材を用いてヨウ素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、酢酸（氷酢酸）、水や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタンなどのハロゲン化炭素類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類などを単一又は混合して使用することができる。水を用いる場合は、有機溶媒と混合して用いることが好ましい。また、この反応においては、同時に硫酸や酢酸等の酸を用いることが好ましく、用いることができる酸はこれに限られるものではない。
【０１１１】
【化３７】
2010168345.tif 000038
【０１１２】
反応スキーム（Ｚ−３）に示すように、アリールアントラセン誘導体（化合物４）と、ハロゲン化アリールボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物５）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、ハロゲン化ジアリールアントラセン誘導体（化合物６）を得ることができる。
【０１１３】
反応スキーム（Ｚ−３）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。Ｘ３はハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ３がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。反応スキーム（Ｚ−３）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。反応スキーム（Ｚ−３）において、Ａｒ１は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、アリール基が置換基を有する場合置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。反応スキーム（Ｚ−３）において、Ａｒ２は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。反応スキーム（Ｚ−３）において、Ｒ１０３とＲ１０４は、水素または炭素数１〜６のアルキル基とし、Ｒ１０３とＲ１０４は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１１４】
反応スキーム（Ｚ−３）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１１５】
反応スキーム（Ｚ−３）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１１６】
反応スキーム（Ｚ−３）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１１７】
反応スキーム（Ｚ−３）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１１８】
【化３８】
2010168345.tif 000039
【０１１９】
反応スキーム（Ｚ−４）に示すように、カルバゾール誘導体（化合物７）と、フェニルボロン酸または、有機ホウ素化合物（化合物８）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、カルバゾール誘導体（化合物９）を得ることができる。
【０１２０】
反応スキーム（Ｚ−４）において、Ｘ４は、ハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ４がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。反応スキーム（Ｚ−４）において、Ｒ１０５とＲ１０６は、水素または炭素数１〜６のアルキル基とし、Ｒ１０５とＲ１０６は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１２１】
反応スキーム（Ｚ−４）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１２２】
反応スキーム（Ｚ−４）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１２３】
反応スキーム（Ｚ−４）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１２４】
反応スキーム（Ｚ−４）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１２５】
【化３９】
2010168345.tif 000040
【０１２６】
反応スキーム（Ｚ−５）に示すように、アントラセン誘導体（化合物６）と、カルバゾール誘導体（化合物９）とを、パラジウム触媒を用いたハートウィック・ブッフバルト反応、または、銅や銅化合物を用いたウルマン反応によりカップリングすることで、一般式（１）で表される目的物を得ることができる。
【０１２７】
反応スキーム（Ｚ−５）において、Ｘ３はハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ３がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。反応スキーム（Ｚ−５）において、Ａｒ１は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。反応スキーム（Ｚ−５）において、Ａｒ２は炭素数６〜１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。反応スキーム（Ｚ−５）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。
【０１２８】
反応スキーム（Ｚ−５）において、ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合、用いることができるパラジウム触媒としては、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、酢酸パラジウム（ＩＩ）等が挙げられるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。反応スキーム（Ｚ−５）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンや、トリ（ｎ−ヘキシル）ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。反応スキーム（Ｚ−５）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。反応スキーム（Ｚ−５）において、用いることができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１２９】
反応スキーム（Ｚ−５）においてウルマン反応を行う場合について説明する。反応スキーム（Ｚ−５）においてＲ１１１とＲ１１２は、ハロゲンやアセチル基等を表し、ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、Ｒ１１１がヨウ素であるヨウ化銅（Ｉ）、又はＲ１１２がアセチル基である酢酸銅（ＩＩ）が好ましい。反応に用いられる銅化合物はこれらに限られるものでは無い。また、銅化合物の他に銅を用いることができる。反応スキーム（Ｚ−５）において、用いることができる塩基としては、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。反応スキーム（Ｚ−５）において、用いることができる溶媒としては、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）ピリミジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレンを用いることが好ましい。また、反応温度は１５０℃以上のより高い温度が更に好ましいため、より好ましくはＤＭＰＵを用いる。
【０１３０】
以上のようにして、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体を合成することができる。
【０１３１】
本実施の形態におけるカルバゾール誘導体はバンドギャップが非常に大きいことから青色の発光を色純度良く得ることが可能である。また、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は、ホール輸送性及び電子輸送性を有するバイポーラ材料である。また、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は電気化学的安定性及び熱的安定性の高いカルバゾール誘導体である。
【０１３２】
本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は、単独で発光中心材料として発光物質を含む層（発光層）に用いることのできる他、ホスト材料として用いることもでき、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体に発光物質となるドーパント材料を分散させた構成とすることで、発光物質となるドーパント材料からの発光を得ることができる。ホスト材料として用いる場合は、青色の発光を色純度良く得ることが可能となる。
【０１３３】
また、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（ホスト）に、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体を分散させてなる発光物質を含む層に用いることができ、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体はドーパント材料としても機能する。このとき、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は非常に大きなバンドギャップを有し、短波長に発光を示すため、色純度の良い青色の発光を得ることができる発光素子を作製することが可能である。
【０１３４】
本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は、キャリア輸送材料として発光素子の機能層に用いることができる。例えば、キャリア輸送層である正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、又は電子注入層として用いることができる。
【０１３５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明のカルバゾール誘導体の一形態について説明する。
【０１３６】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体の一形態は、一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【０１３７】
【化４０】
2010168345.tif 000041
【０１３８】
式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０１３９】
一般式（Ｐ１）において、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。例えば、構造式（２１−１）〜構造式（２１−９）に示す置換基が挙げられる。
【０１４０】
【化４１】
2010168345.tif 000042
【０１４１】
また、一般式（Ｐ１）において、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。Ａｒ１及びＡｒ３としては、例えば、構造式（２２−１）〜構造式（２２−１６）に示す置換基が挙げられる。
【０１４２】
【化４２】
2010168345.tif 000043
【０１４３】
また、一般式（Ｐ１）において、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。この場合の例を、Ａｒ２と結合するカルバゾール骨格も含めて構造式（２３−１）〜構造式（２３−４）に示す。
【０１４４】
【化４３】
2010168345.tif 000044
【０１４５】
また、一般式（Ｐ１）において、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。Ａｒ２として具体的には、構造式（２４−１）〜構造式（２４−１１）に示す置換基が挙げられる。
【０１４６】
【化４４】
2010168345.tif 000045
【０１４７】
一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体のうち、一般式（Ｐ２）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０１４８】
【化４５】
2010168345.tif 000046
【０１４９】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０１５０】
より好ましくは、一般式（Ｐ３）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０１５１】
【化４６】
2010168345.tif 000047
【０１５２】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数６〜１０のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０１５３】
さらに好ましくは、一般式（Ｐ４）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０１５４】
【化４７】
2010168345.tif 000048
【０１５５】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０又はＲ１１が互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０１５６】
本実施の形態のカルバゾール誘導体の具体例としては、構造式（３１）〜（７８）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。
【０１５７】
【化４８】
2010168345.tif 000049
【０１５８】
【化４９】
2010168345.tif 000050
【０１５９】
【化５０】
2010168345.tif 000051
【０１６０】
【化５１】
2010168345.tif 000052
【０１６１】
【化５２】
2010168345.tif 000053
【０１６２】
【化５３】
2010168345.tif 000054
【０１６３】
【化５４】
2010168345.tif 000055
【０１６４】
【化５５】
2010168345.tif 000056
【０１６５】
【化５６】
2010168345.tif 000057
【０１６６】
【化５７】
2010168345.tif 000058
【０１６７】
【化５８】
2010168345.tif 000059
【０１６８】
【化５９】
2010168345.tif 000060
【０１６９】
一般式（Ｐ１）で表されるカルバゾール誘導体は、合成スキーム（Ｈ−１）〜（Ｈ−３）、（Ｉ−１）及び（Ｊ−１）で表される合成方法によって合成することができる。
【０１７０】
【化６０】
2010168345.tif 000061
【０１７１】
アントラセン誘導体（化合物１１）と、アリールボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物１２）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、９−アリールアントラセン誘導体（化合物１３）を得ることができる（合成スキーム（Ｈ−１））。
【０１７２】
合成スキーム（Ｈ−１）において、Ｘ１はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。また、合成スキーム（Ｈ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。また、合成スキーム（Ｈ−１）において、Ｒ１０１とＲ１０２は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０１とＲ１０２は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１７３】
合成スキーム（Ｈ−１）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができるパラジウム触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（Ｈ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１７４】
合成スキーム（Ｈ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１７５】
合成スキーム（Ｈ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１７６】
【化６１】
2010168345.tif 000062
【０１７７】
次いで、９−アリールアントラセン誘導体（化合物１３）を、ハロゲン化することにより、ハロゲン化アリールアントラセン誘導体（化合物１４）を得ることができる（合成スキーム（Ｈ−２））。
【０１７８】
合成スキーム（Ｈ−２）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。また、合成スキーム（Ｈ−２）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。
【０１７９】
合成スキーム（Ｈ−２）において、臭素化する場合、用いることができる臭素化材は、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミドなどが挙げられる。但し、用いることができる臭素化材は、これに限られるものではない。臭素を用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶媒が挙げられるが、用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。Ｎ−ブロモコハク酸イミドを用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、酢酸、水、トルエン等が挙げられるが、用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。
【０１８０】
合成スキーム（Ｈ−２）において、ヨウ素化する場合、用いることができるヨウ素化材は、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（略称：ＤＩＨ）、２，４，６，８−テトラヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン、２−ヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン等などが挙げられるが、用いることができるヨウ素化材は、これに限られるものではない。また、これらのヨウ素化材を用いてヨウ素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、酢酸（氷酢酸）、水、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタンなどのハロゲン化炭化水素類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類、水などを単一又は混合して使用することができる。水を用いる場合は、有機溶媒と混合して用いることが好ましい。また、この反応においては、同時に硫酸や酢酸等の酸を用いることが好ましく、用いることができる酸はこれに限られるものではない。
【０１８１】
【化６２】
2010168345.tif 000063
【０１８２】
次いで、アリールアントラセン誘導体（化合物１４）と、ハロゲン化アリールボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物１５）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングして、ハロゲン化ジアリールアントラセン誘導体（化合物１６）を得ることができる（合成スキーム（Ｈ−３））。
【０１８３】
合成スキーム（Ｈ−３）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。Ｘ３はハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ３がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。また、合成スキーム（Ｈ−３）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。合成スキーム（Ｈ−３）において、Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、アリール基が置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｈ−３）において、Ａｒ２は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｈ−３）において、Ｒ１０３とＲ１０４は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０３とＲ１０４は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１８４】
合成スキーム（Ｈ−３）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができるパラジウム触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（Ｈ−３）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１８５】
合成スキーム（Ｈ−３）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１８６】
合成スキーム（Ｈ−３）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１８７】
【化６３】
2010168345.tif 000064
【０１８８】
また、カルバゾール誘導体（化合物１７）と、フェニルボロン酸または、有機ホウ素化合物（化合物１８）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、カルバゾール誘導体（化合物１９）を得ることができる（合成スキーム（Ｉ−１））。
【０１８９】
合成スキーム（Ｉ−１）において、Ｘ４は、ハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ４がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。合成スキーム（Ｉ−１）において、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。合成スキーム（Ｉ−１）において、Ａｒ３は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、アリール基が置換基を有する場合、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０またはＲ１１が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｉ−１）において、Ｒ１０５とＲ１０６は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０５とＲ１０６は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０１９０】
合成スキーム（Ｉ−１）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられるが、用いることができる触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（Ｉ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１９１】
合成スキーム（Ｉ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１９２】
合成スキーム（Ｉ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０１９３】
【化６４】
2010168345.tif 000065
【０１９４】
そして、合成スキーム（Ｈ−１）〜（Ｈ−３）によって得られたアントラセン誘導体（化合物１６）と、合成スキーム（Ｉ−１）で得られたカルバゾール誘導体（化合物１９）とを、パラジウム触媒を用いたハートウィック・ブッフバルト反応、または、銅や銅化合物を用いたウルマン反応によりカップリングすることで、一般式（Ｐ１）で表される目的物を得ることができる（合成スキーム（Ｊ−１））。
【０１９５】
合成スキーム（Ｊ−１）において、Ｘ３はハロゲンまたは、トリフラート基を表し、Ｘ３がハロゲンである場合、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。合成スキーム（Ｊ−１）において、Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｊ−１）において、Ａｒ２は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｊ−１）において、Ａｒ３は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ１０またはＲ１１が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含む物とする。合成スキーム（Ｊ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。合成スキーム（Ｊ−１）において、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。
【０１９６】
合成スキーム（Ｊ−１）において、ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合、用いることができるパラジウム触媒としては、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、酢酸パラジウム（ＩＩ）等が挙げられるが、用いることができるパラジウム触媒はこれらに限られるものでは無い。合成スキーム（Ｊ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンや、トリ（ｎ−ヘキシル）ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いることができる配位子はこれらに限られるものでは無い。
【０１９７】
合成スキーム（Ｊ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられるが、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０１９８】
合成スキーム（Ｊ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。ただし、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。
【０１９９】
合成スキーム（Ｊ−１）においてウルマン反応を行う場合について説明する。合成スキーム（Ｊ−１）においてＲ１１１とＲ１１２は、ハロゲンやアセチル基等を表し、ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、Ｒ１１１がヨウ素であるヨウ化銅（Ｉ）、又はＲ１１２がアセチル基である酢酸銅（ＩＩ）が好ましい。反応に用いられる銅化合物はこれらに限られるものでは無い。また、銅化合物の他に銅を用いることができる。
【０２００】
合成スキーム（Ｊ−１）において、用いることができる塩基としては、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。但し、用いることができる塩基はこれらに限られるものでは無い。
【０２０１】
合成スキーム（Ｊ−１）において、用いることができる溶媒としては、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）ピリミジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。但し、用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い。ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレンを用いることが好ましい。また、反応温度は１５０℃以上のより高い温度が更に好ましいため、ＤＭＰＵを用いるのが、より好ましい。
【０２０２】
以上のようにして、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体を合成することができる。
【０２０３】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は、バンドギャップが大きいため、短波長の発光が可能であり、色純度の良い青色発光を得ることができる。また、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は、電子及び正孔の輸送性の高いバイポーラ材料である。また、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は電気化学的安定性及び熱的安定性の高いカルバゾール誘導体である。
【０２０４】
また、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は、単独で発光物質を含む層として用いることのできる他、発光層のホストとして用いることもでき、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体に発光物質となるドーパントを分散させた構成とすることで、発光物質となるドーパントからの発光を得ることができる。本実施の形態に係るカルバゾール誘導体を発光層のホストとして用いる場合は、青色の発光を色純度良く得ることが可能となる。
【０２０５】
また、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体を、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（以下、ホストと記す）よりなる層中に添加した発光素子を作製することで、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は発光層のドーパントとしても機能する。このとき、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は大きなバンドギャップを有し、短波長に発光を示すため、色純度の良い青色の発光を得ることができ、また、高い信頼性を有する発光素子を作製することが可能である。
【０２０６】
本実施の形態に係るカルバゾール誘導体は、キャリア輸送材料として発光素子の機能層に用いることができる。例えば、キャリア輸送層である正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、又は電子注入層として用いることができる。
【０２０７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明のカルバゾール誘導体の一形態について説明する。
【０２０８】
本実施の形態のカルバゾール誘導体は、一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体である。
【０２０９】
【化６５】
2010168345.tif 000066
【０２１０】
式中、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０２１１】
一般式（Ｍ１）において、Ｒ１〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。例えば、構造式（２５−１）〜構造式（２５−９）に示す置換基が挙げられる。
【０２１２】
【化６６】
2010168345.tif 000067
【０２１３】
また、一般式（Ｍ１）において、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。Ａｒ１及びＡｒ３としては、例えば、構造式（２６−１）〜構造式（２６−２０）に示す置換基が挙げられる。
【０２１４】
【化６７】
2010168345.tif 000068
【０２１５】
また、一般式（Ｍ１）において、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。この場合の例を、Ａｒ２と結合するカルバゾール骨格も含めて構造式（２７−１）〜構造式（２７−８）に示す。
【０２１６】
【化６８】
2010168345.tif 000069
【０２１７】
また、一般式（Ｍ１）において、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。Ａｒ２として具体的には、構造式（２８−１）〜構造式（２８−１１）に示す置換基が挙げられる。
【０２１８】
【化６９】
2010168345.tif 000070
【０２１９】
一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体のうち、一般式（Ｍ２）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０２２０】
【化７０】
2010168345.tif 000071
【０２２１】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ａｒ１及びＡｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１３のアリール基及び炭素数６〜１３のアリーレン基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０２２２】
より好ましくは、一般式（Ｍ３）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０２２３】
【化７１】
2010168345.tif 000072
【０２２４】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ２は、炭素数６〜１３のアリーレン基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数６〜１３のアリーレン基、及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０２２５】
さらに好ましくは、一般式（Ｍ４）で表されるカルバゾール誘導体であることが好ましい。
【０２２６】
【化７２】
2010168345.tif 000073
【０２２７】
式中、Ｒ９〜Ｒ１２及びＲ１８〜Ｒ２１は、水素又は炭素数１〜４のアルキル基を示す。また、Ｒ１３〜Ｒ１７は、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は炭素数６〜１０のアリール基を示す。また、Ａｒ３は、炭素数６〜１３のアリール基を示す。炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基を２つ以上有する場合、置換基が互いに結合して環を形成してもよい。また、炭素数６〜１０のアリール基及び炭素数６〜１３のアリール基は、１つの炭素が２つの置換基を有している場合も、置換基同士が互いに結合して、スピロ環を形成していても良い。また、Ａｒ３の置換基と、Ｒ９又はＲ１０とが互いに結合して環を形成していても良い。環構造としては、スピロ環も含むものとする。
【０２２８】
本実施の形態のカルバゾール誘導体の具体例としては、構造式（３３１）〜（３７７）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、本実施の形態はこれらに限定されない。
【０２２９】
【化７３】
2010168345.tif 000074
【０２３０】
【化７４】
2010168345.tif 000075
【０２３１】
【化７５】
2010168345.tif 000076
【０２３２】
【化７６】
2010168345.tif 000077
【０２３３】
【化７７】
2010168345.tif 000078
【０２３４】
【化７８】
2010168345.tif 000079
【０２３５】
【化７９】
2010168345.tif 000080
【０２３６】
【化８０】
2010168345.tif 000081
【０２３７】
【化８１】
2010168345.tif 000082
【０２３８】
【化８２】
2010168345.tif 000083
【０２３９】
【化８３】
2010168345.tif 000084
【０２４０】
【化８４】
2010168345.tif 000085
【０２４１】
一般式（Ｍ１）で表されるカルバゾール誘導体は、合成スキーム（Ｋ−１）〜（Ｋ−３）、（Ｌ−１）及び（Ｍ−１）で表される合成方法によって合成することができる。
【０２４２】
【化８５】
2010168345.tif 000086
【０２４３】
アントラセン誘導体（化合物２１）と、アリールボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物２２）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、９−アリールアントラセン誘導体（化合物２３）を得ることができる（合成スキーム（Ｋ−１））。
【０２４４】
合成スキーム（Ｋ−１）において、Ｘ１はハロゲン又はトリフラート基を表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素、塩素が好ましい。また、合成スキーム（Ｋ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。また、合成スキーム（Ｋ−１）において、Ｒ１０１とＲ１０２は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０１とＲ１０２は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０２４５】
合成スキーム（Ｋ−１）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる。合成スキーム（Ｋ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。
【０２４６】
合成スキーム（Ｋ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられる。
【０２４７】
合成スキーム（Ｋ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０２４８】
【化８６】
2010168345.tif 000087
【０２４９】
次いで、合成スキーム（Ｋ−１）で得られた９−アリールアントラセン誘導体（化合物２３）を、ハロゲン化することにより、ハロゲン化アリールアントラセン誘導体（化合物２４）を得ることができる（合成スキーム（Ｋ−２））。
【０２５０】
合成スキーム（Ｋ−２）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。合成スキーム（Ｋ−２）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。
【０２５１】
合成スキーム（Ｋ−２）において、臭素化する場合、用いることができる臭素化剤は、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミドなどが挙げられる。臭素を用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶媒等が挙げられる。Ｎ−ブロモコハク酸イミドを用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、酢酸、水等が挙げられる。
【０２５２】
合成スキーム（Ｋ−２）において、ヨウ素化する場合、用いることができるヨウ素化剤は、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（略称：ＤＩＨ）、２，４，６，８−テトラヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン、２−ヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン等などが挙げられる。また、これらのヨウ素化剤を用いてヨウ素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、酢酸（氷酢酸）、水、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタンなどのハロゲン類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類、水などを単一又は混合して使用することができる。水を用いる場合は、有機溶媒と混合して用いることが好ましい。また、この反応においては、同時に硫酸や酢酸等の酸を用いることが好ましい。
【０２５３】
【化８７】
2010168345.tif 000088
【０２５４】
次いで、合成スキーム（Ｋ−２）で得られたアリールアントラセン誘導体（化合物２４）と、カルバゾール誘導体のボロン酸または有機ホウ素化合物（化合物２５）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、カルバゾール誘導体（化合物２６）を得ることができる（合成スキーム（Ｋ−３））。
【０２５５】
合成スキーム（Ｋ−３）において、Ｘ２はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。合成スキーム（Ｋ−３）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。合成スキーム（Ｋ−３）において、Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。合成スキーム（Ｋ−３）において、Ａｒ２は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。合成スキーム（Ｋ−３）において、Ｒ１０３とＲ１０４は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０３とＲ１０４は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０２５６】
合成スキーム（Ｋ−３）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる。合成スキーム（Ｋ−３）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。
【０２５７】
合成スキーム（Ｋ−３）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられる。
【０２５８】
合成スキーム（Ｋ−３）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０２５９】
【化８８】
2010168345.tif 000089
【０２６０】
次いで、合成スキーム（Ｋ−３）で得られたカルバゾール誘導体（化合物２６）を、ハロゲン化することにより、ハロゲン化カルバゾール誘導体（化合物２７）を得ることができる（合成スキーム（Ｌ−１））。
【０２６１】
合成スキーム（Ｌ−１）において、Ｘ３はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。合成スキーム（Ｌ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。
【０２６２】
合成スキーム（Ｌ−１）において、臭素化する場合、用いることができる臭素化剤は、臭素、Ｎ−ブロモコハク酸イミドなどが挙げられる。臭素を用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、クロロホルム、四塩化炭素などのハロゲン系溶媒が挙げられる。Ｎ−ブロモコハク酸イミドを用いて臭素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、酢酸、水等が挙げられる。
【０２６３】
合成スキーム（Ｌ−１）において、ヨウ素化する場合、用いることができるヨウ素化剤は、Ｎ−ヨードコハク酸イミド、１，３−ジヨード−５，５−ジメチルイミダゾリジン−２，４−ジオン（略称：ＤＩＨ）、２，４，６，８−テトラヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン、２−ヨード−２，４，６，８−テトラアザビシクロ［３，３，０］オクタン−３，７−ジオン等などが挙げられる。また、これらのヨウ素化剤を用いてヨウ素化する場合に用いることができる溶媒は、酢酸エチル、酢酸（氷酢酸）、水、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、メチル−ｔ−ブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン等の飽和炭化水素類、ジクロロメタン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタンなどのハロゲン類、アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル類、酢酸エチル、酢酸メチル、酢酸ブチル等のエステル類、水などを単一又は混合して使用することができる。水を用いる場合は、有機溶媒と混合して用いることが好ましい。また、この反応においては、同時に硫酸や酢酸等の酸を用いることが好ましい。
【０２６４】
【化８９】
2010168345.tif 000090
【０２６５】
次いで、合成スキーム（Ｌ−１）で得られたカルバゾール誘導体（化合物２７）と、アリールボロン酸又はアリール有機ホウ素化合物（化合物２８）とを、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦反応によりカップリングすることで、目的のカルバゾール誘導体（一般式（Ｍ１））を得ることができる（合成スキーム（Ｍ−１））。
【０２６６】
合成スキーム（Ｍ−１）において、Ｘ３はハロゲンを表し、ハロゲンとしては、ヨウ素、臭素が好ましい。合成スキーム（Ｍ−１）において、Ｒ１〜Ｒ８は、水素または炭素数１−４のアルキル基を表す。合成スキーム（Ｍ−１）において、Ａｒ１は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリール基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。合成スキーム（Ｍ−１）において、Ａｒ２は炭素数６−１３の置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、置換基同士が互いに結合して環を形成していてもよく、環構造としてはスピロ環も含むものとする。合成スキーム（Ｍ−１）において、Ｒ１０５とＲ１０６は、水素または炭素数１−６のアルキル基とし、Ｒ１０５とＲ１０６は互いに結合して環構造を形成していてもよい。
【０２６７】
合成スキーム（Ｍ−１）において、用いることができるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（ＩＩ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等が挙げられる。
【０２６８】
合成スキーム（Ｍ−１）において、用いることができるパラジウム触媒の配位子としては、トリ（オルトートリル）ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。
【０２６９】
合成スキーム（Ｍ−１）において、用いることができる塩基としては、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられる。
【０２７０】
合成スキーム（Ｍ−１）において、用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒がより好ましい。
【０２７１】
以上のようにして、本実施の形態に係るカルバゾール誘導体を合成することができる。
【０２７２】
本実施の形態のカルバゾール誘導体は、バンドギャップが大きいため、短波長の発光が可能であり、色純度の良い青色発光を得ることができる。また、本実施の形態のカルバゾール誘導体は、電子及び正孔の注入輸送性の高いバイポーラ材料である。また、本実施の形態のカルバゾール誘導体は電気化学的安定性及び熱的安定性の高いカルバゾール誘導体である。
【０２７３】
また、本実施の形態におけるカルバゾール誘導体は、単独で発光層の発光物質として用いることのできる他、発光層のホストとして用いることもでき、本実施の形態のカルバゾール誘導体に発光物質となるドーパントを分散させた構成とすることで、発光物質となるドーパントからの発光を得ることができる。本実施の形態のカルバゾール誘導体を発光層のホストとして用いる場合は、青色の発光を色純度良く得ることが可能となる。
【０２７４】
また、本実施の形態のカルバゾール誘導体を、本実施の形態のカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（以下、ホストと記す）よりなる層中に添加した発光素子を作製することで、本実施の形態のカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、本実施の形態のカルバゾール誘導体は発光層のドーパントとしても機能する。このとき、本実施の形態のカルバゾール誘導体は大きなバンドギャップを有し、短波長に発光を示すため、色純度の良い青色の発光を得ることができ、また、高い信頼性を有する発光素子を作製することが可能である。
【０２７５】
本実施の形態のカルバゾール誘導体は、キャリア輸送材料として発光素子の機能層に用いることができる。例えば、キャリア輸送層である正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、又は電子注入層として用いることができる。
【０２７６】
（実施の形態４）
本発明のカルバゾール誘導体を用いた発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【０２７７】
本発明の発光素子は、一対の電極間に少なくとも発光物質を含む層（発光層ともいう）を有するＥＬ層を挟持して形成される。ＥＬ層は発光物質を含む層の他に複数の層を有してもよい。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。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、輸送などに機能する、機能層ともよぶ。機能層としては、正孔注入性の高い物質を含む層（正孔注入層ともいう）、正孔輸送性の高い物質を含む層（正孔輸送層ともいう）、電子注入性の高い物質を含む層（電子注入層ともいう）、電子輸送性の高い物質を含む層（電子輸送層ともいう）などを用いることができる。
【０２７８】
図１に示す本実施の形態の発光素子において、第１の電極１０２及び第２の電極１０７の一対の電極間にＥＬ層１０８が設けられている。ＥＬ層１０８は、第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、及び第４の層１０６を有している。図１における発光素子は、基板１０１上に、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、本実施の形態では第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。
【０２７９】
基板１０１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、石英、またはプラスチック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、折り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、塩化ビニルなどからなる）、無機蒸着フィルムを用いることもできる。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。
【０２８０】
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【０２８１】
第１の層１０３は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても第１の層１０３を形成することができる。
【０２８２】
さらに、トリス（ｐ−エナミン置換−アミノフェニル）アミン化合物、２，７−ジアミノ−９−フルオレニリデン化合物、トリ（ｐ−Ｎ−エナミン置換−アミノフェニル）ベンゼン化合物、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が一つ又は二つ置換したピレン化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ビフェニル−４−イル）ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ビフェニル−４−イル）−３，３’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジアミン、２，２’−（メチレンジ−４，１−フェニレン）ビス［４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール］、２，２’−（ビフェニル−４，４’−ジイル）ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール）、２，２’−（３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイル）ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール）、ビス［４−（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール−２−イル）フェニル］（メチル）アミン等を用いて第１の層１０３を形成することができる。
【０２８３】
また、第１の層１０３として、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機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は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
【０２８４】
また、第１の層１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、第１の電極１０２とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず第１の電極を形成する材料を選ぶことができる。
【０２８５】
複合材料に用いる無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【０２８６】
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【０２８７】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【０２８８】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０２８９】
また、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【０２９０】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０２９１】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【０２９２】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０２９３】
第２の層１０４を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族アミン（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、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、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などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。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、第２の層１０４は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
【０２９４】
また、ＰＭＭＡのような電気的に不活性な高分子化合物に、正孔輸送性材料を添加してもよい。
【０２９５】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いてもよく、さらに上記高分子化合物に上記正孔輸送性材料を適宜添加してもよい。
【０２９６】
さらに、トリス（ｐ−エナミン置換−アミノフェニル）アミン化合物、２，７−ジアミノ−９−フルオレニリデン化合物、トリ（ｐ−Ｎ−エナミン置換−アミノフェニル）ベンゼン化合物、アリール基が少なくとも１つ置換したエテニル基が一つ又は２つ置換したピレン化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ビフェニル−４−イル）ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（ビフェニル−４−イル）−３，３’−ジエチルビフェニル−４，４’−ジアミン、２，２’−（メチレンジ−４，１−フェニレン）ビス［４，５−ビス（４−メトキシフェニル）−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール］、２，２’−（ビフェニル−４，４’−ジイル）ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール）、２，２’−（３，３’−ジメチルビフェニル−４，４’−ジイル）ビス（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール）、ビス［４−（４，５−ジフェニル−２Ｈ−１，２，３−トリアゾール−２−イル）フェニル］（メチル）アミン等も第２の層１０４に用いることができる。
【０２９７】
第３の層１０５は、発光物質を含む層（発光層ともいう）である。本実施の形態では、第３の層１０５は実施の形態１で示したカルバゾール誘導体を用いて形成する。実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体は、青色の発光を示すため、発光物質として発光素子に好適に用いることができる。
【０２９８】
また、第３の層１０５を、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体はホストとして用いることもでき、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体に発光物質となるドーパントを分散させた構成とすることで、発光物質となるドーパントからの発光を得ることができる。
【０２９９】
実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体を他の発光物質を分散させる材料として用いる場合、発光物質に起因した発光色を得ることができる。また、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体に起因した発光色と、カルバゾール誘導体中に分散されている発光物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
【０３００】
また、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体を、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（ホスト）よりなる層中に添加した発光素子を作製することで、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体はドーパントとしても機能する。このとき、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体は非常に大きなバンドギャップを有し、短波長に発光を示すため、色純度の良い青色の発光を得ることができる発光素子を作製することが可能である。
【０３０１】
なお、発光層において、ピリジン環を有するカルボン酸のアルカリ金属塩、アルカリ金属含有ピリジン誘導体、または、フェノール系化合物のアルカリ金属塩をドーピングすることにより、上記効果に加えて、発光素子の低電圧駆動を実現することができる。
【０３０２】
ここで、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体に分散させる発光物質としては、種々の材料を用いることができる。具体的には、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、ルブレン、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）、ビス［３−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フルオレン−２−オラト］亜鉛（ＩＩ）、ビス［３−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フルオレン−２−オラト］ベリリウム（ＩＩ）、ビス［２−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ジベンゾ［ｂ、ｄ］フラン−３−オラト］（フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス［２−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−７，８−メチレンジオキシジベンゾ［ｂ、ｄ］フラン−３−オラト］（２−ナフトラト）アルミニウム（ＩＩＩ）などの蛍光を発光する蛍光発光性物質を用いることができる。また、テルフェニルにアリール基が６個以上置換した化合物を用いることができる。さらに、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）などの燐光を発光する燐光発光物質を用いることができる。
【０３０３】
第４の層１０６は、電子輸送性の高い物質を用いることができる。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。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−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）、ビス［３−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フルオレン−２−オラト］亜鉛（ＩＩ）、ビス［３−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）フルオレン−２−オラト］ベリリウム（ＩＩ）、ビス［２−（１Ｈ−ベンゾイミダゾール−２−イル）ジベンゾ［ｂ、ｄ］フラン−３−オラト］（フェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）、ビス［２−（ベンゾオキサゾール−２−イル）−７，８−メチレンジオキシジベンゾ［ｂ、ｄ］フラン−３−オラト］（２−ナフトラト）アルミニウム（ＩＩＩ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０３０４】
また、第４の層１０６と第２の電極１０７と間に電子注入を促す機能を有する層（電子注入層）を設けても良い。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（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ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。なお、電子注入層として、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を用いることにより、第２の電極１０７からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。または、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中に、ピリジン環を有するカルボン酸のアルカリ金属塩を含有させたものを用いたり、アルカリ金属含有ピリジン誘導体を含有させたものを用いたり、フェノール系化合物のアルカリ金属塩を含有させたものを用いることにより、発光素子の低電圧駆動を実現することができる。
【０３０５】
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（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、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（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７と第４の層１０６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、珪素若しくは酸化珪素を含有した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。
【０３０６】
また、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は、発光素子の機能層としても用いることができる。
【０３０７】
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、スパッタ法、液滴吐出法（インクジェット法）、スピンコート法、印刷法などの種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
【０３０８】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体が溶媒に溶解した溶液状の組成物を用いて、湿式法によって薄膜を形成する場合、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体及び溶媒を含む薄膜の形成材料を溶媒に溶解し、その溶液状の組成物を被形成領域に付着させ、溶媒を除去し固化させることによって薄膜として形成する。
【０３０９】
湿式法としては、スピンコート法、ロールコート法、スプレー法、キャスト法、ディップ法、液滴吐出（噴出）法（インクジェット法）、ディスペンサ法、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）などを用いることができる。なお、液状の組成物を用いる方法であれば上記に限定されず、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を含む組成物を用いることができる。
【０３１０】
また、上述した組成物において、溶媒としては種々の溶媒を用いることができる。例えば、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン（アニソール）、ドデシルベンゼン、あるいはドデシルベンゼンとテトラリンとの混合溶媒のような芳香環（例えばベンゼン環）を有する溶媒に溶解させることができる。また、上述したカルバゾール誘導体は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、クロロホルムなど芳香環を有さない有機溶媒に対しても溶解することが可能である。
【０３１１】
また、他の溶媒として、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ｎ−プロピルメチルケトン、或いはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸エチル、γ−プチロラクトン、或いは炭酸ジエチルなどのエステル系溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、或いはジオキサンなどのエーテル系溶媒、エタノール、イソプロパノール、２−メトキシエタノール、或いは２−エトキシエタノールなどのアルコール系溶媒なども挙げられる。
【０３１２】
また、本実施の形態で示す組成物に、さらに他の有機材料を含んでもよい。有機材料としては、常温で、固体状態である芳香族化合物、もしくはヘテロ芳香族化合物が挙げられる。有機材料としては、低分子化合物や高分子化合物を用いることができる。また、低分子化合物を用いる場合には、溶媒への溶解性を高める置換基を有している低分子化合物（中分子化合物と呼んでもよい）を用いることが好ましい。
【０３１３】
また、成膜した膜の性質を向上させるために、さらにバインダーを含んでいてもよい。バインダーとしては、電気的に不活性な高分子化合物を用いることが好ましい。具体的には、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）や、ポリイミドなどを用いることができる。
【０３１４】
以上のような構成を有する本実施の形態の発光素子は、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。
【０３１５】
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、基板側及び基板と逆側の両方から取り出される。
【０３１６】
なお、図１では、陽極として機能する第１の電極１０２を基板側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第２の電極１０７を基板側に設けてもよい。なお、この場合には、第２の電極１０７と接続するＴＦＴは、ｎチャネル型ＴＦＴであることが好ましい。
【０３１７】
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防ぐように、第１の電極１０２及び第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発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
【０３１８】
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、正孔ブロック材料等から成る層を、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体により形成される発光層と自由に組み合わせて構成すればよい。
【０３１９】
例えば、正孔輸送層を設けず、アクセプターを含有する正孔注入層と発光層からの電子の注入を抑制する電子注入抑制層を設けた構成を用いても良い。この際、電子注入抑制層を構成する材料の電子親和力は、発光層を構成する材料及びアクセプターの電子親和力より小さい材料を用いることが好ましい。また、逆に電子輸送層を設けず、ドナーを含有する電子注入層と発光層からの正孔の注入を抑制する正孔注入抑制層を設けた構成を用いても良い。この際、正孔注入抑制層を構成する材料のイオン化ポテンシャルは、発光層を構成する材料及びドナーのイオン化ポテンシャルより大きい材料を用いることが好ましい。
【０３２０】
また、本実施の形態に示す発光素子の構成としては、上述した正孔注入性の高い物質を含む層と正孔輸送性の高い物質を含む層とがそれぞれ２層以上交互に積層された構造としても良い。また、陰極となる電極を酸化物透明導電膜と金属電極との間に酸化を防ぐ第２の金属電極を挟んでなる３層構造としてもよい。
【０３２１】
図２に示す発光素子は、基板３０１上に、第１の電極３０２及び第２の電極３０７の一対の電極間に、ＥＬ層３０８が設けられている。ＥＬ層３０８は、電子輸送性の高い物質からなる第１の層３０３、発光物質を含む第２の層３０４、正孔輸送性の高い物質からなる第３の層３０５、正孔注入性の高い物質からなる第４の層３０６を含んでいる。陰極として機能する第１の電極３０２、電子輸送性の高い物質からなる第１の層３０３、発光物質を含む第２の層３０４、正孔輸送性の高い物質からなる第３の層３０５、正孔注入性の高い物質からなる第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。
【０３２２】
以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。
【０３２３】
本実施の形態の発光素子は一対の電極間にＥＬ層が挟持される構造となっている。ＥＬ層は少なくとも実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いて形成された発光物質を含む層（発光層ともいう）を含む。また、ＥＬ層には、発光物質を含む層の他に機能層（正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層など）を含んでもよい。電極（第１の電極及び第２の電極）、発光物質を含む層、及び機能層は液滴吐出法（インクジェット法）、スピンコート法、印刷法などの湿式法を用いて形成してもよく、真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの乾式法を用いて形成してもよい。湿式法を用いれば、大気圧下で形成することができるため、簡易な装置及び工程で形成することができ、工程が簡略化し、生産性が向上するという効果がある。一方乾式法は、材料を溶解させる必要がないために溶液に難溶の材料も用いることができ、材料の選択の幅が広い。
【０３２４】
発光素子を構成する薄膜のすべての形成を湿式法で行ってもよい。この場合、湿式法で必要な設備のみで発光素子を作製することができる。また、発光物質を含む層を形成するまでの積層を湿式法で行い、発光物質を含む層上に積層する機能層や第２の電極などを乾式法により形成してもよい。さらに、発光物質を含む層を形成する前の第１の電極や機能層を乾式法により形成し、発光物質を含む層、及び発光物質を含む層上に積層する機能層や第２の電極を湿式法によって形成してもよい。もちろん、本発明はこれに限定されず、用いる材料や必要とされる膜厚、界面状態によって適宜湿式法と乾式法を選択し、組み合わせて発光素子を作製することができる。
【０３２５】
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、パッシブマトリクス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上に、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極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に用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、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。
【０３２６】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は非常に大きなバンドギャップを有するため、比較的短波長、特に青色に発光を有するドーパント材料を用いても、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体からの発光ではなく、ドーパント材料からの発光が効率よく得られる。
【０３２７】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は、バンドギャップが広く、ホール及び電子を共に流すことができるバイポーラ材料である。したがって、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を、発光素子に用いることにより、キャリアバランスのよい高信頼性の発光素子を得ることができる。
【０３２８】
また、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いることにより、高信頼性の発光装置および電子機器を得ることができる。
【０３２９】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４で示した構成と異なる構成の発光素子について図２７（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。
【０３３０】
電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。図２７（Ａ）に、電子輸送層である第４の層１０６と発光層である第３の層１０５（発光層１０５とも記す）との間に電子キャリアの移動を制御する層１３０を設ける構成を示す。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層、もしくは電子輸送性の高い材料に最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー値の低いホール輸送性を有する材料を添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、第３の層１０５を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【０３３１】
また、他の構成として、発光層１０５を２層以上の複数層で構成してもよい。図２７（Ｂ）に、発光層１０５を第１の発光層１０５ａ、第２の発光層１０５ｂと２層の複数層でもって構成する例を示す。
【０３３２】
例えば、第１の発光層１０５ａと第２の発光層１０５ｂを正孔輸送層である第２の層１０４側から順に積層して発光層１０５とする場合、第１の発光層１０５ａのホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層１０５ｂとして電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
【０３３３】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は、単独で発光層として用いることのできる他、ホスト材料として用いることもでき、さらにドーパント材料として用いることもできる。
【０３３４】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体をホスト材料として用いる場合、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体に発光物質となるドーパント材料を分散させた構成とすることで、発光物質となるドーパント材料からの発光を得ることができる。
【０３３５】
一方、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体をドーパント材料として用いる場合、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有する材料（ホスト）よりなる層中に実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を添加した構成とすることで、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体からの発光を得ることができる。
【０３３６】
また実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は正孔輸送性と、電子輸送性とのバイポーラ性を有するので、正孔輸送性を有する場合、第１の発光層１０５ａに用いることができ、電子輸送性を有する場合、第２の発光層１０５ｂとして用いることができる。第１の発光層１０５ａ、第２の発光層１０５ｂには、単独で発光層として用いてもよいし、ホスト材料、ドーパント材料として用いてもよい。単独で発光層、又はホスト材料として用いる場合はそのキャリア輸送性によって、正孔輸送性の第１の発光層１０５ａか、電子輸送性の第２の発光層１０５ｂに用いるか決定すればよい。
【０３３７】
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。
【０３３８】
（実施の形態６）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の一形態について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。
【０３３９】
図３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の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態４又は実施の形態５と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２と同様なものを適用することができる。
【０３４０】
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態４又は実施の形態５で示した複合材料であり、有機化合物とＶ２Ｏ５やＭｏＯ３やＷＯ３等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【０３４１】
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０３４２】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
【０３４３】
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、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低くい発光装置を実現することができる。
【０３４４】
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。
【０３４５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いて作製された発光装置の一形態について説明する。
【０３４６】
本実施の形態では、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いて作製された発光装置の一形態について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄ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。
【０３４７】
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０３４８】
次に、断面構造について図４（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。
【０３４９】
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。
【０３５０】
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。
【０３５１】
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。
【０３５２】
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、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等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。
【０３５３】
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。発光物質を含む層６１６は、実施の形態１乃至３で示したカルバゾール誘導体を含んでいる。また、発光物質を含む層６１６を構成する他の材料としては、低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料であっても良い。
【０３５４】
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、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）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（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０３５５】
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。
【０３５６】
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０３５７】
以上のようにして、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いて作製された発光装置を得ることができる。
【０３５８】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体は、バンドギャップが広く、ホール及び電子を共に流すことができるバイポーラ材料である。したがって、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を、発光素子に用いることにより、キャリアバランスのよい高信頼性の発光素子を得ることができる。
【０３５９】
また、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いることにより、高信頼性の発光装置および電子機器を得ることができる。
【０３６０】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図５には本発明の一形態として、発光素子を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図５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。パッシブマトリクス型の発光装置においても、本発明の一形態を用いた発光素子を含むことによって、高信頼性の発光装置を得ることができる。
【０３６１】
（実施の形態８）
本実施の形態では、実施の形態７に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器の一形態について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を含み、高信頼性の表示部を有する。
【０３６２】
実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【０３６３】
図６（Ａ）は本発明に係る表示装置の一例であるテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。
【０３６４】
なお、本発明に係る表示装置としては、パーソナルコンピュータ用、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。
【０３６５】
このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態４又は実施の形態５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、信頼性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、高信頼性化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【０３６６】
図６（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態４、５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、信頼性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、高信頼性化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【０３６７】
図６（Ｃ）及び図６（Ｆ）は本発明に係る携帯電話である。図６（Ｃ）に示す携帯電話は、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。図６（Ｆ）に示す携帯電話は、本体８４０１、筐体８４０２、表示部８４０３、音声入力部８４０４、音声出力部８４０５、操作キー８４０６、外部接続ポート８４０７等を含む。
【０３６８】
これらの携帯電話において、表示部９４０３及び表示部８４０３は、実施の形態２、３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、信頼性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３及び表示部８４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、高信頼性化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１、本体８４０１、筐体９４０２及び筐体８４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０３６９】
図６（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態４、５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、信頼性が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、高信頼性化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０３７０】
図６（Ｅ）に示す本発明に係る電子ペーパーは、可撓性を有しており、本体９６６０、画像を表示する表示部９６６１、ドライバＩＣ９６６２、受信装置９６６３、フィルムバッテリー９６６４などを含んでいる。ドライバＩＣや受信装置などは半導体部品を用い実装しても良い。本発明の電子機器は本体９６６０を構成する材料をプラスチックやフィルムなど可撓性を有する材料で形成する。この電子ペーパーにおいて、表示部９６６１は、実施の形態４、５で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、長寿命であり消費電力が低いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９６６１も同様の特徴を有するため、この電子ペーパーは信頼性が高く、低消費電力化が図られている。
【０３７１】
また、このような電子ペーパーは非常に軽く、可撓性を有していることから筒状に丸めることも可能であり、持ち運びに非常に有利な表示装置である。本発明の電子機器により大画面の表示媒体を自由に持ち運びすることができる。
【０３７２】
尚、図６（Ｅ）に示した電子ペーパーは、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）、パーソナルコンピュータ、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）に加え、冷蔵庫装置、洗濯機、炊飯器、固定電話装置、真空掃除機、体温計など家庭電化製品から、電車内の吊し広告、鉄道駅や空港の発着案内板など大面積のインフォメーションディスプレイまで、主に静止画像を表示する手段として用いることができる。
【０３７３】
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子機器に適用することが可能である。実施の形態１乃至３で示すカルバゾール誘導体を用いることにより、高信頼性の表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０３７４】
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図７を用いて説明する。
【０３７５】
図７は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図７に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０３７６】
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、高信頼性のバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型であるため、表示装置の薄型化も可能となる。
【０３７７】
図８は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図８に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、信頼性が高いため、電気スタンドも高信頼性である。
【０３７８】
図９は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、薄型であるため、薄型化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図６（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。
【実施例１】
【０３７９】
本実施例では、構造式（１０１）で表される本発明のカルバゾール誘導体の一形態である３−（１−ナフチル）−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：ＣｚＰＡαＮ）の合成方法を具体的に説明する。
【０３８０】
【化９０】
2010168345.tif 000091
【０３８１】
（合成例１）
まず、合成例１を説明する。
【０３８２】
［ステップ１］３−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾールの合成
【０３８３】
３−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ａ−１）に示す。
【０３８４】
【化９１】
2010168345.tif 000092
【０３８５】
１００ｍＬ三口フラスコに０．５０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９Ｈ−カルバゾールと、０．３５ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の１−ナフチルボロン酸と、０．１５ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、３０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、２．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に２３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で２時間攪拌した。攪拌後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた固体を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液を、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、白色固体を得た。この固体をヘキサンで洗浄したところ、目的物の白色粉末を０．３２ｇ、収率５３％で得た。
【０３８６】
［ステップ２］ＣｚＰＡαＮの合成法
ＣｚＰＡαＮの合成スキームを（Ａ−２）に示す。
【０３８７】
【化９２】
2010168345.tif 000093
【０３８８】
１００ｍＬ三口フラスコに０．４５ｇ（１．１ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンと、０．３２ｇ（１．１ｍｍｏｌ）の実施例１のステップ１で合成した３−（１−ナフチル）−９Ｈ−カルバゾールと、０．２１ｇ（２．２ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを入れた。フラスコ内を窒素置換してから、この混合物へ２０ｍＬのトルエンと、０．２０ｍＬのトリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）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をした。脱気後、この混合物へ、３２ｍｇ（０．０５５ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加えた。この混合物を窒素気流下、１１０℃で２時間攪拌した。攪拌後、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、得られた淡黄色固体をトルエン／ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を０．３１ｇ、収率４６％で得た。
【０３８９】
得られた、淡黄色粉末０．３１ｇ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、減圧下、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、ＣｚＰＡαＮの淡黄色固体を０．２５ｇ、収率８０％で得た。
【０３９０】
（合成例２）
次に合成例２では、合成例１とは異なる合成法によるＣｚＰＡαＮの合成方法を具体的に説明する。
【０３９１】
［ステップ１］３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールの合成
【０３９２】
３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを以下（Ｂ−１）に示す。
【０３９３】
【化９３】
2010168345.tif 000094
【０３９４】
１Ｌエーレンマイヤーフラスコに、５．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）の９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と、６００ｍＬの酢酸エチルと、１５０ｍＬのトルエンを加えた。この混合物を約５０℃以上に加熱して攪拌し、ＣｚＰＡの溶解を確認した。この溶液に１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）のＮ−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）を加えた。この溶液を大気下、室温で５日間攪拌した。攪拌後、この溶液に、約１５０ｍＬのチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて１時間攪拌した。この混合物の有機層を水で洗浄した後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮して淡黄色固体を得た。得られた固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を５．２ｇ、収率９０％で得た。
【０３９５】
［ステップ２］ＣｚＰＡαＮの合成
ＣｚＰＡαＮの合成スキームを（Ｂ−２）に示す。
【０３９６】
【化９４】
2010168345.tif 000095
【０３９７】
２００ｍＬ三口フラスコに、２．８ｇ（４．９ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、０．８４ｇ（４．９ｍｍｏｌ）の１−ナフチルボロン酸と、０．３６ｇ（１．２ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、５．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に、５５ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、この混合物を窒素気流下、８０℃で４時間攪拌した。攪拌後、この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた油状物を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得られた油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、淡黄色油状物を得た。この油状物をトルエン／ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を１．８ｇ、収率６０％で得た。
【０３９８】
得られたＣｚＰＡαＮの淡黄色粉末１．８ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３２０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、ＣｚＰＡαＮの淡黄色固体を１．７ｇ、収率９４％で得た。
【０３９９】
次に核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、上記合成法により得られた化合物がＣｚＰＡαＮであることを確認した。ＣｚＰＡαＮの１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３４−７．６７（ｍ，１６Ｈ），７．７２−７．８１（ｍ，６Ｈ），７．８５−７．９６（ｍ，６Ｈ），８．０７（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ，１Ｈ），８．２０（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．３２（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示す。なお、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０４００】
また、ＣｚＰＡαＮのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１１に示す。また、ＣｚＰＡαＮの薄膜の吸収スペクトルを図１２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、溶液のスペクトルは石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜のスペクトルは石英基板の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図１１および図１２に示した。図１１および図１２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では、２９９、３５４、３７６、３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では２０９、２６５、３０２、３６１、３８２、４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡαＮのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図１３に示す。また、ＣｚＰＡαＮの薄膜（励起波長４０１ｎｍ）の発光スペクトルを図１４に示す。図１３および図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。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２３ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４３９ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０４０１】
また、薄膜状態のＣｚＰＡαＮを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．７７ｅＶであった。さらに、図１２のＣｚＰＡαＮの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９３ｅＶであった。ＨＯＭＯ準位の値と、エネルギーギャップから、ＬＵＭＯ準位を見積もったところ−２．８４ｅＶであった。
【０４０２】
また、ＣｚＰＡαＮの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０４０３】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０４０４】
ＣｚＰＡαＮの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−０．０１Ｖから１．２０Ｖまで変化させた後、１．２０Ｖ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。
【０４０５】
ＣｚＰＡαＮの還元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−１．４９Ｖから−２．４０Ｖまで変化させた後、−２．４０Ｖから−１．４９Ｖ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。
【０４０６】
図１５にＣｚＰＡαＮの酸化側のＣＶ測定結果を、図１６に還元側のＣＶ測定結果を示す。図１５及び図１６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（μＡ）を表す。図１５から、＋０．８４Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図１６から、−２．２２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０４０７】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応において、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還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。
【実施例２】
【０４０８】
本実施例では、構造式（２０１）で表される本発明のカルバゾール誘導体である３−（２−ナフチル）−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：ＣｚＰＡβＮ）の合成方法を具体的に説明する。
【０４０９】
【化９５】
2010168345.tif 000096
【０４１０】
ＣｚＰＡβＮの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
【０４１１】
【化９６】
2010168345.tif 000097
【０４１２】
１００ｍＬ三口フラスコに１．０ｇ（１．７ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、０．３０ｇ（１．７ｍｍｏｌ）の２−ナフチルボロン酸と、０．１３ｇ（０．４２ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、３０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、２．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に１９ｍｇ（０．０８５ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で３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、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた油状物を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製した。得られた淡黄色固体をトルエン／ヘキサンにより再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を０．７３ｇ、収率６９％で得た。
【０４１３】
得られた、ＣｚＰＡβＮの淡黄色粉末０．７１ｇ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、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、ＣｚＰＡβＮの淡黄色固体を０．６４ｇ、収率９０％で得た。
【０４１４】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物がＣｚＰＡβＮであることを確認した。ＣｚＰＡβＮの１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３７−７．６６（ｍ，１３Ｈ），７．７０−７．８０（ｍ，６Ｈ），７．８５−８．００（ｍ，９Ｈ），８．２０（ｓ，１Ｈ），８．３０（ｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ，１Ｈ），８．５４（ｓ，１Ｈ）。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図２８（Ａ）、図２８（Ｂ）に示す。なお、図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０４１５】
得られたＣｚＰＡβＮの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量と温度の関係（熱重量測定）から、大気圧下で測定開始時における重量に対し９５％の重量になる温度（以下、「５％重量減少温度」と示す。）は４６５℃であった。
【０４１６】
また、ＣｚＰＡβＮのトルエン溶液の吸収スペクトルを図２９に示す。また、ＣｚＰＡβＮの薄膜の吸収スペクトルを図３０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、溶液のスペクトルは石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜のスペクトルは石英基板の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図２９および図３０に示した。図２９および図３０において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では、３００、３５６、３７６、３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３０４、３６０、３８２、４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡβＮのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図３１に示す。また、ＣｚＰＡβＮの薄膜（励起波長４０１ｎｍ）の発光スペクトルを図３２に示す。図３１および図３２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２３ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４４３ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０４１７】
また、薄膜状態のＣｚＰＡβＮを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．６８ｅＶであった。さらに、図３０のＣｚＰＡβＮの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。ＨＯＭＯ準位の値と、エネルギーギャップから、ＬＵＭＯ準位を見積もったところ−２．７６ｅＶであった。
【０４１８】
また、ＣｚＰＡβＮの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０４１９】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０４２０】
ＣｚＰＡβＮの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−０．０５Ｖから０．９７Ｖまで変化させた後、０．９７Ｖから−０．０５Ｖ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。
【０４２１】
ＣｚＰＡβＮの還元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−１．１３Ｖから−２．３９Ｖまで変化させた後、−２．３９Ｖから−１．１３Ｖ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。
【０４２２】
図３３にＣｚＰＡβＮの酸化側のＣＶ測定結果を、図３４に還元側のＣＶ測定結果を示す。図３３及び図３４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（μＡ）を表す。図３３から、＋０．７９Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図３４から、−２．２２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０４２３】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応において、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還元反応の繰り返しに対して極めて安定であることが分かった。
【実施例３】
【０４２４】
本実施例では、本発明の発光素子について、図２６を用いて説明する。
【０４２５】
本実施例で作製した発光素子１−１乃至１−３の素子構成を表１に示す。表１では、混合比は全て重量比で表している。
【０４２６】
【表１】
2010168345.tif 000098
【０４２７】
以下に、本実施例の発光素子１−１乃至１−３の作製方法を示す。
【０４２８】
発光素子１−１乃至１−３では、ガラス基板２１０１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２１０２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。
【０４２９】
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、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第１の層２１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０４３０】
次に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、第２の層２１０４をホール輸送層として形成した。
【０４３１】
発光素子１−１においては、第２の層２１０４上に、実施例１にて合成したＣｚＰＡαＮと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）、とを、ＣｚＰＡαＮ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０４３２】
発光素子１−２においては、第２の層２１０４上に、実施例１にて合成したＣｚＰＡαＮと９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを、ＣｚＰＡαＮ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．０５（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０４３３】
発光素子１−３においては、第２の層２１０４上に、実施例２にて合成したＣｚＰＡβＮと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）、とを、ＣｚＰＡβＮ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０４３４】
次に、発光素子１−１乃至１−３において第３の層２１０５上に、Ａｌｑ膜を膜厚１０ｎｍ、次いでＢｐｈｅｎ膜を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、第４の層２１０６を電子輸送層として形成した。さらに第４の層２１０６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより第５の層２１０７を電子注入層として形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極２１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、本実施例の発光素子１−１乃至１−３を得た。なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。また、ＮＰＢ、ＰＣＢＡＰＡ、２ＰＣＡＰＡ、Ａｌｑ、及びＢｐｈｅｎ構造式を下記に示す。
【０４３５】
【化９７】
2010168345.tif 000099
【０４３６】
以上により得られた発光素子１−１乃至１−３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子１−１乃至１−３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１−１乃至１−３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。
【０４３７】
発光素子１−１及び発光素子１−３の輝度−電流効率特性を図１７に、電流密度−輝度特性を図１９に、電圧−輝度特性を図２０に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１８に示す。
【０４３８】
図１８より、発光素子１−１からは、４６５ｎｍにピークを有するＰＣＢＡＰＡからの良好な青色発光が得られたことがわかった。発光素子１−１は、輝度１１６０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１７）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度１１６０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．７ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．５％、電圧は５．２Ｖ、電流密度は２４．８ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は２．８ｌｍ／Ｗであった。
【０４３９】
また、図１８より、発光素子１−３からは、４６５ｎｍにピークを有するＰＣＢＡＰＡからの良好な青色発光が得られたことがわかった。発光素子１−３は、輝度１０３０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度１０３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．６ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．３％、電圧は５．０Ｖ、電流密度は２２．３ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は２．９ｌｍ／Ｗであった。
【０４４０】
発光素子１−２の輝度−電流効率特性を図２１に、電流密度−輝度特性を図２３に、電圧−輝度特性を図２４に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２２に示す。図２２から、発光素子１−２からは、５１５ｎｍにピークを有する２ＰＣＡＰＡからの良好な緑色発光が得られたことがわかった。発光素子１−１は、輝度９６０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２８、ｙ＝０．６０）であり、良好な緑色発光を示した。また、輝度９６０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は１５．２ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は４．６％、電圧は３．８Ｖ、電流密度は６．３１ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は１２．５ｌｍ／Ｗであった。
【０４４１】
また、作製した発光素子１−１及び発光素子１−３の信頼性試験を行った。信頼性試験とは以下のようにして行った。初期状態において、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子１−１に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子１−１及び発光素子１−３の信頼性試験によって得られた結果を図２５に示す。図２５は輝度の経時変化を示している。なお、図２５において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０４４２】
以上のように、本実施例により高信頼性の発光素子１−１乃至１−３が得られた。
【０４４３】
本実施例により、本発明の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【実施例４】
【０４４４】
≪合成例１≫
本合成例では、下記構造式（３１）で表される３−（ビフェニル−４−イル）−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：ＣｚＰＡｐＢ）の合成方法について説明する。
【０４４５】
【化９８】
2010168345.tif 000100
【０４４６】
［ステップ１］
３−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成
【０４４７】
３−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成スキームを（Ｄ−１）に示す。
【０４４８】
【化９９】
2010168345.tif 000101
【０４４９】
１００ｍＬ三口フラスコに０．５０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９Ｈ−カルバゾールと、０．４０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の４−ビフェニルボロン酸と、０．１５ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、３０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、２．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に２３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で２時間攪拌した。攪拌後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた固体を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、白色固体を得た。この固体をヘキサンで洗浄したところ、目的物である３−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールの白色粉末を０．２０ｇ、収率３１％で得た。
【０４５０】
［ステップ２］
ＣｚＰＡｐＢの合成
【０４５１】
ＣｚＰＡｐＢの合成スキームを（Ｄ−２）に示す。
【０４５２】
【化１００】
2010168345.tif 000102
【０４５３】
１００ｍＬ三口フラスコに０．２４ｇ（０．５９ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンと、０．１９ｇ（０．５９ｍｍｏｌ）の３−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ−カルバゾールと、０．１１ｇ（１．２ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを入れた。フラスコ内を窒素置換してから、この混合物へ２０ｍＬのトルエンと、０．２０ｍＬのトリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）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をした。脱気後、この混合物へ、３２ｍｇ（０．０５５ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加えた。この混合物を窒素気流下において、１１０℃で２時間攪拌した。攪拌後、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、得られた淡黄色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を０．２９ｇ、収率７６％で得た。
【０４５４】
得られた淡黄色粉末０．２９ｇ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、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３２０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、目的の化合物の淡黄色固体を０．２７ｇ、収率９３％で得た。
【０４５５】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（ビフェニル−４−イル）−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：ＣｚＰＡｐＢ）であることを確認した。得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲの測定データを、以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３５−７．８０（ｍ，２５Ｈ）、７．８２−７．８８（ｍ，６Ｈ）、８．２７（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）、８．４７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０４５６】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３５（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図３５（Ｂ）は、図３５（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０４５７】
また、得られたＣｚＰＡｐＢに対して、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ  ３２０型）により測定したところ、５％重量減少温度は４６０℃であり、良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
【０４５８】
また、ＣｚＰＡｐＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３６に示す。また、ＣｚＰＡｐＢの薄膜の吸収スペクトルを図３７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、溶液については石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルを差し引いた吸収スペクトルを、図３６および図３７に示した。図３６および図３７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３０１、３５５、３７６、及び３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では２６７、３０６、３６１、３８２及び４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡｐＢのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図３８に示す。また、ＣｚＰＡｐＢの薄膜（励起波長４０１ｎｍ）の発光スペクトルを図３９に示す。図３８および図３９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２１ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４４２ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であり、青色の発光が得られることがわかった。
【０４５９】
また、ＣｚＰＡｐＢ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、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で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３７に示したＣｚＰＡｐＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＣｚＰＡｐＢのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位は、それぞれ−５．７８ｅＶ、−２．８４ｅＶであり、バンドギャップは、２．９４ｅＶであることがわかった。
【０４６０】
≪合成例２≫
本合成例では、構造式（３１）で表される３−（ビフェニル−４−イル）−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：ＣｚＰＡｐＢ）の他の合成方法について説明する。
【０４６１】
［ステップ１］
３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールの合成
【０４６２】
合成スキームを以下（Ｆ−１）に示す。
【０４６３】
【化１０１】
2010168345.tif 000103
【０４６４】
１Ｌエーレンマイヤーフラスコに、５．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）の９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と、６００ｍＬの酢酸エチルと、１５０ｍＬのトルエンを加えた。この混合物を約５０℃以上に加熱して攪拌し、ＣｚＰＡの溶解を確認した。この溶液に１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）のＮ−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）を加えた。この溶液を大気下、室温で５日間攪拌した。攪拌後、この溶液に、約１５０ｍＬのチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて１時間攪拌した。この混合物の有機層を水で洗浄した後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮して淡黄色固体を得た。得られた固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を５．２ｇ、収率９０％で得た。
【０４６５】
［ステップ２］
３−（ビフェニル−４−イル）−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：ＣｚＰＡｐＢ）の合成
【０４６６】
合成スキームを以下（Ｆ−２）に示す。
【０４６７】
【化１０２】
2010168345.tif 000104
【０４６８】
３００ｍＬ三口フラスコに３．０ｇ（５．２ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、１．０ｇ（５．２ｍｍｏｌ）の４−ビフェニルボロン酸と、０．４０ｇ（１．３ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールと、５．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に５８ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で３時間攪拌したところ、淡黒色固体が析出した。この混合物を室温まで冷却した後、析出した固体を吸引ろ過により回収した。回収した固体を、約１００ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して淡黄色粉末状固体を得た。得られた固体をトルエンにより再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を、２．０ｇ、収率５９％で得た。得られた淡黄色粉末状固体１．８ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３２０℃で加熱した。昇華精製後、目的の化合物の淡黄色固体を１．５ｇ、収率８４％で得た。
【０４６９】
合成例１と同様に、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によってこの化合物が目的物である３−（ビフェニル−４−イル）−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：ＣｚＰＡｐＢ）であることを確認した。
【実施例５】
【０４７０】
本実施例では、下記構造式（６３）で表される３−［４−（１−ナフチル）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：ＣｚＰＡαＮＰ）の合成方法について説明する。
【０４７１】
【化１０３】
2010168345.tif 000105
【０４７２】
合成スキームを以下（Ｇ−１）示す。
【０４７３】
【化１０４】
2010168345.tif 000106
【０４７４】
２００ｍＬ三口フラスコに、２．５ｇ（４．４ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、１．１ｇ（４．４ｍｍｏｌ）の４−（１−ナフチル）フェニルボロン酸と、０．３３ｇ（１．１ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、５．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に、４９ｍｇ（０．２２ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、この混合物を窒素気流下、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、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。その後、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた油状物を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、淡黄色油状物を得た。この油状物をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を２．４ｇ、収率７９％で得た。
【０４７５】
得られた淡黄色粉末２．３ｇ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、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３４０℃で加熱した。昇華精製後、目的の化合物の淡黄色固体を２．２ｇ、収率９５％で得た。
【０４７６】
核磁気共鳴法（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−［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：ＣｚＰＡαＮＰ）であることを確認した。得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲの測定データを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３７−７．６７（ｍ，１７Ｈ），７．７０−７．８０（ｍ，６Ｈ），７．８５−７．９６（ｍ，９Ｈ），８．０６（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，１Ｈ），８．２９（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．５２（ｄ，Ｊ＝０．９０Ｈｚ，１Ｈ）
【０４７７】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５２（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図５２（Ｂ）は、図５２（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．４ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０４７８】
また、得られたＣｚＰＡαＮＰに対して、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）により測定したところ、５％重量減少温度は４９６℃であり、ＣｚＰＡαＮＰは非常に良好な耐熱性を示す事が明らかとなった。
【０４７９】
ＣｚＰＡαＮＰのトルエン溶液の吸収スペクトルを図５３に示す。また、ＣｚＰＡαＮＰの薄膜の吸収スペクトルを図５４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た。溶液については石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルを差し引いた吸収スペクトルを、図５３および図５４に示した。図５３および図５４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３０２、３５５、３７６及び３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では２６７、３０６、３５８、３８２及び４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡαＮＰのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図５５に示す。また、ＣｚＰＡαＮＰの薄膜（励起波長４０１ｎｍ）の発光スペクトルを図５６に示す。図５５および図５６において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２４ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４４０ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０４８０】
また、薄膜状態のＣｚＰＡαＰを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．７３ｅＶであった。さらに、図５４のＣｚＰＡαＮＰの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９４ｅＶであった。ＣｚＰＡαＮＰのＨＯＭＯ準位の値と、エネルギーギャップから、ＬＵＭＯ準位を見積もったところ−２．７９ｅＶであった。
【０４８１】
また、ＣｚＰＡαＮＰの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０４８２】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０４８３】
ＣｚＰＡαＮＰの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０．３０Ｖから１．０２Ｖまで変化させた後、１．０２Ｖから０．３０Ｖ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。
【０４８４】
ＣｚＰＡαＮＰの還元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−１．３３Ｖから−２．４４Ｖまで変化させた後、−２．４４Ｖから−１．３３Ｖ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。
【０４８５】
図５７にＣｚＰＡαＮＰの酸化側のＣＶ測定結果を、図５８に還元側のＣＶ測定結果を示す。図５７及び図５８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（μＡ）を表す。図５７から、＋０．８２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図５８から、−２．２２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０４８６】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応において、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８７％、還元側で８９％の強度を保っていた。このことから、本発明に係るカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であることが分かった。
【実施例６】
【０４８７】
本実施例では、下記構造式（７６）で表される３−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−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：ＣｚＰＡＦＬ）の合成方法について説明する。
【０４８８】
【化１０５】
2010168345.tif 000107
【０４８９】
合成スキームを以下（Ｈ−１）に示す。
【０４９０】
【化１０６】
2010168345.tif 000108
【０４９１】
１００ｍＬ三口フラスコに０．８０ｇ（１．４ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、０．３３ｇ（１．４ｍｍｏｌ）の９，９−ジメチルフルオレン−２−ボロン酸と、０．１１ｇ（０．３５ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、２．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、３０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールを加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に１６ｍｇ（０．０７０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で４時間攪拌したところ、淡黒色固体が析出した。この混合物を室温まで冷却した後、固体を吸引ろ過により回収した。回収した固体を約５０ｍＬのトルエンに溶解した後、吸引ろ過後に得られたろ液に加えた。この混合物の水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた固体を、約５０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、淡黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を０．５７ｇ、収率５４％で得た。
【０４９２】
得られた淡黄色粉末０．５４ｇ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、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３３０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、目的の化合物の淡黄色固体を０．５０ｇ、収率９３％で得た。
【０４９３】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−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：ＣｚＰＡＦＬ）であることを確認した。得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲの測定データを以下に示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．６１（ｓ，６Ｈ），７．３４−７．５４（ｍ，１１Ｈ），７．５７−７．６６（ｍ，３Ｈ），７．７０−７．８１（ｍ，１０Ｈ），７．８４−７．８９（ｍ，５Ｈ），８．３０（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），８．４７（ｓ，１Ｈ）
【０４９４】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５９（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図５９（Ｂ）は、図５９（Ａ）における７．１ｐｐｍ〜８．６ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０４９５】
また、得られたＣｚＰＡＦＬに対して、熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）により測定したところ、５％重量減少温度は４７１℃であり、ＣｚＰＡＦＬは非常に良好な耐熱性を示す事が明らかとなった。
【０４９６】
ＣｚＰＡＦＬのトルエン溶液の吸収スペクトルを図６０に示す。また、ＣｚＰＡＦＬの薄膜の吸収スペクトルを図６１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た。溶液については石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルを差し引いた吸収スペクトルを、図６０および図６１に示した。図６０および図６１において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３０４、３２３、３７６及び３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３０９、３２６、３５７、３８１及び４０２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡＦＬのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図６２に示す。また、ＣｚＰＡＦＬの薄膜（励起波長４００ｎｍ）の発光スペクトルを図６３に示す。図６２および図６３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２３ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４４３ｎｍ（励起波長４００ｎｍ）であった。
【０４９７】
また、薄膜状態のＣｚＰＡＦＬを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．６２ｅＶであった。さらに、図６１のＣｚＰＡＦＬの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９３ｅＶであった。ＣｚＰＡＦＬのＨＯＭＯ準位の値と、エネルギーギャップから、ＬＵＭＯ準位を見積もったところ−２．６９ｅＶであった。
【０４９８】
また、ＣｚＰＡＦＬの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０４９９】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０５００】
ＣｚＰＡＦＬの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０．２０Ｖから０．９５Ｖまで変化させた後、０．９５Ｖ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。
【０５０１】
ＣｚＰＡＦＬの還元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−１．２１Ｖから−２．４４Ｖまで変化させた後、−２．４４Ｖから−１．２１Ｖ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。
【０５０２】
図６４にＣｚＰＡＦＬの酸化側のＣＶ測定結果を、図６５に還元側のＣＶ測定結果を示す。図６４及び図６５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（μＡ）を表す。図６４から、＋０．８２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図６５から、−２．２２Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０５０３】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応において、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８６％、還元側で９１％の強度を保っていた。このことから、本発明に係るカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であることが分かった。
【実施例７】
【０５０４】
本実施例では、本発明の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。
【０５０５】
本実施例で作製した発光素子２−１及び比較発光素子２−１の素子構成を表２に示す。表２では、混合比は全て重量比で表している。
【０５０６】
【表２】
2010168345.tif 000109
【０５０７】
以下に、本実施例の発光素子２−１及び比較発光素子２−１の作製方法を示す。
【０５０８】
まず、発光素子２−１について説明する。発光素子２−１では、ガラス基板２１０１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２１０２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。
【０５０９】
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、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第２の層２１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０５１０】
次に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、第２の層２１０４をホール輸送層として形成した。
【０５１１】
次いで、第２の層２１０４上に、実施例４にて合成したＣｚＰＡｐＢと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）、とを、ＣｚＰＡｐＢ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０５１２】
次に、第３の層２１０５上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢｐｈｅｎを２０ｎｍ蒸着して積層することにより、第４の層２１０６を電子輸送層として形成した。さらに第４の層２１０６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより第５の層２１０７を電子注入層として形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極２１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の発光素子２−１を得た。
【０５１３】
次に比較発光素子２−１について説明する。比較発光素子２−１は、第３の層２１０５以外は、発光素子２−１と同様に形成した。比較発光素子２−１においては、第２の層２１０４上に、下記構造式（４００）で表される３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）とＰＣＢＡＰＡとを、ＣｚＰＡｏＢ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の比較発光素子２−１を得た。
【０５１４】
【化１０７】
2010168345.tif 000110
【０５１５】
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。
【０５１６】
以上により得られた発光素子２−１及び比較発光素子２−１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子２−１及び比較発光素子２−１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２−１及び比較発光素子２−１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。
【０５１７】
発光素子２−１および比較発光素子２−１の電流密度―輝度特性を図４０に示す。図４０において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図４１に示す。図４１において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図４２に示す。図４２において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。図４２より、本発明のカルバゾール誘導体を用いた発光素子２−１は、ＣｚＰＡｏＢを用いた比較発光素子２−１よりも、高い電流効率を示すことがわかる。
【０５１８】
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４３に示す。図４３から、作製した発光素子２−１及び比較発光素子２−１は、いずれも青色発光材料であるＰＣＢＡＰＡ由来の発光が観測された。発光素子２−１は、輝度１１７０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．２１）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度１１７０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．６ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．６％、電圧は４．４Ｖ、電流密度は２０．８ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は４．０ｌｍ／Ｗであった。また、比較発光素子２−１は、輝度９２０ｃｄ／ｃｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．２０）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度９２０ｃｄ／ｃｍ２のときの電流効率は５．２ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．５％、電圧は４．４Ｖ、電流密度は１７．７ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３．７ｌｍ／Ｗであった。
【０５１９】
また、作製した発光素子２−１及び比較発光素子２−１の信頼性試験を行った。信頼性試験は以下のようにして行った。初期状態において、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子２−１及び比較発光素子２−１に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子２−１及び比較発光素子２−１の信頼性試験によって得られた結果を図４４に示す。図４４は輝度の経時変化を示している。なお、図４４において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０５２０】
図４４より、発光素子２−１は、比較発光素子２−１よりも時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。発光素子２−１は、４３０時間後でも初期輝度の７６％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。
【０５２１】
本実施例により、本発明の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、青色発光層のホストとして用いることにより、良好な青色を示す発光素子が得られることがわかった。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【実施例８】
【０５２２】
本実施例では、本発明に係る発光素子について図２６（Ａ）を用いて説明する。なお、以下に説明する本実施例の構成において、実施例７で説明した本発明の発光素子と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共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【０５２３】
本実施例で作製した発光素子２−２及び発光素子２−３の素子構成を表３に示す。表３では、混合比は全て重量比で表している。
【０５２４】
【表３】
2010168345.tif 000111
【０５２５】
以下に、本実施例の発光素子２−２及び発光素子２−３の作製方法を示す。なお、発光素子２−２及び発光素子２−３は、第３の層２１０５以外は、実施例７において図２６（Ａ）を用いて説明した発光素子２−１及び比較発光素子２−１と同様に作製した。
【０５２６】
発光素子２−２においては、第２の層２１０４上に、実施例５にて合成したＣｚＰＡαＮＰと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）、とを、ＣｚＰＡαＮＰ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の発光素子２−２を得た。
【０５２７】
また、発光素子２−３においては、第２の層２１０４上に、実施例６にて合成したＣｚＰＡＦＬとＰＣＢＡＰＡとを、ＣｚＰＡＦＬ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の発光素子２−３を得た。
【０５２８】
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。
【０５２９】
以上により得られた発光素子２−２及び発光素子２−３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子２−２及び発光素子２−３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２−２及び発光素子２−３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。
【０５３０】
発光素子２−２および発光素子２−３の電流密度―輝度特性を図６６に示す。図６６において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図６７に示す。図６７において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図６８に示す。図６８において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。
【０５３１】
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図６９に示す。図６９から、作製した発光素子２−２及び発光素子２−３は、いずれも青色発光材料であるＰＣＢＡＰＡ由来の発光が観測された。発光素子２−２は、輝度８８０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１９）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度８８０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は４．６ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．３％、電圧は４．８Ｖ、電流密度は１９．０ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３．０ｌｍ／Ｗであった。また、発光素子２−３は、輝度９２０ｃｄ／ｃｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１８）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度９２０ｃｄ／ｃｍ２のときの電流効率は４．０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は２．９％、電圧は５．６Ｖ、電流密度は２２．８ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は２．２ｌｍ／Ｗであった。
【０５３２】
また、作製した発光素子２−２及び発光素子２−３の信頼性試験を行った。信頼性試験は以下のようにして行った。初期状態において、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子２−２及び発光素子２−３に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子２−２及び発光素子２−３の信頼性試験によって得られた結果を図７０に示す。図７０は輝度の経時変化を示している。なお、図７０において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０５３３】
図７０に示すように、発光素子２−２は、１５０時間後でも初期輝度の７８％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。また、図７０に示すように、発光素子２−３は、１５０時間後でも初期輝度の７２％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。
【０５３４】
本実施例により、本発明の発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、青色発光層のホストとして用いることにより、良好な青色を示す発光素子が得られることがわかった。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【実施例９】
【０５３５】
本実施例では、構造式（３３１）で表される３−（ビフェニル−３−イル）−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：ＣｚＰＡｍＢ）の合成方法について説明する。
【０５３６】
【化１０８】
2010168345.tif 000112
【０５３７】
［ステップ１］
３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールの合成
【０５３８】
合成スキームを以下（Ｎ−１）に示す。
【０５３９】
【化１０９】
2010168345.tif 000113
【０５４０】
１Ｌエーレンマイヤーフラスコに、５．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）の９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と、６００ｍＬの酢酸エチルと、１５０ｍＬのトルエンを加えた。この混合物を約５０℃に加熱して攪拌し、ＣｚＰＡを溶解した。この溶液に１．８ｇ（１０ｍｍｏｌ）のＮ−ブロモこはく酸イミド（ＮＢＳ）を加えた。この溶液を大気下、室温で５日間攪拌した。攪拌後、この溶液に、約１５０ｍＬのチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて１時間攪拌した。この混合物の有機層を水で洗浄した後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮して淡黄色固体を得た。得られた固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を５．２ｇ、収率９０％で得た。
【０５４１】
［ステップ２］
３−ビフェニルボロン酸の合成
【０５４２】
合成スキームを以下（Ｎ−２）に示す。
【０５４３】
【化１１０】
2010168345.tif 000114
【０５４４】
３００ｍＬ三口フラスコに、３．８ｇ（１６ｍｍｏｌ）の３−ブロモビフェニルを入れ、フラスコ内を窒素置換した。このフラスコに１００ｍＬのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を加えて、この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液に１１ｍＬ（１８ｍｍｏｌ）のｎ−ブチルリチウム（１．６ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、この溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液に２．２ｍＬ（２０ｍｍｏｌ）のホウ酸トリメチルを加え、室温に戻しながら４時間攪拌した。攪拌後、この溶液に約５０ｍＬの希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えて、２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、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液と飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過して、得られたろ液を濃縮したところ、油状物を得た。この油状物にヘキサンを加えたところ白色固体が析出した。得られた固体を回収したところ、目的物の白色粉末を、１．７ｇ、収率５５％で得た。
【０５４５】
［ステップ３］
３−（ビフェニル−３−イル）−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：ＣｚＰＡｍＢ）の合成
【０５４６】
合成スキームを以下（Ｎ−３）に示す。
【０５４７】
【化１１１】
2010168345.tif 000115
【０５４８】
３００ｍＬ三口フラスコに、２．５ｇ（４．３ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、０．８６ｇ（４．３ｍｍｏｌ）の３−ビフェニルボロン酸と、０．３２ｇ（１．０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールと、５．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に４８ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を窒素気流下において、８０℃で３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、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮し、油状物をえた。この油状物を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。
【０５４９】
得られたろ液を濃縮して得た油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製した。精製後に得られた淡黄色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を２．２ｇ、収率８０％で得た。
【０５５０】
得られた淡黄色粉末２．２ｇ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、減圧下、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３３０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を２．１ｇ、収率９７％で得た。
【０５５１】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（ビフェニル−３−イル）−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：ＣｚＰＡｍＢ）であることを確認した。得られた１Ｈ  ＮＭＲの測定データを以下示す。１Ｈ  ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ（ｐｐｍ）＝７．３６−７．６７（ｍ，１６Ｈ），７．７０−７．８８（ｍ，１４Ｈ），７．９８（ｓ，１Ｈ），７．２７（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ），８．４７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）
【０５５２】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図７１（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図７１（Ｂ）は、図７１（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．６ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０５５３】
また、ＣｚＰＡｍＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを図７２に示す。また、ＣｚＰＡｍＢの薄膜の吸収スペクトルを図７３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、溶液については石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルを差し引いた吸収スペクトルを、図７２および図７３に示した。図７２および図７３において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３３９、３５６、３７６及び３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３４１、３６０、３８１及び４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡｍＢのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図７４に示す。また、ＣｚＰＡｍＢの薄膜（励起波長４００ｎｍ）の発光スペクトルを図７５に示す。図７４および図７５において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２３ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４４３ｎｍ（励起波長４００ｎｍ）であり、青色の発光が得られることがわかった。
【０５５４】
また、ＣｚＰＡｍＢ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、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で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７３に示したＣｚＰＡｍＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位の値に加算することにより得た。その結果、ＣｚＰＡｍＢのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位は、それぞれ−５．７７ｅＶ、−２．８３ｅＶであり、バンドギャップは、２．９４ｅＶであることがわかった。
【０５５５】
また、ＣｚＰＡｍＢの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０５５６】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０５５７】
ＣｚＰＡｍＢの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−０．０６Ｖから１．１０Ｖまで変化させた後、１．１０Ｖから−０．０６Ｖ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。
【０５５８】
ＣｚＰＡｍＢの還元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−１．２９Ｖから−２．３３Ｖまで変化させた後、−２．３３Ｖから−１．２９Ｖ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。
【０５５９】
図７６にＣｚＰＡｍＢの酸化側のＣＶ測定結果を、図７７に還元側のＣＶ測定結果を示す。図７６及び図７７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（μＡ）を表す。図７６から、＋０．８４Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図７７から、−２．２１Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０５６０】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応において、ＣＶ曲線のピーク位置やピーク強度に大きな変化が見られず、ピーク強度も酸化側でイニシャルの８２％、還元側で９１％の強度を保っていた。このことから、本発明の一態様であるカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であることが分かった。
【実施例１０】
【０５６１】
本実施例では、本発明の一態様である発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。
【０５６２】
本実施例で作製した発光素子３−１及び比較発光素子３−１の素子構成を表４に示す。表４では、混合比は全て重量比で表している。
【０５６３】
【表４】
2010168345.tif 000116
【０５６４】
以下に、本実施例の発光素子３−１及び比較発光素子３−１の作製方法を示す。
【０５６５】
（発光素子３−１）
まず、発光素子３−１について説明する。発光素子３−１では、ガラス基板２１０１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２１０２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。
【０５６６】
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、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、第２の層２１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０５６７】
次に、ＮＰＢを１０ｎｍ蒸着することにより、第２の層２１０４をホール輸送層として形成した。
【０５６８】
次いで、第２の層２１０４上に、実施例９にて合成したＣｚＰＡｍＢと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）、とを、ＣｚＰＡｍＢ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。
【０５６９】
次に、第３の層２１０５上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍ、次いでＢｐｈｅｎを２０ｎｍ蒸着して積層することにより、第４の層２１０６を電子輸送層として形成した。さらに第４の層２１０６上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍで蒸着することにより第５の層２１０７を電子注入層として形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極２１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の発光素子３−１を得た。
【０５７０】
（比較発光素子３−１）
次に比較発光素子３−１について説明する。比較発光素子３−１は、第３の層２１０５以外は、発光素子３−１と同様に形成した。比較発光素子３−１においては、第２の層２１０４上に、下記構造式（４００）で表される３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）とＰＣＢＡＰＡとを、ＣｚＰＡｏＢ：ＰＣＢＡＰＡ＝１：０．１（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の比較発光素子３−１を得た。
【０５７１】
【化１１２】
2010168345.tif 000117
【０５７２】
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。
【０５７３】
以上により得られた発光素子３−１及び比較発光素子３−１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子３−１及び比較発光素子３−１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３−１及び比較発光素子３−１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。
【０５７４】
発光素子３−１および比較発光素子３−１の電流密度―輝度特性を図７８に示す。図７８において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図７９に示す。図７９において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図８０に示す。図８０において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。
【０５７５】
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図８１に示す。図８１から、作製した発光素子３−１及び比較発光素子３−１は、いずれも青色発光材料であるＰＣＢＡＰＡ由来の発光が観測された。発光素子３−１は、輝度８００ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．２１）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度８００ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は５．４ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．７％、電圧は４．４Ｖ、電流密度は１４．７ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３．９ｌｍ／Ｗであった。また、比較発光素子３−１は、輝度１０７０ｃｄ／ｃｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６、ｙ＝０．１９）であり、良好な青色発光を示した。また、輝度１０７０ｃｄ／ｃｍ２のときの電流効率は４．８ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．４％、電圧は４．８Ｖ、電流密度は２２．２ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は３．１ｌｍ／Ｗであった。
【０５７６】
また、作製した発光素子３−１及び比較発光素子３−１の信頼性試験を行った。信頼性試験は以下のようにして行った。初期状態において、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子３−１及び比較発光素子３−１に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子３−１及び比較発光素子３−１の信頼性試験によって得られた結果を図８２に示す。図８２は輝度の経時変化を示している。なお、図８２において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０５７７】
図８２より、発光素子３−１は、比較発光素子３−１よりも時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。発光素子３−１は、６４０時間後でも初期輝度の７５％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。
【０５７８】
本実施例により、本発明の一態様である発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、青色発光層のホストとして用いることにより、良好な青色を示す発光素子が得られることがわかった。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【実施例１１】
【０５７９】
本実施例では、上記実施例１０とは別の構成の本発明の一態様である発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。なお、以下に説明する本実施例の構成において、実施例１０で説明した本発明の一態様である発光素子と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共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【０５８０】
本実施例で作製した発光素子３−２及び比較発光素子３−２の素子構成を表５に示す。表５では、混合比は全て重量比で表している。
【０５８１】
【表５】
2010168345.tif 000118
【０５８２】
以下に、本実施例の発光素子３−２及び比較発光素子３−２の作製方法を示す。
【０５８３】
（発光素子３−２）
まず、発光素子３−２について説明する。発光素子３−２は、第３の層２１０５以外は、実施例１０で示した発光素子３−１と同様に形成した。発光素子３−２においては、第２の層２１０４上に、実施例９にて合成したＣｚＰＡｍＢとＮ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ−フェニル−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）とを、ＣｚＰＡｍＢ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．０５（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の発光素子３−２を得た。
【０５８４】
（比較発光素子３−２）
次に比較発光素子３−２について説明する。比較発光素子３−２は、第３の層２１０５以外は、実施例１０で示した発光素子３−１と同様に形成した。比較発光素子３−２においては、第２の層２１０４上に、３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）と２ＰＣＡＰＡとを、ＣｚＰＡｏＢ：２ＰＣＡＰＡ＝１：０．０５（重量比）となるように共蒸着することにより、第３の層２１０５を発光層として形成した。膜厚は３０ｎｍとした。以上により、本実施例の比較発光素子３−２を得た。
【０５８５】
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。
【０５８６】
以上により得られた発光素子３−２及び比較発光素子３−２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子３−２及び比較発光素子３−２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３−２及び比較発光素子３−２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。
【０５８７】
発光素子３−２および比較発光素子３−２の電流密度―輝度特性を図８３に示す。図８３において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図８４に示す。図８４において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図８５に示す。図８５において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している
【０５８８】
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図８６に示す。図８６から、作製した発光素子３−２及び比較発光素子３−２は、いずれも緑色発光材料である２ＰＣＡＰＡ由来の発光が観測された。発光素子３−２は、輝度２５３０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３０、ｙ＝０．６１）であり、良好な緑色発光を示した。また、輝度２５３０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は１４．６ｃｄ／Ａであり、電圧は４．４Ｖ、電流密度は１７．４ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は１０．４ｌｍ／Ｗであった。また、比較発光素子３−２は、輝度２６５０ｃｄ／ｃｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２８、ｙ＝０．６０）であり、良好な緑色発光を示した。また、輝度２６５０ｃｄ／ｃｍ２のときの電流効率は１３．９ｃｄ／Ａであり、電圧は４．６Ｖ、電流密度は１９．１ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は９．５ｌｍ／Ｗであった。
【０５８９】
また、作製した発光素子３−２及び比較発光素子３−２の信頼性試験を行った。信頼性試験は以下のようにして行った。初期状態において、３０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子３−２及び比較発光素子３−２に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子３−２及び比較発光素子３−２の信頼性試験によって得られた結果を図８７に示す。図８７は輝度の経時変化を示している。なお、図８７において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０５９０】
図８７より、発光素子３−２は、比較発光素子３−２よりも時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。発光素子３−２は、５００時間後でも初期輝度の８５％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。
【０５９１】
本実施例により、本発明の一態様である発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、緑色発光層のホストとして用いることにより、良好な緑色を示す発光素子が得られることがわかった。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【実施例１２】
【０５９２】
本実施例では実施例１０及び実施例１１で説明した発光素子とは異なる構成の発光素子を図２６（Ｂ）を用いて説明する。なお、以下に説明する本実施例の構成において、実施例１０又は実施例１１で説明した本発明の一態様である発光素子と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共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【０５９３】
本実施例の発光素子３−３は、実施例１１で示した発光素子３−２の第３の層２１０５（発光層）と第４の層２１０６（電子輸送層）との間に電子キャリアの移動を制御する層２１１６を有する発光素子である。また、本実施例の比較発光素子３−３は、実施例１１で示した発光素子３−２の第３の層第３の層２１０５（発光層）と第４の層２１０６（電子輸送層）との間に電子キャリアの移動を制御する層２１１６を有する発光素子である。本実施例で作製した発光素子３−３及び比較発光素子３−３の素子構成を表６に示す。表６では、混合比は全て重量比で表している。
【０５９４】
【表６】
2010168345.tif 000119
【０５９５】
以下に、本実施例の発光素子３−３及び比較発光素子３−３の作製方法を示す。
【０５９６】
（発光素子３−３）
まず、発光素子３−３について説明する。発光素子３−３は、第３の層２１０５を形成するまでは、実施例１１で示した発光素子３−２と同様に作製した。続いて、第３の層２１０５上に電子キャリアの移動を抑制する機能層２１１６としてＡｌｑとＮ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）をＡｌｑ：ＤＰＱｄ＝１：０．００５（質量比）となるように共蒸着し（１０ｎｍ）した。
【０５９７】
次いで、電子輸送層として機能する第４の層２１０６としてＢｐｈｅｎを２０ｎｍ蒸着した。さらに第４の層２１０６上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することによって第５の層２１０７として電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極２１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の発光素子３−３を得た。
【０５９８】
（比較発光素子３−３）
次いで、比較発光素子３−３について説明する。比較発光素子３−３は第３の層２１０５を形成するまでは、実施例１１で示した比較発光素子３−２と同様に作製した。続いて、第３の層２１０５上に電子キャリアの移動を抑制する機能層２１１６としてＡｌｑとＤＰＱｄをＡｌｑ：ＤＰＱｄ＝１：０．００５（質量比）となるように共蒸着し（１０ｎｍ）した。
【０５９９】
次いで、電子輸送層として機能する第４の層２１０６としてＢｐｈｅｎを２０ｎｍ蒸着した。さらに第４の層２１０６上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することによって第５の層２１０７として電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極２１０８としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の比較発光素子３−３を得た。
【０６００】
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。また、ＤＰＱｄの構造式を下記に示す。
【０６０１】
【化１１３】
2010168345.tif 000120
【０６０２】
以上により得られた発光素子３−３及び比較発光素子３−３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子３−３及び比較発光素子３−３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３−３及び比較発光素子３−３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。
【０６０３】
発光素子３−３および比較発光素子３−３の電流密度―輝度特性を図８８に示す。図８８において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図８９に示す。図８９において、横軸は印加した電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図９０に示す。図９０において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している
【０６０４】
また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図９１に示す。図９１から、作製した発光素子３−３及び比較発光素子３−３は、いずれも緑色発光材料である２ＰＣＡＰＡ由来の発光が観測された。発光素子３−３は、輝度３０４０ｃｄ／ｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３０、ｙ＝０．６１）であり、良好な緑色発光を示した。また、輝度３０４０ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は１２．９ｃｄ／Ａであり、電圧は６．２Ｖ、電流密度は２３．６ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は６．５ｌｍ／Ｗであった。また、比較発光素子３−３は、輝度２９５０ｃｄ／ｃｍ２のとき、ＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２８、ｙ＝０．６０）であり、良好な緑色発光を示した。また、輝度２９５０ｃｄ／ｃｍ２のときの電流効率は１１．９ｃｄ／Ａであり、電圧は６．２Ｖ、電流密度は２４．７ｍＡ／ｃｍ２であり、パワー効率は６．０ｌｍ／Ｗであった。
【０６０５】
また、作製した発光素子３−３及び比較発光素子３−３の信頼性試験を行った。信頼性試験は以下のようにして行った。初期状態において、５０００ｃｄ／ｍ２の輝度で発光させたときに発光素子３−３及び比較発光素子３−３に流れている電流と同じ値の電流を流し続け、或る時間が経過する毎に輝度を測定した。発光素子３−３及び比較発光素子３−３の信頼性試験によって得られた結果を図９２に示す。図９２は輝度の経時変化を示している。なお、図９２において横軸は通電時間（ｈｏｕｒ）、縦軸はそれぞれの時間における初期輝度に対する輝度の割合、すなわち規格化輝度（％）を表す。
【０６０６】
図９２より、発光素子３−３は、比較発光素子３−３よりも時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命であることがわかる。発光素子３−３は、４３０時間後でも初期輝度の８６％の輝度を保っており、時間経過による輝度の低下が起こりにくく、長寿命な発光素子であることがわかった。
【０６０７】
本実施例により、本発明の一態様である発光素子が、発光素子として特性が得られ、十分機能することが確認できた。また、緑色発光層のホストとして用いることにより、良好な緑色を示す発光素子が得られることがわかった。また信頼性試験の結果から、発光素子を連続点灯させた場合であっても、膜の欠陥等に由来する短絡が生じることがなく、信頼性の高い発光素子が得られたことがわかった。
【０６０８】
また、本実施例の発光素子３−３は、実施例１０の発光素子３−２よりも高い輝度で信頼性試験を行った場合であっても、発光素子３−２と同程度の寿命を呈したため、電子キャリアの移動を抑制する機能層とともに適用することにより、さらに長寿命な発光素子を得ることができることが示された。
【実施例１３】
【０６０９】
本実施例では、他の実施例で用いた材料について説明する。
【０６１０】
≪ＰＣＢＡＰＡの合成例≫
以下に、上記実施例で使用した４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）の合成方法を記載する。
【０６１１】
【化１１４】
2010168345.tif 000121
【０６１２】
［ステップ１：９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸の合成］
３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール１０ｇ（３１ｍｍｏｌ）を５００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）１５０ｍＬをフラスコに加えて、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを溶かした。この溶液を−８０℃に冷却した。この溶液へｎ−ブチルリチウム（１．５８ｍｏｌ／Ｌヘキサン溶液）２０ｍＬ（３２ｍｍｏｌ）を、シリンジにより滴下して加えた。滴下終了後、溶液を同温度で１時間攪拌した。攪拌後、この溶液へホウ酸トリメチル３．８ｍＬ（３４ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら約１５時間攪拌した。攪拌後、この溶液に希塩酸（１．０ｍｏｌ／Ｌ）約１５０ｍＬを加えて、１時間攪拌した。攪拌後、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、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物を減圧乾燥したところ、目的物の淡褐色固体を７．５ｇ収率８６％で得た。ステップ１の合成スキームを下記（Ｘ−１）に示す。
【０６１３】
【化１１５】
2010168345.tif 000122
【０６１４】
［ステップ２：４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ）の合成］
４−ブロモジフェニルアミン６．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−ボロン酸７．５ｇ（２６ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン４００ｍｇ（１．３ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン１００ｍＬ、エタノール５０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）１４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、酢酸パラジウム（ＩＩ）６７ｍｇ（３０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を１００℃で１０時間還流した。還流後、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、飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムにより乾燥し、乾燥後この混合物を自然ろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、淡褐色の油状物を得た。この油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒ヘキサン：トルエン＝４：６）により精製し、精製後に得られた白色固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物の白色固体を４．９ｇ収率４５％で得た。ステップ２の合成スキームを下記（Ｘ−２）に示す。
【０６１５】
【化１１６】
2010168345.tif 000123
【０６１６】
なお、上記ステップ２で得られた固体を核磁気共鳴分光法（ＮＭＲ）により測定した。以下に１Ｈ  ＮＭＲの測定データを示す。測定結果から、ＰＣＢＡＰＡを合成するための原料であるＰＣＢＡが得られたことがわかった。
【０６１７】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝６．８１−６．８６（ｍ，１Ｈ），７．１２（ｄｄ，Ｊ１＝０．９Ｈｚ，Ｊ２＝８．７Ｈｚ、２Ｈ），７．１９（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ，２Ｈ）、７．２３−７．３２（ｍ、３Ｈ）、７．３７−７．４７（ｍ、３Ｈ）、７．５１−７．５７（ｍ，１Ｈ）、７．６１−７．７３（ｍ、７Ｈ）８．２８（ｓ，１Ｈ）、８．３３（ｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ）、８．５０（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。
【０６１８】
［ステップ３：ＰＣＢＡＰＡの合成］
９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン７．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＰＣＢＡ４．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド５．２ｇ（５２ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン６０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．３０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し、脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１３６ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、１００℃で３時間攪拌した。攪拌後、この混合物に約５０ｍＬのトルエンを加え、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶し、目的物であるＰＣＢＡＰＡの淡黄色粉末を６．６ｇ、収率７５％で得た。また、ステップ３の合成スキームを下記（Ｘ−３）に示す。
【０６１９】
【化１１７】
2010168345.tif 000124
【０６２０】
なお、上記ステップ３で得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲを測定した。以下に測定データを示す。測定結果からＰＣＢＡＰＡが得られたことがわかった。
【０６２１】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０９−７．１４（ｍ，１Ｈ），７．２８−７．７２（ｍ、３３Ｈ）、７．８８（ｄ，Ｊ＝８．４Ｈｚ、２Ｈ），８．１９（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ、１Ｈ）、８．３７（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ）。
【０６２２】
≪ＣｚＰＡｏＢの合成例１≫
以下では、下記構造式（１００）で表される３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）の合成方法について説明する。
【０６２３】
【化１１８】
2010168345.tif 000125
【０６２４】
［ステップ１］
３−（ビフェニル−２−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成方法について説明する。
【０６２５】
１００ｍＬ三口フラスコに、０．５０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９Ｈ−カルバゾールと、０．４０ｇ（２．０ｍｍｏｌ）の２−ビフェニルボロン酸と、０．１５ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に３０ｍＬのトルエンと、１０ｍＬのエタノールと、２．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した。この混合物に２３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、８０℃で２時間攪拌した。攪拌後、水層をトルエンで抽出し、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮したところ、白色固体を得た。得られた白色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の白色粉末を０．４０ｇ、収率６１％で得た。
【０６２６】
以下に、３−（ビフェニル−２−イル）−９Ｈ−カルバゾールの合成スキーム（Ｅ−１）を示す。
【０６２７】
【化１１９】
2010168345.tif 000126
【０６２８】
［ステップ２］
ＣｚＰＡｏＢの合成例について説明する。
【０６２９】
１００ｍＬ三口フラスコに、０．５１ｇ（１．２ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセンと、０．４０ｇ（１．２ｍｍｏｌ）の３−（ビフェニル−２−イル）−９Ｈ−カルバゾールと、０．２４ｇ（２．５ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを入れた。フラスコ内を窒素置換してから、この混合物へ２０ｍＬのトルエンと、０．２０ｍＬのトリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）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をした。脱気後、この混合物へ、３６ｍｇ（０．０６２ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加えた。この混合物を窒素気流下、１１０℃で２時間攪拌した。攪拌後、この混合物をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製した。得られた淡黄色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を０．４８ｇ、収率６０％で得た。
【０６３０】
得られた淡黄色粉末０．４７ｇ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、減圧下、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２８０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を０．４２ｇ、収率８９％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）であることを確認した。
【０６３１】
以下に、ＣｚＰＡｏＢの合成スキーム（Ｅ−２）を示す。
【０６３２】
【化１２０】
2010168345.tif 000127
【０６３３】
得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲの測定データを示す。１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝７．１４−７．２７（ｍ，６Ｈ），７．３３（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．４５−７．８１（ｍ，２２Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，２Ｈ），８．２１（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ）
【０６３４】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図４５（Ａ）、（Ｂ）に示す。なお、図４５（Ｂ）は、図４５（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０６３５】
また、得られたＣｚＰＡｏＢの大気圧下での熱物性を、高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）により測定したところ、５％重量減少温度は４３９℃であり、良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
【０６３６】
また、ＣｚＰＡｏＢのトルエン溶液の吸収スペクトルを図４６に示す。また、ＣｚＰＡｏＢの薄膜の吸収スペクトルを図４７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、溶液については石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルを差し引いた吸収スペクトルを、図４６および図４７に示した。図４６および図４７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３３５、３５５、３７６、及び３９７ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では２６４、３００、３３７、３５８、３８１及び４０３ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＣｚＰＡｏＢのトルエン溶液（励起波長３７１ｎｍ）の発光スペクトルを図４８に示す。また、ＣｚＰＡｏＢの薄膜（励起波長４０１ｎｍ）の発光スペクトルを図４９に示す。図４８および図４９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２２ｎｍ（励起波長３７１ｎｍ）、薄膜の場合で４４２ｎｍ（励起波長４０１ｎｍ）であった。
【０６３７】
また、薄膜状態のＣｚＰＡｏＢを大気中にて光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、ＨＯＭＯ準位は−５．８４ｅＶであった。さらに、図４７のＣｚＰＡｏＢの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９６ｅＶであった。ＣｚＰＡｏＢのＨＯＭＯ準位の値と、エネルギーギャップから、ＬＵＭＯ準位を見積もったところ−２．８８ｅＶであった。
【０６３８】
また、ＣｚＰＡｏＢの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０６３９】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０６４０】
ＣｚＰＡｏＢの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０．１３Ｖから１．２０Ｖまで変化させた後、１．２０Ｖから０．１３Ｖ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。
【０６４１】
ＣｚＰＡｏＢの還元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−１．１１Ｖから−２．３９Ｖまで変化させた後、−２．３９Ｖから−１．１１Ｖ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。
【０６４２】
図５０にＣｚＰＡｏＢの酸化側のＣＶ測定結果を、図５１に還元側のＣＶ測定結果を示す。図５０及び図５１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（μＡ）を表す。図５０から、＋０．８５Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測された。図５１から、−２．２１Ｖ付近（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流が観測された。
【０６４３】
≪ＣｚＰＡｏＢ合成例２≫
以下では、構造式（４００）で表される３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）の別の合成方法について説明する。
【０６４４】
合成スキームを以下（Ｒ−１）に示す。
【０６４５】
【化１２１】
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【０６４６】
３００ｍＬ三口フラスコに、３．０ｇ（５．２ｍｍｏｌ）の３−ブロモ−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾールと、１．０ｇ（５．２ｍｍｏｌ）の２−ビフェニルボロン酸と、０．４０ｇ（１．３ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールと、５．０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）を加えた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、脱気後にフラスコ内を窒素置換してから、混合物へ５８ｍｇ（０．２６ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えた。この混合物を、窒素気流下８０℃で３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、抽出溶液と有機層とを合わせて飽和食塩水で洗浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮した後、得られた油状物を、約１０ｍＬのトルエンに溶解し、この溶液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を濃縮して得た油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒  ヘキサン：トルエン＝５：１）により精製し、得られた淡黄色油状物をトルエンとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を２．０ｇ、収率６７％で得た。
【０６４７】
得られた淡黄色粉末２．０ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、減圧下で、アルゴンガスを流量４．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２８０℃で淡黄色粉末を加熱した。昇華精製後、目的の化合物の淡黄色固体１．９ｇを収率９３％で得た。
【０６４８】
ＣｚＰＡｏＢの合成例１と同様に、核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である３−（ビフェニル−２−イル）−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：ＣｚＰＡｏＢ）であることを確認した。
【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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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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