(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極の間に、正孔輸送層と電子輸送層を有し、
前記正孔輸送層と前記電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性を有するアントラセン誘導体を有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性を有するアントラセン誘導体を有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物である発光素子であって、
前記陽極と前記正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
陽極と陰極の間に、正孔輸送層と電子輸送層を有し、
前記正孔輸送層と前記電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物である発光素子であって、
前記陽極と前記正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項３】
陽極と陰極の間に、正孔輸送層と電子輸送層を有し、
前記正孔輸送層と前記電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、
前記正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位と前記電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位と前記電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下である発光素子であって、
前記陽極と前記正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項４】
陽極と陰極の間に、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットとが積層され、
前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間には電荷発生層が設けられ、
前記第１の発光ユニットは、
第１の正孔輸送層と第１の電子輸送層を有し、
前記第１の正孔輸送層と前記第１の電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、
前記第２の発光ユニットは、
第２の正孔輸送層と第２の電子輸送層を有し、
前記第２の正孔輸送層と前記第２の電子輸送層との間に、第３の層と第４の層を有し、
前記第３の層は、第３の有機化合物と、第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第４の層は、第４の有機化合物と、第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第３の層は、前記第４の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、同じ有機化合物である発光素子であって、
前記陽極と前記第１の正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
陽極と陰極の間に、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットとが積層され、
前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間には電荷発生層が設けられ、
前記第１の発光ユニットは、
第１の正孔輸送層と第１の電子輸送層を有し、
前記第１の正孔輸送層と前記第１の電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、
前記第２の発光ユニットは、
第２の正孔輸送層と第２の電子輸送層を有し、
前記第２の正孔輸送層と前記第２の電子輸送層との間に、第３の層と第４の層を有し、
前記第３の層は、第３の有機化合物と、第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第４の層は、第４の有機化合物と、第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、
前記第３の層は、前記第４の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、同じ有機化合物である発光素子であって、
前記陽極と前記第１の正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項６】
陽極と陰極の間に、第１の発光ユニットと第２の発光ユニットとが積層され、
前記第１の発光ユニットと前記第２の発光ユニットとの間には電荷発生層が設けられ、
前記第１の発光ユニットは、
第１の正孔輸送層と第１の電子輸送層を有し、
前記第１の正孔輸送層と前記第１の電子輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、
前記第１の層は、第１の有機化合物と、第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第２の層は、第２の有機化合物と、第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第１の層は、前記第２の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、
前記第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位と前記第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記第１の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位と前記第１の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、  前記第２の発光ユニットは、
第２の正孔輸送層と第２の電子輸送層を有し、
前記第２の正孔輸送層と前記第２の電子輸送層との間に、第３の層と第４の層を有し、
前記第３の層は、第３の有機化合物と、第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体を有し、
前記第４の層は、第４の有機化合物と、第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体とを有し、
前記第３の層は、前記第４の層の前記陽極側に接して設けられており、
前記第３の有機化合物と前記第４の有機化合物は、同じ有機化合物であり、
前記第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位と前記第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、
前記第２の正孔輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位と前記第２の電子輸送性を有するアントラセン誘導体の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下である発光素子であって、
前記陽極と前記第１の正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記正孔注入層は、アントラセン誘導体とアクセプター性物質とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子を有する照明装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流励起型の発光素子に関する。また、発光素子を有する発光装置、電子機器
に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用
した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対
の電極間に発光性の物質を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発
光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高
く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として
好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できること
も大きな利点である。また、非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を形成
することにより、面状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤ
に代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照
明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか
、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
【０００６】
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の
電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れ
る。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機
化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメ
カニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
【０００７】
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状
態が可能であり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と
呼ばれている。
【０００８】
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題
が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
【０００９】
例えば、特許文献１では、電極間の有機機能層全体にゲスト物質を分散させることによ
り、電子および正孔の注入再結合発光機会を増加させた発光素子について記載されている
。しかしながら、特許文献１に記載の発光素子は、寿命については記載されていない。
【００１０】
発光性の有機化合物を用いた発光素子は、発光性の無機化合物を用いた発光素子に比べ
、低電圧での駆動が可能であるが、素子の寿命が短いという問題を有しているおり、発光
素子のさらなる長寿命化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−１５８０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記問題に鑑み、本発明は、寿命の長い発光素子を提供することを課題とする。また、
寿命の長い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、発光素子における発光層の実質的な発光領域を、該発光層の中央付近に制御す
ることを要旨としている。すなわち、発光領域を、発光層と正孔輸送層の界面や発光層と
電子輸送層の界面でなく、発光層の中央付近となるように、キャリア輸送特性の異なる層
を組み合わせて発光層を構成するものである。
【００１４】
よって、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有
し、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の
有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電
子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられ
ており、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、第１の電極の
方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加す
ることにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化
合物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１５】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し
、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有
機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道
準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（Ｌ
ＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第２の層は、第２の有機化
合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位
（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭ
Ｏ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であり、第１の層は、第２の層の第１の
電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合
物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２
の電極とに電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層
に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子であ
る。
【００１６】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し
、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有
機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子
輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられて
おり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有
機化合物および電子輸送性の有機化合物は、３環以上６環以下の縮合芳香族化合物であり
、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極と
に電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれ
る第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１７】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し
、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有
機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子
輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられて
おり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有
機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化反応および還元反応に対して可逆的であ
り、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極
とに電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含ま
れる第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１８】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し
、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有
機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子
輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられて
おり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有
機化合物および電子輸送性の有機化合物は、アントラセン誘導体であり、第１の電極の方
が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加する
ことにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合
物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００１９】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、電子輸送層と正孔輸送層を有し
、電子輸送層と正孔輸送層との間に、第１の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有
機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子
輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられて
おり、第１の有機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有
機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．
３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位と電子輸送性の有機化合物
の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電
位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の層
に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が
得られることを特徴とする発光素子である。
【００２０】
上記構成において、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性の有機化
合物の最高被占軌道準位との差が０．１ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低
空軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．１ｅＶ以下であるこ
とがより好ましい。
【００２１】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は
、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合
物は、同じ有機化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように
、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有
機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴
とする発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上
−５．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．
０ｅＶ以下であり、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し
、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５
．０ｅＶ以下であり、最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅ
Ｖ以下であり、第１の層は、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有
機化合物と第２の有機化合物は、同じ有機化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よ
りも電位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第
１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの
発光が得られることを特徴とする発光素子である。
【００２３】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は
、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合
物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は
、３環以上６環以下の縮合芳香族化合物であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位
が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の層に
含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が得
られることを特徴とする発光素子である。
【００２４】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は
、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合
物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は
、酸化反応および還元反応に対して可逆的であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電
位が高くなるように、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の層
に含まれる第１の有機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が
得られることを特徴とする発光素子である。
【００２５】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は
、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合
物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は
、アントラセン誘導体であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように
、第１の電極と第２の電極とに電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有
機化合物と第２の層に含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴
とする発光素子である。
【００２６】
また、本発明の一は、第１の電極と第２の電極の間に、発光層を有し、発光層は、第１
の層と第２の層を有し、第１の層は、第１の有機化合物と、正孔輸送性の有機化合物とを
有し、第２の層は、第２の有機化合物と、電子輸送性の有機化合物とを有し、第１の層は
、第２の層の第１の電極側に接して設けられており、第１の有機化合物と第２の有機化合
物は、同じ有機化合物であり、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性
の有機化合物の最高被占軌道準位との差が０．３ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合
物の最低空軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．３ｅＶ以下
であり、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２の
電極とに電圧を印加することにより、第１の層に含まれる第１の有機化合物と第２の層に
含まれる第２の有機化合物の両方からの発光が得られることを特徴とする発光素子である
。
【００２７】
上記構成において、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位と電子輸送性の有機化
合物の最高被占軌道準位との差が０．１ｅＶ以下であり、正孔輸送性の有機化合物の最低
空軌道準位と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位との差が０．１ｅＶ以下であるこ
とがより好ましい。
【００２８】
また、本発明は、上述した発光素子を有する発光装置も範疇に含めるものである。本明
細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装
置を含む）を含む。また、発光素子が形成されたパネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆ
ｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔ
ｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐ
ａｃｋａｇｅ）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
。
【００２９】
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】
【００３０】
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面
ではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されているため、正孔輸送層や電子輸送層
に発光領域が近接することによる発光素子の劣化が少ない。つまり、発光輝度の経時変化
が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。
【００３１】
また、本発明の発光素子を、発光装置および電子機器に適用することにより、寿命の長
い発光装置および電子機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を説明する図。
【図４】本発明の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の発光装置を説明する図。
【図６】本発明の電子機器を説明する図。
【図７】本発明の電子機器を説明する図。
【図８】本発明の照明装置を説明する図。
【図９】本発明の照明装置を説明する図。
【図１０】実施例の発光素子を説明する図。
【図１１】実施例１で作製した発光素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図１２】実施例１で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１３】実施例１で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１４】実施例１で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１５】実施例１で作製した発光素子の規格化輝度時間変化を示す図。
【図１６】ＤＰＡｎｔｈの酸化反応特性を示す図。
【図１７】ＤＰＡｎｔｈの還元反応特性を示す図。
【図１８】ＣｚＰＡの酸化反応特性を示す図。
【図１９】ＣｚＰＡの還元反応特性を示す図。
【図２０】本発明の発光素子のエネルギー準位を説明する図。
【図２１】実施例３で作製した発光素子の電流効率−輝度特性を示す図。
【図２２】実施例３で作製した発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図２３】実施例３で作製した発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２４】実施例３で作製した発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２５】実施例３で作製した発光素子の規格化輝度時間変化を示す図。
【図２６】Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）の１Ｈ−ＮＭＲを示す図。
【図２７】Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）の１Ｈ−ＮＭＲを示す図。
【図２８】Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）の１３Ｃ−ＮＭＲを示す図。
【図２９】Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）の１Ｈ−ＮＭＲを示す図。
【図３０】Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）の吸収スペクトルを示す図。
【図３１】Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）の発光スペクトルを示す図。
【図３２】Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）のＣＶ測定結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
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。
【００３４】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数
の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う
。
【００３５】
（実施の形態１）
本発明の発光素子の一態様について図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【００３６】
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。本明細書中において、一対の
電極間に設けられた複数の層をまとめて、以下ＥＬ層という。
【００３７】
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第２の電極１０４と、第１の電極
１０２と第２の電極との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。なお、本形
態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０４は陰極として機能するも
のとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０２の方が第２の電極１０４よりも電
位が高くなるように、第１の電極１０２と第２の電極１０４に電圧を印加したときに、発
光が得られるものとして、以下説明をする。
【００３８】
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
、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の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。
【００３９】
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以上が好ましい
。）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい
。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏ
ｘｉｄｅ）、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１〜２
０ｗｔ％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０．１〜１ｗ
ｔ％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。
【００４０】
ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質また
は正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性
（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等から成る層と、本実施の形態で示す発光層
とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（
ホールブロッキング層）、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成す
ることができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。図１では、一例とし
て、第１の電極１０２、正孔輸送層１１２、発光層１１１、電子輸送層１１３、第２の電
極１０４が順に積層した構成を示している。
【００４１】
第１の電極１０２と正孔輸送層１１２との間に正孔注入層を設けてもよい。正孔注入層
は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質としては、モリブデン
酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等
を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン
（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、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
よっても正孔注入層を形成することができる。
【００４２】
また、正孔注入層として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複
合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有
させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶこと
ができる。つまり、第１の電極１０２として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数
の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テ
トラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、
クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また
元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体
的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸
化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも
特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい
。
【００４３】
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。
【００４４】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）−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：ＤＰ
ＡＢ）、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：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。
【００４５】
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。
【００４６】
また、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、他に、４，４’−
ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−
カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−
９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、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。
【００４７】
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）、９，１
０−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−ＢｕＡｎ
ｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）
、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセ
ン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−
テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメ
チル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１
０’−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、１×１０−６
ｃｍ２／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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質と
しては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェ
ニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，
Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、
４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：Ｔ
ＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルア
ミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９
，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ
）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−
６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の
高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含
む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層したものとしてもよ
い。
【００５１】
発光層１１１は、発光性の高い物質を含む層である。本発明の発光素子において、発光
層は、第１の層１２１と第２の層１２２を有する。第１の層１２１は、第１の有機化合物
と正孔輸送性の有機化合物とを有し、第２の層１２２は、第１の有機化合物と電子輸送性
の有機化合物を有する。第１の層は、第２の層の第１の電極側、つまり、陽極側に接して
設けられている。
【００５２】
第１の有機化合物は、発光性の高い物質であり、種々の材料を用いることができる。具
体的には、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル
キナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、（２−｛２−［４−
（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）
プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、｛２−メチル−６−｛２−（２，３，６，７−
テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−
ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、｛２−（１，１−ジメ
チルエチル）−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメ
チル−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−
４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、５，１２−ジフェニルテトラ
セン（略称：ＤＰＴ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニ
ル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４，４’−（２−ｔｅ
ｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイル）ビス｛Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール
−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアニリン｝（略称：ＹＧＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジ
フェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾ
ール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラ
セン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル
−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ
−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−
ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル
］−Ｎ−フェニルスチルベン−４−アミン（略称：ＹＧＡＳ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−
Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）スチルベン−４，４’−ジアミ
ン（略称：ＰＣＡ２Ｓ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略
称：ＤＰＶＢｉ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：Ｔ
ＢＰ）、ペリレン、ルブレン、１，３，６，８−テトラフェニルピレン等を用いることが
できる。
【００５３】
第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送性よりも正孔輸送性の
方が高い物質である。第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は、正孔輸送性
よりも電子輸送性の方が高い物質である。
【００５４】
ここで、図２０に図１で示した本発明の発光素子のバンド図の一例を示す。図２０にお
いて、第１の電極１０２から注入された正孔は、第１の層１２１に注入される。第１の層
１２１に注入された正孔は、第１の層１２１を輸送されるが、さらに第２の層１２２にも
注入される。ここで、第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物は正孔輸送性よ
りも電子輸送性の方が高い物質であるため、第２の層１２２に注入された正孔は移動しに
くくなる。その結果、正孔は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在する
ようになる。また、正孔が電子と再結合することなく電子輸送層１１３にまで達してしま
う現象が抑制される。
【００５５】
一方、第２の電極１０４から注入された電子は、第２の層１２２に注入される。第２の
層１２２に注入された電子は、第２の層１２２を輸送されるが、さらに第１の層１２１に
も注入される。ここで、第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有機化合物は、電子輸送
性よりも正孔輸送性の方が高い物質であるため、第１の層１２１に注入された電子は移動
しにくくなる。その結果、電子は第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近に多く存在
するようになる。また、電子が正孔と再結合することなく正孔輸送層１１２にまで達して
しまう現象が抑制される。
【００５６】
以上のことから、第１の層１２１と第２の層１２２の界面付近の領域１３１に正孔と電
子が多く存在するようになり、その界面付近の領域１３１における再結合確率が高くなる
。すなわち、発光層１１１の中央付近に発光領域が形成される。またその結果、正孔が再
結合することなく電子輸送層１１３に達してしまったり、あるいは電子が再結合すること
なく正孔輸送層１１２に達してしまうことが抑制されるため、再結合確率の低下を防ぐこ
とができる。これにより、経時的なキャリアバランスの低下が防げるため、信頼性の向上
に繋がる。
【００５７】
第１の層１２１に正孔および電子が注入されるようにするためには、正孔輸送性の有機
化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物である必要がある。よって、正孔輸
送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５．０ｅＶ
以下であることが好ましい。また、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ
準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５８】
同様に、第２の層１２２に正孔および電子が注入されるようにするためには、電子輸送
性の有機化合物は酸化反応および還元反応が可能な有機化合物である必要がある。よって
、電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は−６．０ｅＶ以上−５
．０ｅＶ以下であることが好ましい。また、電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（
ＬＵＭＯ準位）は、−３．０ｅＶ以上−２．０ｅＶ以下であることが好ましい。
【００５９】
最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）および最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）の測定方法
としては、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定から算出する方法がある。また、薄
膜状態におけるイオン化ポテンシャルを光電子分光装置により測定し、ＨＯＭＯ準位を算
出することができる。また、その結果と、薄膜状態における吸収スペクトルから求めるこ
とができるエネルギーギャップとからＬＵＭＯ準位を算出することができる。
【００６０】
このように酸化反応および還元反応が可能な有機化合物としては、３環以上６環以下の
縮合芳香族化合物体が挙げられる。具体的には、アントラセン誘導体、フェナントレン誘
導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等が挙げられ
る。例えば、第１の層に用いることのできる正孔輸送性の化合物としては、９，１０−ジ
フェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０
−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：Ｃ
ｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：Ｄ
ＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェ
ニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−
Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カ
ルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジ
フェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタ
フェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミンなどが挙げら
れる。また、第２の層に用いることのできる電子輸送性の化合物としては、９−［４−（
１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）
、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９
Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニ
ル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略
称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略
称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチ
ルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチル
ベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、３，３’，３’’−
（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリピレン（略称：ＴＰＢ３）などが挙げられる。
【００６１】
また、図２０を用いて先に説明した通り、本発明の発光素子においては、第１の層１２
１から第２の層１２２に正孔が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機
化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準
位（ＨＯＭＯ準位）との差は小さい方が好ましい。また、第２の層１２２から第１の層１
２１に電子が注入されるように素子を構成するため、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌
道準位（ＬＵＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）と
の差は小さい方が好ましい。正孔輸送性の有機化合物のＨＯＭＯ準位と電子輸送性の有機
化合物のＨＯＭＯ準位との差が大きいと、発光領域が第１の層もしくは第２の層のどちら
かに偏ってしまう。同様に、正孔輸送性の有機化合物のＬＵＭＯ準位と電子輸送性の有機
化合物のＬＵＭＯ準位との差が大きい場合も、発光領域が第１の層もしくは第２の層のど
ちらかに偏ってしまう。よって、正孔輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ
準位）と電子輸送性の有機化合物の最高被占軌道準位（ＨＯＭＯ準位）との差は、０．３
ｅＶ以下であることが好ましい。より好ましくは、０．１ｅＶであることが望ましい。ま
た、正孔輸送性の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）と電子輸送性の有機化合
物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）との差は、０．３ｅＶ以下であることが好ましい。
より好ましは、０．１ｅＶ以下であることが好ましい。
【００６２】
また、発光素子は電子と正孔が再結合することにより発光が得られるため、発光層１１
１に用いられる有機化合物は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定であることが
好ましい。つまり、有機化合物は酸化反応および還元反応に対して可逆的であることが好
ましい。特に、正孔輸送性の有機化合物および電子輸送性の有機化合物は、酸化反応およ
び還元反応を繰り返しても安定であることが好ましい。酸化反応および還元反応を繰り返
しても安定であるかどうかは、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって、確認
することができる。
【００６３】
具体的には、ＣＶ測定による酸化反応および還元反応を繰り返した際、有機化合物の酸
化反応の酸化ピーク電位（Ｅｐａ）の値や還元反応の還元ピーク電位（Ｅｐｃ）の値の変
化、ピークの形状の変化等を観測することにより、酸化反応および還元反応を繰り返して
も安定であるかどうか確認することができる。酸化反応および還元反応の繰り返し数は多
い方が好ましいが、５０回〜２００回の繰り返しで、概ね安定性を見積もることができる
。このような測定において、発光層１１１に用いる正孔輸送性の有機化合物および電子輸
送性の有機化合物は、酸化ピーク電位の強度および還元ピーク電位の強度の変化が５０％
よりも小さいことが好ましい。より好ましくは、３０％よりも小さいことが好ましい。つ
まり、例えば、酸化ピークが減少しても５０％以上のピークの強度を保っていることが好
ましい。より好ましくは、７０％以上のピークの強度を保っていることが好ましい。また
、酸化ピーク電位および還元ピーク電位の値の変化は、０．０５Ｖ以下であることが好ま
しい。より好ましくは、０．０２Ｖ以下であることが好ましい。
【００６４】
酸化反応および還元反応を繰り返しても安定、つまり、酸化反応および還元反応に対し
て可逆的である有機化合物としては、上述した３環以上６環以下の縮合芳香族化合物のう
ち、特に、アントラセン誘導体が好適である。第１の層１２１に含まれる正孔輸送性の有
機化合物としては、具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔ
ｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］
−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９
−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［
４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン
（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−
アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰ
ＢＡ）等が挙げられる。第２の層１２２に含まれる電子輸送性の有機化合物としては、具
体的には、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾ
ール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アン
トリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３
，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフ
チル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフ
チル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮ
Ｔ）等が挙げられる。これらのアントラセン誘導体は、酸化反応および還元反応を繰り返
しても安定であり好ましい。
【００６５】
第１の層に含まれる発光性の高い物質と第２の層に含まれる発光性の高い物質とを同じ
物質とすることにより、発光層の中央付近で発光させることが可能となる。一方、第１の
層と第２の層とで異なる発光性の高い物質を含む構成とすると、どちらか一方の層でのみ
発光してしまう可能性がある。どちらか一方の層でのみ発光してしまうと、発光層の中央
付近で発光させることが困難となってしまう。また、第１の層と第２の層とで異なる発光
性の高い物質を含む構成とすると、両方の発光性の高い物質が発光してしまい、色純度の
良い発光が得られなくなってしまう。また、発光色が変化してしまう可能性がある。よっ
て、第１の層に含まれる発光性の高い物質と第２の層に含まれる発光性の高い物質とを同
じ物質とすることが好ましい。
【００６６】
発光層である第１の層および第２の層の材料は、上述した観点から、適宜選択し、組み
合わせることが可能である。
【００６７】
電子輸送層１１３は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）
アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）
ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニ
ルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリ
ン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシ
フェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒ
ドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾ
ール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属
錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１
，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−
ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ
−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニ
ル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰ
ｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた
物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よ
りも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わ
ない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層を二層以上積層
したものとしてもよい。
【００６８】
また、電子輸送層１１３と第２の電極１０４との間に、電子注入性の高い物質を含む層
である電子注入層を設けてもよい。電子注入層としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フ
ッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はア
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１０４からの電子注入
が効率良く行われるためより好ましい。
【００６９】
第２の電極１０４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
以下が好ましい。）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いる
ことができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族
に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、および
マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類
金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（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１０４と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の
大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム
−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０４として用いることができる。
【００７０】
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、種々の方法を用いることができ、乾式法、湿
式法のどちらでも用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはス
ピンコート法など用いても構わない。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用い
て形成しても構わない。
【００７１】
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０４
との間に生じた電位差により電流が流れ、ＥＬ層１０３において正孔と電子とが再結合し
、発光するものである。より具体的には、ＥＬ層１０３中の発光層１１１において、第１
の層１２１および第２の層１２２の中央付近に発光領域が形成されるような構成となって
いる。
【００７２】
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０４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１０４のいずれか一方
または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極
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１０４のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ｂ）に
示すように、発光は第２の電極１０４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１０４がいずれも透光性を有する電極である場合、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１０４を通って、基板側および基
板側と逆側の両方から取り出される。
【００７３】
なお第１の電極１０２と第２の電極１０４との間に設けられる層の構成は、上記のもの
には限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、
第１の電極１０２および第２の電極１０４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り、発光層が第１の層１２１と第２の層１２２とを有する構成で
あれば、上記以外のものでもよい。
【００７４】
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、本発明の発光層と
自由に組み合わせて構成すればよい。
【００７５】
図２に示す発光素子は、基板３０１上に、陰極として機能する第２の電極３０４、ＥＬ
層３０３、陽極として機能する第１の電極３０２とが順に積層された構成となっている。
ＥＬ層３０３は、正孔輸送層３１２、発光層３１１、電子輸送層３１３を有し、発光層３
１１は第１の層３２１と第２の層３２２を有する。第１の層３２１は、第２の層３２２よ
りも陽極として機能する第１の電極側に設けられている。
【００７６】
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。また、ＴＦＴに用い
られる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし
、結晶性半導体膜を用いてもよい。
【００７７】
本発明の発光素子は、発光層と正孔輸送層との界面または発光層と電子輸送層との界面
に発光領域が形成されているのではなく、発光層の中央付近に発光領域が形成されている
。よって、正孔輸送層や電子輸送層に発光領域が近接することによる劣化の影響を受ける
ことがない。したがって、劣化が少なく、寿命の長い発光素子を得ることができる。また
、本発明の発光素子の発光層は、酸化反応および還元反応を繰り返しても安定な化合物で
形成されているため、電子と正孔の再結合による発光を繰り返しても劣化しにくい。よっ
て、より長寿命の発光素子を得ることができる。
【００７８】
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。
【００７９】
（実施の形態２）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積
層型素子という）の態様について、図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。発光ユニットと
しては、実施の形態１で示したＥＬ層と同様な構成を用いることができる。つまり、実施
の形態１で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であり、本実施の形
態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
【００８０】
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５
１１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５０
２は実施の形態１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５１
１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１と同様なものを適用することができる。
【００８１】
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１で示した複合材料であり、有機化合物と酸
化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン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。
【００８２】
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。
【００８３】
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電
荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方
の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い
。例えば、第１の電極の方が第２の電極よりも電位が高くなるように、第１の電極と第２
の電極とに電圧を印加した場合には、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に
電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【００８４】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以
上の発光ユニットを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い発
光装置を実現することができる。
【００８５】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体とし
て、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子
において、第１の発光ユニットの発光色と第２の発光ユニットの発光色を補色の関係にな
るようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である
。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり。補色の関係に
ある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また
、３つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１の発光ユニ
ットの発光色が赤色であり、第２の発光ユニットの発光色が緑色であり、第３の発光ユニ
ットの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の発光素子を有する発光装置について説明する。
【００８８】
本実施の形態では、画素部に本発明の発光素子を有する発光装置について図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−
Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソー
ス側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。ま
た、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空
間６０７になっている。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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ＴＦＴ６２
４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路
、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板
上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路
を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成され
ている。ここで、第１の電極６１３に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気
伝導性化合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第１の電極を陽極として用
いる場合には、その中でも、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）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好ましい。例えば、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、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。
【００９５】
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート
法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１〜実施の形態２で
示した発光層を有している。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化
合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）でのいずれを用いてもよ
い。また、ＥＬ層に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いても
よい。
【００９６】
また、第２の電極６１７に用いる材料としては、さまざまな金属、合金、電気伝導性化
合物、およびこれらの混合物を用いることができる。第２の電極を陰極として用いる場合
には、その中でも、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導
性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第
１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアル
カリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）
等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）等が挙げられる
。なお、ＥＬ層６１６で生じた光を第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（酸化インジウム−酸化スズ（Ｉ
ＴＯ）、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）、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（ＩＷＺ
Ｏ）等）との積層を用いることも可能である。
【００９７】
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。
【００９８】
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−Ｒｅｉ
ｎｆｏｒｃｅｄ  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。
【００９９】
以上のようにして、本発明の発光素子を有する発光装置を得ることができる。
【０１００】
本発明の発光装置は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を有する。そのた
め、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１０１】
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ＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている
。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、
基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾
斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９
５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３
の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔
壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。ま
た、パッシブマトリクス型の発光装置においても、寿命の長い本発明の発光素子を含むこ
とによって、寿命の長い発光装置を得ることができる。
【０１０２】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態３に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器に
ついて説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１〜実施の形態２で示した発光素子を
有し、寿命の長い表示部を有する。
【０１０３】
本発明の発光装置を用いて作製された電子機器として、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。
【０１０４】
図６（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部
９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置に
おいて、表示部９１０３は、実施の形態１〜実施の形態２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、寿命が長いという特徴を
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
テレビ装置は寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうるテレ
ビ装置を提供することができる。
【０１０５】
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９２
０６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１〜実施の形
態２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、寿命が長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９２０
３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは寿命が長いという特徴を有している。
つまり、長時間の使用に耐えうるコンピュータを提供することができる。
【０１０６】
図６（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４
０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９
４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の
形態１〜実施の形態２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、寿命が長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も同様の特徴を有するため、この携帯電話は寿命が長いという特徴を
有している。つまり、長時間の使用に耐えうる携帯電話を提供することができる。
【０１０７】
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９５０
３、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９
５０７、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１〜２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、寿命が長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
寿命が長いという特徴を有している。つまり、長時間の使用に耐えうるカメラを提供する
ことができる。
【０１０８】
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。本発明の発光装置を用いることにより、長時間
の使用に耐えうる、寿命の長い表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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９０
４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
。
【０１１１】
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、寿命の長い
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低消費電力であるため、表示装置の薄型化
、低消費電力化も可能となる。
【０１１２】
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長寿命であるため、電
気スタンドも長寿命である。
【０１１３】
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、長寿命であるため、長寿命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。このような場合、両装置は長寿命であ
るので、照明装置やテレビ装置の買い換え回数を減らすことができ、環境への負荷を低減
することができる。
【実施例１】
【０１１４】
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１０を用いて説明する。本実施例
で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
【０１１５】
【化１】
0005564526.tif 000002
【０１１６】
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタ
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。
【０１１７】
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０２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、複合材料を含む層２１０３を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢ
と酸化モリブデン（ＶＩ）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。
【０１１８】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層２１０４を形成した。
【０１１９】
次に、正孔輸送層２１０４上に、発光層２１０５を形成した。まず、正孔輸送層２１０
４上に、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）と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）とを共蒸着することにより、第１の発光層２１
２１を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＤＰＡｎｔｈとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１
：０．０５（＝ＤＰＡｎｔｈ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように調節した。さらに、第１の発光
層２１２１上に、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カ
ルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）と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：ＹＧＡ２
Ｓ）とを共蒸着することにより、第２の発光層２１２２を３０ｎｍの膜厚で形成した。こ
こで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）と
なるように調節した。
【０１２０】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０５上にトリス（８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１
０６を形成した。
【０１２１】
電子輸送層２１０６上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、２０
ｎｍの膜厚の電子注入層２１０７を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、
１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
【０１２２】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように
成膜することにより、第２の電極２１０８を形成し、発光素子１を作製した。
【０１２３】
（比較発光素子２）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法
にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍ
ｍ×２ｍｍとした。
【０１２４】
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、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）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。
【０１２５】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層を形成した。
【０１２６】
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アント
リル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，Ｎ’−ビス［４−（９
Ｈ−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）とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で
形成した。ここで、ＣｚＰＡとＹＧＡ２Ｓとの重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：Ｙ
ＧＡ２Ｓ）となるように調節した。
【０１２７】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にＡｌｑを１０ｎｍの膜厚となるよう
に成膜し、電子輸送層を形成した。
【０１２８】
電子輸送層上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、２０ｎｍの膜
厚の電子注入層を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝
Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
【０１２９】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように
成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子２を作製した。
【０１３０】
発光素子１および比較発光素子２の電流密度−輝度特性を図１１に示す。また、電圧−
輝度特性を図１２に示す。また、輝度−電流効率特性を図１３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１４に示す。また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２
としたときの発光素子１および比較発光素子２の規格化輝度時間変化を図１５に示す。
【０１３１】
比較発光素子２は、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６
、ｙ＝０．１７）であり、青色の発光を示した。また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの
電流効率は３．９ｃｄ／Ａであり、電圧は６．４Ｖ、電流密度は、２５．３ｍＡ／ｃｍ２
であった。また、図１５から、比較発光素子２は、通電開始から９１０時間後では初期輝
度の５６％の輝度を示していた。
【０１３２】
一方、発光素子１は、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１
５、ｙ＝０．１７）であり、青色の発光を示した。また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき
の電流効率は４．０ｃｄ／Ａであり、電圧は７．６Ｖ、電流密度は、２５．５ｍＡ／ｃｍ
２であった。また、図１５から、発光素子１は、通電開始から１０５０時間後でも初期輝
度の６７％の輝度を保っており、長寿命な発光素子であることがわかる。
【０１３３】
よって、本発明を適用することにより、長寿命な発光素子が得られることがわかった。
【実施例２】
【０１３４】
本実施例では、発光素子１の発光層に用いた、９，１０−ジフェニルアントラセン（略
称：ＤＰＡｎｔｈ）と、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９
Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）の酸化反応特性および還元反応特性について、サイ
クリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。また、その測定から、ＤＰＡｎｔ
ｈおよびＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を求めた。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。
【０１３５】
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、カウンター電極とし
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（２０〜２５℃）で行った。
【０１３６】
（参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーの算出）
まず、本実施例２で用いる参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋電極）の真空準位に対するポテンシ
ャルエネルギー（ｅＶ）を算出した。つまり、Ａｇ／Ａｇ＋電極のフェルミ準位を算出し
た。メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位は、標準水素電極に対して＋０．６
１０［Ｖ  ｖｓ．  ＳＨＥ］であることが知られている（参考文献；Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ
Ｒ．Ｇｏｌｄｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．，  Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，  Ｖｏｌ
．１２４，  Ｎｏ．１，８３−９６，  ２００２）。一方、本実施例２で用いる参照電極
を用いて、メタノール中におけるフェロセンの酸化還元電位を求めたところ、＋０．２０
Ｖ［ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋］であった。したがって、本実施例２で用いる参照電極のポテン
シャルエネルギーは、標準水素電極に対して０．４１［ｅＶ］低くなっていることがわか
った。
【０１３７】
ここで、標準水素電極の真空準位からのポテンシャルエネルギーは−４．４４ｅＶであ
ることが知られている（参考文献；大西敏博・小山珠美著、高分子ＥＬ材料（共立出版）
、ｐ．６４−６７）。以上のことから、本実施例２で用いる参照電極の真空準位に対する
ポテンシャルエネルギーは、−４．４４−０．４１＝−４．８５［ｅＶ］であると算出で
きた。
【０１３８】
（測定例１；ＤＰＡｎｔｈ）
本測定例１では、ＤＰＡｎｔｈの酸化反応特性および還元反応特性について、サイクリ
ックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし
、１００サイクルの測定を行った。
【０１３９】
まず、酸化反応特性の測定結果を図１６（Ａ）に示す。なお、酸化反応特性の測定は、参
照電極に対する作用電極の電位を−０．０５から１．２０Ｖまで走査した後、１．２０Ｖ
から−０．０５Ｖまで走査することを１サイクルとした。
【０１４０】
図１６（Ａ）に示すように、酸化ピーク電位Ｅｐａは、１００サイクルさせる前（イニ
シャル）も１００サイクル後も変化せず、０．９３Ｖのままであった。また、酸化ピーク
電位における電流量（酸化ピーク電流Ｉｐａ）は、イニシャルが−１１．９μＡであるの
に対して１００サイクル後が−８．４９μＡであり、１００サイクル後であってもイニシ
ャルの７１％を保っていた。以上のことから、ＤＰＡｎｔｈは酸化反応に対して安定な化
合物であると言える。
【０１４１】
また、図１６（Ｂ）には、図１６（Ａ）におけるイニシャルのグラフを示した。酸化ピ
ーク電位Ｅｐａは先にも述べた通り０．９３Ｖであり、また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０
．８１Ｖと読み取ることができる。したがって、半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位
）は０．８７Ｖと算出できる。このことは、ＤＰＡｎｔｈは０．８７［Ｖ  ｖｓ．Ａｇ／
Ａｇ＋］の電気エネルギーにより酸化されることを示しており、このエネルギーはＨＯＭ
Ｏ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例２で用いる参照電極の真空準位に対
するポテンシャルエネルギーは−４．８５［ｅＶ］であるため、ＤＰＡｎｔｈのＨＯＭＯ
準位は、−４．８５−０．８７＝−５．７２［ｅＶ］であることがわかった。
【０１４２】
次に、還元反応特性の測定結果を図１７（Ａ）に示す。なお、還元反応特性の測定は、
参照電極に対する作用電極の電位を−０．２０から−２．６０Ｖまで走査した後、−２．
６０Ｖから−０．２０Ｖまで走査することを１サイクルとした。
【０１４３】
図１７（Ａ）に示すように、還元ピーク電位Ｅｐｃは、１００サイクルさせる前（イニ
シャル）も１００サイクル後も変化せず、−２．３０Ｖのままであった。また、還元ピー
ク電位における電流量（還元ピーク電流Ｉｐｃ）は、イニシャルが８．３７μＡであるの
に対して１００サイクル後が７．７２μＡであり、１００サイクル後であってもイニシャ
ルの９２％を保っていた。以上のことから、ＤＰＡｎｔｈは還元反応に対して安定な化合
物であると言える。
【０１４４】
また、図１７（Ｂ）には、図１７（Ａ）におけるイニシャルのグラフを示した。還元ピ
ーク電位Ｅｐｃは先にも述べた通り−２．３０Ｖであり、また、酸化ピーク電位Ｅｐａは
−２．２３Ｖと読み取ることができる。したがって、半波電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の
電位）は−２．２７Ｖと算出できる。このことは、ＤＰＡｎｔｈは−２．２７［Ｖ  ｖｓ
．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギー
はＬＵＭＯ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例２で用いる参照電極の真空
準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．８５［ｅＶ］であるため、ＤＰＡｎｔｈ
のＬＵＭＯ準位は、−４．８５−（−２．２７）＝−２．５８［ｅＶ］であることがわか
った。
【０１４５】
（測定例２；ＣｚＰＡ）
本測定例２では、ＣｚＰＡの酸化反応特性および還元反応特性について、サイクリック
ボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。スキャン速度は０．１Ｖ／ｓｅｃとし、１
００サイクルの測定を行った。
【０１４６】
まず、酸化反応特性の測定結果を図１８（Ａ）に示す。なお、酸化反応特性の測定は、
参照電極に対する作用電極の電位を−０．４１から１．２０Ｖまで走査した後、１．２０
Ｖから−０．４１Ｖまで走査することを１サイクルとした。
【０１４７】
図１８（Ａ）に示すように、酸化ピーク電位Ｅｐａは、１００サイクルさせる前（イニ
シャル）も１００サイクル後も変化せず、０．８７Ｖのままであった。また、酸化ピーク
電位における電流量（酸化ピーク電流Ｉｐａ）は、イニシャルが−１２．５μＡであるの
に対して１００サイクル後が−１２．０μＡであり、１００サイクル後であってもイニシ
ャルの９６％を保っていた。以上のことから、ＣｚＰＡは酸化反応に対して安定な化合物
であると言える。
【０１４８】
また、図１８（Ｂ）には、図１８（Ａ）におけるイニシャルのグラフを示した。酸化ピ
ーク電位Ｅｐａは先にも述べた通り０．８７Ｖであり、また、還元ピーク電位Ｅｐｃは０
．７９Ｖと読み取ることができる。したがって、半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位
）は０．８３Ｖと算出できる。このことは、ＣｚＰＡは０．８３［Ｖ  ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ
＋］の電気エネルギーにより酸化されることを示しており、このエネルギーはＨＯＭＯ準
位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例２で用いる参照電極の真空準位に対する
ポテンシャルエネルギーは−４．８５［ｅＶ］であるため、ＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位は、
−４．８５−０．８３＝−５．６８［ｅＶ］であることがわかった。
【０１４９】
次に、還元反応特性の測定結果を図１９（Ａ）に示す。なお、還元反応特性の測定は、
参照電極に対する作用電極の電位を−０．６３から−２．４０Ｖまで走査した後、−２．
４０Ｖから−０．６３Ｖまで走査することを１サイクルとした。
【０１５０】
図１９（Ａ）に示すように、還元ピーク電位Ｅｐｃは、１００サイクルさせる前（イニ
シャル）も１００サイクル後も変化せず、−２．２７Ｖのままであった。また、還元ピー
ク電位における電流量（還元ピーク電流Ｉｐｃ）は、イニシャルが６．１５μＡであるの
に対して１００サイクル後が４．８８μＡであり、１００サイクル後であってもイニシャ
ルの７９％を保っていた。以上のことから、ＣｚＰＡは還元反応に対して安定な化合物で
あると言える。
【０１５１】
また、図１９（Ｂ）には、図１９（Ａ）におけるイニシャルのグラフを示した。還元ピ
ーク電位Ｅｐｃは先にも述べた通り−２．２７Ｖであり、また、酸化ピーク電位Ｅｐａは
−２．１９Ｖと読み取ることができる。したがって、半波電位（ＥｐｃとＥｐａの中間の
電位）は−２．２３Ｖと算出できる。このことは、ＤＰＡｎｔｈは−２．２３［Ｖ  ｖｓ
．Ａｇ／Ａｇ＋］の電気エネルギーにより還元されることを示しており、このエネルギー
はＬＵＭＯ準位に相当する。ここで、上述した通り、本実施例２で用いる参照電極の真空
準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．８５［ｅＶ］であるため、ＤＰＡｎｔｈ
のＬＵＭＯ準位は、−４．８５−（−２．２３）＝−２．６２［ｅＶ］であることがわか
った。
【０１５２】
なお、上述のようにして求めたＤＰＡｎｔｈとＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ
準位の値をまとめると、下記表１のようになる。表１からわかる通り、ＤＰＡｎｔｈとＣ
ｚＰＡのＨＯＭＯ準位の差は０．０４ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位の差は０．０４ｅＶであ
った。すなわち、ＤＰＡｎｔｈとＣｚＰＡのＨＯＭＯ準位間のエネルギー障壁およびＬＵ
ＭＯ準位間のエネルギー障壁は、いずれも０．１ｅＶ以下である。したがって、第１の層
における正孔輸送性の化合物としてＤＰＡｎｔｈを、第２の層における電子輸送性の化合
物としてＣｚＰＡを、それぞれ用いた実施例１の素子構造は、本発明に好適な構造である
。
【表１】
0005564526.tif 000003
【実施例３】
【０１５３】
本実施例では、本発明の発光素子について具体的に図１０を用いて説明する。本実施例
で用いる有機化合物の構造式を以下に示す。
【０１５４】
【化２】
0005564526.tif 000004
【０１５５】
（発光素子３）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタ
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。
【０１５６】
次に、第１の電極２１０２が形成された面が下方となるように、第１の電極２１０２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、複合材料を含む層２１０３を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢ
と酸化モリブデン（ＶＩ）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。
【０１５７】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層２１０４を形成した。
【０１５８】
次に、正孔輸送層２１０４上に、発光層２１０５を形成した。まず、正孔輸送層２１０
４上に、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）とＮ，９−ジフェニ
ル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−
３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより、第１の発光層２１２１を３
０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＤＰＡｎｔｈとＰＣＡＰＡとの重量比は、１：０．０
５（＝ＤＰＡｎｔｈ：ＰＣＡＰＡ）となるように調節した。さらに、第１の発光層２１２
１上に、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾー
ル（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アント
リル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着す
ることにより、第２の発光層２１２２を３０ｎｍの膜厚で形成した。ここで、ＣｚＰＡと
ＰＣＡＰＡとの重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＡＰＡ）となるように調節し
た。
【０１５９】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０５上にトリス（８−キノリノラト
）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１
０６を形成した。
【０１６０】
電子輸送層２１０６上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、２０
ｎｍの膜厚の電子注入層２１０７を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、
１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
【０１６１】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように
成膜することにより、第２の電極２１０８を形成し、発光素子３を作製した。
【０１６２】
（比較発光素子４）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含む酸化インジウム−酸化スズをスパッタリング法
にて成膜し、第１の電極を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍ
ｍ×２ｍｍとした。
【０１６３】
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、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）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。
【０１６４】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層を形成した。
【０１６５】
次に、正孔輸送層上に、発光層を形成した。９−［４−（１０−フェニル−９−アント
リル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）とＮ，９−ジフェニル−Ｎ−
［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミ
ン（略称：ＰＣＡＰＡ）とを共蒸着することにより、発光層を３０ｎｍの膜厚で形成した
。ここで、ＣｚＰＡとＰＣＡＰＡとの重量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：ＰＣＡＰＡ
）となるように調節した。
【０１６６】
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層上にＡｌｑを１０ｎｍの膜厚となるよう
に成膜し、電子輸送層を形成した。
【０１６７】
電子輸送層上に、Ａｌｑとリチウム（Ｌｉ）とを共蒸着することにより、２０ｎｍの膜
厚の電子注入層を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝
Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
【０１６８】
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように
成膜することにより、第２の電極を形成し、比較発光素子４を作製した。
【０１６９】
発光素子３および比較発光素子４の電流密度−輝度特性を図２１に示す。また、電圧−
輝度特性を図２２に示す。また、輝度−電流効率特性を図２３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２４に示す。また、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２
としたときの発光素子３および比較発光素子４の規格化輝度時間変化を図２５に示す。
【０１７０】
比較発光素子４は、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１６
、ｙ＝０．２２）であり、青色の発光を示した。また、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときの
電流効率は４．６ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．０％であった。また、輝度１１０
０ｃｄ／ｍ２のときの電圧は５．６Ｖ、電流密度は２３．７ｍＡ／ｃｍ２であった。また
、図２５から、比較発光素子２は、通電開始から７１０時間後では初期輝度の７２％の輝
度を示していた。
【０１７１】
一方、発光素子３は、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．１
５、ｙ＝０．２０）であり、青色の発光を示した。また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のとき
の電流効率は４．８ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は３．４％であった。電圧は７．０Ｖ
、電流密度は２１．０ｍＡ／ｃｍ２であった。また、図２５から、発光素子３は、通電開
始から１９００時間後でも初期輝度の７３％の輝度を保っていた。また、輝度が初期輝度
の５０％となる半減期を計算により見積もったところ、１３０００時間となり、非常に長
寿命な発光素子であることがわかった。
【０１７２】
よって、本発明を適用することにより、長寿命な発光素子が得られることがわかった。
【実施例４】
【０１７３】
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。
【０１７４】
≪ＰＣＡＰＡの合成例≫
以下では、構造式（１０１）で表されるＮ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェ
ニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰ
Ａ）の合成方法について説明する。
【０１７５】
【化３】
0005564526.tif 000005
【０１７６】
［ステップ１：９−（４−ブロモフェニル）−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＡ
）の合成方法］
（１）９−フェニルアントラセンの合成。
９−ブロモアントラセン５．４ｇ（２１．１ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸２．６ｇ（２
１．１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）（略称：Ｐｄ（ＯＡｃ）２）６０ｍｇ（０．
２１ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）１０ｍＬ（２０ｍｍｏｌ）、トリ
ス（オルトートリル）ホスフィン（略称：Ｐ（ｏ−ｔｏｌｙｌ）３）２６３ｍｇ（０．８
４ｍｍｏｌ）、１，２−ジメトキシエタン（略称：ＤＭＥ）２０ｍＬを２００ｍＬ三口フ
ラスコに入れ、窒素気流下で、８０℃、９時間撹拌した。反応後、析出した固体を吸引ろ
過で回収してから、トルエンに溶かしフロリジル、セライト、アルミナを通してろ過をし
た。ろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。混合物を自然ろ過し
、ろ液を濃縮したところ目的物である９−フェニルアントラセンの淡褐色固体を２１．５
ｇ、収率８５％で得た（合成スキーム（ｂ―１））。
【０１７７】
【化４】
0005564526.tif 000006
【０１７８】
（２）９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成。
９−フェニルアントラセン６．０ｇ（２３．７ｍｍｏｌ）を四塩化炭素８０ｍＬに溶かし
、その反応溶液へ滴下ロートより、臭素３．８０ｇ（２１．１ｍｍｏｌ）を四塩化炭素１
０ｍＬに溶かした溶液を滴下した。滴下終了後、室温で１時間撹拌した。反応後、チオ硫
酸ナトリウム水溶液を加えて撹拌してから、有機層を水酸化ナトリウム水溶液、飽和食塩
水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮しトルエン
に溶かしフロリジル、セライト、アルミナを通してろ過を行なった。ろ液を濃縮し、ジク
ロロメタン、ヘキサンの混合溶液により再結晶を行なったところ、目的物である９−ブロ
モ−１０−フェニルアントラセンの淡黄色固体を７．０ｇ、収率８９％で得た。（合成ス
キーム（ｂ―２））。
【０１７９】
【化５】
0005564526.tif 000007
【０１８０】
（３）９−ヨード−１０−フェニルアントラセンの合成。
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセン３．３３ｇ（１０ｍｍｏｌ）をテトラヒドロフ
ラン（略称：ＴＨＦ）８０ｍＬに溶かし、−７８℃にしてから、その反応溶液へ滴下ロー
トより、ｎ−ブチルリチウム（略称：ｎ−ＢｕＬｉ）（１．６ｍｏｌ／Ｌ  ヘキサン溶液
）７．５ｍＬ（１２．０ｍｍｏｌ）を滴下し、１時間撹拌した。ヨウ素５ｇ（２０．０ｍ
ｍｏｌ）をＴＨＦ２０ｍＬに溶かした溶液を滴下し、−７８℃でさらに２時間撹拌した。
反応後、チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて撹拌してから、有機層をチオ硫酸ナトリウム
水溶液、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。混合物を自然ろ過し、ろ液
を濃縮し、得られた固体をエタノールにより再結晶したところ目的物である９−ヨード−
１０−フェニルアントラセンの淡黄色固体を３．１ｇ、収率８３％で得た（合成スキーム
（ｂ―３））。
【０１８１】
【化６】
0005564526.tif 000008
【０１８２】
（４）９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセン（略称：ＰＡ）の合成
。
９−ヨード−１０−フェニルアントラセン１．０ｇ（２．６３ｍｍｏｌ）、ｐ−ブロモフ
ェニルボロン酸５４２ｍｇ（２．７０ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン
）パラジウム（０）（略称：Ｐｄ（ＰＰｈ３）４）４６ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ）、炭酸
カリウム水溶液（２ｍｏｌ／Ｌ）３ｍＬ（６ｍｍｏｌ）、トルエン１０ｍＬの混合物を８
０℃、９時間撹拌した。反応後、トルエンを加えてからフロリジル、セライト、アルミナ
を通してろ過をした。ろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。混
合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルム、ヘキサンの混合溶液に
より再結晶したところ目的物である９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アント
ラセン（ＰＡ）の淡褐色固体を５６２ｍｇ、収率４５％で得た（合成スキーム（ｂ―４）
）。
【０１８３】
【化７】
0005564526.tif 000009
【０１８４】
［ステップ２：Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）
の合成方法］
（１）３−ブロモ−９−フェニルカルバゾールの合成。
Ｎ−フェニルカルバゾール２４．３ｇ（１００ｍｍｏｌ）を氷酢酸６００ｍＬに溶かし、
Ｎ−ブロモコハク酸イミド１７．８ｇ（１００ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、室温で約１２
時間撹拌した。この氷酢酸溶液を氷水１Ｌに撹拌しながら滴下した。析出した白色固体を
水で３回洗浄した。この固体をジエチルエーテル１５０ｍＬに溶解し、飽和炭酸水素ナト
リウム水溶液、水で洗浄した。この有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた。混合物をろ
過し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣をメタノールにより再結晶したところ、目
的物である３−ブロモ−９−フェニルカルバゾールの白色粉末を２８．４ｇ、収率８８％
で得た（合成スキーム（ｃ―１））。
【０１８５】
【化８】
0005564526.tif 000010
【０１８６】
（２）Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）の合成。
５００ｍＬ三口フラスコに、３−ブロモ−９−フェニルカルバゾール１９ｇ（６０ｍｍｏ
ｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）（略称：Ｐｄ（ｄｂａ）２）３
４０ｍｇ（０．６ｍｍｏｌ）、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン（略称
：ｄｐｐｆ）１．６ｇ（３．０ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム（略称：ｔ−
ＢｕＯＮａ）１３ｇ（１８０ｍｍｏｌ）を入れ、窒素置換してから、脱水キシレン１１０
ｍＬ、アニリン７．０ｇ（７５ｍｍｏｌ）を加え、９０℃で７．５時間加熱撹拌した。反
応終了後、反応溶液に５０℃に温めたトルエンを約５００ｍＬ加え、これをフロリジル、
アルミナ、セライトを通してろ過した。ろ液を濃縮し、得られた固体をヘキサン、酢酸エ
チルの混合溶液により再結晶したところ、目的物であるＮ，９−ジフェニル−９Ｈ−カル
バゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡ）の淡黄色の粉末状固体を１５ｇ、収率７５％で得
た（合成スキーム（ｃ−２））。
【０１８７】
【化９】
0005564526.tif 000011
【０１８８】
得られたＰＣＡの重溶媒にＣＤＣｌ３を用いた際の１Ｈ−ＮＭＲを以下に示す。また、１
Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２６（ａ）に、図２６（ａ）における５．０〜９．０ｐｐｍの
範囲を拡大したチャートを図２６（ｂ）に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ＝６．８４（ｔ、Ｊ＝６．９、１Ｈ）、
６．９７（ｄ、Ｊ＝７．８、２Ｈ）、７．２０−７．６１（ｍ、１３Ｈ）、７．９０（ｓ
、１Ｈ）、８．０４（ｄ、Ｊ＝７．８、１Ｈ）。
【０１８９】
また、得られたＰＣＡの重溶媒にＤＭＳＯを用いた際の１Ｈ−ＮＭＲを以下に示す。また
、１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図２７（ａ）に、図２７（ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．
５ｐｐｍの範囲を拡大したチャートを図２７（ｂ）に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ＝６．７３（ｔ、Ｊ＝７．５、１Ｈ
）、７．０２（ｄ、Ｊ＝８．１、２Ｈ）、７．１６−７．７０（ｍ、１２Ｈ）、７．９５
（ｓ、１Ｈ）、８．０６（ｓ、１Ｈ）、８．１７（ｄ、Ｊ＝７．８、１Ｈ）。
【０１９０】
また、得られたＰＣＡの重溶媒にＤＭＳＯを用いた際の１３Ｃ−ＮＭＲを以下に示す。ま
た、１３Ｃ−ＮＭＲチャートを図２８（ａ）に、図２８（ａ）における１００ｐｐｍ〜１
５０ｐｐｍの範囲を拡大したチャートを図２８（ｂ）に示す。
１３Ｃ−ＮＭＲ（７５．５ＭＨｚ、ＤＭＳＯ−ｄ６）：δ＝１０９．５５、１１０．３０
、１１０．４９、１１４．７１、１１８．２２、１１９．７０、１２０．１４、１２０．
６１、１２２．５８、１２３．３５、１２６．１８、１２６．４８、１２７．３７、１２
９．１５、１３０．１４、１３５．７１、１３６．２７、１３７．１１、１４０．４１、
１４５．６１。
【０１９１】
［ステップ３：Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フ
ェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）の合成方法］
１００ｍＬ三口フラスコに、９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセン
（ＰＡ）４０９ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３
−アミン（略称：ＰＣＡ）３３９ｍｇ（１．０ｍｍｏｌ）、Ｐｄ（ｄｂａ）２６ｍｇ（０
．０１ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム（略称：ｔ−ＢｕＯＮａ）５００ｍｇ
（５．２ｍｏｌ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％  ヘキサン溶液）
（略称：Ｐ（ｔＢｕ）３）０．１ｍＬ、トルエン１０ｍＬを入れ、８０℃で４時間撹拌し
た。反応後、溶液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩水で
洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。混合物を自然ろ過し、濃縮し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（ヘキサン：トルエン＝７：３）により精製し、ジク
ロロメタン、ヘキサンの混合溶液により再結晶したところ目的物の黄色粉末状固体を５３
４ｍｇ、収率８１％で得た（合成スキーム（ｄ―１））。この化合物を、核磁気共鳴法（
ＮＭＲ）によって測定し、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アン
トリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）であること
を確認した。
【０１９２】
【化１０】
0005564526.tif 000012
【０１９３】
この化合物の１Ｈ−ＮＭＲを以下に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２９（ａ）、
（ｂ）に示す。なお、図２９（ｂ）は、図２９（ａ）のチャートの６．５ｐｐｍ〜８．５
ｐｐｍの範囲を拡大したものである。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３）：δ＝８．１１−８．０８（ｍ、２Ｈ）、７
．９１−７．８８（ｍ、２Ｈ）、７．７０−７．６７（ｍ、２Ｈ）、７．６３−７．３０
（ｍ、２８Ｈ）。
【０１９４】
また、ＰＣＡＰＡ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。図３０において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸
は強度（任意単位）を表す。また、図３０において（ａ）は単膜状態における吸収スペク
トルであり、（ｂ）はトルエンに溶解させた状態における吸収スペクトルである。また、
ＰＣＡＰＡの発光スペクトルを図３１に示す。図３１において、横軸は波長（ｎｍ）、縦
軸は強度（任意単位）を表す。また、図３１において（ａ）は単膜状態における発光スペ
クトル（励起波長４０２ｎｍ）であり、（ｂ）はトルエンに溶解させた状態における発光
スペクトル（励起波長３７０ｎｍ）である。図１２から、ＰＣＡＰＡからの発光は、単膜
状態において４８６ｎｍにピークを有し、トルエン溶液中において４７１ｎｍにピークを
有することがわかる。そしてこれらの発光は、青色系の発光色として視認された。このよ
うに、ＰＣＡＰＡは、特に青色系の発光を呈する発光物質として適する物質であることが
分かった。
【０１９５】
また、得られたＰＣＡＰＡを蒸着法によって成膜し、薄膜状態におけるＰＣＡＰＡのイオ
ン化ポテンシャルを、光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−２）を用いて測定したとこ
ろ、５．２９ｅＶであった。この結果からＨＯＭＯ準位は−５．２９ｅＶであることが分
かった。また、薄膜状態におけるＰＣＡＰＡの吸収スペクトルを、紫外可視分光光度計（
日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いて測定し、吸収スペクトル（図３０における（
ａ））の長波長側の吸収端の波長をエネルギーギャップ（２．７４ｅＶ）とし、ＬＵＭＯ
準位を求めたところ、ＬＵＭＯ準位は−２．５５ｅＶであった。
【０１９６】
さらに、得られたＰＣＡＰＡの分解温度Ｔｄを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、Ｔｄは４０２℃以上であ
り、良好な耐熱性を示すことが分かった。
【０１９７】
また、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により、ＰＣＡＰＡの酸化還元反応特性
について調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型
番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０１９８】
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
測定対象であるＰＣＡＰＡ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、カウ
ンター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、Ｒ
Ｅ５非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０〜２５℃）で行っ
た。
【０１９９】
酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−０
．２７Ｖから０．７０Ｖまで変化させた後、０．７０Ｖから−０．２７Ｖ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。
【０２００】
還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電極の電位を−０
．３６Ｖから−２．６０Ｖまで変化させた後、−２．６０Ｖから−０．３６Ｖ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。
【０２０１】
ＰＣＡＰＡの酸化反応特性について調べた結果を図３２（ａ）に示す。また、ＰＣＡＰＡ
の還元反応特性について調べた結果を図３２（ｂ）に示す。図３２（ａ）、（ｂ）におい
て、横軸は参照電極に対する作用電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極とカウンター
電極との間に流れた電流値（１×１０−５Ａ）を表す。
【０２０２】
図３２（ａ）から酸化電位は０．４７Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）であることが分かっ
た。また、図３２（ｂ）から還元電位は−２．２６Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）である
ことが分かった。また、１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化
反応と還元反応のいずれについてもＣＶ曲線のピークが明確に観測された。このことから
、アントラセン誘導体は酸化還元反応、特に酸化反応に対して優れた可逆性を示す物質で
あることが分かった。
【符号の説明】
【０２０３】
１０１    基板
１０２    第１の電極
１０３    ＥＬ層
１０４    第２の電極
１１１    発光層
１１２    正孔輸送層
１１３    電子輸送層
１２１    第１の層
１２２    第２の層
１３１    界面付近の領域
３０１    基板
３０２    第１の電極
３０３    ＥＬ層
３０４    第２の電極
３１１    発光層
３１２    正孔輸送層
３１３    電子輸送層
３２１    第１の層
３２２    第２の層
５０１    第１の電極
５０２    第２の電極
５１１    第１の発光ユニット
５１２    第２の発光ユニット
５１３    電荷発生層
６０１    ソース側駆動回路
６０２    画素部
６０３    ゲート側駆動回路
６０４    封止基板
６０５    シール材
６０７    空間
６０８    配線
６０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０    素子基板
６１１    スイッチング用ＴＦＴ
６１２    電流制御用ＴＦＴ
６１３    第１の電極
６１４    絶縁物
６１６    ＥＬ層
６１７    第２の電極
６１８    発光素子
６２３    Ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４    Ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライト
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    電極
２００１    筐体
２００２    光源
２１０１    ガラス基板
２１０２    第１の電極
２１０３    複合材料を含む層
２１０４    正孔輸送層
２１０５    発光層
２１０６    電子輸送層
２１０７    電子注入層
２１０８    第２の電極
２１２１    第１の発光層
２１２２    第２の発光層
３００１    照明装置
３００２    テレビ装置
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９４０８    アンテナ
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
【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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