(57)【要約】【課題】発光効率の高い発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、該有機化合物の分子量Ｘは４５０以上１５００以下であり、該有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、液体クロマトグラフによる分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される発光素子。例えば、分子量が４８６である有機化合物であればｍ／ｚ＝２４６付近、分子量が５６２である有機化合物であれば、ｍ／ｚ＝３２２付近にプロダクトイオンが検出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、
前記有機化合物の分子量Ｘは４５０以上１５００以下であり、
前記有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、
液体クロマトグラフによる分離後の前記有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項２】
一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、
前記有機化合物の分子量は４８６であり、
前記有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、
液体クロマトグラフによる分離後の前記有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項３】
一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、
前記有機化合物の分子量は５６２であり、
前記有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、
液体クロマトグラフによる分離後の前記有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともｍ／ｚ＝３２２付近にプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項４】
一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、
前記有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、
前記有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、
前記有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格を有し、
液体クロマトグラフによる分離後の前記有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項５】
一対の電極間に有機化合物を含む発光素子であり、
前記有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、
前記有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、
前記有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格を有し、
液体クロマトグラフによる分離後の前記有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析で、少なくともＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
一次イオンにＢｉ３＋＋を用い、前記一次イオンの照射量が８×１０１０ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２以下である飛行時間二次イオン質量分析計で、前記有機化合物を測定した正イオンの定性スペクトルにおいて、少なくともｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオンが検出される発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項において、
正孔注入層、正孔輸送層、及び発光層を有し、
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、又は前記発光層の少なくともいずれか一に前記有機化合物を有する発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の発光素子を発光部に有する発光装置。
【請求項９】
請求項８に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の発光装置を照明部に有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）現象を利用した発光素子に関する。また、該発光素子に用いる有機化合物に関する。また、該発光素子を用いた発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＥＬ現象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物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加することにより、発光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。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【０００４】
そして、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、面状の発光を容易に得ることができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子を形成することができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【０００５】
そのＥＬ現象を利用した発光素子は、発光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別できるが、発光物質に有機化合物を用いる場合、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及び正孔がそれぞれ該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（電子及び正孔）が注入されることにより、該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。
【０００６】
上記のメカニズムから、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。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。
【０００７】
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、物質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物質開発等が行われている（例えば、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｍｅｎｇ−Ｈｕａｎ  Ｈｏ，Ｙａｏ−Ｓｈａｎ  Ｗｕ  ａｎｄ  Ｃｈｉｎ  Ｈ．  Ｃｈｅｎ，  ２００５  ＳＩＤ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｄｉｇｅｓｔ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ，  Ｖｏｌ．ＸＸＸＶＩ．  ｐ８０２−８０５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の一態様では、発光効率の高い発光素子を提供することを目的の一とする。また、消費電力の低い発光装置、電子機器、又は照明装置を提供することを目的の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様の発光素子は、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を含む。該有機化合物は正孔輸送性が高いため、発光素子に用いることで、発光効率が高い発光素子を実現できる。また、駆動電圧の上昇が抑制された発光素子を実現できる。
【００１１】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量Ｘは４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、液体クロマトグラフによる分離（ＬＣ分離とも記す）後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードの液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（略称：ＬＣ／ＭＳ分析））で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００１２】
なお、本明細書中において、ｍ／ｚは、質量電荷比を表す。また、本明細書中において、ポジティブモードとは、ポジティブイオン（正イオン）を検出するモードを表す。また、本明細書中において、プロダクトイオンとは、ＬＣ／ＭＳ分析や飛行時間二次イオン質量分析計（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｉｏｎ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ：ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による分析において、有機化合物（のイオン）を解離させることで生じたイオンを表す。
【００１３】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は４８６であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００１４】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は５６２であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝３２２付近にプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００１５】
ここで、例えば、２４６付近とは、２４３．５以上２４８．５未満の範囲を少なくとも含むものとする。つまり、本明細書中において、Ｎ付近（Ｎは整数）は、（Ｎ−２．５）以上（Ｎ＋２．５）未満の数値を含む。
【００１６】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００１８】
上記各構成では、一次イオンにＢｉ３＋＋を用い、一次イオンの照射量が８×１０１０ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２以下であるＴｏＦ−ＳＩＭＳで、有機化合物を測定した正イオンの定性スペクトルにおいて、少なくともｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオンが検出されることが好ましい。
【００１９】
上記各構成の発光素子は、正孔注入層、正孔輸送層、及び発光層を有し、正孔注入層、正孔輸送層、又は発光層の少なくともいずれか一に有機化合物を有することが好ましい。
【００２０】
また、本発明の一態様は、上記本発明の一態様の発光素子を発光部に有する発光装置である。また、本発明の一態様は、該発光装置を表示部に有する電子機器である。また、本発明の一態様は、該発光装置を照明部に有する照明装置である。
【００２１】
本発明の一態様の発光素子は発光効率が高いため、消費電力の低い発光装置を実現できる。同様に、本発明の一態様を適用することで、消費電力の低い電子機器や照明装置を実現できる。
【００２２】
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム、もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。さらに、照明器具等に用いられる発光装置も含むものとする。
【００２３】
また、本発明の一態様の有機化合物は、分子量Ｘが４５０以上１５００以下であり、吸収端が３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される。
【００２４】
例えば、本発明の一態様の有機化合物は、分子量Ｘが４８６であり、吸収端が３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオンが検出される。また、本発明の一態様の有機化合物は、分子量Ｘが５６２であり、吸収端が３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝３２２付近にプロダクトイオンが検出される。
【００２５】
また、本発明の一態様の有機化合物は、分子量が４５０以上１５００以下であり、吸収端が３８０ｎｍ以上であり、フェニルカルバゾール骨格及びＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される。また、本発明の別の一態様の有機化合物は、分子量が４５０以上１５００以下であり、吸収端が３８０ｎｍ以上であり、フェニルカルバゾール骨格及びＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の該有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される。
【００２６】
上記の各有機化合物において、一次イオンにＢｉ３＋＋を用い、該一次イオンの照射量が８×１０１０ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２以下であるＴｏＦ−ＳＩＭＳで、該有機化合物を測定した正イオンの定性スペクトルにおいて、少なくともｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオンが検出されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様を適用することで、発光効率の高い発光素子を提供できる。また、本発明の一態様を適用することで、消費電力の低い発光装置、電子機器、又は照明装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】発光素子の一例を示す図。
【図２】発光装置の一例を示す図。
【図３】発光装置の一例を示す図。
【図４】電子機器の一例を示す図。
【図５】照明装置の一例を示す図。
【図６】実施例の発光素子を示す図。
【図７】実施例１の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図８】実施例１の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図９】実施例１の発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図１０】実施例１の発光素子の輝度−色度特性を示す図。
【図１１】実施例１の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１２】実施例２の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１３】実施例２の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図１４】実施例２の発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図１５】実施例２の発光素子の輝度−色度特性を示す図。
【図１６】実施例２の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図１７】実施例２の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
【図１８】実施例３の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図１９】実施例３の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２０】実施例３の発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図２１】実施例３の発光素子の輝度−色度特性を示す図。
【図２２】実施例３の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２３】実施例４の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
【図２４】実施例４の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
【図２５】実施例４の発光素子の電圧−電流特性を示す図。
【図２６】実施例４の発光素子の輝度−色度特性を示す図。
【図２７】実施例４の発光素子の発光スペクトルを示す図。
【図２８】構造式（１００）に示す有機化合物の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図２９】構造式（１００）に示す有機化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図３０】構造式（１００）に示す有機化合物のＬＣ／ＭＳ分析の結果を示す図。
【図３１】構造式（１００）に示す有機化合物のＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果を示す図。
【図３２】構造式（１００）に示す有機化合物のＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果を示す図。
【図３３】構造式（１０１）に示す有機化合物の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図３４】構造式（１０１）に示す有機化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図３５】構造式（１０１）に示す有機化合物のＬＣ／ＭＳ分析の結果を示す図。
【図３６】構造式（１０１）に示す有機化合物のＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果を示す図。
【図３７】構造式（１０１）に示す有機化合物のＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果を示す図。
【図３８】構造式（２００）に示す有機化合物のＬＣ／ＭＳ分析の結果を示す図。
【図３９】構造式（１００）、（１０１）、（２００）に示す有機化合物の紫外・可視吸収スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について図１を用いて説明する。
【００３１】
本発明の一態様の発光素子は、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を含む。該有機化合物は正孔輸送性が高いため、発光素子に用いることで、発光効率が高い発光素子を実現できる。また、駆動電圧の上昇が抑制された発光素子を実現できる。
【００３２】
本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量Ｘは４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のいずれかのエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００３３】
本明細書中では、発光素子に含まれる有機化合物に対して、ＬＣ／ＭＳ分析を行うことにより、混合物中の有機化合物の骨格を特定する。本発明の一態様の発光素子に含まれる有機化合物の分子量がＸであるとき、ＬＣ分離後の該有機化合物に対する上述の条件のＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともｍ／ｚ＝（Ｘ−２４０）付近にプロダクトイオンが検出される。本発明の一態様で検出される、このプロダクトイオンは、該有機化合物からフェニルカルバゾール骨格が脱離したカチオンのプロトン付加体に由来し、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【００３４】
後述する実施例５では、分子量が４８６である有機化合物に対してアルゴンガスを６ｅＶのエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、ｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオンが検出された例について説明する。また、実施例５では、分子量が５６２である有機化合物に対してアルゴンガスを６ｅＶのエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、ｍ／ｚ＝３２２付近にプロダクトイオンが検出された例についても説明する。
【００３５】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のいずれかのエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００３６】
また、本発明の一態様は、一対の電極間に有機化合物を有する発光素子であり、有機化合物の分子量は４５０以上１５００以下であり、有機化合物の吸収端は３８０ｎｍ以上であり、有機化合物は、フェニルカルバゾール骨格及びＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格を有し、ＬＣ分離後の有機化合物に対して、アルゴンガスを１ｅＶ以上３０ｅＶ以下のエネルギーで衝突させる、ポジティブモードのＬＣ／ＭＳ分析で、少なくともＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格に由来するｍ／ｚのプロダクトイオンが検出される発光素子である。
【００３７】
本発明の一態様の発光素子で検出される、Ｎ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格やＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格に由来するプロダクトイオンは、該有機化合物からフェニルカルバゾール骨格が脱離したラジカルカチオンに由来し、フェニルカルバゾール骨格と、Ｎ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミン骨格又はＮ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミン骨格と、を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一である。
【００３８】
上記各構成では一次イオンにＢｉ３＋＋を用い、一次イオンの照射量が８×１０１０ｉｏｎｓ／ｃｍ２以上１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２以下であるＴｏＦ−ＳＩＭＳで、有機化合物を測定した正イオンの定性スペクトルにおいて、少なくともｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオンが検出されることが好ましい。
【００３９】
本明細書中では、発光素子に含まれる有機化合物に対して、ＴｏＦ−ＳＩＭＳを用いた分析を行うことにより、混合物中の有機化合物の骨格を特定できる。上述の条件のＴｏＦ−ＳＩＭＳを用いた分析で、本発明の一態様の発光素子に含まれる有機化合物を測定した正イオンの定性スペクトルにおいて、少なくともｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオンが検出される。本発明の一態様でｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンは、フェニルカルバゾール骨格のラジカルカチオンのプロトン付加体に由来し、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【００４０】
≪発光素子の構成例≫
図１（Ａ）に示す発光素子は、第１の電極２０１及び第２の電極２０５の間にＥＬ層２０３を有する。本実施の形態では、第１の電極２０１が陽極として機能し、第２の電極２０５が陰極として機能する。
【００４１】
第１の電極２０１と第２の電極２０５の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層２０３に第１の電極２０１側から正孔が注入され、第２の電極２０５側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層２０３において再結合し、ＥＬ層２０３に含まれる発光物質が発光する。
【００４２】
ＥＬ層２０３は、発光物質を含む発光層を少なくとも有する。ＥＬ層２０３には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいても良い。
【００４３】
ＥＬ層２０３は、発光層以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、又はバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していても良い。
【００４４】
また、ＥＬ層中に発光層を複数設け、それぞれの層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、発光層を二つ有する発光素子において、第１の発光層の発光色と第２の発光層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、発光層を３つ以上有する発光素子の場合でも同様である。
【００４５】
図１（Ｂ）に示す発光素子は、第１の電極２０１及び第２の電極２０５の間にＥＬ層２０３を有し、該ＥＬ層２０３では、正孔注入層３０１、正孔輸送層３０２、発光層３０３、電子輸送層３０４、及び電子注入層３０５が、第１の電極２０１側からこの順に積層されている。
【００４６】
図１（Ｃ）（Ｄ）に示す発光素子のように、第１の電極２０１及び第２の電極２０５の間に複数のＥＬ層が積層されていても良い。この場合、積層されたＥＬ層の間には、中間層２０７を設けることが好ましい。中間層２０７は、電荷発生領域を少なくとも有する。
【００４７】
例えば、図１（Ｃ）に示す発光素子は、第１のＥＬ層２０３ａと第２のＥＬ層２０３ｂとの間に、中間層２０７を有する。また、図１（Ｄ）に示す発光素子は、ＥＬ層をｎ層（ｎは２以上の自然数）有し、各ＥＬ層の間には、中間層２０７を有する。
【００４８】
ＥＬ層２０３（ｍ）とＥＬ層２０３（ｍ＋１）の間に設けられた中間層２０７における電子と正孔の挙動について説明する。第１の電極２０１と第２の電極２０５の間に、発光素子の閾値電圧より高い電圧を印加すると、中間層２０７において正孔と電子が発生し、正孔は第２の電極２０５側に設けられたＥＬ層２０３（ｍ＋１）へ移動し、電子は第１の電極２０１側に設けられたＥＬ層２０３（ｍ）へ移動する。ＥＬ層２０３（ｍ＋１）に注入された正孔は、第２の電極２０５側から注入された電子と再結合し、当該ＥＬ層２０３（ｍ＋１）に含まれる発光物質が発光する。また、ＥＬ層２０３（ｍ）に注入された電子は、第１の電極２０１側から注入された正孔と再結合し、当該ＥＬ層２０３（ｍ）に含まれる発光物質が発光する。よって、中間層２０７において発生した正孔と電子は、それぞれ異なるＥＬ層において発光に至る。
【００４９】
なお、ＥＬ層同士を接して設けることで、両者の間に中間層と同じ構成が形成される場合は、中間層を介さずにＥＬ層同士を接して設けることができる。例えば、ＥＬ層の一方の面に電荷発生領域が形成されている場合、その面に接してＥＬ層を設けることができる。
【００５０】
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、二つのＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。また、３つ以上のＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様である。
【００５１】
≪有機化合物≫
次に、本発明の一態様の発光素子に含まれる、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物について詳述する。該有機化合物は、正孔輸送性が高い。本発明の一態様の発光素子において、該有機化合物は、正孔注入層、正孔輸送層、又は発光層の少なくともいずれか一に含まれる。発光層に含まれる場合、該有機化合物は、発光物質（ゲスト材料）や、ゲスト材料を分散するホスト材料として用いることができる。
【００５２】
本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物としては、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物が挙げられる。
【００５３】
【化１】
2014123721.tif 000003
【００５４】
一般式（Ｇ１）中、Ｒ１は、水素、炭素数１以上６以下のアルキル基、又は置換もしくは無置換のフェニル基を表し、Ｒ２乃至Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、炭素数１以上６以下のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ１は、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表す。
【００５５】
なお、フェニル基、ナフチル基、又はフェナントリル基が置換基を有する場合、該置換基としては、炭素数１以上６以下のアルキル基が挙げられる。置換基を有することにより、より嵩高い構造とすることができるため、好ましい。
【００５６】
一般式（Ｇ１）に示すＲ２乃至Ｒ６において、Ｒ４が水素以外の置換基であり、それ以外が水素である場合（つまり、Ｒ２乃至Ｒ６を有するフェニレン基がパラフェニレン基である場合）、発光素子の駆動電圧が低くなるため、好ましい。また、一般式（Ｇ１）に示すＲ２乃至Ｒ６において、Ｒ２が水素以外の置換基であり、それ以外が水素である場合や、Ｒ３が水素以外の置換基であり、それ以外が水素である場合など（つまり、Ｒ２乃至Ｒ６を有するフェニレン基がメタフェニレン基又はオルトフェニレン基である場合）は、有機化合物のバンドギャップが大きくなり、一重項励起エネルギーの準位（Ｓ１準位）や三重項励起エネルギーの準位（Ｔ１準位）も高くなるため、好ましい。
【００５７】
一般式（Ｇ１）において、Ｒ１としては、水素のほかに、構造式（ｓ−１）乃至（ｓ−５）等が挙げられ、Ｒ２乃至Ｒ６としては、水素のほかに、構造式（ｓ−１）乃至（ｓ−８）等が挙げられ、Ａｒ１としては、水素のほかに、構造式（ｓ−５）乃至（ｓ−８）等が挙げられ、Ａｒ２としては、構造式（ｓ−５）乃至（ｓ−８）等が挙げられる。
【００５８】
【化２】
2014123721.tif 000004
【００５９】
なお、構造式（ｓ−１）乃至（ｓ−４）のようにアルキル基を有する場合、有機化合物のアモルファス性が向上するため好ましい。さらにアルキル基を有することにより、有機化合物の有機溶媒への溶解性が良好となり、精製や溶液調整が容易となるため好ましい。また、構造式（ｓ−５）のようにフェニル基を有する場合、有機化合物のバンドギャップが大きくなり、Ｓ１準位やＴ１準位も高くなるので好ましい。また、構造式（ｓ−５）乃至（ｓ−８）のようにアリール基を有する場合、有機化合物のキャリア輸送性が向上するため好ましい。また、構造式（ｓ−６）乃至（ｓ−８）のように縮合環を有する場合、有機化合物のキャリア輸送性がより向上するため好ましい。
【００６０】
また、本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物としては、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物が挙げられる。
【００６１】
【化３】
2014123721.tif 000005
【００６２】
一般式（Ｇ２）中、Ｒ２乃至Ｒ６は、それぞれ独立に、水素、炭素数１以上６以下のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ１は、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表す。
【００６３】
一般式（Ｇ２）におけるＲ２乃至Ｒ６、Ａｒ１、Ａｒ２の具体例は、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６４】
また、本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物としては、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物が挙げられる。
【００６５】
【化４】
2014123721.tif 000006
【００６６】
一般式（Ｇ３）中、Ａｒ１は、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表す。
【００６７】
一般式（Ｇ３）におけるＡｒ１、Ａｒ２の具体例は、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００６８】
また、本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物としては、一般式（Ｇ４）で表される有機化合物が挙げられる。
【００６９】
【化５】
2014123721.tif 000007
【００７０】
一般式（Ｇ４）中、Ａｒ１は、水素、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、又は置換もしくは無置換のフェナントリル基を表す。
【００７１】
一般式（Ｇ４）におけるＡｒ１、Ａｒ２の具体例は、一般式（Ｇ１）と同様のものが挙げられる。
【００７２】
なお、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）は、炭素数１以上６以下のアルキル基（メチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、シクロヘキシル基など）、フェニル基、又はビフェニル基がさらに１以上結合していても良い。
【００７３】
上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物に対して、ＬＣ／ＭＳ分析を行うことにより、混合物中の有機化合物の骨格を特定できる場合がある。
【００７４】
例えば、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物では、一般式（Ｐ１−１）乃至（Ｐ１−１０）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）の少なくともいずれか一に由来するプロダクトイオンが検出される。特に、一般式（Ｐ１−１）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）由来のプロダクトイオンが検出されやすいと考えられる。
【００７５】
【化６】
2014123721.tif 000008
【００７６】
例えば、上記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物では、一般式（Ｐ２−１）乃至（Ｐ２−１０）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）の少なくともいずれか一に由来するプロダクトイオンが検出される。特に、一般式（Ｐ２−１）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）由来のプロダクトイオンが検出されやすいと考えられる。
【００７７】
【化７】
2014123721.tif 000009
【００７８】
例えば、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物では、一般式（Ｐ３−１）乃至（Ｐ３−１０）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）の少なくともいずれか一に由来するプロダクトイオンが検出される。特に、一般式（Ｐ３−１）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）由来のプロダクトイオンが検出されやすいと考えられる。
【００７９】
【化８】
2014123721.tif 000010
【００８０】
例えば、上記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物では、一般式（Ｐ４−１）乃至（Ｐ４−１０）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）の少なくともいずれか一に由来するプロダクトイオンが検出される。特に、一般式（Ｐ４−１）に示す構造（もしくは該構造と同等のｍ／ｚの値を示す構造）由来のプロダクトイオンが検出されやすいと考えられる。
【００８１】
【化９】
2014123721.tif 000011
【００８２】
上述した有機化合物の具体的な構造式を下記構造式（１００）乃至（１１６）に列挙する。ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
【００８３】
【化１０】
2014123721.tif 000012
【００８４】
【化１１】
2014123721.tif 000013
【００８５】
次に、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物の合成方法の一例について説明する。
【００８６】
一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、合成スキーム（Ａ）に示すように、ハロゲン基（Ｘ１）を有するカルバゾール化合物（ａ１）とジアリールアミン誘導体（ａ２）とをカップリングさせることにより得られる。
【００８７】
【化１２】
2014123721.tif 000014
【００８８】
なお、合成スキーム（Ａ）に示すハロゲン基を有するカルバゾール化合物（ａ１）とジアリールアミン誘導体（ａ２）とのカップリング反応には様々な方法があり、そのいずれを適用しても良いが、ここでは、その一例であるハートウィッグ・ブッフバルト反応を用いる場合について示す。
【００８９】
金属触媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、パラジウム触媒としてはパラジウム錯体とその配位子の混合物を用いることができる。パラジウム錯体としては、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。また配位子としては、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や、１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン（略称：ＤＰＰＦ）等が挙げられる。また、塩基として用いることができる物質としては、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を挙げることができる。また、上記反応は溶液中で行うことが好ましく、用いることができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただし、用いる触媒及びその配位子、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。また上記反応は窒素やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。
【００９０】
以上、合成方法の一例について説明したが、本発明の一態様の発光素子が有する上記の有機化合物は、他のどのような合成方法によって合成されても良い。
【００９１】
≪発光素子の材料≫
以下に、発光素子を形成する層に用いることができる材料を例示する。なお、各層は、単層に限られず、二層以上積層しても良い。
【００９２】
〈陽極〉
陽極として機能する電極（本実施の形態では第１の電極２０１）は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物等を１種又は複数種用いて形成することができる。特に、仕事関数の大きい（４．０ｅＶ以上）材料を用いることが好ましい。例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素もしくは酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、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、グラフェン、金、白金、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン又は金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００９３】
なお、陽極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電性材料を用いることができ、例えば、アルミニウム、銀、アルミニウムを含む合金等も用いることができる。
【００９４】
〈陰極〉
陰極として機能する電極（本実施の形態では第２の電極２０５）は、導電性を有する金属、合金、導電性化合物などを１種又は複数種用いて形成することができる。特に、仕事関数が小さい（３．８ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。例えば、元素周期表の第１族又は第２族に属する元素（例えば、リチウム、セシウム等のアルカリ金属、カルシウム、ストロンチウム等のアルカリ土類金属、マグネシウム等）、これら元素を含む合金（例えば、Ｍｇ−Ａｇ、Ａｌ−Ｌｉ）、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属、これら希土類金属を含む合金、アルミニウム、銀等を用いることができる。
【００９５】
なお、陰極が電荷発生領域と接する場合は、仕事関数の大きさを考慮せずに、様々な導電性材料を用いることができる。例えば、ＩＴＯ、珪素又は酸化珪素を含有したインジウムスズ酸化物等も用いることができる。
【００９６】
電極は、それぞれ、真空蒸着法やスパッタリング法を用いて形成すれば良い。また、銀ペースト等を用いる場合には、塗布法やインクジェット法を用いれば良い。
【００９７】
〈発光層〉
上記の通り、本実施の形態の発光素子は、発光層３０３に発光物質（ゲスト材料）を含む。ゲスト材料としては、蛍光性化合物や燐光性化合物、熱活性化遅延蛍光を示す物質等を用いることができる。また、発光層３０３は、ゲスト材料に加えて他の化合物（ホスト材料など）を含んでいてもよい。
【００９８】
発光層に用いることができる蛍光性化合物としては、例えば、上述の一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物、Ｎ，Ｎ’−ビス〔４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、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）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、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）、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，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、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（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（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−｛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）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−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：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−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：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−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：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
【００９９】
さらに、発光層に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’−ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、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）、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）などが挙げられる。
【０１００】
ゲスト材料は、ホスト材料に分散させて用いるのが好ましい。発光層において、ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制し、発光素子の発光効率を高くすることができる。ホスト材料としては、後述の電子を受け取りやすい化合物や正孔を受け取りやすい化合物を用いることができる。例えば、上述の一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物は、ゲスト材料が、蛍光性化合物や、黄色を含む黄色より長波長の発光を示す燐光性化合物である場合のホスト材料として、好適である。
【０１０１】
なお、ホスト材料（もしくは、発光層に含まれるゲスト材料以外の材料）のＴ１準位は、ゲスト材料のＴ１準位よりも高いことが好ましい。ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位よりも低いと、発光に寄与するゲスト材料の三重項励起エネルギーをホスト材料が消光（クエンチ）してしまい、発光効率の低下を招くためである。
【０１０２】
ここで、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間の移動機構として知られているフェルスター機構（双極子−双極子相互作用）及びデクスター機構（電子交換相互作用）を考慮した上で、ホスト材料の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（より詳細には、最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯におけるスペクトル）との重なりが大きくなることが好ましい。
【０１０３】
しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ねることは困難である。なぜならば、そのようにしてしまうと、ホスト材料の燐光スペクトルは蛍光スペクトルよりも長波長（低エネルギー）側に位置するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１準位を下回ってしまい、上述したクエンチの問題が生じてしまうからである。一方、クエンチの問題を回避するため、ホスト材料のＴ１準位が燐光性化合物のＴ１準位を上回るように設計すると、今度はホスト材料の蛍光スペクトルが短波長（高エネルギー）側にシフトするため、その蛍光スペクトルはゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ならなくなる。したがって、ホスト材料の蛍光スペクトルをゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯における吸収スペクトルと重ね、ホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることは、通常困難である。
【０１０４】
そこで燐光性化合物をゲスト材料として用いる本発明の一態様の発光素子において、発光層は、燐光性化合物とホスト材料（それぞれ、発光層に含まれる第１の物質、第２の物質とみなす）の他に、第３の物質を含み、ホスト材料と第３の物質は励起錯体（エキサイプレックスともいう）を形成する組み合わせであることが好ましい。この場合、発光層におけるキャリア（電子及び正孔）の再結合の際にホスト材料と第３の物質は、励起錯体を形成する。これにより、発光層において、ホスト材料の蛍光スペクトル及び第３の物質の蛍光スペクトルは、より長波長側に位置する励起錯体の発光スペクトルに変換される。そして、励起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが大きくなるように、ホスト材料と第３の物質を選択すれば、一重項励起状態からのエネルギー移動効率を最大限に高めることができる。なお、三重項励起状態に関しても、ホスト材料ではなく励起錯体からのエネルギー移動が生じると考えられる。このような構成を適用した本発明の一態様では、励起錯体の発光スペクトルと燐光性化合物の吸収スペクトルとの重なりを利用したエネルギー移動により、エネルギー移動効率を高めることができるため、外部量子効率の高い発光素子を実現することができる。
【０１０５】
ゲスト材料としては、上述の燐光性化合物等を用いることができる。また、ホスト材料と第３の物質としては、励起錯体を生じる組み合わせであればよいが、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物）と、正孔を受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることが好ましい。
【０１０６】
ホスト材料や第３の物質として用いることができる正孔を受け取りやすい化合物は、例えば、上述の一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物や、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）、芳香族アミン化合物である。
【０１０７】
具体的には、４−フェニル−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：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−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：ＰＣＢＮＢＢ）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、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’−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）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、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−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、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）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）等が挙げられる。
【０１０８】
さらに、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又はα−ＮＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）などの芳香族アミン化合物や、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）などのカルバゾール誘導体が挙げられる。また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物が挙げられる。
【０１０９】
ホスト材料や第３の物質として用いることができる電子を受け取りやすい化合物は、例えば、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族化合物や、キノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール系配位子又はチアゾール系配位子を有する金属錯体などである。
【０１１０】
具体的には、例えば、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）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、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）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、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）、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）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）などのキノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格（ピリミジン骨格やピラジン骨格）を有する複素環化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３，５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、３，３’，５，５’−テトラ［（ｍ−ピリジル）−フェン−３−イル］ビフェニル（略称：ＢＰ４ｍＰｙ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、キノキサリン骨格又はジベンゾキノキサリン骨格を有する複素環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。
【０１１１】
さらに、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）などのキノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体や、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）等の複素芳香族化合物が挙げられる。また、ポリ（２，５−ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）等の高分子化合物が挙げられる。
【０１１２】
ホスト材料や第３の物質に用いることができる材料は、上述した材料に限定されることなく、励起錯体を形成できる組み合わせであり、励起錯体の発光スペクトルが、ゲスト材料の吸収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、ゲスト材料の吸収スペクトルのピークよりも長波長であればよい。
【０１１３】
なお、電子を受け取りやすい化合物と正孔を受け取りやすい化合物でホスト材料と第３の物質を構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを制御することができる。具体的には、ホスト材料：第３の物質＝１：９乃至９：１の範囲が好ましい。
【０１１４】
また、励起錯体は、二層の界面において形成されていても良い。例えば、電子を受け取りやすい化合物を含む層と正孔を受け取りやすい化合物を含む層を積層すれば、その界面近傍では励起錯体が形成されるが、この二層をもって本発明の一態様の発光素子における発光層としても良い。この場合、燐光性化合物は、該界面近傍に添加されていれば良い。また、二層のうち、少なくともいずれか一方、又は双方に添加されていれば良い。
【０１１５】
〈正孔輸送層〉
正孔輸送層３０２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。
【０１１６】
正孔輸送性の高い物質としては、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であればよく、特に、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。
【０１１７】
正孔輸送層３０２には、例えば、上述の一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物など、発光層３０３に用いることができる物質として例示した正孔を受け取りやすい化合物を適用することができる。
【０１１８】
また、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）等の芳香族炭化水素化合物も用いることができる。
【０１１９】
〈電子輸送層〉
電子輸送層３０４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。
【０１２０】
電子輸送性の高い物質としては、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であればよく、特に、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質であることが好ましい。
【０１２１】
電子輸送層３０４には、例えば、発光層３０３に用いることができる物質として例示した電子を受け取りやすい化合物を適用することができる。
【０１２２】
〈正孔注入層〉
正孔注入層３０１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。
【０１２３】
正孔注入性の高い物質としては、例えば、モリブデン酸化物、チタン酸化物、バナジウム酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物、銀酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の金属酸化物等を用いることができる。
【０１２４】
また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。
【０１２５】
また、低分子の有機化合物であるＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＤＰＡＢ、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）、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１等の芳香族アミン化合物を用いることができる。
【０１２６】
また、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物、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）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【０１２７】
また、正孔注入層３０１を、電荷発生領域としても良い。陽極と接する正孔注入層３０１が電荷発生領域であると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を該陽極に用いることができる。電荷発生領域を構成する材料については後述する。
【０１２８】
〈電子注入層〉
電子注入層３０５は、電子注入性の高い物質を含む層である。
【０１２９】
電子注入性の高い物質としては、例えば、リチウム、セシウム、カルシウム、酸化リチウム、炭酸リチウム、炭酸セシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム、フッ化エルビウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属又はこれらの化合物（酸化物、炭酸塩、ハロゲン化物など）を用いることができる。
【０１３０】
また、電子注入層３０５を、電荷発生領域としてもよい。陰極と接する電子注入層３０５が電荷発生領域であると、仕事関数を考慮せずに様々な導電性材料を該陰極に用いることができる。電荷発生領域を構成する材料については後述する。
【０１３１】
〈電荷発生領域〉
電荷発生領域は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていてもよい。
【０１３２】
正孔輸送性の高い有機化合物としては、例えば、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ４）で表される有機化合物など、上述の正孔輸送層に用いることができる材料が挙げられ、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、上述の電子輸送層に用いることができる材料が挙げられる。
【０１３３】
また、電子受容体としては、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。
【０１３４】
また、電子供与体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、又は元素周期表における第２、１３族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、インジウム、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
【０１３５】
なお、上述したＥＬ層２０３及び中間層２０７を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
【０１３６】
本実施の形態で示した発光素子を用いて、パッシブマトリクス型の発光装置や、トランジスタによって発光素子の駆動が制御されたアクティ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、該発光装置を電子機器又は照明装置等に適用することができる。
【０１３７】
以上のように、本発明の一態様の発光素子は、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を含む。該有機化合物は正孔輸送性が高いため、発光素子の低電圧駆動や高効率化が実現できる。また、本発明の一態様の発光素子に含まれる有機化合物に対して、ＬＣ／ＭＳ分析やＴｏＦ−ＳＩＭＳによる分析を行うことにより、該有機化合物の骨格を特定できる。具体的には、該有機化合物に対してＬＣ／ＭＳ分析やＴｏＦ−ＳＩＭＳによる分析を行うことにより、フェニルカルバゾール骨格を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンが検出できる。
【０１３８】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１３９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図２及び図３を用いて説明する。本実施の形態の発光装置は、本発明の一態様の発光素子を有する。該発光素子は、発光効率が高いため、消費電力の低い発光装置を実現できる。
【０１４０】
図２（Ａ）は、本発明の一態様の発光装置を示す平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）を一点鎖線Ａ−Ｂで切断した断面図である。
【０１４１】
本実施の形態の発光装置は、支持基板４０１、封止基板４０５及び封止材４０７に囲まれた空間４１５内に、発光素子４０３を有する。発光素子４０３は、ボトムエミッション構造の発光素子であり、具体的には、支持基板４０１上に可視光を透過する第１の電極４２１を有し、第１の電極４２１上にＥＬ層４２３を有し、ＥＬ層４２３上に可視光を反射する第２の電極４２５を有する。発光素子４０３は実施の形態１で示した本発明の一態様が適用された発光素子である。
【０１４２】
第１の端子４０９ａは、補助配線４１７及び第１の電極４２１と電気的に接続する。第１の電極４２１上には、補助配線４１７と重なる領域に、絶縁層４１９が設けられている。第１の端子４０９ａと第２の電極４２５は、絶縁層４１９によって電気的に絶縁されている。第２の端子４０９ｂは、第２の電極４２５と電気的に接続する。なお、本実施の形態では、補助配線４１７上に第１の電極４２１が形成されている構成を示すが、第１の電極４２１上に補助配線４１７を形成してもよい。
【０１４３】
支持基板４０１と大気との界面に光取り出し構造４１１ａを有することが好ましい。大気と支持基板４０１の界面に光取り出し構造４１１ａを設けることで、全反射の影響で大気に取り出せない光を低減し、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１４４】
また、発光素子４０３と支持基板４０１との界面に光取り出し構造４１１ｂを有することが好ましい。光取り出し構造４１１ｂが凹凸を有する場合、光取り出し構造４１１ｂと第１の電極４２１の間に、平坦化層４１３を設けることが好ましい。これによって、第１の電極４２１を平坦な膜とすることができ、ＥＬ層４２３における第１の電極４２１の凹凸に起因するリーク電流の発生を抑制することができる。また、平坦化層４１３と支持基板４０１との界面に、光取り出し構造４１１ｂを有するため、全反射の影響で大気に取り出せない光を低減し、発光装置の光の取り出し効率を向上させることができる。
【０１４５】
光取り出し構造４１１ａ及び光取り出し構造４１１ｂの材料としては、例えば、樹脂を用いることができる。また、光取り出し構造４１１ａ及び光取り出し構造４１１ｂとして、半球レンズ、マイクロレンズアレイや、凹凸構造が施されたフィルム、光拡散フィルム等を用いることもできる。例えば、支持基板４０１上に上記レンズやフィルムを、支持基板４０１又は該レンズもしくはフィルムと同程度の屈折率を有する接着剤等を用いて接着することで、光取り出し構造４１１ａ及び光取り出し構造４１１ｂを形成することができる。
【０１４６】
平坦化層４１３は、光取り出し構造４１１ｂと接する面よりも、第１の電極４２１と接する面のほうが平坦である。平坦化層４１３の材料としては、透光性を有し、高屈折率であるガラス、液体、樹脂等を用いることができる。
【０１４７】
図３（Ａ）は、本発明の一態様の発光装置を示す平面図であり、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）を一点鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面図であり、図３（Ｃ）は発光部の変形例を示す断面図である。
【０１４８】
本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、支持基板５０１上に、発光部５５１（断面は図３（Ｂ）の発光部５５１ａ又は図３（Ｃ）の発光部５５１ｂである）、駆動回路部５５２（ゲート側駆動回路部）、駆動回路部５５３（ソース側駆動回路部）及び封止材５０７を有する。発光部５５１及び駆動回路部５５２、５５３は、支持基板５０１、封止基板５０５及び封止材５０７で形成された空間５１５に封止されている。
【０１４９】
本発明の一態様の発光素子には、塗り分け方式、カラーフィルタ方式、色変換方式のいずれを適用しても良い。図３（Ｂ）にはカラーフィルタ方式を適用して作製した場合の発光部５５１ａを示し、図３（Ｃ）には塗り分け方式を適用して作製した場合の発光部５５１ｂを示す。
【０１５０】
発光部５５１ａ及び発光部５５１ｂは、それぞれ、スイッチング用のトランジスタ５４１ａと、電流制御用のトランジスタ５４１ｂと、トランジスタ５４１ｂの配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第２の電極５２５とを含む複数の発光ユニットにより形成されている。
【０１５１】
発光部５５１ａが有する発光素子５０３は、ボトムエミッション構造であり、可視光を透過する第１の電極５２１と、ＥＬ層５２３と、第２の電極５２５とで構成されている。また、第１の電極５２１の端部を覆って隔壁５１９が形成されている。
【０１５２】
発光部５５１ｂが有する発光素子５０４は、トップエミッション構造であり、第１の電極５６１と、ＥＬ層５６３と、可視光を透過する第２の電極５６５とで構成されている。また、第１の電極５６１の端部を覆って隔壁５１９が形成されている。ＥＬ層５６３において、少なくとも発光素子によって異なる材料からなる層（例えば発光層）は塗り分けられている。
【０１５３】
支持基板５０１上には、駆動回路部５５２、５５３に外部からの信号（ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き出し配線５１７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ５０９（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）を設ける例を示している。
【０１５４】
駆動回路部５５２、５５３は、トランジスタを複数有する。図３（Ｂ）では、駆動回路部５５２が有するトランジスタのうち、２つのトランジスタ（トランジスタ５４２及びトランジスタ５４３）を示している。
【０１５５】
工程数の増加を防ぐため、引き出し配線５１７は、発光部や駆動回路部に用いる電極や配線と同一の材料、同一の工程で作製することが好ましい。本実施の形態では、引き出し配線５１７を、発光部５５１及び駆動回路部５５２に含まれるトランジスタのソース電極及びドレイン電極と同一の材料、同一の工程で作製した例を示す。
【０１５６】
図３（Ｂ）において、封止材５０７は、引き出し配線５１７上の第１の絶縁層５１１と接している。封止材５０７は金属との密着性が低い場合がある。したがって、封止材５０７は、引き出し配線５１７上に設けられた無機絶縁膜と接することが好ましい。このような構成とすることで、封止性及び密着性が高く、信頼性の高い発光装置を実現することができる。無機絶縁膜としては、金属や半導体の酸化物膜、金属や半導体の窒化物膜、金属や半導体の酸窒化物膜が挙げられ、具体的には、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化チタン膜等が挙げられる。
【０１５７】
また、第１の絶縁層５１１は、トランジスタを構成する半導体への不純物の拡散を抑制する効果を奏する。また、第２の絶縁層５１３は、トランジスタ起因の表面凹凸を低減するために平坦化機能を有する絶縁膜を選択することが好適である。
【０１５８】
本発明の一態様の発光装置に用いるトランジスタの構造、材料は特に限定されない。トップゲート型のトランジスタを用いてもよいし、逆スタガ型などのボトムゲート型のトランジスタを用いてもよい。また、チャネルエッチ型やチャネル保護型としてもよい。また、ｎチャネル型トランジスタを用いても、ｐチャネル型トランジスタを用いてもよい。
【０１５９】
半導体層は、シリコンや、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物等の酸化物半導体を用いて形成することができる。
【０１６０】
図３（Ｂ）に示す封止基板５０５には、発光素子５０３（の発光領域）と重なる位置に、着色層であるカラーフィルタ５３３が設けられており、隔壁５１９と重なる位置に、ブラックマトリクス５３１が設けられている。さらに、カラーフィルタ５３３及びブラックマトリクス５３１を覆うオーバーコート層５３５が設けられている。また、図３（Ｃ）に示す封止基板５０５には、乾燥剤５０６が設けられている。
【０１６１】
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できる。
【０１６２】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様を適用した発光装置を用いた電子機器及び照明装置の一例について、図４及び図５を用いて説明する。
【０１６３】
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の発光装置を有する。また、本実施の形態の照明装置は、発光部（照明部）に本発明の一態様の発光装置を有する。本発明の一態様の発光装置を適用することで、消費電力の低い電子機器や照明装置を実現できる。
【０１６４】
発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器及び照明装置の具体例を図４及び図５に示す。
【０１６５】
図４（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７１０２が組み込まれている。表示部７１０２では、映像を表示することが可能である。本発明の一態様を適用した発光装置は、表示部７１０２に用いることができる。また、ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
【０１６６】
テレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が有する操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。リモコン操作機７１１１が有する操作キーにより、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０２に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１１に、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を設ける構成としてもよい。
【０１６７】
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機やモデムなどを有する構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１６８】
図４（Ｂ）は、コンピュータの一例を示している。コンピュータ７２００は、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、コンピュータは、本発明の一態様の発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製される。
【０１６９】
図４（Ｃ）は、携帯型ゲーム機の一例を示している。携帯型ゲーム機７３００は、筐体７３０１ａ及び筐体７３０１ｂの二つの筐体で構成されており、連結部７３０２により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１ａには表示部７３０３ａが組み込まれ、筐体７３０１ｂには表示部７３０３ｂが組み込まれている。また、図４（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機は、スピーカ部７３０４、記録媒体挿入部７３０５、操作キー７３０６、接続端子７３０７、センサ７３０８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、ＬＥＤランプ、マイクロフォン等を有している。もちろん、携帯型ゲーム機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０３ａ、表示部７３０３ｂの両方、又は一方に本発明の一態様の発光装置を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図４（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型ゲーム機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図４（Ｃ）に示す携帯型ゲーム機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０１７０】
図４（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを有している。なお、携帯電話機７４００は、本発明の一態様の発光装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。
【０１７１】
図４（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１７２】
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの二つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１７３】
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。
【０１７４】
また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１７５】
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１７６】
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１７７】
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト又は近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０１７８】
図４（Ｅ）は、二つ折り可能なタブレット型端末（開いた状態）の一例を示している。タブレット型端末７５００は、筐体７５０１ａ、筐体７５０１ｂ、表示部７５０２ａ、表示部７５０２ｂを有する。筐体７５０１ａと筐体７５０１ｂは、軸部７５０３により接続されており、該軸部７５０３を軸として開閉動作を行うことができる。また、筐体７５０１ａは、電源７５０４、操作キー７５０５、スピーカ７５０６等を有している。なお、タブレット型端末７５００は、本発明の一態様の発光装置を表示部７５０２ａ、表示部７５０２ｂの両方、又は一方に用いることにより作製される。
【０１７９】
表示部７５０２ａや表示部７５０２ｂは、少なくとも一部をタッチパネルの領域とすることができ、表示された操作キーにふれることでデータ入力をすることができる。例えば、表示部７５０２ａの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部７５０２ｂを表示画面として用いることができる。
【０１８０】
図５（Ａ）に示す室内の照明装置７６０１、ロール型の照明装置７６０２、卓上照明装置７６０３、及び面状照明装置７６０４は、それぞれ本発明の一態様の発光装置を用いた照明装置の一例である。本発明の一態様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、厚みが薄いため、壁に取り付けて使用することができる。
【０１８１】
図５（Ｂ）に示す卓上照明装置は、照明部７７０１、支柱７７０３、支持台７７０５等を有する。照明部７７０１には、本発明の一態様の発光装置が用いられている。本発明の一態様では、発光部が曲面を有する照明装置、又はフレキシブルに曲がる照明部を有する照明装置を実現することができる。このように、フレキシブルな発光装置を照明装置に用いることで、照明装置のデザインの自由度が向上するのみでなく、例えば、自動車の天井、ダッシュボード等の曲面を有する場所にも照明装置を設置することが可能となる。
【０１８２】
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できる。
【実施例１】
【０１８３】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図６を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
【０１８４】
【化１３】
2014123721.tif 000015
【０１８５】
以下に本実施例の発光素子１の作製方法を示す。
【０１８６】
（発光素子１）
ガラス基板１１００上に、珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）膜をスパッタリング法にて成膜することで、陽極として機能する第１の電極１１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。
【０１８７】
次に、ガラス基板１１００上に発光素子を形成するための前処理として、ガラス基板１１００表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
【０１８８】
その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置にガラス基板１１００を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、ガラス基板１１００を３０分程度放冷した。
【０１８９】
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形成されたガラス基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、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）を共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０１９０】
次に、正孔注入層１１１１上に、Ｎ−フェニル−Ｎ−（４−フェニルフェニル）−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０１９１】
次に、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）及び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）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ及びＹＧＡ２Ｓの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡ２Ｓ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０１９２】
次に、発光層１１１３上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）を膜厚２０ｎｍとなるように成膜することで、電子輸送層１１１４を形成した。
【０１９３】
その後、電子輸送層１１１４上に、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、さらに、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で蒸着することで、電子注入層１１１５を形成した。
【０１９４】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
【０１９５】
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。
【０１９６】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表１に示す。
【０１９７】
【表１】
2014123721.tif 000016
【０１９８】
発光素子１を大気に曝さないように、窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）。その後、発光素子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。
【０１９９】
発光素子１の電圧−輝度特性を図７に示し、輝度−電流効率特性を図８に示し、電圧−電流特性を図９に示し、輝度−色度特性を図１０に示す。
【０２００】
図７及び図８から、発光素子１は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図９から、発光素子１は、低電圧駆動の素子であることがわかった。また、図１０より、発光素子１は、各輝度でキャリアバランスの良い素子であることがわかった。
【０２０１】
また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの発光素子１の主な初期特性値を表２に示す。
【０２０２】
【表２】
2014123721.tif 000017
【０２０３】
上記結果から、発光素子１は高輝度であり、高い電流効率を示していることがわかる。さらに、色純度に関しては、純度の良い青色発光を示すことがわかった。
【０２０４】
また、発光素子１に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図１１に示す。図１１に示す通り、発光素子１の発光スペクトルは４４５ｎｍ、４７６ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれるＹＧＡ２Ｓの発光に由来していることが示唆される。
【０２０５】
本実施例の結果から、可視域の蛍光を示す発光素子の正孔輸送層にＰＣＡ１ＢＰを好適に用いることができることがわかった。
【実施例２】
【０２０６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図６を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２０７】
【化１４】
2014123721.tif 000018
【０２０８】
以下に本実施例の発光素子２の作製方法を示す。
【０２０９】
（発光素子２）
発光素子１と同様の条件で、ガラス基板１１００上に、第１の電極１１０１、正孔注入層１１１１、及び正孔輸送層１１１２を形成した。ただし、正孔注入層１１１１におけるＮＰＢと酸化モリブデンの比率は、重量比で４：２（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。
【０２１０】
次に、３−フェニル−９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１ＩＩ）、ＰＣＡ１ＢＰ、及びビス｛２−（４−フルオロフェニル）−３，５−ジメチルピラジナト｝（ピコリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）］）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣＯ１１ＩＩ、ＰＣＡ１ＢＰ、及び［Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）］の重量比は、１：０．１５：０．１（＝ＣＯ１１ＩＩ：ＰＣＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）］）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は４０ｎｍとした。
【０２１１】
次に、発光層１１１３上に、Ａｌｑを膜厚１０ｎｍとなるように成膜することで、電子輸送層１１１４を形成した。
【０２１２】
その後、電子輸送層１１１４上に、ＢＰｈｅｎを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し、さらに、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着することで、電子注入層１１１５を形成した。
【０２１３】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子２を作製した。
【０２１４】
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。
【０２１５】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表３に示す。
【０２１６】
【表３】
2014123721.tif 000019
【０２１７】
発光素子２を大気に曝さないように、窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）。その後、発光素子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。
【０２１８】
発光素子２の電圧−輝度特性を図１２に示し、輝度−電流効率特性を図１３に示し、電圧−電流特性を図１４に示し、輝度−色度特性を図１５に示す。
【０２１９】
図１２及び図１３から、発光素子２は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図１４から、発光素子２は、低電圧駆動の素子であることがわかった。また、図１５より、発光素子２は、各輝度でキャリアバランスの良い素子であることがわかった。
【０２２０】
また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの発光素子２の主な初期特性値を表４に示す。
【０２２１】
【表４】
2014123721.tif 000020
【０２２２】
上記結果から、発光素子２は高輝度であり、高い電流効率を示していることがわかる。さらに、色純度に関しては、純度の良い黄色発光を示すことがわかった。
【０２２３】
また、発光素子２に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図１６に示す。図１６に示す通り、発光素子２の発光スペクトルは５５０ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれる［Ｉｒ（ｄｍＦｐｐｒ）２（ｐｉｃ）］の発光に由来していることが示唆される。
【０２２４】
また、発光素子２についての信頼性試験の結果を図１７に示す。信頼性試験は、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子２を駆動させた。その結果、発光素子２の１００時間後の輝度は、初期輝度のおよそ８６％を保っていた。このことから、発光素子２は、高い信頼性を示すことがわかった。
【０２２５】
本実施例の結果から、黄色を含む黄色より長波長の燐光を示す発光素子の正孔輸送層や発光層のホスト材料にＰＣＡ１ＢＰを好適に用いることができることがわかった。
【実施例３】
【０２２６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図６を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２２７】
【化１５】
2014123721.tif 000021
【０２２８】
以下に本実施例の発光素子３の作製方法を示す。
【０２２９】
（発光素子３）
発光素子１と同様の条件で、ガラス基板１１００上に、第１の電極１１０１及び正孔注入層１１１１を形成した。
【０２３０】
次に、正孔注入層１１１１上に、Ｎ，Ｎ−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣｚＢＢＡ１）を１０ｎｍとなるように成膜することで、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２３１】
次に、ＣｚＰＡ及び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）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ及びＹＧＡＰＡの重量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：ＹＧＡＰＡ）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
【０２３２】
次に、発光層１１１３上に、Ａｌｑを膜厚３０ｎｍとなるように成膜することで、電子輸送層１１１４を形成した。
【０２３３】
その後、電子輸送層１１１４上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着することで、電子注入層１１１５を形成した。
【０２３４】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子３を作製した。
【０２３５】
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。
【０２３６】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表５に示す。
【０２３７】
【表５】
2014123721.tif 000022
【０２３８】
発光素子３を大気に曝さないように、窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）。その後、発光素子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。
【０２３９】
発光素子３の電圧−輝度特性を図１８に示し、輝度−電流効率特性を図１９に示し、電圧−電流特性を図２０に示し、輝度−色度特性を図２１に示す。
【０２４０】
図１８及び図１９から、発光素子３は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図２０から、発光素子３は、低電圧駆動の素子であることがわかった。また、図２１より、発光素子３は、各輝度でキャリアバランスの良い素子であることがわかった。
【０２４１】
また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの発光素子３の主な初期特性値を表６に示す。
【０２４２】
【表６】
2014123721.tif 000023
【０２４３】
上記結果から、発光素子３は高輝度であり、高い電流効率を示していることがわかる。さらに、色純度に関しては、純度の良い青色発光を示すことがわかった。
【０２４４】
また、発光素子３に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図２２に示す。図２２に示す通り、発光素子３の発光スペクトルは４５３ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれるＹＧＡＰＡの発光に由来していることが示唆される。
【０２４５】
本実施例の結果から、可視域の蛍光を示す発光素子の正孔輸送層にＰＣｚＢＢＡ１を好適に用いることができることがわかった。
【実施例４】
【０２４６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について図６を用いて説明する。本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、既に示した材料については省略する。
【０２４７】
【化１６】
2014123721.tif 000024
【０２４８】
以下に本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
【０２４９】
（発光素子４）
発光素子１と同様の条件で、ガラス基板１１００上に、第１の電極１１０１及び正孔注入層１１１１を形成した。
【０２５０】
次に、正孔注入層１１１１上に、ＰＣｚＢＢＡ１を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
【０２５１】
次に、Ａｌｑ及びクマリン６を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、Ａｌｑ及びクマリン６の重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：クマリン６）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は４０ｎｍとした。
【０２５２】
次に、発光層１１１３上に、Ａｌｑを膜厚３０ｎｍとなるように成膜することで、電子輸送層１１１４を形成した。
【０２５３】
その後、電子輸送層１１１４上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着することで、電子注入層１１１５を形成した。
【０２５４】
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子４を作製した。
【０２５５】
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。
【０２５６】
以上により得られた本実施例の発光素子の素子構造を表７に示す。
【０２５７】
【表７】
2014123721.tif 000025
【０２５８】
発光素子４を大気に曝さないように、窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理）。その後、発光素子４の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２５９】
発光素子４の電圧−輝度特性を図２３に示し、輝度−電流効率特性を図２４に示し、電圧−電流特性を図２５に示し、輝度−色度特性を図２６に示す。
【０２６０】
図２３及び図２４から、発光素子４は、高効率、低消費電力の素子であることがわかった。また、図２５から、発光素子４は、低電圧駆動の素子であることがわかった。また、図２６より、発光素子４は、各輝度でキャリアバランスの良い素子であることがわかった。
【０２６１】
また、輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの発光素子４の主な初期特性値を表８に示す。
【０２６２】
【表８】
2014123721.tif 000026
【０２６３】
上記結果から、発光素子４は高輝度であり、高い電流効率を示していることがわかる。さらに、色純度に関しては、純度の良い緑色発光を示すことがわかった。
【０２６４】
また、発光素子４に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図２７に示す。図２７に示す通り、発光素子４の発光スペクトルは５１７ｎｍ付近にピークを有しており、発光層１１１３に含まれるクマリン６の発光に由来していることが示唆される。
【０２６５】
本実施例の結果から、可視域の蛍光を示す発光素子の正孔輸送層にＰＣｚＢＢＡ１を好適に用いることができることがわかった。
【実施例５】
【０２６６】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子が有する有機化合物の合成及び特性の測定結果について説明する。
【０２６７】
（合成例１）
下記構造式（１００）に示されるＮ−フェニル−Ｎ−（４−フェニルフェニル）−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）の合成方法について説明する。
【０２６８】
【化１７】
2014123721.tif 000027
【０２６９】
２００ｍＬ三口フラスコへ、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）、４−フェニル−ジフェニルアミンを２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を０．１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２０ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）１．２ｍＬ（０．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０℃で６．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２７０】
反応後、この反応混合液にトルエン４００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通してろ過した。得られたろ液を濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を収量４．４ｇ、収率９１％で得た。以下に合成スキーム（ａ）を示す。
【０２７１】
【化１８】
2014123721.tif 000028
【０２７２】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒  酢酸エチル：ヘキサン＝１：５）は、目的物が０．６５、３−ブロモ−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールが０．７３、４−フェニル−ジフェニルアミンが０．５４であった。
【０２７３】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＰＣＡ１ＢＰであることを確認した。
【０２７４】
得られた物質の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．００−７．１１（ｍ，５Ｈ），７．２１−７．４４（ｍ，１０Ｈ），７．５４−７．７１（ｍ，９Ｈ），８．０６（ｄ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，１Ｈ），８．１７（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，１Ｈ）。
【０２７５】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図２８に示す。なお、図２８（Ｂ）は、図２８（Ａ）における６．００ｐｐｍ乃至９．００ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０２７６】
また、ＰＣＡ１ＢＰのトルエン溶液（０．１２０ｍｍｏｌ／Ｌ）の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図２９（Ａ）に示す。また、ＰＣＡ１ＢＰの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図２９（Ｂ）に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製して測定を行った。吸収スペクトルに関して、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差し引いた吸収スペクトルを示し、薄膜について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示した。トルエン溶液の場合では３２１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、最大発光波長は、４１５ｎｍ（励起波長３２５ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では３２３ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、最大発光波長は４２１ｎｍ（励起波長３１２ｎｍ）であった。
【０２７７】
また、ＰＣＡ１ＢＰのＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行うことにより求めた。ＣＶ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又は６００Ｃ）を用いた。
【０２７８】
また、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２ｍｍｏｌ／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、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。また、測定は室温（２０℃以上２５℃以下）とし、測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。なお、本実施例では、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーを、−４．９４ｅＶであるとした。
【０２７９】
ＣＶ測定で得られる酸化ピーク電位Ｅｐａと還元ピーク電位Ｅｐｃとの中間の電位（半波電位）がＨＯＭＯ準位に相当することから、ＰＣＡ１ＢＰのＨＯＭＯ準位は、−５．３１ｅＶと算出され、さらにＰＣＡ１ＢＰのＬＵＭＯ準位は、−２．１２ｅＶと算出された。従って、ＰＣＡ１ＢＰのバンドギャップ（ΔＥ）は、３．１９ｅＶであることがわかった。
【０２８０】
また、１００サイクル後でも酸化ピークが同様の値となった。酸化状態と中性状態間の酸化還元の繰り返しに良好な特性を示すことがわかった。
【０２８１】
また、ＰＣＡ１ＢＰをＬＣ／ＭＳ分析によって質量（ＭＳ）分析した。
【０２８２】
ＬＣ／ＭＳ分析は、ウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ  ＵＰＬＣ及びウォーターズ社製Ｘｅｖｏ  Ｇ２  Ｔｏｆ  ＭＳを用いて行った。ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ  Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ（略称：ＥＳＩ））によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。以上の条件でイオン化された成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスと衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンと衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は６ｅＶ、３０ｅＶ及び５０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００乃至１２００とした。図３０（Ａ）に、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合の測定結果、図３０（Ｂ）に、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合の測定結果を示す。
【０２８３】
図３０（Ａ）の結果から、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合、ＰＣＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８７付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、ｍ／ｚ＝２４６付近、ｍ／ｚ＝２６２付近にそれぞれプロダクトイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。なお、図示しないが、コリジョンエネルギーが３０ｅＶの場合にも、ＰＣＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、ｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオン由来のピークが検出された。
【０２８４】
ｍ／ｚ＝２４６付近に検出されるプロダクトイオンのピークは、ＰＣＡ１ＢＰからフェニルカルバゾールが脱離したカチオンのプロトン付加体に由来すると考えられ、フェニルカルバゾールを有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【０２８５】
また、ｍ／ｚ＝２４６付近に検出されるプロダクトイオンのピークは、Ｎ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミンのラジカルカチオンに由来するとも考えられ、フェニルカルバゾールと、Ｎ−ビフェニル−Ｎ−フェニルアミンと、を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一であるともいえる。
【０２８６】
また、図３０（Ｂ）の結果から、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合、ＰＣＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８７付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝１６９付近、ｍ／ｚ＝２４３付近、ｍ／ｚ＝２５７付近、ｍ／ｚ＝３３４付近、ｍ／ｚ＝４１０付近にプロダクトイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。
【０２８７】
ｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンは、フェニルカルバゾールの３位のラジカルカチオンのプロトン付加体に由来すると考えられ、フェニルカルバゾールを有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【０２８８】
なお、図３０（Ａ）（Ｂ）に示す結果は、ＰＣＡ１ＢＰに由来する特徴的な結果を示すものであるから、混合物中に含まれるＰＣＡ１ＢＰを同定する上での重要なデータであるといえる。
【０２８９】
また、ＰＣＡ１ＢＰをＴｏＦ−ＳＩＭＳにて測定した定性スペクトル（正イオン及び負イオン）を図３１及び図３２に示す。なお、図３１（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ正イオンの場合であり、図３２（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ負イオンの場合である。図３１（Ａ）、図３２（Ａ）では、横軸が０乃至４５０の範囲のｍ／ｚを表し、縦軸が強度（任意単位）を表す。図３１（Ｂ）、図３２（Ｂ）では、横軸が４５０乃至１２００の範囲のｍ／ｚを表し、縦軸が強度（任意単位）を表す。
【０２９０】
装置は、ＴＯＦ  ＳＩＭＳ５（ＩＯＮ‐ＴＯＦ社製）、一次イオン源はＢｉ３＋＋を用いた。なお、一次イオンはパルス幅７乃至１２ｎｓのパルス状に照射し、その照射量は８．２×１０１０乃至６．７×１０１１ｉｏｎｓ／ｃｍ２（１×１０１２ｉｏｎｓ／ｃｍ２以下）、加速電圧は２５ｅＶ、電流値は０．２ｐＡとした。また、試料はＰＣＡ１ＢＰの粉末を用いて測定した。
【０２９１】
図３１（Ａ）（Ｂ）の結果から、ＰＣＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８６付近にプレカーサーイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝２４３付近にプロダクトイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝４９９付近に付加体由来のピークが、それぞれ複数検出されることがわかった。図３２（Ａ）（Ｂ）の結果から、ＰＣＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８５付近にプレカーサーイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝２６付近、ｍ／ｚ＝４０９付近、ｍ／ｚ＝４７３付近にプロダクトイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝４９７付近に付加体由来のピークがそれぞれ複数検出されることがわかった。なお、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果も、混合物中に含まれるＰＣＡ１ＢＰを同定する上での重要なデータであるといえる。
【０２９２】
上述の通り、フェニルカルバゾールを有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つであるｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンのピークが、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果でも確認できた。
【０２９３】
（合成例２）
下記構造式（１０１）に示されるＮ，Ｎ−ジ（ビフェニル−４−イル）−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミン（略称：ＰＣｚＢＢＡ１）の合成方法について説明する。
【０２９４】
【化１９】
2014123721.tif 000029
【０２９５】
２００ｍＬ三口フラスコへ、３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールを３．７ｇ（１０ｍｍｏｌ）、４，４’−ジフェニルジフェニルアミンを３．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを１．５ｇ（１５ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を０．１ｇ（０．２ｍｍｏｌ）加え、フラスコ内の雰囲気を窒素置換した。この混合物へ、脱水キシレン２５ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）１．２ｍＬ（０．６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、窒素雰囲気下、１１０℃で４．５時間加熱撹拌し、反応させた。
【０２９６】
反応後、この反応混合液にトルエン２００ｍＬを加え、この懸濁液をフロリジール、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を濃縮し、再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末を収量３．７ｇ、収率６６％で得た。以下に合成スキーム（ｂ）を示す。
【０２９７】
【化２０】
2014123721.tif 000030
【０２９８】
シリカゲル薄層クロマトグラフィー（ＴＬＣ）でのＲｆ値（展開溶媒  酢酸エチル：ヘキサン＝１：１０）は、目的物が０．４３、３−ヨード−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾールが０．５９、４，４’−ジフェニルジフェニルアミンが０．１９であった。
【０２９９】
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物であるＰＣｚＢＢＡ１であることを確認した。
【０３００】
得られた物質の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．１４（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ），７．２２−７．４６（ｍ，１１Ｈ），７．５３−７．７３（ｍ，１３Ｈ），８．１５（ｓ，１Ｈ），８．２３（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）。
【０３０１】
また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図３３に示す。なお、図３３（Ｂ）は、図３３（Ａ）における６．００ｐｐｍ乃至９．００ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
【０３０２】
また、ＰＣｚＢＢＡ１のトルエン溶液（０．１２０ｍｍｏｌ／Ｌ）の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図３４（Ａ）に示す。また、ＰＣｚＢＢＡ１の薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図３４（Ｂ）に示す。測定は、合成例１と同様の条件・方法で行った。トルエン溶液の場合では３３０ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、最大発光波長は、４１５ｎｍ（励起波長３３０ｎｍ）であった。また、薄膜の場合では３３５ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、最大発光波長は４４１ｎｍ（励起波長３３５ｎｍ）であった。
【０３０３】
また、ＰＣｚＢＢＡ１のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位について、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行うことにより求めた。合成例１と同様の条件・方法で測定を行ったところ、ＰＣｚＢＢＡ１のＨＯＭＯ準位は、−５．２８ｅＶと算出され、さらにＰＣｚＢＢＡ１のＬＵＭＯ準位は、−２．３０ｅＶと算出された。従って、ＰＣｚＢＢＡ１のバンドギャップ（ΔＥ）は、２．９８ｅＶであることがわかった。また、１００サイクル後でも酸化ピークが同様の値となった。酸化状態と中性状態間の酸化還元の繰り返しに良好な特性を示すことがわかった。
【０３０４】
また、ＰＣｚＢＢＡ１をＬＣ／ＭＳ分析によってＭＳ分析した。
【０３０５】
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＰＣＡ１ＢＰの場合と同じ装置、手法、条件下で行った。図３５（Ａ）に、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合の測定結果、図３５（Ｂ）にコリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合の測定結果を示す。
【０３０６】
図３５（Ａ）の結果から、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合、ＰＣｚＢＢＡ１は、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝５６３付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、ｍ／ｚ＝３２２付近、ｍ／ｚ＝３３８付近にそれぞれプロダクトイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。
【０３０７】
ｍ／ｚ＝３２２付近に検出されるプロダクトイオンは、ＰＣｚＢＢＡ１からフェニルカルバゾールが脱離したカチオンのプロトン付加体に由来すると考えられ、フェニルカルバゾールを有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【０３０８】
また、ｍ／ｚ＝３２２付近に検出されるプロダクトイオンは、Ｎ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミンラジカルカチオンに由来するとも考えられ、フェニルカルバゾールと、Ｎ，Ｎ−ビス−ビフェニルアミンと、を有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一であるともいえる。
【０３０９】
また、図３５（Ｂ）の結果から、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合、ＰＣｚＢＢＡ１は、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝５６３付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝１６９付近、ｍ／ｚ＝３３２付近、ｍ／ｚ＝４１０付近、ｍ／ｚ＝４８５付近にそれぞれプロダクトイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。なお、図３５（Ａ）（Ｂ）に示す結果は、ＰＣｚＢＢＡ１に由来する特徴的な結果を示すものであるから、混合物中に含まれるＰＣｚＢＢＡ１を同定する上での重要なデータであるといえる。
【０３１０】
また、ＰＣｚＢＢＡ１をＴｏＦ−ＳＩＭＳにて測定した定性スペクトル（正イオン及び負イオン）を図３６及び図３７に示す。測定はＰＣＡ１ＢＰの場合と同じ装置、手法、条件下で行った。
【０３１１】
なお、図３６（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ正イオンの場合であり、図３７（Ａ）（Ｂ）は、それぞれ負イオンの場合である。図３６（Ａ）、図３７（Ａ）では、横軸が０乃至４５０の範囲のｍ／ｚを表し、縦軸が強度（任意単位）を表す。図３６（Ｂ）、図３７（Ｂ）では、横軸が４５０乃至１２００の範囲のｍ／ｚを表し、縦軸が強度（任意単位）を表す。
【０３１２】
図３６（Ａ）（Ｂ）の結果から、ＰＣｚＢＢＡ１は、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝５６２付近にプレカーサーイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝１５２付近、ｍ／ｚ＝２４３付近、ｍ／ｚ＝３２０付近、ｍ／ｚ＝４０８付近にプロダクトイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝５７５付近に付加体由来のピークが、それぞれ複数検出されることがわかった。図３７（Ａ）（Ｂ）の結果から、ＰＣｚＢＢＡ１は、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝５６１付近にプレカーサーイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝２６付近、ｍ／ｚ＝４８５付近、ｍ／ｚ＝５４９付近にプロダクトイオン由来のピークが、ｍ／ｚ＝５７３付近に付加体由来のピークが、それぞれ複数検出されることがわかった。なお、ＴｏＦ−ＳＩＭＳによる測定結果も、混合物中に含まれるＰＣｚＢＢＡ１を同定する上での重要なデータであるといえる。
【０３１３】
ｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンは、フェニルカルバゾールの３位のラジカルカチオンのプロトン付加体に由来すると考えられ、フェニルカルバゾールを有する有機化合物を示す特徴的なプロダクトイオンの一つである。
【０３１４】
（比較例）
下記構造式（２００）に示されるＮ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）をＬＣ／ＭＳ分析によってＭＳ分析した。ＹＧＡ１ＢＰは、合成例１で示したＰＣＡ１ＢＰの異性体である。
【０３１５】
【化２１】
2014123721.tif 000031
【０３１６】
ＬＣ／ＭＳ分析は、ＰＣＡ１ＢＰの場合と同じ装置、手法、条件下で行った。図３８（Ａ）に、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合の測定結果、図３８（Ｂ）にコリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合の測定結果を示す。
【０３１７】
図３８（Ａ）の結果から、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合、ＹＧＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８７付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、ｍ／ｚ＝２４６付近にプロダクトイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。
【０３１８】
また、図３８（Ｂ）の結果から、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合、ＹＧＡ１ＢＰは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝４８７付近にプレカーサーイオン由来のピークが複数検出されることがわかった。また、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝１６６付近、ｍ／ｚ＝２４３付近、ｍ／ｚ＝３１９付近、ｍ／ｚ＝３３４付近、ｍ／ｚ＝４１０付近にそれぞれ複数のプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図３８（Ａ）（Ｂ）に示す結果は、ＹＧＡ１ＢＰに由来する特徴的な結果を示すものであるから、混合物中に含まれるＹＧＡ１ＢＰを同定する上での重要なデータであるといえる。
【０３１９】
本比較例の結果（図３８）と合成例１（図３０）での結果とを比較することで、ＹＧＡ１ＢＰは、異性体であり、置換基の構成が同じ（カルバゾールとＮ−フェニル−Ｎフェニルアミン）であるＰＣＡ１ＢＰとは異なる強度比を示すことがわかった。
【０３２０】
特に、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合、ＹＧＡ１ＢＰは、ｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンのピーク強度がＰＣＡ１ＢＰに比べて高く、プレカーサーイオン由来のピーク強度の１／４以上の強度を示した。一方、ＰＣＡ１ＢＰや、合成例２（図３５）に示したＰＣｚＢＢＡ１では、ｍ／ｚ＝２４３付近にほとんどピークが検出されなかった。このことから、ｍ／ｚ＝２４３付近に検出されるプロダクトイオンのピークは、ＹＧＡ１ＢＰに含まれる（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル基由来であると考えられる。この結果から、ＬＣ／ＭＳ分析は、カルバゾール骨格の置換位置が異なる同素体の区別に有用であると考えられる。
【０３２１】
また、合成例１、２及び比較例にて示したＰＣＡ１ＢＰ、ＰＣｚＢＢＡ１、及びＹＧＡ１ＢＰの吸収スペクトルにおける吸収端をそれぞれ求めた結果を図３９に示す。ここでは、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ  ＵＰＬＣにより行った。ＬＣ分離で用いたカラムはＡｃｑｕｉｔｙ  ＵＰＬＣ  ＢＥＨＣ８（２．１×１００ｍｍ  １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃度のＰＣＡ１ＢＰ、ＰＣｚＢＢＡ１、又はＹＧＡ１ＢＰをトルエンに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０μＬとした。
【０３２２】
ＬＣ分離には移動相の組成を変化させるグラジエント法を用い、測定開始直後は移動相Ａ：移動相Ｂ＝６５：２５、その後組成を変化させ、測定開始後１０分における移動相Ａと移動相Ｂとの比が移動相Ａ：移動相Ｂ＝９５：５となるようにした。組成の変化はリニアに変化させた。
【０３２３】
図３９より、ＰＣＡ１ＢＰ及びＰＣｚＢＢＡ１は、ＹＧＡ１ＢＰに比べて吸収端が長波長側にあることがわかった。具体的には、ＰＣＡ１ＢＰ及びＰＣｚＢＢＡ１の吸収端が３８０ｎｍ以上（３．３ｅＶ以下）であることがわかった。これは、カルバゾール−３−アミン骨格の特徴の一つといえる。このことから、ＰＣＡ１ＢＰ及びＰＣｚＢＢＡ１は、ＹＧＡ１ＢＰに比べてＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ間のバンドギャップが狭く、励起エネルギーが低いことがわかる。そのため、３８０ｎｍ乃至４２０ｎｍ付近の波長の発光を示す発光物質からＰＣＡ１ＢＰやＰＣｚＢＢＡ１へのエネルギー移動において優位であるといえる。また、それぞれの吸収スペクトルの最も長波長側のピークは３００ｎｍ以上であることがわかった。
【符号の説明】
【０３２４】
２０１    第１の電極
２０３    ＥＬ層
２０３ａ    第１のＥＬ層
２０３ｂ    第２のＥＬ層
２０５    第２の電極
２０７    中間層
３０１    正孔注入層
３０２    正孔輸送層
３０３    発光層
３０４    電子輸送層
３０５    電子注入層
４０１    支持基板
４０３    発光素子
４０５    封止基板
４０７    封止材
４０９ａ    第１の端子
４０９ｂ    第２の端子
４１１ａ    光取り出し構造
４１１ｂ    光取り出し構造
４１３    平坦化層
４１５    空間
４１７    補助配線
４１９    絶縁層
４２１    第１の電極
４２３    ＥＬ層
４２５    第２の電極
５０１    支持基板
５０３    発光素子
５０４    発光素子
５０５    封止基板
５０６    乾燥剤
５０７    封止材
５０９    ＦＰＣ
５１１    第１の絶縁層
５１３    第２の絶縁層
５１５    空間
５１７    配線
５１９    隔壁
５２１    第１の電極
５２３    ＥＬ層
５２５    第２の電極
５３１    ブラックマトリクス
５３３    カラーフィルタ
５３５    オーバーコート層
５４１ａ    トランジスタ
５４１ｂ    トランジスタ
５４２    トランジスタ
５４３    トランジスタ
５５１    発光部
５５１ａ    発光部
５５１ｂ    発光部
５５２    駆動回路部
５５３    駆動回路部
５６１    第１の電極
５６３    ＥＬ層
５６５    第２の電極
１１００    ガラス基板
１１０１    第１の電極
１１０３    第２の電極
１１１１    正孔注入層
１１１２    正孔輸送層
１１１３    発光層
１１１４    電子輸送層
１１１５    電子注入層
７１００    テレビジョン装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    スタンド
７１１１    リモコン操作機
７２００    コンピュータ
７２０１    本体
７２０２    筐体
７２０３    表示部
７２０４    キーボード
７２０５    外部接続ポート
７２０６    ポインティングデバイス
７３００    携帯型ゲーム機
７３０１ａ    筐体
７３０１ｂ    筐体
７３０２    連結部
７３０３ａ    表示部
７３０３ｂ    表示部
７３０４    スピーカ部
７３０５    記録媒体挿入部
７３０６    操作キー
７３０７    接続端子
７３０８    センサ
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７５００    タブレット型端末
７５０１ａ    筐体
７５０１ｂ    筐体
７５０２ａ    表示部
７５０２ｂ    表示部
７５０３    軸部
７５０４    電源
７５０５    操作キー
７５０６    スピーカ
７６０１    照明装置
７６０２    照明装置
７６０３    卓上照明装置
７６０４    面状照明装置
７７０１    照明部
７７０３    支柱
７７０５    支持台
【図１】
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【図２】
2014123721.tif 000033
【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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