(57)【要約】【課題】発光素子の輸送層やホスト材料、発光材料として用いることが可能な新規化合物を用いた発光素子を提供すること。【解決手段】ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、ｍ／ｚが７７２であるイオンが検出され、該イオンをアルゴンガスに３０ｅＶ以上１００ｅＶ以下のエネルギーで衝突させることで、少なくともｍ／ｚが３４９であるイオンと、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子。【選択図】図４６
2014116595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、前記ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、
ｍ／ｚが７７２であるイオンが検出され、
前記ｍ／ｚが７７２であるイオンをアルゴンガスに衝突させることで、少なくとも
ｍ／ｚが３４９であるイオンと、
ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子。
【請求項２】
請求項１において、
前記ｍ／ｚが３４９であるイオンと前記ｍ／ｚが４２５であるイオンは、
前記ｍ／ｚが７７２であるイオンのプロダクトイオンである発光素子。
【請求項３】
ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、前記ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、少なくとも
カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物である、ｍ／ｚが３４９であるイオンと、
カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびベンゼン環が結合した化合物である、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子。
【請求項４】
ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、前記ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、
組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンが検出され、
液体クロマトグラフによって分離された、前記組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンに対して、質量分析により解析すると、少なくとも
組成式がＣ２４Ｈ１２〜１６ＮＳであるイオンと、
組成式がＣ３０Ｈ１７〜２１ＮＳであるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子。
【請求項５】
ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、少なくとも
Ｃ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２に相当する分子量と、
Ｃ３０Ｈ１７〜２１ＮＳに相当する分子量と、
Ｃ２４Ｈ１２〜１６ＮＳに相当する分子量と、のいずれか一以上が検出される化合物を含む発光素子。
【請求項６】
請求項５または請求項７において、
前記化合物の分子構造には、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が含まれる発光素子。
【請求項７】
ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、前記ＥＬ層は、
下記一般式（Ｇ１）で表される化合物を含み、
前記ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、前記下記一般式（Ｇ１）で表される化合物のイオンをアルゴンガスに衝突させることで、少なくとも
下記一般式（Ｇ２）で表される化合物のイオン、
もしくは下記一般式（Ｇ３）で表される化合物のイオン、
または前記下記一般式（Ｇ２）で表される化合物のイオンおよび前記下記一般式（Ｇ３）で表される化合物のイオンの両方が検出される発光素子。
【化１】
2014116595.tif 000036
（但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はビフェニルジイル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【化２】
2014116595.tif 000037
（但し、一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【化３】
2014116595.tif 000038
（但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニル基又はビフェニル基を表し、Ｒ８乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【請求項８】
請求項１乃至請求項７に記載の発光素子を用いた発光装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項７に記載の発光素子を用いた照明装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項７に記載の発光素子を用いた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。また該発光素子を用いた発光装置、照明装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのメリットから、次世代の照明装置や発光装置として有機化合物を発光物質とする発光素子（有機ＥＬ素子）を用いた発光装置の開発が加速している。
【０００３】
有機ＥＬ素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光の波長はその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な波長すなわち様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。
【０００４】
ディスプレイなど、画像を表示することを念頭においた発光装置の場合、フルカラーの映像を再現するためには、少なくとも赤、緑、青の３色の光を得ることが必要になる。また、照明装置として用いる場合は、高い演色性を得るために、可視光領域の波長成分を満遍なく有する光を得ることが理想的であり、現実的には、異なる波長の光を２種類以上合成することによって得られる光が照明用途として用いられることが多い。なお、赤と緑と青の３色の光を合成することによって、高い演色性を有する白色光を得ることができることが知られている。
【０００５】
発光物質が発する光は、その物質固有のものであることを先に述べた。しかし、寿命や消費電力、そして発光効率まで、発光素子としての重要な性能は、発光を呈する物質のみに依存する訳ではなく、発光層以外の層や、素子構造、そして、発光中心物質とホスト材料との性質や相性、キャリアバランスなども大きく影響する。このような理由により、様々な分子構造を有する発光素子用材料が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、発光素子（有機ＥＬ素子）を用いた発光装置、照明装置等の商品化が進むに従い、さらなる低消費電力化および信頼性の向上が要求されるようになっている。それに伴いより良好な特性を有する発光素子、たとえばより長寿命、より高効率、より低駆動電圧である発光素子の開発が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１５９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明の一態様では、良好な特性を有する発光素子を提供することを課題の一とする。また、該発光素子を用いた発光装置、照明装置および電子機器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】
【０００９】
本発明の一態様は、ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、ｍ／ｚが７７２であるイオンが検出され、ｍ／ｚが７７２であるイオンをアルゴンガスに衝突させることで、少なくともｍ／ｚが３４９であるイオンと、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子である。
【００１０】
また上記において、ｍ／ｚが３４９であるイオンとｍ／ｚが４２５であるイオンは、前記ｍ／ｚが７７２であるイオンのプロダクトイオンであってもよい。
【００１１】
本発明の一態様は、ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、少なくともカルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物である、ｍ／ｚが３４９であるイオンと、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびベンゼン環が結合した化合物である、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子である。
【００１２】
本発明の一態様は、ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンが検出され、液体クロマトグラフによって分離された、組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンに対して、質量分析により解析すると、少なくとも組成式がＣ２４Ｈ１２〜１６ＮＳであるイオンと、組成式がＣ３０Ｈ１７〜２１ＮＳであるイオンと、のいずれか一以上が検出される発光素子である。
【００１３】
本発明の一態様は、ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、少なくともＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２に相当する分子量と、Ｃ３０Ｈ１７〜２１ＮＳに相当する分子量と、Ｃ２４Ｈ１２〜１６ＮＳに相当する分子量と、のいずれか一以上が検出される化合物を含む発光素子である。
【００１４】
また上記において、化合物の分子構造には、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が含まれることが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様は、ＥＬ層を一対の電極間に有する発光素子であり、ＥＬ層は、下記一般式（Ｇ１）で表されるカルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が含まれる化合物を含み、ＥＬ層を液体クロマトグラフ質量分析により解析した時、下記一般式（Ｇ１）で表される化合物のイオンをアルゴンガスに衝突させることで、少なくとも下記一般式（Ｇ２）で表される化合物のイオン、もしくは下記一般式（Ｇ３）で表される化合物のイオン、または下記一般式（Ｇ２）で表される化合物のイオンおよび下記一般式（Ｇ３）で表される化合物のイオンの両方が検出される発光素子である。
【００１６】
【化１】
2014116595.tif 000003
（但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はビフェニルジイル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００１７】
【化２】
2014116595.tif 000004
（但し、一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００１８】
【化３】
2014116595.tif 000005
（但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニル基又はビフェニル基を表し、Ｒ８乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００１９】
また、本発明の一態様は、上記の発光素子を用いた発光装置、照明装置および電子機器である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様により、良好な特性を有する発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた発光装置、照明装置および電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】発光素子の概念図。
【図２】発光素子の応用の形態を説明するための図。
【図３】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＮＭＲチャート。
【図４】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの吸収スペクトル及び発光スペクトル。
【図５】発光素子１の輝度−電流密度特性。
【図６】発光素子１の輝度−電圧特性。
【図７】発光素子１の電流効率−輝度特性。
【図８】発光素子１の電流−電圧特性。
【図９】発光素子１の発光スペクトル。
【図１０】発光素子１の規格化輝度−時間特性。
【図１１】発光素子２の輝度−電流密度特性。
【図１２】発光素子２の輝度−電圧特性。
【図１３】発光素子２の電流効率−輝度特性。
【図１４】発光素子２の電流−電圧特性。
【図１５】比較発光素子２の輝度−電流密度特性。
【図１６】比較発光素子２の輝度−電圧特性。
【図１７】比較発光素子２の電流効率−輝度特性。
【図１８】比較発光素子２の電流−電圧特性。
【図１９】発光素子２及び比較発光素子２の発光スペクトル。
【図２０】発光素子２及び比較発光素子２の規格化輝度−時間特性。
【図２１】発光素子３の輝度−電流密度特性。
【図２２】発光素子３の輝度−電圧特性。
【図２３】発光素子３の電流効率−輝度特性。
【図２４】発光素子３の電流−電圧特性。
【図２５】発光素子４の輝度−電流密度特性。
【図２６】発光素子４の輝度−電圧特性。
【図２７】発光素子４の電流効率−輝度特性。
【図２８】発光素子４の電流−電圧特性。
【図２９】発光素子３の発光スペクトル。
【図３０】発光素子４の発光スペクトル。
【図３１】発光素子３の規格化輝度−時間特性。
【図３２】発光素子４の規格化輝度−時間特性。
【図３３】発光素子５の輝度−電流密度特性。
【図３４】発光素子５の輝度−電圧特性。
【図３５】発光素子５の電流効率−輝度特性。
【図３６】発光素子５の電流−電圧特性。
【図３７】発光素子６の輝度−電流密度特性。
【図３８】発光素子６の輝度−電圧特性。
【図３９】発光素子６の電流効率−輝度特性。
【図４０】発光素子６の電流−電圧特性。
【図４１】発光素子５の発光スペクトル。
【図４２】発光素子６の発光スペクトル。
【図４３】発光素子５の規格化輝度−時間特性。
【図４４】発光素子６の規格化輝度−時間特性。
【図４５】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＣ／ＭＳスペクトル
【図４６】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＣ／ＭＳスペクトル
【図４７】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＣ／ＭＳスペクトル
【図４８】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＣ／ＭＳスペクトル
【図４９】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＣ／ＭＳスペクトル
【図５０】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトル
【図５１】ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＴｏＦ−ＳＩＭＳスペクトル
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。ただし、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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。
【００２３】
また、本明細書等において、質量電荷比（ｍ／ｚ）および分子量は、有効数字の最後の一桁を四捨五入した数値を記載する。例えば０．０１と記載した場合は、０．００５以上０．０１４以下の範囲であることを示す。同様に、３と記載した場合は、２．５以上３．４以下の範囲であることを示す。
【００２４】
（実施の形態１）
本実施の形態における発光素子は、ジベンゾチオフェン骨格の４位がカルバゾールの３位に結合したカルバゾール骨格を２つ有し、これら２つのカルバゾール骨格がベンゼン環又はビフェニルにより連結された構造を有する化合物を含む。
【００２５】
当該化合物は広いバンドギャップや大きい三重項励起エネルギーを有し、発光素子の材料として好適に用いることができる新規化合物である。また、良好なキャリア輸送性を有する。
【００２６】
また、ジベンゾチオフェン骨格における炭素も置換基を有していて良く、これらが置換基を有する場合、当該置換基としてはそれぞれ独立に炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかが挙げられる。炭素数１乃至４のアルキル基としては、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基及びブチル基が、炭素数６乃至１２のアリール基としては、具体的にはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基及びトリル基を挙げることができる。
【００２７】
このような構造を有する化合物は、広いバンドギャップを有することから、青色及び青色より長波長の蛍光またはりん光を発する発光中心物質を分散するホスト材料として好適に用いることができる。当該化合物が広いバンドギャップ、ひいては大きい三重項励起エネルギーを有することで、ホスト材料上で再結合したキャリアのエネルギーを発光中心物質へ有効に移動させることが可能となり、発光効率の高い発光素子を作製することが可能となる。
【００２８】
また、広いバンドギャップを有する当該化合物は、青色及び青色より長波長の蛍光またはりん光を発する発光中心物質を含む発光層に隣接するキャリア輸送層にも、発光中心物質の励起エネルギーを失活させることなく好適に利用することができる。そのため、発光効率の高い発光素子を作製することを可能とする。
【００２９】
また、当該化合物は、良好なキャリア輸送性を有し、発光素子のホスト材料やキャリア輸送層として好適に用いることができる。当該化合物が良好なキャリア輸送性を有することによって、駆動電圧の小さい発光素子を作製することが可能となる。
【００３０】
上述のような化合物は下記一般式（Ｇ１）のように表すこともできる。
【００３１】
【化４】
2014116595.tif 000006
【００３２】
（但し、一般式（Ｇ１）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はビフェニルジイル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００３３】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒで表される基が置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数１又は２のアルコキシル基、フッ素、炭素数６乃至１２のアリール基、トリアルキルシリル基などが挙げられる。
【００３４】
一般式（Ｇ１）中、Ａｒで表される基の具体的な例としては、下記構造式（Ａｒ−１）乃至（Ａｒ−３０）で表される基が挙げられる。
【００３５】
【化５】
2014116595.tif 000007
【００３６】
一般式（Ｇ１）中、Ｒ１乃至Ｒ１４で表される基の具体的な例としては、下記構造式（Ｒ−１）乃至（Ｒ−６）で表される基が挙げられる。
【００３７】
【化６】
2014116595.tif 000008
【００３８】
上記一般式（Ｇ１）において、ジベンゾチオフェン骨格が置換基を有する場合、当該置換基の位置は、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ６、Ｒ９、Ｒ１２、及びＲ１４のいずれか若しくは複数であることが好ましい。これらの置換基は、臭素化若しくはボロン酸化によって容易に導入することが可能であり、合成が容易であることがその理由である。なお、Ｒ１乃至Ｒ１４はすべて水素であることが、原料調達の容易さと言う観点から有利であり、安価に合成ができるためさらに好ましい構成である。
【００３９】
また、Ａｒがフェニレン基である場合、メタ位置換又はオルト位置換のフェニレン基であることがエネルギーギャップ的に有利であるため好ましい構成である。また、Ａｒがビフェニル基を有する場合にも、メタ位置換又はオルト位置換のビフェニル基であることが、エネルギーギャップや三重項励起エネルギーが大きい物質となるため好ましい構成である。また、Ａｒがビフェニルジイル基である場合にもメタ位置換又はオルト位置換のビフェニルジイル基であることがエネルギーギャップ的に有利であるため好ましい構成である。
【００４０】
なお上記一般式（Ｇ１）で表される化合物を含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、質量分析の際加えられるエネルギーにより、一般式（Ｇ１）におけるカルバゾール骨格のＮと、カルバゾール骨格のＮと結合しているアリール基とのＣ−Ｎ結合が開裂することが予想される。この開裂により、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物（下記一般式（Ｇ２））と、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアリール基が結合した化合物（下記一般式（Ｇ３））と、が生成されうる。
【００４１】
【化７】
2014116595.tif 000009
【００４２】
（但し、一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ７はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００４３】
【化８】
2014116595.tif 000010
【００４４】
（但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒは置換又は無置換のフェニル基又はビフェニル基を表し、Ｒ８乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。）
【００４５】
そのため、質量分析の結果としては、一般式（Ｇ１）と推定されるイオンと、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物（一般式（Ｇ２））と推定されるイオンと、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびベンゼン環が結合した化合物（一般式（Ｇ３））と推定されるイオンと、が検出されうる。
【００４６】
質量分析法としては、例えば液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）による分析、飛行時間二次イオン質量分析計（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による分析等を適用することができる。
【００４７】
上記一般式（Ｇ１）として表される化合物の具体的な構造の例としては、下記構造式（１００）乃至（１３６）で表される物質などが挙げられる。
【００４８】
【化９】
2014116595.tif 000011
【００４９】
【化１０】
2014116595.tif 000012
【００５０】
【化１１】
2014116595.tif 000013
【００５１】
【化１２】
2014116595.tif 000014
【００５２】
【化１３】
2014116595.tif 000015
【００５３】
【化１４】
2014116595.tif 000016
【００５４】
【化１５】
2014116595.tif 000017
【００５５】
なお、たとえば上記構造式（１００）で表される化合物、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ、組成式Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７２．２０１）を含むＥＬ層について質量分析により解析を行うと、質量分析の際加えられるエネルギーにより、構造式（１００）におけるカルバゾール骨格の９位のＮと、カルバゾール骨格の９位と結合しているベンゼン環とのＣ−Ｎ結合が開裂することが予想される。この開裂により、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物（下記構造式（２０１）、組成式Ｃ２４Ｈ１５ＮＳ、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９３）と、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアリール基が結合した化合物（下記構造式（２０２）、組成式Ｃ３０Ｈ１９ＮＳ、Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）と、が生成されうる。
【００５６】
【化１６】
2014116595.tif 000018
【００５７】
【化１７】
2014116595.tif 000019
【００５８】
そのため、質量分析の結果としては、構造式（１００）と推定されるイオンと、カルバゾール骨格およびジベンゾチオフェン骨格が結合した化合物（構造式（２０１））と推定されるイオンと、カルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびベンゼン環が結合した化合物（構造式（２０２））と推定されるイオンと、が検出されうる。
【００５９】
これは下記のように換言することができる。すなわち、構造式（１００）で表される化合物、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）を含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、ｍ／ｚが７７２であるイオンが検出され、該イオンが開裂することで、少なくともｍ／ｚが３４９であるイオンと、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出されうる。このとき、ｍ／ｚが３４９であるイオンとｍ／ｚが４２５であるイオンは、ｍ／ｚが７７２であるイオンのプロダクトイオンと言うことができる。
【００６０】
さらに下記のように換言してもよい。すなわち、構造式（１００）で表される化合物（ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）を含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンが検出され、該イオンに対して質量分析により解析すると、少なくとも組成式がＣ２４Ｈ１２〜１６ＮＳであるイオンと、組成式がＣ３０Ｈ１７〜２１ＮＳであるイオンと、のいずれか一以上が検出されうる。なお質量分析の際に化合物へのプロトンの付加またはプロトンの離脱が起こりうるため、検出されうるイオンは、上記のように予想される数値からｍ／ｚ＝１程度の間隔をおいた数値となることがある。
【００６１】
さらに下記のように換言してもよい。すなわち、構造式（１００）で表される化合物（ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）を含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、少なくともＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２に相当する分子量と、Ｃ３０Ｈ１７〜２１ＮＳに相当する分子量と、Ｃ２４Ｈ１２〜１６ＮＳに相当する分子量と、のいずれか一以上が検出されうる。
【００６２】
なお、質量分析法としては、液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）による分析、飛行時間二次イオン質量分析計（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による分析等を適用することができる。
【００６３】
以上のような化合物は、キャリアの輸送性に優れていることからキャリア輸送材料やホスト材料として好適である。これにより、駆動電圧の小さい発光素子を提供することもできる。また、高い三重項励起エネルギー（三重項励起状態と基底状態とのエネルギー差）を有し、発光効率の高いりん光発光素子を得ることができる。また、高い三重項励起エネルギーを有するということは、広いバンドギャップを有するということもまた意味するため、青色蛍光を呈する発光素子も効率よく発光させることができる。
【００６４】
また、本実施の形態における化合物は、ジベンゾチオフェン骨格という剛直な基を有するため、モルフォロジーに優れ、膜質が安定である。さらに、熱物性にも優れる。そのため、本実施の形態における化合物を用いた発光素子は、駆動時間に対する輝度低下の小さい、寿命の長い発光素子とすることができる。
【００６５】
また、本実施の形態における化合物は、青〜紫〜紫外の発光を呈する発光材料としても用いることができる。
【００６６】
続いて、下記一般式（Ｇ１）で表される化合物の合成方法について説明する。化合物の合成方法としては種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成反応を行うことによって、一般式（Ｇ１）で表される化合物を合成することができる。下記一般式（Ｇ１）において、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はビフェニルジイル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。
【００６７】
【化１８】
2014116595.tif 000020
【００６８】
まず、９Ｈ−カルバゾールの３位に、ハロゲン基、またはトリフラート基が結合した化合物１と、ジベンゾチオフェンのボロン酸化合物（化合物２）とをカップリングさせることで、９Ｈ−カルバゾールの３位と、ジベンゾチオフェンの４位が結合した構造を有する９Ｈ−カルバゾール化合物（化合物１２）を得ることができる（反応式（Ａ−１））。
【００６９】
【化１９】
2014116595.tif 000021
【００７０】
反応式（Ａ−１）においてＺはハロゲン基、またはトリフラート基等を表し、Ｒ１乃至Ｒ７はそれぞれ独立に、水素、または、炭素数１乃至４のアルキル基、または、炭素数６乃至１２のアリール基を表し、アリール基は置換基を有していても良い。また、化合物２は、ボロン酸がエチレングリコールなどにより保護されたホウ素化合物でも良い。反応式（Ａ−１）において行うカップリング反応は、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦カップリング反応を用いることができる。
【００７１】
また、化合物２のホウ素が置換している炭素を臭化マグネシウム等のマグネシウム試薬で置換したグリニヤール試薬を用いた熊田カップリング反応や、化合物２のホウ素が置換している炭素を亜鉛で置換した有機亜鉛化合物を用いた根岸カップリング反応や、化合物２のホウ素が置換している炭素を錫で置換した有機すず化合物を用いた右田・小杉・スティルカップリング反応等を行っても良い。
【００７２】
なお、９Ｈ−カルバゾールの２位と、ジベンゾチオフェンの４位が結合した構造を有する９Ｈ−カルバゾール化合物を合成する場合には、化合物１に替えて９Ｈ−カルバゾールの２位にハロゲン基、またはトリフラート基が結合した化合物を用いて同様に合成すれば良い。
【００７３】
また同様に、９Ｈ−カルバゾールの３位に、ハロゲン基、またはトリフラート基が結合した化合物１と、ジベンゾチオフェンのボロン酸化合物（化合物２）とをカップリングさせることで、９Ｈ−カルバゾールの３位と、ジベンゾチオフェンの４位が結合した構造を有する９Ｈ−カルバゾール化合物（化合物１４）を得ることができる（反応式（Ａ−１’））。
【００７４】
【化２０】
2014116595.tif 000022
【００７５】
反応式（Ａ−１’）においてＺはハロゲン基、またはトリフラート基等を表し、Ｒ８乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に、水素、または、炭素数１乃至４のアルキル基、または、炭素数６乃至１２のアリール基を表し、アリール基は置換基を有していても良い。
【００７６】
続いてアリール化合物（化合物１１）と、カルバゾール化合物（化合物１２）との、カップリング反応を行うことにより、カルバゾール誘導体（化合物１３）を得ることが出来る（反応式（Ａ−２））。反応式（Ａ−２）において、Ｘ１１およびＸ１２は、ハロゲン基を表し、Ｒ１乃至Ｒ７は水素、又は炭素数１乃至４のアルキル基、又は炭素数６乃至１２のアリール基を表す。
【００７７】
【化２１】
2014116595.tif 000023
【００７８】
反応式（Ａ−２）において、ハロゲン基を有するアリール化合物（化合物１１）とカルバゾール化合物（化合物１２）の９位とのカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下にて金属触媒を用いたカップリング反応を適用することができる。これらカップリング反応としては、パラジウム触媒を用いたハートウィック・ブッフバルト反応や、銅や銅化合物を用いたウルマン反応などが挙げられる。
【００７９】
ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合ついて説明する。金属触媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、当該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が挙げられる。また、この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、テトラヒドロフラン等が挙げられる。ただし、用いることができる触媒およびその配位子、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。なお、この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。
【００８０】
反応式（Ａ−２）においてウルマン反応を行う場合について説明する。金属触媒としては、銅触媒を用いることができ、銅、ヨウ化銅（Ｉ）、酢酸銅（ＩＩ）などが挙げられる。また、塩基として用いることができる物質としては、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。また、この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、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）ピリミジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただし、用いることができる触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。またこの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。なお、ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレンを用いることが好ましい。また、反応温度は１５０℃以上のより高い温度が更に好ましいため、より好ましくはＤＭＰＵを用いる。
【００８１】
次に、下記反応式（Ａ−３）による一般式（Ｇ１）で表される化合物の合成法を説明する。
【００８２】
カルバゾール化合物（化合物１３）とカルバゾール化合物（化合物１４）の、カップリング反応を行うことにより、目的の化合物（Ｇ１）を得ることが出来る（反応式（Ａ−３））。反応式（Ａ−３）において、Ｘ１２はハロゲン基を表し、Ａｒは置換又は無置換のフェニレン基又はビフェニルジイル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１４はそれぞれ独立に水素又は炭素数１乃至４のアルキル基又は炭素数６乃至１２のアリール基のいずれかを表す。
【００８３】
【化２２】
2014116595.tif 000024
【００８４】
反応式（Ａ−３）において、ハロゲン基を有するアリール化合物（化合物１３）とカルバゾール化合物（化合物１４）の９位とのカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下にて金属触媒を用いたカップリング反応を適用することができる。これらカップリング反応としては、パラジウム触媒を用いたハートウィック・ブッフバルト反応や、銅や銅化合物を用いたウルマン反応などが挙げられる。
【００８５】
ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合ついて説明する。金属触媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、当該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が挙げられる。また、この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、テトラヒドロフラン等が挙げられる。ただし、用いることができる触媒およびその配位子、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。なお、この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。
【００８６】
反応式（Ａ−３）においてウルマン反応を行う場合について説明する。金属触媒としては、銅触媒を用いることができ、銅、ヨウ化銅（Ｉ）、酢酸銅（ＩＩ）などが挙げられる。また、塩基として用いることができる物質としては、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。また、この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、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）ピリミジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただし、用いることができる触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。またこの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。なお、ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレンを用いることが好ましい。また、反応温度は１５０℃以上のより高い温度が更に好ましいため、より好ましくはＤＭＰＵを用いる。
【００８７】
以上の方法を用いて合成することができる化合物を用いた発光素子の一態様について、図１（Ａ）を用いて以下に説明する。
【００８８】
本発明の一態様に係る発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。本発明の一態様において、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１０４との間に設けられた有機化合物を含む層１０３とから構成されている。なお、本発明の一態様では第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、発光が得られる構成となっている。
【００８９】
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。
【００９０】
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ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、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−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。また、グラフェンを用いても良い。
【００９１】
有機化合物を含む層１０３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を含む層または正孔輸送性の高い物質を含む層、電子注入性の高い物質を含む層、正孔注入性の高い物質を含む層、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質を含む層等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、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。本実施の形態では、有機化合物を含む層１０３は、陽極として機能する第１の電極１０２から「正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４」の順に積層した構成を有するものとして説明する。なお、第２の電極１０４が陽極として機能する電極である場合には、同様の構成を有する有機化合物を含む層は第２の電極１０４側から「正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４」の順に積層される。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００９２】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
【００９３】
また、正孔注入層１１１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。本明細書中において、複合材料とは、単に２つの材料を混合させた材料のことを指すのではなく、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。この電荷の授受は、電界の補助的効果がある場合にのみ実現される場合も含むこととする。
【００９４】
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も用いることができるようになる。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。
【００９５】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール化合物、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、種々の有機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。ただし、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、複合材料における正孔輸送性の高い物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００９６】
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］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：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。
【００９７】
複合材料に用いることのできるカルバゾール化合物としては、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。
【００９８】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール化合物としては、他に、４，４’−ビス（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−アントリル）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。
【００９９】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０１００】
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。
【０１０１】
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
【０１０２】
また一般式（Ｇ１）として表される化合物も、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素である。
【０１０３】
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、上述の複合材料として用いることができる正孔輸送性の高い物質として挙げたものを同様に用いることができる。なお、繰り返しとなるため詳しい説明は省略する。複合材料の記載を参照されたい。
【０１０４】
一般式（Ｇ１）で表される化合物は正孔輸送性に優れるため、正孔輸送層１１２として好適に使用することができる。広いバンドギャップを有する当該化合物は、青色の蛍光や緑色のりん光を発する発光中心物質を含む発光層に隣接するキャリア輸送層を構成する材料としても、発光中心物質の励起エネルギーを失活させることなく好適に利用することができる。そのため、発光効率の高い発光素子を作製することを可能とする。もちろん、青より長波長の蛍光や緑より長波長のりん光を発する発光中心物質を含む発光層に隣接するキャリア輸送層を構成する材料としても用いることが可能であるし、青より短波長の蛍光や緑より短波長のりん光を発する発光中心物質を含む発光層に隣接するキャリア輸送層を構成する材料として用いてもかまわない。
【０１０５】
発光層１１３は、発光性の物質を含む層である。発光層１１３は、発光物質単独の膜で構成されていても、ホスト材料中に発光中心物質を分散された膜で構成されていても良い。
【０１０６】
発光層１１３において、発光物質、若しくは発光中心物質として用いることが可能な材料としては特に限定は無く、これら材料が発する光は蛍光であってもりん光であっても良い。上記発光物質又は発光中心物質としては例えば、以下のようなものが挙げられる。蛍光発光性の物質としては、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）、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）などが挙げられる。りん光発光性の物質としては、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））、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））、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（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））などが挙げられる。なお、一般式（Ｇ１）で表される化合物に代表される本発明に係る化合物も、青〜紫〜紫外領域の発光を呈することから、発光中心材料としての使用も可能である。
【０１０７】
一般式（Ｇ１）で表される化合物は、バンドギャップが広く、及び三重項励起エネルギー（三重項励起状態と基底状態とのエネルギー差）が大きいため、エネルギーの大きい発光を呈する青色の蛍光を発する発光中心物質や緑色のりん光を発する発光中心物質を分散するホスト材料としても好適に用いることができる。もちろん、青色より長波長の蛍光を発する発光中心物質や緑色よりも長波長のりん光を発する発光中心物質を分散するホスト材料としても用いることが可能であるし、青より短波長の蛍光や緑より短波長のりん光を発する発光中心物質を含む発光層に隣接するキャリア輸送層を構成する材料として用いてもかまわない。当該化合物が広いバンドギャップ及び大きい三重項励起エネルギーを有することで、ホスト材料上で再結合したキャリアのエネルギーを発光中心物質へ有効に移動させることが可能となり、発光効率の高い発光素子を作製することが可能となる。なお、一般式（Ｇ１）で表される化合物をホストとして用いる場合、発光中心材料としては、当該化合物よりもバンドギャップが狭い若しくは三重項励起エネルギーが小さい物質を選択することが好ましいが、これに限られることはない。
【０１０８】
また、上記ホスト材料として一般式（Ｇ１）で表される化合物を用いない場合、ホスト材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、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）などの複素環化合物、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）、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−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−１，１−ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物が挙げられる。また、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］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられ、具体的には、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：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）、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）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、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（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）などの他、公知の材料を挙げることができる。
【０１０９】
なお、発光層１１３は２層以上の複数層でもって構成することもできる。例えば、第１の発光層と第２の発光層を正孔輸送層側から順に積層して発光層１１３とする場合、第１の発光層のホスト材料として正孔輸送性を有する物質を用い、第２の発光層のホスト材料として電子輸送性を有する物質を用いる構成などがある。
【０１１０】
以上のような構成を有する発光層は、複数の材料で構成されている場合、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。
【０１１１】
電子輸送層１１４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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）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。
【０１１２】
また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１１３】
また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題（例えば素子寿命の低下）の抑制に大きな効果を発揮する。
【０１１４】
また、電子輸送層と第２の電極１０４との間に、第２の電極１０４に接して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。
【０１１５】
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）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、ケイ素若しくは酸化ケイ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。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【０１１６】
また、有機化合物を含む層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を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。
【０１１７】
電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【０１１８】
以上のような構成を有する発光素子は、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、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【０１１９】
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成る。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、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、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、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０４を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
【０１２０】
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。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０２および第２の電極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る構成が好ましい。また、層の積層順も上記のものに限定されず、基板側から第２の電極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、第１の電極といった、図１（Ａ）とは反対の順番に積層された積層構造であっても良い。
【０１２１】
また、直接発光層に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における発光領域に近い方に接するキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのエネルギーギャップが発光層を構成する発光物質もしくは、発光層に含まれる発光中心物質が有するエネルギーギャップより大きいエネルギーギャップを有する物質で構成することが好ましい。
【０１２２】
本実施の形態における発光素子は、ホスト材料及び／又は電子輸送層として、エネルギーギャップの大きい一般式（Ｇ１）として表される化合物が用いられていることから、発光中心物質がエネルギーギャップの大きい、青色の蛍光を呈する物質であっても、効率良く発光させることができ、発光効率の良好な発光素子を得ることができるようになる。このことで、より低消費電力の発光素子を提供することが可能となる。また、ホスト材料やキャリア輸送層を構成する材料からの発光が起こりにくいため、色純度の良い発光を得ることができる発光素子を提供することができるようになる。また、一般式（Ｇ１）として表される化合物は、キャリアの輸送性に優れることから、駆動電圧の小さい発光素子を提供することが可能となる。
【０１２３】
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、トランジスタを形成し、トランジスタ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、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を作製できる。なお、トランジスタの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるものであってもよい。
【０１２４】
（実施の形態２）
本実施の形態は、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子ともいう）の一例について、図１（Ｂ）を参照して説明する。本発明の一態様に係るこの発光素子は、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で示した有機化合物を含む層１０３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、本実施の形態で示す発光素子は、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。
【０１２５】
図１（Ｂ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１と第２の電極５０２はそれぞれ実施の形態１における第１の電極１０２と第２の電極１０４に相当し、実施の形態１で説明したものと同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
【０１２６】
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、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物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、カルバゾール化合物、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。ただし、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。
【０１２７】
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を含む層と他の材料により構成される層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。
【０１２８】
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、図１（Ｂ）において、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、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。
【０１２９】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
本実施の形態の発光素子は一般式（Ｇ１）として表される化合物を含むことから、発光効率の良好な発光素子とすることができる。また、駆動電圧の小さな発光素子とすることができる。又、当該化合物が含まれる発光ユニットは発光中心物質由来の光を色純度良く得られるため、発光素子全体としての色の調製が容易となる。
【０１３２】
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。
【０１３３】
（実施の形態３）
図２に、先の実施の形態で説明した発光素子を用いた発光装置、照明装置および電子機器の例を示す。
【０１３４】
図２に示す発光装置１０００は、本発明の一態様にかかる発光素子を用いた発光装置の一例である。具体的に、発光装置１０００は、ＴＶ放送受信用の発光装置に相当し、筐体１００１、表示部１００２、スピーカー部１００３、リチウムイオン二次電池１００４等を有する。表示部１００２に、本発明の一態様に係る発光素子を適用することができる。
【０１３５】
なお、発光装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用発光装置が含まれる。
【０１３６】
図２に示す据え付け型の照明装置１１００は、本発明の一態様に係る発光素子を用いた照明装置の一例である。具体的に、照明装置１１００は、筐体１１０１、光源１１０２等を有する。光源１１０２に、本発明の一態様に係る発光素子を適用することができる。
【０１３７】
なお、図２では天井１１０４に設けられた据え付け型の照明装置１１００を例示しているが、本発明の一態様に係る発光素子は、天井１１０４以外、例えば側壁１１０５、床１１０６、窓１１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【０１３８】
図２に示すタブレット型端末１４００は、本発明の一態様に係る発光素子を用いた電子機器の一例である。具体的に、タブレット型端末１４００は、筐体１４０１、筐体１４０２、リチウムイオン二次電池１４０３等を有する。筐体１４０１および筐体１４０２はそれぞれタッチパネル機能を有する表示部を有し、指等の接触により表示部の表示内容を操作することができる。筐体１４０１および筐体１４０２の表示部に、本発明の一態様に係る発光素子を用いた発光装置を適用することができる。またタブレット型端末１４００は、筐体１４０１および筐体１４０２の表示部を内側にして折りたたむことができ、携帯性を向上させるとともに表示部を保護することが可能である。
【０１３９】
図２に示す携帯電話機１４０５は、本発明の一態様に係る発光素子を用いた電子機器の一例である。具体的に、携帯電話機１４０５は、筐体１４０６を有し、筐体１４０６はタッチパネル機能を有する表示部を有する。筐体１４０６の表示部に、本発明の一態様に係る発光素子を用いた発光装置を適用することができる。なお筐体１４０６の表示部は曲面を有する構成とすることができる。
【０１４０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態又は実施例に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１４１】
本実施例では、実施の形態１において構造式（１００）として表した３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）について詳細に説明する。
ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの構造式を以下に示す。
【０１４２】
【化２３】
2014116595.tif 000025
【０１４３】
≪合成例１≫
ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの合成方法について詳細に説明する。
【０１４４】
＜ステップ１：３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴＣｚ）の合成＞
３．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）の３−ブロモカルバゾールと、２．８ｇ（１２ｍｍｏｌ）のジベンゾチオフェン−４−ボロン酸と、０．１５ｇ（０．５ｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンを、２００ｍＬ三つ口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ４０ｍＬのトルエンと、４０ｍＬのエタノールと、１５ｍＬ（２．０ｍｏｌ／Ｌ）の炭酸カリウム水溶液を加えた。フラスコ内を減圧下で攪拌することにより、混合物を脱気した。脱気後系内を窒素置換し、この混合物へ、２３ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えてから、８０℃で４時間還流した。還流後、室温まで冷ましたところ固体が析出した。固体が析出した混合物に約１００ｍＬのトルエンを加えて加熱撹拌し、析出した固体を溶かした。得られた懸濁液を熱いままセライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナを通して濾過した。得られた濾液を濃縮して得た固体を、トルエンにより再結晶したところ、目的物の白色固体を３．４ｇ、収率７９％で得た。ステップ１の反応スキームを下記式（ａ−１）に示す。
【０１４５】
【化２４】
2014116595.tif 000026
【０１４６】
＜ステップ２：３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）の合成＞
１．２ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の１，３−ジブロモベンゼンと、３．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）の３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＢＴＣｚ）を２００ｍＬの三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、４０ｍＬのトルエンと、０．１０ｍＬのトリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）と、０．９８ｇ（１０ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した。この混合物を８０℃で撹拌して原料が溶けるのを確認してから、６１ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加えた。この混合物を、１１０℃で５５時間還流した。還流後、混合物を室温まで冷却し、析出した白色固体を吸引濾過により回収した。得られた固体を水、トルエンで洗浄したところ、目的物の白色固体を１．２ｇ、収率７０％で得た。ステップ２の合成スキームを下記式（ａ−２）に示す。
【０１４７】
【化２５】
2014116595.tif 000027
【０１４８】
得られた白色固体１．１ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．８Ｐａ、アルゴンを１０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、白色固体を３５０℃で加熱して行った。昇華精製後、無色透明の固体を０．８９ｇ、回収率８３％で得た。
【０１４９】
また、核磁気共鳴測定（ＮＭＲ）によって、この化合物を測定した。得られたＮＭＲチャートを図３に示す。なお、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における７ｐｐｍから９ｐｐｍの範囲を拡大して示した図である。また、得られた化合物の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。
【０１５０】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．３６（ｔｄ、Ｊ１＝０．９Ｈｚ、Ｊ２＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．４３−７．５３（ｍ、６Ｈ）、７．５８−７．６３（ｍ、６Ｈ）、７．７１（ｄ、Ｊ＝８．７Ｈｚ、２Ｈ）、７．８０−７．９７（ｍ、８Ｈ）、８．１５−８．２４（ｍ、６Ｈ）、８．５３（ｄ、Ｊ＝１．５Ｈｚ、２Ｈ）
【０１５１】
これより、本合成例によって得られた固体が３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）であることを確認した。
【０１５２】
≪ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの物性について≫
【０１５３】
次に、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４（Ａ）に、薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図４（Ｂ）に示す。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。トルエン溶液のスペクトルは、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのトルエン溶液を石英セルに入れて測定した。また、薄膜のスペクトルは、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを石英基板に蒸着してサンプルを作製した。なお、トルエン溶液の吸収スペクトルは石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示し、薄膜の吸収スペクトルは石英基板の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図示した。
【０１５４】
図４（Ａ）より、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのトルエン溶液における吸収ピーク波長は３３２ｎｍ付近、２８８ｎｍ付近、２８１ｎｍ付近、発光ピーク波長は３７０ｎｍ付近（励起波長３３４ｎｍ）であった。また、図４（Ｂ）よりｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの薄膜における吸収ピーク波長は３３７ｎｍ付近、２９４ｎｍ付近、２４６ｎｍ付近、２０９ｎｍ付近、発光ピーク波長は３９３ｎｍ付近、３８０ｎｍ付近（励起波長３４２ｎｍ）にあることがわかった。
【０１５５】
また、薄膜のｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのイオン化ポテンシャルの値を大気中にて光電子分光装置（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した。得られたイオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算した結果、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＨＯＭＯ準位は−５．９３ｅＶであった。図４（Ｂ）の薄膜の吸収スペクトルのデータより、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めたｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの吸収端は３．４５ｅＶであった。従って、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩの固体状態の光学的エネルギーギャップは３．４５ｅＶと見積もられ、先に得たＨＯＭＯ準位とこのエネルギーギャップの値から、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのＬＵＭＯ準位が−２．４８ｅＶと見積もることができる。このように、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩは固体状態において３．４５ｅＶの広いエネルギーギャップを有している事がわかった。
【実施例２】
【０１５６】
本実施例では、実施の形態１に記載の化合物である、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ、構造式（１００））を、青色の蛍光を発する発光中心物質を用いた発光層に隣接する正孔輸送層の材料として用いた発光素子について説明する。なお、本実施例では、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩは酸化モリブデンとの複合材料として正孔注入層にも用いている。
【０１５７】
なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉ）〜（ｉｉｉ）、（１００）に示す。素子構造は図１（Ａ）において、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に電子注入層を設けた構造とした。
【０１５８】
【化２６】
2014116595.tif 000028
【０１５９】
≪発光素子１の作製≫
まず、第１の電極１０２として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板１０１を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０１６０】
次に、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板１０１を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０１６１】
真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（１００）で表される実施の形態１に記載の化合物である３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は５０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０１６２】
続いて、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを１０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した。
【０１６３】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉ）で表される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）と上記構造式（ｉｉ）で表されるＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）とを、ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ＝１：０．０４（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着することによって発光層１１３を形成した。
【０１６４】
次に、ＣｚＰＡを１０ｎｍ、続いて上記構造式（ｉｉｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０１６５】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０４としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子１を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１６６】
≪発光素子１の動作特性≫
以上により得られた発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、この発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１６７】
発光素子１の輝度−電流密度特性を図５、輝度−電圧特性を図６、電流効率−輝度特性を図７に、電流−電圧特性を図８に示す。図５では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図６では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図７では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図８では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０１６８】
図７から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色の蛍光を発する発光素子の発光層に隣接する正孔輸送材料及び正孔注入層（但し酸化モリブデンとの複合材料として）に用いた発光素子は、良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。ここで、発光素子１の発光層におけるホスト材料のＣｚＰＡは電子輸送性が比較的大きい材料である。そのため、発光層内における発光領域は正孔輸送層側に偏っていることが推察される。このような状態であっても、発光効率の高い発光素子が得られている理由は、一般式（Ｇ１）で表される化合物が広いエネルギーギャップを有することにある。実施の形態１に記載の化合物であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩが広いエネルギーギャップを有していることから、青色の蛍光を発する発光中心物質に隣接する正孔輸送層として用いても、励起エネルギーが正孔輸送層に移動することなく、発光効率の低下が抑制されているのである。
【０１６９】
また、図６から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色の蛍光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が優れたキャリア輸送性を有していること、一般式（Ｇ１）で表される化合物を用いた複合材料が優れたキャリア注入性を有することを示している。
【０１７０】
また、作製した発光素子１に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図９に示す。図９では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図９より発光素子１は発光中心物質である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ起因の青色の発光を呈することがわかった。
【０１７１】
次に、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１を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図１０に規格化輝度−時間特性を示す。図１０から、発光素子１は良好な特性を示し、信頼性の高い素子であることがわかった。
【実施例３】
【０１７２】
本実施例では、実施の形態１に記載の化合物である、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ、構造式（１００））を、緑色のりん光を発する発光中心物質を用いた発光層におけるホスト材料として用いた発光素子について説明する。
【０１７３】
なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉｉｉ）〜（ｖｉｉｉ）、（１００）に示す。素子構造は図１（Ａ）において、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に電子注入層を設けた構造とした。
【０１７４】
【化２７】
2014116595.tif 000029
【０１７５】
≪発光素子２、比較発光素子２の作製≫
まず、第１の電極１０２として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板１０１を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０１７６】
次に、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板１０１を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０１７７】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉｖ）で表される４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣＢＰ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０１７８】
続いて、上記構造式（ｖ）で表される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）を２０ｎｍ蒸着することにより正孔輸送層１１２を形成した。
【０１７９】
さらに、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（１００）で表される実施の形態１に記載の化合物である３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）と上記構造式（ｖｉ）で表されるトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）とを、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着することによって発光層１１３を形成した。
【０１８０】
次に、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）を１５ｎｍ、続いて上記構造式（ｉｉｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０１８１】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０４としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子２を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１８２】
比較発光素子２は発光素子２における発光層１１３のｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）に替えることによって作製した。
【０１８３】
≪発光素子２及び比較発光素子２の動作特性≫
以上により得られた発光素子２及び比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０１８４】
発光素子２の輝度−電流密度特性を図１１、輝度−電圧特性を図１２、電流効率−輝度特性を図１３に、電流−電圧特性を図１４に示す。比較発光素子２の輝度−電流密度特性を図１５、輝度−電圧特性を図１６、電流効率−輝度特性を図１７に、電流−電圧特性を図１８に示す。図１１、図１５では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図１２、図１６では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図１３、図１７では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図１４、図１８では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０１８５】
図１３及び図１７から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を緑色のりん光を発する発光素子の発光層のホスト材料に用いた発光素子２は、ｍＣＰを同様にホストに用いた比較発光素子２と同様に、良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物がｍＣＰ同様に広い三重項励起エネルギーを有し、そして、広いエネルギーギャップを有することから、緑色のりん光を発する発光物質であっても、有効に励起することができるためである。また、図１２から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を緑色のりん光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が、優れたキャリア輸送性を有していることを示している。
【０１８６】
また、作製した発光素子２及び比較発光素子２に１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図１９に示す。図１９では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図１９より発光素子２及び比較発光素子２の発光スペクトルはほぼ重なっており、発光中心物質であるＩｒ（ｐｐｙ）３起因の緑色の発光を呈することがわかった。
【０１８７】
次に、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図２０に規格化輝度−時間特性を示す。図２０から、発光素子２は比較発光素子２と比較して駆動時間に対する輝度低下が小さく、信頼性の高い素子であることがわかった。ｍＣＰはエネルギーギャップが大きく、三重項励起エネルギーも大きいことから短波長のりん光を発する素子のホスト材料としてしばしば用いられる物質であり、良好な発光効率を呈するりん光発光素子を作製することができる。しかし、ｍＣＰを用いた発光素子は駆動時間に対する輝度低下が大きく、すなわち寿命が短いことが問題となっていた。実施の形態１に記載の化合物をホスト材料として用いた発光素子２は、ｍＣＰを用いた素子と同様に大きなエネルギーギャップ及び三重項エネルギーを有し、ｍＣＰを用いた素子と同様に発光効率の高い発光素子を提供することが可能でありながら、発光素子の寿命を向上させることができた。
【実施例４】
【０１８８】
本実施例では、実施の形態１に記載の化合物である、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ、構造式（１００））を、青緑色のりん光を発する発光中心物質を用いた発光層におけるホスト材料として用いた発光素子（発光素子３）、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを青緑色のりん光を発する発光中心物質を用いた発光層に隣接する正孔輸送層の材料として用いた発光素子（発光素子４）について説明する。
【０１８９】
なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖｉｉ）〜（ｉｘ）、（１００）に示す。素子構造は図１（Ａ）において、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に電子注入層を設けた構造とした。
【０１９０】
【化２８】
2014116595.tif 000030
【０１９１】
≪発光素子３及び発光素子４の作製≫
まず、第１の電極１０２として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板１０１を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０１９２】
次に、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板１０１を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０１９３】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉｖ）で表される４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣＢＰ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０１９４】
続いて、発光素子３では上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより、発光素子４では上記構造式（１００）で表される実施の形態１に記載の化合物である３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）を２０ｎｍ蒸着することによりそれぞれ正孔輸送層１１２を形成した。
【０１９５】
さらに、正孔輸送層１１２上に、発光素子３ではｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩと上記構造式（ｉｘ）で表されるトリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）とをｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）と［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０１９６】
発光素子４ではｍＣＰと上記構造式（ｉｘ）で表されるトリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）とをｍＣＰ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）と［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０１９７】
次に、上記構造式（ｉｉｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０１９８】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０４としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子３及び発光素子４を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０１９９】
≪発光素子３及び発光素子４の動作特性≫
以上により得られた発光素子３及び発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２００】
発光素子３の輝度−電流密度特性を図２１、輝度−電圧特性を図２２、電流効率−輝度特性を図２３に、電流−電圧特性を図２４に示す。発光素子４の輝度−電流密度特性を図２５、輝度−電圧特性を図２６、電流効率−輝度特性を図２７に、電流−電圧特性を図２８に示す。図２１、図２５では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図２２、図２６では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図２３、図２７では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図２４、図２８では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０２０１】
図２３から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青緑色のりん光を発する発光素子の発光層のホスト材料に用いた発光素子３は良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が広い三重項励起エネルギーを有し、そして、広いエネルギーギャップを有することから、青緑色のりん光を発する発光物質であっても、有効に励起することができるためである。また、図２２から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青緑色のりん光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が、優れたキャリア輸送性を有していることを示している。
【０２０２】
図２７から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青緑色のりん光を発する発光素子の発光層に隣接する正孔輸送材料に用いた発光素子４は、良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。これは、実施の形態１に記載の化合物であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩが広いエネルギーギャップ、ひいては大きな三重項励起エネルギーを有していることから、青緑色のりん光を発する発光中心物質に隣接する正孔輸送層として用いても、励起エネルギーが正孔輸送層に移動することなく、発光効率の低下が抑制されているためである。また、図２６から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青緑色のりん光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が優れたキャリア輸送性を有していることを示している。
【０２０３】
また、作製した発光素子３に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２９に、発光素子４に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３０に示す。図２９及び図３０では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図２９及び図３０より発光素子３及び発光素子４は、発光中心物質である［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］起因の青緑色の発光を呈することがわかった。
【０２０４】
次に、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図３１に発光素子３の、図３２に発光素子４の規格化輝度−時間特性を示す。図３１及び図３２から、発光素子３及び発光素子４は駆動時間に対する輝度低下が小さく、信頼性の高い素子であることがわかった。
【０２０５】
このように実施の形態１に記載の化合物を青緑色のりん光を発光中心物質とする発光素子のホスト材料又は正孔輸送材料として用いた発光素子は、大きい三重項励起エネルギーからの発光である青緑色のりん光を有効に励起し、またはエネルギー移動による損失を起こすことなく発光効率の高い発光素子とすることが可能となる。これらはすなわち実施の形態１に記載の化合物が大きな三重項励起エネルギーを有していることを示している。
【実施例５】
【０２０６】
本実施例では、実施の形態１に記載の化合物である、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ、構造式（１００））を、青色のりん光を発する発光中心物質を用いた発光層におけるホスト材料として用いた発光素子（発光素子５）、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを青色のりん光を発する発光中心物質を用いた発光層に隣接する正孔輸送層の材料として用いた発光素子（発光素子６）について説明する。
【０２０７】
なお、本実施例で用いた有機化合物の分子構造を下記構造式（ｉｉｉ）、（ｉｖ）、（ｖｉｉ）、（ｖｉｉｉ）、（ｘ）、（１００）に示す。素子構造は図１（Ａ）において、電子輸送層１１４と第２の電極１０４との間に電子注入層を設けた構造とした。
【０２０８】
【化２９】
2014116595.tif 000031
【０２０９】
≪発光素子５及び発光素子６の作製≫
まず、第１の電極１０２として１１０ｎｍの膜厚でケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）が成膜されたガラス基板１０１を用意した。ＩＴＳＯ表面は、２ｍｍ角の大きさで表面が露出するよう周辺をポリイミド膜で覆い、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。この基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
【０２１０】
次に、ＩＴＳＯが形成された面が下方となるように、基板１０１を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。
【０２１１】
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉｖ）で表される４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＣＢＰ：酸化モリブデン＝２：１（重量比）となるように共蒸着することにより、正孔注入層１１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
【０２１２】
続いて、発光素子５では上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより、発光素子６では上記構造式（１００）で表される実施の形態１に記載の化合物である３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）を２０ｎｍ蒸着することによりそれぞれ正孔輸送層１１２を形成した。
【０２１３】
さらに、正孔輸送層１１２上に、発光素子５ではｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩと上記構造式（ｘ）で表されるトリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］とをｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｖｉｉ）で表される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）と［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０２１４】
発光素子６ではｍＣＰと［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］とをｍＣＰ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように３０ｎｍ蒸着した後、ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩと［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］とをｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］＝１：０．０８（重量比）となるように１０ｎｍ蒸着して積層することにより、発光層１１３を形成した。
【０２１５】
次に、上記構造式（ｉｉｉ）で表されるバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１４を形成した。
【０２１６】
さらに電子輸送層１１４上にフッ化リチウムを１ｎｍとなるように蒸着することによって電子注入層を形成した。最後に、陰極として機能する第２の電極１０４としてアルミニウムを２００ｎｍ成膜し、発光素子５及び発光素子６を完成させた。上述した蒸着過程においては、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
【０２１７】
≪発光素子５及び発光素子６の動作特性≫
以上により得られた発光素子５及び発光素子６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行った。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０２１８】
発光素子５の輝度−電流密度特性を図３３、輝度−電圧特性を図３４、電流効率−輝度特性を図３５に、電流−電圧特性を図３６に示す。発光素子６の輝度−電流密度特性を図３７、輝度−電圧特性を図３８、電流効率−輝度特性を図３９に、電流−電圧特性を図４０に示す。図３３、図３７では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を示す。図３４、図３８では縦軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。図３５、図３９では縦軸が電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸が輝度（ｃｄ／ｍ２）を示す。図３６、図４０では縦軸が電流（ｍＡ）、横軸が電圧（Ｖ）を示す。
【０２１９】
図３５から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色のりん光を発する発光素子の発光層のホスト材料に用いた発光素子５は良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が広い三重項励起エネルギーを有し、そして、広いエネルギーギャップを有することから、青色のりん光を発する発光物質であっても、有効に励起することができるためである。また、図３４から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色のりん光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が、優れたキャリア輸送性を有していることを示している。
【０２２０】
図３９から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色のりん光を発する発光素子の発光層に隣接する正孔輸送材料に用いた発光素子６は、良好な電流効率−輝度特性を示し、発光効率が良好な発光素子であることがわかった。これは、実施の形態１に記載の化合物であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩが広いエネルギーギャップ、ひいては大きな三重項励起エネルギーを有していることから、青色のりん光を発する発光中心物質に隣接する正孔輸送層として用いても、励起エネルギーが正孔輸送層に移動することなく、発光効率の低下が抑制されているためである。また、図３８から、一般式（Ｇ１）で表される化合物を青色のりん光を発する発光素子の発光層におけるホスト材料に用いた発光素子は、良好な輝度−電圧特性を示し、駆動電圧の小さな発光素子であることがわかった。これは、一般式（Ｇ１）で表される化合物が優れたキャリア輸送性を有していることを示している。
【０２２１】
また、作製した発光素子５に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４１に、発光素子６に０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図４２に示す。図４１及び図４２では縦軸が発光強度（任意単位）、横軸が波長（ｎｍ）を示す。発光強度は最大発光強度を１とした相対的な値として示す。図４１及び図４２より発光素子５及び発光素子６は、発光中心物質である［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］起因の青色の発光を呈することがわかった。
【０２２２】
次に、初期輝度を１０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件でこれらの素子を駆動し、輝度の駆動時間に対する変化を調べた。図４３に発光素子５の、図４４に発光素子６の規格化輝度−時間特性を示す。図４３及び図４４から、発光素子５及び発光素子６は駆動時間に対する輝度低下が小さく、信頼性の高い素子であることがわかった。
【０２２３】
このように実施の形態１に記載の化合物を青色のりん光を発光中心物質とする発光素子のホスト材料又は正孔輸送材料として用いた発光素子は、大きい三重項励起エネルギーからの発光である青色のりん光を有効に励起し、またはエネルギー移動による損失を起こすことなく発光効率の高い発光素子とすることが可能となる。これらはすなわち実施の形態１に記載の化合物が非常に大きな三重項励起エネルギーを有していることを示している。
【実施例６】
【０２２４】
本実施例では、３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）について質量分析を行った結果について説明する。質量分析は、液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）を用いた方法と、飛行時間二次イオン質量分析計（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）を用いた方法の２通りで行った。
【０２２５】
≪液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）による分析結果≫
まず、液体クロマトグラフ質量分析計（ＬＣ／ＭＳ）を用いて質量分析した結果について説明する。
【０２２６】
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。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３．００ｋＶ、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た。アルゴンに衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は３０ｅＶ、５０ｅＶ及び７０ｅＶとした。なお、測定する範囲は質量電荷比（ｍ／ｚ）＝１００〜１２００とした。
【０２２７】
図４５に、コリジョンエネルギーが３０ｅＶの場合の測定結果を示す。下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝２０７．０３３
ｍ／ｚ＝７０７．１７３
ｍ／ｚ＝７７３．２０７
【０２２８】
これらのうち、ｍ／ｚ＝７７３．２０７のピークは、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２＋Ｈ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７３．２０９）であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのプロトン付加体（構造式（２００）で示す化合物）と推定されるピークである。
【０２２９】
【化３０】
2014116595.tif 000032
【０２３０】
図４６および図４７に、コリジョンエネルギーが５０ｅＶの場合の測定結果を示す。図４７は、図４６の一部（ｍ／ｚが３４０〜４５０の範囲）を拡大したグラフである。
【０２３１】
図４７に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝３４８．０８４
ｍ／ｚ＝３４９．０９０
ｍ／ｚ＝４２４．１１５
ｍ／ｚ＝４２５．１２４
ｍ／ｚ＝４２６．１２６
また図４６に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝７７３．２０８
【０２３２】
これらのうち、ｍ／ｚ＝３４９．０９０のピークは、Ｃ２４Ｈ１５ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９３）である、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物（構造式（２０１）で示す化合物）のカチオンと推定されるピークである。
【０２３３】
【化３１】
2014116595.tif 000033
【０２３４】
また、ｍ／ｚ＝４２５．１２４のピークは、Ｃ３０Ｈ１９ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）である、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物（構造式（２０２）で示す化合物）のカチオンと推定されるピークである。
【０２３５】
【化３２】
2014116595.tif 000034
【０２３６】
また、ｍ／ｚ＝７７３．２０８のピークは、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２＋Ｈ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７３．２０９）であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのプロトン付加体（構造式（２００）で示す化合物）と推定されるピークである。
【０２３７】
【化３３】
2014116595.tif 000035
【０２３８】
図４８および図４９に、コリジョンエネルギーが７０ｅＶの場合の測定結果を示す。図４９は、図４８の一部（ｍ／ｚが３４０〜４５０の範囲）を拡大したグラフである。
【０２３９】
図４９に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝３４７．０７３
ｍ／ｚ＝３４８．０８３
ｍ／ｚ＝３４９．０９０
ｍ／ｚ＝４２３．１０８
ｍ／ｚ＝４２４．１１６
ｍ／ｚ＝４２５．１２１
ｍ／ｚ＝４２６．１２２
また図４８に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝７７３．２０８
【０２４０】
これらのうち、ｍ／ｚ＝３４９．０９０のピークは、Ｃ２４Ｈ１５ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９３）である、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物のカチオンと推定されるピークである。
【０２４１】
また、ｍ／ｚ＝４２５．１２１のピークは、Ｃ３０Ｈ１９ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）である、ジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物のカチオンと推定されるピークである。
【０２４２】
また、ｍ／ｚ＝７７３．２０８のピークは、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２＋Ｈ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７３．２０９）であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのプロトン付加体と推定されるピークである。
【０２４３】
図４５乃至図４９に示すように、ＬＣ／ＭＳのコリジョンエネルギーが３０ｅＶ、５０ｅＶ及び７０ｅＶのとき、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２＋Ｈ＋であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのプロトン付加体が観察されることが明らかとなった。
【０２４４】
またＬＣ／ＭＳのコリジョンエネルギーが５０ｅＶ及び７０ｅＶのとき、Ｃ２４Ｈ１４ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９３）である、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物のカチオンと推定されるピークが観察されることが明らかとなった。またＣ３０Ｈ１９ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）である、ジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物のカチオンと推定されるピークが観察されることが明らかとなった。これらの２つのカチオンは、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩにおいて、カルバゾール骨格の９位のＮと、カルバゾール骨格の９位と結合しているベンゼン環とのＣ−Ｎ結合が開裂した結果生じる化合物のカチオンであると予想される。
【０２４５】
すなわち、ＬＣ／ＭＳ分析による解析において、組成式Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７２．２０１）であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩと推定されるカチオンが開裂することで、プロダクトイオンとしてＣ２４Ｈ１４ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９２）であるジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物のカチオンと、Ｃ３０Ｈ１９ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）であるジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物のカチオン、のいずれか一以上が検出されうる。
【０２４６】
なお、特に図４７および図４９に示すように、組成の帰属が推定できるカチオンのピークの付近に、ｍ／ｚ＝１程度の間隔をおいて他のピークが観察されうる。これらのピークは、上記の組成からなる化合物へのプロトンの付加、プロトンの離脱、または上記組成からなる化合物中の元素の同位体の存在により生じたイオンによるものである。
【０２４７】
そのため、ＬＣ／ＭＳ分析による解析において、ポジティブモードで解析を行った場合、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩと推定されるカチオンとしてＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２に相当する分子量が検出されうる。またジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物と推定されるカチオンとして、Ｃ２４Ｈ１２〜１６ＮＳに相当する分子量が検出されうる。またジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物と推定されるカチオンとして、Ｃ３０Ｈ１７〜２１ＮＳに相当する分子量が検出されうる。
【０２４８】
また、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを含む発光素子のＥＬ層をＬＣ／ＭＳ分析により解析を行なっても、同様のイオンが検出されうる。
【０２４９】
すなわち、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを含むＥＬ層について質量分析により解析を行うと、ｍ／ｚが７７２であるイオンが検出され、該イオンが開裂することで、少なくともｍ／ｚが３４９であるイオンと、ｍ／ｚが４２５であるイオンと、のいずれか一以上が検出されうる。このとき、ｍ／ｚが３４９であるイオンとｍ／ｚが４２５であるイオンは、ｍ／ｚが７７２であるイオンのプロダクトイオンと言うことができる。
【０２５０】
さらに下記のように換言してもよい。すなわち、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、組成式がＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２であるイオンが検出され、該イオンに対して質量分析により解析すると、少なくとも組成式がＣ２４Ｈ１２〜１６ＮＳであるイオンと、組成式がＣ３０Ｈ１７〜２１ＮＳであるイオンと、のいずれか一以上が検出されうる。
【０２５１】
さらに下記のように換言してもよい。すなわち、ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩを含む発光素子のＥＬ層について質量分析により解析を行うと、少なくともＣ５４Ｈ３０〜３４Ｎ２Ｓ２に相当する分子量と、Ｃ３０Ｈ１７〜２１ＮＳに相当する分子量と、Ｃ２４Ｈ１２〜１６ＮＳに相当する分子量と、のいずれか一以上が検出されうる。
【０２５２】
≪飛行時間二次イオン質量分析計（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による分析結果≫
次に、飛行時間二次イオン質量分析計（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）を用いて質量分析した結果について説明する。
【０２５３】
ＴｏＦ−ＳＩＭＳ分析は、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７〜１２ｎｍのパルス状に照射し、その照射量は８．２×１０１０〜６．７×１０１１ｉｏｎｓ／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３，３’−ビス（ジベンゾチオフェン−４−イル）−Ｎ，Ｎ’−（１，３−フェニレン）ビカルバゾール（略称：ｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩ）の粉末を用いて測定した。
【０２５４】
上記のようなＴｏＦ−ＳＩＭＳにて測定した定性スペクトル（正イオン）を図５０および図５１に示す。図５０は、横軸がｍ／ｚ＝０〜５００の範囲、図５１は、横軸がｍ／ｚ＝４００〜１２００の範囲を示す。縦軸はいずれも強度（任意単位）を表す。
【０２５５】
図５０に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝２７
ｍ／ｚ＝４１
ｍ／ｚ＝５７
ｍ／ｚ＝７３
ｍ／ｚ＝１４９
ｍ／ｚ＝２４１
ｍ／ｚ＝３４７
ｍ／ｚ＝４１０
ｍ／ｚ＝４２３
ｍ／ｚ＝４３６
また図５１に示すように、下記のピークが観察された。
ｍ／ｚ＝５９０
ｍ／ｚ＝７７３
ｍ／ｚ＝７８５
ｍ／ｚ＝７９７
【０２５６】
これらのうち、ｍ／ｚ＝３４７のピークは、Ｃ２４Ｈ１５ＮＳ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：３４９．０９３）である、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物から、プロトンが離脱した化合物のカチオンと推定されるピークである。ＴｏＦ−ＳＩＭＳでは化合物へのプロトンの付加、プロトンの離脱、または上記組成からなる化合物中の元素の同位体の存在により、化合物のＥｘａｃｔ  Ｍａｓｓからｍ／ｚ＝１程度の間隔をおいて他のカチオンが観察されることがあり、これらのカチオンが最も強度の大きなピークとなることがある。
【０２５７】
また、ｍ／ｚ＝４２３のピークは、Ｃ３０Ｈ１９ＮＳ（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：４２５．１２４）である、ジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物から、プロトンが離脱した化合物のカチオンと推定されるピークである。
【０２５８】
また、ｍ／ｚ＝７７３のピークは、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２＋Ｈ＋（Ｅｘａｃｔ  Ｍａｓｓ：７７３．２０９）であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩのプロトン付加体と推定されるピークである。
【０２５９】
図５０および図５１に示すように、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ分析によっても、Ｃ５４Ｈ３２Ｎ２Ｓ２であるｍＤＢＴＣｚ２Ｐ−ＩＩと推定されるピークが観察されることが明らかとなった。またＣ２４Ｈ１４ＮＳである、ジベンゾチオフェン骨格およびカルバゾール骨格からなる化合物と推定されるピークが観察されることが明らかとなった。またＣ３０Ｈ１９ＮＳである、ジベンゾチオフェン骨格、カルバゾール骨格およびベンゼン環からなる化合物と推定されるピークが観察されることが明らかとなった。
【符号の説明】
【０２６０】
１０１    基板
１０２    電極
１０４    電極
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    電子輸送層
５０１    電極
５０２    電極
５１１    発光ユニット
５１２    発光ユニット
５１３    電荷発生層
１０００    発光装置
１００１    筐体
１００２    表示部
１００３    スピーカー部
１００４    リチウムイオン二次電池
１１００    照明装置
１１０１    筐体
１１０２    光源
１１０４    天井
１１０５    側壁
１１０６    床
１１０７    窓
１４００    タブレット型端末
１４０１    筐体
１４０２    筐体
１４０３    リチウムイオン二次電池
１４０５    携帯電話機
１４０６    筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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