(57)【要約】      （修正有）【課題】励起エネルギーの大きな物質、特に、可視光を発する燐光性化合物の励起三重項エネルギーより広いエネルギーギャップを有する化合物を提供することを課題とする。また、バイポーラ性を有する化合物を提供することを課題とする。また、発光素子の素子特性を向上させることを課題とする。さらに、消費電力が少なく、駆動電圧の低い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。【解決手段】電子輸送性を有するヘテロ芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキサリン骨格と、正孔輸送性を有するカルバゾール骨格を同一分子に有するヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を提供する。また、発光層やキャリア輸送層にヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を用いた発光素子を提供する。また、発光素子を適用した発光装置、および電子機器を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のトランジスタと、
前記複数のトランジスタ上において、前記複数のトランジスタのそれぞれと電気的に接続される発光素子と、を有し、
前記発光素子が有する発光層は、燐光性化合物と、カルバゾール誘導体とを有し、
前記燐光性化合物は、赤色系の発光物質であり、
前記カルバゾール誘導体は、ホスト材料であり、且つカルバゾール骨格とキノキサリン骨格とを同一分子内に有する化合物であることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体、ヘテロ芳香環を有するカルバゾー
ル誘導体を用いた発光素子、発光装置、並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用し
た発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、一対の
電極間に発光性の物質を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、発光性の物質からの発光を得ることができる。
【０００３】
このような発光素子は自発光型であるため照明としての利用はもちろんのこと、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から、フラット
パネルディスプレイに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】
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大きな面積を有する面
状の発光を容易に得ることができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源
、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面
光源としての利用価値も高い。
【０００５】
そのエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物である
か、無機化合物であるかによって大別できるが、発光性の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および正孔がそれぞれ発光
性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子およ
び正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状
態が基底状態に戻る際に発光する。
【０００６】
このようなメカニズムから、このような発光素子は電流励起型の発光素子と呼ばれる。な
お、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、励起一重項状態と励起三重項状態が
可能であり、励起一重項状態（Ｓ＊）からの発光が蛍光、励起三重項状態（Ｔ＊）からの
発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ
＊＝１：３、すなわち励起一重項状態の生成比率が２５％、励起三重項状態の生成比率が
７５％であると考えられている。
【０００７】
一般的には、励起一重項状態から発光する化合物（以下、蛍光性化合物と称す）は室温に
おいて、励起三重項状態からの発光（燐光）は観測されず、励起一重項状態からの発光（
蛍光）のみが観測される。したがって、発光素子における励起一重項の生成比率が２５％
であるため、蛍光性化合物を用いた発光素子の内部量子効率（注入したキャリアに対して
発生するフォトンの割合）の理論的限界は２５％とされている。
【０００８】
一方、発光素子における励起三重項状態の生成比率は７５％にのぼるだけでなく、励起一
重項状態の有機分子が励起三重項状態に遷移する場合がある。したがって、励起三重項状
態から発光する化合物（以下、燐光性化合物と称す）を用いれば、内部量子効率は７５〜
１００％まで理論上は可能となり、蛍光性化合物を用いた発光素子に比べて３〜４倍の発
光効率が可能となる。このような理由から、高効率な発光素子を実現するために、燐光性
化合物を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている（特許文献１及び非特許文献１
）。
【０００９】
上述した燐光性化合物を用いて発光素子の発光層を形成する場合、燐光性化合物の濃度消
光や三重項−三重項消滅による消光を抑制するために、他の物質からなるマトリクス中に
該燐光性化合物が分散するようにして形成することが多い。この時、マトリクスとなる物
質はホスト材料、燐光性化合物のようにマトリクス中に分散される物質はゲスト材料と呼
ばれる。
【００１０】
燐光性化合物をゲスト材料とする場合、ホスト材料に必要とされる性質は、該燐光性化合
物よりも大きな励起三重項エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）を
有することである。非特許文献１でホスト材料として用いられているＣＢＰは、緑色から
赤色の発光を示す燐光性化合物よりも大きな励起三重項エネルギーを有していることが知
られており、燐光性化合物に対するホスト材料として広く利用されている。
【００１１】
しかしながら、ＣＢＰはその大きな励起三重項エネルギーと引き替えに、正孔や電子を受
け取る能力に乏しいため、駆動電圧が高くなるという問題点があった。したがって、大き
な励起三重項エネルギーを有すると共に、正孔と電子の両方を受け取りやすく、また輸送
できる物質（すなわちバイポーラ性を有する物質）が、燐光性化合物に対するホスト材料
として求められている。
【００１２】
また、一重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）は励起三重
項エネルギーよりも大きいため、大きな励起三重項エネルギーを有する物質は大きな一重
項励起エネルギーをも有する。したがって、上述したような大きな励起三重項エネルギー
を有すると共に、バイポーラ性を有する物質は、蛍光性化合物を発光物質として用いた発
光素子においても有益である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−３５２９５７号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Ｍ．Ａ．バルド、外４名、アプライド  フィジクス  レターズ、Ｖｏｌ．７５、Ｎｏ．１、４−６（１９９９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の一態様は、励起エネルギーの大きな物質、特に、可視光を発する燐光性化合物の
励起三重項エネルギーより広いエネルギーギャップを有する化合物を提供することを課題
とする。また、バイポーラ性を有する化合物を提供することを課題とする。また、発光素
子の素子特性を向上させることを課題とする。さらに、消費電力が少なく、駆動電圧の低
い発光装置および電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
具体的には、電子輸送性を有するヘテロ芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキ
サリン骨格と、正孔輸送性を有するカルバゾール骨格を同一分子に有するヘテロ芳香環を
有するカルバゾール誘導体を提供する。また、発光層やキャリア輸送層に前記ヘテロ芳香
環を有するカルバゾール誘導体を用いた発光素子を提供する。また、前記発光素子を適用
した発光装置、および電子機器を提供する。
【００１７】
本発明の一は、下記一般式（Ｇ１）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体
である。
【００１８】
【化１】
2019220693.tif 000002
【００１９】
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ１乃至Ａｒ３は
環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有し
ていても良い。また、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭素数１乃至４のアルキル基
を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７は水素原子、または炭素数が１
乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前
記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合し
てカルバゾール環を形成してもよい。）
【００２０】
開示する発明の他の一例は、下記の一般式（Ｇ２）で表されるヘテロ芳香環を有するカル
バゾール誘導体である。
【００２１】
【化２】
2019220693.tif 000003
【００２２】
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２及びＡｒ３は
環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有し
ていても良い。また、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭素数１乃至４のアルキル基
を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７、及びＲ４１乃至Ｒ４５は水素
原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０の
アリール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素と
β位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００２３】
開示する発明の他の一例は、下記の一般式（Ｇ３）で表されるヘテロ芳香環を有するカル
バゾール誘導体である。
【００２４】
【化３】
2019220693.tif 000004
【００２５】
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２およびＡｒ３
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。また、Ｒ１３、及びＲ２１乃至Ｒ２７、及びＲ４１乃至Ｒ４５は水素原
子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のア
リール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ
位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００２６】
開示する発明の他の一例は、下記の一般式（Ｇ４）で表されるヘテロ芳香環を有するカル
バゾール誘導体である。
【００２７】
【化４】
2019220693.tif 000005
【００２８】
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２およびＡｒ３
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。また、Ｒ１３は水素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、また
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成し
てもよい。）
【００２９】
開示する発明の他の一例は、下記の一般式（Ｇ５）で表されるヘテロ芳香環を有するカル
バゾール誘導体である。
【００３０】
【化５】
2019220693.tif 000006
【００３１】
（式中、Ｑは一般式Ｑ１−１またはＱ２−１で表される置換基である。また、Ｒ１３、及
びＲ５１乃至Ｒ５５、及びＲ６１乃至Ｒ６５は水素原子、または炭素数が１乃至４のアル
キル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基
は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合してカルバゾー
ル環を形成してもよい。）
【００３２】
開示する発明の他の一例は、下記の一般式（Ｇ６）で表されるヘテロ芳香環を有するカル
バゾール誘導体である。
【００３３】
【化６】
2019220693.tif 000007
【００３４】
（式中、Ｑは構造式Ｑ１−２またはＱ２−２で表される置換基である。また、Ｒ１３は水
素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０
のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素
とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００３５】
開示する発明の他の一例は、上述の一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）、（Ｇ４）、（
Ｇ５）、および（Ｇ６）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体のうち少な
くとも一つを、一対の電極間に有する発光素子である。
【００３６】
開示する発明の他の一例は、上述の一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）、（Ｇ４）、（
Ｇ５）、および（Ｇ６）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体のうち少な
くとも一つと発光物質を含む発光層を一対の電極間に有することを特徴とする発光素子で
ある。
【００３７】
開示する発明の他の一例は、上述の一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）、（Ｇ４）、（
Ｇ５）、および（Ｇ６）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体のうち少な
くとも一つと燐光を発する物質を含む発光層を一対の電極間に有することを特徴とする発
光素子である。
【００３８】
開示する発明の他の一例は、上述の一般式（Ｇ１）、（Ｇ２）、（Ｇ３）、（Ｇ４）、（
Ｇ５）、および（Ｇ６）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体のうち少な
くとも一つと発光物質を含む発光層を一対の電極間に有することを特徴とする発光素子を
用いた発光装置および電子機器である。
【００３９】
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もしくは発
光デバイスを含む。また、本発明の発光装置には、発光素子が形成された基板にコネクタ
ー、例えば異方導電性フィルムやＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）
等のＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープが接続されたモジ
ュールや、さらにその先にプリント配線板が設けられたモジュールも含み、また発光素子
が形成された基板に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含むものとする。
【００４０】
本発明の一態様の発光素子は、一対の電極間に本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカ
ルバゾール誘導体を含む層を有することを特徴とする。
【００４１】
また、本発明の一態様の発光装置は、前記発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制
御手段とを有することを特徴とする。また、本発明の一態様の電子機器は表示部を有し、
表示部は前記発光素子と前記発光素子の発光を制御する制御手段とを備えていることを特
徴とする。
【００４２】
なお、本発明の一態様の発光素子は高い効率で光が得られるため、該発光素子を用いた発
光装置は低消費電力化も実現できる。したがって、該発光素子を用いた発光装置や電子機
器も本発明は含むものとする。
【００４３】
なお、環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基が有する置換基は、炭素数が１乃至
４のアルキル基または、環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって該アリー
ル基は炭素数が１乃至４のアルキル基を有していてもよい。
【発明の効果】
【００４４】
本発明により、可視光を発する燐光性化合物の励起三重項エネルギーより広いエネルギー
ギャップを有し、発光素子の電子輸送層や発光層のホスト材料として用いることができる
新規なヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を提供できる。また、新規なヘテロ芳香
環を有するカルバゾール誘導体を用いることにより発光効率が高い発光素子を提供できる
。また、消費電力が少ない発光装置および電子機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施の形態に係る発光素子を説明する図。
【図２】本発明の実施の形態に係る発光素子を説明する図。
【図３】本発明の実施の形態に係る発光素子を説明する図。
【図４】本発明の実施の形態に係る発光装置を説明する図。
【図５】本発明の実施の形態に係る発光装置を説明する図。
【図６】本発明の実施の形態に係る電子機器を説明する図。
【図７】本発明の実施の形態に係る電子機器を説明する図。
【図８】本発明の実施の形態に係る照明装置を説明する図。
【図９】本発明の実施の形態に係る照明装置を説明する図。
【図１０】ＰＣＢＡ１ＰＱの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図１１】ＰＣＢＡ１ＰＱのトルエン溶液および薄膜の紫外・可視吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図１２】ＰＣＢＡ１ＰＱのＣＶ測定結果を示す図。
【図１３】ＰＣＢＡＯ１１の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図１４】ＰＣＢＡＯ１１のトルエン溶液および薄膜の紫外・可視吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図１５】ＰＣＢＡＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。
【図１６】ＰＣＣ１ＰＱの１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図１７】ＰＣＣ１ＰＱのトルエン溶液および薄膜の紫外・可視吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図１８】ＰＣＣ１ＰＱのＣＶ測定結果を示す図。
【図１９】ＰＣＣＯ１１の１Ｈ  ＮＭＲチャートを示す図。
【図２０】ＰＣＣＯ１１のトルエン溶液および薄膜の紫外・可視吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図。
【図２１】ＰＣＣＯ１１のＣＶ測定結果を示す図。
【図２２】実施例で作製した発光素子を説明する図。
【図２３】実施例５で作製した発光素子の電流密度−輝度特性および、電圧−輝度特性を示す図。
【図２４】実施例５で作製した発光素子の電圧−電流特性および、発光スペクトルを示す図。
【図２５】実施例６で作製した発光素子の電流密度−輝度特性および、電圧−輝度特性を示す図。
【図２６】実施例６で作製した発光素子の電圧−電流特性および、発光スペクトルを示す図。
【図２７】ＰＣＢＡ１ＰＱの最適分子構造における最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ）を示す図。
【図２８】ＰＣＣＯ１１の最適分子構造における最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）と最低空軌道（ＬＵＭＯ）を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は
以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態お
よ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。したがって、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。
【００４７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体について
説明する。
【００４８】
本実施の形態のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体の一般式（Ｇ１）を下記に示す
。
【００４９】
【化７】
2019220693.tif 000008
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ１乃至Ａｒ３は
環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有し
ていても良い。また、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭素数１乃至４のアルキル基
を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７は水素原子、または炭素数が１
乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前
記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合し
てカルバゾール環を形成してもよい。）アルキル基が導入された場合、本発明の一態様の
ヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体の溶解性が向上する。
【００５０】
一般式（Ｇ１）において、Ａｒ１乃至Ａｒ３は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリー
ル基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。具体的には構造式Ｓ−１乃
至Ｓ−１７に示す置換基がその例に挙げられる。
【００５１】
【化８】
2019220693.tif 000009
【００５２】
また、一般式（Ｇ１）において、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭素数１乃至４の
アルキル基を表す。具体的には構造式Ｓ−１８乃至Ｓ−２６に示す置換基がその例に挙げ
られる。
【００５３】
【化９】
2019220693.tif 000010
【００５４】
また、一般式（Ｇ１）において、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７は水素原子、
または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のアリー
ル基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ
２１乃至Ｒ２７の具体例として、構造式Ｓ−１乃至Ｓ−２６に示す置換基を挙げる。
【００５５】
なお、一般式（Ｇ１）において、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環
を形成してもよい。
【００５６】
また、一般式（Ｇ１）のＡｒ１がフェニル基の場合、合成が容易であり、また合成原料が
安価であるため好ましい。この場合、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾー
ル誘導体は、下記の一般式（Ｇ２）で表される。
【００５７】
【化１０】
2019220693.tif 000011
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２およびＡｒ３
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。また、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭素数１乃至４のアルキル
基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７、及びＲ４１乃至Ｒ４５は水
素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０
のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素
とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００５８】
また、一般式（Ｇ２）のＲ１１、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５、及びＲ２８乃至Ｒ３１が水素
原子である場合、立体障害を生じ難く、合成が容易であるため好ましい。この場合、本発
明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、下記の一般式（Ｇ３）で表さ
れる。
【００５９】
【化１１】
2019220693.tif 000012
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２およびＡｒ３
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。また、Ｒ１３、及びＲ２１乃至Ｒ２７、及びＲ４１乃至Ｒ４５は水素原
子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のア
リール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ
位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００６０】
さらに、一般式（Ｇ３）のＲ４１乃至Ｒ４５、及びＲ２１乃至Ｒ２７が水素原子である場
合、励起三重項状態のエネルギーが高いため好ましい。この場合、本発明の一態様のヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、下記の一般式（Ｇ４）で表される。
【００６１】
【化１２】
2019220693.tif 000013
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基である。また、Ａｒ２およびＡｒ３
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。また、Ｒ１３は水素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、また
は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有
していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成し
てもよい。）
【００６２】
また、一般式（Ｇ４）のＡｒ２およびＡｒ３がフェニル基の場合、励起三重項状態のエネ
ルギーがさらに高いため好ましい。この場合、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカ
ルバゾール誘導体は、下記の一般式（Ｇ５）で表される。
【００６３】
【化１３】
2019220693.tif 000014
（式中、Ｑは一般式Ｑ１−１またはＱ２−１で表される置換基である。また、Ｒ１３、及
びＲ５１乃至Ｒ５５、及びＲ６１乃至Ｒ６５は水素原子、または炭素数が１乃至４のアル
キル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記アリール基
は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素とβ位の炭素が直接結合してカルバゾー
ル環を形成してもよい。）
【００６４】
また、般式（Ｇ５）Ｒ５１乃至Ｒ５５、及びＲ６１乃至Ｒ６５が水素原子の場合、励起三
重項状態のエネルギーがさらに高いため好ましい。この場合、本発明の一態様のヘテロ芳
香環を有するカルバゾール誘導体は、下記の一般式（Ｇ６）で表される。
【００６５】
【化１４】
2019220693.tif 000015
（式中、Ｑは構造式Ｑ１−２またはＱ２−２で表される置換基である。また、Ｒ１３は水
素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０
のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素
とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００６６】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体の具体例としては、構造式（
１）〜（１２８）に示される化合物を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限
定されない。
【００６７】
【化１５】
2019220693.tif 000016
【００６８】
【化１６】
2019220693.tif 000017
【００６９】
【化１７】
2019220693.tif 000018
【００７０】
【化１８】
2019220693.tif 000019
【００７１】
【化１９】
2019220693.tif 000020
【００７２】
【化２０】
2019220693.tif 000021
【００７３】
【化２１】
2019220693.tif 000022
【００７４】
【化２２】
2019220693.tif 000023
【００７５】
【化２３】
2019220693.tif 000024
【００７６】
【化２４】
2019220693.tif 000025
【００７７】
【化２５】
2019220693.tif 000026
【００７８】
【化２６】
2019220693.tif 000027
【００７９】
【化２７】
2019220693.tif 000028
【００８０】
【化２８】
2019220693.tif 000029
【００８１】
【化２９】
2019220693.tif 000030
【００８２】
【化３０】
2019220693.tif 000031
【００８３】
【化３１】
2019220693.tif 000032
【００８４】
【化３２】
2019220693.tif 000033
【００８５】
【化３３】
2019220693.tif 000034
【００８６】
【化３４】
2019220693.tif 000035
【００８７】
【化３５】
2019220693.tif 000036
【００８８】
【化３６】
2019220693.tif 000037
【００８９】
次に、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体の合成方法の一例につ
いて説明する。
【００９０】
一般式（Ｇ１）で表されるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、次に示すカルバ
ゾール誘導体（Ａ１）と、ハロゲン化されたヘテロ芳香環を有する化合物（Ｂ１）を反応
させて合成できる。
【００９１】
【化３７】
2019220693.tif 000038
（式中、Ｑは一般式Ｑ１またはＱ２で表される置換基であり、Ｘはハロゲン原子である。
また、Ａｒ１乃至Ａｒ３は環を形成する炭素数が６乃至１０のアリール基であって、前記
アリール基は置換基を有していても良い。また、Ｒ２８乃至Ｒ３１は水素原子、または炭
素数１乃至４のアルキル基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１５、及びＲ２１乃至Ｒ２７は水
素原子、または炭素数が１乃至４のアルキル基、または環を形成する炭素数が６乃至１０
のアリール基であって、前記アリール基は置換基を有していても良い。なお、α位の炭素
とβ位の炭素が直接結合してカルバゾール環を形成してもよい。）
【００９２】
本実施の形態で例示するヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体の合成スキーム（Ｍ１
）を次に示す。
【００９３】
【化３８】
2019220693.tif 000039
なお、ハロゲン化されたヘテロ芳香環を有する化合物（Ｂ１）の置換基Ｘはハロゲン原子
を表し、ヨウ素または、臭素が本合成スキーム（Ｍ１）において好ましい。
【００９４】
本合成スキーム（Ｍ１）では、カルバゾール誘導体（Ａ１）とハロゲン化されたヘテロ芳
香環を有する化合物（Ｂ１）をカップリングすることでヘテロ芳香環を有するカルバゾー
ル誘導体（Ｇ１）が得られる。本合成スキーム（Ｍ１）で示した反応は、塩基存在下でパ
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、あるいは銅や銅化合物を用い
たウルマン反応などを利用することで速やかに進行する。
【００９５】
ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合、パラジウム触媒としてビス（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、パラジウム触
媒の配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンや、トリ（ｎ−ヘキシル）ホ
スフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等を用いることができる。また、塩基として
は、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等を
用いることができる。また、溶媒としてはトルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロ
フラン等を用いることができる。
【００９６】
また、ウルマン反応を行う場合、ヨウ化銅（Ｉ）、酢酸銅（ＩＩ）等の銅化合物の他、銅
を用いることができる。また、塩基としては、炭酸カリウム等の無機塩基を用いることが
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、ベンゼン等を用いることができる。
ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間でかつ高収率で目的物が得
られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレンが溶媒として好ましい。また、反応温度は１
５０℃以上が更に好ましいため、ＤＭＰＵがより好ましい。
【００９７】
以上、合成方法の一例に反応スキーム（Ｍ１）を挙げて説明したが、もちろん、本発明の
一様態であるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体（Ｇ１）は、他のどのような合成
方法によって合成されても良い。
【００９８】
以上で説明した本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、電子輸送
性を有するヘテロ芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキサリン骨格と、正孔輸
送性を有するカルバゾール骨格を有しており、電子及び正孔の輸送性の高いバイポーラ材
料である。また、広いエネルギーギャップを有している。従って、本発明の一態様のヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を発光層や電子輸送層に用いることにより、キャリ
アバランスのよい発光素子を形成できる。
【００９９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を燐光性
化合物のホスト材料として用いた発光素子の一態様について、図１を用いて説明する。
【０１００】
図１は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に発光層１１３を有する発光素子を
示す図である。前記発光層１１３は、先の実施の形態１で例示したヘテロ芳香環を有する
カルバゾール誘導体を燐光性化合物のホスト材料として含んでいる。
【０１０１】
本実施の形態で説明する発光素子では、発光素子の第１の電極１０１を陽極とし、第２の
電極１０２を陰極として、素子に電圧を加える。第１の電極１０１から注入された正孔と
、第２の電極１０２から注入された電子がヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を含
む発光層１１３へ輸送され、発光層１１３にて電子と正孔が再結合して発光物質である燐
光性化合物を励起する。励起状態の燐光性化合物は基底状態に戻る際に発光して、発光素
子が機能する。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、このよう
な発光（エレクトロルミネッセンス）素子の発光層におけるホスト材料、正孔輸送材料ま
たは、電子輸送材料等に用いることができる。
【０１０２】
本実施の形態の発光層１１３は、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘
導体を含んでいる。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は大きな
励起エネルギーを有しており、発光物質のホスト材料として好適である。なお、ヘテロ芳
香環を有するカルバゾール誘導体を単体で発光物質として用いることもできる。
【０１０３】
発光層１１３は、ホスト材料であるヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体に発光物質
を分散して形成する。特に、燐光性化合物を発光物質として分散した発光層１１３が発光
効率の観点から好ましく、また燐光性化合物をホスト材料に分散して用いることで、燐光
性化合物の発光が燐光性化合物の濃度に起因して消光してしまう現象を防ぐことができる
。
【０１０４】
発光物質として燐光性化合物を用いる場合、燐光性化合物の励起三重項エネルギーはその
ホスト材料の励起三重項エネルギーよりも大きい必要がある。なお、励起三重項エネルギ
ーとは、励起三重項状態と基底状態のエネルギー差であり、励起一重項エネルギーとは、
励起一重項状態と基底状態のエネルギー差である。
【０１０５】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は大きい励起三重項エネルギ
ーを有する。そのため、ヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体をホスト材料として用
い、例えば赤色系や緑色系の発光を示す燐光性化合物を発光物質として分散して発光層１
１３を形成できる。このような発光層１１３を用いると、発光効率が高い発光素子をつく
ることができる。
【０１０６】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体とともに発光層１１３に用い
ることができる燐光性化合物としては、例えば以下の有機金属錯体を挙げることができる
。なお、ホスト材料と共に用いる燐光性化合物は、ホスト材料の三重項励起エネルギーよ
り小さい三重項励起エネルギーを有する燐光性化合物から選ぶ必要がある。
【０１０７】
例えば、緑色系の発光物質として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリ
ジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ
２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ
））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）ア
セチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）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（ａｃａ
ｃ））などが挙げられる。
【０１０８】
また、黄色系の発光物質として、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（ａｃ
ａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム
（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（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））などが挙げられる。
【０１０９】
また、橙色系の発光物質として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジ
ウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’
）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））な
どが挙げられる。
【０１１０】
また、赤色系の発光物質として、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（ｂｔ
ｐ）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
セトナート）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム
（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、（２，３，７，８，１２，１３
，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリナト）白金（ＩＩ）（略称：
ＰｔＯＥＰ）等が挙げられる。
【０１１１】
また、トリス（アセチルアセトナート）（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（ＤＢ
Ｍ）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））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電
子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。
【０１１２】
また、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は大きい励起一重項エ
ネルギーを有する。そのため、ヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体をホスト材料と
して用い、種々の蛍光性化合物を発光物質として分散して発光層１１３を形成できる。本
発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体とともに発光層１１３に用いる
ことができる蛍光性化合物として、以下の化合物をその例に挙げる。
【０１１３】
例えば、青色系の発光物質として、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブ
チル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェ
ニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−（９−エチルカルバゾール−３−イル
）ビニル］ビフェニル（略称：ＢＣｚＶＢｉ）、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（２−メチル−８−
キノリノラト）ガリウムクロリド（略称：Ｇａｍｑ２Ｃｌ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９
Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’
−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１
０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）などが挙げら
れる。
【０１１４】
また、緑色系の発光物質として、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）、Ｎ−［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）などが挙げられる。
【０１１５】
また、黄色系の発光物質として、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）などが挙げられる。
【０１１６】
また、赤色系の発光物質として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）などが挙げられる。
【０１１７】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は電子輸送性を有するヘテロ
芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキサリン骨格と、正孔輸送性を有するカル
バゾール骨格を有しているため、電子及び正孔の輸送性の高いバイポーラ材料である。従
って、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を、発光物質を分散す
るホスト材料として単独で用いることができる。
【０１１８】
また、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体と別の材料を混合して
、発光物質を分散するホスト材料に用いても良い。例えば、本発明の一態様のヘテロ芳香
環を有するカルバゾール誘導体とホール輸送性または電子輸送性を有する有機化合物を混
合した材料をホスト材料として用いることもできる。
【０１１９】
発光層において、ホール輸送性を有する有機化合物と電子輸送性を有する有機化合物を混
合した材料をホストに用いる方法は最適なキャリアバランスを得る手段として特に有効で
ある。また、発光領域が広がることで、発光素子の発光効率や信頼性の向上が期待できる
。
【０１２０】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体と混合してホスト材料として
用いることができるホール輸送性の有機化合物としては、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（
９−フェナントリル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＰＰＢ）、４，４’−
ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＴＰＤ）
、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）、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：ｍ−ＭＴ
ＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：
ＴＣＴＡ）、１，１−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（略称
：ＴＰＡＣ）、９，９−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］フルオレン（略称：
ＴＰＡＦ）、４−（９−カルバゾリル）−４’−（５−フェニル−１，３，４−オキサジ
アゾール−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＯ１１）、Ｎ−［４−（９−カ
ルバゾリル）フェニル］−Ｎ−フェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２−アミン（略
称：ＹＧＡＦ）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）、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、
１，３，５−トリス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ＴＣｚＢ）などのカルバゾー
ル誘導体を用いることができる。
【０１２１】
また、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体と混合してホスト材料
として用いることができる電子輸送性の有機化合物としては、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］カルバゾール（略称：ＣＯ１１
）、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）、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）、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）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェ
ニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（
４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリ
ル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、９，９’，９’’−［１，
３，５−トリアジン−２，４，６−トリイル］トリカルバゾール（略称：ＴＣｚＴＲＺ）
、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（６，７−ジメチル−３
−フェニルキノキサリン）（略称：ＴｒｉＭｅＱｎ）、２，３−ビス（４−ジフェニルア
ミノフェニル）キノキサリン（略称：ＴＰＡＱｎ）、９，９’−（キノキサリン−２，３
−ジイルジ−４，１−フェニレン）ジ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＣｚＱｎ）、３，
３’，６，６’−テトラフェニル−９，９’−（キノキサリン−２，３−ジイルジ−４，
１−フェニレン）ジ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＤＣｚＰＱ）、バソフェナントロリ
ン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）などの複素芳香族化合物や
、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、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
）、トリス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジア
ゾラト］アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌ（ＯＸＤ）３）、トリス（２−ヒドロキシ
フェニル−１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：
Ａｌ（ＢＩＺ）３）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（
ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキ
サゾラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＰＢＯ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェ
ニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ２）などの金属錯体を用いることができる。
【０１２２】
なお、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は発光層のホスト材料
として用いる他、単独で発光層として用いることもできる。また本発明の一態様のヘテロ
芳香環を有するカルバゾール誘導体よりも大きなバンドギャップを有するホスト材料に分
散して、発光物質として用いることもできる。
【０１２３】
なお、発光層１１３は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。
【０１２４】
また、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体と発光物質とを適当な
溶媒に溶解もしくは分散した塗布液を、インクジェット法やスピンコート法のような湿式
法を用いて塗布することにより、発光層１１３を形成することができる。
【０１２５】
溶媒としては、トルエン、メトキシベンゼン（アニソール）など芳香環を有する有機溶媒
、また、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）などのエーテル
や、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ブタノール、２−メトキシエタノール
、２−エトキシエタノールなどのアルコールの他、アセトニトリルあるいはこれらの混合
溶媒等を用いることができるが、これに限定されることはない。
【０１２６】
湿式法で有機薄膜を積層する場合、成膜したい材料を溶かすが下地となる層を溶かさない
溶媒を選んで塗布液を作る必要がある。また、膜に溶媒が残留しないように、沸点が５０
℃以上２００℃以下の揮発性の有機溶媒であることが好ましい。
【０１２７】
湿式法で有機薄膜を積層する場合、発光物質と本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカ
ルバゾール誘導体を混合した溶液を塗布しても良いが、さらに前述のホール輸送性の有機
化合物や、ホール輸送性の高分子化合物や電子輸送性の高分子化合物を添加して使うこと
もできる。
【０１２８】
また、成膜した膜の性質を向上させるために、バインダーを含んでいてもよい。バインダ
ーとしては、電気的に不活性な高分子化合物を用いることが好ましい。具体的には、ポリ
メチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）や、ポリイミドなどを用いることができる。
【０１２９】
ホール輸送性の高分子化合物としては、例えばポリ（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−ＴＰ
Ｄ）などを用いることができる。
【０１３０】
また、電子輸送性の高分子化合物としては、例えばポリ（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）などを用いることができる。
【０１３１】
図１において、基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、
例えばガラス、またはプラスチックなどの基板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。
【０１３２】
また、第１の電極１０１については特に限定はないが、本実施の形態のように、陽極とし
て機能する際は仕事関数の大きい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、イ
ンジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、または酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、
２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム（ＩＺＯ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐ
ｔ）、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）等を用いることができ
る。なお、第１の電極１０１は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することがで
きる。
【０１３３】
また、第２の電極１０２についても特に限定はないが、本実施の形態のように、陰極とし
て機能する際は仕事関数の小さい物質で形成されていることが好ましい。具体的には、ア
ルミニウム（Ａｌ）やインジウム（Ｉｎ）の他、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等
のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）やカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属、エ
ルビウム（Ｅｒ）やイッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属を用いることができる。また
、アルミニウムリチウム合金（ＡｌＬｉ）やマグネシウム銀合金（ＭｇＡｇ）のような合
金を用いることもできる。なお、第２の電極１０２は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用
いて形成することができる。
【０１３４】
発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２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１０１または第２の電極１０２のいずれか一方ま
たは両方は、ＩＴＯ等の可視光を透過する導電膜から成る電極、または可視光が透過でき
るように数〜数十ｎｍの厚さで形成された電極である。第１の電極１０１のみが透光性を
有する導電膜からなる場合、図１（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０１と基板１
００を透過して取り出される。また、第２の電極１０２のみが透光性を有する導電膜から
なる場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０２を通って取り出される。第
１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する導電膜からなる場合、
図１（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って発光
素子の両面から取り出される。
【０１３５】
また、第１の電極１０１と発光層１１３との間には、図１に示すように正孔輸送層１１２
を設けてもよい。ここで、正孔輸送層とは、第１の電極１０１から注入された正孔を発光
層１１３へ輸送する機能を有する層である。このように、正孔輸送層１１２を設け、第１
の電極１０１と発光層１１３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光すること
を防ぐことができる。ただし、正孔輸送層１１２は必ずしも必要ではない。
【０１３６】
正孔輸送層１１２を構成する物質については特に限定はないが、代表的には、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）、４，
４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：Ｔ
ＰＤ）、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）、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：ｍ
−ＭＴＤＡＴＡ）などの芳香族アミン化合物を用いることができる。また、ポリ（４−ビ
ニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）などの高分子化合物を用いることもでき
る。
【０１３７】
なお、正孔輸送層１１２は、二層以上の層を積層して形成された多層構造であってもよい
。また、二種類以上の物質を混合して形成してもよい。
【０１３８】
また、第２の電極１０２と発光層１１３との間には、図１に示すように電子輸送層１１４
を設けてもよい。ここで、電子輸送層とは、第２の電極１０２から注入された電子を発光
層１１３へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層１１４を設け、第２
の電極１０２と発光層１１３とを離すことによって、発光が近傍の第２電極１０２中に存
在する金属に起因して消光することを防ぐことができる。ただし、電子輸送層１１４は必
ずしも必要ではない。
【０１３９】
電子輸送層１１４を構成する物質について特に限定はないが、代表的には、トリス（８−
キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラ
ト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナ
ト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フ
ェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、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：ＺｎＢＯＸ）、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）などの金属錯体が挙げられ
る。また、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−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−
１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−
４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（
略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイ
ン（略称：ＢＣＰ）、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）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（
２，５−ピリジン−ジイル）（略称：ＰＰｙ）のような高分子化合物を用いることもでき
る。なお、電子輸送層１１４は、二層以上の層を積層して形成された多層構造であっても
よい。また、二種類以上の物質を混合して形成してもよい。
【０１４０】
なお、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、電子及び正孔の輸
送性の高いバイポーラ材料であるため、正孔輸送層または電子輸送層の材料としても用い
ることができる。特に、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は大
きな励起エネルギーを有するため、発光層に隣接する層に用いて発光層で生じた励起子が
他の層へ拡散するのを防ぐことができる。その結果、発光効率の高い発光素子が得られる
。
【０１４１】
さらに、第１の電極１０１と正孔輸送層１１２との間には、図１に示すように正孔注入層
１１１を設けてもよい。ここで、正孔注入層とは、陽極として機能する電極から正孔輸送
層１１２へ正孔の注入を補助する機能を有する層である。ただし、正孔注入層１１１は必
ずしも必要ではない。
【０１４２】
正孔注入層１１１を構成する物質については特に限定はないが、バナジウム酸化物、ニオ
ブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、マ
ンガン酸化物、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物等の金属酸化物を用いることができる
。また、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
シアニン化合物を用いることができる。また、上述した正孔輸送層１１２を構成する物質
を用いることもできる。また、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）とポリ（スチレンス
ルホン酸）の混合物（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）のような高分子化合物を用いることも
できる。
【０１４３】
あるいは、正孔注入層１１１に、有機化合物と電子受容体とを混合してなる複合材料を用
いてもよい。このような複合材料は、電子受容体によって有機化合物に正孔（カチオンラ
ジカル）が発生するため、正孔注入性および正孔輸送性に優れている。この場合、有機化
合物としては、発生した正孔の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例
えば上述した正孔輸送層１１２を構成する物質（芳香族アミン化合物等）を用いることが
できる。
【０１４４】
電子受容体としては、有機化合物に対し電子受容性を示す物質であればよい。具体的には
、遷移金属酸化物であることが好ましく、例えば、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タ
ンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物
、レニウム酸化物、ルテニウム酸化物等が挙げられる。また、塩化鉄（ＩＩＩ）、塩化ア
ルミニウム（ＩＩＩ）のようなルイス酸を用いることもできる。また、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）
等の有機化合物を用いることもできる。なお、正孔注入層１１１は、二層以上の層を積層
して形成された多層構造であってもよい。
【０１４５】
また、第２の電極１０２と電子輸送層１１４との間には、図１に示すように電子注入層１
１５を設けてもよい。ここで、電子注入層とは、陰極として機能する電極から電子輸送層
１１４へ電子の注入を補助する機能を有する層である。ただし、電子注入層１１５は必ず
しも必要ではない。
【０１４６】
電子注入層１１５を構成する物質については特に限定はないが、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）、リチウム酸化物のよう
なアルカリ金属化合物またはアルカリ土類金属化合物を用いることができる。また、フッ
化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、上述
した電子輸送層１１４を構成する物質を用いることもできる。
【０１４７】
あるいは、電子注入層１１５に、有機化合物と前記有機化合物に対する電子供与体とを混
合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化
合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機
化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、
例えば上述した電子輸送層１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用
いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であれ
ばよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウ
ム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる
。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カ
ルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイ
ス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化
合物を用いることもできる。
【０１４８】
以上で述べた発光素子において、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、
電子輸送層１１４、電子注入層１１５は、それぞれ、蒸着法、またはインクジェット法、
または塗布法等、いずれの方法で形成しても構わない。また、第１の電極１０１または第
２の電極１０２についても、スパッタリング法、蒸着法等、インクジェット法、または塗
布法等の湿式法、いずれの方法を用いて形成しても構わない。
【０１４９】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、電子輸送性を有するヘテ
ロ芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキサリン骨格と、正孔輸送性を有するカ
ルバゾール骨格を有しており、電子及び正孔の輸送性の高いバイポーラ材料である。また
、広いエネルギーギャップを有している。従って、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有す
るカルバゾール誘導体を発光層やキャリア輸送層に用いて、発光効率に優れた発光素子を
提供できる。
【０１５０】
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。
【０１５１】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について図２（Ａ
）（Ｂ）を用いて説明する。
【０１５２】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体をホスト材料とし、発光物質
を分散した発光層１１３と、電子輸送層１１４ｂとの間に電子キャリアの移動を制御する
層１１４ａを設ける構成を図２（Ａ）に示す。電子キャリアの移動を制御する層１１４ａ
は実施の形態２において電子輸送層を構成する物質として例示した電子輸送性の高い材料
に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層、もしくは電子輸送性の高い材料にＬＵ
ＭＯ準位の低いホール輸送性を有する材料を添加した層であって、電子キャリアの移動を
制御する層１１４ａを用いて電子キャリアの移動を制御することによって、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、電子が発光層１１３を通り抜けて
発光層１１３の陽極側に隣接する層に到達し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。
【０１５３】
また、他の構成として、発光層１１３を複数の層で構成してもよい。図２（Ｂ）に、発光
層１１３を第１の発光層１１３ａと、第２の発光層１１３ｂの２層で構成する例を示す。
【０１５４】
例えば、正孔輸送層１１２側から第１の発光層１１３ａと第２の発光層１１３ｂを順に積
層して発光層１１３とする場合、第１の発光層１１３ａのホスト材料に正孔輸送性を有す
る物質を用い、第２の発光層１１３ｂのホスト材料に電子輸送性を有する物質を用いる構
成などがある。
【０１５５】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は、電子輸送性を有するヘテ
ロ芳香環であるオキサジアゾール骨格またはキノキサリン骨格と、正孔輸送性を有するカ
ルバゾール骨格を有しており、電子及び正孔の輸送性の高いバイポーラ材料である。また
、広いエネルギーギャップを有している。従って、発光素子において、本発明の一態様の
ヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は発光物質を分散するホスト材料や、発光性物
質や、キャリア輸送材料としても利用できる。
【０１５６】
なお、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を適用する層は、その
キャリア輸送性に応じて決定すればよい。例えば図２（Ｂ）に示す構造の素子に適用する
場合、正孔輸送性が電子輸送性に勝るヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は第１の
発光層１１３ａに用いることができ、電子輸送性が成功輸送性に勝るものは第２の発光層
１１３ｂに用いることができる。
【０１５７】
また、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。
【０１５８】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を用いた
発光素子の一例として、複数の発光層を有する態様について、図３を用いて説明する。図
３の発光素子は複数の発光層を有しており、複数の発光層が発する光を混合して利用でき
る。異なる発光層の光を混合することにより、例えば白色光を得ることができる。
【０１５９】
図３の発光素子は、第１の電極３０１と第２の電極３０２との間に、第１の発光層３１３
と第２の発光層３１６を設けている。また、第１の発光層３１３と第２の発光層３１６と
の間には、電荷発生層としてＮ層３２１およびＰ層３２２とを設けている。
【０１６０】
Ｎ層３２１は電子を発生する層であり、Ｐ層３２２は正孔を発生する層である。第１の電
極３０１の電位が第２の電極３０２の電位よりも高くなるように電圧を印加したとき、第
１の電極３０１から注入され正孔とＮ層３２１から注入された電子が、第１の発光層３１
３において再結合し、第１の発光層３１３に含まれた第１の発光物質が発光する。さらに
、第２の電極３０２から注入された電子とＰ層３２２から注入された正孔が、第２の発光
層３１６において再結合し、第２の発光層３１６に含まれた第２の発光物質が発光する。
【０１６１】
第１の発光層３１３および第２の発光層３１６は、先の実施の形態２に例示される発光層
１１３と同様のものを適用でき、例えば本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾ
ール誘導体をホスト材料とし発光物質を分散して形成した層を用いることができる。
【０１６２】
ここでは、第１の発光層３１３に、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール
誘導体に４５０〜５１０ｎｍ（すなわち、青色〜青緑色）に発光ピークを有する蛍光性化
合物を分散したものを用いる。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導
体は広いエネルギーギャップを有しているため、青色の発光物質のホスト材料に利用でき
る。
【０１６３】
一方、第２の発光層３１６には、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘
導体に赤色の発光が得られる燐光性化合物もしくは、蛍光性化合物を分散したものを用い
る。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は広いエネルギーギャッ
プを有しているため、青色から赤色まで種々の発光物質のホスト材料に利用できる。
【０１６４】
Ｎ層３２１は電子を発生させる層であるため、先の実施の形態２で述べた有機化合物と電
子供与体とを混合してなる複合材料を用いて形成すればよい。このような構成とすること
で、電子を第１の発光層３１３側へ注入することができる。
【０１６５】
Ｐ層３２２は正孔を発生させる層であるため、先の実施の形態２で述べた有機化合物と電
子受容体とを混合してなる複合材料を用いて形成すればよい。このような構成とすること
で、正孔を第２の発光層３１６側へ注入することができる。また、Ｐ層３２２には、モリ
ブデン酸化物、バナジウム酸化物、ＩＴＯ、ＩＴＳＯといったような正孔注入性に優れた
金属酸化物を用いることもできる。
【０１６６】
また、本実施の形態では、図３のように２つの発光層を設けた発光素子について記載して
いるが、発光層の層数は２つに限定されるものでは無く、例えば３つあってもよい。そし
て、それぞれの発光層からの発光が混合されればよい。その結果、例えば白色光が得られ
る。
【０１６７】
なお、第１の電極３０１は、先の実施の形態２で述べた第１の電極１０１と同様の構成と
すればよい。また、第２の電極３０２も、先の実施の形態２で述べた第２の電極１０２と
同様の構成とすればよい。
【０１６８】
また、本実施の形態では、図３に示すように、正孔注入層３１１、正孔輸送層３１２およ
び正孔輸送層３１５、電子輸送層３１４および電子輸送層３１７、電子注入層３１８を設
けているが、これらの層の構成に関しても、先の実施の形態２および３で述べた各層の構
成を適用すればよい。ただし、これらの層は必ずしも必要ではなく、素子の特性に応じて
適宜設ければよい。
【０１６９】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は優れた電子輸送性を示すの
で、発光層に接する電子輸送層に用いた場合、発光素子の駆動電圧を低減できる。また、
大きいエネルギーギャップを有するため、発光層の励起子からエネルギーが移動し難く、
発光効率が低下し難い。
【０１７０】
また、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は大きいエネルギーギ
ャップを有するため、発光ピーク波長が４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の短波長の青色系
の発光を示す燐光性化合物のホスト材料として発光層に用いることができる。その結果、
本実施の形態の積層型発光素子のように、発光効率の点で蛍光性物質より優る燐光性化合
物だけを発光物質に用いることができ、発光効率に優れた白色発光素子を作製することが
できる。
【０１７１】
このように本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を利用した発光素
子を用いると、消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１７２】
また、本実施の形態の発光素子のように、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、高輝度の発光を得ることがで
きる。
【０１７３】
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。
【０１７４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を用いて
作製された発光装置について図４および５を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光
装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で
示された４０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、４０２は画素部、４０３は駆動回路
部（ゲート側駆動回路）である。また、４０４は封止基板、４０５はシール材であり、シ
ール材４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている。
【０１７５】
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリ
ントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等
を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配
線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装
置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとす
る。
【０１７６】
次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。基板４１０上には駆動回路部及び
複数の画素を有する画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆
動回路４０１と画素部４０２に複数形成された画素のうち一つの画素が示されている。
【０１７７】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４
とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、ＴＦＴで形成される種
々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施
の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要
はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１７８】
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのド
レインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。な
お、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型
の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１７９】
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を
有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性
アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を
有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、感光性の光によって
エッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポ
ジ型のいずれも使用することができる。
【０１８０】
第１の電極４１３上には、発光物質を含む層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ
形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極４１３に用いる材料としては、
仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物
）膜、または珪素を含有したインジウムスズ酸化物膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）
膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化
チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分
とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると
、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能
させることができる。
【０１８１】
第１の電極４１３と第２の電極４１７に挟まれた発光物質を含む層４１６は、実施の形態
２乃至４と同様に形成し、実施の形態１で示した本発明の一態様のヘテロ芳香環を有する
カルバゾール誘導体をその一部に用いる。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバ
ゾール誘導体と組み合わせて用いることのできる材料としては、低分子系材料、オリゴマ
ー、デンドリマー、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層４１６
は、通常、有機化合物の単層もしくは積層として形成する場合が多いが、本発明において
は、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
【０１８２】
また、発光物質を含む層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法インクジェット法、スピン
コート法等の種々の方法により形成できる。
【０１８３】
さらに、発光物質を含む層４１６上に形成される第２の電極４１７に用いる材料としては
、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、Ｍｇ
Ａｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、窒化カルシウム、またはフッ化カルシウム）を用
いることが好ましい。なお、発光物質を含む層４１６で生じた光が陰極として機能する第
２の電極４１７を透過させる場合には、第２の電極４１７として、膜厚を薄くした金属薄
膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合
金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１８４】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を基板４１０と貼り合わせることにより、基板４
１０、封止基板４０４、およびシール材４０５で囲まれた空間４０７に発光素子４１８が
備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）
が充填される場合の他、シール材４０５で充填される構成も含むものとする。
【０１８５】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料は
できるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に
用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルま
たはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１８６】
以上のようにして、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を用いて
作製された発光装置を得ることができる。
【０１８７】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示したヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を
用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、発光効
率の高い発光素子を有しているため、消費電力が低減され、さらに長時間駆動可能な発光
装置を得ることができる。
【０１８８】
以上では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の画
像表示装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の画像表示装置であって
もよい。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の画像表示装置を示す
。なお、図５（Ａ）は、パッシブマトリクス型の画像表示装置を示す斜視図、図５（Ｂ）
は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極
９５２と電極９５６と、それらの間に発光物質を含む層９５５とが設けられている。電極
９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４
が設けられている。
【０１８９】
隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が
狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状
であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の
方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）より
も短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、クロストーク等に起因した発光素子
の不良を防ぐことが出来る。
【０１９０】
電極９５２と電極９５６に挟まれた発光物質を含む層９５５は、実施の形態２乃至４と同
様に形成し、実施の形態１で示した本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール
誘導体をその一部に用いる。
【０１９１】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示したヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を
用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、発光効
率の高い発光素子を有しているため、消費電力が低減され、さらに長時間駆動可能な発光
装置を得ることができる。
【０１９２】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器につ
いて説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１に示したヘテロ芳香環を有するカルバ
ゾール誘導体を含み、発光効率の高く、消費電力が低減され、長時間駆動可能な表示部を
有する。また、色再現性に優れた表示部を有する。
【０１９３】
本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を用いて作製された発光素子
を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディ
スプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ
等）、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携
帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的には、Ｄｉｇ
ｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ）等）の記録媒体を再生し、その画像
を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図
６に示す。
【０１９４】
図６（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９
１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置にお
いて、表示部９１０３は、実施の形態２〜実施の形態４で説明したものと同様の発光素子
をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴
を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、こ
のテレビ装置は、高輝度の発光が可能であり、低消費電力化が図られている。本発明に係
るテレビ装置は、低消費電力、高画質化が図られているので、それにより住環境に適合し
た製品を提供することができる。
【０１９５】
図６（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９
２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０
６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態２〜実施の形態
４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光
素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２
０３も同様の特徴を有するため、高輝度の発光が可能であり、低消費電力化が図られてい
る。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質化が図られているので、環境に適
合した製品を提供することができる。
【０１９６】
図６（Ｃ）は本発明に係る携帯電話１０００であり、筐体１００１には表示部１００２の
他、操作ボタン１００３、外部接続ポート１００４、スピーカ１００５、マイク１００６
などが備えられている。表示部１００２を指などで触れることで、情報を入力ことができ
る。また、電話を掛ける、或いはメールを打つ操作も、表示部１００２を指などで触れる
ことにより行うことができる。この携帯電話において、表示部１００２は、実施の形態２
〜実施の形態４で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されてい
る。当該発光素子は、発光効率が高いという特徴を有している。その発光素子で構成され
る表示部１００２も同様の特徴を有するため、高輝度の発光が可能であり、低消費電力化
が図られている。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質化が図られているので、
携帯に適した製品を提供することができる。
【０１９７】
図６（Ｄ）は本発明の係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３
、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５
０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラに
おいて、表示部９５０２は、実施の形態２〜実施の形態４で説明したものと同様の発光素
子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、発光効率が高く、長時間
駆動可能であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同
様の特徴を有するため、高輝度の発光が可能であり、低消費電力化が図られている。本発
明に係るカメラは、低消費電力、高画質化が図られているので、携帯に適した製品を提供
することができる。
【０１９８】
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の
電子機器に適用することが可能である。本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾ
ール誘導体を用いることにより、発光効率が高く、長時間駆動可能であり、消費電力の低
減された表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１９９】
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照
明装置として用いる一態様を、図７を用いて説明する。
【０２００】
図７は、本発明の一態様の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例であ
る。図７に示した液晶表示装置は、筐体９６０１、液晶層９６０２、バックライト９６０
３、筐体９６０４を有し、液晶層９６０２は、ドライバーＩＣ９６０５と接続されている
。また、バックライト９６０３は、本発明の一態様の発光装置が用いられおり、端子９６
０６により、電流が供給されている。
【０２０１】
本発明の一態様の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、消費
電力の低減された液晶表示装置が得られる。また、本発明の一態様の発光装置は、面発光
の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液
晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の一態様の発光装置は薄型であるた
め、液晶表示装置の薄型化も可能となる。また、本発明の一態様の発光装置は高輝度の発
光が可能であるため、本発明の一態様の発光装置を用いた液晶表示装置も高輝度の発光が
可能である。
【０２０２】
図８は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例であ
る。図８に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２と
して、本発明の一態様の発光装置が用いられている。本発明の一態様の発光装置は、発光
効率が高く、長時間駆動可能であり、また低消費電力であるため、電気スタンドも発光効
率が高く、長時間駆動可能であり、また低消費電力である。
【０２０３】
図９は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。
【０２０４】
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、本発明の一態様の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型
化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用
した発光装置を室内の照明装置３００１として用いた部屋に図６（Ａ）で説明したような
本発明に係るテレビ装置３００２を設置することにより、公共放送や映画を鑑賞すること
ができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明
るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【実施例１】
【０２０５】
《合成例１》
本実施例では実施の形態１に構造式（１）として示したヘテロ芳香環を有するカルバゾー
ル誘導体である４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（３−フ
ェニルキノキサリン−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＰＱ）の合成方
法について説明する。
【０２０６】
【化３９】
2019220693.tif 000040
【０２０７】
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−（３−フェニルキノキサ
リン−２−イル）トリフェニルアミンの合成スキームを（Ｍ２）に示す。
【０２０８】
【化４０】
2019220693.tif 000041
【０２０９】
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン１．７ｇ（４．
２ｍｍｏｌ）と、２−（４−ブロモフェニル）−３−フェニルキノキサリン１．５ｇ（４
．２ｍｍｏｌ）と、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を１０
０ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１５ｍＬ
と、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１０ｍＬを加
え、減圧下で攪拌しながら脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にビス（ジベ
ンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．０２０ｇ（０．０３５ｍｍｏｌ）を加えて、
８０℃で５時間撹拌した。
【０２１０】
反応後、この混合物にトルエンを加えた懸濁液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジ−ル（和光純薬工業株式会社、カ
タログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を飽和炭酸ナト
リウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した
後、この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去した。得られたろ液を濃縮し、残
渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。
【０２１１】
カラムクロマトグラフィーは展開溶媒として、第１にトルエン：ヘキサン＝１：１の混合
溶媒を、第２にトルエンを、第３にトルエン：酢酸エチル＝５：１の混合溶媒をこの順に
用いた。得られたフラクションを濃縮して得た固体をジクロロメタンとメタノールの混合
溶媒で再結晶したところ、粉末状黄色固体を収量２．７ｇ、収率９２％で得た。
【０２１２】
また、得られた黄色固体１．６ｇの昇華精製をトレインサブリメーション法により行った
。昇華精製は７Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして３１０℃で１８時
間行った。収量１．２ｇで収率は７５％であった。
【０２１３】
なお、上記で得た粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す
。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示す。なお、図１０
（Ｂ）は、図１０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチ
ャートである。
【０２１４】
１Ｈ  ＮＭＲ．（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ７．０４−７．１０（ｍ，３Ｈ）、７
．１７−７．７９（ｍ，２７Ｈ）、８．１４−８．２０（ｍ，３Ｈ）、８．３３（ｓ，１
Ｈ）
【０２１５】
１Ｈ  ＮＭＲの分析結果から、本合成例で得られた化合物は上述の構造式（１）で表され
る本発明の一態様である４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−４’−
（３−フェニルキノキサリン−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＰＱ）
であることを確認した。
【０２１６】
次に、ＰＣＢＡ１ＰＱの紫外可視線吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。石
英セルに入れたＰＣＢＡ１ＰＱのトルエン溶液と、石英基板に真空蒸着したＰＣＢＡ１Ｐ
Ｑの薄膜を試料とし、吸収スペクトルについては紫外可視分光光度計（日本分光株式会社
製、Ｖ５５０型）を用いて測定した。発光スペクトルについては蛍光光度計（（（株）浜
松フォトニクス製、ＦＳ９２０型）を用いて測定した。
【０２１７】
ＰＣＢＡ１ＰＱのトルエン溶液の測定結果を図１１（Ａ）に、薄膜の測定結果を図１１（
Ｂ）に示す。グラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度および発光強度の任意強度を示
している。なお、吸収スペクトルは、溶液試料の場合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結果を、また、薄膜試料の場合は石英基板の吸収ス
ペクトルを差し引いた結果を図示した。
【０２１８】
ＰＣＢＡ１ＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルのピーク波長は４０３ｎｍ、蛍光スペク
トルのピーク波長は５００ｎｍ（励起波長４０３ｎｍ）であった。また、ＰＣＢＡ１ＰＱ
の薄膜試料の吸収スペクトルのピーク波長は４１７ｎｍ、蛍光スペクトルのピーク波長は
５２７ｎｍ（励起波長４１０ｎｍ）であった。
【０２１９】
また、ＰＣＢＡ１ＰＱの薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。
ＨＯＭＯ準位の値は、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定したイオ
ン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は
、ＰＣＢＡ１ＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃ
プロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位
の値に加算することにより得た。その結果、ＰＣＢＡ１ＰＱのＨＯＭＯ準位は、−５．４
２ｅＶであり、エネルギーギャップは、２．６６ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位は、−２．７
６ｅＶであった。よって、ＰＣＢＡ１ＰＱは２ｅＶを超えるエネルギーギャップを有する
有機物質であることがわかった。
【０２２０】
また、ＰＣＢＡ１ＰＱの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリッ
クボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（
ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０２２１】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アル
ドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過
塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、
カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに
測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電
極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー
・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極として
はＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞ
れ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０２２２】
ＰＣＢＡ１ＰＱの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用
電極の電位を０．２８Ｖから０．６５Ｖまで変化させた後、０．６５Ｖから０．２８Ｖま
で変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定のスキャ
ン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２２３】
ＰＣＢＡ１ＰＱの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用
電極の電位を−１．４０Ｖから−２．２４Ｖまで変化させた後、−２．２４Ｖから−１．
４０Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定
のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２２４】
図１２（Ａ）にＰＣＢＡ１ＰＱの酸化側のＣＶ測定結果を、図１２（Ｂ）に還元側のＣＶ
測定結果を示す。図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）において、横軸は参照電極に対する作用
電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表
す。図１２（Ａ）から、＋０．５２Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観
測された。図１２（Ｂ）から、−１．９８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電
流が観測された。
【０２２５】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応におい
て、ＣＶ曲線のピーク位置と強度に大きな変化が見られないことから、本発明に係るヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であること
が分かった。
【０２２６】
また、ＰＣＢＡ１ＰＱの基底状態における最適分子構造を、密度汎関数法（ＤＦＴ）を用
いて計算した。ＤＦＴの全エネルギーはポテンシャルエネルギー、電子間静電エネルギー
、電子の運動エネルギーと複雑な電子間の相互作用を全て含む交換相関エネルギーの和で
表される。ＤＦＴでは、交換相関相互作用を電子密度で表現された一電子ポテンシャルの
汎関数（関数の関数の意）で近似しているため、計算は高速かつ高精度である。ここでは
、混合汎関数であるＢ３ＬＹＰを用いて、交換と相関エネルギーに係る各パラメータの重
みを規定した。また、基底関数として、６−３１１（それぞれの原子価軌道に三つの短縮
関数を用いたｔｒｉｐｌｅ  ｓｐｌｉｔ  ｖａｌｅｎｃｅ基底系の基底関数）を全ての原
子に適用した。上述の基底関数により、例えば、水素原子であれば、１ｓ〜３ｓの軌道が
考慮され、また、炭素原子であれば、１ｓ〜４ｓ、２ｐ〜４ｐの軌道が考慮されることに
なる。さらに、計算精度向上のため、分極基底系として、水素原子にはｐ関数を、水素原
子以外にはｄ関数を加えた。
【０２２７】
なお、量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０３を使用した。計算は、ハ
イパフォーマンスコンピュータ（ＳＧＩ社製、Ａｌｔｉｘ４７００）を用いて行った。
【０２２８】
計算によって求めたＰＣＢＡ１ＰＱの最適分子構造における最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）
と最低空軌道（ＬＵＭＯ）を、Ｇａｕｓｓ  Ｖｉｅｗ４．１により可視化して図２７に示
す。図２７（Ａ）は、最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）を表すものであり、図２７（Ｂ）は、
最低空軌道（ＬＵＭＯ）を表すものである。図中の球は、ＰＣＢＡ１ＰＱを構成する原子
を表しており、原子の周辺に存在する雲状物は、最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）または最低
空軌道（ＬＵＭＯ）を表している。
【０２２９】
図２７（Ａ）及び２７（Ｂ）より、ＰＣＢＡ１ＰＱにおいては最高被占有軌道がアミン付
近に存在していることが分かり、ＰＣＢＡ１ＰＱのホール輸送性にはアミノ基の寄与が大
きいことが判る。また、最低空軌道がキノキサリン付近に存在していることから、ＰＣＢ
Ａ１ＰＱの電子輸送性にはキノキサリル基の寄与が大きいことが判る。従って、ＰＣＢＡ
１ＰＱは、電子輸送性を有するヘテロ芳香環であるキノキサリン骨格と、正孔輸送性を有
するカルバゾール骨格が分子内に導入されているため、バイポーラ材料が実現できている
ことが判る。
【実施例２】
【０２３０】
《合成例２》
本実施例では実施の形態１に構造式（６７）として示したヘテロ芳香環を有するカルバゾ
ール誘導体である４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）−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：ＰＣ
ＢＡＯ１１）の合成方法について説明する。
【０２３１】
【化４１】
2019220693.tif 000042
【０２３２】
４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）−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：ＰＣＢＡＯ１１）の合
成スキームを（Ｍ３）に示す。
【０２３３】
【化４２】
2019220693.tif 000043
【０２３４】
４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）ジフェニルアミン１．８ｇ（４．
３ｍｍｏｌ）と、２−（４−ブロモフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジア
ゾール１．３ｇ（４．３ｍｍｏｌ）と、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０ｇ（１
０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ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
にトルエン１５ｍＬと、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液
）０．１０ｍＬを加え、減圧下で攪拌しながら脱気した。脱気後、ビス（ジベンジリデン
アセトン）パラジウム（０）０．０２０ｇ（０．０３５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物
を、８０℃で５時間加熱撹拌した。
【０２３５】
反応後、この混合物にトルエンを加えた懸濁液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジ−ル（和光純薬工業株式会社、カ
タログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を飽和炭酸ナト
リウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した
後、この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去した。得られたろ液を濃縮し、残
渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。
【０２３６】
カラムクロマトグラフィーは展開溶媒として、第１にトルエンを、第２にトルエン：酢酸
エチル＝２０：１の混合溶媒をこの順に用いて行った。得られたフラクションを濃縮して
得た固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状淡黄色固
体を収量２．５ｇ、収率９２％で得た。
【０２３７】
また、得られた固体の昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は
７Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして３００℃で１２時間行った。２
．５ｇのＰＣＢＡＯ１１の昇華精製を行ったところ、収量２．２ｇで収率は８８％であっ
た。
【０２３８】
なお、上記で得た粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す
。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示す。なお、図１３
（Ｂ）は、図１３（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．５ｐｐｍの範囲を拡大して表したチ
ャートである。
【０２３９】
１Ｈ  ＮＭＲ．（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ７．１３−７．７０（ｍ，２４Ｈ）、
７．９８（ｄ，Ｊ＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．１１−８．１５（ｍ，２Ｈ）、８．１９（
ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ）、８．３５（ｓｄ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，１Ｈ）。
【０２４０】
１Ｈ  ＮＭＲの分析結果から、本合成例で得られた化合物は上述の構造式（６７）で表さ
れる本発明の一態様である４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イ
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：ＰＣＢＡＯ１１）であることを確認した。
【０２４１】
また、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  
Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１  ＤＳＣ）を用いて
ＰＣＢＡＯ１１のガラス転移温度を測定した結果、１１８℃であった。これらの結果から
、ＰＣＢＡＯ１１は良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
【０２４２】
また、ＰＣＢＡＯ１１の紫外可視線吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。石
英セルに入れたＰＣＢＡＯ１１のトルエン溶液と、石英基板に真空蒸着したＰＣＢＡＯ１
１の薄膜を試料とし、吸収スペクトルについては紫外可視分光光度計（日本分光株式会社
製、Ｖ５５０型）を用いて測定した。発光スペクトルについては蛍光光度計（（（株）浜
松フォトニクス製、ＦＳ９２０型）を用いて測定した。
【０２４３】
ＰＣＢＡＯ１１のトルエン溶液の測定結果を図１４（Ａ）に、薄膜の測定結果を図１４（
Ｂ）に示す。グラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度および発光強度の任意強度を示
している。なお、吸収スペクトルは、溶液試料の場合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結果を、また、薄膜試料の場合は石英基板の吸収ス
ペクトルを差し引いた結果を図示した。
【０２４４】
ＰＣＢＡＯ１１のトルエン溶液の吸収スペクトルのピーク波長は３６６ｎｍ、蛍光スペク
トルのピーク波長は４３９ｎｍ（励起波長３６６ｎｍ）であった。また、ＰＣＢＡＯ１１
の薄膜試料の吸収スペクトルのピーク波長は３７９ｎｍ、蛍光スペクトルのピーク波長は
４７１ｎｍ（励起波長３６８ｎｍ）であった。
【０２４５】
また、ＰＣＢＡＯ１１の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。
ＨＯＭＯ準位の値は、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定したイオ
ン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は
、ＰＣＢＡＯ１１の薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃ
プロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位
の値に加算することにより得た。その結果、ＰＣＢＡＯ１１のＨＯＭＯ準位は、−５．３
９ｅＶであり、エネルギーギャップは、２．９８ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位は、−２．４
１ｅＶであった。よって、ＰＣＢＡＯ１１はほぼ３ｅＶの大きなエネルギーギャップを有
する有機物質であることがわかった。
【０２４６】
また、ＰＣＢＡＯ１１の酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリッ
クボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（
ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０２４７】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アル
ドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過
塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、
カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに
測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電
極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー
・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極として
はＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞ
れ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０２４８】
ＰＣＢＡＯ１１の酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用
電極の電位を０．２１４Ｖから０．９００Ｖまで変化させた後、０．９００Ｖから０．２
１４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定
のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２４９】
ＰＣＢＡＯ１１の還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用
電極の電位を−１．２５Ｖから−２．６５Ｖまで変化させた後、−２．６５Ｖから−１．
２５Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定
のスキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２５０】
図１５（Ａ）にＰＣＢＡＯ１１の酸化側のＣＶ測定結果を、図１５（Ｂ）に還元側のＣＶ
測定結果を示す。図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用
電極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表
す。図１５（Ａ）から、＋０．５８Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観
測された。図１５（Ｂ）から、−２．４６Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電
流が観測された。
【０２５１】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応におい
て、ＣＶ曲線のピーク位置と強度に大きな変化が見られないことから、本発明に係るヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であること
が分かった。
【実施例３】
【０２５２】
《合成例３》
本実施例では実施の形態１に構造式（３５）として示したヘテロ芳香環を有するカルバゾ
ール誘導体である９−フェニル−９’−［４−（３−フェニルキノキサリン−２−イル）
フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ１ＰＱ）の合成方法に
ついて説明する。
【０２５３】
【化４３】
2019220693.tif 000044
【０２５４】
９−フェニル−９’−［４−（３−フェニルキノキサリン−２−イル）フェニル］−３，
３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ１ＰＱ）の合成スキームを（Ｍ４）に示
す。
【０２５５】
【化４４】
2019220693.tif 000045
【０２５６】
９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）１．７ｇ（４．２ｍｍｏｌ）と、２
−（４−ブロモフェニル）−３−フェニルキノキサリン１．５ｇ（４．２ｍｍｏｌ）と、
ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコ
へ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン１５ｍＬと、トリ（ｔｅｒ
ｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加え、減圧下で攪拌し
ながら脱気した。脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）０．０２０
ｇ（０．０３５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、８０℃で５時間加熱撹拌した。
【０２５７】
反応後、この混合物にトルエンを加えた懸濁液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号：５３１−１６８５５）、フロリジ−ル（和光純薬工業株式会社、カタログ番号
：５４０−００１３５）アルミナを通して吸引ろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、有
機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した後、この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウ
ムを除去した。得られたろ液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによ
り精製した。
【０２５８】
カラムクロマトグラフィーは展開溶媒として、第１にトルエン：ヘキサン＝１：１の混合
溶媒を用い、第２にトルエン：酢酸エチル＝５：１の混合溶媒をこの順に用いて行った。
得られたフラクションを濃縮して得た固体をジクロロメタンとメタノールの混合溶媒で再
結晶したところ、粉末状淡黄色固体を収量２．２ｇ、収率７５％で得た。
【０２５９】
また、得られた固体の昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は
７Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして３２０℃で２２時間行った。Ｐ
ＣＣ１ＰＱを１．７ｇの昇華精製を行ったところ、収量０．８５ｇで収率は５０％であっ
た。
【０２６０】
なお、上記で得た粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す
。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）に示す。なお、図１６
（Ｂ）は、図１６（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチ
ャートである。
【０２６１】
１Ｈ  ＮＭＲ．（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ７．２９−７．３６（ｍ，２Ｈ）、７
．４４−７．８６（ｍ，２４Ｈ）、８．２２−８．２７（ｍ，４Ｈ）、８．４５−８．４
８（ｍ，２Ｈ）
【０２６２】
１Ｈ  ＮＭＲの分析結果から、本合成例で得られた化合物は上述の構造式（３５）で表さ
れる本発明の一態様である９−フェニル−９’−［４−（３−フェニルキノキサリン−２
−イル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣ１ＰＱ）であ
ることを確認した。
【０２６３】
また、ＰＣＣ１ＰＱの紫外可視線吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。石英
セルに入れたＰＣＣ１ＰＱのトルエン溶液と、石英基板に真空蒸着したＰＣＣ１ＰＱの薄
膜を試料とし、吸収スペクトルについては紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ
５５０型）を用いて測定した。発光スペクトルについては蛍光光度計（（（株）浜松フォ
トニクス製、ＦＳ９２０型）を用いて測定した。
【０２６４】
ＰＣＣ１ＰＱのトルエン溶液の測定結果を図１７（Ａ）に、薄膜の測定結果を図１７（Ｂ
）に示す。グラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度および発光強度の任意強度を示し
ている。なお、吸収スペクトルは、溶液試料の場合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結果を、また、薄膜試料の場合は石英基板の吸収スペ
クトルを差し引いた結果を図示した。
【０２６５】
ＰＣＣ１ＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルのピーク波長は３７１ｎｍ、蛍光スペクト
ルのピーク波長は４６６ｎｍ（励起波長３７１ｎｍ）であった。また、ＰＣＣ１ＰＱの薄
膜試料の吸収スペクトルのピーク波長は３８６ｎｍ、蛍光スペクトルのピーク波長は５０
３ｎｍ（励起波長３０７ｎｍ）であった。
【０２６６】
また、ＰＣＣ１ＰＱの薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。Ｈ
ＯＭＯ準位の値は、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定したイオン
化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、
ＰＣＣ１ＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロ
ットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位の値
に加算することにより得た。その結果、ＰＣＣ１ＰＱのＨＯＭＯ準位は、−５．５５ｅＶ
であり、エネルギーギャップは、２．８８ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位は、−２．６７ｅＶ
であった。よって、ＰＣＣ１ＰＱは２ｅＶを超えるエネルギーギャップを有する有機物質
であることがわかった。
【０２６７】
また、ＰＣＣ１ＰＱの酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリック
ボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビ
ー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０２６８】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アル
ドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過
塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、
カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに
測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電
極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー
・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極として
はＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞ
れ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０２６９】
ＰＣＣ１ＰＱの酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電
極の電位を０．０２６Ｖから０．８３９Ｖまで変化させた後、０．８３９Ｖから０．０２
６Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定の
スキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２７０】
ＰＣＣ１ＰＱの還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電
極の電位を−１．３７Ｖから−２．１９Ｖまで変化させた後、−２．１９Ｖから−１．３
７Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定の
スキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２７１】
図１８（Ａ）にＰＣＣ１ＰＱの酸化側のＣＶ測定結果を、図１８（Ｂ）に還元側のＣＶ測
定結果を示す。図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電
極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す
。図１８（Ａ）から、＋０．６７Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測
された。図１８（Ｂ）から、−１．９３Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流
が観測された。
【０２７２】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応におい
て、ＣＶ曲線のピーク位置と強度に大きな変化が見られないことから、本発明に係るヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であること
が分かった。
【実施例４】
【０２７３】
《合成例４》
本実施例では実施の形態１に構造式（９９）として示したヘテロ芳香環を有するカルバゾ
ール誘導体である９−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］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＯ
１１）の合成方法について説明する。
【０２７４】
【化４５】
2019220693.tif 000046
【０２７５】
９−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］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＯ１１）の合成スキ
ームを（Ｍ５）に示す。
【０２７６】
【化４６】
2019220693.tif 000047
【０２７７】
９−フェニル−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）１．８ｇ（４．３ｍｍｏｌ）と、２
−（４−ブロモフェニル）−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール１．３ｇ（４
．３ｍｍｏｌ）と、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド１．０ｇ（１０ｍｍｏｌ）を１０
０ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ、トルエン１５ｍ
Ｌと、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．１ｍＬを加
え、減圧下で攪拌しながら脱気した。脱気後、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウ
ム（０）０．０２０ｇ（０．０３５ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を、８０℃で５時間
加熱撹拌した。
【０２７８】
反応後、この混合物にトルエンを加えた懸濁液をセライト（和光純薬工業株式会社、カタ
ログ番号：５３１−１６８５５）、アルミナ、フロリジ−ル（和光純薬工業株式会社、カ
タログ番号：５４０−００１３５）を通して吸引ろ過した。得られたろ液を飽和炭酸ナト
リウム水溶液、飽和食塩水の順に洗浄した。有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥した
後、この混合物を吸引ろ過して硫酸マグネシウムを除去した。得られたろ液を濃縮して得
た固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。
【０２７９】
カラムクロマトグラフィーは展開溶媒として、第１にトルエンを用い、第２にトルエン：
酢酸エチル＝２０：１の混合溶媒をこの順に用いて行った。得られたフラクションを濃縮
して得た固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、粉末状淡黄
色固体を収量２．１ｇ、収率７８％で得た。
【０２８０】
また、得られた固体の昇華精製をトレインサブリメーション法により行った。昇華精製は
７Ｐａの減圧下、アルゴンの流量を３ｍＬ／ｍｉｎとして３２０℃で１２時間行った。Ｐ
ＣＣＯ１１を１．８ｇの昇華精製を行ったところ、収量１．１ｇで収率は６１％であった
。
【０２８１】
なお、上記で得た粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す
。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す。なお、図１９
（Ｂ）は、図１９（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチ
ャートである。
【０２８２】
１Ｈ  ＮＭＲ．（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ７．３０−７．６５（ｍ，１６Ｈ）、
７．７５−７．８６（ｍ，４Ｈ）、８．１８−８．２８（ｍ，４Ｈ）、８．４２（ｄ，Ｊ
＝８．８Ｈｚ，２Ｈ）、８．４７（ｓｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，２Ｈ）
【０２８３】
１Ｈ  ＮＭＲの分析結果から、本合成例で得られた化合物は上述の構造式（９９）で表さ
れる本発明の一態様である９−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］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：
ＰＣＣＯ１１）であることを確認した。
【０２８４】
また、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  
Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１  ＤＳＣ）を用いて
ＰＣＣＯ１１のガラス転移温度を測定した結果、１３８℃であった。これらの結果から、
ＰＣＣＯ１１は良好な耐熱性を有する材料であることが分かった。
【０２８５】
また、ＰＣＣＯ１１の紫外可視線吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。石英
セルに入れたＰＣＣＯ１１のトルエン溶液と、石英基板に真空蒸着したＰＣＣＯ１１の薄
膜を試料とし、吸収スペクトルについては紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ
５５０型）を用いて測定した。発光スペクトルについては蛍光光度計（（（株）浜松フォ
トニクス製、ＦＳ９２０型）を用いて測定した。
【０２８６】
ＰＣＣＯ１１のトルエン溶液の測定結果を図２０（Ａ）に、薄膜の測定結果を図２０（Ｂ
）に示す。グラフの横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸光度および発光強度の任意強度を示し
ている。なお、吸収スペクトルは、溶液試料の場合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結果を、また、薄膜試料の場合は石英基板の吸収スペ
クトルを差し引いた結果を図示した。
【０２８７】
ＰＣＣＯ１１のトルエン溶液の吸収スペクトルのピーク波長は３５０ｎｍ、蛍光スペクト
ルのピーク波長は４１８ｎｍ（励起波長３５０ｎｍ）であった。また、ＰＣＣＯ１１の薄
膜試料の吸収スペクトルのピーク波長は３５８ｎｍ、蛍光スペクトルのピーク波長は４５
６ｎｍ（励起波長３５５ｎｍ）であった。
【０２８８】
また、ＰＣＣＯ１１の薄膜状態におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位の測定を行った。Ｈ
ＯＭＯ準位の値は、大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定したイオン
化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、ＬＵＭＯ準位の値は、
ＰＣＣＯ１１の薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロ
ットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとしてＨＯＭＯ準位の値
に加算することにより得た。その結果、ＰＣＣＯ１１のＨＯＭＯ準位は、−５．４７ｅＶ
であり、エネルギーギャップは、３．０２ｅＶであり、ＬＵＭＯ準位は、−２．４５ｅＶ
であった。よって、ＰＣＣＯ１１は３ｅＶを超える大きなエネルギーギャップを有する有
機物質であることがわかった。
【０２８９】
また、ＰＣＣＯ１１の酸化還元反応特性を測定した。酸化還元反応特性は、サイクリック
ボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって調べた。なお測定には、電気化学アナライザー（ビ
ー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａ）を用いた。
【０２９０】
ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アル
ドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過
塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、
カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに
測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように調製した。また、作用電極としては白金電
極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー
・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極として
はＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞ
れ用いた。なお、測定は室温で行った。
【０２９１】
ＰＣＣＯ１１の酸化反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電
極の電位を０．３２４Ｖから０．８００Ｖまで変化させた後、０．８００Ｖから０．３２
４Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定の
スキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２９２】
ＰＣＣＯ１１の還元反応特性については次のようにして調べた。参照電極に対する作用電
極の電位を−１．５９Ｖから−２．４９Ｖまで変化させた後、−２．４９Ｖから−１．５
９Ｖまで変化させる走査を１サイクルとし、１００サイクル測定した。なお、ＣＶ測定の
スキャン速度は０．１Ｖ／ｓに設定した。
【０２９３】
図２１（Ａ）にＰＣＣ１ＰＱの酸化側のＣＶ測定結果を、図２１（Ｂ）に還元側のＣＶ測
定結果を示す。図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）において、横軸は基準電極に対する作用電
極の電位（Ｖ）を表し、縦軸は作用電極と補助電極との間に流れた電流値（μＡ）を表す
。図２１（Ａ）から、＋０．６９Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に酸化を示す電流が観測
された。図２１（Ｂ）から、−２．３４Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／Ａｇ＋電極）に還元を示す電流
が観測された。
【０２９４】
１００サイクルもの走査を繰り返しているにもかかわらず、酸化反応及び還元反応におい
て、ＣＶ曲線のピーク位置と強度に大きな変化が見られないことから、本発明に係るヘテ
ロ芳香環を有するカルバゾール誘導体は酸化還元反応の繰り返しに対して安定であること
が分かった。
【０２９５】
また、ＰＣＣＯ１１の基底状態における分子構造を、先のＰＣＢＡ１ＰＱと同様の手法に
て最適化した。
【０２９６】
計算によって求めたＰＣＣＯ１１の最適分子構造における最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）と
最低空軌道（ＬＵＭＯ）を、Ｇａｕｓｓ  Ｖｉｅｗ４．１により可視化して図２８に示す
。図２８（Ａ）は、最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）を表すものであり、図２８（Ｂ）は、最
低空軌道（ＬＵＭＯ）を表すものである。図中の球は、ＰＣＣＯ１１を構成する原子を表
しており、原子の周辺に存在する雲状物は、最高被占有軌道（ＨＯＭＯ）または最低空軌
道（ＬＵＭＯ）を表している。
【０２９７】
図２８より、ＰＣＣＯ１１においては最高被占有軌道がカルバゾール付近に存在している
ことが分かり、ＰＣＣＯ１１のホール輸送性にはカルバゾリル基の寄与が大きいことが判
る。また、最低空軌道がオキサジアゾール付近に存在していることから、ＰＣＣＯ１１の
電子輸送性にはオキサジアゾリル基の寄与が大きいことが判る。従って、ＰＣＣＯ１１は
、電子輸送性を有するヘテロ芳香環であるオキサジアゾール骨格と、正孔輸送性を有する
カルバゾール骨格が分子内に導入されているため、バイポーラ材料が実現できていること
が判る。
【実施例５】
【０２９８】
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２２乃至図２４を用いて説明する
。本実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。
【０２９９】
【化４７】
2019220693.tif 000048
【０３００】
【化４８】
2019220693.tif 000049
【０３０１】
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
【０３０２】
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパ
ッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１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。
【０３０３】
次に、第１の電極２１０１が形成された面が下方を向くように、第１の電極２１０１が形
成された基板を真空蒸着装置内に設けた基板ホルダーに固定した。１０−４Ｐａ程度まで
減圧した後、第１の電極２１０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フ
ェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着するこ
とにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む第１の層２１１１を
正孔注入層として形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）
との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお
、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０３０４】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む第１の層２１１１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）を１０
ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の層２１１２を正孔輸送層として形成した。
【０３０５】
さらに、構造式（１）で表される４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）
−４’−（３−フェニルキノキサリン−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ
１ＰＱ）と（アセチルアセトナート）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）２ａｃａｃ）とを共蒸着することにより、第
２の層２１１２上に第３の層２１１３を発光層として形成した。ここで、ＰＣＢＡ１ＰＱ
とＩｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０８（＝ＰＣＢＡ１ＰＱ：Ｉｒ
（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃ）となるように調節した。また、第３の層２１１３の膜厚は４０
ｎｍとした。
【０３０６】
その後、第３の層２１１３上にビス（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）を１０ｎｍ、次いでバソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、第４の層２１１４を電子輸
送層として形成した。さらに、第４の層２１１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚
１ｎｍで蒸着することにより第５の層２１１５を電子注入層として形成した。最後に陰極
として機能する第２の電極２１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の
発光素子１を作製した。
【０３０７】
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。
【０３０８】
（発光素子２）
発光素子２では、発光素子１の第３の層２１１３にホスト材料として用いたＰＣＢＡ１Ｐ
Ｑの代わりに、構造式（６７）であらわされる４−（５−フェニル−１，３，４−オキサ
ジアゾール−２−イル）−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：ＰＣＢＡＯ１１）をホスト材料に用いた。すなわち、ＰＣＢＡＯ
１１とＩｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃとを共蒸着することにより、第２の層２１１２上に第
３の層２１１３を発光層として形成した。ここで、ＰＣＢＡＯ１１とＩｒ（ｔｐｐｒ）２
（ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０８（＝ＰＣＢＡＯ１１：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃ
ａｃ）となるように調節した。また、第３の層２１１３の膜厚は４０ｎｍとした。第３の
層２１１３以外は発光素子１と同様に作製した。
【０３０９】
（発光素子３）
発光素子３では、発光素子１の第３の層２１１３にホスト材料として用いたＰＣＢＡ１Ｐ
Ｑの代わりに、構造式（３５）であらわされる９−フェニル−９’−［４−（３−フェニ
ルキノキサリン−２−イル）フェニル］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）（略称：
ＰＣＣ１ＰＱ）をホスト材料に用いた。すなわち、ＰＣＣ１ＰＱとＩｒ（ｔｐｐｒ）２ａ
ｃａｃとを共蒸着することにより、第２の層２１１２上に第３の層２１１３を発光層とし
て形成した。ここで、ＰＣＣ１ＰＱとＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）との重量比は、１
：０．０８（＝ＰＣＣ１ＰＱ：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃ）となるように調節した。ま
た、第３の層２１１３の膜厚は４０ｎｍとした。第３の層２１１３以外は発光素子１と同
様に作製した。
【０３１０】
（発光素子４）
発光素子４では、発光素子１の第３の層２１１３にホスト材料として用いたＰＣＢＡ１Ｐ
Ｑの代わりに、構造式（９９）であらわされる９−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］−３，３’−ビ（９Ｈ−カル
バゾール）（略称：ＰＣＣＯ１１）をホスト材料に用いた。すなわち、ＰＣＣＯ１１とＩ
ｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃとを共蒸着することにより、第２の層２１１２上に第３の層２
１１３を発光層として形成した。ここで、ＰＣＣＯ１１とＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ
）との重量比は、１：０．０８（＝ＰＣＣＯ１１：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃ）となる
ように調節した。また、第３の層２１１３の膜厚は４０ｎｍとした。第３の層２１１３以
外は発光素子１と同様に作製した。
【０３１１】
以上により得られた発光素子１、発光素子２、発光素子３および発光素子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。
【０３１２】
発光素子１、発光素子２、発光素子３および発光素子４の電流密度−輝度特性を図２３（
Ａ）に示す。図２３（Ａ）において、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（
ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性を図２３（Ｂ）に示す。図２３（Ｂ）におい
て、横軸は発光素子に加えた電圧（Ｖ）、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また
、輝度―電流効率特性を図２４（Ａ）に示す。図２４（Ａ）において、横軸は輝度（ｃｄ
／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表している。
【０３１３】
発光素子１は、電圧３．６Ｖにおいて、発光色のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．６５、ｙ＝
０．３５）、電流効率は２３．０ｃｄ／Ａ、また、このときの外部量子効率は１６．８％
であった。また、発光素子２は、電圧４．０Ｖにおいて、発光色のＣＩＥ色度座標は（ｘ
＝０．６５、ｙ＝０．３５）、電流効率は１２．３ｃｄ／Ａ、また、このときの外部量子
効率は８．５％であった。また、発光素子３は、電圧４．２Ｖにおいて、発光色のＣＩＥ
色度座標は（ｘ＝０．６６、ｙ＝０．３４）電流効率は１５．０ｃｄ／Ａ、また、このと
きの外部量子効率は１１．８％であった。そして、発光素子４は、電圧４．２Ｖにおいて
、発光色のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．６５、ｙ＝０．３５）、電流効率は１１．６ｃｄ
／Ａ、また、このときの外部量子効率は８．３％であった。
【０３１４】
また、０．５ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２４（Ｂ）に示す。図２４（
Ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。図２４（Ｂ）に示
す通り、作製した発光素子１、発光素子２、発光素子３および発光素子４から、いずれも
Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２ａｃａｃに由来する赤色の発光が観測された。
【０３１５】
以上の結果が示すように、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を
発光層のホスト材料として用いることにより、低い電圧で、効率良く、深い赤色の発光が
得られる素子を作製できる。
【実施例６】
【０３１６】
本実施例では、実施例５で示した構成と異なる構成の発光素子について図２５および図２
６を用いて説明する。
【０３１７】
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
【０３１８】
（発光素子５）
まず、ガラス基板２１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパ
ッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０１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。
【０３１９】
次に、第１の電極２１０１が形成された面が下方を向くように、第１の電極２１０１が形
成された基板を真空蒸着装置内に設けた基板ホルダーに固定した。１０−４Ｐａ程度まで
減圧した後、第１の電極２１０１上に、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フ
ェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着するこ
とにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む第１の層２１１１を
正孔注入層として形成した。その膜厚は４０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）
との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：酸化モリブデン）となるように調節した。なお
、共蒸着法とは、一つの処理室内で複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸着法である。
【０３２０】
次に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む第１の層２１１１上に４−（９Ｈ
−カルバゾール−９−イル）フェニル−４’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧ
Ａ１ＢＰ）を２０ｎｍの膜厚となるように成膜し、第２の層２１１２を正孔輸送層として
形成した。
【０３２１】
さらに、構造式（９９）であらわされる９−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］−３，３’−ビ（９Ｈ−カルバゾー
ル）（略称：ＰＣＣＯ１１）とビス（２−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（ｐｐｙ）２ａｃａｃ）とを共蒸着するこ
とにより、第２の層２１１２上に第３の層２１１３を発光層として形成した。ここで、Ｐ
ＣＣＯ１１とＩｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ）との重量比は、１：０．０６（＝ＰＣＣＯ１１
：Ｉｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ）となるように調節した。また、第３の層２１１３の膜厚は
４０ｎｍとした。
【０３２２】
その後、第３の層２１１３上にビス（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）を１０ｎｍ、次いでバソフェナントロリン（
略称：ＢＰｈｅｎ）を２０ｎｍ蒸着して積層することにより、第４の層２１１４を電子輸
送層として形成した。さらに、第４の層２１１４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚
１ｎｍで蒸着することにより第５の層２１１５を電子注入層として形成した。最後に陰極
として機能する第２の電極２１０２としてアルミニウムを２００ｎｍ蒸着し、本実施例の
発光素子５を作製した。
【０３２３】
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。
【０３２４】
以上により得られた発光素子５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。
【０３２５】
発光素子５の電流密度−輝度特性を図２５（Ａ）に示す。図２５（Ａ）において、横軸は
電流密度（ｍＡ／ｃｍ２）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、電圧―輝度特性
を図２５（Ｂ）に示す。図２５（Ｂ）において、横軸は発光素子に加えた電圧（Ｖ）、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表している。また、輝度―電流効率特性を図２６（Ａ）に示す
。図２６（Ａ）において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表
している。
【０３２６】
発光素子５は、電圧４．２Ｖにおいて、発光色のＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．３５、ｙ＝
０．６２）電流効率は６２．９ｃｄ／Ａ、また、このときの外部量子効率は１７．６％で
あった。
【０３２７】
また、０．１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図２６（Ｂ）に示す。図２６（
Ｂ）において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は強度（任意単位）を表す。図２６（Ｂ）に示
す通り、作製した発光素子５から、Ｉｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃに由来する緑色の発光が観
測された。
【０３２８】
以上の結果が示すように、本発明の一態様のヘテロ芳香環を有するカルバゾール誘導体を
発光層のホスト材料として用いることにより、低い電圧で、効率良く、鮮やかな緑色の発
光が得られる素子を作製できる。
【符号の説明】
【０３２９】
１００    基板
１０１    電極
１０２    電極
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１３ａ  発光層
１１３ｂ  発光層
１１４    電子輸送層
１１４ａ  電子キャリアの移動を制御する層
１１４ｂ  電子輸送層
１１５    電子注入層
３０１    電極
３０２    電極
３１１    正孔注入層
３１２    正孔輸送層
３１３    発光層
３１４    電子輸送層
３１５    正孔輸送層
３１６    発光層
３１７    電子輸送層
３１８    電子注入層
３２１    Ｎ層
３２２    Ｐ層
４０１    ソース側駆動回路
４０２    画素部
４０３    ゲート側駆動回路
４０４    封止基板
４０５    シール材
４０７    空間
４０８    配線
４０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０    基板
４１１    スイッチング用ＴＦＴ
４１２    電流制御用ＴＦＴ
４１３    電極
４１４    絶縁物
４１６    発光物質を含む層
４１７    電極
４１８    発光素子
４２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    発光物質を含む層
９５６    電極
１００１    筐体
１００２    表示部
１００４    外部接続ポート
２００１    筐体
２００２    光源
２１００    ガラス基板
２１０１    電極
２１０２    電極
２１１１    第１の層
２１１２    第２の層
２１１３    第３の層
２１１４    第４の層
２１１５    第５の層
３００１    照明装置
３００２    テレビ装置
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
９６０１    筐体
９６０２    液晶層
９６０３    バックライト
９６０４    筐体
９６０５    ドライバーＩＣ
９６０６    端子
【図１】
2019220693.tif 000050
【図２】
2019220693.tif 000051
【図３】
2019220693.tif 000052
【図４】
2019220693.tif 000053
【図５】
2019220693.tif 000054
【図６】
2019220693.tif 000055
【図７】
2019220693.tif 000056
【図８】
2019220693.tif 000057
【図９】
2019220693.tif 000058
【図１０】
2019220693.tif 000059
【図１１】
2019220693.tif 000060
【図１２】
2019220693.tif 000061
【図１３】
2019220693.tif 000062
【図１４】
2019220693.tif 000063
【図１５】
2019220693.tif 000064
【図１６】
2019220693.tif 000065
【図１７】
2019220693.tif 000066
【図１８】
2019220693.tif 000067
【図１９】
2019220693.tif 000068
【図２０】
2019220693.tif 000069
【図２１】
2019220693.tif 000070
【図２２】
2019220693.tif 000071
【図２３】
2019220693.tif 000072
【図２４】
2019220693.tif 000073
【図２５】
2019220693.tif 000074
【図２６】
2019220693.tif 000075
【図２７】
2019220693.tif 000076
【図２８】
2019220693.tif 000077