(57)【要約】【課題】蛍光を発する材料を発光物質として有する発光素子において、発光効率の高い発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層とを有する発光素子である。ＥＬ層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有する。また、ＥＬ層は、最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有する。また、ＥＬ層にベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有する。【選択図】図１
2016092417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項３】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層は、
最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有し、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項４】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層は、
最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有し、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、
前記有機化合物における、蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差が０．５ｅＶ以上である、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層は、
ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物を有し、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記ＥＬ層は、
蛍光を呈するゲスト材料を有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項７において、
前記ゲスト材料は、
ピレン骨格を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項９】
一般式（Ｇ１）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化１】
2016092417.tif 000029
（一般式（Ｇ１）において、Ａは、置換または無置換のカルバゾリル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。）
【請求項１０】
一般式（Ｇ２）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化２】
2016092417.tif 000030
（一般式（Ｇ２）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、及びＲ２１乃至Ｒ２８は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。）
【請求項１１】
一般式（Ｇ３）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化３】
2016092417.tif 000031
（一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、及びＲ３１乃至Ｒ３５は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。）
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載のＡｒが、
置換または無置換のフェニレン基、置換または無置換のビフェニルジイル基のいずれかであるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【請求項１３】
請求項１０または請求項１１に記載のＡｒが、
置換または無置換のフェニレン基であるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【請求項１４】
請求項１０または請求項１１に記載のＡｒが、
置換または無置換のｍ−フェニレン基であるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【請求項１５】
一般式（Ｇ４）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化４】
2016092417.tif 000032
（一般式（Ｇ４）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ２１乃至Ｒ２８、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。）
【請求項１６】
一般式（Ｇ５）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化５】
2016092417.tif 000033
（一般式（Ｇ５）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ３１乃至Ｒ３５、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。）
【請求項１７】
構造式（１００）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物。
【化６】
2016092417.tif 000034
【請求項１８】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有し、
前記ＥＬ層は、
請求項９乃至請求項１７のいずれか一項に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１９】
一対の電極と、
前記一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、
を有する発光素子であって、
前記ＥＬ層は、
請求項９乃至請求項１７のいずれか一項に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有し、
前記ＥＬ層が呈する発光は、
遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９において、
前記ＥＬ層は、
蛍光を呈するゲスト材料、を有する
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２１】
請求項２０において、
前記ゲスト材料は、
青色の波長帯域に発光スペクトルピークを呈する機能を有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１において、
前記ゲスト材料は、遅延蛍光を呈する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２３】
請求項２０乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記ゲスト材料は、
ピレン骨格を有する、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項８、または請求項１８乃至請求項２３のいずれか一項に記載の発光素子と、
カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、
を有する表示装置。
【請求項２５】
請求項２４に記載の表示装置と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する電子機器。
【請求項２６】
請求項１乃至請求項８、または請求項１８乃至請求項２３のいずれか一項に記載の発光素子と、
筐体またはタッチセンサと、
を有する照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、ベンゾ［ａ］アントラセン化合物に関する。また、電界を加えることにより発光が得られる発光層を一対の電極間に挟んでなる発光素子、または該発光素子を有する表示装置、電子機器、及び照明装置に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）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材料を含む層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子の電極間に電圧を印加することにより、発光性の材料からの発光が得られる。
【０００４】
上述の発光素子は自発光型であるため、これを用いた表示装置は、視認性に優れ、バックライトが不要であり、消費電力が少ない等の利点を有する。さらに、薄型軽量に作製でき、応答速度が高いなどの利点も有する。
【０００５】
発光性の材料に有機材料を用い、一対の電極間に当該発光性の有機材料を含むＥＬ層を設けた発光素子（例えば、有機ＥＬ素子）の場合、一対の電極間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ発光性のＥＬ層に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって発光性の有機材料が励起状態となり、励起された発光性の有機材料から発光を得ることができる。
【０００６】
有機材料が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光素子におけるそれらの統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３である。そのため、蛍光を発する材料を用いた発光素子より、燐光を発する材料を用いた発光素子の方が、高い発光効率を得ることが可能となる。したがって、三重項励起状態を発光に変換することが可能な燐光材料を用いた発光素子の開発が近年盛んに行われている。
【０００７】
燐光材料を用いた発光素子のうち、特に青色の発光を呈する発光素子においては、高い三重項励起エネルギー準位を有する安定な材料の開発が困難であるため、未だ実用化に至っていない。そのため、青色の発光を呈する発光素子においては、より安定な蛍光材料を用いた発光素子の開発が行われており、蛍光材料を用いた発光素子の発光効率を高める手法が探索されている。
【０００８】
三重項励起状態の一部を発光に変換することが可能な発光機構として、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ：ｔｒｉｐｌｅｔ−ｔｒｉｐｌｅｔ  ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）が知られている。ＴＴＡとは、２つの三重項励起子が近接することによって、励起エネルギーの受け渡し、およびスピン角運動量の交換が行われるものであり、結果として、一重項励起子が生成されるとされている。
【０００９】
ＴＴＡが生じる化合物として、アントラセン化合物が知られている。非特許文献１では、アントラセン化合物を発光素子のホスト材料に用いることで、青色の発光を呈する発光素子において、１０％より高い外部量子効率を示すことが報告されている。また、発光素子が呈する発光成分のうち、アントラセン化合物のＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合は、１０％程度であることが報告されている。
【００１０】
さらに、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い化合物として、テトラセン化合物が知られている。非特許文献２では、テトラセン化合物からの発光のうち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合は、アントラセン化合物より高いことが報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】ツネノリ  スズキ、他６名、ジャパニーズ  ジャーナル  オブ  アプライド  フィジックス、ｖｏｌ．５３、０５２１０２（２０１４）
【非特許文献２】Ｄ．Ｙ．Ｋｏｎｄａｋｏｖ、他３名、ジャーナル  オブ  アプライド  フィジックス、ｖｏｌ．１０６、１２４５１０（２００９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
蛍光材料を有する発光素子において、発光効率を高めるためには、発光に寄与しない三重項励起子のエネルギーを、発光性の一重項励起子のエネルギーに変換すること、およびその変換効率を高めること、が重要となる。すなわち、ＴＴＡにより、三重項励起子のエネルギーを一重項励起子のエネルギーに変換することが重要となる。そのためには、発光素子が呈する発光成分のうち、ＴＴＡに基づく遅延蛍光成分の割合を高めることが、特に重要である。なぜならば、ＴＴＡに基づく遅延蛍光成分の割合が高いということは、発光性の一重項励起子の生成割合が増加していることを意味するためである。
【００１３】
ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高いことが知られているテトラセン化合物は、アントラセン化合物より励起エネルギーが低く、黄色または黄色より長波長な発光を呈する化合物である。そのため、テトラセン化合物を青色の発光を呈する発光素子のホスト材料に用いることは困難である。したがって、青色の発光を呈する発光素子において発光効率を高めるためには、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高く、高い励起エネルギーを有する化合物が必要である。
【００１４】
したがって、本発明の一態様では、蛍光材料を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、青色を呈する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い化合物を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様では、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な化合物を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な化合物を有する発光素子を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様では、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１５】
なお、上記の課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様は、発光素子が、少なくともＥＬ層を有し、ＥＬ層においてＴＴＡを効率よく発生させることにより、発光に寄与しない三重項励起子を一重項励起子に変換し、一重項励起子から発光させる、またはエネルギー移動を経由しゲスト材料（蛍光ドーパント）を発光させる、ことにより、発光素子の発光効率を向上させることを特徴とする。
【００１７】
なお、ＥＬ層において、ＴＴＡを効率良く発生させるためには、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高い化合物をホスト材料に用いることが重要である。また、特に青色を呈する発光素子においては、高い励起エネルギーを有する化合物をホスト材料に用いることが重要である。
【００１８】
したがって、本発明の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有する、ことを特徴とする発光素子である。
【００１９】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、ことを特徴とする発光素子である。
【００２０】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有する、ことを特徴とする発光素子である。
【００２１】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する、ことを特徴とする発光素子である。
【００２２】
また、上記各構成において、有機化合物における、蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差が０．５ｅＶ以上であると好ましい。
【００２３】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である、ことを特徴とする発光素子である。
【００２４】
また、上記各構成において、ＥＬ層は、蛍光を呈するゲスト材料を有すると好ましい。
【００２５】
また、上記構成において、ゲスト材料は、ピレン骨格を有すると好ましい。
【００２６】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ１）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００２７】
【化１】
2016092417.tif 000003
【００２８】
一般式（Ｇ１）において、Ａは、置換または無置換のカルバゾリル基を表し、Ｒ１乃至Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
【００２９】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ２）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００３０】
【化２】
2016092417.tif 000004
【００３１】
一般式（Ｇ２）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、及びＲ２１乃至Ｒ２８は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
【００３２】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ３）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００３３】
【化３】
2016092417.tif 000005
【００３４】
一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、及びＲ３１乃至Ｒ３５は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、アリーレン基は置換基を有していてもよく、置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
【００３５】
また、上記各構成に記載のＡｒが、置換または無置換のフェニレン基、置換または無置換のビフェニルジイル基のいずれかであるベンゾ［ａ］アントラセン化合物であると好ましい。
【００３６】
また、上記各構成に記載のＡｒが、置換または無置換のフェニレン基であるベンゾ［ａ］アントラセン化合物であると好ましい。
【００３７】
また、上記各構成に記載のＡｒが、置換または無置換のｍ−フェニレン基であるベンゾ［ａ］アントラセン化合物であると好ましい。
【００３８】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ４）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００３９】
【化４】
2016092417.tif 000006
【００４０】
一般式（Ｇ４）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ２１乃至Ｒ２８、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。
【００４１】
また、本発明の他の一態様は、一般式（Ｇ５）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００４２】
【化５】
2016092417.tif 000007
【００４３】
一般式（Ｇ５）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ３１乃至Ｒ３５、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。
【００４４】
また、本発明の他の一態様は、構造式（１００）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【００４５】
【化６】
2016092417.tif 000008
【００４６】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、上記各構成に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有する、ことを特徴とする発光素子である。
【００４７】
また、本発明の他の一態様は、一対の電極と、一対の電極間に挟まれたＥＬ層と、を有する発光素子であって、ＥＬ層は、上記各構成に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である、ことを特徴とする発光素子である。
【００４８】
また、上記各構成において、ＥＬ層は、蛍光を呈するゲスト材料、を有すると好ましい。
【００４９】
また、上記構成において、ゲスト材料は、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを呈する機能を有すると好ましい。
【００５０】
また、上記各構成において、ゲスト材料は、遅延蛍光を呈すると好ましい。
【００５１】
また、上記各構成において、ゲスト材料は、ピレン骨格を有すると好ましい。
【００５２】
また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、カラーフィルタ、シール、またはトランジスタと、を有する表示装置である。また、本発明の他の一態様は、当該表示装置と、筐体またはタッチセンサと、を有する電子機器である。また、本発明の他の一態様は、上記各構成の発光素子と、筐体またはタッチセンサと、を有する照明装置である。また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電子機器も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも発光装置を含む場合がある。
【発明の効果】
【００５３】
本発明の一態様により、蛍光材料を有する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、青色を呈する発光素子において、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高い発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な化合物を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な化合物を有する発光素子を提供することができる。または、本発明の一態様により、発光効率が高く、消費電力が低減された、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な表示装置を提供することができる。
【００５４】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。
【図２】本発明の一態様に係る化合物の計算例を説明する図。
【図３】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図４】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図５】本発明の一態様の発光素子の断面模式図。
【図６】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。
【図７】本発明の一態様の発光素子の断面模式図、及びエネルギー準位の相関を説明する模式図。
【図８】本発明の一態様の半導体素子の断面模式図。
【図９】本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図及び回路図。
【図１０】本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す斜視図。
【図１１】本発明の一態様の表示装置、及びタッチセンサの一例を示す断面図。
【図１２】本発明の一態様のタッチパネルの一例を示す断面図。
【図１３】本発明の一態様に係るタッチセンサのブロック図及びタイミングチャート図。
【図１４】本発明の一態様に係るタッチセンサの回路図。
【図１５】本発明の一態様の表示モジュールを説明する斜視図。
【図１６】本発明の一態様の電子機器について説明する図。
【図１７】本発明の一態様の照明装置について説明する図。
【図１８】実施例に係る、化合物のＮＭＲチャートを説明する図。
【図１９】実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。
【図２０】実施例に係る、化合物の吸収スペクトル、及び発光スペクトルを説明する図。
【図２１】実施例に係る、発光素子の蛍光寿命特性を説明する図。
【図２２】実施例に係る、発光素子の電流効率−輝度特性を説明する図。
【図２３】実施例に係る、発光素子の外部量子効率−輝度特性を説明する図。
【図２４】実施例に係る、発光素子の輝度−電圧特性を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００５７】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００５８】
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【００５９】
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
【００６０】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００６１】
また、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。一重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低励起一重項状態という。また、一重項励起エネルギー準位は、一重項励起状態のエネルギー準位のことである。一重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を、最低励起一重項エネルギー（Ｓ１）準位という。なお、本明細書等において、単に一重項励起状態および一重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起一重項状態およびＳ１準位を表す場合がある。
【００６２】
また、本明細書等において、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。三重項励起状態のうち、最も低いエネルギーを有する励起状態を、最低励起三重項状態という。また、三重項励起エネルギー準位は、三重項励起状態のエネルギー準位のことである。三重項励起エネルギー準位のうち、最も低い励起エネルギー準位を、最低励起三重項エネルギー（Ｔ１）準位という。なお、本明細書等において、単に三重項励起状態および三重項励起エネルギー準位と表記した場合であっても、最低励起三重項状態およびＴ１準位を表す場合がある。
【００６３】
また、本明細書等において蛍光材料とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に可視光領域に発光を与える材料である。燐光材料とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料である。換言すると燐光材料とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料の一つである。
【００６４】
なお、本明細書等において、室温とは、０℃乃至４０℃のいずれかの温度をいう。
【００６５】
また、本明細書等において、青色の波長帯域とは、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域であり、青色の発光とは、該帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。
【００６６】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について、図１及び図２を用いて以下説明する。
【００６７】
＜発光素子の構成例＞
まず、本発明の一態様の発光素子の構成について、図１（Ａ）（Ｂ）及び（Ｃ）を用いて、以下説明する。
【００６８】
図１（Ａ）は、本発明の一態様の発光素子１５０の断面模式図である。
【００６９】
発光素子１５０は、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に設けられたＥＬ層１００を有する。ＥＬ層１００は、少なくとも発光層１３０を有する。なお、本実施の形態においては、一対の電極のうち、電極１０１を陽極として、電極１０２を陰極として説明するが、発光素子１５０の構成としては、逆であっても構わない。
【００７０】
また、図１（Ａ）に示すＥＬ層１００は、発光層１３０の他に、機能層を有する。機能層は、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９を有する。なお、ＥＬ層１００の構成は、図１（Ａ）に示す構成に限定されず、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９の中から選ばれた少なくとも一つを有する構成とすればよい。または、ＥＬ層１００は、正孔または電子の注入障壁を低減する、正孔または電子の輸送性を向上する、正孔または電子の輸送性を阻害する、または電極による消光現象を抑制する、ことができる等の機能を有する機能層を有する構成としてもよい。
【００７１】
また、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す発光層１３０の一例を示す断面模式図である。図１（Ｂ）に示す発光層１３０は、少なくともホスト材料１３１と、ゲスト材料１３２と、を有する。
【００７２】
ホスト材料１３１は、三重項励起エネルギーをＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換する機能を有すると好ましい。そうすることで、発光層１３０で生成した三重項励起エネルギーの一部を、ホスト材料１３１におけるＴＴＡによって一重項励起エネルギーに変換することができ、ＴＴＡにより生成した一重項励起エネルギーをゲスト材料１３２に移動することで、蛍光発光として取り出すことが可能となる。そのためには、ホスト材料１３１の最低励起一重項エネルギー（Ｓ１）準位は、ゲスト材料１３２のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ホスト材料１３１の最低励起三重項励起エネルギー（Ｔ１）準位は、ゲスト材料１３２のＴ１準位より低いことが好ましい。
【００７３】
なお、ホスト材料１３１は単一の化合物で構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。また、ゲスト材料１３２としては、発光性の有機材料を用いればよく、該発光性の有機材料としては、蛍光を発することができる材料（以下、蛍光材料ともいう）であると好適である。以下の説明においては、ゲスト材料１３２として、蛍光材料を用いる構成について説明する。なお、ゲスト材料１３２を蛍光材料として読み替えてもよい。
【００７４】
＜発光素子の発光機構＞
まず、発光素子１５０の発光機構について、以下説明を行う。
【００７５】
本発明の一態様の発光素子１５０においては、一対の電極（電極１０１及び電極１０２）間に電圧を印加することにより、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）が、それぞれＥＬ層１００に注入され、電流が流れる。そして、注入された電子及び正孔が再結合することによって、励起子が形成される。キャリアの再結合によって生じる励起子のうち、一重項励起子と三重項励起子の比は、統計的確率により、１：３となる。したがって、一重項励起子の生成確率は２５％である。
【００７６】
なお、励起子とは、キャリア（電子及び正孔）対のことである。励起子は励起エネルギーを有するため、励起子が形成された材料は、励起状態となる。
【００７７】
また、以下の２つの過程により、ＥＬ層１００において一重項励起子が生成し、ゲスト材料１３２からの発光が得られる。
（α）直接生成過程
（β）ＴＴＡ過程
【００７８】
≪（α）直接生成過程≫
まず、ＥＬ層１００が有する発光層１３０においてキャリア（電子または正孔）が再結合し、一重項励起子が形成される場合を説明する。
【００７９】
ホスト材料１３１においてキャリアが再結合した場合、励起子の生成によってホスト材料１３１の励起状態（一重項励起状態または三重項励起状態）が形成される。このとき、ホスト材料１３１の励起状態が一重項励起状態であるとき、ホスト材料１３１のＳ１準位から、ゲスト材料１３２のＳ１準位へ、一重項励起エネルギーがエネルギー移動し、ゲスト材料１３２の一重項励起状態が形成される。なお、ホスト材料１３１の励起状態が三重項励起状態であるときは、後述の（β）ＴＴＡ過程にて説明する。
【００８０】
また、キャリアが、ゲスト材料１３２において再結合する場合、励起子の生成によってゲスト材料１３２の励起状態（一重項励起状態または三重項励起状態）が形成される。
【００８１】
形成されたゲスト材料１３２の励起状態が一重項励起状態であるとき、ゲスト材料１３２の一重項励起状態から発光が得られる。このとき、高い発光効率を得るためには、ゲスト材料１３２の蛍光量子収率は、高いことが好ましい。
【００８２】
一方、ゲスト材料１３２の三重項励起状態が形成されたとき、ゲスト材料１３２は蛍光材料であるため、ゲスト材料１３２の三重項励起状態は、熱失活し発光に寄与しない。しかしながら、ホスト材料１３１のＴ１準位が、ゲスト材料１３２のＴ１準位より低い場合、ゲスト材料１３２の三重項励起エネルギーは、ゲスト材料１３２のＴ１準位から、ホスト材料１３１のＴ１準位へ、エネルギー移動することが可能となる。その場合、後述の（β）ＴＴＡ過程によって、三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへの変換が可能となる。
【００８３】
また、ホスト材料１３１のＴ１準位が、ゲスト材料１３２のＴ１準位より高い場合においては、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比において、ゲスト材料１３２の重量比を低くすることで、ゲスト材料１３２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト材料１３１のＴ１準位からゲスト材料１３２のＴ１準位へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。具体的には、ホスト材料１３１が１に対するゲスト材料１３２の重量比としては、０より大きく０．０５以下が好ましい。
【００８４】
≪（β）ＴＴＡ過程≫
次に、発光層１３０におけるキャリアの再結合過程において形成された三重項励起子によって、一重項励起子が形成される場合について、説明する。
【００８５】
ここでは、ホスト材料１３１のＴ１準位がゲスト材料１３２のＴ１準位よりも低い場合について説明する。このときのエネルギー準位の相関を表す模式図を図１（Ｃ）に示す。また、図１（Ｃ）における表記及び符号は、以下の通りである。なお、ホスト材料１３１のＴ１準位がゲスト材料１３２のＴ１準位よりも高くても構わない。
・Ｈｏｓｔ（１３１）：ホスト材料１３１
・Ｇｕｅｓｔ（１３２）：ゲスト材料１３２（蛍光材料）
・ＳＦＨ：ホスト材料１３１のＳ１準位
・ＴＦＨ：ホスト材料１３１のＴ１準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）のＳ１準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料１３２（蛍光材料）のＴ１準位
【００８６】
キャリアがホスト材料１３１において再結合し、励起子の生成によってホスト材料１３１の励起状態が形成される。このとき、生成した励起子が三重項励起子であるとき、生成した２つの三重項励起子同士が近接することにより、その一方がホスト材料１３１のＳ１準位（ＳＦＨ）のエネルギーを有する一重項励起子に変換される反応が生じる場合がある（図１（Ｃ）  ＴＴＡ参照）。これは、以下の一般式（Ｇ１１）または（Ｇ１２）で表される。
【００８７】
３Ｈ＋３Ｈ  →  １Ｈ＊＋１Ｈ  （Ｇ１１）
３Ｈ＋３Ｈ  →  ３Ｈ＊＋１Ｈ  （Ｇ１２）
【００８８】
一般式（Ｇ１１）は、ホスト材料１３１において、２つの三重項励起子（３Ｈ）のスピン量子数の合計が０である２つの三重項励起子（３Ｈ）から一重項励起子（１Ｈ＊）が生成する反応である。また、一般式（Ｇ１２）は、ホスト材料１３１において、２つの三重項励起子（３Ｈ）のスピン量子数の合計が１（原子単位）である２つの三重項励起子（３Ｈ）から、電子的または振動的に励起された三重項励起子（３Ｈ＊）が生成する反応である。なお、一般式（Ｇ１１）（Ｇ１２）中、１Ｈはホスト材料１３１における一重項基底状態を表す。
【００８９】
一般式（Ｇ１１）と一般式（Ｇ１２）とは、同じ確率で生じるが、スピン量子数の合計が１（原子単位）の三重項励起子のペアは、スピン量子数の合計が０のペアと比べて３倍多く存在する。すなわち、２つの三重項励起子から生成される励起子のうち、新たに生成される一重項励起子と三重項励起子の比は、統計的確率により、１：３となる。また、発光層１３０における三重項励起子の密度が十分に高い場合（例えば、１×１０−１２ｃｍ−３以上）では、三重項励起子単体の失活を無視し、２つの近接した三重項励起子による反応のみを考えることができる。
【００９０】
したがって、一般式（Ｇ１１）の１つの反応と、一般式（Ｇ１２）の３つの反応とにより、一般式（Ｇ１３）のように、８個の三重項励起子（３Ｈ）から、１個の一重項励起子（１Ｈ＊）と３個の電子的または振動的に励起された三重項励起子（３Ｈ＊）が生成することになる。
【００９１】
８３Ｈ  →  １Ｈ＊＋３３Ｈ＊＋４１Ｈ  （Ｇ１３）
【００９２】
一般式（Ｇ１３）で生成した電子的または振動的に励起された三重項励起子（３Ｈ＊）は、緩和により三重項励起子（３Ｈ）となり、その後に再び他の三重項励起子と一般式（Ｇ１３）の反応を繰り返す。そのため、一般式（Ｇ１３）において、三重項励起子（３Ｈ）の全てが一重項励起子（１Ｈ＊）に変換されるとすると、５個の三重項励起子（３Ｈ）から１個の一重項励起子（１Ｈ＊）が生成することになる（一般式（Ｇ１４））。
【００９３】
５３Ｈ  →  １Ｈ＊＋４１Ｈ  （Ｇ１４）
【００９４】
一方、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成する一重項励起子（１Ｈ＊）と三重項励起子（３Ｈ）の統計的な生成比率は、１Ｈ＊：３Ｈ＝１：３である。すなわち、一対の電極から注入されたキャリアの再結合によって一重項励起子が直接生成する確率は、２５％である。
【００９５】
したがって、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成した一重項励起子と、ＴＴＡにより生成した一重項励起子とをあわせることで、一対の電極から注入されたキャリアの再結合により直接生成した２０個の励起子（一重項励起子および三重項励起子の合計）から８個の一重項励起子が生成可能となる（一般式（Ｇ１５））。すなわち、ＴＴＡによって、一重項励起子生成確率を従来の２５％から、最大で４０％（＝８個／２０個）まで向上させることが可能となる。
【００９６】
５１Ｈ＊＋１５３Ｈ  →  ５１Ｈ＊＋（３１Ｈ＊＋１２１Ｈ）  （Ｇ１５）
【００９７】
上記過程により生成した一重項励起子によって形成されたホスト材料１３１の一重項励起状態においては、ホスト材料１３１のＳ１準位（ＳＦＨ）から、それよりも低いエネルギー準位であるゲスト材料１３２のＳ１準位（ＳＦＧ）へ、エネルギー移動が生じる（図１（Ｃ）  Ｒｏｕｔｅ  Ａ参照）。そして、一重項励起状態となったゲスト材料１３２が蛍光発光する。
【００９８】
なお、ゲスト材料１３２においてキャリアが再結合し、生成した励起子によって形成される励起状態が三重項励起状態であるとき、ホスト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）がゲスト材料のＴ１準位（ＴＦＧ）よりも低い場合、ＴＦＧの三重項励起エネルギーは失活することなくＴＦＨにエネルギー移動（図１（Ｃ）  Ｒｏｕｔｅ  Ｂ参照）し、ＴＴＡに利用される。
【００９９】
また、ゲスト材料１３２のＴ１準位（ＴＦＧ）がホスト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）よりも低い場合においては、ホスト材料１３１とゲスト材料１３２との重量比は、ゲスト材料１３２の重量比が低い方が好ましい。具体的には、ホスト材料１３１が１に対するゲスト材料１３２の重量比としては、０より大きく０．０５以下が好ましい。そうすることで、ゲスト材料１３２でキャリアが再結合する確率を低減させることができる。また、ホスト材料１３１のＴ１準位（ＴＦＨ）からゲスト材料１３２のＴ１準位（ＴＦＧ）へのエネルギー移動が生じる確率を低減させることができる。
【０１００】
以上のように、ＴＴＡによって、発光層１３０で形成する三重項励起子は、一重項励起子へと変換されるため、ゲスト材料１３２からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
【０１０１】
＜ＴＴＡ効率について＞
上記のように、ＴＴＡによって、一重項励起子の生成確率を向上させ、発光素子の発光効率を向上させることが可能となるが、高い発光効率を得るためには、ＴＴＡが生じる確率（ＴＴＡ効率ともいう）を高めることが重要である。すなわち、発光素子が呈する発光のうち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高いことが重要である。
【０１０２】
上記で説明したように、ＴＴＡ過程によって、一重項励起子の生成確率を向上させることが可能であり、一対の電極から注入されたキャリアの直接再結合により生成する２５％の一重項励起子と合せて、一重項励起子生成確率は最大で４０％まで向上させることが可能である。すなわち、発光素子が呈する発光のうち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合は、（４０％−２５％）／４０％＝３７．５％まで向上させることが可能である。
【０１０３】
青色の発光を呈する発光素子において、ホスト材料として一般的に用いられているアントラセン化合物は、発光のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が１０％程度である。一方、ＴＴＡ効率がより高い化合物として知られているテトラセン化合物は、黄色または黄色より長波長な発光を呈する化合物であるため、テトラセン化合物を青色の発光を呈する発光素子のホスト材料に用いることは困難である。
【０１０４】
したがって、青色の発光を呈する発光素子において、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合を高め、高い発光効率を得るためには、テトラセンのように、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高く、アントラセンのように、高い励起エネルギーを有する、という化合物をホスト材料に用いることが必要となる。
【０１０５】
＜量子化学計算＞
そこで、３環の芳香族炭化水素であるアントラセン、４環の芳香族炭化水素であるテトラセンおよびベンゾ［ａ］アントラセンについて、量子化学計算を用いて、励起エネルギー準位（Ｓ１準位およびＴ１準位）、及び一重項基底状態から最低励起一重項状態への遷移双極子モーメントと振動子強度を算出した。計算を行った化合物を図２に、計算結果を表１に示す。なお、図２（Ａ）がアントラセン、図２（Ｂ）がテトラセン、図２（Ｃ）がベンゾ［ａ］アントラセンである。また、計算方法に関しては以下の通りである。
【０１０６】
【表１】
2016092417.tif 000009
【０１０７】
上記化合物のＳ１準位、Ｔ１準位、遷移双極子モーメント、及び振動子強度を算出するため、各化合物の一重項基底状態における最安定構造を、密度汎関数法（ＤＦＴ）を用いて計算した。量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９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、ＩＣＥ  Ｘ）を用いて行った。基底関数としては、６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。さらに、時間依存密度汎関数法（ＴＤ−ＤＦＴ）を用いて、Ｓ１準位、Ｔ１準位、及び一重項基底状態から最低励起一重項状態への遷移双極子モーメントを算出した。なお、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、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）で交換相関相互作用を近似しているため、計算は高精度である。
【０１０８】
表１に示すように、ベンゾ［ａ］アントラセンは４環の芳香族炭化水素でありながら、３環の芳香族炭化水素であるアントラセンと同程度に高いＳ１準位およびＴ１準位を有することが分かる。
【０１０９】
また、ベンゾ［ａ］アントラセンの遷移双極子モーメントは、アントラセンやテトラセンと同程度に大きく、振動子強度も十分に大きいことがわかる。なお、表１で示した遷移双極子モーメント及び振動子強度は、各化合物の一重項基底状態から最低励起一重項状態への遷移に係わる遷移双極子モーメント及び振動子強度である。また、遷移双極子モーメントの向き（ｘ、ｙ、及びｚ）は、図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）の矢印で示す向きに相当する。なお、ｚ方向は紙面に対して垂直の方向である。また、ベンゾ［ａ］アントラセンの遷移双極子モーメントがマイナスであるのは、遷移双極子モーメントの向きが図２で示すｘ方向およびｙ方向と逆であるためであり、遷移双極子モーメントの大きさは、その絶対値で評価することができるため、ベンゾ［ａ］アントラセンの遷移双極子モーメントは十分に大きいことが分かる。
【０１１０】
一重項基底状態から最低励起一重項状態への遷移双極子モーメントと振動子強度が大きいことは、最低励起一重項状態が生成しやすいことを意味する。すなわち、ここで示したアントラセン、テトラセン、ベンゾ［ａ］アントラセンは、最低励起一重項状態が生成しやすいため、ＴＴＡ過程においても高いＴＴＡ効率を示しやすい化合物であると言える。
【０１１１】
中でも、テトラセンのような４環の芳香族炭化水素化合物でありながら、アントラセンと同程度の高い一重項励起エネルギーを有する、非直線系の構造を有する４環の芳香族炭化水素化合物（例えば、ベンゾ［ａ］アントラセン）は、高い励起エネルギーを有し、且つ高いＴＴＡ効率を示しやすい化合物であるため、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合を高めることができる。
【０１１２】
アントラセン化合物をホスト材料に有する発光素子より、高い発光効率を得るためには、アントラセン化合物をホスト材料に有する発光素子より、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高いことが好ましい。具体的には、発光素子が呈する発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であることが好ましい。
【０１１３】
また、発光素子が呈する発光スペクトルは、青色の波長帯域に発光スペクトルピークを有すると好ましい。具体的には、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有すると好ましい。
【０１１４】
なお、遅延蛍光を示す発光素子において、遅延蛍光が生じる要因としては、ＴＴＡの他に、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が生じることによる熱活性化遅延蛍光があり得る。逆項間交差が効率よく生じるためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶ以下であることが好ましい。換言すると、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶより大きいと、逆項間交差が生じにくくなる。したがって、ＴＴＡが効率よく生じるためには、ＴＴＡが生じる化合物において、最低励起一重項エネルギー準位と、最低励起三重項エネルギー準位と、のエネルギー差が０．２ｅＶより大きいことが好ましく、０．５ｅＶ以上であるとさらに好ましい。
【０１１５】
なお、最低励起一重項エネルギー準位は、有機化合物が一重項基底状態から最低励起一重項状態へ遷移する際の吸収スペクトルから観測することができる。もしくは、有機化合物の蛍光発光スペクトルのピーク波長から最低励起一重項エネルギー準位を推定しても良い。また、最低励起三重項エネルギー準位は、有機化合物が一重項基底状態から最低励起三重項状態へ遷移する際の吸収スペクトルから観測することができるが、該遷移が禁制であることから、観測することが困難な場合がある。その場合には、有機化合物の燐光発光スペクトルピーク波長より、最低励起三重項エネルギー準位を推定しても良い。したがって、有機化合物における、蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差が０．２ｅＶより大きいと好ましく、０．５ｅＶ以上であるとさらに好ましい。
【０１１６】
＜材料＞
次に、本発明の一態様に係わる発光素子の構成要素の詳細について、以下説明を行う。
【０１１７】
≪発光層≫
発光層１３０中では、ホスト材料１３１が少なくともゲスト材料１３２より重量比で多く存在し、ゲスト材料１３２（蛍光材料）は、ホスト材料１３１中に分散される。発光層１３０において、ホスト材料１３１に用いることができる材料としては、呈する発光のうち三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）による遅延蛍光成分の占める割合が高い有機化合物が好ましい。具体的には、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である有機化合物が好ましい。その中でも特に、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物が好ましい。また、発光層１３０において、ホスト材料１３１は、一種の化合物から構成されていても良く、複数の化合物から構成されていても良い。
【０１１８】
また、発光層１３０において、ゲスト材料１３２としては、特に限定はないが、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、クリセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、スチルベン誘導体、アクリドン誘導体、クマリン誘導体、フェノキサジン誘導体、フェノチアジン誘導体などが好ましく、例えば以下の材料を用いることができる。
【０１１９】
５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（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：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、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）、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６、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）、５，１０，１５，２０−テトラフェニルビスベンゾ［５，６］インデノ［１，２，３−ｃｄ：１’，２’，３’−ｌｍ］ペリレン、などが挙げられる。
【０１２０】
なお、発光層１３０において、ホスト材料１３１およびゲスト材料１３２以外の材料を有していても良い。
【０１２１】
なお、発光層１３０に用いることが可能な材料としては、特に限定はないが、例えば、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］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）などを挙げることができる。また、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物が複数含まれていても良い。また、これら及び公知の物質の中から、上記ゲスト材料１３２のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
【０１２２】
なお、発光層１３０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１３０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。この場合においても、少なくとも一つの発光層にベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物が含まれていることが好ましい。
【０１２３】
次に、図１（Ａ）に示す発光素子１５０のその他の構成の詳細について、以下説明する。
【０１２４】
≪一対の電極≫
電極１０１及び電極１０２は、発光層１３０へ正孔と電子を注入する機能を有する。電極１０１及び電極１０２は、金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物や積層体などを用いて形成することができる。金属としてはアルミニウムが典型例であり、その他、銀、タングステン、クロム、モリブデン、銅、チタンなどの遷移金属、リチウムやセシウムなどのアルカリ金属、カルシウム、マグネシウムなどの第２族金属を用いることができる。遷移金属としてイッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属を用いても良い。合金としては、上記金属を含む合金を使用することができ、例えばＭｇＡｇ、ＡｌＬｉなどが挙げられる。導電性化合物としては、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）などの金属酸化物が挙げられる。導電性化合物としてグラフェンなどの無機炭素系材料を用いても良い。上述したように、これらの材料の複数を積層することによって電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成しても良い。
【０１２５】
また、発光層１３０から得られる発光は、電極１０１及び電極１０２の一方または双方を通して取り出される。したがって、電極１０１及び電極１０２の少なくとも一つは可視光を透過する。光を取り出す方の電極に金属や合金などの光透過性の低い材料を用いる場合には、可視光を透過できる程度の厚さ（例えば、１ｎｍから１０ｎｍの厚さ）で電極１０１及び電極１０２の一方または双方を形成すればよい。
【０１２６】
≪正孔注入層≫
正孔注入層１１１は、一対の電極の一方（電極１０１または電極１０２）からのホール注入障壁を低減することでホール注入を促進する機能を有し、例えば遷移金属酸化物、フタロシアニン誘導体、あるいは芳香族アミンなどによって形成される。遷移金属酸化物としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物などが挙げられる。フタロシアニン誘導体としては、フタロシアニンや金属フタロシアニンなどが挙げられる。芳香族アミンとしてはベンジジン誘導体やフェニレンジアミン誘導体などが挙げられる。ポリチオフェンやポリアニリンなどの高分子化合物を用いることもでき、例えば自己ドープされたポリチオフェンであるポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）などがその代表例である。
【０１２７】
正孔注入層１１１として、正孔輸送性材料と、これに対して電子受容性を示す材料の複合材料を有する層を用いることもできる。あるいは、電子受容性を示す材料を含む層と正孔輸送性材料を含む層の積層を用いても良い。これらの材料間では定常状態、あるいは電界存在下において電荷の授受が可能である。電子受容性を示す材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを挙げることができる。具体的には、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、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物である。また、遷移金属酸化物、例えば第４族から第８族金属の酸化物を用いることができる。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、酸化レニウムなどである。中でも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。
【０１２８】
正孔輸送性材料としては、電子よりも正孔の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、スチルベン誘導体などを用いることができる。また、該正孔輸送性材料は高分子化合物であっても良い。
【０１２９】
これら正孔輸送性の高い材料として、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。
【０１３０】
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【０１３１】
また、カルバゾール誘導体としては、他に、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）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。
【０１３２】
また、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乃至炭素数４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【０１３３】
なお、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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
≪正孔輸送層≫
正孔輸送層１１２は正孔輸送性材料を含む層であり、正孔注入層１１１の材料として例示した材料を使用することができる。正孔輸送層１１２は正孔注入層１１１に注入された正孔を発光層１３０へ輸送する機能を有するため、正孔注入層１１１の最高被占軌道（Ｈｉｇｈｅｓｔ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、ＨＯＭＯともいう）準位と同じ、あるいは近いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。
【０１３６】
上記正孔輸送性材料として、正孔注入層１１１の材料として例示した材料の他に、正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−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）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【０１３７】
また、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物を、正孔輸送層１１２を構成する材料として用いても良い。
【０１３８】
≪電子輸送層≫
電子輸送層１１８は、電子注入層１１９を経て一対の電極の他方（電極１０１または電極１０２）から注入された電子を発光層１３０へ輸送する機能を有する。電子輸送性材料としては、正孔よりも電子の輸送性の高い材料を用いることができ、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する材料であることが好ましい。具体的には、キノリン配位子、ベンゾキノリン配位子、オキサゾール配位子、あるいはチアゾール配位子を有する金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体などが挙げられる。
【０１３９】
例えば、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）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（ＩＩ）（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（ＩＩ）（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１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。また、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物も好適に用いることができる。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層１１８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。
【０１４０】
また、電子輸送層１１８と発光層１３０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。
【０１４１】
≪電子注入層≫
電子注入層１１９は電極１０２からの電子注入障壁を低減することで電子注入を促進する機能を有し、例えば第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩などを用いることができる。また、先に示す電子輸送性材料と、これに対して電子供与性を示す材料の複合材料を用いることもできる。電子供与性を示す材料としては、第１族金属、第２族金属、あるいはこれらの酸化物などを挙げることができる。
【０１４２】
なお、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。また、上述した、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層には、上述した材料の他、無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
【０１４３】
≪基板≫
また、発光素子１５０は、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に作製すればよい。基板上に作製する順番としては、電極１０１側から順に積層しても、電極１０２側から順に積層しても良い。
【０１４４】
なお、発光素子１５０を形成できる基板としては、例えばガラス、石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレートからなるプラスチック基板等が挙げられる。また、フィルム、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素子、及び光学素子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。あるいは、発光素子、及び光学素子を保護する機能を有するものであればよい。
【０１４５】
例えば、様々な基板を用いて発光素子１５０を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。
【０１４６】
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、発光素子を形成してもよい。または、基板と発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に発光素子を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも発光素子を転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
【０１４７】
つまり、ある基板を用いて発光素子を形成し、その後、別の基板に発光素子を転置し、別の基板上に発光素子を配置してもよい。発光素子が転置される基板の一例としては、上述した基板に加え、セロファン基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、壊れにくい発光素子、耐熱性の高い発光素子、軽量化された発光素子、または薄型化された発光素子とすることができる。
【０１４８】
また、上述した基板上に、例えば電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）を形成し、ＦＥＴと電気的に接続された電極上に発光素子１５０を作製してもよい。これにより、ＦＥＴによって発光素子１５０の駆動を制御するアクティブマトリクス型の表示装置を作製できる。
【０１４９】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様では、ＥＬ層が呈する発光は、三重項−三重項消滅による遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色に発光スペクトルピークを有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上でなくてもよい。または、青色に発光スペクトルピークを有さなくともよい。または、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ＥＬ層は、最低一重項励起エネルギー準位と、最低三重項励起エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色に発光スペクトルピークを有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、例えば、ＥＬ層は、最低一重項励起エネルギー準位と、最低三重項励起エネルギー準位と、のエネルギー差が０．５ｅＶ以上である有機化合物を有さなくてもよい。または、例えば、本発明の一態様では、ＥＬ層は、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物を有し、ＥＬ層が呈する発光は、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、ＥＬ層は、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する化合物を有さなくても良い。
【０１５０】
以上、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５１】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子に好適に用いることができる化合物について、以下説明する。
【０１５２】
本実施の形態における化合物は、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格の７位に、少なくともアリーレン基を介してカルバゾール骨格が結合したカルバゾール誘導体を有する化合物である。当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、呈する発光のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高いことから、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子に用いることで、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。また、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物はバンドギャップが広いことから、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子に用いることで、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。また、特に発光効率の良好な青色を呈する発光素子を作製することができる。また、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物はキャリア輸送性に優れることから、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子に用いることで、駆動電圧の小さい発光素子を作製することができる。また、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物が酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子に用いることで、駆動寿命の良好な発光素子を作製することができる。以上のように、本実施の形態の化合物を発光素子に用いることで、優れた発光特性を有する高性能な発光素子を作製することができる。
【０１５３】
当該アリーレン基の炭素数が６乃至１３である場合、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、比較的低分子量の低分子化合物となるため、真空蒸着に適した（比較的低温で真空蒸着できる）構成となる。また、一般には分子量が低いと成膜後の耐熱性が乏しくなることが多いが、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格の剛直な骨格の影響により、分子量が低くても十分な耐熱性を確保できる利点がある。
【０１５４】
また、カルバゾール骨格が、アリーレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格の７位に結合することで、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物のキャリア輸送性は優れたものとなる。したがって、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を用いた発光素子は、低い電圧で駆動することができる。
【０１５５】
また、上記ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、換言すると、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格に、アリールカルバゾール誘導体が結合したベンゾ［ａ］アントラセン化合物ということもできる。当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は合成する際、純度良く合成することが容易であることから、不純物による劣化を抑制することが可能である。なお、素子特性の安定性及び信頼性の観点から、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格に結合するアリールカルバゾール誘導体のアリール基の炭素数は６乃至１３であることが好ましい。この場合、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、上述したように比較的低温で真空蒸着できるため、蒸着時の熱分解等の劣化が起こりにくい。また、当該化合物は、信頼性だけでなく駆動電圧にも優れる。これは、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物が、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格の７位にアリーレン基を介してカルバゾール骨格が結合した分子構造を有するため、電気化学的な安定性や高いキャリア輸送性が得られていることにも起因する。
【０１５６】
また、カルバゾール骨格が９位において、アリーレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格に結合したベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、バンドギャップが広くなるため、特に青色などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適に用いることができる。なお、上記カルバゾール骨格とベンゾ［ａ］アントラセン骨格との間には、フェニレン基やナフチレン基などのアリーレン基を介して結合することが好ましい。
【０１５７】
また、上述の理由により、アリーレン基を介してカルバゾール骨格の９位とベンゾ［ａ］アントラセン骨格の７位が結合したベンゾ［ａ］アントラセン化合物がより好ましい。これは、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格の７位に（９−カルバゾリル）アリール基が結合したベンゾ［ａ］アントラセン化合物がより好ましいということができる。なお、化合物の安定性及び発光素子の安定性の観点から、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格に結合する（９−カルバゾリル）アリール基におけるアリール基の炭素数は６乃至１３であることが好ましい。すなわち、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、上述した蒸着の容易性、電気化学的安定性、キャリア輸送性に加え、９−カルバゾリル基の骨格の影響によりバンドギャップが広いという特性をも有する。したがって、発光素子における発光層のホスト材料として当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を用い、ゲスト材料として発光材料を発光層に添加する構成において有利に働く。その中でも特に、青色発光素子のホスト材料として用いることが好適である。
【０１５８】
＜化合物の例１＞
上記のベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、下記一般式（Ｇ１）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【０１５９】
【化７】
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【０１６０】
上記一般式（Ｇ１）において、Ａは、置換または無置換のカルバゾリル基を表す。当該カルバゾリル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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２の置換もしくは無置換のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１６１】
また、Ｒ１乃至Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１６２】
また、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至１３のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１６３】
＜化合物の例２＞
また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物において、カルバゾリル基が９位においてアリーレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格と結合した構成を有するベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、バンドギャップが広くなるため、特に青色などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適に用いることができるため、好ましい構成である。また、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物がキャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は低い電圧で駆動できるため、好ましい構成である。上記ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、下記一般式（Ｇ２）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【０１６４】
【化８】
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【０１６５】
上記一般式（Ｇ２）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ２１乃至Ｒ２８は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１６６】
また、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至１３のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１６７】
＜化合物の例３＞
また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物において、カルバゾリル基が１位から４位のいずれかにおいてアリーレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格と結合した構成を有するベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、キャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は低い電圧で駆動できるため、好ましい構成である。上記ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、下記一般式（Ｇ３）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【０１６８】
【化９】
2016092417.tif 000012
【０１６９】
上記一般式（Ｇ３）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ３１乃至Ｒ３５は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１７０】
また、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。このような例としては、例えば、フルオレニル基の９位の炭素が置換基としてフェニル基を二つ有し、当該フェニル基同士が結合することによって、スピロフルオレン骨格を形成するような場合が挙げられる。炭素数６乃至１３のアリーレン基としては、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、フルオレンジイル基などを具体例として挙げることができる。なお、前記アリーレン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６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。
【０１７１】
また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物において、カルバゾリル基が置換または無置換のフェニレン基、もしくは置換または無置換のビフェニルジイル基のいずれかを介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格と結合した構成を有するベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、安定性が向上し、また、純度良く合成することが可能であるため、好ましい構成である。また、当該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、キャリア輸送性に優れるため、これを用いた発光素子は低い電圧で駆動できる。
【０１７２】
また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物において、カルバゾリル基が置換または無置換のｍ−フェニレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格と結合した構成を有するベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、バンドギャップが広くなるため、特に青色などエネルギーの高い発光を呈する発光素子に好適に用いることができるため、好ましい構成である。
【０１７３】
＜化合物の例４＞
また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物において、カルバゾリル基が置換または無置換のｐ−フェニレン基を介してベンゾ［ａ］アントラセン骨格と結合した構成を有するベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、安定性が向上し、また、純度良く合成することが可能であるため、好ましい構成である。該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、下記一般式（Ｇ４）または一般式（Ｇ５）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物である。
【０１７４】
【化１０】
2016092417.tif 000013
【０１７５】
上記一般式（Ｇ４）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ２１乃至Ｒ２８、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。なお、Ｒ１乃至Ｒ１０はすべて水素であることが、合成の容易さや原料の価格の面で有利である。
【０１７６】
【化１１】
2016092417.tif 000014
【０１７７】
上記一般式（Ｇ５）において、Ｒ１乃至Ｒ１０、Ｒ３１乃至Ｒ３５、及びＲ４１乃至Ｒ４４は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表す。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１３のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基などを具体例として挙げることができる。さらに、上述したアリール基やフェニル基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。当該置換基としては、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１２のアリール基も置換基として選択することができる。炭素数１乃至６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ｎ−ヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数３乃至６のシクロアルキル基としては具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などを挙げることができる。また、炭素数６乃至１２のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などを具体例として挙げることができる。なお、Ｒ１乃至Ｒ１０はすべて水素であることが、合成の容易さや原料の価格の面で有利である。
【０１７８】
＜置換基の例＞
一般式（Ｇ１）において、Ａとして表されるカルバゾリル基としては、例えば、下記構造式（Ｃｚ−１）乃至（Ｃｚ−７）で表される基を適用することができる。なお、Ａとして用いることのできる基はこれらに限られない。
【０１７９】
【化１２】
2016092417.tif 000015
【０１８０】
また、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ａｒで表されるアリーレン基は、例えば、下記構造式（Ａｒ−１）乃至（Ａｒ−１８）で表される基を適用することができる。なお、Ａｒとして用いることのできる基はこれらに限られない。
【０１８１】
【化１３】
2016092417.tif 000016
【０１８２】
また、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）のＲ１乃至Ｒ１０、一般式（Ｇ２）及び（Ｇ４）のＲ２１乃至Ｒ２８、一般式（Ｇ３）及び（Ｇ５）のＲ３１乃至Ｒ３５、一般式（Ｇ４）及び（Ｇ５）のＲ４１乃至Ｒ４４、で表されるアルキル基またはアリール基は、例えば、下記構造式（Ｒ−１）乃至（Ｒ−２９）で表される基を適用することができる。なお、アルキル基またはアリール基として用いることのできる基はこれらに限られない。
【０１８３】
【化１４】
2016092417.tif 000017
【０１８４】
また、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）のＲ１１で表されるアルキル基またはフェニル基は、例えば、上記構造式（Ｒ−１）乃至（Ｒ−２２）で表される基を適用することができる。なお、アルキル基またはフェニル基として用いることのできる基はこれらに限られない。
【０１８５】
＜化合物の具体例＞
上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）として表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物の具体的な構造としては、下記構造式（１００）乃至（１２５）で表されえる物質などが挙げられる。なお、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）として表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物は下記例示に限られない。
【０１８６】
【化１５】
2016092417.tif 000018
【０１８７】
【化１６】
2016092417.tif 000019
【０１８８】
【化１７】
2016092417.tif 000020
【０１８９】
【化１８】
2016092417.tif 000021
【０１９０】
以上のように、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高いことから、発光素子のホスト材料として好適である。これにより、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、バンドギャップが広いことから、特に青色の発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。これにより、発光効率の良好な青色発光素子を作製することができる。また、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、キャリア輸送性に優れることから、発光素子のホスト材料やキャリア輸送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作製することができる。また、本実施の形態のベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子に用いることで、駆動寿命の良好な発光素子を作製することができる。以上のように、本実施の形態のベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、発光素子に用いるのに好適な材料である。
【０１９１】
なお、本実施の形態におけるベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法を用いて成膜することができる。
【０１９２】
なお、本実施の形態に示す化合物は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、一般式（Ｇ１）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物の合成方法について説明する。ベンゾ［ａ］アントラセン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）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物を合成することができる。なお、本発明の一態様であるベンゾ［ａ］アントラセン化合物の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
【０１９４】
一般式（Ｇ１）で表される化合物は、下記合成スキーム（Ａ−１）のように合成することができる。すなわち、ベンゾ［ａ］アントラセン化合物（ａ１）と、アリール化合物（ａ２）とを、カップリングさせることにより、一般式（Ｇ１）の化合物を得ることができる。
【０１９５】
【化１９】
2016092417.tif 000022
【０１９６】
合成スキーム（Ａ−１）において、Ａは、置換または無置換のカルバゾリル基を表し、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ独立に、ハロゲン基、トリフルオロメタンスルホニル基、ボロン酸基、有機ホウ素基、ハロゲン化マグネシウム基、又は有機錫基等を表す。Ｘ１がハロゲン基またはトリフルオロメタンスルホニル基のとき、Ｘ２はボロン酸基、有機ホウ素基、ハロゲン化マグネシウム基、又は有機錫基等を表す。また、Ｘ１がボロン酸基、有機ホウ素基、ハロゲン化マグネシウム基、又は有機錫基等のとき、Ｘ２はハロゲン基またはトリフルオロメタンスルホニル基を表す。
【０１９７】
合成スキーム（Ａ−１）において、Ｒ１乃至Ｒ１０は、それぞれ独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１１は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または置換もしくは無置換のフェニル基のいずれかを表し、Ａｒは、炭素数６乃至１３のアリーレン基を表し、前記アリーレン基は置換基を有していてもよく、前記置換基は互いに結合して環を形成してもよい。
【０１９８】
合成スキーム（Ａ−１）において、パラジウム触媒を用いた鈴木・宮浦カップリング反応を行う場合、Ｘ１及びＸ２は、ハロゲン基、ボロン酸基、有機ホウ素基、又はトリフルオロメタンスルホニル基を表し、ハロゲン基としては、ヨウ素、臭素、又は塩素が好ましい。当該反応では、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）、［１，１−ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロリド、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）等のパラジウム化合物と、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン、トリ（ｎ−ヘキシル）ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン、２−ジシクロヘキシルホスフィノ−２’，６’−ジメトキシビフェニル、トリ（オルト−トリル）ホスフィン等の配位子を用いることができる。当該反応では、ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基等を用いることができる。当該反応では、溶媒として、トルエン、キシレン、ベンゼン、メシチレン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エタノール、メタノール、水等を用いることができる。当該反応で用いることができる試薬類は、これらの試薬類に限られるものではない。
【０１９９】
合成スキーム（Ａ−１）において行う反応は、鈴木・宮浦カップリング反応に限られるものではなく、有機錫化合物を用いた右田・小杉・スティルカップリング反応、グリニヤール試薬を用いた熊田・玉尾・コリューカップリング反応、有機亜鉛化合物を用いた根岸カップリング反応等を用いることができる。
【０２００】
以上のように、一般式（Ｇ１）のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を合成することができる。
【０２０１】
なお、本実施の形態に示す化合物は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０２】
（実施の形態４）
本実施の形態では実施の形態２で説明したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を用いた発光素子の構成例について図３乃至図５を用いて以下に説明する。
【０２０３】
＜発光素子の構成例１＞
図３における発光素子１５２は、一対の電極間にＥＬ層１０５を有し、ＥＬ層１０５中のいずれかの層に、実施の形態２で説明したベンゾ［ａ］アントラセン化合物が用いられている発光素子である。
【０２０４】
また、ＥＬ層１０５の構成としては、発光層１３５の他に、実施の形態１で示した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、電子注入層１１９を有する構成とすることができる。なお、ＥＬ層１０５の積層構造については、これに限らない。
【０２０５】
また、本実施の形態における一対の電極（電極１０１及び電極１０２）、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、電子注入層１１９としては、実施の形態１で記載した材料を用いることができる。また、発光層１３５に用いるゲスト材料１３７は、実施の形態１で示したゲスト材料１３２で記載した材料を用いることができる。
【０２０６】
実施の形態２で説明したベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、発光のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が高いことから、発光素子１５２の中でも特にホスト材料１３６として好適である。すなわち、実施の形態２で説明したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を発光素子１５２のホスト材料１３６として用いることで、発光効率の良好な発光素子を作製することができる。また、該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有し、ＥＬ層１０５が呈する発光のうち遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である発光素子を作製することができる。また、該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、バンドギャップが広いことから、特に青色の発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。したがって、本実施の形態の構成を用いることにより、発光効率が良好で、青色に発光スペクトルピークを有する発光素子を作製することができる。また、該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、キャリア輸送性に優れることから、発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適である。したがって、本実施の形態の構成を用いることで、駆動電圧の小さい発光素子を作製することができる。また、該ベンゾ［ａ］アントラセン化合物は、酸化および還元の繰返しに良好な耐性を有することから、駆動寿命の良好な発光素子を作製することができる。
【０２０７】
＜発光素子の構成例２＞
次に、図３に示す発光素子と異なる構成例について、図４を用いて、以下説明を行う。
【０２０８】
図４は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図４において、図３に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０２０９】
図４に示す発光素子２５０は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、または発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型の発光素子であっても良い。
【０２１０】
発光素子２５０は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間に、発光層１２３Ｂと、発光層１２３Ｇと、発光層１２３Ｒと、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
【０２１１】
発光素子が、ボトムエミッション型である場合、電極１０１は、光を透過する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
【０２１２】
図４に示す発光素子２５０は、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２１Ｂ、領域２２１Ｇ、及び領域２２１Ｒ、の間に、隔壁１４０を有する。隔壁１４０は、絶縁性を有する。隔壁１４０は、電極１０１の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４０を設けることによって、各領域の基板２００が有する電極１０１を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
【０２１３】
発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒは、それぞれ異なる色を呈する機能を有する発光材料を有することが好ましい。例えば、発光層１２３Ｂは青色に、発光層１２３Ｇは緑色に、発光層１２３Ｒは赤色に、呈する機能を有する発光材料を有すると、発光素子２５０はフルカラー表示が可能な表示装置に用いることができる。また、それぞれの発光層の膜厚は、同じであっても良いし、異なっていても良い。
【０２１４】
また、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、の少なくとも一つの発光層で、実施の形態２で示したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有することが好ましい。そうすることで、該発光層が呈する発光のうち、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である領域を有する発光素子を作製することができる。特に、発光層１２３Ｂに実施の形態２で示したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を用いることで、発光効率の良好な青色に発光スペクトルピークを有する発光素子を作製することができる。
【０２１５】
なお、発光層１２３Ｂ、発光層１２３Ｇ、発光層１２３Ｒ、のいずれか一つまたは複数の発光層は、２層以上が積層された構成としても良い。
【０２１６】
以上のように、少なくとも一つの発光層に実施の形態２で示したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有し、該発光層を有する発光素子２５０を、表示装置の画素中の各副画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、該発光素子２５０を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０２１７】
＜発光素子の構成例３＞
次に、図３及び図４に示す発光素子と異なる構成例について、図５（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
【０２１８】
図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の一態様の発光素子を示す断面図である。なお、図５（Ａ）（Ｂ）において、図３及び図４に示す符号と同様の機能を有する箇所には、同様のハッチパターンとし、符号を省略する場合がある。また、同様の機能を有する箇所には、同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する場合がある。
【０２１９】
図５（Ａ）（Ｂ）は、一対の電極間に、複数の発光層が電荷発生層１１５を介して積層されるタンデム型発光素子の構成例である。図５（Ａ）に示す発光素子２５２は、基板２００と反対の方向に光を取り出す上面射出（トップエミッション）型の発光素子、図５（Ｂ）に示す発光素子２５４は、基板２００側に光を取り出す下面射出（ボトムエミッション）型の発光素子である。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、発光素子が呈する光を発光素子が形成される基板２００の上方および下方の双方に取り出す両面射出（デュアルエミッション）型であっても良い。
【０２２０】
発光素子２５２及び発光素子２５４は、基板２００上に電極１０１と、電極１０２と、電極１０３と、電極１０４とを有する。また、電極１０１と電極１０２との間、及び電極１０２と電極１０３との間、及び電極１０２と電極１０４との間に、発光層１６０と、電荷発生層１１５と、発光層１７０と、を有する。また、正孔注入層１１１と、正孔輸送層１１２と、電子輸送層１１３と、電子注入層１１４と、正孔注入層１１６と、正孔輸送層１１７と、電子輸送層１１８と、電子注入層１１９と、を有する。
【０２２１】
また、電極１０１は、導電層１０１ａと、導電層１０１ａ上に接する導電層１０１ｂと、を有する。また、電極１０３は、導電層１０３ａと、導電層１０３ａ上に接する導電層１０３ｂと、を有する。電極１０４は、導電層１０４ａと、導電層１０４ａ上に接する導電層１０４ｂと、を有する。
【０２２２】
図５（Ａ）に示す発光素子２５２、及び図５（Ｂ）に示す発光素子２５４は、電極１０１と電極１０２とで挟持された領域２２２Ｂ、電極１０２と電極１０３とで挟持された領域２２２Ｇ、及び電極１０２と電極１０４とで挟持された領域２２２Ｒ、の間に、隔壁１４０を有する。隔壁１４０は、絶縁性を有する。隔壁１４０は、電極１０１、電極１０３、及び電極１０４の端部を覆い、該電極と重畳する開口部を有する。隔壁１４０を設けることによって、各領域の基板２００が有する該電極を、それぞれ島状に分離することが可能となる。
【０２２３】
また、発光素子２５２及び発光素子２５４は、領域２２２Ｂ、領域２２２Ｇ、及び領域２２２Ｒから呈される光が取り出される方向に、それぞれ光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒを有する基板２２０を有する。各領域から呈される光は、各光学素子を介して発光素子外部に射出される。すなわち、領域２２２Ｂから呈される光は、光学素子２２４Ｂを介して射出され、領域２２２Ｇから呈される光は、光学素子２２４Ｇを介して射出され、領域２２２Ｒから呈される光は、光学素子２２４Ｒを介して射出される。
【０２２４】
また、光学素子２２４Ｂ、光学素子２２４Ｇ、及び光学素子２２４Ｒは、入射される光から特定の色を呈する光を選択的に透過する機能を有する。例えば、光学素子２２４Ｂを介して射出される領域２２２Ｂから呈される光は、青色を呈する光となり、光学素子２２４Ｇを介して射出される領域２２２Ｇから呈される光は、緑色を呈する光となり、光学素子２２４Ｒを介して射出される領域２２２Ｒから呈される光は、赤色を呈する光となる。
【０２２５】
なお、図５（Ａ）（Ｂ）において、各光学素子を介して各領域から射出される光を、青色（Ｂ）を呈する光、緑色（Ｇ）を呈する光、赤色（Ｒ）を呈する光、として、それぞれ破線の矢印で模式的に図示している。
【０２２６】
また、各光学素子の間には、遮光層２２３を有する。遮光層２２３は、隣接する領域から発せられる光を遮光する機能を有する。なお、遮光層２２３を設けない構成としても良い。
【０２２７】
≪マイクロキャビティ≫
さらに、発光素子２５２及び発光素子２５４は、マイクロキャビティ構造を有する。
【０２２８】
発光層１６０、及び発光層１７０から呈される光は、一対の電極（例えば、電極１０１と電極１０２）の間で共振される。発光素子２５２及び発光素子２５４においては、各領域で導電層（導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、及び導電層１０４ｂ）の厚さを調整することで、発光層１６０及び発光層１７０から呈される光の波長を強めることができる。なお、各領域で正孔注入層１１１及び正孔輸送層１１２のうち、少なくとも一つの厚さを異ならせることで、発光層１６０及び発光層１７０から呈される光の波長を強めても良い。
【０２２９】
例えば、電極１０１乃至電極１０４において、光を反射する機能を有する導電性材料の屈折率が、発光層１６０または発光層１７０の屈折率よりも小さい場合においては、電極１０１が有する導電層１０１ｂの膜厚を、電極１０１と電極１０２との間の光学距離がｍＢλＢ／２（ｍＢは自然数、λＢは領域２２２Ｂで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。同様に、電極１０３が有する導電層１０３ｂの膜厚を、電極１０３と電極１０２との間の光学距離がｍＧλＧ／２（ｍＧは自然数、λＧは領域２２２Ｇで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。さらに、電極１０４が有する導電層１０４ｂの膜厚を、電極１０４と電極１０２との間の光学距離がｍＲλＲ／２（ｍＲは自然数、λＲは領域２２２Ｒで強める光の波長を、それぞれ表す）となるよう調整する。
【０２３０】
上記のように、マイクロキャビティ構造を設け、各領域の一対の電極間の光学距離を調整することで、各電極近傍における光の散乱および光の吸収を抑制し、高い光取り出し効率を実現することができる。なお、上記構成においては、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、光を透過する機能を有することが好ましい。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂ、を構成する材料は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。また、導電層１０１ｂ、導電層１０３ｂ、導電層１０４ｂは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
【０２３１】
なお、図５（Ａ）に示す発光素子２５２、上面射出型の発光素子であるため、電極１０１が有する導電層１０１ａ、電極１０３が有する導電層１０３ａ、及び電極１０４が有する導電層１０４ａは、光を反射する機能を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を透過する機能と、光を反射する機能とを有することが好ましい。
【０２３２】
また、図５（Ｂ）に示す発光素子２５４は、下面射出型の発光素子であるため、電極１０１が有する導電層１０１ａ、電極１０３が有する導電層１０３ａ、電極１０４が有する導電層１０４ａは、光を透過する機能と、光を反射する機能と、を有することが好ましい。また、電極１０２は、光を反射する機能を有することが好ましい。
【０２３３】
また、発光素子２５２及び発光素子２５４において、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、または導電層１０４ａ、に同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａ、に同じ材料を用いる場合、発光素子２５２及び発光素子２５４の製造コストを低減できる。なお、導電層１０１ａ、導電層１０３ａ、導電層１０４ａは、それぞれ２層以上の層が積層された構成であっても良い。
【０２３４】
また、発光層１６０、または発光層１７０の少なくとも一つの発光層に、実施の形態２で示したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を用いることが好ましい。そうすることで、該発光層が呈する発光のうち、遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上である領域を有する発光素子を作製することができる。特に、領域２２２Ｂにおいては、発光効率の良好な青色に発光スペクトルピークを有する発光素子とすることができる。
【０２３５】
また、発光層１６０及び発光層１７０は、例えば発光層１７０ａ及び発光層１７０ｂのように、それぞれ２層が積層された構成とすることができる。２層の発光層に、第１の化合物及び第２の化合物という、異なる色を呈する機能を有する２種類の発光材料をそれぞれ用いることで、複数の発光を同時に得ることができる。特に発光層１６０と、発光層１７０と、が呈する発光により、白色となるよう、各発光層に用いる発光材料を選択すると好ましい。
【０２３６】
また、発光層１６０または発光層１７０は、それぞれ３層以上が積層された構成としても良く、発光材料を有さない層が含まれていても良い。
【０２３７】
以上のように、少なくとも一つの発光層に実施の形態２で示したベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有し、該発光層を有する発光素子２５２または発光素子２５４を、表示装置の画素に用いることで、発光効率の高い表示装置を作製することができる。すなわち、発光素子２５２または発光素子２５４を有する表示装置は、消費電力を低減することができる。
【０２３８】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０２３９】
（実施の形態５）
本実施の形態においては、実施の形態１および実施の形態４に示す構成と異なる構成の発光素子、及び当該発光素子の発光機構について、図６及び図７を用いて、以下説明を行う。
【０２４０】
＜発光素子の構成例１＞
図６（Ａ）は、発光素子４５０の断面模式図である。
【０２４１】
図６（Ａ）に示す発光素子４５０は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間に、複数の発光ユニット（図６（Ａ）においては、発光ユニット４４１及び発光ユニット４４２）を有する。１つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００または図３で示すＥＬ層１０５と同様な構成を有する。つまり、図１（Ａ）及び図３で示した発光素子１５０、発光素子１５２は、１つの発光ユニットを有し、発光素子４５０は、複数の発光ユニットを有する。なお、発光素子４５０において、電極４０１が陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能するとして、以下説明するが、発光素子４５０の構成としては、逆であっても構わない。
【０２４２】
また、図６（Ａ）に示す発光素子４５０において、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２とが積層されており、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２との間には電荷発生層４４５が設けられる。なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２は、同じ構成でも異なる構成でもよい。例えば、発光ユニット４４１に、図１（Ａ）で示すＥＬ層１００または図３に示すＥＬ層１０５を用い、発光ユニット４４２に発光材料として燐光材料を有する発光層を用いると好適である。
【０２４３】
すなわち、発光素子４５０は、発光層４２０と、発光層４３０と、を有する。また、発光ユニット４４１は、発光層４２０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１３、及び電子注入層４１４を有する。また、発光ユニット４４２は、発光層４３０の他に、正孔注入層４１６、正孔輸送層４１７、電子輸送層４１８、及び電子注入層４１９を有する。
【０２４４】
電荷発生層４４５には、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料が含まれている。該複合材料には、実施の形態１に示す正孔注入層１１１に用いることができる複合材料を用いればよい。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、正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／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。有機化合物とアクセプター性物質の複合材料は、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。なお、発光ユニット４４２のように、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層４４５に接している場合は、電荷発生層４４５が発光ユニットの正孔注入層または正孔輸送層の役割も担うことができるため、該発光ユニットには正孔注入層または正孔輸送層を設けなくとも良い。
【０２４５】
なお、電荷発生層４４５は、有機化合物とアクセプター性物質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た積層構造として形成してもよい。例えば、有機化合物とアクセプター性物質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、有機化合物とアクセプター性物質の複合材料を含む層と、透明導電膜を含む層とを組み合わせて形成してもよい。
【０２４６】
なお、発光ユニット４４１と発光ユニット４４２とに挟まれる電荷発生層４４５は、電極４０１と電極４０２と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６（Ａ）において、電極４０１の電位の方が電極４０２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４４５は、発光ユニット４４１に電子を注入し、発光ユニット４４２に正孔を注入する。
【０２４７】
また、図６（Ａ）においては、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。発光素子４５０に示すように、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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な発光素子を実現できる。また、消費電力が低い発光素子を実現することができる。
【０２４８】
なお、複数のユニットのうち、少なくとも一つのユニットに、ＥＬ層１００またはＥＬ層１０５の構成を適用することによって、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。特に、少なくとも一つの発光層でベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有する構成とすることで、発光効率の高い、発光素子を提供することができる。
【０２４９】
また、発光層４２０は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発光層４３０は、ホスト材料４３１と、ゲスト材料４３２とを有する。また、ホスト材料４３１は、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、を有する。
【０２５０】
また、本実施の形態において、発光層４２０は、図１（Ａ）に示す発光層１３０、または図３に示す発光層１３５と同様の構成とする。すなわち、発光層４２０が有するホスト材料４２１、及びゲスト材料４２２は、発光層１３０が有するホスト材料１３１、及びゲスト材料１３２に、それぞれ相当する。もしくは、発光層４２０が有するホスト材料４２１、及びゲスト材料４２２は、発光層１３５が有するホスト材料１３６、及びゲスト材料１３７に、それぞれ相当する。また、発光層４３０が有するゲスト材料４３２が燐光材料として、以下説明する。なお、電極４０１、電極４０２、正孔注入層４１１、正孔注入層４１６、正孔輸送層４１２、正孔輸送層４１７、電子輸送層４１３、電子輸送層４１８、電子注入層４１４、及び電子注入層４１９は、実施の形態１に示す、電極１０１、電極１０２、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１８、及び電子注入層１１９に、それぞれ相当する。したがって、本実施の形態においては、その詳細な説明は省略する。
【０２５１】
≪発光層４２０の発光機構≫
発光層４２０の発光機構としては、図１（Ａ）に示す発光層１３０、または図３に示す発光層１３５と同様の発光機構である。
【０２５２】
≪発光層４３０の発光機構≫
次に、発光層４３０の発光機構について、以下説明を行う。
【０２５３】
発光層４３０が有する、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２とは励起錯体を形成する。ここでは、有機化合物４３１＿１をホスト材料として、有機化合物４３１＿２をアシスト材料として説明する。
【０２５４】
発光層４３０において、励起錯体を形成する有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２との組み合わせは、励起錯体を形成することが可能な組み合わせであればよいが、一方が正孔輸送性を有する材料であり、他方が電子輸送性を有する材料であることが、より好ましい。
【０２５５】
発光層４３０における有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２と、ゲスト材料４３２とのエネルギー準位の相関を図６（Ｂ）に示す。なお、図６（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｈｏｓｔ（４３１＿１）：有機化合物４３１＿１（ホスト材料）
・Ａｓｓｉｓｔ（４３１＿２）：有機化合物４３１＿２（アシスト材料）
・Ｇｕｅｓｔ（４３２）：ゲスト材料４３２（燐光材料）
・Ｅｘｃｉｐｌｅｘ：励起錯体
・ＳＰＨ：有機化合物４３１＿１の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：有機化合物４３１＿１の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
【０２５６】
有機化合物４３１＿１と有機化合物４３１＿２とにより形成される、励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位（ＳＥ）と励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位（ＴＥ）とは互いに隣接することになる（図６（Ｂ）Ｒｏｕｔｅ  Ｃ参照）。
【０２５７】
そして、励起錯体の（ＳＥ）と（ＴＥ）の双方のエネルギーを、ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位へ移動させて発光が得られる（図６（Ｂ）Ｒｏｕｔｅ  Ｄ参照）。
【０２５８】
なお、上記に示すＲｏｕｔｅ  Ｃ及びＲｏｕｔｅ  Ｄの過程を、本明細書等においてＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ  Ｅｎｅｒｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）と呼称する場合がある。
【０２５９】
また、有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２は、一方がホールを、他方が電子を受け取り、それらが近接することで速やかに励起錯体を形成する。あるいは、一方が励起状態となると、速やかに他方と相互作用することで励起錯体を形成する。したがって、発光層４３０における励起子のほとんどが励起錯体として存在する。励起錯体は、有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２のどちらよりもバンドギャップは小さくなるため、一方のホールと他方の電子の再結合から励起錯体が形成されることにより、駆動電圧を下げることができる。
【０２６０】
発光層４３０を上述の構成とすることで、発光層４３０のゲスト材料４３２（燐光材料）からの発光を、効率よく得ることが可能となる。
【０２６１】
なお、発光層４２０からの発光が、発光層４３０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
【０２６２】
また、発光層４２０と発光層４３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
【０２６３】
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４２０と発光層４３０との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
【０２６４】
また、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方または双方に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層４２０及び発光層４３０のいずれか一方または双方を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。
【０２６５】
＜発光層に用いることのできる材料の例＞
次に、発光層４２０及び発光層４３０に用いることのできる材料について、以下説明する。
【０２６６】
≪発光層４２０に用いることのできる材料≫
発光層４２０に用いることのできる材料としては、先の実施の形態１に示す発光層１３０、または実施の形態４に示す発光層１３５に用いることのできる材料を援用すればよい。
【０２６７】
≪発光層４３０に用いることのできる材料≫
発光層４３０中では、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４３２（燐光材料）は、有機化合物４３１＿１（ホスト材料）中に分散される。
【０２６８】
有機化合物４３１＿１（ホスト材料）としては、亜鉛やアルミニウム系金属錯体の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体などが挙げられる。他の例としては、芳香族アミンやカルバゾール誘導体などが挙げられる。
【０２６９】
ゲスト材料４３２（燐光材料）としては、イリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体が挙げられ、中でも有機イリジウム錯体、例えばイリジウム系オルトメタル錯体が好ましい。オルトメタル化する配位子としては４Ｈ−トリアゾール配位子、１Ｈ−トリアゾール配位子、イミダゾール配位子、ピリジン配位子、ピリミジン配位子、ピラジン配位子、あるいはイソキノリン配位子などが挙げられる。金属錯体としては、ポルフィリン配位子を有する白金錯体などが挙げられる。
【０２７０】
有機化合物４３１＿２（アシスト材料）としては、有機化合物４３１＿１と励起錯体を形成できる組み合わせとする。この場合、励起錯体の発光ピークがゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項ＭＬＣＴ（Ｍｅｔａｌ  ｔｏ  Ｌｉｇａｎｄ  Ｃｈａｒｇｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ）遷移の吸収帯、より具体的には、最も長波長側の吸収帯と重なるように有機化合物４３１＿１、有機化合物４３１＿２、およびゲスト材料４３２（燐光材料）を選択することが好ましい。これにより、発光効率が飛躍的に向上した発光素子とすることができる。ただし、燐光材料に替えて熱活性化遅延蛍光材料を用いる場合においては、最も長波長側の吸収帯は一重項の吸収帯であることが好ましい。
【０２７１】
発光層４３０に含まれる発光材料としては、三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料であればよい。該三重項励起エネルギーを発光に変換できる材料としては、燐光材料の他に、熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ  ａｃｔｉｖａｔｅｄ  ｄｅｌａｙｅｄ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。したがって、燐光材料と記載した部分に関しては、熱活性化遅延蛍光材料と読み替えても構わない。なお、熱活性化遅延蛍光材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が、好ましくは０ｅＶより大きく０．２ｅＶ以下、さらに好ましくは０ｅＶより大きく０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。
【０２７２】
また、熱活性化遅延蛍光を示す材料は、単独で三重項励起状態から逆項間交差により一重項励起状態を生成できる材料であっても良いし、励起錯体（エキサイプレックス、またはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成する２種類の材料の組み合わせであっても良い。
【０２７３】
また、発光層４２０に含まれる発光材料と発光層４３０に含まれる発光材料の発光色に限定は無く、同じでも異なっていても良い。各々から得られる発光が混合されて素子外へ取り出されるので、例えば両者の発光色が互いに補色の関係にある場合、発光素子は白色の光を与えることができる。発光素子の信頼性を考慮すると、発光層４２０に含まれる発光材料の発光ピーク波長は、発光層４３０に含まれる発光材料のそれよりも短いことが好ましい。
【０２７４】
＜発光素子の構成例２＞
次に、図６に示す発光素子と異なる構成例について、図７（Ａ）（Ｂ）を用いて、以下説明を行う。
【０２７５】
図７（Ａ）は、発光素子４５２の断面模式図である。
【０２７６】
図７（Ａ）に示す発光素子４５２は、一対の電極（電極４０１及び電極４０２）の間にＥＬ層４００が挟まれた構造である。なお、発光素子４５２において、電極４０１が陽極として機能し、電極４０２が陰極として機能する。
【０２７７】
また、ＥＬ層４００は、発光層４２０と、発光層４３０と、を有する。また、発光素子４５２おいて、ＥＬ層４００として、発光層４２０及び発光層４３０の他に、正孔注入層４１１、正孔輸送層４１２、電子輸送層４１８、及び電子注入層４１９が図示されているが、これらの積層構造は一例であり、発光素子４５２におけるＥＬ層４００の構成はこれらに限定されない。例えば、ＥＬ層４００において、上記各層の積層順を変えてもよい。または、ＥＬ層４００において、上記各層以外の機能層を設けてもよい。該機能層としては、例えば、キャリア（電子またはホール）を注入する機能、キャリアを輸送する機能、キャリアを抑止する機能、キャリアを発生する機能を有する構成とすればよい。
【０２７８】
また、発光層４２０は、ホスト材料４２１と、ゲスト材料４２２とを有する。また、発光層４３０は、ホスト材料４３１と、ゲスト材料４３２とを有する。ホスト材料４３１は、有機化合物４３１＿１と、有機化合物４３１＿２とを有する。なお、ゲスト材料４２２が蛍光材料、ゲスト材料４３２が燐光材料として、以下説明する。
【０２７９】
≪発光層４２０の発光機構≫
発光層４２０の発光機構としては、図１（Ａ）に示す発光層１３０、または図３に示す発光層１３５と同様の発光機構である。
【０２８０】
≪発光層４３０の発光機構≫
発光層４３０の発光機構としては、図６（Ａ）に示す発光層４３０と同様の発光機構である。
【０２８１】
≪発光層４２０と発光層４３０の発光機構≫
発光層４２０及び発光層４３０のそれぞれの発光機構について、既に説明したが、発光素子４５２に示すように、発光層４２０と、発光層４３０とが互いに接する構成を有する場合、発光層４２０と発光層４３０の界面において、励起錯体から発光層４２０のホスト材料４２１へのエネルギー移動（とくに三重項励起準位のエネルギー移動）が起こったとしても、発光層４２０にて上記三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
【０２８２】
なお、発光層４２０のホスト材料４２１のＴ１準位が、発光層４３０が有する有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２のＴ１準位よりも低いと好ましい。また、発光層４２０において、ホスト材料４２１のＳ１準位がゲスト材料４２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、且つ、ホスト材料４２１のＴ１準位がゲスト材料４２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いと好ましい。
【０２８３】
具体的には、発光層４２０にＴＴＡを用い、発光層４３０にＥｘＴＥＴを用いる場合のエネルギー準位の相関を図７（Ｂ）に示す。なお、図７（Ｂ）における表記及び符号は、以下の通りである。
・Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ＥＭＬ（４２０）：蛍光発光層（発光層４２０）
・Ｐｈｏｓｐｈｏｒｅｓｃｅｎｃｅ  ＥＭＬ（４３０）：燐光発光層（発光層４３０）
・ＳＦＨ：ホスト材料４２１の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＨ：ホスト材料４２１の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＦＧ：ゲスト材料４２２（蛍光材料）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＦＧ：ゲスト材料４２２（蛍光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＨ：ホスト材料（有機化合物４３１＿１）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＴＰＧ：ゲスト材料４３２（燐光材料）の三重項励起状態の最も低い準位
・ＳＥ：励起錯体の一重項励起状態の最も低い準位
・ＴＥ：励起錯体の三重項励起状態の最も低い準位
【０２８４】
図７（Ｂ）に示すように、励起錯体は励起状態でしか存在しないため、励起錯体と励起錯体との間の励起子拡散は生じにくい。また、励起錯体の励起準位（ＳＥ、ＴＥ）は、発光層４３０の有機化合物４３１＿１（すなわち、燐光材料のホスト材料）の励起準位（ＳＰＨ、ＴＰＨ）よりも低いので、励起錯体から有機化合物４３１＿１へのエネルギーの拡散も生じない。また、励起錯体から有機化合物４３１＿２へのエネルギー拡散も同様に生じない。すなわち、燐光発光層（発光層４３０）内において、励起錯体の励起子拡散距離は短いため、燐光発光層（発光層４３０）の効率を保つことが可能となる。また、蛍光発光層（発光層４２０）と燐光発光層（発光層４３０）の界面において、燐光発光層（発光層４３０）の励起錯体の三重項励起エネルギーの一部が、蛍光発光層（発光層４２０）に拡散したとしても、その拡散によって生じた蛍光発光層（発光層４２０）の三重項励起エネルギーは、ＴＴＡを通じて発光されるため、エネルギー損失を低減することが可能となる。
【０２８５】
以上のように、発光素子４５２は、発光層４３０にＥｘＴＥＴを利用し、且つ発光層４２０にＴＴＡを利用することで、エネルギー損失が低減されるため、高い発光効率の発光素子とすることができる。また、発光素子４５２に示すように、発光層４２０と、発光層４３０とが互いに接する構成とする場合、上記エネルギー損失が低減されるとともに、ＥＬ層４００の層数を低減させることができる。したがって、製造コストの少ない発光素子とすることができる。
【０２８６】
なお、発光層４２０と発光層４３０とは互いに接していない構成であっても良い。この場合、発光層４３０中で生成する、有機化合物４３１＿１、有機化合物４３１＿２、またはゲスト材料４３２（燐光材料）の励起状態から発光層４２０中のホスト材料４２１、またはゲスト材料４２２（蛍光材料）へのデクスター機構によるエネルギー移動（特に三重項エネルギー移動）を防ぐことができる。したがって、発光層４２０と発光層４３０の間に設ける層は数ｎｍ程度の厚さがあればよい。
【０２８７】
発光層４２０と発光層４３０の間に設ける層は単一の材料で構成されていても良いが、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とが含まれていても良い。単一の材料で構成する場合、バイポーラー性材料を用いても良い。ここでバイポーラー性材料とは、電子と正孔の移動度の比が１００以下である材料を指す。また、正孔輸送性材料または電子輸送性材料などを使用しても良い。もしくは、そのうちの少なくとも一つは、発光層４３０のホスト材料（有機化合物４３１＿１または有機化合物４３１＿２）と同一の材料で形成しても良い。これにより、発光素子の作製が容易になり、また、駆動電圧が低減される。さらに、正孔輸送性材料と電子輸送性材料とで励起錯体を形成しても良く、これによって励起子の拡散を効果的に防ぐことができる。具体的には、発光層４３０のホスト材料（有機化合物４３１＿１または有機化合物４３１＿２）あるいはゲスト材料４３２（燐光材料）の励起状態から、発光層４２０のホスト材料４２１あるいはゲスト材料４２２（蛍光材料）へのエネルギー移動を防ぐことができる。
【０２８８】
なお、発光素子４５２では、キャリアの再結合領域はある程度の分布を持って形成されることが好ましい。このため、発光層４２０または発光層４３０において、適度なキャリアトラップ性があることが好ましく、特に、発光層４３０が有するゲスト材料４３２（燐光材料）が電子トラップ性を有していることが好ましい。また、発光層４２０が有するゲスト材料４２２（蛍光材料）が正孔トラップ性を有していることが好ましい。
【０２８９】
なお、発光層４２０からの発光が、発光層４３０からの発光よりも短波長側に発光のピークを有する構成とすることが好ましい。短波長の発光を呈する燐光材料を用いた発光素子は輝度劣化が早い傾向がある。そこで、短波長の発光を蛍光発光とすることによって、輝度劣化の小さい発光素子を提供することができる。
【０２９０】
また、発光層４２０と発光層４３０とで異なる発光波長の光を得ることによって、多色発光の素子とすることができる。この場合、発光スペクトルは異なる発光ピークを有する発光が合成された光となるため、少なくとも二つの極大値を有する発光スペクトルとなる。
【０２９１】
また、上記の構成は白色発光を得るためにも好適である。発光層４２０と発光層４３０との光を互いに補色の関係とすることによって、白色発光を得ることができる。
【０２９２】
また、発光層４２０に発光波長の異なる複数の発光材料を用いることによって、三原色や、４色以上の発光色からなる演色性の高い白色発光を得ることもできる。この場合、発光層４２０を層状にさらに分割し、当該分割した層ごとに異なる発光材料を含有させるようにしても良い。
【０２９３】
＜発光層に用いることのできる材料＞
次に、発光層４２０及び発光層４３０に用いることのできる材料について、以下説明する。
【０２９４】
≪発光層４２０に用いることのできる材料≫
発光層４２０中では、ホスト材料４２１が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４２２（蛍光材料）は、ホスト材料４２１中に分散される。ホスト材料４２１のＳ１準位は、ゲスト材料４２２（蛍光材料）のＳ１準位よりも高く、ホスト材料４２１のＴ１準位は、ゲスト材料４２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも低いことが好ましい。
【０２９５】
ホスト材料４２１として、ベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有することが好ましい。そうすることで、発光の遅延蛍光の占める割合が高く、発光効率の高い発光素子を作製することができる。具体的には、実施の形態１または実施の形態２で説明した化合物が挙げられる。
【０２９６】
≪発光層４３０に用いることのできる材料≫
発光層４３０中では、ホスト材料（有機化合物４３１＿１または有機化合物４３１＿２）が重量比で最も多く存在し、ゲスト材料４３２（燐光材料）は、ホスト材料（有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２）中に分散される。発光層４３０のホスト材料（有機化合物４３１＿１及び有機化合物４３１＿２）のＴ１準位は、発光層４２０のゲスト材料４２２（蛍光材料）のＴ１準位よりも高いことが好ましい。
【０２９７】
ホスト材料（有機化合物４３１＿１および有機化合物４３１＿２）、ゲスト材料４３２（燐光材料）としては、先の図６の発光素子４５０で説明した有機化合物４３１＿１、有機化合物４３１＿２、ゲスト材料４３２を用いることができる。
【０２９８】
なお、発光層４２０及び発光層４３０は、蒸着法（真空蒸着法を含む）、インクジェット法、塗布法、グラビア印刷等の方法で形成することができる。
【０２９９】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３００】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態２に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を有機半導体素子の一種である縦型トランジスタ（静電誘導トランジスタ：ＳＩＴ）の活性層として用いる形態を例示する。
【０３０１】
素子の構造としては、図８に示すように、実施の形態２に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物を含む薄膜状の活性層３３０をソース電極３０１およびドレイン電極３０２で挟み、ゲート電極３０３が活性層３３０に埋め込まれた構造を有する。ゲート電極３０３は、ゲート電圧を印加するための手段に電気的に接続されており、ソース電極３０１およびドレイン電極３０２は、ソース電極−ドレイン電極間の電圧を制御するための手段に電気的に接続されている。
【０３０２】
このような素子構造において、ゲート電極３０３に電圧を印加しない状態においてソース電極−ドレイン電極間に電圧を印加すると、電流が流れる（ＯＮ状態となる）。そして、その状態でゲート電極３０３に電圧を印加するとゲート電極３０３周辺に空乏層が発生し、電流が流れなくなる（ＯＦＦ状態となる）。以上の機構により、有機半導体素子３００はトランジスタとして動作する。
【０３０３】
縦型トランジスタにおいては、発光素子と同様、キャリア輸送性と良好な膜質を兼ね備えた材料が活性層に求められるが、実施の形態２に記載のベンゾ［ａ］アントラセン化合物はその条件を十分に満たしており、好適に用いることができる。
【０３０４】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３０５】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置について、図９を用いて説明を行う。
【０３０６】
なお、図９（Ａ）は、本発明の一態様の表示装置を説明するブロック図であり、図９（Ｂ）は、本発明の一態様の表示装置が有する画素回路を説明する回路図である。
【０３０７】
＜表示装置に関する説明＞
図９（Ａ）に示す表示装置は、表示素子の画素を有する領域（以下、画素部８０２という）と、画素部８０２の外側に配置され、画素を駆動するための回路を有する回路部（以下、駆動回路部８０４という）と、素子の保護機能を有する回路（以下、保護回路８０６という）と、端子部８０７と、を有する。なお、保護回路８０６は、設けない構成としてもよい。
【０３０８】
駆動回路部８０４の一部、または全部は、画素部８０２と同一基板上に形成されていることが望ましい。これにより、部品数や端子数を減らすことが出来る。駆動回路部８０４の一部、または全部が、画素部８０２と同一基板上に形成されていない場合には、駆動回路部８０４の一部、または全部は、ＣＯＧやＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）によって、実装することができる。
【０３０９】
画素部８０２は、Ｘ行（Ｘは２以上の自然数）Ｙ列（Ｙは２以上の自然数）に配置された複数の表示素子を駆動するための回路（以下、画素回路８０１という）を有し、駆動回路部８０４は、画素を選択する信号（走査信号）を出力する回路（以下、走査線駆動回路８０４ａという）、画素の表示素子を駆動するための信号（データ信号）を供給するための回路（以下、信号線駆動回路８０４ｂ）などの駆動回路を有する。
【０３１０】
走査線駆動回路８０４ａは、シフトレジスタ等を有する。走査線駆動回路８０４ａは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号が入力され、信号を出力する。例えば、走査線駆動回路８０４ａは、スタートパルス信号、クロック信号等が入力され、パルス信号を出力する。走査線駆動回路８０４ａは、走査信号が与えられる配線（以下、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘという）の電位を制御する機能を有する。なお、走査線駆動回路８０４ａを複数設け、複数の走査線駆動回路８０４ａにより、走査線ＧＬ＿１乃至ＧＬ＿Ｘを分割して制御してもよい。または、走査線駆動回路８０４ａは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、走査線駆動回路８０４ａは、別の信号を供給することも可能である。
【０３１１】
信号線駆動回路８０４ｂは、シフトレジスタ等を有する。信号線駆動回路８０４ｂは、端子部８０７を介して、シフトレジスタを駆動するための信号の他、データ信号の元となる信号（画像信号）が入力される。信号線駆動回路８０４ｂは、画像信号を元に画素回路８０１に書き込むデータ信号を生成する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、スタートパルス、クロック信号等が入力されて得られるパルス信号に従って、データ信号の出力を制御する機能を有する。また、信号線駆動回路８０４ｂは、データ信号が与えられる配線（以下、データ線ＤＬ＿１乃至ＤＬ＿Ｙという）の電位を制御する機能を有する。または、信号線駆動回路８０４ｂは、初期化信号を供給することができる機能を有する。ただし、これに限定されず、信号線駆動回路８０４ｂは、別の信号を供給することも可能である。
【０３１２】
信号線駆動回路８０４ｂは、例えば複数のアナログスイッチなどを用いて構成される。信号線駆動回路８０４ｂは、複数のアナログスイッチを順次オン状態にすることにより、画像信号を時分割した信号をデータ信号として出力できる。また、シフトレジスタなどを用いて信号線駆動回路８０４ｂを構成してもよい。
【０３１３】
複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査信号が与えられる複数の走査線ＧＬの一つを介してパルス信号が入力され、データ信号が与えられる複数のデータ線ＤＬの一つを介してデータ信号が入力される。また、複数の画素回路８０１のそれぞれは、走査線駆動回路８０４ａによりデータ信号のデータの書き込み及び保持が制御される。例えば、ｍ行ｎ列目の画素回路８０１は、走査線ＧＬ＿ｍ（ｍはＸ以下の自然数）を介して走査線駆動回路８０４ａからパルス信号が入力され、走査線ＧＬ＿ｍの電位に応じてデータ線ＤＬ＿ｎ（ｎはＹ以下の自然数）を介して信号線駆動回路８０４ｂからデータ信号が入力される。
【０３１４】
図９（Ａ）に示す保護回路８０６は、例えば、走査線駆動回路８０４ａと画素回路８０１の間の配線である走査線ＧＬに接続される。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと画素回路８０１の間の配線であるデータ線ＤＬに接続される。または、保護回路８０６は、走査線駆動回路８０４ａと端子部８０７との間の配線に接続することができる。または、保護回路８０６は、信号線駆動回路８０４ｂと端子部８０７との間の配線に接続することができる。なお、端子部８０７は、外部の回路から表示装置に電源及び制御信号、及び画像信号を入力するための端子が設けられた部分をいう。
【０３１５】
保護回路８０６は、自身が接続する配線に一定の範囲外の電位が与えられたときに、該配線と別の配線とを導通状態にする回路である。
【０３１６】
図９（Ａ）に示すように、画素部８０２と駆動回路部８０４にそれぞれ保護回路８０６を設けることにより、ＥＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｓｔａｔｉｃ  Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ：静電気放電）などにより発生する過電流に対する表示装置の耐性を高めることができる。ただし、保護回路８０６の構成はこれに限定されず、例えば、走査線駆動回路８０４ａに保護回路８０６を接続した構成、または信号線駆動回路８０４ｂに保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。あるいは、端子部８０７に保護回路８０６を接続した構成とすることもできる。
【０３１７】
また、図９（Ａ）においては、走査線駆動回路８０４ａと信号線駆動回路８０４ｂによって駆動回路部８０４を形成している例を示しているが、この構成に限定されない。例えば、走査線駆動回路８０４ａのみを形成し、別途用意された信号線駆動回路が形成された基板（例えば、単結晶半導体膜、多結晶半導体膜で形成された駆動回路基板）を実装する構成としても良い。
【０３１８】
＜画素回路の構成例＞
図９（Ａ）に示す複数の画素回路８０１は、例えば、図９（Ｂ）に示す構成とすることができる。
【０３１９】
図９（Ｂ）に示す画素回路８０１は、トランジスタ８５２、８５４と、容量素子８６２と、発光素子８７２と、を有する。
【０３２０】
トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の一方は、データ信号が与えられる配線（データ線ＤＬ＿ｎ）に電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５２のゲート電極は、ゲート信号が与えられる配線（走査線ＧＬ＿ｍ）に電気的に接続される。
【０３２１】
トランジスタ８５２は、データ信号のデータの書き込みを制御する機能を有する。
【０３２２】
容量素子８６２の一対の電極の一方は、電位が与えられる配線（以下、電位供給線ＶＬ＿ａという）に電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３２３】
容量素子８６２は、書き込まれたデータを保持する保持容量としての機能を有する。
【０３２４】
トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の一方は、電位供給線ＶＬ＿ａに電気的に接続される。さらに、トランジスタ８５４のゲート電極は、トランジスタ８５２のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３２５】
発光素子８７２のアノード及びカソードの一方は、電位供給線ＶＬ＿ｂに電気的に接続され、他方は、トランジスタ８５４のソース電極及びドレイン電極の他方に電気的に接続される。
【０３２６】
発光素子８７２としては、実施の形態１乃至実施の形態５に示す発光素子を用いることができる。
【０３２７】
なお、電位供給線ＶＬ＿ａ及び電位供給線ＶＬ＿ｂの一方には、高電源電位ＶＤＤが与えられ、他方には、低電源電位ＶＳＳが与えられる。
【０３２８】
図９（Ｂ）の画素回路８０１を有する表示装置では、例えば、図９（Ａ）に示す走査線駆動回路８０４ａにより各行の画素回路８０１を順次選択し、トランジスタ８５２をオン状態にしてデータ信号のデータを書き込む。
【０３２９】
データが書き込まれた画素回路８０１は、トランジスタ８５２がオフ状態になることで保持状態になる。さらに、書き込まれたデータ信号の電位に応じてトランジスタ８５４のソース電極とドレイン電極の間に流れる電流量が制御され、発光素子８７２は、流れる電流量に応じた輝度で発光する。これを行毎に順次行うことにより、画像を表示できる。
【０３３０】
また、本発明の一態様の発光素子は、表示装置の画素に能動素子を有するアクティブマトリクス方式、または、表示装置の画素に能動素子を有しないパッシブマトリクス方式のそれぞれの方式に適用することができる。
【０３３１】
アクティブマトリクス方式では、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）として、トランジスタだけでなく、さまざまな能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いることが出来る。例えば、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ  Ｍｅｔａｌ）、又はＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などを用いることも可能である。これらの素子は、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、これらの素子は、素子のサイズが小さいため、開口率を向上させることができ、低消費電力化や高輝度化をはかることが出来る。
【０３３２】
アクティブマトリクス方式以外のものとして、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないパッシブマトリクス型を用いることも可能である。能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、製造工程が少ないため、製造コストの低減、又は歩留まりの向上を図ることができる。または、能動素子（アクティブ素子、非線形素子）を用いないため、開口率を向上させることができ、低消費電力化、又は高輝度化などを図ることが出来る。
【０３３３】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０３３４】
（実施の形態８）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子を有する表示装置、及び該表示装置に入力装置を取り付けた電子機器について、図１０乃至図１４を用いて説明を行う。
【０３３５】
＜タッチパネルに関する説明１＞
なお、本実施の形態において、電子機器の一例として、表示装置と、入力装置とを合わせたタッチパネル２０００について説明する。また、入力装置の一例として、タッチセンサを用いる場合について説明する。
【０３３６】
図１０（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１０（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
【０３３７】
タッチパネル２０００は、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１０（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。なお、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０はいずれも可撓性を有する。ただし、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０のいずれか一つまたは全てが可撓性を有さない構成としてもよい。
【０３３８】
表示装置２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。
【０３３９】
基板２５９０は、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子を構成する。そして、該端子はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図１０（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
【０３４０】
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
【０３４１】
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
【０３４２】
なお、図１０（Ｂ）に示すタッチセンサ２５９５は、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用した構成である。
【０３４３】
なお、タッチセンサ２５９５には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
【０３４４】
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１は、複数の配線２５９８のいずれかと電気的に接続し、電極２５９２は複数の配線２５９８の他のいずれかと電気的に接続する。
【０３４５】
電極２５９２は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で接続される形状を有する。
【０３４６】
電極２５９１は四辺形であり、電極２５９２が延在する方向と交差する方向に繰り返し配置されている。
【０３４７】
配線２５９４は、電極２５９２を挟む二つの電極２５９１と電気的に接続する。このとき、電極２５９２と配線２５９４の交差部の面積ができるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
【０３４８】
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を、電極２５９１と重ならない領域ができるように離間して複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
【０３４９】
＜表示装置に関する説明＞
次に、図１１（Ａ）を用いて、表示装置２５０１の詳細について説明する。図１１（Ａ）は、図１０（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
【０３５０】
表示装置２５０１は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。該画素は表示素子と、該表示素子を駆動する画素回路とを有する。
【０３５１】
以下の説明においては、白色の光を射出する発光素子を表示素子に適用する場合について説明するが、表示素子はこれに限定されない。例えば、隣接する画素毎に射出する光の色が異なるように、発光色が異なる発光素子を適用してもよい。
【０３５２】
基板２５１０及び基板２５７０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下、好ましくは１×１０−６ｇ・ｍ−２・ｄａｙ−１以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、基板２５１０の熱膨張率と、基板２５７０の熱膨張率とが、およそ等しい材料を用いると好適である。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料を好適に用いることができる。
【０３５３】
なお、基板２５１０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５１０ａと、可撓性基板２５１０ｂと、絶縁層２５１０ａ及び可撓性基板２５１０ｂを貼り合わせる接着層２５１０ｃと、を有する積層体である。また、基板２５７０は、発光素子への不純物の拡散を防ぐ絶縁層２５７０ａと、可撓性基板２５７０ｂと、絶縁層２５７０ａ及び可撓性基板２５７０ｂを貼り合わせる接着層２５７０ｃと、を有する積層体である。
【０３５４】
接着層２５１０ｃ及び接着層２５７０ｃとしては、例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド（ナイロン、アラミド等）、ポリイミド、ポリカーボネートまたはアクリル樹脂、ポリウレタン、エポキシ樹脂を用いることができる。もしくは、シリコーンなどのシロキサン結合を有する樹脂を含む材料を用いることができる。
【０３５５】
また、基板２５１０と基板２５７０との間に封止層２５６０を有する。封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。また、図１１（Ａ）に示すように、封止層２５６０側に光を取り出す場合は、封止層２５６０は光学的な接合層を兼ねることができる。
【０３５６】
また、封止層２５６０の外周部にシール材を形成してもよい。当該シール材を用いることにより、基板２５１０、基板２５７０、封止層２５６０、及びシール材で囲まれた領域に発光素子２５５０Ｒを有する構成とすることができる。なお、封止層２５６０として、不活性気体（窒素やアルゴン等）を充填してもよい。また、当該不活性気体内に、乾燥材を設けて、水分等を吸着させる構成としてもよい。また、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を充填してもよく、例えば、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）系樹脂、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）系樹脂、またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）系樹脂を用いることができる。また、上述のシール材としては、例えば、エポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、シール材に用いる材料としては、水分や酸素を透過しない材料を用いると好適である。
【０３５７】
また、表示装置２５０１は、画素２５０２Ｒを有する。また、画素２５０２Ｒは発光モジュール２５８０Ｒを有する。
【０３５８】
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。なお、トランジスタ２５０２ｔは、画素回路の一部として機能する。また、発光モジュール２５８０Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、着色層２５６７Ｒとを有する。
【０３５９】
発光素子２５５０Ｒは、下部電極と、上部電極と、下部電極と上部電極の間にＥＬ層とを有する。発光素子２５５０Ｒとして、例えば、実施の形態１乃至実施の形態５に示す発光素子を適用することができる。
【０３６０】
また、下部電極と上部電極との間で、マイクロキャビティ構造を採用し、特定波長における光強度を増加させてもよい。
【０３６１】
また、封止層２５６０が光を取り出す側に設けられている場合、封止層２５６０は、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒに接する。
【０３６２】
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
【０３６３】
また、表示装置２５０１には、光を射出する方向に遮光層２５６７ＢＭが設けられる。遮光層２５６７ＢＭは、着色層２５６７Ｒを囲むように設けられている。
【０３６４】
着色層２５６７Ｒとしては、特定の波長帯域の光を透過する機能を有していればよく、例えば、赤色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、緑色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、青色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタ、黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。各カラーフィルタは、様々な材料を用いて、印刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ技術を用いたエッチング方法などで形成することができる。
【０３６５】
また、表示装置２５０１には、絶縁層２５２１が設けられる。絶縁層２５２１はトランジスタ２５０２ｔを覆う。なお、絶縁層２５２１は、画素回路に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。これにより、不純物の拡散によるトランジスタ２５０２ｔ等の信頼性の低下を抑制できる。
【０３６６】
また、発光素子２５５０Ｒは、絶縁層２５２１の上方に形成される。また、発光素子２５５０Ｒが有する下部電極には、該下部電極の端部に重なる隔壁２５２８が設けられる。なお、基板２５１０と、基板２５７０との間隔を制御するスペーサを、隔壁２５２８上に形成してもよい。
【０３６７】
走査線駆動回路２５０３ｇ（１）は、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。
【０３６８】
また、基板２５１０上には、信号を供給することができる配線２５１１が設けられる。また、配線２５１１上には、端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９には、ＦＰＣ２５０９（１）が電気的に接続される。また、ＦＰＣ２５０９（１）は、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｗｉｒｉｎｇ  Ｂｏａｒｄ）が取り付けられていても良い。
【０３６９】
また、表示装置２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。図１１（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について、例示しているが、これに限定されず、例えば、図１１（Ｂ）に示す、トップゲート型のトランジスタを表示装置２５０１に適用する構成としてもよい。
【０３７０】
また、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔの極性については、特に限定はなく、Ｎチャネル型およびＰチャネル型のトランジスタを有する構造、Ｎチャネル型のトランジスタまたはＰチャネル型のトランジスタのいずれか一方のみからなる構造を用いてもよい。また、トランジスタ２５０２ｔ及び２５０３ｔに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定はない。例えば、非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を用いることができる。また、半導体材料としては、１３族の半導体（例えば、ガリウムを有する半導体）、１４族の半導体（例えば、ケイ素を有する半導体）、化合物半導体（酸化物半導体を含む）、有機半導体等を用いることができる。トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔのいずれか一方または双方に、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができるため好ましい。当該酸化物半導体としては、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、スズ（Ｓｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、またはネオジム（Ｎｄ）を表す）等が挙げられる。
【０３７１】
＜タッチセンサに関する説明＞
次に、図１１（Ｃ）を用いて、タッチセンサ２５９５の詳細について説明する。図１１（Ｃ）は、図１０（Ｂ）に示す一点鎖線Ｘ３−Ｘ４間の断面図に相当する。
【０３７２】
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０上に千鳥状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。
【０３７３】
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成する。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。なお、グラフェンを含む膜を用いることもできる。グラフェンを含む膜は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを含む膜を還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法等を挙げることができる。
【０３７４】
例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターン形成技術により、不要な部分を除去して、電極２５９１及び電極２５９２を形成することができる。
【０３７５】
また、絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることもできる。
【０３７６】
また、電極２５９１に達する開口が絶縁層２５９３に設けられ、配線２５９４が隣接する電極２５９１と電気的に接続する。透光性の導電性材料は、タッチパネルの開口率を高めることができるため、配線２５９４に好適に用いることができる。また、電極２５９１及び電極２５９２より導電性の高い材料は、電気抵抗を低減できるため配線２５９４に好適に用いることができる。
【０３７７】
電極２５９２は、一方向に延在し、複数の電極２５９２がストライプ状に設けられている。また、配線２５９４は電極２５９２と交差して設けられている。
【０３７８】
一対の電極２５９１が１つの電極２５９２を挟んで設けられる。また、配線２５９４は一対の電極２５９１を電気的に接続している。
【０３７９】
なお、複数の電極２５９１は、１つの電極２５９２と必ずしも直交する方向に配置される必要はなく、０度より大きく９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
【０３８０】
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。また、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８としては、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
【０３８１】
なお、絶縁層２５９３及び配線２５９４を覆う絶縁層を設けて、タッチセンサ２５９５を保護してもよい。
【０３８２】
また、接続層２５９９は、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）を電気的に接続させる。
【０３８３】
接続層２５９９としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ  Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
【０３８４】
＜タッチパネルに関する説明２＞
次に、図１２（Ａ）を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１２（Ａ）は、図１０（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ５−Ｘ６間の断面図に相当する。
【０３８５】
図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）で説明した表示装置２５０１と、図１１（Ｃ）で説明したタッチセンサ２５９５と、を貼り合わせた構成である。
【０３８６】
また、図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｃ）で説明した構成の他、接着層２５９７と、反射防止層２５６７ｐと、を有する。
【０３８７】
接着層２５９７は、配線２５９４と接して設けられる。なお、接着層２５９７は、タッチセンサ２５９５が表示装置２５０１に重なるように、基板２５９０を基板２５７０に貼り合わせている。また、接着層２５９７は、透光性を有すると好ましい。また、接着層２５９７としては、熱硬化性樹脂、または紫外線硬化樹脂を用いることができる。例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
【０３８８】
反射防止層２５６７ｐは、画素に重なる位置に設けられる。反射防止層２５６７ｐとして、例えば円偏光板を用いることができる。
【０３８９】
次に、図１２（Ａ）に示す構成と異なる構成のタッチパネルについて、図１２（Ｂ）を用いて説明する。
【０３９０】
図１２（Ｂ）は、タッチパネル２００１の断面図である。図１２（Ｂ）に示すタッチパネル２００１は、図１２（Ａ）に示すタッチパネル２０００と、表示装置２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成について詳細に説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用する。
【０３９１】
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図１２（Ｂ）に示す発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔが設けられている側に光を射出する。これにより、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向の発光モジュール２５８０Ｒの外部に射出される。
【０３９２】
また、タッチセンサ２５９５は、表示装置２５０１の基板２５１０側に設けられている。
【０３９３】
接着層２５９７は、基板２５１０と基板２５９０の間にあり、表示装置２５０１とタッチセンサ２５９５を貼り合わせる。
【０３９４】
図１２（Ａ）（Ｂ）に示すように、発光素子から射出される光は、基板の上面及び下面のいずれか一方または双方に射出されればよい。
【０３９５】
＜タッチパネルの駆動方法に関する説明＞
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１３を用いて説明を行う。
【０３９６】
図１３（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１３（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図１３（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図１３（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
【０３９７】
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
【０３９８】
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
【０３９９】
次に、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図１３（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また、図１３（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
【０４００】
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧の変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。
【０４０１】
このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
【０４０２】
＜センサ回路に関する説明＞
また、図１３（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブマトリクス型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを有するアクティブマトリクス型のタッチセンサとしてもよい。アクティブマトリクス型のタッチセンサに含まれるセンサ回路の一例を図１４に示す。
【０４０３】
図１４に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
【０４０４】
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
【０４０５】
次に、図１４に示すセンサ回路の動作について説明する。まず、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。
【０４０６】
続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
【０４０７】
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
【０４０８】
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
【０４０９】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０４１０】
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子を有する表示モジュール及び電子機器について、図１５及び図１６を用いて説明を行う。
【０４１１】
＜表示モジュールに関する説明＞
図１５に示す表示モジュール８０００は、上部カバー８００１と下部カバー８００２との間に、ＦＰＣ８００３に接続されたタッチセンサ８００４、ＦＰＣ８００５に接続された表示装置８００６、フレーム８００９、プリント基板８０１０、バッテリ８０１１を有する。
【０４１２】
本発明の一態様の発光素子は、例えば、表示装置８００６に用いることができる。
【０４１３】
上部カバー８００１及び下部カバー８００２は、タッチセンサ８００４及び表示装置８００６のサイズに合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。
【０４１４】
タッチセンサ８００４は、抵抗膜方式または静電容量方式のタッチセンサを表示装置８００６に重畳して用いることができる。また、表示装置８００６の対向基板（封止基板）に、タッチセンサ機能を持たせるようにすることも可能である。また、表示装置８００６の各画素内に光センサを設け、光学式のタッチセンサとすることも可能である。
【０４１５】
フレーム８００９は、表示装置８００６の保護機能の他、プリント基板８０１０の動作により発生する電磁波を遮断するための電磁シールドとしての機能を有する。またフレーム８００９は、放熱板としての機能を有していてもよい。
【０４１６】
プリント基板８０１０は、電源回路、ビデオ信号及びクロック信号を出力するための信号処理回路を有する。電源回路に電力を供給する電源としては、外部の商用電源であっても良いし、別途設けたバッテリ８０１１による電源であってもよい。バッテリ８０１１は、商用電源を用いる場合には、省略可能である。
【０４１７】
また、表示モジュール８０００は、偏光板、位相差板、プリズムシートなどの部材を追加して設けてもよい。
【０４１８】
＜電子機器に関する説明＞
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）は、電子機器を示す図である。これらの電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有することができる。
【０４１９】
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチセンサ機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信または受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。また、図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）には図示していないが、電子機器には、複数の表示部を有する構成としてもよい。また、該電子機器にカメラ等を設け、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
【０４２０】
図１６（Ａ）乃至図１６（Ｇ）に示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
【０４２１】
図１６（Ａ）は、携帯情報端末９１００を示す斜視図である。携帯情報端末９１００が有する表示部９００１は、可撓性を有する。そのため、湾曲した筐体９０００の湾曲面に沿って表示部９００１を組み込むことが可能である。また、表示部９００１はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部９００１に表示されたアイコンに触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０４２２】
図１６（Ｂ）は、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えば電話機、手帳又は情報閲覧装置等から選ばれた一つ又は複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を省略して図示しているが、図１６（Ａ）に示す携帯情報端末９１００と同様の位置に設けることができる。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン９０５０（操作アイコンまたは単にアイコンともいう）を表示部９００１の一の面に表示することができる。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することができる。なお、情報９０５１の一例としては、電子メールやＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）や電話などの着信を知らせる表示、電子メールやＳＮＳなどの題名、電子メールやＳＮＳなどの送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置に、情報９０５１の代わりに、操作ボタン９０５０などを表示してもよい。
【０４２３】
図１６（Ｃ）は、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば、携帯情報端末９１０２の使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、その表示（ここでは情報９０５３）を確認することができる。具体的には、着信した電話の発信者の電話番号又は氏名等を、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示する。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく、表示を確認し、電話を受けるか否かを判断できる。
【０４２４】
図１６（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６を有し、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また接続端子９００６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は接続端子９００６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０４２５】
図１６（Ｅ）（Ｆ）（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図１６（Ｅ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態の斜視図であり、図１６（Ｆ）が携帯情報端末９２０１を展開した状態または折り畳んだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図であり、図１６（Ｇ）が携帯情報端末９２０１を折り畳んだ状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。ヒンジ９０５５を介して２つの筐体９０００間を屈曲させることにより、携帯情報端末９２０１を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。例えば、携帯情報端末９２０１は、曲率半径１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
【０４２６】
本実施の形態において述べた電子機器は、何らかの情報を表示するための表示部を有することを特徴とする。ただし、本発明の一態様の発光素子は、表示部を有さない電子機器にも適用することができる。また、本実施の形態において述べた電子機器の表示部においては、可撓性を有し、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる構成、または折り畳み可能な表示部の構成について例示したが、これに限定されず、可撓性を有さず、平面部に表示を行う構成としてもよい。
【０４２７】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【０４２８】
（実施の形態１０）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用した照明装置の一例について、図１７を用いて説明する。
【０４２９】
図１７は、発光素子を室内の照明装置８５０１として用いた例である。なお、発光素子は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８５０２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８５０３を備えても良い。また、照明装置８５０１、８５０２、８５０３に、タッチセンサを設けて、電源のオンまたはオフを行ってもよい。
【０４３０】
また、発光素子をテーブルの表面側に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照明装置８５０４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光素子を用いることにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
【０４３１】
以上のように、発光素子を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
【０４３２】
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例１】
【０４３３】
本実施例では、実施の形態２で説明した一般式（Ｇ１）で表されるベンゾ［ａ］アントラセン化合物の一つである、９−［４−（７−ベンゾ［ａ］アントラセン）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：７ＣｚＰａＢＡ、構造式（１００））の合成方法について詳しく説明する。
【０４３４】
＜７ＣｚＰａＢＡの合成＞
７−ブロモベンゾ［ａ］アントラセン３．０ｇ（９．７ｍｍｏｌ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニルボロン酸４．４ｇ（１５．４ｍｍｏｌ）と炭酸ナトリウム１．１ｇ（１０．５ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン３５．０ｍＬ、エタノール１２．５ｍＬ、水９．７ｍＬを加え、フラスコ内を減圧しながら攪拌して、この混合物を脱気した。脱気後、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム０．１ｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を９０℃にし、３．０時間撹拌した。撹拌後、この混合物を吸引ろ過し、ろ物とろ液に分けた。得られたろ物をトルエンに溶かして、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過し、ろ液を得た。得られたろ液を濃縮し固体を得た。得られた固体をトルエンで洗浄し、目的物を１．８ｇ、収率３９％で得た。本反応スキームを以下に示す。
【０４３５】
【化２０】
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【０４３６】
得られた固体１．８ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力３．２Ｐａ、アルゴンガスを流量５．０ｍＬ／ｍｉｎでながしながら、２４０℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的の固体を１．７ｇ、回収率９４％で得た。
【０４３７】
核磁気共鳴法（１Ｈ  ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である７ＣｚＰａＢＡであることを確認した。得られた物質の１Ｈ  ＮＭＲデータを以下に示す。また、得られた物質の１Ｈ  ＮＭＲチャートを図１８（Ａ）（Ｂ）に示す。
【０４３８】
１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３６（ｄｄｄ、Ｊ＝７．７、７．７、０．９Ｈｚ、２Ｈ）、７．４９−７．８８（ｍ、１６Ｈ）、８．２０−８．２４（ｍ、３Ｈ）、８．９４（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、１Ｈ）、９．３３（ｓ、１Ｈ）。
【０４３９】
＜７ＣｚＰａＢＡの特性＞
得られた７ＣｚＰａＢＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には高真空差動型示差熱天秤（ブルカー・エイエックスエス株式会社製、ＴＧ−ＤＴＡ２４１０ＳＡ）を用いた。常圧、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で測定したところ、重量と温度の関係（熱重量測定）から、５％重量減少温度は３６９℃であり、良好な耐熱性を示した。
【０４４０】
次に、トルエン溶液中の７ＣｚＰａＢＡの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図１９（Ａ）（Ｂ）、薄膜状態での７ＣｚＰａＢＡの吸収スペクトル及び発光スペクトルを図２０（Ａ）（Ｂ）に示す。
【０４４１】
吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。トルエン溶液中の７ＣｚＰａＢＡの吸収スペクトルは、７ＣｚＰａＢＡのトルエン溶液を石英セルに入れて測定し、この吸収スペクトルから、石英セルを用いて測定したトルエンの吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを示した。また、薄膜の吸収スペクトルは、７ＣｚＰａＢＡを石英基板に蒸着してサンプルを作製し、このサンプルの吸収スペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを示した。発光スペクトルの測定にはＰＬ−ＥＬ測定装置（浜松ホトニクス社製）を用いた。トルエン溶液中における７ＣｚＰａＢＡの発光スペクトルは、７ＣｚＰａＢＡのトルエン溶液を石英セルに入れて測定した。また、薄膜の発光スペクトルは、７ＣｚＰａＢＡを石英基板に蒸着してサンプルを作製して測定した。なお、吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した薄膜は、石英基板上に真空蒸着法により成膜することで作製した。また、膜厚は５０ｎｍとした。
【０４４２】
これにより、７ＣｚＰａＢＡのトルエン溶液中における極大吸収波長は、３９２ｎｍ付近、３７０ｎｍ付近、３５５ｎｍ付近、３４１ｎｍ付近にあり、極大発光波長は３９６ｎｍ付近及び４１８ｎｍ付近（励起波長３４２ｎｍ）にあることがわかった。また、薄膜における極大吸収波長は３９５ｎｍ付近、３７６ｎｍ付近、３６０ｎｍ付近、３４５ｎｍ付近、３３１ｎｍ付近、３０１ｎｍ付近にあり、最大発光波長は４２９ｎｍ付近（励起波長３７８ｎｍ）にあることがわかった。
【０４４３】
また、薄膜の７ＣｚＰａＢＡ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−３）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、７ＣｚＰａＢＡのＨＯＭＯ準位は−６．０２ｅＶであった。図２０（Ａ）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７ＣｚＰａＢＡの吸収端は２．９８ｅＶであった。従って、７ＣｚＰａＢＡの固体状態の光学的エネルギーギャップは２．９８ｅＶ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、７ＣｚＰａＢＡの最低空軌道（Ｌｏｗｅｓｔ  Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｂｉｔａｌ、ＬＵＭＯともいう）準位は−３．０４ｅＶと見積もることができた。このように、７ＣｚＰａＢＡは固体状態において２．９８ｅＶ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】
【０４４４】
本実施例では、本発明の一態様の、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が高い発光素子の詳細について、図２１乃至図２４を用いて説明する。
【０４４５】
本実施例では、図１（Ａ）に示す発光素子１５０に相当する発光素子（発光素子１、発光素子２）、及び比較発光素子（比較発光素子１、および比較発光素子２）を作製し、該発光素子の蛍光寿命及び発光素子特性を測定した。
【０４４６】
また、使用した化合物の構造と略称を以下に示す。
【０４４７】
【化２１】
2016092417.tif 000024
【０４４８】
＜発光素子の作製＞
≪発光素子１の作製≫
基板上に電極１０１として、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（略称：ＩＴＳＯ）膜を、厚さ１１０ｎｍになるように形成した。なお、電極１０１の電極面積としては、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
【０４４９】
次に、電極１０１上にＥＬ層１００を形成した。正孔注入層１１１としては、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）と酸化モリブデン（ＭｏＯ３）を重量比（ＰＣＰＰｎ：ＭｏＯ３）が１：０．５、厚さが６０ｎｍになるように共蒸着した。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。また、正孔輸送層１１２としては、ＰＣＰＰｎを厚さが３０ｎｍになるように蒸着した。
【０４５０】
次に、発光層１３０としては、９−［４−（７−ベンゾ［ａ］アントラセン）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：７ＣｚＰａＢＡ）を厚さが２５ｎｍになるように形成した。
【０４５１】
また、発光層１３０上に、電子輸送層１１８として、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス（４，６−ジフェニルピリミジン）（略称：２，６（Ｐ２Ｐｍ）２Ｐｙ）を厚さが２５ｎｍになるよう蒸着した。次に、電子注入層１１９として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を厚さが１ｎｍになるように蒸着した。
【０４５２】
また、電極１０２としては、アルミニウム（Ａｌ）を厚さが２００ｎｍになるように形成した。
【０４５３】
次に、窒素雰囲気のグローブボックス内において、有機ＥＬ用封止材を用いて封止基板を、ＥＬ層１００を形成した基板に固定することで、発光素子１を封止した。具体的には、基板に形成したＥＬ層１００の周囲に封止材を塗布し、該基板と封止基板とを張り合わせ、３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し、８０℃にて１時間熱処理した。以上の工程により発光素子１を得た。
【０４５４】
≪発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の作製≫
発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２は、先に示す発光素子１の作製と、発光層１３０の形成工程のみ異なり、それ以外の工程は、発光素子１と同様の作製方法とした。
【０４５５】
発光素子２の発光層１３０としては、７ＣｚＰａＢＡおよび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）を重量比（７ＣｚＰａＢＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０３、厚さが２５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、７ＣｚＰａＢＡがホスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料（蛍光材料）である。
【０４５６】
比較発光素子１の発光層１３０としては、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）を厚さが２５ｎｍになるように形成した。
【０４５７】
比較発光素子２の発光層１３０としては、ｃｇＤＢＣｚＰＡおよび１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを重量比（ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）が１：０．０３、厚さが２５ｎｍになるように共蒸着した。なお、発光層１３０において、ｃｇＤＢＣｚＰＡがホスト材料であり、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎがゲスト材料（蛍光材料）である。
【０４５８】
作製した発光素子（発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２）の素子構成の詳細を表２に示す。
【０４５９】
【表２】
2016092417.tif 000025
【０４６０】
＜蛍光寿命の測定＞
【０４６１】
作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２について、蛍光寿命を測定した。なお、発光素子１では７ＣｚＰａＢＡが呈する青色発光を、比較発光素子１はｃｇＤＢＣｚＰＡが呈する青色発光を、発光素子２および比較発光素子２では蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する青色発光を、観測した。測定には、ピコ秒蛍光寿命測定システム（浜松ホトニクス社製）を用いた。本測定では、発光素子における蛍光発光の寿命を測定するため、発光素子に矩形パルス電圧を印加し、その電圧の立下りから減衰していく発光をストリークカメラにより時間分解測定した。パルス電圧は１０Ｈｚの周期で印加し、繰り返し測定したデータを積算することにより、Ｓ／Ｎ比の高いデータを得た。また、測定は室温（３００Ｋ）で、印加パルス電圧を５．０Ｖ（発光素子１および発光素子２の場合）、または３．５Ｖ（比較発光素子１および比較発光素子２の場合）とし、発光素子に流れる電流が、いずれの発光素子でも同様になるように、それぞれの発光素子で印加パルス電圧を調整した。また、印加パルス時間幅を１００μｓｅｃ、負バイアス電圧を−５Ｖとし、測定時間範囲は５０μｓの条件で行った。発光素子の蛍光寿命を測定した結果を図２１（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図２１（Ａ）（Ｂ）において、縦軸は、定常的にキャリアが注入されている状態（パルス電圧のＯＮ時）における発光強度で規格化した強度で示す。また、横軸は、パルス電圧の立下りからの経過時間を示す。
【０４６２】
図２１（Ａ）（Ｂ）に示す減衰曲線について、指数関数によるフィッティングを行った。その結果、発光素子１および発光素子２の蛍光寿命τはそれぞれ２．１μｓ、２．２μｓ、比較発光素子１および比較発光素子２の蛍光寿命τはそれぞれ３．２μｓ、３．１μｓと見積もることができた。通常、蛍光発光の寿命は数ｎｓであることから、発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２、はいずれも遅延蛍光成分を含む蛍光発光が観測されているといえる。
【０４６３】
なお、図２１（Ａ）（Ｂ）で示した蛍光測定において、遅延蛍光が生じる要因として、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）による一重項励起子生成以外に、パルス電圧ＯＦＦ時に発光素子の内部にキャリアが残存している場合に、この残存キャリアの再結合による一重項励起子生成に起因する遅延蛍光が生じる可能性もある。しかし、本測定は、測定時の条件で負バイアス電圧（−５Ｖ）を印加しているため、該残存キャリアの再結合が抑制されている条件下での測定である。したがって、図２１（Ａ）（Ｂ）の測定結果に示される遅延蛍光成分は、三重項−三重項消滅（ＴＴＡ）に由来した発光によるものであるといえる。
【０４６４】
次に、全発光成分に対する遅延蛍光成分の占める割合を算出した。各発光素子の遅延蛍光成分が占める割合を表３に示す。
【０４６５】
【表３】
2016092417.tif 000026
【０４６６】
その結果、発光素子１は、遅延蛍光成分の割合が２５％であり、比較発光素子１に比べて遅延蛍光の割合が高いという結果が得られた。従って、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する７ＣｚＰａＢＡを発光層に用いた発光素子１の方が、アントラセン骨格を有するｃｇＤＢＣｚＰＡを発光層に用いた比較発光素子１よりもＴＴＡをより多く発生していると言える。
【０４６７】
また、発光素子２は、遅延蛍光成分の割合が２０％であり、比較発光素子２に比べて遅延蛍光の割合が高いという結果が得られた。したがって、ゲスト材料（蛍光ドーパント）である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎからの発光を観測する場合においても、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する７ＣｚＰａＢＡをホスト材料として用いた発光素子２の方が、アントラセン骨格を有するｃｇＤＢＣｚＰＡをホスト材料に用いた比較発光素子２よりもＴＴＡをより多く発生していると言える。
【０４６８】
＜発光素子の発光特性＞
次に、作製した発光素子１、発光素子２、比較発光素子１、及び比較発光素子２の発光特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
【０４６９】
ここで、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子の発光特性を以下の表４に示す。また、発光素子の電流効率−輝度特性を図２２に、外部量子効率−輝度特性を図２３に、輝度−電圧特性を図２４に、それぞれ示す。
【０４７０】
【表４】
2016092417.tif 000027
【０４７１】
なお、発光素子１の発光スペクトルピークは４３５ｎｍ、比較発光素子１の発光スペクトルピークは４４０ｎｍであり、発光素子１では７ＣｚＰａＢＡが呈する青色発光を、比較発光素子１はｃｇＤＢＣｚＰＡが呈する青色発光を観測した。また、発光素子２の発光スペクトルピークは４６６ｎｍ、比較発光素子２の発光スペクトルピークは４６４ｎｍであり、発光素子２および比較発光素子２では蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎが呈する青色発光を観測した。すなわち、いずれの発光素子からの発光も、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に発光スペクトルピークを有する青色の発光を呈している。また、発光素子２および比較発光素子２において、蛍光材料が呈する発光のみを観測したことから、ＴＴＡによって生成した一重項励起エネルギーは、ホスト材料から蛍光材料へエネルギー移動しているといえる。
【０４７２】
また、図２２、図２３、及び表４の結果より、発光素子１は比較発光素子１より高い効率であり、発光素子２は比較発光素子２より高い効率であることが分かる。これは、発光素子の発光層に、７ＣｚＰａＢＡを用いた発光素子１及び発光素子２の方が、ｃｇＤＢＣｚＰＡを用いた比較発光素子１及び比較発光素子２よりも、高い発光効率が得られた結果である。すなわち、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の割合が２０％以上であるベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する７ＣｚＰａＢＡを発光層に用いることで、高い発光効率を示す青色発光素子を作製することができた。
【０４７３】
以上のような構成によって、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、青色に発光スペクトルピークを有する発光素子を作製することができる。また、発光成分のうちＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、且つ、４００ｎｍ以上５５０ｎｍ以下の波長帯域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光素子を作製することができる。
【０４７４】
＜一重項励起エネルギーおよび三重項励起エネルギー準位の測定＞
なお、図２１（Ａ）（Ｂ）で示した蛍光測定において、遅延蛍光が生じる要因として、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差が生じて熱活性化遅延蛍光を呈している可能性もある。該逆項間交差が効率よく生じるためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶ以下であることが好ましい。したがって、図２１（Ａ）（Ｂ）で示した遅延蛍光がＴＴＡに起因するものであることを確認するため、上記で作製した発光素子の発光層に用いた材料について、そのＳ１準位およびＴ１準位の測定を行った。
【０４７５】
Ｓ１準位およびＴ１準位の測定は、７ＣｚＰａＢＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎについて、行った。なお、本発明の一態様の発光素子は、蛍光発光素子である。蛍光性の有機材料は項間交差が起こりにくく、Ｔ１準位からの発光が微弱であるため、Ｔ１準位の測定が困難な場合がある。そこで、量子化学計算によるＴ１準位の算出も行った。
【０４７６】
まず、Ｓ１準位を見積もるため、石英基板上に薄膜（約５０ｎｍ）を真空蒸着法により成膜し薄膜サンプルとし、吸収スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計（日本分光株式会社製、Ｖ５５０型）を用いた。測定したサンプルのスペクトルから石英の吸収スペクトルを差し引いた。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プロットを作成し、そこからＳ１準位を見積もった。
【０４７７】
次に、Ｔ１準位を見積もるため、燐光発光測定を行った。本発明の一態様である発光素子に用いる物質は蛍光量子収率が非常に高く、材料単体を用いた薄膜サンプルでは、低温ＰＬ測定法で燐光を直接観測することは非常に困難であった。そのため、以下で説明する三重項増感剤を用いた手法により燐光発光測定を行い、Ｔ１準位を見積もった。
【０４７８】
Ｔ１準位を測定する材料に、三重項増感剤としてトリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）を添加した共蒸着膜を作製し、該共蒸着を低温ＰＬ測定法により測定し、測定された燐光発光スペクトルからＴ１準位を見積もった。測定には、顕微ＰＬ装置  ＬａｂＲＡＭ  ＨＲ−ＰＬ  （（株）堀場製作所）を用い、測定温度は１０Ｋ、励起光としてＨｅ−Ｃｄレーザー（３２５ｎｍ）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。Ｉｒ（ｐｐｙ）３を共蒸着させることにより、測定したい蛍光材料の項間交差の確率を高め、共蒸着をしない場合は困難である、蛍光材料からの燐光発光の測定が可能となる。
【０４７９】
なお、薄膜は石英基板上に厚さ５０ｎｍで成膜し、その石英基板に対し、窒素雰囲気中で、蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。
【０４８０】
次に、上記方法で測定したＴ１準位を確認するため、量子化学計算によるＴ１準位の算出を行った。
【０４８１】
計算方法に関しては以下の通りである。なお、量子化学計算プログラムとしては、Ｇａｕｓｓｉａｎ０９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、ＩＣＥ  Ｘ）を用いて行った。
【０４８２】
最低励起三重項状態および一重項基底状態における最安定構造を密度汎関数法（ＤＦＴ）で計算した。基底関数として、６−３１１Ｇ（ｄ，ｐ）を用いた。また、汎関数はＢ３ＬＹＰを用いた。そして、一重項基底状態と最低励起三重項状態における最安定構造のエネルギー差から、Ｔ１準位のエネルギーを計算した。
【０４８３】
以上のように見積もった、Ｓ１準位の測定結果（実測）、及びＴ１準位の測定結果（実測）と計算結果を、表５に示す。
【０４８４】
【表５】
2016092417.tif 000028
【０４８５】
以上の結果から、上記の手法により測定されたＴ１準位の値と、量子化学計算による算出されたＴ１準位の値と、の差が小さいことがわかる。従って、本実施例により得られたＴ１準位の値は、十分に信頼性の有するものであるといえる。
【０４８６】
また、表５より、ベンゾ［ａ］アントラセン骨格を有する７ＣｚＰａＢＡのＳ１準位は、青色発光を呈する蛍光材料である１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎのホスト材料１３１として用いるのに十分に高いエネルギー準位であることが分かる。
【０４８７】
また、表５より、７ＣｚＰａＢＡおよびｃｇＤＢＣｚＰＡのＳ１準位とＴ１準位のエネルギー差は、０．５ｅＶ以上であることが分かる。遅延蛍光が生じる要因として、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差に由来する熱活性化遅延蛍光である場合、該逆項間交差が効率よく生じるためには、Ｓ１準位とＴ１準位とのエネルギー差が０．２ｅＶ以下であることが好ましい。したがって、本実施例で作製した発光素子の発光層に用いた材料においては、その遅延蛍光成分は熱活性化遅延蛍光に由来するものであるとは言えず、ＴＴＡに由来するものであると言える。
【０４８８】
また、７ＣｚＰａＢＡの薄膜の蛍光発光のスペクトルピークは４２９ｎｍ（２．８９ｅＶ）、ｃｇＤＢＣｚＰＡの薄膜の蛍光発光のスペクトルピークは４４２ｎｍ（２．８１ｅＶ）であった。したがって、７ＣｚＰａＢＡおよびｃｇＤＢＣｚＰＡの蛍光発光スペクトルのピーク波長と、燐光発光スペクトルのピーク波長と、のエネルギー換算値差は０．５ｅＶ以上であった。このことからも、本実施例で作製した発光素子の発光層に用いた材料においては、その遅延蛍光成分は熱活性化遅延蛍光に由来するものではなく、ＴＴＡに由来するものであると言える。なお、蛍光発光スペクトルの測定にはＰＬ−ＥＬ測定装置（浜松ホトニクス社製）を用いた。
【０４８９】
以上のように、ＴＴＡによる遅延蛍光成分の占める割合が２０％以上であり、発光効率が高く、青色に発光スペクトルピークを有する発光素子を作製することができる。
【符号の説明】
【０４９０】
１００    ＥＬ層
１０１    電極
１０１ａ    導電層
１０１ｂ    導電層
１０２    電極
１０３    電極
１０３ａ    導電層
１０３ｂ    導電層
１０４    電極
１０４ａ    導電層
１０４ｂ    導電層
１０５    ＥＬ層
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    電子輸送層
１１４    電子注入層
１１５    電荷発生層
１１６    正孔注入層
１１７    正孔輸送層
１１８    電子輸送層
１１９    電子注入層
１２３Ｂ    発光層
１２３Ｇ    発光層
１２３Ｒ    発光層
１３０    発光層
１３１    ホスト材料
１３２    ゲスト材料
１３５    発光層
１３６    ホスト材料
１３７    ゲスト材料
１４０    隔壁
１５０    発光素子
１５２    発光素子
１６０    発光層
１７０    発光層
１７０ａ    発光層
１７０ｂ    発光層
２００    基板
２２０    基板
２２１Ｂ    領域
２２１Ｇ    領域
２２１Ｒ    領域
２２２Ｂ    領域
２２２Ｇ    領域
２２２Ｒ    領域
２２３    遮光層
２２４Ｂ    光学素子
２２４Ｇ    光学素子
２２４Ｒ    光学素子
２５０    発光素子
２５２    発光素子
２５４    発光素子
３００    有機半導体素子
３０１    ソース電極
３０２    ドレイン電極
３０３    ゲート電極
３３０    活性層
４００    ＥＬ層
４０１    電極
４０２    電極
４１１    正孔注入層
４１２    正孔輸送層
４１３    電子輸送層
４１４    電子注入層
４１６    正孔注入層
４１７    正孔輸送層
４１８    電子輸送層
４１９    電子注入層
４２０    発光層
４２１    ホスト材料
４２２    ゲスト材料
４３０    発光層
４３１    ホスト材料
４３１＿１    有機化合物
４３１＿２    有機化合物
４３２    ゲスト材料
４４１    発光ユニット
４４２    発光ユニット
４４５    電荷発生層
４５０    発光素子
４５２    発光素子
８０１    画素回路
８０２    画素部
８０４    駆動回路部
８０４ａ    走査線駆動回路
８０４ｂ    信号線駆動回路
８０６    保護回路
８０７    端子部
８５２    トランジスタ
８５４    トランジスタ
８６２    容量素子
８７２    発光素子
２０００    タッチパネル
２００１    タッチパネル
２５０１    表示装置
２５０２Ｒ    画素
２５０２ｔ    トランジスタ
２５０３ｃ    容量素子
２５０３ｇ    走査線駆動回路
２５０３ｔ    トランジスタ
２５０９    ＦＰＣ
２５１０    基板
２５１０ａ    絶縁層
２５１０ｂ    可撓性基板
２５１０ｃ    接着層
２５１１    配線
２５１９    端子
２５２１    絶縁層
２５２８    隔壁
２５５０Ｒ    発光素子
２５６０    封止層
２５６７ＢＭ    遮光層
２５６７ｐ    反射防止層
２５６７Ｒ    着色層
２５７０    基板
２５７０ａ    絶縁層
２５７０ｂ    可撓性基板
２５７０ｃ    接着層
２５８０Ｒ    発光モジュール
２５９０    基板
２５９１    電極
２５９２    電極
２５９３    絶縁層
２５９４    配線
２５９５    タッチセンサ
２５９７    接着層
２５９８    配線
２５９９    接続層
２６０１    パルス電圧出力回路
２６０２    電流検出回路
２６０３    容量
２６１１    トランジスタ
２６１２    トランジスタ
２６１３    トランジスタ
２６２１    電極
２６２２    電極
８０００    表示モジュール
８００１    上部カバー
８００２    下部カバー
８００３    ＦＰＣ
８００４    タッチセンサ
８００５    ＦＰＣ
８００６    表示装置
８００９    フレーム
８０１０    プリント基板
８０１１    バッテリ
８５０１    照明装置
８５０２    照明装置
８５０３    照明装置
８５０４    照明装置
９０００    筐体
９００１    表示部
９００３    スピーカ
９００５    操作キー
９００６    接続端子
９００７    センサ
９００８    マイクロフォン
９０５０    操作ボタン
９０５１    情報
９０５２    情報
９０５３    情報
９０５４    情報
９０５５    ヒンジ
９１００    携帯情報端末
９１０１    携帯情報端末
９１０２    携帯情報端末
９２００    携帯情報端末
９２０１    携帯情報端末
【図１】
2016092417.tif 000035
【図３】
2016092417.tif 000036
【図４】
2016092417.tif 000037
【図５】
2016092417.tif 000038
【図６】
2016092417.tif 000039
【図７】
2016092417.tif 000040
【図８】
2016092417.tif 000041
【図９】
2016092417.tif 000042
【図１０】
2016092417.tif 000043
【図１１】
2016092417.tif 000044
【図１２】
2016092417.tif 000045
【図１３】
2016092417.tif 000046
【図１４】
2016092417.tif 000047
【図１５】
2016092417.tif 000048
【図１６】
2016092417.tif 000049
【図１７】
2016092417.tif 000050
【図１８】
2016092417.tif 000051
【図１９】
2016092417.tif 000052
【図２０】
2016092417.tif 000053
【図２２】
2016092417.tif 000054
【図２３】
2016092417.tif 000055
【図２４】
2016092417.tif 000056
【図２】
2016092417.tif 000057
【図２１】
2016092417.tif 000058