(57)【要約】新規発光素子を提供する。または、発光効率の良好な発光素子を提供する。または、寿命の良好な発光素子を提供する。または、駆動電圧の低い発光素子を提供する。陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の層は、第３の物質を有し、前記第１の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物であり、前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子を提供する。
2019180545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、
前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、
前記第２の層は、第３の物質を有し、
前記第１の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物であり、
前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、
前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子。
【請求項２】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、
前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、
前記第２の層は、第３の物質を有し、
前記第１の物質が、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミンであり、
前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、
前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子。
【請求項３】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、
前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、
前記第２の層は、第３の物質を有し、
前記第１の物質が、ナフタレン環を有する芳香族モノアミンであり、
前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、
前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子。
【請求項４】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、
前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、
前記第２の層は、第３の物質を有し、
前記第１の物質が、９−フルオレニル基がアリーレン基を介して窒素に結合する芳香族モノアミンであり、
前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、
前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記第１の物質がＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する有機化合物である発光素子。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を有し、
前記第３の層は第４の物質を有し、
前記第４の物質は正孔輸送性を有する有機化合物である発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を有し、
前記第３の層は第４の物質を有し、
前記第４の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物である発光素子。
【請求項８】
請求項６または請求項７において、
前記第４の物質と前記第１の物質が同じ物質である発光素子。
【請求項９】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、
前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、発光層とを有し、
前記第１の層は、第３の物質と、第２の物質とを有し、
前記第２の物質は、前記第３の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、
前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
前記第３の物質のＨＯＭＯ準位が、−５．８ｅＶ以上−５．６ｅＶ以下である発光素子。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第３の物質が下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である発光素子。
【化１】
2019180545.tif 000055
（ただし、上記一般式（Ｇ１）において、Ｌは置換もしくは無置換のナフタレン−１，４−ジイル基または置換もしくは無置換のナフタレン−１，５−ジイル基を表す。また、Ａは下記一般式（ｇＡ）で表される基を表し、Ｂは下記一般式（ｇＢ）で表される基を表す。）
【化２】
2019180545.tif 000056
（ただし、上記一般式（ｇＡ）において、Ａｒ１は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、のうち、Ｒ１およびＲ２、Ｒ４およびＲ５、Ｒ５およびＲ６、並びにＲ６およびＲ７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。
また、上記一般式（ｇＢ）において、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１１およびＲ１２、Ｒ１４およびＲ１５、Ｒ１５およびＲ１６、並びにＲ１６およびＲ１７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。）
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第３の物質が下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物。
【化３】
2019180545.tif 000057
（ただし、上記一般式（Ｇ１）において、Ｌは下記一般式（ｇＬ−１）または下記一般式（ｇＬ−２）で表される基を表し、また、Ａは下記一般式（ｇＡ）で表される基を表し、Ｂは下記一般式（ｇＢ）で表される基を表す。）
【化４】
2019180545.tif 000058
（但し、上記一般式（ｇＬ−１）において、Ｒ４１乃至Ｒ４６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、環を形成する炭素の数が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、上記一般式（ｇＬ−２）において、Ｒ５１乃至Ｒ５６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、環を形成する炭素の数が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。）
【化５】
2019180545.tif 000059
（ただし、上記一般式（ｇＡ）において、Ａｒ１は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、のうち、Ｒ１およびＲ２、Ｒ４およびＲ５、Ｒ５およびＲ６、並びにＲ６およびＲ７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。
また、上記一般式（ｇＢ）において、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１１およびＲ１２、Ｒ１４およびＲ１５、Ｒ１５およびＲ１６、並びにＲ１６およびＲ１７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。）
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記第３の物質が３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）、または３，３’−（ナフタレン−１，５−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）である発光素子。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記第２の物質が有機化合物である発光素子。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記発光素子が青色の蛍光を呈する発光素子。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記発光層は、ホスト材料と発光材料とを有し、
前記発光材料が青色の蛍光を呈する発光素子。
【請求項１７】
請求項１６において、
前記ホスト材料が、アントラセン骨格を有する有機化合物である発光素子。
【請求項１８】
請求項１７において、
前記ホスト材料がさらにカルバゾール骨格を有する発光素子。
【請求項１９】
請求項１７において、
前記ホスト材料がさらにジベンゾカルバゾール骨格を有する発光素子。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光素子と、
センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
を有する電子機器。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光素子と、
トランジスタ、または、基板と、
を有する発光装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の発光装置と、
筐体と、
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、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。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、撮像装置、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】
【０００２】有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光素子（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら発光素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。【０００３】このような発光素子は自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べて視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光素子を用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。【０００４】また、これらの発光素子は発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。【０００５】このように発光素子を用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な効率、寿命を有する発光素子を求めて研究開発が進められている。【０００６】特許文献１では正孔注入層に接する第１の正孔輸送層と、発光層との間に、第１の正孔注入層のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位の間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送性材料を設ける構成が開示されている。【０００７】発光素子の特性は、目覚ましく向上してきたが効率や耐久性をはじめ、あらゆる特性に対する高度な要求に対応するには未だ不十分と言わざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６５１３６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】そこで、本発明の一態様では、新規発光素子を提供することを目的とする。または、発光効率の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、寿命の良好な発光素子を提供することを目的とする。または、駆動電圧の低い発光素子を提供することを目的とする。【００１０】または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。【００１１】本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】本発明の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の層は、第３の物質を有し、前記第１の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物であり、前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子である。【００１３】または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の層は、第３の物質を有し、前記第１の物質が、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミンであり、前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子である。【００１４】または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の層は、第３の物質を有し、前記第１の物質が、ナフタレン環を有する芳香族モノアミンであり、前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子である。【００１５】または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、第２の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第１の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の層は、第３の物質を有し、前記第１の物質が、９−フルオレニル基がアリーレン基を介して窒素に結合する芳香族モノアミンであり、前記第２の物質は、前記第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子である。【００１６】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の物質がＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する有機化合物である発光素子である。【００１７】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を有し、前記第３の層は第４の物質を有し、前記第４の物質は正孔輸送性を有する有機化合物である発光素子である。【００１８】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の層と前記第２の層との間に第３の層を有し、前記第３の層は第４の物質を有し、前記第４の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物である発光素子である。【００１９】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第４の物質と前記第１の物質が同じ物質である発光素子である。【００２０】または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極の間に位置する有機化合物を含む層を有し、前記有機化合物を含む層は、前記陽極側から順に第１の層と、発光層とを有し、前記第１の層は、第３の物質と、第２の物質とを有し、前記第２の物質は、前記第３の物質に対して電子アクセプタ性を有する物質であり、前記第３の物質が、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である発光素子である。【００２１】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の物質のＨＯＭＯ準位が、−５．８ｅＶ以上−５．６ｅＶ以下である発光素子である。【００２２】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の物質が下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である発光素子である。【００２３】
【化１】
2019180545.tif 000003
【００２４】ただし、上記一般式（Ｇ１）において、Ｌは置換もしくは無置換のナフタレン−１，４−ジイル基または置換もしくは無置換のナフタレン−１，５−ジイル基を表す。また、Ａは下記一般式（ｇＡ）で表される基を表し、Ｂは下記一般式（ｇＢ）で表される基を表す。【００２５】
【化２】
2019180545.tif 000004
【００２６】ただし、上記一般式（ｇＡ）において、Ａｒ１は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、のうち、Ｒ１およびＲ２、Ｒ４およびＲ５、Ｒ５およびＲ６、並びにＲ６およびＲ７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。【００２７】また、上記一般式（ｇＢ）において、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１１およびＲ１２、Ｒ１４およびＲ１５、Ｒ１５およびＲ１６、並びにＲ１６およびＲ１７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。【００２８】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の物質が下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物ある。【００２９】
【化３】
2019180545.tif 000005
【００３０】ただし、上記一般式（Ｇ１）において、Ｌは下記一般式（ｇＬ−１）または下記一般式（ｇＬ−２）で表される基を表し、また、Ａは下記一般式（ｇＡ）で表される基を表し、Ｂは下記一般式（ｇＢ）で表される基を表す。【００３１】
【化４】
2019180545.tif 000006
【００３２】但し、上記一般式（ｇＬ−１）において、Ｒ４１乃至Ｒ４６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、環を形成する炭素の数が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。【００３３】また、上記一般式（ｇＬ−２）において、Ｒ５１乃至Ｒ５６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、環を形成する炭素の数が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。【００３４】
【化５】
2019180545.tif 000007
【００３５】ただし、上記一般式（ｇＡ）において、Ａｒ１は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１およびＲ２、Ｒ４およびＲ５、Ｒ５およびＲ６、並びにＲ６およびＲ７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。【００３６】また、上記一般式（ｇＢ）において、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１１およびＲ１２、Ｒ１４およびＲ１５、Ｒ１５およびＲ１６、並びにＲ１６およびＲ１７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。【００３７】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第３の物質が３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）、または３，３’−（ナフタレン−１，５−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）である発光素子である。【００３８】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の物質が有機化合物である発光素子である。【００３９】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。【００４０】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。【００４１】または、本発明の他の一態様は、上記構成において、筐体と、を有する照明装置である。【００４２】なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
【発明の効果】
【００４３】本発明の一態様では、新規発光素子を提供することができる。または、寿命の良好な発光素子を提供することができる。または、発光効率の良好な発光素子を提供することができる。【００４４】または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。【００４５】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】
【００４６】
【図１】発光素子の概略図。
【図２】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図３】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図４】アクティブマトリクス型発光装置の概念図。
【図５】パッシブマトリクス型発光装置の概念図。
【図６】照明装置を表す図。
【図７】電子機器を表す図。
【図８】電子機器を表す図。
【図９】照明装置を表す図。
【図１０】照明装置を表す図。
【図１１】車載表示装置及び照明装置を表す図。
【図１２】電子機器を表す図。
【図１３】電子機器を表す図。
【図１４】発光素子１および比較発光素子１の輝度−電流密度特性。
【図１５】発光素子１および比較発光素子１の電流効率−輝度特性。
【図１６】発光素子１および比較発光素子１の輝度−電圧特性。
【図１７】発光素子１および比較発光素子１の電流−電圧特性。
【図１８】発光素子１および比較発光素子１の外部量子効率−輝度特性。
【図１９】発光素子１および比較発光素子１の発光スペクトル。
【図２０】発光素子１および比較発光素子１の規格化輝度−時間変化特性。
【図２１】発光素子２および比較発光素子２の輝度−電流密度特性。
【図２２】発光素子２および比較発光素子２の電流効率−輝度特性。
【図２３】発光素子２および比較発光素子２の輝度−電圧特性。
【図２４】発光素子２および比較発光素子２の電流−電圧特性。
【図２５】発光素子２および比較発光素子２の外部量子効率−輝度特性。
【図２６】発光素子２および比較発光素子２の発光スペクトル。
【図２７】発光素子２および比較発光素子２の規格化輝度−時間変化特性。
【図２８】発光素子３および比較発光素子３の輝度−電流密度特性。
【図２９】発光素子３および比較発光素子３の電流効率−輝度特性。
【図３０】発光素子３および比較発光素子３の輝度−電圧特性。
【図３１】発光素子３および比較発光素子３の電流−電圧特性。
【図３２】発光素子３および比較発光素子３の外部量子効率−輝度特性。
【図３３】発光素子３および比較発光素子３の発光スペクトル。
【図３４】発光素子３および比較発光素子３の規格化輝度−時間変化特性。
【図３５】発光素子４および比較発光素子４の輝度−電流密度特性。
【図３６】発光素子４および比較発光素子４の電流効率−輝度特性。
【図３７】発光素子４および比較発光素子４の輝度−電圧特性。
【図３８】発光素子４および比較発光素子４の電流−電圧特性。
【図３９】発光素子４および比較発光素子４の外部量子効率−輝度特性。
【図４０】発光素子４および比較発光素子４の発光スペクトル。
【図４１】発光素子４および比較発光素子４の規格化輝度−時間変化特性。
【図４２】発光素子および比較発光素子の規格化輝度−時間変化特性。
【図４３】ＹＧＴＢｉ１ＢＰの１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図４４】ＹＧＴＢｉ１ＢＰのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図４５】ＹＧＴＢｉ１ＢＰの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図４６】４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−ビフェニルアミンの１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図４７】ＹＧＴＢｉβＮＢの１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図４８】ＹＧＴＢｉβＮＢのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図４９】ＹＧＴＢｉβＮＢの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図５０】ＢＢＡＦＬＰ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図５１】ＢＢＡＦＬＢｉ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図５２】ｍＢＢＡＦＬＰ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図５３】ｍｐＢＢＡＦＬＢｉ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図５４】ｍｐＢＢＡＦＬＢｉのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図５５】ｍｐＢＢＡＦＬＢｉの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図５６】ＴＰＢｉＡβＮＢ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図５７】ＴＰＢｉＡβＮＢのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図５８】ＴＰＢｉＡβＮＢの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図５９】ＴＰＢｉＡβＮＢｉ１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図６０】ＴＰＢｉＡβＮＢｉのトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図６１】ＴＰＢｉＡβＮＢｉの薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図６２】ＢＢＡＰβＮＢ−０３１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図６３】ＢＢＡＰβＮＢ−０３のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図６４】ＢＢＡＰβＮＢ−０３の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図６５】ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の１Ｈ  ＮＭＲチャート。
【図６６】ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のトルエン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【図６７】ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の薄膜状態における吸収スペクトルおよび発光スペクトル。
【発明を実施するための形態】
【００４７】以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００４８】（実施の形態１）
図１に、本発明の一態様の発光素子を表す図を示す。本発明の一態様の発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２、ＥＬ層１０３を有しており、当該ＥＬ層は、正孔注入層１１１と正孔輸送層１１２、および発光層１１３を有している。
【００４９】なお、図１（Ａ）および図１（Ｂ）におけるＥＬ層１０３には、これらに加えて電子輸送層１１４、電子注入層１１５が図示されているが、発光素子の構成はこれに限られることはない。
【００５０】正孔注入層１１１には、第１の物質と第２の物質とが含まれる。第１の物質はＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の物質である。また、第２の物質は、当該第１の物質に対し電子アクセプタ性を示す物質である。
【００５１】また、正孔輸送層１１２に含まれる第３の物質は、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物である。
【００５２】以上のような構成を有する本発明の発光素子は、発光効率が良好で、且つ寿命も長い発光素子とすることができる。
【００５３】上述の第１の物質は、正孔輸送性を有する有機化合物であることが好ましい。また、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら第１の物質が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光素子を作製することができるため好ましい。以上のような第１の物質としては、具体的には、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−ジフェニル−４’−（２−ナフチル）−４’’−｛９−（４−ビフェニリル）カルバゾール｝トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニリル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロ−ビ（９Ｈ−フルオレン）−４−アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（ジベンゾフラン−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−［３−（６−フェニルジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−１−ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９−Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）等を挙げることができる。
【００５４】第２の物質は、無機化合物でも有機化合物でも良い。第２の物質としては、遷移金属酸化物又は元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する有機化合物等を用いることができ、そのような物質の中から、上記第１の物質に対して電子アクセプタ性を示す物質を適宜選択すれば良い。
【００５５】上記第２の物質として用いることが可能な遷移金属酸化物、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物としては、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物、クロム酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物、レニウム酸化物、チタン酸化物、ルテニウム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物及び銀酸化物が高いアクセプタ性を示すため好ましい。中でも特に、モリブデン酸化物は大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好適である。
【００５６】上記第２の物質として用いることが可能な電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する有機化合物としては７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、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）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子アクセプタ性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。
【００５７】なお、電子アクセプタ性は上述の有機化合物よりも酸化モリブデンなどの無機化合物の方が強い傾向にある。第２の物質を有機化合物とした発光素子では、第１の物質のＨＯＭＯ準位が深い（例えば−５．４ｅＶより深い）場合、駆動電圧の上昇や寿命の低下が起こりやすいが、本発明の発光素子では、そのような不都合が生じにくいという特徴もある。
【００５８】また、第３の物質は、そのＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．６ｅＶ以下であると、深いＨＯＭＯ準位を持つ発光層ホストへのホール注入も円滑となるため好ましい。このことは特に、青色蛍光発光層を発光層として用いる場合に重要である。例えば、発光層がホスト材料と発光材料とを有し、該発光材料が青色の蛍光を呈する場合、ホスト材料のバンドギャップは青色以上のワイドギャップが必要とされ、結果としてそのＨＯＭＯ準位は深くなる傾向にある。したがって、第３の物質のＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．６ｅＶ以下であることは、発光層へのホール注入にとって好ましい。なお、このようなワイドギャップなホスト材料としては、代表的にはアントラセン骨格を有する有機化合物が挙げられる。
【００５９】なお、第３の物質のＬＵＭＯ準位は、−２．４ｅＶ以上、好ましくは−２．２ｅＶ以上であると、発光層からの電子の抜けを有効に阻止することができ、発光効率の向上につながる。また、同じ理由から、第３の物質のＬＵＭＯ準位とホスト材料のＬＵＭＯ準位との差は０．３ｅＶ以上、好ましくは０．５ｅＶ以上であると良い。
【００６０】また、ホスト材料がアントラセン骨格とカルバゾール骨格を有する場合、特に、アントラセン骨格とジベンゾカルバゾール骨格を有する場合、該ホスト材料は高い電子移動度を有する。そのため駆動電圧を低減させることができるが、一方でその分発光層は電子過多となりやすく、再結合領域の縮小や、電子の発光層からの抜けなどにより、信頼性の低下を招く場合がある。しかし、本発明の一態様の発光素子では上述のような第３の物質の発光層へのホール注入性が良好であることからこの問題を克服することができる。
【００６１】また、上記第３の物質としては、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物が好ましい。これらの化合物は、ＨＯＭＯ準位が深く、発光層へのホール注入性に優れているだけでなく、電子に対する耐久性も高い化合物である。そのため、より信頼性の良好な発光素子を提供することが可能となる。
【００６２】
【化６】
2019180545.tif 000008
【００６３】ただし、上記一般式（Ｇ１）において、Ｌは置換もしくは無置換のナフタレン−１，４−ジイル基または置換もしくは無置換のナフタレン−１，５−ジイル基を表す。置換もしくは無置換のナフタレン−１，４−ジイル基または置換もしくは無置換のナフタレン−１，５−ジイル基は、下記一般式（ｇＬ−１）または一般式（ｇＬ−２）で表すこともできる。
【００６４】
【化７】
2019180545.tif 000009
【００６５】但し、上記一般式（ｇＬ−１）において、Ｒ４１乃至Ｒ４６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、環を形成する炭素の数が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。
【００６６】また、上記一般式（ｇＬ−２）において、Ｒ５１乃至Ｒ５６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、環を形成する炭素の数が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。
【００６７】なお、Ｒ４１乃至Ｒ４６または、Ｒ５１乃至Ｒ５６は、全て水素であると、合成が簡便であり好ましい。
【００６８】また、上記一般式（Ｇ１）において、Ａは下記一般式（ｇＡ）で表される基を表し、Ｂは下記一般式（ｇＢ）で表される基を表す。
【００６９】
【化８】
2019180545.tif 000010
【００７０】ただし、上記一般式（ｇＡ）において、Ａｒ１は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１乃至Ｒ７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１およびＲ２、Ｒ４およびＲ５、Ｒ５およびＲ６、並びにＲ６およびＲ７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。
【００７１】また、上記一般式（ｇＢ）において、Ａｒ２は環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表す。また、Ｒ１１乃至Ｒ１７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２５の置換もしくは無置換のアリール基のいずれかを表す。ただし、Ｒ１１およびＲ１２、Ｒ１４およびＲ１５、Ｒ１５およびＲ１６、並びにＲ１６およびＲ１７は縮合してベンゼン環を形成していても良い。
【００７２】Ｒ１乃至Ｒ７、Ｒ１１乃至Ｒ１７、Ｒ２１乃至Ｒ２４、Ｒ２５乃至Ｒ２８およびＲ３１乃至Ｒ３８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２５の置換もしくは無置換のアリール基を表すが、炭素数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、として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、炭素数６乃至２５の置換もしくは無置換のアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、トリフェニレニル基、フルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、９，９−スピロビフルオレニル基などを挙げることができる。なお、電子輸送性の発現を抑制するには、これら例示した基のうち、３環以上のポリアセンを含まない基であることが好ましい。
【００７３】また、上記炭素数６乃至２５の置換もしくは無置換のアリー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１３のアリール基を用いることができる。これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基等を挙げることができる。
【００７４】Ｒ４１乃至Ｒ４６およびＲ５１乃至Ｒ５６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、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基を表すが、具体的には、炭素数１乃至６のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などを、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、としてはシクロプロピル基、シクロヘキシル基などを、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換もしくは無置換のアリール基としてはフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、アントリル基、フルオレニル基などを挙げることができる。
【００７５】また、環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換もしくは無置換のアリー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１３のアリール基を用いることができる。これらの具体的な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基、シクロプロピル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基、ナフチル基、ビフェニル基等を挙げることができる。
【００７６】また、Ａｒ１およびＡｒ２はそれぞれ独立に環を形成する炭素の数が６乃至１３の置換または無置換のアリール基を表すが、具体的にはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フルオレニル基、ジメチルフルオレニル基、ジフェニルフルオレニル基、ｔｅｒｔ−ブチルフェニル基、トリル基、トリメチルフェニル基などを挙げることができる。
【００７７】なお、上記第３の物質が３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）、または３，３’−（ナフタレン−１，５−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）である発光素子は、発光効率の高い素子とすることができるため好ましい。
【００７８】なお、上記第３の物質、すなわち、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が浅くなりすぎないように、トリアリールアミン骨格を有さないことが好ましい。
【００７９】なお、正孔輸送層１１２は、２層構造であってもよい。この場合、当該２層のうち、発光層に接する方の層にナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物を用いることが好ましい。また、この際、当該有機化合物は、電子輸送性が小さいと素子の劣化を小さくすることが可能であるため、分子中に３環以上のポリアセンが含まれないことが好ましい。
【００８０】また、この場合、正孔注入層側の他方の層は正孔輸送性を有する有機化合物を有する層であり、当該正孔輸送性を有する有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物であることが好ましい。また、当該有機化合物は、第１の物質と同じ物質であることがさらに好ましい。
【００８１】（実施の形態２）
続いて、上述の発光素子の詳細な構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の発光素子は、上述のように第１の電極１０１と第２の電極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層１０３は少なくとも第１の電極１０１側より、正孔注入層１１１正孔輸送層１１２及び発光層１１３を含む。
【００８２】ＥＬ層１０３に含まれるそれ以外の層については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層構造を適用することができる。
【００８３】第１の電極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、ここでは仕事関数が大きく、陽極を形成する材料として代表的な物質を列挙したが、本発明の一態様では、正孔注入層１１１に、正孔輸送性を有する有機化合物と、当該有機化合物に対し電子アクセプタ性を示す物質とを含む複合材料を用いるため、仕事関数に関わらず電極材料を選択することができる。
【００８４】ＥＬ層１０３の積層構造については、本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３に加えて、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５を有する構成、及び図１（Ｂ）に示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３に加えて、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５、電荷発生層１１６を有する構成の２種類の構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００８５】正孔注入層１１１は、ＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物である第１の物質と、当該第１の物質に対して電子アクセプタ性を有する第２の物質を含む層である。本発明の一態様の構成では第２の物質が無機化合物であっても有機化合物であっても良いが、特に有機化合物である場合に、より好適な構成である。
【００８６】第１の物質および第２の物質については実施の形態１で詳述したため、繰り返しとなる記載は省略する。該当の記載を参照されたい。
【００８７】正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることができる。また、電子アクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
【００８８】正孔輸送層１１２は、正孔輸送材料を含んで形成される。正孔輸送材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。本発明の一態様では、当該正孔輸送層の材料として、ナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物を用いる。なお、ナフタレン環に、カルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物に関しては、実施の形態１に詳述したため、繰り返しとなる記載を省略する。
【００８９】また、正孔輸送層１１２は、２層構造であってもよい。この場合、当該２層のうち、発光層に接する方の層にナフタレン環にカルバゾール環を有する置換基が少なくとも２つ結合した構造を有する有機化合物を用いることが好ましい。この際、当該有機化合物は、電子輸送性が小さいと素子の劣化を小さくすることが可能であるため、分子中に３環以上のポリアセンが含まれないことが好ましい。
【００９０】また、他方の層は正孔輸送性を有する有機化合物を有する層であり、当該正孔輸送性を有する有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が−５．８ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である有機化合物であることが好ましい。また、当該有機化合物は、第１の物質と同じ物質であることがさらに好ましい。
【００９１】発光層１１３は、ホスト材料と発光材料を含む層である。発光材料は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光材料であっても構わない。また、単層であっても、異なる発光材料が含まれる複数の層からなっていても良い。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適に適用することができる。
【００９２】発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
【００９３】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５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（１，６−ピレン−ジイル）ビス［（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
【００９４】発光層１１３において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
【００９５】トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。
【００９６】また、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ〜６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
【００９７】また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
【００９８】また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。
【００９９】ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ  ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ  ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ  ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ  ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ  Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
【０１００】
【化９】
2019180545.tif 000011
【０１０１】また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）や、９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプタ性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。
【０１０２】
【化１０】
2019180545.tif 000012
【０１０３】発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
【０１０４】正孔輸送性を有する材料としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、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）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４、４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
【０１０５】電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（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）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）−フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
【０１０６】蛍光発光物質を発光材料として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、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）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
【０１０７】なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：９〜９：１とすればよい。
【０１０８】また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
【０１０９】電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する物質として挙げたものを用いることができる。
【０１１０】電子輸送層１１４と第２の電極１０２との間に、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層を設けても良い。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものや、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
【０１１１】また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極である第２の電極１０２に正孔が注入され、発光素子が動作する。
【０１１２】なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
【０１１３】電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【０１１４】電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【０１１５】また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【０１１６】第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
【０１１７】また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
【０１１８】また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
【０１１９】なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
【０１２０】また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光材料もしくは、発光層に含まれる発光材料が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。
【０１２１】続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光素子は、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｃ）で示す発光素子は複数の発光ユニットを有する発光素子であり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子であるということができる。
【０１２２】図１（Ｃ）において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
【０１２３】電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図１（Ｃ）において、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【０１２４】電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
【０１２５】また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
【０１２６】図１（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１３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、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１２７】また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光素子において、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。
【０１２８】また、上述のＥＬ層１０３や第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層や電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでも良い。
【０１２９】（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置について説明する。
【０１３０】本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【０１３１】なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１３２】次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【０１３３】素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
【０１３４】画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
【０１３５】トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【０１３６】ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
【０１３７】上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。
【０１３８】特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
【０１３９】半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【０１４０】また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
【０１４１】トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
【０１４２】なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すれば良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１４３】また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
【０１４４】なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
【０１４５】また、後に形成するＥＬ層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
【０１４６】第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１４７】また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１および実施の形態２で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
【０１４８】さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１４９】なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、発光素子が形成されている。当該発光素子は実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子である。なお、画素部は複数の発光素子が形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子と、それ以外の構成を有する発光素子の両方が含まれていても良い。
【０１５０】さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
【０１５１】なお、シール材６０５には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、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ  Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１５２】図２には示されていないが、第２の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜や無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
【０１５３】保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
【０１５４】保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
【０１５５】保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
【０１５６】例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
【０１５７】以上のようにして、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いて作製された発光装置を得ることができる。
【０１５８】本実施の形態における発光装置は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
【０１５９】図３には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光素子の第２の電極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
【０１６０】また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、ブラックマトリクス１０３５をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクスが設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及びブラックマトリクス１０３５は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
【０１６１】図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
【０１６２】また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＦＥＴと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
【０１６３】発光素子の第１の電極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第１の電極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１および実施の形態２においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
【０１６４】図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するようにブラックマトリクス１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）やブラックマトリックス１０３５はオーバーコート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
【０１６５】トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える。マイクロキャビティ構造を有する発光素子は、第１の電極を反射電極、第２の電極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
【０１６６】なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
【０１６７】ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。
【０１６８】当該発光素子は、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
【０１６９】なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
【０１７０】なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光素子の構成と組み合わせて、一つの発光素子に電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成を適用してもよい。
【０１７１】マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。
【０１７２】本実施の形態における発光装置は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は寿命の長い発光素子であるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
【０１７３】ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【０１７４】以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子をそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
【０１７５】また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１７６】（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を照明装置として用いる例を図６を参照しながら説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）におけるｅ−ｆ断面図である。
【０１７７】本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は実施の形態２における第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。
【０１７８】第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
【０１７９】第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１および実施の形態２におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
【０１８０】ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は実施の形態２における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。
【０１８１】以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光素子を本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光素子は発光効率の高い発光素子であるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
【０１８２】以上の構成を有する発光素子が形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材４０５、４０６を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図６（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
【０１８３】また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
【０１８４】以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いており、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、消費電力の小さい発光装置とすることができる。
【０１８５】（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子をその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は寿命が良好であり、信頼性の良好な発光素子である。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、信頼性の良好な発光部を有する電子機器とすることが可能である。
【０１８６】上記発光素子を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
【０１８７】図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。
【０１８８】テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。
【０１８９】なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０１９０】図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であっても良い。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
【０１９１】図７（Ｃ）は、携帯端末の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
【０１９２】図７（Ｃ）に示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
【０１９３】表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
【０１９４】例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
【０１９５】また、携帯端末内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
【０１９６】また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
【０１９７】また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
【０１９８】表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
【０１９９】なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態４に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
【０２００】以上の様に実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いることにより信頼性の高い電子機器を得ることができる。
【０２０１】図８（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
【０２０２】掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
【０２０３】掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
【０２０４】また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
【０２０５】ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
【０２０６】掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器５１４０で確認することもできる。
【０２０７】本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
【０２０８】図８（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６、障害物センサ２１０７および移動機構２１０８を備える。
【０２０９】マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
【０２１０】ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
【０２１１】上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
【０２１２】図８（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、操作キー５００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子５００６、センサ５００７（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５００８、第２の表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
【０２１３】本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。
【０２１４】図９は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２としては、実施の形態３に記載の照明装置を用いても良い。
【０２１５】図１０は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を、室内の照明装置３００１として用いた例である。実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は信頼性の高い発光素子であるため、信頼性の良い照明装置とすることができる。また、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
【０２１６】実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５２００乃至表示領域５２０３は実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を用いて設けられた表示領域である。
【０２１７】表示領域５２００と表示領域５２０１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子は、第１の電極と第２の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
【０２１８】表示領域５２０２はピラー部分に設けられた実施の形態１および実施の形態２に記載の発光素子を搭載した表示装置である。表示領域５２０２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５２０３は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
【０２１９】表示領域５２０３はまたナビゲーション情報、速度計や回転計、走行距離、燃料、ギア状態、エアコンの設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５２００乃至表示領域５２０２にも設けることができる。また、表示領域５２００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。
【０２２０】また、図１２（Ａ）、（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末５１５０を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
【０２２１】表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸びて、屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。
【０２２２】なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
【０２２３】また、図１３（Ａ）〜（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｃ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたた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。
【０２２４】表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０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。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。表示パネル９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
【実施例】
【０２２５】≪素子実施例１≫
本実施例では、本発明の一態様の発光素子１と、比較発光素子１について説明する。発光素子１、および比較発光素子１で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。【０２２６】
【化１１】
2019180545.tif 000013
【０２２７】（発光素子１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。【０２２８】次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。【０２２９】その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。【０２３０】次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、ＮＤＰ−９（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１７０１２４）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＮＤＰ−９）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。【０２３１】次に、正孔注入層１１１上に、第１の正孔輸送層１１２−１として、ＢＢＡＢｎｆを２０ｎｍとなるように蒸着した後、第２の正孔輸送層１１２−２として、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。【０２３２】続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。【０２３３】その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１５ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｖ）で表される２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。【０２３４】電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子１を作製した。【０２３５】（比較発光素子１の作製方法）
比較発光素子１は発光素子１における第２の正孔輸送層１１２−２で用いられるＰＣｚＮ２を、上記構造式（ｖｉ）で表される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）に変えた他は、発光素子１と同様に作製した。【０２３６】発光素子１および比較発光素子１の素子構造を以下の表にまとめる。【０２３７】
【表１】
2019180545.tif 000014
【０２３８】発光素子１および比較発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。【０２３９】発光素子１および比較発光素子１の輝度−電流密度特性を図１４に、電流効率−輝度特性を図１５に、輝度−電圧特性を図１６に、電流−電圧特性を図１７に、外部量子効率−輝度特性を図１８に、発光スペクトルを図１９に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表２に示す。【０２４０】
【表２】
2019180545.tif 000015
【０２４１】図１４乃至図１９及び表２より、本発明の一態様である発光素子１は、駆動電圧が低く、発光効率などの特性は比較発光素子１と同等の良好な青色発光素子であることがわかった。【０２４２】また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図２０に示す。図２０で示すように、本発明一態様の発光素子である発光素子１は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。【０２４３】≪素子実施例２≫
本実施例では、本発明の一態様の発光素子２と、比較発光素子２について説明する。発光素子２、および比較発光素子２で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。【０２４４】
【化１２】
2019180545.tif 000016
【０２４５】（発光素子２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。【０２４６】次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。【０２４７】その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。【０２４８】次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、ＮＤＰ−９（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１７０１２４）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＮＤＰ−９）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。【０２４９】次に、正孔注入層１１１上に、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を３０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。【０２５０】続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。【０２５１】その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１５ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｖ）で表される２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。【０２５２】電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子２を作製した。【０２５３】（比較発光素子２の作製方法）
比較発光素子２は発光素子２における正孔輸送層１１２で用いられるＰＣｚＮ２を、上記構造式（ｖｉ）で表される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）に変えた他は、発光素子２と同様に作製した。【０２５４】発光素子２および比較発光素子２の素子構造を以下の表にまとめる。【０２５５】
【表３】
2019180545.tif 000017
【０２５６】発光素子２および比較発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。【０２５７】発光素子２および比較発光素子２の輝度−電流密度特性を図２１に、電流効率−輝度特性を図２２に、輝度−電圧特性を図２３に、電流−電圧特性を図２４に、外部量子効率−輝度特性を図２５に、発光スペクトルを図２６に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表４に示す。【０２５８】
【表４】
2019180545.tif 000018
【０２５９】図２１乃至図２５及び表４より、本発明の一態様である発光素子２は、駆動電圧が低く、発光効率などの特性は比較発光素子２と同等の良好な青色発光素子であることがわかった。【０２６０】また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図２７に示す。図２７で示すように、本発明一態様の発光素子である発光素子２は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。【０２６１】≪素子実施例３≫
本実施例では、本発明の一態様の発光素子３と、比較発光素子３について説明する。発光素子３、および比較発光素子３で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。【０２６２】
【化１３】
2019180545.tif 000019
【０２６３】（発光素子３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。【０２６４】次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。【０２６５】その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。【０２６６】次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、ＮＤＰ−９（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１７０１２４）とを、重量比で：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＮＤＰ−９）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。【０２６７】次に、正孔注入層１１１上に、第１の正孔輸送層１１２−１として、ＢＢＡＢｎｆを２０ｎｍとなるように蒸着した後、第２の正孔輸送層１１２−２として、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。【０２６８】続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。【０２６９】その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｖｉｉ）で表される２−｛４−［９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−アントリル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）と、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される８−ヒドロキシキノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを重量比で１：１（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）となるように２５ｎｍ蒸着して電子輸送層１１４を形成した。【０２７０】電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子３を作製した。【０２７１】（比較発光素子３の作製方法）
比較発光素子３は発光素子３における正孔輸送層１１２で用いられるＰＣｚＮ２を、上記構造式（ｖｉ）で表される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）に変えた他は、発光素子３と同様に作製した。【０２７２】発光素子３および比較発光素子３の素子構造を以下の表にまとめる。【０２７３】
【表５】
2019180545.tif 000020
【０２７４】発光素子３および比較発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。【０２７５】発光素子３および比較発光素子３の輝度−電流密度特性を図２８に、電流効率−輝度特性を図２９に、輝度−電圧特性を図３０に、電流−電圧特性を図３１に、外部量子効率−輝度特性を図３２に、発光スペクトルを図３３に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表６に示す。【０２７６】
【表６】
2019180545.tif 000021
【０２７７】図２８乃至図３２及び表６より、本発明の一態様である発光素子３は、駆動電圧や発光効率などの特性は比較発光素子３と同等の良好な青色発光素子であることがわかった。【０２７８】また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図３４に示す。図３４で示すように、本発明一態様の発光素子である発光素子３は、３００時間経過後も、初期輝度の９７％以上の輝度を保っており、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が非常に小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。【０２７９】≪素子実施例４≫
本実施例では、本発明の一態様の発光素子４と、比較発光素子４について説明する。発光素子４、および比較発光素子４で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。【０２８０】
【化１４】
2019180545.tif 000022
【０２８１】（発光素子４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。【０２８２】次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。【０２８３】その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。【０２８４】次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、ＮＤＰ−９（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１７０１２４）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＮＤＰ−９）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。【０２８５】次に、正孔注入層１１１上に、第１の正孔輸送層１１２−１として、ＢＢＡＢｎｆを２０ｎｍとなるように蒸着した後、第２の正孔輸送層１１２−２として、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。【０２８６】続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。【０２８７】その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１５ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｖ）で表される２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。【０２８８】電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子４を作製した。【０２８９】（比較発光素子４の作製方法）
比較発光素子４は発光素子４において、正孔注入層１１１および第１の正孔輸送層１１２−１で使用したＢＢＡＢｎｆを上記構造式（ｉｘ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）に変えた他は、発光素子４と同様に作製した。【０２９０】発光素子４および比較発光素子４の素子構造を以下の表にまとめる。【０２９１】
【表７】
2019180545.tif 000023
【０２９２】発光素子４および比較発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。【０２９３】発光素子４および比較発光素子４の輝度−電流密度特性を図３５に、電流効率−輝度特性を図３６に、輝度−電圧特性を図３７に、電流−電圧特性を図３８に、外部量子効率−輝度特性を図３９に、発光スペクトルを図４０に示す。また、各発光素子の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を表８に示す。【０２９４】
【表８】
2019180545.tif 000024
【０２９５】図３５乃至図３９及び表８より、本発明の一態様である発光素子４は、比較発光素子４に比べてＨＯＭＯ準位の深い正孔輸送材料を用いているため、ＰＣｚＮ２のように深いＨＯＭＯ準位を持つ正孔輸送材料に対しても障壁なく正孔を注入できる。そのため、駆動電圧が低く、発光効率が良好な青色発光素子であることがわかった。【０２９６】また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図４１に示す。図４１で示すように、本発明一態様の発光素子である発光素子４は、駆動時間の蓄積に伴う輝度低下が小さく、寿命の良好な発光素子であることがわかった。【０２９７】≪素子実施例５≫
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について説明する。本実施例の発光素子で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。【０２９８】
【化１５】
2019180545.tif 000025
【０２９９】（発光素子３０の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極１０１を形成した。なお、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。【０３００】次に、基板上に発光素子を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。【０３０１】その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。【０３０２】次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第１の電極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、ＮＤＰ−９（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１７０１２４）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＮＤＰ−９）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。【０３０３】次に、正孔注入層１１１上に、第１の正孔輸送層１１２−１として、ＢＢＡＢｎｆを１０ｎｍとなるように蒸着した後、第２の正孔輸送層１１２−２として、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を３０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。【０３０４】続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される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）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるＮ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）とを、重量比１：０．０３（＝ｃｇＤＢＣｚＰＡ：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。【０３０５】その後、発光層１１３上に、ｃｇＤＢＣｚＰＡを膜厚１５ｎｍとなるように蒸着した後、上記構造式（ｖ）で表される２，９−ビス（ナフタレン−２−イル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を膜厚１０ｎｍとなるように蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。【０３０６】電子輸送層１１４を形成した後、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、続いてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着することで第２の電極１０２を形成して本実施例の発光素子３０を作製した。【０３０７】（発光素子５０の作製方法）
発光素子５０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を５０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３０８】（発光素子７０の作製方法）
発光素子７０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を７０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３０９】（発光素子８０の作製方法）
発光素子８０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を８０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３１０】（発光素子９０の作製方法）
発光素子９０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を９０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３１１】（発光素子１００の作製方法）
発光素子１００は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を１００ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３１２】（発光素子１１０の作製方法）
発光素子１１０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を１１０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３１３】（発光素子１３０の作製方法）
発光素子１３０は発光素子３０における第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を１３０ｎｍとした他は、発光素子３０と同様に作製した。【０３１４】発光素子３０乃至発光素子１３０を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光素子の信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。【０３１５】発光素子３０乃至発光素子１３０の電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図４２に示す。図４２で示すように、本発明一態様の発光素子は、第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を厚膜化させても寿命に影響を及ぼさない発光素子であることがわかった。したがって、本発明の発光素子は、第２の正孔輸送層１１２−２の膜厚を変化させることで、発光素子内部の光路長を容易に調整することができる発光素子であることがわかった。【０３１６】≪合成例１≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）の合成方法について詳細に説明する。ＹＧＴＢｉ１ＢＰの構造式を以下に示す。【０３１７】
【化１６】
2019180545.tif 000026
【０３１８】Ｎ，Ｎ−ジ（４−ビフェニル）−４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリン１０ｇ（２０ｍｍｏｌ）と、９−（４’−ブロモビフェニル−４−イル）カルバゾール８．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．１２ｇ（０．４０ｍｍｏｌ）、３０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（炭酸カリウム５．５ｇ、４０ｍｍｏｌ）、トルエン１２０ｍＬ、エタノール４０ｍＬを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合し、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。この混合物を６０℃で加熱し、この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）４４ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を９０℃で６時間撹拌した。得られた混合物を吸引ろ過した。得られたろ液に水を加え、水層と有機層を分離してから水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し、得られたろ液を濃縮して、淡褐色固体を得た。この固体を、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（移動相：クロロホルム）により精製したところ、目的物の淡黄色固体を１０ｇ、収率７０％で得た。【０３１９】得られた１０ｇの固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、アルゴンを１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、圧力３．４Ｐａ、３６５℃で上記固体を１５時間加熱して行った。昇華精製後に目的物の淡黄色固体を８．７ｇ、回収率８７％で得た。本合成の合成スキームを以下に示す。【０３２０】
【化１７】
2019180545.tif 000027
【０３２１】得られた固体の１Ｈ−ＮＭＲの数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図４３（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図４３（Ｂ）は、図４３（Ａ）における７．１ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成例においてＹＧＴＢｉ１ＢＰが得られたことがわかった。【０３２２】１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１７（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．７８（ｄ，Ｊ＝，８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．７４（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６２−７．６１（ｍ，６Ｈ），７．５５（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，４Ｈ），７．５０（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．４６−７．４３（ｍ，６Ｈ），７．３５−７．２８（ｍ，１０Ｈ）【０３２３】次に、ＹＧＴＢｉ１ＢＰのトルエン溶液および固体薄膜の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを測定した。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作製した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（溶液：日本分光株式会社製、Ｖ−５５０、薄膜：（株）日立ハイテクノロジーズ製、Ｕ−４１００）を用いた。なお溶液の吸収スペクトルは、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いて算出し、薄膜の吸収スペクトルは、基板を含めた透過率と反射率から求めた吸光度（−ｌｏｇ１０  ［％Ｔ／（１００−％Ｒ）］より算出した。なお％Ｔは透過率、％Ｒは反射率を表す。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製  ＦＳ９２０）を用いた。【０３２４】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図４４に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図４５に示す。【０３２５】図４４の結果より、ＹＧＴＢｉ１ＢＰのトルエン溶液では、３５１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４１７ｎｍ（励起波長３５０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図４５の結果より、ＹＧＴＢｉ１ＢＰの固体薄膜では、３５６ｎｍ、２９６ｎｍ、２４５ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４３７ｎｍ付近（励起波長３６０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０３２６】ＹＧＴＢｉ１ＢＰのＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法を以下に示す。【０３２７】測定装置としては電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。【０３２８】また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウ��ター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。なお、測定は室温（２０以上２５℃以下）で行った。【０３２９】また、ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一し、参照電極に対する酸化電位Ｅａ［Ｖ］および還元電位Ｅｃ［Ｖ］を測定した。Ｅａは酸化−還元波の中間電位とし、Ｅｃは還元−酸化波の中間電位とした。ここで、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．９４［ｅＶ］であることが分かっているため、ＨＯＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅａ、ＬＵＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅｃという式から、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる。【０３３０】この結果、ＹＧＴＢｉ１ＢＰのＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶであることがわかった。また、ＬＵＭＯ準位は−２．３４ｅＶであることがわかった。【０３３１】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８３％、Ｅｃ測定においては８３％を保っていたことから、ＹＧＴＢｉ１ＢＰは酸化及び還元に対する耐性が非常に良好な有機化合物であることが確認された。【０３３２】なお、ＹＧＴＢｉ１ＢＰは、上記合成スキームと同様の条件で、下記合成スキームのように、ボラン化合物を４’−ブロモトリ（４−ビフェニリル）アミンに、ハロゲン化物を４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニルボロン酸に変えることでも合成することが可能である。【０３３３】
【化１８】
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【０３３４】≪合成例２≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）の合成方法について説明する。ＹＧＴＢｉβＮＢの構造式を以下に示す。【０３３５】
【化１９】
2019180545.tif 000029
【０３３６】＜ステップ１：Ｎ−［４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−（１，１’−ビフェニル）−４−アミンの合成＞
６．４ｇ（２０ｍｍｏｌ）のＮ−（４−ブロモフェニル）−４−ビフェニルアミンと、５．１ｇ（２０ｍｍｏｌ）のビス（ピナコレート）ジボロンと、３．９ｇ（４０ｍｍｏｌ）の酢酸カリウムと、１００ｍＬの１，４−ジオキサンを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、０．１６ｇ（０．２０ｍｍｏｌ）の［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  ジクロロメタン付加物を加えて７時間還流した。得られた混合物へ水を加え、水層と有機層を分離した後、水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し得られたろ液を濃縮し、褐色固体を得た。得られた固体を、エタノールを用いて再結晶したところ、淡褐色固体を３．２ｇ、収率４３％で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。【０３３７】
【化２０】
2019180545.tif 000030
【０３３８】得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲの数値データを以下に示す。これにより、本合成ステップにおいて目的化合物であるＮ−［４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−（１，１’−ビフェニル）−４−アミンが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝７．７２（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５７（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．４２（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．３１（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．２０（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．０６（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），５．９３（ｓ，１Ｈ），１．３４（ｓ，１２Ｈ）【０３３９】＜ステップ２：４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−ビフェニルアミンの合成＞
ステップ１で得られた３．２ｇ（８．６ｍｍｏｌ）のＮ−［４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）フェニル］−（１，１’−ビフェニル）−４−アミンと、３．４ｇ（８．６ｍｍｏｌ）の９−（４’−ブロモ−４−ビフェニリル）カルバゾールと、５２ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、１０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、６０ｍＬのトルエンと、２５ｍＬのエタノールを、還流管を付けた容量２００ｍＬの三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、２４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えて１１時間還流した。還流後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、得られた固体をトルエンとエタノールと水を用いて洗浄したところ、灰色固体を４．６ｇ、収率９３％で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０３４０】
【化２１】
2019180545.tif 000031
【０３４１】得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲの数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図４６（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図４６（Ｂ）は、図４６（Ａ）における５．８ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成ステップにおいて、目的化合物である４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−ビフェニルアミンが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１７（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．８７（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．７５（ｄｄ，Ｊ＝９．５，８．０Ｈｚ，４Ｈ），７．６６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．５９（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，４Ｈ），７．５０（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．４５−７．４２（ｍ，４Ｈ），７．３３−７．２９（ｍ，３Ｈ），７．２４−７．２１（ｍ，４Ｈ），５．９１（ｓ，１Ｈ）【０３４２】＜ステップ３：４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）の合成＞
ステップ２で得られた０．８５ｇ（１．５ｍｍｏｌ）の４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−ビフェニルアミンと、０．４３ｇ（１．５ｍｍｏｌ）の２−（４−ブロモフェニル）ナフタレンと、１１ｍｇ（３０μｍｏｌ）のジ−ｔｅｒｔ−ブチル（１−メチル−２，２−ジフェニルシクロプロピル）ホスフィン（商品名：ｃＢＲＩＤＰ（登録商標））と、０．２９ｇ（３．０ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドと、１００ｍＬのトルエンを、還流管を付けた容量２００ｍＬの三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、８ｍｇ（１５μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を８時間還流した。得られた混合物へ水を加え、水層と有機層を分離した後、水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し得られたろ液を濃縮し、０．８３ｇの褐色固体を得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。【０３４３】
【化２２】
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【０３４４】得られた０．８３ｇの固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、アルゴンを１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、圧力３．８Ｐａ、３４５℃で固体を１５時間加熱して行った。昇華精製後に目的物の淡黄色固体を０．４９ｇ、回収率５９％で得た。【０３４５】得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲの数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図４７（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図４７（Ｂ）は、図４７（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成例において、目的化合物であるＹＧＴＢｉβＮＢが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１７（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），８．０５（ｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ，１Ｈ），７．９３−７．８６（ｍ，５Ｈ），７．７９−７．７５（ｍ，５Ｈ），７．６７（ｔ，Ｊ＝３．０Ｈｚ，４Ｈ），７．６３−７．６１（ｍ，４Ｈ），７．５６（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．５２−７．４２（ｍ，８Ｈ），７．３５−７．２８（ｍ，９Ｈ）．【０３４６】次に、ＹＧＴＢｉβＮＢのトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０３４７】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図４８に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図４９に示す。【０３４８】図４８の結果より、ＹＧＴＢｉβＮＢのトルエン溶液では、３５９ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４１９ｎｍ（励起波長３５０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図４９の結果より、ＹＧＴＢｉβＮＢの固体薄膜では、３６５ｎｍ、２９５ｎｍ、２４５ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４３７ｎｍ付近（励起波長３６０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０３４９】ＹＧＴＢｉβＮＢのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０３５０】この結果、ＹＧＴＢｉβＮＢのＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶであることがわかった。また、ＬＵＭＯ準位は−２．３５ｅＶであることがわかった。【０３５１】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８５％、Ｅｃ測定においては９５％のピーク強度を保っていたことから、ＹＧＴＢｉβＮＢは酸化及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。【０３５２】≪合成例３≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＦＬＰ）の合成方法について説明する。ＢＢＡＦＬＰの構造を以下に示す。【０３５３】
【化２３】
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【０３５４】容量１００ｍＬ三口フラスコに、１．６２ｇ（５．０３ｍｍｏｌ）のビス（４−ビフェニリル）アミンと、２．００ｇ（５．０３ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンと、０．９７ｇ（１０．１ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドと２９ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）と３１ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）のトリス（ｏ−トリル）ホスフィンと２５ｍＬのトルエンを入れた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物を、窒素気流下、１１０℃で５．５時間攪拌した。この混合物を室温まで放冷後、トルエンを２５ｍｌ加えた上で再加熱をして析出した固体を溶解させたあと、セライト／アルミナ／フロリジール／セライトで精製を行った。得られた濾液を濃縮したあと、酢酸エチルで再結晶を行い、目的の白色固体を２．６１ｇ、収率８１％で得た。上記合成方法の合成スキームを以下に示す。【０３５５】
【化２４】
2019180545.tif 000034
【０３５６】得られた白色固体２．５３ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．４Ｐａ、アルゴン流量１０ｍＬ／ｍｉｎの条件において、２７５℃で加熱して行った。昇華精製後、ＢＢＡＦＬＰの白色固体を１．２９ｇ、５１％の回収率で得た。【０３５７】得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を以下に示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５０（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５０（Ｂ）は、図５０（Ａ）における６．９ｐｐｍ〜７．９ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、本合成例において、ＢＢＡＦＬＰが得られたことがわかった。【０３５８】１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝７．００（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，２Ｈ），δ＝７．１１（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），δ＝７．１６（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，４Ｈ），δ＝７．２０−７．２４（ｍ，５Ｈ），δ＝７．２９（ｑ，Ｊ＝１３．２Ｈｚ，７．５Ｈｚ，４Ｈ），δ＝７．３７（ｄｄｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１．１Ｈｚ，２Ｈ），δ＝７．４１−７．４９（ｍ，１０Ｈ），δ＝７．５６（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）．δ＝７．７７（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ）．【０３５９】≪合成例４≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＦＬＢｉ）の合成方法について説明する。なお、ＢＢＡＦＬＢｉの構造を以下に示す。【０３６０】
【化２５】
2019180545.tif 000035
【０３６１】＜ステップ１：４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニルボロン酸の合成＞
容量５００ｍＬの三口フラスコに、１５．８９ｇ（４０ｍｍｏｌ）の９−（４−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレンを入れたあと、減圧することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この容器内に脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）を２００ｍｌ加えた。この混合物を攪拌しながら約−７８℃まで冷却したのち、１．５９ｍｏｌ／Ｌのｎ−ブチルリチウムヘキサン溶液３０ｍＬ（４８ｍｍｏｌ）を滴下し、−４０℃まで昇温したのち１時間撹拌した。その後、脱水ＴＨＦを５０ｍｌ加えたあとで再び約−７８℃まで冷却したのち、トリメチルボラートを６．４ｍｌ（５７ｍｍｏｌ）滴下した。この混合物を室温まで昇温したのち、１６時間攪拌した。この溶液に水２５ｍｌと１規定の希塩酸３０ｍｌを加えて攪拌した後で水層と有機層を分離し、得られた有機層を飽和重曹水１００ｍｌで一回、飽和食塩水１００ｍｌで一回洗浄した。洗浄後、この溶液を硫酸マグネシウムにて乾燥し、濃縮したのちにトルエンで再結晶を行い、白色固体を１０．１ｇ、収率７０％で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。【０３６２】
【化２６】
2019180545.tif 000036
【０３６３】＜ステップ２：ＢＢＡＦＬＢｉの合成＞
容量２００ｍＬの三口フラスコに、２．５３ｇ（７ｍｍｏｌ）の４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニルボロン酸と、３．３４ｇ（７ｍｍｏｌ）の４−ブロモ−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミンと、２．９０ｇ（７ｍｍｏｌ）の炭酸カリウムと７０ｍＬのトルエンと１２．５ｍＬのエタノールと１０．５ｍＬの水を入れた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に１５．７ｍｇ（０．０７ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウムと４２．２ｍｇ（０．０７ｍｍｏｌ）のトリス（ｏ−トリル）ホスフィンを加え、窒素気流下、８５℃で６時間攪拌した。この混合物を室温まで放冷後、析出した固体をろ別したあと、得られた溶液（ろ液）を水１００ｍｌで二回、飽和食塩水５０ｍｌで一回洗浄したのち、硫酸マグネシウムにて水分を取り除いた。これと先程反応後に濾別した固体とあわせ、トルエンを３００ｍｌ加えた上で加熱をして固体を溶解させたあと、セライト／アルミナ／フロリジール／セライトで精製を行った。得られたろ液を濃縮したあと、エタノールを加えて再結晶を行い、白色固体を４．５４ｇ、収率８９％で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０３６４】
【化２７】
2019180545.tif 000037
【０３６５】得られた白色固体４．３９ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．５Ｐａ、アルゴン流量１５ｍＬ／ｍｉｎの条件において、３２０℃で加熱して行った。昇華精製後、ＢＢＡＦＬＢｉの白色固体を２．７３ｇ、６２％の回収率で得た。【０３６６】得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５１（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５１（Ｂ）は、図５１（Ａ）における６．９ｐｐｍ〜７．９ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、本合成例において、ＢＢＡＦＬＢｉが得られたことがわかった。【０３６７】１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝７．１７−７．２８（ｍ，１３Ｈ），δ＝７．３１（ｄｄ，Ｊ＝１２．６Ｈｚ，７．４Ｈｚ，４Ｈ），δ＝７．３７（ｄｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１．１Ｈｚ，４Ｈ），δ＝７．４０−７．４７（ｍ，１０Ｈ），δ＝７．５１（ｄ，Ｊ＝８．６Ｈｚ，４Ｈ）δ＝７．５８（ｄ，Ｊ＝８．１Ｈｚ，４Ｈ）δ＝７．７８（ｄ，Ｊ＝７．４Ｈｚ，２Ｈ）．【０３６８】≪合成例５≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４，４’−ジフェニル−３’’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＢＡＦＬＰ）の合成方法について説明する。なお、ｍＢＢＡＦＬＰの構造を以下に示す。【０３６９】
【化２８】
2019180545.tif 000038
【０３７０】容量３００ｍＬの三口フラスコに、２．６７ｇ（８．３１ｍｍｏｌ）のビス（４−ビフェニリル）アミンと、３．００ｇ（７．５５ｍｍｏｌ）の９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレンと、１．８８ｇ（１６．８ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドと４０ｍＬのトルエンを入れた。この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。この混合物に０．２ｍＬのトリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）と４５ｍｇ（０．０７８ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、窒素気流下、１１０℃で３時間攪拌した。攪拌後、混合物を室温まで冷やし、固形物を濾別した。得られた濾液をセライト、フロリジールを通して吸引濾過した。濾液を濃縮し、エタノールを加え、再結晶を行った。得られた白色結晶をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）により精製し、目的の白色固体を４．５８ｇ、収率９５％で得た。上記合成方法の合成スキームを以下に示す。【０３７１】
【化２９】
2019180545.tif 000039
【０３７２】得られた白色固体２．００ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．９Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件において、２７０℃で加熱して行った。昇華精製後、ｍＢＢＡＦＬＰの白色固体を１．８７ｇ、９４％の回収率で得た。【０３７３】得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５２（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５２（Ｂ）は、図５２（Ａ）における６．５ｐｐｍ〜８．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、本合成例によってｍＢＢＡＦＬＰが得られたことがわかった。【０３７４】１Ｈ  ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，５００ＭＨｚ）：δ＝６．７５（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），δ＝６．９９（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，１Ｈ），δ＝７．０７（ｑ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，１Ｈ），δ＝７．１３−７．２０（ｍ，１１Ｈ），δ＝７．２３（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ）δ＝７．３４（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，６Ｈ），δ＝７．４２（ｓ，１Ｈ），δ＝７．４５（ｔ，Ｊ＝８．３Ｈｚ，７Ｈ），δ＝７．５７（ｄ，Ｊ＝７．５，４Ｈ），δ＝７．７４（ｄ，Ｊ＝７．５，２Ｈ）．【０３７５】≪合成例６≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ｍｐＢＢＡＦＬＢｉ）の合成方法について説明する。なお、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉの構造式を以下に示す。【０３７６】
【化３０】
2019180545.tif 000040
【０３７７】２００ｍＬの３口フラスコに９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニル−９Ｈ−フルオレン２．０ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、２−｛４−［ジ（４−ビフェニルイル）アミノ］フェニル｝−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン２．６ｇ（５．０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン３０ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム２．８ｇ（２０ｍｍｏｌ）を加え、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン１５ｍＬ、エタノール１０ｍＬ、水１０ｍＬを加え、減圧下で攪拌する事で脱気した。この混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）１１ｍｇ（０．０５０ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で２時間攪拌した。【０３７８】撹拌後、この混合物を吸引濾過して固体を回収した。この固体を熱したトルエンに溶解し、セライト・アルミナ・フロリジールを通して吸引濾過した。ろ液を濃縮して得られた固体をトルエンで再結晶した所、目的物の白色固体を収量２．７ｇ、収率７４％で得た。上記合成方法の合成スキームを以下に示す。【０３７９】
【化３１】
2019180545.tif 000041
【０３８０】得られた白色固体２．６ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．５Ｐａ、アルゴン流量５．０ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を２８０℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色固体を２．３ｇ、回収率８８％で得た。【０３８１】得られた淡黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ  ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５３（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５３（Ｂ）は、図５３（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜８．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。この結果から、本合成例において、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉが得られたことがわかった。【０３８２】１Ｈ  ＮＭＲ（ＤＭＳＯ，３００ＭＨｚ）：δ＝７．０６−７．４９（ｍ、２９Ｈ），７．５９−７．６４（ｍ，８Ｈ），７．９０（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，２Ｈ）．【０３８３】次に、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉのトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０３８４】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図５４に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図５５に示す。【０３８５】図５４の結果より、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉのトルエン溶液では、３４８ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、３９４ｎｍ（励起波長３５３ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図５５の結果より、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉの固体薄膜では、３５２ｎｍ、３１３ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４１４ｎｍ付近（励起波長３５５ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０３８６】ｍｐＢＢＡＦＬＢｉのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０３８７】この結果、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉのＨＯＭＯ準位は−５．４９ｅＶであることがわかった。また、ＬＵＭＯ準位は−２．１２ｅＶであることがわかった。【０３８８】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８５％、Ｅｃ測定においては９３％を保っていたことから、ｍｐＢＢＡＦＬＢｉは酸化及び還元に対する耐性が非常に良好な有機化合物であることが確認された。【０３８９】≪合成例７≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）の合成方法について説明する。ＴＰＢｉＡβＮＢの構造式を以下に示す。【０３９０】
【化３２】
2019180545.tif 000042
【０３９１】＜ステップ１；Ｎ−（１，１’−ビフェニル）−４−イル−（１，１’：４’，１’’−ターフェニル）−４−４−アミンの合成＞
３．２ｇ（１０ｍｍｏｌ）のＮ−（４−ブロモフェニル）−４−ビフェニルアミンと、２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）の４−ビフェニルボロン酸と、６１ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、１０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、７０ｍＬのトルエンと、３０ｍＬのエタノールを、還流管を付けた２００ｍＬの三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、２２ｍｇ（０．１０ｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えて３時間還流した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、得られた固体をトルエンとエタノールと水を用いて洗浄したところ、褐色固体を２．６９ｇ、収率８６％で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。【０３９２】
【化３３】
2019180545.tif 000043
【０３９３】＜ステップ２：４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）の合成＞
ステップ１で得られた１．５ｇ（２．７ｍｍｏｌ）のＮ−（１，１’−ビフェニル）−４−イル−（１，１’：４’，１’’−ターフェニル）−４−４−アミンと、０．７５ｇ（２．７ｍｍｏｌ）の２−（４−ブロモフェニル）ナフタレンと、１８ｍｇ（０．０５３ｍｍｏｌ）のジ−ｔｅｒｔ−ブチル（１−メチル−２，２−ジフェニルシクロプロピル）ホスフィンと、０．５１ｇ（５．３ｍｍｏｌ）ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドと、トルエン１００ｍＬを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、１５ｍｇ（０．０２７ｍｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を８時間還流した。得られた混合物へ水を加え、水層と有機層を分離した後、水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し得られたろ液を濃縮し、１．１ｇの褐色固体を得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０３９４】
【化３４】
2019180545.tif 000044
【０３９５】得られた１．１ｇの固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、アルゴンを１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、圧力３．７Ｐａ、３００℃で固体を１５時間加熱して行った。昇華精製後に目的物の淡黄色固体を６２０ｍｇ、回収率５６％で得た。【０３９６】得られた固体の数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５６（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５６（Ｂ）は、図５６（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成例において、目的化合物であるＴＰＢｉＡβＮＢが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．０４（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），７．９１（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８９（ｄ，Ｊ＝９．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，１Ｈ），７．７７（ｄｄ，Ｊ＝４．０Ｈｚ，１．５Ｈｚ，１Ｈ），７．７０−７．６５（ｍ，８Ｈ），７．６２−７．５８（ｍ，４Ｈ），７．５５（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．５２−７．４３（ｍ，６Ｈ），７．３８−７．２７（ｍ，８Ｈ）【０３９７】次に、ＴＰＢｉＡβＮＢのトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０３９８】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図５７に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図５８に示す。【０３９９】図５７の結果より、ＴＰＢｉＡβＮＢのトルエン溶液では、３５７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４０９ｎｍ（励起波長３５７ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図５８の結果より、ＴＰＢｉＡβＮＢの固体薄膜では、３６４ｎｍ、２８０ｎｍ、２５３ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４３０ｎｍ付近（励起波長３７０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０４００】ＴＰＢｉＡβＮＢのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０４０１】この結果、ＴＰＢｉＡβＮＢのＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．２９ｅＶであることがわかった。【０４０２】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８９％、Ｅｃ測定においては９８％のピーク強度を保っていたことから、ＴＰＢｉＡβＮＢは酸化及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。【０４０３】≪合成例８≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４−（４−ビフェニリル）−４’−｛４−（２−ナフチル）フェニル｝−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）の合成方法について説明する。ＴＰＢｉＡβＮＢｉの構造式を以下に示す。【０４０４】
【化３５】
2019180545.tif 000045
【０４０５】＜ステップ１：Ｎ−（１，１’−ビフェニル）−４−イル−（１，１’：４’，１’−ターフェニル）−４−４−アミンの合成＞
２．４ｇ（７．４ｍｍｏｌ）のＮ−（４−ブロモフェニル）−４−ビフェニルアミンと、１．５ｇ（７．４ｍｍｏｌ）の４−ビフェニルボロン酸と、４７ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、７ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、６０ｍＬのトルエンと、２０ｍＬのエタノールを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、１６ｍｇ（７４μｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えて３時間還流した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、得られた固体をトルエンとエタノールと水を用いて洗浄したところ、目的物の灰色固体を２．９４ｇ、収率９９％以上で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０４０６】
【化３６】
2019180545.tif 000046
【０４０７】＜ステップ２：２−（４−クロロ−ビフェニル−４−イル）ナフタレンの合成＞
２．４ｇ（１０ｍｍｏｌ）の１−クロロ−４−ヨードベンゼンと、２．５ｇ（１０ｍｍｏｌ）の４−（２−ナフチル）フェニルボロン酸と、６１ｍｇ（０．２０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、２０ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）、７０ｍＬのトルエン、３０ｍＬのエタノールを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、溶媒の減圧脱気をしたあとに内部を窒素置換した。６０℃に加熱した後、酢酸パラジウム２２ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）を加え、５０℃で３時間撹拌することで反応させた。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、トルエン、水、エタノールを用いて洗浄したところ、褐色固体を２．７ｇ、収率８６％で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０４０８】
【化３７】
2019180545.tif 000047
【０４０９】得られた褐色固体の数値データを以下に示す。これにより、本合成ステップによって２−（４−クロロ−ビフェニル−４−イル）ナフタレンが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（ジクロロメタン−ｄ２，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１３（ｓ，１Ｈ），７．９６（ｄ，Ｊ＝９．５Ｈｚ，１Ｈ），７．９４（ｄ，Ｊ＝９．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８９（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，１Ｈ），７．８５−７．８１（ｍ，３Ｈ），７．７２（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６４（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．５５−７．４９（ｍ，２Ｈ），７．４６（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ）【０４１０】＜ステップ３：４−（４−ビフェニリル）−４’−｛４−（２−ナフチル）フェニル｝−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）の合成＞
ステップ１で得られた２．９４ｇ（７．４ｍｍｏｌ）のＮ−（１，１’−ビフェニル）−４−イル−（１，１’：４’，１’’−ターフェニル）−４−４−アミンと、ステップ２で得られた２．３２ｇ（７．４ｍｍｏｌ）の２−（４−クロロ−ビフェニル−４−イル）ナフタレンと、５２ｍｇ（０．１５ｍｍｏｌ）のジ−ｔｅｒｔ−ブチル（１−メチル−２，２−ジフェニルシクロプロピル）ホスフィン（商品名：ｃＢＲＩＤＰ（登録商標））と、１．４ｇ（１５ｍｍｏｌ）ナトリウム  ｔｅｒｔ−ブトキシドと、１４０ｍＬのキシレンを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、４３ｍｇ（７４μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を加え、この混合物を５時間還流した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、トルエン、水、エタノールを用いて洗浄したところ、灰色固体を３．８ｇ得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。【０４１１】
【化３８】
2019180545.tif 000048
【０４１２】得られた３．８ｇの固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、アルゴンを１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、圧力３．８Ｐａ、３３５℃で固体を１５時間加熱して行った。昇華精製後に目的物の淡黄色固体を２．８ｇ、回収率７４％で得た。【０４１３】得られた固体の数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図５９（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図５９（Ｂ）は、図５９（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成例において、目的化合物であるＴＰＢｉＡβＮＢｉが得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（クロロホルム−ｄ，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１０（ｄ，Ｊ＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），７．９４（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，１Ｈ），７．９２（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８８（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．８２−７．８０（ｍ，３Ｈ），７．７３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６８（ｓ，４Ｈ），７．６６（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６２−７．５８（ｍ，６Ｈ），７．５５（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．５２−７．４３（ｍ，６Ｈ），７．３６（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，１Ｈ），７．３３（ｔ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，１Ｈ），７．２９−７．２７（ｍ，６Ｈ）．【０４１４】次に、ＴＰＢｉＡβＮＢｉのトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０４１５】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６０に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６１に示す。【０４１６】図６０の結果より、ＴＰＢｉＡβＮＢｉのトルエン溶液では、３５９ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４２０ｎｍ（励起波長４１０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図６１の結果より、ＴＰＢｉＡβＮＢｉの固体薄膜では、３６８ｎｍ、２９５ｎｍ、２７２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４３９ｎｍ付近（励起波長３７０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０４１７】ＴＰＢｉＡβＮＢｉのＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０４１８】この結果、ＴＰＢｉＡβＮＢｉのＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．３８ｅＶであることがわかった。【０４１９】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８３％、Ｅｃ測定においては９５％のピーク強度を保っていたことから、ＴＰＢｉＡβＮＢｉは酸化及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。【０４２０】≪合成例９≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）の合成方法について説明する。ＢＢＡＰβＮＢ−０３の構造式を以下に示す。【０４２１】
【化３９】
2019180545.tif 000049
【０４２２】＜ステップ１：７−ブロモ−２−フェニルナフタレンの合成＞
３．８ｇ（１３ｍｍｏｌ）の２，７−ジブロモナフタレンと、２．３ｇ（１３ｍｍｏｌ）のフェニルボロン酸と、８１ｍｇ（２７μｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、６５ｍＬのトルエンと、３０ｍＬのエタノールと、１５ｍＬの２Ｍ  炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｍｏｌ／Ｌ）を、２００ｍＬ三口フラスコに入れ、この混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。その後、酢酸パラジウム３０ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）を加え、室温で３時間撹拌した。得られた反応混合物中に析出した固体を吸引ろ過にて除去した。得られたろ液に水を加え、水層と有機層を分離した後、トルエンにて水層を抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。得られた混合物を自然ろ過した後に濃縮し、得られた残渣を高速液体クロマトグラフィー（移動相：クロロホルム）にて精製した。目的化合物の白色固体を収量２．３ｇ、収率５２％で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。【０４２３】
【化４０】
2019180545.tif 000050
【０４２４】＜ステップ２：４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）の合成＞
ステップ１で得られた１．８ｇ（６．５ｍｍｏｌ）の７−ブロモ−２−フェニルナフタレンと、３．５ｇ（６．５ｍｍｏｌ）のＮ，Ｎ−ジ（４−ビフェニル）−４−（４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロラン−２−イル）アニリンと、４０ｍｇ（０．１３ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、６．５ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）と、６０ｍＬのトルエンと、３５ｍＬのエタノールを、還流管を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。得られた混合物に、１４ｍｇ（６５μｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加えて４時間還流した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で除去した。得られたろ液へ水を加え、水層と有機層を分離した後、水層をトルエンにて抽出した。得られた抽出液と有機層を合わせて水と飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物を自然濾過し得られたろ液を濃縮し、２．１ｇの褐色固体を得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０４２５】
【化４１】
2019180545.tif 000051
【０４２６】得られた１．９ｇの褐色固体をトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、アルゴンを１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、圧力４．１Ｐａ、２８０℃で固体を２４時間加熱して行った。昇華精製後に目的物の淡黄色固体を１．１ｇ、回収率５１％で得た。【０４２７】得られた固体の数値データを以下に、１Ｈ  ＮＭＲチャートを図６２（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図６２（Ｂ）は、図６２（Ａ）における７．２ｐｐｍ〜８．３ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、本合成例において、目的化合物であるＢＢＡＰβＮＢ−０３が得られたことがわかった。
１Ｈ  ＮＭＲ（ジクロロメタン−ｄ２，５００ＭＨｚ）：δ＝８．１３（ｄ，Ｊ＝２．０Ｈｚ，２Ｈ），７．９５（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．８０−７．７６（ｍ，４Ｈ），７．７２（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），７．６２（ｄ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，４Ｈ），７．５７（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，４Ｈ），７．５０（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，２Ｈ），７．４４（ｔ，Ｊ＝８．０Ｈｚ，４Ｈ），７．４０（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），７．３３（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），７．２９（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．２６（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，４Ｈ）【０４２８】次に、ＢＢＡＰβＮＢ−０３のトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０４２９】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６３に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６４に示す。【０４３０】図６３の結果より、ＢＢＡＰβＮＢ−０３のトルエン溶液では、３５２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４０９ｎｍ（励起波長３５２ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。また、図６４の結果より、ＢＢＡＰβＮＢ−０３の固体薄膜では、３５９ｎｍ、２５９ｎｍ、２１１ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、４３０ｎｍ付近（励起波長３６０ｎｍ）に発光波長のピークが見られた。【０４３１】ＢＢＡＰβＮＢ−０３のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０４３２】この結果、ＢＢＡＰβＮＢ−０３のＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．３３ｅＶであることがわかった。【０４３３】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては９１％、Ｅｃ測定においては８５％のピーク強度を保っていたことから、ＢＢＡＰβＮＢ−０３は酸化及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。【０４３４】≪合成例１０≫
本合成例では、本発明の一態様の発光素子における正孔注入層１１１の有機化合物として用いることが可能な物質である、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）の合成方法について説明する。ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の構造式を以下に示す。【０４３５】
【化４２】
2019180545.tif 000052
【０４３６】＜ステップ１：４’−（４−クロロフェニル）トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミンの合成＞
２００ｍＬ三つ口フラスコへ８．８ｇ（１７ｍｍｏｌ）の２−｛４−［ジ（４−ビフェニリル）アミノ］フェニル｝−４，４，５，５−テトラメチル−１，３，２−ジオキサボロランと、４．５ｇ（１７ｍｍｏｌ）の４−ブロモ−４’−クロロビフェニルと、０．１５ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）のトリ（オルト−トリル）ホスフィンと、２５ｍＬの炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｍｏｌ／Ｌ）と、トルエン１２８ｍＬ、エタノール３２ｍＬを入れ、この混合物の減圧脱気をした後、フラスコ内を窒素置換した。この混合物へ３９ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、６０℃で９．５時間撹拌した。撹拌後、析出した固体を吸引ろ過で回収し、得られた固体をトルエン、エタノール、水を用いて洗浄した。洗浄した固体を熱トルエンに溶解し、得られた溶液をアルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：０６６−０５２６５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）を通してろ過し、ろ液を放冷したところ、白色固体が析出した。この白色固体を吸引ろ過により回収したところ目的物を６．１ｇ得た。ろ液を濃縮して得た単黄色固体をトルエンにより再結晶したところ、白色固体を３．４ｇ得た。併せて９．５ｇ、収率９５％で白色固体を得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。【０４３７】
【化４３】
2019180545.tif 000053
【０４３８】＜ステップ２：４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）の合成＞
２００ｍＬ三口フラスコに、ステップ１で得られた２．０ｇ（３．４ｍｍｏｌ）の４’−（４−クロロフェニル）トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミンと、０．８３ｇ（３．４ｍｍｏｌ）の３−フェニル−９Ｈ−カルバゾールと、３６ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）のジ−ｔｅｒｔ−ブチル（２，２−ジフェニル−１−メチル−１−シクロプロピル）ホスフィン（略称：ｃＢＲＩＤＰ）と、０．９９ｇ（１０ｍｍｏｌ）のナトリウム  ｔｅｒｔブトキシドと、３５ｍＬのメシチレンを入れ、この混合物の減圧脱気をした後、系内を窒素置換した。この混合物へ２１ｍｇ（３４μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（ＩＩ）を加え、この混合物を１２０℃で８．５時間撹拌した。撹拌後、薄層クロマトグラフィーで反応を確認したところ原料が残っていたので、この混合物へ３７ｍｇ（０．１０ｍｍｏｌ）のｃＢＲＩＤＰと、２０ｍｇ（３３μｍｏｌ）のビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（ＩＩ）を加えてから１５０℃で６時間加熱撹拌した。加熱後、得られた混合物へトルエンと水を加えて撹拌後、この混合物の有機層を水と飽和食塩水を用いて洗浄した。得られた有機層を、無水硫酸マグネシウムを加えて乾燥した。この混合物を自然ろ過し、ろ液を濃縮したところ褐色固体を得た。得られた固体をトルエンに溶かし、この溶液をアルミナ、フロリジール（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：０６６−０５２６５）、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３７−０２３０５）を通してろ過し、得られたろ液を濃縮したところ、黄褐色固体を得た。この固体をトルエンで再結晶したところ、目的物の黄色固体を１．９ｇ、収率６９％で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。【０４３９】
【化４４】
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【０４４０】得られた固体の１Ｈ  ＮＭＲデータを図６５に、数値データを以下に示す。これにより、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）が得られたことがわかった。【０４４１】１Ｈ  ＮＭＲ（ジクロロメタン−ｄ２，５００ＭＨｚ）：δ＝７．２４（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ），７．２６（ｄ，Ｊ＝７．０Ｈｚ，３Ｈ），７．３０−７．３５（ｍ，４Ｈ），７．４１−７．５２（ｍ，８Ｈ），７．５６（ｄｔ，Ｊ１＝８．５Ｈｚ，Ｊ２＝１．５Ｈｚ，５Ｈ），７．６３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，４Ｈ），７．６３（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６９−７．７１（ｍ，３Ｈ），７．７３−７．７６（ｍ，４Ｈ），７．８０（ｄ，Ｊ＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．９２（ｄｔ，Ｊ１＝８．０Ｈｚ，Ｊ２＝１．５Ｈｚ，２Ｈ），８．２１（ｄ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，１Ｈ），８．３９（ｓｄ，Ｊ＝１．０Ｈｚ，１Ｈ）【０４４２】得られた固体１．９ｇの昇華精製を行なった。昇華精製は、圧力１．９×１０−３Ｐａの条件で、固体を３７０℃に加熱して行った。昇華精製後、目的化合物の黄色固体を収量０．７４ｇ、回収率４０％で得た。【０４４３】次に、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のトルエン溶液および固体薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを測定した。測定方法、装置、条件に関しては、合成例１と同じであるため繰り返しの記載を省略する。【０４４４】得られたトルエン溶液の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６６に示す。また、固体薄膜の吸収スペクトルおよび発光スペクトルの測定結果を図６７に示す。【０４４５】図６６の結果より、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のトルエン溶液は３５３ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４１９ｎｍ（励起波長３５３ｎｍ）であった。また、図６７より、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の固体薄膜は３５６ｎｍ、２９０ｎｍ、２５１ｎｍ、２０７ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは４３９ｎｍ、４５３ｎｍ付近（励起波長３７０ｎｍ）に見られた。この結果から、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２が青色に発光することを確認し、発光物質や可視域の蛍光発光物質のホストとしても利用可能であることがわかった。【０４４６】ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位をサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出した。算出方法は合成例１と同様である。【０４４７】この結果、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のＨＯＭＯ準位は−５．４７ｅＶ、ＬＵＭＯ準位は−２．３５ｅＶであることがわかった。【０４４８】また、ＣＶ測定を１００回繰り返し行い、１００サイクル目の測定での酸化−還元波と、１サイクル目の酸化−還元波のピーク強度を比較したところ、Ｅａ測定においては８８％、Ｅｃ測定においては９６％のピーク強度を保っていたことから、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２は酸化及び還元に対する耐性が非常に良好であることが確認された。【０４４９】また、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の示差走査熱量測定（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ：ＤＳＣ）を、パーキンエルマー社製、Ｐｙｒｉｓ１ＤＳＣを用いて測定した。示差走査熱量測定は、昇温速度４０℃／ｍｉｎにて、−１０℃から３６０℃まで昇温した後、同温度で３分間保持してから降温速度１００℃／ｍｉｎにて−１０℃まで冷却し、−１０℃で３分間保持する操作を２回連続で行った。２サイクル目のＤＳＣ測定結果から、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２のガラス転移点は１４２℃であることが明らかとなり、非常に高い耐熱性を有する物質であることが示された。【０４５０】また、ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２の熱重量測定−示差熱分析（Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ：ＴＧ−ＤＴＡ）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。測定は、大気圧において、昇温速度１０℃／ｍｉｎ、窒素気流下（流速２００ｍＬ／ｍｉｎ）の条件で行った。熱重量測定−示差熱分析においてＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２は、熱重量測定から求めた重量が測定開始時の−５％となる温度（分解温度）が５００℃以上であることがわかり、高い耐熱性を有する物質であることが示された。
【符号の説明】
【０４５１】１０１：第１の電極、１０２：第２の電極、１０３：ＥＬ層、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１２−１：第１の正孔輸送層、１１２−２：第２の正孔輸送層、１１３：発光層、１１４：電子輸送層、１１５：電子注入層、１１６：電荷発生層、１１７：Ｐ型層、１１８：電子リレー層、１１９：電子注入バッファ層、４００：基板、４０１：第１の電極、４０３：ＥＬ層、４０４：第２の電極、４０５：シール材、４０６：シール材、４０７：封止基板、４１２：パッド、４２０：ＩＣチップ、５０１：陽極、５０２：陰極、５１１：第１の発光ユニット、５１２：第２の発光ユニット、５１３：電荷発生層、６０１：駆動回路部（ソース線駆動回路）、６０２：画素部、６０３：駆動回路部（ゲート線駆動回路）、６０４：封止基板、６０５：シール材、６０７：空間、６０８：配線、６０９：ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）、６１０：素子基板、６１１：スイッチング用ＦＥＴ、６１２：電流制御用ＦＥＴ、６１３：第１の電極、６１４：絶縁物、６１６：ＥＬ層、６１７：第２の電極、６１８：発光素子、９５１：基板、９５２：電極、９５３：絶縁層、９５４：隔壁層、９５５：ＥＬ層、９５６：電極、１００１基板、１００２  下地絶縁膜、１００３  ゲート絶縁膜、１００６  ゲート電極、１００７  ゲート電極、１００８  ゲート電極、１０２０  第１の層間絶縁膜、１０２１  第２の層間絶縁膜、１０２２  電極、１０２４Ｗ  第１の電極、１０２４Ｒ  第１の電極、１０２４Ｇ  第１の電極、１０２４Ｂ  第１の電極、１０２５  隔壁、１０２８  ＥＬ層、１０２９  第２の電極、１０３１  封止基板、１０３２  シール材、１０３３  透明な基材、１０３４Ｒ  赤色の着色層、１０３４Ｇ  緑色の着色層、１０３４Ｂ  青色の着色層、１０３５  ブラックマトリクス、１０３６  オーバーコート層、１０３７  第３の層間絶縁膜、１０４０  画素部、１０４１  駆動回路部、１０４２  周辺部、２００１：筐体、２００２：光源、２１００：ロボット、２１１０：演算装置、２１０１：照度センサ、２１０２：マイクロフォン、２１０３：上部カメラ、２１０４：スピーカ、２１０５：ディスプレイ、２１０６：下部カメラ、２１０７：障害物センサ、２１０８：移動機構、３００１：照明装置、５０００：筐体、５００１：表示部、５００２：第２の表示部、５００３：スピーカ、５００４：ＬＥＤランプ、５００５：操作キー、５００６：接続端子、５００７：センサ、５００８：マイクロフォン、５０１２：支持部、５０１３：イヤホン、５１００：掃除ロボット、５１０１：ディスプレイ、５１０２：カメラ、５１０３：ブラシ、５１０４：操作ボタン、５１５０：携帯情報端末、５１５１：筐体、５１５２：表示領域、５１５３：屈曲部、５１２０：ゴミ、５２００：表示領域、５２０１：表示領域、５２０２：表示領域、５２０３：表示領域、７１０１：筐体、７１０３：表示部、７１０５：スタンド、７１０７：表示部、７１０９：操作キー、７１１０：リモコン操作機、７２０１：本体、７２０２：筐体、７２０３：表示部、７２０４：キーボード、７２０５：外部接続ポート、７２０６：ポインティングデバイス、７２１０：第２の表示部、７４０１：筐体、７４０２：表示部、７４０３：操作ボタン、７４０４：外部接続ポート、７４０５：スピーカ、７４０６：マイク、７４００：携帯電話機、９３１０：携帯情報端末、９３１１：表示パネル、９３１２：表示領域、９３１３：ヒンジ、９３１５：筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2019180545.tif 000074
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【国際調査報告】
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