特開 2023-139039 発光層用材料および発光素子

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023139039

(43)【公開日】2023-10-03

(54)【発明の名称】発光層用材料および発光素子

(51)【国際特許分類】

   H10K 50/12 20230101AFI20230926BHJP

   H10K 85/60 20230101ALI20230926BHJP

   C09K 11/06 20060101ALI20230926BHJP

   C07D 307/91 20060101ALI20230926BHJP

【ＦＩ】

H10K50/12

H10K85/60

C09K11/06 690

C07D307/91

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023111211

(22)【出願日】2023-07-06

(62)【分割の表示】P 2021140906の分割

【原出願日】2014-03-24

(31)【優先権主張番号】P 2013062142

(32)【優先日】2013-03-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】竹田 恭子

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 哲史

(72)【発明者】

【氏名】瀬尾 広美

(72)【発明者】

【氏名】高橋 辰義

(57)【要約】

【課題】新規物質として、ＨＯＭＯ準位が低く、ホール輸送性の高い有機化合物を提供す
る。
【解決手段】一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である。

（式中、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、Ａｒ^２は、置換もしく
は無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換もしくは無置換のジベンゾ
フラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。
なお、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合、置換基は、炭素数１～４のア
ルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテ
ロアリール基は含まない。また、置換基同士は結合して環を形成してもよい。）
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

発光物質を分散するための発光層用材料であって、
一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を有する発光層用材料。

【化1】

（一般式（Ｇ１）中、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、Ａｒ^２は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合、置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士は結合して環を形成してもよい。）

【請求項2】

発光物質を分散するための発光層用材料であって、
一般式（Ｇ２）で表される有機化合物を有する発光層用材料。

【化2】

（一般式（Ｇ２）中、Ａｒ^３は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^２は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ｒ^１～Ｒ^９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。Ａｒ^３およびＡ^２が置換基を有する場合、Ａｒ^３およびＡ^２の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。）

【請求項3】

発光物質を分散するための発光層用材料であって、
一般式（Ｇ３）で表される有機化合物を有する発光層用材料。

【化3】

（一般式（Ｇ３）中、Ａｒ^４は、置換もしくは無置換のビフェニル基を表し、Ａ^３は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ｒ^１１～Ｒ^１９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。Ａｒ^４およびＡ^３が置換基を有する場合、Ａｒ^４およびＡ^３の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。）

【請求項4】

発光物質を分散するための発光層用材料であって、
一般式（Ｇ４）で表される有機化合物を有する発光層用材料。

【化4】

（一般式（Ｇ４）中、Ｘは、酸素または硫黄を表し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、Ｒ^２１とＲ^２２は結合して環を形成してもよい。）

【請求項5】

一対の電極間に、発光層を有し、
前記発光層は、発光物質と、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物とを有する発光素子。

【化5】

（一般式（Ｇ１）中、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、Ａｒ^２は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合、置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士は結合して環を形成してもよい。）

【請求項6】

一対の電極間に、発光層を有し、
前記発光層は、発光物質と、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物とを有する発光素子。

【化6】

（一般式（Ｇ２）中、Ａｒ^３は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^２は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ｒ^１～Ｒ^９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。Ａｒ^３およびＡ^２が置換基を有する場合、Ａｒ^３およびＡ^２の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。）

【請求項7】

一対の電極間に、発光層を有し、
前記発光層は、発光物質と、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物とを有する発光素子。

【化7】

（一般式（Ｇ３）中、Ａｒ^４は、置換もしくは無置換のビフェニル基を表し、Ａ^３は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。Ｒ^１１～Ｒ^１９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。Ａｒ^４およびＡ^３が置換基を有する場合、Ａｒ^４およびＡ^３の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。）

【請求項8】

一対の電極間に、発光層を有し、
前記発光層は、発光物質と、一般式（Ｇ４）で表される有機化合物とを有する発光素子。

【化8】

（一般式（Ｇ４）中、Ｘは、酸素または硫黄を表し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、それぞれ独立に、水素、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、Ｒ^２１とＲ^２２は結合して環を形成してもよい。）

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、有機化合物に関する。また、有機化合物を用いた発光素子、発光装
置、電子機器、及び照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ
）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成
は、一対の電極間に発光物質を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を印加するこ
とにより、発光物質からの発光を得ることができる。

【0003】

このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高
く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として
好適であると考えられている。また、このような発光素子は、薄型軽量に作製できること
も大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。

【0004】

そして、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、面状の発光を得る
ことができる。よって、面状の発光を利用した大面積の素子が容易に形成できる。このこ
とは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得
難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。

【0005】

そのエレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光物質が有機化合物であるか
、無機化合物であるかによって大別できる。発光物質に有機化合物を用い、一対の電極間
に当該有機化合物を含む層を設けた有機ＥＬ素子の場合、発光素子に電圧を印加すること
により、陰極から電子が、陽極から正孔（ホール）がそれぞれ有機化合物を含む層に注入
され、電流が流れる。そして、注入した電子及び正孔が有機化合物を励起状態に至らしめ
、励起された有機化合物から発光を得るものである。

【0006】

有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態が可
能であり、一重項励起状態（Ｓ^＊）からの発光が蛍光、三重項励起状態（Ｔ^＊）からの発
光が燐光と呼ばれている。

【0007】

このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、物質に依存した問題
が多く、これらを克服するために、素子構造の改良や物質開発等が行われている。例えば
、特許文献１では、発光効率の高い発光素子を形成するために用いることができる有機化
合物として、正孔輸送性の高いカルバゾール誘導体が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９－２９８７６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

上述したように、発光素子の特性を向上させる上で、発光素子に適した特性を有する有
機化合物の開発が望まれる。本発明の一態様では、ＨＯＭＯ準位が低く、かつ正孔（ホー
ル）輸送性を有する新規な有機化合物を提供する。また、本発明の一態様である新規な有
機化合物を用いることにより、発光効率の高い発光素子を提供し、さらに短波長（４５０
ｎｍ～５５０ｎｍ程度の範囲）の発光を高い効率で与える発光素子を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様は、ＨＯＭＯ準位が低く、かつ正孔（ホール）輸送性を有する新規な有
機化合物である。具体的には、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である。

【0011】

【化1】

【0012】

但し、式中、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、Ａｒ^２は、置換
もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換もしくは無置換のジ
ベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を
表す。なお、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合、置換基は、炭素数１～
４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基として、
ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士は結合して環を形成してもよい。

【0013】

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物である。

【0014】

【化2】

【0015】

但し、式中、Ａｒ^３は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ
^２は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾ
チオフェニル基のいずれか一を表す。また、Ｒ^１～Ｒ^９は、水素、または炭素数１～４の
アルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａｒ^３およびＡ^２が置換基を有
する場合、Ａｒ^３およびＡ^２の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～
１３のアリール基とする。なお、アリール基として、ヘテロアリール基は含まない。また
、置換基同士が結合して環を形成してもよい。

【0016】

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物である。

【0017】

【化3】

【0018】

但し、式中、Ａｒ^４は、置換もしくは無置換のビフェニル基を表し、Ａ^３は、置換もし
くは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基
のいずれか一を表す。また、Ｒ^１１～Ｒ^１９は、水素、または炭素数１～４のアルキル基
、または炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａｒ^４およびＡ^３が置換基を有する場合、
Ａｒ^４およびＡ^３の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリ
ール基とする。なお、アリール基として、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同
士が結合して環を形成してもよい。

【0019】

また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物である。

【0020】

【化4】

【0021】

但し、式中、Ｘは、酸素または硫黄を表し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、水素、または炭素
数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。なお、アリール基と
して、ヘテロアリール基は含まない。また、Ｒ^２１とＲ^２２は結合して環を形成してもよ
い。

【0022】

また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１００）で表される有機化合物である。

【0023】

【化5】

【0024】

上記一般式（Ｇ１）～（Ｇ４）および構造式（１００）で表される本発明の一態様であ
る有機化合物は、いずれも置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしく
は無置換のジベンゾチオフェニル基がアミンの窒素に直接結合した構造を有している。そ
のため、ＨＯＭＯ準位が低く、正孔（ホール）輸送性の高い有機化合物を形成することが
できる。

【0025】

なお、上述した本発明の一態様である有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が低く、かつ正孔（
ホール）輸送性を有する新規な有機化合物であるのに加えて、別の有機化合物とともに励
起錯体（エキサイプレックス）を形成することができる。また、励起錯体を形成する場合
には、本発明の一態様である有機化合物のＨＯＭＯ準位の影響により、正孔（ホール）輸
送性を維持しつつ、高いエネルギーを有する励起錯体の形成が可能となる。このことは、
同じ系に短波長（例えば、４５０ｎｍ付近から５５０ｎｍ付近の間の範囲）の発光波長を
有する、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質（ゲスト材料）を含む場合に特
に有効となる。

【0026】

したがって、本発明の一態様である有機化合物との組み合わせにより形成される励起錯
体と、短波長（例えば、４５０ｎｍ付近から５５０ｎｍ付近の間の範囲）の発光波長を有
するゲスト材料とを含む発光層を有する発光素子を形成することにより、発光効率の高い
発光素子を提供することができる。

【0027】

また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する電
子機器および照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置
とは、画像表示デバイス、または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネク
ター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴ
ＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣ
Ｐの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ
Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光
装置に含むものとする。

【発明の効果】

【0028】

本発明の一態様により、ＨＯＭＯ準位が低く、かつ正孔（ホール）輸送性を有する新規
な有機化合物を提供することができる。また、本発明の一態様である新規な有機化合物を
用いることにより、発光効率の高い発光素子、とりわけ短波長（４５０ｎｍ～５５０ｎｍ
程度の範囲）の発光を高い効率で与える発光素子を提供することができる。さらに、消費
電力が低い発光素子、発光装置、電子機器、または照明装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】発光素子の構造について説明する図。

【図2】発光素子の構造について説明する図。

【図3】発光装置について説明する図。

【図4】電子機器について説明する図。

【図5】電子機器について説明する図。

【図6】照明器具について説明する図。

【図7】構造式（１００）に示す有機化合物の^１Ｈ－ＮＭＲチャート。

【図8】構造式（１００）に示す有機化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。

【図9】構造式（１００）に示す有機化合物のＬＣ－ＭＳ測定結果を示す図。

【図10】実施例の発光素子について説明する図。

【図11】発光素子１の電流密度－輝度特性を示す図。

【図12】発光素子１の電圧－輝度特性を示す図。

【図13】発光素子１の輝度－電流効率特性を示す図。

【図14】発光素子１の電圧－電流特性を示す図。

【図15】発光素子１の発光スペクトルを示す図。

【図16】発光素子１の信頼性を示す図。

【図17】混合膜（Ａ）、混合膜（Ｂ）、構造式（１００）に示す有機化合物（ＦｒＢｉＦ）の膜、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（２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）の膜、および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（ＰＣＢＢｉＦ）の膜の発光スペクトルを示す図。

【図18】構造式（１０３）に示す有機化合物の^１Ｈ－ＮＭＲチャート。

【図19】構造式（１０３）に示す有機化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。

【図20】構造式（１０３）に示す有機化合物のＬＣ－ＭＳ測定結果を示す図。

【図21】発光素子２の電圧－輝度特性を示す図。

【図22】発光素子２の輝度－電流効率特性を示す図。

【図23】発光素子２の電圧－電流特性を示す図。

【図24】発光素子２の発光スペクトルを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態および実
施例の記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0031】

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である有機化合物について説明する。

【0032】

本発明の一態様である有機化合物は、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である
。

【0033】

【化6】

【0034】

一般式（Ｇ１）において、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表し、Ａ
ｒ^２は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換もしく
は無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニル基の
いずれか一を表す。なお、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合の置換基は
、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリー
ル基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、置換基同士は結合して環を形成して
もよい。

【0035】

また、本発明の一態様である有機化合物は、下記一般式（Ｇ２）で表される有機化合物
である。

【0036】

【化7】

【0037】

一般式（Ｇ２）において、Ａｒ^３は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール
基を表し、Ａ^２は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置
換のジベンゾチオフェニル基のいずれか一を表す。また、Ｒ^１～Ｒ^９は、水素、または炭
素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａｒ^３およびＡ^２
が置換基を有する場合、Ａｒ^３およびＡ^２の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、また
は炭素数６～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は
含まない。また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。

【0038】

また、本発明の一態様である有機化合物は、下記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物
である。

【0039】

【化8】

【0040】

一般式（Ｇ３）において、Ａｒ^４は、置換もしくは無置換のビフェニル基を表し、Ａ^３
は、置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチ
オフェニル基のいずれか一を表す。また、Ｒ^１１～Ｒ^１９は、水素、または炭素数１～４
のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａｒ^４およびＡ^３が置換基を
有する場合、Ａｒ^４およびＡ^３の置換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６
～１３のアリール基とする。なお、アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。
また、置換基同士が結合して環を形成してもよい。

【0041】

本発明の一態様である有機化合物は、下記一般式（Ｇ４）で表される有機化合物である
。

【0042】

【化9】

【0043】

一般式（Ｇ４）において、Ｘは、酸素または硫黄を表し、Ｒ^２１およびＲ^２２は、水素
、または炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基を表す。なお、
アリール基としては、ヘテロアリール基は含まない。また、Ｒ^２１とＲ^２２は結合して環
を形成してもよい。

【0044】

なお、上記一般式（Ｇ１）のＡｒ^１及びＡｒ^２、上記一般式（Ｇ２）および（Ｇ３）の
Ａｒ^３やＡｒ^４が、置換基を有する場合の置換基である炭素数１～４のアルキル基の具体
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、ブチル基、ｓｅｃ－ブ
チル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基等が挙げられ、炭素数６～１３のアリール基
の具体例としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニル基、ナ
フチル基、及びフルオレニル基等が挙げられる。また、置換基同士が結合して環を形成し
てもよく、スピロフルオレニル基は、置換基が結合して環を形成したものとみなす（すな
わち、９，９－ジフェニルフルオレニル基において、２つのフェニル基が結合して環を形
成したものがスピロフルオレニル基である。）。

【0045】

なお、上記一般式（Ｇ１）のＡｒ^２、上記一般式（Ｇ２）のＡｒ^３の具体例としては、
構造式（１－１）～構造式（１－１１）に示す置換基が挙げられる。構造式（１－７）～
構造式（１－１１）はＡｒ^２、及びＡｒ^３が置換基を有する場合の具体例であり、構造式
（１－１０）は、置換基同士が結合して環を形成した構造を示している。

【0046】

【化10】

【0047】

なお、上記一般式（Ｇ２）のＲ^１～Ｒ^９、上記一般式（Ｇ３）のＲ^１１～Ｒ^１９、上記
一般式（Ｇ４）のＲ^２１およびＲ^２２における炭素数１～４のアルキル基の具体例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、
イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基等が挙げられ、炭素数６～１３のアリール基の具体例
としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニル基、ナフチル基
、及びフルオレニル基等が挙げられる。また、置換基同士が結合し環を形成してもよく、
スピロフルオレニル基は、置換基が結合して環を形成したものとみなす（すなわち、９，
９－ジフェニルフルオレニル基において、２つのフェニル基が結合して環を形成したもの
がスピロフルオレニル基である。）。

【0048】

また、上記一般式（Ｇ１）のＡ^１、上記一般式（Ｇ２）のＡ^２、上記一般式（Ｇ３）の
Ａ^３が、置換基を有する場合の置換基である、炭素数１～４のアルキル基の具体例として
は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、
イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基等が挙げられ、炭素数６～１３のアリール基の具体例
としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ビフェニル基、ナフチル基
、及びフルオレニル基等が挙げられる。

【0049】

なお、上記一般式（Ｇ１）～（Ｇ４）で表される本発明の一態様である有機化合物は、
いずれも置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベン
ゾチオフェニル基がアミンの窒素に直接結合した構造とすることにより、ＨＯＭＯ準位が
低く、かつ正孔（ホール）輸送性を高めることができるという利点を有している。

【0050】

次に、上述した本発明の一態様である有機化合物の具体的な構造式を示す。（下記構造
式（１００）～（１６１）。）ただし、本発明はこれらに限定されることはない。

【0051】

【化11】

【0052】

【化12】

【0053】

【化13】

【0054】

【化14】

【0055】

【化15】

【0056】

【化16】

【0057】

【化17】

【0058】

なお、上記構造式（１００）～（１６１）で表される有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が低
く、かつ正孔（ホール）輸送性を有する新規な有機化合物である。また、他の有機化合物
とともに励起錯体を形成することができる。

【0059】

次に、本発明の一態様である有機化合物の合成方法の一例について説明する。なお、本
発明の一態様の有機化合物の合成方法としては種々の反応を適用することができる。従っ
て、本発明の一態様である有機化合物の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。

【0060】

≪一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様の有機化合物の合成方法≫
下記一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機化合物の合成方法の一例につ
いて説明する。

【0061】

【化18】

【0062】

なお、一般式（Ｇ１）において、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基を表
し、Ａｒ^２は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表し、Ａ^１は、置換
もしくは無置換のジベンゾフラニル基、または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェニ
ル基のいずれか一を表す。なお、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有する場合、置
換基は、炭素数１～４のアルキル基、または炭素数６～１３のアリール基とする。

【0063】

以下に、一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機化合物の合成スキーム（
Ａ）を示す。

【0064】

【化19】

【0065】

なお、合成スキーム（Ａ）において、Ａｒ^１は、置換もしくは無置換のフルオレニル基
を表す。Ａｒ^２は、置換もしくは無置換の炭素数６～１３のアリール基を表す。Ａ^１は、
置換もしくは無置換のジベンゾフラニル基または置換もしくは無置換のジベンゾチオフェ
ニル基のいずれか一を表し、Ｘは、ハロゲン又はトリフルオロメタンスルホン酸基を表し
、好ましくは、臭素又はヨウ素を表す。また、Ａｒ^１、Ａｒ^２およびＡ^１が、置換基を有
する場合、置換基は炭素数１～４のアルキル基又は、炭素数６～１３のアリール基として
有する。

【0066】

上記合成スキーム（Ａ）に示すように、第２級ジアリールアミン（ａ１）とハロゲン化
アリール（ａ２）とを塩基存在下にて金属触媒を用いてカップリングさせることにより、
一般式（Ｇ１）で表される有機化合物を得ることができる。

【0067】

［ハートウィック・ブッフバルト反応を行う場合］
上記合成スキーム（Ａ）において、用いることができるパラジウム触媒としては、ビス
（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）、酢酸パラジウム（ＩＩ）等が挙げられ、
該パラジウム触媒の配位子としては、トリ（ｔｅｒｔ－ブチル）ホスフィンや、トリ（ｎ
－ヘキシル）ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。用いること
ができる触媒及びその配位子はこれらに限られるものでは無い。

【0068】

なお、合成スキーム（Ａ）において用いることができる塩基としては、ナトリウムｔｅ
ｒｔ－ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられ、用いること
ができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、テトラヒドロフラン等が挙げら
れる。ただし、用いることができる塩基や溶媒はこれらに限られるものでは無い。

【0069】

［ウルマン反応を行う場合］
合成スキーム（Ａ）において、Ｒ^１０１及びＲ^１０２は、それぞれ独立に、ハロゲン又
はアセチル基等を表し、ハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。また、Ｒ^１
０１がヨウ素であるヨウ化銅（Ｉ）、又はＲ^１０２がアセチルオキシ基である酢酸銅（Ｉ
Ｉ）が好ましい。反応に用いられる銅化合物はこれらに限られるものでは無い。また、銅
化合物の他に銅を用いることができる。合成スキーム（Ａ）において、用いることができ
る塩基としては、炭酸カリウム等が挙げられる。用いることができる塩基はこれらに限ら
れるものでは無い。

【0070】

合成スキーム（Ａ）において、用いることができる溶媒としては、１，３－ジメチル－３
，４，５，６－テトラヒドロ－２（１Ｈ）ピリミジノン（ＤＭＰＵ）、トルエン、キシレ
ン、ベンゼン等が挙げられる。用いることができる溶媒はこれらに限られるものでは無い
。ウルマン反応では、反応温度が１００℃以上の方がより短時間かつ高収率で目的物が得
られるため、沸点の高いＤＭＰＵ、キシレン、又はトルエンを用いることが好ましい。ま
た、反応温度は１５０℃以上のより高い温度が更に好ましいため、より好ましくはＤＭＰ
Ｕを用いる。

【0071】

以上により、本発明の一態様である有機化合物を合成することができる。

【0072】

また、本発明の一態様である有機化合物を用いることで、発光効率の高い発光素子、発
光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。また、消費電力が低い発光
素子、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。

【0073】

本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いるこ
とができる。

【0074】

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様として実施の形態１で示した有機化合物を発光層に
用いた発光素子について図１を用いて説明する。

【0075】

本実施の形態に示す発光素子は、図１に示すように一対の電極（第１の電極（陽極）１
０１と第２の電極（陰極）１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており
、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（
または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５、電荷発生層（Ｅ
）１１６などを含んで形成される。なお、発光層１１３は、第１の有機化合物と、第２の
有機化合物と、三重項励起エネルギーを発光に変える発光性物質（ゲスト材料）とを含ん
で構成されている。

【0076】

このような発光素子に対して電圧を印加することにより、第１の電極１０１側から注入
された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合
し、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とが励起錯体を形成する。そして、励起錯体
からのエネルギー移動により、ゲスト材料が発光する。なお、励起錯体を形成する第１の
有機化合物または第２の有機化合物には、本発明の一態様として実施の形態１に示した有
機化合物を用いることができる。

【0077】

なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔輸送性の高い物質とアクセプタ
ー性物質を含む層であり、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が
引き抜かれることにより正孔（ホール）が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔
輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。

【0078】

また、電荷発生層（Ｅ）１１６は、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質を含む
層である。アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれるた
め、引き抜かれた電子が、電子注入性を有する電子注入層１１５から電子輸送層１１４を
介して発光層１１３に注入される。

【0079】

以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。

【0080】

第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３には、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。具体的には、酸化インジ
ウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素
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（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉ
ｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、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、金（Ａ
ｕ）、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）、チタ
ン（Ｔｉ）の他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌ
ｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム
（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（Ｍｇ
Ａｇ、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、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽
極）１０１および第２の電極（陰極）１０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空
蒸着法を含む）等により形成することができる。

【0081】

正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および電荷発生層（Ｅ）１１６に用いる正孔輸
送性の高い物質としては、例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニ
ルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’－ビス（３－メチル
フェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（
略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）トリフェニルア
ミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリ
フェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフ
ェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’
－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビ
フェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物、３－［Ｎ－（９－フェニルカル
バゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣ
ｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェ
ニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－
ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカル
バゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等が挙げられる。その他、４，４’－ジ（Ｎ－カルバ
ゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）
フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセ
ニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等のカルバゾール誘導体、等
を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動
度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外
のものを用いてもよい。また、本発明の一態様である、実施の形態１に示す有機化合物は
正孔輸送性が高いため、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および電荷発生層（Ｅ）
１１６に好適に用いることができる。

【0082】

さらに、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４－ビニルトリフ
ェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニ
ルアミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］
（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス
（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いること
もできる。

【0083】

また、正孔注入層１１１および電荷発生層（Ｅ）１１６に用いるアクセプター性物質と
しては、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を挙げることができ
る。具体的には、酸化モリブデンが特に好ましい。

【0084】

また、発光層１１３は、発光性の物質を含んで形成されればよいが、ゲスト材料と、ゲ
スト材料を分散状態にする有機化合物（ホスト材料）を用いて形成するのが好ましい。

【0085】

ここで、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動効率を高めるため、分子間のエ
ネルギー移動機構として知られているフェルスター機構（双極子－双極子相互作用）およ
びデクスター機構（電子交換相互作用）を考慮した上で、ホスト材料の発光スペクトル（
一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル、三重項励起状態か
らのエネルギー移動を論じる場合は燐光スペクトル）とゲスト材料の吸収スペクトル（よ
り詳細には、最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯）との重なりが大きくなることが好
ましい。しかしながら通常、ホスト材料の蛍光スペクトルを、ゲスト材料の最も長波長（
低エネルギー）側の吸収帯と重ねることは困難である。なぜならば、そのようにしてしま
うと、ホスト材料の燐光スペクトルは蛍光スペクトルよりも長波長（低エネルギー）側に
位置するため、ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位を下回ってしまい、ホスト
材料からゲスト材料へ効率よくエネルギー移動しないからである。この問題を回避するた
め、ホスト材料のＴ１準位がゲスト材料のＴ１準位を上回るように設計すると、今度はホ
スト材料の蛍光スペクトルが短波長（高エネルギー）側にシフトするため、その蛍光スペ
クトルはゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収帯と重ならなくなる。したが
って、ホスト材料の蛍光スペクトルをゲスト材料の最も長波長（低エネルギー）側の吸収
帯と重ね、ホスト材料の一重項励起状態からのエネルギー移動を最大限に高めることは、
通常困難である。

【0086】

そこで、本実施形態では、ホスト材料として励起錯体（エキサイプレックスとも言う）
を形成する複数の有機化合物を用いることが好ましい。この場合、発光層１１３における
キャリア（電子及びホール）の再結合の際にホスト材料である複数の有機化合物（例えば
、第１の有機化合物と第２の有機化合物）は、励起錯体を形成する。これにより、発光層
１１３において、第１の有機化合物の蛍光スペクトルおよび第２の有機化合物の蛍光スペ
クトルは観測されず、より長波長側に位置する励起錯体の発光スペクトルが得られる。そ
して、励起錯体の発光スペクトルとゲスト材料の吸収スペクトルとの重なりが大きくなる
ように、第１の有機化合物と第２の有機化合物を選択すれば、一重項励起状態からのエネ
ルギー移動を最大限に高めることができる。なお、三重項励起状態に関しても、励起錯体
からのエネルギー移動が生じると考えられる。

【0087】

なお、ゲスト材料としては、燐光性化合物（有機金属錯体等）や、熱活性化遅延蛍光（
ＴＡＤＦ）材料等であることが好ましい。

【0088】

上記、有機金属錯体の具体例としては、例えば、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロ
フェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’｝イ
リジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［
２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ
）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２－フェニルピリジナト）
イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）、ビス（２－フェニルピリジナト）イ
リジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_２（ａｃａｃ））、ビ
ス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ
（ｂｚｑ）_２（ａｃａｃ））、ビス（２，４－ジフェニル－１，３－オキサゾラト－Ｎ，
Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）_２（ａｃａ
ｃ））、ビス｛２－［４’－（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ^２
’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ－ＰＦ－ｐｈ）_２（ａ
ｃａｃ））、ビス（２－フェニルベンゾチアゾラト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）
アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）_２（ａｃａｃ））、ビス［２－（２’－ベン
ゾ［４，５－α］チエニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ^３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルア
セトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）_２（ａｃａｃ））、ビス（１－フェニルイソキノリナ
ト－Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）_２
（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）
キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ））、（
アセチルアセトナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ
）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１
８－オクタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）、
トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：
Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジ
オナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）_３（
Ｐｈｅｎ））、トリス［１－（２－テノイル）－３，３，３－トリフルオロアセトナト］
（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）_３（Ｐｈｅｎ
））などが挙げられる。

【0089】

また、ホスト材料である第１の有機化合物、および第２の有機化合物としては、励起錯
体を生じる組み合わせが好ましく、電子を受け取りやすい化合物（電子トラップ性化合物
）と、ホールを受け取りやすい化合物（正孔トラップ性化合物）とを組み合わせることが
より好ましい。

【0090】

電子を受け取りやすい化合物としては、例えば、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－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジベンゾ
チオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴ
ＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び、６－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベ
ンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）が挙げられる。

【0091】

また、ホールを受け取りやすい化合物としては、本実施の形態１に示す有機化合物を用
いることができる。

【0092】

ホスト材料である第１の有機化合物及び第２の有機化合物は、上述した有機化合物に限
定されることなく、少なくとも本実施の形態１に示した有機化合物を含み、励起錯体を形
成できる組み合わせであればよい。また、励起錯体の発光スペクトルが、ゲスト材料の吸
収スペクトルと重なり、励起錯体の発光スペクトルのピークが、ゲスト材料の最も長波長
側の吸収帯のピークよりも長波長であればよい。

【0093】

なお、電子を受け取りやすい化合物とホールを受け取りやすい化合物で第１の有機化合
物と第２の有機化合物を構成する場合、その混合比によってキャリアバランスを制御する
ことができる。具体的には、第１の有機化合物：第２の有機化合物＝１：９～９：１の範
囲が好ましい。

【0094】

上記構成により、発光層１１３からは、発光効率の高い燐光発光を得ることができる。

【0095】

電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送層１１４には、
トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）、トリス（４－メチル－８
－キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［
ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラ
ト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、ビス［２－（２－ヒ
ドロキシ
フェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２－（２－ヒ
ドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などの金属錯体
を用いることができる。また、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチル
フェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ
－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（
略称：ＯＸＤ－７）、３－（４’－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－フェニル－５－（
４’’－ビフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３－（４－ｔｅｒ
ｔ－ブチルフェニル）－４－（４－エチルフェニル）－５－（４－ビフェニリル）－１，
２，４－トリアゾール（略称：ｐ－ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈ
ｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’－ビス（５－メチルベンゾオキサ
ゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いること
ができる。また、ポリ（２，５－ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９－
ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（ピリジン－３，５－ジイル）］（略
称：ＰＦ－Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－
（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＢＰｙ）のような高分子
化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電
子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記
以外の物質を電子輸送層１１４として用いてもよい。

【0096】

また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積
層したものとしてもよい。

【0097】

電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５には、
フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）
、リチウム酸化物（ＬｉＯ_ｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれ
らの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ_３）のような希土類
金属化合物を用いることができる。また、上述した電子輸送層１１４を構成する物質を用
いることもできる。

【0098】

あるいは、電子注入層１１５に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる
複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子
が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物とし
ては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述
した電子輸送層１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることが
できる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具
体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウ
ム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、ア
ルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸
化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用
いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用い
ることもできる。

【0099】

なお、上述した正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１
４、電子注入層１１５、電荷発生層（Ｅ）１１６は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含
む）、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。

【0100】

上述した発光素子は、第１の電極１０１および第２の電極１０３との間に与えられる電
位差により電流が流れ、ＥＬ層１０２において正孔と電子とが再結合することにより発光
する。そして、この発光は、第１の電極１０１および第２の電極１０３のいずれか一方ま
たは両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１および第２の電極１０
３のいずれか一方、または両方が透光性を有する電極となる。

【0101】

本実施の形態で示した発光素子は、発光層において、本発明の一態様である有機化合物
を含んで形成される励起錯体からのエネルギー移動により、ゲスト材料に基づく燐光発光
が得られることから、従来の発光素子に比べて、高効率な発光素子を実現することができ
る。

【0102】

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用い
ることができるものとする。

【0103】

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様として、電荷発生層を挟んでＥＬ層を複数有する構
造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。

【0104】

本実施の形態に示す発光素子は、図２（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極３０
１および第２の電極３０４）間に、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥ
Ｌ層３０２（２））を有するタンデム型発光素子である。

【0105】

本実施の形態において、第１の電極３０１は、陽極として機能する電極であり、第２の
電極３０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極３０１および第２の電極
３０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１
のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））は、実施の形態２で示したＥＬ層と
同様な構成であっても良いが、いずれかが同様の構成であっても良い。すなわち、第１の
ＥＬ層３０２（１）と第２のＥＬ層３０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であ
ってもよく、その構成は実施の形態２と同様なものを適用することができる。

【0106】

また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層３０２（１）、第２のＥＬ層３０２（２））の間に
は、電荷発生層（Ｉ）３０５が設けられている。電荷発生層（Ｉ）３０５は、第１の電極
３０１と第２の電極３０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方
のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極３０１に
第２の電極３０４よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層（Ｉ）３０
５から第１のＥＬ層３０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層３０２（２）に正孔が
注入される。

【0107】

なお、電荷発生層（Ｉ）３０５は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性
を有する（具体的には、電荷発生層（Ｉ）３０５の可視光の透過率が、４０％以上）こと
が好ましい。また、電荷発生層（Ｉ）３０５は、第１の電極３０１や第２の電極３０４よ
りも低い導電率であっても機能する。

【0108】

電荷発生層（Ｉ）３０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター
）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が
添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。

【0109】

正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体が添加された構成とする場合において、正孔
輸送性の高い有機化合物としては、例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ
、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主
に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の
輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わない。

【0110】

また、電子受容体としては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラ
フルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４－ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。
また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。
具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン
、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中
でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ま
しい。

【0111】

一方、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体が添加された構成とする場合において
、電子輸送性の高い有機化合物としては、例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ_３、ＢｅＢｑ_２、Ｂ
Ａｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることが
できる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）_２、Ｚｎ（ＢＴＺ）_２などのオキサゾール系、チ
アゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外に
も、ＰＢＤやＯＸＤ－７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここ
に述べた物質は、主に１０^－６ｃｍ^２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお
、正孔よりも電子の輸送性の高い有機化合物であれば、上記以外の物質を用いても構わな
い。

【0112】

また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属ま
たは元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いる
ことができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ
）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム
、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機
化合物を電子供与体として用いてもよい。

【0113】

本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図２（Ｂ）に示
すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層（３０２（１）～３０２（ｎ））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ＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間にそれ
ぞれ電荷発生層（Ｉ）（３０５（１）～３０５（ｎ－１））を配置することで、電流密度
を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿
命素子を実現できる。また、大きな発光面を有する発光装置、電子機器、及び照明装置等
に応用した場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一
発光が可能となる。

【0114】

また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所
望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第
１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光
素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合す
ると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色の光を互いに混合す
ると、白色発光を得ることができる。

【0115】

また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の
発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色
である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。

【0116】

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

【0117】

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置につ
いて説明する。

【0118】

また、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型
の発光装置でもよい。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した
発光素子を適用することが可能である。

【0119】

本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図３を用いて説明する
。

【0120】

なお、図３（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を鎖線Ａ－
Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は
、素子基板５０１上に設けられた画素部５０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）５０
３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）５０４（５０４ａ及び５０４ｂ）と、を有する。
画素部５０２、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４は、シール材５０５によって、
素子基板５０１と封止基板５０６との間に封止されている。

【0121】

また、素子基板５０１上には、駆動回路部５０３、及び駆動回路部５０４に外部からの
信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位
を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線５０７が設けられる。ここでは、
外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０８を設ける例を示し
ている。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。

【0122】

次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板５０１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、ソース線駆動回路である駆動回路部５０３
と、画素部５０２が示されている。

【0123】

駆動回路部５０３はｎチャネル型ＦＥＴ５０９とｐチャネル型ＦＥＴ５１０とを組み合
わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、
種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、スタ
ガ型、逆スタガ型いずれのＦＥＴを用いてもよい。さらに、ＦＥＴに用いられる半導体膜
の結晶性についても特に限定されず、非晶質でも結晶性を有していてもよい。また、半導
体材料としては、ＩＶ族（ケイ素、ガリウム等）半導体、化合物半導体（酸化物半導体を
含む）の他、有機半導体等を用いることができる。また、本実施の形態では、基板上に駆
動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく
外部に駆動回路を形成することもできる。

【0124】

また、画素部５０２はスイッチング用ＦＥＴ５１１と、電流制御用ＦＥＴ５１２と電流
制御用ＦＥＴ５１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の
電極（陽極）５１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極（陽極）５
１３の端部を覆って絶縁物５１４が形成されている。

【0125】

また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物５１４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のが好ましい。例えば、絶縁
物５１４の材料として、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かを使
用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化珪素、酸窒化珪素等、
の両者を使用することができる。

【0126】

第１の電極（陽極）５１３上には、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６が積層
形成されている。ＥＬ層５１５は、少なくとも発光層が設けられている。また、ＥＬ層５
１５には、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層
等を適宜設けることができる。

【0127】

なお、第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５及び第２の電極（陰極）５１６との積
層構造で、発光素子５１７が形成されている。第１の電極（陽極）５１３、ＥＬ層５１５
及び第２の電極（陰極）５１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いる
ことができる。また、ここでは図示しないが、第２の電極（陰極）５１６は外部入力端子
であるＦＰＣ５０８に電気的に接続されている。

【0128】

また、図３（Ｂ）に示す断面図では発光素子５１７を１つのみ図示しているが、画素部
５０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部５
０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、
フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合
わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。

【0129】

さらに、シール材５０５で封止基板５０６を素子基板５０１と貼り合わせることにより
、素子基板５０１、封止基板５０６、およびシール材５０５で囲まれた空間５１８に発光
素子５１７が備えられた構造になっている。なお、空間５１８には、不活性気体（窒素や
アルゴン等）が充填される場合の他、シール材５０５で充填される構成も含むものとする
。

【0130】

なお、シール材５０５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５０６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樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材
としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から素子基板５０１及び封止基板
５０６はガラス基板であることが好ましい。

【0131】

以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。

【0132】

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用
いることができる。

【0133】

（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製された発光装置を用
いて完成させた様々な電子機器の一例について、図４、図５を用いて説明する。

【0134】

発光装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビ
ジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデ
オカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、
携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙
げられる。これらの電子機器の具体例を図４に示す。

【0135】

図４（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置７１００は、
筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。表示部７１０３により、映像を表示
することが可能であり、発光装置を表示部７１０３に用いることができる。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。

【0136】

テレビジョン装置７１００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。

【0137】

なお、テレビジョン装置７１００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又は無線に
よる通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（
送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

【0138】

図４（Ｂ）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、コンピュータは、発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製するこ
とができる。

【0139】

図４（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示パネル７３０４、操作ボ
タン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有
する。

【0140】

ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示パネル７３０４は、非矩形状の表示
領域を有している。表示パネル７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイ
コン７３０６等を表示することができる。

【0141】

なお、図４（Ｃ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例え
ば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパ
ネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログ
ラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピ
ュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信
を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示
する機能、等を有することができる。

【0142】

また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（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）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置
をその表示パネル７３０４に用いることにより作製することができる。

【0143】

図４（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１
に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、ス
ピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、発光
装置を表示部７４０２に用いることにより作製される。

【0144】

図４（Ｄ）に示す携帯電話機７４００は、表示部７４０２を指などで触れることで、情
報を入力することができる。また、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は
、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

【0145】

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。

【0146】

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又は番号ボタンを表示させることが好
ましい。

【0147】

また、携帯電話機７４００内部に、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出器を設ける
ことで、携帯電話機７４００の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示
を自動的に切り替えるようにすることができる。

【0148】

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。

【0149】

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に基づき、表
示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ないと判断される場合には、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。

【0150】

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７
４０２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。

【0151】

図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末である。図５（Ａ）は、
開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ、表示部９６
３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省電力モード切
り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有する。なお、当
該タブレット端末は、発光装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に
用いることにより作製される。

【0152】

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６３２ａとすることができ、表示さ
れた操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６
３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領
域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６
３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９
６３１ａの全面をキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを
表示画面として用いることができる。

【0153】

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一
部をタッチパネルの領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボー
ド表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれること
で表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。

【0154】

また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時に
タッチ入力することもできる。

【0155】

また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向き
を切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替え
スイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで測定される使用時の外
光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光セ
ンサだけでなく、ジャイロセンサや加速度センサ等の検出器を内蔵させてもよい。

【0156】

また、図５（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示し
ているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示
の仕様も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネル
としてもよい。

【0157】

図５（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６
３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有
する。

【0158】

なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態
にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、
耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

【0159】

また、この他にも図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示したタブレット型端末は、カレンダー
、日付又は時刻などの様々な情報を静止画、動画、あるいはテキスト画像として表示部に
表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様
々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる
。

【0160】

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル
、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は
、筐体９６３０の片面または両面に設けることができ、バッテリー９６３５の充電を効率
的に行う構成とすることができる。なおバッテリー９６３５としては、リチウムイオン電
池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

【0161】

また、図５（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図５（Ｃ）
にブロック図を示し説明する。図５（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５
、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示
部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コ
ンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図５（Ｂ）に示す充放電制御回路９６
３４に対応する箇所となる。

【0162】

外光を得て太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太
陽電池９６３３で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるよう
ＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動
作に太陽電池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバ
ータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、
表示部９６３１での表示を行わない際には、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２
をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。

【0163】

なお太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、
圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によるバ
ッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送
受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構
成としてもよい。

【0164】

また、本実施の形態で説明した表示部を具備していれば、図５に示した電子機器に特に
限定されないことは言うまでもない。

【0165】

以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器を得ることがで
きる。発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能
である。

【0166】

なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

【0167】

（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を含む発光装置を適用した照明装置
の一例について、図６を用いて説明する。

【0168】

図６は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は
大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を
有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することも
できる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザイ
ンの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる
。さらに、室内の壁面に大型の照明装置８００３を備えても良い。

【0169】

また、発光装置をテーブルの表面に用いることによりテーブルとしての機能を備えた照
明装置８００４とすることができる。なお、その他の家具の一部に発光装置を用いること
により、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。

【0170】

以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装
置は本発明の一態様に含まれるものとする。

【0171】

また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用
いることができる。

【実施例0172】

≪合成例１≫
本実施例では、実施の形態１の構造式（１００）で表される本発明の一態様である有機
化合物、Ｎ－（４－ビフェニル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イ
ル）ジベンゾフラン－４－アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）の合成方法について説明する。な
お、ＦｒＢｉＦの構造を以下に示す。

【0173】

【化20】

【0174】

＜ＦｒＢｉＦの合成＞
２００ｍＬ三口フラスコに、Ｎ－（４－ビフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フル
オレン－２－アミンを２．３ｇ（６．４ｍｍｏｌ）、４－ヨードジベンゾフランを１．９
ｇ（６．４ｍｍｏｌ）、ナトリウムｔｅｒｔ－ブトキシドを１．９ｇ（１９ｍｍｏｌ）を
入れた。この混合物にトルエン３５ｍＬおよびトリ（ｔｅｒｔ－ブチル）ホスフィンの１
０％ヘキサン溶液０．２ｍＬを加え、この混合物を減圧しながら攪拌することで脱気した
。

【0175】

この混合物にビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）を３７ｍｇ（０．０６
４ｍｍｏｌ）加え、窒素気流下にて１１０℃で、８．５時間加熱撹拌した。撹拌後、この
混合物にトルエンを加え、得られた混合物をフロリジール、セライト、アルミナを通して
吸引ろ過し、濾液を得た。得られた濾液を水、飽和食塩水で洗浄し、有機層を硫酸マグネ
シウムにより乾燥させた。この混合物を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して固体を得
た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した。カラムクロマトグ
ラフィーはトルエン：ヘキサン＝１：２を展開溶媒として行った。得られたフラクション
を濃縮して固体を得た。得られた固体をヘキサンで再結晶し、目的物の白色固体を２．６
ｇ、収率７６％で得た。

【0176】

得られた白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、圧
力３．１Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を２１０℃で加熱して行
った。昇華精製後、淡黄色固体を１．１ｇ、回収率５２％で得た。上述した合成方法の合
成スキームを下記（Ａ－１）に示す。

【0177】

【化21】

【0178】

なお、上記合成方法で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７に示す。得られた^１Ｈ－ＮＭ
Ｒチャートから、本合成例１において、上述の構造式（１００）で表される本発明の一態
様である有機化合物ＦｒＢｉＦが得られたことがわかった。

【0179】

^１Ｈ－ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６，５００ＭＨｚ）：δ＝１．３４（ｓ，６Ｈ），７．０
４－７．０７（ｍ，３Ｈ），７．２５－７．３３（ｍ，５Ｈ），７．３９－７．５２（ｍ
，７Ｈ），７．６２（ｄ，Ｊ１＝８．５Ｈｚ，２Ｈ），７．６５（ｄ，Ｊ１＝７．５Ｈｚ
，２Ｈ），７．７５（ｔ，Ｊ１＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），８．０３（ｄｄ，Ｊ１＝７．５Ｈ
ｚ，Ｊ２＝１．５Ｈｚ，１Ｈ），７．７１（ｄ，Ｊ１＝７．０Ｈｚ，１Ｈ）．

【0180】

次に、ＦｒＢｉＦの溶液および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。吸収スペクトルの測定には、紫外可視
分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、溶液は、ＦｒＢｉＦのトルエン溶
液を石英セルに入れ、室温で測定した。また、薄膜は、石英基板にＦｒＢｉＦを蒸着した
ものを同様の装置により、室温で測定した。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、トルエン溶液を石英セルに入れ、室
温で測定を行った。また、薄膜は、石英基板にＦｒＢｉＦを蒸着したものを同様の装置に
より、室温で測定した。

【0181】

溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを図８（Ａ）に示す。また、薄膜の吸収スペ
クトル及び発光スペクトルを図８（Ｂ）に示す。図８（Ａ）（Ｂ）のいずれにおいても横
軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。また、図８（Ａ）（Ｂ）において、そ
れぞれ２本の実線が示されているが、いずれも細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実
線は発光スペクトルを示している。なお、図８（Ａ）（Ｂ）に示す吸収スペクトルは、溶
液の場合は、得られた吸収スペクトルから、トルエンの吸収スペクトルを差し引いたもの
である。また、薄膜の場合は、得られた吸収スペクトルから、石英基板の吸収スペクトル
を差し引くことで得た。

【0182】

図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、ＦｒＢｉＦは、溶液の場合では、２８６、及び３４９
ｎｍに吸収ピークを有し、４０１ｎｍに発光ピークを有していた。また、薄膜の場合には
、２５９、２９１、及び３５６ｎｍに吸収ピークを有し、４１３ｎｍに発光ピークを有し
ていた。

【0183】

次に、本実施例で得られたＦｒＢｉＦを液体クロマトグラフ質量分光法（Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ（略称：ＬＣ／
ＭＳ））によって質量（ＭＳ）分析した。

【0184】

ＬＣ／ＭＳは、ＬＣ（液体クロマトグラフィー）分離をウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔ
ｙ ＵＰＬＣにより、ＭＳ分析（質量分析）をウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ
ＭＳにより行った。ＬＣ分離で用いたカラムはＡｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ ＢＥＨ Ｃ
８ （２．１×１００ｍｍ １．７μｍ）、カラム温度は４０℃とした。移動相は移動相
Ａをアセトニトリル、移動相Ｂを０．１％ギ酸水溶液とした。また、サンプルは任意の濃
度のＦｒＢｉＦをトルエンに溶解し、アセトニトリルで希釈して調整し、注入量は５．０
μＬとした。

【0185】

ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉ
ｚａｔｉｏｎ（略称：ＥＳＩ））によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は
３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。以上
の条件でイオン化された全ての成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスに衝突
させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンに衝突させる際のエネルギー（コリジョ
ンエネルギー）は６ｅＶ及び３０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００
～１１２０とした。図９に、生成したプロダクトイオンを飛行時間（ＴＯＦ）型ＭＳで検
出した結果を示す。図９（Ａ）は、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合の測定結果、図
９（Ｂ）はコリジョンエネルギーが３０ｅＶの場合の測定結果を示す。

【0186】

図９（Ａ）の結果から、コリジョンエネルギーが６ｅＶの場合、ＦｒＢｉＦは、水素イ
オンの有無や同位体の存在に起因し、主としてｍ／ｚ＝５２８付近に複数のイオンが検出
された。図９（Ａ）に示す結果は、ＦｒＢｉＦを同定する上での重要なデータであるとい
える。

【0187】

また、図９（Ｂ）の結果から、コリジョンエネルギーが３０ｅＶの場合、コリジョンエ
ネルギーが６ｅＶの場合では検出されなかったイオンが検出された。コリジョンエネルギ
ーが３０ｅＶの場合、ＦｒＢｉＦは、水素イオンの有無や同位体の存在に起因し、主とし
てｍ／ｚ＝５２８付近に前駆体イオンが、ｍ／ｚ＝３７５付近、ｍ／ｚ＝３６１付近、ｍ
／ｚ＝３３４付近にそれぞれ複数のプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお
、図９（Ａ）（Ｂ）に示す結果より、ｍ／ｚ＝３７５付近、ｍ／ｚ＝３６１付近、ｍ／ｚ
＝３３４付近に検出される複数のプロダクトイオンは、ＦｒＢｉＦに由来するプロダクト
イオンであることを示し、混合物中に含まれるＦｒＢｉＦを同定する上での重要なデータ
であるといえる。

【0188】

なお、ｍ／ｚ＝３７５付近のプロダクトイオンは、ＦｒＢｉＦにおけるビフェニル基が
離脱した状態のカチオンと推定され、ＦｒＢｉＦが、ビフェニル基を含んでいることを示
唆するものである。

【0189】

ｍ／ｚ＝３６１付近のプロダクトイオンは、ＦｒＢｉＦにおけるジベンゾフラニル基が
離脱した状態のカチオンと推定され、ＦｒＢｉＦが、ジベンゾフラニル基を含んでいるこ
とを示唆するものである。

【0190】

ｍ／ｚ＝３３４付近のプロダクトイオンは、ＦｒＢｉＦにおけるジメチルフルオレニル
基が離脱した状態のカチオンと推定され、ＦｒＢｉＦが、ジメチルフルオレニル基を含ん
でいることを示唆するものである。

【実施例0191】

本実施例では、本発明の一態様である有機化合物、Ｎ－（４－ビフェニル）－Ｎ－（９
，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）ジベンゾフラン－４－アミン（略称：Ｆ
ｒＢｉＦ、構造式（１００））を発光層に用いた発光素子１について図１０を用いて説明
する。なお、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。

【0192】

【化22】

【0193】

≪発光素子１の作製≫
まず、ガラス製の基板１１００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より成膜し、陽極として機能する第１の電極１１０１を形成した。な
お、その膜厚は１１０ｎｍとし、電極面積は２ｍｍ×２ｍｍとした。

【0194】

次に、基板１１００上に発光素子１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。

【0195】

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１１００を
３０分程度放冷した。

【0196】

次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、基板１１００を真空蒸
着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層１
１０２を構成する正孔注入層１１１１、正孔輸送層１１１２、発光層１１１３、電子輸送
層１１１４、電子注入層１１１５が順次形成される場合について説明する。

【0197】

真空蒸着装置内を１０^－４Ｐａに減圧した後、１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン
－４－イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを、ＤＢ
Ｔ３Ｐ－ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、
第１の電極１１０１上に正孔注入層１１１１を形成した。膜厚は２０ｎｍとした。なお、
共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法であ
る。

【0198】

次に、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミ
ン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層１１１２を形成し
た。

【0199】

次に、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。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）、ＦｒＢｉＦ、（アセチルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒ
ｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕ
ｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）を、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＦｒＢｉＦ：［Ｉｒ（ｔ
Ｂｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．７：０．３：０．０５（質量比）となるように２０
ｎｍの膜厚で共蒸着した後、さらに２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ：ＦｒＢｉＦ：［Ｉｒ（
ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］＝０．８：０．２：０．０５（質量比）となるように２
０ｎｍの膜厚で共蒸着した。

【0200】

次に、発光層１１１３上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを１０ｎｍ蒸着した後、バソフ
ェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層１１１
４を形成した。さらに電子輸送層１１１４上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することに
より、電子注入層１１１５を形成した。

【0201】

最後に、電子注入層１１１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し
、陰極となる第２の電極１１０３を形成し、発光素子１を得た。なお、上述した蒸着過程
において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。

【0202】

以上により得られた発光素子１の素子構造を表１に示す。

【0203】

【表1】

【0204】

また、作製した発光素子１は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス
内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時に８０℃にて１時間熱処理
）。

【0205】

≪発光素子１の動作特性≫
作製した発光素子１の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれ
た雰囲気）で行った。

【0206】

まず、発光素子１の電流密度－輝度特性を図１１に示す。なお、図１１において、縦軸
は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、横軸は電流密度（ｍＡ／ｃｍ^２）を示す。また、発光素子１の
電圧－輝度特性を図１２に示す。なお、図１２において、縦軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）、
横軸は、電圧（Ｖ）を示す。また、発光素子１の輝度－電流効率特性を図１３に示す。な
お、図１３において、縦軸は、電流効率（ｃｄ／Ａ）、横軸は、輝度（ｃｄ／ｍ^２）を示
す。また、発光素子１の電圧－電流特性を図１４に示す。なお、図１４において、縦軸は
、電流（ｍＡ）、横軸は、電圧（Ｖ）を示す。

【0207】

図１３より、本発明の一態様である発光素子１は、高効率な素子であることがわかった
。また、８００ｃｄ／ｍ^２付近における発光素子１の主な初期特性値を以下の表２に示す
。

【0208】

【表2】

【0209】

上記結果から、本実施例で作製した発光素子１は、良好な電流効率を示していることが
分かる。さらに、色純度の良い黄緑色発光を示すことが分かる。

【0210】

また、２５ｍＡ／ｃｍ^２の電流密度における発光素子１の発光スペクトルを図１５に示
す。図１５に示す通り、発光素子１の発光スペクトルは５５０ｎｍにピークを有しており
、有機金属錯体［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］の発光に由来していることが示
唆される。

【0211】

また、発光素子１についての信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１６に示す。
図１６において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は
素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ^２に設
定し、電流密度一定の条件で発光素子１を駆動させた。その結果、発光素子１の１００時
間後の輝度は、初期輝度のおよそ８７％を保っていた。

【0212】

したがって、発光素子１は、高い信頼性を示すことがわかった。また、本発明の一態様
である有機化合物を発光素子に用いることにより、高効率なだけでなく長寿命の発光素子
が得られることがわかった。