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技術 化合物

出願人 株式会社半導体エネルギー研究所
発明者 尾坂晴恵高須貴子門間裕史川田ゆう子下垣智子瀬尾広美鈴木恒徳大澤信晴瀬尾哲史
出願日 2013年1月18日 (7年11ヶ月経過) 出願番号 2013-006859
公開日 2013年5月9日 (7年7ヶ月経過) 公開番号 2013-082742
状態 特許登録済
技術分野 エレクトロルミネッセンス光源 インドール系化合物
主要キーワード NBB TSO 蛍光発光物質 可変アーム 光学的エネルギー 紫外可視分光 NMRチャート図 ヘリセン
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図面 (20)

課題

発光素子長寿命化発光効率の向上を達成することが可能な新規物質を提供する。

解決手段

一般式(G1)で表される構造を有するカルバゾール化合物を提供する。なお、一般式(G1)における置換基(R1、R2、Ar3及びα3)としては、当該置換基の結合手水素置換した化合物のHOMO準位が深く、LUMO準位が浅い置換基をいずれも用いるものとする。また、一般式(G1)における置換基(R1、R2、Ar3、及びα3)としては、当該置換基の結合手を水素で置換した化合物のバンドギャップ(Bg)が広く、T1準位が高い置換基をいずれも用いるものとする。

概要

背景

近年、エレクトロルミネッセンス(EL;Electroluminescence)を
利用した発光素子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、
一対の電極間発光性物質を含む層を挟んだものである。この素子電圧印加するこ
とにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。

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。

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、面状の発光を容易に
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を形成することができる
。このことは、白熱電球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。

エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、
無機化合物であるかによって大別できるが、発光性の物質に有機化合物を用いる場合、発
光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホール正孔)がそれぞ
れ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電
子およびホール(正孔))が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形
成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、有機化合物が形成する励起
態の種類としては、一重項励起状態三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態から
の発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。

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、アントラセン骨格カルバゾール骨格とを有する化合物発光材料として
用いた発光素子が開示されているが、当該発光素子は、十分な信頼性を有しているとは言
えない。

また、特許文献2において、置換または無置換のフェニル基を含むアントラセン骨格と、
カルバゾール骨格とを有し、キャリア輸送性に優れる化合物を用いた発光素子が開示され
ている。当該発光素子は、駆動電圧が低く、高い信頼性が得られる素子である。

概要

発光素子の長寿命化発光効率の向上を達成することが可能な新規物質を提供する。一般式(G1)で表される構造を有するカルバゾール化合物を提供する。なお、一般式(G1)における置換基(R1、R2、Ar3及びα3)としては、当該置換基の結合手水素で置換した化合物のHOMO準位が深く、LUMO準位が浅い置換基をいずれも用いるものとする。また、一般式(G1)における置換基(R1、R2、Ar3、及びα3)としては、当該置換基の結合手を水素で置換した化合物のバンドギャップ(Bg)が広く、T1準位が高い置換基をいずれも用いるものとする。なし

目的

本発明の一態様は、発光素子の長寿命化と発光効率の向上を達成する
ことが可能な新規物質を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

下記一般式(G1)で表される化合物(但し、下記式(102)、(105)を除く。)。(但し、一般式(G1)中、R1は炭素数1〜12のアルキル基置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基、または、下記一般式(G1−1)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、R2は、水素、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、または、下記一般式(G1−2)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、α3は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、Ar3は、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。)(但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは0または1である。)(但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。)

請求項2

請求項1において、前記一般式(G1)中のR1は、下記構造式(S−1)乃至(S−5)、または、下記一般式(G1−1)で表される構造のいずれか一である化合物。(但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは0または1である。)

請求項3

請求項1または2において、前記一般式(G1)中のR2は、下記構造式(S−11)乃至(S−16)、または、下記一般式(G1−2)で表される構造のいずれか一である化合物。(但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。)

請求項4

請求項1乃至3のいずれか一において、前記一般式(G1)中のα3、前記一般式(G1−1)中のα1、及び前記一般式(G1−2)中のα2はそれぞれ独立に、下記構造式(α−1)乃至(α−7)で表される構造のいずれか一である化合物。

請求項5

請求項1乃至4のいずれか一において、前記一般式(G1−1)中のAr1及び前記一般式(G1−2)中のAr2はそれぞれ独立に、下記構造式(Ar−1)乃至(Ar−10)で表される構造のいずれか一である化合物。

請求項6

請求項1乃至5のいずれか一において、前記一般式(G1)中のAr3は、下記構造式(Ar−11)乃至(Ar−15)で表される構造のいずれか一である化合物。

請求項7

下記一般式(I1)で表される化合物。(但し、一般式(I1)中、Xは、塩素臭素又はヨウ素を表す。)

請求項8

下記一般式(I2)で表される化合物。(但し、一般式(I2)中、Xは、塩素、臭素又はヨウ素を表す。)

技術分野

0001

本発明は、カルバゾール化合物及びそれを用いた発光素子に関する。また、当該発光素子
を用いた発光装置電子機器、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;Electroluminescence)を
利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。これら発光素子の基本的な構成は、
一対の電極間発光性物質を含む層を挟んだものである。この素子電圧印加するこ
とにより、発光性の物質からの発光を得ることができる。

0003

このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素視認性が高く
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、面状の発光を容易に
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を形成することができる
。このことは、白熱電球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

エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、
無機化合物であるかによって大別できるが、発光性の物質に有機化合物を用いる場合、発
光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子およびホール正孔)がそれぞ
れ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア(電
子およびホール(正孔))が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形
成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、有機化合物が形成する励起
態の種類としては、一重項励起状態三重項励起状態が可能であり、一重項励起状態から
の発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。

0006

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、アントラセン骨格カルバゾール骨格とを有する化合物発光材料として
用いた発光素子が開示されているが、当該発光素子は、十分な信頼性を有しているとは言
えない。

0007

また、特許文献2において、置換または無置換のフェニル基を含むアントラセン骨格と、
カルバゾール骨格とを有し、キャリア輸送性に優れる化合物を用いた発光素子が開示され
ている。当該発光素子は、駆動電圧が低く、高い信頼性が得られる素子である。

先行技術

0008

WO2005/113531号公報
特開2009−167175号公報

発明が解決しようとする課題

0009

特許文献2に記載の化合物を燐光発光物質を用いる素子に適用する場合、当該化合物に含
まれるアントラセン骨格のT1準位(三重項励起エネルギー)が十分でないために、燐光
発光物質励起エネルギークエンチしてしまい、高い発光効率が得にくい場合がある。
また、青色の蛍光発光物質を用いる素子に適用する場合、高い発光効率が得られるものの
、さらなる高効率化が望まれる。

0010

上記課題を鑑みて、本発明の一態様は、発光素子の長寿命化と発光効率の向上を達成する
ことが可能な新規物質を提供することを課題の一とする。より具体的には、発光素子に適
用することが可能な新規カルバゾール化合物を提供することを課題の一とする。

課題を解決するための手段

0011

本発明の一態様は、下記一般式(G1)で表されるカルバゾール化合物である。

0012

0013

但し、一般式(G1)中、R1は炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニ
ル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換の
フェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基、または、下記一般式(G1−
1)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、R2は、水素、炭
素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル
基、または、下記一般式(G1−2)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般
式(G1)中、α3は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフ
ニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、Ar3は、置換又は無置
換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレ
ル基のいずれか一を示す。

0014

0015

但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは
0または1である。

0016

0017

但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。

0018

また、上記一般式(G1)中のR1は、下記構造式(S−1)乃至(S−5)、または、
下記一般式(G1−1)で表される構造のいずれか一であってもよい。

0019

0020

但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは
0または1である。

0021

また、上記一般式(G1)中のR2は、下記構造式(S−11)乃至(S−16)、また
は、下記一般式(G1−2)で表される構造のいずれか一であってもよい。

0022

0023

但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。

0024

また、上記一般式(G1)中のα3、一般式(G1−1)中のα1、及び一般式(G1−
2)中のα2はそれぞれ独立に、下記構造式(α−1)乃至(α−7)で表される構造の
いずれか一であってもよい。

0025

0026

また、上記一般式(G1−1)中のAr1及び一般式(G1−2)中のAr2はそれぞれ
独立に、下記構造式(Ar−1)乃至(Ar−10)で表される構造のいずれか一であっ
てもよい。

0027

0028

また、上記一般式(G1)中のAr3は、下記構造式(Ar−11)乃至(Ar−15)
で表される構造のいずれか一であってもよい。

0029

0030

また、本発明の別の一態様は、上記のカルバゾール化合物を用いた発光素子である。

0031

また、本発明の別の一態様は、上記の発光素子を用いた発光装置である。

0032

また、本発明の別の一態様は、上記の発光装置を用いた照明装置である。

0033

また、本発明の別の一態様は、上記の発光装置を用いた電子機器である。

0034

なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス発光デバイス光源を含む
。また、パネルコネクター、例えばFPC(Flexible PrintedCi
rcuit)もしくはTAB(Tape Automated Bonding)テープ
もしくはTCP(Tape Carrier Package)が取り付けられたモジュ
ール、TABテープや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
たモジュールも全て発光装置に含むものとする。

発明の効果

0035

本発明の一態様によって、新規カルバゾール化合物を提供することができる。該カルバゾ
ール化合物は、広いバンドギャップを有し、発光素子の材料として有用である。また、該
カルバゾール化合物は、高いT1準位を有し、発光素子の材料として有用である。さらに
、該カルバゾール化合物は、高いキャリア輸送性を有し、発光素子の材料として有用であ
る。

0036

また、本発明の一態様によって、発光効率が高く、長寿命の発光素子を提供することがで
きる。また、本発明の一態様によって、該発光素子を適用した信頼性の高い発光装置、照
明装置、及び電子機器を提供することができる。

図面の簡単な説明

0037

本発明の一態様の発光素子を説明する図。
本発明の一態様の発光素子を説明する図。
本発明の一態様の発光装置を説明する図。
本発明の一態様の発光装置を説明する図。
本発明の一態様の電子機器を説明する図。
本発明の一態様の照明装置を説明する図。
PCPNのNMRチャート図
3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールのNMRチャート図。
3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールのMSチャート図。
PCPNのトルエン溶液吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
PCPNの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
CPPnのNMRチャート図。
PCPPnのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
PCPPnの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
PCzPTpのNMRチャート図。
PCzPTpのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
mPCPPnのNMRチャート図。
mPCPPnのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
mPCPPnの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
mPCzPTpのNMRチャート図。
mPCzPTpのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
mPCzPTpの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
NCPNのNMRチャート図。
NCPNのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
NCPNの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
NP2PCのNMRチャート図。
NP2PCのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
NP2PCの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
実施例の発光素子の説明する図。
実施例9の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例9の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例9の発光素子及び比較発光素子の輝度電流効率特性を示す図。
実施例9の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例9の発光素子及び比較発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例10の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例10の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例10の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例10の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例10の発光素子及び比較発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例11の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例11の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例11の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例11の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例11の発光素子及び比較発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例12の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例12の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例12の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例12の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例12の発光素子及び比較発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例13の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例13の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例13の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例13の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例14の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例14の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例14の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例14の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例14の発光素子及び比較発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例15の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例15の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例15の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例の発光素子の構造を示す図。
実施例16の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例16の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例16の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例17の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例17の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例17の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例18の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例18の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例18の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例18の発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例19の発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例19の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例19の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例19の発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
実施例19の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。
実施例20の発光素子及び比較発光素子の発光スペクトルを示す図。
実施例20の発光素子及び比較発光素子の電圧−輝度特性を示す図。
実施例20の発光素子及び比較発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。
実施例20の発光素子及び比較発光素子の輝度−パワー効率特性を示す図。
Cl−PPn2のNMRチャート図。
Pn2BPPCのNMRチャート図。
Pn2BPPCのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
Pn2BPPCの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
PCPCl2のNMRチャート図。
Pn2PPCのNMRチャート図。
Pn2PPCのトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。
Pn2PPCの薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルを示す図。

0038

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。したがって、本発明は以下
に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

0039

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様に係るカルバゾール化合物について説明する。

0040

本発明の一態様に係るカルバゾール化合物は、下記一般式(G1)で表されるカルバゾー
ル化合物である。

0041

0042

但し、一般式(G1)中、R1は炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニ
ル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は無置換の
フェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基、または、下記一般式(G1−
1)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、R2は、水素、炭
素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル
基、または、下記一般式(G1−2)で表される置換基のいずれか一を示す。また、一般
式(G1)中、α3は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又は無置換のビフ
ェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1)中、Ar3は、置換又は無置
換のナフチル基、置換又は無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニ
ル基のいずれか一を示す。

0043

0044

但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは
0または1である。

0045

0046

但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。

0047

なお、一般式(G1)における置換基(具体的には、R1、R2、Ar3、及びα3)に
はいずれも、当該置換基の結合手を水素で置換した化合物のHOMO準位が深い(絶対値
が大きい)置換基を用いるものとする。具体的には、一般式(G1)に結合する置換基の
結合手を水素で置換した化合物のHOMO準位を−5.5eV以下とするのが好ましい。
これによって、一般式(G1)で表される本実施の形態のカルバゾール化合物を、HOM
O準位の深い化合物とすることができる。

0048

また、一般式(G1)における置換基(具体的には、R1、R2、Ar3、及びα3)に
はいずれも、当該置換基の結合手を水素で置換した化合物のバンドギャップ(Bg)が広
く、T1準位が高い置換基を用いるものとする。具体的には、一般式(G1)における置
換基の結合手を水素で置換した化合物のバンドギャップは2.7eV以上(蛍光の青のエ
ネルギー以上、より好ましくは3.0eV以上)、T1準位は1.8eV以上(燐光の赤
エネルギー以上)とするのが好ましい。これによって、一般式(G1)で表される本実
施の形態のカルバゾール化合物を、広いバンドギャップ及び高いT1準位を有する化合物
とすることができる。したがって、本実施の形態のカルバゾール化合物を発光層に隣接す
る層や発光層のホスト材料として用いた場合、高い励起エネルギーを持った発光物質から
励起エネルギーを奪うことなく、より効率良く発光素子を光らせることができると考えら
れる。また本実施の形態のカルバゾール化合物を発光物質として用いる場合、短波長(青
紫〜青色)の光を得ることができる。

0049

また広いバンドギャップを有していれば、HOMO準位が深い材料であっても、浅いLU
MO準位を維持することができる。そのため、本実施の形態のカルバゾール化合物を発光
素子のホール輸送層に適用した場合、隣接する発光層からの電子の抜けを抑制し、発光層
におけるキャリアの再結合を効率よく行うことができると考えられる。

0050

そのため、一般式(G1)に結合する置換基(具体的には、R1、R2、Ar3、及びα
3)にはいずれも、当該置換基の結合手を水素で置換した化合物のLUMO準位が浅い(
絶対値が小さい)置換基を用いるものとする。具体的には、一般式(G1)に結合する置
換基の結合手を水素で置換した化合物のLUMO準位は、−2.5eV以上とするのが好
ましい。

0051

上記R1、R2、α3、及びAr3がさらに置換基を有する場合もHOMO準位、LUM
O準位、バンドギャップを考慮すると、その置換基はそれぞれ独立して、炭素数1〜12
のアルキル基、フェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントリル基、またはトリ
フェニレニル基のいずれかが好ましい。

0052

また特に、カルバゾール骨格の3位(及び6位)に結合している置換基の一部であるAr
3(及びAr2)は、ナフチル基、フェナントリル基、またはトリフェニレニル基の様に
縮合環とするのが好ましい。これら縮合環は、キャリア輸送性に優れているためであり
、特にナフチル基、フェナントリル基とするのが好ましい。また、分子量が高く熱物性
向上する点ではフェナントリル基またはトリフェニレニル基とするのが好ましい。なお、
ナフタレンは2環の縮合環で共役が小さいため、バンドギャップが広くT1準位が高い。
フェナントレントリフェニレンは3環以上の縮合環であるが、同じ3環の縮合環のアン
トラセンや4環のテトラセンと比べて、ポリアセン構造(縮合環が直線状)でなく、ヘリ
セン構造・ヘリセン構造の組み合わせの構成(曲がった縮合環)であるため、バンドギャ
ップが広くT1準位が高い。

0053

また、カルバゾール骨格とAr3(及びAr2)との間にα3(及びα2)で表されるア
リーレンを挟むことで、カルバゾール骨格からAr3(及びAr2)まで共役が広がり
らい構造となるため好ましい。特にメタ位オルト位(例えばフェニレンの場合1位と3
位、1位と2位)でアリーレンが結合している場合、より共役が広がりづらく、バンドギ
ャップが広がると考えられるため好ましい。また、パラ位に結合している場合は、熱物性
に優れ(Tgが高い)、キャリア輸送性に優れると考えられる。またα3(及びα2)は
、それ自体が共役を大きくする要因にならないように、フェニル骨格ビフェニル骨格
用いるなど、共役が小さいアリーレン基とする。

0054

一般式(G1)における置換基Ar1、Ar2及びAr3にそれぞれ結合している置換基
をアルキル基とすると、溶媒溶けやすくなるため好ましい。特に、メチル基やtert
ブチル基は溶解性が優れていると考えられるため好ましい。また、一般式(G1)に結
合する置換基Ar1、Ar2及びAr3がアルキル基やアリール基などの置換基を有する
場合、本実施の形態のカルバゾール化合物の構造がより立体的になる。そのため、より結
晶化しにくく、分子同士のスタックによる濃度消光などを抑制することが出来ると考えら
れ、好ましい。

0055

また、一般式(G1)に結合する置換基R2が水素以外の場合、置換基R2と置換基α
−Ar3が同じであると、合成がより簡便となるため好ましい。また、置換基R2と置換
基α3−Ar3が同じであると分子量が増加するために、熱物性も向上し、好ましい。な
お、置換基R2が水素であると、水素以外の場合と比較してよりバンドギャップが広くT
1準位が高くなるため、好ましい。

0056

適用する置換基の具体例を以下に示す。

0057

一般式(G1)において、R1で表される置換基として、具体的には、例えば、下記構造
式(S−1)乃至(S−5)、または、下記一般式(G1−1)等が挙げられる。

0058

0059

但し、一般式(G1−1)中、Ar1は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−1)中、α1は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。また、一般式(G1−1)中、nは
0または1である。

0060

また、一般式(G1)において、R2で表される置換基として、具体的には、例えば、下
記構造式(S−11)乃至(S−16)、または、下記一般式(G1−2)等が挙げられ
る。

0061

0062

但し、一般式(G1−2)中、Ar2は、炭素数1〜12のアルキル基、置換又は無置換
のフェニル基、置換又は無置換のビフェニル基、置換又は無置換のナフチル基、置換又は
無置換のフェナントリル基、置換又は無置換のトリフェニレニル基のいずれか一を示す。
また、一般式(G1−2)中、α2は、置換又は無置換のフェニレン基、または、置換又
は無置換のビフェニルジイル基のいずれか一を示す。

0063

また、一般式(G1)中のα3、一般式(G1−1)中のα1、または、一般式(G1−
2)中のα2で表される置換基として、具体的には、下記構造式(α−1)乃至(α−7
)等が挙げられる。

0064

0065

また、一般式(G1−1)中のAr1、または、一般式(G1−2)中のAr2で表され
る置換基として、具体的には、下記構造式(Ar−1)乃至(Ar−10)等が挙げられ
る。

0066

0067

また、一般式(G1)中のAr3で表される置換基として、具体的には、下記構造式(A
r−11)乃至(Ar−15)等が挙げられる。

0068

0069

一般式(G1)で表されるカルバゾール化合物の具体例としては、構造式(100)〜構
造式(131)、構造式(140)〜構造式(151)、構造式(160)〜構造式(1
83)、及び構造式(190)〜構造式(197)で表されるカルバゾール化合物を挙げ
ることができる。但し、本発明はこれらに限定されない。

0070

0071

0072

0073

0074

0075

0076

0077

0078

0079

0080

0081

0082

0083

0084

本実施の形態のカルバゾール化合物の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である
。例えば、下記の合成法1乃至合成法3に示す合成反応を行うことによって合成すること
ができる。なお、以下に示す反応スキームにおいて、特に説明の無い符号(R1、R2、
α3、Ar3)に関しては先の一般式(G1)に関する説明を参酌することができる。

0085

〈合成法1〉
まず、反応スキーム(A−1)に示すように、ハロゲン化カルバゾール化合物(a1)と
アリールホウ素化合物(a2)とをカップリングさせることで、カルバゾール化合物(a
3)を合成する。

0086

0087

なお、X1は、ハロゲンを表す。X1は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。B1はボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。

0088

なお、反応スキーム(A−1)のカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例
として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。

0089

反応スキーム(A−1)において、鈴木・浦反応を用いる場合について示す。金属触媒
としてはパラジウム触媒を用いることができ、パラジウム触媒としてはパラジウム錯体
その配位子の混合物を用いることができる。また、パラジウム錯体としては、酢酸パラ
ウム(II)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)、ビス(トリフ
ェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド等が挙げられる。また配位子として
は、トリ(オルトトリル)ホスフィンや、トリフェニルホスフィンや、トリシクロヘキ
シルホスフィン等が挙げられる。また塩基として用いることができる物質としては、ナト
リウム tert−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム等の無機塩基等が挙げられ
る。また、当該反応は溶液中で行うことが好ましく、用いる事ができる溶媒としては、ト
エンと水の混合溶媒トルエンエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレン
と水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の
混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、エチレングリコール
メチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒等が挙げられる。ただし、用いることがで
きる触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。また反応スキーム(A−1)に
おいて、アリールホウ素化合物(a2)の代わりに、アリールアルミニウム、アリールジ
ルコニウム、アリール亜鉛、またはアリールスズ化合物等を用いても良い。また反応は窒
素やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。

0090

また、反応スキーム(A−1)では、化合物(a1)のハロゲン基X1と、化合物(a2
)のホウ素化合物基B1とを反応させる場合を示したが、化合物(a1)をホウ素化合物
、化合物(a2)をハロゲン化物として(反応基X1とB1とを逆にして)カップリング
させても、上記カルバゾール化合物(a3)を得ることができる。

0091

次に反応スキーム(A−2)に示すように、カルバゾール化合物(a3)をハロゲン化す
ることで、ハロゲン化カルバゾール化合物(a4)を合成する。

0092

0093

なお、X2は、ハロゲンを表す。X2は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。

0094

反応スキーム(A−2)におけるハロゲン化反応には、様々な反応条件があるが、例えば
極性溶媒下でハロゲン化剤を用いた反応を用いることができる。ハロゲン化剤としては、
N−ブロモコハク酸イミドNBS)、N−ヨードコハク酸イミド(NIS)、臭素、ヨ
ウ素、ヨウ化カリウム等を用いることができる。ハロゲン化剤として臭化物を用いると、
より安価に合成できるため好ましい。また、ハロゲン化剤としてヨウ化物を用いると、生
じた化合物(ヨウ化物)において、ヨウ素置換された部分は活性が高い。従って、生じた
化合物(ヨウ化物)を原料とした反応を行う場合、より反応が容易に進むため好ましい。

0095

次に、反応スキーム(A−3)に示すように、ハロゲン化カルバゾール化合物(a4)を
金属触媒と反応させることで活性化させた化合物と、ホウ素化合物と、を反応させること
で、カルバゾリルホウ素化合物(a5)を合成する。

0096

0097

なお、X2は、ハロゲンを表す。X2は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。また、B2は、ボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。

0098

反応スキーム(A−3)において、ハロゲン化カルバゾール化合物(a4)の活性化の一
例としては、アルキルリチウム試薬リチオ化する反応を用いることができる。アルキル
リチウム試薬としてはn−ブチルリチウムや、tert−ブチルリチウムメチルリチウ
ム等が挙げられる。酸としては塩酸などを用いる事ができる。溶媒としてはジエチルエー
テルなどのエーテル類やテトラヒドロフラン(THF)を用いることができ、脱水溶媒
用いる。用いることのできるホウ素化合物としては、ホウ酸トリメチルホウ酸トリエチ
ル等が挙げられる。

0099

次いで、反応スキーム(A−4)に示すように、カルバゾリルホウ素化合物(a5)とジ
ハロゲン化アリール化合物(a6)とをカップリングさせることで、ハロゲン化カルバゾ
ール化合物(a7)が得られる。

0100

0101

なお、X3、及びX4は、ハロゲンを表す。X3及びX4は反応性の高さから、それぞれ
、好ましくは臭素を表し、より好ましくはヨウ素を表す。B2とX3とを特異的に反応さ
せたい場合は、X3はX4よりもより反応性の高いハロゲンを用いることが好ましい。な
お、ハロゲンにおいては、塩素よりも臭素の反応性が高く、臭素よりもヨウ素の反応性が
高い。B2はボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。

0102

反応スキーム(A−4)のカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として
、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。具体的には、反応
スキーム(A−1)と同様に行うことができ、先の記載を参酌することが可能である。

0103

また、反応スキーム(A−4)では、化合物(a6)のハロゲン基X3と、化合物(a5
)のホウ素化合物基B2とを反応させる場合を示したが、化合物(a5)をホウ素化合物
、化合物(a6)をハロゲン化物として(反応基X3とB2とを逆にして)カップリング
させても、上記カルバゾール化合物(a7)が得られる。なお、この場合には、化合物(
a6)同士の反応を防止するために、ハロゲン基X3にハロゲン基X4よりも反応性の高
いハロゲン基を適用する必要がある。

0104

次に、反応スキーム(A−5)に示すように、ハロゲン化カルバゾール化合物(a7)と
アリールホウ素化合物(a8)とをカップリングさせることで、上記一般式(G1)で表
されるカルバゾール化合物を得ることができる。

0105

0106

なお、X4は、ハロゲンを表す。X4は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。また、B3はボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。

0107

なお、反応スキーム(A−5)のカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例
として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。具体的には
、反応スキーム(A−1)と同様に行うことができ、先の記載を参酌することが可能であ
る。

0108

また、反応スキーム(A−5)では、化合物(a7)のハロゲン基X4と、化合物(a8
)のホウ素化合物基B3とを反応させる場合を示したが、化合物(a7)をホウ素化合物
、化合物(a8)をハロゲン化物として(反応基X4とB3とを逆にして)カップリング
させても、上記一般式(G1)で表されるカルバゾール化合物を得ることができる。

0109

また、上述した反応スキーム(A−1)〜(A−5)では、置換基−R2をカルバゾール
骨格の3位に化合させた後に、置換基−α3−Ar3をそのカルバゾール骨格の6位に化
合させる例を示す。しかし本実施の形態は、上記の反応に限られず、置換基−α3−Ar
3を化合させた後に置換基−R2を化合させても、上記一般式(G1)で表されるカルバ
ゾール化合物を合成することができる。

0110

なお、置換基−R2と置換基−α3−Ar3とが同一骨格の場合、それぞれをカルバゾー
ル骨格の3、6位に同時に化合させる反応は、より簡便となるため好ましい。

0111

また合成法1と異なる本実施の形態のカルバゾール化合物の合成法について以下に合成法
2を示す。

0112

〈合成法2〉
反応スキーム(B−1)に示すように、ハロゲン化カルバゾール化合物(a4)とアリ
ルホウ素化合物(a9)とをカップリングさせることで、上記一般式(G1)で表される
カルバゾール化合物を合成することができる。

0113

0114

なお、X2は、ハロゲンを表す。X2は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。B4はボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。

0115

反応スキーム(B−1)のカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として
、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。具体的には、反応
スキーム(A−1)と同様に行うことができ、先の記載を参酌することが可能である。

0116

また、反応スキーム(B−1)では、化合物(a4)のハロゲン基X2と、化合物(a9
)のホウ素化合物基B4とを反応させる場合を示したが、化合物(a4)をホウ素化合物
、化合物(a9)をハロゲン化物として(反応基X2とB4とを逆にして)カップリング
させても、上記一般式(G1)で表されるカルバゾール化合物を合成することができる。

0117

また、反応スキーム(B−1)では、置換基−R2をカルバゾール骨格の3位に化合させ
た後に、置換基−α3−Ar3をそのカルバゾール骨格の6位に化合させる例を示す。し
かし本実施の形態は、上記の反応に限られず、置換基−α3−Ar3を化合させた後に置
換基−R2を化合させても、上記一般式(G1)で表されるカルバゾール化合物を合成す
ることができる。

0118

また、置換基−R2と置換基−α3−Ar3とが同一骨格の場合、それぞれをカルバゾー
ル骨格の3、6位に同時に化合させる反応は、より簡便となるため好ましい。

0119

また合成法1及び合成法2と異なる本実施の形態のカルバゾール化合物の合成法について
以下に合成法3を示す。

0120

〈合成法3〉
反応スキーム(C−1)に示すように、カルバゾール化合物(a10)とハロゲン化アリ
ール化合物(a11)とをカップリングさせることで、上記一般式(G1)で表されるカ
ルバゾール化合物を合成することができる。

0121

0122

なお、X5は、ハロゲンを表す。X5は反応性の高さから、好ましくは臭素、より好まし
くはヨウ素を表す。

0123

反応スキーム(C−1)において、ハロゲン基を有するアリール化合物と、カルバゾール
の9位とのカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下に
て金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。

0124

反応スキーム(C−1)において、ブッフバルト・ハートウィッグ反応を用いる場合につ
いて示す。金属触媒としてはパラジウム触媒を用いることができ、パラジウム触媒として
はパラジウム錯体とその配位子の混合物を用いることができる。パラジウム錯体としては
、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)、酢酸パラジウム(II)等が挙げ
られる。また配位子としては、トリ(tert−ブチル)ホスフィンや、トリ(n−ヘキ
シル)ホスフィンや、トリシクロヘキシルホスフィンや、1,1−ビス(ジフェニルホス
フィノ)フェロセン略称DPPF)等が挙げられる。また、塩基として用いることが
できる物質としては、ナトリウムtert−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム
等の無機塩基等を挙げることができる。また、この反応は溶液中で行うことが好ましく、
用いることができる溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただ
し、用いることができる触媒およびその配位子、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは
無い。なお、この反応は窒素やアルゴンなど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。

0125

また、反応スキーム(C−1)において、ウルマン反応を用いる場合について示す。金属
触媒としては銅触媒を用いることができ、ヨウ化銅(I)、又は酢酸銅(II)が挙げら
れる。また、塩基として用いることができる物質としては、炭酸カリウム等の無機塩基が
挙げられる。また、この反応は溶液中で行うことが好ましく、用いることができる溶媒と
しては、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)ピリミジノン
DMPU)、トルエン、キシレン、ベンゼン等が挙げられる。ただし、用いることができ
る触媒、塩基、溶媒はこれらに限られるものでは無い。またこの反応は窒素やアルゴンな
ど不活性雰囲気下で行うことが好ましい。

0126

なお、ウルマン反応では、反応温度が100℃以上の方がより短時間かつ高収率目的物
が得られるため、DMPU、キシレンなど沸点の高い溶媒を用いることが好ましい。また
、反応温度は150℃以上より高い温度が更に好ましいため、より好ましくはDMPUを
用いる。

0127

なお、置換基−R2と、置換基−α3−Ar3をカルバゾール骨格の3、6位に化合させ
る反応は、上記反応スキーム(A−1)〜(A−5)、または反応スキーム(B−1)の
反応と同様に行うことができ、詳細は、先の記載を参酌することができる。

0128

以上のようにして、本実施の形態のカルバゾール化合物を合成することができる。

0129

本実施の形態のカルバゾール化合物は、深い(絶対値の大きい)HOMO準位を有するた
め、発光層への正孔注入性に優れている。また、本実施の形態のカルバゾール化合物は酸
化に対して電気化学的に安定である。よって、本実施の形態のカルバゾール化合物は、発
光素子の正孔輸送層の材料として好適に用いることができる。また、本実施の形態のカル
バゾール化合物(電子供与体)と電子受容体アクセプター)とを混合してなる複合材料
を発光素子の正孔注入層として用いることができる。なお、電子受容体や電子供与体は、
少なくとも電界アシストにより電子を授受するものであればよい。

0130

さらに、本実施の形態のカルバゾール化合物は、浅い(絶対値の小さい)LUMO準位を
有するため、発光素子の正孔輸送層の材料として用いることで、陽極への電子の移動をブ
ロックする(すなわち、電子ブロック材料として機能する)ことができる。よって、本実
施の形態のカルバゾール化合物を用いた発光素子の高効率化を図ることができる。

0131

また、本実施の形態のカルバゾール化合物は、広いバンドギャップを有するため、発光層
と隣接する正孔輸送層に適用した場合であっても、発光層からのエネルギー移動を抑制す
ることができる。よって、本実施の形態のカルバゾール化合物を用いた発光素子の高効率
化を図ると共に、発光素子を長寿命化させることができる。

0132

また、本実施の形態で示すカルバゾール化合物は、蛍光性を示すため、短波長の発光が可
能である。よって、本実施の形態のカルバゾール化合物を発光材料として用いることで、
青紫青色発光を得ることができる。

0133

また、本実施の形態のカルバゾール化合物は、発光素子における発光層のホスト材料とし
ても好適である。すなわち、本実施の形態のカルバゾール化合物で構成される層中に、該
カルバゾール化合物よりも小さなバンドギャップを有する発光物質(以下、ドーパント
も記す)を添加し、ドーパントからの発光を得ることができる。このとき、本実施の形態
のカルバゾール化合物は広いバンドギャップを有するため、青色など比較的短波長に発光
を有する蛍光性のドーパントを用いても、ドーパントからの発光を効率よく得ることがで
きる。言い換えると、可視域蛍光性化合物のホスト材料として用いることができる。ま
た、ドーパントが燐光性化合物の場合、そのホスト材料はそのドーパントよりもT1準位
が高い物質を用いることが好ましい。本実施の形態のカルバゾール化合物はT1準位が高
い物質であるため、少なくとも緑色から長波長の可視域の燐光性化合物のホスト材料とし
て用いることができる。

0134

また本実施の形態で示すカルバゾール化合物は可視域(約380〜750nm)の吸収が
少ないため、薄膜を形成したときに可視光透過率が高い。そのため、発光素子に用いて
発光エネルギーを吸収しづらく、外部量子収率の高い素子を得ることができる。

0135

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。

0136

(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で説明したカルバゾール化合物
を用いた発光素子について図1を用いて説明する。

0137

本実施の形態の発光素子は、一対の電極間に、少なくとも発光層を有するEL層を挟持し
て形成される。EL層は、発光層の他に複数の層を有してもよい。当該複数の層は、電極
から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリア
の再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質から
なる層を組み合わせて積層されたものである。当該複数の層としては、例えば、正孔注入
層、正孔輸送層、電子輸送層電子注入層など有していても良い。

0138

図1(A)に示す本実施の形態の発光素子において、第1の電極101及び第2の電極1
03の一対の電極間に、EL層102が設けられている。また、EL層102は、正孔注
入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115を
有している。なお、本実施の形態に示す発光素子において、基板100上に設けられた第
1の電極101は陽極として機能し、第2の電極103は陰極として機能する。

0139

基板100は発光素子の支持体として用いられる。基板100としては、例えばガラス
石英、又はプラスチックなどを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可
撓性基板とは、曲げることができる(フレキシブル)基板のことであり、例えば、ポリ
ボネート、ポリアリレートポリエーテルスルフォンからなるプラスチック基板等が挙
げられる。また、フィルムポリプロピレンポリエステルビニル、ポリフッ化ビニル
塩化ビニル等からなる)、無機蒸着フィルムなどを用いることもできる。なお、発光素
子の作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。

0140

第1の電極101としては、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金
導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば
酸化インジウム酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、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−酸化亜鉛酸化
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
導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾルゲル法などを応用し
て作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1
〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成するこ
とができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム(IWZO
)は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜
1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。こ
の他、金、白金ニッケルタングステンクロムモリブデン、鉄、コバルト、銅、パ
ラジウム、又は金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。

0141

但し、EL層102のうち、第1の電極101に接して形成される層が、後述する有機
合物と電子受容体(アクセプター)とを混合してなる複合材料を用いて形成される場合に
は、第1の電極101に用いる物質は、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、
導電性化合物、及びこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム、
銀、アルミニウムを含む合金(例えば、Al−Si)等も用いることもできる。

0142

第1の電極101上に形成されるEL層102において、正孔注入層111、正孔輸送層
112、発光層113の少なくともいずれかの層は、本発明の一態様であるカルバゾール
化合物を含んで形成される。EL層102の一部には公知の物質を用いることもでき、低
分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもできる。なお、EL層102を
形成する物質には、有機化合物のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構
成も含めるものとする。

0143

正孔注入層111は、正孔注入性の高い物質を含む層である。正孔注入性の高い物質とし
ては、例えば、モリブデン酸化物チタン酸化物バナジウム酸化物レニウム酸化物
ルテニウム酸化物クロム酸化物ジルコニウム酸化物ハフニウム酸化物タンタル酸
化物、銀酸化物タングステン酸化物マンガン酸化物等の金属酸化物を用いることがで
きる。また、フタロシアニン(略称:H2Pc)、銅(II)フタロシアニン(略称:C
uPc)等のフタロシアニン系の化合物を用いることができる。

0144

また、低分子の有機化合物である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−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニ
ル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−
N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNT
D)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミ
ノ]ベンゼン(略称:DPA3B)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル
)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,
6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−
フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(
9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:P
CzPCN1)等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。

0145

さらに、高分子化合物オリゴマーデンドリマーポリマー等)を用いることもできる
。例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフ
ェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニ
ルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド
(略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビ
ス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)などの高分子化合物が挙げられ
る。また、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸
(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリ(スチレンスルホン酸)(PAni/PS
S)等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。

0146

また、正孔注入層111として、有機化合物と電子受容体(アクセプター)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、電子受容体によって有機化合物に
正孔が発生するため、正孔注入性及び正孔輸送性に優れている。この場合、有機化合物は
、発生した正孔の輸送に優れた材料(正孔輸送性の高い物質)であることが好ましい。

0147

複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体芳香
炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の化合
物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高
い有機化合物であることが好ましい。具体的には、10−6cm2/Vs以上の正孔移動
度を有する物質であることが好ましい。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。以下では、複合材料に用いることのできる有機化
合物を具体的に列挙する。

0148

本発明の一態様のカルバゾール化合物は、正孔輸送性の高い有機化合物であるため、複合
材料に好適に用いることができる。そのほか、複合材料に用いることのできる有機化合物
としては、例えば、TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、P
CzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、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又はα−NPD)、N,N’−ビス
(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’
ジアミン(略称:TPD)、4−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)等の芳香族アミン化合物や、4,4’−
ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−
カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−
9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、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)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6
テトラフェニルベンゼン等のカルバゾール誘導体を用いることができる。

0149

また、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−
BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9
,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−t
ert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−B
uDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−
ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(
略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン
(略称:DMNA)、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]−2−tert
−ブチルアントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン
、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン等の芳香
炭化水素化合物を用いることができる。

0150

さらに、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、
9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,
10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス
[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アン
トラセン、テトラセン、ルブレンペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブ
チル)ペリレン、ペンタセンコロネン、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)
ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)
フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等の芳香族炭化水素化合物を用いることが
できる。

0151

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:F4−TCNQ)、クロラニル等の有機化合物や、遷移金属
酸化物を挙げることができる。また、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属
の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム酸化ニオブ、酸化タン
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
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。

0152

なお、上述したPVK、PVTPA、PTPDMA、Poly−TPD等の高分子化合物
と、上述した電子受容体を用いて複合材料を形成し、正孔注入層111に用いてもよい。

0153

正孔輸送層112は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。本発明の一態様のカルバゾ
ール化合物は、正孔輸送性の高い物質であり、正孔輸送層112の材料としても好適に用
いることができる。

0154

発光層113は、発光物質を含む層である。発光物質としては、例えば、蛍光を発光する
蛍光性化合物や、燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。

0155

本発明の一態様のカルバゾール化合物は青紫〜青色の蛍光を呈する材料のため、発光物質
として用いることも可能である。

0156

その他に、発光層113に用いることができる蛍光性物質としては、例えば、青色系の発
光材料として、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−(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)
などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、N−(9,10−ジフェニル−2−
アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCA
PA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]
−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、
N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,
4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビ
フェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フ
ェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフ
ェニル−2−イル)]−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−
フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェ
ニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)などが挙げられる。また、黄色
系の発光材料として、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−
6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)などが挙げられる。また、赤色系の発
光材料として、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5
,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,14−ジフェニル−N,N,N’,N
’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,
10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)などが挙げられる。

0157

また、発光層113に用いることができる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光
材料として、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(II
I)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:FI
r(acac))などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス(2−フェ
ニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(ppy)3)、ビス
(2−フェニルピリジナト−N,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(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミ
ダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(ac
ac))、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
ウム(III)(略称:Ir(bzq)3)などが挙げられる。また、黄色系の発光材料
として、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(
III)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)2(acac))、ビス[2−(
4’−パーフルオロフェニルフェニル)ピリジナト]イリジウム(III)アセチルアセ
トナート(略称:Ir(p−PF−ph)2(acac))、ビス(2−フェニルベンゾ
チアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(b
t)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)−5−メチルピラジナト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdppr−Me
)2(acac))、(アセチルアセトナト)ビス{2−(4−メトキシフェニル)−3
,5−ジメチルピラジナト}イリジウム(III)(略称:Ir(dmmoppr)2(
acac))などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス(2−フェニル
キノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:Ir(pq)3)、ビス(2−
フェニルキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:
Ir(pq)2(acac))、(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(aca
c))、(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))な
どが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス[2−(2’−ベンゾ[4,5−
α]チエニル)ピリジナト−N,C3’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(
略称:Ir(btp)2(acac))、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2
’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(piq)2(acac)
)、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナ
ト]イリジウム(III)(略称:Ir(Fdpq)2(acac))、(アセチルアセ
トナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:I
r(tppr)2(acac))、(ジピバロイルメタナト)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)2dpm)、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)等の有機金属錯体が挙げられる。また、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
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
リン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類
錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光
性化合物として用いることができる。

0158

また、発光物質として高分子化合物を用いることができる。具体的には、青色系の発光材
料として、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)(略称:PFO)、
ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,5−ジメト
ベンゼン−1,4−ジイル)](略称:PF−DMOP)、ポリ{(9,9−ジオクチ
ルフルオレン−2,7−ジイル)−co−[N,N’−ジ−(p−ブチルフェニル)−1
,4−ジアミノベンゼン]}(略称:TAB−PFH)などが挙げられる。また、緑色系
の発光材料として、ポリ(p−フェニレンビニレン)(略称:PPV)、ポリ[(9,9
ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−alt−co−(ベンゾ[2,1,3]チ
アジアゾール−4,7−ジイル)](略称:PFBT)、ポリ[(9,9−ジオクチル−
2,7−ジビニレンフルオレニレン)−alt−co−(2−メトキシ−5−(2−エチ
ヘキシロキシ)−1,4−フェニレン)]などが挙げられる。また、橙色〜赤色系の発
光材料として、ポリ[2−メトキシ−5−(2’−エチルヘキソキシ)−1,4−フェニ
レンビニレン](略称:MEH−PPV)、ポリ(3−ブチルチオフェン−2,5−ジイ
ル)(略称:R4−PAT)、ポリ{[9,9−ジヘキシル−2,7−ビス(1−シアノ
ビニレン)フルオレニレン]−alt−co−[2,5−ビス(N,N’−ジフェニルア
ミノ)−1,4−フェニレン]}、ポリ{[2−メトキシ−5−(2−エチルヘキシロキ
シ)−1,4−ビス(1−シアノビニレンフェニレン)]−alt−co−[2,5−ビ
ス(N,N’−ジフェニルアミノ)−1,4−フェニレン]}(略称:CN−PPV−D
PD)などが挙げられる。

0159

なお、発光層113としては、上述した発光物質(ゲスト材料)を他の物質(ホスト材料
)に分散させた構成としてもよい。ホスト材料としては、各種のものを用いることができ
、発光物質よりも最低空軌道準位(LUMO準位)が高く、最高被占有軌道準位(HOM
O準位)が低い物質を用いることが好ましい。

0160

本発明の一態様のカルバゾール化合物は、バンドギャップが広い(S1準位が高い)物質
であるため、発光層113のホスト材料としても好適に用いることができる。

0161

また発光物質が燐光性化合物の場合、そのホスト材料はその発光物質よりもT1準位が高
い物質を用いることが好ましい。

0162

本発明の一態様のカルバゾール化合物は、T1準位が高い物質であるため、燐光発光物質
のホスト材料としても好適に用いることができる。

0163

その他に適用可能なホスト材料としては、具体的には、トリス(8−キノリノラトアル
ミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミ
ニウム(III)(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナ
ト)ベリリウム(II)(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)
(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キ
ノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フ
ェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フ
ェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などの金属錯体、2−(4−ビフェニリル
)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:P
BD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジ
アゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−
フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:
TAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル
−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、バソフェナントロリン(略称:BP
hen)、バソキュプロイン(略称:BCP)などの複素環化合物や、9−[4−(10
−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、3
,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−
カルバゾール(略称:DPCzPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)
アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:
DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:
t−BuDNA)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチル
ン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン
−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、3,3’,3’’−(ベ
ンゼン−1,3,5−トリイル)トリピレン(略称:TPB3)、9,10−ジフェニル
アントラセン(略称:DPAnth)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルク
リセンなどの縮合芳香族化合物、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9
−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、
4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、N
,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−
カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、N,9−ジフェニル−N−{4−[4
−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3
−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−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)、NPB(
又はα−NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPBなどの芳香族アミン化合物などを
用いることができる。

0164

また、ホスト材料は複数種用いることができる。例えば、結晶化を抑制するためにルブレ
ン等の結晶化を抑制する物質をさらに添加してもよい。また、ゲスト材料へのエネルギー
移動をより効率良く行うためにNPB、あるいはAlq等をさらに添加してもよい。

0165

ゲスト材料をホスト材料に分散させた構成とすることにより、発光層113の結晶化を抑
制することができる。また、ゲスト材料の濃度が高いことによる濃度消光を抑制すること
ができる。

0166

電子輸送層114は、電子輸送性の高い物質を含む層である。電子輸送性の高い物質とし
ては、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4
−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロ
キシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、ビス(2−メチル−8
−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(略称:BAlq)など、キ
ノリン骨格又はベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。また、この他ビス
[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2
)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BT
Z)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いること
ができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert
−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス
[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]
ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−
tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、バソフェナ
ントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いること
ができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物
質である。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上
積層したものとしてもよい。

0167

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、リ
チウム、セシウムカルシウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム、フッ化カルシウム
リチウム酸化物等のようなアルカリ金属アルカリ土類金属、又はそれらの化合物を用い
ることができる。また、フッ化エルビウム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。

0168

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、電子注入性及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。

0169

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114
、電子注入層115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。

0170

第2の電極103は、第2の電極103が陰極として機能する際は仕事関数の小さい(好
ましくは3.8eV以下)金属、合金、導電性化合物、及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、元素周期表の第1族又は第2族に属する元素、す
なわちリチウムやセシウム等のアルカリ金属、及びマグネシウム、カルシウム、ストロン
チウム等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金(例えば、Mg−Ag、Al−Li
)、ユーロピウム、イッテルビウム等の希土類金属及びこれらを含む合金の他、アルミニ
ウムや銀などを用いることができる。

0171

但し、EL層102のうち、第2の電極103に接して形成される層が、上述する有機化
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る場合には、仕事関数の大
小に関わらず、アルミニウム、銀、ITO、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化イン
ウム−酸化スズ等様々な導電性材料を用いることができる。

0172

なお、第2の電極103を形成する場合には、真空蒸着法やスパッタリング法を用いるこ
とができる。また、銀ペーストなどを用いる場合には、塗布法やインクジェット法などを
用いることができる。

0173

上述した発光素子は、第1の電極101と第2の電極103との間に生じた電位差により
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又は第2の電極103のいずれか一方又は両方を通っ
て外部に取り出される。従って、第1の電極101又は第2の電極103のいずれか一方
、又は両方が可視光に対する透光性を有する電極となる。

0174

なお、第1の電極101と第2の電極103との間に設けられる層の構成は、上記のもの
に限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、第
1の電極101及び第2の電極103から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領
域を設けた構成であれば上記以外のものでもよい。

0175

つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質、正孔輸送性の
高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔
の輸送性の高い物質)の物質、又は正孔ブロック材料等から成る層を、発光層と自由に組
み合わせて構成すればよい。

0176

図1(B)に示す発光素子は、基板100上において、第1の電極101及び第2の電極
103の一対の電極間に、EL層102が設けられている。EL層102は、正孔注入層
111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115を有し
ている。図1(B)における発光素子は、基板100上に、陰極として機能する第2の電
極103と、第2の電極103上に順に積層した電子注入層115、電子輸送層114、
発光層113、正孔輸送層112、正孔注入層111と、さらにその上に設けられた陽極
として機能する第1の電極101から構成されている。

0177

また本発明の一態様のカルバゾール化合物はHOMO準位が深く、LUMO準位が浅い。
またバンドギャップが広い。そのため、発光層に隣接するキャリア輸送層(正孔輸送層、
電子輸送層、正孔ブロック層など)として好適に用いることができる。そのことで、高効
率な素子を得ることができる。

0178

以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。

0179

本実施の形態の発光素子は一対の電極間にEL層が挟持される構造となっている。電極(
第1の電極及び第2の電極)、及びEL層は液滴吐出法(インクジェット法)、スピン
ート法、印刷法などの湿式法を用いて形成してもよく、真空蒸着法、CVD法、スパッタ
リング法などの乾式法を用いて形成してもよい。湿式法を用いれば、大気圧下で形成する
ことができるため、簡易な装置及び工程で形成することができ、工程が簡略化し、生産性
が向上するという効果がある。一方乾式法は、材料を溶解させる必要がないために溶液に
難溶の材料も用いることができ、材料の選択の幅が広い。

0180

発光素子を構成する薄膜のすべての形成を湿式法で行ってもよい。この場合、湿式法で必
要な設備のみで発光素子を作製することができる。また、発光層を形成するまでの積層を
湿式法で行い、発光層上に積層する機能層や第1の電極などを乾式法により形成してもよ
い。さらに、発光層を形成する前の第2の電極や機能層を乾式法により形成し、発光層、
及び発光層上に積層する機能層や第1の電極を湿式法によって形成してもよい。もちろん
、本実施の形態はこれに限定されず、用いる材料や必要とされる膜厚界面状態によって
適宜湿式法と乾式法を選択し、組み合わせて発光素子を作製することができる。

0181

以上のように、本発明の一態様のカルバゾール化合物を用いて発光素子を作製することが
できる。本発明の一態様では、発光効率が高い発光素子を実現することができる。また、
長寿命な発光素子を実現することができる。

0182

また、このようにして得られた本発明の一態様の発光素子を用いた発光装置(画像表示
バイス)は低消費電力を実現できる。

0183

なお、本実施の形態で示した発光素子を用いて、パッシブマトリクス型の発光装置や、薄
トランジスタ(TFT)によって発光素子の駆動が制御されたアクティブマトリクス型
の発光装置を作製することができる。

0184

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。

0185

(実施の形態3)
本実施の形態は複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、積層型素子という
)の態様について、図2を参照して説明する。この発光素子は、第1の電極と第2の電極
との間に複数の発光ユニットを有する発光素子である。

0186

図2(A)において、第1の電極301と第2の電極303との間には、第1の発光ユニ
ット311と第2の発光ユニット312が積層されている。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303は陰極として機能する
電極である。第1の電極301と第2の電極303は実施の形態2と同様なものを適用す
ることができる。また、第1の発光ユニット311と第2の発光ユニット312は同じ構
成であっても異なる構成であっても良い。また、第1の発光ユニット311と、第2の発
光ユニット312は、その構成として、実施の形態2と同様なものを適用しても良いし、
いずれかが異なる構成であっても良い。

0187

また、第1の発光ユニット311と第2の発光ユニット312の間には、電荷発生層31
3が設けられている。電荷発生層313は、第1の電極301と第2の電極303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。本実施の形態の場合には、第1の電極301に第2の電極303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313から第1の発光ユニット
311に電子が注入され、第2の発光ユニット312に正孔が注入される。

0188

なお、電荷発生層313は、光の取り出し効率の点から、可視光に対する透光性を有する
ことが好ましい。また、電荷発生層313は、第1の電極301や第2の電極303より
も低い導電率であっても機能する。

0189

電荷発生層313は、正孔輸送性の高い有機化合物と電子受容体(アクセプター)とを含
む構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物と電子供与体(ドナー)とを含む構成で
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。なお、電子受容体や
電子供与体は、少なくとも電界のアシストにより電子を授受するものであればよい。

0190

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、本発明の一態様のカルバゾール化合物を用いることがで
きる。そのほか、NPBやTPD、TDATA、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等を用いることができる。ここに述べた物質は、
主に10−6cm2/Vs以上の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。

0191

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:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。ま
た、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に
属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、
酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レ
ニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定
であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。

0192

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、Almq3、BeBq2、BA
lqなど、キノリン骨格又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、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10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも
電子の輸送性の高い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。

0193

また、電子供与体としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、又は元素周
期表における第13族に属する金属及びその酸化物、炭酸塩などを用いることができる。
具体的には、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、イッテルビウム、インジ
ウム、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。

0194

なお、上述した材料を用いて電荷発生層313を形成することにより、EL層が積層され
た場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。

0195

本実施の形態では、2つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、
図2(B)に示すように、3つ以上の発光ユニットを積層した発光素子も適用することが
可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニット
を電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度で発光する
長寿命素子を実現できる。

0196

また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として
、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つの発光ユニットを有する発光素子に
おいて、第1の発光ユニットの発光色と第2の発光ユニットの発光色を補色の関係になる
ようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。
なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にあ
る色を発光する物質から得られた光を混合すると、白色発光を得ることができる。また、
3つの発光ユニットを有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第1の発光ユニッ
トの発光色が赤色であり、第2の発光ユニットの発光色が緑色であり、第3の発光ユニッ
トの発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。

0197

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

0198

(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の一態様の、発光素子を有する発光装置について図3を用いて
説明する。なお、図3(A)は、発光装置を示す上面図、図3(B)は図3(A)をA−
B及びC−Dで切断した断面図である。

0199

図3(A)において、点線で示された401は駆動回路部(ソース側駆動回路)、402
は画素部、403は駆動回路部(ゲート側駆動回路)である。また、404は封止基板
405はシール材であり、シール材405で囲まれた内側は、空間になっている。

0200

なお、引き回し配線408はソース側駆動回路401及びゲート側駆動回路403に入力
される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるFPC(フレキシブルプリ
ントサーキット)409からビデオ信号クロック信号スタート信号リセット信号
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
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又はPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。

0201

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410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側駆動回路401と
、画素部402中の一つの画素が示されている。

0202

なお、ソース側駆動回路401はnチャネル型TFT423とpチャネル型TFT424
とを組み合わせたCMOS回路が形成される。また、駆動回路は、TFTで形成される種
々のCMOS回路、PMOS回路又はNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形
態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、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。

0203

また、画素部402はスイッチング用TFT411と、電流制御用TFT412とそのド
レイン電気的に接続された第1の電極413とを含む複数の画素により形成される。な
お、第1の電極413の端部を覆って絶縁物414が形成されている。ここでは、ポジ型
感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。

0204

また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物414の上端部又は下端部に曲率を有する
曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物414の材料としてポジ型の感光アク
ルを用いた場合、絶縁物414の上端部のみに曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する
曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物414として、光の照射によってエッチ
ントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ
型のいずれも使用することができる。

0205

第1の電極413上には、EL層416、及び第2の電極417がそれぞれ形成されてい
る。ここで、陽極として機能する第1の電極413に用いる材料としては、仕事関数の大
きい材料を用いることが望ましい。例えば、ITO膜、又は珪素を含有したインジウム
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る。

0206

また、EL層416は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法などの液滴吐出法
、印刷法、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416は、実施の
形態1で示したカルバゾール化合物を含んでいる。また、EL層416を構成する他の材
料としては、低分子材料、オリゴマー、デンドリマー、又は高分子材料であっても良い。

0207

さらに、EL層416上に形成され、陰極として機能する第2の電極417に用いる材料
としては、仕事関数の小さい材料(Al、Mg、Li、Ca、又はこれらの合金や化合物
、Mg−Ag、Mg−In、Al−Li等)を用いることが好ましい。なお、EL層41
6で生じた光が第2の電極417を透過するためには、第2の電極417として、膜厚を
薄くした金属薄膜と、透明導電膜(ITO、2〜20wt%の酸化亜鉛を含む酸化インジ
ウム、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、酸化亜鉛等)との積
層を用いるのが良い。

0208

さらにシール材405で封止基板404を素子基板410と貼り合わせることにより、素
子基板410、封止基板404、及びシール材405で囲まれた空間407に発光素子4
18が備えられた構造になっている。なお、空間407には、充填材充填されており、
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405で充填される場
合もある。

0209

なお、シール材405にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料は
できるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板404に
用いる材料としてガラス基板石英基板の他、FRP(Fiberglass−Rein
forced Plastics)、PVF(ポリビニルフロライド)、ポリエステル又
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。

0210

以上のようにして、本発明の一態様の発光素子を有する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。

0211

また、本発明の一態様の発光素子は、上述したアクティブマトリクス型の発光装置のみな
らずパッシブマトリクス型の発光装置に用いることもできる。図4に本発明の一態様の発
光素子を用いたパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図及び断面図を示す。なお、図4
(A)は、発光装置を示す斜視図、図4(B)は図4(A)をX−Yで切断した断面図で
ある。

0212

図4において、基板501上の第1の電極502と第2の電極503との間にはEL層5
04が設けられている。第1の電極502の端部は絶縁層505で覆われている。そして
、絶縁層505上には隔壁層506が設けられている。隔壁層506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るような傾斜を有する。つ
まり、隔壁層506の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺(絶縁層505の面方向と
同様の方向を向き、絶縁層505と接する辺)の方が上辺(絶縁層505の面方向と同様
の方向を向き、絶縁層505と接しない辺)よりも短い。このように、隔壁層506を設
けることで、クロストーク等に起因した発光素子の不良を防ぐことができる。

0213

以上により、本発明の一態様の発光素子を有するパッシブマトリクス型の発光装置を得る
ことができる。

0214

なお、本実施の形態で示した発光装置(アクティブマトリクス型、パッシブマトリクス型
)は、いずれも本発明の一態様の発光素子を用いて形成されることから、消費電力の低い
発光装置を得ることができる。

0215

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。

0216

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明を適用した一態様である発光装置を用いて完成させた様々な電
子機器および照明器具の一例について、図5図6を用いて説明する。

0217

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。これらの電子機器および照明器具の具体例を図5に示す。

0218

図5(A)は、テレビジョン装置7100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。

0219

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。

0220

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
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。

0221

図5(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される。

0222

図5(C)は携帯遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成され
ており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には表示部7
304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図5
(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、
LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、センサ731
1(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7312)等を備えてい
る。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部730
4および表示部7305の両方、又は一方に発光装置を用いていればよく、その他付属
備が適宜設けられた構成とすることができる。図5(C)に示す携帯型遊技機は、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や、他の携
帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図5(C)に示す携
帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。

0223

図5(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。

0224

図5(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。

0225

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。

0226

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。

0227

また、携帯電話機7400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。

0228

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動画
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。

0229

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。

0230

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74
02にや指で触れ、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又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。

0231

図5(E)は卓上照明器具であり、照明部7501、7502、可変アーム7503、
支柱7504、台7505、電源7506を含む。なお、卓上照明器具は、発光装置を照
明部7501に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具
又は壁掛け型の照明器具なども含まれる。

0232

図6は、発光装置を、室内の照明装置801として用いた例である。発光装置は大面積化
も可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。その他、ロール型の照
明装置802として用いることもできる。なお、図6に示すように、室内の照明装置80
1を備えた部屋で、図5(E)で説明した卓上照明器具803を併用してもよい。

0233

以上のようにして、発光装置を適用して電子機器や照明器具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。

0234

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。

0235

本実施例では、実施の形態1において構造式(100)で示す、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)を製造する合
成例1及び合成例2を示す。

0236

0237

〈合成例1〉
200mL三口フラスコにて、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾール5.0g
(15.5mmol)、4−(1−ナフチル)−フェニルボロン酸4.2g(17.1m
mol)、酢酸パラジウム(II)38.4mg(0.2mmol)、トリス(2−メチ
ルフェニル)ホスフィン104mg(0.3mmol)、トルエン50mL、エタノール
5mL、2mol/L炭酸カリウム水溶液30mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱
気した後、窒素雰囲気下、85℃で9時間加熱撹拌し、反応させた。

0238

反応後、この反応混合液にトルエン500mLを加え、この混合液有機層フロリジー
ル(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:540−00135)、アルミナメルク
中性)、セライト(和光純薬工業株式会社、カタログ番号:531−16855)を通し
てろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。
この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマト
ラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィー展開溶媒として、トル
ンとヘキサンの混合溶媒(トルエン:ヘキサン=1:4)を用いた。得られたフラクシ
ンを濃縮し、メタノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色
粉末を収量6.24g、収率90%で得た。上記合成例1の反応スキームを下記(F1−
1)に示す。

0239

0240

シリカゲル薄層クロマトグラフィーTLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.42、3−ブロモ−9−フェニル−9H−カルバゾー
ルは0.58だった。

0241

上記合成例1で得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定デ
ータを示す。

0242

1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.30−7.35(m,
1H),7.44−7.67(m,14H),7.76(dd,J=8.7Hz,1.8
Hz,1H),7.84−7.95(m,4H),8.04(d,J=7.8,1H),
8.23(d,J=7.8,1H),8.46(d,J=1.5,1H)。

0243

また,1HNMRチャート図7(A)、(B)に示す。なお,図7(B)は,図7
A)における7.0ppmから9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートである。測
定結果から,目的物である3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9
H−カルバゾール(略称:PCPN)を得られたことを確認した。

0244

〈合成例2〉
本合成例は、上記合成例1とは異なるPCPNの合成例を示す。

0245

[ステップ1:3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールの合成
法]
300mL三口フラスコにて、4−ブロモヨードベンゼン14g(50mmol)、9−
フェニル−9H−カルバゾール−3−ボロン酸14g(50mmol)、酢酸パラジウム
(II)110mg(0.5mmol)、トリ(o−トリル)ホスフィン300mg(1
.0mmol)、トルエン50mL、エタノール10mL、2mol/L炭酸カリウム水
溶液25mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、80℃で6
時間加熱撹拌し、反応させた。

0246

反応後、この反応混合液にトルエン200mLを加え、この懸濁液をフロリジールセラ
イトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸
着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラム
クロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフィーの展開溶媒とし
て、トルエンとヘキサンの混合溶媒(トルエン:ヘキサン=1:4)を用いた。得られた
フラクションを濃縮し、ヘキサンを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的
物の白色粉末を収量15g、収率75%で得た。上記ステップ1の反応スキームを下記(
F1−2)に示す。

0247

0248

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.32、4−ブロモヨードベンゼンは0.74だった。

0249

上記ステップ1で得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定
データを示す。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.24−7.32(m,
1H),7.40−7.64(m,13H),8.17(d,J=7.2Hz,1H),
8.29(s,1H)。

0250

また、1HNMRチャートを図8(A)、(B)に示す。なお、図8(B)は、図8
A)における7.0ppmから8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。測
定結果から、目的物である3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾ
ールが得られたことを確認した。

0251

上記化合物の分子量を、GC−MS検出器(Thermo Fisher製、ITQ11
00イオントラップ型GCMSシステム)により測定した。チャートを図9に示す。分子
量397.13(モードはEI+)をメインとするピークを検出し、測定結果から、目的
物である3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールが得られたこ
とを確認した。

0252

[ステップ2:3−[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)の合成法]
50mL三口フラスコへ3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾー
ルを2.4g(5.0mmol)、ナフタレン−1−ボロン酸を1.1g(5.5mmo
l)、酢酸パラジウム(II)を20mg(0.1mmol)、トリ(o−トリル)ホス
フィンを36mg(0.1mmol)、トルエン10mL、エタノール1.5mL、2m
ol/L炭酸カリウム水溶液5mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素
雰囲気下、90℃で14時間加熱撹拌し、反応させた。

0253

反応後、この反応混合液にトルエン200mLを加え、この混合液の有機層をフロリジー
ル、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウ
ムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し
シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフ
ィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒(トルエン:ヘキサン=1:4)
を用いた。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけ
たのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量2.3g、収率86%で得た。上記
ステップ2の反応スキームを下記(F1−3)に示す。

0254

0255

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.57、3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−
9H−カルバゾールは0.65だった。

0256

また、核磁気共鳴法(NMR)によって、合成例2によって得られた化合物が目的物であ
る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)であることを確認した。

0257

また、PCPNのトルエン溶液の吸収スペクトルを図10(A)に、発光スペクトルを図
10(B)に示す。また、PCPNの薄膜の吸収スペクトルを図11(A)に、発光スペ
クトル図11(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(日本分光
株式会社製、V550型)を用いた。発光スペクトルの測定には蛍光光度計((株)浜松
ホトクスFS920)を用いた。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸着し
サンプルを作製して測定を行った。吸収スペクトルは、溶液については石英セルにトル
エンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトルをそ
れぞれ差し引いた吸収スペクトルを示す。図10及び図11において横軸波長(nm)
縦軸は強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では300nm付近に吸収のピー
クが見られ、最大発光波長は384nm(励起波長320nm)であった。また、薄膜の
場合では322nm付近に吸収のピークがみられ、最大発光波長は398nm(励起波長
324nm)であった。

0258

吸収スペクトルから、本実施例で示すPCPNは、可視域に吸収がほとんどない材料であ
ることがわかった。また発光スペクトルから、青紫の発光を呈することがわかった。

0259

本実施例では、実施の形態1において構造式(102)で示す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)を製造
する例を示す。

0260

0261

[ステップ1:4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニルボロン酸
の合成法]
300mL三口フラスコに、上記反応スキーム(F1−2)で得られた3−(4−ブロモ
フェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールを8.0g(20mmol)入れ、フラ
スコ内の雰囲気を窒素置換したのち、脱水テトラヒドロフラン(略称:THF)100m
Lを加えて−78℃にした。この混合液に1.65mol/Lのn−ブチルリチウムヘキ
サン溶液15mL(24mmol)を滴下し、2時間撹拌した。この混合物にホウ酸トリ
メチル3.4mL(30mmol)を加え、−78℃で2時間、室温で18時間撹拌した
。反応後、この反応溶液に1M希塩酸酸性になるまで加えて7時間撹拌した。これを酢
酸エチルで抽出し、得られた有機層を飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、有機層に硫酸マグ
ネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過し、得られたろ液を濃縮し、ヘキ
サンを加え超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的の白色粉末を収量6.4g、収
率88%で得た。上記ステップ1の反応スキームを下記(F2−1)に示す。

0262

0263

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0(原点)であり、3−(4−ブロモフェニル)−9−フ
ェニル−9H−カルバゾールは0.53だった。また、展開溶媒に酢酸エチルを用いたシ
リカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値は、目的物は0.72で、3−(
4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールは0.93だった。

0264

[ステップ2:3−[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)の合成法]
200mL三口フラスコへ9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル−フェニル−4
−ボロン酸を1.5g(5.0mmol)、9−ブロモフェナントレンを3.2g(11
mmol)、酢酸パラジウム(II)を11mg(0.1mmol)、トリ(o−トリル
)ホスフィンを30mg(0.1mmol)、トルエン30mL、エタノール3mL、2
mol/L炭酸カリウム水溶液5mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒
素雰囲気下、90℃で6時間加熱撹拌し、反応させた。

0265

反応後、この反応混合液にトルエン200mLを加え、この混合液の有機層をフロリジー
ル、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウ
ムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し
、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフ
ィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒(トルエン:ヘキサン=1:4)
を用いた。得られたフラクションを濃縮し、アセトンとメタノールを加えて超音波をかけ
たのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量2.2g、収率75%で得た。ステ
ップ2の反応スキームを下記(F2−2)に示す。

0266

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.33、9−ブロモフェナントレンは0.70だった。

0267

また、得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定データを示
す。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.30−7.35(m,
1H),7.43−7.78(m,16H),7.86−7.93(m,3H),8.0
1(dd,J=0.9Hz,7.8Hz,1H),8.23(d,J=7.8Hz,1H
),8.47(d,J=1.5Hz,1H),8.74(d,J=8.1Hz,1H),
8.80(d,J=7.8Hz,1H)。

0268

また,1HNMRチャートを図12(A)、(B)に示す。なお,図12(B)は,図
12(A)における7.0ppmから9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートであ
る。測定結果から、目的物であるPCPPn(略称)が得られたことを確認した。

0269

また、PCPPnのトルエン溶液の吸収スペクトルを図13(A)に、発光スペクトルを
図13(B)に示す。また、PCPPnの薄膜の吸収スペクトルを図14(A)に、発光
スペクトルを図14(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(日本
分光株式会社製、V550型)を用いた。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。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板に蒸
着してサンプルを作製して測定を行った。吸収スペクトルは、溶液については石英セルに
トルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペクトル
をそれぞれ差し引いた吸収スペクトルを示す。図13及び図14において横軸は波長(n
m)、縦軸は強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では300nm付近に吸収の
ピークがみられ、最大発光波長は383nm(励起波長300nm)であった。また、薄
膜の場合では321nm付近に吸収のピークがみられ、最大発光波長は410nm(励起
波長331nm)であった。

0270

吸収スペクトルから、本実施例で示すPCPPnは、可視域に吸収がほとんどない材料で
あることがわかった。また発光スペクトルから、青紫の発光を呈することがわかった。

0271

また、ガラス転移温度(Tg)について、示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて調べ
た。測定結果から、ガラス転移温度は114℃であった。このように、高いガラス転移
度を示し、良好な耐熱性を有することがわかった。また、結晶化を表すピークは検出され
ず、結晶化し難い物質であることが分かった。

0272

本実施例では、実施の形態1において構造式(105)で示す、9−フェニル−3−[4
−(トリフェニレン−2−イル)−フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPT
p)を製造する例を示す。

0273

0274

100mL三口フラスコにて、2−ブロモトリフェニレン0.5g(2.0mmol)、
4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−フェニルボロン酸3.3g(9
.2mmol)、酢酸パラジウム(II)20mg(0.1mmol)、トリ(o−トリ
ル)ホスフィン60mg(0.2mmol)、トルエン20mL、エタノール2mL、2
mol/L炭酸カリウム水溶液7.5mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後
、窒素雰囲気下、85℃で16時間加熱撹拌し、反応させた。

0275

反応後、この反応混合液にトルエン500mLを加え、この混合液の有機層をフロリジー
ル、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウ
ムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し
、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフ
ィーの展開溶媒として、トルエンを用いた。得られたフラクションを濃縮し、メタノール
を加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を得た。上記合成法
の反応スキームを下記(F3−1)に示す。

0276

0277

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.21、2−ブロモトリフェニレンは0.46だった。

0278

また、得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定データを示
す。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.31−7.36(m,
1H),7.45−7.53(m,4H),7.61−7.78(m,9H),7.89
−8.01(m,5H),8.24(d,J=7.5Hz,1H),8.46(d,J=
1.5Hz,1H),8.67−8.82(m,5H),8.95(d,J=2.1Hz
,1H)。

0279

また、1HNMRチャートを図15(A)、(B)に示す。なお、図15(B)は、図
15(A)における7.0ppmから9.5ppmの範囲を拡大して表したチャートであ
る。測定結果から、目的物であるPCzPTpが得られたことを確認した。

0280

また、PCzPTpのトルエン溶液の吸収スペクトルを図16(A)に、発光スペクトル
図16(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(日本分光株式会
社製、V550型)を用いた。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。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクトル
は、石英セルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクト
ルを示す。図16において横軸は波長(nm)、縦軸は強度(任意単位)を表す。トルエ
ン溶液の場合では325nm付近に吸収のピークがみられ、最大発光波長は385nm(
励起波長347nmであった。

0281

吸収スペクトルから、本実例で示すPCzPTpは、可視域に吸収がほとんどない材料で
あることがわかった。また発光スペクトルから、青紫の発光を呈することがわかった。

0282

本実施例では、実施の形態1において構造式(108)で示す、3−[3−(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:mPCPPn)を
製造する例を示す。

0283

0284

[ステップ1:3−(3−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾールの合成
法]
500mL三口フラスコにて、3−ブロモヨードベンゼン31g(110mmol)、9
−フェニル−9H−カルバゾール−3−ボロン酸29g(100mmol)、酢酸パラジ
ウム(II)22mg(0.1mmol)、トリ(o−トリル)ホスフィン60mg(1
.2mmol)、トルエン100mL、エタノール10mL、2mol/L炭酸カリウム
水溶液50mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後、窒素雰囲気下、80℃で
2.5時間加熱撹拌し、反応させた。

0285

反応後、この反応混合液にトルエン200mLを加え、この懸濁液をフロリジール、セラ
イトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸
着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し、トルエン、メタ
ールを加えて超音波をかけたのち、再結晶したところ、目的物の白色粉末を収量22g、
収率54%で得た。上記ステップ1の反応スキームを下記(F4−1)に示す。

0286

0287

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.29、3−ブロモヨードベンゼンは0.67だった。

0288

[ステップ2:3−[3−(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:mPCPPn)の合成法]
200mL三口フラスコにて、3−(3−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カル
バゾール3.0g(7.5mmol)、フェナントレン−9−ボロン酸1.8g(8.2
9mmol)、酢酸パラジウム(II)19mg(0.1mmol)、トリス(2−メチ
ルフェニル)ホスフィン76mg(0.2mmol)、トルエン70mL、エタノール7
mL、2mol/L炭酸カリウム水溶液20mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気
した後、窒素雰囲気下、100℃で5時間加熱撹拌し、反応させた。

0289

反応後、この反応混合液にトルエン500mLを加え、この混合液の有機層をフロリジー
ル、アルミナ、セライトを通してろ過した。得られたろ液を水で洗浄し、硫酸マグネシウ
ムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液をろ過してろ液を得た。得られたろ液を濃縮し
、シリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製を行った。このとき、クロマトグラフ
ィーの展開溶媒として、トルエンとヘキサンの混合溶媒(トルエン:ヘキサン=2:3)
を用いた。得られたフラクションを濃縮し、ヘキサンを加えて超音波をかけたのち、再結
晶したところ、目的物の白色粉末を収量2.76g、収率74%で得た。上記ステップ2
の反応スキームを下記(F4−2)に示す。

0290

0291

シリカゲル薄層クロマトグラフィー(TLC)でのRf値(展開溶媒酢酸エチル:ヘキ
サン=1:10)は、目的物は0.25、3−(3−ブロモフェニル)−9−フェニル−
9H−カルバゾールは0.58だった。

0292

また、得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定データを示
す。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.28−7.32(m,
1H),7.42−7.76(m,15H),7.81−7.84(m,2H),7.9
2−7.95(m,2H),8.06(d,J=8.1Hz,1H),8.18(d,J
=7.8Hz,1H),8.44(d,J=1.5Hz,1H),8.76(d,J=8
.1Hz,1H),8.81(d,J=8.7Hz,1H)。

0293

また、1HNMRチャートを図17(A)、(B)に示す。なお、図17(B)は、図
17(A)における6.5ppmから9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートであ
る。測定結果から、目的物であるmPCPPnが得られたことを確認した。

0294

また、mPCPPnのトルエン溶液の吸収スペクトルを図18(A)に、発光スペクトル
図18(B)に示す。また、mPCPPnの薄膜の吸収スペクトルを図19(A)に、
発光スペクトルを図19(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計(
日本分光株式会社製、V550型)を用いた。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。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英基板
に蒸着してサンプルを作製して測定を行った。吸収スペクトルは、溶液については石英セ
ルにトルエンのみを入れて測定した吸収スペクトルを、薄膜については石英基板のスペク
トルをそれぞれ差し引いた吸収スペクトルを示す。図18及び図19において横軸は波長
(nm)、縦軸は強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では298nm付近に吸
収のピークがみられ、最大発光波長は363nm(励起波長311nm)であった。また
、薄膜の場合では350nm付近に吸収のピークがみられ、最大発光波長は389nm(
励起波長353nm)であった。

0295

吸収スペクトルから、本実施例で示すmPCPPnは、可視域に吸収がほとんどない材料
であることがわかった。また発光スペクトルから、青紫の発光を呈することがわかった。

0296

また、ガラス転移温度(Tg)について、示差走査熱量分析装置(DSC)を用いて調べ
た。測定結果から、ガラス転移温度は109℃であった。このように、高いガラス転移温
度を示し、良好な耐熱性を有することがわかった。また、結晶化を表すピークは検出され
ず、結晶化し難い物質であることが分かった。

0297

本実施例では、実施の形態1において構造式(111)で示す9−フェニル−3−[3−
(トリフェニレン−2−イル)−フェニル]−9H−カルバゾール(略称:mPCzPT
p)を製造する例を示す。

0298

0299

50mL三口フラスコにて3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾ
ールを0.7g(1.8mmol)、トリフェニレン−2−ボロン酸を0.5g(1.8
mmol)、酢酸パラジウム(II)を4.1mg(18μmol)、トリ(o−トリル
)ホスフィンを28mg(92μmol)、トルエン6.9mL、エタノール2.3mL
、2mol/L炭酸カリウム水溶液1.9mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気し
た後、窒素雰囲気下、80℃で3時間加熱撹拌し、反応させた。

0300

反応後、この得られた懸濁液の水層をトルエンで抽出した。得られた抽出溶液と先の懸濁
液の有機層とを合わせ、飽和食塩水で洗浄後、得られた溶液に硫酸マグネシウムを加えて
水分を吸着させた。この懸濁液を自然濾過により濾別し、濾液を濃縮して油状物を得た。
この油状物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
フィーはまずトルエン:ヘキサン=1:9を展開溶媒とし、次いでトルエン:ヘキサン=
1:6を展開溶媒として用いることにより行った。得られたフラクションを濃縮して油状
物を得た。この油状物にトルエンとヘキサンを加えて再結晶したところ、目的物である白
固体を収量0.9g、収率90%で得た。上記合成法の反応スキームを下記(F5−1
)に示す。

0301

0302

また、得られた化合物を核磁気共鳴法(NMR)により測定した。以下に測定データを示
す。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ(ppm)=7.30−7.54(m,
5H),7.60−7.80(m,12H),8.01(dd,J=8.4Hz,1.5
Hz,1H),8.14(s,1H),8.23(d,J=7.8Hz,1H),8.4
7(d,J=2.1Hz,1H),8.67−8.80(m,5H),8.95(d,J
=1.5Hz,1H)。

0303

また、1HNMRチャートを図20(A)、(B)に示す。なお、図20(B)は、図
20(A)における7.0ppmから9.0ppmの範囲を拡大して表したチャートであ
る。測定結果から、目的物であるmPCzPTpが得られたことを確認した。

0304

また、mPCzPTpのトルエン溶液の吸収スペクトルを図21(A)に、発光スペクト
ルを図21(B)に示す。また、mPCzPTpの薄膜の吸収スペクトルを図22(A)
に、発光スペクトルを図22(B)に示す。吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度
計(日本分光株式会社製、V550型)を用いた。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。溶液は石英セルに入れ、薄膜は石英
基板に蒸着してサンプルを作製して測定を行った。吸収スペクトルは、溶液については石
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、薄膜については石英基板のス
ペクトルをそれぞれ差し引いた吸収スペクトルを示す。図21及び図22において横軸は
波長(nm)、縦軸は強度(任意単位)を表す。トルエン溶液の場合では290nm付近
に吸収のピークがみられ、最大発光波長は381nm(励起波長290nm)であった。
また、薄膜の場合では277nm付近に吸収のピークがみられ、最大発光波長は397n
m(励起波長306nm)であった。

0305

吸収スペクトルから、本実施例で示すmPCzPTpは、可視域に吸収がほとんどない材
料であることがわかった。また発光スペクトルから、青紫の発光を呈することがわかった

0306

本実施例では、実施の形態1において構造式(120)で示す9−(1−ナフチル)−3
−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9H−カルバゾール(略称:NCPN)を製造
する例を示す。

0307

0308

[ステップ1:3−ブロモ−9−(1−ナフチル)−9H−カルバゾールの合成法]
200mL三角フラスコにて、9−(1−ナフチル)−9H−カルバゾールを5.9g(
20mmol)、トルエン50mL、酢酸エチル70mLの混合溶媒に溶かした後、ここ
にN−ブロモコハク酸イミド(略称;NBS)3.6g(20mmol)を加えて36時
間室温にて撹拌した。反応終了後、この混合液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて
水分を吸着させた。この懸濁液をろ過し、得られたろ液を濃縮し、回収した。目的物の白
色粉末を収量7.4g、収率99%で得た。上記ステップ1の反応スキームを下記(F6
−1)に示す。

0309

0310

[ステップ2:9−(1−ナフチル)−3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9H
−カルバゾール(略称:NCPN)の合成法]
200mL三口フラスコにて、3−ブロモ−9−(1−ナフチル)−9H−カルバゾール
5.0g(13mmol)、4−(1−ナフチル)フェニルボロン酸3.7g(15mm
ol)、酢酸パラジウム(II)34mg(0.2mmol)、トリス(2−メチルフェ
ニル)ホスフィン91mg(0.3mmol)、トルエン50mL、エタノール5mL、
2mol/L炭酸カリウム水溶液30mLの混合物を、減圧下で攪拌しながら脱気した後
、窒素雰囲気下、100℃で1時間加熱撹拌し、反応させた。さらに、4−(1−ナフチ
ル)フェニルボロン酸334mg(1.35mmol)、酢酸パラジウム(II)15.
0mg(0.07mmol)、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン45mg(0.
15mmol)を加え、窒素雰囲気下、100℃で6時間加熱撹拌し、反応させた。

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