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JP6014228B2 - 発光素子、発光装置、電子機器、照明装置 - Google Patents
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JP6014228B2 - 発光素子、発光装置、電子機器、照明装置 - Google Patents

発光素子、発光装置、電子機器、照明装置 Download PDF

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Description

本発明は、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料、発光素子、発光装置、電子機
器、及び照明装置に関する。
近年、有機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、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟んだものである。この素子に電圧を
印加することにより、発光性の有機化合物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。
また、これらの発光素子は膜状に形成することが可能であるため、大面積の素子を容易に
形成することができる。このことは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍
光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての
利用価値も高い。
このように、有機ＥＬを用いた発光素子は、発光装置や照明などへの応用が期待されてい
る。一方で、有機ＥＬを用いた発光素子には課題も多い。その課題の一つとして、消費電
力の低減が挙げられる。消費電力を低減するためには、発光素子の駆動電圧を低くするこ
とが重要である。そして、有機ＥＬを用いた発光素子は流れる電流量によって発光強度が
決まるため、駆動電圧を低くするためには、低い電圧で多くの電流を流すことが必要とな
ってくる。
これまでに、駆動電圧を低くさせるための手法として、バッファー層を電極と発光性の有
機化合物を含む層との間に設けるという試みがなされている。例えば、カンファースルホ
ン酸をドープしたポリアニリン（ＰＡＮＩ）からなるバッファー層をインジウム錫酸化物
（ＩＴＯ：ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）と発光層との間に設けることにより、駆
動電圧を低くできることが知られている（例えば、非特許文献１参照）。これは、ＰＡＮ
Ｉの発光層へのキャリア注入性が優れているためと説明されている。なお、非特許文献１
では、バッファー層であるＰＡＮＩも電極の一部と見なしている。
しかしながら、非特許文献１に記載してある通り、ＰＡＮＩは膜厚を厚くすると透過率が
悪くなるという問題点がある。具体的には、２５０ｎｍ程度の膜厚で、透過率は７０％を
切ると報告されている。すなわち、バッファー層に用いている材料自体の透明性に問題が
あるため、素子内部で発生した光を効率良く取り出すことができない。
また、特許文献１によれば、発光素子（特許文献１では発光ユニットと記載されている）
を直列に接続することにより、ある電流密度当たりの輝度、すなわち電流効率を高めよう
という試みがなされている。特許文献１においては、発光素子を直列に接続する際の接続
部分に、有機化合物と金属酸化物（具体的には酸化バナジウムおよび酸化レニウム）とを
混合した層を適用しており、この層はホール（正孔）や電子を発光ユニットへ注入できる
とされている。
しかしながら、特許文献１で開示されている有機化合物と金属酸化物との混合層は、実施
例を見てもわかる通り、赤外領域だけでなく可視光領域（５００ｎｍ付近）にも大きな吸
収ピークが見られ、やはり透明性に問題が生じている。これは、電荷移動相互作用により
発生する吸収バンドの影響である。したがって、やはり素子内部で発生した光を効率良く
取り出すことができず、素子の発光効率が低下する。
特開２００３−２７２８６０号公報
Ｙ．Ｙａｎｇ、他１名、アプライド フィジクス レターズ、Ｖｏｌ．６４（１０）、１２４５−１２４７（１９９４）
そこで、本発明の一態様では、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、
キャリア輸送性の高い複合材料を提供することを課題の一とする。また、有機化合物への
キャリア注入性の高い複合材料を提供することを課題の一とする。また、電荷移動相互作
用による光吸収が生じにくい複合材料を提供することを課題の一とする。また、可視光に
対する透光性が高い複合材料を提供することを課題の一とする。
また、本発明の一態様は、該複合材料を発光素子に適用することにより、発光効率の高い
発光素子を提供することを課題の一とする。また、駆動電圧の低い発光素子を提供するこ
とを課題の一とする。また、長寿命の発光素子を提供することを課題の一とする。また、
該発光素子を用いた発光装置、該発光装置を用いた電子機器又は照明装置を提供すること
を課題の一とする。
なお、以下に開示する発明は、上記課題の少なくともいずれか一つを解決することを目的
とする。
本発明の一態様は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置
換基が結合した、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物と、該炭化水素
化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、該置換基が有する環は、ベンゼン
環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種で
ある複合材料である。なお、本発明の一態様の複合材料に含まれる炭化水素化合物が有す
る環は、特に記載がない限り、置換又は無置換のどちらであっても良い。例えば、該置換
基が有する環は、置換もしくは無置換のベンゼン環、置換もしくは無置換のナフタレン環
、置換もしくは無置換のフェナントレン環、又は、置換もしくは無置換のトリフェニレン
環から選ばれる一種又は複数種であれば良い。
上記複合材料は、キャリア輸送性が高い。また、有機化合物へのキャリア注入性が高い。
また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい。また、可視光に対する透光性（以下
、単に、透光性と記載する）が高い。
本発明の一態様の複合材料に含まれる、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリ
フェニレン骨格に置換基（該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナン
トレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が
３５０以上２０００以下である炭化水素化合物は、吸収ピークが可視光領域（３８０ｎｍ
〜７６０ｎｍ）よりも短波長側に生じる。
上記複合材料は、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、炭化水
素化合物自体の吸収ピークが可視光領域（３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）よりも短波長側に生
じるように制御できるため、透光性が高い複合材料を得ることができる。
ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、及びトリフェニレン骨格は、剛直な構造であるた
め、炭化水素化合物の分子量が３５０以上であると、複合材料の膜質が安定化し、好まし
い。該分子量が４５０以上であると特に好ましい。また、該分子量の上限に特に限定はな
いが、複合材料を加熱蒸着で形成する場合、蒸着性を考慮して２０００以下であることが
好ましい。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を
示す無機化合物とを含み、該炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、
又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、該置換基が有する環は、ベンゼン環、
ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である
複合材料である。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９
位、又はトリフェニレン骨格の２位に置換基が結合した、分子量が３５０以上２０００以
下である炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを
含み、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェ
ニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を
示す無機化合物とを含み、該炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フ
ェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位に置換基が結合しており、該置
換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環か
ら選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨
格の２位に置換基を有する炭化水素化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用
に基づく光吸収の発生を抑制することができる。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨
格にフェニル基が結合した、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物と、
該炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、該フェニル基が１以上
の置換基を有し、該置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、
フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である
。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を
示す無機化合物とを含み、該炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、
又はトリフェニレン骨格にフェニル基が結合しており、該フェニル基が１以上の置換基を
有し、該置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナント
レン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に共役が小さいフェニル
基が結合した炭化水素化合物は、該フェニル基にさらに置換基を結合させても共役が広が
りづらいため、透光性を保つことができ好ましい。また、該炭化水素化合物を複合材料に
用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好
ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。また、共役が広がりにくくな
るため、透光性向上の観点でも有効である。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９
位、又はトリフェニレン骨格の２位にフェニル基が結合した、分子量が３５０以上２００
０以下である炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物
とを含み、該フェニル基が１以上の置換基を有し、該置換基が有する環は、それぞれ独立
に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種
又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対して電子受容性を
示す無機化合物とを含み、該炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フ
ェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位にフェニル基が結合しており、
該フェニル基が１以上の置換基を有し、該置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼ
ン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種
である複合材料である。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成
する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ１０〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、水素、
炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナ
フチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェ
ニレニル基を表す。ただし、Ｒ１０〜Ｒ１４のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無
置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナント
リル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ２１〜Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ３０〜Ｒ３４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ３０〜Ｒ３４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ４１〜Ｒ４７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ５０〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ５０〜Ｒ５４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ６１〜Ｒ７１は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８０〜Ｒ８４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ８０〜Ｒ８４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ５）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、α１〜α３は、それぞれ独立に、フェニレン基又はビフェニレン基を表し、Ａｒ１
〜Ａｒ３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換の
フェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。ｋ、ｎ、ｍは
、それぞれ独立に、０又は１を表す。なお、該ナフチル基は、α−ナフチル基またはβ−
ナフチル基であることが好ましい。また、該フェナントリル基は、９−フェナントリル基
であることが好ましい。また、該トリフェニレニル基は、トリフェニレン−２−イル基で
あることが好ましい。
本発明の一態様は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置
換基が結合した、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物と、遷移金属酸
化物とを含み、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、
トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
上記複合材料は、キャリア輸送性が高い。また、有機化合物へのキャリア注入性が高い。
また、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい。また、透光性が高い。
本発明の一態様の複合材料に含まれる、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリ
フェニレン骨格に置換基（該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナン
トレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が
３５０以上２０００以下である炭化水素化合物は、吸収ピークが可視光領域（３８０ｎｍ
〜７６０ｎｍ）よりも短波長側に生じる。
上記複合材料は、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制するだけでなく、炭化水
素化合物自体の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるように制御できるため、
透光性が高い複合材料を得ることができる。
ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、及びトリフェニレン骨格は、剛直な構造であるた
め、炭化水素化合物の分子量が３５０以上であると、複合材料の膜質が安定化するため、
好ましい。該分子量が４５０以上であると特に好ましい。また、該分子量の上限に特に限
定はないが、複合材料を加熱蒸着で形成する場合、蒸着性を考慮して２０００以下である
ことが好ましい。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該炭化水素化
合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合
しており、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリ
フェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９
位、又はトリフェニレン骨格の２位に置換基が結合した、分子量が３５０以上２０００以
下である炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該置換基が有する環は、ベンゼン
環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種で
ある複合材料である。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該炭化水素化
合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェ
ニレン骨格の２位に置換基が結合しており、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタ
レン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材
料である。
ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨
格の２位に置換基を有する炭化水素化合物を複合材料に用いることで、電荷移動相互作用
に基づく光吸収の発生を抑制することができる。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨
格にフェニル基が結合した、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物と、
遷移金属酸化物とを含み、該フェニル基が１以上の置換基を有し、該置換基が有する環は
、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環か
ら選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該炭化水素化
合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格にフェニル基が
結合しており、該フェニル基が１以上の置換基を有し、該置換基が有する環は、それぞれ
独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる
一種又は複数種である複合材料である。
ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に共役が小さいフェニル
基が結合した炭化水素化合物は、該フェニル基にさらに置換基を結合させても共役が広が
りづらいため、透光性を保つことができ好ましい。また、該炭化水素化合物を複合材料に
用いることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好
ましい。また、複合材料の膜質が安定化するため好ましい。また、共役が広がりにくくな
るため、透光性向上の観点でも有効である。
また、本発明の一態様は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９
位、又はトリフェニレン骨格の２位にフェニル基が結合した、分子量が３５０以上２００
０以下である炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該フェニル基が１以上の置換
基を有し、該置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナ
ントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光
領域よりも短波長側に生じる炭化水素化合物と、遷移金属酸化物とを含み、該炭化水素化
合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェ
ニレン骨格の２位にフェニル基が結合しており、該フェニル基が１以上の置換基を有し、
該置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環
、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である複合材料である。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される炭化水素化合物と、遷移金属酸化物
とを含む複合材料である。
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成
する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ１０〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、水素、
炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナ
フチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェ
ニレニル基を表す。ただし、Ｒ１０〜Ｒ１４のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無
置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナント
リル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される炭化水素化合物と、遷移金属酸化物
とを含む複合材料である。
式中、Ｒ２１〜Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ３０〜Ｒ３４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ３０〜Ｒ３４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される炭化水素化合物と、遷移金属酸化物
とを含む複合材料である。
式中、Ｒ４１〜Ｒ４７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ５０〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ５０〜Ｒ５４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される炭化水素化合物と、遷移金属酸化物
とを含む複合材料である。
式中、Ｒ６１〜Ｒ７１は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８０〜Ｒ８４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ８０〜Ｒ８４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ５）で表される炭化水素化合物と、遷移金属酸化物
とを含む複合材料である。
式中、α１〜α３は、それぞれ独立に、フェニレン基又はビフェニレン基を表し、Ａｒ１
〜Ａｒ３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換の
フェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。ｋ、ｎ、ｍは
、それぞれ独立に、０又は１を表す。なお、該ナフチル基は、α−ナフチル基またはβ−
ナフチル基であることが好ましい。また、該フェナントリル基は、９−フェナントリル基
であることが好ましい。また、該トリフェニレニル基は、トリフェニレン−２−イル基で
あることが好ましい。
また、上記複合材料に含まれる遷移金属酸化物としては、チタン酸化物、バナジウム酸化
物、タンタル酸化物、モリブデン酸化物、タングステン酸化物、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、銀酸化物から選ば
れる一種又は複数種であることが好ましい。
上記複合材料に用いる炭化水素化合物の最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は、特に制
限はないが、本発明の一態様で用いる炭化水素化合物は、比較的深いＨＯＭＯ準位（具体
的には−５．７ｅＶ以下）を持つ。そのため、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を
抑制することができる。したがって、上記複合材料に用いる炭化水素化合物のＨＯＭＯ準
位は光電子分光法での測定値が−５．７ｅＶ以下であることが好ましい。
また、本発明の一態様は、一対の電極間に発光物質を含む層（以下、ＥＬ層とも記す）を
有し、発光物質を含む層は、上記複合材料を含む層を有する発光素子である。
上記発光素子において、複合材料を含む層は、一対の電極のうち、陽極として機能する電
極と接することが好ましい。また、複合材料を含む層は、一対の電極のうち、陰極として
機能する電極と接することが好ましい。
また、上記発光素子は、複合材料を含む層を２層有していても良く、該複合材料を含む層
のうち、一方の層は、一対の電極のうち陽極として機能する電極と接し、他方の層は、陰
極として機能する電極と接することが好ましい。
ここで、上述した通り、本発明の一態様で用いる炭化水素化合物は、比較的深いＨＯＭＯ
準位（具体的には、−５．７ｅＶ以下）を持つ。したがって、上記複合材料を含む層の陰
極側に接する層に用いられる有機化合物（正孔輸送層や発光層等に用いる有機化合物）が
、比較的深いＨＯＭＯ準位（例えば、−６．０ｅＶ）を持つ場合でも、上記複合材料から
該有機化合物への正孔注入を良好に行うことができる。無論、該有機化合物が浅いＨＯＭ
Ｏ準位（例えば、−５．０ｅＶ）を持つ場合でも、上記複合材料から該有機化合物への正
孔注入を良好に行うことができる。したがって、上記複合材料を含む層の陰極側に接する
層（以下、第１の層と記す）が有する有機化合物のＨＯＭＯ準位は、−６．０ｅＶ以上−
５．０ｅＶ以下であることが好ましい。
さらに、上記複合材料と該有機化合物のＨＯＭＯ準位の差は小さいことが好ましく、その
差は、０．２ｅＶ以内であることが好ましい。またこのように、第１の層に用いられる有
機化合物のＨＯＭＯ準位と、上記複合材料で用いる炭化水素化合物のＨＯＭＯ準位の差を
小さくするという観点から、第１の層に用いられる有機化合物として、上記複合材料で用
いる炭化水素化合物と同様、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン
骨格に置換基（置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、ト
リフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が３５０以上２
０００以下の炭化水素化合物を用いることが好ましい。例えば、上記複合材料で用いる炭
化水素化合物と同じ炭化水素化合物を用いればよい。
また、同様の観点から第１の層と接する発光層も、上記複合材料で用いる炭化水素化合物
と同様、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基（置換
基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から
選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が３５０以上２０００以下の炭化水
素化合物を含む（特に、ホスト材料として含む）ことが好ましい。例えば、上記複合材料
で用いる炭化水素化合物と同じ炭化水素化合物を用いればよい。
つまり、本発明の一態様は、一対の電極間に発光物質を含む層を有し、該発光物質を含む
層は、陽極側から、上記複合材料を含む層、第１の層、及び発光層を有し、上記複合材料
を含む層、第１の層、及び発光層は、それぞれ、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、
又はトリフェニレン骨格に置換基（置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フ
ェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分
子量が３５０以上２０００以下の炭化水素化合物を含む発光素子である。
特に、複合材料を含む層、第１の層、及び発光層に含まれる該炭化水素化合物が同一の化
合物であると、これらの層間での正孔注入性が良好であるため、好ましい。また、合成コ
ストを抑えることができ、好ましい。
また、本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を複数有し、複数のＥＬ層の間に、上記
複合材料を含む層を有する発光素子である。すなわち、複数の発光ユニットを積層した構
成の有機ＥＬ発光素子（タンデム型の有機ＥＬ発光素子）における中間層（電荷発生層と
も記す）に、上記複合材料を用いることができる。このとき、該複合材料を含む層の陰極
側に接して、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基（
置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環
から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が３５０以上２０００以下であ
る炭化水素化合物を含む層を設けることが好ましい。
また、本発明の一態様は、上記発光素子を有する発光装置である。また、該発光装置を表
示部に有する電子機器である。また、該発光素子を発光部に有する照明装置である。
本発明の一態様によれば、有機化合物と無機化合物とを複合した複合材料であって、キャ
リア輸送性の高い複合材料を提供することができる。また、有機化合物へのキャリア注入
性の高い複合材料を提供することができる。また、電荷移動相互作用による光吸収が生じ
にくい複合材料を提供することができる。また、可視光に対する透光性が高い複合材料を
提供することができる。
また、本発明の一態様によれば、該複合材料を発光素子に適用することにより、発光効率
の高い発光素子を提供することができる。また、駆動電圧の低い発光素子を提供すること
ができる。また、長寿命の発光素子を提供することができる。また、該発光素子を用いた
発光装置、該発光装置を用いた電子機器及び照明装置を提供することができる。
本発明の一態様の発光素子を示す図。 本発明の一態様の発光素子を示す図。 本発明の一態様の発光装置を示す図。 本発明の一態様の発光装置を示す図。 本発明の一態様の電子機器を示す図。 本発明の一態様の照明装置を示す図。 実施例１のＮ３Ｐと、その複合材料の吸光度を示す図。 実施例１のＰｎ３Ｐと、その複合材料の吸光度を示す図。 実施例１のＰ４Ｎと、その複合材料の吸光度を示す図。 実施例１のＤＰＡｎｔｈと、その複合材料の吸光度を示す図。 実施例２の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例２の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例２の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 実施例３の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例３の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例３の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 実施例４の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例４の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例４の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 実施例５の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例５の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例５の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 実施例６の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例６の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例６の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 実施例の発光素子を示す図。 本発明の一態様の発光装置を示す図。 実施例７の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例７の発光素子の電圧−電流特性を示す図。 実施例７の発光素子の輝度−色度座標特性を示す図。 実施例７の発光素子の発光スペクトルを示す図。 Ｎ３Ｐ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。 Ｐｎ３Ｐ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。 βＮ３Ｐ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。 実施例８のβＮ３Ｐと、その複合材料の吸光度を示す図。 実施例９の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例９の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例１０の発光素子の電圧−輝度特性を示す図。 実施例１０の発光素子の輝度−電流効率特性を示す図。 実施例１０の発光素子の信頼性試験の結果を示す図。 ｍＰｎＢＰ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。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において
、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、
その繰り返しの説明は省略する。
まず、本発明の背景となる技術と本発明との相違について、概要を説明する。特許文献１
で示されているように、芳香族アミンと電子受容性の無機化合物が混合された複合材料は
、電子受容性の無機化合物が芳香族アミンから電子を奪うことにより、芳香族アミンにホ
ールが、無機化合物に電子が発生すると解釈されている。換言すれば、このような複合材
料は、芳香族アミンと電子受容性の無機化合物とが電荷移動錯体を形成していると解釈さ
れる。そして、このような現象を利用して、これまでにキャリア輸送性、キャリア注入性
に優れた複合材料がいくつか報告されている。
しかしながらこのような場合、一般的には、電荷移動相互作用に基づく吸収バンドが発生
することが知られている。この吸収バンドは深赤色〜近赤外領域に発生すると言われてい
るが、実際には、多くの場合、可視光領域にも吸収バンドが生じる。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又はα−
ＮＰＤ）と酸化バナジウム、又はＮＰＢと酸化モリブデンを混合した複合材料は、１３０
０ｎｍ付近の吸収バンド以外に、５００ｎｍ付近にも吸収バンドが生じる。このことは、
発光素子のような光学デバイスにとっては大きなデメリットとなる。
本発明者らは、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基
（置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン
環から選ばれる一種又は複数種である）が結合した、分子量が３５０以上２０００以下で
ある炭化水素化合物と電子受容性を示す無機化合物、又は、該炭化水素化合物と遷移金属
酸化物とを複合させることにより、電荷移動相互作用に基づく光吸収が確認できない（ほ
とんど発生しない）にも関わらず、優れたキャリア輸送性やキャリア注入性を発現できる
ことを見出した。従来、電荷移動相互作用によって発生するホール及び電子が、キャリア
輸送性、キャリア注入性発現の要素と考えられていたわけであるから、電荷移動相互作用
による光吸収が明確に観察されないにも関わらず優れたキャリア輸送性やキャリア注入性
を発現できる本発明は、その一般論とは矛盾しており、予測不可能の驚くべき機能である
と言える。
先に記した通り、本発明の一態様で用いる炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナン
トレン骨格、又はトリフェニレン骨格を含む。また、該骨格に結合する１以上の置換基が
有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェ
ニレン環から選ばれる一種又は複数種である。ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、
及びトリフェニレンは、それ自体のエネルギーギャップが大きい。したがって、炭化水素
化合物が有する環を上記から選択することで、該炭化水素化合物自体が可視光領域に吸収
ピークを持たない（可視光領域に吸収をほとんど持たない）化合物となるよう設計できる
。したがって、透光性向上の観点で大きなメリットがある。
また、ナフタレン、フェナントレン、及びトリフェニレンは、サイクリックボルタンメト
リ（ＣＶ）測定によると、ＨＯＭＯ準位が非常に低い。したがって、本発明の一態様に用
いる炭化水素化合物単体は、他の有機化合物への正孔注入性には優れていると考えられる
が、ＡｌやＩＴＯに代表されるような導電材料（仕事関数が３〜５ｅＶ程度）から正孔を
受け取ることは困難であると考えられる。しかしながら、本発明の一態様のような複合材
料を形成することにより、他の有機化合物への優れた正孔注入性を保ちつつ、電極からの
正孔注入性の問題点を克服することができる。このような複合材料の性質は、発光素子に
用いた際に、駆動電圧の低減に寄与する。また、透光性が高いことから、発光効率を高め
ることができる。さらには、深いＨＯＭＯ準位により発光素子中にキャリアの蓄積を防止
できると考えられるため、長寿命化を達成できる。
以下では、本発明の態様について、具体例を列挙しながら説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の複合材料について説明する。
本発明の一態様の複合材料は特定の骨格を有する有機化合物と無機化合物との複合材料で
ある。本発明の一態様の複合材料の作製方法に限定は無く、例えば、当該有機化合物と無
機化合物を同時に蒸着する共蒸着法により形成することができる。本発明の一態様の複合
材料において、有機化合物と無機化合物の混合比は質量比で８：１〜１：２（＝有機化合
物：無機化合物）程度が好ましく、さらに望ましくは４：１〜１：１（＝有機化合物：無
機化合物）である。混合比は複合材料を共蒸着法によって形成する場合は、有機化合物と
無機化合物の蒸着レートをそれぞれ調節することによって制御することができる。
まず、本発明の一態様の複合材料に用いることが可能な有機化合物は、ナフタレン骨格、
フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合した、分子量が３５０以上
２０００以下である炭化水素化合物である。なお、該置換基が有する環は、ベンゼン環、
ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である
。
該炭化水素化合物を用いた複合材料は、キャリア輸送性が高い。また、有機化合物へのキ
ャリア注入性が高い。また、無機化合物との電荷移動相互作用による光吸収が生じにくい
。また、透光性が高い。
該炭化水素化合物を用いた複合材料は、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制す
るだけでなく、炭化水素化合物自体の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じるよ
うに制御できるため、高い透光性を得ることができる。
ナフタレン、フェナントレン、及びトリフェニレンは、縮合環であるため、キャリア輸送
性（特に正孔輸送性）を発現するのに重要な共役環である。さらに、上記置換基が有する
環（ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種
又は複数種）は、いずれもそのキャリア輸送性（特に正孔輸送性）を増強させるのに重要
な共役環であるが、それと同時に、エネルギーギャップの広い共役環でもある。したがっ
て、上記置換基が有する環がこれらの環のみであることで、電荷移動相互作用に基づく光
吸収の発生を抑制するだけでなく、炭化水素化合物の吸収ピークが可視光領域よりも短波
長側に生じるよう制御できるため、該炭化水素化合物を用いることで、透光性の高い複合
材料を得ることができる。
また、該複合材料を作製する方法には、特に限定は無いが、該炭化水素化合物と無機化合
物とを共蒸着することが好ましい。この場合は該炭化水素化合物が気化しやすいことが望
まれる。したがって、分子量の観点から、炭化水素化合物の分子量は２０００以下である
ことが望ましい。また、該炭化水素化合物にアルキル鎖などを結合させて、湿式プロセス
（溶液にして成膜する方法）などで該複合材料を形成する場合は、分子量は２０００以上
でも構わない。
なお、本発明者らがこれまで実験及び検討を行ってきた結果から、芳香族炭化水素化合物
（例えばアントラセン化合物）と、無機化合物とを混合した際、芳香族炭化水素化合物と
無機化合物の混合比における無機化合物の比率が低い場合には、混合により形成される複
合材料は結晶化しやすいことが示された（後に示す実施例１の比較例の結果を参照）。逆
に、無機化合物の比率が高い場合には、結晶化は抑制できるものの、芳香族炭化水素化合
物が有する骨格（例えばアントラセン骨格）と無機化合物との電荷移動相互作用に由来す
るわずかな吸収ピークが可視光領域で増大する。一方で、本発明の一態様に示すように、
ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基（置換基が有す
る環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる
一種又は複数種）が結合した炭化水素化合物を用いる場合は、複合材料の結晶化は抑制さ
れ、複合材料の膜質が安定化する。したがって、本発明の一態様の複合材料の場合には、
結晶化を抑制する目的で無機化合物の比率を高くする必要がなく、電荷移動相互作用に由
来する吸収ピークが可視光領域に観測されることを防ぐことができる。
特に、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニ
レン骨格の２位に置換基が結合した炭化水素化合物を用いることが好ましい。なお、該置
換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環か
ら選ばれる一種又は複数種である。このような炭化水素化合物を複合材料に用いることで
、電荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができる。
ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨
格の２位にバルキーな（嵩高い）置換基（例えば炭素数が６以上）を有する場合、該骨格
と該置換基との立体障害により、分子全体が立体的な構造となる。このことにより、複合
材料の膜質が安定化する。
また、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格にフェニル基が結
合し、該フェニル基が１以上の置換基を有することが好ましい。なお、該置換基が有する
環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一
種又は複数種である。
フェニル基は共役が小さいため、該フェニル基に置換基を結合させて分子量を増大させた
としても、該炭化水素化合物は広いエネルギーギャップを保つことができる。これは透光
性向上の観点でも有効である。そして、該炭化水素化合物を複合材料に用いることで、電
荷移動相互作用に基づく光吸収の発生を抑制することができるため、好ましい。
さらに、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェ
ニレン骨格の２位に、バルキーな部位（例えば、上記のフェニル基を含めて炭素数の総和
が１２以上の骨格）を有する場合、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェ
ニレン骨格と該バルキーな部位との立体障害により、分子全体が立体的な構造となる。こ
のことにより、複合材料の膜質が安定化する。
上記複合材料に用いる炭化水素化合物を、よりバルキーな構造とするために、３つ以上の
炭化水素骨格が結合している化合物であることが好ましく、そのうち２つの骨格が、ナフ
タレン骨格、フェナントレン骨格、及びトリフェニレン骨格のいずれかであることが特に
好ましい。
また、該複合材料を作製する際には、該炭化水素化合物と無機化合物とを共蒸着すること
が好ましいが、この場合は該炭化水素化合物が気化しやすいことが望まれる。したがって
、該炭化水素化合物の分子量としては、２０００以下程度が好ましい。
ナフタレン、フェナントレン、及びトリフェニレンは、縮合環であるため、キャリア輸送
性（特に正孔輸送性）を発現するのに重要な共役環である。さらに、上記置換基が有する
環（ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種
又は複数種）は、いずれもそのキャリア輸送性（特に正孔輸送性）を増強させるのに重要
な共役環であるが、それに加えて、エネルギーギャップの広い共役環でもある。したがっ
て、置換基が有する環がこれらの環のみであることで、電荷移動相互作用に基づく光吸収
の発生を抑制するだけでなく、炭化水素化合物の吸収ピークが可視光領域よりも短波長側
に生じるように制御できるため、該炭化水素化合物を用いることで、透光性の高い複合材
料を得ることができる。
フェニル基がメタ位に該置換基を有すると、炭化水素化合物のバンドギャップが広く保て
るため好ましい。また、構造がより立体的になり、結晶化しづらくなるため、好ましい。
フェニル基がパラ位に該置換基を有すると、炭化水素化合物のキャリア輸送性が良好とな
るため好ましい。
本発明の一態様では、フェナントレン骨格を有することで、高い透光性を保ちつつ、分子
量が大きい炭化水素化合物を設計できる。該炭化水素化合物は、熱物性が良いため、好ま
しい。また、該炭化水素化合物を含む複合材料を適用することで、駆動電圧が低い発光素
子を得ることができる。
よって、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化
合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ１〜Ｒ９は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を構成
する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ１０〜Ｒ１４は、それぞれ独立に、水素、
炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナ
フチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェ
ニレニル基を表す。ただし、Ｒ１０〜Ｒ１４のうち、少なくとも１つは、置換もしくは無
置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナント
リル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様では、ナフタレン骨格を有することで、エネルギーギャップが広い
炭化水素化合物を設計できる。該炭化水素化合物は、可視光領域に吸収ピークを持たない
ため、好ましい。また、該炭化水素化合物を含む複合材料を適用することで、発光効率が
高い発光素子を得ることができる。
よって、本発明の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化
合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ２１〜Ｒ２７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ３０〜Ｒ３４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ３０〜Ｒ３４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、ナフタレン骨格のα位に比べて、β位の位置でフェニル基が結合している方が、他
の置換基との立体障害が少なく、合成が容易であるため、好ましい。また、分子構造が立
体的になり、分子間相互作用が小さくなり、結晶化しづらくなるため、α位の方が好まし
い。また、分子内の置換基（ナフチル基）の回転が抑制され、熱物性（ガラス転移温度）
が向上するため、α位の方が好ましい。
よって、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化
合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ４１〜Ｒ４７は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ５０〜Ｒ５４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ５０〜Ｒ５４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
本発明の一態様では、トリフェニレン骨格を有することで、高い透光性を保ちつつ、分子
量が大きい炭化水素化合物を設計できる。該炭化水素化合物は、熱物性が良いため、好ま
しい。また、分子構造が立体的になり、分子間相互作用が小さくなり、結晶化しづらくな
るため、好ましい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、Ｒ６１〜Ｒ７１は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜４のアルキル基、又は環を
構成する炭素数が６〜２５のアリール基を表し、Ｒ８０〜Ｒ８４は、それぞれ独立に、水
素、炭素数１〜６のアルキル基、置換もしくは無置換のフェニル基、置換もしくは無置換
のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリ
フェニレニル基を表す。ただし、Ｒ８０〜Ｒ８４のうち、少なくとも１つは、置換もしく
は無置換のフェニル基、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換のフェナ
ントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ５）で表される炭化水素化合物と、該炭化水素化合
物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含む複合材料である。
式中、α１〜α３は、それぞれ独立に、フェニレン基又はビフェニレン基を表し、Ａｒ１
〜Ａｒ３は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換のナフチル基、置換もしくは無置換の
フェナントリル基、又は置換もしくは無置換のトリフェニレニル基を表す。ｋ、ｎ、ｍは
、それぞれ独立に、０又は１を表す。
Ａｒ１〜Ａｒ３において、ナフチル基、フェナントリル基、又はトリフェニレニル基が置
換基を有する場合、該置換基としては、それぞれ独立に、炭素数１〜６のアルキル基、又
は置換もしくは無置換のフェニル基が好ましい。
α１〜α３の好ましい構造としては、例えば、一般式（α−１）乃至一般式（α−５）で
表される置換基が挙げられる。
α１〜α３が、一般式（α−１）又は一般式（α−３）で表される場合（一般式（Ｇ５）
において、Ａｒ１〜Ａｒ３と、中心のベンゼン環とが、それぞれフェニレン基やビフェニ
レン基を介してパラ位で結合している場合）、該炭化水素化合物はキャリア輸送性に優れ
るため好ましい。α１〜α３が、一般式（α−２）、一般式（α−４）、又は一般式（α
−５）で表される場合（Ａｒ１〜Ａｒ３と、中心のベンゼン環とが、それぞれフェニレン
基やビフェニレン基を介してメタ位で結合している場合）、該炭化水素化合物の分子構造
が立体的になり、結晶化しづらくなるため好ましい。一般式（α−３）乃至一般式（α−
５）のように、α１〜α３がビフェニレン基の場合、該炭化水素化合物の熱物性が向上す
るため好ましい。
合成の簡便性を考慮すると、α１〜α３がいずれもフェニレン基である、又はいずれもビ
フェニレン基であることが好ましい。かつ、Ａｒ１〜Ａｒ３がいずれも置換もしくは無置
換のナフチル基である、いずれも置換もしくは無置換のフェナントリル基である、又は置
換もしくは無置換のトリフェニレニル基であることが好ましい。かつ、ｋ、ｎ、ｍが同じ
数字であることが好ましく、ｋ、ｎ、ｍは、いずれも０であることが特に好ましい。また
、Ａｒ１〜Ａｒ３がいずれも無置換のナフチル基である、いずれも無置換のフェナントリ
ル基である、又は無置換のトリフェニレニル基であり、ｋ、ｎ、ｍはいずれも０であるこ
とがさらに好ましい。そうすれば、同じ置換基をベンゼンに対して３つ同時に結合させる
だけでよく、簡便かつ、安価に分子量の高い炭化水素化合物を得ることができる。ベンゼ
ンに対してプロペラ状に剛直な置換基が結合しているため、立体的な構造となり、熱物性
の良い炭化水素化合物を得ることができる。
以下の構造式（１００）〜（１２７）及び構造式（１３０）〜（１４５）に本発明の一態
様の複合材料に用いることが可能な有機化合物の一例を示す。
続いて、本発明の一態様の複合材料に用いることが可能な無機化合物について説明する。
本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物
を用いることができる。例えば、塩化鉄（ＩＩＩ）や塩化アルミニウムなどは、電子受容
性が高い無機化合物の一例である。
または、本発明の一態様の複合材料には、無機化合物として遷移金属酸化物を用いること
ができる。好ましくは元素周期表における４〜８族に属する金属の酸化物が望ましい。特
にチタン酸化物、バナジウム酸化物、タンタル酸化物、モリブデン酸化物、タングステン
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、銀酸化物が好ましい。この中でもモリブデン酸化物は蒸着がしやすく、吸
湿性が低く、安定であることから特に扱いやすい材料である。
遷移金属酸化物は、上述した塩化鉄（ＩＩＩ）等の強力なルイス酸に比べれば、電子受容
性はそれほど高くない（反応性は低い）と考えられる。また、上述した通り、本発明の一
態様である複合材料においては、電荷移動相互作用に基づく吸収の発生が少ない（あるい
はほとんど発生しない）。これらのことから、本発明において、遷移金属酸化物は一般的
な意味合いでの電子受容体として作用しているという証明はし難い。しかしながら一方で
、実施例で後述するように、実験的には、電界を印加した際には炭化水素化合物単体では
流せないほどの電流を流せる事実がある。したがって、本発明の一態様である複合材料に
おいて遷移金属酸化物を用いた場合、少なくとも電界印加のアシストにより容易にキャリ
アが発生しているものと考えられる。したがって本明細書では、少なくとも電界印加のア
シストによりキャリアが発生していれば、複合材料中の無機化合物（上述のような遷移金
属酸化物など）は電子受容性を有するものとして扱う。
以上に述べた本発明の一態様の複合材料に含まれる炭化水素化合物のＨＯＭＯ準位は、光
電子分光法での測定値が−５．７ｅＶ以下であることが好ましい。上述したとおり、ナフ
タレン、フェナントレン、及びトリフェニレンは、ＨＯＭＯ準位が非常に低い。したがっ
て、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格を含む本発明の一態
様で用いる炭化水素化合物単体も、ＨＯＭＯ準位を−５．７ｅＶ以下という低い値をとる
ことが容易である。
炭化水素化合物が低いＨＯＭＯ準位を有する場合、他の有機化合物への正孔注入性には優
れていると考えられるが、ＡｌやＩＴＯに代表されるような導電材料（仕事関数が３〜５
ｅＶ程度）から正孔を受け取ることは困難であると考えられる。しかしながら、本発明の
一態様のような複合材料を形成することにより、他の有機化合物への優れた正孔注入性を
保ちつつ、電極からの正孔注入性の問題点を克服することができる。このような複合材料
の性質は、発光素子に用いた際に、駆動電圧の低減に寄与する。また、透光性が高いこと
から、発光効率を高めることができる。さらには、深いＨＯＭＯ準位によりキャリアの蓄
積を防止できると考えられるため、長寿命化を達成できる。
以上で述べたように、本発明の一態様の複合材料は、ＨＯＭＯ準位が低く、キャリア輸送
性が高い材料である。また、本発明の一態様の複合材料は、有機化合物へのキャリア注入
性に優れた材料である。また、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用に基づく
吸収が生じにくい材料である。また、本発明の一態様の複合材料は、透光性が高い材料で
ある。
したがって、本発明の一態様の複合材料は、発光素子や、光電変換素子、トランジスタ等
の半導体素子に用いることが可能である。
また、本発明の一態様の複合材料は、キャリア輸送性および有機化合物へのキャリア注入
性に優れることから、発光素子等に用いることで、低い駆動電圧を実現できる。
また、本発明の一態様の複合材料が透光性を有することから、発光素子等に用いることで
、高い発光効率を実現できる。
また、本発明の一態様の複合材料は電荷の蓄積を抑制することから、発光素子等に用いる
ことで、長寿命の素子を作製することができる。
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。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光素子について図１を用いて説明する。
本実施の形態の発光素子は、一対の電極間にＥＬ層（発光物質を含む層）を挟持して形成
される。ＥＬ層は、少なくとも、実施の形態１で示した本発明の一態様の複合材料を含む
層と、発光層とを有する。さらに、ＥＬ層は、そのほかの層を有していても良い。例えば
、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
質からなる層を備えていても良い。本明細書では、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キャリアの注入、輸送などの機能を有する、機能層ともよ
ぶ。機能層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などを用いるこ
とができる。なお、本実施の形態において、本発明の一態様の複合材料を含む層は、正孔
注入層として用いる。
また、本発明の一態様の複合材料を含む層と、発光層との間に、一層以上の層（正孔輸送
層など）を設ける事が好ましい。そのことで、発光層で生じた励起エネルギーが、該複合
材料を含む層へ伝わることでの消光（効率低下）を抑制でき、より高効率な素子を得るこ
とができる。
図１（Ａ）に示す発光素子は、第１の電極１０１及び第２の電極１０８の一対の電極間に
ＥＬ層１０２が設けられている。ＥＬ層１０２は、第１の電極１０１上に正孔注入層７０
１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５の順で積層
されている。なお、本実施の形態に示す発光素子において、第１の電極１０１は陽極とし
て機能し、第２の電極１０８は陰極として機能する。
発光素子の支持体（図１（Ａ）の基板１００参照）としては、例えばガラス基板、石英基
板、又はプラスチック基板などを用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。
可撓性基板とは、曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリ
カーボネート、ポリアリレート、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。
第１の電極１０１としては、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、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔ
ｉｎ 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 Ｚｉｎｃ 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（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸
化物膜は、通常スパッタ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、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。
第１の電極１０１の材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数が４．０ｅＶ以上）材料
を用いることが好ましい。なお、第１の電極１０１と、本発明の一態様の複合材料を含む
層とが接する構成の発光素子については、第１の電極１０１に用いる材料は、仕事関数の
大きい材料に限定されず、仕事関数の小さい材料を用いることもできる。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）等を用いることもできる。
正孔注入層７０１は、本発明の一態様の複合材料を含む層である。
本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物（実施の形態１参照）はＨＯＭＯ準位
が低く、正孔輸送層７０２及び発光層７０３への正孔注入性が良好である。一方、第１の
電極１０１との間に注入障壁が生じ、第１の電極１０１から正孔が注入されにくい。
しかし、本発明の一態様の発光素子は、正孔注入層７０１に、本発明の一態様の複合材料
を用いるため、第１の電極１０１と正孔注入層７０１との間の注入障壁を緩和することが
できる。したがって、第１の電極１０１から発光層７０３までの注入障壁が小さく、キャ
リア注入性の高い素子の実現が可能となり、駆動電圧の低い発光素子を提供することがで
きる。
さらに、本発明の一態様の複合材料はキャリアの発生効率が高く、キャリア輸送性が高い
。そのため、本発明の一態様の複合材料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現
することができる。
また、該炭化水素化合物は、可視光領域に大きな吸収ピークが生じない。さらに、該炭化
水素化合物は、ＨＯＭＯ準位が低く、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく
吸収が生じにくい。したがって、本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に吸収ピーク
が生じにくく、高い透光性を有する。よって、このことからも、本発明の一態様の複合材
料を用いることで、発光効率の高い発光素子を実現することができると言える。
また、本発明の一態様の複合材料は、電荷の蓄積を抑制できるため、長寿命の発光素子を
提供することができる。
本発明の一態様の複合材料を適用する発光素子について、発光色は問わない。また、本発
明の一態様の複合材料を適用する発光素子について、蛍光発光か、燐光発光か、は問わな
い。本発明の一態様の複合材料は、いずれの発光素子においても、発光エネルギーを吸収
して効率を損なうことがほとんど無く、正孔注入層に好適に用いることができる。
正孔輸送層７０２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送層７０２の材料と
して、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物を用いても良い。そのほか、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）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオ
レン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、４，４
’−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）等の芳香族アミン化合物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物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正
孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上
積層したものとしてもよい。
また、正孔輸送層７０２には、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：Ｃ
ＢＰ）、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）のようなカルバゾール誘導体や、
２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤ
ＮＡ）、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）のようなアントラセン誘導体を用いても良い
。
特に、本発明の一態様である複合材料における炭化水素化合物は、低いＨＯＭＯ準位を有
するため、正孔輸送層にも低いＨＯＭＯ準位を有する材料を適用することができる。この
ような構成とすることにより、発光層と正孔輸送層との界面における電荷の蓄積を防ぐこ
とができ、発光素子を長寿命化できる。具体的には、正孔輸送層のＨＯＭＯ準位は−５．
６ｅＶ以下であることが好ましい。また、このような観点から、正孔輸送層に用いる化合
物としては、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、
アントラセン誘導体などが好ましい。また、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素
化合物を用いても良い。この時、正孔注入層と正孔輸送層に本発明の一態様の複合材料に
用いる炭化水素化合物を用いると、ＨＯＭＯ準位が近くなるため、キャリア注入障壁はよ
り小さくなり、好ましい。特に、正孔注入層に用いる本発明の一態様の複合材料に用いる
炭化水素化合物と、正孔輸送層に用いる炭化水素化合物が同じ材料であると好ましい。ま
た、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物を正孔輸送層に用い、それに発光
層を接して設けると、信頼性の良い素子が得られ、好ましい。
なお、正孔輸送層７０２には、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。
発光層７０３は、発光性の有機化合物を含む層である。発光性の有機化合物としては、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
。
発光層７０３に用いることができる蛍光性化合物としては、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：２ＰＣＡＰＡ）、
Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９
−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９
，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェ
ニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル
−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレン
ジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−
２−イル）］−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル
アントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアン
トラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。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。
なお、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物は、紫色〜青色の蛍光を発する
。よって、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物を、蛍光性化合物として、
発光層７０３に用いることができる。
また、発光層７０３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：
ＦＩｒ（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（ｐ
ｂｉ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセ
チルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］
キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）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（ａ
ｃａｃ）］）、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジ
ウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）
］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチ
ルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）、（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（ＩＩ
Ｉ）（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（ＩＩ
Ｉ）（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（Ｉ
ＩＩ）（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（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナ
ト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩ
Ｉ）（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（Ｉ
ＩＩ）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（ｔｐ
ｐｒ）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）２（ｄｐｍ）］）、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））等の希土類
金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐
光性化合物として用いることができる。
なお、発光層７０３としては、上述した発光性の有機化合物（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、ゲスト材料よりも最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）が高く、ＨＯＭＯ準位が
低い物質を用いることが好ましい。また、ゲスト材料が蛍光性化合物の場合は一重項励起
エネルギーの準位（Ｓ１準位）、燐光性化合物の場合は三重項励起エネルギーの準位（Ｔ
１準位）が高いことが好ましい。
本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物はＬＵＭＯ準位が高く、ＨＯＭＯ準位
が低く、Ｓ１準位とＴ１準位がそれぞれ高い。そのため、ホスト材料に用いることができ
る。具体的には、可視光を発光する蛍光性化合物のホスト材料、黄色や、黄色より長波長
の色を発光する燐光性化合物のホスト材料に用いることができる。
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（Ｉ
Ｉ）（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（Ｉ
Ｉ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（Ｉ
Ｉ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅ
ｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビ
ス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル
］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４
−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、２，２’
，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミ
ダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュ
プロイン（略称：ＢＣＰ）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−ｔｅ
ｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、
９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイ
ル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル
）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、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：Ｐ
ＣＡＰＢＡ）、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
。
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
移動やキャリア移動をより効率良く行うために正孔移動度が高い材料（例えば、ＮＰＢ等
のアミン骨格を有する材料やＣＢＰ等のカルバゾール骨格を有する材料）、あるいは電子
移動度が高い材料（例えば、Ａｌｑ等の複素環骨格を有する材料）をさらに添加してもよ
い。
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７０３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。
また、発光層７０３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
トキシベンゼン−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−
エチルヘキシロキシ）−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
−ＤＰＤ）などが挙げられる。
また、複数の発光層を設け、それぞれの発光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つの発光層を有する発
光素子において、第１の発光層の発光色と第２の発光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
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
以上の発光層を有する発光素子の場合でも同様である。
電子輸送層７０４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。
電子注入層７０５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層７０５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７０４を構成する物質を用いることもできる。
なお、上述した正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４
、電子注入層７０５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。
図２（Ａ）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
１０８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
７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入層７０５を有し
ている。図２（Ａ）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１０８と、第２の電極１０８上に順に積層した電子注入層７０５、電子輸送層７０４、
発光層７０３、正孔輸送層７０２、正孔注入層７０１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。
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。また、３つ以上のＥＬ層を
有する発光素子の場合でも同様である。
ＥＬ層は、図１（Ｂ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極１０８との間に複数
積層されていても良い。この場合、積層された第１のＥＬ層８００と第２のＥＬ層８０１
との間には、電荷発生層８０３を設けることが好ましい。電荷発生層８０３は本発明の一
態様の複合材料を用いて形成することができる。本発明の一態様の複合材料は、電圧印加
時におけるキャリアの発生効率が高く、正孔輸送性が高い。そのため、本発明の一態様の
複合材料を用いることで、駆動電圧の低い発光素子を実現することができる。また、発光
効率の高い発光素子を実現することができる。
この場合も、本発明の一態様の複合材料を含む層に接する正孔輸送層や、該正孔輸送層に
接する発光層に、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物を好適に用いること
ができる。
また、該炭化水素化合物は、吸収ピークが可視光領域に生じにくい。また、該炭化水素化
合物はＨＯＭＯ準位が低く、該無機化合物との間に、電荷移動相互作用に基づく吸収が生
じにくい、したがって、本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に吸収ピークが生じに
くく、高い透光性を有する。よって、このことからも、本発明の一態様の複合材料を用い
ることで、発光効率の高い発光素子を実現することができると言える。
また、電荷発生層８０３は本発明の一態様の複合材料からなる層と他の材料からなる層と
の積層構造でもよい。この場合、他の材料からなる層としては、電子供与性物質と電子輸
送性の高い物質とを含む層や、透明導電膜からなる層などを用いることができる。このよ
うな構成を有する発光素子は、エネルギーの移動や消光などの問題が起こり難く、材料の
選択の幅が広がることで高い発光効率と長い寿命とを併せ持つ発光素子とすることが容易
である。また、一方のＥＬ層で燐光発光、他方で蛍光発光を得ることも容易である。この
構造は上述のＥＬ層の構造と組み合わせて用いることができる。
同様に、図２（Ｂ）に示すように、３つ以上のＥＬ層８０２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、電荷発生
層を挟んで複数のＥＬ層を配置することで、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。
ＥＬ層は、図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１と第２の電極１０８との間に、正
孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、電子輸送層７０４、電子注入バッフ
ァー層７０６、電子リレー層７０７、及び第２の電極１０８と接する複合材料層７０８を
有していても良い。
第２の電極１０８と接する複合材料層７０８を設けることで、特にスパッタリング法を用
いて第２の電極１０８を形成する際に、ＥＬ層１０２が受けるダメージを低減することが
できるため、好ましい。複合材料層７０８は、本発明の一態様の複合材料を用いることが
できる。
また、上記複合材料層７０８は電荷発生層として機能するため、第２の電極１０８から複
合材料層７０８を経由して電子リレー層７０７に良好にキャリアを注入することができる
。
さらに、電子注入バッファー層７０６を設けることで、複合材料層７０８と電子輸送層７
０４との間の注入障壁を緩和することができるため、複合材料層７０８で生じた電子を電
子輸送層７０４に容易に注入することができる。
電子注入バッファー層７０６には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およ
びこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸
リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲ
ン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含
む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファー層７０６が、電子輸送性の高い物質とドナー性物質を含んで形
成される場合には、電子輸送性の高い物質に対して質量比で、０．００１以上０．１以下
の比率でドナー性物質を添加することが好ましい。なお、ドナー性物質としては、アルカ
リ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（
酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む
）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土類金属
の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称
：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもでき
る。なお、電子輸送性の高い物質としては、先に説明した電子輸送層７０４の材料と同様
の材料を用いて形成することができる。
さらに、電子注入バッファー層７０６と複合材料層７０８との間に、電子リレー層７０７
を形成することが好ましい。電子リレー層７０７は、必ずしも設ける必要は無いが、電子
輸送性の高い電子リレー層７０７を設けることで、電子注入バッファー層７０６へ電子を
速やかに送ることが可能となる。
複合材料層７０８と電子注入バッファー層７０６との間に電子リレー層７０７が挟まれた
構造は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質と、電子注入バッファー層７０
６に含まれるドナー性物質とが相互作用を受けにくく、互いの機能を阻害しにくい構造で
ある。したがって、駆動電圧の上昇を抑制することができる。
電子リレー層７０７は、電子輸送性の高い物質を含み、該電子輸送性の高い物質のＬＵＭ
Ｏ準位は、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送
層７０４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるように形成する。
また、電子リレー層７０７がドナー性物質を含む場合には、当該ドナー性物質のドナー準
位も複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層７０
４に含まれる電子輸送性の高い物質のＬＵＭＯ準位との間となるようにする。具体的なエ
ネルギー準位の数値としては、電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質のＬ
ＵＭＯ準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とすると
よい。
電子リレー層７０７に含まれる電子輸送性の高い物質としてはフタロシアニン系の材料又
は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
電子リレー層７０７に含まれるフタロシアニン系材料としては、具体的にはＣｕＰｃ、Ｓ
ｎＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＩ） ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＺｎＰｃ
（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｚｉｎｃ ｃｏｍｐｌｅｘ）、ＣｏＰｃ（Ｃｏｂａｌ
ｔ（ＩＩ）ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ， β−ｆｏｒｍ）、ＦｅＰｃ（Ｐｈｔｈａｌ
ｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｒｏｎ）及びＰｈＯ−ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ２，９，１６，
２３−ｔｅｔｒａｐｈｅｎｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）の
いずれかを用いることが好ましい。
電子リレー層７０７に含まれる金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としては
、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることが好ましい。金属−酸素の二重結
合はアクセプター性（電子を受容しやすい性質）を有するため、電子の移動（授受）がよ
り容易になる。また、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体は安定であると考えられる
。したがって、金属−酸素の二重結合を有する金属錯体を用いることにより発光素子を低
電圧でより安定に駆動することが可能になる。
金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体としてはフタロシアニン系材料が好まし
い。具体的には、ＶＯＰｃ（Ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ）、ＳｎＯ
Ｐｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｎ（ＩＶ） ｏｘｉｄｅ ｃｏｍｐｌｅｘ）
及びＴｉＯＰｃ（Ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｔｉｔａｎｉｕｍ ｏｘｉｄｅ ｃｏ
ｍｐｌｅｘ）のいずれかは、分子構造的に金属−酸素の二重結合が他の分子に対して作用
しやすく、アクセプター性が高いため好ましい。
なお、上述したフタロシアニン系材料としては、フェノキシ基を有するものが好ましい。
具体的にはＰｈＯ−ＶＯＰｃのような、フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体が好
ましい。フェノキシ基を有するフタロシアニン誘導体は、溶媒に可溶である。そのため、
発光素子を形成する上で扱いやすいという利点を有する。また、溶媒に可溶であるため、
成膜に用いる装置のメンテナンスが容易になるという利点を有する。
電子リレー層７０７はさらにドナー性物質を含んでいても良い。ドナー性物質としては、
アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属及びこれらの化合物（アルカリ金属化合物
（酸化リチウムなどの酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウムなどの炭酸塩
を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、又は希土
類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン
（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセンなどの有機化合物を用いるこ
とができる。電子リレー層７０７にこれらドナー性物質を含ませることによって、電子の
移動が容易となり、発光素子をより低電圧で駆動することが可能になる。
電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質としては上記
した材料の他、複合材料層７０８に含まれるアクセプター性物質のアクセプター準位より
高いＬＵＭＯ準位を有する物質を用いることができる。具体的なエネルギー準位としては
、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準
位を有する物質を用いることが好ましい。このような物質としては例えば、ペリレン誘導
体や、含窒素縮合芳香族化合物などが挙げられる。なお、含窒素縮合芳香族化合物は、安
定であるため、電子リレー層７０７を形成する為に用いる材料として、好ましい材料であ
る。
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸二無水
物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシリックビスベン
ゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’−ジオクチル−３，４，９，１０−ペリ
レンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ−Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’−ジヘキシル−
３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ ＰＴＣ）等が挙
げられる。
また、含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ピラジノ［２，３−ｆ］［１，１０］
フェナントロリン−２，３−ジカルボニトリル（略称：ＰＰＤＮ）、２，３，６，７，１
０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称
：ＨＡＴ（ＣＮ）６）、２，３−ジフェニルピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称：２Ｐ
ＹＰＲ）、２，３−ビス（４−フルオロフェニル）ピリド［２，３−ｂ］ピラジン（略称
：Ｆ２ＰＹＰＲ）等が挙げられる。
その他にも、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、１，４，
５，８−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＮＴＣＤＡ）、パーフルオロペン
タセン、銅ヘキサデカフルオロフタロシアニン（略称：Ｆ１６ＣｕＰｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビ
ス（２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−ペンタデカフルオ
ロオクチル）−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＮＴＣＤ
Ｉ−Ｃ８Ｆ）、３’，４’−ジブチル−５，５’’−ビス（ジシアノメチレン）−５，５
’’−ジヒドロ−２，２’：５’，２’’−テルチオフェン）（略称：ＤＣＭＴ）、メタ
ノフラーレン（例えば、［６，６］−フェニルＣ６１酪酸メチルエステル）等を用いるこ
とができる。
なお、電子リレー層７０７にドナー性物質を含ませる場合、電子輸送性の高い物質とドナ
ー性物質との共蒸着などの方法によって電子リレー層７０７を形成すれば良い。
正孔注入層７０１、正孔輸送層７０２、発光層７０３、及び電子輸送層７０４は前述の材
料を用いてそれぞれ形成すれば良い。特に、正孔注入層７０１は本発明の一態様の複合材
料とすればよい。また、正孔輸送層７０２や発光層７０３はそれぞれ本発明の一態様の複
合材料で用いる炭化水素化合物を好適に用いることができる。
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。
（実施の形態３）
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。
本実施の形態の発光装置は、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動
回路４０３と、画素部４０２と、封止基板４０４と、シール材４０５と、ＦＰＣ（フレキ
シブルプリントサーキット）４０９と、素子基板４１０とを有する。シール材４０５で囲
まれた内側は、空間になっている。
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ＦＰＣ４０９からビデオ信
号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣし
か図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられてい
ても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣ又は
ＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
図３（Ａ）に示す素子基板４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、図３
（Ｂ）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。
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。
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのド
レインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。な
お、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型
の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
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性アクリ
ルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する
曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャ
ントに不溶解性となるネガ型、或いは光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。
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錫
酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜
、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主
成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜と
の３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く
、良好なオーミックコンタクトがとれる。
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で示した本発明の一態様の複合材料を含んでいる。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。
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。
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、充填材が充填されており、
不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材４０５で充填される場
合もある。
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料は
できるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に
用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎ
ｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステル又
はアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
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。
また、本発明の発光素子は、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。
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。
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。
図２７に、本発明の一態様を適用した発光装置の一例を示す。図２７（Ａ）は、発光装置
を示す上面図、図２７（Ｂ）（Ｃ）は図２７（Ａ）をＥ−Ｆ間で切断した断面図である。
図２７（Ａ）乃至（Ｃ）に示す発光装置９００は、第１の基板９０１上に発光素子９０８
（第１の電極１０１、ＥＬ層１０２、及び第２の電極１０８）を備える。発光素子９０８
は、実施の形態２に示した材料を用いて形成することができる。ＥＬ層１０２は、本発明
の一態様の複合材料を含む。
本実施の形態の発光装置は、発光素子が上部方向に光を射出する構造（トップエミッショ
ン構造ともいう）、上部及び下部方向に光を射出する構造（デュアルエミッション構造と
もいう）、及び、下部方向に光を射出する構造（ボトムエミッション構造ともいう）のい
ずれの構造も適用することができる。
図２７（Ｂ）にボトムエミッション構造の発光装置を示す。
図２７（Ｂ）に示す発光装置は、第１の基板９０１上に第１の電極１０１を有し、第１の
電極１０１上にＥＬ層１０２を有し、ＥＬ層１０２上に第２の電極１０８を有する。
第１の端子９０３は、補助配線９１０及び第１の電極１０１と電気的に接続し、第２の端
子９０４は、第２の電極１０８と電気的に接続する。また、第１の電極１０１の端部及び
第２の電極１０８の端部の間、並びに補助配線９１０とＥＬ層１０２の間には、絶縁層９
０９が形成されている。なお、図２７（Ｂ）において、補助配線９１０上に第１の電極１
０１が形成されている構成を示すが、第１の電極１０１上に補助配線９１０が形成される
構成としても良い。
そして、第１の基板９０１及び第２の基板９０２は、シール材９１２によって貼り合わさ
れている。また、第１の基板９０１と第２の基板９０２の間に、乾燥剤９１１を有してい
ても良い。
また、第１の基板９０１の上部、下部、または両方に、光取り出し構造を有していても良
い。光取り出し構造としては、光が屈折率の高い側から低い側に透過する界面に、凹凸構
造を設ければ良い。具体的には、図２７（Ｂ）に示すように、微細な凹凸構造をもつ光取
り出し構造９１３ａを屈折率の高い発光素子９０８とそれより屈折率が低い第１の基板９
０１との間に設け、凹凸構造をもつ光取り出し構造９１３ｂを第１の基板９０１と大気と
の間に設ける構成が挙げられる。
しかし、発光素子において、第１の電極１０１が凹凸を有すると、第１の電極１０１上に
形成されるＥＬ層１０２においてリーク電流が生じる恐れがある。したがって、本実施の
形態では、ＥＬ層１０２の屈折率以上の屈折率を有する平坦化層９１４を光取り出し構造
９１３ａと接して設ける。これによって、第１の電極１０１を平坦な膜とすることができ
、第１の電極１０１の凹凸に起因するＥＬ層におけるリーク電流の発生を抑制することが
できる。また、平坦化層９１４と第１の基板９０１との界面に、光取り出し構造９１３ａ
を有するため、全反射の影響で大気に取り出せない光を低減し、発光装置の光の取り出し
効率を向上させることができる。
なお、図２７（Ｂ）において、第１の基板９０１、光取り出し構造９１３ａ、及び光取り
出し構造９１３ｂを異なる要素として示したが、本発明はこれに限られない。これらのう
ち二つ又は全てが一体に形成されていても良い。また、光取り出し構造９１３ａはシール
領域の内側に全てが形成されていても良い。
図２７（Ｃ）にトップエミッション構造の発光装置を示す。
図２７（Ｃ）に示す発光装置は、第１の基板９０１上に第２の電極１０８を有し、第２の
電極１０８上にＥＬ層１０２を有し、ＥＬ層１０２上に第１の電極１０１を有する。
第１の端子９０３は、第２の電極１０８と電気的に接続し、第２の端子９０４は、第１の
電極１０１と電気的に接続する。また、第１の電極１０１の端部及び第２の電極１０８の
端部の間には、絶縁層９０９が形成されている。
そして、第１の基板９０１及び第２の基板９０２は、シール材９１２によって貼り合わさ
れている。また、第１の電極１０１上に補助配線を形成しても良い。また、第１の基板９
０１と第２の基板９０２の間に、乾燥剤９１１を有していても良い。乾燥剤９１１は、発
光素子の発光領域と重ならない位置に設けることが好ましい。または、発光素子の光を透
過する乾燥剤を用いることが好ましい。
なお、図２７（Ａ）に示す発光装置９００の形状は八角形であるが、本発明はこれに限ら
れない。発光装置９００および発光素子９０８は、その他の多角形または曲線をもつ形状
としても良い。特に、発光装置９００の形状としては、三角形、四角形、正六角形などが
好ましい。なぜなら、限られた面積に複数の発光装置９００を隙間無く設けることができ
るためである。また、限られた基板面積を有効に利用して発光装置９００を形成できるた
めである。また、基板上に形成する素子は一つに限られず、複数の素子を設けても良い。
第１の基板９０１及び第２の基板９０２の材料としては、ガラス、石英、有機樹脂などの
透光性を有する材料を用いることができる。第１の基板９０１及び第２の基板９０２の少
なくとも一方は、発光素子が発する光を透過する。
基板として有機樹脂を用いる場合、有機樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアク
リルニトリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート
（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルフォン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂、シクロオレフ
ィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、またはポリ塩化ビニル樹脂などを
用いることができる。また、ガラス繊維に有機樹脂を含浸した基板や、無機フィラーを有
機樹脂に混ぜた基板を使用することもできる。
なお、本実施の形態で示した発光装置は、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。
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。
（実施の形態４）
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。
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。
図５（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。
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。
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。
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。
図５（Ｃ）は携帯型遊技機であり、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、その他付属設
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。ま
た、表示部に近赤外光を発光するバックライト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。
図５（Ｅ）は卓上照明器具であり、照明部７５０１、傘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。
図６は、発光装置を、室内の照明装置８１１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８１２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８１
１を備えた部屋で、図５（Ｅ）で説明した卓上照明器具８１３を併用してもよい。
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。
なお、本実施の形態に示す構成は、先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。
本実施例では、本発明の一態様の複合材料の具体例を例示する。本発明の一態様の複合材
料は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合し
た、分子量が３５０以上２０００以下である炭化水素化合物と、該炭化水素化合物に対し
て電子受容性を示す無機化合物とを含む。なお、該置換基が有する環は、ベンゼン環、ナ
フタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である。
本実施例の構成例１〜３、及び比較例に用いた炭化水素化合物、及び該炭化水素化合物の
ＨＯＭＯ準位（ｅＶ）を表１に示す。なお、該ＨＯＭＯ準位は、光電子分光法での測定値
である。また、該炭化水素化合物の構造式を以下に示す。
また、Ｎ３Ｐのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３２（Ａ）に、発光スペクトルを図３
２（Ｂ）にそれぞれ示す。また、Ｐｎ３Ｐのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３３（Ａ
）に、発光スペクトルを図３３（Ｂ）にそれぞれ示す。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。溶液は石英セルに入れて測
定を行った。吸収スペクトルに関して、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した。図３２（Ａ）及び図３３（Ａ）において
横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。図３２（Ｂ）及び図３３（Ｂ
）において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。Ｎ３Ｐは２９５ｎ
ｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは、３５１ｎｍ（励起波長３００ｎｍ）
であった。また、Ｐｎ３Ｐは３０２ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは
３５６、及び３７４ｎｍ（励起波長３０３ｎｍ）であった。
このように、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物のトルエン溶液の吸収ス
ペクトルは、可視光領域に吸収がほとんど見られないことがわかった。また、発光ピーク
が短波長側にあることから、発光層に接する正孔輸送層の材料や発光層のホスト材料とし
て、該炭化水素化合物は好適であることがわかった。
また、後述するが、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物の薄膜の吸収スペ
クトルも、可視光領域に吸収がほとんど見られない（図７乃至図１０参照）。溶液、薄膜
ともに、可視光領域に吸収がほとんど見られないことから、単膜、及び他の有機化合物と
の混合膜のどちらにおいても、該炭化水素化合物は好適であることがわかった。このこと
から、本発明の一態様の複合材料、正孔輸送層、及び発光層に、それぞれ、該炭化水素化
合物を好適に用いることができることがわかった。
また、熱物性を示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｓｃａｎｎ
ｉｎｇ Ｃａｌｏｒｉｍｅｔｒｙ、パーキンエルマー製、型番：Ｐｙｒｉｓ１ ＤＳＣ）
を用いて測定した。Ｐｎ３Ｐのガラス転移点は２０２℃であった。このことから、Ｐｎ３
Ｐは良好な熱物性を示すことがわかった。そのため、この材料を用いた本発明の一態様の
複合材料は、良好な熱物性を示すことがわかった。
また、構成例１乃至構成例３、及び比較例において、無機化合物としては、酸化モリブデ
ンを用いた。
本発明の一態様の複合材料の作製方法について説明する。
（構成例１）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、１−［３，５−
ジ（ナフタレン−１−イル）フェニル］ナフタレン（略称：Ｎ３Ｐ）と酸化モリブデン（
ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、減圧状態で、共蒸着法によりＮ３Ｐ
と酸化モリブデンとを含む膜を形成した。この時、Ｎ３Ｐと酸化モリブデンの比率が質量
比で４：２、４：１、４：０．５（＝Ｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となるようにそれぞれ共
蒸着した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
このようにして成膜したＮ３Ｐと酸化モリブデンの複合膜（構成例１）の吸収スペクトル
を測定した結果を、図７に示す。また、比較のため、Ｎ３Ｐのみの膜（膜厚５０ｎｍ）の
吸収スペクトルも合わせて図示する。
（構成例２）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、９−［３，５−
ジ（フェナントレン−９−イル）フェニル］フェナントレン（略称：Ｐｎ３Ｐ）と酸化モ
リブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、減圧状態で、共蒸着法に
よりＰｎ３Ｐと酸化モリブデンとを含む膜を形成した。この時、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデ
ンの比率が質量比で４：２、４：１、４：０．５（＝Ｐｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となる
ようにそれぞれ共蒸着した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
このようにして成膜したＰｎ３Ｐと酸化モリブデンの複合膜（構成例２）の吸収スペクト
ルを測定した結果を、図８に示す。また、比較のため、Ｐｎ３Ｐのみの膜（膜厚５０ｎｍ
）の吸収スペクトルも合わせて図示する。
（構成例３）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、１，２，３，４
−テトラフェニルナフタレン（略称：Ｐ４Ｎ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別
の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、減圧状態で、共蒸着法によりＰ４Ｎと酸化モリブデンとを
含む膜を形成した。この時、Ｐ４Ｎと酸化モリブデンの比率が質量比で４：４、４：２、
４：０．５（＝Ｐ４Ｎ：酸化モリブデン）となるようにそれぞれ共蒸着した。なお、膜厚
は５０ｎｍとした。
このようにして成膜したＰ４Ｎと酸化モリブデンの複合膜（構成例３）の吸収スペクトル
を測定した結果を、図９に示す。また、比較のため、Ｐ４Ｎのみの膜（膜厚５０ｎｍ）の
吸収スペクトルも合わせて図示する。
（比較例）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、９，１０−ジフ
ェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）と酸化モリブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の
抵抗加熱式の蒸発源に入れ、減圧状態で、共蒸着法によりＤＰＡｎｔｈと酸化モリブデン
とを含む膜を形成した。この時、ＤＰＡｎｔｈと酸化モリブデンの比率が質量比で４：２
、４：１、４：０．５（＝ＤＰＡｎｔｈ：酸化モリブデン）となるようにそれぞれ共蒸着
した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
このようにして成膜したＤＰＡｎｔｈと酸化モリブデンの複合膜（比較例）の吸収スペク
トルを測定した結果を、図１０に示す。また、比較のため、ＤＰＡｎｔｈのみの膜（膜厚
５０ｎｍ）の吸収スペクトルも合わせて図示する。
図７乃至図１０において、横軸は波長（ｎｍ）を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
比較例に示した、ＤＰＡｎｔｈと酸化モリブデンの複合膜（４：０．５＝ＤＰＡｎｔｈ：
酸化モリブデン）は、結晶化していた。
比較例（図１０）に用いた炭化水素化合物は、アントラセン骨格を有する。アントラセン
骨格を含む炭化水素化合物を複合材料に用いると、厚膜化した際に、アントラセン骨格に
由来するわずかな吸収ピークが可視光領域に観察される。一方、構成例１乃至構成例３（
図７乃至図９）に示す複合材料は、波長が少なくとも３６０ｎｍ以上の領域に顕著な吸収
ピークが見られず、透光性の高い材料であることが分かった。
本発明の一態様の複合材料は、可視光領域に顕著な吸収ピークがほとんど見られず、透光
性の高い材料であることが分かった。また、本発明の一態様の複合材料は、赤外領域（波
長が７００ｎｍ以上の領域）においても、顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。
また、炭化水素化合物と酸化モリブデンからなる本発明の一態様の複合材料の吸収スペク
トルは、該炭化水素化合物の吸収スペクトルとほとんど同じ形状を有しており、酸化モリ
ブデンの濃度が高い膜（具体的には、各構成例において、炭化水素化合物と酸化モリブデ
ンの比率が質量比で４：２の膜や４：４の膜）においても、可視光領域から赤外領域まで
に顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。このことから、本発明の一態様の複合材
料は、電荷移動相互作用による光吸収が生じにくいことが示唆された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の構造式は省
略する。
以下に、本実施例の発光素子１の作製方法を示す。
（発光素子１）
まず、ガラス基板１１００上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）膜をス
パッタリング法にて成膜し、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。
当該基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、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。
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３
０分程度放冷した。
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形
成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐ
ａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、Ｎ３Ｐと酸化モリブデン（ＶＩ）を共
蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、Ｎ３Ｐと
酸化モリブデンの比率は、質量比で４：２（＝Ｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となるように調
節した。なお、共蒸着法とは、一つの処理室内で、複数の蒸発源から同時に蒸着を行う蒸
着法である。
次に、正孔注入層１１１１上に、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１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸
送層１１１２を形成した。
さらに、９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略
称：ＣｚＰＡ）、及びＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（
９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（
略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１
１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１
：０．０４（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように調節した。また
、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
次に、発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第１の電子輸
送層１１１４ａを形成した。
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ上にバソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）を
膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍの膜厚で
蒸着し、電子注入層１１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜
厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１を作製した。
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。
以上により得られた発光素子１の素子構造を表２に示す。
発光素子１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子１の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１の電圧−輝度特性を図１１に示す。図１１において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図１２に示す。図１２にお
いて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素
子１における輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、
電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表３に示す。
表３に示す通り、１１００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子１のＣＩＥ色度座標は（ｘ，
ｙ）＝（０．１４，０．１８）であった。この結果から、発光素子１は、１，６ｍＭｅｍ
ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
図１１、１２から、発光素子１は、駆動電圧が低く、発光効率が高いことがわかる。
次に、発光素子１の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１３に示す。図１３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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図１３から、発光素子１の１８０時間後の輝度は、初期輝度の５５％を保っていた。本発
明の一態様を適用した発光素子１は、長寿命であることがわかる。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用いることで、
高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、
発光素子の正孔注入層に用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示さ
れた。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層に用いることで、長寿命な発光素子
を作製できることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。
以下に、本実施例の発光素子２の作製方法を示す。
（発光素子２）
発光素子２の正孔注入層１１１１は、Ｐｎ３Ｐ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着する
ことで形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデンの比率は、質量
比で４：２（＝Ｐｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１
以外は、発光素子１と同様に作製した。
得られた発光素子２の素子構造を表４に示す。
発光素子２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子２の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子２の電圧−輝度特性を図１４に示す。図１４において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図１５に示す。図１５にお
いて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素
子２における輝度８３０ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電
流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表５に示す。
表５に示す通り、８３０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子２のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ
）＝（０．１４，０．１７）であった。この結果から、発光素子２は、１，６ｍＭｅｍＦ
ＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
図１４、１５から、発光素子２は、駆動電圧が低く、発光効率が高いことがわかる。
次に、発光素子２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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図１６から、発光素子２の１４０時間後の輝度は、初期輝度の６１％を保っていた。本発
明の一態様を適用した発光素子２は、長寿命であることがわかる。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用いることで、
高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、
発光素子の正孔注入層に用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示さ
れた。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層に用いることで、長寿命な発光素子
を作製できることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。
以下に、本実施例の発光素子３の作製方法を示す。
（発光素子３）
発光素子３の正孔輸送層１１１２は、Ｎ３Ｐを１０ｎｍの膜厚となるように成膜すること
で形成した。正孔輸送層１１１２以外は、発光素子１と同様に作製した。
得られた発光素子３の素子構造を表６に示す。
発光素子３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子３の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子３の電圧−輝度特性を図１７に示す。図１７において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図１８に示す。図１８にお
いて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素
子３における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、
電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表７に示す。
表７に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子３のＣＩＥ色度座標は（ｘ，
ｙ）＝（０．１４，０．１８）であった。この結果から、発光素子３は、１，６ｍＭｅｍ
ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
図１７、１８から、発光素子３は、発光効率が高いことがわかる。
次に、発光素子３の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図１９に示す。図１９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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図１９から、発光素子３の１４０時間後の輝度は、初期輝度の７０％を保っていた。本発
明の一態様を適用した発光素子３は、長寿命であることがわかる。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用い、かつ、本
発明の一態様の複合材料に含む炭化水素化合物を正孔輸送層に用いることで、高い発光効
率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層に
用い、かつ、本発明の一態様の複合材料に含む炭化水素化合物を正孔輸送層に用いること
で、長寿命な発光素子を作製できることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。
以下に、本実施例の発光素子４の作製方法を示す。
（発光素子４）
発光素子４の正孔輸送層１１１２は、Ｐｎ３Ｐを１０ｎｍの膜厚となるように成膜するこ
とで形成した。正孔輸送層１１１２以外は、発光素子２と同様に作製した。
得られた発光素子４の素子構造を表８に示す。
発光素子４を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子４の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子４の電圧−輝度特性を図２０に示す。図２０において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図２１に示す。図２１にお
いて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素
子４における輝度１０００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、
電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表９に示す。
表９に示す通り、１０００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子４のＣＩＥ色度座標は（ｘ，
ｙ）＝（０．１４，０．１７）であった。この結果から、発光素子４は、１，６ｍＭｅｍ
ＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
図２０、２１から、発光素子４は、発光効率が高いことがわかる。
次に、発光素子４の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２２に示す。図２２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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図２２から、発光素子４の１４０時間後の輝度は、初期輝度の６４％を保っていた。本発
明の一態様を適用した発光素子４は、長寿命であることがわかる。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用い、かつ、本
発明の一態様の複合材料に含む炭化水素化合物を正孔輸送層に用いることで、高い発光効
率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を正孔注入層に
用い、かつ、本発明の一態様の複合材料に含む炭化水素化合物を正孔輸送層に用いること
で、長寿命な発光素子を作製できることが示された。
また、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用い、かつ、本発明の一態
様の複合材料に含む炭化水素化合物を該複合材料に接して設けることで、良好な素子特性
が得られることがわかった。さらに、本発明の一態様の複合材料に含む炭化水素化合物を
発光層と接して設けることで、良好な素子特性が得られることがわかった。
実施例２乃至実施例５における発光素子１乃至発光素子４の実験結果から、本発明の一態
様の複合材料は、青色の蛍光発光素子に好適に用いることができることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の構造式は省
略する。
以下に、本実施例の発光素子５、発光素子６、及び比較発光素子７の作製方法を示す。
（発光素子５）
まず、ガラス基板１１００上に、ＩＴＳＯ膜をスパッタリング法にて成膜し、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。
当該基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、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。
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３
０分程度放冷した。
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形
成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐ
ａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、Ｐ４Ｎと酸化モリブデン（ＶＩ）を共
蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、Ｐ４Ｎと
酸化モリブデンの比率は、質量比で４：２（＝Ｐ４Ｎ：酸化モリブデン）となるように調
節した。
次に、正孔注入層１１１１上に、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の膜厚となるように成膜し
、正孔輸送層１１１２を形成した。
さらに、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）、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）、及び、（アセチルアセトナト）
ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称
：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光
層１１１３を形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、ＮＰＢ、及び［Ｉｒ（ｔＢ
ｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の質量比は、０．８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤ
Ｂｑ−ＩＩ：ＮＰＢ：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）となるように調節した
。また、発光層１１１３の膜厚は４０ｎｍとした。
次に、発光層１１１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜
し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し
、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層
１１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜
厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子５を作製した。
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。
（発光素子６）
発光素子６の正孔注入層１１１１は、Ｐｎ３Ｐ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着する
ことで形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデンの比率は、質量
比で４：２（＝Ｐｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となるように調節した。正孔注入層１１１１
以外は、発光素子５と同様に作製した。
（比較発光素子７）
比較発光素子７の正孔注入層１１１１は、ＤＰＡｎｔｈ及び酸化モリブデン（ＶＩ）を共
蒸着することで形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、ＤＰＡｎｔｈと酸化モリブデンの
比率は、質量比で４：２（＝ＤＰＡｎｔｈ：酸化モリブデン）となるように調節した。正
孔注入層１１１１以外は、発光素子５と同様に作製した。
以上により得られた発光素子５、発光素子６、及び比較発光素子７の素子構造を表１０に
示す。
これらの発光素子を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝さ
れないように封止する作業を行った後、これらの発光素子の動作特性について測定を行っ
た。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子５、発光素子６、及び比較発光素子７の電圧−輝度特性を図２３に示す。図２３
において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効
率特性を図２４に示す。図２４において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率
（ｃｄ／Ａ）を表す。また、各発光素子における輝度１０００ｃｄ／ｍ２付近のときの電
圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表
１１に示す。
表１１に示す通り、８４０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子５のＣＩＥ色度座標は（ｘ，
ｙ）＝（０．４５，０．５４）であった。８９０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子６のＣ
ＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．５５）であった。１１００ｃｄ／ｍ２の輝
度の時の比較発光素子７のＣＩＥ色度座標は（ｘ，ｙ）＝（０．４５，０．５５）であっ
た。この結果から、本実施例の発光素子は、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］に
由来する橙色発光が得られたことがわかった。
図２３、２４から、発光素子５及び発光素子６は、比較発光素子７に比べて、駆動電圧が
低く、発光効率が高いことがわかる。
次に、発光素子の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２５に示す。図２５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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図２５から、発光素子５の１５０時間後の輝度は、初期輝度の８０％を保っており、発光
素子６の１５０時間後の輝度は、初期輝度の７７％を保っており、比較発光素子７の１５
０時間後の輝度は、初期輝度の７８％を保っていた。
発光素子５及び発光素子６は、比較発光素子７と同程度に高い信頼性を有することがわか
った。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、燐光を発光する発光素子の正孔注入層と
して用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一
態様の複合材料を、燐光を発光する発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧
の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、燐光
を発光する発光素子の正孔注入層として用いることで、長寿命な発光素子を作製できるこ
とが示された。
また、本発明の一態様の複合材料は、橙色の燐光を発光する発光素子の正孔注入層として
良好に用いることができることが示された。そのため、橙色を含むそれより長波長の燐光
を発する発光素子で良好に用いることができることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ｂ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の構造式は省
略する。
以下に、本実施例の発光素子８の作製方法を示す。
（発光素子８）
まず、ガラス基板１１００上に、ＩＴＳＯ膜をスパッタリング法にて成膜し、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。
当該基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、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。
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３
０分程度放冷した。
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形
成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐ
ａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデン（ＶＩ）を
共蒸着することで、第１の正孔注入層１１１１ａを形成した。その膜厚は、３３ｎｍとし
、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデンの比率は、質量比で１：０．５（＝Ｐｎ３Ｐ：酸化モリブデ
ン）となるように調節した。
次に、第１の正孔注入層１１１１ａ上に、ＰＣＰＮを３０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、第１の正孔輸送層１１１２ａを形成した。
さらに、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着し、第１の正孔輸送層１
１１２ａ上に第１の発光層１１１３ａを形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅ
ｍＦＬＰＡＰｒｎの質量比は、１：０．０５（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒ
ｎ）となるように調節した。また、第１の発光層１１１３ａの膜厚は３０ｎｍとした。
次に、第１の発光層１１１３ａ上に、ＣｚＰＡを膜厚５ｎｍ、ＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎｍ
となるように成膜し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
さらに、第１の電子輸送層１１１４ａ上に、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）を０．１ｎｍの膜
厚で蒸着し、第１の電子注入層１１１５ａを形成した。
その後、第１の電子注入層１１１５ａ上に、銅フタロシアニン（略称ＣｕＰｃ）を膜厚２
ｎｍで蒸着し、電子リレー層１１１６を形成した。
次に、電子リレー層１１１６上に、Ｐｎ３Ｐと酸化モリブデン（ＶＩ）を共蒸着すること
で、第２の正孔注入層１１１１ｂを形成した。その膜厚は４０ｎｍとし、Ｐｎ３Ｐと酸化
モリブデンの比率は、質量比で１：０．５（＝Ｐｎ３Ｐ：酸化モリブデン）となるように
調節した。なお、本実施例の第２の正孔注入層１１１１ｂは、先の実施の形態で説明した
電荷発生層として機能する。
次に、第２の正孔注入層１１１１ｂ上に、ＰＣＰＮを２０ｎｍの膜厚となるように成膜し
、第２の正孔輸送層１１１２ｂを形成した。
さらに、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カル
バゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、及び、（アセチル
アセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［
Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）を共蒸着し、第２の正孔輸送層１１１２ｂ上に第２
の発光層１１１３ｂを形成した。ここで、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、ＰＣＢＡ１ＢＰ、
及び［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の質量比は、０．８：０．２：０．０６（＝２
ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＰＣＢＡ１ＢＰ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）とな
るように調節した。また、第２の発光層１１１３ｂの膜厚は４０ｎｍとした。
次に、第２の発光層１１１３ｂ上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１５ｎｍ、ＢＰｈ
ｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜し、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、第２の電子
注入層１１１５ｂを形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜
厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子８を作製した。
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。
以上により得られた発光素子８の素子構造を表１２に示す。
発光素子８を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子８の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子８の輝度−電流効率特性を図２８に示す。図２８において、横軸は輝度（ｃｄ／
ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、電圧−電流特性を図２９に示す。
図２９において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦軸は電流（ｍＡ）を表す。また、輝度−色度座
標特性を図３０に示す。図３０において、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は色度座標
（ｘ座標、又はｙ座標）を示す。また、発光素子８に０．１ｍＡの電流を流した際の発光
スペクトルを、図３１に示す。図３１において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（
任意単位）を表す。また、発光素子８における輝度８９０ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）
、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）、相関色温度
（Ｋ）を表１３に示す。
表１３に示す通り、８９０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子８のＣＩＥ色度座標は（ｘ，
ｙ）＝（０．４３，０．３８）であった。また、図３１に示す通り、発光素子８は、青色
発光材料（１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）及び橙色発光材料（［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（
ａｃａｃ）］）がバランス良く発光していることがわかった。図３０に示す通り、発光素
子８は、輝度による色度の変化が小さく、キャリアバランスが良好な素子であることがわ
かった。このことから発光素子８は照明装置に用いることが好適であることがわかった。
また、表３に示す通り、相関色温度が２８００Ｋであった。発光素子８では、電球色の発
光が得られ、このことからも、照明装置に用いることが好適であることがわかった。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、タンデム型の発光素子の正孔注入層、電
荷発生層に用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発
明の一態様の複合材料を、タンデム型の発光素子の正孔注入層、電荷発生層に用いること
で、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合
材料は、白色の発光素子に好適に用いることができることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の複合材料の具体例を例示する。本実施例の構成例４に用
いた炭化水素化合物、及び該炭化水素化合物のＨＯＭＯ準位（ｅＶ）を表１４に示す。な
お、該ＨＯＭＯ準位は、光電子分光法での測定値である。また、該炭化水素化合物の構造
式を以下に示す。
また、βＮ３Ｐのトルエン溶液の吸収スペクトルを図３４（Ａ）に、発光スペクトルを図
３４（Ｂ）にそれぞれ示す。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。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペクト
ルに関して、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
スペクトルを示した。図３４（Ａ）において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意
単位）を表す。図３４（Ｂ）において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）
を表す。βＮ３Ｐは２９６ｎｍ付近に吸収ピークが見られ、発光波長のピークは、３６３
ｎｍ（励起波長２９１ｎｍ）であった。
このように、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物のトルエン溶液の吸収ス
ペクトルは、可視光領域に吸収がほとんど見られないことがわかった。また、発光ピーク
が短波長側にあることから、発光層に接する正孔輸送層の材料や発光層のホスト材料とし
て、該炭化水素化合物は好適であることがわかった。
また、後述するが、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物の薄膜の吸収スペ
クトルも、可視光領域に吸収がほとんど見られない（図３５参照）。溶液、薄膜ともに、
可視光領域に吸収がほとんど見られないことから、単膜、及び他の有機化合物との混合膜
のどちらにおいても、該炭化水素化合物は好適であることがわかった。このことから、本
発明の一態様の複合材料、正孔輸送層、及び発光層のいずれに対しても、該炭化水素化合
物を好適に用いることができることがわかった。
また、構成例４において、無機化合物としては、酸化モリブデンを用いた。
本発明の一態様の複合材料の作製方法について説明する。
（構成例４）
まず、ガラス基板を真空蒸着装置内の基板ホルダーに固定する。そして、２−［３，５−
ジ−（ナフタレン−２−イル）−フェニル］−ナフタレン（略称：βＮ３Ｐ）と酸化モリ
ブデン（ＶＩ）とをそれぞれ別の抵抗加熱式の蒸発源に入れ、真空に引いた状態で、共蒸
着法によりβＮ３Ｐと酸化モリブデンとを含む膜を形成した。この時、βＮ３Ｐと酸化モ
リブデンの比率が質量比で４：２（＝βＮ３Ｐ：酸化モリブデン）、４：１、４：０．５
となるようにそれぞれ共蒸着した。なお、膜厚は５０ｎｍとした。
このようにして成膜したβＮ３Ｐと酸化モリブデンの複合膜（構成例４）の吸収スペクト
ルを測定した結果を、図３５に示す。また、比較のため、βＮ３Ｐのみの膜（膜厚５０ｎ
ｍ）の吸収スペクトルも合わせて図示する。なお、図３５において、横軸は波長（ｎｍ）
を、縦軸は吸光度（単位なし）を表す。
構成例４（図３５）に示す複合材料は、波長が少なくとも３６０ｎｍ以上の領域に顕著な
吸収ピークが見られず、透光性の高い材料であることが分かった。このことから、本発明
の一態様の複合材料は、可視光領域に顕著な吸収ピークがほとんど見られず、透光性の高
い材料であることが分かった。また、本発明の一態様の複合材料は、赤外領域（波長が７
００ｎｍ以上の領域）においても、顕著な吸収ピークがほとんど見られなかった。
また、炭化水素化合物と酸化モリブデンからなる本発明の一態様の複合材料の吸収スペク
トルは、該炭化水素化合物の吸収スペクトルとほとんど同じ形状を有しており、酸化モリ
ブデンの濃度が高い膜（具体的には、炭化水素化合物と酸化モリブデンの比率が質量比で
４：２の膜）においても、可視光領域から赤外領域までに顕著な吸収ピークがほとんど見
られなかった。このことから、本発明の一態様の複合材料は、電荷移動相互作用による光
吸収が生じにくいことが示唆された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。なお、先の実施例で用いた材料の構造式は省
略する。
以下に、本実施例の発光素子９の作製方法を示す。
（発光素子９）
まず、ガラス基板１１００上に、ＩＴＳＯ膜をスパッタリング法にて成膜し、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。
当該基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、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。
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３
０分程度放冷した。
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形
成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐ
ａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、βＮ３Ｐと酸化モリブデン（ＶＩ）を
共蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、５０ｎｍとし、βＮ３
Ｐと酸化モリブデン（ＶＩ）の比率は、質量比で４：２（＝βＮ３Ｐ：酸化モリブデン）
となるように調節した。
次に、正孔注入層１１１１上に、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）を１０ｎｍの膜厚となる
ように成膜し、正孔輸送層１１１２を形成した。
さらに、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎを共蒸着し、正孔輸送層１１１２
上に発光層１１１３を形成した。ここで、ＣｚＰＡ、及び１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ
の質量比は、１：０．０４（＝ＣｚＰＡ：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）となるように
調節した。また、発光層１１１３の膜厚は３０ｎｍとした。
次に、発光層１１１３上に、ＣｚＰＡを膜厚１０ｎｍとなるように成膜し、第１の電子輸
送層１１１４ａを形成した。
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚１５ｎｍとなるように成膜し
、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層
１１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜
厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子９を作製した。
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。
以上により得られた発光素子９の素子構造を表１５に示す。
発光素子９を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されない
ように封止する作業を行った後、発光素子９の動作特性について測定を行った。なお、測
定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子９の電圧−輝度特性を図３６に示す。図３６において、横軸は電圧（Ｖ）を、縦
軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３７に示す。図３７にお
いて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光素
子９における輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）、
電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表１６に示す。
表１６に示す通り、１１００ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子９のＣＩＥ色度座標は（ｘ
，ｙ）＝（０．１４，０．１８）であった。この結果から、発光素子９は、１，６ｍＭｅ
ｍＦＬＰＡＰｒｎに由来する青色発光が得られたことがわかった。
図３６、３７から、発光素子９は、駆動電圧が低く、発光効率が高いことがわかる。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、発光素子の正孔注入層に用いることで、
高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、
発光素子の正孔注入層に用いることで、駆動電圧の低い発光素子を提供できることが示さ
れた。
また、本実施例における発光素子９の実験結果から、本発明の一態様の複合材料は、青色
の蛍光発光素子に好適に用いることができることが示された。
本実施例では、本発明の一態様の発光素子について、図２６（Ａ）を用いて説明する。本
実施例で用いた材料は先の実施例で用いた材料であるため、化学式は省略する。
以下に、本実施例の発光素子１０の作製方法を示す。
（発光素子１０）
まず、ガラス基板１１００上に、ＩＴＳＯ膜をスパッタリング法にて成膜し、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。
当該基板１１００上に発光素子を形成するための前処理としては、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。
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３
０分程度放冷した。
次に、第１の電極１１０１が形成された面が下方となるように、第１の電極１１０１が形
成された基板１１００を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐ
ａ程度まで減圧した後、第１の電極１１０１上に、Ｐ４Ｎと酸化モリブデン（ＶＩ）を共
蒸着することで、正孔注入層１１１１を形成した。その膜厚は、４０ｎｍとし、Ｐ４Ｎと
酸化モリブデンの比率は、質量比で４：２（＝Ｐ４Ｎ：酸化モリブデン）となるように調
節した。
次に、正孔注入層１１１１上に、ＢＰＡＦＬＰを１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正
孔輸送層１１１２を形成した。
さらに、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、ＮＰＢ、及び、［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）
］）を共蒸着し、正孔輸送層１１１２上に発光層１１１３を形成した。ここで、２ｍＤＢ
ＴＰＤＢｑ−ＩＩ、ＮＰＢ、及び［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の質量比は、０．
８：０．２：０．０５（＝２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ：ＮＰＢ：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（
ａｃａｃ）］）となるように調節した。また、発光層１１１３の膜厚は４０ｎｍとした。
次に、発光層１１１３上に、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩを膜厚１０ｎｍとなるように成膜
し、第１の電子輸送層１１１４ａを形成した。
その後、第１の電子輸送層１１１４ａ上にＢＰｈｅｎを膜厚２０ｎｍとなるように成膜し
、第２の電子輸送層１１１４ｂを形成した。
さらに、第２の電子輸送層１１１４ｂ上に、ＬｉＦを１ｎｍの膜厚で蒸着し、電子注入層
１１１５を形成した。
最後に、陰極として機能する第２の電極１１０３として、アルミニウムを２００ｎｍの膜
厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子１０を作製した。
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。
以上により得られた発光素子１０の素子構造を表１７に示す。
発光素子１０を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されな
いように封止する作業を行った後、発光素子１０の動作特性について測定を行った。なお
、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１０の電圧−輝度特性を図３８に示す。図３８において、横軸は電圧（Ｖ）を、
縦軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を表す。また、輝度−電流効率特性を図３９に示す。図３９に
おいて、横軸は輝度（ｃｄ／ｍ２）を、縦軸は電流効率（ｃｄ／Ａ）を表す。また、発光
素子１０における輝度９４０ｃｄ／ｍ２のときの電圧（Ｖ）、ＣＩＥ色度座標（ｘ、ｙ）
、電流効率（ｃｄ／Ａ）、外部量子効率（％）を表１８に示す。
表１８に示す通り、９４０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の発光素子１０のＣＩＥ色度座標は（ｘ
，ｙ）＝（０．５７，０．４２）であった。発光素子１０は、［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａ
ｃａｃ）］に由来する橙色発光が得られたことがわかった。
図３８、３９から、発光素子１０は、駆動電圧が低く、発光効率が高いことがわかる。ま
た、発光素子１０は、９４０ｃｄ／ｍ２の輝度の時の外部量子効率が、２８％と極めて高
い値を示した。
次に、発光素子の信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４０に示す。図４０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。
信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で本実施例
の発光素子を駆動した。
図４０から、発光素子１０の３３０時間後の輝度は、初期輝度の９０％を保っていた。本
発明の一態様を適用した発光素子１０は、長寿命であり、高い信頼性を有することがわか
った。
以上の結果から、本発明の一態様の複合材料を、燐光を発光する発光素子の正孔注入層と
して用いることで、高い発光効率の素子を実現できることが示された。また、本発明の一
態様の複合材料を、燐光を発光する発光素子の正孔注入層として用いることで、駆動電圧
の低い発光素子を提供できることが示された。また、本発明の一態様の複合材料を、燐光
を発光する発光素子の正孔注入層として用いることで、長寿命な発光素子を作製できるこ
とが示された。
また、本発明の一態様の複合材料は、橙色の燐光を発光する発光素子の正孔注入層として
良好に用いることができることが示された。そのため、橙色を含むそれより長波長の燐光
を発する発光素子で良好に用いることができることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の複合材料に用いることができる炭化水素化合物である、
９，９’−（ビフェニル−３，３’−ジイル）−ジ−フェナントレン（略称：ｍＰｎＢＰ
）について説明する。ｍＰｎＢＰの構造式を以下に示す。
また、ｍＰｎＢＰのトルエン溶液の吸収スペクトルを図４１（Ａ）に、発光スペクトルを
図４１（Ｂ）にそれぞれ示す。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。溶液は石英セルに入れて測定を行った。吸収スペク
トルに関して、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
収スペクトルを示した。図４１（Ａ）において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任
意単位）を表す。図４１（Ｂ）において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位
）を表す。ｍＰｎＢＰは２８２ｎｍ、２９８ｎｍ及び３４８ｎｍ付近に吸収ピークが見ら
れ、発光波長のピークは、３５６ｎｍ、３７３ｎｍ及び３９４ｎｍ（励起波長３０６ｎｍ
）であった。
このように、ｍＰｎＢＰのトルエン溶液の吸収スペクトルは、可視光領域に吸収が見られ
ないため、本発明の一態様の複合材料に用いる炭化水素化合物として好適であることがわ
かった。また、発光ピークが短波長側にあることから、発光層に接する正孔輸送層の材料
や発光層のホスト材料として、該炭化水素化合物は好適であることがわかった。
（参考例１）
上記実施例で用いた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）を製造する合成例を示す。
ＰＣＰＮの合成スキームを（ａ−１）に示す。
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（オルト−ト
リル）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。
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（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５４０−００１３５）、アルミナ、セライト
（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１６８５５）を通して濾過した。得ら
れた濾液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この懸濁液を濾過
して濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、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、メタ
ノールを加えて超音波をかけたのち、再結晶化したところ、目的物の白色粉末を収量６．
２４ｇ、収率９０％で得た。
核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）によって、この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。
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
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．
８Ｈｚ，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）。
（参考例２）
上記実施例で用いた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）の合成方法について説明する
。
２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩの合成スキームを（ｂ−１）に示す。
２Ｌ三つ口フラスコに２−クロロジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン５．３ｇ（２０ｍｍｏ
ｌ）、３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニルボロン酸６．１ｇ（２０ｍｍｏｌ
）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）４６０ｍｇ（０．４ｍｍｏ
ｌ）、トルエン３００ｍＬ、エタノール２０ｍＬ、２Ｍの炭酸カリウム水溶液２０ｍＬを
加えた。この混合物を、減圧下で攪拌することで脱気し、三つ口フラスコ内を窒素置換し
た。この混合物を窒素気流下、１００℃で７．５時間攪拌した。室温まで冷ました後、得
られた混合物を濾過して白色の濾物を得た。得られた濾物を水、エタノールの順でよくす
すいだ後、乾燥させた。得られた固体を約６００ｍＬの熱トルエンに溶かし、セライト・
フロリジールを通して濾過し、無色透明の濾液を得た。得られた濾液を濃縮し、シリカゲ
ルカラムクロマトグラフィーで精製した。クロマトグラフィーは、熱トルエンを展開溶媒
に用いて行った。ここで得られた固体にアセトンとエタノールを加えて超音波を照射した
後、生じた懸濁物を濾取して乾燥させたところ、目的物の白色粉末を収量７．８５ｇ、収
率８０％で得た。
得られた白色粉末４．０ｇ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５．０Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色粉末を３００℃で加熱
して行った。昇華精製後、目的物の白色粉末を収量３．５ｇ、収率８８％で得た。
核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）によって、この化合物が目的物である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：２ｍ
ＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）であることを確認した。
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ（ｐｐｍ）＝７．４５−７．５２（ｍ
，２Ｈ），７．５９−７．６５（ｍ，２Ｈ），７．７１−７．９１（ｍ，７Ｈ），８．２
０−８．２５（ｍ，２Ｈ），８．４１（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１Ｈ），８．６５（ｄ，Ｊ
＝７．５Ｈｚ，２Ｈ），８．７７−８．７８（ｍ，１Ｈ），９．２３（ｄｄ，Ｊ＝７．２
Ｈｚ，１．５Ｈｚ，１Ｈ），９．４２（ｄｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，１．５Ｈｚ，１Ｈ），９
．４８（ｓ，１Ｈ）。
（参考例３）
上記実施例で用いたＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９
−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略
称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）の合成方法について説明する。
［ステップ１：３−メチルフェニル−３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル
）フェニルアミン（略称：ｍＭｅｍＦＬＰＡ）の合成法］
ステップ１の合成スキームを（ｃ−１）に示す。
９−（３−ブロモフェニル）−９−フェニルフルオレン３．２ｇ（８．１ｍｍｏｌ）、ナ
トリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド２．３ｇ（２４．１ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラス
コに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にトルエン４０．０ｍＬ、ｍ−トルイ
ジン０．９ｍＬ（８．３ｍｍｏｌ）、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキ
サン溶液０．２ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン
）パラジウム（０）４４．５ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を８０℃にして
２．０時間攪拌した。攪拌後、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引濾過し、
濾液を得た。得られた濾液を濃縮し得た固体を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（
展開溶媒はヘキサン：トルエン＝１：１）により精製し、トルエンとヘキサンの混合溶媒
で再結晶化し、目的の白色固体を、収量２．８ｇ、収率８２％で得た。
［ステップ２：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）の合成法］
ステップ２の合成スキームを（ｃ−２）に示す。
１，６−ジブロモピレン０．６ｇ（１．７ｍｍｏｌ）、上記ステップ１で得たｍＭｅｍＦ
ＬＰＡ１．４ｇ（３．４ｍｍｏｌ）、ナトリウム ｔｅｒｔ−ブトキシド０．５ｇ（５．
１ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換した。この混合物
にトルエン２１．０ｍＬ、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィンの１０％ヘキサン溶液０
．２ｍＬを加えた。この混合物を６０℃にし、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウ
ム（０）３４．９ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）を加え、この混合物を８０℃にして３．０時間
攪拌した。攪拌後、トルエンを４００ｍＬ加えて加熱し、熱いまま、フロリジール、セラ
イト、アルミナを通して吸引濾過し、濾液を得た。得られた濾液を濃縮し得た固体を、シ
リカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒はヘキサン：トルエン＝３：２）により精
製し、黄色固体を得た。得られた黄色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶化し
、目的の黄色固体を、収量１．２ｇ、収率６７％で得た。
得られた黄色固体１．０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精
製条件は、圧力２．２Ｐａ、アルゴンガスを流量５．０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１
７℃で黄色固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体を、収量１．０ｇ、収率９３
％で得た。
核磁気共鳴法（ＮＭＲ）及びＭＳスペクトルによって、この化合物が目的物であるＮ，Ｎ
’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオ
レン−９−イル）フェニル〕−ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰ
ＡＰｒｎ）であることを確認した。
得られた化合物の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝２．２１（ｓ，６Ｈ），６．６７（
ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），６．７４（ｄ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，２Ｈ），７．１７−７．
２３（ｍ，３４Ｈ），７．６２（ｄ，Ｊ＝７．８Ｈｚ，４Ｈ），７．７４（ｄ，Ｊ＝７．
８Ｈｚ，２Ｈ），７．８６（ｄ，Ｊ＝９．０Ｈｚ，２Ｈ），８．０４（ｄ，Ｊ＝８．７Ｈ
ｚ，４Ｈ）。
（参考例４）
上記実施例で用いた（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニル
ピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］
）の合成方法について説明する。
［ステップ１；４−ｔｅｒｔ−ブチル−６−フェニルピリミジン（略称：ＨｔＢｕｐｐｍ
）の合成］
ステップ１の合成スキームを（ｄ−１）に示す。
まず、４，４−ジメチル−１−フェニルペンタン−１，３−ジオン２２．５ｇとホルムア
ミド５０ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部を窒素置換した。この反応容器
を加熱することで反応溶液を５時間還流させた。その後、この溶液を水酸化ナトリウム水
溶液に注ぎ、ジクロロメタンにて有機層を抽出した。得られた有機層を水、飽和食塩水で
洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の溶
媒を留去した後、得られた残渣を、ヘキサン：酢酸エチル＝１０：１（体積比）を展開溶
媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ピリミジン誘導体ＨｔＢｕｐｐ
ｍを得た（無色油状物、収率１４％）。
［ステップ２；ジ−μ−クロロ−ビス［ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリ
ミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）］（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２）の合成
］
ステップ２の合成スキームを（ｄ−２）に示す。
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｔＢｕｐｐ
ｍ１．４９ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）１．０４ｇを、還流管を付
けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４
５ＧＨｚ １００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣を
エタノールで吸引濾過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２を得た（黄
緑色粉末、収率７３％）。
［ステップ３；［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］の合成］
ステップ３の合成スキームを（ｄ−３）に示す。
さらに、２−エトキシエタノール４０ｍＬ、上記ステップ２で得た複核錯体［Ｉｒ（ｔＢ
ｕｐｐｍ）２Ｃｌ］２ １．６１ｇ、アセチルアセトン０．３６ｇ、炭酸ナトリウム１．
２７ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後
、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １２０Ｗ）を６０分間照射し、反応させた。溶媒を留去
し、得られた残渣をエタノールで吸引濾過し、水、エタノールで洗浄した。この固体をジ
クロロメタンに溶解させ、セライト（和光純薬工業株式会社、カタログ番号：５３１−１
６８５５）、アルミナ、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した。溶媒を留
去して得られた固体をジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶することにより、
目的物を黄色粉末として得た（収率６８％）。
上記ステップ３で得られた黄色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果
を下記に示す。この結果から、本合成例において、［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ
）］が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．５０（ｓ，１８Ｈ），１．７９（ｓ，６Ｈ），
５．２６（ｓ，１Ｈ），６．３３（ｄ，２Ｈ），６．７７（ｔ，２Ｈ），６．８５（ｔ，
２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），７．７６（ｓ，２Ｈ），９．０２（ｓ，２Ｈ）。
（参考例５）
上記実施例で用いた（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イ
リジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）の合成方法について
説明する。
＜ステップ１；４，６−ジフェニルピリミジン（略称：Ｈｄｐｐｍ）の合成＞
まず、４，６−ジクロロピリミジン５．０２ｇ、フェニルボロン酸８．２９ｇ、炭酸ナト
リウム７．１９ｇ、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（略
称：Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２）０．２９ｇ、水２０ｍＬ、アセトニトリル２０ｍＬを、
還流管を付けたナスフラスコに入れ、内部をアルゴン置換した。この反応容器にマイクロ
波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を６０分間照射することで加熱した。ここで更にフェニ
ルボロン酸２．０８ｇ、炭酸ナトリウム１．７９ｇ、Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２０．０７
０ｇ、水５ｍＬ、アセトニトリル５ｍＬをフラスコに入れ、再度マイクロ波（２．４５Ｇ
Ｈｚ １００Ｗ）を６０分間照射することで加熱した。その後この溶液に水を加え、ジク
ロロメタンにて有機層を抽出した。得られた抽出液を水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて
乾燥させた。乾燥した後の溶液を濾過した。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣
を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、ピ
リミジン誘導体Ｈｄｐｐｍを得た（黄白色粉末、収率３８％）。なお、マイクロ波の照射
は、マイクロ波合成装置（ＣＥＭ社製 Ｄｉｓｃｏｖｅｒ）を用いた。以下にステップ１
の合成スキーム（ｅ−１）を示す。
＜ステップ２；ジ−μ−クロロ−ビス［ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジ
ウム（ＩＩＩ）］（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬ、水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｄｐｐｍ１
．１０ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）０．６９ｇを、還流管を付けた
ナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４
５ＧＨｚ １００Ｗ）を１時間照射し、反応させた。溶媒を留去した後、得られた残渣を
エタノールで濾過し、次いで洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２Ｃｌ］２を得た（赤
褐色粉末、収率８８％）。以下にステップ２の合成スキーム（ｅ−２）を示す。
＜ステップ３；（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジ
ウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）の合成＞
さらに、２−エトキシエタノール４０ｍＬ、上記ステップ２で得た［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２
Ｃｌ］２１．４４ｇ、アセチルアセトン０．３０ｇ、炭酸ナトリウム１．０７ｇを、還流
管を付けたナスフラスコに入れ、ナスフラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ
波（２．４５ＧＨｚ １２０Ｗ）を６０分間照射し、反応させた。溶媒を留去し、得られ
た残渣をジクロロメタンに溶解して濾過し、不溶物を除去した。得られた濾液を水、次い
で飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムにて乾燥させた。乾燥した後の溶液を濾過した
。この溶液の溶媒を留去した後、得られた残渣を、ジクロロメタン：酢酸エチル＝５０：
１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製した。その後
、ジクロロメタンとヘキサンの混合溶媒にて再結晶化することにより、目的物である橙色
粉末を得た（収率３２％）。以下にステップ３の合成スキーム（ｅ−３）を示す。
上記ステップ３で得られた橙色粉末の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果
を下記に示す。この結果から、本合成例において、［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］
が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：１．８３（ｓ，６Ｈ），５．２９（ｓ，１Ｈ），６
．４８（ｄ，２Ｈ），６．８０（ｔ，２Ｈ），６．９０（ｔ，２Ｈ），７．５５−７．６
３（ｍ，６Ｈ），７．７７（ｄ，２Ｈ），８．１７（ｓ，２Ｈ），８．２４（ｄ，４Ｈ）
，９．１７（ｓ，２Ｈ）．
１００ 基板
１０１ 第１の電極
１０２ ＥＬ層
１０８ 第２の電極
４０１ ソース側駆動回路
４０２ 画素部
４０３ ゲート側駆動回路
４０４ 封止基板
４０５ シール材
４０７ 空間
４０８ 配線
４０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０ 素子基板
４１１ スイッチング用ＴＦＴ
４１２ 電流制御用ＴＦＴ
４１３ 第１の電極
４１４ 絶縁物
４１６ ＥＬ層
４１７ 第２の電極
４１８ 発光素子
４２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
５０１ 基板
５０２ 第１の電極
５０３ 第２の電極
５０４ ＥＬ層
５０５ 絶縁層
５０６ 隔壁層
７０１ 正孔注入層
７０２ 正孔輸送層
７０３ 発光層
７０４ 電子輸送層
７０５ 電子注入層
７０６ 電子注入バッファー層
７０７ 電子リレー層
７０８ 複合材料層
８００ 第１のＥＬ層
８０１ 第２のＥＬ層
８０２ ＥＬ層
８０３ 電荷発生層
８１１ 照明装置
８１２ 照明装置
８１３ 卓上照明器具
９００ 発光装置
９０１ 第１の基板
９０２ 第２の基板
９０３ 第１の端子
９０４ 第２の端子
９０８ 発光素子
９０９ 絶縁層
９１０ 補助配線
９１１ 乾燥剤
９１２ シール材
９１３ａ 光取り出し構造
９１３ｂ 光取り出し構造
１１００ 基板
１１０１ 第１の電極
１１０３ 第２の電極
１１１１ 正孔注入層
１１１１ａ 第１の正孔注入層
１１１１ｂ 第２の正孔注入層
１１１２ 正孔輸送層
１１１２ａ 第１の正孔輸送層
１１１２ｂ 第２の正孔輸送層
１１１３ 発光層
１１１３ａ 第１の発光層
１１１３ｂ 第２の発光層
１１１４ａ 第１の電子輸送層
１１１４ｂ 第２の電子輸送層
１１１５ 電子注入層
１１１５ａ 第１の電子注入層
１１１５ｂ 第２の電子注入層
１１１６ 電子リレー層
７１００ テレビジョン装置
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７３１２ マイクロフォン
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７５０１ 照明部
７５０２ 傘
７５０３ 可変アーム
７５０４ 支柱
７５０５ 台
７５０６ 電源

Claims (12)

  1. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、前記第１の炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第１の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  2. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、前記第１の炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位に置換基が結合しており、
    前記第１の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  3. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、前記第１の炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格にフェニル基が結合しており、
    前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  4. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる前記第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、前記第１の炭化水素化合物に対して電子受容性を示す無機化合物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位にフェニル基が結合しており、
    前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  5. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、遷移金属酸化物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第１の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  6. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、遷移金属酸化物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位に置換基が結合しており、
    前記第１の炭化水素化合物の置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  7. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、遷移金属酸化物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格にフェニル基が結合しており、
    前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  8. 陽極と、陰極との間に、第１の層と、第２の層と、を有し、
    前記第２の層は、前記第１の層の陰極側に位置し、かつ、前記第１の層に接しており、
    前記第１の層は、分子量が３５０以上２０００以下であり、吸収ピークが可視光領域よりも短波長側に生じる第１の炭化水素化合物（ただし、フルオレン骨格を有するものを除く）と、遷移金属酸化物とを含み、
    前記第１の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格のα位もしくはβ位、フェナントレン骨格の９位、又はトリフェニレン骨格の２位にフェニル基が結合しており、
    前記フェニル基が１以上の置換基を有し、前記置換基が有する環は、それぞれ独立に、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種であり、
    前記第２の層は、分子量が３５０以上２０００以下である第２の炭化水素化合物を含み、
    前記第２の炭化水素化合物は、ナフタレン骨格、フェナントレン骨格、又はトリフェニレン骨格に置換基が結合しており、
    前記第２の炭化水素化合物の前記置換基が有する環は、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、トリフェニレン環から選ばれる一種又は複数種である発光素子。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
    前記第１の炭化水素化合物と、前記第２の炭化水素化合物とは、同じ炭化水素化合物である発光素子。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の発光素子を有する発光装置。
  11. 請求項１０に記載の発光装置を表示部に有する電子機器。
  12. 請求項１０に記載の発光装置を発光部に有する照明装置。
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