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JP6764671B2 - 複素環化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置 - Google Patents

複素環化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置 Download PDF

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Description

本発明の一態様は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。また、本発明の一態様は、複素環化合物およびその新規な合成方法に関する。また、上記複素環化合物を用いた発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。すなわち、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光体を含むＥＬ層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔がＥＬ層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
このような発光素子において、ＥＬ層には、主として有機化合物が用いられており、発光素子の素子特性向上に大きな影響を与えることから、様々な新規の有機化合物の開発が行われている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００６−１８８４９３号公報 特開２００９−３５５２４号公報
上述した特許文献１および特許文献２において、ピリジンやピリミジンなどの複素芳香環に複数の置換基や、複数のカルバゾリル基を含む発光素子用の新規材料が報告されている。
具体的には、特許文献１において示される有機化合物では、複素芳香環にカルバゾリル基を含む置換基を３つ以上有する構造の有機化合物等が挙げられている。また、特許文献２において示される有機化合物では、複素芳香環にフェニル基を介してカルバゾリル基が結合した構造の有機化合物等が挙げられている。
しかしながら、これらの構造を有する有機化合物を用いた発光素子における発光効率や信頼性などの素子特性は、現状ではまだ十分とは言えない。
そこで、本発明の一態様では、新規な複素環化合物を提供する。特に、燐光材料の中でも青色発光を呈する発光物質（ドーパント）との組み合わせが可能なホスト材料となりうる新規な複素環化合物を提供する。また、本発明の一態様では、発光効率の良い新規な複素環化合物を提供する。また、本発明の一態様では、発光寿命が長い新規な複素環化合物を提供する。また、本発明の一態様では、発光素子に用いることができる新規な複素環化合物を提供する。また、本発明の一態様では、発光素子のＥＬ層に用いることができる、新規な複素環化合物を提供する。また、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供する。また、本発明の一態様では、効率の良い発光素子を提供する。また、本発明の一態様では、信頼性の良い発光素子を提供する。また、新規な発光装置、新規な電子機器、または新規な照明装置を提供する。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、窒素を含む環構造と、カルバゾール骨格を含む複素環基とが、アリーレン基を介して結合した化合物である。
本発明の一態様は、下記一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ１）中、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合のＮ同士は、隣り合わないこととする。また、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
また、本発明の別の一態様は、上記一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２がＮの場合、Ｙ１およびＹ３はＮである。また、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）中のＡｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表す。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）中のＣｚ１が含むカルバゾール骨格のＮは、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格のＮは、Ａｒ２に直接結合する。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）中のＣｚ１は、置換または無置換のカルバゾリル基を表し、Ｃｚ２は、置換または無置換のカルバゾリル基を表す。なお、カルバゾリル基は、Ｎ−カルバゾリル基であるのが好ましい。
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ２）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ２）中、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合のＮ同士は、隣り合わないこととする。また、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
また、本発明の別の一態様は、上記一般式（Ｇ２）で表される複素環化合物において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２がＮの場合、Ｙ１およびＹ３はＮである。Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ３）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ３）中、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
また、上記構成において、一般式（Ｇ３）中のＡｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表す。
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ４）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ４）中、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ５）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ５）中、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。また、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
また、上記構成において、一般式（Ｇ５）中のＡｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表す。
また、本発明の別の一態様は、下記一般式（Ｇ６）で表される複素環化合物である。
但し、一般式（Ｇ６）中、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ６）が有する複素環基の少なくとも一は、下記一般式（α）で表されることを特徴とする。
但し、一般式（α）中、Ｒ４１〜Ｒ４８は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。またＲ４１〜Ｒ４８のいずれか隣り合う置換基同士が互いに結合して環を形成しても良い。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ６）が有する複素環基の少なくとも一は、無置換のＮ−カルバゾリル基であってもよい。
また、本発明の別の一態様は、下記構造式（１００）または下記構造式（２００）で表される複素環化合物である。
上述した本発明の一態様である複素環化合物は、Ｔ１準位の高い材料であることから、燐光材料の中でも青色発光を呈する発光物質（ドーパント）との組み合わせが可能なホスト材料として用いることができる。
また、本発明の一態様である複素環化合物は、電子輸送性の高い材料である。従って、発光素子のＥＬ層の発光層の他、電子輸送層などにも適用可能である。さらに、本発明の一態様である複素環化合物は、発光物質である。従って、発光層で、燐光材料などの発光物質と組み合わせて用いるホスト材料としてだけでなく、発光物質としても用いることができる。したがって、本発明の一態様である複素環化合物を用いた発光素子は、本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本発明の一態様は、発光素子を有する発光装置だけでなく、発光装置を有する照明装置も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、または光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
本発明の一態様では、新規な複素環化合物を提供することができる。また、燐光材料の中でも青色発光を呈する発光物質（ドーパント）との組み合わせが可能なホスト材料となりうる新規な複素環化合物を提供することができる。また、本発明の一態様では、発光効率の良い新規な複素環化合物を提供することができる。また、本発明の一態様では、発光寿命が長い新規な複素環化合物を提供することができる。また、本発明の一態様では、発光素子に用いることができる新規な複素環化合物を提供することができる。また、本発明の一態様では、発光素子のＥＬ層に用いることができる、新規な複素環化合物を提供することができる。また、本発明の一態様では、新規な発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、効率の良い発光素子を提供することができる。また、本発明の一態様では、信頼性の良い発光素子を提供することができる。また、新規な発光装置、新規な電子機器、または新規な照明装置を提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
発光素子の構造について説明する図。 発光素子の構造について説明する図。 発光装置について説明する図。 発光装置について説明する図。 電子機器について説明する図。 電子機器について説明する図。 自動車について説明する図。 照明装置について説明する図。 照明装置について説明する図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチパネルの一例を示す図。 タッチセンサのブロック図及びタイミングチャート。 タッチセンサの回路図。 構造式（１００）に示す複素環化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 構造式（１００）に示す複素環化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。 構造式（１００）に示す複素環化合物の燐光発光スペクトル。 構造式（１００）に示す複素環化合物のＬＣ−ＭＳ測定結果を示す図。 構造式（１００）に示す複素環化合物のＣＶ測定結果を示す図。 構造式（２００）に示す複素環化合物の１Ｈ−ＮＭＲチャート。 構造式（２００）に示す複素環化合物の紫外・可視吸収スペクトル及び発光スペクトル。 構造式（２００）に示す複素環化合物の燐光発光スペクトル。 構造式（２００）に示す複素環化合物のＬＣ−ＭＳ測定結果を示す図。 構造式（２００）に示す複素環化合物のＣＶ測定結果を示す図。 発光素子について説明する図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の電圧−電流特性を示す図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の発光スペクトルを示す図。 発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の信頼性を示す図。 発光素子４および比較発光素子５の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子４および比較発光素子５の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子４および比較発光素子５の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子４および比較発光素子５の電圧−電流特性を示す図。 発光素子４および比較発光素子５の発光スペクトルを示す図。 発光素子４および比較発光素子５の信頼性を示す図。 発光素子６の電流密度−輝度特性を示す図。 発光素子６の電圧−輝度特性を示す図。 発光素子６の輝度−電流効率特性を示す図。 発光素子６の電圧−電流特性を示す図。 発光素子６の発光スペクトルを示す図。 発光素子６の信頼性を示す図。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である複素環化合物について説明する。
本実施の形態で示す複素環化合物は、窒素を含む環構造と、カルバゾール骨格を含む複素環基とが、アリーレン基を介して結合することを特徴とする複素環化合物である。なお、本実施の形態で説明する、複素環化合物は、下記一般式（Ｇ１）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ１）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合のＮ同士は、隣り合わないこととする。また、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。すなわち、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。また、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、Ａｒ１およびＡｒ２にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
なお、上記構成の一般式（Ｇ１）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３がＮの場合の環Ａの具体例としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジンなどが挙げられる。
また、別の構成としては、上記一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２がＮの場合、Ｙ１およびＹ３はＮである。また、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。すなわち、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。また、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、Ａｒ１およびＡｒ２にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
なお、上記構成の一般式（Ｇ１）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外がＣＨを表す場合の環Ａの具体例としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジンなどが挙げられる。
また、本発明の一態様である複素環化合物の別の構成は、下記一般式（Ｇ２）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ２）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合のＮ同士は、隣り合わないこととする。また、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、前記カルバゾール骨格は、フェニル基にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
なお、上記構成の一般式（Ｇ２）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３がＮの場合の環Ａの具体例としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジンなどが挙げられる。
また、別の構成としては、上記一般式（Ｇ２）で表される複素環化合物において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２がＮの場合、Ｙ１およびＹ３はＮである。Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、前記カルバゾール骨格は、フェニル基にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
なお、上記構成の一般式（Ｇ２）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１または２はＮを表し、それ以外がＣＨを表す場合の環Ａの具体例としては、ピリジン、ピリミジン、ピラジンなどが挙げられる。
また、本発明の一態様である複素環化合物の別の構成は、下記一般式（Ｇ３）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ３）において、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、Ａｒ１およびＡｒ２にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、前記Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、前記Ａｒ１に直接結合し、前記Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、前記Ａｒ２に直接結合する。
また、本発明の一態様である複素環化合物の別の構成は、下記一般式（Ｇ４）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ４）において、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、フェニル基にそれぞれ直接結合することとする。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。
また、本発明の一態様である複素環化合物の別の構成は、下記一般式（Ｇ５）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ５）において、Ａｒ１およびＡｒ２は、それぞれ独立に置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。すなわち、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表す。また、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、Ａｒ１およびＡｒ２にそれぞれ直接結合する。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ１に直接結合し、Ｃｚ２が含むカルバゾール骨格は、Ａｒ２に直接結合する。
また、本発明の一態様である複素環化合物の別の構成は、下記一般式（Ｇ６）で表される構造を有する複素環化合物である。
一般式（Ｇ６）において、Ｃｚ１およびＣｚ２は、それぞれ独立にカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、カルバゾール骨格は、フェニル基にそれぞれ直接結合していることとする。すなわち、Ｃｚ１は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ２は、カルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基を表し、Ｃｚ１が含むカルバゾール骨格およびＣｚ２が含むカルバゾール骨格は、それぞれ異なるフェニル基に直接結合する。Ｒ１〜Ｒ１６はそれぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれかを表す。
なお、上記各構成の一般式（Ｇ１）、一般式（Ｇ３）、および一般式（Ｇ５）において、ビフェニルジイル基としては、具体的にはビフェニル−３，３’−ジイル基、ビフェニル−４，４’−ジイル基、ビフェニル−３，４’−ジイル基等が挙げられる。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ６）が有するカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基は、下記一般式（α）で表される構造であることが好ましい。
一般式（α）において、Ｒ４１〜Ｒ４８は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。またＲ４１〜Ｒ４８のいずれか隣り合う置換基同士が互いに結合して環を形成しても良い。
また、上記各構成において、一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ６）が有するカルバゾール骨格を含む置換もしくは無置換の複素環基としては、具体的には、置換または無置換のカルバゾリル基等が挙げられる。なお、カルバゾリル基の具体例としては、Ｎ−カルバゾリル基、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル基、９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル基が挙げられ、Ｎ−カルバゾリル基が特に好ましい。
なお、上記各構成の一般式（Ｇ１）〜一般式（Ｇ６）において、複素環基が置換基を有する場合の置換基の一例としては、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基などが挙げられる。また、これらのいずれか隣り合う置換基同士が互いに結合して環を形成しても良い。
また、上記各構成の一般式（Ｇ２）、一般式（Ｇ４）、および一般式（Ｇ６）において、Ｒ１〜Ｒ１６の一例としては、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基などが挙げられる。
なお、上記炭素数１乃至６のアルキル基の具体例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ−ペンチル基、ｔｅｒｔ−ペンチル基、ネオペンチル基、１−メチルペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。
また、上記炭素数１〜６のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基などが挙げられる。
また、上記炭素数６〜１２のアリールアミノ基の具体例としては、フェニルアミノ基、ｏ−トリルアミノ基、ｍ−トリルアミノ基、ｐ−トリルアミノ基、１−ナフチルアミノ基、２−ナフチルアミノ基、ビフェニル−２−イルアミノ基、ビフェニル−３−イルアミノ基、ビフェニル−４−イルアミノ基などが挙げられる。
また、上記炭素数６〜１２のアリール基の具体例としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、ビフェニル−２−イル基、ビフェニル−３−イル基、ビフェニル−４−イル基などが挙げられる。例えば、前記アリール基が、置換基として９位に二つのフェニル基を有する２−フルオレニル基である場合、該フェニル基が互いに結合し、スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル基となっても良い。より具体的には、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、ビフェニル基、インデニル基、ナフチル基、フルオレニル基などが挙げられる。
また、上記各構成の一般式（α）において、Ｒ４１〜Ｒ４８の一例としては、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基などが挙げられる。また、これらのいずれか隣り合う基同士が互いに結合して環を形成しても良い。
次に、上述した本発明の一態様である複素環化合物の具体的な構造式（１００）〜（１１０）、（２００）〜（２０５）、（３００）〜（３０１）を下記に示す。ただし、本発明はこれらに限定されることはない。
次に、本発明の一態様であり、下記一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物の合成方法の一例について説明する。
なお、一般式（Ｇ１）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３は、Ｎを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合は、前記Ｎ同士が隣り合わないこととする。また、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｃｚ１は、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表し、Ｃｚ２は、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表す。
以下に、一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物の合成スキーム（Ａ）を示す。すなわち、下記合成スキーム（Ａ）において、一般式（Ｇ１）で表される複素環化合物は、環状化合物である化合物１と、カルバゾール骨格を有する化合物２、カルバゾール骨格を有する化合物３とを鈴木・宮浦反応によりカップリングさせることで得ることができる。
上記合成スキーム（Ａ）において、環ＡにおけるＹ１〜Ｙ４のいずれか１乃至３は、Ｎを表し、それ以外はＣＨを表す。なお、Ｙ１〜Ｙ４のいずれか２または３がＮの場合は、前記Ｎ同士が隣り合わないこととする。また、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニルジイル基を表し、Ｃｚ１は、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表し、Ｃｚ２は、置換もしくは無置換のカルバゾリル基を表す。Ｂ１およびＢ２は、それぞれ独立にボロン酸またはボロン酸エステルのいずれかを表す。また、Ｘ１およびＸ２はハロゲン又はトリフラート基のいずれかを表す。
なお、上記合成スキーム（Ａ）において、化合物２と化合物３が異なる場合は、化合物１と化合物２をカップリングさせたのち、その反応物と化合物３をさらにカップリングさせることにより、目的化合物を収率・純度良く得ることができる。
また、合成スキーム（Ａ）に用いるパラジウム触媒としては、酢酸パラジウム（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が、これらに限られるものでは無い。なお、上記パラジウム触媒の配位子としては、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が、これらに限られるものでは無い。
また、合成スキーム（Ａ）に用いる塩基としては、ナトリウムｔｅｒｔ−ブトキシド等の有機塩基や、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム等の無機塩基等が挙げられるが、これらに限られるものでは無い。さらに、合成スキーム（Ａ）に用いる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンと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ジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類とｔ−ブチルアルコール等のアルコールの混合溶媒などが挙げられる。ただし、溶媒はこれらに限られるものでは無い。また、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類とｔ−ブチルアルコール等のアルコールの混合溶媒がより好ましい。
合成スキーム（Ａ）では、化合物２、化合物３は有機ホウ素化合物であり、鈴木・宮浦カップリング反応により反応を行うが、化合物２、化合物３を有機アルミニウム化合物や、有機ジルコニウム化合物、有機亜鉛化合物、有機スズ化合物等とし、クロスカップリング反応を用いて目的物を合成してもよい。しかし、これらに限定されるものではない。
また、合成スキーム（Ａ）において、化合物１をジボロン酸化合物とし（Ｘ１およびＸ２をボロン酸またはボロン酸エステルにする）、化合物２および化合物３をハロゲン化合物またはトリフラート化合物（Ｂ１及びＢ２をハロゲン又はトリフラート基にする）として反応させても良い。
以上、本発明の一態様である複素環化合物の合成方法の一例について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、他のどのような合成方法によって合成されても良い。
なお、上述した本発明の一態様である複素環化合物は、発光物質（ゲスト）や、その他の有機化合物等と組み合わせや単独での利用により、発光素子に適用することができる。
また、本発明の一態様である複素環化合物を用いることで、発光効率の高い発光素子、または長寿命な発光素子を実現することできる。さらに、効率の高い発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。また、消費電力の低い発光素子、発光装置、電子機器、または照明装置を実現することができる。
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。また、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様として、発光素子に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。また、状況に応じて、本発明の一態様は、発光素子以外のものに適用してもよい。また、状況に応じて、本発明の一態様は、発光素子に適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様として、複素環化合物を用いた場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子について図１を用いて説明する。
本実施の形態に示す発光素子は、一対の電極（第１の電極（陽極）１０１と第２の電極（陰極）１０３）間に発光層１１３を含むＥＬ層１０２が挟まれており、ＥＬ層１０２は、発光層１１３の他に、正孔（または、ホール）注入層１１１、正孔（または、ホール）輸送層１１２、電子輸送層１１４、電子注入層１１５などを含んで形成される。
このような発光素子に対して電圧を印加すると、第１の電極１０１側から注入された正孔と第２の電極１０３側から注入された電子とが、発光層１１３において再結合し、それにより生じたエネルギーに起因して、発光層１１３に含まれる有機金属錯体などの発光物質が発光する。
なお、ＥＬ層１０２における正孔注入層１１１は、正孔輸送層１１２または発光層１１３に対して正孔を注入することができる層であり、例えば、正孔輸送性の高い物質とアクセプター性物質により形成することができる。この場合、アクセプター性物質によって正孔輸送性の高い物質から電子が引き抜かれることにより正孔（ホール）が発生する。従って、正孔注入層１１１から正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。なお、正孔注入層１１１には、正孔注入性の高い物質を用いることもできる。例えば、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰＣ）等のフタロシアニン系の化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（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）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。
以下に本実施の形態に示す発光素子を作製する上での具体例について説明する。
第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３には、金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、酸化インジウム−酸化スズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（Ｉｎｄｉｕｍ 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、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、チタン（Ｔｉ）の他、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびカルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、マグネシウム（Ｍｇ）、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。なお、第１の電極（陽極）１０１および第２の電極（陰極）１０３は、例えばスパッタリング法や蒸着法（真空蒸着法を含む）等により形成することができる。
正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。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。また、正孔輸送性の高い物質を用いてなる層は、単層だけでなく、二層以上の積層であってもよい。以下に、正孔輸送性の物質として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
例えば、芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、ＤＮＴＰＤ、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等を挙げることができる。
また、カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。その他にも、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
また、芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４から４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。また、芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
さらに、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
また、正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いるアクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（ＨＡＴ−ＣＮ）等の電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、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。
発光層１１３は、発光物質を含む層である。なお、発光物質としては、蛍光性の発光物質と燐光性の発光物質とが挙げられる。また、燐光性の発光物質としては、具体的には有機金属錯体が用いられる。なお、発光層１１３において、有機金属錯体（ゲスト材料）を用いる場合には、この有機金属錯体よりも三重項励起エネルギーの大きい物質をホスト材料として含むことが好ましい。また、発光層１１３は、発光物質に加えて、発光層１１３におけるキャリア（電子及びホール）の再結合の際に励起錯体（エキサイプレックスとも言う）を形成することができる組み合わせとなる２種類の有機化合物（上記ホスト材料のいずれかであってもよい）を含む構成としてもよい。なお、効率よく励起錯体を形成するためには、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）と、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）とを組み合わせることが特に好ましい。このように電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを組み合わせて励起錯体を形成するホスト材料とする場合、電子輸送性を有する材料及び正孔輸送性を有する材料の混合比率を調節することで、発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することが容易となる。発光層における正孔と電子のキャリアバランスを最適化することにより、発光層中で電子と正孔の再結合が起こる領域が偏ることを抑制できる。再結合が起こる領域の偏りを抑制することで、発光素子の信頼性を向上させることができる。
なお、上記励起錯体を形成する上で用いることが好ましい電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性を有する材料）としては、含窒素複素芳香族化合物のようなπ電子不足型複素芳香族や金属錯体などを用いることができる。具体的には、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ、ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び、６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格及びトリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
また、上記励起錯体を形成するために用いる上で好ましい正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性を有する材料）としては、π電子過剰型複素芳香族（例えばカルバゾール誘導体やインドール誘導体）又は芳香族アミンなどを好適に用いることができる。具体的には、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンゼン−１，３−ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリフェニル−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’−トリス（９−フェニルカルバゾール−３−イル）ベンゼン−１，３，５−トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、ＮＰＢ、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（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）、ＢＳＰＢ、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、ＰＣｚＰＣＡ１、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、ＤＮＴＰＤ、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、ＰＣｚＰＣＡ２、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、ＣＢＰ、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
なお、発光層１１３において、上述した有機金属錯体（ゲスト材料）とホスト材料とを含んで形成することにより、発光層１１３からは、発光効率の高い燐光発光を得ることができる。
また、発光層１１３は、発光素子において図１（Ａ）に示す単層構造だけに限らず、図１（Ｂ）に示すような２層以上の積層構造であってもよい。但し、この場合には、積層された各層からそれぞれの発光が得られる構成とする。例えば、１層目の発光層１１３（ａ１）からは、蛍光発光が得られる構成とし、１層目に積層される２層目の発光層１１３（ａ２）からは燐光発光が得られる構成とすればよい。なお、積層順については、この逆であってもよい。また、燐光発光が得られる層においては、励起錯体からドーパントへのエネルギー移動による発光が得られる構成とするのが好ましい。また、発光色については、一方の層から得られる発光色と、他方の層から得られる発光色とが同一であっても異なっていてもよいが、異なっている場合には、例えば、一方の層から青色発光が得られる構成とし、他方の層からは橙色発光または黄色発光などが得られる構成とすることができる。また、各層において、複数種のドーパントが含まれる構成としてもよい。
なお、発光層１１３が積層構造を有する場合には、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質等を各々単独または組み合わせて用いることができる。この場合には、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、蛍光を発する物質（蛍光性化合物）が挙げられる。
蛍光を発する物質としては、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）などが挙げられる。
三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光性化合物）や熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示すＴＡＤＦ材料（熱活性化遅延蛍光性化合物）が挙げられる。なお、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０−６秒以上、好ましくは１０−３秒以上である。
燐光を発する物質としては、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、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）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，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−Ｎ，Ｃ２’｝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）］）、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−ａ］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（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（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）］）、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）、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）などが挙げられる。
また、ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。さらに、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（ＰＩＣ−ＴＲＺ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることもできる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、Ｓ１とＴ１のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質（電子輸送性化合物ともいう）を含む層である。電子輸送層１１４には、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑ、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などの金属錯体を用いることができる。また、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）、ＴＡＺ、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などの複素芳香族化合物も用いることができる。また、ポリ（ピリジン−２，５−ジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／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物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層１１４として用いてもよい。
また、電子輸送層１１４は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が２層以上積層された構造としてもよい。
電子注入層１１５は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層１１５には、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層１１５にエレクトライドを用いてもよい。該エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、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。
また、電子注入層１１５に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層１１４を構成する物質（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
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）、印刷法（例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等）、インクジェット法、塗布法等の方法を単独または組み合わせて用いて形成することができる。また、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、及び電子注入層１１５には、上述した材料の他、量子ドットなどの無機化合物または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いてもよい。
以上により、一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光素子を作製することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様であり、ＥＬ層を複数有する構造の発光素子（以下、タンデム型発光素子という）について説明する。
本実施の形態に示す発光素子は、図２（Ａ）に示すように一対の電極（第１の電極２０１および第２の電極２０４）間に、電荷発生層２０５を介して複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））を有するタンデム型発光素子である。
本実施の形態において、第１の電極２０１は、陽極として機能する電極であり、第２の電極２０４は陰極として機能する電極である。なお、第１の電極２０１および第２の電極２０４は、実施の形態２と同様な構成を用いることができる。また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））は、実施の形態２で示したＥＬ層と両方とも同様な構成であっても良いが、いずれか一方が同様の構成であっても良い。すなわち、第１のＥＬ層２０２（１）と第２のＥＬ層２０２（２）は、同じ構成であっても異なる構成であってもよく、同じ構成である場合は、実施の形態２を適用することができる。
また、複数のＥＬ層（第１のＥＬ層２０２（１）、第２のＥＬ層２０２（２））の間に設けられている電荷発生層２０５は、第１の電極２０１と第２の電極２０４に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。本実施の形態の場合には、第１の電極２０１に第２の電極２０４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２０５から第１のＥＬ層２０２（１）に電子が注入され、第２のＥＬ層２０２（２）に正孔が注入される。
なお、電荷発生層２０５は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層２０５の可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層２０５は、第１の電極２０１や第２の電極２０４よりも低い導電率であっても機能する。
電荷発生層２０５は、正孔輸送性の高い有機化合物に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、電子輸送性の高い有機化合物に電子供与体（ドナー）が添加された構成であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。
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、実施の形態２で正孔注入層１１１、および正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性の高い物質として示した物質を用いることができる。例えば、ＮＰＢやＴＰＤ、ＴＤＡＴＡ、ＭＴＤＡＴＡ、ＢＳＰＢなどの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／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。
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。
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、実施の形態２で電子輸送層１１４に用いる電子輸送性の高い物質として示した物質を用いることができる。例えば、Ａｌｑ、Ａｌｍｑ３、ＢｅＢｑ２、ＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他、Ｚｎ（ＢＯＸ）２、Ｚｎ（ＢＴＺ）２などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、ＰＢＤやＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／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。
また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第２、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
なお、上述した材料を用いて電荷発生層２０５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。また、電荷発生層２０５の形成方法としては、蒸着法（真空蒸着法を含む）、印刷法（例えば、凸版印刷法、凹版印刷法、グラビア印刷法、平版印刷法、孔版印刷法等）、インクジェット法、塗布法等の方法を単独または組み合わせて用いて形成することができる。
本実施の形態では、ＥＬ層を２層有する発光素子について説明したが、図２（Ｂ）に示すように、ｎ層（ただし、ｎは、３以上）のＥＬ層（２０２（１）〜２０２（ｎ））を積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数のＥＬ層を有する場合、ＥＬ層とＥＬ層との間にそれぞれ電荷発生層（２０５（１）〜２０５（ｎ−１））を配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での発光が可能である。電流密度を低く保てるため、長寿命素子を実現できる。
また、それぞれのＥＬ層の発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つのＥＬ層を有する発光素子において、第１のＥＬ層の発光色と第２のＥＬ層の発光色を補色の関係になるようにすることで、発光素子全体として白色発光する発光素子を得ることも可能である。なお、補色とは、混合すると無彩色になる色同士の関係をいう。つまり、補色の関係にある色の光を互いに混合すると、白色発光を得ることができる。具体的には、第１のＥＬ層から青色発光が得られ、第２のＥＬ層から黄色発光または橙色発光が得られる組み合わせが挙げられる。この場合、青色発光と黄色発光（または橙色発光）が両方とも同じ蛍光発光、または燐光発光である必要はなく、青色発光が蛍光発光であり、黄色発光（または橙色発光）が燐光発光である組み合わせや、その逆の組み合わせとしてもよい。
また、３つのＥＬ層を有する発光素子の場合でも同様であり、例えば、第１のＥＬ層の発光色が赤色であり、第２のＥＬ層の発光色が緑色であり、第３のＥＬ層の発光色が青色である場合、発光素子全体としては、白色発光を得ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。
なお、上記発光装置は、パッシブマトリクス型の発光装置でもアクティブマトリクス型の発光装置でもよい。また、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光素子を適用することが可能である。
本実施の形態では、まずアクティブマトリクス型の発光装置について図３を用いて説明する。
なお、図３（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板３０１上に設けられた画素部３０２と、駆動回路部（ソース線駆動回路）３０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）３０４ａ及び３０４ｂと、を有する。画素部３０２、駆動回路部３０３、及び駆動回路部３０４ａ及び３０４ｂは、シール材３０５によって、素子基板３０１と封止基板３０６との間に封止されている。
また、素子基板３０１上には、駆動回路部３０３、及び駆動回路部３０４ａ及び３０４ｂに外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線３０７が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）３０８を設ける例を示している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
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３０１上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース線駆動回路である駆動回路部３０３と、画素部３０２が示されている。
駆動回路部３０３はＦＥＴ３０９とＦＥＴ３１０とを組み合わせた構成について例示している。なお、駆動回路部３０３は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。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ー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
また、画素部３０２はスイッチング用ＦＥＴ（図示せず）と、電流制御用ＦＥＴ３１２とを有し、電流制御用ＦＥＴ３１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）は、発光素子３１７ａおよび発光素子３１７ｂの第１の電極（陽極）（３１３ａ、３１３ｂ）と電気的に接続されている。また、本実施の形態においては、画素部３０２に２つのＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ、電流制御用ＦＥＴ３１２）を用いて構成する例について示したが、これに限定されない。例えば、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせる構成としてもよい。
ＦＥＴ３０９、３１０、３１２としては、例えば、スタガ型や逆スタガ型のトランジスタを適用することができる。ＦＥＴ３０９、３１０、３１２に用いることのできる半導体材料としては、例えば、１３族半導体、１４族（ケイ素等）半導体、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体材料を用いることができる。また、該半導体材料の結晶性については、特に限定されず、例えば、非晶質半導体膜、または結晶性半導体膜を用いることができる。特に、ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２としては、酸化物半導体を用いると好ましい。なお、酸化物半導体としては、例えば、Ｉｎ−Ｇａ酸化物、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、ＨｆまたはＮｄ）等が挙げられる。ＦＥＴ３０９、３１０、３１２として、例えば、エネルギーギャップが２ｅＶ以上、好ましくは２．５ｅＶ以上、さらに好ましくは３ｅＶ以上の酸化物半導体材料を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
また、第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）には、光学調整のための導電膜（３２０ａ、３２０ｂ）を積層した構造を含む。例えば、図３（Ｂ）に示すように発光素子３１７ａと発光素子３１７ｂとで取り出す光の波長が異なる場合には、導電膜３２０ａと導電膜３２０ｂとの膜厚は異なる。また、第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）の端部を覆って絶縁物３１４が形成されている。ここでは、絶縁物３１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。また、本実施の形態においては、第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）を陽極として用いる。
また、絶縁物３１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面を形成するのが好ましい。絶縁物３１４の形状を上記のように形成することで、絶縁物３１４の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、絶縁物３１４の材料として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれかを使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等を使用することができる。
第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）上には、ＥＬ層３１５及び第２の電極３１６が積層形成される。ＥＬ層３１５は、少なくとも発光層が設けられており、第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）、ＥＬ層３１５及び第２の電極３１６からなる発光素子（３１７ａ、３１７ｂ）は、ＥＬ層３１５の端部が、第２の電極３１６で覆われた構造を有する。また、ＥＬ層３１５の構成については、実施の形態２や実施の形態３に示す単層構造または積層構造と同様であっても異なっていてもよい。さらに、発光素子ごとに異なっていてもよい。
なお、第１の電極３１３、ＥＬ層３１５及び第２の電極３１６に用いる材料としては、実施の形態２に示す材料を用いることができる。また、発光素子（３１７ａ、３１７ｂ）の第１の電極（３１３ａ、３１３ｂ）は、領域３２１において、引き回し配線３０７と電気的に接続されＦＰＣ３０８を介して外部信号が入力される。さらに、発光素子（３１７ａ、３１７ｂ）の第２の電極３１６は、領域３２２において、引き回し配線３２３と電気的に接続され、ここでは図示しないが、ＦＰＣ３０８を介して外部信号が入力される。
また、図３（Ｂ）に示す断面図では発光素子３１７を２つのみ図示しているが、画素部３０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。すなわち、画素部３０２には、２種類（例えば（Ｂ、Ｙ））の発光が得られる発光素子だけでなく、３種類（例えば（Ｒ、Ｇ、Ｂ））の発光が得られる発光素子や、４種類（例えば（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ）または（Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗ）等）の発光が得られる発光素子等をそれぞれ形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。なお、この時の発光層の形成には、発光素子の発光色などに応じて異なる材料を用いた発光層を形成（いわゆる塗り分け形成）してもよいし、複数の発光素子が同じ材料を用いて形成された共通の発光層を有し、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー化を実現させてもよい。このように数種類の発光が得られる発光素子を組み合わせることにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。さらに、量子ドットとの組み合わせにより発光効率を向上させ、消費電力を低減させた発光装置としてもよい。
さらに、シール材３０５で封止基板３０６を素子基板３０１と貼り合わせることにより、素子基板３０１、封止基板３０６、およびシール材３０５で囲まれた空間３１８に発光素子３１７ａ、３１７ｂが備えられた構造になっている。
また、封止基板３０６には、有色層（カラーフィルタ）３２４が設けられており、隣り合う有色層の間には、黒色層（ブラックマトリクス）３２５が設けられている。なお、黒色層（ブラックマトリクス）３２５と一部重なるように隣り合う有色層（カラーフィルタ）３２４の一方または両方が設けられていてもよい。なお、発光素子３１７ａ、３１７ｂで得られた発光は、有色層（カラーフィルタ）３２４を介して外部に取り出される。
なお、空間３１８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材３０５で充填される構成も含むものとする。また、シール材を塗布して貼り合わせる場合には、ＵＶ処理や熱処理等のいずれか、またはこれらを組み合わせて行うのが好ましい。
また、シール材３０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板３０６に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から素子基板３０１及び封止基板３０６はガラス基板であることが好ましい。
なお、発光素子と電気的に接続されるＦＥＴの構造は、図３（Ｂ）とはゲート電極の位置が異なる構造、すなわち図３（Ｃ）に示すＦＥＴ３２６、ＦＥＴ３２７、ＦＥＴ３２８に示す構造としてもよい。また、封止基板３０６に設けられる有色層（カラーフィルタ）３２４は、図３（Ｃ）に示すように黒色層（ブラックマトリクス）３２５と重なる位置でさらに隣り合う有色層（カラーフィルタ）３２４とも重なるように設けられていてもよい。
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
また、本発明の一態様である発光装置としては、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とすることもできる。
図４（Ａ）（Ｂ）にパッシブマトリクス型の発光装置を示す。図４（Ａ）には、パッシブマトリクス型の発光装置の上面図、図４（Ｂ）には、断面図をそれぞれ示す。
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、基板４０１上には、第１の電極４０２と、ＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ）と、第２の電極４０４とを有する発光素子４０５が形成される。なお、第１の電極４０２は、島状であり、一方向（図４（Ａ）では、横方向）にストライプ状に複数形成されている。また、第１の電極４０２上の一部には、絶縁膜４０７が形成されている。絶縁膜４０７上には絶縁材料を用いてなる隔壁４０６が設けられる。隔壁４０６の側壁は、図４（Ｂ）に示すように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。
なお、絶縁膜４０７は、第１の電極４０２上の一部に形成されるため、ＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ）および第２の電極４０４を第１の電極４０２上に所望の形状に分離形成することができる。図４（Ａ）および図４（Ｂ）には、メタルマスク等のマスクと絶縁膜４０７上の隔壁４０６とを組み合わせてＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ）および第２の電極４０４を形成する例を示す。また、ＥＬ層４０３ａ、ＥＬ層４０３ｂ、ＥＬ層４０３ｃは、それぞれ異なる発光色（例えば、赤、緑、青、黄、橙、白等）を呈する場合の例を示す。
また、ＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ）を形成した後、第２の電極４０４が形成される。従って、第２の電極４０４は、ＥＬ層（４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ）上に第１の電極４０２と接することなく形成される。
なお、封止の方法については、アクティブマトリクス型の発光装置の場合と同様に行うことができるので、説明は省略する。
以上のようにして、パッシブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタまたは発光素子を形成することが出来る。基板の種類は、特定のものに限定されることはない。その基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどがある。ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどがある。可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、以下のものがあげられる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）に代表されるプラスチックがある。または、一例としては、アクリル等の合成樹脂などがある。または、一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。特に、半導体基板、単結晶基板、又はＳＯＩ基板などを用いてトランジスタを製造することによって、特性、サイズ、又は形状などのばらつきが少なく、電流供給能力が高く、サイズの小さいトランジスタを製造することができる。このようなトランジスタによって回路を構成すると、回路の低消費電力化、又は回路の高集積化を図ることができる。
また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタまたは発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタまたは発光素子との間に剥離層を設けてもよい。剥離層は、その上に半導体装置を一部あるいは全部完成させた後、基板より分離し、他の基板に転載するために用いることができる。その際、トランジスタまたは発光素子は耐熱性の劣る基板や可撓性の基板にも転載できる。なお、上述の剥離層には、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層構造の構成や、基板上にポリイミド等の有機樹脂膜が形成された構成等を用いることができる。
つまり、ある基板を用いてトランジスタまたは発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタまたは発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタまたは発光素子を配置してもよい。トランジスタまたは発光素子が転置される基板の一例としては、上述したトランジスタまたは発光素子を形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、石材基板、木材基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などがある。これらの基板を用いることにより、特性のよいトランジスタの形成、消費電力の小さいトランジスタの形成、壊れにくい装置の製造、耐熱性の付与、軽量化、又は薄型化を図ることができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、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、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。なお、本発明の一態様である発光装置を表示部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、本発明の一態様である発光装置をその表示部７２０３に用いることにより作製することができる。また、表示部７２０３は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
図５（Ｃ）は、スマートウオッチであり、筐体７３０２、表示部７３０４、操作ボタン７３１１、７３１２、接続端子７３１３、バンド７３２１、留め金７３２２、等を有する。
ベゼル部分を兼ねる筐体７３０２に搭載された表示部７３０４は、非矩形状の表示領域を有している。表示部７３０４は、時刻を表すアイコン７３０５、その他のアイコン７３０６等を表示することができる。また、表示部７３０４は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
なお、図５（Ｃ）に示すスマートウオッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
また、筐体７３０２の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。なお、スマートウオッチは、発光装置をその表示部７３０４に用いることにより作製することができる。
図５（Ｄ）は、携帯電話機（スマートフォンを含む）の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に、表示部７４０２、マイク７４０６、スピーカ７４０５、カメラ７４０７、外部接続部７４０４、操作用ボタン７４０３などを備えている。また、本発明の一態様に係る発光素子を、可撓性を有する基板に形成して発光装置を作製した場合、図５（Ｄ）に示すような曲面を有する表示部７４０２に適用することが可能である。
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、ジャイロセンサや加速度センサ等の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の操作用ボタン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７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライト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。
さらに、携帯電話機（スマートフォンを含む）の別の構成として、図５（Ｄ’−１）や図５（Ｄ’−２）のような構造を有する携帯電話機に適用することもできる。
なお、図５（Ｄ’−１）や図５（Ｄ’−２）のような構造を有する場合には、文字情報や画像情報などを筐体７５００（１）、７５００（２）の第１面７５０１（１）、７５０１（２）だけでなく、第２面７５０２（１）、７５０２（２）に表示させることができる。このような構造を有することにより、携帯電話機を胸ポケットに収納したままの状態で、第２面７５０２（１）、７５０２（２）などに表示された文字情報や画像情報などを使用者が容易に確認することができる。
また、発光装置を適用した電子機器として、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すような折りたたみ可能な携帯情報端末が挙げられる。図６（Ａ）には、展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。また、図６（Ｂ）には、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。さらに、図６（Ｃ）には、折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示部９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示部９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示部９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示部９３１１に用いることができる。表示部９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
また、発光装置を適用した自動車を図７（Ａ）（Ｂ）に示す。すなわち、発光装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図７（Ａ）に示す自動車の外側のライト５１０１（車体後部も含む）、タイヤのホイール５１０２、ドア５１０３の一部または全体などに適用することができる。また、図７（Ｂ）に示す自動車の内側の表示部５１０４、ハンドル５１０５、シフトレバー５１０６、座席シート５１０７、バックミラー５１０８
等に適用することができる。その他、ガラス窓の一部に適用してもよい。
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用して電子機器や自動車を得ることができる。なお、適用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野において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、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光素子を適用して作製される照明装置の構成について図８を用いて説明する。
図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）には、照明装置の断面図の一例を示す。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置であり、図８（Ｃ）、（Ｄ）は、封止基板側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。
図８（Ａ）に示す照明装置４０００は、基板４００１上に発光素子４００２を有する。また、基板４００１の外側に凹凸を有する基板４００３を有する。発光素子４００２は、第１の電極４００４と、ＥＬ層４００５と、第２の電極４００６を有する。
第１の電極４００４は、電極４００７と電気的に接続され、第２の電極４００６は電極４００８と電気的に接続される。また、第１の電極４００４と電気的に接続される補助配線４００９を設けてもよい。なお、補助配線４００９上には、絶縁層４０１０が形成されている。
また、基板４００１と封止基板４０１１は、シール材４０１２で接着されている。また、封止基板４０１１と発光素子４００２の間には、乾燥剤４０１３が設けられていることが好ましい。なお、基板４００３は、図８（Ａ）のような凹凸を有するため、発光素子４００２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
また、基板４００３に代えて、図８（Ｂ）の照明装置４１００のように、基板４００１の外側に拡散板４０１５を設けてもよい。
図８（Ｃ）の照明装置４２００は、基板４２０１上に発光素子４２０２を有する。発光素子４２０２は第１の電極４２０４と、ＥＬ層４２０５と、第２の電極４２０６とを有する。
第１の電極４２０４は、電極４２０７と電気的に接続され、第２の電極４２０６は電極４２０８と電気的に接続される。また第２の電極４２０６と電気的に接続される補助配線４２０９を設けてもよい。また、補助配線４２０９の下部に、絶縁層４２１０を設けてもよい。
基板４２０１と凹凸のある封止基板４２１１は、シール材４２１２で接着されている。また、封止基板４２１１と発光素子４２０２の間にバリア膜４２１３および平坦化膜４２１４を設けてもよい。なお、封止基板４２１１は、図８（Ｃ）のような凹凸を有するため、発光素子４２０２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
また、封止基板４２１１に代えて、図８（Ｄ）の照明装置４３００のように、発光素子４２０２の上に拡散板４２１５を設けてもよい。
なお、本実施の形態で示すＥＬ層４００５、４２０５に、本発明の一態様である有機金属錯体を適用することができる。この場合、消費電力の低い照明装置を提供することができる。
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置を適用した応用品である照明装置の一例について、図９を用いて説明する。
図９は、発光装置を室内の照明装置８００１として用いた例である。なお、発光装置は大面積化も可能であるため、大面積の照明装置を形成することもできる。その他、曲面を有する筐体を用いることで、発光領域が曲面を有する照明装置８００２を形成することもできる。本実施の形態で示す発光装置に含まれる発光素子は薄膜状であり、筐体のデザインの自由度が高い。したがって、様々な意匠を凝らした照明装置を形成することができる。さらに、室内の壁面に照明装置８００３を備えても良い。
なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に発光装置を適用することにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態においては、本発明の一態様の発光素子または本発明の一態様の発光装置を有するタッチパネルについて、図１０〜図１４を用いて説明を行う。
図１０（Ａ）（Ｂ）は、タッチパネル２０００の斜視図である。なお、図１０（Ａ）（Ｂ）において、明瞭化のため、タッチパネル２０００の代表的な構成要素を示す。
タッチパネル２０００は、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを有する（図１０（Ｂ）参照）。また、タッチパネル２０００は、基板２５１０、基板２５７０、及び基板２５９０を有する。
表示パネル２５０１は、基板２５１０上に複数の画素及び該画素に信号を供給することができる複数の配線２５１１を有する。複数の配線２５１１は、基板２５１０の外周部にまで引き回され、その一部が端子２５１９を構成している。端子２５１９はＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続する。
基板２５９０には、タッチセンサ２５９５と、タッチセンサ２５９５と電気的に接続する複数の配線２５９８とを有する。複数の配線２５９８は、基板２５９０の外周部に引き回され、その一部は端子２５９９を構成する。そして、端子２５９９はＦＰＣ２５０９（２）と電気的に接続される。なお、図１０（Ｂ）では明瞭化のため、基板２５９０の裏面側（基板２５１０と対向する面側）に設けられるタッチセンサ２５９５の電極や配線等を実線で示している。
タッチセンサ２５９５として、例えば静電容量方式のタッチセンサを適用できる。静電容量方式としては、表面型静電容量方式、投影型静電容量方式等がある。
投影型静電容量方式としては、主に駆動方式の違いから自己容量方式、相互容量方式などがある。相互容量方式を用いると同時多点検出が可能となるため好ましい。
まず、投影型静電容量方式のタッチセンサを適用する場合について、図１０（Ｂ）を用いて説明する。なお、投影型静電容量方式の場合には、指等の検知対象の近接または接触を検知することができる、様々なセンサを適用することができる。
投影型静電容量方式のタッチセンサ２５９５は、電極２５９１と電極２５９２とを有する。電極２５９１と電極２５９２は、複数の配線２５９８のうちそれぞれ異なる配線と電気的に接続する。また、電極２５９２は、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、一方向に繰り返し配置された複数の四辺形が角部で配線２５９４により、一方向に接続される形状を有する。電極２５９１も同様に複数の四辺形が角部で接続される形状を有するが、接続される方向は、電極２５９２が接続される方向と交差する方向となる。なお、電極２５９１が接続される方向と、電極２５９２が接続される方向とは、必ずしも直交する関係にある必要はなく、０度を超えて９０度未満の角度をなすように配置されてもよい。
なお、配線２５９４の電極２５９２との交差部の面積は、できるだけ小さくなる形状が好ましい。これにより、電極が設けられていない領域の面積を低減でき、透過率のバラツキを低減できる。その結果、タッチセンサ２５９５を透過する光の輝度のバラツキを低減することができる。
なお、電極２５９１及び電極２５９２の形状はこれに限定されず、様々な形状を取りうる。例えば、複数の電極２５９１をできるだけ隙間が生じないように配置し、絶縁層を介して電極２５９２を複数設ける構成としてもよい。このとき、隣接する２つの電極２５９２の間に、これらとは電気的に絶縁されたダミー電極を設けると、透過率の異なる領域の面積を低減できるため好ましい。
次に、図１１を用いて、タッチパネル２０００の詳細について説明する。図１１は、図１０（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２間の断面図に相当する。
タッチパネル２０００は、タッチセンサ２５９５と表示パネル２５０１とを有する。
タッチセンサ２５９５は、基板２５９０に接して千鳥格子状に配置された電極２５９１及び電極２５９２と、電極２５９１及び電極２５９２を覆う絶縁層２５９３と、隣り合う電極２５９１を電気的に接続する配線２５９４とを有する。なお、隣り合う電極２５９１の間には、電極２５９２が設けられている。
電極２５９１及び電極２５９２は、透光性を有する導電材料を用いて形成することができる。透光性を有する導電性材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛などの導電性酸化物を用いることができる。また、グラフェン化合物を用いることもできる。なお、グラフェン化合物を用いる場合は、例えば膜状に形成された酸化グラフェンを還元して形成することができる。還元する方法としては、熱を加える方法やレーザーを照射する方法等を挙げることができる。
電極２５９１及び電極２５９２の形成方法としては、例えば、透光性を有する導電性材料を基板２５９０上にスパッタリング法により成膜した後、フォトリソグラフィ法等の様々なパターニング技術により、不要な部分を除去することで形成することができる。
絶縁層２５９３に用いる材料としては、例えば、アクリル、エポキシなどの樹脂、シロキサン結合を有する樹脂の他、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料を用いることができる。
また、絶縁層２５９３の一部に形成された配線２５９４により、隣接する電極２５９１が電気的に接続される。なお、配線２５９４に用いる材料は、電極２５９１及び電極２５９２に用いる材料よりも導電性の高い材料を用いることにより電気抵抗を低減することができるため好ましい。
また、配線２５９８は、電極２５９１または電極２５９２と電気的に接続される。なお、配線２５９８の一部は、端子として機能する。配線２５９８には、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、チタン、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、またはパラジウム等の金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。
また、端子２５９９により、配線２５９８とＦＰＣ２５０９（２）とが電気的に接続される。なお、端子２５９９には、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）や、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
また、配線２５９４に接して接着層２５９７が設けられる。すなわち、タッチセンサ２５９５は、接着層２５９７を介して、表示パネル２５０１に重なるように貼り合わされる。なお、接着層２５９７と隣り合う表示パネル２５０１の表面は、図１１（Ａ）に示すように基板２５７０を有していてもよいが、必ずしも必要ではない。
接着層２５９７は、透光性を有する。例えば、熱硬化性樹脂や紫外線硬化樹脂を用いることができ、具体的には、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、またはシロキサン系樹脂を用いることができる。
図１１（Ａ）に示す表示パネル２５０１は、基板２５１０と基板２５７０との間にマトリクス状に配置された複数の画素と駆動回路とを有する。また、各画素は発光素子と、発光素子を駆動する画素回路とを有する。
図１１（Ａ）には、表示パネル２５０１の画素の一例として、画素２５０２Ｒを示し、駆動回路の一例として走査線駆動回路２５０３ｇを示す。
画素２５０２Ｒは、発光素子２５５０Ｒと、発光素子２５５０Ｒに電力を供給することができるトランジスタ２５０２ｔとを有する。
トランジスタ２５０２ｔは、絶縁層２５２１で覆われている。なお、絶縁層２５２１は、先に形成されたトランジスタ等に起因する凹凸を平坦化するための機能を有する。また、絶縁層２５２１に不純物の拡散を抑制できる機能を付与してもよい。この場合、不純物の拡散によるトランジスタ等の信頼性の低下を抑制できるので好ましい。
発光素子２５５０Ｒは、トランジスタ２５０２ｔと配線を介して電気的に接続される。なお、配線と直接接続されるのは、発光素子２５５０Ｒの一方の電極である。なお、発光素子２５５０Ｒの一方の電極端部は、絶縁体２５２８で覆われている。
発光素子２５５０Ｒは、一対の電極間にＥＬ層を有してなる。また、発光素子２５５０Ｒと重なる位置に着色層２５６７Ｒが設けられており、発光素子２５５０Ｒが発する光の一部は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。また、着色層の端部に遮光層２５６７ＢＭが設けられており、発光素子２５５０Ｒと着色層２５６７Ｒとの間には、封止層２５６０を有する。
なお、発光素子２５５０Ｒからの光を取り出す方向に封止層２５６０が設けられている場合には、封止層２５６０は、透光性を有するのが好ましい。また、封止層２５６０は、空気より大きい屈折率を有すると好ましい。
走査線駆動回路２５０３ｇは、トランジスタ２５０３ｔと、容量素子２５０３ｃとを有する。なお、駆動回路を画素回路と同一の工程で同一基板上に形成することができる。従って、画素回路のトランジスタ２５０２ｔと同様に、駆動回路（走査線駆動回路２５０３ｇ）のトランジスタ２５０３ｔも絶縁層２５２１で覆われている。
また、トランジスタ２５０３ｔに信号を供給することができる配線２５１１が設けられている。なお、配線２５１１と接して端子２５１９が設けられる。また、端子２５１９は、ＦＰＣ２５０９（１）と電気的に接続されており、ＦＰＣ２５０９（１）は、画像信号及び同期信号等の信号を供給する機能を有する。なお、ＦＰＣ２５０９（１）にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
図１１（Ａ）において示す表示パネル２５０１には、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について示したが、トランジスタの構造はこれに限られることはなく様々な構造のトランジスタを適用することができる。また、図１１（Ａ）に示す、トランジスタ２５０２ｔ及びトランジスタ２５０３ｔには、酸化物半導体を含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。その他、アモルファスシリコンを含む半導体層や、レーザーアニールなどの処理により結晶化させた多結晶シリコンを含む半導体層をチャネル領域として用いることができる。
また、図１１（Ａ）において示すボトムゲート型のトランジスタとは異なるトップゲート型のトランジスタを表示パネル２５０１に適用する場合の構成について、図１１（Ｂ）に示す。なお、トランジスタの構造が変わった場合でも、チャネル領域に用いることができるバリエーションについては同様とする。
図１１（Ａ）で示したタッチパネル２０００は、図１１（Ａ）に示すように画素からの光が外部に射出される側の表面に、少なくとも画素と重なるように反射防止層２５６７ｐを有するのが好ましい。なお、反射防止層２５６７ｐとして、円偏光板等を用いることができる。
図１１（Ａ）で示した基板２５１０、基板２５７０、基板２５９０としては、例えば、水蒸気の透過率が１×１０−５ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下、好ましくは１×１０−６ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）以下である可撓性を有する材料を好適に用いることができる。または、これらの基板の熱膨張率が、およそ等しい材料を用いることが好ましい。例えば、線膨張率が１×１０−３／Ｋ以下、好ましくは５×１０−５／Ｋ以下、より好ましくは１×１０−５／Ｋ以下である材料が挙げられる。
次に、図１１に示すタッチパネル２０００と構成の異なるタッチパネル２０００’について、図１２を用いて説明する。なお、タッチパネル２０００’もタッチパネル２０００と同様に適用することができる。
図１２には、タッチパネル２０００’の断面図を示す。図１２に示すタッチパネル２０００’は、図１１に示すタッチパネル２０００と、表示パネル２５０１に対するタッチセンサ２５９５の位置が異なる。ここでは異なる構成についてのみ説明し、同様の構成を用いることができる部分は、タッチパネル２０００の説明を援用することとする。
着色層２５６７Ｒは、発光素子２５５０Ｒと重なる位置にある。また、図１２（Ａ）に示す発光素子２５５０Ｒからの光は、トランジスタ２５０２ｔが設けられている方向に射出される。すなわち、発光素子２５５０Ｒからの光（一部）は、着色層２５６７Ｒを透過して、図中に示す矢印の方向に射出される。なお、着色層２５６７Ｒの端部には遮光層２５６７ＢＭが設けられている。
また、タッチセンサ２５９５は、表示パネル２５０１の発光素子２５５０Ｒから見てトランジスタ２５０２ｔが設けられている側に設けられている（図１２（Ａ）参照）。
また、接着層２５９７は、表示パネル２５０１が有する基板２５１０と接しており、図１２（Ａ）に示す構造の場合には、表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５とを貼り合わせている。但し、接着層２５９７により貼り合わされる表示パネル２５０１とタッチセンサ２５９５との間に基板２５１０を設けない構成としてもよい。
また、タッチパネル２０００の場合と同様にタッチパネル２０００’の場合も表示パネル２５０１には、様々な構造のトランジスタを適用することができる。なお、図１２（Ａ）においては、ボトムゲート型のトランジスタを適用する場合について示したが、図１２（Ｂ）に示すようにトップゲート型のトランジスタを適用してもよい。
次に、タッチパネルの駆動方法の一例について、図１３を用いて説明を行う。
図１３（Ａ）は、相互容量方式のタッチセンサの構成を示すブロック図である。図１３（Ａ）では、パルス電圧出力回路２６０１、電流検出回路２６０２を示している。なお、図１３（Ａ）では、パルス電圧が与えられる電極２６２１をＸ１−Ｘ６として、電流の変化を検知する電極２６２２をＹ１−Ｙ６として、それぞれ６本の配線で例示している。また、図１３（Ａ）は、電極２６２１と、電極２６２２とが重畳することで形成される容量２６０３を示している。なお、電極２６２１と電極２６２２とはその機能を互いに置き換えてもよい。
パルス電圧出力回路２６０１は、Ｘ１−Ｘ６の配線に順にパルスを印加するための回路である。Ｘ１−Ｘ６の配線にパルス電圧が印加されることで、容量２６０３を形成する電極２６２１と電極２６２２との間に電界が生じる。この電極間に生じる電界が遮蔽等により容量２６０３の相互容量に変化を生じさせることを利用して、被検知体の近接、または接触を検出することができる。
電流検出回路２６０２は、容量２６０３での相互容量の変化による、Ｙ１−Ｙ６の配線での電流の変化を検出するための回路である。Ｙ１−Ｙ６の配線では、被検知体の近接、または接触がないと検出される電流値に変化はないが、検出する被検知体の近接、または接触により相互容量が減少する場合には電流値が減少する変化を検出する。なお電流の検出は、積分回路等を用いて行えばよい。
次に、図１３（Ｂ）には、図１３（Ａ）で示す相互容量方式のタッチセンサにおける入出力波形のタイミングチャートを示す。図１３（Ｂ）では、１フレーム期間で各行列での被検知体の検出を行うものとする。また図１３（Ｂ）では、被検知体を検出しない場合（非タッチ）と被検知体を検出する場合（タッチ）との２つの場合について示している。なおＹ１−Ｙ６の配線については、検出される電流値に対応する電圧値とした波形を示している。
Ｘ１−Ｘ６の配線には、順にパルス電圧が与えられ、該パルス電圧にしたがってＹ１−Ｙ６の配線での波形が変化する。被検知体の近接または接触がない場合には、Ｘ１−Ｘ６の配線の電圧変化に応じてＹ１−Ｙ６の波形が一様に変化する。一方、被検知体が近接または接触する箇所では、電流値が減少するため、これに対応する電圧値の波形も変化する。このように、相互容量の変化を検出することにより、被検知体の近接または接触を検知することができる。
また、図１３（Ａ）ではタッチセンサとして配線の交差部に容量２６０３のみを設けるパッシブ型のタッチセンサの構成を示したが、トランジスタと容量とを備えたアクティブ型のタッチセンサとしてもよい。図１４にアクティブ型のタッチセンサに含まれる一つのセンサ回路の例を示している。
図１４に示すセンサ回路は、容量２６０３と、トランジスタ２６１１と、トランジスタ２６１２と、トランジスタ２６１３とを有する。
トランジスタ２６１３はゲートに信号Ｇ２が与えられ、ソースまたはドレインの一方に電圧ＶＲＥＳが与えられ、他方が容量２６０３の一方の電極およびトランジスタ２６１１のゲートと電気的に接続する。トランジスタ２６１１は、ソースまたはドレインの一方がトランジスタ２６１２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続し、他方に電圧ＶＳＳが与えられる。トランジスタ２６１２は、ゲートに信号Ｇ１が与えられ、ソースまたはドレインの他方が配線ＭＬと電気的に接続する。容量２６０３の他方の電極には電圧ＶＳＳが与えられる。
次に、図１４に示すセンサ回路の動作について説明する。まず信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオン状態とする電位が与えられることで、トランジスタ２６１１のゲートが接続されるノードｎに電圧ＶＲＥＳに対応した電位が与えられる。次に、信号Ｇ２としてトランジスタ２６１３をオフ状態とする電位が与えられることで、ノードｎの電位が保持される。続いて、指等の被検知体の近接または接触により、容量２６０３の相互容量が変化することに伴い、ノードｎの電位がＶＲＥＳから変化する。
読み出し動作は、信号Ｇ１にトランジスタ２６１２をオン状態とする電位を与える。ノードｎの電位に応じてトランジスタ２６１１に流れる電流、すなわち配線ＭＬに流れる電流が変化する。この電流を検出することにより、被検知体の近接または接触を検出することができる。
トランジスタ２６１１、トランジスタ２６１２、及びトランジスタ２６１３としては、酸化物半導体層をチャネル領域が形成される半導体層に用いることが好ましい。とくにトランジスタ２６１３にこのようなトランジスタを適用することにより、ノードｎの電位を長期間に亘って保持することが可能となり、ノードｎにＶＲＥＳを供給しなおす動作（リフレッシュ動作）の頻度を減らすことができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
≪合成例１≫
本実施例では、本発明の一態様である複素環化合物、９，９’−［ピリミジン−４，６−ジイルビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）（構造式（１００））の合成方法について説明する。なお、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの構造を以下に示す。
＜４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの合成＞
０．５４ｇ（２．３ｍｍｏｌ）の２，４−ジブロモピリミジンと、１．８ｇ（５．０ｍｍｏｌ）の３−（３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）フェニルボロン酸と、６９ｍｇ（０．２３ｍｍｏｌ）のトリス（２−メチルフェニル）ホスフィンを５０ｍＬ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４．９ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム水溶液と１２ｍＬのトルエンと４ｍＬのエタノールを加え、減圧下で攪拌することにより脱気した。この混合物に１０ｍｇ（０．０４５ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、９０℃で１６時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、水層をトルエンで抽出した。
得られた抽出液と有機層を合わせ、水と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物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（展開溶媒：ヘキサン：トルエン＝５：１ついでクロロホルム：酢酸エチル＝５０：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、油状物を得た。この油状物にクロロホルムを加え、セライト、アルミナを通して吸引濾過し、濾液を濃縮して油状物を得た。この油状物を高速液体カラムクロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒：クロロホルム）により精製した。
得られたフラクションを濃縮し油状物を得た。この油状物をトルエン／ヘキサンで再結晶したところ、目的物である白色固体を収量１．０ｇ、収率６３％で得た。
さらに、得られた白色固体０．９９ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．７Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を３２０℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色固体を収量０．９１ｇ、回収率９２％で得た。上記の合成方法を示す合成スキームを下記式（Ａ−１）に示す。
なお、上記合成方法で得られた淡黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図１５（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）に対して横軸（δ）を７（ｐｐｍ）から１０（ｐｐｍ）の範囲とした拡大図である。この結果から、本実施例において、本発明の一態様である複素環化合物４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ（構造式（１００））が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０（ｔｄ、Ｊ＝７．２Ｈｚ、１．２Ｈｚ、４Ｈ）、７．３９−７．５０（ｍ、８Ｈ）、７．５９−７．６６（ｍ、４Ｈ）、７．７２（ｔ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ）、７．７８−７．８３（ｍ、４Ｈ）、７．８９（ｓ、２Ｈ）、８．１３−８．２０（ｍ、７Ｈ）、８．４５（ｓ、２Ｈ）、９．３４（ｓｄ、Ｊ＝１．２Ｈｚ、１Ｈ）。
次に、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍのトルエン溶液と薄膜の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを室温にて測定した。４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍのトルエン溶液のスペクトル測定は、溶液を石英セルに入れて測定した。４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの薄膜のスペクトル測定は、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを石英基板に蒸着して作製したサンプルを用いて測定した。また、吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、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。得られたトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１６（Ａ）に、薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１６（Ｂ）に示す。横軸は波長、縦軸は吸光度および発光強度を表す。図１６（Ａ）に示す吸収スペクトルは、得られた吸収スペクトルから、トルエンおよび石英セルの吸収スペクトルを差し引くことで得た。なお、図１６（Ｂ）に示す吸収スペクトルは、得られた吸収スペクトルから石英基板の吸収スペクトルを差し引くことで得た。
上記の測定において、本発明の一態様である複素環化合物、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍのトルエン溶液は、３３９ｎｍ付近、および２９１ｎｍ付近に吸収ピークを有し、３４７ｎｍ付近に発光ピークを有していた。また４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの薄膜は、３４２ｎｍ付近、および２９３ｎｍ付近、および２４５ｎｍ付近に吸収ピークを有し、４２２ｎｍ付近に発光ピークを有していた。このように４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍは非常に短波長な領域に吸収および発光を示すことがわかった。従って、短波長の発光を示すドーパントと組み合わせて用いるホスト材料として好適であることがわかる。
また、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの燐光発光測定を行った。測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ−ＰＬ （（株）堀場製作所）を用い、測定温度は１０Ｋ、励起光としてＨｅ−Ｃｄレーザー（３２５ｎｍ）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。試料の薄膜は石英基板上に厚さ約５０ｎｍで成膜し、その石英基板に対し、窒素雰囲気中で、蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。測定結果を図１７に示す。この結果より、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍの燐光発光スペクトルにおける最も短波長側のピークは４５２ｎｍ付近に存在し、大きなＴ１準位を有する物質であることが分かった。
また、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。ＬＣ／ＭＳ分析は、ウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣ（登録商標）およびウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳを用いて行った。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ、略称：ＥＳＩ）によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。さらに、以上の条件でイオン化された成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスに衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンに衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は７０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００〜１２００とした。
測定結果を図１８に示す。図１８の結果から、本発明の一態様である複素環化合物、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ（構造式（１００））は、主としてｍ／ｚ＝７１５付近、ｍ／ｚ＝５４８付近およびｍ／ｚ＝１６６付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図１８に示す結果は、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを同定する上での重要なデータであるといえる。
次に、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍについて、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行った。ＣＶ測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。
また、ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５６−１２）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｇｒａｄｅ、和光純薬工業（株）製造元コード：０４３９９９、ＣＡＳ．ＮＯ：１９２３−７０−２）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製し、電気化学用セルに加え、各電極をセットした後、アルゴンバブリングで約３０分脱気した。また使用した電極には、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、Ｐｔカウンター電極）を、参照電極としては非水溶媒系参照電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ‐７非水溶媒系参照電極（Ａｇ／Ａｇ＋）をそれぞれ用いた。また、測定は室温（２０〜２５℃）とし、測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一した。なお、本実施例では、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーを、−４．９４ｅＶであるとした。また、ＣＶ測定による還元反応特性の結果（イニシャル）を図１９に示す。
ここでのＣＶ測定では、参照電極に対する作用電極の電極電位を−１．７６Ｖから−２．２５Ｖまで負方向に掃引した後、−２．２５Ｖから−１．７６Ｖまで逆方向に掃引した。これらの掃引を１サイクルとし、１００サイクルまで測定した。また、観測された還元ピークは１００サイクル後でもイニシャルの９３％の強度を保っていた。このことから、還元状態と中性状態の間の酸化還元の繰り返しに良好な特性を示すことがわかった。
４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍのＣＶ測定の結果から、ＬＵＭＯ準位（還元電位）を求めた。酸化ピーク電位（還元側から中性間）Ｅｐｃ［Ｖ］と、還元ピーク電位（中性側から還元間）Ｅｐａ［Ｖ］から半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は、（Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）／２［Ｖ］（＝−２．１４ｅＶ）と算出された。さらに、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（−４．９４ｅＶ）から、この半波電位（−２．１４ｅＶ）を差し引き、４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位（還元電位）を−２．８０ｅＶとした。
≪合成例２≫
本実施例では、本発明の一態様である複素環化合物、９，９’−［ピリジン−３，５−ジイルビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙ）（構造式（２００））の合成方法について説明する。なお、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの構造を以下に示す。
＜３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの合成＞
０．７１ｇ（３．０ｍｍｏｌ）の３，５−ジブロモピリジンと、２．２ｇ（６．１ｍｍｏｌ）の３−（３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）フェニルボロン酸と、５５ｍｇ（０．１８ｍｍｏｌ）のトリス（２−メチルフェニル）ホスフィンを５０ｍＬ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３．０ｍＬの２Ｍ炭酸カリウム水溶液と１２ｍＬのトルエンと３ｍＬのエタノールを加え、減圧下で攪拌することにより脱気した。この混合物に５０ｍｇ（０．２２ｍｍｏｌ）の酢酸パラジウム（ＩＩ）を加え、窒素気流下、９０℃で１１時間攪拌した。撹拌後、この混合物に水を加え、水層を酢酸エチルで抽出した。
得られた抽出液と有機層を合わせ、水と、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。この混合物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（展開溶媒：ヘキサン：酢酸エチル＝５：１）により精製した。得られたフラクションを濃縮し、固体を得た。得られた固体を高速液体カラムクロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）（展開溶媒：クロロホルム）で精製して固体を得た。
得られた固体にヘキサンを加えて超音波を照射し、固体を吸引ろ過により濾取したところ、目的物である白色固体を収量１．３ｇ、収率６２％で得た。
さらに、得られた白色固体１．３ｇをトレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力３．０Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、白色固体を３４０℃で加熱して行った。昇華精製後、白色固体を収量１．１ｇ、回収率８５％で得た。上記の合成方法を示す合成スキームを下記式（Ｂ−１）に示す。
なお、上記合成方法で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図２０（Ａ）（Ｂ）に示す。なお、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に対して横軸（δ）を７（ｐｐｍ）から９（ｐｐｍ）の範囲とした拡大図である。この結果から、本実施例において、本発明の一態様である複素環化合物３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙ（構造式（２００））が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３０（ｔｄ、Ｊ＝７．４Ｈｚ、０．９Ｈｚ、４Ｈ）、７．３８−７．４９（ｍ、８Ｈ）、７．５７−７．７７（ｍ、１２Ｈ）、７．８５（ｓ、２Ｈ）、７．８８（ｓ、２Ｈ）、８．１２−８．１７（ｍ、５Ｈ）、８．８９（ｓｄ、Ｊ＝２．１Ｈｚ、２Ｈ）。
次に、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙのトルエン溶液と薄膜の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及び発光スペクトルを室温にて測定した。３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙのトルエン溶液のスペクトル測定は、溶液を石英セルに入れて測定した。３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの薄膜のスペクトル測定は、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙを石英基板に蒸着して作製したサンプルを用いて測定した。また、吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用い、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。得られたトルエン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図２１（Ａ）に、薄膜の吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図２１（Ｂ）に示す。横軸は波長、縦軸は吸光度および発光強度を表す。図２１（Ａ）に示す吸収スペクトルは、得られた吸収スペクトルから、トルエンおよび石英セルの吸収スペクトルを差し引くことで得た。なお図２１（Ｂ）に示す吸収スペクトルは、得られた吸収スペクトルから石英基板の吸収スペクトルを差し引くことで得た。
上記の測定において、本発明の一態様である複素環化合物、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙのトルエン溶液は、３４１ｎｍ付近、３２８ｎｍ付近、２９２ｎｍ付近、および２８５ｎｍ付近に吸収ピークを有し、３６０ｎｍ付近に発光ピークを有していた。また３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの薄膜は、３４８ｎｍ付近、３３５ｎｍ付近、２９５ｎｍ付近、および２４４ｎｍ付近に吸収ピークを有し、３６５ｎｍ付近および３５０ｎｍ付近に発光ピークを有していた。このように３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙは非常に短波長な領域に吸収および発光を示すことがわかった。
また、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの燐光発光測定を行った。測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ−ＰＬ （（株）堀場製作所）を用い、測定温度は１０Ｋ、励起光としてＨｅ−Ｃｄレーザー（３２５ｎｍ）を用い、検出器にはＣＣＤ検出器を用いた。試料の薄膜は石英基板上に厚さ約５０ｎｍで成膜し、その石英基板に対し、窒素雰囲気中で、蒸着面側から別の石英基板を貼り付けた後、測定に用いた。測定結果を図２２に示す。この結果より、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙの燐光発光スペクトルにおける最も短波長側のピークは４５０ｎｍ付近に存在し、大きなＴ１準位を有する物質であることが分かった。
また、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙを液体クロマトグラフ質量分析（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ Ｍａｓｓ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ，略称：ＬＣ／ＭＳ分析）によって分析した。ＬＣ／ＭＳ分析は、ウォーターズ社製Ａｃｑｕｉｔｙ ＵＰＬＣおよびウォーターズ社製Ｘｅｖｏ Ｇ２ Ｔｏｆ ＭＳを用いて行った。
ＭＳ分析では、エレクトロスプレーイオン化法（ＥｌｅｃｔｒｏＳｐｒａｙ Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ、略称：ＥＳＩ）によるイオン化を行った。この時のキャピラリー電圧は３．０ｋＶ、サンプルコーン電圧は３０Ｖとし、検出はポジティブモードで行った。さらに、以上の条件でイオン化された成分を衝突室（コリジョンセル）内でアルゴンガスに衝突させてプロダクトイオンに解離させた。アルゴンに衝突させる際のエネルギー（コリジョンエネルギー）は７０ｅＶとした。なお、測定する質量範囲はｍ／ｚ＝１００〜１２００とした。
測定結果を図２３に示す。図２３の結果から、本発明の一態様である複素環化合物、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙ（構造式（２００））は、主としてｍ／ｚ＝７１５付近、ｍ／ｚ＝６８９付近、ｍ／ｚ＝５４７付近およびｍ／ｚ＝１６６付近にプロダクトイオンが検出されることがわかった。なお、図２３に示す結果は、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙに由来する特徴的な結果を示すものであることから、混合物中に含まれる３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙを同定する上での重要なデータであるといえる。
次に、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙについて、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を行った。ＣＶ測定は、実施例１で示したのと同じ方法で行うので説明は省略する。また、ＣＶ測定による還元反応特性の結果（イニシャル）を図２４に示す。
ここでのＣＶ測定では、参照電極に対する作用電極の電極電位を−１．８０Ｖから−２．７２Ｖまで負方向に掃引した後、−２．７２Ｖから−１．８０Ｖまで逆方向に掃引した。これらの掃引を１サイクルとし、１００サイクルまで測定した。また、観測された還元ピークは１００サイクル後でもイニシャルの９３％の強度を保っていた。このことから、還元状態と中性状態の間の酸化還元の繰り返しに良好な特性を示すことがわかった。
３，５ｍＣｚＢＰ２ＰｙのＣＶ測定の結果から、ＬＵＭＯ準位（還元電位）を求めた。酸化ピーク電位（還元側から中性間）Ｅｐｃ［Ｖ］と、還元ピーク電位（中性側から還元間）Ｅｐａ［Ｖ］から半波電位（ＥｐａとＥｐｃの中間の電位）は、（Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）／２［Ｖ］（＝−２．６１ｅＶ）と算出された。さらに、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（−４．９４ｅＶ）から、この半波電位（−２．６１ｅＶ）を差し引き、３，５ｍＣｚＢＰ２ＰｙのＬＵＭＯ準位（還元電位）を−２．３３ｅＶとした。
本実施例では、本発明の一態様である複素環化合物、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ（構造式（１００））を用いた発光素子１を作製した。また、比較として２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを用いた比較発光素子２、および４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを用いた比較発光素子３を作製した。なお、発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の作製については、図２５を用いて説明する。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の作製≫
まず、ガラス製の基板９００上に酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ−２）をスパッタリング法により成膜し、陽極として機能する第１の電極９０１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。
次に、基板９００上に発光素子１を形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。
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９００を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、基板９００を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定した。本実施例では、真空蒸着法により、ＥＬ層９０２を構成する正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子注入層９１５が順次形成される場合について説明する。
真空装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、１，３，５−トリ（ジベンゾチオフェン−４−イル）ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）と酸化モリブデンとを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝４：２（質量比）となるように共蒸着することにより、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。膜厚は６０ｎｍとした。なお、共蒸着とは、異なる複数の物質をそれぞれ異なる蒸発源から同時に蒸発させる蒸着法である。
次に、９−フェニル−９Ｈ−３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）カルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）を２０ｎｍ蒸着することにより、正孔輸送層９１２を形成した。
次に、正孔輸送層９１２上に発光層９１３を形成した。なお、本実施例における発光層は、発光物質（ドーパント）と、ホスト材料とを少なくとも含み形成する。
発光素子１の場合は、ＰＣＣＰ、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］）を、ＰＣＣＰ：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．３：０．０６（質量比）となるように共蒸着し、３０ｎｍの膜厚で形成した後、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．０６（質量比）となるよう共蒸着し、１０ｎｍの膜厚で形成することにより積層構造を有する発光層９１３を４０ｎｍの膜厚で形成した。
比較発光素子２の場合は、ＰＣＣＰ、９，９’−［（２−フェニル−ピリミジン−４，６−ジイル）ビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］を、ＰＣＣＰ：２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．３：０．０６（質量比）となるように共蒸着し、３０ｎｍの膜厚で形成した後、２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．０６（質量比）となるよう共蒸着し、１０ｎｍの膜厚で形成することにより積層構造を有する発光層９１３を４０ｎｍの膜厚で形成した。
比較発光素子３の場合は、ＰＣＣＰ、９，９’−（ピリミジン−４，６−ジイルジ−３，１−フェニレン）ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］を、ＰＣＣＰ：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．３：０．０６（質量比）となるように共蒸着し、３０ｎｍの膜厚で形成した後、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］＝１：０．０６（質量比）となるよう共蒸着し、１０ｎｍの膜厚で形成することにより積層構造を有する発光層９１３を４０ｎｍの膜厚で形成した。
次に、発光層９１３上に、発光素子１の場合は４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを１０ｎｍ蒸着した後、Ｂｐｈｅｎを１５ｎｍ蒸着し、比較発光素子２の場合は２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍを１０ｎｍ蒸着した後、Ｂｐｈｅｎを１５ｎｍ蒸着し、比較発光素子３の場合は４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを１０ｎｍ蒸着した後、Ｂｐｈｅｎを１５ｎｍ蒸着することにより、電子輸送層９１４を形成した。
さらに電子輸送層９１４上に、フッ化リチウムを１ｎｍ蒸着することにより、電子注入層９１５を形成した。
最後に、電子注入層９１５上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着し、陰極となる第２の電極９０３を形成し、発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３を得た。なお、上述した蒸着過程において、蒸着は全て抵抗加熱法を用いた。
以上により得られた発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の素子構造を表１に示す。
また、作製した発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、及び８０℃にて１時間熱処理）。
≪発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の動作特性≫
作製した発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子１、比較発光素子２および比較発光素子３の電流密度−輝度特性を図２６、電圧−輝度特性を図２７、輝度−電流効率特性を図２８、電圧−電流特性を図２９にそれぞれ示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の主な初期特性値を以下の表２に示す。
また、発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図３０に示す。図３０に示す通り、発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３の発光スペクトルは４７６ｎｍ付近にピークを有しており、各発光素子のＥＬ層に用いた有機金属錯体［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］の青色発光に由来していることが示唆される。
また、発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３１に示す。図３１において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子１、比較発光素子２、および比較発光素子３を駆動させた。
上記において、発光素子１は、本発明の一態様である４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍをＥＬ層に用いており、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍは、ピリミジン骨格の４、６位に、合わせて２つの置換基（カルバゾール骨格を含む複素環基がアリーレン基を介して結合可能である置換基）が結合した構造を有する。なお、比較発光素子３のＥＬ層に用いた４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍも同様であり、ピリミジン骨格に、合わせて２つの置換基が結合した構造とみることができる。これに対して、比較発光素子２のＥＬ層に用いた２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍは、ピリミジン骨格に、合わせて３つの置換基が付いた構造を有する。
なお、図３１に示す結果より、このような置換基の数の違いは、信頼性に影響すると解することができる。すなわち、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍや４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍのように合わせて２つの置換基を有する場合は、２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍのように合わせて３つの置換基を有する場合に比べて信頼性が向上することがわかる。
さらに、上記表２の結果より、ピリミジン骨格の４、６位にある置換基（カルバゾール骨格を含む複素環基がアリーレン基を介して結合可能である置換基）に含まれるアリーレン基は、フェニル構造よりもビフェニル構造とすることにより効率が向上することがわかる。すなわち、フェニル構造である４，６ｍＣｚＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた比較発光素子３に比べて、ビフェニル構造である４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた発光素子１や、２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた比較発光素子２の方が、効率が向上するという結果が得られている。
なお、アリーレン基の構造により効率に差が出ることは、これらの物質が、発光層において、ドーパントとの間でエキサイプレックスを形成しやすいか否かに起因すると思われる。ドーパントとのエキサイプレックスの形成しやすさは、各物質のＬＵＭＯ準位（還元電位）で判断することができる。従って、本実施例における発光層では、ドーパントである［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］のＬＵＭＯ準位との差が小さい方がエキサイプレックスを形成しやすいということになる。
従って、本実施例の発光素子１の発光層に用いた４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位（還元電位）は、実施例１で示すように−２．８ｅＶ（比較発光素子２に用いた２Ｐｈ−４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍも同様）であり、同様の方法で求めた比較発光素子３の発光層に用いた４，６ｍＣｚＰ２ＰｍのＬＵＭＯ準位（−２．８８ｅＶ）に比べてドーパントとのエネルギー差が小さくなるためエキサイプレックスを形成しやすくなり、効率を高めることができる。
但し、比較発光素子３に用いた４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍのように還元電位が小さい場合には、発光素子の駆動電圧が小さくなるため、信頼性の向上が期待できる。従って、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍを用いた比較発光素子３では、エキサイプレックスの形成に伴う効率向上よりも、信頼性の向上に少なからず好影響を与えているとみることができる。
なお、ここで述べたＬＵＭＯ準位については、組み合わせて用いるドーパントのとの関係を考慮する必要があり、ドーパントのＬＵＭＯ準位との差がドーパントの発光エネルギーよりも大きいことが好ましい。
さらに、上記の発光素子の一部を異なる材料に変えて、上記の発光素子とは発光色の異なる発光素子４および比較発光素子５を作製した。なお、発光素子４および比較発光素子５の作製については、発光層の材料および一部の膜厚が異なる以外は発光素子１および比較発光素子３と同様であるので説明を省略する。また、発光素子４および比較発光素子５の作製にのみ用いた材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子４および比較発光素子５の作製≫
本実施例で作製した発光素子４および比較発光素子５の素子構造を表３に示す。
また、作製した発光素子４および比較発光素子５は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、及び８０℃にて１時間熱処理）。
≪発光素子４および比較発光素子５の動作特性≫
作製した発光素子の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子４および比較発光素子５の電流密度−輝度特性を図３２、電圧−輝度特性を図３３、輝度−電流効率特性を図３４、電圧−電流特性を図３５にそれぞれ示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子４および比較発光素子５の主な初期特性値を以下の表４に示す。
また、発光素子４、および比較発光素子５に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図３６に示す。図３６に示す通り、発光素子４、および比較発光素子５の発光スペクトルは５１６ｎｍ付近にピークを有しており、各発光素子のＥＬ層に用いた有機金属錯体［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］の緑色発光に由来していることが示唆される。
また、発光素子４、および比較発光素子５に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３７に示す。図３７において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子４、および比較発光素子５を駆動させた。
上記の表４の結果より、緑色の発光を呈する発光素子４、および比較発光素子５の比較においても、フェニル構造である４，６ｍＣｚＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた比較発光素子５よりもビフェニル構造である４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた発光素子４の方が、効率が向上することがわかる。また、図３７に示す結果から、発光素子４が比較発光素子５よりも信頼性が良いという結果が得られた。
本実施例では、本発明の一態様である複素環化合物、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙ（構造式（２００））を用いた発光素子６を作製した。なお、発光素子６の作製については、一部の材料が異なる以外は実施例３と同様であるので省略する。また、本実施例に用いた材料の化学式を以下に示す。
≪発光素子６の作製≫
本実施例で作製した発光素子６の素子構造を表５に示す。
また、作製した発光素子６は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、及び８０℃にて１時間熱処理）。
≪発光素子６の動作特性≫
作製した発光素子６の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
発光素子６の電流密度−輝度特性を図３８、電圧−輝度特性を図３９、輝度−電流効率特性を図４０、電圧−電流特性を図４１にそれぞれ示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における発光素子６の主な初期特性値を以下の表６に示す。
また、発光素子６に２５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図４２に示す。図４２に示す通り、発光素子６の発光スペクトルは４７６ｎｍ付近にピークを有しており、発光素子のＥＬ層に用いた有機金属錯体［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｉＰｒｐ）３］の青色発光に由来していることが示唆される。
また、発光素子６に対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４３に示す。図４３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は素子の駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、初期輝度を５０００ｃｄ／ｍ２に設定し、電流密度一定の条件で発光素子６を駆動させた。
上記において、発光素子６は、本発明の一態様である３，５ｍＣｚＢＰ２ＰｙをＥＬ層に用いており、３，５ｍＣｚＢＰ２Ｐｙは、ピリジン骨格の４、６位に置換基（カルバゾール骨格を含む複素環基がアリーレン基を介して結合可能である置換基）がそれぞれ結合した構造を有する。また、４、６位の置換基は、ビフェニル構造であることから、実施例３で示した４，６ｍＣｚＢＰ２ＰｍをＥＬ層に用いた発光素子１と同様に３，５ｍＣｚＢＰ２ＰｙをＥＬ層に用いた発光素子６も高い効率をおよび高い信頼性を示すことが上記の結果からわかる。
１０１ 第１の電極
１０２ ＥＬ層
１０３ 第２の電極
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
２０１ 第１の電極
２０２（１） 第１のＥＬ層
２０２（２） 第２のＥＬ層
２０２（ｎ−１） 第（ｎ−１）のＥＬ層
２０２（ｎ） 第（ｎ）のＥＬ層
２０４ 第２の電極
２０５ 電荷発生層
２０５（１） 第１の電荷発生層
２０５（２） 第２の電荷発生層
２０５（ｎ−２） 第（ｎ−２）の電荷発生層
２０５（ｎ−１） 第（ｎ−１）の電荷発生層
３０１ 素子基板
３０２ 画素部
３０３ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
３０４ａ、３０４ｂ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
３０５ シール材
３０６ 封止基板
３０７ 配線
３０８ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
３０９ ＦＥＴ
３１０ ＦＥＴ
３１２ 電流制御用ＦＥＴ
３１３ａ、３１３ｂ 第１の電極（陽極）
３１４ 絶縁物
３１５ ＥＬ層
３１６ 第２の電極（陰極）
３１７ａ、３１７ｂ 発光素子
３１８ 空間
３２０ａ、３２０ｂ 導電膜
３２１、３２２ 領域
３２３ 引き回し配線
３２４ 有色層（カラーフィルタ）
３２５ 黒色層（ブラックマトリクス）
３２６、３２７、３２８ ＦＥＴ
４０１ 基板
４０２ 第１の電極
４０４ 第２の電極
４０３ａ、４０３ｂ、４０３ｃ ＥＬ層
４０５ 発光素子
４０６ 隔壁
４０７ 絶縁膜
９００ 基板
９０１ 第１の電極
９０２ ＥＬ層
９０３ 第２の電極
９１１ 正孔注入層
９１２ 正孔輸送層
９１３ 発光層
９１４ 電子輸送層
９１５ 電子注入層
２０００ タッチパネル
２５０１ 表示パネル
２５０２Ｒ 画素
２５０２ｔ トランジスタ
２５０３ｃ 容量素子
２５０３ｇ 走査線駆動回路
２５０３ｔ トランジスタ
２５０９ ＦＰＣ
２５１０ 基板
２５１１ 配線
２５１９ 端子
２５２１ 絶縁層
２５２８ 絶縁体
２５５０Ｒ 発光素子
２５６０ 封止層
２５６７ＢＭ 遮光層
２５６７ｐ 反射防止層
２５６７Ｒ 着色層
２５７０ 基板
２５９０ 基板
２５９１ 電極
２５９２ 電極
２５９３ 絶縁層
２５９４ 配線
２５９５ タッチセンサ
２５９７ 接着層
２５９８ 配線
２５９９ 端子
２６０１ パルス電圧出力回路
２６０２ 電流検出回路
２６０３ 容量
２６１１ トランジスタ
２６１２ トランジスタ
２６１３ トランジスタ
２６２１ 電極
２６２２ 電極
４０００ 照明装置
４００１ 基板
４００２ 発光素子
４００３ 基板
４００４ 電極
４００５ ＥＬ層
４００６ 電極
４００７ 電極
４００８ 電極
４００９ 補助配線
４０１０ 絶縁層
４０１１ 封止基板
４０１２ シール材
４０１３ 乾燥剤
４０１５ 拡散板
４１００ 照明装置
４２００ 照明装置
４２０１ 基板
４２０２ 発光素子
４２０４ 電極
４２０５ ＥＬ層
４２０６ 電極
４２０７ 電極
４２０８ 電極
４２０９ 補助配線
４２１０ 絶縁層
４２１１ 封止基板
４２１２ シール材
４２１３ バリア膜
４２１４ 平坦化膜
４２１５ 拡散板
４３００ 照明装置
５１０１ ライト
５１０２ ホイール
５１０３ ドア
５１０４ 表示部
５１０５ ハンドル
５１０６ シフトレバー
５１０７ 座席シート
５１０８ バックミラー
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
７３０２ 筐体
７３０４ 表示部
７３０５ 時刻を表すアイコン
７３０６ その他のアイコン
７３１１ 操作ボタン
７３１２ 操作ボタン
７３１３ 接続端子
７３２１ バンド
７３２２ 留め金
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作用ボタン
７４０４ 外部接続部
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４０７ カメラ
７５００（１）、７５００（２） 筐体
７５０１（１）、７５０１（２） 第１面
７５０２（１）、７５０２（２） 第２面
８００１ 照明装置
８００２ 照明装置
８００３ 照明装置
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示部
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体

Claims (9)

  1. 式（Ｇ３）で表される複素環化合物。

    （式（Ｇ３）中、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表す。Ｃｚ １ 及びＣｚ ２ は、共に式（α）で表される複素環基であって、前記Ｃｚ １ が含むカルバゾール骨格のＮは、前記Ａｒ １ に直接結合し、前記Ｃｚ ２ が含むカルバゾール骨格のＮは、前記Ａｒ ２ に直接結合する。）

    （式（α）中、Ｒ ４１ 〜Ｒ ４８ は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。）
  2. 式（Ｇ５）で表される複素環化合物。

    （式（Ｇ５）中、Ａｒ１は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表し、Ａｒ２は、置換もしくは無置換のビフェニル−３，３’−ジイル基を表す。Ｃｚ １ 及びＣｚ ２ は、共に式（α）で表される複素環基であって、前記Ｃｚ １ が含むカルバゾール骨格のＮは、前記Ａｒ １ に直接結合し、前記Ｃｚ ２ が含むカルバゾール骨格のＮは、前記Ａｒ ２ に直接結合する。）

    （式（α）中、Ｒ ４１ 〜Ｒ ４８ は、それぞれ独立に、水素、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、ヒドロキシル基、スルファニル基、炭素数６〜１２のアリールアミノ基、ビニル基、または炭素数６〜１２のアリール基のいずれか一を表す。）
  3. 式（１００）または式（２００）で表される複素環化合物。

  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の複素環化合物を用いた発光素子。
  5. 一対の電極間に発光層を有し、
    前記発光層は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の複素環化合物を有する発光素子。
  6. 一対の電極間に発光層を有し、
    前記発光層は、３種以上の有機化合物を有し、
    前記３種以上の有機化合物のうちの一は、
    請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の複素環化合物である発光素子。
  7. 請求項４乃至請求項６のいずれか一に記載の発光素子と、
    トランジスタ、または基板のいずれか一と、
    を有する発光装置。
  8. 請求項７に記載の発光装置と、
    マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカのいずれか一と、
    を有する電子機器。
  9. 請求項４乃至請求項６のいずれか一に記載の発光素子と、
    トランジスタ、基板、または封止基板のいずれか一と、
    を有する照明装置。

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