JP5220377B2 - キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置 - Google Patents
キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置Info
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Description
本発明は、キノキサリン誘導体、およびキノキサリン誘導体を用いた発光素子、発光装置に関する。
近年、エレクトロルミネッセンス（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物質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、発光性の物質からの発光を得ることができる。
このような発光素子は自発光型であるため、液晶ディスプレイに比べ画素の視認性が高く、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。また、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、大面積の素子を形成することにより、面状の発光を容易に得ることができる。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。
エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子は、発光性の物質が有機化合物であるか、無機化合物であるかによって大きく分けられる。
発光性の物質が有機化合物である場合、発光素子に電圧を印加することにより、一対の電極から電子および正孔がそれぞれ発光性の有機化合物を含む層に注入され、電流が流れる。そして、それらキャリア（電子および正孔）が再結合することにより、発光性の有機化合物が励起状態を形成し、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。このようなメカニズムから、このような発光素子は、電流励起型の発光素子と呼ばれる。
なお、有機化合物が形成する励起状態の種類としては、一重項励起状態と三重項励起状態があり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。
このような発光素子に関しては、その素子特性を向上させる上で、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発等が行われている。
例えば、発光素子を照明装置として用いる場合には、発光素子の発光の演色性が問題となる。複数の発光材料を用いて白色発光素子を作製した場合、それぞれの発光材料の発光スペクトルがシャープであれば演色性は低くなる。一方、発光スペクトルがブロードであれば可視光領域全体にわたって発光することになるため演色性が高くなり、自然光に近い発光を得ることができる。
しかしながら、複数の発光材料を用いた発光素子は、各発光材料から発光する光のバランスを調整することが困難であった。また、各発光材料の劣化しやすさが異なるため、作製当初は目的とする白色発光が得られる発光素子であっても、劣化により各発光材料の輝度バランスが変化し、発光素子の発光色が変化してしまうという問題があった。
特許文献１では、キナクリドン骨格およびカルバゾール骨格を有する白色発光化合物が開示されている。しかしながら、まだ白色発光可能な化合物の数は少なく、新規な白色発光化合物の開発が求められている。
特開２００３−２０３７８０号公報
上記問題を鑑み、本発明は、可視光発光が可能な新規有機化合物を提供することを目的とする。特に、発光素子に用いた際にブロードな発光スペクトルを示す新規有機化合物を提供することを目的とする。
また、演色性に優れた白色発光を与える発光素子、発光装置を提供することを目的とする。
本発明の一は、一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ａは、一般式（１−１）〜一般式（１−３）で表されるいずれかの置換基を表す。一般式（１−１）〜一般式（１−３）において、Ｒ５〜Ｒ８およびＲ１０〜Ｒ１３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１４〜Ｒ１５は水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ１６〜Ｒ１８は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
また、本発明の一は、一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表す。）
上記構成において、一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表す。）
特に、一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１９は、水素原子、またはフェニル基を表す。）
さらに好ましくは、構造式（１０１）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、構造式（１１８）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、本発明の一は、一般式（５）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ１４〜Ｒ１５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。）
上記構成において、一般式（６）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１４〜Ｒ１５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。）
特に、一般式（７）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
さらに好ましくは、構造式（１２６）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、本発明の一は、一般式（８）で表されるキノキサリン誘導体である。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ１６〜Ｒ１８はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
上記構成において、一般式（９）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１６〜Ｒ１８はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
特に、一般式（１０）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
さらに好ましくは、構造式（１４４）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、本発明の一は、上記キノキサリン誘導体を用いた発光素子である。具体的には、一対の電極間に上述したキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に上述したキノキサリン誘導体を有し、前記一対の電極間に電圧を印加することにより、前記キノキサリン誘導体が発光することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体と蛍光発光性物質を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は上述したキノキサリン誘導体と燐光発光性物質を有することを特徴とする発光素子である。
また、本発明の発光装置は、一対の電極間に、上記のキノキサリン誘導体を含む発光素子と、発光素子の発光を制御する制御手段とを有することを特徴とする。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、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。
本発明のキノキサリン誘導体は、可視光発光が可能な有機化合物である。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、可視光発光が可能なため、発光素子に好適に用いることができる。特に、本発明のキノキサリン誘導体は、発光素子に用いた際にブロードな発光スペクトルを示すため、発光素子に用いることにより、演色性に優れた白色発光を与える発光素子を得ることができる。
また、本発明の発光素子を用いることにより、演色性に優れた発光装置を得ることができる。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
本発明のキノキサリン誘導体は、下記一般式（１）で表される。
本発明のキノキサリン誘導体は、下記一般式（１）で表される。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ａは、一般式（１−１）〜一般式（１−３）で表されるいずれかの置換基を表す。一般式（１−１）〜一般式（１−３）において、Ｒ５〜Ｒ８およびＲ１０〜Ｒ１３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１４〜Ｒ１５は水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ１６〜Ｒ１８は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
上記一般式（１）において、フェニル基に結合しているＡはキノキサリン骨格に対してオルト位、メタ位、パラ位のいずれの位置に結合していてもよい。
上記一般式（１）において、炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
また、上記一般式（１）において、炭素数６〜２５のアリール基としては、構造式（１１−１）〜（１１−９）に表される置換基が挙げられる。
一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体において、下記一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表す。）
一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体において、下記一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表す。）
特に、一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体において、下記一般式（５）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ１４〜Ｒ１５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。）
一般式（５）で表されるキノキサリン誘導体において、一般式（６）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１４〜Ｒ１５はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表す。）
特に、一般式（７）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体において、下記一般式（８）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｒ１６〜Ｒ１８はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
一般式（８）で表されるキノキサリン誘導体において、一般式（９）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
（式中、Ｒ１６〜Ｒ１８はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
特に、一般式（１０）で表されるキノキサリン誘導体であることが好ましい。
また、本発明のキノキサリン誘導体の具体例としては、構造式（１０１）〜（１６０）に示されるキノキサリン誘導体を挙げることができる。ただし、本発明はこれらに限定されない。
本発明のキノキサリン誘導体の合成方法としては、種々の反応の適用が可能である。例えば、下記の合成スキーム（Ａ−１）〜（Ａ−４）に示す合成反応を行うことによって製造することができる。
まず、合成スキーム（Ａ−１）に示すように、ハロゲン原子Ｘ１およびＸ２で置換されたベンジル（化合物Ｂ）と１、２−ジアミノベンゼン誘導体（化合物Ａ）との縮合反応によってキノキサリン骨格を形成する。ハロゲン原子としては臭素、ヨウ素、塩素が挙げられるが、取扱の容易さ、適度な反応性を考慮すると臭素またはヨウ素が好ましい。
合成スキーム（Ａ−１）において、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、ハロゲン原子を表す。Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。
次に、合成スキーム（Ａ−２）に示すように、得られるハロゲン置換キノキサリン（化合物Ｃ）に有機リチウムを加えて化合物Ｃをリチオ化し、さらに、ホウ酸トリメチルやホウ酸トリイソプロピル等のホウ素試薬と反応させることにより、キノキサリン誘導体のボロン酸（化合物Ｄ）を得ることができる。
合成スキーム（Ａ−２）において、Ｘ１およびＸ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては臭素、ヨウ素、塩素が挙げられるが、取扱の容易さ、適度な反応性を考慮すると臭素またはヨウ素が好ましい。Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。
次に、合成スキーム（Ａ−３）に示すように、キノキサリン誘導体のボロン酸（化合物Ｄ）と、ハロゲン化されたアレーン（化合物Ｅ）とを、塩基存在下、パラジウム触媒を用いてカップリングすることで、一般式（１）で表される本発明のキノキサリン誘導体を合成することができる。塩基は炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩基や、金属アルコキシドなどの有機塩基などを用いることができる。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）などを用いることができる。
合成スキーム（Ａ−３）において、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ａは、一般式（１−１）〜一般式（１−３）で表されるいずれかの置換基を表す。一般式（１−１）〜一般式（１−３）において、Ｒ５〜Ｒ８およびＲ１０〜Ｒ１３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１４〜Ｒ１５は水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ１６〜Ｒ１８は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。また、Ｒ３１〜Ｒ３３は、互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ｘ３は、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては臭素、ヨウ素、塩素が挙げられるが、取扱の容易さ、適度な反応性を考慮すると臭素またはヨウ素が好ましい。
また、合成スキーム（Ａ−４）に示すように、ハロゲン置換キノキサリン（化合物Ｃ）と、アリールのボロン酸もしくはアリールの有機ホウ素化合物（化合物Ｆ）とを、塩基存在下、パラジウム触媒を用いてカップリングすることで、一般式（１）で表される本発明のキノキサリン誘導体を合成することもできる。塩基は炭酸カリウム、炭酸ナトリウムなどの無機塩基や、金属アルコキシドなどの有機塩基などを用いることができる。パラジウム触媒としては酢酸パラジウム、塩化パラジウム、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）などを用いることができる。
合成スキーム（Ａ−４）において、Ｒ１〜Ｒ４はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子、またはアルキル基、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜２５のアリール基のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４はそれぞれ互いに結合し、縮合環を形成してもよい。Ａは、一般式（１−１）〜一般式（１−３）で表されるいずれかの置換基を表す。一般式（１−１）〜一般式（１−３）において、Ｒ５〜Ｒ８およびＲ１０〜Ｒ１３は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ９は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、または炭素数６〜１４のアリール基のいずれかを表し、Ｒ１４〜Ｒ１５は水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基、またはフェニル基のいずれかを表し、Ｒ１６〜Ｒ１８は、水素原子、または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ｒ３４〜Ｒ３５は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、水素原子、または炭素数１〜１０のアルキル基を表す。また、Ｒ３４〜Ｒ３５は、互いに結合し、環を形成してもよい。Ｘ１およびＸ２は、それぞれ同一であっても異なっていてもよく、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては臭素、ヨウ素、塩素が挙げられるが、取扱の容易さ、適度な反応性を考慮すると臭素またはヨウ素が好ましい。
本発明のキノキサリン誘導体は、可視光発光が可能な有機化合物である。よって、発光素子に好適に用いることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを与える。よって、発光素子に用いることにより、可視光領域全体にわたって発光する発光素子を得ることができる。よって、演色性に優れた白色発光を示す発光素子を得ることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、発光材料を分散させる物質として、発光素子に好適に用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いた発光素子の一態様について図１〜図２を用いて以下に説明する。
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いた発光素子の一態様について図１〜図２を用いて以下に説明する。
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有する。当該複数の層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように、つまり電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を組み合わせて積層されたものである。本明細書において、一対の電極間に形成されている複数の層を、以下、ＥＬ層という。
本形態において、発光素子は、第１の電極１０２と、第１の電極１０２の上に順に積層した第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６と、さらにその上に設けられた第２の電極１０７とから構成されている。なお、本形態では第１の電極１０２は陽極として機能し、第２の電極１０７は陰極として機能するものとして以下説明をする。
基板１０１は発光素子の支持体として用いられる。基板１０１としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子を作製工程において支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
第１の電極１０２としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：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（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
第１の層１０３は、正孔注入性の高い物質を含む層である。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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：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第１の層１０３を形成することができる。
また、第１の層１０３として、有機化合物と有機化合物に対して電子受容性を示す化合物とを複合してなる複合材料を用いることができる。特に、有機化合物と、有機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は、有機化合物と無機化合物との間で電子の授受が行われ、キャリア密度が増大するため、正孔注入性、正孔輸送性に優れている。
また、第１の層１０３として有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を用いた場合、第１の電極１０２とオーム接触をすることが可能となるため、仕事関数に関わらず第１の電極を形成する材料を選ぶことができる。
有機化合物に対して電子受容性を示す有機化合物としては、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）、２，３，５，６−テトラフルオロ−７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン（略称：Ｆ４ＴＣＮＱ）等を用いることができる。また、有機化合物に対して電子受容性を示す無機化合物としては、遷移金属の酸化物であることが好ましい。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安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
複合材料に用いる有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる有機化合物としては、正孔輸送性の高い有機化合物であることが好ましい。具体的には、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：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）等を挙げることができる。
複合材料に用いることのできる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。
また、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−（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）、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、複合材料に用いることのできる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１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、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。
また、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）等の高分子化合物を用いることもできる。
第２の層１０４を形成する物質としては、正孔輸送性の高い物質、具体的には、芳香族アミン（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物であることが好ましい。広く用いられている材料として、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（以下、ＮＰＢと記す）、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、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などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。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、第２の層１０４は、単層のものだけでなく、上記物質の混合層、あるいは二層以上積層したものであってもよい。
第３の層１０５は、発光性の物質を含む層である。本実施の形態では、第３の層１０５は実施の形態１で示した本発明のキノキサリン誘導体を含む。本発明のキノキサリン誘導体は、可視光の発光を与えるため、発光性物質として発光素子に好適に用いることができる。
第４の層１０６は、電子輸送性の高い物質を用いることができる。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、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等からなる層である。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（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、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。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として用いても構わない。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。
第２の電極１０７を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または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、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０７と第４の層１０６との間に、電子注入を促す機能を有する層を、当該第２の電極と積層して設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有したＩＴＯ等様々な導電性材料を第２の電極１０７として用いることができる。
なお、電子注入を促す機能を有する層としては、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）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を用いることができる。例えば、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたもの等を用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属を含有させたものを用いることにより、第２の電極１０７からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。
また、第１の層１０３、第２の層１０４、第３の層１０５、第４の層１０６の形成方法は、蒸着法や、インクジェット法、スピンコート法などの種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
以上のような構成を有する本発明の発光素子は、第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に生じた電位差により電流が流れ、発光性の高い物質を含む層である第３の層１０５において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり第３の層１０５に発光領域が形成されるような構成となっている。
発光は、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０２または第２の電極１０７のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極で成る。第１の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ａ）に示すように、発光は第１の電極１０２を通って基板側から取り出される。また、第２の電極１０７のみが透光性を有する電極である場合、図１（Ｂ）に示すように、発光は第２の電極１０７を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１０２および第２の電極１０７がいずれも透光性を有する電極である場合、図１（Ｃ）に示すように、発光は第１の電極１０２および第２の電極１０７を通って、基板側および基板と逆側の両方から取り出される。
なお第１の電極１０２と第２の電極１０７との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。発光領域と金属とが近接することによって生じる消光を防ぐように、第１の電極１０２および第２の電極１０７から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成であれば、上記以外のものでもよい。
つまり、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質、正孔ブロック材料等から成る層を、本発明のキノキサリン誘導体と自由に組み合わせて構成すればよい。
図２に示す発光素子は、基板３０１上に、陰極として機能する第１の電極３０２、電子輸送性の高い物質からなる第１の層３０３、発光性物質を含む第２の層３０４、正孔輸送性の高い物質からなる第３の層３０５、正孔注入性の高い物質からなる第４の層３０６、陽極として機能する第２の電極３０７とが順に積層された構成となっている。
本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型またはＰ型のいずれか一方からのみなるものであってもよい。
本発明のキノキサリン誘導体は、可視光の発光を示すため、本実施の形態に示すように、他の発光性物質を含有することなく発光層として用いることが可能である。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを示すため、可視光領域全体にわたって発光する発光素子を得ることができる。よって、演色性に優れた白色発光を示す発光素子を提供することができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
実施の形態２で示した第３の層１０５を、本発明のキノキサリン誘導体を他の物質に分散させた構成とすることで、本発明のキノキサリン誘導体からの発光を得ることができる。
ここで、本発明のキノキサリン誘導体を分散させる物質としては、種々の材料を用いることができ、実施の形態２で述べた正孔輸送の高い物質や電子輸送性の高い物質の他、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、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）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）などが挙げられる。
本発明のキノキサリン誘導体は可視光の発光を示すため、発光材料として発光素子に好適に用いることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを示すため、可視光領域全体にわたって発光する発光素子を得ることができる。よって、演色性に優れた白色発光を示す発光素子を提供することができる。
なお、第３の層１０５以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３で示した構成と異なる構成の発光素子について説明する。
実施の形態２で示した第３の層１０５を、本発明のキノキサリン誘導体に発光性の物質を分散させた構成とすることで、発光性の物質からの発光を得ることができる。
本発明のキノキサリン誘導体を他の発光性物質を分散させる材料として用いる場合、発光性物質に起因した発光色を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体に起因した発光色と、キノキサリン誘導体中に分散されている発光性物質に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
ここで、本発明のキノキサリン誘導体に分散させる発光性物質としては、種々の材料を用いることができる。具体的には、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ１）、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ジュロリジン−４−イル−ビニル）−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、５，１２−ジフェニルテトラセン（略称：ＤＰＴ）、クマリン６、ペリレン、ルブレンなどの蛍光を発光する蛍光発光性物質を用いることができる。また、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））、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、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）などの燐光を発光する燐光発光性物質を用いることができる。
なお、本発明のキノキサリン誘導体に分散させる発光物質として、燐光発光性物質を用いる場合には、燐光性発光物質の発光スペクトルのピークが５６０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましい。また、蛍光発光性物質を用いる場合には、発光スペクトルのピークが５４０ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることが好ましい。
なお、第３の層１０５以外は、実施の形態２に示した構成を適宜用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、実施の形態２〜実施の形態４で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態２〜実施の形態４で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、実施の形態２〜実施の形態４で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態２〜実施の形態４で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
図３において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されている。第１の電極５０１と第２の電極５０２は実施の形態２と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２〜実施の形態４と同様なものを適用することができる。
電荷発生層５１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態２で示した複合材料であり、有機化合物と酸化バナジウムや酸化モリブデンや酸化タングステン等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
なお、電荷発生層５１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
いずれにしても、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２に挟まれる電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低くい発光装置を実現することができる。
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６）
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置について図４を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置について図４を用いて説明する。
なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（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４（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型ＴＦＴ６２３とｐチャネル型ＴＦＴ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、画素部が形成された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、駆動回路を画素部が形成された基板上ではなく外部に形成することもできる。また、ＴＦＴに用いる半導体の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体を用いてもよいし、結晶性半導体を用いてもよい。
また、画素部６０２はスイッチング用ＴＦＴ６１１と、電流制御用ＴＦＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、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６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または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、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で示した本発明のキノキサリン誘導体を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、オリゴマー、デンドリマー、または高分子化合物であっても良い。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、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（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材６０５で充填される場合もある。
なお、シール材６０５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６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−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。
以上のようにして、本発明のキノキサリン誘導体を用いて作製された発光装置を得ることができる。
本発明の発光装置は、実施の形態１で示したキノキサリン誘導体を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。
本発明のキノキサリン誘導体は可視光の発光を示すため、発光材料として発光素子に好適に用いることができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを示すため、可視光領域全体にわたって発光する発光素子を得ることができる。よって、演色性に優れた白色発光を示す発光素子を提供することができる。
また、本発明のキノキサリン誘導体は、発光材料を分散させる物質として、発光素子に好適に用いることができる。
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の斜視図を示す。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、本発明の発光素子を有することにより、演色性に優れた発光装置を得ることができる。
（実施の形態７）
本発明のキノキサリン誘導体を発光材料として用いることにより、演色性の高い白色発光を得ることができる。そのため、照明装置として好適に用いることができる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図６〜図８を用いて説明する。
本発明のキノキサリン誘導体を発光材料として用いることにより、演色性の高い白色発光を得ることができる。そのため、照明装置として好適に用いることができる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図６〜図８を用いて説明する。
図６は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた電子機器の一例として、液晶表示装置を示している。図６に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
本発明のキノキサリン誘導体を発光材料として用いることにより、演色性の高い白色発光が可能な発光装置を得ることができる。よって、本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、演色性に優れたバックライトが得られる。よって、色再現性に優れた液晶表示装置を得ることができる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。
図７は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図７に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、演色性に優れた白色発光が可能であるため、自然光に近い発光を与える照明装置を得ることができる。また、本発明の照明装置で照らすことにより、物体の色を自然光下と同様に認識することができる。
図８は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は、演色性に優れた白色発光が可能であるため、自然光に近い発光を与える照明装置を得ることができる。また、本発明の照明装置で照らすことにより、物体の色を自然光下と同様に認識することができる。また、本発明の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。また、本発明の発光装置は、薄型であるため、薄型化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図６で説明したような、本発明の発光装置を用いたテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、自然光に近い光で照らされた部屋で、色再現性に優れた美しい映像を鑑賞することができる。
本実施例では、下記構造式（１０１）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＡＰＱ）の合成例を具体的に例示する。
［ステップ１］２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成方法について説明する。２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成スキームを（Ｂ−１）に示す。
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成方法について説明する。２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの合成スキームを（Ｂ−１）に示す。
窒素気流下、４，４’−ジブロモベンジル３０．２ｇ（８２．０ｍｍｏｌ）、１，２−フェニレンジアミン９．３１ｇ（８６．１ｍｍｏｌ）、クロロホルム３００ｍＬを５００ｍＬ三口フラスコへ入れた。この溶液を８０℃で５時間還流した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却し、水で洗浄した。水層をクロロホルムで抽出し、抽出溶液を有機層と合わせて、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた固体をトルエンに溶かし、この溶液をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、目的物である２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリンの白色粉末状固体を３０．０ｇ、収率９９％で得た。
［ステップ２］４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の合成
４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の合成方法について説明する。４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の合成スキームを（Ｂ−２）に示す。
４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の合成方法について説明する。４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の合成スキームを（Ｂ−２）に示す。
２，３−ビス（４−ブロモフェニル）キノキサリン２０．０ｇ（５４．１ｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へテトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ） １５０ｍＬを加えた。この溶液を−７８℃にしてから、ｎ−ブチルリチウム（１．５７ｍｏｌ／Ｌ ヘキサン溶液）７５．８ｍＬ（１１９ｍｍｏｌ）を滴下し、同温度で２時間攪拌した。その後、ホウ酸トリメチル２２．５ｇ（２１６ｍｍｏｌ）を加え、室温に戻しながら２４時間撹拌した。反応終了後、反応溶液に１．０ｍｏｌ／Ｌ塩酸２００ｍＬを加え、室温で１時間撹拌した。反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収し、得られた残渣をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物である４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸の白色粉末状固体を１４．６ｇ、収率７３％で得た。
［ステップ３］ＡＰＱの合成
２，３−ビス［４−（１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＡＰＱ）の合成スキームを（Ｂ−３）に示す。
２，３−ビス［４−（１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＡＰＱ）の合成スキームを（Ｂ−３）に示す。
９−ブロモアントラセン７．５ｇ（３０ｍｍｏｌ）、４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸５．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０６７ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．６４ｇ（２．１ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へエチレングリコールジメチルエーテル（略称：ＤＭＥ）６０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ） ４５ｍＬ（９０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、８０℃で７時間還流した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムに溶かし、この溶液をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮して得られた固体を、クロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を７．０ｇ、収率８１％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が２，３−ビス［４−（１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＡＰＱ）であることを確認した。
ＡＰＱのプロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果は以下のとおりであった。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３）：δ＝７．１６−７．２０（ｍ， ４Ｈ），７．３７−７．４２（ｍ， ４Ｈ），７．５４（ｄ， Ｊ＝８．４Ｈｚ， ４Ｈ），７．７１（ｄ， Ｊ＝９．３Ｈｚ， ４Ｈ），７．８６−７．８９（ｍ， ６Ｈ），８．０４（ｄ， Ｊ＝８．４Ｈｚ， ４Ｈ），８．３１−８．３５（ｍ， ２Ｈ），８．５１（ｓ， ２Ｈ）。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）に示す。なお、図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
ＡＰＱの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４４１℃であり、高い耐熱性を示した。
また、ＡＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１１に示す。また、ＡＰＱの薄膜の吸収スペクトルを図１２に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図１１および図１２に示した。図１１および図１２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３５７ｎｍ、３６９ｎｍ、３８０ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３７６ｎｍ、３９６ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＡＰＱのトルエン溶液（励起波長３９３ｎｍ）の発光スペクトルを図１３に示す。また、ＡＰＱの薄膜（励起波長３９６ｎｍ）の発光スペクトルを図１４に示す。図１３および図１４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４４７ｎｍ（励起波長３９３ｎｍ）、薄膜の場合で４８３ｎｍ（励起波長３９６ｎｍ）であった。
また、ＡＰＱの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．７６ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．７６ｅＶであることがわかった。さらに、図１２のＡＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９６ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．８０ｅＶであった。
本実施例では、下記構造式（１１８）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）の合成例を具体的に例示する。
［ステップ１］９−フェニルアントラセンの合成
９−フェニルアントラセンの合成方法について説明する。９−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
９−フェニルアントラセンの合成方法について説明する。９−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−１）に示す。
９−ブロモアントラセン２５．４ｇ（１００ｍｍｏｌ）、フェニルボロン酸１２．８ｇ（１０５ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．２３３ｇ（１．００ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．９１３ｇ（３．００ｍｍｏｌ）を５００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へエチレングリコールジメチルエーテル（略称：ＤＭＥ）１００ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ） ７５ｍＬ（１５０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、９０℃で６時間還流した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物である９−フェニルアントラセンの白色粉末状固体を２０．８ｇ、収率８２％で得た。
［ステップ２］９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成方法について説明する。９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成方法について説明する。９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成スキームを（Ｃ−２）に示す。
９−フェニルアントラセン２０．８ｇ（８１．７ｍｍｏｌ）、四塩化炭素３００ｍＬを５００ｍＬ三口フラスコへ入れた。この混合物に、臭素１３．１ｇ（８１．７ｍｍｏｌ）を四塩化炭素５．００ｍＬに溶かした溶液を滴下し、滴下終了後、室温で３時間攪拌した。反応終了後、反応溶液にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた後、有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物である９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの淡黄色粉末状固体を２３．８ｇ、収率７１％で得た。
［ステップ３］ＰＡＰＱの合成
２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）の合成方法について説明する。ＰＡＰＱの合成スキームを（Ｃ−３）に示す。
２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）の合成方法について説明する。ＰＡＰＱの合成スキームを（Ｃ−３）に示す。
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセン４．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）、実施例１で合成した４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸２．０ｇ（５．４ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０２４ｇ（０．１１ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．２３ｇ（０．７６ｍｍｏｌ）を１００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へエチレングリコールジメチルエーテル（略称：ＤＭＥ）３０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）８ｍＬ（１６ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素置換気流下、８０℃で１７時間還流した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムに溶かし、この溶液をフロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を２．４ｇ、収率５５％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）であることを確認した。
得られた２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）２．３ｇを、圧力７．８Ｐａ、アルゴン流量３．０ｍＬ／ｍｉｎの条件下で、３６０℃に加熱して昇華精製を行ったところ、１．７ｇを回収し、回収率７１％であった。
ＰＡＰＱのプロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果は以下のとおりであった。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３）：δ＝７．０３−７．０７（ｍ， １Ｈ），７．１６−７．２１（ｍ， ５Ｈ），７．２４−７．３０（ｍ， ４Ｈ），７．４７−７．５０（ｍ， ４Ｈ），７．５５−７．６３（ｍ， １０Ｈ），７．６７−７．７０（ｍ， ４Ｈ），７．７５−７．７８（ｍ， ４Ｈ），７．８８−７．９５（ｍ， ６Ｈ）。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）に示す。なお、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）における６．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
ＰＡＰＱの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４８１℃であり、高い耐熱性を示した。
また、ＰＡＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルを図１６に示す。また、ＰＡＰＱの薄膜の吸収スペクトルを図１７に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図１６および図１７に示した。図１６および図１７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３５８ｎｍ、３７６ｎｍ３９６ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３６２ｎｍ、３８２ｎｍ、４０２ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＰＡＰＱのトルエン溶液（励起波長３７６ｎｍ）の発光スペクトルを図１８に示す。また、ＰＡＰＱの薄膜（励起波長４０２ｎｍ）の発光スペクトルを図１９に示す。図１８および図１９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４４６ｎｍ（励起波長３７６ｎｍ）、薄膜の場合で４６４ｎｍ（励起波長４０２ｎｍ）であった。
また、ＰＡＰＱの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．７６ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．７６ｅＶであることがわかった。さらに、図１７のＰＡＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．８４ｅＶであった。
本実施例では、下記構造式（１２６）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＦＰＱ）の合成例を具体的に例示する。
［ステップ１］２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成
２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成方法について説明する。２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成スキームを（Ｄ−１）に示す。
２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成方法について説明する。２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの合成スキームを（Ｄ−１）に示す。
２−ヨードフルオレン２５ｇ（８６ｍｍｏｌ）、ジメチルスルホキシド（略称：ＤＭＳＯ）１．５Ｌを２．０Ｌ三口フラスコへ入れ、この溶液へ、ベンジルトリメチルアンモニウムクロリド１．０ｇ（５．４ｍｍｏｌ）、５０％水酸化ナトリウム水溶液２４ｍＬを加えた。この混合物を室温で３時間撹拌した。その後、反応混合物へ、ヨードメタン１９ｇ（１３０ｍｍｏｌ）を加えて、室温で３時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を１．０ｍｏｌ／Ｌ塩酸で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出し、有機層と合わせて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた残渣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）により精製し、得られた溶液を濃縮した。得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物である２−ヨード−９，９−ジメチルフルオレンの白色粉末状固体を２４．７ｇ、収率９０％で得た。
［ステップ２］ＦＰＱの合成
２，３−ビス［４−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＦＰＱ）の合成方法について説明する。ＦＰＱの合成スキームを（Ｄ−２）に示す。
２，３−ビス［４−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＦＰＱ）の合成方法について説明する。ＦＰＱの合成スキームを（Ｄ−２）に示す。
２−ブロモ−９，９−ジメチルフルオレン９．３ｇ（２９ｍｍｏｌ）、実施例１で合成した４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸４．８ｇ（１３ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）０．０６５ｇ（０．２９ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．６１ｇ（２．０ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へエチレングリコールジメチルエーテル（略称：ＤＭＥ）６０ｍＬ、炭酸カリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ）４４ｍＬ（８７ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、８０℃で７時間還流した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムに溶かし、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を９．８ｇ、収率５５％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この化合物が２，３−ビス［４−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＦＰＱ）であることを確認した。
ＦＰＱのプロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果は以下のとおりであった。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３）：δ＝１．５２（ｓ， １２Ｈ），７．２４−７．４５（ｍ， ６Ｈ），７．６０−７．８０（ｍ，１８Ｈ），８．１９−８．２２（ｍ， ２Ｈ）。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示す。なお、図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）における７．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
ＦＰＱの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４１４℃であり、高い耐熱性を示した。
また、ＦＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルを図２１に示す。また、ＦＰＱの薄膜の吸収スペクトルを図２２に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図２１および図２２に示した。図２１および図２２において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３１８ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３１８ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＦＰＱのトルエン溶液（励起波長３７８ｎｍ）の発光スペクトルを図２３に示す。また、ＦＰＱの薄膜（励起波長３７８ｎｍ）の発光スペクトルを図２４に示す。図２３および図２４において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２５ｎｍ（励起波長３７８ｎｍ）、薄膜の場合で４４５ｎｍ（励起波長３７８ｎｍ）であった。
また、ＦＰＱの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．６４ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．６４ｅＶであることがわかった。さらに、図２２のＦＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．７２ｅＶであった。
本実施例では、下記構造式（１４４）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＳＦＰＱ）の合成例を具体的に例示する。
［ステップ１］２−ブロモ−９−フルオレノンの合成
２−ブロモ−９−フルオレノンの合成方法について説明する。２−ブロモ−９−フルオレノンの合成スキームを（Ｅ−１）に示す。
２−ブロモ−９−フルオレノンの合成方法について説明する。２−ブロモ−９−フルオレノンの合成スキームを（Ｅ−１）に示す。
２−ブロモフルオレン９．８ｇ（４０ｍｍｏｌ）、ピリジン４０ｍＬ、水酸化テトラブチルアンモニウム（１．０ｍｏｌ／Ｌメタノール溶液）１．５ｍＬを２００ｍＬ三口フラスコへ入れた。この溶液を大気下、室温で２４時間撹拌した。反応終了後、反応溶液に氷酢酸４０ｍＬを加え１時間撹拌した。反応溶液を水で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた固体をエタノールにより再結晶したところ、目的物である２−ブロモ−９−フルオレノンの黄色粉末状固体を７．９ｇ、収率７６％で得た。
［ステップ２］９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの合成
９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの合成方法について説明する。９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの合成スキームを（Ｅ−２）および（Ｅ−３）に示す。
９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの合成方法について説明する。９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの合成スキームを（Ｅ−２）および（Ｅ−３）に示す。
マグネシウム１．３ｇ（５２ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れ、ロータリーポンプにより減圧しながら０．５時間撹拌した。その後フラスコ内を窒素気流下にし、ジエチルエーテル５．０ｍＬ、ジブロモエタン１滴を加えた。この混合物に２−ブロモビフェニル１２ｇ（５０ｍｍｏｌ）をジエチルエーテル１５ｍＬに溶かした溶液を還流を維持する速度で滴下した。滴下終了後、反応混合物を５０℃で３時間還流してグリニャール試薬とした。２−ブロモ−９−フルオレノン１２ｇ（４５ｍｍｏｌ）を２００ｍＬ三口フラスコへ入れ、フラスコ内を窒素置換した後、フラスコへジエチルエーテル４０ｍＬを加えた。この溶液に合成したグリニャール試薬を滴下し、滴下終了後、５０℃で３時間還流し、さらに室温で２４時間撹拌した。反応終了後、反応溶液を水で洗浄し、水層を酢酸エチルで抽出した。抽出溶液と有機層を合わせて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、この混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮したところ、目的物である９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オールの淡黄色粉末状固体を１９ｇ、収率９１％で得た。
［ステップ３］２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの合成
２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの合成方法について説明する。２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの合成スキームを（Ｅ−４）に示す。
２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの合成方法について説明する。２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの合成スキームを（Ｅ−４）に示す。
９−（ビフェニル−２−イル）−２−ブロモフルオレン−９−オール１９ｇ（４５ｍｍｏｌ）、氷酢酸１００ｍＬ、濃塩酸数滴を３００ｍＬ三口フラスコへ入れ、この溶液を１２０℃で２時間還流した。反応終了後、反応混合物に炭酸水素ナトリウム水溶液を加え、この混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体を水で洗浄し、目的物である２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレンの淡黄色粉末状固体を１０ｇ、収率５７％で得た。
［ステップ４］ＳＦＰＱの合成
２，３−ビス［４−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＳＦＰＱ）の合成方法について説明する。ＳＦＰＱの合成スキームを（Ｅ−５）に示す。
２，３−ビス［４−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＳＦＰＱ）の合成方法について説明する。ＳＦＰＱの合成スキームを（Ｅ−５）に示す。
２−ブロモスピロ−９，９’−ビフルオレン１２ｇ（３０ｍｍｏｌ）、実施例１で合成した４，４’−（キノキサリン−２，３−ジイル）ジフェニルボロン酸５．０ｇ（１４ｍｍｏｌ）、テトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．７０ｇ（０．６０ｍｍｏｌ）を３００ｍＬ三口フラスコに入れフラスコ内を窒素置換した。この混合物へトルエン８０ｍＬ、エタノール１０ｍＬ、炭酸ナトリウム水溶液（２．０ｍｏｌ／Ｌ） ４０ｍＬ （８０ｍｍｏｌ）を加えた。この混合物を窒素気流下、８０℃で７時間撹拌した。反応終了後、反応混合物中の析出物を吸引ろ過により回収した。得られた固体をクロロホルムに溶かし、フロリジール、セライト、アルミナを通して吸引ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた固体をクロロホルムとヘキサンの混合溶媒により再結晶したところ、目的物の淡黄色粉末状固体を９．５ｇ、収率７７％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）により、この化合物が２，３−ビス［４−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）フェニル］キノキサリン（略称：ＳＦＰＱ）であることを確認した。
ＳＦＰＱのプロトン核磁気共鳴分光法（１Ｈ ＮＭＲ）による分析結果は以下のとおりであった。１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ， ＣＤＣｌ３）：δ＝６．６９−６．７７（ｍ， ６Ｈ），６．９４−６．９４（ｍ， ２Ｈ），７．０７−７．１４（ｍ， ６Ｈ），７．３４−７．４０（ｍ， １０Ｈ），７．４６−７．４９（ｍ， ４Ｈ），７．５７−７．６０（ｍ， ２Ｈ），７．６９−７．７２（ｍ， ２Ｈ），７．８４−７．８９（ｍ， ８Ｈ），８．０９−８．１２（ｍ， ２Ｈ）。また、１Ｈ ＮＭＲチャートを図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）に示す。なお、図２５（Ｂ）は、図２５（Ａ）における６．０ｐｐｍ〜９．０ｐｐｍの範囲を拡大して表したチャートである。
ＳＦＰＱの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ３２０型）を用い、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、その結果、重量と温度の関係（熱重量測定）から、常圧下で、測定開始時における重量に対し９５％以下の重量になる温度は、４３７℃であり、高い耐熱性を示した。
また、ＳＦＰＱのトルエン溶液の吸収スペクトルを図２６に示す。また、ＳＦＰＱの薄膜の吸収スペクトルを図２７に示す。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、薄膜は石英基板に蒸着してサンプルを作製し、それぞれ石英の吸収スペクトルを差し引いた吸収スペクトルを図２６および図２７に示した。図２６および図２７において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は吸収強度（任意単位）を表す。トルエン溶液の場合では３１０ｎｍ付近に吸収が見られ、薄膜の場合では３１０ｎｍ付近に吸収が見られた。また、ＳＦＰＱのトルエン溶液（励起波長３７４ｎｍ）の発光スペクトルを図２８に示す。また、ＳＦＰＱの薄膜（励起波長３１０ｎｍ）の発光スペクトルを図２９に示す。図２８および図２９において横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。最大発光波長はトルエン溶液の場合では４２６ｎｍ（励起波長３７４ｎｍ）、薄膜の場合で４４６ｎｍ（励起波長３１０ｎｍ）であった。
また、ＳＦＰＱの薄膜状態におけるイオン化ポテンシャルを大気中の光電子分光法（理研計器社製、ＡＣ−２）で測定した結果、５．７２ｅＶであった。その結果、ＨＯＭＯ準位が−５．７２ｅＶであることがわかった。さらに、図２７のＳＦＰＱの薄膜の吸収スペクトルのデータを用い、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから吸収端を求め、その吸収端を光学的エネルギーギャップとして見積もったところ、そのエネルギーギャップは２．９２ｅＶであった。得られたエネルギーギャップの値とＨＯＭＯ準位からＬＵＭＯ準位を求めたところ、−２．８０ｅＶであった。
本実施例では、本発明の発光素子について、図９を用いて説明する。以下の実施例で用いた材料の化学式を以下に示す。なお、すでに構造式を示した材料については省略する。
以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子１）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層２１０３を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：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、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層２１０３上に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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０４を形成した。
さらに、構造式（１０１）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＡＰＱ）を蒸着することにより、正孔輸送層２１０４上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０５を形成した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０５上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０６を形成した。
さらに、電子輸送層２１０６上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）とリチウムを共蒸着することにより、２０ｎｍの膜厚で電子注入層２１０７を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０８を形成することで、発光素子１を作製した。
発光素子１の電流密度−輝度特性を図３０に示す。また、電圧−輝度特性を図３１に示す。また、輝度−電流効率特性を図３２に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３３に示す。
発光素子１は、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２６、ｙ＝０．３４）であり、青白色の発光であった。また、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は１．２ｃｄ／Ａであり、電圧は７．２Ｖ、電流密度は９８．６ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は０．５１ｌｍ／Ｗであった。また、図９に示すように、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルの半値幅は約１６５ｎｍであり、ブロードな発光スペクトルを示した。
以上のことから、本発明のキノキサリン誘導体を用いることにより、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを示す発光素子を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体を用いて、白色発光の発光素子を作製することにより、演色性に優れた白色発光素子を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体を用いることにより、演色性に優れた白色発光を得ることができるため、本発明のキノキサリン誘導体は照明装置に好適に用いることができる。
本実施例では、本発明の発光素子について、図９を用いて説明する。以下に、本実施例の発光素子の作製方法を示す。
（発光素子２）
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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。
まず、ガラス基板２１０１上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、第１の電極２１０２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、第１の電極が形成された面が下方となるように、第１の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、１０−４Ｐａ程度まで減圧した後、第１の電極２１０２上に、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）と酸化モリブデン（ＶＩ）とを共蒸着することにより、有機化合物と無機化合物とを複合してなる複合材料を含む層２１０３を形成した。その膜厚は５０ｎｍとし、ＮＰＢと酸化モリブデン（ＶＩ）との比率は、重量比で４：１（＝ＮＰＢ：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、抵抗加熱を用いた蒸着法により、複合材料を含む層２１０３上に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）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層２１０４を形成した。
さらに、構造式（１１８）で表される本発明のキノキサリン誘導体である２，３−ビス［４−（９−フェニル−１０−アントリル）フェニル］キノキサリン（略称：ＰＡＰＱ）を蒸着することにより、正孔輸送層２１０４上に３０ｎｍの膜厚の発光層２１０５を形成した。
その後抵抗加熱による蒸着法を用いて、発光層２１０５上にトリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）を１０ｎｍの膜厚となるように成膜し、電子輸送層２１０６を形成した。
さらに、電子輸送層２１０６上に、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）とリチウムを共蒸着することにより、２０ｎｍの膜厚で電子注入層２１０７を形成した。ここで、Ａｌｑとリチウムとの重量比は、１：０．０１（＝Ａｌｑ：リチウム）となるように調節した。
最後に、抵抗加熱による蒸着法を用い、電子注入層２１０７上にアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように成膜することにより、第２の電極２１０８を形成することで、発光素子２を作製した。
発光素子２の電流密度−輝度特性を図３４に示す。また、電圧−輝度特性を図３５に示す。また、輝度−電流効率特性を図３６に示す。また、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルを図３７に示す。
発光素子２は、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときのＣＩＥ色度座標は（ｘ＝０．２７、ｙ＝０．３３）であり、青白色の発光であった。また、輝度１１００ｃｄ／ｍ２のときの電流効率は２．３ｃｄ／Ａであり、電圧は７．０Ｖ、電流密度は４８．２ｍＡ／ｃｍ２、パワー効率は１．０ｌｍ／Ｗであった。また、図３７に示すように、１ｍＡの電流を流したときの発光スペクトルの半値幅は約１９０ｎｍであり、ブロードな発光スペクトルを示した。
以上のことから、本発明のキノキサリン誘導体を用いることにより、半値幅の大きいブロードな発光スペクトルを示す発光素子を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体を用いて、白色発光の発光素子を作製することにより、演色性に優れた白色発光素子を得ることができる。また、本発明のキノキサリン誘導体を用いることにより、演色性に優れた白色発光を得ることができるため、本発明のキノキサリン誘導体は照明装置に好適に用いることができる。
１０１ 基板
１０２ 第１の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１０５ 第３の層
１０６ 第４の層
１０７ 第２の電極
３０１ 基板
３０２ 第１の電極
３０３ 第１の層
３０４ 第２の層
３０５ 第３の層
３０６ 第４の層
３０７ 第２の電極
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１２０１ ソース電極
１２０２ 活性層
１２０３ ドレイン電極
１２０４ ゲート電極
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０３ 複合材料を含む層
２１０４ 正孔輸送層
２１０５ 発光層
２１０６ 電子輸送層
２１０７ 電子注入層
２１０８ 第２の電極
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
１０２ 第１の電極
１０３ 第１の層
１０４ 第２の層
１０５ 第３の層
１０６ 第４の層
１０７ 第２の電極
３０１ 基板
３０２ 第１の電極
３０３ 第１の層
３０４ 第２の層
３０５ 第３の層
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３０７ 第２の電極
５０１ 第１の電極
５０２ 第２の電極
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５１３ 電荷発生層
６０１ ソース側駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート側駆動回路
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６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＴＦＴ
６１２ 電流制御用ＴＦＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６１８ 発光素子
６２３ ｎチャネル型ＴＦＴ
６２４ ｐチャネル型ＴＦＴ
９０１ 筐体
９０２ 液晶層
９０３ バックライト
９０４ 筐体
９０５ ドライバＩＣ
９０６ 端子
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１２０１ ソース電極
１２０２ 活性層
１２０３ ドレイン電極
１２０４ ゲート電極
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１０１ ガラス基板
２１０２ 第１の電極
２１０３ 複合材料を含む層
２１０４ 正孔輸送層
２１０５ 発光層
２１０６ 電子輸送層
２１０７ 電子注入層
２１０８ 第２の電極
３００１ 照明装置
３００２ テレビ装置
Claims (20)
- 一般式（１）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（２）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（３）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（４）で表されるキノキサリン誘導体。
- 構造式（１０１）で表されるキノキサリン誘導体。
- 構造式（１１８）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（５）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（６）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（７）で表されるキノキサリン誘導体。
- 構造式（１２６）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（８）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（９）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一般式（１０）で表されるキノキサリン誘導体。
- 構造式（１４４）で表されるキノキサリン誘導体。
- 一対の電極間に、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子。
- 一対の電極間に、請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体を有し、前記一対の電極間に電圧を印加することにより、前記キノキサリン誘導体が発光することを特徴とする発光素子。
- 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１４のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体を有することを特徴とする発光素子。 - 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１４のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体と蛍光発光性物質を有することを特徴とする発光素子。 - 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１４のいずれか一項に記載のキノキサリン誘導体と燐光発光性物質を有することを特徴とする発光素子。 - 請求項１５乃至請求項１９のいずれか一項に記載の発光素子と、前記発光素子の発光を制御する制御手段とを有する発光装置。
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