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JP6177124B2 - Organic compound, light emitting element, light emitting device, display device, lighting device, and electronic device - Google Patents

Organic compound, light emitting element, light emitting device, display device, lighting device, and electronic device Download PDF

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JP6177124B2 JP2013271238A JP2013271238A JP6177124B2 JP 6177124 B2 JP6177124 B2 JP 6177124B2 JP 2013271238 A JP2013271238 A JP 2013271238A JP 2013271238 A JP2013271238 A JP 2013271238A JP 6177124 B2 JP6177124 B2 JP 6177124B2
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Description

本発明の一態様は、有機化合物及び当該有機化合物を用いた発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、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。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、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)に関するものである。そのため、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、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、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。     One embodiment of the present invention relates to an organic compound and a light-emitting element, a display module, a lighting module, a display device, a light-emitting device, an electronic device, and a lighting device each using the organic compound. Note that one embodiment of the present invention is not limited to the above technical field. The technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to an object, a method, or a manufacturing method. Alternatively, one embodiment of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition (composition of matter). Therefore, the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light-emitting device, a lighting device, a power storage device, a memory device, a driving method thereof, Alternatively, the production method thereof can be given as an example.

薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などのポテンシャルから、次世代の照明装置や表示装置として有機化合物を発光物質とする発光素子(有機EL素子)を用いた表示装置の開発が加速している。   Development of display devices that use light-emitting elements (organic EL elements) with organic compounds as light-emitting substances as next-generation lighting devices and display devices due to their potential for thin and light weight, high-speed response to input signals, and low power consumption. Accelerating.

有機EL素子は電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、電極から注入された電子およびホールが再結合して発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。発光物質が発する光の波長はその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な波長すなわち様々な色の発光を呈する発光素子を得ることができる。   In an organic EL device, a voltage is applied with a light emitting layer sandwiched between electrodes, so that electrons and holes injected from the electrodes are recombined so that the light emitting material becomes an excited state and emits light when the excited state returns to the ground state. To do. The wavelength of light emitted from the light-emitting substance is unique to the light-emitting substance. By using different types of organic compounds as the light-emitting substance, light-emitting elements that emit light of various wavelengths, that is, various colors can be obtained.

ディスプレイなど、画像を表示することを念頭においた表示装置の場合、フルカラーの映像を再現するためには、少なくとも赤、緑、青の3色の光を得ることが必要になる。また、照明装置として用いる場合は、高い演色性を得るために、可視光領域において満遍なく強度を有する光を得ることが理想的であるが、現実的には、異なる発光物質から得られる異なる波長の光を2種類以上合成することによって得られる光が照明用途として用いられることが多い。   In the case of a display device such as a display that is intended to display an image, it is necessary to obtain light of at least three colors of red, green, and blue in order to reproduce a full-color image. In addition, when used as a lighting device, it is ideal to obtain light having a uniform intensity in the visible light region in order to obtain high color rendering properties. However, in reality, it has different wavelengths obtained from different luminescent materials. Light obtained by combining two or more types of light is often used for illumination purposes.

発光物質が発する光は、その物質固有のものであることを先に述べた。しかし、寿命や消費電力、そして発光効率まで、発光素子としてのその他の重要な性能は、発光を呈する物質のみに依存する訳ではなく、発光層以外の層や、素子構造、そして、発光中心物質とホスト材料との性質や相性、キャリアバランスなども大きく影響する。そのため、この分野の成熟をみるためには多くの種類の発光素子用材料が必要となることに間違いはない。このような理由により、様々な分子構造を有する発光素子用材料が提案されている(例えば特許文献1参照)。   As described above, the light emitted from the luminescent material is unique to the material. However, other important performances as a light emitting device, such as lifetime, power consumption, and luminous efficiency, do not depend only on the material that emits light, but layers other than the light emitting layer, device structure, and emission center material The properties and compatibility with the host material and the carrier balance are also greatly affected. Therefore, there is no doubt that many types of materials for light-emitting elements are required to see the maturity of this field. For these reasons, light-emitting element materials having various molecular structures have been proposed (see, for example, Patent Document 1).

ところで、エレクトロルミネッセンスを利用した発光素子である場合、励起状態の生成割合は、一重項励起状態が1に対し、三重項励起状態が3であることが一般に知られている。そのため、三重項励起状態を発光に変えることができるりん光材料を発光中心物質として用いた発光素子は、一重項励起状態を発光に変える蛍光材料を発光中心物質として用いた発光素子と比較して、効率の高い発光を得ることができる。   By the way, in the case of a light-emitting element utilizing electroluminescence, it is generally known that the generation rate of the excited state is 1 in the singlet excited state and 3 in the triplet excited state. Therefore, a light-emitting element using a phosphorescent material that can change a triplet excited state to light emission as an emission center substance is compared with a light-emitting element that uses a fluorescent material that changes a singlet excited state to light emission as an emission center substance. Efficient light emission can be obtained.

ある物質における三重項励起状態は、当該物質における一重項励起状態よりもエネルギー的に小さい位置にあるため、同じ波長の蛍光を発する物質とりん光を発する物質を比較した場合、りん光を発する物質の方が広いバンドギャップを有する物質となる。   The triplet excited state in a certain substance is in a lower energy position than the singlet excited state in the substance. Therefore, when comparing a substance that emits fluorescence with the same wavelength and a substance that emits phosphorescence, a substance that emits phosphorescence. Becomes a material having a wider band gap.

ここで、ホスト−ゲスト型の発光層におけるホスト材料や、発光層に接する各輸送層を構成する物質は、励起エネルギーを効率よく発光中心物質からの発光に変えるために、発光中心物質よりも広いバンドギャップ若しくは高い三重項準位(三重項励起状態と一重項基底状態とのエネルギー差)を有する物質が用いられる。   Here, the host material in the host-guest type light-emitting layer and the material constituting each transport layer in contact with the light-emitting layer are wider than the light-emitting center material in order to efficiently convert excitation energy to light emission from the light-emitting center material. A substance having a band gap or a high triplet level (energy difference between a triplet excited state and a singlet ground state) is used.

そのため、りん光発光を効率良く得るためには、非常に広いバンドギャップを有するホスト材料及びキャリア輸送材料が必要となる。しかし、駆動電圧や高い発光効率など発光素子における重要な特性に対する要求をバランスよく実現しつつ、それほど大きなバンドギャップを有する発光素子用材料となる物質を開発することは大変困難である。   Therefore, in order to obtain phosphorescence efficiently, a host material and a carrier transport material having a very wide band gap are required. However, it is very difficult to develop a material that is a material for a light-emitting element having such a large band gap while realizing a balanced demand for important characteristics of the light-emitting element such as driving voltage and high light emission efficiency.

特開2007−15933号公報JP 2007-15933 A

本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様では、発光素子に用いることが可能な有機化合物を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様は三重項励起準位の高い有機化合物を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様は、耐熱性の高い有機化合物を提供することを課題とする。   An object of one embodiment of the present invention is to provide a novel organic compound. Another object of one embodiment of the present invention is to provide an organic compound that can be used for a light-emitting element. Another object of another embodiment of the present invention is to provide an organic compound having a high triplet excitation level. Another object of one embodiment of the present invention is to provide an organic compound with high heat resistance.

または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子を提供することを課題とする。または、発光効率が高い発光素子を提供することを課題とする。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することを目的とする。   Another object of another embodiment of the present invention is to provide a new light-emitting element. Another object is to provide a light-emitting element with high emission efficiency. Alternatively, it is an object to provide a display module, a lighting module, a light-emitting device, a display device, an electronic device, and a lighting device with low power consumption.

本発明の一態様は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。   One embodiment of the present invention should solve any one of the above problems.

本発明の一態様では、ジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−アリールー9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を提供する。当該有機化合物は、有機電界発光素子を構成する材料として好適に用いることができる。特に、耐熱性が高く、且つT1準位が高いという特徴を有し、緑から青の比較的短波長なりん光発光を呈する発光素子に適している。   In one embodiment of the present invention, the 2-position of 9-aryl-9H-carbazole is located at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton. Alternatively, a novel organic compound in which the 3-position is bonded is provided. The said organic compound can be used suitably as a material which comprises an organic electroluminescent element. In particular, it has characteristics of high heat resistance and a high T1 level, and is suitable for a light-emitting element that emits light with a relatively short wavelength from green to blue.

すなわち、本発明の一態様は、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。 That is, one embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G1) below.

ただし、上記一般式(G1)で表される有機化合物において、R乃至R15はそれぞれ独立に炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を表す。また上記一般式(G1)で表される有機化合物は、*の位置において、上記一般式(g1)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、上記一般式(g1)で表される骨格において、Arはフェニル基又はビフェニル基を表す。 However, in the organic compound represented by the general formula (G1), R 1 to R 15 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. Further, the organic compound represented by the general formula (G1) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g1) is attached at the position *. In the skeleton represented by the general formula (g1), Ar represents a phenyl group or a biphenyl group.

また、本発明の他の一態様は、下記一般式(G2)で表される有機化合物である。   Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G2) below.

ただし、上記一般式(G2)で表される有機化合物は、*の位置において、上記一般式(g2)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、上記一般式(g2)で表される骨格において、Arはフェニル基又はビフェニル基を表す。 However, the organic compound represented by the general formula (G2) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g2) is attached at the position of *. In the skeleton represented by the general formula (g2), Ar represents a phenyl group or a biphenyl group.

また、本発明の他の一態様は、下記一般式(G3)で表される有機化合物である。 Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G3) below.

ただし、上記一般式(G3)で表される有機化合物において、R乃至R15はそれぞれ独立に炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を表す。また、上記一般式(G3)で表される有機化合物は、*の位置において、上記一般式(g3)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。 However, in the organic compound represented by the general formula (G3), R 1 to R 15 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. Further, the organic compound represented by the general formula (G3) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g3) is attached at the position *.

また、本発明の他の一態様は、下記一般式(G4)で表される有機化合物である。 Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G4) below.

ただし、一般式(G4)で表される有機化合物は*の位置において、上記一般式(g4)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。 However, the organic compound represented by the general formula (G4) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g4) is attached at the position *.

また、本発明の他の一態様は、下記構造式(100)で表される有機化合物である。 Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by the following structural formula (100).

また、本発明の他の一態様は、上記有機化合物を含む発光素子である。   Another embodiment of the present invention is a light-emitting element including the above organic compound.

また、本発明の他の一態様は、上記有機化合物を電子輸送層に含む発光素子である。 Another embodiment of the present invention is a light-emitting element including the above organic compound in an electron transport layer.

また、本発明の一態様は、上記発光素子を有するディスプレイモジュールである。   Another embodiment of the present invention is a display module including the above light-emitting element.

また、本発明の一態様は、上記発光素子を有する照明モジューである。   Another embodiment of the present invention is an illumination module including the light-emitting element.

また、本発明の一態様は、上記発光素子と、発光素子を制御する手段を備えた発光装置である。   Another embodiment of the present invention is a light-emitting device including the above light-emitting element and means for controlling the light-emitting element.

また、本発明の一態様は、上記発光素子を表示部に有し、発光素子を制御する手段を備えた表示装置である。   Another embodiment of the present invention is a display device including the above light-emitting element in a display portion and including means for controlling the light-emitting element.

また、本発明の一態様は、上記発光素子を照明部に有し、発光素子を制御する手段を備えた照明装置である。   Another embodiment of the present invention is a lighting device including the above light-emitting element in a lighting portion and including means for controlling the light-emitting element.

また、本発明の一態様は、上記発光素子を有する電子機器である。   Another embodiment of the present invention is an electronic device including the above light-emitting element.

なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子を用いた画像表示デバイスを含む。また、発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム又は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、又は発光素子にCOG(Chip On Glass)方式によりIC(集積回路)が直接実装されたモジュールは、発光装置を有する場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。 Note that the light-emitting device in this specification includes an image display device using a light-emitting element. In addition, a module in which a connector such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting element, a module in which a printed wiring board is provided at the end of TCP, or a COG (Chip On Glass) system in the light emitting element A module on which an IC (integrated circuit) is directly mounted may have a light emitting device. Furthermore, a lighting fixture or the like may include a light emitting device.

本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、発光素子に用いることが可能な有機化合物を提供することができる。または、本発明の他の一態様は三重項励起準位の高い有機化合物を提供することができる。または、本発明の他の一態様は、耐熱性の高い有機化合物を提供することができる。   In one embodiment of the present invention, a novel organic compound can be provided. Alternatively, according to another embodiment of the present invention, an organic compound that can be used for a light-emitting element can be provided. Alternatively, another embodiment of the present invention can provide an organic compound having a high triplet excitation level. Alternatively, another embodiment of the present invention can provide an organic compound with high heat resistance.

または、本発明の他の一態様は、新しい発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。または、発光効率が高い発光素子を提供することができる。または、消費電力の小さいディスプレイモジュール、照明モジュール、発光装置、表示装置、電子機器、及び照明装置を各々提供することができる。   Alternatively, another embodiment of the present invention can provide a new light-emitting element, a display module, a lighting module, a light-emitting device, a display device, an electronic device, and a lighting device, respectively. Alternatively, a light-emitting element with high emission efficiency can be provided. Alternatively, a display module, a lighting module, a light-emitting device, a display device, an electronic device, and a lighting device with low power consumption can be provided.

本発明の一態様は上述の効果のうちいずれか一を奏すればよいものとする。   One embodiment of the present invention may exhibit any one of the above effects.

発光素子の概念図。The conceptual diagram of a light emitting element. アクティブマトリクス型発光装置の概念図。1 is a conceptual diagram of an active matrix light-emitting device. アクティブマトリクス型発光装置の概念図。1 is a conceptual diagram of an active matrix light-emitting device. アクティブマトリクス型発光装置の概念図。1 is a conceptual diagram of an active matrix light-emitting device. パッシブマトリクス型発光装置の概念図。1 is a conceptual diagram of a passive matrix light emitting device. 照明装置を表す図。The figure showing an illuminating device. 電子機器を表す図。FIG. 10 illustrates an electronic device. 光源装置を表す図。The figure showing a light source device. 照明装置を表す図。The figure showing an illuminating device. 照明装置を表す図。The figure showing an illuminating device. 車載表示装置及び照明装置を表す図。The figure showing a vehicle-mounted display apparatus and an illuminating device. 電子機器を表す図。FIG. 10 illustrates an electronic device. 2PCDfhaのNMRチャート。NMR chart of 2PCDfha. 発光素子1の輝度−電流効率特性。Luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting element 1. 発光素子1の輝度−外部量子効率特性。Luminance of the light-emitting element 1-external quantum efficiency characteristics. 発光素子1の発光スペクトル。The emission spectrum of the light-emitting element 1. 発光素子1の輝度−色度特性。Luminance-chromaticity characteristics of the light-emitting element 1. 発光素子1の規格化輝度時間変化特性。The normalized luminance time change characteristic of the light-emitting element 1. 発光素子2の輝度−電流効率特性。Luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting element 2. 発光素子2の輝度−外部量子効率特性。Luminance of the light-emitting element 2 vs. external quantum efficiency characteristics. 発光素子2の発光スペクトル。The emission spectrum of the light-emitting element 2. 発光素子2の輝度−色度特性。Luminance-chromaticity characteristics of the light-emitting element 2. 本発明の一態様の有機化合物のスピン密度分布。4 is a spin density distribution of an organic compound of one embodiment of the present invention.

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、本発明の一態様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、本発明の一態様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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, one embodiment of the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. . Therefore, one embodiment of the present invention is not construed as being limited to the description of the following embodiment modes.

有機電界発光素子に用いられる物質の耐熱性の指標の一つとなるTgは、一般的に当該物質の分子量が大きくなるほど上昇する傾向があることがわかっている。しかし、分子量の大きい分子は共役が広がりやすく、バンドギャップは狭くなりやすい。それに伴い、三重項励起準位(T1準位)も小さくなるため、高いTgと高いT1準位を両立する物質を得ることは容易ではない。   It has been found that Tg, which is one of the heat resistance indicators of substances used in organic electroluminescent devices, generally tends to increase as the molecular weight of the substance increases. However, a molecule having a large molecular weight tends to have a wide conjugation and a narrow band gap. Accordingly, the triplet excitation level (T1 level) is also reduced, and it is not easy to obtain a material that has both a high Tg and a high T1 level.

さらにT1準位はバンドギャップだけでなく、HOMOとLUMOの重なり等、その他の要因にも影響を受け低下するため、高いT1準位を有しつつ、Tgも高い物質を得ることは非常に困難である。   Furthermore, the T1 level is affected not only by the band gap but also by other factors such as the overlap of HOMO and LUMO, so it is very difficult to obtain a substance having a high T1 level and high Tg. It is.

その上で、当該物質には良好なキャリアの輸送性や発光性など、有機電界発光素子用の材料として求められる特性が必要となる。   In addition, the material requires characteristics required as a material for an organic electroluminescence device, such as good carrier transportability and light emission.

本発明の一態様である有機化合物は、ジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−アリールー9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を提供する。当該有機化合物は、有機電界発光素子を構成する材料として好適に用いることができる。特に、耐熱性が高く、且つT1準位が高いという特徴を有し、緑から青の比較的短波長なりん光発光を呈する発光素子に適している。当該有機化合物は、下記一般式(G1)で表すことができる。   The organic compound which is one embodiment of the present invention includes 9-aryl-9H- at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton. Provided is a novel organic compound in which 2-position or 3-position of carbazole is bonded. The said organic compound can be used suitably as a material which comprises an organic electroluminescent element. In particular, it has characteristics of high heat resistance and a high T1 level, and is suitable for a light-emitting element that emits light with a relatively short wavelength from green to blue. The organic compound can be represented by the following general formula (G1).

但し、上記一般式(G1)で表される有機化合物において、R乃至R15はそれぞれ独立に炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を表す。また、上記一般式(G1)で表される有機化合物は*の位置において、上記一般式(g1)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、一般式(g1)で表される骨格は、置換基を有していても良い。当該置換基としては炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を挙げることができる。 However, in the organic compound represented by the general formula (G1), R 1 to R 15 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. Further, the organic compound represented by the general formula (G1) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g1) is attached at the position *. In addition, the skeleton represented by the general formula (g1) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.

または、本発明の一態様は、下記一般式(G2)で表される有機化合物である。 Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by the following general formula (G2).

ただし、上記一般式(G2) で表される有機化合物は*の位置において、上記一般式(g2)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、一般式(g2)で表される骨格は、置換基を有していても良い。当該置換基としては炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を挙げることができる。   However, the organic compound represented by the general formula (G2) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g2) is attached at the position *. In addition, the skeleton represented by the general formula (g2) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.

なお、上記一般式(g1)又は(g2)で表される骨格において、Arは置換又は無置換のフェニル基又は置換又は無置換のビフェニル基を表す。Arが置換基を有する場合、当該置換基としては、炭素数1乃至6のアルキル基が挙げられる。 In the skeleton represented by the general formula (g1) or (g2), Ar represents a substituted or unsubstituted phenyl group or a substituted or unsubstituted biphenyl group. In the case where Ar has a substituent, examples of the substituent include alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms.

なお、上記一般式(G1)又は(G2)で表される有機化合物において、Arはフェニル基であることが化学的安定性が高いため好ましい。すなわち、本発明の好ましい一態様は、下記一般式(G3)で表される有機化合物である。   Note that in the organic compound represented by the general formula (G1) or (G2), Ar is preferably a phenyl group because of high chemical stability. That is, one preferable embodiment of the present invention is an organic compound represented by the following general formula (G3).

ただし、一般式(G3)において、R乃至R15はそれぞれ独立に炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を表す。また、上記一般式(G2)で表される有機化合物は*の位置において、上記一般式(g2)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、一般式(g3)で表される骨格は、置換基を有していても良い。当該置換基としては炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を挙げることができる。 However, in General Formula (G3), R 1 to R 15 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a phenyl group. Further, the organic compound represented by the general formula (G2) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by the general formula (g2) is attached at the position of *. The skeleton represented by the general formula (g3) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.

または、本発明の他の一態様は、下記一般式(G4)で表される有機化合物である。   Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G4) below.

ただし、一般式(G4)で表される有機化合物は、*の位置において、上記一般式(g4)で表される骨格のα又はβが付された炭素と結合している。また、一般式(g4)で表される骨格は、置換基を有していても良い。当該置換基としては炭素数1乃至6のアルキル基又はフェニル基を挙げることができる。   However, the organic compound represented by General Formula (G4) is bonded to the carbon to which α or β of the skeleton represented by General Formula (g4) is attached at the position *. Further, the skeleton represented by the general formula (g4) may have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms and a phenyl group.

なお、上記一般式(G1)乃至(G4)のいずれかで表される有機化合物の説明において、炭素数1乃至6のアルキル基の具体例としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基及びシクロヘキシル基等を挙げることができる。アルキルキを含むと、有機溶剤などへの溶解性が向上し、精製が容易となり、好ましい。 In the description of the organic compound represented by any one of the general formulas (G1) to (G4), specific examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include, for example, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group. , Iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, hexyl group and cyclohexyl group. The inclusion of an alkyl group is preferable because it improves solubility in an organic solvent and facilitates purification.

当該有機化合物は、正孔輸送性を有し、有機電界発光素子のホスト材料やキャリア輸送材料として好適に用いることができる。   The organic compound has a hole transport property and can be suitably used as a host material or a carrier transport material of an organic electroluminescent element.

また、当該有機化合物はガラス転移温度(Tg)が高いことから耐熱性が高いという特徴を有しつつ、T1準位も高いという大きな特徴を有する。そのため、緑から青の比較的短波長なりん光発光を呈する発光素子に適している。   In addition, since the organic compound has a high glass transition temperature (Tg), the organic compound has a high heat resistance and a high T1 level. Therefore, it is suitable for a light-emitting element that exhibits phosphorescence emission of a relatively short wavelength from green to blue.

以上のような構成を有する有機化合物の具体例としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。なお、本発明の有機化合物は以下の例示に限られない。   Specific examples of the organic compound having the above-described configuration include the following. In addition, the organic compound of this invention is not restricted to the following illustrations.


上述に示したような、本発明の一態様の有機化合物は、下記合成スキーム(f−1)又は(f−2)で表されるように、ハロゲン化アントラセン化合物(a1)とカルバゾールホウ素化合物(a2)またはカルバゾールホウ素化合物(a3)とをカップリングさせることで合成することができる。   As described above, the organic compound of one embodiment of the present invention includes a halogenated anthracene compound (a1) and a carbazole boron compound (as shown in the following synthesis scheme (f-1) or (f-2)). It can be synthesized by coupling a2) or a carbazole boron compound (a3).

合成スキーム(f−1)又は(f−2)において、Xは、ハロゲンを表す。Xは反応性の高さから、好ましくは臭素またはヨウ素、より好ましくはヨウ素を表す。Bはボロン酸またはジアルコキシボロンを表す。Arは置換または無置換のフェニルまたはビフェニル基を表す。 In the synthesis scheme (f-1) or (f-2), X 1 represents a halogen. X 1 preferably represents bromine or iodine, more preferably iodine because of high reactivity. B 1 represents boronic acid or dialkoxyboron. Ar 1 represents a substituted or unsubstituted phenyl or biphenyl group.

なお前記スキーム(f−1)およびスキーム(f−2)のカップリング反応は様々な反応条件があるが、その一例として、塩基存在下にて金属触媒を用いた合成方法を適用することができる。代表的な反応例としては鈴木・宮浦反応を用いることができる。   The coupling reaction in the scheme (f-1) and the scheme (f-2) has various reaction conditions. As an example, a synthesis method using a metal catalyst in the presence of a base can be applied. . As a typical reaction example, the Suzuki-Miyaura reaction can be used.

また、スキーム(f−1)およびスキーム(f−2)では、化合物(a1)のハロゲン基Xと、化合物(a2)または化合物(a3)のホウ素化合物基B1とを反応させたが、化合物(a1)がホウ素化合物、化合物(a2)をハロゲン化物として(反応基XとBとを逆にして)カップリングさせても、上記一般式(G2)で表される有機化合物が得られる。なお、上記一般式(G1)で表される有機化合物は(a1)として、さらに所望の置換基を有する化合物を用いればよい。 Moreover, the scheme (f-1) and scheme (f-2), and a halogen group X 1 of the compound (a1), compound (a2) or is the compound and a boron compound group B1 in (a3) were reacted, compound Even when (a1) is a boron compound and the compound (a2) is coupled as a halide (with the reactive groups X 1 and B 1 reversed), the organic compound represented by the above general formula (G2) is obtained. . Note that as the organic compound represented by the general formula (G1), a compound having a desired substituent may be used as (a1).

以上、本発明の一態様である有機化合物の合成方法の一例について説明したが、本発明の一態様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。   Although an example of a method for synthesizing an organic compound that is one embodiment of the present invention has been described above, one embodiment of the present invention is not limited thereto, and the compound may be synthesized by any other synthesis method.

≪発光素子≫
続いて、本発明の一態様である発光素子の例について図1(A)を用いて以下に説明する。
≪Light emitting element≫
Next, an example of a light-emitting element which is one embodiment of the present invention is described below with reference to FIG.

本実施の形態における発光素子は、第1の電極101と、第2の電極102と、第1の電極101と第2の電極102との間に設けられたEL層103とから構成されている。なお、第1の電極101は陽極として機能し、第2の電極102は陰極として機能するものとして、以下説明をする。   The light-emitting element in this embodiment includes a first electrode 101, a second electrode 102, and an EL layer 103 provided between the first electrode 101 and the second electrode 102. . Note that the following description will be made on the assumption that the first electrode 101 functions as an anode and the second electrode 102 functions as a cathode.

第1の電極101は陽極として機能するため、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て形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化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、通常スパッタリング法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。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1乃至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方法などがある。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乃至5wt%、酸化亜鉛を0.1乃至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もできる。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。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料をEL層103における第1の電極101と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。   Since the first electrode 101 functions as an anode, it is preferably formed using a metal, an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a high work function (specifically, 4.0 eV or more). Specifically, for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide, indium oxide-zinc oxide, indium oxide containing zinc oxide and zinc oxide ( IWZO) and the like. These conductive metal oxide films are usually formed by a sputtering method, but may be formed by applying a sol-gel method or the like. As an example of a manufacturing method, indium oxide-zinc oxide is formed by a sputtering method using a target in which 1 to 20 wt% of zinc oxide is added to indium oxide. Further, indium oxide (IWZO) containing tungsten oxide and zinc oxide is formed by sputtering using a target containing 0.5 to 5 wt% tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% zinc oxide with respect to indium oxide. You can also In addition, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium ( Pd), or a nitride of a metal material (for example, titanium nitride). Graphene can also be used. Note that by using a composite material described later for a layer in contact with the first electrode 101 in the EL layer 103, an electrode material can be selected regardless of a work function.

EL層103の積層構造については、当該積層構造のいずれかにジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物が含まれていることが好ましい。積層構造は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、中間層等を適宜組み合わせて構成することができる。本実施の形態では、EL層103は、第1の電極101の上に順に積層した正孔注入層111、正孔輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115を有する構成について説明する。各層を構成する材料の例について以下に具体的に示す。   Regarding the stacked structure of the EL layer 103, any one of the stacked structures has a 2′-position of a dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton. It is preferable that a novel organic compound in which the 2-position or 3-position of 9-phenyl-9H-carbazole is bonded is included. The stacked structure can be configured by appropriately combining a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a carrier block layer, an intermediate layer, and the like. In this embodiment, the EL layer 103 includes a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, a light emitting layer 113, an electron transport layer 114, and an electron injection layer 115 that are sequentially stacked over the first electrode 101. Will be described. Specific examples of materials constituting each layer are shown below.

正孔注入層111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:HPc)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。 The hole injection layer 111 is a layer containing a substance having a high hole injection property. Molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, or the like can be used. In addition, phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPC), 4,4′-bis [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis {4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl} -N, N′-diphenyl- (1,1′-biphenyl) -4,4′-diamine (abbreviation: The hole injection layer 111 can also be formed by an aromatic amine compound such as DNTPD) or a polymer such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS). it can.

また、正孔注入層111として、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第1の電極101として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。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:F−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。 For the hole-injecting layer 111, a composite material in which an acceptor substance is contained in a hole-transporting substance can be used. Note that by using a hole transporting substance containing an acceptor substance, a material for forming the electrode can be selected regardless of the work function of the electrode. That is, not only a material with a high work function but also a material with a low work function can be used for the first electrode 101. As the acceptor substance, 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F 4 -TCNQ), chloranil, and the like can be given. Moreover, a transition metal oxide can be mentioned. In addition, oxides of metals belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table can be given. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are preferable because of their high electron accepting properties. Among these, molybdenum oxide is especially preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.

複合材料に用いる正孔輸送性の物質としては、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。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、10−6cm/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。以下では、複合材料における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。 As the hole-transporting substance used for the composite material, various organic compounds such as aromatic amine compounds, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, and high molecular compounds (oligomers, dendrimers, polymers, and the like) can be used. Note that the organic compound used for the composite material is preferably an organic compound having a high hole-transport property. Specifically, a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher is preferable. Hereinafter, organic compounds that can be used as the hole transporting substance in the composite material are specifically listed.

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)、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)、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。   For example, as an aromatic amine compound, N, N′-di (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4- Diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), N, N′-bis {4- [bis (3-methylphenyl) amino] phenyl} -N, N′-diphenyl- (1,1 '-Biphenyl) -4,4'-diamine (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), etc. Can do.

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。   Specific examples of the carbazole derivative that can be used for the composite material include 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3 , 6-Bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9- Phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like.

また、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、他に、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。   As other carbazole derivatives that can be used for the composite material, 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl) Phenyl] benzene (abbreviation: TCPB), 9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5,6-tetraphenylbenzene and the like can be used.

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、1×10−6cm/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。 Examples of aromatic hydrocarbons that can be used for the composite material include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9. , 10-di (1-naphthyl) anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) anthracene ( Abbreviations: t-BuDBA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis (4-methyl-1-naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 2-tert-butyl-9, 0-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (1 -Naphthyl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 9,9'-bianthryl, 10,10'-diphenyl-9,9'-bianthryl, 10 , 10′-bis (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10,10′-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl, Anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene and the like can be mentioned. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.

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。   Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the composite material may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.

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)、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)等の高分子化合物や、本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を用いることもできる。   In addition, poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly [N- (4- {N ′-[4- (4-diphenylamino)] Phenyl] phenyl-N′-phenylamino} phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N′-bis (4-butylphenyl) -N, N′-bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Poly-TPD) or the like, or 2 ′ of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention A novel organic compound in which the 2-position or 3-position of 9-phenyl-9H-carbazole is bonded to the position can also be used.

このような正孔注入層を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光素子を得ることが可能となる。   By forming such a hole injection layer, the hole injection property is improved, and a light-emitting element with a low driving voltage can be obtained.

正孔輸送層112は、正孔輸送性の物質を含む層であり、本発明の一態様の有機化合物であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を用いることが好ましい。当該有機化合物は、T1準位が高く、且つ耐熱性の高い有機化合物であるため、緑から青色の比較的エネルギーの高いりん光を発する発光素子の構成材料として好適に用いることができる。当該有機化合物を用いることによって、良好な発光効率と耐熱性とを併せ持つ、緑から青色のりん光発光素子を得ることが容易となる。   The hole-transport layer 112 is a layer containing a substance having a hole-transport property, and is a dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ′ which is an organic compound of one embodiment of the present invention. It is preferable to use a novel organic compound in which the 2-position or 3-position of 9-phenyl-9H-carbazole is bonded to the 2 ′ position of the “-(9H) fluorene] skeleton. Since the organic compound is an organic compound having a high T1 level and high heat resistance, the organic compound can be preferably used as a constituent material of a light-emitting element that emits green to blue phosphorescence with relatively high energy. By using the organic compound, it becomes easy to obtain a green to blue phosphorescent light emitting element having both good luminous efficiency and heat resistance.

正孔輸送層として上記有機化合物を用いない場合、正孔輸送性の物質としては、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPB)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(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)、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)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、正孔輸送性が高く、主に10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。また、上述の複合材料における正孔輸送性の物質として挙げた有機化合物も正孔輸送層112に用いることができる。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。なお、正孔輸送性の物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。また、複数の材料が混合したものでもよい。 In the case where the organic compound is not used for the hole transporting layer, as the hole transporting substance, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) And N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -Tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ', 4''-tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl) Fluoren-9-yl) triphenylami (Abbreviation: BPAFLP) can be used aromatic amine compounds such as. The substances described here are substances that have a high hole-transport property and mainly have a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. The organic compounds mentioned as the hole transporting substance in the above composite material can also be used for the hole transporting layer 112. Alternatively, a high molecular compound such as poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) or poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA) can be used. Note that the layer containing a hole-transporting substance is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked. Further, a mixture of a plurality of materials may be used.

発光層113は、蛍光発光物質含み蛍光発光を呈する層であっても、りん光発光物質を含み蛍光発光を呈する層、熱活性化遅延蛍光(TADF)を示す材料(TADF材料)を含みTADFを呈する層であってもいずれでも構わない。また、単層であっても、異なる発光物質が含まれる複数を層からなっていても良い。   The light-emitting layer 113 is a layer that includes a fluorescent material and exhibits fluorescence, and includes a layer that includes a phosphorescent material and exhibits fluorescence, a material that exhibits thermally activated delayed fluorescence (TADF) (TADF material), and includes TADF. Any layer may be used. Moreover, even if it is a single layer, it may consist of a plurality of layers containing different light-emitting substances.

発光層113において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これら以外の蛍光発光物質も用いることができる。   Examples of materials that can be used as the fluorescent light-emitting substance in the light-emitting layer 113 include the following. In addition, fluorescent substances other than these can also be used.

5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ビス〔4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル〕−N,N’−ジフェニル−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、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。特に、1,6FLPAPrnや1,6mMemFLPAPrnのようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。 5,6-bis [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAP2BPy), 5,6-bis [4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) Biphenyl-4-yl] -2,2′-bipyridine (abbreviation: PAPP2BPy), N, N′-bis [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] -N, N′-diphenyl -Pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FLPAPrn), N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl ) Phenyl] -pyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6 mM emFLPAPrn), N, N′-bis [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N, N′-diphenylstilbene-4 4′-diamine (abbreviation: YGA2S), 4- (9H-carbazol-9-yl) -4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) triphenylamine (abbreviation: YGAPA), 4- (9H-carbazole- 9-yl) -4 ′-(9,10-diphenyl-2-anthryl) triphenylamine (abbreviation: 2YGAPPA), N, 9-diphenyl-N- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCAPA), perylene, 2,5,8,11-tetra-tert-butylperylene (abbreviation: TBP), 4- (10-phenyl-9-anthryl) -4 ' -(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBAPA), N, N ″-(2-tert-butylanthra -9,10-diyldi-4,1-phenylene) bis [N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine] (abbreviation: DPABPA), N, 9-diphenyl-N- [4 -(9,10-diphenyl-2-anthryl) phenyl] -9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPPA), N- [4- (9,10-diphenyl-2-anthryl) phenyl] -N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPPA), N, N, N ′, N ′, N ″, N ″, N ′ ″, N ′ ″-octaphenyl Dibenzo [g, p] chrysene-2,7,10,15-tetraamine (abbreviation: DBC1), coumarin 30, N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, 9-diphenyl-9H-carbazole- 3 -Amine (abbreviation: 2PCAPA), N- [9,10-bis (1,1'-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA), N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPA), N- [9,10-bis (1 , 1′-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPABPhA), 9,10-bis (1,1′- Biphenyl-2-yl) -N- [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N-phenylanthracen-2-amine (abbreviation: 2YGABPhA), N, N, 9-triphenylant Sen-9-amine (abbreviation: DPhAPhA) coumarin 545T, N, N′-diphenylquinacridone, (abbreviation: DPQd), rubrene, 5,12-bis (1,1′-biphenyl-4-yl) -6,11 -Diphenyltetracene (abbreviation: BPT), 2- (2- {2- [4- (dimethylamino) phenyl] ethenyl} -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (abbreviation: DCM1), 2- {2-Methyl-6- [2- (2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedi Nitrile (abbreviation: DCM2), N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) tetracene-5,11-diamine (abbreviation: p-mPhTD), 7,14- Phenyl-N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) acenaphtho [1,2-a] fluoranthene-3,10-diamine (abbreviation: p-mPhAFD), 2- {2-isopropyl-6 -[2- (1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene } Propanedinitrile (abbreviation: DCJTI), 2- {2-tert-butyl-6- [2- (1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H, 5H- Benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: DCJTB), 2- (2,6-bis {2- [4- (dimethylamino) phenyl] Ethenyl } -4H-pyran-4-ylidene) propanedinitrile (abbreviation: BisDCM), 2- {2,6-bis [2- (8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3, 6,7-tetrahydro-1H, 5H-benzo [ij] quinolizin-9-yl) ethenyl] -4H-pyran-4-ylidene} propanedinitrile (abbreviation: BisDCJTM), and the like. In particular, condensed aromatic diamine compounds typified by pyrenediamine compounds such as 1,6FLPAPrn and 1,6mMemFLPAPrn are preferable because they have high hole trapping properties and are excellent in luminous efficiency and reliability.

発光層113において、りん光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これら以外のりん光発光物質も用いることができる。 Examples of materials that can be used as the phosphorescent material in the light-emitting layer 113 include the following. In addition, phosphorescent substances other than these can also be used.

トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−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−dmp)])、トリス(5−メチル−3,4−ジフェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz)])、トリス[4−(3−ビフェニル)−5−イソプロピル−3−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrptz−3b)])のような4H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)])、トリス(1−メチル−5−フェニル−3−プロピル−1H−1,2,4−トリアゾラト)イリジウム(III)(略称:[Ir(Prptz1−Me)])のような1H−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、fac−トリス[(1−2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)])、トリス[3−(2,6−ジメチルフェニル)−7−メチルイミダゾ[1,2−f]フェナントリジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpimpt−Me)])のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(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)のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、440nmから520nmに発光のピークを有する化合物である。 Tris {2- [5- (2-methylphenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2] phenyl-κC} iridium (III) ( Abbreviations: [Ir (mpptz-dmp) 3 ]), tris (5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (Mptz) 3 ]) 4H, such as Tris [4- (3-biphenyl) -5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolate] iridium (III) (abbreviation: [Ir (iPrptz-3b) 3 ]) An organometallic iridium complex having a triazole skeleton or tris [3-methyl-1- (2-methylphenyl) -5-phenyl-1H-1,2,4-triazolate] iridium (II I) (abbreviation: [Ir (Mptz1-mp) 3 ]), tris (1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato) iridium (III) (abbreviation: [Ir ( Organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton such as Prptz1-Me) 3 ]) and fac-tris [(1-2,6-diisopropylphenyl) -2-phenyl-1H-imidazole] iridium (III) ( Abbreviation: [Ir (iPrpmi) 3 ]), tris [3- (2,6-dimethylphenyl) -7-methylimidazo [1,2-f] phenanthridinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir ( organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton such as dmpimpt-Me) 3 ]) and bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyri Dinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) tetrakis (1-pyrazolyl) borate (abbreviation: FIr6), bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III ) Picolinate (abbreviation: FIrpic), bis {2- [3 ′, 5′-bis (trifluoromethyl) phenyl] pyridinato-N, C 2 ′ } iridium (III) picolinate (abbreviation: [Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)]), phenyl having an electron withdrawing group such as bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′ ] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: FIracac). And organometallic iridium complexes having a pyridine derivative as a ligand. These are compounds that exhibit blue phosphorescence emission, and are compounds having an emission peak from 440 nm to 520 nm.

また、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)])、トリス(4−t−ブチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tBuppm)])、(アセチルアセトナト)ビス(6−メチル−4−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)(acac)])、(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)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[6−(2−ノルボルニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(nbppm)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[5−メチル−6−(2−メチルフェニル)−4−フェニルピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpmppm)(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)(acac)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(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)(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)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)])、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(ppy)(acac)])、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bzq)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、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)])、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)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、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)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、500nm乃至600nmに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。 In addition, tris (4-methyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 3 ]), tris (4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (Abbreviation: [Ir (tBupppm) 3 ]), (acetylacetonato) bis (6-methyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 2 (acac)]), ( Acetylacetonato) bis (6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tBupppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis [6- (2- Norbornyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (nbppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato ) Bis [5-methyl-6- (2-methylphenyl) -4-phenylpyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (mpmppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis (4 , 6-diphenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (dppm) 2 (acac)]) or an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton, or (acetylacetonato) bis (3,5- Dimethyl-2-phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppr-Me) 2 (acac)]), (acetylacetonato) bis (5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazina) Doo) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppr-iPr) 2 (acac)] organometallic Ili with) pyrazine skeleton, such as And um complex, tris (2-phenylpyridinato--N, C 2 ') iridium (III) (abbreviation: [Ir (ppy) 3] ), bis (2-phenylpyridinato--N, C 2') Iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (ppy) 2 (acac)]), bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (bzq) 2 (acac)] ), Tris (benzo [h] quinolinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (bzq) 3 ]), tris (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: [Ir ( pq) 3 ]), bis (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir (pq) 2 (acac)]). In addition to an organometallic iridium complex having a lysine skeleton, a rare earth metal complex such as tris (acetylacetonato) (monophenanthroline) terbium (III) (abbreviation: [Tb (acac) 3 (Phen)]) can be given. These are compounds which emit green phosphorescence mainly, and have a light emission peak at 500 nm to 600 nm. Note that an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton is particularly preferable because of its outstanding reliability and luminous efficiency.

また、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dibm)])、ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(dpm)])、ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト](ジピバロイルメタナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、(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)(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)(dpm])])、(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)(acac)])のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス(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)])、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(piq)(acac)])のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、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)のような白金錯体や、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)(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)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、600nmから700nmに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。 In addition, (diisobutyrylmethanato) bis [4,6-bis (3-methylphenyl) pyrimidinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (5 mdppm) 2 (divm)]), bis [4,6-bis ( 3-methylphenyl) pyrimidinato] (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (5 mdppm) 2 (dpm)]), bis [4,6-di (naphthalen-1-yl) pyrimidinato] ( Organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton such as dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (d1npm) 2 (dpm)]), and (acetylacetonato) bis (2,3,5- tri phenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tppr) 2 ( acac)]), bis (2,3,5-triphenyl Rajinato) (dipivaloylmethanato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (tppr) 2 ( dpm])]), ( acetylacetonato) bis [2,3-bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium (III) (abbreviation: [Ir (Fdpq) 2 (acac)]) or an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton, or tris (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) acetyl Such as acetonate (abbreviation: [Ir (piq) 3 ]), bis (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ′ ) iridium (III) (abbreviation: [Ir (piq) 2 (acac)]) In addition to organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton, 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphy Emissions platinum (II) (abbreviation: PtOEP) and platinum complexes such as tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionato) (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: [Eu (DBM) 3 (Phen)]), tris [1- (2-thenoyl) -3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: [Eu (TTA) 3 (Phen)]) Such rare earth metal complexes are mentioned. These are compounds that exhibit red phosphorescence, and have an emission peak from 600 nm to 700 nm. An organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can emit red light with good chromaticity.

TADF材料としては以下のようなものを用いることができる。   The following can be used as the TADF material.

フラーレン及びその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等。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。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(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(SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(SnF(Etio I))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(PtClOEP)等も挙げられる。 Fullerene and its derivatives, acridine derivatives such as proflavine, eosin and the like. A metal-containing porphyrin containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), or the like. Examples of the metal-containing porphyrin include a protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), a mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)) represented by the following structural formula, and hematoporphyrin. - tin fluoride complex (SnF 2 (Hemato IX)) , coproporphyrin tetramethyl ester - tin fluoride complex (SnF 2 (Copro III-4Me )), octaethylporphyrin - tin fluoride complex (SnF 2 (OEP)) , Etioporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Etio I)), octaethylporphyrin-platinum chloride complex (PtCl 2 OEP), and the like.

また、以下の構造式に示される2−ビフェニル−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も用いることができる。該複素環化合物は、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ため、電子輸送性及び正孔輸送性が高く、好ましい。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、S準位とT準位のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。 In addition, 2-biphenyl-4,6-bis (12-phenylindolo [2,3-a] carbazol-11-yl) -1,3,5-triazine (PIC-TRZ) represented by the following structural formula A heterocyclic compound having a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring, such as, can also be used. Since the heterocyclic compound has a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring, it is preferable because of its high electron transporting property and hole transporting property. In addition, a substance in which a π-electron rich heteroaromatic ring and a π-electron deficient heteroaromatic ring are directly bonded increases both the donor property of the π-electron rich heteroaromatic ring and the acceptor property of the π-electron deficient heteroaromatic ring. , Because the energy difference between the S 1 level and the T 1 level is small.

発光層のホスト材料として、は本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を用いることが好ましい。   As a host material of the light-emitting layer, 9 at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention is used. It is preferable to use a novel organic compound in which the 2-position or 3-position of -phenyl-9H-carbazole is bonded.

当該有機化合物は、Tgが高いため、耐熱性の良好な発光素子を得ることが容易である。また、加えてT1準位も高いため、緑色乃至青色のりん光発光素子において、効率の良い発光を得ることができる。また、耐熱性と緑色乃至青色の効率の良いりん光発光の両方を備える発光素子を得ることが容易となる。   Since the organic compound has high Tg, it is easy to obtain a light-emitting element with favorable heat resistance. In addition, since the T1 level is also high, efficient light emission can be obtained in green to blue phosphorescent light emitting elements. In addition, it is easy to obtain a light emitting element having both heat resistance and green to blue efficient phosphorescence emission.

なお、ホスト材料としてに上述の有機化合物を用いない場合は、その代わりに、様々なキャリア輸送材料を用いることができる。   In the case where the above organic compound is not used as the host material, various carrier transport materials can be used instead.

電子輸送性を有する材料としては、例えば、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:BeBq)、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)、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)などのジ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。 As a material having an electron transporting property, for example, bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) Aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation: Znq), bis [2- (2-benzoxazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO), Metal complexes such as bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ), 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4 -Oxadiazole (abbreviation: PBD), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-to Azole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 9- [ 4- (5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2 ′, 2 ″-(1,3,5-benzene Triyl) tris (1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] -1-phenyl-1H-benzimidazole (abbreviation: mDBTBIm-II) ) And other heterocyclic compounds having a polyazole skeleton, 2- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2 -[3 '-(Dibenzothiophen-4-yl) biphenyl-3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), 2- [3'-(9H-carbazol-9-yl) biphenyl -3-yl] dibenzo [f, h] quinoxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 4,6-bis [3- (phenanthrene-9-yl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis [ Heterocyclic compounds having a diazine skeleton such as 3- (4-dibenzothienyl) phenyl] pyrimidine (abbreviation: 4,6mDBTP2Pm-II) and 3,5-bis [3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] Pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri [3- (3-pyridyl) -phenyl] benzene (abbreviation: TmPy) B) and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton such. Among the compounds described above, a heterocyclic compound having a diazine skeleton and a heterocyclic compound having a pyridine skeleton are preferable because of their good reliability. In particular, a heterocyclic compound having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton has a high electron transporting property and contributes to a reduction in driving voltage.

正孔輸送性を有する材料としては、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)、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−(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)、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)、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−9−H−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)、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)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)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称: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)、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−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。また、以上で述べた正孔輸送材料の他、様々な物質の中から正孔輸送材料を用いても良い。   As a material having a hole transporting property, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), N, N′-bis (3-methylphenyl)- N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) ) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4 '-(9-phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'-(9- Phenylfluoren-9-yl) triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), 4-phenyl-4 ′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), 4 4′-diphenyl-4 ″-(9-phenyl-9-H-carbazol-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP), 4- (1-naphthyl) -4 ′-(9-phenyl-9H -Carbazol-3-yl) -triphenylamine (abbreviation: PCBANB), 4,4′-di (1-naphthyl) -4 ″-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) triphenylamine ( Abbreviation: PCBNBB), 9,9-dimethyl-N-phenyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -fluoren-2-amine (abbreviation: PCBAF), N-phenyl Fragrances such as —N- [4- (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl) phenyl] -spiro-9,9′-bifluoren-2-amine (abbreviation: PCBASF) Compounds having an amine skeleton, 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene (abbreviation: mCP), 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis (3 Compounds having a carbazole skeleton such as 5-diphenylphenyl) -9-phenylcarbazole (abbreviation: CzTP), 3,3′-bis (9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP), and 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4- [4- (9-phenyl-9H-fluorene-9- Yl) phenyl] dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4- [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] -6-phenyldiben Compounds having a thiophene skeleton such as zothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), 4 A compound having a furan skeleton such as — {3- [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] phenyl} dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II); Among the compounds described above, a compound having an aromatic amine skeleton and a compound having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, high hole transportability, and contribute to reduction in driving voltage. In addition to the hole transport material described above, a hole transport material may be used from various substances.

なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、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混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層113の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の比は、正孔輸送性を有する材料:電子輸送性を有する材料=1:9乃至9:1とすればよい。本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物は正孔輸送性を有する材料として、混合したホスト材料に用いることができる。   Note that the host material may be a material in which a plurality of types of substances are mixed. When a mixed host material is used, it is preferable to mix a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property. . By mixing a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property, the transportability of the light-emitting layer 113 can be easily adjusted, and the recombination region can be easily controlled. The ratio of the content of the material having a hole-transporting property and the material having an electron-transporting property may be set to a material having a hole-transporting property: a material having an electron-transporting property = 1: 9 to 9: 1. 2 of 9-phenyl-9H-carbazole at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention A novel organic compound having a bonded position or position 3 can be used as a mixed host material as a material having a hole transporting property.

また、これら混合されたホスト材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体はりん光発光物質又はTADF材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるようになる。また、駆動電圧も低下するため好ましい。   Moreover, you may form an exciplex with these mixed host materials. By selecting a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the phosphorescent material or TADF material, the exciplex becomes smoother and more efficient in energy transfer. Luminescence can be obtained. Moreover, it is preferable because the driving voltage is also reduced.

以上のような構成を有する発光層113は、真空蒸着法での共蒸着や、混合溶液としてインクジェット法やスピンコート法やディップコート法などを用いて作製することができる。   The light emitting layer 113 having the above-described configuration can be manufactured by co-evaporation using a vacuum evaporation method, an inkjet method, a spin coating method, a dip coating method, or the like as a mixed solution.

電子輸送層114は、電子輸送性を有する物質を含む層である電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する材料として挙げたものを用いることができる。   As the electron-transporting layer 114, a material containing an electron-transporting substance can be used as the electron-transporting substance described above as an electron-transporting material that can be used for the host material. .

また、電子輸送層と発光層との間に電子キャリアの移動を制御する層を設けても良い。これは上述したような電子輸送性の高い材料に、電子トラップ性の高い物質を少量添加した層であって、電子キャリアの移動を抑制することによって、キャリアバランスを調節することが可能となる。このような構成は、発光層を電子が突き抜けてしまうことにより発生する問題(例えば素子寿命の低下)の抑制に大きな効果を発揮する。   Further, a layer for controlling the movement of electron carriers may be provided between the electron transport layer and the light emitting layer. This is a layer obtained by adding a small amount of a substance having a high electron trapping property to a material having a high electron transporting property as described above. By suppressing the movement of electron carriers, the carrier balance can be adjusted. Such a configuration is very effective in suppressing problems that occur when electrons penetrate through the light emitting layer (for example, a reduction in device lifetime).

また、電子輸送層114と第2の電極102との間に、第2の電極102に接して電子注入層115を設けてもよい。電子注入層115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(CaF)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。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、電子注入層115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102からの電子注入が効率良く行われるためより好ましい。 Further, an electron injection layer 115 may be provided in contact with the second electrode 102 between the electron transport layer 114 and the second electrode 102. As the electron injection layer 115, an alkali metal or an alkaline earth metal such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or a compound thereof can be used. For example, a layer made of a substance having an electron transporting property containing an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof can be used. Further, electride may be used for the electron injection layer 115. Examples of the electride include a substance obtained by adding a high concentration of electrons to a mixed oxide of calcium and aluminum. Note that by using an electron injection layer 115 containing an alkali metal or an alkaline earth metal in a layer made of a substance having an electron transporting property, electron injection from the second electrode 102 is efficiently performed. Therefore, it is more preferable.

第2の電極102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、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)等の元素周期表の第1族または第2族に属する元素、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102と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Al、Ag、ITO、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第2の電極102として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。   As a material for forming the second electrode 102, a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a low work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used. Specific examples of such cathode materials include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and group 1 of the periodic table of elements such as magnesium (Mg), calcium (Ca), and strontium (Sr) Examples include elements belonging to Group 2, and alloys containing these (MgAg, AlLi), europium (Eu), ytterbium (Yb), and other rare earth metals, and alloys containing these. However, by providing an electron injection layer between the second electrode 102 and the electron transport layer, indium oxide-tin oxide containing Al, Ag, ITO, silicon or silicon oxide regardless of the work function. Various conductive materials such as the above can be used for the second electrode 102. These conductive materials can be formed by a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like.

また、EL層103の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。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。   In addition, as a formation method of the EL layer 103, various methods can be used regardless of a dry method or a wet method. For example, a vacuum deposition method, an ink jet method, a spin coating method, or the like may be used. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer.

電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。   The electrode may also be formed by a wet method using a sol-gel method, or may be formed by a wet method using a paste of a metal material. Alternatively, a dry method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method may be used.

当該発光素子の発光は、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極101または第2の電極102のいずれか一方または両方を透光性を有する電極で形成する。   Light emission of the light-emitting element is extracted outside through one or both of the first electrode 101 and the second electrode 102. Therefore, one or both of the first electrode 101 and the second electrode 102 is formed using a light-transmitting electrode.

続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子(以下、積層型素子ともいう)の態様について、図1(B)を参照して説明する。この発光素子は、第1の電極と第2の電極との間に、複数の発光ユニットを有する発光素子である。一つの発光ユニットは、図1(A)で示したEL層103と同様な構成を有する。つまり、図1(A)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り、図1(B)で示した発光素子は、複数の発光ユニットを有する発光素子ということができる。   Next, an embodiment of a light-emitting element having a structure in which a plurality of light-emitting units are stacked (hereinafter also referred to as a stacked element) will be described with reference to FIG. This light-emitting element is a light-emitting element having a plurality of light-emitting units between a first electrode and a second electrode. One light-emitting unit has a structure similar to that of the EL layer 103 illustrated in FIG. That is, the light-emitting element illustrated in FIG. 1A is a light-emitting element having one light-emitting unit, and the light-emitting element illustrated in FIG. 1B can be a light-emitting element having a plurality of light-emitting units.

図1(B)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、電荷発生層513と、第2の発光ユニット512との積層を含むEL層503が形成されている。第1の電極501と第2の電極502はそれぞれ図1(A)における第1の電極101と第2の電極102に相当し、図1(A)の説明で述べたものと同じ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い。   In FIG. 1B, an EL including a stack of a first light-emitting unit 511, a charge generation layer 513, and a second light-emitting unit 512 is provided between the first electrode 501 and the second electrode 502. A layer 503 is formed. The first electrode 501 and the second electrode 502 correspond to the first electrode 101 and the second electrode 102 in FIG. 1A, respectively, and are the same as those described in the description of FIG. can do. Further, the first light emitting unit 511 and the second light emitting unit 512 may have the same configuration or different configurations.

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、図1(A)で示した正孔注入層111に用いることができる複合材料を用いることができる。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、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層に接している場合は、電荷発生層が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うため、当該発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。   The charge generation layer 513 includes a composite material of an organic compound and a metal oxide. As the composite material of the organic compound and the metal oxide, a composite material that can be used for the hole-injection layer 111 illustrated in FIG. 1A can be used. Since the composite material of an organic compound and a metal oxide is excellent in carrier injecting property and carrier transporting property, low voltage driving and low current driving can be realized. Note that in the case where the surface of the light emitting unit on the anode side is in contact with the charge generation layer, the charge generation layer also serves as a hole injection layer of the light emission unit. .

なお、電荷発生層513は、上記複合材料を含む層と他の材料により構成される層とを組み合わせた積層構造として形成してもよい。例えば、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積層することにより形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを積層することにより形成してもよい。   Note that the charge generation layer 513 may be formed as a stacked structure in which a layer including the composite material and a layer formed using another material are combined. For example, you may form by laminating | stacking the layer containing a composite material and the layer containing one compound chosen from the electron-donating substance, and a compound with high electron-transport property. Alternatively, a layer including a composite material of an organic compound and a metal oxide and a transparent conductive film may be stacked.

また、電荷発生層513と当該電荷発生層の陽極側の発光ユニットとの間には、電子注入バッファ層を設けても良い。電子注入バッファ層は、アルカリ金属の極薄い膜と、電子輸送性の物質を含む電子リレー層との積層からなっている。アルカリ金属の極薄い膜は、電子注入層115に相当し、電子の注入障壁を低減させる機能を有する。電子リレー層はアルカリ金属の膜と電荷発生層との相互作用を防ぎ、電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質のLUMO準位は、電荷発生層513におけるアクセプター性物質のLUMO準位と、上記陽極側の発光ユニットにおける電子注入バッファ層と接する層に含まれる物質のLUMO準位との間となるように形成する。具体的なエネルギー準位の数値としては、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質のLUMO準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層に含まれる電子輸送性の物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。この場合、電子注入バッファ層のアルカリ金属の膜が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、当該発光ユニットには重ねて電子注入層を形成する必要はない。   Further, an electron injection buffer layer may be provided between the charge generation layer 513 and the light emitting unit on the anode side of the charge generation layer. The electron injection buffer layer is formed by stacking an extremely thin alkali metal film and an electron relay layer containing an electron transporting substance. The extremely thin alkali metal film corresponds to the electron injection layer 115 and has a function of reducing an electron injection barrier. The electron relay layer has a function of preventing the interaction between the alkali metal film and the charge generation layer and smoothly transferring electrons. The LUMO level of the electron transporting substance contained in the electron relay layer is the LUMO level of the acceptor substance in the charge generation layer 513 and the substance contained in the layer in contact with the electron injection buffer layer in the light emitting unit on the anode side. It is formed so as to be between the LUMO levels. As a specific numerical value of the energy level, the LUMO level of the electron transporting substance contained in the electron relay layer is −5.0 eV or more, preferably −5.0 eV or more and −3.0 eV or less. Note that as the electron transporting substance contained in the electron relay layer, a phthalocyanine-based material or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand is preferably used. In this case, since the alkali metal film of the electron injection buffer layer plays a role of the electron injection layer in the light emitting unit on the anode side, it is not necessary to form the electron injection layer on the light emitting unit.

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、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、図1(B)において、第1の電極の電位の方が第2の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層513は、第1の発光ユニット511に電子を注入し、第2の発光ユニット512に正孔を注入するものであればよい。   In any case, when the voltage is applied to the first electrode 501 and the second electrode 502, the charge generation layer 513 sandwiched between the first light emitting unit 511 and the second light emitting unit 512 has one light emitting unit. Any device may be used as long as it injects electrons into the other light-emitting unit and injects holes into the other light-emitting unit. For example, in FIG. 1B, in the case where a voltage is applied so that the potential of the first electrode is higher than the potential of the second electrode, the charge generation layer 513 has electrons in the first light-emitting unit 511. As long as it injects holes into the second light emitting unit 512.

図1(B)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、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。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、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。   Although FIG. 1B illustrates a light-emitting element having two light-emitting units, the present invention can be similarly applied to a light-emitting element in which three or more light-emitting units are stacked. By arranging a plurality of light emitting units separated by a charge generation layer between a pair of electrodes, it is possible to emit light with high luminance while maintaining a low current density, and to realize an element having a longer lifetime. In addition, a light-emitting device that can be driven at a low voltage and has low power consumption can be realized.

また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光素子全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、2つの発光ユニットを有する発光素子において、第1の発光ユニットで赤と緑の発光色、第2の発光ユニットで青の発光色を得ることで、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容易である。   Further, by making the light emission colors of the respective light emitting units different, light emission of a desired color can be obtained as the whole light emitting element. For example, in a light-emitting element having two light-emitting units, a light-emitting element that emits white light as a whole is obtained by obtaining red and green light-emitting colors with a first light-emitting unit and blue light-emitting color with a second light-emitting unit. It is also easy to obtain.

≪発光装置≫
本発明の一態様の発光装置について図2を用いて説明する。なお、図2(A)は、発光装置を示す上面図、図2(B)は図2(A)をA−BおよびC−D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(ソース線駆動回路)601、画素部602、駆動回路部(ゲート線駆動回路)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。
≪Light emitting device≫
A light-emitting device of one embodiment of the present invention is described with reference to FIGS. 2A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along lines AB and CD of FIG. 2A. This light-emitting device includes a drive circuit portion (source line drive circuit) 601, a pixel portion 602, and a drive circuit portion (gate line drive circuit) 603 indicated by dotted lines, which control light emission of the light-emitting elements. Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.

なお、引き回し配線608はソース線駆動回路601及びゲート線駆動回路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。   Note that the lead wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source line driver circuit 601 and the gate line driver circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.

次に、断面構造について図2(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線駆動回路601と、画素部602中の一つの画素が示されている。   Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610. Here, a source line driver circuit 601 that is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are illustrated.

なお、ソース線駆動回路601はnチャネル型FET623とpチャネル型FET624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、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。   Note that the source line driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-channel FET 623 and a p-channel FET 624 are combined. The drive circuit may be formed of various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits. In this embodiment mode, a driver integrated type in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not necessarily required, and the driver circuit can be formed outside the substrate.

また、画素部602はスイッチング用FET611と、電流制御用FET612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ているが、これに限定されず、3つ以上のFETと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。   The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including the switching FET 611, the current control FET 612, and the first electrode 613 electrically connected to the drain thereof, but is not limited thereto. The pixel portion may be a combination of two or more FETs and a capacitor.

FETに用いる半導体の種類及び結晶性については特に限定されず、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。FETに用いる半導体の例としては、IV族(シリコン、ガリウム等)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が、特に、酸化物半導体を用いると好ましい。該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、またはNd)等が挙げられる。なお、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ため、好ましい構成である。   The type and crystallinity of the semiconductor used for the FET are not particularly limited, and an amorphous semiconductor or a crystalline semiconductor may be used. As an example of a semiconductor used for an FET, a group IV (silicon, gallium, etc.) semiconductor, a compound semiconductor, an oxide semiconductor, and an organic semiconductor material can be used, but an oxide semiconductor is particularly preferable. Examples of the oxide semiconductor include In—Ga oxide and In—M—Zn oxide (M is Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, or Nd). Note that the use of an oxide semiconductor material with an energy gap of 2 eV or more, preferably 2.5 eV or more, more preferably 3 eV or more can reduce the off-state current of the transistor, which is a preferable structure.

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ことができる。   Note that an insulator 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613. Here, a positive photosensitive acrylic resin film can be used.

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乃至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、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も使用することができる。   In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end or the lower end of the insulator 614. For example, in the case where positive photosensitive acrylic is used as a material for the insulator 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulator 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulator 614, either a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used.

第1の電極613上には、EL層616及び第2の電極617がそれぞれ形成されている。これらはそれぞれ図1(A)で説明した第1の電極101、EL層103及び第2の電極102又は図1(B)で説明した第1の電極501、EL層503及び第2の電極502に相当する。   An EL layer 616 and a second electrode 617 are formed over the first electrode 613. These are the first electrode 101, the EL layer 103, and the second electrode 102 described in FIG. 1A, respectively, or the first electrode 501, the EL layer 503, and the second electrode 502 described in FIG. It corresponds to.

EL層616には本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物が含まれていることが好ましい。   The EL layer 616 includes 9-phenyl- at the 2′-position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention. It is preferable that a novel organic compound in which the 2nd or 3rd position of 9H-carbazole is bonded is included.

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。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材625を設けると水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。   Further, the sealing substrate 604 is bonded to the element substrate 610 with the sealant 605, whereby the light-emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605. Yes. Note that the space 607 is filled with a filler, and may be filled with a sealant 605 in addition to an inert gas (such as nitrogen or argon). When a recess is formed in the sealing substrate and a drying material 625 is provided there, deterioration due to the influence of moisture can be suppressed, which is a preferable structure.

例えば、本明細書等において、様々な基板を用いて、トランジスタや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)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、ビニル、ポリフッ化ビニル、又は塩化ビニルなどがある。または、一例としては、ポリエステル、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。   For example, in this specification and the like, transistors and light-emitting elements can be formed using various substrates. The kind of board | substrate is not limited to a specific thing. Examples of the substrate include a semiconductor substrate (for example, a single crystal substrate or a silicon substrate), an SOI substrate, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless steel substrate, a substrate having stainless steel foil, and a tungsten substrate. , A substrate having a tungsten foil, a flexible substrate, a laminated film, a paper containing a fibrous material, or a base film. Examples of the glass substrate include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and soda lime glass. Examples of the flexible substrate, the laminated film, and the base film include the following. For example, there are plastics represented by polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethersulfone (PES). Another example is a synthetic resin such as acrylic. Alternatively, examples include polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, or vinyl chloride. Alternatively, examples include polyester, polyamide, polyimide, aramid, epoxy, inorganic vapor deposition film, and paper. In particular, by manufacturing a transistor using a semiconductor substrate, a single crystal substrate, an SOI substrate, or the like, a transistor with small variation in characteristics, size, or shape, high current capability, and small size can be manufactured. . When a circuit is formed using such transistors, the power consumption of the circuit can be reduced or the circuit can be highly integrated.

また、基板として、可撓性基板を用い、可撓性基板上に直接、トランジスタや発光素子を形成してもよい。または、基板とトランジスタの間や、基板と発光素子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。   Alternatively, a flexible substrate may be used as a substrate, and a transistor or a light-emitting element may be formed directly over the flexible substrate. Alternatively, a separation layer may be provided between the substrate and the transistor or between the substrate and the light-emitting element. The separation layer can be used to separate a semiconductor device from another substrate and transfer it to another substrate after a semiconductor device is partially or entirely completed thereon. At that time, the transistor can be transferred to a substrate having poor heat resistance or a flexible substrate. Note that, for example, a structure of a laminated structure of an inorganic film of a tungsten film and a silicon oxide film or a structure in which an organic resin film such as polyimide is formed over a substrate can be used for the above-described release layer.

つまり、ある基板を用いてトランジスタや発光素子を形成し、その後、別の基板にトランジスタや発光素子を転置し、別の基板上にトランジスタや発光素子を配置してもよい。トランジスタや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。 That is, a transistor or a light-emitting element may be formed using a certain substrate, and then the transistor or the light-emitting element may be transferred to another substrate, and the transistor or the light-emitting element may be disposed on another substrate. Examples of substrates on which transistors and light-emitting elements are transferred include paper substrates, cellophane substrates, aramid film substrates, polyimide film substrates, stone substrates, wood substrates, and cloth substrates in addition to the above-described substrates on which transistors can be formed. (Natural fibers (silk, cotton, hemp), synthetic fibers (nylon, polyurethane, polyester) or recycled fibers (including acetate, cupra, rayon, recycled polyester), leather substrate, rubber substrate, etc.). By using these substrates, it is possible to form a transistor with good characteristics, a transistor with low power consumption, manufacture a device that is not easily broken, impart heat resistance, reduce weight, or reduce thickness.

シール材605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、素子基板610及び封止基板604に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(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。   It is preferable to use an epoxy resin or glass frit for the sealant 605. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. As a material used for the element substrate 610 and the sealing substrate 604, a glass substrate or a quartz substrate, or a plastic substrate made of FRP (Fiber Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used.

図3には白色発光を呈する発光素子を形成し、着色層(カラーフィルタ)等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図3(A)には基板1001、下地絶縁膜1002、ゲート絶縁膜1003、ゲート電極1006、1007、1008、第1の層間絶縁膜1020、第2の層間絶縁膜1021、周辺部1042、画素部1040、駆動回路部1041、発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024B、隔壁1025、EL層1028、発光素子の第2の電極1029、封止基板1031、シール材1032などが図示されている。   FIG. 3 shows an example of a light-emitting device in which a light-emitting element that emits white light is formed and a full color is obtained by providing a colored layer (color filter) or the like. 3A shows a substrate 1001, a base insulating film 1002, a gate insulating film 1003, gate electrodes 1006, 1007, and 1008, a first interlayer insulating film 1020, a second interlayer insulating film 1021, a peripheral portion 1042, and a pixel portion. 1040, a driver circuit portion 1041, light emitting element first electrodes 1024W, 1024R, 1024G, and 1024B, a partition wall 1025, an EL layer 1028, a light emitting element second electrode 1029, a sealing substrate 1031, a sealant 1032, and the like are illustrated. ing.

また、図3(A)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)は透明な基材1033に設けている。また、黒色層(ブラックマトリックス)1035をさらに設けても良い。着色層及び黒色層が設けられた透明な基材1033は、位置合わせし、基板1001に固定する。なお、着色層、及び黒色層は、オーバーコート層1036で覆われている。また、図3(A)においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、青、緑となることから、4色の画素で映像を表現することができる。   In FIG. 3A, colored layers (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) are provided over a transparent base material 1033. Further, a black layer (black matrix) 1035 may be further provided. The transparent base material 1033 provided with the coloring layer and the black layer is aligned and fixed to the substrate 1001. Note that the colored layer and the black layer are covered with an overcoat layer 1036. In FIG. 3A, there are a light emitting layer that emits light without passing through the colored layer, and a light emitting layer that emits light through the colored layer of each color, and passes through the colored layer. Since the light that does not pass is white, and the light that passes through the colored layer is red, blue, and green, an image can be expressed by pixels of four colors.

図3(B)では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)をゲート絶縁膜1003と第1の層間絶縁膜1020との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板1001と封止基板1031の間に設けられていても良い。   FIG. 3B illustrates an example in which a colored layer (a red colored layer 1034R, a green colored layer 1034G, and a blue colored layer 1034B) is formed between the gate insulating film 1003 and the first interlayer insulating film 1020. . As described above, the coloring layer may be provided between the substrate 1001 and the sealing substrate 1031.

また、以上に説明した発光装置では、FETが形成されている基板1001側に光を取り出す構造(ボトムエミッション型)の発光装置としたが、封止基板1031側に発光を取り出す構造(トップエミッション型)の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図4に示す。この場合、基板1001は光を通さない基板を用いることもできる。トップエミッション型の発光装置を作製する場合、FETと発光素子の陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第3の層間絶縁膜1037を電極1022を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第3の層間絶縁膜1037は第2の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の様々な材料を用いて形成することができる。   In the light-emitting device described above, a light-emitting device having a structure in which light is extracted to the substrate 1001 side where the FET is formed (bottom emission type) is used. However, a structure in which light is extracted to the sealing substrate 1031 side (top-emission type). ). A cross-sectional view of a top emission type light emitting device is shown in FIG. In this case, the substrate 1001 can be a substrate that does not transmit light. In the case of manufacturing a top emission type light emitting device, the top emission type light emitting device is formed in the same manner as the bottom emission type light emitting device until a connection electrode for connecting the FET and the anode of the light emitting element is manufactured. Thereafter, a third interlayer insulating film 1037 is formed so as to cover the electrode 1022. This insulating film may play a role of planarization. The third interlayer insulating film 1037 can be formed using various other materials in addition to the same material as the second interlayer insulating film.

発光素子の第1の電極1024W、1024R、1024G、1024Bはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図4のようなトップエミッション型の発光装置である場合、第1の電極を反射電極とすることが好ましい。EL層1028の構成は、図1(A)のEL層103または図1(B)のEL層503として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。   The first electrodes 1024W, 1024R, 1024G, and 1024B of the light-emitting element are anodes here, but may be cathodes. In the case of a top emission type light emitting device as shown in FIG. 4, the first electrode is preferably a reflective electrode. The EL layer 1028 has a structure as described for the EL layer 103 in FIG. 1A or the EL layer 503 in FIG. 1B and has an element structure in which white light emission can be obtained.

図4のようなトップエミッションの構造では着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)を設けた封止基板1031で封止を行うことができる。封止基板1031には画素と画素との間に位置するように黒色層(ブラックマトリックス)1035を設けても良い。着色層(赤色の着色層1034R、緑色の着色層1034G、青色の着色層1034B)や黒色層(ブラックマトリックス)はオーバーコート層1036によって覆われていても良い。なお封止基板1031は透光性を有する基板を用いる。   In the top emission structure as shown in FIG. 4, sealing can be performed with a sealing substrate 1031 provided with colored layers (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, and blue colored layer 1034B). A black layer (black matrix) 1035 may be provided on the sealing substrate 1031 so as to be positioned between the pixels. The colored layer (red colored layer 1034R, green colored layer 1034G, blue colored layer 1034B) or black layer (black matrix) may be covered with an overcoat layer 1036. Note that the sealing substrate 1031 is a light-transmitting substrate.

また、ここでは赤、緑、青、白の4色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、緑、青の3色でフルカラー表示を行ってもよい。   Although an example in which full color display is performed with four colors of red, green, blue, and white is shown here, the present invention is not particularly limited, and full color display may be performed with three colors of red, green, and blue.

図5には本発明の一態様であるパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図5(A)は、発光装置を示す斜視図、図5(B)は図5(A)をX−Yで切断した断面図である。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。   FIG. 5 illustrates a passive matrix light-emitting device which is one embodiment of the present invention. 5A is a perspective view illustrating the light-emitting device, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line XY in FIG. 5A. In FIG. 5, an EL layer 955 is provided over the substrate 951 between the electrode 952 and the electrode 956. An end portion of the electrode 952 is covered with an insulating layer 953. A partition layer 954 is provided over the insulating layer 953. The side wall of the partition wall layer 954 has an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as it approaches the substrate surface. That is, the cross section in the short side direction of the partition wall layer 954 has a trapezoidal shape, and the bottom side (the side facing the insulating layer 953 in the same direction as the surface direction of the insulating layer 953) is the top side (the surface of the insulating layer 953). The direction is the same as the direction and is shorter than the side not in contact with the insulating layer 953. In this manner, by providing the partition layer 954, defects in the light-emitting element due to static electricity or the like can be prevented.

以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光素子を、画素部に形成されたFETでそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。   Since the light-emitting device described above can control a large number of minute light-emitting elements arranged in a matrix with FETs formed in a pixel portion, it is suitable as a display device that expresses an image. It is a light emitting device that can be used.

≪照明装置≫
本発明の一態様である照明装置を図6を参照しながら説明する。図6(B)は照明装置の上面図、図6(A)は図6(B)におけるe−f断面図である。
≪Lighting device≫
An illumination device which is one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6B is a top view of the lighting device, and FIG. 6A is a cross-sectional view taken along line ef in FIG. 6B.

当該照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は図1(A)、(B)の第1の電極101に相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。   In the lighting device, a first electrode 401 is formed over a light-transmitting substrate 400 which is a support. The first electrode 401 corresponds to the first electrode 101 in FIGS. In the case of extracting light emission from the first electrode 401 side, the first electrode 401 is formed using a light-transmitting material.

第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。   A pad 412 for supplying a voltage to the second electrode 404 is formed on the substrate 400.

第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は図1(A)、(B)のEL層103又はEL層503などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。   An EL layer 403 is formed over the first electrode 401. The EL layer 403 corresponds to the EL layer 103 or the EL layer 503 in FIGS. For these configurations, refer to the description.

EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は図1(A)の第2の電極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料によって形成される。   A second electrode 404 is formed so as to cover the EL layer 403. The second electrode 404 corresponds to the second electrode 102 in FIG. In the case where light emission is extracted from the first electrode 401 side, the second electrode 404 is formed using a highly reflective material.

第1の電極401、EL層403及び第2の電極404によって発光素子が形成される。当該発光素子を、シール材405、406を用いて封止基板407を固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406(図6(B)では図示せず)には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。   The first electrode 401, the EL layer 403, and the second electrode 404 form a light-emitting element. The lighting device is completed by fixing the light-emitting element to the sealing substrate 407 using the sealing materials 405 and 406 and sealing the light-emitting element. Either one of the sealing materials 405 and 406 may be used. In addition, a desiccant can be mixed in the inner sealing material 406 (not shown in FIG. 6B), so that moisture can be adsorbed and reliability can be improved.

また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。   Further, by providing a part of the pad 412 and the first electrode 401 so as to extend outside the sealing materials 405 and 406, an external input terminal can be obtained. Further, an IC chip 420 mounted with a converter or the like may be provided thereon.

≪電子機器≫
本発明の一態様である電子機器の例について説明する。電子機器として、例えば、テレビジョン装置(テレビ、また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以下に示す。
≪Electronic equipment≫
Examples of electronic devices that are embodiments of the present invention will be described. As an electronic device, for example, a television device (also referred to as a television or a television receiver), a monitor for a computer, a digital camera, a digital video camera, a digital photo frame, a mobile phone (also referred to as a mobile phone or a mobile phone device). And large game machines such as portable game machines, portable information terminals, sound reproduction apparatuses, and pachinko machines. Specific examples of these electronic devices are shown below.

図7(A)は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体7101に表示部7103が組み込まれている。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。表示部7103により、映像を表示することが可能であり、表示部7103は、発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。 FIG. 7A illustrates an example of a television device. In the television device, a display portion 7103 is incorporated in a housing 7101. Here, a structure in which the housing 7101 is supported by a stand 7105 is shown. An image can be displayed on the display portion 7103, and the display portion 7103 is formed by arranging light-emitting elements in a matrix.

テレビジョン装置の操作は、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。 The television device can be operated with an operation switch included in the housing 7101 or a separate remote controller 7110. Channels and volume can be operated with an operation key 7109 provided in the remote controller 7110, and an image displayed on the display portion 7103 can be operated. The remote controller 7110 may be provided with a display portion 7107 for displaying information output from the remote controller 7110.

なお、テレビジョン装置は、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また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)または双方向(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。 Note that the television device is provided with a receiver, a modem, and the like. General TV broadcasts can be received by a receiver, and connected to a wired or wireless communication network via a modem, so that it can be unidirectional (sender to receiver) or bidirectional (sender and receiver). It is also possible to perform information communication between each other or between recipients).

図7(B1)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、このコンピュータは、発光素子をマトリクス状に配列して表示部7203に用いることにより作製される。図7(B1)のコンピュータは、図7(B2)のような形態であっても良い。図7(B2)のコンピュータは、キーボード7204、ポインティングデバイス7206の代わりに第2の表示部7210が設けられている。第2の表示部7210はタッチパネル式となっており、第2の表示部7210に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第2の表示部7210は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部7203もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。 FIG. 7B1 illustrates a computer, which includes a main body 7201, a housing 7202, a display portion 7203, a keyboard 7204, an external connection port 7205, a pointing device 7206, and the like. Note that this computer is manufactured by using light-emitting elements arranged in a matrix in the display portion 7203. The computer shown in FIG. 7B1 may have a form as shown in FIG. A computer in FIG. 7B2 includes a second display portion 7210 instead of the keyboard 7204 and the pointing device 7206. The second display portion 7210 is a touch panel type, and input can be performed by operating a display for input displayed on the second display portion 7210 with a finger or a dedicated pen. In addition, the second display portion 7210 can display not only an input display but also other images. The display portion 7203 may also be a touch panel. By connecting the two screens with hinges, it is possible to prevent troubles such as damage or damage to the screens during storage or transportation.

図7(C)は携帯型遊技機であり、筐体7301と筐体7302の2つの筐体で構成されており、連結部7303により、開閉可能に連結されている。筐体7301には、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部7304が組み込まれ、筐体7302には表示部7305が組み込まれている。また、図7(C)に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部7306、記録媒体挿入部7307、LEDランプ7308、入力手段(操作キー7309、接続端子7310、センサ7311(力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの)、マイクロフォン7312)等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部7304および表示部7305の両方表示部を用いていも良い。図7(C)に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図7(C)に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。 FIG. 7C illustrates a portable game machine which includes two housings, a housing 7301 and a housing 7302, which are connected with a joint portion 7303 so that the portable game machine can be opened or folded. A display portion 7304 manufactured by arranging light emitting elements in a matrix is incorporated in the housing 7301, and a display portion 7305 is incorporated in the housing 7302. In addition, the portable game machine shown in FIG. 7C includes a speaker portion 7306, a recording medium insertion portion 7307, an LED lamp 7308, input means (operation keys 7309, a connection terminal 7310, a sensor 7311 (force, displacement, position). , Speed, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell or infrared A microphone 7312) and the like. Needless to say, the structure of the portable game machine is not limited to that described above, and at least both the display portion 7304 and the display portion 7305 may be used. The portable game machine shown in FIG. 7C shares information by reading a program or data recorded in a recording medium and displaying the program or data on a display unit, or by performing wireless communication with another portable game machine. It has a function. Note that the portable game machine illustrated in FIG. 7C is not limited to this, and can have a variety of functions.

図7(D)は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体7401に組み込まれた表示部7402の他、操作ボタン7403、外部接続ポート7404、スピーカ7405、マイク7406などを備えている。なお、携帯電話機7400は、発光素子をマトリクス状に配列して作製された表示部7402を有している。 FIG. 7D illustrates an example of a mobile phone. The mobile phone includes a display portion 7402 incorporated in a housing 7401, operation buttons 7403, an external connection port 7404, a speaker 7405, a microphone 7406, and the like. Note that the cellular phone 7400 includes a display portion 7402 which is manufactured by arranging light-emitting elements in a matrix.

図7(D)に示す携帯電話機は、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構成とすることもできる。この場合、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。 The mobile phone illustrated in FIG. 7D can have a structure in which information can be input by touching the display portion 7402 with a finger or the like. In this case, operations such as making a call or creating a mail can be performed by touching the display portion 7402 with a finger or the like.

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。 There are mainly three screen modes of the display portion 7402. The first mode is a display mode mainly for displaying an image. The first is a display mode mainly for displaying images, and the second is an input mode mainly for inputting information such as characters. The third is a display + input mode in which the display mode and the input mode are mixed.

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または番号ボタンを表示させることが好ましい。 For example, when making a call or creating a mail, the display portion 7402 may be set to a character input mode mainly for inputting characters, and an operation for inputting characters displayed on the screen may be performed. In this case, it is preferable to display a keyboard or number buttons on most of the screen of the display portion 7402.

また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向きを判断して、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。 In addition, by providing a detection device having a sensor for detecting inclination, such as a gyroscope and an acceleration sensor, in the mobile phone, the orientation of the mobile phone is determined and the screen display of the display portion 7402 is automatically switched. be able to.

また、画面モードの切り替えは、表示部7402を触れること、又は筐体7401の操作ボタン7403の操作により行われる。また、表示部7402に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。 Further, the screen mode is switched by touching the display portion 7402 or operating the operation button 7403 of the housing 7401. Further, switching can be performed depending on the type of image displayed on the display portion 7402. For example, if the image signal to be displayed on the display unit is moving image data, the mode is switched to the display mode, and if it is text data, the mode is switched to the input mode.

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。 Further, in the input mode, when a signal detected by the optical sensor of the display unit 7402 is detected and there is no input by a touch operation of the display unit 7402 for a certain period, the screen mode is switched from the input mode to the display mode. You may control.

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また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。 The display portion 7402 can function as an image sensor. For example, personal authentication can be performed by touching the display portion 7402 with a palm or a finger and capturing an image of a palm print, a fingerprint, or the like. In addition, if a backlight that emits near-infrared light or a sensing light source that emits near-infrared light is used for the display portion, finger veins, palm veins, and the like can be imaged.

なお、上記電子機器は、本明細書中に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the above electronic devices can be combined with any of the structures described in this specification as appropriate.

また、表示部にジ本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を含む発光素子を用いることが好ましい。当該発光素子は発光効率が良好な発光素子とすることが可能であるため、消費電力の小さい電子機器を得ることができる。また、耐熱性の高い発光素子とすることが容易である。   Further, 9-phenyl is present at the 2′-position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is an embodiment of the present invention. It is preferable to use a light-emitting element including a novel organic compound in which 2-position or 3-position of -9H-carbazole is bonded. Since the light-emitting element can have high emission efficiency, an electronic device with low power consumption can be obtained. In addition, a light-emitting element with high heat resistance can be easily obtained.

図8は、発光素子をバックライトに適用した液晶表示装置の一例である。図8に示した液晶表示装置は、筐体901、液晶層902、バックライトユニット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。バックライトユニット903には、発光素子が用いられおり、端子906により、電流が供給されている。   FIG. 8 illustrates an example of a liquid crystal display device in which a light-emitting element is used for a backlight. The liquid crystal display device illustrated in FIG. 8 includes a housing 901, a liquid crystal layer 902, a backlight unit 903, and a housing 904, and the liquid crystal layer 902 is connected to a driver IC 905. A light emitting element is used for the backlight unit 903, and current is supplied from a terminal 906.

発光素子には本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を含む発光素子を用いることが好ましく、当該発光素子を液晶表示装置のバックライトに適用することにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、耐熱性に優れたバックライトを得られる。   The light-emitting element includes 9-phenyl-9H at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention. -It is preferable to use a light-emitting element including a novel organic compound in which 2-position or 3-position of carbazole is bonded. By applying the light-emitting element to a backlight of a liquid crystal display device, a backlight with reduced power consumption can be obtained. It is done. In addition, a backlight having excellent heat resistance can be obtained.

図9は、本発明の一態様である電気スタンドの例である。図9に示す電気スタンドは、筐体2001と、光源2002を有し、光源2002として発光素子を用いた照明装置が用いられている。   FIG. 9 illustrates an example of a table lamp which is one embodiment of the present invention. The table lamp illustrated in FIG. 9 includes a housing 2001 and a light source 2002, and a lighting device using a light-emitting element as the light source 2002 is used.

図10は、室内の照明装置3001の例である。当該照明装置3001には本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を含む発光素子を用いることが好ましい。これにより、消費電力の低減された照明装置とすることができる。また、耐熱性の高い照明装置とすることができる。   FIG. 10 illustrates an example of an indoor lighting device 3001. The lighting device 3001 includes 9-phenyl at the 2 ′ position of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention. It is preferable to use a light-emitting element including a novel organic compound in which 2-position or 3-position of -9H-carbazole is bonded. Thereby, it can be set as the illuminating device with which power consumption was reduced. In addition, the lighting device can have high heat resistance.

本発明の一態様である自動車を図11に示す。当該自動車はフロントガラスやダッシュボードに発光素子が搭載されている。表示領域5000乃至表示領域5005は発光素子を用いて設けられた表示領域である。当該発光素子にはジベンゾフランの2位と8位にビピリジン骨格を含む複素芳香族基が結合した有機化合物を用いることが好ましく、当該有機化合物を用いることによって駆動電圧の小さい発光素子とすることができる。また、これにより表示領域5000乃至表示領域5005は消費電力を抑えられるため、車載に好適である。   An automobile which is one embodiment of the present invention is shown in FIG. The automobile has a light emitting element mounted on a windshield or a dashboard. Display regions 5000 to 5005 are display regions provided using light-emitting elements. As the light-emitting element, an organic compound in which a heteroaromatic group including a bipyridine skeleton is bonded to the 2-position and 8-position of dibenzofuran is preferably used. By using the organic compound, a light-emitting element with low driving voltage can be obtained. . In addition, the display area 5000 to the display area 5005 can reduce power consumption, and thus are suitable for in-vehicle use.

表示領域5000と表示領域5001は、自動車のフロントガラスに設けられた、発光素子を用いる表示装置である。この発光素子を、第1の電極と第2の電極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。   A display area 5000 and a display area 5001 are display devices using light emitting elements provided on a windshield of an automobile. By manufacturing the light-emitting element using a light-transmitting electrode for the first electrode and the second electrode, a so-called see-through display device in which the opposite side can be seen can be obtained. If it is a see-through display, it can be installed without obstructing the field of view even if it is installed on the windshield of an automobile. Note that in the case where a transistor for driving or the like is provided, a light-transmitting transistor such as an organic transistor using an organic semiconductor material or a transistor using an oxide semiconductor is preferably used.

表示領域5002はピラー部分に設けられた発光素子を用いる表示装置である。表示領域5002には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域5003は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。   A display region 5002 is a display device using a light emitting element provided in a pillar portion. In the display area 5002, the field of view blocked by the pillar can be complemented by projecting an image from the imaging means provided on the vehicle body. Similarly, the display area 5003 provided in the dashboard portion compensates for the blind spot by projecting an image from the imaging means provided outside the automobile from the field of view blocked by the vehicle body, thereby improving safety. Can do. By displaying the video so as to complement the invisible part, it is possible to check the safety more naturally and without a sense of incongruity.

表示領域5004や表示領域5005はナビゲーション情報、速度計や回転数、走行距離、給油量、ギア状態、空調の設定など、その他様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域5000乃至表示領域5003にも設けることができる。また、表示領域5000乃至表示領域5005は照明装置として用いることも可能である。   The display area 5004 and the display area 5005 can provide various other information such as navigation information, a speedometer, a rotation speed, a travel distance, an oil supply amount, a gear state, and an air conditioning setting. The display items and layout can be appropriately changed according to the user's preference. Note that these pieces of information can also be provided in the display area 5000 to the display area 5003. In addition, the display region 5000 to the display region 5005 can be used as a lighting device.

図12(A)及び図12(B)は2つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図12(A)は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体9630、表示部9631a、表示部9631b、表示モード切り替えスイッチ9034、電源スイッチ9035、省電力モード切り替えスイッチ9036、留め具9033、操作スイッチ9038、を有する。なお、当該タブレット端末は、本発明の一態様であるジスピロ[9H−フルオレン−9,9’(10H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]骨格の2’位に9−フェニル−9H−カルバゾールの2位又は3位が結合した新規有機化合物を含む発光素子を備えた発光装置を表示部9631a、表示部9631bの一方又は両方に用いることにより作製される。   12A and 12B illustrate an example of a tablet terminal that can be folded. In FIG. FIG. 12A illustrates an open state in which the tablet terminal includes a housing 9630, a display portion 9631a, a display portion 9631b, a display mode switching switch 9034, a power switch 9035, a power saving mode switching switch 9036, and a fastener 9033. And an operation switch 9038. Note that the tablet terminal is 9-position 2 ′ of the dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] skeleton which is one embodiment of the present invention. It is manufactured by using a light-emitting device including a light-emitting element including a novel organic compound bonded to the 2-position or 3-position of phenyl-9H-carbazole for one or both of the display portion 9631a and the display portion 9631b.

表示部9631aは、一部をタッチパネル領域9632aとすることができ、表示された操作キー9637にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部9631aにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部9631aの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部9631aの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部9631bを表示画面として用いることができる。   Part of the display portion 9631 a can be a touch panel region 9632 a and data can be input when a displayed operation key 9637 is touched. Note that in the display portion 9631a, for example, a structure in which half of the regions have a display-only function and a structure in which the other half has a touch panel function is shown, but the structure is not limited thereto. The entire region of the display portion 9631a may have a touch panel function. For example, the entire surface of the display portion 9631a can display keyboard buttons to serve as a touch panel, and the display portion 9631b can be used as a display screen.

また、表示部9631bにおいても表示部9631aと同様に、表示部9631bの一部をタッチパネル領域9632bとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン9639が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部9631bにキーボードボタンを表示することができる。   Further, in the display portion 9631b as well, like the display portion 9631a, part of the display portion 9631b can be a touch panel region 9632b. In addition, a keyboard button can be displayed on the display portion 9631b by touching a position where the keyboard display switching button 9639 on the touch panel is displayed with a finger, a stylus, or the like.

また、タッチパネル領域9632aとタッチパネル領域9632bに対して同時にタッチ入力することもできる。   Further, touch input can be performed on the touch panel region 9632a and the touch panel region 9632b at the same time.

また、表示モード切り替えスイッチ9034は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ9036は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。   A display mode switching switch 9034 can switch the display direction such as vertical display or horizontal display, and can select switching between monochrome display and color display. The power saving mode change-over switch 9036 can optimize the display luminance in accordance with the amount of external light during use detected by an optical sensor built in the tablet terminal. The tablet terminal may include not only an optical sensor but also other detection devices such as a gyroscope, an acceleration sensor, and other sensors that detect inclination.

また、図12(A)では表示部9631bと表示部9631aの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。   FIG. 12A illustrates an example in which the display areas of the display portion 9631b and the display portion 9631a are the same, but there is no particular limitation, and one size may be different from the other size, and the display quality is also high. May be different. For example, one display panel may be capable of displaying images with higher definition than the other.

図12(B)は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体9630、太陽電池9633、充放電制御回路9634、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636を備える例を示す。なお、図12(B)では充放電制御回路9634の一例としてバッテリー9635、DCDCコンバータ9636を有する構成について示している。   FIG. 12B illustrates a closed state, in which the tablet terminal in this embodiment includes a housing 9630, a solar battery 9633, a charge / discharge control circuit 9634, a battery 9635, and a DCDC converter 9636. Note that FIG. 12B illustrates a structure including a battery 9635 and a DCDC converter 9636 as an example of the charge / discharge control circuit 9634.

なお、タブレット型端末は2つ折り可能なため、未使用時に筐体9630を閉じた状態にすることができる。従って、表示部9631a、表示部9631bを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。   Note that since the tablet terminal can be folded in two, the housing 9630 can be closed when not in use. Accordingly, since the display portion 9631a and the display portion 9631b can be protected, a tablet terminal with excellent durability and high reliability can be provided from the viewpoint of long-term use.

また、この他にも図12(A)及び図12(B)に示したタブレット型端末は、様々な情報(静止画、動画、テキスト画像など)を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア(プログラム)によって処理を制御する機能、等を有することができる。   In addition, the tablet terminal shown in FIGS. 12A and 12B has a function for displaying various information (still images, moving images, text images, etc.), a calendar, a date, or a time. A function for displaying on the display unit, a touch input function for performing touch input operation or editing of information displayed on the display unit, a function for controlling processing by various software (programs), and the like can be provided.

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池9633によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池9633は、筐体9630の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー9635の充電を行う構成とすることができるため好適である。   Electric power can be supplied to the touch panel, the display unit, the video signal processing unit, or the like by the solar battery 9633 mounted on the surface of the tablet terminal. Note that it is preferable that the solar battery 9633 be provided on one or two surfaces of the housing 9630 because the battery 9635 can be efficiently charged.

また、図12(B)に示す充放電制御回路9634の構成、及び動作について図12(C)にブロック図を示し説明する。図12(C)には、太陽電池9633、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3、表示部9631について示しており、バッテリー9635、DCDCコンバータ9636、コンバータ9638、スイッチSW1乃至SW3が、図12(B)に示す充放電制御回路9634に対応する箇所となる。   The structure and operation of the charge / discharge control circuit 9634 illustrated in FIG. 12B are described with reference to a block diagram in FIG. FIG. 12C illustrates a solar cell 9633, a battery 9635, a DCDC converter 9636, a converter 9638, switches SW1 to SW3, and a display portion 9631. The battery 9635, the DCDC converter 9636, the converter 9638, and the switches SW1 to SW3 are illustrated. This corresponds to the charge / discharge control circuit 9634 shown in FIG.

まず外光により太陽電池9633により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー9635を充電するための電圧となるようDCDCコンバータ9636で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部9631の動作に太陽電池9633で充電された電力が用いられる際にはスイッチSW1をオンにし、コンバータ9638で表示部9631に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部9631での表示を行わない際には、SW1をオフにし、SW2をオンにしてバッテリー9635の充電を行う構成とすればよい。   First, an example of operation in the case where power is generated by the solar battery 9633 using external light is described. The power generated by the solar battery is boosted or lowered by the DCDC converter 9636 so as to be a voltage for charging the battery 9635. When the power charged in the solar battery 9633 is used for the operation of the display portion 9631, the switch SW1 is turned on, and the converter 9638 increases or decreases the voltage required for the display portion 9631. In the case where display on the display portion 9631 is not performed, the battery 9635 may be charged by turning off SW1 and turning on SW2.

なお、太陽電池9633については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子(ピエゾ素子)や熱電変換素子(ペルティエ素子)などの他の発電手段によってバッテリー9635の充電を行う構成であってもよい。無線(非接触)で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。   Note that although the solar cell 9633 is shown as an example of the power generation unit, the power generation unit is not particularly limited, and the battery 9635 is charged by another power generation unit such as a piezoelectric element (piezo element) or a thermoelectric conversion element (Peltier element). The structure which performs this may be sufficient. A non-contact power transmission module that wirelessly (contactlessly) transmits and receives power for charging and a combination of other charging means may be used, and the power generation means may not be provided.

また、上記表示部9631を具備していれば、図12に示した形状のタブレット型端末に限定されない。   Further, as long as the display portion 9631 is included, the tablet terminal is not limited to the shape illustrated in FIG.

なお、本発明の一態様の有機化合物は有機薄膜太陽電池に用いることができる。より具体的には、キャリア輸送性があるため、キャリア輸送層、キャリア注入層に用いることができる。また、光励起するため、発電層として用いることができる。   Note that the organic compound of one embodiment of the present invention can be used for an organic thin film solar cell. More specifically, since it has carrier transportability, it can be used for a carrier transport layer and a carrier injection layer. Further, since it is optically excited, it can be used as a power generation layer.

本実施例では、本発明の一態様の有機化合物である3−{ジスピロ [9H−フルオレン−9,9’(10’H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]2’−イル}−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:2PCDfha)の合成方法について詳細に説明する。   In this example, 3- {dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10′H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] 2 ′ which is an organic compound of one embodiment of the present invention is used. A method for synthesizing -yl} -9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: 2PCDfha) will be described in detail.

100ml三口フラスコに2’−ブロモ−ジスピロ [9H−フルオレン−9,9’(10’H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]1.87g(3.34mmol)、9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イルフェニルボロン酸1.06g(3.68mmol)、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン44.8mg(147μmol)を入れ窒素置換した。ここにトルエン30ml、エタノール3.0ml、2M炭酸カリウム水溶液3.7ml(炭酸カリウム1.01g)を加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。ここに酢酸パラジウム16.5mg(73.6μmol)を加え窒素気流下85℃で6時間撹拌した。さらにトリス(2−メチルフェニル)ホスフィン44.8mg(147μmol)、酢酸パラジウム16.5mg(73.6μmol)を加え85℃で11時間撹拌した。所定時間撹拌後トルエンを加えセライトにより濾過をした。得られた濾液に水を加え、トルエンにより抽出し、得られた有機層を飽和食塩水により洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて水分を吸着させた。この混合物を自然濾過し、得られた濾液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:トルエン、トルエンとヘキサンの混合溶液、酢酸エチルとヘキサンの混合溶液)により精製し、緑色固体を得た。緑色固体をトルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶し、目的物の白色固体1.25gを収率51.9%で得た。本反応の合成スキームを(a−1)に示す。 In a 100 ml three-necked flask, 2'-bromo-dispiro [9H-fluorene-9,9 '(10'H) -anthracene-10', 9 ''-(9H) fluorene] 1.87 g (3.34 mmol), 9- 1.06 g (3.68 mmol) of phenyl-9H-carbazol-3-ylphenylboronic acid and 44.8 mg (147 μmol) of tris (2-methylphenyl) phosphine were added and the atmosphere was replaced with nitrogen. 30 ml of toluene, 3.0 ml of ethanol, 3.7 ml of 2M aqueous potassium carbonate solution (1.01 g of potassium carbonate) were added thereto, and the mixture was deaerated by stirring under reduced pressure. To this was added 16.5 mg (73.6 μmol) of palladium acetate, and the mixture was stirred at 85 ° C. for 6 hours under a nitrogen stream. Further, 44.8 mg (147 μmol) of tris (2-methylphenyl) phosphine and 16.5 mg (73.6 μmol) of palladium acetate were added and stirred at 85 ° C. for 11 hours. After stirring for a predetermined time, toluene was added and the mixture was filtered through celite. Water was added to the obtained filtrate, extraction was performed with toluene, and the obtained organic layer was washed with saturated brine, and magnesium sulfate was added to adsorb moisture. This mixture was naturally filtered, and the obtained filtrate was concentrated and purified by silica gel column chromatography (developing solvent: toluene, a mixed solution of toluene and hexane, a mixed solution of ethyl acetate and hexane) to obtain a green solid. The green solid was recrystallized with a mixed solvent of toluene and hexane to obtain 1.25 g of the objective white solid in a yield of 51.9%. The synthesis scheme of this reaction is shown in (a-1).

また、得られた物質のH NMRを測定した。以下に測定データを示す。
H NMR(300MHz、CDCl):δ(ppm)=6.41−6.46(m, 2H), 6.50(d, J=8.4Hz, 1H), 6.66(d, J=2.1Hz, 1H), 6.77−6.82(m, 2H), 7.08−7.57(m, 23H), 7.85(d, J=0.9Hz, 1H), 7.91−7.98(m, 5H).
In addition, 1 H NMR of the obtained substance was measured. The measurement data is shown below.
1 H NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ (ppm) = 6.41-6.46 (m, 2H), 6.50 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.66 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 6.77-6.82 (m, 2H), 7.08-7.57 (m, 23H), 7.85 (d, J = 0.9 Hz, 1H), 7 .91-7.98 (m, 5H).

また、H−NMRチャートを図13に示す。なお、図13(B)は、図13(A)における6ppm乃至8.5ppmの範囲を拡大して表したチャートである。これにより、上述の構造式(100)で表される本発明の一態様の複素環化合物である2PCDfhaが得られたことがわかった A 1 H-NMR chart is shown in FIG. Note that FIG. 13B is a chart in which the range of 6 ppm to 8.5 ppm in FIG. Thus, it was found that 2PCDfha, which is a heterocyclic compound of one embodiment of the present invention represented by the above structural formula (100), was obtained.

本実施例では、正孔輸送層に3−{ジスピロ [9H−フルオレン−9,9’(10’H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]2’−イル}−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:2PCDfha)を用いた本発明の一態様の発光素子(発光素子1)について説明する。発光素子1において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。 In this example, 3- {dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10′H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] 2′-yl} -9 is used as the hole transport layer. A light-emitting element (light-emitting element 1) of one embodiment of the present invention using -phenyl-9H-carbazole (abbreviation: 2PCDfha) will be described. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 1 are shown below.

以下に、本実施例の発光素子1の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element 1 of this example is described below.

(発光素子1の作製方法)
まず、ガラス基板上に、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101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。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
(Method for Manufacturing Light-Emitting Element 1)
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, so that the first electrode 101 was formed. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm. Here, the first electrode 101 is an electrode that functions as an anode of the light-emitting element.

次に、基板上に発光素子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。 Next, as a pretreatment for forming a light-emitting element over the substrate, the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.

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、基板を30分程度放冷した。 Thereafter, the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 −4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.

次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101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101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される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)、と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、正孔注入層111を形成した。その膜厚は、60nmとし、DBT3P−IIと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=DBT3P−II: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。 Next, the substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward, and is approximately 10 −4 Pa. After the pressure is reduced to 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl represented by the above structural formula (i) on the first electrode 101 by an evaporation method using resistance heating. ) Tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated to form the hole injection layer 111. The film thickness was 60 nm, and the weight ratio of DBT3P-II and molybdenum oxide was adjusted to 4: 2 (= DBT3P-II: molybdenum oxide). Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.

次に、正孔注入層111上に、2PCDfhaを20nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層112を形成した。 Next, 2PCDfha was formed to a thickness of 20 nm on the hole-injection layer 111, whereby the hole-transport layer 112 was formed.

さらに、正孔輸送層112上に、上記構造式(iii)で表される3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)と、上記構造式(iv)で表される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)と上記構造式(v)で表される(トリス[2−{5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−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−dmp)])とを、重量比1:0.3:0.06(=PCCP:35DCzPPy:[Ir(mpptz−dmp)])となるように30nm共蒸着した後、35DCzPPyと[Ir(mpptz−dmp)]とを重量比1:0.06となるように10nm共蒸着して発光層113を形成した。 Further, on the hole transport layer 112, 3,3′-bis (9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP) represented by the above structural formula (iii) and the above structural formula (iv) are represented. 3,5-bis [3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] pyridine (abbreviation: 35DCzPPy) represented by the above structural formula (v) (tris [2- {5- (2-methyl Phenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2} phenyl-κC] iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppptz-dmp) 3 ] ) For 30 nm so that the weight ratio becomes 1: 0.3: 0.06 (= PCCP: 35DCzPPy: [Ir (mppptz-dmp) 3 ]), and then 35DCzPPy and [Ir (mpppz-dmp) 3 ] was co-evaporated to a weight ratio of 1: 0.06 to form a light-emitting layer 113.

その後、発光層113上に35DCzPPyを膜厚10nmとなるように成膜し、さらに、上記構造式(vi)で表されるバソフェナントロリン(略称:Bphen)を15nmとなるように成膜して電子輸送層114を形成した。 After that, 35DCzPPy is formed to a thickness of 10 nm over the light-emitting layer 113, and further, bathophenanthroline (abbreviation: Bphen) represented by the above structural formula (vi) is formed to a thickness of 15 nm. A transport layer 114 was formed.

電子輸送層114を形成したら、その後、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように蒸着し、電子注入層115を形成し、最後に、陰極として機能する第2の電極102として、アルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子1を作製した。 After the electron transport layer 114 is formed, lithium fluoride (LiF) is then deposited to a thickness of 1 nm to form the electron injection layer 115, and finally, as the second electrode 102 that functions as a cathode, The light emitting element 1 of this example was manufactured by vapor-depositing aluminum so as to have a thickness of 200 nm.

発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、信頼性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。 The operation of sealing the light-emitting element 1 with a glass substrate in a glove box in a nitrogen atmosphere so that the light-emitting element is not exposed to the atmosphere (a sealing material is applied around the element, and UV treatment is performed at 80 ° C. at the time of sealing. After heat treatment for 1 hour, the reliability was measured. The measurement was performed at room temperature (atmosphere kept at 25 ° C.).

発光素子1の輝度−電流効率特性を図14に、輝度−外部量子効率特性を図15に、発光スペクトルを図16に、輝度−色度特性を図17に示す。 FIG. 14 shows luminance-current efficiency characteristics of the light-emitting element 1, FIG. 15 shows luminance-external quantum efficiency characteristics, FIG. 16 shows an emission spectrum, and FIG. 17 shows luminance-chromaticity characteristics.

また、初期輝度1000cd/mとし、電流密度一定の条件における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図18に示す。 FIG. 18 is a graph showing a change in luminance with respect to driving time under the condition of initial luminance of 1000 cd / m 2 and constant current density.

以上の結果より、発光素子1は非常に良好な特性を示すことが分かった。2PCDfhaは三重項励起エネルギーが高いために、水色の発光を呈するりん光性化合物を有効に励起、発光させることができることから、発光効率が良好であり、電流効率、外部効率共にすぐれた特性の発光素子を得ることができた。また、輝度変化に伴う色度変化がほとんどなく、キャリアバランスの良好な発光素子を得ることができ、2PCDfhaはホール輸送層として好適に用いることができることがわかった。また、図18より、発光素子1の半減寿命は約1100時間であり、良好な特性を示した。なお、発光素子1は耐熱性の高い2PCDfhaを用いていることから、耐熱性の良好な発光素子である。   From the above results, it was found that the light-emitting element 1 exhibits very good characteristics. Since 2PCDfha has a high triplet excitation energy, it can effectively excite and emit a phosphorescent compound exhibiting light emission of blue light. Therefore, the light emission efficiency is good, and the light emission has excellent characteristics in both current efficiency and external efficiency. An element was obtained. Further, it was found that a light-emitting element having a good carrier balance can be obtained with almost no change in chromaticity due to a change in luminance, and 2PCDfha can be suitably used as a hole transport layer. In addition, as shown in FIG. 18, the light-emitting element 1 has a half life of about 1100 hours, which shows good characteristics. Note that since the light-emitting element 1 uses 2PCDfha having high heat resistance, the light-emitting element 1 is a light-emitting element with favorable heat resistance.

本実施例では、正孔輸送層及び発光層に3−{ジスピロ [9H−フルオレン−9,9’(10’H)−アントラセン−10’,9’’−(9H)フルオレン]2’−イル}−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:2PCDfha)を用いた本発明の一態様の発光素子(発光素子2)について説明する。発光素子1において用いた有機化合物の構造式を以下に示す。 In this example, 3- {dispiro [9H-fluorene-9,9 ′ (10′H) -anthracene-10 ′, 9 ″-(9H) fluorene] 2′-yl is used for the hole transport layer and the light-emitting layer. } A light-emitting element (light-emitting element 2) of one embodiment of the present invention using 9-9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: 2PCDfha) is described. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting element 1 are shown below.

以下に、本実施例の発光素子2の作製方法を示す。 A method for manufacturing the light-emitting element 2 of this example is described below.

(発光素子2の作製方法)
まず、ガラス基板上に、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101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。ここで、第1の電極101は、発光素子の陽極として機能する電極である。
(Method for Manufacturing Light-Emitting Element 2)
First, indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method, so that the first electrode 101 was formed. The film thickness was 110 nm and the electrode area was 2 mm × 2 mm. Here, the first electrode 101 is an electrode that functions as an anode of the light-emitting element.

次に、基板上に発光素子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。 Next, as a pretreatment for forming a light-emitting element over the substrate, the surface of the substrate was washed with water, baked at 200 ° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.

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、基板を30分程度放冷した。 Thereafter, the substrate is introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure is reduced to about 10 −4 Pa, vacuum baking is performed at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate is released for about 30 minutes. Chilled.

次に、第1の電極101が形成された面が下方となるように、第1の電極101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101上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表される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)、と酸化モリブデン(VI)を共蒸着することで、正孔注入層111を形成した。その膜厚は、60nmとし、DBT3P−IIと酸化モリブデンの比率は、重量比で4:2(=DBT3P−II: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。 Next, the substrate on which the first electrode 101 is formed is fixed to a substrate holder provided in the vacuum evaporation apparatus so that the surface on which the first electrode 101 is formed is downward, and is approximately 10 −4 Pa. After the pressure is reduced to 4,4 ′, 4 ″-(benzene-1,3,5-triyl represented by the above structural formula (i) on the first electrode 101 by an evaporation method using resistance heating. ) Tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and molybdenum oxide (VI) were co-evaporated to form the hole injection layer 111. The film thickness was 60 nm, and the weight ratio of DBT3P-II and molybdenum oxide was adjusted to 4: 2 (= DBT3P-II: molybdenum oxide). Note that the co-evaporation method is an evaporation method in which evaporation is performed simultaneously from a plurality of evaporation sources in one processing chamber.

次に、正孔注入層111上に、2PCDfhaを20nmの膜厚となるように成膜し、正孔輸送層112を形成した。 Next, 2PCDfha was formed to a thickness of 20 nm on the hole-injection layer 111, whereby the hole-transport layer 112 was formed.

さらに、正孔輸送層112上に、2PCDfhaと、上記構造式(iv)で表される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)と上記構造式(v)で表される(トリス[2−{5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−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−dmp)])とを、重量比1:0.3:0.06(=2PCDfha:35DCzPPy:[Ir(mpptz−dmp)])となるように30nm共蒸着した後、35DCzPPyと[Ir(mpptz−dmp)]とを重量比1:0.06となるように10nm共蒸着して発光層113を形成した。 Further, over the hole-transport layer 112, 2PCDfha, 3,5-bis [3- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] pyridine (abbreviation: 35DCzPPy) represented by the above structural formula (iv), and the above (Tris [2- {5- (2-methylphenyl) -4- (2,6-dimethylphenyl) -4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2] represented by the structural formula (v) } Phenyl-κC] iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppptz-dmp) 3 ]) and a weight ratio of 1: 0.3: 0.06 (= 2PCDfha: 35DCzPPy: [Ir (mppptz-dmp) 3 )) To form a light emitting layer 113 by co-evaporating 35 DCzPPy and [Ir (mppptz-dmp) 3 ] to a weight ratio of 1: 0.06. It was.

その後、発光層113上に35DCzPPyを膜厚10nmとなるように成膜し、さらに、上記構造式(vi)で表されるバソフェナントロリン(略称:Bphen)を15nmとなるように成膜して電子輸送層114を形成した。 After that, 35DCzPPy is formed to a thickness of 10 nm over the light-emitting layer 113, and further, bathophenanthroline (abbreviation: Bphen) represented by the above structural formula (vi) is formed to a thickness of 15 nm. A transport layer 114 was formed.

電子輸送層114を形成したら、その後、フッ化リチウム(LiF)を1nmの膜厚となるように蒸着し、電子注入層115を形成し、最後に、陰極として機能する第2の電極102として、アルミニウムを200nmの膜厚となるように蒸着することで、本実施例の発光素子1を作製した。 After the electron transport layer 114 is formed, lithium fluoride (LiF) is then deposited to a thickness of 1 nm to form the electron injection layer 115, and finally, as the second electrode 102 that functions as a cathode, The light emitting element 1 of this example was manufactured by vapor-depositing aluminum so as to have a thickness of 200 nm.

発光素子1を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光素子が大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、信頼性について測定を行った。なお、測定は室温(25℃に保たれた雰囲気)で行った。 The operation of sealing the light-emitting element 1 with a glass substrate in a glove box in a nitrogen atmosphere so that the light-emitting element is not exposed to the atmosphere (a sealing material is applied around the element, and UV treatment is performed at 80 ° C. at the time of sealing. After heat treatment for 1 hour, the reliability was measured. The measurement was performed at room temperature (atmosphere kept at 25 ° C.).

発光素子1の輝度−電流効率特性を図19に、輝度−外部量子効率特性を図20に、発光スペクトルを図21に、輝度−色度特性を図22に示す。 The luminance-current efficiency characteristic of the light-emitting element 1 is shown in FIG. 19, the luminance-external quantum efficiency characteristic is shown in FIG. 20, the emission spectrum is shown in FIG. 21, and the luminance-chromaticity characteristic is shown in FIG.

以上の結果より、発光素子2は非常に良好な特性を示すことが分かった。2PCDfhaは三重項励起エネルギーが高いために、水色の発光を呈するりん光性化合物を有効に励起、発光させることができることから、発光効率が良好であり、電流効率、外部効率共にすぐれた特性の発光素子を得ることができた。そのため、2PCDfhaは青りん光素子の発光層のホストとして好適に用いることができることがわかった。また、輝度変化に伴う色度変化がほとんどなく、キャリアバランスの良好な発光素子を得ることができた。なお、発光素子1は耐熱性の高い2PCDfhaを正孔輸送層、発光層の両方に用いていることから、耐熱性の良好な発光素子である。   From the above results, it was found that the light-emitting element 2 showed very good characteristics. Since 2PCDfha has a high triplet excitation energy, it can effectively excite and emit a phosphorescent compound exhibiting light emission of blue light. Therefore, the light emission efficiency is good, and the light emission has excellent characteristics in both current efficiency and external efficiency. An element was obtained. Therefore, it was found that 2PCDfha can be suitably used as a host of the light emitting layer of the blue phosphorescent device. Further, there was almost no change in chromaticity associated with a change in luminance, and a light-emitting element having a good carrier balance could be obtained. Note that since the light-emitting element 1 uses 2PCDfha having high heat resistance for both the hole transport layer and the light-emitting layer, the light-emitting element 1 is a light-emitting element with favorable heat resistance.

本実施例では、実施の形態1に一般式(G1)として示した本発明の一態様である化合物(100)、化合物(101)、のアントラセン化合物のHOMO準位、LUMO準位、HOMO−LUMO準位間のバンドギャップ(ΔE)、T1準位を算出した。また比較として比較化合物(R01)乃至比較化合物(R03)に関しても算出した。これらの構造式を以下に示す。 In this example, the HOMO level, the LUMO level, and the HOMO-LUMO level of the anthracene compound of the compound (100) and the compound (101) which are one embodiment of the present invention shown as the general formula (G1) in Embodiment Mode 1 The band gap (ΔE) between levels and the T1 level were calculated. For comparison, calculation was also performed for the comparative compound (R01) to the comparative compound (R03). These structural formulas are shown below.

計算方法に関しては以下の通りである。なお、量子化学計算プログラムとしては、Gaussian09を使用した。計算は、ハイパフォーマンスコンピュータ(SGI社製、Altix4700)を用いて行った。 The calculation method is as follows. Gaussian 09 was used as the quantum chemistry calculation program. The calculation was performed using a high performance computer (manufactured by SGI, Altix 4700).

まず、一重項における最安定構造を密度汎関数法で計算した。基底関数として、6−311(それぞれの原子価軌道に三つの短縮関数を用いたtriple split valence基底系の基底関数)を全ての原子に適用した。上述の基底関数により、例えば、水素原子であれば、1sから3sの軌道が考慮され、また、炭素原子であれば、1sから4s、2pから4pの軌道が考慮されることになる。さらに、計算精度向上のため、分極基底系として、水素原子にはp関数を、水素原子以外にはd関数を加えた。汎関数はB3LYPを用いた。また、その構造のLUMOとHOMOの計算をそれぞれ行った。 First, the most stable structure in a singlet was calculated by the density functional method. As a basis function, 6-311 (a basis function of a triple split valence basis set using three shortening functions for each valence orbital) was applied to all atoms. For example, in the case of a hydrogen atom, the above-described basis function considers the orbital of 1s to 3s, and in the case of a carbon atom, the orbital of 1s to 4s and 2p to 4p is considered. Furthermore, in order to improve calculation accuracy, a p-function was added to hydrogen atoms and a d-function was added to other than hydrogen atoms as a polarization basis set. The functional was B3LYP. In addition, the LUMO and HOMO of the structure were respectively calculated.

続けて、三重項における最安定構造を計算した。一重項と三重項における最安定構造のエネルギー差から、T1準位のエネルギーを計算した。基底関数は、6−311G(d,p)を用いた。汎関数はB3LYPである。 Subsequently, the most stable structure in the triplet was calculated. The energy of the T1 level was calculated from the energy difference of the most stable structure in the singlet and triplet. As the basis function, 6-311G (d, p) was used. The functional is B3LYP.

計算した結果を表8に示す。 The calculated results are shown in Table 8.

以上の結果より、これらのアントラセン化合物は比較的浅いHOMO準位とLUMO準位とを有しており、ホール輸送材料として好適なことが分かった。また、十分に高いT1準位を有しており、燐光発光材料のホスト材料として好適であることがわかった。 From the above results, it was found that these anthracene compounds have relatively shallow HOMO levels and LUMO levels and are suitable as a hole transport material. Further, it has a sufficiently high T1 level, and is found to be suitable as a host material for a phosphorescent material.

特に9−フェニル−9H−カルバゾールの3位がDfha骨格に結合している、化合物(100)はHOMO準位が浅く、ホール輸送材料としてさらに好適であることが分かった。比較化合物(R01)と比較すると、カルバゾールの環を形成している結合位置違いが異なるだけで、HOMO準位が浅くなっており酸化されやすくホール輸送材料として好適であることがわかった。また、T1準位も高くなっているため、青色など短波長な燐光素子のホストとして好適であることがわかった。化合物(101)も、青〜緑色の燐光素子のホストとして好適であることがわかった。 In particular, it has been found that the compound (100) in which the 3-position of 9-phenyl-9H-carbazole is bonded to the Dfha skeleton has a shallow HOMO level and is more suitable as a hole transport material. Compared with the comparative compound (R01), it was found that the HOMO level was shallow because it was different only in the bonding position forming the carbazole ring, and it was easily oxidized and suitable as a hole transporting material. Further, since the T1 level was also high, it was found that the T1 level was suitable as a host for phosphorescent elements having a short wavelength such as blue. Compound (101) was also found to be suitable as a host for blue to green phosphorescent devices.

比較化合物(R02)と比較化合物(R03)とを比較しても、9−フェニル−9H−カルバゾールの3位にフェニル基が結合している比較化合物(R02)の方が、フェニルのパラ位置にフェニル基が置換している、ビフェニル−4−イル−9H−カルバゾールである比較化合物(R03)よりもHOMO準位やLUMO準位が浅く、T1準位が高くなっている。そのため、化合物(100)および比較化合物(R01)のHOMO準位やLUMO準位、T1準位はこの比較化合物(R02)の部分や比較化合物(R03)の部分にそれぞれが影響していると考えられる。実際、T1状態のスピン密度分布は、これらの骨格に位置する。図23にスピン密度分布を上記方法で計算した結果を示す。 Even when the comparative compound (R02) and the comparative compound (R03) are compared, the comparative compound (R02) in which a phenyl group is bonded to the 3-position of 9-phenyl-9H-carbazole is more in the para position of the phenyl. The HOMO level and LUMO level are shallower and the T1 level is higher than that of the comparative compound (R03) which is biphenyl-4-yl-9H-carbazole substituted with a phenyl group. Therefore, it is considered that the HOMO level, LUMO level, and T1 level of the compound (100) and the comparative compound (R01) each affect the comparative compound (R02) portion and the comparative compound (R03) portion. It is done. In fact, the spin density distribution in the T1 state is located in these skeletons. FIG. 23 shows the result of calculating the spin density distribution by the above method.

図23に示すように、ホール輸送ユニット(HTU)から、それが結合しているアントラセン骨格中の2位のベンゼン骨格までしかスピンがほぼ広がっていないことがわかった。これは、アントラセンの9、10位がシグマ炭素であるためと、アントラセン骨格に対してフルオレンが90°にねじれて結合しているためと考えられる。そのため、ホール輸送ユニットにフェニルが結合したT1準位に近い、高いT1準位が得られることが分かった。表1より、化合物(100)と比較化合物(R02)のT1準位は、451nm(2.75eV)と444nm(2.79eV)と、0.04eVしか差がみられなかった。そのため、分子量が大きくてもT1が高く、熱物性が良好であると示唆された。 As shown in FIG. 23, it was found that the spin almost spread only from the hole transport unit (HTU) to the 2-position benzene skeleton in the anthracene skeleton to which it was bonded. This is presumably because the 9th and 10th positions of anthracene are sigma carbon, and fluorene is twisted and bonded to the anthracene skeleton at 90 °. Therefore, it was found that a high T1 level close to the T1 level in which phenyl was bonded to the hole transport unit was obtained. From Table 1, the difference in T1 levels of the compound (100) and the comparative compound (R02) was only 451 nm (2.75 eV), 444 nm (2.79 eV), and 0.04 eV. Therefore, even if the molecular weight was large, T1 was high, suggesting that thermophysical properties were good.

なお、Dfha骨格の2’位にターシャルブチル基が結合した、下記構造式で示すtBuDfha(略称)のガラス転移点(Tg)は151℃である。そのため、Dfha骨格の2’位にアリール基が結合した本発明のアントラセン化合物は、それ以上のTgを持つと示唆される。 Note that the glass transition point (Tg) of tBuDfha (abbreviation) represented by the following structural formula in which a tertiary butyl group is bonded to the 2′-position of the Dfha skeleton is 151 ° C. Therefore, it is suggested that the anthracene compound of the present invention in which an aryl group is bonded to the 2'-position of the Dfha skeleton has a Tg higher than that.

101 第1の電極
102 第2の電極
103 EL層
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
400 基板
401 第1の電極
403 EL層
404 第2の電極
405 シール材
406 シール材
407 封止基板
412 パッド
420 ICチップ
501 第1の電極
502 第2の電極
503 EL層
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 駆動回路部(ソース線駆動回路)
602 画素部
603 駆動回路部(ゲート線駆動回路)
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FET
612 電流制御用FET
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FET
624 pチャネル型FET
625 乾燥材
901 筐体
902 液晶層
903 バックライトユニット
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
1001 基板
1002 下地絶縁膜
1003 ゲート絶縁膜
1006 ゲート電極
1007 ゲート電極
1008 ゲート電極
1020 第1の層間絶縁膜
1021 第2の層間絶縁膜
1022 電極
1024W 発光素子の第1の電極
1024R 発光素子の第1の電極
1024G 発光素子の第1の電極
1024B 発光素子の第1の電極
1025 隔壁
1028 EL層
1029 発光素子の第2の電極
1031 封止基板
1032 シール材
1033 透明な基材
1034R 赤色の着色層
1034G 緑色の着色層
1034B 青色の着色層
1035 黒色層(ブラックマトリックス)
1036 オーバーコート層
1037 第3の層間絶縁膜
1040 画素部
1041 駆動回路部
1042 周辺部
2001 筐体
2002 光源
3001 照明装置
5000 表示領域
5001 表示領域
5002 表示領域
5003 表示領域
5004 表示領域
5005 表示領域
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
7210 第2の表示部
7301 筐体
7302 筐体
7303 連結部
7304 表示部
7305 表示部
7306 スピーカ部
7307 記録媒体挿入部
7308 LEDランプ
7309 操作キー
7310 接続端子
7311 センサ
7401 筐体
7402 表示部
7403 操作ボタン
7404 外部接続ポート
7405 スピーカ
7406 マイク
7400 携帯電話機
9033 留め具
9034 スイッチ
9035 電源スイッチ
9036 スイッチ
9038 操作スイッチ
9630 筐体
9631 表示部
9631a 表示部
9631b 表示部
9632a タッチパネル領域
9632b タッチパネル領域
9633 太陽電池
9634 充放電制御回路
9635 バッテリー
9636 DCDCコンバータ
9637 操作キー
9638 コンバータ
9639 ボタン
101 first electrode 102 second electrode 103 EL layer 111 hole injection layer 112 hole transport layer 113 light emitting layer 114 electron transport layer 115 electron injection layer 400 substrate 401 first electrode 403 EL layer 404 second electrode 405 Seal material 406 Seal material 407 Seal substrate 412 Pad 420 IC chip 501 First electrode 502 Second electrode 503 EL layer 511 First light-emitting unit 512 Second light-emitting unit 513 Charge generation layer 601 Drive circuit portion (source line) Drive circuit)
602 Pixel portion 603 Drive circuit portion (gate line drive circuit)
604 Sealing substrate 605 Sealing material 607 Space 608 Wiring 609 FPC (flexible printed circuit)
610 Element substrate 611 FET for switching
612 FET for current control
613 First electrode 614 Insulator 616 EL layer 617 Second electrode 618 Light-emitting element 623 n-channel FET
624 p-channel FET
625 Drying material 901 Case 902 Liquid crystal layer 903 Backlight unit 904 Case 905 Driver IC
906 terminal 951 substrate 952 electrode 953 insulating layer 954 partition layer 955 EL layer 956 electrode 1001 substrate 1002 base insulating film 1003 gate insulating film 1006 gate electrode 1007 gate electrode 1008 gate electrode 1020 first interlayer insulating film 1021 second interlayer insulating film 1022 Electrode 1024W First electrode 1024R of light emitting element First electrode 1024G of light emitting element First electrode 1024B of light emitting element First electrode 1025 of light emitting element Partition 1028 EL layer 1029 Second electrode 1031 of light emitting element Sealing Substrate 1032 Sealing material 1033 Transparent base material 1034R Red colored layer 1034G Green colored layer 1034B Blue colored layer 1035 Black layer (black matrix)
1036 Overcoat layer 1037 Third interlayer insulating film 1040 Pixel portion 1041 Drive circuit portion 1042 Peripheral portion 2001 Case 2002 Light source 3001 Lighting device 5000 Display region 5001 Display region 5002 Display region 5003 Display region 5004 Display region 5005 Display region 7101 Case 7103 Display unit 7105 Stand 7107 Display unit 7109 Operation key 7110 Remote controller 7201 Main unit 7202 Case 7203 Display unit 7204 Keyboard 7205 External connection port 7206 Pointing device 7210 Second display unit 7301 Case 7302 Case 7303 Connection unit 7304 Display unit 7305 Display unit 7306 Speaker unit 7307 Recording medium insertion unit 7308 LED lamp 7309 Operation key 7310 Connection terminal 7311 Sensor 7401 Case 74 2 Display 7403 Operation button 7404 External connection port 7405 Speaker 7406 Microphone 7400 Mobile phone 9033 Fastener 9034 Switch 9035 Power switch 9036 Switch 9038 Operation switch 9630 Case 9631 Display unit 9631a Display unit 9631b Display unit 9632a Touch panel region 9632b Touch panel region 9633 Sun Battery 9634 Charge / discharge control circuit 9635 Battery 9636 DCDC converter 9537 Operation key 9638 Converter 9539 Button

Claims (7)

式(100)で表される有機化合物。
An organic compound represented by formula (100).
請求項1に記載の有機化合物を含む発光素子。 A light emitting device comprising the organic compound according to claim 1 . 請求項1に記載の有機化合物を正孔輸送層に含む発光素子。 The light emitting element which contains the organic compound of Claim 1 in a positive hole transport layer. 請求項又は請求項に記載の発光素子と、前記発光素子を制御する手段を備えた発光装置。 A light emitting device according to claim 2 or claim 3, the light emitting device having means for controlling the light emitting element. 請求項又は請求項に記載の発光素子を表示部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた表示装置。 A display device comprising the light-emitting element according to claim 2 or 3 in a display portion and means for controlling the light-emitting element. 請求項又は請求項に記載の発光素子を照明部に有し、前記発光素子を制御する手段を備えた照明装置。 An illuminating device comprising the light emitting element according to claim 2 or 3 in an illuminating unit, and means for controlling the light emitting element. 請求項又は請求項に記載の発光素子を有する電子機器。

The electronic device which has a light emitting element of Claim 2 or Claim 3 .

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