説明

発光素子、発光装置及び電子機器

【課題】青色として優れた色純度を与える新規材料、ならびにこれを用いた発光素子、並
びに発光装置を提供することを課題とする。また、信頼性の高い新規材料、ならびにこれ
を用いた発光素子、並びに発光装置を提供することを課題とする。
【解決手段】上記課題を解決することが可能な本発明の構成は、分子内に下記構造式(1
)で表されるジフェニルアントラセン構造と、カルバゾール骨格を同時に一つずつ有する
アントラセン誘導体である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光材料に関する。また、一対の電極と、電界を加えることで発光が得られ
る発光物質を含む層と、を有する発光素子に関する。また、このような発光素子を有する
発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発光材料を用いた発光素子は、薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有
しており、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。また、発光
素子をマトリクス状に配置した発光装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広
く視認性が優れる点に優位性があると言われている。
【0003】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰
極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分
子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光する
といわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状
態を経ても可能であると考えられている。
【0004】
発光素子の発光波長は、発光素子中に含まれる発光分子の励起状態から基底状態のエネ
ルギー差、すなわちバンドギャップによって決定される。従って、発光分子の構造を工夫
することで、種々の発光色を得ることが可能である。そして光の三原色である赤、青、緑
の発光が可能な発光素子を用いて発光装置とすることで、フルカラーの発光装置を作製す
ることができる。
【0005】
しかしながら、フルカラーの発光装置が抱える問題点は、色純度に優れた発光素子を作
製することが、必ずしも容易でないことである。これは、優れた色再現性を有する発光装
置を作製する為には、色純度に優れた赤、青、緑の発光素子が必要であるものの、信頼性
が高く、かつ色純度に優れた発光素子の実現が困難である為である。近年の材料開発の結
果、赤色、および緑色の発光素子に関しては、高い信頼性と優れた色純度が達成されてい
るものの、特に青色の発光素子に関しては、十分な信頼性と色純度を持つ発光素子の実現
されておらず、多くの研究がなされている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2003−31371号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、青色として優れた色純度を与える
新規材料、ならびにこれを用いた発光素子、並びに発光装置を提供することを課題とする

【0008】
また、本発明は信頼性の高い新規材料、ならびにこれを用いた発光素子、並びに発光装
置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決することが可能な本発明のアントラセン誘導体は、分子内に下記構造式
(1)で表されるジフェニルアントラセン構造とカルバゾール骨格を同時に一つずつ有す
ることを特徴とする。
【0010】
【化1】

【0011】
上記課題を解決することが可能な本発明のアントラセン誘導体は、分子内に下記構造式
(1)で表される構造を含み、かつ、どちらかのフェニル基に置換基を有していてもいな
くとも良いカルバゾリル基が置換されており、かつ前記カルバゾリル基の9位の窒素原子
が該フェニル基と直接結合していることを特徴とする。
【0012】
【化2】

【0013】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、分子内に下記構造式(1)で
表される構造を含み、かつ、いずれか一のフェニル基にカルバゾリル基が置換されており
、かつ前記カルバゾリル基の9位の窒素原子が該フェニル基と直接結合していることを特
徴とする。
【0014】
【化3】

【0015】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(2)で表される
アントラセン誘導体である。
【0016】
【化4】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有
していても有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有して
いても有していなくても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっ
ていても良い。)
【0017】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(3)で表される
アントラセン誘導体である。
【0018】
【化5】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有
していても有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有して
いても有していなくても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっ
ていても良い。)
【0019】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(2)で表される
アントラセン誘導体である。
【0020】
【化6】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有
していても有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あ
るいは異なっていても良い。)
【0021】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(3)で表される
アントラセン誘導体である。
【0022】
【化7】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有
していても有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あ
るいは異なっていても良い。)
【0023】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(2)で表される
アントラセン誘導体である。
【0024】
【化8】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中Aは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し
、Aは水素又は置換基を有していても有していなくても良いジアリールアミノ基を表す
。)
【0025】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(3)で表される
アントラセン誘導体である。
【0026】
【化9】

(但し式中、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中Aは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し
、Aは水素又は置換基を有していても有していなくても良いジアリールアミノ基を表す
。)
【0027】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(4)で表される
アントラセン誘導体である。
【0028】
【化10】

(但し、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても有し
ていなくても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても有してい
なくても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。

【0029】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(4)で表される
アントラセン誘導体である。
【0030】
【化11】

(但し、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基もしくは置換基を有していて
も有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。)
【0031】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(4)で表される
アントラセン誘導体である。
【0032】
【化12】

(但し、式中Aは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、Aは水素又
は置換基を有していても有していなくても良いジアリールアミノ基を表す。)
【0033】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、上記したアントラセン誘導体
において、バンドギャップが2.7eV以上、3.0eV以下であるアントラセン誘導体
である。
【0034】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、上記したアントラセン誘導体
において、最大発光が400〜500nmの間にあるアントラセン誘導体である。
【0035】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記構造式(5)で表される
アントラセン誘導体である。
【0036】
【化13】

【0037】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記構造式(6)で表される
アントラセン誘導体である。
【0038】
【化14】

【0039】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記構造式(7)で表されるア
ントラセン誘導体である。
【0040】
【化15】

【0041】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記構造式(8)で表される
アントラセン誘導体である。
【0042】
【化16】

【0043】
上記課題を解決する為の本発明のアントラセン誘導体は、下記構造式(9)で表される
アントラセン誘導体である。
【0044】
【化17】

【0045】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、上記したアントラセン誘導体のいずれかを含
む発光素子用材料である。
【0046】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、上記したアントラセン誘導体のいずれかを含
有する有機デバイスである。
【0047】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、上記したアントラセン誘導体のいずれを含有
する有機発光デバイスである。
【0048】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極と
第2の電極との間に挟まれた有機化合物層を含む層とを有し、有機化合物層に上記したア
ントラセン誘導体のいずれを含有する発光素子である。
【0049】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、上記した発光素子と、発光素子の発光を制御
する手段を有する発光装置である。
【0050】
上記課題を解決する為の本発明の構成は、表示部を有し、表示部は上記した発光素子を
有し、当該発光素子を制御する手段を備えた電子機器である。
【発明の効果】
【0051】
本発明のアントラセン誘導体は、非常にバンドギャップが大きく、非常に短波長の発光
が可能であり、色純度の良い青色発光を得ることができるアントラセン誘導体である。ま
た、本発明のアントラセン誘導体は電気化学的安定性が高いアントラセン誘導体である。
【0052】
また、本発明のアントラセン誘導体で構成される層中に、本発明のアントラセン誘導体
よりも小さなバンドギャップを有する発光材料(以下、ドーパントと記す)を添加し、ド
ーパントからの発光を得ることができる。このとき、本発明のアントラセン誘導体は非常
に大きなバンドギャップを有するため、比較的短波長に発光を有するドーパントを用いて
も、本発明のアントラセン誘導体からの発光ではなく、ドーパントからの発光が効率よく
得られる。具体的には、450nmあたりに発光極大を有する発光材料が優れた青色の色
純度を示すが、このような材料をドーパントとして用い、色純度の良い青色の発光を得る
ことが可能な発光素子を得ることが可能である。
【0053】
また、本発明のアントラセン誘導体を、本発明のアントラセン誘導体よりも大きなバン
ドギャップを有する材料(以下、ホストと記す)よりなる層中に添加した発光素子を作製
することで、本発明のアントラセン誘導体からの発光を得ることができる。すなわち、本
発明のアントラセン誘導体はドーパントとしても機能する。このとき、本発明のアントラ
セン誘導体は非常に大きなバンドギャップを有し、短波長に発光を示すため、色純度の良
い青色の発光を得ることができる発光素子を作製することが可能である。
【0054】
また、ジアリールアミン構造を有する本発明のアントラセン誘導体をドーパントとして
用い、本発明で提唱する、アントラセン誘導体、とりわけジアリールアミン構造を持たな
いアントラセン誘導体をホストとして用いた発光素子は、ホスト、ドーパントの両方を電
気化学的安定性の高い本発明のアントラセン誘導体を用いている。従って、非常に信頼性
の高い発光素子を得ることができる。
【0055】
また、上記アントラセン誘導体を含む本発明の発光材料を用いることにより、青色とし
て優れた色純度を与える発光素子を得ることができる。また、上記アントラセン誘導体を
含む本発明の発光材料を用いることにより、信頼性の高い発光素子を得ることができる。
【0056】
また、上記アントラセン誘導体を含む本発明の発光素子は、青色として優れた色純度を
与えることができる発光素子である。また、上記アントラセン誘導体を含む本発明の発光
素子は、信頼性の高い発光素子である。
【0057】
また、上記発光素子を含む本発明の発光装置は、色再現性の高い発光装置である、また
、表示品質の高い発光素子である。また、上記発光素子を含む本発明の発光装置は、信頼
性の高い発光装置である。
【0058】
また、上記発光素子を含む本発明の電子機器は、色再現性の高い電子機器である、また
、表示品質の高い電子機器である。また、上記発光素子を含む本発明の電子機器は、信頼
性の高い電子機器である。
【図面の簡単な説明】
【0059】
【図1】本発明の発光素子を表す図。
【図2】本発明のアクティブマトリクス型発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図3】本発明のアクティブマトリクス型発光装置の作製方法を説明する断面図。
【図4】本発明の発光装置の断面図。
【図5】本発明の発光装置の上面図及び断面図。
【図6】本発明の発光装置の画素回路一例を示す図。
【図7】本発明の発光装置の保護回路の一例を示す図。
【図8】本発明が適用可能な電子機器の例示した図。
【図9】CzPAのH NMRスペクトル。
【図10】CzPAの薄膜、およびトルエン中の発光スペクトル。
【図11】DPCzPAのH NMRスペクトル。
【図12】DPCzPAの13C NMRスペクトル。
【図13】DPCzPAの薄膜、およびトルエン中の発光スペクトル。
【図14】BPCzPAのH NMRスペクトル。
【図15】BPCzPAの13C NMRスペクトル。
【図16】BPCzPAのトルエン中の発光スペクトル。
【図17】3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールのH NMRスペクトル。
【図18】CzA1PAのH NMRスペクトル。
【図19】CzA1PAの薄膜、およびトルエン中の発光スペクトル。
【図20】CzBPAのH NMRスペクトル。
【図21】DPAnthのCVチャート。
【図22】t−BuDNAのCVチャート。
【図23】光照射におけるDPAnthの薄膜の吸収スペクトルの経時変化。
【図24】光照射におけるt−BuDNAの薄膜の吸収スペクトルの経時変化。
【図25】光照射におけるt−BuDNA、およびDPAnthの薄膜の400nmにおける吸収強度の経時変化。
【図26】CzPAの(A)還元側と(B)酸化側のCVチャート。
【図27】DPCzPAの(A)還元側と(B)酸化側のCVチャート。
【図28】CzA1PAの(A)還元側と(B)酸化側のCVチャート。
【図29】CzBPAの(A)還元側と(B)酸化側のCVチャート。
【図30】素子Aと素子Bの信頼性測定結果。
【図31】素子C、素子D、素子Eの信頼性測定結果。
【図32】素子Fと素子Gの信頼性測定結果。
【図33】素子Hと素子Iの信頼性測定結果。
【発明を実施するための形態】
【0060】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下
の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細
を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示
す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0061】
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明のアントラセン誘導体について説明する。
【0062】
本発明のアントラセン誘導体は、下記一般式(2)〜(4)で示されるような、ジフェ
ニルアントラセン構造とカルバゾール基を分子内に一つずつ持つことを特徴するアントラ
セン誘導体である。これは以下に記載する理由に基づいている。
【0063】
【化18】

(但し式中、RからR10は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中Aは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し
、Aは水素又は置換基を有していても有していなくても良いジアリールアミノ基を表す
。)
【0064】
【化19】

(但し式中、RからR10は水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても
有していなくても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異な
っていても良い。また、式中Aは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し
、Aは水素又は置換基を有していても有していなくても良いジアリールアミノ基を表す
。)
【0065】
【化20】

(但し、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても有し
ていなくても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても有してい
なくても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。

【0066】
青色発光材料は、一般的に信頼性が低く、比較的信頼性の良い青色発光材料として知ら
れているものは、色純度が悪く、色度の良い青色発光を与えない。これは、青色材料の電
気化学的安定性、ならびに励起状態の安定性が低いためと考えられる。換言すると、高い
電気化学安定性、励起状態の安定性が高信頼性青色材料には不可欠である。またさらに、
発光素子、ならびに発光素子を搭載した発光装置は様々な外部環境で使用されることを考
慮すると、特に高温に対する安定性も要求される。
【0067】
青色の発光が可能な化合物としてアントラセン誘導体が知られているが、アントラセン
自身は固体状態でエキシマーを形成しやすく、このため、アントラセン自身を発光素子に
用いても、効率の良い発光が得られず、また、色度も低下する。従って、エキシマー形成
を防ぐために、かさ高い置換基の導入が不可欠である。特にアントラセンの最も反応性の
高い部位である9、10位に置換基を導入することが有効な手法である。また、アントラ
セン骨格が有する高いキャリア輸送性を維持する為には、アリール基の導入が特に有効で
ある。
【0068】
発明者らは、アントラセンの9,10位に導入する置換基として、フェニル基が特に有
効であり、ナフチル基のような縮合芳香環基と比較して、励起状態の安定性が大きく上昇
することを見出した。従って、本発明のアントラセン誘導体は、上記一般式(2)〜(4
)で示されるように、9,10位の置換基としてフェニル基が導入されたアントラセン骨
格、すなわち下記構造式(1)に示されるようなジフェニルアントラセン骨格を含有する

【0069】
【化21】

【0070】
一方、下記構造式(10)で示されるカルバゾリル基は、ジフェニルアミンのフェニル
基同士が架橋された構造を有するため、熱的安定性が高い。このため、カルバゾリル基を
導入することで、化合物の熱的安定性(ガラス転移温度や融点)を向上させることができ
る。また、本発明者らは、このカルバゾリル基を二つ導入する、例えばジフェニルアント
ラセンのフェニル基の双方にカルバゾリル基を導入した化合物より、一つのみ導入した化
合物、例えばジフェニルアントラセンのフェニル基の片方にカルバゾリル基を導入した化
合物の方が電気化学的安定性が大きく上昇することを明らかにした。
【0071】
【化22】

【0072】
すなわち、カルバゾリル基を片側のフェニル基にだけに導入することで、電気化学的安
定性が大きく向上することを見出した。従って、本発明のアントラセン誘導体は、一般式
(2)〜(4)で示されるようなジフェニルアントラセン骨格と、カルバゾリル基を同時
に一つずつ有することを特徴とする。なお、カルバゾリル基は9位の窒素原子が該フェニ
ル基と直接結合している構造がより好ましい。
【0073】
以上のような構成を有する本発明のアントラセン誘導体はバンドギャップが非常に大き
いことから青色の発光を色純度良く得ることが可能である。また、本発明のアントラセン
誘導体は電気化学的安定性の高いアントラセン誘導体である。また、本発明のアントラセ
ン誘導体は熱的安定性の高いアントラセン誘導体である。また、本発明のアントラセン誘
導体はバンドギャップが非常に大きいことからを発光素子における発光層のホストとして
用いることによって青色の発光を色純度良く得ることが可能となる。また、本発明のアン
トラセン誘導体はバンドギャップが非常に大きいことから発光素子における発光層のドー
パントとして用いることによって色純度の良い青色の発光を得ることが可能となる。また
、本発明のアントラセン誘導体を用いた発光素子は信頼性の高い発光素子とすることがで
きる。とりわけ、本発明のアントラセン誘導体を発光層におけるホストとドーパント両方
に適用した発光素子は非常に信頼性の高い発光素子とすることができる。
【0074】
なお本発明で提示するアントラセン誘導体は、アントラセン骨格や、アントラセン骨格
と直接結合したフェニル基にアリール基、アルキル基を含有していても良い。これは以下
の理由に基づく。
【0075】
有機発光素子において、材料の結晶化は素子に致命的なダメージを引き起こす。具体的
には、電極間ショートの直接的原因となり、発光が阻害されてしまう。従って、材料の結
晶性を低下させる必要があり、このためにはアントラセン骨格やアントラセン骨格と直接
結合したフェニル基に適当な置換基を導入することが効果的である。このような置換基と
してはアリール基やアルキル基を用いることができる。
【0076】
導入するアリール基やアルキル基に制限は無いが、アリール基としてはフェニル基やo
−ビフェニル基等が、アルキル基としてはメチル基やt−ブチル基等が好ましい。
【0077】
アルキル基は結晶性を抑制する効果が非常に高く、アリール基の導入では結晶化が抑制
出来ないような構造であっても、その結晶性を抑制することが可能となる。ただし、アル
キル基の導入はキャリア輸送性の低下を招く場合があり、これら置換基を導入しようとす
る物質の結晶性がさほど高く無い場合であれば、導入する置換基はアリール基の方がキャ
リア輸送性の維持といった面においては有効である。
【0078】
また、本発明で提示されるアントラセン誘導体は、カルバゾリル基にジアリールアミノ
基が導入されていても良い。これは特に、該アントラセン誘導体を発光材料としてドーパ
ントに用いる時に特に有効である。これは以下の理由に基づく。
【0079】
一般的に効率の高い有機発光素子においては、発光層はホール輸送材料と電子輸送材料
との間に設置される。そして発光領域は、発光層の電子輸送材料側、あるいはホール輸送
材料側のいずれかに偏っている。このとき、電子輸送材料、あるいはホール輸送材料のバ
ンドギャップが小さく、発光波長が発光層の発光波長よりも短い場合、発光層において形
成された発光材料の励起エネルギーの一部、あるいは全ては輸送層へ移動する。すると発
光層からの発光が得られない、あるいは発光層からの発光に輸送材料の発光が混在するこ
ととなり、色純度の低下、発光効率の低下に結びつく。
【0080】
ホール輸送材料に関しては、バンドギャップが大きく、発光波長の短い化合物が知られ
ており、また発光素子に適用した場合にも優れた信頼性を示すものが多い。これに対し電
子輸送材料に関しては、信頼性の良い材料は幾つか知られているものの、一般的にバンド
ギャップが小さい。従って、特に短波長領域に発光を示す発光素子を作製する場合、発光
領域を電子輸送領域に偏らせると、長波長の発光を伴いやすい。短波長の発光を得るため
には、発光領域をホール輸送材料に近い領域に設定することが好ましい。
【0081】
このためには、発光層は電子輸送性を有することが好ましく、適度な電子輸送性を示す
アントラセン骨格は好適である。しかし、アントラセン骨格はホール輸送性も有するため
、発光領域を限定することが比較的困難である。このため、発光層中に、ホール輸送性に
優れ、かつホールをトラップできる発光材料を少量ドープすることが好ましい。すなわち
、アントラセン骨格に基づく電子輸送性材料をホスト化合物とし、ホールをトラップでき
、かつ発光量子収率の高いドーパントを添加する素子構造が最適である。
【0082】
以上のことを考慮すると、ドーパントはホール輸送性を示し、かつ、発光層のホストと
比較してHOMO準位が正に大きくなければならない。このような要求に適した構造がア
リールアミン構造である。また、発光効率が極めて高い骨格として、ジフェニルアントラ
セン骨格が好適である。
【0083】
なお、アリールアミン構造が導入された本発明のアントラセン誘導体は、アリールアミ
ン構造が導入されない本発明のアントラセン誘導体と比較してバンドギャップが小さくな
る傾向がある。従って、アリールアミン構造が導入された本発明のアントラセン誘導体を
ドーパントとし、アリールアミン構造が導入されない本発明のアントラセン誘導体をホス
トとすることで好適に発光素子の発光層を作製することができる。
【0084】
以上の理由から、本発明のアントラセン誘導体は、アリールアミノ基が導入されたカル
バゾリル基を有していると好ましい。この化合物においては、アントラセン骨格からの発
光が得られるため、良好な色純度を有する青色発光を得ることができる。
【0085】
また、これらのアントラセン誘導体においてバンドギャップが2.7eV以上、3.0
eV以下であるアントラセン誘導体、もしくは最大発光が400〜500nmの間にある
アントラセン誘導体が青色として良好な色度を示すことから特にドーパントとしての使用
に対し好適である。
【0086】
以上のような設計指針に基づき、上記一般式(2)〜(4)で表される本発明のアントラ
セン誘導体の代表例を下記構造式(11)〜(120)に示す。もちろん本発明はこれに
限られることはない。
【0087】
【化23】

【0088】
【化24】

【0089】
【化25】

【0090】
【化26】

【0091】
【化27】

【0092】
【化28】

【0093】
【化29】

【0094】
【化30】

【0095】
(実施の形態2)
本実施の形態では、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を用いた発光素子につい
て説明する。
【0096】
本発明における発光素子の構造は、一対の電極間に、発光物質を含む層を有するもので
ある。なお、素子構造については、特に制限はなく、目的に応じて、公知の構造を適宜選
択することができる。
【0097】
図1に、本発明における発光素子の素子構成の一例を模式的に示す。図1に示す発光素
子は、第1の電極101と第2の電極103との間に発光物質を含む層102を有する構
成となっている。そして、発光物質を含む層102は、実施の形態1に記載のアントラセ
ン誘導体を含んでいる。なお、本発明における陽極とは、発光物質を含む層に正孔を注入
する電極のことを示す。また、本発明における陰極とは、発光物質を含む層に電子を注入
する電極のことを示す。第1の電極101及び第2の電極103はそのどちらかが陽極で
あり、もう一方が陰極となる。なお、図1において、100は絶縁物である。
【0098】
陽極としては、公知の材料を用いることができ、仕事関数の大きい(具体的には4.0
eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好まし
い。具体的には、インジウム錫酸化物(ITO:indium tin oxide)、
または珪素を含有したインジウム錫酸化物、2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を含む
酸化インジウム(IZO)等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッ
タにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。その他、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:TiN)等を用いることも可能である。
【0099】
一方、陰極としては、公知の材料を用いることができ、仕事関数の小さい(具体的には
3.8eV以下)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが
好ましい。具体的には、元素周期律の1族または2族に属する金属、すなわちリチウム(
Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム
(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(M
gAg、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。ただし、高い電子注入性を有する電子注入層を用
いることにより、仕事関数の高い材料、すなわち、通常は陽極に用いられている材料で陰
極を形成することもできる。例えば、Al、Ag等の金属、ITO等の導電性無機化合物
により陰極を形成することもできる。
【0100】
発光物質を含む層102には、公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高
分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、発光物質を含む層102を形成する材
料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含
めるものとする。また、発光物質を含む層は、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層(ホ
ールブロッキング層)、発光層、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する層を適
宜組み合わせて構成されるが、発光層を単層で構成してもよいし、上記した複数の層を積
層させた構成としてもよい。また、それぞれの層の有する機能を2つ以上同時に有する層
を含んでいても良い。
【0101】
また、発光物質を含む層の作製には、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、デ
ィップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
【0102】
なお、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は、バンドギャップが大きく、短波長
の発光が可能である。従って、色純度の良い青色発光が得られるため、発光層の発光材料
として用いることが可能である。この際、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体のう
ち、一種類だけを用い、いわゆる単層膜として発光層とすることもできる。
【0103】
一方、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体で構成される層に、実施の形態1に記
載のアントラセン誘導体よりも小さなバンドギャップを有する発光材料(以下、ドーパン
トと記す)を添加し、ドーパントからの発光を得ることができる。このとき、実施の形態
1に記載のアントラセン誘導体はホストとして機能する。実施の形態1に記載のアントラ
セン誘導体は大きなバンドギャップを有するため、比較的短波長に発光を有するドーパン
トを用いても、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体からの発光ではなく、ドーパン
トからの発光が色純度良く、効率よく得られる。具体的には、450nmあたりに発光極
大を有する発光材料が優れた青色の色純度を示すが、このような材料をドーパントとして
用いることが可能である。また、550nmあたりに発光極大を有する発光材料が優れた
緑色の色純度を示すが、このような材料をドーパントとして用いることも可能である。同
様に、650nmあたりに発光極大を有する発光材料が優れた赤色の色純度を示すが、こ
のような材料をドーパントとして用いることも可能である。ただし、発光波長が長いドー
パントは、一般に吸収波長も長波長領域に存在する。実施の形態1に記載のアントラセン
誘導体をホストとして用いる場合には、前記アントラセン誘導体の発光と、ドーパントの
吸収に重なりが存在することが不可欠である。これは、ホストの発光とドーパントの吸収
に重なりが無ければ、エネルギー移動が困難になるためである。
【0104】
発光層において実施の形態1に記載のアントラセン誘導体で構成されるホスト中にドー
パントを添加して、ドーパントからの発光を得る場合、添加する発光材料としては、蛍光
発光材料、燐光発光材料のどちらも用いることができる。ただし、りん光発光材料を用い
る場合には、りん光発光材料の三重項準位が、アントラセンの三重項準位よりも低いこと
が不可欠である。これらの発光材料の例としては、具体的には、クマリン誘導体、オリゴ
フェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、キノロン誘導体、アクリド
ン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体な
どが好適である。これらのドーパントを少量、具体的には0.001から50wt%、好
ましくは0.03から20wt%の割合で添加する。
【0105】
一方、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をホストとして機能する材料中にドー
ピングし、ドーパントとして用いることも可能である。この場合には、ドーパントとして
使用する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体よりも大きなバンドギャップを持つ化
合物がホストに求められる条件の一つである。従って、この場合、ホストとしては、ドー
パントとして使用する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体よりも大きなバンドギャ
ップを有する、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をホストとすることも可能であ
る。具体的には、構造式(11)〜(72)で示すような、ジアリールアミノ基を持たな
い実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をホストとし、構造式(73)〜(120)
で示すような、ジアリールアミノ基を有する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を
ドーパントとして用いるのが好適である。もちろん、ジアリールアミノ基を持たない本発
明のアントラセン誘導体同士、ジアリールアミノ基を有する本発明のアントラセン誘導体
同士もバンドギャップの大小を考慮した上で、発光層におけるホストとゲストとして用い
ることも可能である。このように、発光層のどちらも本発明のアントラセン誘導体とする
ことが出来るのでさらに信頼性の高い発光素子を得ることができる。
【0106】
もちろん、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体以外の材料もホストとして用いるこ
とができる。具体的には、テトラアリールシラン誘導体、ジナフタレン誘導体、ピレン誘
導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾニトリル誘導体等などが
挙げられる。これらの物質からなるホストに、当該ホストより小さいバンドギャップを有
する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をドーパントとして加えることで実施の形
態1に記載のアントラセン誘導体から色純度の良い青色の発光を得ることができる。また
、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をもちいることで信頼性の高い発光素子とす
ることができる。
【0107】
また、発光素子は先に述べたように陽極と陰極との間に発光層だけでなく、発光層の陰
極側、および陽極側に、異なる材料で構成される層を積層する構成であっても良い。特に
、電極からのキャリア注入を促進する電子注入層、ならびに正孔注入層を発光層と陰極間
、あるいは発光層と陽極間にそれぞれ設置することで、駆動電圧の低減が達成できる。
【0108】
正孔注入層を形成する正孔注入性材料としては公知の材料を用いることができる。具体
的には、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金
属酸化物などが良い。これらの酸化物に適当な有機化合物を混合しても良い。あるいは、
有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン(略称:H
Pc)、銅フタロシアニン(略称:CuPc)等を用いることができる。また、導電性高
分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸(略称:PS
S)をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン(略称:PEDOT)や、ポリアニリ
ン(略称:PAni)などを用いることができる。
【0109】
電子注入層を形成する電子注入性材料としては、公知の材料を用いることができる。具
体的には、フッ化カルシウムやフッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアル
カリ金属塩、アルカリ土類金属塩などが好適である。あるいは、トリス(8−キノリノラ
ト)アルミニウム(略称:Alq)やバソキュプロイン(略称:BCP)などの、いわ
ゆる電子輸送性の材料にリチウムなどのドナー性化合物を添加した層も用いることができ
る。
【0110】
これらの電子注入層、正孔注入層を用いることにより、キャリア注入障壁が低減し、効
率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果駆動電圧の低減が図られる。
【0111】
さらに、キャリア注入層と発光層との間には、キャリア輸送層を設置するのが良い。こ
れは、キャリア注入層と発光層が接すると、発光層から得られる発光の一部がクエンチさ
れてしまい、発光効率が低下する可能性があるためである。正孔輸送層を用いる場合、正
孔注入層と発光層との間に、設置される。好ましい材料としては、芳香族アミン系(すな
わち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの)の化合物である。広く用いられている材料
として、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフ
ェニル,その誘導体である4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミ
ノ]−ビフェニル(以下、NPBと記す)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェ
ニル−アミノ)−トリフェニルアミン、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフ
ェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミンなどのスターバースト型芳香族
アミン化合物が挙げられる。
【0112】
一方、電子輸送層を用いる場合、発光層と電子注入層との間に設置される。相応しい材
料としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4
−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロ
キシベンゾ[h]−キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq)、ビス(2−メチル−
8−キノリノラト)−(4−ヒドロキシ−ビフェニリル)−アルミニウム(略称:BAl
q)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn
(BOX))、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(略
称:Zn(BTZ))などの典型金属錯体が挙げられる。あるいは9,10−ジフェニ
ルアントラセンや4,4’−ビス(2,2−ジフェニルエテニル)ビフェニルなどの炭化
水素系化合物なども好適である。あるいは、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4
−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾールなど
のトリアゾール誘導体、バソフェナントロリンやバソキュプロインなどのフェナントロリ
ン誘導体を用いても良い。
【0113】
実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は非常にバンドギャップが大きい。従って、
実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を発光層における発光材料やドーパントとして
用いる本発明の発光素子は、非常に短波長の発光が可能であり、色純度の良い青色発光を
得ることができる、また信頼性の高い発光素子とすることができる。また、実施の形態1
に記載のアントラセン誘導体を発光層におけるホストとして用いる本発明の発光素子は、
青色の発光を色純度良く得ることができる発光素子である、また、信頼性の高い発光素子
とすることができる。
【0114】
また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は電気化学的、熱的に安定である。ま
た、実施の形態1に記載のアントラセンの9、10位に結合している置換基は縮合芳香環
ではなく、フェニル基であるため、励起状態の安定性が高い。したがって、実施の形態1
に記載のアントラセン誘導体を用いた本発明の発光素子は、高い信頼性を有し、かつ青色
として優れた色純度を有する発光が得られる発光素子である。
【0115】
なお、本発明の形態では、発光層のみからの発光が得られる発光素子の構造を示したが
、発光層だけでなく、他の層、例えば電子輸送層やホール輸送層からの発光が得られるよ
うに設計しても構わない。例えば電子輸送層やホール輸送層に発光に預かるドーパントを
添加することで、発光層だけでなく、輸送層からの発光も得られる。発光層と輸送層に用
いる発光材料の発光色が異なれば、それらの発光が重なり合ったスペクトルが得られる。
発光色が互いに補色の関係であれば、白色の発光が得られる。
【0116】
なお、第1の電極101や第2の電極103の種類を変えることで、本実施の形態の発
光素子は様々なバリエーションを有する。第1の電極101を光透過性とすることで、第
1の電極101側から光を射出する構成となり、また、第1の電極101を遮光性(特に
反射性)とし、第2の電極103を光透過性とすることで、第2の電極103の側から光
を射出する構成となる。さらに、第1の電極101、第2の電極103の両方を光透過性
とすることで、第1の電極側、第2の電極側の両方に光を射出する構成も可能となる。
【0117】
(実施の形態3)
本実施の形態では、本発明の発光装置について図2、図3を参照し、作製方法を示しな
がら説明する。なお、本実施の形態ではアクティブマトリクス型の発光装置を作成する例
を示したが、本発明はパッシブ型の発光装置についてももちろん適用することが可能であ
る。
【0118】
まず、基板50上に第1の下地絶縁層51a、第2の下地絶縁層51bを形成した後、
さらに半導体層を第2の下地絶縁層51b上に形成する。(図2(A))
【0119】
基板50の材料としてはガラス、石英やプラスチック(ポリイミド、アクリル、ポリエ
チレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンな
ど)等を用いることができる。これら基板は必要に応じてCMP等により研磨してから使
用しても良い。本実施の形態においてはガラス基板を用いる。
【0120】
第1の下地絶縁層51a、第2の下地絶縁層51bは基板50中のアルカリ金属やアル
カリ土類金属など、半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散する
のを防ぐ為に設ける。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素、酸
素を含む窒化ケイ素などを用いることができる。本実施の形態では第1の下地絶縁層51
aを窒化ケイ素で、第2の下地絶縁層51bを酸化ケイ素で形成する。本実施の形態では
、下地絶縁層を第1の下地絶縁層51a、第2の下地絶縁層51bの2層で形成したが、
単層で形成してもかまわないし、2層以上の多層であってもかまわない。また、基板から
の不純物の拡散が気にならないようであれば下地絶縁層は設ける必要がない。
【0121】
続いて形成される半導体層は本実施の形態では非晶質ケイ素膜をレーザ結晶化して得る
。第2の下地絶縁層51b上に非晶質ケイ素膜を25〜100nm(好ましくは30〜6
0nm)の膜厚で形成する。作製方法としては公知の方法、例えばスパッタ法、減圧CV
D法またはプラズマCVD法などが使用できる。その後、500℃で1時間の加熱処理を
行い、水素出しをする。
【0122】
続いてレーザ照射装置を用いて非晶質ケイ素膜を結晶化して結晶質ケイ素膜を形成する
。本実施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用し、発振されたレーザビームを
光学系を用いて線状のビームスポットに加工し非晶質ケイ素膜に照射することで結晶質ケ
イ素膜とし、半導体層として用いる。
【0123】
非晶質ケイ素膜の他の結晶化の方法としては、他に、熱処理のみにより結晶化を行う方
法や結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う事によって行う方法もある。結晶化
を促進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、金
などが挙げられ、このような元素を用いることによって熱処理のみで結晶化を行った場合
に比べ、低温、短時間で結晶化が行われるため、ガラス基板などへのダメージが少ない。
熱処理のみにより結晶化をする場合は、基板50を熱に強い石英基板などにすればよい。
【0124】
続いて、必要に応じて半導体層にしきい値をコントロールする為に微量の不純物添加、
いわゆるチャネルドーピングを行う。要求されるしきい値を得る為にN型もしくはP型を
呈する不純物(リン、ボロンなど)をイオンドーピング法などにより添加する。
【0125】
その後、図2(A)に示すように半導体層を所定の形状に加工し、島状の半導体層52
を得る。この工程は半導体層にフォトレジストを塗布し、所定のマスク形状を露光し、焼
成して、半導体層上にレジストマスクを形成し、このマスクを用いてエッチングをするこ
とにより行われる。
【0126】
続いて半導体層52を覆うようにゲート絶縁層53を形成する。ゲート絶縁層53はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用いて膜厚を40〜150nmとしてケイ素を含む絶
縁層で形成する。本実施の形態では酸化ケイ素を用いて形成する。
【0127】
次いで、ゲート絶縁層53上にゲート電極54を形成する。ゲート電極54はタンタル
、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、銅、クロム、ニオブから選ばれた
元素、または元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、
リン等の不純物元素をドーピングした多結晶ケイ素膜に代表される半導体膜を用いてもよ
い。また、AgPdCu合金を用いてもよい。
【0128】
また、本実施の形態ではゲート電極54は単層で形成されているが、下層にタングステ
ン、上層にモリブデンなどの2層以上の積層構造でもかまわない。積層構造としてゲート
電極を形成する場合であっても前段で述べた材料を使用するとよい。また、その組み合わ
せも適宜選択すればよい。ゲート電極54の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用
し、エッチングをして行う。
【0129】
続いて、ゲート電極54をマスクとして半導体層52に高濃度の不純物を添加する。こ
れによって半導体層52、ゲート絶縁層53、及びゲート電極54を含む薄膜トランジス
タ70が形成される。
【0130】
なお、薄膜トランジスタの作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジ
スタを作製できるように適宜変更すればよい。
【0131】
本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性シリコン膜を用いたトッ
プゲートの薄膜トランジスタを用いたが、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜
トランジスタを画素部に用いることも可能である。非晶質半導体はケイ素だけではなくシ
リコンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニ
ウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
【0132】
また非晶質半導体中に0.5nm〜20nmの結晶を粒観察することができる微結晶半
導体膜(セミアモルファス半導体)を用いてもよい。また0.5nm〜20nmの結晶を
粒観察することができる微結晶はいわゆるマイクロクリスタル(μc)とも呼ばれている

【0133】
セミアモルファス半導体であるセミアモルファスシリコン(SASとも表記する)は、
SiH、Si、SiHCl、SiHCl、SiCl、SiFなどをグ
ロー放電分解することにより得ることができる。これらを水素、水素とヘリウム、アルゴ
ン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いるこ
とでSASの形成を容易なものとすることができる。希釈率は10倍〜1000倍の範囲
でこれらを希釈することが好ましい。グロー放電分解による被膜の反応生成は0.1Pa
〜133Paの範囲の圧力で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は1MHz〜
120MHz、好ましくは13MHz〜60MHzの高周波電力を供給すれば良い。基板
加熱温度は300度以下が好ましく、100〜250度の基板加熱温度が好適である。
【0134】
このようにして形成されたSASはラマンスペクトルが520cm−1よりも低波数側
にシフトしており、X線回折ではSi結晶格子に由来するとされる(111)、(220
)の回折ピークが観測される。未結合手(ダングリングボンド)の終端化剤として水素ま
たはハロゲンを少なくとも1原子%またはそれ以上含ませている。膜中の不純物元素とし
て、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は1×1020cm−1以下とすることが
望ましく、特に、酸素濃度は5×1019/cm以下、好ましくは1×1019/cm
以下とする。TFTにしたときのμ=1〜10cm/Vsecとなる。
【0135】
また、このSASをレーザでさらに結晶化して用いても良い。
【0136】
続いて、ゲート電極54、ゲート絶縁層53を覆って絶縁膜(水素化膜)59を窒化ケ
イ素により形成する。絶縁膜(水素化膜)59を形成したら480℃で1時間程度加熱を
行って、不純物元素の活性化及び半導体層52の水素化を行う。
【0137】
続いて、絶縁膜(水素化膜)59を覆う第1の層間絶縁層60を形成する。第1の層間
絶縁層60を形成する材料としては酸化ケイ素、アクリル、ポリイミドやシロキサン、I
ow−k材料等をもちいるとよい。本実施の形態では酸化ケイ素膜を第1の層間絶縁層と
して形成した。(図2(B))
【0138】
次に、半導体層52に至るコンタクトホールを開口する。コンタクトホールはレジスト
マスクを用いて、半導体層52が露出するまでエッチングを行うことで形成することがで
き、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでも形成することができる。なお、条
件によって一回でエッチングを行ってしまっても良いし、複数回に分けてエッチングを行
っても良い。また、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチン
グの両方を用いても良い。(図2(C))
【0139】
そして、当該コンタクトホールや第1の層間絶縁層60を覆う導電層を形成する。当該導
電層を所望の形状に加工し、接続部61a、配線61bなどが形成される。この配線はア
ルミニウム、銅、アルミニウムと炭素とニッケルの合金、アルミニウムと炭素とモリブデ
ンの合金等の単層でも良いが、基板側からモリブデン、アルミニウム、モリブデンの積層
構造やチタン、アルミニウム。チタンやチタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンとい
った構造でも良い。(図2(D))
【0140】
その後、接続部61a、配線61b、第1の層間絶縁層60を覆って第2の層間絶縁層
63を形成する。第2の層間絶縁層63の材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポ
リイミド、シロキサンなどの塗布膜が好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを
第2の層間絶縁層63として用いる。(図2(E))
【0141】
続いて第2の層間絶縁層63上に窒化ケイ素などで絶縁層を形成してもよい。これは後
の画素電極のエッチングにおいて、第2の層間絶縁層63が必要以上にエッチングされて
しまうのを防ぐ為に形成する。そのため、画素電極と第2の層間絶縁層のエッチングレー
トの比が大きい場合には特に設けなくとも良い。続いて、第2の層間絶縁層63を貫通し
て接続部61aに至るコンタクトホールを形成する。
【0142】
そして当該コンタクトホールと第2の層間絶縁層63(もしくは絶縁層)を覆って、透
光性を有する導電層を形成したのち、当該透光性を有する導電層を加工して薄膜発光素子
の第1の電極64を形成する。ここで第1の電極64は接続部61aと電気的に接触して
いる。
【0143】
第1の電極64の材料としてはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、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)、リチウム(Li
)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(
Sr)、チタン(Ti)などの導電性を有する金属、又はアルミニウム−シリコン(Al
−Si)、アルミニウム−チタン(Al−Ti)、アルミニウム−シリコン−銅(Al−
Si−Cu)等それらの合金、または窒化チタン(TiN)等の金属材料の窒化物、IT
O(indium tin oxide)、ケイ素を含有するITO、酸化インジウムに
2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zinc ox
ide)等の金属化合物など実施の形態1に示したような導電膜により形成することがで
きる。
【0144】
また、発光を取り出す方の電極は透明性を有する導電膜により形成すれば良く、ITO
(indium tin oxide)、ケイ素を含有するITO(ITSO)、酸化イ
ンジウムに2〜20wt%の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zi
nc oxide)などの金属化合物の他、Al、Ag等金属の極薄膜を用いる。また、
第2の電極の方から発光を取り出す場合は第1の電極は反射率の高い材料(Al、Ag等
)を用いることができる。本実施の形態ではITSOを第1の電極64として用いた(図
3(A))。
【0145】
次に第2の層間絶縁層63(もしくは絶縁層)及び第1の電極64を覆って有機材料も
しくは無機材料からなる絶縁層を形成する。続いて当該絶縁層を第1の電極64の一部が
露出するように加工し、隔壁65を形成する。隔壁65の材料としては、感光性を有する
有機材料(アクリル、ポリイミドなど)が好適に用いられるが、感光性を有さない有機材
料や無機材料で形成してもかまわない。また、隔壁65の材料にチタンブラックやカーボ
ンナイトライドなどの黒色顔料や染料を分散材などを用いて分散し、隔壁65を黒くする
ことでブラックマトリクス様に用いても良い。隔壁65の第1の電極に向かう端面は曲率
を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい(図3(B
))。
【0146】
次に、発光物質を含む層66を形成し、続いて発光物質を含む層66を覆う第2の電極
67を形成する。これによって第1の電極64と第2の電極67との間に発光物質を含む
層66を挟んでなる発光素子93を作製することができ、第1の電極に第2の電極より高
い電圧をかけることによって発光を得ることができる。第2の電極67の形成に用いられ
る電極材料としては第1の電極の材料と同様の材料を用いることができる。本実施の形態
ではアルミニウムを第2の電極として用いた。
【0147】
また、発光物質を含む層66は、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディッ
プコート法などによって形成される。発光物質を含む層66には、実施の形態1に記載の
アントラセン誘導体が含まれている。発光物質を含む層66は実施の形態2で述べたよう
に、各機能を有する層の積層であっても良いし、発光層の単層であっても良い。また、発
光物質を含む層66には実施の形態1に記載のアントラセン誘導体が発光層として含まれ
ている。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は発光層のホスト又はドーパン
トもしくはその両方として含まれていても良い。また、実施の形態1に記載のアントラセ
ン誘導体は発光物質を含む層における発光層以外のその他の層やその一部として含まれて
いても良い。特にジアリールアミノ基を有する本発明のアントラセン誘導体は正孔輸送性
にも優れる為、正孔輸送層としても使用が可能である。また、実施の形態1に記載のアン
トラセン誘導体と組み合わせて用いる材料は、低分子系材料、中分子材料(オリゴマー、
デンドリマーを含む)、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質を含む層に
用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発
明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとす
る。
【0148】
その後、プラズマCVD法により窒素を含む酸化ケイ素膜をパッシベーション膜として
形成する。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でSiH、N
O、NHから作製される酸化窒化ケイ素膜、またはSiH、NOから作製される
酸化窒化ケイ素膜、あるいはSiH、NOをArで希釈したガスから形成される酸化
窒化ケイ素膜を形成すれば良い。
【0149】
また、パッシベーション膜としてSiH、NO、Hから作製される酸化窒化水素
化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第1のパッシベーション膜は単層構造に限定さ
れるものではなく、他のケイ素を含む絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として用いて
も良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケ
イ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化ケイ素膜の代わりに形成しても
よい。
【0150】
続いて発光素子を水などの劣化を促進する物質から保護するために、表示部の封止を行
う。対向基板を封止に用いる場合は、絶縁性のシール材により、外部接続部が露出するよ
うに貼り合わせる。対向基板と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体
を充填しても良いし、シール材を画素部全面に塗布しそれにより対向基板を貼り合わせて
も良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤や
基板間のギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部に
フレキシブル配線基板を貼り付けることによって、発光装置が完成する。
【0151】
以上のように作製した発光装置の構成の1例を図4参照しながら説明する。なお、形が
異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略する部分もあ
る。本実施の形態では、LDD構造を有する薄膜トランジスタ70が接続部61aを介し
て発光素子93に接続している。
【0152】
図4(A)は第1の電極64が透光性を有する導電膜により形成されており、基板50
側に発光積層体66より発せられた光が取り出される構造である。なお94は対向基板で
あり、発光素子93が形成された後、シール材などを用い、基板50に固着される。対向
基板94と素子との間に透光性を有する樹脂88等を充填し、封止することによって発光
素子93が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、樹脂88が吸湿性を有して
いることが望ましい。さらに樹脂88中に透光性の高い乾燥剤89を分散させるとさらに
水分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい形態である。
【0153】
図4(B)は第1の電極64と第2の電極67両方が透光性を有する導電膜により形成
されており、基板50及び対向基板94の両方に光を取り出すことが可能な構成となって
いる。また、この構成では基板50と対向基板94の外側に偏光板90を設けることによ
って画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上する。偏光板90の外側に
は保護フィルム91を設けると良い。
【0154】
なお、表示機能を有する本発明の発光装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビ
デオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号
が電圧を用いているものと、電流を用いているものとに分けられる。発光素子の発光時に
おいて、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがあり、ビデオ
信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる
電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される
電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加
される電圧が一定のものは定電圧駆動であり、発光素子に流れる電流が一定のものは定電
流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発
明の発光装置及びその駆動方法には、上記したどの駆動方法を用いてもよい。
【0155】
このような構成を有する本発明の発光装置は信頼性が高い発光装置である。このような
構成を有する本発明の発光装置は色純度の良い青色の発光を得ることが出来る発光装置で
ある。また、このような構成を有する本発明の発光装置は色再現性の良い発光装置である

【0156】
本実施の形態は実施の形態1、実施の形態2の適当な構成と組み合わせて用いることが
可能である。
【0157】
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の発光装置であるパネルの外観について図5を用いて説明す
る。図5は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板4006との間に
形成したシール材によって封止したパネルの上面図であり、図5(B)は図5(A)の断
面図に相応する。また、このパネルに搭載されている発光素子の有する構成は、実施の形
態2に示したような構成である。
【0158】
基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回
路4004とを囲むようにして、シール材4005が設けられている。また、画素部40
02と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004の上に対向基板4006が設
けられている。よって画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路40
04とは基板4001とシール材4005と対向基板4006とによって充填材4007
と共に密封されている。
【0159】
また、基板4001上に設けられた画素部4002と信号線駆動回路4003と走査線
駆動回路4004とは薄膜トランジスタを複数有しており、図5(B)では信号線駆動回
路4003に含まれる薄膜トランジスタ4008と、画素部4002に含まれる薄膜トラ
ンジスタ4010とを示す。
【0160】
また、発光素子4011は、薄膜トランジスタ4010と電気的に接続されている。
【0161】
また、引き回し配線4014は画素部4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆
動回路4004とに、信号、または電源電圧を層供給する為の配線に相当する。引き回し
配線4014は、引き回し配線4015を介して接続端子4016と接続されている。接
続端子4016はフレキシブルプリントサーキット(FPC)4018が有する端子と異
方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。
【0162】
なお、充填材4007としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化
樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミ
ド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテ
ートを用いる事ができる。
【0163】
なお、本発明の発光装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルに
ICが実装されたモジュールとをその範疇に含む。
【0164】
以上のような本発明の発光装置は、画素部を構成する発光素子として実施の形態2に記
載の発光素子を有している為、画素部の信頼性が高い発光装置である。また、本発明の発
光装置は画素部を構成する発光素子として実施の形態2に記載の発光素子を有している為
、青色の色純度がよい発光装置である。また、本発明の発光装置は画素部を構成する発光
素子として実施の形態2に記載の発光素子を有している為、色再現性が良く表示品質の高
い発光装置である。
【0165】
本実施の形態は実施の形態1乃至と実施の形態3の適当な構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【0166】
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態4で示したパネル、モジュールが有する画素回路、保護
回路及びそれらの動作について説明する。なお、図2、図3に示してきた断面図は駆動用
TFT1403と発光素子1405の断面図となっている。
【0167】
図6(A)に示す画素は、列方向に信号線1410及び電源線1411、1412、行
方向に走査線1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TF
T1403、電流制御用TFT1404、容量素子1402及び発光素子1405を有す
る。
【0168】
図6(C)に示す画素は、駆動用TFT1403のゲート電極が、行方向に配置された
電源線1412に接続される点が異なっており、それ以外は図6(A)に示す画素と同じ
構成である。つまり、図6(A)(C)に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。しかし
ながら、行方向に電源線1412が配置される場合(図6(A))と、列方向に電源線1
412が配置される場合(図6(C))とでは、各電源線は異なるレイヤーの導電膜で形
成される。ここでは、駆動用TFT1403のゲート電極が接続される配線に注目し、こ
れらを作製するレイヤーが異なることを表すために、図6(A)(C)として分けて記載
する。
【0169】
図6(A)(C)に示す画素の特徴として、画素内に駆動用TFT1403と電流制御
用TFT1404が直列に接続されており、駆動用TFT1403のチャネル長L(14
03)、チャネル幅W(1403)、電流制御用TFT1404のチャネル長L(140
4)、チャネル幅W(1404)は、L(1403)/W(1403):L(1404)
/W(1404)=5〜6000:1を満たすように設定するとよい。
【0170】
なお、駆動用TFT1403は、飽和領域で動作し発光素子1405に流れる電流値を
制御する役目を有し、電流制御用TFT1404は線形領域で動作し発光素子1405に
対する電流の供給を制御する役目を有する。両TFTは同じ導電型を有していると作製工
程上好ましく、本実施の形態ではnチャネル型TFTとして形成する。また駆動用TFT
1403には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のTFTを用いても
よい。上記構成を有する本発明の発光装置は、電流制御用TFT1404が線形領域で動
作するために、電流制御用TFT1404のVgsの僅かな変動は、発光素子1405の
電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子1405の電流値は、飽和領域で動作する
駆動用TFT1403により決定することができる。上記構成により、TFTの特性バラ
ツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質を向上させた発光装置を提供するこ
とができる。
【0171】
図6(A)〜(D)に示す画素において、スイッチング用TFT1401は、画素に対
するビデオ信号の入力を制御するものであり、スイッチング用TFT1401がオンとな
ると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子1402にそのビデオ信号の
電圧が保持される。なお図6(A)(C)には、容量素子1402を設けた構成を示した
が、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持する容量がゲート容量などでまかなう
ことが可能な場合には、容量素子1402を設けなくてもよい。
【0172】
図6(B)に示す画素は、TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図
6(A)に示す画素構成と同じである。同様に、図6(D)に示す画素は、TFT140
6と走査線1414を追加している以外は、図6(C)に示す画素構成と同じである。
【0173】
TFT1406は、新たに配置された走査線1414によりオン又はオフが制御される
。TFT1406がオンとなると、容量素子1402に保持された電荷は放電し、電流制
御用TFT1404がオフとなる。つまり、TFT1406の配置により、強制的に発光
素子1405に電流が流れない状態を作ることができる。そのためTFT1406を消去
用TFTと呼ぶことができる。従って、図6(B)(D)の構成は、全ての画素に対する
信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始す
ることができるため、デューティ比を向上することが可能となる。
【0174】
図6(E)に示す画素は、列方向に信号線1410、電源線1411、行方向に走査線
1414が配置される。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、
容量素子1402及び発光素子1405を有する。図6(F)に示す画素は、TFT14
06と走査線1415を追加している以外は、図6(E)に示す画素構成と同じである。
なお、図6(F)の構成も、TFT1406の配置により、デューティ比を向上すること
が可能となる。
【0175】
以上のように、多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜から薄
膜トランジスタを形成する場合、駆動用TFT1403の半導体膜を大きくすると好まし
い。そのため、上記画素回路において、発光積層体からの光が封止基板側から射出する上
面発光型とすると好ましい。
【0176】
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にT
FTが設けられているため低電圧駆動でき、有利であると考えられている。
【0177】
本実施の形態では、一画素に各TFTが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置
について説明したが、一列毎にTFTが設けられるパッシブマトリクス型の発光装置を形
成することもできる。パッシブマトリクス型の発光装置は、各画素にTFTが設けられて
いないため、高開口率となる。発光が発光積層体の両側へ射出する発光装置の場合、パッ
シブマトリクス型の発光装置を用いる透過率が高まる。
【0178】
続いて、図6(E)に示す等価回路を用い、走査線及び信号線に保護回路としてダイオ
ードを設ける場合について説明する。
【0179】
図7には、画素部1500にスイッチング用TFT1401、1403、容量素子14
02、発光素子1405が設けられている。信号線1410には、ダイオード1561と
1562が設けられている。ダイオード1561と1562は、スイッチング用TFT1
401又は1403と同様に、上記実施の形態に基づき作製され、ゲート電極、半導体層
、ソース電極及びドレイン電極等を有する。ダイオード1561と1562は、ゲート電
極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することによりダイオードとして動作させて
いる。
【0180】
ダイオードと接続する共通電位線1554、1555はゲート電極と同じレイヤーで形
成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するには、ゲート
絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
【0181】
走査線1414に設けられるダイオードも同様な構成である。
【0182】
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードを同時に形成するこ
とができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画
素との間に設けることもできる。
【0183】
本実施の形態は実施の形態1乃至と実施の形態4の適当な構成と適宜組み合わせて用い
ることができる。
【0184】
このような保護回路を有する本発明の発光装置は、当該発光装置は信頼性が高く、また
、青色の発光の色純度を良くすることが可能で、また、色再現性を良くすることが出来る
上、上記構成を有することで、発光装置としての信頼性をさらに高めることが可能となる

【0185】
(実施の形態6)
本発明の発光装置(モジュール)を搭載した本発明の電子機器として、ビデオカメラ、
デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーシ
ョンシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、
携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、
記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigitAl Versatile Di
sc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置
)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図8に示す。
【0186】
図8(A)は発光装置でありテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどが
これに当たる。筐体2001、表示部2003、スピーカー部2004等を含む。本発明
の発光装置は表示部2003の色再現性が良く表示品質が高い発光装置である。画素部に
はコントランスを高めるため、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板
へ1/4λ板、1/2λ板、偏光板の順にフィルムを設けるとよい。さらに偏光板上に反
射防止膜を設けてもよい。
【0187】
図8(B)は携帯電話であり、本体2101、筐体2102、表示部2103、音声入
力部2104、音声出力部2105、操作キー2106、アンテナ2108等を含む。本
発明の携帯電話は表示部2103の色再現性が良く表示品質が高い携帯電話である。
【0188】
図8(C)はコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キ
ーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。
本発明のコンピュータは表示部2203の色再現性が良く表示品質が高いコンピュータで
ある。図8(C)ではノート型のコンピュータを例示したが、表示部にハードディスクを
備えたデスクトップ型のコンピュータなどにも適用することが可能である。
【0189】
図8(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ
2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明のモバイルコンピ
ュータは表示部2302の表示品質が高いモバイルコンピュータである。
【0190】
図8(E)は携帯型のゲーム機であり、筐体2401、表示部2402、スピーカー部
2403、操作キー2404、記録媒体挿入部2405等を含む。本発明の携帯型ゲーム
機は表示部2402の色再現性が良く表示品質が高い携帯型ゲーム機である。
【0191】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが
可能である。
【0192】
本実施の形態は実施の形態1乃至実施の形態5の適当な構成と適宜組み合わせて用いる
ことができる。
【実施例1】
【0193】
本発明の材料の一例として下式(11)で表される化合物、9−[4−(N−カルバゾ
リル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(以下、CzPAと記す)の合成方法に
ついて説明する。
【0194】
【化31】

【0195】
まず、9−フェニルアントラセンの合成法について記述する。9−ブロモアントラセン
5.4g(21.1mmol)フェニルボロン酸2.6g(21.1mmol)、酢酸パ
ラジウム(0)260mg(0.21mmol)、2M炭酸カリウム水溶液10mL、ト
リ(オルトトリル)ホスフィン263mg(0.84mmol)、ジメトキシエタン(2
0mL)を100mL三口フラスコへ入れ、窒素気流下で80℃、9時間撹拌した。反応
後、析出した固体を吸引ろ過で回収してから、トルエンに溶かしフロリジール、セライト
、アルミナを通してろ過をした。ろ液を水、飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾
燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮したところ9−フェニルアントラセンを淡褐色固体とし
て4.0g、収率75%で得た。9−ブロモアントラセンからの9−フェニルアントラセ
ンの合成スキームを以下に示す。
【0196】
【化32】

【0197】
次に、9−フェニルアントラセンからの9−ブロモ−10−フェニルアントラセンの合
成法について記す。上記手法で合成した9−フェニルアントラセン6.0g(23.7m
mol)を四塩化炭素80mLにとかし、その反応溶液へ滴下ロートより、臭素3.80
g(21.1mmol)の四塩化炭素(10mL)溶液を滴下した。滴下終了後室温で1
時間攪拌した。チオ硫酸ナトリウム水溶液を加えて反応をストップした。有機層を水酸化
ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄し硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液
を濃縮し、得られた固体をトルエンに溶かしフロリジール、セライト、アルミナを通して
ろ過を行なった。ろ液を濃縮して得られた固体を、ジクロロメタン、ヘキサンにより再結
晶を行なったところ、9−ブロモ−10−フェニルアントラセンを淡黄色個体として7.
0g、収率89%で得た。9−フェニルアントラセンからの9−ブロモ−10−フェニル
アントラセンの合成スキームを以下に示す。
【0198】
【化33】

【0199】
次に、上記方法で合成した9−ブロモ−10−フェニルアントラセンを出発原料として
用いた、9−ヨード−10−フェニルアントラセンの合成法を示す。9−ブロモ−10−
フェニルアントラセン3.33g(10mmol)をTHF80mLに溶解し、−78℃
に冷却した後、n−BuLi(1.6M、7.5mL,12.0mmol)を滴下し1時
間攪拌した。 次にヨウ素5g(20.0mmol)のTHF(20mL)溶液を−78
℃で滴下し、さらに2時間攪拌した。反応後、室温に戻してからチオ硫酸ナトリウム水溶
液を加えて反応をストップした。有機層をチオ硫酸ナトリウム水溶液、飽和食塩水で洗浄
し硫酸マグネシウムで乾燥した。自然濾過後、ろ液を濃縮して得られた固体を、エタノー
ルにより再結晶したところ9−ヨード−10−フェニルアントラセンを淡黄色固体として
3.1g、収率83%で得た。9−ブロモ−10−フェニルアントラセンからの9−ヨー
ド−10−フェニルアントラセンの合成スキームを以下に示す。
【0200】
【化34】

【0201】
次に、上記方法で合成した9−ヨード−10−フェニルアントラセンを出発原料として
用いた、9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンの合成法を以下に示
す。9−ヨード−10−フェニルアントラセン1.0g(2.63mmol)、p−ブロ
モフェニルボロン酸542mg(2.70mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフ
ィン)パラジウム(0)46mg(0.03mmol)、2M炭酸カリウム水溶液(3m
L)、トルエン10mLの混合物を窒素気流下で80℃、9時間撹拌した。反応後、トル
エンを加えてからフロリジール、セライト、アルミナを通してろ過をした。ろ液を水、飽
和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮し、トルエン
、ヘキサンにより再結晶したところ9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アント
ラセンを淡褐色固体として562mg、収率45%で得た。9−ヨード−10−フェニル
アントラセンからの9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンの合成ス
キームを以下に示す。
【0202】
【化35】

【0203】
次に、上記方法で得た9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンを出
発原料とするCzPAの合成法を示す。9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)ア
ントラセン1.3g(3.2mmol)、カルバゾール578mg(3.5mmol)、
ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)50mg(0.017mmol)、t
−ブトキシナトリウム1.0mg(0.010mmol)、トリ(t−ブチル)ホスフィ
ン(10wt%溶液)0.1mL、トルエン30mLの混合物を窒素気流下で110℃、
10時間加熱還流した。反応後、溶液を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出し、有機層と
併せて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮し、
得られた油状物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエン=7:3)
により精製し、ジクロロメタン、ヘキサンにより再結晶したところ目的物のCzPAを1
.5g、収率93%で得た。
【0204】
CzPA5.50gを270℃、アルゴン気流下(流速3.0ml/min)、圧力6
.7Paの条件下で20時間昇華精製を行ったところ、3.98gを回収し回収率は72
%であった。9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンからのCzPA
の合成スキームを以下に示す。
【0205】
【化36】

【0206】
得られたCzPAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CDC
);δ=8.22(d、J=7.8Hz、2H),7.86−7.82(m、3H)
、7.61−7.36(m、20H)。また、H NMRのチャートを図9に示す。
【0207】
CzPAは淡黄色粉末状固体であった。CzPAの熱重量測定−示差熱分析(TG−D
TA:Thermogravimetry−Differential Thermal
Analysis)を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子工業
株式会社製,TG/DTA 320型)を用い、窒素雰囲気下、10℃/minの昇温速
度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係(熱重量測定)から、常圧下におけ
る分解開始温度は348℃であった。また、示差走査熱量分析装置(DSC:Diffe
rencial Scanning Calorimetry、パーキンエルマー製、型
番:Pyris1 DSC)を用いてCzPAのガラス転移温度、ならびに融点を調べた
結果、それぞれ125℃、305℃であり、熱的にも安定であることが分かった。
【0208】
また、CzPAのトルエン溶液およびCzPAの薄膜状態における吸収スペクトルを測
定した。アントラセンに基づく吸収がそれぞれ390nm、400nmあたりに観測され
た。また、CzPAのトルエン溶液およびCzPAの薄膜の発光スペクトルを図10に示
す。図10において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)を表す。最大発光
波長は、トルエン溶液の場合では448nm(励起波長370nm)、薄膜の場合では4
51nm(励起波長370nm)であり、青色の発光が得られることが分かった。
【0209】
また、CzPAの薄膜状態におけるHOMO準位とLUMO準位の測定を行った。HO
MO準位の値は、光電子分光装置(理研計器(株)製、AC−2)を用いて測定したイオ
ン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、LUMO準位の値は
、薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、HOMO準位の値に加算することにより得た
。その結果、HOMO準位、LUMO準位はそれぞれ−5.64eV、−2.71eVで
あり、2.93eVという非常に大きなバンドギャップを示した。
【実施例2】
【0210】
本発明の材料の一例として下式(59)で表される化合物、9−[4−(3、6−ジフ
ェニル−N−カルバゾリル)]フェニル−10−フェニルアントラセン(以下、DPCz
PAと記す)の合成方法について説明する。
【0211】
【化37】

【0212】
本化合物は、以下に示す合成方法に従って合成した。なお、9−フェニル−10−(4
−ブロモフェニル)アントラセンの合成は、実施例1に示す方法で行った。
【0213】
まず、3、6−ジフェニルカルバゾールの合成法を以下に示す。3、6−ジブロモカル
バゾール6.5g(20.0mmol)、フェニルボロン酸5.0g(41.0mmol
)、酢酸パラジウム(0)93mg(0.40mmol)、炭酸カリウム6.9g(5.
2mmol)、水25mL)、トリ(オルトトリル)ホスフィン610mg、ジメトキシ
エタン50mL)の混合物を窒素気流下80℃で3.5時間加熱還流した。反応後、溶液
を水で洗浄し、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮したところ3、6−ジフェニルカルバゾー
ルを白色固体として4.1g、収率63%で得た。3、6−ジフェニルカルバゾールの合
成スキームを以下に示す。
【0214】
【化38】

【0215】
次に、3、6−ジフェニルカルバゾールと9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル
)アントラセンとのカップリング反応による、DPCzPAの合成法を示す。9−フェニ
ル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン819mg(2.0mmol)、3、6
−ジフェニルカルバゾール666mg(2.1mmol)、ビス(ジベンジリデンアセト
ン)パラジウム(0)14mg(0.02mmol)、t−ブトキシナトリウム1.0g
(10mmol)、トリ(t−ブチル)ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1m
L、トルエン20mLの混合物を窒素気流下110℃で10時間還流した。反応後、溶液
を水で洗浄後、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグ
ネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮し得られた油状物をトルエンにとかしてか
ら、セライト、フロリジール、アルミナを通してろ過した。ろ液を濃縮し、シリカゲルカ
ラムクロマトグラフィー(トルエン)により精製した。得られた固体をジクロロメタン、
ヘキサンにより再結晶したところDPCzPAを937mg、収率71%で得た。3、6
−ジフェニルカルバゾールと9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン
とのカップリング反応による、DPCzPAの合成スキームを以下に示す。
【0216】
【化39】

【0217】
得られたDPCzPAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、C
DCl);δ=8.47(s、2H)、7.91−7.86(m、3H)、7.80−
7.75(m、12H)、7.64−7.38(m、16H)。13C NMR(75M
Hz、CDCl);δ= 141.9、140.7、138.9、138.4、137
.6、137.0、135.9、133.8、132.9、131.3、129.9、1
28.8、128.5、127.6、127.3、127.2、126.7、125.8
、125.4、125.3、125.2、125.1、124.2、119.0、118
.9、110.3。また、得られたDPCzPAのH NMRのチャートを図11に、
13C NMRのチャートを図12に示す。
【0218】
DPCzPAは淡黄色粉末状固体であった。DPCzPAの熱重量測定−示差熱分析(
TG−DTA:Thermogravimetry−Differential The
rmal Analysis)を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置(セイコー
電子工業株式会社製,TG/DTA 320型)を用い、窒素雰囲気下、10℃/min
の昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係(熱重量測定)から、常圧
下における分解開始温度は431℃であった。
【0219】
また、DPCzPAのトルエン溶液およびDPCzPAの薄膜状態における吸収スペク
トルを測定した。アントラセンに基づく吸収がそれぞれ390nm、380nmあたりに
観測された。また、DPCzPAのトルエン溶液およびDPCzPAの薄膜の発光スペク
トルを図13に示す。図13において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)
を表す。最大発光波長は、トルエン溶液の場合では440nm(励起波長370nm)、
薄膜の場合ではそれぞれ446nm(励起波長380nm)であり、青色の発光が得られ
ることが分かった。
【0220】
また、DPCzPAの薄膜状態におけるHOMO準位とLUMO準位の測定を行った。
HOMO準位の値は、光電子分光装置(理研計器(株)製、AC−2)を用いて測定した
イオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、LUMO準位の
値は、薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、HOMO準位の値に加算することにより
得た。その結果、HOMO準位、LUMO準位はそれぞれ−5.75eV、−2.77e
Vであり、2.98eVという非常に大きなバンドギャップを示した。
【実施例3】
【0221】
本発明の材料の一例として下式(67)で表される化合物、9−{4−[3、6−ジ(
2−フェニル)フェニル−N−カルバゾリル]フェニル}−10−フェニルアントラセン
(以下、BPCzPAと記す)の合成方法について説明する。なお、9−フェニル−10
−(4−ブロモフェニル)アントラセンの合成は、実施例1に示す方法で行った。
【0222】
【化40】

【0223】
まず、3,6−ビス(o−ビフェニル)−カルバゾールの合成法を以下に示す。3、6
−ジブロモカルバゾール3.25g(10.0mmol)、o−ビフェニルボロン酸4.
2g(21.0mmol)、酢酸パラジウム(0)50mg(0.21mmol)、炭酸
カリウム6.9g(5.2mmol)、水25mL、トリ(オルトトリル)ホスフィン3
08mg(1.0mmol)、ジメトキシエタン30mLの混合物を80℃3時間加熱還
流した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩
水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過後、ろ液を濃縮したところ3,6−
ビス(o−ビフェニル)−カルバゾールを白色固体として2.2g、収率46%で得た。
3,6−ビス(o−ビフェニル)−カルバゾールの合成スキームを以下に示す。
【0224】
【化41】

【0225】
次に、3,6−ビス(o−ビフェニル)−カルバゾールと9−フェニル−10−(4−
ブロモフェニル)アントラセンとのカップリング反応による、BPCzPAの合成法を以
下に示す。9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン550mg(1.
34mmol)、3,6−ビス(o−ビフェニル)−カルバゾール644mg(1.35
mmol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)58mg(0.09mm
ol)、t−ブトキシナトリウム534mg(2.47mmol)、トリ(t−ブチル)
ホスフィン(10wt%ヘキサン溶液)0.1mL、トルエン10mLの混合物を窒素気
流下110℃で5.5時間加熱還流した。反応後、溶液を水で洗浄後、水層をトルエンで
抽出し、有機層と併せて飽和食塩水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。自然ろ過、
濃縮し得られた油状物をトルエンにとかしてから、セライト、フロリジール、アルミナを
通してろ過し、ろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン:トルエ
ン=7:3)により精製した。ジクロロメタン、ヘキサンにより再結晶したところBPC
zPAを淡黄色粉末状固体として703mg、収率65%で得た。3,6−ビス(o−ビ
フェニル)−カルバゾールと9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン
とのカップリング反応による、BPCzPAの合成スキームを以下に示す。
【0226】
【化42】

【0227】
得られたBPCzPAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、C
DCl);δ=8.09(s、2H)、7.80−7.34(m、28H)、7.23
−7.12(m、11H)。13C NMR(75MHz、CDCl);δ=141.
9、141.1、140.7、139.8、 138.9、138.1、137.5、1
36.9、135.9、133.8、132.7、131.3、131.2、130.8
、130.0、129.91、129.90、129.8、128.6、128.4、1
28.0、127.5、127.2、127.1、126.7、126.6、126.3
、125.3、125.1、123.5、121.3、109.2。また、H NMR
のチャートを図14に、13C NMRのチャートを図15に示す。
【0228】
BPCzPAは淡黄色粉末状固体であった。BPCzPAの熱重量測定−示差熱分析(
TG−DTA:Thermogravimetry−Differential The
rmal Analysis)を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置(セイコー
電子工業株式会社製,TG/DTA 320型)を用い、窒素雰囲気下、10℃/min
の昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重量と温度の関係(熱重量測定)から、常圧
下で重量減少が始まる温度は445℃であった。示差走査熱量分析装置(DSC:Dif
ferencial Scanning Calorimetry、パーキンエルマー製
、型番:Pyris1 DSC)を用いてBPCzPAのガラス転移温度、ならびに融点
を調べた結果、それぞれ167℃、330℃であり、熱的にも安定であることが分かった

【0229】
また、BPCzPAのトルエン溶液における吸収スペクトルを測定した。アントラセン
に基づく吸収が370nmあたりに観測された。また、BPCzPAのトルエン溶液の発
光スペクトルを図16に示す。図16において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任
意単位)を表す。最大発光波長は437nm(励起波長370nm)であり、青色の発光
が得られることが分かった。
【0230】
また、BPCzPAの薄膜状態におけるHOMO準位とLUMO準位の測定を行った。
HOMO準位の値は、光電子分光装置(理研計器(株)製、AC−2)を用いて測定した
イオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、LUMO準位の
値は、薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、HOMO準位の値に加算することにより
得た。その結果、HOMO準位、LUMO準位はそれぞれ−5.68eV、−2.75e
Vであり、2.93eVという非常に大きなバンドギャップを示した。
【実施例4】
【0231】
本発明の材料の一例として、下式(73)で表される化合物、9−{4−[3−(N、
N−ジフェニルアミノ)−N−カルバゾリル]フェニル}−10−フェニルアントラセン
(以下、CzA1PAと記す)の合成方法について説明する。なお、9−フェニル−10
−(4−ブロモフェニル)アントラセンの合成は、実施例1に示す方法で行った。
【0232】
【化43】

【0233】
まず、3−ヨードカルバゾールの合成法を以下に示す。カルバゾール3.5g(21m
mol)の氷酢酸(450mL)溶液にN−ヨードこはく酸イミド(NIS)4.5g(
20mmol)を少しずつ加えた。室温で一晩撹拌した後、反応混合物を水約750mL
に滴下した。析出物を濾取した。この濾物を水で洗浄した後、酢酸エチル約150mLに
溶解した。この溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネ
シウムを加えて乾燥させた。溶液をろ過、濃縮し、3−ヨードカルバゾールを白色粉末と
して6.0g、収率97%で得た。3−ヨードカルバゾールの合成スキームを以下に示す

【0234】
【化44】

【0235】
次に、9−アセチル−3−ヨードカルバゾールの合成法を以下に示す。窒素雰囲気下、
氷冷した水素化ナトリウム1.0g(油性60%、25mmol)の脱水THF(35m
L)の懸濁液に、上記方法で合成した3−ヨードカルバゾール4.7g(16mmol)
のTHF(50mL)溶液をゆっくり滴下し、その後30分撹拌した。この混合物にアセ
チルクロリド2.0g(25mmol)を滴下し、1時間撹拌した後、室温にてさらに一
晩撹拌した。この混合物に水を約30mLを加えた。有機層を水、飽和食塩水にて洗浄し
、水層は酢酸エチル約50mLで抽出して有機層と合わせた。この有機層に硫酸マグネシ
ウムを加えて乾燥させた。ろ過、濃縮後、得られた固体を、ヘキサン約20mLで洗浄し
、オフホワイト粉末の9−アセチル−3−ヨードカルバゾールを5.1g得た。収率は9
4%であった。9−アセチル−3−ヨードカルバゾールの合成スキームを以下に示す。
【0236】
【化45】

【0237】
次に、9−アセチル−3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールの合成法を以下
に示す。窒素雰囲気下、9−アセチル−3−ヨードカルバゾール3.4g、(10mmo
l)、ジフェニルアミン2.0g(12mmol)、酸化銅(I)2.1g(15mmo
l)のN、N−ジメチルアセトアミド70mLの懸濁液を160℃で20時間加熱撹拌を
行った。室温まで冷却した後、メタノールを約50mL加え、セライト濾過した。得られ
た濾液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液、トルエン:ヘキ
サン=1:1)によって精製することで、クリーム色粉末の9−アセチル−3−(N、N
−ジフェニル)アミノカルバゾールを1.8g得た。収率は48%であった。9−アセチ
ル−3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールの合成スキームを以下に示す。
【0238】
【化46】

【0239】
3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールの合成法を以下に示す。9−アセチル
−3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾール1.8g(5mmol)のTHF(5
0mL)溶液に、水酸化カリウム2.8gの水溶液(3mL)、ジメチルスルフィド50
mLを加え、100℃で5時間加熱攪拌した。約100mLの水を加え、酢酸エチル約1
50mLにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過、濃縮し、残渣をシリ
カゲルカラムクロマトグラフィー(展開液、トルエン:ヘキサン=1:1)で精製するこ
とで、ベージュ色粉末の3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾール400mgを得
た。収率は27%であった。3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールの合成スキ
ームを以下に示す。
【0240】
【化47】

【0241】
得られた3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールのNMRデータを以下に示す

H NMR(300MHz、CDCl)δ=6.93(t、J=7.5Hz、2H)
、7.08(d、J=7.8Hz、4H)、7.13−7.22(m、7H)、7.03
−7.37(m、3H)、7.85(s、1H)、7.90(d、J=7.8Hz、1H
)。また、3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールのNMRチャートを図17に
示す。
【0242】
次に、3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールと9−フェニル−10−(4−
ブロモフェニル)アントラセンとのカップリング反応による、CzA1PAの合成法を以
下に示す。3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾール340mg(1.0mmol
)、9−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセン490mg(1.2mm
ol)、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)58mg(0.1mmol)
、t−ブトキシナトリウム(300mg、3.0mmol)のキシレン懸濁液(3.5m
L)を3分間、減圧下で撹拌しながら脱気したのち、トリ(t−ブチル)ホスフィン(1
0%ヘキサン溶液1.0mL、0.5mL)を加え、90℃で4.5時間加熱撹拌を行っ
た。トルエン約300mLを加え、フロリジール、アルミナ、セライトによる濾過を行っ
た。得られた濾液を水、飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。こ
れをろ過し、濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開液、トルエン:
ヘキサン=3:7)による精製を行った。その結果、CzA1PAをクリーム色粉末とし
て300mg、収率45%で得た。3−(N、N−ジフェニル)アミノカルバゾールと9
−フェニル−10−(4−ブロモフェニル)アントラセンとのカップリング反応による、
CzA1PAの合成スキームを以下に示す。
【0243】
【化48】

【0244】
得られたCzA1PAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、C
DCl)δ=6.98(t、J=7.2Hz、2H)、7.16(d、J=7.8Hz
、4H)、7.20−7.86(m、26H)、7.99(s、1H)、8.06(d、
J=7.8Hz、1H)。また、CzA1PAのNMRチャートを図18に示す。
【0245】
CzA1PAの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravime
try−Differential Thermal Analysis)を行った。測
定には示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子工業株式会社製,TG/DTA 320
型)を用い、窒素雰囲気下、10℃/minの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、
重量と温度の関係(熱重量測定)から、常圧下で、重量減少開始温度は420℃であった
。また、示差走査熱量分析装置(DSC:Differencial Scanning
Calorimetry、パーキンエルマー製、型番:Pyris1 DSC)を用い
てCzA1PAのガラス転移温度、ならびに融点を調べた結果、それぞれ153℃、31
3℃であり、熱的にも安定であることが分かった。
【0246】
また、CzA1PAのトルエン溶液およびCzA1PAの薄膜状態における吸収スペク
トルを測定した。アントラセンに基づく吸収がそれぞれ370nm、400nmあたりに
観測された。また、CzA1PAのトルエン溶液およびCzA1PAの薄膜の発光スペク
トルを図19に示す。図19において横軸は波長(nm)、縦軸は発光強度(任意単位)
を表す。最大発光波長は、トルエン溶液の場合では453nm(励起波長370nm)、
薄膜の場合では491nm(励起波長380nm)であり、青色の発光が得られることが
分かった。
【0247】
また、CzA1PAの薄膜状態におけるHOMO準位とLUMO準位の測定を行った。
HOMO準位の値は、光電子分光装置(理研計器(株)製、AC−2)を用いて測定した
イオン化ポテンシャルの値を、負の値に換算することにより得た。また、LUMO準位の
値は、薄膜の吸収端をエネルギーギャップとし、HOMO準位の値に加算することにより
得た。その結果、HOMO準位、LUMO準位はそれぞれ−5.30eV、−2.38e
Vであり、2.82eVという非常に大きなバンドギャップを示した。
(比較例)
【0248】
本発明の材料の比較として、下式(121)で示される化合物、2−t−ブチル−9、
10−ビス(4−(N−カルバゾリル)フェニル)アントラセン(以下、CzBPAと記
す)の合成法について示す。
【0249】
【化49】

【0250】
窒素気流下、9,10−ビス(4−ブロモフェニル)−2−t−ブチルアントラセン3
.00g(5.53mmol)、カルバゾール1.93g(11.2mmol)、ビス(
ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)318mg(0.55mmol)、t−ブト
キシナトリウム3.00g(31.2mmol)のトルエン溶液(30mL)にトリ(t
−ブチル)ホスフィン(10%ヘキサン溶液)0.3mLを加え、110℃で3時間還流
した。反応溶液を水で洗浄後、水層をトルエンで抽出し、有機層と併せて飽和食塩水で洗
浄した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、自然ろ過、濃縮し、得られた油状物をアル
ミナカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)により精製した。さらに得ら
れた固体をジクロロメタン/ヘキサンにより再結晶したところ、CzBPAを淡黄色固体
として1.80g(収率45%)で得た。CzBPAの合成スキームを以下に示す。
【0251】
【化50】

【0252】
得られたCzBPAのNMRデータを以下に示す。H NMR(300MHz、CD
Cl)δ=8.23(d、J=7.2Hz、4H)、7.94−7.63(m、16H
)、7.59(d、J=1.8Hz、1H)、7.55−7.47(m、6H)、7.3
9−7.34(m、4H)、1.36(s、9H)。また、CzBPAのNMRチャート
を図20に示す。
【0253】
CzBPAの熱重量測定−示差熱分析(TG−DTA:Thermogravimet
ry−Differential Thermal Analysis)を行った。測定
には示差熱熱重量同時測定装置(セイコー電子工業株式会社製,TG/DTA 320型
)を用い、窒素雰囲気下、10℃/minの昇温速度で熱物性を評価した。その結果、重
量と温度の関係(熱重量測定)から、常圧下で、重量減少開始温度は460℃であった。
(参考例)
【0254】
本参考例では、構造式(1)で示すようなアントラセン骨格の、9、10位に導入する
かさ高い置換基として、縮合芳香環とフェニル基との比較について示す。9、10位にフ
ェニル基が導入されたアントラセン誘導体として、9、10−ジフェニルアントラセン(
以下、DPAnthと記す)を、9、10−位に縮合芳香環が導入された比較例の化合物
として2−t−ブチル−9、10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(以下、t−BuD
NAと記す)を用いた。
【0255】
まず、DPAnthとt−BuDNAの電気化学的安定性をサイクリックボルタンメト
リ(CV)測定を行うことにより評価した。評価方法は、測定装置は、電気化学アナライ
ザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600A)を用いた。CV測定に
おける溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)を用い、支持電解質であ
る過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)を100mMの濃
度となるように溶解させ、さらに測定対象であるDPAnthあるいはt−BuDNAを
1mMの濃度となるように溶解させて調製した。また、作用電極としては白金電極(ビー
・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白金電極(ビー・エー・
エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、基準電極としてはAg/
Ag+電極(ビー・エー・エス(株)製、RE5非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた
。スキャン速度は0.1V/secとし、酸化側、還元側、それぞれ200回のスキャン
を行った。
【0256】
図21と図22に、DPAnthとt−BuDNAのCV測定結果(CVチャート)を
それぞれ示す。図中(A)が還元側の測定結果を、(B)が酸化側の測定結果を表す。い
ずれの化合物も、酸化側、還元側両方とも可逆的なピークを与えることが分かった。また
、200回の酸化−還元、あるいは還元−酸化を繰り返しても、酸化ピークや還元ピーク
の高さ、すなわち、酸化還元時の電流値がほとんど変わらないことが分かった。このこと
は、DPAnth、t−BuDNAともに、酸化、還元に対して安定であることを意味し
ている。つまり、9、10−位に導入された置換基がフェニル基であっても、ナフチル基
であっても、電気化学的な安定性はほとんど変わらないといえる。
【0257】
次に、励起状態の安定性を評価した。評価方法は、以下のとおりである。まずDPAn
thとt−BuDNAを真空蒸着機を用いて石英基板(1.0cm×5cm)上に成膜し
た。膜厚は250nmである。この膜に対し、窒素雰囲気下、高圧水銀ランプの光をガラ
スフィルターを通して照射した。ガラスフィルターを通していることから、約350nm
以上の光が照射されていることになる。このことはすなわち、DPAnthとt−BuD
NAのアントラセン部位を励起していることを意味する。従って本実験では、DPAnt
hとt−BuDNAは励起−失活を繰り返すこととなる。光照射を行い、アントラセンに
基づく吸収(300〜400nm)の強度をモニターすることで、アントラセン骨格の光
化学的安定性を評価することができる。
【0258】
すなわち、もしアントラセン骨格が光照射によって励起された後、基底状態へ定量的に
戻るのであれば、アントラセン骨格に基づく吸収強度は変化しない。しかし、励起状態が
何らかの反応をすれば、元の分子に戻ることは無く、吸収が減少することとなる。
【0259】
図23にDPAnthの、図24にt−BuDNAの光照射における吸収の経時変化を
それぞれ示した。図23のDPAnthでは、光照射を行って0分、5分、10分、20
分、40分、70分及び100分後にそれぞれ吸収を測定した結果である。これによると
DPAnthでは、アントラセンに基づく吸収は光照射によってはほとんど変わっていな
いことが分かる。図24のt−BuDNAは光照射を行って0分、5分、15分、45分
、75分及び105分後にそれぞれ吸収を測定した結果である。t−BuDNAの場合、
アントラセンに基づく吸収は速やかに減少することが分かる。400nmにおける吸収強
度の変化をプロットしたものが図25である。図24に示すように、約120分の光照射
では、DPAnthの吸収強度はほとんど変わらないのに対し、t−BuDNAの吸収強
度は大幅に減少する。従って、9、10位に導入する置換基がナフチル基の場合、光化学
的安定性が大幅に減少することが分かった。これに対しフェニル基では、光化学的安定性
が高いと言える。
【実施例5】
【0260】
本実施例では、一般式(2)、(3)で示すよう、分子内にアントラセン骨格とカルバ
ゾリル骨格を一つずつ導入した本発明のアントラセン誘導体と、アントラセン骨格一つに
対してカルバゾリル基が二つ導入されているアントラセン誘導体の電気学的安定性につい
て示す。
【0261】
電気化学的安定性の評価方法は参考例と同様にCV測定を行うことによって用いて行っ
た。測定条件は参考例に示したとおりである。評価対象としては、アントラセン骨格とカ
ルバゾリル骨格が一つずつ導入されたCzPA、DPCzPA、CzA1PAと、アント
ラセン骨格一つとカルバゾリル骨格二つが導入されたCzBPAを用いた。図26にCz
PAのCVチャートを、図27にDPCzPAのCVチャートを、図28にCzA1PA
のCVチャートを、図29にCzBPAのCVチャートをそれぞれ示す。なお、図中(A
)が還元側の測定結果を、(B)が酸化側の測定結果を表す。
【0262】
CzPAの場合、酸化側、還元側、ともに可逆的なピークを示し、かつ200回もの酸
化−還元、あるいは還元−酸化のサイクルを繰り返しても、そのピーク強度はほとんど変
化しない。同様に、DPCzPA、CzA1PAの場合にも、酸化側、還元側、ともに可
逆的な挙動を示し、かつ200回もの酸化−還元、あるいは還元−酸化のサイクルを繰り
返しても、ピーク強度はほとんど変化しない。従って、アントラセン骨格とカルバゾリル
骨格を一つずつ有するアントラセン誘導体は、電気化学的に安定であると言える。
【0263】
これに対しCzBPAの場合、還元側は可逆的な挙動を示し、かつ200回ものサイク
ル後もほぼ同じようなピークを与えることから、CzBPAは還元−酸化のサイクルに対
しては安定であると言える。しかし酸化側では、可逆的な挙動を示すものの、200回の
サイクルを繰り返すと徐々に酸化ピーク強度が減少している。このことはすなわち、Cz
BPAが酸化された状態、すなわちCzBPAのホールは化学的に不安定であることを意
味する。
【0264】
以上のことから、カルバゾリル基とアントリル基が一つずつ導入された化合物が電気化
学的に安定であり、これに対してアントリル基に対してカルバゾリル基が二つ導入された
化合物は電気化学的に不安定であると言える。有機発光素子においては、発光時に有機化
合物は酸化−還元、あるいは還元−酸化を繰り返す。従って、高い信頼性を得るためには
、一般式(2)、(3)で示すように、分子内にアントラセン骨格とカルバゾリル骨格を
一つずつ導入する本発明のアントラセン誘導体が好適であることが言える。
【実施例6】
【0265】
本実施例では、本発明のアントラセン誘導体のようなアントラセン骨格とカルバゾリル
骨格を一つずつ導入し、アントラセン骨格の9、10位にフェニル基を導入したアントラ
セン誘導体の信頼性が高いこと、及びこのようなアントラセン誘導体を用いることで素子
の信頼性が向上することを示す。
【0266】
まず、比較の対象として、アントラセン骨格に対してカルバゾリル骨格を二つ有するC
zBPAを用いた素子と、アントラセン骨格の9、10位に縮合芳香環が導入された化合
物としてt−BuDNAを用いた素子の作製を行った。
【0267】
当該素子は、ガラス基板上に形成され、ガラス基板側から順に第1の電極としてITS
Oが1100nmの膜厚で形成されている。前記ITSOはスパッタリング法によって成
膜した。なお、本発明において第1の電極の形状は2mm×2mmとした。次に第1の電
極上に発光素子を形成するための前処理として、多孔質の樹脂(代表的にはPVA(ポリ
ビニルアルコール)製、ナイロン製など)で基板表面を洗浄し、200℃で1時間熱処理
を行い、UVオゾン処理を370秒行った。
【0268】
次に、正孔注入層として、4,4’−ビス〔N−(4−(N,N−ジ−m−トリルアミ
ノ)フェニル)−N−フェニルアミノ〕ビフェニル(以下、DNTPDと記す)を20n
m、続いて正孔輸送材料としてNPBを40nm成膜した。これらの積層膜上に、発光層
としてt−BuDNA、あるいはCzBPAを40nmの膜厚で形成した。さらに電子輸
送層としてAlqを20nm、電子注入層としてフッ化カルシウム(CaF)を1n
m成膜した。最後に第二の電極としてAlを200nmの膜厚で成膜し、素子を完成させ
た。なお、正孔注入層から第二の電極に至る膜は、いずれも抵抗加熱による真空蒸着法に
よって行った。ここで、t−BuDNAを発光層として用いる素子を素子Aとし、CzB
PAを発光層として用いる素子を素子Bとする。
【0269】
素子Aと素子Bの初期特性を表1に示す。
【0270】
【表1】

【0271】
いずれの素子A、Bも青色発光素子として優れた色度を与えるが、電流効率は低いこと
がわかった。これらの素子の信頼性試験結果を図30に示す。試験条件は、初期輝度50
0cd/Aに設定し、定電流で素子を駆動させ、時間に対する輝度の変化を測定した。
【0272】
いずれの素子も半減期は100時間足らずであり、アントラセン骨格の9,10位に縮
合芳香環が導入されているt−BuDNAや、アントラセン骨格一つに対して二つのカル
バゾリル基を有するCzBPAを発光層として用いた発光素子では、十分な信頼性が得ら
れないことが分かった。
【0273】
これに対し、アントラセン骨格とカルバゾリル骨格を一つずつ有する本発明のアントラ
セン誘導体であるCzPAを用いることで、信頼性が向上することが分かった。具体的な
データを以下に示す。
【0274】
上述した手法と同様に、ITSO上に正孔注入層としてCuPcを20nm、正孔輸送
層として4、4´―ジ[N、N´−(2−スピロフルオレニル)−N、N´―ジフェニル
]アミノ−1、1−ビフェニル(以下、BSPBと記す)を40nm、発光層としてCz
PAを40nm、電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層としてフッ化カルシ
ウム(CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜した。本素子を素子
Cとする。比較のため、発光層にCzPAの代わりにt−BuDNAを40nmの膜厚で
形成した素子(以下、素子Dと記す)、ならびにCzPAの代わりに9、10−ジ(2−
ナフチル)アントラセン(以下、DNAと記す)を40nmの膜厚で形成した素子(以下
、素子Eと記す)を作製した。
【0275】
素子C、素子D及び素子Eの初期特性を表2に示す。
【0276】
【表2】

【0277】
いずれの素子も青色発光素子として優れた色度を与えたが、素子Dや素子Eと比較し、
素子Cの電流効率は大きく向上していることが分かった。つまり、CzPAはt−BuD
NAやDNAと比較して、電流効率が良いといえる。
【0278】
これらの素子の信頼性試験結果を図31に示す。試験条件は、初期輝度500cd/A
に設定し、定電流で素子を駆動させ、時間に対する輝度の変化を測定した。素子DやEは
20時間に満たない輝度半減期であるが、素子Cは100時間を超えている。このことか
ら、アントラセン骨格とカルバゾリル骨格を一つずつ有する本発明のアントラセン誘導体
であるCzPAを発光層に用いた発光素子の信頼性が非常に高いことがわかった。
【実施例7】
【0279】
本実施例では、ドープ型の素子のホストとして、本発明のアントラセン誘導体のような
アントラセン骨格とカルバゾリル骨格を一つずつ導入し、アントラセン骨格の9、10位
にフェニル基を導入したアントラセン誘導体を用いることで素子の信頼性が向上すること
を示す。
【0280】
素子の作製は実施例6と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
DNTPDを50nm、正孔輸送材料としてNPBを10nm積層した。次に発光層を4
0nm積層した。発光層の構造は、本発明のアントラセン誘導体であるCzPAと2、5
、8、11−テトラ−t−ブチルペリレン(以下、TBPと記す)との共蒸着膜を採用し
たものを素子F、t−BuDNAとTBPとの共蒸着膜を形成したものを素子Gとした。
ホストであるCzPAあるいはt−BuDNAとTBPとの重量比はいずれも1:0.0
1であった。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層とし
てフッ化カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜した

【0281】
素子F及び素子Gの初期特性を表3に示す。
【0282】
【表3】

【0283】
いずれの素子も比較的高い効率が得られていることが分かる。
【0284】
これらの素子の信頼性試験結果を図32に示す。試験条件は、初期輝度500cd/A
に設定し、定電流で素子を駆動させ、時間に対する輝度の変化を測定した。素子Gでは、
10%輝度劣化が8時間程度であり、予想される半減期は数百時間程度に留まっている。
これに対し、素子Fでは、駆動初期に若干輝度が上昇するものの、100時間後の輝度劣
化は実質的にほとんど無い。予想される輝度半減期は約5200時間となっている。この
ことから、アントラセン骨格にフェニル基が直接導入されており、かつアントラセン骨格
一つに対して一つのカルバゾリル基を有する本発明のアントラセン誘導体であるCzPA
をドープ型素子の発光層におけるホストとして用いると、十分な信頼性が得られることが
分かった。
【実施例8】
【0285】
本実施例では、実施例7と同様に、ドープ型の素子のホストにおいて、本発明のアント
ラセン誘導体のようなアントラセン骨格とカルバゾリル骨格を一つずつ導入し、アントラ
セン骨格の9、10位にフェニル基を導入したアントラセン誘導体を用いることで素子の
信頼性が向上することを示す。
【0286】
素子の作製は実施例8と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
DNTPDを50nm、正孔輸送材料としてNPBを10nm積層した。次に発光層を4
0nm積層した。発光層の構造は、本発明のアントラセン誘導体であるCzPAと9、1
0−ビス{4−[N−(4−ジフェニルアミノ)フェニル−N−フェニル]アミノフェニ
ル}−2−t−ブチルアントラセン(以下、DPABPAと記す)との共蒸着膜を採用し
たものを素子H、t−BuDNAとDPABPAとの共蒸着膜を形成したものを素子Iと
した。ホストであるCzPAあるいはt−BuDNAとDPABPAとの重量比はいずれ
も1:0.05であった。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを20nm、電
子注入層としてフッ化カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200
nm成膜した。
【0287】
素子H及び素子Iの初期特性を表4に示す。
【0288】
【表4】

【0289】
いずれの素子も比較的高い効率が得られていることが分かる。
【0290】
これらの素子の信頼性試験結果を図33に示す。試験条件は、初期輝度500cd/A
に設定し、定電流で素子を駆動させ、時間に対する輝度の変化を測定した。素子Iでは、
10%輝度劣化が40時間程度であり、予想される半減期は1000時間程度に留まって
いる。これに対し、素子Hでは、100時間後もほとんど輝度は低下しておらず、予想さ
れる半減期は5200時間に至る。このことから、アントラセン骨格とカルバゾリル骨格
を一つずつ有する本発明のアントラセン誘導体であるCzPAをドープ型素子の発光層に
おけるホストとして用いることで、信頼性が向上することが分かった。
【実施例9】
【0291】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体として、DPCzPAを用いた素
子の作製とその特性について記述する。
【0292】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
CuPcを20nm、正孔輸送材料としてBSPBを40nm積層した。次に発光層とし
てDPCzPAを40nm積層した。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを2
0nm、電子注入層としてフッ化カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてA
lを200nm成膜した。
【0293】
DPCzPAを用いた素子の初期特性を表5に示す。青として優れた色度を与えること
が分かった。
【0294】
【表5】

【実施例10】
【0295】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてCzPAを用いたドープ型
素子において、正孔注入層として酸化モリブデンとNPBの共蒸着膜を用いた素子の作製
とその特性について記述する。
【0296】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
NPBと酸化モリブデンの共蒸着膜を形成した。膜厚は50nmであり、NPBと酸化モ
リブデンの重量比は4:1である。この層上に正孔輸送材料としてNPBを10nm積層
した。次に発光層としてCzPAとTBPあるいはCzPAとDPABPAとの共蒸着膜
を形成した。CzPAとTBPの重量比は1:0.01、CzPAとDPABPAとの重
量比は1:0.05である。CzPAとTBPの共蒸着膜を発光層として用いた素子を素
子J、CzPAとDPABPAとの共蒸着膜を発光層として用いた素子を素子Kと記述す
る。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層としてフッ化
カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜した。
【0297】
素子J及び素子Kの初期特性を表6に示す。
【0298】
【表6】

【0299】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、CzPAが発光層のホストとして好適に機
能することがわかった。
【実施例11】
【0300】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてCzPAを用いたドープ型
素子において、ドーパントとして9、10−ビス{4−[N−(N−フェニル−3−カル
バゾリル)−N−フェニル]アミノフェニル}−2−t−ブチルアントラセン(以下、P
CABPAと記す)、ならびに9、10−ビス{4−[N−(4−カルバゾリル)フェニ
ル−N−フェニル]アミノフェニル}−2−t−ブチルアントラセン(以下、YGABP
Aと記す)を用いた素子の作製方法とその特性について述べる。
【0301】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
DNTPDを50nm、正孔輸送材料としてNPBを10nm積層した。次に発光層とし
てCzPAとPCABPAあるいはCzPAとYGABPAとの共蒸着膜を40nmの膜
厚で形成した。CzPAとPCABPAの重量比は1:0.05、CzPAとYGABP
Aとの重量比は1:0.1である。CzPAとPCABPAの共蒸着膜を発光層として用
いた素子を素子L、CzPAとYGABPAとの共蒸着膜を発光層として用いた素子を素
子Mと記述する。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層
としてフッ化カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜
した。
【0302】
素子L及び素子Mの初期特性を表7に示す。
【0303】
【表7】

【0304】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、CzPAが発光層のホストとして好適に機
能することがわかった。
【実施例12】
【0305】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてCzPAを用いたドープ型
素子において、ドーパントとして9、10−ビス{4−[N−(N−フェニル−3−カル
バゾリル)−N−フェニル]アミノフェニル}−2−t−ブチルアントラセン(以下、P
CABPAと記す)、ならびに9、10−ビス{4−[N−(4−カルバゾリル)フェニ
ル−N−フェニル]アミノフェニル}−2−t−ブチルアントラセン(以下、YGABP
Aと記す)を用い、正孔注入層として酸化モリブデンとNPBの共蒸着膜を用いた素子の
作製方法とその特性について述べる。
【0306】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
NPBと酸化モリブデンの共蒸着膜を形成した。膜厚は50nmであり、NPBと酸化モ
リブデンの重量比は4:1である。この上に正孔輸送材料としてNPBを10nm積層し
た。次に発光層としてCzPAとPCABPAあるいはCzPAとYGABPAとの共蒸
着膜を40nmの膜厚で形成した。CzPAとPCABPAの重量比は1:0.05、C
zPAとYGABPAとの重量比は1:0.1である。CzPAとPCABPAの共蒸着
膜を発光層として用いた素子を素子N、CzPAとYGABPAとの共蒸着膜を発光層と
して用いた素子を素子Oと記述する。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを2
0nm、電子注入層としてフッ化カルシウム(CaF)を1nm、第二の電極としてA
lを200nm成膜した。
【0307】
素子N及び素子Oの初期特性を表8に示す。
【0308】
【表8】

【0309】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、CzPAが発光層のホストとして好適に機
能することがわかった。また、DNTPDを正孔注入層として用いた実施例11と比較す
ると、青としての色度が改善されていることが分かった。
【実施例13】
【0310】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてCzPA及びCzA1PA
を用いたドープ型素子において、ホストとしてCzPA、ドーパントとしてCzA1PA
を用いた発光素子の作製方法とその特性について述べる。
【0311】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
膜厚50nmのDNTPDを形成した。この上に正孔輸送材料としてNPBを10nm積
層した。次に発光層としてCzPAとCzA1PAとの共蒸着膜を40nmの膜厚で形成
した。CzPAとCzA1PAの重量比は1:0.10である。これらの発光層上に電子
輸送層としてAlqを10nmもしくは20nm、電子注入層としてAlqとリチウ
ムの共蒸着膜(Alq:Li=1:0.01)を10nmあるいはフッ化カルシウム(
CaF)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜した。電子輸送層としてA
lqを10nm、電子注入層としてAlqとリチウムの共蒸着膜を用いた素子をP1
、電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層としてフッ化カルシウムを用いた素
子をP2と記述する。
【0312】
素子P1及び素子P2の初期特性を表9に示す。
【0313】
【表9】

【0314】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、CzPAが発光層のホスト、CzA1PA
が発光層のドーパントとして好適に機能することがわかった。
【実施例14】
【0315】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてCzA1PAを用いた発光
素子の作製方法とその特性について述べる。
【0316】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
膜厚50nmのDNTPDを形成した。この上に正孔輸送材料としてNPBを10nm積
層した。次に発光層としてCzA1PAを40nmの膜厚で形成した。これらの発光層上
に電子輸送層としてAlqを10nm、電子注入層としてAlqとリチウムの共蒸着
膜を10nm(Alq:Li=1:0.01)、第二の電極としてAlを200nm成
膜した。この素子を素子Qと記述する。
【0317】
素子Qの初期特性を表10に示す。
【0318】
【表10】

【0319】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、CzA1PAが発光材料として好適に機能
することがわかった。
【実施例15】
【0320】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてDPCzPAを用いたドー
プ型素子において、ホストとしてDPCzPA、ドーパントとしてTBPを用いた発光素
子の作製方法とその特性について述べる。
【0321】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
膜厚20nmのCuPcを形成した。この上に正孔輸送材料としてNPBもしくはBSP
Bを40nm積層した。次に発光層としてDPCzPAとTBPとの共蒸着膜を40nm
の膜厚で形成した。DPCzPAとTBPの重量比は1:0.01である。これらの発光
層上に電子輸送層としてAlqを20nm、電子注入層としてフッ化カルシウム(Ca
)を1nm、第二の電極としてAlを200nm成膜した。正孔輸送層としてNPB
を用いた素子をR1、BSPBを用いた素子をR2と記述する。
【0322】
素子R1及び素子R2の初期特性を表11に示す。
【0323】
【表11】

【0324】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、DPCzPAが発光層のホストとして好適
に機能することがわかった。
【実施例16】
【0325】
本実施例では、本発明で提案するアントラセン誘導体としてDPCzPAを用いたドー
プ型素子において、ホストとしてDPCzPA、ドーパントとしてPCABPAを用いた
発光素子の作製方法とその特性について述べる。
【0326】
素子の作製は実施例7と同様に行い、第一の電極であるITSO上に正孔注入層として
膜厚50nmのDNTPDもしくは膜厚20nmのCuPcを形成した。この上に正孔輸
送材料としてNPBを10nm積層した。次に発光層としてDPCzPAとPCABPA
との共蒸着膜を40nmの膜厚で形成した。DPCzPAとPCABPAの重量比は1:
0.04である。これらの発光層上に電子輸送層としてAlqを10nm、電子注入層
としてAlqとリチウムの共蒸着膜を10nm(Alq:Li=1:0.01)、第
二の電極としてAlを200nm成膜した。正孔注入層としてDNTPDを用いた素子を
S1、CuPcを用いた素子をS2と記述する。
【0327】
素子S1及び素子S2の初期特性を表12に示す。
【0328】
【表12】

【0329】
いずれの素子からも効率よく発光が得られ、DPCzPAが発光層のホストとして好適
に機能することがわかった。
【符号の説明】
【0330】
50 基板
52 半導体層
53 ゲート絶縁層
54 ゲート電極
59 絶縁膜(水素化膜)
60 層間絶縁層
63 層間絶縁層
64 電極
65 隔壁
66 層
66 発光積層体
67 電極
70 薄膜トランジスタ
88 樹脂
89 乾燥剤
90 偏光板
91 保護フィルム
93 発光素子
94 対向基板
100 絶縁物
101 電極
102 層
103 電極
51a 下地絶縁層
51b 下地絶縁層
61a 接続部
61b 配線
1401 スイッチング用TFT
1402 容量素子
1403 駆動用TFT
1404 電流制御用TFT
1405 発光素子
1406 TFT
1410 信号線
1411 電源線
1412 電源線
1414 走査線
1415 走査線
1500 画素部
1554 共通電位線
1561 ダイオード
2001 筐体
2003 表示部
2004 スピーカー部
2101 本体
2102 筐体
2103 表示部
2104 音声入力部
2105 音声出力部
2106 操作キー
2108 アンテナ
2201 本体
2202 筐体
2203 表示部
2204 キーボード
2205 外部接続ポート
2206 ポインティングマウス
2301 本体
2302 表示部
2303 スイッチ
2304 操作キー
2305 赤外線ポート
2401 筐体
2402 表示部
2403 スピーカー部
2404 操作キー
2405 記録媒体挿入部
4001 基板
4002 画素部
4003 信号線駆動回路
4004 走査線駆動回路
4005 シール材
4006 対向基板
4007 充填材
4008 薄膜トランジスタ
4010 薄膜トランジスタ
4011 発光素子
4014 配線
4015 配線
4016 接続端子
4018 フレキシブルプリントサーキット(FPC)
4019 異方性導電膜

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表されるホスト材料と、ホールをトラップすることができるドーパントとを含むことを特徴とする発光素子。
【化1】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項2】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表されるホスト材料と、ドーパントとを含み、
前記ドーパントはアリールアミン構造を有する(ただし、下記式(D−1)で表される物質を除く)ことを特徴とする発光素子。
【化2】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【化3】

【請求項3】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表されるホスト材料と、ドーパントとを含み、
前記ドーパントはアントラセン誘導体またはピレン誘導体であることを特徴とする発光素子。
【化4】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項4】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表されるホスト材料と、ドーパントとを含み、
前記ドーパントはアントラセン誘導体またはピレン誘導体であり、アリールアミン構造を有することを特徴とする発光素子。
【化5】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項5】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記第1の電極と前記正孔輸送層との間に正孔注入層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表される物質を有し、
前記正孔注入層は導電性高分子を有することを特徴とする発光素子。
【化6】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項6】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表される物質と、第1のドーパントとを有し、
前記正孔輸送層または前記電子輸送層は第2のドーパントを有することを特徴とする発光素子。
【化7】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項7】
請求項6において、
前記第1のドーパントの発光色と前記第2のドーパントの発光色とは異なることを特徴とする発光素子。
【請求項8】
請求項6または7において、
前記第1のドーパント及び前記第2のドーパントから発光が得られ、白色発光することを特徴とする発光素子。
【請求項9】
第1の電極と第2の電極との間に発光層を有し、
前記第1の電極と前記発光層との間に正孔輸送層を有し、
前記第2の電極と前記発光層との間に電子輸送層を有し、
前記発光層は下記式(2)で表される物質を有し、
前記第2の電極は光透過性を有することを特徴とする発光素子。
【化8】


(式中、RからRは水素であり、RからR13は水素、炭素数1〜6のアルキル基、もしくは置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。また、式中AとAは水素、炭素数1〜6のアルキル基、置換基を有していても良い炭素数6〜14のアリール基、もしくは置換基を有していても良いジアリールアミノ基を表し、それぞれ同一、あるいは異なっていても良い。)
【請求項10】
請求項1乃至9のいずれか一に記載の発光素子を有する発光装置。
【請求項11】
表示部を有し、
前記表示部は請求項1乃至9のいずれか一に記載の発光素子を有する電子機器。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29】
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【図30】
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【図31】
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【図32】
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【図33】
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【公開番号】特開2012−199564(P2012−199564A)
【公開日】平成24年10月18日(2012.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−111554(P2012−111554)
【出願日】平成24年5月15日(2012.5.15)
【分割の表示】特願2006−86112(P2006−86112)の分割
【原出願日】平成18年3月27日(2006.3.27)
【出願人】(000153878)株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Fターム(参考)】