JP2007091722A - カルバゾール誘導体、発光素子用材料、発光素子、発光装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】酸化に対して耐性を有する物質を製造する為に有用なカルバゾール誘導体を提供することを目的とする。また、信頼性の高い新規材料を製造する為に有用なカルバゾール誘導体を提供することを目的とする。また、信頼性の高い発光素子用材料を提供することを目的とする。
【解決手段】下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体である。（但し、式中Ａｒ^１及びＡｒ^２は置換基を有していても有していなくとも良い炭素数６〜１４のアリール基を表し、Ａｒ^１及びＡｒ^２は互いに同じであっても異なっていても良い。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）また、下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体を置換基として有する発光素子用材料である。

【選択図】なし

Description

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材料を含む層と、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。

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いため、視認性が優れている。

発光素子の発光機構を記す。一対の電極間に挟まれた発光層に電圧を印加したとき、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する。そして、その分子励起子が基底状態に戻る際に光エネルギーを放出する為、発光が生じる。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。

発光層に含まれる発光材料、もしくはそれを分散するためのホスト物質は、正孔による酸化と電子による還元が繰り返される（以下「酸化還元サイクル」という）。したがって、これらの酸化及び還元に対する耐性が大きい物質は、発光材料として用いた際に信頼性が高い物質となる。

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によって、種々の発光色を有する発光素子を得ることができる。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ることによって、フルカラーの発光装置を作製することができる。

ところで、発光装置には色純度の他にも求められる要素は多い。特に、発光装置には高い信頼性が必須の要素であるとも言える。しかし、色純度に優れ、かつ信頼性が高い発光素子の実現は非常に困難である。そのため、信頼性と求められる色純度とを同時に満たすことが可能な発光材料を得ることを目的に、多くの研究がなされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−３１３７１号公報

本発明の目的は、酸化に対して耐性を有する物質を製造する為に有用なカルバゾール誘導体を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、信頼性の高い新規材料を製造する為に有用なカルバゾール誘導体を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、信頼性の高い発光素子用材料を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、信頼性の高い発光素子並びに発光装置を提供することを目的とする。

本発明は下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体である。

（但し、式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）

本発明は下記構造式（２）で表されるカルバゾール誘導体である。

本発明は下記一般式（３）で表されるカルバゾール部位が置換基として導入されている発光素子用材料である。

（但し、式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）

また、本発明は下記構造式（４）で表されるカルバゾール部位が置換基として導入されている発光素子用材料である。

また、本発明は下記一般式（５）で表される発光素子用材料である。

（但し、式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｘは発光ユニットを表すこととする。）

また、本発明は下記一般式（６）で表される発光素子用材料である。

（式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）

本発明は上記した発光素子用材料を含む発光素子である。

本発明は、上記した発光素子と、発光素子の発光を制御する制御回路を有する発光装置である。

本発明は、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。

本発明のカルバゾール誘導体を化合物に置換基として導入することによって、酸化還元サイクルに対して耐性の高い化合物を作製することができる。また、当該化合物の電気化学的安定性を高めることができる。そして、発光素子用材料として信頼性の高い化合物を作製することができる。

本発明の発光素子用材料は、酸化還元サイクルに対して耐性が高い発光素子用材料である。また、電気化学的安定性が高い発光素子用材料である。そして、信頼性の高い発光素子用材料である。

また、上記のカルバゾール誘導体を置換基として導入した発光素子用材料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。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明のカルバゾール誘導体について説明する。本発明のカルバゾール誘導体は、下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体である。

但し、式中Ａｒ^１、Ａｒ^２は炭素数６〜１４の置換基を表し、Ａｒ^１とＡｒ^２とは各々同じであっても異なっていても良い。炭素数６〜１４の置換基としてはフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基などのアリール基が好ましい。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。炭素数１〜４のアルキル基としては、メチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。なお、Ａｒ^１、Ａｒ^２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１〜４のアルキル基が好ましい。具体的には、当該置換基としては、メチル基、ｔ−ブチル基が好ましい。

上記一般式（１）で表される本発明のカルバゾール誘導体の代表例を下記構造式（２）、（７）〜（３２）に示す。もちろん本発明はこれに限られることはない。

上記構成を有する本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物（置換位置は、９Ｈカルバゾール骨格の９位の位置）は、酸化されやすい。そして、酸化された該化合物は、元の中性分子へ可逆的に戻ることが可能である。従って、本発明のカルバゾール誘導体を導入した化合物は、電気化学的安定性が向上する。これによって、本発明のカルバゾール誘導体を導入した化合物は、発光素子用材料としての信頼性が向上する。また、本発明のカルバゾール誘導体を導入した化合物を用いた発光素子は、信頼性が向上する。そして、当該発光素子を発光装置もしくは電子機器に用いた場合、当該発光装置もしくは当該電子機器の信頼性を向上させることができる。

ところで、有機発光素子において、発光効率を向上させる為に、他の機能を担う層（例えばホール輸送材料よりなる層と電子輸送材料よりなる層との間、以下「機能層」という。）を発光層と接して設置することが多い。また、発光層内における発光領域の位置を固定することが好ましい。固定する位置は、発光層と接する機能層（例えばホール輸送材料よりなる層側、あるいは電子輸送材料よりなる層側）のうちどちらかに近い位置とするのが好ましい。ここで、機能層のバンドギャップが小さい場合（即ち、発光波長が発光層の発光波長よりも長い場合）、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又は全部が機能層へ移動してしまうことがある。この場合、発光層からの発光が得られなくなることがある。若しくは、励起エネルギーの移動によって機能層が発光してしまう為、発光層からの発光と機能層の発光とが混在することがある。後者の場合は、発光素子の色純度の低下、発光効率の低下等が生じてしまう。

機能層としては、ホール輸送性材料、電子輸送性材料等からなるキャリア輸送層等が挙げられる。ホール輸送材料に関して、バンドギャップが大きく、且つ発光波長の短いホール輸送材料が多く存在する。また、ホール輸送材料を発光素子に適用した場合であっても、優れた信頼性を示すホール輸送材料も多く存在する。これに対して、電子輸送材料に関して、信頼性の良い材料は幾つか存在するが、一般的にバンドギャップが小さいものが多い。従って、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近い領域に配置すると、長波長の発光を生じやすい。短波長の発光を得るためには、発光領域をホール輸送領域に近い領域に配置することが好ましい。

このためには、発光層の構造は、電子輸送性を有するホスト材料中に、ホール輸送性を有し且つホールをトラップできる発光材料を添加する構造が最適である。この点において、本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物は、効率よくホールをトラップすることができるようになる。従って、発光層の材料として本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を用いた場合、発光領域を正孔輸送層側に配置することができる為、発光素子の色純度の悪化を招きにくい。また、効率よくホールをトラップできることによって、ホールと電子の再結合効率を高めることができる。そのため、本発明のカルバゾール誘導体は発光効率の向上にも寄与する。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の発光素子用材料について説明する。本発明の発光素子用材料は、実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物である。

本発明の化合物の代表例を下記構造式（３３）〜（６１）に示す。

上記構成を有する本発明の発光素子用材料は、酸化されやすい。そして、酸化された該化合物は、元の中性分子へ可逆的に戻ることが可能である。従って、本発明の発光素子用材料は、電気化学的安定性が向上する。これによって、本発明の発光素子用材料を導入した化合物は、発光素子用材料としての信頼性が向上する。また、本発明の発光素子用材料を用いた発光素子は、信頼性が向上する。そして、当該発光素子を発光装置もしくは電子機器に用いた場合、当該発光装置もしくは当該電子機器の信頼性を向上させることができる。

ところで、有機発光素子において、発光効率を向上させる為に、他の機能を担う層（例えばホール輸送材料よりなる層と電子輸送材料よりなる層、以下「機能層」という。）を発光層と接して設置することが多い。また、発光層内における発光領域の位置を固定することが好ましい。固定する位置は、発光層と接する機能層（例えばホール輸送材料よりなる層側、あるいは電子輸送材料よりなる層側）のうちどちらかに近い位置とするのが好ましい。ここで、機能層のバンドギャップが小さい場合（即ち、発光波長が発光層の発光波長よりも長い場合）、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又は全部が機能層へ移動してしまうことがある。この場合、発光層からの発光が得られなくなることがある。若しくは、励起エネルギーの移動によって機能層が発光してしまう為、発光層からの発光と機能層の発光とが混在することがある。後者の場合は、発光素子の色純度の低下、発光効率の低下等が生じてしまう。

機能層としては、ホール輸送性材料、電子輸送性材料等からなるキャリア輸送層等が挙げられる。ホール輸送材料に関して、バンドギャップが大きく、且つ発光波長の短いホール輸送材料が多く存在する。また、ホール輸送材料を発光素子に適用した場合であっても、優れた信頼性を示すホール輸送材料も多く存在する。これに対して、電子輸送材料に関して、信頼性の良い材料は幾つか存在するが、一般的にバンドギャップが小さいものが多い。従って、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近い領域に配置すると、長波長の発光を生じやすい。短波長の発光を得るためには、発光領域をホール輸送領域に近い領域に配置することが好ましい。

このためには、発光層の構造は、電子輸送性を有するホスト材料中に、ホール輸送性を有し且つホールをトラップできる発光材料を添加する構造が最適である。この点において、本発明の発光素子用材料は、効率よくホールをトラップすることができるようになる。従って、発光層の材料として本発明の発光素子用材料を用いた場合、発光領域を正孔輸送層側に配置することができる為、発光素子の色純度の悪化を招きにくい。また、効率よくホールをトラップできることによって、ホールと電子の再結合効率を高めることができる。そのため、本発明の発光素子用材料は発光効率の向上にも寄与する。

発光層における発光材料としては下記一般式（５）のような構造を有する発光素子用材料が好ましい。式中Ｘは発光する機能を担う発光ユニットである。発光ユニットとは、置換基を有していなくても発光材料として用いることのできる骨格のことを指すこととする。特に、発光ユニットが９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を発光ユニットとする発光素子用材料（下記一般式（６）で表される材料）は、良好な青色発光を呈し、信頼性、発光効率共に良好な発光素子用材料である。

（但し、式中Ａｒ１、Ａｒ２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、Ａｒ１とＡｒ２とは互いに同じであっても異なっていても良い。また、式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｘは発光ユニットを表すこととする。）

（実施の形態３）

本実施の形態では、実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を用いた発光素子について説明する。

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。

図１に、本発明における発光素子の素子構成の一例を示す。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に記載のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を含んでいる。なお、本発明における陽極とは、発光材料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、発光材料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は一方が陽極であり、他方が陰極となる。

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４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物（以下、ＩＴＯと示す）、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等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、一般的にスパッタ法により形成されることが多いが、ゾル−ゲル法などにより形成しても構わない。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。

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、元素周期表の１族または２族に属する金属、例えば、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（ＭｇとＡｇの合金、ＡｌとＬｉの合金等）、ユウロピウム（Ｅｒ）、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、発光物質を含む層１０２に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を用いて陰極を形成することもできる。例えば、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属・導電性無機化合物により陰極を形成することもできる。

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。また、発光物質を含む層１０２を形成する材料は、有機化合物材料のみ含むものに限定されず、無機化合物材料を一部に含んでいても良い。また、発光物質を含む層１０２を単層で形成しても、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機能層を適宜組み合わせて形成しても良い。上記した機能層は、同種の機能層を２つ以上有する層を含んでいても良い。

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。

本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物は、発光物質を含む層１０２のうちいずれの発光層又は機能層の材料としても用いることができる。特に正孔輸送層、発光層の材料として用いることが好ましい。これにより、発光素子の信頼性を向上させることが可能となる。これは、本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物は、酸化還元サイクルに対して耐性が高くなる。

また、ホスト材料と本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物とを有する発光層を形成する構成によって、効率の良い発光を得ることができる。当該カルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物が適度に正孔をトラップするからである。さらに、当該ホスト材料が電子輸送性を有する材料である場合、発光層の発光領域を正孔輸送層側に設けることができる（これは、本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物がホールをトラップするからである）。したがって、電子輸送層への励起エネルギーの移動を抑制することができる。この結果、発光素子の発光効率の低下、色純度の悪化等を抑制することができる。

本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を用いた層以外の層については特に限定は無い。例えば本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を正孔輸送層として用いた場合には、発光材料は発光効率が良好で、且つ所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。例えば、赤色系の発光を得たいときには、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−９−ジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴ）、４−ジシアノメチレン−２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＢ）、ペリフランテン、２，５−ジシアノ−１，４−ビス［２−（１０−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］ベンゼン等、６００ｎｍから６８０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。また緑色系の発光を得たいときは、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ_３）等、５００ｎｍから５５０ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。また、青色系の発光を得たいときは、９，１０−ビス（２−ナフチル）−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡ）、９，１０−ビス（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−ガリウム（略称：ＢＧａｑ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）等、４２０ｎｍから５００ｎｍに発光スペクトルのピークを有する発光を呈する物質を用いることができる。以上のように、蛍光を発光する物質の他、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，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））、ビス［２−（４，６−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（ＦＩｒ（ｐｉｃ））、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）_３）等の燐光を発光する物質も発光材料として用いることができる。また、ホスト材料は、例えば、９，１０−ジ（２−ナフチル）−２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）等のアントラセン誘導体、または４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）等のカルバゾール誘導体の他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ピリジナト］亜鉛（略称：Ｚｎｐｐ_２）、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：ＺｎＢＯＸ）等の金属錯体等を用いることができる。これらホスト材料中に発光材料を０．００１から５０ｗｔ％、好ましくは０．０３から２０ｗｔ％の割合で添加することによって発光層を形成することができる。なお、この場合、ホスト材料のエネルギーギャップの方が発光材料のエネルギーギャップより大きくなるように材料を組み合わせることが望ましい。

また、本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物をホスト材料として用いる場合、エネルギーギャップが本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物のエネルギーギャップより小さい発光材料を上記の発光材料の中から選択して組み合わせれば良い。また、本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を発光材料として用いた場合には上記したようなホスト材料の中からバンドギャップが本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物のバンドギャップより大きい発光材料を選択して組み合わせれば良い。発光材料は上記同様、ホスト材料中に０．００１から５０ｗｔ％（好ましくは０．０３から２０ｗｔ％の割合）で添加することによって発光層を形成することができる。

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_２−Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：Ｃｕ−Ｐｃ）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：ＰＳＳ）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。

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、フッ化カルシウムなどの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_３）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。

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。

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（抑制）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。正孔輸送層は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。

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_３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ_３）、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_２）、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：ＢＡｌｑ）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）_２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）_２）などの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。

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、他の機能層（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良い。例えば電子輸送層やホール輸送層にドーパントを添加することにより、輸送層からの発光も得ることができる。発光層と輸送層に用いる発光材料の発光波長が異なれば、それらの発光スペクトルが重なり合ったスペクトルが得られる。発光層の発光色と輸送層の発光色が互いに補色の関係であれば、白色の発光を得ることができる。

なお、第１の電極１０１の材料と第２の電極１０３の材料の組み合わせを変えることにより、様々なバリエーションの発光素子を作製することができる。第１の電極１０１に光透過性の材料を用いた場合、第１の電極１０１側から光を射出する構成とすることができる。また、第１の電極１０１に遮光性（特に反射性）の材料を用い、第２の電極１０３に光透過性の材料を用いた場合、第２の電極１０３側から光を射出する構成とすることができる。さらに、第１の電極１０１、第２の電極１０３の両方に光透過性の材料を用いた場合、第１の電極１０１側、第２の電極１０３側の両方から光を射出する構成とすることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、図２、図３を参照して、本発明の発光装置の作製方法を説明する。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すが、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。

まず、第１の基板５０上に第１の下地絶縁層５１ａ、及び第２の下地絶縁層５１ｂを形成する。その後、半導体層を第２の下地絶縁層５１ｂ上に形成する。（図２（Ａ））

第１の基板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。これら第１の基板５０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を用いる。

第１の下地絶縁層５１ａ及び第２の下地絶縁層５１ｂは、第１の基板５０中に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属などの半導体層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５１ａは窒化ケイ素を用いており、第２の下地絶縁層５１ｂは酸化ケイ素を用いている。本実施の形態の下地絶縁層は、第１の下地絶縁層５１ａと第２の下地絶縁層５１ｂの２層構造とした。しかし、下地絶縁層は単層構造でも良く、２層以上の多層構造であっても良い。なお、基板から拡散する不純物の量が半導体層の特性に影響を与えない程少ない場合は、下地絶縁層は設ける必要がない。

次に、半導体層を形成する。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３０〜６０ｎｍ）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ＣＶＤ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。

次に、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する。発振されたレーザビームは、光学系を用いて線状のビームスポットに加工される。この線状の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。

非晶質ケイ素膜の結晶化の方法として別の結晶化方法を記す。例えば、熱処理のみにより結晶化を行う方法、結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う方法等がある。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、金などが挙げられる。このような元素を用いる方法は、熱処理のみで結晶化を行う方法と比較して、低温、短時間で結晶化が行われる。したがって、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行う方法を用いる場合は、第１の基板５０を熱に強い石英基板などにすればよい。

次に、必要に応じて、しきい値をコントロールする為の微量の不純物添加（いわゆるチャネルドーピング）を半導体層に対して行う。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。

その後、図２（Ａ）に示すように、半導体層を所定の形状に成形することにより島状の半導体層５２を得る。半導体層の成形は、半導体層にフォトレジストを形成し、このフォトレジストに対して露光をすることにより所定のマスク形状を形成し、このフォトレジストを焼成する。このようにして半導体層上にレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクをマスクとして半導体層をエッチングすることにより島状の半導体層５２を形成することができる。

次に、島状の半導体層５２を覆ってゲート絶縁層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。

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。

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。しかし、２層以上の積層構造でもかまわない。例えば、下層にタングステン、上層にモリブデンを用いた２層の積層構造がある。積層構造としてゲート電極を形成する場合、各層は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。

次に、ゲート電極５４をマスクとして島状の半導体層５２に高濃度の不純物を添加する。これによって島状の半導体層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ー７０が形成される。

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。

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。しかし、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。また、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る。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。

次に、ゲート電極５４をマスクとして島状の半導体層５２に不純物元素の添加を行う。不純物元素は島状の半導体層５２に一導電型を付与することができる元素である。ｎ型の導電型を付与する不純物元素としてはリンがあげられる。また、ｐ型の導電型を付与する不純物元素としてはボロンなど代表的に挙げられる。発光素子の第１の電極１０１を陽極として機能させる場合にはｐ型となるように不純物元素を選択することが望ましい。一方、発光素子の第１の電極１０１を陰極として機能させる場合にはｎ型となるように不純物元素を選択することが望ましい。

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、シラン（ＳｉＨ_４）等をグロー放電分解することにより得ることができる。シラン（ＳｉＨ_４）の他に用いることのできるものとしては、例えば、Ｓｉ_２Ｈ_６、ＳｉＨ_２Ｃｌ_２、ＳｉＨＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４、ＳｉＦ_４などを用いることができる。このシラン（ＳｉＨ_４）等を水素、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倍の範囲でシラン（ＳｉＨ_４）等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。

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）を終端するために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１×１０^２０ｃｍ^−１以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０^１９／ｃｍ^３以下、好ましくは１×１０^１９／ｃｍ^３以下とする。

また、このＳＡＳをレーザでさらに結晶化して用いても良い。

その後、ゲート電極５４及びゲート絶縁層５３を覆って絶縁膜５９（水素化膜）を窒化ケイ素により形成する。絶縁膜５９（水素化膜）を形成後、４８０℃で１時間程度加熱することにより、不純物元素の活性化及び島状の半導体層５２の水素化を行う。

次に、絶縁膜５９（水素化膜）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、Ｉｏｗ−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６０として形成した。（図２（Ｂ））

次に、島状の半導体層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、島状の半導体層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る。エッチングの方法は、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでもよい。なお、エッチングの回数は、一回でも良いし、複数回でも良い。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））

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、第１の配線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構造でも良い。また積層構造として、モリブデン、アルミニウム、モリブデンを順次形成した積層構造、チタン、アルミニウム、チタンを順次形成した積層構造、チタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンを順次形成した積層構造等でも良い。（図２（Ｄ））

その後、接続部６１ａ、第１の配線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））

次に、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。当該絶縁層の形成により、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ことができる。なお、画素電極のエッチングにおける第２の層間絶縁層６３に対する選択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。

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する。その後、当該透光性を有する導電層を加工して薄膜発光素子の下部電極６４を形成する。ここで下部電極６４は接続部６１ａと電気的に接触している。

下部電極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、又はアルミニウムとシリコンからなる合金（Ａｌ−Ｓｉ）、アルミニウムとチタンからなる合金（Ａｌ−Ｔｉ）、アルミニウム、シリコン及び銅からなる合金（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、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ケイ素を含有するＩＴＯ、酸化インジウムに２〜２０［％］の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ ｏｘｉｄｅ）等の金属化合物などを用いることができる。

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る。透明性を有する導電膜の材料としてはＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）、ケイ素を含有するＩＴＯ（以下ＩＴＳＯという）、酸化インジウムに２〜２０［％］の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｚｉｎｃ 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、上部電極１０３の方から発光を取り出す場合は下部電極６４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を下部電極６４として用いた（図３（Ａ））。

次に第２の層間絶縁層６３（もしくは絶縁層）及び下部電極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下部電極６４の一部が露出するように加工することにより、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。なお、感光性を有さない有機材料や無機材料を用いてもかまわない。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することにより、隔壁６５を黒色とすることができる。そして、黒色の隔壁６５をブラックマトリクスとして用いても良い。隔壁６５の開口部に面する端面は曲率を有し、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））。

次に、発光物質含有層６６を形成する。続いて発光物質含有層６６を覆う上部電極６７を形成する。これによって、下部電極６４と上部電極６７との間に発光物質含有層６６を挟んでなる発光素子部９３を作製することができる。そして、下部電極６４に上部電極６７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。上部電極６７の形成に用いられる電極材料としては、下部電極６４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上部電極６７として用いた。

また、発光物質含有層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。発光物質含有層６６には、実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体が含まれている。発光物質含有層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、発光物質含有層６６には実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体が発光層として含まれている。また、実施の形態１に記載のカルバゾール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に記載のカルバゾール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カルバゾール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に記載のカルバゾール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、発光物質含有層６６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。

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_４、Ｎ_２Ｏ、ＮＨ_３から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはＳｉＨ_４、Ｎ_２Ｏから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはＳｉＨ_４、Ｎ_２ＯをＡｒで希釈したガスをもちいて酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。

また、パッシベーション膜としてＳｉＨ_４、Ｎ_２Ｏ、Ｈ_２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、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。

続いて発光素子を劣化を促進する物質（例えば、水分など）から保護するために、表示部の封止を行う。第２の基板９４を封止に用いる場合は、外部接続部が露出するように絶縁性のシール材を用いて貼り合わせる。第２の基板９４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、画素部全面に形成したシール材により第２の基板９４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。

以上のように作製した発光装置の構成の一例を図４を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ー７０が接続部６１ａを介して発光素子部９３に接続している。

図４（Ａ）に示した構造は、下部電極６４が透光性を有する導電膜により形成されており、第１の基板５０側に発光物質含有層６６より発せられた光が取り出される構造である。なお第２の基板９４は、発光素子部９３が形成された後、シール材などを用い、第１の基板５０に固着される。第２の基板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部９３が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、透光性を有する樹脂８８が吸湿性を有していることが望ましい。さらに透光性を有する樹脂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。

図４（Ｂ）において、下部電極６４と上部電極６７両方が透光性を有する導電膜により形成されており、第１の基板５０及び第２の基板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、この構成では第１の基板５０と第２の基板９４に外側偏光板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。外側偏光板９０の外側には保護フィルム９１を設けると良い。

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がある。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、定電流のものがある。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る。また、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。

このように、発光物質含有層６６として実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を用いた本発明の発光装置は信頼性が高い発光装置である。また、発光材料として実施の形態１に記載のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物を用いた本発明の発光装置は発光効率の高い発光装置である。

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。

（実施の形態５）
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（Ａ）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る。そして、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３に示したような構成である。

ＴＦＴ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とを囲って、シーリング材４００５が設けられている。また、画素部４００２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、充填材４００７と共に画素部４００２と信号線駆動回路４００３と走査線駆動回路４００４とは、ＴＦＴ基板４００１とシーリング材４００５と対向基板４００６とによって密封されている。

また、ＴＦＴ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いる。図５（Ｂ）では信号線駆動回路４００３に含まれる駆動回路部薄膜トランジスタ４００８と、画素部４００２に含まれる画素部薄膜トランジスタ４０１０とを示す。

また、発光素子部４０１１は、画素部薄膜トランジスタ４０１０と電気的に接続されている。

また、第１の引き回し配線４０１４は、画素領域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。第１の引き回し配線４０１４は、第２の引き回し配線４０１５ａ及び第３の引き回し配線４０１５ｂ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。

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ことができる。

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。

上記したような、信号処理回路である信号線駆動回路４００３、走査線駆動回路４００４及びＩＣは発光素子の制御回路であり、これら制御回路を搭載した発光装置及び電子機器は、制御回路によって発光素子の点灯及び非点灯、又は輝度の制御が行われることによって様々な映像をパネルに映し出すことができる。なお、ＦＰＣ４０１８を介して接続される外部回路基板に形成された信号処理回路も制御回路である。

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、発光効率のよい発光装置である。

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。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５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と発光素子部１４０５の断面図となっている。

図６（Ａ）に示す画素の構成は、列方向に信号線１４１０及び電源線１４１１、電源線１４１２、行方向に走査線１４１４が配置される構成となっている。また、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、電流制御用ＴＦＴ１４０４、容量素子１４０２及び発光素子部１４０５を有する。

図６（Ｃ）に示す画素の構成は、駆動用ＴＦＴ１４０３のゲートが、行方向に配置された電源線１４１２に接続される点が異なる以外は図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。ただし、列方向に電源線１４１２が配置される場合（図６（Ａ））と、行方向に電源線１４１２が配置される場合（図６（Ｃ））とでは、電源線１４１２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のゲートに接続される配線の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。

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いる。そして、駆動用ＴＦＴ１４０３のチャネル長Ｌ（駆動用ＴＦＴ１４０３）、チャネル幅Ｗ（駆動用ＴＦＴ１４０３）、電流制御用ＴＦＴ１４０４のチャネル長Ｌ（電流制御用ＴＦＴ１４０４）、チャネル幅Ｗ（電流制御用ＴＦＴ１４０４）は、Ｌ（駆動用ＴＦＴ１４０３）／Ｗ（駆動用ＴＦＴ１４０３）：Ｌ（電流制御用ＴＦＴ１４０４）／Ｗ（電流制御用ＴＦＴ１４０４）＝５〜６０００：１を満たすように設定するとよい。

なお、駆動用ＴＦＴ１４０３は、飽和領域で動作し発光素子部１４０５に流れる電流値を制御する役目を有する。また、電流制御用ＴＦＴ１４０４は線形領域で動作し発光素子部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ことが作製工程上好ましい。本実施の形態では、両ＴＦＴをｎチャネル型ＴＦＴとして形成する。また駆動用ＴＦＴ１４０３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においては、電流制御用ＴＦＴ１４０４が線形領域で動作するので、電流制御用ＴＦＴ１４０４のＶｇｓの僅かな変動は、発光素子部１４０５の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子部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、画質の高い発光装置を提供することができる。

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る。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ための容量値がゲート容量の容量値等で十分な場合には、容量素子１４０２を設けなくてもよい。

図６（Ｂ）に示す画素構成は、消去用ＴＦＴ１４０６と走査線１４１５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、消去用ＴＦＴ１４０６と走査線１４１５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。

消去用ＴＦＴ１４０６は、新たに配置された走査線１４１５によりオン又はオフが制御される。消去用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、消去用ＴＦＴ１４０６の配置により、強制的に発光素子部１４０５に電流が流れない状態を作ることができる。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。そのため、デューティ比を向上することが可能となる。

図６（Ｅ）に示す画素には、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、当該画素は、スイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、容量素子１４０２及び発光素子部１４０５を有する。図６（Ｆ）に示す画素は、消去用ＴＦＴ１４０６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、消去用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。

以上のように、本願発明は多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜を用いて薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用ＴＦＴ１４０３の半導体層のサイズ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。

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ＴＦＴが設けられているため低電圧駆動できる点にメリットがあると考えられている。

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、パッシブマトリクス型の発光装置にも適用可能である。パッシブマトリクス型の発光装置は、作製方法が簡易的であるというメリットがある。また、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と開口率が高まる。

続いて、図６（Ｅ）に示す等価回路を用い、走査線１４１４及び信号線１４１０に保護回路としてダイオードを接続する場合について説明する。

図７には、画素部１５００にスイッチング用ＴＦＴ１４０１、駆動用ＴＦＴ１４０３、容量素子１４０２、発光素子部１４０５が設けられている。信号線１４１０には、保護回路用ダイオード１５６１と保護回路用ダイオード１５６２が設けられている。保護回路用ダイオード１５６１と保護回路用ダイオード１５６２は、スイッチング用ＴＦＴ１４０１又は駆動用ＴＦＴ１４０３と同様に、上記実施の形態の方法で作製できる。したがって、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。保護回路用ダイオード１５６１と保護回路用ダイオード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。

ダイオードと接続する共通電位線１５５４、共通電位線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ためには、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。

走査線１４１４に設けられるダイオードも同様な構成である。

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ＴＦＴと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。

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。

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い発光装置とすることが可能である。また、上記保護回路を組み合わせることによって、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。

（実施の形態７）
図８（Ａ）に本発明の発光装置の構成の一例を示す。図８（Ａ）は順テーパー構造を有するパッシブマトリクス型の発光装置の画素部における断面図の一部である。図８（Ａ）に示した本発明の発光装置は第１の基板２００、発光素子の第１の電極２０１、隔壁２０２、発光積層体２０３、発光素子の第２の電極２０４、第２の基板２０７の構成を含む。

画素となる部分は、第１の電極２０１と第２の電極２０４とに発光積層体２０３が挟まれている部分である。第１の電極２０１と第２の電極２０４とは互いに直交するストライプ状に形成され、交差部分に画素となる部分が形成される。隔壁２０２は第２の電極２０４と平行に形成され、画素となる部分は第１の電極２０１を同一とする他の画素となる部分と隔壁２０２によって絶縁されている。

本実施の形態において、第１の電極２０１、第２の電極２０４、発光積層体２０３の具体的な材料及び構成については実施の形態４を参照すればよい。

その他、図８（Ａ）における第１の基板２００、隔壁２０２、第２の基板２０７は各々実施の形態４における第１の基板５０、隔壁６５、第２の基板９４に対応し、それらの構成、材料及び効果については実施の形態４と同様であるので繰り返しとなる説明を省略する。実施の形態４の記載を参照されたい。

発光装置は水分などの侵入を防ぐ為に保護膜２１０が形成され、ガラス、石、アルミナなどのセラミック材料又は合成材料などの第２の基板２０７をシール用の接着剤２１１で固着する。また外部入力端子には外部回路と接続する際に、異方性導電膜２１２を介してフレキシブルプリント配線基板２１３を用い接続をとる。保護膜２１０は、窒化ケイ素で形成するものの他、応力を低減しつつガスバリア性を高める構成として、窒化炭素と窒化ケイ素の積層体で形成しても良い。

図８（Ｂ）に、図８（Ａ）に示すパネルに外部回路を接続して形成された、モジュールの様子を示す。モジュールは外部入力端子部１８、外部入力端子部１９にフレキシブルプリント配線基板２５を固着して、電源回路及び信号処理回路が形成された外部回路基板と電気的に接続する。また、外部回路の一つであるドライバＩＣ２８の実装方法は、ＣＯＧ法、ＴＡＢ法のどちらでも良い。図８（Ｂ）に、外部回路の一つであるドライバＩＣ２８を、ＣＯＧ法を用いて実装している様子を示す。これら外部回路基板に形成された信号処理回路及びドライバＩＣ２８は発光素子の制御回路であり、これら制御回路を搭載した発光装置及び電子機器は、制御回路によって発光素子の点灯及び非点灯又は輝度の制御が行われることによって様々な映像をパネルに映し出すことができる。

なおパネルとモジュールは、本発明の発光装置の一形態に相当し、共に本発明の範疇に含まれることとする。

（実施の形態８）
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 Ｄｉｓｃ（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９に示す。

図９（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。これらは、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の表示品質が良く、信頼性の高い発光装置である。画素部にはコントラストを高めるため、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。

図９（Ｂ）は携帯電話である。これは、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の表示品質が良く、信頼性の高い携帯電話である。

図９（Ｃ）はコンピュータである。これは、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の表示品質が良く、信頼性の高いコンピュータである。図９（Ｃ）ではノート型のコンピュータを例示したが、本発明はハードディスクと表示部が一つになっている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。

図９（Ｄ）はモバイルコンピュータである。これは、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の表示品質が良く、信頼性の高いモバイルコンピュータである。

図９（Ｅ）は携帯型のゲーム機である。これは、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の表示品質が良く、信頼性の高い携帯型ゲーム機である。

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。

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。

本発明の材料の一例として下記構造式（１）で表される化合物、３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾールの合成方法を以下に示す。

（１）３−ヨードカルバゾールの合成
カルバゾール３．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）の氷酢酸（４５０ｍＬ）溶液にＮ−ヨードこはく酸イミド（ＮＩＳ）４．５ｇ（２０ｍｍｏｌ）を少しずつ加えた後、室温で１２時間撹拌した。その後、反応混合物を水約７５０ｍＬに滴下した。滴下後、析出物を濾過した。そして、濾過した析出物を水で洗浄した。洗浄後、析出物を酢酸エチル約１５０ｍＬに溶解した。この溶液を炭酸水素ナトリウム水溶液、水、飽和食塩水を順に用いて洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。乾燥後、溶液をろ過した。その後、ろ過した溶液を濃縮した結果、３−ヨードカルバゾールを白色粉末として６．０ｇ得た（収率は９７％であった）。３−ヨードカルバゾールの合成スキームを以下に示す。

（２）９−アセチル−３−ヨードカルバゾールの合成
窒素雰囲気下、氷冷した水素化ナトリウム１．０ｇ（油性６０％、２５ｍｍｏｌ）を乾燥したテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）３５ｍＬに懸濁した。その懸濁液に、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た。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）を滴下した後、１時間撹拌した。その後、室温にてさらに１２時間撹拌した。この混合物に水を約３０ｍＬ加えた。有機層を水、飽和食塩水にて洗浄した。そして、水層は酢酸エチル約５０ｍＬで抽出して有機層と混合した。この有機層に硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。乾燥させた有機層をろ過した後、ろ過した溶液を濃縮した。これにより得られた固体をヘキサン約２０ｍＬで洗浄した結果、乳白色粉末の９−アセチル−３−ヨードカルバゾールを５．１ｇ得た（収率は９４％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。

（３）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
窒素雰囲気下、９−アセチル−３−ヨードカルバゾール３．４ｇ、（１０ｍｍｏｌ）、ジフェニルアミン２．０ｇ（１２ｍｍｏｌ）、酸化銅（Ｉ）２．１ｇ（１５ｍｍｏｌ）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。加熱撹拌を行った懸濁液を室温まで冷却した後、メタノールを約５０ｍＬ加えた。そして、セライト濾過した。得られた濾液を濃縮した後、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）によって精製した結果、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。

（４）３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾールの合成
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（５０ｍＬ）溶液に、水酸化カリウム２．８ｇの水溶液（３ｍＬ）及びジメチルスルフィド５０ｍＬを加えた後、１００℃で５時間加熱攪拌した。その後、約１００ｍＬの水を加えた。そして、酢酸エチル約１５０ｍＬにて抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、濾過した。その後、これを濃縮した。そして、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）で精製した結果、本発明のカルバゾール誘導体の一つである３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾール４００ｍｇをベージュ色粉末として得た（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。

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。
^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δ＝６．９３（ｄ、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１０に示す。

本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物の一例として、下記式（４２）で表される、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。

［ステップ１：９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセンの合成］
（１）９−フェニルアントラセンの合成
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６０ｍｇ（０．２１ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ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（２０ｍＬ）の分量で混合した後、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た。そして、回収し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した。ろ液を水、飽和食塩水で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後自然ろ過を行った。そして、ろ液を濃縮した結果、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。

（２）９−ブロモ−１０−フェニルアントラセンの合成
上記手法で合成した９−フェニルアントラセン６．０ｇ（２３．７ｍｍｏｌ）を四塩化炭素８０ｍＬにとかした。その反応溶液に対して、臭素３．８０ｇ（２１．１ｍｍｏｌ）の四塩化炭素（１０ｍＬ）溶液を滴下ロートを用いて滴下した。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、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。乾燥後、自然ろ過した。そして、濃縮した後、トルエンに溶かした。そして、フロリジール、セライト、アルミナろ過を行った。ろ液を濃縮した後、ジクロロメタン及びヘキサンにより再結晶を行った結果、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。

（３）９−ヨード−１０−フェニルアントラセンの合成
９−ブロモ−１０−フェニルアントラセン３．３３ｇ（１０ｍｍｏｌ）をＴＨＦ８０ｍＬに溶解した後、−７８℃に冷却した。そして、ｎ−ＢｕＬｉ（１．６Ｍ、７．５ｍＬ，１２．０ｍｍｏｌ）を滴下した後、１時間攪拌した。次にヨウ素５ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）のＴＨＦ（２０ｍＬ）溶液を−７８℃で滴下した後、さらに２時間攪拌した。反応後、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、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、自然濾過をした。そして、ろ液を濃縮した後、エタノールにより再結晶した結果、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得た（収率は８３％であった）。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。

（４）９−フェニル−１０−（４−ブロモフェニル）アントラセンの合成
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４６ｍｇ（０．０３ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／ｌ炭酸カリウム水溶液（３ｍＬ）、トルエン１０ｍＬの混合物を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、飽和食塩水の順で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、自然濾過をした。そして、ろ液を濃縮した後、クロロホルム及びヘキサンにより再結晶した結果、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得た（収率は４５％であった）。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。

［ステップ２：ＣｚＡ１ＰＡの合成］
本発明のカルバゾール誘導体である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（１．２ｍｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（Ｏ）５８ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）、ｔ−ブトキシナトリウム（３００ｍｇ、３．０ｍｍｏｌ）のキシレン懸濁液（３．５ｍＬ）を３分間脱気した。そして、トリ（ｔ−ブチル）ホスフィン（１０ｗｔ％ヘキサン溶液）０．５ｍＬを加えた後、９０℃で４．５時間加熱撹拌を行った。そして、トルエン約３００ｍＬを加えた後、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、飽和食塩水の順で洗浄した。洗浄後、硫酸マグネシウムを加えて乾燥させた。これをろ過した。その後、濃縮した。そして、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で得た（収率４５％であった）。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。

得られたＣｚＡ１ＰＡのＮＭＲデータを以下に示す。^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）δ＝６．９８（ｄ、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１１に示す。

ＣｚＡ１ＰＡの熱重量測定−示差熱分析（ＴＧ−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ＳＣＣ／５２００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：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ 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℃、３１３℃であり、熱的にも安定であることが分かった。

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１２に示す。図１２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。

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、−２．３８ｅＶ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。

本実施例では、ＣｚＡ１ＰＡの電気化学的安定性について示す。ＣｚＡ１ＰＡは実施例２のような方法によって合成することが可能であり、本発明のカルバゾール誘導体（３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾール）を置換基として導入した化合物の一つである。また、比較として、ＣｚＡ１ＰＡから、３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾール骨格を除いた構成を有するジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）の電気化学的安定性についても示す。

電気化学的安定性は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。ＣＶ測定は、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）を用いて行った。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）を用いた。また、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−Ｂｕ_４ＮＣｌＯ_４）を１００ｍＭの濃度となるように溶解させた。さらに測定対象を１ｍｍｏｌ／Ｌ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、負の電位をかけた場合（以下酸化側という）と、正の電位をかけた場合（以下還元側という）と、をそれぞれ２００回のスキャンを行った。

図１３にＣｚＡ１ＰＡのＣＶチャートを、図１４にＤＰＡｎｔｈのＣＶチャートをそれぞれ示す。なお、図中（Ａ）が酸化側の測定結果を、（Ｂ）が還元側の測定結果を表す。

本発明のカルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物であるＣｚＡ１ＰＡの場合、酸化側、還元側、ともに可逆的なピークを示した。さらに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。これに対しＤＰＡｎｔｈの場合は、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ている。一方、酸化側では徐々に酸化ピーク強度が減少している。これは、ＣｚＡ１ＰＡが酸化還元サイクルで可逆的に元の中性分子に戻る。これに対し、ＤＰＡｎｔｈは酸化に伴い副反応が起こり、その後の還元で元の中性分子に戻らないことを示す。即ち、酸化−還元に対する可逆性が低いことを示す。

この結果より、ＤＰＡｎｔｈに本発明のカルバゾール誘導体である３−（Ｎ，Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾール骨格を導入することによって、導入された化合物は酸化側の電気化学的安定性が向上することがわかる。

このように、本発明のカルバゾール誘導体は、当該カルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物の電気化学的安定性を向上させることができる。また、電気化学的安定性が向上することによって、当該カルバゾール誘導体を置換基として導入した化合物の発光素子用材料としての信頼性を向上させることができる。

本実施例では、ＣｚＡ１ＰＡを発光材料とし、ホストとして９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）を用いた発光層を有する発光素子の作製方法とその特性について述べる。

発光素子は、ガラス基板上に形成される。最初に、第１の電極としてＩＴＳＯを１１０ｎｍの膜厚で形成した。ＩＴＳＯはスパッタリング法によって成膜した。その後、エッチングによって第１の電極の形状を２ｍｍ×２ｍｍの正方形に加工した。そして、第１の電極上に発光素子を形成する前に、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た。さらに、２００℃で１時間熱処理を行った後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

次に、正孔注入層を５０ｎｍで成膜した。材料としては、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）を用いた。続いて正孔輸送材料としてＮＰＢを１０ｎｍ成膜した。これらの積層膜上に、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。さらに電子輸送層としてＡｌｑ_３を１０ｎｍもしくは２０ｎｍ、電子注入層としてＡｌｑ_３とリチウムの共蒸着膜（Ａｌｑ_３：Ｌｉ＝１：０．０１）を１０ｎｍあるいはフッ化カルシウム（ＣａＦ_２）を１ｎｍ形成した。最後に第２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２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。電子輸送層としてＡｌｑ_３を１０ｎｍ、電子注入層としてＡｌｑ_３とリチウムの共蒸着膜を用いた素子を素子Ａ、電子輸送層としてＡｌｑ_３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素子Ｂと記述する。

素子Ａ及び素子Ｂの特性を表１に示す。

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。

また、素子Ａ及び素子Ｂの信頼性について検討した。初期輝度５００ｃｄ／ｍ^２、電流密度一定の条件で駆動した際、輝度１０％減までに要する時間は素子Ａで６２時間、素子Ｂで８０時間であった。なお、ＣｚＡ１ＰＡは青色の発光を呈する発光材料である。この結果は青色の発光素子としては良好な値であるといえる。

本実施例では、ＣｚＡ１ＰＡのみを発光層として用いた発光素子の作製方法とその特性について述べる。

素子の作製は実施例４と同様に行い、第１の電極（ＩＴＳＯを使用）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_３を１０ｎｍで形成した。また、電子注入層としてＡｌｑ_３とリチウムの共蒸着膜を１０ｎｍ（Ａｌｑ_３：Ｌｉ＝１：０．０１）で形成した。さらに、第２の電極としてＡｌを２００ｎｍ成膜した。この素子を素子Ｃと記述する。

素子の特性を表２に示す。

素子Ｃからは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。

（参考例）
実施例４及び実施例５で用いたＣｚＰＡは新規物質である。以下に合成方法を記す。

実施例２の［ステップ１］で得られる９−（４−ブロモフェニル）−１０−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−（４−ブロモフェニル）−１０−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（Ｏ）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）０．１ｍＬ、トルエン３０ｍＬの混合物を１１０℃で１０時間加熱還流した。反応後、反応溶液を水で洗浄した。洗浄後、水層をトルエンで抽出した。抽出後、有機層と併せて飽和食塩水で洗浄した。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）により精製した。その後、ジクロロメタン、ヘキサンにより再結晶した。そして、目的物のＣｚＰＡを１．５ｇ、収率９３％で得た。得られた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を回収できた（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。

得られたＣｚＰＡのＮＭＲデータを以下に示す。^１Ｈ ＮＭＲ（３００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ_３）；δ＝８．２２（ｄ、Ｊ＝７．８Ｈｚ、２Ｈ），７．８６−７．８２（ｍ、３Ｈ）、７．６１−７．３６（ｍ、２０Ｈ）。また、^１Ｈ ＮＭＲのチャートを図１５に示す。

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−ＤＴＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）を行った。測定には示差熱熱重量同時測定装置（セイコー電子工業株式会社製，ＴＧ／ＤＴＡ ＳＣＣ／３２０型）を用いた。そして、窒素雰囲気下、１０℃／ｍｉｎの昇温速度で熱物性を評価した。重量と温度の関係（熱重量測定）の結果、常圧下で、測定開始時における重量の９５％以下の重量になる温度は３４８℃であった。また、示差走査熱量分析装置（ＤＳＣ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ 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。その結果、それぞれ転移温度１２５℃、融点３０５℃であり、熱的にも安定であることが分かった。

本発明の発光素子を表す図。 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。 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。 本発明のアクティブマトリクス型発光装置の断面図。 本発明の発光装置の上面図及び断面図。 本発明の発光装置の画素回路一例を示す図。 本発明の発光装置の保護回路の一例を示す図。 本発明のパッシブマトリクス型発光装置の上面図及び断面図。 本発明が適用可能な電子機器の例示した図。 ３−（Ｎ、Ｎ−ジフェニル）アミノカルバゾールの^１Ｈ ＮＭＲスペクトル。 ＣｚＡ１ＰＡの^１Ｈ ＮＭＲスペクトル。 ＣｚＡ１ＰＡの薄膜、およびトルエン中の発光スペクトル。 ＣｚＡ１ＰＡの（Ａ）還元側と（Ｂ）酸化側のＣＶチャート。 ＤＰＡｎｔｈの（Ａ）還元側と（Ｂ）酸化側のＣＶチャート。 ＣｚＰＡの^１Ｈ ＮＭＲスペクトル。

符号の説明

１８ 外部入力端子部
１９ 外部入力端子部
２５ フレキシブルプリント配線基板
２８ ドライバＩＣ
５０ 第１の基板
５１ａ 第１の下地絶縁層
５１ｂ 第２の下地絶縁層
５２ 島状の半導体層
５３ ゲート絶縁層
５４ ゲート電極
５９ 絶縁膜
６０ 第１の層間絶縁層
６１ａ 接続部
６１ｂ 第１の配線
６３ 第２の層間絶縁層
６４ 下部電極
６５ 隔壁
６６ 発光物質含有層
６７ 上部電極
７０ 薄膜トランジスター
８８ 透光性を有する樹脂
８９ 透光性の高い乾燥剤
９０ 外側偏光板
９１ 保護フィルム
９３ 発光素子部
９４ 第２の基板
１０１ 第１の電極
１０２ 発光物質を含む層
１０３ 第２の電極
２００ 第１の基板
２０１ 第１の電極
２０２ 隔壁
２０３ 発光積層体
２０４ 第２の電極
２０７ 第２の基板
２１０ 保護膜
２１１ シール用の接着剤
２１２ 異方性導電膜
２１３ フレキシブルプリント配線基板
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 発光素子部
１４１０ 信号線
１４１１ 電源線
１４１２ 電源線
１４１４ 走査線
１４１５ 走査線
１５６１ 保護回路用ダイオード
１５６２ 保護回路用ダイオード
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 ＴＦＴ基板
４００２ 画素部
４００３ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シーリング材
４００６ 対向基板
４００７ 充填材
４００８ 駆動回路部薄膜トランジスタ
４０１０ 画素部薄膜トランジスタ
４０１１ 発光素子部
４０１４ 第１の引き回し配線
４０１６ 接続端子
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０１５ａ 第２の引き回し配線
４０１５ｂ 第３の引き回し配線

Claims (9)

1. 下記一般式（１）で表されるカルバゾール誘導体。
   

   

   （式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
2. 下記構造式（２）で表されるカルバゾール誘導体。
   

   
3. 下記一般式（３）で表されるカルバゾール部位が置換基として導入されている発光素子用材料。
   

   

   （式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
4. 下記構造式（４）で表されるカルバゾール部位が置換基として導入されている発光素子用材料。
   

   
5. 下記一般式（５）で表される発光素子用材料。
   

   

   （式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。式中Ｘは発光ユニットを表す。）
6. 下記構造式（６）で表される発光素子用材料。
   

   

   （式中Ａｒ^１、Ａｒ^２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、Ａｒ^１とＡｒ^２とは互いに同じであっても異なっていても良い。式中Ｒは水素又は炭素数１〜４のアルキル基を表す。）
7. 請求項３乃至請求項６のいずれか一に記載の発光素子用材料を含む発光素子。
8. 請求項７に記載の発光素子と
   前記発光素子の発光を制御する制御回路を有する発光装置。
9. 表示部を有し、
   前記表示部は請求項７に記載の発光素子を有し、
   前記発光素子を制御する制御回路を備えた電子機器。

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