(57)【要約】      （修正有）【課題】低駆動電圧化を達成した発光素子を提供し、また歩留まり高く生産することができる発光素子を提供する。【解決手段】一対の電極と、一対の電極間に設けられた、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする発光素子を提供する。または本発明は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする。ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下であり、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物は、ベンジジン誘導体であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項２】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光素子。
【請求項３】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光素子。
【請求項４】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは正孔を発生する層であり、
前記正孔を発生する層としてガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有することを特徴とする発光素子。
【請求項５】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは正孔を発生する層であり、
前記正孔を発生する層として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光素子。
【請求項６】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは正孔を発生する層であり、
前記正孔を発生する層として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
前記有機化合物の融点は１８０℃以上４００℃以下であることを特徴とする発光素子。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、
前記有機化合物は、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記有機化合物は、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする発光素子。
【化０１】
2006190993.tif 000022
（式中、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。）
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記有機化合物は、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする発光素子。
【化０２】
2006190993.tif 000023
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか一において、
前記金属酸化物は、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、及びタンタル酸化物のいずれかである
ことを特徴とする発光素子。
【請求項１２】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた複数の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項１３】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた複数の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光装置。
【請求項１４】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた複数の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光装置。
【請求項１５】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた正孔を発生する層として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有することを特徴とする発光装置。
【請求項１６】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた、正孔を発生する層として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光装置。
【請求項１７】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に設けられた、正孔を発生する層として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記正孔を発生する層が有する正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られることを特徴とする発光装置。
【請求項１８】
請求項１２乃至１７のいずれか一において、
前記有機化合物の融点は１８０℃以上４００℃以下であることを特徴とする発光装置。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８のいずれか一において、
前記有機化合物は、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物であることを特徴とする発光装置。
【請求項２０】
請求項１２乃至１９のいずれか一において、
前記有機化合物は、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする発光装置。
【化０１】
2006190993.tif 000024
（式中、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。）
【請求項２１】
請求項１２乃至１９のいずれか一において、
前記有機化合物は、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする発光装置。
【化０２】
2006190993.tif 000025
【請求項２２】
請求項１２乃至２１のいずれか一において、
前記金属酸化物は、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、及びタンタル酸化物のいずれかである
ことを特徴とする発光装置。
【請求項２３】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【請求項２４】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化０１】
2006190993.tif 000026
（式中、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。）
【請求項２５】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光素子。
【化０２】
2006190993.tif 000027
【請求項２６】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有し、前記ベンジジン誘導体を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物と、有機化合物とが混在した層を正孔を発生する層として有することを特徴とする発光素子。
【化０１】
2006190993.tif 000028
（式中、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。）
【請求項２７】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有し、前記ベンジジン誘導体を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物と有機化合物とが混在した層を正孔を発生する層として有することを特徴とする発光素子。
【化０２】
2006190993.tif 000029
【請求項２８】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項２９】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは有機化合物と金属酸化物とを有し、前記有機化合物を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物が混在した層を正孔を発生する層であり、
前記第１の有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項３０】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項３１】
一対の電極と、
前記一対の電極間に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは有機化合物と金属酸化物とを有し、前記有機化合物を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物が混在した層を正孔を発生する層であり、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光素子。
【請求項３２】
請求項２３乃至３２のいずれか一において、
前記金属酸化物は、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、及びタンタル酸化物のいずれかである
ことを特徴とする発光素子。
【請求項３３】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物と金属酸化物とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３４】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、
上記一般式（１）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３５】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、上記構造式（２）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有することを特徴とする発光装置。
【請求項３６】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層又は前記第３の層は、上記一般式（１）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有し、前記ベンジジン誘導体を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物と有機化合物とが混在した層を正孔を発生する層であることを特徴とする発光装置。
【請求項３７】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層又は前記第３の層は、上記構造式（２）で表されるベンジジン誘導体と金属酸化物とを有し、前記ベンジジン誘導体を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物と、有機化合物とが混在した層を正孔を発生する層であることを特徴とする発光装置。
【請求項３８】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光装置。
【請求項３９】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、有機化合物と金属酸化物とを有し、前記有機化合物を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物が混在した層を正孔を発生する層であり、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光装置。
【請求項４０】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、有機化合物と金属酸化物とを有し、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光装置。
【請求項４１】
不純物領域を有する半導体膜と、
前記不純物領域に接続された第１の電極と、
前記第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、
前記第１の電極及び前記第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、
前記第１の層乃至前記第３の層のいずれかは、有機化合物と金属酸化物とを有し、前記有機化合物を正孔輸送性物質とし、前記金属酸化物が混在した層を正孔を発生する層であり、
前記有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物であることを特徴とする発光装置。
【請求項４２】
請求項３３乃至４１のいずれか一において、
前記金属酸化物は、バナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、及びタンタル酸化物のいずれかである
ことを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機化合物と、無機化合物とを含む発光素子の構成に関する。また該発光素子を有する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ等に利用されている発光素子の多くは、一対の電極間に発光物質を含む層が挟まれた構成を有しており、一方の電極から注入された電子と、他方の電極から注入された正孔とが再結合することによって形成された励起子が基底状態に戻るときに発光する。
【０００３】
このような発光素子に関して、発光効率が高く、安定性が高く、駆動電圧の上昇を防止するための研究が行われている。
【０００４】
例えば特許文献１には、駆動電圧が低下でき、発光性能が保持できる耐久性に優れた有機薄膜発光素子について開示されている。特許文献１によると、モリブデン酸化物等の仕事関数の高い金属酸化物を陽極に用いることで発光素子の低駆動電圧化を達成することが開示されている。  
【０００５】
また発光素子の劣化の一因として、発光素子を構成する物質の結晶化が挙げられる。そのため、結晶化し難い材料が望まれており、例えば特許文献２にはガラス転移温度が高く耐熱性のよい有機材料について開示されている。
【特許文献１】特開平９−６３７７１号公報
【特許文献２】国際公開第００／２７９４６号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低駆動電圧化を達成することにより、発光装置の低消費電力化を図ることができるため、この開発は未だ続けられている。特に、携帯型の発光装置に発光素子を組み込む場合、低消費電力化を達成することは、重要視されている。
【０００７】
そのため、特許文献１に示された手段のみでは十分であるとは言えず、さらなる低駆動電圧化を達成するための技術開発を必要としていた。
【０００８】
またさらに発光装置の量産化に向けて、歩留まりの高い発光素子構造やその生産工程の確立が望まれている。
【０００９】
そこで本発明は、低駆動電圧化を達成した発光素子を提供し、また歩留まり高く生産することができる発光素子を提供することを課題とする。さらに本発明は、耐熱性がよい、特に、結晶化し難く、非結晶状態を保ちやすい材料を有する発光素子を提供することを課題とする。
【００１０】
また本発明は、このような発光素子を有する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】
【００１１】
上記課題を鑑み本発明は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物と、無機化合物とを含む層を有する発光素子を特徴とする。また本発明の有機化合物の融点は１８０℃以上４００℃以下であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、有機化合物と、無機化合物とを含む発光素子を特徴とする。また本発明は、有機化合物にスピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物を用いることを特徴とする。本発明者らはスピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物として、上記一般式（１）で表されるベンジジン誘導体を用いると好ましいことを見出した。また具体的には、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物として、上記構造式（２）で表されるベンジジン誘導体を用いると好ましいことがわかった。
【００１３】
以下に、具体的な本発明の構成を示す。また無機化合物には、金属酸化物を用いる場合を例示する。
【００１４】
本発明の発光素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた複数の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる。
【００１６】
また本発明の有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得ることができる。
【００１７】
また本発明は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物、無機化合物とを含む層を、正孔を発生する層として用いることを特徴とする。さらに本発明の発光素子は、正孔輸送性物質として、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物を有することもできる。
【００１８】
また本発明において、有機化合物の融点は１８０℃以上４００℃以下であることを特徴とする。
【００１９】
また本発明において、有機化合物は、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物であり、本発明の発光素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする。このような有機化合物の融点は１８０℃以上４００℃以下となり、ガラス転移温度は、９０℃以上、好ましくは１５０℃以上、さらに好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる。
【００２０】
本発明において、有機化合物は、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする。また本発明の発光素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体、及び金属酸化物を有することを特徴とする。
【化０１】
2006190993.tif 000002
（式中、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれかを表す。）
【００２１】
本発明において、有機化合物は、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体であることを特徴とする。また本発明の発光素子は、一対の電極と、一対の電極間に設けられた、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体、及び金属酸化物を有することを特徴とする。本発明のベンジジン誘導体は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下を満たすことを特徴とする。このようなベンジジン誘導体を正孔輸送性物質として用いることを特徴とする。
【化０２】
2006190993.tif 000003
【００２２】
本発明において、無機化合物に用いられる材料は金属酸化物以外に、金属窒化物、又は金属窒化酸化物であってもよい。
【００２３】
例えば上記無機化合物を、電子受容性物質として機能する層に用いる場合、具体的な材料は、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属の酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属の酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。
【００２４】
また上記無機化合物を、電子供与性を示す物質として機能する層に用いる場合、該無機化合物に用いる金属は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等が挙げられる。具体的な無機化合物としては、上記アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）が挙げられ、その他フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等が挙げられる。
【００２５】
なお本発明において、有機化合物と、無機化合物とを含むとは、これらが混在した層をなしていたり、これらが積層された層となっている状態を含むものとする。
【００２６】
また本発明は、上記発光素子を有する発光装置を特徴とする。具体的な本発明の発光装置は、不純物領域を有する半導体膜と、不純物領域に接続された第１の電極と、第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、第１の電極及び第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、第１の層乃至第３の層のいずれかは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下である有機化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする。また本発明の発光装置は、不純物領域を有する半導体膜と、不純物領域に接続された第１の電極と、第１の電極に対向して設けられた第２の電極と、第１の電極及び第２の電極間に、順に設けられた第１の層、第２の層、第３の層と、を有し、第１の層乃至第３の層のいずれかは、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物、及び金属酸化物を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明により、結晶化し難い発光素子を得ることができ、また低駆動電圧化を達成した発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子は、厚膜化しても駆動電圧が上昇することがない。その結果、発光素子を厚く形成することができるので、歩留まり高く生産することができる。さらに厚膜化する層によっては、電極と発光層とを離すことができるため、発光の消光を防止することができる。
【００２８】
さらに本発明の発光素子は、熱的安定性が高く、耐熱性が高く好ましい。すなわち、本発明の発光素子は、経時劣化が低減される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物としてベンジジン誘導体を用い、該ベンジジン誘導体と、無機化合物とを有する層を用いた発光素子の態様について、図１を用いて例示する。なお本発明のベンジジン誘導体は、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物である。
【００３１】
本発明の発光素子は、図１に示すように、対向する第１の電極１０１、第２の電極１０２を有し、第１電極１０１から順に、第１の層１１１、第２の層１１２、第３の層１１３が積層されている。このような発光素子は、第２の電極１０２の電位よりも第１の電極１０１の電位が高くなるように電圧を印加すると、第１の層１１１から第２の層１１２へ正孔が注入され、第３の層１１３から第２の層１１２へ電子が注入される。正孔と、電子とが、第２の層１１２において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００３２】
次に、第１の層１１１から第３の層１１３、第１の電極１０１、及び第２の電極１０２について説明する。
【００３３】
第１の層１１１は、正孔を発生する層である。このような機能を奏するためには、例えば、正孔輸送性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層とにより達成できる。また正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、正孔輸送性物質に対して、モル比が０．５〜２（＝正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質／正孔輸送性物質）と成るように含まれていることが好ましい。
【００３４】
正孔輸送性物質とは、電子よりも正孔の輸送性が高い物質であり、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、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（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−｛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（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物や、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等の有機化合物を用いることができる。なお、正孔輸送性物質は、これらに限定されるものではない。
【００３５】
また、正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。酸化物以外であっても、上記金属の窒化物、酸化窒化物を用いてもよい。なお正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、これらに限定されるものではない。
【００３６】
第１の層１１１は、有機化合物からなる正孔輸送性物質と、上記無機化合物からなる正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質とが混在した層から形成すると、導電性が高くなり、好ましい。導電性が高いと、第１の層１１１をより厚膜化することができ、生産の歩留まりを向上させることができる。また第１の層１１１を厚膜化することにより、第１の電極１０１と、第２の層１１２とを離すことができる。その結果、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【００３７】
このような有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いることによって、第１の層１１１に用いる有機化合物の結晶化を抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに第１の層１１１を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、第１の層１１１の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【００３８】
さらに以下の実施例で示すが、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となるベンジジン誘導体と、無機化合物であるモリブデン酸化物とが混在した層を第１の層１１１に用いると、経時劣化しづらいことがわかった。すなわち、本構成により、安定性に優れた発光素子を提供することができる。
【００３９】
なお第１の層１１１に、その他の有機化合物を含んでいてもよい。その他の有機化合物には、ルブレン等が挙げられる。ルブレンを加えることにより、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
この他、第１の層１１１は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、コバルト酸化物、銅酸化物のような金属酸化物からなる層としてもよい。
【００４１】
このような第１の層１１１は、蒸着法により形成することができる。第１の層１１１として、複数の化合物が混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【００４２】
次に、発光層を含む層である第２の層１１２について説明する。発光層を含む層とは、発光層のみからなる単層でも多層でも構わない。具体的な多層を示すと、発光層の他、電子輸送層、及び正孔輸送層のいずれから選ばれた複数の層を含んでいる。図１において、第２の層１１２は、発光層１２３、電子輸送層１２４、正孔輸送層１２２を含む多層の場合を示す。
【００４３】
正孔輸送層１２２には、一般式（１）または、構造式（２）〜（４）のいずれかで表される本発明のガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となるベンジジン誘導体を用いることができる。
【００４４】
【化０１】
2006190993.tif 000004
【化０２】
2006190993.tif 000005
【化０３】
2006190993.tif 000006
【化０４】
2006190993.tif 000007
【化０５】
2006190993.tif 000008
【００４５】
本発明のベンジジン誘導体は耐熱性が高い為、本発明のベンジジン誘導体を正孔輸送材料として用いることによって、熱に起因した特性変化が少ない正孔輸送層１２２を形成することができる。また、本発明のベンジジン誘導体は結晶化し難い為、本発明のベンジジン誘導体を正孔輸送材料として用いることによって結晶化し難い正孔輸送層１２２を形成することができる。
【００４６】
なお、正孔輸送層１２２は、一般式（１）または、構造式（２）〜（４）のいずれかで表される本発明のベンジジン誘導体から成る層を二以上組み合わせて形成した層であってもよい。
【００４７】
さらに正孔輸送層１２２に、本発明のガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となるベンジジン誘導体と、無機化合物とが混在した層を用いると好ましい。無機化合物と混在させることにより、ベンジジン誘導体の結晶化をより抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに該層を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、ベンジジン誘導体を有する正孔輸送層１２２の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【００４８】
このような無機化合物には、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を用いることができる。例えば、金属酸化物として、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。
【００４９】
次いで、発光層１２３について説明する。発光層１２３は、発光物質が、該発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質中に、分散して含まれた層であることが好ましい。但し発光層は、これに限定されるものではない。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップをいう。また発光物質は、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。
【００５０】
また発光物質を分散させるために用いる物質は、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’−ビス（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：Ｚｎｐｐ２）、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。但し、発光物質を分散状態にするために用いる物質はこれらの材料に限定されない。上記のように発光物質が分散した状態であると、発光物質からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。
【００５１】
このような発光層１２３から、白色系の発光を出現させるためには、例えば、第１の電極１０１から順に、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ３、Ａｌｑ３を蒸着法等により積層した構成を用いることができる。
【００５２】
その他にも、第１の電極１０１側から順に、ＮＰＢ、ペリレンをドープしたＮＰＢ、ＤＣＭ１をドープしたビス（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）、ＢＡｌｑ、Ａｌｑ３を蒸着法等により積層した構成を用いることができる。
【００５３】
また、３０ｗｔ％の２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）を電子輸送剤としてポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）に分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色系の発光を得ることができる。
【００５４】
また発光層１２３を積層とし、一層目と二層目の発光材料を赤と青緑など、互いに補色となる関係を有する発光を呈する材料により形成することで、白色系の発光を得ることもできる。
【００５５】
このような白色系に発光させる場合、カラーフィルターや色変換層を用いて、フルカラー表示を行うことができる。なお、カラーフィルターや色変換層を単色とする場合、モノカラー表示を行うことができる。
【００５６】
なお、上記した白色系の発光が得られる発光素子の他にも、発光層１２３の材料を適宜選択することができる。例えば発光層１２３を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光材料から構成してもよい。
【００５７】
例えば赤色系の発光を得たいときには、発光層１２３に、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）やペリフランテン、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、ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナイト］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ［Ｆｄｐｑ］２ａｃａｃ）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、６００ｎｍから７００ｎｍ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。
【００５８】
緑色系の発光を得たいときは、発光層１２３に、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、５００ｎｍから６００ｎｍ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。
【００５９】
また青色系の発光を得たいときは、発光層１２３に、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）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、４００ｎｍ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。
【００６０】
このように発光層１２３を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光材料を有するように形成する場合であっても、カラーフィルターや色変換層を設け、各発光スペクトルのピーク等を調節してもよい。カラーフィルターや色変換層は、発光を外部に取り出す側に形成すればよく、薄膜トランジスタが形成される基板側、またはそれに対向する基板側のいずれにも設けることができる。
【００６１】
次いで電子輸送層１２４について説明する。電子輸送層１２４とは、第２の電極１０２から注入された電子を発光層１２３へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層１２４を設け、第２の電極１０２と発光層１２３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【００６２】
なお、電子輸送層１２４について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等によって形成されたものを用いることができる。この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体等によって形成されたものであってもよい。また、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いて形成されたものであってもよい。
【００６３】
電子輸送層１２４は、正孔の移動度よりも電子の移動度が高い物質を用いて形成することが好ましい。また、電子輸送層１２４は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することがより好ましい。また、電子輸送層１２４は、以上に述べた物質からなる層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
【００６４】
さらに電子輸送層１２４に、上記有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いると好ましい。無機化合物と混在させることにより、有機化合物の結晶化をより抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに該層を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、電子輸送層１２４の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【００６５】
このような無機化合物には、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を用いることができる。例えば、金属酸化物として、リチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）が挙げられ、その他フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等が挙げられる。
【００６６】
このような第２の層１１２は、蒸着法により作製することができる。なお第２の層１１２を構成する層のうち、混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【００６７】
次いで電子を発生する層である第３の層１１３について説明する。このような第３の層１１３は、例えば、電子輸送性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層が挙げられる。
【００６８】
なお電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の輸送性が高い物質であり、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、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）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’  −ビス（５−メチル−ベンズオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯＳ）等を用いることができる。また第３の層１１３は、ｎ型の半導体を用いて形成することができる。但し、電子輸送性物質はこれらに限定されない。
【００６９】
また、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、具体的な材料としては、上記アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）が挙げられ、その他フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等が挙げられる。但し、電子輸送物質に対して電子供与性を示す物質は、これらに限定されない。なお、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質は、電子輸送性物質に対して、モル比が０．５以上２以下（＝電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質／電子輸送性物質）と成るように含まれていることが好ましい。
【００７０】
また、第３の層１１３は、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、酸化スズ、酸化チタンのような物質からなる層であってもよい。
【００７１】
第３の層１１３は、上記のような有機化合物と、無機化合物とが混在した層から形成するとよい。その結果、第３の層１１３の導電性を高くすることができる。導電性が高いと、第３の層１１３をより厚膜化することができ、生産の歩留まりを向上させることができる。また第３の層を厚膜化することにより、発光層１２３と、第２の電極１０２とを離すことができ、発光の消光を防止することができる。
【００７２】
また有機化合物と無機化合物とが混在した層を用いることによって、第３の層１１３に用いる有機化合物の結晶化を抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに第３の層１１３を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、第３の層１１３の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【００７３】
このような第３の層１１３は、蒸着法により作製することができる。第３の層１１３として、混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【００７４】
以上のような、発光素子において、第３の層１１３に含まれる電子輸送性物質の電子親和力と、第２の層１１２に含まれる層のうち第３の層１１３と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下とするとよい。また、第３の層１１３がｎ型の半導体からなるとき、ｎ型の半導体の仕事関数と、第２の層１１２に含まれる層のうち第３の層１１３と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下とするとよい。このように、第２の層１１２と第３の層１１３とを接合することによって、第３の層１１３から第２の層１１２への電子の注入が容易になる。
【００７５】
なお、本発明はガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物（代表的にはベンジジン誘導体）と、無機化合物とを一対の電極間に有する発光素子を特徴としており、図１に示す発光素子構成に限定されるものではない。例えば、第３の層１１３に接して形成された電子輸送層１２４設ける構成を示したが、電子輸送層１２４を有しない場合もある。すると発光層１２３は、第３の層１１３と接する構成となる。この場合、該発光層１２３には、発光物質を分散状態とするための物質を用いるとよい。同様に、正孔輸送層１２２を有しない場合もあり得る。
【００７６】
また、Ａｌｑ３等のように分散状態としなくても発光することができる物質を発光層１２３に用いることができる。Ａｌｑ３等は、キャリアの輸送性の良い発光物質であるため、分散状態とすることなくＡｌｑ３のみからなる層を発光層として機能させることができる。この場合、発光層１２３が発光物質そのものに相当する。
【００７７】
このような第１の層１１１から第３の層１１３の作製は、同一方法により形成することができる。そのため、大気解放することなく連続して形成することができる。このように大気解放することなく連続して第１の層１１１から第３の層１１３を形成することにより、界面等への不純物混入を低減することができる。
【００７８】
次に電極について説明する。第１の電極１０１と第２の電極１０２とは、導電性を有する物質で形成する。また発光層からの光を外部に取り出す側に設けられた電極は、導電性に加えて透光性を有する必要がある。なお透光性を有するためには、非透光性を有する材料を、非常に薄く形成することによって、得ることもできる。
【００７９】
第１の電極１０１の材料は、アルミニウム（Ａｌ）の他、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（以下ＩＴＳＯと記す）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、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）、若しくはパラジウム（Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。なお、第１の電極１０１は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。但し、第１の電極１０１の材料は、これらに限定されない。
【００８０】
また非透光性を有する上記材料を用いる場合であって、第１の電極１０１に透光性が必要なとき、上記材料を薄く形成してもよい。
【００８１】
また第１の電極１０１は、上記金属材料の単層、又は積層を用いることができる。そのため、第１の電極１０１に積層を用いる場合、上記材料を薄く形成し、その上に透光性材料を積層する構成を用いることもできる。勿論、薄い上記材料を単層で用いて、第１の電極１０１を形成してもよい。第１の電極１０１を薄く形成することにより、抵抗が高くなることを防止するため、補助配線を設けることもできる。また積層を用いることで、高抵抗となることを防止できる。
【００８２】
また、第２の電極１０２の材料は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、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）、若しくはパラジウム（Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。但し、第２の電極１０２の材料は、これらに限定されない。
【００８３】
非透光性を有する上記材料を用いる場合であって、第２の電極１０２に透光性が必要なとき、上記材料を薄く形成してもよい。
【００８４】
また第２の電極１０２は、上記金属材料の単層、又は積層を用いることができる。そのため、第２の電極１０２に積層を用いる場合、上記材料を薄く形成し、その上に透光性材料を積層する構成を用いることもできる。勿論、薄い上記材料を単層で用いて、第２の電極１０２を形成してもよい。第２の電極１０２を薄く形成することにより、抵抗が高くなることを防止するため、補助配線を設けることもできる。また積層を用いることで、高抵抗となることを防止できる。
【００８５】
なお第１の電極１０１、又は第２の電極１０２は、発光素子に印加する電圧によって、それぞれ陽極、又は陰極となりえる。陽極となる場合は、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）材料とする。また陰極となる場合は、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）材料とする。
【００８６】
第１の電極１０１、又は第２の電極１０２は、スパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。なお、蒸着法を用いる場合、第１の電極１０１、第１の層１１１から第３の層１１３、第２の電極１０２の作製において、大気解放することなく連続して形成することが可能となる。このように大気解放することなく連続して発光素子を形成することにより、界面等への不純物混入を低減することができる。
【００８７】
以上のように、本発明はガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物（代表的にはベンジジン誘導体）と、無機化合物とを有する層を用いて正孔を発生する層を形成することによって、熱に起因した正孔輸送層の特性変化に因る素子特性の変化が少ない発光素子を得ることができる。
【００８８】
また、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物（代表的にはベンジジン誘導体）と、無機化合物とを有する層を用いて正孔を発生する層を形成することによって、該層の結晶化に因る劣化が少ない発光素子を得ることができる。
【００８９】
その結果、低駆動電圧化を達成した発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子は、厚膜化しても駆動電圧が向上することがない。その結果、発光素子を厚く形成することができるので、歩留まり高く生産することができる。  また層を厚くすることにより、発光層と第１の電極、又は発光層と第２の電極とを離すことができるため、発光の消光を防止できる。
【００９０】
以上、本実施の形態ではガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物として、ベンジジン誘導体を用いて説明したが、本発明は、有機化合物と、金属酸化物と混在した層を有することを特徴とする発光素子であり、経時劣化を低減するという効果を奏すれば、本実施の形態に限定されない。
【００９１】
（実施の形態２）
スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有する化合物である本発明のベンジジン誘導体と、無機化合物とを有する層を用いた発光素子の態様について、図１８を用いて説明する。
【００９２】
本発明の発光素子は、図１８に示すように、対向する第１の電極１０１、第２の電極１０２を有し、第１電極１０１から順に、第１の層１１１、第２の層１１２、第３の層１１３が積層されている。このような発光素子は、第２の電極１０２の電位よりも第１の電極１０１の電位が高くなるように電圧を印加すると、第１の層１１１から第２の層１１２へ正孔が注入され、第３の層１１３から第２の層１１２へ電子が注入される。正孔と、電子とが、第２の層１１２において再結合し、発光物質を励起状態にする。そして、励起状態の発光物質は、基底状態に戻るときに発光する。
【００９３】
次に、第１の層１１１から第３の層１１３、第１の電極１０１、及び第２の電極１０２について説明する。
【００９４】
第１の層１１１は、正孔を発生する層である。このような機能を奏するためには、例えば、正孔輸送性物質と、その物質に対して電子受容性を示す物質とを含む層とにより達成できる。また正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、正孔輸送性物質に対して、モル比が０．５以上２以下（＝正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質／正孔輸送性物質）と成るように含まれていることが好ましい。
【００９５】
正孔輸送性物質とは、電子よりも正孔の輸送性が高い物質であり、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、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（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−｛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（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物や、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、バナジルフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等のフタロシアニン化合物等の有機化合物を用いることができる。なお、正孔輸送性物質は、これらに限定されるものではない。
【００９６】
また、正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。酸化物以外であっても、上記金属の窒化物、酸化窒化物を用いてもよい。なお正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質は、これらに限定されるものではない。
【００９７】
第１の層１１１は、有機化合物からなる正孔輸送性物質と、上記無機化合物からなる正孔輸送性物質に対して電子受容性を示す物質とが混在した層から形成すると、導電性が高くなり、好ましい。導電性が高いと、第１の層１１１をより厚膜化することができ、生産の歩留まりを向上させることができる。また第１の層１１１を厚膜化することにより、第１の電極１０１と、第２の層１１２とを離すことができる。その結果、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【００９８】
このような有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いることによって、第１の層１１１に用いる有機化合物の結晶化を抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに第１の層１１１を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、第１の層１１１の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【００９９】
さらに以下の実施例で示すが、ベンジジン誘導体と、無機化合物であるモリブデン酸化物とが混在した層を第１の層１１１に用いると、経時劣化しづらいことがわかった。すなわち、本構成により、安定性に優れた発光素子を提供することができる。
【０１００】
なお第１の層１１１に、その他の有機化合物を含んでいてもよい。その他の有機化合物には、ルブレン等が挙げられる。ルブレンを加えることにより、信頼性を向上させることができる。
【０１０１】
この他、第１の層１１１は、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、コバルト酸化物、銅酸化物のような金属酸化物からなる層としてもよい。
【０１０２】
このような第１の層１１１は、蒸着法により形成することができる。第１の層１１１として、複数の化合物が混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【０１０３】
次に、発光層を含む層である第２の層１１２について説明する。発光層を含む層とは、発光層のみからなる単層でも多層でも構わない。具体的な多層を示すと、発光層の他、電子輸送層、及び正孔輸送層のいずれから選ばれた複数の層を含んでいる。
図１８において、第２の層１１２は、発光層１２３、電子輸送層１２４、正孔輸送層１２２を含む多層の場合を示す。
【０１０４】
正孔輸送層１２２には、一般式（１）または、構造式（２）〜（４）のいずれかで表される本発明のベンジジン誘導体を用いることができる。
【０１０５】
【化０１】
2006190993.tif 000009
【化０２】
2006190993.tif 000010
【化０３】
2006190993.tif 000011
【化０４】
2006190993.tif 000012
【化０５】
2006190993.tif 000013
【０１０６】
本発明のベンジジン誘導体は耐熱性が高い為、本発明のベンジジン誘導体を正孔輸送材料として用いることによって、熱に起因した特性変化が少ない正孔輸送層１２２を形成することができる。また、本発明のベンジジン誘導体は結晶化し難い為、本発明のベンジジン誘導体を正孔輸送材料として用いることによって結晶化し難い正孔輸送層１２２を形成することができる。
【０１０７】
なお、正孔輸送層１２２は、一般式（１）または、構造式（２）〜（４）のいずれかで表される本発明のベンジジン誘導体から成る層を二以上組み合わせて形成した多層であってもよい。
【０１０８】
さらに正孔輸送層１２２に、本発明のベンジジン誘導体と、無機化合物とが混在した層を用いると好ましい。無機化合物と混在させることにより、ベンジジン誘導体の結晶化をより抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに該層を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、ベンジジン誘導体を有する正孔輸送層の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【０１０９】
このような無機化合物には、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を用いることができる。例えば、金属酸化物として、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。
【０１１０】
次いで、発光層１２３について説明する。発光層１２３は、発光物質が、該発光物質の有するエネルギーギャップよりも大きいエネルギーギャップを有する物質中に、分散して含まれた層であることが好ましい。但し発光層は、これに限定されるものではない。なお、エネルギーギャップとはＬＵＭＯ準位とＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップをいう。また発光物質は、発光効率が良好で、所望の発光波長の発光をし得る物質を用いればよい。
【０１１１】
また発光物質を分散させるために用いる物質は、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’−ビス（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：Ｚｎｐｐ２）、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。但し、発光物質を分散状態にするために用いる物質はこれらの材料に限定されない。上記のように発光物質が分散した状態であると、発光物質からの発光が、濃度に起因して消光してしまうことを防ぐことができる。
【０１１２】
このような発光層１２３から、白色系の発光を出現させるためには、例えば、第１の電極１０１から順に、ＴＰＤ（芳香族ジアミン）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、赤色発光色素であるナイルレッドをドープしたＡｌｑ３、Ａｌｑ３を蒸着法等により積層した構成を用いることができる。
【０１１３】
その他にも、第１の電極１０１側から順に、ＮＰＢ、ペリレンをドープしたＮＰＢ、ＤＣＭ１をドープしたビス（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）、ＢＡｌｑ、Ａｌｑ３を蒸着法等により積層した構成を用いることができる。
【０１１４】
また、３０ｗｔ％の２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）を電子輸送剤としてポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）に分散し、４種類の色素（ＴＰＢ、クマリン６、ＤＣＭ１、ナイルレッド）を適当量分散することで白色系の発光を得ることができる。
【０１１５】
また発光層１２３を積層とし、一層目と二層目の発光材料を赤と青緑など、互いに補色となる関係を有する発光を呈する材料により形成することで、白色系の発光を得ることもできる。
【０１１６】
このような白色系に発光させる場合、カラーフィルターや色変換層を用いて、フルカラー表示を行うことができる。なお、カラーフィルターや色変換層を単色とする場合、モノカラー表示を行うことができる。
【０１１７】
なお以上に示した白色系の発光が得られる発光素子の他にも、発光層１２３の材料を適宜選択することができる。例えば発光層１２３を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光材料から構成してもよい。
【０１１８】
例えば赤色系の発光を得たいときには、発光層１２３に、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）やペリフランテン、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、ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナイト］イリジウム（アセチルアセトナート）（略称：Ｉｒ［Ｆｄｐｑ］２ａｃａｃ）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、６００ｎｍから７００ｎｍ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。
【０１１９】
緑色系の発光を得たいときは、発光層１２３に、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、クマリン６やクマリン５４５Ｔ、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、５００ｎｍから６００ｎｍ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。
【０１２０】
また青色系の発光を得たいときは、発光層１２３に、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）等を用いることができる。但しこれらの材料に限定されず、４００ｎｍ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。
【０１２１】
このように発光層１２３を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光材料を有するように形成する場合であっても、カラーフィルターや色変換層を設け、各発光スペクトルのピーク等を調節してもよい。カラーフィルターや色変換層は、発光を外部に取り出す側に形成すればよく、薄膜トランジスタが形成される基板側、またはそれに対向する基板側のいずれにも設けることができる。
【０１２２】
次いで電子輸送層１２４について説明する。電子輸送層１２４とは、第２の電極１０２から注入された電子を発光層１２３へ輸送する機能を有する層である。このように、電子輸送層１２４を設け、第２の電極１０２と発光層１２３とを離すことによって、発光が金属に起因して消光することを防ぐことができる。
【０１２３】
なお、電子輸送層１２４について特に限定はなく、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等によって形成されたものを用いることができる。この他、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体等によって形成されたものであってもよい。また、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いて形成されたものであってもよい。
【０１２４】
電子輸送層１２４は、正孔の移動度よりも電子の移動度が高い物質を用いて形成することが好ましい。また、電子輸送層１２４は、１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質を用いて形成することがより好ましい。また、電子輸送層１２４は、以上に述べた物質からなる層を二以上組み合わせて形成した多層構造の層であってもよい。
【０１２５】
さらに電子輸送層１２４に、上記有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いると好ましい。無機化合物と混在させることにより、有機化合物の結晶化をより抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに該層を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、電子輸送層１２４の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【０１２６】
このような無機化合物には、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を用いることができる。例えば、金属酸化物として、リチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）が挙げられ、その他フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等が挙げられる。
【０１２７】
このような第２の層１１２は、蒸着法により作製することができる。なお第２の層１１２を構成する層のうち、混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。
共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【０１２８】
次いで電子を発生する層である第３の層１１３について説明する。このような第３の層１１３は、例えば、電子輸送性物質と、その物質に対して電子供与性を示す物質とを含む層が挙げられる。
【０１２９】
なお電子輸送性物質とは、正孔よりも電子の輸送性が高い物質であり、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、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）等の金属錯体の他、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、４，４’  −ビス（５−メチル−ベンズオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯＳ）等を用いることができる。また第３の層１１３は、ｎ型の半導体を用いて形成することができる。但し、電子輸送性物質はこれらに限定されない。
【０１３０】
また、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の中から選ばれた物質、具体的にはリチウム（Ｌｉ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、マグネシウム（Ｍｇ）等を用いることができる。また、具体的な材料としては、上記アルカリ金属の酸化物またはアルカリ土類金属の酸化物、アルカリ金属の窒化物、アルカリ土類金属の窒化物等、具体的にはリチウム酸化物（Ｌｉ２Ｏ）、カルシウム酸化物（ＣａＯ）、ナトリウム酸化物（Ｎａ２Ｏ）、カリウム酸化物（Ｋ２Ｏ）、マグネシウム酸化物（ＭｇＯ）が挙げられ、その他フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等が挙げられる。但し、電子輸送物質に対して電子供与性を示す物質は、これらに限定されない。なお、電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質は、電子輸送性物質に対して、モル比が０．５以上２以下（＝電子輸送性物質に対して電子供与性を示す物質／電子輸送性物質）と成るように含まれていることが好ましい。
【０１３１】
また、第３の層１１３は、酸化亜鉛、硫化亜鉛、セレン化亜鉛、酸化スズ、酸化チタンのような物質からなる層であってもよい。
【０１３２】
第３の層１１３は、上記のような有機化合物と、無機化合物とが混在した層から形成するとよい。その結果、第３の層１１３の導電性を高くすることができる。導電性が高いと、第３の層１１３をより厚膜化することができ、生産の歩留まりを向上させることができる。また第３の層を厚膜化することにより、発光層１２３と、第２の電極１０２とを離すことができ、発光の消光を防止することができる。
【０１３３】
また有機化合物と無機化合物とが混在した層を用いることによって、第３の層１３３に用いる有機化合物の結晶化を抑制することができ、抵抗の増加を伴わずに第３の層１１３を厚く形成することが可能となる。そのため、基板上にゴミや汚れ等に起因する凹凸がある場合であっても、第３の層１１３の厚膜化により凹凸の影響をほとんど受けない。従って、凹凸に起因する第１の電極１０１と、第２の電極１０２とのショート等の不良を防止することができる。
【０１３４】
このような第３の層１１３は、蒸着法により作製することができる。第３の層１１３として、混在した層を形成する場合には共蒸着法を用いることができる。共蒸着法は、抵抗加熱蒸着同士による共蒸着法、電子ビーム蒸着同士による共蒸着法、抵抗加熱蒸着と電子ビーム蒸着による共蒸着法があり、その他抵抗加熱蒸着とスパッタリング法による成膜、電子ビーム蒸着とスパッタリングによる成膜など、同種、異種方法を組み合わせて形成することができる。また、上記例は２種の材料を含む層を示しているが、３種以上の材料を含む場合も同様に、同種、異種方法を組み合わせて形成することができることは、上述のとおりである。
【０１３５】
以上のような、発光素子において、第３の層１１３に含まれる電子輸送性物質の電子親和力と、第２の層１１２に含まれる層のうち第３の層１１３と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下とするとよい。また、第３の層１１３がｎ型の半導体からなるとき、ｎ型の半導体の仕事関数と、第２の層１１２に含まれる層のうち第３の層１１３と接する層に含まれる物質の電子親和力との差は、好ましくは２ｅＶ以下、より好ましくは１．５ｅＶ以下とするとよい。このように、第２の層１１２と第３の層１１３とを接合することによって、第３の層１１３から第２の層１１２への電子の注入が容易になる。
【０１３６】
なお、本発明はベンジジン誘導体を代表とする有機化合物と、無機化合物とを一対の電極間に有する発光素子を特徴としており、図１８に示す発光素子構成に限定されるものではない。例えば、第３の層１１３に接して形成された電子輸送層１２４設ける構成を示したが、電子輸送層１２４を有しない場合もある。すると発光層１２３は、第３の層１１３と接する構成となる。この場合、該発光層１２３には、発光物質を分散状態とするための物質を用いるとよい。同様に、正孔輸送層１２２を有しない場合もあり得る。
【０１３７】
また、Ａｌｑ３等のように分散状態としなくても発光することができる物質を発光層１２３に用いることができる。Ａｌｑ３等は、キャリアの輸送性の良い発光物質であるため、分散状態とすることなくＡｌｑ３のみからなる層を発光層として機能させることができる。この場合、発光層１２３が発光物質そのものに相当する。
【０１３８】
このような第１の層１１１から第３の層１１３の作製は、同一方法により形成することができる。そのため、大気解放することなく連続して形成することができる。このように大気解放することなく連続して第１の層１１１から第３の層１１３を形成することにより、界面等への不純物混入を低減することができる。
【０１３９】
次に電極について説明する。第１の電極１０１と第２の電極１０２とは、導電性を有する物質で形成する。また発光層からの光を外部に取り出す側に設けられた電極は、導電性に加えて透光性を有する必要がある。なお透光性を有するためには、非透光性を有する材料を、非常に薄く形成することによって、得ることもできる。
【０１４０】
第１の電極１０１の材料は、アルミニウム（Ａｌ）の他、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、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）、若しくはパラジウム（Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。なお、第１の電極１０１は、例えばスパッタ法や蒸着法等を用いて形成することができる。但し、第１の電極１０１の材料は、これらに限定されない。
【０１４１】
また非透光性を有する上記材料を用いる場合であって、第１の電極１０１に透光性が必要なとき、上記材料を薄く形成してもよい。
【０１４２】
また第１の電極１０１は、上記金属材料の単層、又は積層を用いることができる。そのため、第１の電極１０１に積層を用いる場合、上記材料を薄く形成し、その上に透光性材料を積層する構成を用いることもできる。勿論、薄い上記材料を単層で用いて、第１の電極１０１を形成してもよい。第１の電極１０１を薄く形成することにより、抵抗が高くなることを防止するため、補助配線を設けることもできる。また積層を用いることで、高抵抗となることを防止できる。
【０１４３】
また、第２の電極１０２の材料は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（以下、ＩＴＳＯとも記す）、酸化亜鉛を含む酸化インジウム等の透光性材料の他、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）、若しくはパラジウム（Ｐｄ）等の金属材料を用いることができる。但し、第２の電極１０２の材料は、これらに限定されない。
【０１４４】
非透光性を有する上記材料を用いる場合であって、第２の電極１０２に透光性が必要なとき、上記材料を薄く形成してもよい。
【０１４５】
また第２の電極１０２は、上記金属材料の単層、又は積層を用いることができる。そのため、第２の電極１０２に積層を用いる場合、上記材料を薄く形成し、その上に透光性材料を積層する構成を用いることもできる。勿論、薄い上記材料を単層で用いて、第２の電極１０２を形成してもよい。第２の電極１０２を薄く形成することにより、抵抗が高くなることを防止するため、補助配線を設けることもできる。また積層を用いることで、高抵抗となることを防止できる。
【０１４６】
なお第１の電極１０１、又は第２の電極１０２は、発光素子に印加する電圧によって、それぞれ陽極、又は陰極となりえる。陽極となる場合は、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）材料とする。また陰極となる場合は、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）材料とする。
【０１４７】
第１の電極１０１、又は第２の電極１０２は、スパッタリング法や蒸着法等を用いて形成することができる。なお、蒸着法を用いる場合、第１の電極１０１、第１の層１１１から第３の層１１３、第２の電極１０２の作製において、大気解放することなく連続して形成することが可能となる。このように大気解放することなく連続して発光素子を形成することにより、界面等への不純物混入を低減することができる。
【０１４８】
以上のように、本発明はベンジジン誘導体を代表とする有機化合物と、無機化合物とを有する層を用いて正孔を発生する層を形成することによって、熱に起因した正孔輸送層の特性変化に因る素子特性の変化が少ない発光素子を得ることができる。
また、本発明のベンジジン誘導体を代表とする有機化合物と、無機化合物とを有する層を用いて正孔を発生する層を形成することによって、該層の結晶化に因る劣化が少ない発光素子を得ることができる。
【０１４９】
その結果、低駆動電圧化を達成した発光素子を得ることができる。また本発明の発光素子は、厚膜化しても駆動電圧が向上することがない。その結果、発光素子を厚く形成することができるので、歩留まり高く生産することができる。  また層を厚くすることにより、発光層と第１の電極、又は発光層と第２の電極とを離すことができるため、発光の消光を防止できる。
【０１５０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、上記実施の形態と異なる発光素子の構成について説明する。
【０１５１】
図２に示すように、本実施の形態に示す発光素子は、対向する第１の電極１０１、第２の電極１０２を有し、第１電極１０１から順に、第１の層１１１、第２の層１１２、第３の層１１３、第４の層１２８が積層されており、第４の層１２８を設けたことを特徴とする。第４の層１２８は、第１の層１１１と同様の材料から形成することができ、その他の構成は、上記実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１５２】
このように第４の層１２８を設けると、第２の電極１０２を形成するときのダメージをより低減することができる。
【０１５３】
また、第４の層１２８は、有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いると良い。このような無機化合物には、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化窒化物を用いることができる。例えば金属酸化物は、周期表第４族乃至第１２族のいずれかの遷移金属酸化物を用いることができる。中でも、周期表第４族乃至第８族のいずれかの遷移金属酸化物は電子受容性の高いものが多く、特にバナジウム酸化物、モリブデン酸化物、ニオブ酸化物、レニウム酸化物、タングステン酸化物、ルテニウム酸化物、チタン酸化物、クロム酸化物、ジルコニウム酸化物、ハフニウム酸化物、タンタル酸化物が好適である。
【０１５４】
このように有機化合物と、無機化合物とを混在すると、第４の層１２８を厚膜化しても、低駆動電圧を維持することができる。  
【０１５５】
（実施の形態４）
本実施の形態では、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となる有機化合物を代表であって、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格有するベンジジン誘導体について、一般式を用いて説明する。
【０１５６】
本発明の一は、一般式（１）で表されるベンジジン誘導体である。
【０１５７】
【化０１】
2006190993.tif 000014
一般式（１）において、Ｒ１は、水素または炭素数１〜４のアルキル基のいずれか一を表す。
【０１５８】
本発明のベンジジン誘導体は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物である。
【０１５９】
本発明のベンジジン誘導体は、有機化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって得られる化合物を含む層を有する発光素子である。
【０１６０】
本発明のベンジジン誘導体は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下を満たすことを特徴とする。また融点は１８０℃以上４００℃以下を満たすことを特徴とする。
【０１６１】
本発明のベンジジン誘導体は耐熱性が良いため、本発明のベンジジン誘導体を用いることによって、熱に起因した特性変化の少ない発光素子を得ることができる。また、本発明のベンジジン誘導体は非結晶状態を保ちやすいため、本発明のベンジジン誘導体を用いることによって、結晶化に起因した素子の劣化が少ない発光素子を得ることができる。
【０１６２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下となり、スピロ環、及びトリフェニルアミン骨格を有するベンジジン誘導体を代表とする有機化合物について、構造式（２）〜（５）を用いて説明する。
【０１６３】
【化０２】
2006190993.tif 000015
【化０３】
2006190993.tif 000016
【化０４】
2006190993.tif 000017
【化０５】
2006190993.tif 000018
【０１６４】
構造式（２）〜（５）で表されるベンジジン誘導体は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下と高く、耐熱性がよい。また、構造式（２）〜（５）で表されるベンジジン誘導体は、結晶化し難い。さらに構造式（２）〜（５）で表されるベンジジン誘導体の融点は、１８０℃以上４００℃以下と高い。
【０１６５】
また、本発明のベンジジン誘導体の合成方法について特に限定はないが、合成スキーム（ａ−１）で表されるように、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと、２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンまたは２−ブロモ−２’，７’−ジアルキル−スピロ−９，９’−ビフルオレンとのカップリング反応によって合成することができる。
【０１６６】
【化０６】
2006190993.tif 000019
【０１６７】
合成スキーム（ａ−１）において、Ｒ１０は、水素または炭素数１〜４のアルキル基を表す。ここで炭素数３または炭素数４のアルキル基は分岐状であることが好ましい。
【０１６８】
以上に説明した本発明のベンジジン誘導体は、正孔輸送層を形成するための材料、つまり正孔輸送材料として用いることができる。
【０１６９】
本発明のベンジジン誘導体は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下を満たすことを特徴とする。また融点は１８０℃以上４００℃以下を満たすことを特徴とする。
【０１７０】
本発明のベンジジン誘導体は耐熱性が良いため、本発明のベンジジン誘導体を用いることによって、熱に起因した特性変化の少ない発光素子を得ることができる。また、本発明のベンジジン誘導体は非結晶状態を保ちやすいため、本発明のベンジジン誘導体を用いることによって、結晶化に起因した素子の劣化が少ない発光素子を得ることができる。
【０１７１】
（実施の形態６）
本発明の発光素子は、表示機能を有する発光装置の画素部や、照明機能を有する発光装置の照明部に適用することができる。そして、本発明の発光素子は熱に起因した特性変化や結晶化に起因した劣化が少ないため、本発明の発光素子を用いることによって発光素子の劣化に起因した画像や照明光の不具合が少ない発光装置を得ることができる。そこで本実施の形態では、発光素子を有する画素部の断面構成について説明する。
【０１７２】
図３は、発光素子への電流の供給を制御する半導体素子として、ｐ型薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた断面図を示し、発光素子が有する第１の電極が陽極として機能し、第２の電極が陰極として機能する場合について例示する。
【０１７３】
図３（Ａ）に、ＴＦＴ６０１がｐ型で、発光素子６０３から発せられる光を、第１の電極１０１側（点線矢印方向）から取り出す場合の、画素の断面図を示す。図３（Ａ）では、基板６００上に設けられたＴＦＴ６０１は、半導体膜と、半導体膜上のゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、半導体膜中に形成された不純物領領域に接続される配線を有する。またＴＦＴ６０１が有する配線は、発光素子６０３の第１の電極１０１と電気的に接続されている。
【０１７４】
ＴＦＴ６０１は層間絶縁膜６０８で覆われており、層間絶縁膜６０８上には開口部を有する隔壁６０９が形成されている。隔壁６０９の開口部において第１の電極１０１が一部露出している。該開口部において、第１の電極１０１、電界発光層６０５、第２の電極１０２が順に積層されている。なお本実施の形態における電界発光層６０５とは、上記実施の形態における第１の層１１１から第３の層１１３、さらに加えて第４の層１２８までを指す。すなわち、電界発光層６０５は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２との間の層を指す。
【０１７５】
層間絶縁膜６０８は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜（以下、シロキサン系絶縁膜と呼ぶ）を用いて形成することができる。なお、シロキサンとは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。層間絶縁膜６０８に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）と呼ばれる材料を用いていても良い。また層間絶縁膜６０８は、単層であっても、積層であってもよい。
【０１７６】
隔壁６０９は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜は、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無機絶縁膜は、例えば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。感光性の有機樹脂膜を隔壁６０９に用いると、該有機樹脂膜に形成された開口部の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することができる。その結果、第１の電極１０１、電界発光層６０５、第２の電極１０２の断切れを防ぐことができる。また隔壁６０９は、単層であっても、積層であってもよい。なお本発明の発光素子を用いると、電界発光層６０５の厚膜化を図ることができるため、第１の電極１０１と、第２の電極１０２との短絡を防止することができる。
【０１７７】
図３（Ａ）では、第１の電極１０１側（点線矢印方向）へ発光を取り出すため、第１の電極１０１は、光を透過する材料、又は光を透過するような膜厚で形成する。また上記透光性を有する材料の他に、例えばＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層等を第１の電極１０１に用いることもできる。ただし透光性を有する材料以外の材料を用いる場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で第１の電極１０１を形成する。さらに、ＴＦＴ６０１がｐ型薄膜トランジスタのため、第１の電極１０１は陽極として用いるのに適する材料で形成する。
【０１７８】
また第２の電極１０２は、光を反射もしくは遮蔽する、又は遮蔽するような膜厚で形成する。さらに第２の電極１０２は陰極として用いるのに適する材料で形成する。すなわち、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれら金属の化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。
【０１７９】
電界発光層６０５は、単数または複数の層で構成されている。なお上記実施の形態では、各層の境目が明確な図（図１、図２、図１８参照）を示したが、必ずしも明確である必要はない。互いの層を構成している材料が一部混合し、界面が不明瞭になっている場合もある。
【０１８０】
このような図３（Ａ）に示した画素の場合、発光素子６０３から発せられる光を、点線矢印で示すように第１の電極１０１側から取り出すことができる。
【０１８１】
次に図３（Ｂ）に、ＴＦＴ６０１がｐ型で、発光素子６０３から発せられる光を第２の電極１０２側（点線矢印方向）から取り出す場合の、画素の断面図を示す。図３（Ｂ）において、基板６００上に設けられたＴＦＴ６０１、電界発光層６０５、層間絶縁膜６０８、隔壁６０９等の構造は、図３（Ａ）と同様であるため説明を省略する。
【０１８２】
図３（Ｂ）では、第２の電極１０２側（点線矢印方向）へ発光を取り出すため、第１の電極１０１は、光を反射もしくは遮蔽する材料、又は遮蔽する膜厚で形成する。さらに、ＴＦＴ６０１がｐ型薄膜トランジスタのため、第１の電極１０１は陽極として用いるのに適する材料で形成する。例えば、ＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層からなる構成等を第１の電極１０１に用いることができる。
【０１８３】
また第１の電極１０１と、ＴＦＴ６０１に接続される配線とは同一材料から形成することができる。そのため、第１の電極１０１のための工程を削減することができる。
【０１８４】
また第２の電極１０２は、光を透過する材料、又は光を透過するような膜厚で形成する。さらに第２の電極１０２は陰極として用いるのに適する材料で形成する。すなわち、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などで形成することができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれら金属の化合物（フッ化カルシウム、窒化カルシウム）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。このような光を透過しない材料を第２の電極１０２に用いる場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。なお、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることも可能である。またＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（ＩＴＳＯ）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いてもよい。
【０１８５】
図３（Ｂ）に示した画素の場合、発光素子６０３から発せられる光を、点線矢印で示すように第２の電極１０２側から取り出すことができる。
【０１８６】
次に図３（Ｃ）に、ＴＦＴ６０１がｐ型で、発光素子６０３から発せられる光を第１の電極１０１側及び第２の電極１０２側（点線矢印方向）から取り出す場合の、画素の断面図を示す。
図３（Ｃ）では、基板６００上に設けられたＴＦＴ６０１、電界発光層６０５、層間絶縁膜６０８、隔壁６０９等の構造は、図３（Ａ）と同様であるため説明を省略する。
【０１８７】
図３（Ｂ）では、第１の電極１０１側及び第２の電極１０２側（点線矢印方向）へ発光を取り出すため、第１の電極１０１及び第２の電極１０２は、光を反射もしくは遮蔽する材料、又は遮蔽する膜厚で形成する。すなわち第１の電極１０１は、図３（Ａ）の第１の電極１０１と同様に形成することができる。また第２の電極１０２は、図３（Ｂ）の第２の電極１０２と同様に形成することができる。
【０１８８】
図３（Ｃ）に示した画素の場合、発光素子６０３から発せられる光を、点線矢印で示すように第１の電極１０１側及び第２の電極１０２側から取り出すことができる。
【０１８９】
なお本発明の画素構成は、これに限定されない。例えば、発光素子６０３への電流を制御する半導体素子に、ｎ型のＴＦＴを用いることができる。この場合、第１の電極１０１を陰極とし、第２の電極１０２を陽極として機能させると好ましい。
【０１９０】
また第１の電極１０１と、ＴＦＴ６０１が有する配線との接続構成も、図３に限定されない。例えば図３（Ａ）（Ｃ）に示す接続構成と異なり、第１の電極１０１を形成した後、ＴＦＴ６０１が有する配線を形成してもよい。
【０１９１】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１９２】
（実施の形態７）
本実施の形態では、上記発光装置に用いる画素回路について説明する。またデジタル階調表示を行う場合を例示する。
【０１９３】
図４（Ａ）は、画素３５０の等価回路図の一例を示したものであり、信号線６１４、電源線６１５、走査線６１６、それらの交差部に、発光素子６０３、ＴＦＴとして機能するトランジスタ６１０、６０１、容量素子６１２を有する。発光素子６０３には、上記実施の形態で示した構成を用いる。信号線６１４には信号線駆動回路によって映像信号が入力される。トランジスタ６１０は、走査線６１６に入力される選択信号に従って、トランジスタ６０１のゲートへの、該映像信号の供給を制御することができる。トランジスタ６０１は、該映像信号の電位に従って、発光素子６０３への電流の供給を制御することができる駆動用トランジスタである。容量素子６１２は、トランジスタ６０１のゲート・ソース間の電圧を保持することができる。なお、図４（Ａ）では、容量素子６１２を図示したが、トランジスタ６０１のゲート容量や他の寄生容量で賄うことが可能な場合には、設けなくてもよい。
【０１９４】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した画素３５０に、トランジスタ６１８と走査線６１９を新たに設けた画素３５１の等価回路図である。トランジスタ６１８により、トランジスタ６０１のゲートとソースを同電位とし、強制的に発光素子６０３に電流が流れない状態を作ることができるため、全ての画素に映像信号が入力される期間よりも、サブフレーム期間の長さを短くすることができる。また駆動方法によって、図４（Ａ）に示す画素であっても、強制的に発光素子６０３に電流が流れない状態を作ることができる。
【０１９５】
図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）に示した画素３５１に、新たにトランジスタ６２５と、配線６２６を設けた画素３５２の等価回路図である。トランジスタ６２５は、そのゲートの電位が、配線６２６によって固定されている。そして、トランジスタ６０１とトランジスタ６２５は、電源線６１５と発光素子６０３との間に直列に接続されている。よって図４（Ｃ）では、トランジスタ６２５により発光素子６０３に供給される電流の値が制御され、トランジスタ６０１により発光素子６０３への該電流の供給の有無が制御できる。
【０１９６】
なお、本発明の画素回路は、本実施の形態で示した構成に限定されず、デジタル階調表示以外にアナログ階調表示を用いることもできる。また本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１９７】
（実施の形態８）
本実施の形態では、上記発光素子を有する発光装置の構成について説明する。
【０１９８】
図５には、信号線駆動回路３０２及び走査線駆動回路３０３といった駆動回路を、画素部３００の周辺に設けた状態のパネルを示す。なおパネルとは、同一基板上に設けられた画素部３００、信号線駆動回路３０２及び走査線駆動回路３０３が設けられた状態を指し、これにＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）が接続された状態も含まれる。
【０１９９】
画素部３００は、複数の画素３５５を有し、各画素には上記した発光素子が設けられている。発光素子には、該発光素子への電流の供給を制御するための半導体素子（図４では、ＴＦＴ６０１に相当）がそれぞれ接続されている。発光素子を有する画素の断面については、上記実施の形態で示した通りである。また画素３５５は、上記実施の形態で示したいずれの等価回路を有してもよい。なお本発明の画素部は、これに限定されず、パッシブ型の構成を有してもよい。
【０２００】
走査線駆動回路は、画素部３００を介して２つ設けられている。これらを第１の走査線駆動回路３０３ａ、第２の走査線駆動回路３０３ｂとする。なお走査線駆動回路は単数、又は３つ以上設けてもよい。第１の走査線駆動回路３０３ａ、第２の走査線駆動回路３０３ｂは、それぞれシフトレジスタ３１１ａ、３１１ｂ、レベルシフタ３１２ａ、３１２ｂ、バッファ３１３ａ、３１３ｂとして機能する回路を有している。各シフトレジスタ３１１ａ、３１１ｂには、それぞれ第１及び第２のゲートスタートパルス（Ｇ１ＳＰ、Ｇ２ＳＰ）、第１及び第２のゲートクロック信号（Ｇ１ＣＫ、Ｇ２ＣＫ）、該クロック信号の反転信号（Ｇ１ＣＫＢ、Ｇ２ＣＫＢ）等の信号が入力される。
【０２０１】
第１及び第２の走査線駆動回路３０３ａ、３０３ｂには、走査線（Ｇ１・・・Ｇｎ）が接続されており、画素部３００に設けられた各画素３５５へ信号を供給する。走査線には、各画素を選択するための半導体素子（図４中トランジスタ６１０に相当）が接続されており、該画素に映像信号を書き込むときに、該半導体素子が選択される。
【０２０２】
また信号線駆動回路３０２は、シフトレジスタ３２１、第１のラッチ３２２、第２のラッチ３２３、レベルシフタ３２４、バッファ３２５として機能する回路を有する。シフトレジスタ３２１には、スタートパルス（ＳＳＰ）等の信号が、第１のラッチ３２２にはビデオ信号等のデータ（ＤＡＴＡ）が、第２のラッチ３２３にはラッチ（ＬＡＴ）信号等がそれぞれ入力される。信号線駆動回路３０２には、信号線（Ｓ１・・・Ｓｍ）が接続されており、画素部３００に設けられた各画素３５５へ映像信号を入力する。
【０２０３】
このような信号線駆動回路３０２、走査線駆動回路３０３、画素部３００は、同一基板上に設けられた半導体素子によって形成することができる。例えば、ガラス基板に設けられた薄膜トランジスタを用いて形成することができる。
【０２０４】
次いで、図６を用いて、図５に示したパネルの断面構造について説明する。
【０２０５】
図６（Ａ）には、基板６００上に設けられた、第１の走査線駆動回路３０３ａ、第２の走査線駆動回路３０３ｂ、画素部３００の断面の拡大図を示す。画素部３００には、発光素子６０３への電流の供給を制御するＴＦＴ６０１、容量素子６１２が設けられている。なお容量素子６１２は、一対の導電体間に絶縁体が設けられた構造により、その機能を有することができ、本実施の形態では、ゲート電極と同一層からなる導電体と、層間絶縁膜６０８からなる絶縁体及びゲート絶縁膜と、ＴＦＴ６０１の配線と同一層からなる導電体とで、容量素子６１２を構成している。但し、この構成に限定されるものではない。
【０２０６】
なお発光素子６０３やＴＦＴ６０１の構成は、実施の形態５で示した構成と自由に組み合わせることができる。
【０２０７】
第１及び第２の走査線駆動回路３０３ａ、３０３ｂは、それぞれ薄膜トランジスタから構成されるＣＭＯＳ回路６３０ａ、６３０ｂを有する。各走査線駆動回路のバッファ３１３ａ、３１３ｂは、その他の回路と比べて簡便な回路であるため、ＣＭＯＳ回路６３０ａ、６３０ｂを適用することができる。勿論、その他の回路にＣＭＯＳ回路６３０ａ、６３０ｂを適用してもよい。
【０２０８】
また図６（Ａ）には図示していないが、信号線駆動回路３０２が有する回路にも、ＣＭＯＳ回路６３０ａ、６３０ｂを適用することができる。
【０２０９】
そして、シール材６５１を用いて、対向基板６５０を貼り合わせる。シール材６５１は、エポキシ樹脂等の公知の材料を用いることができる。図６（Ａ）では、シール材６５１が走査線駆動回路の一部を覆うように設けられている。その結果、パネルの狭額縁化を図ることができる。
【０２１０】
貼り合わせた結果、基板６００と、対向基板６５０との間には空間が形成される。発光素子６０３は、空気や水分により劣化してしまうため、該空間は窒素等の不活性ガスを充填するとよい。樹脂等を充填してもよい。さらに、ギャップを保持するために、スペーサを配置してもよい。該スペーサに乾燥剤としての機能を持たせてもよい。
【０２１１】
シール材６５１の外側には、第１及び第２の走査線駆動回路３０３ａ、３０３ｂへ信号を入力するための接続端子６５２が設けられている。接続端子６５２は、異方性導電膜を介してＦＰＣに接続される。
【０２１２】
図６（Ａ）では、シール材６５１を用いて貼り合わせたが、該空間に充填された樹脂を用いて貼り合わせることもできる。
【０２１３】
また図６（Ｂ）には、対向基板６５０にブラックマトリクス６５５、及びカラーフィルター６５６を設けた場合の断面図を示す。カラーフィルター６５６は、少なくとも、発光素子６０３の上方に配置するように設けられる。
【０２１４】
ブラックマトリクス６５５は、走査線（Ｇ１・・・Ｇｎ）、信号線（Ｓ１・・・Ｓｍ）、又は電源線（Ｖ１・・・Ｖｍ）等の配線上方に配置するように設けられている。また、ブラックマトリクス６５５は、第１及び第２の走査線駆動回路３０３ａ、３０３ｂ上に設けてもよい。その他の構造は、図６（Ａ）と同様であるため説明を省略する。
【０２１５】
図６（Ｂ）では、カラーフィルター６５６を用いる場合を例示したが、さらに色変換層を組み合わせてもよい。
【０２１６】
また図６（Ｂ）では対向基板６５０側にカラーフィルター６５６を設けているが、基板６００側にカラーフィルターを設けても構わない。例えば基板６００の裏面に配置したり、第２の電極１０２上に形成することができる。
【０２１７】
同様にブラックマトリクス６５５も、対向基板６５０側に設ける構造に限定されず、基板６００側に設けてもよい。また層間絶縁膜６０８中に黒色の顔料を混ぜて、ブラックマトリクスとして機能させることもできる。
【０２１８】
なお図６（Ａ）（Ｂ）において、薄膜トランジスタは低濃度不純物領域がゲート電極に重なった、所謂ＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤＤ）構造を例示している。その他、ゲート電極に重ならない、所謂ＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ  Ｄｏｐｅｄ  Ｄｒａｉｎ）構造を用いてもよい。
【０２１９】
本実施の形態では、画素部３００と同一基板上に走査線駆動回路、及び信号線駆動回路を設けたパネルを例示したが、本発明はこれに限定されない。例えば、各駆動回路はＩＣチップから形成してもよい。この場合、ＩＣチップはＣＯＧ法やＴＡＢ法により、基板上に実装することができる。
【０２２０】
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０２２１】
（実施の形態９）
本発明の発光装置を備えた電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図７を参照して説明する。
【０２２２】
図７（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成された携帯情報端末機を提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、携帯情報端末機の歩留まりが向上する。
【０２２３】
図７（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成されたデジタルビデオカメラを提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、デジタルビデオカメラの歩留まりが向上する。
【０２２４】
図７（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２には、本発明の発光装置適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成された携帯電話機を提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、携帯電話機の歩留まりが向上する。
【０２２５】
図７（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成された携帯型のテレビジョン装置を提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、携帯型のテレビジョン装置の歩留まりが向上する。
また携帯型のテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本発明の発光装置を適用することができる。
【０２２６】
図７（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成された携帯型のコンピュータを提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、携帯型のコンピュータの歩留まりが向上する。
【０２２７】
図７（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる。表示部９５０２には、本発明の発光装置を適用することができる。その結果、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成されたテレビジョン装置を提供することができる。さらに本発明の発光素子は厚膜化することもできるため、テレビジョン装置の歩留まりが向上する。
【０２２８】
このように、本発明により、発光素子を厚膜化しても駆動電圧が高まることなく、低消費電力化が達成された電子機器を提供することができる。
【実施例】
【０２２９】
（実施例１）
本実施例では、正孔を発生する層に有機化合物と、無機化合物とが混在した層を用いて作製した発光素子について図８を用いて説明する。
【０２３０】
ガラス基板７００上に、シリコンを含有したインジウム錫酸化物を、スパッタリング法によって成膜し、第１の電極７０１を形成した。なお、膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２３１】
次に、第１の電極７０１の上に、ＤＮＴＰＤと、モリブデン酸化物と、ルブレンとを、真空中の共蒸着法によって成膜し、ＤＮＴＰＤと、モリブデン酸化物と、ルブレンからなる層７１１を形成した。ＤＮＴＰＤと、モリブデン酸化物と、ルブレンとの質量比を１：０．５：０．０２とし、膜厚は１２０ｎｍとなるようにした。
【０２３２】
次に、ＤＮＴＰＤと、モリブデン酸化物と、ルブレンからなる層７１１上に、ＮＰＢを、真空中の蒸着法によって成膜し、ＮＰＢからなる層７２２を形成した。なお、膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
【０２３３】
次にＮＰＢからなる層７２２の上に、Ａｌｑ３とクマリン６とを、真空中の共蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３を形成した。なお、クマリン６は、Ａｌｑ３に対し０．０１質量％含まれるようにした。
これによって、クマリン６はＡｌｑ３の中に分散された状態となる。また、膜厚は、３７．５ｎｍとなるようにした。
【０２３４】
次に、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３の上に、Ａｌｑ３を、真空中の蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ３からなる層７２４を形成した。なお、膜厚は３７．５ｎｍとなるようにした。
【０２３５】
次に、Ａｌｑ３からなる層７２４の上に、弗化リチウムを、真空中の蒸着法によって成膜し、弗化リチウムからなる層７１３を形成した。なお、膜厚は１ｎｍとなるようにした。
【０２３６】
次に、弗化リチウムらなる層７１３の上に、アルミニウムを、真空中の蒸着法によって成膜し、第２の電極７０２を形成した。なお、膜厚は２００ｎｍとなるようにした。
【０２３７】
以上のようにして作製した発光素子において第１の電極７０１と第２の電極７０２とに電圧を印加して電流を流すと、クマリン６が発光する。
【０２３８】
このとき、第１の電極７０１は陽極として、第２の電極７０２は陰極として機能する。また、ＤＮＴＰＤと、モリブデン酸化物と、ルブレンとからなる層７１１は正孔を発生する層として、ＮＰＢから成る層７２２は正孔輸送層として、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３は発光層として、Ａｌｑ３からなる層７２４は電子輸送層として、弗化リチウムからなる層７１３は電子を発生する層として機能する。
【０２３９】
本実施例の発光素子を１０５℃に保持した電流密度−輝度特性を図９に、電圧−輝度特性を図１０に、輝度−電流効率特性を図１１に示す。
図９において横軸は電流密度を、縦軸は輝度を表し、図１０において横軸は電流密度を、縦軸は輝度を表し、図１１において横軸は電圧を、縦軸は輝度を表す。
なお各素子は、初期状態（Ｓａｍｐｌｅ１）、３０時間経過後（Ｓａｍｐｌｅ２）、１５４時間経過後（Ｓａｍｐｌｅ３）、４６２時間経過後（Ｓａｍｐｌｅ４）である。
【０２４０】
これら結果を基にして、７（Ｖ）印加時における経過時間に対する輝度劣化（規格化評価）を示す（図１２参照）。
また図１２では、本発明試料（ＳａｍｐｌｅＡ）と、比較試料（ＳａｍｐｌｅＢ）として正孔を発生する層７１１にＤＮＴＰＤと、ルブレンとからなる層を用いた結果を合わせて示す。
【０２４１】
図１２をみると、ＳａｍｐｌｅＡは、ＳａｍｐｌｅＢに対して経時劣化が少ないことがわかる。すなわち、正孔を発生する層に、モリブデン酸化物が混在した層を用いることにより、安定した発光素子を得ることができる。
【０２４２】
このように、有機化合物にＤＮＴＰＤを用いても、経時劣化が低減するという一効果を奏することができる。なおＤＮＴＰＤのガラス転移温度は９４℃であるため、これを考慮すると、本発明のガラス転移温度は８０℃以上、好ましくは９０℃以上３００℃以下となる。
【０２４３】
（実施例２）
（合成例）構造式（２）で表されるベンジジン誘導体の合成方法について説明する。
【０２４４】
［ステップ１］
２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンの合成方法について説明する。
【０２４５】
１００ｍＬの三口フラスコに、マグネシウム１．２６ｇ（０．０５２ｍｏｌ）を入れ、系内を真空下にし、３０分加熱撹拌し、活性化した。室温にさましてから系内を窒素気流下にし、ジエチルエーテル５ｍＬ、ジブロモエタン数滴を加え、ジエチルエーテル１５ｍＬ中に溶かした２−ブロモビフェニル１１．６５ｇ（０．０５０ｍｏｌ）をゆっくり滴下し、滴下終了後３時間還流してグリニヤール試薬とした。２００ｍＬ三口フラスコに２−ブロモフルオレノン１１．７ｇ（０．０４５ｍｏｌ）、ジエチルエーテル４０ｍＬを入れた。この反応溶液に合成したグリニヤール試薬をゆっくり滴下し、滴下終了後２時間還流し、さらに室温で一晩（１５時間）撹拌した。反応終了後、反応溶液を飽和塩化アンモニウム水溶液で２回洗浄し、水層を酢酸エチルで２回抽出し、有機層とあわせて飽和食塩水で洗浄した。硫酸マグネシウムにより乾燥後、吸引濾過、濃縮し、固体状の９−（２−ビフェニリル）−２−ブロモ−９−フルオレノールを１８．７６ｇ、収率９０％で得た。
【０２４６】
次に、２００ｍＬの三口フラスコに、合成した９−（２−ビフェニリル）−２−ブロモ−９−フルオレノール１８．７６ｇ（０．０４５ｍｏｌ）、氷酢酸１００ｍＬを入れ、濃塩酸数滴を加え２時間還流した。反応終了後、吸引濾過により析出物を回収し、飽和炭酸水素ナトリウム水溶液および水で濾過洗浄した。得られた褐色固体をエタノールで再結晶したところ淡褐色粉末状固体を１０．２４ｇ、収率５７％で得た。核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって、この淡褐色粉末状固体が２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンであることを確認した。この化合物の１Ｈ−ＮＭＲは次のようであった。
【０２４７】
この化合物の１Ｈ−ＮＭＲを次に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ３）δｐｐｍ：７．８６−７．７９（ｍ，３Ｈ），７．７０（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝８．４  Ｈｚ），７．４７−７．５０（ｍ，１Ｈ），７．４１−７．３４（ｍ，３Ｈ），７．１２（ｔ，３Ｈ，Ｊ＝７．７Ｈｚ），６．８５（ｄ，１Ｈ，Ｊ＝２．１Ｈｚ），６．７４−６．７０（ｍ，３Ｈ）
【０２４８】
また、以上に説明した合成方法の合成スキーム（ｂ−１）を次に示す。
【０２４９】
【化０７】
2006190993.tif 000020
【０２５０】
［ステップ２］
Ｎ，Ｎ’−ビス（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（略称：ＢＳＰＢ）の合成方法について説明する。
【０２５１】
１００ｍＬの三口フラスコに、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン１．００ｇ  （０．００３０ｍｏｌ）、ステップ１の合成方法によって合成した２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレン２．４９ｇ（０．００６２ｍｏｌ）、ビス（ジベンジリデンアセトン）パラジウム（０）１７０ｍｇ（０．３０ｍｍｏｌ）、ｔｅｒｔ−ブトキシナトリウム  １．０８ｇ（０．０１１ｍｏｌ）を入れ、系内を窒素気流下にした後、脱水トルエン２０ｍＬと、トリ（ｔｅｒｔ−ブチル）ホスフィン１０ｗｔ％ヘキサン溶液０．６ｍＬを加え、８０℃で６時間攪拌した。反応終了後、反応溶液を室温まで冷ましてから水を加え、析出した固体を吸引ろ過により回収し、ジクロロメタンで洗浄した。得られた白色固体をアルミナカラムクロマトグラフィー（クロロホルム）により精製し、ジクロロメタンで再結晶したところ、白色粉末状固体を２．６６ｇ、収率９３％得た。
【０２５２】
得られた白色粉末状固体を核磁気共鳴法（ＮＭＲ）によって分析したところ、次のような結果が得られ、構造式（２）で表されるベンジジン誘導体であることが確認できた。また、１Ｈ−ＮＭＲのチャートを図１９に示す。１Ｈ−ＮＭＲ  （３００ＭＨｚ，ＤＭＳＯ−ｄ６）  δｐｐｍ：７．９３−７．８９（ｍ，８Ｈ），７．３９−７．３３（ｍ，１０Ｈ），７．１９−７．１４  （ｍ，８Ｈ），７．０９−６．９６（ｍ，６Ｈ），６．８９−６．８４（ｍ，８Ｈ），６．６９（ｄ，４Ｈ，Ｊ＝７．５Ｈｚ），６．５４（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝７．８Ｈｚ），６．２５（ｄ，２Ｈ，Ｊ＝２．４Ｈｚ）
【０２５３】
以上に説明した合成方法の合成スキーム（ｂ−２）を次に示す。このように、本発明の化合物は、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジンと２−ブロモ−スピロ−９，９’−ビフルオレンのカップリング反応によって合成することができる。
【０２５４】
【化０８】
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【０２５５】
また、得られた化合物のガラス転移温度、結晶化温度、融点について、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）を用いて調べた。ここでＤＳＣによる測定は、次のような手順で行った。先ず、４０℃／分の昇温速度で４５０℃まで試料（得られた化合物）を加熱した後、４０℃／分の冷却速度で試料を冷却して試料をガラス状態にした。そして、ガラス状態になった試料を、１０℃／分の昇温速度で加熱し、図１７に示すような測定結果を得た。図１７において、横軸は温度（℃）、縦軸は熱流（上向が吸熱）（ｍＷ）を表す。測定結果から、得られた化合物のガラス転移温度は１７２℃、結晶化温度は２６８℃であることが分かった。また、３１２℃における接線と、３２７℃以上３２８℃以下における接線との交点から、融点は３２３℃以上３２４℃以下であることが分かった。すなわち、本実施例のように合成したＢＳＰＢは、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上３００℃以下の範囲を満たし、融点が１８０℃以上４００℃以下の範囲にあることがわかる。
【０２５６】
なお、得られた化合物４．７４ｇを１４Ｐａ、３５０℃の条件で２４時間昇華精製したところ、３．４９ｇを回収でき、回収率は７４％であった。
【０２５７】
このように、得られた化合物は、１７２℃という高いガラス転移温度を示し、良好な耐熱性を有するものである。また、図１７において、得られた化合物の結晶化を表すピークはブロードなものであり、得られた化合物は結晶化し難い物質であることがわかった。
【０２５８】
（実施例３）
上記実施例、ステップ２に記載の合成によって得られたガラス転移温度は１７２℃の化合物（以下、単にＢＳＰＢと記載する）を用いて作製した発光素子について図８を参照して説明する。
【０２５９】
ガラス基板７００上に、シリコンを含有したインジウム錫酸化物を、スパッタリング法によって成膜し、第１の電極７０１を形成した。なお、膜厚は１１０ｎｍとなるようにした。
【０２６０】
次に、第１の電極７０１の上に、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとを、真空中の共蒸着法によって成膜し、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとからなる層７１１を形成した。ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとの質量比を２：０．７５：０．０４とし、膜厚は１２０ｎｍとなるようにした。
【０２６１】
次に、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとからなる層７１１上に、ＮＰＢを、真空中の蒸着法によって成膜し、ＮＰＢからなる層７２２を形成した。なお、膜厚は１０ｎｍとなるようにした。
【０２６２】
次にＮＰＢからなる層７２２の上に、Ａｌｑ３とクマリン６とを、真空中の共蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３を形成した。なお、クマリン６は、Ａｌｑ３に対し０．０１質量％含まれるようにした。これによって、クマリン６はＡｌｑ３の中に分散された状態となる。また、膜厚は、３７．５ｎｍとなるようにした。
【０２６３】
次に、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３の上に、Ａｌｑ３を、真空中の蒸着法によって成膜し、Ａｌｑ３からなる層７２４を形成した。なお、膜厚は３７．５ｎｍとなるようにした。
【０２６４】
次に、Ａｌｑ３からなる層７２４の上に、弗化リチウムを、真空中の蒸着法によって成膜し、弗化リチウムからなる層７１３を形成した。なお、膜厚は１ｎｍとなるようにした。
【０２６５】
次に、弗化リチウムらなる層７１３の上に、アルミニウムを、真空中の蒸着法によって成膜し、第２の電極７０２を形成した。なお、膜厚は２００ｎｍとなるようにした。
【０２６６】
以上のようにして作製した発光素子において第１の電極７０１と第２の電極７０２とに電圧を印加して電流を流すと、クマリン６が発光する。
【０２６７】
このとき、第１の電極７０１は陽極として、第２の電極７０２は陰極として機能する。また、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとからなる層７１１は正孔を発生する層として、ＮＰＢから成る層７２２は正孔輸送層として、Ａｌｑ３とクマリン６とを含む層７２３は発光層として、Ａｌｑ３からなる層７２４は電子輸送層として、弗化リチウムからなる層７１３は電子を発生する層として機能する。
【０２６８】
本実施例の発光素子を１０５℃に保持した電流密度−輝度特性を図１３に、電圧−輝度特性を図１４に、輝度−電流効率特性を図１５に示す。図１３において横軸は電流密度を、縦軸は輝度を表し、図１４において横軸は電圧を、縦軸は輝度を表し、図１５において横軸は輝度を、縦軸は電流密度を表す。なお各素子は、初期状態（Ｓａｍｐｌｅ５）、３０時間経過後（Ｓａｍｐｌｅ６）である。
【０２６９】
これら結果を基にして、７（Ｖ）印加時における経過時間に対する輝度劣化（規格化評価）を示す（図１６参照）。また図１６では、本発明試料（ＳａｍｐｌｅＣ）と、比較試料（ＳａｍｐｌｅＤ）として正孔を発生する層７１１にＢＳＰＢと、ルブレンとからなる層を用いた結果を合わせて示す。
【０２７０】
図１６をみると、ＳａｍｐｌｅＣは、ＳａｍｐｌｅＤに対して経時劣化が少ないことがわかる。すなわち、正孔を発生する層に、モリブデン酸化物が混在した層を用いることにより、安定した発光素子を得ることができる。
【０２７１】
さらにＳａｍｐｌｅＣは、ＳａｍｐｌｅＡよりも経時劣化が少ないことがわかる。このように、よりガラス転移温度や融点の高いＢＳＰＢと、モリブデン酸化物とを混在した層を用いることにより、熱的に安定し、耐熱性の高い発光素子を得ることができる。またさらに、このような層を厚膜化しても駆動電圧が上昇しない発光素子を得ることができる。
【０２７２】
（実施例４）
本実施例では、有機化合物と、無機化合物とが混在した層を有する発光素子の電圧−輝度特性の測定結果、及び電流駆動試験の結果を示す。
【０２７３】
まず有機化合物と、無機化合物とが混在した層を有さない発光素子として、ＢＳＰＢ  （膜厚５０ｎｍ）、ＮＰＢ（膜厚１０ｎｍ）、Ａｌｑ３とクマリン６との混合層  （膜厚  ３７．５ｎｍ、Ａｌｑ３とクマリンとの混合比（モル比）＝１：０．０１）、Ａｌｑ３（膜厚３７．５ｎｍ）、ＬｉＦ  （膜厚１ｎｍ）、Ａｌ  （膜厚２００ｎｍ）を順に積層させた（Ｓａｍｐｌｅ８）。
【０２７４】
また有機化合物と、無機化合物とが混在した層を有する発光素子として、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとの混合層（膜厚１２０ｎｍ、ＢＳＰＢと、モリブデン酸化物と、ルブレンとの混合比（モル比）＝２：０．７５：０．０４）、ＮＰＢ（膜厚１０ｎｍ）、Ａｌｑ３とクマリン６との混合層  （膜厚  ３７．５ｎｍ、Ａｌｑ３とクマリンとの混合比（モル比）＝１：０．０１）、Ａｌｑ３（膜厚３７．５ｎｍ）、ＬｉＦ  （膜厚１ｎｍ）、Ａｌ  （膜厚２００ｎｍ）を順に積層させた（Ｓａｍｐｌｅ９）。
【０２７５】
図２０に、Ｓａｍｐｌｅ８とＳａｍｐｌｅ９の電圧−輝度（ｃｄ／ｍ２）特性を示す。モリブデン酸化物を有するＳａｍｐｌｅ９の方が、同じ輝度を得るための電圧、つまり駆動電圧が低くなっていることがわかる。
【０２７６】
次に、Ｓａｍｐｌｅ８とＳａｍｐｌｅ９に対し、初期輝度を３０００ｃｄ／ｍ２としたときの定電流駆動試験の結果を図２１に示す。モリブデン酸化物を有するＳａｍｐｌｅ９の方が、劣化速度が遅く、信頼性の高い素子であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０２７７】
【図１】本発明の発光素子を示した図である
【図２】本発明の発光素子を示した図である
【図３】本発明の発光素子を示した断面図である
【図４】本発明の画素回路を示した図である
【図５】本発明のパネルを示した図である
【図６】本発明のパネルを示した断面図である
【図７】本発明の電子機器を示した図である
【図８】本発明の発光素子を示した図である
【図９】本発明の発光素子の電流密度−輝度特性を示した図である
【図１０】本発明の発光素子の電圧−輝度特性を示した図である
【図１１】本発明の発光素子の輝度−電流効率特性を示した図である
【図１２】本発明の発光素子の劣化特性を示した図である
【図１３】本発明の発光素子の電流密度−輝度特性を示した図である
【図１４】本発明の発光素子の電圧−輝度特性を示した図である
【図１５】本発明の発光素子の輝度−電流効率特性を示した図である
【図１６】本発明の発光素子の劣化特性を示した図である
【図１７】本発明のベンジジン誘導体の示差走査熱量分析した測定結果である
【図１８】本発明の発光素子を示した図である
【図１９】実施例２のステップ２において合成された白色粉末状固体について核磁気共鳴法により分析した結果を示す図である
【図２０】本発明の発光素子の電圧−輝度特性を示す図である
【図２１】本発明の発光素子の定電流駆動試験の結果を示す図である
【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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