(57)【要約】【課題】劣化しにくい発光材料を提供することを目的とする。また、信頼性に優れた発光素子、発光装置、電子機器、電界効果トランジスタ、半導体装置を提供することを目的とする。【解決手段】アントラセン誘導体に、酸素が付加しにくくなるような置換基を導入することにより、キャリア輸送性に優れ、劣化しにくい発光材料が得られることを見いだした。このような発光材料を用いることより、信頼性に優れた発光素子、発光装置、電子機器、電界効果トランジスタ、半導体装置を得ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体を含む発光材料。
【化１】
2008308673.tif 000012
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【請求項２】
一般式（Ｇ２）で表されるアントラセン誘導体を含む発光材料。
【化２】
2008308673.tif 000013
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、分岐を有するアルキル基であるアントラセン誘導体を含む発光材料。
【請求項４】
一対の電極間に、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項５】
一対の電極間に発光層を有し、
前記発光層は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の発光材料を含むことを特徴とする発光素子。
【請求項６】
請求項４または請求項５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とを有する発光装置。
【請求項７】
表示部を有し、
前記表示部は、請求項４または請求項５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とを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機デバイス用材料および有機デバイス用材料を用いた発光素子、発光装置、電子機器、電界効果トランジスタ、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機化合物は無機化合物に比べて、多様な構造をとることができ、適切な分子設計により様々な機能を有する材料を合成できる可能性がある。これらの利点から、近年、機能性有機材料を用いたフォトエレクトロニクスやエレクトロニクスに注目が集まっている。
【０００３】
例えば、有機化合物を機能性有機材料として用いたエレクトロニクスデバイスの例として、太陽電池や発光素子、有機トランジスタ等が挙げられる。これらは有機化合物の電気物性および光物性を利用したデバイスであり、特に発光素子はめざましい発展を見せている。
【０００４】
発光素子の発光機構は、一対の電極間に発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が発光層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００５】
このような発光素子の特性を向上させる上では、材料に依存した問題が多く、これらを克服するために素子構造の改良や材料開発が行われている。
【０００６】
発光素子の発光波長は、基底状態と、再結合によって形成された励起状態とのエネルギー差、すなわちバンドギャップによって決定される。従って、発光を担う分子の構造を適宜選択、修飾することで、任意の発光色を得ることが可能である。そして光の三原色である赤、青、緑の発光が可能な発光素子を用いて発光装置を作製することで、フルカラー表示可能な発光装置を作製することができる。
【０００７】
しかしながら、発光素子を用いた発光装置が抱える問題点は、色純度に優れ、かつ信頼性の高い発光装置を作製することが必ずしも容易でないことである。優れた色再現性を有する発光装置を作製する為には、色純度に優れた赤、青、緑の発光素子が必要である。優れた色純度を達成することは比較的容易である。すなわち、発光を担う有機化合物のバンドギャップを所望の値に制御することで比較的容易に達成される。しかしながら、色純度の高い発光素子、特に色純度の優れた青色に発光可能な発光素子の信頼性は、他の色に発光する発光素子と比較して低い。すなわち、一定の電流密度で通電を継続した場合、その発光輝度の経時的減少速度が大きいため、長時間の駆動によって輝度が大きく減少してしまうのである。
【０００８】
近年の精力的な有機材料開発の結果、赤色、および緑色の発光素子に関しては、高い信頼性と優れた色純度が同時に達成されているケースがあるものの、青色の発光素子に関しては、十分な信頼性と色純度を持つ発光素子が実現されているとは言い難いのが現状である。
【０００９】
青色発光する発光素子においては、発光を担う有機化合物としてアントラセン誘導体が多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。アントラセン誘導体は高い発光量子収率と、色純度に優れた青色発光を示すことから頻繁に用いられるが、アントラセン誘導体を用いた青色発光素子の寿命は、緑色や赤色発光素子のそれと比較しても短い。
【特許文献１】特開平８−１２６００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
よって、本発明は、劣化しにくい有機デバイス用材料を提供することを目的とする。
【００１１】
また、信頼性に優れた発光素子、発光装置、電子機器、電界効果トランジスタ、半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
有機化合物を用いた有機デバイスでは、有機化合物の化学的安定性がデバイスの信頼性に大きな影響を与えると考えられる。特に、酸素付加反応による有機化合物の劣化が、デバイスの信頼性に大きな影響を与えると本発明者らは考えた。そして本発明者らは、アントラセン誘導体の特定の位置に置換基を導入することにより、酸素が付加しにくくなることを見出した。この概念を適用すれば、キャリア輸送性に優れ、劣化しにくい有機デバイス用材料が得られる。
【００１３】
よって、本発明の一は、一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体を含む有機デバイス用材料である。
【００１４】
【化１】
2008308673.tif 000002
【００１５】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００１６】
一般式（Ｇ２）で表されるアントラセン誘導体を含む有機デバイス用材料である。
【００１７】
【化２】
2008308673.tif 000003
【００１８】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００１９】
上記構成において、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、分岐を有するアルキル基であることが好ましい。
【００２０】
また、本発明で開示される有機デバイス用材料を用いて製造された発光素子、および発光装置、電子機器も本発明に含まれる。
【００２１】
よって、本発明の一は、一対の電極間に、上述した有機デバイス用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００２２】
また、本発明の一は、一対の電極間に発光層を有し、発光層は、上述した有機デバイス用材料を含むことを特徴とする発光素子である。
【００２３】
また、本発明の一は、上述した発光素子と、発光素子の発光を制御する制御回路とを有する発光装置である。なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を含む。また、パネルにコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  ｐｒｉｎｔｅｄ  ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
【００２４】
また、本発明の一は、表示部を有し、表示部は、上述した発光素子と発光素子の発光を制御する制御回路とを備えたことを特徴とする電子機器である。
【００２５】
また、本発明で開示される有機デバイス用材料を用いて製造された電界効果トランジスタおよび半導体装置も本発明に含まれる。
【００２６】
よって、本発明の一は、上述した有機デバイス用材料を含むことを特徴とする電界効果トランジスタである。
【００２７】
また、本発明の一は、上述した有機デバイス用材料を含む層と、ソース電極とドレイン電極と、ゲート電極を有することを特徴とする電界効果トランジスタである。
【００２８】
また、本発明の一は、上述した電界効果トランジスタを有する半導体装置である。なお、本明細書において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、液晶表示装置、発光装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の有機デバイス用材料は、劣化しにくい。
【００３０】
また、劣化しにくい有機デバイス用材料を用いることより、信頼性に優れた発光素子、発光装置、電子機器、電界効果トランジスタ、半導体装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の有機デバイス用材料について説明する。
【００３２】
有機デバイスは、キャリアの移動により電流が流れる。よって、有機デバイスに電流が流れているときは、有機化合物は基底状態よりもエネルギー的に高い状態となる。特に、発光素子においては、有機化合物の励起子が励起状態から基底状態に戻る際に発光するため、有機化合物はエネルギーの高い励起状態となる。
【００３３】
励起状態の有機化合物はエネルギーの高い状態であるため、化学反応を起こしやすい状態にある。特に、デバイス内に酸素が存在していると、有機化合物と酸素が反応し、酸素付加体を生成してしまう。この酸素付加体は、元の有機化合物の性質とは異なる性質を有するため、デバイスの特性が変化してしまい、劣化に繋がる。
【００３４】
本発明者らは、エネルギー状態の高いアントラセン誘導体において、スキーム（Ｃ１）に示すように、アントラセン骨格の９位および１０位と酸素分子が反応して酸素付加体が生じることを見いだした。
【００３５】
【化３】
2008308673.tif 000004
【００３６】
本発明者らが鋭意検討を行った結果、図１６に示すように、アントラセン骨格の９位および１０位にフェニル基が結合したジフェニルアントラセン誘導体において、アントラセン骨格の９位、１０位に酸素分子が近づき、酸素付加体を生成することを見いだした。
【００３７】
よって、アントラセン骨格の９位および１０位と酸素分子が反応しにくくなる置換基を導入することにより、酸素付加体の生成を抑制できることを見いだした。具体的には、９，１０−ジフェニルアントラセン誘導体のフェニル基のオルト位に、アントラセン骨格の９位および１０位に酸素が付加しにくくなるようにかさ高い置換基を導入することにより、酸素付加体の生成を抑制できることを見いだした。そして、酸素が付加しにくいアントラセン誘導体を用いた有機デバイス用材料を用いることにより、酸素に起因した劣化を抑制することができることを見いだした。
【００３８】
よって、本発明の有機デバイス用材料は、一般式（Ｇ０）で表されるアントラセン誘導体を含む。
【００３９】
【化４】
2008308673.tif 000005
【００４０】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ６およびＲ７は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ８〜Ｒ１０は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００４１】
一般式（Ｇ０）で表されるアントラセン誘導体を用いることにより、劣化しにくい有機デバイス用材料を得ることができる。一般式（Ｇ０）において、Ｒ１およびＲ２とＲ６およびＲ７に、立体的にかさ高い置換基を導入することにより、アントラセン骨格の９位、１０位に酸素が付加しにくくなる。つまり、酸素分子がアントラセン骨格の９位、１０位に近づきにくくなり、酸素付加反応が起きにくくなる。特に、Ｒ１およびＲ２とＲ６およびＲ７は、立体的にかさ高い置換基であることが好ましいため、分岐を有するアルキル基であることが好ましい。より好ましくは、ｔｅｒｔ−ブチル基であることが好ましい。また、一般式（Ｇ０）において、Ｒ１およびＲ２、Ｒ６およびＲ７は同じであっても異なっていてもよい。Ｒ１およびＲ２、Ｒ６およびＲ７が異なる場合、成膜した膜の結晶化を抑制することができる。また、溶解性が向上し、取り扱いが容易になる。
【００４２】
また、一般式（Ｇ０）において、合成の容易さの観点から、アントラセン骨格に同一の置換基が結合していることが好ましい。よって、一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体を用いることが好ましい。
【００４３】
【化５】
2008308673.tif 000006
【００４４】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００４５】
一般式（Ｇ１）において、Ｒ１およびＲ２に、立体的にかさ高い置換基を導入することにより、アントラセン骨格の９位、１０位に酸素が付加しにくくなる。つまり、酸素分子がアントラセン骨格の９位、１０位に近づきにくくなり、酸素付加反応が起きにくくなる。特に、Ｒ１およびＲ２は、立体的にかさ高い置換基であることが好ましいため、分岐を有するアルキル基であることが好ましい。より好ましくは、ｔｅｒｔ−ブチル基であることが好ましい。また、一般式（Ｇ１）において、Ｒ１およびＲ２は同じであっても異なっていてもよい。Ｒ１およびＲ２が異なる場合、成膜した膜の結晶化を抑制することができる。また、溶解性が向上し、取り扱いが容易になる。
【００４６】
また、一般式（Ｇ１）において、合成の容易さの点から、一般式（Ｇ２）で表されるアントラセン誘導体を用いることが好ましい。
【００４７】
【化６】
2008308673.tif 000007
【００４８】
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。）
【００４９】
また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１およびＲ２は同じであっても異なっていてもよい。Ｒ１およびＲ２が異なる場合、成膜した膜の結晶化を抑制することができる。また、溶解性が向上し、取り扱いが容易になる。
【００５０】
一般式（Ｇ１）で表されるアントラセン誘導体は、例えば、以下に示す方法により合成することができる。但し、これらの方法に限定されない。
【００５１】
【化７】
2008308673.tif 000008
【００５２】
まず、かさ高い置換基を有するハロゲン化ベンゼン（化合物１）をアルキルリチウムにより、リチオ化してリチオ化体（化合物２）を得る。次に、アントラキノン誘導体（化合物３）に対して、２当量の化合物２を加える事により、９，１０−ジヒドロアントラキノンのジオール体（化合物４）を得る事ができる。次に、得られた化合物４をホスフィン酸ナトリウム等により、脱ＯＨ反応を行うことにより、アントラセン骨格を形成して、一般式（Ｇ１）で表されるジフェニルアントラセン誘導体を得ることができる。合成スキームにおいて、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ、アルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ３〜Ｒ５は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表し、Ｒ１１〜Ｒ１８は、それぞれ、水素またはアルキル基またはフェニル基を表す。
【００５３】
また、上記合成スキームにおいて、Ｘ１はハロゲンを表し、塩素、臭素、ヨウ素が好ましい。また、リチオ化体を得る反応において用いることができる溶媒は、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル溶媒や、ベンゼン、トルエン、キシレン等の有機溶剤等が挙げられる。又、ジエチルエーテルとトルエンの混合溶媒、ジエチルエーテルとベンゼンの混合溶媒、ジエチルエーテルとキシレンの混合溶媒、テトラヒドロフランとベンゼンの混合溶媒、テトラヒドロフランとトルエンの混合溶媒、テトラヒドロフランとキシレンの混合溶媒等の混合溶媒も用いることができる。用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。また、リチオ化反応において、反応系の温度は−１００℃〜室温が好ましく、原料の溶解度が高い場合には−８０℃〜−４０℃が好ましく、原料の溶解度が低い場合は−４０℃〜室温が好ましい。ただし、反応温度はこれに限られるものではない。
【００５４】
脱ＯＨ反応を行う場合、用いることができる脱ＯＨ試薬としては、ホスフィン酸ナトリウム又は、ホスフィン酸ナトリウム一水和物又は、塩酸と塩化スズ等が挙げられるが、用いることができる試薬はこれに限られるものではない。また、この反応に用いることができる溶媒は、氷酢酸、酢酸、無水酢酸、テトラヒドロフラン等が挙げられるが、用いることができる溶媒はこれに限られるものではない。
【００５５】
本発明の有機デバイス用材料は、酸素が付加しにくい有機化合物を用いている。具体的には、キャリア輸送性に優れたアントラセン誘導体に、酸素が付加しにくくなるような置換基を導入することにより、キャリア輸送性に優れ、劣化しにくい有機デバイス用材料を得ることができる。
【００５６】
アントラセン誘導体はキャリア輸送性に優れているため、有機デバイス用材料としては好適である。特に、アントラセン誘導体は高い発光効率を示すため、本発明の有機デバイス用材料は発光材料として発光素子に適用することが好ましい。また、特にアントラセン誘導体は青色系の発光を示すため、青色系の発光素子の寿命を改善するために、本発明を適用することは特に効果的である。
【００５７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の有機デバイス用材料を用いた発光素子の一態様について図１〜図２を用いて以下に説明する。
【００５８】
本発明の発光素子は、一対の電極間に複数の層を有している。当該複数の層は、キャリア注入性の高い物質やキャリア輸送性の高い物質からなる層を積層することによって作製される。これらの層は、電極から離れたところに発光領域が形成されるように積層されている。すなわち、電極から離れた部位でキャリアの再結合が行われるように積層されたものである。
【００５９】
図１において、基板１００は発光素子の支持体として用いられる。基板１００としては、例えばガラス、またはプラスチックなどを用いることができる。なお、発光素子の支持体として機能するものであれば、これら以外のものでもよい。
【００６０】
また、本実施の形態において、発光素子は、第１の電極１０１と、第２の電極１０２と、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられたＥＬ層１０３とから構成されている。なお、本実施の形態では、第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０２は陰極として機能するものとして、以下説明をする。つまり、第１の電極１０１の電位の方が、第２の電極１０２の電子よりも高くなるように、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに発光が得られるものとして、以下説明をする。
【００６１】
第１の電極１０１としては、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタにより成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ）は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。
【００６２】
また、第１の電極１０１と接する層として、後述する複合材料を含む層を用いた場合には、第１の電極１０１として、仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金（ＡｌＳｉ）等を用いることができる。また、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００６３】
ＥＬ層１０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層と、本実施の形態で示す発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合わせて構成することができる。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
【００６４】
正孔注入層１１１は、正孔注入性の高い物質を含む層である。モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層を形成することができる。
【００６５】
また、正孔注入層として、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させた複合材料を用いることができる。なお、正孔輸送性の高い物質にアクセプター性物質を含有させたものを用いることにより、電極の仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、第１の電極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料を用いることができる。アクセプター性物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
【００６６】
なお、本明細書中において、複合とは、単に２つの材料を混合させるだけでなく、複数の材料を混合することによって材料間での電荷の授受が行われ得る状態になることを言う。
【００６７】
複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性の高い物質としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、複合材料に用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【００６８】
例えば、複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
【００６９】
複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。
【００７０】
また、複合材料に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
【００７１】
また、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。
【００７２】
なお、複合材料に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。
【００７３】
また、正孔注入層１１１としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）を用いることができる。例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物が挙げられる。また、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物を用いることができる。
【００７４】
また、上述したＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ等の高分子化合物と、上述したアクセプター性物質を用いて複合材料を形成し、正孔注入層１１１として用いてもよい。
【００７５】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層である。正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００７６】
また、正孔輸送層１１２として、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ−ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
【００７７】
発光層１１３は、発光材料を含む層である。実施の形態１で示した有機デバイス用材料を用いて発光層１１３を形成することができる。実施の形態１で示した有機デバイス用材料は高い発光効率を示すため、発光材料として発光層に用いることができる。
【００７８】
また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料を他の物質に分散させた構成とすることも可能である。実施の形態１で示した有機デバイス用材料は高い発光効率を示すため、発光材料として発光層に用いることができる。
【００７９】
実施の形態１で示した有機デバイス用材料を分散させる物質としては、実施の形態１で示した有機デバイス用材料よりもバンドギャップの大きい物質を用いることが好ましい。具体的には、４，４’，４’’−トリ（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）、１，１−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］シクロヘキサン（略称：ＴＰＡＣ）、９，９−ビス［４−（ジフェニルアミノ）フェニル］フルオレン（略称：ＴＰＡＦ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、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）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（ビフェニル−４−イル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、９，９’，９’’−［１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリイル］トリカルバゾール（略称：ＴＣｚＴＲＺ）のような低分子化合物や、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ（２，５−ピリジン−ジイル）（略称：ＰＰｙ）などの高分子化合物を用いることができる。
【００８０】
また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料に、発光材料を分散させた構成にすることも可能である。実施の形態１で示した有機デバイス用材料に、発光材料を分散させた構成とした場合、発光材料に起因した発光色を得ることができる。また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料に起因した発光色と、実施の形態１で示した有機デバイス用材料中に分散されている発光材料に起因した発光色との混色の発光色を得ることもできる。
【００８１】
実施の形態１で示した有機デバイス用材料に分散させる発光性の高い物質としては、蛍光を発光する物質や燐光を発光する物質を用いることができる。実施の形態１で示した有機デバイス用材料に分散させる発光材料としては、実施の形態１で示した有機デバイス用材料よりもバンドギャップが小さい物質を用いることが好ましい。具体的には、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、ペリレン、クマリン３０、クマリン６、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、ルブレン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１３−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。
【００８２】
実施の形態１で示した有機デバイス用材料はバンドギャップが大きいため、実施の形態１で示した有機デバイス用材料に分散させる発光材料の選択肢が広い。
【００８３】
電子輸送層１１４は、電子輸送性の高い物質を含む層である。例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
【００８４】
また、電子輸送層１１４として、高分子化合物を用いることができる。例えば、ポリ［（９，９−ジヘキシルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（ピリジン−３，５−ジイル）］（略称：ＰＦ−Ｐｙ）、ポリ［（９，９−ジオクチルフルオレン−２，７−ジイル）−ｃｏ−（２，２’−ビピリジン−６，６’−ジイル）］（略称：ＰＦ−ＢＰｙ）などを用いることができる。
【００８５】
また、電子注入層１１５を設けてもよい。電子注入層１１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属化合物、又はアルカリ土類金属化合物を用いることができる。さらに、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属が組み合わされた層も使用できる。例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、第２の電極１０２からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
【００８６】
第２の電極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユ−ロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。
【００８７】
また、第２の電極１０２と電子輸送層１１４との間に、電子注入層１１５を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を第２の電極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、スパッタリング法やインクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。
【００８８】
以上のような構成を有する本実施の形態で示した発光素子は、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に電圧を加えることにより電流が流れる。そして、発光性の高い物質を含む層である発光層１１３において正孔と電子とが再結合し、発光するものである。つまり発光層１１３に発光領域が形成されるような構成となっている。
【００８９】
発光は、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極１０１または第２の電極１０２のいずれか一方または両方は、透光性を有する物質で成る。第１の電極１０１のみが透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１を通って基板側から取り出される。また、第２の電極１０２のみが透光性を有する電極である場合、光は第２の電極１０２を通って基板と逆側から取り出される。第１の電極１０１および第２の電極１０２がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第１の電極１０１および第２の電極１０２を通って、基板側および基板側と逆側の両方から取り出される。
【００９０】
なお、図１では、陽極として機能する第１の電極１０１を基板１００側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第２の電極１０２を基板１００側に設けてもよい。図２では、基板１００上に、陰極として機能する第２の電極１０２、ＥＬ層１０３、陽極として機能する第１の電極１０１とが順に積層された構成となっている。ＥＬ層１０３は、図１に示す構成とは逆の順序に積層されている。
【００９１】
ＥＬ層の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。また各電極または各層ごとに異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。乾式法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法またはスピンコート法などが挙げられる。
【００９２】
例えば、上述した材料のうち、高分子化合物を用いて湿式法でＥＬ層を形成してもよい。または、低分子の有機化合物を用いて湿式法で形成することもできる。また、低分子の有機化合物を用いて真空蒸着法などの乾式法を用いてＥＬ層を形成してもよい。
【００９３】
また、電極についても、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。また、スパッタリング法や真空蒸着法などの乾式法を用いて形成しても良い。
【００９４】
なお、本実施の形態で示した発光素子を表示装置に適用し、発光層を塗り分ける場合には、発光層は湿式法により形成することが好ましい。発光層をインクジェット法を用いて形成することにより、大型基板であっても発光層の塗り分けが容易となり、生産性が向上する。
【００９５】
以下、具体的な発光素子の形成方法を示す。
【００９６】
例えば、図１に示した構成において、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、正孔輸送層１１２を乾式法である真空蒸着法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を乾式法である真空蒸着法、電子注入層１１５を乾式法である真空蒸着法、第２の電極１０２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。また、第１の電極１０１を湿式法であるインクジェット法、正孔注入層１１１を乾式法である真空蒸着法、正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、電子注入層１１５を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、第２の電極１０２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法を用いて形成してもよい。なお、上記の方法に限らず、湿式法と乾式法を適宜組み合わせればよい。
【００９７】
例えば、図１に示した構成の場合、第１の電極１０１を乾式法であるスパッタリング法、正孔注入層１１１および正孔輸送層１１２を湿式法であるインクジェット法やスピンコート法、発光層１１３を湿式法であるインクジェット法、電子輸送層１１４および電子注入層１１５を乾式法である真空蒸着法、第２の電極１０２を乾式法である真空蒸着法で形成することができる。つまり、第１の電極１０１が所望の形状で形成されている基板上に、正孔注入層１１１から発光層１１３までを湿式法で形成し、電子輸送層１１４から第２の電極１０２までを乾式法で形成することができる。この方法では、正孔注入層１１１から発光層１１３までを大気圧で形成することができ、発光層１１３の塗り分けも容易である。また、電子輸送層１１４から第２の電極１０２までは、真空一貫で形成することができる。よって、工程を簡略化し、生産性を向上させることができる。
【００９８】
なお、本実施の形態においては、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に発光素子を作製している。一基板上にこのような発光素子を複数作製することで、パッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。また、ガラス、プラスチックなどからなる基板上に、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、ＴＦＴと電気的に接続された電極上に発光素子を作製してもよい。これにより、ＴＦＴによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置を作製できる。なお、ＴＦＴの構造は、特に限定されない。スタガ型のＴＦＴでもよいし、逆スタガ型のＴＦＴでもよい。また、ＴＦＴ基板に形成される駆動用回路についても、Ｎ型およびＰ型のＴＦＴからなるものでもよいし、若しくはＮ型のＴＦＴまたはＰ型のＴＦＴのいずれか一方からのみなるものであってもよい。また、ＴＦＴに用いられる半導体膜の結晶性についても特に限定されない。非晶質半導体膜を用いてもよいし、結晶性半導体膜を用いてもよい。また、単結晶半導体膜を用いてもよい。単結晶半導体膜は、スマートカット法などを用いて作製することができる。
【００９９】
本実施の形態で示す発光素子は、劣化しにくい有機デバイス用材料を用いているため、劣化しにくく長寿命である。
【０１００】
また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料を発光材料として用いることにより、発光効率が高く、劣化しにくい発光素子を得ることができる。特に、実施の形態１で示した有機デバイス用材料は高い発光効率を示すため、発光材料として発光素子に適用することが好ましい。また、特に実施の形態１で示した有機デバイス用材料は青色系の発光を示すため、青色系の発光素子の寿命を改善するために、本発明を適用することは特に効果的である。
【０１０１】
また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料はキャリア輸送性に優れているため、駆動電圧が低く、劣化しにくい発光素子を得ることができる。
【０１０２】
また、実施の形態１で示した有機デバイス用材料は、キャリア輸送性に優れているため、発光素子において、キャリア輸送層として用いることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１０４】
（実施の形態３）
本実施の形態は、本発明に係る複数の発光ユニットを積層した構成の発光素子（以下、積層型素子という）の態様について、図３を参照して説明する。この発光素子は、第１の電極と第２の電極との間に、複数の発光ユニットを有する積層型発光素子である。各発光ユニットの構成としては、実施の形態２で示した構成と同様な構成を用いることができる。つまり、実施の形態２で示した発光素子は、１つの発光ユニットを有する発光素子である。本実施の形態では、複数の発光ユニットを有する発光素子について説明する。
【０１０５】
図３において、第１の電極３０１と第２の電極３０２との間には、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２が積層されており、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２との間には電荷発生層３１３が設けられている。第１の電極３０１と第２の電極３０２は実施の形態２と同様なものを適用することができる。また、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよく、その構成は実施の形態２と同様なものを適用することができる。
【０１０６】
電荷発生層３１３には、有機化合物と金属酸化物の複合材料が含まれている。この有機化合物と金属酸化物の複合材料は、実施の形態２で示した複合材料であり、有機化合物とバナジウム酸化物やモリブデン酸化物やタングステン酸化物等の金属酸化物を含む。有機化合物としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。なお、有機化合物としては、正孔輸送性有機化合物として正孔移動度が１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であるものを適用することが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。
【０１０７】
なお、電荷発生層３１３は、有機化合物と金属酸化物の複合材料と他の材料とを組み合わせて形成してもよい。例えば、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、電子供与性物質の中から選ばれた一の化合物と電子輸送性の高い化合物とを含む層とを組み合わせて形成してもよい。また、有機化合物と金属酸化物の複合材料を含む層と、透明導電膜とを組み合わせて形成してもよい。
【０１０８】
いずれにしても、第１の発光ユニット３１１と第２の発光ユニット３１２に挟まれる電荷発生層３１３は、第１の電極３０１と第２の電極３０２に電圧を印加したときに、一方の側の発光ユニットに電子を注入し、他方の側の発光ユニットに正孔を注入するものであれば良い。例えば、第１の電極の電位の方が第２の電極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層３１３は、第１の発光ユニット３１１に電子を注入し、第２の発光ユニット３１２に正孔を注入するものであればいかなる構成でもよい。
【０１０９】
本実施の形態では、２つの発光ユニットを有する発光素子について説明したが、同様に、３つ以上の発光ユニットを積層した発光素子についても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光素子のように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度領域での長寿命素子を実現できる。また、照明を応用例とした場合は、電極材料の抵抗による電圧降下を小さくできるので、大面積での均一発光が可能となる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１１１】
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の有機デバイス用材料を用いて作製された発光装置について説明する。
【０１１２】
本実施の形態では、本発明の有機デバイス用材料を用いて作製された発光装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’およびＢ−Ｂ’で切断した断面図である。この発光装置は、発光素子の発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース側駆動回路）４０１、画素部４０２、駆動回路部（ゲート側駆動回路）４０３を含んでいる。また、４０４は封止基板、４０５はシール材であり、シール材４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている。
【０１１３】
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１１４】
次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。素子基板４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２中の一つの画素が示されている。
【０１１５】
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、画素部が形成された基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を画素部が形成された基板上ではなく外部に形成することもできる。
【０１１６】
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
【０１１７】
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１１８】
第１の電極４１３上には、ＥＬ層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極４１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、または珪素を含有したインジウム錫酸化物膜、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
【０１１９】
また、ＥＬ層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層４１６は、実施の形態１で示した本発明の有機デバイス用材料を含んでいる。また、ＥＬ層４１６を構成する材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）のいずれを用いてもよい。また、ＥＬ層に用いる材料としては、有機化合物だけでなく、無機化合物を用いてもよい。
【０１２０】
さらに、ＥＬ層４１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＬｉＦ、ＣａＦ２等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過させる場合には、第２の電極４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【０１２１】
さらにシール材４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、素子基板４１０、封止基板４０４、およびシール材４０５で囲まれた空間４０７に、発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材４０５で充填される場合もある。
【０１２２】
なお、シール材４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【０１２３】
以上のようにして、本発明の有機デバイス用材料を用いて作製された発光装置を得ることができる。
【０１２４】
本発明の発光装置は、実施の形態１で示した有機デバイス用材料を用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、劣化しにくく長寿命の発光装置を得ることができる。
【０１２５】
また、本発明の有機デバイス用材料を用いることにより、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１２６】
また、本発明の有機デバイス用材料を用いることにより、発光効率の高い発光装置を得ることができる。特に、本発明の有機デバイス用材料は高い発光効率を示すため、発光材料として発光素子に適用することが好ましい。また、特に本発明の有機デバイス用材料は青色系の発光を示すため、青色系の発光素子の寿命を改善するために、本発明を適用することは特に効果的である。
【０１２７】
以上のように、本実施の形態では、トランジスタによって発光素子の駆動を制御するアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、この他、パッシブマトリクス型の発光装置であってもよい。図５には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）をＸ−Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光素子の不良を防ぐことが出来る。パッシブマトリクス型の発光装置においても、本発明の発光素子を含むことによって、劣化しにくく、長寿命の発光装置を得ることができる。発光効率の高い発光装置を得ることができる。また、低消費電力の発光装置を得ることができる。
【０１２８】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１２９】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態４に示す発光装置をその一部に含む本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、実施の形態１に示した有機デバイス用材料を含み、長寿命の表示部を有する。また、発光効率の高い表示部を有する。また、消費電力の低減された表示部を有する。
【０１３０】
実施の形態１に示した有機デバイス用材料を用いて作製された発光素子を有する電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、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表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図６に示す。
【０１３１】
図６（Ａ）は本発明に係るテレビ装置であり、筐体９１０１、支持台９１０２、表示部９１０３、スピーカー部９１０４、ビデオ入力端子９１０５等を含む。このテレビ装置において、表示部９１０３は、実施の形態２および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、低電圧駆動が可能であり、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９１０３も同様の特徴を有するため、このテレビ装置は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、テレビ装置において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、筐体９１０１や支持台９１０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るテレビ装置は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、それにより住環境に適合した製品を提供することができる。
【０１３２】
図６（Ｂ）は本発明に係るコンピュータであり、本体９２０１、筐体９２０２、表示部９２０３、キーボード９２０４、外部接続ポート９２０５、ポインティングデバイス９２０６等を含む。このコンピュータにおいて、表示部９２０３は、実施の形態２および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、低電圧駆動が可能であり、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９２０３も同様の特徴を有するため、このコンピュータは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、コンピュータにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９２０１や筐体９２０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るコンピュータは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、環境に適合した製品を提供することができる。
【０１３３】
図６（Ｃ）は本発明に係る携帯電話であり、本体９４０１、筐体９４０２、表示部９４０３、音声入力部９４０４、音声出力部９４０５、操作キー９４０６、外部接続ポート９４０７、アンテナ９４０８等を含む。この携帯電話において、表示部９４０３は、実施の形態２および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、低電圧駆動が可能であり、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９４０３も同様の特徴を有するため、この携帯電話は画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、携帯電話において、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９４０１や筐体９４０２の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係る携帯電話は、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１３４】
図６（Ｄ）は本発明に係るカメラであり、本体９５０１、表示部９５０２、筐体９５０３、外部接続ポート９５０４、リモコン受信部９５０５、受像部９５０６、バッテリー９５０７、音声入力部９５０８、操作キー９５０９、接眼部９５１０等を含む。このカメラにおいて、表示部９５０２は、実施の形態２および実施の形態３で説明したものと同様の発光素子をマトリクス状に配列して構成されている。当該発光素子は、低電圧駆動が可能であり、長寿命であるという特徴を有している。その発光素子で構成される表示部９５０２も同様の特徴を有するため、このカメラは画質の劣化が少なく、低消費電力化が図られている。このような特徴により、カメラにおいて、劣化補償機能回路や電源回路を大幅に削減、若しくは縮小することができるので、本体９５０１の小型軽量化を図ることが可能である。本発明に係るカメラは、低消費電力、高画質及び小型軽量化が図られているので、携帯に適した製品を提供することができる。
【０１３５】
以上の様に、本発明の発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。本発明の有機デバイス用材料を用いることにより、長寿命な表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。また、低消費電力な表示部を有する電子機器を提供することが可能となる。
【０１３６】
また、本発明の発光装置は、照明装置として用いることもできる。本発明の発光素子を照明装置として用いる一態様を、図７を用いて説明する。
【０１３７】
図７は、本発明の発光装置をバックライトとして用いた液晶表示装置の一例である。図７に示した液晶表示装置は、筐体９０１、液晶層９０２、バックライト９０３、筐体９０４を有し、液晶層９０２は、ドライバＩＣ９０５と接続されている。また、バックライト９０３は、本発明の発光装置が用いられおり、端子９０６により、電流が供給されている。
【０１３８】
本発明の発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることにより、消費電力の低減されたバックライトが得られる。また、本発明の発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本発明の発光装置は薄型で低消費電力であるため、表示装置の薄型化、低消費電力化も可能となる。また、本発明の発光装置は長寿命であるので、本発明の発光装置を用いた液晶表示装置も長寿命である。
【０１３９】
図８は、本発明を適用した発光装置を、照明装置である電気スタンドとして用いた例である。図８に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２として、本発明の発光装置が用いられている。本発明の発光装置は、高輝度の発光が可能であるため、細かい作業をする場合など、手元を明るく照らすことが可能である。
【０１４０】
図９は、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた例である。本発明の発光装置は大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、本発明の発光装置は、薄型で低消費電力であるため、薄型化、低消費電力化の照明装置として用いることが可能となる。このように、本発明を適用した発光装置を、室内の照明装置３００１として用いた部屋に、図６（Ａ）で説明したような、本発明に係るテレビ装置３００２を設置して公共放送や映画を鑑賞することができる。このような場合、両装置は低消費電力であるので、電気料金を心配せずに、明るい部屋で迫力のある映像を鑑賞することができる。
【０１４１】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１４２】
（実施の形態６）
本発明の有機デバイス用材料を用いた電界効果トランジスタの構造例を図１０（Ａ）〜１０（Ｄ）として示す。なお、図１０において、基板１６上に、有機半導体材料を含む半導体層１１、絶縁層１２、ゲート電極１５を有しており、ソース電極１７及びドレイン電極１８は半導体層１１と接続している。各層や電極の配置は、素子の用途により適宜選択できる。なお、ソース電極及び／またはドレイン電極と半導体層１１との間に、複合層を設けてもよい。複合層を設けることにより、電極と半導体層との間のキャリアの注入障壁を低減することができる。なお、各層や電極の配置は、素子の用途により図１０（Ａ）〜（Ｄ）から適宜選択できる。
【０１４３】
基板１６は、ガラス基板、石英基板、結晶性ガラスなどの絶縁性基板や、セラミック基板、ステンレス基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）、半導体基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができる。また、これら基板は必要に応じてＣＭＰ等により研磨してから使用しても良い。
【０１４４】
絶縁層１２は、酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素及び酸素を含む窒化ケイ素などの無機絶縁材料や、アクリルやポリイミドなどの有機絶縁材料、シロキサン系の材料によって形成することができる。シロキサンとは、ケイ素と酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む化合物（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられる。置換基としてフッ素を用いてもよい。または置換基として、少なくとも水素を含む化合物と、フッ素とを用いてもよい。また、絶縁層１２は単層で形成されていてもいいが、複数層により構成されていても良く、絶縁層を２層で形成する場合は、第１の絶縁層として無機絶縁材料を形成し、第２の絶縁層として有機絶縁材料を積層する構成が好ましい。
【０１４５】
なお、これらの絶縁膜はディップ法、スピンコート法、液滴吐出法などの塗布法や、ＣＶＤ法、スパッタ法など種々の方法によって成膜することができる。有機材料やシロキサン系の材料は塗布法により成膜することができ、下層の凹凸を緩和することができる。
【０１４６】
半導体層１１で用いる有機半導体材料はキャリア輸送性があり、かつ電界効果によりキャリア密度の変調が起こりうる有機材料であればよい。実施の形態１で示した有機デバイス用材料は、キャリア輸送性に優れているため、有機半導体材料として好適である。
【０１４７】
これらの有機半導体材料は、蒸着法やスピンコート法、インクジェット法など種々の方法により成膜することができる。
【０１４８】
本発明に使用するゲート電極１５、ソース電極１７及びドレイン電極１８に用いている導電性材料は特に限定されるものではないが以下に挙げるような、白金、金、アルミニウム、クロム、ニッケル、コバルト、銅、チタン、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ナトリウムなどの金属及びそれらを含む合金、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリジアセチレンなどの導電性高分子化合物、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素などの無機半導体、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラファイトなどの炭素材料、さらに、前記導電性高分子化合物、前記無機半導体、もしくは前記炭素材料に酸（ルイス酸も含む）、ハロゲン原子、アルカリ金属やアルカリ土類金属などの金属原子などがドーピングされているものも挙げられる。一般にはソース電極及びドレイン電極に用いる導電性材料としては、金属を用いることが多い。
【０１４９】
これらの電極材料はスパッタリング法や蒸着法などにより成膜した後、エッチングするなど種々の方法により形成すればよい。また、インクジェット法や印刷法により形成してもよい。
【０１５０】
さらに詳しく本発明を説明するため、図１０（Ａ）の構造を例にして説明する。図１０（Ａ）が示すように、基板１６上にゲート電極１５、ゲート電極１５上に絶縁層１２を形成し、絶縁層１２上にソース電極１７及びドレイン電極１８を形成する。図１０（Ａ）においてゲート電極１５はテーパー形状を有するが、本発明はこれに限定されない。半導体層１１を少なくともソース電極とドレイン電極の間に存在するように形成し、電界効果トランジスタとする。図１０（Ａ）では、半導体層１１はソース電極１７及びドレイン電極１８と部分的に重なるように形成されている。
【０１５１】
図１０（Ａ）はボトムゲート型、かつボトムコンタクト型の電界効果トランジスタである。ボトムコンタクト型とは、半導体層の下にソース電極、ドレイン電極を設ける構造である。なお、図１０（Ｂ）はボトムゲート型、且つトップコンタクト型の電界効果トランジスタである。トップコンタクト型とは、ソース電極及びドレイン電極が半導体層の上面と接する構造である。図１０（Ｃ）はトップゲート型、且つボトムコンタクト型の電界効果トランジスタであり、図１０（Ｄ）はトップゲート型、且つトップコンタクト型の電界効果トランジスタである。
【０１５２】
以上のように実施の形態１で示した有機デバイス用材料を半導体層としても用いることにより、キャリアの移動に優れ、電界効果移動度が良好な電界効果トランジスタを得ることができる。また、劣化しにくく、長寿命な電界効果トランジスタを得ることができる。
【０１５３】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１５４】
（実施の形態７）
本発明の有機デバイス用材料を用いた電界効果トランジスタを用いた液晶装置について、図１１および図１２を用いて説明する。
【０１５５】
図１１は液晶装置の上面から見た模式図である。本実施の形態における液晶装置は、素子基板５０１と対向基板５０２とが張り合わされ、素子基板５０１に形成された画素部５０３は対向基板とシール材により封止されている。画素部５０３の周辺に設けられた外部接続部５０４にはＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）５０５が接続され、外部からの信号が入力される。なお、本実施の形態のように、駆動回路とフレキシブルプリント配線とは独立して設けられていてもよいし、または配線パターンが形成されたＦＰＣ上にＩＣチップが実装されたＴＣＰ等の様に複合して設けられていてもよい。
【０１５６】
画素部５０３について特に限定はなく、例えば図１２（Ａ）または図１２（Ｂ）の断面図のように、液晶素子とそれを駆動するためのトランジスタとを有する。
【０１５７】
図１２（Ａ）の断面図で表される液晶装置は、基板５２１上にゲート電極５２２、ゲート電極５２２上にゲート絶縁層５２３、ゲート絶縁層５２３上の半導体層５２４、半導体層５２４の上にソース若しくはドレインとして機能する導電層５２５、５２６を有するトランジスタ５２７を有する。
【０１５８】
液晶素子は、画素電極５２９と対向電極５３２との間に液晶層５３４を挟んで成る。画素電極５２９、対向電極５３２のそれぞれにおいて液晶層５３４と接する側の表面には、配向膜５３０、５３３が設けられている。液晶層５３４には、スペーサ５３５が分散し、セルギャップを保っている。トランジスタ５２７は、コンタクトホールが設けられた絶縁層５２８によって覆われており、導電層５２６からなる電極と画素電極５２９とは電気的に接続している。ここで、対向電極５３２は、対向基板５３１によって支持されている。また、トランジスタ５２７において、半導体層５２４とゲート電極５２２とは、間にゲート絶縁層５２３を挟んでその一部が重なっている。
【０１５９】
また、図１２（Ｂ）の断面図で表される液晶装置は、ソース若しくはドレインとして機能する電極（導電層５５５、導電層５５４）の少なくとも一部が半導体層５５６によって覆われた構造を有するトランジスタ５５７が基板５５１上に作製されている。
【０１６０】
また、液晶素子は、画素電極５５９と対向電極５６２との間に液晶層５６４を挟んで成る。画素電極５５９、対向電極５６２のそれぞれにおいて液晶層５６４と接する側の表面には、配向膜５６０、５６３が設けられている。液晶層５６４には、スペーサ５６５が分散し、セルギャップを保っている。基板５５１上のトランジスタ５５７は、コンタクトホールが設けられた絶縁層５５８ａ、５５８ｂによって覆われており、導電層５５４からなる電極と画素電極５５９とは電気的に接続している。なお、トランジスタを覆う絶縁層は、図１２（Ｂ）のように絶縁層５５８ａと絶縁層５５８ｂとから成る多層であってもよいし、または図１２（Ａ）のように絶縁層５２８から成る単層であってもよい。また、図１２（Ｂ）のように、トランジスタを覆う絶縁層は、絶縁層５５８ｂのように表面が平坦化された層であってもよい。ここで、対向電極５６２は、対向基板５６１によって支持されている。また、トランジスタ５５７において、半導体層５５６とゲート電極５５２とは、間にゲート絶縁層５５３を挟んで一部重なっている。
【０１６１】
なお、液晶装置の構成について特に限定は無く、本実施の形態で示した態様の他、例えば、素子基板上に、駆動回路が設けられたものであってもよい。
【０１６２】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１６３】
（実施の形態８）
本発明の電界効果トランジスタを用いた発光装置について、図１３を用いて説明する。
【０１６４】
発光装置の画素部を形成する発光素子６１７は、図１３（Ａ）のように画素電極６０９と共通電極６１１との間に発光層６１６を挟んでなる。画素電極６０９は電界効果トランジスタ６１５の電極の一部である導電層６０７と電界効果トランジスタ６１５を覆って形成された層間絶縁膜６０８に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続している。電界効果トランジスタの電極は導電層６０６、６０７からなる。半導体層６０３は実施の形態１で示した有機デバイス用材料を用いて形成されており、ゲート絶縁膜６０２を介してゲート電極６０１と一部が重なっている。ゲート電極６０１は基板６００上に形成され、ゲート電極６０１と電界効果トランジスタ６１５のソース電極及びドレイン電極はゲート絶縁膜６０２、半導体層６０３を介して一部重なっている。画素電極６０９はその端部を絶縁層６１０で覆われており、絶縁層６１０から露出した部分を覆うように発光層６１６が形成されている。なお、共通電極６１１を覆ってパッシベーション膜６１２が形成されているがパッシベーション膜６１２は形成しなくとも良い。これらの素子が形成された基板６００は対向基板６１４と画素部の外側において図示しないシール材により封止され、外気から発光素子６１７を隔離する。対向基板６１４と基板６００との間の空間６１３には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材の代わりに空間６１３に樹脂などを充填することによって封止を行っても良い。
【０１６５】
図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）と異なる発光装置の構成である。発光装置の画素部を形成する発光素子６３７は、図１３（Ａ）と同じように画素電極６３０と共通電極６３２との間に発光層６３８を挟んでなる。画素電極６３０は電界効果トランジスタ６３６の電極の一部である導電層６２４と当該電界効果トランジスタ６３６を覆って形成された第１の層間絶縁膜６２８、第２の層間絶縁膜６２９に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続している。電界効果トランジスタ６３６の電極は導電層６２３、６２４とのからなる。半導体層６２１は実施の形態１で示した有機デバイス用材料を用いて形成されており、ゲート絶縁膜６２２を介してゲート電極６１９と一部が重なっている。ゲート電極６１９は基板６２０上に形成され、ゲート電極６１９と電界効果トランジスタ６３６のソース電極及びドレイン電極はゲート絶縁膜６２２を介して一部重なっている。画素電極６３０はその端部を絶縁層６３１で覆われており、絶縁層６３１から露出した部分を覆うように発光層６３８が形成されている。なお、共通電極６３２を覆ってパッシベーション膜６１２が形成されているがパッシベーション膜６１２は形成しなくとも構わない。これらの素子が形成された基板６２０は対向基板６３５と画素部の外側において図示しないシール材により封止され、外気から発光素子６３７を隔離する。対向基板６３５と基板６２０との間の空間６３４には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、シール材の代わりに空間６３４に樹脂などを充填することによって封止を行っても良い。
【０１６６】
以上のような表示装置は、図１４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、電話機や、テレビ受像機等に実装される表示装置として用いることができる。また、ＩＤカードの様な個人情報を管理する機能を有するカード等に実装してもよい。
【０１６７】
図１４（Ａ）は電話機の図であり、本体５５５２には表示部５５５１と、音声出力部５５５４、音声入力部５５５５、操作スイッチ５５５６、５５５７、アンテナ５５５３等によって構成されている。この電話機は、動作特性が良く、信頼性の高いものである。本発明の電界効果トランジスタを有する半導体装置を表示部に組み込むことでこのような電話機を完成できる。
【０１６８】
図１４（Ｂ）は、本発明を適用して作製したテレビ装置であり、表示部５５３１、筐体５５３２、スピーカー５５３３などによって構成されている。このテレビ装置は、動作特性が良く、信頼性の高いものである。本発明の発光素子を有する発光装置を表示部として組み込むことでこのようなテレビ装置を完成できる。
【０１６９】
図１４（Ｃ）は、本発明を適用して作製したＩＤカードであり、支持体５５４１、表示部５５４２、支持体５５４１内に組み込まれた集積回路チップ５５４３等によって構成されている。なお、表示部５５４２を駆動するための集積回路５５４４、５５４５についても支持体５５４１内に組み込まれている。このＩＤカードは、信頼性の高いものである。また、例えば、集積回路チップ５５４３において入出力された情報を表示部５５４２において表示し、どのような情報が入出力されたかを確認することができる。
【０１７０】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【０１７１】
（実施の形態９）
本実施の形態では、実施の形態６に記載の電界効果トランジスタを可撓性を有する表示装置に適用した例について図１５を参照しながら示す。
【０１７２】
図１５に示す本発明の表示装置は筐体に入っていても良く、本体１６１０、画像を表示する画素部１６１１、ドライバＩＣ１６１２、受信装置１６１３、フィルムバッテリー１６１４などを含んでいる。ドライバＩＣ１６１２や受信装置１６１３などは半導体部品を用い実装しても良い。本発明の表示装置は本体１６１０を構成する材料をプラスチックやフィルムなど可撓性を有する材料で形成する。これらの様な材料は熱的に脆弱なものが多いが、実施の形態６に記載の電界効果トランジスタを用いて画素部のトランジスタを形成することによってこのような熱に弱い材料を用いて表示装置を作成することができるようになる。
【０１７３】
このような表示装置は非常に軽く、可撓性を有していることから筒状に丸めることも可能であり、持ち運びに非常に有利な表示装置である。本発明の表示装置により大画面の表示媒体を自由に持ち運びすることができる。
【０１７４】
またその他にも、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、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）に加え、冷蔵庫装置、洗濯機、炊飯器、固定電話装置、真空掃除機、体温計など家庭電化製品から、電車内の吊し広告、鉄道駅や空港の発着案内版など大面積のインフォメーションディスプレイまで、主に静止画像を表示する手段として用いることができる。
【０１７５】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることが可能である。
【実施例１】
【０１７６】
本実施例では、本発明の有機デバイス用材料について、より詳細に説明する。
【０１７７】
本実施例では、９，１０−ビス（２，６−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：４ＰｈＰＡ）と９，１０−ビス［２，６−ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル］アントラセン（略称：４ｔＢｕＰＡ）について、酸素付加体が生成しやすいかどうかの検討を行った。また、比較例として、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）についても同様の検討を行った。これらの材料の構造式を下記に示す。
【０１７８】
【化８】
2008308673.tif 000009
【０１７９】
上記アントラセン誘導体に酸素が付加しやすいかどうかは、アントラセン誘導体の酸素付加体と該アントラセン誘導体とのエネルギー差を算出することにより評価した。具体的には、対象であるアントラセン誘導体の酸素付加体のエネルギーから、該アントラセン誘導体のエネルギーと酸素分子のエネルギーの和を減じた値（以下、エネルギー差と記す）の絶対値が大きいほど、酸素付加体が生成しにくいと評価した。
【０１８０】
なお、この場合においては、酸素分子のエネルギーは、いずれのアントラセン誘導体のエネルギー差を求める際に共通に用いられる。従って、酸素分子のエネルギー差を考慮せず、単に該アントラセン誘導体の酸素付加体のエネルギーから該アントラセン誘導体のエネルギーを減じた値を用いて評価することも可能である。
【０１８１】
なお、ここで定義するエネルギー差とは、下式（１）で表すことができる。
【０１８２】
【数１】
2008308673.tif 000010
【０１８３】
本実施例では、９，１０−ビス（２，６−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：４ＰｈＰＡ）と９，１０−ビス［２，６−ジ（ｔｅｒｔ−ブチル）フェニル］アントラセン（略称：４ｔＢｕＰＡ）、比較例として、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）について、エネルギーを算出した。具体的には、これらのアントラセン誘導体を分子力学法（ＭＭ法）により構造緩和を行った後に密度汎関数法（ＤＦＴ法）により構造最適化し、得られた各分子構造の基底状態のエネルギーを求めた。ＤＦＴ法はＧＵＳＳＩＡＮ  ０３パッケージで行った。また、ＤＦＴの汎関数としてＢ３ＬＹＰ、基底関数として６−３１１Ｇ（ｄ、ｐ）を採用した。ＤＦＴ法は半経験的分子軌道法に比較して計算コストが高いが、スーパーコンピュータ（Ａｌｔｉｃ  ３７００  Ｂｘ２，ＳＧＩ）で並列計算を行うことで高速に計算することができた。構造最適化した４ＰｈＰＡを図１７（Ａ）に、構造最適化した４ｔＢｕＰＡを図１７（Ｂ）に示す。これらアントラセンの９、１０位に酸素分子が一分子付加した酸素付加体のエネルギー、ならびに酸素分子のエネルギーも同じ手法で計算した。一重項状態より三重項状態のほうが安定な基底状態の酸素分子については、基底三重項状態のエネルギーを計算した。そして各酸素付加体のエネルギーから、該アントラセン誘導体のエネルギーと酸素分子のエネルギーの和を減じて得られた値（エネルギー差と記す）を求めた。計算結果を表１に示す。
【０１８４】
【表１】
2008308673.tif 000011
【０１８５】
表１から、立体的にかさ高い置換基を導入することにより、エネルギー差が増大し、アントラセン骨格の９位、１０位に酸素が付加しにくくなることがわかる。よって、本発明の有機デバイス用材料は、酸素が付加しにくく、劣化しにくいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【０１８６】
【図１】本発明の発光素子を説明する図。
【図２】本発明の発光素子を説明する図。
【図３】本発明の発光素子を説明する図。
【図４】本発明の発光装置を説明する図。
【図５】本発明の発光装置を説明する図。
【図６】本発明の電子機器を説明する図。
【図７】本発明の電子機器を説明する図。
【図８】本発明の照明装置を説明する図。
【図９】本発明の照明装置を説明する図。
【図１０】本発明の電界効果トランジスタを説明する図。
【図１１】本発明の液晶表示装置を説明する図。
【図１２】本発明の液晶表示装置を説明する図。
【図１３】本発明の発光表示装置を説明する図。
【図１４】本発明の電子機器を説明する図。
【図１５】本発明の電子機器を説明する図。
【図１６】本発明の有機デバイス用材料を説明する図。
【図１７】本発明の有機デバイス用材料を説明する図。
【符号の説明】
【０１８７】
１１    半導体層
１２    絶縁層
１５    ゲート電極
１６    基板
１７    ソース電極
１８    ドレイン電極
１００    基板
１０１    第１の電極
１０２    第２の電極
１０３    ＥＬ層
１１１    正孔注入層
１１２    正孔輸送層
１１３    発光層
１１４    電子輸送層
１１５    電子注入層
３０１    第１の電極
３０２    第２の電極
３１１    第１の発光ユニット
３１２    第２の発光ユニット
３１３    電荷発生層
４０１    駆動回路部（ソース側駆動回路）
４０２    画素部
４０３    駆動回路部（ゲート側駆動回路）
４０４    封止基板
４０５    シール材
４０７    空間
４０８    配線
４０９    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
４１０    素子基板
４１１    スイッチング用ＴＦＴ
４１２    電流制御用ＴＦＴ
４１３    第１の電極
４１４    絶縁物
４１６    ＥＬ層
４１７    第２の電極
４１８    発光素子
４２３    ｎチャネル型ＴＦＴ
４２４    ｐチャネル型ＴＦＴ
５０１    素子基板
５０２    対向基板
５０３    画素部
５０４    外部接続部
５０５    ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
５２１    基板
５２２    ゲート電極
５２３    ゲート絶縁層
５２４    半導体層
５２５    導電層
５２６    導電層
５２７    トランジスタ
５２８    絶縁層
５２９    画素電極
５３０    配向膜
５３１    対向基板
５３２    対向電極
５３４    液晶層
５３５    スペーサ
５５１    基板
５５２    ゲート電極
５５３    ゲート絶縁層
５５４    導電層
５５５    導電層
５５６    半導体層
５５７    トランジスタ
５５９    画素電極
５６０    配向膜
５６１    対向基板
５６２    対向電極
５６４    液晶層
５６５    スペーサ
６００    基板
６０１    ゲート電極
６０２    ゲート絶縁膜
６０３    半導体層
６０４    封止基板
６０６    導電層
６０７    導電層
６０８    層間絶縁膜
６０９    画素電極
６１０    絶縁層
６１１    共通電極
６１２    パッシベーション膜
６１３    空間
６１４    対向基板
６１５    電界効果トランジスタ
６１６    発光層
６１７    発光素子
６１９    ゲート電極
６２０    基板
６２１    半導体層
６２２    ゲート絶縁膜
６２３    導電層
６２４    導電層
６２８    層間絶縁膜
６２９    層間絶縁膜
６３０    画素電極
６３１    絶縁層
６３２    共通電極
６３４    空間
６３５    対向基板
６３６    電界効果トランジスタ
６３７    発光素子
６３８    発光層
９０１    筐体
９０２    液晶層
９０３    バックライト
９０４    筐体
９０５    ドライバＩＣ
９０６    端子
９５１    基板
９５２    電極
９５３    絶縁層
９５４    隔壁層
９５５    ＥＬ層
９５６    電極
１６１０    本体
１６１１    画素部
１６１２    ドライバＩＣ
１６１３    受信装置
１６１４    フィルムバッテリー
２００１    筐体
２００２    光源
３００１    照明装置
５５３１    表示部
５５３２    筐体
５５３３    スピーカー
５５４１    支持体
５５４２    表示部
５５４３    集積回路チップ
５５４４    集積回路
５５５１    表示部
５５５２    本体
５５５３    アンテナ
５５５４    音声出力部
５５５５    音声入力部
５５５６    操作スイッチ
５５８ａ    絶縁層
５５８ｂ    絶縁層
９１０１    筐体
９１０２    支持台
９１０３    表示部
９１０４    スピーカー部
９１０５    ビデオ入力端子
９２０１    本体
９２０２    筐体
９２０３    表示部
９２０４    キーボード
９２０５    外部接続ポート
９２０６    ポインティングデバイス
９４０１    本体
９４０２    筐体
９４０３    表示部
９４０４    音声入力部
９４０５    音声出力部
９４０６    操作キー
９４０７    外部接続ポート
９４０８    アンテナ
９５０１    本体
９５０２    表示部
９５０３    筐体
９５０４    外部接続ポート
９５０５    リモコン受信部
９５０６    受像部
９５０７    バッテリー
９５０８    音声入力部
９５０９    操作キー
９５１０    接眼部
【図１】
2008308673.tif 000014
【図２】
2008308673.tif 000015
【図３】
2008308673.tif 000016
【図４】
2008308673.tif 000017
【図５】
2008308673.tif 000018
【図６】
2008308673.tif 000019
【図７】
2008308673.tif 000020
【図８】
2008308673.tif 000021
【図９】
2008308673.tif 000022
【図１０】
2008308673.tif 000023
【図１１】
2008308673.tif 000024
【図１２】
2008308673.tif 000025
【図１３】
2008308673.tif 000026
【図１４】
2008308673.tif 000027
【図１５】
2008308673.tif 000028
【図１６】
2008308673.tif 000029
【図１７】
2008308673.tif 000030