以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されない。従って、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。よって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明のアントラセン誘導体について説明する。
本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(1)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R1、R2は水素または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。なお、R1、R2は少なくとも一方を水素とする。また、他方は水素、メチル基、t−ブチル基のいずれかであることが好ましい。
また、式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。上記のうち、R3としてはフェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。上記のうち、R4としては水素が好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。上記のうち、R5としては水素が好ましい。
式中R6は炭素数6〜36の置換基を表すが、炭素数6〜15の置換基であることが好ましい。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度、信頼性が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中X1は炭素数6〜22の置換基を表すが、炭素数6〜15の置換基であることが好ましい。炭素数6〜15の置換基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレン−ジイル基等のアリーレン基を挙げることができる。このうち、フェニレン基が好ましく、特に、p−フェニレン基がより好ましい。当該アリーレン基は置換基を有していても有していなくても良い。これらアリーレン基が置換基を有する場合、当該アリーレン基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。また、フルオレン−ジイル基は、9,9−ジメチルフルオレン−ジイル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(2)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R1、R2は水素または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。なお、R1、R2は少なくとも一方を水素とする。また、他方は水素、メチル基、t−ブチル基のいずれかであることが好ましい。
また、式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度がに高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R7〜R11は、水素又は炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、水素が好ましい。
式中R12〜R15は、水素又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。R12〜R15は、水素、メチル基であることが好ましく、特に水素であることがより好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(3)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R1、R2は水素または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。なお、R1、R2は少なくとも一方を水素とする。また、他方は水素、メチル基、t−ブチル基のいずれかであることが好ましい。
また、式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(4)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15のアリール基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(5)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(6)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(7)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
また、本発明のアントラセン誘導体は下記一般式(8)で表されるアントラセン誘導体である。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
本発明のアントラセン誘導体の一部として、下記構造式(9)〜(302)で表されるアントラセン誘導体を例示する。なお、本発明のアントラセン誘導体はこれらに限られることはない。
これら、本発明のアントラセン誘導体は、10位又は9位、もしくはその両方の位置に芳香族炭化水素基を有するアントラセン誘導体において、当該芳香族炭化水素基のいずれか一方に、下記一般式(303)で表される基を置換することにより、発光素子の色純度及び信頼性が良好な材料を得ることができる、という本発明者らが研究結果より得た知見に基づいて設計されたものである。
式中R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R4は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
式中R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
なお、一般式(303)で表される置換基は、N−[4−(9−カルバゾリル)フェニル]−N−アリールアミノ基であり、R4又はR5の位置に置換基を有していても良い。そして、10位及び9位の位置にアリール基を有するアントラセン誘導体において、どちらか一方のアリール基を一般式(303)で表される置換基とした非対称の分子とすることにより、短波長の青色の発光を得ることができる。さらにスペクトル形状もシャープにすることができる。
また、10位及び9位の位置にアリール基を有したアントラセン誘導体であって、一方のアリール基を一般式(303)で表される置換基としたアントラセン誘導体を発光素子として用いた場合、信頼性の高い青色の発光素子を作製することができる。また、当該アントラセン誘導体は、発光層のホストとして用いることができ、信頼性の高い発光素子とすることができる。
本実施の形態のアントラセン誘導体は、下記合成スキームで表されるように、9−アリール−10−(ハロゲン化アリール)アントラセンのようなアントラセン骨格を含む化合物Aと、N−[4−(9−カルバゾリル)フェニル]−N−アリールアミン骨格を含む化合物Bと、をパラジウム触媒などの金属触媒を用いてカップリング反応させることによって得られる。ここで、9−アリール−10−(ハロゲン化アリール)アントラセンにおけるハロゲンは、臭素もしくはヨウ素が好ましい。なお、本実施の形態のアントラセン誘導体の合成方法は、記載された合成法方法に限定されるものではなく、その他の合成方法によって合成しても良い。
合成スキーム(a−1)において、式中R1、R2は水素または炭素数1〜4のアルキル基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。なお、R1、R2は少なくとも一方を水素とする。また、他方は水素、メチル基、t−ブチル基のいずれかであることが好ましい。
R3は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。このうちR3はフェニル基を用いると青色発光素子としての色度が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
R4、R5は水素、炭素数1〜4のアルキル基又は炭素数6〜15の置換基を表す。炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げられる。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
R6は炭素数6〜36の置換基を表すが、炭素数6〜15の置換基であることが好ましい。炭素数6〜15の置換基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、ビフェニリル基、フルオレニル基等のアリール基が挙げることができる。このうち、フェニル基を用いると青色発光素子としての色度、信頼性が高い。なお、これらのアリール基は置換基を有していても良い。これらアリール基が置換基を有する場合、当該アリール基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基又はフェニル基が好ましく、炭素数1〜4のアルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。このうち、メチル基、t−ブチル基が好ましい。また、フルオレニル基は、9,9−ジメチルフルオレン−イル基であることが好ましい。
X1は炭素数6〜22の置換基を表すが、炭素数6〜15の置換基であることが好ましい。炭素数6〜15の置換基としては、フェニレン基、ナフチレン基、アントリレン基、フルオレン−ジイル基等のアリーレン基を挙げることができる当該アリーレン基は置換基を有していても有していなくても良い。これらアリーレン基が置換基を有する場合、当該アリーレン基が有する置換基は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、s−ブチル基、t−ブチル基等を挙げることができる。また、フルオレン−ジイル基は、9,9−ジメチルフルオレン−ジイル基であることが好ましい。
化合物Aは、例えば、合成スキーム(a−2)で表されるような方法で得ることができる。合成スキーム(a−2)においては、金属触媒を用いたカップリング反応によって、9−ハロゲン化アントラセン(ハロゲンは臭素もしくはヨウ素が好ましい。)骨格を含む化合物と、アリールボロン酸(アリールボロン酸はアルキル基などにより保護されていても良い)と、を合成することにより、9位にアリール基が導入された9−アリールアントラセン骨格を含む化合物を得る。その後、得られた化合物をハロゲン化(臭素化又はヨウ素化が好ましく、ヨウ素化がさらに好ましい)することによって、9−アリール−10−ハロゲン化アントラセン骨格を含む化合物を合成する。そして、金属触媒を用いたカップリング反応によって、合成した化合物と、ハロゲン化アリールボロン酸(ハロゲン化アリールボロン酸はアルキル基などにより保護されていても良い。また、ハロゲンは臭素又はヨウ素が好ましい。)と、を合成することにより、9−アリール−10−(ハロゲン化アリール)アントラセン骨格を含む化合物である化合物Aを得る。
化合物Bは、合成スキーム(a−3)で表されるように、カルバゾールを骨格に含む化合物と、1,4−ジハロゲン化ベンゼン(2つのハロゲンは同じであっても異なっていても良い、ハロゲンは臭素又はヨウ素であることが好ましい)と、を反応させて、N−(4−ブロモフェニル)カルバゾールを骨格に含む化合物を合成した後、さらにアリールアミンとの金属触媒を用いたカップリング反応を行うことによって得られる。
本実施の形態では、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を用いた発光素子について説明する。
本発明における発光素子の構造は、一対の電極間に、発光物質を含む層を有するものである。なお、素子構造について特に制限はなく、目的に応じて、公知の構造を適宜選択することができる。
図1に、本発明における発光素子の素子構成の一例を示す。図1に示す発光素子は、第1の電極101と第2の電極103との間に発光物質を含む層102を有する構成となっている。そして、発光物質を含む層102は、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を含んでいる。なお、本発明における陽極とは、発光物質を含む層に正孔を注入する電極のことを示す。また、本発明における陰極とは、発光物質を含む層に電子を注入する電極のことを示す。第1の電極101及び第2の電極103は一方が陽極であり、他方が陰極となる。
陽極としては、公知の材料を用いることができ、仕事関数の大きい(具体的には4.0eV以上)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、インジウム錫酸化物(以下、ITOと示す)、または珪素を含有したインジウム錫酸化物、2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を含む酸化インジウム等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、一般的にスパッタ法により形成されることが多いが、ゾル−ゲル法などにより形成しても構わない。その他、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン:TiN)等を用いることも可能である。
一方、陰極としては、公知の材料を用いることができ、仕事関数の小さい(具体的には3.8eV以下)金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的には、元素周期表の1族または2族に属する金属、例えば、リチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(MgとAgの合金、AlとLiの合金等)、ユウロピウム(Er)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。ただし、発光物質を含む層102に高い電子注入性を有する電子注入層を用いることにより、仕事関数の高い材料、すなわち、通常は陽極に用いられている材料を用いて陰極を形成することもできる。例えば、Al、Ag、ITO等の金属・導電性無機化合物により陰極を形成することもできる。
発光物質を含む層102には、公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。また、発光物質を含む層102を形成する材料は、有機化合物材料のみ含むものに限定されず、無機化合物材料を一部に含んでいても良い。また、発光物質を含む層102を単層で形成しても、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層(ホールブロッキング層)、発光層、電子輸送層、電子注入層等、各々の機能を有する機能層を適宜組み合わせて形成しても良い。上記した機能層は、同種の機能層を2つ以上有する層を含んでいても良い。
また、発光物質を含む層の作製には、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法など、湿式、乾式を問わず、用いることができる。
本発明の発光素子は実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を用いて形成される。実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は、バンドギャップが大きいので、短波長の発光が可能である。従って、色純度の良い青色発光が得られるため、発光層の発光材料として好適に用いることができる。この際、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体のうち、一種類だけを用い、いわゆる単層膜として発光層とすることもできる。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は、ドーパントとして用いることも可能である。この場合、ホストとして機能する材料中に該アントラセン誘導体を少量ドーピングすることが好ましい(具体的には0.001から50wt%、好ましくは0.03から20wt%の割合)。ドーピングされた本発明のアントラセン誘導体が発光中心となって光を得ることができるので、色純度の良い青色の発光を得ることができる。この場合には、ドーパントとして使用する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体よりも大きなバンドギャップを持つホスト材料中に当該アントラセン誘導体を分散して発光層を形成する。実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をドーパントとして用いる場合に使用することができるホスト材料は、具体的に、テトラアリールシラン誘導体、ジナフタレン誘導体、ピレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、ベンゾフェノン誘導体、ベンゾニトリル誘導体、ジフェニルアントラセン誘導体等などが挙げられる。これらの物質からなるホストに、当該ホストより小さいバンドギャップを有する実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をドーパントとして加えた発光層を有する発光素子は、色純度の良い青色の発光を得ることができる発光素子である。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を用いることで信頼性の高い発光素子とすることができる。なお、本発明のアントラセン誘導体をドーパントとして用いた場合、ドーピング濃度に対する発光素子の特性の変化(色の変化や発光効率の変化など)が小さく、作製マージンの広い安定した特性を有する発光素子とすることができる。
また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体で構成される層に、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体よりも小さなバンドギャップを有する発光材料(以下、ドーパントと記す)を添加し、ドーパントからの発光を得ることもできる。このとき、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体はホストとして機能する。例えば、550nm前後の波長に発光極大を有する発光材料は、優れた緑色の色純度を示す。このような材料をドーパントとして用いれば優れた色純度の緑色発光を得ることが可能である。同様に、650nm前後の波長に発光極大を有する発光材料は、優れた赤色の色純度を示す。このような材料をドーパントとして用れば優れた色純度の赤色発光を得ることも可能である。ただし、発光波長が長いドーパントは、一般に吸収波長も長波長領域に存在する。実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をホストとして用いる場合には、前記アントラセン誘導体の発光波長と、ドーパントの吸収波長に重なりが存在することが好ましい。これは、ホストの発光波長とドーパントの吸収波長に重なりがあることで、エネルギー移動が容易になるためである。なお、青色に発光する材料であっても、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体よりもバンドギャップが小さければドーパントとして用いることができる。
発光層において実施の形態1に記載のアントラセン誘導体で構成されるホスト中にドーパントを添加して、ドーパントからの発光を得る場合、添加する発光材料としては、蛍光発光材料、燐光発光材料のどちらも用いることができる。ただし、りん光発光材料を用いる場合には、りん光発光材料の三重項準位が、アントラセンの三重項準位よりも低いことが不可欠である。これらの発光材料の例としては、具体的には、クマリン誘導体、オリゴフェニレン誘導体、オキサゾール誘導体、スチルベン誘導体、キノロン誘導体、アクリドン誘導体、アントラセン誘導体、ピレン誘導体、フェナントレン誘導体などが好適である。これらのドーパントを少量添加する(具体的には0.001から50wt%、好ましくは0.03から20wt%の割合で添加する)。
正孔注入層を形成する正孔注入性材料としては公知の材料を用いることができる。具体的には、酸化バナジウムや酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウムなどの金属酸化物などが良い。これらの酸化物に適当な有機化合物を混合しても良い。あるいは、有機化合物であればポルフィリン系の化合物が有効であり、フタロシアニン(略称:H2−Pc)、銅フタロシアニン(略称:Cu−Pc)等を用いることができる。また、導電性高分子化合物に化学ドーピングを施した材料もあり、ポリスチレンスルホン酸(略称:PSS)をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン(略称:PEDOT)や、ポリアニリン(略称:PAni)などを用いることができる。
電子注入層を形成する電子注入性材料としては、公知の材料を用いることができる。具体的には、フッ化リチウム、酸化リチウムや塩化リチウムなどのアルカリ金属塩、フッ化カルシウム等のアルカリ土類金属塩などが好適である。あるいは、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq3)やバソキュプロイン(略称:BCP)などの、いわゆる電子輸送性の材料にリチウムなどのドナー性化合物を添加した層も用いることができる。
電子注入層、正孔注入層を用いることにより、キャリア注入障壁が低減し、効率よくキャリアが発光素子に注入され、その結果駆動電圧の低減が図られる。
さらに、キャリア注入層と発光層との間には、キャリア輸送層を設置するのが良い。これは、キャリア注入層と発光層が接すると、発光層から得られる発光の一部がクエンチ(抑制)されてしまい、発光効率が低下する可能性があるためである。正孔輸送層は正孔注入層と発光層との間に設置される。好ましい材料としては、芳香族アミン系(すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの)の化合物である。広く用いられている材料として、4,4’−ビス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル,その誘導体である4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(以下、NPBと記す)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニル−アミノ)−トリフェニルアミン、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニル−アミノ]−トリフェニルアミンなどのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。
一方、電子輸送層を用いる場合、発光層と電子注入層との間に設置される。相応しい材料としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称: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−ヒドロキシ−ビフェニリル)−アルミニウム(略称:BAlq)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)−ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などの典型金属錯体が挙げられる。あるいは9,10−ジフェニルアントラセンや4,4’−ビス(2,2−ジフェニルエテニル)ビフェニルなどの炭化水素系化合物なども好適である。あるいは、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾールなどのトリアゾール誘導体、バソフェナントロリンやバソキュプロインなどのフェナントロリン誘導体を用いても良い。
実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は良好な青色を発する材料である。従って、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を発光層における発光材料として用いる本発明の発光素子、又はドーパントとして用いる本発明の発光素子は、色純度の良い青色発光を得ることができる。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体を用いた発光素子は信頼性の高い発光素子とすることができる。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体をホスト材料として用いた発光層を有する本発明の発光素子は、信頼性の高い発光素子とすることができる。
なお、本発明の形態では、発光層のみからの発光が得られる発光素子の構造を示したが、他の機能層(例えば電子輸送層やホール輸送層)からの発光が得られるように設計しても良い。例えば電子輸送層やホール輸送層にドーパントを添加することにより、輸送層からの発光も得ることができる。発光層と輸送層に用いる発光材料の発光波長が異なれば、それらの発光波長が重なり合ったスペクトルが得られる。発光層の発光色と輸送層の発光色が互いに補色の関係であれば、白色の発光を得ることができる。
なお、第1の電極101の材料と第2の電極103の材料の組み合わせを変えることにより、様々なバリエーションの発光素子を作製することができる。第1の電極101に光透過性の材料を用いた場合、第1の電極101側から光を射出する構成とすることができる。また、第1の電極101に遮光性(特に反射性)の材料を用い、第2の電極103に光透過性の材料を用いた場合、第2の電極103側から光を射出する構成とすることができる。さらに、第1の電極101、第2の電極103の両方に光透過性の材料を用いた場合、第1の電極101側、第2の電極103側の両方から光を射出する構成とすることができる。
(実施の形態3)
本実施の形態では、図2、図3を参照して、本発明の発光装置の作製方法を説明する。なお、本実施の形態ではアクティブマトリクス型の発光装置を作成する例を示すが、本発明はパッシブ型の発光装置についてももちろん適用することが可能である。
まず、第1の基板50上に第1の下地絶縁層51a、及び第2の下地絶縁層51bを形成する。その後、半導体層を第2の下地絶縁層51b上に形成する。(図2(A))
第1の基板50の材料としては、ガラス、石英やプラスチック(ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエーテルスルホンなど)等を用いることができる。これら第1の基板50は必要に応じてCMP等により研磨してから使用しても良い。本実施の形態においてはガラスを用いる。
第1の下地絶縁層51a及び第2の下地絶縁層51bは、第1の基板50中に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属などの半導体膜の特性に悪影響を及ぼすような元素が半導体層中に拡散するのを防ぐ為に設ける。材料としては酸化ケイ素、窒化ケイ素、窒素を含む酸化ケイ素、酸素を含む窒化ケイ素などを用いることができる。本実施の形態では、第1の下地絶縁層51aは窒化ケイ素を用いており、第2の下地絶縁層51bは酸化ケイ素を用いている。本実施の形態の下地絶縁層は、第1の下地絶縁層51aと第2の下地絶縁層51bの2層構造とした。しかし、下地絶縁層は単層構造でも良く、2層以上の多層構造であっても良い。なお、基板から拡散する不純物の量が半導体膜の特性に影響を与えない程少ない場合は、下地絶縁層は設ける必要がない。
次に、半導体層を形成する。半導体層は本実施の形態では非晶質ケイ素膜をレーザ結晶化して得る。第2の下地絶縁層51b上に非晶質ケイ素膜を25〜100nm(好ましくは30〜60nm)の膜厚で形成する。作製方法としては公知の方法、例えばスパッタ法、減圧CVD法またはプラズマCVD法などが使用できる。その後、500℃で1時間の加熱処理を行い、水素出しをする。
次に、レーザ照射装置を用いて非晶質ケイ素膜を結晶化して結晶質ケイ素膜を形成する。本実施の形態のレーザ結晶化ではエキシマレーザを使用する。発振されたレーザビームは、光学系を用いて線状のビームスポットに加工される。この線状の非晶質ケイ素膜に照射することで結晶質ケイ素膜とし、半導体層として用いる。
非晶質ケイ素膜の結晶化の方法として別の結晶化方法を記す。例えば、熱処理のみにより結晶化を行う方法、結晶化を促進する触媒元素を用い加熱処理を行う方法等がある。結晶化を促進する元素としてはニッケル、鉄、パラジウム、スズ、鉛、コバルト、白金、銅、金などが挙げられる。このような元素を用いる方法は、熱処理のみで結晶化を行う方法と比較して、低温、短時間で結晶化が行われる。したがって、ガラス基板などへのダメージが少ない。熱処理のみにより結晶化を行う方法を用いる場合は、第1の基板50を熱に強い石英基板などにすればよい。
次に、必要に応じて、しきい値をコントロールする為の微量の不純物添加(いわゆるチャネルドーピング)を半導体層に対して行う。要求されるしきい値を得る為にN型もしくはP型を呈する不純物(リン、ボロンなど)をイオンドーピング法などにより添加する。
その後、図2(A)に示すように、半導体層を所定の形状に成形することにより島状の半導体層52を得る。半導体層の成形は、半導体層にフォトレジストを形成し、このフォトレジストに対して露光をすることにより所定のマスク形状を形成し、このフォトレジストを焼成する。このようにして半導体層上にレジストマスクを形成する。そして、このレジストマスクをマスクとして半導体層をエッチングをすることにより島状の半導体層52を形成することができる。
次に、島状の半導体層52を覆ってゲート絶縁層53を形成する。ゲート絶縁層53はプラズマCVD法またはスパッタ法を用いて膜厚を40〜150nmとしてケイ素を含む絶縁層で形成する。本実施の形態では酸化ケイ素を用いて形成する。
次いで、ゲート絶縁層53上にゲート電極54を形成する。ゲート電極54はタンタル、タングステン、チタン、モリブデン、アルミニウム、銅、クロム、ニオブから選ばれた元素、または元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶ケイ素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、AgPdCu合金を用いてもよい。
また、本実施の形態ではゲート電極54を単層で形成されている。しかし、2層以上の積層構造でもかまわない。例えば、下層にタングステン、上層にモリブデンを用いた2層の積層構造がある。積層構造としてゲート電極を形成する場合、各層は前段で述べた材料を使用するとよい。また、その組み合わせも適宜選択すればよい。ゲート電極54の加工はフォトレジストを用いたマスクを利用し、エッチングをして行う。
次に、ゲート電極54をマスクとして島状の半導体層52に高濃度の不純物を添加する。これによって島状の半導体層52、ゲート絶縁層53、及びゲート電極54を含む薄膜トランジスター70が形成される。
なお、薄膜トランジスタの作製工程については特に限定されず、所望の構造のトランジスタを作製できるように適宜変更すればよい。
本実施の形態では、レーザ結晶化を使用して結晶化した結晶性シリコン膜を用いたトップゲートの薄膜トランジスタを用いた。しかし、非晶質半導体膜を用いたボトムゲート型の薄膜トランジスタを画素部に用いることも可能である。また、非晶質半導体はケイ素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は0.01〜4.5atomic%程度であることが好ましい。
次に、ゲート電極54をマスクとして島状の半導体層52に不純物元素の添加を行う。不純物元素は島状の半導体層52に一導電型を付与することができる元素である。n型の導電型を付与する不純物元素としてはリンがあげられる。また、p型の導電型を付与する不純物元素としてはボロンなど代表的に挙げられる。発光素子の第1の電極101を陽極として機能させる場合にはp型と不純物元素を選択することが望ましい。一方、発光素子の第1の電極101を陰極として機能させる場合にはn型となるように不純物元素を選択することが望ましい。
その後、ゲート電極54及びゲート絶縁層53を覆って絶縁膜59(水素化膜)を窒化ケイ素により形成する。絶縁膜59(水素化膜)を形成後、480℃で1時間程度加熱することにより、不純物元素の活性化及び島状の半導体層52の水素化を行う。
次に、絶縁膜59(水素化膜)を覆う第1の層間絶縁層60を形成する。第1の層間絶縁層60を形成する材料としては酸化ケイ素、アクリル、ポリイミドやシロキサン、Iow−k材料等をもちいるとよい。本実施の形態では酸化ケイ素膜を第1の層間絶縁層60として形成した。(図2(B))
次に、島状の半導体層52に至るコンタクトホールを開口する。コンタクトホールはレジストマスクを用いて、島状の半導体層52が露出するまでエッチングを行うことで形成することができる。エッチングの方法は、ウエットエッチング、ドライエッチングどちらでもよい。なお、エッチングの回数は、一回でも良いし、複数回でも良い。また、複数回でエッチングする際は、ウエットエッチングとドライエッチングの両方を用いても良い。(図2(C))
そして、当該コンタクトホールや第1の層間絶縁層60を覆う導電層を形成する。当該導電層を所望の形状に加工し、接続部61a、第1の配線61bなどが形成される。この配線はアルミニウム、銅、アルミニウムと炭素とニッケルの合金、アルミニウムと炭素とモリブデンの合金等の単層構造でも良い。また積層構造として、モリブデン、アルミニウム、モリブデンを順次形成した積層構造、チタン、アルミニウム、チタンを順次形成した積層構造、チタン、窒化チタン、アルミニウム、チタンを順次形成した積層構造等でも良い。(図2(D))
その後、接続部61a、第1の配線61b、第1の層間絶縁層60を覆って第2の層間絶縁層63を形成する。第2の層間絶縁層63の材料としては自己平坦性を有するアクリル、ポリイミド、シロキサンなどが好適に利用できる。本実施の形態ではシロキサンを第2の層間絶縁層63として用いる。(図2(E))
次に、第2の層間絶縁層63上に窒化ケイ素などで絶縁層を形成してもよい。当該絶縁層の形成により、後の画素電極のエッチングにおいて、第2の層間絶縁層63が必要以上にエッチングされてしまうのを防ぐことができる。したがって、画素電極と第2の層間絶縁層63のエッチングレートの選択比が大きい場合には特に設けなくとも良い。続いて、第2の層間絶縁層63を貫通して接続部61aに至るコンタクトホールを形成する。
そして当該コンタクトホールと第2の層間絶縁層63(もしくは絶縁層)を覆って、透光性を有する導電層を形成する。その後、当該透光性を有する導電層を加工して薄膜発光素子の下部電極64を形成する。ここで下部電極64は接続部61aと電気的に接触している。
下部電極64の材料としてはアルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、ニッケル(Ni)、タングステン(W)、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、チタン(Ti)などの導電性を有する金属、又はアルミニウムとシリコンからなる合金(Al−Si)、アルミニウムとチタンからなる合金(Al−Ti)、アルミニウム、シリコン及び銅からなる合金(Al−Si−Cu)等それらの合金、または窒化チタン(TiN)等の金属材料の窒化物、ITO(indium tin oxide)、ケイ素を含有するITO、酸化インジウムに2〜20[%]の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zinc oxide)等の金属化合物などを用いることができる。
また、発光を取り出す方の電極は透明性を有する導電膜により形成する。透明性を有する導電膜の材料としてはITO(indium tin oxide)、ケイ素を含有するITO(以下ITSOという)、酸化インジウムに2〜20[%]の酸化亜鉛(ZnO)を混合したIZO(indium zinc oxide)などの金属化合物の他、Al、Ag等金属の極薄膜を用いる。また、第2の電極103の方から発光を取り出す場合は下部電極64は反射率の高い材料(Al、Ag等)を用いることができる。本実施の形態ではITSOを下部電極64として用いた(図3(A))。
次に第2の層間絶縁層63(もしくは絶縁層)及び下部電極64を覆って有機材料もしくは無機材料からなる絶縁層を形成する。続いて当該絶縁層を下部電極64の一部が露出するように加工することにより、隔壁65を形成する。隔壁65の材料としては、感光性を有する有機材料(アクリル、ポリイミドなど)が好適に用いられる。なお、感光性を有さない有機材料や無機材料を用いてもかまわない。また、隔壁65の材料にチタンブラックやカーボンナイトライドなどの黒色顔料や染料を分散材などを用いて分散することにより、隔壁65を黒色とすることができる。そして、黒色の隔壁65をブラックマトリクスとして用いても良い。隔壁65の第1の電極に向かう端面は曲率を有し、当該曲率が連続的に変化するテーパー形状をしていることが望ましい(図3(B))。
次に、発光物質含有層66を形成する。続いて発光物質含有層66を覆う上部電極67を形成する。これによって、下部電極64と上部電極67との間に発光物質含有層66を挟んでなる発光素子部93を作製することができる。そして、下部電極64に上部電極67より高い電圧をかけることによって発光を得ることができる。上部電極67の形成に用いられる電極材料としては、下部電極64の材料と同様の材料を用いることができる。本実施の形態ではアルミニウムを上部電極67として用いた。
また、発光物質含有層66は、蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、ディップコート法などによって形成される。発光物質含有層66には、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体が含まれている。発光物質含有層66は、実施の形態2で述べたように、各機能を有する層の積層であっても良いし、発光層の単層であっても良い。また、発光物質含有層66には実施の形態1に記載のアントラセン誘導体が発光層として含まれている。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は発光層のホスト又はドーパントもしくはその両方として含まれていても良い。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体は発光物質を含む層における発光層以外のその他の層やその一部として含まれていても良い。特にジアリールアミノ基を有する本発明のアントラセン誘導体は正孔輸送性にも優れる為、正孔輸送層としても使用が可能である。また、実施の形態1に記載のアントラセン誘導体と組み合わせて用いる材料は、低分子系材料、中分子材料(オリゴマー、デンドリマーを含む)、または高分子系材料であっても良い。また、発光物質含有層66に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
その後、プラズマCVD法により窒素を含む酸化ケイ素膜をパッシベーション膜として形成する。窒素を含む酸化ケイ素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でSiH4、N2O、NH3から作製される酸化窒化ケイ素膜、またはSiH4、N2Oから作製される酸化窒化ケイ素膜、あるいはSiH4、N2OをArで希釈したガスをもちいて酸化窒化ケイ素膜を形成すれば良い。
また、パッシベーション膜としてSiH4、N2O、H2から作製される酸化窒化水素化ケイ素膜を適用しても良い。もちろん、第1のパッシベーション膜は単層構造に限定されるものではなく、他のケイ素を含む絶縁層を単層構造、もしくは積層構造として用いても良い。また、窒化炭素膜と窒化ケイ素膜の多層膜やスチレンポリマーの多層膜、窒化ケイ素膜やダイヤモンドライクカーボン膜を窒素を含む酸化ケイ素膜の代わりに形成してもよい。
続いて発光素子を劣化を促進する物質(例えば、水分など)から保護するために、表示部の封止を行う。第2の基板94を封止に用いる場合は、外部接続部が露出するように絶縁性のシール材を用いて貼り合わせる。第2の基板94と素子基板との間の空間には乾燥した窒素などの不活性気体を充填しても良いし、画素部全面に形成したシール材により第2の基板94を貼り合わせても良い。シール材には紫外線硬化樹脂などを用いると好適である。シール材には乾燥剤や基板間のギャップを一定に保つための粒子を混入しておいても良い。続いて外部接続部にフレキシブル配線基板を貼り付けることによって、発光装置が完成する。
以上のように作製した発光装置の構成の一例を図4を参照しながら説明する。なお、形が異なっていても同様の機能を示す部分には同じ符号を付し、その説明を省略する部分もある。本実施の形態では、LDD構造を有する薄膜トランジスター70が接続部61aを介して発光素子部93に接続している。
図4(A)に示した構造は、下部電極64が透光性を有する導電膜により形成されており、第1の基板50側に発光物質含有層66より発せられた光が取り出される構造である。なお第2の基板94は、発光素子部93が形成された後、シール材などを用い、第1の基板50に固着される。第2の基板94と素子との間に透光性を有する樹脂88等を充填し、封止することによって発光素子部93が水分により劣化することを防ぐ事ができる。また、透光性を有する樹脂88が吸湿性を有していることが望ましい。さらに透光性を有する樹脂88中に透光性の高い乾燥剤89を分散させるとさらに水分の影響を抑えることが可能になるためさらに望ましい。
図4(B)において、下部電極64と上部電極67両方が透光性を有する導電膜により形成されており、第1の基板50及び第2の基板94の両方に光を取り出すことが可能な構成となっている。また、この構成では第1の基板50と第2の基板94に外側偏光板90を設けることによって画面が透けてしまうことを防ぐことができ、視認性が向上する。外側偏光板90の外側には保護フィルム91を設けると良い。
なお、表示機能を有する本発明の発光装置には、アナログのビデオ信号、デジタルのビデオ信号のどちらを用いてもよい。デジタルのビデオ信号を用いる場合はそのビデオ信号が電圧を用いているものと、電流を用いているものとがある。発光素子の発光時において、画素に入力されるビデオ信号は、定電圧のものと、定電流のものがある。ビデオ信号が定電圧のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。またビデオ信号が定電流のものには、発光素子に印加される電圧が一定のものと、発光素子に流れる電流が一定のものとがある。この発光素子に印加される電圧が一定のものは定電圧駆動である。また、発光素子に流れる電流が一定のものは定電流駆動である。定電流駆動は、発光素子の抵抗変化によらず、一定の電流が流れる。本発明の発光装置及びその駆動方法には、上記したどの駆動方法を用いてもよい。
このような構成を有する本発明の発光装置は信頼性が高く、色純度の良い青色の発光を得ることが出来る発光装置である。また、このような構成を有する本発明の発光装置は色再現性の良い発光装置である。
本実施の形態は実施の形態1、実施の形態2の適当な構成と組み合わせて用いることが可能である。
(実施の形態4)
本実施の形態では、本発明の発光装置であるパネルの外観について図5を用いて説明する。図5は基板上に形成されたトランジスタおよび発光素子を対向基板4006との間に形成したシール材によって封止したパネルの上面図である。そして、図5(B)は図5(A)の断面図に相応する。また、このパネルに搭載されている発光素子の有する構成は、実施の形態2に示したような構成である。
TFT基板4001上に設けられた画素領域4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とを囲って、シーリング材4005が設けられている。また、画素領域4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004の上に対向基板4006が設けられている。よって、充填材4007と共に画素領域4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とは、TFT基板4001とシーリング材4005と対向基板4006とによって密封されている。
また、TFT基板4001上に設けられた画素領域4002と信号線駆動回路4003と走査線駆動回路4004とは薄膜トランジスタを複数有している。図5(B)では信号線駆動回路4003に含まれる駆動回路部薄膜トランジスタ4008と、画素領域4002に含まれる画素部薄膜トランジスタ4010とを示す。
また、発光素子部4011は、画素部薄膜トランジスタ4010と電気的に接続されている。
また、第1の引き回し配線4014は、画素領域4002と信号線駆動回路4003と、走査線駆動回路4004とに、信号、または電源電圧を層供給する為の配線に相当する。第1の引き回し配線4014は、第2の引き回し配線4015a及び第3の引き回し配線4015bを介して接続端子4016と接続されている。接続端子4016はフレキシブルプリントサーキット(FPC4018)が有する端子と異方性導電膜4019を介して電気的に接続されている。
なお、充填材4007としては窒素やアルゴンなどの不活性な気体の他に、紫外線硬化樹脂または熱硬化樹脂を用いることができ、ポリビニルクロライド、アクリル、ポリイミド、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラル、またはエチレンビニレンアセテートを用いることができる。
なお、本発明の発光装置は発光素子を有する画素部が形成されたパネルと、該パネルにICが実装されたモジュールとをその範疇に含む。
以上のような本発明の発光装置は、画素部を構成する発光素子として実施の形態2に記載の発光素子を有している為、画素部の信頼性が高く、青色の色純度がよい発光装置である。また、本発明の発光装置は画素部を構成する発光素子として実施の形態2に記載の発光素子を有している為、色再現性が良く表示品質の高い発光装置である。
本実施の形態は実施の形態1乃至と実施の形態3の適当な構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、実施の形態4で示したパネル、モジュールが有する画素回路、保護回路及びそれらの動作について説明する。なお、図2、図3に示してきた断面図は駆動用TFT1403と発光素子部1405の断面図となっている。
図6(A)に示す画素の構成は、列方向に信号線1410及び電源線1411、電源線1412、行方向に走査線1414が配置される構成となっている。また、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、電流制御用TFT1404、容量素子1402及び発光素子部1405を有する。
図6(C)に示す画素の構成は、駆動用TFT1403のゲートが、行方向に配置された電源線1412に接続される点が異なる以外は図6(A)に示す画素と同じ構成である。つまり、図6(A)(C)に示す両画素は、同じ等価回路図を示す。ただし、行方向に電源線1412が配置される場合(図6(A))と、列方向に電源線1412が配置される場合(図6(C))とでは、電源線1412は異なるレイヤーの導電膜で形成される。ここでは、駆動用TFT1403のゲートに接続される配線のレイヤーが異なることを表すために、図6(A)(C)として分けて記載する。
図6(A)(C)に示す画素の特徴として、画素内に駆動用TFT1403と電流制御用TFT1404が直列に接続されている。そして、駆動用TFT1403のチャネル長L(駆動用TFT1403)、チャネル幅W(駆動用TFT1403)、電流制御用TFT1404のチャネル長L(電流制御用TFT1404)、チャネル幅W(電流制御用TFT1404)は、L(駆動用TFT1403)/W(駆動用TFT1403):L(電流制御用TFT1404)/W(電流制御用TFT1404)=5〜6000:1を満たすように設定するとよい。
なお、駆動用TFT1403は、飽和領域で動作し発光素子部1405に流れる電流値を制御する役目を有する。また、電流制御用TFT1404は線形領域で動作し発光素子部1405に対する電流の供給を制御する役目を有する。両TFTは同じ導電型を有していることが作製工程上好ましい。本実施の形態では、両TFTをnチャネル型TFTとして形成する。また駆動用TFT1403には、エンハンスメント型だけでなく、ディプリーション型のTFTを用いてもよい。上記構成を有する本発明の発光装置においては、電流制御用TFT1404が線形領域で動作するので、電流制御用TFT1404のVgsの僅かな変動は、発光素子部1405の電流値に影響を及ぼさない。つまり、発光素子部1405の電流値は、飽和領域で動作する駆動用TFT1403により決定することができる。上記構成により、TFTの特性バラツキに起因した発光素子の輝度ムラを改善して、画質の高い発光装置を提供することができる。
図6(A)〜(D)に示す画素において、スイッチング用TFT1401は、画素に対するビデオ信号の入力を制御するものである。スイッチング用TFT1401がオンとなると、画素内にビデオ信号が入力される。すると、容量素子1402にそのビデオ信号の電圧が保持される。なお図6(A)(C)には、容量素子1402を設けた構成を示したが、本発明はこれに限定されず、ビデオ信号を保持するための容量値がゲート容量の容量値等で十分な場合には、容量素子1402を設けなくてもよい。
図6(B)に示す画素構成は、消去用TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図6(A)に示す画素構成と同じである。同様に、図6(D)に示す画素は、消去用TFT1406と走査線1414を追加している以外は、図6(C)に示す画素構成と同じである。
消去用TFT1406は、新たに配置された走査線1414によりオン又はオフが制御される。消去用TFT1406がオンとなると、容量素子1402に保持された電荷は放電し、電流制御用TFT1404がオフとなる。つまり、消去用TFT1406の配置により、強制的に発光素子部1405に電流が流れない状態を作ることができる。従って、図6(B)(D)の構成は、全ての画素に対する信号の書き込みを待つことなく、書き込み期間の開始と同時又は直後に点灯期間を開始することができる。そのため、デューティ比を向上することが可能となる。
図6(E)に示す画素には、列方向に信号線1410、電源線1411、行方向に走査線1414が配置される。また、当該画素は、スイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、容量素子1402及び発光素子部1405を有する。図6(F)に示す画素は、消去用TFT1406と走査線1415を追加している以外は、図6(E)に示す画素構成と同じである。なお、図6(F)の構成も、消去用TFT1406の配置により、デューティ比を向上することが可能となる。
以上のように、本願発明は多様な画素回路を採用することができる。特に、非晶質半導体膜を用いて薄膜トランジスタを形成する場合、駆動用TFT1403の半導体層のサイズを大きくすると好ましい。そのため、上記画素回路において、発光積層体からの光が封止基板側から射出する上面発光型とすると好ましい。
このようなアクティブマトリクス型の発光装置は、画素密度が増えた場合、各画素にTFTが設けられているため低電圧駆動できる点にメリットがあると考えられている。
本実施の形態では、一画素に各TFTが設けられるアクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、パッシブマトリクス型の発光装置にも適用可能である。パッシブマトリクス型の発光装置は、作製方法が簡易的であるというメリットがある。また、各画素にTFTが設けられていないため、高開口率となる。発光が発光積層体の両側へ射出する発光装置の場合、パッシブマトリクス型の発光装置を用いると開口率が高まる。
続いて、図6(E)に示す等価回路を用い、走査線1414及び信号線1410に保護回路としてダイオードを接続する場合について説明する。
図7には、画素部1500にスイッチング用TFT1401、駆動用TFT1403、容量素子1402、発光素子部1405が設けられている。信号線1410には、保護回路用ダイオード1561と保護回路用ダイオード1562が設けられている。保護回路用ダイオード1561と保護回路用ダイオード1562は、スイッチング用TFT1401又は駆動用TFT1403と同様に、上記実施の形態の方法で作製できる。したがって、ゲート電極、半導体層、ソース電極及びドレイン電極等を有する。保護回路用ダイオード1561と保護回路用ダイオード1562は、ゲート電極と、ドレイン電極又はソース電極とを接続することによりダイオードとして動作させている。
ダイオードと接続する共通電位線1554、共通電位線1555はゲート電極と同じレイヤーで形成している。従って、ダイオードのソース電極又はドレイン電極と接続するためには、ゲート絶縁層にコンタクトホールを形成する必要がある。
走査線1414に設けられるダイオードも同様な構成である。
このように、本発明によれば、入力段に設けられる保護ダイオードをTFTと同時に形成することができる。なお、保護ダイオードを形成する位置は、これに限定されず、駆動回路と画素との間に設けることもできる。
本実施の形態は実施の形態1乃至と実施の形態4の適当な構成と適宜組み合わせて用いることができる。
このような保護回路を有する本発明の発光装置は、当該発光装置は信頼性が高い。また、青色の発光の色純度を良くすることが可能である。また、色再現性を良くすることができ、発光装置としての信頼性をさらに高めることが可能となる。
(実施の形態6)
本発明の発光装置(モジュール)を搭載した本発明の電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオコンポ等)、コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図8に示す。
図8(A)は発光装置でありテレビ受像器やパーソナルコンピュータのモニターなどがこれに当たる。これらは、筐体2001、表示部2003、スピーカー部2004等を含む。本発明の発光装置は表示部2003の表示品質が良く、信頼性の高い発光装置である。画素部にはコントラストを高めるため、偏光板、又は円偏光板を備えるとよい。例えば、封止基板へ1/4λ板、1/2λ板、偏光板の順にフィルムを設けるとよい。さらに偏光板上に反射防止膜を設けてもよい。
図8(B)は携帯電話である。これは、本体2101、筐体2102、表示部2103、音声入力部2104、音声出力部2105、操作キー2106、アンテナ2108等を含む。本発明の携帯電話は表示部2103の表示品質が良く、信頼性の高い携帯電話である。
図8(C)はコンピュータである。これは、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明のコンピュータは表示部2203の表示品質が良く、信頼性の高いコンピュータである。図8(C)ではノート型のコンピュータを例示したが、本発明はハードディスクと表示部が一つになっているデスクトップ型のコンピュータなどにも適用することが可能である。
図8(D)はモバイルコンピュータである。これは、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明のモバイルコンピュータは表示部2302の表示品質が良く、信頼性の高いモバイルコンピュータである。
図8(E)は携帯型のゲーム機である。これは、筐体2401、表示部2402、スピーカー部2403、操作キー2404、記録媒体挿入部2405等を含む。本発明の携帯型ゲーム機は表示部2402の表示品質が良く、信頼性の高い携帯型ゲーム機である。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。
本実施の形態は実施の形態1乃至実施の形態5の適当な構成と適宜組み合わせて用いることができる。