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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024110948
(43)【公開日】2024-08-16
(54)【発明の名称】発光デバイス
(51)【国際特許分類】
H10K 50/12 20230101AFI20240808BHJP
H10K 50/15 20230101ALI20240808BHJP
H10K 85/00 20230101ALI20240808BHJP
H10K 101/30 20230101ALN20240808BHJP
【ＦＩ】
H10K50/12
H10K50/15
H10K85/00
H10K101:30
【審査請求】未請求
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024014066
(22)【出願日】2024-02-01
(31)【優先権主張番号】P 2023015612
(32)【優先日】2023-02-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000153878
【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所
(72)【発明者】
【氏名】大澤 信晴
(72)【発明者】
【氏名】木戸 裕允
(72)【発明者】
【氏名】瀬尾 哲史
(72)【発明者】
【氏名】吉住 英子
【テーマコード（参考）】
3K107
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107BB06
3K107BB07
3K107CC04
3K107CC07
3K107CC21
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD64
3K107DD66
3K107DD68
3K107DD69
3K107DD72
3K107DD78
3K107FF06
3K107FF13
3K107FF19
3K107FF20
(57)【要約】
【課題】発光効率、信頼性および色純度の高い発光デバイスを提供する。
【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、発光層を有し、前記発光層は、第１の物質と、第２の物質と、を有し、前記第１の物質は二重項励起状態から発光する物質であり、前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高く、前記第１の物質が発光する発光デバイスを提供する。
【選択図】図１
【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、前記有機化合物層は、発光層を有し、前記発光層は、第１の物質と、第２の物質と、を有し、前記第１の物質は二重項励起状態から発光する物質であり、前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高く、前記第１の物質が発光する発光デバイスを提供する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイス。
【請求項2】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項3】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項4】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項5】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高く、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第３の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高く、
前記第１の物質の二重項励起準位が、前記第３の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイス。
【請求項6】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項7】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項8】
第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトル吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の吸収スペクトル吸収端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
前記有機化合物層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
前記有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、
前記第１の層は、前記第１の電極と、前記発光層と、の間に位置し、
前記第１の層と、前記発光層は接しており、
前記発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、
前記第１の層は、第２の物質を有し、
前記第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、
前記第１の物質の吸収スペクトル吸収端が、前記第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、
前記第１の物質の吸収スペクトル吸収端が、前記第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ前記第３の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイス。
【請求項9】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１の物質から発光が得られる発光デバイス。
前記第１の物質から発光が得られる発光デバイス。
【請求項10】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の一重項励起準位が前記第１の物質の二重項励起準位よりも低く、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の一重項励起準位が前記第１の物質の二重項励起準位よりも低く、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
【請求項11】
請求項５乃至請求項８のいずれか一項において、
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の一重項励起準位が前記第１の物質の二重項励起準位よりも低く、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の一重項励起準位が前記第１の物質の二重項励起準位よりも低く、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
【請求項12】
請求項１１において、
前記蛍光発光物質の三重項励起準位が、
前記第２の物質の三重項励起準位よりも高く、且つ前記第３の物質の三重項励起準位よりも高い発光デバイス。
前記蛍光発光物質の三重項励起準位が、
前記第２の物質の三重項励起準位よりも高く、且つ前記第３の物質の三重項励起準位よりも高い発光デバイス。
【請求項13】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、前記第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
【請求項14】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
前記発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、
前記蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、
前記蛍光発光物質の吸収スペクトルの吸収端が、前記第１の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、
前記蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様は、有機化合物、有機半導体素子、発光デバイス、フォトダイオードセンサ、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【0002】
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬ素子ともいう）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層を挟んだものである。このデバイスに電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
【0003】
発光デバイスは自発光型であるため、当該発光デバイスを画素として用いた表示装置は、液晶表示装置に比べ視認性が高く、また、バックライトが不要である。また、このような発光デバイスを用いた表示装置は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
【0004】
また、これらの発光デバイスは発光層を平面状に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球、ＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
【0005】
このように発光デバイスを用いた表示装置、照明装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
【0006】
例えば非特許文献１では、発光ドーパントとしてランタノイドの錯体を用いた発光デバイスに関して報告がなされている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】Ｌｉｄｉｎｇ Ｗａｎｇ、他６名、” Ｒｅｖｉｅｗ ｏｎ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ”、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、２０１９年，７，１８０１２５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、信頼性の良好な発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、色純度の高い発光デバイスを提供することを目的とする。または、消費電力の小さい表示装置、電子機器および照明装置のいずれかを提供することを目的とする。または、信頼性の高い表示装置、電子機器および照明装置のいずれかを提供することを目的とする。または、色純度の高い表示装置、電子機器および照明装置のいずれかを提供することを目的とする。
【0009】
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の二重項励起準位が、第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイスである。
【0011】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0012】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0013】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0014】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の二重項励起準位が、第２の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高く、第１の物質の二重項励起準位が、第３の物質の一重項励起準位より低く、且つ、三重項励起準位より高い発光デバイスである。
【0015】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0016】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第３の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0017】
または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、有機化合物層は、第１の層と、発光層と、を有し、第１の層は、第１の電極と、発光層と、の間に位置し、第１の層と、発光層は接しており、発光層は、第１の物質と、第３の物質と、を有し、第１の層は、第２の物質を有し、第１の物質は、二重項励起状態から発光する物質であり、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端が、第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルにおける燐光成分の短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第３の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイスである。
【0018】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の物質から発光が得られる発光デバイスである。
【0019】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、蛍光発光物質の一重項励起準位が第１の物質の二重項励起準位よりも低く、蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイスである。
【0020】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、蛍光発光物質の三重項励起準位が、第２の物質の三重項励起準位よりも高く、且つ第３の物質の三重項励起準位よりも高い発光デバイスである。
【0021】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、蛍光発光物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第１の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置し、蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイスである。
【0022】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、発光層が、さらに蛍光発光物質を有し、蛍光発光物質が一重項励起状態から発光を呈する物質であり、蛍光発光物質の吸収スペクトルの吸収端が、第１の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置し、蛍光発光物質から発光が得られる発光デバイスである。
【0023】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第３の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置する発光デバイスである。
【0024】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の物質が、ｆ－ｄ遷移に基づく二重項励起状態からの発光を呈する物質である発光デバイスである。
【0025】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の物質が、希土類元素を有する有機錯体である発光デバイスである。
【0026】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の物質が、３価のセリウムを有する有機錯体である発光デバイスである。
【0027】
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、第３の物質が熱活性化遅延蛍光を呈する物質である発光デバイスである。
【0028】
または、本発明の他の一態様は、上記いずれかに記載の発光デバイスを備えた表示装置である。
【0029】
または、本発明の他の一態様は、上記発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
【0030】
または、本発明の他の一態様は、上記発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置である。
【発明の効果】
【0031】
本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することができる。または、本発明の一態様では、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。または、消費電力の小さい表示装置、電子機器および照明装置のいずれかを提供することができる。または、信頼性の高い表示装置、電子機器および照明装置のいずれかを提供することができる。
【0032】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図27】図２７（Ａ）および図２７（Ｂ）は、発光デバイス１の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料及び第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温）および（１０Ｋ）を示した図を示す図である。
【図28】図２８（Ａ）および図２８（Ｂ）は、発光デバイス２の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料及び第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温）および（１０Ｋ）を示した図を示す図である。
【図38】図３８は、発光デバイス３および発光デバイス８の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料のＰＬスペクトル（室温）および（１０Ｋ）を示した図を示す図である。
【図39】図３９（Ａ）および図３９（Ｂ）は、発光デバイス４の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料及び第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温）および（１０Ｋ）を示した図を示す図である。
【図40】図４０（Ａ）および図４０（Ｂ）は、発光デバイス５の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料及び第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温）および（１０Ｋ）を示した図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【0035】
なお、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
【0036】
（実施の形態１）
有機ＥＬ素子（以下発光デバイスともいう）を表示素子として用いたディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）が実用化されて久しい。当該ディスプレイには、フルカラー表示を実現するために、通常、赤、緑、青の少なくとも３つの色の光を呈する画素が備えられている。
有機ＥＬ素子（以下発光デバイスともいう）を表示素子として用いたディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）が実用化されて久しい。当該ディスプレイには、フルカラー表示を実現するために、通常、赤、緑、青の少なくとも３つの色の光を呈する画素が備えられている。
【0037】
当該画素には、それぞれの発光色毎に発光デバイスが設けられ、Ｓｉｄｅ ｂｙ Ｓｉｄｅ方式、いわゆる塗分け方式のディスプレイにおいては、各発光デバイスは、対応する画素の発光色に応じて異なる発光物質を有している。また、白色光、または青色もしくは青色よりも短波長の光をカラーフィルタまたは色変換層を用いて所望の色の光とするカラーフィルタ方式、または色変換方式の場合はディスプレイに搭載する発光デバイスが有する発光物質を同一とすることもできる。
【0038】
このような発光デバイスに用いられる発光物質としては、一重項励起状態から一重項基底状態に戻る際に光を発する蛍光材料、三重項励起状態から一重項基底状態に戻る際に光を発する燐光材料、三重項励起状態から一重項励起状態への逆項間交差の過程を含み、一重項励起状態から一重項基底状態に戻る際に光を発する熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ａｃｔｉｖａｔｅｄ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料、などが主に用いられ、盛んに研究されている。
【0039】
ここで、電流励起の有機ＥＬデバイスにおいては、一重項励起状態と三重項励起状態の生成比率が１：３である。そのため、一重項励起状態しか発光に用いることができない蛍光材料を発光物質として用いた発光デバイスの内部量子効率の理論限界は、２５％であることが知られている。一方で、燐光材料は項間交差により一重項励起状態を三重項励起状態に変換することができることから、理論上１００％の内部量子効率を示す発光デバイスを実現できる。このため、燐光材料を発光物質として用いた発光デバイスは、蛍光材料を発光物質として用いた発光デバイスと比較して発光効率の高い発光デバイスとすることができる。このような理由により、現状実用化されている多くの有機ＥＬディスプレイにおける赤色と緑色の発光を呈する発光デバイスでは、燐光材料が発光物質として用いられている。
【0040】
しかし、赤色および緑色の発光を呈する発光デバイスの発光物質に燐光材料が用いられているディスプレイであっても、青色の発光を呈する発光デバイスの発光物質には効率の劣る蛍光材料が用いられていることが多い。この理由は、主として信頼性にある。燐光材料を青色発光物質として用いた発光デバイスは、おしなべて駆動寿命が短く、良好な信頼性を有する発光デバイスを得ることが困難なのである。このため、現状市販されているほとんど全ての有機ＥＬディスプレイに用いられている青色発光デバイスは、蛍光発光デバイスである。
【0041】
駆動寿命の問題が解決されれば、発光効率に優れた青色燐光材料を青色発光デバイスに適用することで、有機ＥＬディスプレイの性能を大きく向上させることができる。しかし、青色燐光デバイスの駆動寿命が短い理由には、２つの本質的な要因がある。
【0042】
一つ目の要因としては、通常の化合物においては、三重項状態のエネルギーが一重項状態のエネルギーよりも低いことが挙げられる。青色の光は赤色および緑色の光よりもエネルギーが高い光であるため、三重項励起状態から青色の光を得ようとすると（青色燐光を得ようとすると）、赤色燐光材料および緑色燐光材料よりも高い三重項励起準位を有する化合物が必要となる。
【0043】
上述したように、通常有機ＥＬデバイスに用いられる化合物における三重項状態のエネルギーは一重項状態のエネルギーより低いため、青色燐光材料の一重項励起準位は、既に高い位置に存在する三重項励起準位よりもさらに高い位置に存在することになる。高い励起準位を有する物質は、低い励起準位を有する物質よりも不安定であることから、青色燐光デバイスは、赤色または緑色燐光デバイス、および蛍光デバイスよりも良好な信頼性を得ることが難しくなってしまうのである。また、青色燐光材料に近い位置で使用される周辺材料の状況はより深刻である。当該周辺材料は、発光物質（青色燐光材料）の励起エネルギーを失活させないよう、青色燐光材料の三重項励起準位、および一重項励起準位よりも高いエネルギーレベルに位置する三重項励起準位、および一重項励起準位を各々有する物質である必要があるからである。
【0044】
二つ目の要因としては、燐光材料の発光寿命（燐光寿命、励起子寿命ともいう）が長いことが挙げられる。基本的には三重項励起状態から一重項基底状態への遷移はスピン禁制であり、一重項励起状態から一重項基底状態への遷移はスピン許容であることから、燐光は蛍光と比較して非常に長い発光寿命を有する（燐光寿命：～μｓ、蛍光寿命：～ｎｓ）。燐光寿命が長いということは、三重項励起子の寿命が長いということを意味する。そのため、燐光発光デバイスでは、発光物質がエネルギーの高い励起状態に長くあり続けることとなり、発光物質自身の劣化または周辺材料の劣化が促進されてしまうのである。
【0045】
加えて、青色燐光材料は、上述のように赤色または緑色燐光材料よりも三重項励起状態のエネルギーが高いため、青色燐光デバイスは励起子寿命が長いことの悪影響が非常に大きく、実用に耐えうる信頼性を得ることが未だ難しい状況となっている。
【0046】
なお、ＴＡＤＦ材料は一重項励起状態から発光するため蛍光材料の一種であるが、一重項励起準位と三重項励起準位が非常に近い物質であるために室温での逆項間交差を可能としている。このことから、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能となり、ＴＡＤＦ材料を発光物質として用いた発光デバイスは、燐光材料を用いた発光デバイスと同様に、理論的には１００％の内部量子効率を実現可能である。しかし、ＴＡＤＦ材料を用いた青色発光デバイスにおいては、青色燐光デバイスと同様に三重項励起準位が高いという問題があるため、青色燐光デバイスと同じく周辺材料の信頼性および選択に難があり、信頼性の確保が困難である。また、逆項間交差が禁制であることから青色燐光デバイスと同様に励起子寿命も長いため、この点でも同様に信頼性の確保が現状困難となっている。
【0047】
ここで、励起状態の形成が中心元素のｆ軌道とｄ軌道の間の遷移である４ｆ－５ｄ遷移であり、当該励起状態から発光する希土類元素の有機錯体が知られている（例えば非特許文献１参照）。希土類元素はその多くが４ｆ－４ｆ遷移による励起であり、４ｆ－４ｆ遷移はパリティ禁制であることから励起子寿命が長い（～ｍｓ）ものが多い。しかし、希土類元素の一部に、上述のように４ｆ－５ｄ遷移による励起となるＣｅ３＋、Ｓｍ２＋、Ｅｕ２＋、Ｔｍ２＋、Ｙｂ２＋などのイオンが存在する。ｆ－ｄ遷移はパリティ許容遷移であることから遷移が比較的速く、ｆ－ｄ遷移により形成された励起状態の寿命は比較的短い（～μｓ）。結果として、当該イオンおよびその錯体の励起子寿命は比較的短いものとなる。
【0048】
特に、Ｃｅ３＋は、その基底状態および励起状態がいずれも二重項状態であり、Ｃｅ３＋の錯体は、二重項励起状態から発光する物質とすることができる。そのため、Ｃｅ３＋の錯体は、基底状態と励起状態間の遷移が、パリティ許容遷移であるというだけでなく、スピン許容遷移でもあり励起子寿命がさらに短い（～ｎｓ）物質とすることができる。このことから、Ｃｅ３＋の錯体は、燐光材料またはＴＡＤＦ材料で問題になったような高エネルギーの励起子が引き起こす自身の劣化、および周辺物質の劣化が起こりにくい。
【0049】
また、Ｃｅ３＋の錯体は上述したように基底状態も励起状態も二重項状態とすることができるため、電流励起であってもスピン選択則による制約を受けず、二重項励起状態を１００％生成可能である。このことからＣｅ３＋の錯体は、燐光材料と同様に内部量子効率１００％が可能となり、非常に発光効率の良好な発光デバイスを作製することができる発光物質である。
【0050】
さらに、Ｃｅ３＋の錯体を発光物質として発光デバイスに用いる場合の大きな特徴として、二重項状態から三重項状態へのエネルギー移動が禁制であることが挙げられる。
【0051】
分子間におけるエネルギーの移動機構には、大きく分けてフェルスター機構とデクスター機構の２種類がある。そのうちフェルスター機構によるエネルギー移動は、励起状態のエネルギードナーが基底状態に戻る際と、基底状態の発光物質が励起状態に変化する際の電子遷移が共に許容遷移である際に許容となる。
【0052】
そのため、蛍光材料から二重項励起状態から発光する物質への、フェルスター機構によるエネルギー移動は、当該蛍光材料の一重項励起状態からのみ許容され、三重項励起状態からのエネルギー移動は起こらない。なぜなら、蛍光材料は通常、室温で三重項励起状態に対応する発光スペクトルがない、もしくは極めて微弱だからである。
【0053】
また、二重項励起状態から発光する物質の二重項励起状態から、他の蛍光材料へのフェルスター機構によるエネルギー移動は、一重項状態へのみ許容され、三重項状態へのエネルギー移動は起こらない。なぜなら、蛍光材料は通常、三重項励起状態に対応する吸収スペクトルがない、もしくは極めて微弱だからである。
【0054】
なお、発光デバイス（有機ＥＬデバイス）に用いられる有機化合物は通常、蛍光材料であることから、発光層およびその周辺に形成される層に用いられる材料は、特に目的を持って燐光材料を狙って選ばない限り蛍光材料である。また、上述の二重項励起状態から発光する物質も、二重項励起状態から二重項基底状態への遷移の際に発光するため、厳密には蛍光材料であるが、本明細書中においては、蛍光材料は一重項励起状態から一重項基底状態への遷移の際に発光する材料を示すものとし、二重項励起状態から発光する物質は蛍光材料と区別して議論するものとする。
【0055】
一方、デクスター機構によるエネルギー移動の許容条件は、エネルギー移動前後で全スピン多重度の和が一致していることである。
【0056】
Ｃｅ３＋の錯体の場合、励起状態も基底状態も二重項とすることができる（二重項励起状態：Ｄ＊、二重項基底状態：Ｄ０）。また、蛍光材料の基底状態は一重項基底状態（Ｓ０）、励起状態は一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）である。したがって、二重項励起状態から発光する物質のＤ＊からデクスター機構により蛍光材料へエネルギーが移動する場合、エネルギー移動が許容であるのは一重項状態へのみとなる（式（１））。すなわち、デクスター機構によるエネルギー移動においても、二重項励起状態から発光する物質のＤ＊から、蛍光材料の三重項状態へのエネルギー移動は禁制であり（式（２））起こらない。
【0057】
また、蛍光材料から、デクスター機構により二重項励起状態から発光する物質へエネルギーが移動する場合、移動が許容であるのは蛍光材料のＳ＊からのみとなる（式（３）、式（４）参照）。すなわち、デクスター機構によるエネルギー移動においても、蛍光材料のＴ＊から二重項励起状態から発光する物質の二重項状態へのエネルギー移動は禁制であり、起こらない。
【0058】
Ｄ＊＋Ｓ０→Ｄ０＋Ｓ＊ （許容） ・・・ （１）
Ｄ＊＋Ｓ０→Ｄ０＋Ｔ＊ （禁制） ・・・ （２）
Ｓ＊＋Ｄ０→Ｓ０＋Ｄ＊ （許容） ・・・ （３）
Ｔ＊＋Ｄ０→Ｓ０＋Ｄ＊ （禁制） ・・・ （４）
Ｄ＊＋Ｓ０→Ｄ０＋Ｔ＊ （禁制） ・・・ （２）
Ｓ＊＋Ｄ０→Ｓ０＋Ｄ＊ （許容） ・・・ （３）
Ｔ＊＋Ｄ０→Ｓ０＋Ｄ＊ （禁制） ・・・ （４）
【0059】
また、Ｅｕ２＋の場合は、励起状態は八重項または六重項、基底状態は八重項であることから、同様に、蛍光材料へエネルギー移動の際、三重項励起状態へのエネルギー移動は禁制であり起こらず、蛍光材料からのエネルギー移動も三重項励起状態からは禁制であり起こらない。そのため、Ｃｅ３＋の場合と同様に考えることができる。
【0060】
以上のように、ｆ－ｄ遷移に基づく発光を示す物質、特に二重項励起状態から発光する物質（Ｃｅ３＋の錯体）と、他の蛍光材料との間のエネルギー移動は、主なエネルギー移動機構であるフェルスター機構およびデクスター機構のいずれにおいても、二重項状態と一重項状態との間のエネルギー移動のみが許容であり、二重項状態と三重項状態との間のエネルギー移動は禁制となる。
【0061】
すなわち、二重項励起状態から発光する物質を発光物質として用いた発光デバイスでは、発光物質に近い位置で使用する周辺材料の最低三重項励起準位（Ｔ１準位）が二重項励起状態から発光する物質の最低二重項励起準位（Ｄ１準位）より低くても、エネルギー移動は起こらないことに本発明者らは着目した。
【0062】
これは、二重項励起状態から発光する物質を発光物質として用いた発光デバイスでは、燐光発光デバイスと異なり、周辺材料としてＴ１準位が発光物質の励起準位よりも高い材料を、選ぶ必要がないことを意味する。
【0063】
すなわち、二重項励起状態から発光する物質を発光物質として用いた発光デバイスでは、最低一重項励起準位（Ｓ１準位）が発光物質の励起準位（Ｄ１準位）よりも高く、Ｔ１準位が発光物質の励起準位（Ｄ１準位）よりも低い物質を、周辺材料として選ぶことができる。結果として、二重項励起状態から発光する物質を発光物質として用いた発光デバイスは、燐光材料を発光物質とした発光デバイスと同程度の発光効率を有しつつ、蛍光材料を発光物質として用いた発光デバイスと同程度の比較的安定な有機化合物を周辺材料として用いることが可能となり、信頼性の良好な発光デバイスを得ることが可能となる。
【0064】
周辺材料としては具体的には、発光層に接して形成するキャリア輸送層、またはキャリアブロック層を構成する材料が挙げられる。発光層に接して形成するキャリア輸送層、またはキャリアブロック層は発光層に含まれる発光物質に隣接するため、励起準位が発光物質よりも低い材料を用いると発光物質から励起エネルギーが移動してしまい、発光効率の低下につながってしまう。そのため、燐光発光デバイスではＳ１準位、Ｔ１準位共に発光物質のＳ１準位、Ｔ１準位よりもそれぞれ高い材料を用いざるを得なかった。（なお、蛍光発光デバイスでは、Ｔ１準位は発光に寄与せず、もともと発光効率が低いため、周辺材料はＳ１準位のみ発光物質のＳ１準位より高ければ発光効率の低下は起こらない。）しかし、Ｓ１準位、Ｔ１準位共に青色燐光材料のＳ１準位、Ｔ１準位よりもそれぞれ高い材料は、不安定であり、信頼性の低下につながる。また、そのような材料は数も少ないため、材料の選択の余地も狭かった。
【0065】
本発明の構成では、周辺材料として発光物質の励起準位よりもＴ１準位の低い安定な材料を用いることが可能でありつつ、発光効率の良好な発光デバイスを得ることができる。そのため、発光効率が良好で、且つ信頼性の良好な発光デバイスを得ることができる。なお、特に本発明の一態様では、青色発光デバイスであっても発光効率が良好で、信頼性の良好な発光デバイスを得ることができることが特徴である。また、材料の選択の余地も広がるため、ニーズに合わせてより特性の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。
【0066】
なお、周辺材料としては、キャリア輸送層、またはキャリアブロック層を構成する材料の他に、発光層におけるホスト材料も該当する。従来の構成では、ホスト材料として励起準位が発光物質の発光に関わる励起準位よりも低い材料を用いると発光物質から励起エネルギーが移動してしまい、発光効率の低下につながるため、特に燐光発光デバイスではＴ１準位が発光物質のＴ１準位よりも高い材料を用いなければならず、不安定な材料を用いざるを得なかった。また、材料の選択の余地も狭かった。本発明の一態様の発光デバイスでは、発光物質として二重項励起状態から発光する物質を用い、ホスト材料を含む周辺材料として発光物質のＤ１準位よりもＴ１準位の低い安定な材料を用いることができるため、特性の良好な発光デバイスを得ることができる。また、材料の選択の余地も広がるため、ニーズに合わせてより特性の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。
【0067】
なお、二重項励起状態から発光する物質を有する発光層にさらに蛍光材料を添加して、発光物質として当該蛍光材料を用い、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとして用いることも可能である。この構成とすることで、蛍光材料を発光物質として用いつつ、燐光発光デバイス並みに発光効率の良好な蛍光発光デバイスを得ることができる。
【0068】
つまり、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとする場合、蛍光材料のＳ１準位は二重項励起状態から発光する物質のＤ１準位と同等またはよりも低いものを選択するため、当該蛍光材料のＴ１準位は必然的にＤ１準位よりも低くなるが、Ｄ１準位から蛍光材料の三重項状態へのエネルギー移動は起こらないためＳ１準位のみにエネルギー移動させることが可能となり、発光効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
【0069】
なお、蛍光材料は、半値幅の狭い、良好な色純度を有する発光を呈するものが多く開発済みであることから、発光効率が良好で且つ色純度も良好な発光デバイスを提供することができる。
【0070】
なお、各励起準位に関しては、吸収スペクトルの吸収端、または室温（例えば２９０－３００Ｋ程度（１７℃－２７℃）、好ましくは２９８Ｋ（２５℃）付近）におけるフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルの短波長側の発光端におけるエネルギーをＳ１準位およびＤ１準位のエネルギーとみなすことができ、低温（４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度）のＰＬスペクトルにおける燐光スペクトル（燐光成分）の短波長側の発光端をＴ１準位のエネルギーとみなすことができる。
【0071】
ここで、各スペクトルの測定は、薄膜状態で測定してもよいし、溶液状態で測定してもよい。ただし、スペクトル同士の比較を行う場合は、可能な限り薄膜の測定結果同士あるいは溶液の測定結果同士のように同じサンプル形状で取得したデータで比較を行うものとする。
【0072】
溶液状態で測定を行う場合、溶媒としては、ヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジエチルエーテル、酢酸エチル、クロロホルム、クロロベンゼン、ジクロロメタン、２－メチルテトラヒドロフラン（２－ＭｅＴＨＦ）、などを用いることができ、トルエン、ジクロロメタン、２－ＭｅＴＨＦが好ましい。また、低温で燐光成分を観測する際に、良好なガラス状態を形成できることから、ヨードベンゼン：ジクロロメタン：トルエン＝２０％：４０％：４０％の混合溶媒などを用いてもよい。
【0073】
なお、溶液にて燐光発光スペクトルを観測する場合、液体窒素の温度である７７Ｋで測定することが好ましい。また、薄膜にて燐光発光スペクトルを観測する場合、液体ヘリウムの温度が４Ｋなので、４Ｋから１０Ｋ程度の間で測定することが好ましい。また、低温で発光スペクトルを測定する場合、燐光発光スペクトルに加えて遅延蛍光スペクトルが現れる場合がある。この場合は、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）との比較を行い、蛍光発光スペクトルと同様の波長にピークを有する発光スペクトルが遅延蛍光スペクトルであると判断することができる。
【0074】
以上のように、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる、二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の最低二重項励起準位（Ｄ１準位）が、発光層に接する第１の層を構成する材料（第２の物質）の最低三重項励起準位（Ｔ１準位）よりも高く、最低一重項励起準位（Ｓ１準位）よりも低い発光デバイスである。すなわち、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第２の物質の低温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスということができる。なお、当該発光デバイスのＥＬスペクトルの短波長側の発光端を、二重項励起状態から発光する物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端と同様とみなしてもよい。
【0075】
または、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスと言うことができる。
【0076】
または、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質の４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質の吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイスということができる。
【0077】
本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる、二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の最低二重項励起準位（Ｄ１準位）が、発光層に接する第１の層を構成する材料（第２の物質）および発光層に含まれるホスト材料（第３の物質）のいずれの最低三重項励起準位（Ｔ１準位）よりも高く、いずれの最低一重項励起準位（Ｓ１準位）よりも低い発光デバイスである。すなわち、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、第２の物質および第３の物質のどちらの低温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質および第３の物質のどちらの室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスということができる。なお、当該発光デバイスのＥＬスペクトルの短波長側の発光端を、二重項励起状態から発光する物質の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端と同様とみなしてもよい。
【0078】
または、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の吸収スペクトルの吸収端が、第２の物質および第３の物質のどちらの４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質および第３の物質のどちらの室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも長波長側に位置する発光デバイスと言うことができる。
【0079】
または、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（第１の物質）の吸収スペクトル吸収端が、第２の物質および第３の物質のどちらの４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置し、且つ第２の物質および第３の物質のどちらの吸収スペクトルの吸収端よりも長波長側に位置する発光デバイスということができる。
【0080】
なお、Ｃｅ３＋の錯体は、配位子を適切に選択することによって青色発光に十分な励起エネルギーを得ることが可能であることから、青色発光材料として用いることができる。
【0081】
このように、Ｃｅ３＋の錯体に代表される二重項励起状態から発光する材料は、励起子寿命が短く劣化を引き起こしにくい、電流励起においてスピン選択則の制約を受けず１００％の内部量子効率が可能である、三重項励起準位が低い周辺材料を用いることができる、青色の発光が可能であるという特徴を有し、Ｃｅ３＋の錯体を用いた発光デバイスは、発光効率が高く、信頼性が良好な青色発光デバイスとすることが可能となる。
【0082】
有機化合物のＤ１準位、Ｓ１準位の算出に関しては、蛍光スペクトルにおけるピークの短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸（波長）あるいはベースラインとの交点の波長のエネルギーをＤ１準位またはＳ１準位とすればよい。また、有機化合物のＴ１準位の算出に関しては、燐光スペクトルにおけるピークの短波長側の傾きが最大となる値において接線を引き、その接線と横軸（波長）あるいはベースラインとの交点のエネルギーをＴ１準位とすればよい（例えば、Ｄａｉｓａｋｕ ＴＡＮＡＫＡ他，「Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｇｒｅｅｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ」，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１，２００７，ｐｐ．Ｌ１０－Ｌ１２参照）。また、他の方法として、蛍光スペクトルまたは燐光スペクトルにおいて基底状態と励起状態の振動準位間におけるν＝０→ν＝０遷移（０→０帯）が明確に観測される場合、当該０→０帯を用いてＤ＊準位、Ｓ１準位またはＴ１準位を算出することもできる。（Ｎｉｃｈｏｌａｓ Ｊ． Ｔｕｒｒｏ，Ｖ．Ｒａｍａｍｕｒｔｈｙ，Ｊ．Ｃ． Ｓｃａｉａｎｏ著，「ＭＯＤＥＲＮ ＭＯＬＥＣＵＬＡＲ ＰＨＯＴＯＣＨＥＭＩＳＴＲＹ ＯＦ ＯＲＧＡＮＩＣ ＭＯＬＥＣＵＬＥＳ」，ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＳＣＩＥＮＣＥ ＢＯＯＫＳ，２０１０年２月１０日発行，ｐｐ．２０４－２０８）。本明細書においては、前者の接線を引く方法で各準位の算出を行っている。また、準位同士の比較を行う場合は、同じ方法で算出した準位での比較を行うものとする。
【0083】
また、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は、薄膜状態またはマトリクス材料中に対象の物質をドーピングした薄膜における対象物質の吸収スペクトルを測定し、直接遷移を仮定したＴａｕｃプロットから求めることができる。マトリクス材料中に対象の物質をドーピングした薄膜を用いて測定を行う場合、当該マトリクス材料としては、ポリメチルメタクリレート（略称：ＰＭＭＡ）のようなポリマーマトリクス材料、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）のような低分子ワイドギャップ材料を用いればよい。また、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は、溶液の吸収スペクトルからも求めることができる。この場合、対象物質の溶液の吸収スペクトルを測定し、吸収スペクトルの最も長波長に観測されるピークもしくはショルダーピークの長波長側の傾きが負に最も大きくなる点において接線を引き、その接線と横軸（波長）あるいはベースラインとの交点から吸収端を算出してもよい。当該溶液の溶媒としては、比較を行う吸収端の値が同じ溶媒を用いて算出された値であれば特に制限はないが、トルエンおよびクロロホルムなど、比較的極性の小さい溶媒が好ましい。
【0084】
吸収端はいずれの方法により求めても構わないが、比較を行う場合は、同じサンプル形状で測定した値を用いて比較を行うものとする。なお、吸収端は溶液の吸収スペクトルを用いて算出することが、精度が高く好ましい。
【0085】
図１（Ａ）に、本発明の一態様の発光デバイスにおけるエネルギー移動図を示す。
【0086】
まず、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）を発光物質として有し、その周辺材料（上記第２の物質および第３の物質に相当）として、材料Ａ（ＭＡ）を有する発光デバイスである。なお、ＭＡは蛍光材料であるものとする。
【0087】
ＭＡの最低一重項励起準位（ＳＡ１準位）はＤＥの最低二重項励起準位（Ｄ１準位）よりも高いエネルギーレベルに位置し、ＭＡの最低三重項励起準位（ＴＡ１準位）は、Ｄ１準位よりも低いエネルギー準位に位置している。ＳＡ１準位はＤ１準位よりも高いエネルギーレベルに位置しているため、Ｄ１準位からエネルギー移動は起こらない（ルートＥＴＳＡ）。また、ＴＡ１準位はＤ１準位よりも低いエネルギーレベルに位置しているが、二重項励起状態から三重項状態へのエネルギー移動は禁制であるため、Ｄ１準位からＴＡ１準位へのエネルギー移動も起こらない（ルートＥＴＴＡ）。このように、本発明の一態様の発光デバイスでは、発光物質として二重項励起状態から発光する物質を用いることで、周辺材料にＭＡのような三重項励起準位の低い安定な材料を用いることができるようになり、また、二重項励起状態から発光する物質が内部量子効率１００％を実現しうる発光物質であることから、発光効率が高く且つ信頼性の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
【0088】
図１（Ｂ）には燐光材料（ＰＨ）を発光物質として有し、周辺材料として材料Ａ（ＭＡ）または材料Ｂ（ＭＢ）を用いた燐光発光デバイスにおけるエネルギー移動図を示す。なお、ＭＡは、上記と同様に、ＰＨの励起準位よりもＳＡ１準位が高く、ＴＡ１準位が低い物質である。すなわち、ＳＡ１準位はＰＨの最低一重項励起準位（ＳＰ１準位）よりも高いエネルギー準位に位置し、ＴＡ１準位は、ＰＨの最低三重項励起準位（ＴＰ１準位）よりも低いエネルギー準位に位置している。一方、ＭＢは、ＰＨの励起準位より、Ｓ１準位もＴ１準位も高い物質である。すなわちＭＢの最低一重項励起準位（ＳＢ１準位）および最低三重項励起準位（ＴＢ１準位）は、各々ＳＰ１準位およびＴＰ１準位よりも高いエネルギー準位に位置する物質である。
【0089】
実用化されている燐光発光デバイスにおける周辺材料には、ＭＢのように、ＳＰ１準位より高いＳＢ１準位およびＴＰ１準位よりも高いＴＢ１準位を有する材料が用いられている。このような材料を用いることによって、ＰＨからＭＢへの励起エネルギーの移動を抑制し、ＰＨから効率よく燐光を得ることができる。しかし、図からもわかるように、ＭＢはＰＨおよびＭＡと比較して励起準位のエネルギーが高く不安定な物質である。
【0090】
ここで、ＰＨとＭＡとの間におけるエネルギー移動を考えると、ＳＡ１準位がＳＰ１準位よりも高いため、ＰＨの一重項励起準位からＭＡの一重項準位へエネルギーは移動しない。また、ＴＡ１準位はＳＰ１準位よりも低いエネルギー準位に位置するが、一重項励起準位から三重項準位へのエネルギー移動は禁制であるため、エネルギー移動は起こらない（ルートＥＴＳＴＡ）。このため、ＰＨの一重項励起エネルギーは、ＭＡには移動しないことがわかる。
【0091】
一方、ＰＨは燐光材料であるため、一重項状態と三重項状態との間のエネルギー移動が可能であることから、ＳＰ１準位の励起エネルギーは、ＴＰ１準位に移動することができる（項間交差：ルートＩＣ）。また、ＴＰ１準位とＳＰ０準位との間のエネルギー移動が許容であることから、ＴＰ１準位のエネルギーがＳＰ０準位に移動する際に燐光を発する（ルートＥｍＰ）。このように、ＰＨでは、ＳＰ１準位のエネルギーをＴＰ１準位に移動することができ、ＴＰ１準位のエネルギーがＳＰ０準位に移動する際に燐光を発することから、非常に効率よく発光することがわかる。しかし、周辺材料としてＭＡが存在すると、ＴＡ１準位がＴＰ１準位より低いエネルギー準位に位置することから、ＴＰ１準位の励起エネルギーが一部ＴＡ１準位に移動してしまう（ルートＥＴＴＡ）。ＴＡ１準位に移動したエネルギーは、ＭＡが蛍光材料であることから無放射失活（ルートＤＡＡ）し、発光に関与しない。そのため、ＰＨの周辺材料としてＭＡを用いた発光デバイスではエネルギーの大きなロスが発生する。
【0092】
このように、本発明の一態様の発光デバイスでは、発光物質として二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）を用いることで、最低三重項励起準位（Ｔ１準位）の低い安定した物質を周辺材料に用いることができ、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。また、材料の選択の幅が広くなるため、より適した特性を有する物質を周辺材料として用いることができるようになり、発光デバイスの特性が向上する。
【0093】
なお、発光層がホスト材料をさらに有する構成も本発明の一態様の発光デバイスとして存在する。発光層がホスト材料を有する場合、ホスト材料も周辺材料に該当する。すなわち、ホスト材料にもＭＡのような材料を用いることができる。これにより、最低三重項励起準位（Ｔ１準位）の低い安定した物質をホスト材料に用いることができ、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。また、材料の選択の幅が広くなるため、より適した特性を有する物質をホスト材料として用いることができるようになり、発光デバイスの特性が向上する。
【0094】
しかしこの場合、キャリアが再結合することで生じたエネルギーによって、ホスト材料が励起され、ホスト材料の一重項励起準位および三重項励起準位が形成される場合がある。
【0095】
この場合、ホスト材料の一重項励起準位と三重項励起準位は１：３の割合で生成する。最低一重項励起状態から発光物質の二重項励起準位へのエネルギー移動は許容であるので、ホスト材料の一重項励起準位のエネルギーは二重項励起準位へ移動し発光する。しかし一方で、生成した三重項励起準位は、発光に寄与することなく無放射失活しエネルギーロスとなる。そのため、本発明の発光デバイスでは、ホスト材料で再結合が起こるのではなく、発光物質である二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）でキャリアが再結合する構成であることが好ましい。
【0096】
発光層において、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）でキャリアが再結合するためには、ホスト材料のＨＯＭＯ準位は低いことが好ましく、発光層の陽極側に接する層（ホール輸送層）が有する材料のＨＯＭＯ準位よりホスト材料のＨＯＭＯが低くなるようホスト材料を選択すればよい。そうすることで、ホール輸送層から発光層へホールが注入されるとき、ホールが発光物質である二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）へ注入されやすくなるため、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）でキャリアが再結合する構成とすることができる。
【0097】
前述したように、電流励起によって二重項基底状態（Ｄ０）から二重項励起状態（Ｄ＊）が生成する確率は理論上１００％が可能であることから、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）でキャリアが再結合することによって内部量子効率１００％の発光デバイスを実現することが可能となる。
【0098】
以上のように、本発明の一態様の発光デバイスは、１００％の内部量子効率が可能である、三重項励起準位が低い周辺材料を用いることができる、青色の発光が可能であるという特徴を有し、さらに励起子寿命が短く劣化を引き起こしにくいことから発光効率が高く、信頼性が良好な青色発光デバイスとすることが可能となる。
【0099】
また、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層にさらに蛍光材料を含み、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）から蛍光材料（一重項励起状態から一重項基底状態への遷移に基づき発光を呈する物質）へのエネルギー移動により蛍光材料が発光する構成としてもよい。この際、当該発光デバイスは、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）の二重項励起エネルギーが、蛍光材料（ＦＬ）の一重項励起エネルギーよりも大きくなるように作製する。これは、発光層に含まれる、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）の最低二重項励起準位（Ｄ１準位）は、蛍光材料（ＦＬ）の最低一重項励起準位（Ｓ１準位）よりも高い発光デバイスである。すなわち、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、蛍光材料（ＦＬ）の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端よりも短波長側に位置する発光デバイスということができる。または、二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）から蛍光材料（ＦＬ）へ効率よくエネルギー移動するためには、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）が、当該蛍光材料（ＦＬ）の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収帯と重なることが好ましい。したがって、本発明の一態様の発光デバイスは、発光層に含まれる二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ）の室温におけるＰＬスペクトルの短波長側の発光端が、蛍光材料（ＦＬ）の吸収スペクトルの吸収端よりも短波長側に位置する発光デバイスということができる。
【0100】
前述したように、二重項励起状態からは三重項励起状態へのエネルギー移動が起こらず、一重項励起状態へのエネルギー移動のみが起こる。このため、二重項励起状態から発光する物質からは蛍光材料の発光に寄与しない三重項励起状態へのエネルギー移動は起こらず、励起エネルギーを効率的に蛍光材料の発光に変換できる。
【0101】
何らかのエネルギードナーから蛍光材料へのエネルギー移動という観点では、ＴＡＤＦ材料または燐光材料からのエネルギー移動が種々検討されているが、これらにおいては、本質的に、望ましくない蛍光材料の三重項励起状態へのエネルギー移動が生じてしまう問題がある。すなわち、ＴＡＤＦ材料の三重項励起状態から蛍光発光物質の三重項励起状態へのデクスター移動は許容であるし、燐光材料の三重項励起状態から蛍光発光物質の三重項励起状態へのデクスター移動も許容である。一方で、例えば上述したような二重項励起状態から発光する物質（ＤＥ：代表的にはＣｅ３＋の錯体）から蛍光発光物質へのエネルギー移動においては、望ましくない蛍光材料の三重項励起状態へのエネルギー移動（ルートＥＴＴｆ）が抑制されるのであるから、このようなエネルギー移動の形態は特筆すべき特徴を備えていると言える。
【0102】
このことは、本発明の一態様においては、エネルギー移動する前に発光層中で生じる励起子を二重項励起状態に集約し、その励起エネルギーを蛍光発光物質に受け渡せることを意味する。つまり、二重項励起状態から発光する物質（代表的にはＣｅ３＋の錯体）から蛍光材料へのエネルギー移動を利用する本発明の一態様は、スピン選択則を打破し、１００％の内部量子効率が可能である。
【0103】
また、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとし、蛍光材料を発光させる構成では、蛍光材料は長い歴史を持ち、ディスプレイ用途に適した色度および色純度を有する物質が多く開発されている。事実、Ｃｅ３＋の錯体の発光スペクトルと比べて、半値幅の狭い発光スペクトルを有する蛍光材料は豊富に存在する。よって二重項励起状態から発光する物質から蛍光材料へのエネルギー移動により蛍光材料が発光する構成とすることによって、色純度の良好な発光デバイスを得ることができる。
【0104】
なお、これは、二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトルの半値幅よりも、蛍光材料の発光スペクトルの半値幅を小さくすることで達成される。したがって、本発明の一態様は、二重項励起状態から発光する物質（代表的にはＣｅ３＋の錯体）の発光スペクトルの半値幅よりも、蛍光材料の発光スペクトルの半値幅の方が小さい発光デバイスである。なお、半値幅を比較する発光スペクトルとしては、各物質のフォトルミネッセンススペクトルを用いればよい。ＰＬスペクトルを測定・比較する際の試料形態は、薄膜であっても溶液であってもよいが、孤立分子の状態を検証する観点で、溶液が好ましい。当該溶液の溶媒としては、同じ溶媒を用いて比較するのであれば特に制限はないが、トルエンまたはクロロホルムなど、比較的極性の小さい溶媒が好ましい。
【0105】
また、基本的に青色蛍光材料は、発光が一重項励起状態からであることもあって比較的安定であり、種類も豊富である。二重項励起状態から発光する物質から蛍光材料へのエネルギー移動により蛍光材料が発光する構成とすることによって、色純度が良好で、より信頼性の高い発光デバイスを得ることができる。
【0106】
ここで、二重項励起状態から発光する物質は、ブロードな発光になるものも存在する。これを発光物質として使う場合は色純度の観点でデメリットとなるが、エネルギー移動の媒体としては逆にメリットとなる。つまり、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークが、当該蛍光材料の最も長波長に位置する吸収帯のピーク（吸収スペクトルの最も長波長に位置するピークもしくはショルダーピーク）よりも長波長に位置していたとしても、スペクトルがブロードであるがゆえに、当該発光スペクトルが十分にその吸収帯と重なり、エネルギー移動が効率よく可能となる。このような状態においては、駆動電圧をさらに低減できる効果がある。したがって本発明の一態様においては、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークが、当該蛍光材料の吸収スペクトルの最も長波長に位置するピークもしくはショルダーピークよりも長波長に位置することが好ましい。これにより、駆動電圧を低減できるとともに、青色のようなエネルギーの高い発光を得る際に、発光デバイスの駆動寿命を長寿命化することができる。
【0107】
同様の観点で、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとし、蛍光材料を発光させる構成においては、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークが、当該蛍光材料の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）の最大ピークよりも長波長に位置することがさらに好ましい。これにより、駆動電圧を大きく低減できるとともに、青色のようなエネルギーの高い発光を得る際に、発光デバイスの寿命を大きく長寿命化することができる。なおこの時、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）が長波長に行きすぎるとエネルギー移動ができなくなるため、当該二重項励起状態から発光する物質の発光スペクトル（ＰＬスペクトル）は、当該蛍光材料の吸収スペクトルと重なることが好ましい。これらのＰＬスペクトル、吸収スペクトルは、溶液での測定結果を用いることが好ましい。当該溶液の溶媒としては、同じ溶媒を用いて比較するのであれば特に制限はないが、トルエンおよびクロロホルムなど、比較的極性の小さい溶媒が好ましい。また、薄膜状態のスペクトルを用いてもよく、その場合、ＰＭＭＡのようなポリマーまたはマトリクス材料、ｍＣＰのような低分子ワイドギャップホスト材料中に対象の材料をドーピングし、吸収スペクトルまたはＰＬスペクトル測定してもよい。
【0108】
なお、先に蛍光材料において励起子が形成されてしまうと、本発光デバイスでは発光に利用できない三重項励起準位が生成してしまうことから、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとし、蛍光材料を発光させる構成を有する本発明の一態様の発光デバイスでは、蛍光材料に優先し、二重項励起状態から発光する物質において励起子が形成されることが好ましい。このことから、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとし、蛍光材料を発光させる構成を有する本発明の一態様の発光デバイスにおいては、発光層における二重項励起状態から発光する物質の割合が、蛍光材料の割合よりも大きいことが好ましい。具体的には、二重項励起状態から発光する物質が、蛍光材料に対して質量比で２倍以上、好ましくは５倍以上、より好ましくは１０倍以上、さらに好ましくは２０倍以上含まれる構成である。
【0109】
以上のように、二重項励起状態から発光する物質をエネルギードナーとし、蛍光材料を発光させる構成を有する本発明の一態様の発光デバイスは、１００％の内部量子効率が可能である、三重項励起準位が低いホスト材料を用いることができる、色純度の良好な青色の発光が可能であるという特徴を有し、さらに励起子寿命が短く劣化を引き起こしにくいことから発光効率が高く、信頼性が良好な青色発光デバイスとすることが可能となる。
【0110】
二重項励起状態から発光する物質としては、Ｃｅ３＋の錯体、特にＣｅ３＋の有機錯体を挙げることができる。青色から緑色の発光を得るためには、配位子としては、三重項励起エネルギー準位が高い分子構造が好ましく、例えば複素六員環、複素五員環を有する有機化合物を用いることができ、特に、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、ピラジン環またはトリアジン環を有する有機化合物であることが好ましく、イミダゾール環またはピラゾール環を有するホウ素化合物であることがさらに好ましい。このような物質としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
【0111】
【化1】
【0112】
【化2】
【0113】
また、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体も用いることができる。
【0114】
【化3】
【0115】
一般式（Ｇ１）中、Ｘは炭素または窒素を表し、炭素は水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３は、それぞれ独立に水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。また、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
【0116】
なお、上記一般式（Ｇ１）において、Ｘは窒素であることが好ましい。
【0117】
また、上記一般式（Ｇ１）において、３つのｎの合計が７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。
【0118】
また、下記一般式（Ｇ３）で表される金属錯体も用いることが可能である。
【0119】
【化4】
【0120】
一般式（Ｇ３）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、炭素はそれぞれ独立に水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３はそれぞれ独立に、水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
【0121】
また、上記一般式（Ｇ３）において、ｊは１以上３以下の整数であることが好ましい。
【0122】
また、上記一般式（Ｇ３）において、Ｘ１は、窒素であることが好ましい。
【0123】
また、下記一般式（Ｇ５）で表される金属錯体を用いることができる。
【0124】
【化5】
【0125】
一般式（Ｇ５）中、Ｘ１１乃至Ｘ１３、Ｘ２１乃至Ｘ２３、Ｘ２４およびＸ２５はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、炭素はそれぞれ独立に水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ４１乃至Ｒ４７、Ｒ５１乃至Ｒ５７およびＲ６１乃至Ｒ６６はそれぞれ独立に、水素、重水素、置換または無置換の炭素数１乃至１０のアルキル基、置換または無置換の炭素数３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。
【0126】
また、上記一般式（Ｇ１）、（Ｇ３）および（Ｇ５）において、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、メチルシクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、イソプロピルシクロペンチル基、ｔｅｒｔ－ブチルシクロプロピル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、イソプロピルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、メチルシクロオクチル基、シクロノニル基、メチルシクロノニル基、シクロデシル基等が挙げられる。なお、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
【0127】
また、上記一般式（Ｇ１）、（Ｇ３）および（Ｇ５）において、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、メチルシクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、イソプロピルシクロペンチル基、ｔｅｒｔ－ブチルシクロプロピル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、イソプロピルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、メチルシクロオクチル基、イソプロピルシクロヘキシル基、シクロノニル基、メチルシクロノニル基、シクロデシル基等が挙げられる。なお、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
【0128】
また、上記一般式（Ｇ１）、（Ｇ３）および（Ｇ５）において、炭素数６乃至３０のアリール基としては、フェニル基、ｏ－トリル基、ｍ－トリル基、ｐ－トリル基、メシチル基、ｏ－ビフェニル基、ｍ－ビフェニル基、ｐ－ビフェニル基、１－ナフチル基、２－ナフチル基、フルオレニル基、９，９－ジメチルフルオレニル基、９，９－ジフェニルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、フェナントレニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基等が挙げられる。なお、炭素数６乃至３０のアリール基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
【0129】
なお、上記一般式（Ｇ１）、（Ｇ３）および（Ｇ５）で表される有機金属錯体のうち、以下の構造式で表される化合物がより好ましい。
【0130】
【化6】
【0131】
本実施の形態は、他の形態と任意に組み合わせて用いることが可能である。
【0132】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイスについて詳しく説明する。図２（Ａ）に、本発明の一態様の発光デバイスを表す図を示す。本発明の一態様の発光デバイスは、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に有機化合物層１０３を有している。有機化合物層１０３は、少なくとも発光層１１３と発光層１１３に接する、第１の層１６０を有している。有機化合物層１０３は、発光層１１３の他の機能層をさらに備えていてもよい。図２（Ａ）および（Ｂ）では、例として正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４および電子注入層１１５をさらに備えた例を示したが、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層などを有していてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイスについて詳しく説明する。図２（Ａ）に、本発明の一態様の発光デバイスを表す図を示す。本発明の一態様の発光デバイスは、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に有機化合物層１０３を有している。有機化合物層１０３は、少なくとも発光層１１３と発光層１１３に接する、第１の層１６０を有している。有機化合物層１０３は、発光層１１３の他の機能層をさらに備えていてもよい。図２（Ａ）および（Ｂ）では、例として正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、電子輸送層１１４および電子注入層１１５をさらに備えた例を示したが、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層などを有していてもよい。
【0133】
第１の層１６０は、発光層１１３に接する層であり、第１の層を構成する材料は、実施の形態１で説明した周辺材料（第２の物質）に相当する。第１の層１６０はキャリア輸送層（正孔輸送層１１２または電子輸送層１１４）、キャリアブロック層（電子ブロック層、正孔ブロック層）、励起子ブロック層の一部または全部でありうる。すなわち、発光層１１３に接している層が第１の層１６０となる。例えば、発光層１１３に接してキャリア輸送層が設けられ、当該キャリア輸送層が単層構造であった場合は、当該キャリア輸送層が第１の層１６０となり、発光層に接して設けられたキャリア輸送層が異なる材料よりなる二層構造であった場合、そのうち発光層１１３により近い方の層が第１の層１６０となる。発光層１１３に接してキャリアブロック層が設けられている場合も、キャリアブロック層が単層構造であれば当該キャリアブロック層が第１の層１６０となる。
【0134】
なお、第１の層１６０は、第１の電極１０１側と第２の電極１０２側のどちらにも存在しうるが、本発明の一態様の発光デバイスでは、発光層１１３を構成する材料によって、優勢となるキャリアの輸送性があるため、どちらか一方に第１の層１６０が設けられていればよい。もちろん、第１の層１６０は、第１の電極１０１側と第２の電極１０２側の両方に設けられていてもよい。
【0135】
本実施の形態では、第１の電極１０１が陽極、第２の電極１０２が陰極として機能する電極である場合を図示しているが、これは逆でも構わない。
【0136】
陽極である第１の電極１０１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て形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ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、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、通常スパッタリング法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。作製方法の例としては、酸化インジウム－酸化亜鉛は、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方法などがある。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もできる。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。グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料を陽極と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
【0137】
正孔注入層１１１は、アクセプタ性を有する物質を含む層である。アクセプタ性を有する物質としては、有機化合物と無機化合物のいずれも用いることが可能である。
【0138】
アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基（ハロゲン基、シアノ基など）を有する化合物を用いることができ、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、２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ－ＣＮ）、１，３，４，５，７，８－ヘキサフルオロテトラシアノ－ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６－ＴＣＮＮＱ）、２－（７－ジシアノメチレン－１，３，４，５，６，８，９，１０－オクタフルオロ－７Ｈ－ピレン－２－イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ－ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基、シアノ基など）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［４－シアノ－２，３，５，６－テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［２，６－ジクロロ－３，５－ジフルオロ－４－（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６－ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物、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）、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または錯体化合物、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）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－ビス（３－メチルフェニル）アミノフェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、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（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。アクセプタ性を有する物質は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
【0139】
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料に上記アクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、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、陽極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も用いることができるようになる。
【0140】
複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、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、種々の有機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を有する材料としては、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。以下では、複合材料における正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
【0141】
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’－ジ（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）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－ビス（３－メチルフェニル）アミノフェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（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。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）、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）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、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。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－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］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、アントラセン、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。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。
【0142】
また、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）等の高分子化合物を用いることもできる。
【0143】
複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９－フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら正孔輸送性を有する材料が、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。以上のような正孔輸送性を有する材料としては、具体的には、Ｎ－（４－ビフェニル）－６，Ｎ－ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’－ビス（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル）－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－６－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン－４－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ－ビス［４－（ジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－４－アミノ－ｐ－ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ－［４－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－Ｎ－フェニル－４－ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４－（２－ナフチル）－４’，４’’－ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’，４’’－ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（６；１’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７；１’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７－フェニル）ナフチル－２－イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（６；２’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７；２’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（４；２’－ビナフチル－１－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（５；２’－ビナフチル－１－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ－０２）、４－（４－ビフェニリル）－４’－（２－ナフチル）－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４－（３－ビフェニリル）－４’－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４－（４－ビフェニリル）－４’－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４－フェニル－４’－（１－ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ビス（１－ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－［４’－（カルバゾール－９－イル）ビフェニル－４－イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’－［４－（３－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］トリス（ビフェニル－４－イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ－０２）、４－［４’－（カルバゾール－９－イル）ビフェニル－４－イル］－４’－（２－ナフチル）－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（ビフェニル－４－イル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－４－アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ－（ビフェニル－４－イル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）ジベンゾフラン－４－アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］－Ｎ－［３－（６－フェニルジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－１－ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－［４－（９－フェニルフルオレン－９－イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ－（ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－３－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－１－アミン等を挙げることができる。
【0144】
なお、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料はそのＨＯＭＯ準位が－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることがさらに好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔輸送層１１２への正孔の注入が容易となり、また、寿命の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。
【0145】
なお、上記複合材料にさらにアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を混合（好ましくは当該層中のフッ素原子の原子比率が２０％以上）することによって、当該層の屈折率を低下させることができる。これによっても、有機化合物層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率を向上させることができる。
【0146】
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。また、アクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
【0147】
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含んで形成される。正孔輸送性を有する材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
【0148】
正孔輸送層１１２に用いることができる有機化合物としては、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）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、９，９’－ジフェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）、９－［３－（トリフェニルシリル）フェニル］－３，９′－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＳｉＣｚＣｚ）、９’－フェニル－９’Ｈ－９，３’：６’，９’’－ターカルバゾール（略称：ＰｈＣｚＧＩ）、１２－［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－５，１２－ジヒドロ－５－フェニル－インドロ［３，２－ａ］カルバゾール（略称：ｍＣｚＰＩＣｚ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用いることが可能な有機化合物として挙げた物質も正孔輸送層１１２を構成する材料として好適に用いることができる。
【0149】
なお、正孔輸送層１１２に用いる有機化合物は、アルキル基を有する芳香族アミンであることが正孔輸送層１１２の屈折率を低下させることができ、光の取り出し効率を向上させることができるため好ましい。また、当該アルキル基が一分子内に複数ある有機化合物がより好ましい。このような材料としては、例えば、Ｎ，Ｎ－ビス（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｄｃｈＰＡＦ）、Ｎ－［（４’－シクロヘキシル）ビフェニル－４－イル］－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｃｈＢｉｃｈＰＡＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（スピロ［シクロヘキサン－１，９’－［９Ｈ］フルオレン］－２’－イル）アミン（略称：ｄｃｈＰＡＳｃｈＦ）、Ｎ－［（４’－シクロヘキシル）ビフェニル－４－イル］－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（スピロ［シクロヘキサン－１，９’－［９Ｈ］フルオレン］－２’－イル）アミン（略称：ｃｈＢｉｃｈＰＡＳｃｈＦ）、Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）ビス（スピロ［シクロヘキサン－１，９’－［９Ｈ］フルオレン］－２’－イル）アミン（略称：ＳｃｈＦＢ１ｃｈＰ）、Ｎ－［（３’，５’－ジターシャリーブチル）ビフェニル－４－イル］－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕＢｉｃｈＰＡＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（３’，５’－ジターシャリーブチル－ビフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｄｍｍｔＢｕＢｉＡＦ）、Ｎ－（３，５－ジターシャリーブチルフェニル）－Ｎ－（３’，５’－ジターシャリーブチル－ビフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕＢｉｍｍｔＢｕＰＡＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジプロピル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｄｃｈＰＡＰｒＦ）、Ｎ－［（３’，５’－ジシクロヘキシル）ビフェニル－４－イル］－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｃｈＢｉｃｈＰＡＦ）、Ｎ－（３，３’’，５，５’’－テトラ－ｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５’－イル）－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｃｈＰＡＦ）、Ｎ－（４－シクロドデシルフェニル）－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＣｄｏＰｃｈＰＡＦ）、Ｎ－（３，３’’，５，５’’－テトラ－ｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５’－イル）－Ｎ－フェニル－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＦＡ）、Ｎ－（ビフェニル－４－イル）－Ｎ－（３，３’’，５，５’’－テトラ－ｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５’－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＦＢｉ）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５，５’’－テトラ－ｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５’－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ）、Ｎ－［（３，３’，５’－トリ－ｔ－ブチル）ビフェニル－５－イル］－Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢｉｃｈＰＡＦ）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［（３，３’，５’－トリ－ｔ－ブチル）ビフェニル－５－イル］－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢｉｏＦＢｉ）、Ｎ－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－Ｎ－（３，３’’，５，５’’－テトラ－ｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５’－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｔＢｕＰＡＦ）、Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－Ｎ－フェニル－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＦＡ－０２）、Ｎ－（ビフェニル－４－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰＦＢｉ－０２）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２）、Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｃｈＰＡＦ－０２）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３’’，５’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０３）、Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（３’’，５’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｃｈＰＡＦ－０３）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３’’，５’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０４）、Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（３’’，５’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｃｈＰＡＦ－０４）、Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：４’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０５）、Ｎ－（４－シクロヘキシルフェニル）－Ｎ－（３，３’’，５’’－トリ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：４’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｃｈＰＡＦ－０５）、Ｎ－（３’，５’－ジターシャリーブチル－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－（ビフェニル－２－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕＢｉｏＦＢｉ）などが好ましい。
【0150】
また、正孔輸送層１１２に用いる有機化合物は、フルオレン骨格または、スピロフルオレン骨格を有する有機化合物であることが好ましい。
【0151】
また、正孔輸送層１１２に用いる有機化合物は、カルバゾール骨格を有する有機化合物であることが好ましい。
【0152】
なお、正孔輸送層を発光層に接して設ける場合、当該正孔輸送層が第１の層１６０となりうる。第１の層１６０となる正孔輸送層は、実施の形態１で述べたような第２の物質を含んで形成されることにより、発光効率が高く、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。
【0153】
正孔輸送層を第１の層１６０とする場合、第２の物質は上に述べた物質または既知の物質の中から、第２の物質としての条件に合致するものを選択して用いればよい。
【0154】
また、正孔輸送層１１２を構成する有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が－５．４５ｅＶから－５．２０ｅＶの範囲の有機化合物であることが、正孔注入層または陽極からのホール注入性が良好となるため好ましい。これにより当該発光デバイスは低電圧で駆動することが可能である。
【0155】
電子ブロック層を設ける場合は、発光層１１３に接して設けることが好ましい。電子ブロック層が発光層１１３に接して設けられている場合は、電子ブロック層が第１の層１６０となりうる。電子ブロック層は、上述の正孔輸送層１１２の材料として用いることができる物質として挙げた中から、ＬＵＭＯ準位が、発光層を構成する材料（少なくともホスト材料）のＬＵＭＯ準位よりも高い材料、好ましくは０．３０ｅＶ以上高い材料を用いて形成することが好ましい。なお、電子ブロック層は、正孔を輸送することから、正孔輸送層１１２の一部としてみなすこともできる。
【0156】
発光層１１３は発光物質である二重項励起状態から発光する物質（代表的にはＣｅ３＋の有機錯体）とホスト材料を有している。なお、発光層１１３は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる２層の積層であっても良い。
【0157】
発光層のホスト材料としては、正孔輸送性を有する材料または電子輸送性を有する材料を用いることができる。また、バイポーラ性を有する材料を用いることもできる。
【0158】
このうち、ホスト材料として、一重項励起準位が二重項励起状態から発光する物質よりも高く、三重項励起準位が二重項励起状態から発光する物質よりも低い材料（第３の物質）を用いることにより、信頼性の良好な発光デバイスを得ることができる。なお、ホスト材料が複数の物質により構成される場合は、少なくとも一の物質が第３の物質であれば良い。また、ホスト材料が複数の物質により構成される場合、当該ホスト材料を構成する全ての物質の一重項励起準位が二重項励起状態から発光する物質よりも高く、三重項励起準位が二重項励起状態から発光する物質よりも低い材料であることが好ましい。
【0159】
正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格、π電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物などが好ましい。π電子過剰型複素芳香環としては、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格の少なくともいずれか１を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、ジベンゾチオフェン環あるいはそれらにさらに芳香環または複素芳香環が縮合した環が好ましい。
【0160】
このような正孔輸送性を有する有機化合物としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９－フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら正孔輸送性を有する有機化合物が、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。
【0161】
このような有機化合物としては、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）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、９，９’－ジフェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）、９－［３－（トリフェニルシリル）フェニル］－３，９′－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＳｉＣｚＣｚ）、９’－フェニル－９’Ｈ－９，３’：６’，９’’－ターカルバゾール（略称：ＰｈＣｚＧＩ）、１２－［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－５，１２－ジヒドロ－５－フェニル－インドロ［３，２－ａ］カルバゾール（略称：ｍＣｚＰＩＣｚ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。
【0162】
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（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（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物を挙げることができる。
【0163】
中でも、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。また、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。
【0164】
π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、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）、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：ＴＡＺ）、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）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、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）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６－ビス［３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）、９，９’－［ピリミジン－４，６－ジイルビス（ビフェニル－３，３’－ジイル）］ビス（９Ｈ－カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、６－（ビフェニル－３－イル）－４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニル－６－（ビフェニル－４－イル）ピリミジン（略称：６ＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、２－｛３－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物、２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）ビフェニル－３－イル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２－（ビフェニル－４－イル）－４－フェニル－６－（９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＢＰ－ＳＦＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－６－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ－０２）、２－（ビフェニル－４－イル）－４－フェニル－６－（９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＢＰＳＦＴｚｎ）、３－［９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－２－ジベンゾフラニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＤＢｆＴｚｎ）、２－（ビフェニル－３－イル）－４－フェニル－６－｛８－［（１，１’：４’，１’’－ターフェニル）－４－イル］－１－ジベンゾフラニル｝－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢＰ－ＴＰＤＢｆＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＤＢｔＢＰＴｚｎ）、９，９’－｛６－［３－（トリフェニルシリル）フェニル］－１，３，５－トリアジン－２，４－ジイル｝ビス（９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＳｉＴｒｚＣｚ２）、２，４，６－トリス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＣｚＴ）、９－｛３－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］フェニル｝－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＣｚＢＰＴｚｎ）、９’－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９，３’：６’，９’’－トリ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＢＣＣ－ＴＰＴＡ）、９，９’－［５－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－１，３－フェニレン］ビス（９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＤＣｚＴｒｚ）、３，６－ビス（ジフェニルアミノ）－９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＤＡＣＴ－ＩＩ）、９－［５’－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）（１，１’：３’，１’’－ターフェニル）－２’－イル］－３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＤＰｈＣｚｍＴＰＴｚｎ）、２－［４－（２－ナフタレニル）フェニル］－４－フェニル－６－スピロ［９Ｈ－フルオレン－９，９’－［９Ｈ］キサンテン］－４－イル－１，３，５－トリアジン（略称：βＮＰ－ＳＦｘ（４）Ｔｚｎ）、２－フェニル－４，６－ビス［３－（トリフェニルシリル）フェニル］－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＳｉＴｒｚ）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［（３－ピリジル）－フェニル－３－イル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジン、ピラジンなど）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
【0165】
また、ＴＡＤＦ材料もホスト材料として用いることができる。ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、例えばフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ－４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
【0166】
【化7】
【0167】
また、以下の構造式に示される２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２－［４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－フェニル－５，１０－ジヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニル－１，２，４－トリアゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－９Ｈ－アクリジン－１０－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプター性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボラン、ボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環、複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
【0168】
【化8】
【0169】
なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
【0170】
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば４Ｋから７７Ｋまでの範囲のいずれかの温度）で観測される燐光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
【0171】
また、ホスト材料は単独の材料から構成される場合と、複数の材料から構成される場合がある。ホスト材料を複数の材料で構成する場合、輸送性の異なる材料を組み合わせることで、発光層１１３のキャリアバランスを調整することが可能となり、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の重量比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：１９～１９：１とすればよい。
【0172】
また、ホスト材料を構成する複数の材料が励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
【0173】
また、励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能も有する。
【0174】
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
【0175】
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性を有する材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
【0176】
なお、発光層１１３はさらに一重項励起状態から発光を呈する蛍光材料を有し、二重項励起状態から発光する物質（代表的にはＣｅ３＋の有機錯体）をエネルギードナーとし、当該蛍光材料から発光を得る構成であってもよい。なお、この際、当該蛍光材料の一重項励起準位は、エネルギードナーであるＣｅ３＋の有機錯体の二重項励起準位よりも低いことが好ましい。発光層１１３において、このように用いることが可能な材料としては、例えば以下のような蛍光材料が挙げられる。また、これ以外の蛍光材料も用いることができる。
【0177】
５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、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）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４，１－フェニレン）ビス（Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン）（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０－ビス（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９－トリフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２－ビス（ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２－（２－｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２－｛２－メチル－６－［２－（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、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）、７，１４－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）、２－｛２－イソプロピル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２－｛２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２－（２，６－ビス｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２－｛２，６－ビス［２－（８－メトキシ－１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－（１，６－ピレン－ジイル）ビス［（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）、３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）、３，１０－ビス［Ｎ－（ジベンゾフラン－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率、信頼性に優れているため好ましい。
【0178】
また、５，９－ジフェニル－５，９－ジアザ－１３ｂ－ボラナフト［３，２，１－ｄｅ］アントラセン（略称：ＤＡＢＮＡ１）、９－（ビフェニル－３－イル）－Ｎ，Ｎ，５，１１－テトラフェニル－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン－３－アミン（略称：ＤＡＢＮＡ２）、２，１２－ジ（ｔｅｒｔ－ブチル）－５，９－ジ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニル－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン－７－アミン（略称：ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡ）、２，１２－ジ（ｔｅｒｔ－ブチル）－Ｎ，Ｎ，５，９－テトラ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン－７－アミン（略称：ｔＢｕＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡ）、２，１２－ジ（ｔｅｒｔ－ブチル）－５，９－ジ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－７－メチル－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン（略称：Ｍｅ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡ）、Ｎ７，Ｎ７，Ｎ１３，Ｎ１３，５，９，１１，１５－オクタフェニル－５Ｈ，９Ｈ，１１Ｈ，１５Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］［１，４］ベンズアザボリノ［４’，３’，２’：４，５］［１，４］ベンズアザボリノ［３，２－ｂ］フェナザボリン－７，１３－ジアミン（略称：ν－ＤＡＢＮＡ）、２－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）ベンズ［５，６］インドロ［３，２，１－ｊｋ］ベンゾ［ｂ］カルバゾール（略称：ｔＢｕＰＢｉｂｃ）などの窒素とホウ素を含む縮合複素芳香族化合物、特にジアザ－ボラナフト－アントラセン骨格有する化合物が発光スペクトルの幅が狭く、色純度の良好な青色発光を得られるため好適に用いることができる。
【0179】
また、これらの他、９，１０，１１－トリス［３，６－ビス（１，１－ジメチルエチル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］－２，５，１５，１８－テトラキス（１，１－ジメチルエチル）インドロ［３，２，１－ｄｅ］インドロ［３’，２’，１’：８，１］［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン（略称：ＢＢＣｚ－Ｇ）、９，１１－ビス［３，６－ビス（１，１－ジメチルエチル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］－２，５，１５，１８－テトラキス（１，１－ジメチルエチル）インドロ［３，２，１－ｄｅ］インドロ［３’，２’，１’：８，１］［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン（略称：ＢＢＣｚ－Ｙ）などを好適に用いる事ができる。
【0180】
二重項励起状態のエネルギードナーから蛍光材料の一重項励起状態へのエネルギー移動は、非常に効率的に起こる。その上、蛍光材料の励起子寿命も短い。以上より、本構成を有する発光デバイスは、信頼性が良好であり、且つ高効率で発光する発光デバイスとすることができる。また、それに加えて、蛍光材料から発光を得るため色度および色純度の良好な発光デバイスを得ることができる。
【0181】
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する物質としては、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性を有する物質として挙げたものを用いることができる。
【0182】
なお、電子輸送層１１４は電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０－７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０－５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。電子輸送層１１４における電子の輸送性を落とすことにより発光層への電子の注入量を制御することができ、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。この構成は、特に正孔注入層を複合材料として形成し、当該複合材料における正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質である場合に、寿命が良好となるため特に好ましい。なお、この際、電子輸送性を有する材料は、そのＨＯＭＯ準位が－６．０ｅＶ以上であることが好ましい。また、当該電子輸送性を有する材料はアントラセン骨格を有する有機化合物であることが好ましく、アントラセン骨格と複素環骨格の両方を含む有機化合物であることがより好ましい。当該複素環骨格としては、含窒素５員環骨格または含窒素６員環骨格が好ましく、これら複素環骨格としては、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環などのように２つの複素原子を環に含む含窒素５員環骨格または含窒素６員環骨格を有することが特に好ましい。
【0183】
電子輸送層は電子輸送性を有する材料と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体を含んでいてもよい。アルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体としては、８－ヒドロキシキノリナト構造を含むことが好ましい。具体的には、例えば８－ヒドロキシキノリナト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）、８－ヒドロキシキノリナト－ナトリウム（略称：Ｎａｑ）などを挙げることができる。特に、一価の金属イオンの錯体、中でもリチウムの錯体が好ましく、Ｌｉｑがより好ましい。なお、８－ヒドロキシキノリナト構造を含む場合、そのメチル置換体（例えば２－メチル置換体または５－メチル置換体）などを用いることもできる。また、電子輸送層中においてアルカリ金属またはアルカリ土類金属の単体、化合物もしくは錯体は、その厚さ方向において濃度差（０である場合も含む）が存在することが好ましい。
【0184】
なお、電子輸送層を発光層に接して設ける場合、当該電子輸送層が第１の層１６０となりうる。第１の層１６０となる電子輸送層は、実施の形態１で述べたような第２の物質を含んで形成されることにより、発光効率が高く、信頼性の良好な発光デバイスとすることができる。
【0185】
電子輸送層を第１の層１６０とする場合、第２の物質は上に述べた物質または既知の物質の中から、第２の物質としての条件に合致するものを選択して用いればよい。
【0186】
正孔ブロック層を設ける場合は、発光層１１３と第２の電極１０２との間に設けられ、発光層１１３に接して設けることが好ましい。正孔ブロック層が発光層１１３に接して設けられている場合は、正孔ブロック層が第１の層１６０となりうる。正孔ブロック層は、上述の電子輸送層１１４の材料として用いることができる物質として挙げた中から、ＨＯＭＯ準位が、発光層を構成する材料（少なくともホスト材料）のＨＯＭＯ準位よりも低い材料、好ましくは０．３０ｅＶ以上低い材料を用いて形成することが好ましい。なお、正孔ブロック層は、電子を輸送することから、電子輸送層１１４の一部としてみなすこともできる。
【0187】
電子輸送層１１４と陰極との間に、電子注入層１１５として、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）、８－ヒドロキシキノリナト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層を設けても良い。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものまたは、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
【0188】
なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質（好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物）に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上（５０ｗｔ％以上）含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
【0189】
また、電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図２（Ｂ））。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極に正孔が注入され、発光デバイスが動作する。
【0190】
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
【0191】
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は－５．０ｅＶ以上、好ましくは－５．０ｅＶ以上－３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層１１８は、フタロシアニン化合物を含むことが好ましい。フタロシアニン化合物としては、フタロシアニン並びに金属フタロシアニンおよびそれらの誘導体を挙げることができる。金属フタロシアニンが有する金属としては、亜鉛、コバルト、鉄、クロム、ニッケル、バナジウム、チタン、錫等が好ましい。フタロシアニン化合物としては、具体的には、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（略称：ＺｎＰｃ）、コバルトフタロシアニン（略称：ＣｏＰｃ）、鉄フタロシアニン（略称：ＦｅＰｃ）、錫フタロシアニン（略称：ＳｎＰｃ）、酸化錫フタロシアニン（略称：ＳｎＯＰｃ）、酸化チタンフタロシアニン（略称：ＴｉＯＰｃ）、酸化バナジウムフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等を例示することができる。
【0192】
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
【0193】
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウム、炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。
【0194】
陰極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、リチウム（Ｌｉ）、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）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ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陰極として用いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法、スパッタリング法などの乾式法、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。また、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。
【0195】
また、有機化合物層１０３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。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
【0196】
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
【0197】
なお、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極またはキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、第１の電極１０１および第２の電極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
【0198】
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光デバイス（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図２（Ｃ）を参照して説明する。この発光デバイスは、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光デバイスである。一つの発光ユニットは、図２（Ａ）で示した有機化合物層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図２（Ｃ）で示す発光デバイスは複数の発光ユニットを有する発光デバイスであり、図２（Ａ）又は図２（Ｂ）で示した発光デバイスは、１つの発光ユニットを有する発光デバイスであるということができる。
【0199】
図２（Ｃ）において、第１の電極５０１と第２の電極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。第１の電極５０１と第２の電極５０２はそれぞれ図２（Ａ）における第１の電極１０１と第２の電極１０２に相当し、図２（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
【0200】
電荷発生層５１３は、第１の電極５０１と第２の電極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図２（Ｃ）において、陽極の電位の方が陰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５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
【0201】
電荷発生層５１３は、図２（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。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。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
【0202】
また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
【0203】
図２（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光デバイスについて説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光デバイスについても、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デバイスのように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１３で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。
【0204】
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光デバイスにおいて、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。
【0205】
また、上述の有機化合物層１０３、第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層および電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでも良い。
【0206】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスを用いた表示装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスを用いた表示装置について説明する。
【0207】
本実施の形態では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスを用いて作製された表示装置について図３を用いて説明する。なお、図３（Ａ）は、表示装置を示す上面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）をＡ－ＢおよびＣ－Ｄで切断した断面図である。この表示装置は、発光デバイス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（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
【0208】
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３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）６０９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。本明細書における表示装置には、表示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。
【0209】
次に、断面構造について図３（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０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線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
【0210】
素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ 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樹脂等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
【0211】
画素および駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
【0212】
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
【0213】
ここで、上記画素および駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
【0214】
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。
【0215】
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
【0216】
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【0217】
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
【0218】
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
【0219】
なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すれば良い。また、本実施の形態では、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、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
【0220】
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
【0221】
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４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ことができる。
【0222】
また、後に形成する有機化合物層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４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６１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物６１４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６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
【0223】
第１の電極６１３上には、有機化合物層６１６、および第２の電極６１７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６１３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、またはケイ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、窒化チタン膜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。
【0224】
また、有機化合物層６１６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。有機化合物層６１６は、実施の形態１および実施の形態２で説明したような構成を含んでいる。また、有機化合物層６１６を構成する他の材料としては、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）であっても良い。
【0225】
さらに、有機化合物層６１６上に形成され、陰極として機能する第２の電極６１７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および化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、有機化合物層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過させる場合には、第２の電極６１７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、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
【0226】
なお、第１の電極６１３、有機化合物層６１６、第２の電極６１７でもって、発光デバイスが形成されている。当該発光デバイスは実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイスが形成されてなっているが、本実施の形態における表示装置では、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が混在していても良い。
【0227】
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光デバイス６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素、アルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
【0228】
なお、シール材６０５にはエポキシ樹脂、ガラスフリット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および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６０４に用いる材料としてガラス基板、石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ 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樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
【0229】
図３には示されていないが、第２の電極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜、無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。
【0230】
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
【0231】
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
【0232】
保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラック、ピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
【0233】
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
【0234】
以上のようにして、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスを用いて作製された表示装置を得ることができる。
【0235】
本実施の形態における表示装置は、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた表示装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスは発光効率が高いため、消費電力の小さい表示装置とすることが可能である。また、実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスは、信頼性が良好であることから、信頼性の良好な表示装置とすることができる。また、それに加えて実施の形態１および実施の形態２に記載の発光デバイスは、色度および色純度の良好な発光デバイスとすることができることから、表示品質の良好な表示装置とすることができる。
【0236】
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【0237】
【0238】
表示装置１００は、複数の画素１７８がマトリクス状に配列された画素部１７７を有する。画素１７８は、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂを有する。
【0239】
本明細書等において、例えば副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂに共通する事項を説明する場合には、副画素１１０と呼称して説明する場合がある。アルファベットで区別する他の構成要素についても、これらに共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
【0240】
副画素１１０Ｒは赤色の光を呈し、副画素１１０Ｇは緑色の光を呈し、副画素１１０Ｂは青色の光を呈する。これにより、画素部１７７に画像を表示することができる。なお、本実施の形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素を例に挙げて説明するが、その他の色の副画素の組み合わせを用いてもよい。また、副画素は３つに限られず、４つ以上としてもよい。４つの副画素としては、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ、赤外光（ＩＲ）の４つの副画素、等が挙げられる。
【0241】
本明細書等において、行方向をＸ方向、列方向をＹ方向という場合がある。Ｘ方向とＹ方向は交差し、例えば垂直に交差する。
【0242】
図４（Ａ）では、異なる色の副画素がＸ方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Ｙ方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がＹ方向に並べて配置され、同じ色の副画素が、Ｘ方向に並べて配置されていてもよい。
【0243】
画素部１７７の外側には、接続部１４０が設けられ、領域１４１が設けられていてもよい。領域１４１が設けられる場合、領域１４１は画素部１７７と接続部１４０の間に設けられる。領域１４１が設けられる場合、領域１４１には、有機化合物層が設けられる。また、接続部１４０には、導電層１５１Ｃが設けられる。
【0244】
図４（Ａ）では、領域１４１、及び接続部１４０が画素部１７７の右側に位置する例を示すが、領域１４１、及び接続部１４０の位置は特に限定されない。また、領域１４１、及び接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。
【0245】
図４（Ｂ）は、図４（Ａ）における一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面図の例である。図４（Ｂ）に示すように、表示装置１００は、絶縁層１７１と、絶縁層１７１上の導電層１７２と、絶縁層１７１上、及び導電層１７２上の絶縁層１７３と、絶縁層１７３上の絶縁層１７４と、絶縁層１７４上の絶縁層１７５と、を有する。絶縁層１７１は、基板（図示せず）上に設けられる。絶縁層１７５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７３には、導電層１７２に達する開口が設けられ、当該開口を埋め込むようにプラグ１７６が設けられている。
【0246】
画素部１７７において、絶縁層１７５及びプラグ１７６上に、発光デバイス１３０が設けられる。また、発光デバイス１３０を覆うように、保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイス１３０の間には、無機絶縁層１２５と、無機絶縁層１２５上の絶縁層１２７と、が設けられていることが好ましい。
【0247】
図４（Ｂ）では、無機絶縁層１２５及び絶縁層１２７の断面が複数示されているが、表示装置１００を上面から見た場合、無機絶縁層１２５及び絶縁層１２７は、それぞれ１つに繋がっていることが好ましい。
【0248】
図４（Ｂ）では、発光デバイス１３０として、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂを示している。発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂは、互いに異なる色の光を発するものとする。例えば、発光デバイス１３０Ｒは赤色の光を発することができ、発光デバイス１３０Ｇは緑色の光を発することができ、発光デバイス１３０Ｂは青色の光を発することができる。また、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、又は発光デバイス１３０Ｂは、他の可視光又は赤外光を発してもよい。
【0249】
本発明の一態様の表示装置は、例えば発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型（トップエミッション型）とすることができる。なお、本発明の一態様の表示装置は、下面射出型（ボトムエミッション型）であってもよい。
【0250】
発光デバイス１３０Ｒは、実施の形態１および実施の形態２に示したような構成を有する。導電層１５１Ｒと導電層１５２Ｒとからなる第１の電極（画素電極）と、第１の電極上の有機化合物層１０３Ｒと、有機化合物層１０３Ｒ上の共通層１０４と、共通層１０４上の第２の電極（共通電極）１０２と、を有する。なお、共通層１０４は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時の有機化合物層１０３Ｒへのダメージを低減できることから好ましい。共通層１０４が設けられている場合、共通層１０４は、電子注入層であることが好ましい。また、共通層１０４が設けられている場合、有機化合物層１０３Ｒと共通層１０４との積層構造が、実施の形態２における有機化合物層１０３に相当する。
【0251】
発光デバイス１３０Ｇは、実施の形態１および実施の形態２に示したような構成を有する。導電層１５１Ｇと導電層１５２Ｇとからなる第１の電極（画素電極）と、第１の電極上の有機化合物層１０３Ｇと、有機化合物層１０３Ｇ上の共通層１０４と、共通層１０４上の第２の電極（共通電極）１０２と、を有する。なお、共通層１０４は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時の有機化合物層１０３Ｇへのダメージを低減できることから好ましい。共通層１０４が設けられている場合、共通層１０４は、電子注入層であることが好ましい。また、共通層１０４が設けられている場合、有機化合物層１０３Ｇと共通層１０４との積層構造が、実施の形態２における有機化合物層１０３に相当する。
【0252】
発光デバイス１３０Ｂは、実施の形態１および実施の形態２に示したような構成を有する。導電層１５１Ｂと導電層１５２Ｂとからなる第１の電極（画素電極）と、第１の電極上の有機化合物層１０３Ｂと、有機化合物層１０３Ｂ上の共通層１０４と、共通層１０４上の第２の電極（共通電極）１０２と、を有する。なお、共通層１０４は、設けられていても設けられていなくても構わないが、設けられていることが加工時の有機化合物層１０３Ｂへのダメージを低減できることから好ましい。共通層１０４が設けられている場合、共通層１０４は、電子注入層であることが好ましい。また、共通層１０４が設けられている場合、有機化合物層１０３Ｂと共通層１０４との積層構造が、実施の形態２における有機化合物層１０３に相当する。
【0253】
発光デバイスが有する画素電極と共通電極のうち、一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。以下では、特に断りが無い場合は、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能するものとして説明する。
【0254】
有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂは、各々または、発光色毎に島状に独立している。有機化合物層１０３を発光デバイス１３０ごとに島状に設けることで、高精細な表示装置においても隣接する発光デバイス１３０間のリーク電流を抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い表示装置を実現できる。
【0255】
島状の有機化合物層１０３は、ＥＬ膜を成膜し、当該ＥＬ膜をフォトリソグラフィ法を用いて加工することにより形成する。
【0256】
有機化合物層１０３は、発光デバイス１３０の第１の電極（画素電極）の上面及び側面を覆うように設けられることが好ましい。これにより、有機化合物層１０３の端部が画素電極の端部よりも内側に位置する構成に比べて、表示装置１００の開口率を高めることが容易となる。また、発光デバイス１３０の画素電極の側面を有機化合物層１０３で覆うことで、画素電極と第２の電極１０２とが接することを抑制できるため、発光デバイス１３０のショートを抑制できる。
【0257】
また、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスの第１の電極（画素電極）を、積層構成とすることが好ましい。例えば、図４（Ｂ）に示す例では、発光デバイス１３０の第１の電極を、導電層１５１と、導電層１５２と、の積層構成としている。
【0258】
導電層１５１として、例えば金属材料を用いることができる。具体的には、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）等の金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。
【0259】
導電層１５２として、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、チタン、アルミニウム、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一又は複数を有する酸化物を用いることができる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化チタン、ガリウムを含むインジウム亜鉛酸化物、アルミニウムを含むインジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウム錫酸化物、及びシリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等のいずれか一又は複数を含む導電性酸化物を用いることが好ましい。特に、シリコンを含むインジウム錫酸化物は仕事関数が大きい、例えば仕事関数が４．０ｅＶ以上であるため、導電層１５２として好適に用いることができる。
【0260】
導電層１５１は、異なる材料を有する複数の層の積層構成であってもよく、導電層１５２は、異なる材料を有する複数の層の積層構成であってもよい。この場合、導電層１５１が、導電性酸化物等の導電層１５２に用いることができる材料を用いた層を有してもよく、また、導電層１５２が、金属材料等の導電層１５１に用いることができる材料を用いた層を有してもよい。例えば、導電層１５１が２層以上の積層構成である場合は、導電層１５２と接する層は、導電層１５２に用いることができる材料を用いた層とすることができる。
【0261】
なお、導電層１５１の側面は、テーパ形状を有することが好ましい。具体的には、導電層１５１の側面は、テーパ角９０°未満のテーパ形状を有することが好ましい。この場合、導電層１５１の側面に沿って設けられる導電層１５２もテーパ形状を有する。導電層１５２の側面をテーパ形状とすることで、導電層１５２の側面に沿って設けられる有機化合物層１０３の被覆性を高めることができる。
【0262】
【0263】
［作製方法例］
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又はＡＬＤ法等を用いて形成できる。
表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又はＡＬＤ法等を用いて形成できる。
【0264】
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等の湿式の成膜方法により形成できる。
【0265】
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、例えばフォトリソグラフィ法を用いて加工できる。
【0266】
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、又はこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、又はＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）光、又はＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。
【0267】
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、又はサンドブラスト法等を用いることができる。
【0268】
まず、図５（Ａ）に示すように、基板（図示せず）上に絶縁層１７１を形成する。続いて、絶縁層１７１上に導電層１７２、及び導電層１７９を形成し、導電層１７２、及び導電層１７９を覆うように絶縁層１７１上に絶縁層１７３を形成する。続いて、絶縁層１７３上に絶縁層１７４を形成し、絶縁層１７４上に絶縁層１７５を形成する。
【0269】
基板としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。例えばガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、又は有機樹脂基板、シリコン又は炭化シリコン等を材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板等の半導体基板を用いることができる。
【0270】
続いて、絶縁層１７５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７３に、導電層１７２に達する開口を形成する。続いて、当該開口を埋め込むように、プラグ１７６を形成する。
【0271】
続いて、プラグ１７６上、及び絶縁層１７５上に、後に導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、導電層１５１Ｂ、及び導電層１５１Ｃとなる導電膜１５１ｆを形成する。導電膜１５１ｆとして、例えば金属材料を用いることができる。
【0272】
続いて、導電膜１５１ｆ上にレジストマスク１９１を形成する。レジストマスク１９１は、感光性材料（フォトレジスト）を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
【0273】
続いて、図５（Ｂ）に示すように、例えばレジストマスク１９１と重ならない領域の導電膜１５１ｆを除去する。これにより、導電層１５１が形成される。
【0274】
続いて、図５（Ｃ）に示すように、レジストマスク１９１を除去する。レジストマスク１９１は、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより除去できる。
【0275】
続いて、図５（Ｄ）に示すように、導電層１５１Ｒ上、導電層１５１Ｇ上、導電層１５１Ｂ上、導電層１５１Ｃ上、及び絶縁層１７５上に、後に絶縁層１５６Ｒ、絶縁層１５６Ｇ、絶縁層１５６Ｂ、及び絶縁層１５６Ｃとなる絶縁膜１５６ｆを形成する。
【0276】
絶縁膜１５６ｆには、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜、例えば、酸化窒化シリコンを用いることができる。
【0277】
続いて、図５（Ｅ）に示すように、絶縁膜１５６ｆを加工することにより、絶縁層１５６Ｒ、絶縁層１５６Ｇ、絶縁層１５６Ｂ、及び絶縁層１５６Ｃを形成する。
【0278】
続いて、図６（Ａ）に示すように、導電層１５１Ｒ上、導電層１５１Ｇ上、導電層１５１Ｂ上、導電層１５１Ｃ上、絶縁層１５６Ｒ上、絶縁層１５６Ｇ上、絶縁層１５６Ｂ上、絶縁層１５６Ｃ上、及び絶縁層１７５上に、導電膜１５２ｆを形成する。導電膜１５２ｆとして、例えば導電性酸化物を用いることができる。導電膜１５２ｆは積層であってもよい。
【0279】
続いて、図６（Ｂ）に示すように、導電膜１５２ｆを加工し、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、導電層１５２Ｂ、及び導電層１５２Ｃを形成する。
【0280】
続いて、図６（Ｃ）に示すように、ＥＬ膜１０３Ｒｆを、導電層１５２Ｒ上、導電層１５２Ｇ上、導電層１５２Ｂ上、及び絶縁層１７５上に形成する。なお、図６（Ｃ）に示すように、導電層１５２Ｃ上には、ＥＬ膜１０３Ｒｆを形成していない。
【0281】
続いて、図６（Ｃ）に示すように、犠牲膜１５８Ｒｆ、マスク膜１５９Ｒｆを形成する。
【0282】
ＥＬ膜１０３Ｒｆ上に犠牲膜１５８Ｒｆを設けることで、表示装置の作製工程中にＥＬ膜１０３Ｒｆが受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
【0283】
犠牲膜１５８Ｒｆには、ＥＬ膜１０３Ｒｆの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、ＥＬ膜１０３Ｒｆとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。マスク膜１５９Ｒｆには、犠牲膜１５８Ｒｆとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。
【0284】
また、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆは、ＥＬ膜１０３Ｒｆの耐熱温度よりも低い温度で形成する。犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆを形成する際の基板温度としては、それぞれ、代表的には、２００℃以下、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。
【0285】
犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。
【0286】
なお、ＥＬ膜１０３Ｒｆ上に接して形成される犠牲膜１５８Ｒｆは、マスク膜１５９Ｒｆよりも、ＥＬ膜１０３Ｒｆへのダメージが少ない形成方法を用いて形成されることが好ましい。例えば、スパッタリング法よりも、ＡＬＤ法又は真空蒸着法が好ましい。
【0287】
犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆとしては、それぞれ、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び、無機絶縁膜等のうち一種又は複数種を用いることができる。
【0288】
犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆには、それぞれ、例えば、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタル等の金属材料、又は該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆの一方又は双方に紫外線を遮蔽することが可能な金属材料を用いることで、ＥＬ膜１０３Ｒｆに紫外線が照射されることを抑制でき、ＥＬ膜１０３Ｒｆの劣化を抑制できるため、好ましい。
【0289】
また、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆには、それぞれ、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、酸化インジウム、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、シリコンを含むインジウムスズ酸化物等の金属酸化物を用いることができる。
【0290】
なお、上記金属酸化物においてガリウムに代えて元素Ｍ（Ｍは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種）を用いてもよい。
【0291】
犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆとしては、例えば、シリコン又はゲルマニウム等の半導体材料を用いることが、半導体の製造プロセスと親和性が高いため好ましい。又は、上記半導体材料を含む化合物を用いることができる。
【0292】
また、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆとしては、それぞれ、各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、酸化絶縁膜は、窒化絶縁膜に比べてＥＬ膜１０３Ｒｆとの密着性が高く好ましい。
【0293】
続いて、図６（Ｃ）に示すように、レジストマスク１９０Ｒを形成する。レジストマスク１９０Ｒは、感光性材料（フォトレジスト）を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
【0294】
レジストマスク１９０Ｒは、導電層１５２Ｒと重なる位置に設ける。レジストマスク１９０Ｒは、導電層１５２Ｃと重なる位置にも設けることが好ましい。これにより、導電層１５２Ｃが表示装置の作製工程中にダメージを受けることを抑制できる。
【0295】
続いて、図６（Ｄ）に示すように、レジストマスク１９０Ｒを用いて、マスク膜１５９Ｒｆの一部を除去し、マスク層１５９Ｒを形成する。マスク層１５９Ｒは、導電層１５２Ｒ上と、導電層１５２Ｃ上と、に残存する。その後、レジストマスク１９０Ｒを除去する。続いて、マスク層１５９Ｒをマスク（ハードマスクともいう）に用いて、犠牲膜１５８Ｒｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｒを形成する。
【0296】
ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆの加工時に、ＥＬ膜１０３Ｒｆに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、又はこれらの混合液体を用いた薬液等を用いることが好ましい。
【0297】
また、犠牲膜１５８Ｒｆの加工においてドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、ＥＬ膜１０３Ｒｆの劣化を抑制できる。
【0298】
レジストマスク１９０Ｒは、レジストマスク１９１と同様の方法で除去できる。
【0299】
続いて、図６（Ｄ）に示すように、ＥＬ膜１０３Ｒｆを加工して、有機化合物層１０３Ｒを形成する。例えば、マスク層１５９Ｒ及び犠牲層１５８Ｒをハードマスクに用いて、ＥＬ膜１０３Ｒｆの一部を除去し、有機化合物層１０３Ｒを形成する。
【0300】
これにより、図６（Ｄ）に示すように、導電層１５２Ｒ上に、有機化合物層１０３Ｒ、犠牲層１５８Ｒ、及び、マスク層１５９Ｒの積層構造が残存する。また、導電層１５２Ｇ及び導電層１５２Ｂは露出する。
【0301】
ＥＬ膜１０３Ｒｆの加工は、異方性エッチングにより行うことが好ましい。特に、異方性のドライエッチングが好ましい。又は、ウェットエッチングを用いてもよい。
【0302】
ドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、ＥＬ膜１０３Ｒｆの劣化を抑制できる。
【0303】
また、エッチングガスに酸素を含むガスを用いてもよい。エッチングガスが酸素を含むことで、エッチングの速度を速めることができる。したがって、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でエッチングを行うことができる。このため、ＥＬ膜１０３Ｒｆに与えるダメージを抑制できる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の付着等の不具合を抑制できる。
【0304】
ドライエッチング法を用いる場合、例えば、Ｈ２、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、ＢＣｌ３、又はＨｅ、Ａｒ等の第１８族元素のうち、一種以上を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、これらの一種以上と、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。又は、酸素ガスをエッチングガスに用いてもよい。
【0305】
続いて、図７（Ａ）に示すように、後に有機化合物層１０３ＧとなるＥＬ膜１０３Ｇｆを形成する。
【0306】
ＥＬ膜１０３Ｇｆは、ＥＬ膜１０３Ｒｆの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、ＥＬ膜１０３Ｇｆは、ＥＬ膜１０３Ｒｆと同様の構成とすることができる。
【0307】
続いて、犠牲膜１５８Ｇｆとマスク膜１５９Ｇｆとを順に形成する。その後、レジストマスク１９０Ｇを導電層１５２Ｇと重なる位置に形成する。犠牲膜１５８Ｇｆ及びマスク膜１５９Ｇｆの材料及び形成方法は、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆに適用できる条件と同様である。レジストマスク１９０Ｇの材料及び形成方法は、レジストマスク１９０Ｒに適用できる条件と同様である。
【0308】
続いて、図７（Ｂ）に示すように、レジストマスク１９０Ｇを用いて、マスク膜１５９Ｇｆの一部を除去し、マスク層１５９Ｇを形成する。マスク層１５９Ｇは、導電層１５２Ｇ上に残存する。その後、レジストマスク１９０Ｇを除去する。続いて、マスク層１５９Ｇをマスクに用いて、犠牲膜１５８Ｇｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｇを形成する。続いて、ＥＬ膜１０３Ｇｆを加工して、有機化合物層１０３Ｇを形成する。
【0309】
続いて、図７（Ｃ）に示すように、ＥＬ膜１０３Ｂｆを形成する。ＥＬ膜１０３Ｂｆは、ＥＬ膜１０３Ｒｆの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、ＥＬ膜１０３Ｂｆは、ＥＬ膜１０３Ｒｆと同様の構成とすることができる。
【0310】
続いて、図７（Ｃ）に示すように、犠牲膜１５８Ｂｆとマスク膜１５９Ｂｆとを順に形成する。その後、レジストマスク１９０Ｂを導電層１５２Ｂと重なる位置に形成する。犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの材料及び形成方法は、犠牲膜１５８Ｒｆ及びマスク膜１５９Ｒｆに適用できる条件と同様である。レジストマスク１９０Ｂの材料及び形成方法は、レジストマスク１９０Ｒに適用できる条件と同様である。
【0311】
続いて、図７（Ｄ）に示すように、レジストマスク１９０Ｂを用いて、マスク膜１５９Ｂｆの一部を除去し、マスク層１５９Ｂを形成する。マスク層１５９Ｂは、導電層１５２Ｂ上に残存する。その後、レジストマスク１９０Ｂを除去する。続いて、マスク層１５９Ｂをマスクに用いて、犠牲膜１５８Ｂｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｂを形成する。続いて、ＥＬ膜１０３Ｂｆを加工して、有機化合物層１０３Ｂを形成する。例えば、マスク層１５９Ｂ及び犠牲層１５８Ｂをハードマスクに用いて、ＥＬ膜１０３Ｂｆの一部を除去し、有機化合物層１０３Ｂを形成する。
【0312】
これにより、導電層１５２Ｂ上に、有機化合物層１０３Ｂ、犠牲層１５８Ｂ、及び、マスク層１５９Ｂの積層構造が残存する。また、マスク層１５９Ｒ、及びマスク層１５９Ｇは露出する。
【0313】
なお、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、有機化合物層１０３Ｂの側面は、それぞれ、被形成面に対して垂直又は概略垂直であることが好ましい。例えば、被形成面と、これらの側面との成す角度を、６０度以上９０度以下とすることが好ましい。
【0314】
上記のように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂのうち隣接する２つの間の距離は、８μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、又は、１μｍ以下にまで狭めることができる。ここで、当該距離とは、例えば、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂのうち、隣接する２つの対向する端部の間の距離で規定できる。このように、島状の有機化合物層の間の距離を狭めることで、高い精細度と、大きな開口率を有する表示装置を提供できる。また、隣り合う発光デバイス間における第１の電極同士の距離も、狭めることができ、例えば１０μｍ以下、８μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下とすることができる。なお、隣り合う発光デバイス間における第１の電極同士の距離は２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【0315】
続いて、図８（Ａ）に示すように、マスク層１５９Ｒ、マスク層１５９Ｇ、及びマスク層１５９Ｂを除去することが好ましい。
【0316】
マスク層の除去工程には、マスク層の加工工程と同様の方法を用いることができる。特に、ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク層を除去する際に、有機化合物層１０３に加わるダメージを低減できる。
【0317】
また、マスク層を、水又はアルコール等の溶媒に溶解させることで除去してもよい。アルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、又はグリセリン等が挙げられる。
【0318】
マスク層を除去した後に、表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行ってもよい。例えば、不活性ガス雰囲気又は減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
【0319】
続いて、図８（Ｂ）に示すように、無機絶縁膜１２５ｆを形成する。
【0320】
続いて、図８（Ｃ）に示すように、無機絶縁膜１２５ｆ上に、後に絶縁層１２７となる絶縁膜１２７ｆを形成する。
【0321】
無機絶縁膜１２５ｆ及び絶縁膜１２７ｆを形成する際の基板温度としては、それぞれ、６０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、又は、１２０℃以上、かつ、２００℃以下、１８０℃以下、１６０℃以下、１５０℃以下、又は１４０℃以下であることが好ましい。
【0322】
無機絶縁膜１２５ｆとしては、上記の基板温度の範囲で、３ｎｍ以上、５ｎｍ以上、又は、１０ｎｍ以上、かつ、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は、５０ｎｍ以下の厚さの絶縁膜を形成することが好ましい。
【0323】
無機絶縁膜１２５ｆは、例えば、ＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで、成膜ダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。無機絶縁膜１２５ｆとしては、例えば、ＡＬＤ法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することが好ましい。
【0324】
絶縁膜１２７ｆは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜１２７ｆは、例えば、スピンコートにより、感光性材料を用いて形成することが好ましく、より具体的には、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。
【0325】
続いて、露光を行って、絶縁膜１２７ｆの一部に、可視光線又は紫外線を感光させる。絶縁層１２７は、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｂのいずれか２つに挟まれる領域、及び、導電層１５２Ｃの周囲に形成される。
【0326】
絶縁膜１２７ｆへの露光領域によって、後に形成する絶縁層１２７の幅を制御できる。本実施の形態では、絶縁層１２７が導電層１５１の上面と重なる部分を有するように加工する。
【0327】
露光に用いる光は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を含むことが好ましい。また、露光用いる光は、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、及びｈ線（波長４０５ｎｍ）の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【0328】
続いて、図９（Ａ）に示すように、現像を行って、絶縁膜１２７ｆの露光させた領域を除去し、絶縁層１２７ａを形成する。
【0329】
続いて、図９（Ｂ）に示すように、絶縁層１２７ａをマスクとして、エッチング処理を行って、無機絶縁膜１２５ｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂの一部の膜厚を薄くする。これにより、絶縁層１２７ａの下に、無機絶縁層１２５が形成される。また、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂの膜厚が薄い部分の表面が露出する。なお、以下では、絶縁層１２７ａをマスクに用いたエッチング処理を、第１のエッチング処理ということがある。
【0330】
第１のエッチング処理は、ドライエッチング又はウェットエッチングによって行うことができる。なお、無機絶縁膜１２５ｆを、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂと同様の材料を用いて成膜していた場合、第１のエッチング処理を一括で行うことができるため、好ましい。
【0331】
ドライエッチングを行う場合、塩素系のガスを用いることが好ましい。塩素系ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、及びＣＣｌ４等を、単独又は２以上のガスを混合して用いることができる。また、上記塩素系ガスに、酸素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、及びアルゴンガス等を、単独又は２以上のガスを混合して、適宜添加できる。ドライエッチングを用いることにより、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂの膜厚が薄い領域を、良好な面内均一性で形成できる。
【0332】
ドライエッチング装置としては、高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置を用いることができる。高密度プラズマ源を有するドライエッチング装置は、例えば、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いることができる。又は、平行平板型電極を有する容量結合型プラズマ（ＣＣＰ：Ｃａｐａｃｉｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング装置を用いることができる。
【0333】
また、第１のエッチング処理をウェットエッチングで行うことが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂに加わるダメージを低減できる。例えば、ウェットエッチングは、アルカリ溶液または酸溶液を用いて行うことができる。
【0334】
第１のエッチング処理では、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態でエッチング処理を停止することが好ましい。このように、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂ上に、対応する犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂを残存させておくことで、後の工程の処理で、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂが損傷することを防ぐことができる。
【0335】
続いて、基板全体に露光を行い、可視光線又は紫外線を絶縁層１２７ａに照射することが好ましい。当該露光のエネルギー密度は、０ｍＪ／ｃｍ２より大きく、８００ｍＪ／ｃｍ２以下とすることが好ましく、０ｍＪ／ｃｍ２より大きく、５００ｍＪ／ｃｍ２以下とすることがより好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、絶縁層１２７ａの透明度を向上させることができる場合がある。また、後の工程における、絶縁層１２７ａをテーパ形状に変形させる加熱処理に必要とされる基板温度を低下させることができる場合がある。
【0336】
ここで、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂとして、酸素に対するバリア絶縁層（例えば、酸化アルミニウム膜等）が存在することで、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂに酸素が拡散することを低減できる。
【0337】
続いて、加熱処理（ポストベークともいう）を行う。加熱処理を行うことで、絶縁層１２７ａを、側面にテーパ形状を有する絶縁層１２７に変形させることができる（図９（Ｃ））。当該加熱処理は、有機化合物層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１３０℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性ガス雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。これにより、絶縁層１２７と無機絶縁層１２５との密着性を向上させ、絶縁層１２７の耐食性も向上させることができる。
【0338】
第１のエッチング処理にて、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態の犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂを残存させておくことで、当該加熱処理において、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂがダメージを受けて劣化することを防ぐことができる。したがって、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
【0339】
続いて、図１０（Ａ）に示すように、絶縁層１２７をマスクとして、エッチング処理を行って、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂの一部を除去する。これにより、犠牲層１５８Ｒ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｂそれぞれに開口が形成され、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、有機化合物層１０３Ｂ、及び導電層１５２Ｃの上面が露出する。なお、以下では、このエッチング処理を、第２のエッチング処理ということがある。
【0340】
無機絶縁層１２５の端部は絶縁層１２７で覆われている。また、図１０（Ａ）では、犠牲層１５８Ｇの端部の一部（具体的には、第１のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分）を絶縁層１２７が覆い、第２のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分は露出している例を示す。
【0341】
第２のエッチング処理はウェットエッチングで行う。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチングは、例えばアルカリ溶液または酸性溶液を用いて行うことができる。
【0342】
続いて、図１０（Ｂ）に示すように、有機化合物層１０３Ｒ上、有機化合物層１０３Ｇ上、有機化合物層１０３Ｂ上、導電層１５２Ｃ上、及び絶縁層１２７上に共通電極１５５を形成する。共通電極１５５は、スパッタリング法、又は真空蒸着法等の方法で形成できる。
【0343】
続いて、図１０（Ｃ）に示すように、共通電極１５５上に保護層１３１を形成する。保護層１３１は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＡＬＤ法等の方法で形成できる。
【0344】
続いて、樹脂層１２２を用いて、保護層１３１上に、基板１２０を貼り合わせることで、表示装置を作製できる。前述のように、本発明の一態様の表示装置の作製方法では、導電層１５１の側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６を設け、且つ導電層１５１及び絶縁層１５６を覆うように導電層１５２を形成する。これにより、表示装置の歩留まりを高め、また不良の発生を抑制できる。
【0345】
以上のように、本実施の形態における表示装置の作製方法では、島状の有機化合物層１０３Ｒ、島状の有機化合物層１０３Ｇ、及び島状の有機化合物層１０３Ｂは、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、膜を一面に成膜した後にフォトリソグラフィ法により加工することで形成されるため、島状の層を均一の厚さで形成できる。また、高精細な表示装置又は高開口率の表示装置を実現できる。また、精細度又は開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び、有機化合物層１０３Ｂが互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い表示装置を実現できる。また、フォトリソグラフィ法を用いて作製されたタンデム型の発光デバイスを有する表示装置であっても、良好な特性の表示装置を提供することができる。
【0346】
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について説明する。
【0347】
本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型等の情報端末機（ウェアラブル機器）の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等のＶＲ向け機器、及び、メガネ型のＡＲ向け機器等の頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
【0348】
また、本実施の形態の表示装置は、高解像度な表示装置又は大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
【0349】
［表示モジュール］
図１１（Ａ）に、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、表示装置１００Ａと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する表示装置は表示装置１００Ａに限られず、後述する表示装置１００Ｂ乃至表示装置１００Ｅのいずれかであってもよい。
図１１（Ａ）に、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、表示装置１００Ａと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する表示装置は表示装置１００Ａに限られず、後述する表示装置１００Ｂ乃至表示装置１００Ｅのいずれかであってもよい。
【0350】
表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
【0351】
図１１（Ｂ）に、基板２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。
【0352】
画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図１１（Ｂ）の右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａには、先の実施の形態で説明した各種構成を適用できる。
【0353】
画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。
【0354】
１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する複数の素子の駆動を制御する回路である。
【0355】
回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方又は双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
【0356】
ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号又は電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
【0357】
表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方又は双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。
【0358】
このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ＨＭＤ等のＶＲ向け機器又はメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。
【0359】
［表示装置１００Ａ］
図１２（Ａ）に示す表示装置１００Ａは、基板３０１、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。
図１２（Ａ）に示す表示装置１００Ａは、基板３０１、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。
【0360】
基板３０１は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）における基板２９１に相当する。トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び、絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソース又はドレインとして機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられる。
【0361】
また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。
【0362】
また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。
【0363】
容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は、容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は、容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は、容量２４０の誘電体として機能する。
【0364】
導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。
【0365】
容量２４０を覆って、絶縁層２５５が設けられ、絶縁層２５５上に絶縁層１７４が設けられ、絶縁層１７４上に絶縁層１７５が設けられている。絶縁層１７５上に発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂが設けられている。隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶縁物が設けられる。
【0366】
導電層１５１Ｒの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｒが設けられ、導電層１５１Ｇの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｇが設けられ、導電層１５１Ｂの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｂが設けられる。また、導電層１５１Ｒ及び絶縁層１５６Ｒを覆うように導電層１５２Ｒが設けられ、導電層１５１Ｇ及び絶縁層１５６Ｇを覆うように導電層１５２Ｇが設けられ、導電層１５１Ｂ及び絶縁層１５６Ｂを覆うように導電層１５２Ｂが設けられる。有機化合物層１０３Ｒ上には、犠牲層１５８Ｒが位置し、有機化合物層１０３Ｇ上には、犠牲層１５８Ｇが位置し、有機化合物層１０３Ｂ上には、犠牲層１５８Ｂが位置する。
【0367】
導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂは、絶縁層２４３、絶縁層２５５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７５に埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。プラグには各種導電材料を用いることができる。
【0368】
また、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。発光デバイス１３０から基板１２０までの構成要素についての詳細は、実施の形態４を参照できる。基板１２０は、図１１（Ａ）における基板２９２に相当する。
【0369】
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示す表示装置１００Ａの変形例である。図１２（Ｂ）に示す表示装置は、着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂを有し、発光デバイス１３０が着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂのうち一つと重なる領域を有する。図１２（Ｂ）に示す表示装置において、発光デバイス１３０は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層１３２Ｒは赤色の光を透過し、着色層１３２Ｇは緑色の光を透過し、着色層１３２Ｂは青色の光を透過できる。
【0370】
【0371】
表示装置１００Ｂは、基板３５２と基板３５１とが貼り合わされた構成を有する。図１３では、基板３５２を破線で示している。
【0372】
表示装置１００Ｂは、画素部１７７、接続部１４０、回路３５６、及び配線３５５等を有する。図１３では表示装置１００ＢにＩＣ３５４及びＦＰＣ３５３が実装されている例を示している。このため、図１３に示す構成は、表示装置１００Ｂと、ＩＣ（集積回路）と、ＦＰＣと、を有する表示モジュールということもできる。ここで、表示装置の基板に、ＦＰＣ等のコネクタが取り付けられたもの、又は当該基板にＩＣが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ。
【0373】
接続部１４０は、画素部１７７の外側に設けられる。接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。接続部１４０は、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給できる。
【0374】
回路３５６としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
【0375】
配線３５５は、画素部１７７及び回路３５６に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ３５３を介して外部から、又はＩＣ３５４から配線３５５に入力される。
【0376】
図１３では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式又はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５１にＩＣ３５４が設けられている例を示す。ＩＣ３５４は、例えば走査線駆動回路又は信号線駆動回路等を有するＩＣを適用できる。なお、表示装置１００Ｂ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、例えばＣＯＦ方式により、ＦＰＣに実装してもよい。
【0377】
図１４に、図１３における表示装置１００Ｂの、ＦＰＣ３５３を含む領域の一部、回路３５６の一部、画素部１７７の一部、接続部１４０の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を表示装置１００Ｃとして示す。
【0378】
［表示装置１００Ｃ］
図１４に示す表示装置１００Ｃは、基板３５１と基板３５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、赤色の光を発する発光デバイス１３０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイス１３０Ｇ、及び、青色の光を発する発光デバイス１３０Ｂ等を有する。
図１４に示す表示装置１００Ｃは、基板３５１と基板３５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、赤色の光を発する発光デバイス１３０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイス１３０Ｇ、及び、青色の光を発する発光デバイス１３０Ｂ等を有する。
【0379】
発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂの詳細は実施の形態４を参照できる。
【0380】
発光デバイス１３０Ｒは、導電層２２４Ｒと、導電層２２４Ｒ上の導電層１５１Ｒと、導電層１５１Ｒ上の導電層１５２Ｒと、を有する。発光デバイス１３０Ｇは、導電層２２４Ｇと、導電層２２４Ｇ上の導電層１５１Ｇと、導電層１５１Ｇ上の導電層１５２Ｇと、を有する。発光デバイス１３０Ｂは、導電層２２４Ｂと、導電層２２４Ｂ上の導電層１５１Ｂと、導電層１５１Ｂ上の導電層１５２Ｂと、を有する。
【0381】
導電層２２４Ｒは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。導電層２２４Ｒの端部よりも外側に導電層１５１Ｒの端部が位置している。導電層１５１Ｒの側面と接する領域を有するように絶縁層１５６Ｒが設けられ、導電層１５１Ｒ及び絶縁層１５６Ｒを覆うように導電層１５２Ｒが設けられる。
【0382】
発光デバイス１３０Ｇにおける導電層２２４Ｇ、導電層１５１Ｇ、導電層１５２Ｇ、絶縁層１５６Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂにおける導電層２２４Ｂ、導電層１５１Ｂ、導電層１５２Ｂ、絶縁層１５６Ｂについては、発光デバイス１３０Ｒにおける導電層２２４Ｒ、導電層１５１Ｒ、導電層１５２Ｒ、絶縁層１５６Ｒと同様であるため詳細な説明は省略する。
【0383】
導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂには、絶縁層２１４に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層１２８が埋め込まれている。
【0384】
層１２８は、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂの凹部を埋め、平坦化する機能を有する。導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂ及び層１２８上には、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと電気的に接続される導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂが設けられている。したがって、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂの凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
【0385】
層１２８は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層１２８には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層１２８は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましく、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。層１２８には、例えば前述の絶縁層１２７に用いることができる有機絶縁材料を適用できる。
【0386】
発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１と基板３５２は接着層１４２を介して接着されている。基板３５２には、遮光層１５７が設けられている。発光デバイス１３０の封止には、固体封止構造又は中空封止構造等が適用できる。図１４では、基板３５２と基板３５１との間の空間が、接着層１４２で充填されており、固体封止構造が適用されている。又は、当該空間を不活性ガス（窒素又はアルゴン等）で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層１４２は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
【0387】
図１４では、接続部１４０が、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層２２４Ｃと、導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層１５１Ｃと、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層１５２Ｃと、を有する例を示している。また、図１４では、導電層１５１Ｃの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｃが設けられる例を示している。
【0388】
表示装置１００Ｃは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板３５２側に射出される。基板３５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極（共通電極１５５）は可視光を透過する材料を含む。
【0389】
基板３５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
【0390】
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。
【0391】
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁層が好適である。
【0392】
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。
【0393】
基板３５１の、基板３５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、トランジスタ２０１のソース電極またはドレイン電極が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ３５３と電気的に接続されている。導電層１６６は、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３５３とを接続層２４２を介して電気的に接続できる。
【0394】
基板３５２の基板３５１側の面には、遮光層１５７を設けることが好ましい。遮光層１５７は、隣り合う発光デバイスの間、接続部１４０、及び、回路３５６等に設けることができる。また、基板３５２の外側には各種光学部材を配置できる。
【0395】
基板３５１及び基板３５２としては、それぞれ、基板１２０に用いることができる材料を適用できる。
【0396】
接着層１４２としては、樹脂層１２２に用いることができる材料を適用できる。
【0397】
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）等を用いることができる。
【0398】
【0399】
発光デバイスが発する光は、基板３５１側に射出される。基板３５１には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。一方、基板３５２に用いる材料の透光性は問わない。
【0400】
基板３５１とトランジスタ２０１との間、基板３５１とトランジスタ２０５との間には、遮光層３１７を形成することが好ましい。図１５では、基板３５１上に遮光層３１７が設けられ、遮光層３１７上に絶縁層１５３が設けられ、絶縁層１５３上にトランジスタ２０１、２０５などが設けられている例を示す。
【0401】
発光デバイス１３０Ｒは、導電層１１２Ｒと、導電層１１２Ｒ上の導電層１２６Ｒと、導電層１２６Ｒ上の導電層１２９Ｒと、を有する。
【0402】
発光デバイス１３０Ｂは、導電層１１２Ｂと、導電層１１２Ｂ上の導電層１２６Ｂと、導電層１２６Ｂ上の導電層１２９Ｂと、を有する。
【0403】
導電層１１２Ｒ、１１２Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｂ、１２９Ｒ、１２９Ｂには、それぞれ、可視光に対する透過性が高い材料を用いる。第２の電極１０２には可視光を反射する材料を用いることが好ましい。
【0404】
なお、図１５では、発光デバイス１３０Ｇを図示していないが、発光デバイス１３０Ｇも設けられている。
【0405】
また、図１５などでは、層１２８の上面が平坦部を有する例を示すが、層１２８の形状は、特に限定されない。
【0406】
【0407】
表示装置１００Ｅにおいて、発光デバイス１３０は、着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂのうち一つと重なる領域を有する。着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂは、基板３５２の基板３５１側の面に設けることができる。着色層１３２Ｒの端部、着色層１３２Ｇの端部、及び着色層１３２Ｂの端部は、遮光層１５７と重ねることができる。
【0408】
表示装置１００Ｅにおいて、発光デバイス１３０は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層１３２Ｒは赤色の光を透過し、着色層１３２Ｇは緑色の光を透過し、着色層１３２Ｂは青色の光を透過できる。なお、表示装置１００Ｅは、保護層１３１と接着層１４２の間に着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂを設ける構成としてもよい。
【0409】
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【0410】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。
【0411】
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は消費電力が低く、信頼性が高い。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
【0412】
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、等が挙げられる。
【0413】
【0414】
図１７（Ａ）に示す電子機器７００Ａ、及び、図１７（Ｂ）に示す電子機器７００Ｂは、それぞれ、一対の表示パネル７５１と、一対の筐体７２１と、通信部（図示しない）と、一対の装着部７２３と、制御部（図示しない）と、撮像部（図示しない）と、一対の光学部材７５３と、フレーム７５７と、一対の鼻パッド７５８と、を有する。
【0415】
表示パネル７５１には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
【0416】
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、光学部材７５３の表示領域７５６に、表示パネル７５１で表示した画像を投影できる。光学部材７５３は透光性を有するため、使用者は光学部材７５３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。
【0417】
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、ジャイロセンサ等の加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域７５６に表示することもできる。
【0418】
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により例えば映像信号を供給できる。なお、無線通信機に代えて、又は無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。
【0419】
また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方又は双方によって充電できる。
【0420】
筐体７２１には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。
【0421】
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用できる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、又は光学方式等、種々の方式を採用できる。特に、静電容量方式又は光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
【0422】
図１７（Ｃ）に示す電子機器８００Ａ、及び、図１７（Ｄ）に示す電子機器８００Ｂは、それぞれ、一対の表示部８２０と、筐体８２１と、通信部８２２と、一対の装着部８２３と、制御部８２４と、一対の撮像部８２５と、一対のレンズ８３２と、を有する。
【0423】
表示部８２０には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
【0424】
表示部８２０は、筐体８２１の内部の、レンズ８３２を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部８２０に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。
【0425】
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、レンズ８３２及び表示部８２０が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。
【0426】
装着部８２３により、使用者は電子機器８００Ａ又は電子機器８００Ｂを頭部に装着できる。
【0427】
撮像部８２５は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部８２５が取得したデータは、表示部８２０に出力できる。撮像部８２５には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、及び広角等の複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
【0428】
電子機器８００Ａは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。
【0429】
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続できる。
【0430】
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン７５０と無線通信を行う機能を有していてもよい。
【0431】
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図１７（Ｂ）に示す電子機器７００Ｂは、イヤフォン部７２７を有する。イヤフォン部７２７と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体７２１又は装着部７２３の内部に配置されていてもよい。
【0432】
同様に、図１７（Ｄ）に示す電子機器８００Ｂは、イヤフォン部８２７を有する。例えば、イヤフォン部８２７と制御部８２４とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。
【0433】
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型（電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂ等）と、ゴーグル型（電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂ等）と、のどちらも好適である。
【0434】
図１８（Ａ）に示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
【0435】
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
【0436】
表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
【0437】
図１８（Ｂ）は、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
【0438】
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、及びバッテリ６５１８等が配置されている。
【0439】
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
【0440】
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
【0441】
表示パネル６５１１には本発明の一態様の表示装置を適用できる。このため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
【0442】
図１８（Ｃ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１７１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１７３により筐体７１７１を支持した構成を示している。
【0443】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
【0444】
図１８（Ｃ）に示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１７１が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機７１５１により行うことができる。
【0445】
図１８（Ｄ）に、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、及び外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
【0446】
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
【0447】
【0448】
図１８（Ｅ）に示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
【0449】
図１８（Ｆ）は円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
【0450】
【0451】
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
【0452】
また、図１８（Ｅ）及び図１８（Ｆ）に示すように、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。
【0453】
図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）に示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
【0454】
図１９（Ａ）乃至図１９（Ｇ）に示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。
【0455】
【0456】
図１９（Ａ）は、携帯情報端末９１７１を示す斜視図である。携帯情報端末９１７１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１７１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、又はセンサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１７１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示できる。図１９（Ａ）では３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話等の着信の通知、電子メール又はＳＮＳ等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度等がある。又は、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０等を表示してもよい。
【0457】
図１９（Ｂ）は、携帯情報端末９１７２を示す斜視図である。携帯情報端末９１７２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１７２を収納した状態で、携帯情報端末９１７２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。
【0458】
図１９（Ｃ）は、タブレット端末９１７３を示す斜視図である。タブレット端末９１７３は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末９１７３は、筐体９０００の正面に表示部９００１、カメラ９００２、マイクロフォン９００８、スピーカ９００３を有し、筐体９０００の左側面には操作用のボタンとしての操作キー９００５、底面には接続端子９００６を有する。
【0459】
図１９（Ｄ）は、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチ（登録商標）として用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
【0460】
図１９（Ｅ）乃至図１９（Ｇ）は、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図１９（Ｅ）は携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１９（Ｇ）は折り畳んだ状態、図１９（Ｆ）は図１９（Ｅ）と図１９（Ｇ）の一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
【0461】
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
【実施例0462】
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス１および発光デバイス２と、比較の発光デバイスである比較発光デバイス１の作製方法および特性について、詳しく説明する。発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１に用いた主な化合物の構造式を以下に示す。
【0463】
【化9】
【0464】
（発光デバイス１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
【0465】
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。
【0466】
その後、約１×１０－４Ｐａまで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を約３０分放冷した。
【0467】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００３）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ－００３）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
【0468】
正孔注入層１１１上に、ＢＢＡＢｎｆを２５ｎｍ蒸着して第１の正孔輸送層を形成し、続いて上記構造式（ｉｉ）で表される、９，９’－ジフェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）を１０ｎｍ蒸着して第２の正孔輸送層を形成して、正孔輸送層１１２を形成した。なお、発光デバイス１における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0469】
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される９－［３－（トリフェニルシリル）フェニル］－３，９′－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＳｉＣｚＣｚ）と、上記構造式（ｉｖ）で表されるジ－μ－オキソビス［ビス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’］ビス［トリス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’，Ｎ２’’］ジセリウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２）とを、重量比で１：０．１（＝ＰＳｉＣｚＣｚ：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２）となるように３０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【0470】
こののち、上記構造式（ｖ）で表される３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）を１０ｎｍとなるように蒸着し、続いて上記構造式（ｖｉ）で表される１，３，５－トリ［（３－ピリジル）－フェニル－３－イル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を１５ｎｍとなるように蒸着して、電子輸送層１１４を形成した。
【0471】
続いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍ蒸着して電子注入層１１５を形成し、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着し第２の電極１０２を形成した。
【0472】
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、および大気圧下で８０℃にて１時間熱処理）を行い、発光デバイス１を形成した。
【0473】
（発光デバイス２の作製方法）
発光デバイス２は、発光デバイス１におけるＰＣＣＰを、上記構造式（ｖｉｉ）で表されるＮ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２）に変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。なお、発光デバイス２における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
発光デバイス２は、発光デバイス１におけるＰＣＣＰを、上記構造式（ｖｉｉ）で表されるＮ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２）に変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。なお、発光デバイス２における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0474】
（比較発光デバイス１の作製方法）
比較発光デバイス１は、発光デバイス１におけるＰＣＣＰをＰＳｉＣｚＣｚに変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。なお、比較発光デバイス１における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当しない。
比較発光デバイス１は、発光デバイス１におけるＰＣＣＰをＰＳｉＣｚＣｚに変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。なお、比較発光デバイス１における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当しない。
【0475】
発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１のデバイス構造を以下に示す。
【0476】
【表1】
【0477】
発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の輝度－電流密度特性を図２０に、輝度－電圧特性を図２１に、電流効率－輝度特性を図２２に、電流密度－電圧特性を図２３に、電力効率－輝度特性を図２４に、外部量子効率－輝度特性を図２５に、電界発光スペクトルを図２６に示した。また、１０００ｃｄ／ｃｍ２付近における電圧、電流、電流密度、ＣＩＥ色度、電流効率、外部量子効率、ブルーインデックスの値を以下に示した。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び電界発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ－ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と電界発光スペクトルを用い、配光特性が等方性（ランバーシアン型）であると仮定し算出した。
【0478】
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらにＣＩＥ（ｘ，ｙ）色度のｙ値で割った値であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、色度ｙ値が小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色度ｙ値が小さく色純度の高い青色発光を用いることで、ディスプレイにおいて広い色度範囲の青色を表現することが可能となり、ディスプレイにおいて白色を表現するために必要な青色の輝度が低下することから、ディスプレイの消費電力を低減する効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなる色度ｙ値を考慮した電流効率であるＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられる場合があり、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
【0479】
【表2】
【0480】
図２０乃至図２６より、発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１は、いずれも良好な特性を有する発光デバイスであることがわかった。特に、発光デバイス１および発光デバイス２は、電圧が低く、ブルーインデックスが良好な発光デバイスであることがわかった。
【0481】
ここで、発光デバイス１の発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料のＰＬスペクトル（室温および１０Ｋ）、第２の正孔輸送層を構成する材料のＰＬスペクトル（室温および１０Ｋ）を示した図を図２７に示した。同様に、発光デバイス２の発光層及び第２の正孔輸送層に用いた材料のスペクトルを図２８に、比較発光デバイス１の発光層及び第２の正孔輸送層に用いた材料のスペクトルを図２９に示した。なお、これらスペクトルの測定は、全て薄膜状態（蒸着膜、５０ｎｍ）で行い、吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計Ｕ－４１００（（株）日立ハイテクノロジーズ製）、蛍光スペクトルの測定には蛍光光度計ＦＰ－８６００ＤＳ（（株）日本分光製）、燐光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ－ＰＬ（（株）堀場製作所）を用いた。
【0482】
燐光スペクトルまたは蛍光スペクトルの発光端の波長（またはエネルギー）は、燐光スペクトルまたは蛍光スペクトルの最も短波長に位置するピークよりも短波長側のスペクトルの傾きが最大になる点における接線とベースラインとの交点として算出することができる。同様に吸収端の波長（またはエネルギー）は、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置するピークよりも長波長側のスペクトルの傾きが負に最大になる点における接線とベースラインとの交点として算出することができる。なお、スペクトルにノイズがある場合は、スムージングまたはフィッティングをしたデータを用いて算出してもよい。
【0483】
図２７に示したスペクトルにおける接線の引き方の具体例を図３０（Ａ）および（Ｂ）に示す。りん光スペクトルの発光端および蛍光スペクトルの発光端は、燐光発光のピークまたは蛍光発光のピークの短波長側の稜線において、傾きが最大になる点で接線を引き、その接線と横軸の交わる点の波長であり、この値からＴ１準位またはＳ１準位を見積もることができる。例えば、図３０（Ａ）に示すＰＣＣＰの蛍光スペクトル（ＰＣＣＰ（室温））の場合は、最も短波長側のピーク（３９５ｎｍ）よりも短波長側のスペクトルにおける傾きが最大になる点で接線を引き、横軸と交わる点（３７８ｎｍ）を発光端とする。そして、この値からＰＣＣＰのＳ１準位が３７８ｎｍすなわち３．２８ｅＶと求まる。同様に、ＰＣＣＰの燐光スペクトル（ＰＣＣＰ（１０Ｋ））の場合は、最も短波長側のピーク（４６６ｎｍ）よりも短波長側のスペクトルにおける傾きが最大になる点で接線を引き、横軸と交わる点（４５６ｎｍ）を発光端とする。そして、この値からＰＣＣＰのＴ１準位が４５６ｎｍすなわち２．７２ｅＶと求まる。同様に、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の蛍光スペクトル（［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２（ＰＬ））の場合は、最も短波長側のピーク（４８１ｎｍ）よりも短波長側のスペクトルにおける傾きが最大になる点で接線を引き、横軸と交わる点（４３１ｎｍ）を発光端とする。そして、この値から［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＤ１準位を見積もることができる。
【0484】
また、吸収スペクトルの吸収端の波長は、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置するピーク（ショルダーピークを含む）よりも長波長側のスペクトルの傾きが負に最大になる点における接線とベースラインとの交点として算出することができる。例えば、図３０（Ｂ）に示す［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトル（［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２（吸収））の場合は、最も長波長に位置するピーク（４００ｎｍ）よりも長波長側のスペクトルにおける傾きが負に最大になる点で接線を引き、横軸と交わる点（４３２ｎｍ）を発光端とする。そして、この値から［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＤ１準位を見積もることができる。
【0485】
図２７（Ａ）より、発光デバイス１において、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端は４３１ｎｍであり、ホスト材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）、および、室温でのＰＳｉＣｚＣｚの発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３６０ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置している。
【0486】
また、図２７（Ｂ）より、発光デバイス１において、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温でのＰＣＣＰの発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。
【0487】
もしくは、発光デバイス１は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は４３２ｎｍであり、ホスト材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）および、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７２ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置している。
【0488】
また、発光デバイス１は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。
【0489】
表３に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0490】
【表3】
【0491】
なお、蛍光スペクトルの短波長側の発光端のエネルギー、または吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収端のエネルギーは化合物のＤ１準位またはＳ１準位のエネルギーとみなすことができる。また、燐光スペクトルの短波長側のエネルギーは化合物のＴ１準位のエネルギーとみなすことができる。
【0492】
すなわち、表３より、発光デバイス１は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料のＳ１準位、およびＴ１準位のどちらよりも低く、第２の正孔輸送層を構成する材料のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。
【0493】
なお、蛍光スペクトルの発光端で見積もったＳ１準位と、吸収スペクトルの吸収端で見積もったＳ１準位では多少その値が異なるが、発光物質のＤ１準位に対する大小関係が変化するほど大きな違いは生じないことから、どちらの値を判断に用いても構わない。なお、Ｄ１準位とＳ１準位の比較を行う場合は、同じ方法で見積もった値を比較することが好ましい。
【0494】
発光デバイス２では、図２８（Ａ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）、および、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３６０ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置していることがわかる。
【0495】
また、図２８（Ｂ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、第２の正孔輸送層を構成する材料であるｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２の１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４７８ｎｍ）よりも短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７６ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0496】
もしくは、図２８（Ａ）より、発光デバイス２は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）、および吸収スペクトルおける最も長波長に位置する吸収端（３７２ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置している。
【0497】
また、図２８（Ｂ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、第２の正孔輸送層を構成する材料であるｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２の１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４７８ｎｍ）よりも短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３８５ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0498】
表４に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0499】
【表4】
【0500】
すなわち、表４より、発光デバイス２は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料のＳ１準位、およびＴ１準位のどちらよりも低く、且つ第２の正孔輸送層を構成する材料のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。なお、ホスト材料であるＰＳｉＣｚＣｚのＨＯＭＯ準位は－５．７０ｅＶ、電子ブロック層でもある第２の正孔輸送層を構成するｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２のＨＯＭＯ準位は－５．４３ｅＶであり、ホスト材料のＨＯＭＯ準位が電子ブロック層のＨＯＭＯ準位よりも低いことが、発光デバイス２がより高い発光効率が得られている理由の一つである。
【0501】
ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の値は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定により求めた。サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定において、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の値（Ｅ）は、参照電極に対する作用電極の電位を変化させることで得られる酸化ピーク電位（Ｅｐａ）、および還元ピーク電位（Ｅｐｃ）を元に、算出した。測定において、正方向の電位走査からＨＯＭＯ準位を求め、負方向の電位走査からＬＵＭＯ準位を求めた。また、測定におけるスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓとした。具体的には、材料のサイクリックボルタモグラムより得られる酸化ピーク電位（Ｅｐａ）、および還元ピーク電位（Ｅｐｃ）から、標準酸化還元電位（Ｅｏ）（＝（Ｅｐａ＋Ｅｐｃ）／２）を求め、参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギー（Ｅｘ）から減算することにより、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の値（Ｅ）（＝Ｅｘ－Ｅｏ）をそれぞれ求めた。なお、上記は可逆な酸化還元波が得られる場合を示したが、不可逆な酸化還元波が得られる場合は、ＨＯＭＯ準位の算出には、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）に一定の値（０．１ｅＶ）を減算した値を還元ピーク電位（Ｅｐｃ）と仮定し、標準酸化還元電位（Ｅｏ）を小数点以下１桁まで求める。また、ＬＵＭＯ準位の算出には、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）に一定の値（０．１ｅＶ）を加算した値を酸化ピーク電位（Ｅｐａ）と仮定し、標準酸化還元電位（Ｅｏ）を小数点以下１桁まで求めた。
【0502】
比較発光デバイス１では、図２９より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料および電子ブロック材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）、および、室温でのＰＳｉＣｚＣｚの発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３６０ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置していることがわかる。
【0503】
もしくは、図２９より、比較発光デバイス１は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料および電子ブロック材料であるＰＳｉＣｚＣｚの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４１８ｎｍ）、および、吸収スペクトルおける最も長波長に位置する吸収端（３７２ｎｍ）のどちらよりも長波長に位置していることがわかる。
【0504】
表５に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0505】
【表5】
【0506】
すなわち、表５より、比較発光デバイス１は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料のＳ１準位、およびＴ１準位のどちらよりも低い発光デバイスであると言うことができる。
【0507】
このように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス１および発光デバイス２は、二重項励起状態から発光する物質のＤ１準位よりも、周辺材料（第２の正孔輸送層を構成する材料）のＴ１準位が低い構成を有する発光デバイスであるにも関わらず、周辺材料のＴ１準位、Ｓ１準位がどちらも発光物質のＤ１準位より高い構成を有する比較発光デバイス１と同様の良好な特性を得られていることがわかった。
【0508】
このことから、励起エネルギーの高すぎない周辺材料を使用することができているため、発光デバイス１および発光デバイス２は、比較発光デバイス１と比較して信頼性の良好な発光デバイスとすることが可能となる。
【実施例0509】
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス３乃至発光デバイス５の作製方法および特性について、詳しく説明する。発光デバイス３乃至発光デバイス５に用いた化合物の構造式を以下に示す。
【0510】
【化10】
【0511】
（発光デバイス３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
【0512】
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。
【0513】
その後、約１×１０－４Ｐａまで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を約３０分放冷した。
【0514】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００３）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ－００３）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
【0515】
正孔注入層１１１上に、ＢＢＡＢｎｆを２５ｎｍ蒸着して第１の正孔輸送層を形成し、続いて上記構造式（ｉｉ）で表される、９，９’－ジフェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）を１０ｎｍ蒸着して第２の正孔輸送層を形成し、正孔輸送層１１２を形成した。なお、発光デバイス３における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0516】
続いて、正孔輸送層１１２上に、ＰＣＣＰと、上記構造式（ｉｖ）で表されるジ－μ－オキソビス［ビス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’］ビス［トリス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’，Ｎ２’’］ジセリウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２）とを、重量比で１：０．１（＝ＰＣＣＰ：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２）となるように３０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【0517】
こののち、上記構造式（ｖ）で表される３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）を１０ｎｍとなるように蒸着し、続いて上記構造式（ｖｉ）で表される１，３，５－トリ［（３－ピリジル）－フェニル－３－イル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を１５ｎｍとなるように蒸着して、電子輸送層１１４を形成した。
【0518】
続いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着し第２の電極１０２を形成した。
【0519】
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、および大気圧下で８０℃にて１時間熱処理）を行い、発光デバイス３を形成した。
【0520】
（発光デバイス４の作製方法）
発光デバイス４は、発光デバイス３における第２の正孔輸送層のＰＣＣＰを上記構造式（ｖｉｉ）で表されるＮ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２）に変えた他は発光デバイス３と同様に作製した。なお、発光デバイス３における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
発光デバイス４は、発光デバイス３における第２の正孔輸送層のＰＣＣＰを上記構造式（ｖｉｉ）で表されるＮ－（ビフェニル－２－イル）－Ｎ－（３，３’’，５’，５’’－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチル－１，１’：３’，１’’－ターフェニル－５－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２）に変えた他は発光デバイス３と同様に作製した。なお、発光デバイス３における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0521】
（発光デバイス５の作製方法）
発光デバイス５は、発光デバイス３における第２の正孔輸送層のＰＣＣＰを上記構造式（ｉｘ）で表される４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）に変えた他は発光デバイス３と同様に作製した。なお、発光デバイス５における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
発光デバイス５は、発光デバイス３における第２の正孔輸送層のＰＣＣＰを上記構造式（ｉｘ）で表される４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）に変えた他は発光デバイス３と同様に作製した。なお、発光デバイス５における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0522】
発光デバイス３乃至発光デバイス５のデバイス構造を以下に示す。
【0523】
【表6】
【0524】
発光デバイス３乃至発光デバイス５の輝度－電流密度特性を図３１に、輝度－電圧特性を図３２に、電流効率－輝度特性を図３３に、電流密度－電圧特性を図３４に、電力効率－輝度特性を図３５に、外部量子効率－輝度特性を図３６に、電界発光スペクトルを図３７に示した。また、１０００ｃｄ／ｃｍ２付近における電圧、電流、電流密度、ＣＩＥ色度、電流効率、外部量子効率の値を以下に示した。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び電界発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ－ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と電界発光スペクトルを用い、配光特性が等方性（ランバーシアン型）であると仮定し算出した。
【0525】
【表7】
【0526】
【0527】
ここで、各発光デバイスの発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料並びに第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温および１０Ｋ）を示した図を図３８（発光デバイス３）、図３９（発光デバイス４）、および図４０（発光デバイス５）に示した。なお、これらスペクトルの測定は、全て薄膜状態（蒸着膜、５０ｎｍ）で行い、吸収スペクトルの測定には紫外可視分光光度計Ｕ－４１００（（株）日立ハイテクノロジーズ製）、蛍光スペクトルの測定には蛍光光度計ＦＰ－８６００ＤＳ（（株）日本分光製）、燐光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ－ＰＬ（（株）堀場製作所）を用いた。
【0528】
図３８より、発光デバイス３において、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。
【0529】
もしくは、図３８より、発光デバイス３は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。
【0530】
表８に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0531】
【表8】
【0532】
なお、蛍光スペクトルの短波長側の発光端のエネルギー、または吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収端のエネルギーは化合物のＤ１準位またはＳ１準位のエネルギーとみなすことができる。また、燐光スペクトルの短波長側のエネルギーは化合物のＴ１準位のエネルギーとみなすことができる。
【0533】
すなわち、表８より、発光デバイス３は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。
【0534】
なお、蛍光スペクトルの発光端で見積もったＳ１準位と、吸収スペクトルの吸収端で見積もったＳ１準位では多少その値が異なるが、発光物質のＤ１準位に対する大小関係が変化するほど大きな違いは生じないことから、どちらの値を判断に用いても構わない。なお、Ｄ１準位とＳ１準位の比較を行う場合は、同じ方法で見積もった値を比較することが好ましい。
【0535】
発光デバイス４では、図３９（Ａ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。
【0536】
また、発光デバイス４では、図３９（Ｂ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、第２の正孔輸送層を構成する材料であるｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２の１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４７８ｎｍ）よりも短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７６ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0537】
もしくは、発光デバイス４は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。
【0538】
また、発光デバイス４は、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、第２の正孔輸送層を構成する材料であるｍｍｔＢｕｍＴＰｏＦＢｉ－０２の１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４７８ｎｍ）よりも短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３８５ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0539】
表９に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0540】
【表9】
【0541】
すなわち、表９より、発光デバイス４は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。
【0542】
発光デバイス５は、図４０（Ａ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。
【0543】
また、発光デバイス５では、図４０（Ｂ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＢＢｉ１ＢＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４９６ｎｍ）よりも短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３８７ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0544】
もしくは、発光デバイス５は、図４０（Ａ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。
【0545】
また、発光デバイス５は、図４０（Ｂ）より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＢＢｉ１ＢＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４９６ｎｍ）よりも短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３９５ｎｍ）よりも長波長に位置していることがわかる。
【0546】
表１０に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0547】
【表10】
【0548】
すなわち、表１０より、発光デバイス５は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。
【0549】
このように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス３乃至発光デバイス５は、いずれも駆動電圧が低く、ブルーインデックスが良好な発光デバイスであることがわかった。加えて、発光物質のＤ１準位よりも、周辺材料（ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料）のＳ１準位が高く、且つＴ１準位が低い構成を有することから、励起エネルギーの高すぎない周辺材料を使用することができているため、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。
【実施例0550】
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス６乃至発光デバイス８の作製方法および特性について、詳しく説明する。発光デバイス６乃至発光デバイス８に用いた化合物の構造式を以下に示す。
【0551】
【化11】
【0552】
（発光デバイス６の作製方法）
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
まず、ガラス基板上に、酸化ケイ素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍ、スパッタリング法により積層し、２ｍｍ×２ｍｍの大きさで第１の電極１０１を形成した。なお、ＩＴＳＯは陽極として機能する。
【0553】
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄した。
【0554】
その後、約１×１０－４Ｐａまで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を約３０分放冷した。
【0555】
次に、第１の電極１０１が形成された面が下方となるように、基板を真空蒸着装置内に設けられたホルダーに固定し、無機絶縁膜および第１の電極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００３）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ－００３）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
【0556】
正孔注入層１１１上に、ＢＢＡＢｎｆを２５ｎｍ蒸着して第１の正孔輸送層を形成し、続いて上記構造式（ｉｉ）で表される、９，９’－ジフェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣＰ）を１０ｎｍ蒸着して第２の正孔輸送層を形成して、正孔輸送層１１２を形成した。
【0557】
続いて、正孔輸送層１１２上に、ＰＣＣＰと、上記構造式（ｉｖ）で表されるジ－μ－オキソビス［ビス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’］ビス［トリス（３，５－ジメチル－１Ｈ－ピラゾラト－κＮ１）ハイドロボラート（１－）－κＮ２，κＮ２’，Ｎ２’’］ジセリウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２）と、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表されるＮ，Ｎ’－ビス（３，５－ジ－トリメチルシリル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３，５－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２）とを、重量比で１：０．１：０．０１（＝ＰＣＣＰ：［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２：１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２）となるように３５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
【0558】
こののち、上記構造式（ｖ）で表される３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）を１０ｎｍとなるように蒸着し、続いて上記構造式（ｖｉ）で表される１，３，５－トリ［（３－ピリジル）－フェニル－３－イル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）を１５ｎｍとなるように蒸着して、電子輸送層１１４を形成した。
【0559】
続いて、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成し、アルミニウム（Ａｌ）を２００ｎｍ蒸着し第２の電極１０２を形成した。
【0560】
続いて窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、および大気圧下で８０℃にて１時間熱処理）を行い、発光デバイス６を形成した。
【0561】
（発光デバイス７の作製方法）
発光デバイス７は、発光デバイス６における１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２を上記構造式（ｉｘ）で表される２，１２－ジ（ｔｅｒｔ－ブチル）－５，９－ジ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニル－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン－７－アミン（略称：ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡ）に変えた他は発光デバイス６と同様に作製した。なお、発光デバイス７における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
発光デバイス７は、発光デバイス６における１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２を上記構造式（ｉｘ）で表される２，１２－ジ（ｔｅｒｔ－ブチル）－５，９－ジ（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ－ジフェニル－５Ｈ，９Ｈ－［１，４］ベンズアザボリノ［２，３，４－ｋｌ］フェナザボリン－７－アミン（略称：ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡ）に変えた他は発光デバイス６と同様に作製した。なお、発光デバイス７における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0562】
（発光デバイス８の作製方法）
発光デバイス８は、発光デバイス６における発光層を、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２を用いずに作製した他は発光デバイス６と同様に作製した。なお、発光デバイス８における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
発光デバイス８は、発光デバイス６における発光層を、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２を用いずに作製した他は発光デバイス６と同様に作製した。なお、発光デバイス８における第２の正孔輸送層は、実施の形態１および実施の形態２に記載の第１の層１６０に相当する。
【0563】
発光デバイス６乃至発光デバイス８のデバイス構造を以下に示す。
【0564】
【表11】
【0565】
発光デバイス６乃至発光デバイス８の輝度－電流密度特性を図４１に、電流効率－輝度特性を図４２に、を輝度－電圧特性図４３に、電流密度－電圧特性を図４４に、ブルーインデックス－輝度特性を図４５に、外部量子効率－輝度特性を図４６に、電界発光スペクトルを図４７に示した。また、１０００ｃｄ／ｃｍ２付近における電圧、電流、電流密度、ＣＩＥ色度、電流効率、外部量子効率、及びブルーインデックスの値を以下に示した。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び電界発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ－ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。また、外部量子効率は、分光放射計を用いて測定した輝度と電界発光スペクトルを用い、配光特性が等方性（ランバーシアン型）であると仮定し算出した。
【0566】
【表12】
【0567】
【0568】
ここで、各発光デバイスの発光物質の吸収スペクトル、フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（室温）、ホスト材料並びに第２の正孔輸送層のＰＬスペクトル（室温および１０Ｋ）を示した図を図４８（発光デバイス６）、図４９（発光デバイス７）、および図３８（発光デバイス８）に示した。なお、これらスペクトルの測定は、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２、及びＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡはトルエン溶液で、それ以外は全て薄膜状態（蒸着膜、５０ｎｍ）で行い、吸収スペクトルの測定には溶液は紫外可視分光光度計Ｖ－５５０ＤＳ（（株）日本分光製）、薄膜は紫外可視分光光度計Ｕ－４１００（（株）日立ハイテクノロジーズ製）、蛍光スペクトルの測定には蛍光光度計ＦＰ－８６００ＤＳ（（株）日本分光製）、燐光スペクトルの測定には、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ－ＰＬ（（株）堀場製作所）を用いた。
【0569】
図４８（Ａ）および（Ｂ）より、発光デバイス６において、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。また、発光物質である１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端は４４３ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）よりも長波長に位置することがわかった。
【0570】
もしくは、図４８（Ａ）および（Ｂ）より、発光デバイス６においては、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、ＰＣＣＰの吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置していることがわかった。また、発光物質である１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は４６３ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）よりも長波長に位置することがわかった。
【0571】
また、図４８（Ｂ）より、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は４６３ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温におけるＰＬスペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端は４３１ｎｍであるため、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の吸収が、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光と重なっており、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２から、発光物質である１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２へ効率的に励起エネルギーを移動させることが可能であることがわかった。図４７より、発光デバイス６の発光スペクトルは、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２を発光物質としたデバイスである発光デバイス８と大きく形状が異なっており、発光デバイス６は、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２が発光していることがわかる。これにより、発光デバイス６は、半値幅の狭い、良好な色純度の青色発光を呈する発光デバイスとすることができた。
【0572】
なお、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光スペクトルがブロードであることから、１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の吸収との重なりが大きく、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２から１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２へエネルギー移動が効率よく可能である。さらに、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＰＬスペクトルにおけるピーク波長（４８１ｎｍ）が、発光物質のピーク波長（４６４ｎｍ）よりも長波長に位置していることから、発光デバイス６は駆動電圧が低く、信頼性の良い発光デバイスとすることができる。
【0573】
表１３に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0574】
【表13】
【0575】
なお、蛍光スペクトルの短波長側の発光端のエネルギー、または吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収端のエネルギーは化合物のＤ１準位またはＳ１準位のエネルギーとみなすことができる。また、燐光スペクトルの短波長側のエネルギーは化合物のＴ１準位のエネルギーとみなすことができる。
【0576】
すなわち、表１３より、発光デバイス６は、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。また、発光物質である１，６ｍｍｔＢｕＴＭＳＤＰｈＡＰｒｎ－０２の吸収が、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光と重なっており、エネルギードナーから発光物質へのエネルギー移動が効率的に起こる発光デバイスであることがわかった。なお、エネルギードナーが二重項励起状態から発光する物質であることから、エネルギードナーから発光物質へのエネルギー移動では、発光物質の一重項励起状態のみ生成し、さらに、二重項励起状態から発光する物質は、電流励起されると二重項励起状態が１００％生成することから、発光デバイス６は発光効率の高い発光デバイスとすることが可能である。図４６からも、発光デバイス６の外部量子効率の最大値は１５％を超えており、発光効率の高い発光デバイスであることがわかった。
【0577】
なお、蛍光スペクトルの発光端で見積もったＳ１準位と、吸収スペクトルの吸収端で見積もったＳ１準位では多少その値が異なるが、発光物質のＤ１準位に対する大小関係が変化するほど大きな違いは生じないことから、どちらの値を判断に用いても構わない。なお、Ｄ１準位とＳ１準位の比較を行う場合は、同じ方法で見積もった値を比較することが好ましい。
【0578】
発光デバイス７では、図４９（Ａ）および（Ｂ）より、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。また、発光物質であるＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端は４３６ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）よりも長波長に位置することがわかった。
【0579】
もしくは、発光デバイス７においては、エネルギードナーある［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。また、発光物質であるＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は４５２ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）よりも長波長に位置することがわかった。
【0580】
また、図４９（Ｂ）より、ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端は４５２ｎｍであり、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温におけるＰＬスペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端は４３１ｎｍであるため、ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの吸収が、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光と重なっており、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２から、発光物質であるＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡへ効率的に励起エネルギーを移動させることが可能であることがわかった。図４７より、発光デバイス６の発光スペクトルは、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２を発光物質としたデバイスである発光デバイス８と大きく形状が異なっており、発光デバイス７は、ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡが発光していることがわかる。これにより、発光デバイス７は、半値幅の狭い、非常に良好な色純度の青色発光を呈する発光デバイスとすることができた。
【0581】
なお、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光スペクトルがブロードであることから、ＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの吸収との重なりが大きく、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２からＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡへエネルギー移動が効率よく可能である。さらに、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＰＬスペクトルにおけるピーク波長（４８１ｎｍ）が、発光物質のピーク波長（４５１ｎｍ）よりも長波長に位置していることから、発光デバイス７は駆動電圧が低く、信頼性の良い発光デバイスとすることができる。
【0582】
表１４に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0583】
【表14】
【0584】
すなわち、表１４より、発光デバイス７は、エネルギードナーである［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであると言うことができる。また、発光物質であるＤＰｈＡ－ｔＢｕ４ＤＡＢＮＡの吸収が、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の発光と重なっており、エネルギードナーから発光物質へのエネルギー移動が効率的に起こる発光デバイスであることがわかった。なお、エネルギードナーが二重項励起状態から発光する物質であることから、エネルギードナーから発光物質へのエネルギー移動では、発光物質の一重項励起状態のみ生成し、さらに、二重項励起状態から発光する物質は、電流励起されると二重項励起状態が１００％生成することから、発光デバイス７は発光効率の高い発光デバイスとすることが可能である。図４６からも、発光デバイス７の外部量子効率の最大値は２０％を超える、発光効率の高い発光デバイスであることがわかった。また、発光デバイス７は発光デバイス８より高いブルーインデックスを示している。これは、二重項励起状態を形成するエネルギードナーと発光スペクトルの半値幅が狭い蛍光発光物質を有することで、高い外部量子効率かつ色度ｙが小さく色純度の高い青色発光を呈することができるためである。そのため、発光デバイス７は、ディスプレイの青色画素に好適である。
【0585】
発光デバイス８は、発光層の膜厚以外は、実施例２における発光デバイス３と同じ構成を有する発光デバイスである。すなわち、図３８より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の室温における発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（４３１ｎｍ）は、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、室温での発光スペクトル（蛍光スペクトル）の短波長側の発光端（３７８ｎｍ）より長波長に位置している。
【0586】
もしくは、発光デバイス８は、図３８より、発光物質である［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２の吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（４３２ｎｍ）が、ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料であるＰＣＣＰの１０Ｋでの発光スペクトルにおける燐光スペクトルの短波長側の発光端（４５６ｎｍ）より短波長に位置し、吸収スペクトルにおける最も長波長に位置する吸収端（３７０ｎｍ）より長波長に位置している。
【0587】
表１５に、上で求めた蛍光スペクトルの発光端の波長、吸収スペクトルの吸収端の波長および燐光スペクトルの発光端の波長をまとめた。また、これらの波長をエネルギーに換算した値も同時に示した。
【0588】
【表15】
【0589】
すなわち、表１５より、発光デバイス８は、発光物質のＤ１準位が、ホスト材料および電子ブロック材料両方のＳ１準位よりも低く、Ｔ１準位よりも高い発光デバイスであるということができる。
【0590】
このように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス６乃至発光デバイス８は、いずれも駆動電圧が低く、ブルーインデックスが良好な発光デバイスであることがわかった。加えて、発光物質のＤ１準位よりも、周辺材料（ホスト材料および第２の正孔輸送層を構成する材料）のＳ１準位が高く、且つＴ１準位が低い構成を有することから、励起エネルギーの高すぎない周辺材料を使用することができているため、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。また、特に、エネルギードナーとして、［Ｃｅ（ｂｍｐｚ３）（ｂｍｐｚ２）Ｏ］２を用い、蛍光発光物質を発光させている発光デバイス６および発光デバイス７は、良好な効率を保ちつつ、半値幅が狭く、発光ピーク波長がより短波長に位置する、色純度の良好な青色発光を呈する発光デバイスとすることができた。