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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】P2024068180
(43)【公開日】2024-05-17
(54)【発明の名称】発光デバイス
(51)【国際特許分類】
H10K 50/12 20230101AFI20240510BHJP
H10K 85/60 20230101ALI20240510BHJP
C09K 11/06 20060101ALI20240510BHJP
C07D 307/77 20060101ALI20240510BHJP
C07D 487/16 20060101ALI20240510BHJP
C07D 519/00 20060101ALI20240510BHJP
H10K 101/10 20230101ALN20240510BHJP
H10K 101/25 20230101ALN20240510BHJP
【ＦＩ】
H10K50/12
H10K85/60
C09K11/06 690
C07D307/77
C07D487/16
C07D519/00 311
H10K101:10
H10K101:25
【審査請求】未請求
【請求項の数】19
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023188400
(22)【出願日】2023-11-02
(31)【優先権主張番号】P 2022177385
(32)【優先日】2022-11-04
(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】尾坂 晴恵
(72)【発明者】
【氏名】瀬尾 哲史
(72)【発明者】
【氏名】大澤 信晴
(72)【発明者】
【氏名】梶山 一輝
(72)【発明者】
【氏名】木戸 裕允
【テーマコード（参考）】
3K107
4C050
4C072
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107BB02
3K107BB06
3K107CC02
3K107CC04
3K107CC21
3K107DD53
3K107DD59
3K107DD66
3K107DD68
3K107DD69
3K107FF06
3K107FF11
3K107FF19
3K107FF20
4C050AA02
4C050BB07
4C050CC07
4C050DD02
4C050EE07
4C050FF05
4C050GG03
4C050HH01
4C072MM02
4C072UU05
(57)【要約】
【課題】キャリアバランスの良好な発光デバイスを提供する。
【解決手段】第１の電極と第２の電極との間に発光層を有し、発光層は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有し、第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、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の電極との間に発光層を有し、発光層は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有し、第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、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の電極との間に発光層を有し、
前記発光層は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
前記発光層は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
【請求項2】
請求項１において、
前記第１の物質のＴ１準位は、前記発光物質のＴ１準位よりも高い、発光デバイス。
前記第１の物質のＴ１準位は、前記発光物質のＴ１準位よりも高い、発光デバイス。
【請求項3】
請求項１において、
前記発光層は、第２の物質を有する、発光デバイス。
前記発光層は、第２の物質を有する、発光デバイス。
【請求項4】
第１の電極と第２の電極との間に発光層を有し、
前記発光層は、少なくとも、第１の物質と、第２の物質と、発光物質と、を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環または芳香族アミン骨格のいずれか一を有する有機化合物を有し、
第２の物質は、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の発光寿命は、１０Ｋ以上３００Ｋ以下の範囲において温度を下げるほど短くなる、発光デバイス。
前記発光層は、少なくとも、第１の物質と、第２の物質と、発光物質と、を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環または芳香族アミン骨格のいずれか一を有する有機化合物を有し、
第２の物質は、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の発光寿命は、１０Ｋ以上３００Ｋ以下の範囲において温度を下げるほど短くなる、発光デバイス。
【請求項5】
請求項４において、
前記π電子不足型複素芳香環は、トリアジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリジン環のいずれか一を有する、発光デバイス。
前記π電子不足型複素芳香環は、トリアジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリジン環のいずれか一を有する、発光デバイス。
【請求項6】
請求項３乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の物質および前記第２の物質のＴ１準位は、それぞれ前記発光物質のＴ１準位よりも高い、発光デバイス。
前記第１の物質および前記第２の物質のＴ１準位は、それぞれ前記発光物質のＴ１準位よりも高い、発光デバイス。
【請求項7】
請求項３乃至請求項５のいずれか一において、
前記第１の物質と、前記第２の物質とは、エキサイプレックスを形成する、発光デバイス。
前記第１の物質と、前記第２の物質とは、エキサイプレックスを形成する、発光デバイス。
【請求項8】
請求項７において、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、前記発光物質の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーと、の差が０．２０ｅＶ以下である、発光デバイス。
前記エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、前記発光物質の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーと、の差が０．２０ｅＶ以下である、発光デバイス。
【請求項9】
請求項７において、
前記エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、前記発光物質の吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長のエネルギーとの、差が０．２０ｅＶ以下である、発光デバイス。
前記エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、前記発光物質の吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長のエネルギーとの、差が０．２０ｅＶ以下である、発光デバイス。
【請求項10】
請求項７において、
前記エキサイプレックスのＳ１準位は、前記発光物質のＳ１準位よりも高い、発光デバイス。
前記エキサイプレックスのＳ１準位は、前記発光物質のＳ１準位よりも高い、発光デバイス。
【請求項11】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記発光物質の最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長におけるモル吸光係数が１０００Ｍ－１・ｃｍ－１以上である、発光デバイス。
前記発光物質の最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長におけるモル吸光係数が１０００Ｍ－１・ｃｍ－１以上である、発光デバイス。
【請求項12】
第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、前記発光層に接する第１の層と、を有し、
前記発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、
前記第１の層は、第１の物質を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
前記発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、
前記第１の層は、第１の物質を有し、
前記第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
【請求項13】
第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、前記第１の電極と前記発光層との間の第２の層と、を有し、
前記発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、
前記第２の層は、有機無機複合材料を有し、
前記有機無機複合材料は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物および電子吸引基を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
前記発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、
前記第２の層は、有機無機複合材料を有し、
前記有機無機複合材料は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物および電子吸引基を有する有機化合物を有し、
前記発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、
前記第１の温度は、前記第２の温度より低く、
前記第１の温度および前記第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイス。
【請求項14】
請求項１乃至請求項５、請求項１２、および請求項１３のいずれか一において、
前記発光物質は、アザフェナレン環を有する有機化合物である、発光デバイス。
前記発光物質は、アザフェナレン環を有する有機化合物である、発光デバイス。
【請求項15】
請求項１４において、
前記アザフェナレン環は、ピリドキノリジン環、ピリミドキノリジン環、トリアザフェナレン環、テトラアザフェナレン環、ペンタアザフェナレン環、ヘキサアザフフェナレン環、およびヘプタアザフェナレン環のいずれか一である、発光デバイス。
前記アザフェナレン環は、ピリドキノリジン環、ピリミドキノリジン環、トリアザフェナレン環、テトラアザフェナレン環、ペンタアザフェナレン環、ヘキサアザフフェナレン環、およびヘプタアザフェナレン環のいずれか一である、発光デバイス。
【請求項16】
請求項１５において、
前記ヘプタアザフェナレン環は、１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環である、発光デバイス。
前記ヘプタアザフェナレン環は、１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環である、発光デバイス。
【請求項17】
請求項１乃至請求項５、請求項１２、および請求項１３のいずれか一において、
前記発光物質は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である、発光デバイス。
（一般式（Ｇ１）中、Ａ１乃至Ａ６は各々独立に、炭素または窒素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数６乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、および置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれか一と結合する。
また、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１４のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。）
前記発光物質は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物である、発光デバイス。
【化1】
（一般式（Ｇ１）中、Ａ１乃至Ａ６は各々独立に、炭素または窒素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数６乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、および置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれか一と結合する。
また、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１４のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。）
【請求項18】
請求項１乃至請求項５、請求項１２、および請求項１３のいずれか一において、
前記発光物質は、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物である、発光デバイス。
（一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１１のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。）
前記発光物質は、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物である、発光デバイス。
【化2】
（一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１１のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。）
【請求項19】
請求項１乃至請求項５、請求項１２、および請求項１３のいずれか一において、
前記発光物質は、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物である、発光デバイス。
（一般式（Ｇ３）中、Ｒ１０は、炭素数１乃至１０のアルキル基または炭素数１乃至１０のハロアルキル基を表し、Ｒ１１乃至Ｒ２０は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基および炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基のいずれか一を表す。）
前記発光物質は、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物である、発光デバイス。
【化3】
（一般式（Ｇ３）中、Ｒ１０は、炭素数１乃至１０のアルキル基または炭素数１乃至１０のハロアルキル基を表し、Ｒ１１乃至Ｒ２０は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基および炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基のいずれか一を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の一態様は、発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置に関する。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、発光装置、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】
一対の電極間に発光物質である有機化合物を有する発光デバイス（有機ＥＬ素子ともいう）は、薄型軽量・高速応答・低電圧駆動などの特性を有することから、これを適用したディスプレイに関する開発が進められている。この発光デバイスは、電圧が印加されると電極から注入された電子およびホールが再結合し、それによって発光物質が励起状態となり、その励起状態が基底状態に戻る際に発光する。なお、励起状態の種類としては、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）とがあり、一重項励起状態からの発光が蛍光、三重項励起状態からの発光が燐光と呼ばれている。また、発光デバイスにおけるそれらのスピン統計則的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。
【0003】
また、上記発光物質のうち、一重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換することが可能な化合物は蛍光性化合物（蛍光材料）と呼ばれ、三重項励起状態におけるエネルギーを発光に変換することが可能な化合物は燐光性化合物（燐光材料）と呼ばれる。またこの燐光材料は、項間交差（一重項励起状態から三重項励起状態へ移ること）が起こりやすい。
【0004】
従って、上記の生成比率を根拠にした時、上記各発光物質を用いた発光デバイスにおける内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、蛍光材料を用いた場合は２５％、燐光材料を用いた場合は１００％となる。
【0005】
つまり、燐光材料を発光物質として用いれば、高効率な発光デバイスを得ることができる。しかしながら一般的に、燐光材料は、イリジウム、白金などの貴金属の重原子を用いた有機金属錯体であるため、高価となることが課題の一つである。そのため近年、熱活性化遅延蛍光材料（ＴＡＤＦ材料）と呼ばれる、重原子を用いない材料を発光物質として用いる方法が検討されている。ＴＡＤＦ材料は、三重項励起状態から一重項励起状態への項間交差によって、効率よく発光を呈することのできる材料であり、ＴＡＤＦ材料を用いることにより、高効率な発光デバイスを得ることができる。
【0006】
また、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー準位が逆転したと考えられる材料（ａ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｉｎｇｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔ ｅｎｅｒｇｙ ｇａｐ ｍａｔｅｒｉａｌ、以下、ＮＥＳＴ材料と称する）も報告されている（非特許文献１）。一般的な蛍光材料は、フントの規則により、Ｓ１準位がＴ１準位より高い一方で、ＮＥＳＴ材料は、Ｓ１準位がＴ１準位より低いことを特徴とする。ＮＥＳＴ材料を発光物質として用いた発光デバイスにおいては、三重項励起状態から一重項励起状態への項間交差を利用することで、一般的な蛍光デバイスよりも高効率な発光デバイスが得られている（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】ＷＯ２０２１／２５６４４６号公報
【非特許文献】
【0008】
【非特許文献1】Ｗｅｒｎｅｒ Ｌｅｕｐｉｎ ａｎｄ Ｊａｋｏｂ Ｗｉｒｚ，”Ｌｏｗ－Ｌｙｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｌｌｙ Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ｃｙｃｌ［３．３．３］ａｚｉｎｅ， ａ Ｂｒｉｄｇｅｄ １２π－Ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ”，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｖｏｌ．１０２，Ｎｏ．１９，６０６８－６０７５（１９８０）
【非特許文献2】Ｎａｏｙａ Ａｉｚａｗａ他，”Ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｆｒｏｍ ｉｎｖｅｒｔｅｄ ｓｉｎｇｌｅｔ ａｎｄ ｔｒｉｐｌｅｔ ｅｘｃｉｔｅｄ ｓｔａｔｅｓ”，Ｎａｔｕｒｅ，ｖｏｌ．６０９，５０２－５０６（２０２２）
【非特許文献3】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
【非特許文献4】Ｄａｉｓａｋｕ ＴＡＮＡＫＡ他，「Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｇｒｅｅｎ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ－Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ」，Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌ．４６，Ｎｏ．１，２００７，ｐｐ．Ｌ１０－Ｌ１２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、非特許文献２で開示される発光デバイスでは、発光効率のロールオフが大きく、高輝度側では効率が大きく低下しており、まだ特性が十分とは言えない。
【0010】
そこで、本発明の一態様では、キャリアバランスが良好な発光デバイスを提供することを課題とする。また本発明の一態様では、高輝度側の効率が良好な発光デバイスを提供することを課題とする。また本発明の一態様では、駆動寿命が良好な発光デバイスを提供することを課題とする。
【0011】
また、本発明の一態様は、新規な発光デバイスを提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、新規な電子機器を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、新規な照明装置を提供することを課題とする。
【0012】
なお、上記の課題の記載は、他の課題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、これらの課題の全てを解決する必要はない。上記以外の課題は、明細書等の記載から自ずと明らかになるものであり、明細書等の記載から上記以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の一態様は、第１の電極と第２の電極との間に発光層を有し、発光層は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有し、第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイスである。
【0014】
上記構成の発光デバイスにおいて、第１の物質のＴ１準位は、発光物質のＴ１準位よりも高いとより好ましい。
【0015】
また、上記構成の発光デバイスにおいて、発光層は、第２の物質を有するとより好ましい。
【0016】
また、本発明の一態様は、第１の電極と第２の電極との間に発光層を有し、発光層は、少なくとも、第１の物質と、第２の物質と、発光物質と、を有し、第１の物質は、カルバゾール環または芳香族アミン骨格のいずれか一を有する有機化合物を有し、第２の物質は、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の発光寿命は、１０Ｋ以上３００Ｋ以下の範囲において温度を下げるほど短くなる、発光デバイスである。
【0017】
上記各構成の発光デバイスにおいて、π電子不足型複素芳香環は、トリアジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリジン環のいずれか一を有するとより好ましい。
【0018】
また、上記各構成の発光デバイスにおいて、第１の物質と、第２の物質とは、エキサイプレックスを形成するとより好ましい。
【0019】
上記構成の発光デバイスにおいて、エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーと、の差が０．２０ｅＶ以下であるとより好ましい。
【0020】
また、上記構成の発光デバイスにおいて、エキサイプレックスの発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長のエネルギーとの、差が０．２０ｅＶ以下であるとより好ましい。
【0021】
上記構成の発光デバイスにおいて、エキサイプレックスのＳ１準位は、発光物質のＳ１準位よりも高いとより好ましい。
【0022】
また、上記各構成の発光デバイスにおいて、発光物質の最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長におけるモル吸光係数が５００Ｍ－１・ｃｍ－１以上であると好ましく、１０００Ｍ－１・ｃｍ－１以上であるとより好ましい。
【0023】
また、本発明の一態様は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、発光層に接する第１の層と、を有し、発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、第１の層は、第１の物質を有し、第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイスである。
【0024】
また、本発明の一態様は、第１の電極と第２の電極との間に、発光層と、第１の電極と発光層との間の第２の層と、を有し、発光層は、少なくとも、発光物質、を有し、第２の層は、有機無機複合材料を有し、有機無機複合材料は、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物および電子吸引基を有する有機化合物を有し、発光物質の光励起によって生じる遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短く、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下である、発光デバイスである。
【0025】
また、上記各構成の発光デバイスにおいて、発光物質は、アザフェナレン環を有する有機化合物であるとより好ましい。
【0026】
また、上記構成の発光デバイスにおいて、アザフェナレン環は、ピリドキノリジン環、ピリミドキノリジン環、トリアザフェナレン環、テトラアザフェナレン環、ペンタアザフェナレン環、ヘキサアザフェナレン環、およびヘプタアザフェナレン環のいずれか一であるとより好ましい。
【0027】
上記構成の発光デバイスにおいて、ヘプタアザフェナレン環は、１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環であるとより好ましい。
【0028】
上記各構成の発光デバイスにおいて、発光物質は、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物であるとより好ましい。
【0029】
【化1】
【0030】
一般式（Ｇ１）中、Ａ１乃至Ａ６は各々独立に、炭素または窒素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数６乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、および置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１４のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。
【0031】
上記各構成の発光デバイスにおいて、発光物質は、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物であるとより好ましい。
【0032】
【化2】
【0033】
一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１１のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。
【0034】
上記各構成の発光デバイスにおいて、発光物質は、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物であるとより好ましい。
【0035】
【化3】
【0036】
一般式（Ｇ３）中、Ｒ１０は、炭素数１乃至１０のアルキル基または炭素数１乃至１０のハロアルキル基を表し、Ｒ１１乃至Ｒ２０は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基および炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基のいずれか一を表す。
【0037】
また、本発明の一態様は、上記各構成の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
【0038】
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、検知部、入力部、または、通信部と、を有する電子機器である。
【0039】
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
【発明の効果】
【0040】
本発明の一態様により、キャリアバランスが良好な発光デバイスを提供することができる。また、本発明の一態様により、高輝度側の効率が良好な発光デバイスを提供することができる。また本発明の一態様により、駆動寿命が良好な発光デバイスを提供することができる。
【0041】
または、本発明の一態様により、新規な発光デバイスを提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な発光装置を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な電子機器を提供することができる。または、本発明の一態様により、新規な照明装置を提供することができる。
【0042】
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】
【0043】
【発明を実施するための形態】
【0044】
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が可能である。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。
【0045】
なお、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【0046】
また、本明細書等において、第１、第２等として付される序数詞は便宜上用いるものであり、工程順又は積層順を示さない場合がある。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【0047】
また、本明細書等において、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる場合がある。
【0048】
また、本明細書等において、「膜」という用語と、「層」という用語とは、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【0049】
なお、本明細書等において、一重項励起状態（Ｓ＊）は、励起エネルギーを有する一重項状態のことである。また、Ｓ１準位は、一重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い一重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。また、三重項励起状態（Ｔ＊）は、励起エネルギーを有する三重項状態のことである。また、Ｔ１準位は、三重項励起エネルギー準位の最も低い準位であり、最も低い三重項励起状態の励起エネルギー準位のことである。
【0050】
また、本明細書等において、蛍光材料および蛍光性化合物とは、一重項励起状態から基底状態へ緩和する際に発光を与える材料および化合物である。一方、燐光材料および燐光性化合物とは、三重項励起状態から基底状態へ緩和する際に、室温において可視光領域に発光を与える材料および化合物である。換言すると燐光材料および燐光性化合物とは、三重項励起エネルギーを可視光へ変換可能な材料および化合物の一つである。
【0051】
なお、有機化合物のＳ１準位またはＴ１準位に関しては、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帯を用いて算出することが好ましい（例えば非特許文献３参照）。また０→０帯が明確でない場合は、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エネルギーをＳ１準位とし、りん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（例えば非特許文献４参照）。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。
【0052】
なお、本明細書等において、室温とは、０℃乃至４０℃のいずれかの温度をいう。
【0053】
また、本明細書等において、青色の波長領域とは、４００ｎｍ以上４９０ｎｍ未満の波長領域であり、青色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、緑色の波長領域とは、４９０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満の波長領域であり、緑色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、赤色の波長領域とは、５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の波長領域であり、赤色の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。また、近赤外の波長領域とは、７００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下の波長領域であり、近赤外の発光とは該領域に少なくとも一つの発光スペクトルピークを有する発光である。
【0054】
また、本明細書等において、ある芳香環Ａについて説明した場合、特に但し書きがなければ、当該説明の内容を芳香環Ａと別の芳香環または複素芳香環とが縮環することにより形成した縮合芳香環についても適用することが可能である。例えば、カルバゾール環を有する有機化合物と記載して説明した場合には、特に但し書きがなければ、カルバゾール環とベンゼン環とが縮環することにより形成されるベンゾカルバゾール環、ジベンゾカルバゾール環などの縮合芳香環を有する有機化合物にも、当該説明が適用可能である。
【0055】
また、本明細書中で用いる、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の値は、電気化学測定によって求めることができる。電気化学測定の代表例としては、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定、微分パルスボルタンメトリー（ＤＰＶ）測定等が挙げられる。
【0056】
また、本明細書等において、有機化合物の遅延蛍光の発光寿命は、蛍光（発光）寿命測定装置を用いて測定することができる。
【0057】
また、本明細書等において、項間交差とは、スピン多重度が異なる状態間の無輻射遷移を表す。
【0058】
（実施の形態１）
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図１を用いて説明する。
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図１を用いて説明する。
【0059】
【0060】
発光デバイス１００は、一対の電極（第１の電極１０１及び第２の電極１０２）を有し、当該一対の電極間に設けられたＥＬ層１０３を有する。ＥＬ層１０３は、少なくとも発光層１１３を有する。
【0061】
次に、発光層１１３の構成について説明する。
【0062】
発光層１１３は、少なくとも、第１の物質と、発光物質と、を有する。
【0063】
発光物質としては、Ｔ１準位がＳ１準位より高い材料を用いると好ましい。ここで、一般的な発光物質においては、Ｓ１準位がＴ１準位より高いことで知られる。また、Ｓ１準位と、Ｔ１準位と、のエネルギー差（すなわち、Ｓ１準位からＴ１準位を引いた値）は、ΔＥＳＴと呼ばれている。そのため、Ｓ１準位よりＴ１準位が高い材料のことを負のΔＥｓｔ材料またはＮＥＳＴ材料（ａ ｎｅｇａｔｉｖｅ ｓｉｎｇｌｅｔ－ｔｒｉｐｌｅｔ ｅｎｅｒｇｙ ｇａｐ ｍａｔｅｒｉａｌ）と称する。
【0064】
通常の蛍光デバイスでは、三重項励起状態（Ｔ＊）のエネルギーは発光に寄与できないことから、励起子全体の７５％のロスが発生する。一方、ＮＥＳＴ材料は、Ｓ１準位よりＴ１準位が高いことから、Ｔ＊から一重項励起状態（Ｓ＊）への項間交差が容易に発生する。従って、Ｔ＊の励起エネルギーを、遅延蛍光として取り出すことができるため、最大で励起子の１００％を光として取り出すことが可能と考えられている。そのため、通常の蛍光デバイスと比較して、外部量子効率を高くすることができる。
【0065】
なお、ＴＡＤＦ材料とは、わずかな熱エネルギーによってＴ＊からＳ＊への項間交差（アップコンバート、逆項間交差ともいう）が可能で、Ｓ＊からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。ＴＡＤＦ材料の発光には、通常のＳ＊由来の初期蛍光と、Ｔ＊からＳ＊への項間交差により生成したＳ＊由来の遅延蛍光の二成分が含まれる。ＴＡＤＦ材料は、Ｓ１準位とＴ１準位とが近接している（すなわちΔＥＳＴが小さい）材料ではあるが、Ｓ１準位がＴ１準位よりわずかに高い。そのため、ＴＡＤＦ材料においてＴ＊からＳ＊への項間交差は吸熱的に起きる特徴がある。
【0066】
ＮＥＳＴ材料は、Ｔ＊からＳ＊への項間交差が可能で、Ｓ＊からの発光（蛍光）を効率よく呈する点で、ＴＡＤＦ材料と類似している。ＮＥＳＴ材料の発光にも、ＴＡＤＦと同様に、通常のＳ＊由来の初期蛍光と、Ｔ＊からＳ＊への項間交差により生成したＳ＊由来の遅延蛍光の二成分が含まれる。その一方で、ＮＥＳＴ材料においてはＴ１準位がＳ１準位より高い。そのため、Ｔ＊からＳ＊への項間交差は発熱的に起きる。
【0067】
このことから、ＮＥＳＴ材料の遅延蛍光の、発光寿命は、温度が下がるほど短くなるといえる。より具体的には、ＮＥＳＴ材料の光励起によって生じる遅延蛍光の発光寿命は、１０Ｋ以上３００Ｋ以下の範囲において、温度が下がるほど短くなるといえる。言い換えると、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下であるとき、ＮＥＳＴ材料の遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短い。
【0068】
また、通常の発光デバイスにおいて、発光層に酸素が存在すると、発光物質のＳ＊からＴ＊への項間交差が促進されることで消光がおき、発光効率が低下してしまう場合がある。これは酸素存在下で、発光物質の発光寿命が短くなることから見積もることができる。しかし、上述のとおり、ＮＥＳＴ材料においてはＴ１準位がＳ１準位より高いことから、Ｓ＊からＴ＊への項間交差よりもＴ＊からＳ＊への項間交差の方が、速度が速い。そのため、ＮＥＳＴ材料は、酸素存在下であっても、Ｓ＊からＴ＊への項間交差による消光が起きにくく発光寿命が短くなりにくい。よって、ＮＥＳＴ材料を用いた発光デバイス、発光層に酸素が存在したとしても発光効率が低下しにくく、好ましい。
【0069】
なお、ＮＥＳＴ材料のＳ１準位とＴ１準位の差の絶対値、すなわち｜ΔＥＳＴ｜が小さい方が、Ｔ＊からＳ＊への項間交差が効率よく起こり（速度が速くなり）好ましい。そのため、発光物質の｜ΔＥＳＴ｜は、０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であると好ましく、０ｅＶ以上０．０５ｅＶ以下であるとより好ましい。なおこのときの｜ΔＥＳＴ｜のＳ１準位とＴ１準位は、発光寿命の温度依存性から、見積もることができる（特許文献１）。
【0070】
なお、第１の物質のＴ１準位は、発光物質のＴ１準位よりも高いと好ましい。これによって、第１の物質の励起エネルギーを効率よく発光物質に移動させ、発光物質を発光させることができる。なお、このときのＴ１準位は、燐光スペクトルの短波長側の立ち上がりで見積もることができる。また、発光物質のＴ１準位は、蛍光スペクトルの短波長側の立ち上がりより見積もったＳ１準位とΔＥＳＴから見積もってもよい。なお、燐光スペクトルおよび蛍光スペクトルの短波長側の立ち上がり（発光端）は、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で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、当該発光端の波長からＴ１準位およびＳ１準位を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。
【0071】
第１の物質は、キャリア輸送性の高い物質であると好ましく、正孔輸送性の高い物質、電子輸送性の高い物質、または、バイポーラ性の物質（電子輸送性および正孔輸送性が高い物質）のいずれか一であるとより好ましい。さらに具体的には、第１の物質は、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物であると好ましい。
【0072】
第１の物質に、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環のいずれか一、または複数を有する有機化合物などのキャリア輸送性の高い物質を用いることよって、発光層のキャリアバランスを制御することができることから、キャリア再結合領域の制御を簡便に行うことができる。したがって、高輝度領域の効率低下、いわゆるロールオフ現象を低減し、高輝度かつ高効率、長寿命な発光デバイスを実現することができる。
【0073】
特に、発光物質としてアザフェナレン環を有する有機化合物を用いる場合、この物質は高い電子輸送性を有するため、カルバゾール環を有する有機化合物、芳香族アミン骨格を有する有機化合物のように、正孔輸送性の高い物質を第１の物質として用いると、キャリアバランスが良好となり、好ましい。そして正孔輸送性の高い物質に、電子輸送性の高い物質である、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物を適宜混合することで、さらにキャリアバランスの調節がしやすくなり、好ましい。
【0074】
なお、カルバゾール環、芳香族アミン骨格、およびπ電子不足型複素芳香環は、置換基を有していても良い。置換基を有する方が、ガラス転移点（Ｔｇ）が高く、結晶性も下げられ、膜質が良好となるため好ましい。
【0075】
なお、アザフェナレン環を有する有機化合物はＬＵＭＯ準位が低く（絶対値が大きく）なりやすい。そのため、第１の物質として用いる有機化合物のＨＯＭＯ準位が高い場合には、発光物質と、第１の物質とでエキサイプレックスを形成しやすくなることで、発光スペクトルのブロード化、長波長シフトなどが発生し、発光効率が低下してしまうことがある。
【0076】
そのため、発光物質としてアザフェナレン環を有する有機化合物を用いる場合は、第１の物質として特にカルバゾール環を有する有機化合物を用いることが好ましい。カルバゾール環を有する有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が比較的低くなるように分子設計することができる。そのため、カルバゾール環を有する有機化合物とアザフェナレン環を有する有機化合物との間でエキサイプレックスを形成しにくくなり、また、エキサイプレックスが形成したとしてもその励起エネルギーを高く保つことができる。従って、発光物質としてアザフェナレン環を有する有機化合物を用いる場合、第１の物質としてカルバゾール環を有する有機化合物を用いることで、発光スペクトルのブロード化、長波長シフトなどを防ぎ、発光効率を高めることができ、好ましい。なお、カルバゾール環を有する有機化合物の置換基はカルバゾールの９位または２位に置換しているほうが、よりＨＯＭＯ準位が低くなり、好ましい。
【0077】
カルバゾール環を有する有機化合物（カルバゾール誘導体）として、より好ましくは、ビカルバゾール誘導体（例えば、３，３’－ビカルバゾール誘導体）、カルバゾール環と、芳香族アミン骨格の両方を有する有機化合物（カルバゾリル基を有する芳香族アミン）等が挙げられる。なお、これらは正孔輸送性の高い物質の一例である。
【0078】
ビカルバゾール誘導体（例えば、３，３’－ビカルバゾール誘導体）の具体例としては、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’－ビス（ビフェニル－４－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＢｉｓＢＰＣｚ）、９，９’－ビス（ビフェニル－３－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＢｉｓｍＢＰＣｚ）、９－（ビフェニル－３－イル）－９’－（ビフェニル－４－イル）－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９－（２－ナフチル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）などが挙げられる。
【0079】
カルバゾリル基を有する芳香族アミンとしては、具体的には、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）、Ｎ－（４－ビフェニル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、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－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミン（略称：ＰＣＢＦＦ）、Ｎ－（１，１’－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－４－アミン、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－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－（１，１’－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－ジフェニル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ－（１，１’－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－ジフェニル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－（１，１’－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’－スピロビ（９Ｈ－フルオレン）－２－アミン、Ｎ－（１，１’－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’－スピロビ（９Ｈ－フルオレン）－４－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（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、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：４’，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、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（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－４－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：４’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、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）、４－フェニルジフェニル－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンゼン－１，３－ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリフェニル－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリス（９－フェニルカルバゾール－３－イル）ベンゼン－１，３，５－トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、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）、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、３－［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－（１－ナフチル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、Ｎ－（９，９－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，９－ジフェニルカルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＳＦ）、Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－（４－フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－９，９－ジメチルフルオレン－２，７－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられる。
【0080】
なお、カルバゾール環を有する有機化合物の具体例として、上記に加えて、９－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－フェニル］フェナントレン（略称：ＰＣＰＰｎ）、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、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）、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）、９’－フェニル－９’Ｈ－９，３’：６’，９’’－ターカルバゾール（略称：ＰｈＣｚＧＩ）、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－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－３，４－ビス（トリフェニルシリル）－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＳｉ）、２，７－ビス（ジフェニルフォスフォリル）－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＰＯ２７）等を挙げることもできる。
【0081】
芳香族アミン骨格を有する有機化合物の具体例としては、上記のカルバゾリル基を有する芳香族アミンの具体例に加えて、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）、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）、Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－Ｎ－｛９，９－ジメチル－２－［Ｎ’－フェニル－Ｎ’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミノ］－９Ｈ－フルオレン－７－イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－２－ジフェニルアミノ－９Ｈ－フルオレン－７－イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、Ｎ－（９，９－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，Ｎ’Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：ＤＰＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ジフェニルアミノフェニル）スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２，７－ジアミン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’－ＴＮＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ｍ－ＭＴＤＡＴＡ）、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）、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，Ｎ－ビス（ビフェニル－４－イル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－４－アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、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’－［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）、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、等が挙げられる。
【0082】
π電子不足型複素芳香環としては、例えば、オキサジアゾール環、トリアゾール環、ベンゾイミダゾール環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、キナゾリン環、フェナントロリン環、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環を含む）、トリアジン環、フロジアジン環等が挙げられる。
【0083】
π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物の具体例としては、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、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）などのオキサジアゾール環を有する有機化合物、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）などのトリアゾール環を有する有機化合物、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）、２－｛４－［９，１０－ジ（２－ナフチル）－２－アントリル］フェニル｝－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）などのベンゾイミダゾール環を有する有機化合物、４，４’－ビス（５－メチルベンゾオキサゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）、などのベンゾオキサゾール環を有する有機化合物、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９－ジ（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、２，２’－（１，３－フェニレン）ビス（９－フェニル－１，１０－フェナントロリン）（略称：ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ）などのフェナントロリン環を有する有機化合物、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）、２－［４－（３，６－ジフェニル－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：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［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：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び６－［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：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－３，１’－ビフェニル－１－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）などのキノキサリン環またはジベンゾキノキサリン環を有する有機化合物、等が挙げられる。
【0084】
また、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物である、ピリジン環を有する有機化合物、ジアジン環を有する有機化合物（ピリミジン環を有する有機化合物、ピラジン環を有する有機化合物、ピリダジン環を有する有機化合物を含む）、トリアジン環を有する有機化合物、フロジアジン環を有する有機化合物の具体例として、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）、４，６－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、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－３，３′－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９－［３－（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－２，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ－０２）、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－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、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）、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）、８－（ビフェニル－４－イル）－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、９－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－４－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、１１－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒ）、１１－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－４－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１１－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１２－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１２ＰＣＣｚＰｎｆｐｒ）、９－［（３’－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＰＣＢＰＮｆｐｒ）、９－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ＰＣＣｚＮｆｐｒ）、１０－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１０ＰＣＣｚＮｆｐｒ）、９－［３’－（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＢｎｆＢＰＮｆｐｒ）、９－｛３－［６－（９，９－ジメチルフルオレン－２－イル）ジベンゾチオフェン－４－イル］フェニル｝ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＦＤＢｔＰＮｆｐｒ）、９－［３’－（６－フェニルジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ－０２）、９－［３－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＰＣＣｚＰＮｆｐｒ）、９－｛（３’－［２，８－ジフェニルジベンゾチオフェン－４－イル］ビフェニル－３－イル｝ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１１－｛（３’－［２，８－ジフェニルジベンゾチオフェン－４－イル］ビフェニル－３－イル｝フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、５－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－７，７－ジメチル－５Ｈ，７Ｈ－インデノ［２，１－ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２－［３’－（トリフェニレン－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：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、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）、２，６－ビス（４－ナフタレン－１－イルフェニル）－４－［４－（３－ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ－６ＰｙＰＰｍ）、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）、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）などが挙げられる。
【0085】
また、カルバゾール環と、π電子不足型複素芳香環と、を有する有機化合物の具体例として、９－フェニル－９’－（４－フェニル－２－キナゾリニル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＱｚ）、２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ、１１－［４－（ビフェニル－４－イル）－６－フェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル］－１１，１２－ジヒドロ－１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ－Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）、７－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）キナゾリン－２－イル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ－ｃｇＤＢＣｚＱｚ）、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）などが挙げられる。
【0086】
上述した中でも、カルバゾール環、トリアジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリジン環のいずれか一を有する有機化合物は、化学的に安定であるため、第１の物質として適用するのにより好ましい。また、トリアジン環、ピリミジン環、ピラジン環およびピリジン環のいずれか一を有する有機化合物は、ＬＵＭＯ準位が低く、相対的にＨＯＭＯ準位も低い特徴がある。よって、発光物質のＬＵＭＯ準位と第１の物質のＨＯＭＯ準位との間のエネルギーギャップを広く維持することができ、第１の物質と発光物質との間での望ましくないエキサイプレックスの形成を抑制することができるため好ましい。
【0087】
なお、発光層１１３は、第１の物質および発光物質に加え、第２の物質を有していてもよい。すなわち、発光層１１３は、第１の物質と、第２の物質と、発光物質と、を有していてもよい。
【0088】
なお、第１の物質のＴ１準位および第２の物質のＴ１準位が、発光物質のＴ１準位よりも低いと、第１の物質および第２の物質の三重項励起エネルギーを発光物質に移動させにくく、消光してしまう可能性がある。従って、第１の物質のＴ１準位および第２の物質のＴ１準位は、それぞれ発光物質のＴ１準位よりも高いと好ましい。これによって、第１の物質および第２の物質の励起エネルギーを効率よく発光物質に移動させ、発光物質を発光させることができる。
【0089】
なお、第１の物質および第２の物質の一方として、正孔輸送性の高い物質を用い、他方として、電子輸送性の高い物質を用いると好ましく、例えば、第１の物質として、正孔輸送性の高い物質を用い、第２の物質として、電子輸送性の高い物質を用いることが好ましい。この比率を適宜調節することによって、キャリアバランスが良好な発光デバイスを得ることができ、発光効率のロールオフを抑制し、低駆動電圧、高効率、長寿命な発光デバイスを得ることができる。また、このとき、第１の物質と第２の物質との間で、励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）を形成することができる。励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、わずかな熱エネルギーによってＴ＊からＳ＊への項間交差が可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
【0090】
励起錯体の形成は、例えば第１の物質の発光スペクトル、第２の物質の発光スペクトル、及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（又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。又は、第１の物質の過渡フォトルミネッセンス（ＰｈｏｔｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＰＬ）、第２の物質の過渡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、又は遅延成分の割合が大きくなる等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（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、第１の物質の過渡ＥＬ、第２の物質の過渡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。
【0091】
エキサイプレックスのＳ１準位は、発光物質のＳ１準位よりも高いとより好ましい。このように設定することで、エキサイプレックスからＮＥＳＴ材料への励起エネルギーの移動を効率よく行うことができ、高効率な発光デバイスを得ることができる。
【0092】
なお、通常、エキサイプレックスのＴ１準位は観測ができない。ただし、上記したように、第１の物質のＴ１準位および第２の物質のＴ１準位が、それぞれ発光物質のＴ１準位よりも高い場合には、第１の物質のＴ１準位および第２の物質のＴ１準位が、エキサイプレックスのＴ１準位と同等か、上回る可能性があり、そのような場合に限り、エキサイプレックスのＴ１準位を燐光スペクトルとして観測できる可能性がある。エキサイプレックスのＴ１準位は、発光物質のＴ１準位よりも高くてもよく、低くても良い。なぜなら、エキサイプレックスのＴ１エネルギーを、項間交差によりＳ１準位を経由して、発光物質のＳ１準位へ移動することが可能と考えられるためである。
【0093】
また、第１の物質と第２の物質との間で励起錯体を形成する場合、発光層１１３中の割合としては、発光物質は１５重量％以下であることが好ましい。これによって、濃度消光が抑制できる。
【0094】
また、同じ場合、第１の物質の発光寿命、第２の物質の発光寿命、および第１の物質と第２の物質との間で形成するエキサイプレックスの発光の発光寿命は、発光物質の発光寿命よりも長い方が、励起エネルギーの移動効率が良好となり、好ましい。
【0095】
このように、励起錯体をホストとして用いた発光デバイスにおいては、励起状態をより低いエネルギーで形成可能となるため、低駆動電圧、高効率、長寿命な発光デバイスを得ることができる。
【0096】
より具体的には、第１の物質として、カルバゾール環または芳香族アミン骨格のいずれか一を有する有機化合物を用いることができる。カルバゾール環または芳香族アミン骨格のいずれか一を有する有機化合物としては、上述の具体例を用いることができる。
【0097】
また、第２の物質として、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物を用いることができる。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、上述の具体例を用いることができる。
【0098】
励起錯体の発光スペクトル（一重項励起状態からのエネルギー移動を論じる場合は蛍光スペクトル）と発光物質の吸収スペクトル（一重項基底状態から一重項励起状態への遷移に相当する吸収）との重なりが大きいことが好ましい。より具体的には、励起錯体の発光スペクトルと、発光物質の最も長波長に現れる吸収帯との重なりが大きいことが、より好ましい。さらに、発光物質のモル吸光係数も高い方が好ましい。具体的には、発光物質の最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長におけるモル吸光係数が５００Ｍ－１・ｃｍ－１以上、より好ましくは１０００Ｍ－１・ｃｍ－１以上であると好ましい。その結果、励起錯体から発光物質への励起エネルギーの移動が効率よく行われ、高効率な発光デバイスを得ることができる。
【0099】
なお、励起錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーと、の差が０．２０ｅＶ以下であると好ましい。例えば、励起錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの吸収端の波長のエネルギーと、の差は青の発光領域の場合は４０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下であると好ましく、緑の発光領域の場合は５０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下であると好ましく、赤の発光領域の場合は７０ｎｍ以下、より好ましくは３５ｎｍ以下であると好ましく、１０００ｎｍ程度の近赤外の発光領域の場合は１５０ｎｍ以下、より好ましくは７５ｎｍ以下であると好ましい。このような構成とすることによって、励起錯体のＳ１準位およびＴ１準位が、発光物質のＳ１準位およびＴ１準位と近接するため、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動におけるエネルギーロスを抑制することができる。
【0100】
なお吸収スペクトルの吸収端は、長波長側のオンセット（曲線の最大勾配の点（変曲点）における接線と基線の延長線との交点）から求めることができる。
【0101】
また、励起錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長のエネルギーとの、差が０．２０ｅＶ以下であると好ましい。例えば、励起錯体の発光スペクトルの最大ピーク波長のエネルギーと、発光物質の吸収スペクトルの最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長のエネルギーとの、差は青の発光領域の場合は４０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下であると好ましく、緑の発光領域の場合は５０ｎｍ以下、より好ましくは２５ｎｍ以下であると好ましく、赤の発光領域の場合は７０ｎｍ以下、より好ましくは３５ｎｍ以下であると好ましく、１０００ｎｍ程度の近赤外の発光領域の場合は１５０ｎｍ以下、より好ましくは７５ｎｍ以下であると好ましい。このような構成とすることによっても、励起錯体のＳ１準位およびＴ１準位が、発光物質のＳ１準位およびＴ１準位と近接するため、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動におけるエネルギーロスを抑制することができる。
【0102】
〈発光物質の具体例〉
発光物質としては上記したようにＮＥＳＴ材料を用いることが好ましい。具体例としては、アザフェナレン環を有する有機化合物が挙げられる。アザフェナレン環は、剛直な骨格を有し、アザフェナレン環を有する有機化合物を発光物質として用いることにより、比較的シャープな発光スペクトルを得ることができる。
発光物質としては上記したようにＮＥＳＴ材料を用いることが好ましい。具体例としては、アザフェナレン環を有する有機化合物が挙げられる。アザフェナレン環は、剛直な骨格を有し、アザフェナレン環を有する有機化合物を発光物質として用いることにより、比較的シャープな発光スペクトルを得ることができる。
【0103】
アザフェナレン環の具体例としては、ｐｙｒｉｄｏ［２，１，６－ｄｅ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｅなどのピリドキノリジン環、ｐｙｒｉｍｉｄｏ［２，１，６－ｄｅ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｅなどのピリミドキノリジン環、１，４，９ｂ－ｔｒｉａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅ、１，６，９ｂ－ｔｒｉａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅ、１，９，９ｂ－ｔｒｉａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅなどのトリアザフェナレン環、１，３，６，９ｂ－ｔｅｔｒａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅ、１，４，７，９ｂ－ｔｅｔｒａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅなどのテトラアザフェナレン環、１，３，４，６，９ｂ－ｐｅｎｔａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅなどのペンタアザフェナレン環、１，３，４，６，７，９ｂ－ｈｅｘａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅ、１，３，４，６，８，９ｂ－ｈｅｘａａｚａｐｈｅｎａｌｅｎｅなどのヘキサアザフフェナレン環、および１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環などのヘプタアザフェナレン環が挙げられる。つまり、少なくともフェナレン環の９ｂ位を窒素に置換した構造を有する環であると、Ｓ１準位とＴ１準位が近接するため、好ましい。各アザフェナレン環を表す構造式（ａｚ－１）乃至（ａｚ－１１）を以下に示す。
【0104】
【化4】
【0105】
上記したアザフェナレン環の中でも、フェナレン環の９ｂ位、並びに、１位、３位、４位、６位、７位および９位のいずれか３か所以上（計４か所以上）に窒素原子を導入した構造を有する環は、化学的に安定となりやすい。よって、発光物質としては、構造式（ａｚ－６）乃至（ａｚ－９）および（ａｚ－１１）で表されるアザフェナレン環を用いるのがより好ましい。また、π結合上の窒素原子が多い方が波長の短い発光となりやすい。特に構造式（ａｚ－１１）で示した１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環は、青色発光を示すため、青色発光物質に好適である。ただし、この場合１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環は他の芳香環と縮合しないほうが好ましい。構造式（ａｚ－７）で示した１，４，７，９ｂ－テトラアザフェナレン環は、赤色発光物質に好適である。ただし、この場合１，４，７，９ｂ－テトラアザフェナレン環は他の芳香環と縮合しないほうが好ましい。構造式（ａｚ－１）で示したｐｙｒｉｄｏ［２，１，６－ｄｅ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｅ環は、近赤外発光物質に好適である。ただし、この場合、ｐｙｒｉｄｏ［２，１，６－ｄｅ］ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎｅ環は他の芳香環と縮合しないほうが好ましい。なお、これらアザフェナレン環に、置換基を導入することで、分子構造全体の対称性を崩し、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとが一部で重なり合う設計とすると、発光効率が高くなり、好ましい。
【0106】
なお、上記アザフェナレン環に、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基および炭素数１乃至１０のエステル基のいずれか一または複数を結合させた分子設計とするとより好ましい。この様に、共役（π結合）を持たない置換基を導入することで、この置換基上でＨＯＭＯとＬＵＭＯとが大きく重なることを抑制でき、分子間相互作用を抑制しつつ、Ｓ１準位とＴ１準位の差の絶対値、すなわち｜ΔＥＳＴ｜を小さく保つことができる。
【0107】
また、上記アザフェナレン環に置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基を結合させた分子設計とするとより好ましい。この様に、共役（π結合）を持つ置換基を導入することで、化合物全体を化学的に安定化させることができる。
【0108】
なお、これらの置換基は、アザフェナレン環よりもＴ１準位の高い置換基から選ぶと、アザフェナレン環上でキャリアの再結合が起き、好ましい。
【0109】
そこで、発光物質の具体例として、一般式（Ｇ１）で表される有機化合物が挙げられる。
【0110】
【化5】
【0111】
一般式（Ｇ１）中、Ａ１乃至Ａ６は各々独立に、炭素または窒素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数６乃至１０のシクロアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、および置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基のいずれか一と結合する。
【0112】
また、一般式（Ｇ１）中、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１１のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。なお、一般式（Ｇ１）中、水素は重水素でも良い。
【0113】
なお、上述のとおり、アザフェナレン環の中でも、１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環は、化学的な安定性に優れる。そのため、一般式（Ｇ１）において、Ａ１乃至Ａ６が窒素であると、より好ましい。これによって、有機化合物の安定性を向上させることができる。
【0114】
そこで、発光物質の別の具体例として、一般式（Ｇ２）で表される有機化合物が挙げられる。
【0115】
【化6】
【0116】
一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基、炭素数２乃至１１のアシルオキシ基、炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基、炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基、置換または無置換の炭素数６乃至１３のアリール基、および置換または無置換のアザフェナレニル基のいずれか一を表す。なお、一般式（Ｇ２）中、水素は重水素でも良い。
【0117】
また、一般式（Ｇ２）において、Ｒ１乃至Ｒ３のいずれか一は、アルキル基またはハロアルキル基であり、他は、置換または無置換のフェニル基であるとより好ましい。これによって、より発光効率の高いＮＥＳＴ材料が期待できる。
【0118】
そこで、発光物質の別の具体例として、一般式（Ｇ３）で表される有機化合物が挙げられる。
【0119】
【化7】
【0120】
一般式（Ｇ３）中、Ｒ１０は、炭素数１乃至１０のアルキル基または炭素数１乃至１０のハロアルキル基を表し、Ｒ１１乃至Ｒ２０は各々独立に、水素（重水素を含む）、ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基および炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基のいずれか一を表す。なお、一般式（Ｇ３）中、水素は重水素でも良い。
【0121】
一般式（Ｇ３）で表される有機化合物の様に、アザフェナレン環に対して複数の異なる置換基を導入することで、分子構造全体の構造の対称性を崩し、ＨＯＭＯとＬＵＭＯとが一部で重なり合う設計とすると、発光効率が高くなり、好ましい。
【0122】
次に、上述の発光物質の具体例において適用することのできる置換基（ハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基、炭素数６乃至３０のアリール基、炭素数１乃至１０のアシルオキシ基、炭素数１乃至１０のアルコキシカルボニル基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシカルボニル基および炭素数１乃至１０のアリールオキシカルボニル基、アザフェナレニル基）それぞれの具体例について説明する。なお、以下に説明する置換基の具体例において、一部またはすべての水素が重水素であってもよい。また、発光物質において適用することのできる置換基は、以下に説明する置換基の具体例に限定されない。
【0123】
ハロゲンの具体例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等が挙げられる。特にフッ素は、化学的に安定なため、より好ましい。
【0124】
炭素数１乃至１０のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｓｅｃ－ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ｓｅｃ－ペンチル基、ｔｅｒｔ－ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、ｓｅｃ－ヘキシル基、ｔｅｒｔ－ヘキシル基、ネオヘキシル基、３－メチルペンチル基、２－メチルペンチル基、２－エチルブチル基、１，２－ジメチルブチル基、２，３－ジメチルブチル基等が挙げられる。
【0125】
炭素数６乃至１０のシクロアルキル基の具体例としては、シクロヘキシル基、４－メチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基等が挙げられる。
【0126】
炭素数１乃至１０のハロアルキル基の具体例としては、上述の炭素数１乃至１０のアルキル基の有する水素の一または複数を上述のハロゲンに置換した基が挙げられる。さらに具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、ジフルオロクロロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、ブロモメチル基、１，１－ジフルオロエチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基、１，１，２，２－テトラフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル基、１，１，２，２，３，３，３－ヘプタフルオロプロピル基等が挙げられる。
【0127】
炭素数１乃至１０のアルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ｔｅｒｔ－ブトキシ基、ペンチルオキシ基、オクチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基を挙げることができる。
【0128】
炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基の具体例としては、上述の炭素数１乃至１０のアルコキシ基の有する水素の一または複数を上述のハロゲンに置換した基が挙げられる。さらに具体的には、フルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基、ジフルオロクロロメトキシ基、トリフルオロメトキシ基、クロロメトキシ基、ジクロロメトキシ基、ブロモメトキシ基、１，１－ジフルオロエトキシ基、２，２，２－トリフルオロエトキシ基、１，１，２，２－テトラフルオロエトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、３，３，３－トリフルオロプロポキシ基、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロポキシ基、１，１，２，２，３，３，３－ヘプタフルオロプロポキシ基等が挙げられる。
【0129】
炭素数６乃至１３のアリール基の具体例としては、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、９－フルオレニル基等が挙げられる。なお、炭素数６乃至１３のアリール基が置換基を有する場合、当該置換基の具体例としては、上述のハロゲン、炭素数１乃至１０のアルキル基、炭素数１乃至１０のハロアルキル基、炭素数１乃至１０のアルコキシ基、炭素数１乃至１０のハロアルコキシ基等が挙げられる。
【0130】
炭素数６乃至１３のアリールオキシ基の具体例としては、フェノキシ基、ｏ－トリルオキシ基、ｍ－トリルオキシ基、ｐ－トリルオキシ基、メシチルオキシ基、ｏ－ビフェニルオキシ基、ｍ－ビフェニルオキシ基、ｐ－ビフェニルオキシ基、１－ナフチルオキシ基、２－ナフチルオキシ基、２－フルオレニルオキシ基等が挙げられる。
【0131】
炭素数２乃至１４のアシルオキシ基の具体例としては、アセチルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、オクチルカルボニルオキシ基、ドデシルカルボニルオキシ基、フェニルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0132】
炭素数２乃至１１のアルコキシカルボニル基の具体例としては、カルボニル基の一方に、上述の１乃至１０のアルコキシ基が結合した基を挙げることができる。さらに具体例には、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、ｓｅｃ－ブトキシカルボニル基、イソブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ－ブトキシカルボニル基等が挙げられる。
【0133】
炭素数２乃至１１のハロアルコキシカルボニル基の具体例としては、カルボニル基の一方に、上述の１乃至１０のハロアルコキシ基が結合した基を挙げることができる。さらに具体例には、フルオロメトキシカルボニル基、ジフルオロメトキシカルボニル基、ジフルオロクロロメトキシカルボニル基、トリフルオロメトキシカルボニル基、クロロメトキシカルボニル基、ジクロロメトキシカルボニル基、ブロモメトキシカルボニル基、１，１－ジフルオロエトキシカルボニル基、２，２，２－トリフルオロエトキシカルボニル基、１，１，２，２－テトラフルオロエトキシカルボニル基、ペンタフルオロエトキシカルボニル基、３，３，３－トリフルオロプロポキシカルボニル基、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロポキシカルボニル基、１，１，２，２，３，３，３－ヘプタフルオロプロポキシカルボニル基等が挙げられる。
【0134】
炭素数７乃至１４のアリールオキシカルボニル基の具体例としては、カルボニル基の一方に、上述の炭素数６乃至１３のアリールオキシ基が結合した基を挙げることができる。さらに具体例には、フェノキシカルボニル基、ｏ－トリルオキシカルボニル基、ｍ－トリルオキシカルボニル基、ｐ－トリルオキシカルボニル基、メシチルオキシカルボニル基、ｏ－ビフェニルオキシカルボニル基、ｍ－ビフェニルオキシカルボニル基、ｐ－ビフェニルオキシカルボニル基、１－ナフチルオキシカルボニル基、２－ナフチルオキシカルボニル基、フルオレニルオキシカルボニル基等が挙げられる。
【0135】
アザフェナレニル基の具体例としては、上述のアザフェナレン環を有する置換基が挙げられる。より具体的には、１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン環を有する基が化学的に安定なため、より好ましい。この時、置換又は無置換のフェニレン基などの置換基を介して、アザフェナレン環が結合する基を含む。また、アザフェナレニル基として、主骨格のアザフェナレン環と同じ構造のアザフェナレン環を有する置換基を用いると、合成コストが低くなり、好ましい。
【0136】
上述の発光物質として、さらに具体的には、下記構造式（ａｚ－１）、（ａｚ－１１）、（１００）乃至（１０８）で表される有機化合物を例として挙げることができる。
【0137】
【化8】
【0138】
上記構造式（ａｚ－１）、（ａｚ－１１）、（１００）乃至（１０８）で表される有機化合物は、発光物質として用いることのできる有機化合物の一例であるが、本発明の一態様は、これに限られない。
【0139】
上述した具体例の中で、ＮＥＳＴ材料としての性質を有する有機化合物を選択して用いると好ましい。具体的には、第１の温度は、第２の温度より低く、第１の温度および第２の温度は、それぞれ１０Ｋ以上３００Ｋ以下であるとき、ＮＥＳＴ材料の遅延蛍光の、第１の温度における発光寿命は、第２の温度における発光寿命より短い有機化合物が、ＮＥＳＴ材料であるといえ、好ましく用いることができる。なお、上述した具体例の中で、構造式（１０５）で表される有機化合物は、ＮＥＳＴ材料としての性質を有するため、より好ましい。
【0140】
以上が、発光デバイス１００の有する発光層についての説明である。上述のように、励起錯体を形成することのできる第１の物質と第２の物質とを用いることにより、低駆動電圧、高効率、長寿命、発光効率のロールオフが発生しにくい発光デバイスを形成することができる。
【0141】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【0142】
【0143】
≪発光デバイスの基本的な構造≫
発光デバイスの基本的な構造について説明する。図２（Ａ）には、先の実施の形態で説明したとおり、一対の電極間に発光層を含むＥＬ層１０３を有する発光デバイスを示す。
発光デバイスの基本的な構造について説明する。図２（Ａ）には、先の実施の形態で説明したとおり、一対の電極間に発光層を含むＥＬ層１０３を有する発光デバイスを示す。
【0144】
図２（Ｂ）には、一対の電極間に複数（図２（Ｂ）では、２層）のＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）を設け、複数のＥＬ層の間に電荷発生層１０６を設けることにより、複数のＥＬ層が一対の電極間に積層された構造（タンデム構造ともいう）を有する発光デバイスを示す。タンデム構造の発光デバイスは、電流量を変えることなく高効率な発光装置を実現することができる。
【0145】
電荷発生層１０６は、第１の電極１０１と第２の電極１０２の間に電位差を生じさせたときに、一方のＥＬ層（１０３ａまたは１０３ｂ）に電子を注入し、他方のＥＬ層（１０３ｂまたは１０３ａ）に正孔を注入する機能を有する。従って、図２（Ｂ）において、第１の電極１０１に、第２の電極１０２よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層１０６からＥＬ層１０３ａに電子が注入され、ＥＬ層１０３ｂに正孔が注入されることとなる。
【0146】
なお、電荷発生層１０６は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する（具体的には、電荷発生層１０６に対する可視光の透過率が、４０％以上）ことが好ましい。また、電荷発生層１０６は、第１の電極１０１および第２の電極１０２よりも低い導電率であっても機能する。
【0147】
また、図２（Ｃ）には、発光デバイスにおけるＥＬ層１０３の積層構造を示す。但し、この場合、第１の電極１０１は陽極として、第２の電極１０２は陰極として機能するものとする。ＥＬ層１０３は、第１の電極１０１上に、正孔（ホール）注入層１１１、正孔（ホール）輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５が順次積層された構造を有する。なお、第１の電極１０１を陰極として、第２の電極１０２を陽極としてもよい。その場合は、ＥＬ層１０３の積層順を逆とするのが好ましく、具体的には、陰極である第１の電極１０１上の層１１１が電子注入層、１１２が電子輸送層、１１３が発光層、１１４が正孔（ホール）輸送層、１１５が正孔（ホール）注入層、という構成とするのが好ましい。
【0148】
発光層１１３は、発光物質、および複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光、または燐光発光が得られる構成とすることができる。本発明の一態様の発光デバイスの有する発光層に、先の実施の形態で示した発光層の構成を用いることが好ましい。
【0149】
なお、図２（Ｃ）に示す発光デバイスにおいて、正孔注入層１１１は、発光層１１３と、第１の電極との間に位置する。正孔注入層１１１には、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物および電子吸引基を有する有機化合物を有する有機無機複合材料を用いると好ましい。これによって、発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【0150】
なお、図２（Ｃ）に示す発光デバイスにおいて、正孔輸送層１１２は、発光層１１３の第１の電極１０１側の面で、発光層１１３と接する。正孔輸送層１１２には、後述する正孔輸送性物質を用いることが好ましいが、特に、カルバゾール環および芳香族アミン骨格のいずれか一を有する物質を用いると好ましい。これによって、発光デバイスの発光効率を向上させることができる。
【0151】
また、図２（Ｃ）に示す発光デバイスにおいて、電子輸送層１１４は、発光層１１３の第２の電極１０２側の面で発光層１１３と接する。電子輸送層１１４には、後述する電子輸送性の物質を用いることが好ましいが、特に、π電子不足型複素芳香環を有する物質を用いることが好ましい。これによって、発光デバイスの発光効率を向上させることができる。
【0152】
なお、発光層１１３は、発光色の異なる発光層を複数積層した構成であっても良い。発光層を複数有する場合には、各発光層に異なる発光物質を用いることにより異なる発光色を呈する構成（例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせて得られる白色発光）とすることができる。例えば、赤色を発光する発光物質を含む発光層と、緑色を発光する発光物質を含む発光層と、青色を発光する発光物質を含む発光層とが積層、またはキャリア輸送性材料を有する層を介して積層された構造であっても良い。または、黄色を発光する発光物質を含む発光層と、青色を発光する発光物質を含む発光層との組み合わせであっても良い。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質およびその他の物質は、それぞれ異なる組み合わせとすればよい。また、図２（Ｂ）に示す複数のＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。この場合も各発光層に用いる発光物質およびその他の物質を異なる組み合わせとすればよい。
【0153】
ただし、発光層１１３の積層構造は上記に限定されない。例えば、発光層１１３は、発光色の同じ発光層を複数積層した構成であっても良い。例えば、青色を発光する発光物質を含む第１の発光層と、青色を発光する発光物質を含む第２の発光層とが積層、またはキャリア輸送性材料を有する層を介して積層された構造であっても良い。また、図２（Ｂ）に示す複数のＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）から、同じ発光色が得られる構成としても良い。発光色の同じ発光層を複数積層した構成の場合、単層の構成よりも信頼性を高めることができる場合がある。
【0154】
発光層１１３が、複数の発光層を積層した構成である場合、少なくとも、複数の発光層のうちの一に、先の実施の形態で示した発光層の構成を用いることが好ましい。
【0155】
また、発光デバイスにおいて、例えば、図２（Ｃ）に示す第１の電極１０１を反射電極とし、第２の電極１０２を半透過・半反射電極とし、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造とすることにより、ＥＬ層１０３に含まれる発光層１１３から得られる発光を両電極間で共振させ、第２の電極１０２から射出される発光を強めることができる。
【0156】
なお、発光デバイスの第１の電極１０１が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料（透明導電膜）との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を制御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層１１３から得られる光の波長λに対して、第１の電極１０１と、第２の電極１０２との電極間の光学距離（膜厚と屈折率の積）がｍλ／２（ただし、ｍは１以上の整数）またはその近傍となるように調整することが好ましい。
【0157】
また、発光層１１３から得られる所望の光（波長：λ）を増幅させるために、第１の電極１０１から発光層１１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、第２の電極１０２から発光層１１３の所望の光が得られる領域（発光領域）までの光学距離と、をそれぞれ（２ｍ’＋１）λ／４（ただし、ｍ’は１以上の整数）またはその近傍となるように調節するのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層１１３における正孔（ホール）と電子との再結合領域を示す。
【0158】
このような光学調整を行うことにより、発光層１１３から得られる特定の単色光のスペクトルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
【0159】
但し、上記の場合、第１の電極１０１と第２の電極１０２との光学距離は、厳密には第１の電極１０１における反射領域から第２の電極１０２における反射領域までの総厚ということができる。しかし、第１の電極１０１および第２の電極１０２における反射領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極１０１と第２の電極１０２の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。また、第１の電極１０１と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には第１の電極１０１における反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域との光学距離であるということができる。しかし、第１の電極１０１における反射領域、および所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、第１の電極１０１の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
【0160】
図２（Ｄ）には、タンデム構造の発光デバイスにおけるＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）の積層構造を示す。但し、この場合、第１の電極１０１は陽極として、第２の電極１０２は陰極として機能するものとする。ＥＬ層１０３ａは、第１の電極１０１上に、正孔（ホール）注入層１１１ａ、正孔（ホール）輸送層１１２ａ、発光層１１３ａ、電子輸送層１１４ａ、電子注入層１１５ａが順次積層された構造を有する。ＥＬ層１０３ｂは、電荷発生層１０６上に、正孔（ホール）注入層１１１ｂ、正孔（ホール）輸送層１１２ｂ、発光層１１３ｂ、電子輸送層１１４ｂ、電子注入層１１５ｂが順次積層された構造を有する。なお、第１の電極１０１を陰極として、第２の電極１０２を陽極としてもよく、その場合は、ＥＬ層１０３の積層順を逆とするのが好ましい。
【0161】
例えば、図２（Ｄ）に示す発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有する場合は、第１の電極１０１を反射電極として形成し、第２の電極１０２を半透過・半反射電極として形成する。従って、所望の電極材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、第２の電極１０２は、ＥＬ層１０３ｂを形成した後、適宜材料を選択して形成する。
【0162】
図２（Ｄ）に示す発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有する構成であり、かつ、各ＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）にそれぞれ発光色の異なる発光層を用いた場合、マイクロキャビティ構造によって、いずれかの発光層に由来する所望の波長の光（単色光）を取り出すことができる。このような発光デバイスを発光装置に用い、画素ごとに異なる波長の光を取り出せるようにマイクロキャビティ構造を調節することによって、画素ごとに異なる発光色を得るための塗り分け（例えば、ＲＧＢ）が不要となる。従って、高精細化を実現することが容易である。また、着色層（カラーフィルタ）との組み合わせも可能である。さらに、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。
【0163】
図２（Ｅ）に示す発光デバイスは、図２（Ｂ）に示したタンデム構造の発光デバイスの一例であり、図に示すように、３つのＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）が電荷発生層（１０６ａ、１０６ｂ）を挟んで積層される構造を有する。なお、３つのＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ）は、それぞれに発光層（１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ）を有しており、各発光層の発光色は、自由に組み合わせることができる。例えば、発光層１１３ａを青色、発光層１１３ｂを赤色、緑色、または黄色のいずれか、発光層１１３ｃを青色とすることができるが、発光層１１３ａを赤色、発光層１１３ｂを青色、緑色、または黄色のいずれか、発光層１１３ｃを赤色とすることもできる。
【0164】
なお、上述した本発明の一態様である発光デバイスにおいて、第１の電極１０１と第２の電極１０２の少なくとも一方は、透光性を有する電極（透明電極、半透過・半反射電極など）とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、４０％以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射率は、２０％以上８０％以下、好ましくは４０％以上７０％以下とする。また、これらの電極は、抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
【0165】
また、上述した本発明の一態様である発光デバイスにおいて、第１の電極１０１と第２の電極１０２の一方が、反射性を有する電極（反射電極）である場合、反射性を有する電極の可視光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、この電極は、抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下とするのが好ましい。
【0166】
≪発光デバイスの具体的な構造≫
次に、本発明の一態様である発光デバイスの具体的な構造を、各層の構成について説明する。なお、各層の説明においては、簡略化のため符号を省略する場合がある。
次に、本発明の一態様である発光デバイスの具体的な構造を、各層の構成について説明する。なお、各層の説明においては、簡略化のため符号を省略する場合がある。
【0167】
＜第１の電極および第２の電極＞
第１の電極および第２の電極を形成する材料としては、上述した両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、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適宜用いることができる。具体的には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、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）などの金属、およ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。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
第１の電極および第２の電極を形成する材料としては、上述した両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、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適宜用いることができる。具体的には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、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）などの金属、およ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。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
【0168】
図２（Ｄ）に示す発光デバイスにおいて、第１の電極１０１が陽極である場合、第１の電極１０１上にＥＬ層１０３ａの正孔注入層１１１ａおよび正孔輸送層１１２ａが真空蒸着法により順次積層形成される。ＥＬ層１０３ａおよび電荷発生層１０６が形成された後、電荷発生層１０６上にＥＬ層１０３ｂの正孔注入層１１１ｂおよび正孔輸送層１１２ｂが同様に順次積層形成される。
【0169】
＜正孔注入層＞
正孔注入層は、陽極である第１の電極および電荷発生層からＥＬ層に正孔（ホール）を注入する層であり、有機アクセプタ材料および正孔注入性の高い材料を含む層である。
正孔注入層は、陽極である第１の電極および電荷発生層からＥＬ層に正孔（ホール）を注入する層であり、有機アクセプタ材料および正孔注入性の高い材料を含む層である。
【0170】
有機アクセプタ材料は、そのＬＵＭＯ準位の値とＨＯＭＯ準位の値が近い他の有機化合物との間で電荷分離させることにより、当該有機化合物に正孔（ホール）を発生させることができる材料である。従って、有機アクセプタ材料としては、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、およびヘキサアザトリフェニレン誘導体などの電子吸引基（ハロゲン基またはシアノ基）を有する化合物を用いることができる。例えば、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）、３，６－ジフルオロ－２，５，７，７，８，８－ヘキサシアノキノジメタン、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用いることができる。なお、有機アクセプタ材料の中でも特に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は、アクセプタ性が高く、熱に対して膜質が安定であるため好適である。その他にも、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基またはシアノ基）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］などを用いることができる。
【0171】
また、正孔注入性の高い材料としては、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物（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、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物等）を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。上記の中でも、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）または銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、等を用いることができる。
【0172】
また、上記材料に加えて低分子化合物である、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－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）、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物、等を用いることができる。
【0173】
また、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）である、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）等を用いることができる。または、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）、ポリアニリン／ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子系化合物、等を用いることもできる。
【0174】
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料と、上述した有機アクセプタ材料（電子受容性材料）を含む混合材料を用いることもできる。この場合、有機アクセプタ材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層１１１で正孔が発生し、正孔輸送層１１２を介して発光層１１３に正孔が注入される。なお、正孔注入層１１１は、正孔輸送性材料と有機アクセプタ材料（電子受容性材料）を含む混合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料と有機アクセプタ材料（電子受容性材料）とをそれぞれ別の層で積層して形成しても良い。
【0175】
《正孔輸送性材料》
なお、正孔輸送性材料としては、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における正孔移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
なお、正孔輸送性材料としては、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における正孔移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
【0176】
また、正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香環を有する化合物（例えばカルバゾール誘導体（カルバゾール環を有する有機化合物）、フラン誘導体（フラン環を有する有機化合物）、またはチオフェン誘導体（チオフェン環を有する有機化合物））、および芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する有機化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
【0177】
カルバゾール誘導体（カルバゾール環を有する有機化合物）および芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する有機化合物）の具体例としては、先の実施の形態にあげた有機化合物を挙げることができる。
【0178】
また、フラン誘導体（フラン環を有する有機化合物）としては、具体的には、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）等が挙げられる。
【0179】
また、チオフェン誘導体（チオフェン環を有する有機化合物）としては、具体的には、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）などが挙げられる。
【0180】
その他にも、正孔輸送性材料として、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）である、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ等を用いることができる。または、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ＰＡｎｉ／ＰＳＳ等の酸を添加した高分子系化合物、等を用いることもできる。
【0181】
但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を１種または複数種組み合わせて正孔輸送性材料として用いてもよい。
【0182】
なお、正孔注入層は、公知の様々な成膜方法を用いて形成することができるが、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。
【0183】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は、正孔注入層によって、第１の電極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。なお、正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。従って、正孔輸送層には、正孔注入層に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。また、正孔輸送層は、単層でも機能するが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、２層の正孔輸送層のうち、発光層に接する層が電子ブロック層としての機能を兼ねていてもよい。
正孔輸送層は、正孔注入層によって、第１の電極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。なお、正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。従って、正孔輸送層には、正孔注入層に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。また、正孔輸送層は、単層でも機能するが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、２層の正孔輸送層のうち、発光層に接する層が電子ブロック層としての機能を兼ねていてもよい。
【0184】
なお、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、正孔輸送層と同じ有機化合物を発光層に用いることができる。正孔輸送層と発光層に同じ有機化合物を用いると、正孔輸送層から発光層への正孔の輸送が効率よく行えるため、より好ましい。つまりこの正孔輸送層は発光層に接する層であると、駆動電圧が低減でき、好ましい。
【0185】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、後述する電子注入層によって第２の電極および電荷発生層から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層に用いる材料は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。また、電子輸送層は、単層でも機能するが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、２層の電子輸送層のうち、発光層に接する層が正孔ブロック層としての機能を兼ねていてもよい。また、電子輸送層が積層構造を有することで耐熱性を向上させることができる場合がある。なお、上記の混合材料は、耐熱性を有するため、これを用いた電子輸送層上でフォトリソ工程を行うことにより、熱工程によるデバイス特性への影響を抑制することができる。
電子輸送層は、後述する電子注入層によって第２の電極および電荷発生層から注入された電子を発光層に輸送する層である。電子輸送層に用いる材料は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。また、電子輸送層は、単層でも機能するが、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、２層の電子輸送層のうち、発光層に接する層が正孔ブロック層としての機能を兼ねていてもよい。また、電子輸送層が積層構造を有することで耐熱性を向上させることができる場合がある。なお、上記の混合材料は、耐熱性を有するため、これを用いた電子輸送層上でフォトリソ工程を行うことにより、熱工程によるデバイス特性への影響を抑制することができる。
【0186】
なお、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、電子輸送層と同じ有機化合物を発光層に用いることができる。電子輸送層と発光層に同じ有機化合物を用いると、電子輸送層から発光層への電子の輸送が効率よく行えるため、より好ましい。つまりこの電子輸送層は発光層に接する層であると、駆動電圧が低減でき、好ましい。
【0187】
≪電子輸送性材料≫
電子輸送層に用いることができる電子輸送性材料としては、電子輸送性の高い有機化合物を用いることができ、例えば複素芳香族化合物を用いることができる。なお、複素芳香族化合物とは、環の中に少なくとも２種類の異なる元素を含む環式化合物である。なお、環構造としては、３員環、４員環、５員環、６員環等が含まれるが、特に５員環、または、６員環が好ましく、含まれる元素としては、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物が好ましい。特に窒素を含む複素芳香族化合物（含窒素複素芳香族化合物）が好ましく、含窒素複素芳香族化合物、またはこれを含むπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物等の電子輸送性の高い材料（電子輸送性材料）を用いることが好ましい。
電子輸送層に用いることができる電子輸送性材料としては、電子輸送性の高い有機化合物を用いることができ、例えば複素芳香族化合物を用いることができる。なお、複素芳香族化合物とは、環の中に少なくとも２種類の異なる元素を含む環式化合物である。なお、環構造としては、３員環、４員環、５員環、６員環等が含まれるが、特に５員環、または、６員環が好ましく、含まれる元素としては、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物が好ましい。特に窒素を含む複素芳香族化合物（含窒素複素芳香族化合物）が好ましく、含窒素複素芳香族化合物、またはこれを含むπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物等の電子輸送性の高い材料（電子輸送性材料）を用いることが好ましい。
【0188】
なお、この電子輸送性材料は、発光層に用いた材料とは異なる材料を用いることもできる。発光層でキャリアの再結合により生成した励起子は全てが発光に寄与できるとは限らず、発光層に接する、あるいは近傍に存在する層に拡散してしまうことがある。この現象を回避するためには、発光層に接する、あるいは近傍に存在する層に用いられる材料のエネルギー準位（最低一重項励起エネルギー準位または最低三重項励起エネルギー準位）が、発光層に用いられる材料よりも高いことが好ましい。従って、電子輸送性材料は、発光層に用いる材料と異なる材料を用いることで、効率の高い素子を得ることができる。
【0189】
複素芳香族化合物は、少なくとも１つの複素芳香環を有する有機化合物である。
【0190】
なお、複素芳香環は、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環、ポリアゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環等のいずれか一を有する。また、ジアジン環を有する複素芳香環には、ピリミジン環、ピラジン環、またはピリダジン環などを有する複素芳香環が含まれる。また、ポリアゾール環を有する複素芳香環には、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環を有する複素芳香環が含まれる。
【0191】
また、複素芳香環は、縮環構造を有する縮合複素芳香環を含む。なお、縮合複素芳香環としては、キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、キナゾリン環、ベンゾキナゾリン環、ジベンゾキナゾリン環、フェナントロリン環、フロジアジン環、ベンゾイミダゾール環、などが挙げられる。
【0192】
なお、例えば、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物のうち、５員環構造を有する複素芳香族化合物としては、イミダゾール環を有する複素芳香族化合物、トリアゾール環を有する複素芳香族化合物、オキサゾール環を有する複素芳香族化合物、オキサジアゾール環を有する複素芳香族化合物、チアゾール環を有する複素芳香族化合物、ベンゾイミダゾール環を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。
【0193】
また、例えば、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物のうち、６員環構造を有する複素芳香族化合物としては、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環などを含む）、トリアジン環などの複素芳香環を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。なお、ピリジン環が連結した構造である複素芳香族化合物に含まれるが、ビピリジン構造を有する複素芳香族化合物、ターピリジン構造を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。
【0194】
さらに、上記６員環構造を一部に含む縮環構造を有する複素芳香族化合物としては、キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、フェナントロリン環、フロジアジン環（フロジアジン環のフラン環に芳香環が縮合した構造を含む）、ベンゾイミダゾール環などの縮合複素芳香環を有する複素芳香族化合物、などが挙げられる。
【0195】
上記、５員環構造（ポリアゾール環（イミダゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環を含む）、オキサゾール環、チアゾール環、ベンゾイミダゾール環など）を有する複素芳香族化合物の具体例としては、ＰＢＤ、ＯＸＤ－７、ＣＯ１１、ＴＡＺ、３－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－（４－エチルフェニル）－５－（４－ビフェニリル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ｐ－ＥｔＴＡＺ）、ＴＰＢＩ、ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ、ＢｚＯＳなどが挙げられる。
【0196】
上記、６員環構造（ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環などを有する複素芳香環を含む）を有する複素芳香族化合物の具体例としては、３５ＤＣｚＰＰｙ、ＴｍＰｙＰＢなどのピリジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、ＰＣＣｚＰＴｚｎ、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ－０２、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ、ｍＴｐＢＰＴｚｎ、ＢＰ－ＳＦＴｚｎ、２，４ＮＰ－６ＰｙＰＰｍ、ＰＣＤＢｆＴｚｎ、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）、ｍＦＢＰＴｚｎなどのトリアジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ、４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ、４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ、６ｍＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ、６ＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ、８－（ナフタレン－２－イル）－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８βＮ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、８ＢＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ、９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ、３，８－ビス［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒ）、４，８－ビス［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ）、８－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍ）、８－［（２，２’－ビナフタレン）－６－イル］－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８（βＮ２）－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）などのジアジン（ピリミジン）環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、などが挙げられる。なお、上記複素芳香環を含む芳香族化合物には、縮合複素芳香環を有する複素芳香族化合物を含む。
【0197】
その他にも、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）ビス（４－フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ）、２，２’－（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）ビス（４－フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：６，６’（Ｐ－Ｂｑｎ）２ＢＰｙ）、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）ビス｛４－［４－（２－ナフチル）フェニル］－６－フェニルピリミジン｝（略称：２，６（ＮＰ－ＰＰｍ）２Ｐｙ）、６ｍＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍなどのジアジン（ピリミジン）環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、２，４，６－トリス［３’－（ピリジン－３－イル）ビフェニル－３－イル］－１，３，５－トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、２，４，６－トリス（２－ピリジル）－１，３，５－トリアジン（略称：２Ｐｙ３Ｔｚ）、２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジル）－５－（９－フェナントリル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）、などのトリアジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、等が挙げられる。
【0198】
上記、６員環構造を一部に含む縮環構造を有する複素芳香族化合物（縮環構造を有する複素芳香族化合物）の具体例としては、ＢＰｈｅｎ、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、ＮＢＰｈｅｎ、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ、２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、２ｍＣｚＢＰＤＢｑ、２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ、７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ、及び６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ、２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ、などのキノキサリン環を有する複素芳香族化合物、等が挙げられる。
【0199】
電子輸送層には、上記に示す複素芳香族化合物の他にも下記に示す金属錯体を用いることができる。トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ３）、Ａｌｍｑ３、８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）、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）等のキノリン環またはベンゾキノリン環を有する金属錯体、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）等のオキサゾール環またはチアゾール環を有する金属錯体等が挙げられる。
【0200】
また、ポリ（２，５－ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（ピリジン－３，５－ジイル）］（略称：ＰＦ－Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＢＰｙ）のような高分子化合物を電子輸送性材料として用いることもできる。
【0201】
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。また、電子注入層は、第２の電極からの電子の注入効率を高めるための層であり、第２の電極に用いる材料の仕事関数の値と、電子注入層に用いる材料のＬＵＭＯ準位の値とを比較した際、その差が小さい（０．５ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。従って、電子注入層には、リチウム、セシウム、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）、Ｌｉｑ、２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２－（２－ピリジル）－３－ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４－フェニル－２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、Ｙｂのような希土類金属またはフッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。なお、電子注入層には、上記の材料を複数種混合して形成しても良いし、上記の材料のうち複数種を積層させて形成しても良い。例えば、電子注入層を電気抵抗が異なる層の積層等としても良い。また、電子注入層に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。なお、上述した電子輸送層を構成する物質を用いることもできる。
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。また、電子注入層は、第２の電極からの電子の注入効率を高めるための層であり、第２の電極に用いる材料の仕事関数の値と、電子注入層に用いる材料のＬＵＭＯ準位の値とを比較した際、その差が小さい（０．５ｅＶ以下）材料を用いることが好ましい。従って、電子注入層には、リチウム、セシウム、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）、Ｌｉｑ、２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２－（２－ピリジル）－３－ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４－フェニル－２－（２－ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、Ｙｂのような希土類金属またはフッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。なお、電子注入層には、上記の材料を複数種混合して形成しても良いし、上記の材料のうち複数種を積層させて形成しても良い。例えば、電子注入層を電気抵抗が異なる層の積層等としても良い。また、電子注入層に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。なお、上述した電子輸送層を構成する物質を用いることもできる。
【0202】
また、電子注入層に、有機化合物と電子供与体（ドナー）とを混合してなる混合材料を用いてもよい。このような混合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層に用いる電子輸送性材料（金属錯体および複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属および希土類金属が好ましく、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、エルビウム（Ｅｒ）、Ｙｂ等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。また、これらの材料を複数、積層して用いても良い。
【0203】
その他にも、電子注入層に、有機化合物と金属とを混合してなる混合材料を用いても良い。なお、ここで用いる有機化合物としては、ＬＵＭＯ（最低空軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）準位が－３．６ｅＶ以上－２．３ｅＶ以下であると好ましい。また、非共有電子対を有する材料が好ましい。
【0204】
したがって、上記の混合材料に用いる有機化合物としては、電子輸送層に用いることができるとして上述した、複素芳香族化合物を金属と混合してなる混合材料を用いてもよい。複素芳香族化合物としては、５員環構造（イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、ベンゾイミダゾール環など）を有する複素芳香族化合物、６員環構造（ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環などを含む）、トリアジン環、ビピリジン環、ターピリジン環など）を有する複素芳香族化合物、６員環構造を一部に含む縮環構造（キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、フェナントロリン環など）を有する複素芳香族化合物などの非共有電子対を有する材料が好ましい。具体的な材料については、上述したので、ここでの説明は省略する。
【0205】
また、上記の混合材料に用いる金属としては、周期表における第５族、第７族、第９族または第１１族に属する遷移金属および第１３族に属する材料を用いることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、またはＩｎ等が挙げられる。また、この時、有機化合物は、遷移金属との間で半占有軌道（ＳＯＭＯ）を形成する。
【0206】
なお、例えば、図２（Ｄ）に示す発光デバイスにおいて、発光層１１３ｂから得られる光を増幅させる場合には、第２の電極１０２と、発光層１１３ｂとの光学距離が、発光層１１３ｂが呈する光の波長λの１／４未満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層１１４ｂまたは電子注入層１１５ｂの膜厚を変えることにより、調整することができる。
【0207】
＜電荷発生層＞
電荷発生層は、タンデム構造の発光デバイスにおいて第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプタ）が添加された構成（Ｐ型層ともいう）であっても、電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された構成（電子注入バッファ層ともいう）であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。さらに、Ｐ型層と電子注入バッファ層との間に電子リレー層が設けられていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
電荷発生層は、タンデム構造の発光デバイスにおいて第１の電極と第２の電極との間に電圧を印加したときに、一方のＥＬ層に電子を注入し、他方のＥＬ層に正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプタ）が添加された構成（Ｐ型層ともいう）であっても、電子輸送性材料に電子供与体（ドナー）が添加された構成（電子注入バッファ層ともいう）であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。さらに、Ｐ型層と電子注入バッファ層との間に電子リレー層が設けられていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
【0208】
電荷発生層において、有機化合物である正孔輸送性材料に、電子受容体が添加された構成（Ｐ型層）とする場合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子受容体としては、Ｆ４－ＴＣＮＱ、クロラニル等を挙げることができる。また元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。なお、上述したアクセプタ材料を用いても良い。また、Ｐ型層を構成する材料を混合してなる混合膜として用いても、それぞれの材料を含む単膜を積層しても良い。
【0209】
また、電荷発生層において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成（電子注入バッファ層）とする場合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第２族、第１３族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、カルシウム（Ｃａ）、Ｙｂ、Ｉｎ、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
【0210】
電荷発生層において、Ｐ型層と電子注入バッファ層との間に電子リレー層を設ける場合、電子リレー層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とＰ型層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。電子リレー層に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電荷発生層に接する電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する物質の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、電子リレー層に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属－酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
【0211】
＜キャップ層＞
なお、図２（Ａ）乃至図２（Ｅ）では図示しないが、発光デバイスの第２の電極１０２上にキャップ層を設けてもよい。キャップ層には、例えば、屈折率の高い材料を用いることができる。キャップ層を第２の電極１０２上に設けることによって、第２の電極１０２から射出される光の取り出し効率を向上させることができる。
なお、図２（Ａ）乃至図２（Ｅ）では図示しないが、発光デバイスの第２の電極１０２上にキャップ層を設けてもよい。キャップ層には、例えば、屈折率の高い材料を用いることができる。キャップ層を第２の電極１０２上に設けることによって、第２の電極１０２から射出される光の取り出し効率を向上させることができる。
【0212】
キャップ層に用いることのできる材料の具体例として、５，５’－ジフェニル－２，２’－ジ－５Ｈ－［１］ベンゾチエノ［３，２－ｃ］カルバゾール（略称：ＢｉｓＢＴｃ）、ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ等が挙げられる。
【0213】
＜基板＞
本実施の形態で示した発光デバイスは、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
本実施の形態で示した発光デバイスは、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板（例えば単結晶基板又はシリコン基板）、ＳＯＩ基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
【0214】
なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、アクリル樹脂等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ樹脂、無機蒸着フィルム、又は紙類などが挙げられる。
【0215】
なお、本実施の形態で示す発光デバイスの作製には、蒸着法などの気相法、スピンコート法、およびインクジェット法などの液相法を用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等を用いることができる。特に発光デバイスのＥＬ層に含まれる様々な機能を有する層（正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５）については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、マイクロコンタクト法等）などの方法により形成することができる。
【0216】
なお、上記塗布法、印刷法などの成膜方法を適用する場合において、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、中分子化合物（低分子と高分子の中間領域の化合物：分子量４００以上４０００以下）、無機化合物（量子ドット材料等）等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
【0217】
本実施の形態で示す発光デバイスのＥＬ層１０３を構成する各層（正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５）は、本実施の形態において示した材料に限られることはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。
【0218】
なお、本明細書等において、「層」という用語と「膜」という用語は適宜入れ換えて用いることができる。
【0219】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【0220】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の具体的な構成例、および製造方法の一例について説明するため、受発光装置７００について説明する。なお、受発光装置７００は、発光デバイスと、受光デバイスとの両方を有する装置であり、受光デバイスを含む発光装置または発光デバイスを含む受光装置と呼称することもできる。また、受発光装置７００は、電子機器などの表示部に適用可能であることから、表示パネルまたは表示装置ということもできる。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置の具体的な構成例、および製造方法の一例について説明するため、受発光装置７００について説明する。なお、受発光装置７００は、発光デバイスと、受光デバイスとの両方を有する装置であり、受光デバイスを含む発光装置または発光デバイスを含む受光装置と呼称することもできる。また、受発光装置７００は、電子機器などの表示部に適用可能であることから、表示パネルまたは表示装置ということもできる。
【0221】
＜受発光装置７００の構成例＞
図３（Ａ）に示す受発光装置７００は、第１の基板５１０上に設けられた機能層５２０上に形成された、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳを有する。機能層５２０には、複数のトランジスタで構成されたゲートドライバおよびソースドライバなどの駆動回路の他、これらを電気的に接続する配線等が含まれる。これらの駆動回路は、例えば、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳと、それぞれ電気的に接続され、これらを駆動することができる。また、受発光装置７００は、機能層５２０および各デバイス（発光デバイスおよび受光デバイス）上に絶縁層７０５を備え、絶縁層７０５は、第２の基板７７０と機能層５２０とを貼り合わせる機能を有する。
図３（Ａ）に示す受発光装置７００は、第１の基板５１０上に設けられた機能層５２０上に形成された、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳを有する。機能層５２０には、複数のトランジスタで構成されたゲートドライバおよびソースドライバなどの駆動回路の他、これらを電気的に接続する配線等が含まれる。これらの駆動回路は、例えば、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳと、それぞれ電気的に接続され、これらを駆動することができる。また、受発光装置７００は、機能層５２０および各デバイス（発光デバイスおよび受光デバイス）上に絶縁層７０５を備え、絶縁層７０５は、第２の基板７７０と機能層５２０とを貼り合わせる機能を有する。
【0222】
発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、および発光デバイス５５０Ｒの少なくともいずれか一は、先の実施の形態で示したデバイス構造を有する。また、各発光デバイス間で、ＥＬ層１０３（図２（Ａ）参照）の構成がそれぞれ異なり、例えば、ＥＬ層１０３Ｂの有する発光層１０５Ｂは青色の光、ＥＬ層１０３Ｇの有する発光層１０５Ｇは緑色の光、ＥＬ層１０３Ｒの有する発光層１０５Ｒは赤色の光、をそれぞれ射出することができる。
【0223】
なお、本実施の形態では、各デバイス（複数の発光デバイスおよび受光デバイス）を、分離形成する場合について説明するが、発光デバイスのＥＬ層の一部（ホール注入層、ホール輸送層、および電子輸送層）と受光デバイスの活性層の一部（ホール注入層、ホール輸送層、および電子輸送層）が、製造プロセスにおいて、同じ材料で同時に形成されてもよい。
【0224】
なお、本明細書等において、各色の発光デバイス（例えば青（Ｂ）、緑（Ｇ）、及び赤（Ｒ））の発光層、および受光デバイスの受光層を作り分け、または塗り分ける構造をＳＢＳ（Ｓｉｄｅ Ｂｙ Ｓｉｄｅ）構造と呼ぶ場合がある。なお、図３（Ａ）に示す受発光装置７００において、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳがこの順に並ぶが、本発明の一態様はこの構成に限られない。
【0225】
図３（Ａ）において、発光デバイス５５０Ｂは、電極５５１Ｂと、電極５５２と、電極５５１Ｂと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｂを有する。また、発光デバイス５５０Ｇは、電極５５１Ｇと、電極５５２と、電極５５１Ｇと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｇを有する。また、発光デバイス５５０Ｒは、電極５５１Ｒと、電極５５２と、電極５５１Ｒと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｒを有する。ＥＬ層（１０３Ｂ、１０３Ｇ、１０３Ｒ）は、発光層（１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒ）を含む複数の機能の異なる層からなる積層構造を有する。なお、発光デバイスの各層の具体的な構成は先の実施の形態に示す通りであるが、これに限定されない。
【0226】
また、図３（Ａ）において、受光デバイス５５０ＰＳは、電極５５１ＰＳと、電極５５２と、電極５５１ＰＳと電極５５２との間に挟まれた受光層１０３ＰＳを有する。受光層１０３ＰＳは、活性層１０５ＰＳを含む複数の機能の異なる層からなる積層構造を有する。活性層１０５ＰＳは、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体等が挙げられる。受光デバイスのその他の層の具体的な構成は、発光デバイスの構成と同様にすることができる。
【0227】
図３（Ａ）では、ＥＬ層１０３Ｂが、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、電子輸送層１０８Ｂ、および電子注入層１０９を有し、ＥＬ層１０３Ｇが、ホール注入・輸送層１０４Ｇ、発光層１０５Ｇ、電子輸送層１０８Ｇ、および電子注入層１０９を有し、ＥＬ層１０３Ｒが、ホール注入・輸送層１０４Ｒ、発光層１０５Ｒ、電子輸送層１０８Ｒ、および電子注入層１０９を有し、受光層１０３ＰＳが、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層１０８ＰＳ、および電子注入層１０９を有する場合について図示するが、本発明はこれに限らない。
【0228】
なお、図３（Ａ）において、電子注入層１０９および電極５５２は、各デバイス（発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳ）間に共通する層（共通層）である。
【0229】
以下、簡略化のため、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、および発光デバイス５５０Ｒをまとめて、発光デバイス５５０と呼び、電極５５１Ｂ、電極５５１Ｇ、および電極５５１Ｒをまとめて、電極５５１と呼び、ＥＬ層１０３Ｂ、ＥＬ層１０３Ｇ、およびＥＬ層１０３Ｒをまとめて、ＥＬ層１０３と呼び、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、ホール注入・輸送層１０４Ｇ、およびホール注入・輸送層１０４Ｒをまとめてホール注入・輸送層１０４と呼び、発光層１０５Ｂ、発光層１０５Ｇ、および発光層１０５Ｒをまとめて発光層１０５と呼び、電子輸送層１０８Ｂ、電子輸送層１０８Ｇ、および電子輸送層１０８Ｒをまとめて電子輸送層１０８と呼ぶ場合がある。
【0230】
図３（Ａ）に示すように、ＥＬ層１０３が有する層のうち、ホール注入・輸送層１０４、発光層１０５および電子輸送層１０８の側面（または、端部）および受光層１０３ＰＳが有する層のうち、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８ＰＳの側面（または、端部）に絶縁層１０７が形成されていても良い。絶縁層１０７は、ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳの側面（または端部）に接して形成される。これにより、ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳの側面から内部への酸素、水分、またはこれらの構成元素の侵入を抑制することができる。なお、絶縁層１０７は、隣り合う発光デバイスのＥＬ層１０３の一部、または受光デバイスの受光層１０３ＰＳの一部の側面を連続的に覆う構造を有する。例えば、図３（Ａ）において、発光デバイス５５０ＢのＥＬ層１０３Ｂの一部と、発光デバイス５５０ＧのＥＬ層１０３Ｇの一部の側面は、連続した絶縁層１０７により覆われている。
【0231】
また、図３（Ａ）に示すように、各デバイスの間には、それぞれ隔壁５２８が設けられる。ただし、各デバイスの共通層である電子注入層１０９および電極５５２は、隔壁５２８によって分断されることはなく、連続的に設けられる。そのため、隔壁５２８は、電子注入層１０９および絶縁層１０７に囲まれる領域に設けられるともいえる。また、隔壁５２８は、絶縁層１０７を介して、電極５５１、ＥＬ層１０３の一部（ホール注入・輸送層１０４、発光層１０５、および電子輸送層１０８）、および受光層１０３ＰＳの一部（ホール注入・輸送層１０４、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８）の側面（または端部）に位置する。
【0232】
ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳにおいて、特に陽極と発光層、および陽極と活性層、との間に位置する正孔輸送領域に含まれる正孔注入層は、導電率が高いことが多いため、隣り合うデバイス間に共通する層として形成されると、クロストークの原因となる場合がある。したがって、本構成例で示すようにＥＬ層１０３の一部（ホール注入・輸送層１０４、発光層１０５、および電子輸送層１０８）および受光層１０３ＰＳの一部（ホール注入・輸送層１０４、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８）の間を分離し、その間に絶縁層１０７および隔壁５２８を設けることにより、隣り合うデバイス間で生じるクロストークの発生を抑制することが可能となる。
【0233】
また、隔壁５２８を設けることにより、隣接するデバイス間に形成された凹部を平坦化することも可能である。なお、凹部が平坦化されることでＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳ上に形成される電子注入層１０９および電極５５２の断線を抑制することが可能である。
【0234】
絶縁層１０７には、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム、インジウムガリウム亜鉛酸化物、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを用いることができる。また、絶縁層１０７は、前述の材料を用いて積層して形成されていても良い。また、絶縁層１０７の形成には、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＡＬＤ法などを用いることができるが、被覆性の良好なＡＬＤ法がより好ましい。
【0235】
隔壁５２８の形成に用いる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等の有機材料を適用することができる。また、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、フォトレジストなどの感光性の樹脂を用いることができる。なお、感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
【0236】
感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで隔壁５２８を作製することができる。また、ネガ型の感光性樹脂（例えばレジスト材料など）を用いて隔壁５２８を形成してもよい。また、隔壁５２８として、有機材料を有する絶縁層を用いる場合、可視光を吸収する材料を用いると好適である。隔壁５２８に可視光を吸収する材料を用いると、ＥＬ層からの発光を隔壁５２８により吸収することが可能となり、隣接するＥＬ層および受光層に漏れうる光（迷光）を抑制することができる。したがって、表示品位の高い受発光装置を提供することができる。
【0237】
また、隔壁５２８の上面の高さと、ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳのいずれかの上面の高さとの差は、例えば、隔壁５２８の厚さの０．５倍以下が好ましく、０．３倍以下がより好ましい。また、例えば、ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳのいずれかの上面が隔壁５２８の上面よりも高くなるように、隔壁５２８を設けてもよい。また、例えば、隔壁５２８の上面が、ＥＬ層１０３が有する発光層および受光層１０３ＰＳが有する活性層の上面よりも高くなるように、隔壁５２８を設けてもよい。
【0238】
１０００ｐｐｉを超える高精細な受発光装置において、各デバイス間にクロストーク現象が発生すると、受発光装置の表示可能な色域が狭くなってしまう。１０００ｐｐｉを超える高精細な受発光装置、好ましくは２０００ｐｐｉを超える高精細な受発光装置、より好ましくは５０００ｐｐｉを超える超高精細な受発光装置において、ＥＬ層１０３の一部（ホール注入・輸送層１０４、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８）および受光層１０３ＰＳの一部（ホール注入・輸送層１０４、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８）の間に、絶縁層１０７および隔壁５２８を設けることで、鮮やかな色彩を表示可能な受発光装置を提供できる。
【0239】
また、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）は、図３（Ａ）の断面図中の一点鎖線Ｙａ－Ｙｂに対応する受発光装置７００の上面概略図を示す。すなわち、各デバイスは、それぞれマトリクス状に配列している。なお、図３（Ｂ）は、Ｘ方向に同一の色の発光デバイスまたは受光デバイスが配列する、いわゆるストライプ配列を示している。また、図３（Ｃ）は、Ｘ方向に同一の色の発光デバイスまたは受光デバイスが配列されるが、画素ごとにパターンが形成された構成を示している。なお、発光デバイスの配列方法はこれに限られず、デルタ配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列、ダイヤモンド配列等を用いることもできる。
【0240】
なお、ＥＬ層１０３の一部（ホール注入・輸送層１０４、発光層１０５、および電子輸送層１０８）および受光層１０３ＰＳの一部（ホール注入・輸送層１０４、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８）の分離加工において、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成を行っているため、高精細な受発光装置（表示パネル）を作製することができる。なお、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成により加工されたＥＬ層１０３の各層の端部（側面）および受光層１０３ＰＳの各層の端部（側面）は、それぞれ概略同一表面を有する（または、概略同一平面上に位置する）形状となる。また、この時、各ＥＬ層および受光層間の間隙５８０の幅（ＳＥ）は、５μｍ以下が好ましく、１μｍ以下がより好ましい。
【0241】
また、図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）中の一点鎖線Ｃ１－Ｃ２に対応する断面概略図である。図３（Ｄ）には、接続電極５５１Ｃと電極５５２とが電気的に接続する接続部５６０を示している。接続部５６０では、接続電極５５１Ｃ上に電極５５２が接して設けられている。また、接続電極５５１Ｃの端部を覆って隔壁５２８が設けられている。
【0242】
＜受発光装置の製造方法の例＞
図４（Ａ）に示すように、電極５５１Ｂ、電極５５１Ｇ、電極５５１Ｒ、および電極５５１ＰＳを形成する。例えば、第１の基板５１０上に形成された機能層５２０上に導電膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状に加工する。
図４（Ａ）に示すように、電極５５１Ｂ、電極５５１Ｇ、電極５５１Ｒ、および電極５５１ＰＳを形成する。例えば、第１の基板５１０上に形成された機能層５２０上に導電膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状に加工する。
【0243】
なお、導電膜の形成には、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、分子線エピタキシー（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法、または熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法がある。
【0244】
また、導電膜の加工には、上述したフォトリソグラフィ法以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
【0245】
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。なお、前者の方法を行う場合、レジスト塗布後の加熱（ＰＡＢ：Ｐｒｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂａｋｅ）、および露光後の加熱（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）などの熱処理工程がある。本発明の一態様では、導電膜の加工だけでなく、ＥＬ層の形成に用いる薄膜（有機化合物からなる膜、または有機化合物を一部に含む膜）の加工にもリソグラフィー法を用いる。
【0246】
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）、また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、または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）光またはＸ線を用いてもよい。また、露光に用いる光に代えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
【0247】
レジストマスクを用いた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、サンドブラスト法などを用いることができる。
【0248】
次に、図４（Ｂ）に示すように、電極５５１Ｂ、電極５５１Ｇ、電極５５１Ｒ、および電極５５１ＰＳ上にホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂを形成する。なお、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。さらに、電子輸送層１０８Ｂ上に犠牲層１１０Ｂを形成する。ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂの形成において、材料としては、例えば、先の実施の形態に示した材料を用いることができる。
【0249】
なお、犠牲層１１０Ｂには、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂのエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることが好ましい。また、犠牲層１１０Ｂは、エッチングの選択比の異なる、第１の犠牲層と第２の犠牲層との積層構造であることが好ましい。また、犠牲層１１０Ｂは、ＥＬ層１０３Ｂへのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。ウェットエッチングに用いるエッチング材料としては、シュウ酸などを用いることができる。なお、本明細書等において、犠牲層をマスク層と呼称してもよい。
【0250】
犠牲層１１０Ｂとしては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、無機絶縁膜などの無機膜を用いることができる。また、犠牲層１１０Ｂは、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの各種成膜方法により形成することができる。
【0251】
犠牲層１１０Ｂとしては、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、及びタンタルなどの金属材料、また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、アルミニウムまたは銀などの低融点材料を用いることが好ましい。
【0252】
また、犠牲層１１０Ｂとしては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）などの金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（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）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。
【0253】
なお、上記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、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）を用いた場合にも適用できる。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
【0254】
また、犠牲層１１０Ｂとしては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を用いることができる。
【0255】
また、犠牲層１１０Ｂとしては、少なくとも最上部に位置する電子輸送層１０８Ｂに対して、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いることが好ましい。特に、水またはアルコールに溶解する材料を、犠牲層１１０Ｂに好適に用いることができる。犠牲層１１０Ｂを成膜する際には、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
【0256】
なお、犠牲層１１０Ｂを積層構造にする場合には、上述した材料で形成される層を第１の犠牲層とし、その上に第２の犠牲層を形成して積層構造とすることができる。
【0257】
この場合の第２の犠牲層は、第１の犠牲層をエッチングする際のハードマスクとして用いる膜である。また、第２の犠牲層の加工時には、第１の犠牲層が露出する。したがって、第１の犠牲層と第２の犠牲層とは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、第１の犠牲層のエッチング条件、及び第２の犠牲層のエッチング条件に応じて、第２の犠牲層に用いることのできる膜を選択することができる。
【0258】
例えば、第２の犠牲層のエッチングに、フッ素を含むガス（フッ素系ガスともいう）を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、またはモリブデンとタングステンを含む合金などを、第２の犠牲層に用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる（すなわち、エッチング速度を遅くできる）膜としては、ＩＧＺＯ、ＩＴＯなどの金属酸化物膜などがあり、これを第１の犠牲層に用いることができる。
【0259】
なお、これに限られず、第２の犠牲層は、様々な材料の中から、第１の犠牲層のエッチング条件、及び第２の犠牲層のエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記第１の犠牲層に用いることのできる膜の中から選択することもできる。
【0260】
また、第２の犠牲層としては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、窒化ゲルマニウムなどの窒化物を用いることもできる。
【0261】
または、第２の犠牲層として、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウムなどの酸化物膜または酸窒化物膜を用いることもできる。
【0262】
次に、図４（Ｃ）に示すように、犠牲層１１０Ｂ上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストを所望の形状（レジストマスク：ＲＥＳ）に形成する。なお、このような方法を行う場合、レジスト塗布後の加熱（ＰＡＢ：Ｐｒｅ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｂａｋｅ）、および露光後の加熱（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）などの熱処理工程がある。例えば、ＰＡＢ温度は、１００℃前後、ＰＥＢ温度は１２０℃前後になる。そのため、これらの処理温度に耐えうる発光デバイスであることが必要である。
【0263】
次に、得られたレジストマスクＲＥＳを用い、レジストマスクＲＥＳに覆われない犠牲層１１０Ｂの一部をエッチングにより除去し、レジストマスクＲＥＳを除去した後、犠牲層１１０Ｂに覆われないホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂをエッチングにより除去し、電極５５１Ｂ上に側面を有する（または側面が露出する）形状、または紙面と交差する方向に延びる帯状の形状にホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂを加工する。なお、エッチングには、ドライエッチングが好ましい。犠牲層１１０Ｂが上記の第１の犠牲層および第２の犠牲層との積層構造を有する場合には、レジストマスクＲＥＳにより第２の犠牲層の一部をエッチングした後、レジストマスクＲＥＳを除去し、第２の犠牲層をマスクとして、第１の犠牲層の一部をエッチングし、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、および電子輸送層１０８Ｂを所定の形状に加工しても良い。これらのエッチング処理により、図５（Ａ）の形状を得る。
【0264】
次に、図５（Ｂ）に示すように、犠牲層１１０Ｂ、電極５５１Ｇ、電極５５１Ｒ、および電極５５１ＰＳ上にホール注入・輸送層１０４Ｇ、発光層１０５Ｇ、および電子輸送層１０８Ｇを形成する。ホール注入・輸送層１０４Ｇ、発光層１０５Ｇ、および電子輸送層１０８Ｇの形成において、材料としては、例えば、先の実施の形態に示した材料を用いることができる。なお、ホール注入・輸送層１０４Ｇ、発光層１０５Ｇ、および電子輸送層１０８Ｇの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。
【0265】
以後、ホール注入・輸送層１０４Ｂ、発光層１０５Ｂ、電子輸送層１０８Ｂ、および犠牲層１１０Ｂの形成と同様にして、電極５５１Ｇ上に、ホール注入・輸送層１０４Ｇ、発光層１０５Ｇ、電子輸送層１０８Ｇ、および犠牲層１１０Ｇを形成し、電極５５１Ｒ上に、ホール注入・輸送層１０４Ｒ、発光層１０５Ｒ、電子輸送層１０８Ｒ、および犠牲層１１０Ｒを形成し、電極５５１ＰＳ上に、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層１０８ＰＳ、および犠牲層１１０ＰＳを形成することで、図５（Ｃ）の形状を得る。
【0266】
次に、図６（Ａ）に示すように、犠牲層１１０Ｂ、犠牲層１１０Ｇ、犠牲層１１０Ｒ、および犠牲層１１０ＰＳ上に絶縁層１０７を形成する。
【0267】
なお、絶縁層１０７の形成には、例えば、ＡＬＤ法を用いることができる。この場合、絶縁層１０７は、図６（Ａ）に示すように各デバイスのホール注入・輸送層（１０４Ｂ、１０４Ｇ、１０４Ｒ、１０４ＰＳ）、発光層（１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒ）、活性層１０５ＰＳおよび電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）の各側面（各端部）に接して形成される。これにより、各側面から内部への酸素、水分、またはこれらの構成元素の侵入を抑制することができる。
【0268】
次に、図６（Ｂ）に示すように、絶縁層１０７上に樹脂膜５２８ａを形成する。樹脂膜５２８ａとして、例えば、ネガ型の感光性樹脂またはポジ型の感光性樹脂を使用することができる。
【0269】
次に、図６（Ｃ）に示すように、樹脂膜５２８ａの一部、絶縁層１０７の一部、および犠牲層（１１０Ｂ、１１０Ｇ、１１０Ｒ、１１０ＰＳ）を除去することにより、電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）の上面を露出させる。
【0270】
次に、図６（Ｄ）に示すように、加熱処理を行うことで、樹脂膜５２８ａの上端部を曲面形状とし、隔壁５２８を形成する。隔壁５２８の上端部を曲面形状とすることによって、後に形成する電子注入層１０９の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、樹脂膜５２８ａとしてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、隔壁５２８の上端部に曲率半径（０．２μｍ～３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。
【0271】
次に、絶縁層１０７、電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）、および隔壁５２８上に電子注入層１０９を形成する。電子注入層１０９の形成において、材料としては、先の実施の形態に示した材料を用いることができる。なお、電子注入層１０９は、例えば、真空蒸着法を用いて形成する。
【0272】
次に、図７（Ａ）に示すように、電子注入層１０９上に電極５５２を形成する。電極５５２は、例えば、真空蒸着法を用いて形成する。
【0273】
以上の工程により、発光デバイス５５０Ｂ、発光デバイス５５０Ｇ、発光デバイス５５０Ｒ、および受光デバイス５５０ＰＳにおける、ＥＬ層１０３Ｂ、ＥＬ層１０３Ｇ、ＥＬ層１０３Ｒ、および受光層１０３ＰＳをそれぞれ分離加工することができる。
【0274】
以上のように、ＥＬ層１０３および受光層１０３ＰＳの分離加工において、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成を行うことにより、高精細な受発光装置（表示パネル）を作製することができる。また、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成により加工されたＥＬ層および受光層の各層の端部（側面）は、概略同一表面を有する（または、概略同一平面上に位置する）形状となる。また、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成により、隣り合う発光デバイスおよび受光デバイス間で生じるクロストークの発生を抑制することが可能となる。また、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成により加工された隣り合うデバイス間に、それぞれ間隙５８０を有する。なお、図７（Ｃ）において、間隙５８０を隣り合う発光デバイスのＥＬ層の間の距離ＳＥで表す場合、距離ＳＥが小さいほど開口率を高めること、及び、精細度を高めることができる。一方、距離ＳＥが大きいほど、隣り合う発光デバイスとの作製工程ばらつきの影響を許容できるため、製造歩留まりを高めることができる。本明細書により作製される発光デバイスは微細化プロセスに好適であるため、隣り合う発光デバイスのＥＬ層の間の距離ＳＥは、０．５μｍ以上５μｍ以下、好ましくは１μｍ以上３μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上２．５μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。なお、代表的には、距離ＳＥは１μｍ以上２μｍ以下（例えば１．５μｍまたはその近傍）であることが好ましい。
【0275】
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）構造のデバイスという場合がある。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）構造のデバイスという場合がある。ＭＭＬ構造の受発光装置は、メタルマスクを用いずに作製するため、ＦＭＭ構造、またはＭＭ構造の受発光装置よりも画素配置及び画素形状等の設計自由度が高い。
【0276】
なお、ＭＭＬ構造の受発光装置が有する島状のＥＬ層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、ＥＬ層を成膜した後に加工することで形成される。したがって、これまでに比べて高精細な受発光装置または高開口率の受発光装置を実現することができる。さらに、ＥＬ層を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、表示品位の高い受発光装置を実現できる。また、ＥＬ層上に犠牲層を設けることで、作製工程中にＥＬ層が受けるダメージを低減することができるため、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
【0277】
なお、図３（Ａ）および図７（Ａ）に示す発光デバイス５５０においては、ＥＬ層１０３の幅が電極５５１の幅と概略等しく、受光デバイス５５０ＰＳにおいては、受光層１０３ＰＳの幅が電極５５１ＰＳの幅と概略等しいが、本発明の一態様はこれに限られない。
【0278】
発光デバイス５５０において、ＥＬ層１０３の幅が電極５５１の幅より小さくてもよい。また、受光デバイス５５０ＰＳにおいて、受光層１０３ＰＳの幅が電極５５１ＰＳの幅より小さくてもよい。図７（Ｂ）には発光デバイス５５０Ｂにおいて、ＥＬ層１０３Ｂの幅が電極５５１Ｂの幅より小さい例を示す。
【0279】
また、発光デバイス５５０において、ＥＬ層１０３の幅が電極５５１の幅より大きくてもよい。また、受光デバイス５５０ＰＳにおいて、受光層１０３ＰＳの幅が電極５５１ＰＳの幅より大きくてもよい。図７（Ｃ）には発光デバイス５５０Ｒにおいて、ＥＬ層１０３Ｒの幅が電極５５１Ｒの幅より大きい例を示す。
【0280】
本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【0281】
（実施の形態４）
本実施の形態では、装置７２０及び受発光装置７００について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８および図９に示す各装置は、発光デバイスを有することから発光装置であるが、電子機器などの表示部に適用可能であることから表示パネルまたは表示装置ということもできる。また、上記発光デバイスを光源とし、発光デバイスからの光を受光できる受光デバイスを備える構成とする場合には、受発光装置ということもできる。なお、これらの発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、少なくとも発光デバイスを有する構成とする。
本実施の形態では、装置７２０及び受発光装置７００について、図８および図９を用いて説明する。なお、図８および図９に示す各装置は、発光デバイスを有することから発光装置であるが、電子機器などの表示部に適用可能であることから表示パネルまたは表示装置ということもできる。また、上記発光デバイスを光源とし、発光デバイスからの光を受光できる受光デバイスを備える構成とする場合には、受発光装置ということもできる。なお、これらの発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、少なくとも発光デバイスを有する構成とする。
【0282】
また、本実施の形態の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、高解像度または大型の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置とすることができる。したがって、本実施の形態の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、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、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機など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、スマートフォン、腕時計型端末、タブレット端末、携帯情報端末、および音響再生装置等の表示部に用いることもできる。
【0283】
図８（Ａ）には、装置７２０の上面図を示す。
【0284】
図８（Ａ）において、装置７２０は、基板７１０と基板７１１とが貼り合わされた構成を有する。また、装置７２０は、表示領域７０１、回路７０４、および配線７０６等を有する。なお、表示領域７０１は、複数の画素を有し、図８（Ａ）に示す画素７０３（ｉ，ｊ）は、図８（Ｂ）に示すように、画素７０３（ｉ＋１，ｊ）と隣接する。
【0285】
また、装置７２０には、図８（Ａ）に示すように、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板７１０にＩＣ（集積回路）７１２が設けられている例を示す。なお、ＩＣ７１２としては、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。図８（Ａ）では、信号線駆動回路を有するＩＣをＩＣ７１２に用い、回路７０４として、走査線駆動回路を有する構成を示す。
【0286】
配線７０６は、表示領域７０１及び回路７０４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、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）７１３を介して外部から配線７０６に入力されるか、またはＩＣ７１２から配線７０６に入力される。なお、装置７２０にＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
【0287】
図８（Ｂ）に、表示領域７０１の画素７０３（ｉ，ｊ）、および画素７０３（ｉ＋１，ｊ）を示す。すなわち、画素７０３（ｉ，ｊ）は、互いに異なる色を発する発光デバイスを有する副画素を、複数種有する構成とすることができる。または、上記に加え、同じ色を発する発光デバイスを有する副画素を複数含む構成とすることもできる。例えば、画素は、副画素を３種類有する構成とすることができる。当該３つの副画素としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。または、画素は副画素を４種類有する構成とすることができる。当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。具体的には、青色を表示する副画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）、緑色を表示する副画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）および赤色を表示する副画素７０２Ｒ（ｉ，ｊ）で構成された画素７０３（ｉ，ｊ）とすることができる。
【0288】
また、副画素は、発光デバイスだけでなく受光デバイスを有する構成としてもよい。なお、副画素に受光デバイスを有する構成とする場合には、装置７２０を受発光装置ともいう。
【0289】
図８（Ｃ）乃至図８（Ｆ）に示す画素７０３（ｉ，ｊ）は、受光デバイスを有する副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）を含む、様々なレイアウトの一例を示す。なお、図８（Ｃ）に示す画素の配列は、ストライプ配列であり、図８（Ｄ）に示す画素の配列は、マトリクス配列である。また、図８（Ｅ）に示す画素の配列は、１つの副画素（副画素Ｂ）の隣に、３つの副画素（副画素Ｒ、副画素Ｇ、副画素ＰＳ）が縦に３つ並んだ構成を有する。
【0290】
また、図８（Ｆ）に示すように赤外線を射出する副画素７０２ＩＲ（ｉ，ｊ）を上記の一組に加えて、画素７０３（ｉ，ｊ）としてもよい。図８（Ｆ）に示す画素の配列は、縦長の副画素Ｇ、副画素Ｂ、副画素Ｒが横に３つ並び、その下側に副画素ＰＳと、横長の副画素ＩＲと、が横に並んだ構成を有する。具体的には、６５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長を有する光を含む光を射出する副画素７０２ＩＲ（ｉ，ｊ）を、画素７０３（ｉ，ｊ）に用いてもよい。なお、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）が検出する光の波長は特に限定されないが、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）が有する受光デバイスは、副画素７０２Ｒ（ｉ，ｊ）、副画素７０２Ｇ（ｉ，ｊ）、副画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）、または副画素７０２ＩＲ（ｉ，ｊ）が有する発光デバイスが発する光に感度を有することが好ましい。例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの波長域の光、及び、赤外の波長域の光のうち、一つまたは複数を検出することが好ましい。
【0291】
なお、副画素の配列は、図８（Ｂ）乃至図８（Ｆ）に示す構成に限られることはなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Ｓストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
【0292】
また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形（長方形、正方形を含む）、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここでいう副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
【0293】
画素に、発光デバイスだけでなく受光デバイスを有する構成とする場合には、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触または近接を検出することができる。例えば、発光装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
【0294】
なお、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）の受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さいことが好ましい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）を用いることで、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）を用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状（静脈形状、動脈形状を含む）、または顔などを用いた個人認証のための撮像を行うことができる。
【0295】
また、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）は、タッチセンサ（ダイレクトタッチセンサともいう）またはニアタッチセンサ（ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう）などに用いることができる。例えば、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）は、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
【0296】
ここで、タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物（指、手、またはペンなど）の近接もしくは接触を検出することができる。タッチセンサは、受発光装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が受発光装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、受発光装置と、対象物との間の距離が０．１ｍｍ以上３００ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲で受発光装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、受発光装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触（タッチレス）で受発光装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、受発光装置に汚れ、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が受発光装置に付着した汚れ（例えば、ゴミ、細菌、またはウィルスなど）に直接触れずに、受発光装置を操作することが可能となる。
【0297】
なお、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）を高精細な撮像を行うために用いる場合は、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）が、全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）をタッチセンサまたはニアタッチセンサなどに用いる場合は、指紋などを撮像する場合と比較して高い精度が求められないため、一部の画素に設けられていればよい。受発光装置が有する副画素７０２ＰＳ（ｉ，ｊ）の数を、副画素７０２Ｒ（ｉ，ｊ）等の数よりも少なくすることで、検出速度を高めることができる。
【0298】
次に、発光デバイスを有する副画素の画素回路に適用できるトランジスタの具体的な構造の一例を図９（Ａ）に示す。なお、トランジスタとしては、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを適宜用いることができる。
【0299】
図９（Ａ）に示すトランジスタは、半導体膜５０８、導電膜５０４、絶縁膜５０６、導電膜５１２Ａおよび導電膜５１２Ｂを有する。トランジスタは、例えば、絶縁膜５０１Ｃ上に形成される。また、当該トランジスタは、絶縁膜５１６（絶縁膜５１６Ａ及び絶縁膜５１６Ｂ）、及び絶縁膜５１８を有する。
【0300】
半導体膜５０８は、導電膜５１２Ａと電気的に接続される領域５０８Ａ、導電膜５１２Ｂと電気的に接続される領域５０８Ｂを有する。半導体膜５０８は、領域５０８Ａおよび領域５０８Ｂの間に領域５０８Ｃを有する。
【0301】
導電膜５０４は領域５０８Ｃと重なる領域を備え、導電膜５０４はゲート電極の機能を有する。
【0302】
絶縁膜５０６は、半導体膜５０８および導電膜５０４の間に挟まれる領域を有する。絶縁膜５０６は第１のゲート絶縁膜の機能を有する。
【0303】
導電膜５１２Ａはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜５１２Ｂはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を有する。
【0304】
また、導電膜５２４をトランジスタに用いることができる。導電膜５２４は、導電膜５０４との間に半導体膜５０８を挟む領域を有する。導電膜５２４は、第２のゲート電極の機能を有する。絶縁膜５０１Ｄは半導体膜５０８および導電膜５２４の間に挟まれ、第２のゲート絶縁膜の機能を有する。
【0305】
絶縁膜５１６は、例えば、半導体膜５０８を覆う保護膜として機能する。絶縁膜５１６としては、例えば、具体的には、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜または酸化ネオジム膜を含む膜を用いることができる。
【0306】
絶縁膜５１８は、例えば、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の拡散を抑制する機能を備える材料を適用することが好ましい。具体的には、絶縁膜５１８としては、例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム等を用いることができる。また、酸化窒化シリコン、及び酸化窒化アルミニウムのそれぞれに含まれる酸素の原子数と窒素の原子数は、窒素の原子数のほうが多いことが好ましい。
【0307】
なお、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成する工程において、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成することができる。例えば、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜と同じ組成の半導体膜を、駆動回路に用いることができる。
【0308】
また、半導体膜５０８は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、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、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
【0309】
特に、半導体膜５０８として、Ｉｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。または、Ｉｎ、Ｓｎ、及びＺｎを含む酸化物を用いることが好ましい。または、Ｉｎ、Ｇａ、Ｓｎ、及びＺｎを含む酸化物を用いることが好ましい。または、Ｉｎ、Ａｌ、及びＺｎを含む酸化物（ＩＡＺＯとも記す）を用いることが好ましい。または、Ｉｎ、Ａｌ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物（ＩＡＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
【0310】
半導体膜がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
【0311】
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを４としたとき、Ｇａが１以上３以下であり、Ｚｎが２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを５としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成と記載する場合、各元素の含有比率が、Ｉｎを１としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが０．１より大きく２以下である場合を含む。
【0312】
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、また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。
【0313】
金属酸化物を半導体膜５０８に用いる場合、図９（Ａ）に示すトランジスタを用いる発光装置は、金属酸化物を半導体膜に用い、且つＭＭＬ（メタルマスクレス）構造の発光デバイスを有する構成となる。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れうるリーク電流（横リーク電流、サイドリーク電流などともいう）を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度及び高いコントラスト比のいずれか一または複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光デバイス間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じうる光漏れ（いわゆる黒浮き）などが限りなく少ない表示（真黒表示ともいう）とすることができる。
【0314】
また、半導体膜５０８には、シリコンを用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ Ｓｉｌｉｃｏｎ））を有するトランジスタ（以下、ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることが好ましい。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
【0315】
ＬＴＰＳトランジスタなどのシリコンを用いたトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路（例えばソースドライバ回路）を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、発光装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
【0316】
また、表示パネルの画面のサイズに応じて、表示パネルに用いるトランジスタの構成を適宜選択すればよい。例えば、表示パネルのトランジスタとして、単結晶Ｓｉトランジスタを用いる場合、対角のサイズが０．１インチ以上３インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルのトランジスタとして、ＬＴＰＳトランジスタを用いる場合、対角のサイズが０．１インチ以上３０インチ以下、好ましくは１インチ以上３０インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルにＬＴＰＯ（ＬＴＰＳトランジスタと、ＯＳトランジスタとを、組み合わせる構成）を用いる場合、対角のサイズを０．１インチ以上５０インチ以下、好ましくは１インチ以上５０インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルのトランジスタとして、ＯＳトランジスタ（チャネルが形成される半導体に金属酸化物を有するトランジスタ）を用いる場合、対角のサイズを０．１インチ以上２００インチ以下、好ましくは５０インチ以上１００インチ以下の画面サイズに適用することができる。
【0317】
なお、単結晶Ｓｉトランジスタは、単結晶Ｓｉ基板の大きさより、大型化が非常に困難である。また、ＬＴＰＳトランジスタは、製造工程にてレーザ結晶化装置を用いるため、大型化（代表的には、対角のサイズにて３０インチを超える画面サイズ）への対応が難しい。一方でＯＳトランジスタは、製造工程にてレーザ結晶化装置などを用いる制約がない、または比較的低温のプロセス温度（代表的には４５０℃以下）で製造することが可能なため、比較的大面積（代表的には、対角のサイズにて５０インチ以上１００インチ以下）の表示パネルまで対応することが可能である。また、ＬＴＰＯについては、ＬＴＰＳトランジスタを用いる場合のサイズと、ＯＳトランジスタを用いる場合のサイズと、の間のサイズ（代表的には、対角のサイズにて１インチ以上５０インチ以下）に適用することが可能となる。
【0318】
【0319】
図９（Ｂ）の断面図は、ＦＰＣ７１３および配線７０６を含む領域の一部、画素７０３（ｉ，ｊ）を含む表示領域７０１の一部をそれぞれ切断した時の断面図を示す。
【0320】
図９（Ｂ）において、受発光装置７００は、第１の基板５１０と、第２の基板７７０と、の間に機能層５２０を有する。機能層５２０には、上述のトランジスタおよび容量素子等の他、これらを電気的に接続する配線等が含まれる。なお、図９（Ｂ）では、機能層５２０は、画素回路５３０Ｘ（ｉ，ｊ）および画素回路５３０Ｓ（ｉ，ｊ）、並びに回路ＧＤを含む構成を示すが、これに限らない。
【0321】
また、機能層５２０に形成された画素回路（例えば、図９（Ｂ）に示す画素回路５３０Ｘ（ｉ，ｊ）および画素回路５３０Ｓ（ｉ，ｊ））は、機能層５２０上に形成される発光デバイスおよび受光デバイス（例えば、図９（Ｂ）に示す発光デバイス５５０Ｘ（ｉ，ｊ）および受光デバイス５５０Ｓ（ｉ，ｊ））と電気的に接続される。具体的には、発光デバイス５５０Ｘ（ｉ，ｊ）は配線５９１Ｘを介して画素回路５３０Ｘ（ｉ，ｊ）に電気的に接続され、受光デバイス５５０Ｓ（ｉ，ｊ）は配線５９１Ｓを介して画素回路５３０Ｓ（ｉ，ｊ）に電気的に接続される。また、機能層５２０、発光デバイス、および受光デバイス上に絶縁層７０５を有し、絶縁層７０５は、第２の基板７７０と機能層５２０とを貼り合わせる機能を有する。
【0322】
なお、第２の基板７７０には、マトリクス状にタッチセンサを備える基板を用いることができる。例えば、静電容量式のタッチセンサまたは光学式のタッチセンサを備えた基板を第２の基板７７０に用いることができる。これにより、本発明の一態様の受発光装置をタッチパネルとして使用することができる。
【0323】
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
【0324】
【0325】
図１０（Ａ）乃至図１２（Ｂ）は、本発明の一態様の電子機器の構成を説明する図である。図１０（Ａ）は電子機器のブロック図であり、図１０（Ｂ）乃至図１０（Ｅ）は電子機器の構成を説明する斜視図である。また、図１１（Ａ）乃至図１１（Ｅ）は電子機器の構成を説明する斜視図である。また、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は電子機器の構成を説明する斜視図である。
【0326】
本実施の形態で説明する電子機器５２００Ｂは、演算装置５２１０と、入出力装置５２２０と、を有する（図１０（Ａ）参照）。
【0327】
演算装置５２１０は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を有する。
【0328】
入出力装置５２２０は、表示部５２３０、入力部５２４０、検知部５２５０、通信部５２９０、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を有する。また、入出力装置５２２０は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を有する。
【0329】
入力部５２４０は操作情報を供給する機能を有する。例えば、入力部５２４０は、電子機器５２００Ｂの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
【0330】
具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部５２４０に用いることができる。
【0331】
表示部５２３０は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を有する。例えば、先の実施の形態において説明した表示パネルを表示部５２３０に用いることができる。
【0332】
検知部５２５０は検知情報を供給する機能を有する。例えば、電子機器が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を有する。
【0333】
具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部５２５０に用いることができる。
【0334】
通信部５２９０は通信情報を供給される機能および供給する機能を有する。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を有する。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を有する。
【0335】
図１０（Ｂ）は、円筒状の柱などに沿った外形を有する電子機器を示す。一例として、デジタルサイネージ等が挙げられる。本発明の一態様である表示パネルは、表示部５２３０に適用することができる。なお、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備えていても良い。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を有する。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。
【0336】
図１０（Ｃ）は、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を有する電子機器を示す。一例として、電子黒板、電子掲示板、電子看板等が挙げられる。具体的には、対角線の長さが２０インチ以上、好ましくは４０インチ以上、より好ましくは５５インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて１つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。
【0337】
図１０（Ｄ）は、他の装置から情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる電子機器を示す。一例として、ウェアラブル型電子機器などが挙げられる。具体的には、いくつかの選択肢を表示できる、または、使用者が選択肢からいくつかを選択し、当該情報の送信元に返信することができる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、例えば、ウェアラブル型電子機器の消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をウェアラブル型電子機器に表示することができる。
【0338】
図１０（Ｅ）は、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える表示部５２３０を有する電子機器を示す。一例として、携帯電話などが挙げられる。なお、表示部５２３０は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面、上面および背面に表示する機能を有する。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面、上面および背面に情報を表示することができる。
【0339】
図１１（Ａ）は、インターネットから情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる電子機器を示す。一例として、スマートフォンなどが挙げられる。例えば、作成したメッセージを表示部５２３０で確認することができる。または、作成したメッセージを他の装置に送信できる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
【0340】
図１１（Ｂ）は、リモートコントローラーを入力部５２４０とすることができる電子機器を示す。一例として、テレビジョンシステムなどが挙げられる。または、例えば、放送局またはインターネットから情報を受信して、表示部５２３０に表示することができる。または、検知部５２５０を用いて使用者を撮影できる。または、使用者の映像を送信できる。または、使用者の視聴履歴を取得して、クラウド・サービスに提供できる。または、クラウド・サービスから、レコメンド情報を取得して、表示部５２３０に表示できる。または、レコメンド情報に基づいて、番組または動画を表示できる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
【0341】
図１１（Ｃ）は、インターネットから教材を受信して、表示部５２３０に表示することができる電子機器を示す。一例として、タブレットコンピュータなどが挙げられる。または、入力部５２４０を用いて、レポートを入力し、インターネットに送信することができる。または、クラウド・サービスから、レポートの添削結果または評価を取得して、表示部５２３０に表示することができる。または、評価に基づいて、好適な教材を選択し、表示することができる。
【0342】
例えば、他の電子機器から画像信号を受信して、表示部５２３０に表示することができる。または、スタンドなどに立てかけて、表示部５２３０をサブディスプレイに用いることができる。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
【0343】
図１１（Ｄ）は、複数の表示部５２３０を有する電子機器を示す。一例として、デジタルカメラなどが挙げられる。例えば、検知部５２５０で撮影しながら表示部５２３０に表示することができる。または、撮影した映像を検知部に表示することができる。または、入力部５２４０を用いて、撮影した映像に装飾を施せる。または、撮影した映像にメッセージを添付できる。または、インターネットに送信できる。または、使用環境の照度に応じて、撮影条件を変更する機能を有する。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
【0344】
図１１（Ｅ）は、他の電子機器をスレイブに用い、本実施の形態の電子機器をマスターに用いて、他の電子機器を制御することができる電子機器を示す。一例として、携帯可能なパーソナルコンピュータなどが挙げられる。例えば、画像情報の一部を表示部５２３０に表示し、画像情報の他の一部を他の電子機器の表示部に表示することができる。または、画像信号を供給することができる。または、通信部５２９０を用いて、他の電子機器の入力部から書き込む情報を取得できる。これにより、例えば、携帯可能なパーソナルコンピュータを用いて、広い表示領域を利用することができる。
【0345】
図１２（Ａ）は、加速度または方位を検知する検知部５２５０を有する電子機器を示す。一例として、ゴーグル型の電子機器などが挙げられる。または、検知部５２５０は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、電子機器は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、右目用の画像情報および左目用の画像情報を生成することができる。または、表示部５２３０は、右目用の表示領域および左目用の表示領域を有する。これにより、例えば、没入感を得られる仮想現実空間の映像を、ゴーグル型の電子機器に表示することができる。
【0346】
図１２（Ｂ）は、撮像装置、加速度または方位を検知する検知部５２５０を有する電子機器を示す。一例として、めがね型の電子機器などが挙げられる。または、検知部５２５０は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、電子機器は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、画像情報を生成することができる。これにより、例えば、現実の風景に情報を添付して表示することができる。または、拡張現実空間の映像を、めがね型の電子機器に表示することができる。
【0347】
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
【0348】
（実施の形態６）
本実施の形態では、先の実施の形態に記載の発光デバイスを照明装置として用いる構成について、図１３により説明する。なお、図１３（Ａ）は、図１３（Ｂ）に示す照明装置の上面図における線分ｅ－ｆの断面図である。
本実施の形態では、先の実施の形態に記載の発光デバイスを照明装置として用いる構成について、図１３により説明する。なお、図１３（Ａ）は、図１３（Ｂ）に示す照明装置の上面図における線分ｅ－ｆの断面図である。
【0349】
本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、第１の電極４０１が形成されている。第１の電極４０１は先の実施の形態における第１の電極１０１に相当する。第１の電極４０１側から発光を取り出す場合、第１の電極４０１は透光性を有する材料により形成する。
【0350】
第２の電極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。
【0351】
第１の電極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は先の実施の形態におけるＥＬ層１０３の構成に相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
【0352】
ＥＬ層４０３を覆って第２の電極４０４を形成する。第２の電極４０４は先の実施の形態における第２の電極１０２に相当する。発光を第１の電極４０１側から取り出す場合、第２の電極４０４は反射率の高い材料によって形成される。第２の電極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。
【0353】
以上、第１の電極４０１、ＥＬ層４０３、及び第２の電極４０４を有する発光デバイスを本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
【0354】
以上の構成を有する発光デバイスが形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材（４０５、４０６）を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図１３（Ｂ）では図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
【0355】
また、パッド４１２と第１の電極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けても良い。
【0356】
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用して作製される照明装置の応用例について、図１４を用いて説明する。
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用して作製される照明装置の応用例について、図１４を用いて説明する。
【0357】
室内の照明装置としては、シーリングライト８００１として応用できる。シーリングライト８００１には、天井直付型および天井埋め込み型がある。なお、このような照明装置は、発光装置を筐体およびカバーと組み合わせることにより構成される。その他にもコードペンダント型（天井からのコード吊り下げ式）への応用も可能である。
【0358】
また、足元灯８００２は、床面に灯りを照射し、足元の安全性を高めることができる。例えば、寝室、階段、および通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さおよび構造に応じて適宜サイズおよび形状を変えることができる。また、発光装置と支持台とを組み合わせて構成される据え置き型の照明装置とすることも可能である。
【0359】
また、シート状照明８００３は、薄型のシート状の照明装置である。壁面に張り付けて使用するため、場所を取らず幅広い用途に用いることができる。なお、大面積化も容易である。なお、曲面を有する壁面、筐体等に用いることもできる。
【0360】
また、光源からの光が所望の方向のみに制御された照明装置８００４を用いることもできる。
【0361】
また、電気スタンド８００５は、光源８００６を有し、光源８００６としては、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用することができる。
【0362】
なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用することにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
【0363】
以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
【0364】
また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
【実施例0365】
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、比較発光デバイス３と、を作製し、種々の測定を行った結果を説明する。なお、各発光デバイスの発光層が有する発光物質としては、ＮＥＳＴ材料である、２，５－ビス（２，４－ジメチルフェニル）－８－（２，２，２－トリフルオロエトキシ）－１，３，４，６，７，９，９ｂ－ヘプタアザフェナレン（略称：ＨｚＴＦＥＸ２）（構造式（１０５））を用いた。ＨｚＴＦＥＸ２はＮＥＳＴ材料のため、遅延蛍光の発光寿命が１０Ｋ以上３００Ｋ以下の範囲において、温度が下がるほど短くなる材料である（非特許文献２参照）。
【0366】
各発光デバイスに用いた有機化合物の構造式を以下に示す。また、各発光デバイスのデバイス構造を下記表に示す。
【0367】
【化9】
【0368】
【表1】
【0369】
≪発光デバイス１の作製≫
本実施例で示す発光デバイス１は、基板上に形成された第１の電極上に正孔注入層、正孔輸送層（第１の正孔輸送層および第２の正孔輸送層）、発光層、電子輸送層（第１の電子輸送層および第２の電子輸送層）および電子注入層が順次積層され、電子注入層上に第２の電極が積層された構造を有する。
本実施例で示す発光デバイス１は、基板上に形成された第１の電極上に正孔注入層、正孔輸送層（第１の正孔輸送層および第２の正孔輸送層）、発光層、電子輸送層（第１の電子輸送層および第２の電子輸送層）および電子注入層が順次積層され、電子注入層上に第２の電極が積層された構造を有する。
【0370】
まず、基板上に第１の電極を形成した。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。また、基板には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）を７０ｎｍの膜厚でスパッタリング法により成膜して形成した。なお、本実施例において、第１の電極は、陽極として機能する。
【0371】
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１×１０－４Ｐａ程度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３０分程度放冷した。
【0372】
次に、第１の電極上に正孔注入層を形成した。正孔注入層は、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共蒸着して形成した。
【0373】
次に、正孔注入層上に正孔輸送層を形成した。第１の正孔輸送層として、ＢＢＡＢｎｆを２５ｎｍの膜厚になるよう形成し、その後に第２の正孔輸送層として、９－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－３，４－ビス（トリフェニルシリル）－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＳｉ）を１０ｎｍの膜厚になるよう形成した。
【0374】
次に、正孔輸送層上に発光層を形成した。発光層は、第１の物質として２，７－ビス（ジフェニルフォスフォリル）－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＰＯ２７）を用い、発光物質としてＨｚＴＦＥＸ２を用いて、重量比で０．９０：０．１０（＝ＰＰＯ２７：ＨｚＴＦＥＸ２）となるように共蒸着して、１５ｎｍの膜厚となるように形成した。
【0375】
次に、発光層上に電子輸送層を形成した。第１の電子輸送層として、２，８－ビス（ジフェニルフォスフォリル）ジベンゾ［ｂ，ｄ］フラン（略称：ＰＰＦ）を１０ｎｍの膜厚になるよう形成し、その後に第２の電子輸送層として、２，２’－（１，３－フェニレン）ビス（９－フェニル－１，１０－フェナントロリン）（略称：ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ）を３０ｎｍの膜厚になるよう形成した。
【0376】
次に、電子輸送層上に電子注入層を形成した。電子注入層は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。
【0377】
次に、電子注入層上に第２の電極を形成した。第２の電極は、アルミニウム（Ａｌ）を膜厚が２００ｎｍとなるように蒸着して形成した。なお、本実施例において、第２の電極は、陰極として機能する。
【0378】
以上の工程により、発光デバイス１を作製した。次に、発光デバイス２および比較発光デバイス３の作製方法について説明する。
【0379】
≪発光デバイス２の作製≫
発光デバイス２は、発光デバイス１において発光層の第１の物質として用いたＰＰＯ２７を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）に置き換えた発光デバイスであり、その他は発光デバイス１と同様に作製した。
発光デバイス２は、発光デバイス１において発光層の第１の物質として用いたＰＰＯ２７を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）に置き換えた発光デバイスであり、その他は発光デバイス１と同様に作製した。
【0380】
≪比較発光デバイス３の作製≫
比較発光デバイス３は、発光デバイス１において発光層の第１の物質として用いたＰＰＯ２７をＰＰＦに置き換えた発光デバイスであり、その他は発光デバイス１と同様に作製した。
比較発光デバイス３は、発光デバイス１において発光層の第１の物質として用いたＰＰＯ２７をＰＰＦに置き換えた発光デバイスであり、その他は発光デバイス１と同様に作製した。
【0381】
作製した各発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、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（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、各発光デバイスの初期特性について測定を行った。
【0382】
発光デバイス１、発光デバイス２、比較発光デバイス３の輝度－電流密度特性を図１５に、輝度－電圧特性を図１６に、電流効率－電流密度特性を図１７に、電流密度－電圧特性を図１８に、電力効率－電流密度を図１９に、外部量子効率－輝度特性を図２０に、２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の電界発光スペクトルを図２１に示す。
【0383】
また、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３の輝度３５０ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を下記表に示す。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、配光特性がランバーシアン型であると仮定し算出した。
【0384】
【表2】
【0385】
図１５乃至図２１および上記表より、発光デバイス１、及び発光デバイス２は、発光物質であるＨｚＴＦＥＸ２に由来する青色発光を呈し、良好な発光特性を有する発光デバイスであることが明らかとなった。またこれらデバイスは外部量子効率が５．２％以上（例えば発光物質のＰＬ発光効率６９％×一重項励起子生成割合２５％×キャリアバランス因子１００％×光取り出し効率３０％とすると、最大外部量子効率は５．２％）と通常の蛍光素子よりも高く、三重項励起エネルギーも発光として取り出す、ＮＥＳＴ材料として機能しているといえる。また、発光デバイス１及び発光デバイス２は、比較発光デバイス３と比較して、同一電圧での輝度が高く、低電圧で駆動することができ（図１６参照）、同一電流密度でも輝度が高く（図１５参照）、発光効率の指標である電流効率、電力効率及び外部量子効率が高かった（図１７、図１９及び図２０参照）。また、図２０より、比較発光デバイス３においては、高輝度において発光効率が低下する、ロールオフ現象が発生しているが、発光デバイス１及び発光デバイス２においては、ロールオフ現象が抑制されており、高輝度においても発光効率が良好であることがわかった。
【0386】
【0387】
発光層の第１の物質として、発光デバイス１ではＰＰＯ２７を用い、発光デバイス２ではＳｉＴｒｚＣｚ２を用い、比較発光デバイス３ではＰＰＦを用いたことから、本発明の一態様の発光デバイスにおいては、第１の物質としてＰＰＯ２７またはＳｉＴｒｚＣｚ２を用いるとＰＰＦを用いる場合よりも特性が向上することがわかった。ここで、ＰＰＯ２７はカルバゾール環を有する有機化合物であり、ＳｉＴｒｚＣｚ２はカルバゾール環およびπ電子不足型複素芳香環であるトリアジン環を有する有機化合物である。また、ＰＰＦはカルバゾール環およびπ電子不足型複素芳香環を有さない有機化合物である。このことから、カルバゾール環を有する有機化合物を本発明の一態様の発光デバイスの発光層に用いることにより、発光デバイスの特性が向上することがわかった。これは、カルバゾール環を有する有機化合物のように、キャリア輸送性の高い物質を第１の物質として用いることで、発光層のキャリアバランスおよびエネルギー移動効率が改善し、キャリア再結合領域を適切に制御することができたためである。発光デバイス１、発光デバイス２においては、キャリア再結合領域を適切に制御することができたため、ロールオフ現象を抑制し、高輝度かつ高効率な発光デバイスを実現することができたといえる。高輝度において発光効率が良好であることから、発光デバイス１および発光デバイス２は、高輝度駆動においてもキャリアバランスが崩れにくく、駆動寿命が良好であることが期待される。
【0388】
特に、上記したように、第１の物質としてＳｉＴｒｚＣｚ２を用いた発光デバイス２は、ＰＰＯ２７を用いた発光デバイス１よりさらに特性が向上した。これは、ＳｉＴｒｚＣｚ２がカルバゾール環およびπ電子不足型複素芳香環であるトリアジン環を有するバイポーラ性の物質（正孔輸送性および電子輸送性が高い物質）であることから、発光層におけるキャリアバランス及びエネルギー移動効率がより良好となり、その結果、輝度、電流効率、電力効率および外部量子効率がより高くなったといえる。例えば発光物質のＰＬ発光効率６９％×励起子生成割合１００％×キャリアバランス因子１００％×光取り出し効率３０％とすると、最大外部量子効率は２１％となる。この発光デバイス２の最大外部量子効率は２０％であることから、非常に良好な特性が達成できているといえる。
【0389】
ここで、発光デバイス１と発光デバイス２の発光層における第１の物質について、低温（１０Ｋ）におけるフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル（燐光スペクトル）を測定した結果を図２２及び図２３に示す。図２２には、発光デバイス１に用いたＰＰＯ２７の燐光スペクトルを示す。図２３には、発光デバイス２に用いたＳｉＴｒｚＣｚ２の燐光スペクトルを示す。燐光スペクトルの測定は、薄膜状態（蒸着膜、５０ｎｍ）で行い、顕微ＰＬ装置 ＬａｂＲＡＭ ＨＲ－ＰＬ（（株）堀場製作所）を用いた。燐光スペクトルの発光端の波長（またはエネルギー）は、燐光スペクトルの最も短波長に位置するピークよりも短波長側で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、当該発光端の波長からＴ１準位を算出することができる。
【0390】
その結果、ＰＰＯ２７の燐光スペクトルの短波長側の発光端は４３７ｎｍであり、Ｔ１準位は２．８４ｅＶと算出された。ＳｉＴｒｚＣｚ２の燐光スペクトルの短波長側の発光端は４２０ｎｍであり、Ｔ１準位は２．９５ｅＶと算出された。ＰＰＯ２７およびＳｉＴｒｚＣｚ２は、高いＴ１準位を有し、ホスト材料である第１の物質として好ましい。
【0391】
また、ＨｚＴＦＥＸ２のトルエン溶液における室温の吸収スペクトルと発光スペクトルを測定した結果を図２４に示す。吸収スペクトルは蛍光光度計（日本分光製ＦＰ－８６００）、発光スペクトルは紫外可視分光光度計（日本分光製Ｖ－７７０ＤＳ）を用いて測定した。吸収スペクトルはＨｚＴＦＥＸ２のトルエン溶液のスペクトルからトルエンのみを石英セルに入れて測定したスペクトルを差し引いたスペクトルを用いた。
【0392】
図２４より、ＨｚＴＦＥＸ２の短波長側の発光端は４３７ｎｍと読み取ることができ、Ｓ１準位は２．８３ｅＶと見積もられる。また非特許文献２より、ΔＥＳＴは－１１ｍｅＶであるため、ＨｚＴＦＥＸ２のＴ１準位は２．８４ｅＶと見積もられる。したがって、ＳｉＴｒｚＣｚ２は、ＨｚＴＦＥＸ２より高いＴ１準位を有し、第１の物質から発光物質へのエネルギー移動効率が良好となり、第１の物質として好ましい。
【0393】
また図２４より、ＨｚＴＦＥＸ２の最も長波長に位置する吸収帯の最大ピーク波長４４１ｎｍにおけるモル吸光係数は９３０Ｍ－１・ｃｍ－１と、５００Ｍ－１・ｃｍ－１以上であり、１０００Ｍ－１・ｃｍ－１に近い値となった。そのため、第１の物質から発光物質へのエネルギー移動が良好となると言える。
【0394】
なおこのＨｚＴＦＥＸ２のトルエン溶液の発光量子収率を測定したところ、励起光波長が３４０ｎｍにおいて６９％であった。測定装置は絶対ＰＬ量子収率測定装置（浜松ホトニクス製 Ｑｕａｎｔａｕｒｕｓ－ＱＹ Ｃ１１３４７－０１）を用いた。なおこのトルエン溶液は、アルゴンでバブリングし、できるだけ残存酸素を除いたものを用いている。
【0395】
また、発光デバイス１の発光層に用いた有機化合物のＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位を以下に示す。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。ＣＶ測定において、ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の値は、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、および還元ピーク電位を元に、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。
【0396】
なお、測定には、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製 ＡＬＳモデル６００Ａ）を用い、溶媒として脱水Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５－６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ－ｎ－ブチルアンモニウム（ｎ－Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。
【0397】
また、作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。
【0398】
その結果、ＰＰＯ２７のＨＯＭＯ準位は－６．１５ｅＶであり、ＰＰＯ２７のＬＵＭＯ準位は－２．６０ｅＶであり、ＳｉＴｒｚＣｚ２のＬＵＭＯ準位は－２．９８ｅＶであり、ＨｚＴＦＥＸ２のＬＵＭＯ準位は－３．４６ｅＶであった。なおＳｉＴｒｚＣｚ２とＨｚＴＦＥＸ２のＨＯＭＯ準位は、－６．４ｅＶ付近まで観測されなかったため、－６．４ｅＶよりも低い（絶対値が大きい）と見積もられた。このように、ＨｚＴＦＥＸ２のＬＵＭＯ準位は低いため、ＬＵＭＯ準位が高くＨＯＭＯ準位が低いＳｉＴｒｚＣｚ２及びＰＰＯ２７はホスト材料である第１の物質として好ましい。例えば、第１の物質のＨＯＭＯ準位と、ＨｚＴＦＥＸ２のＬＵＭＯ準位の間で形成されるエキサイプレックスの発光エネルギーは、ＳｉＴｒｚＣｚ２とＨｚＴＦＥＸ２の組み合わせの場合に２．９４ｅＶ以上、ＰＰＯ２７とＨｚＴＦＥＸ２の組み合わせの場合に２．６９ｅＶ付近、と見積もられ、発光エネルギーが高い。よって、このような組み合わせのエキサイプレックスを形成しづらく、発光物質であるＨｚＴＦＥＸ２由来の発光が得られたと考えられる。
【0399】
以上の結果より、本発明の一態様の発光デバイスは、キャリアバランスが良好であることが示された。また、本発明の一態様の発光デバイスにおいては、ロールオフ現象が抑制され、高輝度においても発光効率が良好であることが示された。
【符号の説明】
【0400】
ＧＤ 回路
Ｒ 副画素
Ｇ 副画素
Ｂ 副画素
ＩＲ 副画素
ＰＳ 副画素
ＲＥＳ レジストマスク
ＳＥ 距離
１００ 発光デバイス
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１０３ａ ＥＬ層
１０３ｂ ＥＬ層
１０３Ｂ ＥＬ層
１０３Ｇ ＥＬ層
１０３Ｒ ＥＬ層
１０３ＰＳ 受光層
１０４Ｂ ホール注入・輸送層
１０４Ｇ ホール注入・輸送層
１０４Ｒ ホール注入・輸送層
１０４ＰＳ ホール注入・輸送層
１０５ 発光層
１０５Ｂ 発光層
１０５Ｇ 発光層
１０５Ｒ 発光層
１０５ＰＳ 活性層
１０６ 電荷発生層
１０６ａ 電荷発生層
１０６ｂ 電荷発生層
１０７ 絶縁層
１０８ 電子輸送層
１０８Ｂ 電子輸送層
１０８Ｇ 電子輸送層
１０８Ｒ 電子輸送層
１０８ＰＳ 電子輸送層
１０９ 電子注入層
１１０Ｂ 犠牲層
１１０Ｇ 犠牲層
１１０Ｒ 犠牲層
１１０ＰＳ 犠牲層
１１１ 正孔注入層
１１１ａ 正孔注入層
１１１ｂ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１２ａ 正孔輸送層
１１２ｂ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１３ａ 発光層
１１３ｂ 発光層
１１３ｃ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１４ａ 電子輸送層
１１４ｂ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１５ａ 電子注入層
１１５ｂ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１Ｃ 絶縁膜
５０１Ｄ 絶縁膜
５０４ 導電膜
５０６ 絶縁膜
５０８ 半導体膜
５０８Ａ 領域
５０８Ｂ 領域
５０８Ｃ 領域
５１０ 第１の基板
５１２Ａ 導電膜
５１２Ｂ 導電膜
５１６ 絶縁膜
５１６Ａ 絶縁膜
５１６Ｂ 絶縁膜
５１８ 絶縁膜
５２０ 機能層
５２４ 導電膜
５２８ 隔壁
５２８ａ 樹脂膜
５３０Ｓ 画素回路
５３０Ｘ 画素回路
５５０ 発光デバイス
５５０Ｘ 発光デバイス
５５０Ｓ 受光デバイス
５５０Ｂ 発光デバイス
５５０Ｇ 発光デバイス
５５０Ｒ 発光デバイス
５５０ＰＳ 受光デバイス
５５１ 電極
５５１Ｂ 電極
５５１Ｃ 接続電極
５５１Ｇ 電極
５５１Ｒ 電極
５５１ＰＳ 電極
５５２ 電極
５６０ 接続部
５８０ 間隙
５９１Ｓ 配線
５９１Ｘ 配線
７００ 受発光装置
７０１ 表示領域
７０２Ｇ 副画素
７０２ＰＳ 副画素
７０２Ｒ 副画素
７０２ＩＲ 副画素
７０２Ｂ 副画素
７０３ 画素
７０４ 回路
７０５ 絶縁層
７０６ 配線
７１０ 基板
７１１ 基板
７１２ ＩＣ
７１３ ＦＰＣ
７２０ 装置
７７０ 基板
５２００Ｂ 電子機器
５２１０ 演算装置
５２２０ 入出力装置
５２３０ 表示部
５２４０ 入力部
５２５０ 検知部
５２９０ 通信部
８００１ シーリングライト
８００２ 足元灯
８００３ シート状照明
８００４ 照明装置
８００５ 電気スタンド
８００６ 光源
Ｒ 副画素
Ｇ 副画素
Ｂ 副画素
ＩＲ 副画素
ＰＳ 副画素
ＲＥＳ レジストマスク
ＳＥ 距離
１００ 発光デバイス
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１０３ａ ＥＬ層
１０３ｂ ＥＬ層
１０３Ｂ ＥＬ層
１０３Ｇ ＥＬ層
１０３Ｒ ＥＬ層
１０３ＰＳ 受光層
１０４Ｂ ホール注入・輸送層
１０４Ｇ ホール注入・輸送層
１０４Ｒ ホール注入・輸送層
１０４ＰＳ ホール注入・輸送層
１０５ 発光層
１０５Ｂ 発光層
１０５Ｇ 発光層
１０５Ｒ 発光層
１０５ＰＳ 活性層
１０６ 電荷発生層
１０６ａ 電荷発生層
１０６ｂ 電荷発生層
１０７ 絶縁層
１０８ 電子輸送層
１０８Ｂ 電子輸送層
１０８Ｇ 電子輸送層
１０８Ｒ 電子輸送層
１０８ＰＳ 電子輸送層
１０９ 電子注入層
１１０Ｂ 犠牲層
１１０Ｇ 犠牲層
１１０Ｒ 犠牲層
１１０ＰＳ 犠牲層
１１１ 正孔注入層
１１１ａ 正孔注入層
１１１ｂ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１２ａ 正孔輸送層
１１２ｂ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１３ａ 発光層
１１３ｂ 発光層
１１３ｃ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１４ａ 電子輸送層
１１４ｂ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１５ａ 電子注入層
１１５ｂ 電子注入層
４００ 基板
４０１ 第１の電極
４０３ ＥＬ層
４０４ 第２の電極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１Ｃ 絶縁膜
５０１Ｄ 絶縁膜
５０４ 導電膜
５０６ 絶縁膜
５０８ 半導体膜
５０８Ａ 領域
５０８Ｂ 領域
５０８Ｃ 領域
５１０ 第１の基板
５１２Ａ 導電膜
５１２Ｂ 導電膜
５１６ 絶縁膜
５１６Ａ 絶縁膜
５１６Ｂ 絶縁膜
５１８ 絶縁膜
５２０ 機能層
５２４ 導電膜
５２８ 隔壁
５２８ａ 樹脂膜
５３０Ｓ 画素回路
５３０Ｘ 画素回路
５５０ 発光デバイス
５５０Ｘ 発光デバイス
５５０Ｓ 受光デバイス
５５０Ｂ 発光デバイス
５５０Ｇ 発光デバイス
５５０Ｒ 発光デバイス
５５０ＰＳ 受光デバイス
５５１ 電極
５５１Ｂ 電極
５５１Ｃ 接続電極
５５１Ｇ 電極
５５１Ｒ 電極
５５１ＰＳ 電極
５５２ 電極
５６０ 接続部
５８０ 間隙
５９１Ｓ 配線
５９１Ｘ 配線
７００ 受発光装置
７０１ 表示領域
７０２Ｇ 副画素
７０２ＰＳ 副画素
７０２Ｒ 副画素
７０２ＩＲ 副画素
７０２Ｂ 副画素
７０３ 画素
７０４ 回路
７０５ 絶縁層
７０６ 配線
７１０ 基板
７１１ 基板
７１２ ＩＣ
７１３ ＦＰＣ
７２０ 装置
７７０ 基板
５２００Ｂ 電子機器
５２１０ 演算装置
５２２０ 入出力装置
５２３０ 表示部
５２４０ 入力部
５２５０ 検知部
５２９０ 通信部
８００１ シーリングライト
８００２ 足元灯
８００３ シート状照明
８００４ 照明装置
８００５ 電気スタンド
８００６ 光源
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】