JP2020047921A - 発光デバイス、発光装置、電子機器、および照明装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】発光デバイスの発光層において、ホスト材料からゲスト材料へエネルギー移動が効率よく行われるだけでなく、信頼性の高い発光デバイスを提供する。【解決手段】発光デバイスの発光層において、ホスト材料およびゲスト材料のＴ１準位、およびＳ１準位が、ある一定の範囲を満たすことにより、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率良く行えるだけでなく、信頼性を向上させることができる発光デバイスである。【選択図】図１

Description

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。但し、本発明の一態様は、それらに限定されない。すなわち、本発明の一態様は、物、方法、製造方法、または駆動方法に関する。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。
一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光デバイス（有機ＥＬデバイスともいう）は、薄型軽量、入力信号に対する高速な応答性、低消費電力などの特性を有することから、これらを適用したディスプレイは、次世代のフラットパネルディスプレイとして注目されている。
発光デバイスは、一対の電極間に電圧を印加することにより、各電極から注入された電子およびホールがＥＬ層において再結合し、ＥＬ層に含まれる発光物質（有機化合物）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統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている。発光物質から得られる発光スペクトルはその発光物質特有のものであり、異なる種類の有機化合物を発光物質として用いることによって、様々な発光色の発光デバイスを得ることができる。
この様な発光デバイスに関しては、そのデバイス特性や信頼性を向上させる為に、デバイス構造の改良や材料開発等が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１０−１８２６９９号公報
発光デバイスのデバイス特性や信頼性を向上させる上で、発光デバイスの発光層におけるホスト材料とゲスト材料との間のエネルギー移動のメカニズムを考慮しつつ、デバイスの駆動に伴うダメージを低減させることが重要である。
そこで、本発明の一態様では、発光デバイスの発光層において、ホスト材料からゲスト材料へエネルギー移動が効率よく行われるだけでなく、信頼性の高い発光デバイスを提供する。
なお、これらの課題の記載は、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、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、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、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、発光デバイスの発光層において、ホスト材料およびゲスト材料のＴ１準位、およびＳ１準位が、ある一定の範囲を満たすことにより、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が効率良く行えるだけでなく、信頼性を向上させることができる発光デバイスである。
本発明の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））、および発光物質のＴ１準位（ＴＤ（ｅｄｇｅ））は、下記式（１）を満たし、かつ第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）との差は、下記式（２）を満たす発光デバイスである。
（ただし、ＴＨ（ｅｄｇｅ）は、第１の有機化合物および第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
また、本発明の別の一態様は、一対の電極間にＥＬ層を有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、第１の有機化合物のＴ１準位および第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））、および発光物質のＴ１準位（ＴＤ（ｅｄｇｅ））は、下記式（３）を満たし、かつ第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）との差は、下記式（４）を満たす発光デバイスである。
（ただし、ＴＨ（ｅｄｇｅ）は、第１の有機化合物および第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）は、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
また、上記各構成において、第１の有機化合物と第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、Ｓ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））は、励起錯体の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれる。
また、上記各構成において、第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香族化合物であることが好ましい。さらに、第１の有機化合物は、ピリジン環、ジアジン環、またはトリアジン環構造を有することが好ましい。特に好ましいのは、第１の有機化合物がフロジアジン骨格のフラン環に芳香環が縮合した構造を有することである。
また、上記各構成において、発光物質が燐光発光物質である発光デバイスを本発明の一態様に含める。また、このような発光物質に加えて第２の有機化合物がカルバゾール誘導体、好ましくはカルバゾール誘導体がビカルバゾール誘導体である発光デバイスも本発明の一態様に含める。第２の有機化合物として特に好ましいのは、３，３’−ビカルバゾール誘導体である。なお、これらのカルバゾール誘導体は、芳香族アミン骨格（具体的にはトリアリールアミン骨格）を有さないことが好ましい。
なお、本発明の一態様は、上述した発光デバイス（発光素子ともいう）を有する発光装置だけでなく、発光デバイスや発光装置を適用した電子機器（具体的には、発光デバイスや発光装置と、接続端子、または操作キーとを有する電子機器）および照明装置（具体的には、発光デバイスや発光装置と、筐体とを有する照明装置）も範疇に含めるものである。従って、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
本発明の一態様により、発光層でのホスト材料からゲスト材料へエネルギー移動が効率よく行われるだけでなく、信頼性を向上させることが可能な新規の発光デバイスを提供することができる。
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。また、デバイスの信頼性を高めることができる新規な発光デバイスを提供することができる。
図１は、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）に対する規格化寿命の関係を示す図である。 図２は、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）に対する規格化外部量子効率の関係を示す図である。 図３は、燐光スペクトルからのＴＨ（ｅｄｇｅ）の算出法を示す図である。 図４は、燐光スペクトルからのＴＨ（ｅｄｇｅ）の算出法を示す図である。 図５は、燐光スペクトルからのＴＨ（ｅｄｇｅ）の算出法を示す図である。 図６は、燐光スペクトルからのＴＤ（ｅｄｇｅ）の算出法を示す図である。 図７は、吸収スペクトルからのＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の算出法を示す図である。 図８（Ａ）は、発光デバイスの構造について説明する図である。図８（Ｂ）は、発光デバイスの構造について説明する図である。 図９（Ａ）は、発光装置について説明する図である。図９（Ｂ）は、発光装置について説明する図である。図９（Ｃ）は、発光装置について説明する図である。 図１０（Ａ）は、発光装置の上面について説明する図である。図１０（Ｂ）は、発光装置の断面について説明する図である。 図１１（Ａ）は、モバイルコンピュータについて説明する図である。図１１（Ｂ）は、携帯型の画像再生装置について説明する図である。図１１（Ｃ）は、デジタルカメラについて説明する図である。図１１（Ｄ）は、携帯情報端末について説明する図である。図１１（Ｅ）は、携帯情報端末について説明する図である。図１１（Ｆ）は、テレビジョン装置について説明する図である。図１１（Ｇ）は、携帯情報端末について説明する図である。 図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）、および図１２（Ｃ）は、電子機器について説明する図である。 図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）は、自動車について説明する図である。 図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）は、照明装置について説明する図である。 図１５は、発光デバイスについて説明する図である。 図１６は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の輝度−電流密度特性を示す図である。 図１７は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の輝度−電圧特性を示す図である。 図１８は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の電流効率−輝度特性を示す図である。 図１９は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の電流−電圧特性を示す図である。 図２０は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の発光スペクトルを示す図である。 図２１は、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の信頼性を示す図である。 図２２は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の輝度−電流密度特性を示す図である。 図２３は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の輝度−電圧特性を示す図である。 図２４は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の電流効率−輝度特性を示す図である。 図２５は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の電流−電圧特性を示す図である。 図２６は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の発光スペクトルを示す図である。 図２７は、発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の信頼性を示す図である。 図２８は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の輝度−電流密度特性を示す図である。 図２９は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の輝度−電圧特性を示す図である。 図３０は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の電流効率−輝度特性を示す図である。 図３１は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の電流−電圧特性を示す図である。 図３２は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の発光スペクトルを示す図である。 図３３は、発光デバイス３、発光デバイス４、および比較発光デバイスａ３の信頼性を示す図である。 図３４は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の輝度−電流密度特性を示す図である。 図３５は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の輝度−電圧特性を示す図である。 図３６は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の電流効率−輝度特性を示す図である。 図３７は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の電流−電圧特性を示す図である。 図３８は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の発光スペクトルを示す図である。 図３９は、発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の信頼性を示す図である。 図４０は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の輝度−電流密度特性を示す図である。 図４１は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の輝度−電圧特性を示す図である。 図４２は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の電流効率−輝度特性を示す図である。 図４３は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の電流−電圧特性を示す図である。 図４４は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の発光スペクトルを示す図である。 図４５は、発光デバイス６、発光デバイス７、および比較発光デバイスａ５の信頼性を示す図である。 図４６は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の輝度−電流密度特性を示す図である。 図４７は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の輝度−電圧特性を示す図である。 図４８は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の電流効率−輝度特性を示す図である。 図４９は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の電流−電圧特性を示す図である。 図５０は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の発光スペクトルを示す図である。 図５１は、発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の信頼性を示す図である。 図５２は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の輝度−電流密度特性を示す図である。 図５３は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の輝度−電圧特性を示す図である。 図５４は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の電流効率−輝度特性を示す図である。 図５５は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の電流−電圧特性を示す図である。 図５６は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の発光スペクトルを示す図である。 図５７は、発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の信頼性を示す図である。 図５８は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の輝度−電流密度特性を示す図である。 図５９は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の輝度−電圧特性を示す図である。 図６０は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の電流効率−輝度特性を示す図である。 図６１は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の電流−電圧特性を示す図である。 図６２は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の発光スペクトルを示す図である。 図６３は、発光デバイス１０および発光デバイス１１の信頼性を示す図である。 図６４は、有機化合物、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の１Ｈ−ＮＭＲチャートである。 図６５は、有機化合物、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の１Ｈ−ＮＭＲチャートである。
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。
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。
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。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光デバイスについて説明する。なお、発光デバイスは、一対の電極間にＥＬ層が挟まれた構造を有し、ＥＬ層は、少なくとも発光層を有し、その他に正孔（ホール）注入層、正孔（ホール）輸送層、電子輸送層、電子注入層等の機能層を設けることもできる。
発光層は、発光物質（ゲスト材料）を含む層であり、それ以外にホスト材料を有する。なお、本発明の一態様における発光デバイスの発光層は、ホスト材料として機能する複数の有機化合物（例えば、第１の有機化合物、および第２の有機化合物（または、ホスト材料、およびアシスト材料）等）を有する。
発光デバイスの発光は、発光層において、キャリア（正孔および電子）の再結合により生成された励起状態のホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動が起こり、ゲスト材料が発光することにより得られる。なお、本実施の形態で説明する発光デバイスは、複数のホスト材料（第１の有機化合物および第２の有機化合物）を有し、これらを混合した材料の励起状態（複数のホスト材料が励起錯体を形成する場合も形成しない場合も含む）から、ゲスト（燐光発光物質）へのエネルギー移動の結果、燐光発光が得られる構成を有する。なお、混合した材料の三重項励起状態からゲスト材料へのエネルギー移動は、逆項間交差が起こりにくい場合（支配的でない場合）は、混合した材料のうち、Ｔ１準位の低い方からエネルギー移動がなされる。
なお、上記のように第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合されたホスト材料において、逆項間交差が起こりにくい場合（支配的でない場合）は、少なくとも以下の二つの条件のいずれかを満たす必要があると考えられる。
一つ目の条件は、少なくとも第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれもが、逆項間交差を生じにくいことである。具体的には、第１の有機化合物および第２の有機化合物のいずれも、一重項励起準位（Ｓ１準位）と三重項励起準位（Ｔ１準位）の差であるΔＥｓｔが０．２ｅＶ以上であることである。この場合、第１の有機化合物と第２の有機化合物が励起錯体を形成しなければ、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））（混合材料の蛍光スペクトルから導かれる）と、第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうちエネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））との差も、必ず０．２ｅＶ以上となる。したがって、第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合されたホスト材料においても、逆項間交差は生じにくい。
二つ目の条件としては、第１の有機化合物と第２の有機化合物が励起錯体を形成した場合を考慮しなければならない。励起錯体が形成されると、第１の有機化合物や第２の有機化合物のＳ１準位よりも低い新たなＳ１準位が形成される。つまり、励起錯体のＳ１準位が混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））（励起錯体の蛍光スペクトルから導かれる）となる。この時、第１の有機化合物や第２の有機化合物のＴ１準位が十分高いと、励起錯体において逆項間交差が生じてしまう。したがって、励起錯体が逆項間交差を生じにくくなる条件も、励起錯体のＳ１準位（すなわちＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ））とＴＨ（ｅｄｇｅ）との差が０．２ｅＶ以上である。
以上のことから、第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合されたホスト材料において、逆項間交差が起こりにくい条件は、該ホスト材料が励起錯体を形成する場合としない場合のいずれにおいても、第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））（混合材料の蛍光スペクトルから導かれる）と、第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうちエネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））との差が、０．２ｅＶ以上の場合である。このような場合、三重項励起エネルギーの移動は、第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合されたホスト材料のうち、Ｔ１準位の低い方からゲスト材料への移動が支配的となる。すなわち、第１の有機化合物と第２の有機化合物が混合されたホスト材料のうち、Ｔ１準位の低い方の化合物の三重項励起準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））が、このような発光デバイスの寿命を支配すると本発明者は考えた。
まず、エネルギー移動がなされるホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））の値による外部量子効率への影響について、実施例１で示すように複数のホスト材料の各燐光スペクトルおよびゲスト材料の吸収スペクトルから、ＴＨ（ｅｄｇｅ）およびＴＤ（ｅｄｇｅ）をそれぞれ求め、基準デバイスの値を基に規格化外部量子効率を算出したところ、図２で示すように上記のエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））の値に関係なく同程度であるという結果が得られた。従って、発光効率に関しては、ホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）の位置が与える影響は小さいと言える。
しかしながら、発光デバイスの寿命に関しては、図１中において、番号のみで示されている各発光デバイスのうち、発光デバイス６（図１中のプロット６）が示すように、三重項励起エネルギーが、吸熱的なエネルギー移動を行う場合に寿命が低下し、信頼性が悪くなる。一方、発光デバイス４（図１中のプロット４）、発光デバイス５（図１中のプロット５）では、急激に寿命が向上し、基準デバイス（Ｒｅｆ．）よりも寿命が良くなっている。このように、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）が０以上ではなく、ある一定程度の正の値を取らなければ、寿命が確保できないという点が本願の構成要素の一つである。すなわち、図１から、必要条件として、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上であることが導かれる。なお、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限であるが、後述する実施例３や実施例４から、下限値＋０．２ｅＶ程度、すなわち、０．２７ｅＶ以下であれば長寿命が得られているため、０．２７ｅＶ以下と定めた。
ここで、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上であっても、発光デバイス４や発光デバイス５よりも基準デバイス、発光デバイス３、および発光デバイス７の寿命が悪くなっている。これらのデバイスは、ホスト材料において逆項間交差が生じやすくなっている（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）が０．２ｅＶ未満である）。これらの結果を基に、逆項間交差の影響が存在するものは寿命低下するとして、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）が０．２ｅＶ以上という条件を設けた。また、後述する実施例３においては、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の値が０．４ｅＶ程度でも長寿命が得られているため、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の上限は０．５ｅＶとした。すなわち、ホスト材料における逆項間交差が生じにくく、長寿命が得られる条件として、ΔＥｓ’ｔ＝Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）が０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下となる範囲を定めた。以上の条件を長寿命な発光デバイスが得られるパラメータとした。
なお、基準デバイスにおいては、ホスト材料の逆項間交差よりもＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限の方により支配されている可能性もあるため、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の好ましい上限は０．１７ｅＶである。
以上をまとめると、本発明の一態様である発光デバイスは、発光層におけるホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））の値が、０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下、好ましくは０．０７ｅＶ以上０．１７ｅＶ以下の範囲であるという条件に加えて、ホスト材料のＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）とホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ））の値が、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下の範囲である、発光デバイスである。
なお、上記の条件は、以下の式（１）および式（２）で表すことができる。但し、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限についてより重視する場合には、式（１）については、式（３）の条件がより好ましい。
従って、本発明の一態様である発光デバイスは、一対の電極間にＥＬ層を有し、ＥＬ層は、発光層を有し、発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、第１の有機化合物のＴ１準位または前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））、および前記発光物質のＴ１準位（ＴＤ（ｅｄｇｅ））は、上記の式（１）を満たし、かつ第１の有機化合物と第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）との差は、上記式（２）を満たす発光デバイスである。なお、第１の有機化合物および第２の有機化合物が、励起錯体を形成する組み合わせである場合も含めることとする。
ただし、上記式（１）および式（２）中のＴＨ（ｅｄｇｅ）は、発光層にホスト材料として含まれる第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、前記発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す。なお、これらの具体例については、実施例１にて詳述する。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光デバイスについて図８を用いて説明する。
≪発光デバイスの構造≫
図８は、一対の電極間に発光層を含むＥＬ層を有する発光デバイスの一例を示す。具体的には、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間にＥＬ層１０３が挟まれた構造を有する。なお、ＥＬ層１０３は、例えば、第１の電極１０１を陽極とした場合、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が機能層として、順次積層された構造を有する。また、その他の発光デバイスの構造として、一対の電極間に電荷発生層を挟んで形成される複数のＥＬ層を有する構成（タンデム構造）とすることにより低電圧駆動を可能とする発光デバイスや、一対の電極間に微小光共振器（マイクロキャビティ）構造を形成することにより光学特性を向上させた発光デバイス等も本発明の一態様に含めることとする。なお、電荷発生層は、第１の電極１０１と第２の電極１０２に電圧を印加したときに、隣り合う一方の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、上記発光デバイスの第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。
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。
＜第１の電極および第２の電極＞
第１の電極１０１および第２の電極１０２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。
なお、これらの電極の作製には、スパッタ法や真空蒸着法を用いることができる。
＜正孔注入層＞
正孔注入層１１１は、陽極である第１の電極１０１からＥＬ層１０３に正孔（ホール）を注入する層であり、有機アクセプター材料や正孔注入性の高い材料を含む層である。
有機アクセプター材料は、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、有機アクセプター材料としては、キノジメタン誘導体やクロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）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）等を用いることができる。なお、有機アクセプター材料の中でも特にＨＡＴ−ＣＮは、アクセプター性が高く、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、［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。
また、正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物が挙げられる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、等を用いることができる。
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）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、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。
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）（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。
また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性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、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）を含む複合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（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。
なお、正孔輸送性材料としては、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。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やフラン誘導体）や芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
なお、上記カルバゾール誘導体（カルバゾール骨格を有する化合物）としては、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）、カルバゾリル基を有する芳香族アミン等が挙げられる。
また、上記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）としては、具体的には、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール、９，９’−ビス（１，１’−ビフェニル−３−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール、９−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−９’−（１，１’−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。
また、上記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−（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−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、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］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、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）、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）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（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。
なお、カルバゾール誘導体としては、上記に加えて、３−［４−（９−フェナントリル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（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）等が挙げられる。
また、上記フラン誘導体（フラン骨格を有する化合物）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）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）等が挙げられる。
また、上記芳香族アミンとしては、具体的には、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα−ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、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）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−スピロ−９，９’−ビフルオレン（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）、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：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−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等が挙げられる。
正孔輸送性材料としては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
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。
正孔注入層１１１に用いるアクセプター性材料としては、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。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。その他、上述した有機アクセプター材料を用いることもできる。
なお、正孔注入層１１１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。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１１２は、正孔注入層１１１によって、第１の電極１０１から注入された正孔を発光層１１３に輸送する層である。なお、正孔輸送層１１２は、正孔輸送性材料を含む層である。従って、正孔輸送層１１２には、正孔注入層１１１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。
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１１２と同じ有機化合物を発光層１１３に用いることが好ましい。正孔輸送層１１２と発光層１１３に同じ有機化合物を用いることで、正孔輸送層１１２から発光層１１３へのホールの輸送が効率よく行えるためである。
＜発光層＞
発光層１１３は、発光物質を含む層である。なお、発光層１１３に用いることができる発光物質としては、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。また、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いることができる。
本発明の一態様である発光デバイスにおいて、発光層１１３は、発光物質（ゲスト材料）および一種または複数種の有機化合物（ホスト材料等）を有する。但し、ここで用いる有機化合物（ホスト材料等）には、発光物質（ゲスト材料）のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質を用いるのが好ましい。なお、一種または複数種の有機化合物（ホスト材料等）としては、前述の正孔輸送層１１２に用いることができる正孔輸送性材料や、後述の電子輸送層１１４に用いることができる電子輸送性材料、等の有機化合物が挙げられる。
具体的には、発光層１１３は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有する。第１の有機化合物としては電子輸送性材料が好ましく、第２の有機化合物としては正孔輸送性材料が好ましい。発光物質としては燐光発光物質が好ましい。
また、発光層１１３の別の構成としては、異なる発光物質を含む複数の発光層を有することにより、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）としても良い。その他、一つの発光層が異なる発光物質を複数有する構成としても良い。
なお、上記の発光物質としては、例えば、以下のようなものが挙げられる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光発光物質）が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス〔３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル〕ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−６−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０２）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（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：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）などが挙げられる。
その他にも、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）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：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）等を用いることができる。
また、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光発光物質）や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
燐光発光物質としては、有機金属錯体、金属錯体（白金錯体）、希土類金属錯体等が挙げられる。これらは、物質ごとに異なる発光色（発光ピーク）を示すため、必要に応じて適宜選択して用いる。
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３］）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］［２−（４−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）、ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］［２−（４−メチル−５−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２−［４’−（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）などの有機金属錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、（ジピバロイルメタナト）ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２，６−ジメチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２−メチル−３−フェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３−ジフェニルキノキサリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［４，６−ジメチル−２−（２−キノリニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｑｎ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：［ＰｔＯＥＰ］）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
また、上記で発光層１１３に用いることができるとして示した、第１の有機化合物としては、電子輸送性材料が好ましい。したがって、π電子不足型複素芳香族化合物であることが好ましい。具体的には、ピリジン環、ジアジン環、またはトリアジン環構造を有することにより、ＬＵＭＯ準位が低下し、電子を輸送しやすくなる。例えば、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）等のピリミジン誘導体、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（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）等のトリアジン誘導体、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）等のピリジン誘導体、などが挙げられる。π電子不足型複素芳香族化合物の中でも特に、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環が縮合した構造を有する有機化合物が好ましく、その具体例を以下に示す。なお、これらの電子輸送性材料は、後述の電子輸送層１１４にも用いることができる。
一方、上記で発光層１１３に用いることができるとして示した第２の有機化合物としては、正孔輸送性材料が好ましい。したがって、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体やフラン誘導体）や芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
ただし、第２の有機化合物のＨＯＭＯ準位が浅すぎると、第１の有機化合物と励起錯体を形成し、かつＳＨ（ｅｄｇｅ）が小さくなり、逆項間交差が生じやすくなる問題がある。したがって、上述した中では、ＨＯＭＯ準位が比較的深いカルバゾール誘導体が好ましい。カルバゾール誘導体（カルバゾール骨格を有する化合物）としては、ビカルバゾール誘導体（例えば、特に３，３’−ビカルバゾール誘導体）の安定性が高く、好ましい。また、上述したように、ＨＯＭＯ準位を浅くしすぎないためには、上記カルバゾール誘導体は、芳香族アミン骨格（具体的にはトリアリールアミン骨格）を有さないことが好ましい。
また、上記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）としては、具体的には、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール、９，９’−ビス（１，１’−ビフェニル−３−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール、９−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−９’−（１，１’−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。
なお、上記の有機化合物に加えて、発光層１１３に用いることができる有機化合物としては、発光物質（蛍光発光物質、燐光発光物質）との組み合わせが好ましいという観点から、（上記と一部重複有）以下に示す有機化合物が挙げられる。
発光物質が蛍光発光物質である場合、蛍光発光物質との組み合わせが好ましい有機化合物としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられる。
なお、蛍光発光物質との組み合わせが好ましい有機化合物の具体例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３，６−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、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）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、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）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）−ビフェニル−４’−イル｝−アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセンなどが挙げられる。
また、発光物質が燐光発光物質である場合、燐光発光物質との組み合わせが好ましい有機化合物としては、発光物質の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すれば良い。なお、励起錯体を形成させるべく複数の有機化合物（例えば、第１のホスト材料、および第２のホスト材料（または、ホスト材料、およびアシスト材料）等）を発光物質と組み合わせて用いる場合は、これらの複数の有機化合物を燐光発光物質と混合して用いることが好ましい。
このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。なお、複数の有機化合物の組み合わせとしては、励起錯体が形成しやすいものが良く、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合わせることが特に好ましい。
なお、発光物質が燐光発光物質である場合、燐光発光物質との組み合わせが好ましい有機化合物（ホスト材料、アシスト材料）としては、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、亜鉛やアルミニウム系の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等、が挙げられる。
また、これらの具体例としては、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）、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）、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）等のトリアゾール誘導体、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）、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）、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−ビス（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−［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）等のキノキサリン誘導体、またはジベンゾキノキサリン誘導体などが挙げられる。
さらに、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）等のピリミジン誘導体、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（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）等のトリアジン誘導体、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）等のピリジン誘導体、などが挙げられる。
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用いることもできる。
また、発光層１１３に有機化合物を複数用いる場合、励起錯体を形成する２種類の化合物（第１の有機化合物および第２の有機化合物）と、発光物質とを混合して用いてもよい。この場合、様々な有機化合物を適宜組み合わせて用いることができるが、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料および電子輸送性材料の具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。この構成により、高効率、低電圧、長寿命を同時に実現できる。
ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。また、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０−６秒以上、好ましくは１０−３秒以上である。
ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（略称：ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
その他にも、２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いてもよい。
なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
なお、ＴＡＤＦ材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。特に、上述したホスト材料、正孔輸送材料、電子輸送材料と組み合わせることができ、実施形態１で示した本発明の一態様である有機化合物をＴＡＤＦ材料に対するホスト材料として用いることが好ましい。
また、上記の材料は、低分子材料や高分子材料と組み合わせて用いてもよい。また、成膜には、公知の方法（真空蒸着法や塗布法や印刷法など）を適宜用いることができる。
＜電子輸送層＞
電子輸送層１１４は、後述する電子注入層１１５によって第２の電極１０２から注入された電子を発光層１１３に輸送する層である。なお、電子輸送層１１４は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層１１４に用いる電子輸送性材料は、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１１４は、単層でも機能するが、必要に応じて２層以上の積層構造とすることにより、デバイス特性を向上させることもできる。
電子輸送層１１４に用いることができる有機化合物としては、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環が縮合した構造を有する有機化合物、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料（電子輸送性材料）を用いることができる。
なお、電子輸送性材料の具体例としては、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’−（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）、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）、４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−８−（ナフタレン−２−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８βＮ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、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）、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）、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）（１，１’−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）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（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）等のキノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、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）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）等のオキサゾール骨格またはチアゾール骨格を有する金属錯体等が挙げられる。
また、金属錯体以外にもＰＢＤ、ＯＸＤ−７、ＣＯ１１等のオキサジアゾール誘導体、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ等のトリアゾール誘導体、ＴＰＢＩ、ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ等のイミダゾール誘導体（ベンゾイミダゾール誘導体を含む）や、ＢｚＯｓなどのオキサゾール誘導体、Ｂｐｈｅｎ、ＢＣＰ、ＮＢｐｈｅｎなどのフェナントロリン誘導体、２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、２ｍＣｚＢＰＤＢｑ、２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ、７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ、及び、６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ等のキノキサリン誘導体、またはジベンゾキノキサリン誘導体、３５ＤＣｚＰＰｙ、ＴｍＰｙＰＢ等のピリジン誘導体、４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ、４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ、４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ等のピリミジン誘導体、ＰＣＣｚＰＴｚｎ、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２等のトリアジン誘導体を用いることができる。
また、ＰＰｙ、ＰＦ−Ｐｙ、ＰＦ−ＢＰｙのような高分子化合物を用いることもできる。
＜電子注入層＞
電子注入層１１５は、陰極からの電子の注入効率を高めるための層であり、陰極材料の仕事関数の値と、電子注入層１１５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１１５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）、８−（キノリノラト）リチウム（略称：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、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。
また、図８（Ｂ）に示す発光デバイスのように、２つのＥＬ層（１０３ａ、１０３ｂ）の間に電荷発生層１０４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）とすることもできる。なお、本実施の形態において図８（Ａ）で説明する、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）のそれぞれは、図８（Ｂ）で説明する、正孔注入層（１１１ａ、１１１ｂ）、正孔輸送層（１１２ａ、１１２ｂ）、発光層（１１３ａ、１１３ｂ）、電子輸送層（１１４ａ、１１４ｂ）、電子注入層（１１５ａ、１１５ｂ）のそれぞれと、機能や用いる材料は共通である。
＜電荷発生層＞
なお、図８（Ｂ）の発光デバイスにおける電荷発生層１０４は、第１の電極（陽極）１０１と第２の電極（陰極）１０２との間に電圧を印加したときに、ＥＬ層１０３ａに電子を注入し、ＥＬ層１０３ｂに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層１０４は、正孔輸送性材料に電子受容体（アクセプター）が添加された構成であっても、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。なお、上述した材料を用いて電荷発生層１０４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１０４において、正孔輸送性材料に電子受容体が添加された構成とする場合、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、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また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。
また、電荷発生層１０４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、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、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、インジウム（Ｉｎ）、酸化リチウム、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。
なお、図８（Ｂ）では、ＥＬ層１０３が２層積層された構成を示したが、異なるＥＬ層の間に電荷発生層を設けることにより３層以上のＥＬ層の積層構造としてもよい。
＜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。
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、アラミド樹脂、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。
なお、本実施の形態で示す発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコート法やインクジェット法などの溶液プロセス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）や、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層に含まれる機能層（正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）、正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）、発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ）、電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）、および電荷発生層（１０４））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、ナノインプリント法等）などの方法により形成することができる。
なお、本実施の形態で示す発光デバイスのＥＬ層（１０３、１０３ａ、１０３ｂ）を構成する各機能層（正孔注入層（１１１、１１１ａ、１１１ｂ）、正孔輸送層（１１２、１１２ａ、１１２ｂ）、発光層（１１３、１１３ａ、１１３ｂ）、電子輸送層（１１４、１１４ａ、１１４ｂ）、電子注入層（１１５、１１５ａ、１１５ｂ）や電荷発生層（１０４））は、上述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。一例としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、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乃至４０００）、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。
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。
（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について説明する。なお、図９（Ａ）に示す発光装置は、第１の基板２０１上のトランジスタ（ＦＥＴ）２０２と発光デバイス（２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ）が電気的に接続されてなるアクティブマトリクス型の発光装置であり、複数の発光デバイス（２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ）は、共通のＥＬ層２０４を有し、また、各発光デバイスの発光色に応じて、各発光デバイスの電極間の光学距離が調整されたマイクロキャビティ構造を有する。また、ＥＬ層２０４から得られた発光が第２の基板２０５に形成されたカラーフィルタ（２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ）を介して射出されるトップエミッション型の発光装置である。
図９（Ａ）に示す発光装置は、第１の電極２０７を反射電極として機能するように形成する。また、第２の電極２０８を半透過・半反射電極として機能するように形成する。なお、第１の電極２０７および第２の電極２０８を形成する電極材料としては、他の実施形態の記載を参照し、適宜用いればよい。
また、図９（Ａ）において、例えば、発光デバイス２０３Ｒを赤色発光デバイス、発光デバイス２０３Ｇを緑色発光デバイス、発光デバイス２０３Ｂを青色発光デバイス、発光デバイス２０３Ｗを白色発光デバイスとする場合、図９（Ｂ）に示すように発光デバイス２０３Ｒは、第１の電極２０７と第２の電極２０８との間が光学距離２００Ｒとなるように調整し、発光デバイス２０３Ｇは、第１の電極２０７と第２の電極２０８との間が光学距離２００Ｇとなるように調整し、発光デバイス２０３Ｂは、第１の電極２０７と第２の電極２０８との間が光学距離２００Ｂとなるように調整する。なお、図９（Ｂ）に示すように、発光デバイス２０３Ｒにおいて導電層２１０Ｒを第１の電極２０７に積層し、発光デバイス２０３Ｇにおいて導電層２１０Ｇを積層することにより、光学調整を行うことができる。
第２の基板２０５には、カラーフィルタ（２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ）が形成されている。なお、カラーフィルタは、可視光のうち特定の波長域を通過させ、特定の波長域を阻止するフィルタである。従って、図９（Ａ）に示すように、発光デバイス２０３Ｒと重なる位置に赤の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｒを設けることにより、発光デバイス２０３Ｒから赤色発光を得ることができる。また、発光デバイス２０３Ｇと重なる位置に緑の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｇを設けることにより、発光デバイス２０３Ｇから緑色発光を得ることができる。また、発光デバイス２０３Ｂと重なる位置に青の波長域のみを通過させるカラーフィルタ２０６Ｂを設けることにより、発光デバイス２０３Ｂから青色発光を得ることができる。但し、発光デバイス２０３Ｗは、カラーフィルタを設けることなく白色発光を得ることができる。なお、１種のカラーフィルタの端部には、黒色層（ブラックマトリックス）２０９が設けられていてもよい。さらに、カラーフィルタ（２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ）や黒色層２０９は、透明な材料を用いたオーバーコート層で覆われていても良い。
図９（Ａ）では、第２の基板２０５側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置を示したが、図９（Ｃ）に示すようにＦＥＴ２０２が形成されている第１の基板２０１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としても良い。なお、ボトムエミッション型の発光装置の場合には、第１の電極２０７を半透過・半反射電極として機能するように形成し、第２の電極２０８を反射電極として機能するように形成する。また、第１の基板２０１は、少なくとも透光性の基板を用いる。また、カラーフィルタ（２０６Ｒ’、２０６Ｇ’、２０６Ｂ’）は、図９（Ｃ）に示すように発光デバイス（２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ）よりも第１の基板２０１側に設ければよい。
また、図９（Ａ）において、発光デバイスが、赤色発光デバイス、緑色発光デバイス、青色発光デバイス、白色発光デバイスの場合について示したが、本発明の一態様である発光デバイスはその構成に限られることはなく、黄色の発光デバイスや橙色の発光デバイスを有する構成であっても良い。なお、これらの発光デバイスを作製するためにＥＬ層（発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層など）に用いる材料としては、他の実施形態の記載を参照し、適宜用いればよい。なお、その場合には、また、発光デバイスの発光色に応じてカラーフィルタを適宜選択する必要がある。
以上のような構成とすることにより、複数の発光色を呈する発光デバイスを備えた発光装置を得ることができる。
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。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置について説明する。
本発明の一態様である発光デバイスのデバイス構成を適用することで、アクティブマトリクス型の発光装置やパッシブマトリクス型の発光装置を作製することができる。なお、アクティブマトリクス型の発光装置は、発光デバイスとトランジスタ（ＦＥＴ）とを組み合わせた構成を有する。従って、パッシブマトリクス型の発光装置、アクティブマトリクス型の発光装置は、いずれも本発明の一態様に含まれる。なお、本実施の形態に示す発光装置には、他の実施形態で説明した発光デバイスを適用することが可能である。
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置について図１０を用いて説明する。
なお、図１０（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。アクティブマトリクス型の発光装置は、第１の基板３０１上に設けられた画素部３０２、駆動回路部（ソース線駆動回路）３０３と、駆動回路部（ゲート線駆動回路）（３０４ａ、３０４ｂ）を有する。画素部３０２および駆動回路部（３０３、３０４ａ、３０４ｂ）は、シール材３０５によって、第１の基板３０１と第２の基板３０６との間に封止される。
また、第１の基板３０１上には、引き回し配線３０７が設けられる。引き回し配線３０７は、外部入力端子であるＦＰＣ３０８と電気的に接続される。なお、ＦＰＣ３０８は、駆動回路部（３０３、３０４ａ、３０４ｂ）に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等）や電位を伝達する。また、ＦＰＣ３０８にはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。なお、これらＦＰＣやＰＷＢが取り付けられた状態は、発光装置に含まれる。
次に、図１０（Ｂ）に断面構造を示す。
画素部３０２は、ＦＥＴ（スイッチング用ＦＥＴ）３１１、ＦＥＴ（電流制御用ＦＥＴ）３１２、およびＦＥＴ３１２と電気的に接続された第１の電極３１３を有する複数の画素により形成される。なお、各画素が有するＦＥＴの数は、特に限定されることはなく、必要に応じて適宜設けることができる。
ＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２は、特に限定されることはなく、例えば、スタガ型や逆スタガ型などのトランジスタを適用することができる。また、トップゲート型やボトムゲート型などのトランジスタ構造であってもよい。
なお、これらのＦＥＴ３０９、３１０、３１１、３１２に用いることのできる半導体の結晶性については特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。なお、結晶性を有する半導体を用いることで、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
また、これらの半導体としては、例えば、第１４族の元素、化合物半導体、酸化物半導体、有機半導体などを用いることができる。代表的には、シリコンを含む半導体、ガリウムヒ素を含む半導体、インジウムを含む酸化物半導体などを適用することができる。
駆動回路部３０３は、ＦＥＴ３０９とＦＥＴ３１０とを有する。なお、ＦＥＴ３０９とＦＥＴ３１０は、単極性（Ｎ型またはＰ型のいずれか一方のみ）のトランジスタを含む回路で形成されても良いし、Ｎ型のトランジスタとＰ型のトランジスタを含むＣＭＯＳ回路で形成されても良い。また、外部に駆動回路を有する構成としても良い。
第１の電極３１３の端部は、絶縁物３１４により覆われている。なお、絶縁物３１４には、ネガ型の感光性樹脂や、ポジ型の感光性樹脂（アクリル樹脂）などの有機化合物や、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン等の無機化合物を用いることができる。絶縁物３１４の上端部または下端部には、曲率を有する曲面を有するのが好ましい。これにより、絶縁物３１４の上層に形成される膜の被覆性を良好なものとすることができる。
第１の電極３１３上には、ＥＬ層３１５及び第２の電極３１６が積層形成される。ＥＬ層３１５は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、電荷発生層等を有する。
なお、本実施の形態で示す発光デバイス３１７の構成は、他の実施の形態で説明した構成や材料を適用することができる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極３１６は外部入力端子であるＦＰＣ３０８に電気的に接続されている。
また、図１０（Ｂ）に示す断面図では発光デバイス３１７を１つのみ図示しているが、画素部３０２において、複数の発光デバイスがマトリクス状に配置されているものとする。画素部３０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光デバイスをそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光デバイスの他に、例えば、ホワイト（Ｗ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）等の発光が得られる発光デバイスを形成してもよい。例えば、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光デバイスに上述の数種類の発光が得られる発光デバイスを追加することにより、色純度の向上、消費電力の低減等の効果が得ることができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。なお、カラーフィルタの種類としては、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）等を用いることができる。
第１の基板３０１上のＦＥＴ（３０９、３１０、３１１、３１２）や、発光デバイス３１７は、第２の基板３０６と第１の基板３０１とをシール材３０５により貼り合わせることにより、第１の基板３０１、第２の基板３０６、およびシール材３０５で囲まれた空間３１８に備えられた構造を有する。なお、空間３１８には、不活性気体（窒素やアルゴン等）や有機物（シール材３０５を含む）で充填されていてもよい。
シール材３０５には、エポキシ樹脂やガラスフリットを用いることができる。なお、シール材３０５には、できるだけ水分や酸素を透過しない材料を用いることが好ましい。また、第２の基板３０６は、第１の基板３０１に用いることができるものを同様に用いることができる。従って、他の実施形態で説明した様々な基板を適宜用いることができるものとする。基板としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。シール材としてガラスフリットを用いる場合には、接着性の観点から第１の基板３０１及び第２の基板３０６はガラス基板であることが好ましい。
以上のようにして、アクティブマトリクス型の発光装置を得ることができる。
また、アクティブマトリクス型の発光装置を可撓性基板に形成する場合、可撓性基板上にＦＥＴと発光デバイスとを直接形成しても良いが、剥離層を有する別の基板にＦＥＴと発光デバイスを形成した後、熱、力、レーザ照射などを与えることによりＦＥＴと発光デバイスを剥離層で剥離し、さらに可撓性基板に転載して作製しても良い。なお、剥離層としては、例えば、タングステン膜と酸化シリコン膜との無機膜の積層や、ポリイミド等の有機樹脂膜等を用いることができる。また可撓性基板としては、トランジスタを形成することが可能な基板に加え、紙基板、セロファン基板、アラミドフィルム基板、ポリイミドフィルム基板、布基板（天然繊維（絹、綿、麻）、合成繊維（ナイロン、ポリウレタン、ポリエステル）若しくは再生繊維（アセテート、キュプラ、レーヨン、再生ポリエステル）などを含む）、皮革基板、又はゴム基板などが挙げられる。これらの基板を用いることにより、耐久性や耐熱性に優れ、軽量化および薄型化を図ることができる。
また、アクティブマトリクス型の発光装置が有する発光デバイスの駆動は、発光デバイスをパルス状（例えば、ｋＨｚ、ＭＨｚ等の周波数を用いる）に発光させ、表示に用いる構成としても良い。上記有機化合物を用いて形成される発光デバイスは、優れた周波数特性を備えるため、発光デバイスを駆動する時間を短縮し、消費電力を低減することができる。また、駆動時間の短縮に伴い発熱が抑制されるため、発光デバイスの劣化を軽減することも可能である。
なお、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を適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様である発光デバイス、本発明の一態様である発光デバイスを有する発光装置を適用して完成させた様々な電子機器や自動車の一例について、説明する。なお、発光装置は、本実施の形態で説明する電子機器において、主に表示部に適用することができる。
図１１（Ａ）乃至図１１（Ｅ）に示す電子機器は、筐体７０００、表示部７００１、スピーカ７００３、ＬＥＤランプ７００４、操作キー７００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子７００６、センサ７００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７００８、等を有することができる。
図１１（Ａ）はモバイルコンピュータであり、上述したものの他に、スイッチ７００９、赤外線ポート７０１０、等を有することができる。
図１１（Ｂ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（たとえば、ＤＶＤ再生装置）であり、上述したものの他に、第２表示部７００２、記録媒体読込部７０１１、等を有することができる。
図１１（Ｃ）はテレビ受像機能付きデジタルカメラであり、上述したものの他に、アンテナ７０１４、シャッターボタン７０１５、受像部７０１６、等を有することができる。
図１１（Ｄ）は携帯情報端末である。携帯情報端末は、表示部７００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報７０５２、情報７０５３、情報７０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末を収納した状態で、携帯情報端末の上方から観察できる位置に表示された情報７０５３を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図１１（Ｅ）は携帯情報端末（スマートフォンを含む）であり、筐体７０００に、表示部７００１、操作キー７００５、等を有することができる。なお、携帯情報端末は、スピーカ、接続端子、センサ等を設けてもよい。また、携帯情報端末は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。ここでは３つのアイコン７０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報７０５１を表示部７００１の他の面に表示することもできる。情報７０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールやＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリーの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報７０５１が表示されている位置にはアイコン７０５０などを表示してもよい。
図１１（Ｆ）は、大型のテレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）であり、筐体７０００、表示部７００１、等を有することができる。また、ここでは、スタンド７０１８により筐体７０００を支持した構成を示している。また、テレビジョン装置の操作は、別体のリモコン操作機７１１１、等により行うことができる。なお、表示部７００１にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７００１に触れることで操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７００１に表示される画像を操作することができる。
図１１（Ａ）乃至図１１（Ｆ）に示す電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または、複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能、等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画を撮影する機能、動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有することができる。なお、図１１（Ａ）乃至図１１（Ｆ）に示す電子機器が有することのできる機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
図１１（Ｇ）は、腕時計型の携帯情報端末であり、例えばスマートウォッチとして用いることができる。この腕時計型の携帯情報端末は、筐体７０００、表示部７００１、操作用ボタン７０２２、７０２３、接続端子７０２４、バンド７０２５、マイクロフォン７０２６、センサ７０２９、スピーカ７０３０等を有している。表示部７００１は、表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、この携帯情報端末は、例えば無線通信可能なヘッドセットとの相互通信によりハンズフリーでの通話が可能である。なお、接続端子７０２４により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うことや、充電を行うこともできる。充電動作は無線給電により行うこともできる。
ベゼル部分を兼ねる筐体７０００に搭載された表示部７００１は、非矩形状の表示領域を有している。表示部７００１は、時刻を表すアイコン、その他のアイコン等を表示することができる。また、表示部７００１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。
なお、図１１（Ｇ）に示すスマートウォッチは、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウエア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能、等を有することができる。
また、筐体７０００の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン等を有することができる。
なお、本発明の一態様である発光装置は、本実施の形態に示す電子機器の各表示部に用いることができ、長寿命な電子機器を実現できる。
また、発光装置を適用した電子機器として、図１２（Ａ）乃至（Ｃ）に示すような折りたたみ可能な携帯情報端末が挙げられる。図１２（Ａ）には、展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。また、図１２（Ｂ）には、展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。さらに、図１２（Ｃ）には、折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。
表示部９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示部９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示部９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。なお、本発明の一態様の発光装置は、表示部９３１１に用いることができる。また、長寿命な電子機器を実現できる。表示部９３１１における表示領域９３１２は折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０の側面に位置する表示領域である。表示領域９３１２には、情報アイコンや使用頻度の高いアプリやプログラムのショートカットなどを表示させることができ、情報の確認やアプリなどの起動をスムーズに行うことができる。
また、発光装置を適用した自動車について、図１３（Ａ）（Ｂ）に示す。すなわち、発光装置を、自動車と一体にして設けることができる。具体的には、図１３（Ａ）に示す自動車の外側のライト５１０１（車体後部も含む）、タイヤのホイール５１０２、ドア５１０３の一部または全体などに適用することができる。また、図１３（Ｂ）に示す自動車の内側の表示部５１０４、ハンドル５１０５、シフトレバー５１０６、座席シート５１０７、インナーリアビューミラー５１０８、フロントガラス５１０９等に適用することができる。その他のガラス窓の一部に適用してもよい。
以上のようにして、本発明の一態様である発光装置を適用した電子機器や自動車を得ることができる。なお、その場合には、長寿命な電子機器を実現できる。また、適用できる電子機器や自動車は、本実施の形態に示したものに限らず、あらゆる分野において適用することが可能である。
なお、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。
（実施の形態６）
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構成について図１４を用いて説明する。
図１４（Ａ）、（Ｂ）は、照明装置の断面図の一例を示す。なお、図１４（Ａ）は基板側に光を取り出すボトムエミッション型の照明装置であり、図１４（Ｂ）は、封止基板側に光を取り出すトップエミッション型の照明装置である。
図１４（Ａ）に示す照明装置４０００は、基板４００１上に発光デバイス４００２を有する。また、基板４００１の外側に凹凸を有する基板４００３を有する。発光デバイス４００２は、第１の電極４００４と、ＥＬ層４００５と、第２の電極４００６を有する。
第１の電極４００４は、電極４００７と電気的に接続され、第２の電極４００６は電極４００８と電気的に接続される。また、第１の電極４００４と電気的に接続される補助配線４００９を設けてもよい。なお、補助配線４００９上には、絶縁層４０１０が形成されている。
また、基板４００１と封止基板４０１１は、シール材４０１２で接着されている。また、封止基板４０１１と発光デバイス４００２の間には、乾燥剤４０１３が設けられていることが好ましい。なお、基板４００３は、図１４（Ａ）のような凹凸を有するため、発光デバイス４００２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
図１４（Ｂ）の照明装置４２００は、基板４２０１上に発光デバイス４２０２を有する。発光デバイス４２０２は第１の電極４２０４と、ＥＬ層４２０５と、第２の電極４２０６とを有する。
第１の電極４２０４は、電極４２０７と電気的に接続され、第２の電極４２０６は電極４２０８と電気的に接続される。また第２の電極４２０６と電気的に接続される補助配線４２０９を設けてもよい。また、補助配線４２０９の下部に、絶縁層４２１０を設けてもよい。
基板４２０１と凹凸のある封止基板４２１１は、シール材４２１２で接着されている。また、封止基板４２１１と発光デバイス４２０２の間にバリア膜４２１３および平坦化膜４２１４を設けてもよい。なお、封止基板４２１１は、図１４（Ｂ）のような凹凸を有するため、発光デバイス４２０２で生じた光の取り出し効率を向上させることができる。
また、これらの照明装置の応用例としては、室内の照明用であるシーリングライトが挙げられる。シーリングライトには、天井直付型や天井埋め込み型等がある。なお、このような照明装置は、発光装置を筐体や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足元灯などへの応用も可能である。足元灯は、例えば、寝室や階段や通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さや構造に応じて適宜サイズや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。
また、シート状の照明装置（シート状照明）として応用することも可能である。シート状照明は、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、曲面を有する壁面や筐体に用いることもできる。
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し、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。
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。
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。
本実施例では、Ｔ１準位の異なるホスト材料を用いた発光デバイスを複数作製し、発光デバイスの発光層に用いるホスト材料のＴ１準位と、発光物質（燐光発光物質）の励起エネルギーとの関係から、信頼性に与える影響について調べた結果を示す。
なお、本実施例において、作製した各発光デバイスの構成を以下の表１に示す。
また、表１に示す各発光デバイスで用いたホスト材料およびゲスト材料（燐光発光物質）の分子構造を以下に示す。
本実施例では、各ホスト材料のＴ１準位を比較するため、燐光スペクトルの短波長側の発光端（スペクトルのＯｎｓｅｔ）からＴＨ（ｅｄｇｅ）を求めた。
燐光スペクトルの発光端は、短波長側の稜線において、最も短波長側のピークの半値付近で接線を引き、その接線と横軸の交わる点の波長であり、この値からＴＨ（ｅｄｇｅ）を求めることができる。例えば、図３に示す燐光スペクトルの場合は、最も短波長側のピーク（４８３ｎｍ）の半値付近で接線を引き、横軸と交わる点（４６２ｎｍ）を発光端とする。そして、この値から図３に示す燐光スペクトルを示す物質のＴＨ（ｅｄｇｅ）が、２．６８４ｅＶと求まる。
なお、図３の燐光スペクトルは、表１に示す発光デバイス３の発光層に用いた材料の燐光スペクトルである。発光デバイス３の発光層は、ホスト材料である、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）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、およびゲスト材料（燐光発光物質）である、［２−（４−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）を有する。
そこで、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎおよびＰＣＣＰの燐光スペクトルをそれぞれ測定し、図４にｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎの燐光スペクトル、図５にＰＣＣＰの燐光スペクトルをそれぞれ示した。
図４の燐光スペクトルから、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎの短波長側の発光端（スペクトルのＯｎｓｅｔ）は４６２ｎｍであり、エネルギーに換算すると２．６８４ｅＶである。また、図５の結果から、ＰＣＣＰの短波長側の発光端（スペクトルのＯｎｓｅｔ）は４５６ｎｍであり、エネルギーに換算すると２．７１９ｅＶである。
従って、発光デバイス３の発光層において、第１の有機化合物に相当するｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎのＴ１準位および第２の有機化合物に相当するＰＣＣＰのＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎのＴ１準位）は２．６８４ｅＶであり、よって発光デバイス３におけるＴＨ（ｅｄｇｅ）は２．６８４ｅＶと決定することができる。また、発光層における三重項励起エネルギーのホスト材料からゲスト材料（発光物質）へのエネルギー移動は、逆項間交差がない場合、ＰＣＣＰ、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎのうちＴ１準位の低い方、すなわちｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎから生じるといえる。
なお、表１に示す各発光デバイスに用いられるホスト材料に関し、発光デバイス３と同様に測定した結果、いずれも第１の有機化合物、第２の有機化合物の燐光スペクトルから求まるＴＨ（ｅｄｇｅ）が、表１の発光層に含まれるホスト材料として示した材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）と一致していた（すなわち、いずれのホスト材料も、ＰＣＣＰよりＴ１準位が低かった）。従って、各発光デバイスの発光層においては、三重項励起エネルギーは、以下の表２に示すＴＨ（ｅｄｇｅ）を有するホスト材料からゲスト材料（発光物質）へエネルギー移動すると言える。
次に、表１に示す各発光デバイスの発光層に用いたゲスト材料（［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）のＴＤ（ｅｄｇｅ）を求めた。ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の吸収スペクトルの吸収端から求めることができる。
吸収スペクトルの吸収端は、吸収スペクトルの最も長波長側の稜線において、最も長波長側のピークもしくはショルダーピークの半値付近で接線を引き、その接線と横軸の交わる点の波長であり、この値からＴＤ（ｅｄｇｅ）を求めることができる。例えば、図６に示す吸収スペクトルの場合は、最も長波長側のショルダーピーク（４９０ｎｍ付近）の半値付近で接線を引き、横軸と交わる点（５１６ｎｍ）を吸収端とする。そして、この値からゲスト材料（［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）のＴＤ（ｅｄｇｅ）が、２．４０３ｅＶと求まる。
そこで、各発光デバイスにおけるホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））を求めた。結果を表３に示す。
また、各発光デバイスの外部量子効率を測定し、測定結果から基準デバイスの値を基準とした規格化外部量子効率を求めた（表４参照。）。その結果、図２からもわかるように、規格化外部量子効率は、ホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））の値に関係なく、同程度であるという結果が得られた。発光デバイス６においては、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）がマイナスとなっており、三重項励起エネルギーに関しては吸熱的なエネルギー移動が示唆されるが、この程度の差では発光効率には影響がないことがわかる。すなわち、発光効率に関しては、ＴＨ（ｅｄｇｅ）の位置が与える影響は小さい。しかし、信頼性に対しては大きな影響を与えることを本発明者は見出した。
各発光デバイスの寿命について、ここでは、輝度が初期輝度の７０％に減衰するまでの時間（ＬＴ７０）を測定し、測定結果から基準デバイスの値を基準とした規格化寿命を求めた。（表４参照。）。その結果を図１に示す。
まず、発光デバイス６に関しては、効率は出るものの寿命が大幅に減少していることがわかる。つまり、三重項励起エネルギーの吸熱的なエネルギー移動は、ある程度効率は出せるものの、寿命を大きく損なうと言える。さらに重要なのは、発光デバイス１や発光デバイス２の挙動である。これらのデバイスにおいては、三重項励起エネルギーは発熱的にエネルギー移動している（つまりＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）はプラスに転じている）はずであるが、やはり寿命を損なっている。すなわち、この領域は、発熱的エネルギー移動領域であり、一般的にはホスト材料のエネルギーが（効率の観点では）十分に高い領域と考えられるが、寿命の観点では不十分であることを示唆している。一方、発光デバイス４、発光デバイス５では、急激に寿命が向上し、基準デバイスよりも寿命がよくなっている。このように、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）が０以上ではなく、ある一定程度の正の値を取らなければ、寿命が確保できないという点が本願の構成要素の一つである。すなわち、図１から、必要条件として、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上であることが導かれる。
一方、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上であっても、基準デバイス、発光デバイス３、および発光デバイス７は、発光デバイス４や発光デバイス５よりも寿命が悪くなっている。この点については、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限、および／または逆項間交差の影響を考慮しなければならない。なお、後述する通り、基準デバイス、発光デバイス３、および発光デバイス７は逆項間交差の影響が存在するが、寿命低下が、その逆項間交差よりもＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限の方により支配されていると考えるならば、より好ましくは、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限は０．１７ｅＶである（基準デバイス、発光デバイス３、および発光デバイス７のＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、それぞれ０．１７５ｅＶ、０．２８１ｅＶ、０．２９８ｅＶであるため）。
次に、逆項間交差の影響について説明する。本実施例で作製した発光デバイスは、いずれも複数のホスト材料（第１の有機化合物および第２の有機化合物）による励起錯体が形成され、ゲスト（燐光発光物質）へのエネルギー移動の結果、燐光発光が得られる構成を有する。このような発光デバイスの場合、発光層において、逆項間交差がほとんど生じないのであれば、原理的にはキャリアの再結合により生成された２５％の一重項励起子と７５％の三重項励起子のそれぞれから、ゲスト（燐光発光物質）へのエネルギー移動が起こる。第１の有機化合物および第２の有機化合物が励起錯体を形成しない場合も同様であり、これが本願の主旨である。しかし、ホスト材料のＳ１準位（励起錯体が形成されるのであれば励起錯体のＳ１準位）と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差が０．２ｅＶ以内の場合においては、ホスト材料における逆項間交差が支配的になるため、ホスト材料からゲスト材料へのエネルギー移動は一重項励起状態からの経路が支配的になる。本発明の一態様においては、上述したように、三重項励起状態からのエネルギー移動を支配的にして初めて効果が生じるため、このような状態は望ましくない。
つまり、ホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））に加えて、上記に示す逆項間交差が起こらない条件において、すなわち、７５％生成された三重項励起子からそのままゲスト材料へエネルギー移動する場合に効果があると言える。ここで、本実施例で作製した発光デバイスのうち、基準デバイスおよび発光デバイス３、および発光デバイス７は、図１に示す結果から、発光デバイス４および発光デバイス５に比べて規格化寿命が低いという結果が得られた。基準デバイスおよび発光デバイス３、発光デバイス７のホスト材料において、逆項間交差が生じる条件を以下に示す。
まず、発光デバイス３の発光層に含まれる、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎとＰＣＣＰとを混合した材料（励起錯体が形成される場合は、励起錯体）の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を、ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎとＰＣＣＰとを混合した材料のＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）として求めた。
蛍光スペクトルの発光端は、短波長側の稜線において、最も短波長側のピークの半値付近で接線を引き、その接線と横軸の交わる点の波長であり、この値からＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）を求めることができる。例えば、図７に示す蛍光スペクトルの場合は、最も短波長側のピーク（５１３ｎｍ）の半値付近で接線を引き、横軸と交わる点（４４８ｎｍ）を発光端とする。そして、この値から図７に示す蛍光スペクトルを示す物質のＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）が、２．７６８ｅＶと求まる。従って、ΔＥｓ’ｔ＝Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）＝０．０８４ｅＶと求まる。また、同様に基準デバイスについてもΔＥｓ’ｔを求めると、基準デバイスは、０．１７１ｅＶであった。
ここで、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）が０．０７ｅＶ以上であった基準デバイス、発光デバイス３〜５、および発光デバイス７に関し、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）およびΔＥｓ’ｔ＝Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の数値を表５にまとめた。
基準デバイスは、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）は０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下の条件を満たしているが、ΔＥｓ’ｔが０．２ｅＶ未満であり、逆項間交差が生じる条件であることがわかる。また、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）は０．０７ｅＶ以上０．１７ｅＶ以下の条件からは外れている。発光デバイス３および発光デバイス７は、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）は０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下の条件も満たしておらず、またΔＥｓ’ｔも０．２ｅＶ未満である。よって、これらのデバイスは、発光デバイス４や５よりも寿命が短い。
一方、発光デバイス４および５は、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）が０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下の条件を満たしている上に、ΔＥｓ’ｔがいずれも０．３ｅＶ台であり、逆項間交差が支配的ではない。その結果、本実施例において最も長寿命なデバイスとなっている。また、これらのデバイスにおいては、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）が０．０７ｅＶ以上０．１７ｅＶ以下の条件をも満たしている。
なお、ΔＥｓ’ｔに関しては、大きすぎると励起エネルギーがゲスト材料に比べて過度に大きくなり、一重項励起状態に起因する劣化が生じやすくなると考えられる。そのため、ΔＥｓ’ｔは０．５ｅＶ以下であることが好ましい。
以上、本実施例の結果より、本発明の一態様である発光デバイスは、上述した、ホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とゲスト材料のＴＤ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ））の値が、０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下、好ましくは０．０７ｅＶ以上０．１７ｅＶ以下の範囲であるという条件に加えて、ホスト材料のＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）とホスト材料のＴＨ（ｅｄｇｅ）とのエネルギー差（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ））の値が、０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下の範囲において、長寿命な発光デバイスが得られることがわかった。
なお、上記の条件は、以下の式（１）および式（２）で表すことができる。但し、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の上限についてより重視する場合には、式（１）については、式（３）の条件がより好ましい。
なお、本実施例において用いた、基準デバイス、発光デバイス１〜発光デバイス７については、実施例２においてその作製方法およびデバイス特性を説明する。
本実施例では、ＥＬ層９０２の積層構造が異なる複数の発光デバイス（発光デバイス１〜発光デバイス７）を作製し、得られたデバイス特性について示す。また、比較発光デバイスとして、発光層９１３に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）を少なくとも有する複数の比較発光デバイス（比較発光デバイスａ１〜ａ５）を発光デバイス（発光デバイス１〜発光デバイス７）に合わせてそれぞれ作製し、各発光デバイスと比較した。なお、本実施例で作製した発光デバイス（発光デバイス１〜発光デバイス７、および比較発光デバイスａ１〜ａ５）は、いずれも発光層９１３に共通の発光物質（ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］［２−（４−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］））を用いた。
以下に、上記の発光デバイスについての具体的なデバイス構造およびその作製方法を説明する。なお、本実施例で説明する発光デバイスのデバイス構造は図１５に示す通りである。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、化学式の略称に付いている番号は、実施例１と共通の番号とする。
まず、本実施例で作成した発光デバイスのうち、発光デバイス１および比較として作製した比較発光デバイスａ１の作製方法について説明する。なお、各発光デバイスの具体的な構成は以下の表６に示す通りである。
≪発光デバイスの作製≫
＜発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の作製＞
本実施例で示す発光デバイスは、図１５に示すように基板９００上に形成された第１の電極９０１上に正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子注入層９１５が順次積層され、電子注入層９１５上に第２の電極９０３が積層された構造を有する。
まず、基板９００上に第１の電極９０１を形成した。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。また、基板９００には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極９０１は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、７０ｎｍの膜厚で成膜して形成した。
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。
次に、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。正孔注入層９１１は、真空蒸着装置内を１×１０−４Ｐａに減圧した後、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩと酸化モリブデンとを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：酸化モリブデン＝２：１（質量比）とし、膜厚が５０ｎｍとなるようにそれぞれ共蒸着して形成した。
次に、正孔注入層９１１上に正孔輸送層９１２を形成した。正孔輸送層９１２は、ＰＣＢＢｉ１ＢＰを用い、膜厚が２０ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、正孔輸送層９１２上に発光層９１３を形成した。
発光層９１３は、発光デバイス１の場合は、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）および３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）に加えて、ゲスト材料（燐光発光物質）として、［２−（４−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）を用い、重量比がｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］＝０．６：０．４：０．１となるように共蒸着した。なお、膜厚は、４０ｎｍとした。
比較発光デバイスａ１の場合は、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）およびＰＣＣＰに加えて、ゲスト材料（燐光発光物質）として、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］を用い、重量比がｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２：ＰＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］＝０．６：０．４：０．１となるように共蒸着した。なお、膜厚は、４０ｎｍとした。
次に、発光層９１３上に電子輸送層９１４を形成した。
電子輸送層９１４は、発光デバイス１の場合は、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの膜厚が２０ｎｍ、Ｂｐｈｅｎの膜厚が１５ｎｍとなるように順次蒸着して形成した。また、比較発光デバイスａ１の場合は、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２の膜厚が２０ｎｍ、Ｂｐｈｅｎの膜厚が１５ｎｍとなるように順次蒸着して形成した。
次に、電子輸送層９１４上に電子注入層９１５を形成した。電子注入層９１５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。
次に、電子注入層９１５上に第２の電極９０３を形成した。第２の電極９０３は、アルミニウムを蒸着法により、膜厚が２００ｎｍとなるように形成した。なお、本実施例において、第２の電極９０３は、陰極として機能する。
以上の工程により、基板９００上に一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光デバイスを形成した。なお、上記工程で説明した正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子注入層９１５は、本発明の一態様におけるＥＬ層を構成する機能層である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を用いた。
また、上記に示すように作製した発光デバイスは、別の基板（図示せず）により封止される。なお、別の基板（図示せず）を用いた封止の際は、窒素雰囲気のグローブボックス内において、紫外光により固化するシール剤を塗布した別の基板（図示せず）を基板９００上に固定し、基板９００上に形成された発光デバイスの周囲にシール剤が付着するよう基板同士を接着させた。封止時には３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射しシール剤を固化し、８０℃にて１時間熱処理することによりシール剤を安定化させた。
≪発光デバイスの動作特性１≫
作製した各発光デバイスの動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。また、発光デバイス１および比較発光デバイスａ１の動作特性の結果として電流密度−輝度特性を図１６、電圧−輝度特性を図１７、輝度−電流効率特性を図１８、電圧−電流特性を図１９にそれぞれ示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表７に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図２０に示す。図２０に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも５６１ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２１に示す。図２１において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、２ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
次に、上述した各発光デバイスとは構造の異なる発光デバイス（発光デバイス２および比較発光デバイスａ２）について示す。なお、これらの発光デバイスも上記の発光デバイスと同様の方法により作製することができる。また、具体的な構成は以下の表８に示す。
なお、表８中の略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ−０２は、２−｛３−［２−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリンを表す。
≪発光デバイスの動作特性２≫
作製した発光デバイス２および比較発光デバイスａ２の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図２２〜図２５に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表９に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図２６に示す。図２６に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも５６０ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図２７に示す。図２７において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、２ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
次に、上述した各発光デバイスとは構造の異なる発光デバイス（発光デバイス３、発光デバイス４および比較発光デバイスａ３）について示す。なお、これらの発光デバイスも上記の発光デバイスと同様の方法により作製することができる。また、具体的な構成は以下の表１０に示す。
なお、表１０中の略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎは、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］カルバゾールを表し、略称：８βＮ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍは、４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−８−（ナフタレン−２−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンを表す。
≪発光デバイスの動作特性３≫
作製した発光デバイス３、発光デバイス４および比較発光デバイスａ３の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図２８〜図３１に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表１１に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図３２に示す。図３２に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも５６４ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３３に示す。図３３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、２ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
次に、上述した各発光デバイスとは構造の異なる発光デバイス（発光デバイス５および比較発光デバイスａ４）について示す。なお、これらの発光デバイスも上記の発光デバイスと同様の方法により作製することができる。また、具体的な構成は以下の表１２に示す。
なお、表１１中の略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍは、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）（１，１’−ビフェニル−３−イル）］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジンを表す。
≪発光デバイスの動作特性４≫
作製した発光デバイス５および比較発光デバイスａ４の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図３４〜図３７に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表１３に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図３８に示す。図３８に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも５５９ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３９に示す。図３９において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、２ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
次に、上述した各発光デバイスとは構造の異なる発光デバイス（発光デバイス６、発光デバイス７および比較発光デバイスａ５）について示す。なお、これらの発光デバイスも上記の発光デバイスと同様の方法により作製することができる。また、具体的な構成は以下の表１４に示す。
なお、表１４中の略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒは、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］ピラジンを表し、略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍは、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］ピリミジンを表す。
≪発光デバイスの動作特性５≫
作製した発光デバイス６、発光デバイス７および比較発光デバイスａ５の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図４０〜図４３に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表１５に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図４４に示す。図４４に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも５６０ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４５に示す。図４５において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、２ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
本実施例では、実施例１および実施例２で示した発光デバイスよりも、長波長の発光を示すゲスト材料を発光層に用いた発光デバイスを作製した場合について説明する。なお、本実施例で用いたゲスト材料は、ビス｛４，６−ジメチル−２−［３−（３，５−ジメチルフェニル）−５−フェニル−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，６−ジメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）である。また、本実施例で説明する発光デバイスのデバイス構造は図１５に示す通りであり、作製方法は、実施例２と同様である。
本実施例で各発光デバイスに用いる材料の化学式を以下に示す。また、各発光デバイスの具体的な構成を以下の表１６に示す。
なお、表１６中の略称：ＢＰＡＦＬＰは、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を表す。また、略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒは、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］ピラジンを表し、略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩは、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］キノキサリンを表し、略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍは、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）（１，１’−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：ＰＣＢＢｉＦは、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−２−アミン、をそれぞれ表す。
≪発光デバイスの動作特性≫
作製した発光デバイス８、比較発光デバイスｂ１、および比較発光デバイスｂ２の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図４６〜図４９に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表１７に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図５０に示す。図５０に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも６４０ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図５１に示す。図５１において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、３ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
上記の動作特性の結果から、各発光デバイスの規格化外部量子効率および規格化寿命（ＬＴ７０）を算出した。結果を表１８に示す。なお、規格化して算出する際、比較発光デバイスｂ１の値を基準として求めた。
また、本実施例で作製した各発光デバイスの発光層に含まれる、ＰＣＢＢｉＦと表１８に示すホスト材料とを混合した材料（励起錯体が形成される場合は、励起錯体）のＴＨ（ｅｄｇｅ）およびＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）、ゲスト材料（［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）のＴＤ（ｅｄｇｅ）、を実施例１と同様に求めた。結果を表１９に示す。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］のＴＤ（ｅｄｇｅ）は、１．９７４ｅＶである。
発光デバイス８は、比較発光デバイスｂ１および比較発光デバイスｂ２に比べて、表１８に示した規格化寿命が大きい。表１９の結果より、発光デバイス８のみが実施の形態１で示した式（１）および式（２）の両方の条件、すなわち、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下であり、かつＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の値が０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることを満たすため、長寿命化したと言える。
本実施例では、実施例３で示した発光デバイスと同様に、長波長の発光を示すゲスト材料を発光層に用いた発光デバイスを作製した場合について説明する。なお、本実施例で用いたゲスト材料は、ビス［４，６−ジメチル−２−（２−キノリニル−κＮ）フェニル−κＣ］（２，４−ペンタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｑｎ）２（ａｃａｃ）］）である。また、本実施例で説明する発光デバイスのデバイス構造は図１５に示す通りであり、作製方法は、実施例２と同様である。
本実施例で各発光デバイスに用いる材料の化学式を以下に示す。また、各発光デバイスの具体的な構成を以下の表２０に示す。
なお、表２０中の略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰは、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を表し、略称：８（βＮ２）−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍは、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］ピリミジンを表し、略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍは、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］ピリミジンを表し、略称：８βＮ−４ｍＤＢｔＢＰＢｆｐｍは、４−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］−８−（ナフタレン−２−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジンを表す。
≪発光デバイスの動作特性≫
作製した発光デバイス９、比較発光デバイスｃ１、および比較発光デバイスｃ２の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図５２〜図５５に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表２１に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図５６に示す。図５６に示す通り、各発光デバイスの発光スペクトルは、いずれも６２６ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｄｍｐｑｎ）２（ａｃａｃ）］の発光に由来していることが示唆される。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図５７に示す。図５７において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、３ｍＡにおける定電流駆動試験を行った。
上記の動作特性の結果から、各発光デバイスの規格化外部量子効率および規格化寿命（ＬＴ７０）を算出した。結果を表２２に示す。なお、規格化して算出する際、比較発光デバイスｃ１の値を基準として求めた。
また、本実施例で作製した各発光デバイスの発光層に含まれる、ＰＣＢＢｉＦと表２２に示すホスト材料とを混合した材料（励起錯体が形成される場合は、励起錯体）のＴＨ（ｅｄｇｅ）およびＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）、ゲスト材料（［Ｉｒ（ｄｍｐｑｎ）２（ａｃａｃ）］）のＴＤ（ｅｄｇｅ）、を実施例１と同様に求めた。結果を表２３に示す。なお、［Ｉｒ（ｄｍｐｑｎ）２（ａｃａｃ）］のＴＤ（ｅｄｇｅ）は、２．０３９ｅＶである。
発光デバイス９が比較発光デバイスｃ１および比較発光デバイスｃ２に比べて、表２２に示した規格化寿命が大きい。発光デバイス９においては、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の値が０．４ｅＶ程度であると見積もられることから、表２３の結果より、発光デバイス９のみが実施の形態１で示した式（１）および式（２）の両方の条件、すなわち、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下であり、かつＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の値が０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることを満たすため、長寿命化したと言える。
（参考合成例１）
実施例２で用いた有機化合物、４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−８−（ナフタレン−２−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８βＮ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）の合成方法について説明する。なお、８βＮ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍの構造式を以下に示す。
＜４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−８−（ナフタレン−２−イル）−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８βＮ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）の合成＞
まず、８−クロロ−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１．５ｇと、２−ナフタレンボロン酸０．７３ｇと、フッ化セシウム１．５ｇと、メシチレン３２ｍＬを加え、１００ｍＬの三口フラスコ内を窒素置換し、２’−（ジシクロヘキシルホスフィノ）アセトフェノンエチレンケタール７０ｍｇと、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（略称：Ｐｄ２（ｄｂａ）３）８９ｍｇを加え、窒素気流下にて１２０℃にて５時間加熱した。得られた反応物に水を加えてろ過し、水およびエタノールを順次用いてろ物を洗浄した。
このろ物をトルエンに溶解させ、セライト、アルミナ、セライトの順に充填したろ過補助剤を用いてろ過した。得られた溶液の溶媒を濃縮して、再結晶することにより目的物の淡黄色固体を収量１．５ｇ、収率６４％で得た。合成スキームを下記式（ａ−１）に示す。
得られた淡い黄色固体１．５ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．０Ｐａ、アルゴンガスを流量１０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、２９０℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の黄色固体を０．６０ｇ、回収率３９％で得た。
得られた黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＴＣＥ−ｄ２）：７．４５−７．５０（ｍ，４Ｈ）、７．５７−７．６２（ｍ，２Ｈ）、７．７２−７．９３（ｍ，８Ｈ）、８．０３（ｄ，１Ｈ）、８．１０（ｓ，１Ｈ）、８．１７（ｄ，２Ｈ）、８．６０（ｓ，１Ｈ）、８．６６（ｄ，１Ｈ）、８．９８（ｓ，１Ｈ）、９．２８（ｓ，１Ｈ）。
（参考合成例２）
本実施例２で用いた有機化合物、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）（１，１’−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）の合成方法について説明する。なお、８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍの構造を以下に示す。
＜ステップ１：１−アミノ−ナフト［２，１−ｂ］フラン−２−カルボン酸エチルの合成＞
まず、２−ヒドロキシナフタレン−１−カルボニトリル４．０ｇ、炭酸カリウム６．６ｇをフラスコに入れ、フラスコ内を窒素置換し、３０ｍＬのＤＭＦと、ブロモ酢酸エチル４．０ｇを加え、８０℃で１６時間加熱した。得られた反応物を１００ｍＬの氷水に加えて急冷し、１時間撹拌した後ろ過した。得られたろ物を水で洗浄し、エタノールと水で再結晶することにより目的物（茶色固体）４．４ｇを収率７２％で得た。ステップ１の合成スキームを下記式（ｂ−１）に示す。
＜ステップ２：ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン−８（９Ｈ）−オンの合成＞
次に、上記ステップ１で合成した１−アミノ−ナフト［２，１−ｂ］フラン−２−カルボン酸エチル４．４ｇ、ホルムアミジン酢酸塩１．８ｇ、２５ｍＬのホルムアミドをフラスコに入れ、１６０℃で８時間加熱した。得られた反応物に１００ｍＬの水を加えてろ過し、ろ物を水で洗浄することにより、目的物（褐色固体）３．９ｇを収率９６％で得た。ステップ２の合成スキームを下記式（ｂ−２）に示す。
＜ステップ３：８−クロロ−ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジンの合成＞
次に、上記ステップ２で合成したナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン−８（９Ｈ）−オン３．９ｇと、１５ｍＬの塩化ホスホリルをフラスコに入れ、窒素気流下にて１００℃で６時間加熱した。得られた反応物を１００ｍＬの氷水に加えて急冷した後、３Ｍの水酸化ナトリウム水溶液３３０ｍＬを加え、１時間撹拌した。これをろ過し、ろ物をエタノールで洗浄し、目的物（黄色固体）１．８ｇを４２％の収率で得た。ステップ３の合成スキームを下記式（ｂ−３）に示す。
＜ステップ４：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍの合成＞
次に、上記ステップ３で合成した８−クロロ−ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン１．８ｇ、３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニルボロン酸２．９ｇ、１５ｍＬの２Ｍの炭酸カリウム水溶液、１５０ｍＬのトルエン、および１５ｍＬのエタノールを加え、フラスコ内を窒素置換した。この混合物にテトラキス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（０）０．２９ｇを加え、窒素気流下にて９５℃で１２時間加熱した。得られた反応物をろ過し、得られたろ物を水、エタノールを用いて順次洗浄した。
次に、得られたろ物をトルエンに溶解させ、セライト、アルミナ、セライトの順に積層したろ過補助剤を通して精製した後、トルエンで再結晶することにより、目的物の淡黄色固体を収量３．６ｇ、収率９５％で得た。ステップ４の合成スキームを下記式（ｂ−４）に示す。
得られた淡黄色固体３．６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力２．７Ｐａ、アルゴン流量５ｍＬ／ｍｉｎの条件で、淡黄色固体を３１０℃で加熱して行った。昇華精製後、淡黄色固体を２．７ｇ、回収率７３％で得た。
得られた淡黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＴＣＥ−ｄ２）：７．４５−７．５２（ｍ，２Ｈ）、７．６０−７．７１（ｍ，４Ｈ）、７．７４−７．８６（ｍ，６Ｈ）、７．９２（ｄ，１Ｈ）、８．０５（ｄ，１Ｈ）、８．１２（ｄ，１Ｈ）、８．１６（ｓ，１Ｈ）、８．１９−８．２２（ｍ，２Ｈ）、８．６４（ｄ，１Ｈ）、８．９６（ｓ，１Ｈ）、９．２３（ｄ，１Ｈ）、９．３２（ｓ，１Ｈ）。
（参考合成例３）
実施例３で用いた有機化合物、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）の合成方法について説明する。なお、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒの構造を以下に示す。
＜ステップ１；６−クロロ−３−（２−メトキシナフタレン−１−イル）ピラジン−２−アミンの合成＞
まず、３−ブロモ−６−クロロピラジン−２−アミン４．３７ｇと２−メトキシナフタレン−１−ボロン酸４．２３ｇ、フッ化カリウム４．１４ｇ、脱水テトラヒドロフラン７５ｍＬを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）（略称：Ｐｄ２（ｄｂａ）３）０．５７ｇ、トリ−ｔｅｒｔ−ブチルホスフィン（略称：Ｐ（ｔＢｕ）３）４．５ｍＬを加え、８０℃で５４時間撹拌し、反応させた。
所定時間経過後、得られた混合物を吸引ろ過し、ろ液を濃縮した。その後、トルエン：酢酸エチル＝９：１を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的のピラジン誘導体を得た（黄白色粉末、収量２．１９ｇ、収率３６％）。ステップ１の合成スキームを下記式（ｃ−１）に示す。
＜ステップ２；９−クロロナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジンの合成＞
次に、上記ステップ１で得た６−クロロ−３−（２−メトキシナフタレン−１−イル）ピラジン−２−アミン２．１８ｇと脱水テトラヒドロフラン６３ｍＬ、氷酢酸８４ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコを−１０℃に冷却した後、亜硝酸ｔｅｒｔ−ブチル２．８ｍＬを滴下し、−１０℃で３０分、０℃で３時間攪拌した。所定時間経過後、得られた懸濁液に水２５０ｍＬを加え、吸引ろ過することにより、目的のピラジン誘導体を得た（黄白色粉末、収量１．４８ｇ、収率７７％）。ステップ２の合成スキームを下記（ｃ−２）に示す。
＜ステップ３；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）の合成＞
さらに、上記ステップ２で得た９−クロロナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン１．４８ｇ、３’−（４−ジベンゾチオフェン）−１，１’−ビフェニル−３−ボロン酸３．４１ｇ、２Ｍ炭酸カリウム水溶液８．８ｍＬ、トルエン１００ｍＬ、エタノール１０ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、ビス（トリフェニルホスフィン）パラジウム（ＩＩ）ジクロリド（略称：Ｐｄ（ＰＰｈ３）２Ｃｌ２）０．８４ｇを加え、８０℃で１８時間撹拌し、反応させた。
所定時間経過後、得られた懸濁液を吸引ろ過し、水、エタノールで洗浄した。得られた固体をトルエンに溶かし、セライト、アルミナ、セライトの順で積層した濾過補助剤を通して濾過した後、トルエンとヘキサンの混合溶媒で再結晶することにより、目的物を得た（淡黄色固体、収量２．６６ｇ、収率８２％）。
得られた淡黄色固体２．６４ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．６Ｐａ、アルゴンガスを流量１５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１５℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を収量２．３４ｇ、収率８９％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（ｃ−３）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた淡黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：７．４７−７．５１（ｍ，２Ｈ），７．６０−７．６９（ｍ，５Ｈ），７．７９−７．８９（ｍ，６Ｈ），８．０５（ｄ，１Ｈ），８．１０−８．１１（ｍ，２Ｈ），８．１８−８．２３（ｍ，３Ｈ），８．５３（ｓ，１Ｈ），９．１６（ｄ，１Ｈ），９．３２（ｓ，１Ｈ）．
本実施例では、実施例３で示した発光デバイスと同様に、長波長の発光を示すゲスト材料を発光層に用いた発光デバイスを作製した場合について説明する。なお、本実施例で用いたゲスト材料は、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）である。また、本実施例で説明する発光デバイスのデバイス構造は図１５に示す通りであり、作製方法は、実施例２と同様である。
本実施例で各発光デバイスに用いる材料の化学式を以下に示す。また、各発光デバイスの具体的な構成を以下の表２４に示す。
なお、表２４中の略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰは、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を表し、略称：９ｍＤＢｔＢＮｆｐｒは、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］ピラジンを表す。
≪発光デバイスの動作特性≫
作製した発光デバイス１０、および発光デバイス１１の動作特性について測定した。なお、測定は室温で行った。また、結果を図５８〜図６１に示す。
また、１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を以下の表２５に示す。
また、各発光デバイスに２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを、図６２に示す。図６２に示す通り、発光デバイス１０および発光デバイス１１の発光スペクトルは、それぞれ６５４ｎｍ付近および６５２ｎｍ付近にピークを有しており、発光層９１３に含まれる、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の発光に由来していることが示唆される。また、外部量子効率の測定結果から、いずれも高効率な発光デバイスである。
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図６３に示す。図６３において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、３ｍＡ（７５ｍＡ／ｃｍ２）における定電流駆動試験を行った。
上記の動作特性の結果から、発光デバイス１０および発光デバイス１１の寿命（ＬＴ９５）は、それぞれ２３５時間および２５２時間であった。７５ｍＡ／ｃｍ２もの電流密度で駆動しているにもかかわらず、非常に長寿命であると言える。
また、本実施例で作製した各発光デバイスの発光層に含まれる、ＰＣＢＢｉＦと９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒとを混合した材料（励起錯体が形成される場合は、励起錯体）のＴＨ（ｅｄｇｅ）およびＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）、ゲスト材料（［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）のＴＤ（ｅｄｇｅ）、を実施例１と同様に求めた。結果を表２６に示す。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］のＴＤ（ｅｄｇｅ）は、１．９５３ｅＶである。
発光デバイス１０および１１は、いずれも発光効率が高く、かつ寿命が長い。表２６の結果より、発光デバイス１０および１１はいずれも、実施の形態１で示した式（１）および式（２）の両方の条件、すなわち、ＴＨ（ｅｄｇｅ）−ＴＤ（ｅｄｇｅ）の値が０．０７ｅＶ以上０．２７ｅＶ以下であり、かつＳ’Ｈ（ｅｄｇｅ）−ＴＨ（ｅｄｇｅ）の値が０．２ｅＶ以上０．５ｅＶ以下であることを満たすため、長寿命であると言える。
（参考合成例４）
実施例５で用いた有機金属錯体、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の構造を以下に示す。
＜ステップ１；５−（４−シアノ−２−メチルフェニル）−２，３−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン（略称：Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）の合成＞
まず、５，６−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン−２−イルトリフルオロメタンスルホン酸１．９７ｇ、４−シアノ−２−メチルフェニルボロン酸０．８９ｇ、リン酸三カリウム３．４８ｇ、トルエン３７ｍＬ、水３．７ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０４２ｇ、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン０．０８２ｇを加え、７時間還流した。所定時間経過後、トルエンによる抽出を行った。その後、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピラジン誘導体Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ（略称）を得た（白色固体、収量１．１６ｇ、収率６５％）。ステップ１の合成スキームを下記（ｄ−１）に示す。
＜ステップ２；ジ−μ−クロロ−テトラキス｛４，６−ジメチル−２−［５−（４−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ（略称）１．１６ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（フルヤ金属社製）０．４２ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を２時間照射し、反応させた。所定時間経過後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２Ｃｌ］２ （略称）を得た（橙褐色固体、収量１．１２ｇ、収率７６％）。また、ステップ２の合成スキームを下記（ｄ−２）に示す。
＜ステップ３；［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］の合成＞
さらに、２−エトキシエタノール２０ｍＬ、上記ステップ２で得た複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２Ｃｌ］２（略称）１．１１ｇ、ジピバロイルメタン（略称：Ｈｄｐｍ）０．２９ｇ、炭酸ナトリウム０．５６ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を２時間照射し、反応させた。溶媒を留去し、得られた残渣を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、有機金属錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］を暗赤色固体として得た（収量、０．６０ｇ、収率４８％）。
得られた暗赤色固体０．６０ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．６Ｐａ、アルゴンガスを流量１０．５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１５℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の暗赤色固体を収量０．４８ｇ、収率８０％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（ｄ−３）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた暗赤色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図６４に示す。この結果から、上述の構造式（１０１）で表される有機金属錯体、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：０．９１（ｓ，１８Ｈ），１．４１（ｓ，６Ｈ），１．９４（ｓ，６Ｈ），２．３７（ｓ，１２Ｈ），２．４５（ｓ，６Ｈ），５．６２（ｓ，１Ｈ），６．４８（ｓ，２Ｈ），６．８２（ｓ，２Ｈ），７．１９（ｓ，２Ｈ），７．３６（ｓ，４Ｈ），７．４９（ｄ，２Ｈ），７．５７（ｄ，２Ｈ），７．６０（ｓ，２Ｈ），８．４２（ｓ，２Ｈ）．
（参考合成例５）
本発明の一態様である発光デバイスに用いることができる有機金属錯体、ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（３−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］）の合成方法について説明する。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の構造を以下に示す。
＜ステップ１；５−（３−シアノ−２−メチルフェニル）−２，３−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン（略称：Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）の合成＞
まず、５，６−ビス（３，５−ジメチルフェニル）ピラジン−２−イルトリフルオロメタンスルホン酸２．１５ｇ、３−シアノ−２−メチルフェニルボロン酸０．９５ｇ、リン酸三カリウム３．７６ｇ、トルエン４０ｍＬ、水４．０ｍＬを三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した。フラスコ内を減圧下で撹拌することで脱気した後、トリス（ジベンジリデンアセトン）ジパラジウム（０）０．０４５ｇ、トリス（２，６−ジメトキシフェニル）ホスフィン０．０８７ｇを加え、７時間半還流した。所定時間経過後、トルエンによる抽出を行った。その後、ヘキサン：酢酸エチル＝５：１（体積比）を展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的のピラジン誘導体Ｈｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ（略称）を得た（白色固体、収量１．５７ｇ、収率８０％）。ステップ１の合成スキームを下記（ｅ−１）に示す。
＜ステップ２；ジ−μ−クロロ−テトラキス｛４，６−ジメチル−２−［５−（３−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、２−エトキシエタノール１５ｍＬと水５ｍＬ、上記ステップ１で得たＨｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ（略称）１．５７ｇ、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（フルヤ金属社製）０．５７ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を２時間照射し、反応させた。所定時間経過後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２Ｃｌ］２ （略称）を得た（赤橙色固体、収量１．４４ｇ、収率７３％）。また、ステップ２の合成スキームを下記（ｅ−２）に示す。
＜ステップ３；ビス｛４，６−ジメチル−２−［５−（３−シアノ−２−メチルフェニル）−３−（３，５−ジメチルフェニル）−２−ピラジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝（２，２，６，６−テトラメチル−３，５−ヘプタンジオナト−κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の合成＞
さらに、２−エトキシエタノール２０ｍＬ、上記ステップ２で得た複核錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２Ｃｌ］２（略称）１．４４ｇ、ジピバロイルメタン（略称：Ｈｄｐｍ）０．３９ｇ、炭酸ナトリウム０．７４ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を２時間照射し、反応させた。溶媒を留去し、得られた残渣を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］（略称）を暗赤色固体として得た（収量１．０１ｇ、収率６１％）。得られた暗赤色固体０．９６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．６Ｐａ、アルゴンガスを流量１０．５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３０５℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の暗赤色固体を収量０．７１ｇ、収率７４％で得た。ステップ３の合成スキームを下記（ｅ−３）に示す。
なお、上記ステップ３で得られた暗赤色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。また、１Ｈ−ＮＭＲチャートを図６５に示す。このことから、本合成例において、上述の構造式（１００）で表される有機金属錯体［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ−ｍ３ＣＰ）２（ｄｐｍ）］が得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：０．９２（ｓ，１８Ｈ），１．４２（ｓ，６Ｈ），１．９５（ｓ，６Ｈ），２．３７（ｓ，１２Ｈ），２．５９（ｓ，６Ｈ），５．６４（ｓ，１Ｈ），６．４９（ｓ，２Ｈ），６．８３（ｓ，２Ｈ），７．１９（ｓ，２Ｈ），７．３４−７．４０（ｍ，６Ｈ），７．５８（ｄ，２Ｈ），７．７０（ｄ，２Ｈ），８．３９（ｓ，２Ｈ）．
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１０３ａ、１０３ｂ ＥＬ層
１０４ 電荷発生層
１１１、１１１ａ、１１１ｂ 正孔注入層
１１２、１１２ａ、１１２ｂ 正孔輸送層
１１３、１１３ａ、１１３ｂ 発光層
１１４、１１４ａ、１１４ｂ 電子輸送層
１１５、１１５ａ、１１５ｂ 電子注入層
２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ 光学距離
２０１ 第１の基板
２０２ トランジスタ（ＦＥＴ）
２０３Ｒ、２０３Ｇ、２０３Ｂ、２０３Ｗ 発光デバイス
２０４ ＥＬ層
２０５ 第２の基板
２０６Ｒ、２０６Ｇ、２０６Ｂ カラーフィルタ
２０６Ｒ’、２０６Ｇ’、２０６Ｂ’ カラーフィルタ
２０７ 第１の電極
２０８ 第２の電極
２０９ 黒色層（ブラックマトリックス）
２１０Ｒ、２１０Ｇ 導電層
３０１ 第１の基板
３０２ 画素部
３０３ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
３０４ａ、３０４ｂ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
３０５ シール材
３０６ 第２の基板
３０７ 引き回し配線
３０８ ＦＰＣ
３０９ ＦＥＴ
３１０ ＦＥＴ
３１１ ＦＥＴ
３１２ ＦＥＴ
３１３ 第１の電極
３１４ 絶縁物
３１５ ＥＬ層
３１６ 第２の電極
３１７ 発光デバイス
３１８ 空間
９００ 基板
９０１ 第１の電極
９０２ ＥＬ層
９０３ 第２の電極
９１１ 正孔注入層
９１２ 正孔輸送層
９１３ 発光層
９１４ 電子輸送層
９１５ 電子注入層
４０００ 照明装置
４００１ 基板
４００２ 発光デバイス
４００３ 基板
４００４ 第１の電極
４００５ ＥＬ層
４００６ 第２の電極
４００７ 電極
４００８ 電極
４００９ 補助配線
４０１０ 絶縁層
４０１１ 封止基板
４０１２ シール材
４０１３ 乾燥剤
４２００ 照明装置
４２０１ 基板
４２０２ 発光デバイス
４２０４ 第１の電極
４２０５ ＥＬ層
４２０６ 第２の電極
４２０７ 電極
４２０８ 電極
４２０９ 補助配線
４２１０ 絶縁層
４２１１ 封止基板
４２１２ シール材
４２１３ バリア膜
４２１４ 平坦化膜
５１０１ ライト
５１０２ ホイール
５１０３ ドア
５１０４ 表示部
５１０５ ハンドル
５１０６ シフトレバー
５１０７ 座席シート
５１０８ インナーリアビューミラー
５１０９ フロントガラス
７０００ 筐体
７００１ 表示部
７００２ 第２表示部
７００３ スピーカ
７００４ ＬＥＤランプ
７００５ 操作キー
７００６ 接続端子
７００７ センサ
７００８ マイクロフォン
７００９ スイッチ
７０１０ 赤外線ポート
７０１１ 記録媒体読込部
７０１４ アンテナ
７０１５ シャッターボタン
７０１６ 受像部
７０２２、７０２３ 操作用ボタン
７０２４ 接続端子
７０２５ バンド
７０２６ マイクロフォン
７０２９ センサ
７０３０ スピーカ
７０５０ アイコン
７０５１、７０５２、７０５３、７０５４ 情報
７１１１ リモコン操作機
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示部
９３１２ 表示領域
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体

Claims (13)

  1. 一対の電極間にＥＬ層を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層を有し、
    前記発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、
    前記第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））、および前記発光物質のＴ１準位（ＴＤ（ｅｄｇｅ））は、下記式（１）を満たし、

    かつ
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）との差は、下記式（２）を満たす発光デバイス（ただし、ＴＨ（ｅｄｇｅ）は、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、前記発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
  2. 一対の電極間にＥＬ層を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層を有し、
    前記発光層は、第１の有機化合物、第２の有機化合物、および発光物質を有し、
    前記第１の有機化合物のＴ１準位および前記第２の有機化合物のＴ１準位のうち、エネルギー準位の低い方のＴ１準位（ＴＨ（ｅｄｇｅ））、および前記発光物質のＴ１準位（ＴＤ（ｅｄｇｅ））は、下記式（３）を満たし、

    かつ
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料のＳ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））と、ＴＨ（ｅｄｇｅ）との差は、下記式（４）を満たす発光デバイス（ただし、ＴＨ（ｅｄｇｅ）は、前記第１の有機化合物および前記第２の有機化合物の燐光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＴ１準位のうち、エネルギーが低い方のＴ１準位を指す。また、ＴＤ（ｅｄｇｅ）は、前記発光物質の吸収スペクトルの吸収端から導かれるＴ１準位を指す。また、Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ）は、前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とを混合した材料の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれるＳ１準位を指す）。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記第１の有機化合物と前記第２の有機化合物とは、励起錯体を形成する組み合わせであり、前記Ｓ１準位（Ｓ’Ｈ（ｅｄｇｅ））は、前記励起錯体の蛍光スペクトルの短波長側における発光端から導かれる発光デバイス。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香族化合物である発光デバイス。
  5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１の有機化合物は、ピリジン環、ジアジン環、またはトリアジン環構造を有する発光デバイス。
  6. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１の有機化合物は、フロジアジン骨格のフラン環に芳香環が縮合した構造を有する発光デバイス。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記発光物質は、燐光発光物質である発光デバイス。
  8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
    前記第２の有機化合物は、カルバゾール誘導体である発光デバイス。
  9. 請求項８において、
    前記カルバゾール誘導体は、ビカルバゾール誘導体である発光デバイス。
  10. 請求項８または請求項９において、
    前記カルバゾール誘導体は、３，３’−ビカルバゾール誘導体である発光デバイス。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の発光デバイスと、
    ＦＰＣと、
    を有する発光装置。
  12. 請求項１１に記載の発光装置と、
    マイク、カメラ、操作用ボタン、外部接続部、または、スピーカの少なくとも一と、
    を有する電子機器。
  13. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一に記載の発光デバイスと、
    筐体、またはカバーの少なくとも一と、
    を有する照明装置。
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