JP2022008062A - 発光デバイス、金属錯体、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

発光デバイス、金属錯体、発光装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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Abstract

【課題】発光効率の高い発光デバイスを提供する。【解決手段】陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、前記発光層は、発光材料を有し、前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、前記電子輸送性を有する有機化合物の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、前記アルカリ金属の金属錯体の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイスを提供する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、有機化合物、発光素子、発光デバイス、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、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。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬデバイス）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。このデバイスに電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べ、視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイには特に好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
有機ＥＬデバイスが語られる際にしばしば問題として挙げられるものの一つに、光取出し効率の低さがある。特に、隣接する層の屈折率の違いから起こる反射による減衰は、発光デバイスの効率を下げる大きな要因となっている。この影響を低減させるために、ＥＬ層内部に低屈折率材料からなる層を形成する構成が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
Ｊａｅｈｏ Ｌｅｅ、他１２名，「Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｇｒａｐｈｅｎｅ－ｂａｓｅｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅｓ」，ｎａｔｕｒｅ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，平成２８年６月２日，ＤＯＩ：１０．１０３８／ｎｃｏｍｍｓ１１７９１
本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、または電子デバイスのいずれかを提供することを課題とする。
または、本発明の他の一態様では、新規の有機金属錯体（金属錯体）を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様では、駆動電圧の低い発光デバイスに適用可能な金属錯体を提供することを課題とする。または、本発明の他の一態様では、低屈折率の電子輸送層を有し、且つ駆動電圧の低い発光デバイスに適用可能な金属錯体を提供することを課題とする。
本発明は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。
本発明の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、発光層は、発光材料を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の、発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、アルカリ金属の金属錯体の、発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率は１．４５以上１．７０以下である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、発光層は、発光材料を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、発光層は、発光材料を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下であり、アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４０以上１．６５以下である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送性を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．４５以上１．７０未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０未満である発光デバイスである。
本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の金属錯体が、どちらもアルキル基またはシクロアルキル基を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物の有するアルキル基が、分岐を有するアルキル基、または、炭素数３または４のアルキル基のいずれか一であり、アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基が炭素数１乃至３のアルキル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物の有するアルキル基がｔ－ブチル基であり、アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基がメチル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物のｓｐ３混成軌道で結合をつくっている炭素の割合が、当該有機化合物の総炭素数に対する１０％以上６０％以下である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物を１Ｈ－ＮＭＲで測定を行った結果は、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値を上回る発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送性を有する有機化合物がトリアジン骨格またはジアジン骨格を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、電子輸送性を有する有機化合物がベンゼン環を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、発光層は、発光材料を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、発光層は、発光材料を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下であり、アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４０以上１．６５以下である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．４５以上１．７０未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、陽極と、陰極と、陽極と陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、電子輸送層の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０未満である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物とアルカリ金属の金属錯体が、どちらもアルキル基またはシクロアルキル基を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の有するアルキル基が、分岐を有するアルキル基、または、炭素数３または４のアルキル基のいずれか一であり、アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基が炭素数１乃至３のアルキル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の有するアルキル基がｔ－ブチル基であり、アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基がメチル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物のｓｐ３混成軌道で結合をつくっている炭素の割合が、当該有機化合物の総炭素数に対する１０％以上６０％以下である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を１Ｈ－ＮＭＲで測定を行った結果は、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値を上回る発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物がトリアジン骨格またはジアジン骨格を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の金属錯体が、８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の金属錯体が一つのアルキル基を有し、一つのアルキル基は炭素数１乃至３のアルキル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の金属錯体が、リチウムの金属錯体である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記金属錯体が下記一般式（Ｇ０）で表される金属錯体である発光デバイスである。
Figure 2022008062000002
ただし、上記一般式（Ｇ０）において、Ｍはアルカリ金属、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基、Ｒ２は水素または炭素数１乃至３のアルキル基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ２がメチル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記金属錯体が下記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）のいずれかで表される金属錯体である発光デバイスである。
Figure 2022008062000003
ただし、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基を表し、一般式（Ｇ３）において、Ｒ２は炭素数１乃至３のアルキル基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ１がメチル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ１がエチル基である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Ｍがリチウムである発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Ｍがナトリウムである発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ０）で表される金属錯体である。
Figure 2022008062000004
ただし、上記一般式（Ｇ０）において、Ｍはアルカリ金属、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基、Ｒ２は水素または炭素数１乃至３のアルキル基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ２がメチル基である金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、下記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）のいずれかで表される金属錯体である。
Figure 2022008062000005
ただし、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ｒ１およびＲ２は各々独立に炭素数１乃至３のアルキル基を表す。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ１がメチル基である金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、Ｒ１がエチル基である金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Ｍがリチウムである金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記Ｍがナトリウムである金属錯体である。
または、本発明の他の一態様は、上記金属錯体を有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記一般式（Ｇ１）で表される金属錯体の発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記金属錯体を発光層と陰極との間に有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記金属錯体を電子輸送層に有する発光デバイスである。
または、本発明の他の一態様は、上記いずれかに記載の発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクのうちの少なくとも１つと、を有する電子機器である。
または、本発明の他の一態様は、上記いずれかに記載の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板のうちの少なくとも１つと、を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記いずれかに記載の発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光デバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、発光デバイスにコネクター、例えば異方導電性フィルム又は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、又は発光デバイスに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発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することができる。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、または電子デバイスのいずれかを提供することができる。
本発明の他の一態様では、新規の有機金属錯体（金属錯体）を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、駆動電圧の低い発光デバイスに適用可能な金属錯体を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、低屈折率の電子輸送層を有し、且つ駆動電圧の低い発光デバイスに適用可能な金属錯体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。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）は発光デバイスの概略図である。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）はアクティブマトリクス型発光装置を表す図である。 図３（Ａ）および図３（Ｂ）はアクティブマトリクス型発光装置を表す図である。 図４はアクティブマトリクス型発光装置を表す図である。 図５（Ａ）および図５（Ｂ）はパッシブマトリクス型発光装置を表す図である。 図６（Ａ）および図６（Ｂ）は照明装置を表す図である。 図７（Ａ）、図７（Ｂ１）、図７（Ｂ２）および図７（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図８（Ａ）、図８（Ｂ）および図８（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図９は照明装置を表す図である。 図１０は照明装置を表す図である。 図１１は車載表示装置及び照明装置を表す図である。 図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は電子機器を表す図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）および図１３（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図１４は、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を測定したデータである。 図１５は発光デバイス１及び比較発光デバイス１の輝度－電流密度特性である。 図１６は発光デバイス１及び比較発光デバイス１の電流効率－輝度特性である。 図１７は発光デバイス１及び比較発光デバイス１の輝度－電圧特性である。 図１８は発光デバイス１及び比較発光デバイス１の電流－電圧特性である。 図１９は発光デバイス１及び比較発光デバイス１のブルーインデックス－輝度特性である。 図２０は発光デバイス１及び比較発光デバイス１の発光スペクトルである。 図２１は、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を測定したデータである。 図２２は発光デバイス２及び比較発光デバイス２の輝度－電流密度特性である。 図２３は発光デバイス２及び比較発光デバイス２の電流効率－輝度特性である。 図２４は発光デバイス２及び比較発光デバイス２の輝度－電圧特性である。 図２５は発光デバイス２及び比較発光デバイス２の電流－電圧特性である。 図２６は発光デバイス２及び比較発光デバイス２のブルーインデックス－輝度特性である。 図２７は発光デバイス２及び比較発光デバイス２の発光スペクトルである。 図２８は、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を測定したデータである。 図２９は発光デバイス３及び比較発光デバイス３の輝度－電流密度特性である。 図３０は発光デバイス３及び比較発光デバイス３の電流効率－輝度特性である。 図３１は発光デバイス３及び比較発光デバイス３の輝度－電圧特性である。 図３２は発光デバイス３及び比較発光デバイス３の電流－電圧特性である。 図３３は発光デバイス３及び比較発光デバイス３の発光スペクトルである。 図３４は発光デバイス３及び比較発光デバイス３のブルーインデックス－輝度特性である。 図３５はＬｉ－６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルである。 図３６はｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図３７は、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を測定したデータである。 図３８は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５の輝度－電流密度特性である。 図３９は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５の電流効率－輝度特性である。 図４０は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５の輝度－電圧特性である。 図４１は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５の電流密度－電圧特性である。 図４２は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５の発光スペクトルである。 図４３は発光デバイス４、比較発光デバイス４、及び比較発光デバイス５のブルーインデックス－輝度特性である。 図４４はｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの屈折率を測定したデータである。 図４５はＬｉ－６ｅｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルである。 図４６はＬｉ－６ｅｑの屈折率を測定したデータである。 図４７はＮａ－６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルである。 図４８は発光デバイス５および発光デバイス６の輝度－電流密度特性を表す図である。 図４９は発光デバイス５および発光デバイス６の輝度－電圧特性を表す図である。 図５０は発光デバイス５および発光デバイス６の電流効率－輝度特性を表す図である。 図５１は発光デバイス５および発光デバイス６の電流密度－電圧特性を表す図である。 図５２は発光デバイス５および発光デバイス６の外部量子効率－輝度特性を表す図である。 図５３は発光デバイス５および発光デバイス６のパワー効率－輝度特性を表す図である。 図５４は発光デバイス５および発光デバイス６の発光スペクトルを表す図である。 図５５は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の輝度－電流密度特性を表す図である。 図５６は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の輝度－電圧特性を表す図である。 図５７は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の電流効率－輝度特性を表す図である。 図５８は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の電流密度－電圧特性を表す図である。 図５９は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の外部量子効率－輝度特性を表す図である。 図６０は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６のパワー効率－輝度特性を表す図である。 図６１は発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の発光スペクトルを表す図である。 図６２は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の輝度－電流密度特性を表す図である。 図６３は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の輝度－電圧特性を表す図である。 図６４は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の電流効率－輝度特性を表す図である。 図６５は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の電流密度－電圧特性を表す図である。 図６６は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の外部量子効率－輝度特性を表す図である。 図６７は発光デバイス９、発光デバイス１０、発光デバイス１１および発光デバイス１２の発光スペクトルを表す図である。 図６８はＬｉ－３，６ｄｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルである。 図６９は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の輝度－電流密度特性を表す図である。 図７０は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の輝度－電圧特性を表す図である。 図７１は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の電流効率－輝度特性を表す図である。 図７２は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の電流密度－電圧特性を表す図である。 図７３は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の外部量子効率－輝度特性を表す図である。 図７４は発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の発光スペクトルを表す図である。 図７５はｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、Ｌｉ－ｍｑ、Ｌｉ－５ｍｑ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉ－７ｍｑの屈折率を測定したデータである。
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は当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（実施の形態１）
図１（Ａ）に、本発明の一態様の発光デバイスを表す図を示す。本発明の一態様の発光デバイスは、陽極１０１と、陰極１０２、ＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層１０３は、発光層１１３および電子輸送層１１４を有している。
発光層１１３は少なくとも発光材料を有し、電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体を有している。
本発明の一態様の発光デバイスにおける電子輸送層１１４が有する、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体とは、発光層１１３が有する発光材料が発する光のピーク波長（λｐ）における各々の常光屈折率を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満、好ましくは１．５０以上１．７０未満となる組み合わせであることが好ましい。
なお、上記電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体との屈折率は、当該材料の薄膜を測定することによって決定するが、このような薄膜において、材料に異方性が生じている場合、常光に対する屈折率と異常光に対する屈折率が異なることがある。測定する薄膜がその様な状態である場合、異方性解析を実施することで、常光屈折率と異常光屈折率に分離して各々の屈折率を算出することができる。なお、本明細書においては、測定した材料に常光屈折率と異常光屈折率の双方が存在した場合、常光屈折率を指標として用いている。
このような材料を用いた電子輸送層１１４は屈折率の小さい層とすることができ、ＥＬ層内部に屈折率の小さな層を設けることによって、光の取り出し効率が向上し、発光効率の高い発光デバイスをえることができる。通常、発光デバイスを構成する有機化合物の屈折率は、１．８～１．９程度であり、本発明の一態様の発光デバイスは屈折率の小さい電子輸送層を有することによって発光効率の良好な発光デバイスとすることができる。
特に、電子輸送層１１４は、発光層１１３と陰極１０２との間に設けられることから、トップエミッション型の発光デバイスに好適である。
なお、本発明の一態様の発光デバイスにおける電子輸送層１１４のλｐの光に対する常光屈折率は１．５０以上１．７５未満であることが好ましく、１．５０以上１．７０未満であることがより好ましい。
特に、当該電子輸送層１１４に含まれる電子輸送性を有する有機化合物は、λｐの光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の物質であることが好ましく、且つアルカリ金属の金属錯体は、λｐの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下の物質であることが好ましい。
なお、青色発光デバイスにおいては、上記発光材料は青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）の範囲におけるいずれかの波長（λＢ）の光を発することから、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体とは、λＢの光に対する各々の常光屈折率を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満であることが好ましく、１．５０以上１．７０未満となる組み合わせであることがより好ましい。
また、同様に、青色発光デバイスにおける電子輸送層１１４のλＢの光に対する常光屈折率は１．５０以上１．７５未満、好ましくは１．５０以上１．７０未満であることが好ましい。特に、電子輸送性を有する有機化合物は、λＢの光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であることが好ましく、１．５０以上１．７０以下の物質であることがより好ましく、且つアルカリ金属の金属錯体は、λＢの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下の物質であることが好ましい。
また、原理的に屈折率は短波長側が大きく、長波長側が小さくなるため、本発明の一態様の電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の金属錯体は、６３３ｎｍの波長の光に対する各々の常光屈折率を足して二で割った値が１．４５以上１．７０未満となる組み合わせであることが好ましい。また、同様に本発明の一態様の電子輸送層１１４の６３３ｎｍの波長の光に対する常光屈折率は１．４５以上１．７０未満であることが好ましい。また、特に本発明の一態様の電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物の６３３ｎｍの波長の光に対する常光屈折率は１．４５以上１．７０以下であり、本発明の一態様の電子輸送層１１４に用いられるアルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの波長の光に対する常光屈折率は１．４０以上１．６５以下であることが好ましい。
なお、本発明の一態様の電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体はどちらもアルキル基またはシクロアルキル基を有していることが好ましい。これらがアルキル基またはシクロアルキル基を有することによって、屈折率を低下させることができ、屈折率の低い電子輸送層１１４を実現することができる。
ここで、通常、アルキル基やシクロアルキル基の存在は、電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の金属錯体の相互作用（ドッキングともいう）を阻害し、駆動電圧の上昇を招くと考えられていたが、本発明の一態様の発光デバイスでは、大きな駆動電圧の上昇もなく、屈折率の小さい電子輸送層を備えた発光効率の良好な発光デバイスとすることが可能である。
なお、当該電子輸送性を有する有機化合物が有するアルキル基は分岐を有するアルキル基であることが好ましく、特に好ましくは炭素数３または４のアルキル基であり、特にｔｅｒｔ－ブチル基であることが好ましい。また、アルカリ金属の金属錯体が有するアルキル基は、炭素数１乃至３のいずれか一を有することが好ましく、特にメチル基であることが好ましい。
当該電子輸送層１１４を構成する電子輸送性を有する有機化合物は、１個以上３個以下の窒素を含む６員環の複素芳香環を少なくとも１つ有し、環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素環を複数有し、複数の前記芳香族炭化水素環のうち少なくとも２つはベンゼン環であり、ｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基を複数有する有機化合物を含んでいることが好ましい。
また、このような有機化合物は、当該有機化合物の分子内の総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素数の割合が、１０％以上６０％以下であることが好ましく、１０％以上５０％以下であるとより好ましい。または、このような有機化合物は、１Ｈ－ＮＭＲで当該有機化合物の測定を行った結果における４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値の１／２倍以上であることが好ましい。
なお、当該有機化合物が有するすべてのｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭化水素基は、上記環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素環に結合し、その芳香族炭化水素環には当該有機化合物のＬＵＭＯが分布していないことが好ましい。
なお、上記有機化合物が、電子輸送層１１４に含まれる電子輸送性を有する有機化合物に相当する。
当該電子輸送性を有する有機化合物としては、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物であることが好ましい。
Figure 2022008062000006
式中、Ａは１～３個の窒素を含む６員環の複素芳香環を表し、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環のいずれかが好ましい。
また、Ｒ０は、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、または式（Ｇ１－１）で表される置換基、のいずれかを表す。
Ｒ１乃至Ｒ１５の少なくとも一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。なお、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３およびＲ１５は水素であることが好ましい。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。
なお、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、炭素数１乃至６のアルキル基および炭素数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素数の割合は、１０％以上６０％以下である。
また、当該電子輸送性を有する有機化合物としては、下記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物が好ましい。
Figure 2022008062000007
式中、Ｑ１乃至Ｑ３のうち２または３はＮを表し、前記Ｑ１乃至Ｑ３のうちの２がＮである場合、残りの１はＣＨを表す。
またＲ１乃至Ｒ１５の少なくとも一は、置換基を有するフェニル基であり、他は各々独立に、水素、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、置換または無置換のピリジル基、のいずれかを表す。なお、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ８、Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１３およびＲ１５は水素であることが好ましい。前記置換基を有するフェニル基は１つまたは２つの置換基を有し、当該置換基は各々独立に、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、置換または無置換の環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素基、のいずれかである。
なお、上記一般式（Ｇ３）で表される有機化合物は、炭素数１乃至６のアルキル基および炭素数３乃至１０の脂環式基から選ばれる炭化水素基を複数有し、分子内の総炭素数に対するｓｐ３混成軌道で結合を形成している炭素数の割合は、１０％以上６０％以下であることが好ましい。
また、上記一般式（Ｇ１）または（Ｇ３）で表される有機化合物において、置換基を有するフェニル基が下記式（Ｇ１－２）で表される基であることが好ましい。
Figure 2022008062000008
式中、αは置換または無置換のフェニレン基を表し、メタ位置換のフェニレン基であることが好ましい。また、メタ位置換のフェニレン基が置換基を一つ有する場合、当該置換基もメタ位に置換していることが好ましい。なお、当該置換基としては炭素数１乃至６のアルキル基、または炭素数３乃至１０の脂環式基であることが好ましく、炭素数１乃至６のアルキル基であることがより好ましく、ｔ－ブチル基であることがさらに好ましい。
Ｒ２０は、炭素数１乃至６のアルキル基、炭素数３乃至１０の脂環式基、または、置換もしくは無置換の環を形成する炭素数が６乃至１４の芳香族炭化水素基を表す。
また、ｍおよびｎは１または２を表す。なお、ｍが２の場合、複数のαは各々同じでも異なっていてもよい。また、ｎが２の場合、複数のＲ２０は各々同じでも異なっていてもよい。なお、Ｒ２０はフェニル基であることが好ましく、２か所のメタ位の一方または両方に炭素数１乃至６のアルキル基、または炭素数３乃至１０の脂環式基を有するフェニル基であることがより好ましい。なお、当該フェニル基が２か所のメタ位の一方または両方に有する置換基は炭素数１乃至６のアルキル基であることがより好ましく、ｔ－ブチル基であることがさらに好ましい。
また、アルカリ金属の金属錯体はリチウムの金属錯体またはナトリウムの金属錯体が好ましい。また、当該金属錯体の配位子は、８－キノリノラト構造を含む配位子であることが好ましい。
８－キノリノラト構造を含むリチウム錯体またはナトリウム錯体がアルキル基を有する場合、当該錯体が有するアルキル基は一つまたは二つであることが好ましい。アルキル基を有する８－キノリノラト－リチウムは、屈折率の小さな金属錯体とすることが可能である。具体的には薄膜状態における４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲の波長の光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下、６３３ｎｍの波長の光に対する常光屈折率が１．４０以上１．６５以下とすることができる。
また、特に、６位にアルキル基を有する８－キノリノラト配位子を有するアルカリ金属錯体を用いることで、発光デバイスの駆動電圧を低下させる効果がある。中でも６－アルキル－８－キノリノラト配位子を有するアルカリ金属錯体、または、３，６－ジアルキル－８－キノリノラト配位子を有するアルカリ金属錯体を用いた発光デバイスの特性が良好であるため好ましい。なお、上記アルキル基は、メチル基またはエチル基であることがより好ましい。
ここで、上記６位にアルキル基を有する８－キノリノラト配位子を有するアルカリ金属錯体は下記一般式（Ｇ０）のように表すことができる。
Figure 2022008062000009
ただし、上記一般式（Ｇ０）において、Ｍはアルカリ金属、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基、Ｒ２は水素または炭素数１乃至３のアルキル基を表す。
なお、上記一般式（Ｇ０）で表される金属錯体は、特に下記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）のいずれかで表される金属錯体が好ましい。
Figure 2022008062000010
ただし、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ｒ１およびＲ２は各々独立に炭素数１乃至３のアルキル基を表す。このような構成を有する金属錯体を用いることで、発光効率が高く、駆動電圧が低い発光デバイスを得ることができる。また、一般式（Ｇ３）で表される金属錯体は、真空蒸着時の蒸着レートが安定しており、好ましい。またＲ１およびＲ２は各々独立に炭素数１であるほうが、炭素数２以上よりも駆動電圧が低くなり、より好ましい構成である。
なお、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）で表される金属錯体において、より好ましい態様は下記構造式（１００）、（１０１）、（１０２）、（２００）で表される金属錯体である。
Figure 2022008062000011
Figure 2022008062000012
Figure 2022008062000013
Figure 2022008062000014
本発明の一態様の発光デバイスにおける電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物は、上述のように、炭素数３または４のアルキル基を有することが好ましいが、特に、電子輸送性を有する有機化合物は、当該アルキル基を複数有していることが好ましい。しかし、分子中のアルキル基の数が多すぎるとキャリア輸送性を低下させることから、電子輸送性を有する有機化合物のｓｐ３混成軌道で結合をつくっている炭素の割合は、当該有機化合物の総炭素数に対する１０％以上６０％以下が好ましく、１０％以上５０％以下であることがより好ましい。このような構成を有する電子輸送性を有する有機化合物は、電子輸送性を大きく損なうことなく、低い屈折率を実現することが可能となる。
なお、このような有機化合物を１Ｈ－ＮＭＲ（プロトン核磁気共鳴）で測定を行うと、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値を上回る結果となる。
本発明の一態様の発光デバイスにおける電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物はトリアジン骨格またはジアジン骨格を有することが、キャリア輸送性が良好であるため好ましい。
当該電子輸送層は上述したように、屈折率の小さい電子輸送性を有する有機化合物と、屈折率の小さいアルカリ金属の金属錯体を有することによって、駆動電圧などの大幅な悪化を招くことなく、屈折率が小さい層とすることができる。結果として発光層１１３からの発光の取り出し効率が向上し、本発明の一態様の発光デバイスは発光効率の良好な発光デバイスとすることができる。
続いて、本発明の一態様の発光デバイスの他の構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の発光デバイスは、上述のように陽極１０１と陰極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有しており、当該ＥＬ層１０３は、発光材料を有する発光層１１３と、上記したような構成を有する電子輸送層１１４を有している。
陽極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ、酸化インジウム－酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル－ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム－酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５～５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１～１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他に、陽極１０１に用いられる材料は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。又は、陽極１０１に用いられる材料として、グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料をＥＬ層１０３における陽極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
ＥＬ層１０３は積層構造を有していることが好ましいが、当該積層構造については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層（正孔ブロック層、電子ブロック層）、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層構造を適用することができる。なお、いずれかの層が設けられていなくてもよい。本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、電子輸送層１１４、電子注入層１１５及び発光層１１３に加えて、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２を有する構成、及び図１（Ｂ）に示すように、電子輸送層１１４、発光層１１３、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２に加えて、電荷発生層１１６を有する構成の２種類の構成について説明する。各層を構成する材料について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、アクセプタ性を有する物質を含む層である。アクセプタ性を有する物質としては、有機化合物と無機化合物のいずれも用いることが可能である。
アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を用いることができ、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ－ＣＮ）、１，３，４，５，７，８－ヘキサフルオロテトラシアノ－ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６－ＴＣＮＮＱ）、２－（７－ジシアノメチレン－１，３，４，５，６，８，９，１０－オクタフルオロ－７Ｈ－ピレン－２－イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ－ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）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］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（１，１’－ビフェニル）－４，４’－ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。アクセプタ性を有する物質は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料に上記アクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。
複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’－ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス｛４－［ビス（３－メチルフェニル）アミノ］フェニル｝－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－（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）等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニルアントラセン－９－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。また、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’－ビス（２，２－ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０－ビス［４－（２，２－ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。なお、本発明の一態様の有機化合物も用いることができる。
また、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４－ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９－フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら第２の有機化合物が、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。以上のような第２の有機化合物としては、具体的には、Ｎ－（４－ビフェニル）－６，Ｎ－ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’－ビス（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－６－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン－４－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ－ビス［４－（ジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－４－アミノ－ｐ－ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ－［４－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－Ｎ－フェニル－４－ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４－（２－ナフチル）－４’，４’’－ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’，４’’－ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（６；１’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７；１’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７－フェニル）ナフチル－２－イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（６；２’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（７；２’－ビナフチル－２－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ－０３）、４，４’－ジフェニル－４’’－（４；２’－ビナフチル－１－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（５；２’－ビナフチル－１－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ－０２）、４－（４－ビフェニリル）－４’－（２－ナフチル）－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４－（３－ビフェニリル）－４’－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４－（４－ビフェニリル）－４’－［４－（２－ナフチル）フェニル］－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４－フェニル－４’－（１－ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ビス（１－ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－［４’－（カルバゾール－９－イル）ビフェニル－４－イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’－［４－（３－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］トリス（１，１’－ビフェニル－４－イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ－０２）、４－ジフェニル－４’－（２－ナフチル）－４’’－｛９－（４－ビフェニリル）カルバゾール｝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（４－ビフェニリル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（１，１’－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－（１，１’－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－（４－ビフェニル）－Ｎ－（ジベンゾフラン－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］－Ｎ－［３－（６－フェニルジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－１－ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－［４－（９－フェニルフルオレン－９－イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－３－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ，Ｎ－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９’－スピロビ－９Ｈ－フルオレン－１－アミン等を挙げることができる。
なお、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料はそのＨＯＭＯ準位が－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることがさらに好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔輸送層１１２への正孔の注入が容易となり、また、寿命の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。また、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることによって、正孔の誘起が適度に抑制されさらに寿命の良好な発光デバイスとすることができる。
なお、上記複合材料にさらにアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を混合（好ましくは当該層中のフッ素原子の原子比率が２０％以上）することによって、当該層の屈折率を低下させることができる。これによっても、ＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率を向上させることができる。
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。
なお、アクセプタ性を有する物質の中でもアクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含んで形成される。正孔輸送性を有する材料としては、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
上記正孔輸送性を有する材料としては、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－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）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、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）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、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や、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料として挙げた物質も正孔輸送層１１２を構成する材料として好適に用いることができる。
発光層１１３は発光物質とホスト材料を有している。なお、発光層１１３は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる２層の積層であってもよい。
発光物質は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光物質であっても構わない。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適に適用することができる。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ－ｔｅｒｔ－ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４，１－フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ－［９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－２－アントリル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０－ビス（１，１’－ビフェニル－２－イル）－Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－フェニルアントラセン－２－アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９－トリフェニルアントラセン－９－アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’－ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２－ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－６，１１－ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２－（２－｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－６－メチル－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２－｛２－メチル－６－［２－（２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）テトラセン－５，１１－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＴＤ）、７，１４－ジフェニル－Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラキス（４－メチルフェニル）アセナフト［１，２－ａ］フルオランテン－３，１０－ジアミン（略称：ｐ－ｍＰｈＡＦＤ）、２－｛２－イソプロピル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２－｛２－ｔｅｒｔ－ブチル－６－［２－（１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２－（２，６－ビス｛２－［４－（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝－４Ｈ－ピラン－４－イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２－｛２，６－ビス［２－（８－メトキシ－１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ－ベンゾ［ｉｊ］キノリジン－９－イル）エテニル］－４Ｈ－ピラン－４－イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－（１，６－ピレン－ジイル）ビス［（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）、３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）、３，１０－ビス［Ｎ－（ジベンゾフラン－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、発光物質としてりん光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
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］）のような４Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、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イリジウム錯体や、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イリジウム錯体や、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））のような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イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する化合物である。
また、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や、（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や、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）］）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。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍから６００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、（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）］）、ビス［４，６－ジ（ナフタレン－１－イル）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（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）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や、（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）］）、（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イリジウム錯体や、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）］）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の他、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）のような白金錯体や、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。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性化合物を選択し、用いてもよい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ－４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン－フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
Figure 2022008062000015
また、以下の構造式に示される２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）や、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２－［４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－フェニル－５，１０－ジヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニル－１，２，４－トリアゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－９Ｈ－アクリジン－１０－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプタ性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランやボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環や複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
Figure 2022008062000016
なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（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）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
また、ＴＡＤＦ材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。
発光層のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料、上記ＴＡＤＦ材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格やπ電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－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）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、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）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、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や、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、正孔輸送層１１２における、正孔輸送性を有する材料の例として挙げた有機化合物も用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６－ビス［３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、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）などのピリジン骨格を有する複素環化合物、２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－ビフェニル－３－イル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２－［（１，１’－ビフェニル）－４－イル］－４－フェニル－６－［９，９’－スピロビ（９Ｈ－フルオレン）－２－イル］－１，３，５－トリアジン（略称：ＢＰ－ＳＦＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－６－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ－０２）などのトリアジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素環化合物やピリジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、先にＴＡＤＦ材料として挙げたものを同様に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることができる。このとき、ＴＡＤＦ材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような波長の発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率良く三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送やキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、ＴＡＤＦ材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
蛍光発光物質を発光物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０－ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０－ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、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－［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－［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－（１－ナフチル）－１０－［４－（２－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ－βＮＰＡｎｔｈ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の重量比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：１９～１９：１とすればよい。
なお、上記混合された材料の一部として、りん光発光物質を用いることができる。りん光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
なお、励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、りん光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性を有する材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
電子輸送層１１４は、本発明の構成を有することで屈折率の小さい層とすることができるため、駆動電圧を大きく低下させることなくＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率の向上させることが可能となる。
なお、本構成を有する電子輸送層１１４は、電子注入層１１５を兼ねることがある。
また、電子輸送層１１４は電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０－７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０－５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。電子輸送層１１４における電子の輸送性を落とすことにより発光層への電子の注入量を制御することができ、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。この構成は、特に正孔注入層を複合材料として形成し、当該複合材料における正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質である場合に、寿命が良好となるため特に好ましい。なお、この際、電子輸送性を有する材料は、そのＨＯＭＯ準位が－６．０ｅＶ以上であることが好ましい。
また、電子輸送層１１４中においてアルカリ金属またはアルカリ金属の金属錯体は、その厚さ方向において濃度差（０である場合も含む）が存在することが好ましい。
電子輸送層１１４と陰極１０２との間に、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、８－ヒドロキシキノリナト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物もしくは錯体を含む層を設けても良い。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものや、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、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質（好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物）に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上（５０ｗｔ％以上）含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
また、図１（Ａ）の電子注入層１１５の代わりに電荷発生層１１６を設けても良い（図１（Ｂ））。電荷発生層１１６は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層１１６には、少なくともＰ型層１１７が含まれる。Ｐ型層１１７は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層１１７は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送材料を含む膜とを積層して構成しても良い。Ｐ型層１１７に電位をかけることによって、電子輸送層１１４に電子が、陰極１０２に正孔が注入され、発光デバイスが動作する
なお、電荷発生層１１６はＰ型層１１７の他に電子リレー層１１８及び電子注入バッファ層１１９のいずれか一又は両方がもうけられていることが好ましい。
電子リレー層１１８は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９とＰ型層１１７との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層１１６に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は－５．０ｅＶ以上、好ましくは－５．０ｅＶ以上－３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層１１８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。
電子注入バッファ層１１９には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。
また、電子注入バッファ層１１９が、電子輸送性を有する物質とドナー性物質を含んで形成される場合には、ドナー性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。
なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。当該材料は屈折率が低い有機化合物であることから、電子注入バッファ層１１９に用いることによって、外部量子効率の良好な発光デバイスを得ることができる。
陰極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ等様々な導電性材料を陰極１０２として用いることができる。これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル－ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
なお、陽極１０１と陰極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、陽極１０１および陰極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。
また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光材料もしくは、発光層に含まれる発光材料が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。
続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光デバイス（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図１（Ｃ）を参照して説明する。この発光デバイスは、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光デバイスである。一つの発光ユニットは、図１（Ａ）で示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１（Ｃ）で示す発光デバイスは複数の発光ユニットを有する発光デバイスであり、図１（Ａ）又は図１（Ｂ）で示した発光デバイスは、１つの発光ユニットを有する発光デバイスであるということができる。
図１（Ｃ）において、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２はそれぞれ図１（Ａ）における陽極１０１と陰極１０２に相当し、図１（Ａ）の説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。
電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図１（Ｃ）において、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。
電荷発生層５１３は、図１（Ｂ）にて説明した電荷発生層１１６と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくとも良い。
また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層１１９を設ける場合、当該電子注入バッファ層１１９が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。
図１（Ｃ）では、２つの発光ユニットを有する発光デバイスについて説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光デバイスについても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光デバイスのように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１３で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。
また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光デバイスにおいて、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。
また、上述のＥＬ層１０３や第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層や電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでも良い。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いた発光装置について説明する。
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置について図２（Ａ）、及び図２（Ｂ）を用いて説明する。なお、図２（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す一点鎖線Ａ－Ｂおよび一点鎖線Ｃ－Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光デバイスの発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。
なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図２（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。
素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。
画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。
上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界を有さない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。
トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。
なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すれば良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された陽極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
なお、陽極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
また、後に形成するＥＬ層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ～３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。
陽極６１３上には、ＥＬ層６１６、および陰極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であっても良い。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、陰極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が陰極６１７を透過する場合には、陰極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２～２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
なお、陽極６１３、ＥＬ層６１６、陰極６１７でもって、発光デバイスが形成されている。当該発光デバイスは実施の形態１に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイスが形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が混在していても良い。
さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光デバイス６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料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。
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）には示されていないが、陰極上に保護膜を設けても良い。保護膜は有機樹脂膜や無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていても良い。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層等の露出した側面を覆って設けることができる。
保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。
保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。
保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
以上のようにして、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置を得ることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
図３（Ａ）、及び図３（Ｂ）には白色発光を呈する発光デバイスを形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３（Ａ）には基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光デバイスの陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光デバイスの陰極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。
また、図３（Ａ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、ブラックマトリクス１０３５をさらに設けても良い。着色層及びブラックマトリクスが設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及びブラックマトリクス１０３５は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３（Ａ）においては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、４色の画素で映像を表現することができる。
図３（Ｂ）では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていても良い。
また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としても良い。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＦＥＴと発光デバイスの陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていても良い。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜１０２１と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。
発光デバイスの陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂは陰極であっても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、陽極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。
図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するようにブラックマトリクス１０３５を設けても良い。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）やブラックマトリックス１０３５はオーバーコート層１０３６によって覆われていても良い。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。
トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える。マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスは、陽極を反射電極、陰極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。
なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０－２Ωｃｍ以下の膜であるとする。
ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。
当該発光デバイスは、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。
なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ－１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。
なお、上記構成においてＥＬ層は、複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であっても良く、例えば、上述のタンデム型発光デバイスの構成と組み合わせて、一つの発光デバイスに電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。
マイクロキャビティ構造を有することで、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。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。
本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１に記載の発光デバイスは発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。
ここまでは、アクティブマトリクス型の発光装置について説明したが、以下からはパッシブマトリクス型の発光装置について説明する。図５（Ａ）、及び図５（Ｂ）には本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置を示す。なお、図５（Ａ）は、発光装置を示す斜視図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）を一点鎖線Ｘ－Ｙで切断した断面図である。図５において、基板９５１上には、電極９５２と電極９５６との間にはＥＬ層９５５が設けられている。電極９５２の端部は絶縁層９５３で覆われている。そして、絶縁層９５３上には隔壁層９５４が設けられている。隔壁層９５４の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁層９５４の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接する辺）の方が上辺（絶縁層９５３の面方向と同様の方向を向き、絶縁層９５３と接しない辺）よりも短い。このように、隔壁層９５４を設けることで、静電気等に起因した発光デバイスの不良を防ぐことが出来る。また、パッシブマトリクス型の発光装置においても、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いており、信頼性の良好な発光装置、又は消費電力の小さい発光装置とすることができる。
以上、説明した発光装置は、マトリクス状に配置された多数の微小な発光デバイスをそれぞれ制御することが可能であるため、画像の表現を行う表示装置として好適に利用できる発光装置である。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを照明装置として用いる例を、図６を参照しながら、説明する。図６（Ｂ）は照明装置の上面図、図６（Ａ）は図６（Ｂ）に示す線分ｅ－ｆにおける断面図である。
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、陽極４０１が形成されている。陽極４０１は実施の形態１における陽極１０１に相当する。陽極４０１側から発光を取り出す場合、陽極４０１は透光性を有する材料により形成する。
陰極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。
陽極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
ＥＬ層４０３を覆って陰極４０４を形成する。陰極４０４は実施の形態１における陰極１０２に相当する。発光を陽極４０１側から取り出す場合、陰極４０４は反射率の高い材料によって形成される。陰極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。
以上、陽極４０１、ＥＬ層４０３、及び陰極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。
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６（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。
また、パッド４１２と陽極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。
以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１に記載の発光デバイスを用いており、消費電力の小さい照明装置とすることができる。
また、本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスをその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態１に記載の発光デバイスは発光効率が良好であり、消費電力の小さい発光デバイスである。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、消費電力が小さい発光部を有する電子機器とすることが可能である。
上記発光デバイスを適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、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（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。
図７（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して構成されている。
テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。なお、表示部７１０７にも、マトリクス状に配列した、実施の形態１に記載の発光デバイスを適用することができる。
なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図７（Ｂ１）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図７（Ｂ１）のコンピュータは、図７（Ｂ２）のような形態であってもよい。図７（Ｂ２）のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに表示部７２１０が設けられている。表示部７２１０はタッチパネル式となっており、表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであっても良い。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。
図７（Ｃ）は、携帯端末の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。
図７（Ｃ）に示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。
表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。
例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。
また、携帯端末内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。
また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。
また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。
表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。
なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
以上の様に実施の形態１または実施の形態２に記載の発光デバイスを備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１または実施の形態２に記載の発光デバイスを用いることにより消費電力の小さい電子機器を得ることができる。
図８（Ａ）は、掃除ロボットの一例を示す模式図である。
掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。
掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。
また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。
ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。
掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器で確認することもできる。
本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。
図８（Ｂ）に示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７、移動機構２１０８を備える。
マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。
ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。
上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。
図８（Ｃ）はゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、接続端子５００６、センサ５００７（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５００８、表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。
本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および表示部５００２に用いることができる。
図９は、実施の形態１に記載の発光デバイスを、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図９に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２としては、実施の形態３に記載の照明装置を用いてもよい。
図１０は、実施の形態１に記載の発光デバイスを、室内の照明装置３００１として用いた例である。実施の形態１に記載の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、消費電力の小さい照明装置とすることができる。また、実施の形態１に記載の発光デバイスは大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１に記載の発光デバイスは、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。
実施の形態１に記載の発光デバイスは、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１１に実施の形態１に記載の発光デバイスを自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５２００乃至表示領域５２０３は実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて設けられた表示である。
表示領域５２００と表示領域５２０１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態１に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。実施の形態１に記載の発光デバイスは、陽極と陰極を透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いると良い。
表示領域５２０２はピラー部分に設けられた実施の形態１に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。表示領域５２０２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５２０３は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。
表示領域５２０３はまたナビゲーション情報、速度計や回転計、エアコンの設定などの他、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５２００乃至表示領域５２０３にも設けることができる。また、表示領域５２００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。
また、図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１２（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末５１５０を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。
表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸び、屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。
なお、表示領域５１５２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。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。
また、図１３（Ａ）乃至図１３（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１３（Ｂ）に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。図１３（Ｃ）に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。
表示パネル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、表示パネル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、表示パネル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。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス１および比較発光デバイス１について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000017
（発光デバイス１の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として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、８５ｎｍの膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表される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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｘ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－ビフェニル－３－イル｝－４，６－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎと上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、Ｌｉ－６ｍｑを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを体積比１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス１を作製した。なお、陰極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは陰極１０２から光を取り出すトップエミッション型のデバイスである。また、陰極１０２上には上記構造式（ｘｉ）で表される１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）を７０ｎｍ蒸着して、光取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス１の作製方法）
比較発光デバイス１は、発光デバイス１の正孔輸送層１１２におけるＰＣＢＢｉＦの膜厚を１５ｎｍに、正孔ブロック層に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）に、電子輸送層１１４に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎを上記構造式（ｘｉｘ）で表される２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジニル）－５－（９－フェナントレニル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）に、電子輸送層１１４及び電子注入層１１５に用いたＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）にそれぞれ変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。なお正孔輸送層の膜厚は、素子間で色度が同様になる膜厚に調整した。
発光デバイス１および比較発光デバイス１の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000018
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を図１４に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を下表２に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図１４には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
図１４から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６０以上１．６１以下であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にあった。また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．５７で、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎは屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－６ｍｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６７以下であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあった。また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６１であり、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、Ｌｉ－６ｍｑは屈折率の低い材料であることがわかった。
このことから発光デバイス１は、電子輸送層１１４の常光屈折率が、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域において１．５０以上１．７５未満の範囲にあり、また、６３３ｎｍで１．４５以上１．７０未満の範囲にある発光デバイスとなることがわかる。
Figure 2022008062000019
上記発光デバイス１および比較発光デバイス１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス１および比較発光デバイス１の輝度－電流密度特性を図１５に、電流効率－輝度特性を図１６に、輝度－電圧特性を図１７に、電流－電圧特性を図１８に、ブルーインデックス－輝度特性を図１９に、発光スペクトルを図２０に示す。また、発光デバイス１および比較発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表３に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び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。
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらに色度ｙで割った値（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、色度ｙが小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色純度の高い青色発光は、輝度成分が小さくても広い範囲の青色を表現することが可能であり、色純度の高い青色発光を用いることで、青色を表現するための必要輝度が低下することから消費電力の低減効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなる色度ｙを考慮したＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられ、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
Figure 2022008062000020
図１５乃至図２０及び表３より、本発明の一態様の低屈折率材料を用いた発光デバイス１は、比較発光デバイス１とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス１よりも電流効率の良好なＥＬデバイスであることがわかった。
また、発光デバイス１および比較発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるブルーインデックス（ＢＩ）は各々１５３（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４８（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、ＢＩの最大値は各々１６１（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４９（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス１は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。そのため、本発明の一態様は、ディスプレイに用いる発光デバイスに好適である。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス２および比較発光デバイス２について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000021
（発光デバイス２の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として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、１０ｎｍの膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを１０５ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表される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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｘ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－ビフェニル－３－イル｝－４，６－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎと上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、Ｌｉ－６ｍｑを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを体積比１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス２を作製した。なお、陰極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは陰極１０２から光を取り出すトップエミッション型のデバイスである。また、陰極１０２上には上記構造式（ｘｉ）で表される１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）を７０ｎｍ蒸着して、光取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス２の作製方法）
比較発光デバイス２は、発光デバイス２における電子輸送層１１４および電子注入層１１５に用いたＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）に変え、正孔輸送層１１２におけるＰＣＢＢｉＦの膜厚を１００ｎｍとした他は発光デバイス２と同様に作製した。なお正孔輸送層の膜厚は、素子間で色度が同様になる膜厚に調整した。
発光デバイス２および比較発光デバイス２の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000022
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を図２１に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を下表５に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図２１には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図２１から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎは、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６０以上１．６１以下と、１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．５７であり、１．４５以上１．７０以下の範囲に存在し、屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－６ｍｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６７以下と、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６１で、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
このことから発光デバイス２は、電子輸送層１１４の常光屈折率が、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域において１．５０以上１．７５未満の範囲にあり、また、６３３ｎｍで１．４５以上１．７０未満の範囲にある発光デバイスとなることがわかる。
Figure 2022008062000023
上記発光デバイス２および比較発光デバイス２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス２および比較発光デバイス２の輝度－電流密度特性を図２２に、電流効率－輝度特性を図２３に、輝度－電圧特性を図２４に、電流－電圧特性を図２５に、ブルーインデックス－輝度特性を図２６に、発光スペクトルを図２７に示す。また、発光デバイス２および比較発光デバイス２の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表６に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらに色度ｙで割った値（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、色度ｙが小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色純度の高い青色発光は、輝度成分が小さくても広い範囲の青色を表現することが可能であり、色純度の高い青色発光を用いることで、青色を表現するための必要輝度が低下することから消費電力の低減効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなる色度ｙを考慮したＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられ、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
Figure 2022008062000024
図２２乃至図２７及び表６より、本発明の一態様の低屈折率材料を用いた発光デバイス２は、比較発光デバイス２とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス２よりも駆動電圧が低く、電流効率の高いＥＬデバイスであることがわかった。
このように、６位にアルキル基を有するアルカリ金属の有機錯体であるＬｉ－６ｍｑを、アルキル基を多く有する電子輸送材料と共に電子輸送層１１４に用いることによって、非常に大きな駆動電圧の低減効果が得られていることがわかる。通常アルキル基の存在は分子同士のスタッキングを阻害し、相互作用を抑制し、駆動電圧が高くなると考えられるが、本発明の一態様の発光デバイスにおいては双方にアルキル基が存在している場合に特に駆動電圧の低減効果が顕著に表れている。なお、これは６位にアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有するアルカリ金属の有機金属錯体に特有の大きな効果である。むしろ６位が無置換（水素）である８－キノリノラト構造を含む同様の金属錯体よりも駆動電圧が低減されることがわかった。なお、当該有機金属錯体としては、６－アルキル－８－キノリノラト－リチウム、特に、６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）が好ましい。
また、発光デバイス２および比較発光デバイス２の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるブルーインデックス（ＢＩ）は各々１４５（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１１９（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス２は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。そのため、本発明の一態様は、ディスプレイに用いる発光デバイスに好適である。
また、発光デバイス２および比較発光デバイス２の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるパワー効率は各々４．５（ｌｍ／Ｗ）、２．５（ｌｍ／Ｗ）であった。このように発光デバイス２は特に消費電力が小さい発光デバイスということができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス３および比較発光デバイス３について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000025
（発光デバイス３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金膜（Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ（ＡＰＣ）膜）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として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、１０ｎｍの膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを１００ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表される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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、上記構造式（ｘｉｘ）で表される２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジニル）－５－（９－フェナントレニル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）と上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、Ｌｉ－６ｍｑを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを体積比１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス３を作製した。なお、陰極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは陰極１０２から光を取り出すトップエミッション型のデバイスである。また、陰極１０２上には上記構造式（ｘｉ）で表される１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）を７０ｎｍ蒸着して、光取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス３の作製方法）
比較発光デバイス３は、発光デバイス３における電子輸送層に用いたＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）に変えた他は発光デバイス３と同様に作製した。
発光デバイス３および比較発光デバイス３の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000026
また、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を図２８に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を下表８に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図２８には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
Figure 2022008062000027
上記発光デバイス３および比較発光デバイス３を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス３および比較発光デバイス３の輝度－電流密度特性を図２９に、電流効率－輝度特性を図３０に、輝度－電圧特性を図３１に、電流－電圧特性を図３２に、発光スペクトルを図３３に、ブルーインデックス（ＢＩ）－輝度特性を図３４に示す。また、発光デバイス３および比較発光デバイス３の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表９に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらに色度ｙで割った値（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、色度ｙが小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色純度の高い青色発光は、輝度成分が小さくても広い範囲の青色を表現することが可能であり、色純度の高い青色発光を用いることで、青色を表現するための必要輝度が低下することから消費電力の低減効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなる色度ｙを考慮したＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられ、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
Figure 2022008062000028
図２９乃至図３４及び表９より、本発明の一態様の低屈折率材料を用いた発光デバイス３は、比較発光デバイス３とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス３よりも駆動電圧が低く、ブルーインデックスの良好なＥＬデバイスであることがわかった。
このように、６位にアルキル基を有するアルカリ金属の有機錯体であるＬｉ－６ｍｑを、電子輸送材料と共に電子輸送層１１４に用いることによって、駆動電圧の低減効果が得られていることがわかる。なお、これは６位にアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有するアルカリ金属の有機金属錯体に特有の効果である。なお、当該有機金属錯体としては、６－アルキル－８－キノリノラト－リチウム、特に、６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）が好ましい。
また、発光デバイス３および比較発光デバイス３の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるブルーインデックス（ＢＩ）は各々１５２．３（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１４９．４（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、最大のＢＩはそれぞれ１５３．３（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１５０．４（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス３は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。
なお、本実施例では、有機金属錯体のみ低屈折率の材料を用い、６－アルキル－８－キノリノラト－リチウム（好ましくはＬｉ－６ｍｑ）の低駆動電圧化効果を確認したが、実施例１のように電子輸送層における電子輸送性を有する有機化合物と金属錯体の両方を低屈折率の材料とすることによって、大きな光取り出し効率向上効果が得られ、電流効率やＢＩの向上につながる。
また、実施例２のように、アルキル基を有する電子輸送性を有する有機化合物と６－アルキル－８－キノリノラト－リチウム（好ましくはＬｉ－６ｍｑ）とを共に用いることによって、大きな低駆動電圧化効果を得ることができる。また、アルキル基を有する低屈折率の電子輸送性を有する有機化合物と、６－アルキル－８－キノリノラト－リチウム（好ましくはＬｉ－６ｍｑ）とを用いることで大きな低駆動電圧化効果と、大きな発光効率向上効果が得られることがわかった。
≪合成例１≫
本実施例では、本発明の一態様の金属錯体である６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）の合成方法について説明する。Ｌｉ－６ｍｑの構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000029
＜ステップ１：Ｌｉ－６ｍｑの合成＞
８－ヒドロキシ－６－メチルキノリン ２．０ ｇ（１２．６ ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）１３０ｍＬを三口フラスコに入れ撹拌した。この溶液に、リチウムｔｅｒｔ－ブトキシド（略称：ｔＢｕＯＬｉ） １Ｍ ＴＨＦ溶液 １０．１ｍＬ（１０．１ｍｍｏｌ）を加え、室温で４７時間撹拌した。反応溶液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体にアセトニトリルを加え超音波照射し、ろ過することで、淡黄色固体を得た。この洗浄操作を２回行った。ろ物としてＬｉ－６ｍｑの淡黄色固体１．６ ｇ（収率９５％）を得た。本合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000030
次に、Ｌｉ－６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図３５に示す。吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、脱水アセト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て示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）日本分光製 ＦＰ－８６００）を用いた。
図３５より、Ｌｉ－６ｍｑの脱水アセトン溶液は３９０ｎｍに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは５４０ｎｍ（励起波長３８５ｎｍ）であった。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000031
（発光デバイス４の作製方法）
まず、ガラス基板上に、反射電極として、銀（Ａｇ）をスパッタリング法により、１００ｎｍの膜厚で成膜した後、透明電極として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、９５ｎｍの膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを１０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｘｉｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－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：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎと上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを体積比１：０．１、膜厚１５ｎｍとなるように共蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス４を作製した。なお、陰極１０２は光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極であり、本実施例の発光デバイスは陰極１０２から光を取り出すトップエミッション型のデバイスである。また、陰極１０２上には上記構造式（ｘｉ）で表される１，３，５－トリ（ジベンゾチオフェン－４－イル）－ベンゼン（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）を７０ｎｍ蒸着して、光取出し効率を向上させている。
（比較発光デバイス４の作製方法）
比較発光デバイス４は、発光デバイス４における電子輸送層１１４に用いたＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）に変えた他は発光デバイス４と同様に作製した。
（比較発光デバイス５の作製方法）
比較発光デバイス５は比較発光デバイス４における正孔ブロック層に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）に、電子輸送層１１４に用いたｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎを上記構造式（ｘｉｘ）で表される２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジニル）－５－（９－フェナントレニル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）に変えた他は比較発光デバイス４と同様に作製した。なお正孔輸送層の膜厚は、素子間で色度が同様になる膜厚に調整した。
発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000032
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉｑの屈折率を図３７に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を下表１１に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図３７には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図３７から、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８であり、１．５０以上１．７５以下の範囲だった。また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲に存在し、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－６ｍｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６７と、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６１で、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
このことから発光デバイス４は、電子輸送層１１４の常光屈折率が、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域において１．５０以上１．７５未満の範囲にあり、また、６３３ｎｍで１．４５以上１．７０未満の範囲にある発光デバイスとなることがわかる。
Figure 2022008062000033
上記発光デバイス４および比較発光デバイス４および５を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５の輝度－電流密度特性を図３８に、電流効率－輝度特性を図３９に、輝度－電圧特性を図４０に、電流密度－電圧特性を図４１に、発光スペクトルを図４２に、ブルーインデックス－輝度特性を図４３に示す。また、発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１２に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
なお、ブルーインデックス（ＢＩ）とは、電流効率（ｃｄ／Ａ）をさらに色度ｙで割った値（ｃｄ／Ａ／ｙ）であり、青色発光の発光特性を表す指標の一つである。青色発光は、色度ｙが小さいほど色純度の高い発光となる傾向にある。色純度の高い青色発光は、輝度成分が小さくても広い範囲の青色を表現することが可能であり、色純度の高い青色発光を用いることで、青色を表現するための必要輝度が低下することから消費電力の低減効果が得られる。そのため、青色純度の指標の一つとなる色度ｙを考慮したＢＩが青色発光の効率を表す手段として好適に用いられ、ＢＩが高い発光デバイスほどディスプレイに用いられる青色発光デバイスとしての効率が良好であるということができる。
Figure 2022008062000034
図３８乃至図４３及び表１２より、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス４は、比較発光デバイス５とほぼ同じ発光スペクトルを示しながら、比較発光デバイス５よりも電流効率の良好な発光デバイスであることがわかった。また、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス４は、比較発光デバイス４よりも駆動電圧の低い発光デバイスであることがわかった。
また、発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるブルーインデックス（ＢＩ）は各々１７８（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１６４（ｃｄ／Ａ／ｙ）、１６０（ｃｄ／Ａ／ｙ）であった。このように発光デバイス４は特にＢＩの良好な発光デバイスということができる。そのため、本発明の一態様は、ディスプレイに用いる発光デバイスに好適である。
また、発光デバイス４、比較発光デバイス４および比較発光デバイス５の１０００ｃｄ／ｍ２付近におけるパワー効率は各々６．８（ｌｍ／Ｗ）、５．９（ｌｍ／Ｗ）、５．９（ｌｍ／Ｗ）であった。このように発光デバイス４は特に消費電力が小さい発光デバイスということができる。
なお、発光デバイス４とほぼ同様の構成を有し、正孔輸送層を、２０ｎｍのＰＣＢＢｉＦおよび１０ｎｍの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）を積層して形成し、電子注入層をフッ化リチウム１ｎｍとして作成したボトムエミッションの発光デバイス１５と、発光デバイス１５のＬｉ－６ｍｑを２－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－ｍｑ）に変えて作製した発光デバイス１６を作製し、初期特性を測定した。４Ｖ時点での電流値が発光デバイス１５では０．３６ｍＡ、発光デバイス１６では０．２７ｍＡと、発光デバイス１５の方が発光デバイス１６より３０％以上も高い結果であった。このように、６位に炭素数１乃至３のアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いた発光デバイスは、２位にアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いるよりも、駆動電圧の特に低い発光デバイスとすることが可能となる。
≪合成例２≫
本実施例では、本発明の一態様の金属錯体である６－エチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｅｑ）の合成方法について説明する。Ｌｉ－６ｅｑの構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000035
＜ステップ１：６－エチル－８－ヒドロキシキノリンの合成＞
三口フラスコに２－アミノ－５－エチルフェノール ５．２１ｇ（３８．０ｍｍｏｌ）、１Ｎ 塩酸１３５ｍＬを加え、１００℃で３０分攪拌した。この反応溶液に、アクロレインジエチルアセタール ７．４２ｇ（５７．０ｍｍｏｌ）（８．７３ｍＬ）、エタノール１０ｍＬを混合させた溶液を１時間かけて滴下し、１００℃で５時間加熱した。反応終了後、反応溶液を１００℃で１２０分加熱した。反応溶液にジクロロメタンを加えた後、１０％水酸化ナトリウム水溶液、１Ｎ塩酸を用いて水層をｐＨ７に調整した。溶液をろ過した後に有機層を取り出し、さらに水層をジクロロメタンで抽出した。そして、抽出溶液を有機層と合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮して目的物を含んだ黒色固体を得た。
得られた固体をヘキサン：酢酸エチル＝１０：０からヘキサン：酢酸エチル＝１０：１に極性を変化させた展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。この精製を計２回行い、目的物である白黄色固体３．４ｇ（収率：５１％）を得た。ステップ１の合成スキームを下式に示す。
Figure 2022008062000036
＜ステップ２：Ｌｉ－６ｅｑの合成＞
ステップ１で得られた６－エチル－８－ヒドロキシキノリン３．０ｇ（１７．４ｍｍｏｌ）と、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）２００ｍＬを三口フラスコに入れ攪拌した。この溶液に、リチウム－ｔｅｒｔ－ブトキシド（略称：ｔＢｕＯＬｉ）１ＭＴＨＦ溶液１３．９ｍＬ（１３．９ｍｍｏｌ）を加え、室温で６８時間攪拌した。反応溶液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体にアセトニトリルを加え超音波照射し、ろ過することで、黄色固体を得た。この洗浄操作を２回行った。ろ物として黄色固体２．６ｇ（収率１０４％）を得た。
得られた黄色固体２．５８ｇをトレインサブリメーション法により圧力２．８Ｐａ、３３５℃の条件で１５．５時間加熱し、昇華精製した。昇華精製後、黄色固体を収量１．９４ｇ、回収率７５％で得た。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000037
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に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１０１）で表される本発明の一態様である有機化合物Ｌｉ－６ｅｑが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝１．２１（ｔ，３Ｈ），２．５４（ｔ，２Ｈ），６．２９（ｓ，１Ｈ），６．３７（ｓ，１Ｈ），７．２２（ｑ，１Ｈ），７．９６（ｄ，１Ｈ），８．３０（ｄ，１Ｈ）。
次に、Ｌｉ－６ｅｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図４５に示す。吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、脱水アセト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て示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）日本分光製 ＦＰ－８６００）を用いた。
Ｌｉ－６ｅｑの脱水アセトン溶液は３６９ｎｍに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは５３２ｎｍ（励起波長３７５ｎｍ）であった。
また、図４６にＬｉ－６ｅｑの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図４６には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図４６から、Ｌｉ－６ｅｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６３であり、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
≪合成例３≫
本実施例では、本発明の一態様の金属錯体である６－メチル－８－キノリノラト－ナトリウム（略称：Ｎａ－６ｍｑ）の合成方法について説明する。Ｎａ－６ｍｑの構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000038
＜ステップ１：Ｎａ－６ｍｑの合成＞
８－ヒドロキシ－６－メチルキノリン３．８ｇ（２３．７ｍｍｏｌ）、水酸化ナトリウム０．７６ｇ（１８．９ｍｍｏｌ）、メタノール２４０ｍＬを三口フラスコに加えて８０℃で８時間攪拌した。反応溶液を加熱し、常圧蒸留を行った。溶媒が減ってきたところでトルエン１４０ｍＬを加えた。これを計３回行った。反応溶液を氷水で冷却し、ろ過を行った。ろ物として目的物の黄緑色固体３．４ｇ（収率９８％）を得た。
得られた黄緑色固体１．３ｇを圧力３．２×１０－２Ｐａ、３５８℃の条件で、トレインサブリメーション法により、１６．５時間昇華精製した。昇華精製後、黄色固体を収量１．０ｇ、回収率７７％で得た。
さらに得られた黄色固体１．０ｇを、圧力２．０×１０－２Ｐａ、３５６℃の条件で、トレインサブリメーション法により、１６時間昇華精製した。昇華精製後、黄色固体を収量０．８４ｇ、回収率８４％で得た。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000039
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。この結果から、本実施例において、上述の構造式（１０２）で表される本発明の一態様である有機化合物Ｎａ－６ｍｑが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝２．２４（ｓ，３Ｈ），６．３２（ｄ，２Ｈ），７．１８（ｑ，１Ｈ），７．８６（ｄ，１Ｈ），８．３７（ｄ，１Ｈ）。
Ｎａ－６ｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図４７に示す。吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、脱水アセト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て示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）日本分光製 ＦＰ－８６００）を用いた。Ｎａ－６ｍｑの脱水アセトン溶液は４０５ｎｍに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは５５１ｎｍ（励起波長４０５ｎｍ）であった。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス５、および発光デバイス６について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000040
（発光デバイス５の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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の膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｘｉｉ）で表されるＮ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－［４－（４－ジベンゾフラニル）フェニル］－［１，１’：４’，１’’－ターフェニル］－４－アミン（略称：ＹＧＴＰＤＢｆＢ）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－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：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎと上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス５を作製した。なお、本実施例の発光デバイスは陽極１０１側から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
（発光デバイス６の作製方法）
発光デバイス６は、発光デバイス５におけるＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される６－ｔｅｒｔ－ブチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｔＢｕｑ）に変えた他は発光デバイス５と同様に作製した。
なおＬｉ－６ｔＢｕｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６３以上１．６４以下であり、１．４５から１．７０の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．５９であり、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
発光デバイス５、および発光デバイス６の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000041
上記発光デバイス５および発光デバイス６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス５、および発光デバイス６の輝度－電流密度特性を図４８に、電流効率－輝度特性を図４９に、輝度－電圧特性を図５０に、電流密度－電圧特性を図５１に、外部量子効率－輝度特性を図５２に、パワー効率－輝度特性を図５３に、発光スペクトルを図５４に、示す。また、発光デバイス５および発光デバイス６の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１４に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
Figure 2022008062000042
図４８乃至図５４及び表１４より、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス５および発光デバイス６は、共に良好な特性を有する発光デバイスであることがわかった。また、特にＬｉ－６ｍｑを用いた発光デバイス５は、発光デバイス６より外部量子効率も良好であるが、特に駆動電圧が低く、電流効率、パワー効率の良好な発光デバイスであることがわかった。このように、６位に炭素数１乃至３のアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いた発光デバイスは、６位に炭素数４以上のアルキル基（ｔ－ブチル基など）を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いるよりも、駆動電圧の特に低い発光デバイスとすることが可能となることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000043
（発光デバイス７の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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の膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを１０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｘｉｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－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：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）と上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス７を作製した。なお、本実施例の発光デバイスは陽極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
（発光デバイス８の作製方法）
発光デバイス８は、発光デバイス７におけるＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｘｉｖ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－ナトリウム（略称：Ｎａ－６ｍｑ）に変えた他は発光デバイス７と同様に作製した。
（比較発光デバイス６の作製方法）
比較発光デバイス６は発光デバイス７におけるＬｉ－６ｍｑを、上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）に変えた他は発光デバイス７と同様に作製した。
発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000044
上記発光デバイス７、８および比較発光デバイス６を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の輝度－電流密度特性を図５５に、電流効率－輝度特性を図５６に、輝度－電圧特性を図５７に、電流密度－電圧特性を図５８に、外部量子効率－輝度特性を図５９に、パワー効率－輝度特性を図６０に、発光スペクトルを図６１に示す。また、発光デバイス７、発光デバイス８および比較発光デバイス６の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１６に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
Figure 2022008062000045
図５５乃至図６１及び表１６より、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス７および発光デバイス８、および比較発光デバイス６は、いずれも良好な特性を示す発光デバイスであることがわかった。特に６位にアルキル基を有する金属のキノリノール錯体を用いた発光デバイス７および発光デバイス８は、駆動電圧が低く、電流効率、パワー効率の良好な発光デバイスであることがわかった。また特にナトリウム金属を用いたキノリノール錯体を用いた発光デバイス８は、駆動電圧が低く、電流効率、パワー効率の良好な発光デバイスであることがわかった。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイス９乃至発光デバイス１２について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000046
（発光デバイス９の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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５５ｎｍの膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｉ）で表される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）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．０５（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＰＣＢＢｉＦを２０ｎｍ蒸着した後、上記構造式（ｉｉ）で表される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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｉｖ）で表される２－（１０－フェニル－９－アントラセニル）－ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３－ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、上記構造式（ｘｉｉｉ）で表される２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－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：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）と上記構造式（ｘｖ）で表される２－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－ｍｑ）とを、重量比で０．５：０．５（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉ－ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、フッ化リチウムを１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを２００ｎｍとなるように蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス９を作製した。
（発光デバイス１０の作製方法）
発光デバイス１０は、発光デバイス９における電子輸送層１１４に用いたＬｉ－ｍｑを上記構造式（ｘｖｉ）で表される５－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－５ｍｑ）に変えた他は発光デバイス９と同様に作製した。
（発光デバイス１１の作製方法）
発光デバイス１１は発光デバイス９における電子輸送層１１４に用いたＬｉ－ｍｑを上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）に変え、その重量比を０．４：０．６（＝ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）とした他は発光デバイス９と同様に作製した。
（発光デバイス１２の作製方法）
発光デバイス１２は、発光デバイス９における電子輸送層１１４に用いたＬｉ－ｍｑを上記構造式（ｘｖｉｉ）で表される７－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－７ｍｑ）に変えた他は発光デバイス９と同様に作製した。
発光デバイス９乃至発光デバイス１２の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000047
また、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ、Ｌｉ－ｍｑ、Ｌｉ－５ｍｑ、Ｌｉ－６ｍｑおよびＬｉ－７ｍｑの屈折率を図７５に、また、４５６ｎｍにおける屈折率を下表１８に示す。測定は分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて行った。測定用試料には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図７５には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
Figure 2022008062000048
この図７５および表１８から、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８であり、１．５０以上１．７５以下の範囲だった。また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲に存在し、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－ｍｑは、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６７から１．６８と、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６２で、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－６ｍｑは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６７と、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６１で、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。また、Ｌｉ－７ｍｑは、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８から１．６９と１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６３と、１．４０以上１．６５以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
ここで、Ｌｉ－５ｍｑの６３３ｎｍにおける常光屈折率は１．６５と、１．４０以上１．６５以下の範囲にあるが、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域での常光屈折率は１．７１から１．７２と１．７０以上であり、Ｌｉ－５ｍｑは本実施例における他のＬｉ錯体と比較すると屈折率の高い材料であることがわかる。しかし、電子輸送性を有する有機化合物であるｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの青色発光領域における屈折率が１．６８と低いことから、各々の屈折率を足して２で割った値が１．７５以下となるため、Ｌｉ－５ｍｑを用いた発光デバイス１０は十分に良好な特性を示す発光デバイスとなっている。
以上のことから発光デバイス９乃至発光デバイス１２は、電子輸送層１１４の常光屈折率が、青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域において１．５０以上１．７５未満の範囲にあり、また、６３３ｎｍで１．４５以上１．７０未満の範囲にある発光デバイスとなることがわかる。
上記発光デバイス９乃至発光デバイス１２を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス９乃至発光デバイス１２の輝度－電流密度特性を図６２に、電流効率－輝度特性を図６３に、輝度－電圧特性を図６４に、電流密度－電圧特性を図６５に、外部量子効率－輝度特性を図６６に、発光スペクトルを図６７に示す。また、発光デバイス９乃至発光デバイス１２の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表１９に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
Figure 2022008062000049
図６２乃至図６７及び表１９より、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス９乃至発光デバイス１２は良好な特性を有する発光デバイスであることがわかった。
また、図６５より、特に、Ｌｉ－５ｍｑを用いた発光デバイス１０およびＬｉ－６ｍｑを用いた発光デバイス１１は駆動電圧が低く良好な特性を有する発光デバイスであることがわかった。このように、リチウムの８－キノリノラト錯体に結合するメチル基が、リチウム原子またはキノリン骨格における窒素原子と離れた位置に存在することによって、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。なお、Ｌｉ－５ｍｑは屈折率が比較的高い傾向にあるため、Ｌｉ－６ｍｑの方が外部量子効率が高く良好な特性を有する発光デバイスを得やすく、有用な材料である。本実施例はボトムエミッション構造を有する発光デバイスであるが、トップエミッション構造の発光デバイスが、屈折率が小さいことによる外部量子効率の向上効果が大きいため、Ｌｉ－６ｍｑはトップエミッション構造の発光デバイスに特に好適である。このように、６位に炭素数１乃至３のアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いた発光デバイスは、６位以外の置換位置にアルキル基を有する８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体を用いるよりも、良好な特性を有する発光デバイスとすることが可能となることがわかった。
≪合成例４≫
本実施例では、本発明の一態様の金属錯体である３，６－ジメチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－３，６ｄｍｑ）の合成方法について説明する。Ｌｉ－３，６ｄｍｑの構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000050
＜ステップ１：８－ヒドロキシ－３，６－ジメチルキノリンの合成＞
三口フラスコに６－アミノ－ｍ－クレゾール ６．２８ｇ（５１．０ｍｍｏｌ）、１Ｎ 塩酸１７５ｍＬを加え、１００℃で３０分攪拌した。この反応溶液に、メタクロレイン ５．３６ｇ（７６．５ｍｍｏｌ）（６．３８ｍＬ）、エタノール１５ｍＬを混合させた溶液を１時間かけて滴下し、１００℃で２時間加熱した。反応終了後、反応溶液を１００℃で２時間加熱した。反応溶液にジクロロメタンを加えた後、１０％水酸化ナトリウム水溶液、１Ｎ塩酸を用いて水層をｐＨ７に調整した。溶液をろ過した後に有機層を取り出し、さらに水層をジクロロメタンで抽出した。そして、抽出溶液を有機層と合わせて水で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで脱水後、濃縮して目的物を含んだ黒色固体を得た。
得られた固体をヘキサン：酢酸エチル＝１０：０からヘキサン：酢酸エチル＝１０：１に極性を変化させた展開溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製した。この精製を計２回行い、目的物である白黄色固体４．３ｇ（収率：４９％）を得た。ステップ１の合成スキームを下に示す。
Figure 2022008062000051
＜ステップ２：Ｌｉ－３，６ｄｍｑの合成＞
ステップ１で得られた８－ヒドロキシ－３，６－ジメチルキノリン２．００ｇ（１１．６ｍｍｏｌ）、脱水テトラヒドロフラン（略称：ＴＨＦ）１３０ｍＬを三口フラスコに入れ攪拌した。この溶液に、リチウムｔｅｒｔ－ブトキシド（略称：ｔＢｕＯＬｉ）１ＭＴＨＦ溶液９．２４ｍＬ（９．２４ｍｍｏｌ）を加え、室温で９６時間攪拌した。この反応溶液を濃縮し、黄色固体を得た。この固体にアセトニトリルを加え超音波照射し、ろ過することで、黄色固体を得た。この洗浄操作を２回行った。ろ物としてＬｉ－３，６ｄｍｑの黄色固体１．７ｇ（収率１００％）を得た。
得られた黄色固体１．６５ｇを、圧力２．７Ｐａ、３３０℃の条件で１７時間、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製後、目的物の黄色固体を収量１．４０ｇ、回収率８４％で得た。
なお本合成で用いた原料であるメタクロレインは、アクロレインジエチルアセタールよりも安価な材料であった。そのため、８－ヒドロキシキノリン骨格の３位にメチル基が有るものの方が、無いものよりも安価に合成できると言える。つまりメタクロレインを用いて合成した８－ヒドロキシ－３，６－ジメチルキノリンを用いて合成する、本実施の一態様であるＬｉ－３，６ｄｍｑなどのキノリノール錯体は、安価であり良好な材料と言える。
Figure 2022008062000052
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に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式（２００）で表される本発明の一態様である有機化合物Ｌｉ－３，６ｄｍｑが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＤＭＳＯ－ｄ６，３００ＭＨｚ）：δ＝２．２３（ｓ，３Ｈ），２．３６（ｓ，３Ｈ），６．１７（ｓ，１Ｈ），６．２３（ｓ，１Ｈ），７．６９（ｓ，１Ｈ），８．１４（ｓ，１Ｈ）。
Ｌｉ－３，６ｄｍｑの脱水アセトン溶液における吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した結果を図６８に示す。吸収スペクトルは、紫外可視分光光度計（（株）日本分光製 Ｖ５５０型）を用いて測定し、脱水アセト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て示した。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計（（株）日本分光製 ＦＰ－８６００）を用いた。Ｌｉ－３，６ｄｍｑの脱水アセトン溶液は３７６ｎｍに吸収ピークが見られ、発光波長のピークは５３３ｎｍ（励起波長３７８ｎｍ）であった。
本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の有機金属錯体を用いた発光デバイスである発光デバイス１３、発光デバイス１４および既知の有機金属錯体を用いた発光デバイスである比較発光デバイス７について説明する。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 2022008062000053
（発光デバイス１３の作製方法）
まず、ガラス基板上に、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の膜厚で成膜して陽極１０１を形成した。なお、その電極面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、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、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、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、蒸着法により上記構造式（ｘｉｉ）で表されるＮ，Ｎ－ビス（４－ビフェニル）－６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００１）とを、重量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ－００１）となるように１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。
正孔注入層１１１上に、ＢＢＡＢｎｆを２０ｎｍ蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。
続いて、正孔輸送層１１２上に、上記構造式（ｉｉｉ）で表される３，３’－（ナフタレン－１，４－ジイル）ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して電子ブロック層を形成した。
その後、上記構造式（ｘｖｉｉｉ）で表される９－（１－ナフチル）－１０－［４－（２－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ－βＮＰＡｎｔｈ）と、上記構造式（ｖ）で表される３，１０－ビス［Ｎ－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ナフト［２，３－ｂ；６，７－ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）とを、重量比で１：０．０１５（＝αＮ－βＮＰＡｎｔｈ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）－０２）となるように２０ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。
こののち、上記構造式（ｖｉ）で表される２－［３’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－１，１’－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）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔ブロック層を形成した後、上記構造式（ｘｉｘ）で表される２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジニル）－５－（９－フェナントレニル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）と上記構造式（ｖｉｉ）で表される６－メチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－６ｍｑ）とを、重量比で１：１（＝ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉ－６ｍｑ）となるように２０ｎｍ共蒸着して電子輸送層１１４を形成した。
電子輸送層１１４の形成後、上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）を１ｎｍとなるように成膜して電子注入層１１５を形成し、最後に、アルミニウムを膜厚２００ｎｍとなるように蒸着することで陰極１０２を形成して発光デバイス１３を作製した。なお、本実施例の発光デバイスは陽極１０１から光を取り出すボトムエミッション型の素子である。
（発光デバイス１４の作製方法）
発光デバイス１４は、発光デバイス１３におけるＬｉ－６ｍｑを上記構造式（ｘｘ）で表される３，６－ジメチル－８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉ－３，６ｄｍｑ）に変えた他は発光デバイス１３と同様に作製した。
（比較発光デバイス７の作製方法）
比較発光デバイス７は発光デバイス１３におけるＬｉ－６ｍｑを、上記構造式（ｉｘ）で表される８－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）に変えた他は発光デバイス１３と同様に作製した。
発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の素子構造を以下の表にまとめた。
Figure 2022008062000054
上記発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（ＵＶ硬化性のシール材を素子の周囲への塗布、発光デバイスには照射しないようにシール材のみにＵＶを照射する処理、大気圧下で８０℃にて１時間の熱処理）を行った後、これら発光デバイスの初期特性について測定を行った。なお、封止を行ったガラス基板に、光取出し効率向上のための特別な措置は行っていない。
発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の輝度－電流密度特性を図６９に、電流効率－輝度特性を図７０に、輝度－電圧特性を図７１に、電流密度－電圧特性を図７２に、外部量子効率－輝度特性を図７３に、発光スペクトルを図７４に示す。また、発光デバイス１３、発光デバイス１４および比較発光デバイス７の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主な特性を表２１に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度及び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。
Figure 2022008062000055
図６９乃至図７４及び表２１より、本発明の一態様の発光デバイスである金属錯体を用いた発光デバイス１３および発光デバイス１４は、いずれも駆動電圧が低く、発光効率が良好な発光デバイスであることがわかった。
また、特にＬｉ－３，６ｄｍｑは、素子作製時の真空蒸着で、蒸着レート安定性が良く、良好な材料と言える。
≪参考合成例１≫
実施例１および実施例２において用いた２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－ビフェニル－３－イル｝－４，６－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2022008062000056
＜ステップ１：３－ブロモ－３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニルの合成＞
三口フラスコに３，５－ジ－ｔ－ブチルフェニルボロン酸１．０ｇ（４．３ｍｍｏｌ）、１－ブロモ－３－ヨードベンゼン１．５ｇ（５．２ｍｍｏｌ）、２ｍｏｌ／Ｌ炭酸カリウム水溶液４．５ｍＬ、トルエン２０ｍＬ、エタノール３ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここへトリス（２－メチルフェニル）ホスフィン５２ｍｇ（０．１７ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（ＩＩ）１０ｍｇ（０．０４３ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、８０℃で１４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この混合物を自然ろ過し、得られたろ液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：ヘキサン）にて精製することにより目的の白色固体１．０ｇを得た（収率：６８％）。ステップ１の合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000057
＜ステップ２：２－（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル－３－イル）－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロランの合成＞
三口フラスコに３－ブロモ－３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル１．０ｇ（２．９ｍｍｏｌ）、ビス（ピナコレート）ジボロン０．９６ｇ（３．８ｍｍｏｌ）、酢酸カリウム０．９４ｇ（９．６ｍｍｏｌ）、１，４－ジオキサン３０ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに２－ジシクロヘキシルホスフィノ－２’，６’－ジメトキシビフェニル０．１２ｇ（０．３０ｍｍｏｌ）、［１，１’－ビス（ジフェニルホスフィノ）フェロセン］パラジウム（ＩＩ）ジクロリド ジクロロメタン付加物０．１２ｇ（０．１５ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下、１１０℃で２４時間反応させた。反応終了後、トルエンによる抽出をおこない、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この混合物を自然ろ過した。得られたろ液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒：トルエン）にて精製することにより、目的の黄色オイル０．８９ｇを得た（収率：７８％）。ステップ２の合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000058
＜ステップ３：２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－ビフェニル－３－イル｝－４，６－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎ）の合成＞
三口フラスコに４，６－ビス（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－２－クロロ－１，３，５－トリアジン０．８ｇ（１．６ｍｍｏｌ）、２－（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル－３－イル）－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン０．８９ｇ（２．３ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム０．６８ｇ（３．２ｍｍｏｌ）、水３ｍＬ、トルエン８ｍＬ、１，４－ジオキサン３ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに酢酸パラジウム（ＩＩ）３．５ｍｇ（０．０１６ｍｍｏｌ）、トリス（２－メチルフェニル）ホスフィン１０ｍｇ（０．０３２ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下１２時間加熱還流した。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、得られた有機層を硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた。この混合物を自然ろ過した。得られたろ液を濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 酢酸エチル：ヘキサン＝１：２０）にて精製し、固体を得た。この固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホルム：ヘキサン＝５：１から１：０に変化させた）にて精製した。得られた固体をヘキサンにて再結晶することにより、目的の白色固体を０．８８ｇ、収率７６％で得た。ステップ３の合成スキームを以下に示す。
Figure 2022008062000059
得られた白色固体０．８７ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。条件は、圧力５．８Ｐａ、アルゴンガスを流しながら、２３０℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を０．８２ｇ、回収率９５％で得た。
また、図３６に上述した合成方法によって得られたｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図３６には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図３６から、ｍｍｔＢｕｍＢＰ－ｄｍｍｔＢｕＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．５０以上１．７５以下の範囲にあり、また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、屈折率の低い材料であることがわかった。
≪参考合成例２≫
実施例５において用いた２－｛（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル）－１，１’－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：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎ）の合成方法について説明する。ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの構造を以下に示す。
Figure 2022008062000060
＜ステップ１：３－ブロモ－３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニルの合成＞
参考合成例１のステップ１と同様に合成した。
＜ステップ２：２－（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル－３－イル）－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロランの合成＞
参考合成例１のステップ２と同様に合成した。
＜ステップ３：ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの合成＞
三口フラスコに４，６－ジフェニル－２－クロロ－１，３，５－トリアジン１．５ｇ（５．６ｍｍｏｌ）、２－（３’，５’－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルビフェニル－３－イル）－４，４，５，５－テトラメチル－１，３，２－ジオキサボロラン２．４ｇ（６．２ｍｍｏｌ）、リン酸三カリウム２．４ｇ（１１ｍｍｏｌ）、水１０ｍＬ、トルエン２８ｍＬ、１，４－ジオキサン１０ｍＬを加え、減圧下で撹拌することにより脱気した。さらにここに酢酸パラジウム（ＩＩ）１３ｍｇ（０．０５６ｍｍｏｌ）、トリス（２－メチルフェニル）ホスフィン３４ｍｇ（０．１１ｍｍｏｌ）を加え、窒素雰囲気下１４時間加熱還流し、反応させた。反応終了後、酢酸エチルによる抽出を行い、得られた有機層の水を硫酸マグネシウムにて除去した。この混合物を自然ろ過して得られたろ液をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホルム：ヘキサン＝１：５から１：３に変化させた）にて精製した後、ヘキサンにて再結晶することにより、目的の白色固体を２．０ｇ得た（収率：５１％）。ステップ３の合成スキームを下記式（ｂ－１）に示す。
Figure 2022008062000061
得られた白色固体２．０ｇをトレインサブリメーション法により、アルゴンガス気流下、圧力３．４Ｐａ、２２０℃の条件で昇華精製した。固体を加熱した。昇華精製後、目的物の白色固体を１．８ｇ、回収率８０％で得た。
なお、上記ステップ３で得られた白色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ－ＮＭＲ）による分析結果を下に示す。この結果から、本合成例においてｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎが得られたことがわかった。
Ｈ１ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝１．４４（ｓ，１８Ｈ），７．５１－７．６８（ｍ，１０Ｈ），７．８３（ｄ，１Ｈ），８．７３－８．８１（ｍ，５Ｈ），９．０１（ｓ，１Ｈ）。
また、図４４にｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎの屈折率を分光エリプソメーター（ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製Ｍ－２０００Ｕ）を用いて測定した結果を示す。測定には、石英基板上に各層の材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。なお、図４４には、常光線の屈折率であるｎ， Ｏｒｄｉｎａｒｙと異常光線の屈折率であるｎ， Ｅｘｔｒａ－ｏｒｄｉｎａｒｙとを記載した。
この図４４から、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは青色発光領域（４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下）全域で常光屈折率が１．６８であり、１．５０以上１．７５以下の範囲にある。また、６３３ｎｍにおける常光屈折率も１．６４であり、１．４５以上１．７０以下の範囲にあり、ｍｍｔＢｕｍＢＰＴｚｎは屈折率の低い材料であることがわかった。
１０１ 陽極
１０２ 陰極
１０３ ＥＬ層
１１１ 正孔注入層
１１２ 正孔輸送層
１１３ 発光層
１１４ 電子輸送層
１１５ 電子注入層
１１６ 電荷発生層
１１７ Ｐ型層
１１８ 電子リレー層
１１９ 電子注入バッファ層
４００ 基板
４０１ 陽極
４０３ ＥＬ層
４０４ 陰極
４０５ シール材
４０６ シール材
４０７ 封止基板
４１２ パッド
４２０ ＩＣチップ
５０１ 陽極
５０２ 陰極
５１１ 第１の発光ユニット
５１２ 第２の発光ユニット
５１３ 電荷発生層
６０１ 駆動回路部（ソース線駆動回路）
６０２ 画素部
６０３ 駆動回路部（ゲート線駆動回路）
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 配線
６０９ ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 陽極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 陰極
６１８ 発光デバイス
９５１ 基板
９５２ 電極
９５３ 絶縁層
９５４ 隔壁層
９５５ ＥＬ層
９５６ 電極
１００１ 基板
１００２ 下地絶縁膜
１００３ ゲート絶縁膜
１００６ ゲート電極
１００７ ゲート電極
１００８ ゲート電極
１０２０ 第１の層間絶縁膜
１０２１ 第２の層間絶縁膜
１０２２ 電極
１０２４Ｗ 陽極
１０２４Ｒ 陽極
１０２４Ｇ 陽極
１０２４Ｂ 陽極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 陰極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 透明な基材
１０３４Ｒ 赤色の着色層
１０３４Ｇ 緑色の着色層
１０３４Ｂ 青色の着色層
１０３５ ブラックマトリクス
１０３６ オーバーコート層
１０３７ 第３の層間絶縁膜
１０４０ 画素部
１０４１ 駆動回路部
１０４２ 周辺部
２００１ 筐体
２００２ 光源
２１００ ロボット
２１１０ 演算装置
２１０１ 照度センサ
２１０２ マイクロフォン
２１０３ 上部カメラ
２１０４ スピーカ
２１０５ ディスプレイ
２１０６ 下部カメラ
２１０７ 障害物センサ
２１０８ 移動機構
３００１ 照明装置
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 表示部
５００３ スピーカ
５００４ ＬＥＤランプ
５００６ 接続端子
５００７ センサ
５００８ マイクロフォン
５０１２ 支持部
５０１３ イヤホン
５１００ 掃除ロボット
５１０１ ディスプレイ
５１０２ カメラ
５１０３ ブラシ
５１０４ 操作ボタン
５１５０ 携帯情報端末
５１５１ 筐体
５１５２ 表示領域
５１５３ 屈曲部
５１２０ ゴミ
５２００ 表示領域
５２０１ 表示領域
５２０２ 表示領域
５２０３ 表示領域
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作キー
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７２１０ 表示部
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９３１０ 携帯情報端末
９３１１ 表示パネル
９３１３ ヒンジ
９３１５ 筐体

Claims (52)

  1. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
  2. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  3. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  4. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
  5. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  6. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  7. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４０以上１．６５以下である発光デバイス。
  8. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．４５以上１．７０未満である発光デバイス。
  9. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０未満である発光デバイス。
  10. 請求項１乃至請求項９のいずれか一項において、
    前記電子輸送性を有する有機化合物と前記アルカリ金属の金属錯体が、どちらもアルキル基またはシクロアルキル基を有する発光デバイス。
  11. 請求項１０において、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の有するアルキル基が、分岐を有するアルキル基、または、炭素数３または４のアルキル基のいずれか一であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基が炭素数１乃至３のアルキル基のいずれか一である発光デバイス。
  12. 請求項１０において、
    前記電子輸送性を有する有機化合物の有するアルキル基がｔ－ブチル基であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基がメチル基である発光デバイス。
  13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
    前記電子輸送性を有する有機化合物のｓｐ３混成軌道で結合をつくっている炭素の割合が、当該有機化合物の総炭素数に対して１０％以上６０％以下である発光デバイス。
  14. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一項において、
    前記電子輸送性を有する有機化合物を１Ｈ－ＮＭＲで測定を行った結果は、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値を上回る発光デバイス。
  15. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の、前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率は１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
  16. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  17. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記発光層は、発光材料を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の前記発光材料が発する光のピーク波長における常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  18. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下である発光デバイス。
  19. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  20. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の４５５ｎｍ以上４６５ｎｍ以下の範囲におけるいずれかの波長の光に対する常光屈折率が１．５０以上１．７５未満である発光デバイス。
  21. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０以下であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４０以上１．６５以下である発光デバイス。
  22. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、前記アルカリ金属の金属錯体の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率と、を足して２で割った数値が１．４５以上１．７０未満である発光デバイス。
  23. 陽極と、
    陰極と、
    前記陽極と前記陰極との間に位置するＥＬ層と、を有し、
    前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層と、を有し、
    前記電子輸送層は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と、アルカリ金属の金属錯体と、を有し、
    前記電子輸送層の６３３ｎｍの光に対する常光屈折率が１．４５以上１．７０未満である発光デバイス。
  24. 請求項１５乃至請求項２３のいずれか一項において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物と前記アルカリ金属の金属錯体が、どちらもアルキル基またはシクロアルキル基を有する発光デバイス。
  25. 請求項２４において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の有するアルキル基が、分岐を有するアルキル基、または、炭素数３または４のアルキル基のいずれか一であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基が炭素数１乃至３のアルキル基のいずれか一である発光デバイス。
  26. 請求項２４において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物の有するアルキル基がｔ－ブチル基であり、
    前記アルカリ金属の金属錯体の有するアルキル基がメチル基である発光デバイス。
  27. 請求項１５乃至請求項２６のいずれか一項において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物のｓｐ３混成軌道で結合をつくっている炭素の割合が、当該有機化合物の総炭素数に対する１０％以上６０％以下である発光デバイス。
  28. 請求項１５乃至請求項２６のいずれか一項において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を１Ｈ－ＮＭＲで測定を行った結果は、４ｐｐｍ未満のシグナルの積分値が、４ｐｐｍ以上のシグナルの積分値を上回る発光デバイス。
  29. 請求項２７または請求項２８において、
    前記π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物がトリアジン骨格またはジアジン骨格を有する発光デバイス。
  30. 請求項１乃至請求項２９のいずれか一項において、
    前記金属錯体が、８－キノリノラト構造を含む配位子を有する金属錯体である発光デバイス。
  31. 請求項３０において、
    前記金属錯体が一つまたは二つのアルキル基を有し、
    前記一つまたは二つのアルキル基は炭素数１乃至３のアルキル基である発光デバイス。
  32. 請求項１乃至請求項３１のいずれか一項において、
    前記金属錯体が、リチウムの金属錯体である発光デバイス。
  33. 請求項１乃至請求項３１のいずれか一項において、
    前記金属錯体が下記一般式（Ｇ０）で表される金属錯体である発光デバイス。
    Figure 2022008062000062
    （ただし、上記一般式（Ｇ０）において、Ｍはアルカリ金属、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基、Ｒ２は水素または炭素数１乃至３のアルキル基を表す。）
  34. 請求項３３において、
    Ｒ２がメチル基である発光デバイス。
  35. 請求項１乃至請求項３１のいずれか一項において、
    前記金属錯体が下記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）のいずれか一で表される金属錯体である発光デバイス。
    Figure 2022008062000063
    （ただし、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ｒ１およびＲ２は各々独立に炭素数１乃至３のアルキル基を表す。）
  36. 請求項３３乃至請求項３５のいずれか一項において、
    Ｒ１がメチル基である発光デバイス。
  37. 請求項３３乃至請求項３５のいずれか一項において、
    Ｒ１がエチル基である発光デバイス。
  38. 請求項３３乃至請求項３７のいずれか一項において、
    前記Ｍがリチウムである発光デバイス。
  39. 請求項３３乃至請求項３７のいずれか一項において、
    前記Ｍがナトリウムである発光デバイス。
  40. 下記一般式（Ｇ０）で表される金属錯体。
    Figure 2022008062000064
    （ただし、上記一般式（Ｇ０）において、Ｍはアルカリ金属、Ｒ１は炭素数１乃至３のアルキル基、Ｒ２は水素または炭素数１乃至３のアルキル基を表す。）
  41. 請求項４０において、
    Ｒ２がメチル基である金属錯体。
  42. 下記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）のいずれかで表される金属錯体。
    Figure 2022008062000065
    （ただし、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ３）において、Ｒ１およびＲ２は各々独立に炭素数１乃至３のアルキル基を表す。）
  43. 請求項４０乃至請求項４２のいずれか一項において、
    Ｒ１がメチル基である金属錯体。
  44. 請求項４０乃至請求項４２のいずれか一項において、
    Ｒ１がエチル基である金属錯体。
  45. 請求項４０乃至請求項４４のいずれか一項において、
    前記Ｍがリチウムである金属錯体。
  46. 請求項４０乃至請求項４４のいずれか一項において、
    前記Ｍがナトリウムである金属錯体。
  47. 請求項４０乃至請求項４６のいずれかに記載の金属錯体を有する発光デバイス。
  48. 請求項４０乃至請求項４６のいずれかに記載の金属錯体を発光層と陰極との間に有する発光デバイス。
  49. 請求項４０乃至請求項４６のいずれかに記載の金属錯体を電子輸送層に有する発光デバイス。
  50. 請求項１乃至請求項３９および請求項４７乃至請求項４９のいずれか一項に記載の発光デバイスと、センサと、操作ボタンと、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器。
  51. 請求項１乃至請求項３９および請求項４７乃至請求項４９のいずれか一項に記載の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  52. 請求項１乃至請求項３９および請求項４７乃至請求項４９のいずれか一項に記載の発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置。
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