JP2023091772A - 有機半導体デバイス、有機ｅｌデバイス、発光装置、電子機器、および照明装置 - Google Patents

有機半導体デバイス、有機ｅｌデバイス、発光装置、電子機器、および照明装置 Download PDF

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Shunpei Yamazaki
祥子 川上
Sachiko Kawakami
信晴 大澤
Nobuharu Osawa
靖正 山根
Yasumasa Yamane
恒徳 鈴木
Tsunenori Suzuki
智哉 青山
Tomoya Aoyama
直明 橋本
Naoaki Hashimoto
恭子 竹田
Kyoko Takeda
唯 吉安
Yui Yoshiyasu
正利 高畑
Masatoshi Takabatake
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Abstract

【課題】有機半導体層上に酸化アルミニウム膜を接して形成する工程を有する有機半導体デバイスにおいて、高電圧化を抑制する。【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、有機半導体層と、バッファ層と、を有し、有機半導体層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、バッファ層は、有機半導体層と、第２の電極との間に位置し、有機半導体層の側面と、バッファ層の側面と、が概略同一表面を有する、有機半導体デバイスを提供する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、有機半導体デバイス、有機ＥＬデバイス、発光装置、電子機器、および照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する有機ＥＬデバイス（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら有機ＥＬ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。
このような有機ＥＬ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、このような有機ＥＬ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、これらの有機ＥＬ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、白熱電球および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。
このように有機ＥＬデバイスを用いた発光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有機ＥＬデバイスを求めて研究開発が進められている。
有機ＥＬデバイスを用いたより高精細な発光装置を得るために、メタルマスクを用いた蒸着法に代わって、フォトレジストなどを用いたフォトリソグラフィ法による有機層のパターニングが研究されている。フォトリソグラフィ法を用いることによって、ＥＬ層の間隔が数μｍという高精細な発光装置を得ることができる（例えば特許文献１参照）。
特表２０１８－５２１４５９号公報
フォトリソグラフィ法により有機層のパターニングを行う際に、酸化アルミニウム膜を有機層のマスク層として用いる場合がある。酸化アルミニウム膜は、成膜する際にも、除去する際にも、有機層に甚大なダメージを与えにくいことから、有機層のマスク層として好適である。しかし、大きなダメージを受けにくいとはいえ、有機層の表面を、酸化アルミニウム膜を除去するための処理条件に長く曝すことは、有機層の劣化につながる。一方、酸化アルミニウム膜が有機層の表面に残ってしまうと、その後作製されるデバイスの高電圧化を招く恐れがある。
そこで、本発明の一態様では、有機半導体層上に酸化アルミニウム膜を接して形成する工程を有する有機半導体デバイスにおいて、高電圧化を抑制することを目的とする。または、本発明の一態様では、有機半導体層上に酸化アルミニウム膜を接して形成する工程を有する有機半導体デバイスにおいて、特性の良好な有機半導体デバイスを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の有機半導体層と、バッファ層と、を有し、第１の有機半導体層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、バッファ層は、第１の有機半導体層と、第２の電極との間に位置し、第１の有機半導体層の側面と、バッファ層の側面と、が概略同一表面を有する、有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記構成において、バッファ層は、金属を含む、有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記構成において、バッファ層は、有機金属化合物を含む、有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、バッファ層は、有機化合物を含む有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、バッファ層は、第１のバッファ層と、第２のバッファ層との積層によって構成される、有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、第２の有機半導体層を有し、第２の有機半導体層は、バッファ層と、第２の電極との間に位置し、第２の有機半導体層の側面は、第１の有機半導体層の側面およびバッファ層の側面とは同一表面を有さない、有機半導体デバイスである。
また、本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１の有機半導体層と、バッファ層と、を有し、第１の有機半導体層は、発光層を有し、第１の有機半導体層は、第１の電極と、第２の電極との間に位置し、バッファ層は、第１の有機半導体層と、第２の電極との間に位置し、第１の有機半導体層の側面と、バッファ層の側面と、が概略同一表面を有する、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記構成において、バッファ層は、金属を含む、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記構成において、バッファ層は、有機金属化合物を含む、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、バッファ層は、有機化合物を含む、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、バッファ層は、第１のバッファ層と、第２のバッファ層との積層によって構成される、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成において、第２の有機半導体層を有し、第２の有機半導体層は、バッファ層と、第２の電極との間に位置し、第２の有機半導体層の側面は、第１の有機半導体層の側面およびバッファ層の側面とは同一表面を有さない、有機ＥＬデバイスである。
また、本発明の一態様は、上記各構成の有機ＥＬデバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、検知部、入力部、または、通信部と、を有する電子機器である。
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、有機ＥＬデバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、有機ＥＬ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、又は有機ＥＬ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、有機半導体層上でのフォトリソグラフィ法による加工工程を有する有機半導体デバイスにおいて、フォトリソグラフィ法による加工時の有機半導体層へのダメージを抑制し、有機半導体デバイスの高電圧化を抑制することができる。または、本発明の一態様では、有機半導体層上でのフォトリソグラフィ法による加工工程を有する有機半導体デバイスにおいて、フォトリソグラフィ法による加工時の有機半導体層へのダメージを抑制し、特性の良好な有機半導体デバイスを提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）は本発明の一態様の有機半導体デバイスを表す図である。 図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、有機半導体デバイスについて表す図である。 図３（Ａ）乃至図３（Ｃ）は、膜の従来の構成を表す図である。 図４（Ａ）乃至図４（Ｅ）は、膜の加工方法を表す図である。 図５（Ａ）乃至図５（Ｄ）は、膜の加工方法を表す図である。 図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）は、発光装置について表す図である。 図７は発光装置について表す図である。 図８（Ａ）乃至図８（Ｆ）は、有機ＥＬデバイスおよび発光装置の作製方法について表す図である。 図９（Ａ）乃至図９（Ｆ）は、有機ＥＬデバイスおよび発光装置の作製方法について表す図である。 図１０は有機ＥＬデバイスを表す図である。 図１１（Ａ）および図１１（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１２（Ａ）および図１２（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１３はアクティブマトリクス型発光装置を表す図である。 図１４（Ａ）乃至図１４（Ｄ）は電子機器を表す図である。 図１５（Ａ）乃至図１５（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図１６は車載表示装置及び照明装置を表す図である。 図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）は電子機器を表す図である。 図１８（Ａ）乃至図１８（Ｃ）は電子機器を表す図である。 図１９は発光デバイス１の輝度－電流密度特性である。 図２０は発光デバイス１の電流効率－輝度特性である。 図２１は発光デバイス１の輝度－電圧特性である。 図２２は発光デバイス１の電流－電圧特性である。 図２３は発光デバイス１の発光スペクトルである。 図２４は発光デバイス１の駆動時間に対する輝度変化を表す図である。
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。
なお、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
また、本明細書等において、成膜後形状加工を行っていないものに関しては「膜」、形状加工を行ったものに関しては「層」と主に述べている。しかし、これらは工程の進行に対するわかりやすさを主眼として使い分けているだけであり、大きな差異はないことから、「膜」を「層」、「層」を「膜」と読み替えることができる。特に、加工の工程を経ない記載に関してはどちらも同義であるものとする。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機半導体デバイスについて説明する。
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に、本発明の一態様の有機半導体デバイスの例である有機半導体デバイス１００の構造を示す。
図１（Ａ）に示すように、有機半導体デバイス１００は、絶縁層１６０上に設けられた第１の電極１０１、第２の電極１０２、第１の電極１０１と第２の電極１０２との間に挟まれる有機半導体層１５１、および有機半導体層１５１と第２の電極１０２との間に挟まれるバッファ層１５２を有する。
有機半導体層１５１およびバッファ層１５２は、いずれも、有機半導体デバイス１００の製造工程において、フォトリソグラフィ法によって加工された層である。従って、有機半導体層１５１の側面（端部）およびバッファ層１５２の側面（端部）は、概略同一表面を有する。有機半導体層１５１の側面（端部）およびバッファ層１５２の側面（端部）は、概略同一面に位置すると言い換えることもできる。
バッファ層１５２は、有機半導体デバイス１００の製造工程において、有機半導体層１５１を保護するための層である。バッファ層１５２を形成することによって、有機半導体層１５１へのダメージを抑制し、有機半導体デバイス１００の高電圧化を防ぐことができる。その結果として、フォトリソグラフィ法による加工を経た、超高精細且つ特性の良好な有機半導体デバイスを実現することが可能となる。フォトリソグラフィ法による加工については、実施の形態２にて詳細を説明する。
バッファ層１５２に用いることのできる材料としては、耐熱性または安定性を有する材料を用いることができる。また、有機半導体層１５１と第２の電極１０２との間にバッファ層１５２を設けた際にデバイス特性を大きく低下（例えば、高電圧化等）させにくい材料を用いることが好ましい。また、有機半導体層１５１で生じた光を第２の電極１０２側から射出させる場合には、バッファ層１５２には上述の条件を満たしつつ、所望の透過率（例えば、好ましくは４０％以上の透過率、より好ましくは５０％以上の透過率）が得られる材料を用いることが好ましい。このように、耐熱性または安定性を有し、デバイス特性を大きく低下させにくい材料であり、所望の透過率が得られる材料として、例えば、金属、有機金属化合物、電子輸送性を有する有機化合物等が挙げられる。
金属としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ルビジウム（Ｒｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
有機金属化合物としては、例えば、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（略称：ＺｎＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物を用いることができる。
また、有機金属化合物として、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ３）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、８－キノリノラトリチウム（Ｉ）（略称：Ｌｉｑ）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）等のキノリン環またはベンゾキノリン環を有する金属錯体、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）等のオキサゾール環またはチアゾール環を有する金属錯体等を用いることができる。
電子輸送性を有する有機化合物としては、例えば、ペリレン誘導体、含窒素縮合芳香族化合物等が挙げられる。
ペリレン誘導体の具体例としては、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸二無水物（略称：ＰＴＣＤＡ）、３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボキシル－ビス－ベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）、Ｎ，Ｎ’－ジオクチル－３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ－Ｃ８Ｈ）、Ｎ，Ｎ’－ジヘキシル－３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｈｅｘ－ＰＴＣＤＩ）、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－３，４，９，１０－ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：Ｍｅ－ＰＴＣＤＩ）等が挙げられる。
含窒素縮合芳香族化合物の具体例としては、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キナゾリン誘導体、フェナントロリン誘導体等が挙げられる。より具体的には、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環を有する複素芳香環を含む有機化合物、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９－ジ（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、２，２－（１，３－フェニレン）ビス（９－フェニル－１，１０－フェナントロリン）（略称：ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ）などのピリジン環を有する複素芳香環を含む有機化合物、２－｛３－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び６－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－｛４－［９，１０－ジ（２－ナフチル）－２－アントリル］フェニル｝－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）、２－［４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－３，１’－ビフェニル－１－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）、等が挙げられる。
なお、バッファ層１５２の膜厚は０．１ｎｍ以上５ｎｍ以下とすると好ましく、０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下とするとより好ましい。このような膜厚のバッファ層１５２とすることで、有機半導体デバイス１００の製造工程において、十分に有機半導体層１５１を保護し、かつ、有機半導体デバイス１００の高電圧化を防ぐことができる。
有機半導体デバイス１００に、複数のバッファ層を設けてもよい。図１（Ｂ）に示す有機半導体デバイス１００は、バッファ層１５２－１およびバッファ層１５２－２が積層されて構成されるバッファ層１５２を有する。例えば、バッファ層１５２－１およびバッファ層１５２－２の両方に有機金属化合物を用いることができる。また、例えば、バッファ層１５２－１に、Ａｌｑ３またはＬｉｑを用い、バッファ層１５２－２に、フタロシアニン系の錯体化合物を用いることができる。
また、バッファ層１５２は、上述の材料から選ばれる二種以上の材料を混合することによって構成される混合層であってもよい。また、複数のバッファ層を積層する場合、その一部または全てが、混合層であってもよい。
有機半導体デバイス１００において、有機半導体層１５１に、耐熱性の高い材料を用いると好ましく、有機半導体層１５１の最上面に、耐熱性の高い材料を用いるとより好ましい。バッファ層１５２を設けるのに加え、有機半導体層１５１をこのような構成にすることで、さらに有機半導体層１５１へのダメージを抑制し、有機半導体デバイス１００の高電圧化をより効果的に防ぐことができる。
有機半導体層１５１に用いることのできる、耐熱性の高い材料としては、例えば、上述した、含窒素縮合芳香族化合物を用いることができるが、ピリジン環を有する複素芳香環を含む有機化合物を用いるとより好ましく、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐを用いるとさらに好ましい。ｍＰＰｈｅｎ２Ｐは、同じくピリジン環を有する複素芳香環を含む有機化合物であるＮＢｐｈｅｎと比較して、耐熱性がより高く、有機半導体デバイス１００の高電圧化を抑制する効果が高い。そのため、有機半導体層１５１に好適に用いることができる。
また、図１（Ｃ）に示すように、有機半導体デバイス１００は、バッファ層１５２と、第２の電極１０２との間に、層１５６を有していてもよい。層１５６としては、キャリア注入性の高い材料を用いることができる。このような構成とすることによって、有機半導体デバイス１００の高電圧化をさらに抑制することができる。層１５６は、有機半導体デバイス１００の製造工程において、フォトリソグラフィ法を用いて有機半導体層１５１およびバッファ層１５２を形成した後に設けられる層である。従って、層１５６の側面（端部）は、有機半導体層１５１およびバッファ層１５２の側面（端部）と、概略同一表面を有さなくてもよい。
なお、本発明の一態様の有機半導体デバイスは、図２（Ａ）のように、絶縁層１６０上に設けられた第１の電極１６５、第２の電極１６６、光電変換層１６７を含む有機半導体層１５１、およびバッファ層１５２を有する、太陽電池、フォトセンサなどの光電変換デバイスなどの構成とすることができる。または、図２（Ｂ）のように、絶縁層１６０上に設けられた第１の電極１６５、第２の電極１６６、発光層１６８を含む有機半導体層１５１、およびバッファ層１５２を有する、有機ＥＬデバイスなどの構成とすることができる。
本実施の形態の構成は、他の実施の形態の構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の有機半導体デバイスの有するバッファ層および有機半導体層の加工方法を、図４および図５を示しながら説明する。
有機半導体膜を所定の形状に作製する方法の一つとして、メタルマスクを用いた真空蒸着法（マスク蒸着）が広く用いられている。しかし、高密度化、高精細化が進む昨今、マスク蒸着は、位置合わせ精度の問題、基板との配置間隔の問題に代表される種々の理由により、高精細化は限界に近付いている。一方、フォトリソグラフィ法を用いて有機半導体膜の形状を加工することで、より緻密なパターンを形成することができる。また、大面積化も容易であることから、フォトリソグラフィ法を用いた有機半導体膜の加工に関する研究も進められている。
しかし、フォトリソグラフィ法を用いて有機半導体膜の形状を加工するためには、多くの問題を乗り越える必要がある。これらの問題としては、例えば、有機半導体膜の大気暴露の影響、感光性樹脂を露光する際の光照射の影響、露光した感光性樹脂を現像する際に曝される現像液の影響、現像液の影響を低減させるために金属膜を形成する場合は金属膜成膜時の影響、などを挙げることができる。
これらの影響が問題視される理由は、有機半導体膜自体が消失する、有機半導体膜の表面がダメージを受けてその後作製されるデバイスの特性が大きく悪化する、などの事態が起こってしまうためである。
ここで、上述の問題を解決する一つの手段として、図３（Ａ）のように酸化アルミニウム膜１５３ａを保護膜として有機半導体膜１５１ａ上に接して設けたのち、上述したような問題となる工程を行う方法がある。酸化アルミニウム膜は緻密に成膜することが可能であり、液体および気体を遮断する能力が高いことから、上述の工程による悪影響を抑制することが可能となる。さらに、酸化アルミニウム膜は、有機半導体膜へのダメージが少ない方法により成膜および除去が可能であることから、有機半導体膜１５１ａの保護膜として非常に好適である。
なお、酸化アルミニウム膜の成膜法としては、より緻密な膜の形成が可能であり、有機半導体膜へのダメージも小さい原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法が好ましい。
このように、酸化アルミニウム膜は、成膜する際および除去する際に有機半導体膜へ与えるダメージが比較的少ない膜であり、有機半導体膜をフォトリソグラフィ法により加工する際の保護膜として好適に使用できる。しかし、当然、有機半導体膜の表面が酸化アルミニウム膜の除去工程に過度に曝されると、図３（Ｂ）のように有機半導体膜１５１ａの表面１５１ｓがダメージを受け、有機半導体の特性の悪化を招いてしまう場合がある。そのため、酸化アルミニウムの除去にかける時間はなるべく短いことが好ましい。
除去工程を必要最低限とするためには、酸化アルミニウムが有機半導体膜上から無くなった時点で処理を終了すればよい。ところが、酸化アルミニウムが有機半導体膜上から無くなったことの見極めは非常に難しく、また酸化アルミニウム膜の膜質に面内ばらつきがある場合は、酸化アルミニウムの除去工程であるエッチングにおいて、エッチングレートにも面内差が生まれ、図３（Ｃ）のように、ある一部分の酸化アルミニウム膜が除去できていたとしても、他の部分において酸化アルミニウム膜１５３ｒが残ってしまうことがあった。特に、有機膜上にＡＬＤ法で酸化アルミニウム膜を設ける場合、高い温度をかけて成膜することができないことから、上述のような面内ばらつきが起こりやすく、それに起因する除去残りである酸化アルミニウム膜１５３ｒが部分的に発生する場合がある。有機半導体膜上に酸化アルミニウムが残存することで、後に作製するデバイスの駆動電圧が上昇してしまう恐れがあった。なお過剰にエッチングして除去残りである酸化アルミニウム膜１５３ｒを全て除去しようとすると、隣接画素方向に存在する工程上残すべき酸化アルミニウム（除去しない酸化アルミニウム）が横方向からサイドエッチングされることが考えられるため、非常に好ましくない。
そこで、本発明の一態様では、有機半導体膜１５１ａと酸化アルミニウム膜１５３ａとの間に、酸化アルミニウム膜の除去を容易とするためのバッファ膜１５２ａを用いるものとする。
まず、下地膜１５０上に有機半導体膜１５１ａを形成する（図４（Ａ））。下地膜１５０は、この後作製するデバイスによって、絶縁膜であっても、導電膜であっても構わない。有機半導体膜１５１ａは蒸着法などの乾式法で形成しても、スピンコート法等の湿式法で形成してもよい。
次に、有機半導体膜１５１ａ上に、バッファ膜１５２ａを成膜する（図４（Ａ））。バッファ膜１５２ａを構成する材料としては、実施の形態１にて、バッファ層１５２として用いることができると説明した材料を用いることができる。バッファ膜１５２ａは、真空蒸着法により形成されることが好ましい。
続いて、バッファ膜１５２ａ上に酸化アルミニウム膜１５３ａを形成する（図４（Ａ））。酸化アルミニウム膜１５３ａは有機半導体膜１５１ａへのダメージが小さい方法により成膜することが好ましく、ＡＬＤ法により成膜することが好ましい。
酸化アルミニウム膜１５３ａ上には、金属膜または金属化合物膜１５４ａを形成することが好ましい（図４（Ｂ））。バッファ膜１５２ａおよび酸化アルミニウム膜１５３ａが存在することで有機半導体膜１５１ａへのダメージを抑制することが可能であることから、金属膜または金属化合物膜１５４ａの成膜に、スパッタリング法など成膜される面へのダメージが比較的大きい成膜法を選択することができる。当該金属膜または金属化合物膜１５４ａを構成する材料としては、例えばシリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、モリブデンとタングステンを含む合金などの金属もしくは金属化合物、またはインジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）などの金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。
その後、金属膜または金属化合物膜１５４ａ上に感光性の樹脂を塗布し、樹脂膜１５５ａを成膜する（図４（Ｃ））。当該感光性の樹脂は、ポジ型のレジストでもネガ型のレジストでも構わない。
続いて、樹脂の感光性に合わせて露光を行い、現像することで、フォトマスク層１５５を形成し（図４（Ｄ））、当該フォトマスク層１５５を用いて金属膜または金属化合物膜１５４ａをエッチングして、金属層または金属化合物層１５４を形成する（図４（Ｅ））。金属膜または金属化合物膜１５４ａのエッチングは、ウェットエッチングで行っても良いし、ドライエッチングで行っても構わない。また、当該エッチングは金属膜または金属化合物膜１５４ａと酸化アルミニウム膜１５３ａにおいて、金属膜または金属化合物膜１５４ａの方の選択比が高い条件を選択して用いることが好ましい。
金属層または金属化合物層１５４を形成した後、フォトマスク層１５５を除去する（図５（Ａ））。有機半導体膜１５１ａ上に、金属膜または金属化合物膜１５４ａ、酸化アルミニウム膜１５３ａおよびバッファ膜１５２ａを形成したことにより、フォトマスク層１５５を形成および除去する際の処理で有機半導体膜１５１ａが消失する、ダメージを受けるなどの悪影響を受けずに済むため、特性の良好な有機半導体デバイスを作製することができる。
この後、金属層または金属化合物層１５４をマスクとし、エッチングを行うことで、有機半導体層１５１、バッファ層１５２および酸化アルミニウム層１５３を形成する（図５（Ｂ））。これらのエッチングは、ウェットエッチングで行っても良いし、ドライエッチングで行っても構わないが、ドライエッチングで行うことが好ましい。
有機半導体層１５１の加工が終了したら、金属層または金属化合物層１５４を除去する（図５（Ｃ））。金属層または金属化合物層１５４の除去はエッチングによって行えばよく、ウェットエッチングで行っても良いし、ドライエッチングで行っても構わないが、ドライエッチングで行うことが好ましい。当該エッチングは金属層または金属化合物層１５４と酸化アルミニウム層１５３において、金属層または金属化合物層１５４の方の選択比が高い条件を選択して用いることが好ましい。
最後に、酸化アルミニウム層１５３を除去する（図５（Ｄ））。酸化アルミニウム層１５３の除去はエッチングによって行えばよく、ウェットエッチングで行っても良いし、ドライエッチングで行っても構わないが、アルカリ溶液または酸性溶液を用いたウェットエッチングで行うことが好ましい。有機半導体層１５１上に、バッファ層１５２が存在することによって、有機半導体層１５１の表面がアルカリ溶液または酸性溶液に曝されることがないため、特性の劣化を防ぐことができる。
なお、バッファ層１５２として、水への溶解性が高い材料を用いる場合には、ある程度酸化アルミニウム層１５３を除去した後で、残留する酸化アルミニウム層１５３を、水または水を溶媒とした液体で処理することによって除去してもよい。除去する方法としては、水または水を溶媒とした液体に一定時間浸漬した後、純水のシャワーで洗い流せばよい。除去に用いる液体は、水である方が有機半導体層１５１へのダメージがより少ないために好ましい。
なお、酸化アルミニウム層１５３を除去する際に、バッファ層１５２の一部が同時に除去されてもよい。
このような工程で加工された有機半導体層１５１は、加工によるダメージが小さいことから、特性の良好な有機半導体デバイスとすることができる。また、有機半導体層１５１の表面に酸化アルミニウム膜１５３ｒが残ることを抑制することができるので、この後に作製する有機半導体デバイスの高電圧化を防ぐことができる。
本実施の形態の構成は、他の実施の形態の構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態３）
［作製方法例］
本実施の形態では、本発明の一態様の有機半導体デバイスの作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、図６に示すような発光装置４５０を例に挙げて説明する。発光装置４５０は、実施の形態１または実施の形態２における有機半導体層がＥＬ層である有機ＥＬデバイスを有する発光装置である。すなわち、以下においてＥＬ層と表記されたものが上述の有機半導体層に相当する。なお、有機ＥＬデバイスのＥＬ層に代えて光電変換層を含む有機半導体層を用いることで、フォトセンサとして用いることもできる。フォトセンサと有機ＥＬデバイスを発光装置内に同時に有していても良い。
図６（Ａ）に、発光装置４５０の上面概略図を示す。発光装置４５０は、青色を呈する有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、緑色を呈する有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び赤色を呈する有機ＥＬデバイス１１０Ｒをそれぞれ複数有する。図６（Ａ）では、各有機ＥＬデバイスの区別を簡単にするため、各有機ＥＬデバイスの発光領域内にＲ、Ｇ、Ｂの符号を付している。
有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒは、それぞれマトリクス状に配列している。図６（Ａ）は、一方向に同一の色の有機ＥＬデバイスが配列する、いわゆるストライプ配列を示している。なお、有機ＥＬデバイスの配列方法はこれに限られず、デルタ配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列を用いることもできる。
有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒは、Ｘ方向に配列している。また、Ｘ方向と交差するＹ方向には、同じ色の有機ＥＬデバイスが配列している。
有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒは実施の形態１および実施の形態２にて説明した構成を有する有機ＥＬデバイスである。
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）中の一点鎖線Ａ１－Ａ２に対応する断面概略図であり、図６（Ｃ）は、一点鎖線Ｂ１－Ｂ２に対応する断面概略図である。
図６（Ｂ）には、有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒの断面を示している。有機ＥＬデバイス１１０Ｂは、第１の電極１０１Ｂ（画素電極）、第１のＥＬ層１２０Ｂ、バッファ層１５２Ｂ、第２のＥＬ層１２１（電子注入層）、及び第２の電極１０２（共通電極）を有する。有機ＥＬデバイス１１０Ｇは、第１の電極１０１Ｇ（画素電極）、第１のＥＬ層１２０Ｇ、バッファ層１５２Ｇ、第２のＥＬ層１２１、及び第２の電極１０２を有する。有機ＥＬデバイス１１０Ｒは、第１の電極１０１Ｒ（画素電極）、第１のＥＬ層１２０Ｒ、バッファ層１５２Ｒ、第２のＥＬ層１２１、及び第２の電極１０２を有する。第２のＥＬ層１２１と第２の電極１０２は、有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒに共通に設けられる。第２のＥＬ層１２１および第２の電極１０２は、それぞれ共通層ともいうことができる。なお、本実施の形態においては、第１の電極１０１は陽極、第２の電極１０２は陰極である場合を例に説明する。
有機ＥＬデバイス１１０Ｂが有する第１のＥＬ層１２０Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。有機ＥＬデバイス１１０Ｇが有する第１のＥＬ層１２０Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。有機ＥＬデバイス１１０Ｒが有する第１のＥＬ層１２０Ｒは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。
第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒは、それぞれ発光層を少なくとも有し、そのほかに、正孔ブロック層、電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層、正孔注入層、電子ブロック層、励起子ブロック層などのうち、一以上を有していてもよい。第２のＥＬ層１２１は、発光層を有さない構成とする。第２のＥＬ層１２１は電子注入層であることが好ましい。なお、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒは、実施の形態１で示した有機半導体デバイス１００における、有機半導体層１５１に対応する。また、第２のＥＬ層１２１は、実施の形態１で示した層１５６と対応する。なお、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒの第２の電極側の表面が電子注入層の役割も担う場合、第２のＥＬ層１２１は設けられていなくともよい。
第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒは、それぞれ有機ＥＬデバイス毎に設けられている。また、第２の電極１０２及び第２のＥＬ層１２１は、各有機ＥＬデバイスに共通な一続きの層として設けられていることが好ましい。
第１の電極１０１と第２の電極１０２のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。第１の電極１０１を透光性、第２の電極１０２を反射性とすることで、下面射出型（ボトムエミッション型）の表示装置とすることができ、反対に各第１の電極１０１を反射性、第２の電極１０２を透光性とすることで、上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とすることができる。なお、各第１の電極と第２の電極１０２の双方を透光性とすることで、両面射出型（デュアルエミッション型）の表示装置とすることもできる。本実施の形態における有機ＥＬデバイスは、トップエミッション型の有機ＥＬデバイスに好適である。
第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒの端部を覆って、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒがそれぞれ設けられている。また、第１のＥＬ層１２０Ｂ上にバッファ層１５２Ｂが設けられている。また、第１のＥＬ層１２０Ｇ上にバッファ層１５２Ｇが設けられている。また、第１のＥＬ層１２０Ｒ上にバッファ層１５２Ｒが設けられている。また、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒ、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ及びバッファ層１５２Ｒの端部を覆って絶縁層１２５が設けられている。言い換えると、絶縁層１２５は、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒおよび第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒ、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ及びバッファ層１５２Ｒと重なる開口部を有している。絶縁層１２５の開口部における端部は、テーパ形状であることが好ましい。なお、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒの端部は、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒにそれぞれ覆われていなくてもよい。
第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒは、それぞれ第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒの上面に接する領域を有する。また、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒ、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ及びバッファ層１５２Ｒの端部は、絶縁層１２５の下に位置する。第１のＥＬ層１２０Ｂ上のバッファ層１５２Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ上のバッファ層１５２Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒ上のバッファ層１５２Ｒの上面は、第２のＥＬ層１２１（第２のＥＬ層を設けない構成の場合は第２の電極１０２）に接する領域を有する。
図７は、図６（Ｂ）の変形例である。図７において、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒの端部は、基板側に向かって広くなるテーパ形状を有しており、上部に形成される膜の被覆性が向上している。また、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、及び第１の電極１０１Ｒの端部は、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒにそれぞれ覆われている。第１のＥＬ層１２０Ｂを覆ってバッファ層１５２Ｂが形成されている。第１のＥＬ層１２０Ｇを覆って、バッファ層１５２Ｇが形成されている。第１のＥＬ層１２０Ｒを覆ってバッファ層１５２Ｒが形成されている。これは、フォトリソグラフィ法によってエッチングをする際に、ＥＬ層がダメージを受けることを抑制する働きがある。また、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒの端部は、それぞれ絶縁層１２６に覆われている。有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒの間であり、かつ、絶縁層１２６上に位置する領域には絶縁層１０８が設けられている。絶縁層１０８の端部はなだらかなテーパ形状を有しており、その後に形成される第２のＥＬ層１２１および第２の電極１０２の段切れを抑制することができる。
図６（Ｂ）および図７に示すように、異なる色の有機ＥＬデバイス間において、２つのＥＬ層の間に隙間が設けられている。このように、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つのＥＬ層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを有効に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。また、隣り合う有機ＥＬデバイス（例えば有機ＥＬデバイス１１０Ｂと有機ＥＬデバイス１１０Ｇ）における向かい合うＥＬ層の端部同士の間隔は、フォトリソグラフィ法を用いて作製することにより、２μｍ以上５μｍ以下とすることが可能である。なお、これは、ＥＬ層に含まれる発光層同士の間隔と言い換えることもできる。メタルマスクを用いた形成方法では１０μｍ未満にすることは困難である。
このように、フォトリソグラフィ法を用いて発光装置を作製することにより、２つの有機ＥＬデバイス間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮小することができ、開口率を大きく拡大することができるようになる。例えば、本発明の一態様の表示装置においては、開口率を、４０％以上、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、さらには９０％以上であって、１００％未満を実現することもできる。
なお、表示装置の開口率を高くすることで、表示装置の信頼性を向上させることができる。より具体的には、有機ＥＬデバイスを用い、開口率が１０％の表示装置の寿命を基準にした場合、開口率が２０％（すなわち、基準に対して開口率が２倍）の表示装置の寿命は約３．２５倍となり、開口率が４０％（すなわち、基準に対して開口率が４倍）の表示装置の寿命は約１０．６倍となる。このように、開口率の向上に伴い、有機ＥＬデバイスに流れる電流密度を低くすることができるため、表示装置の寿命を向上させることが可能となる。本実施の形態で説明する表示装置においては、開口率を向上させることが可能であるため表示装置の表示品位を向上させることが可能となる。さらに、表示装置の開口率の向上に伴い、表示装置の信頼性（特に寿命）を格段に向上させるといった、優れた効果を奏する。
図６（Ｃ）では、Ｙ方向において、第１のＥＬ層１２０Ｒが有機ＥＬデバイス毎に分離するように形成されている例を示した。なお、図６（Ｃ）では一例として有機ＥＬデバイス１１０Ｒの断面を示しているが、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ及び有機ＥＬデバイス１１０Ｂについても同様の形状とすることができる。なお、ＥＬ層はＹ方向において一続きであり、第１のＥＬ層１２０Ｒが帯状に形成されていてもよい。第１のＥＬ層１２０Ｒなどを帯状に形成することで、これらを分断するためのスペースが不要となり、有機ＥＬデバイス間の非発光領域の面積を縮小できるため、開口率を高めることができる。
第２の電極１０２上には、有機ＥＬデバイス１１０Ｂ、有機ＥＬデバイス１１０Ｇ、及び有機ＥＬデバイス１１０Ｒを覆って、バリア層１３１が設けられている。バリア層１３１は、上方から各有機ＥＬデバイスに悪影響を及ぼす不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
バリア層１３１としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、バリア層１３１としてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料を用いてもよい。
また、バリア層１３１として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、バリア層１３１の上面が平坦となるため、バリア層１３１の上方に構造物（例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、またはレンズアレイなど）を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
また、図６（Ａ）には、第２の電極１０２と電気的に接続する接続電極１０１Ｃを示している。接続電極１０１Ｃは、第２の電極１０２に供給するための電位（例えばアノード電位、またはカソード電位）が与えられる。接続電極１０１Ｃは、有機ＥＬデバイス１１０Ｂなどが配列する表示領域の外に設けられる。また図６（Ａ）には、第２の電極１０２を破線で示している。
接続電極１０１Ｃは、表示領域の外周に沿って設けることができる。例えば、表示領域の外周の一辺に沿って設けられていてもよいし、表示領域の外周の２辺以上にわたって設けられていてもよい。すなわち、表示領域の上面形状が長方形である場合には、接続電極１０１Ｃの上面形状は、帯状、Ｌ字状、コの字状（角括弧状）、または四角形などとすることができる。
図６（Ｄ）は、図６（Ａ）中の一点鎖線Ｃ１－Ｃ２に対応する断面概略図である。図６（Ｄ）には、接続電極１０１Ｃと第２の電極１０２とが電気的に接続する接続部１３０を示している。接続部１３０では、接続電極１０１Ｃ上に第２の電極１０２が接して設けられ、第２の電極１０２を覆ってバリア層１３１が設けられている。また、接続電極１０１Ｃの端部を覆って絶縁層１２５が設けられている。
図８（Ａ）乃至図９（Ｆ）は、以上で説明した発光装置４５０の作製方法の、各工程における断面概略図である。またこれらには、右側に接続部１３０及びその近傍における断面概略図を合わせて示している。
なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法、または熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法がある。
また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いることができる。
フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ－ｖｉｏｌｅｔ）光、Ｘ線などを用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
〔基板２００の準備〕
基板２００としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板２００として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、有機樹脂基板などを用いることができる。また、シリコン、炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。
特に、基板２００として、上記半導体基板または絶縁性基板上に、トランジスタなどの半導体素子を含む半導体回路が形成された基板を用いることが好ましい。当該半導体回路は、例えば画素回路、ゲート線駆動回路（ゲートドライバ）、ソース線駆動回路（ソースドライバ）などを構成していることが好ましい。また、上記に加えて演算回路、記憶回路などが構成されていてもよい。
〔第１の電極１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒ、接続電極１０１Ｃの形成〕
続いて、基板２００上に第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、第１の電極１０１Ｒ、及び接続電極１０１Ｃを形成する。まず画素電極（第１の電極）となる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。その後、レジストマスクを除去することで、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、第１の電極１０１Ｒ、及び接続電極１０１Ｃを形成することができる（図８（Ａ））。
各画素電極として可視光に対して反射性を有する導電膜を用いる場合、可視光の波長域全域での反射率ができるだけ高い材料（例えば銀またはアルミニウムなど）を適用することが好ましい。これにより、有機ＥＬデバイスの光取り出し効率を高められるだけでなく、色再現性を高めることができる。各画素電極として可視光に対して反射性を有する導電膜を用いた場合、基板と反対方向に発光を取りだすいわゆるトップエミッションの発光装置とすることができる。各画素電極として透光性を有する導電膜を用いる場合、基板方向に発光を取り出すいわゆるボトムエミッションの発光装置とすることができる。
〔ＥＬ膜１２０Ｂｂの形成〕
続いて、第１の電極１０１Ｂ、第１の電極１０１Ｇ、および第１の電極１０１Ｒ上に、後に第１のＥＬ層１２０ＢとなるＥＬ膜１２０Ｂｂを成膜する（図８（Ｂ））。
ＥＬ膜１２０Ｂｂは、少なくとも発光材料を含む発光層を有する。このほかに、電子注入層、電子輸送層、電荷発生層、正孔輸送層または正孔注入層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。ＥＬ膜１２０Ｂｂは、例えば蒸着法、スパッタリング法、またはインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、公知の成膜方法を適宜用いることができる。
一例としては、ＥＬ膜１２０Ｂｂとして、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、および電子輸送層が、この順で積層された積層膜とすることが好ましい。このとき、後に形成する第２のＥＬ層１２１としては、電子注入層を有する膜を用いることができる。
ＥＬ膜１２０Ｂｂは、接続電極１０１Ｃ上に設けないように形成することが好ましい。例えば、ＥＬ膜１２０Ｂｂを蒸着法（またはスパッタリング法）により形成する場合、接続電極１０１ＣにＥＬ膜１２０Ｂｂが成膜されないように、遮蔽マスクを用いて形成する、または後のエッチング工程で除去することが好ましい。
〔バッファ膜１４８ａの形成〕
次に、ＥＬ膜１２０Ｂｂを覆ってバッファ膜１４８ａを形成する。バッファ膜１４８ａは接続電極１０１Ｃ上に成膜されないように、遮蔽マスクを用いて形成する、または後のエッチング工程で除去することが好ましい。
バッファ膜１４８ａは、実施の形態１で説明した金属、有機金属化合物、電子輸送性を有する有機化合物等を用いて形成する。特に有機金属化合物は、ＥＬ膜１２０Ｂｂを保護し、後に形成する酸化アルミニウム膜の除去を容易とするために形成されるバッファ膜１４８ａの材料として非常に好適である。バッファ膜１４８ａを形成することによって、有機ＥＬデバイスの高電圧化を防ぐことができる。また、有機ＥＬデバイスの特性悪化を抑制することが可能となる。
〔酸化アルミニウム膜１４４ａの形成〕
続いて、バッファ膜１４８ａ及び接続電極１０１Ｃを覆って酸化アルミニウム膜１４４ａを形成する。酸化アルミニウム膜１４４ａは、接続電極１０１Ｃ上に成膜されないように、遮蔽マスクを用いて形成する、または後のエッチング工程で除去することが好ましい。
酸化アルミニウム膜１４４ａは、ＥＬ膜１２０Ｂｂなどの各ＥＬ膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、酸化アルミニウム膜１４４ａは、後述する金属膜または金属化合物膜１４６ａなどの保護膜とのエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。さらに、酸化アルミニウム膜１４４ａは、各ＥＬ膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。
酸化アルミニウム膜１４４ａは、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの各種成膜方法により形成することができるが、ＡＬＤ法を用いることが緻密で酸素または水などの大気成分および水などの液体に対するバリア性の高い膜を得ることができることから好ましい。
〔金属膜または金属化合物膜１４６ａの形成〕
続いて、酸化アルミニウム膜１４４ａ上に、金属膜または金属化合物膜１４６ａを形成する（図８（Ｂ））。
金属膜または金属化合物膜１４６ａは、後に酸化アルミニウム膜１４４ａをエッチングする際のハードマスクとして用いる膜である。また、後の金属膜または金属化合物膜１４６ａの加工時には、酸化アルミニウム膜１４４ａが露出する。したがって、酸化アルミニウム膜１４４ａと金属膜または金属化合物膜１４６ａとは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、酸化アルミニウム膜１４４ａのエッチング条件、及び金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチング条件に応じて、金属膜または金属化合物膜１４６ａに用いることのできる膜を選択することができる。
例えば、金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチングに、フッ素を含むガス（フッ素系ガスともいう）を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、またはモリブデンとタングステンを含む合金などを、金属膜または金属化合物膜１４６ａに用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる（すなわち、エッチング速度を遅くできる）膜としては金属酸化物膜が挙げられる。
金属酸化物としては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）などの金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｔｉ－Ｚｎ酸化物）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ－Ｇａ－Ｓｎ－Ｚｎ酸化物）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。
なお、上記ガリウムに代えて元素Ｍ（Ｍは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）を用いた金属酸化物を用いることもできる。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
なお、これに限られず、金属膜または金属化合物膜１４６ａは、様々な材料の中から、酸化アルミニウム膜１４４ａのエッチング条件、及び金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記酸化アルミニウム膜１４４ａに用いることのできる膜の中から選択することもできる。
また、金属膜または金属化合物膜１４６ａとしては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、窒化ゲルマニウムなどの窒化物を用いることもできる。
または、金属膜または金属化合物膜１４６ａとして、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウムなどの酸化物膜または酸窒化物膜を用いることもできる。
また、金属膜または金属化合物膜１４６ａとして、ＥＬ膜１２０Ｂｂなどに用いることのできる有機膜を用いてもよい。このような有機膜を用いることで、ＥＬ膜１２０Ｂｂなどと成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。
〔レジストマスク１４３ａの形成〕
続いて、金属膜または金属化合物膜１４６ａ上であって、第１の電極１０１Ｂと重なる位置、及び接続電極１０１Ｃと重なる位置に、それぞれレジストマスク１４３ａを形成する（図８（Ｃ））。
レジストマスク１４３ａは、ポジ型のレジスト材料、またはネガ型のレジスト材料など、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
ここで、金属膜または金属化合物膜１４６ａを有さずに、酸化アルミニウム膜１４４ａ上にレジストマスク１４３ａを形成する場合、酸化アルミニウム膜１４４ａにピンホールなどの欠陥が存在すると、レジスト材料の溶媒によって、ＥＬ膜１２０Ｂｂが溶解してしまう恐れがある。金属膜または金属化合物膜１４６ａを用いることで、このような不具合が生じることを防ぐことができる。
なお、酸化アルミニウム膜１４４ａにピンホールなどの欠陥が生じにくい膜を用いる場合には、金属膜または金属化合物膜１４６ａを用いずに、酸化アルミニウム膜１４４ａ上に直接、レジストマスク１４３ａを形成してもよい。
〔金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチング〕
続いて、金属膜または金属化合物膜１４６ａの、レジストマスク１４３ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状または島状の金属層または金属化合物層１４７ａを形成する。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも金属層または金属化合物層１４７ａが形成される。
金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチングの際、酸化アルミニウム膜１４４ａが当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。金属膜または金属化合物膜１４６ａのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチングを用いることで、金属膜または金属化合物膜１４６ａのパターンが縮小することを抑制できる。
〔レジストマスク１４３ａの除去〕
続いて、レジストマスク１４３ａを除去する（図８（Ｄ））。
レジストマスク１４３ａの除去は、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング（プラズマアッシングともいう）により、レジストマスク１４３ａを除去することが好ましい。
このとき、レジストマスク１４３ａの除去は、ＥＬ膜１２０Ｂｂが酸化アルミニウム膜１４４ａに覆われた状態で行われるため、ＥＬ膜１２０Ｂｂへの影響が抑制されている。特に、ＥＬ膜１２０Ｂｂが酸素に触れると、電気特性に悪影響を及ぼす場合があるため、プラズマアッシングなどの、酸素ガスを用いたエッチングを行う場合には好適である。
〔酸化アルミニウム膜１４４ａのエッチング〕
続いて、金属層または金属化合物層１４７ａをマスクとして用いて、酸化アルミニウム膜１４４ａの金属層または金属化合物層１４７ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状の酸化アルミニウム層１４５ａを形成する（図８（Ｅ））。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも酸化アルミニウム層１４５ａが形成される。
酸化アルミニウム膜１４４ａのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチング法を用いると、パターンの縮小を抑制できるため好ましい。
〔ＥＬ膜１２０Ｂｂ、金属層または金属化合物層１４７ａのエッチング〕
続いて、金属層または金属化合物層１４７ａをエッチングにより除去すると同時に、酸化アルミニウム層１４５ａに覆われないバッファ膜１４８ａの一部およびＥＬ膜１２０Ｂｂの一部をエッチングにより除去し、帯状のバッファ層１５２Ｂおよび第１のＥＬ層１２０Ｂを形成する（図８（Ｆ））。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上の金属層または金属化合物層１４７ａも除去される。
バッファ膜１４８ａと、ＥＬ膜１２０Ｂｂと、金属層または金属化合物層１４７ａとを同一処理によりエッチングすることで、工程を簡略化することができ、表示装置の作製コストを削減することができるため好ましい。
特にＥＬ膜１２０Ｂｂのエッチングには、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、ＥＬ膜１２０Ｂｂの変質を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、ＢＣｌ３、Ｈ２またはＨｅなどの貴ガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。
なお、ＥＬ膜１２０Ｂｂのエッチングと、金属層または金属化合物層１４７ａのエッチングを、別々に行ってもよい。このとき、ＥＬ膜１２０Ｂｂを先にエッチングしてもよいし、金属層または金属化合物層１４７ａを先にエッチングしてもよい。
この時点において、第１のＥＬ層１２０Ｂと、接続電極１０１Ｃが、酸化アルミニウム層１４５ａに覆われた状態となる。
〔第１のＥＬ層１２０Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒの形成〕
同様の工程を繰り返すことによって、島状の第１のＥＬ層１２０Ｇ、バッファ層１５２Ｇ、第１のＥＬ層１２０Ｒ、バッファ層１５２Ｒ、島状の酸化アルミニウム層１４５ｂ、１４５ｃとを形成することができる（図９（Ａ））。
〔絶縁層１２６ｂの形成〕
続いて、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃ上に、絶縁層１２６ｂを形成する（図９（Ｂ））。絶縁層１２６ｂは酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃと同様に作製することができる。
〔絶縁層１２５ｂの形成〕
その後、絶縁層１２６ｂを覆って、絶縁層１２５ｂを形成する（図９（Ｃ））。絶縁層１２５ｂは感光性を有する有機樹脂を用いて形成すればよい。当該有機材料としては例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等を適用することができる。また、絶縁層１２５ｂとして、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂等の有機材料を適用することができる場合がある。また、感光性の樹脂としてはフォトレジストを用いることができる場合がある。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる場合がある。
絶縁層１２５ｂは塗布後に加熱処理を行うことが好ましい。当該加熱処理は、ＥＬ層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下とすればよい。これにより、絶縁層１２５ｂ中に含まれる溶媒を除去することができる。
次に、露光、現像を行って、絶縁層１２５ｂの第１の電極１０１Ｂ、１０１Ｇ、１０１Ｒおよび第１のＥＬ層１２０Ｂ、１２０Ｇ、１２０Ｒと重なる領域に開口部を形成し、絶縁層１２５を形成する（図９（Ｄ））。絶縁層１２５ｂに、ポジ型のアクリル樹脂を用いる場合、絶縁層１２５ｂを除去する領域に、マスクを用いて可視光線または紫外線を照射すればよい。
また、露光に可視光線を用いる場合、当該可視光線は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を含むことが好ましい。さらに、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、またはｈ線（波長４０５ｎｍ）などを含む可視光線を用いてもよい。
現像は、絶縁層１２５ｂにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることが好ましく、例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）を用いればよい。
なお、この後、基板全体に露光を行い、可視光線または紫外光線を絶縁層１２５に照射することが好ましい。当該露光のエネルギー密度は、０ｍＪ／ｃｍ２より大きく、８００ｍＪ／ｃｍ２以下とすればよく、０ｍＪ／ｃｍ２より大きく、５００ｍＪ／ｃｍ２以下とすることが好ましい。現像後にこのような露光を行うことで、絶縁層１２５の透明度を向上させることができる場合がある。また、後の工程における、絶縁層１２５の端部をテーパ形状に変形させる加熱処理に必要とされる基板温度を低下させることができる場合がある。
次に、加熱処理を行うことで、絶縁層１２５ｂを、側面にテーパ形状を有する絶縁層１２５に変形させることができる。当該加熱処理は、ＥＬ層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１３０℃以下とすればよい。本工程の加熱処理は、絶縁層１２５の塗布後の加熱処理よりも、基板温度を高くすることが好ましい。これにより、絶縁層１２５の耐食性も向上させることができる。
続いて、絶縁層１２５ｂに開口部を形成することにより露出した絶縁層１２６ｂの一部をウェットエッチングにより除去すると同時に、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃの絶縁層１２５ｂに覆われない一部をウェットエッチングにより除去する（図９（Ｅ））。
例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体を用いたウェットエッチングを用いることが好ましい。
なお、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ、バッファ層１５２Ｒとして、水への溶解性が高い材料を用いる場合には、絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃをウェットエッチングによりある程度酸化除去した後で、残留する絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃの一部を、水または水を溶媒とした液体で処理することによって除去してもよい。酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃをウェットエッチングによって取りきる必要がないため、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃの除去工程においてＥＬ層はほとんどダメージを受けることがない。
または、絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃの一部を、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させることで除去することが好ましい。ここで、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃを溶解しうるアルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはグリセリンなど、様々なアルコールを用いることができる。
なお、絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、酸化アルミニウム層１４５ｃの一部を除去する際に、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ、バッファ層１５２Ｒの一部が同時に除去されてもよい。
また、絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、及び酸化アルミニウム層１４５ｃの絶縁層１２５に覆われた一部は、エッチングにより除去されずに、絶縁層１２６および酸化アルミニウム層１４５として残ってもよい。
また、絶縁層１２６ｂ、酸化アルミニウム層１４５ａ、酸化アルミニウム層１４５ｂ、酸化アルミニウム層１４５ｃの一部を除去した後に、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ、バッファ層１５２Ｒ、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒの内部に含まれる水、及び表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行うことが好ましい。例えば、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気下における加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
このようにして、第１のＥＬ層１２０Ｂ、第１のＥＬ層１２０Ｇ、及び第１のＥＬ層１２０Ｒを作り分けることができる。
〔第２のＥＬ層１２１の形成〕
続いて、バッファ層１５２Ｂ、バッファ層１５２Ｇ、及びバッファ層１５２Ｒ、および絶縁層１２５を覆って第２のＥＬ層１２１を成膜する。
第２のＥＬ層１２１は、ＥＬ膜１２０Ｂｂなどと同様の方法で成膜することができる。蒸着法により第２のＥＬ層１２１を成膜する場合には、第２のＥＬ層１２１が接続電極１０１Ｃ上に成膜されないように、遮蔽マスクを用いて成膜することが好ましい。
〔第２の電極１０２の形成〕
続いて、第２のＥＬ層１２１及び接続電極１０１Ｃを覆って第２の電極１０２を形成する（図９（Ｆ））。
第２の電極１０２は、蒸着法またはスパッタリング法などの成膜方法により形成することができる。または、蒸着法で形成した膜と、スパッタリング法で形成した膜を積層させてもよい。このとき、電子注入層１１５が成膜される領域を包含するように、第２の電極１０２を形成することが好ましい。すなわち、電子注入層１１５の端部が、第２の電極１０２と重畳する構成とすることができる。第２の電極１０２は、遮蔽マスクを用いて形成することが好ましい。
第２の電極１０２は、表示領域外において、接続電極１０１Ｃと電気的に接続される。
〔バリア層の形成〕
続いて、第２の電極１０２上に、バリア層を形成する。保護層に用いる無機絶縁膜の成膜には、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、またはＡＬＤ法を用いることが好ましい。特にＡＬＤ法は、段差被覆性に優れ、ピンホールなどの欠陥が生じにくいため、好ましい。また、有機絶縁膜の成膜には、インクジェット法を用いると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
以上により、発光装置を作製することができる。
なお、上記では、第２の電極１０２と第２のＥＬ層１２１とを、異なる上面形状となるように形成した場合について示したが、これらを同じ領域に形成してもよい。
本実施の形態の構成は、他の実施の形態の構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、有機半導体層としてＥＬ層を有する有機半導体デバイスである、有機ＥＬデバイスの構成について図１０を参照しながら説明する。有機ＥＬデバイスは、第１の電極１０１と、第２の電極１０２との間に発光層を有するＥＬ層を備えた構成を含む有機半導体デバイスである。
なお、図１０において、電子輸送層１１４と電子注入層１１５との間にバッファ層１５２が位置する構成を示すが、これに限定されることはなく、例えば、電子注入層１１５と第２の電極１０２との間にバッファ層１５２が位置する構成であってもよい。バッファ層１５２としては、実施の形態１で示した構成を用いることができる。
第１の電極１０１および第２の電極１０２は一方が陽極として機能し、他方が陰極として機能する。図１０は第１の電極１０１が陽極である場合を例に説明する。
陽極は、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１０に示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、及び電子注入層１１５を有する構成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（ハロゲン基またはシアノ基）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またはシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［４－シアノ－２，３，５，６－テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［２，６－ジクロロ－３，５－ジフルオロ－４－（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’－１，２，３－シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６－ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－ビス（３－メチルフェニル）アミノフェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。アクセプタ性を有する物質は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
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。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料に上記アクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。
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－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４－ビス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］－２，３，５，６－テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス（４－フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＢＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン（略称：ｔ－ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０－ビス（４－メチル－１－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０－ビス［２－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（１－ナフチル）アントラセン、２，３，６，７－テトラメチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン、９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ジフェニル－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス（２－フェニルフェニル）－９，９’－ビアントリル、１０，１０’－ビス［（２，３，４，５，６－ペンタフェニル）フェニル］－９，９’－ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。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）、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、寿命の良好な有機ＥＬ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－［４’－（カルバゾール－９－イル）ビフェニル－４－イル］－４’－（２－ナフチル）－４’’－フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（ビフェニル－４－イル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ－ビス（ビフェニル－４－イル）－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－４－アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ－（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－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）ジベンゾフラン－４－アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ－［４－（１－ナフチル）フェニル］－Ｎ－［３－（６－フェニルジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－１－ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－［４－（９－フェニルフルオレン－９－イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ－（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）、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－５．７ｅＶ以上－５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ（最高被占軌道：Ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）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、寿命の良好な有機ＥＬ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有機ＥＬ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、有機ＥＬ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、駆動電圧の小さい有機ＥＬデバイスを得ることができる。
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’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’－ビス（ビフェニル－４－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＢｉｓＢＰＣｚ）、９，９’－ビス（１，１’－ビフェニル－３－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＢｉｓｍＢＰＣｚ）、９－（１，１’－ビフェニル－３－イル）－９’－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９－（２－ナフチル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）、９－（３－ビフェニル）－９’－（２－ナフチル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：βＮＣＣｍＢＰ）、９－（４－ビフェニル）－９’－（２－ナフチル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：βＮＣＣＢＰ）、９，９’－ジ－２－ナフチル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール（略称：ＢｉｓβＮＣｚ）、９－（２－ナフチル）－９’－［１，１’：４’，１”－ターフェニル］－３－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（２－ナフチル）－９’－［１，１’：３’，１”－ターフェニル］－３－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（２－ナフチル）－９’－［１，１’：３’，１”－ターフェニル］－５’－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（２－ナフチル）－９’－［１，１’：４’，１”－ターフェニル］－４－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（２－ナフチル）－９’－［１，１’：３’，１”－ターフェニル］－４－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（２－ナフチル）－９’－（トリフェニレン－２－イル）－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－フェニル－９’－（トリフェニレン－２－イル）－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｐ）、９，９’－ビス（トリフェニレン－２－イル）－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（４－ビフェニル）－９’－（トリフェニレン－２－イル）－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、９－（トリフェニレン－２－イル）－９’－［１，１’：３’，１”－ターフェニル］－４－イル－３，３’－９Ｈ，９’Ｈ－ビカルバゾール、などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用い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は発光物質と第１の有機化合物を有していることが好ましい。また、さらに第２の有機化合物を含んでいてもよい。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。第１の有機化合物は電子輸送性を有する有機化合物であり、第２の有機化合物は正孔輸送性を有する有機化合物であることが好ましい。
また、発光物質は、蛍光物質であってもりん光物質であっても熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を呈する物質であっても構わない。
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、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率、信頼性に優れているため好ましい。
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。
（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、（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、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）］）、（３，７－ジエチル－４，６－ノナンジオナト－κＯ４，κＯ６）ビス［２，４－ジメチル－６－［７－（１－メチルエチル）－１－イソキノリニル－κＮ］フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）、（３，７－ジエチル－４，６－ノナンジオナト－κＯ４，κＯ６）ビス［２，４－ジメチル－６－［５－（１－メチルエチル）－２－キノリニル－κＮ］フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）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、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、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。なおその他公知の赤色りん光発光を呈する物質を用いることもできる。
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］）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、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、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］）、トリス（２－［１－｛２，６－ビス（１－メチルエチル）フェニル｝－１Ｈ－イミダゾール－２－イル－κＮ３］－４－シアノフェニル－κＣ）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：ＣＮＩｍＩｒ）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、トリス［（６－ｔｅｒｔ－ブチル－３－フェニル－２Ｈ－イミダゾ［４，５－ｂ］ピラジン－１－イル－κＣ２）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｃｂ）３］）のようなベンゾイミダゾリデン骨格を有する有機金属錯体、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１－ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）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、（アセチルアセトナト）ビス（３，５－ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５－イソプロピル－３－メチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、［２－ｄ３－メチル－８－（２－ピリジニル－κＮ）ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピリジン－κＣ］ビス［２－（５－ｄ３－メチル－２－ピリジニル－κＮ２）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ－ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ－ｄ３））、［２－（メチル－ｄ３）－８－［４－（１－メチルエチル－１－ｄ）－２－ピリジニル－κＮ］ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピリジン－７－イル－κＣ］ビス［５－（メチル－ｄ３）－２－［５－（メチル－ｄ３）－２－ピリジニル－κＮ］フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｔｐｙ－ｄ６）２（ｍｂｆｐｙｐｙ－ｉＰｒ－ｄ４））、［２－ｄ３－メチル－（２－ピリジニル－κＮ）ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピリジン－κＣ］ビス［２－（２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ－ｄ３））、［２－（４－ｄ３－メチル－５－フェニル－２－ピリジニル－κＮ２）フェニル－κＣ］ビス［２－（５－ｄ３－メチル－２－ピリジニル－κＮ２）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｐｐｙ－ｄ３）２（ｍｄｐｐｙ－ｄ３）］）、［２－メチル－（２－ピリジニル－κＮ）ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピリジン－κＣ］ビス［２－（２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ）］）、［２－（４－メチル－５－フェニル－２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］ビス［２－（２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｄｐｐｙ））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、信頼性および発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
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 2023091772000002
また、以下の構造式に示される２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－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、ボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環、複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
Figure 2023091772000003
また、非常に高速且つ可逆的な項間交差が可能であり、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡モデルに従って発光するＴＡＤＦ材料を用いてもよい。このようなＴＡＤＦ材料は、ＴＡＤＦ材料として極めて短い発光寿命（励起寿命）を有し、有機ＥＬデバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。具体的には、下記に示す分子構造のような材料が挙げられる。
Figure 2023091772000004
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。
ホスト材料に用いられる電子輸送材料としては、例えば、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２－（２－ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２－（２－ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が挙げられる。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、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芳香環を含む有機化合物、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、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）、２，４－ビス［４－（１－ナフチル）フェニル］－６－［４－（３－ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ－６ＰｙＰＰｍ）、６－（１，１’－ビフェニル－３－イル）－４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニル－６－（１，１’－ビフェニル－４－イル）ピリミジン（略称：６ＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、７－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）キナゾリン－２－イル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ－ｃｇＤＢＣｚＱｚ）、１１－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒ）、１１－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－４－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１１－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１２－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１２ＰＣＣｚＰｎｆｐｒ）、９－［（３’－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－４－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＰＣＢＰＮｆｐｒ）、９－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ＰＣＣｚＮｆｐｒ）、１０－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：１０ＰＣＣｚＮｆｐｒ）、９－［３’－（６－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン－８－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＢｎｆＢＰＮｆｐｒ）、９－｛３－［６－（９，９－ジメチルフルオレン－２－イル）ジベンゾチオフェン－４－イル］フェニル｝ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＦＤＢｔＰＮｆｐｒ）、９－［３’－（６－フェニルジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ－０２）、９－［３－（９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＰＣＣｚＰＮｆｐｒ）、９－［３’－（２，８－ジフェニルジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン、１１－［３’－（２，８－ジフェニルジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジンなどのジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（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芳香環を含む有機化合物、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）、５－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－７，７－ジメチル－５Ｈ，７Ｈ－インデノ［２，１－ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２－［３’－（トリフェニレン－２－イル）－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：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、３－［９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－２－ジベンゾフラニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＤＢｆＴｚｎ）、２－［１，１’－ビフェニル］－３－イル－４－フェニル－６－（８－［１，１’：４’，１’’－ターフェニル］－４－イル－１－ジベンゾフラニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢＰ－ＴＰＤＢｆＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機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芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジン、ピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
ホスト材料に用いられる正孔輸送材料としては、アミン骨格、π電子過剰型複素芳香環を有する有機化合物を用いることができる。当該アミン骨格、π電子過剰型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えば、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９，９’スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－４，４’－ジアミノビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ［９Ｈ－フルオレン］－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－ビス（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミン（略称：ＰＣＢＦＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジフェニル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジフェニル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ（９Ｈ－フルオレン）－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＳＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９’－スピロビ（９Ｈ－フルオレン）－４－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：４’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：３’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミン、Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－Ｎ－（１，１’：４’，１’’－ターフェニル－４－イル）－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－４－アミンなどのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。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ホストの正孔輸送材料として用いることができる。
なお、電子輸送材料と、正孔輸送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、再結合領域の制御を簡便に行うことができる。また、ＴＡＤＦ材料についても、電子輸送材料または正孔輸送材料として用いることができる。
ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、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、有機ＥＬデバイスの発光効率を高めることもできる。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、キャリア輸送および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、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、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）、９－（１－ナフチル）－１０－（２－ナフチル）アントラセン（略称：α，β－ＡＤＮ）、２－（１０－フェニルアントラセン－９－イル）ジベンゾフラン、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）、９－（２－ナフチル）－１０－［３－（２－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：βＮ－ｍβＮＰＡｎｔｈ）、１－［４－（１０－［１，１’－ビフェニル］－４－イル－９－アントラセニル）フェニル］－２－エチル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ＥｔＢＩｍＰＢＰｈＡ）、２，９－ジ（１－ナフチル）－１０－フェニルアントラセン（略称：２αＮ－αＮＰｈＡ）、９－（１－ナフチル）－１０－［３－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ－ｍαＮＰＡｎｔｈ）、９－（２－ナフチル）－１０－［３－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：βＮ－ｍαＮＰＡｎｔｈ）、９－（１－ナフチル）－１０－［４－（１－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ－αＮＰＡｎｔｈ）、９－（２－ナフチル）－１０－［４－（２－ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：βＮ－βＮＰＡｎｔｈ）、２－（１－ナフチル）－９－（２－ナフチル）－１０－フェニルアントラセン（略称：２αＮ－βＮＰｈ）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、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、上記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（最低空軌道：Ｌｏｗｅｓｔ Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｏｒｂｉｔａｌ）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。
正孔ブロック層を設ける場合、正孔ブロック層は、発光層１１３に接しており、電子輸送性を有し、且つ正孔をブロック可能な有機化合物を含んで形成される。正孔ブロック層を構成する有機化合物としては、電子輸送性に優れ、正孔輸送性が低く、かつＨＯＭＯ準位の深い材料を用いることが好適である。具体的には、発光層１１３に含まれる材料のＨＯＭＯ準位よりも０．５ｅＶ以上深いＨＯＭＯ準位を有し、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。
特に、２－｛３－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ）、２－｛３－［２－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ－０２）、２－｛３－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ－０３）、２－｛３－［３－（Ｎ－（３，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン、９－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－２，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ－０２）、９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ（ＣｚＴ））、９－［３－（４，６－ジフェニル－ピリミジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：２ＰＣＣｚＰＰｍ）、９－（４，６－ジフェニル－ピリミジン－２－イル）－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：２ＰＣＣｚＰｍ）、４－［２－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ－０２）、４－｛３－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ベンゾ［ｈ］キナゾリン、９－［３－（２，６－ジフェニル－ピリジン－４－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾールが耐熱性が良好であり好ましい。
正孔ブロック層としてその他の材料を用いる場合は、後述する正孔輸送層に用いることが可能な材料の中から、発光層１１３に含まれる材料のＨＯＭＯ準位よりも深いＨＯＭＯ準位を有する有機化合物を用いればよい。
電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する有機化合物であり、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。なお、上記有機化合物としてはπ電子不足型複素芳香環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を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物のいずれかまたは複数であることが好ましい。
上記電子輸送層に用いることが可能なπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、具体的には、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、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）、４，４’－ビス（５－メチルベンゾオキサゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などのアゾール骨格を有する有機化合物、３，５－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５－トリ［３－（３－ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、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）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９－ジ（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、２，２’－（１，３－フェニレン）ビス（９－フェニル－１，１０－フェナントロリン）（略称：ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ）などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２－［４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－３，１’－ビフェニル－１－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、６－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）９－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９－［（３’－ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－４－イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、４，６－ビス［３－（フェナントレン－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６－ビス［３－（４－ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ－ＩＩ）、４，６－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、９，９’－［ピリミジン－４，６－ジイルビス（ビフェニル－３，３’－ジイル）］ビス（９Ｈ－カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、８－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、３，８－ビス［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ベンゾフロ［２，３－ｂ］ピラジン（略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒ）、４，８－ビス［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ）、８－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）（１，１’－ビフェニル－３－イル）］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍ）、８－［（２，２’－ビナフタレン）－６－イル］－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８（βＮ２）－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）ビス（４－フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ－Ｂｑｎ）２Ｐｙ）、２，２’－（ピリジン－２，６－ジイル）ビス｛４－［４－（２－ナフチル）フェニル］－６－フェニルピリミジン｝（略称：２，６（ＮＰ－ＰＰｍ）２Ｐｙ）、６－（１，１’－ビフェニル－３－イル）－４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、２，４－ビス［４－（１－ナフチル）フェニル］－６－［４－（３－ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ－６ＰｙＰＰｍ）、４－［３，５－ビス（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－２－フェニル－６－（１，１’－ビフェニル－４－イル）ピリミジン（略称：６ＢＰ－４Ｃｚ２ＰＰｍ）、７－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－２－イル）キナゾリン－２－イル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ－ｃｇＤＢＣｚＱｚ）、８－（１，１’：４’，１”－テルフェニル－３－イル）－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－［１］ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：８ｍｐＴＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、４，８－ビス［３－（ジベンゾフラン－４－イル）フェニル］－ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、８－（１，１’：４’，１”－テルフェニル－３－イル）－４－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－４－イル］－ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、４，８－ビス［３－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＣｚＰ２Ｂｆｐｍ）、８－（１，１’：４’，１”－テルフェニル－３－イル）－４－［３－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、８－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－４－［３－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）ビフェニル－３－イル］－ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、８－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－４－｛３－［２－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、８－フェニル－４－｛３－［２－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジン、８－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－４－（３，５－ジ－９Ｈ－カルバゾール－９－イル－フェニル）ベンゾフロ［３，２－ｄ］ピリミジンなどのジアジン骨格を有する有機化合物、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）、９－［４－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－２，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ－０２）、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）、５－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－７，７－ジメチル－５Ｈ，７Ｈ－インデノ［２，１－ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２－｛３－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＤＢｔＢＰＴｚｎ）、２，４，６－トリス（３’－（ピリジン－３－イル）ビフェニル－３－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、２－［３－（２，６－ジメチル－３－ピリジル）－５－（９－フェナントリル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＰｎ－ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）、１１－［４－（ビフェニル－４－イル）－６－フェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル］－１１，１２－ジヒドロ－１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ－Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）、２－［３’－（トリフェニレン－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：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、３－［９－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）－２－ジベンゾフラニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＤＢｆＴｚｎ）、２－［１，１’－ビフェニル］－３－イル－４－フェニル－６－（８－［１，１’：４’，１’’－ターフェニル］－４－イル－１－ジベンゾフラニル）－１，３，５－トリアジン（略称：ｍＢＰ－ＴＰＤＢｆＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する有機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芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジン、ピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
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。
電子輸送層１１４と第２の電極（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－キノリノラト－リチウム（略称：Ｌｉｑ）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ることが好ましい。またイッテルビウム（Ｙｂ）とリチウムまたはリチウムの化合物との共蒸着膜も好ましい。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、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有機ＥＬデバイスを提供することが可能となる。
陰極を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム－酸化スズ等様々な導電性材料を陰極として用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法、スパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル－ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
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、陽極と陰極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、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、陽極および陰極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、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。
なお、本実施の形態の構成は、他の実施の形態の構成と適宜組み合わせて用いることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスを用いた発光装置について図１１（Ａ）、及び図１１（Ｂ）を用いて説明する。なお、図１１（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図１１（Ｂ）は図１１（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、有機ＥＬ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１１（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、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、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法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法など）、ＡＬＤ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はソース線駆動回路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第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。
なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成することができる。
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。
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。ここでは、第１の電極６１３は陽極として機能する。陽極に用いることが可能な材料としては、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、銀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および実施の形態３で説明したような構成を含んでいる。
さらに、ＥＬ層６１６上に形成され、第２の電極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金、化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が第２の電極６１７を透過する場合には、第２の電極６１７として、膜厚を薄くした金属または合金の薄膜と、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好ましい。
なお、第１の電極６１３、ＥＬ層６１６、第２の電極６１７でもって、有機ＥＬデバイスが形成されている。当該有機ＥＬデバイスは実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスである。なお、画素部は複数の有機ＥＬ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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスと、それ以外の構成を有する有機ＥＬデバイスの両方が混在していても良い。この際、本発明の一態様の発光装置では、異なる波長の光を発する有機ＥＬデバイス間で共通の正孔輸送層を用いることができることから、製造工程が簡便でコスト的に有利な発光装置とすることができる。
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に有機ＥＬデバイス６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素、アルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けることで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。
なお、シール材６０５にはエポキシ樹脂、ガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分、酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板、石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル樹脂等からなるプラスチック基板を用いることができる。
図１１（Ａ）及び図１１（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、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、酸化ケイ素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化ケイ素、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）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラック、ピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。
例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。
以上のようにして、実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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。
図１２（Ａ）、及び図１２（Ｂ）には着色層（カラーフィルタ）等を設けることによって色純度を向上させた発光装置の例を示す。図１２（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、有機ＥＬデバイスの第１の電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、有機ＥＬデバイスの共通電極（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１２（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。
図１２（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１３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と有機ＥＬ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。
有機ＥＬデバイスの第１の電極１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極とするが、陰極であっても構わない。また、図１３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する。
図１３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）、ブラックマトリクス１０３５はオーバーコート層（図示せず）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。
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有機ＥＬデバイスは、一方の電極を反射電極を含む電極、他方の電極を半透過・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層が存在し、少なくとも発光領域となる発光層が存在している。
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。
当該有機ＥＬデバイスは、透明導電膜、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、上述のタンデム型有機ＥＬデバイスの構成と組み合わせて、一つの有機ＥＬ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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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。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有機ＥＬ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６）
本実施の形態では、実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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。
上記有機ＥＬ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１４（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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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、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、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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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、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、あるいは受信者同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図１４（Ｂ）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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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１４（Ｂ）のコンピュータは、図１４（Ｃ）のような形態であってもよい。図１４（Ｃ）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、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、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１４（Ｄ）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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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１４（Ｄ）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、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。
以上の様に実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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。
図１５（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、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５１４０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１５（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１５（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、操作キー（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子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、第２の表示部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および第２の表示部５００２に用いることができる。
実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスは、自動車のフロントガラス、ダッシュボードにも搭載することができる。図１６に実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスを自動車のフロントガラス、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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスを用いて設けられた表示領域である。
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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスを搭載した表示装置である。実施の形態２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬデバイスは、陽極と陰極の両方を、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、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２および実施の形態３に記載の有機ＥＬデバイスの作製方法を用いて作製した有機ＥＬ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、回転数、エアコンの設定など、そ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、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５２０２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１７（Ａ）、及び図１７（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１７（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１７（Ｂ）に折りたたんだ状態の携帯情報端末を示す。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１８（Ａ）乃至図１８（Ｃ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１８（Ａ）に展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１８（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１８（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。
本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス１を作製し、特性を測定した結果を示す。以下に、発光デバイス１に用いた有機化合物の構造式を示す。また、発光デバイス１の素子構造を示す。
Figure 2023091772000005
Figure 2023091772000006
≪発光デバイス１の作製≫
本実施例で示す発光デバイス１は、基板上に形成された第１の電極上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層（第１の電子輸送層および第２の電子輸送層）、バッファ層、および電子注入層が順次積層され、電子注入層上に第２の電極が積層された構造を有する。
まず、基板上に第１の電極を形成した。基板には、シリコン基板を用いた。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。第１の電極は、チタン（膜厚５０ｎｍ）、アルミニウム（膜厚７０ｎｍ）およびチタン（膜厚６ｎｍ）をそれぞれスパッタリング法により、順次積層して成膜した後、酸化ケイ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の膜厚で成膜することにより形成した。なお、本実施例において、第１の電極は、陽極として機能する。
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した。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１時間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極上に正孔注入層を形成した。正孔注入層は、真空蒸着装置内を１０－４Ｐａに減圧した後、ＰＣＢＢｉＦと分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ－００３）とを、重量比でＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ－００３＝１：０．０３となるように１０ｎｍ共蒸着することにより形成した。
次に、正孔注入層上に正孔輸送層を形成した。正孔輸送層は、ＰＣＢＢｉＦを用い、１０ｎｍ蒸着して形成した。
次に、正孔輸送層上に発光層を形成した。発光層は、８ｍｐＴＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、βＮＣＣＰ、およびＩｒ（５ｍｐｐｙ－ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ－ｄ３）を用いて、重量比で８ｍｐＴＰ－４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ－ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ－ｄ３）＝０．６：０．４：０．１となるように４０ｎｍ共蒸着することにより形成した。
次に、発光層上に電子輸送層（第１の電子輸送層および第２の電子輸送層）を形成した。第１の電子輸送層は、２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑを用い、１０ｎｍの膜厚となるように蒸着することにより形成した。第２の電子輸送層は、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐを用い、１３ｎｍの膜厚となるように蒸着することにより形成した。
次に、電子輸送層上に、バッファ層を形成した。バッファ層は、ＰＴＣＢＩを用い、２ｎｍの膜厚となるように蒸着することにより形成した。
続いて、フォトリソグラフィ法による加工（フォトリソグラフィ工程）を行った。基板を真空蒸着装置から取り出し、大気に暴露したのちトリメチルアルミニウム（略称：ＴＭＡ）をプリカーサーに用い、水蒸気を酸化剤に用いて、ＡＬＤ法により酸化アルミニウムを３０ｎｍとなるように成膜し、酸化アルミニウム膜を形成した。
酸化アルミニウム膜上にタングステンをスパッタリング法により膜厚５４ｎｍとなるように成膜して、金属膜を形成した。
金属膜上にフォトレジストを用いてレジストを形成し、フォトリソグラフィ法を用いて第１の電極の端部から３．５μｍ離れた位置に３μｍの幅のスリットが形成されるように加工を行った。
具体的には、レジストをマスクとして六フッ化硫黄（ＳＦ６）を含むエッチングガスを用いて金属膜を加工し、その後、酸素（Ｏ２）を含むアッシングガスを用いて、フォトレジストを除去した。こののち、フルオロホルム（ＣＨＦ３）とヘリウム（Ｈｅ）とメタン（ＣＨ４）を、ＣＨＦ３：Ｈｅ：ＣＨ４＝３．３：２３．７：３（流量比）で含むエッチングガスを用いて酸化アルミニウム膜を加工した。その後、酸素（Ｏ２）を含むエッチングガスを用いてバッファ層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、および正孔注入層を加工した。
加工後、硝酸、リン酸等を成分に含む混合酸溶液を用いて、金属膜を加工することにより形成された金属層および酸化アルミニウム膜を加工することにより形成された酸化アルミニウム層を除去し、バッファ層を露出させた。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、７０℃で、１．５時間の加熱処理を行った。
次に、露出させたバッファ層上にフッ化リチウム（ＬｉＦ）とイッテルビウム（Ｙｂ）とを体積比でＬｉＦ：Ｙｂ＝１：０．５となるように１．５ｎｍ共蒸着することにより電子注入層を形成した。
次に、電子注入層上に第２の電極を形成した。第２の電極は、ＡｇとＭｇを体積比でＡｇ：Ｍｇ＝１：０．１、膜厚が２５ｎｍとなるように共蒸着した後、酸化インジウム－酸化スズ（ＩＴＯ）を膜厚７０ｎｍとなるように蒸着することにより形成した。なお、本実施例において、第２の電極は、陰極として機能する。
以上の工程により、発光デバイス１を作製した。この発光デバイス１を、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光デバイス１の初期特性について測定を行った。
発光デバイス１の輝度－電流密度特性を図１９に、電流効率－輝度特性を図２０に、輝度－電圧特性を図２１に、電流－電圧特性を図２２に、電界発光スペクトルを図２３に示す。また、発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ２付近における主要な特性を下記表に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、電界発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ－ＵＬ１Ｒ）を用いた。
Figure 2023091772000007
図１９乃至図２３および上記表より、発光デバイス１は、バッファ層を有することによりフォトリソグラフィ工程による高電圧化が抑制された、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２４に発光デバイス１に、２ｍＡ（５０ｍＡ／ｃｍ２）の電流をかけ、定電流駆動を行った際の駆動時間に対する輝度変化を表す図を示す。図２４より、発光デバイス１は、寿命が長い発光デバイスであることがわかった。
これらの結果より、本発明の一態様の発光デバイスは、バッファ層を有することによりフォトリソグラフィ工程による高電圧化が抑制された良好な特性を有し、寿命が長い発光デバイスであることがわかった。
１００ 有機半導体デバイス
１０１Ｒ 第１の電極
１０１Ｃ 接続電極
１０１Ｇ 第１の電極
１０１Ｂ 第１の電極
１０１ 第１の電極
１０２ 第２の電極
１０３ ＥＬ層
１０８ 絶縁層
１１０Ｒ 有機ＥＬデバイス
１１０Ｇ 有機ＥＬデバイス
１１０Ｂ 有機ＥＬデバイス
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
１２０Ｒ 第１のＥＬ層
１２０Ｇ 第１のＥＬ層
１２０Ｂ 第１のＥＬ層
１２０Ｂｂ ＥＬ膜
１２０ 第１のＥＬ層
１２１ 第２のＥＬ層
１２５ 絶縁層
１２５ｂ 絶縁層
１２６ 絶縁層
１２６ｂ 絶縁層
１３０ 接続部
１３１ バリア層
１４３ａ レジストマスク
１４４ａ 酸化アルミニウム膜
１４５ 酸化アルミニウム層
１４５ａ 酸化アルミニウム層
１４５ｂ 酸化アルミニウム層
１４５ｃ 酸化アルミニウム層
１４６ａ 金属膜または金属化合物膜
１４７ａ 金属層または金属化合物層
１４８ａ バッファ膜
１５０ 下地膜
１５１ 有機半導体層
１５１ａ 有機半導体膜
１５１ｓ 表面
１５２ バッファ層
１５２Ｂ バッファ層
１５２Ｇ バッファ層
１５２Ｒ バッファ層
１５２ａ バッファ膜
１５３ 酸化アルミニウム層
１５３ａ 酸化アルミニウム膜
１５３ｒ 酸化アルミニウム膜
１５４ 金属層または金属化合物層
１５４ａ 金属膜または金属化合物膜
１５５ フォトマスク層
１５５ａ 樹脂膜
１６０ 絶縁層
１６５ 第１の電極
１６６ 第２の電極
１６７ 光電変換層
１６８ 発光層
２００ 基板
４５０ 発光装置
６０１ ソース線駆動回路
６０２ 画素部
６０３ ゲート線駆動回路
６０４ 封止基板
６０５ シール材
６０７ 空間
６０８ 引き回し配線
６１０ 素子基板
６１１ スイッチング用ＦＥＴ
６１２ 電流制御用ＦＥＴ
６１３ 第１の電極
６１４ 絶縁物
６１６ ＥＬ層
６１７ 第２の電極
６２３ ＦＥＴ
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
１０２４Ｂ 第１の電極
１０２４Ｇ 第１の電極
１０２４Ｒ 第１の電極
１０２４Ｗ 第１の電極
１０２５ 隔壁
１０２８ ＥＬ層
１０２９ 陰極
１０３１ 封止基板
１０３２ シール材
１０３３ 基材
１０３４Ｂ 着色層
１０３４Ｇ 着色層
１０３４Ｒ 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
２１００ ロボット
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
２１１０ 演算装置
５０００ 筐体
５００１ 表示部
５００２ 第２の表示部
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
５１２０ ゴミ
５１４０ 携帯電子機器
５１５０ 携帯情報端末
５１５１ 筐体
５１５２ 表示領域
５１５３ 屈曲部
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 (15)

  1. 第１の電極と、第２の電極と、第１の有機半導体層と、バッファ層と、を有し、
    前記第１の有機半導体層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記バッファ層は、前記第１の有機半導体層と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記第１の有機半導体層の側面と、前記バッファ層の側面と、が概略同一表面を有する、有機半導体デバイス。
  2. 請求項１において、
    前記バッファ層は、金属を含む、有機半導体デバイス。
  3. 請求項１において、
    前記バッファ層は、有機金属化合物を含む、有機半導体デバイス。
  4. 請求項１において、
    前記バッファ層は、有機化合物を含む、有機半導体デバイス。
  5. 請求項１において、
    前記バッファ層は、第１のバッファ層と、第２のバッファ層との積層によって構成される、有機半導体デバイス。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
    第２の有機半導体層を有し、
    前記第２の有機半導体層は、前記バッファ層と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記第２の有機半導体層の側面は、前記第１の有機半導体層の側面および前記バッファ層の側面とは同一表面を有さない、有機半導体デバイス。
  7. 第１の電極と、第２の電極と、第１の有機半導体層と、バッファ層と、を有し、
    前記第１の有機半導体層は、発光層を有し、
    前記第１の有機半導体層は、前記第１の電極と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記バッファ層は、前記第１の有機半導体層と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記第１の有機半導体層の側面と、前記バッファ層の側面と、が概略同一表面を有する、有機ＥＬデバイス。
  8. 請求項７において、
    前記バッファ層は、金属を含む、有機ＥＬデバイス。
  9. 請求項７において、
    前記バッファ層は、有機金属化合物を含む、有機ＥＬデバイス。
  10. 請求項７において、
    前記バッファ層は、有機化合物を含む、有機ＥＬデバイス。
  11. 請求項７において、
    前記バッファ層は、第１のバッファ層と、第２のバッファ層との積層によって構成される、有機ＥＬデバイス。
  12. 請求項７乃至請求項１１のいずれか一において、
    第２の有機半導体層を有し、
    前記第２の有機半導体層は、前記バッファ層と、前記第２の電極との間に位置し、
    前記第２の有機半導体層の側面は、前記第１の有機半導体層の側面および前記バッファ層の側面とは同一表面を有さない、有機ＥＬデバイス。
  13. 請求項７乃至請求項１１のいずれか一に記載の有機ＥＬ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。
  14. 請求項１３に記載の発光装置と、検知部、入力部、または、通信部と、を有する電子機器。
  15. 請求項１３に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
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