JP7377216B2 - 表示装置、モジュール及び電子機器 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、発光デバイス、発光装置、発光モジュール、電子機器、及び照明装置に関する。本発明の一態様は、表示装置、表示モジュール、及び電子機器に関する。本発明の一態様は、受光デバイスと発光デバイスとを有する表示装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置（例えば、タッチセンサなど）、入出力装置（例えば、タッチパネルなど）、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
近年、表示装置は様々な用途への応用が期待されている。例えば、大型の表示装置の用途としては、家庭用のテレビジョン装置（テレビまたはテレビジョン受信機ともいう）、デジタルサイネージ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、ＰＩＤ（Ｐｕｂｌｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）等が挙げられる。また、携帯情報端末として、タッチパネルを備えるスマートフォンやタブレット端末の開発が進められている。
表示装置としては、例えば、発光デバイス（発光素子ともいう）を有する発光装置が開発されている。エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下ＥＬと記す）現象を利用した発光デバイス（ＥＬデバイス、ＥＬ素子とも記す）は、薄型軽量化が容易である、入力信号に対し高速に応答可能である、直流低電圧電源を用いて駆動可能である等の特徴を有し、表示装置に応用されている。例えば、特許文献１に、有機ＥＬデバイス（有機ＥＬ素子ともいう）が適用された、可撓性を有する発光装置が開示されている。
また、個人認証、不良解析、医療診断、セキュリティ関連など、様々な用途でイメージセンサが用いられている。イメージセンサは、用途に応じて、用いる光源の波長が使い分けられている。イメージセンサでは、例えば、可視光、Ｘ線などの短波長の光、近赤外光などの長波長の光など、様々な波長の光が用いられている。
発光デバイスは、上記のようなイメージセンサの光源としての応用も検討されている。
特開２０１４－１９７５２２号公報
本発明の一態様は、可視光及び赤外光を発する機能を有する発光装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い発光装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、多機能の発光装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な発光装置を提供することを課題の一とする。
本発明の一態様は、光検出機能を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、可視光及び赤外光を発する機能と、光検出機能と、を有する表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、利便性の高い表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、多機能の表示装置を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、新規な表示装置を提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、を有する、発光装置である。第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の画素電極と共通電極との間に位置する。第２の発光デバイスは、第２の画素電極、第３の発光層、及び共通電極を有する。第３の発光層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層及び第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有する。
例えば、第１の画素電極が可視光及び赤外光を反射する機能を有し、共通電極が可視光及び赤外光を透過する機能を有し、第２の発光層が青色の光を発する発光材料を有する場合、第１の発光層は、第１の画素電極と第２の発光層との間に位置することが好ましい。つまり、第１の発光デバイスの発する光が共通電極側に取り出される場合、第１の発光層は、第１の画素電極と第２の発光層との間に位置することが好ましい。
第１の発光層がピーク波長λａの光を発し、第２の発光層がピーク波長λｂの光を発する場合、第１の発光層の発光領域は、第１の画素電極からの光学距離がλａ／４またはその近傍に位置することが好ましく、第２の発光層の発光領域は、第１の画素電極からの光学距離が３λｂ／４またはその近傍に位置することが好ましい。
第１の発光デバイスは、さらに、正孔輸送層及び電子輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。第１の発光層がピーク波長λａの光を発し、第２の発光層がピーク波長λｂの光を発する場合、正孔輸送層は、波長λｂの光に対する常光屈折率が、波長λａの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましい。また、電子輸送層は、波長λｂの光に対する常光屈折率が、波長λａの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましい。
例えば、第１の画素電極が可視光及び赤外光を透過する機能を有し、共通電極が可視光及び赤外光を反射する機能を有し、第２の発光層が青色の光を発する発光材料を有する場合、第２の発光層は、第１の画素電極と第１の発光層との間に位置することが好ましい。つまり、第１の発光デバイスの発する光が第１の画素電極側に取り出される場合、第２の発光層は、第１の画素電極と第１の発光層との間に位置することが好ましい。
第１の発光層は、ピーク波長λａの光を発し、第２の発光層は、ピーク波長λｂの光を発する場合、第１の発光層の発光領域は、第１の画素電極からの光学距離が３λａ／４またはその近傍に位置することが好ましく、第２の発光層の発光領域は、第１の画素電極からの光学距離がλｂ／４またはその近傍に位置することが好ましい。
第１の発光デバイスは、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有することが好ましく、第２の発光デバイスは、可視光を発する機能を有することが好ましい。
第１の発光デバイスは、第１の発光層と第２の発光層との間に位置する電荷発生層を有することが好ましい。
第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスは、それぞれ、微小光共振器構造を有することが好ましい。第１の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光と、赤外光と、の双方を強める構成であることが好ましい。第２の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光を強める構成であることが好ましい。
本発明の一態様の発光装置は、さらに、第３の発光デバイスを有することが好ましい。第３の発光デバイスは、第３の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光デバイス及び第３の発光デバイスは、それぞれ、微小光共振器構造を有することが好ましい。第１の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤外光を強める構成であることが好ましい。第３の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光を強める構成であることが好ましい。
第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスは、さらに、共通層を有することが好ましい。共通層は、第１の画素電極と共通電極との間に位置する領域と、第２の画素電極と共通電極との間に位置する領域と、を有することが好ましい。
本発明の一態様は、第１の電極、第１の発光層、第２の発光層、及び第２の電極を有し、赤外光及び可視光の双方を発する機能を有する発光デバイスである。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の電極と第２の電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層は、可視光を発する発光材料を有する。
第１の電極が可視光及び赤外光を反射する機能を有し、第２の電極が可視光及び赤外光を透過する機能を有する場合、第１の発光層は、第１の電極と第２の発光層との間に位置することが好ましい。このとき、第２の発光層は、青色の光を発する発光材料を有することが好ましい。
第１の発光層が、ピーク波長λａの光を発し、第２の発光層が、ピーク波長λｂの光を発する場合、第１の発光層の発光領域は、第１の電極からの光学距離がλａ／４またはその近傍に位置することが好ましく、第２の発光層の発光領域は、第１の電極からの光学距離が３λｂ／４またはその近傍に位置することが好ましい。
本発明の一態様の発光デバイスは、さらに、正孔輸送層及び電子輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。第１の発光層がピーク波長λａの光を発し、第２の発光層がピーク波長λｂの光を発する場合、正孔輸送層は、波長λｂの光に対する常光屈折率が、波長λａの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましい。また、電子輸送層は、波長λｂの光に対する常光屈折率が、波長λａの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましい。
第１の電極が可視光及び赤外光を反射する機能を有し、第２の電極が可視光及び赤外光を透過する機能を有する場合、第２の発光層は、第１の電極と第１の発光層との間に位置することが好ましい。
本発明の一態様の発光デバイスは、さらに、第１の発光層と第２の発光層との間に位置する電荷発生層を有することが好ましい。
本発明の一態様の発光デバイスは、赤色、緑色、または青色の光と、赤外光と、の双方を強める構成の微小光共振器構造を有することが好ましい。
本発明の一態様は、上記構成の発光デバイスを発光部に有する発光装置である。
本発明の一態様は、表示部に、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び受光デバイスを有する表示装置である。第１の発光デバイスは、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有する。第２の発光デバイスは、可視光を発する機能を有する。受光デバイスは、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を吸収する機能を有する。第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の画素電極と共通電極との間に位置する。第２の発光デバイスは、第２の画素電極、第３の発光層、及び共通電極を有する。第３の発光層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置する。受光デバイスは、第３の画素電極、活性層、及び共通電極を有する。活性層は、第３の画素電極と共通電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層及び第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有する。活性層は、有機化合物を有する。
本発明の一態様は、表示部に、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び受光デバイスを有する表示装置である。第１の発光デバイスは、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有する。第２の発光デバイスは、可視光を発する機能を有する。受光デバイスは、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を吸収する機能を有する。第１の発光デバイスは、第１の画素電極、共通層、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の画素電極と共通電極との間に位置する。第２の発光デバイスは、第２の画素電極、共通層、第３の発光層、及び共通電極を有する。第３の発光層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置する。受光デバイスは、第３の画素電極、共通層、活性層、及び共通電極を有する。活性層は、第３の画素電極と共通電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層及び第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有する。活性層は、有機化合物を有する。共通層は、第１の画素電極と共通電極との間に位置する領域と、第２の画素電極と共通電極との間に位置する領域と、第３の画素電極と共通電極との間に位置する領域と、を有する。
表示装置が有する第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスの好ましい構成は、上記発光装置が有する第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスの構成と同様である。
表示部は、さらに、第３の発光デバイスを有することが好ましい。第３の発光デバイスは、第４の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光デバイス及び第３の発光デバイスは、それぞれ、微小光共振器構造を有することが好ましい。第１の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤外光を強める構成であることが好ましい。第３の発光デバイスが有する微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光を強める構成であることが好ましい。
表示部は、さらに、レンズを有することが好ましい。レンズは、受光デバイスと重なる部分を有することが好ましい。レンズを透過した光が、受光デバイスに入射する。
表示部は、さらに、隔壁を有することが好ましい。隔壁は、第１の画素電極の端部、第２の画素電極の端部、及び第３の画素電極の端部を覆うことが好ましい。第３の画素電極は、隔壁によって、第１の画素電極及び第２の画素電極のそれぞれと電気的に絶縁されていることが好ましい。隔壁は、第１の発光デバイスが発した光の少なくとも一部を吸収する機能を有することが好ましい。
表示部は、さらに、有色層を有することが好ましい。有色層は、隔壁の側面に接する部分を有することが好ましい。有色層は、カラーフィルタまたはブラックマトリクスを有することが好ましい。
表示部は、可撓性を有することが好ましい。
本発明の一態様は、上記いずれかの構成の発光装置または表示装置を有し、フレキシブルプリント回路基板（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、以下、ＦＰＣと記す）もしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）等のコネクタが取り付けられたモジュール、またはＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式もしくはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により集積回路（ＩＣ）が実装されたモジュール等のモジュールである。なお、本明細書等では、発光装置を有するモジュールを、発光モジュールと呼び、表示装置を有するモジュールを、表示モジュールと呼ぶ場合がある。
本発明の一態様は、上記のモジュールと、アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち少なくとも一つと、を有する電子機器である。
本発明の一態様により、可視光及び赤外光を発する機能を有する発光装置を提供できる。本発明の一態様により、利便性の高い発光装置を提供できる。本発明の一態様により、多機能の発光装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な発光装置を提供できる。
本発明の一態様により、光検出機能を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、可視光及び赤外光を発する機能と、光検出機能を有する表示装置を提供できる。本発明の一態様により、利便性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、多機能の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、新規な表示装置を提供できる。
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。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。明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａ～図１Ｆは、発光装置の一例を示す断面図である。
図２Ａ～図２Ｅは、画素の一例を示す上面図である。
図３Ａ～図３Ｄは、発光デバイスの積層構造を説明する図である。
図４Ａ～図４Ｄは、発光デバイスの積層構造を説明する図である。
図５Ａ～図５Ｄは、発光領域の位置関係を説明する図である。
図６Ａ、図６Ｂは、発光装置の一例を示す断面図である。図６Ｃ、図６Ｄは、画素の一例を示す上面図である。図６Ｅは、発光デバイスの積層構造を説明する図である。
図７Ａ～図７Ｃは、発光装置の一例を示す断面図である。
図８Ａ～図８Ｃは、発光装置の一例を示す断面図である。
図９は、発光装置の一例を示す斜視図である。
図１０Ａ、図１０Ｂは、発光装置の一例を示す断面図である。
図１１Ａは、発光装置の一例を示す断面図である。図１１Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１２Ａ～図１２Ｄは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１３Ａ～図１３Ｅは、画素の一例を示す上面図である。
図１４Ａ～図１４Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１５Ａ～図１５Ｃは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１６は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１７Ａ、図１７Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１８Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１８Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１９は、表示装置の一例を示す断面図である。
図２０Ａ、図２０Ｂは、画素回路の一例を示す回路図である。
図２１Ａ、図２１Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図２２Ａ～図２２Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図２３Ａ～図２３Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図２４Ａ～図２４Ｄは、実施例の発光デバイスを示す図である。
図２５は、実施例１の計算に用いた発光スペクトルを示す図である。
図２６は、実施例１の計算結果である発光スペクトルを示す図である。
図２７は、実施例１の計算結果であるＣＩＥ１９３１色度座標を示す図である。
図２８は、実施例１の計算に用いた屈折率を示す図である。
図２９は、実施例２の計算に用いた発光スペクトルを示す図である。
図３０は、実施例２の計算結果である発光スペクトルを示す図である。
図３１は、実施例２の計算結果である発光スペクトルを示す図である。
図３２は、実施例２の計算結果であるＣＩＥ１９３１色度座標を示す図である。
図３３は、実施例２の計算結果であるＣＩＥ１９３１色度座標を示す図である。
図３４は、実施例３の計算に用いた発光スペクトルを示す図である。
図３５は、実施例３の計算結果である発光スペクトルを示す図である。
図３６は、実施例３の計算結果であるＣＩＥ１９３１色度座標を示す図である。
実施の形態について、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、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能である。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能である。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図１～図１１を用いて説明する。
本発明の一態様の発光装置は、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、を有する。可視光としては、波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光が挙げられ、例えば、赤色、緑色、または青色の光が挙げられる。赤外光としては、近赤外光が挙げられ、具体的には、波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光が挙げられる。
本発明の一態様の発光装置は、第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、を有する。第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の画素電極と共通電極との間に位置する。第２の発光デバイスは、第２の画素電極、第３の発光層、及び共通電極を有する。第３の発光層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層及び第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有する。
第１の発光層が有する発光材料は、最大ピーク波長（ピーク強度が最も高い波長ともいえる）が７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光を発することが好ましい。第２の発光層及び第３の発光層が有する発光材料は、それぞれ、最大ピーク波長が４００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下の光を発することが好ましい。なお、本明細書等において、単に、ピーク波長と記す場合であっても、最大ピーク波長と言い換えることができる。
本発明の一態様の発光装置は、センサ（例えば、イメージセンサや光学式タッチセンサ）の光源として利用することができる。本発明の一態様の発光装置は、可視光及び赤外光の双方を発することができるため、可視光を光源に用いるセンサと赤外光を光源に用いるセンサのどちらとも組み合わせることができ、利便性が高い。また、可視光及び赤外光の双方を光源に用いるセンサの光源としても用いることができ、センサの機能性を高めることができる。さらに、本発明の一態様の発光装置は、可視光を発することができるため、表示装置として利用することができる。
また、本発明の一態様の発光装置では、１つの副画素が、可視光と赤外光との双方を発する構成とすることができる。例えば、それぞれ、赤色、緑色、または青色を発する３つの副画素のいずれかを赤外光を発する構成とすることができる。可視光を発する副画素が、赤外光を発する副画素を兼ねることで、赤外光を発する副画素を別途設けなくてよい。したがって、１つの画素が有する副画素の数を増やさずに、発光装置を、可視光及び赤外光の双方を発する構成とすることができる。これにより、画素の開口率の低下を抑制でき、発光装置の発光効率を高めることができる。
また、本発明の一態様の発光装置は、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、で、共通の構成の層を有することができる。そのため、作製工程を大幅に増やすことなく、発光装置に、赤外光を発する機能を付加することができる。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち少なくとも１つを、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、で、同一の構成にすることができる。
図１Ａ～図１Ｆに、本発明の一態様の発光装置の断面図を示す。
図１Ａ～図１Ｆに示す発光装置４０Ａ～発光装置４０Ｆは、それぞれ、赤色（Ｒ）の光、緑色（Ｇ）の光、青色（Ｂ）の光、及び赤外光（ＩＲ）が射出される構成である。
発光装置４０Ａ～発光装置４０Ｆは、赤色の光、緑色の光、及び青色の光のうちいずれか一つを発する発光デバイスが、赤外光も発することができる構成である。
本発明の一態様の発光装置は、発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出するトップエミッション型、発光デバイスが形成されている基板側に光を射出するボトムエミッション型、両面に光を射出するデュアルエミッション型のいずれであってもよい。
図１Ａ～図１Ｆでは、発光デバイスが基板１５２側に光を射出する発光装置を示す。
図１Ａに示す発光装置４０Ａは、基板１５１と基板１５２との間に、発光デバイス４７Ｒ、発光デバイス４７Ｇ、及び発光デバイス４７Ｂを有する。
図１Ｂに示す発光装置４０Ｂは、発光装置４０Ａの構成に加えて、基板１５１と基板１５２との間に、トランジスタを有する層４５を有する。
発光装置４０Ａ及び発光装置４０Ｂにおいて、発光デバイス４７Ｒは、赤色（Ｒ）の光と、赤外光（ＩＲ）と、の双方を発することができ、発光デバイス４７Ｇは、緑色（Ｇ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｂは、青色（Ｂ）の光を発することができる。
図１Ｃに示す発光装置４０Ｃは、基板１５１と基板１５２との間に、発光デバイス４７Ｒ、発光デバイス４７Ｇ、及び発光デバイス４７Ｂを有する。
図１Ｄに示す発光装置４０Ｄは、発光装置４０Ｃの構成に加えて、基板１５１と基板１５２との間に、トランジスタを有する層４５を有する。
発光装置４０Ｃ及び発光装置４０Ｄにおいて、発光デバイス４７Ｇは、緑色（Ｇ）の光と、赤外光（ＩＲ）と、の双方を発することができ、発光デバイス４７Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｂは、青色（Ｂ）の光を発することができる。
図１Ｅに示す発光装置４０Ｅは、基板１５１と基板１５２との間に、発光デバイス４７Ｒ、発光デバイス４７Ｇ、及び発光デバイス４７Ｂを有する。
図１Ｆに示す発光装置４０Ｆは、発光装置４０Ｅの構成に加えて、基板１５１と基板１５２との間に、トランジスタを有する層４５を有する。
発光装置４０Ｅ及び発光装置４０Ｆにおいて、発光デバイス４７Ｂは、青色（Ｂ）の光と、赤外光（ＩＲ）と、の双方を発することができ、発光デバイス４７Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｇは、緑色（Ｇ）の光を発することができる。
トランジスタを有する層４５は、複数のトランジスタを有する。例えば、トランジスタを有する層４５は、発光デバイスと電気的に接続されるトランジスタを有する。
発光デバイス４７Ｂの発光スペクトルの可視光領域の最大ピーク波長（第１のピーク波長ともいう）は、例えば、４００ｎｍ以上４８０ｎｍ以下とすることができる。
発光デバイス４７Ｒの発光スペクトルの可視光領域の最大ピーク波長（第２のピーク波長ともいう）は、例えば、５８０ｎｍ以上７５０ｎｍ未満とすることができる。
発光デバイス４７Ｇの発光スペクトルの可視光領域の最大ピーク波長（第３のピーク波長ともいう）は、第１のピーク波長と第２のピーク波長の間の波長とすることができる。例えば、第３のピーク波長は、４８０ｎｍ以上５８０ｎｍ未満とすることができる。
赤外光を発する発光デバイスの発光スペクトルの赤外領域の最大ピーク波長（第４のピーク波長ともいう）は、第２のピーク波長よりも長波長とすることができる。例えば、第４のピーク波長は、７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下とすることができる。
［画素］
図２Ａ～図２Ｅに、画素の構成例を示す。
本発明の一態様の発光装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光デバイスを有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、または、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。
本発明の一態様の発光装置は、画素を構成するこれら副画素の少なくとも１つが可視光に加えて赤外光を射出する構成である。
図２Ａ～図２Ｃに示す画素は、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素（３つの発光デバイス）を有する。図２Ａは、赤色（Ｒ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であり、図２Ｂは、緑色（Ｇ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であり、図２Ｃは、青色（Ｂ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成である。
図２Ｄ、図２Ｅに示す画素は、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、及び白色（Ｗ）の４色の副画素（４つの発光デバイス）を有する。図２Ｄ、図２Ｅは、赤色（Ｒ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であるが、これに限定されず、他の色の副画素が赤外光を射出する構成であってもよい。図２Ｄは、横一列に４つの副画素が配置されている例であり、図２Ｅは、２×２のマトリクス状に４つの副画素が配置されている例である。
［発光デバイスの構成］
以下では、図３～図５を用いて、本発明の一態様の発光装置が有する発光デバイスの構成について説明する。
なお、本明細書等において、特に説明のない限り、要素（発光デバイス、発光層など）を複数有する構成を説明する場合であっても、各々の要素に共通する事項を説明する場合には、アルファベットを省略して説明する。例えば、発光層１９３Ｒ及び発光層１９３Ｇ等に共通する事項を説明する場合に、発光層１９３と記す場合がある。
図３Ａ～図３Ｄ及び図４Ａ～図４Ｄに示す発光装置は、それぞれ、基板１５１上に、トランジスタを有する層４５を介して、赤色（Ｒ）の光を発する発光デバイス４７Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス４７Ｇ、及び青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス４７Ｂを有する。３つの発光デバイスのうち少なくとも１つは赤外光を発する機能を有する。図３Ａ～図３Ｄ及び図４Ａ～図４Ｄにおいて、赤外光を発する発光デバイスには、符号の後に（ＩＲ）を付す。
各色の発光デバイスは、画素電極１９１、共通電極１１５、及び、少なくとも１つの発光ユニットを有する。画素電極１９１は、発光デバイスごとに設けられる。共通電極１１５は、複数の発光デバイスに共通で用いられる。画素電極１９１及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。発光ユニットは、少なくとも１つの発光層１９３を有する。
図３Ａ～図３Ｄ及び図４Ａ～図４Ｄでは、発光デバイスが基板１５１に形成されており、発光デバイスが共通電極１１５側に光を射出するトップエミッション型の発光装置を示す。共通電極１１５は可視光及び赤外光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）、または、可視光及び赤外光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極ともいう）である。画素電極１９１は可視光及び赤外光に対する反射性を有する電極（反射電極ともいう）であることが好ましい。
発光デバイスは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に１つの発光ユニットを有するシングル構造であってもよく、複数の発光ユニットを有するタンデム構造であってもよい。
可視光を発し、かつ赤外光を発しない発光デバイスは、シングル構造であると、生産性が高まり好ましい。可視光及び赤外光の双方を発する発光デバイスも、シングル構造であると、生産性が高まり好ましい。また、可視光及び赤外光の双方を発する発光デバイスは、タンデム構造であると、光学距離の最適化が容易となる、発光強度が高まる、等の利点があり好ましい。
図３Ａ～図３Ｄは、各色の発光デバイスがシングル構造である例である。
図３Ａ、図３Ｂは、発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）が青色の光及び赤外光を発する構成である。
図３Ａに示す発光デバイス４７Ｒは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、バッファ層１９２Ｒ、発光層１９３Ｒ、及びバッファ層１９４Ｒをこの順で有する。発光層１９３Ｒは、赤色の光を発する発光材料を有する。
図３Ａに示す発光デバイス４７Ｇは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇをこの順で有する。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する発光材料を有する。
図３Ａに示す発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、及びバッファ層１９４Ｂをこの順で有する。発光層１９３Ｎは、赤外光を発する発光材料を有する。発光層１９３Ｂは、青色の光を発する発光材料を有する。
詳細は後述するが、発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）では、発光層１９３Ｎの方が発光層１９３Ｂよりも、反射電極（図３Ａでは画素電極１９１）の近くに位置することが好ましい。反射電極と発光層１９３Ｂの間に発光層１９３Ｎを設け、反射電極から発光層１９３Ｂを離すことで、青色の光の取り出し効率を高めることができる。
発光ユニットは、発光層１９３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質（電子輸送性及び正孔輸送性が高い物質）等を含む層をさらに有していてもよい。これらの層は、各色の発光デバイスで互いに異なる構成であってもよい。
例えば、各色の発光デバイスにおいて、画素電極１９１と発光層１９３との間に設けられるバッファ層１９２は、それぞれ、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。また、例えば、各色の発光デバイスにおいて、発光層１９３と共通電極１１５との間に設けられるバッファ層１９４は、それぞれ、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。バッファ層１９２Ｒ、１９２Ｇ、１９２Ｂ、１９４Ｒ、１９４Ｇ、１９４Ｂは、それぞれ単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
図３Ｂに示す発光装置は、バッファ層１９２Ｒ、１９２Ｇ、１９２Ｂを有さず、共通層１１２を有する点、及び、バッファ層１９４Ｒ、１９４Ｇ、１９４Ｂを有さず、共通層１１４を有する点で、図３Ａに示す発光装置と異なる。
共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を有することが好ましい。共通層１１４は、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。共通層１１２、１１４は、それぞれ単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
発光層１９３以外の層の少なくとも一部を、各色の発光デバイスで共通の構成とすることができる。これにより、発光装置の作製工程を削減でき、好ましい。
図３Ｃ、図３Ｄは、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）が赤色の光及び赤外光を発する構成である。
図３Ｃ、図３Ｄに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、共通層１１２、バッファ層１９２Ｒ、発光層１９３Ｒ、発光層１９３Ｎ、バッファ層１９４Ｒ、及び共通層１１４を有する。発光層１９３Ｒは、赤色の光を発する発光材料を有する。発光層１９３Ｎは、赤外光を発する発光材料を有する。
図３Ｃに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）は、画素電極１９１と発光層１９３Ｎとの間に発光層１９３Ｒを有する。一方、図３Ｄに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）は、画素電極１９１と発光層１９３Ｒとの間に発光層１９３Ｎを有する。発光層１９３Ｒと発光層１９３Ｎの積層順に特に限定はない。
図３Ｃ、図３Ｄに示す発光デバイス４７Ｇは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、共通層１１２、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通層１１４をこの順で有する。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する発光材料を有する。
図３Ｃ、図３Ｄに示す発光デバイス４７Ｂは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に、共通層１１２、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通層１１４をこの順で有する。発光層１９３Ｂは、青色の光を発する発光材料を有する。
図３Ｃ、図３Ｄに示すように、各色の発光デバイスは、発光層１９３以外の層の一部（バッファ層）を色ごとに作り分け、他の一部（共通層）を共通で用いる構成である。このように、発光層１９３以外の層の一部を、各色の発光デバイスで共通の構成とすることで、発光装置の作製工程を削減でき、好ましい。なお、本発明の一態様の発光装置は、バッファ層１９２Ｒ、１９２Ｇ、１９２Ｂ、１９４Ｒ、１９４Ｇ、１９４Ｂ及び共通層１１２、１１４のうち、一部の層を有していなくてもよい。
例えば、図３Ｃ、図３Ｄにおいて、共通層１１２は正孔注入層を有し、バッファ層１９２Ｒ、１９２Ｇ、１９２Ｂは正孔輸送層を有し、バッファ層１９４Ｒ、１９４Ｇ、１９４Ｂは電子輸送層を有し、共通層１１４は電子注入層を有することが好ましい。
図４Ａ～図４Ｃは、赤外光を発する発光デバイスがタンデム構造であり、他の発光デバイスがシングル構造である例である。
図４Ａは、発光層１９３Ｎと発光層１９３Ｂとの間に中間層１９８を有する点で、図３Ａと異なる。同様に、図４Ｂは、発光層１９３Ｎと発光層１９３Ｂとの間に中間層１９８を有する点で、図３Ｂと異なる。また、図４Ｃは、発光層１９３Ｎと発光層１９３Ｒとの間に中間層１９８を有する点で、図３Ｃと異なる。
中間層１９８は、少なくとも電荷発生層を有する。電荷発生層は２つの発光ユニットの間に位置する。電荷発生層は、一対の電極間に電圧が印加されたとき、隣接する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（ホール）を注入する機能を有する。中間層１９８は、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質等を含む層をさらに有していてもよい。
赤外光を発する発光層（発光層１９３Ｎ）と、可視光を発する発光層（発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｇ、または発光層１９３Ｒ）と、を１つの発光ユニットに有するシングル構造の場合、励起子を２つの発光層で分け合うため、可視光及び赤外光の発光強度が低くなる。図４Ａ～図４Ｃに示すように、発光層１９３Ｎを有する発光ユニットと、発光層１９３Ｂまたは発光層１９３Ｒを有する発光ユニットと、を分けたタンデム構造を発光デバイスに適用することで、可視光及び赤外光の発光強度を高めることができる。
可視光及び赤外光の双方を発する発光デバイスにタンデム構造を適用する場合でも、発光層以外の層の一部を、他の発光デバイスと共通の構成にすることができる。
例えば、図４Ｂに示す発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）は、画素電極１９１と下側の発光層１９３Ｎとの間に共通層１１２を有し、共通電極１１５と上側の発光層１９３Ｂとの間に共通層１１４を有する。共通層１１２及び共通層１１４は、他の発光デバイスと共通の構成である。
また、図４Ｃに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）は、画素電極１９１と下側の発光層１９３Ｎとの間に共通層１１２及びバッファ層１９２Ｒを有し、共通電極１１５と上側の発光層１９３Ｂとの間に共通層１１４及びバッファ層１９４Ｒを有する。共通層１１２及び共通層１１４は、他の発光デバイスと共通の構成であり、バッファ層１９２Ｒ及びバッファ層１９４Ｒは、他の発光デバイスと作り分けられた構成である。
また、図４Ｄに示す発光装置は、共通電極１１５上にバッファ層１１６を有する点で、図３Ａに示す発光装置と異なる。バッファ層１１６としては、有機膜、半導体膜、無機絶縁膜等が挙げられる。図４Ｄに示す発光装置は、発光デバイスの発光をバッファ層１１６側に取り出す構成であるため、バッファ層１１６は可視光及び赤外光を透過する機能を有することが好ましい。これにより、バッファ層１１６による光の吸収を抑制し、発光デバイスの光取り出し効率を高めることができる。有機膜としては、発光デバイスに用いることができる、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質等を含む層が挙げられる。半導体膜としては、可視光及び赤外光を透過する半導体膜が挙げられる。無機絶縁膜としては、窒化シリコン膜などが挙げられる。バッファ層１１６は、パッシベーション機能を有することが好ましい。これにより、発光デバイスに水分等の不純物が入り込むことを抑制できる。また、共通電極１１５が可視光及び赤外光を反射する機能を有する場合、バッファ層１１６を設けることで、共通電極１１５における表面プラズモンによる光エネルギーの損失を低減することができる。
発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造が適用されていることが好ましい。したがって、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視光及び赤外光に対する透過性及び反射性を有する電極（半透過・半反射電極）を有することが好ましく、他方は、可視光及び赤外光に対する反射性を有する電極（反射電極）を有することが好ましい。
透光性を有する電極の光の透過率は、４０％以上とする。例えば、発光デバイスには、可視光（波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光）及び近赤外光（波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光）のそれぞれの透過率が４０％以上である電極を用いることが好ましい。また、半透過・半反射電極の可視光及び近赤外光それぞれの反射率は、１０％以上９５％以下、好ましくは３０％以上８０％以下とする。反射電極の可視光及び近赤外光の反射率は、４０％以上１００％以下、好ましくは７０％以上１００％以下とする。また、これらの電極の抵抗率は、１×１０－２Ωｃｍ以下が好ましい。
以下では、画素電極１９１に反射電極を用い、共通電極１１５に半透過・半反射電極を用いた、トップエミッション型の発光デバイスを例に挙げて説明する。発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有することで、発光層１９３から得られる発光を両電極間で共振させ、共通電極１１５を透過して射出される光を強めることができる。
なお、発光デバイスに、画素電極１９１側に光を射出する構成（ボトムエミッション型）を適用することもできる。具体的には、共通電極１１５に反射電極を用い、画素電極１９１に可視光及び赤外光を透過する電極（透明電極ともいう）または半透過・半反射電極を用いることで、画素電極１９１側に光を射出させることができる。
各色の発光デバイスが有する一対の電極の材料及び膜厚等は等しくすることができる。これにより、発光装置の作製コストの削減及び作製工程の簡略化ができる。
発光デバイスは、色ごとに異なる構成で形成される。赤色の光を発する発光デバイス４７Ｒにおいて、一対の電極間の光学距離が赤色発光を強める光学距離となるように、発光ユニットの膜厚を調整することが好ましい。同様に、緑色の光を発する発光デバイス４７Ｇにおいて、一対の電極間の光学距離が緑色発光を強める光学距離となるように、発光ユニットの膜厚を調整することが好ましい。そして、青色の光を発する発光デバイス４７Ｂにおいて、一対の電極間の光学距離が青色発光を強める光学距離となるように、発光ユニットの膜厚を調整することが好ましい。さらに、赤外光を発する発光デバイスにおいては、一対の電極間の光学距離が赤外発光をも強める光学距離となることが好ましい。つまり、可視光及び赤外光の双方を発する発光デバイスでは、可視光（赤、緑、または青色）と赤外光との双方が強まる光学距離となるように、発光ユニットの膜厚を調整することが好ましい。なお、半透過・半反射電極が、反射電極と透明電極との積層構造の場合、一対の電極間の光学距離とは、一対の反射電極間の光学距離を示す。
具体的には、発光層１９３から得られる光の波長λに対して、画素電極１９１と共通電極１１５との光学距離がｎλ／２（ｎは自然数）またはその近傍となるように調整することが好ましい。
なお、本明細書等において、発光層１９３から得られる光の波長λは、発光層１９３のピーク波長（特に、最大ピーク波長）とすることができる。また、本明細書等において、波長Ｘの近傍とは、Ｘの±２０ｎｍ以内、好ましくは、Ｘの±１０ｎｍ以内の範囲を表す。
マイクロキャビティ構造では、一対の電極間の光学距離（反射による位相シフトを含む）の倍数を整数で除した値の波長の光を強めて取り出すことができる。例えば、当該光学距離が５００ｎｍの場合、（５００×２／１＝）１０００ｎｍ、（５００×２／２＝）５００ｎｍ、（５００×２／３＝）３３３ｎｍ、（５００×２／４＝）２５０ｎｍ、などの光を強めて取り出すことができる。または、当該光学距離が５００ｎｍの場合、（５００×３／１＝）１５００ｎｍ、（５００×３／２＝）７５０ｎｍ、（５００×３／３＝）５００ｎｍ、（５００×３／４＝）３７５ｎｍ、などの光を強めて取り出すこともできる。
したがって、可視光と赤外光との公倍数となる光学距離を採用することで、可視光及び赤外光の双方を効率的に取り出すことができる。
ここで、フルカラー表示における品質の指標としていくつかの規格値が定められている。例えば、ディスプレイ、プリンタ、デジタルカメラ、スキャナなどの機器において、機器間の色再現の違いを統一するためにＩＥＣ（国際電気標準会議）が定めた国際標準の色空間に関する規格としてｓＲＧＢ規格が広く定着している。そのほかの規格としては、アメリカの国家テレビ標準化委員会（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）が作成したアナログテレビ方式の色域規格であるＮＴＳＣ規格、デジタル映画（シネマ）を配給する際の国際的な統一規格であるＤＣＩ－Ｐ３（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｉｎｅｍａ Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅｓ）規格、ＮＨＫが定めた高精細なＵＨＤＴＶ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ、スーパーハイビジョンともいう）で使われる規格、Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ ＩＴＵ－Ｒ ＢＴ．２０２０（以下、ＢＴ．２０２０）などが挙げられる。このような規格値によって、Ｒ、Ｇ、Ｂの波長は既定されているため、可視光と共に取り出すことができる赤外光の波長は制限される。
例えば、ＢＴ．２０２０で規定されているＲ、Ｇ、Ｂに相当する光の波長とそのｎ次光（ｎは自然数）を表１に示す。
Figure 0007377216000001
表１から、マイクロキャビティ構造により、ＢＴ．２０２０で規定されているＲ、Ｇ、Ｂの光のいずれかと共に強めて取り出すことができる赤外光の波長を見積もることができる。なお、ｎが大きすぎると、光の取り出し効率が低下するため、ｎは１以上３以下が好ましく、ｎは１または２であることが特に好ましい。したがって、Ｒ、Ｇ、Ｂのｎ＝２に対応する波長である、９３４ｎｍ、１０６４ｎｍ、１２６０ｎｍや、Ｒ、Ｇのｎ＝３を２で除した波長である、７９８ｎｍ、９４５ｎｍなどが、Ｒ、Ｇ、Ｂの光のいずれかと共に強めて取り出すことができる赤外光であることがわかる。
以上のことから、取り出したい赤外光の波長に合わせて、どの色のｎ次光を応用するか、を適宜決定することが好ましい。
また、発光デバイスの光の取り出し効率を高めるためには、一対の電極間の光学距離だけでなく、発光層１９３の所望の光が得られる領域（発光領域）と反射が生じる電極との間の光学距離も重要である。具体的には、画素電極１９１と発光領域との間の光学距離を（２ｍ’＋１）λ／４またはその近傍とし、共通電極１１５と発光領域との間の光学距離を（２Ｍ＋１）λ／４またはその近傍とすることで（ｍ’及びＭは、それぞれ、０または自然数、かつ、ｎ＝ｍ’＋Ｍ＋１）、効率よく光を取り出すことができる。なお、ここでいう発光領域とは、発光層における正孔（ホール）と電子との再結合領域を示す。
図５Ａ、図５Ｂに、可視光の２次光（ｎ＝２）を応用する例を示す。つまり、赤外光の波長λｉは、可視光の波長λｖの２倍の長さである。一対の電極間の光学距離は、λｉ／２＝λｖである。図５Ａ、図５Ｂに示すように、可視光の２次光を応用する場合、可視光の発光領域と赤外光の発光領域の好ましい位置の組み合わせは２通りである。
図５Ａでは、画素電極１９１と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、λｖ／４であり、共通電極１１５と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、３λｖ／４であり、画素電極１９１と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４であり、共通電極１１５と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４である例を示す。
図５Ｂでは、画素電極１９１と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、３λｖ／４であり、共通電極１１５と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、λｖ／４であり、画素電極１９１と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４であり、共通電極１１５と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４である例を示す。
ここで、反射電極として、特定の金属膜（例えば銀のような貴金属を含む金属膜など）を用いると、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｌａｓｍｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）の影響により、光取出し効率が低下する場合がある。これは、金属膜の表面またはその近傍で光が金属固有のプラズモン振動と共鳴し、その固有振動に対応する波長の光が取り出せなくなるためである。これは、反射電極と発光層の発光領域までの光学距離が近いほど生じやすい。また、青色の光を発する発光デバイスにおいて生じやすい。
そのため、トップエミッション型の青色の光を発する発光デバイス４７Ｂにおいて、画素電極１９１から発光層１９３Ｂの発光領域までの光学距離を（２ｍ’＋１）λ／４（ｍ’は自然数）またはその近傍となるように調節するのが好ましい。
つまり、トップエミッション型の、青色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）の場合、図５Ｂに示す構成を適用することが好ましい。図５Ｂの構成は、図５Ａの構成に比べて、画素電極１９１（反射電極）から青色の発光層１９３Ｂの発光領域までの光学距離を長くすることができるため、表面プラズモン共鳴の影響を抑制でき、光の取り出し効率を高めることができる。
図３Ａ、図３Ｂ、図４Ａ、図４Ｂに示す発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）では、画素電極１９１上に発光層１９３Ｎを介して、発光層１９３Ｂが設けられている。このように、赤外光を発する発光層１９３Ｎよりも、赤外光よりも波長が短い青色の光を発する発光層１９３Ｂを、画素電極１９１（反射電極）から離すことで、青色の光の取り出し効率を高めることができる。
一方、ボトムエミッション型の発光デバイスの場合、共通電極１１５に反射電極を用いる。そのため、ボトムエミッション型の青色の光を発する発光デバイスにおいて、共通電極１１５から発光層１９３Ｂの発光領域までの光学距離を（２Ｍ＋１）λ／４（Ｍは自然数）またはその近傍となるように調節するのが好ましい。
つまり、青色の光及び赤外光を発する、ボトムエミッション型の発光デバイスの場合、図５Ａに示す構成を適用することが好ましい。図５Ａの構成は、図５Ｂの構成に比べて、共通電極１１５（反射電極）から青色の発光層１９３Ｂの発光領域までの光学距離を長くすることができるため、表面プラズモン共鳴の影響を抑制でき、光の取り出し効率を高めることができる。
青色の光及び赤外光を発する、ボトムエミッション型の発光デバイスの場合、例えば、発光層１９３Ｎの方が発光層１９３Ｂよりも、反射電極（共通電極１１５）の近くに位置することが好ましい。反射電極と発光層１９３Ｂの間に発光層１９３Ｎを設け、反射電極から発光層１９３Ｂを離すことで、青色の光の取り出し効率を高めることができる。
なお、赤色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）または緑色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｇ（ＩＲ）の場合は、図５Ａ、図５Ｂのいずれの構成を適用してもよい。なお、波長によっては、上記の理由から、光取り出し方向に応じて好ましい構成が異なる場合がある。
このような光学調整を行うことにより、発光層１９３から得られる特定の単色光のスペクトルを狭線化させ、色純度のよい発光を得ることができる。また、発光デバイスの光取り出し効率の低下を抑制し、発光装置の消費電力を下げることができる。
なお、画素電極１９１と共通電極１１５との間の光学距離は、厳密には、画素電極１９１における反射面から共通電極１１５における反射面までの距離と屈折率の積に、反射で生じる位相シフトを足し合わせた値で表される。しかし、画素電極１９１と共通電極１１５における反射面及び位相シフトを厳密に決定することは困難である。そのため、画素電極１９１と共通電極１１５の任意の位置を反射面と仮定し、任意の位相シフトを仮定することで十分に上述の効果を得ることができるものとする。
同様に、画素電極１９１と発光領域との間の光学距離は、厳密には、画素電極１９１における反射面から発光層における発光領域までの距離と屈折率の積に、反射で生じる位相シフトを足し合わせた値で表される。しかし、画素電極１９１における反射面及び位相シフト、並びに、発光層における発光領域を厳密に決定することは困難である。そのため、画素電極１９１の任意の位置を反射面と仮定し、任意の位相シフトを仮定し、発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで十分に上述の効果を得ることができるものとする。
例えば、発光層１９３における発光領域は、画素電極１９１側の面、共通電極１１５側の面、または、発光層１９３の中心などと仮定することができる。
また、発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）は、一対の電極間の光学距離が、発光層１９３Ｂの青色発光の波長となり、かつ、発光層１９３Ｎの赤外光の波長の１／２となるよう調整することが好ましい。発光デバイス４７Ｒは、一対の電極間の光学距離が、発光層１９３Ｒの赤色発光の波長の１／２となるよう調整することが好ましい。発光デバイス４７Ｇは、一対の電極間の光学距離が、発光層１９３Ｇの緑色発光の波長の１／２となるよう調整することが好ましい。このような構成とすることで、各色の光の取り出し効率を高めることができる。
Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の発光デバイスを有する発光装置において、Ｒ、Ｇの一対の電極間の光学距離が各色の波長の１／２となり、Ｂの一対の電極間の光学距離が青色の波長となるよう作製するには、Ｒ、Ｇ、Ｂで、発光層以外の層も作り分ける必要があり、生産性が低下しやすい。また、Ｒ、Ｇ、Ｂで、発光層以外の層を共通にする場合、青色の発光の効率向上の観点から、３色で共通に設ける層が厚くなり、３色とも一対の電極間の光学距離が各色の波長となってしまう。
一方、本発明の一態様において、青色の光を発する発光デバイスが赤外光を発する構成では、一対の電極間の光学距離を青色の波長に合わせるために、赤外光を発する発光層または発光ユニットの膜厚を調整することができる。したがって、赤色、緑色の光を発する発光デバイスと共通に用いる層を厚くしなくてもよい。これにより、生産性高く、Ｒ、Ｇの一対の電極間の光学距離が各色の波長の１／２となり、Ｂの一対の電極間の光学距離が青色の波長となるよう作製することができる。
図５Ｃ、図５Ｄに、可視光の３次光（ｎ＝３）を応用する例を示す。赤外光の波長λｉは、可視光の波長λｖの３倍を２で除した長さである。一対の電極間の光学距離は、λｉ＝３λｖ／２である。図５Ｃ、図５Ｄに示すように、可視光の３次光を応用する場合、可視光の発光領域と赤外光の発光領域の好ましい位置の組み合わせは６通りである。
図５Ｃでは、画素電極１９１と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４であり、共通電極１１５と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、３λｉ／４である例を示す。
図５Ｄでは、画素電極１９１と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、３λｉ／４であり、共通電極１１５と赤外光の発光領域ＥＭ（ＩＲ）との間の光学距離が、λｉ／４である例を示す。
図５Ｃ、図５Ｄに示す可視光の発光領域の位置（ａ）は、画素電極１９１と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、λｖ／４であり、共通電極１１５と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、５λｖ／４である。
図５Ｃ、図５Ｄに示す可視光の発光領域の位置（ｂ）は、画素電極１９１と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、３λｖ／４であり、共通電極１１５と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、３λｖ／４である。
図５Ｃ、図５Ｄに示す可視光の発光領域の位置（ｃ）は、画素電極１９１と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、５λｖ／４であり、共通電極１１５と可視光の発光領域ＥＭ（Ｖ）との間の光学距離が、λｖ／４である。
タンデム構造の場合、可視光を発する発光層と赤外光を発する発光層との距離が離れていることが好ましいため、図５Ｃでは、可視光の発光領域の位置（ｂ）、（ｃ）が好ましく、図５Ｄでは、可視光の発光領域の位置（ａ）、（ｂ）が好ましい。
シングル構造の場合、可視光を発する発光層と赤外光を発する発光層との距離が近いことが好ましいため、図５Ｃでは、可視光の発光領域の位置（ａ）が好ましく、図５Ｄでは、可視光の発光領域の位置（ｃ）が好ましい。
また、発光デバイスを構成する有機膜の屈折率には、波長依存性がある。屈折率の波長依存性を利用して、所望の波長の赤外光を取り出すことができる。
可視光から赤外光にかけての波長域において、有機膜の屈折率は低くなる傾向がある。屈折率が低下することで、同じ膜厚でも、色によって光路長が変化し、長波長の光ほど光学距離が短くなる。特に、青色の光の波長と赤外光の波長とでは屈折率に大きな差がある。例えば、青色の光の２次光を応用した場合に取り出せる赤外光の波長は、青色の光の波長の２倍よりも小さくなることがある。有機膜の屈折率の波長依存性を利用して、取り出す赤外光の波長を制御することができる。なお、膜に屈折率の異方性が生じる場合は、常光屈折率の値を利用して、取り出す赤外光の波長を制御することが好ましい。
例えば、発光デバイスが有する正孔輸送層は、可視光の波長λｖの光に対する常光屈折率が、赤外光の波長λｉの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましく、０．２以上大きいことがより好ましい。また、発光デバイスが有する電子輸送層は、可視光の波長λｖの光に対する常光屈折率が、赤外光の波長λｉの光に対する常光屈折率よりも０．１以上大きいことが好ましく、０．２以上大きいことがより好ましい。これにより、取り出す赤外光のピーク波長を短波長側にシフトすることができる。
［変形例］
図６Ａ、図６Ｂに本発明の一態様の発光装置の断面図を示す。
図６Ａ、図６Ｂに示す発光装置４０Ｇ及び発光装置４０Ｈは、それぞれ、赤色（Ｒ）の光、緑色（Ｇ）の光、青色（Ｂ）の光、及び赤外光（ＩＲ）が射出される構成である。
発光装置４０Ｇ及び発光装置４０Ｈは、赤色の光、緑色の光、及び青色の光を取り出す発光デバイスとは別に、赤外光を取り出す発光デバイスを有する構成である。
図６Ａに示す発光装置４０Ｇは、基板１５１と基板１５２との間に、発光デバイス４７Ｒ、発光デバイス４７Ｇ、発光デバイス４７Ｂ、及び発光デバイス４７Ｎを有する。
図６Ｂに示す発光装置４０Ｈは、発光装置４０Ｇの構成に加えて、基板１５１と基板１５２との間に、トランジスタを有する層４５を有する。
発光装置４０Ｇ及び発光装置４０Ｈにおいて、発光デバイス４７Ｒは、赤色（Ｒ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｇは、緑色（Ｇ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｂは、青色（Ｂ）の光を発することができ、発光デバイス４７Ｎは、赤外光（ＩＲ）を発することができる。
図６Ｃ、図６Ｄに、画素の構成例を示す。図６Ｃ、図６Ｄに示す画素は、それぞれ、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）、赤外光の４つの副画素（４つの発光デバイス）を有する。図６Ｃは、横一列に４つの副画素が配置されている例であり、図６Ｄは、２×２のマトリクス状に４つの副画素が配置されている例である。
図６Ｅに、本発明の一態様の発光装置が有する発光デバイスの構成例を示す。
図６Ｅに示す発光装置は、基板１５１上に、トランジスタを有する層４５を介して、赤色（Ｒ）の光を発する発光デバイス４７Ｒ、緑色（Ｇ）の光を発する発光デバイス４７Ｇ、青色（Ｂ）の光を発する発光デバイス４７Ｂ、赤外光（ＩＲ）を発する発光デバイス４７Ｎを有する。
図６Ｅに示す赤色の光を発する発光デバイス４７Ｒと赤外光を発する発光デバイス４７Ｎは、一対の電極間の構成を同一とすることができる。このとき、発光デバイス４７Ｒと発光デバイス４７Ｎには、どちらも赤色の光及び赤外光を発する構成を適用する。発光デバイス４７Ｎでは、共通電極１１５上に設けられたフィルタ１４１ａによって赤色の光が遮られ、赤外光のみが外部に取り出される。また、発光デバイス４７Ｒでは、共通電極１１５上に設けられたフィルタ１４１ｂによって赤外光が遮られ、赤色の光のみが外部に取り出される。
なお、発光デバイス４７Ｒと発光デバイス４７Ｎの双方に、発光層１９３Ｒ及び発光層１９３Ｎを設け、それぞれ、赤色または赤外光のみが取り出されるように、発光ユニットの膜厚を調整してもよい。
以上のように、可視光を発する発光デバイスと赤外光を発する発光デバイスとで共通の構成を適用することで、発光装置の作製工程を大幅に増やすことなく、赤外光を発する副画素を設けることができる。
以下では、図７及び図８を用いて、本発明の一態様の発光装置の構成について説明する。以下では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の発光デバイスのうち、Ｇ、Ｂの光を発する発光デバイスについて主に説明する。Ｒの光を発する発光デバイスの構成は、Ｇの光を発する発光デバイスと同様とすることができる。
［発光装置３０Ａ］
図７Ａに発光装置３０Ａの断面図を示す。
発光装置３０Ａは、発光デバイス１９０Ｂ及び発光デバイス１９０Ｇを有する。発光デバイス１９０Ｂは、青色の光２１Ｂと赤外光２１Ｎを発する機能を有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色の光２１Ｇを発する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５を有する。なお、図７Ａ等では、発光層１９３Ｂと発光層１９３Ｎを１つの層で記すが、発光層１９３Ｂと発光層１９３Ｎは別々の層であることが好ましい。発光デバイス１９０Ｂはトップエミッション型であるため、上述の通り、画素電極１９１と発光層１９３Ｂとの間に発光層１９３Ｎを有することが好ましい。
発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５を有する。
画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｂ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。各発光デバイスが有する画素電極１９１は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。
発光装置３０Ａは、発光デバイスが有する、発光層以外の層も、色ごとに作り分ける構成である。具体的には、発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇとで、一対の電極（画素電極１９１と共通電極１１５）間に、共通の層を有さない例を示す。
発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４上に２つの画素電極１９１を同一の材料及び同一の工程で形成し、一方の画素電極１９１上にバッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、及びバッファ層１９４Ｂを形成し、他方の画素電極１９１上にバッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを形成した後、２つの画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを覆うように共通電極１１５を形成することで作製できる。なお、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、及びバッファ層１９４Ｂの積層構造と、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇの積層構造の作製順は特に限定されない。例えば、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、及びバッファ層１９４Ｂを成膜した後に、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを作製してもよい。逆に、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、及びバッファ層１９４Ｂを成膜する前に、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを作製してもよい。また、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｎ、などの順に交互に成膜してもよい。
バッファ層１９２Ｂ及びバッファ層１９２Ｇとしては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。
発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎは、バッファ層１９２Ｂを介して、画素電極１９１と重なる。発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎは、バッファ層１９４Ｂを介して、共通電極１１５と重なる。発光層１９３Ｂは、青色の光を発する発光材料を有する。発光層１９３Ｎは、赤外光を発する発光材料を有する。
発光層１９３Ｇは、バッファ層１９２Ｇを介して、画素電極１９１と重なる。発光層１９３Ｇは、バッファ層１９４Ｇを介して、共通電極１１５と重なる。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する発光材料を有する。
バッファ層１９４Ｂ及びバッファ層１９４Ｇとしては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。
共通電極１１５は、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、及びバッファ層１９４Ｂを介して、画素電極１９１と重なる部分を有する。また、共通電極１１５は、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを介して、画素電極１９１と重なる部分を有する。共通電極１１５は、発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
発光装置３０Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、トランジスタ４２等を有する。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けることが好ましい。遮光層ＢＭは、各発光デバイスと重なる位置に開口を有する。
なお、図７Ｂに示すように、遮光層ＢＭを有していなくてもよい。
遮光層ＢＭとしては、発光デバイス１９０からの発光を遮る材料を用いることができる。遮光層ＢＭは、可視光を吸収することが好ましい。遮光層ＢＭとして、例えば、金属材料、又は、顔料（カーボンブラックなど）もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。遮光層ＢＭは、赤色のカラーフィルタ、緑色のカラーフィルタ、及び青色のカラーフィルタの積層構造であってもよい。
各色の発光デバイス１９０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１９２、発光層１９３、バッファ層１９４は、ＥＬ層ということもできる。
画素電極１９１は可視光及び赤外光を反射する機能を有することが好ましい。画素電極１９１の端部は隔壁２１６によって覆われている。共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する機能を有する。発光デバイス１９０は、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に光を射出する電界発光デバイスである（光２１Ｂ、光２１Ｇ、赤外光２１Ｎ参照）。
画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。トランジスタ４２は、発光デバイス１９０の駆動を制御する機能を有する。
発光デバイス１９０は、保護層１９５に覆われていることが好ましい。図７Ａでは、保護層１９５が、共通電極１１５上に接して設けられている。保護層１９５を設けることで、発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１９５と基板１５２とが貼り合わされている。なお、保護層１９５は、バッファ層１１６を有する、またはバッファ層１１６の機能を兼ねていてもよい。または、保護層１９５は、共通電極１１５上にバッファ層１１６を介して設けられていてもよい。
なお、図７Ｂに示すように、発光デバイス１９０上に保護層を有していなくてもよい。図７Ｂでは、接着層１４２によって、共通電極１１５と基板１５２とが貼り合わされている。
［発光装置３０Ｂ］
図７Ｂに発光装置３０Ｂの断面図を示す。なお、以降の発光装置の説明において、先に説明した発光装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
発光装置３０Ｂは、バッファ層１９２Ｂ及びバッファ層１９２Ｇを有さず、共通層１１２を有する点で、発光装置３０Ａと異なる。
共通層１１２は、画素電極１９１上に位置する。共通層１１２は、発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
共通層１１２としては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層１１２は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
発光層以外の層のうち少なくとも一部を、発光デバイスの色によらず共通の構成とすることで、発光装置の作製工程を削減でき、好ましい。
［発光装置３０Ｃ］
図７Ｃに発光装置３０Ｃの断面図を示す。
発光装置３０Ｃは、バッファ層１９４Ｂ及びバッファ層１９４Ｇを有さず、共通層１１４を有する点で、発光装置３０Ａと異なる。
共通層１１４は、隔壁２１６上、発光層１９３Ｂ上、発光層１９３Ｎ上、及び発光層１９３Ｇ上に位置する。共通層１１４は、発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
共通層１１４としては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層１１４は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
発光層以外の層のうち少なくとも一部を、発光デバイスの色によらず共通の構成とすることで、発光装置の作製工程を削減でき、好ましい。
［発光装置３０Ｄ］
図８Ａに発光装置３０Ｄの断面図を示す。
発光装置３０Ｄは、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、バッファ層１９４Ｂ、及びバッファ層１９４Ｇを有さず、共通層１１２及び共通層１１４を有する点で、発光装置３０Ａと異なる。
発光層以外の全ての層を、発光デバイスの色によらず共通の構成とすることで、発光装置の作製工程をより削減でき、好ましい。
［発光装置３０Ｅ］
図８Ｂに発光装置３０Ｅの断面図を示す。
発光装置３０Ｅは、発光層１９３Ｎと発光層１９３Ｂとの間に中間層１９８を有する点で、発光装置３０Ｄと異なる。つまり、発光装置３０Ｄの発光デバイス１９０Ｂは、シングル構造であるのに対し、発光装置３０Ｅの発光デバイス１９０Ｂは、タンデム構造である。また、赤外光を発しない発光デバイス１９０Ｇは、シングル構造であることが好ましい。
可視光及び赤外光を発する発光デバイスがシングル構造であると、発光装置の生産性が高まり好ましい。また、可視光及び赤外光を発する発光デバイスがタンデム構造であると、光学距離の最適化が容易となる、発光強度が高まる、等の利点があり好ましい。
［発光装置３０Ｆ］
図８Ｃに発光装置３０Ｆの断面図を示す。
図８Ｃに示す発光装置３０Ｆは、基板１５１及び基板１５２を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、及び絶縁層２１２を有する点で、発光装置３０Ａと異なる。
基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。
発光装置３０Ｆは、作製基板上に形成された絶縁層２１２、トランジスタ４２及び発光デバイス１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、発光装置３０Ｆの可撓性を高めることができる。例えば、基板１５３及び基板１５４には、それぞれ、樹脂を用いることが好ましい。
基板１５３及び基板１５４としては、それぞれ、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。基板１５３及び基板１５４の一方または双方に、可撓性を有する程度の厚さのガラスを用いてもよい。
本実施の形態の発光装置が有する基板には、光学等方性が高いフィルムを用いてもよい。光学等方性が高いフィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリルフィルム等が挙げられる。
以下では、図９～図１１を用いて、本発明の一態様の発光装置の、より詳細な構成について説明する。
［発光装置２００Ａ］
図９に、発光装置２００Ａの斜視図を示し、図１０Ａに、発光装置２００Ａの断面図を示す。
発光装置２００Ａは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図９では、基板１５２を破線で明示している。
発光装置２００Ａは、発光部１６３、回路１６４、配線１６５等を有する。図９では発光装置２００ＡにＩＣ（集積回路）１７３及びＦＰＣ１７２が実装されている例を示している。そのため、図９に示す構成は、発光装置２００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する発光モジュールということもできる。
回路１６４としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線１６５は、発光部１６３及び回路１６４に信号及び電力を供給する機能を有する。当該信号及び電力は、ＦＰＣ１７２を介して外部から、またはＩＣ１７３から配線１６５に入力される。
図９では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、基板１５１にＩＣ１７３が設けられている例を示す。ＩＣ１７３は、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、発光装置２００Ａ及び発光モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、ＣＯＦ方式等により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１０Ａに、図９で示した発光装置２００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、発光部１６３を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１０Ａに示す発光装置２００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０６、トランジスタ２０７、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、保護層１９５等を有する。
基板１５１と基板１５２は接着層１４２を介して接着されている。発光デバイス１９０Ｂ及び発光デバイス１９０Ｇの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１０Ａでは、基板１５１、接着層１４２、及び基板１５２に囲まれた空間１４３が、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層１４２は、発光デバイス１９０と重ねて設けられていてもよい。また、基板１５１、接着層１４２、及び基板１５２に囲まれた空間１４３を、接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１Ｂ、共通層１１２、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｂは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０６は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１Ｇ、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｇは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０７が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０７は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
画素電極１９１Ｂの端部及び画素電極１９１Ｇの端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１Ｂ及び画素電極１９１Ｇは可視光及び赤外光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０が発する光は、基板１５２側に射出される。基板１５２には、可視光及び赤外光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
画素電極１９１Ｂ及び画素電極１９１Ｇは同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇとの双方に用いられる。発光デバイス１９０Ｂと発光デバイス１９０Ｇとは、発光層以外の構成の少なくとも一部を共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、発光装置２００Ａに赤外光を発する機能を付与することができる。
発光デバイス１９０は、保護層１９５によって覆われている。保護層１９５により、発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。
発光装置２００Ａの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１９５とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１９５が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から発光部１６３に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、発光装置２００Ａの信頼性を高めることができる。
図１０Ｂに、保護層１９５が３層構造である例を示す。図１０Ｂにおいて、保護層１９５は、共通電極１１５上の無機絶縁層１９５ａと、無機絶縁層１９５ａ上の有機絶縁層１９５ｂと、有機絶縁層１９５ｂ上の無機絶縁層１９５ｃと、を有する。
無機絶縁層１９５ａの端部と無機絶縁層１９５ｃの端部は、有機絶縁層１９５ｂの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層１９５ａは、絶縁層２１４（有機絶縁層）の開口を介して、絶縁層２１５（無機絶縁層）と接する。これにより、絶縁層２１５と保護層１９５とで、発光デバイス１９０を囲うことができるため、発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。
このように、保護層１９５は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、発光デバイス１９０と重なる位置に開口を有する。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、発光装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、発光装置２００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、発光装置２００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が発光装置２００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、発光装置２００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。有機絶縁膜に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、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が挙げられる。
図１０Ａに示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から発光部１６３に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、発光装置２００Ａの信頼性を高めることができる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。
本実施の形態の発光装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型またはボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。または、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
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、または一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）を有することが好ましい。または、トランジスタの半導体層は、シリコンを有していてもよい。シリコンとしては、アモルファスシリコン、結晶性のシリコン（低温ポリシリコン、単結晶シリコンなど）などが挙げられる。
半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種または複数種）と、亜鉛と、を有することが好ましい。特に、Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、及びスズから選ばれた一種または複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。
半導体層がＩｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物の場合、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物を成膜するために用いるスパッタリングターゲットは、Ｉｎの原子数比がＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなスパッタリングターゲットの金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５等が挙げられる。
スパッタリングターゲットとしては、多結晶の酸化物を含むターゲットを用いると、結晶性を有する半導体層を形成しやすくなるため好ましい。なお、成膜される半導体層の原子数比は、上記のスパッタリングターゲットに含まれる金属元素の原子数比のプラスマイナス４０％の変動を含む。例えば、半導体層に用いるスパッタリングターゲットの組成がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：４．１［原子数比］の場合、成膜される半導体層の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］の近傍となる場合がある。
なお、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍と記載する場合、Ｉｎの原子数比を４としたとき、Ｇａの原子数比が１以上３以下であり、Ｚｎの原子数比が２以上４以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎの原子数比を５としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が５以上７以下である場合を含む。また、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍であると記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
回路１６４が有するトランジスタと、発光部１６３が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、発光部１６３が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。接続部２０４の上面は、画素電極１９１Ｂ及び画素電極１９１Ｇと同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
基板１５１及び基板１５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂などを用いることができる。基板１５１及び基板１５２に可撓性を有する材料を用いると、発光装置の可撓性を高めることができる。
接着層としては、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。これら接着剤としてはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、イミド樹脂、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）樹脂、ＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）樹脂等が挙げられる。特に、エポキシ樹脂等の透湿性が低い材料が好ましい。また、二液混合型の樹脂を用いてもよい。また、接着シート等を用いてもよい。
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）、異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
発光デバイス１９０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
発光デバイス１９０Ｂは、赤外光（ＩＲ）と青色（Ｂ）の光を発する。発光デバイス１９０Ｂは少なくとも発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎを有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色（Ｇ）の光を発する。発光デバイス１９０Ｇは、少なくとも発光層１９３Ｇを有する。発光デバイス１９０は、発光層１９３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。例えば、共通層１１４は、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。
共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光層１９３は、発光材料として、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、発光装置を構成する各種配線及び電極などの導電層に用いることのできる材料としては、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、及びタングステンなどの金属、並びに、当該金属を主成分とする合金などが挙げられる。これらの材料を含む膜を単層で、または積層構造として用いることができる。
また、透光性を有する導電材料としては、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛などの導電性酸化物またはグラフェンを用いることができる。または、金、銀、白金、マグネシウム、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、及びチタンなどの金属材料や、該金属材料を含む合金材料を用いることができる。または、該金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）などを用いてもよい。なお、金属材料、合金材料（またはそれらの窒化物）を用いる場合には、透光性を有する程度に薄くすることが好ましい。また、上記材料の積層膜を導電層として用いることができる。例えば、銀とマグネシウムの合金とインジウムスズ酸化物の積層膜などを用いると、導電性を高めることができるため好ましい。これらは、発光装置を構成する各種配線及び電極などの導電層や、発光デバイスが有する導電層（画素電極や共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
［発光装置２００Ｂ］
図１１Ａに、発光装置２００Ｂの断面図を示す。
発光装置２００Ｂは、トランジスタの構造が、発光装置２００Ａと異なる。
発光装置２００Ｂは、トランジスタ２０２、トランジスタ２０８、及びトランジスタ２１０を有する。
トランジスタ２０２、トランジスタ２０８、及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。
導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
発光デバイス１９０Ｂの画素電極１９１Ｂは、導電層２２２ｂを介してトランジスタ２１０の一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続される。
発光デバイス１９０Ｇの画素電極１９１Ｇは、導電層２２２ｂを介してトランジスタ２０８の一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続される。
図１１Ａでは、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。一方、図１１Ｂでは、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクに絶縁層２２５が加工することで、図１１Ｂに示す構造を作製できる。図１１Ｂでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。
また、発光装置２００Ｂは、基板１５１及び基板１５２を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、及び絶縁層２１２を有する点で、発光装置２００Ａと異なる。
基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。
発光装置２００Ｂは、作製基板上で形成された絶縁層２１２、トランジスタ２０２、トランジスタ２０８、トランジスタ２１０、及び発光デバイス１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、発光装置２００Ｂの可撓性を高めることができる。
絶縁層２１２には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
また、発光装置２００Ｂでは、保護層１９５と基板１５４とが接着層１４２によって貼り合わされている。接着層１４２は、発光デバイス１９０と重ねて設けられており、図１１Ａでは、発光装置に固体封止構造が適用されている。
［金属酸化物］
以下では、半導体層に適用可能な金属酸化物について説明する。
なお、本明細書等において、窒素を有する金属酸化物も金属酸化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅ）と総称する場合がある。また、窒素を有する金属酸化物を、金属酸窒化物（ｍｅｔａｌ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）と呼称してもよい。例えば、亜鉛酸窒化物（ＺｎＯＮ）などの窒素を有する金属酸化物を、半導体層に用いてもよい。
なお、本明細書等において、ＣＡＡＣ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌ）、及びＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と記載する場合がある。ＣＡＡＣは結晶構造の一例を表し、ＣＡＣは機能または材料の構成の一例を表す。
例えば、半導体層にはＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ－Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）－ＯＳ（Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を用いることができる。
ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅとは、材料の一部では導電性の機能と、材料の一部では絶縁性の機能とを有し、材料の全体では半導体としての機能を有する。なお、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅを、トランジスタの半導体層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅに付与することができる。ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。
また、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。
すなわち、ＣＡＣ－ＯＳまたはＣＡＣ－ｍｅｔａｌ ｏｘｉｄｅは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ ｍａｔｒｉｘ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。
酸化物半導体（金属酸化物）は、単結晶酸化物半導体と、それ以外の非単結晶酸化物半導体と、に分けられる。非単結晶酸化物半導体としては、例えば、ＣＡＡＣ－ＯＳ（ｃ－ａｘｉｓ ａｌｉｇｎｅｄ ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ－ＯＳ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ－ｌｉｋｅ ｏｘｉｄｅ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、及び非晶質酸化物半導体などがある。
ＣＡＡＣ－ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ－ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。
ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形及び七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ－ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう。）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ－ＯＳが、ａ－ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。
また、ＣＡＡＣ－ＯＳは、インジウム、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、及び酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。
ＣＡＡＣ－ＯＳは結晶性の高い金属酸化物である。一方、ＣＡＡＣ－ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、金属酸化物の結晶性は不純物の混入や欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ－ＯＳは不純物や欠陥（酸素欠損（ＶＯ：ｏｘｙｇｅｎ ｖａｃａｎｃｙともいう。）など）の少ない金属酸化物ともいえる。したがって、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する金属酸化物は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ－ＯＳを有する金属酸化物は熱に強く、信頼性が高い。
ｎｃ－ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ－ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ－ＯＳは、分析方法によっては、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。
なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する金属酸化物の一種である、インジウム－ガリウム－亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。
ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する金属酸化物である。ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳは、ｎｃ－ＯＳ及びＣＡＡＣ－ＯＳと比べて、結晶性が低い。
酸化物半導体（金属酸化物）は、多様な構造をとり、それぞれが異なる特性を有する。本発明の一態様の酸化物半導体は、非晶質酸化物半導体、多結晶酸化物半導体、ａ－ｌｉｋｅ ＯＳ、ｎｃ－ＯＳ、ＣＡＡＣ－ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
半導体層として機能する金属酸化物膜は、不活性ガス及び酸素ガスのいずれか一方または双方を用いて成膜することができる。なお、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）に、特に限定はない。ただし、電界効果移動度が高いトランジスタを得る場合においては、金属酸化物膜の成膜時における酸素の流量比（酸素分圧）は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
金属酸化物は、エネルギーギャップが２ｅＶ以上であることが好ましく、２．５ｅＶ以上であることがより好ましく、３ｅＶ以上であることがさらに好ましい。このように、エネルギーギャップの広い金属酸化物を用いることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
金属酸化物膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。金属酸化物膜の成膜時の基板温度が室温であると、生産性を高めることができ、好ましい。
金属酸化物膜は、スパッタリング法により形成することができる。そのほか、例えばＰＬＤ法、ＰＥＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＡＬＤ法、真空蒸着法などを用いてもよい。
以上のように、本実施の形態の発光装置は、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、を有する。本実施の形態の発光装置は、可視光及び赤外光の双方を発することができるため、可視光を光源に用いるセンサ、赤外光を光源に用いるセンサ、並びに、可視光及び赤外光の双方を光源に用いるセンサの、いずれの光源としても用いることができ、利便性が高い。
また、本実施の形態の発光装置では、１つの副画素が、可視光と赤外光との双方を発する構成とすることができる。したがって、１つの画素が有する副画素の数を増やさずに、発光装置を、可視光及び赤外光の双方を発する構成とすることができる。また、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、で、共通の構成の層を有することができる。そのため、発光装置の画素レイアウトの大きな変更や、作製工程の大幅な増加を生じることなく、発光装置に、赤外光を発する機能を付加することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置について図１２～図１９を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を検出する受光デバイスと、を有する。可視光としては、波長４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の光が挙げられ、例えば、赤色、緑色、または青色の光が挙げられる。赤外光としては、近赤外光が挙げられ、具体的には、波長７５０ｎｍ以上１３００ｎｍ以下の光が挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、表示部に、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び受光デバイスを有する。第１の発光デバイスは、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有する。第２の発光デバイスは、可視光を発する機能を有する。受光デバイスは、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を吸収する機能を有する。第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有する。第１の発光層及び第２の発光層は、それぞれ、第１の画素電極と共通電極との間に位置する。第２の発光デバイスは、第２の画素電極、第３の発光層、及び共通電極を有する。第３の発光層は、第２の画素電極と共通電極との間に位置する。受光デバイスは、第３の画素電極、活性層、及び共通電極を有する。活性層は、第３の画素電極と共通電極との間に位置する。第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有する。第２の発光層及び第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有する。活性層は、有機化合物を有する。
本発明の一態様の表示装置は、発光デバイスが発する可視光を用いて、画像を表示することができる。具体的には、表示部に、発光デバイスがマトリクス状に配置されており、当該表示部で画像を表示することができる。
さらに、本発明の一態様の表示装置では、発光デバイスを、センサ（例えば、イメージセンサや光学式タッチセンサ）の光源として利用することができる。本発明の一態様の表示装置は、可視光及び赤外光の双方を発することができるため、可視光を光源に用いるセンサと赤外光を光源に用いるセンサのどちらとも組み合わせることができ、利便性が高い。また、可視光及び赤外光の双方を光源に用いるセンサの光源としても用いることができ、センサの機能性を高めることができる。
また、本発明の一態様の表示装置では、１つの副画素が、可視光と赤外光との双方を発する構成とすることができる。例えば、それぞれ、赤色、緑色、または青色を発する３つの副画素のいずれかが赤外光を発する構成とすることができる。可視光を発する副画素が、赤外光を発する副画素を兼ねることで、赤外光を発する副画素を別途設けなくてよい。したがって、１つの画素が有する副画素の数を増やさずに、表示装置が可視光及び赤外光を発する構成とすることができる。これにより、画素の開口率の低下を抑制でき、表示装置の光取り出し効率を高めることができる。
また、当該表示部には、受光デバイスがマトリクス状に配置されており、表示部は、受光部としての機能も有する。受光デバイスは、可視光及び赤外光の一方または双方を検出することができる。受光部は、イメージセンサやタッチセンサに用いることができる。つまり、受光部で光を検出することで、画像を撮像することや、対象物（指やペンなど）の近接もしくは接触を検出することができる。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスが検出する波長の光を、発光デバイスから発することで、センサとして機能することができる。したがって、表示装置と別に受光部及び光源を設けなくてよく、電子機器の部品点数を削減することができる。
本発明の一態様の表示装置では、表示部が有する発光デバイスの発光を対象物が反射した際、受光デバイスがその反射光を検出できるため、暗い場所でも、撮像やタッチ（さらには近接）検出が可能である。
また、本発明の一態様の表示装置は、可視光及び赤外光を発する発光デバイス、可視光を発する発光デバイス、及び受光デバイスの３つのデバイスで、共通の構成の層を有することができる。そのため、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に、赤外光を発する機能を付加すること及び受光デバイスを内蔵することができる。例えば、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、及び電子注入層のうち少なくとも１つを、３つのデバイスで、同一の構成にすることができる。
なお、受光デバイスと発光デバイスが共通で有する層は、発光デバイスにおける機能と受光デバイスにおける機能とが異なる場合がある。本明細書中では、発光デバイスにおける機能に基づいて構成要素を呼称する。例えば、正孔注入層は、発光デバイスにおいて正孔注入層として機能し、受光デバイスにおいて正孔輸送層として機能する。同様に、電子注入層は、発光デバイスにおいて電子注入層として機能し、受光デバイスにおいて電子輸送層として機能する。なお、正孔輸送層は、発光デバイスと受光デバイスの双方において正孔輸送層として機能する。同様に、電子輸送層は、発光デバイスと受光デバイスの双方において電子輸送層として機能する。
本発明の一態様の表示装置には、実施の形態１で説明した発光デバイスを用いることができる。本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスの構成及び特長は、実施の形態１を参照することができるため、詳細な説明は省略することがある。
受光デバイスをイメージセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受光デバイスを用いて、画像を撮像することができる。
例えば、イメージセンサを用いて、指紋、掌紋、または虹彩などのデータを取得することができる。つまり、本実施の形態の表示装置に、生体認証用センサを内蔵させることができる。表示装置が生体認証用センサを内蔵することで、表示装置とは別に生体認証用センサを設ける場合に比べて、電子機器の部品点数を少なくでき、電子機器の小型化及び軽量化が可能である。
また、イメージセンサを用いて、ユーザーの表情、目の動き、または瞳孔径の変化などのデータを取得することができる。当該データを解析することで、ユーザーの心身の情報を取得することができる。当該情報をもとに表示及び音声の一方又は双方の出力内容を変化させることで、例えば、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器、またはＭＲ（Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）向け機器において、ユーザーが機器を安全に使用できるよう図ることができる。
また、受光デバイスをタッチセンサに用いる場合、本実施の形態の表示装置は、受光デバイスを用いて、対象物の近接または接触を検出することができる。
受光デバイスとしては、例えば、ｐｎ型またはｐｉｎ型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイスは、受光デバイスに入射する光を検出し電荷を発生させる光電変換デバイスとして機能する。入射する光量に基づき、発生する電荷量が決まる。
特に、受光デバイスとして、有機化合物を含む層を有する有機フォトダイオードを用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。
本発明の一態様では、発光デバイスとして有機ＥＬデバイスを用い、受光デバイスとして有機フォトダイオードを用いる。有機フォトダイオードは、有機ＥＬデバイスと共通の構成にできる層が多い。そのため、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイスを内蔵することができる。例えば、受光デバイスの活性層と発光デバイスの発光層とを作り分け、それ以外の層は、発光デバイスと受光デバイスとで同一の構成にすることができる。
図１２Ａ～図１２Ｄに、本発明の一態様の表示装置の断面図を示す。
図１２Ａに示す表示装置５０Ａは、基板１５１と基板１５２との間に、受光デバイスを有する層５３と、発光デバイスを有する層５７と、を有する。
図１２Ｂに示す表示装置５０Ｂは、基板１５１と基板１５２との間に、受光デバイスを有する層５３、トランジスタを有する層５５、及び、発光デバイスを有する層５７を有する。
表示装置５０Ａ及び表示装置５０Ｂは、発光デバイスを有する層５７から、赤色（Ｒ）の光、緑色（Ｇ）の光、青色（Ｂ）の光、及び赤外光（ＩＲ）が射出される構成である。
発光デバイスを有する層５７の構成は、実施の形態１の発光装置の構成を参照することができる。つまり、実施の形態１の発光装置が有する発光デバイスを、発光デバイスを有する層５７に用いることができる。
トランジスタを有する層５５は、第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを有することが好ましい。第１のトランジスタは、受光デバイスと電気的に接続される。第２のトランジスタは、発光デバイスと電気的に接続される。
受光デバイスを有する層５３は、可視光を検出する構成、赤外光を検出する構成、または可視光及び赤外光の双方を検出する構成とすることができる。センサの用途に応じて、受光デバイスが検出する光の波長を決定することができる。
本発明の一態様の表示装置は、表示装置に接触している指などの対象物を検出する機能を有していてもよい。例えば、図１２Ｃに示すように、発光デバイスを有する層５７において発光デバイスが発した光を、表示装置５０Ｂに接触した指５２が反射することで、受光デバイスを有する層５３における受光デバイスがその反射光を検出する。これにより、表示装置５０Ｂに指５２が接触したことを検出することができる。
本発明の一態様の表示装置は、図１２Ｄに示すように、表示装置５０Ｂに近接している（接触していない）対象物を検出または撮像する機能を有していてもよい。
［画素］
図１３Ａ～図１３Ｅに、画素の一例を示す。
本発明の一態様の表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素を有する。１つの画素は、１つ以上の副画素を有する。１つの副画素は、１つの発光デバイスを有する。例えば、画素には、副画素を３つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂの３色、または、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色など）、または、副画素を４つ有する構成（Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色、または、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色など）を適用できる。
本発明の一態様の表示装置は、画素を構成するこれら副画素の少なくとも１つが可視光に加えて赤外光を射出する構成である。
さらに、画素は、受光デバイスを有する。受光デバイスは、全ての画素に設けられていてもよく、一部の画素に設けられていてもよい。また、１つの画素が複数の受光デバイスを有していてもよい。
図１３Ａ～図１３Ｄに示す画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３つの副画素（３つの発光デバイス）と、受光デバイスＰＤと、を有する。図１３Ａ、図１３Ｄは、赤色（Ｒ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であり、図１３Ｂは、緑色（Ｇ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であり、図１３Ｃは、青色（Ｂ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成である。
図１３Ａ～図１３Ｃは、２×２のマトリクス状に、３つの副画素と受光デバイスＰＤとが配置されている例であり、図１３Ｄは、横１列に、３つの副画素と受光デバイスＰＤとが配置されている例である。
図１３Ｅに示す画素は、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｗの４つの副画素（４つの発光デバイス）と、受光デバイスＰＤと、を有する。
図１３Ｄ、図１３Ｅは、赤色（Ｒ）の副画素が赤外光（ＩＲ）を射出する構成であるが、これに限定されず、他の色の副画素が赤外光を射出する構成であってもよい。
以下では、図１４～図１９を用いて、本発明の一態様の表示装置の構成について説明する。以下では、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の発光デバイスのうち、Ｇ、Ｂの光を発する発光デバイスについて主に説明する。Ｒの光を発する発光デバイスの構成は、Ｇの光を発する発光デバイスと同様とすることができる。
［表示装置１０Ａ］
図１４Ａに表示装置１０Ａの断面図を示す。
表示装置１０Ａは、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、及び発光デバイス１９０Ｇを有する。受光デバイス１１０は、赤外光２１Ｎを検出する機能を有する。発光デバイス１９０Ｂは、青色の光２１Ｂと赤外光２１Ｎを発する機能を有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色の光２１Ｇを発する機能を有する。
なお、受光デバイス１１０は、赤外光だけでなく、可視光を検出する機能を有していてもよい。また、赤外光２１Ｎを発する発光デバイスは、発光デバイス１９０Ｂに限定されない。可視光（例えば、赤、緑、青など）を発する発光デバイスの少なくとも１つを、赤外光２１Ｎを発する機能を有する構成とすることができる。
発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５を有する。なお、図１４Ａ等では、発光層１９３Ｂと発光層１９３Ｎを１つの層で記すが、発光層１９３Ｂと発光層１９３Ｎは別々の層である。発光デバイス１９０Ｂはトップエミッション型であるため、実施の形態１で説明した通り、画素電極１９１と発光層１９３Ｂとの間に発光層１９３Ｎを有することが好ましい。
発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５を有する。
受光デバイス１１０は、画素電極１８１、バッファ層１８２、活性層１８３、バッファ層１８４、及び共通電極１１５を有する。
画素電極１８１、バッファ層１８２、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、活性層１８３、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｇ、バッファ層１８４、バッファ層１９４Ｂ、バッファ層１９４Ｇ、及び共通電極１１５は、それぞれ、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
画素電極１８１及び画素電極１９１は、絶縁層２１４上に位置する。画素電極１８１と画素電極１９１は、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。
表示装置１０Ａは、受光デバイス１１０が有する活性層１８３と発光デバイス１９０が有する発光層１９３だけでなく、その他の層（バッファ層）も作り分ける構成である。具体的には、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、及び発光デバイス１９０Ｇが、一対の電極（画素電極１８１または画素電極１９１と共通電極１１５）間に、共通の層を有さない例を示す。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、絶縁層２１４上に画素電極１８１と画素電極１９１とを同一の材料及び同一の工程で形成し、画素電極１８１上にバッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４を形成し、画素電極１９１上にバッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を形成した後、画素電極１８１、画素電極１９１、バッファ層１８２、バッファ層１９２、活性層１８３、発光層１９３、バッファ層１８４、及びバッファ層１９４を覆うように共通電極１１５を形成することで作製できる。なお、バッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４の積層構造と、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４の積層構造の作製順は特に限定されない。例えば、バッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４を成膜した後に、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を作製してもよい。逆に、バッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４を成膜する前に、バッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４を作製してもよい。また、バッファ層１８２、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、活性層１８３、発光層１９３Ｎ、などの順に交互に成膜してもよい。
バッファ層１８２としては、例えば、正孔輸送層を形成することができる。バッファ層１９２Ｂ及びバッファ層１９２Ｇとしては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。
活性層１８３は、バッファ層１８２を介して、画素電極１８１と重なる。活性層１８３は、バッファ層１８４を介して、共通電極１１５と重なる。活性層１８３は、有機化合物を有する。具体的には、活性層１８３は、発光デバイス１９０の発光層１９３が有する有機化合物とは異なる有機化合物を有する。
発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎは、バッファ層１９２Ｂを介して、画素電極１９１と重なる。発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎは、バッファ層１９４Ｂを介して、共通電極１１５と重なる。発光層１９３Ｂは、青色の光を発する発光材料を有する。発光層１９３Ｎは、赤外光を発する発光材料を有する。
発光層１９３Ｇは、バッファ層１９２Ｇを介して、画素電極１９１と重なる。発光層１９３Ｇは、バッファ層１９４Ｇを介して、共通電極１１５と重なる。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する発光材料を有する。
バッファ層１８４としては、例えば、電子輸送層を形成することができる。バッファ層１９４Ｂ及びバッファ層１９４Ｇとしては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。
共通電極１１５は、バッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４を介して、画素電極１８１と重なる部分を有する。また、共通電極１１５は、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、発光層１９３Ｎ、及びバッファ層１９４Ｂを介して、画素電極１８１と重なる部分を有する。さらに、共通電極１１５は、バッファ層１９２Ｇ、発光層１９３Ｇ、及びバッファ層１９４Ｇを介して、画素電極１９１と重なる部分を有する。共通電極１１５は、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、及び発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
本実施の形態の表示装置では、受光デバイス１１０の活性層１８３に有機化合物を用いる。受光デバイス１１０は、発光デバイス１９０（ＥＬデバイス）における一対の電極間の構成の少なくとも一部を変えるのみで作製することができる。そのため、表示装置の表示部に、受光デバイス１１０を内蔵することができる。
表示装置１０Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、トランジスタ４１、及びトランジスタ４２等を有する。
受光デバイス１１０において、それぞれ画素電極１８１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１８２、活性層１８３、及びバッファ層１８４は、有機層（有機化合物を含む層）ということもできる。画素電極１８１は可視光及び赤外光を反射する機能を有することが好ましい。画素電極１８１の端部は隔壁２１６によって覆われている。共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する機能を有する。
受光デバイス１１０は、光を検知する機能を有する。具体的には、受光デバイス１１０は、表示装置１０Ａの外部から入射される光２２を受光し、電気信号に変換する、光電変換デバイスである。光２２は、発光デバイス１９０の発光を対象物が反射した光ということもできる。また、光２２は、後述するレンズを介して受光デバイス１１０に入射してもよい。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭを設けることが好ましい。遮光層ＢＭは、受光デバイス１１０と重なる位置及び発光デバイス１９０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。
ここで、発光デバイス１９０の発光が対象物によって反射された光を受光デバイス１１０は検出する。しかし、発光デバイス１９０の発光が、表示装置１０Ａ内で反射され、対象物を介さずに、受光デバイス１１０に入射されてしまう場合がある。遮光層ＢＭは、このような迷光の影響を抑制することができる。例えば、遮光層ＢＭが設けられていない場合、発光デバイス１９０が発した光２３ａは、基板１５２で反射され、反射光２３ｂが受光デバイス１１０に入射することがある。遮光層ＢＭを設けることで、反射光２３ｂが受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
発光デバイス１９０において、それぞれ画素電極１９１及び共通電極１１５の間に位置するバッファ層１９２、発光層１９３、及びバッファ層１９４は、ＥＬ層ということもできる。画素電極１９１は可視光及び赤外光を反射する機能を有することが好ましい。画素電極１９１の端部は隔壁２１６によって覆われている。画素電極１８１と画素電極１９１とは隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている。共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｂは、可視光及び赤外光を発する機能を有する。具体的には、発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に可視光（青色の光２１Ｂ）及び赤外光（赤外光２１Ｎ）を射出する電界発光デバイスである。
発光デバイス１９０Ｇは、可視光を発する機能を有する。具体的には、発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１と共通電極１１５との間に電圧を印加することで、基板１５２側に可視光（緑色の光２１Ｇ）を射出する電界発光デバイスである。
発光層１９３は、受光デバイス１１０の受光領域と重ならないように形成されることが好ましい。これにより、発光層１９３が光２２を吸収することを抑制でき、受光デバイス１１０に照射される光量を多くすることができる。
画素電極１８１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４１が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１８１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。
画素電極１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ４２が有するソースまたはドレインと電気的に接続される。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。トランジスタ４２は、発光デバイス１９０の駆動を制御する機能を有する。
トランジスタ４１とトランジスタ４２とは、同一の層（図１４Ａでは基板１５１）上に接している。
受光デバイス１１０と電気的に接続される回路の少なくとも一部は、発光デバイス１９０と電気的に接続される回路と同一の材料及び同一の工程で形成されることが好ましい。これにより、２つの回路を別々に形成する場合に比べて、表示装置の厚さを薄くすることができ、また、作製工程を簡略化できる。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０は、それぞれ、保護層１９５に覆われていることが好ましい。図１４Ａでは、保護層１９５が、共通電極１１５上に接して設けられている。保護層１９５を設けることで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。また、接着層１４２によって、保護層１９５と基板１５２とが貼り合わされている。
なお、図１４Ｂに示すように、受光デバイス１１０上及び発光デバイス１９０上に保護層を有していなくてもよい。図１４Ｂでは、接着層１４２によって、共通電極１１５と基板１５２とが貼り合わされている。
［表示装置１０Ｂ］
図１４Ｂに表示装置１０Ｂの断面図を示す。なお、以降の表示装置の説明において、先に説明した表示装置と同様の構成については、説明を省略することがある。
表示装置１０Ｂは、バッファ層１８２、バッファ層１９２Ｂ、及びバッファ層１９２Ｇを有さず、共通層１１２を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
共通層１１２は、画素電極１８１上及び画素電極１９１上に位置する。共通層１１２は、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、及び発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
共通層１１２としては、例えば、正孔注入層及び正孔輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層１１２は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
活性層及び発光層以外の層のうち少なくとも一部を、受光デバイスと発光デバイスとで互いに共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
［表示装置１０Ｃ］
図１４Ｃに表示装置１０Ｃの断面図を示す。
表示装置１０Ｃは、バッファ層１８４、バッファ層１９４Ｂ、及びバッファ層１９４Ｇを有さず、共通層１１４を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
共通層１１４は、隔壁２１６上、活性層１８３上、発光層１９３Ｂ上、発光層１９３Ｎ上、及び発光層１９３Ｇ上に位置する。共通層１１４は、受光デバイス１１０、発光デバイス１９０Ｂ、及び発光デバイス１９０Ｇに共通で用いられる層である。
共通層１１４としては、例えば、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を形成することができる。共通層１１４は、単層構造であってもよく、積層構造であってもよい。
活性層及び発光層以外の層のうち少なくとも一部を、受光デバイスと発光デバイスとで互いに共通の構成とすることで、表示装置の作製工程を削減でき、好ましい。
［表示装置１０Ｄ］
図１５Ａに表示装置１０Ｄの断面図を示す。
表示装置１０Ｄは、バッファ層１８２、バッファ層１９２Ｂ、バッファ層１９２Ｇ、バッファ層１８４、バッファ層１９４Ｂ、及びバッファ層１９４Ｇを有さず、共通層１１２及び共通層１１４を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
本実施の形態の表示装置では、受光デバイス１１０の活性層１８３に有機化合物を用いる。受光デバイス１１０は、活性層１８３以外の層を、発光デバイス１９０（ＥＬデバイス）と共通の構成にすることができる。そのため、発光デバイス１９０の作製工程に、活性層１８３を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイス１９０の形成と並行して受光デバイス１１０を形成することができる。また、発光デバイス１９０と受光デバイス１１０とを同一基板上に形成することができる。したがって、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイス１１０を内蔵することができる。
表示装置１０Ｄでは、受光デバイス１１０の活性層１８３と、発光デバイス１９０の発光層１９３と、を作り分ける以外は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０が共通の構成である例を示す。ただし、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０の構成はこれに限定されない。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０は、活性層１８３と発光層１９３のほかにも、互いに作り分ける層を有していてもよい（前述の表示装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ参照）。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０は、共通で用いられる層（共通層）を１層以上有することが好ましい。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置に受光デバイス１１０を内蔵することができる。
［表示装置１０Ｅ］
図１５Ｂに表示装置１０Ｅの断面図を示す。
図１５Ｂに示す表示装置１０Ｅは、表示装置１０Ａの構成に加え、レンズ１４９を有する。
本実施の形態の表示装置は、レンズ１４９を有していてもよい。レンズ１４９は、受光デバイス１１０と重なる位置に設けられている。表示装置１０Ｅでは、レンズ１４９が基板１５２に接して設けられている。表示装置１０Ｅが有するレンズ１４９は、基板１５１側に凸面を有している。または、レンズ１４９は基板１５２側に凸面を有していてもよい。
基板１５２の同一面上に遮光層ＢＭとレンズ１４９との双方を形成する場合、形成順は問わない。図１５Ｂでは、レンズ１４９を先に形成する例を示すが、遮光層ＢＭを先に形成してもよい。図１５Ｂでは、レンズ１４９の端部が遮光層ＢＭによって覆われている。
表示装置１０Ｅは、光２２がレンズ１４９を介して受光デバイス１１０に入射する構成である。レンズ１４９を有すると、レンズ１４９を有さない場合に比べて、受光デバイス１１０の撮像範囲を狭くすることができ、隣接する受光デバイス１１０と撮像範囲が重なることを抑制できる。これにより、ぼやけの少ない、鮮明な画像を撮像できる。また、受光デバイス１１０の撮像範囲が同じ場合、レンズ１４９を有すると、レンズ１４９を有さない場合に比べて、ピンホールの大きさ（図１５Ｂでは受光デバイス１１０と重なる遮光層ＢＭの開口の大きさに相当する）を大きくすることができる。したがって、レンズ１４９を有することで、受光デバイス１１０に入射する光量を増やすことができる。
また、基板１５２側に凸面を有するレンズ１４９を、保護層１９５の上面に接して設けてもよい。また、基板１５２の表示面側（基板１５１側の面とは逆側）に、レンズアレイを設けてもよい。レンズアレイが有するレンズは、受光デバイス１１０と重なる位置に設ける。基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けられていることが好ましい。
本実施の形態の表示装置に用いるレンズの形成方法としては、基板上または受光デバイス上にマイクロレンズなどのレンズを直接形成してもよいし、別途作製されたマイクロレンズアレイなどのレンズアレイを基板に貼り合わせてもよい。
［表示装置１０Ｆ］
図１５Ｃに表示装置１０Ｆの断面図を示す。
図１５Ｃに示す表示装置１０Ｆは、基板１５１、基板１５２、及び隔壁２１６を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、絶縁層２１２、及び隔壁２１７を有する点で、表示装置１０Ｄと異なる。
基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。
表示装置１０Ｆは、作製基板上に形成された絶縁層２１２、トランジスタ４１、トランジスタ４２、受光デバイス１１０、及び発光デバイス１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置１０Ｆの可撓性を高めることができる。例えば、基板１５３及び基板１５４には、それぞれ、樹脂を用いることが好ましい。また、本実施の形態の表示装置が有する基板には、光学等方性が高いフィルムを用いてもよい。
隔壁２１７は、発光デバイスが発した光を吸収することが好ましい。隔壁２１７として、例えば、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。また、茶色レジスト材料を用いることで、着色された絶縁層で隔壁２１７を構成することができる。
発光デバイス１９０が発した光は、基板１５２及び隔壁２１７で反射され、反射光が受光デバイス１１０に入射することがある。また、発光デバイス１９０が発した光が隔壁２１７を透過し、トランジスタまたは配線等で反射されることで、反射光が受光デバイス１１０に入射することがある。隔壁２１７によって光が吸収されることで、このような反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
隔壁２１７は、少なくとも、受光デバイス１１０が検知する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス１９０Ｇが発する緑色の光２１Ｇを受光デバイス１１０が検知する場合、隔壁２１７は、少なくとも緑色の光を吸収することが好ましい。例えば、隔壁２１７が、赤色のカラーフィルタを有すると、緑色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。
なお、光を透過する隔壁２１６の上面及び側面の一方又は双方に接して、光を吸収する有色層を設けてもよい。有色層は、発光デバイスが発した光を吸収することが好ましい。有色層として、例えば、顔料もしくは染料を含む樹脂材料等を用いてブラックマトリクスを形成することができる。また、茶色レジスト材料を用いることで、着色された絶縁層で有色層を構成することができる。
有色層は、少なくとも、受光デバイス１１０が検知する光の波長を吸収することが好ましい。例えば、発光デバイス１９０Ｇが発する緑色の光２１Ｇを受光デバイス１１０が検知する場合、有色層は、少なくとも緑色の光を吸収することが好ましい。例えば、有色層が、赤色のカラーフィルタを有すると、緑色の光を吸収することができ、反射光が受光デバイス１１０に入射することを抑制できる。
有色層が表示装置１０Ｆ内で生じた迷光を吸収することで、受光デバイス１１０に入射される迷光の量を低減できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
本実施の形態の表示装置において、有色層は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０との間に配置される。これにより、発光デバイス１９０から受光デバイス１１０に入射される迷光を抑制することができる。
以下では、図１６～図１９を用いて、本発明の一態様の表示装置の、より詳細な構成について説明する。
［表示装置１００Ａ］
図１６に、表示装置１００Ａの断面図を示す。なお、表示装置１００Ａは、図９に示す発光装置２００Ａの発光部１６３を表示部１６２に変えた構成を有する。この場合、図１６に示す構成は、表示装置１００Ａ、ＩＣ、及びＦＰＣを有する表示モジュールということもできる。
図１６に、表示装置１００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４を含む領域の一部、表示部１６２を含む領域の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１６に示す表示装置１００Ａは、基板１５１と基板１５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、トランジスタ２０７、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、受光デバイス１１０等を有する。
基板１５２と絶縁層２１４は接着層１４２を介して接着されている。発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、及び受光デバイス１１０の封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図１６では、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３が、不活性ガス（窒素やアルゴンなど）で充填されており、中空封止構造が適用されている。接着層１４２は、発光デバイス１９０Ｂ、発光デバイス１９０Ｇ、及び受光デバイス１１０と重ねて設けられていてもよい。また、基板１５２、接着層１４２、及び絶縁層２１４に囲まれた空間１４３を、接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１Ｂ、共通層１１２、発光層１９３Ｎ、発光層１９３Ｂ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｂは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０６が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０６は、発光デバイス１９０Ｂの駆動を制御する機能を有する。
発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１Ｇ、共通層１１２、発光層１９３Ｇ、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１９１Ｇは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０７が有する導電層２２２ｂと接続されている。トランジスタ２０７は、発光デバイス１９０Ｇの駆動を制御する機能を有する。
画素電極１９１Ｂの端部及び画素電極１９１Ｇの端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１９１Ｂ及び画素電極１９１Ｇは可視光及び赤外光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する材料を含む。
受光デバイス１１０は、絶縁層２１４側から画素電極１８１、共通層１１２、活性層１８３、共通層１１４、及び共通電極１１５の順に積層された積層構造を有する。画素電極１８１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと電気的に接続されている。画素電極１８１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。画素電極１８１は可視光及び赤外光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光及び赤外光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０が発する光は、基板１５２側に射出される。また、受光デバイス１１０には、基板１５２及び空間１４３を介して、光が入射する。基板１５２には、可視光及び赤外光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
画素電極１８１及び画素電極１９１は同一の材料及び同一の工程で作製することができる。共通層１１２、共通層１１４、及び共通電極１１５は、受光デバイス１１０と発光デバイス１９０との双方に用いられる。受光デバイス１１０と発光デバイス１９０とは、活性層１８３と発光層１９３の構成が異なる以外は全て共通の構成とすることができる。これにより、作製工程を大幅に増やすことなく、表示装置１００Ａに受光デバイス１１０を内蔵することができる。
基板１５２の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭが設けられている。遮光層ＢＭは、受光デバイス１１０と重なる位置及び発光デバイス１９０と重なる位置に開口を有する。遮光層ＢＭを設けることで、受光デバイス１１０が光を検出する範囲を制御することができる。また、遮光層ＢＭを有することで、対象物を介さずに、発光デバイス１９０から受光デバイス１１０に光が直接入射することを抑制できる。したがって、ノイズが少なく感度の高いセンサを実現できる。
トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、トランジスタ２０６、及びトランジスタ２０７は、いずれも基板１５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製することができる。
基板１５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水や水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、表示装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。
ここで、有機絶縁膜は、無機絶縁膜に比べてバリア性が低いことが多い。そのため、有機絶縁膜は、表示装置１００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が表示装置１００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、表示装置１００Ａの端部に有機絶縁膜が露出しないようにしてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁膜が好適である。図１６に示す領域２２８では、絶縁層２１４に開口が形成されている。これにより、絶縁層２１４に有機絶縁膜を用いる場合であっても、絶縁層２１４を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制できる。したがって、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
表示装置１００Ａが有するトランジスタの構造は、発光装置２００Ａ（図１０Ａ）が有するトランジスタの構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。本実施の形態の表示装置には、例えば、実施の形態１で説明した、発光装置に用いることができるトランジスタを適用することができる。
基板１５１の、基板１５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線１６５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ１７２と電気的に接続されている。接続部２０４の上面は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ１７２とを接続層２４２を介して電気的に接続することができる。
基板１５２の外側には各種光学部材を配置することができる。光学部材としては、偏光板、位相差板、光拡散層（拡散フィルムなど）、反射防止層、及び集光フィルム等が挙げられる。また、基板１５２の外側には、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、衝撃吸収層等を配置してもよい。
表示装置の各構成要素に用いることができる材料については、実施の形態１で説明した、発光装置に用いることができる各構成要素に用いることができる材料を適用することができる。
発光デバイス１９０は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型などがある。光を取り出す側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
発光デバイス１９０Ｂは、赤外光（ＩＲ）と青色（Ｂ）の光を発する。発光デバイス１９０Ｂは少なくとも発光層１９３Ｂ及び発光層１９３Ｎを有する。発光デバイス１９０Ｇは、緑色（Ｇ）の光を発する。発光デバイス１９０Ｇは、少なくとも発光層１９３Ｇを有する。発光デバイス１９０は、発光層１９３以外の層として、正孔注入性の高い物質、正孔輸送性の高い物質、正孔ブロック材料、電子輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、またはバイポーラ性の物質等を含む層をさらに有していてもよい。例えば、共通層１１２は、正孔注入層及び正孔輸送層の一方又は双方を有することが好ましい。例えば、共通層１１４は、電子輸送層及び電子注入層の一方または双方を有することが好ましい。
共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４には低分子系化合物及び高分子系化合物のいずれを用いることもでき、無機化合物を含んでいてもよい。共通層１１２、発光層１９３、及び共通層１１４を構成する層は、それぞれ、蒸着法（真空蒸着法を含む）、転写法、印刷法、インクジェット法、塗布法等の方法で形成することができる。
発光層１９３は、発光材料として、量子ドットなどの無機化合物を有していてもよい。
受光デバイス１１０の活性層１８３は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体が挙げられる。本実施の形態では、活性層が有する半導体として、有機半導体を用いる例を示す。有機半導体を用いることで、発光デバイス１９０の発光層１９３と、受光デバイス１１０の活性層１８３と、を同じ方法（例えば、真空蒸着法）で形成することができ、製造装置を共通化できるため好ましい。
活性層１８３が有するｎ型半導体の材料としては、フラーレン（例えばＣ６０、Ｃ７０等）またはその誘導体等の電子受容性の有機半導体材料が挙げられる。また、活性層１８３が有するｐ型半導体の材料としては、銅（ＩＩ）フタロシアニン（Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ；ＣｕＰｃ）やテトラフェニルジベンゾペリフランテン（Ｔｅｔｒａｐｈｅｎｙｌｄｉｂｅｎｚｏｐｅｒｉｆｌａｎｔｈｅｎｅ；ＤＢＰ）等の電子供与性の有機半導体材料が挙げられる。
例えば、活性層１８３は、ｎ型半導体とｐ型半導体と共蒸着して形成することが好ましい。
［表示装置１００Ｂ］
図１７Ａに、表示装置１００Ｂの断面図を示す。
表示装置１００Ｂは、レンズ１４９及び保護層１９５を有する点で、主に表示装置１００Ａと異なる。
受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を覆う保護層１９５を設けることで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０に水などの不純物が入り込むことを抑制し、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。
表示装置１００Ｂの端部近傍の領域２２８において、絶縁層２１４の開口を介して、絶縁層２１５と保護層１９５とが互いに接することが好ましい。特に、絶縁層２１５が有する無機絶縁膜と保護層１９５が有する無機絶縁膜とが互いに接することが好ましい。これにより、有機絶縁膜を介して外部から表示部１６２に不純物が入り込むことを抑制することができる。したがって、表示装置１００Ｂの信頼性を高めることができる。
図１７Ｂに、保護層１９５が３層構造である例を示す。図１７Ｂにおいて、保護層１９５は、共通電極１１５上の無機絶縁層１９５ａと、無機絶縁層１９５ａ上の有機絶縁層１９５ｂと、有機絶縁層１９５ｂ上の無機絶縁層１９５ｃと、を有する。
無機絶縁層１９５ａの端部と無機絶縁層１９５ｃの端部は、有機絶縁層１９５ｂの端部よりも外側に延在し、互いに接している。そして、無機絶縁層１９５ａは、絶縁層２１４（有機絶縁層）の開口を介して、絶縁層２１５（無機絶縁層）と接する。これにより、絶縁層２１５と保護層１９５とで、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０を囲うことができるため、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０の信頼性を高めることができる。
このように、保護層１９５は、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造であってもよい。このとき、有機絶縁膜の端部よりも無機絶縁膜の端部を外側に延在させることが好ましい。
基板１５２の基板１５１側の面に、レンズ１４９が設けられている。レンズ１４９は、基板１５１側に凸面を有する。受光デバイス１１０の受光領域は、レンズ１４９と重なり、かつ、発光層１９３と重ならないことが好ましい。これにより、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度及び精度を高めることができる。
レンズ１４９は、１．３以上２．５以下の屈折率を有することが好ましい。レンズ１４９は、無機材料及び有機材料の少なくとも一方を用いて形成することができる。例えば、樹脂を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。また、酸化物及び硫化物の少なくとも一方を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。
具体的には、塩素、臭素、またはヨウ素を含む樹脂、重金属原子を含む樹脂、芳香環を含む樹脂、硫黄を含む樹脂などをレンズ１４９に用いることができる。または、樹脂と当該樹脂より屈折率の高い材料のナノ粒子を含む材料をレンズ１４９に用いることができる。酸化チタンまたは酸化ジルコニウムなどをナノ粒子に用いることができる。
また、酸化セリウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、インジウムとスズを含む酸化物、またはインジウムとガリウムと亜鉛を含む酸化物などを、レンズ１４９に用いることができる。または、硫化亜鉛などを、レンズ１４９に用いることができる。
また、表示装置１００Ｂでは、保護層１９５と基板１５２とが接着層１４２によって貼り合わされている。接着層１４２は、受光デバイス１１０及び発光デバイス１９０とそれぞれ重ねて設けられており、表示装置１００Ｂには、固体封止構造が適用されている。
［表示装置１００Ｃ］
図１８Ａに、表示装置１００Ｃの断面図を示す。
表示装置１００Ｃは、トランジスタの構造が、表示装置１００Ｂと異なる。
表示装置１００Ｃは、基板１５１上に、トランジスタ２０２、トランジスタ２０９、及びトランジスタ２１０を有する。
表示装置１００Ｃが有するトランジスタの構造は、発光装置２００Ｂ（図１１Ａ）が有するトランジスタの構造と同様であるため、詳細な説明を省略する。
図１８Ａでは、絶縁層２２５が半導体層の上面及び側面を覆う例を示す。一方、図１８Ｂでは、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクに絶縁層２２５が加工することで、図１８Ｂに示す構造を作製できる。図１８Ｂでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。
［表示装置１００Ｄ］
図１９に、表示装置１００Ｄの断面図を示す。
表示装置１００Ｄは、有色層１４８ａを有する点で、表示装置１００Ｃと異なる。
有色層１４８ａは、受光デバイス１１０が有する画素電極１８１の上面に接する部分と、隔壁２１６の側面に接する部分と、を有する。
有色層１４８ａが表示装置１００Ｄ内で生じた迷光を吸収することで、受光デバイス１１０に入射される迷光の量を低減できる。これにより、ノイズを低減し、受光デバイス１１０を用いたセンサの感度を高めることができる。
また、表示装置１００Ｄは、基板１５１及び基板１５２を有さず、基板１５３、基板１５４、接着層１５５、及び絶縁層２１２を有する点で、表示装置１００Ｃと異なる。
基板１５３と絶縁層２１２とは接着層１５５によって貼り合わされている。基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２によって貼り合わされている。
表示装置１００Ｄは、作製基板上で形成された絶縁層２１２、トランジスタ２０２、トランジスタ２０９、トランジスタ２１０、受光デバイス１１０、及び発光デバイス１９０等を、基板１５３上に転置することで作製される構成である。基板１５３及び基板１５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、表示装置１００Ｄの可撓性を高めることができる。
絶縁層２１２には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる無機絶縁膜を用いることができる。
また、表示装置１００Ｃでは、レンズ１４９を有さない例を示し、表示装置１００Ｄでは、レンズ１４９を有する例を示す。レンズ１４９はセンサの用途等に応じて適宜設けることができる。
以上のように、本実施の形態の表示装置は、表示部に、可視光及び赤外光を発する発光デバイスと、可視光を発する発光デバイスと、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を検出する受光デバイスと、を有する。表示部は画像を表示する機能と光を検出する機能との双方を有する。これにより、表示部の外部または表示装置の外部にセンサを設ける場合に比べて、電子機器の小型化及び軽量化を図ることができる。また、表示部の外部または表示装置の外部に設けるセンサと組み合わせて、より多機能の電子機器を実現することもできる。
受光デバイスは、活性層以外の少なくとも一層を、発光デバイス（ＥＬデバイス）と共通の構成にすることができる。さらには、受光デバイスは、活性層以外の全ての層を、発光デバイス（ＥＬデバイス）と共通の構成にすることもできる。例えば、発光デバイスの作製工程に、活性層を成膜する工程を追加するのみで、発光デバイスと受光デバイスとを同一基板上に形成することができる。また、受光デバイスと発光デバイスは、画素電極と共通電極とを、それぞれ、同一の材料及び同一の工程で形成することができる。また、受光デバイスと電気的に接続される回路と、発光デバイスと電気的に接続される回路と、を、同一の材料及び同一の工程で作製することで、表示装置の作製工程を簡略化できる。このように、複雑な工程を有さなくとも、受光デバイスを内蔵し、利便性の高い表示装置を作製することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜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、本発明の一態様の発光デバイスに用いることができる材料について、説明する。
＜電極＞
発光デバイスの一対の電極を形成する材料としては、金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを適宜用いることができる。具体的には、Ｉｎ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＯともいう）、Ｉｎ－Ｓｉ－Ｓｎ酸化物（ＩＴＳＯともいう）、Ｉｎ－Ｚｎ酸化物、Ｉｎ－Ｗ－Ｚｎ酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、ネオジム（Ｎｄ）などの金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第１族または第２族に属する元素（例えば、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ））、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）などの希土類金属及びこれらを適宜組み合わせて含む合金、グラフェン等を用いることができる。
なお、マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスを作製する場合は、反射電極と半透過・半反射電極とを用いる。したがって、所望の導電性材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。電極の作製には、スパッタリング法や真空蒸着法を用いることができる。
＜正孔注入層及び正孔輸送層＞
正孔注入層は、陽極から発光ユニットに正孔を注入する層であり、正孔注入性の高い材料を含む層である。
正孔注入性の高い材料としては、モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物等を用いることができる。
正孔注入性の高い材料としては、４，４’，４’’－トリス（Ｎ，Ｎ－ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（３－メチルフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’－ビス（Ｎ－｛４－［Ｎ’－（３－メチルフェニル）－Ｎ’－フェニルアミノ］フェニル｝－Ｎ－フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５－トリス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３－［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物等を用いることができる。
正孔注入性の高い材料としては、ポリ（Ｎ－ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４－ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ－（４－｛Ｎ’－［４－（４－ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル－Ｎ’－フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’－ビス（４－ブチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ－ＴＰＤ）等を用いることができる。または、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（略称：ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡｎｉ／ＰＳＳ）等の酸を添加した高分子化合物等を用いることもできる。
正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む複合材料を用いることもできる。この場合、アクセプター性材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層で正孔が発生し、正孔輸送層を介して発光層に正孔が注入される。なお、正孔注入層は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とを含む複合材料からなる単層で形成してもよく、正孔輸送性材料とアクセプター性材料とをそれぞれ別の層で積層して形成してもよい。
正孔輸送層は、正孔注入層によって、陽極から注入された正孔を発光層に輸送する層である。正孔輸送層は、正孔輸送性材料を含む層である。正孔輸送層に用いる正孔輸送性材料は、特に正孔注入層のＨＯＭＯ準位と同じまたは近いＨＯＭＯ準位を有するものを用いることが好ましい。
正孔注入層に用いるアクセプター性材料としては、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。その他、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、ヘキサアザトリフェニレン誘導体などの有機アクセプターを用いることができる。電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有するものとしては、７，７，８，８－テトラシアノ－２，３，５，６－テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４－ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１－ヘキサシアノ－１，４，５，８，９，１２－ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ－ＣＮ）、１，３，４，５，７，８－ヘキサフルオロテトラシアノ－ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６－ＴＣＮＮＱ）等を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。
正孔注入層及び正孔輸送層に用いる正孔輸送性材料としては、１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。
正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香族化合物（例えばカルバゾール誘導体、チオフェン誘導体、フラン誘導体など）や芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。
カルバゾール誘導体（カルバゾール骨格を有する化合物）としては、ビカルバゾール誘導体（例えば、３，３’－ビカルバゾール誘導体）、カルバゾリル基を有する芳香族アミン等が挙げられる。
ビカルバゾール誘導体（例えば、３，３’－ビカルバゾール誘導体）としては、具体的には、３，３’－ビス（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’－ビス（１，１’－ビフェニル－４－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール、９，９’－ビス（１，１’－ビフェニル－３－イル）－３，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール、９－（１，１’－ビフェニル－３－イル）－９’－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９－（２－ナフチル）－９’－フェニル－９Ｈ，９’Ｈ－３，３’－ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）などが挙げられる。
カルバゾリル基を有する芳香族アミンとしては、具体的には、４－フェニル－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、Ｎ－（４－ビフェニル）－Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＢｉＦ）、Ｎ－（１，１’－ビフェニル－４－イル）－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］－９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、４，４’－ジフェニル－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４－（１－ナフチル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’－ジ（１－ナフチル）－４’’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、４－フェニルジフェニル－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）アミン（略称：ＰＣＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルベンゼン－１，３－ジアミン（略称：ＰＣＡ２Ｂ）、Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリフェニル－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’’－トリス（９－フェニルカルバゾール－３－イル）ベンゼン－１，３，５－トリアミン（略称：ＰＣＡ３Ｂ）、９，９－ジメチル－Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］フルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ－フェニル－Ｎ－［４－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）フェニル］スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、ＰＣｚＰＣＡ１、ＰＣｚＰＣＡ２、ＰＣｚＰＣＮ１、３－［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－（１－ナフチル）アミノ］－９－フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、２－［Ｎ－（９－フェニルカルバゾール－３－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、Ｎ－［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ－（４－フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－９，９－ジメチルフルオレン－２，７－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、４，４’，４’’－トリス（カルバゾール－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられる。
カルバゾール誘導体としては、上記に加えて、３－［４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）、３－［４－（１－ナフチル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、１，３－ビス（Ｎ－カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’－ジ（Ｎ－カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）－９－フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、１，３，５－トリス［４－（Ｎ－カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９－［４－（１０－フェニル－９－アントラセニル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）等が挙げられる。
チオフェン誘導体（チオフェン骨格を有する化合物）及びフラン誘導体（フラン骨格を有する化合物）としては、具体的には、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ－ＩＩ）、２，８－ジフェニル－４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＩＩ）、４－［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］－６－フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ－ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’－（ベンゼン－１，３，５－トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ－ＩＩ）、４－｛３－［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ－ＩＩ）等が挙げられる。
芳香族アミンとしては、具体的には、４，４’－ビス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢまたはα－ＮＰＤ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－［１，１’－ビフェニル］－４，４’－ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’－ビス［Ｎ－（スピロ－９，９’－ビフルオレン－２－イル）－Ｎ－フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４－フェニル－４’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４－フェニル－３’－（９－フェニルフルオレン－９－イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）－Ｎ－｛９，９－ジメチル－２－［Ｎ’－フェニル－Ｎ’－（９，９－ジメチル－９Ｈ－フルオレン－２－イル）アミノ］－９Ｈ－フルオレン－７－イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ－（９，９－ジメチル－２－ジフェニルアミノ－９Ｈ－フルオレン－７－イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２－［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、２，７－ビス［Ｎ－（４－ジフェニルアミノフェニル）－Ｎ－フェニルアミノ］スピロ－９，９’－ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、４，４’，４’’－トリス［Ｎ－（１－ナフチル）－Ｎ－フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１－ＴＮＡＴＡ）、ＴＤＡＴＡ、ｍ－ＭＴＤＡＴＡ、Ｎ，Ｎ’－ジ（ｐ－トリル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－ｐ－フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、ＤＰＡＢ、ＤＮＴＰＤ、ＤＰＡ３Ｂ等が挙げられる。
正孔輸送性材料としては、ＰＶＫ、ＰＶＴＰＡ、ＰＴＰＤＭＡ、Ｐｏｌｙ－ＴＰＤなどの高分子化合物を用いることもできる。
正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を１種または複数種組み合わせて、正孔注入層及び正孔輸送層に用いることができる。
＜発光層＞
発光層は、発光物質を含む層である。発光層は、１種または複数種の発光物質を有することができる。発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いる。また、発光物質として、近赤外光を発する物質を用いることもできる。
発光層は、発光物質（ゲスト材料）に加えて、１種または複数種の有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）を有していてもよい。１種または複数種の有機化合物としては、本実施の形態で説明する正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の一方または双方を用いることができる。また、１種または複数種の有機化合物として、バイポーラ性材料を用いてもよい。
発光層に用いることができる発光物質として、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域もしくは近赤外光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを可視光領域もしくは近赤外光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。
一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’－ビス（３－メチルフェニル）－Ｎ，Ｎ’－ビス［３－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ジフェニル－Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）フェニル］ピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（ジベンゾフラン－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－ビス（ジベンゾチオフェン－２－イル）－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルピレン－１，６－ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（Ｎ－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－６－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（Ｎ－フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０２）、Ｎ，Ｎ’－（ピレン－１，６－ジイル）ビス［（６，Ｎ－ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン）－８－アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ－０３）などが挙げられる。
その他にも、５，６－ビス［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６－ビス［４’－（１０－フェニル－９－アントリル）ビフェニル－４－イル］－２，２’－ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’－ビス［４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’－ジフェニルスチルベン－４，４’－ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）－４’－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－４’－（９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＢＡ）、ペリレン、２，５，８，１１－テトラ（ｔｅｒｔ－ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、Ｎ，Ｎ’’－（２－ｔｅｒｔ－ブチルアントラセン－９，１０－ジイルジ－４，１－フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ－［４－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－トリフェニル－１，４－フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）等を用いることができる。
三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質（燐光材料）や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ａｃｔｉｖａｔｅｄ ｄｅｌａｙｅｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
燐光材料としては、例えば、４Ｈ－トリアゾール骨格、１Ｈ－トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、またはピリジン骨格を有する有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体（特にイリジウム錯体）、白金錯体、希土類金属錯体等が挙げられる。
青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４５０ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス｛２－［５－（２－メチルフェニル）－４－（２，６－ジメチルフェニル）－４Ｈ－１，２，４－トリアゾール－３－イル－κＮ２］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ－ｄｍｐ）３］）、トリス（５－メチル－３，４－ジフェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４－（３－ビフェニル）－５－イソプロピル－３－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ－３ｂ）３］）、トリス［３－（５－ビフェニル）－５－イソプロピル－４－フェニル－４Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３］）、のような４Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス［３－メチル－１－（２－メチルフェニル）－５－フェニル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１－ｍｐ）３］）、トリス（１－メチル－５－フェニル－３－プロピル－１Ｈ－１，２，４－トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１－Ｍｅ）３］）のような１Ｈ－トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、ｆａｃ－トリス［１－（２，６－ジイソプロピルフェニル）－２－フェニル－１Ｈ－イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３－（２，６－ジメチルフェニル）－７－メチルイミダゾ［１，２－ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ－Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１－ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２－［３’，５’－ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２－（４’，６’－ジフルオロフェニル）ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス（４－メチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４－ｔ－ブチル－６－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６－メチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６－ｔｅｒｔ－ブチル－４－フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６－（２－ノルボルニル）－４－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５－メチル－６－（２－メチルフェニル）－４－フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６－ジメチル－２－［６－（２，６－ジメチルフェニル）－４－ピリミジニル－κＮ３］フェニル－κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ－ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６－ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５－ジメチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５－イソプロピル－３－メチル－２－フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ－ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２－フェニルピリジナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２－フェニルキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、［２－（４－フェニル－２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］ビス［２－（２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（４ｄｐｐｙ）］）、ビス［２－（２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］［２－（４－メチル－５－フェニル－２－ピリジニル－κＮ）フェニル－κＣ］のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス（２，４－ジフェニル－１，３－オキサゾラト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛２－［４’－（パーフルオロフェニル）フェニル］ピリジナト－Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐ－ＰＦ－ｐｈ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２－フェニルベンゾチアゾラト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ）］）などの有機金属錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上７５０ｎｍ以下である燐光材料としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６－ビス（３－メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、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）］）、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］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５－トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチルフェニル）－５－フェニル－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，６－ジメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－Ｐ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（４－シアノ－２，６－ジメチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍＣＰ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２－メチル－３－フェニルキノキサリナト－Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（２，３－ジフェニルキノキサリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３－ビス（４－フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（５－シアノ－２－メチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属錯体や、トリス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１－フェニルイソキノリナト－Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［４，６－ジメチル－２－（２－キノリニル－κＮ）フェニル－κＣ］（２，４－ペンタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）のようなピリジン骨格を有する有機金属錯体、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８－オクタエチル－２１Ｈ，２３Ｈ－ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：［ＰｔＯＥＰ］）のような白金錯体、トリス（１，３－ジフェニル－１，３－プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１－（２－テノイル）－３，３，３－トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。
発光層に用いる有機化合物（ホスト材料、アシスト材料等）としては、発光物質のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いることができる。
発光層に用いる発光物質が蛍光材料である場合、発光物質と組み合わせて用いる有機化合物としては、一重項励起状態のエネルギー準位が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物を用いるのが好ましい。
一部上記の具体例と重複するが、発光物質（蛍光材料、燐光材料）との好ましい組み合わせという観点から、以下に有機化合物の具体例を示す。
発光物質が蛍光材料である場合、発光物質と組み合わせて用いることができる有機化合物としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられる。
蛍光材料と組み合わせて用いる有機化合物（ホスト材料）の具体例としては、９－フェニル－３－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３，６－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＤＰＣｚＰＡ）、ＰＣＰＮ、９，１０－ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ－ジフェニル－９－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４－（１０－フェニル－９－アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、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）、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）、Ｎ，９－ジフェニル－Ｎ－｛４－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］フェニル｝－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）－Ｎ，９－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２－ジメトキシ－５，１１－ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’－オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン－２，７，１０，１５－テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、ＣｚＰＡ、７－［４－（１０－フェニル－９－アントリル）フェニル］－７Ｈ－ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６－［３－（９，１０－ジフェニル－２－アントリル）フェニル］－ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２－ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９－フェニル－１０－｛４－（９－フェニル－９Ｈ－フルオレン－９－イル）－ビフェニル－４’－イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９，１０－ビス（３，５－ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２－ｔｅｒｔ－ブチル－９，１０－ジ（２－ナフチル）アントラセン（略称：ｔ－ＢｕＤＮＡ）、９，９’－ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’－（スチルベン－３，３’－ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’－（スチルベン－４，４’－ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５－トリ（１－ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）、５，１２－ジフェニルテトラセン、５，１２－ビス（ビフェニル－２－イル）テトラセンなどが挙げられる。
発光物質が燐光材料である場合、発光物質と組み合わせて用いる有機化合物としては、発光物質の三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すればよい。
励起錯体を形成させるべく複数の有機化合物（例えば、第１のホスト材料、及び第２のホスト材料（またはアシスト材料）等）を発光物質と組み合わせて用いる場合は、これらの複数の有機化合物を燐光材料（特に有機金属錯体）と混合して用いることが好ましい。
このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ－Ｔｒｉｐｌｅｔ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。なお、複数の有機化合物の組み合わせとしては、励起錯体が形成しやすいものがよく、正孔を受け取りやすい化合物（正孔輸送性材料）と、電子を受け取りやすい化合物（電子輸送性材料）とを組み合わせることが特に好ましい。なお、正孔輸送性材料及び電子輸送性材料の具体例については、本実施の形態で示す材料を用いることができる。この構成により、発光デバイスの高効率、低電圧、長寿命を同時に実現できる。
発光物質が燐光材料である場合に発光物質と組み合わせて用いることができる有機化合物としては、芳香族アミン、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、亜鉛やアルミニウム系の金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアジン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、フェナントロリン誘導体等が挙げられる。
なお、上記のうち、正孔輸送性の高い有機化合物である芳香族アミン（芳香族アミン骨格を有する化合物）、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体（チオフェン誘導体）、ジベンゾフラン誘導体（フラン誘導体）の具体例としては、上記に示した正孔輸送性材料の具体例と同じものが挙げられる。
電子輸送性の高い有機化合物である、亜鉛やアルミニウム系の金属錯体の具体例としては、トリス（８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、トリス（４－メチル－８－キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０－ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２－メチル－８－キノリノラト）（４－フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８－キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等が挙げられる。
この他、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）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。
電子輸送性の高い有機化合物である、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体の具体例としては、２－（４－ビフェニリル）－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、１，３－ビス［５－（ｐ－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ－７）、９－［４－（５－フェニル－１，３，４－オキサジアゾール－２－イル）フェニル］－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、３－（４－ビフェニリル）－４－フェニル－５－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３－（４－ｔｅｒｔ－ブチルフェニル）－４－（４－エチルフェニル）－５－（４－ビフェニリル）－１，２，４－トリアゾール（略称：ｐ－ＥｔＴＡＺ）、２，２’，２’’－（１，３，５－ベンゼントリイル）トリス（１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］－１－フェニル－１Ｈ－ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ－ＩＩ）、４，４’－ビス（５－メチルベンゾオキサゾール－２－イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）、２－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（ジベンゾチオフェン－４－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ）、２－［３’－（９Ｈ－カルバゾール－９－イル）ビフェニル－３－イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２－［４－（３，６－ジフェニル－９Ｈ－カルバゾール－９－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ－ＩＩＩ）、７－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）、及び６－［３－（ジベンゾチオフェン－４－イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ－ＩＩ）などが挙げられる。
電子輸送性の高い有機化合物である、ジアジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物の具体例としては、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）、２－｛４－［３－（Ｎ－フェニル－９Ｈ－カルバゾール－３－イル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］フェニル｝－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９－［３－（４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン－２－イル）フェニル］－９’－フェニル－２，３’－ビ－９Ｈ－カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ－０２）、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）などが挙げられる。
電子輸送性の高い有機化合物としては、ポリ（２，５－ピリジンジイル）（略称：ＰＰｙ）、ポリ［（９，９－ジヘキシルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（ピリジン－３，５－ジイル）］（略称：ＰＦ－Ｐｙ）、ポリ［（９，９－ジオクチルフルオレン－２，７－ジイル）－ｃｏ－（２，２’－ビピリジン－６，６’－ジイル）］（略称：ＰＦ－ＢＰｙ）のような高分子化合物を用いることもできる。
ＴＡＤＦ材料とは、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態からの発光（蛍光）を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起準位と一重項励起準位のエネルギー差が０ｅＶ以上０．２ｅＶ以下、好ましくは０ｅＶ以上０．１ｅＶ以下であることが挙げられる。また、ＴＡＤＦ材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、１０－６秒以上、好ましくは１０－３秒以上である。
ＴＡＤＦ材料としては、例えば、フラーレンやその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ ＩＸ））、メソポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ ＩＸ））、ヘマトポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ ＩＩＩ－４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン－フッ化スズ錯体（略称：ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ Ｉ））、オクタエチルポルフィリン－塩化白金錯体（略称：ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等が挙げられる。
その他にも、２－（ビフェニル－４－イル）－４，６－ビス（１２－フェニルインドロ［２，３－ａ］カルバゾール－１１－イル）－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＩＣ－ＴＲＺ）、ＰＣＣｚＰＴｚｎ、２－［４－（１０Ｈ－フェノキサジン－１０－イル）フェニル］－４，６－ジフェニル－１，３，５－トリアジン（略称：ＰＸＺ－ＴＲＺ）、３－［４－（５－フェニル－５，１０－ジヒドロフェナジン－１０－イル）フェニル］－４，５－ジフェニル－１，２，４－トリアゾール（略称：ＰＰＺ－３ＴＰＴ）、３－（９，９－ジメチル－９Ｈ－アクリジン－１０－イル）－９Ｈ－キサンテン－９－オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４－（９，９－ジメチル－９，１０－ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ－ＤＰＳ）、１０－フェニル－１０Ｈ，１０’Ｈ－スピロ［アクリジン－９，９’－アントラセン］－１０’－オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有する複素環化合物を用いることができる。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性とπ電子不足型複素芳香環のアクセプター性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。
なお、ＴＡＤＦ材料を用いる場合、他の有機化合物と組み合わせて用いることもできる。特に、上述したホスト材料、正孔輸送材料、電子輸送材料と組み合わせることができる。
また、上記の材料は、低分子材料や高分子材料と組み合わせることにより発光層の形成に用いることができる。また、成膜には、公知の方法（蒸着法や塗布法や印刷法など）を適宜用いることができる。
＜電子輸送層＞
電子輸送層は、電子注入層によって、陰極から注入された電子を発光層に輸送する層である。なお、電子輸送層は、電子輸送性材料を含む層である。電子輸送層に用いる電子輸送性材料は、１×１０－６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものも用いることができる。
電子輸送性材料としては、キノリン骨格を有する金属錯体、ベンゾキノリン骨格を有する金属錯体、オキサゾール骨格を有する金属錯体、チアゾール骨格を有する金属錯体等の他、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、キノリン配位子を有するキノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、その他含窒素複素芳香族化合物を含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料を用いることができる。
電子輸送性材料の具体例としては、上記に示した材料を用いることができる。
＜電子注入層＞
電子注入層は、電子注入性の高い物質を含む層である。電子注入層には、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）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはそれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム（ＥｒＦ３）のような希土類金属化合物を用いることができる。また、電子注入層にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層を構成する物質を用いることもできる。
また、電子注入層に、電子輸送性材料とドナー性材料（電子供与性材料）とを含む複合材料を用いてもよい。このような複合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性及び電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層に用いる電子輸送性材料（金属錯体や複素芳香族化合物等）を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属やアルカリ土類金属や希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物やアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン（略称：ＴＴＦ）等の有機化合物を用いることもできる。
＜電荷発生層＞
電荷発生層は２つの発光ユニットの間に設けられる。電荷発生層は、陽極と陰極との間に電圧を印加したときに、隣接する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。
電荷発生層は、正孔輸送性材料とアクセプター性材料（電子受容性材料）とを含む構成であっても、電子輸送性材料とドナー性材料とを含む構成であってもよい。このような構成の電荷発生層を形成することにより、ＥＬ層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。
正孔輸送性材料、アクセプター性材料、電子輸送性材料、及びドナー性材料は、それぞれ上述の材料を用いることができる。
なお、本発明の一態様の発光デバイスの作製には、蒸着法などの真空プロセスや、スピンコート法やインクジェット法などの溶液プロセスを用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ法）や、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等を用いることができる。特にＥＬ層に含まれる機能層（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層）及び電荷発生層については、蒸着法（真空蒸着法等）、塗布法（ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等）、印刷法（インクジェット法、スクリーン（孔版印刷）法、オフセット（平版印刷）法、フレキソ（凸版印刷）法、グラビア法、マイクロコンタクト法等）などの方法により形成することができる。
発光デバイスを構成する機能層及び電荷発生層の材料は、それぞれ、上述の材料に限定されない。例えば、機能層の材料として、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）、中分子化合物（低分子と高分子の中間領域の化合物：分子量４００乃至４０００）、無機化合物（量子ドット材料等）等を用いてもよい。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜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、本発明の一態様の表示装置について、図２０を用いて説明する。
本発明の一態様の表示装置は、受光デバイスを有する第１の画素回路と、発光デバイスを有する第２の画素回路と、を有する。第１の画素回路と第２の画素回路は、それぞれ、マトリクス状に配置される。
図２０Ａに、受光デバイスを有する第１の画素回路の一例を示し、図２０Ｂに、発光デバイスを有する第２の画素回路の一例を示す。
図２０Ａに示す画素回路ＰＩＸ１は、受光デバイスＰＤ、トランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、トランジスタＭ４、及び容量Ｃ１を有する。ここでは、受光デバイスＰＤとして、フォトダイオードを用いた例を示している。
受光デバイスＰＤは、カソードが配線Ｖ１と電気的に接続し、アノードがトランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ１は、ゲートが配線ＴＸと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量Ｃ１の一方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタＭ３のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ２は、ゲートが配線ＲＥＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線Ｖ２と電気的に接続する。トランジスタＭ３は、ソースまたはドレインの一方が配線Ｖ３と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ４は、ゲートが配線ＳＥと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ１と電気的に接続する。
配線Ｖ１、配線Ｖ２、及び配線Ｖ３には、それぞれ定電位が供給される。受光デバイスＰＤを逆バイアスで駆動させる場合には、配線Ｖ２に、配線Ｖ１の電位よりも低い電位を供給する。トランジスタＭ２は、配線ＲＥＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ３のゲートに接続するノードの電位を、配線Ｖ２に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタＭ１は、配線ＴＸに供給される信号により制御され、受光デバイスＰＤに流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタＭ３は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタＭ４は、配線ＳＥに供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線ＯＵＴ１に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
図２０Ｂに示す画素回路ＰＩＸ２は、発光デバイスＥＬ、トランジスタＭ５、トランジスタＭ６、トランジスタＭ７、及び容量Ｃ２を有する。ここでは、発光デバイスＥＬとして、発光ダイオードを用いた例を示している。特に、発光デバイスＥＬとして、有機ＥＬデバイスを用いることが好ましい。
トランジスタＭ５は、ゲートが配線ＶＧと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線ＶＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量Ｃ２の一方の電極、及びトランジスタＭ６のゲートと電気的に接続する。トランジスタＭ６のソースまたはドレインの一方は配線Ｖ４と電気的に接続し、他方は、発光デバイスＥＬのアノード、及びトランジスタＭ７のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタＭ７は、ゲートが配線ＭＳと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線ＯＵＴ２と電気的に接続する。発光デバイスＥＬのカソードは、配線Ｖ５と電気的に接続する。
配線Ｖ４及び配線Ｖ５には、それぞれ定電位が供給される。発光デバイスＥＬのアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタＭ５は、配線ＶＧに供給される信号により制御され、画素回路ＰＩＸ２の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタＭ６は、ゲートに供給される電位に応じて発光デバイスＥＬに流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタＭ５が導通状態のとき、配線ＶＳに供給される電位がトランジスタＭ６のゲートに供給され、その電位に応じて発光デバイスＥＬの発光輝度を制御することができる。トランジスタＭ７は配線ＭＳに供給される信号により制御され、トランジスタＭ６と発光デバイスＥＬとの間の電位を、配線ＯＵＴ２を介して外部に出力する機能を有する。
なお、本実施の形態の表示装置では、発光デバイスをパルス状に発光させることで、画像を表示してもよい。発光デバイスの駆動時間を短縮することで、表示装置の消費電力の低減、及び、発熱の抑制を図ることができる。特に、有機ＥＬデバイスは周波数特性が優れているため、好適である。周波数は、例えば、１ｋＨｚ以上１００ＭＨｚ以下とすることができる。
ここで、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、トランジスタＭ３、及びトランジスタＭ４、並びに、画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタＭ５、トランジスタＭ６、及びトランジスタＭ７には、それぞれチャネルが形成される半導体層に金属酸化物（酸化物半導体）を用いたトランジスタ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が広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された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。そのため、特に容量Ｃ１または容量Ｃ２に直列に接続されるトランジスタＭ１、トランジスタＭ２、及びトランジスタＭ５には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。
また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコンや多結晶シリコンなどの結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。
また、トランジスタＭ１乃至トランジスタＭ７のうち、一以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。
なお、図２０Ａ、図２０Ｂにおいて、トランジスタをｎチャネル型のトランジスタとして表記しているが、ｐチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路ＰＩＸ１が有するトランジスタと画素回路ＰＩＸ２が有するトランジスタとを１つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。
また、受光デバイスＰＤまたは発光デバイスＥＬと重なる位置に、トランジスタ及び容量の一方又は双方を有する層を１つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な受光部または表示部を実現できる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図２１～図２３を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の発光装置を有する。例えば、電子機器の表示部に、本発明の一態様の発光装置を適用することができる。この時、電子機器は、発光装置とは別に光センサを有することが好ましい。本発明の一態様の発光装置は、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有するため、表示部で画像を表示するだけでなく、光センサの光源として用いる光（可視光及び赤外光の一方又は双方）を発することができる。発光装置と光センサとを組み合わせることで、生体認証を行うこと、または、タッチ（さらには近接）を検出することができる。これにより、電子機器の機能性や利便性などを高めることができる。
または、本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。例えば、電子機器の表示部に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、可視光と赤外光との双方を発する機能及び光を検出する機能を有するため、表示部で画像を表示するだけでなく、生体認証を行うこと、または、タッチ（さらには近接）を検出することができる。これにより、電子機器の機能性や利便性などを高めることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、などが挙げられる。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
図２１Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
表示部６５０２に、本発明の一態様の発光装置または表示装置を適用することができる。
図２１Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、バッテリ６５１８等が配置されている。
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルな発光装置またはフレキシブルな表示装置を適用することができる。そのため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図２２Ａにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置または表示装置を適用することができる。
図２２Ａに示すテレビジョン装置７１００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７１１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及び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る。また、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２２Ｂに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置または表示装置を適用することができる。
図２２Ｃ、図２２Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
図２２Ｃに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図２２Ｄは円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
図２２Ｃ、図２２Ｄにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置または表示装置を適用することができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像または動画を表示するだけでなく、ユーザーが直感的に操作することができ、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報などの情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図２２Ｃ、図２２Ｄに示すように、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００は、ユーザーが所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１または情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００またはデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１または情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数のユーザーが同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図２３Ａ乃至図２３Ｆに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、または操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
図２３Ａ乃至図２３Ｆに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画や動画を撮影し、記録媒体（外部またはカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図２３Ａ乃至図２３Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２３Ａは、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、センサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字や画像情報をその複数の面に表示することができる。図２３Ａでは３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話などの着信の通知、電子メールやＳＮＳなどの題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０などを表示してもよい。
図２３Ｂは、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えばユーザーは、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。ユーザーは、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図２３Ｃは、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチとして用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うことや、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図２３Ｄ～図２３Ｆは、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図２３Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２３Ｆは折り畳んだ状態、図２３Ｅは図２３Ｄと図２３Ｆの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態及び実施例と適宜組み合わせることができる。
本実施例では、本発明の一態様の発光装置または表示装置に用いることができる、可視光及び赤外光を発する発光デバイスのデバイス構造について、ソフトウェアを用いて検討した結果について説明する。
具体的には、本実施例では、図２４Ａに示す青色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）のデバイス構造について検討した結果について説明する。
まず、本実施例の計算に実測値（屈折率ｎ、消衰係数ｋ、発光スペクトルなど）を利用した有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure 0007377216000002
本実施例では、有機デバイスシミュレータ（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｔｈｉｎ ｆｉｌｍ ｏｐｔｉｃｓ ｓｉｍｕｌａｔｏｒ：ｓｅｔｆｏｓ；サイバネットシステム株式会社）を用いて計算を行った。
当該計算では、発光デバイスを構成する各層の膜厚、屈折率ｎ（実測値）、及び消衰係数ｋ（実測値）、発光材料の発光スペクトル（フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル）の実測値、並びに、発光領域の位置を入力し、パーセルファクターを乗じ、励起子の放射崩壊レートの変調を考慮した、正面方向の発光強度及びスペクトル波形を算出した。
各層の屈折率ｎ及び消衰係数ｋ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）を用いて測定した。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。
発光材料の発光スペクトルは、可視光の検出器としてマルチチャンネル分光器（浜松ホトニクス社製Ｃ１００２９－０１）、近赤外光の検出器として近赤外分光放射計（ＳＲ－ＮＩＲトプコン社製）、励起光として紫外発光ＬＥＤ（日亜化学工業社製ＮＳＣＵ０３３Ｂ）、バンドパスフィルターとしてＵＶ Ｕ３６０（エドモンドオプティクス社製）、ロングパスフィルターとしてＳＣＦ－５０Ｓ－４２Ｌ（シグマ光機社製）を用いて測定した。
可視光の発光スペクトルの測定には、石英基板上に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）と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）とを重量比１：０．０３、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法を用いた共蒸着により成膜した膜を使用した。
赤外光の発光スペクトルの測定には、石英基板上に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）、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）、及び、ビス｛４，６－ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ベンゾ［ｇ］キノキサリニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］）を、重量比０．７：０．３：０．１、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法を用いた共蒸着により成膜した膜を使用した。なお、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］の合成例は、参考例で後述する。
計算に用いたＰＬスペクトルを、図２５に示す。図２５において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化ＰＬ強度（任意単位）を示す。なお、エネルギーベースのＰＬ強度に波長をかけ合わせることで、フォトンベースのＰＬ強度を求めることができる。
発光領域は発光層の中心と仮定した。
可視光、赤外光ともに、発光量子収率、励起子生成確率、再結合確率は１００％と仮定した。すなわち、計算により得られた外部量子効率（ランバーシアン仮定）は、正面の発光強度からランバーシアン配光を仮定して算出した光取り出し効率を示す。
図２４Ａに示す、本実施例で用いた発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）は、中間層１９８に電荷発生層を有するタンデム構造である。発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）では、発光層１９３Ｎから赤外光を発する発光ユニット上に発光層１９３Ｂから青色の光を発する発光ユニットが設けられている。
図２４Ａに示すように、画素電極１９１と発光層１９３Ｂの発光領域との間の光学距離は３λＢ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｂの発光領域との間の光学距離が、λＢ／４程度となり、画素電極１９１と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となるように、初期値を設定し、計算を行った。
本実施例では、可視光の波長λＢは、ＢＴ．２０２０で規定されている青色の光の波長（４６７ｎｍ）とし、赤外光の波長λｉは、青色の光の２次光（９３４ｎｍ）と仮定した。
本実施例で用いた発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）のデバイス構造について、表２を用いて説明する。なお、計算の簡略化のため、正孔注入層、電子注入層、及び電荷発生層は省略した。
Figure 0007377216000003
基板１５１として、膜厚０．７ｍｍ、屈折率１．５のガラス基板を想定した。
画素電極１９１として、膜厚１００ｎｍの銀（Ａｇ）膜と、膜厚１０ｎｍの酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）膜と、の積層構造を用いた。
バッファ層１９２Ｂには、正孔輸送層を想定し、ＰＣＢＢｉＦを用いた。バッファ層１９２Ｂは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
発光層１９３Ｎは、膜厚４０ｎｍとし、ホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いた。
中間層１９８として、２，９－ビス（ナフタレン－２－イル）－４，７－ジフェニル－１，１０－フェナントロリン（略称：ＮＢｐｈｅｎ）と、膜厚１０ｎｍの３－［４－（９－フェナントリル）－フェニル］－９－フェニル－９Ｈ－カルバゾール（略称：ＰＣＰＰｎ）と、の積層構造を用いた。中間層１９８が有するＮＢｐｈｅｎは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
発光層１９３Ｂには、ホスト材料として、膜厚２５ｎｍのｃｇＤＢＣｚＰＡを用いた。
バッファ層１９４Ｂには、電子輸送層を想定し、ＮＢｐｈｅｎを用いた。バッファ層１９４Ｂは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
共通電極１１５として、膜厚１５ｎｍの銀膜を用いた。
バッファ層１１６として、膜厚７０ｎｍの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）を用いた。
なお、バッファ層１１６の上側（共通電極１１５と接する側とは反対側）は、空気（屈折率１）を仮定した。
以上の条件を用いて、計算により、発光デバイスの最適なデバイス構造を求めた。
計算では、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大となる発光デバイス全体の光学距離及びバッファ層１９４ＢのＮＢＰｈｅｎの膜厚を求め、当該発光デバイス全体の光学距離及びバッファ層１９４ＢのＮＢＰｈｅｎの膜厚で、外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大になるように、バッファ層１９２ＢのＰＣＢＢｉＦの膜厚及び中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚を求めた。
具体的には、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚の値を一度設定し、その条件で、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大となるように、バッファ層１９２ＢのＰＣＢＢｉＦの膜厚と、バッファ層１９４ＢのＮＢＰｈｅｎの膜厚と、を最適化した。その後、赤外光のピーク波長を固定したまま、外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大になるように、バッファ層１９２ＢのＰＣＢＢｉＦの膜厚と、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚と、を最適化した。
計算の結果、表２に示すように、発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）において、バッファ層１９２ＢのＰＣＢＢｉＦの膜厚は６３ｎｍ、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚は５．６ｎｍ、バッファ層１９４ＢのＮＢＰｈｅｎの膜厚は３６ｎｍとそれぞれ求められた。
図２６に、計算から得られた発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）の発光（ＥＬ）スペクトルを示す。図２６において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化発光強度（任意単位）を示す。
図２６に示すように、発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）の可視光のピーク波長は４６０ｎｍであり、赤外光のピーク波長は８８０ｎｍであった。赤外光のピーク波長は、可視光のピーク波長の２倍（９２０ｎｍ）よりも短いことがわかった。
計算から得られた発光デバイス４７Ｂ（ＩＲ）は、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が約３０％であり、高い値を示した。また、赤外光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）も約３０％であり、高い値を示した。
図２７に、計算から得られた発光デバイスの、ＣＩＥ１９３１色度座標（ｘｙ色度座標）を示す。図２７には、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格の色度座標も示す。図２７に示すように、当該発光デバイスのＣＩＥ１９３１色度座標における色度（ｘ，ｙ）は、（０．１３８，０．０５０）であり、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格に対応した値を示すことがわかった。
上記のように、本実施例の計算から得られた発光デバイスでは、赤外光のピーク波長が、可視光のピーク波長の２倍（９２０ｎｍ）よりも短いことがわかった。これは、屈折率の波長依存性に由来すると考えられる。
ここで、ＰＣＢＢｉＦとＮＢＰｈｅｎの常光屈折率の波長依存性を図２８に示す。また、図２８では、比較例として、１，１－ビス－（４－ビス（４－メチル－フェニル）－アミノ－フェニル）－シクロヘキサン（略称：ＴＡＰＣ）の常光屈折率の波長依存性も示す。
屈折率の測定には、石英基板上に各材料を真空蒸着法により約５０ｎｍ成膜した膜を使用した。当該膜には屈折率の異方性が生じていたため、屈折率を算出する際に、常光屈折率と異常光屈折率とに分離した。なお、上記計算では常光屈折率を用いた。
図２８から、ＰＣＢＢｉＦの波長４６０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．９４であり、波長８８０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．７７であり、その差は約０．１７であった。また、ＮＢＰｈｅｎの波長４６０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．９７であり、波長８８０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．８０であり、その差は約０．１７であった。このように、本実施例で膜厚を最適化したＰＣＢＢｉＦとＮＢＰｈｅｎは、可視光に比べて赤外光に対する屈折率が低いことがわかった。このことから、赤外光のピーク波長が短波長側にシフトし、可視光のピーク波長の２倍（９２０ｎｍ）よりも短くなったと示唆される。
一方で、比較例として示したＴＡＰＣの波長４６０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．７２であり、波長８８０ｎｍの光に対する常光屈折率は約１．６５であり、その差は約０．０７であった。
このように、有機膜によって屈折率の波長依存性に差があることが確認された。有機膜の屈折率の波長依存性を利用して、赤外光のピーク波長を制御できることが示唆された。
本実施例の結果から、青色の光及び赤外光の双方を高い効率で取り出すことができる発光デバイスのデバイス構造を見積もることができた。
本実施例では、本発明の一態様の発光装置または表示装置に用いることができる、可視光及び赤外光を発する発光デバイスのデバイス構造について、ソフトウェアを用いて検討した結果について説明する。
具体的には、本実施例では、図２４Ｂ、図２４Ｃに示す赤色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂのデバイス構造について検討した結果について説明する。
本実施例では、実施例１と同様の有機デバイスシミュレータを用いて計算を行った。
当該計算では、発光デバイスを構成する各層の膜厚、屈折率ｎ、及び消衰係数ｋ、発光材料の発光スペクトル（フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル）の実測値、並びに、発光領域の位置を入力し、パーセルファクターを乗じ、励起子の放射崩壊レートの変調を考慮した、正面方向の発光強度及びスペクトル波形を算出した。
本実施例では、後述の通り、赤外光の波長が１０００ｎｍを超える場合を仮定したが、銀膜を除いて、各層の屈折率及び消衰係数の１０００ｎｍを超える波長域の測定値を有していないため、本実施例では、銀膜以外の全ての層について、屈折率ｎ＝１．８と仮定し、計算を行った。
可視光の発光スペクトルの測定には、石英基板上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及び、ビス｛２－［５－（２，６－ジメチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］－４，６－ジメチルフェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］）を、重量比０．８：０．２：０．０５、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法を用いた共蒸着により成膜した膜を使用した。その他の測定条件は、実施例１と同様である。
以下に、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｄｍｐ）２（ｄｐｍ）］の構造式を示す。
Figure 0007377216000004
赤外光の発光スペクトルは、可視光の発光スペクトルを６５５ｎｍ長波長側にシフトさせたスペクトルを用いた。
計算に用いたフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを、図２９に示す。図２９において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化ＰＬ強度（任意単位）を示す。
発光領域は発光層の中心と仮定した。
可視光、赤外光ともに、発光量子収率、励起子生成確率、再結合確率は１００％と仮定した。
図２４Ｂ、図２４Ｃに示す、本実施例で用いた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂは、中間層１９８に電荷発生層を有するタンデム構造である。２つの発光デバイスは、発光層１９３Ｎと発光層１９３Ｒの積層順が互いに異なる。
図２４Ｂに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａでは、発光層１９３Ｎから赤外光を発する発光ユニット上に発光層１９３Ｒから赤色の光を発する発光ユニットが設けられている。
図２４Ｂに示すように、画素電極１９１と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離は３λＲ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離が、λＲ／４程度となり、画素電極１９１と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となるように、初期値を設定し、計算を行った。
図２４Ｃに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂでは、発光層１９３Ｒから赤色の光を発する発光ユニット上に発光層１９３Ｎから赤外光を発する発光ユニットが設けられている。
図２４Ｃに示すように、画素電極１９１と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離はλＲ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離が、３λＲ／４程度となり、画素電極１９１と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となるように、初期値を設定し、計算を行った。
本実施例では、可視光の波長λＲは、ＢＴ．２０２０で規定されている赤色の光の波長（６３０ｎｍ）とし、赤外光の波長λｉは、赤色の光の２次光（１２６０ｎｍ）と仮定した。
本実施例で用いた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂのデバイス構造について、表３及び表４を用いて説明する。
なお、計算の簡略化のため、正孔注入層、電子注入層、及び電荷発生層は省略した。
Figure 0007377216000005
Figure 0007377216000006
基板１５１として、膜厚０．７ｍｍ、屈折率１．５のガラス基板を想定した。
画素電極１９１として、膜厚１００ｎｍの銀膜と、膜厚１０ｎｍの層（透明電極を想定）と、の積層構造を用いた。
バッファ層１９２Ｒには、正孔輸送層を想定した。バッファ層１９２Ｒは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
発光層１９３Ｎ及び発光層１９３Ｒは、それぞれ膜厚４０ｎｍとした。
中間層１９８として、光学調整に使用する層（電子輸送層を想定）と、膜厚１０ｎｍの層（正孔輸送層を想定）と、の積層構造を用いた。中間層１９８が有する光学調整に使用する層は、計算により最適な膜厚を求めた。
バッファ層１９４Ｒには、電子輸送層を想定した。バッファ層１９４Ｒは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
共通電極１１５として、膜厚１５ｎｍの銀膜を用いた。
バッファ層１１６は、膜厚７０ｎｍの層とした。
なお、バッファ層１１６の上側（共通電極１１５と接する側とは反対側）は、空気（屈折率１）を仮定した。
以上の条件を用いて、計算により、発光デバイスの最適なデバイス構造を求めた。
計算では、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大となる発光デバイス全体の光学距離及びバッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚を求め、当該発光デバイス全体の光学距離及びバッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚で、赤外光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大になるように、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚及び中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚を求めた。
具体的には、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚の値を一度設定し、その条件で、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大となるように、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚と、バッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚と、を最適化した。その後、赤外光のピーク波長を固定したまま、外部量子効率（ランバーシアン仮定）が最大になるように、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚と、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚と、を最適化した。
計算の結果、表３に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａにおいて、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚は１０６ｎｍ、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚は２７ｎｍ、バッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚は５８ｎｍとそれぞれ求められた。また、表４に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂにおいて、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚は３５ｎｍ、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚は３０ｎｍ、バッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚は１２７ｎｍとそれぞれ求められた。
図３０及び図３１に、計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂの発光（ＥＬ）スペクトルを示す。図３０及び図３１において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化発光強度（任意単位）を示す。
図３０に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａの可視光のピーク波長は６１２ｎｍであり、赤外光のピーク波長は１２７２ｎｍであった。赤外光のピーク波長は、可視光のピーク波長の２倍（１２２４ｎｍ）に近い値を示していることがわかった。
計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａは、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が約３８％であり、高い値を示した。また、赤外光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）も約９０％であり、高い値を示した。赤外光のピーク波長が、仮定した波長（１２６０ｎｍ）と近い値を示したため、マイクロキャビティ構造の効果により、赤外光の光取り出し効率が大幅に向上したと考えられる。
図３１に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂの可視光のピーク波長は６１４ｎｍであり、赤外光のピーク波長は１２７４ｎｍであった。赤外光のピーク波長は、可視光のピーク波長の２倍（１２２８ｎｍ）に近い値を示していることがわかった。
計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂは、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が約３４％であり、高い値を示した。また、赤外光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）も約８８％であり、高い値を示した。赤外光のピーク波長が、仮定した波長（１２６０ｎｍ）と近い値を示したため、マイクロキャビティ構造の効果により、赤外光の光取り出し効率が大幅に向上したと考えられる。
図３２及び図３３に、計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂの、ＣＩＥ１９３１色度座標（ｘｙ色度座標）を示す。図３２及び図３３には、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格の色度座標も示す。図３２に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａのＣＩＥ１９３１色度座標における色度（ｘ，ｙ）は、（０．６５７，０．３４３）であった。図３３に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂのＣＩＥ１９３１色度座標における色度（ｘ，ｙ）は、（０．６６２，０．３３８）であった。図３２及び図３３から、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ａ及び発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｂは、どちらも、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格に対応した値を示すことがわかった。
本実施例の結果から、赤色の発光層と赤外光の発光層との積層順に問わず、赤色の光及び赤外光の双方を高い効率で取り出すことができる発光デバイスのデバイス構造を見積もることができた。
本実施例では、本発明の一態様の発光装置または表示装置に用いることができる、可視光及び赤外光を発する発光デバイスのデバイス構造について、ソフトウェアを用いて検討した結果について説明する。
具体的には、本実施例では、図２４Ｄに示す赤色の光及び赤外光を発する発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃのデバイス構造について検討した結果について説明する。
本実施例では、実施例１と同様の有機デバイスシミュレータを用いて計算を行った。
当該計算では、発光デバイスを構成する各層の膜厚、屈折率ｎ（実測値）、及び消衰係数ｋ（実測値）、発光材料の発光スペクトル（フォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトル）の実測値、並びに、発光領域の位置を入力し、パーセルファクターを乗じ、励起子の放射崩壊レートの変調を考慮した、正面方向の発光強度及びスペクトル波形を算出した。
各層の屈折率ｎ及び消衰係数ｋ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）を用いて測定した。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。
可視光の発光スペクトルの測定には、石英基板上に２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩ、ＰＣＢＢｉＦ、及びビス｛４，６－ジメチル－２－［５－（５－シアノ－２－メチルフェニル）－３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ピラジニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］）を、重量比０．８：０．２：０．１、膜厚は５０ｎｍとなるように真空蒸着法を用いた共蒸着により成膜した膜を使用した。その他の測定条件は、実施例１と同様である。
以下に、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｐｒ－ｍ５ＣＰ）２（ｄｐｍ）］の構造式を以下に示す。
Figure 0007377216000007
本実施例で用いた赤外光の発光スペクトルは、実施例１と同様である。
計算に用いたフォトルミネッセンス（ＰＬ）スペクトルを、図３４に示す。図３４において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化ＰＬ強度（任意単位）を示す。
発光領域は発光層の中心と仮定した。
可視光、赤外光ともに、発光量子収率、励起子生成確率、再結合確率は１００％と仮定した。
図２４Ｄに示す、本実施例で用いた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃは、中間層１９８に電荷発生層を有するタンデム構造である。
図２４Ｄに示す発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃでは、発光層１９３Ｎから赤外光を発する発光ユニット上に発光層１９３Ｒから赤色の光を発する発光ユニットが設けられている。
図２４Ｄに示すように、画素電極１９１と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離は５λＲ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｒの発光領域との間の光学距離が、λＲ／４程度となり、画素電極１９１と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、λｉ／４程度となり、共通電極１１５と発光層１９３Ｎの発光領域との間の光学距離が、３λｉ／４程度となるように、初期値を設定し、計算を行った。
本実施例では、可視光の波長λＲは、ＢＴ．２０２０で規定されている赤色の光の波長（６３０ｎｍ）とし、赤外光の波長λｉは、９４５ｎｍと仮定した。
本実施例で用いた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃのデバイス構造について、表５を用いて説明する。
なお、計算の簡略化のため、正孔注入層、電子注入層、及び電荷発生層は省略した。
Figure 0007377216000008
基板１５１として、膜厚０．７ｍｍ、屈折率１．５のガラス基板を想定した。
画素電極１９１として、膜厚１００ｎｍの銀膜と、膜厚１０ｎｍのＩＴＳＯ膜と、の積層構造を用いた。
バッファ層１９２Ｒには、正孔輸送層を想定し、ＰＣＢＢｉＦを用いた。バッファ層１９２Ｒは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
発光層１９３Ｎ及び発光層１９３Ｒは、それぞれ膜厚４０ｎｍとし、ホスト材料として、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ－ＩＩを用いた。
中間層１９８として、ＮＢｐｈｅｎと、膜厚１０ｎｍのＰＣＢＢｉＦと、の積層構造を用いた。中間層１９８が有するＮＢｐｈｅｎは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
バッファ層１９４Ｒには、電子輸送層を想定し、ＮＢｐｈｅｎを用いた。バッファ層１９４Ｒは、光学調整に使用する層であり、計算により最適な膜厚を求めた。
共通電極１１５として、膜厚１５ｎｍの銀膜を用いた。
バッファ層１１６として、膜厚７０ｎｍのＤＢＴ３Ｐ－ＩＩを用いた。
なお、バッファ層１１６の上側（共通電極１１５と接する側とは反対側）は、空気（屈折率１）を仮定した。
以上の条件を用いて、計算により、発光デバイスの最適なデバイス構造を求めた。計算方法は実施例２と同様であるため、詳細は省略する。
計算の結果、表５に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃにおいて、バッファ層１９２ＲのＰＣＢＢｉＦの膜厚は９９ｎｍ、中間層１９８のＮＢＰｈｅｎの膜厚は２２９ｎｍ、バッファ層１９４ＲのＮＢＰｈｅｎの膜厚は６０ｎｍとそれぞれ求められた。
図３５に、計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃの発光（ＥＬ）スペクトルを示す。図３５において、横軸は波長（単位：ｎｍ）を示し、縦軸はエネルギーベースの規格化発光強度（任意単位）を示す。
図３５に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃの可視光のピーク波長は６５１ｎｍであり、赤外光のピーク波長は９７８ｎｍであった。赤外光のピーク波長は、可視光のピーク波長の１．５倍（９７７ｎｍ）とほぼ同じ値を示していることがわかった。
計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃは、可視光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）が約２７％であり、高い値を示した。また、赤外光の外部量子効率（ランバーシアン仮定）も約１１％であり、高い値を示した。
図３６に、計算から得られた発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃの、ＣＩＥ１９３１色度座標（ｘｙ色度座標）を示す。図３６には、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格の色度座標も示す。図３６に示すように、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃのＣＩＥ１９３１色度座標における色度（ｘ，ｙ）は、（０．７０４，０．２８５）であった。図３６から、発光デバイス４７Ｒ（ＩＲ）ｃは、ＮＴＳＣ規格及びＢＴ．２０２０規格に対応した値を示すことがわかった。
本実施例の結果から、赤色の光及び赤外光の双方を高い効率で取り出すことができる発光デバイスのデバイス構造を見積もることができた。
（参考例）
上記実施例１で用いたビス｛４，６－ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ベンゾ［ｇ］キノキサリニル－κＮ］フェニル－κＣ｝（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオナト－κ２Ｏ，Ｏ’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］）の合成方法について、具体的に説明する。［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］の構造を以下に示す。
Figure 0007377216000009
＜ステップ１；２，３－ビス－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ベンゾ［ｇ］キノキサリン（略称：Ｈｄｍｄｐｂｑ）の合成＞
まず、ステップ１では、Ｈｄｍｄｐｂｑを合成した。３，３’，５，５’－テトラメチルベンジル３．２０ｇ、２，３－ジアミノナフタレン１．９７ｇ、エタノール６０ｍＬを、還流管を付けた三口フラスコに入れ、内部を窒素置換した後、９０℃で７時間半撹拌した。所定時間経過後、溶媒を留去した。その後、トルエンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、目的物を得た（黄色固体、収量３．７３ｇ、収率７９％）。ステップ１の合成スキームを（ａ－１）に示す。
Figure 0007377216000010
ステップ１で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。分析結果から、Ｈｄｍｄｐｂｑが得られたことがわかった。
得られた物質の１Ｈ ＮＭＲデータを以下に示す。
１Ｈ－ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：２．２８（ｓ，１２Ｈ），７．０１（ｓ，２Ｈ），７．１６（ｓ，４Ｈ），７．５６－７．５８（ｍ，２Ｈ），８．１１－８．１３（ｍ，２Ｈ），８．７４（ｓ，２Ｈ）．
＜ステップ２；ジ－μ－クロロ－テトラキス｛４，６－ジメチル－２－［３－（３，５－ジメチルフェニル）－２－ベンゾ［ｇ］キノキサリニル－κＮ］フェニル－κＣ｝ジイリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２Ｃｌ］２）の合成＞
次に、ステップ２では、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２Ｃｌ］２を合成した。２－エトキシエタノール１５ｍＬ、水５ｍＬ、ステップ１で得たＨｄｍｄｐｂｑ１．８１ｇ、及び、塩化イリジウム水和物（ＩｒＣｌ３・Ｈ２Ｏ）（フルヤ金属社製）０．６６ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を２時間照射し、反応させた。所定時間経過後、得られた残渣をメタノールで吸引ろ過、洗浄し、目的物を得た（黒色固体、収量１．７６ｇ、収率８１％）。ステップ２の合成スキームを（ａ－２）に示す。
Figure 0007377216000011
＜ステップ３；［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］の合成＞
そして、ステップ３では、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］を合成した。２－エトキシエタノール２０ｍＬ、ステップ２で得た［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２Ｃｌ］２１．７５ｇ、ジピバロイルメタン（略称：Ｈｄｐｍ）０．５０ｇ、及び、炭酸ナトリウム０．９５ｇを、還流管を付けたナスフラスコに入れ、フラスコ内をアルゴン置換した。その後、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ １００Ｗ）を３時間照射した。得られた残渣を、メタノールで吸引ろ過した後、水、メタノールで洗浄した。得られた固体を、ジクロロメタンを展開溶媒とするシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、ジクロロメタンとメタノールの混合溶媒にて再結晶することにより、目的物を得た（暗緑色固体、収量０．４２ｇ、収率２１％）。得られた暗緑色固体０．４１ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製条件は、圧力２．７Ｐａ、アルゴンガスを流量１０．５ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３００℃で暗緑色固体を加熱した。昇華精製後、暗緑色固体を収率７８％で得た。ステップ３の合成スキームを（ａ－３）に示す。
Figure 0007377216000012
ステップ３で得られた暗緑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。分析結果から、［Ｉｒ（ｄｍｄｐｂｑ）２（ｄｐｍ）］が得られたことがわかった。
１Ｈ－ＮＭＲ．δ（ＣＤ２Ｃｌ２）：０．７５（ｓ，１８Ｈ），０．９７（ｓ，６Ｈ），２．０１（ｓ，６Ｈ），２．５２（ｓ，１２Ｈ），４．８６（ｓ，１Ｈ），６．３９（ｓ，２Ｈ），７．１５（ｓ，２Ｈ），７．３１（ｓ，２Ｈ），７．４４－７．５１（ｍ，４Ｈ），７．８０（ｄ，２Ｈ），７．８６（ｓ，４Ｈ），８．０４（ｄ，２Ｈ），８．４２（ｓ，２Ｈ），８．５８（ｓ，２Ｈ）．
Ｃ１：容量、Ｃ２：容量、Ｍ１：トランジスタ、Ｍ２：トランジスタ、Ｍ３：トランジスタ、Ｍ４：トランジスタ、Ｍ５：トランジスタ、Ｍ６：トランジスタ、Ｍ７：トランジスタ、ＯＵＴ１：配線、ＯＵＴ２：配線、ＰＩＸ１：画素回路、ＰＩＸ２：画素回路、Ｖ１：配線、Ｖ２：配線、Ｖ３：配線、Ｖ４：配線、Ｖ５：配線、１０Ａ：表示装置、１０Ｂ：表示装置、１０Ｃ：表示装置、１０Ｄ：表示装置、１０Ｅ：表示装置、１０Ｆ：表示装置、２１Ｂ：光、２１Ｇ：光、２１Ｎ：赤外光、２２：光、２３ａ：光、２３ｂ：反射光、３０Ａ：発光装置、３０Ｂ：発光装置、３０Ｃ：発光装置、３０Ｄ：発光装置、３０Ｅ：発光装置、３０Ｆ：発光装置、４０Ａ：発光装置、４０Ｂ：発光装置、４０Ｃ：発光装置、４０Ｄ：発光装置、４０Ｅ：発光装置、４０Ｆ：発光装置、４０Ｇ：発光装置、４０Ｈ：発光装置、４１：トランジスタ、４２：トランジスタ、４５：トランジスタを有する層、４７Ｂ：発光デバイス、４７Ｇ：発光デバイス、４７Ｎ：発光デバイス、４７Ｒ：発光デバイス、５０Ａ：表示装置、５０Ｂ：表示装置、５２：指、５３：受光デバイスを有する層、５５：トランジスタを有する層、５７：発光デバイスを有する層、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１１０：受光デバイス、１１２：共通層、１１４：共通層、１１５：共通電極、１１６：バッファ層、１４１ａ：フィルタ、１４１ｂ：フィルタ、１４２：接着層、１４３：空間、１４８ａ：有色層、１４９：レンズ、１５１：基板、１５２：基板、１５３：基板、１５４：基板、１５５：接着層、１６２：表示部、１６３：発光部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、１８１：画素電極、１８２：バッファ層、１８３：活性層、１８４：バッファ層、１９０：発光デバイス、１９０Ｂ：発光デバイス、１９０Ｇ：発光デバイス、１９１：画素電極、１９１Ｂ：画素電極、１９１Ｇ：画素電極、１９２：バッファ層、１９２Ｂ：バッファ層、１９２Ｇ：バッファ層、１９２Ｒ：バッファ層、１９３：発光層、１９３Ｂ：発光層、１９３Ｇ：発光層、１９３Ｎ：発光層、１９３Ｒ：発光層、１９４：バッファ層、１９４Ｂ：バッファ層、１９４Ｇ：バッファ層、１９４Ｒ：バッファ層、１９５：保護層、１９５ａ：無機絶縁層、１９５ｂ：有機絶縁層、１９５ｃ：無機絶縁層、１９８：中間層、２００Ａ：発光装置、２００Ｂ：発光装置、２０１：トランジスタ、２０２：トランジスタ、２０４：接続部、２０５：トランジスタ、２０６：トランジスタ、２０７：トランジスタ、２０８：トランジスタ、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１６：隔壁、２１７：隔壁、２１８：絶縁層、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２２８：領域、２３１：半導体層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２４２：接続層、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、９０００：筐体、９００１：表示部、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末

Claims (16)

  1. 表示部を有する表示装置であり、
    前記表示部は、第１の発光デバイス、第２の発光デバイス、及び受光デバイスを有し、
    前記第１の発光デバイスは、可視光及び赤外光の双方を発する機能を有し、
    前記第２の発光デバイスは、可視光を発する機能を有し、
    前記受光デバイスは、可視光及び赤外光のうち少なくとも一部を吸収する機能を有し、
    前記第１の発光デバイスは、第１の画素電極、第１の発光層、第２の発光層、及び共通電極を有し、
    前記第１の発光層及び前記第２の発光層は、それぞれ、前記第１の画素電極と前記共通電極との間に位置し、
    前記第２の発光デバイスは、第２の画素電極、第３の発光層、及び前記共通電極を有し、
    前記第３の発光層は、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置し、
    前記受光デバイスは、第３の画素電極、活性層、及び前記共通電極を有し、
    前記活性層は、前記第３の画素電極と前記共通電極との間に位置し、
    前記第１の発光層は、赤外光を発する発光材料を有し、
    前記第２の発光層及び前記第３の発光層は、それぞれ異なる波長の可視光を発する発光材料を有し、
    前記活性層は、有機化合物を有する、表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の発光デバイスは、共通層を有し、
    前記第２の発光デバイスは、前記共通層を有し、
    前記受光デバイスは、前記共通層を有し、
    前記共通層は、前記第１の画素電極と前記共通電極との間に位置する領域と、前記第２の画素電極と前記共通電極との間に位置する領域と、前記第３の画素電極と前記共通電極との間に位置する領域と、を有する、表示装置。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記第１の発光層は、前記第１の画素電極と前記第２の発光層との間に位置する、表示装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
    前記第１の画素電極は、可視光及び赤外光を反射する機能を有し、
    前記共通電極は、可視光及び赤外光を透過する機能を有し、
    前記第２の発光層は、青色の光を発する発光材料を有する、表示装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
    前記第１の発光層は、ピーク波長λａの光を発し、
    前記第２の発光層は、ピーク波長λｂの光を発し、
    前記第１の発光層の発光領域は、前記第１の画素電極からの光学距離がλａ／４の±２０ｎｍ以内の範囲に位置し、
    前記第２の発光層の発光領域は、前記第１の画素電極からの光学距離が３λｂ／４の±２０ｎｍ以内の範囲に位置する、表示装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
    前記第１の発光デバイスは、さらに、正孔輸送層を有し、
    前記第１の発光層は、ピーク波長λａの光を発し、
    前記第２の発光層は、ピーク波長λｂの光を発し、
    前記正孔輸送層は、波長λｂの光に対する屈折率が、波長λａの光に対する屈折率よりも０．１以上大きい、表示装置。
  7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
    前記第１の発光デバイスは、さらに、電子輸送層を有し、
    前記第１の発光層は、ピーク波長λａの光を発し、
    前記第２の発光層は、ピーク波長λｂの光を発し、
    前記電子輸送層は、波長λｂの光に対する屈折率が、波長λａの光に対する屈折率よりも０．１以上大きい、表示装置。
  8. 請求項１または請求項２において、
    前記第２の発光層は、前記第１の画素電極と前記第１の発光層との間に位置する、表示装置。
  9. 請求項８において、
    前記第１の画素電極は、可視光及び赤外光を透過する機能を有し、
    前記共通電極は、可視光及び赤外光を反射する機能を有し、
    前記第２の発光層は、青色の光を発する発光材料を有する、表示装置。
  10. 請求項８または請求項９において、
    前記第１の発光層は、ピーク波長λａの光を発し、
    前記第２の発光層は、ピーク波長λｂの光を発し、
    前記第１の発光層の発光領域は、前記第１の画素電極からの光学距離が３λａ／４の±２０ｎｍ以内の範囲に位置し、
    前記第２の発光層の発光領域は、前記第１の画素電極からの光学距離がλｂ／４の±２０ｎｍ以内の範囲に位置する、表示装置。
  11. 請求項１乃至請求項１０のいずれか一において、
    前記第１の発光デバイスは、さらに、電荷発生層を有し、
    前記電荷発生層は、前記第１の発光層と前記第２の発光層との間に位置する、表示装置。
  12. 請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
    前記第１の発光デバイス及び前記第２の発光デバイスは、それぞれ、微小光共振器構造を有し、
    前記第１の発光デバイスが有する前記微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光と、赤外光と、の双方を強める構成であり、
    前記第２の発光デバイスが有する前記微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光を強める構成である、表示装置。
  13. 請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
    さらに、第３の発光デバイスを有し、
    前記第３の発光デバイスは、第４の画素電極、前記第１の発光層、前記第２の発光層、及び前記共通電極を有し、
    前記第１の発光デバイス及び前記第３の発光デバイスは、それぞれ、微小光共振器構造を有し、
    前記第１の発光デバイスが有する前記微小光共振器構造は、赤外光を強める構成であり、
    前記第３の発光デバイスが有する前記微小光共振器構造は、赤色、緑色、または青色の光を強める構成である、表示装置。
  14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、
    前記表示部は、可撓性を有する、表示装置。
  15. 請求項１乃至請求項１４のいずれか一に記載の表示装置と、
    コネクタまたは集積回路と、を有する、モジュール。
  16. 請求項１５に記載のモジュールと、
    アンテナ、バッテリ、筐体、カメラ、スピーカ、マイク、及び操作ボタンのうち、少なくとも一つと、を有する、電子機器。
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018157B (zh) * 2020-08-05 2022-05-31 武汉华星光电技术有限公司 显示装置
WO2022053908A1 (ja) * 2020-09-11 2022-03-17 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、表示モジュール、及び電子機器
JPWO2022074499A1 (ja) * 2020-10-09 2022-04-14
CN112885883B (zh) * 2021-01-28 2023-04-25 维沃移动通信有限公司 显示屏、显示屏的制作方法和电子设备
KR20240005767A (ko) * 2021-04-30 2024-01-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 표시 장치의 제작 방법
WO2022248974A1 (ja) * 2021-05-27 2022-12-01 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN115000122A (zh) * 2021-10-09 2022-09-02 荣耀终端有限公司 显示面板、显示装置及终端
WO2023119050A1 (ja) * 2021-12-23 2023-06-29 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN114659625B (zh) * 2022-03-17 2023-04-25 电子科技大学 基于石墨烯机械振子的性能可调辐射热计及制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010050014A (ja) 2008-08-25 2010-03-04 Seiko Epson Corp 発光装置および電子機器
JP2015162463A (ja) 2014-02-26 2015-09-07 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機発光表示装置
US20150364527A1 (en) 2014-06-11 2015-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display including sensors
JP2016066626A (ja) 2015-12-22 2016-04-28 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置および電子機器
US20180261652A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 Samsung Display Co., Ltd. Light emitting display device
JP2018147877A (ja) 2017-03-08 2018-09-20 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 発光表示装置
US20190096959A1 (en) 2017-09-25 2019-03-28 Samsung Display Co., Ltd. Light emitting display device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5790279B2 (ja) * 2011-08-09 2015-10-07 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置および電子機器
JP5970811B2 (ja) * 2011-12-28 2016-08-17 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置および電子機器
KR102079188B1 (ko) 2012-05-09 2020-02-19 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 장치 및 전자 기기
JP6459228B2 (ja) * 2014-06-02 2019-01-30 セイコーエプソン株式会社 発光装置、電子機器および検査方法
KR20200039666A (ko) * 2017-08-24 2020-04-16 에이지씨 가부시키가이샤 유기 광전자 소자
JP2019102153A (ja) * 2017-11-29 2019-06-24 株式会社ジャパンディスプレイ 発光素子、および表示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010050014A (ja) 2008-08-25 2010-03-04 Seiko Epson Corp 発光装置および電子機器
JP2015162463A (ja) 2014-02-26 2015-09-07 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 有機発光表示装置
US20150364527A1 (en) 2014-06-11 2015-12-17 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting diode display including sensors
JP2016066626A (ja) 2015-12-22 2016-04-28 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置および電子機器
US20180261652A1 (en) 2017-03-08 2018-09-13 Samsung Display Co., Ltd. Light emitting display device
JP2018147877A (ja) 2017-03-08 2018-09-20 三星ディスプレイ株式會社Ｓａｍｓｕｎｇ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． 発光表示装置
US20190096959A1 (en) 2017-09-25 2019-03-28 Samsung Display Co., Ltd. Light emitting display device

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