WO2020212799A1 - 表示装置、表示モジュール、及び電子機器 - Google Patents

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WO2020212799A1
WO2020212799A1 PCT/IB2020/053289 IB2020053289W WO2020212799A1 WO 2020212799 A1 WO2020212799 A1 WO 2020212799A1 IB 2020053289 W IB2020053289 W IB 2020053289W WO 2020212799 A1 WO2020212799 A1 WO 2020212799A1
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light emitting
layer
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compound
emitting device
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PCT/IB2020/053289
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山崎舜平
瀬尾哲史
尾坂晴恵
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株式会社半導体エネルギー研究所
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    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to display devices, display modules, and electronic devices.
  • One aspect of the present invention is not limited to the above technical fields.
  • the technical fields of one aspect of the present invention include semiconductor devices, display devices, light emitting devices, power storage devices, storage devices, electronic devices, lighting devices, input devices (for example, touch sensors), input / output devices (for example, touch panels, etc.). ), Their driving method, or their manufacturing method can be given as an example.
  • display devices are expected to be applied to various applications.
  • applications of a large display device include a home television device (also referred to as a television or television receiver), digital signage (electronic signboard), PID (Public Information Display), and the like.
  • a home television device also referred to as a television or television receiver
  • digital signage electronic signboard
  • PID Public Information Display
  • smartphones and tablet terminals equipped with a touch panel are being developed.
  • a light emitting device having a light emitting device has been developed.
  • a light emitting device also referred to as an EL device or EL element
  • EL electroluminescence
  • Patent Document 1 discloses a flexible light emitting device to which an organic EL device (also referred to as an organic EL element) is applied.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device having a long life.
  • One aspect of the present invention is to provide a highly reliable display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a large-sized display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a highly productive display device.
  • One aspect of the present invention is to provide a display device having high display quality.
  • One aspect of the present invention is a display device having a first light emitting device and a second light emitting device.
  • the first light emitting device has a first electrode and a common electrode.
  • the second light emitting device has a second electrode and a common electrode.
  • the first light emitting device has a first light emitting layer and an electron transporting layer in this order from the electrode side of the first electrode and the common electrode that functions as an anode.
  • the second light emitting device has a second light emitting layer between the second electrode and the common electrode.
  • the first light emitting layer has a first organic compound that emits light of a first color.
  • the second light emitting layer has a second organic compound that emits light of a second color.
  • the electron transport layer has a third organic compound and a first substance.
  • the third organic compound is an electron transporting material.
  • the first substance is a metal, metal salt, metal oxide, or organometallic salt.
  • the electron transport layer has a first region and a second region. The concentration of the first substance is different from each other in the first region and the second region.
  • the first region When the first region is located closer to the first light emitting layer than the second region, the first region preferably has a higher concentration of the first substance than the second region.
  • the second light emitting device preferably has a layer common to that of the first light emitting device between the second electrode and the common electrode.
  • the third organic compound is HOMO level -6.0eV above, and the electric field intensity electron mobility in the square root 600 [V / cm] is 1 ⁇ 10 -7 cm 2 / Vs or more 5 ⁇ 10 - It is preferably 5 cm 2 / Vs or less.
  • the second light emitting layer preferably further contains a fourth organic compound and a fifth organic compound.
  • the fourth organic compound and the fifth organic compound are preferably a combination that forms an excitation complex.
  • the first light emitting device preferably further has a hole injection layer.
  • the hole injection layer is preferably in contact with an electrode that functions as an anode among the first electrode and the common electrode.
  • the hole injection layer preferably has a first compound and a second compound.
  • the first compound preferably has electron acceptability for the second compound.
  • the HOMO level of the second compound is preferably -5.7 eV or more and -5.4 eV or less.
  • the first light emitting device preferably further has a first hole transport layer.
  • the first hole transport layer is preferably located between the hole injection layer and the first light emitting layer.
  • the first hole transport layer preferably has a third compound.
  • the HOMO level of the third compound is preferably a value equal to or lower than the HOMO level of the second compound.
  • the difference between the HOMO level of the third compound and the HOMO level of the second compound is preferably within 0.2 eV.
  • the second compound and the third compound preferably have at least one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton, respectively.
  • the first light emitting device preferably further has a second hole transport layer.
  • the second hole transport layer is preferably located between the first hole transport layer and the first light emitting layer.
  • the second hole transport layer preferably has a fourth compound.
  • the HOMO level of the fourth compound is preferably lower than the HOMO level of the third compound.
  • the second compound, the third compound, and the fourth compound preferably have at least one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton, respectively.
  • the first organic compound is preferably a fluorescent luminescent substance.
  • the first color is preferably blue.
  • the second color is preferably red or green.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having a ligand having nitrogen and oxygen and an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having a quinolinol ligand and an alkali metal or alkaline earth metal.
  • One aspect of the present invention is a display module having a display device having any of the above configurations and to which a connector such as a flexible printed circuit board (hereinafter referred to as FPC) or TCP (Tape Carrier Package) is attached.
  • a display module such as a display module in which an integrated circuit (IC) is mounted by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip On Film) method, or the like.
  • One aspect of the present invention is an electronic device having the above display module and at least one of an antenna, a battery, a housing, a camera, a speaker, a microphone, and an operation button.
  • a display device having a long life can be provided.
  • a highly reliable display device can be provided.
  • a large display device can be provided.
  • a highly productive display device can be provided.
  • a display device having high display quality can be provided.
  • FIG. 1A and 1B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • 2A and 2B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • 4A to 4C are cross-sectional views showing an example of a light emitting device.
  • 5A to 5C are conceptual diagrams illustrating a light emitting model of the light emitting device.
  • FIG. 5D is a diagram illustrating the normalized brightness of the light emitting device over time.
  • 6A-6D are diagrams illustrating the concentration of the first substance in the electron transport layer.
  • FIG. 7 is a perspective view showing an example of the display device.
  • 8A and 8B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
  • FIG. 10A is a block diagram showing an example of pixels.
  • FIG. 10B is a circuit diagram showing an example of a pixel circuit.
  • FIG. 11A is a diagram illustrating classification of the crystal structure of IGZO.
  • FIG. 11B is a diagram illustrating an XRD spectrum of a quartz glass substrate.
  • FIG. 11C is a diagram illustrating an XRD spectrum of a crystalline IGZO film.
  • FIG. 11D is a diagram illustrating a microelectron diffraction pattern of a quartz glass substrate.
  • FIG. 11A is a cross-sectional view showing an example of the display device.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view showing an example of a transistor.
  • FIG. 10A is a block diagram showing an example of pixels.
  • FIG. 10B is
  • 11E is a diagram for explaining the microelectron diffraction pattern of the crystalline IGZO film.
  • 12A and 12B are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 13A to 13C are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 14A and 14B are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 15A to 15D are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 16A to 16D are diagrams showing an example of an electronic device.
  • 17A to 17F are diagrams showing an example of an electronic device.
  • FIG. 18A is a diagram showing the structure of an electron-only device.
  • FIG. 18B is a diagram showing the structure of the light emitting device of the embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing the current density-voltage characteristics of the electron-only device.
  • FIG. 18A is a diagram showing the structure of an electron-only device.
  • FIG. 18B is a diagram showing the structure of the light emitting device of the embodiment.
  • FIG. 19 is a
  • FIG. 20 is a diagram showing the frequency characteristics of the calculated capacitance C of ZADN: Liq (1: 1) at a DC power supply of 7.0 V.
  • FIG. 21 is a diagram showing a frequency characteristic of ⁇ B of ZADN: Liq (1: 1) at a DC voltage of 7.0 V.
  • FIG. 22 is a diagram showing electric field strength-dependent characteristics of electron mobility in each organic compound.
  • FIG. 23 is a diagram showing the luminance-current density characteristics.
  • FIG. 24 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics.
  • FIG. 25 is a diagram showing current efficiency-luminance characteristics.
  • FIG. 26 is a diagram showing a current density-voltage characteristic.
  • FIG. 27 is a diagram showing an emission spectrum.
  • FIG. 28 is a diagram showing the luminance-current density characteristics.
  • FIG. 29 is a diagram showing a luminance-voltage characteristic.
  • FIG. 30 is a diagram showing current efficiency-luminance characteristics.
  • FIG. 31 is a diagram showing a current density-voltage characteristic.
  • FIG. 32 is a diagram showing an emission spectrum.
  • FIG. 33 is a diagram showing the luminance-current density characteristics.
  • FIG. 34 is a diagram showing the luminance-voltage characteristic.
  • FIG. 35 is a diagram showing the current efficiency-luminance characteristic.
  • FIG. 36 is a diagram showing a current density-voltage characteristic.
  • FIG. 37 is a diagram showing an emission spectrum.
  • FIG. 38 is a diagram showing the results of the reliability test.
  • FIG. 39 is a diagram showing the results of the reliability test.
  • FIG. 40 is a diagram showing the results of the reliability test.
  • FIG. 41 is a diagram showing the results of the reliability test.
  • membrane and the word “layer” can be interchanged with each other in some cases or depending on the situation.
  • conductive layer can be changed to the term “conductive layer”.
  • insulating film can be changed to the term “insulating layer”.
  • the display device of the present embodiment has a light emitting device in the display unit, and the display unit can display an image.
  • an EL device such as an OLED (Organic Light Emitting Diode) or a QLED (Quantum-dot Light Emitting Diode).
  • the luminescent substances possessed by the EL device include substances that emit fluorescence (fluorescent luminescent substances), substances that emit phosphorescence (phosphorescent luminescent substances), inorganic compounds (quantum dot materials, etc.), and substances that exhibit delayed fluorescence (thermal activation). Delayed fluorescence (Thermally Activated Fluorescence (TADF) material) and the like can be mentioned.
  • TADF Thermally Activated Fluorescence
  • a color-coding method is applied to the colorization method of the display device of the present embodiment.
  • the color-coding method is used for a small display device, it is preferable because the matching accuracy of the metal mask can be improved and the yield of coloring can be increased. Further, since a large display device can have a relatively low definition, it is advantageous in that a separate painting type light emitting device is adopted.
  • the light emitting devices included in the sub-pixels of each color have different light emitting layers.
  • the light emitting layers of each light emitting device are preferably separated from each other.
  • the light emitting layers of each light emitting device may have a portion overlapping with each other.
  • the display device of the present embodiment has a top emission type that emits light in the direction opposite to the substrate on which the light emitting device is formed, a bottom emission type that emits light on the substrate side on which the light emitting device is formed, and both sides. It may be any of the dual emission type that emits light.
  • micro-optical resonator microcavity
  • the EL layer in addition to the light emitting layer, another layer (for example, a hole transport layer) is painted separately with a light emitting device of each color, and other layers are used.
  • the layer is preferably a common layer for the light emitting devices of each color.
  • the display device of the present embodiment has a light emitting device having a configuration in which holes are easily injected into the light emitting layer and electrons are hard to be injected.
  • a light emitting device having a configuration in which holes are easily injected into the light emitting layer and electrons are hard to be injected.
  • FIGS. 1 to 3 show a configuration example of a display device.
  • the configuration of the light emitting device illustrated in FIGS. 4 to 6 is applied to at least one light emitting device.
  • FIG. 1A shows a cross-sectional view of the display device 10A.
  • the display device 10A includes a light emitting device 190R exhibiting red light 21R, a light emitting device 190G exhibiting green light 21G, and a light emitting device 190B exhibiting blue light 21B.
  • the light emitting device 190R has a pixel electrode 191 and an optical adjustment layer 199R, a buffer layer 192R, a light emitting layer 193R, a buffer layer 194R, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193R has an organic compound that emits red light.
  • the light emitting device 190G has a pixel electrode 191 and an optical adjustment layer 199G, a buffer layer 192G, a light emitting layer 193G, a buffer layer 194G, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193G has an organic compound that emits green light.
  • the light emitting device 190B has a pixel electrode 191 and an optical adjustment layer 199B, a buffer layer 192B, a light emitting layer 193B, a buffer layer 194B, and a common electrode 115.
  • the light emitting layer 193B has an organic compound that emits blue light.
  • an organic compound that emits blue light may be referred to as a first organic compound, and an organic compound that emits red light or an organic compound that emits green light may be referred to as a second organic compound. ..
  • the configuration of the light emitting device illustrated in FIGS. 4 to 6 is applied to at least one of the light emitting device 190R, the light emitting device 190G, and the light emitting device 190B.
  • the pixel electrode 191 functions as an anode and the common electrode 115 functions as a cathode will be described as an example.
  • the buffer layer 194B, and the common electrode 115 may have a single-layer structure or a laminated structure, respectively.
  • the pixel electrode 191 is located on the insulating layer 214. The end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216. Each pixel electrode 191 is electrically insulated from each other (also referred to as being electrically separated) by a partition wall 216.
  • An organic insulating film is suitable as the partition wall 216.
  • Examples of the material that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins. ..
  • the buffer layer 192 is located on the pixel electrode 191.
  • the light emitting layer 193 overlaps with the pixel electrode 191 via the buffer layer 192.
  • the buffer layer 194 is located on the light emitting layer 193.
  • the light emitting layer 193 overlaps with the common electrode 115 via the buffer layer 194.
  • the buffer layer 192 can have one or both of the hole injection layer and the hole transport layer.
  • the buffer layer 194 can have one or both of an electron injection layer and an electron transport layer.
  • the common electrode 115 is a layer commonly used for the light emitting device 190 of each color.
  • the display device 10A has a light emitting device 190, a transistor 42, and the like between the pair of substrates (the substrate 151 and the substrate 152).
  • the buffer layer 192, the light emitting layer 193, and the buffer layer 194 located between the pixel electrode 191 and the common electrode 115 can also be referred to as EL layers.
  • the pixel electrode 191 preferably has a function of reflecting visible light.
  • the common electrode 115 has a function of transmitting visible light.
  • one of the pair of electrodes of the light emitting device preferably has an electrode having transparency and reflection to visible light (semi-transmissive / semi-reflective electrode), and the other has an electrode having reflection to visible light (semi-transmissive / semi-reflective electrode). It is preferable to have a reflective electrode).
  • the light emitting device has a microcavity structure, the light emitted from the light emitting layer can be resonated between both electrodes, and the light emitted from the light emitting device can be strengthened.
  • the semi-transmissive / semi-reflective electrode can have a laminated structure of a reflective electrode and an electrode having transparency to visible light (also referred to as a transparent electrode).
  • the reflective electrode which functions as a part of the semitransmissive / semi-reflective electrode, may be referred to as a pixel electrode or a common electrode
  • the transparent electrode may be referred to as an optical adjustment layer.
  • the layer can also be said to have a function as a pixel electrode or a common electrode.
  • the light transmittance of the transparent electrode shall be 40% or more.
  • an electrode having a transmittance of 40% or more for visible light (light having a wavelength of 400 nm or more and less than 750 nm) and near-infrared light (light having a wavelength of 750 nm or more and 1300 nm or less) as the light emitting device.
  • the reflectance of each of the visible light and the near-infrared light of the semi-transmissive / semi-reflective electrode is 10% or more and 95% or less, preferably 30% or more and 80% or less.
  • the reflectance of visible light and near-infrared light of the reflecting electrode is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less.
  • the resistivity of these electrodes is preferably 1 ⁇ 10 -2 ⁇ cm or less.
  • the optical adjustment layer 199 is provided on the pixel electrode 191
  • the optical adjustment layer 199 may not be provided.
  • the buffer layer 192 or the buffer layer 194 may have a function as an optical adjustment layer.
  • the film thickness of the buffer layer 192 or the buffer layer 194 it is possible to intensify and extract light of a specific color in each light emitting device.
  • the semi-transmissive / semi-reflective electrode has a laminated structure of a reflective electrode and a transparent electrode, the optical distance between the pair of electrodes indicates the optical distance between the pair of reflective electrodes.
  • the light emitting device 190 has a function of emitting visible light. Specifically, the light emitting device 190 is an electroluminescent device that emits light to the substrate 152 side by applying a voltage between the pixel electrode 191 and the common electrode 115.
  • the pixel electrode 191 is electrically connected to the source or drain of the transistor 42 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the transistor 42 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190.
  • each of the light emitting devices 190 is covered with a protective layer 195.
  • the protective layer 195 is provided in contact with the common electrode 115.
  • the protective layer 195 it is possible to prevent impurities such as water from entering the light emitting device 190 and improve the reliability of the light emitting device 190.
  • the protective layer 195 and the substrate 152 are bonded to each other by the adhesive layer 142.
  • the light-shielding layer BM a material that blocks light emission from the light-emitting device can be used.
  • the light-shielding layer BM preferably absorbs visible light.
  • a metal material or a resin material containing a pigment (carbon black or the like) or a dye can be used to form a black matrix.
  • the light-shielding layer BM may have a laminated structure of a red color filter, a green color filter, and a blue color filter.
  • the light emitting layer 193R preferably has a phosphorescent substance as an organic compound that emits red light.
  • the light emitting layer 193G preferably has a phosphorescent substance as an organic compound that emits green light.
  • an excited complex is formed on the light emitting layer 193R by applying a voltage between the pixel electrode 191 and the common electrode 115.
  • an excited complex is formed in the light emitting layer 193G by applying a voltage between the pixel electrode 191 and the common electrode 115.
  • the light emitting layer 193R and the light emitting layer 193G each have two kinds of organic compounds in addition to the light emitting substance.
  • the two organic compounds are preferably substances that form an excitation complex. It can be said that the two organic compounds are a combination that forms an excited complex.
  • the two kinds of organic compounds can also be referred to as a host material and an assist material, or a first host material and a second host material.
  • the host material contained in each of the light emitting layer 193R and the light emitting layer 193G is a mixed material of two kinds of organic compounds.
  • Each of the two kinds of organic compounds contained in the light emitting layer 193R may be the same material as each of the two kinds of organic compounds contained in the light emitting layer 193G, or may be different materials.
  • two kinds of organic compounds may be described as a 4th organic compound and a 5th organic compound.
  • the configuration of the light emitting layer capable of forming the excited complex will be described later.
  • the light emitting layer 193B preferably has a fluorescent light emitting substance as an organic compound that emits blue light.
  • FIG. 1B shows a cross-sectional view of the display device 10B.
  • the description of the same configuration as the display device described above may be omitted.
  • the display device 10B is different from the display device 10A in that the red light emitting device 190R and the green light emitting device 190G have a common layer 182 and a common layer 184.
  • the red light emitting device 190R the green light emitting device 190G, and the blue light emitting device 190B
  • at least two color light emitting devices preferably have one or more commonly used layers (common layers).
  • the display device can be manufactured with a small number of manufacturing steps.
  • FIG. 1B shows an example in which the light emitting device 190R and the light emitting device 190G have the common layer 182 and the common layer 184, but in the display device of one aspect of the present invention, the light emitting device 190R and the light emitting device 190G have only the common layer 182, or , The configuration may have only the common layer 184.
  • the common layer 182 is located between the pixel electrode 191 and the light emitting layer 193R, and between the pixel electrode 191 and the light emitting layer 193G.
  • the common layer 184 is located between the light emitting layer 193R and the common electrode 115, and between the light emitting layer 193G and the common electrode 115.
  • the common layer 182 and the common layer 184 may have a single-layer structure or a laminated structure, respectively.
  • the common layer 182 for example, one or both of the hole injection layer and the hole transport layer can be formed.
  • the common layer 184 for example, one or both of the electron injection layer and the electron transport layer can be formed.
  • the light emitting device 190R and the light emitting device 190G are used between the pixel electrode 191 and the common layer 182, between the common layer 182 and the light emitting layer, between the light emitting layer and the common layer 184, and between the common layer 184 and the common electrode.
  • a buffer layer may be provided in at least one of 115.
  • As the buffer layer for example, at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer can be formed.
  • the configuration of the light emitting device illustrated in FIGS. 4 to 6 is applied to the light emitting device 190B.
  • the configuration of the light emitting device illustrated in FIGS. 4 to 6 may be applied to both the light emitting device 190R and the light emitting device 190G.
  • the configuration of the light emitting device illustrated in FIGS. 4 to 6 is applied to one of the light emitting device 190R or the light emitting device 190G and the light emitting device 190B, one of the light emitting device 190R or the light emitting device 190G It is preferable that the light emitting device 190B and the light emitting device 190B have a common layer 182 and a common layer 184. At this time, it is preferable that the configurations of the light emitting devices illustrated in FIGS. 4 to 6 are applied to the configurations of the common layer 182 and the common layer 184.
  • FIG. 2A shows a cross-sectional view of the display device 10C.
  • the display device 10C differs from the display device 10A in that the red light emitting device 190R, the green light emitting device 190G, and the blue light emitting device 190B have a common layer 112 and a common layer 114.
  • the red light emitting device 190R, the green light emitting device 190G, and the blue light emitting device 190B preferably have one or more layers (common layers) that are commonly used. As a result, the display device can be manufactured with a small number of manufacturing steps.
  • FIG. 2A shows an example in which the light emitting device of each color has the common layer 112 and the common layer 114, but in the display device of one aspect of the present invention, the light emitting device of each color has only the common layer 112 or only the common layer 114. It may have a structure.
  • the common layer 112 is located between the pixel electrode 191 and the light emitting layer of each color.
  • the common layer 114 is located between the light emitting layer of each color and the common electrode 115.
  • the common layer 112 and the common layer 114 may have a single-layer structure or a laminated structure, respectively.
  • the common layer 112 for example, one or both of the hole injection layer and the hole transport layer can be formed.
  • the common layer 114 for example, one or both of the electron injection layer and the electron transport layer can be formed.
  • Each light emitting device is located between the pixel electrode 191 and the common layer 112, between the common layer 112 and the light emitting layer, between the light emitting layer and the common layer 114, and between the common layer 114 and the common electrode 115.
  • a buffer layer may be provided in at least one of them.
  • the buffer layer for example, at least one of a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and an electron injection layer can be formed.
  • FIG. 2B shows a cross-sectional view of the display device 10D.
  • the display device 10D differs from the display device 10C in that it does not have the substrate 151 and the substrate 152, but has the substrate 153, the substrate 154, the adhesive layer 155, and the insulating layer 212.
  • the substrate 153 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 155.
  • the substrate 154 and the protective layer 195 are bonded to each other by an adhesive layer 142.
  • the display device 10D has a configuration in which the insulating layer 212, the transistor 42, the light emitting device of each color, and the like formed on the manufactured substrate are transposed on the substrate 153. It is preferable that the substrate 153 and the substrate 154 each have flexibility. Thereby, the flexibility of the display device 10D can be increased. For example, it is preferable to use a resin for the substrate 153 and the substrate 154, respectively.
  • the substrates 153 and 154 include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyethers, respectively.
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethyl methacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyethers, respectively.
  • Sulfonate (PES) resin polyamide resin (nylon, aramid, etc.), polysiloxane resin, cycloolefin resin, polystyrene resin, polyamideimide resin, polyurethane resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene (PTFE) resin, ABS resin, cellulose nanofibers and the like can be used.
  • PES Sulfonate
  • polyamide resin nylon, aramid, etc.
  • polysiloxane resin cycloolefin resin
  • polystyrene resin polyamideimide resin
  • polyurethane resin polyvinyl chloride resin
  • polyvinylidene chloride resin polypropylene resin
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofibers and the like
  • a film having high optical isotropic properties may be used for the substrate included in the display device of the present embodiment.
  • the film having high optical isotropic properties include a triacetyl cellulose (TAC, also referred to as cellulose triacetate) film, a cycloolefin polymer (COP) film, a cycloolefin copolymer (COC) film, and an acrylic film.
  • TAC triacetyl cellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of the display device 10E.
  • the display device 10E is different from the display device 10C in that it is a bottom emission type.
  • the pixel electrode 191 has a function of transmitting visible light.
  • the common electrode 115 preferably has a function of reflecting visible light.
  • the transistor 42 is provided at a position that does not overlap with the light emitting region of the light emitting device.
  • the substrate 152 is provided on the protective layer 195 via the adhesive layer 142 is shown, but the adhesive layer 142 and the substrate 152 may not be provided.
  • [Light emitting device] 4A to 4C show an example of a light emitting device that can be used in the display device of this embodiment.
  • the light emitting device shown in FIG. 4A has an anode 101, an EL layer 103, and a cathode 102.
  • the EL layer 103 has a hole injection layer 121, a hole transport layer 122, a light emitting layer 123, an electron transport layer 124, and an electron injection layer 125 from the anode 101 side.
  • the light emitting device may have an optical adjustment layer.
  • the anode 101, the cathode 102, the hole injection layer 121, the hole transport layer 122, the light emitting layer 123, the electron transport layer 124, and the electron injection layer 125 may have a single layer structure or a laminated structure, respectively. Good.
  • the hole transport layer 122 included in the light emitting device shown in FIGS. 4B and 4C has a two-layer structure consisting of a hole transport layer 122a on the hole injection layer 121 side and a hole transport layer 122b on the light emitting layer 123 side. is there.
  • the electron transport layer 124 included in the light emitting device shown in FIG. 4C has a two-layer structure consisting of an electron transport layer 124a on the light emitting layer 123 side and an electron transport layer 124b on the electron injection layer 125 side.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like can be appropriately used. Specific examples thereof include In—Sn oxide (also referred to as ITO), In—Si—Sn oxide (also referred to as ITSO), In—Zn oxide, and In—W—Zn oxide.
  • ITO In—Sn oxide
  • ITSO In—Si—Sn oxide
  • Zn oxide In—W—Zn oxide.
  • Ni Indium (In), Tin (Sn), Molybdenum (Mo), Tantal (Ta), Tungsten (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platinum (Pt), Silver (Ag), Ittrium (Y) ), Neodymium (Nd) and other metals, and alloys containing these in appropriate combinations can also be used.
  • Other elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table of Elements eg, Lithium (Li), Cesium (Cs), Calcium (Ca), Strontium (Sr)), Europium (Eu), Ytterbium Rare earth metals such as (Yb) and alloys containing them in appropriate combinations, graphene and the like can be used.
  • a reflective electrode and a semi-transmissive / semi-reflective electrode are used. Therefore, it can be formed in a single layer or laminated by using one or more desired conductive materials.
  • a sputtering method or a vacuum vapor deposition method can be used for producing the electrodes.
  • the hole injection layer 121 preferably has a first compound and a second compound.
  • the first compound is an electron acceptor material (acceptor material) and has electron acceptability for the second compound.
  • the second compound is a hole transporting material.
  • Hole-transporting materials have higher hole-transporting properties than electrons.
  • the highest occupied orbital level (HOMO level) of the second compound is preferably relatively low (deep). Specifically, the HOMO level of the second compound is preferably -5.7 eV or more and -5.4 eV or less. The relatively low HOMO level of the second compound facilitates the injection of holes into the hole transport layer 122, which is preferable.
  • an organic compound having an electron-withdrawing group (particularly a halogen group such as a fluoro group or a cyano group) can be used.
  • an organic acceptor such as a quinodimethane derivative, a chloranil derivative, or a hexaazatriphenylene derivative
  • a quinodimethane derivative such as a chloranil derivative, or a hexaazatriphenylene derivative
  • F 4 -TCNQ 7,7,8,8-(abbreviation: F 4 -TCNQ)
  • chloranil 2,3,6,7,10,11 -Hexacyano-1,4,5,8,9,12-Hexaazatriphenylene
  • HAT-CN 1,3,4,5,7,8-hexafluorotetracyano-naphthoquinodimethane
  • F6-TCNNQ 2- (7-dicyanomethylene-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluoro-7H-pyrene-2-ylidene
  • a compound such as HAT-CN in which an electron-withdrawing group is bonded to a condensed aromatic ring having a plurality of complex atoms is thermally stable and preferable.
  • the [3] radialene derivative having an electron-withdrawing group (particularly a halogen group such as a fluoro group or a cyano group) is preferable because it has very high electron acceptability.
  • Examples of the [3] radialene derivative having an electron-withdrawing group include ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropanetriylidentris [4-cyano-2,3,5,6-tetrafluoro].
  • Benzene acetonitrile ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropanetriylidentris [2,6-dichloro-3,5-difluoro-4- (trifluoromethyl) benzene acetonitrile], ⁇ , Examples thereof include ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropanetriylidentris [2,3,4,5,6-pentafluorobenzene acetonitrile].
  • the second compound preferably has a hole-transporting skeleton.
  • a hole transporting skeleton a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton, in which the HOMO level of the hole transporting material does not become too high (shallow), are preferable.
  • the second compound preferably has at least one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton.
  • the hole transporting material is an aromatic amine having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, an aromatic monoamine having a naphthalene ring, or an aromatic in which a 9-fluorenyl group is bonded to the nitrogen of the amine via an arylene group. It may be a monoamine.
  • the second compound has an N, N-bis (4-biphenyl) amino group because a long-life light emitting device can be produced.
  • Examples of the second compound include N- (4-biphenyl) -6, N-diphenylbenzo [b] naphtho [1,2-d] furan-8-amine (abbreviation: BnfABP), N, N-bis. (4-Biphenyl) -6-phenylbenzo [b] naphtho [1,2-d] furan-8-amine (abbreviation: BBABnf), 4,4'-bis (6-phenylbenzo [b] naphtho [1, 2-d] furan-8-yl-4''-phenyltriphenylamine (abbreviation: BnfBB1BP), N, N-bis (4-biphenyl) benzo [b] naphtho [1,2-d] furan-6- Amin (abbreviation: BBABnf (6)), N, N-bis (4-biphenyl) benzo [b] naphtho [1,2-d] furan-8-amine (abbreviation: BBABnf (8)
  • the hole transport layer 122 is a layer that transports the holes injected by the hole injection layer 121 to the light emitting layer 123.
  • the hole transport layer 122 preferably has a third compound.
  • the third compound is a hole transporting material.
  • a hole-transporting material that can be used for the second compound can be used.
  • the HOMO level of the third compound is preferably a value equal to or lower than the HOMO level of the second compound.
  • the difference between the HOMO level of the third compound and the HOMO level of the second compound is preferably within 0.2 eV.
  • the second compound and the third compound preferably have at least one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton, respectively.
  • the second compound and the third compound have the same hole-transporting skeleton (particularly a dibenzofuran skeleton) because the hole injection becomes smooth.
  • the second compound and the third compound are the same because the injection of holes becomes smooth.
  • each layer constituting the hole transport layer 122 is a layer that transports holes to the light emitting layer 123.
  • the hole transport layer 122a in FIGS. 4B and 4C can have the same configuration as the hole transport layer 122 in FIG. 4A.
  • the hole transport layer 122b in FIGS. 4B and 4C (that is, the layer of the hole transport layer 122 located closest to the light emitting layer 123) preferably has a function as an electron block layer.
  • the hole transport layer 122b preferably has a fourth compound.
  • the fourth compound is a hole transporting material.
  • a hole-transporting material that can be used for the second compound can be used.
  • the HOMO level of the fourth compound is preferably lower than the HOMO level of the third compound.
  • the difference between the HOMO level of the fourth compound and the HOMO level of the third compound is preferably within 0.2 eV.
  • the second compound, the third compound, and the fourth compound preferably have at least one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton, respectively.
  • the second compound, the third compound, and the fourth compound have the same hole-transporting skeleton (particularly a dibenzofuran skeleton) because the hole injection becomes smooth.
  • the hole transporting materials used for the hole injection layer 121, the hole transport layer 122a, and the hole transport layer 122b have the above relationship, the hole injection into each layer is smoothly performed, and the drive voltage rises. And the hole in the light emitting layer 123 can be prevented from being insufficient.
  • the light emitting layer is a layer containing a light emitting substance.
  • the light emitting layer can have one or more kinds of light emitting substances.
  • a substance exhibiting a luminescent color such as blue, purple, bluish purple, green, yellowish green, yellow, orange, and red is appropriately used.
  • a substance that emits near infrared light can also be used.
  • the light emitting layer may have one or more kinds of organic compounds (host material, assist material, etc.) in addition to the light emitting substance (guest material).
  • organic compounds host material, assist material, etc.
  • guest material the one or more kinds of organic compounds
  • one or both of the hole transporting material and the electron transporting material described in this embodiment can be used.
  • a bipolar material may be used as one or more kinds of organic compounds.
  • the luminescent material that can be used for the light emitting layer is not particularly limited, and is a luminescent material that converts singlet excitation energy into light emission in the visible light region or near infrared light region, or triplet excitation energy in the visible light region or near infrared region.
  • a luminescent substance that changes light emission in the light region can be used.
  • the luminescent substance that converts the single-term excitation energy into luminescence examples include a fluorescent substance, for example, a pyrene derivative, an anthracene derivative, a triphenylene derivative, a fluorene derivative, a carbazole derivative, a dibenzothiophene derivative, a dibenzofuran derivative, a dibenzoquinoxaline derivative, and a quinoxalin derivative.
  • a fluorescent substance for example, a pyrene derivative, an anthracene derivative, a triphenylene derivative, a fluorene derivative, a carbazole derivative, a dibenzothiophene derivative, a dibenzofuran derivative, a dibenzoquinoxaline derivative, and a quinoxalin derivative.
  • the pyrene derivative is preferable because it has a high emission quantum yield.
  • pyrene derivative examples include N, N'-bis (3-methylphenyl) -N, N'-bis [3- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] pyrene-1,6. -Diamine (abbreviation: 1,6 mM FLPAPrn), N, N'-diphenyl-N, N'-bis [4- (9-phenyl-9H-fluoren-9-yl) phenyl] pyrene-1,6-diamine (abbreviation) : 1,6FLPAPrn), N, N'-bis (dibenzofuran-2-yl) -N, N'-diphenylpyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FrAPrn), N, N'-bis (dibenzothiophene) -2-yl) -N, N'-diphenylpyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6
  • condensed aromatic diamine compounds typified by pyrenediamine compounds such as 1,6FLPAPrn, 1,6 mMFLPAPrn, and 1,6BnfAPrn-03 have high hole trapping properties and are excellent in luminous efficiency and reliability. preferable.
  • Examples of the luminescent material that converts triplet excitation energy into luminescence include a phosphorescent luminescent material and a heat-activated delayed fluorescence (TADF) material exhibiting heat-activated delayed fluorescence.
  • TADF heat-activated delayed fluorescence
  • Examples of the phosphorescent substance include an organic metal complex having a 4H-triazole skeleton, a 1H-triazole skeleton, an imidazole skeleton, a pyrimidine skeleton, a pyrazine skeleton, or a pyridine skeleton (particularly an iridium complex), and a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group.
  • Examples thereof include an organic metal complex (particularly an iridium complex) as a ligand, a platinum complex, and a rare earth metal complex.
  • Examples of the phosphorescent substance having a blue or green color and a peak wavelength of the emission spectrum of 450 nm or more and 570 nm or less include the following substances.
  • Examples of the phosphorescent substance having a green or yellow color and a peak wavelength of 495 nm or more and 590 nm or less in the emission spectrum include the following substances.
  • tris (4-methyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 3 ]
  • tris (4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) (abbreviation: [Ir (mppm) 3 ])
  • tris (4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III) tris (4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato) iridium (III).
  • Examples of the phosphorescent substance having a yellow or red color and a peak wavelength of 570 nm or more and 750 nm or less in the emission spectrum include the following substances.
  • the organic compound (host material, assist material, etc.) used for the light emitting layer one or a plurality of substances having an energy gap larger than the energy gap of the light emitting substance can be selected and used.
  • organic compound used in combination with the fluorescent substance it is preferable to use an organic compound having a large energy level in the singlet excited state and a small energy level in the triplet excited state.
  • organic compound that can be used in combination with the fluorescent substance examples include condensed polycyclic aromatic compounds such as anthracene derivative, tetracene derivative, phenanthrene derivative, pyrene derivative, chrysene derivative, and dibenzo [g, p] chrysene derivative.
  • organic compound (host material) used in combination with the fluorescent luminescent material examples include 9-phenyl-3- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: PCzPA), 3 , 6-Diphenyl-9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: DPCzPA), 3- [4- (1-naphthyl) -phenyl] -9-phenyl-9H -Carbazole (abbreviation: PCPN), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), N, N-diphenyl-9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole-3-amine (Abbreviation: CzA1PA), 4- (10-phenyl-9-anthril) triphenylamine (abbreviation:
  • an organic compound having a larger triplet excitation energy than the triplet excitation energy (energy difference between the base state and the triplet excited state) of the luminescent substance may be selected.
  • the plurality of organic compounds are phosphorescent. It is preferably used by mixing with a luminescent substance (particularly an organic metal complex).
  • ExTET Extra-Triplet Energy Transfer
  • a compound that easily forms an excitation complex is preferable, and a compound that easily receives holes (hole transporting material) and a compound that easily receives electrons (electron transporting material) are combined. Is particularly preferred.
  • hole transporting material the materials shown in the present embodiment can be used. With this configuration, high efficiency, low voltage drive, and long life of the light emitting device can be realized at the same time.
  • the HOMO level of the hole-transporting material is equal to or higher than the HOMO level of the electron-transporting material.
  • the LUMO level (lowest empty orbital level) of the hole transporting material is equal to or higher than the LUMO level of the electron transporting material.
  • the LUMO and HOMO levels of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential) of the material as measured by cyclic voltammetry (CV) measurements.
  • the emission spectrum of the hole transporting material, the emission spectrum of the electron transporting material, and the emission spectrum of the mixed film in which these materials are mixed are compared, and the emission spectrum of the mixed film is the emission spectrum of each material. It can be confirmed by observing the phenomenon of shifting to the longer wavelength side (or having a new peak on the longer wavelength side) than the spectrum.
  • the transient photoluminescence (PL) of the hole-transporting material, the transient PL of the electron-transporting material, and the transient PL of the mixed membrane in which these materials are mixed are compared, and the transient PL lifetime of the mixed membrane is the transient of each material.
  • transient PL may be read as transient electroluminescence (EL). That is, the formation of the excited complex can be confirmed by comparing the transient EL of the hole transporting material, the transient EL of the electron transporting material, and the transient EL of the mixed film thereof and observing the difference in the transient response. Can be done.
  • EL transient electroluminescence
  • Organic compounds that can be used in combination with phosphorescent substances include aromatic amines (compounds having an aromatic amine skeleton), carbazole derivatives (compounds having a carbazole skeleton), dibenzothiophene derivatives (thiophene derivatives), and dibenzofuran derivatives (furans). Derivatives), zinc and aluminum-based metal complexes, oxadiazole derivatives, triazole derivatives, benzoimidazole derivatives, quinoxalin derivatives, dibenzoquinoxalin derivatives, pyrimidine derivatives, triazine derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, phenanthroline derivatives and the like.
  • aromatic amine carbazole derivative, dibenzothiophene derivative, and dibenzofuran derivative, which are organic compounds having high hole transport properties, include the following substances.
  • carbazole derivative examples include a bicarbazole derivative (for example, a 3,3'-bicarbazole derivative), an aromatic amine having a carbazolyl group, and the like.
  • bicarbazole derivative for example, 3,3'-bicarbazole derivative
  • PCCP 3,3'-bis (9-phenyl-9H-carbazole)
  • 9,9'-bis (1,1'-biphenyl-4-yl) -3,3'-bi-9H-carbazole
  • 9,9'-bis (1,1'-biphenyl-3-yl) -3,3'-bi- 9H-carbazole
  • 9- (2-naphthyl) -9'-phenyl-9H, 9'H-3,3'-bicarbazole abbreviation: ⁇ NCCP
  • aromatic amine having a carbazolyl group examples include PCBA1BP, N- (4-biphenyl) -N- (9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl) -9-phenyl-9H-carbazole.
  • PCBiF -3-Amin
  • PCBBiF 4-phenyldiphenyl- (9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) amine
  • PCA1BP N, N'-bis (abbreviation: PCA1BP) 9-Phenylcarbazole-3-yl) -N, N'-diphenylbenzene-1,3-diamine
  • PCA2B N, N', N''-triphenyl-N, N', N''- Tris (9-phenylcarbazole-3-yl) benzene-1,3,5-triamine
  • PCA3B 9,9-dimethyl-N-phenyl-N- [4- (9-phenyl-9H-carbazole-) 3-Il) phenyl] Fluoren-2-amine
  • PCBAF 4-phenyldiphenyl- (9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) amine
  • PCA1BP N, N'
  • carbazole derivatives include 3- [4- (9-phenanthryl) -phenyl] -9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPPn), PCPN, 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene.
  • PCPPn 3- [4- (9-phenanthryl) -phenyl] -9-phenyl-9H-carbazole
  • PCPN 1,3-bis (N-carbazolyl) benzene.
  • mCP 4,4'-di (N-carbazolyl) biphenyl
  • CzTP 3,6-bis (3,5-diphenylphenyl) -9-phenylcarbazole
  • TCPB 3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene
  • CzPA 3,5-tris [4- (N-carbazolyl) phenyl] benzene
  • thiophene derivative compound having a thiophene skeleton
  • furan derivative compound having a furan skeleton
  • aromatic amine examples include 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB or ⁇ -NPD) and N, N'-bis (3).
  • organic compounds having high hole transport properties include poly (N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly (4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), and poly [N- (4- ⁇ N'-). [4- (4-Diphenylamino) phenyl] phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N'- A high molecular compound such as bis (phenyl) benzidine] (abbreviation: Poly-TPD) can also be used.
  • PVK poly (N-vinylcarbazole)
  • PVTPA poly (4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly [N- (4- ⁇ N'-).
  • PTPDMA poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N
  • zinc and aluminum-based metal complexes that are organic compounds with high electron transport properties include tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (abbreviation: Alq) and tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum.
  • III) abbreviation: Almq 3
  • bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) berylium (II) abbreviation: BeBq 2
  • metal complexes having a quinoline skeleton or a benzoquinoline skeleton such as (III) (abbreviation: BAlq) and bis (8-quinolinolato) zinc (II) (abbreviation: Znq).
  • oxazoles such as bis [2- (2-benzothazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnPBO) and bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc (II) (abbreviation: ZnBTZ)
  • ZnPBO bis [2- (2-benzothazolyl) phenolato] zinc
  • ZnBTZ bis [2- (2-benzothiazolyl) phenolato] zinc
  • oxadiazole derivative triazole derivative, benzimidazole derivative, quinoxalin derivative, dibenzoquinoxalin derivative, and phenylanthrolin derivative, which are organic compounds having high electron transport properties, are 2- (4-biphenylyl) -5- (4-).
  • tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5- (p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2- Il] benzene (abbreviation: OXD-7), 9- [4- (5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 3-( 4-Biphenylyl) -4-phenyl-5- (4-tert-butylphenyl) -1,2,4-triazol (abbreviation: TAZ), 3- (4-tert-butylphenyl) -4- (4-ethyl) Phenyl) -5- (4-biphenylyl) -1,2,4-triazol (abbreviation: p-EtTAZ), 2- ⁇ 4- [9,10-di (naphthalen
  • heterocyclic compound having a diazine skeleton the heterocyclic compound having a triazine skeleton, and the heterocyclic compound having a pyridine skeleton, which are organic compounds having high electron transport properties, are 4,6-bis [3- (phenanthrene-).
  • organic compounds having high electron transport properties examples include poly (2,5-pyridinediyl) (abbreviation: PPy) and poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5). -Diyl)] (abbreviation: PF-Py), poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (2,2'-bipyridine-6,6'-diyl)] (abbreviation: Polymer compounds such as PF-BPy) can also be used.
  • PPy poly (2,5-pyridinediyl)
  • PF-Py poly [(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl) -co- (pyridine-3,5).
  • PF-Py poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-di
  • the TADF material S 1 level position small difference (singlet energy level of excited state) and T 1 level position and (energy level of a triplet excited state), the triplet excitation energy by reverse intersystem crossing It is a material having a function of converting energy into singlet excitation energy. Therefore, the triplet excited energy can be up-converted to the singlet excited energy by a small amount of heat energy (intersystem crossing), and the singlet excited state can be efficiently generated. In addition, triplet excitation energy can be converted into light emission.
  • the conditions for thermally activated delayed fluorescence is efficiently obtained, the energy difference between the S 1 level and T 1 level position is 0eV than 0.2eV or less, preferably not more than 0.1eV than 0eV. Further, the delayed fluorescence in the TADF material refers to light emission having a spectrum similar to that of normal fluorescence but having a remarkably long life. Its life is 10-6 seconds or longer, preferably 10-3 seconds or longer.
  • An excited complex that forms an excited state with two types of substances has an extremely small difference between the S 1 level and the T 1 level, and can be used as a TADF material capable of converting triplet excitation energy into singlet excitation energy. Has a function.
  • a phosphorescence spectrum observed at a low temperature may be used as an index of the T 1 level.
  • the TADF material drawing a tangential line at the short wavelength side of the hem of the fluorescence spectrum, the energy of the wavelength of the extrapolation and S 1 levels, drawing a tangential line at the short wavelength side of the hem of the phosphorescence spectrum, its extrapolation
  • the difference between S 1 and T 1 is preferably 0.3 eV or less, and more preferably 0.2 eV or less.
  • the TADF material may be used as a guest material or as a host material.
  • Examples of the TADF material include fullerenes and derivatives thereof, acridine derivatives such as proflavine, and eosin.
  • Examples thereof include metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd) and the like.
  • Examples of the metal-containing porphyrin include protoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF 2 (Meso IX)), and hematoporphyrin-tin fluoride.
  • the heterocyclic compound has a ⁇ -electron excess type heteroaromatic ring and a ⁇ -electron deficiency type heterocyclic ring, both electron transportability and hole transportability are high, which is preferable.
  • an aromatic ring to which an electron-withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used.
  • a ⁇ -electron-deficient skeleton can be used instead of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • a ⁇ -electron-rich backbone can be used instead of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring.
  • the pyridine skeleton, the diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), and triazine skeleton are preferable because they are stable and have good reliability.
  • the benzoflopyrimidine skeleton, the benzothienopyrimidine skeleton, the benzoflopyrazine skeleton, and the benzothienopyrazine skeleton are preferable because they have high electron acceptability and good reliability.
  • the acridine skeleton, the phenoxazine skeleton, the phenothiazine skeleton, the furan skeleton, the thiophene skeleton, and the pyrrole skeleton are stable and have good reliability. It is preferable to have.
  • a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, and a 3- (9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) -9H-carbazole skeleton are preferable.
  • both the donor property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and the acceptability of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring become stronger.
  • an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, or the like can be used.
  • An aromatic ring having a cyano group, a heteroaromatic ring, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, a sulfone skeleton and the like can be used.
  • a TADF material When a TADF material is used as the luminescent substance, it can also be used in combination with other organic compounds. In particular, it can be combined with the above-mentioned host materials (hole transporting material, electron transporting material).
  • S 1 level of the host material is preferably higher than S 1 level of TADF material.
  • T 1 level of the host material is preferably higher than the T 1 level of the TADF material.
  • the TADF material may be used as the host material and the fluorescent substance may be used as the guest material.
  • the triplet excitation energy generated by the TADF material is converted into singlet excitation energy by the inverse intersystem crossing, and the energy is further transferred to the luminescent material to improve the luminescence efficiency of the luminescent device. be able to.
  • the TADF material functions as an energy donor, and the luminescent material functions as an energy acceptor. Therefore, using a TADF material as the host material is very effective when using a fluorescent substance as the guest material.
  • S 1 level of TADF material is preferably higher than S 1 level of fluorescence emission substance.
  • the T 1 level of the TADF material is preferably higher than the S 1 level of the fluorescent substance. Therefore, T 1 level of the TADF material is preferably higher than the T 1 level of the fluorescence substance.
  • a TADF material that emits light so as to overlap the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the fluorescent light emitting substance.
  • the fluorescent substance preferably has a protecting group around the luminescent group (skeleton that causes light emission) of the fluorescent substance.
  • a protecting group a substituent having no ⁇ bond is preferable, a saturated hydrocarbon is preferable, and specifically, an alkyl group having 3 or more and 10 or less carbon atoms, or a substituted or unsubstituted cyclo having 3 or more and 10 carbon atoms or less.
  • the luminescent group refers to an atomic group (skeleton) that causes light emission in a fluorescent luminescent substance.
  • the luminescent group preferably has a skeleton having a ⁇ bond, preferably contains an aromatic ring, and preferably has a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • the condensed aromatic ring or the condensed heteroaromatic ring include a phenanthrene skeleton, a stilbene skeleton, an acridone skeleton, a phenoxazine skeleton, and a phenothiazine skeleton.
  • a fluorescent substance having a naphthalene skeleton, anthracene skeleton, fluorene skeleton, chrysene skeleton, triphenylene skeleton, tetracene skeleton, pyrene skeleton, perylene skeleton, coumarin skeleton, quinacridone skeleton, and naphthobisbenzofuran skeleton is preferable because of its high fluorescence quantum yield.
  • the electron transport layer 124 is a layer that transports the electrons injected from the cathode 102 to the light emitting layer 123.
  • the electron transport layer 124 has a third organic compound and a first substance.
  • the third organic compound is an electron transporting material. Electron-transporting materials have higher electron-transporting properties than holes.
  • the third organic compound preferably has a maximum occupied orbital level (HOMO level) of ⁇ 6.0 eV or higher.
  • the third organic compound preferably has an electron mobility of 1 ⁇ 10-7 cm 2 / Vs or more and 1 ⁇ 10-5 cm 2 / Vs or less when the square root of the electric field strength [V / cm] is 600. It is more preferably 1 ⁇ 10 -7 cm 2 / Vs or more and 5 ⁇ 10 -5 cm 2 / Vs or less.
  • the square root of the electric field strength [V / cm] of the third organic compound is smaller than the electron mobility at 600 in the square root of the electric field strength [V / cm] of the host material of the light emitting layer 123. ..
  • the amount of electrons injected into the light emitting layer 123 can be controlled, and the light emitting layer 123 can be prevented from being in a state of excess electrons.
  • the third organic compound preferably has an anthracene skeleton, and more preferably has an anthracene skeleton and a heterocyclic skeleton.
  • a nitrogen-containing 5-membered ring skeleton is preferable.
  • the nitrogen-containing 5-membered ring skeleton it is particularly preferable to have a nitrogen-containing 5-membered ring skeleton containing two complex atoms in the ring, such as a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxazole ring, and a thiazole ring.
  • the electron transporting material that can be used as the host material and the substance listed as the material that can be used as the host material in combination with the fluorescent light emitting substance can be used for the electron transporting layer 124. it can.
  • Examples of the third organic compound include 2- ⁇ 4- [9,10-di (naphthalen-2-yl) -2-anthril] phenyl ⁇ -1-phenyl-1H-benzoimidazole (abbreviation: ZADN), 9- (1-naphthyl) -10- [4- (2-naphthyl) phenyl] anthracene (abbreviation: ⁇ N- ⁇ NPAnth), 9- [4- (10-phenyl-9-anthracenyl) phenyl] -9H-carbazole ( Abbreviation: CzPA), 7- [4- (10-phenyl-9-anthril) phenyl] -7H-dibenzo [c, g] carbazole (abbreviation: cgDBCzPA) and the like.
  • ZADN 9- (1-naphthyl) -10- [4- (2-naphthyl) phen
  • an electron transporting material that can be used for the light emitting layer an organic compound (host material) that can be used in combination with a fluorescent light emitting substance, and the like can be used.
  • the first substance is a metal, metal salt, metal oxide, or organometallic salt.
  • the metal examples include alkali metals, alkaline earth metals, and rare earth metals. Specific examples thereof include Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr and Ba.
  • the metal salt examples include a halide of the metal and a carbonate of the metal.
  • LiF, NaF, KF, RbF, CsF, MgF 2 , CaF 2 , SrF 2 , BaF 2 LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl 2 , CaCl 2 , SrCl 2 , BaCl 2 , Li.
  • Examples thereof include 2 CO 3 and Cs 2 CO 3 .
  • metal oxide examples include the oxides of the above metals. Specific examples thereof include Li 2 O, Na 2 O, Cs 2 O, MgO, and CaO.
  • organometallic salt examples include an organometallic complex.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having a ligand having nitrogen and oxygen and an alkali metal or an alkaline earth metal.
  • the first substance is preferably an organometallic complex having a quinolinol ligand and an alkali metal or alkaline earth metal.
  • organic metal complex examples include 8- (quinolinolato) lithium (abbreviation: Liq), 8- (quinolinolato) sodium (abbreviation: Naq), 8- (quinolinolato) potassium (abbreviation: Kq), and (8-quinolinolato) magnesium ( Abbreviation: Mgq 2 ), (8-kinokirinorato) zinc (abbreviation: Znq 2 ) and the like can be mentioned.
  • Liq is particularly preferable.
  • the electron transport layer 124 may have an electron transport layer 124a on the light emitting layer 123 side and an electron transport layer 124b on the cathode 102 side. It is preferable that the electron transport layer 124a and the electron transport layer 124b have different concentration ratios of the third organic compound and the first substance. For example, the electron transport layer 124a preferably has a higher concentration of the first substance than the electron transport layer 124b.
  • the electron injection layer 125 is a layer that enhances the efficiency of electron injection from the cathode 102.
  • the difference between the work function value of the material of the cathode 102 and the LUMO level value of the material used for the electron injection layer 125 is preferably small (within 0.5 eV).
  • the electron injection layer 125 includes lithium, cesium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), 8- (quinolinolato) lithium (abbreviation: Liq), 2- (2- (2-). Pyridyl) phenolatrithium (abbreviation: LiPP), 2- (2-pyridyl) -3-pyridinolatolithium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2- (2-pyridyl) phenolatrithium (abbreviation: LiPPP), Alkali metals such as lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate and the like, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • rare earth metal compounds such as erbium fluoride (ErF 3 ) can be used.
  • an electlide may be used for the electron injection layer.
  • the electride include a substance in which a high concentration of electrons is added to a mixed oxide of calcium and aluminum. It should be noted that the substance constituting the electron transport layer described above can also be used.
  • a composite material containing an electron transporting material and a donor material may be used for the electron injection layer.
  • a composite material is excellent in electron injection property and electron transport property because electrons are generated in the organic compound by the electron donor.
  • the organic compound is preferably a material excellent in transporting generated electrons, and specifically, for example, the above-mentioned electron transporting material (metal complex, complex aromatic compound, etc.) can be used. ..
  • the electron donor may be any substance that exhibits electron donating property to the organic compound. Specifically, alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals are preferable, and lithium, cesium, magnesium, calcium, erbium, ytterbium and the like can be mentioned.
  • alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferable, and lithium oxides, calcium oxides, barium oxides and the like can be mentioned.
  • a Lewis base such as magnesium oxide can also be used.
  • an organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can also be used.
  • a vacuum process such as a vapor deposition method or a solution process such as a spin coating method or an inkjet method can be used to fabricate the light emitting device according to one aspect of the present invention.
  • a physical vapor deposition method such as a sputtering method, an ion plating method, an ion beam vapor deposition method, a molecular beam deposition method, or a vacuum vapor deposition method, or a chemical vapor deposition method (CVD method) is used.
  • PVD method physical vapor deposition method
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • a vapor deposition method vacuum vapor deposition method, etc.
  • a coating method dip coating method, die coating
  • bar coating method spin coating method, spray coating method, etc.
  • printing method inkprint method, screen (stencil printing) method, offset (flat printing) method, flexo (letter printing) method, gravure method, microcontact method, etc.
  • Etc. can be formed.
  • the material of the functional layer constituting the light emitting device is not limited to the above-mentioned materials.
  • a high molecular compound oligoform, dendrimer, polymer, etc.
  • a medium molecular compound compound in the intermediate region between low molecular weight and high molecular weight: molecular weight 400 to 4000
  • an inorganic compound quantum dot material, etc.
  • a colloidal quantum dot material an alloy type quantum dot material, a core / shell type quantum dot material, a core type quantum dot material, or the like can be used.
  • Light emission model in light emitting device A light emitting model in a light emitting device that can be used in the display device of the present embodiment will be described.
  • a light emitting model of the light emitting device will be described using the hole transport layer 122, the light emitting layer 123, and the electron transport layer 124 shown in FIG. 4A.
  • the light emitting device is not limited to the configuration shown in FIG. 4A, and the light emitting model can be applied to other configurations.
  • a light emitting region 123-1 is formed in a local region in the light emitting layer 123 as shown in FIG. 5A.
  • the width of the light emitting region 123-1 in the light emitting layer 123 is narrow. Therefore, in the local region of the light emitting layer 123, the electrons (e ⁇ ) and the holes (h + ) are intensively recombined, and the deterioration is promoted. Further, the electrons that could not be recombined in the light emitting layer 123 may pass through the light emitting layer 123, so that the life or the luminous efficiency may be lowered.
  • the width of the light emitting region 123-1 in the light emitting layer 123 can be widened by lowering the electron transporting property in the electron transport layer 124 (FIGS. 5B and 5C). ..
  • the recombination region of the electron and the ball in the light emitting layer 123 can be dispersed. Therefore, it is possible to provide a light emitting device having a long life and good luminous efficiency.
  • the recombination region may extend to the electron transport layer 124 side at the initial stage of driving.
  • the recombination region in the electron transport layer 124 is shown as region 124-1.
  • the hole injection barrier is small at the initial stage of driving, and the electron transporting property of the electron transporting layer 124 is relatively low, so that the light emitting region 123-1 (that is, that is) A recombination region) may be formed in the entire light emitting layer 123, and a recombination region may also be formed in the electron transport layer 124.
  • the HOMO level of the third organic compound contained in the electron transport layer 124 is relatively high at ⁇ 6.0 eV or higher, some of the holes reach the electron transport layer 124, and the electron transport layer 124 also reappears. Bonding may occur. This phenomenon may also occur when the difference in HOMO level between the host material (or assist material) contained in the light emitting layer 123 and the third organic compound is within 0.2 eV.
  • the carrier balance changes as the drive time elapses, and recombination at the electron transport layer 124 is less likely to occur.
  • the energy of the recombined carriers can be effectively contributed to light emission. Therefore, the brightness can be increased as compared with the initial stage of driving.
  • the so-called initial deterioration it is possible to provide a light emitting device having a small initial deterioration and a long driving life.
  • the above-mentioned light emitting device may be referred to as a Recombination-Site Tailoring Injection structure (ReSTI structure).
  • the thick solid line and the thick alternate long and short dash line are the deterioration curves of the standardized luminance of the light emitting device of the present embodiment
  • the thick broken line is the deterioration curve of the normalized luminance of the light emitting device for comparison.
  • the light emitting device of the present embodiment and the light emitting device for comparison have different slopes of the deterioration curve of the normalized luminance. Specifically, the slope ⁇ 2 of the deterioration curve of the light emitting device of the present embodiment is smaller than the slope ⁇ 1 of the deterioration curve of the light emitting device for comparison.
  • the light emitting device of one aspect of the present invention may have a maximum value in the brightness deterioration curve obtained by the drive test under the condition of constant current density (thick solid line). That is, the light emitting device of one aspect of the present invention may exhibit a behavior in which the brightness increases with the passage of time. This behavior can offset the rapid deterioration at the initial stage of driving (so-called initial deterioration).
  • the light emitting device of one aspect of the present invention is not limited to the above, and does not have a maximum value of brightness as shown by a thick alternate long and short dash line in FIG. 5D, in other words, does not cause an increase in brightness.
  • the slope of the deterioration curve can be reduced. Therefore, by configuring the light emitting device to exhibit the behavior, the initial deterioration of the light emitting device can be reduced and the drive life can be made very long.
  • a light emitting device having a portion where the derivative of the deterioration curve becomes 0 can be rephrased as the light emitting device of one aspect of the present invention.
  • the electron transport layer 124 preferably has a portion in which the mixing ratio (concentration) of the third organic compound and the first substance is different in the thickness direction. Specifically, it is preferable to have a portion in which the mixing ratio (concentration) of the electron-transporting material and the metal, metal salt, metal oxide, or organometallic salt is different.
  • the concentration of the first substance in the electron transport layer 124 can be inferred from the amount of atoms and molecules detected by time-of-flight secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS: Time-of-flight second day mass spectrometry).
  • ToF-SIMS Time-of-flight second day mass spectrometry
  • the magnitude of the value detected by the ToF-SIMS analysis corresponds to the magnitude of the abundance of the atom or molecule of interest. Therefore, the magnitude of the mixing ratio can be estimated by comparing the detected amounts of the electron-transporting material and the organometallic complex.
  • the content of the first substance in the electron transport layer 124 is preferably smaller on the cathode 102 side than on the anode 101 side. That is, it is preferable that the electron transport layer 124 is formed so that the concentration of the first substance increases from the cathode 102 side toward the anode 101 side. That is, the electron transport layer 124 has a portion having a lower concentration of the third organic compound on the light emitting layer 123 side than a portion having a higher concentration of the third organic compound. In other words, the electron transport layer 124 has a portion having a higher concentration of the first substance on the light emitting layer 123 side than a portion having a lower concentration of the first substance.
  • the electron mobility in the portion where the concentration of the third organic compound is high is 1 ⁇ 10 -7 when the square root of the electric field strength [V / cm] is 600. It is preferably cm 2 / Vs or more and 5 ⁇ 10 -5 cm 2 / Vs or less.
  • the content (concentration) of the first substance in the electron transport layer 124 can be configured as shown in FIGS. 6A to 6D.
  • 6A and 6B show the case where there is no clear boundary in the electron transport layer 124
  • FIGS. 6C and 6D show the case where there is a clear boundary in the electron transport layer 124.
  • the concentration of the third organic compound and the first substance changes continuously as shown in FIGS. 6A and 6B. Further, when there is a clear boundary in the electron transport layer 124, the concentration of the third organic compound and the first substance changes stepwise as shown in FIGS. 6C and 6D.
  • the electron transport layer 124 is composed of a plurality of layers.
  • FIG. 6C shows a case where the electron transport layer 124 has a two-layer laminated structure
  • FIG. 6D shows a case where the electron transport layer 124 has a three-layer laminated structure.
  • the broken line represents the boundary region of a plurality of layers.
  • the change in the carrier balance in the light emitting device of one aspect of the present invention is brought about by the change in the electron mobility of the electron transport layer 124.
  • the electron transport layer 124 has a region having a high concentration of the first substance between the region having a low concentration of the first substance and the light emitting layer 123. That is, the region where the concentration of the first substance is low is located closer to the cathode 102 than the region where the concentration is high.
  • the light emitting device of one aspect of the present invention having the above configuration has a very long life.
  • the time until the brightness reaches 95% also referred to as LT95
  • LT95 95%
  • FIG. 7 shows a perspective view of the display device 100A
  • FIG. 8A shows a cross-sectional view of the display device 100A.
  • the display device 100A has a configuration in which the substrate 152 and the substrate 151 are bonded together.
  • the substrate 152 is clearly indicated by a broken line.
  • the display device 100A includes a display unit 162, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • FIG. 7 shows an example in which an IC (integrated circuit) 173 and an FPC 172 are mounted on the display device 100A. Therefore, the configuration shown in FIG. 7 can be said to be a display module having a display device 100A, an IC, and an FPC.
  • a scanning line drive circuit can be used.
  • the wiring 165 has a function of supplying signals and electric power to the display unit 162 and the circuit 164.
  • the signal and power are input to the wiring 165 from the outside via the FPC 172 or from the IC 173.
  • FIG. 7 shows an example in which the IC173 is provided on the substrate 151 by the COG (Chip On Glass) method, the COF (Chip on Film) method, or the like.
  • the IC 173 an IC having, for example, a scanning line drive circuit or a signal line drive circuit can be applied.
  • the display device 100A and the display module may be configured without an IC. Further, the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 8A shows an example of a cross section of the display device 100A when a part of the region including the FPC 172, a part of the circuit 164, a part of the display unit 162, and a part of the region including the end are cut. Shown.
  • the display device 100A shown in FIG. 8A has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting device 190R, a light emitting device 190G, a light emitting device 190B, and the like between the substrate 151 and the substrate 152.
  • the protective layer 195 and the substrate 152 are adhered to each other via the adhesive layer 142.
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to the sealing of the light emitting device 190.
  • the space 143 surrounded by the substrate 152, the adhesive layer 142, and the substrate 151 is filled with an inert gas (nitrogen, argon, etc.), and a hollow sealing structure is applied.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as to overlap with the light emitting device 190.
  • the space 143 surrounded by the substrate 152, the adhesive layer 142, and the substrate 151 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 142.
  • the light emitting device 190R has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the optical adjustment layer 199R, the common layer 112, the light emitting layer 193R, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the light emitting device 190G has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the optical adjustment layer 199G, the common layer 112, the light emitting layer 193G, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the light emitting device 190B has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the optical adjustment layer 199B, the common layer 112, the light emitting layer 193B, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the pixel electrode 191 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 191 contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light emitted by the light emitting device 190 is emitted to the substrate 152 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 152.
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed on the substrate 151. These transistors can be manufactured by the same material and the same process.
  • An insulating layer 211, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided on the substrate 151 in this order.
  • a part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • a part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the transistor.
  • the insulating layer 214 is provided so as to cover the transistor and has a function as a flattening layer.
  • the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering the transistors are not limited, and may be a single layer or two or more layers, respectively.
  • the insulating layer can function as a barrier layer. With such a configuration, it is possible to effectively suppress the diffusion of impurities from the outside into the transistor, and it is possible to improve the reliability of the display device.
  • an inorganic insulating film as the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • an inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon nitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film and the like may be used. Further, two or more of the above-mentioned insulating films may be laminated and used.
  • the organic insulating film often has a lower barrier property than the inorganic insulating film. Therefore, the organic insulating film preferably has an opening near the end of the display device 100A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering from the end of the display device 100A via the organic insulating film.
  • the organic insulating film may be formed so that the end portion of the organic insulating film is inside the end portion of the display device 100A so that the organic insulating film is not exposed at the end portion of the display device 100A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a flattening layer.
  • the material that can be used for the organic insulating film include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins. ..
  • an opening is formed in the insulating layer 214.
  • an organic insulating film is used for the insulating layer 214, it is possible to prevent impurities from entering the display unit 162 from the outside through the insulating layer 214. Therefore, the reliability of the display device 100A can be improved.
  • the transistors 201 and 205 are a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a conductive layer 222a and a conductive layer 222b that function as sources and drains, a semiconductor layer 231 and an insulation that functions as a gate insulating layer. It has a layer 213 and a conductive layer 223 that functions as a gate. Here, the same hatching pattern is attached to a plurality of layers obtained by processing the same conductive film.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231.
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231.
  • the structure of the transistor included in the light emitting device of the present embodiment is not particularly limited.
  • a planar type transistor, a stagger type transistor, an inverted stagger type transistor and the like can be used.
  • either a top gate type or a bottom gate type transistor structure may be used.
  • gates may be provided above and below the semiconductor layer on which the channel is formed.
  • a configuration in which a semiconductor layer on which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistor 201 and the transistor 205.
  • the transistor may be driven by connecting two gates and supplying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by giving one of the two gates a potential for controlling the threshold voltage and giving the other a potential for driving.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is also not particularly limited, and either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (microcrystalline semiconductor, polycrystalline semiconductor, single crystal semiconductor, or semiconductor having a partially crystalline region). May be used. It is preferable to use a semiconductor having crystallinity because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably has a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor). That is, it is preferable that the display device of the present embodiment uses a transistor (hereinafter, OS transistor) in which a metal oxide is used in the channel forming region.
  • OS transistor a transistor
  • the semiconductor layer of the transistor may have silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low temperature polysilicon, single crystal silicon, etc.).
  • the semiconductor layers include, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, ittrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lantern, cerium, neodymium, etc. It is preferable to have one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and gallium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the atomic number ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic number ratio of M.
  • the atomic number ratio of In is 4
  • the atomic number ratio of Ga is 1 or more and 3 or less.
  • the case where the atomic number ratio of Zn is 2 or more and 4 or less is included.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 5. This includes cases where the number of atoms is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is 5 or more and 7 or less.
  • the atomic number ratio of Ga is larger than 0.1 when the atomic number ratio of In is 1. This includes the case where it is 2 or less and the atomic number ratio of Zn is larger than 0.1 and 2 or less.
  • the transistor included in the circuit 164 and the transistor included in the display unit 162 may have the same structure or different structures.
  • the structures of the plurality of transistors included in the circuit 164 may all be the same, or may have two or more types.
  • the structures of the plurality of transistors included in the display unit 162 may all be the same, or may be two or more types.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 151 where the substrates 152 do not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 166 and the connection layer 242.
  • the conductive layer 166 is a laminated structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode 191 and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the optical adjustment layer. Shown.
  • the conductive layer 166 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204.
  • the connection portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connection layer 242.
  • a light-shielding layer BM on the surface of the substrate 152 on the substrate 151 side.
  • various optical members can be arranged on the outside of the substrate 152.
  • the optical member include a polarizing plate, a retardation plate, a light diffusing layer (diffusing film, etc.), an antireflection layer, a light collecting film, and the like.
  • an antistatic film for suppressing the adhesion of dust, a water-repellent film for preventing the adhesion of dirt, a hard coat film for suppressing the occurrence of scratches due to use, a shock absorbing layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 152. You may.
  • the protective layer 195 that covers the light emitting device 190 By providing the protective layer 195 that covers the light emitting device 190, it is possible to suppress the entry of impurities such as water into the light emitting device 190 and improve the reliability of the light emitting device 190.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 195 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214.
  • the inorganic insulating film of the insulating layer 215 and the inorganic insulating film of the protective layer 195 are in contact with each other.
  • FIG. 8B shows an example in which the protective layer 195 has a three-layer structure.
  • the protective layer 195 has an inorganic insulating layer 195a on the common electrode 115, an organic insulating layer 195b on the inorganic insulating layer 195a, and an inorganic insulating layer 195c on the organic insulating layer 195b.
  • the end of the inorganic insulating layer 195a and the end of the inorganic insulating layer 195c extend outward from the end of the organic insulating layer 195b and are in contact with each other. Then, the inorganic insulating layer 195a comes into contact with the insulating layer 215 (inorganic insulating layer) through the opening of the insulating layer 214 (organic insulating layer). As a result, the light emitting device 190 can be surrounded by the insulating layer 215 and the protective layer 195, so that the reliability of the light emitting device 190 can be improved.
  • the protective layer 195 may have a laminated structure of an organic insulating film and an inorganic insulating film. At this time, it is preferable that the end portion of the inorganic insulating film extends outward from the end portion of the organic insulating film.
  • Glass, quartz, ceramic, sapphire, resin and the like can be used for the substrate 151 and the substrate 152, respectively.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • various curable adhesives such as a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable type, a reaction curable type adhesive, a thermosetting type adhesive, and an anaerobic type adhesive can be used.
  • these adhesives include epoxy resin, acrylic resin, silicone resin, phenol resin, polyimide resin, imide resin, PVC (polyvinyl chloride) resin, PVB (polyvinyl butyral) resin, EVA (ethylene vinyl acetate) resin and the like.
  • a material having low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-component mixed type resin may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Connective Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Connective Paste
  • the light emitting device 190 includes a top emission type, a bottom emission type, and a dual emission type.
  • a conductive film that transmits visible light is used for the electrode on the side that extracts light. Further, it is preferable to use a conductive film that reflects visible light for the electrode on the side that does not take out light.
  • the light emitting device 190 has at least a light emitting layer 193.
  • the light emitting device 190 includes a substance having high hole injecting property, a substance having high hole transporting property, a hole blocking material, a substance having high electron transporting property, a substance having high electron injecting property, or a bipolar. It may further have a layer containing a sex substance (a substance having high electron transport property and hole transport property) and the like.
  • the common layer 112 preferably has one or both of a hole injection layer and a hole transport layer.
  • the common layer 114 preferably has one or both of an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the preferred configuration of the light emitting device 190 is as described above (FIGS. 4 to 6).
  • Either a low molecular weight compound or a high molecular weight compound can be used for the common layer 112, the light emitting layer 193, and the common layer 114, and an inorganic compound may be contained.
  • the layers constituting the common layer 112, the light emitting layer 193, and the common layer 114 can be formed by a method such as a vapor deposition method (including a vacuum vapor deposition method), a transfer method, a printing method, an inkjet method, or a coating method, respectively. ..
  • the light emitting layer 193 is a layer containing a light emitting substance.
  • the light emitting layer 193 can have one or more kinds of light emitting substances.
  • the luminescent substance a substance exhibiting a luminescent color such as blue, purple, bluish purple, green, yellowish green, yellow, orange, and red is appropriately used.
  • Materials that can be used for conductive layers such as transistor gates, sources and drains, as well as various wirings and electrodes that make up display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, and silver. Examples thereof include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing the metal as a main component. A film containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • a conductive oxide such as indium oxide, indium tin oxide, indium zinc oxide, zinc oxide, zinc oxide containing gallium, or graphene can be used.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, and titanium, and alloy materials containing the metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material for example, titanium nitride
  • the laminated film of the above material can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of an alloy of silver and magnesium and an indium tin oxide because the conductivity can be enhanced.
  • These can also be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting the display device, and conductive layers (conductive layers that function as pixel electrodes and common electrodes) of the light emitting device.
  • Examples of the insulating material that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resin and epoxy resin, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 9A shows a cross-sectional view of the display device 100B.
  • the perspective view of the display device 100B is the same as that of the display device 100A (FIG. 7).
  • FIG. 9A shows an example of a cross section of the display device 100B when a part of the region including the FPC 172, a part of the circuit 164, and a part of the display unit 162 are cut.
  • FIG. 9A shows an example of a cross section of the display unit 162 when a region including a light emitting device 190G that emits green light and a light emitting device 190B that emits blue light is cut.
  • the display device 100B shown in FIG. 9A has a transistor 202, a transistor 210, a light emitting device 190G, a light emitting device 190B, and the like between the substrate 153 and the substrate 154.
  • the substrate 154 and the protective layer 195 are adhered to each other via the adhesive layer 142.
  • the adhesive layer 142 is provided so as to overlap the light emitting device 190G and the light emitting device 190B, respectively, and a solid sealing structure is applied to the display device 100B.
  • the substrate 153 and the insulating layer 212 are bonded to each other by an adhesive layer 155.
  • a manufacturing substrate provided with an insulating layer 212, each transistor, each light emitting device, and the like and a substrate 154 provided with a light-shielding layer BM are bonded together by an adhesive layer 142. Then, by peeling off the production substrate and attaching the substrate 153 to the exposed surface, each component formed on the production substrate is transposed to the substrate 153. It is preferable that the substrate 153 and the substrate 154 each have flexibility. Thereby, the flexibility of the display device 100B can be increased.
  • an inorganic insulating film that can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215 can be used, respectively.
  • the light emitting device 190G has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the common layer 112, the light emitting layer 193G, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the light emitting device 190B has a laminated structure in which the pixel electrode 191 and the common layer 112, the light emitting layer 193B, the common layer 114, and the common electrode 115 are laminated in this order from the insulating layer 214 side.
  • the pixel electrode 191 is connected to the conductive layer 222b of the transistor 210 via an opening provided in the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222b is connected to the low resistance region 231n via the openings provided in the insulating layer 215 and the insulating layer 225.
  • the transistor 210 has a function of controlling the drive of the light emitting device 190.
  • the end of the pixel electrode 191 is covered with a partition wall 216.
  • the pixel electrode 191 contains a material that reflects visible light
  • the common electrode 115 contains a material that transmits visible light.
  • the light emitted by the light emitting device 190G and the light emitting device 190B is emitted to the substrate 154 side. It is preferable to use a material having high transparency to visible light for the substrate 154.
  • the pixel electrode 191 included in each light emitting device can be manufactured by the same material and the same process.
  • the common layer 112, the common layer 114, and the common electrode 115 are commonly used in the light emitting device 190G and the light emitting device 190B.
  • the light emitting devices of each color can all have a common configuration except that the configuration of the light emitting layer 193 is different.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 153 where the substrates 154 do not overlap.
  • the wiring 165 is electrically connected to the FPC 172 via the conductive layer 166 and the connection layer 242.
  • the conductive layer 166 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode 191. As a result, the connection portion 204 and the FPC 172 can be electrically connected via the connection layer 242.
  • the transistor 202 and the transistor 210 include a conductive layer 221 that functions as a gate, an insulating layer 211 that functions as a gate insulating layer, a semiconductor layer having a channel forming region 231i and a pair of low resistance regions 231n, and one of a pair of low resistance regions 231n.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel forming region 231i.
  • the insulating layer 225 is located between the conductive layer 223 and the channel forming region 231i.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each connected to the low resistance region 231n via an opening provided in the insulating layer 215.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b one functions as a source and the other functions as a drain.
  • FIG. 9A shows an example in which the insulating layer 225 covers the upper surface and the side surface of the semiconductor layer.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 231n via openings provided in the insulating layer 225 and the insulating layer 215, respectively.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel forming region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap with the low resistance region 231n.
  • the structure shown in FIG. 9B can be produced by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided so as to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low resistance region 231n, respectively, through the openings of the insulating layer 215.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • the reliability of the light emitting device can be improved by using the light emitting device in which the initial deterioration is suppressed and the drive life is very long.
  • FIG. 10A shows a block diagram of pixels.
  • the pixel shown in FIG. 10A has a memory (Memory) in addition to a switching transistor (Switching Tr), a driving transistor (Driving Tr), and a light emitting device (OLED).
  • Memory Memory
  • switching Tr switching transistor
  • driving Tr driving transistor
  • OLED light emitting device
  • Data Data_W is supplied to the memory.
  • the data Data_W is supplied to the pixels in addition to the display data Data.
  • the light emitting device By driving the light emitting device included in the display device of one aspect of the present invention based on the display data Data and the data Data_W, the light emitting device can be made to emit light with high brightness.
  • FIG. 10B shows a specific circuit diagram of the pixel circuit.
  • the pixel shown in FIG. 10B has a transistor M1, a transistor M2, a transistor M3, a transistor M4, a capacitance Cs, a capacitance Cw, and a light emitting device EL.
  • One of the source and drain of the transistor M1 is electrically connected to one electrode of the capacitance Cw.
  • the other electrode of capacitance Cw is electrically connected to one of the source or drain of the transistor M4.
  • One of the source and drain of the transistor M4 is electrically connected to the gate of the transistor M2.
  • the gate of the transistor M2 is electrically connected to one electrode of the capacitance Cs.
  • the other electrode of capacitance Cs is electrically connected to one of the source or drain of the transistor M2.
  • One of the source or drain of the transistor M2 is electrically connected to one of the source or drain of the transistor M3.
  • One of the source or drain of the transistor M3 is electrically connected to one electrode of the light emitting device EL.
  • Each transistor shown in FIG. 10B has a back gate that is electrically connected to the gate, but the connection of the back gate is not limited to this. Further, the transistor does not have to be provided with a back gate.
  • a node to which the other electrode of the capacitance Cw, one of the source or drain of the transistor M4, the gate of the transistor M2, and one electrode of the capacitance Cs is connected is referred to as a node NM.
  • a node to which the other electrode of the capacitance Cs, one of the source or drain of the transistor M2, one of the source or drain of the transistor M3, and one electrode of the light emitting device EL are connected is referred to as a node NA.
  • the gate of the transistor M1 is electrically connected to the wiring G1.
  • the gate of the transistor M3 is electrically connected to the wiring G1.
  • the gate of the transistor M4 is electrically connected to the wiring G2.
  • the other of the source or drain of the transistor M1 is electrically connected to the wiring DATA.
  • the other of the source or drain of the transistor M3 is electrically connected to the wiring V0.
  • the other of the source or drain of the transistor M4 is electrically connected to the wiring DATA_W.
  • the other of the source or drain of the transistor M2 is electrically connected to the wiring anode (high potential side).
  • the other electrode of the light emitting device EL is electrically connected to the wiring Cathode (low potential side).
  • the wiring G1 and the wiring G2 can have a function as a signal line for controlling the operation of the transistor.
  • the wiring DATA can have a function as a signal line for supplying an image signal to the pixels.
  • the wiring DATA_W can have a function as a signal line for writing data to the storage circuit MEM.
  • the wiring DATA_W can have a function as a signal line for supplying a correction signal to the pixels.
  • the wiring V0 has a function as a monitor line for acquiring the electrical characteristics of the transistor M4. Further, the writing of the image signal can be stabilized by supplying a specific potential from the wiring V0 to the other electrode of the capacitance Cs via the transistor M3.
  • the transistor M2, the transistor M4, and the capacitance Cw form a storage circuit MEM.
  • the node NM is a storage node, and by conducting the transistor M4, the signal supplied to the wiring DATA_W can be written to the node NM.
  • the potential of the node NM can be maintained for a long time.
  • the transistor M4 for example, a transistor (OS transistor) in which a metal oxide is used in the channel forming region can be used.
  • OS transistor a transistor in which a metal oxide is used in the channel forming region
  • the off-current of the transistor M4 can be made extremely low, and the potential of the node NM can be maintained for a long time.
  • OS transistors as other transistors constituting the pixels.
  • a specific example of the metal oxide can be referred to in Embodiment 1.
  • the OS transistor Since the OS transistor has a large energy gap, it exhibits extremely low off-current characteristics. Further, the OS transistor has features different from those of a transistor having Si in the channel formation region (hereinafter referred to as Si transistor), such as no impact ionization, avalanche breakdown, and short channel effect, and forms a highly reliable circuit. can do.
  • Si transistor a transistor having Si in the channel formation region
  • a Si transistor may be applied to the transistor M4. At this time, it is preferable to use Si transistors as other transistors constituting the pixels.
  • Examples of the Si transistor include a transistor having amorphous silicon, a transistor having crystalline silicon (typically, low-temperature polysilicon), and a transistor having single crystal silicon.
  • one pixel may have both an OS transistor and a Si transistor.
  • the signal written in the node NM is capacitively coupled with the image signal supplied from the wiring DATA, and can be output to the node NA.
  • the transistor M1 can have a function of selecting pixels.
  • the correction signal can be added to the supplied image signal. Since the correction signal may be attenuated by an element on the transmission path, it is preferable to generate the correction signal in consideration of the attenuation.
  • the light emitting device By causing the light emitting device to emit light using the image signal and the correction signal, the current flowing through the light emitting device can be increased, and high brightness can be expressed. Since a voltage higher than the output voltage of the source driver can be applied as the gate voltage of the drive transistor, the power consumption of the source driver can be reduced.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it preferably contains indium and zinc. In addition to them, it is preferable that aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are contained. It may also contain one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt and the like. ..
  • FIG. 11A is a diagram illustrating classification of crystal structures of oxide semiconductors, typically IGZO (metal oxides containing In, Ga, and Zn).
  • IGZO metal oxides containing In, Ga, and Zn
  • oxide semiconductors are roughly classified into “Amorphous (amorphous)", “Crystalline”, and “Crystal”.
  • Amorphous includes “completable amorphous”.
  • Crystalline includes CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), and CAC (cloud-aligned composite).
  • single crystal, poly crystal, and single crystal amorphous are excluded from the classification of "Crystalline”.
  • “Crystal” includes single crystal and poly crystal.
  • the structure in the thick frame shown in FIG. 11A is an intermediate state between "Amorphous” and “Crystal", and belongs to a new boundary region (New crystal line phase). .. That is, the structure can be rephrased as a structure completely different from the energetically unstable "Amorphous” and "Crystal".
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD: X-Ray Evaluation) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • GIXD Gazing-Incidence XRD
  • IGZO also referred to as crystalline IGZO
  • FIGS. 11B and 11C show the XRD spectra obtained by GIXD measurement of a quartz glass substrate and an IGZO (also referred to as crystalline IGZO) film having a crystal structure classified as "Crystalline"
  • the GIXD method is also referred to as a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the XRD spectrum obtained by the GIXD measurement shown in FIGS. 11B and 11C will be simply referred to as an XRD spectrum.
  • FIG. 11B is a quartz glass substrate
  • FIG. 11C is an XRD spectrum of a crystalline IGZO film.
  • the thickness of the crystalline IGZO film shown in FIG. 11C is 500 nm.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is substantially symmetrical on the quartz glass substrate.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is asymmetrical in the crystalline IGZO film.
  • the asymmetrical shape of the peaks in the XRD spectrum clearly indicates the presence of crystals in the film or substrate. In other words, the film or substrate cannot be said to be in an amorphous state unless the shape of the peak of the XRD spectrum is symmetrical.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated by a diffraction pattern (also referred to as a microelectron diffraction pattern) observed by a micro electron diffraction method (NBED: Nano Beam Electron Diffraction).
  • a diffraction pattern also referred to as a microelectron diffraction pattern
  • FIG. 11D is a quartz glass substrate
  • FIG. 11E is a diffraction pattern of an IGZO film.
  • oxide semiconductors may be classified differently from FIG. 11A.
  • oxide semiconductors are divided into single crystal oxide semiconductors and other non-single crystal oxide semiconductors.
  • the non-single crystal oxide semiconductor include the above-mentioned CAAC-OS and nc-OS.
  • the non-single crystal oxide semiconductor includes a polycrystalline oxide semiconductor, a pseudo-amorphous oxide semiconductor (a-like OS: amorphous-like oxide semiconductor), an amorphous oxide semiconductor, and the like.
  • CAAC-OS CAAC-OS
  • nc-OS nc-OS
  • a-like OS the details of the above-mentioned CAAC-OS, nc-OS, and a-like OS will be described.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having a plurality of crystal regions, the plurality of crystal regions having the c-axis oriented in a specific direction.
  • the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction of the surface to be formed of the CAAC-OS film, or the normal direction of the surface of the CAAC-OS film.
  • the crystal region is a region having periodicity in the atomic arrangement. When the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystal region is also a region in which the lattice arrangement is aligned. Further, the CAAC-OS has a region in which a plurality of crystal regions are connected in the ab plane direction, and the region may have distortion.
  • the strain refers to a region in which a plurality of crystal regions are connected in which the orientation of the lattice arrangement changes between a region in which the lattice arrangement is aligned and a region in which another grid arrangement is aligned.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and not clearly oriented in the ab plane direction.
  • Each of the plurality of crystal regions is composed of one or a plurality of minute crystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystal region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nm.
  • CAAC-OS has indium (In) and oxygen. It tends to have a layered crystal structure (also referred to as a layered structure) in which a layer (hereinafter, In layer) and a layer having elements M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter, (M, Zn) layer) are laminated. There is. Indium and element M can be replaced with each other. Therefore, the (M, Zn) layer may contain indium. In addition, the In layer may contain the element M. In addition, Zn may be contained in the In layer.
  • the layered structure is observed as a lattice image in, for example, a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image.
  • the position of the peak indicating the c-axis orientation may vary depending on the type and composition of the metal elements constituting CAAC-OS.
  • a plurality of bright spots are observed in the electron diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with the spot of the incident electron beam passing through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is based on a hexagonal lattice, but the unit lattice is not limited to a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. Further, in the above strain, it may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon.
  • a clear grain boundary cannot be confirmed even in the vicinity of strain. That is, it can be seen that the formation of grain boundaries is suppressed by the distortion of the lattice arrangement. This is because CAAC-OS can tolerate distortion because the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction and the bond distance between atoms changes due to the replacement of metal atoms. It is thought that this is the reason.
  • CAAC-OS for which no clear crystal grain boundary is confirmed, is one of the crystalline oxides having a crystal structure suitable for the semiconductor layer of the transistor.
  • a configuration having Zn is preferable.
  • In-Zn oxide and In-Ga-Zn oxide are more suitable than In oxide because they can suppress the generation of grain boundaries.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor having high crystallinity and no clear grain boundary is confirmed. Therefore, it can be said that CAAC-OS is unlikely to cause a decrease in electron mobility due to grain boundaries. Further, since the crystallinity of the oxide semiconductor may be lowered due to the mixing of impurities or the generation of defects, CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor having few impurities and defects (oxygen deficiency, etc.). Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, the oxide semiconductor having CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability. CAAC-OS is also stable against high temperatures in the manufacturing process (so-called thermal budget). Therefore, when CAAC-OS is used for the OS transistor, the degree of freedom in the manufacturing process can be expanded.
  • nc-OS has periodicity in the atomic arrangement in a minute region (for example, a region of 1 nm or more and 10 nm or less, particularly a region of 1 nm or more and 3 nm or less).
  • nc-OS has tiny crystals. Since the size of the minute crystal is, for example, 1 nm or more and 10 nm or less, particularly 1 nm or more and 3 nm or less, the minute crystal is also referred to as a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • the nc-OS may be indistinguishable from the a-like OS and the amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • a peak indicating crystallinity is not detected in the Out-of-plane XRD measurement using a ⁇ / 2 ⁇ scan.
  • electron beam diffraction also referred to as limited field electron diffraction
  • a diffraction pattern such as a halo pattern is performed. Is observed.
  • electron diffraction also referred to as nanobeam electron diffraction
  • an electron beam having a probe diameter for example, 1 nm or more and 30 nm or less
  • An electron diffraction pattern in which a plurality of spots are observed in a ring-shaped region centered on a direct spot may be acquired.
  • the a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • the a-like OS has a void or low density region. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS.
  • a-like OS has a higher hydrogen concentration in the membrane than nc-OS and CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to the material composition.
  • CAC-OS is, for example, a composition of a material in which the elements constituting the metal oxide are unevenly distributed in a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size close thereto.
  • the metal oxide one or more metal elements are unevenly distributed, and the region having the metal element has a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or a size close thereto.
  • the mixed state is also called a mosaic shape or a patch shape.
  • CAC-OS has a structure in which a material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in a film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). It says.). That is, CAC-OS is a composite metal oxide having a structure in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic number ratios of In, Ga, and Zn with respect to the metal elements constituting CAC-OS in the In-Ga-Zn oxide are expressed as [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the composition of the CAC-OS film.
  • the first region is a region in which [In] is larger than [In] in the second region and [Ga] is smaller than [Ga] in the second region.
  • the second region is a region in which [Ga] is larger than [Ga] in the first region and [In] is smaller than [In] in the first region.
  • the first region is a region in which indium oxide, indium zinc oxide, or the like is the main component.
  • the second region is a region in which gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like is the main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Further, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • CAC-OS in In-Ga-Zn oxide is a region containing Ga as a main component and a part of In as a main component in a material composition containing In, Ga, Zn, and O. Each of the regions is mosaic, and these regions are randomly present. Therefore, it is presumed that CAC-OS has a structure in which metal elements are non-uniformly distributed.
  • the CAC-OS can be formed by a sputtering method, for example, under the condition that the substrate is not intentionally heated.
  • a sputtering method one or more selected from an inert gas (typically argon), an oxygen gas, and a nitrogen gas may be used as the film forming gas. Good.
  • the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film-forming gas at the time of film formation is low. Is preferably 0% or more and 10% or less.
  • EDX Energy Dispersive X-ray spectroscopy
  • the first region is a region having higher conductivity as compared with the second region. That is, when the carrier flows through the first region, the conductivity as a metal oxide is exhibited. Therefore, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized by distributing the first region in the metal oxide in a cloud shape.
  • the second region is a region having a higher insulating property than the first region. That is, the leakage current can be suppressed by distributing the second region in the metal oxide.
  • CAC-OS when used for a transistor, the conductivity caused by the first region and the insulating property caused by the second region act in a complementary manner to switch the function (On / Off). Function) can be added to CAC-OS. That is, the CAC-OS has a conductive function in a part of the material and an insulating function in a part of the material, and has a function as a semiconductor in the whole material. By separating the conductive function and the insulating function, both functions can be maximized. Therefore, by using CAC-OS for the transistor, high on-current ( Ion ), high field effect mobility ( ⁇ ), and good switching operation can be realized.
  • Ion on-current
  • ⁇ high field effect mobility
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have various structures, and each has different characteristics.
  • the oxide semiconductor according to one aspect of the present invention has two or more of amorphous oxide semiconductor, polycrystalline oxide semiconductor, a-like OS, CAC-OS, nc-OS, and CAAC-OS. You may.
  • the oxide semiconductor as a transistor, a transistor having high field effect mobility can be realized. Moreover, a highly reliable transistor can be realized.
  • the carrier concentration of the oxide semiconductor is 1 ⁇ 10 17 cm -3 or less, preferably 1 ⁇ 10 15 cm -3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 13 cm -3 or less, and more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ . It is 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm -3 , and more than 1 ⁇ 10 -9 cm -3 .
  • the impurity concentration in the oxide semiconductor film may be lowered to lower the defect level density.
  • a low impurity concentration and a low defect level density is referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • An oxide semiconductor having a low carrier concentration may be referred to as a high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge captured at the trap level of the oxide semiconductor takes a long time to disappear, and may behave as if it were a fixed charge. Therefore, a transistor in which a channel forming region is formed in an oxide semiconductor having a high trap level density may have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon and the like.
  • the concentration of silicon and carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon and carbon near the interface with the oxide semiconductor are set to 2. ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • the oxide semiconductor contains an alkali metal or an alkaline earth metal
  • a defect level may be formed and carriers may be generated. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing an alkali metal or an alkaline earth metal tends to have a normally-on characteristic. Therefore, the concentration of the alkali metal or alkaline earth metal in the oxide semiconductor obtained by SIMS is set to 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 16 atoms / cm 3 or less.
  • the nitrogen concentration in the oxide semiconductor obtained by SIMS is less than 5 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less, more preferably 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 or less. , More preferably 5 ⁇ 10 17 atoms / cm 3 or less.
  • hydrogen contained in an oxide semiconductor reacts with oxygen bonded to a metal atom to become water, which may form an oxygen deficiency.
  • oxygen deficiency When hydrogen enters the oxygen deficiency, electrons that are carriers may be generated.
  • a part of hydrogen may be combined with oxygen that is bonded to a metal atom to generate an electron as a carrier. Therefore, a transistor using an oxide semiconductor containing hydrogen tends to have a normally-on characteristic. Therefore, it is preferable that hydrogen in the oxide semiconductor is reduced as much as possible.
  • the hydrogen concentration obtained by SIMS is less than 1 ⁇ 10 20 atoms / cm 3 , preferably less than 1 ⁇ 10 19 atoms / cm 3 , more preferably 5 ⁇ 10 18 atoms / cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms / cm 3 .
  • the electronic device of the present embodiment has the display device of one aspect of the present invention in the display unit, it has a long life and high reliability. Further, by using the display device of one aspect of the present invention for the display unit, the electronic device can have a long life and a large screen.
  • the display unit of the electronic device of the present embodiment can display, for example, a full high-definition image having a resolution of 4K2K, 8K4K, 16K8K, or higher.
  • the screen size of the display unit can be 20 inches or more diagonally, 30 inches or more diagonally, 50 inches or more diagonally, 60 inches or more diagonally, or 70 inches or more diagonally.
  • electronic devices for example, relatively large screens such as television devices, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage (electronic signs), and large game machines such as pachinko machines.
  • digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, sound reproduction devices, and the like can be mentioned.
  • the electronic device of the present embodiment can be incorporated along the inner or outer wall of a house or building, or along the curved surface of the interior or exterior of an automobile.
  • the electronic device of the present embodiment may have an antenna.
  • the display unit can display images, information, and the like.
  • the antenna may be used for non-contact power transmission.
  • the electronic device of the present embodiment has sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, voice, time, hardness, electric field, current, voltage. , Including the ability to measure power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared rays).
  • the electronic device of the present embodiment can have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, a function to execute various software (programs), wireless communication. It can have a function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • the electronic device 6500 shown in FIG. 12A is a portable information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 includes a housing 6501, a display unit 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • the display unit 6502 has a touch panel function.
  • a display device can be applied to the display unit 6502.
  • FIG. 12B is a schematic cross-sectional view including an end portion of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a translucent protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and the display panel 6511, the optical member 6512, the touch sensor panel 6513, and the printed circuit board are provided in the space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • a substrate 6517, a battery 6518, and the like are arranged.
  • a display panel 6511, an optical member 6512, and a touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 by an adhesive layer (not shown).
  • a part of the display panel 6511 is folded back, and the FPC 6515 is connected to the folded back portion.
  • IC6516 is mounted on FPC6515.
  • the FPC6515 is connected to a terminal provided on the printed circuit board 6517.
  • a flexible display device can be applied to the display panel 6511. Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. Further, since the display panel 6511 is extremely thin, it is possible to mount a large-capacity battery 6518 while suppressing the thickness of the electronic device. Further, by folding back a part of the display panel 6511 and arranging the connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device having a narrow frame can be realized.
  • 13 to 15 show an example of an electronic device having a flexible display device and capable of being folded into a small size.
  • the electronic devices shown in FIGS. 13 and 14 have a two-fold mechanism and can be folded so that the display surfaces face each other.
  • the electronic device shown in FIG. 15 has a tri-folding mechanism, and has a region that can be folded so that the display surfaces face each other and a region that can be folded so that the surfaces opposite to the display surface face each other.
  • the electronic device shown in FIGS. 13 to 15 has a display device having a relatively large aspect ratio such as 16: 9, 18: 9, 21: 9, the creases are provided in the minor axis direction. It can be folded into a small size to improve the portability of electronic devices. Further, when the electronic device is folded into a small size, the invisible display area is hidden, so that the power consumption can be greatly reduced.
  • FIG. 13A is a diagram showing a state in which the electronic device 800A is folded to the minimum size (folded in half).
  • FIG. 13B is a diagram showing a state in which the electronic device 800B is folded to the minimum size (folded in half).
  • FIG. 13C is a diagram showing a state in which the electronic device 800A or the electronic device 800B is deployed.
  • the electronic device 800A and the electronic device 800B each have a flexible display panel 801a, a housing 802a, a housing 802b, and a hinge 803.
  • a seamless and flexible display panel can be used.
  • a display device according to one aspect of the present invention can be used for the display panel 801a.
  • the display panel 801a In the deployed state of the electronic device 800A or the electronic device 800B, the display panel 801a has a first region 811a overlapping the housing 802a, a second region 811b overlapping the hinge 803, and a third region 811c overlapping the housing 802b. Have. These three areas are preferably included in the display area of the display panel 801a. In the state shown in FIGS. 13A and 13B, the first region 811a and the third region 811c overlap each other. When the electronic device 800A and the electronic device 800B are folded as shown in FIGS. 13A and 13B, the second region 811b is bent so that the display surfaces of the first region 811a and the third region 811c are respectively displayed. Face each other.
  • the housing 802a is connected to the housing 802b via a hinge 803.
  • At least a part of the display panel 801a may be fixed to the housing 802a. At least a part of the display panel 801a may be fixed to the housing 802b.
  • the electronic device 800B further includes a display panel 801b.
  • the display panel 801a and the display panel 801b overlap each other via the housing 802a.
  • the display surface of the display panel 801a and the display surface of the display panel 801b face in opposite directions.
  • the display panel 801a may be fixed to the first surface
  • the display panel 801b may be fixed to the second surface facing the first surface.
  • the display device of one aspect of the present invention can be used for one or both of the display panel 801a and the display panel 801b included in the electronic device 800B.
  • the electronic device 800B When the electronic device 800B is folded, the user can visually recognize the display on the display panel 801b. When the electronic device 800B is deployed, the user can visually recognize the display on the display panel 801a.
  • FIG. 14A is a diagram showing a state in which the electronic device 800C is folded to the minimum size (folded in half).
  • FIG. 14B is a diagram showing a state in which the electronic device 800C is deployed.
  • the electronic device 800C has a flexible display panel 801 and a housing 802a, a housing 802b, and a hinge 803.
  • a seamless single flexible display panel can be used.
  • a display device according to one aspect of the present invention can be used for the display panel 801.
  • the display panel 801 is located between the first region 811a and the second region 811b, the first region 811a and the second region 811b that overlap each other via the housing 802a. It also has a third region 811c having a curved surface, a fourth region 811d overlapping the hinge 803, and a fifth region 811e overlapping the housing 802b. These five areas are preferably included in the display area of the display panel 801.
  • the first region 811a, the second region 811b, and the fifth region 811e overlap each other.
  • the user can visually recognize the display of the first region 811a and the third region 811c.
  • the user can visually recognize the display of the second region 811b, the fourth region 811d, and the fifth region 811e (further, the third region 811c).
  • the display surface faces the same direction, and in the second region 811b, the display surface faces the direction facing the direction. There is.
  • the display surfaces of the second region 811b and the fifth region 811e face each other.
  • the housing 802a is connected to the housing 802b via a hinge 803.
  • At least a part of the display panel 801 may be fixed to the housing 802a.
  • the display panel 801 has three continuous surfaces of the housing 802a (a first surface, a second surface facing the first surface, and a third surface (side surface) between the first surface and the second surface. )) Is provided.
  • the first region 811a of the display panel 801 may be fixed to the first surface.
  • the second region 811b of the display panel may be fixed to the second surface.
  • the third region 811c of the display panel 801 may be fixed to the third surface.
  • At least a part of the display panel 801a may be fixed to the housing 802b.
  • the fifth region 811e of the display panel 801 may be fixed to the housing 802b.
  • FIG. 15A is a diagram showing a state in which the electronic device 800D is folded to the minimum size (folded in three).
  • FIG. 15B is a diagram showing a state in which the electronic device 800D is deployed.
  • FIG. 15C is a diagram showing a state in which the electronic device 800E is folded to the minimum size (folded in three).
  • FIG. 15D is a diagram showing a state in which the electronic device 800E is deployed.
  • the electronic device 800D and the electronic device 800E each have a flexible display panel 801 and a housing 802a, a housing 802b, a housing 802c, a hinge 803a, and a hinge 803b.
  • a seamless single flexible display panel can be used.
  • a display device according to one aspect of the present invention can be used for the display panel 801.
  • the display panel 801 In the deployed state of the electronic device 800D or the electronic device 800E, the display panel 801 has a first region 811a overlapping the housing 802a, a second region 811b overlapping the hinge 803a, and a third region 811c overlapping the housing 802b. It has a fourth region 811d that overlaps the hinge 803b and a fifth region 811e that overlaps the housing 802c. These five areas are preferably included in the display area of the display panel 801. In the state shown in FIGS. 15A and 15C, the first region 811a, the third region 811c, and the fifth region 811e overlap each other. In the state shown in FIGS. 15A and 15C, the user can visually recognize the display of the first region 811a and the second region 811b. In the state shown in FIGS. 15B and 15D, the user can visually recognize the display of all five areas.
  • the second region 811b bends so as to display the display surfaces of the first region 811a and the third region 811c, respectively. Opposing surfaces face each other.
  • the display surfaces of the third region 811c and the fifth region 811e are formed by bending the fourth region 811d. Face each other.
  • the housing 802a is connected to the housing 802b via a hinge 803a.
  • the housing 802b is connected to the housing 802c via a hinge 803b.
  • At least a part of the display panel 801 may be fixed to the housing 802a. At least a part of the display panel 801 may be fixed to the housing 802b. At least a part of the display panel 801 may be fixed to the housing 802c.
  • one of the plurality of housings is thicker than the other housings.
  • the housing 802b is thicker than the housing 802a.
  • the housing 802c is thicker than the housing 802a and the housing 802b.
  • a relatively large battery 827 can be housed inside the thick housing, and the electronic device can be operated for a long time. Further, by incorporating the relatively heavy battery 827 in the thick housing, the position of the center of gravity of the electronic device can be set inside the thick housing even in the deployed state. By having a housing thicker than other housings and having a center of gravity inside the thick housing, it is possible to improve the ease of holding the electronic device when it is deployed flat.
  • the battery 827 it is preferable to use a lithium ion battery capable of increasing the capacity.
  • the battery 827 is preferably provided with a protection circuit 828.
  • the battery 827 is built in the housing 802a.
  • the electronic device 800E has a grip portion 806 that is easy to grip at the end of the housing 802a, and the battery 827 can be embedded in the grip portion 806. Since the center of gravity of the electronic device 800E is located at the grip portion 806 containing the heavy battery 827, the ease of holding can be improved. Further, as shown in FIG. 15D, when deployed flat, the grip portion 806 serves as a leg and can be used in a stable form even on a desk. In addition, since the display surface is slanted, visibility can be improved.
  • the deformation of the electronic device of the present embodiment may be performed manually, or may be performed by using electric power or mechanical power such as a spring.
  • the electronic devices 800A to 800E are easy to operate regardless of the dominant hand. It is preferable that each of the electronic devices 800A to 800E can display an image in a direction that is easy for the user to see.
  • This operation is performed, for example, by detecting the inclination of the electronic device with a sensor (acceleration sensor, gyro sensor, etc.) of the electronic device and determining the orientation of the image display from the inclination.
  • the sensor can detect the shaking of the electronic device from the change in inclination. Since there are individual differences in shaking, it is possible to make the user judge by learning the shaking information with artificial intelligence (AI). Personal authentication can also be performed using this function.
  • AI artificial intelligence
  • the electronic devices 800A to 800E preferably have an antenna inside the housing.
  • an example in which the antenna 825 and the antenna 826 are provided in the housing 802a is shown, but the number of antennas and the position where the antennas are provided are not limited to this.
  • the antenna 825 is a 4th generation mobile communication system (4G) communication antenna
  • the antenna 826 is a 5th generation mobile communication system (5G) communication antenna.
  • the housing 802a By providing both the antenna 825 and the antenna 826 in the housing 802a, good communication can be easily performed.
  • the electronic devices 800B to 800E are often used (placement, holding, etc.) so that the display is easy to see even when folded. Therefore, there are many opportunities for the housing 802a to face a direction in which radio waves can be easily received, which makes it easier to receive radio waves.
  • FIG. 16A shows an example of a television device.
  • the display unit 7000 is incorporated in the housing 7101.
  • a configuration in which the housing 7101 is supported by the stand 7103 is shown.
  • a display device can be applied to the display unit 7000.
  • the operation of the television device 7100 shown in FIG. 16A can be performed by an operation switch included in the housing 7101 or a separate remote control operation machine 7111.
  • the display unit 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display unit 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display unit that displays information output from the remote controller 7111.
  • the channel and volume can be operated by the operation keys or the touch panel included in the remote controller 7111, and the image displayed on the display unit 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver, a modem, and the like.
  • the receiver can receive general television broadcasts.
  • information communication is performed in one direction (sender to receiver) or two-way (sender and receiver, or between recipients, etc.). It is also possible.
  • FIG. 16B shows an example of a notebook personal computer.
  • the notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • a display unit 7000 is incorporated in the housing 7211.
  • a display device can be applied to the display unit 7000.
  • 16C and 16D show an example of digital signage.
  • the digital signage 7300 shown in FIG. 16C includes a housing 7301, a display unit 7000, a speaker 7303, and the like. Further, it may have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), a connection terminal, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 16D is a digital signage 7400 attached to a columnar pillar 7401.
  • the digital signage 7400 has a display unit 7000 provided along the curved surface of the pillar 7401.
  • the display device of one aspect of the present invention can be applied to the display unit 7000.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at one time. Further, the wider the display unit 7000 is, the easier it is for people to see, and for example, the advertising effect of the advertisement can be enhanced.
  • the touch panel By applying the touch panel to the display unit 7000, not only the image or moving image can be displayed on the display unit 7000, but also the user can intuitively operate the display unit 7000, which is preferable. In addition, when used for the purpose of providing information such as route information or traffic information, usability can be improved by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can be linked with the information terminal 7311 or the information terminal 7411 such as a smartphone owned by the user by wireless communication.
  • the information of the advertisement displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the display of the display unit 7000 can be switched by operating the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can be made to execute a game using the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 as an operation means (controller). As a result, an unspecified number of users can participate in and enjoy the game at the same time.
  • the electronic devices shown in FIGS. 17A to 17F include a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, an operation key 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, and a sensor 9007 (force, displacement, position, speed). Measures acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemicals, voice, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor or infrared rays (Including the function of), microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 17A to 17F have various functions. For example, a function to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, etc., a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • the functions of the electronic device are not limited to these, and can have various functions.
  • the electronic device may have a plurality of display units.
  • the electronic device even if the electronic device is provided with a camera or the like, it has a function of shooting a still image or a moving image and saving it on a recording medium (external or built in the camera), a function of displaying the shot image on a display unit, and the like. Good.
  • FIGS. 17A to 17F Details of the electronic devices shown in FIGS. 17A to 17F will be described below.
  • FIG. 17A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as, for example, a smartphone.
  • the mobile information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like. Further, the mobile information terminal 9101 can display character and image information on a plurality of surfaces thereof.
  • FIG. 17A shows an example in which three icons 9050 are displayed. Further, the information 9051 indicated by the broken line rectangle can be displayed on another surface of the display unit 9001. Examples of information 9051 include notification of incoming calls such as e-mail, SNS, and telephone, titles such as e-mail and SNS, sender name, date and time, time, remaining battery level, and antenna reception strength. Alternatively, an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 17B is a perspective view showing a mobile information terminal 9102.
  • the mobile information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more surfaces of the display unit 9001.
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can check the information 9053 displayed at a position that can be observed from above the mobile information terminal 9102 with the mobile information terminal 9102 stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the mobile information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether or not to receive a call.
  • FIG. 17C is a perspective view showing a wristwatch-type portable information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as, for example, a smart watch.
  • the display unit 9001 is provided with a curved display surface, and can display along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also make a hands-free call by communicating with a headset capable of wireless communication, for example.
  • the mobile information terminal 9200 can also perform data transmission and charge with other information terminals by means of the connection terminal 9006.
  • the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • 17D to 17F are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201.
  • 17D is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state
  • FIG. 17F is a folded state
  • FIG. 17E is a perspective view of a state in which one of FIGS. 17D and 17F is in the process of changing to the other.
  • the mobile information terminal 9201 is excellent in portability in the folded state, and is excellent in display listability due to a wide seamless display area in the unfolded state.
  • the display unit 9001 included in the mobile information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by a hinge 9055.
  • the display unit 9001 can be bent with a radius of curvature of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • the HOMO level and LUMO level can be calculated based on cyclic voltammetry (CV) measurements.
  • an electrochemical analyzer manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A or 600C was used as the measuring device.
  • dehydrated dimethylformamide (DMF) manufactured by Aldrich Co., Ltd., 99.8%, catalog number; 22705-6) was used as a solvent, and tetra-n-butylammonium perchlorate (supporting electrolyte) was used.
  • n-Bu 4 NCLO 4 manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., catalog number; T0836
  • a platinum electrode manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode
  • a platinum electrode manufactured by BAS Co., Ltd., Pt counter electrode for VC-3 (5 cm)
  • auxiliary electrode is used as an auxiliary electrode.
  • the potential energy of the reference electrode used in this reference example with respect to the vacuum level is known to be -4.94 eV
  • the HOMO level [eV] -4.94-Ea
  • the electron mobility can be measured by Impedance Spectroscopy (IS method).
  • the carrier mobility of the EL material is measured from the IV characteristics of the transient photocurrent method (Time-of-flight: TOF method) and the space charge limiting current (Space-charge-limited current: SCLC) (SCLC method). ) Etc. have been known for a long time.
  • the TOF method requires a sample having a considerably thicker film thickness than an actual organic EL device.
  • the SCLC method has drawbacks such that the electric field strength dependence of carrier mobility cannot be obtained.
  • the film thickness of the organic film required for measurement is as thin as several hundred nm, so it is possible to form a film even with a relatively small amount of EL material, and the film thickness moves close to that of an actual organic EL device.
  • the feature is that the degree can be measured, and the electric field strength dependence of the carrier mobility can also be obtained.
  • Equation (2) and (3) can be calculated by the single injection model, respectively.
  • g (formula (4)) is a differential conductance.
  • C is the capacitance
  • ⁇ is ⁇ T and represents the traveling angle
  • ⁇ represents the angular frequency
  • T is the running time.
  • the current equation, Poisson equation, and continuity current equation are used in the analysis, ignoring the existence of diffusion currents and trap levels.
  • the method of calculating the mobility from the frequency characteristics of the capacitance is the ⁇ B method. Further, the method of calculating the mobility from the frequency characteristics of conductance is the ⁇ G method.
  • An electron-only device of a material whose electron mobility is desired is manufactured.
  • An electron-only device is a device designed so that only electrons flow as a carrier.
  • ⁇ B method a method for calculating mobility from the frequency characteristics of capacitance
  • the structure of the electron-only device manufactured for measurement is shown in FIG. 18A, and the specific configuration is shown in Table 1.
  • the first layer 910, the second layer 911, and the third layer are formed between the first electrode 901 (anode) and the second electrode 902 (cathode). It has 912.
  • the material for which the electron mobility is to be obtained may be used as the material for the second layer 911.
  • FIG. 19 shows the current density-voltage characteristics of the electron-only device prepared by using the co-deposited film of ZADN and Liq as the second layer 911.
  • the impedance measurement was performed under the conditions of an AC voltage of 70 mV and a frequency of 1 Hz to 3 MHz while applying a DC voltage in the range of 5.0 V to 9.0 V.
  • the capacitance is calculated from the admittance (formula (1) described above), which is the reciprocal of the impedance obtained here.
  • the frequency characteristics of the calculated capacitance C at the applied voltage of 7.0 V are shown in FIG.
  • the frequency characteristic of the capacitance C is obtained because the space charge due to the carrier injected by the minute voltage signal cannot completely follow the minute AC voltage and a phase difference occurs in the current.
  • the traveling time of the carriers in the membrane is defined by the time T at which the injected carriers reach the counter electrode, and is represented by the following equation (5).
  • the traveling time T can be obtained from f'max obtained from the above measurement and analysis (Equation (6))
  • the electron mobility at a voltage of 7.0 V can be obtained from the above equation (5). ..
  • the electron mobility at each voltage (electric field strength) can be calculated, so that the electric field strength dependence of the mobility can also be measured.
  • FIG. 22 shows the electric field strength dependence of the electron mobility of each organic compound finally obtained by the above calculation method, and the square root of the electric field strength [V / cm] read from the figure is 600 [V]. / Cm] Table 2 shows the electron mobility values at 1/2 .
  • the square shows the result of cgDBCzPA
  • the triangle shows the result of 2mDBTBPDBq-II
  • the diamond shows the result of the co-deposited film of ZADN and Liq.
  • a device R1 exhibiting red light, a device G1 exhibiting green light, and a device B1 exhibiting blue light will be described and evaluated.
  • the structure of the device used in this embodiment is shown in FIG. 18B, and the specific configuration is shown in Table 3.
  • the chemical formulas of the materials used in this example are shown below.
  • a first electrode 130 is formed on a substrate (not shown), and holes are injected onto the first electrode 130.
  • the layer 131, the hole transport layer 132a, the hole transport layer 132b, the light emitting layer 133, the electron transport layer 134, and the electron injection layer 135 were sequentially laminated, and a second electrode 140 was formed on the electron injection layer 135.
  • Each device further has a buffer layer 136 on the second electrode 140.
  • the buffer layer 136 has a function of reducing the loss of light energy due to the surface plasmon in the second electrode 140 (semi-transmissive / semi-reflective electrode).
  • As the buffer layer 136 various organic films that can be used for the light emitting device can be adopted.
  • the first electrode 130 was formed on the substrate.
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • a glass substrate was used as the substrate.
  • the first electrode 130 is formed by forming an alloy (Ag-Pd-Cu (APC)) of silver (Ag), palladium (Pd) and copper (Cu) by a sputtering method, and indium tin oxide containing silicon oxide (Ag-Pd-Cu (APC)).
  • ITSO was formed by forming a film by a sputtering method.
  • APC was formed to have a film thickness of 100 nm
  • ITSO was formed to have a film thickness of 110 nm.
  • device G1 and device B1 APC was formed to have a film thickness of 100 nm
  • ITSO was formed to have a film thickness of 85 nm.
  • the first electrode 130 functions as an anode.
  • the surface of the substrate was washed with water, fired at 200 ° C. for 1 hour, and then UV ozone treatment was performed for 370 seconds.
  • the substrate was introduced into a vacuum vapor deposition apparatus whose internal pressure was reduced to about 10 -4 Pa, vacuum fired at 170 ° C. for 30 minutes in a heating chamber inside the vacuum vapor deposition apparatus, and then the substrate was released for about 30 minutes. It was chilled.
  • the hole injection layer 131 was formed on the first electrode 130.
  • the hole injection layer 131 is formed by reducing the pressure in the vacuum deposition apparatus to 10 -4 Pa, and then N, N-bis (4-biphenyl) -6-phenylbenzo [b] naphtho [1,2-d] furan-8.
  • -Amine abbreviation: BBABnf
  • ALD-MP001Q Analytical Studio Co., Ltd., material serial number: 1S20180314
  • the hole transport layer 132a was formed on the hole injection layer 131.
  • the hole transport layer 132a was formed by depositing BBABnf.
  • the hole transport layer 132a was formed so as to have a film thickness of 30 nm in the device R1, a film thickness of 10 nm in the device G1, and a film thickness of 25 nm in the device B1.
  • the hole transport layer 132b was formed on the hole transport layer 132a.
  • the hole transport layer 132b of device R1 is N- (1,1'-biphenyl-4-yl) -N- [4- (9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) phenyl] -9,9-. It was formed by vapor deposition using dimethyl-9H-fluorene-2-amine (abbreviation: PCBBiF) so as to have a film thickness of 50 nm.
  • PCBBiF dimethyl-9H-fluorene-2-amine
  • the hole transport layer 132b of the device G1 uses 4,4'-diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) triphenylamine (abbreviation: PCBBi1BP) to a film thickness of 50 nm. It was formed by vapor deposition so as to become.
  • PCBBi1BP 4,4'-diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazole-3-yl) triphenylamine
  • the hole transport layer 132b of the device B1 uses 3,3'-(naphthalene-1,4-diyl) bis (9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCzN2) so that the film thickness is 10 nm. It was formed by vapor deposition.
  • the light emitting layer 133 was formed on the hole transport layer 132b.
  • the light emitting layer 133 of the device G1 is composed of 8- (1,1'-biphenyl-4-yl) -4- [3- (dibenzothiophen-4-yl) phenyl]-[1] benzoflo [3,2-d].
  • the light emitting layer 133 of the device B1 includes 9- (1-naphthyl) -10- [4- (2-naphthyl) phenyl] anthracene (abbreviation: ⁇ N- ⁇ NPAnth) and 3,10-bis [N- (9-).
  • Phenyl-9H-carbazole-2-yl) -N-phenylamino] naphtho [2,3-b; 6,7-b'] bisbenzofuran (abbreviation: 3,10PCA2Nbf (IV) -02), weight ratio was formed by co-evaporation so that the thickness was 1: 0.015 ( ⁇ N- ⁇ NPAnth: 3,10PCA2Nbf (IV) -02) and the film thickness was 25 nm.
  • 3,10PCA2Nbf (IV) -02 is a blue luminescent substance.
  • the electron transport layer 134 was formed on the light emitting layer 133.
  • the electron transport layer 134 in the light emitting device of this example is 2- ⁇ 4- [9,10-di (naphthalene-2-yl) -2-anthryl] phenyl ⁇ -1-phenyl-1H-benzimidazole (abbreviation: abbreviation:). It is a two-layer laminated structure in which the mixing ratios of ZADN) and 8-quinolinolato-lithium (abbreviation: Liq) are different from each other.
  • the electron transport layer 134 has a lower Liq content on the cathode (second electrode 140) side than on the anode (first electrode 130) side.
  • the electron injection layer 135 was formed on the electron transport layer 134.
  • the electron injection layer 135 was formed by vapor deposition using Liq so that the film thickness was 1 nm.
  • a second electrode 140 was formed on the electron injection layer 135.
  • the second electrode 140 functions as a cathode.
  • a buffer layer 136 was formed on the second electrode 140.
  • the buffer layer 136 is deposited using 4,4', 4''- (benzene-1,3,5-triyl) tri (dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) so that the film thickness is 80 nm. Formed.
  • a light emitting device formed by sandwiching an EL layer between a pair of electrodes is formed on the substrate.
  • the vapor deposition method by the resistance heating method was used.
  • the light emitting device manufactured as shown above is sealed by another substrate (not shown).
  • another substrate (not shown) coated with an adhesive that is solidified by ultraviolet light is fixed on the substrate in a glove box having a nitrogen atmosphere. Then, the substrates were adhered to each other so that the adhesive adhered to the periphery of the light emitting device formed on the substrate.
  • the adhesive was stabilized by irradiating it with ultraviolet light of 365 nm 2 at 6 J / cm 2 to solidify the adhesive and heat-treating it at 80 ° C. for 1 hour.
  • ⁇ Operating characteristics of light emitting device ⁇ The operating characteristics of device R1, device G1, and device B1 were measured. The measurement was performed at room temperature (atmosphere maintained at 25 ° C.).
  • FIG. 23 to 27 show the characteristics of the device R1.
  • FIG. 23 is a diagram showing the brightness-current density characteristics of the device R1.
  • FIG. 24 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics of the device R1.
  • FIG. 25 is a diagram showing the current efficiency-luminance characteristic of the device R1.
  • FIG. 26 is a diagram showing the current density-voltage characteristics of the device R1.
  • FIG. 27 is a diagram showing an emission spectrum when a current is passed through the device R1 at a current density of 5 mA / cm 2 .
  • FIG. 28 is a diagram showing the brightness-current density characteristics of the device G1.
  • FIG. 29 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics of the device G1.
  • FIG. 30 is a diagram showing the current efficiency-luminance characteristic of the device G1.
  • FIG. 31 is a diagram showing the current density-voltage characteristics of the device G1.
  • FIG. 32 is a diagram showing an emission spectrum when a current is passed through the device G1 at a current density of 5 mA / cm 2 .
  • FIG. 33 to 37 show the characteristics of the device B1.
  • FIG. 33 is a diagram showing the luminance-current density characteristics of the device B1.
  • FIG. 34 is a diagram showing the luminance-voltage characteristics of the device B1.
  • FIG. 35 is a diagram showing the current efficiency-luminance characteristic of the device B1.
  • FIG. 36 is a diagram showing the current density-voltage characteristics of the device B1.
  • FIG. 37 is a diagram showing an emission spectrum when a current is passed through the device B1 at a current density of 14.7 mA / cm 2 .
  • Table 4 shows the main initial characteristic values of each light emitting device at around 1000 cd / m 2 .
  • the devices R1, G1 and B1 each exhibited high light emission with high color purity and were found to be highly efficient.
  • device R1 showed an emission spectrum having a maximum peak near 610 nm. Further, as shown in FIG. 32, the device G1 showed an emission spectrum having a maximum peak near 521 nm. Further, as shown in FIG. 37, the device B1 showed an emission spectrum having a maximum peak near 459 nm.
  • FIGS. 38 to 40 The results of the reliability test are shown in FIGS. 38 to 40.
  • the vertical axis represents the normalized luminance (%) when the initial luminance is 100%
  • the horizontal axis represents the driving time (h).
  • the current density of the device R1 was set to 75 mA / cm 2
  • the current density of the devices G1 and B1 was set to 50 mA / cm 2 , and each light emitting device was driven.
  • the RESTI structure As described above, in this embodiment, by applying the RESTI structure, it was possible to manufacture a light emitting device having a long drive life in any light emitting device exhibiting red, green, or blue light. Further, in this embodiment, by applying the RESTI structure, it was possible to manufacture a light emitting device having a long drive life in both fluorescence emission and phosphorescence emission.
  • the three light emitting devices produced in this example have light emitting layers containing materials different from each other.
  • the three light emitting devices include a layer using the same material and a layer using the same material and having the same film thickness. Therefore, in the production of the display device of one aspect of the present invention, it was suggested that a common layer is provided for the light emitting devices of three colors, and the light emitting device having a long drive life can be produced with a small number of production steps.
  • Example 1 For the method of manufacturing the light emitting device of this example, refer to Example 1.
  • the chemical formulas of the materials used in this example are shown below.
  • the chemical formulas of the materials already shown are omitted.
  • the electron transport layer 134 in the light emitting device of this embodiment has a two-layer laminated structure in which the mixing ratios of ZADN and Liq are different from each other. Specifically, the electron transport layer 134 in the light emitting device of this embodiment has a lower Liq content on the cathode (second electrode 140) side than on the anode (first electrode 130) side.
  • the light emitting layer 133 of the device G3 has 8BP-4mDBtPBfpm, ⁇ NCCP, and [2-methyl- (2-pyridinyl- ⁇ N) benzoflo [2,3-b] pyridine- ⁇ C] bis [2- (2-pyridinyl).
  • ⁇ N) Phenyl ⁇ C] Iridium (III) (abbreviation: [Ir (ppy) 2 (mbfpypy)]) with a weight ratio of 0.6: 0.4: 0.1 ( 8BP-4mDBtPBfpm: ⁇ NCCP: [Ir (ppy) 2 (mbfpypy)] was formed by co-depositing so that the film thickness was 50 nm.
  • the emission colors of the device R2 exhibiting red light, the device G2 exhibiting green light, and the device B2 exhibiting blue light in this embodiment are subordinate to a commercially available display device (smartphone) using an organic EL device, respectively. It was manufactured so as to have the same chromaticity as the pixel.
  • the device R2 exhibiting red light, the device G2 exhibiting green light, and the device B2 exhibiting blue light are used as a light emitting device (organic) in the sub-pixel of the commercially available display device (smartphone).
  • a reliability test was conducted by emitting light with the same brightness and chromaticity as the EL device).
  • the brightness when each color is a single color and the brightness is set to a gradation of 255/255 (brightness 100%) is 108 cd / m 2 for red (R) and green (G).
  • ) was 354 cd / m 2
  • blue (B) was 32.9 cd / m 2 .
  • the aperture ratio of the sub-pixel of the commercially available display device was 4.5% for red, 4.3% for green, and 6.8% for blue. From the value of the aperture ratio and each luminance of RGB in the display device, each luminance in the sub-pixel (RGB) can be obtained. Finally, by assuming that the transmittance including the circular polarizing plate is 40% (each brightness in the sub-pixel (RGB) is divided by 0.4), the brightness when driving the devices R2, G2, and B2. Can be determined.
  • a color filter and a circular polarizing plate are provided for each sub-pixel, and the chromaticity and brightness of each organic EL device are measured through these. Also in the light emitting device of this embodiment, a color filter that transmits each color was placed on each light emitting device, and the chromaticity and brightness of each light emitting device were measured through the color filter.
  • Table 6 shows the driving conditions in the reliability test of each light emitting device. That is, the devices R2, G2, and B2 were driven with a constant current under the conditions that the initial brightness was 6580 cd / m 2 , 200,000 cd / m 2 , and 1450 cd / m 2 , respectively.
  • the LT95 of the device R2 (the time when the brightness decreases to 95% of the initial brightness) is 3000 hours or more, the LT95 of the device G2 is 480 hours, and the LT95 of the device B2 is 1640 hours. Met.
  • the blue light emitting device tends to have the shortest drive life.
  • the blue light emitting device is driven next to the red light emitting device. It had a long life.
  • a light emitting layer that emits fluorescence and a RESTI structure are applied to a light emitting device that exhibits blue light. As a result, it is considered that the initial deterioration of the light emitting device exhibiting blue light can be suppressed and the drive life can be made very long.
  • the required brightness can be changed by changing the aperture ratio of the sub-pixels of each color, so that the emission lifetime can be adjusted. Even in that case, the effect of suppressing the initial deterioration can be expected, so it can be said that a long-life light emitting device can be manufactured for each color. Since the life of the blue fluorescent device adopting the RESTI structure is very long, in the case of the OLED display, the aperture ratio of the blue sub-pixel can be made smaller than before. Further, since the red phosphorescence device using the RESTI structure and ExTET also has a very long life, the aperture ratio of the red sub-pixel of RGB can be minimized.
  • the overall life can be extended while maintaining the balance of the white display.
  • the fact that the aperture ratio of the blue and red sub-pixels can be reduced is also advantageous for increasing the definition of the pentile type display device.
  • the RESTI structure As described above, in this embodiment, by applying the RESTI structure, it was possible to manufacture a light emitting device having a long drive life in any light emitting device exhibiting red, green, or blue light. Further, in this embodiment, by applying the RESTI structure, it was possible to manufacture a light emitting device having a long drive life in both fluorescence emission and phosphorescence emission.
  • the three light emitting devices produced in this example have light emitting layers containing materials different from each other.
  • the three light emitting devices include a layer using the same material and a layer using the same material and having the same film thickness. Therefore, in the production of the display device of one aspect of the present invention, it was suggested that a common layer is provided for the light emitting devices of three colors, and the light emitting device having a long drive life can be produced with a small number of production steps.
  • the mixture was heated to 60 ° C., 23.3 mg of palladium (II) acetate and 66.4 mg of di (1-adamantyl) -n-butylphosphine were added, and the mixture was stirred at 120 ° C. for 27 hours.
  • Water was added to the reaction solution, suction filtration was performed, and the obtained filtrate was washed with water, ethanol, and toluene.
  • the filter was dissolved in heated toluene and passed through a filtration aid filled in the order of Celite, Alumina, and Celite.
  • the obtained solution was concentrated, dried and recrystallized from toluene to obtain the desired white solid in a yield of 1.28 g and a yield of 74%.

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Abstract

長寿命の表示装置を提供する。 第１の発光デバイス及び第２の発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、第 １の電極及び共通電極を有する。第２の発光デバイスは、第２の電極及び共通電極を有する。第１ の発光デバイスは、第１の電極及び共通電極のうち陽極として機能する電極側から順に、第１の発 光層と、電子輸送層と、を有する。第２の発光デバイスは、第２の電極と共通電極との間に、第２ の発光層を有する。第１の発光層は、第１の色の光を発する第１の有機化合物を有する。第２の発 光層は、第２の色の光を発する第２の有機化合物を有する。電子輸送層は、第３の有機化合物と、 第１の物質と、を有する。第３の有機化合物は、電子輸送性材料である。第１の物質は、金属、金 属塩、金属酸化物、または有機金属塩である。電子輸送層は、第１の物質の濃度が互いに異なる、 第１の領域及び第２の領域を有する。

Description

表示装置、表示モジュール、及び電子機器
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。
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素子ともいう）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、表示装置への応用が検討されている。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。
特開２０１４−１９７５２２号公報
本発明の一態様は、長寿命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、信頼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、大型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、生産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、表示品位の高い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の発光デバイス及び第２の発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、第１の電極及び共通電極を有する。第２の発光デバイスは、第２の電極及び共通電極を有する。第１の発光デバイスは、第１の電極及び共通電極のうち陽極として機能する電極側から順に、第１の発光層と、電子輸送層と、を有する。第２の発光デバイスは、第２の電極と共通電極との間に、第２の発光層を有する。第１の発光層は、第１の色の光を発する第１の有機化合物を有する。第２の発光層は、第２の色の光を発する第２の有機化合物を有する。電子輸送層は、第３の有機化合物と、第１の物質と、を有する。第３の有機化合物は、電子輸送性材料である。第１の物質は、金属、金属塩、金属酸化物、または有機金属塩である。電子輸送層は、第１の領域と、第２の領域と、を有する。第１の領域と第２の領域とは、第１の物質の濃度が互いに異なる。
第１の領域が第２の領域よりも第１の発光層側に位置するとき、第１の領域は、第２の領域に比べて、第１の物質の濃度が高いことが好ましい。
第２の発光デバイスは、第２の電極と共通電極との間に、第１の発光デバイスと共通の層を有することが好ましい。
第３の有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であり、かつ電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。
第２の発光層は、さらに、第４の有機化合物及び第５の有機化合物を有することが好ましい。第４の有機化合物と第５の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。
第１の発光デバイスは、さらに、正孔注入層を有することが好ましい。正孔注入層は、第１の電極及び共通電極のうち陽極として機能する電極に接することが好ましい。正孔注入層は、第１の化合物及び第２の化合物を有することが好ましい。第１の化合物は、第２の化合物に対する電子受容性を有することが好ましい。第２の化合物のＨＯＭＯ準位は、−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下であることが好ましい。
第１の発光デバイスは、さらに、第１の正孔輸送層を有することが好ましい。第１の正孔輸送層は、正孔注入層と第１の発光層との間に位置することが好ましい。第１の正孔輸送層は、第３の化合物を有することが好ましい。第３の化合物のＨＯＭＯ準位は、第２の化合物のＨＯＭＯ準位以下の値であることが好ましい。第３の化合物のＨＯＭＯ準位と第２の化合物のＨＯＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以内であることが好ましい。第２の化合物及び第３の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有することが好ましい。
第１の発光デバイスは、さらに、第２の正孔輸送層を有することが好ましい。第２の正孔輸送層は、第１の正孔輸送層と第１の発光層との間に位置することが好ましい。第２の正孔輸送層は、第４の化合物を有することが好ましい。第４の化合物のＨＯＭＯ準位は、第３の化合物のＨＯＭＯ準位よりも低いことが好ましい。第２の化合物、第３の化合物、及び第４の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有することが好ましい。
第１の有機化合物は、蛍光発光物質であることが好ましい。
第１の色は、青色であることが好ましい。第２の色は、赤色または緑色であることが好ましい。
第１の物質は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を有する、有機金属錯体であることが好ましい。
第１の物質は、窒素及び酸素を有する配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体であることが好ましい。
第１の物質は、キノリノール配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体であることが好ましい。
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表示モジュール、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）が実装された表示モジュール等の表示モジュールである。
本発明の一態様は、上記の表示モジュールと、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、長寿命の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、信頼性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、大型の表示装置を提供できる。本発明の一態様により、生産性の高い表示装置を提供できる。本発明の一態様により、表示品位の高い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及び図１Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図２Ａ及び図２Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図４Ａ~図４Ｃは、発光デバイスの一例を示す断面図である。
図５Ａ~図５Ｃは、発光デバイスの発光モデルを説明する概念図である。図５Ｄは、発光デバイスの時間経過に伴う規格化輝度を説明する図である。
図６Ａ~図６Ｄは、電子輸送層における第１の物質の濃度を説明する図である。
図７は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図８Ａ及び図８Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図９Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図９Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１０Ａは、画素の一例を示すブロック図である。図１０Ｂは、画素回路の一例を示す回路図である。
図１１ＡはＩＧＺＯの結晶構造の分類を説明する図である。図１１Ｂは石英ガラス基板のＸＲＤスペクトルを説明する図である。図１１Ｃは結晶性ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルを説明する図である。図１１Ｄは石英ガラス基板の極微電子線回折パターンを説明する図である。図１１Ｅは結晶性ＩＧＺＯ膜の極微電子線回折パターンを説明する図である。
図１２Ａ、図１２Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図１３Ａ~図１３Ｃは、電子機器の一例を示す図である。
図１４Ａ、図１４Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図１５Ａ~図１５Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図１６Ａ~図１６Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図１７Ａ~図１７Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図１８Ａは、電子オンリーデバイスの構造を示す図である。図１８Ｂは、実施例の発光デバイスの構造を示す図である。
図１９は、電子オンリーデバイスの電流密度−電圧特性を示す図である。
図２０は、直流電源７．０ＶにおけるＺＡＤＮ：Ｌｉｑ（１：１）の算出されたキャパシタンスＣの周波数特性を示す図である。
図２１は、直流電圧７．０ＶにおけるＺＡＤＮ：Ｌｉｑ（１：１）の−ΔＢの周波数特性を示す図である。
図２２は、各有機化合物における電子移動度の電界強度依存特性を示す図である。
図２３は、輝度−電流密度特性を示す図である。
図２４は、輝度−電圧特性を示す図である。
図２５は、電流効率−輝度特性を示す図である。
図２６は、電流密度−電圧特性を示す図である。
図２７は、発光スペクトルを示す図である。
図２８は、輝度−電流密度特性を示す図である。
図２９は、輝度−電圧特性を示す図である。
図３０は、電流効率−輝度特性を示す図である。
図３１は、電流密度−電圧特性を示す図である。
図３２は、発光スペクトルを示す図である。
図３３は、輝度−電流密度特性を示す図である。
図３４は、輝度−電圧特性を示す図である。
図３５は、電流効率−輝度特性を示す図である。
図３６は、電流密度−電圧特性を示す図である。
図３７は、発光スペクトルを示す図である。
図３８は、信頼性試験の結果を示す図である。
図３９は、信頼性試験の結果を示す図である。
図４０は、信頼性試験の結果を示す図である。
図４１は、信頼性試験の結果を示す図である。
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。
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。
（実施の形態１）
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１~図９を用いて説明する。
本実施の形態の表示装置は、表示部に発光デバイスを有し、当該表示部で画像を表示することができる。
発光デバイスとしては、ＯＬＥＤ（Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）やＱＬＥＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ−ｄｏｔ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）などのＥＬデバイスを用いることが好ましい。ＥＬデバイスが有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光発光物質）、燐光を発する物質（燐光発光物質）、無機化合物（量子ドット材料など）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ：ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。
本実施の形態の表示装置のカラー化方式には、色塗り分け方式が適用されている。小型の表示装置に色塗り分け方式を用いる場合、メタルマスクの合わせ精度を高めることができ、塗り分けの歩留まりを高められるため、好ましい。また、大型の表示装置は精細度を比較的低くすることができるため、塗り分け方式の発光デバイスを採用する点で有利である。
各色の副画素が有する発光デバイスは、互いに異なる発光層を有する。各発光デバイスが有する発光層は、互いに分離していることが好ましい。なお、表示装置の精細度が高い場合、各発光デバイスが有する発光層は、互いに重なる部分を有することがある。
本実施の形態の表示装置は、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。
発光デバイスには、微小光共振器（マイクロキャビティ）構造を採用することが好ましい。具体的には、一対の電極間の光学距離を調整するために、ＥＬ層において、発光層の他にもう１層（例えば、正孔輸送層）を各色の発光デバイスで塗り分けて、その他の層は、各色の発光デバイスで共通の層とすることが好ましい。これにより、工程を簡略化し、かつ、効率よく光を取り出すことができ、広色域の表示が可能な表示装置を実現できる。
本実施の形態の表示装置は、発光層に正孔が注入されやすく、かつ、電子が注入されにくい構成の発光デバイスを有する。陽極側から正孔が容易に注入され、かつ、陰極側から発光層への電子の注入量が抑制されることで、発光層が電子過多の状態になることを抑制できる。そして、時間の経過に従って発光層に電子が注入されていくことで輝度が上昇し、当該輝度上昇により初期劣化を相殺することができる。初期劣化が抑制され、駆動寿命が非常に長い発光デバイスを用いることで、表示装置の寿命を長くし、信頼性を高めることができる。当該発光デバイスの構成は、図４~図６を用いて後述する。
まず、図１~図３に、表示装置の構成例を示す。図１~図３に示す表示装置は、少なくとも一つの発光デバイスに、図４~図６に例示する発光デバイスの構成が適用されている。
［表示装置１０Ａ］
図１Ａに表示装置１０Ａの断面図を示す。
表示装置１０Ａは、赤色の光２１Ｒを呈する発光デバイス１９０Ｒ、緑色の光２１Ｇを呈する発光デバイス１９０Ｇ、及び青色の光２１Ｂを呈する発光デバイス１９０Ｂを有する。
発光デバイス１９０Ｒは、画素電極１９１、光学調整層１９９Ｒ、バッファ層１９２Ｒ、発光層１９３Ｒ、バッファ層１９４Ｒ、及び共通電極１１５を有する。発光層１９３Ｒは、赤色の光を発する有機化合物を有する。
発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１、光学調整層１９９Ｇ、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。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する有機化合物を有する。
発光デバイス１９０Ｂは、画素電極１９１、光学調整層１９９Ｂ、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｂ、及び共通電極１１５を有する。発光層１９３Ｂは、青色の光を発する有機化合物を有する。
なお、本明細書等において、青色の光を発する有機化合物を第１の有機化合物と記し、赤色の光を発する有機化合物または緑色の光を発する有機化合物を第２の有機化合物と記すことがある。
発光デバイス１９０Ｒ、発光デバイス１９０Ｇ、及び発光デバイス１９０Ｂのうち、少なくとも一つには、図４~図６に例示する発光デバイスの構成が適用されている。
本実施の形態では、画素電極１９１が陽極として機能し、共通電極１１５が陰極として機能する場合を例に挙げて説明する。
画素電極１９１、光学調整層１９９Ｒ、光学調整層１９９Ｇ、光学調整層１９９Ｂ、バッファ層１９２Ｒ、バッファ層１９２Ｇ、バッファ層１９２Ｂ、発光層１９３Ｒ、発光層１９３Ｇ、発光層１９３Ｂ、バッファ層１９４Ｒ、バッファ層１９４Ｇ、バッファ層１９４Ｂ、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。画素電極１９１の端部は、隔壁２１６によって覆われている。各画素電極１９１は隔壁２１６によって互いに電気的に絶縁されている（電気的に分離されている、ともいう）。
隔壁２１６としては、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。
バッファ層１９２は、画素電極１９１上に位置する。発光層１９３は、バッファ層１９２を介して、画素電極１９１と重なる。バッファ層１９４は、発光層１９３上に位置する。発光層１９３は、バッファ層１９４を介して、共通電極１１５と重なる。バッファ層１９２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できる。バッファ層１９４は、電子注入層及び電子輸送層の一方または双方を有することができる。
共通電極１１５は、各色の発光デバイス１９０に共通で用いられる層である。
表示装置１０Ａは、一対の基板（基板１５１及び基板１５２）間に、発光デバイス１９０及びトランジスタ４２等を有する。
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は可視光を反射する機能を有することが好ましい。共通電極１１５は可視光を透過する機能を有する。
本実施の形態の表示装置が有する発光デバイスには、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。従って、発光デバイスが有する一対の電極の一方は、可視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。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、発光層から得られる発光を両電極間で共振させ、発光デバイスから射出される光を強めることができる。
なお、半透過・半反射電極は、反射電極と可視光に対する透過性を有する電極（透明電極ともいう）との積層構造とすることができる。本明細書等では、それぞれ、半透過・半反射電極の一部として機能する、反射電極を画素電極または共通電極と記し、透明電極を光学調整層と記すことがあるが、透明電極（光学調整層）も、画素電極または共通電極としての機能を有するといえることがある。
透明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。
本実施の形態では、画素電極１９１上に光学調整層１９９を設ける例を示すが、光学調整層１９９を設けなくてもよい。例えば、バッファ層１９２またはバッファ層１９４が、光学調整層としての機能を有していてもよい。バッファ層１９２またはバッファ層１９４の膜厚を異ならせることで、各発光デバイスにおいて、特定の色の光を強めて取り出すことができる。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。
発光デバイス１９０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。
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。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、それぞれ、保護層１９５に覆われていることが好ましい。図１Ａ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。
遮光層ＢＭとしては、発光デバイス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。
発光層１９３Ｒは、赤色の光を発する有機化合物として、燐光発光物質を有することが好ましい。発光層１９３Ｇは、緑色の光を発する有機化合物として、燐光発光物質を有することが好ましい。また、発光デバイス１９０Ｒ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、発光層１９３Ｒに励起錯体が形成されることが好ましい。同様に、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、発光層１９３Ｇに励起錯体が形成されることが好ましい。このような構成とすることで、発光デバイス１９０Ｒ及び発光デバイス１９０Ｇの発光効率をそれぞれ高めることができる。
例えば、発光層１９３Ｒ及び発光層１９３Ｇは、それぞれ、発光物質に加えて、２種の有機化合物を有することが好ましい。２種の有機化合物は、励起錯体を形成する物質であることが好ましい。２種の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせである、ともいえる。発光層１９３Ｒ及び発光層１９３Ｇのそれぞれにおいて、２種の有機化合物は、ホスト材料及びアシスト材料、または、第１のホスト材料及び第２のホスト材料と呼ぶこともできる。または、発光層１９３Ｒ及び発光層１９３Ｇのそれぞれが有するホスト材料は、２種の有機化合物の混合材料であるということもできる。発光層１９３Ｒが有する２種の有機化合物のそれぞれは、発光層１９３Ｇが有する２種の有機化合物のそれぞれと同じ材料であってもよく、異なる材料であってもよい。
なお、本明細書等において、２種の有機化合物を第４の有機化合物及び第５の有機化合物と記すことがある。励起錯体を形成することができる発光層の構成については、後述する。
発光層１９３Ｂは、青色の光を発する有機化合物として、蛍光発光物質を有することが好ましい。
［表示装置１０Ｂ］
図１Ｂ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、赤色の発光デバイス１９０Ｒ及び緑色の発光デバイス１９０Ｇが、共通層１８２及び共通層１８４を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
赤色の発光デバイス１９０Ｒ、緑色の発光デバイス１９０Ｇ、及び青色の発光デバイス１９０Ｂのうち少なくとも２色の発光デバイスは、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、少ない作製工程で表示装置を作製できる。
図１Ｂでは、発光デバイス１９０Ｒ及び発光デバイス１９０Ｇが共通層１８２及び共通層１８４を有する例を示すが、本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス１９０Ｒ及び発光デバイス１９０Ｇが共通層１８２のみ、または、共通層１８４のみを有する構成であってもよい。
共通層１８２は、画素電極１９１と発光層１９３Ｒとの間、及び画素電極１９１と発光層１９３Ｇとの間に位置する。
共通層１８４は、発光層１９３Ｒと共通電極１１５との間、及び発光層１９３Ｇと共通電極１１５との間に位置する。
共通層１８２及び共通層１８４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。
共通層１８２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１８４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。
なお、発光デバイス１９０Ｒ及び発光デバイス１９０Ｇは、画素電極１９１と共通層１８２との間、共通層１８２と発光層との間、発光層と共通層１８４との間、及び、共通層１８４と共通電極１１５との間のうち少なくとも一か所にバッファ層を有していてもよい。バッファ層としては、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一つを形成することができる。
例えば、発光デバイス１９０Ｂに、図４~図６に例示する発光デバイスの構成が適用されていることが好ましい。または、発光デバイス１９０Ｒ及び発光デバイス１９０Ｇの双方に、図４~図６に例示する発光デバイスの構成が適用されていてもよい。
また、発光デバイス１９０Ｒまたは発光デバイス１９０Ｇの一方と、発光デバイス１９０Ｂと、の２つに、図４~図６に例示する発光デバイスの構成を適用する場合、発光デバイス１９０Ｒまたは発光デバイス１９０Ｇの一方と、発光デバイス１９０Ｂと、が共通層１８２及び共通層１８４を有していることが好ましい。このとき、共通層１８２及び共通層１８４の構成は、図４~図６に例示する発光デバイスの構成が適用されていることが好ましい。
［表示装置１０Ｃ］
図２Ａに表示装置１０Ｃの断面図を示す。
表示装置１０Ｃは、赤色の発光デバイス１９０Ｒ、緑色の発光デバイス１９０Ｇ、及び青色の発光デバイス１９０Ｂが共通層１１２及び共通層１１４を有する点で、表示装置１０Ａと異なる。
赤色の発光デバイス１９０Ｒ、緑色の発光デバイス１９０Ｇ、及び青色の発光デバイス１９０Ｂ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、少ない作製工程で表示装置を作製できる。
図２Ａでは、各色の発光デバイスが共通層１１２及び共通層１１４を有する例を示すが、本発明の一態様の表示装置は、各色の発光デバイスが共通層１１２のみ、または、共通層１１４のみを有する構成であってもよい。
共通層１１２は、画素電極１９１と各色の発光層との間に位置する。
共通層１１４は、各色の発光層と共通電極１１５との間に位置する。
共通層１１２及び共通層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。
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。
なお、各発光デバイスは、画素電極１９１と共通層１１２との間、共通層１１２と発光層との間、発光層と共通層１１４との間、及び、共通層１１４と共通電極１１５との間のうち少なくとも一か所にバッファ層を有していてもよい。バッファ層としては、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一つを形成することができる。
［表示装置１０Ｄ］
図２Ｂに表示装置１０Ｄの断面図を示す。
表示装置１０Ｄ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１０Ｃ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１０Ｄは、作製基板上に形成された絶縁層２１２、トランジスタ４２、及び各色の発光デバイス等を、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１０Ｄ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。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。
［表示装置１０Ｅ］
図３に表示装置１０Ｅの断面図を示す。
表示装置１０Ｅは、ボトムエミッション型である点で、表示装置１０Ｃと異なる。
画素電極１９１は、可視光を透過する機能を有する。共通電極１１５は可視光を反射する機能を有することが好ましい。
トランジスタ４２は、発光デバイスの発光領域と重ならない位置に設けられていることが好ましい。
表示装置１０Ｅでは、保護層１９５上に接着層１４２を介して基板１５２が設けられている例を示すが、接着層１４２及び基板１５２は設けなくてもよい。
［発光デバイス］
図４Ａ~図４Ｃに、本実施の形態の表示装置に用いることができる発光デバイスの一例を示す。
図４Ａに示す発光デバイスは、陽極１０１、ＥＬ層１０３、及び陰極１０２を有する。ＥＬ層１０３は、陽極１０１側から、正孔注入層１２１、正孔輸送層１２２、発光層１２３、電子輸送層１２４、及び電子注入層１２５を有する。なお、図４Ａ~図４Ｃには示さないが、発光デバイスは光学調整層を有していてもよい。
陽極１０１、陰極１０２、正孔注入層１２１、正孔輸送層１２２、発光層１２３、電子輸送層１２４、及び電子注入層１２５は、それぞれ、単層構造であっても、積層構造であってもよい。
図４Ｂ及び図４Ｃに示す発光デバイスが有する正孔輸送層１２２は、正孔注入層１２１側の正孔輸送層１２２ａと、発光層１２３側の正孔輸送層１２２ｂと、の、２層構造である。
図４Ｃに示す発光デバイスが有する電子輸送層１２４は、発光層１２３側の電子輸送層１２４ａと、電子注入層１２５側の電子輸送層１２４ｂと、の、２層構造である。
以下では、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。従って、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＞
正孔注入層１２１は、第１の化合物及び第２の化合物を有することが好ましい。
第１の化合物は、電子受容性材料（アクセプター性材料）であり、第２の化合物に対する電子受容性を有する。
第２の化合物は、正孔輸送性材料である。正孔輸送性材料は、電子よりも正孔の輸送性が高い。
第２の化合物の最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）は比較的低い（深い）ことが好ましい。具体的には、第２の化合物のＨＯＭＯ準位は、−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下であることが好ましい。第２の化合物のＨＯＭＯ準位が比較的低いことで、正孔輸送層１２２への正孔の注入が容易となり、好ましい。
第１の化合物としては、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）を有する有機化合物を用いることができる。
第１の化合物としては、例えば、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。具体的には、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）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましい。電子吸引基を有する［３］ラジアレン誘導体としては、例えば、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。
第２の化合物は、正孔輸送性骨格を有することが好ましい。当該正孔輸送性骨格としては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位が高く（浅く）なりすぎない、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格が好ましい。
第２の化合物は、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有することが好ましい。正孔輸送性材料は、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであってもよい。
第２の化合物が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有すると、長寿命な発光デバイスを作製することができるため好ましい。
第２の化合物としては、例えば、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（［１，１’−ビフェニル］−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−４−アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ジベンゾフラン−４−アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−［３−（６−フェニルジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−１−ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９−ジメチル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＦＬＰＡＰＡ）等が挙げられる。
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層１２２は、正孔注入層１２１によって注入された正孔を発光層１２３に輸送する層である。
正孔輸送層１２２は、第３の化合物を有することが好ましい。
第３の化合物は、正孔輸送性材料である。正孔輸送性材料としては、第２の化合物に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。
第３の化合物のＨＯＭＯ準位は、第２の化合物のＨＯＭＯ準位以下の値であることが好ましい。第３の化合物のＨＯＭＯ準位と第２の化合物のＨＯＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以内であることが好ましい。
第２の化合物及び第３の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有することが好ましい。
第２の化合物と第３の化合物が同一の正孔輸送性骨格（特にジベンゾフラン骨格）を有すると、正孔の注入がスムーズになるため好ましい。
第２の化合物と第３の化合物が同じであると、正孔の注入がスムーズとなるため、より好ましい。
正孔輸送層１２２が積層構造である場合、正孔輸送層１２２を構成する各層は、正孔を発光層１２３に輸送する層である。
図４Ｂ、図４Ｃにおける正孔輸送層１２２ａは、図４Ａにおける正孔輸送層１２２と同様の構成とすることができる。
図４Ｂ、図４Ｃにおける正孔輸送層１２２ｂ（つまり、正孔輸送層１２２のうち、最も発光層１２３側に位置する層）は、電子ブロック層としての機能を有することが好ましい。
正孔輸送層１２２ｂは、第４の化合物を有することが好ましい。
第４の化合物は、正孔輸送性材料である。正孔輸送性材料としては、第２の化合物に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。
第４の化合物のＨＯＭＯ準位は、第３の化合物のＨＯＭＯ準位よりも低いことが好ましい。第４の化合物のＨＯＭＯ準位と第３の化合物のＨＯＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以内であることが好ましい。
第２の化合物、第３の化合物、及び第４の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有することが好ましい。
第２の化合物、第３の化合物、及び第４の化合物が同一の正孔輸送性骨格（特にジベンゾフラン骨格）を有すると、正孔の注入がスムーズになるため好ましい。
正孔注入層１２１、正孔輸送層１２２ａ、正孔輸送層１２２ｂに用いる正孔輸送性材料が、上記の関係を有することで、各層への正孔注入がスムーズに行われ、駆動電圧の上昇や発光層１２３における正孔の過少状態を防ぐことができる。
＜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、蛍光発光物質が挙げられ、例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾフラン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦｒＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（ジベンゾチオフェン−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＴｈＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−６−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（Ｎ−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０２）、Ｎ，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）などが挙げられる。特に、これら１，６ＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため、好ましい。
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）、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、３，１０−ビス［Ｎ−（ジベンゾフラン−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）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、燐光発光物質や熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料が挙げられる。
燐光発光物質としては、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以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）、トリス［３−（５−ビフェニル）−５−イソプロピル−４−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｉＰｒ５ｂｔｚ）３］）、のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属錯体、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒ（ａｃａｃ））のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が４９５ｎｍ以上５９０ｎｍ以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス｛４，６−ジメチル−２−［６−（２，６−ジメチルフェニル）−４−ピリミジニル−κＮ３］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｐｍ−ｄｍｐ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、［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以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、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。
蛍光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（蛍光発光物質、燐光発光物質）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。
蛍光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。
蛍光発光物質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）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＣｚＡ１ＰＡ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＤＰｈＰＡ）、ＹＧＡＰＡ、ＰＣＡＰＡ、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−｛４−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＢＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、６，１２−ジメトキシ−５，１１−ジフェニルクリセン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９，９’−ビアントリル（略称：ＢＡＮＴ）、９，９’−（スチルベン−３，３’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ）、９，９’−（スチルベン−４，４’−ジイル）ジフェナントレン（略称：ＤＰＮＳ２）、１，３，５−トリ（１−ピレニル）ベンゼン（略称：ＴＰＢ３）、５，１２−ジフェニルテトラセン、５，１２−ビス（ビフェニル−２−イル）テトラセン、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）などが挙げられる。
燐光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発光物質（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、励起錯体を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。発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光を得ることができる。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、低電圧駆動、長寿命を同時に実現できる。
励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性材料のＨＯＭＯ準位以上の値であると好ましい。正孔輸送性材料のＬＵＭＯ準位（最低空軌道準位）が電子輸送性材料のＬＵＭＯ準位以上の値であると好ましい。材料のＬＵＭＯ準位及びＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位及び酸化電位）から導出することができる。
励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性材料の発光スペクトル、電子輸送性材料の発光スペクトル、及びこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長側にシフトする（または長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。または、正孔輸送性材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、または遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性材料の過渡ＥＬ、電子輸送性材料の過渡ＥＬ、及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
燐光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（芳香族アミン骨格を有する化合物）、カルバゾール誘導体（カルバゾール骨格を有する化合物）、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）、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。
正孔輸送性の高い有機化合物である芳香族アミン、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の具体例としては、以下の物質が挙げられる。
カルバゾール誘導体としては、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、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）、ＰＣＢＢｉＦ、ＰＣＢＢｉ１ＢＰ、ＰＣＢＡＮＢ、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）、ＰＣＢＡＳＦ、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、３−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＤＰＡ２）、３，６−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−（１−ナフチル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＴＰＮ２）、２−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＰＣＡＳＦ）、Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−（４−フェニル）フェニルアニリン（略称：ＹＧＡ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−９，９−ジメチルフルオレン−２，７−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｆ）、４，４’，４’’−トリス（カルバゾール−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＴＣＴＡ）などが挙げられる。
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）、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）、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−｛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）、ＢＰＡＦＬＰ、ｍＢＰＡＦＬＰ、Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−Ｎ−｛９，９−ジメチル−２−［Ｎ’−フェニル−Ｎ’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミノ］−９Ｈ−フルオレン−７−イル｝フェニルアミン（略称：ＤＦＬＡＤＦＬ）、Ｎ−（９，９−ジメチル−２−ジフェニルアミノ−９Ｈ−フルオレン−７−イル）ジフェニルアミン（略称：ＤＰＮＦ）、２−［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡＳＦ）、２，７−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］スピロ−９，９’−ビフルオレン（略称：ＤＰＡ２ＳＦ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：１’−ＴＮＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、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）等が挙げられる。
正孔輸送性の高い有機化合物としては、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）などの高分子化合物を用いることもできる。
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−｛４−［９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−アントリル］フェニル｝−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）、２，２’，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）、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２−［（１，１’−ビフェニル）−４−イル］−４−フェニル−６−［９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、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、Ｓ１準位（一重項励起状態のエネルギー準位）とＴ１準位（三重項励起状態のエネルギー準位）との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、Ｓ１準位とＴ１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。
２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測される燐光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、燐光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
ＴＡＤＦ材料は、ゲスト材料として用いてもよく、ホスト材料として用いてもよい。
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）、４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＢｆｐｍ）、４−［４−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４ＰＣＣｚＰＢｆｐｍ）、９−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２）等の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。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いてもよい。また、π電子不足型複素芳香環の代わりに、π電子不足型骨格を用いることができる。同様に、π電子過剰型複素芳香環の代わりに、π電子過剰型骨格を用いることができる。
π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、及びトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格は電子受容性が高く、信頼性が良好なため好ましい。
π電子過剰型複素芳香環を有する骨格のうち、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一つを有することが好ましい。特に、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が好ましい。
なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環のドナー性と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。
π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランやボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環や複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。
なお、発光物質として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（正孔輸送性材料、電子輸送性材料）と組み合わせることができる。ＴＡＤＦ材料を用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、ＴＡＤＦ材料をホスト材料に用い、蛍光発光物質をゲスト材料に用いてもよい。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることができる。このとき、ＴＡＤＦ材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。従って、ホスト材料としてＴＡＤＦ材料を用いることは、ゲスト材料として蛍光発光物質を用いる場合に非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。従って、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率よく三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送やキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、ＴＡＤＦ材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
＜電子輸送層＞
電子輸送層１２４は、陰極１０２から注入された電子を発光層１２３に輸送する層である。
電子輸送層１２４は、第３の有機化合物と、第１の物質と、を有する。
第３の有機化合物は、電子輸送性材料である。電子輸送性材料は、正孔よりも電子の輸送性が高い。
第３の有機化合物は、最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）が−６．０ｅＶ以上であることが好ましい。
第３の有機化合物は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましく、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることがさらに好ましい。
第３の有機化合物の電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が発光層１２３のホスト材料の電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度よりも小さいことが好ましい。電子輸送層１２４における電子輸送性を低くすることにより発光層１２３への電子の注入量を制御することができ、発光層１２３が電子過多の状態になることを防ぐことができる。
第３の有機化合物は、アントラセン骨格を有することが好ましく、アントラセン骨格と複素環骨格とを有することがさらに好ましい。当該複素環骨格としては、含窒素５員環骨格が好ましい。当該含窒素５員環骨格としては、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環のように２つの複素原子を環に含む含窒素５員環骨格を有することが特に好ましい。
その他、上記ホスト材料に用いることが可能な電子輸送性材料の一部、及び、上記蛍光発光物質に組み合わせてホスト材料として用いることが可能な材料として挙げた物質を電子輸送層１２４に用いることができる。
第３の有機化合物としては、例えば、２−｛４−［９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−アントリル］フェニル｝−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）などが挙げられる。
その他、第３の有機化合物としては、上記発光層に用いることができる電子輸送性材料、及び、蛍光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（ホスト材料）等を用いることができる。
第１の物質は、金属、金属塩、金属酸化物、または有機金属塩である。
金属としては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び希土類金属が挙げられる。具体的には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどが挙げられる。
金属塩としては、例えば、上記金属のハロゲン化物、及び上記金属の炭酸塩が挙げられる。具体的には、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＲｂＦ、ＣｓＦ、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、ＳｒＦ２、ＢａＦ２、ＬｉＣｌ、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＲｂＣｌ、ＣｓＣｌ、ＭｇＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＳｒＣｌ２、ＢａＣｌ２、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｃｓ２ＣＯ３などが挙げられる。
金属酸化物としては、例えば、上記金属の酸化物が挙げられる。具体的には、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ、Ｃｓ２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯなどが挙げられる。
有機金属塩としては、例えば、有機金属錯体が挙げられる。
第１の物質は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を有する、有機金属錯体であることが好ましい。
第１の物質は、窒素及び酸素を有する配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体であることが好ましい。
第１の物質は、キノリノール配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体であることが好ましい。
上記有機金属錯体としては、８−（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）、８−（キノリノラト）ナトリウム（略称：Ｎａｑ）、８−（キノリノラト）カリウム（略称：Ｋｑ）、（８−キノキリノラト）マグネシウム（略称：Ｍｇｑ２）、（８−キノキリノラト）亜鉛（略称：Ｚｎｑ２）などが挙げられる。
第１の物質としては、特に、Ｌｉｑが好ましい。
図４Ｃに示すように、電子輸送層１２４は、発光層１２３側の電子輸送層１２４ａと、陰極１０２側の電子輸送層１２４ｂを有していてもよい。電子輸送層１２４ａと電子輸送層１２４ｂとは、第３の有機化合物と第１の物質の濃度比が異なることが好ましい。例えば、電子輸送層１２４ａは、電子輸送層１２４ｂよりも、第１の物質の濃度が高いことが好ましい。
＜電子注入層＞
電子注入層１２５は、陰極１０２からの電子の注入効率を高める層である。陰極１０２の材料の仕事関数の値と、電子注入層１２５に用いる材料のＬＵＭＯ準位の値と、の差は、小さい（０．５ｅＶ以内）ことが好ましい。
電子注入層１２５には、リチウム、セシウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、８−（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）、２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２−（２−ピリジル）−３−ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４−フェニル−２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、または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。
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）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。
［発光デバイスにおける発光モデル］
本実施の形態の表示装置に用いることができる発光デバイスにおける発光モデルについて説明する。
ここでは、図４Ａに示す正孔輸送層１２２、発光層１２３、及び電子輸送層１２４を用いて、発光デバイスの発光モデルを説明する。発光デバイスは図４Ａの構成に限定されず、他の構成においても当該発光モデルを適用することができる。
発光層１２３が電子過多の状態になると、図５Ａに示すように、発光層１２３内の局所的な領域に発光領域１２３−１が形成される。別言すると、発光層１２３内における発光領域１２３−１の幅が狭い。そのため、発光層１２３の局所的な領域において、集中的に電子（ｅ−）とホール（ｈ＋）との再結合が行われ、劣化が促進されてしまう。また、発光層１２３において再結合できなかった電子が、発光層１２３を通過することで、寿命、または発光効率が低下する場合がある。
一方で、本発明の一態様の発光デバイスでは、電子輸送層１２４における電子輸送性を低くすることにより、発光層１２３における発光領域１２３−１の幅を広げることができる（図５Ｂ、図５Ｃ）。発光領域１２３−１の幅を広げることによって、発光層１２３における電子とボールとの再結合領域を分散させることができる。従って、寿命が長く発光効率の良好な発光デバイスを提供することができる。
図５Ｂに示すように、本発明の一態様の発光デバイスは、駆動初期において、再結合領域が電子輸送層１２４側まで広がる場合がある。図５Ｂでは、電子輸送層１２４中の再結合領域を、領域１２４−１として示す。具体的には、本発明の一態様の発光デバイスでは、駆動初期では正孔の注入障壁が小さいこと、及び電子輸送層１２４の電子輸送性が比較的低いことにより、発光領域１２３−１（すなわち再結合領域）が発光層１２３全体に形成され、かつ、電子輸送層１２４にも再結合領域が形成されることがある。
また、電子輸送層１２４に含まれる第３の有機化合物のＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上と比較的高いことから、正孔の一部が電子輸送層１２４まで達し、電子輸送層１２４でも再結合が起こる場合がある。なお、この現象は、発光層１２３に含まれるホスト材料（またはアシスト材料）と、第３の有機化合物と、のＨＯＭＯ準位の差が０．２ｅＶ以内である場合にも起こることがある。
図５Ｃに示すように、本発明の一態様の発光デバイスは、駆動時間が経過することによって、キャリアバランスが変化し、電子輸送層１２４での再結合が生じにくくなる。発光層１２３全体に発光領域１２３−１が形成されたまま、電子輸送層１２４での再結合が抑制されることによって、再結合したキャリアのエネルギーを有効に発光に寄与させることができる。そのため、駆動初期と比較して輝度が上昇しうる。この輝度上昇が発光デバイスの駆動初期に現れる急激な輝度低下、いわゆる初期劣化を相殺することで、初期劣化が小さく、また駆動寿命の長い発光デバイスを提供できる。なお、本明細書等において、上記の発光デバイスをＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ−Ｓｉｔｅ　Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ構造（ＲｅＳＴＩ構造）と呼称する場合がある。
ここで、図５Ｄを用いて、本実施の形態の発光デバイス及び比較用の発光デバイスにおける時間経過に伴う規格化輝度を説明する。図５Ｄにおいて、太い実線及び太い一点鎖線は、本実施の形態の発光デバイスの規格化輝度の劣化曲線であり、太い破線は、比較用の発光デバイスの規格化輝度の劣化曲線である。
図５Ｄに示すように、本実施の形態の発光デバイスと、比較用の発光デバイスとは、規格化輝度の劣化曲線の傾きが互いに異なる。具体的には、本実施の形態の発光デバイスの劣化曲線の傾きθ２は、比較用の発光デバイスの劣化曲線の傾きθ１よりも小さい。
図５Ｄに示すように、本発明の一態様の発光デバイスは、電流密度一定の条件における駆動試験によって得られる輝度の劣化曲線において、極大値を有する場合がある（太い実線）。すなわち、本発明の一態様の発光デバイスは、時間の経過に伴って輝度が上昇する挙動を示すことがある。当該挙動は、駆動初期の急激な劣化（いわゆる初期劣化）を相殺することができる。ただし、本発明の一態様の発光デバイスは、上記に限定されず、例えば、図５Ｄに太い一点鎖線で示すように、輝度の極大値を有さない、別言すると、輝度上昇を発生させずに劣化曲線の傾きを小さくすることができる。従って、発光デバイスを、当該挙動を示す構成とすることで、発光デバイスの初期劣化を小さくし、かつ駆動寿命を非常に長くすることができる。
なお、極大値を有する劣化曲線の微分を取ると、その値が０となる部分が存在する。従って、劣化曲線の微分に０となる部分が存在する発光デバイスを、本発明の一態様の発光デバイスと言い換えることができる。
本発明の一態様の発光デバイスにおいて、電子輸送層１２４は、厚さ方向において、第３の有機化合物と第１の物質との混合比（濃度）が異なる部分を有することが好ましい。具体的には、電子輸送性材料と、金属、金属塩、金属酸化物、または有機金属塩と、の混合比（濃度）が異なる部分を有することが好ましい。
電子輸送層１２４における、第１の物質の濃度は、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ：Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｉｏｎ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）で得られる原子や分子の検出量により推察できる。同じ二種類の材料で構成され、混合比が互いに異なる部分において、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ分析によってそれぞれ検出された値の大小は、注目する原子や分子の存在量の大小に相当する。そのため、電子輸送性材料及び有機金属錯体の検出量を比較することによって、混合比の大小の見当をつけることができる。
電子輸送層１２４における第１の物質の含有量は、陽極１０１側に比べて、陰極１０２側の方が少ないことが好ましい。つまり、第１の物質の濃度が、陰極１０２側から陽極１０１側に向かって上昇するように、電子輸送層１２４が形成されることが好ましい。すなわち、電子輸送層１２４は、第３の有機化合物の濃度が高い部分よりも発光層１２３側に第３の有機化合物の濃度が低い部分を有する。換言すると、電子輸送層１２４は、第１の物質の濃度が低い部分よりも発光層１２３側に第１の物質の濃度が高い部分を有する。
電子輸送層１２４において、第３の有機化合物の濃度が高い部分（第１の物質の濃度が低い部分）における電子移動度は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００において１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。
例えば、電子輸送層１２４における第１の物質の含有量（濃度）は、図６Ａ~図６Ｄに示す構成とすることができる。なお、図６Ａ、図６Ｂは、電子輸送層１２４内に明確な境界がない場合を表し、図６Ｃ、図６Ｄは、電子輸送層１２４内に明確な境界がある場合を表している。
電子輸送層１２４内に明確な境界が無い場合、第３の有機化合物と第１の物質との濃度は、図６Ａ、図６Ｂに示すように連続的に変化する。また、電子輸送層１２４内に明確な境界がある場合、第３の有機化合物と第１の物質との濃度は、図６Ｃ、図６Ｄに示すように階段状に変化する。なお、第３の有機化合物と第１の物質との濃度が階段状に変化する場合、電子輸送層１２４は、複数の層により構成されていると示唆される。例えば、図６Ｃは、電子輸送層１２４が２層の積層構造である場合を表し、図６Ｄは、電子輸送層１２４が３層の積層構造である場合を表す。なお、図６Ｃ、図６Ｄにおいて、破線は、複数の層の境界の領域を表す。
本発明の一態様の発光デバイスにおけるキャリアバランスの変化は、電子輸送層１２４の電子移動度の変化によってもたらされると考えられる。
本発明の一態様の発光デバイスは、電子輸送層１２４内部に、第１の物質の濃度差が存在する。電子輸送層１２４は、当該第１の物質の濃度が低い領域と発光層１２３との間に、当該第１の物質の濃度が高い領域を有する。すなわち、第１の物質の濃度が低い領域が高い領域よりも陰極１０２側に位置する構成を有する。
以上のような構成を有する本発明の一態様の発光デバイスは、寿命が非常に長い。特に、初期輝度を１００％とした場合、輝度が９５％になるまでの時間（ＬＴ９５ともいう）を極めて長くすることができる。
以下では、図７~図９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７に、表示装置１００Ａの斜視図を示し、図８Ａに、表示装置１００Ａの断面図を示す。
表示装置１００Ａは、基板１５２と基板１５１とが貼り合わされた構成を有する。図７では、基板１５２を破線で明示している。
表示装置１００Ａは、表示部１６２、回路１６４、配線１６５等を有する。図７では表示装置１００Ａ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７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。
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、表示部１６２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７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、表示装置１００Ａ及び表示モジュールは、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８Ａに、表示装置１００Ａの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、表示部１６２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８Ａ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、発光デバイス１９０Ｒ、発光デバイス１９０Ｇ、及び発光デバイス１９０Ｂ等を有する。
保護層１９５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１９０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８Ａでは、基板１５２、接着層１４２、及び基板１５１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１５２、接着層１４２、及び基板１５１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１９０Ｒは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、光学調整層１９９Ｒ、共通層１１２、発光層１９３Ｒ、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。同様に、発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、光学調整層１９９Ｇ、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。そして、発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、光学調整層１９９Ｂ、共通層１１２、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１９１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と接続されている。
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１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視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、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５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。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、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。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８Ａ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。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５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及びトランジスタ２０５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。つまり、本実施の形態の表示装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。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、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６またはその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５またはその近傍の組成、等が挙げられる。なお、近傍の組成とは、所望の原子数比の±３０％の範囲を含む。
例えば、原子数比がＩｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３またはその近傍の組成と記載する場合、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またはその近傍の組成と記載する場合、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またはその近傍の組成と記載する場合、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、表示部１６２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、表示部１６２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。導電層１６６は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、光学調整層と同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、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の基板１５１側の面には、遮光層ＢＭを設けることが好ましい。また、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。
発光デバイス１９０を覆う保護層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。
表示装置１００Ａ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。従って、表示装置１００Ａの信頼性を高めることができる。
図８Ｂに、保護層１９５が３層構造である例を示す。図８Ｂ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、表示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１９０は少なくとも発光層１９３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（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。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。
発光デバイス１９０の好ましい構成は、上述の通りである（図４~図６）。
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、発光物質を含む層である。発光層１９３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。
トランジスタのゲート、ソース及びドレインのほか、表示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、表示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。
［表示装置１００Ｂ］
図９Ａに、表示装置１００Ｂの断面図を示す。表示装置１００Ｂの斜視図は表示装置１００Ａ（図７）と同様である。図９Ａには、表示装置１００Ｂの、ＦＰＣ１７２を含む領域の一部、回路１６４の一部、及び、表示部１６２の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図９Ａでは、表示部１６２のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス１９０Ｇと青色の光を発する発光デバイス１９０Ｂを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。
図９Ａに示す表示装置１００Ｂは、基板１５３と基板１５４の間に、トランジスタ２０２、トランジスタ２１０、発光デバイス１９０Ｇ、及び発光デバイス１９０Ｂ等を有する。
基板１５４と保護層１９５とは接着層１４２を介して接着されている。接着層１４２は、発光デバイス１９０Ｇ及び発光デバイス１９０Ｂそれぞれと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。
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。
表示装置１００Ｂの作製方法としては、まず、絶縁層２１２、各トランジスタ、各発光デバイス等が設けられた作製基板と、遮光層ＢＭが設けられた基板１５４と、を接着層１４２によって貼り合わせる。そして、作製基板を剥離し露出した面に基板１５３を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板１５３に転置する。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１００Ｂの可撓性を高めることができる。
絶縁層２１２には、それぞれ、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。
発光デバイス１９０Ｇは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、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。同様に、発光デバイス１９０Ｂは、絶縁層２１４側から画素電極１９１、共通層１１２、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１９１は、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２１０が有する導電層２２２ｂと接続されている。導電層２２２ｂは、絶縁層２１５及び絶縁層２２５に設けられた開口を介して、低抵抗領域２３１ｎと接続される。トランジスタ２１０は、発光デバイス１９０の駆動を制御する機能を有する。
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１９１は可視光を反射する材料を含み、共通電極１１５は可視光を透過する材料を含む。
発光デバイス１９０Ｇ及び発光デバイス１９０Ｂが発する光は、基板１５４側に射出される。基板１５４には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。
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１９０Ｇと発光デバイス１９０Ｂとに共通して用いられる。各色の発光デバイスは、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。
基板１５３の、基板１５４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。導電層１６６は、画素電極１９１と同一の導電膜を加工して得ることができる。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。
トランジスタ２０２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。
図９Ａ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。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。
一方、図９Ｂ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をマスクとして絶縁層２２５を加工することで、図９Ｂに示す構造を作製できる。図９Ｂ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。
以上のように、初期劣化が抑制され、駆動寿命が非常に長い発光デバイスを用いることで、発光装置の信頼性を高めることができる。
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１０を用いて説明する。
図１０Ａに画素のブロック図を示す。図１０Ａに示す画素は、スイッチングトランジスタ（Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ　Ｔｒ）、駆動トランジスタ（Ｄｒｉｖｉｎｇ　Ｔｒ）、発光デバイス（ＯＬＥＤ）に加えて、メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ）を有する。
メモリには、データＤａｔａ＿Ｗが供給される。表示データＤａｔａに加えて、データＤａｔａ＿Ｗが画素に供給されることで、発光デバイスに流れる電流が大きくなり、表示装置は高い輝度を表現することができる。
本発明の一態様の表示装置が有する発光デバイスを、表示データＤａｔａ及びデータＤａｔａ＿Ｗに基づいて駆動させることで、高い輝度で発光デバイスを発光させることができる。
図１０Ｂに、画素回路の具体的な回路図を示す。
図１０Ｂに示す画素は、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、容量Ｃｓ、容量Ｃｗ、及び発光デバイスＥＬを有する。
トランジスタＭ１のソースまたはドレインの一方は、容量Ｃｗの一方の電極と電気的に接続される。容量Ｃｗの他方の電極は、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される。トランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方は、トランジスタＭ２のゲートと電気的に接続される。トランジスタＭ２のゲートは、容量Ｃｓの一方の電極と電気的に接続される。容量Ｃｓの他方の電極は、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方は、トランジスタＭ３のソースまたはドレインの一方と電気的に接続される。トランジスタＭ３のソースまたはドレインの一方は、発光デバイスＥＬの一方の電極と電気的に接続される。図１０Ｂに示す各トランジスタは、ゲートと電気的に接続されたバックゲートを有するが、バックゲートの接続はこれに限定されない。また、トランジスタにバックゲートを設けなくてもよい。
ここで、容量Ｃｗの他方の電極、トランジスタＭ４のソースまたはドレインの一方、トランジスタＭ２のゲート、及び容量Ｃｓの一方の電極が接続されるノードをノードＮＭとする。また、容量Ｃｓの他方の電極、トランジスタＭ２のソースまたはドレインの一方、トランジスタＭ３のソースまたはドレインの一方、及び発光デバイスＥＬの一方の電極が接続されるノードをノードＮＡとする。
トランジスタＭ１のゲートは、配線Ｇ１と電気的に接続される。トランジスタＭ３のゲートは、配線Ｇ１と電気的に接続される。トランジスタＭ４のゲートは、配線Ｇ２に電気的に接続される。トランジスタＭ１のソースまたはドレインの他方は、配線ＤＡＴＡと電気的に接続される。トランジスタＭ３のソースまたはドレインの他方は、配線Ｖ０と電気的に接続される。トランジスタＭ４のソースまたはドレインの他方は、配線ＤＡＴＡ＿Ｗと電気的に接続される。
トランジスタＭ２のソースまたはドレインの他方は、配線ＡＮＯＤＥ（高電位側）と電気的に接続される。発光デバイスＥＬの他方の電極は、配線ＣＡＴＨＯＤＥ（低電位側）と電気的に接続される。
配線Ｇ１及び配線Ｇ２は、トランジスタの動作を制御するための信号線としての機能を有することができる。配線ＤＡＴＡは、画素に画像信号を供給する信号線としての機能を有することができる。配線ＤＡＴＡ＿Ｗは、記憶回路ＭＥＭにデータを書き込むための信号線としての機能を有することができる。配線ＤＡＴＡ＿Ｗは、画素に補正信号を供給する信号線としての機能を有することができる。配線Ｖ０は、トランジスタＭ４の電気特性を取得するためのモニタ線としての機能を有する。また、配線Ｖ０からトランジスタＭ３を介して容量Ｃｓの他方の電極に特定の電位を供給することにより、画像信号の書き込みを安定化させることもできる。
トランジスタＭ２、トランジスタＭ４、及び容量Ｃｗは、記憶回路ＭＥＭを構成する。ノードＮＭは記憶ノードであり、トランジスタＭ４を導通させることで、配線ＤＡＴＡ＿Ｗに供給された信号をノードＮＭに書き込むことができる。トランジスタＭ４に極めてオフ電流が低いトランジスタを用いることで、ノードＮＭの電位を長時間保持することができる。
トランジスタＭ４には、例えば、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）を用いることができる。これにより、トランジスタＭ４のオフ電流を極めて低くすることができ、ノードＮＭの電位を長時間保持することができる。このとき、画素を構成するその他のトランジスタにも、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。金属酸化物の具体例は、実施の形態１を参照できる。
ＯＳトランジスタはエネルギーギャップが大きいため、極めて低いオフ電流特性を示す。また、ＯＳトランジスタは、インパクトイオン化、アバランシェ降伏、及び短チャネル効果などが生じないなどＳｉをチャネル形成領域に有するトランジスタ（以下、Ｓｉトランジスタ）とは異なる特徴を有し、信頼性の高い回路を形成することができる。
また、トランジスタＭ４に、Ｓｉトランジスタを適用してもよい。このとき、画素を構成するその他のトランジスタにも、Ｓｉトランジスタを用いることが好ましい。
Ｓｉトランジスタとしては、アモルファスシリコンを有するトランジスタ、結晶性のシリコン（代表的には、低温ポリシリコン）を有するトランジスタ、単結晶シリコンを有するトランジスタなどが挙げられる。
また、１つの画素は、ＯＳトランジスタとＳｉトランジスタとの両方を有していてもよい。
画素において、ノードＮＭに書き込まれた信号は、配線ＤＡＴＡから供給される画像信号と容量結合され、ノードＮＡに出力することができる。なお、トランジスタＭ１は、画素を選択する機能を有することができる。
すなわち、ノードＮＭに所望の補正信号を格納しておけば、供給した画像信号に当該補正信号を付加することができる。なお、補正信号は伝送経路上の要素によって減衰することがあるため、当該減衰を考慮して生成することが好ましい。
画像信号と補正信号を用いて発光デバイスを発光させることで、発光デバイスに流れる電流を大きくすることができ、高い輝度を表現できる。ソースドライバの出力電圧以上の電圧を駆動トランジスタのゲート電圧として印加できるため、ソースドライバの消費電力を削減することができる。
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、上記の実施の形態で説明したＯＳトランジスタに用いることができる金属酸化物（酸化物半導体ともいう）について説明する。
金属酸化物は、少なくともインジウムまたは亜鉛を含むことが好ましい。特にインジウム及び亜鉛を含むことが好ましい。また、それらに加えて、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズなどが含まれていることが好ましい。また、ホウ素、シリコン、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、マグネシウム、コバルトなどから選ばれた一種、または複数種が含まれていてもよい。
＜結晶構造の分類＞
まず、酸化物半導体における、結晶構造の分類について、図１１Ａを用いて説明を行う。図１１Ａは、酸化物半導体、代表的にはＩＧＺＯ（Ｉｎと、Ｇａと、Ｚｎと、を含む金属酸化物）の結晶構造の分類を説明する図である。
図１１Ａに示すように、酸化物半導体は、大きく分けて「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ（結晶性）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」と、に分類される。また、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ」の中には、ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓが含まれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の中には、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、及びＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）が含まれる。なお、「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」の分類には、ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ、ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ、及びｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓは除かれる。また、「Ｃｒｙｓｔａｌ」の中には、ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ、及びｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌが含まれる。
なお、図１１Ａに示す太枠内の構造は、「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」と、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」との間の中間状態であり、新しい境界領域（Ｎｅｗ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｐｈａｓｅ）に属する構造である。すなわち、当該構造は、エネルギー的に不安定な「Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ（無定形）」や、「Ｃｒｙｓｔａｌ（結晶）」とは全く異なる構造と言い換えることができる。
なお、膜または基板の結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）スペクトルを用いて評価することができる。ここで、石英ガラス基板、及び「Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ」に分類される結晶構造を有するＩＧＺＯ（結晶性ＩＧＺＯともいう）膜のＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを、それぞれ図１１Ｂ、図１１Ｃに示す。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。以降、図１１Ｂ、図１１Ｃに示すＧＩＸＤ測定で得られるＸＲＤスペクトルを、単にＸＲＤスペクトルと記す。図１１Ｂが石英ガラス基板、図１１Ｃが結晶性ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルである。なお、図１１Ｃに示す結晶性ＩＧＺＯ膜の組成は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝４：２：３［原子数比］近傍である。また、図１１Ｃに示す結晶性ＩＧＺＯ膜の厚さは、５００ｎｍである。
図１１Ｂの矢印に示すように、石英ガラス基板では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状がほぼ左右対称である。一方で、図１１Ｃの矢印に示すように、結晶性ＩＧＺＯ膜では、ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称である。ＸＲＤスペクトルのピークの形状が左右非対称であることは、膜中または基板中の結晶の存在を明示している。別言すると、ＸＲＤスペクトルのピークの形状で左右対称でないと、膜または基板は非晶質状態であるとは言えない。なお、図１１Ｃには、２θ＝３１°、またはその近傍に結晶相（ＩＧＺＯ　ｃｒｙｓｔａｌ　ｐｈａｓｅ）を明記してある。ＸＲＤスペクトルにおける、左右非対称な形状のピークは、当該結晶相（微小な結晶）による回折ピークに由来すると推察される。
具体的には、ＩＧＺＯに含まれる原子により散乱したＸ線の干渉は、２θ＝３４°またはその近傍のピークに寄与すると推測される。また、微小な結晶は、２θ＝３１°またはその近傍のピークに寄与すると推測される。図１１Ｃに示す、結晶性ＩＧＺＯ膜のＸＲＤスペクトルの、２θ＝３４°またはその近傍のピークにおいて、低角度側のピーク幅が広くなる。これは、結晶性ＩＧＺＯ膜中に、２θ＝３１°またはその近傍のピークに起因する微小な結晶が内在することを示唆している。
また、膜または基板の結晶構造は、極微電子線回折法（ＮＢＥＤ：Ｎａｎｏ　Ｂｅａｍ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）によって観察される回折パターン（極微電子線回折パターンともいう）にて評価することができる。石英ガラス基板、及び基板温度を室温として成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンを、それぞれ図１１Ｄ、図１１Ｅに示す。図１１Ｄが石英ガラス基板、図１１ＥがＩＧＺＯ膜の回折パターンである。なお、図１１Ｅに示すＩＧＺＯ膜は、Ｉｎ：Ｇａ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］である酸化物ターゲットを用いて、スパッタリング法によって成膜される。また、極微電子線回折法では、プローブ径を１ｎｍとして電子線回折が行われる。
なお、図１１Ｄに示すように、石英ガラス基板の回折パターンでは、ハローが観察され、石英ガラスは、非晶質状態であることが確認できる。また、図１１Ｅに示すように、室温成膜したＩＧＺＯ膜の回折パターンでは、ハローではなく、スポット状のパターンが観察される。このため、室温成膜したＩＧＺＯ膜は、結晶状態でもなく、非晶質状態でもない、中間状態であり、非晶質状態であると結論することはできないと推定される。
＜＜酸化物半導体の構造＞＞
なお、酸化物半導体は、結晶構造に着目した場合、図１１Ａとは異なる分類となる場合がある。例えば、酸化物半導体は、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、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、及びｎｃ−ＯＳがある。また、非単結晶酸化物半導体には、多結晶酸化物半導体、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、非晶質酸化物半導体、などが含まれる。
ここで、上述のＣＡＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、及びａ−ｌｉｋｅ　ＯＳの詳細について、説明を行う。
［ＣＡＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＡＣ−ＯＳは、複数の結晶領域を有し、当該複数の結晶領域はｃ軸が特定の方向に配向している酸化物半導体である。なお、特定の方向とは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の厚さ方向、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線方向、またはＣＡＡＣ−ＯＳ膜の表面の法線方向である。また、結晶領域とは、原子配列に周期性を有する領域である。なお、原子配列を格子配列とみなすと、結晶領域とは、格子配列の揃った領域でもある。さらに、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ａ−ｂ面方向において複数の結晶領域が連結する領域を有し、当該領域は歪みを有する場合がある。なお、歪みとは、複数の結晶領域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。つまり、ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向し、ａ−ｂ面方向には明らかな配向をしていない酸化物半導体である。
なお、上記複数の結晶領域のそれぞれは、１つまたは複数の微小な結晶（最大径が１０ｎｍ未満である結晶）で構成される。結晶領域が１つの微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の最大径は１０ｎｍ未満となる。また、結晶領域が多数の微小な結晶で構成されている場合、当該結晶領域の大きさは、数十ｎｍ程度となる場合がある。
また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（元素Ｍは、アルミニウム、ガリウム、イットリウム、スズ、チタンなどから選ばれた一種、または複数種）において、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム（Ｉｎ）、及び酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛（Ｚｎ）、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る。よって、（Ｍ，Ｚｎ）層にはインジウムが含まれる場合がある。また、Ｉｎ層には元素Ｍが含まれる場合がある。なお、Ｉｎ層にはＺｎが含まれる場合もある。当該層状構造は、例えば、高分解能ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）像において、格子像として観察される。
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、例えば、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、ｃ軸配向を示すピークが２θ＝３１°またはその近傍に検出される。なお、ｃ軸配向を示すピークの位置（２θの値）は、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成する金属元素の種類、組成などにより変動する場合がある。
また、例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の電子線回折パターンにおいて、複数の輝点（スポット）が観測される。なお、あるスポットと別のスポットとは、試料を透過した入射電子線のスポット（ダイレクトスポットともいう）を対称中心として、点対称の位置に観測される。
上記特定の方向から結晶領域を観察した場合、当該結晶領域内の格子配列は、六方格子を基本とするが、単位格子は正六角形とは限らず、非正六角形である場合がある。また、上記歪みにおいて、五角形、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）を確認することはできない。即ち、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、金属原子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と考えられる。
なお、明確な結晶粒界が確認される結晶構造は、いわゆる多結晶（ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌ）と呼ばれる。結晶粒界は、再結合中心となり、キャリアが捕獲されトランジスタのオン電流の低下、電界効果移動度の低下などを引き起こす可能性が高い。よって、明確な結晶粒界が確認されないＣＡＡＣ−ＯＳは、トランジスタの半導体層に好適な結晶構造を有する結晶性の酸化物の一つである。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳを構成するには、Ｚｎを有する構成が好ましい。例えば、Ｉｎ−Ｚｎ酸化物、及びＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物は、Ｉｎ酸化物よりも結晶粒界の発生を抑制できるため好適である。
ＣＡＡＣ−ＯＳは、結晶性が高く、明確な結晶粒界が確認されない酸化物半導体である。よって、ＣＡＡＣ−ＯＳは、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、酸化物半導体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（酸素欠損など）の少ない酸化物半導体ともいえる。従って、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は、物理的性質が安定する。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳを有する酸化物半導体は熱に強く、信頼性が高い。また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、製造工程における高い温度（所謂サーマルバジェット）に対しても安定である。従って、ＯＳトランジスタにＣＡＡＣ−ＯＳを用いると、製造工程の自由度を広げることが可能となる。
［ｎｃ−ＯＳ］
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。別言すると、ｎｃ−ＯＳは、微小な結晶を有する。なお、当該微小な結晶の大きさは、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下であることから、当該微小な結晶をナノ結晶ともいう。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。従って、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。例えば、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ＸＲＤ装置を用いて構造解析を行うと、θ／２θスキャンを用いたＯｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ　ＸＲＤ測定では、結晶性を示すピークが検出されない。また、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶よりも大きいプローブ径（例えば５０ｎｍ以上）の電子線を用いる電子線回折（制限視野電子線回折ともいう。）を行うと、ハローパターンのような回折パターンが観測される。一方、ｎｃ−ＯＳ膜に対し、ナノ結晶の大きさと近いかナノ結晶より小さいプローブ径（例えば１ｎｍ以上３０ｎｍ以下）の電子線を用いる電子線回折（ナノビーム電子線回折ともいう。）を行うと、ダイレクトスポットを中心とするリング状の領域内に複数のスポットが観測される電子線回折パターンが取得される場合がある。
［ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ］
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酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆又は低密度領域を有する。即ち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。また、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳ及びＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、膜中の水素濃度が高い。
＜＜酸化物半導体の構成＞＞
次に、上述のＣＡＣ−ＯＳの詳細について、説明を行う。なお、ＣＡＣ−ＯＳは材料構成に関する。
［ＣＡＣ−ＯＳ］
ＣＡＣ−ＯＳとは、例えば、金属酸化物を構成する元素が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで偏在した材料の一構成である。なお、以下では、金属酸化物において、一つまたは複数の金属元素が偏在し、該金属元素を有する領域が、０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは、１ｎｍ以上３ｎｍ以下、またはその近傍のサイズで混合した状態をモザイク状、またはパッチ状ともいう。
さらに、ＣＡＣ−ＯＳとは、第１の領域と、第２の領域と、に材料が分離することでモザイク状となり、当該第１の領域が、膜中に分布した構成（以下、クラウド状ともいう。）である。つまり、ＣＡＣ−ＯＳは、当該第１の領域と、当該第２の領域とが、混合している構成を有する複合金属酸化物である。
ここで、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳを構成する金属元素に対するＩｎ、Ｇａ、及びＺｎの原子数比のそれぞれを、［Ｉｎ］、［Ｇａ］、及び［Ｚｎ］と表記する。例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳにおいて、第１の領域は、［Ｉｎ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｉｎ］よりも大きい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、ＣＡＣ−ＯＳ膜の組成における［Ｇａ］よりも大きい領域である。または、例えば、第１の領域は、［Ｉｎ］が、第２の領域における［Ｉｎ］よりも大きく、且つ、［Ｇａ］が、第２の領域における［Ｇａ］よりも小さい領域である。また、第２の領域は、［Ｇａ］が、第１の領域における［Ｇａ］よりも大きく、且つ、［Ｉｎ］が、第１の領域における［Ｉｎ］よりも小さい領域である。
具体的には、上記第１の領域は、インジウム酸化物、インジウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。また、上記第２の領域は、ガリウム酸化物、ガリウム亜鉛酸化物などが主成分である領域である。つまり、上記第１の領域を、Ｉｎを主成分とする領域と言い換えることができる。また、上記第２の領域を、Ｇａを主成分とする領域と言い換えることができる。
なお、上記第１の領域と、上記第２の領域とは、明確な境界が観察できない場合がある。
また、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳとは、Ｉｎ、Ｇａ、Ｚｎ、及びＯを含む材料構成において、一部にＧａを主成分とする領域と、一部にＩｎを主成分とする領域とが、それぞれモザイク状であり、これらの領域がランダムに存在している構成をいう。よって、ＣＡＣ−ＯＳは、金属元素が不均一に分布した構造を有していると推測される。
ＣＡＣ−ＯＳは、例えば基板を意図的に加熱しない条件で、スパッタリング法により形成することができる。また、ＣＡＣ−ＯＳをスパッタリング法で形成する場合、成膜ガスとして、不活性ガス（代表的にはアルゴン）、酸素ガス、及び窒素ガスの中から選ばれたいずれか一つまたは複数を用いればよい。また、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比は低いほど好ましく、例えば、成膜時の成膜ガスの総流量に対する酸素ガスの流量比を０％以上３０％未満、好ましくは０％以上１０％以下とすることが好ましい。
また、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物におけるＣＡＣ−ＯＳでは、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて取得したＥＤＸマッピングにより、Ｉｎを主成分とする領域（第１の領域）と、Ｇａを主成分とする領域（第２の領域）とが、偏在し、混合している構造を有することが確認できる。
ここで、第１の領域は、第２の領域と比較して、導電性が高い領域である。つまり、第１の領域を、キャリアが流れることにより、金属酸化物としての導電性が発現する。従って、第１の領域が、金属酸化物中にクラウド状に分布することで、高い電界効果移動度（μ）が実現できる。
一方、第２の領域は、第１の領域と比較して、絶縁性が高い領域である。つまり、第２の領域が、金属酸化物中に分布することで、リーク電流を抑制することができる。
従って、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いる場合、第１の領域に起因する導電性と、第２の領域に起因する絶縁性とが、相補的に作用することにより、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。つまり、ＣＡＣ−ＯＳ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。導電性の機能と絶縁性の機能と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。よって、ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタに用いることで、高いオン電流（Ｉｏｎ）、高い電界効果移動度（μ）、及び良好なスイッチング動作を実現することができる。
また、ＣＡＣ−ＯＳを用いたトランジスタは、信頼性が高い。従って、ＣＡＣ−ＯＳは、表示装置をはじめとするさまざまな半導体装置に最適である。
酸化物半導体は、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、ＣＡＣ−ＯＳ、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。
＜酸化物半導体を有するトランジスタ＞
続いて、上記酸化物半導体をトランジスタに用いる場合について説明する。
上記酸化物半導体をトランジスタに用いることで、高い電界効果移動度のトランジスタを実現することができる。また、信頼性の高いトランジスタを実現することができる。
トランジスタには、キャリア濃度の低い酸化物半導体を用いることが好ましい。例えば、酸化物半導体のキャリア濃度は１×１０１７ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１５ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１３ｃｍ−３以下、より好ましくは１×１０１１ｃｍ−３以下、さらに好ましくは１×１０１０ｃｍ−３未満であり、１×１０−９ｃｍ−３以上である。なお、酸化物半導体膜のキャリア濃度を低くする場合においては、酸化物半導体膜中の不純物濃度を低くし、欠陥準位密度を低くすればよい。本明細書等において、不純物濃度が低く、欠陥準位密度の低いことを高純度真性又は実質的に高純度真性と言う。なお、キャリア濃度の低い酸化物半導体を、高純度真性又は実質的に高純度真性な酸化物半導体と呼ぶ場合がある。
また、高純度真性又は実質的に高純度真性である酸化物半導体膜は、欠陥準位密度が低いため、トラップ準位密度も低くなる場合がある。
また、酸化物半導体のトラップ準位に捕獲された電荷は、消失するまでに要する時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、トラップ準位密度の高い酸化物半導体にチャネル形成領域が形成されるトランジスタは、電気特性が不安定となる場合がある。
従って、トランジスタの電気特性を安定にするためには、酸化物半導体中の不純物濃度を低減することが有効である。また、酸化物半導体中の不純物濃度を低減するためには、近接する膜中の不純物濃度も低減することが好ましい。不純物としては、水素、窒素、アルカリ金属、アルカリ土類金属、鉄、ニッケル、シリコン等がある。
＜不純物＞
ここで、酸化物半導体中における各不純物の影響について説明する。
酸化物半導体において、第１４族元素の一つであるシリコンや炭素が含まれると、酸化物半導体において欠陥準位が形成される。このため、酸化物半導体におけるシリコンや炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンや炭素の濃度（二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ：Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により得られる濃度）を、２×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下とする。
また、酸化物半導体にアルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれると、欠陥準位を形成し、キャリアを生成する場合がある。従って、アルカリ金属又はアルカリ土類金属が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは２×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体において、窒素が含まれると、キャリアである電子が生じ、キャリア濃度が増加し、ｎ型化しやすい。この結果、窒素が含まれている酸化物半導体を半導体に用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。または、酸化物半導体において、窒素が含まれると、トラップ準位が形成される場合がある。この結果、トランジスタの電気特性が不安定となる場合がある。このため、ＳＩＭＳにより得られる酸化物半導体中の窒素濃度を、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、より好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、さらに好ましくは５×１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下にする。
また、酸化物半導体に含まれる水素は、金属原子と結合する酸素と反応して水になるため、酸素欠損を形成する場合がある。該酸素欠損に水素が入ることで、キャリアである電子が生成される場合がある。また、水素の一部が金属原子と結合する酸素と結合して、キャリアである電子を生成することがある。従って、水素が含まれている酸化物半導体を用いたトランジスタはノーマリーオン特性となりやすい。このため、酸化物半導体中の水素はできる限り低減されていることが好ましい。具体的には、酸化物半導体において、ＳＩＭＳにより得られる水素濃度を、１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、より好ましくは５×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満、さらに好ましくは１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満にする。
不純物が十分に低減された酸化物半導体をトランジスタのチャネル形成領域に用いることで、安定した電気特性を付与することができる。
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４）
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１２~図１７を用いて説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の表示装置を有するため、寿命が長く、信頼性が高い。また、表示部に本発明の一態様の表示装置を用いることで、電子機器を、長寿命かつ大画面とすることができる。
本実施の形態の電子機器の表示部には、例えばフルハイビジョン、４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、１６Ｋ８Ｋ、またはそれ以上の解像度を有する映像を表示させることができる。また、表示部の画面サイズとしては、対角２０インチ以上、対角３０インチ以上、対角５０インチ以上、対角６０インチ以上、または対角７０インチ以上とすることができる。
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（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｇｅ：電子看板）、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、家屋もしくはビルの内壁もしくは外壁、または、自動車の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことができる。
本実施の形態の電子機器は、アンテナを有していてもよい。アンテナで信号を受信することで、表示部で映像や情報等の表示を行うことができる。また、電子機器がアンテナ及び二次電池を有する場合、アンテナを、非接触電力伝送に用いてもよい。
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１２Ａ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、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図１２Ｂ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１３~図１５に、可撓性を有する表示装置を有し、小さく折り畳むことが可能な電子機器の一例を示す。
図１３及び図１４に示す電子機器は、二つ折りの機構を有し、表示面が向かい合うように折り畳むことができる。
図１５に示す電子機器は、三つ折りの機構を有し、表示面が向かい合うように折り畳むことができる領域と、表示面とは逆の面が向かい合うように折り畳むことができる領域と、を有する。
図１３~図１５に示す電子機器は、例えば１６：９、１８：９、２１：９などのアスペクト比が比較的大きい表示装置を有する場合であっても、折り目を短軸方向に設けることで小さく折り畳むことかでき、電子機器の携帯性を向上させることができる。また、電子機器を小さく折り畳んだときに、視認できない表示領域を非表示とすることで、消費電力を大きく低減することができる。
図１３Ａは、電子機器８００Ａを最小サイズに（二つ折りに）折り畳んだ状態を示す図である。図１３Ｂは、電子機器８００Ｂを最小サイズに（二つ折りに）折り畳んだ状態を示す図である。図１３Ｃは、電子機器８００Ａまたは電子機器８００Ｂを展開した状態を示す図である。
電子機器８００Ａ及び電子機器８００Ｂは、それぞれ、可撓性を有する表示パネル８０１ａ、筐体８０２ａ、筐体８０２ｂ、及びヒンジ８０３を有する。
表示パネル８０１ａには、継ぎ目のない一枚の可撓性を有する表示パネルを用いることができる。表示パネル８０１ａには、本発明の一態様の表示装置を用いることができる。
電子機器８００Ａまたは電子機器８００Ｂを展開した状態において、表示パネル８０１ａは、筐体８０２ａと重なる第１の領域８１１ａ、ヒンジ８０３と重なる第２の領域８１１ｂ、筐体８０２ｂと重なる第３の領域８１１ｃを有する。これら３つの領域は、表示パネル８０１ａの表示領域に含まれることが好ましい。図１３Ａ、図１３Ｂに示す状態において、第１の領域８１１ａと第３の領域８１１ｃと、は互いに重なっている。電子機器８００Ａ及び電子機器８００Ｂは、図１３Ａ、図１３Ｂに示すように折り畳んだときに、第２の領域８１１ｂが曲がることで、第１の領域８１１ａと第３の領域８１１ｃのそれぞれの表示面が向かい合う。
筐体８０２ａは、ヒンジ８０３を介して筐体８０２ｂと接続される。
表示パネル８０１ａの少なくとも一部は、筐体８０２ａに固定されていてもよい。表示パネル８０１ａの少なくとも一部は、筐体８０２ｂに固定されていてもよい。
電子機器８００Ｂは、さらに、表示パネル８０１ｂを有する。
電子機器８００Ｂでは、表示パネル８０１ａと表示パネル８０１ｂとが、筐体８０２ａを介して、互いに重なる。表示パネル８０１ａの表示面と表示パネル８０１ｂの表示面とは、互いに逆の方向を向いている。筐体８０２ａは、第１の面に表示パネル８０１ａが固定されており、第１の面と対向する第２の面に表示パネル８０１ｂが固定されていてもよい。
電子機器８００Ｂが有する表示パネル８０１ａ及び表示パネル８０１ｂの一方または双方に、本発明の一態様の表示装置を用いることができる。
電子機器８００Ｂを折り畳んだとき、使用者は、表示パネル８０１ｂの表示を視認することができる。電子機器８００Ｂを展開したとき、使用者は、表示パネル８０１ａの表示を視認することができる。
図１４Ａは、電子機器８００Ｃを最小サイズに（二つ折りに）折り畳んだ状態を示す図である。図１４Ｂは、電子機器８００Ｃを展開した状態を示す図である。
電子機器８００Ｃは、可撓性を有する表示パネル８０１、筐体８０２ａ、筐体８０２ｂ、及びヒンジ８０３を有する。
表示パネル８０１には、継ぎ目のない一枚の可撓性を有する表示パネルを用いることができる。表示パネル８０１には、本発明の一態様の表示装置を用いることができる。
電子機器８００Ｃを展開した状態において、表示パネル８０１は、筐体８０２ａを介して互いに重なる第１の領域８１１ａ及び第２の領域８１１ｂ、第１の領域８１１ａと第２の領域８１１ｂの間に位置し、かつ曲面を有する第３の領域８１１ｃ、ヒンジ８０３と重なる第４の領域８１１ｄ、筐体８０２ｂと重なる第５の領域８１１ｅを有する。これら５つの領域は、表示パネル８０１の表示領域に含まれることが好ましい。図１４Ａに示す状態において、第１の領域８１１ａ、第２の領域８１１ｂ、及び第５の領域８１１ｅは互いに重なっている。図１４Ａに示す状態では、使用者は、第１の領域８１１ａ及び第３の領域８１１ｃの表示を視認することができる。図１４Ｂに示す状態では、使用者は、第２の領域８１１ｂ、第４の領域８１１ｄ、及び第５の領域８１１ｅ（さらには第３の領域８１１ｃ）の表示を視認することができる。
図１４Ａに示す状態では、第１の領域８１１ａと第５の領域８１１ｅにおいて、表示面は同一の方向を向いており、第２の領域８１１ｂにおいて、表示面は当該方向と対向する方向を向いている。電子機器８００Ｃは、図１４Ａに示すように折り畳んだときに、第２の領域８１１ｂと第５の領域８１１ｅのそれぞれの表示面が向かい合う。
筐体８０２ａは、ヒンジ８０３を介して筐体８０２ｂと接続される。
表示パネル８０１の少なくとも一部は、筐体８０２ａに固定されていてもよい。表示パネル８０１は、筐体８０２ａの連続する３つの面（第１の面、第１の面と対向する第２の面、第１の面と第２の面の間の第３の面（側面））に沿って設けられる。表示パネル８０１の第１の領域８１１ａは、第１の面に固定されていてもよい。表示パネルの第２の領域８１１ｂは、第２の面に固定されていてもよい。表示パネル８０１の第３の領域８１１ｃは、第３の面に固定されていてもよい。
表示パネル８０１ａの少なくとも一部は、筐体８０２ｂに固定されていてもよい。表示パネル８０１の第５の領域８１１ｅは、筐体８０２ｂに固定されていてもよい。
図１５Ａは、電子機器８００Ｄを最小サイズに（三つ折りに）折り畳んだ状態を示す図である。図１５Ｂは、電子機器８００Ｄを展開した状態を示す図である。図１５Ｃは、電子機器８００Ｅを最小サイズに（三つ折りに）折り畳んだ状態を示す図である。図１５Ｄは、電子機器８００Ｅを展開した状態を示す図である。
電子機器８００Ｄ及び電子機器８００Ｅは、それぞれ、可撓性を有する表示パネル８０１、筐体８０２ａ、筐体８０２ｂ、筐体８０２ｃ、ヒンジ８０３ａ、及びヒンジ８０３ｂを有する。
表示パネル８０１には、継ぎ目のない一枚の可撓性を有する表示パネルを用いることができる。表示パネル８０１には、本発明の一態様の表示装置を用いることができる。
電子機器８００Ｄまたは電子機器８００Ｅを展開した状態において、表示パネル８０１は、筐体８０２ａと重なる第１の領域８１１ａ、ヒンジ８０３ａと重なる第２の領域８１１ｂ、筐体８０２ｂと重なる第３の領域８１１ｃ、ヒンジ８０３ｂと重なる第４の領域８１１ｄ、及び筐体８０２ｃと重なる第５の領域８１１ｅを有する。これら５つの領域は、表示パネル８０１の表示領域に含まれることが好ましい。図１５Ａ、図１５Ｃに示す状態において、第１の領域８１１ａと第３の領域８１１ｃと第５の領域８１１ｅと、は互いに重なっている。図１５Ａ、図１５Ｃに示す状態では、使用者は、第１の領域８１１ａ及び第２の領域８１１ｂの表示を視認することができる。図１５Ｂ、図１５Ｄに示す状態では、使用者は、５つの領域すべての表示を視認することができる。
電子機器８００Ｄ及び電子機器８００Ｅは、図１５Ａ、図１５Ｃに示すように折り畳んだときに、第２の領域８１１ｂが曲がることで、第１の領域８１１ａと第３の領域８１１ｃのそれぞれの表示面と対向する面が向かい合う。
電子機器８００Ｄ及び電子機器８００Ｅは、図１５Ａ、図１５Ｃに示すように折り畳んだときに、第４の領域８１１ｄが曲がることで、第３の領域８１１ｃと第５の領域８１１ｅのそれぞれの表示面が向かい合う。
筐体８０２ａは、ヒンジ８０３ａを介して筐体８０２ｂと接続される。筐体８０２ｂは、ヒンジ８０３ｂを介して筐体８０２ｃと接続される。
表示パネル８０１の少なくとも一部は、筐体８０２ａに固定されていてもよい。表示パネル８０１の少なくとも一部は、筐体８０２ｂに固定されていてもよい。表示パネル８０１の少なくとも一部は、筐体８０２ｃに固定されていてもよい。
電子機器８００Ａ~電子機器８００Ｄは、いずれも、複数の筐体のうち、１つの筐体が他の筐体よりも厚い。電子機器８００Ａ~電子機器８００Ｃは、筐体８０２ａに比べて、筐体８０２ｂが厚い。電子機器８００Ｄは、筐体８０２ａ、筐体８０２ｂに比べて、筐体８０２ｃが厚い。
厚い筐体の内部には、比較的サイズの大きいバッテリ８２７を内在させることができ、電子機器の動作を長時間行うことができる。また、厚い筐体に比較的重量のあるバッテリ８２７を内在させることで、展開した状態においても、電子機器の重心位置を厚い筐体の内部にすることができる。他の筐体よりも厚い筐体を有すること、及び厚い筐体内部に重心があることによって、平坦に展開させたときに電子機器の持ちやすさを向上させることができる。
バッテリ８２７としては容量を大きくできるリチウムイオン電池を用いることが好ましい。バッテリ８２７には保護回路８２８を設けることが好ましい。
電子機器８００Ｅは、筐体８０２ａにバッテリ８２７が内在されている。電子機器８００Ｅは、筐体８０２ａの端部に握りやすいグリップ部８０６を有し、グリップ部８０６にバッテリ８２７を内在することができる。電子機器８００Ｅの重心が、重量のあるバッテリ８２７を内在するグリップ部８０６に位置するため、持ちやすさを向上させることができる。また、図１５Ｄに示すように、平坦に展開させたときには、グリップ部８０６が脚となって机上でも安定した形態で利用することができる。また、表示面が斜めとなるため、視認性を向上させることもできる。
本実施の形態の電子機器の変形は、手動で行ってもよく、電気的な動力またはバネなどの機械的な動力を用いて行ってもよい。
電子機器８００Ａ~電子機器８００Ｅは、利き手にかかわらず操作しやすいことが好ましい電子機器８００Ａ~電子機器８００Ｅは、それぞれ、使用者が視認しやすい向きになるように画像を表示できることが好ましい。
当該動作は、例えば、電子機器が有するセンサ（加速度センサ、ジャイロセンサなど）で電子機器の傾きを検出し、その傾きから画像の表示の向きを決定することにより行われる。また、センサでは、傾きの変化から電子機器の揺れを検知することができる。揺れには個人差があるため、揺れの情報を人工知能（ＡＩ）で学習させることで使用者を判断させることができる。当該機能を利用して、個人認証を行うこともできる。
電子機器８００Ａ~電子機器８００Ｅは、筐体内にアンテナを有することが好ましい。本実施の形態では、アンテナ８２５及びアンテナ８２６が筐体８０２ａに設けられている例を示すが、アンテナの数及びアンテナを設ける位置はこれに限られない。アンテナ８２５は第４世代移動通信システム（４Ｇ）通信用アンテナであり、アンテナ８２６は第５世代移動通信システム（５Ｇ）通信用アンテナである。
アンテナ８２５及びアンテナ８２６ともに、筐体８０２ａに設けることで、良好な通信が行いやすくなる。特に、電子機器８００Ｂ~電子機器８００Ｅは、折り畳んだ時でも表示が見やすいような使い方（置き方、持ち方など）をされることが多い。そのため、筐体８０２ａが電波を受信しやすい方向を向く機会が多く、電波が受信しやすくなる。
図１６Ａ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、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図１６Ａ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１６Ｂ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、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。
図１６Ｃ、図１６Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
図１６Ｃ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１６Ｄ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１６Ｃ、図１６Ｄにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の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１６Ｃ、図１６Ｄ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１７Ａ乃至図１７Ｆ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１７Ａ乃至図１７Ｆ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１７Ａ乃至図１７Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図１７Ａ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１７Ａ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１７Ｂ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１７Ｃ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１７Ｄ乃至図１７Ｆ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１７Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１７Ｆは折り畳んだ状態、図１７Ｅは図１７Ｄと図１７Ｆ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、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
＜参考例＞
本参考例では、本発明の一態様の表示装置における、有機化合物のＨＯＭＯ準位、ＬＵＭＯ準位、及び電子移動度の算出方法について説明する。
ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位はサイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定を元に算出することができる。
本参考例では、測定装置として、電気化学アナライザー（ビー・エー・エス（株）製、型番：ＡＬＳモデル６００Ａまたは６００Ｃ）を用いた。ＣＶ測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）（（株）アルドリッチ製、９９．８％、カタログ番号；２２７０５−６）を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム（ｎ−Ｂｕ４ＮＣｌＯ４）（（株）東京化成製、カタログ番号；Ｔ０８３６）を１００ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を２ｍｍｏｌ／Ｌの濃度となるように溶解させて調製した。作用電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＰＴＥ白金電極）を、補助電極としては白金電極（ビー・エー・エス（株）製、ＶＣ−３用Ｐｔカウンター電極（５ｃｍ））を、参照電極としてはＡｇ／Ａｇ＋電極（ビー・エー・エス（株）製、ＲＥ７非水溶媒系参照電極）をそれぞれ用いた。測定は、室温（２０~２５℃）で行った。ＣＶ測定時のスキャン速度は、０．１Ｖ／ｓｅｃに統一し、参照電極に対する酸化電位Ｅａ［Ｖ］及び還元電位Ｅｃ［Ｖ］を測定した。Ｅａは酸化−還元波の中間電位とし、Ｅｃは還元−酸化波の中間電位とした。ここで、本参考例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−４．９４ｅＶであることが分かっているため、ＨＯＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅａ、ＬＵＭＯ準位［ｅＶ］＝−４．９４−Ｅｃという式から、ＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる。
電子移動度はインピーダンス分光法（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：ＩＳ法）により測定することが可能である。
ＥＬ材料のキャリア移動度の測定は、過渡光電流法（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ：ＴＯＦ法）や空間電荷制限電流（Ｓｐａｃｅ−ｃｈａｒｇｅ−ｌｉｍｉｔｅｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ：ＳＣＬＣ）のＩ−Ｖ特性から求める方法（ＳＣＬＣ法）などが古くから知られている。ＴＯＦ法は実際の有機ＥＬデバイスと比較してかなり厚い膜厚の試料が必要となる。ＳＣＬＣ法ではキャリア移動度の電界強度依存性が得られないなどの欠点がある。ＩＳ法では、測定に必要とする有機膜の膜厚が数百ｎｍ程度と薄いため、比較的少量のＥＬ材料でも成膜することが可能であり、実際の有機ＥＬデバイスに近い膜厚で移動度を測定できることが特徴であり、キャリア移動度の電界強度依存性も得ることができる。
ＩＳ法では、ＥＬデバイスに微小正弦波電圧信号（Ｖ＝Ｖ０［ｅｘｐ（ｊωｔ）］）を与え、その応答電流信号（Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ［ｊ（ωｔ＋φ）］）の電流振幅と入力信号との位相差より、ＥＬデバイスのインピーダンス（Ｚ＝Ｖ／Ｉ）を求める。高周波電圧から低周波電圧まで変化させてＥＬデバイスに印加させれば、インピーダンスに寄与する様々な緩和時間を有する成分を分離、測定することができる。
ここで、インピーダンスの逆数であるアドミタンスＹ（＝１／Ｚ）は、下記式（１）のようにコンダクタンスＧとサセプタンスＢで表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
さらに、単一電荷注入（ｓｉｎｇｌｅ　ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）モデルにより、それぞれ下記式（２）及び（３）を算出することができる。ここで、ｇ（式（４））は微分コンダクタンスである。なお、式中Ｃは静電容量（キャパシタンス）、θはωＴであり走行角、ωは角周波数を表す。Ｔは走行時間である。解析には電流の式、ポアソンの式、電流連続の式を用い、拡散電流及びトラップ準位の存在を無視している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
静電容量の周波数特性から移動度を算出する方法が−ΔＢ法である。また、コンダクタンスの周波数特性から移動度を算出する方法がωΔＧ法である。
実際には、まず、電子移動度を求めたい材料の電子オンリーデバイスを作製する。電子オンリーデバイスとは、キャリアとして電子のみが流れるように設計されたデバイスである。本明細書では、静電容量の周波数特性から移動度を算出する方法（−ΔＢ法）を説明する。
測定用に作製した電子オンリーデバイスの構造を図１８Ａに示し、具体的な構成を表１に示す。本参考例で作製した電子オンリーデバイスは、第１の電極９０１（陽極）と第２の電極９０２（陰極）との間に、第１の層９１０、第２の層９１１、及び第３の層９１２を有する。電子移動度を求めたい材料は第２の層９１１の材料として用いればよい。本参考例では、２−｛４−［９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−アントリル］フェニル｝−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）と８−（キノリノラト）リチウム（略称：Ｌｉｑ）の１：１（重量比）の共蒸着膜について、その電子移動度を測定した。また、本参考例では、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）、及び、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）についても電子移動度を測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
ＺＡＤＮとＬｉｑの共蒸着膜を第２の層９１１として作製した電子オンリーデバイスの電流密度−電圧特性を図１９に示す。
インピーダンス測定は、５．０Ｖ~９．０Ｖの範囲で直流電圧を印加しながら、交流電圧が７０ｍＶ、周波数が１Ｈｚ~３ＭＨｚの条件で測定を行った。ここで得られたインピーダンスの逆数であるアドミタンス（前述の（１）式）からキャパシタンスを算出する。印加電圧７．０Ｖにおける算出されたキャパシタンスＣの周波数特性を図２０に示す。
キャパシタンスＣの周波数特性は、微小電圧信号により注入されたキャリアによる空間電荷が微小交流電圧に完全には追従できず、電流に位相差が生じることにより得られる。ここで、膜中のキャリアの走行時間は、注入されたキャリアが対向電極に到達する時間Ｔで定義され、以下の式（５）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
負サセプタンス変化（−ΔＢ）は、静電容量変化−ΔＣに角周波数ωを乗じた値（−ωΔＣ）に対応する。その最も低周波側のピーク周波数ｆ’ｍａｘ（＝ωｍａｘ／２π）と走行時間Ｔとの間には、式（３）より、以下の式（６）の関係があることが導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
上記測定から算出した（すなわち直流電圧が７．０Ｖの時の）−ΔＢの周波数特性を図２１に示す。図２１より求まる最も低周波側のピーク周波数ｆ’ｍａｘは、図中の矢印で示した。
以上の測定及び解析から得られるｆ’ｍａｘから、走行時間Ｔが求まるため（式（６））、上記式（５）より、今回で言えば電圧７．０Ｖにおける電子移動度を求めることができる。同様の測定を、直流電圧５．０Ｖ~９．０Ｖの範囲で行うことで、各電圧（電界強度）での電子移動度が算出できるため、移動度の電界強度依存性も測定できる。
以上のような算出法により最終的に得られた、各有機化合物の電子移動度の電界強度依存性を図２２に示し、図から読み取った、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００［Ｖ／ｃｍ］１／２の時の電子移動度の値を表２に示す。図２２において、正方形はｃｇＤＢＣｚＰＡの結果、三角は２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの結果、菱形はＺＡＤＮとＬｉｑの共蒸着膜の結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
以上のように電子移動度を算出することが可能である。なお、詳しい測定方法に関しては、Ｔａｋａｙｕｋｉ　Ｏｋａｃｈｉ　他”Ｊａｐａｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ”Ｖｏｌ．４７，Ｎｏ．１２，２００８，ｐｐ．８９６５−８９７２を参照することができる。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる発光デバイスを作製し、評価した結果について説明する。
本実施例では、発光デバイスとして、赤色の光を呈するデバイスＲ１、緑色の光を呈するデバイスＧ１、及び、青色の光を呈するデバイスＢ１を作製し、評価した結果について説明する。本実施例で用いるデバイスの構造を図１８Ｂに示し、具体的な構成について表３に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
≪発光デバイスの作製≫
本実施例で作製したデバイスＲ１、デバイスＧ１、及びデバイスＢ１は、図１８Ｂに示すように、基板（図示しない）上に第１の電極１３０が形成され、第１の電極１３０上に正孔注入層１３１、正孔輸送層１３２ａ、正孔輸送層１３２ｂ、発光層１３３、電子輸送層１３４、及び、電子注入層１３５が順次積層され、電子注入層１３５上に第２の電極１４０が形成された構造を有する。各デバイスは、さらに、第２の電極１４０上に、バッファ層１３６を有する。バッファ層１３６は、第２の電極１４０（半透過・半反射電極）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機能を有する。バッファ層１３６としては、発光デバイスに用いることができる各種有機膜を採用することができる。
まず、基板上に第１の電極１３０を形成した。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。基板には、ガラス基板を用いた。第１の電極１３０は、銀（Ａｇ）とパラジウム（Ｐｄ）と銅（Ｃｕ）の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ（ＡＰＣ））をスパッタリング法により成膜し、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により成膜することで、形成した。デバイスＲ１では、ＡＰＣを膜厚１００ｎｍとなるように成膜し、ＩＴＳＯを膜厚１１０ｎｍとなるように成膜した。デバイスＧ１及びデバイスＢ１では、ＡＰＣを膜厚１００ｎｍとなるように成膜し、ＩＴＳＯを膜厚８５ｎｍとなるように成膜した。なお、本実施例において、第１の電極１３０は、陽極として機能する。
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極１３０上に正孔注入層１３１を形成した。正孔注入層１３１は、真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）とＡＬＤ−ＭＰ００１Ｑ（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１８０３１４）とを、重量比が１：０．０５（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＡＬＤ−ＭＰ００１Ｑ）、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着して形成した。ＡＬＤ−ＭＰ００１Ｑは、ＢＢＡＢｎｆに対して電子受容性を有する。
次に、正孔注入層１３１上に正孔輸送層１３２ａを形成した。正孔輸送層１３２ａは、ＢＢＡＢｎｆを蒸着して形成した。正孔輸送層１３２ａは、デバイスＲ１では膜厚３０ｎｍとなるように形成し、デバイスＧ１では膜厚１０ｎｍとなるように形成し、デバイスＢ１では膜厚２５ｎｍとなるように形成した。
次に、正孔輸送層１３２ａ上に正孔輸送層１３２ｂを形成した。
デバイスＲ１の正孔輸送層１３２ｂは、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）を用い、膜厚が５０ｎｍになるように蒸着して形成した。
デバイスＧ１の正孔輸送層１３２ｂは、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）を用い、膜厚が５０ｎｍになるように蒸着して形成した。
デバイスＢ１の正孔輸送層１３２ｂは、３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣｚＮ２）を用い、膜厚が１０ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、正孔輸送層１３２ｂ上に発光層１３３を形成した。
デバイスＲ１の発光層１３３は、９−［（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）アミン（略称：ＰＣＢＦＦ）、及び、ＡＬＤ−ＭＧ０１８Ｑ（分析工房株式会社、材料シリアル番号：１Ｓ２０１６１０２５）を用い、重量比が０．７：０．３：０．０５（＝９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＦＦ：ＡＬＤ−ＭＧ０１８Ｑ）、膜厚が６０ｎｍとなるように共蒸着して形成した。ＡＬＤ−ＭＧ０１８Ｑは赤色の発光物質である。
デバイスＧ１の発光層１３３は、８−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、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）、及び、［２−ｄ３−メチル−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）］）を用い、重量比が０．６：０．４：０．１（＝８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）］）、膜厚が５０ｎｍとなるように共蒸着して形成した。［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）］は緑色の発光物質である。
デバイスＢ１の発光層１３３は、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）、及び、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）を用い、重量比が１：０．０１５（＝αＮ−βＮＰＡｎｔｈ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、膜厚が２５ｎｍとなるように共蒸着して形成した。３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２は青色の発光物質である。
次に、発光層１３３上に電子輸送層１３４を形成した。本実施例の発光デバイスにおける電子輸送層１３４は、２−｛４−［９，１０−ジ（ナフタレン−２−イル）−２−アントリル］フェニル｝−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＺＡＤＮ）と８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）との混合比が互いに異なる２層の積層構造である。電子輸送層１３４は、陽極（第１の電極１３０）側に比べて、陰極（第２の電極１４０）側のほうが、Ｌｉｑの含有量が少ない。
具体的には、デバイスＲ１及びデバイスＧ１における電子輸送層１３４は、ＺＡＤＮとＬｉｑとを、重量比が０．７：１（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着し、さらに、ＺＡＤＮとＬｉｑとを、重量比が１：１（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）、膜厚が２５ｎｍとなるように共蒸着して形成した。デバイスＢ１における電子輸送層１３４は、重量比が０．３：１（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）、膜厚が１５ｎｍとなるように共蒸着し、さらに、ＺＡＤＮとＬｉｑとを、重量比が１：０．３（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）、膜厚が１５ｎｍとなるように共蒸着して形成した。
次に、電子輸送層１３４上に電子注入層１３５を形成した。電子注入層１３５は、Ｌｉｑを用い、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、電子注入層１３５上に第２の電極１４０を形成した。第２の電極１４０は、銀（Ａｇ）とマグネシウム（Ｍｇ）とを、体積比が１：０．１（＝Ａｇ：Ｍｇ）、膜厚が１５ｎｍとなるように共蒸着して形成した。なお、本実施例において、第２の電極１４０は、陰極として機能する。
そして、第２の電極１４０上にバッファ層１３６を形成した。バッファ層１３６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）を用い、膜厚が８０ｎｍになるように蒸着して形成した。
以上の工程により、基板上に一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光デバイスを形成した。なお、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を用いた。
また、上記に示すように作製した発光デバイスは、別の基板（図示せず）により封止される。なお、別の基板（図示せず）を用いた封止の際は、窒素雰囲気のグローブボックス内において、紫外光により固化する接着剤を塗布した別の基板（図示せず）を基板上に固定し、当該基板上に形成された発光デバイスの周囲に接着剤が付着するよう基板同士を接着させた。封止時には３６５ｎｍの紫外光を６Ｊ／ｃｍ２照射し接着剤を固化し、８０℃にて１時間熱処理することにより接着剤を安定化させた。
≪発光デバイスの動作特性≫
デバイスＲ１、デバイスＧ１、及びデバイスＢ１の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。
図２３~図２７に、デバイスＲ１の特性を示す。図２３は、デバイスＲ１の輝度−電流密度特性を示す図である。図２４は、デバイスＲ１の輝度−電圧特性を示す図である。図２５は、デバイスＲ１の電流効率−輝度特性を示す図である。図２６は、デバイスＲ１の電流密度−電圧特性を示す図である。図２７は、デバイスＲ１に５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを示す図である。
図２８~図３２に、デバイスＧ１の特性を示す。図２８は、デバイスＧ１の輝度−電流密度特性を示す図である。図２９は、デバイスＧ１の輝度−電圧特性を示す図である。図３０は、デバイスＧ１の電流効率−輝度特性を示す図である。図３１は、デバイスＧ１の電流密度−電圧特性を示す図である。図３２は、デバイスＧ１に５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを示す図である。
図３３~図３７に、デバイスＢ１の特性を示す。図３３は、デバイスＢ１の輝度−電流密度特性を示す図である。図３４は、デバイスＢ１の輝度−電圧特性を示す図である。図３５は、デバイスＢ１の電流効率−輝度特性を示す図である。図３６は、デバイスＢ１の電流密度−電圧特性を示す図である。図３７は、デバイスＢ１に１４．７ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを示す図である。
表４に１０００ｃｄ／ｍ２付近における各発光デバイスの主な初期特性値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
表４に示すように、デバイスＲ１、Ｇ１、Ｂ１は、それぞれ、色純度が高い発光を示し、高効率であることがわかった。
図２７に示すように、デバイスＲ１は、６１０ｎｍ付近に最大ピークを有する発光スペクトルを示した。また、図３２に示すように、デバイスＧ１は、５２１ｎｍ付近に最大ピークを有する発光スペクトルを示した。また、図３７に示すように、デバイスＢ１は、４５９ｎｍ付近に最大ピークを有する発光スペクトルを示した。
≪発光デバイスの信頼性特性≫
次に、各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図３８~図４０に示す。図３８~図４０において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は駆動時間（ｈ）を示す。なお、信頼性試験は、デバイスＲ１においては電流密度を７５ｍＡ／ｃｍ２に設定し、デバイスＧ１、Ｂ１においては電流密度を５０ｍＡ／ｃｍ２に設定し、各発光デバイスを駆動させた。
図３８より、デバイスＲ１の１０８０時間後の規格化輝度は８４％であることがわかった。図３９より、デバイスＧ１の２３時間後の規格化輝度は９６％であることがわかった。図４０より、デバイスＢ１の５３０時間後の規格化輝度は９５％であることがわかった。
デバイスＲ１、Ｇ１、Ｂ１は、それぞれ、初期劣化の小さい挙動を示していることがわかった。
以上のように、本実施例では、ＲｅＳＴＩ構造を適用することで、赤色、緑色、及び青色のいずれの光を呈する発光デバイスにおいても、駆動寿命の長い発光デバイスを作製することができた。また、本実施例では、ＲｅＳＴＩ構造を適用することで、蛍光発光及び燐光発光のどちらにおいても、駆動寿命の長い発光デバイスを作製することができた。
本実施例で作製した３つの発光デバイスは、互いに異なる材料を含む発光層を有する。一方で、３つの発光デバイスには、同じ材料を用いた層、さらには、同じ材料を用い、かつ、同じ膜厚の層がある。したがって、本発明の一態様の表示装置の作製においては、３色の発光デバイスに共通層を設け、少ない作製工程で、駆動寿命の長い発光デバイスを作製できることが示唆された。
本実施例では、本発明の一態様の表示装置に用いることができる発光デバイスを作製し、評価した結果について説明する。
本実施例では、発光デバイスとして、赤色の光を呈するデバイスＲ２、緑色の光を呈するデバイスＧ２、及び、青色の光を呈するデバイスＢ２を作製し、評価した結果について説明する。本実施例で用いるデバイスの構造を図１８Ｂに示し、具体的な構成について表５に示す。
なお、本実施例の発光デバイスの作製方法については実施例１を参照できる。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。なお、既に示した材料の化学式は省略する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
表５に示すように、本実施例の発光デバイスにおける電子輸送層１３４は、ＺＡＤＮとＬｉｑとの混合比が互いに異なる２層の積層構造である。具体的には、本実施例の発光デバイスにおける電子輸送層１３４は、陽極（第１の電極１３０）側に比べて、陰極（第２の電極１４０）側のほうが、Ｌｉｑの含有量が少ない。
また、デバイスＧ３の発光層１３３は、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、βＮＣＣＰ、及び、［２−メチル−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ）］）を用い、重量比が０．６：０．４：０．１（＝８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ）］、膜厚が５０ｎｍとなるように共蒸着して形成した。
本実施例における赤色の光を呈するデバイスＲ２、緑色の光を呈するデバイスＧ２、及び、青色の光を呈するデバイスＢ２の発光色は、それぞれ有機ＥＬデバイスを用いた市販の表示装置（スマートフォン）の副画素と同様の色度になるよう作製した。
≪発光デバイスの信頼性特性≫
各発光デバイスに対する信頼性試験を行った。信頼性試験の結果を図４１に示す。図４１において、縦軸は初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は駆動時間（ｈ）を示す。
なお、本実施例では、赤色の光を呈するデバイスＲ２、緑色の光を呈するデバイスＧ２、及び、青色の光を呈するデバイスＢ２を、上記市販の表示装置（スマートフォン）の副画素における発光デバイス（有機ＥＬデバイス）と同様の輝度と色度で発光させて信頼性試験を行った。当該市販の表示装置において、各色を単色で、明るさを階調２５５／２５５（明るさ１００％）の設定で発光させたときの輝度は、赤（Ｒ）が１０８ｃｄ／ｍ２、緑（Ｇ）が３５４ｃｄ／ｍ２、青（Ｂ）が３２．９ｃｄ／ｍ２であった。また、当該市販の表示装置の副画素の開口率は、赤が４．５％、緑が４．３％、青が６．８％であった。この開口率の値と、上記表示装置におけるＲＧＢの各輝度から、副画素（ＲＧＢ）内の各輝度が求まる。最後に、円偏光板を含めた透過率を４０％と仮定する（副画素（ＲＧＢ）内の各輝度を０．４で割る）ことで、デバイスＲ２、Ｇ２、及びＢ２を駆動する際の輝度を決定することができる。なお、当該市販の表示装置では、各副画素にカラーフィルタ及び円偏光板が設けられており、これらを介して、各有機ＥＬデバイスの色度及び輝度を測定した。本実施例の発光デバイスにおいても、各発光デバイス上に各色を透過するカラーフィルタを載せ、当該カラーフィルタを介して、各発光デバイスの色度と輝度を測定した。
表６に各発光デバイスの信頼性試験における駆動条件を示す。すなわち、デバイスＲ２、Ｇ２、及びＢ２は、それぞれ、初期輝度が６５８０ｃｄ／ｍ２、２０００００ｃｄ／ｍ２、及び１４５０ｃｄ／ｍ２となる条件で定電流駆動した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
図４１に示すように、デバイスＲ２のＬＴ９５（輝度が初期輝度の９５％まで低下する時間）は３０００時間以上であり、デバイスＧ２のＬＴ９５は、４８０時間であり、デバイスＢ２のＬＴ９５は、１６４０時間であった。
一般に、赤色、緑色、青色の発光デバイスのうち、青色の発光デバイスが最も駆動寿命が短くなる傾向があるところ、本実施例の発光デバイスでは、赤色の発光デバイスに次いで、青色の発光デバイスの駆動寿命が長かった。本実施例では、青色の光を呈する発光デバイスに、蛍光を発する発光層、及び、ＲｅＳＴＩ構造を適用している。これにより、青色の光を呈する発光デバイスの初期劣化を抑制し、駆動寿命を非常に長くすることができたと考えられる。
なお、発光寿命をＲＧＢで同等としたい場合、各色の副画素の開口率を変えることで必要輝度を変えることができるため、発光寿命の調整が可能である。その際にも初期劣化が抑えられる効果は期待できるため、各色において、長寿命な発光デバイスを作製することが可能といえる。ＲｅＳＴＩ構造が採用された青色蛍光デバイスの寿命は非常に長いため、ＯＬＥＤディスプレイの場合、従来よりも青色の副画素の開口率を小さくすることができる。また、ＲｅＳＴＩ構造とＥｘＴＥＴを用いた赤色燐光デバイスも、非常に寿命が長いため、ＲＧＢのうち、赤色の副画素の開口率を最も小さくすることができる。そして、ＲＧＢのうち、緑色の副画素の開口率を最も大きくすることで、白色表示のバランスを保ったまま、全体的な寿命を延ばすことができる。青色と赤色の副画素の開口率を小さくできる点は、ペンタイル方式の表示装置の高精細化にも有利である。
以上のように、本実施例では、ＲｅＳＴＩ構造を適用することで、赤色、緑色、及び青色のいずれの光を呈する発光デバイスにおいても、駆動寿命の長い発光デバイスを作製することができた。また、本実施例では、ＲｅＳＴＩ構造を適用することで、蛍光発光及び燐光発光のどちらにおいても、駆動寿命の長い発光デバイスを作製することができた。
本実施例で作製した３つの発光デバイスは、互いに異なる材料を含む発光層を有する。一方で、３つの発光デバイスには、同じ材料を用いた層、さらには、同じ材料を用い、かつ、同じ膜厚の層がある。したがって、本発明の一態様の表示装置の作製においては、３色の発光デバイスに共通層を設け、少ない作製工程で、駆動寿命の長い発光デバイスを作製できることが示唆された。
＜参考例２＞
本参考例では、実施例１及び実施例２で用いた８−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）の合成方法について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
８−クロロ−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン１．３７ｇ、４−ビフェニルボロン酸０．６５７ｇ、リン酸三カリウム１．９１ｇ、ジエチレングリコールジメチルエーテル（ｄｉｇｌｙｍｅ）３０ｍＬ、ｔ−ブタノール０．６６２ｇを三口フラスコに入れ、フラスコ内を減圧下攪拌することで脱気し、窒素置換した。
この混合物を６０℃に加熱し、酢酸パラジウム（ＩＩ）２３．３ｍｇ、ジ（１−アダマンチル）−ｎ−ブチルホスフィン６６．４ｍｇを加え、１２０℃で２７時間攪拌した。この反応液に水を加えて吸引ろ過し、得られたろ物を水、エタノール、及びトルエンで洗浄した。このろ物を熱したトルエンで溶解し、セライト、アルミナ、セライトの順に充填したろ過補助剤に通した。得られた溶液を濃縮、乾固し、トルエンにて再結晶することにより、目的物である白色固体を収量１．２８ｇ、収率７４％で得た。
この白色固体１．２６ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製では、圧力２．５６Ｐａ、アルゴンガスを流量１０ｍＬ／ｍｉｎで流しながら、３１０℃で固体を加熱した。昇華精製後、目的物の淡黄色固体を１．０１ｇ、回収率８０％で得た。この合成スキームを式（ａ−１）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
なお、上記反応で得られた淡黄色固体の核磁気共鳴分光法（１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍが得られたことがわかった。
１Ｈ−ＮＭＲ．δ（ＣＤＣｌ３）：７．３９（ｔ，１Ｈ）、７．４７−７．５３（ｍ，４Ｈ）、７．６３−７．６７（ｍ，２Ｈ）、７．６８（ｄ，２Ｈ）、７．７５（ｄ，２Ｈ）、７．７９−７．８３（ｍ，４Ｈ）、７．８７（ｄ，１Ｈ）、７．９８（ｄ，１Ｈ）、８．０２（ｄ，１Ｈ）、８．２３−８．２６（ｍ，２Ｈ）、８．５７（ｓ，１Ｈ）、８．７３（ｄ，１Ｈ）、９．０５（ｓ，１Ｈ）、９．３４（ｓ，１Ｈ）。
Ｄａｔａ：表示データ、Ｄａｔａ＿Ｗ：データ、ＤＡＴＡ：配線、ＤＡＴＡ＿Ｗ：配線、Ｇ１：配線、Ｇ２：配線、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、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、２１Ｂ：光、２１Ｇ：光、２１Ｒ：光、４２：トランジスタ、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１０１：陽極、１０２：陰極、１０３：ＥＬ層、１１２：共通層、１１４：共通層、１１５：共通電極、１２１：正孔注入層、１２２：正孔輸送層、１２２ａ：正孔輸送層、１２２ｂ：正孔輸送層、１２３：発光層、１２３−１：発光領域、１２４：電子輸送層、１２４−１：領域、１２４ａ：電子輸送層、１２４ｂ：電子輸送層、１２５：電子注入層、１３０：第１の電極、１３１：正孔注入層、１３２ａ：正孔輸送層、１３２ｂ：正孔輸送層、１３３：発光層、１３４：電子輸送層、１３５：電子注入層、１３６：バッファ層、１４０：第２の電極、１４２：接着層、１４３：空間、１５１：基板、１５２：基板、１５３：基板、１５４：基板、１５５：接着層、１６２：表示部、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１７２：ＦＰＣ、１７３：ＩＣ、１８２：共通層、１８４：共通層、１９０：発光デバイス、１９０Ｂ：発光デバイス、１９０Ｇ：発光デバイス、１９０Ｒ：発光デバイス、１９１：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、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、１９９：光学調整層、１９９Ｂ：光学調整層、１９９Ｇ：光学調整層、１９９Ｒ：光学調整層、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、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、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、８００Ａ：電子機器、８００Ｂ：電子機器、８００Ｃ：電子機器、８００Ｄ：電子機器、８００Ｅ：電子機器、８０１：表示パネル、８０１ａ：表示パネル、８０１ｂ：表示パネル、８０２ａ：筐体、８０２ｂ：筐体、８０２ｃ：筐体、８０３：ヒンジ、８０３ａ：ヒンジ、８０３ｂ：ヒンジ、８０６：グリップ部、８１１ａ：第１の領域、８１１ｂ：第２の領域、８１１ｃ：第３の領域、８１１ｄ：第４の領域、８１１ｅ：第５の領域、８２５：アンテナ、８２６：アンテナ、８２７：バッテリ、８２８：保護回路、９０１：第１の電極、９０２：第２の電極、９１０：第１の層、９１１：第２の層、９１２：第３の層、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 (17)

  1. 　第１の発光デバイス及び第２の発光デバイスを有し、
    　前記第１の発光デバイスは、第１の電極及び共通電極を有し、
    　前記第２の発光デバイスは、第２の電極及び前記共通電極を有し、
    　前記第１の発光デバイスは、前記第１の電極及び前記共通電極のうち陽極として機能する電極側から順に、第１の発光層と、電子輸送層と、を有し、
    　前記第２の発光デバイスは、前記第２の電極と前記共通電極との間に、第２の発光層を有し、
    　前記第１の発光層は、第１の色の光を発する第１の有機化合物を有し、
    　前記第２の発光層は、第２の色の光を発する第２の有機化合物を有し、
    　前記電子輸送層は、第３の有機化合物と、第１の物質と、を有し、
    　前記第３の有機化合物は、電子輸送性材料であり、
    　前記第１の物質は、金属、金属塩、金属酸化物、または有機金属塩であり、
    　前記電子輸送層は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
    　前記第１の領域と前記第２の領域とは、前記第１の物質の濃度が互いに異なる、表示装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記第１の領域は、前記第２の領域よりも前記第１の発光層側に位置し、
    　前記第１の領域は、前記第２の領域に比べて、前記第１の物質の濃度が高い、表示装置。
  3. 　請求項１または２において、
    　前記第２の発光デバイスは、前記第２の電極と前記共通電極との間に、前記第１の発光デバイスと共通の層を有する、表示装置。
  4. 　請求項１乃至３のいずれか一において、
    　前記第３の有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であり、かつ電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下である、表示装置。
  5. 　請求項１乃至４のいずれか一において、
    　前記第２の発光層は、さらに、第４の有機化合物及び第５の有機化合物を有し、
    　前記第４の有機化合物と前記第５の有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせである、表示装置。
  6. 　請求項１乃至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、正孔注入層を有し、
    　前記正孔注入層は、前記第１の電極及び前記共通電極のうち陽極として機能する電極に接し、
    　前記正孔注入層は、第１の化合物及び第２の化合物を有し、
    　前記第１の化合物は、前記第２の化合物に対する電子受容性を有し、
    　前記第２の化合物のＨＯＭＯ準位は、−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下である、表示装置。
  7. 　請求項６において、
    　前記第１の発光デバイスは、さらに、第１の正孔輸送層を有し、
    　前記第１の正孔輸送層は、前記正孔注入層と前記第１の発光層との間に位置し、
    　前記第１の正孔輸送層は、第３の化合物を有し、
    　前記第３の化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第２の化合物のＨＯＭＯ準位以下の値であり、
    　前記第３の化合物のＨＯＭＯ準位と前記第２の化合物のＨＯＭＯ準位との差は、０．２ｅＶ以内である、表示装置。
  8. 　請求項７において、
    　前記第２の化合物及び前記第３の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有する、表示装置。
  9. 　請求項７において、
    　前記第１の発光デバイスは、さらに、第２の正孔輸送層を有し、
    　前記第２の正孔輸送層は、前記第１の正孔輸送層と前記第１の発光層との間に位置し、
    　前記第２の正孔輸送層は、第４の化合物を有し、
    　前記第４の化合物のＨＯＭＯ準位は、前記第３の化合物のＨＯＭＯ準位よりも低い、表示装置。
  10. 　請求項９において、
    　前記第２の化合物、前記第３の化合物、及び前記第４の化合物は、それぞれ、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格、及びアントラセン骨格のうち少なくとも一つを有する、表示装置。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか一において、
    　前記第１の有機化合物は、蛍光発光物質である、表示装置。
  12. 　請求項１乃至１１のいずれか一において、
    　前記第１の色は、青色であり、
    　前記第２の色は、赤色または緑色である、表示装置。
  13. 　請求項１乃至１２のいずれか一において、
    　前記第１の物質は、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を有する、有機金属錯体である、表示装置。
  14. 　請求項１乃至１３のいずれか一において、
    　前記第１の物質は、窒素及び酸素を有する配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体である、表示装置。
  15. 　請求項１乃至１４のいずれか一において、
    　前記第１の物質は、キノリノール配位子と、アルカリ金属またはアルカリ土類金属と、を有する有機金属錯体である、表示装置。
  16. 　請求項１乃至１５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、表示モジュール。
  17. 　請求項１６に記載の表示モジュールと、
    　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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TSE, S.C. ET AL.: "The role of charge-transfer integral in determining and engineering the carrier mobilities of 9,10-di(2-naphthyl)anthtracene compounds", CHEMICAL PHYSICS LETTERS, vol. 422, no. 4-6, 10 May 2006 (2006-05-10), pages 354 - 357, XP027877159 *

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