WO2021186306A1

WO2021186306A1 - 発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置

Info

Publication number: WO2021186306A1
Application number: PCT/IB2021/052064
Authority: WO
Inventors: 川上祥子; 橋本直明; 瀬尾哲史
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2021-09-23
Also published as: CN115280536A; KR20220154098A; JPWO2021186306A1; US20230138085A1

Abstract

寿命の良好な発光デバイスを提供する。または、駆動電圧の低い発光デバイスを提供する。電子輸送層がアルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、当該有機金属錯体と有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）に対して、０．１ｅＶ以上小さい発光デバイスを提供する。

Description

発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置

本発明の一態様は、発光デバイス、発光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器及び照明装置に関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。

有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬ素子）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。

このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べて視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ用のデバイスとして好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。

また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球やＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。

このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な効率、寿命を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。

特許文献１では正孔注入層に接する正孔輸送層と、発光層との間に、正孔注入層のＨＯＭＯ準位とホスト材料のＨＯＭＯ準位の間のＨＯＭＯ準位を有する正孔輸送性材料を設ける構成が開示されている。

発光デバイスの特性は目覚ましく向上してきたが、効率や耐久性をはじめ、あらゆる特性に対する高度な要求に対応するには未だ不十分と言わざるを得ない。

特開２０１６−１７４１６１号公報

そこで、本発明の一態様では、新規発光デバイスを提供することを目的とする。または、寿命の良好な発光デバイスを提供することを目的とする。または、駆動電圧の低い発光デバイスを提供することを目的とする。

または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することを目的とする。

本発明の一態様は上述の課題のうちいずれか一を解決すればよいものとする。

本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層を有し、電子輸送層は、発光層と、第２の電極との間に位置し、電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、有機金属錯体と有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）に対して、０．１ｅＶ以上小さい発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、電子輸送層は、発光層と、第２の電極との間に位置し、電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、有機金属錯体と有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、電子輸送層は、発光層と第２の電極との間に位置し、電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、有機金属錯体と有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、電子輸送層は、発光層と第２の電極との間に位置し、電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、有機金属錯体と有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、６１０ｎｍ以上である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の有機金属錯体が、リチウムの有機金属錯体である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の有機金属錯体がキノリノール骨格を有する配位子を有する発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の有機金属錯体が、８−ヒドロキシキノリナトーリチウムまたはその誘導体である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、ＥＬ層は、第１の電極と第２の電極との間に位置し、ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層を有し、電子輸送層は、発光層と、第２の電極との間に位置し、電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、有機化合物のＬＵＭＯ準位との差が２．９ｅＶ以下であり、有機金属錯体と有機化合物との混合膜を質量分析法により分析した際に、有機金属錯体の分子量と、有機化合物の分子量と、有機金属錯体に含まれるアルカリ土類金属の原子量を足し合わせた数値から２を引いた数値がｍ／ｚとして観測される発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の有機金属錯体がリチウムの有機金属錯体である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、アルカリ金属の有機金属錯体が、８−ヒドロキシキノリナト−リチウムである発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機金属錯体と有機化合物が励起錯体を形成する発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）に対して、０．１ｅＶ以上小さい発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機金属錯体と有機化合物が質量比で１：１の時に形成される励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、６１０ｎｍ以上である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、有機化合物が、複素芳香環を有する有機化合物である発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記構成において、電子輸送層が、発光層に接する発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、発光層は、ホスト材料と、発光材料とを有し、発光材料は、青色の蛍光を発する発光デバイスである。

または、本発明の他の一態様は、上記発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。

または、本発明の他の一態様は、上記発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。

または、本発明の他の一態様は、上記発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置である。

なお、本明細書中における発光装置とは、発光デバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、発光デバイスにコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。

本発明の一態様では、新規発光デバイスを提供することができる。または、寿命の良好な発光デバイスを提供することができる。または、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。

または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい発光装置、電子機器及び表示装置を各々提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは発光デバイスの図である。
図２Ａおよび図２Ｂはアクティブマトリクス型発光装置の図である。
図３Ａおよび図３Ｂはアクティブマトリクス型発光装置の図である。
図４はアクティブマトリクス型発光装置の図である。
図５Ａおよび図５Ｂは照明装置を表す図である。
図６Ａ、図６Ｂ１、図６Ｂ２、および図６Ｃは電子機器を表す図である。
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは電子機器を表す図である。
図８は照明装置を表す図である。
図９は照明装置を表す図である。
図１０は車載表示装置及び照明装置を表す図である。
図１１Ａ、図１１Ｂ、および図１１Ｃは電子機器を表す図である。
図１２Ａ、図１２Ｂは電子機器を表す図である。
図１３は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の輝度−電流密度特性を表す図である。
図１４は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の電流効率−輝度特性を表す図である。
図１５は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の輝度−電圧特性を表す図である。
図１６は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の電流−電圧特性を表す図である。
図１７は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の外部量子効率−輝度特性を表す図である。
図１８は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の発光スペクトルを表す図である。
図１９は発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図２０は、ＯＣＥＴ０１０膜、Ｌｉｑ膜およびＯＣＥＴ０１０とＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図２１は、ＮＢＰｈｅｎ膜、Ｌｉｑ膜およびＮＢＰｈｅｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図２２は、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ膜、Ｌｉｑ膜およびαＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図２３は、ＮＢＰｈｅｎとＬｉｑとの混合膜をＴｏＦ−ＳＩＭＳにより分析した結果である。
図２４は発光デバイス３の輝度−電流密度特性を表す図である。
図２５は発光デバイス３の電流効率−輝度特性を表す図である。
図２６は発光デバイス３の輝度−電圧特性を表す図である。
図２７は発光デバイス３の電流−電圧特性を表す図である。
図２８は発光デバイス３の外部量子効率−輝度特性を表す図である。
図２９は発光デバイス３の発光スペクトルを表す図である。
図３０は発光デバイス３の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図３１は、ＰｙＡ１ＰＱ膜、Ｌｉｑ膜およびＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図３２は、ＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑとの混合膜をＴｏＦ−ＳＩＭＳにより分析した結果である。
図３３はＯＣＥＴ０１０の酸化−還元波を表すグラフである。
図３４はＯＣＥＴ０１０の還元−酸化波を表すグラフである。
図３５はＮＢＰｈｅｎの酸化−還元波を表すグラフである。
図３６はＮＢＰｈｅｎの還元−酸化波を表すグラフである。
図３７はＬｉｑの酸化−還元波を表すグラフである。
図３８Ａ、図３８ＢはＬｉｑの還元−酸化波を表すグラフである。
図３９はＰｙＡ１ＰＱの酸化−還元波を表すグラフである。
図４０はＰｙＡ１ＰＱの還元−酸化波を表すグラフである。
図４１は発光デバイス４の輝度−電流密度特性を表す図である。
図４２は発光デバイス４の輝度−電圧特性を表す図である。
図４３は発光デバイス４の電流効率−輝度特性を表す図である。
図４４は発光デバイス４の電流−電圧特性を表す図である。
図４５は発光デバイス４の外部量子効率−輝度特性を表す図である。
図４６は発光デバイス４の発光スペクトルを表す図である。
図４７は発光デバイス４の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図４８はｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜、Ｌｉｑ膜およびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図４９はｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの還元−酸化波を表すグラフである。
図５０は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の輝度−電流密度特性を表す図である。
図５１は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の輝度−電圧特性を表す図である。
図５２は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の電流効率−輝度特性を表す図である。
図５３は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の電流−電圧特性を表す図である。
図５４は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の外部量子効率−輝度特性を表す図である。
図５５は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の発光スペクトルを表す図である。
図５６は発光デバイス５、発光デバイス６および発光デバイス７の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図５７はαＮ−βＮＰＡｎｔｈ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜およびαＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図５８はｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜およびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図５９は、ＰｙＡ１ＰＱ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜およびＰｙＡ１ＰＱとＬｉ−４ｍｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルである。
図６０はαＮ−βＮＰＡｎｔｈの酸化−還元波を表すグラフである。
図６１はαＮ−βＮＰＡｎｔｈの還元−酸化波を表すグラフである。
図６２はＬｉ−４ｍｑの酸化−還元波を表すグラフである。
図６３はＬｉ−４ｍｑの還元−酸化波を表すグラフである。

以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

（実施の形態１）
図１Ａに、本発明の一態様の発光デバイスを表す図を示す。本発明の一態様の発光デバイスは、陽極１０１と、陰極１０２、ＥＬ層１０３を有しており、当該ＥＬ層は、少なくとも発光層１１３と電子輸送層１１４とを有する。

図１ＡにおけるＥＬ層１０３は、発光層１１３、電子輸送層１１４のほかに、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２および電子注入層１１５が図示されているが、ＥＬ層１０３の構成はこれらに限られない。図１Ｂのように、正孔輸送層１１２が第１の正孔輸送層１１２−１および第２の正孔輸送層１１２−２を有していてもよく、電子輸送層１１４が第１の電子輸送層１１４−１および第２の電子輸送層１１４−２を有していてもよい。

本発明の一態様の発光デバイスにおいて、電子輸送層１１４は、電子輸送性を有する有機化合物と、アルカリ金属の有機金属錯体を有する。なお、その混合比は３：７乃至７：３（質量比）であることが好ましい。

上記電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体は、励起錯体を形成する組み合わせであることが好ましい。この際、電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体が質量比で１：１の時の当該励起錯体の発光スペクトルにおけるピーク波長（λｐ_Ｅｘ）をエネルギーに換算した値（Ｅ_Ｅｘ）は、上記電子輸送性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉｑのＨＯＭＯ準位との差（ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}）に対して、０．１ｅＶ以上小さいことが好ましい。なお、より好ましくは０．３ｅＶ以上小さいことが、さらには０．５ｅＶ以上小さいことが好ましい。

ピーク波長をエネルギーに換算するには、エネルギーの式（Ｅ＝ｈν＝ｈｃ／λ、ただし、Ｅ：エネルギー［Ｊ］、ｈ＝プランク定数（６．６２６×１０^−３４［Ｊ・ｓ］）、ν：振動数、ｃ：光速度（２．９９８×１０^８［ｍ／ｓ］）、λ：波長［ｍ］）および素電荷（１．６０２×１０^−１９［Ｊ］）よりＥ［ｅＶ］＝１２４０／λ［ｎｍ］が求められ、この式を用いて換算することができる。

こ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、電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体とが励起錯体を形成し、且つ、励起錯体形成以外の相互作用がさらに起こっていることが示唆される。本発明の一態様の発光デバイスは、この相互作用が素子特性に影響を及ぼしており、その結果、寿命の長い発光デバイスとすることが可能となっていると考えられる。

また、本発明の一態様の発光デバイスは、電子輸送層、または電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体とを当該電子輸送層と同等の混合比で成膜した膜を飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ：Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）やレーザー脱離イオン化法（ＬＤＩ−ＴＯＦ：Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／Ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ−Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ　）を用いた質量分析法等により測定を行った際、特徴的な結果を示すことがわかった。すなわち、電子輸送性を有する有機化合物の分子量をＭ_Ｅ、アルカリ金属の有機金属錯体の分子量をＭ_ＡＣｏｍ、アルカリ金属の分子量をＭ_Ａと表した場合、当該質量分析の結果として質量電荷比ｍ／ｚ＝Ｍ_Ｅ＋Ｍ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａ−２に正イオンが検出される。

通常、上記のような質量分析法で正イオン（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）測定する場合、膜に含まれる分子またはそれらの分子から脱離した置換基、置換基が脱離した分子およびそれらの会合体に由来するイオンが検出される。そのため、分子や当該分子が有する置換基、当該置換基が離脱した分子などの分子量の和Ｍ（本発明の一態様の発光デバイスではＭ＝Ｍ_Ｅ＋Ｍ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａに相当）またはＭ＋１がｍ／ｚとして検出され、Ｍ−２に相当するイオンの検出は通常ほとんどないのである。

すなわち、正イオン（ｐｏｓｉｔｉｖｅ）測定においてＭ−２というイオンの検出は、本発明の一態様の発光デバイスの分析結果として特徴的な結果である。なお、このような発光デバイスにおいても、電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体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。なお、アルカリ金属の有機金属錯体をＴｏＦ−ＳＩＭＳで測定すると、質量電荷比ｍ／ｚ＝Ｍ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａが検出される場合がある。その場合、前述の会合体は、アルカリ金属の有機金属錯体をイオン化した際に生成するＭ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａイオンと有機化合物との会合体であると考えられる。

また、上記ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}（電子輸送性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体のＨＯＭＯ準位の差）が２．９０ｅＶ以下である発光デバイスは、電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体が励起錯体を形成しやすいことから好ましい態様である。

また、電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体よりなる励起錯体の発光スペクトルにおけるピーク波長（λｐ_Ｅｘ）が５７０ｎｍ以上である発光デバイスは、長期劣化の傾きが小さく長時間の駆動における劣化がより小さい発光デバイスとなる。

また、当該励起錯体の発光スペクトルにおけるピーク波長（λｐ_Ｅｘ）が５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満である発光デバイスは、長期劣化の傾きが小さいことに加えて駆動初期における輝度上昇が起こることから初期劣化を相殺し、さらに寿命の良好な発光デバイスとすることが可能である。

また、当該励起錯体の発光スペクトルにおけるピーク波長（λｐ_Ｅｘ）が６１０ｎｍ以上である発光デバイスは、長期劣化の傾きが小さいことに加えて発光効率が高い発光デバイスとすることが可能である。

電子輸送性を有する有機化合物としては、正孔輸送性よりも電子輸送性が優勢な有機化合物を用いることができる。また、電子輸送性を有する有機化合物の電子移動度は電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００である場合において１×１０^−７ｃｍ^２／Ｖｓ以上５×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ以下の有機化合物であることが好ましい。電子輸送層における電子の輸送性を落とすことにより発光層への電子の注入量を制御することができ、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。

なお、上記電子輸送性を有する有機化合物は、電子輸送性を有し且つそのＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であることが好ましい。

上記電子輸送性を有する有機化合物として用いることが可能な有機化合物としては、具体的には２，９−ジ（２−ナフチル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）、２−フェニル−３−［１０−（３−ピリジル）−９−アントリル］フェニルキノキサリン（略称：ＰｙＡ１ＰＱ）等が好ましく、特に好ましくはＰｙＡ１ＰＱである。また、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：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２−［（１，１’−ビフェニル）−４−イル］−４−フェニル−６−［９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、などのトリアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物が挙げられる。また、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）、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）、等のアントラセン誘導体等を挙げることができる。これらの中から、一緒に用いる予定のアルカリ金属の有機金属錯体と励起錯体を形成する、または、これらのＬＵＭＯ準位と当該アルカリ金属の有機金属錯体のＨＯＭＯ準位との差が２．９０ｅＶ以下である材料を選択して用いればよい。上述した中でも、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は、アルカリ金属の有機金属錯体と励起錯体を形成した際のエネルギーが安定化しやすい（励起錯体の発光波長を長波長化しやすい）ため、駆動寿命の観点で好ましい。特にジアジン骨格を有する複素環化合物やトリアジン骨格を有する複素環化合物は、ＬＵＭＯ準位が深いため、励起錯体のエネルギー安定化に好適である。

なお、上記アルカリ金属の有機金属錯体は、リチウムの有機金属錯体であることが好ましい。または、上記アルカリ金属の有機金属錯体はキノリノール骨格を有する配位子を有することが好ましい。また、より好ましくは、上記アルカリ金属の有機金属錯体が、８−ヒドロキシキノリナトーリチウムまたはその誘導体であることが好ましい。

また、本発明の一態様の発光デバイスにおいて、発光層１１３は発光材料を有する層である。なお、発光層１１３は発光材料を分散するためのホスト材料をさらに有していてもよい。

発光材料は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光材料であっても構わない。また、単層であっても、複数の層からなっていてもよい。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適である。一方、本発明の一態様は発光デバイスの発光色を問わず使用することも可能であり、異なる色の発光デバイス（発光素子）にまたがって用いることもできる。

発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば、５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン、（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（１，６−ピレン−ジイル）ビス［（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、３，１０−ビス［Ｎ−（ジベンゾフラン−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。

発光層１１３において、発光中心材料としてりん光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）_３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）_３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）_３］）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）_３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）_３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）_３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）_３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’］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，Ｃ^２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ_３ｐｐｙ）_２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光のピークを有する化合物である。

また、発光層１１３に用いることが可能な材料として、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）_２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）_３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ^２’）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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）_３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）_３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍ~６００ｎｍに発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。

また、発光層１１３に用いることが可能な材料として、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）_２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）_２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）_２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体や、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ^２’）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，Ｃ^２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）_２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体や、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）_３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）_３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。

また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性発光材料を選択し、用いてもよい。

ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｐｒｏｔｏ　ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｍｅｓｏ　ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（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（ＳｎＦ_２（Ｃｏｐｒｏ　ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ_２（Ｅｔｉｏ　Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ_２ＯＥＰ）等も挙げられる。

また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）や、９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプタ性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いてもよい。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランやボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環や複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。

なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。

また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。

なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。

また、ＴＡＤＦ材料を発光中心材料として用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。

発光層１１３のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料や正孔輸送性を有する材料、上記ＴＡＤＦ材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。

ホスト材料として用いることが可能な正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格やπ電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、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）などの芳香族アミン骨格を有する化合物や、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物や、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、上記第２の物質の例として挙げた正孔輸送性を有する有機化合物も用いることができる。カルバゾール骨格を有する化合物の中でも３、３’−ビ（９Ｈ−カルバゾール）骨格を有する化合物は信頼性、輸送性、駆動電圧低減に対する寄与が大きく特に好ましい。

ホスト材料として用いることが可能な電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ_２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体や、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素環化合物や、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、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）ビフェニル−３−イル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＢＰＢｆｐｍ）、１１−［（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒ）、９−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９−フェニル−９’−（４−フェニル−２−キナゾリニル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾ−ル（略称：ＰＣＣｚＱｚ）、などのジアジン骨格を有する複素環化合物や、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素環化合物や、２−［３’−（トリフェニレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、１１−（４−［１，１’−にフェニル］−４−イル−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−１１，１２−ジヒドロ−１２−フェニル−インドロ［２，３−ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ−Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）などが挙げられる。上述した中でも、トリアジン骨格を有する複素間化合物や、ジアジン骨格を有する複素環化合物や、ピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、トリアジン骨格あるいはジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。

ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、先にＴＡＤＦ材料として挙げたものを同様に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光中心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、発光中心物質がエネルギーアクセプターとして機能する。

これは、上記発光中心物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。

また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。これにより、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。

また、三重項励起エネルギーから逆項間交差によって効率よく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ことが好ましい。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い。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、保護基は蛍光発光物質に複数置換されてい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由来となる原子団（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ことが好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。

蛍光発光物質を発光中心物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いることができるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。

なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であってもよく、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の質量比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：１９~１９：１とすればよい。

なお、上記混合された材料の一部として、りん光発光物質を用いることができる。りん光発光物質は、発光中心材料として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。

また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成してもよい。当該励起錯体は発光材料の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。

なお、発光層において励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、りん光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。

効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。また、ＨＯＭＯ準位は、薄膜のイオン化ポテンシャル測定（ＩＰ測定）から得ることもできる。ＩＰ測定から得られたＨＯＭＯ準位と、光学的なバンドギャップ（薄膜の吸収スペクトルの長波長側の吸収端から算出されるエネルギー（ｅＶ））を用いてＬＵＭＯ準位を算出することもできる。具体的にはＬＵＭＯ準位はＨＯＭＯ準位にバンドギャップから算出されるエネルギー（ｅＶ）を足すことで算出される。

なお、励起錯体の形成は、混合した材料各々のスペクトル（例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、有機金属錯体のスペクトル等）と、これら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、混合した材料各々の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）と、これら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、混合した材料各々の過渡ＥＬと、それら材料の混合膜の過渡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。

続いて、ＥＬ層１０３に用いることが可能なその他の層に関して説明を行う。

正孔注入層１１１は、ＥＬ層１０３に正孔を注入しやすくするための層であり、正孔注入性の高い材料を用いて構成される。正孔注入層１１１は、アクセプタ性の物質単独で構成されていてもよいが、アクセプタ性の物質と正孔輸送性を有する有機化合物とが含まれた複合材料で構成されることが好ましい。

アクセプタ性の物質は、正孔輸送層や正孔注入層に含まれる正孔輸送性を有する有機化合物に対し、電子受容性を示す物質である。

アクセプタ性の物質としては、無機化合物と有機化合物のどちらも用いることが可能であるが、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等を用いることが好ましい。アクセプタ性の物質は、そのような物質の中から、正孔輸送層や正孔注入層に含まれる正孔輸送性を有する有機化合物に対して電子受容性を示す物質を適宜選択すればよい。

このようなアクセプタ性の物質としては、例えば、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ_４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などの有機化合物が挙げられる。当該アクセプタ性の物質が無機化合物である場合、遷移金属酸化物を用いることもできる。特に、元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物が好適であり、当該元素周期表における第４族乃至第８族に属する金属の酸化物としては、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが電子受容性の高さから好ましい。中でも、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。

複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、そのＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有することが好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物が比較的深いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔の誘起が程よく抑制されるが、一方で、誘起された正孔の正孔輸送層１１２への注入が容易となる。

複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミンが好ましく、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。なお、これらの物質が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。以上のような物質としては、具体的には、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−ジフェニル−４’−（２−ナフチル）−４’’−｛９−（４−ビフェニリル）カルバゾール）｝トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニリル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−４−アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（ジベンゾフラン−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−［３−（６−フェニルジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−１−ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］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）等を挙げることができる。

なお、正孔輸送性を有する有機化合物は、その正孔移動度が電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００である場合、１×１０^−３ｃｍ^２／Ｖｓ以下であることが好ましい。

複合材料における正孔輸送性を有する有機化合物とアクセプタ性材料との組成は、１：０．０１乃至１：０．１５（質量比）であることが好ましい。なお、より好ましくは１：０．０１乃至１：０．１（質量比）である。

また、この際、電子輸送層１１４はその電子移動度が電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００である場合に１×１０^−７ｃｍ^２／Ｖｓ以上５×１０^−５ｃｍ^２／Ｖｓ以下であることが好ましい。

さらに、この際、電子輸送層１１４はアルカリ金属の有機金属錯体を含むことが好ましく、当該アルカリ金属の有機金属錯体は８−ヒドロキシキノリナト構造を含むことがより好ましい。中でも、一価の金属イオンの錯体が好ましく、具体的には、例えば８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、８−ヒドロキシキノリナト−ナトリウム（略称：Ｎａｑ）などを含むことが好ましい。特にリチウムの錯体が好ましく、Ｌｉｑがより好ましい。なお、８−ヒドロキシキノリナト構造を含む場合、そのメチル置換体（例えば２−メチル置換体や５−メチル置換体）などを用いることもできる。

また、電子輸送層１１４における上記アルカリ金属の有機金属錯体は、その厚さ方向において濃度差（濃度が０である場合も含む）が存在することが好ましい。これにより、さらに良好な寿命や信頼性を有する発光デバイスとすることが可能となる。

なお、電子輸送層１１４に用いられる電子輸送性を有する有機化合物は、そのＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であることが好ましい。

このような構成を有する発光デバイスでは、電流密度一定の条件における駆動試験によって得られた輝度の劣化曲線において、極大値を有する形状を示す場合、すなわち、時間の経過に従って輝度が上昇する部分を有する形状となる場合がある。このような劣化挙動を示す発光デバイスは、いわゆる初期劣化と呼ばれる駆動初期の急激な劣化を当該輝度上昇により相殺することが可能となり、初期劣化が小さく、且つ非常に良好な駆動寿命を有する発光デバイスとすることが可能となる。このような発光デバイスの事をＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ−Ｓｉｔｅ　Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ素子（ＲｅＳＴＩ素子）と呼ぶものとする。

上述したような構成を有する正孔注入層は、ＨＯＭＯ準位の深い正孔輸送性を有する有機化合物を含んでいるため、誘起された正孔は正孔輸送層および発光層に容易に注入される。そのため駆動の初期の段階では、正孔のごく一部が発光層を通り抜け、電子輸送層に到達している状態を作りやすい。

ここで、電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機金属錯体を含む電子輸送層を有する発光デバイスでは、該発光デバイスを連続点灯させると電子輸送層の電子注入・輸送性が向上する現象が観測される。一方、上述の通り、正孔注入層は正孔の誘起が程よく抑制されているため、多くの正孔を電子輸送層にまで供給することができない。結果として、経時的に電子輸送層に到達できる正孔は減少し、正孔は発光層内で電子と再結合を起こす確率が高くなる。つまり、連続点灯中に、再結合がより発光層内で起こりやすくなるようなキャリアバランスのシフトが生じる。このシフトにより劣化曲線が時間の経過に従って輝度が上昇する部分を有する、初期劣化が抑制された発光デバイスを得ることができる。

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、非常に寿命の良好な発光デバイスとすることが可能である。特に、ＬＴ９５程度までの劣化が極小さい領域における寿命を大幅に伸ばすことが可能である。さらに、電子輸送性を有する有機化合物として、電子を輸送する機能を有する第１の骨格と、正孔を受容する機能を有する第２の骨格と、単環且つπ電子不足型である複素芳香族環である第３の骨格を有する化合物を用いた発光デバイスは、長期劣化も非常に小さい発光デバイスであり、さらに寿命の良好な発光デバイスとすることが可能となる。

なお、初期劣化を抑えることが可能であることで、有機ＥＬデバイスの大きな弱点の一つとして未だ論われる焼き付きの問題、その低減のためになされる出荷前のエイジングの手間も大きく低減することが可能となる。

正孔輸送層１１２は、単層であってもよいが（図１Ａ）、第１の正孔輸送層１１２−１と第２の正孔輸送層１１２−２とを有することが好ましい（図１Ｂ）。また、さらに複数の正孔輸送層を有していてもよい。

正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する有機化合物を用いて形成することができる。当該正孔輸送層１１２に用いる正孔輸送性を有する有機化合物には、上述のホスト材料として用いることが可能な正孔輸送性を有する有機化合物や、複合材料として用いることが可能な正孔輸送性を有する有機化合物を用いることができる。

正孔輸送層１１２を複数の層として形成する場合、隣り合う正孔輸送層を構成する正孔輸送性を有する有機化合物のＨＯＭＯ準位は、より発光層１１３側の正孔輸送層に用いられる有機化合物の方が深く、その差が０．２Ｖ以内であることが好ましい。

また、正孔注入層１１１が複合材料で形成されている場合、正孔注入層１１１に接する正孔輸送層１１２に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物のＨＯＭＯ準位は、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物よりも深く、また、その差が０．２ｅＶ以内であることが好ましい。

ＨＯＭＯ準位が以上のような関係であることによって、各層にスムーズに正孔が注入され、駆動電圧の上昇や発光層における正孔の過少状態を防ぐことができる。

なお、正孔輸送層１１２に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、正孔を輸送する機能を有する骨格を有することが好ましい。これら正孔を輸送する機能を有する骨格としては、有機化合物のＨＯＭＯ準位が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およびアントラセン骨格が好ましく、特にジベンゾフラン骨格が好ましい。また、正孔注入層１１１および複数の正孔輸送層１１２における隣り合う層の間において、これらの骨格が共通していると正孔の注入がスムーズになるため好ましい。なお、正孔注入層１１１および複数の正孔輸送層１１２における隣り合う層の間において、同じ正孔輸送性を有する有機化合物を用いることが同じ理由から好ましい。

複数の正孔輸送層を積層する場合、第１の正孔輸送層１１２−１は第２の正孔輸送層１１２−２よりも陽極１０１側に位置するものとする。なお、第２の正孔輸送層１１２−２は電子ブロック層の機能を同時に担う場合もある。

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、寿命の非常に良好な発光デバイスとすることができる。

続いて、上述の発光デバイスのその他構造や材料の例について説明する。上述したように、本実施の形態における発光デバイスは陽極１０１と陰極１０２の一対の電極間に複数の層からなるＥＬ層１０３を有し、当該ＥＬ層１０３は少なくとも陽極１０１側より、発光層１１３および電子輸送層１１４を含む。ＥＬ層１０３に含まれる層は、この他、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、キャリアブロック層、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層構造を適用することができる。

陽極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１~２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５~５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１~１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。グラフェンも用いることができる。なお、ここでは仕事関数が大きく、陽極を形成する材料として代表的な物質を列挙したが、本発明の一態様では、正孔注入層１１１に、正孔輸送性を有する有機化合物と、当該有機化合物に対し電子受容性を示す物質とを含む複合材料を用いるため、仕事関数に関わらず電極材料を選択することができる。

正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２（第１の正孔輸送層１１２−１、第２の正孔輸送層１１２−２）、発光層１１３および電子輸送層１１４に関しては、すでに詳述したため、繰り返しとなる記載を省略する。

電子輸送層１１４と陰極１０２との間には、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含む層を設けてもよい。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものや、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。

また、電子注入層１１５の代わりに電子輸送層１１４と陰極１０２との間に電荷発生層を設けてもよい。電荷発生層は、電位をかけることによって当該層の陰極側に接する層に正孔を、陽極側に接する層に電子を注入することができる層のことである。電荷発生層には、少なくともＰ型層が含まれる。Ｐ型層は、上述の正孔注入層１１１を構成することができる材料として挙げた複合材料を用いて形成することが好ましい。またＰ型層は、複合材料を構成する材料として上述したアクセプタ材料を含む膜と正孔輸送性を有する有機化合物を含む膜とを積層して構成してもよい。Ｐ型層に電位をかけることによって、電子輸送層に電子が、陰極である陰極１０２に正孔が注入され、発光デバイスが動作する。

なお、電荷発生層はＰ型層の他に電子リレー層及び電子注入バッファ層のいずれか一又は両方が設けられていることが好ましい。

電子リレー層は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層とＰ型層との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、Ｐ型層における電子受容性物質のＬＵＭＯ準位と、電子輸送層１１４における電荷発生層に接する層に含まれる物質のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層に用いられる電子輸送性を有する物質におけるＬＵＭＯ準位の具体的なエネルギー準位は−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下とするとよい。なお、電子リレー層に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。

電子注入バッファ層には、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））等の電子注入性の高い物質を用いることが可能である。

また、電子注入バッファ層が、電子輸送性を有する物質と電子供与性物質を含んで形成される場合には、電子供与性物質として、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、およびこれらの化合物（アルカリ金属化合物（酸化リチウム等の酸化物、ハロゲン化物、炭酸リチウムや炭酸セシウム等の炭酸塩を含む）、アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）、または希土類金属の化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む））の他、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を用いることもできる。なお、電子輸送性を有する物質としては、先に説明した電子輸送層１１４を構成する材料と同様の材料を用いて形成することができる。

陰極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極１０２として用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成してもよいし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。

なお、ＥＬ層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法など用いても構わない。

また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。

なお、陽極１０１と陰極１０２との間に設けられる層の構成は、上記のものには限定されない。しかし、発光領域と電極やキャリア注入層に用いられる金属とが近接することによって生じる消光が抑制されるように、陽極１０１および陰極１０２から離れた部位に正孔と電子とが再結合する発光領域を設けた構成が好ましい。

また、発光層１１３に接する正孔輸送層や電子輸送層、特に発光層１１３における再結合領域に近いキャリア輸送層は、発光層で生成した励起子からのエネルギー移動を抑制するため、そのバンドギャップが発光層を構成する発光材料もしくは、発光層に含まれる発光材料が有するバンドギャップより大きいバンドギャップを有する物質で構成することが好ましい。

続いて、複数の発光ユニットを積層した構成の発光デバイス（積層型素子、タンデム型素子ともいう）の態様について、図１Ｃを参照して説明する。この発光デバイスは、陽極と陰極との間に、複数の発光ユニットを有する発光デバイスである。一つの発光ユニットは、図１Ａまたは図１Ｂで示したＥＬ層１０３とほぼ同様な構成を有する。つまり、図１Ｃで示す発光デバイスは複数の発光ユニットを有する発光デバイスであり、図１Ａ、図１Ｂで示した発光デバイスは、１つの発光ユニットを有する発光デバイスであるということができる。

図１Ｃにおいて、陽極５０１と陰極５０２との間には、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２が積層されており、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２との間には電荷発生層５１３が設けられている。陽極５０１と陰極５０２はそれぞれ図１Ａにおける陽極１０１と陰極１０２に相当し、図１Ａの説明で述べたものと同じものを適用することができる。また、第１の発光ユニット５１１と第２の発光ユニット５１２は同じ構成であっても異なる構成であってもよい。

電荷発生層５１３は、陽極５０１と陰極５０２に電圧を印加したときに、一方の発光ユニットに電子を注入し、他方の発光ユニットに正孔を注入する機能を有する。すなわち、図１Ｃにおいて、陽極の電位の方が陰極の電位よりも高くなるように電圧を印加した場合、電荷発生層５１３は、第１の発光ユニット５１１に電子を注入し、第２の発光ユニット５１２に正孔を注入するものであればよい。

電荷発生層５１３は、図１Ｂにて説明した電荷発生層と同様の構成で形成することが好ましい。有機化合物と金属酸化物の複合材料は、キャリア注入性、キャリア輸送性に優れているため、低電圧駆動、低電流駆動を実現することができる。なお、発光ユニットの陽極側の面が電荷発生層５１３に接している場合は、電荷発生層５１３が発光ユニットの正孔注入層の役割も担うことができるため、発光ユニットは正孔注入層を設けなくともよい。

また、電荷発生層５１３に電子注入バッファ層を設ける場合、当該電子注入バッファ層が陽極側の発光ユニットにおける電子注入層の役割を担うため、陽極側の発光ユニットには必ずしも電子注入層を形成する必要はない。

図１Ｃでは、２つの発光ユニットを有する発光デバイスについて説明したが、３つ以上の発光ユニットを積層した発光デバイスについても、同様に適用することが可能である。本実施の形態に係る発光デバイスのように、一対の電極間に複数の発光ユニットを電荷発生層５１３で仕切って配置することで、電流密度を低く保ったまま、高輝度発光を可能とし、さらに長寿命な素子を実現できる。また、低電圧駆動が可能で消費電力が低い発光装置を実現することができる。

また、それぞれの発光ユニットの発光色を異なるものにすることで、発光デバイス全体として、所望の色の発光を得ることができる。例えば、２つの発光ユニットを有する発光デバイスにおいて、第１の発光ユニットで赤と緑の発光色、第２の発光ユニットで青の発光色を得ることで、発光デバイス全体として白色発光する発光デバイスを得ることも可能である。また、３つ以上の発光ユニットを積層した発光デバイスの構成としては、例えば、第１の発光ユニットが第１の青色の発光層を有し、第２の発光ユニットが黄色または黄緑色の発光層と、赤色の発光層とを有し、第３の発光ユニットが第２の青色の発光層を有するタンデム型デバイスとすることができる。当該タンデム型デバイスは、上述の発光デバイスと同様に、白色の発光を得ることができる。

また、上述のＥＬ層１０３や第１の発光ユニット５１１、第２の発光ユニット５１２及び電荷発生層などの各層や電極は、例えば、蒸着法（真空蒸着法を含む）、液滴吐出法（インクジェット法ともいう）、塗布法、グラビア印刷法等の方法を用いて形成することができる。また、それらは低分子材料、中分子材料（オリゴマー、デンドリマーを含む）、または高分子材料を含んでもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いた発光装置について説明する。

本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置について図２を用いて説明する。なお、図２Ａは、発光装置を示す上面図、図２Ｂは図２ＡをＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。この発光装置は、発光デバイスの発光を制御するものとして、点線で示された駆動回路部（ソース線駆動回路）６０１、画素部６０２、駆動回路部（ゲート線駆動回路）６０３を含んでいる。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。

なお、引き回し配線６０８はソース線駆動回路６０１及びゲート線駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていてもよい。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。

次に、断面構造について図２Ｂを用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース線駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。

素子基板６１０はガラス、石英、有機樹脂、金属、合金、半導体などからなる基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いて作製すればよい。

画素や駆動回路に用いられるトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、逆スタガ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート型のトランジスタでもボトムゲート型トランジスタでもよい。トランジスタに用いる半導体材料は特に限定されず、例えば、シリコン、ゲルマニウム、炭化シリコン、窒化ガリウム等を用いることができる。または、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ系金属酸化物などの、インジウム、ガリウム、亜鉛のうち少なくとも一つを含む酸化物半導体を用いてもよい。

トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。

ここで、上記画素や駆動回路に設けられるトランジスタの他、後述するタッチセンサ等に用いられるトランジスタなどの半導体装置には、酸化物半導体を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップの広い酸化物半導体を用いることで、トランジスタのオフ状態における電流を低減できる。

上記酸化物半導体は、少なくともインジウム（Ｉｎ）又は亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。また、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む酸化物半導体であることがより好ましい。

ここで、本発明の一態様に用いることができる酸化物半導体について、以下に説明を行う。

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、ＣＡＡＣ−ＯＳ（ｃ−ａｘｉｓ　ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、多結晶酸化物半導体、ｎｃ−ＯＳ（ｎａｎｏ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、擬似非晶質酸化物半導体（ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳ：ａｍｏｒｐｈｏｕｓ−ｌｉｋｅ　ｏｘｉｄｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）、および非晶質酸化物半導体などがある。

ＣＡＡＣ−ＯＳは、ｃ軸配向性を有し、かつａ−ｂ面方向において複数のナノ結晶が連結し、歪みを有した結晶構造となっている。なお、歪みとは、複数のナノ結晶が連結する領域において、格子配列の揃った領域と、別の格子配列の揃った領域と、の間で格子配列の向きが変化している箇所を指す。

ナノ結晶は、六角形を基本とするが、正六角形状とは限らず、非正六角形状である場合がある。また、歪みにおいて、五角形、および七角形などの格子配列を有する場合がある。なお、ＣＡＡＣ−ＯＳにおいて、歪み近傍においても、明確な結晶粒界（グレインバウンダリーともいう）を確認することは難しい。すなわち、格子配列の歪みによって、結晶粒界の形成が抑制されていることがわかる。これは、ＣＡＡＣ−ＯＳが、ａ−ｂ面方向において酸素原子の配列が稠密でないことや、金属元素が置換することで原子間の結合距離が変化することなどによって、歪みを許容することができるためである。

また、ＣＡＡＣ−ＯＳは、インジウム、および酸素を有する層（以下、Ｉｎ層）と、元素Ｍ、亜鉛、および酸素を有する層（以下、（Ｍ，Ｚｎ）層）とが積層した、層状の結晶構造（層状構造ともいう）を有する傾向がある。なお、インジウムと元素Ｍは、互いに置換可能であり、（Ｍ，Ｚｎ）層の元素Ｍがインジウムと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ，Ｚｎ）層と表すこともできる。また、Ｉｎ層のインジウムが元素Ｍと置換した場合、（Ｉｎ，Ｍ）層と表すこともできる。

ＣＡＡＣ−ＯＳは結晶性の高い酸化物半導体である。一方、ＣＡＡＣ−ＯＳは、明確な結晶粒界を確認することが難しいため、結晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。また、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（Ｖ_Ｏ：ｏｘｙｇｅｎ　ｖａｃａｎｃｙともいう）など）の少ない酸化物半導体ともいえる。したがって、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。

ｎｃ−ＯＳは、微小な領域（例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下の領域、特に１ｎｍ以上３ｎｍ以下の領域）において原子配列に周期性を有する。また、ｎｃ−ＯＳは、異なるナノ結晶間で結晶方位に規則性が見られない。そのため、膜全体で配向性が見られない。したがって、ｎｃ−ＯＳは、分析方法によっては、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳや非晶質酸化物半導体と区別が付かない場合がある。

なお、インジウムと、ガリウムと、亜鉛と、を有する酸化物半導体の一種である、インジウム−ガリウム−亜鉛酸化物（以下、ＩＧＺＯ）は、上述のナノ結晶とすることで安定な構造をとる場合がある。特に、ＩＧＺＯは、大気中では結晶成長がし難い傾向があるため、大きな結晶（ここでは、数ｍｍの結晶、または数ｃｍの結晶）よりも小さな結晶（例えば、上述のナノ結晶）とする方が、構造的に安定となる場合がある。

ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳと非晶質酸化物半導体との間の構造を有する酸化物半導体である。ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、鬆または低密度領域を有する。すなわち、ａ−ｌｉｋｅ　ＯＳは、ｎｃ−ＯＳおよびＣＡＡＣ−ＯＳと比べて、結晶性が低い。

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、ｎｃ−ＯＳ、ＣＡＡＣ−ＯＳのうち、二種以上を有していてもよい。

また、上述の酸化物半導体以外として、ＣＡＣ（Ｃｌｏｕｄ−Ａｌｉｇｎｅｄ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）−ＯＳを用いてもよい。

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。なお、ＣＡＣ−ＯＳを、トランジスタの活性層に用いる場合、導電性の機能は、キャリアとなる電子（またはホール）を流す機能であり、絶縁性の機能は、キャリアとなる電子を流さない機能である。導電性の機能と、絶縁性の機能とを、それぞれ相補的に作用させることで、スイッチングさせる機能（Ｏｎ／Ｏｆｆさせる機能）をＣＡＣ−ＯＳに付与することができる。ＣＡＣ−ＯＳにおいて、それぞれの機能を分離させることで、双方の機能を最大限に高めることができる。

また、ＣＡＣ−ＯＳは、導電性領域、及び絶縁性領域を有する。導電性領域は、上述の導電性の機能を有し、絶縁性領域は、上述の絶縁性の機能を有する。また、材料中において、導電性領域と、絶縁性領域とは、ナノ粒子レベルで分離している場合がある。また、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ材料中に偏在する場合がある。また、導電性領域は、周辺がぼけてクラウド状に連結して観察される場合がある。

また、ＣＡＣ−ＯＳにおいて、導電性領域と、絶縁性領域とは、それぞれ０．５ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下のサイズで材料中に分散している場合がある。

また、ＣＡＣ−ＯＳは、異なるバンドギャップを有する成分により構成される。例えば、ＣＡＣ−ＯＳは、絶縁性領域に起因するワイドギャップを有する成分と、導電性領域に起因するナローギャップを有する成分と、により構成される。当該構成の場合、キャリアを流す際に、ナローギャップを有する成分において、主にキャリアが流れる。また、ナローギャップを有する成分が、ワイドギャップを有する成分に相補的に作用し、ナローギャップを有する成分に連動してワイドギャップを有する成分にもキャリアが流れる。このため、上記ＣＡＣ−ＯＳをトランジスタのチャネル形成領域に用いる場合、トランジスタのオン状態において高い電流駆動力、つまり大きなオン電流、及び高い電界効果移動度を得ることができる。

すなわち、ＣＡＣ−ＯＳは、マトリックス複合材（ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、または金属マトリックス複合材（ｍｅｔａｌ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）と呼称することもできる。

半導体層として上述の酸化物半導体材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。

また、上述の半導体層を有するトランジスタはその低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを画素に適用することで、各表示領域に表示した画像の階調を維持しつつ、駆動回路を停止することも可能となる。その結果、極めて消費電力の低減された電子機器を実現できる。

トランジスタの特性安定化等のため、下地膜を設けることが好ましい。下地膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜などの無機絶縁膜を用い、単層で又は積層して作製することができる。下地膜はスパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法（プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ＣＶＤ）法など）、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、塗布法、印刷法等を用いて形成できる。なお、下地膜は、必要で無ければ設けなくてもよい。

なお、ＦＥＴ６２３は駆動回路部６０１に形成されるトランジスタの一つを示すものである。また、駆動回路は、種々のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成すればよい。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。

また、画素部６０２はスイッチング用ＦＥＴ６１１と、電流制御用ＦＥＴ６１２とそのドレインに電気的に接続された陽極６１３とを含む複数の画素により形成されているが、これに限定されず、３つ以上のＦＥＴと、容量素子とを組み合わせた画素部としてもよい。

なお、陽極６１３の端部を覆って絶縁物６１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリルを用いることにより形成することができる。

また、後に形成するＥＬ層等の被覆性を良好なものとするため、絶縁物６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ~３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物６１４として、ネガ型の感光性樹脂、或いはポジ型の感光性樹脂のいずれも使用することができる。

陽極６１３上には、ＥＬ層６１６、および陰極６１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極６１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ膜、またはケイ素を含有したインジウム錫酸化物膜、２~２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。

また、ＥＬ層６１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、インクジェット法、スピンコート法等の種々の方法によって形成される。ＥＬ層６１６は、実施の形態１で説明したような構成を含んでいる。また、ＥＬ層６１６を構成する他の材料としては、低分子化合物、または高分子化合物（オリゴマー、デンドリマーを含む）であってもよい。

さらに、ＥＬ層６１６上に形成された陰極６１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金や化合物（ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ等）等）を用いることが好ましい。なお、ＥＬ層６１６で生じた光が陰極６１７を透過させる場合には、陰極６１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、２~２０ｗｔ％の酸化亜鉛を含む酸化インジウム、ケイ素を含有したインジウム錫酸化物、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのがよい。

なお、陽極６１３、ＥＬ層６１６、陰極６１７でもって、発光デバイス６１８が形成されている。当該発光デバイスは実施の形態１に記載の発光デバイスである。なお、画素部は複数の発光デバイスが形成されてなっているが、本実施の形態における発光装置では、実施の形態１に記載の発光デバイスと、それ以外の構成を有する発光デバイスの両方が含まれていてもよい。

さらにシール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光デバイス６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材で充填される場合もある。封止基板には凹部を形成し、そこに乾燥材を設けことで水分の影響による劣化を抑制することができ、好ましい構成である。

なお、シール材６０５にはエポキシ系樹脂やガラスフリットを用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。

図２Ｂには示されていないが、陰極上に保護膜を設けてもよい。保護膜は有機樹脂膜や無機絶縁膜で形成すればよい。また、シール材６０５の露出した部分を覆うように、保護膜が形成されていてもよい。また、保護膜は、一対の基板の表面及び側面、封止層、絶縁層、等の露出した側面を覆って設けることができる。

保護膜には、水などの不純物を透過しにくい材料を用いることができる。したがって、水などの不純物が外部から内部に拡散することを効果的に抑制することができる。

保護膜を構成する材料としては、酸化物、窒化物、フッ化物、硫化物、三元化合物、金属またはポリマー等を用いることができ、例えば、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、ハフニウムシリケート、酸化ランタン、酸化珪素、チタン酸ストロンチウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ニオブ、酸化ジルコニウム、酸化スズ、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化スカンジウム、酸化エルビウム、酸化バナジウムまたは酸化インジウム等を含む材料や、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化珪素、窒化タンタル、窒化チタン、窒化ニオブ、窒化モリブデン、窒化ジルコニウムまたは窒化ガリウム等を含む材料、チタンおよびアルミニウムを含む窒化物、チタンおよびアルミニウムを含む酸化物、アルミニウムおよび亜鉛を含む酸化物、マンガンおよび亜鉛を含む硫化物、セリウムおよびストロンチウムを含む硫化物、エルビウムおよびアルミニウムを含む酸化物、イットリウムおよびジルコニウムを含む酸化物等を含む材料を用いることができる。

保護膜は、段差被覆性（ステップカバレッジ）の良好な成膜方法を用いて形成することが好ましい。このような手法の一つに、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法がある。ＡＬＤ法を用いて形成することができる材料を、保護膜に用いることが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで緻密な、クラックやピンホールなどの欠陥が低減された、または均一な厚さを備える保護膜を形成することができる。また、保護膜を形成する際に加工部材に与える損傷を、低減することができる。

例えばＡＬＤ法を用いて保護膜を形成することで、複雑な凹凸形状を有する表面や、タッチパネルの上面、側面及び裏面にまで均一で欠陥の少ない保護膜を形成することができる。

以上のようにして、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて作製された発光装置を得ることができる。

本実施の形態における発光装置は、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いているため、良好な特性を備えた発光装置を得ることができる。具体的には、実施の形態１に記載の発光デバイスは寿命の長い発光デバイスであるため、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、実施の形態１に記載の発光デバイスを用いた発光装置は発光効率が良好なため、消費電力の小さい発光装置とすることが可能である。

図３Ａおよび図３Ｂには白色発光を呈する発光デバイスを形成し、着色層（カラーフィルタ）等を設けることによってフルカラー化した発光装置の例を示す。図３Ａには基板１００１、下地絶縁膜１００２、ゲート絶縁膜１００３、ゲート電極１００６、１００７、１００８、第１の層間絶縁膜１０２０、第２の層間絶縁膜１０２１、周辺部１０４２、画素部１０４０、駆動回路部１０４１、発光デバイスの陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂ、隔壁１０２５、ＥＬ層１０２８、発光デバイスの陰極１０２９、封止基板１０３１、シール材１０３２などが図示されている。

また、図３Ａでは着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）は透明な基材１０３３に設けている。また、ブラックマトリクス１０３５をさらに設けてもよい。着色層及びブラックマトリクスが設けられた透明な基材１０３３は、位置合わせし、基板１００１に固定する。なお、着色層、及びブラックマトリクス１０３５は、オーバーコート層１０３６で覆われている。また、図３Ａにおいては、光が着色層を透過せずに外部へと出る発光層と、各色の着色層を透過して外部に光が出る発光層とがあり、着色層を透過しない光は白、着色層を透過する光は赤、緑、青となることから、４色の画素で映像を表現することができる。

図３Ｂでは着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）をゲート絶縁膜１００３と第１の層間絶縁膜１０２０との間に形成する例を示した。このように、着色層は基板１００１と封止基板１０３１の間に設けられていてもよい。

また、以上に説明した発光装置では、ＦＥＴが形成されている基板１００１側に光を取り出す構造（ボトムエミッション型）の発光装置としたが、封止基板１０３１側に発光を取り出す構造（トップエミッション型）の発光装置としてもよい。トップエミッション型の発光装置の断面図を図４に示す。この場合、基板１００１は光を通さない基板を用いることができる。ＦＥＴと発光デバイスの陽極とを接続する接続電極を作製するまでは、ボトムエミッション型の発光装置と同様に形成する。その後、第３の層間絶縁膜１０３７を電極１０２２を覆って形成する。この絶縁膜は平坦化の役割を担っていてもよい。第３の層間絶縁膜１０３７は第２の層間絶縁膜と同様の材料の他、他の公知の材料を用いて形成することができる。

発光デバイスの陽極１０２４Ｗ、１０２４Ｒ、１０２４Ｇ、１０２４Ｂはここでは陽極であるが、陰極として形成しても構わない。また、図４のようなトップエミッション型の発光装置である場合、陽極を反射電極とすることが好ましい。ＥＬ層１０２８の構成は、実施の形態１においてＥＬ層１０３として説明したような構成とし、且つ、白色の発光が得られるような素子構造とする。

図４のようなトップエミッションの構造では着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）を設けた封止基板１０３１で封止を行うことができる。封止基板１０３１には画素と画素との間に位置するようにブラックマトリクス１０３５を設けてもよい。着色層（赤色の着色層１０３４Ｒ、緑色の着色層１０３４Ｇ、青色の着色層１０３４Ｂ）やブラックマトリックスはオーバーコート層１０３６によって覆われていてもよい。なお封止基板１０３１は透光性を有する基板を用いることとする。また、ここでは赤、緑、青、白の４色でフルカラー表示を行う例を示したが特に限定されず、赤、黄、緑、青の４色や赤、緑、青の３色でフルカラー表示を行ってもよい。

トップエミッション型の発光装置では、マイクロキャビティ構造の適用が好適に行える。マイクロキャビティ構造を有する発光デバイスは、陽極を反射電極、陰極を半透過・半反射電極とすることにより得られる。反射電極と半透過・半反射電極との間には少なくともＥＬ層を有し、少なくとも発光領域となる発光層を有している。

なお、反射電極は、可視光の反射率が４０％乃至１００％、好ましくは７０％乃至１００％であり、かつその抵抗率が１×１０^−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。また、半透過・半反射電極は、可視光の反射率が２０％乃至８０％、好ましくは４０％乃至７０％であり、かつその抵抗率が１×１０^−２Ωｃｍ以下の膜であるとする。

ＥＬ層に含まれる発光層から射出される発光は、反射電極と半透過・半反射電極とによって反射され、共振する。

当該発光デバイスは、透明導電膜や上述の複合材料、キャリア輸送材料などの厚みを変えることで反射電極と半透過・半反射電極の間の光学的距離を変えることができる。これにより、反射電極と半透過・半反射電極との間において、共振する波長の光を強め、共振しない波長の光を減衰させることができる。

なお、反射電極によって反射されて戻ってきた光（第１の反射光）は、発光層から半透過・半反射電極に直接入射する光（第１の入射光）と大きな干渉を起こすため、反射電極と発光層の光学的距離を（２ｎ−１）λ／４（ただし、ｎは１以上の自然数、λは増幅したい発光の波長）に調節することが好ましい。当該光学的距離を調節することにより、第１の反射光と第１の入射光との位相を合わせ発光層からの発光をより増幅させることができる。

なお、上記構成においては、ＥＬ層に複数の発光層を有する構造であっても、単一の発光層を有する構造であってもよく、例えば、上述のタンデム型発光デバイスの構成と組み合わせて、一つの発光デバイスに電荷発生層を挟んで複数のＥＬ層を設け、それぞれのＥＬ層に単数もしくは複数の発光層を形成する構成に適用してもよい。

マイクロキャビティ構造を有することで、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。なお、赤、黄、緑、青の４色の副画素で映像を表示する発光装置の場合、黄色発光による輝度向上効果のうえ、全副画素において各色の波長に合わせたマイクロキャビティ構造を適用できるため良好な特性の発光装置とすることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスを照明装置として用いる例を図５Ａおよび図５Ｂを参照しながら説明する。図５Ｂは照明装置の上面図、図５Ａは図５Ｂにおけるｅ−ｆ断面図である。

本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板４００上に、陽極４０１が形成されている。陽極４０１は実施の形態１における陽極１０１に相当する。陽極４０１側から発光を取り出す場合、陽極４０１は透光性を有する材料により形成する。

陰極４０４に電圧を供給するためのパッド４１２が基板４００上に形成される。

陽極４０１上にはＥＬ層４０３が形成されている。ＥＬ層４０３は実施の形態１におけるＥＬ層１０３の構成、又は発光ユニット５１１、５１２及び電荷発生層５１３を合わせた構成などに相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。

ＥＬ層４０３を覆って陰極４０４を形成する。陰極４０４は実施の形態１における陰極１０２に相当する。発光を陽極４０１側から取り出す場合、陰極４０４は反射率の高い材料によって形成される。陰極４０４はパッド４１２と接続することによって、電圧が供給される。

以上、陽極４０１、ＥＬ層４０３、及び陰極４０４を有する発光デバイスを本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。

以上の構成を有する発光デバイスが形成された基板４００と、封止基板４０７とをシール材４０５、４０６を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材４０５、４０６はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材４０６（図５Ｂでは図示せず）には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。

また、パッド４１２と陽極４０１の一部をシール材４０５、４０６の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したＩＣチップ４２０などを設けてもよい。

以上、本実施の形態に記載の照明装置は、ＥＬ素子に実施の形態１に記載の発光デバイスを用いており、信頼性の良好な発光装置とすることができる。また、消費電力の小さい発光装置とすることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１に記載の発光デバイスをその一部に含む電子機器の例について説明する。実施の形態１に記載の発光デバイスは寿命が良好であり、信頼性の良好な発光デバイスである。その結果、本実施の形態に記載の電子機器は、信頼性の良好な発光部を有する電子機器とすることが可能である。

上記発光デバイスを適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。

図６Ａは、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３は、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して構成されている。

テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作キー７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図６Ｂ１はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して表示部７２０３に用いることにより作製される。図６Ｂ１のコンピュータは、図６Ｂ２のような形態であってもよい。図６Ｂ２のコンピュータは、キーボード７２０４、ポインティングデバイス７２０６の代わりに第２の表示部７２１０が設けられている。第２の表示部７２１０はタッチパネル式となっており、第２の表示部７２１０に表示された入力用の表示を指や専用のペンで操作することによって入力を行うことができる。また、第２の表示部７２１０は入力用表示だけでなく、その他の画像を表示することも可能である。また表示部７２０３もタッチパネルであってもよい。二つの画面がヒンジで接続されていることによって、収納や運搬をする際に画面を傷つける、破損するなどのトラブルの発生も防止することができる。

図６Ｃは、携帯端末の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、実施の形態１に記載の発光デバイスをマトリクス状に配列して作製された表示部７４０２を有している。

図６Ｃに示す携帯端末は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることにより行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯端末内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯端末の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

表示部７４０２は、イメージセンサとして機能させることもできる。例えば、表示部７４０２に掌や指で触れ、掌紋、指紋等を撮像することで、本人認証を行うことができる。また、表示部に近赤外光を発光するバックライトまたは近赤外光を発光するセンシング用光源を用いれば、指静脈、掌静脈などを撮像することもできる。

なお、本実施の形態に示す構成は、実施の形態１乃至実施の形態３に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。

以上の様に実施の形態１に記載の発光デバイスを備えた発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１に記載の発光デバイスを用いることにより信頼性の高い電子機器を得ることができる。

図７Ａは、掃除ロボットの一例を示す模式図である。

掃除ロボット５１００は、上面に配置されたディスプレイ５１０１、側面に配置された複数のカメラ５１０２、ブラシ５１０３、操作ボタン５１０４を有する。また図示されていないが、掃除ロボット５１００の下面には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット５１００は、その他に赤外線センサ、超音波センサ、加速度センサ、ピエゾセンサ、光センサ、ジャイロセンサなどの各種センサを備えている。また、掃除ロボット５１００は、無線による通信手段を備えている。

掃除ロボット５１００は自走し、ゴミ５１２０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。

また、掃除ロボット５１００はカメラ５１０２が撮影した画像を解析し、壁、家具または段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ５１０３に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ５１０３の回転を止めることができる。

ディスプレイ５１０１には、バッテリーの残量や、吸引したゴミの量などを表示することができる。掃除ロボット５１００が走行した経路をディスプレイ５１０１に表示させてもよい。また、ディスプレイ５１０１をタッチパネルとし、操作ボタン５１０４をディスプレイ５１０１に設けてもよい。

掃除ロボット５１００は、スマートフォンなどの携帯電子機器５１４０と通信することができる。カメラ５１０２が撮影した画像は、携帯電子機器５１４０に表示させることができる。そのため、掃除ロボット５１００の持ち主は、外出先からでも、部屋の様子を知ることができる。また、ディスプレイ５１０１の表示をスマートフォンなどの携帯電子機器で確認することもできる。

本発明の一態様の発光装置はディスプレイ５１０１に用いることができる。

図７Ｂに示すロボット２１００は、演算装置２１１０、照度センサ２１０１、マイクロフォン２１０２、上部カメラ２１０３、スピーカ２１０４、ディスプレイ２１０５、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７、移動機構２１０８を備える。

マイクロフォン２１０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ２１０４は、音声を発する機能を有する。ロボット２１００は、マイクロフォン２１０２およびスピーカ２１０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。

ディスプレイ２１０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット２１００は、使用者の望みの情報をディスプレイ２１０５に表示することが可能である。ディスプレイ２１０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、ディスプレイ２１０５は取り外しのできる情報端末であってもよく、ロボット２１００の定位置に設置することで、充電およびデータの受け渡しを可能とする。

上部カメラ２１０３および下部カメラ２１０６は、ロボット２１００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ２１０７は、移動機構２１０８を用いてロボット２１００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット２１００は、上部カメラ２１０３、下部カメラ２１０６および障害物センサ２１０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。本発明の一態様の発光装置はディスプレイ２１０５に用いることができる。

図７Ｃはゴーグル型ディスプレイの一例を表す図である。ゴーグル型ディスプレイは、例えば、筐体５０００、表示部５００１、スピーカ５００３、ＬＥＤランプ５００４、接続端子５００６、センサ５００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン５００８、表示部５００２、支持部５０１２、イヤホン５０１３等を有する。

本発明の一態様の発光装置は表示部５００１および第２の表示部５００２に用いることができる。

図８は、実施の形態１に記載の発光デバイスを、照明装置である電気スタンドに用いた例である。図８に示す電気スタンドは、筐体２００１と、光源２００２を有し、光源２００２としては、実施の形態２に記載の照明装置を用いてもよい。

図９は、実施の形態１に記載の発光デバイスを、室内の照明装置３００１として用いた例である。実施の形態１に記載の発光デバイスは信頼性の高い発光デバイスであるため、信頼性の良い照明装置とすることができる。また、実施の形態１に記載の発光デバイスは大面積化が可能であるため、大面積の照明装置として用いることができる。また、実施の形態１に記載の発光デバイスは、薄型であるため、薄型化した照明装置として用いることが可能となる。

実施の形態１に記載の発光デバイスは、自動車のフロントガラスやダッシュボードにも搭載することができる。図１０に実施の形態１に記載の発光デバイスを自動車のフロントガラスやダッシュボードに用いる一態様を示す。表示領域５２００乃至表示領域５２０３は実施の形態１に記載の発光デバイスを用いて設けられた表示である。

表示領域５２００と表示領域５２０１は自動車のフロントガラスに設けられた実施の形態１に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。実施の形態１に記載の発光デバイスは、陽極と陰極を、透光性を有する電極で作製することによって、反対側が透けて見える、いわゆるシースルー状態の表示装置とすることができる。シースルー状態の表示であれば、自動車のフロントガラスに設置したとしても、視界の妨げになることなく設置することができる。なお、駆動のためのトランジスタなどを設ける場合には、有機半導体材料による有機トランジスタや、酸化物半導体を用いたトランジスタなど、透光性を有するトランジスタを用いるとよい。

表示領域５２０２はピラー部分に設けられた実施の形態１に記載の発光デバイスを搭載した表示装置である。表示領域５２０２には、車体に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって、ピラーで遮られた視界を補完することができる。また、同様に、ダッシュボード部分に設けられた表示領域５２０３は車体によって遮られた視界を、自動車の外側に設けられた撮像手段からの映像を映し出すことによって死角を補い、安全性を高めることができる。見えない部分を補完するように映像を映すことによって、より自然に違和感なく安全確認を行うことができる。

表示領域５２０３はまたナビゲーション情報、速度計や回転計、走行距離、燃料計、ギア状態、空調の設定などを表示することで、様々な情報を提供することができる。表示は使用者の好みに合わせて適宜その表示項目やレイアウトを変更することができる。なお、これら情報は表示領域５２００乃至表示領域５２０２にも設けることができる。また、表示領域５２００乃至表示領域５２０３は照明装置として用いることも可能である。

また、図１１Ａ~図１１Ｃに、折りたたみ可能な携帯情報端末９３１０を示す。図１１Ａに展開した状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１１Ｂに展開した状態又は折りたたんだ状態の一方から他方に変化する途中の状態の携帯情報端末９３１０を示す。図１１Ｃに折りたたんだ状態の携帯情報端末９３１０を示す。携帯情報端末９３１０は、折りたたんだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では、継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。

表示パネル９３１１はヒンジ９３１３によって連結された３つの筐体９３１５に支持されている。なお、表示パネル９３１１は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。また、表示パネル９３１１は、ヒンジ９３１３を介して２つの筐体９３１５間を屈曲させることにより、携帯情報端末９３１０を展開した状態から折りたたんだ状態に可逆的に変形させることができる。本発明の一態様の発光装置を表示パネル９３１１に用いることができる。

また、図１２Ａ、図１２Ｂに、折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０を示す。折りたたみ可能な携帯情報端末５１５０は筐体５１５１、表示領域５１５２および屈曲部５１５３を有している。図１２Ａに展開した状態の携帯情報端末５１５０を示す。図１２Ｂに折りたたんだ状態の携帯情報端末を示す。携帯情報端末５１５０は、大きな表示領域５１５２を有するにも関わらず、折りたためばコンパクトで可搬性に優れる。

表示領域５１５２は屈曲部５１５３により半分に折りたたむことができる。屈曲部５１５３は伸縮可能な部材と複数の支持部材とで構成されており、折りたたむ場合は、伸縮可能な部材が伸び。屈曲部５１５３は２ｍｍ以上、好ましくは３ｍｍ以上の曲率半径を有して折りたたまれる。

なお、表示領域５１５２は、タッチセンサ（入力装置）を搭載したタッチパネル（入出力装置）であってもよい。本発明の一態様の発光装置を表示領域５１５２に用いることができる。

本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス１および比較発光デバイス２と、比較の発光デバイスである比較発光デバイス１の作製方法を示す。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。

≪発光デバイス１の作製方法≫
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は４ｍｍ^２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。

次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。

その後、１０^−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で３０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。

次に、陽極１０１が形成された面が下方となるように、陽極１０１が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、陽極１０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式（ｉ）で表されるＮ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）と、電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００１）とを、質量比で１：０．１（＝ＢＢＡＢｎｆ：ＯＣＨＤ−００１）となるように、１０ｎｍ共蒸着して正孔注入層１１１を形成した。

次に、正孔注入層１１１上に、第１の正孔輸送層１１２−１として、ＢＢＡＢｎｆを２０ｎｍとなるように蒸着した後、第２の正孔輸送層１１２−２として、上記構造式（ｉｉ）で表される３，３’−（ナフタレン−１，４−ジイル）ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＮ２）を１０ｎｍとなるように蒸着して正孔輸送層１１２を形成した。なお、第２の正孔輸送層１１２−２は電子ブロック層としても機能する。

続いて、上記構造式（ｉｉｉ）で表される９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）と（ｉｖ）で表される３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）とを、質量比１：０．０１５（＝αＮ−βＮＰＡｎｔｈ：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）となるように２５ｎｍ共蒸着して発光層１１３を形成した。

その後、発光層１１３上に、ＯＣＥＴ０１０と上記構造式（ｖ）で表される８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを質量比１：２（＝ＯＣＥＴ０１０：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着した後、質量比２：１（＝ＯＣＥＴ０１０：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。なお、ＯＣＥＴ０１０は電子輸送性を有する有機化合物である。

電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成した後、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着して本実施例の発光デバイス１を作製した。

≪発光デバイス２の作製方法≫
発光デバイス２は、発光デバイス１におけるＯＣＥＴ０１０を上記構造式（ｖｉ）で表される２，９−ジ（２−ナフチル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）に変えた他は発光デバイス１と同様に作製した。

≪比較発光デバイス１の作製方法≫
比較発光デバイス１は、発光デバイス１におけるＯＣＥＴ０１０を、上記構造式（ｉｉｉ）で表されるαＮ−βＮＰＡｎｔｈに変えた他は、発光デバイス１と同様に作製した。

発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の素子構造を以下の表にまとめる。

これら発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。

発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の輝度−電流密度特性を図１３に、電流効率−輝度特性を図１４に、輝度−電圧特性を図１５に、電流−電圧特性を図１６に、外部量子効率−輝度特性を図１７に、発光スペクトルを図１８に示す。また、発光デバイス１、発光デバイス２および比較発光デバイス１の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性を表２に示す。

図１３乃至図１８及び表２より、３デバイス共に良好な初期特性を有する青色発光デバイスであることがわかった。

また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図１９に示す。図１９で示すように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス１および発光デバイス２は、比較発光デバイス１と比較して、寿命の良好な発光デバイスであることが分かった。特に発光デバイス１は、駆動初期に輝度の上昇があることで、より寿命の長い発光デバイスとなっている。また、発光デバイス２は長期劣化の傾きが小さく長期間の駆動に強い発光デバイスである。

ここで、各々のデバイスにおける電子輸送層に用いた材料のフォトルミネッセンス特性を調査した結果を示す。測定には蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製　ＦＳ９２０）または蛍光光度計（（株）日本分光製　ＦＰ−８６００）を用いた。図２０に、発光デバイス１で用いたＯＣＥＴ０１０Ｑ膜、Ｌｉｑ膜、およびＯＣＥＴ０１０とＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを、図２１に発光デバイス２で用いたＮＢＰｈｅｎ膜、Ｌｉｑ膜、およびＮＢＰｈｅｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを、図２２に比較発光デバイス１で用いたαＮ−βＮＰＡｎｔｈ膜、Ｌｉｑ膜、およびαＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを示した。

図２０より、ＯＣＥＴ０１０とＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルは、ＯＣＥＴ０１０膜、Ｌｉｑ膜の発光スペクトルと比較して大きく長波長側にシフトしており、ＯＣＥＴ０１０とＬｉｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。同様に、図２１よりＮＢＰｈｅｎとＬｉｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。一方、図２２では、αＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑとの混合膜のスペクトルは、多少長波長側にブロードになっているもののＬｉｑのスペクトルとほぼ同様であったため、励起錯体は形成されていないと考えられる。

なお、励起錯体は二つの物質の分子軌道が相互作用することによって、一つの励起錯体を形成するが、当該励起錯体は二つの物質の準位のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と、深い方のＬＵＭＯ準位との差に相当する波長にピークを有する発光を呈するとされている。

ＨＯＭＯ準位および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。

測定装置としては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。また、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。なお、測定は室温（２０~２５℃）で行った。また、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］および還元電位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、本実施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、−４．９４［ｅＶ］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準位およびＬＵＭＯ準位をそれぞれ求めることができる（ＥａおよびＥｃはそれぞれ１電子酸化および１電子還元の電位であるため、電位の値をそのまま電子ボルトに換算して計算することができる）。

図３３に、ＯＣＥＴ０１０の酸化−還元波を示した。ＯＣＥＴ０１０の酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は０．９３６Ｖに観測され、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は０．８２２Ｖに観測された。これより、Ｅａは０．８８Ｖと求めることができ、ＯＣＥＴ０１０のＨＯＭＯ準位は−５．８２ｅＶと算出することができた。

同様に図３４、ＯＣＥＴ０１０の還元−酸化波を示した。ＯＣＥＴ０１０の還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．１１３Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−２．０２９Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−２．０７Ｖと求めることができ、ＯＣＥＴ０１０のＬＵＭＯ準位は−２．８７ｅＶと算出することができた。

図３５に、ＮＢＰｈｅｎの酸化−還元波を示した。ＮＢＰｈｅｎの酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は、約１．３Ｖ付近にブロードなショルダーピークとして観測された。一方、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は観測されなかったので、ＥｐａとＥｐｃとの差は０．１Ｖ程度であると仮定した（電子移動が十分に早い理想的な拡散系では、ＥｐａとＥｐｃの差が６０ｍＶ弱であることが知られているため）。すなわちここでは、ＮＢＰｈｅｎの酸化−還元波におけるＥｐｃを１．２Ｖとした。これにより、ＮＰＢｈｅｎのＥａは１．２５Ｖと求めることができるが、Ｅｐａのピークがブロードであること及び上記仮定より、小数点第一位までを有効数字として計算すべきであるので、ＮＢＰｈｅｎのＨＯＭＯ準位は約−６．２ｅＶと算出される。

同様に図３６に、ＮＢＰｈｅｎの還元−酸化波を示した。ＮＢＰｈｅｎの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．１６６Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−２．０６２Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−２．１２Ｖと求めることができ、ＮＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位は−２．８３ｅＶと算出することができた。

図３７に、Ｌｉｑの酸化−還元波を示した。これよりＬｉｑの酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は、０．７７ｅＶ付近にショルダーピークとして観測された。一方、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は観測されなかったので、ＥｐａとＥｐｃとの差は０．１Ｖ程度であると仮定した（電子移動が十分に早い理想的な拡散系では、ＥｐａとＥｐｃの差が６０ｍＶ弱であることが知られているため）。すなわちここでは、Ｌｉｑの酸化−還元波におけるＥｐｃを０．６７Ｖとした。これにより、ＬｉｑのＥａは０．７２ｅＶと計算することができるが、上記仮定より小数点第一位までを有効数字として計算すべきであるので、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位は約−５．７ｅＶと算出される。

同様に、図３８に、Ｌｉｑの還元−酸化波を示した。なお、図３８Ｂは、図３８Ａにおける−１．７Ｖ乃至−２．８Ｖの範囲を拡大して示したグラフである。これよりＬｉｑの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．２９Ｖ付近にショルダーピークとして観測された。一方、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は観測されなかったので、ＥｐａとＥｐｃとの差は０．１Ｖ程度であると仮定した（電子移動が十分に早い理想的な拡散系では、ＥｐａとＥｐｃの差が６０ｍＶ弱であることが知られているため）。すなわちここでは、Ｌｉｑの還元−酸化波におけるＥｐｃを−２．１９Ｖと仮定した。これにより、ＬｉｑのＥｃは−２．２４ｅＶと求めることができるが、上記仮定より小数点第一位までを有効数字として計算すべきであるので、ＬｉｑのＬＵＭＯ準位は−２．７ｅＶと算出される。

表３に、上記のように求めた発光デバイス１および発光デバイス２の電子輸送層に用いられた電子輸送性を有する有機化合物であるＯＣＥＴ０１０およびＮＢＰｈｅｎのＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位、およびこれら２材料のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉｑのＨＯＭＯ準位との差（ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}）、Ｌｉｑとの励起錯体の発光スペクトルのピーク波長（λｐ_Ｅｘ）、当該ピーク波長をエネルギーに換算した値（Ｅ_Ｅｘ）、およびΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}からＥ_Ｅｘを引いた値（ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘ）を示す。上記の通り、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位の有効数字が小数点第一位までであることから、ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}、ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘのいずれも小数点第一位までを有効数字としている。

図２０、図２１からわかるように、発光デバイス１および発光デバイス２の電子輸送層において、ＯＣＥＴ０１０およびＮＢＰｈｅｎはアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉｑと励起錯体を形成していると考えられる（なお、混合膜の吸収スペクトルには、混合することにより発生した新たな吸収ピークが観測されなかったため、励起錯体と特定できる）。前述のとおり、通常であれば当該励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とＯＣＥＴ０１０のＬＵＭＯ準位との差、あるいはＬｉｑのＨＯＭＯ準位とＮＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位との差に近い値になるはずであるが、表３のように本願の発光デバイスにおいてそのΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘはそれぞれ０．６ｅＶ、０．９ｅＶと大きな値を示している。本発明の一態様の発光デバイスは、このようにΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘが０．５ｅＶ以上となる発光デバイスであり、当該発光デバイスの電子輸送層において形成された励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とＯＣＥＴ０１０またはＮＢＰｈｅｎのＬＵＭＯ準位との差よりも０．５ｅＶ以上小さい値となっていることがわかった。

また、励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上である発光デバイス２は、５７０ｎｍ以下である発光デバイス１と比較してより長期劣化の傾きが小さい発光デバイスとなっていた。また、発光デバイス２は励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が６１０ｎｍ以上であり、より発光効率の良好な発光デバイスであることがわかった。

続いて、発光デバイス２で電子輸送層１１４に使用したＮＢＰｈｅｎとＬｉｑとを混合した膜をＴｏＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）により分析した結果の一部を図２３に示す。図２３は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ分析におけるポジティブイオン（正イオン）のｍ／ｚが７３０乃至７６０の範囲における結果を示している。図中、ｍ／ｚ＝７４０にイオンが検出されているが、このイオンはＮＢＰｈｅｎの分子量＋Ｌｉｑの分子量＋Ｌｉの原子量−２のイオンに相当する。これは、本発明の発光デバイスにおける電子輸送層の構成を有する材料を測定した際に得られる特徴的な結果である。

電子輸送性を有する有機化合物とアルカリ金属の有機化合物を含む電子輸送層を有する発光デバイスにおいて、電子輸送性を有する有機化合物の分子量がＭ_Ｅ、アルカリ金属の有機金属錯体の分子量がＭ_ＡＣｏｍ、アルカリ金属の分子量がＭ_Ａであった場合、質量分析法にて当該電子輸送層または電子輸送層と同等の膜を測定した際に質量電荷比ｍ／ｚ＝Ｍ_Ｅ＋Ｍ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａ−２に正イオンが検出され、且つ上記ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}（電子輸送性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体のＨＯＭＯ準位の差）２．９ｅＶ以下である発光デバイスは、上述の発光デバイス１および発光デバイス２のように寿命の良好な発光デバイスとすることができる。なお、比較発光デバイス１の電子輸送層にはαＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑとの混合膜を用いているが、αＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜は励起錯体を形成していないのみならず、そのΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}も３．０ｅＶである。

本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス３の作製方法を示す。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。

≪発光デバイス３の作製方法≫
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は４ｍｍ^２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。

その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−フェニル−３−［１０−（３−ピリジル）−９−アントリル］フェニルキノキサリン（略称：ＰｙＡ１ＰＱ）と上記構造式（ｖｉ）で表される８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを質量比１：２（＝ＰｙＡ１ＰＱ：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着した後、質量比２：１（＝ＰｙＡ１ＰＱ：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成した後、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着して本実施例の発光デバイス３を作製した。

発光デバイス３の素子構造を以下の表にまとめる。

この発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光デバイス３の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。

発光デバイス３の輝度−電流密度特性を図２４に、電流効率−輝度特性を図２５に、輝度−電圧特性を図２６に、電流−電圧特性を図２７に、外部量子効率−輝度特性を図２８に、発光スペクトルを図２９に示す。また、発光デバイス３の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性を表５に示す。

図２４乃至図２９及び表５より、発光デバイス３は良好な初期特性を有する青色発光デバイスであることがわかった。

また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図３０に示す。図３０で示すように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス３は、駆動初期に輝度の上昇があることで初期劣化が抑制され、さらに、長期劣化の傾きが小さいことで、非常に寿命の長い発光デバイスとなっている。

ここで、発光デバイス３の電子輸送層に用いた材料のフォトルミネッセンス特性を調査した結果を示す。測定には蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製　ＦＳ９２０）を用いた。図３１に、発光デバイス３で用いたＰｙＡ１ＰＱ膜、Ｌｉｑ膜、およびＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを示した。

図３１より、ＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルは、ＰｙＡ１ＰＱ膜、Ｌｉｑ膜の発光スペクトルと比較して大きく長波長側にシフトしており、ＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。

表６に、各発光デバイス３の電子輸送層に用いられた電子輸送性を有する有機化合物であるＰｙＡ１ＰＱのＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位、およびＰｙＡ１ＰＱのＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉｑのＨＯＭＯ準位との差（ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}）、Ｌｉｑとの励起錯体の発光スペクトルのピーク波長（λｐ_Ｅｘ）、当該ピーク波長をエネルギーに換算した値（Ｅ_Ｅｘ）、およびΔＥ_{ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ}からＥ_Ｅｘを引いた値（ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘ）を示す。ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の測定方法および計算方法については、実施例１に記載したため割愛する。実施例１の記載を参照されたい。ＬｉｑのＨＯＭＯ準位の有効数字が小数点第一位までであることから、ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}、ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘのいずれも小数点第一位までを有効数字としている点も実施例１と同様である。

なお、図３９に、ＰｙＡ１ＰＱの酸化−還元波を示した。ＰｙＡ１ＰＱの酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は１．０４５Ｖに観測され、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は０．８８５Ｖに観測された。これより、Ｅａは０．９７Ｖと求めることができ、ＰｙＡ１ＰＱのＨＯＭＯ準位は−５．９１ｅＶと算出することができた。

同様に図４０、ＰｙＡ１ＰＱの還元−酸化波を示した。ＰｙＡ１ＰＱの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−１．９８４Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−１．９０４Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−１．９４Ｖと求めることができ、ＰｙＡ１ＰＱのＬＵＭＯ準位は−３．００ｅＶと算出することができた。

図３１からわかるように、発光デバイス３の電子輸送層において、ＰｙＡ１ＰＱはＬｉｑと励起錯体を形成していると考えられる（なお、混合膜の吸収スペクトルには、混合することにより発生した新たな吸収ピークが観測されなかったため、励起錯体と特定できる）。前述のとおり、通常であれば当該励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とＰｙＡ１ＰＱのＬＵＭＯ準位との差に近い値になるはずであるが、表６のように発光デバイス３においてΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘは０．６ｅＶと大きな値を示している。本発明の一態様の発光デバイスは、このようにΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘが０．５ｅＶ以上となる発光デバイスであり、当該発光デバイスの電子輸送層において形成された励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とＰｙＡ１ＰＱのＬＵＭＯ準位との差よりも０．５ｅＶ以上小さい値となっていることがわかった。

また、励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上である発光デバイス３は、長期劣化の傾きが小さい発光デバイスとなっていた。また、発光デバイス３は励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満であり、駆動初期の輝度上昇と長期劣化の傾きの小ささを合わせ持った非常に良好な寿命を有する発光デバイスである。

続いて、発光デバイス３で電子輸送層１１４に使用したＰｙＡ１ＰＱとＬｉｑとを混合した膜をＴｏＦ−ＳＩＭＳにより分析した結果の一部を図３２に示す。図３２は、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ分析におけるポジティブイオン（正イオン）のｍ／ｚ６８５乃至７１０の範囲における結果を示している。図中、ｍ／ｚ６９１にイオンが検出されているが、このイオンはＰｙＡ１ＰＱ（分子量）＋Ｌｉｑ（分子量）＋Ｌｉ（原子量）−２のイオンに相当する。これは、本発明の発光デバイスにおける電子輸送層の構成を有する材料を測定した際に得られる特徴的な結果である。

電子輸送性を有する有機化合物の分子量がＭ_Ｅ、アルカリ金属の有機金属錯体の分子量がＭ_ＡＣｏｍ、アルカリ金属の分子量がＭ_Ａであった場合、質量分析法において当該電子輸送層または電子輸送層と同等の膜を測定した際に、質量電荷比ｍ／ｚ＝Ｍ_Ｅ＋Ｍ_ＡＣｏｍ＋Ｍ_Ａ−２に正イオンが検出され、且つ上記ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}（電子輸送性を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体のＨＯＭＯ準位の差）２．９ｅＶ以下である発光デバイスは、上述の発光デバイス３のように寿命の良好な発光デバイスとすることができる。

本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス４の作製方法を示す。本実施例で用いた材料の構造式を以下に示す。

≪発光デバイス４の作製方法≫
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は４ｍｍ^２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。

その後、発光層１１３上に、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）と上記構造式（ｖｉ）で表される８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを質量比１：２（＝ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着した後、質量比２：１（＝ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ：Ｌｉｑ）となるように１２．５ｎｍ共蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、Ｌｉｑを膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成した後、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着して本実施例の発光デバイス４を作製した。

発光デバイス４の素子構造を表にまとめる。

この発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。

発光デバイス４の輝度−電流密度特性を図４１に、輝度−電圧特性を図４２に、電流効率−輝度特性を図４３に、電流−電圧特性を図４４に、外部量子効率−輝度特性を図４５に、発光スペクトルを図４６に示す。また、発光デバイス３の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性を表８に示す。

図４１乃至図４６及び表８より、発光デバイス４は良好な初期特性を有する青色発光デバイスであることがわかった。

また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図４７に示す。図４７で示すように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス４は、寿命の長い発光デバイスとなっている。

ここで、発光デバイス４の電子輸送層に用いた材料のフォトルミネッセンス特性を調査した結果を示す。図４８に、発光デバイス４で用いたｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜、Ｌｉｑ膜、およびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを示した。なお、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜の測定には蛍光光度計　（日本分光製ＦＰ−８６００）、その他の膜の測定には蛍光光度計（（株）浜松ホトニクス製　ＦＳ９２０）を用いた。

図４８より、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルは、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜、Ｌｉｑ膜の発光スペクトルと比較して長波長側にシフトしており、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。

表９に、発光デバイス４の電子輸送層に用いられた電子輸送性を有する有機化合物であるｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位、およびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉｑのＨＯＭＯ準位との差（ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}）、Ｌｉｑとの励起錯体の発光スペクトルのピーク波長（λｐ_Ｅｘ）、当該ピーク波長をエネルギーに換算した値（Ｅ_Ｅｘ）、およびΔＥ_{ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯ}からＥ_Ｅｘを引いた値（ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘ）を示す。ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の測定方法および計算方法については、実施例１に記載したため割愛する。実施例１の記載を参照されたい。ＬｉｑのＨＯＭＯ準位の有効数字が小数点第一位までであることから、ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}、ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘのいずれも小数点第一位までを有効数字としている点も実施例１と同様である。

図４９に、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの還元−酸化波を示した。ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．００１Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−１．９１７Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−１．９６Ｖと求めることができ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＬＵＭＯ準位は−２．９８ｅＶと算出することができた。

図４９からわかるように、発光デバイス４の電子輸送層において、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉｑは励起錯体を形成していると考えられる（なお、混合膜の吸収スペクトルには、混合することにより発生した新たな吸収ピークが観測されなかったため、励起錯体と特定できる）。前述のとおり、通常であれば当該励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＬＵＭＯ準位との差に近い値になるはずであるが、表９のように発光デバイス４においてΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘは０．３ｅＶと大きな値を示している。本実施例の発光デバイスは、このようにΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘが０．３ｅＶ以上となる発光デバイスであり、当該発光デバイスの電子輸送層において形成された励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位とｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎのＬＵＭＯ準位との差よりも０．３ｅＶ以上小さい値となっていることがわかった。

本実施例では、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス５乃至発光デバイス７の作製方法を示す。本実施例で用いた有機化合物の構造式を以下に示す。

≪発光デバイス５の作製方法≫
まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法にて成膜し、陽極１０１を形成した。なお、その膜厚は７０ｎｍとし、電極面積は４ｍｍ^２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。

その後、発光層１１３上に、αＮ−βＮＰＡｎｔｈと上記構造式（ｉｘ）で表される４−メチル−８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉ−４ｍｑ）とを質量比１：１（＝αＮ−βＮＰＡｎｔｈ：Ｌｉ−４ｍｑ）となるように２５ｎｍ共蒸着し、電子輸送層１１４を形成した。

電子輸送層１１４を形成した後、上記構造式（ｖｉ）で表される８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）を膜厚１ｎｍとなるように蒸着して電子注入層１１５を形成した後、陰極１０２としてアルミニウムを２００ｎｍの膜厚となるように蒸着して本実施例の発光デバイス５を作製した。

≪発光デバイス６の作製方法≫
発光デバイス６は、発光デバイス５におけるαＮ−βＮＰＡｎｔｈを上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）に変えた他は発光デバイス５と同様に作製した。

≪発光デバイス７の作製方法≫
発光デバイス７は、発光デバイス５におけるαＮ−βＮＰＡｎｔｈを、上記構造式（ｖｉｉｉ）で表される２−フェニル−３−［１０−（３−ピリジル）−９−アントリル］フェニルキノキサリン（略称：ＰｙＡ１ＰＱ）に変えた他は、発光デバイス５と同様に作製した。

発光デバイス５乃至発光デバイス７の素子構造を表にまとめる。

これら発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、発光デバイスが大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、８０℃にて１時間熱処理）を行った後、発光デバイス５乃至発光デバイス７の初期特性及び信頼性について測定を行った。なお、測定は室温で行った。

発光デバイス５乃至発光デバイス７の輝度−電流密度特性を図５０に、輝度−電圧特性を図５１に、電流効率−輝度特性を図５２に、電流−電圧特性を図５３に、外部量子効率−輝度特性を図５４に、発光スペクトルを図５５に示す。また、発光デバイス５乃至発光デバイス７の１０００ｃｄ／ｍ^２付近における主要な特性を表１１に示す。

図５０乃至図５５及び表１１より、３デバイス共に良好な初期特性を有する青色発光デバイスであることがわかった。

また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ^２における駆動時間に対する輝度の変化を表すグラフを図５６に示す。図５６で示すように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス５乃至発光デバイス７は寿命の良好な発光デバイスであることが分かった。

ここで、各々のデバイスにおける電子輸送層に用いた材料のフォトルミネッセンス特性を調査した結果を示す。測定は実施例１と同様に行った。図５７に、発光デバイス５で用いたαＮ−βＮＰＡｎｔｈ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜、およびαＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉ−４ｍｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを、図５８に発光デバイス６で用いたｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜、およびｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉ−４ｍｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを、図５９に発光デバイス７で用いたＰｙＡ１ＰＱ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜、およびＰｙＡ１ＰＱとＬｉ−４ｍｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルを示した。

図５７より、αＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉ−４ｍｑを１：１（質量比）で混合した混合膜の発光スペクトルは、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ膜、Ｌｉ−４ｍｑ膜の発光スペクトルと比較して大きく長波長側にシフトしており、αＮ−βＮＰＡｎｔｈとＬｉ−４ｍｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。同様に、図５８よりｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎとＬｉ−４ｍｑとが、図５９では、ＰｙＡ１ＰＱとＬｉ−４ｍｑとが励起錯体を形成していることが示唆される。

なお、励起錯体は二つの物質の分子軌道が相互作用することによって、一つの励起錯体を形成するが、当該励起錯体は二つの物質の準位のうち、浅い方のＨＯＭＯ準位と、深い方のＬＵＭＯ準位との差に相当する波長にピークを有する発光を呈するとされている。ＨＯＭＯ準位およびＬＵＭＯ準位の測定方法および計算方法については、実施例１に記載したため割愛する。実施例１の記載を参照されたい。ＬｉｑのＨＯＭＯ準位の有効数字が小数点第一位までであることから、ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}、ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘのいずれも小数点第一位までを有効数字としている点も実施例１と同様である。

図６０に、αＮ−βＮＰＡｎｔｈの酸化−還元波を示した。αＮ−βＮＰＡｎｔｈの酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は０．９７８Ｖに観測され、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は０．８４０Ｖに観測された。これより、Ｅａは０．９１Ｖと求めることができ、αＮ−βＮＰＡｎｔｈのＨＯＭＯ準位は−５．８５ｅＶと算出することができた。

同様に図６１に、αＮ−βＮＰＡｎｔｈの還元−酸化波を示した。αＮ−βＮＰＡｎｔｈの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．２４８Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−２．１６１Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−２．２０Ｖと求めることができ、αＮ−βＮＰＡｎｔｈのＬＵＭＯ準位は−２．７４ｅＶと算出することができた。

また、図６２に、Ｌｉ−４ｍｑの酸化−還元波を示した。これよりＬｉ−４ｍｑの酸化−還元波における酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は、０．７０ｅＶ付近にショルダーピークとして観測された。一方、還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は観測されなかったので、ＥｐａとＥｐｃとの差は０．１Ｖ程度であると仮定した（電子移動が十分に早い理想的な拡散系では、ＥｐａとＥｐｃの差が６０ｍＶ弱であることが知られているため）。すなわちここでは、Ｌｉ−４ｍｑの酸化−還元波におけるＥｐｃを０．６０Ｖとした。これにより、Ｌｉ−４ｍｑのＥａは０．６５ｅＶと計算することができるが、上記仮定より小数点第一位までを有効数字として計算すべきであるので、Ｌｉ−４ｍｑのＨＯＭＯ準位は約−５．６ｅＶと算出される。

同様に図６３、Ｌｉ−４ｍｑの還元−酸化波を示した。Ｌｉ−４ｍｑの還元−酸化波における還元ピーク電位（Ｅｐｃ）は−２．４３７Ｖに観測され、酸化ピーク電位（Ｅｐａ）は−２．３２５Ｖに観測された。これより、Ｅｃは−２．３８Ｖと求めることができ、Ｌｉ−４ｍｑのＬＵＭＯ準位は−２．５６ｅＶと算出することができた。

表１２に、上記のように求めた発光デバイス５乃至発光デバイス７の電子輸送層に用いられた電子輸送性を有する有機化合物であるαＮ−βＮＰＡｎｔｈ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎおよびＰｙＡ１ＰＱのＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位、およびこれら３材料のＬＵＭＯ準位とアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉ−４ｍｑのＨＯＭＯ準位との差（ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}）、Ｌｉｑとの励起錯体の発光スペクトルのピーク波長（λｐ_Ｅｘ）、当該ピーク波長をエネルギーに換算した値（Ｅ_Ｅｘ）、およびΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}からＥ_Ｅｘを引いた値（ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘ）を示す。上記の通り、ＬｉｑのＨＯＭＯ準位の有効数字が小数点第一位までであることから、ΔＥ_{ＬＵＭＯ−ＨＯＭＯ}、ΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘのいずれも小数点第一位までを有効数字としている。

図５７乃至図５９からわかるように、発光デバイス５乃至発光デバイス７の電子輸送層において、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎおよびＰｙＡ１ＰＱはアルカリ金属の有機金属錯体であるＬｉ−４ｍｑと励起錯体を形成していると考えられる（なお、混合膜の吸収スペクトルには、混合することにより発生した新たな吸収ピークが観測されなかったため、励起錯体と特定できる）。前述のとおり、通常であれば当該励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、Ｌｉ−４ｍｑのＨＯＭＯ準位とαＮ−βＮＰＡｎｔｈ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎおよびＰｙＡ１ＰＱそれぞれのＬＵＭＯ準位との差に近い値になるはずであるが、表１２のように本願の発光デバイスにおいてそのΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘは０．４ｅＶから０．５ｅＶと大きな値を示している。本発明の一態様の発光デバイスは、このようにΔＥ_ＨＬ−Ｅ_Ｅｘが０．３ｅＶまたは０．５ｅＶ以上となる発光デバイスであり、当該発光デバイスの電子輸送層において形成された励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値は、Ｌｉ−４ｍｑのＨＯＭＯ準位とαＮ−βＮＰＡｎｔｈ、ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎおよびＰｙＡ１ＰＱのＬＵＭＯ準位との差よりも０．３ｅＶまたは０．５ｅＶ以上小さい値となっていることがわかった。

（参考例１）
≪合成例１≫
本参考例では、実施例２において用いた２−フェニル−３−［１０−（３−ピリジル）−９−アントリル］フェニルキノキサリン（略称：ＰｙＡ１ＰＱ）の合成方法について説明する。ＰｙＡ１ＰＱの構造を以下に示す。

５０ｍＬ３口フラスコに３−（１０−ブロモ−９−アントリル）ピリジン０．７４ｇ（２．２ｍｍｏｌ）、トリ（オルト−トリル）ホスフィン０．２６ｇ（０．８５ｍｍｏｌ）、４−（３−フェニルキノキサリン−２−イル）フェニルボロン酸０．７３ｇ（２．３ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム水溶液１．３ｇ（９．０ｍｍｏｌ）、エチレングリコールジメチルエーテル（ＤＭＥ）４０ｍＬ、水４．４ｍＬを加えた。この混合物を、減圧下で攪拌することで脱気し、フラスコ内を窒素置換した。

このフラスコ内の混合物に酢酸パラジウム（ＩＩ）６５ｍｇ（０．２９ｍｍｏｌ）を加え、窒素気流下、８０℃で１１時間攪拌した。撹拌後、フラスコ内の混合物に水を加え、トルエンで抽出した。得られた抽出溶液を飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。これを自然濾過し、濾液を濃縮して、油状物を得た。得られた油状物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで２回（クロロホルムとトルエン：酢酸エチル＝５：１）精製し、トルエン／ヘキサンで再結晶し、目的物の黄色固体を収量０．４３ｇ、収率３６％で得た。合成スキームを下記式に示す。

得られた黄色固体０．４４ｇを、トレインサブリメーション法により昇華精製した。昇華精製は、圧力１０Ｐａ、アルゴン流量５．０ｍＬ／ｍｉｎ、２６０℃とし、１８時間の加熱条件で行った。昇華精製後、目的物の黄色固体を０．３５ｇ、回収率７９％で得た。

なお、上記反応で得られた黄色固体の核磁気共鳴分光法（^１Ｈ−ＮＭＲ）による分析結果を下記に示す。この結果から、本実施例において、上述の構造式で表されるＰｙＡ１ＰＱが得られたことがわかった。

^１Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３，３００ＭＨｚ）：δ＝７．３７−７．５０（ｍ，９Ｈ）、７．５６−７．７８（ｍ，９Ｈ）、７．８２−７．８６（ｍ，３Ｈ）、８．２４−８．３０（ｍ，２Ｈ）、８．７５（ｄｄ，Ｊ＝１．８Ｈｚ，０．９Ｈｚ，１Ｈ）、８．８４（ｄｄ，Ｊ＝４．８Ｈｚ，１．８Ｈｚ，１Ｈ）。

１０１：陽極、１０２：陰極、１０３：ＥＬ層、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１２−１：第１の正孔輸送層、１１２−２：第２の正孔輸送層、１１３：発光層、１１４：電子輸送層、１１４−１：第１の電子輸送層、１１４−２：第２の電子輸送層、１１５：電子注入層、４００：基板、４０１：陽極、４０３：ＥＬ層、４０４：陰極、４０５：シール材、４０６：シール材、４０７：封止基板、４１２：パッド、４２０：ＩＣチップ、５０１：陽極、５０２：陰極、５１１：第１の発光ユニット、５１２：第２の発光ユニット、５１３：電荷発生層、６０１：駆動回路部（ソース線駆動回路）、６０２：画素部、６０３：駆動回路部（ゲート線駆動回路）、６０４：封止基板、６０５：シール材、６０７：空間、６０８：配線、６０９：ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）、６１０：素子基板、６１１：スイッチング用ＦＥＴ、６１２：電流制御用ＦＥＴ、６１３：陽極、６１４：絶縁物、６１６：ＥＬ層、６１７：陰極、６１８：発光デバイス、１００１：基板、１００２：下地絶縁膜、１００３：ゲート絶縁膜、１００６：ゲート電極、１００７：ゲート電極、１００８：ゲート電極、１０２０：第１の層間絶縁膜、１０２１：第２の層間絶縁膜、１０２２：電極、１０２４Ｗ：陽極、１０２４Ｒ：陽極、１０２４Ｇ：陽極、１０２４Ｂ：陽極、１０２５：隔壁、１０２８：ＥＬ層、１０２９：陰極、１０３１：封止基板、１０３２：シール材、１０３３：透明な基材、１０３４Ｒ：赤色の着色層、１０３４Ｇ：緑色の着色層、１０３４Ｂ：青色の着色層、１０３５：ブラックマトリクス、１０３６：オーバーコート層、１０３７：第３の層間絶縁膜、１０４０：画素部、１０４１：駆動回路部、１０４２：周辺部、２００１：筐体、２００２：光源、２１００：ロボット、２１１０：演算装置、２１０１：照度センサ、２１０２：マイクロフォン、２１０３：上部カメラ、２１０４：スピーカ、２１０５：ディスプレイ、２１０６：下部カメラ、２１０７：障害物センサ、２１０８：移動機構、３００１：照明装置、５０００：筐体、５００１：表示部、５００２：表示部、５００３：スピーカ、５００４：ＬＥＤランプ、５００６：接続端子、５００７：センサ、５００８：マイクロフォン、５０１２：支持部、５０１３：イヤホン、５１００：掃除ロボット、５１０１：ディスプレイ、５１０２：カメラ、５１０３：ブラシ、５１０４：操作ボタン、５１５０：携帯情報端末、５１５１：筐体、５１５２：表示領域、５１５３：屈曲部、５１２０：ゴミ、５２００：表示領域、５２０１：表示領域、５２０２：表示領域、５２０３：表示領域、７１０１：筐体、７１０３：表示部、７１０５：スタンド、７１０７：表示部、７１０９：操作キー、７１１０：リモコン操作機、７２０１：本体、７２０２：筐体、７２０３：表示部、７２０４：キーボード、７２０５：外部接続ポート、７２０６：ポインティングデバイス、７２１０：第２の表示部、７４０１：筐体、７４０２：表示部、７４０３：操作ボタン、７４０４：外部接続ポート、７４０５：スピーカ、７４０６：マイク、７４００：携帯電話機、９３１０：携帯情報端末、９３１１：表示パネル、９３１３：ヒンジ、９３１５：筐体、

Claims

第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層を有し、
前記電子輸送層は、前記発光層と、前記第２の電極との間に位置し、
前記電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、
前記有機金属錯体と前記有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）に対して、０．１ｅＶ以上小さい発光デバイス。
請求項１において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）よりも、０．３ｅＶ以上小さい発光デバイス。
請求項１において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）よりも、０．５ｅＶ以上小さい発光デバイス。
第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、
前記電子輸送層は、発光層と、前記第２の電極との間に位置し、
前記電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、
前記有機金属錯体と前記有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上である発光デバイス。
第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、
前記電子輸送層は、発光層と前記第２の電極との間に位置し、
前記電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、
前記有機金属錯体と前記有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満である発光デバイス。
第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層とを有し、
前記電子輸送層は、発光層と前記第２の電極との間に位置し、
前記電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、
前記有機金属錯体と前記有機化合物は、励起錯体を形成する組み合わせであり、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、６１０ｎｍ以上である発光デバイス。
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体が、リチウムの有機金属錯体である発光デバイス。
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体がキノリノール骨格を有する
配位子を有する発光デバイス。
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体が、８−ヒドロキシキノリナトーリチウムまたはその誘導体である発光デバイス。
第１の電極と、第２の電極と、ＥＬ層とを有し、
前記ＥＬ層は、前記第１の電極と前記第２の電極との間に位置し、
前記ＥＬ層は、発光層と、電子輸送層を有し、
前記電子輸送層は、前記発光層と、前記第２の電極との間に位置し、
前記電子輸送層は、アルカリ金属の有機金属錯体と、電子輸送性を有する有機化合物とを有し、
前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差が２．９ｅＶ以下であり、
前記有機金属錯体と前記有機化合物との混合膜を質量分析法により分析した際に、
前記有機金属錯体の分子量と、前記有機化合物の分子量と、前記有機金属錯体に含まれるアルカリ土類金属の原子量を足し合わせた数値から２を引いた数値がｍ／ｚとして観測される発光デバイス。
請求項１０において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体がリチウムの有機金属錯体である発光デバイス。
請求項１０において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体がキノリノール骨格を有する
配位子を有する発光デバイス。
請求項１０において、
前記アルカリ金属の有機金属錯体が、８−ヒドロキシキノリナト−リチウムまたはその誘導体である発光デバイス。
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が励起錯体を形成する発光デバイス。
請求項１４において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）に対して、０．１ｅＶ以上小さい発光デバイス。
請求項１４において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）よりも、０．３ｅＶ以上小さい発光デバイス。
請求項１４において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長をエネルギーに換算した値（ｅＶ）が、前記有機金属錯体のＨＯＭＯ準位と、前記有機化合物のＬＵＭＯ準位との差（ｅＶ）よりも、０．５ｅＶ以上小さい発光デバイス。
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上である発光デバイス。
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、５７０ｎｍ以上６１０ｎｍ未満である発光デバイス。
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記有機金属錯体と前記有機化合物が質量比で１：１の時に形成される前記励起錯体の発光スペクトルのピーク波長が、６１０ｎｍ以上である発光デバイス。
請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、
前記有機化合物が、複素芳香環を有する有機化合物である発光デバイス。
請求項１乃至請求項２１のいずれか一項において、
前記電子輸送層が、前記発光層に接する発光デバイス。
請求項１乃至請求項２２のいずれか一項において、
前記発光層は、ホスト材料と、発光材料とを有し、
前記発光材料は、青色の蛍光を発する発光デバイス。
請求項１乃至請求項２３のいずれか一項に記載の発光デバイスと、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、
を有する電子機器。
請求項１乃至請求項２３のいずれか一項に記載の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、
を有する発光装置。
請求項１乃至請求項２３のいずれか一項に記載の発光デバイスと、筐体と、を有する照明装置。