WO2022229780A1 - 発光装置および電子機器 - Google Patents

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light
emitting device
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film
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鈴木恒徳
大澤信晴
瀬尾哲史
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株式会社半導体エネルギー研究所
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Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to an organic compound, a light-emitting element, a light-emitting device, a display module, a lighting module, a display device, a light-emitting device, an electronic device, a lighting device, and an electronic device.
  • a technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to a product, a method, or a manufacturing method.
  • one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter.
  • the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes semiconductor devices, display devices, liquid crystal display devices, light-emitting devices, lighting devices, power storage devices, storage devices, imaging devices, and the like. Driving methods or their manufacturing methods can be mentioned as an example.
  • Light-emitting devices (organic EL devices) utilizing electroluminescence (EL) using organic compounds have been put to practical use.
  • the basic structure of these light-emitting devices is to sandwich an organic compound layer (EL layer) containing a light-emitting material between a pair of electrodes.
  • EL layer organic compound layer
  • Such a light-emitting device is self-luminous, when it is used as a pixel of a display, it has advantages such as high visibility and no need for a backlight, and is particularly suitable for a flat panel display. Another great advantage of a display using such a light-emitting device is that it can be made thin and light. Another feature is its extremely fast response speed.
  • Light-emitting devices using such light-emitting devices are suitable for various electronic devices, and research and development are being pursued to find light-emitting devices with better characteristics.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device manufactured by a photolithography method in which the lifetime of the light-emitting device is suppressed from being shortened.
  • one embodiment of the present invention provides a light-emitting device formed using a photolithography method, in which a host material in a light-emitting layer of the light-emitting device is composed of at least two organic compounds.
  • one aspect of the present invention has a first light-emitting device and a second light-emitting device, and the first light-emitting device and the second light-emitting device are positioned adjacent to each other.
  • the first light emitting device has a first EL layer A and a second EL layer
  • the second light emitting device has a first EL layer B and the second EL layer B. and a layer, wherein the first EL layer A and the first EL layer B are independent, and the second EL layer includes the first light emitting device and the second EL layer.
  • the end surface of the first EL layer A on the side of the first EL layer B faces the end surface of the first EL layer B on the side of the first EL layer A.
  • the EL layer A has a light-emitting layer, the light-emitting layer includes a light-emitting material, a first organic compound, and a second organic compound, and the first organic compound has an electron-transporting property. and the second organic compound is an organic compound having a hole-transport property.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure, in which electron mobility in the light-emitting layer is higher than hole mobility.
  • the first organic compound has a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton
  • the second organic compound has a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring skeleton.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure, in which the first organic compound has a naphthoflopyrazine skeleton.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure, in which the second organic compound has a carbazole skeleton.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure in which the first EL layer A and the first EL layer B include light-emitting layers.
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure, in which the light-emitting layer is positioned closest to the second EL layer in the first EL layer A and the first EL layer B. .
  • another embodiment of the present invention is a light-emitting device having the above structure, in which the second EL layer includes one or more of a hole-blocking layer, an electron-transporting layer, and an electron-injecting layer.
  • another embodiment of the present invention is an electronic device including any of the light-emitting devices described above, a sensor, an operation button, and a speaker or a microphone.
  • the light-emitting device in this specification includes an image display device using a light-emitting device.
  • a module in which a connector such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting device a module in which a printed wiring board is provided at the end of the TCP, or a COG (Chip On Glass) method for the light emitting device
  • the light-emitting device may also include a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted. Additionally, lighting fixtures and the like may have light emitting devices.
  • a light-emitting device whose lifetime is suppressed from being shortened can be provided even in a light-emitting device manufactured by a photolithography method.
  • FIG. 1A-1C are diagrams illustrating a light emitting device.
  • 2A to 2H are diagrams illustrating a method for fabricating a light emitting device.
  • 3A to 3G are diagrams illustrating a method for fabricating a light emitting device.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a display device.
  • 5A to 5D are diagrams showing configuration examples of the display device.
  • 6A to 6F are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • 7A to 7F are diagrams illustrating an example of a method for manufacturing a display device.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an example of a display device.
  • 9A and 9B are cross-sectional views showing an example of a display device.
  • FIG. 10A is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 10B is a cross-sectional view showing an example of a transistor; 11A and 11B are perspective views showing an example of a display module.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a display device.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a display device.
  • 16A and 16B are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 17A to 17D are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 18A to 18F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 19A to 19F are diagrams illustrating examples of electronic devices.
  • 20A to 20C are diagrams showing the normalized luminance-time change characteristics of the light emitting devices 1-1 to 1-3.
  • FIG. 21 is a diagram showing the normalized luminance-time change characteristic of the light emitting device 2. As shown in FIG.
  • a device manufactured using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MM (metal mask) structure.
  • a device manufactured without using a metal mask or FMM may be referred to as a device with an MML (metal maskless) structure.
  • FIGS. 1A to 1C show diagrams of a light-emitting device 110 in a light-emitting device of one embodiment of the present invention.
  • the light-emitting device 110 is provided on a substrate 100 with an insulating layer 120 having an insulating surface interposed therebetween.
  • an electron-transporting layer 114, an electron-injecting layer 115) and a cathode 102 are shown. Note that these are examples, and layers other than the light emitting layer 113 may or may not be provided, and a layer having multiple functions may be formed instead of the multiple functions. Layers other than these include a carrier block layer, an exciton block layer, and the like.
  • a transistor, a capacitor, wiring, and the like for driving the light emitting device may be provided between the insulating layer 120 and the substrate 100.
  • FIG. 1A the ends of anode 101 are covered by insulating layer 121 .
  • the light-emitting device is fabricated through etching and patterning of the organic layer by photolithography. Since patterning and etching are performed after the light-emitting layer 113 is formed and before the electron-transport layer 114 is formed, edges of the hole-injection layer 111, the hole-transport layer 112, and the light-emitting layer 113 are substantially aligned. ing. This means that the edges of the substrate and the insulating layer 120 formed thereon are substantially aligned when viewed from a direction perpendicular to the substrate.
  • the electron-transporting layer 114, the electron-injecting layer 115, and the cathode 102 are formed after etching and patterning the hole-injecting layer 111, the hole-transporting layer 112, and the light-emitting layer 113, the electron-transporting layer 114 and the electron-injecting layer 114 are formed.
  • Layer 115 and cathode 102 are configured to cover hole injection layer 111 , hole transport layer 112 , and edges of first light emitting layer 113 .
  • FIG. 1B shows a configuration in which the insulating layer 121 formed in FIG. 1A is not formed. Since the insulating layer 120 does not exist, a light-emitting device with higher definition and a higher aperture ratio can be manufactured.
  • FIG. 1C patterning and etching are performed even after manufacturing the cathode 102, and the cathode 102, the electron injection layer 115 and the electron transport layer 114 are also separated for each light emitting device. In this configuration, since the light emitting devices are separated from each other, it is easy to suppress the occurrence of problems such as short circuits and crosstalk.
  • patterning and etching are performed after the light-emitting layer 113 is formed. Since patterning and etching by photolithography are not usually performed under vacuum, the surface of the light-emitting layer 113 is exposed to atmospheric pressure. Further, various stresses are applied to the surface of the light-emitting layer 113 on the cathode side due to heating during fabrication of the photomask, exposure to a chemical solution or etching gas during removal of the mask, and the like. When the surface of the light-emitting layer is exposed to these stresses, the life of the light-emitting device may be greatly impaired. This is probably because the surface of the light-emitting layer on the cathode side was affected by such stress.
  • the present inventors have found that by keeping the recombination region in the light-emitting layer 113 away from the cathode-side surface of the light-emitting layer, the decrease in reliability caused by the stress can be suppressed, and the host material of the light-emitting layer can contain holes. We have found that it can be realized by a light-emitting device using a mixed material of a transport material and an electron transport material.
  • one embodiment of the present invention is a light-emitting device in which a host material included in a light-emitting layer of a light-emitting device manufactured by a photolithography method is a mixed material of a hole-transport material and an electron-transport material.
  • the recombination region can be kept away from the cathode-side surface of the light-emitting layer by changing the mixing ratio of the hole-transporting material and the electron-transporting material in the host material.
  • the reliability of the light-emitting device is reduced due to exposure to outside the high-vacuum atmosphere while maintaining good characteristics. decline can be suppressed.
  • the mixing ratio it is preferable to determine the mixing ratio so that the electron-transporting property of the light-emitting layer is higher than the hole-transporting property.
  • the above hole transport material is preferably an organic compound having a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring skeleton, specifically an organic compound having a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton and an anthracene skeleton.
  • An organic compound having a skeleton is particularly preferred.
  • the electron-transporting material described above is an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton, specifically an organic compound having a pyridine skeleton, a diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), and a triazine skeleton. is preferred, and an organic compound having a naphthoflopyrazine skeleton is more preferred.
  • the distance between adjacent light-emitting devices can be narrowed.
  • the distance is 5 ⁇ m or less. , 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or even 1 ⁇ m or less.
  • the gap can be narrowed to 500 nm or less, 200 nm or less, 100 nm or less, or even 50 nm or less. This can significantly reduce the area of non-light-emitting regions that may exist between two adjacent light-emitting devices.
  • the aperture ratio can be 50% or more, 60% or more, 70% or more, 80% or more, or even 90% or more.
  • the light-emitting device of the present invention also includes a second device adjacent to the light-emitting device 110, which also has a similar or similar configuration to the light-emitting device 110.
  • FIG. 1 A second device adjacent to the light-emitting device 110, which also has a similar or similar configuration to the light-emitting device 110.
  • the second light-emitting device is also manufactured by patterning and etching the organic layers by photolithography, the hole injection layer, the hole transport layer, and the light-emitting layer have substantially the same shape at their ends. It's becoming
  • the light-emitting layer in the second light-emitting device is also a light-emitting device in which the host material contained is a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material. This makes it possible to suppress deterioration in reliability due to stress on the cathode-side surface of the light-emitting layer due to the photolithography process.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a light-emitting device having two light-emitting devices (a first light-emitting device 110_1 and a second light-emitting device 110_2) positioned side by side.
  • the first light emitting device 110_1 has the first EL layer 103A and the EL layer 515 between the anode 101_1 and the cathode 102 provided on the substrate 100.
  • FIG. The second light emitting device 110_2 also has a first EL layer 103B and an EL layer 515 between the anode 101_2 and the cathode .
  • the first light emitting device 110_1 and the second light emitting device 110_2 shown in FIG. 4 are light emitting devices exhibiting different emission colors.
  • the first EL layer 103A has at least a light-emitting layer 113A, and patterning and etching are performed by photolithography after the light-emitting layer 113A is formed.
  • the first EL layer 103B has at least a light-emitting layer 113B, and patterning and etching are performed by photolithography after the light-emitting layer 113B is formed. Therefore, one end surface of the first EL layer 103A faces one end surface of the first EL layer 103B.
  • the insulating layer 516a, the insulating layer 516b, or both may be provided to cover at least part of the side surfaces of the first EL layers 103A and 103B.
  • the provision of the insulating layer 516a can suppress entry of oxygen, water, and other adversely affecting components into the first EL layers 103A and 103B.
  • the insulating layer 516a can be an insulating layer containing an inorganic material.
  • As the insulating layer 516a a single layer or a stacked layer of aluminum oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, gallium oxide, indium gallium zinc oxide, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, silicon nitride oxide, or the like can be used. .
  • aluminum oxide is preferable because it has a high etching selectivity with respect to the first EL layers 103A and 103B.
  • the insulating layer 516b has a function of filling the space between the first EL layers 103A and 103B and planarizing.
  • the insulating layer 516b improves the coverage of the EL layer 515 and the cathode 102, which are formed later, and can suppress the occurrence of defects such as disconnection.
  • An organic insulating film is preferably used for the insulating layer 516b, and an acrylic resin, a polyimide resin, an epoxy resin, a polyamide resin, a polyimideamide resin, a siloxane resin, a benzocyclobutene-based resin, a phenolic resin, precursors of these resins, or the like is used. can be applied.
  • a photosensitive resin can be used for the insulating layer 516b.
  • a positive material or a negative material can be used for the photosensitive resin.
  • the first EL layer 103A of the first light emitting device 110_1 and the first EL layer 103B of the second light emitting device 110_2 are independent of each other. In this way, since the EL layers are independent between adjacent light emitting devices, leakage is unlikely to occur even in a high definition light emitting device, and high quality images can be provided.
  • the first EL layer 103A and the first EL layer 103B may have a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, and the like between the light emitting layer and the anode.
  • FIG. 4 illustrates a configuration in which hole injection layers 111A and 111B and hole transport layers 112A and 112B are provided.
  • the light-emitting layer 113A uses a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material as a host material, like the light-emitting layer 113 in the light-emitting device 110 described above.
  • the first light-emitting device 110_1 can move the recombination region away from the cathode-side surface of the light-emitting layer by changing the mixture ratio of the hole-transporting material and the electron-transporting material in the host material. It becomes possible. As a result, the reliability of the light-emitting device is reduced due to exposure to outside the high-vacuum atmosphere while maintaining good characteristics. decline can be suppressed.
  • the mixing ratio so that the electron-transporting property of the light-emitting layer is higher than the hole-transporting property. Further, it is preferable that the light-emitting layer 113B also have a similar structure.
  • the EL layer 515 and the cathode 102 are continuously provided over the first light emitting device 110_1 and the second light emitting device 110_2.
  • the EL layer which requires a different configuration for each emission color, by photolithography, and providing the EL layer 515 and the cathode 102 in common, it is possible to obtain high-definition, high-quality images while improving yield and reducing costs.
  • the light emitting device represented in FIG. 1A can be fabricated as in FIGS. 2A-2H.
  • an insulating layer 120 having an insulating plane and a conductive film 101b to be an anode 101 are formed on a substrate 100 (FIGS. 2A and 2B).
  • the conductive film 101b is patterned and etched to form the anode 101 (FIG. 2C).
  • An insulating film 121b to be the insulating layer 121 is formed to cover the anode 101 (FIG. 2D).
  • An insulating layer 121 is formed by opening the insulating film 121b (FIG. 2E).
  • organic layers 111b, 112b, and 113b which will be a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, and a light emitting layer 113, are formed by vapor deposition (FIG. 2F).
  • the organic layers 111b, 112b, and 113b are patterned and etched by photolithography to form a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, and a light emitting layer 113 (FIG. 2G).
  • a protective layer or a sacrificial layer may be formed on the organic layer 113b to reduce damage caused by a solvent or the like. As a result, damage to the light-emitting layer 113 is reduced, making it easier to obtain a light-emitting device with better characteristics.
  • an electron-transporting layer 114, an electron-injecting layer 115 and a cathode 102 can be formed to produce the light-emitting device shown in FIG. 1A (FIG. 2H).
  • FIG. 1B a method for manufacturing the light-emitting device shown in FIG. 1B will be described with reference to FIGS. 3A to 3F.
  • formation is performed in the same manner as in FIGS. 2A to 2C until the anode 101 is formed (FIGS. 3A to 3C).
  • the organic layers 111b, 112b, and 113b that will be the hole injection layer 111, the hole transport layer 112, and the light emitting layer 113 are formed by vapor deposition (FIG. 3D).
  • the light-emitting layer 113 contains a light-emitting material and uses a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material as a host material.
  • the organic layers 111b, 112b, and 113b are patterned and etched by photolithography to form a hole injection layer 111, a hole transport layer 112, and a light emitting layer 113 (FIG. 3E).
  • the light-emitting layer 113 uses a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material as a host material, the electron-transporting property becomes dominant by changing the mixing ratio of the hole-transporting material and the electron-transporting material. , the recombination region can be kept away from the surface of the light-emitting layer 113, so that a light-emitting device with reduced reliability can be obtained.
  • a protective layer or a sacrificial layer may be formed on the organic layer 113b to reduce damage caused by a solvent or the like. As a result, damage to the light-emitting layer 113 is reduced, making it easier to obtain a light-emitting device with better characteristics.
  • an electron-transporting layer 114, an electron-injecting layer 115 and a cathode 102 can be formed to produce the light-emitting device shown in FIG. 1B (FIG. 3F).
  • patterning and etching by photolithography can be performed to fabricate a light-emitting device having a shape as shown in FIG. 3G (FIG. 1C).
  • Light emitting device An example of a light-emitting device of one embodiment of the present invention using the above-described light-emitting device is described below.
  • FIG. 5A shows a schematic top view of a light-emitting device 400 of one embodiment of the present invention.
  • the light-emitting device 400 includes a plurality of light-emitting devices 110R that emit red, light-emitting devices 110G that emit green, and light-emitting devices 110B that emit blue.
  • the light emitting region of each light emitting device is labeled with R, G, and B. As shown in FIG.
  • the light emitting devices 110R, 110G, and 110B are arranged in a matrix.
  • FIG. 5A shows a so-called stripe arrangement in which light emitting devices of the same color are arranged in one direction. Note that the arrangement method of the light emitting devices is not limited to this, and an arrangement method such as a delta arrangement or a zigzag arrangement may be applied, or a pentile arrangement may be used.
  • the light emitting device 110R, the light emitting device 110G, and the light emitting device 110B are arranged in the X direction.
  • light emitting devices of the same color are arranged in the Y direction that intersects with the X direction.
  • the light emitting device 110R, the light emitting device 110G, and the light emitting device 110B are light emitting devices having the above configurations.
  • FIG. 5B is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line A1-A2 in FIG. 5A
  • FIG. 5C is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line B1-B2.
  • FIG. 5B shows cross sections of the light emitting device 110R, the light emitting device 110G, and the light emitting device 110B.
  • Light-emitting device 110 R has anode 101 R, first EL layer 103 R, EL layer 515 and cathode 102 .
  • Light-emitting device 110G has anode 101G, first EL layer 103G, EL layer 515, and cathode 102.
  • Light emitting device 110B has anode 101B, first EL layer 103B, EL layer 515, and cathode 102.
  • the EL layer 515 and the cathode 102 are commonly provided for the light emitting device 110R, the light emitting device 110G, and the light emitting device 110B.
  • the EL layer 515 can also be called a common layer.
  • the first EL layer 103R of the light-emitting device 110R has a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least the red wavelength range.
  • the first EL layer 103G included in the light-emitting device 110G contains a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least the green wavelength range.
  • the first EL layer 103B included in the light-emitting device 110B contains a light-emitting organic compound that emits light having an intensity in at least a blue wavelength range.
  • adjacent first light emitting device and second light emitting device correspond to, for example, the light emitting device 110R and the light emitting device 110G, the light emitting device 110G and the light emitting device 110B, etc. in FIG. 5B.
  • the vertically aligned light emitting devices of the same color in FIG. 5A can also be said to be adjacent light emitting devices.
  • the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B each include a layer containing a light-emitting organic compound (light-emitting layer), a hole-injecting layer, a hole-transporting layer, It may have one or more of a carrier blocking layer, an exciton blocking layer, and the like.
  • the EL layer 515 has a structure without a light-emitting layer. In the light-emitting device of one embodiment of the present invention, the EL layer 515 is preferably an electron-transporting layer and an electron-injecting layer.
  • the anode 101R, anode 101G, and anode 101B are provided in different light emitting devices.
  • the cathode 102 and the EL layer 515 are provided as a continuous layer common to each light emitting device.
  • a conductive film having a property of transmitting visible light is used for one of each pixel electrode and the cathode 102, and a conductive film having a reflective property is used for the other.
  • An insulating layer 121 is provided to cover the ends of the anode 101R, the anode 101G, and the anode 101B.
  • the ends of the insulating layer 121 are preferably tapered. Note that the insulating layer 121 may be omitted if unnecessary.
  • the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B each have a region in contact with the upper surface of the pixel electrode and a region in contact with the surface of the insulating layer 121. Further, end portions of the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B are located on the insulating layer 121 .
  • the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103G are preferably provided so as not to be in contact with each other. This can suitably prevent current from flowing through two adjacent EL layers and causing unintended light emission. Therefore, the contrast can be increased, and a display device with high display quality can be realized.
  • FIG. 5C shows an example in which the first EL layers 103R are formed in strips so that the first EL layers 103R are continuous in the Y direction.
  • the first EL layer 103R and the like are formed in strips so that the first EL layers 103R are continuous in the Y direction.
  • FIG. 5C shows the cross section of the light emitting device 110R as an example, but the light emitting device 110G and the light emitting device 110B can also have the same shape.
  • the EL layer may be separated for each light emitting device in the Y direction.
  • a protective layer 131 is provided on the cathode 102 to cover the light emitting device 110R, the light emitting device 110G, and the light emitting device 110B.
  • the protective layer 131 has a function of preventing impurities such as water from diffusing into each light-emitting device from above.
  • the protective layer 131 can have, for example, a single layer structure or a laminated structure including at least an inorganic insulating film.
  • inorganic insulating films include oxide films and nitride films such as silicon oxide films, silicon oxynitride films, silicon nitride oxide films, silicon nitride films, aluminum oxide films, aluminum oxynitride films, and hafnium oxide films.
  • a semiconductor material such as indium gallium oxide or indium gallium zinc oxide may be used for the protective layer 131 .
  • the protective layer 131 a laminated film of an inorganic insulating film and an organic insulating film can be used.
  • a structure in which an organic insulating film is sandwiched between a pair of inorganic insulating films is preferable.
  • the organic insulating film functions as a planarizing film. As a result, the upper surface of the organic insulating film can be flattened, so that the coverage of the inorganic insulating film thereon can be improved, and the barrier property can be enhanced.
  • the upper surface of the protective layer 131 is flat, when a structure (for example, a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array) is provided above the protective layer 131, an uneven shape due to the structure below may be formed. This is preferable because it can reduce the impact.
  • a structure for example, a color filter, an electrode of a touch sensor, or a lens array
  • FIG. 5A also shows a connection electrode 101C electrically connected to the cathode 102.
  • FIG. 101 C of connection electrodes are given the electric potential (for example, anode electric potential or cathode electric potential) for supplying to the cathode 102.
  • FIG. The connection electrode 101C is provided outside the display area where the light emitting devices 110R and the like are arranged.
  • FIG. 5A also shows the cathode 102 with a dashed line.
  • connection electrodes 101C can be provided along the periphery of the display area. For example, it may be provided along one side of the periphery of the display area, or may be provided over two or more sides of the periphery of the display area. That is, when the top surface shape of the display area is rectangular, the top surface shape of the connection electrode 101C can be strip-shaped, L-shaped, U-shaped (square bracket-shaped), square, or the like.
  • FIG. 5D is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line C1-C2 in FIG. 5A.
  • FIG. 5D shows a connecting portion 130 where the connecting electrode 101C and the cathode 102 are electrically connected.
  • connection portion 130 cathode 102 is provided on connection electrode 101 ⁇ /b>C in contact therewith, and protective layer 131 is provided to cover cathode 102 .
  • An insulating layer 121 is provided to cover the end of the connection electrode 101C.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film, etc.) constituting the display device can be formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum deposition, pulsed laser deposition (PLD). ) method, Atomic Layer Deposition (ALD) method, or the like.
  • the CVD method includes a plasma enhanced CVD (PECVD) method, a thermal CVD method, and the like.
  • PECVD plasma enhanced CVD
  • thermal CVD is the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • thin films that make up the display device can be applied by spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, etc. It can be formed by a method such as coating or knife coating.
  • the thin film when processing the thin film that constitutes the display device, a photolithography method or the like can be used.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • a photolithography method there are typically the following two methods.
  • One is a method of forming a resist mask on a thin film to be processed, processing the thin film by etching or the like, and removing the resist mask.
  • the other is a method of forming a photosensitive thin film, then performing exposure and development to process the thin film into a desired shape.
  • the light used for exposure can be, for example, i-line (wavelength 365 nm), g-line (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), or a mixture of these.
  • ultraviolet rays, KrF laser light, ArF laser light, or the like can also be used.
  • extreme ultraviolet (EUV) light, X-rays, or the like may be used.
  • An electron beam can also be used instead of the light used for exposure.
  • the use of extreme ultraviolet light, X-rays, or electron beams is preferable because extremely fine processing is possible.
  • a photomask is not necessary when exposure is performed by scanning a beam such as an electron beam.
  • a dry etching method, a wet etching method, a sandblasting method, or the like can be used to etch the thin film.
  • a substrate having heat resistance enough to withstand at least later heat treatment can be used.
  • a substrate having heat resistance enough to withstand at least later heat treatment can be used as the substrate 100.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, an organic resin substrate, or the like can be used.
  • a semiconductor substrate such as a single crystal semiconductor substrate made of silicon, silicon carbide, or the like, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate such as silicon germanium, or an SOI substrate can be used.
  • the substrate 100 it is preferable to use a substrate in which a semiconductor circuit including a semiconductor element such as a transistor is formed over the above semiconductor substrate or insulating substrate.
  • the semiconductor circuit preferably constitutes, for example, a pixel circuit, a gate line driver circuit (gate driver), a source line driver circuit (source driver), and the like.
  • gate driver gate line driver
  • source driver source driver
  • an arithmetic circuit, a memory circuit, and the like may be configured.
  • an anode 101R, an anode 101G, an anode 101B, and a connection electrode 101C are formed on the substrate 100.
  • a conductive film to be an anode (pixel electrode) is formed, a resist mask is formed by photolithography, and unnecessary portions of the conductive film are removed by etching. After that, by removing the resist mask, the anode 101R, the anode 101G, the anode 101B, and the connection electrode 101C can be formed.
  • a conductive film that reflects visible light it is preferable to use a material (for example, silver or aluminum) that has as high a reflectance as possible over the entire wavelength range of visible light. Thereby, not only can the light extraction efficiency of the light emitting device be improved, but also the color reproducibility can be improved.
  • a conductive film reflecting visible light is used as each pixel electrode, a so-called top-emission light-emitting device can be obtained in which light is emitted in the direction opposite to the substrate.
  • a so-called bottom-emission light-emitting device in which light is emitted in the direction of the substrate can be obtained.
  • an insulating layer 121 is formed to cover the ends of the anode 101R, the anode 101G, the anode 101B and the connection electrode 101C (FIG. 6A).
  • an organic insulating film or an inorganic insulating film can be used as the insulating layer 121.
  • the insulating layer 121 preferably has a tapered end in order to improve the step coverage of the subsequent EL film.
  • the EL film 103Rb has a film containing at least a luminescent compound.
  • one or more of films functioning as a hole transport layer, a hole injection layer, and an electron blocking layer may be stacked.
  • the EL film 103Rb can be formed, for example, by a vapor deposition method, a sputtering method, an inkjet method, or the like. Note that the method is not limited to this, and the film forming method described above can be used as appropriate.
  • the EL film 103Rb is preferably a laminated film in which a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting layer are laminated in this order.
  • a film having the electron-transporting layer 114 and the electron-injecting layer 115 can be used as the EL layer to be formed later.
  • the host material contained in the light-emitting layer is a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material, so that the carrier recombination region can be kept away from the cathode-side surface of the light-emitting layer, It is possible to reduce reliability degradation caused by patterning and etching by photolithography.
  • the EL film 103Rb is preferably formed so as not to be provided on the connection electrode 101C.
  • a shielding mask may be used to prevent the EL film 103Rb from being formed on the connection electrode 101C, or the EL film 103Rb may be removed in a later etching process. preferable.
  • sacrificial film 144a is formed to cover the EL film 103Rb. Also, the sacrificial film 144a is provided in contact with the upper surface of the connection electrode 101C.
  • the sacrificial film 144a a film having high resistance to the etching process of each EL film such as the EL film 103Rb, that is, a film having a high etching selectivity can be used. Also, the sacrificial film 144a can be formed using a film having a high etching selectivity with respect to a protective film such as a protective film 146a which will be described later. Furthermore, the sacrificial film 144a can be a film that can be removed by a wet etching method that causes little damage to each EL film.
  • the sacrificial film 144a for example, an inorganic film such as a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, or an inorganic insulating film can be used.
  • the sacrificial film 144a can be formed by various film formation methods such as a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, and an ALD method.
  • the sacrificial film 144a for example, metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or the metal materials can be used.
  • metal materials such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or the metal materials can be used.
  • a low melting point material such as aluminum or silver.
  • a metal oxide such as indium gallium zinc oxide (In--Ga--Zn oxide, also referred to as IGZO) can be used.
  • indium oxide, indium zinc oxide (In—Zn oxide), indium tin oxide (In—Sn oxide), indium titanium oxide (In—Ti oxide), indium tin zinc oxide (In—Sn -Zn oxide), indium titanium zinc oxide (In-Ti-Zn oxide), indium gallium tin zinc oxide (In-Ga-Sn-Zn oxide), and the like can be used.
  • indium tin oxide containing silicon or the like can be used.
  • element M is aluminum, silicon, boron, yttrium, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten , or one or more selected from magnesium).
  • M is preferably one or more selected from gallium, aluminum, and yttrium.
  • Inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used as the sacrificial film 144a.
  • the sacrificial film 144a it is preferable to use a material that can be dissolved in a chemically stable solvent at least for the film positioned at the top of the EL film 103Rb.
  • a material that dissolves in water or alcohol can be suitably used for the sacrificial film 144a.
  • a solvent such as water or alcohol
  • the solvent can be removed at a low temperature in a short period of time by performing heat treatment in a reduced pressure atmosphere, so that thermal damage to the EL film 103Rb can be reduced, which is preferable.
  • wet film formation methods that can be used to form the sacrificial film 144a include spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, and knife coating. There are coats, etc.
  • an organic material such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resin can be used.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • pullulan polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin water-soluble polyamide resin
  • the protective film 146a is a film used as a hard mask when etching the sacrificial film 144a later. Further, the sacrificial film 144a is exposed when the protective film 146a is processed later. Therefore, the sacrificial film 144a and the protective film 146a are selected from a combination of films having a high etching selectivity. Therefore, a film that can be used for the protective film 146a can be selected according to the etching conditions for the sacrificial film 144a and the etching conditions for the protective film 146a.
  • a gas containing fluorine also referred to as a fluorine-based gas
  • An alloy containing molybdenum and niobium, an alloy containing molybdenum and tungsten, or the like can be used for the protective film 146a.
  • a film capable of obtaining a high etching selectivity that is, capable of slowing the etching rate
  • metal oxide films such as IGZO and ITO.
  • the protective film 146a is not limited to this, and can be selected from various materials according to the etching conditions for the sacrificial film 144a and the etching conditions for the protective film 146a. For example, it can be selected from films that can be used for the sacrificial film 144a.
  • a nitride film for example, can be used as the protective film 146a.
  • nitrides such as silicon nitride, aluminum nitride, hafnium nitride, titanium nitride, tantalum nitride, tungsten nitride, gallium nitride, and germanium nitride can also be used.
  • an oxide film can be used as the protective film 146a.
  • an oxide film or an oxynitride film such as silicon oxide, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum oxynitride, hafnium oxide, or hafnium oxynitride can be used.
  • an organic film that can be used for the EL film 103Rb or the like may be used as the protective film 146a.
  • the same organic film as used for the EL film 103Rb, the EL film 103Gb, or the EL film 103Bb can be used for the protective film 146a.
  • the EL film 103Rb and the like can be used in common with a deposition apparatus, which is preferable.
  • a resist mask 143a is formed on the protective film 146a at a position overlapping with the anode 101R and a position overlapping with the connection electrode 101C (FIG. 6C).
  • the resist mask 143a can use a resist material containing a photosensitive resin, such as a positive resist material or a negative resist material.
  • the resist mask 143a is formed on the sacrificial film 144a without the protective film 146a, if a defect such as a pinhole exists in the sacrificial film 144a, the solvent of the resist material dissolves the EL film 103Rb. There is a risk of Such a problem can be prevented by using the protective film 146a.
  • the resist mask 143a may be formed directly on the sacrificial film 144a without using the protective film 146a.
  • etching the protective film 146a it is preferable to use etching conditions with a high selectivity so that the sacrificial film 144a is not removed by the etching.
  • Etching of the protective film 146a can be performed by wet etching or dry etching. By using dry etching, reduction of the pattern of the protective film 146a can be suppressed.
  • the removal of the resist mask 143a can be performed by wet etching or dry etching.
  • the resist mask 143a is preferably removed by dry etching (also referred to as plasma ashing) using an oxygen gas as an etching gas.
  • the resist mask 143a is removed while the EL film 103Rb is covered with the sacrificial film 144a, the effect on the EL film 103Rb is suppressed.
  • the EL film 103Rb is exposed to oxygen, the electrical characteristics may be adversely affected, so this is suitable for etching using oxygen gas such as plasma ashing.
  • Etching of the sacrificial film 144a can be performed by wet etching or dry etching, but it is preferable to use a dry etching method because pattern shrinkage can be suppressed.
  • Etching the EL film 103Rb and the protective layer 147a by the same treatment is preferable because the process can be simplified and the manufacturing cost of the display device can be reduced.
  • Etching gases containing no oxygen as a main component include, for example, noble gases such as CF 4 , C 4 F 8 , SF 6 , CHF 3 , Cl 2 , H 2 O, BCl 3 , H 2 and He. Further, a mixed gas of the above gas and a diluent gas that does not contain oxygen can be used as an etching gas.
  • the etching of the EL film 103Rb and the etching of the protective layer 147a may be performed separately. At this time, the EL film 103Rb may be etched first, or the protective layer 147a may be etched first.
  • the EL film 103Rb and the connection electrode 101C are covered with the sacrificial layer 145a.
  • an EL film 103Gb which later becomes the first EL layer 103G, is formed on the sacrificial layer 145a, the insulating layer 121, the anode 101G, and the anode 101B. At this time, similarly to the EL film 103Rb, it is preferable not to provide the EL film 103Gb on the connection electrode 101C.
  • the above description of the EL film 103Rb can be used.
  • a sacrificial film 144b is formed on the EL film 103Gb.
  • the sacrificial film 144b can be formed by a method similar to that of the sacrificial film 144a.
  • the sacrificial film 144b preferably uses the same material as the sacrificial film 144a.
  • a sacrificial film 144a is formed on the connection electrode 101C to cover the sacrificial layer 145a.
  • a protective film 146b is formed on the sacrificial film 144b.
  • the protective film 146b can be formed by the same method as the protective film 146a. In particular, it is preferable to use the same material as the protective film 146a for the protective film 146b.
  • a resist mask 143b is formed on the protective film 146b in a region overlapping with the anode 101G and a region overlapping with the connection electrode 101C (FIG. 7A).
  • the resist mask 143b can be formed by a method similar to that of the resist mask 143a.
  • the description of the protective film 146a can be used.
  • the above description of the sacrificial film 144a can be used.
  • the description of the EL film 103Rb and the protective layer 147a can be used.
  • the first EL layer 103R is protected by the sacrificial layer 145a, it can be prevented from being damaged during the etching process of the EL film 103Gb.
  • the strip-shaped first EL layer 103R and the strip-shaped first EL layer 103G can be separately manufactured with high positional accuracy.
  • first EL layer 103B By performing the above steps on the EL film 103Bb (not shown), the island-shaped first EL layer 103B and the island-shaped sacrificial layer 145c can be formed (FIG. 7D).
  • the EL film 103Bb, the sacrificial film 144c, the protective film 146c, and the resist mask 143c are formed in order.
  • the resist mask 143c is removed.
  • the sacrificial layer 144c is etched to form a sacrificial layer 145c.
  • the protective layer 147c and the EL film 103Bb are etched to form the strip-shaped first EL layer 103B.
  • a sacrificial layer 145c is also formed on the connection electrode 101C at the same time.
  • a sacrificial layer 145a, a sacrificial layer 145b, and a sacrificial layer 145c are stacked on the connection electrode 101C.
  • the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c are removed to expose the upper surfaces of the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B (FIG. 7E). At this time, the upper surface of the connection electrode 101C is also exposed at the same time.
  • the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c can be removed by wet etching or dry etching. At this time, it is preferable to use a method that damages the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B as little as possible. In particular, it is preferable to use a wet etching method. For example, wet etching using a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution (TMAH), dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a mixed liquid thereof is preferably used.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide aqueous solution
  • the sacrificial layer 145a, the sacrificial layer 145b, and the sacrificial layer 145c are preferably removed by dissolving them in a solvent such as water or alcohol.
  • a solvent such as water or alcohol.
  • various alcohols such as ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), or glycerin can be used as the alcohol capable of dissolving the sacrificial layers 145a, 145b, and 145c.
  • a drying treatment is preferably performed to remove water.
  • heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. to 200° C., preferably 60° C. to 150° C., more preferably 70° C. to 120° C.
  • a reduced-pressure atmosphere is preferable because drying can be performed at a lower temperature.
  • the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B can be produced separately.
  • the structures of the electron transport layers included in the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B may be the same or different.
  • the heteroaromatic rings contained in the heteroaromatic compounds contained in each electron transport layer are preferably the same, and the heteroaromatic compounds contained in each electron transport layer are preferably the same.
  • the organic compound contained in each electron transport layer is the same.
  • an EL layer 515 is formed to cover the first EL layer 103R, the first EL layer 103G, and the first EL layer 103B.
  • the EL layer 515 includes layers having functions of injecting and transporting electrons, such as an electron-transporting layer and an electron-injecting layer.
  • the EL layer 515 can be formed by the same method as the EL film 103Rb. When the EL layer 515 is formed by vapor deposition, it is preferable to use a shielding mask so that the EL layer 515 is not formed on the connection electrode 101C.
  • the cathode 102 can be formed by a film forming method such as vapor deposition or sputtering. Alternatively, a film formed by an evaporation method and a film formed by a sputtering method may be stacked. At this time, it is preferable to form the cathode 102 so as to include the region where the EL layer 515 is formed. That is, a structure in which an end portion of the EL layer 515 overlaps with the cathode 102 can be employed.
  • Cathode 102 is preferably formed using a shielding mask.
  • the cathode 102 is electrically connected to the connection electrode 101C outside the display area.
  • a protective layer is formed on the cathode 102 .
  • a sputtering method, a PECVD method, or an ALD method is preferably used for forming the inorganic insulating film used for the protective layer.
  • the ALD method is preferable because it has excellent step coverage and hardly causes defects such as pinholes.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be manufactured.
  • the cathode 102 and the electron injection layer 115 are formed to have different upper surface shapes in the above description, they may be formed in the same region.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention includes the first EL layer 103 including a plurality of layers between the pair of electrodes of the anode 101 and the cathode 102 as described above. , a light-emitting layer 113 containing a light-emitting material, and an electron-transporting layer 114 having the structure described above.
  • Anode 101 is preferably formed using a metal, an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a large work function (specifically, 4.0 eV or more).
  • a metal an alloy, a conductive compound, a mixture thereof, or the like having a large work function (specifically, 4.0 eV or more).
  • ITO indium oxide-tin oxide
  • IWZO indium oxide-zinc oxide
  • IWZO indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide
  • These conductive metal oxide films are usually formed by a sputtering method, but may be produced by applying a sol-gel method or the like.
  • indium oxide-zinc oxide is formed by a sputtering method using a target in which 1 to 20 wt % of zinc oxide is added to indium oxide.
  • Indium oxide (IWZO) containing tungsten oxide and zinc oxide is formed by a sputtering method using a target containing 0.5 to 5 wt% of tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% of zinc oxide relative to indium oxide.
  • materials used for the anode 101 include, for example, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium (Pd), nitrides of metal materials (eg, titanium nitride), and the like.
  • graphene can also be used as the material used for the anode 101 .
  • the first EL layer 103 preferably has a layered structure, but the layered structure is not particularly limited. Various layer structures can be applied, such as carrier blocking layers (hole blocking layers, electron blocking layers), exciton blocking layers, charge generation layers, and the like. Note that any layer may not be provided. In this embodiment, as shown in FIGS. 1A to 1D, structures having a hole-injection layer 111, a hole-transport layer 112, a light-emitting layer 113, an electron-transport layer 114, and an electron-injection layer 115 are specifically described below. shown.
  • the hole-injection layer 111 is a layer containing a substance having acceptor properties. Either an organic compound or an inorganic compound can be used as the substance having acceptor properties.
  • a compound having an electron-withdrawing group (a halogen group or a cyano group) can be used as the substance having acceptor properties.
  • F4-TCNQ chloranil, 2,3,6,7,10,11 -hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (abbreviation: HAT-CN), 1, 3,4,5,7,8-hexafluorotetracyano-naphthoquinodimethane (abbreviation: F6-TCNNQ), 2-(7-dicyanomethylene-1,3,4,5,6,8,9,10 -octafluoro-7H-pyrene-2-ylidene)malononitrile and the like.
  • a compound in which an electron-withdrawing group is bound to a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms such as HAT-CN
  • a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms such as HAT-CN
  • [3] radialene derivatives having an electron-withdrawing group are preferable because they have very high electron-accepting properties.
  • molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and the like can be used as the substance having acceptor properties.
  • phthalocyanine-based complex compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (CuPc), 4,4′-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: : DPAB), N,N'-bis ⁇ 4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl ⁇ -N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine (abbreviation : DNTPD), or a polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(styrenesulfonic acid) (PEDOT/PSS).
  • PEDOT/PSS poly(3,4-ethylened
  • a composite material in which a hole-transporting material contains the above acceptor substance can also be used. Note that by using a composite material in which an acceptor substance is contained in a material having a hole-transporting property, a material for forming an electrode can be selected regardless of the work function. In other words, not only a material with a large work function but also a material with a small work function can be used as the anode 101 .
  • Various organic compounds such as aromatic amine compounds, carbazole derivatives, aromatic hydrocarbons, and polymer compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) can be used as the hole-transporting material used for the composite material.
  • a material having a hole-transport property used for the composite material is preferably a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more.
  • Organic compounds that can be used as a material having a hole-transport property in the composite material are specifically listed below.
  • DTDPPA 4,4'-bis[ N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino
  • carbazole derivatives include 3-[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis[N- (9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3-[N-(1-naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl) amino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4′-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzene ( Abbreviation: TCPB), 9-[4-(10-phenylanthracen-9-yl)phenyl]-9H
  • aromatic hydrocarbons examples include 2-tert-butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9,10-di(1-naphthyl) anthracene, 9,10-bis(3,5-diphenylphenyl)anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis(4-phenylphenyl)anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9, 10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis(4-methyl) -1-naphthyl)anthracene (abbreviation: DM
  • pentacene, coronene, etc. can also be used. Moreover, it may have a vinyl skeleton.
  • aromatic hydrocarbons having a vinyl group include 4,4′-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis[4-(2,2- diphenylvinyl)phenyl]anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
  • DPVBi 4,4′-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl
  • DPVPA 9,10-bis[4-(2,2- diphenylvinyl)phenyl]anthracene
  • an organic compound of one embodiment of the present invention can also be used.
  • poly(N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK)
  • poly(4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA)
  • PVTPA poly(4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly[N-(4- ⁇ N'-[4-(4-diphenylamino) phenyl]phenyl-N′-phenylamino ⁇ phenyl)methacrylamide]
  • PTPDMA poly[N,N′-bis(4-butylphenyl)-N,N′-bis(phenyl)benzidine]
  • Polymer compounds such as Poly-TPD
  • a material having a hole-transporting property that is used for the composite material preferably has any one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton.
  • aromatic amines having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring aromatic monoamines having a naphthalene ring, or aromatic monoamines having a 9-fluorenyl group bonded to the amine nitrogen via an arylene group. good.
  • a substance having an N,N-bis(4-biphenyl)amino group is preferably used as the second organic compound because a light-emitting device with a long life can be manufactured.
  • the second organic compound as described above 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-phenyl Benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-yl)-4′′-phenyltriphenylamine (abbreviation: BnfBB1BP), N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1 ,
  • the material having a hole-transport property used for the composite material is more preferably a substance having a relatively deep HOMO level of ⁇ 5.7 eV or more and ⁇ 5.4 eV or less.
  • the material having a hole-transporting property used for the composite material is a substance having a relatively deep HOMO level, the induction of holes can be moderately suppressed, and a light-emitting device having a long life can be obtained. .
  • the refractive index of the layer can be lowered by further mixing an alkali metal or alkaline earth metal fluoride into the composite material (preferably, the atomic ratio of fluorine atoms in the layer is 20% or more). can. Also by this, a layer with a low refractive index can be formed inside the first EL layer 103, and the external quantum efficiency of the light-emitting device can be improved.
  • the hole injection layer 111 By forming the hole injection layer 111, the hole injection property is improved, and a light emitting device with a low driving voltage can be obtained.
  • organic compounds having acceptor properties are easy to use because they are easily vapor-deposited and easily formed into a film.
  • the hole-transport layer 112 is formed containing a material having hole-transport properties.
  • a material having a hole-transport property preferably has a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more.
  • Examples of the hole-transporting material include 4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB) and N,N′-bis(3-methylphenyl).
  • TPD 4,4'-bis[N-(spiro-9,9'-bifluorene-2- yl)-N-phenylamino]biphenyl
  • BSPB 4,4'-bis[N-(spiro-9,9'-bifluorene-2- yl)-N-phenylamino]biphenyl
  • BPAFLP 4-phenyl-4′-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine
  • mBPAFLP 4-phenyl-3′-(9 -phenylfluoren-9-yl)triphenylamine
  • PCBA1BP 4,4' -diphenyl-4′′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine
  • PCBBi1BP 4,4' -diphenyl-4′′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine
  • compounds having an aromatic amine skeleton and compounds having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, have high hole-transport properties, and contribute to driving voltage reduction.
  • the substances exemplified as the materials having a hole-transport property that are used for the composite material of the hole-injection layer 111 can also be suitably used as the material for the hole-transport layer 112 .
  • the light-emitting layer 113 has a light-emitting substance and a host material. Note that the light-emitting layer 113 may contain other materials at the same time. Alternatively, a laminate of two layers having different compositions may be used. Moreover, in one aspect of the present invention, the host material is a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material.
  • the luminescent substance may be a fluorescent luminescent substance, a phosphorescent luminescent substance, a substance exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF), or any other luminescent substance. Note that one embodiment of the present invention can be more preferably applied to the case where the light-emitting layer 113 is a layer that emits fluorescence, in particular, a layer that emits blue fluorescence.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • fluorescent light-emitting substance examples include the following. Fluorescent substances other than these can also be used.
  • condensed aromatic diamine compounds typified by pyrenediamine compounds such as 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn, and 1,6BnfAPrn-03 are preferable because they have high hole-trapping properties and are excellent in luminous efficiency and reliability.
  • a phosphorescent light-emitting substance is used as the light-emitting substance in the light-emitting layer 113
  • examples of materials that can be used include the following.
  • tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium (III) (abbreviation: [Ir(mpm) 3 ]), tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium (III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 3 ]), (acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium (III) (abbreviation: [Ir(mppm) 2 (acac)]), ( acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis[6-(2- norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(nbppm
  • an organometallic iridium complex having a pyrimidine skeleton is particularly preferable because it is remarkably excellent in reliability and luminous efficiency.
  • phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (acac)]), bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) ( Abbreviations: [Ir(tppr) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(III) (abbreviations: [Ir(Fdpq) 2 (acac) ]), tris(1-phenylisoquinolinato-N,C2 ′ )iridium(III) (abbreviation: [Ir(piq) 3 ]), bis(1-phenyl In addition to organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton such as isoquinolinato-N,C2 ' )iridium(III)
  • an organometallic iridium complex having a pyrazine skeleton can provide red light emission with good chromaticity.
  • known phosphorescent compounds may be selected and used.
  • Fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives and the like can be used as the TADF material.
  • metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), and the like are included.
  • the metal-containing porphyrin include protoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (SnF 2 (Meso IX)), and hematoporphyrin represented by the following structural formulas.
  • Heterocyclic compounds having one or both may also be used. Since the heterocyclic compound has a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring, the heterocyclic compound has both high electron-transporting properties and high hole-transporting properties, which is preferable.
  • the skeletons having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring a pyridine skeleton, a diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), and a triazine skeleton are preferred because they are stable and reliable.
  • a benzofuropyrimidine skeleton, a benzothienopyrimidine skeleton, a benzofuropyrazine skeleton, and a benzothienopyrazine skeleton are preferred because they have high acceptor properties and good reliability.
  • an acridine skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, a furan skeleton, a thiophene skeleton, and a pyrrole skeleton are stable and reliable.
  • a dibenzofuran skeleton is preferable as the furan skeleton, and a dibenzothiophene skeleton is preferable as the thiophene skeleton.
  • a dibenzothiophene skeleton is preferable as the thiophene skeleton.
  • the pyrrole skeleton an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, and a 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazole skeleton are particularly preferred.
  • a substance in which a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring are directly bonded has both the electron-donating property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and the electron-accepting property of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring. It is particularly preferable because it becomes stronger and the energy difference between the S1 level and the T1 level becomes smaller, so that thermally activated delayed fluorescence can be efficiently obtained.
  • An aromatic ring to which an electron-withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used instead of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, or the like can be used as the ⁇ -electron-rich skeleton.
  • the ⁇ -electron-deficient skeleton includes a xanthene skeleton, a thioxanthene dioxide skeleton, an oxadiazole skeleton, a triazole skeleton, an imidazole skeleton, an anthraquinone skeleton, a boron-containing skeleton such as phenylborane and borantrene, and a nitrile such as benzonitrile or cyanobenzene.
  • An aromatic ring or heteroaromatic ring having a group or a cyano group, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, a sulfone skeleton, or the like can be used.
  • a ⁇ -electron-deficient skeleton and a ⁇ -electron-rich skeleton can be used in place of at least one of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring and the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring.
  • the TADF material is a material having a small difference between the S1 level and the T1 level and having a function of converting energy from triplet excitation energy to singlet excitation energy by reverse intersystem crossing. Therefore, triplet excitation energy can be up-converted (reverse intersystem crossing) to singlet excitation energy with a small amount of thermal energy, and a singlet excited state can be efficiently generated. Also, triplet excitation energy can be converted into luminescence.
  • an exciplex also called exciplex, exciplex, or exciplex
  • exciplex in which two kinds of substances form an excited state has an extremely small difference between the S1 level and the T1 level, and the triplet excitation energy is replaced by the singlet excitation energy. It functions as a TADF material that can be converted into
  • a phosphorescence spectrum observed at a low temperature may be used as an index of the T1 level.
  • a tangent line is drawn at the tail of the fluorescence spectrum on the short wavelength side
  • the energy of the wavelength of the extrapolated line is the S1 level
  • a tangent line is drawn at the tail of the phosphorescence spectrum on the short wavelength side
  • the extrapolation When the energy of the wavelength of the line is the T1 level, the difference between S1 and T1 is preferably 0.3 eV or less, more preferably 0.2 eV or less.
  • the S1 level of the host material is preferably higher than the S1 level of the TADF material.
  • the T1 level of the host material is preferably higher than the T1 level of the TADF material.
  • An organic compound having an amine skeleton or a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring is preferable as the hole-transporting material used as the host material.
  • NPB 4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl
  • TPD N,N′-bis(3-methylphenyl)-N,N′-diphenyl-[ 1,1′-biphenyl]-4,4′-diamine
  • TPD 1,1′-biphenyl]-4,4′-diamine
  • BSPB 4,4′-bis[N-(spiro-9,9′-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl
  • BPAFLP 4-phenyl-4′-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine
  • BPAFLP 4-phenyl-3′-(9-phenylfluoren-9-yl
  • compounds having an aromatic amine skeleton and compounds having a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, have high hole-transport properties, and contribute to driving voltage reduction.
  • the organic compound exemplified as the material having a hole-transport property in the hole-transport layer 112 can also be used as the host hole-transport material.
  • Examples of electron-transporting materials used for the host material include bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq 2 ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylpheno) Lato)aluminum (III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc (II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zinc (II) (abbreviation: ZnPBO) ), metal complexes such as bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), and organic compounds having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • BeBq 2 bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylpheno) Lato)aluminum (III)
  • organic compounds having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring examples include 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis[5-(p-tert-butyl Phenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl) Phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2′,2′′-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TP
  • an organic compound containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton, an organic compound containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are preferable because of their high reliability.
  • an organic compound containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton have high electron-transport properties and contribute to driving voltage reduction.
  • the transportability of the light-emitting layer 113 can be easily adjusted, and the recombination region can be easily controlled.
  • the TADF material can be used as an electron-transporting material and a hole-transporting material.
  • the materials previously mentioned as the TADF material can be similarly used.
  • the triplet excitation energy generated in the TADF material is converted to singlet excitation energy by reverse intersystem crossing, and the energy is transferred to the light-emitting substance, thereby increasing the luminous efficiency of the light-emitting device.
  • the TADF material functions as an energy donor, and the light-emitting substance functions as an energy acceptor.
  • the S1 level of the TADF material is preferably higher than the S1 level of the fluorescent material.
  • the T1 level of the TADF material is preferably higher than the S1 level of the fluorescent material. Therefore, the T1 level of the TADF material is preferably higher than the T1 level of the fluorescent emitter.
  • a TADF material that emits light that overlaps the wavelength of the absorption band on the lowest energy side of the fluorescent light-emitting substance.
  • the fluorescent light-emitting substance has a protective group around the luminophore (skeleton that causes light emission) of the fluorescent light-emitting substance.
  • the protecting group is preferably a substituent having no ⁇ bond, preferably a saturated hydrocarbon.
  • an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclo Examples include an alkyl group and a trialkylsilyl group having 3 to 10 carbon atoms, and it is more preferable to have a plurality of protecting groups.
  • Substituents that do not have a ⁇ bond have a poor function of transporting carriers, so that the distance between the TADF material and the luminophore of the fluorescent light-emitting substance can be increased with little effect on carrier transport and carrier recombination.
  • the luminophore refers to an atomic group (skeleton) that causes luminescence in a fluorescent light-emitting substance.
  • the luminophore 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 condensed heteroaromatic ring includes a phenanthrene skeleton, a stilbene skeleton, an acridone skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, and the like.
  • a naphthalene skeleton, anthracene skeleton, fluorene skeleton, chrysene skeleton, triphenylene skeleton, tetracene skeleton, pyrene skeleton, perylene skeleton, coumarin skeleton, quinacridone skeleton, and naphthobisbenzofuran skeleton are particularly preferred because of their high fluorescence quantum yield.
  • a material having an anthracene skeleton is suitable as the host material.
  • a substance having an anthracene skeleton is used as a host material for a fluorescent light-emitting substance, it is possible to realize a light-emitting layer with good luminous efficiency and durability.
  • a substance having an anthracene skeleton to be used as a host material a substance having a diphenylanthracene skeleton, particularly a 9,10-diphenylanthracene skeleton is preferable because it is chemically stable.
  • the host material has a carbazole skeleton
  • the host material contains a benzocarbazole skeleton in which a benzene ring is further condensed to carbazole
  • the HOMO becomes shallower than that of carbazole by about 0.1 eV.
  • the host material contains a dibenzocarbazole skeleton
  • the HOMO becomes shallower than that of carbazole by about 0.1 eV, making it easier for holes to enter, excellent in hole transportability, and high in heat resistance, which is preferable. .
  • more preferable host materials are substances having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a carbazole skeleton (or a benzocarbazole skeleton or a dibenzocarbazole skeleton).
  • a benzofluorene skeleton or a dibenzofluorene skeleton may be used instead of the carbazole skeleton.
  • Such substances include 9-phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: PCzPA), 3-[4-(1-naphthyl)- Phenyl]-9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 7-[4-(10- Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazole (abbreviation: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1 ,2-d]furan (abbreviation: 2mBnfPPA), 9-phenyl-10- ⁇ 4-(9-pheny
  • a phosphorescent material can be used as part of the mixed material.
  • a phosphorescent light-emitting substance can be used as an energy donor that provides excitation energy to a fluorescent light-emitting substance when a fluorescent light-emitting substance is used as the light-emitting substance.
  • these mixed materials may form an exciplex.
  • energy transfer becomes smooth and light emission can be efficiently obtained.
  • the use of the structure is preferable because the driving voltage is also lowered.
  • At least one of the materials forming the exciplex may be a phosphorescent substance. By doing so, triplet excitation energy can be efficiently converted into singlet excitation energy by reverse intersystem crossing.
  • the HOMO level of the material having a hole-transporting property is higher than or equal to the HOMO level of the material having an electron-transporting property.
  • the LUMO level of the material having a hole-transporting property is preferably higher than or equal to the LUMO level of the material having an electron-transporting property.
  • the LUMO level and HOMO level of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential) of the material measured by cyclic voltammetry (CV) measurement.
  • an exciplex is performed by comparing, for example, the emission spectrum of a material having a hole-transporting property, the emission spectrum of a material having an electron-transporting property, and the emission spectrum of a mixed film in which these materials are mixed. can be confirmed by observing the phenomenon that the emission spectrum of each material shifts to a longer wavelength (or has a new peak on the longer wavelength side).
  • the transient photoluminescence (PL) of a material having a hole-transporting property, the transient PL of a material having an electron-transporting property, and the transient PL of a mixed film in which these materials are mixed are compared, and the transient PL lifetime of the mixed film is This can be confirmed by observing the difference in transient response, such as having a component with a longer lifetime than the transient PL lifetime of each material, or having a larger proportion of a delayed component.
  • the transient PL described above may be read as transient electroluminescence (EL).
  • the formation of an exciplex can also be confirmed. can be confirmed.
  • the electron-transporting layer is an organic compound having an electron-transporting property, and a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more at a square root of an electric field strength [V/cm] of 600. preferable. Note that any substance other than these substances can be used as long as it has a higher electron-transport property than hole-transport property.
  • the organic compound an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring is preferable.
  • Examples of the organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring include an organic compound containing a heteroaromatic ring having a polyazole skeleton, an organic compound containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton. and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton, or a plurality thereof.
  • organic compounds having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring that can be used in the electron-transporting layer include 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1, 3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 1 ,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1 ,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2′,2′′-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl -1H-
  • an organic compound containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton, an organic compound containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are preferable because of their good reliability.
  • an organic compound containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and an organic compound containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton have high electron-transport properties and contribute to reduction in driving voltage.
  • the electron-transporting layer 114 having this structure may also serve as the electron-injecting layer 115 .
  • Lithium fluoride LiF
  • cesium fluoride CsF
  • calcium fluoride CaF 2
  • 8-hydroxyquinolinato-lithium It is preferred to provide a layer containing an alkali metal or alkaline earth metal such as Liq) or a compound or complex thereof.
  • a layer made of an electron-transporting substance containing an alkali metal, an alkaline earth metal, or a compound thereof, or an electride may be used. Examples of the electride include a mixed oxide of calcium and aluminum to which electrons are added at a high concentration.
  • the electron-injecting layer 115 contains a substance having an electron-transporting property (preferably an organic compound having a bipyridine skeleton) and the above alkali metal or alkaline-earth metal fluoride at a concentration higher than or equal to a microcrystalline state (50 wt % or higher). It is also possible to use a thin layer. Since the layer has a low refractive index, it is possible to provide a light-emitting device with better external quantum efficiency.
  • a metal, an alloy, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like having a small work function (specifically, 3.8 eV or less) can be used.
  • cathode materials include alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and group 1 or Elements belonging to Group 2, alloys containing these (MgAg, AlLi), rare earth metals such as europium (Eu) and ytterbium (Yb), alloys containing these, and the like.
  • an electron injection layer between the cathode 102 and the electron transport layer various materials such as Al, Ag, ITO, silicon or silicon oxide-containing indium oxide-tin oxide can be used regardless of the magnitude of the work function.
  • a conductive material can be used as the cathode 102 .
  • Films of these conductive materials can be formed using a dry method such as a vacuum deposition method or a sputtering method, an inkjet method, a spin coating method, or the like. Alternatively, it may be formed by a wet method using a sol-gel method, or may be formed by a wet method using a paste of a metal material.
  • a method for forming the first EL layer 103 various methods can be used regardless of whether it is a dry method or a wet method.
  • a vacuum deposition method, a gravure printing method, an offset printing method, a screen printing method, an inkjet method, a spin coating method, or the like may be used.
  • each electrode or each layer described above may be formed using a different film formation method.
  • the structure of the layers provided between the anode 101 and the cathode 102 is not limited to the above. However, in order to suppress the quenching caused by the proximity of the light-emitting region to the metal used for the electrode or carrier injection layer, the light-emitting region in which holes and electrons recombine at sites distant from the anode 101 and the cathode 102. is preferably provided.
  • the band gap is preferably composed of a material having a bandgap larger than that of the light-emitting material constituting the light-emitting layer or the light-emitting material contained in the light-emitting layer.
  • the display device of this embodiment can be a high-resolution display device or a large-sized display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes a relatively large screen such as a television device, a desktop or notebook personal computer, a computer monitor, a digital signage, a large game machine such as a pachinko machine, or the like. In addition to electronic devices, it can be used for display parts of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, smartphones, wristwatch terminals, tablet terminals, personal digital assistants, and sound reproducing devices.
  • FIG. 8 shows a perspective view of the light emitting device 400A
  • FIG. 9A shows a cross-sectional view of the light emitting device 400A.
  • the light emitting device 400A has a configuration in which a substrate 452 and a substrate 451 are bonded together.
  • the substrate 452 is clearly indicated by dashed lines.
  • the light emitting device 400A has a display section 462, a circuit 464, wiring 465, and the like.
  • FIG. 9 shows an example in which an IC and an FPC 472 are mounted on the light emitting device 400A. Therefore, the configuration shown in FIG. 9 can also be called a display module including the light emitting device 400A, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a scanning line driving circuit for example, can be used as the circuit 464 .
  • the wiring 465 has a function of supplying signals and power to the display section 462 and the circuit 464 .
  • the signal and power are input to the wiring 465 from the outside through the FPC 472 or input to the wiring 465 from the IC.
  • FIG. 9 shows an example in which an IC is provided on the substrate 451 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • a COG Chip On Glass
  • COF Chip on Film
  • the IC for example, an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be applied.
  • the light emitting device 400A and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 9A shows an example of a cross section of the light-emitting device 400A when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, part of the display section 462, and part of the region including the end are cut. show.
  • a light-emitting device 400A illustrated in FIG. 9A includes a transistor 201 and a transistor 205, a light-emitting device 430a that emits red light, a light-emitting device 430b that emits green light, and a light-emitting device 430b that emits blue light. It has a device 430c and the like.
  • the light emitting device exemplified in Embodiment 1 can be applied to the light emitting device 430a, the light emitting device 430b, and the light emitting device 430c.
  • the three sub-pixels are R, G, and B sub-pixels, and yellow (Y). , cyan (C), and magenta (M).
  • the four sub-pixels include R, G, B, and white (W) sub-pixels, and R, G, B, and Y four-color sub-pixels. be done.
  • the protective layer 416 and the substrate 452 are adhered via the adhesive layer 442 .
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to sealing the light-emitting device.
  • the space 443 surrounded by the substrate 452, the adhesion layer 442, and the substrate 451 is filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • the adhesive layer 442 may be provided overlying the light emitting device.
  • a space 443 surrounded by the substrate 452 , the adhesive layer 442 , and the substrate 451 may be filled with a resin different from that of the adhesive layer 442 .
  • the light-emitting devices 430a, 430b, and 430c have an optical adjustment layer between the pixel electrode and the EL layer.
  • Light-emitting device 430a has an optical tuning layer 426a
  • light-emitting device 430b has an optical tuning layer 426b
  • light-emitting device 430c has an optical tuning layer 426c.
  • Embodiment 1 can be referred to for details of the light-emitting device.
  • the pixel electrodes 411a, 411b, and 411c are connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through openings provided in the insulating layer 214, respectively.
  • the edges of the pixel electrodes and the optical adjustment layer are covered with an insulating layer 421 .
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light
  • the counter electrode contains a material that transmits visible light.
  • the light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 452 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 452 .
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed over the substrate 451 . These transistors can be made with 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 451 in this order.
  • Part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • Part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer of each transistor.
  • An insulating layer 215 is provided over the transistor.
  • An insulating layer 214 is provided over the transistor and functions as a planarization layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering a transistor are not limited, and each may have a single layer or two or more layers.
  • a material in which impurities such as water and hydrogen are difficult to diffuse for at least one insulating layer covering the transistor.
  • Inorganic insulating films are preferably used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215, respectively.
  • As the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon oxynitride 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, or the like may be used.
  • two or more of the insulating films described above may be laminated and used.
  • the organic insulating film preferably has openings near the ends of the light emitting device 400A. As a result, it is possible to prevent impurities from entering through the organic insulating film from the end of the light emitting device 400A.
  • the organic insulating film may be formed so that the edges of the organic insulating film are located inside the edges of the light emitting device 400A so that the organic insulating film is not exposed at the edges of the light emitting device 400A.
  • An organic insulating film is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarizing layer.
  • materials that can be used for the organic insulating film include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimideamide resins, siloxane resins, benzocyclobutene-based resins, phenolic resins, precursors of these resins, and the like.
  • An opening is formed in the insulating layer 214 in a region 228 shown in FIG. 9A.
  • the transistors 201 and 205 include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layers 222a and 222b functioning as sources and drains, a semiconductor layer 231, and an insulating layer functioning 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 applied 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 display device of this embodiment there is no particular limitation on the structure of the transistor included in the display device of this embodiment.
  • a planar transistor, a staggered transistor, an inverted staggered transistor, or the like can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • gates may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a structure in which a semiconductor layer in which a channel is formed is sandwiched between two gates is applied to the transistors 201 and 205 .
  • a transistor may be driven by connecting two gates and applying the same signal to them.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by applying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and applying a potential for driving to the other.
  • the crystallinity of the semiconductor material used for the transistor is not particularly limited, either. (semiconductors having A single crystal semiconductor or a crystalline semiconductor is preferably used because deterioration in transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • the display device of this embodiment preferably uses a transistor including a channel formation region using a metal oxide (hereinafter referred to as an OS transistor).
  • the semiconductor layer of the transistor may comprise silicon. Examples of silicon include amorphous silicon and crystalline silicon (low-temperature polysilicon, monocrystalline silicon, etc.).
  • the semiconductor layer includes, for example, indium and M (M is gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, one or more selected from hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide also referred to as IGZO
  • IGZO oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) as the semiconductor layer.
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic ratio of M.
  • the transistor included in the circuit 464 and the transistor included in the display portion 462 may have the same structure or different structures.
  • the plurality of transistors included in the circuit 464 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • the plurality of transistors included in the display portion 462 may all have the same structure, or may have two or more types.
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 451 where the substrate 452 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • the conductive layer 466 has a laminated structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the optical adjustment layer is shown. .
  • the conductive layer 466 is exposed on the upper surface of the connecting portion 204 . Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • a light shielding layer 417 is preferably provided on the surface of the substrate 452 on the substrate 451 side.
  • various optical members can be arranged outside the substrate 452 .
  • optical members include polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (diffusion films, etc.), antireflection layers, light collecting films, and the like.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged on the outside of the substrate 452.
  • an antistatic film that suppresses adhesion of dust, a water-repellent film that prevents adhesion of dirt, a hard coat film that suppresses scratches due to use, a shock absorption layer, etc. are arranged.
  • the protective layer 416 that covers the light-emitting device By providing the protective layer 416 that covers the light-emitting device, it is possible to prevent impurities such as water from entering the light-emitting device and improve the reliability of the light-emitting device.
  • the insulating layer 215 and the protective layer 416 are in contact with each other through the opening of the insulating layer 214 in the region 228 near the edge of the light emitting device 400A.
  • the inorganic insulating film included in the insulating layer 215 and the inorganic insulating film included in the protective layer 416 are in contact with each other. This can prevent impurities from entering the display section 462 from the outside through the organic insulating film. Therefore, the reliability of the light emitting device 400A can be improved.
  • FIG. 9B shows an example in which the protective layer 416 has a three-layer structure.
  • the protective layer 416 has an inorganic insulating layer 416a over the light emitting device 430c, an organic insulating layer 416b over the inorganic insulating layer 416a, and an inorganic insulating layer 416c over the organic insulating layer 416b.
  • the end of the inorganic insulating layer 416a and the end of the inorganic insulating layer 416c extend outside the end of the organic insulating layer 416b and are in contact with each other.
  • the inorganic insulating layer 416a is in contact with the insulating layer 215 (inorganic insulating layer) through the opening of the insulating layer 214 (organic insulating layer).
  • the light emitting device can be surrounded by the insulating layer 215 and the protective layer 416, so that the reliability of the light emitting device can be improved.
  • the protective layer 416 may have a laminated structure of an organic insulating film and an inorganic insulating film. At this time, it is preferable that the ends of the inorganic insulating film extend further outward than the ends of the organic insulating film.
  • the substrates 451 and 452 glass, quartz, ceramics, sapphire, resins, metals, alloys, semiconductors, etc. can be used, respectively.
  • a material that transmits the light is used for the substrate on the side from which the light from the light-emitting device is extracted.
  • the flexibility of the display device can be increased.
  • a polarizing plate may be used as the substrate 451 or the substrate 452 .
  • polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylonitrile resins, acrylic resins, polyimide resins, polymethylmethacrylate resins, polycarbonate (PC) resins, and polyether resins are used.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • acrylic resins acrylic resins
  • polyimide resins polymethylmethacrylate resins
  • PC polycarbonate
  • polyether resins polyether resins
  • PES resin Sulfone (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 nanofiber, or the like can be used.
  • PES polytetyrene resin
  • polyamideimide resin polyurethane resin
  • polyvinyl chloride resin polyvinylidene chloride resin
  • polypropylene resin polytetrafluoroethylene (PTFE) resin
  • PTFE resin polytetrafluoroethylene
  • ABS resin cellulose nanofiber, or the like
  • One or both of the substrates 451 and 452 may be made of glass having a thickness sufficient to be flexible.
  • a substrate having high optical isotropy has small birefringence (it can be said that the amount of birefringence is small).
  • the absolute value of the retardation (retardation) value of the substrate with high optical isotropy is preferably 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
  • Films with high optical isotropy include triacetylcellulose (TAC, also called cellulose triacetate) films, cycloolefin polymer (COP) films, cycloolefin copolymer (COC) films, and acrylic films.
  • TAC triacetylcellulose
  • COP cycloolefin polymer
  • COC cycloolefin copolymer
  • a film having a low water absorption rate as the substrate.
  • various curable adhesives such as photocurable adhesives such as ultraviolet curable adhesives, reaction curable adhesives, thermosetting adhesives, and anaerobic adhesives can be used.
  • These adhesives include epoxy resins, acrylic resins, silicone resins, phenol resins, polyimide resins, imide resins, PVC (polyvinyl chloride) resins, PVB (polyvinyl butyral) resins, EVA (ethylene vinyl acetate) resins, and the like.
  • a material with low moisture permeability such as epoxy resin is preferable.
  • a two-liquid mixed type resin may be used.
  • an adhesive sheet or the like may be used.
  • connection layer 242 an anisotropic conductive film (ACF: Anisotropic Conductive Film), an anisotropic conductive paste (ACP: Anisotropic Conductive Paste), or the like can be used.
  • ACF Anisotropic Conductive Film
  • ACP Anisotropic Conductive Paste
  • materials that can be used for conductive layers such as various wirings and electrodes constituting display devices include aluminum, titanium, chromium, nickel, copper, yttrium, zirconium, molybdenum, silver, Examples include metals such as tantalum and tungsten, and alloys containing these metals as main components. Films containing these materials can be used as a single layer or as a laminated structure.
  • conductive oxides 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, or alloy materials containing such metal materials can be used.
  • a nitride of the metal material eg, titanium nitride
  • it is preferably thin enough to have translucency.
  • a stacked film of any of the above materials can be used as the conductive layer.
  • a laminated film of a silver-magnesium alloy and indium tin oxide because the conductivity can be increased.
  • conductive layers such as various wirings and electrodes that constitute a display device, and conductive layers (conductive layers functioning as pixel electrodes or common electrodes) of light-emitting devices.
  • Examples of insulating materials that can be used for each insulating layer include resins such as acrylic resins and epoxy resins, and inorganic insulating materials such as silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, silicon nitride, and aluminum oxide.
  • FIG. 10A shows a cross-sectional view of the light emitting device 400B.
  • a perspective view of the light emitting device 400B is the same as that of the light emitting device 400A (FIG. 8).
  • FIG. 10A shows an example of a cross section of the light emitting device 400B when part of the region including the FPC 472, part of the circuit 464, and part of the display portion 462 are cut.
  • FIG. 10A shows an example of a cross section of the display section 462, in particular, a region including the light emitting device 430b that emits green light and the light emitting device 430c that emits blue light. Note that the description of the same parts as those of the light emitting device 400A may be omitted.
  • a light-emitting device 400B illustrated in FIG. 10A includes the transistor 202, the transistor 210, the light-emitting device 430b, the light-emitting device 430c, and the like between the substrate 453 and the substrate 454.
  • the substrate 454 and the protective layer 416 are adhered via the adhesive layer 442 .
  • the adhesive layer 442 is overlapped with each of the light emitting device 430b and the light emitting device 430c, and a solid sealing structure is applied to the light emitting device 400B.
  • the substrate 453 and the insulating layer 212 are bonded together by an adhesive layer 455 .
  • a manufacturing substrate provided with the insulating layer 212, each transistor, each light-emitting device, etc., and the substrate 454 provided with the light shielding layer 417 are bonded together by the adhesive layer 442. Then, the formation substrate is peeled off and a substrate 453 is attached to the exposed surface, so that each component formed over the formation substrate is transferred to the substrate 453 .
  • Each of the substrates 453 and 454 preferably has flexibility. This can enhance the flexibility of the light emitting device 400B.
  • Inorganic insulating films that can be used for the insulating layers 211, 213, and 215 can be used for the insulating layer 212, respectively.
  • the pixel electrode is connected to the conductive layer 222b of the transistor 210 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the conductive layer 222 b is connected to the low-resistance region 231 n through openings provided in the insulating layers 215 and 225 .
  • the transistor 210 has the function of controlling driving of the light emitting device.
  • the edge of the pixel electrode is covered with an insulating layer 421 .
  • the light emitted by the light emitting devices 430b and 430c is emitted to the substrate 454 side.
  • a material having high visible light transmittance is preferably used for the substrate 454 .
  • a connecting portion 204 is provided in a region of the substrate 453 where the substrate 454 does not overlap.
  • the wiring 465 is electrically connected to the FPC 472 through the conductive layer 466 and the connection layer 242 .
  • the conductive layer 466 can be obtained by processing the same conductive film as the pixel electrode. Thereby, the connecting portion 204 and the FPC 472 can be electrically connected via the connecting layer 242 .
  • the transistors 202 and 210 each include a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer having a channel formation region 231i and a pair of low-resistance regions 231n, and one of the pair of low-resistance regions 231n.
  • a connecting conductive layer 222a, a conductive layer 222b connecting to the other of the pair of low-resistance regions 231n, an insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 223 functioning as a gate, and an insulating layer 215 covering the conductive layer 223 are provided.
  • 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 formation region 231i.
  • the conductive layers 222a and 222b are each connected to the low resistance region 231n through openings provided in the insulating layer 215.
  • One of the conductive layers 222a and 222b functions as a source and the other functions as a drain.
  • FIG. 10A shows an example in which the insulating layer 225 covers the upper and side surfaces of the semiconductor layer.
  • the conductive layers 222a and 222b are connected to the low-resistance region 231n through openings provided in the insulating layers 225 and 215, respectively.
  • the insulating layer 225 overlaps the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231 and does not overlap the low resistance region 231n.
  • the structure shown in FIG. 10B can be manufactured by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layers 222a and 222b are connected to the low resistance region 231n through openings in the insulating layer 215, respectively.
  • an insulating layer 218 may be provided to cover the transistor.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described herein.
  • the display device of this embodiment can be a high-definition display device. Therefore, the display device of the present embodiment includes, for example, information terminals (wearable devices) such as a wristwatch type and a bracelet type, devices for VR such as a head-mounted display, devices for AR such as glasses, and the like. It can be used for the display part of wearable equipment.
  • information terminals wearable devices
  • VR such as a head-mounted display
  • AR such as glasses
  • Display module A perspective view of the display module 280 is shown in FIG. 11A.
  • the display module 280 has a light emitting device 400C and an FPC 290.
  • the display device included in the display module 280 is not limited to the light emitting device 400C, and may be a light emitting device 400D or a light emitting device 400E, which will be described later.
  • the display module 280 has substrates 291 and 292 .
  • the display module 280 has a display section 281 .
  • the display unit 281 is an area for displaying an image in the display module 280, and is an area where light from each pixel provided in the pixel unit 284, which will be described later, can be visually recognized.
  • FIG. 11B shows a perspective view schematically showing the configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 , a pixel circuit section 283 on the circuit section 282 , and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked on the substrate 291 .
  • a terminal portion 285 for connecting to the FPC 290 is provided on a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel portion 284 .
  • the terminal portion 285 and the circuit portion 282 are electrically connected by a wiring portion 286 composed of a plurality of wirings.
  • the pixel section 284 has a plurality of periodically arranged pixels 284a. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 11B. Pixel 284a has light-emitting devices 430a, 430b, and 430c that emit light of different colors. A plurality of light emitting devices may be arranged in a stripe arrangement as shown in FIG. 11B. Since the stripe arrangement can arrange pixel circuits at high density, it is possible to provide a high-definition display device. Also, various arrangement methods such as delta arrangement and pentile arrangement can be applied.
  • the pixel circuit section 283 has a plurality of periodically arranged pixel circuits 283a.
  • One pixel circuit 283a is a circuit that controls light emission of three light emitting devices included in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a may have a structure in which three circuits for controlling light emission of one light-emitting device are provided.
  • the pixel circuit 283a can have at least one selection transistor, one current control transistor (driving transistor), and a capacitive element for each light emitting device. At this time, a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a source signal is input to either the source or the drain of the selection transistor. This realizes an active matrix display device.
  • the circuit section 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 .
  • a circuit that drives each pixel circuit 283 a of the pixel circuit section 283 For example, it is preferable to have one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, and the like may be provided.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, power supply potential, or the like to the circuit section 282 from the outside. Also, an IC may be mounted on the FPC 290 .
  • the aperture ratio (effective display area ratio) of the display portion 281 is extremely high. can be raised.
  • the aperture ratio of the display section 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 284a can be arranged at an extremely high density, and the definition of the display portion 281 can be extremely high.
  • the pixels 284a may be arranged with a resolution of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and still more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30000 ppi or less. preferable.
  • a display module 280 Since such a display module 280 has extremely high definition, it can be suitably used for devices for VR such as head-mounted displays, or glasses-type devices for AR. For example, even in the case of a configuration in which the display portion of the display module 280 is viewed through a lens, the display module 280 has an extremely high-definition display portion 281, so pixels cannot be viewed even if the display portion is enlarged with the lens. , a highly immersive display can be performed. Moreover, the display module 280 is not limited to this, and can be suitably used for electronic equipment having a relatively small display unit. For example, it can be suitably used for a display part of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • a light emitting device 400C illustrated in FIG. 12 includes a substrate 301, light emitting devices 430a, 430b, and 430c, a capacitor 240, and a transistor 310.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 11A and 11B.
  • a laminated structure from the substrate 301 to the insulating layer 255 corresponds to the substrate 100 and the insulating layer 120 in the first embodiment.
  • a transistor 310 is a transistor having a channel formation region in the substrate 301 .
  • the substrate 301 for example, a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used.
  • Transistor 310 includes a portion of substrate 301 , conductive layer 311 , low resistance region 312 , insulating layer 313 and insulating layer 314 .
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • An insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low-resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities and functions as either a source or a drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311 and functions as an insulating layer.
  • a device isolation layer 315 is provided between two adjacent transistors 310 so as to be embedded in the substrate 301 .
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 261 .
  • the capacitor 240 has a conductive layer 241, a conductive layer 245, and an insulating layer 243 positioned therebetween.
  • the conductive layer 241 functions as one electrode of the capacitor 240
  • the conductive layer 245 functions as the other electrode of the capacitor 240
  • the insulating layer 243 functions as the dielectric of the capacitor 240 .
  • the conductive layer 241 is provided on the insulating layer 261 and embedded in the insulating layer 254 .
  • Conductive layer 241 is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 271 embedded in insulating layer 261 .
  • An insulating layer 243 is provided over the conductive layer 241 .
  • the conductive layer 245 is provided in a region overlapping with the conductive layer 241 with the insulating layer 243 provided therebetween.
  • An insulating layer 255 is provided to cover the capacitor 240, and light emitting devices 430a, 430b, 430c, etc. are provided on the insulating layer 255.
  • a protective layer 416 is provided on the light emitting devices 430 a , 430 b , 430 c , and a substrate 420 is attached to the top surface of the protective layer 416 with a resin layer 419 .
  • the pixel electrode of the light emitting device is electrically connected to one of the source or drain of transistor 310 by plug 256 embedded in insulating layer 255 , conductive layer 241 embedded in insulating layer 254 , and plug 271 embedded in insulating layer 261 . properly connected.
  • a light-emitting device 400D shown in FIG. 13 is mainly different from the light-emitting device 400C in that the transistor configuration is different. Note that the description of the same parts as those of the light emitting device 400C may be omitted.
  • the transistor 320 is a transistor in which a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) is applied to a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • a metal oxide also referred to as an oxide semiconductor
  • the transistor 320 has a semiconductor layer 321 , an insulating layer 323 , a conductive layer 324 , a pair of conductive layers 325 , an insulating layer 326 , and a conductive layer 327 .
  • the substrate 331 corresponds to the substrate 291 in FIGS. 11A and 11B.
  • a stacked structure from the substrate 331 to the insulating layer 255 corresponds to the layer 401 including the transistor in Embodiment 1.
  • An insulating layer 332 is provided on the substrate 331 .
  • the insulating layer 332 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing from the substrate 331 into the transistor 320 and oxygen from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332 side.
  • a film into which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film such as an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, or a silicon nitride film, can be used.
  • a conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332 , and an insulating layer 326 is provided to cover the conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320, and part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • An oxide insulating film such as a silicon oxide film is preferably used for at least a portion of the insulating layer 326 that is in contact with the semiconductor layer 321 .
  • the upper surface of the insulating layer 326 is preferably planarized.
  • the semiconductor layer 321 is provided on the insulating layer 326 .
  • the semiconductor layer 321 preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor) film having semiconductor characteristics. Details of materials that can be suitably used for the semiconductor layer 321 will be described later.
  • a pair of conductive layers 325 are provided on and in contact with the semiconductor layer 321 and function as a source electrode and a drain electrode.
  • An insulating layer 328 is provided to cover the top and side surfaces of the pair of conductive layers 325, the side surface of the semiconductor layer 321, and the like, and the insulating layer 264 is provided over the insulating layer 328.
  • the insulating layer 328 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the semiconductor layer 321 from the insulating layer 264 or the like and oxygen from leaving the semiconductor layer 321 .
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used as the insulating layer 328.
  • An opening reaching the semiconductor layer 321 is provided in the insulating layer 328 and the insulating layer 264 .
  • the insulating layer 323 and the conductive layer 324 are buried in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the top surface of the conductive layer 324, the top surface of the insulating layer 323, and the top surface of the insulating layer 264 are planarized so that their heights are approximately the same, and the insulating layers 329 and 265 are provided to cover them. .
  • the insulating layers 264 and 265 function as interlayer insulating layers.
  • the insulating layer 329 functions as a barrier layer that prevents impurities such as water or hydrogen from diffusing into the transistor 320 from the insulating layer 265 or the like.
  • an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used.
  • a plug 274 electrically connected to one of the pair of conductive layers 325 is provided so as to be embedded in the insulating layers 265 , 329 and 264 .
  • the plug 274 includes a conductive layer 274a that covers the side surfaces of the openings of the insulating layers 265, the insulating layers 329, the insulating layers 264, and the insulating layer 328 and part of the top surface of the conductive layer 325, and the conductive layer 274a. It is preferable to have a conductive layer 274b in contact with the top surface. At this time, a conductive material into which hydrogen and oxygen are difficult to diffuse is preferably used for the conductive layer 274a.
  • the configuration from the insulating layer 254 to the substrate 420 in the light emitting device 400D is similar to that of the light emitting device 400C.
  • a light-emitting device 400E illustrated in FIG. 14 has a structure in which a transistor 310 in which a channel is formed over a substrate 301 and a transistor 320 including a metal oxide in a semiconductor layer in which the channel is formed are stacked. Note that descriptions of portions similar to those of the light emitting devices 400C and 400D may be omitted.
  • An insulating layer 261 is provided to cover the transistor 310 , and a conductive layer 251 is provided over the insulating layer 261 .
  • An insulating layer 262 is provided to cover the conductive layer 251 , and the conductive layer 252 is provided over the insulating layer 262 .
  • the conductive layers 251 and 252 each function as wirings.
  • An insulating layer 263 and an insulating layer 332 are provided to cover the conductive layer 252 , and the transistor 320 is provided over the insulating layer 332 .
  • An insulating layer 265 is provided to cover the transistor 320 and a capacitor 240 is provided over the insulating layer 265 . Capacitor 240 and transistor 320 are electrically connected by plug 274 .
  • the transistor 320 can be used as a transistor forming a pixel circuit. Further, the transistor 310 can be used as a transistor forming a pixel circuit or a transistor forming a driver circuit (a gate line driver circuit or a source line driver circuit) for driving the pixel circuit. Further, the transistors 310 and 320 can be used as transistors included in various circuits such as an arithmetic circuit and a memory circuit.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described herein.
  • the pixel unit 70 is composed of two pixels (pixel 70a and pixel 70b). Wiring 51a, wiring 51b, wiring 52a, wiring 52b, wiring 52c, wiring 52d, wiring 53a, wiring 53b, wiring 53c, and the like are connected to the pixel unit .
  • the pixel 70a has a sub-pixel 71a, a sub-pixel 72a, and a sub-pixel 73a.
  • Pixel 70b has sub-pixel 71b, sub-pixel 72b, and sub-pixel 73b.
  • the sub-pixel 71a, the sub-pixel 72a, and the sub-pixel 73a respectively have a pixel circuit 41a, a pixel circuit 42a, and a pixel circuit 43a.
  • the sub-pixel 71b, the sub-pixel 72b, and the sub-pixel 73b respectively have a pixel circuit 41b, a pixel circuit 42b, and a pixel circuit 43b.
  • Each subpixel has a pixel circuit and a display element 60 .
  • the sub-pixel 71a has a pixel circuit 41a and a display element 60.
  • FIG. Here, a case where a light-emitting device such as an organic EL element is used as the display element 60 is shown.
  • the wiring 51a and the wiring 51b each have a function as a gate line.
  • Each of the wirings 52a, 52b, 52c, and 52d functions as a signal line (also referred to as a data line).
  • the wirings 53 a , 53 b , and 53 c have a function of supplying a potential to the display element 60 .
  • the pixel circuit 41a is electrically connected to the wiring 51a, the wiring 52a, and the wiring 53a.
  • the pixel circuit 42a is electrically connected to the wiring 51b, the wiring 52d, and the wiring 53a.
  • the pixel circuit 43a is electrically connected to the wirings 51a, 52b, and 53b.
  • the pixel circuit 41b is electrically connected to the wiring 51b, the wiring 52a, and the wiring 53b.
  • the pixel circuit 42b is electrically connected to the wiring 51a, the wiring 52c, and the wiring 53c.
  • the pixel circuit 43b is electrically connected to the wirings 51b, 52b, and 53c.
  • the number of source lines can be halved compared to the stripe arrangement.
  • the number of terminals of the IC used as the source driver circuit can be reduced by half, and the number of parts can be reduced.
  • pixel circuits corresponding to the same color it is preferable to connect pixel circuits corresponding to the same color to one wiring functioning as a signal line.
  • the correction value may differ greatly for each color. Therefore, by making all the pixel circuits connected to one signal line correspond to the same color, correction can be facilitated.
  • Each pixel circuit also has a transistor 61 , a transistor 62 and a capacitive element 63 .
  • the transistor 61 has a gate electrically connected to the wiring 51a, one of the source and the drain electrically connected to the wiring 52a, and the other of the source and the drain being the gate of the transistor 62 and the capacitor. It is electrically connected to one electrode of 63 .
  • One of the source and the drain of the transistor 62 is electrically connected to one electrode of the display element 60, and the other of the source and the drain is electrically connected to the other electrode of the capacitor 63 and the wiring 53a.
  • the other electrode of the display element 60 is electrically connected to the wiring to which the potential V1 is applied.
  • a wiring to which the gate of the transistor 61 is connected a wiring to which one of the source and the drain of the transistor 61 is connected, and a wiring to which the other electrode of the capacitor 63 is connected. It has the same configuration as the pixel circuit 41a except that it is different.
  • the transistor 61 functions as a selection transistor.
  • the transistor 62 is connected in series with the display element 60 and has a function of controlling current flowing through the display element 60 .
  • the capacitor 63 has a function of holding the potential of the node to which the gate of the transistor 62 is connected. Note that in the case where leakage current in the off state of the transistor 61, leakage current through the gate of the transistor 62, or the like is extremely small, the capacitor 63 does not need to be intentionally provided.
  • the transistor 62 preferably has a first gate and a second gate that are electrically connected to each other. With such a structure having two gates, the current that can flow through the transistor 62 can be increased. In particular, it is preferable for a high-definition display device because the current can be increased without increasing the size of the transistor 62, particularly the channel width.
  • the transistor 62 may have one gate. With such a structure, the step of forming the second gate is not required, so the steps can be simplified as compared with the above.
  • the transistor 61 may have two gates. With such a structure, the size of each transistor can be reduced. Further, a structure in which the first gate and the second gate of each transistor are electrically connected to each other can be employed. Alternatively, one gate may be electrically connected to a different wiring. In that case, the threshold voltage of the transistor can be controlled by applying different potentials to the wiring.
  • the electrode electrically connected to the transistor 62 corresponds to the pixel electrode.
  • FIG. 5 shows a configuration in which the electrode electrically connected to the transistor 62 of the display element 60 is the cathode, and the electrode on the opposite side is the anode.
  • transistor 62 is an n-channel transistor.
  • the potential applied from the wiring 53a is the source potential, so that the current flowing through the transistor 62 can be constant regardless of variations or fluctuations in the resistance of the display element 60.
  • a p-channel transistor may be used as a transistor included in the pixel circuit.
  • the metal oxide preferably contains at least indium or zinc. In particular, it preferably contains indium and zinc. In addition to these, aluminum, gallium, yttrium, tin and the like are preferably contained. In addition, one or more selected from boron, silicon, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, magnesium, cobalt, etc. may be contained. .
  • the metal oxide is formed by chemical vapor deposition (CVD) such as sputtering, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or atomic layer deposition (ALD). It can be formed by a layer deposition method or the like.
  • CVD chemical vapor deposition
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • Crystal structures of oxide semiconductors include amorphous (including completely amorphous), CAAC (c-axis-aligned crystalline), nc (nanocrystalline), CAC (cloud-aligned composite), single crystal, and polycrystal. (poly crystal) and the like.
  • the crystal structure of the film or substrate can be evaluated using an X-ray diffraction (XRD) spectrum.
  • XRD X-ray diffraction
  • it can be evaluated using an XRD spectrum obtained by GIXD (Grazing-Incidence XRD) measurement.
  • GIXD Gram-Incidence XRD
  • the GIXD method is also called a thin film method or a Seemann-Bohlin method.
  • the shape of the peak of the XRD spectrum is almost bilaterally symmetrical.
  • the peak shape of the XRD spectrum is left-right asymmetric.
  • the asymmetric shape of the peaks in the XRD spectra demonstrates 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 peaks in 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 nano beam electron diffraction pattern) observed by nano beam electron diffraction (NBED).
  • a diffraction pattern also referred to as a nano beam electron diffraction pattern
  • NBED nano beam electron diffraction
  • a halo is observed in the diffraction pattern of a quartz glass substrate, and it can be confirmed that the quartz glass is in an amorphous state.
  • a spot-like pattern is observed instead of a halo. Therefore, it is presumed that the IGZO film deposited at room temperature is neither crystalline nor amorphous, but in an intermediate state and cannot be concluded to be in an amorphous state.
  • oxide semiconductors may be classified differently from the above when their structures are focused. For example, oxide semiconductors are classified into single-crystal oxide semiconductors and non-single-crystal oxide semiconductors. Examples of non-single-crystal oxide semiconductors include the above CAAC-OS and nc-OS. Non-single-crystal oxide semiconductors include polycrystalline oxide semiconductors, amorphous-like oxide semiconductors (a-like OS), amorphous oxide semiconductors, and the like.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor that includes a plurality of crystal regions, and the c-axes of the plurality of crystal regions are oriented in a specific direction. Note that the specific direction is the thickness direction of the CAAC-OS film, the normal direction to the formation surface of the CAAC-OS film, or the normal direction to the surface of the CAAC-OS film.
  • a crystalline region is a region having periodicity in atomic arrangement. If the atomic arrangement is regarded as a lattice arrangement, the crystalline region is also a region with a uniform lattice arrangement.
  • CAAC-OS has a region where a plurality of crystal regions are connected in the a-b plane direction, and the region may have strain.
  • the strain refers to a portion where the orientation of the lattice arrangement changes between a region with a uniform lattice arrangement and another region with a uniform lattice arrangement in a region where a plurality of crystal regions are connected. That is, CAAC-OS is an oxide semiconductor that is c-axis oriented and has no obvious orientation in the ab plane direction.
  • each of the plurality of crystal regions is composed of one or more microcrystals (crystals having a maximum diameter of less than 10 nm).
  • the maximum diameter of the crystalline region is less than 10 nm.
  • the size of the crystal region may be about several tens of nanometers.
  • CAAC-OS contains indium (In) and oxygen.
  • a tendency to have a layered crystal structure also referred to as a layered structure in which a layer (hereinafter referred to as an In layer) and a layer containing the element M, zinc (Zn), and oxygen (hereinafter referred to as a (M, Zn) layer) are stacked.
  • the (M, Zn) layer may contain indium.
  • the In layer contains the element M.
  • the In layer may contain Zn.
  • the layered structure is observed as a lattice image in, for example, a high-resolution TEM (Transmission Electron Microscope) image.
  • a plurality of bright points are observed in the electron beam diffraction pattern of the CAAC-OS film.
  • a certain spot and another spot are observed at point-symmetrical positions with respect to the spot of the incident electron beam that has passed through the sample (also referred to as a direct spot) as the center of symmetry.
  • the lattice arrangement in the crystal region is basically a hexagonal lattice, but the unit cell is not always a regular hexagon and may be a non-regular hexagon. Moreover, the distortion may have a lattice arrangement such as a pentagon or a heptagon.
  • the distortion of the lattice arrangement suppresses the formation of grain boundaries. This is because the CAAC-OS can tolerate strain due to the fact that the arrangement of oxygen atoms is not dense in the ab plane direction, the bond distance between atoms changes due to the substitution of metal atoms, and the like. It is considered to be for
  • a crystal structure in which clear grain boundaries are confirmed is called a polycrystal.
  • a grain boundary becomes a recombination center, traps carriers, and is highly likely to cause a decrease in on-current of a transistor, a decrease in field-effect mobility, and the like. Therefore, a CAAC-OS in which no clear grain boundaries are observed is one of crystalline oxides having a crystal structure suitable for a semiconductor layer of a transistor.
  • a structure containing Zn is preferable for forming a CAAC-OS.
  • In--Zn oxide and In--Ga--Zn oxide are preferable because they can suppress the generation of grain boundaries more than In oxide.
  • CAAC-OS is an oxide semiconductor with high crystallinity and no clear crystal grain boundaries. Therefore, it can be said that the decrease in electron mobility due to grain boundaries is less likely to occur in CAAC-OS.
  • a CAAC-OS can be said to be an oxide semiconductor with few impurities and defects (such as oxygen vacancies). Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS has stable physical properties. Therefore, an oxide semiconductor including CAAC-OS is resistant to heat and has high reliability.
  • CAAC-OS is also stable against high temperatures (so-called thermal budget) in the manufacturing process. Therefore, the use of the CAAC-OS for the OS transistor makes it possible to increase the degree of freedom in the manufacturing process.
  • nc-OS has periodic atomic arrangement in a minute region (eg, a region of 1 nm to 10 nm, particularly a region of 1 nm to 3 nm).
  • the nc-OS has minute crystals.
  • 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 called a nanocrystal.
  • nc-OS does not show regularity in crystal orientation between different nanocrystals. Therefore, no orientation is observed in the entire film.
  • an nc-OS may be indistinguishable from an a-like OS or an amorphous oxide semiconductor depending on the analysis method.
  • an nc-OS film is subjected to structural analysis using an XRD apparatus, out-of-plane XRD measurement using ⁇ /2 ⁇ scanning does not detect a peak indicating crystallinity.
  • an nc-OS film is subjected to electron beam diffraction (also referred to as selected area electron beam diffraction) using an electron beam with a probe diameter larger than that of nanocrystals (for example, 50 nm or more), a diffraction pattern such as a halo pattern is obtained. is observed.
  • an nc-OS film is subjected to electron diffraction (also referred to as nanobeam electron diffraction) using an electron beam with a probe diameter close to or smaller than the size of a nanocrystal (for example, 1 nm or more and 30 nm or less)
  • an electron beam diffraction pattern is obtained in which a plurality of spots are observed within a ring-shaped area centered on the direct spot.
  • An a-like OS is an oxide semiconductor having a structure between an nc-OS and an amorphous oxide semiconductor.
  • An a-like OS has void or low density regions. That is, the a-like OS has lower crystallinity than the nc-OS and CAAC-OS. In addition, the a-like OS has a higher hydrogen concentration in the film than the nc-OS and the CAAC-OS.
  • CAC-OS relates to material composition.
  • CAC-OS is, for example, one structure of a material in which elements constituting a metal oxide are unevenly distributed with a size of 0.5 nm or more and 10 nm or less, preferably 1 nm or more and 3 nm or less, or in the vicinity thereof.
  • 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 in the vicinity thereof.
  • the mixed state is also called mosaic or patch.
  • CAC-OS is a structure in which the material is separated into a first region and a second region to form a mosaic shape, and the first region is distributed in the film (hereinafter, also referred to as a cloud shape). ). That is, CAC-OS is a composite metal oxide in which the first region and the second region are mixed.
  • the atomic ratios of In, Ga, and Zn to the metal elements constituting the CAC-OS in the In--Ga--Zn oxide are denoted by [In], [Ga], and [Zn], respectively.
  • the first region is a region where [In] is larger than [In] in the composition of the CAC-OS film.
  • the second region is a region where [Ga] is greater 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 whose main component is indium oxide, indium zinc oxide, or the like.
  • the second region is a region containing gallium oxide, gallium zinc oxide, or the like as a main component. That is, the first region can be rephrased as a region containing In as a main component. Also, the second region can be rephrased as a region containing Ga as a main component.
  • a clear boundary between the first region and the second region may not be observed.
  • the CAC-OS in the In—Ga—Zn oxide means a region containing Ga as a main component and a region containing In as a main component in a material structure containing In, Ga, Zn, and O. Each region is a mosaic, and refers to a configuration in which these regions exist randomly. Therefore, CAC-OS is presumed to have a structure in which metal elements are unevenly distributed.
  • the CAC-OS can be formed, for example, by sputtering under the condition that the substrate is not 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 a deposition gas. good.
  • an inert gas typically argon
  • oxygen gas typically argon
  • a nitrogen gas may be used as a deposition gas. good.
  • the lower the flow rate ratio of the oxygen gas to the total flow rate of the film formation gas during film formation, the better. is preferably 0% or more and 10% or less.
  • an EDX mapping obtained using energy dispersive X-ray spectroscopy shows that a region containing In as a main component It can be confirmed that the (first region) and the region (second region) containing Ga as the main component are unevenly distributed and have a mixed structure.
  • the first region is a region with higher conductivity than the second region. That is, when carriers flow through the first region, conductivity as a metal oxide is developed. Therefore, by distributing the first region in the form of a cloud in the metal oxide, a high field effect mobility ( ⁇ ) can be realized.
  • the second region is a region with higher insulation than the first region.
  • 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 insulation caused by the second region act in a complementary manner to provide a switching function (turning ON/OFF). functions) can be given to the CAC-OS.
  • a part of the material has a conductive function
  • a part of the material has an insulating function
  • the whole material has a semiconductor function.
  • CAC-OS is most suitable for various semiconductor devices including display devices.
  • Oxide semiconductors have a variety of structures, each with different characteristics.
  • An oxide semiconductor of one embodiment of the present invention includes two or more of an amorphous oxide semiconductor, a polycrystalline oxide semiconductor, an a-like OS, a CAC-OS, an nc-OS, and a CAAC-OS. may
  • an oxide semiconductor with low carrier concentration is preferably used for a transistor.
  • 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, more preferably 1 ⁇ 10 11 cm ⁇ 3 or less. 3 or less, more preferably less than 1 ⁇ 10 10 cm ⁇ 3 and 1 ⁇ 10 ⁇ 9 cm ⁇ 3 or more.
  • 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 are referred to as high-purity intrinsic or substantially high-purity intrinsic.
  • an oxide semiconductor with a low carrier concentration is sometimes referred to as a highly purified intrinsic or substantially highly purified intrinsic oxide semiconductor.
  • the trap level density may also be low.
  • the charge trapped in 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 whose channel formation region is formed in an oxide semiconductor with a high trap level density might have unstable electrical characteristics.
  • Impurities include hydrogen, nitrogen, alkali metals, alkaline earth metals, iron, nickel, silicon, and the like.
  • the concentration of silicon or carbon in the oxide semiconductor and the concentration of silicon or carbon in the vicinity of the interface with the oxide semiconductor are 2 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 or less, preferably 2 ⁇ 10 17 atoms/cm 3 or less.
  • the concentration of 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.
  • the oxide semiconductor reacts with oxygen that bonds to a metal atom to form water, which may cause oxygen vacancies.
  • oxygen vacancies When hydrogen enters the oxygen vacancies, electrons, which are carriers, may be generated.
  • part of hydrogen may bond with oxygen that bonds with a metal atom to generate an electron, which is a carrier. Therefore, a transistor including an oxide semiconductor containing hydrogen is likely to have normally-on characteristics. Therefore, hydrogen in the oxide semiconductor is preferably 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 less than 5 ⁇ 10 18 atoms/cm. Less than 3 , more preferably less than 1 ⁇ 10 18 atoms/cm 3 .
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described herein.
  • An electronic device of this embodiment includes a display device of one embodiment of the present invention.
  • the display device of one embodiment of the present invention can easily have high definition, high resolution, and large size. Therefore, the display device of one embodiment of the present invention can be used for display portions of various electronic devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be manufactured at low cost, the manufacturing cost of the electronic device can be reduced.
  • Examples of electronic devices include televisions, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens. Examples include cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, mobile game machines, mobile information terminals, and sound reproducing devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can have high definition, it can be suitably used for an electronic device having a relatively small display portion.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), VR devices such as head-mounted displays, and glasses-type AR devices that can be worn on the head. equipment and the like.
  • Wearable devices also include devices for SR and devices for MR.
  • a display device of one embodiment of the present invention includes HD (1280 ⁇ 720 pixels), FHD (1920 ⁇ 1080 pixels), WQHD (2560 ⁇ 1440 pixels), WQXGA (2560 ⁇ 1600 pixels), 4K2K (2560 ⁇ 1600 pixels), 3840 ⁇ 2160) and 8K4K (7680 ⁇ 4320 pixels).
  • the resolution it is preferable to set the resolution to 4K2K, 8K4K, or higher.
  • the pixel density (definition) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, more preferably 3000 ppi or more, and 5000 ppi or more.
  • the electronic device of this 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 this embodiment may have an antenna.
  • An image, information, or the like can be displayed on the display portion by receiving a signal with the antenna.
  • the antenna may be used for contactless power transmission.
  • the electronic device of this embodiment includes sensors (force, displacement, position, velocity, acceleration, angular velocity, number of revolutions, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage , power, radiation, flow, humidity, gradient, vibration, odor or infrared sensing, detection or measurement).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, functions to display various information (still images, moving images, text images, etc.) on the display, touch panel functions, functions to display calendars, dates or times, functions to execute various software (programs), wireless communication function, a function of reading a program or data recorded on a recording medium, and the like.
  • An electronic device 6500 shown in FIG. 16A is a mobile information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 has 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.
  • a display portion 6502 has a touch panel function.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502 .
  • FIG. 16B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a light-transmitting protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, an optical member 6512, a touch sensor panel 6513, and a printer are placed in a 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 with an adhesive layer (not shown).
  • a portion of the display panel 6511 is folded back in a region outside the display portion 6502, and the FPC 6515 is connected to the folded portion.
  • An IC6516 is mounted on the FPC6515.
  • the FPC 6515 is connected to terminals provided on the printed circuit board 6517 .
  • a flexible display (flexible display device) of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511 . Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized. In addition, since the display panel 6511 is extremely thin, the thickness of the electronic device can be reduced and the large-capacity battery 6518 can be mounted. In addition, by folding back part of the display panel 6511 and arranging a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG. 17A An example of a television device is shown in FIG. 17A.
  • a television set 7100 has a display portion 7000 incorporated in a housing 7101 .
  • a configuration in which a housing 7101 is supported by a stand 7103 is shown.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • the operation of the television apparatus 7100 shown in FIG. 17A can be performed using operation switches provided on the housing 7101 and a separate remote control operation device 7111 .
  • the display portion 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display portion 7000 with a finger or the like.
  • the remote controller 7111 may have a display section for displaying information output from the remote controller 7111 .
  • a channel and a volume can be operated with operation keys or a touch panel provided in the remote controller 7111 , and an image displayed on the display portion 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. Also, by connecting to a wired or wireless communication network via a modem, one-way (from the sender to the receiver) or two-way (between the sender and the receiver, or between the receivers, etc.) information communication is performed. is also possible.
  • FIG. 17B shows an example of a notebook personal computer.
  • a notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display portion 7000 is incorporated in the housing 7211 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 .
  • FIGS. 17C and 17D An example of digital signage is shown in FIGS. 17C and 17D.
  • a digital signage 7300 shown in FIG. 17C includes a housing 7301, a display unit 7000, speakers 7303, and the like. Furthermore, it can have an LED lamp, an operation key (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • FIG. 17D shows a digital signage 7400 attached to a cylindrical post 7401.
  • a digital signage 7400 has a display section 7000 provided along the curved surface of a pillar 7401 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000 in FIGS. 17C and 17D.
  • the wider the display unit 7000 the more information can be provided at once.
  • the wider the display unit 7000 the more conspicuous it is, and the more effective the advertisement can be, for example.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display unit 7000, not only can images or moving images be displayed on the display unit 7000, but also the user can intuitively operate the display unit 7000, which is preferable. Further, when used for providing information such as route information or traffic information, usability can be enhanced by intuitive operation.
  • the digital signage 7300 or digital signage 7400 is preferably capable of cooperating with an information terminal 7311 or information terminal 7411 such as a smartphone possessed by the user through wireless communication.
  • advertisement information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 .
  • display on the display portion 7000 can be switched.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can execute a game using the screen of the information terminal 7311 or 7411 as an operation means (controller). This allows an unspecified number of users to simultaneously participate in and enjoy the game.
  • FIG. 18A is a diagram showing the appearance of the camera 8000 with the finder 8100 attached.
  • a camera 8000 has a housing 8001, a display unit 8002, an operation button 8003, a shutter button 8004, and the like.
  • a detachable lens 8006 is attached to the camera 8000 . Note that the camera 8000 may be integrated with the lens 8006 and the housing.
  • the camera 8000 can capture an image by pressing the shutter button 8004 or by touching the display unit 8002 that functions as a touch panel.
  • the housing 8001 has a mount with electrodes, and can be connected to the viewfinder 8100 as well as a strobe device or the like.
  • the viewfinder 8100 has a housing 8101, a display section 8102, buttons 8103, and the like.
  • the housing 8101 is attached to the camera 8000 by mounts that engage the mounts of the camera 8000 .
  • a viewfinder 8100 can display an image or the like received from the camera 8000 on a display portion 8102 .
  • the button 8103 has a function as a power button or the like.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8002 of the camera 8000 and the display portion 8102 of the viewfinder 8100 .
  • the camera 8000 having a built-in finder may also be used.
  • FIG. 18B is a diagram showing the appearance of the head mounted display 8200.
  • FIG. 18B is a diagram showing the appearance of the head mounted display 8200.
  • a head-mounted display 8200 has a mounting section 8201, a lens 8202, a main body 8203, a display section 8204, a cable 8205, and the like.
  • a battery 8206 is built in the mounting portion 8201 .
  • a cable 8205 supplies power from a battery 8206 to the main body 8203 .
  • a main body 8203 includes a wireless receiver or the like, and can display received video information on a display portion 8204 .
  • the main body 8203 is equipped with a camera, and information on the movement of the user's eyeballs or eyelids can be used as input means.
  • the mounting section 8201 may be provided with a plurality of electrodes capable of detecting a current flowing along with the movement of the user's eyeballs at a position where it touches the user, and may have a function of recognizing the line of sight. Moreover, it may have a function of monitoring the user's pulse based on the current flowing through the electrode.
  • the mounting unit 8201 may have various sensors such as a temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, etc., and has a function of displaying biological information of the user on the display unit 8204, In addition, a function of changing an image displayed on the display portion 8204 may be provided.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8204 .
  • FIG. 18C to 18E are diagrams showing the appearance of the head mounted display 8300.
  • FIG. A head mounted display 8300 includes a housing 8301 , a display portion 8302 , a band-shaped fixture 8304 , and a pair of lenses 8305 .
  • the user can visually recognize the display on the display unit 8302 through the lens 8305 .
  • the display portion 8302 it is preferable to arrange the display portion 8302 in a curved manner because the user can feel a high presence.
  • three-dimensional display or the like using parallax can be performed.
  • the configuration is not limited to the configuration in which one display portion 8302 is provided, and two display portions 8302 may be provided and one display portion may be arranged for one eye of the user.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 8302 .
  • the display device of one embodiment of the present invention can also achieve extremely high definition. For example, even when the display is magnified using the lens 8305 as shown in FIG. 18E and visually recognized, the pixels are difficult for the user to visually recognize. In other words, the display portion 8302 can be used to allow the user to view highly realistic images.
  • FIG. 18F is a diagram showing the appearance of a goggle-type head-mounted display 8400.
  • the head mounted display 8400 has a pair of housings 8401, a mounting section 8402, and a cushioning member 8403.
  • a display portion 8404 and a lens 8405 are provided in the pair of housings 8401, respectively.
  • the user can visually recognize the display unit 8404 through the lens 8405.
  • the lens 8405 has a focus adjustment mechanism, and its position can be adjusted according to the user's visual acuity.
  • the display portion 8404 is preferably square or horizontally long rectangular. This makes it possible to enhance the sense of presence.
  • the mounting part 8402 preferably has plasticity and elasticity so that it can be adjusted according to the size of the user's face and does not slip off.
  • a part of the mounting portion 8402 preferably has a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone. As a result, you can enjoy video and audio without the need for separate audio equipment such as earphones and speakers.
  • the housing 8401 may have a function of outputting audio data by wireless communication.
  • the mounting part 8402 and the cushioning member 8403 are parts that come into contact with the user's face (forehead, cheeks, etc.). Since the cushioning member 8403 is in close contact with the user's face, it is possible to prevent light leakage and enhance the sense of immersion. It is preferable to use a soft material for the cushioning member 8403 so that the cushioning member 8403 comes into close contact with the user's face when the head mounted display 8400 is worn by the user. For example, materials such as rubber, silicone rubber, urethane, and sponge can be used.
  • a member that touches the user's skin is preferably detachable for easy cleaning or replacement.
  • the electronic device shown in FIGS. 19A to 19F includes a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), connection terminals 9006, sensors 9007 (force, displacement, position, speed). , acceleration, angular velocity, number of rotations, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substances, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, smell, or infrared rays , detection or measurement), a microphone 9008, and the like.
  • the electronic devices shown in FIGS. 19A to 19F 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 calendar, a function to display the date or time, a function to control processing by various software (programs), It can have a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, and the like. Note that 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 is equipped with a camera, etc., and has the function of capturing still images or moving images and storing them in a recording medium (external or built into the camera), or the function of displaying the captured image on the display unit, etc. good.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 9001 .
  • FIGS. 19A to 19F Details of the electronic devices shown in FIGS. 19A to 19F will be described below.
  • FIG. 19A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as a smart phone, for example.
  • the portable information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, and the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on its multiple surfaces.
  • FIG. 19A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 indicated by a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display portion 9001 . Examples of the information 9051 include notification of incoming e-mail, SNS, telephone, etc., title of e-mail, SNS, etc., sender name, date and time, remaining battery power, strength of antenna reception, and the like.
  • an icon 9050 or the like may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG. 19B is a perspective view showing the mobile information terminal 9102.
  • the portable information terminal 9102 has a function of displaying information on three or more sides of the display portion 9001 .
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are displayed on different surfaces.
  • the user can confirm the information 9053 displayed at a position where the mobile information terminal 9102 can be viewed from above the mobile information terminal 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in the chest pocket of the clothes.
  • the user can check the display without taking out the portable information terminal 9102 from the pocket, and can determine, for example, whether to receive a call.
  • FIG. 19C is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as a smart watch (registered trademark), for example.
  • the display portion 9001 has a curved display surface, and display can be performed along the curved display surface.
  • Hands-free communication is also possible by allowing the mobile information terminal 9200 to communicate with, for example, a headset capable of wireless communication.
  • the portable information terminal 9200 can transmit data to and from another information terminal through the connection terminal 9006, and can be charged. Note that the charging operation may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 19D to 19F are perspective views showing a foldable personal digital assistant 9201.
  • FIG. 19D is a state in which the mobile information terminal 9201 is unfolded
  • FIG. 19F is a state in which it is folded
  • FIG. 19E is a perspective view in the middle of changing from one of FIGS. 19D and 19F to the other.
  • the portable information terminal 9201 has excellent portability in the folded state, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area in the unfolded state.
  • a display portion 9001 included in the portable information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055 .
  • the display portion 9001 can be bent with a curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • This embodiment can be implemented by appropriately combining at least part of it with other embodiments described herein.
  • a first electrode was formed on a substrate.
  • a glass substrate was used as the substrate.
  • indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was deposited by a sputtering method to a thickness of 10 nm, silver was deposited to a thickness of 100 nm, and then ITSO was deposited. was formed with a film thickness of 10 nm.
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds. After that, the substrate was introduced into a vacuum deposition apparatus whose interior was evacuated to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baked at 170° C. for 60 minutes in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus, and then exposed to heat for about 30 minutes. chilled.
  • the hole injection layer was formed by N-(1,1′-biphenyl-4-yl)-N-[4-yl) represented by the above structural formula (i).
  • PCBBiF (9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine
  • the hole transport layer was formed by vapor-depositing PCBBiF to a thickness of 190 nm.
  • the substrate was transported under atmospheric pressure and placed in a nitrogen atmosphere with a dew point of ⁇ 78° C. and an oxygen concentration of 3 ppm for 1 hour.
  • a device which was left to stand and subjected to the next film forming process again under a pressure of about 10 ⁇ 4 Pa was designated as a light emitting device 1-1b. Note that the light emitting device 1-1a and the light emitting device 1-1b may be collectively referred to as the light emitting device 1-1.
  • the hole blocking layer is 2-[3′-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-1,1′-biphenyl-3-yl]- represented by structural formula (iii) above. It was formed by vapor-depositing 4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mFBPTzn) to a thickness of 25 nm.
  • mFBPTzn 4,6-diphenyl-1,3,5-triazine
  • ZADN 2- ⁇ 4-[9,10-di(naphthalen-2-yl)-2-anthryl]phenyl ⁇ -1-phenyl-1H-benzimidazole
  • Liq 8-quinolinolato-lithium
  • the electron injection layer was formed by depositing lithium fluoride (LiF) to a thickness of 1 nm.
  • a second electrode was formed on the electron injection layer.
  • the second electrode functions as a cathode.
  • a cap layer was formed over the second electrode for the purpose of improving light extraction efficiency.
  • the cap layer is 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) represented by the above structural formula (vi) with a thickness of 80 nm. It was formed by vapor deposition so that
  • the fabricated light-emitting device 1-1 was sealed in a glove box in a nitrogen atmosphere so as not to be exposed to the atmosphere (a sealing material was applied around the device, UV-treated and heat-treated at 80°C for 1 hour at the time of sealing). ).
  • the difference between the light emitting device 1-2a and the light emitting device 1-2b is the presence or absence of exposure to a nitrogen atmosphere after the formation of the light emitting layer, like the light emitting device 1-1a and the light emitting device 1-1b. Note that the light emitting device 1-2a and the light emitting device 1-2b may be collectively referred to as the light emitting device 1-2.
  • the difference between the light emitting device 1-3a and the light emitting device 1-3b is the presence or absence of exposure to a nitrogen atmosphere after the formation of the light emitting layer, like the light emitting device 1-1a and the light emitting device 1-1b.
  • the light emitting device 1-3a and the light emitting device 1-3b may be collectively referred to as a light emitting device 1-3.
  • Light-emitting device 2 has a hole-transporting layer of 195 nm thickness in light-emitting device 1-1, and a light-emitting layer of 10-(9′-phenyl-3,3′-bi-9H represented by the above structural formula (vii).
  • -carbazol-9-yl)naphtho[1′,2′:4,5]furo[2,3-b]pyrazine abbreviation: 10PCCzNfpr
  • phosphorescent dopant OCPG-006 at a weight ratio of 1:0.
  • the same procedure as for the light-emitting device 1-1 was performed.
  • the difference between the light-emitting device 2a and the light-emitting device 2b is the presence or absence of exposure to a nitrogen atmosphere after the formation of the light-emitting layer, like the light-emitting device 1-1a and the light-emitting device 1-1b.
  • the light emitting device 2a and the light emitting device 2b may be collectively referred to as a light emitting device 2 in some cases.
  • FIG. 20 shows the results of the light-emitting devices 1-1 to 1-3
  • FIG. 21 shows the results of the light-emitting device 2.
  • FIG. 20 and 21 the vertical axis indicates the normalized luminance (%) when the initial luminance is 100%, and the horizontal axis indicates the driving time (h) of the device.
  • the light-emitting devices 1-1 to 1-3 are light-emitting devices in which the host material in the light-emitting layer is composed of two kinds of materials, a material having a hole-transporting property and a material having an electron-transporting property. is a light-emitting device in which the host material consists of a single material.
  • the reliability of the light emitting device 2b exposed to the nitrogen atmosphere is lower than that of the light emitting device 2a not exposed to the nitrogen atmosphere.
  • the reliability of the light emitting device exposed to the nitrogen atmosphere is lower than that of the light emitting device not exposed.
  • the light-emitting device 1-3 exhibited similar reliability to the light-emitting device exposed to the nitrogen atmosphere and the light-emitting device not exposed to the nitrogen atmosphere.
  • the difference in reliability in the light emitting device 1-2 is smaller than the difference in reliability in the light emitting device 1-1.
  • the result of the light-emitting device 1-3 can be said to be the result of almost no difference.
  • the difference between the light-emitting devices 1-1 to 1-3 is the mixing ratio of the electron-transporting material and the hole-transporting material in the light-emitting layer.
  • the proportion of the electron transport material increases in order of devices 1-3.
  • the electron-transporting property of the light-emitting layer improves, and the center of the recombination region shifts toward the anode of the light-emitting layer. Therefore, it is considered that the influence of the nitrogen atmosphere immediately after the formation of the light-emitting layer is less likely to occur, and the decrease in reliability is suppressed.
  • a mixed material of an electron-transporting material and a hole-transporting material as the host material of the light-emitting layer in this way, it is possible to adjust the recombination region inside the EL layer, thereby reducing the adverse effects of exposure to a nitrogen atmosphere. It becomes possible.
  • the light-emitting device 2 since the host material is composed of a single material, the light-emitting region is fixed, and the device cannot be adjusted like the light-emitting devices 1-1 to 1-3.
  • the present invention by using a mixed material of a hole-transporting material and an electron-transporting material as the host material of the light-emitting layer, it is possible to manufacture a light-emitting device that is not affected by exposure to a nitrogen atmosphere. .
  • pixel circuit 41b pixel circuit 42a: pixel circuit 42b: pixel circuit 43a: pixel circuit 43b: pixel circuit 51a: wiring 51b: wiring 52a: wiring 52b: wiring 52c: wiring 52d: wiring, 53a: wiring, 53b: wiring, 53c: wiring, 60: display element, 61: transistor, 62: transistor, 63: capacitive element, 70: pixel unit, 70a: pixel, 70b: pixel, 71a: secondary pixel, 71b: sub-pixel, 72a: sub-pixel, 72b: sub-pixel, 73a: sub-pixel, 73b: sub-pixel, 100: substrate, 101: anode, 101_1: anode, 101_2: anode, 101b: conductive film, 101C: Connection electrode, 101R: anode, 101G: anode, 101B: anode, 102: cathode, 103: EL layer, 103A: first EL layer, 103B: first EL layer, 103

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Abstract

フォトリソグラフィ法により作製された発光デバイスにおいて、高精細且つ特性の良好な発光デバイスを提供する。 第１と第２の発光デバイスを有し、前記第１と前記第２の発光デバイスは隣り合っており、前記第１の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ａと第２のＥＬ層を有し、前記第２の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ｂと前記第２のＥＬ層を有し、前記第１のＥＬ層Ａと前記第１のＥＬ層Ｂは、独立しており、前記第２のＥＬ層は、前記第１と前記第２の発光デバイスで共通であり、前記第１のＥＬ層Ａの前記第１のＥＬ層Ｂ側の端面と前記第１のＥＬ層Ｂの前記第１のＥＬ層Ａ側の端面は向かい合っており、前記第１のＥＬ層Ａは、発光層を有し、前記発光層は、発光材料と、第１と第２の有機化合物を有し、前記第１の有機化合物は電子輸送性を有する有機化合物であり、前記第２の有機化合物は正孔輸送性を有する有機化合物である発光装置。

Description

発光装置および電子機器
本発明の一態様は、有機化合物、発光素子、発光デバイス、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬデバイス）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。このデバイスに電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べ、視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイには特に好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球およびＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
このように発光デバイスを用いた発光装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
有機ＥＬデバイスを用いたより高精細な発光装置を得るために、メタルマスクを用いた蒸着法に代わって、フォトレジストなどを用いたフォトリソグラフィ法による有機層のパターニングが研究されている。フォトリソグラフィ法を用いることによって、ＥＬ層の間隔が数μｍという高精細な発光装置を得ることができる（例えば特許文献１参照）。
特表２０１８−５２１４５９号公報
フォトリソグラフィ法によるパターニングでは、フォトマスクの作製の際の加熱、マスク除去の際の薬液またはエッチングガスへの暴露などによってＥＬ層に様々なストレスがかかる。特に、発光層の表面がこれらストレスに曝されると発光デバイスの寿命を大きく損なってしまう場合があった。
そこで、本発明の一態様では、フォトリソグラフィ法により作製された発光装置において、発光デバイスの寿命の低下が抑制された発光装置を提供することを目的とする。
そこで、本発明の一態様では、フォトリソグラフィ法を用いて形成された発光装置において、発光デバイスの発光層におけるホスト材料が少なくとも２の有機化合物で構成される発光装置を提供する。
すなわち、本発明の一態様は、第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、を有し、前記第１の発光デバイスと、前記第２の発光デバイスと、は隣り合って位置しており、前記第１の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ａと、第２のＥＬ層と、を有し、前記第２の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ｂと、前記第２のＥＬ層と、を有し、前記第１のＥＬ層Ａと、前記第１のＥＬ層Ｂとは、独立しており、前記第２のＥＬ層は、前記第１の発光デバイスと、前記第２の発光デバイスで共通であり、前記第１のＥＬ層Ａの前記第１のＥＬ層Ｂ側の端面と、前記第１のＥＬ層Ｂの前記第１のＥＬ層Ａ側の端面とは向かい合っており、前記ＥＬ層Ａは、発光層を有し、前記発光層は、発光材料と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを有し、前記第１の有機化合物は電子輸送性を有する有機化合物であり、前記第２の有機化合物は正孔輸送性を有する有機化合物である発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記発光層における電子移動度が、正孔移動度よりも高い発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、前記第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１の有機化合物がナフトフロピラジン骨格を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２の有機化合物がカルバゾール骨格を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第１のＥＬ層Ａおよび前記第１のＥＬ層Ｂは発光層を含む発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記発光層が、前記第１のＥＬ層Ａおよび前記第１のＥＬ層Ｂにおける最も第２のＥＬ層側に位置する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記構成において、前記第２のＥＬ層が、正孔ブロック層、電子輸送層および電子注入層のいずれかまたは複数を有する発光装置である。
または、本発明の他の一態様は、上記いずれかに記載の発光装置と、センサと、操作ボタンと、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器である。
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。
そこで、本発明の一態様では、フォトリソグラフィ法により作製された発光デバイスにおいても、寿命の低下が抑制された発光装置を提供することができる。
なお、この効果の記載は、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乃至図１Ｃは発光デバイスを表す図である。
図２Ａ乃至図２Ｈは発光デバイスの作製方法を表す図である。
図３Ａ乃至図３Ｇは発光デバイスの作製方法を表す図である。
図４は表示装置の構成例を示す図である。
図５Ａ乃至図５Ｄは、表示装置の構成例を示す図である。
図６Ａ乃至図６Ｆは、表示装置の作製方法例を示す図である。
図７Ａ乃至図７Ｆは、表示装置の作製方法例を示す図である。
図８は、表示装置の一例を示す斜視図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、表示装置の一例を示す断面図である。
図１０Ａは、表示装置の一例を示す断面図である。図１０Ｂは、トランジスタの一例を示す断面図である。
図１１Ａ及び図１１Ｂは、表示モジュールの一例を示す斜視図である。
図１２は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１３は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１４は、表示装置の一例を示す断面図である。
図１５は、表示装置の構成例を示す図である。
図１６Ａ及び図１６Ｂは、電子機器の一例を示す図である。
図１７Ａ乃至図１７Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図１８Ａ乃至図１８Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図１９Ａ乃至図１９Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図２０Ａ乃至図２０Ｃは、発光デバイス１−１乃至発光デバイス１−３の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図２１は、発光デバイス２の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
　なお、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
（実施の形態１）
図１Ａ乃至図１Ｃに本発明の一態様の発光装置における発光デバイス１１０の図を示した。当該発光デバイス１１０は、基板１００上に、絶縁表面を有する絶縁層１２０を介して設けられており、図１では陽極１０１、ＥＬ層（正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、電子注入層１１５）および陰極１０２から構成される例を示した。なお、これらは例示であり、発光層１１３以外は、設けられていてもいなくても構わないし、複数の機能の代わりに複数の機能を兼ねる層を代わりに形成しても良い。これら以外の層としては、キャリアブロック層、励起子ブロック層などを挙げることができる。また、絶縁層１２０と基板１００との間には、発光デバイスを駆動するためのトランジスタおよび容量、配線などが設けられていてもよい。
図１Ａにおいては、陽極１０１の端部は絶縁層１２１により覆われている。
また、当該発光デバイスはフォトリソグラフィ法により有機層のエッチング、パターニングを経て作製される。発光層１１３を形成した後、電子輸送層１１４を形成する前にパターニングおよびエッチングを行っていることから、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３の端部は概略一致している。これは、上記基板またはその上に形成された絶縁層１２０に垂直な方向から見た場合にも、その端部が概略一致していることを意味している。
また、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３のエッチング、パターニングの後から電子輸送層１１４、電子注入層１１５および陰極１０２を形成することから、電子輸送層１１４、電子注入層１１５および陰極１０２が正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および第１の発光層１１３端部を覆う構成となっている。
図１Ｂは、図１Ａにおいて形成されていた絶縁層１２１が形成されていない構成である。絶縁層１２０が存在しないことで、より高精細で開口率の高い発光装置を作製することができる。また、図１Ｃは、陰極１０２を作製した後にもパターニングおよびエッチングを行い、陰極１０２、電子注入層１１５および電子輸送層１１４も発光デバイス毎に分離した構成である。本構成では発光デバイス同士が分離していることで、短絡、クロストークなどの不具合の発生を抑制しやすい。
ここで、本発明の一態様の発光装置における発光デバイス１１０では、発光層１１３の形成後にパターニングおよびエッチングを行っている。フォトリソグラフィ法によるパターニングおよびエッチングは、通常真空下では行われないため、発光層１１３の表面は常圧の雰囲気に曝されることになる。また、さらにフォトマスクの作製の際の加熱、マスク除去の際の薬液またはエッチングガスへの暴露などによって発光層１１３の陰極側の表面には様々なストレスがかかる。発光層の表面がこれらストレスに曝されると発光デバイスの寿命を大きく損なってしまう場合がある。これは、発光層の陰極側の表面がそれらストレスにさらされることによって何らかの影響を受けてしまったことが原因と考えられる。
そこで、本発明者らは発光層１１３における再結合領域を上記発光層の陰極側表面から遠ざけることによって当該ストレスに起因する信頼性の低下を抑制でき、そして、発光層のホスト材料に、正孔輸送材料と、電子輸送材料の混合材料を用いた発光デバイスによってそれが実現可能であることを見出した。
そこで、本発明の一態様は、フォトリソグラフィ法で作製された発光装置における発光デバイスの発光層に含まれるホスト材料が、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料である発光デバイスである。このような構成を有する発光デバイスは、ホスト材料における正孔輸送材料と電子輸送材料の混合比を変えることによって再結合領域を発光層の陰極側の表面から遠ざけることが可能となる。その結果、当該発光デバイスは良好な特性を保ったまま、高真空雰囲気外に曝されたことによる信頼性低下、具体的には、大気暴露、窒素雰囲気暴露、パターニング、エッチングなどの影響による信頼性低下を抑制することができるようになる。再結合領域を発光層の陰極側の表面から遠ざけるためには、発光層の電子輸送性を、正孔輸送性よりも高くなるように混合比を決定することが好ましい。
また、上述の正孔輸送材料は、π電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物、具体的に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を有する有機化合物であることが好ましく、カルバゾール骨格を有する有機化合物であることが特に好ましい。また、上述の電子輸送材料は、π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物、具体的にはピリジン骨格、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を有する有機化合物であることが好ましく、ナフトフロピラジン骨格を有する有機化合物であることがより好ましい。
なお、本発明の一態様の発光装置はフォトリソグラフィ法により発光デバイスのパターニングを行うことから隣り合う発光デバイス同士の間隔を狭くすることができる。メタルマスクを用いて作製された発光装置では、隣接する発光デバイスの有するＥＬ層同士の間隔を１０μｍ未満にすることは困難であるが、本発明の一態様の発光装置では、当該間隔は５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、または、１μｍ以下にまで狭めることができる。例えばＬＳＩ向けの露光装置を用いることで、５００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、さらには５０ｎｍ以下にまで間隔を狭めることもできる。これにより、隣接する２つの発光デバイス間に存在しうる非発光領域の面積を大幅に縮小することができる。例えば、開口率は、５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、さらには９０％以上とすることも可能となる。
また、本発明の発光装置には、発光デバイス１１０に隣接する第２のデバイスが設けられており、当該第２の発光デバイスも、発光デバイス１１０と類似または同様の構成を有している。
また、当該第２の発光デバイスもフォトリソグラフィ法により有機層のパターニングおよびエッチングを経て作製されるため、正孔注入層、正孔輸送層、および発光層の端部は概略一致している形状となっている。
また、第２の発光デバイスにおける発光層も、含まれるホスト材料が、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料である発光デバイスである。これによって、フォトリソグラフィ工程による発光層陰極側表面のストレスに起因する信頼性の低下を抑制することが可能である。
図４に、隣り合って位置する二つの発光デバイス（第１の発光デバイス１１０＿１、第２の発光デバイス１１０＿２）を有する発光装置の断面図を示した。
第１の発光デバイス１１０＿１は、基板１００上に設けられた陽極１０１＿１と陰極１０２との間に、第１のＥＬ層１０３ＡとＥＬ層５１５とを有している。また、第２の発光デバイス１１０＿２は、陽極１０１＿２と陰極１０２との間に第１のＥＬ層１０３Ｂと、ＥＬ層５１５とを有している。また、図４で示した第１の発光デバイス１１０＿１と第２の発光デバイス１１０＿２は異なる発光色を呈する発光デバイスである。
第１のＥＬ層１０３Ａは、少なくとも発光層１１３Ａを有しており、発光層１１３Ａの形成後にフォトリソグラフィ法によりパターニングおよびエッチングを行う。第１のＥＬ層１０３Ｂは、少なくとも発光層１１３Ｂを有しており、発光層１１３Ｂの形成後にフォトリソグラフィ法によりパターニングおよびエッチングを行う。このため、第１のＥＬ層１０３Ａ端面の１と第１のＥＬ層１０３Ｂの端面の１は向かい合う構造となっている。
なお、第１のＥＬ層１０３Ａ、１０３Ｂの少なくとも側面の一部を覆って絶縁層５１６ａまたは絶縁層５１６ｂまたはその両方が設けられていてもよい。
絶縁層５１６ａが設けられることによって酸素、水およびその他悪影響を及ぼす成分が第１のＥＬ層１０３Ａ、１０３Ｂに侵入することを抑制することができる。絶縁層５１６ａは、無機材料を有する絶縁層とすることができる。絶縁層５１６ａとしては、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ハフニウム、酸化ガリウム、インジウムガリウム亜鉛酸化物、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを単層又は積層して用いることができる。特に、酸化アルミニウムは、エッチングにおいて、第１のＥＬ層１０３Ａ、１０３Ｂとの選択比が高く好ましい。
絶縁層５１６ｂは、第１のＥＬ層１０３Ａ、１０３Ｂの間を埋め、平坦化する機能を有する。絶縁層５１６ｂによって、この後に形成するＥＬ層５１５、陰極１０２の被覆性がよくなり、段切れなどの不良の発生を抑制することができる。絶縁層５１６ｂは、有機絶縁膜を用いることが好ましく、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を適用することができる。また、絶縁層５１６ｂとして、感光性の樹脂を用いることができる。感光性の樹脂は、ポジ型の材料、またはネガ型の材料を用いることができる。
図４に示したように第１の発光デバイス１１０＿１の第１のＥＬ層１０３Ａと、第２の発光デバイス１１０＿２の第１のＥＬ層１０３Ｂは、互いに独立している。このように、ＥＬ層が隣り合う発光デバイス間で独立していることで、高精細な発光装置であってもリークが生じにくく、高品質な画像を提供することができる。
第１のＥＬ層１０３Ａ、および第１のＥＬ層１０３Ｂは、発光層と陽極との間に正孔注入層、正孔輸送層および電子ブロック層などが設けられていてもよい。図４では、正孔注入層１１１Ａ、１１１Ｂ、正孔輸送層１１２Ａ、１１２Ｂが設けられている構成を例示した。
ここで、発光層１１３Ａは、上述の発光デバイス１１０における発光層１１３のように、ホスト材料として正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料を用いている。このような構成を有することによって、第１の発光デバイス１１０＿１は、ホスト材料における正孔輸送材料と電子輸送材料の混合比を変えることによって再結合領域を発光層の陰極側の表面から遠ざけることが可能となる。その結果、当該発光デバイスは良好な特性を保ったまま、高真空雰囲気外に曝されたことによる信頼性低下、具体的には、大気暴露、窒素雰囲気暴露、パターニング、エッチングなどの影響による信頼性低下を抑制することができるようになる。再結合領域を発光層の陰極側の表面から遠ざけるためには、発光層の電子輸送性を、正孔輸送性よりも高くなるように混合比を決定することが好ましい。また、発光層１１３Ｂも同様の構成を有することが好ましい。
ＥＬ層５１５および陰極１０２は、第１の発光デバイス１１０＿１、第２の発光デバイス１１０＿２に渡って連続して設けられている。発光色ごとに異なる構成が必要なＥＬ層をフォトリソグラフィ法により形成し、ＥＬ層５１５および陰極１０２を共通して設けることによって、高精細、高品質な画像を得つつ、歩留まりを向上させ、コストを低減させた発光装置とすることができる。
続いて、これら発光デバイスの作製方法について説明する。図１Ａで表される発光デバイスは、図２Ａ乃至図２Ｈのように作製することができる。
まず、基板１００上に、絶縁平面を有する絶縁層１２０および陽極１０１となる導電膜１０１ｂを作製する（図２Ａ、図２Ｂ）。
次に、導電膜１０１ｂをパターニング及びエッチングして、陽極１０１を作成する（図２Ｃ）。陽極１０１を覆って絶縁層１２１となる絶縁膜１２１ｂを成膜する（図２Ｄ）。絶縁膜１２１ｂを開口して絶縁層１２１を形成する（図２Ｅ）。
その後、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３となる有機層１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂを蒸着法により形成する（図２Ｆ）。
続いて、有機層１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂに、フォトリソグラフィ法によりパターニングおよびエッチングを行うことで正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３を作成する（図２Ｇ）。
なお、フォトレジストを塗布する前に、有機層１１３ｂの上に、溶剤などによるダメージを軽減するための保護層または犠牲層を形成してもよい。これにより発光層１１３のダメージが軽減され、より特性の良好な発光装置を得ることが容易となる。
最後に、電子輸送層１１４、電子注入層１１５および陰極１０２を形成して図１Ａに示した発光デバイスを作製することができる（図２Ｈ）。
続いて、図１Ｂに示した発光デバイスの作製方法について、図３Ａ乃至図３Ｆを用いて説明する。まず、陽極１０１を形成するまでは、図２Ａ乃至図２Ｃと同様に形成する（図３Ａ乃至図３Ｃ）。
次に、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３となる有機層１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂを蒸着法により形成する（図３Ｄ）。発光層１１３は、発光材料を含み、ホスト材料として、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料を用いている。
続いて、有機層１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂに、フォトリソグラフィ法によりパターニングおよびエッチングを行うことで正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、および発光層１１３を作成する（図３Ｅ）。この際、発光層１１３は、ホスト材料として、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料を用いていることから、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合比を変えることによって電子輸送性を優勢とし、再結合領域を発光層１１３の表面から遠ざけることが可能となるので、信頼性の低下が抑制された発光装置を得ることができるようになる。
なお、フォトレジストを塗布する前に、有機層１１３ｂの上に、溶剤などによるダメージを軽減するための保護層または犠牲層を形成してもよい。これにより発光層１１３のダメージが軽減され、より特性の良好な発光装置を得ることが容易となる。
最後に、電子輸送層１１４、電子注入層１１５および陰極１０２を形成して図１Ｂに示した発光デバイスを作製することができる（図３Ｆ）。なお、この後さらにフォトリソグラフィ法によるパターニングおよびエッチングを行うことで図３Ｇ（図１Ｃ）のような形状の発光デバイスも作成することが可能である。
［発光装置］
以下では、上記発光デバイスを用いた本発明の一態様の発光装置の一例について説明する。
　図５Ａに、本発明の一態様の発光装置４００の上面概略図を示す。発光装置４００は、赤色を呈する発光デバイス１１０Ｒ、緑色を呈する発光デバイス１１０Ｇ、及び青色を呈する発光デバイス１１０Ｂをそれぞれ複数有する。図５Ａでは、各発光デバイスの区別を簡単にするため、各発光デバイスの発光領域内にＲ、Ｇ、Ｂの符号を付している。
　発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂは、それぞれマトリクス状に配列している。図５Ａは、一方向に同一の色の発光デバイスが配列する、いわゆるストライプ配列を示している。なお、発光デバイスの配列方法はこれに限られず、デルタ配列、ジグザグ配列などの配列方法を適用してもよいし、ペンタイル配列を用いることもできる。
　発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂは、Ｘ方向に配列している。また、Ｘ方向と交差するＹ方向には、同じ色の発光デバイスが配列している。
　発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂは上記構成を有する発光デバイスである。
　図５Ｂは、図５Ａ中の一点鎖線Ａ１−Ａ２に対応する断面概略図であり、図５Ｃは、一点鎖線Ｂ１−Ｂ２に対応する断面概略図である。
　図５Ｂには、発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂの断面を示している。発光デバイス１１０Ｒは、陽極１０１Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｒ、ＥＬ層５１５、及び陰極１０２を有する。発光デバイス１１０Ｇは、陽極１０１Ｇ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、ＥＬ層５１５、及び陰極１０２を有する。発光デバイス１１０Ｂは、陽極１０１Ｂ、第１のＥＬ層１０３Ｂ、ＥＬ層５１５、及び陰極１０２を有する。ＥＬ層５１５と陰極１０２は、発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂに共通に設けられる。ＥＬ層５１５は、共通層ともいうことができる。
　発光デバイス１１０Ｒが有する第１のＥＬ層１０３Ｒは、少なくとも赤色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光デバイス１１０Ｇが有する第１のＥＬ層１０３Ｇは、少なくとも緑色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。発光デバイス１１０Ｂが有する第１のＥＬ層１０３Ｂは、少なくとも青色の波長域に強度を有する光を発する発光性の有機化合物を有する。
　なお、隣り合う第１の発光デバイスおよび第２の発光デバイスとは、例えば図５Ｂにおける発光デバイス１１０Ｒおよび発光デバイス１１０Ｇ、発光デバイス１１０Ｇおよび発光デバイス１１０Ｂなどに相当する。また、図５Ａにおける縦に並んだ同色の発光デバイスも隣り合う発光デバイスということができる。
　第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂは、それぞれ発光性の有機化合物を含む層（発光層）の他に、正孔注入層、正孔輸送層、キャリアブロック層、励起子ブロック層などのうち、一または二以上を有していてもよい。ＥＬ層５１５は、発光層を有さない構成である。本発明の一態様の発光装置において、ＥＬ層５１５は電子輸送層および電子注入層であることが好ましい。
　陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、及び陽極１０１Ｂは、それぞれ異なる発光デバイスに設けられている。また、陰極１０２及びＥＬ層５１５は、各発光デバイスに共通な一続きの層として設けられている。各画素電極と陰極１０２のいずれか一方に可視光に対して透光性を有する導電膜を用い、他方に反射性を有する導電膜を用いる。各画素電極を透光性、陰極１０２を反射性とすることで、下面射出型（ボトムエミッション型）の表示装置とすることができ、反対に各画素電極を反射性、陰極１０２を透光性とすることで、上面射出型（トップエミッション型）の表示装置とすることができる。なお、各画素電極と陰極１０２の双方を透光性とすることで、両面射出型（デュアルエミッション型）の表示装置とすることもできる。
　陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、及び陽極１０１Ｂの端部を覆って、絶縁層１２１が設けられている。絶縁層１２１の端部は、テーパー形状であることが好ましい。なお、絶縁層１２１は不要であれば設けなくてもよい。
　第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂは、それぞれ画素電極の上面に接する領域と、絶縁層１２１の表面に接する領域と、を有する。また、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂの端部は、絶縁層１２１上に位置する。
　図５Ｂに示すように、異なる色の発光デバイス間において、２つのＥＬ層の間には隙間が設けられている。このように、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｇが、互いに接しないように設けられていることが好ましい。これにより、隣接する２つのＥＬ層を介して電流が流れ、意図しない発光が生じることを好適に防ぐことができる。そのため、コントラストを高めることができ、表示品位の高い表示装置を実現できる。
　図５Ｃでは、Ｙ方向において、第１のＥＬ層１０３Ｒが一続きとなるように、第１のＥＬ層１０３Ｒが帯状に形成されている例を示した。第１のＥＬ層１０３Ｒなどを帯状に形成することで、これらを分断するためのスペースが不要となり、発光デバイス間の非発光領域の面積を縮小できるため、開口率を高めることができる。なお、図５Ｃでは一例として発光デバイス１１０Ｒの断面を示しているが、発光デバイス１１０Ｇ及び発光デバイス１１０Ｂについても同様の形状とすることができる。なお、ＥＬ層はＹ方向において発光デバイス毎に分離していてもよい。
　陰極１０２上には、発光デバイス１１０Ｒ、発光デバイス１１０Ｇ、及び発光デバイス１１０Ｂを覆って、保護層１３１が設けられている。保護層１３１は、上方から各発光デバイスに水などの不純物が拡散することを防ぐ機能を有する。
　保護層１３１としては、例えば、少なくとも無機絶縁膜を含む単層構造または積層構造とすることができる。無機絶縁膜としては、例えば、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜などの酸化物膜または窒化物膜が挙げられる。または、保護層１３１としてインジウムガリウム酸化物、インジウムガリウム亜鉛酸化物などの半導体材料を用いてもよい。
　また、保護層１３１として、無機絶縁膜と、有機絶縁膜の積層膜を用いることもできる。例えば、一対の無機絶縁膜の間に、有機絶縁膜を挟んだ構成とすることが好ましい。さらに有機絶縁膜が平坦化膜として機能することが好ましい。これにより、有機絶縁膜の上面を平坦なものとすることができるため、その上の無機絶縁膜の被覆性が向上し、バリア性を高めることができる。また、保護層１３１の上面が平坦となるため、保護層１３１の上方に構造物（例えばカラーフィルタ、タッチセンサの電極、またはレンズアレイなど）を設ける場合に、下方の構造に起因する凹凸形状の影響を軽減できるため好ましい。
　また、図５Ａには、陰極１０２と電気的に接続する接続電極１０１Ｃを示している。接続電極１０１Ｃは、陰極１０２に供給するための電位（例えばアノード電位、またはカソード電位）が与えられる。接続電極１０１Ｃは、発光デバイス１１０Ｒなどが配列する表示領域の外に設けられる。また図５Ａには、陰極１０２を破線で示している。
　接続電極１０１Ｃは、表示領域の外周に沿って設けることができる。例えば、表示領域の外周の一辺に沿って設けられていてもよいし、表示領域の外周の２辺以上にわたって設けられていてもよい。すなわち、表示領域の上面形状が長方形である場合には、接続電極１０１Ｃの上面形状は、帯状、Ｌ字状、コの字状（角括弧状）、または四角形などとすることができる。
　図５Ｄは、図５Ａ中の一点鎖線Ｃ１−Ｃ２に対応する断面概略図である。図５Ｄには、接続電極１０１Ｃと陰極１０２とが電気的に接続する接続部１３０を示している。接続部１３０では、接続電極１０１Ｃ上に陰極１０２が接して設けられ、陰極１０２を覆って保護層１３１が設けられている。また、接続電極１０１Ｃの端部を覆って絶縁層１２１が設けられている。
［作製方法例１］
　以下では、本発明の一態様の表示装置の作製方法の一例について、図面を参照して説明する。ここでは、上記構成例で示した発光装置４００を例に挙げて説明する。図６Ａ乃至図６Ｆは、以下で例示する表示装置の作製方法の、各工程における断面概略図である。また図６Ａ等では、右側に接続部１３０及びその近傍における断面概略図を合わせて示している。
　なお、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いて形成することができる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ＣＶＤ）法、または熱ＣＶＤ法などがある。また、熱ＣＶＤ法のひとつに、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　ＣＶＤ）法がある。
　また、表示装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等の方法により形成することができる。
　また、表示装置を構成する薄膜を加工する際には、フォトリソグラフィ法等を用いることができる。それ以外に、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法などにより薄膜を加工してもよい。また、メタルマスクなどの遮蔽マスクを用いた成膜方法により、島状の薄膜を直接形成してもよい。
　フォトリソグラフィ法としては、代表的には以下の２つの方法がある。一つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、エッチング等により当該薄膜を加工し、レジストマスクを除去する方法である。もう一つは、感光性を有する薄膜を成膜した後に、露光、現像を行って、当該薄膜を所望の形状に加工する方法である。
　フォトリソグラフィ法において、露光に用いる光は、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはこれらを混合させた光を用いることができる。そのほか、紫外線、ＫｒＦレーザ光、またはＡｒＦレーザ光等を用いることもできる。また、液浸露光技術により露光を行ってもよい。また、露光に用いる光として、極端紫外（ＥＵＶ：Ｅｘｔｒｅｍｅ　Ｕｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ）光、Ｘ線などを用いてもよい。また、露光に用いる光に換えて、電子ビームを用いることもできる。極端紫外光、Ｘ線または電子ビームを用いると、極めて微細な加工が可能となるため好ましい。なお、電子ビームなどのビームを走査することにより露光を行う場合には、フォトマスクは不要である。
　薄膜のエッチングには、ドライエッチング法、ウェットエッチング法、サンドブラスト法などを用いることができる。
〔基板１００の準備〕
　基板１００としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板１００として、絶縁性基板を用いる場合には、ガラス基板、石英基板、サファイア基板、セラミック基板、有機樹脂基板などを用いることができる。また、シリコン、炭化シリコンなどを材料とした単結晶半導体基板、多結晶半導体基板、シリコンゲルマニウム等の化合物半導体基板、ＳＯＩ基板などの半導体基板を用いることができる。
　特に、基板１００として、上記半導体基板または絶縁性基板上に、トランジスタなどの半導体素子を含む半導体回路が形成された基板を用いることが好ましい。当該半導体回路は、例えば画素回路、ゲート線駆動回路（ゲートドライバ）、ソース線駆動回路（ソースドライバ）などを構成していることが好ましい。また、上記に加えて演算回路、記憶回路などが構成されていてもよい。
〔陽極１０１Ｒ、１０１Ｇ、１０１Ｂ、接続電極１０１Ｃの形成〕
　続いて、基板１００上に陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、陽極１０１Ｂ、及び接続電極１０１Ｃを形成する。まず陽極（画素電極）となる導電膜を成膜し、フォトリソグラフィ法によりレジストマスクを形成し、導電膜の不要な部分をエッチングにより除去する。その後、レジストマスクを除去することで、陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、陽極１０１Ｂ及び接続電極１０１Ｃを形成することができる。
　各画素電極として可視光に対して反射性を有する導電膜を用いる場合、可視光の波長域全域での反射率ができるだけ高い材料（例えば銀またはアルミニウムなど）を適用することが好ましい。これにより、発光デバイスの光取り出し効率を高められるだけでなく、色再現性を高めることができる。各画素電極として可視光に対して反射性を有する導電膜を用いた場合、基板と反対方向に発光を取りだす、いわゆるトップエミッションの発光装置とすることができる。各画素電極として透光性を有する導電膜を用いる場合、基板方向に発光を取り出すいわゆるボトムエミッションの発光装置とすることができる。
〔絶縁層１２１の形成〕
　続いて、陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、陽極１０１Ｂ及び接続電極１０１Ｃの端部を覆って、絶縁層１２１を形成する（図６Ａ）。絶縁層１２１としては、有機絶縁膜または無機絶縁膜を用いることができる。絶縁層１２１は、後のＥＬ膜の段差被覆性を向上させるために、端部をテーパー形状とすることが好ましい。特に、有機絶縁膜を用いる場合には、感光性の材料を用いると、露光及び現像の条件により端部の形状を制御しやすいため好ましい。なお、絶縁層１２１を設けない場合は、発光デバイス同士の距離をさらに近づけることが可能となり、より高精細な発光装置を得ることが可能となる。
〔ＥＬ膜１０３Ｒｂの形成〕
　続いて、陽極１０１Ｒ、陽極１０１Ｇ、陽極１０１Ｂ、及び絶縁層１２１上に、後に第１のＥＬ層１０３ＲとなるＥＬ膜１０３Ｒｂを成膜する。
　ＥＬ膜１０３Ｒｂは、少なくとも発光性の化合物を含む膜を有する。このほかに、正孔輸送層、正孔注入層、電子ブロック層として機能する膜のうち、一以上が積層された構成としてもよい。ＥＬ膜１０３Ｒｂは、例えば蒸着法、スパッタリング法、またはインクジェット法等により形成することができる。なおこれに限られず、上述した成膜方法を適宜用いることができる。
　一例としては、ＥＬ膜１０３Ｒｂとして、正孔注入層、正孔輸送層、発光層が、この順で積層された積層膜とすることが好ましい。このとき、後に形成するＥＬ層としては、電子輸送層１１４、電子注入層１１５を有する膜を用いることができる。本発明の一態様では、発光層に含まれるホスト材料が、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料であることによって、キャリアの再結合領域を発光層の陰極側表面から遠ざけることができ、フォトリソグラフィ法によるパターニングおよびエッチングに起因する信頼性低下を低減することが可能となる。
　ＥＬ膜１０３Ｒｂは、接続電極１０１Ｃ上に設けないように形成することが好ましい。例えば、ＥＬ膜１０３Ｒｂを蒸着法（またはスパッタリング法）により形成する場合、接続電極１０１ＣにＥＬ膜１０３Ｒｂが成膜されないように、遮蔽マスクを用いて形成する、または後のエッチング工程で除去することが好ましい。
〔犠牲膜１４４ａの形成〕
　続いて、ＥＬ膜１０３Ｒｂを覆って犠牲膜１４４ａを形成する。また、犠牲膜１４４ａは、接続電極１０１Ｃの上面に接して設けられる。
　犠牲膜１４４ａは、ＥＬ膜１０３Ｒｂなどの各ＥＬ膜のエッチング処理に対する耐性の高い膜、すなわちエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。また、犠牲膜１４４ａは、後述する保護膜１４６ａなどの保護膜とのエッチングの選択比の大きい膜を用いることができる。さらに、犠牲膜１４４ａは、各ＥＬ膜へのダメージの少ないウェットエッチング法により除去可能な膜を用いることができる。
　犠牲膜１４４ａとしては、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、無機絶縁膜などの無機膜を用いることができる。犠牲膜１４４ａは、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、ＡＬＤ法などの各種成膜方法により形成することができる。
　犠牲膜１４４ａとしては、例えば金、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、チタン、アルミニウム、イットリウム、ジルコニウム、及びタンタルなどの金属材料、または該金属材料を含む合金材料を用いることができる。特に、アルミニウムまたは銀などの低融点材料を用いることが好ましい。
　また、犠牲膜１４４ａとしては、インジウムガリウム亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、ＩＧＺＯとも表記する）などの金属酸化物を用いることができる。さらに、酸化インジウム、インジウム亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｚｎ酸化物）、インジウムスズ酸化物（Ｉｎ−Ｓｎ酸化物）、インジウムチタン酸化物（Ｉｎ−Ｔｉ酸化物）、インジウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ酸化物）、インジウムチタン亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｔｉ−Ｚｎ酸化物）、インジウムガリウムスズ亜鉛酸化物（Ｉｎ−Ｇａ−Ｓｎ−Ｚｎ酸化物）などを用いることができる。またはシリコンを含むインジウムスズ酸化物などを用いることもできる。
　なお、上記ガリウムに代えて元素Ｍ（Ｍは、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、またはマグネシウムから選ばれた一種または複数種）を用いた場合にも適用できる。特に、Ｍは、ガリウム、アルミニウム、またはイットリウムから選ばれた一種または複数種とすることが好ましい。
　また、犠牲膜１４４ａとしては、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコンなどの無機絶縁材料を用いることができる。
　また、犠牲膜１４４ａとして、少なくともＥＬ膜１０３Ｒｂの最上部に位置する膜に対して、化学的に安定な溶媒に溶解しうる材料を用いることが好ましい。特に、水またはアルコールに溶解する材料を、犠牲膜１４４ａに好適に用いることができる。犠牲膜１４４ａを成膜する際には、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させた状態で、湿式の成膜方法で塗布した後に、溶媒を蒸発させるための加熱処理を行うことが好ましい。このとき、減圧雰囲気下での加熱処理を行うことで、低温且つ短時間で溶媒を除去できるため、ＥＬ膜１０３Ｒｂへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
　犠牲膜１４４ａの形成に用いることのできる湿式の成膜方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等がある。
　犠牲膜１４４ａとしては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いることができる。
〔保護膜１４６ａの形成〕
　続いて、犠牲膜１４４ａ上に、保護膜１４６ａを形成する（図６Ｂ）。
　保護膜１４６ａは、後に犠牲膜１４４ａをエッチングする際のハードマスクとして用いる膜である。また、後の保護膜１４６ａの加工時には、犠牲膜１４４ａが露出する。したがって、犠牲膜１４４ａと保護膜１４６ａとは、互いにエッチングの選択比の大きい膜の組み合わせを選択する。そのため、犠牲膜１４４ａのエッチング条件、及び保護膜１４６ａのエッチング条件に応じて、保護膜１４６ａに用いることのできる膜を選択することができる。
　例えば、保護膜１４６ａのエッチングに、フッ素を含むガス（フッ素系ガスともいう）を用いたドライエッチングを用いる場合には、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコン、タングステン、チタン、モリブデン、タンタル、窒化タンタル、モリブデンとニオブを含む合金、またはモリブデンとタングステンを含む合金などを、保護膜１４６ａに用いることができる。ここで、上記フッ素系ガスを用いたドライエッチングに対して、エッチングの選択比を大きくとれる（すなわち、エッチング速度を遅くできる）膜としては、ＩＧＺＯ、ＩＴＯなどの金属酸化物膜などがあり、これを犠牲膜１４４ａに用いることができる。
　なお、これに限られず、保護膜１４６ａは、様々な材料の中から、犠牲膜１４４ａのエッチング条件、及び保護膜１４６ａのエッチング条件に応じて、選択することができる。例えば、上記犠牲膜１４４ａに用いることのできる膜の中から選択することもできる。
　また、保護膜１４６ａとしては、例えば窒化物膜を用いることができる。具体的には、窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、窒化ガリウム、窒化ゲルマニウムなどの窒化物を用いることもできる。
　または、保護膜１４６ａとして、酸化物膜を用いることができる。代表的には、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウムなどの酸化物膜または酸窒化物膜を用いることもできる。
　また、保護膜１４６ａとして、ＥＬ膜１０３Ｒｂなどに用いることのできる有機膜を用いてもよい。例えば、ＥＬ膜１０３Ｒｂ、ＥＬ膜１０３Ｇｂ、またはＥＬ膜１０３Ｂｂに用いる有機膜と同じ膜を、保護膜１４６ａに用いることができる。このような有機膜を用いることで、ＥＬ膜１０３Ｒｂなどと成膜装置を共通に用いることができるため、好ましい。
〔レジストマスク１４３ａの形成〕
　続いて、保護膜１４６ａ上であって、陽極１０１Ｒと重なる位置、及び接続電極１０１Ｃと重なる位置に、それぞれレジストマスク１４３ａを形成する（図６Ｃ）。
　レジストマスク１４３ａは、ポジ型のレジスト材料、またはネガ型のレジスト材料など、感光性の樹脂を含むレジスト材料を用いることができる。
　ここで、保護膜１４６ａを有さずに、犠牲膜１４４ａ上にレジストマスク１４３ａを形成する場合、犠牲膜１４４ａにピンホールなどの欠陥が存在すると、レジスト材料の溶媒によって、ＥＬ膜１０３Ｒｂが溶解してしまう恐れがある。保護膜１４６ａを用いることで、このような不具合が生じることを防ぐことができる。
　なお、犠牲膜１４４ａにピンホールなどの欠陥が生じにくい膜を用いる場合には、保護膜１４６ａを用いずに、犠牲膜１４４ａ上に直接、レジストマスク１４３ａを形成してもよい。
〔保護膜１４６ａのエッチング〕
　続いて、保護膜１４６ａの、レジストマスク１４３ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状の保護層１４７ａを形成する。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも保護層１４７ａが形成される。
　保護膜１４６ａのエッチングの際、犠牲膜１４４ａが当該エッチングにより除去されないように、選択比の高いエッチング条件を用いることが好ましい。保護膜１４６ａのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチングを用いることで、保護膜１４６ａのパターンが縮小することを抑制できる。
〔レジストマスク１４３ａの除去〕
　続いて、レジストマスク１４３ａを除去する（図６Ｄ）。
　レジストマスク１４３ａの除去は、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができる。特に、酸素ガスをエッチングガスに用いたドライエッチング（プラズマアッシングともいう）により、レジストマスク１４３ａを除去することが好ましい。
　このとき、レジストマスク１４３ａの除去は、ＥＬ膜１０３Ｒｂが犠牲膜１４４ａに覆われた状態で行われるため、ＥＬ膜１０３Ｒｂへの影響が抑制されている。特に、ＥＬ膜１０３Ｒｂが酸素に触れると、電気特性に悪影響を及ぼす場合があるため、プラズマアッシングなどの、酸素ガスを用いたエッチングを行う場合には好適である。
〔犠牲膜１４４ａのエッチング〕
　続いて、保護層１４７ａをマスクとして用いて、犠牲膜１４４ａの保護層１４７ａに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状の犠牲層１４５ａを形成する（図６Ｅ）。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも犠牲層１４５ａが形成される。
　犠牲膜１４４ａのエッチングは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより行うことができるが、ドライエッチング法を用いると、パターンの縮小を抑制できるため好ましい。
〔ＥＬ膜１０３Ｒｂ、保護層１４７ａのエッチング〕
　続いて、保護層１４７ａをエッチングすると同時に、犠牲層１４５ａに覆われないＥＬ膜１０３Ｒｂの一部をエッチングにより除去し、帯状の第１のＥＬ層１０３Ｒを形成する（図６Ｆ）。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上の保護層１４７ａも除去される。
　ＥＬ膜１０３Ｒｂと、保護層１４７ａとを同一処理によりエッチングすることで、工程を簡略化することができ、表示装置の作製コストを削減することができるため好ましい。
　特にＥＬ膜１０３Ｒｂのエッチングには、酸素を主成分に含まないエッチングガスを用いたドライエッチングを用いることが好ましい。これにより、ＥＬ膜１０３Ｒｂの変質を抑制し、信頼性の高い表示装置を実現できる。酸素を主成分に含まないエッチングガスとしては、例えばＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、ＢＣｌ３、Ｈ２またはＨｅなどの貴ガスが挙げられる。また、上記ガスと、酸素を含まない希釈ガスとの混合ガスをエッチングガスに用いることができる。
　なお、ＥＬ膜１０３Ｒｂのエッチングと、保護層１４７ａのエッチングを、別々に行ってもよい。このとき、ＥＬ膜１０３Ｒｂを先にエッチングしてもよいし、保護層１４７ａを先にエッチングしてもよい。
　この時点において、ＥＬ膜１０３Ｒｂと、接続電極１０１Ｃが、犠牲層１４５ａに覆われた状態となる。
〔ＥＬ膜１０３Ｇｂの形成〕
　続いて、犠牲層１４５ａ、絶縁層１２１、陽極１０１Ｇ、陽極１０１Ｂ上に、後に第１のＥＬ層１０３ＧとなるＥＬ膜１０３Ｇｂを成膜する。このとき、上記ＥＬ膜１０３Ｒｂと同様に、接続電極１０１Ｃ上にはＥＬ膜１０３Ｇｂを設けないことが好ましい。
　ＥＬ膜１０３Ｇｂの形成方法については、上記ＥＬ膜１０３Ｒｂの記載を援用できる。
〔犠牲膜１４４ｂの形成〕
　続いて、ＥＬ膜１０３Ｇｂ上に、犠牲膜１４４ｂを形成する。犠牲膜１４４ｂは、上記犠牲膜１４４ａと同様の方法で形成することができる。特に、犠牲膜１４４ｂは、犠牲膜１４４ａと同一材料を用いることが好ましい。
　このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上において、犠牲層１４５ａを覆って犠牲膜１４４ａが形成される。
〔保護膜１４６ｂの形成〕
　続いて、犠牲膜１４４ｂ上に、保護膜１４６ｂを形成する。保護膜１４６ｂは、上記保護膜１４６ａと同様の方法で形成することができる。特に、保護膜１４６ｂは、上記保護膜１４６ａと同一材料を用いることが好ましい。
〔レジストマスク１４３ｂの形成〕
　続いて、保護膜１４６ｂ上であって、陽極１０１Ｇと重なる領域、及び接続電極１０１Ｃと重なる領域に、レジストマスク１４３ｂを形成する（図７Ａ）。
　レジストマスク１４３ｂは、上記レジストマスク１４３ａと同様の方法で形成することができる。
〔保護膜１４６ｂのエッチング〕
　続いて、保護膜１４６ｂの、レジストマスク１４３ｂに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状の保護層１４７ｂを形成する（図７Ｂ）。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも保護層１４７ｂが形成される。
　保護膜１４６ｂのエッチングについては、上記保護膜１４６ａの記載を援用することができる。
〔レジストマスク１４３ｂの除去〕
　続いて、レジストマスク１４３ａを除去する。レジストマスク１４３ｂの除去は、上記レジストマスク１４３ａの記載を援用することができる。
〔犠牲膜１４４ｂのエッチング〕
　続いて、保護層１４７ｂをマスクとして用いて、犠牲膜１４４ｂの保護層１４７ｂに覆われない一部をエッチングにより除去し、帯状の犠牲層１４５ｂを形成する。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上にも犠牲層１４５ｂが形成される。接続電極１０１Ｃ上には、犠牲層１４５ａと犠牲層１４５ｂとが積層される。
　犠牲膜１４４ｂのエッチングは、上記犠牲膜１４４ａの記載を援用することができる。
〔ＥＬ膜１０３Ｇｂ、保護層１４７ｂのエッチング〕
　続いて、保護層１４７ｂをエッチングすると同時に、犠牲層１４５ｂに覆われないＥＬ膜１０３Ｇｂの一部をエッチングにより除去し、帯状の第１のＥＬ層１０３Ｇを形成する（図７Ｃ）。このとき同時に、接続電極１０１Ｃ上の保護層１４７ｂも除去される。
　ＥＬ膜１０３Ｇｂ及び保護層１４７ｂのエッチングは、上記ＥＬ膜１０３Ｒｂ及び保護層１４７ａの記載を援用することができる。
　このとき、第１のＥＬ層１０３Ｒは、犠牲層１４５ａに保護されているため、ＥＬ膜１０３Ｇｂのエッチング工程にダメージを受けることを防ぐことができる。
　このようにして、帯状の第１のＥＬ層１０３Ｒと、帯状の第１のＥＬ層１０３Ｇとを、高い位置精度で作り分けることができる。
〔第１のＥＬ層１０３Ｂの形成〕
　以上の工程を、ＥＬ膜１０３Ｂｂ（図示しない）に対して行うことで、島状の第１のＥＬ層１０３Ｂと、島状の犠牲層１４５ｃとを形成することができる（図７Ｄ）。
　すなわち、第１のＥＬ層１０３Ｇの形成後、ＥＬ膜１０３Ｂｂ、犠牲膜１４４ｃ、保護膜１４６ｃ、及びレジストマスク１４３ｃ（いずれも図示しない）を順に形成する。続いて、保護膜１４６ｃをエッチングして保護層１４７ｃ（図示しない）を形成した後に、レジストマスク１４３ｃを除去する。続いて、犠牲膜１４４ｃをエッチングして犠牲層１４５ｃを形成する。その後、保護層１４７ｃと、ＥＬ膜１０３Ｂｂをエッチングして、帯状の第１のＥＬ層１０３Ｂを形成する。
　また、第１のＥＬ層１０３Ｂの形成時、同時に接続電極１０１Ｃ上にも、犠牲層１４５ｃが形成される。接続電極１０１Ｃ上には、犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃが積層される。
〔犠牲層の除去〕
　続いて、犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃを除去し、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂの上面を露出させる（図７Ｅ）。このとき同時に、接続電極１０１Ｃの上面も露出される。
　犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃは、ウェットエッチングまたはドライエッチングにより除去することができる。このとき、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂにできるだけダメージを与えない方法を用いることが好ましい。特に、ウェットエッチング法を用いることが好ましい。例えば、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＴＭＡＨ）、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、またはこれらの混合液体を用いたウェットエッチングを用いることが好ましい。
　または、犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃを、水またはアルコールなどの溶媒に溶解させることで除去することが好ましい。ここで、犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃを溶解しうるアルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、またはグリセリンなど、様々なアルコールを用いることができる。
　犠牲層１４５ａ、犠牲層１４５ｂ、及び犠牲層１４５ｃを除去した後に、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂの内部に含まれる水、及び表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行うことが好ましい。例えば、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気下における加熱処理を行うことが好ましい。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
　このようにして、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂを作り分けることができる。
なお、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂに各々含まれる電子輸送層の構成は、各々同じであっても異なっていても構わない。また、各々の電子輸送層に含まれる複素芳香族化合物の有する複素芳香環が同じであることが好ましく、各々の電子輸送層に含まれる複素芳香族化合物が同じであることが好ましい。また、各々の電子輸送層に含まれる有機化合物が同じであることが好ましい。
〔ＥＬ層５１５の形成〕
　続いて、第１のＥＬ層１０３Ｒ、第１のＥＬ層１０３Ｇ、及び第１のＥＬ層１０３Ｂを覆ってＥＬ層５１５を成膜する。ＥＬ層５１５には、電子輸送層、電子注入層など、電子を注入および輸送する機能を有する層が含まれる。
　ＥＬ層５１５は、ＥＬ膜１０３Ｒｂなどと同様の方法で成膜することができる。蒸着法によりＥＬ層５１５を成膜する場合には、ＥＬ層５１５が接続電極１０１Ｃ上に成膜されないように、遮蔽マスクを用いて成膜することが好ましい。
〔陰極１０２の形成〕
　続いて、ＥＬ層５１５及び接続電極１０１Ｃを覆って陰極１０２を形成する（図７Ｆ）。
　陰極１０２は、蒸着法またはスパッタリング法などの成膜方法により形成することができる。または、蒸着法で形成した膜と、スパッタリング法で形成した膜を積層させてもよい。このとき、ＥＬ層５１５が成膜される領域を包含するように、陰極１０２を形成することが好ましい。すなわち、ＥＬ層５１５の端部が、陰極１０２と重畳する構成とすることができる。陰極１０２は、遮蔽マスクを用いて形成することが好ましい。
　陰極１０２は、表示領域外において、接続電極１０１Ｃと電気的に接続される。
〔保護層の形成〕
　続いて、陰極１０２上に、保護層を形成する。保護層に用いる無機絶縁膜の成膜には、スパッタリング法、ＰＥＣＶＤ法、またはＡＬＤ法を用いることが好ましい。特にＡＬＤ法は、段差被覆性に優れ、ピンホールなどの欠陥が生じにくいため、好ましい。また、有機絶縁膜の成膜には、インクジェット法を用いると、所望のエリアに均一な膜を形成できるため好ましい。
　以上により、本発明の一態様の発光装置を作製することができる。
　なお、上記では、陰極１０２と電子注入層１１５とを、異なる上面形状となるように形成した場合について示したが、これらを同じ領域に形成してもよい。
［発光デバイスの構成例］
続いて、本発明の一態様の発光デバイスの他の構造や材料の例について説明する。本発明の一態様の発光デバイスは、上述のように陽極１０１と陰極１０２の一対の電極間に複数の層からなる第１のＥＬ層１０３を有しており、当該第１のＥＬ層１０３は、発光材料を有する発光層１１３と、上記したような構成を有する電子輸送層１１４を有している。
陽極１０１は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾル−ゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１~２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５~５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１~１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他に、陽極１０１に用いられる材料は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。又は、陽極１０１に用いられる材料として、グラフェンも用いることができる。なお、後述する複合材料を第１のＥＬ層１０３における陽極１０１と接する層に用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
第１のＥＬ層１０３は積層構造を有していることが好ましいが、当該積層構造については特に限定はなく、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層（正孔ブロック層、電子ブロック層）、励起子ブロック層、電荷発生層など、様々な層構造を適用することができる。なお、いずれかの層が設けられていなくてもよい。本実施の形態では、図１Ａ乃至図１Ｄに示すように、正孔注入層１１１、正孔輸送層１１２、発光層１１３、電子輸送層１１４、及び電子注入層１１５を有する構成について以下に具体的に示す。
正孔注入層１１１は、アクセプタ性を有する物質を含む層である。アクセプタ性を有する物質としては、有機化合物と無機化合物のいずれも用いることが可能である。
アクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基（ハロゲン基やシアノ基）を有する化合物を用いることができ、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基やシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、或いはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等によっても正孔注入層１１１を形成することができる。アクセプタ性を有する物質は、隣接する正孔輸送層（あるいは正孔輸送材料）から、電界の印加により電子を引き抜くことができる。
また、正孔注入層１１１として、正孔輸送性を有する材料に上記アクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることもできる。なお、正孔輸送性を有する材料にアクセプタ性物質を含有させた複合材料を用いることにより、仕事関数に依らず電極を形成する材料を選ぶことができる。つまり、陽極１０１として仕事関数の大きい材料だけでなく、仕事関数の小さい材料も用いることができるようになる。
複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料に用いる正孔輸送性を有する材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。以下では、複合材料における正孔輸送性を有する材料として用いることのできる有機化合物を具体的に列挙する。
複合材料に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス｛４−［ビス（３−メチルフェニル）アミノ］フェニル｝−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。カルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。また、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。なお、本発明の一態様の有機化合物も用いることができる。
また、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）やポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）等の高分子化合物を用いることもできる。
複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら第２の有機化合物が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。以上のような第２の有機化合物としては、具体的には、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−ジフェニル−４’−（２−ナフチル）−４’’−｛９−（４−ビフェニリル）カルバゾール）｝トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニリル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ＢＢＡＳＦ（４））、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン（略称：ｏＦＢｉＳＦ）、Ｎ−（４−ビフェニル）−Ｎ−（ジベンゾフラン−４−イル）−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＦｒＢｉＦ）、Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−Ｎ−［３−（６−フェニルジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−１−ナフチルアミン（略称：ｍＰＤＢｆＢＮＢＮ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］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）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−４−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−３−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ−９Ｈ−フルオレン−１−アミン等を挙げることができる。
なお、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料はそのＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることがさらに好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔輸送層１１２への正孔の注入が容易となり、また、寿命の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。また、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料が比較的深いＨＯＭＯ準位を有する物質であることによって、正孔の誘起が適度に抑制されさらに寿命の良好な発光デバイスとすることができる。
なお、上記複合材料にさらにアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を混合（好ましくは当該層中のフッ素原子の原子比率が２０％以上）することによって、当該層の屈折率を低下させることができる。これによっても、第１のＥＬ層１０３内部に屈折率の低い層を形成することができ、発光デバイスの外部量子効率の向上させることができる。
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。
なお、アクセプタ性を有する物質の中でもアクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
正孔輸送層１１２は、正孔輸送性を有する材料を含んで形成される。正孔輸送性を有する材料としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
上記正孔輸送性を有する材料としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）、４−フェニル−４’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’−ビス（ビフェニル−４−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＢｉｓＢＰＣｚ）、９，９’−ビス（１，１’−ビフェニル−３−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＢｉｓｍＢＰＣｚ）、９−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−９’−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９−（２−ナフチル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料として挙げた物質も正孔輸送層１１２を構成する材料として好適に用いることができる。
発光層１１３は発光物質とホスト材料を有している。なお、発光層１１３は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる２層の積層であってもよい。また、本発明の一態様では、ホスト材料は、正孔輸送材料と電子輸送材料の混合材料である。
発光物質は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光物質であっても構わない。なお、本発明の一態様は、発光層１１３が蛍光発光を呈する層、特に、青色の蛍光発光を呈する層である場合により好適に適用することができる。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス［Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン］（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（１，６−ピレン−ジイル）ビス［（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、３，１０−ビス［Ｎ−（ジベンゾフラン−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎや１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率や信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、発光物質としてりん光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ｆａｃ−トリス［（１−２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｍｉ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）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、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する化合物である。
また、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、［２−ｄ３−メチル−８−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（５−ｄ３−メチル−２−ピリジニル−κＮ２）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））、［２−（メチル−ｄ３）−８−［４−（１−メチルエチル−１−ｄ）−２−ピリジニル−κＮ］ベンゾフロ２，［３−ｂ］ピリジン−７−イル−κＣ］ビス［５−（メチル−ｄ３）−２−［５−（メチル−ｄ３）−２−ピリジニル−κＮ］フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｔｐｙ−ｄ６）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｉＰｒ−ｄ４））、［２−ｄ３−メチル−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））、［２−（４−メチル−５−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］ビス「２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｄｐｐｙ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍから６００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性や発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性化合物を選択し、用いてもよい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ　ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ　ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ　ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ　ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ　Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
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また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプタ性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボランやボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環や複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
また、ＴＡＤＦ材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。
ホスト材料に用いられる正孔輸送材料としては、アミン骨格やπ電子過剰型複素芳香環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）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物やカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、正孔輸送層１１２における、正孔輸送性を有する材料の例として挙げた有機化合物もホストの正孔輸送材料として用いることができる。
ホスト材料に用いられる電子輸送材料としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）などのポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、２，６−ビス（４−ナフタレン−１−イルフェニル）−４−［４−（３−ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ−６ＰｙＰＰｍ）、６−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−２−フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２−フェニル−６−（１，１’−ビフェニル−４−イル）ピリミジン（略称：６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、７−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）キナゾリン−２−イル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ−ｃｇＤＢＣｚＱｚ）などのジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２−［（１，１’−ビフェニル）−４−イル］−４−フェニル−６−［９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２−［３’−（トリフェニレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル’１，３，５−トリアジン（略称：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、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）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−２−ジベンゾチオフェニル］−２−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＤＢｆＴｚｎ）、２−［１，１’−ビフェニル］−３−イル−４−フェニル−６−（８−［１，１’：４’，１’’−タ−フェニル］−４−イル−１−ジベンゾフラニル）−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢＰ−ＴＰＤＢｆＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物やピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
電子輸送材料と、正孔輸送材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御を簡便に行うことができる。また、ＴＡＤＦ材料についても、電子輸送材料、正孔輸送材料として用いることができる。
ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、先にＴＡＤＦ材料として挙げたものを同様に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることもできる。このとき、ＴＡＤＦ材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率良く三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送やキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、ＴＡＤＦ材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましい。縮合芳香環または縮合複素芳香環としては、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
蛍光発光物質を発光物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾールにベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾールよりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格やジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格やジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）−フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−｛４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル｝アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）、９−（１−ナフチル）−１０−（２−ナフチル）アントラセン（略称：α、βＡＤＮ）、２−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ジベンゾフラン、２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）−ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）、９−（２−ナフチル）−１０−［３−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：βＮ−ｍβＮＰＡｎｔｈ）、１−［４−（１０−［，１，１‘−ビフェニル］−４−イル−９−アントラセニル）フェニル］−２−エチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＥｔＢＩｍＰＢＰｈＡ）、等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、上記混合された材料の一部として、りん光発光物質を用いることができる。りん光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
なお、励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、りん光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性を有する材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
電子輸送層は、電子輸送性を有する有機化合物であり、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。なお、上記有機化合物としてはπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物のいずれかまたは複数であることが好ましい。
上記電子輸送層に用いることが可能なπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、具体的には、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などのアゾール骨格を有する有機化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、バソフェナントロリン（略称：Ｂｐｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）、２，９−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）、などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−３，１’−ビフェニル−１−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、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）９−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９−［（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−４−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス〔３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル〕ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、９，９’−［ピリミジン−４，６−ジイルビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、８−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、３，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒ）、４，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ）、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）（１，１’−ビフェニル−３−イル）］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍ）、８−［（２，２’−ビナフタレン）−６−イル］−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８（βＮ２）−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス（４−フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ−Ｂｑｎ）２Ｐｙ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス｛４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−６−フェニルピリミジン｝（略称：２，６（ＮＰ−ＰＰｍ）２Ｐｙ）、６−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２−フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、２，６−ビス（４−ナフタレン−１−イルフェニル）−４−［４−（３−ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ−６ＰｙＰＰｍ）、６−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル）−２−フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２−フェニル−６−（１，１’−ビフェニル−４−イル）ピリミジン（略称：６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、７−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）キナゾリン−２−イル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ−ｃｇＤＢＣｚＱｚ）などのジアジン骨格を有する有機化合物、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、２−［（１，１’−ビフェニル）−４−イル］−４−フェニル−６−［９，９’−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ「ｂ」ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、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）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＤＢｔＢＰＴｚｎ）、２，４，６−トリス（３’−（ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジル）−５−（９−フェナントリル）フェニル）−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、１１−（４−［１，１’−ニフェニル］−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）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２−［３’−（トリフェニレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル’１，３，５−トリアジン（略称：ｍＴｐＢＰＴｚｎ）、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）、９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−２−ジベンゾチオフェニル］−２−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＤＢｆＴｚｎ）、２−［１，１’−ビフェニル］−３−イル−４−フェニル−６−（８−［１，１’：４’，１’’−タ−フェニル］−４−イル−１−ジベンゾフラニル）−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢＰ−ＴＰＤＢｆＴｚｎ）などのトリアジン骨格を有する有機化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物やピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンやピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
なお、本構成を有する電子輸送層１１４は、電子注入層１１５を兼ねることがある。
電子輸送層１１４と陰極１０２との間に、電子注入層１１５として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）等のようなアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物もしくは錯体を含む層を設けることが好ましい。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたもの、または、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質（好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物）に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上（５０ｗｔ％以上）含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
陰極１０２を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、陰極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極１０２として用いることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法やスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
また、第１の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。
本実施の形態は他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
（実施の形態２）
　本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成例について説明する。
　本実施の形態の表示装置は、高解像度の表示装置または大型な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機などの大型ゲーム機などの比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、スマートフォン、腕時計型端末、タブレット端末、携帯情報端末、音響再生装置の表示部に用いることができる。
［発光装置４００Ａ］
　図８に、発光装置４００Ａの斜視図を示し、図９Ａに、発光装置４００Ａの断面図を示す。
　発光装置４００Ａは、基板４５２と基板４５１とが貼り合わされた構成を有する。図９では、基板４５２を破線で明示している。
　発光装置４００Ａは、表示部４６２、回路４６４、配線４６５等を有する。図９では発光装置４００ＡにＩＣ及びＦＰＣ４７２が実装されている例を示している。そのため、図９に示す構成は、発光装置４００Ａ、ＩＣ（集積回路）、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４６４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４６５は、表示部４６２及び回路４６４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、ＦＰＣ４７２を介して外部から配線４６５に入力されるか、またはＩＣから配線４６５に入力される。
　図９では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式またはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、基板４５１にＩＣが設けられている例を示す。ＩＣは、例えば走査線駆動回路または信号線駆動回路などを有するＩＣを適用できる。なお、発光装置４００Ａ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９Ａに、発光装置４００Ａの、ＦＰＣ４７２を含む領域の一部、回路４６４の一部、表示部４６２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９Ａに示す発光装置４００Ａは、基板４５１と基板４５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、赤色の光を発する発光デバイス４３０ａ、緑色の光を発する発光デバイス４３０ｂ、及び、青色の光を発する発光デバイス４３０ｃ等を有する。
　発光デバイス４３０ａ、発光デバイス４３０ｂ、及び発光デバイス４３０ｃには、実施の形態１で例示した発光デバイスを適用することができる。
　ここで、表示装置の画素が、互いに異なる色を発する発光デバイスを有する副画素を３種類有する場合、当該３つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色の副画素、黄色（Ｙ）、シアン（Ｃ）、及びマゼンタ（Ｍ）の３色の副画素などが挙げられる。当該副画素を４つ有する場合、当該４つの副画素としては、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙの４色の副画素などが挙げられる。
　保護層４１６と基板４５２は接着層４４２を介して接着されている。発光デバイスの封止には、固体封止構造または中空封止構造などが適用できる。図９Ａでは、基板４５２、接着層４４２、及び基板４５１に囲まれた空間４４３が、不活性ガス（窒素またはアルゴンなど）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４４２は、発光デバイスと重ねて設けられていてもよい。また、基板４５２、接着層４４２、及び基板４５１に囲まれた空間４４３を、接着層４４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
　発光デバイス４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃは、画素電極とＥＬ層との間に光学調整層を有する。発光デバイス４３０ａは光学調整層４２６ａを有し、発光デバイス４３０ｂは光学調整層４２６ｂを有し、発光デバイス４３０ｃは光学調整層４２６ｃを有する。発光デバイスの詳細は実施の形態１を参照できる。
　画素電極４１１ａ、４１１ｂ、４１１ｃは、それぞれ、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。
　画素電極及び光学調整層の端部は、絶縁層４２１によって覆われている。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極は可視光を透過する材料を含む。
　発光デバイスが発する光は、基板４５２側に射出される。基板４５２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４５１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４５１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、水及び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、発光装置４００Ａの端部近傍に開口を有することが好ましい。これにより、発光装置４００Ａの端部から有機絶縁膜を介して不純物が入り込むことを抑制することができる。または、有機絶縁膜の端部が発光装置４００Ａの端部よりも内側にくるように有機絶縁膜を形成し、発光装置４００Ａ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９Ａ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４６２に不純物が入り込むことを抑制できる。従って、発光装置４００Ａ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。
　本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。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、単結晶半導体、または単結晶以外の結晶性を有する半導体、（微結晶半導体、多結晶半導体、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。単結晶半導体または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４６４が有するトランジスタと、表示部４６２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４６４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４６２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４５１の、基板４５２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４６５が導電層４６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ４７２と電気的に接続されている。導電層４６６は、画素電極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４６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ４７２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４５２の基板４５１側の面には、遮光層４１７を設けることが好ましい。また、基板４５２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４５２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。
　発光デバイスを覆う保護層４１６を設けることで、発光デバイスに水などの不純物が入り込むことを抑制し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
　発光装置４００Ａ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４１６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４１６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４６２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、発光装置４００Ａの信頼性を高めることができる。
　図９Ｂに、保護層４１６が３層構造である例を示す。図９Ｂにおいて、保護層４１６は、発光デバイス４３０ｃ上の無機絶縁層４１６ａと、無機絶縁層４１６ａ上の有機絶縁層４１６ｂと、有機絶縁層４１６ｂ上の無機絶縁層４１６ｃと、を有する。
　無機絶縁層４１６ａの端部と無機絶縁層４１６ｃの端部は、有機絶縁層４１６ｂ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４１６ａ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４１６とで、発光デバイスを囲うことができるため、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
　このように、保護層４１６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４５１及び基板４５２には、それぞれ、ガラス、石英、セラミック、サファイア、樹脂、金属、合金、半導体などを用いることができる。発光デバイスからの光を取り出す側の基板には、該光を透過する材料を用いる。基板４５１及び基板４５２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。また、基板４５１または基板４５２として偏光板を用いてもよい。
　基板４５１及び基板４５２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４５１及び基板４５２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。
　なお、表示装置に円偏光板を重ねる場合、表示装置が有する基板には、光学等方性の高い基板を用いることが好ましい。光学等方性が高い基板は、複屈折が小さい（複屈折量が小さい、ともいえる）。
　光学等方性が高い基板のリタデーション（位相差）値の絶対値は、３０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下がより好ましく、１０ｎｍ以下がさらに好ましい。
　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。
　また、基板としてフィルムを用いる場合、フィルムが吸水することで、表示パネルにしわが発生するなどの形状変化が生じる恐れがある。そのため、基板には、吸水率の低いフィルムを用いることが好ましい。例えば、吸水率が１％以下のフィルムを用いることが好ましく、０．１％以下のフィルムを用いることがより好ましく、０．０１％以下のフィルムを用いることがさらに好ましい。
　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。
　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、または、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、または、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、及び、発光デバイスが有する導電層（画素電極または共通電極として機能する導電層）にも用いることができる。
　各絶縁層に用いることのできる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの樹脂、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムなどの無機絶縁材料が挙げられる。
［発光装置４００Ｂ］
　図１０Ａに、発光装置４００Ｂの断面図を示す。発光装置４００Ｂの斜視図は発光装置４００Ａ（図８）と同様である。図１０Ａには、発光装置４００Ｂの、ＦＰＣ４７２を含む領域の一部、回路４６４の一部、及び、表示部４６２の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。図１０Ａでは、表示部４６２のうち、特に、緑色の光を発する発光デバイス４３０ｂと青色の光を発する発光デバイス４３０ｃを含む領域を切断したときの断面の一例を示す。なお、発光装置４００Ａと同様の部分については説明を省略することがある。
　図１０Ａに示す発光装置４００Ｂは、基板４５３と基板４５４の間に、トランジスタ２０２、トランジスタ２１０、発光デバイス４３０ｂ、及び発光デバイス４３０ｃ等を有する。
　基板４５４と保護層４１６とは接着層４４２を介して接着されている。接着層４４２は、発光デバイス４３０ｂ及び発光デバイス４３０ｃそれぞれと重ねて設けられており、発光装置４００Ｂには、固体封止構造が適用されている。
　基板４５３と絶縁層２１２とは接着層４５５によって貼り合わされている。
　発光装置４００Ｂ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４１７が設けられた基板４５４と、を接着層４４２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４５３を貼ることで、作製基板上に形成した各構成要素を、基板４５３に転置する。基板４５３及び基板４５４は、それぞれ、可撓性を有することが好ましい。これにより、発光装置４００Ｂ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。
　画素電極は、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、発光デバイスの駆動を制御する機能を有する。
　画素電極の端部は、絶縁層４２１によって覆われている。
　発光デバイス４３０ｂ、４３０ｃが発する光は、基板４５４側に射出される。基板４５４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。
　基板４５３の、基板４５４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４６５が導電層４６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ４７２と電気的に接続されている。導電層４６６は、画素電極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ＦＰＣ４７２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１０Ａ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１０Ｂに示すトランジスタ２０９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１０Ｂに示す構造を作製できる。図１０Ｂ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。
　本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。
　本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態３）
　本実施の形態では、上記とは異なる表示装置の構成例について説明する。
　本実施の形態の表示装置は、高精細な表示装置とすることができる。したがって、本実施の形態の表示装置は、例えば、腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
［表示モジュール］
　図１１Ａに、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、発光装置４００Ｃと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する表示装置は発光装置４００Ｃに限られず、後述する発光装置４００Ｄまたは発光装置４００Ｅであってもよい。
　表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
　図１１Ｂに、基板２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。
　画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図１１Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａは、発光色が互いに異なる発光デバイス４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃを有する。複数の発光デバイスは、図１１Ｂに示すようにストライプ配列で配置してもよい。ストライプ配列は、高密度に画素回路を配列することが出来るため、高精細な表示装置を提供できる。また、デルタ配列、ペンタイル配列など様々な配列方法を適用することができる。
　画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。
　１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する３つの発光デバイスの発光を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスの発光を制御する回路が３つ設けられる構成としてもよい。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量素子と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソースまたはドレインの一方にはソース信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の表示装置が実現されている。
　回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方または双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
　ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号または電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
　表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方または双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、または３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。
　このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、またはメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計などの装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
［発光装置４００Ｃ］
　図１２に示す発光装置４００Ｃは、基板３０１、発光デバイス４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。
　基板３０１は、図１１Ａ及び図１１Ｂにおける基板２９１に相当する。基板３０１から絶縁層２５５までの積層構造が、実施の形態１における基板１００と絶縁層１２０に相当する。
　トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板などの半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び、絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソースまたはドレインの一方として機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられ、絶縁層として機能する。
　また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。
　また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。
　容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は容量２４０の誘電体として機能する。
　導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。
　容量２４０を覆って、絶縁層２５５が設けられ、絶縁層２５５上に発光デバイス４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ等が設けられている。発光デバイス４３０ａ、４３０ｂ、４３０ｃ上には保護層４１６が設けられており、保護層４１６の上面には、樹脂層４１９によって基板４２０が貼り合わされている。
　発光デバイスの画素電極は、絶縁層２５５に埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソースまたはドレインの一方と電気的に接続されている。
［発光装置４００Ｄ］
　図１３に示す発光装置４００Ｄは、トランジスタの構成が異なる点で、発光装置４００Ｃと主に相違する。なお、発光装置４００Ｃと同様の部分については説明を省略することがある。
　トランジスタ３２０は、チャネルが形成される半導体層に、金属酸化物（酸化物半導体ともいう）が適用されたトランジスタである。
　トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、及び、導電層３２７を有する。
　基板３３１は、図１１Ａ及び図１１Ｂにおける基板２９１に相当する。基板３３１から絶縁層２５５までの積層構造が、実施の形態１におけるトランジスタを含む層４０１に相当する。基板３３１としては、絶縁性基板または半導体基板を用いることができる。
　基板３３１上に、絶縁層３３２が設けられている。絶縁層３３２は、基板３３１から水または水素などの不純物がトランジスタ３２０に拡散すること、及び半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３３２としては、例えば酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、窒化シリコン膜などの、酸化シリコン膜よりも水素または酸素が拡散しにくい膜を用いることができる。
　絶縁層３３２上に導電層３２７が設けられ、導電層３２７を覆って絶縁層３２６が設けられている。導電層３２７は、トランジスタ３２０の第１のゲート電極として機能し、絶縁層３２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６の少なくとも半導体層３２１と接する部分には、酸化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。絶縁層３２６の上面は、平坦化されていることが好ましい。
　半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体層３２１は、半導体特性を有する金属酸化物（酸化物半導体ともいう）膜を有することが好ましい。半導体層３２１に好適に用いることのできる材料の詳細については後述する。
　一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
　また、一対の導電層３２５の上面及び側面、並びに半導体層３２１の側面等を覆って絶縁層３２８が設けられ、絶縁層３２８上に絶縁層２６４が設けられている。絶縁層３２８は、半導体層３２１に絶縁層２６４等から水または水素などの不純物が拡散すること、及び半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２８としては、上記絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
　絶縁層３２８及び絶縁層２６４に、半導体層３２１に達する開口が設けられている。当該開口の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する絶縁層３２３と、導電層３２４とが埋め込まれている。導電層３２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は第２のゲート絶縁層として機能する。
　導電層３２４の上面、絶縁層３２３の上面、及び絶縁層２６４の上面は、それぞれ高さが概略一致するように平坦化処理され、これらを覆って絶縁層３２９及び絶縁層２６５が設けられている。
　絶縁層２６４及び絶縁層２６５は、層間絶縁層として機能する。絶縁層３２９は、トランジスタ３２０に絶縁層２６５等から水または水素などの不純物が拡散することを防ぐバリア層として機能する。絶縁層３２９としては、上記絶縁層３２８及び絶縁層３３２と同様の絶縁膜を用いることができる。
　一対の導電層３２５の一方と電気的に接続するプラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、及び絶縁層２６４に埋め込まれるように設けられている。ここで、プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８のそれぞれの開口の側面、及び導電層３２５の上面の一部を覆う導電層２７４ａと、導電層２７４ａの上面に接する導電層２７４ｂとを有することが好ましい。このとき、導電層２７４ａとして、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を用いることが好ましい。
　発光装置４００Ｄにおける、絶縁層２５４から基板４２０までの構成は、発光装置４００Ｃと同様である。
［発光装置４００Ｅ］
　図１４に示す発光装置４００Ｅは、基板３０１にチャネルが形成されるトランジスタ３１０と、チャネルが形成される半導体層に金属酸化物を含むトランジスタ３２０とが積層された構成を有する。なお、発光装置４００Ｃ、４００Ｄと同様の部分については説明を省略することがある。
　トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に導電層２５１が設けられている。また導電層２５１を覆って絶縁層２６２が設けられ、絶縁層２６２上に導電層２５２が設けられている。導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。また、導電層２５２を覆って絶縁層２６３及び絶縁層３３２が設けられ、絶縁層３３２上にトランジスタ３２０が設けられている。また、トランジスタ３２０を覆って絶縁層２６５が設けられ、絶縁層２６５上に容量２４０が設けられている。容量２４０とトランジスタ３２０とは、プラグ２７４により電気的に接続されている。
　トランジスタ３２０は、画素回路を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０は、画素回路を構成するトランジスタ、または当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路）を構成するトランジスタとして用いることができる。また、トランジスタ３１０及びトランジスタ３２０は、演算回路または記憶回路などの各種回路を構成するトランジスタとして用いることができる。
　このような構成とすることで、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく駆動回路等を形成することができるため、表示領域の周辺に駆動回路を設ける場合に比べて、表示装置を小型化することが可能となる。
　本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。
　本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態４）
　本実施の形態では、高精細な表示装置について説明する。
［画素回路の構成例］
　以下では、高精細な表示装置に適した画素、及びその配列方法の例について説明する。
　図１５に、画素ユニット７０の回路図の例を示す。画素ユニット７０は、２つの画素（画素７０ａ及び画素７０ｂ）で構成される。また画素ユニット７０には、配線５１ａ、配線５１ｂ、配線５２ａ、配線５２ｂ、配線５２ｃ、配線５２ｄ、配線５３ａ、配線５３ｂ、配線５３ｃ等が接続されている。
　画素７０ａは、副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａを有する。画素７０ｂは、副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂを有する。副画素７１ａ、副画素７２ａ、及び副画素７３ａは、それぞれ画素回路４１ａ、画素回路４２ａ、及び画素回路４３ａを有する。また副画素７１ｂ、副画素７２ｂ、及び副画素７３ｂは、それぞれ画素回路４１ｂ、画素回路４２ｂ、及び画素回路４３ｂを有する。
　各々の副画素は、画素回路と表示素子６０を有する。例えば副画素７１ａは、画素回路４１ａと表示素子６０を有する。ここでは、表示素子６０として、有機ＥＬ素子等の発光デバイスを用いた場合を示す。
　配線５１ａ及び配線５１ｂは、それぞれゲート線としての機能を有する。配線５２ａ、配線５２ｂ、配線５２ｃ、及び配線５２ｄは、それぞれ信号線（データ線ともいう）としての機能を有する。また配線５３ａ、配線５３ｂ、及び配線５３ｃは、表示素子６０に電位を供給する機能を有する。
　画素回路４１ａは、配線５１ａ、配線５２ａ、及び配線５３ａと電気的に接続されている。画素回路４２ａは、配線５１ｂ、配線５２ｄ、及び配線５３ａと電気的に接続されている。画素回路４３ａは、配線５１ａ、配線５２ｂ、及び配線５３ｂと電気的に接続されている。画素回路４１ｂは、配線５１ｂ、配線５２ａ、及び配線５３ｂと電気的に接続されている。画素回路４２ｂは、配線５１ａ、配線５２ｃ、及び配線５３ｃと電気的に接続されている。画素回路４３ｂは、配線５１ｂ、配線５２ｂ、及び配線５３ｃと電気的に接続されている。
　図１５に示すように、１つの画素に２本のゲート線が接続される構成とすることで、反対にソース線の本数を、ストライプ配置と比べて半分にすることができる。これにより、ソース駆動回路として用いるＩＣの端子数を半分に減らすことが可能となり、部品点数を削減することができる。
　また、信号線として機能する１本の配線には、同じ色に対応した画素回路を接続する構成とすることが好ましい。例えば、画素間の輝度のばらつきを補正するために電位が調整された信号を当該配線に供給する場合、補正値は色ごとに大きく異なる場合がある。そのため、１本の信号線に接続される画素回路を、全て同じ色に対応した画素回路とすることで、補正を容易にすることができる。
　また各々の画素回路は、トランジスタ６１と、トランジスタ６２と、容量素子６３と、を有している。例えば画素回路４１ａにおいて、トランジスタ６１は、ゲートが配線５１ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの一方が配線５２ａと電気的に接続し、ソース又はドレインの他方がトランジスタ６２のゲート、及び容量素子６３の一方の電極と電気的に接続している。トランジスタ６２は、ソース又はドレインの一方が表示素子６０の一方の電極と電気的に接続し、ソース又はドレインの他方が容量素子６３の他方の電極、及び配線５３ａと電気的に接続している。表示素子６０の他方の電極は、電位Ｖ１が与えられる配線と電気的に接続している。
　なお、他の画素回路については、図１５に示すようにトランジスタ６１のゲートが接続する配線、トランジスタ６１のソース又はドレインの一方が接続する配線、及び容量素子６３の他方の電極が接続する配線が異なる以外は、画素回路４１ａと同様の構成を有する。
　図１５において、トランジスタ６１は選択トランジスタとしての機能を有する。またトランジスタ６２は、表示素子６０と直列接続され、表示素子６０に流れる電流を制御する機能を有する。容量素子６３は、トランジスタ６２のゲートが接続されるノードの電位を保持する機能を有する。なお、トランジスタ６１のオフ状態におけるリーク電流および、トランジスタ６２のゲートを介したリーク電流等が極めて小さい場合には、容量素子６３を意図的に設けなくてもよい。
　ここで、図１５に示すように、トランジスタ６２はそれぞれ電気的に接続された第１のゲートと第２のゲートを有する構成とすることが好ましい。このように２つのゲートを有する構成とすることで、トランジスタ６２の流すことのできる電流を増大させることができる。特に高精細の表示装置においては、トランジスタ６２のサイズ、特にチャネル幅を大きくすることなく当該電流を増大させることができるため好ましい。
　なお、トランジスタ６２が１つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、第２のゲートを形成する工程が不要となるため、上記に比べて工程を簡略化できる。また、トランジスタ６１が２つのゲートを有する構成としてもよい。このような構成とすることで、いずれのトランジスタもサイズを小さくすることができる。また、各トランジスタの第１のゲートと第２のゲートがそれぞれ電気的に接続する構成とすることができる。または、一方のゲートが異なる配線と電気的に接続する構成としてもよい。その場合、当該配線に与える電位を異ならせることにより、トランジスタのしきい値電圧を制御することができる。
　また、表示素子６０の一対の電極のうち、トランジスタ６２と電気的に接続する電極が、画素電極に相当する。ここで、図５では、表示素子６０のトランジスタ６２と電気的に接続する電極を陰極、反対側の電極を陽極とした構成を示している。このような構成は、トランジスタ６２がｎチャネル型のトランジスタの場合に特に有効である。すなわち、トランジスタ６２がオン状態のとき、配線５３ａにより与えられる電位がソース電位となるため、表示素子６０の抵抗のばらつきや変動によらず、トランジスタ６２に流れる電流を一定とすることができる。また、画素回路が有するトランジスタとして、ｐチャネル型のトランジスタを用いてもよい。
（実施の形態５）
　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。
　また、金属酸化物は、スパッタリング法、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、または、原子層堆積（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。
＜結晶構造の分類＞
　酸化物半導体の結晶構造としては、アモルファス（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ　ａｍｏｒｐｈｏｕｓを含む）、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）、ＣＡＣ（ｃｌｏｕｄ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）、単結晶（ｓｉｎｇｌｅ　ｃｒｙｓｔａｌ）、及び多結晶（ｐｏｌｙ　ｃｒｙｓｔａｌ）等が挙げられる。
　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。例えば、ＧＩＸＤ（Ｇｒａｚｉｎｇ−Ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ　ＸＲＤ）測定で得られるＸＲＤスペクトルを用いて評価することができる。なお、ＧＩＸＤ法は、薄膜法またはＳｅｅｍａｎｎ−Ｂｏｈｌｉｎ法ともいう。
　例えば、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、結晶構造を有する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。
　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。例えば、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、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、構造に着目した場合、上記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、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、欠陥の生成などによって低下する場合があるため、ＣＡＡＣ−ＯＳは不純物及び欠陥（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、または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、鬆また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また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、高純度真性また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、高純度真性また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または炭素が含まれると、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または炭素の濃度と、酸化物半導体との界面近傍のシリコンまたは炭素の濃度（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また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、アルカリ金属また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また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、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態６）
　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１６乃至図１９を用いて説明する。
　本実施の形態の電子機器は、本発明の一態様の表示装置を有する。本発明の一態様の表示装置は、高精細化、高解像度化、大型化のそれぞれが容易である。したがって、本発明の一態様の表示装置は、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
　また、本発明の一態様の表示装置は、低いコストで作製できるため、電子機器の製造コストを低減することができる。
　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、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。
　特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば腕時計型、ブレスレット型などの情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイなどのＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器など、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。また、ウェアラブル機器としては、ＳＲ向け機器、及び、ＭＲ向け機器も挙げられる。
　本発明の一態様の表示装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、４Ｋ２Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ４Ｋ（画素数７６８０×４３２０）といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に４Ｋ２Ｋ、８Ｋ４Ｋ、又はそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の表示装置における画素密度（精細度）は、３００ｐｐｉ以上が好ましく、５００ｐｐｉ以上がより好ましく、１０００ｐｐｉ以上がより好ましく、２０００ｐｐｉ以上がより好ましく、３０００ｐｐｉ以上がより好ましく、５０００ｐｐｉ以上がより好ましく、７０００ｐｐｉ以上がさらに好ましい。このように高い解像度または高い精細度を有する表示装置を用いることで、携帯型または家庭用途などのパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感などをより高めることが可能となる。
　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、表示部で映像及び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検知、検出、または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１６Ａ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１６Ｂ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ディスプレイ（可撓性を有する表示装置）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１７Ａ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１７Ａ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、及び、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１７Ｂ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１７Ｃ及び図１７Ｄに、デジタルサイネージの一例を示す。
　図１７Ｃ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１７Ｄ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１７Ｃ及び図１７Ｄ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、使用者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１７Ｃ及び図１７Ｄ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が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
　図１８Ａは、ファインダー８１００を取り付けた状態のカメラ８０００の外観を示す図である。
　カメラ８０００は、筐体８００１、表示部８００２、操作ボタン８００３、シャッターボタン８００４等を有する。またカメラ８０００には、着脱可能なレンズ８００６が取り付けられている。なお、カメラ８０００は、レンズ８００６と筐体とが一体となっていてもよい。
　カメラ８０００は、シャッターボタン８００４を押す、またはタッチパネルとして機能する表示部８００２をタッチすることにより撮像することができる。
　筐体８００１は、電極を有するマウントを有し、ファインダー８１００のほか、ストロボ装置等を接続することができる。
　ファインダー８１００は、筐体８１０１、表示部８１０２、ボタン８１０３等を有する。
　筐体８１０１は、カメラ８０００のマウントと係合するマウントにより、カメラ８０００に取り付けられている。ファインダー８１００はカメラ８０００から受信した映像等を表示部８１０２に表示させることができる。
　ボタン８１０３は、電源ボタン等としての機能を有する。
　カメラ８０００の表示部８００２、及びファインダー８１００の表示部８１０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。なお、ファインダーが内蔵されたカメラ８０００であってもよい。
　図１８Ｂは、ヘッドマウントディスプレイ８２００の外観を示す図である。
　ヘッドマウントディスプレイ８２００は、装着部８２０１、レンズ８２０２、本体８２０３、表示部８２０４、ケーブル８２０５等を有している。また装着部８２０１には、バッテリ８２０６が内蔵されている。
　ケーブル８２０５は、バッテリ８２０６から本体８２０３に電力を供給する。本体８２０３は無線受信機等を備え、受信した映像情報を表示部８２０４に表示させることができる。また、本体８２０３はカメラを備え、使用者の眼球またはまぶたの動きの情報を入力手段として用いることができる。
　また、装着部８２０１には、使用者に触れる位置に、使用者の眼球の動きに伴って流れる電流を検知可能な複数の電極が設けられ、視線を認識する機能を有していてもよい。また、当該電極に流れる電流により、使用者の脈拍をモニタする機能を有していてもよい。また、装着部８２０１には、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ等の各種センサを有していてもよく、使用者の生体情報を表示部８２０４に表示する機能、使用者の頭部の動きに合わせて表示部８２０４に表示する映像を変化させる機能などを有していてもよい。
　表示部８２０４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１８Ｃ乃至図１８Ｅは、ヘッドマウントディスプレイ８３００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８３００は、筐体８３０１と、表示部８３０２と、バンド状の固定具８３０４と、一対のレンズ８３０５と、を有する。
　使用者は、レンズ８３０５を通して、表示部８３０２の表示を視認することができる。なお、表示部８３０２を湾曲して配置させると、使用者が高い臨場感を感じることができるため好ましい。また、表示部８３０２の異なる領域に表示された別の画像を、レンズ８３０５を通して視認することで、視差を用いた３次元表示等を行うこともできる。なお、表示部８３０２を１つ設ける構成に限られず、表示部８３０２を２つ設け、使用者の片方の目につき１つの表示部を配置してもよい。
　表示部８３０２に、本発明の一態様の表示装置を適用することができる。本発明の一態様の表示装置は、極めて高い精細度を実現することも可能である。例えば、図１８Ｅのようにレンズ８３０５を用いて表示を拡大して視認される場合でも、使用者に画素が視認されにくい。つまり、表示部８３０２を用いて、使用者に現実感の高い映像を視認させることができる。
　図１８Ｆは、ゴーグル型のヘッドマウントディスプレイ８４００の外観を示す図である。ヘッドマウントディスプレイ８４００は、一対の筐体８４０１と、装着部８４０２と、緩衝部材８４０３と、を有する。一対の筐体８４０１内には、それぞれ、表示部８４０４及びレンズ８４０５が設けられる。一対の表示部８４０４に互いに異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うことができる。
　使用者は、レンズ８４０５を通して表示部８４０４を視認することができる。レンズ８４０５はピント調整機構を有し、使用者の視力に応じて位置を調整することができる。表示部８４０４は、正方形または横長の長方形であることが好ましい。これにより、臨場感を高めることができる。
　装着部８４０２は、使用者の顔のサイズに応じて調整でき、かつ、ずれ落ちることのないよう、可塑性及び弾性を有することが好ましい。また、装着部８４０２の一部は、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していることが好ましい。これにより、別途イヤフォン、スピーカなどの音響機器を必要とせず、装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。なお、筐体８４０１内に、無線通信により音声データを出力する機能を有していてもよい。
　装着部８４０２と緩衝部材８４０３は、使用者の顔（額、頬など）に接触する部分である。緩衝部材８４０３が使用者の顔と密着することにより、光漏れを防ぐことができ、より没入感を高めることができる。緩衝部材８４０３は、使用者がヘッドマウントディスプレイ８４００を装着した際に使用者の顔に密着するよう、柔らかな素材を用いることが好ましい。例えばゴム、シリコーンゴム、ウレタン、スポンジなどの素材を用いることができる。また、スポンジ等の表面を布、革（天然皮革または合成皮革）、などで覆ったものを用いると、使用者の顔と緩衝部材８４０３との間に隙間が生じにくく光漏れを好適に防ぐことができる。また、このような素材を用いると、肌触りが良いことに加え、寒い季節などに装着した際に、使用者に冷たさを感じさせないため好ましい。緩衝部材８４０３または装着部８４０２などの、使用者の肌に触れる部材は、取り外し可能な構成とすると、クリーニングまたは交換が容易となるため好ましい。
　図１９Ａ乃至図１９Ｆ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検知、検出、または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１９Ａ乃至図１９Ｆ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、静止画または動画を撮影し、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。
　表示部９００１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１９Ａ乃至図１９Ｆに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
　図１９Ａ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、文字及び画像情報をその複数の面に表示することができる。図１９Ａ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、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１９Ｂ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。例えば使用者は、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。使用者は、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１９Ｃ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（登録商標）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を、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信させることによって、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、及び、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１９Ｄ乃至図１９Ｆ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１９Ｄは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図１９Ｆは折り畳んだ状態、図１９Ｅは図１９Ｄと図１９Ｆ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。
　本実施の形態で例示した構成例、及びそれらに対応する図面等は、少なくともその一部を他の構成例、または図面等と適宜組み合わせることができる。
　本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
本実施例では、発光層を形成後に、その表面を窒素雰囲気に曝した発光デバイスと、曝さずに真空一貫工程によって上部電極まで作製した発光デバイスの特性について、ホスト材料の違いに着目して説明する。
各発光デバイスの作製に用いた有機化合物を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
≪発光デバイス１−１ａ、発光デバイス１−１ｂの作製≫
まず、基板上に第１の電極を形成した。基板には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、１０ｎｍの膜厚で成膜した後、銀を１００ｎｍの膜厚となるように成膜し、さらにＩＴＳＯを１０ｎｍの膜厚で成膜して形成した。
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６０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の電極上に正孔注入層を形成した。正孔注入層は、真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、上記構造式（ｉ）で表されるＮ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＢｉＦ）と分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００３）とを、重量比で１：０．０３（＝ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３）となるように１０ｎｍ共蒸着して形成した。
次に、正孔注入層上に正孔輸送層を形成した。正孔輸送層は、ＰＣＢＢｉＦを１９０ｎｍ蒸着して形成した。
次に、正孔輸送層上に発光層を形成した。発光層は、上記構造式（ｉｉ）で表される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）と、ＰＣＢＢｉＦと、燐光ドーパントＯＣＰＧ−００６とを、重量比で０．６：０．４：０．０５（＝９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＰＧ−００６）となるように、４０ｎｍ共蒸着して形成した。
なお、この後引き続き次の成膜工程をおこなったデバイスを発光デバイス１−１ａ、発光層形成後、大気圧下に基板を搬送し、露点−７８℃、酸素濃度３ｐｐｍの窒素雰囲気下に１時間放置し、再度１０−４Ｐａ程度の圧力下で次の成膜工程を行ったデバイスを発光デバイス１−１ｂとした。なお、発光デバイス１−１ａと発光デバイス１−１ｂを合わせて発光デバイス１−１という場合がある。
次に、発光層上に正孔ブロック層を形成した。正孔ブロック層は、上記構造式（ｉｉｉ）で表される２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−１，１’−ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）を２５ｎｍ蒸着して形成した。
次に正孔ブロック層上に電子輸送層を形成した。電子輸送層は、上記構造式（ｉｖ）で表される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）と上記構造式（ｖ）で表される８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）とを、重量比で１：１（＝ＺＡＤＮ：Ｌｉｑ）となるように１５ｎｍ共蒸着して形成した。
次に、電子輸送層上に電子注入層を形成した。電子注入層は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、電子注入層上に第２の電極を形成した。第２の電極は、銀とマグネシウムとを体積比で１：０．１（＝Ａｇ：Ｍｇ）となるように共蒸着法により、１５ｎｍ成膜して形成した。なお、本実施例において、第２の電極は、陰極として機能する。また、第２の電極上に、光の取り出し効率を向上させる目的で、キャップ層を形成した。キャップ層は、上記構造式（ｖｉ）で表される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）を膜厚８０ｎｍとなるように蒸着して形成した。
作製した発光デバイス１−１は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材を素子の周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、及び８０℃にて１時間熱処理）。
≪発光デバイス１−２ａ、発光デバイス１−２ｂの作製≫
発光デバイス１−２ａ、発光デバイス１−２ｂは、発光デバイス１−１における発光層の９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＰＧ−００６の重量比を０．７：０．３：０．０５（＝９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＰＧ−００６）とした他は、発光デバイス１−１と同様に作製した。なお、発光デバイス１−２ａと発光デバイス１−２ｂの違いは、発光デバイス１−１ａ、発光デバイス１−１ｂと同様に発光層形成後の窒素雰囲気への暴露有無である。なお、発光デバイス１−２ａと発光デバイス１−２ｂを合わせて発光デバイス１−２という場合がある。
≪発光デバイス１−３ａ、発光デバイス１−３ｂの作製≫
発光デバイス１−３ａ、発光デバイス１−３ｂは、発光デバイス１−１における発光層の９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＰＧ−００６の重量比を０．８：０．２：０．０５（＝９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ：ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＰＧ−００６）とした他は、発光デバイス１−１と同様に作製した。なお、発光デバイス１−３ａと発光デバイス１−３ｂの違いは、発光デバイス１−１ａ、発光デバイス１−１ｂと同様に発光層形成後の窒素雰囲気への暴露有無である。なお、発光デバイス１−３ａと発光デバイス１−３ｂを合わせて発光デバイス１−３という場合がある。
≪発光デバイス２ａおよび発光デバイス２ｂの作製≫
発光デバイス２は、発光デバイス１−１における正孔輸送層を膜厚１９５ｎｍとし、発光層を上記構造式（ｖｉｉ）で表される１０−（９’−フェニル−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：１０ＰＣＣｚＮｆｐｒ）と、燐光ドーパントＯＣＰＧ−００６とを、重量比で１：０．０５（＝１０ＰＣＣｚＮｆｐｒ：ＯＣＰＧ−００６）となるように共蒸着した他は、発光デバイス１−１と同様に作製した。なお、発光デバイス２ａと発光デバイス２ｂの違いは、発光デバイス１−１ａ、発光デバイス１−１ｂと同様に発光層形成後の窒素雰囲気への暴露有無である。なお、発光デバイス２ａと発光デバイス２ｂを合わせて発光デバイス２という場合がある。
上記各発光デバイスの信頼性試験として５０ｍＡ／ｃｍ２の定電流密度での駆動試験を行った。発光デバイス１−１乃至発光デバイス１−３の結果を図２０に、発光デバイス２の結果を図２１に示す。図２０および図２１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、横軸はデバイスの駆動時間（ｈ）を示す。
発光デバイス１−１乃至発光デバイス１−３は、発光層におけるホスト材料が正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の２種類の材料から構成される発光デバイスであり、発光デバイス２は、ホスト材料が単独の材料から構成される発光デバイスである。
図２１より、発光デバイス２は、窒素雰囲気に暴露された方の発光デバイスである発光デバイス２ｂの信頼性が、暴露されない方の発光デバイスである発光デバイス２ａよりも低下していることがわかる。
また、図２０より発光デバイス１−１および発光デバイス１−２においても、同様に窒素雰囲気に暴露された方の発光デバイスの信頼性が、暴露されない方の発光デバイスでの信頼性よりも低下している。一方、発光デバイス１−３は窒素雰囲気に暴露された発光デバイスも、暴露されない方の発光デバイスも同様の信頼性を示している。
ここで、図２０を精査すると、発光デバイス１−１における信頼性の差よりも、発光デバイス１−２における差の方が小さくなっている。発光デバイス１−３における結果は、この差がほとんどなくなった結果ともいえる。
上述のように、発光デバイス１−１乃至発光デバイス１−３の差異は、発光層における電子輸送材料と正孔輸送材料の混合比であり、発光デバイス１−１、発光デバイス１−２、発光デバイス１−３の順に電子輸送材料の割合が増えている。
電子輸送材料の割合が増えてゆくと、発光層の電子輸送性が向上し、再結合領域の中心が発光層の陽極方向に移ってゆく。そのため、発光層形成直後の窒素雰囲気の影響を受けづらくなり、信頼性の低下が抑制されたと考えられる。このように、発光層のホスト材料を電子輸送材料と正孔輸送材料の混合材料とすることによって、ＥＬ層内部での再結合領域の調整が可能となり、窒素雰囲気暴露の悪影響を低減させることが可能となる。
一方、発光デバイス２は、ホスト材料が単独の材料で構成されているため発光領域は固定されてしまい、発光デバイス１−１乃至発光デバイス１−３のようにデバイスの調整を行うことができない。
このように、本発明の一態様では、発光層のホスト材料を正孔輸送材料と電子輸送材料との混合材料とすることによって窒素雰囲気暴露の影響がない発光デバイスを作製することが可能となる。
４１ａ：画素回路、４１ｂ：画素回路、４２ａ：画素回路、４２ｂ：画素回路、４３ａ：画素回路、４３ｂ：画素回路、５１ａ：配線、５１ｂ：配線、５２ａ：配線、５２ｂ：配線、５２ｃ：配線、５２ｄ：配線、５３ａ：配線、５３ｂ：配線、５３ｃ：配線、６０：表示素子、６１：トランジスタ、６２：トランジスタ、６３：容量素子、７０：画素ユニット、７０ａ：画素、７０ｂ：画素、７１ａ：副画素、７１ｂ：副画素、７２ａ：副画素、７２ｂ：副画素、７３ａ：副画素、７３ｂ：副画素、１００：基板、１０１：陽極、１０１＿１：陽極、１０１＿２：陽極、１０１ｂ：導電膜、１０１Ｃ：接続電極、１０１Ｒ：陽極、１０１Ｇ：陽極、１０１Ｂ：陽極、１０２：陰極、１０３：ＥＬ層、１０３Ａ：第１のＥＬ層、１０３Ｂ：第１のＥＬ層、１０３Ｒ：第１のＥＬ層、１０３Ｒｂ：ＥＬ膜、１０３Ｇ：第１のＥＬ層、１０３Ｇｂ：ＥＬ膜、１０３Ｂ：第１のＥＬ層、１０３Ｂｂ：ＥＬ膜、１１０：発光デバイス、１１０＿１：発光デバイス、１１０＿２：発光デバイス、１１０Ｒ：発光デバイス、１１０Ｇ：発光デバイス、１１０Ｂ：発光デバイス、１１１：正孔注入層、１１１Ａ：正孔注入層、１１１Ｂ：正孔注入層、１１１ｂ：有機層、１１２：正孔輸送層、１１２Ａ：正孔輸送層、１１２Ｂ：正孔輸送層、１１２ｂ：有機層、１１３：発光層、１１３Ａ：発光層、１１３Ｂ：発光層、１１３ｂ：有機層、１１４：電子輸送層、１１４ｂ：有機層、１１５：電子注入層、１２０：絶縁層、１２１：絶縁層、１２１ｂ：絶縁膜、１２５：絶縁層、１２５ｂ：絶縁膜、１２６：絶縁層、１２６ｂ：絶縁膜、１２７：犠牲層、１３０：接続部、１３１：保護層、１４３ａ：レジストマスク、１４３ｂ：レジストマスク、１４３ｃ：レジストマスク、１４４ａ：犠牲膜、１４４ｂ：犠牲膜、１４４ｃ：犠牲膜、１４５ａ：犠牲層、１４５ｂ：犠牲層、１４５ｃ：犠牲層、１４６ａ：保護膜、１４６ｂ：保護膜、１４６ｃ：保護膜、１４７ａ：保護層、１４７ｂ：保護層、１４７ｃ：保護層、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、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１２：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、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、２４０：容量、２４１：導電層、２４２：接続層、２４３：絶縁層、２４５：導電層、２５１：導電層、２５２：導電層、２５４：絶縁層、２５５：絶縁層、２５６：プラグ、２６１：絶縁層、２６２：絶縁層、２６３：絶縁層、２６４：絶縁層、２６５：絶縁層、２７１：プラグ、２７４：プラグ、２７４ａ：導電層、２７４ｂ：導電層、２８０：表示モジュール、２８１：表示部、２８２：回路部、２８３：画素回路部、２８３ａ：画素回路、２８４：画素部、２８４ａ：画素、２８５：端子部、２８６：配線部、２９０：ＦＰＣ、２９１：基板、２９２：基板、３０１：基板、３１０：トランジスタ、３１１：導電層、３１２：低抵抗領域、３１３：絶縁層、３１４：絶縁層、３１５：素子分離層、３２０：トランジスタ、３２１：半導体層、３２３：絶縁層、３２４：導電層、３２５：導電層、３２６：絶縁層、３２７：導電層、３２８：絶縁層、３２９：絶縁層、３３１：基板、３３２：絶縁層、４００：発光装置、４００Ａ：発光装置、４００Ｂ：発光装置、４００Ｃ：発光装置、４００Ｄ：発光装置、４００Ｅ：発光装置、４０１：層、４１１ａ：画素電極、４１１ｂ：画素電極、４１１ｃ：画素電極、４１６：保護層、４１６ａ：無機絶縁層、４１６ｂ：有機絶縁層、４１６ｃ：無機絶縁層、４１７：遮光層、４１９：樹脂層、４２０：基板、４２１：絶縁層、４２６ａ：光学調整層、４２６ｂ：光学調整層、４２６ｃ：光学調整層、４３０ａ：発光デバイス、４３０ｂ：発光デバイス、４３０ｃ：発光デバイス、４４２：接着層、４４３：空間、４５１：基板、４５２：基板、４５３：基板、４５４：基板、４５５：接着層、４６２：表示部、４６４：回路、４６５：配線、４６６：導電層、４７２：ＦＰＣ、５１５：ＥＬ層、５１６ａ：絶縁層、５１６ｂ：絶縁層、９００：基板、９０１：陽極、９０３：陰極、９１１：正孔注入層、９１２：正孔輸送層、９１３：発光層、９１４：電子輸送層、９１５：電子注入層、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、８０００：カメラ、８００１：筐体、８００２：表示部、８００３：操作ボタン、８００４：シャッターボタン、８００６：レンズ、８１００：ファインダー、８１０１：筐体、８１０２：表示部、８１０３：ボタン、８２００：ヘッドマウントディスプレイ、８２０１：装着部、８２０２：レンズ、８２０３：本体、８２０４：表示部、８２０５：ケーブル、８２０６：バッテリ、８３００：ヘッドマウントディスプレイ、８３０１：筐体、８３０２：表示部、８３０４：固定具、８３０５：レンズ、８４００：ヘッドマウントディスプレイ、８４０１：筐体、８４０２：装着部、８４０３：緩衝部材、８４０４：表示部、８４０５：レンズ、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 (9)

  1. 第１の発光デバイスと、
    第２の発光デバイスと、を有し、
    前記第１の発光デバイスと、前記第２の発光デバイスと、は隣り合って位置しており、
    前記第１の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ａと、第２のＥＬ層と、を有し、
    前記第２の発光デバイスは、第１のＥＬ層Ｂと、前記第２のＥＬ層と、を有し、
    前記第１のＥＬ層Ａと、前記第１のＥＬ層Ｂとは、独立しており、
    前記第２のＥＬ層は、前記第１の発光デバイスと、前記第２の発光デバイスで共通であり、
    前記第１のＥＬ層Ａの前記第１のＥＬ層Ｂ側の端面と、前記第１のＥＬ層Ｂの前記第１のＥＬ層Ａ側の端面とは向かい合っており、
    前記第１のＥＬ層Ａは、発光層を有し、
    前記発光層は、発光材料と、第１の有機化合物と、第２の有機化合物とを有し、
    前記第１の有機化合物は電子輸送性を有する有機化合物であり、
    前記第２の有機化合物は正孔輸送性を有する有機化合物である発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記発光層における電子移動度が、正孔移動度よりも高い発光装置。
  3. 請求項１または請求項２において、
    前記第１の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環骨格を有し、
    前記第２の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環骨格を有する発光装置。
  4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
    前記第１の有機化合物がナフトフロピラジン骨格を有する発光装置。
  5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
    前記第２の有機化合物がカルバゾール骨格を有する発光装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    前記第１のＥＬ層Ａおよび前記第１のＥＬ層Ｂは発光層を含む発光装置。
  7. 請求項６において、
    前記発光層が、前記第１のＥＬ層Ａおよび前記第１のＥＬ層Ｂにおける最も第２のＥＬ層側に位置する発光装置。
  8. 請求項６または請求項７において、
    前記第２のＥＬ層は、
    正孔ブロック層、電子輸送層および電子注入層のいずれかまたは複数を有する発光装置。
  9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の発光装置と、センサと、操作ボタンと、スピーカまたはマイクと、を有する電子機器。
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