WO2023100019A1 - 有機化合物、有機デバイス、発光装置および電子機器 - Google Patents

有機化合物、有機デバイス、発光装置および電子機器 Download PDF

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WO2023100019A1
WO2023100019A1 PCT/IB2022/061119 IB2022061119W WO2023100019A1 WO 2023100019 A1 WO2023100019 A1 WO 2023100019A1 IB 2022061119 W IB2022061119 W IB 2022061119W WO 2023100019 A1 WO2023100019 A1 WO 2023100019A1
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WO
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light
layer
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phenyl
substituted
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林有毅
川上祥子
橋本直明
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D403/00Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00
    • C07D403/02Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings
    • C07D403/10Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, not provided for by group C07D401/00 containing two hetero rings linked by a carbon chain containing aromatic rings
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • HELECTRICITY
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    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
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    • H10K85/341Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
    • H10K85/342Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes comprising iridium
    • HELECTRICITY
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    • H10K85/649Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
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    • H10K2101/00Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
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    • H10K50/00Organic light-emitting devices
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    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/16Electron transporting layers

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to an organic compound, an organic device, a light-emitting device, a light-emitting device, a light-receiving device, a display 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. Therefore, 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 also called organic EL elements or light-emitting elements
  • EL electroluminescence
  • 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.
  • Such light-emitting devices are self-luminous, they have higher visibility than liquid crystal displays and are suitable for display pixels.
  • a display using such a light-emitting device also has the great advantage that it does not require a backlight and can be manufactured to be thin and light. Another feature is its extremely fast response speed.
  • a display or lighting device using such a light-emitting device is suitable for application to various electronic devices, but research and development is underway in search of a light-emitting device with better efficiency and life.
  • Patent Document 1 The azine compound disclosed in Patent Document 1 can be mentioned as an electron-transporting material with excellent long life for organic electroluminescence devices.
  • further improvements from various viewpoints such as improvement in element life and high temperature resistance.
  • An object of one aspect of the present invention is to provide a novel organic compound. Another object of one embodiment of the present invention is to provide a method for synthesizing a novel organic compound. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a novel electron-transporting material. Alternatively, it is an object of one embodiment of the present invention to provide a novel organic device. Alternatively, an object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting element with high emission efficiency.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a compound having a high glass transition temperature Tg.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a highly stable compound.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide an organic device with high heat resistance.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide an organic device that has a long driving life or less deterioration in luminance when driven at high temperature.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide an organic device with less voltage fluctuation when driven at high temperature.
  • organic devices refer to all things that have organic compounds (excluding humans).
  • Organic devices include light-emitting devices (also referred to as light-emitting elements) and light-receiving devices (also referred to as light-receiving elements).
  • An organic device refers to, for example, a device having an organic compound layer (a thin film layer of about several ⁇ m or thinner) between a pair of electrodes.
  • devices with an organic compound layer deposited film, coating film, etc.
  • a device including an organic device is sometimes called an organic device.
  • One aspect of the present invention is a novel azine compound and a method for producing the azine compound.
  • it is a novel organic device containing the azine compound.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G1).
  • R 1 , R 2 , and R 5 to R 7 each independently represent hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted Alternatively, it represents either an unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • R 3 represents a condensed ring of 4 to 10 rings containing nitrogen as an element forming the ring
  • R 4 is a substituted or unsubstituted condensed ring having 1 to 60 carbon atoms, a substituted or unsubstituted molecular weight of 78 or more or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having a molecular weight of 80 or more.
  • a 1 to A 3 represents nitrogen, the others represent nitrogen or carbon, and in the case of carbon, each independently represents hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms group, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • R 3 represents general formula (G1-1), and R 4 represents any one of general formulas (G1-2) to (G1-6). It is an organic compound that represents one.
  • any one of A 11 to A 22 represents nitrogen, the other one represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • Any one of the carbon atoms of A 11 to A 22 is bonded to the general formula (G1), and the other is hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted It binds to either a substituted C1-C60 aryl group or a substituted or unsubstituted C1-C60 heteroaryl group.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 11 to A 22 may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 41 to A 48 represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 41 to A 48 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 41 to A 48 may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 51 to A 60 represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 51 to A 60 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 61 to A 68 represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • a 69 represents nitrogen, carbon, sulfur or oxygen.
  • any one of the carbons of A 61 to A 68 or the nitrogen of A 69 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted carbon number 1 represents any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • any one of A71 to A80 represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 71 to A 80 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • any one of A 81 to A 92 represents carbon, and the others independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 81 to A 92 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 81 to A 92 may be bonded to each other to form a ring.
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by Structural Formula (100).
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound in which R 1 and R 2 are substituted or unsubstituted phenyl groups in General Formula (G1).
  • Another embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G1) and having a glass transition temperature of 150° C. or higher.
  • One embodiment of the present invention is an organic compound in which R 3 and R 4 in General Formula (G1) have a molecular weight of 150 or more.
  • Another aspect of the present invention is an organic device containing the above organic compound.
  • Another embodiment of the present invention is a light-emitting device including any of the above devices and a transistor or a substrate.
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the above organic compound.
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the light-emitting device, a sensor, an operation button, a speaker, or a microphone.
  • one embodiment of the present invention includes an anode, a light-emitting layer, an electron-transporting layer containing an azine compound, a cathode, and a cap layer, and the refractive index of the azine compound is the refractive index of the material of the cap layer. and the refractive index of the host material of the light-emitting layer.
  • one embodiment of the present invention includes an anode, a hole-transporting layer, a light-emitting layer, an electron-transporting layer containing an azine compound, and a cathode, and the glass transition temperature of the azine compound is equal to that of the hole-transporting layer. and the glass transition temperature of the host material of the light-emitting layer.
  • one embodiment of the present invention includes an anode, a hole-transport layer, a light-emitting layer, an electron-transport layer containing an azine compound, a cathode, and a partition, and the electron-transport layer has a region overlapping with the partition. and the glass transition temperature of the azine compound is higher than the glass transition temperature of the material of the hole-transporting layer and the glass transition temperature of the host material of the light-emitting layer.
  • One aspect of the present invention can provide a novel organic compound.
  • another aspect of the present invention can provide a novel carrier transport material.
  • novel host materials can be provided.
  • a compound with a high glass transition temperature can be provided.
  • one embodiment of the present invention can provide a highly stable compound.
  • novel organic devices can be provided.
  • an organic device with high emission efficiency can be manufactured.
  • an organic device with low power consumption can be provided.
  • a highly reliable organic device can be provided.
  • a thin film using a novel organic compound also referred to as an organic compound layer
  • a light-emitting device, an electronic device, and a display device with high emission efficiency can be provided.
  • a light-emitting device, an electronic device, and a display device with low power consumption can be provided.
  • highly reliable light-emitting devices, electronic devices, and display devices can be provided.
  • 1A to 1E are diagrams illustrating the configuration of a light emitting device according to an embodiment.
  • 2A to 2D are diagrams for explaining the light emitting device according to the embodiment.
  • 3A to 3C are diagrams for explaining the method for manufacturing the light emitting device according to the embodiment.
  • 4A to 4C are diagrams for explaining the method for manufacturing the light emitting device according to the embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams for explaining the method for manufacturing the light emitting device according to the embodiment.
  • 6A to 6D are diagrams for explaining the method for manufacturing the light emitting device according to the embodiment.
  • 7A to 7E are diagrams illustrating the light emitting device according to the embodiment.
  • 8A to 8F are diagrams for explaining the device and pixel arrangement according to the embodiment.
  • FIGS. 9A to 9C are diagrams illustrating pixel circuits according to embodiments. 10A and 10B are diagrams for explaining a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 11A to 11E are diagrams for explaining the electronic device according to the embodiment.
  • 12A to 12E are diagrams illustrating electronic devices according to embodiments.
  • 13A and 13B are diagrams for explaining the electronic device according to the embodiment.
  • 14A and 14B are diagrams illustrating the lighting device according to the embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a lighting device according to an embodiment; 16A to 16C are diagrams explaining a light emitting device and a light receiving device according to an embodiment.
  • 17A and 17B are diagrams illustrating a light-emitting device and a light-receiving device according to an embodiment.
  • FIGS 18A and 18B are 1 H-NMR spectra of Pn-mDBqPTzn.
  • FIG. 19 shows absorption and emission spectra of Pn-mDBqPTzn in a dichloromethane solution.
  • FIG. 20 shows the absorption spectrum and emission spectrum of a thin film of Pn-mDBqPTzn.
  • FIG. 21 shows emission spectra of light-emitting device 1 and light-emitting device 2.
  • FIG. FIG. 22 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics of light-emitting device 1 and light-emitting device 2.
  • FIG. FIG. 23 shows current-voltage characteristics of light-emitting device 1 and light-emitting device 2.
  • FIG. FIG. FIG. 19 shows absorption and emission spectra of Pn-mDBqPTzn in a dichloromethane solution.
  • FIG. 20 shows the absorption spectrum and emission spectrum of a thin film of Pn-mDBqPTzn.
  • FIG. 21 shows emission spectra of light
  • FIG. 24 is a diagram showing changes in luminance with respect to driving time of light-emitting device 1 and light-emitting device 2 at room temperature.
  • FIG. 25 is a diagram showing luminance changes with respect to driving time of light-emitting device 1 and light-emitting device 2 at 85°C.
  • a compound of one embodiment of the present invention is an organic compound having an azine skeleton (also referred to as an azine compound).
  • An azine skeleton refers to a skeleton in which one or more carbon atoms of a benzene ring are substituted with nitrogen, and examples thereof include a pyridine skeleton, a pyrazine skeleton, a pyrimidine skeleton, a pyridazine skeleton, and a triazine skeleton.
  • a compound having an azine skeleton is, for example, an organic compound represented by general formula (G1) below.
  • R 1 to R 7 each independently represent hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted It preferably represents either an aryl group of 1 to 60 or a substituted or unsubstituted heteroaryl group of 1 to 60 carbon atoms.
  • one of R 3 and R 4 preferably represents a condensed ring of 4 to 10 rings containing nitrogen as a ring-forming element.
  • the other of R 3 and R 4 is either a substituted or unsubstituted condensed ring having 1 to 60 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having a molecular weight of 78 or more, or a heteroaryl group having a molecular weight of 80 or more. It is preferable to express
  • Having a condensed ring in R 3 or R 4 can improve carrier transport properties.
  • the carrier transport property can be further improved.
  • a condensed ring (curved condensed ring) having a helicene structure such as phenanthrene, triphenylene, or dibenzoquinoxaline
  • the bandgap can be widened, and the T1 level and S1 level can be raised. can do.
  • any one of A 1 to A 3 represents nitrogen, the others represent nitrogen or carbon, and in the case of carbon, each independently represents hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted 1 to 10 carbon atoms is preferably bonded to any one of an alkyl group of , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 each independently preferably include an aryl group with a molecular weight of 70 or more or a heteroaryl group with a molecular weight of 70 or more. It is also preferred that each of R 1 and R 2 independently includes an aryl group with a molecular weight of 150 or more or a heteroaryl group with a molecular weight of 150 or more.
  • each of R 1 to R 4 preferably has a molecular weight of 70 or more and 1000 or less, more preferably 70 or more and 500 or less.
  • R 3 or R 4 it is preferable to apply a condensed ring such as a naphthyl group rather than a phenyl group, and to use a substituent having a higher molecular weight than that of a phenyl group.
  • molecular weights and atomic weights are expressed by rounding off to the first decimal place for the sake of simplicity.
  • one of R 3 and R 4 represents general formula (G1-1), and the other of R 3 and R 4 represents general formula (G1-2) to general formula (G1- It is preferable to represent any one of 6).
  • any one of A 11 to A 22 preferably represents nitrogen, the other one represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • Any one of the carbon atoms of A 11 to A 22 is bonded to the general formula (G1), and the other is hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted It is preferably bonded to either a substituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 11 to A 22 may be bonded to each other to form a ring.
  • Forming a ring includes, for example, a structure in which one or more benzene rings containing A 12 and A 13 are added, in which case general formula (G1-1) includes five or more 6-membered rings It will be.
  • general formula (G1-1) includes five or more 6-membered rings It will be.
  • a substituted or unsubstituted vinyl group is included as a substituent bonded to A 11 to A 22 .
  • general formulas (G1-2) to (G1-6) described later It should be noted that the ring-forming structure can also simply be said to be a structure further having a ring containing two of A 11 to A 22 .
  • any one of A 41 to A 48 preferably represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 41 to A 48 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 41 to A 48 may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 51 to A 60 preferably represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 51 to A 60 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 61 to A 68 preferably represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • a 69 preferably represents nitrogen, carbon, sulfur or oxygen.
  • any one of the carbons of A 61 to A 68 or the nitrogen of A 69 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted carbon number 1 It preferably represents any one of an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 71 to A 80 preferably represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 71 to A 80 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups may be bonded to each other to form a ring.
  • any one of A 81 to A 92 preferably represents carbon, and the others each independently represent nitrogen or carbon.
  • any one of the carbon atoms of A 81 to A 92 is bonded to the general formula (G1), and the others are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms.
  • adjacent groups among the substituents bonded to A 81 to A 92 may be bonded to each other to form a ring.
  • An organic compound of one embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G2) below.
  • R 8 to R 17 each independently represent hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and It preferably represents either a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms. Adjacent groups among R 8 to R 17 may combine with each other to form a ring.
  • An organic compound of one embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G3) below.
  • R 18 to R 21 each independently represent hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and It preferably represents either a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms. Adjacent groups among R 18 to R 21 may be bonded to each other to form a ring. Moreover, m represents 1 or 2. In addition, the binding position of R 4 may be any of the meta, para, and ortho positions, but the meta position can lower the sublimation temperature, and the para position can increase the Tg. .
  • An organic compound of one embodiment of the present invention is an organic compound represented by General Formula (G4) below.
  • R 18 to R 25 each independently represent hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted aryl group having 1 to 60 carbon atoms, and It preferably represents either a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 1 to 60 carbon atoms. Adjacent groups among R 18 to R 25 may combine with each other to form a ring. Moreover, m represents 1 or 2. Moreover, n represents 1 or 2. In addition, the bonding position of R 3 and R 4 may be any of the meta, para, and ortho positions, but the meta position can lower the sublimation temperature, and the para position increases Tg. be able to.
  • the glass transition temperature Tg of the compound of one embodiment of the present invention is preferably 100° C. or higher. Further, the glass transition temperature Tg of the compound of one embodiment of the present invention is preferably 120° C. or higher, preferably 130° C. or higher, more preferably 140° C. or higher, still more preferably 150° C. or higher, particularly 160° C. or higher.
  • the compound of one embodiment of the present invention preferably has a solubility of 0% or more and less than 5%.
  • solubility % by weight is evaluated as follows. Solute A (g) and solvent B (g) are put into a glass container, and if no precipitate is visually observed, the solubility is (A / (A + B) ⁇ 100)% or more, and the precipitate is confirmed. If so, the solubility is determined to be less than (A/(A+B) x 100)%.
  • a 1 to A 92 or R 1 to R 25 in the general formulas (G1) to (G4) may be applied in combination.
  • a structure in which "R 3 and R 4 both have three or more condensed rings, and R 4 contains nitrogen” may be combined with the constitution that the molecular weight of R 2 is 70 or more.
  • synergistic effects such as improvement in glass transition temperature Tg, improvement in stability, and improvement in stability of film quality in a thin film state can be obtained.
  • alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group, isobutyl group, tert -butyl group, pentyl group, isopentyl group, sec-pentyl group, tert-pentyl group, neopentyl group, hexyl group, isohexyl group, sec-hexyl group, tert-hexyl group, neohexyl group, 3-methylpentyl group, 2- methylpentyl group, 2-ethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group and the like.
  • substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 60 carbon atoms and the substituted or unsubstituted heteroaryl group having 2 to 50 carbon atoms include substituted or unsubstituted phenyl group, biphenyl group, terphenyl group, fluorenyl group, spirobifluorenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, fluoranthenyl group, pyrenyl group, chrysenyl group, triphenylenyl group, perylenyl group, indenyl group, benzoindenyl group, pyrrolyl group, indolyl group, carbazolyl group, furanyl group, benzofuranyl group, dibenzofuranyl group, thiophenyl group, benzothiophenyl group, dibenzothiophenyl group, imidazoly
  • the compound of one embodiment of the present invention is used for a light-emitting device, it is preferably a thin film (also referred to as an organic compound layer).
  • a thin film containing an organic compound which is one embodiment of the present invention, can be used as a charge adjustment layer, a charge generation layer, a light-emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, or a cap layer in a light-emitting device. It can be used preferably.
  • the organic compound according to one embodiment of the present invention can also be used for non-light-emitting devices. Examples of non-light-emitting devices include devices such as light-receiving devices.
  • the organic compound represented by general formula (G1) can be synthesized according to the following synthesis schemes (a-1) to (a-5).
  • compound 3 can be obtained by coupling compound 1 having an azine skeleton and compound 2 having R 1 .
  • compound 5 can be obtained by coupling compound 3 with compound 4 having R 2 according to reaction formula (a-2).
  • compound 7 can be obtained by coupling compound 5 and compound 6 according to reaction formula (a-3).
  • compound 9 can be obtained by coupling compound 7 with compound 8 having R 3 according to reaction scheme (a-4).
  • the compound represented by general formula (G1) can be obtained by coupling compound 9 with compound 10 having R 4 according to reaction scheme (a-5).
  • X1 to X5 each represent a halogen group (eg, containing chlorine).
  • B1 to B5 each represent a boronic acid.
  • X 1 to X 5 and B 1 to B 5 are each independently chlorine, bromine, iodine, triflate group, organic boron group, boronic acid, organic aluminum, organic zirconium, organic zinc, organic A tin base or the like may also be used.
  • R 3 and R 4 have different substituent structures, it is preferable that one of X 4 and X 5 is chlorine and the other is bromine or iodine.
  • Synthesis schemes (a-1) to (a-5) can be performed, for example, by Suzuki-Miyaura coupling reaction.
  • the palladium catalyst includes palladium(II) acetate, tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0), bis(triphenylphosphine)palladium(II) dichloride, and the like.
  • tri(ortho-tolyl)phosphine, triphenylphosphine, tricyclohexylphosphine and the like can be mentioned as ligands for palladium catalysts.
  • Examples of the base that can be used in the reactions of the synthesis schemes (a-1) to (a-5) include organic bases such as sodium-tert-butoxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium phosphate, potassium acetate and the like. Inorganic bases and the like are included.
  • Solvents that can be used in the reactions of the synthesis schemes (a-1) to (a-5) include a mixed solvent of toluene and water, a mixed solvent of alcohol such as toluene and ethanol and water, and a mixture of xylene and water.
  • Solvents include a mixed solvent of alcohol and water such as xylene and ethanol, a mixed solvent of benzene and water, a mixed solvent of alcohol and water such as benzene and ethanol, and a mixed solvent of ether and water such as diethylene glycol dimethyl ether.
  • a mixed solvent of toluene and water, a mixed solvent of toluene, ethanol and water, and a mixed solvent of water and an ether such as diethylene glycol dimethyl ether are more preferable.
  • R 1 to R 7 may be deuterium. Further, the substituents of A 1 to A 3 or the substituents of R 1 to R 7 may be deuterium. In that case, a compound obtained by deuterating compound 1, compound 2, compound 4, compound 6, compound 8, or compound 10 may be used for the coupling reaction. Solvents that can be used in the deuteration reaction include benzene-d6, toluene-d8, xylene-d10, heavy water, and the like.
  • Catalysts that can be used include molybdenum (V) chloride, tungsten (VI) chloride, niobium (V) chloride, tantalum (V) chloride, aluminum (III) chloride, titanium (IV) chloride, and tin (IV) chloride. etc.
  • the solvent and catalyst are not limited to these.
  • X 6 to X 10 and B 6 to B 10 each independently represent hydrogen, chlorine, bromine, iodine, triflate group, organic boron group, boronic acid, organic aluminum, organic zirconium, organic zinc, organic tin group, or the like. Point.
  • the conditions (palladium catalyst, solvent, etc.) used for the coupling reaction can be the methods shown in Reaction Formulas (a-1) to (a-5).
  • a compound represented by general formula (G2) or general formula (G3) can also be synthesized by a similar synthesis method.
  • the above synthetic method is an example, and it is possible to produce the compound of the present application using other synthetic methods.
  • Embodiment 2 In this embodiment mode, a structure of a light-emitting device using the organic compound described in Embodiment Mode 1 will be described with reference to FIGS. 1A to 1E.
  • FIG. 1A shows a light-emitting device having an EL layer that includes a light-emitting layer between a pair of electrodes. Specifically, it has a structure in which an EL layer 103 is sandwiched between a first electrode 101 and a second electrode 102 .
  • FIG. 1B shows a laminated structure (tandem structure) having a plurality of (two layers in FIG. 1B) EL layers (103a and 103b) between a pair of electrodes and a charge generation layer 106 between the EL layers. of the light emitting device.
  • a light-emitting device with a tandem structure can realize a highly efficient light-emitting device without changing the amount of current.
  • the charge generation layer 106 injects electrons into one EL layer (103a or 103b) and injects electrons into the other EL layer (103b or 103a) has a function of injecting holes. Therefore, in FIG. 1B, when a voltage is applied to the first electrode 101 so that the potential is higher than that of the second electrode 102, electrons are injected from the charge generation layer 106 into the EL layer 103a, and the EL layer 103b is positively charged. A hole is to be injected.
  • the charge generation layer 106 may have a property of transmitting visible light (specifically, the visible light transmittance of the charge generation layer 106 is 40% or more). preferable. Also, the charge generation layer 106 functions even with a lower conductivity than the first electrode 101 and the second electrode 102 .
  • the compound of the present application can also be used in the layer into which electrons are injected in the charge generation layer. In that case, it is preferable to use a mixed layer or laminated structure of a Li compound such as Li metal or lithium oxide and the compound of the present application.
  • FIG. 1C shows a stacked structure of the EL layer 103 of the light-emitting device which is one embodiment of the present invention.
  • the first electrode 101 functions as an anode and the second electrode 102 functions as a cathode.
  • the EL layer 103 has a structure in which 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 sequentially stacked over the first electrode 101.
  • the light-emitting layer 113 may have a structure in which a plurality of light-emitting layers emitting light of different colors are stacked.
  • a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits red light, a light-emitting layer that contains a light-emitting substance that emits green light, and a light-emitting layer that contains a light-emitting substance that emits blue light are stacked, or a layer containing a carrier-transporting material is interposed therebetween. It may be a laminated structure. Alternatively, a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits yellow light and a light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue light may be combined. However, the laminated structure of the light-emitting layer 113 is not limited to the above.
  • the light-emitting layer 113 may have a structure in which a plurality of light-emitting layers emitting light of the same color are stacked.
  • a structure in which a first light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue light and a second light-emitting layer containing a light-emitting substance that emits blue light are stacked or stacked with a layer containing a carrier-transporting material interposed therebetween. It can be.
  • reliability may be improved as compared with a single-layer structure.
  • each EL layer is stacked sequentially from the anode side as described above.
  • the stacking order of the EL layers 103 is reversed.
  • 111 on the first electrode 101 which is a cathode is an electron injection layer
  • 112 is an electron transport layer
  • 113 is a light emitting layer
  • 114 is a hole transport layer
  • 115 is a hole. It has a structure called an injection layer.
  • the light-emitting layer 113 included in the EL layers (103, 103a, and 103b) includes a light-emitting substance and an appropriate combination of a plurality of substances, and has a structure in which fluorescence or phosphorescence with a desired emission color can be obtained.
  • the light-emitting layer 113 may have a laminated structure with different emission colors. Note that in this case, different materials may be used for the light-emitting substance and other substances used in the stacked light-emitting layers. Alternatively, a structure in which different emission colors are obtained from the plurality of EL layers (103a and 103b) shown in FIG. 1B may be employed. In this case also, different materials may be used for the light-emitting substance and other substances used in each light-emitting layer.
  • the light-emitting device which is one embodiment of the present invention, for example, the first electrode 101 shown in FIG. ) structure
  • light emitted from the light-emitting layer 113 included in the EL layer 103 can be resonated between the two electrodes, and light emitted from the second electrode 102 can be enhanced.
  • the film of the transparent conductive film Optical tuning can be achieved by controlling the thickness. Specifically, the optical distance between the first electrode 101 and the second electrode 102 (the product of the film thickness and the refractive index) is m ⁇ / It is preferable to adjust to 2 (where m is an integer equal to or greater than 1) or its vicinity.
  • the optical distance from the first electrode 101 to the region (light-emitting region) of the light-emitting layer 113 from which desired light is obtained is (2m′+1) ⁇ /4 (where m′ is an integer equal to or greater than 1) or the vicinity thereof. It is preferable to adjust so that Note that the light-emitting region here means a recombination region of holes and electrons in the light-emitting layer 113 .
  • the optical distance between the first electrode 101 and the second electrode 102 is the total thickness from the reflection area of the first electrode 101 to the reflection area of the second electrode 102. can.
  • the optical distance between the first electrode 101 and the light-emitting layer from which desired light is obtained is the optical distance between the reflection region in the first electrode 101 and the light-emitting region in the light-emitting layer from which desired light is obtained. It can be said that it is the distance.
  • an arbitrary position of the first electrode 101 can be used as the reflective region and the desired light.
  • an arbitrary position of the light-emitting layer from which light is obtained is the light-emitting region, the above effects can be sufficiently obtained.
  • the light-emitting device shown in FIG. 1D is a light-emitting device having a tandem structure and has a microcavity structure, so that light of different wavelengths (monochromatic light) can be extracted from each EL layer (103a, 103b). Therefore, separate coloring (for example, RGB) for obtaining different emission colors is unnecessary. Therefore, it is easy to achieve high definition. A combination with a colored layer (color filter) is also possible. Furthermore, since it is possible to increase the emission intensity of the specific wavelength in the front direction, it is possible to reduce power consumption.
  • the light-emitting device shown in FIG. 1E is an example of the tandem structure light-emitting device shown in FIG. It has a structure in which it is sandwiched and laminated.
  • the three EL layers (103a, 103b, 103c) each have a light-emitting layer (113a, 113b, 113c), and the emission colors of the respective light-emitting layers can be freely combined.
  • light-emitting layer 113a can be blue
  • light-emitting layer 113b can be either red, green, or yellow
  • light-emitting layer 113c can be blue
  • light-emitting layer 113a can be red and light-emitting layer 113b can be blue, green, or yellow.
  • the light-emitting layer 113c may be red.
  • the light-emitting layer 113a, the light-emitting layer 113b, and the light-emitting layer 113c may be fluorescent light-emitting layers or phosphorescent light-emitting layers.
  • each of the light-emitting layer 113a, the light-emitting layer 113b, and the light-emitting layer 113c may be an independent light-emitting layer, or may be a laminated light-emitting layer of two or more layers.
  • the light-emitting layer 113a, the light-emitting layer 113b, and the light-emitting layer 113c are stacked light-emitting layers of two or more layers
  • the light-emitting layer 113a is blue
  • the light-emitting layer 113b is a three-layer stack of red, yellow, and green
  • the light-emitting layer 113c is It may be blue.
  • the light-emitting layer 113a, the light-emitting layer 113b, and the light-emitting layer 113c are laminated light-emitting layers of two or more layers
  • the light-emitting layer 113a is blue
  • the light-emitting layers 113b are red and yellow
  • the light-emitting layer 113c is blue.
  • the light-emitting layer 113a, the light-emitting layer 113b, and the light-emitting layer 113c are laminated light-emitting layers of two or more layers
  • the light-emitting layer 113a is blue
  • the light-emitting layer 113b is red, yellow, yellow, and green.
  • 113c may be blue.
  • the first electrode 101 and the second electrode 102 is a light-transmitting electrode (a transparent electrode, a semi-transmissive/semi-reflective electrode, or the like). do.
  • the visible light transmittance of the transparent electrode is set to 40% or more.
  • the visible light reflectance of the semi-transmissive/semi-reflective electrode should be 20% or more and 80% or less, preferably 40% or more and 70% or less.
  • these electrodes preferably have a resistivity of 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • the reflective electrode when one of the first electrode 101 and the second electrode 102 is a reflective electrode (reflective electrode), the reflective electrode The light reflectance is 40% or more and 100% or less, preferably 70% or more and 100% or less. Moreover, the electrode preferably has a resistivity of 1 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm or less.
  • FIGS. 1A and 1B the compound of one embodiment of the present application can be used for a single-color tandem light-emitting device in which separate colors are not used, or a light-emitting device with a separate color structure.
  • a monochromatic tandem light-emitting device can also be used for a full-color display by combining it with a color filter or color conversion layer.
  • FIG. 1D having a tandem structure.
  • the structure of the EL layer is the same for the single-structure light-emitting device shown in FIGS. 1A and 1C.
  • the first electrode 101 is formed as a reflective electrode
  • the second electrode 102 is formed as a semi-transmissive/semi-reflective electrode. Therefore, a desired electrode material can be used singly or plurally to form a single layer or lamination.
  • the second electrode 102 is formed by selecting an appropriate material after the EL layer 103b is formed.
  • First electrode and second electrode> As materials for forming the first electrode 101 and the second electrode 102, the following materials can be used in appropriate combination as long as the above-described functions of both electrodes can be satisfied. For example, metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used as appropriate. Specifically, In--Sn oxide (also referred to as ITO), In--Si--Sn oxide (also referred to as ITSO), In--Zn oxide, and In--W--Zn oxide are given.
  • ITO In--Sn oxide
  • ITSO In--Si--Sn oxide
  • ITSO In--Zn oxide
  • In--W--Zn oxide In--W--Zn oxide
  • elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements not exemplified above e.g., lithium (Li), cesium (Cs), calcium (Ca), strontium (Sr)), europium (Eu), ytterbium Rare earth metals such as (Yb), alloys containing an appropriate combination thereof, graphene, and the like can be used.
  • a hole-injection layer 111a and a hole-transport layer 112a of the EL layer 103a are sequentially stacked on the first electrode 101 by vacuum deposition. be.
  • hole injection layer 111b and hole transport layer 112b of EL layer 103b are sequentially laminated on charge generation layer 106 in the same manner.
  • the hole injection layers (111, 111a, 111b) inject holes from the first electrode 101, which is an anode, and the charge generation layers (106, 106a, 106b) into the EL layers (103, 103a, 103b). It is a layer containing an organic acceptor material and a material with a high hole injection property.
  • organic acceptor material causes a charge separation between its LUMO level (lowest unoccupied molecular orbital) and another organic compound having a similar HOMO level value, so that holes ( It is a material that can generate holes. Therefore, compounds having electron-withdrawing groups (halogen groups or cyano groups) such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives, and hexaazatriphenylene derivatives can be used as organic acceptor materials.
  • a compound in which an electron-withdrawing group is bound to a condensed aromatic ring having a plurality of heteroatoms such as HAT-CN, is suitable because it has a high acceptor property and stable film quality against heat.
  • [3] radialene derivatives having an electron-withdrawing group are preferred because of their extremely high electron-accepting properties, specifically ⁇ , ⁇ ', ⁇ '.
  • Materials with high hole injection properties include oxides of metals belonging to groups 4 to 8 in the periodic table (molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, etc.). transition metal oxides, etc.) can be used. Specific examples include molybdenum oxide, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide. Among the above, molybdenum oxide is preferred because it is stable in the atmosphere, has low hygroscopicity, and is easy to handle. In addition, a phthalocyanine-based compound such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) or copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) can be used.
  • H 2 Pc phthalocyanine
  • CuPc copper phthalocyanine
  • low-molecular-weight compounds such as 4,4′,4′′-tris(N,N-diphenylamino)triphenylamine (abbreviation: TDATA) and 4,4′,4′′-tris [N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB), N,N'-bis ⁇ 4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl ⁇ -N,N'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (abbreviation: DNTPD), 1,3,5 -tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzene (abbreviation: DPA3B), 3-[N-(9-
  • 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]
  • Poly-TPD poly(N-vinylcarbazole) or the like
  • PEDOT/PSS poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonic acid
  • PAni/PSS polyaniline/polystyrene sulfonic acid
  • other acid-added polymer compounds etc.
  • a mixed material containing a hole transporting material and the above-described organic acceptor material can also be used.
  • electrons are extracted from the hole-transporting material by the organic acceptor material, holes are generated in the hole-injection layer 111 , and holes are injected into the light-emitting layer 113 via the hole-transporting layer 112 .
  • the hole injection layer 111 may be formed of a single layer made of a mixed material containing a hole-transporting material and an organic acceptor material (electron-accepting material). (electron-accepting material) may be laminated in separate layers.
  • the hole-transporting material a substance having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more at a square root of an electric field strength [V/cm] of 600 is preferable. Note that any substance other than these can be used as long as it has a higher hole-transport property than electron-transport property.
  • hole-transporting materials include compounds having a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring (e.g., carbazole derivatives, furan derivatives, or thiophene derivatives), and positive compounds such as aromatic amines (organic compounds having an aromatic amine skeleton). Materials with high pore transport properties are preferred. Since the compound of Embodiment 1 has a hole-transport property, it can also be used as a hole-transport material.
  • carbazole derivatives organic compounds having a carbazole ring
  • examples of the carbazole derivatives include bicarbazole derivatives (eg, 3,3'-bicarbazole derivatives) and aromatic amines having a carbazolyl group.
  • bicarbazole derivative for example, 3,3′-bicarbazole derivative
  • PCCP 3,3′-bis(9-phenyl-9H-carbazole)
  • BisBPCz 9,9 '-Bis(biphenyl-4-yl)-3,3'-bi-9H-carbazole
  • BismBPCz 9,9'-bis(biphenyl-3-yl)-3,3'-bi-9H- Carbazole
  • BismBPCz 9-(biphenyl-3-yl)-9′-(biphenyl-4-yl)-9H,9′H-3,3′-bicarbazole
  • mBPCCBP 9-( 2-naphthyl)-9′-phenyl-9H,9′H-3,3′-bicarbazole
  • ⁇ NCCP 9-( 2-naphthyl)-9′-phenyl-9H,9′H-3,3′-bicarbazole
  • aromatic amine having a carbazolyl group examples include 4-phenyl-4′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamine (abbreviation: PCBA1BP), N-( 4-biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: PCBiF), N-(biphenyl-4-yl)- N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine (abbreviation: PCBBiF), N-[4-(9-phenyl- 9H-carbazol-3-yl)phenyl]-bis(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amine (abbreviation: PCBFF), N-(biphenyl-4-yl)-N-(b
  • PCPPn 3-[4-(9-phenanthryl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazole
  • PCPN 3-[4-(1-naphthyl)- Phenyl]-9-phenyl-9H-carbazole
  • mCP 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene
  • CBP 4,4′-di(N-carbazolyl)biphenyl
  • CzTP 3,6-bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole
  • TCPB 1,3,5-tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzene
  • TCPB 9 -[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole
  • furan derivative an organic compound having a furan ring
  • DBF3P- II 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran)
  • mmDBFFLBi-II 4- ⁇ 3-[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl ⁇ dibenzofuran
  • thiophene derivative an organic compound having a thiophene ring
  • DBT3P 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • DBT3P 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • DBTFLP-III 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene
  • DBTFLP-III 4-[4-(9-phenyl- 9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene
  • DBTFLP-IV 4-[4-(9-phenyl- 9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene
  • aromatic amine examples include 4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB or ⁇ -NPD), N,N′- Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-biphenyl-4,4'-diamine (abbreviation: TPD), 4,4'-bis[N-(spiro-9,9'-bifluorene-2- yl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4′-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3′-(9 -phenylfluoren-9-yl)triphenylamine (abbreviation: mBPAFLP), N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)
  • poly(N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK) and poly(4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVK), which are high molecular compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) PVTPA), poly[N-(4- ⁇ N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl)methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly[N,N' -Bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine] (abbreviation: Poly-TPD) and the like can be used.
  • PVK poly(N-vinylcarbazole)
  • PVK poly(4-vinyltriphenylamine)
  • PVTPA high molecular compounds (oligomers, dendrimers, polymers, etc.) PVTPA)
  • PTPDMA
  • PEDOT/PSS poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrene sulfonic acid
  • PAni/PSS polyaniline/polystyrene sulfonic acid
  • other acid-added polymer compounds etc.
  • the hole-transporting material is not limited to the above, and one or a combination of various known materials may be used as the hole-transporting material.
  • the hole injection layers (111, 111a, 111b) can be formed using various known film forming methods, and can be formed using, for example, a vacuum deposition method.
  • the hole transport layers (112, 112a, 112b) transport holes injected from the first electrode 101 by the hole injection layers (111, 111a, 111b) to the light emitting layers (113, 113a, 113b). layer.
  • the hole-transporting layers (112, 112a, 112b) are layers containing a hole-transporting material. Therefore, for the hole transport layers (112, 112a, 112b), a hole transport material that can be used for the hole injection layers (111, 111a, 111b) can be used.
  • the same organic compound as that for the hole-transport layers (112, 112a, and 112b) can be used for the light-emitting layers (113, 113a, 113b, and 113c).
  • the hole transport layers (112, 112a, 112b) and the light emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) can be efficiently transported, which is more preferable.
  • the light-emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) are layers containing light-emitting substances.
  • a light-emitting substance that can be used for the light-emitting layers (113, 113a, 113b, and 113c) a substance that emits light such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, or red is used as appropriate. be able to.
  • a structure in which different light-emitting substances are used for each light-emitting layer to exhibit different emission colors for example, white light emission obtained by combining complementary emission colors
  • a laminated structure in which one light-emitting layer contains different light-emitting substances may be employed.
  • the light-emitting layers may contain one or more organic compounds (host material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • the newly added second host material has an energy gap larger than that of the existing guest materials and the first host material. It is preferred to use a substance having The lowest singlet excitation energy level (S1 level) of the second host material is higher than the S1 level of the first host material, and the lowest triplet excitation energy level (T1 level) of the second host material is higher than the S1 level of the first host material. level) is preferably higher than the T1 level of the guest material. Also, the lowest triplet excitation energy level (T1 level) of the second host material is preferably higher than the T1 level of the first host material.
  • an exciplex can be formed from two kinds of host materials. Note that in order to efficiently form an exciplex, it is particularly preferable to combine a compound that easily accepts holes (a hole-transporting material) and a compound that easily accepts electrons (an electron-transporting material). Also, with this configuration, high efficiency, low voltage, and long life can be achieved at the same time.
  • the organic compound used as the above host material may be the hole transport layer (112, 112a, 112b), or an electron-transporting material that can be used in the later-described electron-transporting layers (114, 114a, 114b).
  • An exciplex composed of compounds (the first host material and the second host material described above) may be used. Note that an exciplex (also referred to as an exciplex, or an exciplex) in which multiple kinds of organic compounds form an excited state has an extremely small difference between the S1 level and the T1 level, and triplet excitation energy is reduced to singlet excitation. It has a function as a TADF material that can be converted into energy.
  • an exciplex As a combination of a plurality of types of organic compounds that form an exciplex, for example, it is preferable that one has a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring and the other has a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring.
  • an organometallic complex based on iridium, rhodium, or platinum, or a phosphorescent substance such as a metal complex may be used. Since the organic compound described in Embodiment 1 has an electron-transport property, it can be effectively used as the first host material. Moreover, since it has a hole-transport property, it can be used as a second host material.
  • the light-emitting substance that can be used in the light-emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) is not particularly limited, and a light-emitting substance that converts singlet excitation energy into light emission in the visible light region, or a light-emitting substance that converts triplet excitation energy into light in the visible light region.
  • Luminescent substances that convert to luminescence can be used.
  • ⁇ Luminescent substances that convert singlet excitation energy into luminescence As a light-emitting substance that converts singlet excitation energy into light emission and that can be used for the light-emitting layers (113, 113a, 113b, and 113c), the following substances that emit fluorescence (fluorescent light-emitting substances) are listed.
  • Examples thereof include pyrene derivatives, anthracene derivatives, triphenylene derivatives, fluorene derivatives, carbazole derivatives, dibenzothiophene derivatives, dibenzofuran derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, quinoxaline derivatives, pyridine derivatives, pyrimidine derivatives, phenanthrene derivatives, naphthalene derivatives and the like. Pyrene derivatives are particularly preferred because they have a high emission quantum yield.
  • pyrene derivatives include N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyrene-1,6 - diamine (abbreviation: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyrene-1,6-diamine (abbreviation: : 1,6FLPAPrn), N,N'-bis(dibenzofuran-2-yl)-N,N'-diphenylpyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6FrAPrn), N,N'-bis(dibenzothiophene -2-yl)-N,N'-diphenylpyrene-1,6-diamine (abbreviation: 1,6ThAPrn),
  • N-[9,10-bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine abbreviation: 2PCABPhA
  • N-(9,10-diphenyl -2-anthryl)-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine abbreviation: 2DPAPA
  • N-[9,10-bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]- N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine abbreviation: 2DPABPhA
  • 9,10-bis(biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl) Phenyl]-N-phenylanthracen-2-amine abbreviation: 2YGABPhA
  • N,N,9-triphenylanthracen-9-amine abbreviation: 2Y
  • the light-emitting substance that converts triplet excitation energy into light emission includes, for example, a substance that emits phosphorescence (phosphorescent light-emitting substance), or a thermally activated delayed fluorescence that exhibits thermally activated delayed fluorescence. (Thermally activated delayed fluorescence: TADF) materials.
  • a phosphorescent substance is a compound that exhibits phosphorescence and does not exhibit fluorescence in any of the temperature range from low temperature (for example, 77K) to room temperature (that is, from 77K to 313K).
  • the phosphorescent substance preferably contains a metal element having a large spin-orbit interaction, and examples thereof include organometallic complexes, metal complexes (platinum complexes), rare earth metal complexes, and the like.
  • a transition metal element is preferred, and in particular a platinum group element (ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), iridium (Ir), or platinum (Pt)) may be included.
  • iridium is preferable because the transition probability associated with the direct transition between the singlet ground state and the triplet excited state can be increased.
  • phosphorescent substance (450 nm or more and 570 nm or less: blue or green)>>>>>> Examples of phosphorescent substances that exhibit blue or green color and have an emission spectrum with a peak wavelength of 450 nm or more and 570 nm or less include the following substances.
  • phosphorescent substance (495 nm or more and 590 nm or less: green or yellow)>>>>> Examples of phosphorescent substances that exhibit green or yellow color and have an emission spectrum with a peak wavelength of 495 nm or more and 590 nm or less include the following substances.
  • tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 3 ]), tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(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
  • phosphorescent substance (570 nm or more and 750 nm or less: yellow or red)>>>>>> Examples of phosphorescent substances that exhibit yellow or red color and have an emission spectrum with a peak wavelength of 570 nm or more and 750 nm or less include the following substances.
  • the TADF material has a small difference between the S1 level and the T1 level (preferably 0.2 eV or less), and the triplet excited state is up-converted to the singlet excited state by a small amount of thermal energy (reverse intersystem crossing). It is a material that efficiently emits light (fluorescence) from a singlet excited state.
  • the energy difference between the triplet excitation energy level and the singlet excitation energy level is 0 eV or more and 0.2 eV or less, preferably 0 eV or more and 0.1 eV or less. Things are mentioned.
  • delayed fluorescence in the TADF material refers to light emission having a spectrum similar to that of normal fluorescence and having a significantly long lifetime. Its lifetime is 1 ⁇ 10 ⁇ 6 seconds or more, or 1 ⁇ 10 ⁇ 3 seconds or more.
  • any of the organic compounds described in Embodiment 1 can be used.
  • the TADF material can also be used as an electron-transporting material, a hole-transporting material, and a host material.
  • TADF materials include, for example, fullerenes and derivatives thereof, acridine derivatives such as proflavin, and eosin. Also included are metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), or palladium (Pd). Examples of metal-containing porphyrins include protoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF2 (Proto IX)), mesoporphyrin-tin fluoride complex (abbreviation: SnF2 (Meso IX)), and hematoporphyrin-tin fluoride.
  • SnF2 Proto IX
  • SnF2 mesoporphyrin-tin fluoride complex
  • SnF2 mesoporphyrin-tin fluoride complex
  • hematoporphyrin-tin fluoride
  • a substance in which a ⁇ -electron-rich heteroaromatic compound and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compound are directly bonded has the donor property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic compound and the acceptor property of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compound. becomes strong, and the energy difference between the singlet excited state and the triplet excited state becomes small, which is particularly preferable.
  • the TADF material a TADF material (TADF100) in which a singlet excited state and a triplet excited state are in thermal equilibrium may be used. Since such a TADF material has a short emission lifetime (excitation lifetime), it is possible to suppress a decrease in efficiency in a high-luminance region of a light-emitting device.
  • examples of materials that have the function of converting triplet excitation energy into luminescence include nanostructures of transition metal compounds having a perovskite structure. Nanostructures of metal halide perovskites are particularly preferred. Nanoparticles and nanorods are preferred as the nanostructures.
  • the organic compound (host material, etc.) used in combination with the above-described light-emitting substance (guest material) has an energy gap larger than that of the light-emitting substance (guest material).
  • One or a plurality of substances may be selected and used.
  • the light-emitting substance used in the light-emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) is a fluorescent light-emitting substance
  • the combined organic compound (host material) has a large singlet excited state energy level and a triplet excited state energy level. It is preferable to use an organic compound with a small order or an organic compound with a high fluorescence quantum yield. Therefore, a hole-transporting material (described above), an electron-transporting material (described later), or the like described in this embodiment can be used as long as the organic compound satisfies such conditions.
  • any of the organic compounds described in Embodiment 1 can be used.
  • the organic compounds (host materials) include anthracene derivatives, tetracene derivatives, phenanthrene derivatives, pyrene derivatives, chrysene derivatives, condensed polycyclic aromatic compounds such as dibenzo[g,p]chrysene derivatives;
  • a specific example of an organic compound (host material) that is preferably used in combination with a fluorescent light-emitting substance is 9-phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation : PCzPA), 3,6-diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: DPCzPA), 3-[4-(1-naphthyl)-phenyl]- 9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), N,N-diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H- Carbazol-3-amine (abbreviation: CzA1PA), 4-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamine (abbre
  • the organic compound (host material) to be combined with the triplet excitation energy of the light-emitting substance ground state and triplet excited state
  • the organic compound having a triplet excitation energy larger than the energy difference between a plurality of organic compounds (for example, a first host material, a second host material (or an assist material), etc.) are used in combination with a light-emitting substance to form an exciplex
  • these plurality of organic compounds is preferably mixed with a phosphorescent material.
  • any of the organic compounds described in Embodiment 1 can be used.
  • ExTET Extra Transmitter-Triplet Energy Transfer
  • a compound that easily forms an exciplex is preferable, and a compound that easily accepts holes (hole-transporting material) and a compound that easily accepts electrons (electron-transporting material) are combined. is particularly preferred.
  • a light-emitting substance fluorescent substance
  • an organic compound host material, assist material
  • an aromatic amine having an aromatic amine skeleton
  • carbazole derivatives organic compounds having a carbazole ring
  • dibenzothiophene derivatives organic compounds having a dibenzothiophene ring
  • dibenzofuran derivatives organic compounds having a dibenzofuran ring
  • oxadiazole derivatives having an oxadiazole ring organic compounds
  • triazole derivatives organic compounds having a triazole ring
  • benzimidazole derivatives organic compounds having a benzimidazole ring
  • quinoxaline derivatives organic compounds having a quinoxaline ring
  • dibenzoquinoxaline derivatives organic compounds having a dibenzoquinoxaline ring
  • pyrimidine derivatives organic compounds having a carbazole ring
  • dibenzothiophene derivatives organic compounds having a dibenzothiophene ring
  • aromatic amines and carbazole derivatives which are highly hole-transporting organic compounds, include the same specific examples as the hole-transporting materials described above. All of these are preferable as host materials.
  • dibenzothiophene derivatives and dibenzofuran derivatives which are highly hole-transporting organic compounds, include 4- ⁇ 3-[3-(9-phenyl-9H-fluorene- 9-yl)phenyl]phenyl ⁇ dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II), 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), DBT3P -II, 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4-[4-(9-phenyl-9H) -fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), 4-[4-(9-phenyl-9
  • oxazoles such as bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO) and bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ) , a metal complex having a thiazole-based ligand, and the like are also mentioned as preferred host materials.
  • oxadiazole derivatives examples include: 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CO11), 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,
  • bathophenanthroline abbreviation: Bphen
  • bathocuproine abbreviation: BCP
  • BCP bathophenanthroline
  • BCP bathocuproine
  • BCP bathocuproine
  • BCP bathocuproine
  • BCP bathocuproine
  • NBphen bathocuproine
  • NBphen 2,9-di(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2, 2′-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline)
  • mPPhen2P 2,2′-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diylbis(9 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline
  • 2mDBTPDBq-II 2-[3′-(dibenzothiophen-4-yl)b
  • pyridine derivatives examples include 4, 6 -bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mDBTP2Pm-II), 4,6-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mCzP2Pm), 2- ⁇ 4-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)- 9H-carbazol-9-yl]phenyl ⁇ -4,6-diphenyl-1,
  • the metal complex which is an organic compound having a high electron transport property
  • a specific example of the metal complex is a zinc-based or aluminum-based metal complex, tris(8-quinolinolato)aluminum (III) (abbreviation : Alq), tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum(III) (abbreviation: Almq3 ), bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq2 ), bis(2 -methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), and other quinoline or benzoquinoline rings Metal complexes and the like can be mentioned, and any of these are preferable as the host material.
  • poly(2,5-pyridinediyl) (abbreviation: PPy), poly[(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl)-co-(pyridine-3,5-diyl)] (abbreviation: PF) -Py), poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)-co-(2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)] (abbreviation: PF-BPy) Molecular compounds and the like are also preferred as host materials.
  • PPy poly[(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl)-co-(pyridine-3,5-diyl)]
  • PF-BPy poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)-co-(2,2′-bipyridine-6,6′-diy
  • bipolar 9-phenyl-9′-(4-phenyl-2-quinazolinyl)-3,3′-bipolar organic compound which is an organic compound having a high hole-transporting property and a high electron-transporting property, -9H-carbazole (abbreviation: PCCzQz), 2-[4′-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-3,1′-biphenyl-1-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: PCCzQz) : 2mpPCBPDBq), 5-[3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2yl)phenyl]-7,7-dimethyl-5H,7H-indeno[2,1-b]carbazole ( Abbreviations: mINc(II)PTzn), 11-[4-(biphenyl-4-yl)-6-phenyl-1,3,5-tria
  • the electron transport layers (114, 114a, 114b) transfer electrons injected from the second electrode 102 and the charge generation layers (106, 106a, 106b) by the electron injection layers (115, 115a, 115b) described later into the light emitting layer ( 113, 113a, 113b, 113c).
  • the heat resistance of the light-emitting device which is one embodiment of the present invention, can be improved when the electron-transport layer has a layered structure.
  • the electron transporting material used for the electron transporting layers (114, 114a, 114b) has an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more when the square root of the electric field strength [V/cm] is 600.
  • a substance with a degree of hardness is preferred. 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 electron transport layers (114, 114a, 114b) function as a single layer, but may have a laminated structure of two or more layers. Since the above mixed material has heat resistance, the effect of the heat process on the device characteristics can be suppressed by performing a photolithography process on the electron transport layer using the mixed material.
  • an organic compound having a high electron-transporting property can be used, and for example, a heteroaromatic compound can be used.
  • a heteroaromatic compound is a cyclic compound containing at least two different elements in the ring.
  • the ring structure includes a 3-membered ring, a 4-membered ring, a 5-membered ring, a 6-membered ring, etc., and a 5-membered ring or a 6-membered ring is particularly preferable.
  • Heteroaromatic compounds containing any one or more of nitrogen, oxygen, or sulfur are preferred.
  • nitrogen-containing heteroaromatic compounds nitrogen-containing heteroaromatic compounds
  • materials with high electron transport properties such as nitrogen-containing heteroaromatic compounds or ⁇ -electron deficient heteroaromatic compounds containing these (electron transport properties material) is preferably used.
  • the compound of Embodiment 1 has an electron-transport property, it can be used as an electron-transport material. Further, it is more preferable to use the compound of the present invention for both the electron transport layer 114a and the electron transport layer 114b.
  • a material different from the material used for the light-emitting layer can also be used for this electron-transporting material. Not all excitons generated by recombination of carriers in the light-emitting layer can contribute to light emission, and may diffuse into layers in contact with or in the vicinity of the light-emitting layer. In order to avoid this phenomenon, the energy level (lowest singlet excitation energy level or lowest triplet excitation energy level) of a material used for a layer in contact with or in the vicinity of the light emitting layer should be It is preferably higher than the material used. Therefore, by using a material different from the material used for the light-emitting layer as the electron-transporting material, a highly efficient light-emitting device can be obtained.
  • a heteroaromatic compound is an organic compound having at least one heteroaromatic ring.
  • the heteroaromatic ring has any one of a pyridine ring, a diazine ring, a triazine ring, a polyazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, and the like.
  • heteroaromatic rings having a diazine ring include heteroaromatic rings having a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a pyridazine ring, or the like.
  • heteroaromatic rings having a polyazole ring include heteroaromatic rings having an imidazole ring, a triazole ring, and an oxadiazole ring.
  • the heteroaromatic ring includes a condensed heteroaromatic ring having a condensed ring structure.
  • the condensed heteroaromatic ring includes quinoline ring, benzoquinoline ring, quinoxaline ring, dibenzoquinoxaline ring, quinazoline ring, benzoquinazoline ring, dibenzoquinazoline ring, phenanthroline ring, furodiazine ring, and benzimidazole ring.
  • heteroaromatic compounds having a 5-membered ring structure include heteroaromatic compounds having an imidazole ring compounds, heteroaromatic compounds having a triazole ring, heteroaromatic compounds having an oxazole ring, heteroaromatic compounds having an oxadiazole ring, heteroaromatic compounds having a thiazole ring, heteroaromatic compounds having a benzimidazole ring, etc. are mentioned.
  • heteroaromatic compounds having a 6-membered ring structure include a pyridine ring, a diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, etc.), heteroaromatic compounds having heteroaromatic rings such as triazine ring and polyazole ring. It is included in heteroaromatic compounds having a structure in which pyridine rings are linked, and includes heteroaromatic compounds having a bipyridine structure and heteroaromatic compounds having a terpyridine structure.
  • heteroaromatic compound having a condensed ring structure partially including the six-membered ring structure examples include a quinoline ring, a benzoquinoline ring, a quinoxaline ring, a dibenzoquinoxaline ring, a phenanthroline ring, and a (including structures in which aromatic rings are condensed), heteroaromatic compounds having condensed heteroaromatic rings such as benzimidazole rings, and the like.
  • heteroaromatic compound having a five-membered ring structure include 2-( 4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1, 3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H- Carbazole (abbreviation: CO11), 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole
  • heteroaromatic compound having a 6-membered ring structure including a heteroaromatic ring having a pyridine ring, a diazine ring, a triazine ring, etc.
  • the heteroaromatic compound having a 6-membered ring structure include 3,5-bis[3-(9H-carbazole-9 -yl)phenyl]pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzene (abbreviation: TmPyPB), and other heteroaromatics containing a heteroaromatic ring having a pyridine ring Compound, 2- ⁇ 4-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl ⁇ -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation : PCCzPTzn), 9-[3-(4,6-dip
  • the aromatic compound containing a heteroaromatic ring includes a heteroaromatic compound having a condensed heteroaromatic ring.
  • 2,2′-(pyridine-2,6-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]quinazoline) (abbreviation: 2,6(P-Bqn)2Py)
  • 2,2′-(2 ,2′-bipyridine-6,6′-diyl)bis(4-phenylbenzo[h]quinazoline) (abbreviation: 6,6′(P-Bqn)2BPy)
  • 2,2′-(pyridine-2,6 -diyl)bis ⁇ 4-[4-(2-naphthyl)phenyl]-6-phenylpyrimidine ⁇ (abbreviation: 2,6(NP-PPm)2Py, 6-(biphenyl-3-yl)-4-[3 , 5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyrimidine (abbreviation: 6mBP-4Cz2PPm), 2,4 ,6-tris(3′
  • heteroaromatic compound having a condensed ring structure partially including a six-membered ring structure include bathophenanthroline (abbreviation: Bphen) and bathocuproine (abbreviation: BCP).
  • metal complexes shown below can be used in addition to the heteroaromatic compounds shown above.
  • tris(8-quinolinolato) aluminum (III) abbreviation: Alq3
  • Almq3 abbreviation: 8-quinolinolatritium (I)
  • BeBq2 bis(2-methyl-8-quinolinolato) (4 -Phenylphenolato)aluminum (III) (abbreviation: BAlq)
  • metal complexes having a quinoline ring or benzoquinoline ring such as bis(8-quinolinolato)zinc (II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2- benzoxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), and other
  • poly(2,5-pyridinediyl) (abbreviation: PPy), poly[(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl)-co-(pyridine-3,5-diyl)] (abbreviation: PF -Py), poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)-co-(2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)] (abbreviation: PF-BPy)
  • PPy poly[(9,9-dihexylfluorene-2,7-diyl)-co-(pyridine-3,5-diyl)]
  • PF -BPy poly[(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl)-co-(2,2′-bipyridine-6,6′-diyl)]
  • the electron transport layers (114, 114a, 114b) are not limited to single layers, and may have a structure in which two or more layers made of the above substances are laminated.
  • the electron injection layers (115, 115a, 115b) are layers containing substances with high electron injection properties. Further, the electron injection layers (115, 115a, 115b) are layers for increasing the injection efficiency of electrons from the second electrode 102. When comparing the LUMO level values of the materials used for the layers (115, 115a, 115b), it is preferable to use a material with a small difference (0.5 eV or less).
  • the electron injection layer 115 includes lithium, cesium, lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), Liq, and 2-(2-pyridyl)phenolatolithium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatotium (abbreviation: LiPPP) lithium oxide ( LiOx ), carbonate Alkali metals such as cesium, alkaline earth metals, or compounds thereof can be used.
  • LiPP 2-(2-pyridyl)phenolatolithium
  • LiPPy 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium
  • LiPPP 4-phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatotium
  • LiOx carbonate Alkali metals such as cesium, alkaline earth metals, or compounds thereof
  • rare earth metals or rare earth metal compounds such as erbium fluoride (ErF 3 ) and ytterbium (Yb) can be used.
  • the electron injection layers (115, 115a, 115b) may be formed by mixing plural kinds of the above materials, or may be formed by stacking plural kinds of the above materials.
  • Electride may also be used for the electron injection layers (115, 115a, 115b). Examples of the electride include a mixed oxide of calcium and aluminum to which electrons are added at a high concentration.
  • the substance which comprises the electron transport layer (114, 114a, 114b) mentioned above can also be used. Since the compound of the present application has excellent electron injection properties, it is suitable for use in the electron injection layer. It is more preferable to use the present compound for both the electron injection layer 115a and the electron injection layer 115b.
  • a mixed material obtained by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may also be used for the electron injection layers (115, 115a, 115b).
  • a mixed material is excellent in electron injection properties and electron transport properties because electrons are generated in the organic compound by the electron donor.
  • the organic compound is preferably a material excellent in transporting generated electrons.
  • an electron transporting material metal complex and heteroaromatic compounds, etc.
  • the electron donor any substance can be used as long as it exhibits an electron donating property with respect to an organic compound.
  • alkali metals, alkaline earth metals and rare earth metals are preferred, and examples include lithium, cesium, magnesium, calcium, erbium, ytterbium and the like.
  • alkali metal oxides and alkaline earth metal oxides are preferred, and examples thereof include lithium oxide, calcium oxide and barium oxide.
  • Lewis bases such as magnesium oxide can also be used.
  • An organic compound such as tetrathiafulvalene (abbreviation: TTF) can also be used. Also, a plurality of these materials may be laminated and used.
  • a mixed material obtained by mixing an organic compound and a metal may be used for the electron injection layers (115, 115a, 115b).
  • the organic compound used here preferably has a LUMO level of -3.6 eV to -2.3 eV.
  • a material having a lone pair of electrons is preferred.
  • the mixed material obtained by mixing the heteroaromatic compound with the metal which can be used for the electron transport layer
  • heteroaromatic compounds include heteroaromatic compounds having a 5-membered ring structure (imidazole ring, triazole ring, oxazole ring, oxadiazole ring, thiazole ring, benzimidazole ring, etc.), 6-membered ring structures (pyridine ring, diazine Heteroaromatic compounds having a ring (including pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, etc.), triazine ring, bipyridine ring, terpyridine ring, etc.; A material having a lone pair of electrons, such as a heteroaromatic compound having a ring, a quinoxaline ring, a dibenzoquinoxaline ring, a phenanthroline ring
  • transition metals belonging to Groups 5, 7, 9 or 11 in the periodic table and materials belonging to Group 13.
  • materials belonging to Group 13 For example, Ag , Cu, Al, or In.
  • SOMO singly occupied molecular orbital
  • the optical distance between the second electrode 102 and the light emitting layer 113b is less than 1/4 of the wavelength ⁇ of the light emitted by the light emitting layer 113b. It is preferable to form In this case, it can be adjusted by changing the film thickness of the electron transport layer 114b or the electron injection layer 115b.
  • a structure in which a plurality of EL layers are laminated between a pair of electrodes can also be used.
  • the charge generation layer 106 injects electrons into the EL layer 103a and injects holes into the EL layer 103b. It has the function of injecting. Note that even if the charge generation layer 106 has a structure in which an electron acceptor (acceptor) is added to a hole-transporting material (also referred to as a P-type layer), an electron donor (donor) is added to the electron-transporting material. A structure (also referred to as an electron injection buffer layer) may be used. Also, both of these configurations may be stacked. Furthermore, an electron relay layer may be provided between the P-type layer and the electron injection buffer layer.
  • the charge-generating layer 106 by forming the charge-generating layer 106 using the above materials, an increase in driving voltage in the case where EL layers are stacked can be suppressed. Since the compound of the present application has excellent transportability, it is suitable to be applied to the charge generation layer 106 .
  • the hole-transporting material may be any of the materials shown in this embodiment mode. can be used.
  • electron acceptors include 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4 -TCNQ), chloranil, and the like.
  • F4 -TCNQ 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane
  • chloranil and the like.
  • oxides of metals belonging to groups 4 to 8 in the periodic table can be mentioned.
  • the materials described in this embodiment can be used as the electron-transporting material.
  • the electron donor alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, metals belonging to Groups 2 and 13 in the periodic table, and oxides and carbonates thereof can be used. Specifically, lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), ytterbium (Yb), indium (In), lithium oxide (Li 2 O), cesium carbonate, or the like can be used. preferable.
  • an organic compound such as tetrathianaphthacene may be used as an electron donor.
  • the electron-relay layer contains at least a substance having an electron-transporting property, and the electron-injection buffer layer and the P-type layer interact with each other. It has the function of preventing the action and transferring electrons smoothly.
  • the LUMO level of the electron-transporting substance contained in the electron relay layer is the same as the LUMO level of the acceptor substance in the P-type layer and the LUMO level of the electron-transporting substance contained in the electron-transporting layer in contact with the charge generation layer 106. It is preferably between LUMO levels.
  • a specific energy level of the LUMO level in the substance having an electron-transporting property used for the electron relay layer is -5.0 eV or more, preferably -5.0 eV or more and -3.0 eV or less. It is preferable to use a phthalocyanine-based material or a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand as an electron-transporting substance used for the electron-relay layer.
  • FIG. 1D shows a structure in which two EL layers 103 are laminated
  • a laminated structure of three or more EL layers may be obtained by providing a charge generation layer between different EL layers.
  • a cap layer may be provided over the second electrode 102 of the light emitting device.
  • a material with a high refractive index can be used for the cap layer.
  • the refractive index of the cap layer material is preferably higher than the refractive index of the electron transport layer material.
  • the refractive index of the cap layer material is higher than the refractive index of the electron transport layer material, higher than the refractive index of the host material of the light emitting layer, and higher than the refractive index of the hole transport layer material.
  • the cap layer may have a laminated structure. In that case, it is preferable to laminate a layer containing the compound of the present application and a layer containing a material having a higher refractive index than the compound of the present application thereon.
  • the bent portion may reduce the light extraction efficiency or reduce the luminous efficiency due to the influence of external light. have a nature. Therefore, it is preferable to use a material having a high refractive index as the cap layer for the bent portion. More specifically, it is preferable that the cap layer, the cathode, the layer containing the compound of the present application, and the light-emitting layer are stacked at the bent portion. In that case, the refractive index of the compound of the present application is preferably smaller than the refractive index of the cap layer material and the refractive index of the host material of the light-emitting layer.
  • a cap layer, a layer containing the compound of the present application, and a light-emitting layer are provided to overlap each other at the bent portions. and good.
  • the LUMO level of the electron transport layer material is preferably lower than the LUMO level of the cap layer material by 0.3 eV or more, more preferably 0.5 eV or more.
  • the LUMO level of the host material of the light-emitting layer is preferably 0.1 eV or more, more preferably 0.3 eV or more, higher than the LUMO level of the cap layer material.
  • the LUMO level relationship is preferably cap layer material>light-emitting layer host material>electron transport layer material.
  • cap layer examples include 5,5′-diphenyl-2,2′-di-5H-[1]benzothieno[3,2-c]carbazole (abbreviation: BisBTc), 4,4 ',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II) and the like.
  • Compounds having a triarylamine skeleton are preferred because of their high stability. From the viewpoint of stability, it is also effective to use a compound having a triarylamine skeleton for both the cap layer and the hole injection layer.
  • all of the cap layer, the hole injection layer, and the hole transport layer are preferably compounds having a triarylamine skeleton.
  • any of the organic compounds described in Embodiment 1 can be used.
  • the light-emitting device described in this embodiment can be formed over various substrates.
  • the type of substrate is not limited to a specific one.
  • substrates include semiconductor substrates (e.g. single crystal substrates or silicon substrates), SOI substrates, glass substrates, quartz substrates, plastic substrates, metal substrates, stainless steel substrates, substrates with stainless steel foil, tungsten substrates, Substrates with tungsten foils, flexible substrates, laminated films, papers containing fibrous materials, or substrate films may be mentioned.
  • glass substrates include barium borosilicate glass, aluminoborosilicate glass, soda lime glass, and the like.
  • flexible substrates, laminated films, and base films include plastics such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyethersulfone (PES), and acrylic resins. Synthetic resin, polypropylene, polyester, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, aramid, epoxy resin, inorganic deposition film, paper, and the like.
  • the light-emitting device described in this embodiment can be manufactured by a vapor phase method such as an evaporation method, a liquid phase method such as a spin coating method, or an inkjet method.
  • a vapor phase method such as an evaporation method
  • a liquid phase method such as a spin coating method
  • an inkjet method an inkjet method.
  • PVD physical vapor deposition
  • sputtering ion plating
  • ion beam vapor deposition molecular beam vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the layers having various functions included in the EL layer of the light emitting device are formed by a vapor deposition method (vacuum vapor deposition). method, etc.), coating method (dip coating method, die coating method, bar coating method, spin coating method, spray coating method, etc.), printing method (inkjet method, screen (stencil printing) method, offset (lithographic printing) method, flexo ( It can be formed by a method such as letterpress printing) method, gravure method, microcontact method, etc.).
  • high molecular compounds oligomers, dendrimers, polymers, etc.
  • middle molecular compounds compounds in the intermediate region between low molecular weight and high molecular weight: molecular weight 400 to 4000 below
  • inorganic compounds quantum dot materials, etc.
  • quantum dot material a colloidal quantum dot material, an alloy quantum dot material, a core-shell quantum dot material, a core quantum dot material, or the like can be used.
  • Each layer (the hole-injection layer 111, the hole-transport layer 112, the light-emitting layer 113, the electron-transport layer 114, and the electron-injection layer 115) constituting the EL layer 103 of the light-emitting device described in this embodiment is
  • the materials are not limited to those shown, and other materials can be used in combination as long as they can satisfy the functions of each layer.
  • a compound of one embodiment of the present application can be applied to a hole-transport material, a host material, an electron-transport material, a cap layer, and the like.
  • a light emitting/receiving device 700 will be described as an example of a specific structure and a manufacturing method of a light emitting/receiving device which is one embodiment of the present invention. Since the light receiving and emitting device 700 has a light emitting device, it can be called a light emitting device, and since it has a light receiving device, it can also be called a light receiving device. It can also be called a display panel or a display device.
  • the light receiving and emitting device 700 shown in FIG. 2A has a light emitting device 550B, a light emitting device 550G, a light emitting device 550R, and a light receiving device 550PS. Also, the light-emitting device 550B, the light-emitting device 550G, the light-emitting device 550R, and the light-receiving device 550PS are formed on the functional layer 520 provided on the first substrate 510.
  • the functional layer 520 includes driving circuits such as a gate driver and a source driver each including a plurality of transistors, and wiring for electrically connecting them.
  • the light receiving and emitting device 700 includes an insulating layer 705 on the functional layer 520 and each device (light emitting device and light receiving device), and the insulating layer 705 has a function of bonding the second substrate 770 and the functional layer 520 together. .
  • the light emitting device 550B, the light emitting device 550G, and the light emitting device 550R have the device structure shown in the second embodiment, and the light receiving device 550PS has the device structure described later in the eighth embodiment.
  • each device a plurality of light-emitting devices and light-receiving devices
  • layer and part of the active layer of the light receiving device (the first transport layer and the second transport layer) may be simultaneously formed of the same material in the manufacturing process.
  • the light-emitting layer of each color light-emitting device for example, blue (B), green (G), and red (R)
  • the light-receiving layer of the light-receiving device are separately manufactured or painted separately. It is sometimes called a (Side By Side) structure.
  • the light emitting device 550B, the light emitting device 550G, the light emitting device 550R, and the light receiving device 550PS are arranged in this order in the light receiving and emitting device 700 illustrated in FIG. 2A, one embodiment of the present invention is not limited to this configuration.
  • these devices may be arranged in order of the light emitting device 550R, the light emitting device 550G, the light emitting device 550B, and the light receiving device 550PS.
  • light-emitting device 550B has electrode 551B, electrode 552, and EL layer 103B.
  • the light-emitting device 550G has an electrode 551G, an electrode 552, and an EL layer 103G.
  • the light emitting device 550R has an electrode 551R, an electrode 552, and an EL layer 103R.
  • the light receiving device 550PS has an electrode 551PS, an electrode 552, and a light receiving layer 103PS.
  • the specific configuration of each layer of the light receiving device is as shown in the eighth embodiment. Further, the specific configuration of each layer of the light-emitting device is as shown in the second embodiment.
  • the EL layer 103B, the EL layer 103G, and the EL layer 103R have a laminated structure including a plurality of layers with different functions including the light emitting layers (105B, 105G, 105R).
  • the absorption layer 103PS has a laminated structure including a plurality of layers having different functions, including the active layer 105PS.
  • FIG. 2A shows the case where the EL layer 103B includes the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, the electron transport layer 108B, and the electron injection layer 109, and the EL layer 103G includes the hole injection/transport layer 104G, the light emitting layer 104B, and the electron injection layer 109.
  • the layer 105G, the electron-transporting layer 108G, and the electron-injecting layer 109 are included, and the EL layer 103R includes the hole-injecting/transporting layer 104R, the light-emitting layer 105R, the electron-transporting layer 108R, and the electron-injecting layer 109.
  • the absorption layer 103PS has the 1st transport layer 104PS, the active layer 105PS, the 2nd transport layer 108PS, and the electron injection layer 109 is illustrated, this invention is not limited to this.
  • the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R) are layers having the functions of the hole injection layer and the hole transport layer described in Embodiment 2, and may have a laminated structure.
  • the electron transport layers (108B, 108G, 108R) and the second transport layer 108PS move from the anode side to the cathode side through the light emitting layers (103B, 103G, 103R) and the light receiving layer 103PS of the light receiving device. It may have a function for blocking holes. Further, the electron injection layer 109 may have a layered structure partially or wholly formed using different materials.
  • the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), the light emitting layers (105B, 105G, 105R), and the electron transport layers may be provided with an insulating layer 107 .
  • the insulating layer 107 is formed in contact with the side surfaces (or ends) of the EL layers (103B, 103G, 103R) and the light receiving layer 103PS. As a result, it is possible to suppress the intrusion of oxygen, moisture, or their constituent elements from the side surfaces of the EL layers (103B, 103G, 103R) and the light-receiving layer 103PS.
  • the insulating layer 107 for example, aluminum oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, gallium oxide, indium gallium zinc oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, or the like can be used.
  • the insulating layer 107 may be formed by stacking the materials described above.
  • the insulating layer 107 has a structure that continuously covers part of the EL layers (103B, 103G, 103R) of the adjacent light-emitting device or part of the side surface (or end) of the light-receiving layer 103PS of the light-receiving device. have. For example, in FIG.
  • FIG. 2A the sides of a portion of EL layer 103B of light emitting device 550B and a portion of EL layer 103G of light emitting device 550G are covered by insulating layer 107.
  • FIG. 2A it is preferable that a partition wall 528 made of an insulating material is formed in the region covered with the insulating layer 107 as shown in FIG. 2A.
  • the electron injection layer 109 may have a laminated structure of two or more layers (for example, a laminated structure of layers having different electrical resistances).
  • the electrode 552 is formed on the electron injection layer 109 .
  • the electrodes (551B, 551G, 551R) and the electrode 552 have regions that overlap each other.
  • a light-emitting layer 105B is provided between the electrode 551B and the electrode 552
  • a light-emitting layer 105G is provided between the electrode 551G and the electrode 552
  • a light-emitting layer 105R is provided between the electrode 551R and the electrode 552
  • a light-emitting layer 105R is provided between the electrode 551PS and the electrode 552.
  • Each has a light receiving layer 103PS.
  • the EL layers (103B, 103G, 103R) shown in FIG. 2A have the same configuration as the EL layer 103 described in the second embodiment.
  • the light receiving layer 103PS has the same configuration as the light receiving layer described later in the eighth embodiment.
  • the light emitting layer 105B can emit blue light
  • the light emitting layer 105G can emit green light
  • the light emitting layer 105R can emit red light.
  • a partition wall 528 is provided in a region surrounded by the electron injection layer 109 and the insulating layer 107 .
  • the electrodes (551B, 551G, 551R, 551PS) of each light-emitting device, part of the EL layers (103B, 103G, 103R), part of the light-receiving layer 103PS, and partition walls 528 are , contact at the side surface (or end) via the insulating layer 107 .
  • each EL layer and light-receiving layer especially the hole-injecting layers contained in the hole-transporting regions located between the anode and the light-emitting layer, and between the anode and the active layer, are often highly conductive. If formed as a layer common to the device, it may cause crosstalk. Therefore, by providing a partition wall 528 made of an insulating material between each EL layer and light-receiving layer as shown in this configuration example, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk between adjacent devices.
  • the side surfaces (or edges) of the EL layer and light-receiving layer are exposed during the patterning process. Therefore, deterioration of the EL layer and the light-receiving layer tends to progress due to invasion of oxygen, water, and the like from the side surfaces (or ends) of the EL layer and the light-receiving layer. Therefore, provision of the partition wall 528 makes it possible to suppress deterioration of the EL layer and the light-receiving layer in the manufacturing process.
  • partition wall 528 it is possible to flatten the recess formed between the adjacent devices. Note that disconnection of the electrode 552 formed over each EL layer and light-receiving layer can be suppressed by flattening the concave portion.
  • insulating materials used for forming the partition walls 528 include acrylic resins, polyimide resins, epoxy resins, imide resins, polyamide resins, polyimideamide resins, silicone resins, siloxane resins, benzocyclobutene resins, phenol resins, and Organic materials such as precursors of these resins can be applied.
  • Organic materials such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, or alcohol-soluble polyamide resins may also be used.
  • a photosensitive resin such as photoresist can also be used.
  • a positive material or a negative material can be used as the photosensitive resin.
  • the partition walls 528 can be produced only through the steps of exposure and development.
  • the partition 528 may be formed using a negative photosensitive resin (for example, a resist material).
  • a negative photosensitive resin for example, a resist material.
  • a material that absorbs visible light is preferably used.
  • light emitted from the EL layer can be absorbed by the partition 528, and light (stray light) that can leak to the adjacent EL layer and light-receiving layer can be suppressed. Therefore, a display panel with high display quality can be provided.
  • the difference between the height of the upper surface of the partition 528 and the height of the upper surface of any one of the EL layer 103B, the EL layer 103G, the EL layer 103R, and the light-receiving layer 103PS is, for example, 0.5 times the thickness of the partition 528. below is preferable, and 0.3 times or less is more preferable.
  • the partition 528 may be provided such that the upper surface of any one of the EL layer 103B, the EL layer 103G, the EL layer 103R, and the light-receiving layer 103PS is higher than the upper surface of the partition 528 .
  • the partition 528 may be provided so that the upper surface of the partition 528 is higher than the upper surfaces of the EL layer 103B, the EL layer 103G, the EL layer 103R, and the light receiving layer 103PS.
  • a high-definition display panel with over 1000 ppi preferably a high-definition display panel with over 2000 ppi, more preferably an ultra-high-definition display panel with over 5000 ppi is provided with partition walls 528 to provide a display panel capable of displaying vivid colors. can provide.
  • FIG. 2B and 2C show schematic top views of the light receiving and emitting device 700 corresponding to the dashed-dotted line Ya-Yb in the cross-sectional view of FIG. 2A. That is, the light emitting device 550B, the light emitting device 550G, and the light emitting device 550R are each arranged in a matrix. Note that FIG. 2B shows a so-called stripe arrangement in which light emitting devices of the same color are arranged in the X direction. FIG. 2C also shows a configuration in which light emitting devices of the same color are arranged in the X direction, but with a pattern formed for each pixel. 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, a diamond arrangement, or the like may be used.
  • each EL layer (103B, 103G, 103R) and the light receiving layer 103PS pattern formation is performed by photolithography, so a high-definition light receiving and emitting device (display panel) can be manufactured.
  • the edges (side surfaces) of each layer of the EL layer processed by pattern formation by photolithography have substantially the same surface (or are positioned substantially on the same plane).
  • the side surfaces (ends) of each layer of the absorption layer processed by pattern formation by photolithography have substantially the same surface (or are positioned substantially on the same plane).
  • the width (SE) of the gap 580 between each EL layer and the light receiving layer is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less. Note that the width of the gap between the EL layer and the light receiving element is preferably larger than the width of the gap between the EL layers.
  • the hole-injecting layer contained in the hole-transporting region located between the anode and the light-emitting layer is often formed as a layer common to adjacent light-emitting devices because it often has high conductivity. , can cause crosstalk. Therefore, by separating the EL layers by patterning by photolithography as shown in this structural example, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk between adjacent light emitting devices.
  • FIG. 2D is a schematic cross-sectional view corresponding to the dashed-dotted line C1-C2 in FIGS. 2B and 2C.
  • FIG. 2D shows the connection portion 130 where the connection electrode 551C and the electrode 552 are electrically connected.
  • the electrode 552 is provided on the connection electrode 551C in contact therewith.
  • a partition wall 528 is provided to cover the end of the connection electrode 551C.
  • electrode 551B, electrode 551G, electrode 551R, and electrode 551PS are formed.
  • a conductive film is formed over the functional layer 520 formed over the first substrate 510 and processed into a predetermined shape by photolithography.
  • the formation of the conductive film includes sputtering, chemical vapor deposition (CVD), molecular beam epitaxy (MBE), 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. Also, one of the thermal CVD methods is the metal organic CVD (MOCVD) method.
  • the thin film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like, in addition to the photolithography method described above.
  • 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. When the former method is used, there are heat treatment steps such as heating after resist coating (PAB: Pre Applied Bake) and heating after exposure (PEB: Post Exposure Bake).
  • PAB heating after resist coating
  • PEB Post Exposure Bake
  • a lithography method is used not only for processing a conductive film but also for processing a thin film (a film containing an organic compound or a film partially containing an organic compound) used for forming an EL layer.
  • 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: Extreme Ultra-violet) light or X-rays 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 for etching a thin film using a resist mask.
  • the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B are formed on the electrodes 551B, 551G, 551R, and 551PS.
  • a vacuum deposition method for example, can be used to form the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B.
  • a sacrificial layer 110B is formed on the electron transport layer 108B.
  • the materials described in Embodiment 2 can be used for forming the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B.
  • the sacrificial layer 110B is preferably a film with high etching resistance to the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B, that is, a film with a high etching selectivity. Moreover, the sacrificial layer 110B preferably has a laminated structure of a first sacrificial layer and a second sacrificial layer having different etching selectivity.
  • a film that can be removed by a wet etching method that causes little damage to the EL layer 103B can be used.
  • As an etching material used for wet etching oxalic acid or the like can be used.
  • the sacrificial layer 110B 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. Also, the sacrificial layer 110B can be formed by various film forming methods such as sputtering, vapor deposition, CVD, and ALD.
  • 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 layer 110B.
  • the sacrificial layer 110B it is preferable to use a material that can be dissolved in a chemically stable solvent with respect to the electron transport layer 108B positioned at the top.
  • a material that dissolves in water or alcohol can be suitably used for the sacrificial layer 110B.
  • the sacrificial layer 110B is formed, it is preferably dissolved in a solvent such as water or alcohol, applied by a wet film formation method, and then heat-treated to evaporate the solvent.
  • heat treatment is performed in a reduced pressure atmosphere, so that the solvent can be removed at a low temperature in a short time, so that thermal damage to the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B is reduced. It is possible and preferable.
  • the sacrificial layer 110B has a laminated structure
  • a layer formed of the above materials can be used as the first sacrificial layer, and the second sacrificial layer can be formed thereon to form the laminated structure.
  • the second sacrificial layer in this case is a film used as a hard mask when etching the first sacrificial layer. Also, the first sacrificial layer is exposed during the processing of the second sacrificial layer. Therefore, for the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, a combination of films having a high etching selectivity is selected. Therefore, a film that can be used for the second sacrificial layer can be selected according to the etching conditions for the first sacrificial layer and the etching conditions for the second sacrificial layer.
  • silicon, silicon nitride, silicon oxide, tungsten, titanium, molybdenum, tantalum, and nitride can be used.
  • Tantalum, an alloy containing molybdenum and niobium, or an alloy containing molybdenum and tungsten, or the like can be used for the second sacrificial layer.
  • 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. can be used for the first sacrificial layer.
  • the second sacrificial layer is not limited to this, and can be selected from various materials according to the etching conditions for the first sacrificial layer and the etching conditions for the second sacrificial layer. For example, it can be selected from films that can be used for the first sacrificial layer.
  • a nitride film for example, can be used as the second sacrificial layer.
  • 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 second sacrificial layer.
  • 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.
  • a resist is applied onto the sacrificial layer 110B, and photolithography is used to form the resist into a desired shape (resist mask: REG).
  • resist mask REG
  • heat treatment steps such as heating after resist coating (PAB: Pre Applied Bake) and heating after exposure (PEB: Post Exposure Bake).
  • PAB heating after resist coating
  • PEB Heating after exposure
  • the PAB temperature is around 100°C
  • the PEB temperature is around 120°C. Therefore, a light-emitting device that can withstand these processing temperatures is required.
  • a portion of the sacrificial layer 110B not covered with the resist mask REG is removed by etching, and after removing the resist mask REG, hole injection/transport not covered with the sacrificial layer 110B Part of the layer 104B, the light-emitting layer 105B, and the electron-transporting layer 108B is removed by etching, and a hole having a side surface (or a side surface being exposed) on the electrode 551B or a strip-like shape extending in the direction intersecting the paper surface is formed.
  • the injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B are processed. Dry etching is preferable for the etching.
  • the resist mask REG is removed after part of the second sacrificial layer is etched using the resist mask REG.
  • part of the first sacrificial layer may be etched to process the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B into predetermined shapes. These etching processes yield the shape of FIG. 4A.
  • the hole injection/transport layer 104G, the light emitting layer 105G, and the electron transport layer 108G are formed on the sacrificial layer 110B, the electrodes 551G, the electrodes 551R, and the electrodes 551PS.
  • the materials described in Embodiment 2 can be used.
  • a vacuum deposition method, for example, can be used to form the hole injection/transport layer 104G, the light emitting layer 105G, and the electron transport layer 108G.
  • a sacrificial layer 110G is formed on the electron transport layer 108G, a resist is applied on the sacrificial layer 110G, and the resist is formed into a desired shape (resist mask: REG) by photolithography.
  • a portion of the sacrificial layer 110G not covered with the obtained resist mask REG is removed by etching, and after removing the resist mask REG, a hole injection/transport layer 104G not covered with the sacrificial layer 110G, a light emitting layer Part of the layer 105G and the electron transport layer 108G is removed by etching, and the hole injection/transport layer has a shape having a side surface (or a side surface is exposed) on the electrode 551G, or a strip shape extending in a direction intersecting the plane of the paper.
  • 104G, light-emitting layer 105G, and electron-transporting layer 108G are processed. Dry etching is preferable for the etching.
  • the sacrificial layer 110G can be made of the same material as that of the sacrificial layer 110B. After part of the second sacrificial layer is etched by , the resist mask REG is removed, and using the second sacrificial layer as a mask, part of the first sacrificial layer is etched to form a hole injection/transport layer 104G and a light emitting layer. Layer 105G and electron transport layer 108G may be processed into a predetermined shape. These etching processes yield the shape of FIG. 5A.
  • the hole injection/transport layer 104R, the light emitting layer 105R, and the electron transport layer 108R are formed on the sacrificial layer 110B, the sacrificial layer 110G, the electrode 551R, and the electrode 551PS.
  • the materials shown in Embodiment 2 can be used.
  • a vacuum deposition method, for example, can be used to form the hole injection/transport layer 104R, the light emitting layer 105R, and the electron transport layer 108R.
  • a sacrificial layer 110R is formed on the electron transport layer 108R, a resist is applied on the sacrificial layer 110R, and the resist is formed into a desired shape (resist mask: REG) by photolithography.
  • a portion of the sacrificial layer 110R not covered with the obtained resist mask REG is removed by etching, and after removing the resist mask REG, a hole injection/transport layer 104R not covered with the sacrificial layer 110R, a light emitting layer Part of the layer 105R and the electron transport layer 108R is removed by etching, and the hole injection/transport layer has a shape having a side surface (or a side surface is exposed) on the electrode 551R, or a belt-like shape extending in the direction intersecting the plane of the paper.
  • 104R, light-emitting layer 105R, and electron-transporting layer 108R are processed. Dry etching is preferable for the etching.
  • the sacrificial layer 110R can be made of the same material as that of the sacrificial layer 110B. After part of the second sacrificial layer is etched by , the resist mask REG is removed, and using the second sacrificial layer as a mask, part of the first sacrificial layer is etched to form the hole injection/transport layer 104R and the light emitting layer. Layer 105R and electron transport layer 108R may be processed into a predetermined shape. These etching processes yield the shape of FIG. 6A.
  • a first transport layer 104PS, an active layer 105PS and a second transport layer 108PS are formed on the sacrificial layer 110B, the sacrificial layer 110G, the sacrificial layer 110R and the electrode 551PS.
  • the materials shown for the hole injection layer and the hole transport layer in Embodiment 2 can be used.
  • the material shown in the eighth embodiment can be used as the material.
  • the materials shown for the electron transport layer and the electron injection layer in Embodiment 2 can be used.
  • a vacuum deposition method for example, can be used to form the first transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the second transport layer 108PS.
  • a sacrificial layer 110PS is formed on the second transport layer 108PS, a resist is applied on the sacrificial layer 110PS, and the resist is formed into a desired shape (resist mask : REG), a portion of the sacrificial layer 110PS not covered with the obtained resist mask REG is removed by etching, and after removing the resist mask REG, the first transport layer 104PS not covered with the sacrificial layer 110PS.
  • resist mask resist mask
  • the active layer 105PS, and part of the second transport layer 108PS are removed by etching to form a shape having a side surface (or a side surface exposed) on the electrode 551PS, or a strip-like shape extending in a direction intersecting the plane of the paper.
  • the sacrificial layer 110PS can be made of the same material as that of the sacrificial layer 110B.
  • the resist mask REG is removed, and using the second sacrificial layer as a mask, part of the first sacrificial layer is etched to form the first transport layer 104PS, the active Layer 105PS and second transport layer 108PS may be processed into a predetermined shape. These etching processes yield the shape of FIG. 6D.
  • the insulating layer 107 is formed on the sacrificial layer 110B, the sacrificial layer 110G, the sacrificial layer 110R, and the sacrificial layer 110PS.
  • the ALD method can be used to form the insulating layer 107 .
  • the insulating layer 107 comprises the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), the light emitting layers (105B, 105G, 105R), and the electron transport layers (108B, 108G, 108B, 108G, 108B, 108G) of each light emitting device as shown in FIG. 108R), and is formed in contact with each side (each edge) of the first transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the second transport layer 108PS of the light receiving device.
  • the insulating layer 107 comprises the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), the light emitting layers (105B, 105G, 105R), and the electron transport layers (108B, 108G, 108B, 108G, 108B, 108G) of each light emitting device as shown in FIG. 108R), and is formed in contact with each side (each edge) of the
  • a material used for the insulating layer 107 for example, aluminum oxide, magnesium oxide, hafnium oxide, gallium oxide, indium gallium zinc oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, or the like can be used.
  • the insulating layer 107 after removing a portion of the insulating layer 107 and the sacrificial layers (110B, 110G, 110R, 110PS), the insulating layer 107, the electron transport layers (108B, 108G, 108R), and the second layer are removed.
  • An electron injection layer 109 is formed on the second transport layer 108PS.
  • the material shown in Embodiment 2 can be used.
  • the electron injection layer 109 is formed using, for example, a vacuum deposition method.
  • the electron injection layer 109 includes hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), light emitting layers (105B, 105G, 105R), and electron transport layers (108B, 108G, 108R) of each light emitting device. It has a structure in which each side surface (each end) of the first transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the second transport layer 108PS of the device is in contact with each other through the insulating layer 107.
  • electrodes 552 are formed.
  • the electrodes 552 are formed using, for example, a vacuum deposition method. Note that the electrode 552 is formed over the electron injection layer 109 . Note that the electrode 552 is connected to the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), the light emitting layers (105B, 105G, 105R), and the electron transport layer (108B) of each light emitting device through the electron injection layer 109 and the insulating layer 107. , 108G, 108R), and has a structure in contact with each side surface (each end) of the first transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the second transport layer 108PS of the light receiving device.
  • the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), the light emitting layers (105B, 105G, 105R), and the electron transport layers (108B, 108G, 108R) of each light emitting device, and the first An electrical short circuit between the transport layer 104PS, the active layer 105PS, the second transport layer 108PS and the electrode 552 can be prevented.
  • the EL layer 103B, the EL layer 103G, the EL layer 103R, and the light-receiving layer 103PS in the light-emitting device 550B, the light-emitting device 550G, the light-emitting device 550R, and the light-receiving device 550PS can be separately processed.
  • pattern formation is performed by photolithography, so a high-definition light receiving and emitting device (display panel) can be manufactured.
  • edges (side surfaces) of each layer of the EL layer processed by pattern formation by photolithography have substantially the same surface (or are positioned substantially on the same plane).
  • side surfaces (ends) of each layer of the absorption layer processed by pattern formation by photolithography have substantially the same surface (or are positioned substantially on the same plane).
  • the hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R) in these EL layers and the first transport layer 104PS in the absorption layer are often high in conductivity, they can be used as common layers between adjacent devices. If formed, it may cause crosstalk. Therefore, by separating each layer by pattern formation by photolithography as shown in this configuration example, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk between adjacent devices.
  • each machined end (side) has a respective gap 580 between adjacent devices.
  • SE the distance between the EL layers of the devices adjacent to the gap 580
  • SE the smaller the distance SE, the higher the aperture ratio and the definition can be.
  • the distance SE between the EL layers or the light-receiving layers of adjacent devices is 0.5 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less, preferably 1 ⁇ m or more and 3 ⁇ m. Below, it is more preferably 1 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, further preferably 1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less. Note that, typically, it is preferable that the distance SE is 1 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less (for example, 1.5 ⁇ m or its vicinity).
  • a device manufactured using a metal mask or FMM fine metal mask, high-definition metal mask
  • a device with an MM (metal mask) structure is sometimes 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. Since the light receiving and emitting device of the MML structure is manufactured without using a metal mask, it has a higher degree of freedom in designing pixel arrangement, pixel shape, etc. than the light emitting and receiving device of the FMM structure or the MM structure.
  • the island-shaped EL layer of the light receiving and emitting device having the MML structure is not formed by the pattern of the metal mask, but is formed by processing the EL layer after forming the film. Therefore, it is possible to realize a light emitting/receiving device with higher definition or a higher aperture ratio than ever before. Furthermore, since the EL layer can be separately formed for each color, a light emitting and receiving device with extremely vivid, high contrast, and high display quality can be realized. Further, by providing the sacrificial layer over the EL layer, damage to the EL layer during the manufacturing process can be reduced; thus, the reliability of the light-emitting device can be improved.
  • the compound having an azine skeleton of one embodiment of the present invention (also referred to as the compound of the present application), which is described in Embodiment 1 and the like, has features such as high heat resistance.
  • a layer, a light-emitting layer, a hole transport layer, a hole injection layer, an intermediate layer, or a cap layer it is possible to enhance the effect of reducing damage received during the manufacturing process of the MML structure.
  • the compound of the present application as an upper layer such as a cap layer, an electron injection layer, or an electron transport layer, it is possible to reduce damage to the lower layers.
  • the compound of the present application when used in the electron transport layer, it is preferable to use a compound having a Tg higher than that of the host material of the light-emitting layer. Similarly, when the compound of the present application is used for the electron transport layer, it is preferable to use a material having a higher Tg than the material for the hole transport layer.
  • the compound having an azine skeleton the compounds represented by General Formulas (G1) to (G4) described in Embodiment 1 are preferably used, but the present invention is not limited thereto.
  • the compound of the present application when used as a common layer such as the electron injection layer 109, it is preferable that the electron injection layer 109 and the partition wall 528 are arranged so as to overlap each other. Since the compound of the present application has a high Tg, damage to the partition wall 528 can be reduced. Also, a transport layer (the electron transport layer 108B, the electron transport layer 108G, the electron transport layer 108R, or the second transport layer 108PS) may be formed on the partition wall 528 . In that case, the compound of the present application is used as the transport layer, and the transport layer and the partition wall are preferably arranged in an overlapping manner.
  • the electron transport layer 108B, the electron transport layer 108G, the electron transport layer 108R, and the second transport layer 108PS may be provided continuously instead of separate layers.
  • the compound of the present application which has high resistance (heat resistance, stability, etc.), in a bendable device (also referred to as a flexible device) using a flexible substrate as a substrate.
  • a bendable device also referred to as a flexible device
  • the compound of the present application may be stacked between the partition wall 528 and the bent portion.
  • the partition 528 in a device having a plurality of bent portions or a roll-up type device, there are many locations where a load is applied, so it is preferable to provide the partition 528 and a layer containing the compound of the present invention in such locations.
  • the cap layer, the layer containing the compound of the present application, and the partition walls are stacked on the bent portion.
  • the width of the EL layers (103B, 103G, 103R) is approximately equal to the width of the electrodes (551B, 551G, 551R),
  • the width of the light-receiving layer 103PS is approximately equal to the width of the electrode 551PS, but one embodiment of the present invention is not limited to this.
  • the width of the EL layers (103B, 103G, 103R) may be smaller than the width of the electrodes (551B, 551G, 551R). Also, in the light receiving device 550PS, the width of the light receiving layer 103PS may be smaller than the width of the electrode 551PS.
  • FIG. 7D shows an example in which the width of the EL layers (103B, 103G) is smaller than the width of the electrodes (551B, 551G) in the light emitting device 550B and the light emitting device 550G.
  • the width of the EL layers may be larger than the width of the electrodes (551B, 551G, 551R).
  • the width of the light receiving layer 103PS may be larger than the width of the electrode 551PS.
  • FIG. 7E shows an example of a light-emitting device 550R in which the width of the EL layer 103R is greater than the width of the electrode 551R.
  • the device 720 will be described with reference to FIGS.
  • the device 720 illustrated in FIGS. 8 to 10 is a light-emitting device because it includes the light-emitting device described in Embodiment 2; however, the device 720 described in this embodiment can be applied to a display portion of an electronic device or the like. It can also be called a display panel or a display device.
  • the light emitting device is used as a light source and a light receiving device capable of receiving light from the light emitting device is provided, it can be called a light receiving and emitting device.
  • the light-emitting device, the display panel, the display device, and the light-receiving and emitting device each have at least a light-emitting device.
  • the light emitting device, display panel, display device, and light emitting/receiving device of this embodiment can be high-resolution or large light emitting devices, display panels, display devices, and light emitting/receiving devices. Therefore, the light-emitting device, the display panel, the display device, and the light-receiving device of the present embodiment can be used, for example, in television devices, desktop or notebook personal computers, monitors for computers, digital signage, pachinko machines, and the like.
  • FIG. 8A shows a top view of these devices (including light emitting devices, display panels, display devices, and light receiving and emitting devices) 720.
  • FIG. 8A shows a top view of these devices (including light emitting devices, display panels, display devices, and light receiving and emitting devices) 720.
  • the device 720 has a configuration in which a substrate 710 and a substrate 711 are bonded together.
  • the device 720 includes a display area 701, circuits 704, wirings 706, and the like.
  • the display region 701 has a plurality of pixels, and the pixel 703(i,j) shown in FIG. 8A is the pixel 703(i+1,j) adjacent to the pixel 703(i,j) as shown in FIG. 8B. ).
  • the device 720 shows an example in which an IC (integrated circuit) 712 is provided on a substrate 710 by a COG (Chip On Glass) method, a COF (Chip on Film) method, or the like.
  • the IC 712 for example, an IC having a scanning line driver circuit, a signal line driver circuit, or the like can be used.
  • FIG. 8A shows a structure in which an IC having a signal line driver circuit is used as the IC 712 and a scanning line driver circuit is used as the circuit 704 .
  • the wiring 706 has a function of supplying signals and power to the display area 701 and the circuit 704 .
  • the signal and power are input to the wiring 706 from the outside via an FPC (Flexible Printed Circuit) 713 or input to the wiring 706 from the IC 712 .
  • the device 720 may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on the FPC by the COF method or the like.
  • FIG. 8B shows pixel 703 (i, j) and pixel 703 (i+1, j) of display area 701 . That is, the pixel 703(i,j) can have a structure in which a plurality of types of sub-pixels having light-emitting devices that emit different colors are provided. Alternatively, in addition to the above, a configuration including a plurality of sub-pixels having light-emitting devices that emit the same color can also be used. When a pixel has a plurality of types of sub-pixels having light-emitting devices that emit different colors, for example, the pixel can have three types of sub-pixels.
  • the three sub-pixels are red (R), green (G), and blue (B) sub-pixels, and yellow (Y), cyan (C), and magenta (M) sub-pixels. etc.
  • the pixel can be configured to have four types of sub-pixels. Examples of the four sub-pixels include R, G, B, and white (W) sub-pixels, and R, G, B, and Y sub-pixels.
  • a pixel 703 ( i, j).
  • the device 720 includes not only sub-pixels with light-emitting devices, but also sub-pixels with light-receiving devices.
  • a pixel 703(i,j) shown in FIGS. 8C-8E shows an example of various layouts including a sub-pixel 702PS(i,j) having a light receiving device.
  • the arrangement of pixels shown in FIG. 8C is a stripe arrangement, and the arrangement of pixels shown in FIG. 8D is a matrix arrangement.
  • the arrangement of pixels shown in FIG. 8E has a structure in which three sub-pixels (sub-pixel R, sub-pixel G, and sub-pixel PS) are vertically arranged next to one sub-pixel (sub-pixel B). have.
  • a sub-pixel 702IR(i, j) emitting infrared rays may be added to the above set to form a pixel 703(i, j).
  • vertically long sub-pixels G, sub-pixels B, and sub-pixels R are arranged horizontally, and sub-pixels PS and horizontally long sub-pixels IR are horizontally arranged below them. have a configuration.
  • the sub-pixel 702IR(i,j) that emits light including light having a wavelength of 650 nm or more and 1000 nm or less may be used for the pixel 703(i,j).
  • the wavelength of light detected by the sub-pixel 702PS(i, j) is not particularly limited, the light-receiving devices included in the sub-pixel 702PS(i, j) include the sub-pixel 702R(i, j), the sub-pixel 702G(i , j), subpixel 702B(i,j), or subpixel 702IR(i,j).
  • the light-receiving devices included in the sub-pixel 702PS(i, j) include the sub-pixel 702R(i, j), the sub-pixel 702G(i , j), subpixel 702B(i,j), or subpixel 702IR(i,j).
  • it is preferable to detect one or more of light in wavelength ranges such as blue, purple, blue-violet, green, yellow-green, yellow, orange, and red, and light in an infrared wavelength range.
  • the arrangement of sub-pixels is not limited to the configurations shown in FIGS. 8B to 8F, and various methods can be applied.
  • the arrangement of sub-pixels includes, for example, a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a pentile arrangement.
  • top surface shapes of sub-pixels include triangles, quadrilaterals (including rectangles and squares), polygons such as pentagons, shapes with rounded corners of these polygons, ellipses, and circles.
  • the top surface shape of the sub-pixel here corresponds to the top surface shape of the light emitting region of the light emitting device.
  • the pixel when configured to have a light-receiving device as well as a light-emitting device, the pixel has a light-receiving function, so it is possible to detect contact or proximity of an object while displaying an image. For example, not only can an image be displayed by all the sub-pixels of the light-emitting device, but also some sub-pixels can emit light as a light source and an image can be displayed by the remaining sub-pixels.
  • the light receiving area of the sub-pixel 702PS(i, j) is preferably smaller than the light emitting area of the other sub-pixels.
  • the sub-pixels 702PS(i,j) can be used to capture images for personal authentication using fingerprints, palmprints, irises, pulse shapes (including vein shapes and artery shapes), faces, and the like.
  • sub-pixel 702PS(i,j) can be used for a touch sensor (also called a direct touch sensor) or a near-touch sensor (also called a hover sensor, a hover touch sensor, a non-contact sensor, or a touchless sensor).
  • a touch sensor also called a direct touch sensor
  • a near-touch sensor also called a hover sensor, a hover touch sensor, a non-contact sensor, or a touchless sensor.
  • sub-pixel 702PS(i,j) preferably detects infrared light. This enables touch detection even in dark places.
  • the touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (finger, hand, pen, etc.).
  • a touch sensor can detect an object by direct contact between the light emitting/receiving device and the object.
  • the near-touch sensor can detect the object even if the object does not touch the light emitting/receiving device.
  • the light emitting/receiving device can detect the object when the distance between the light emitting/receiving device and the object is 0.1 mm or more and 300 mm or less, preferably 3 mm or more and 50 mm or less.
  • the light emitting/receiving device can be operated without direct contact with the object, in other words, the light emitting/receiving device can be operated without contact (touchless).
  • the risk of staining or scratching the light emitting/receiving device can be reduced, or the object directly comes into contact with dirt (for example, dust, bacteria, or virus) adhering to the light emitting/receiving device. It is possible to operate the light emitting/receiving device without having to
  • the sub-pixels 702PS (i, j) are provided in all the pixels included in the light receiving and emitting device.
  • the sub-pixel 702PS (i, j) is used for a touch sensor or a near-touch sensor, high accuracy is not required compared to the case of capturing a fingerprint or the like. pixels.
  • the detection speed can be increased by reducing the number of sub-pixels 702PS(i, j) included in the light emitting/receiving device than the number of sub-pixels 702R(i, j) and the like.
  • the pixel circuit 530 shown in FIG. 9A includes a light emitting device (EL) 550, transistor M15, transistor M16, transistor M17, and capacitive element C3.
  • EL light emitting device
  • a light-emitting diode can be used as the light-emitting device 550 .
  • the transistor M15 has a gate electrically connected to the wiring VG, one of the source and the drain electrically connected to the wiring VS, the other of the source and the drain connected to one electrode of the capacitor C3, and It is electrically connected to the gate of transistor M16.
  • One of the source and drain of the transistor M16 is electrically connected to the wiring V4, and the other is electrically connected to the anode of the light emitting device 550 and one of the source and drain of the transistor M17.
  • the transistor M17 has a gate electrically connected to the wiring MS and the other of the source and the drain electrically connected to the wiring OUT2.
  • a cathode of the light emitting device 550 is electrically connected to the wiring V5.
  • a constant potential is supplied to each of the wiring V4 and the wiring V5.
  • the anode side of light emitting device 550 can be at a higher potential and the cathode side can be at a lower potential than the anode side.
  • the transistor M ⁇ b>15 is controlled by a signal supplied to the wiring VG and functions as a selection transistor for controlling the selection state of the pixel circuit 530 .
  • the transistor M16 also functions as a drive transistor that controls the current flowing through the light emitting device 550 according to the potential supplied to its gate. When the transistor M15 is on, the potential supplied to the wiring VS is supplied to the gate of the transistor M16, and the light emission luminance of the light emitting device 550 can be controlled according to the potential.
  • the transistor M17 is controlled by a signal supplied to the wiring MS, and has a function of outputting the potential between the transistor M16 and the light emitting device 550 to the outside through the wiring OUT2.
  • channels are formed in the transistors M15, M16, and M17 included in the pixel circuit 530 in FIG. 9A and the transistors M11, M12, M13, and M14 included in the pixel circuit 530 in FIG. 9B. It is preferable to use a transistor including a metal oxide (oxide semiconductor) for a semiconductor layer in which the transistor is formed.
  • a transistor including a metal oxide (oxide semiconductor) for a semiconductor layer in which the transistor is formed.
  • a transistor that uses metal oxide which has a wider bandgap than silicon and a lower carrier density, can achieve extremely low off-current. Therefore, the small off-state current can hold charge accumulated in the capacitor connected in series with the transistor for a long time. Therefore, transistors including an oxide semiconductor are preferably used particularly for the transistor M11, the transistor M12, and the transistor M15 which are connected in series to the capacitor C2 or the capacitor C3. Further, by using a transistor including an oxide semiconductor for other transistors, the manufacturing cost can be reduced.
  • transistors in which silicon is used as a semiconductor in which a channel is formed can be used for the transistors M11 to M17.
  • highly crystalline silicon such as single crystal silicon or polycrystalline silicon because high field-effect mobility can be achieved and high-speed operation is possible.
  • At least one of the transistors M11 to M17 may be formed using an oxide semiconductor, and the rest may be formed using silicon.
  • the pixel circuit 531 shown in FIG. 9B has a light receiving device (PD) 560, a transistor M11, a transistor M12, a transistor M13, a transistor M14, and a capacitive element C2.
  • PD light receiving device
  • the light receiving device (PD) 560 has an anode electrically connected to the wiring V1 and a cathode electrically connected to one of the source or drain of the transistor M11.
  • the transistor M11 has its gate electrically connected to the wiring TX, and the other of its source and drain electrically connected to one electrode of the capacitor C2, one of the source and drain of the transistor M12, and the gate of the transistor M13.
  • the transistor M12 has a gate electrically connected to the wiring RES and the other of the source and the drain electrically connected to the wiring V2.
  • One of the source and the drain of the transistor M13 is electrically connected to the wiring V3, and the other of the source and the drain is electrically connected to one of the source and the drain of the transistor M14.
  • the transistor M14 has a gate electrically connected to the wiring SE1 and the other of the source and the drain electrically connected to the wiring OUT1.
  • a constant potential is supplied to each of the wiring V1, the wiring V2, and the wiring V3.
  • the wiring V2 is supplied with a potential higher than that of the wiring V1.
  • the transistor M12 is controlled by a signal supplied to the wiring RES, and has a function of resetting the potential of the node connected to the gate of the transistor M13 to the potential supplied to the wiring V2.
  • the transistor M11 is controlled by a signal supplied to the wiring TX, and has a function of controlling the timing at which the potential of the node changes according to the current flowing through the light receiving device (PD) 560.
  • the transistor M13 functions as an amplifying transistor that outputs according to the potential of the node.
  • the transistor M14 is controlled by a signal supplied to the wiring SE1 and functions as a selection transistor for reading an output corresponding to the potential of the node by an external circuit connected to the wiring OUT1.
  • transistors are shown as n-channel transistors in FIGS. 9A and 9B, p-channel transistors can also be used.
  • the transistor included in the pixel circuit 530 and the transistor included in the pixel circuit 531 are preferably formed side by side over the same substrate. In particular, it is preferable that the transistors included in the pixel circuit 530 and the transistors included in the pixel circuit 531 are mixed in one region and arranged periodically.
  • each pixel circuit it is preferable to provide one or more layers each having one or both of a transistor and a capacitor at a position overlapping with the light receiving device (PD) 560 or the light emitting device (EL) 550 .
  • PD light receiving device
  • EL light emitting device
  • FIG. 9C shows an example of a specific structure of a transistor that can be applied to the pixel circuit described in FIGS. 9A and 9B.
  • the transistor a bottom-gate transistor, a top-gate transistor, or the like can be used as appropriate.
  • a transistor illustrated in FIG. 9C includes a semiconductor film 508, a conductive film 504, an insulating film 506, a conductive film 512A, and a conductive film 512B.
  • a transistor is formed, for example, on the insulating film 501C.
  • the transistor also includes an insulating film 516 (an insulating film 516A and an insulating film 516B) and an insulating film 518 .
  • the semiconductor film 508 has a region 508A electrically connected to the conductive film 512A and a region 508B electrically connected to the conductive film 512B.
  • Semiconductor film 508 has a region 508C between regions 508A and 508B.
  • the conductive film 504 has a region overlapping with the region 508C, and the conductive film 504 functions as a gate electrode.
  • the insulating film 506 has a region sandwiched between the semiconductor film 508 and the conductive film 504 .
  • the insulating film 506 functions as a first gate insulating film.
  • the conductive film 512A has one of the function of the source electrode and the function of the drain electrode, and the conductive film 512B has the other of the function of the source electrode and the function of the drain electrode.
  • the conductive film 524 can be used for a transistor.
  • the conductive film 524 has a region that sandwiches the semiconductor film 508 with the conductive film 504 .
  • the conductive film 524 functions as a second gate electrode.
  • the insulating film 501D is sandwiched between the semiconductor film 508 and the conductive film 524 and functions as a second gate insulating film.
  • the insulating film 516 functions, for example, as a protective film that covers the semiconductor film 508 .
  • the insulating film 516 include a silicon oxide film, a silicon oxynitride film, a silicon nitride oxide film, a silicon nitride film, an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, and a gallium oxide film.
  • a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, or a neodymium oxide film can be used.
  • the insulating film 518 it is preferable to apply a material having a function of suppressing the diffusion of oxygen, hydrogen, water, alkali metals, alkaline earth metals, or the like.
  • a material having a function of suppressing the diffusion of oxygen, hydrogen, water, alkali metals, alkaline earth metals, or the like Specifically, for the insulating film 518, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or the like can be used, for example. Further, the number of oxygen atoms and the number of nitrogen atoms contained in each of silicon oxynitride and aluminum oxynitride are preferably larger than that of nitrogen atoms.
  • the semiconductor film used for the driver circuit transistor can be formed in the step of forming the semiconductor film used for the pixel circuit transistor.
  • a semiconductor film having the same composition as a semiconductor film used for a transistor in a pixel circuit can be used for a driver circuit.
  • the semiconductor film 508 is composed of, 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, hafnium, tantalum, tungsten, and magnesium) and zinc.
  • M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IGZO) is preferably used for the semiconductor film 508 .
  • an oxide containing indium, tin, and zinc is preferably used.
  • oxides containing indium, gallium, tin, and zinc are preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) (also referred to as IAZO) is preferably used.
  • an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IAGZO) is preferably used.
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is preferably equal to or higher than the atomic ratio of M.
  • Crystallinity of a semiconductor material used for a transistor is not particularly limited, either an amorphous semiconductor or a semiconductor having crystallinity (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor partially including a crystal region). may be used. It is preferable to use a crystalline semiconductor because deterioration of transistor characteristics can be suppressed.
  • a semiconductor layer of a transistor preferably includes a metal oxide (also referred to as an oxide semiconductor).
  • a metal oxide also referred to as an oxide semiconductor.
  • examples of the crystalline oxide semiconductor include CAAC (c-axis-aligned crystalline)-OS, nc (nanocrystalline)-OS, and the like.
  • a transistor using silicon for a channel formation region may be used.
  • silicon examples include single crystal silicon (single crystal Si), polycrystalline silicon, amorphous silicon, and the like.
  • a transistor including low-temperature polysilicon (LTPS) in a semiconductor layer hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • Si transistors such as LTPS transistors
  • circuits that need to be driven at high frequencies for example, source driver circuits
  • This makes it possible to simplify the external circuit mounted on the light-emitting device and reduce the component cost and the mounting cost.
  • An OS transistor has extremely high field effect mobility compared to a transistor using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the light-emitting device can be reduced.
  • the off current value of the OS transistor per 1 ⁇ m of channel width at room temperature is 1 aA (1 ⁇ 10 ⁇ 18 A) or less, 1 zA (1 ⁇ 10 ⁇ 21 A) or less, or 1 yA (1 ⁇ 10 ⁇ 24 A) or less.
  • the off current value of the Si transistor per 1 ⁇ m channel width at room temperature is 1 fA (1 ⁇ 10 ⁇ 15 A) or more and 1 pA (1 ⁇ 10 ⁇ 12 A) or less. Therefore, it can be said that the off-state current of the OS transistor is about ten digits lower than the off-state current of the Si transistor.
  • the amount of current flowing through the light emitting device it is necessary to increase the amount of current flowing through the light emitting device.
  • the OS transistor when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in the current between the source and the drain with respect to the change in the voltage between the gate and the source compared to the Si transistor. Therefore, by applying an OS transistor as a drive transistor included in a pixel circuit, the current flowing between the source and the drain can be finely determined according to the change in the voltage between the gate and the source. can be controlled. Therefore, it is possible to increase the gradation in the pixel circuit.
  • the OS transistor flows a more stable current (saturation current) than the Si transistor even when the source-drain voltage gradually increases. be able to. Therefore, by using the OS transistor as the driving transistor, stable current can be supplied to the light-emitting device even when the current-voltage characteristics of the light-emitting device vary. That is, when the OS transistor operates in the saturation region, even if the source-drain voltage is increased, the source-drain current hardly changes, so that the light emission luminance of the light-emitting device can be stabilized.
  • an OS transistor as a driving transistor included in a pixel circuit, it is possible to suppress black floating, increase emission luminance, provide multiple gradations, and suppress variations in light emitting devices. can be planned.
  • the semiconductor film used for the transistor of the driver circuit can be formed in the same process as the semiconductor film used for the transistor of the pixel circuit.
  • the driver circuit can be formed over the same substrate as the substrate forming the pixel circuit. Alternatively, the number of parts constituting the electronic device can be reduced.
  • silicon may be used for the semiconductor film 508 .
  • Examples of silicon include monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • a transistor hereinafter also referred to as an LTPS transistor
  • LTPS low-temperature polysilicon
  • the LTPS transistor has high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • circuits that need to be driven at high frequencies can be built on the same substrate as the display section. This makes it possible to simplify the external circuit mounted on the light-emitting device and reduce the component cost and the mounting cost.
  • At least one of the transistors included in the pixel circuit is preferably a transistor including a metal oxide (hereinafter also referred to as an oxide semiconductor) as a semiconductor in which a channel is formed (hereinafter also referred to as an OS transistor).
  • OS transistors have much higher field-effect mobility than transistors using amorphous silicon.
  • an OS transistor has extremely low source-drain leakage current (hereinafter also referred to as an off-state current) in an off state, and can retain charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor for a long time. is possible. Further, by using the OS transistor, power consumption of the light-emitting device can be reduced.
  • an OS transistor is preferably used as a transistor that functions as a switch for controlling conduction/non-conduction between wirings
  • an LTPS transistor is preferably used as a transistor that controls current.
  • a structure in which both an LTPS transistor and an OS transistor are combined is sometimes called an LTPO.
  • one of the transistors provided in the pixel circuit functions as a transistor for controlling the current flowing through the light emitting device and can also be called a driving transistor.
  • One of the source and drain of the driving transistor is electrically connected to the pixel electrode of the light emitting device.
  • An LTPS transistor is preferably used as the driving transistor. This makes it possible to increase the current flowing through the light emitting device in the pixel circuit.
  • the other transistor provided in the pixel circuit functions as a switch for controlling selection/non-selection of the pixel, and can also be called a selection transistor.
  • the gate of the selection transistor is electrically connected to the gate line, and one of the source and the drain is electrically connected to the source line (signal line).
  • An OS transistor is preferably used as the selection transistor.
  • the device 720 uses the oxide semiconductor for the semiconductor film and has a light-emitting device with an MML (metal maskless) structure.
  • MML metal maskless
  • leakage current that can flow through the transistor and leakage current that can flow between adjacent light-emitting devices also referred to as lateral leakage current, side leakage current, or the like
  • an observer can observe any one or more of sharpness of the image, sharpness of the image, high saturation, and high contrast ratio.
  • black floating also referred to as pure black display
  • a layer provided between light-emitting devices (for example, an organic layer commonly used between light-emitting devices, also referred to as a common layer) is Due to the divided structure, a display with no side leakage or with very little side leakage can be obtained.
  • the configuration of the transistors used in the display panel may be appropriately selected according to the size of the screen of the display panel.
  • a single-crystal Si transistor is used as a display panel transistor, it can be applied to a screen size with a diagonal size of 0.1 inch or more and 3 inches or less.
  • an LTPS transistor is used as a display panel transistor, it can be applied to a screen having a diagonal size of 0.1 inch or more and 30 inches or less, preferably 1 inch or more and 30 inches or less.
  • LTPO a structure in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined
  • the diagonal size is 0.1 inch or more and 50 inches or less, preferably 1 inch or more and 50 inches or less. can do.
  • an OS transistor is used as a transistor of a display panel, it can be applied to a screen with a diagonal size of 0.1 inch or more and 200 inches or less, preferably 50 inches or more and 100 inches or less.
  • the LTPS transistor uses a laser crystallization apparatus in the manufacturing process, it is difficult to cope with an increase in size (typically, a screen size exceeding 30 inches in diagonal size).
  • the OS transistor is free from restrictions on the use of a laser crystallization apparatus or the like in the manufacturing process, or can be manufactured at a relatively low process temperature (typically 450° C. or lower), and thus has a relatively large area. (Typically, it is possible to correspond to a display panel of 50 inches or more and 100 inches or less in diagonal size).
  • LTPO is applied to the size of the display panel in the region between the case where the LTPS transistor is used and the case where the OS transistor is used (typically, the diagonal size is 1 inch or more and 50 inches or less). becomes possible.
  • FIG. 10 shows a cross-sectional view of the light receiving and emitting device shown in FIG. 8A.
  • the cross-sectional view of FIG. 10 shows a cross-sectional view when a portion of the region including the FPC 713 and the wiring 706 and a portion of the display region 701 including the pixel 703 (i, j) are cut.
  • the light emitting/receiving device 700 has a functional layer 520 between a first substrate 510 and a second substrate 770 .
  • the functional layer 520 in addition to the transistors (M11, M12, M13, M14, M15, M16, M17) and capacitive elements (C2, C3) described in FIG. VG, V1, V2, V3, V4, V5), etc.
  • FIG. 10 shows a configuration in which the functional layer 520 includes the pixel circuits 530X(i, j), the pixel circuits 530S(i, j), and the drive circuit GD, the configuration is not limited to this.
  • Pixel circuits formed on the functional layer 520 are the light-emitting device and the light-receiving device formed on the functional layer 520. It is electrically connected to a device (for example, the light emitting device 550X(i,j) and the light receiving device 550S(i,j) shown in FIG. 10). Specifically, the light emitting device 550X(i,j) is electrically connected to the pixel circuit 530X(i,j) through the wiring 591X, and the light receiving device 550S(i,j) is electrically connected to the pixel circuit through the wiring 591S.
  • An insulating layer 705 is provided over the functional layer 520 , the light emitting device, and the light receiving device, and the insulating layer 705 has a function of bonding the second substrate 770 and the functional layer 520 together.
  • a substrate provided with touch sensors in a matrix can be used as the second substrate 770 .
  • a substrate with capacitive touch sensors or optical touch sensors can be used for the second substrate 770 .
  • the light emitting and receiving device of one embodiment of the present invention can be used as a touch panel.
  • FIGS. 11B to 11E are perspective views illustrating the configuration of the electronic device.
  • 12A to 12E are perspective views explaining the configuration of the electronic device.
  • 13A and 13B are perspective views for explaining the configuration of the electronic device.
  • An electronic device 5200B described in the present embodiment has an arithmetic device 5210 and an input/output device 5220 (see FIG. 11A).
  • the computing device 5210 has a function of receiving operation information and a function of supplying image information based on the operation information.
  • the input/output device 5220 has a display unit 5230, an input unit 5240, a detection unit 5250, a communication unit 5290, a function of supplying operation information, and a function of supplying image information. Also, the input/output device 5220 has a function of supplying detection information, a function of supplying communication information, and a function of being supplied with communication information.
  • the input unit 5240 has a function of supplying operation information.
  • the input unit 5240 supplies operation information based on the user's operation of the electronic device 5200B.
  • a keyboard e.g., a keyboard, hardware buttons, pointing device, touch sensor, illuminance sensor, imaging device, voice input device, line-of-sight input device, posture detection device, etc. can be used for the input unit 5240 .
  • the display unit 5230 has a function of displaying a display panel and image information.
  • the display panel described in Embodiment 3 can be used for the display portion 5230 .
  • the detection unit 5250 has a function of supplying detection information. For example, it has a function of detecting the surrounding environment in which the electronic device is used and supplying it as detection information.
  • an illuminance sensor an imaging device, an orientation detection device, a pressure sensor, a motion sensor, or the like can be used for the detection unit 5250.
  • the communication unit 5290 has a function of receiving and supplying communication information. For example, it has a function of connecting to other electronic devices or communication networks by wireless communication or wired communication. Specifically, it has functions such as wireless local communication, telephone communication, and short-range wireless communication.
  • FIG. 11B shows an electronic device having an outer shape along a cylindrical pillar or the like.
  • One example is digital signage.
  • the display panel which is one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 5230 .
  • a function of changing the display method according to the illuminance of the usage environment may be provided. It also has a function of detecting the presence of a person and changing the display content. This allows it to be installed, for example, on a building pillar. Alternatively, advertisements, guidance, or the like can be displayed.
  • FIG. 11C shows an electronic device having a function of generating image information based on the trajectory of the pointer used by the user.
  • Examples include electronic blackboards, electronic bulletin boards, electronic signboards, and the like.
  • a display panel with a diagonal length of 20 inches or more, preferably 40 inches or more, more preferably 55 inches or more can be used.
  • a plurality of display panels can be arranged and used as one display area.
  • a plurality of display panels can be arranged and used for a multi-screen.
  • FIG. 11D shows an electronic device capable of receiving information from another device and displaying it on the display 5230.
  • FIG. One example is wearable electronic devices. Specifically, several options can be displayed or the user can select some of the options and send them back to the source of the information. Alternatively, for example, it has a function of changing the display method according to the illuminance of the usage environment. Thereby, for example, the power consumption of the wearable electronic device can be reduced. Alternatively, for example, an image can be displayed on a wearable electronic device so that it can be suitably used even in an environment with strong external light, such as outdoors on a sunny day.
  • FIG. 11E shows an electronic device having a display section 5230 with a curved surface gently curved along the side surface of the housing.
  • a display section 5230 with a curved surface gently curved along the side surface of the housing.
  • the display portion 5230 includes a display panel, and the display panel has a function of displaying on the front, side, top, and back, for example. This allows, for example, information to be displayed not only on the front of the mobile phone, but also on the sides, top and back.
  • FIG. 12A shows an electronic device that can receive information from the Internet and display it on the display unit 5230.
  • FIG. A smart phone etc. are mentioned as an example.
  • the created message can be confirmed on the display portion 5230 .
  • it has a function of changing the display method according to the illuminance of the usage environment. As a result, power consumption of the smartphone can be reduced.
  • the image can be displayed on the smartphone so that it can be suitably used even in an environment with strong external light, such as outdoors on a sunny day.
  • FIG. 12B shows an electronic device that can use a remote controller as an input unit 5240.
  • FIG. An example is a television system.
  • information can be received from a broadcast station or the Internet and displayed on the display portion 5230 .
  • the user can be photographed using the detection unit 5250 .
  • the user's image can be transmitted.
  • the user's viewing history can be acquired and provided to the cloud service.
  • recommendation information can be acquired from a cloud service and displayed on the display unit 5230 .
  • a program or video can be displayed based on the recommendation information.
  • it has a function of changing the display method according to the illuminance of the usage environment. As a result, images can be displayed on the television system so that it can be suitably used even when the strong external light that shines indoors on a sunny day strikes.
  • FIG. 12C shows an electronic device that can receive teaching materials from the Internet and display them on the display unit 5230.
  • FIG. One example is a tablet computer.
  • the input 5240 can be used to enter a report and send it to the Internet.
  • the report correction results or evaluation can be obtained from the cloud service and displayed on the display unit 5230 .
  • suitable teaching materials can be selected and displayed based on the evaluation.
  • an image signal can be received from another electronic device and displayed on the display unit 5230 .
  • the display portion 5230 can be used as a sub-display by leaning it against a stand or the like.
  • images can be displayed on the tablet computer so that the tablet computer can be suitably used even in an environment with strong external light, such as outdoors on a sunny day.
  • FIG. 12D shows an electronic device having a plurality of display units 5230.
  • FIG. An example is a digital camera.
  • an image can be displayed on the display portion 5230 while the detection portion 5250 captures an image.
  • the captured image can be displayed on the detection unit.
  • the input unit 5240 can be used to decorate the captured image. Or you can attach a message to the captured video. Or you can send it to the internet. Alternatively, it has a function of changing the shooting conditions according to the illuminance of the usage environment.
  • the subject can be displayed on the digital camera so that it can be conveniently viewed even in an environment with strong external light, such as outdoors on a sunny day.
  • FIG. 12E shows an electronic device that can control other electronic devices by using another electronic device as a slave and using the electronic device of this embodiment as a master.
  • One example is a portable personal computer.
  • part of the image information can be displayed on the display portion 5230 and the other part of the image information can be displayed on the display portion of another electronic device.
  • an image signal can be supplied.
  • information to be written can be obtained from an input portion of another electronic device using the communication portion 5290 .
  • a wide display area can be used, for example, by using a portable personal computer.
  • FIG. 13A shows an electronic device having a detection unit 5250 that detects acceleration or orientation.
  • An example is a goggle-type electronic device.
  • the sensing unit 5250 can provide information regarding the location of the user or the direction the user is facing.
  • the electronic device can generate image information for the right eye and image information for the left eye based on the position of the user or the direction the user is facing.
  • display unit 5230 has a display area for the right eye and a display area for the left eye.
  • an image of a virtual reality space that provides a sense of immersion can be displayed on a goggle-type electronic device.
  • FIG. 13B shows an electronic device having an imaging device and a detection unit 5250 that detects acceleration or orientation.
  • An example is a glasses-type electronic device.
  • the sensing unit 5250 can provide information regarding the location of the user or the direction the user is facing.
  • the electronic device can generate image information based on the location of the user or the direction the user is facing. As a result, for example, it is possible to attach information to a real landscape and display it. Alternatively, an image of the augmented reality space can be displayed on a glasses-type electronic device.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view taken along line ef in the top view of the lighting device shown in FIG. 14B.
  • a first electrode 401 is formed over a light-transmitting substrate 400 which is a support.
  • a first electrode 401 corresponds to the first electrode 101 in the second embodiment.
  • the first electrode 401 is formed using a light-transmitting material.
  • a pad 412 for supplying voltage to the second electrode 404 is formed on the substrate 400 .
  • An EL layer 403 is formed on the first electrode 401 .
  • the EL layer 403 corresponds to the structure of the EL layer 103 in Embodiment Mode 2.
  • FIG. please refer to the said description about these structures.
  • a second electrode 404 is formed covering the EL layer 403 .
  • a second electrode 404 corresponds to the second electrode 102 in the second embodiment.
  • the second electrode 404 is made of a highly reflective material.
  • a voltage is supplied to the second electrode 404 by connecting it to the pad 412 .
  • the lighting device described in this embodiment includes the light-emitting device including the first electrode 401 , the EL layer 403 , and the second electrode 404 . Since the light-emitting device has high emission efficiency, the lighting device in this embodiment can have low power consumption.
  • the substrate 400 on which the light-emitting device having the above configuration is formed and the sealing substrate 407 are fixed and sealed using sealing materials (405, 406) to complete the lighting device. Either one of the sealing materials 405 and 406 may be used. Also, a desiccant can be mixed in the inner sealing material 406 (not shown in FIG. 14B), which can absorb moisture, leading to improved reliability.
  • an external input terminal can be used.
  • an IC chip 420 or the like having a converter or the like mounted thereon may be provided thereon.
  • the ceiling light 8001 includes a direct ceiling type and a ceiling embedded type. Note that such a lighting device is configured by combining a light emitting device with a housing and a cover. In addition, application to a cord pendant type (a cord hanging type from the ceiling) is also possible.
  • the foot light 8002 can illuminate the floor surface to improve the safety of the feet. For example, it is effective for use in bedrooms, stairs, corridors, and the like. In that case, the size and shape can be changed as appropriate according to the size and structure of the room.
  • a stationary lighting device configured by combining a light emitting device and a support base is also possible.
  • the sheet-shaped lighting 8003 is a thin sheet-shaped lighting device. Since it is attached to the wall, it does not take up much space and can be used for a wide range of purposes. In addition, it is easy to increase the area. In addition, it can also be used for a wall surface having a curved surface, a housing, or the like.
  • a lighting device 8004 in which light from a light source is controlled only in a desired direction can be used.
  • the desk lamp 8005 includes a light source 8006, and as the light source 8006, a light-emitting device that is one embodiment of the present invention or a part thereof can be used.
  • a lighting device having a function as furniture can be obtained. can do.
  • a light emitting/receiving device 810 illustrated in FIG. 16 will be described as an example of a light emitting device and a light receiving device that can be applied to the light emitting device of one embodiment of the present invention. Since the light receiving and emitting device 810 has a light emitting device, it can be called a light emitting device, and since it has a light receiving device, it can also be called a light receiving device. It can also be called a display panel or a display device.
  • FIG. 16A A schematic cross-sectional view of a light-emitting device 805a and a light-receiving device 805b included in a light-receiving and emitting device 810 of one embodiment of the present invention is shown in FIG. 16A.
  • the light emitting device 805a has a function of emitting light (hereinafter also referred to as a light emitting function).
  • the light-emitting device 805a has an electrode 801a, an EL layer 803a, and an electrode 802.
  • the light-emitting device 805a is preferably a light-emitting device (organic EL device) using organic EL described in the second embodiment. Therefore, the EL layer 803a sandwiched between the electrode 801a and the electrode 802 has at least a light-emitting layer.
  • the light-emitting layer has a light-emitting material.
  • the EL layer 803a has various layers such as a hole-injection layer, a hole-transport layer, an electron-transport layer, an electron-injection layer, a carrier (hole or electron) blocking layer, and a charge-generating layer, in addition to the light-emitting layer. may be
  • the light receiving device 805b has a function of detecting light (hereinafter also referred to as a light receiving function).
  • a light receiving function for the light receiving device 805b, for example, a pn-type or pin-type photodiode can be used.
  • the light-receiving device 805b has an electrode 801b, a light-receiving layer 803b, and an electrode 802.
  • FIG. A light-receiving layer 803b sandwiched between the electrodes 801b and 802 has at least an active layer.
  • the light-receiving layer 803b includes various layers included in the above-described EL layer 803a (a hole-injection layer, a hole-transport layer, a light-emitting layer, an electron-transport layer, an electron-injection layer, a carrier (hole or electron) blocking layer, a charge The material used for the generation layer, etc.) can also be used.
  • the light-receiving device 805b functions as a photoelectric conversion device, and can generate electric charge by light incident on the light-receiving layer 803b and extract it as a current. At this time, a voltage may be applied between the electrode 801b and the electrode 802. FIG. The amount of charge generated is determined based on the amount of light incident on the light receiving layer 803b.
  • the light receiving device 805b has a function of detecting visible light.
  • Light receiving device 805b is sensitive to visible light. More preferably, the light receiving device 805b has a function of detecting visible light and infrared light. The light receiving device 805b is preferably sensitive to visible light and infrared light.
  • the wavelength region of blue (B) in this specification and the like is 400 nm or more and less than 490 nm, and blue (B) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the wavelength region of green (G) is 490 nm or more and less than 580 nm, and green (G) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the red (R) wavelength range is from 580 nm to less than 700 nm, and the red (R) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength range.
  • the wavelength region of visible light is from 400 nm to less than 700 nm, and visible light has at least one emission spectrum peak in this wavelength region.
  • the infrared (IR) wavelength range is from 700 nm to less than 900 nm, and the infrared (IR) light has at least one emission spectrum peak in this wavelength range.
  • the active layer of the light receiving device 805b contains a semiconductor.
  • the semiconductor include inorganic semiconductors such as silicon, organic semiconductors including organic compounds, and the like.
  • an organic semiconductor device or an organic photodiode whose active layer contains an organic semiconductor.
  • Organic photodiodes can be easily made thinner, lighter, and larger, and have a high degree of freedom in shape and design, so that they can be applied to various display devices.
  • the EL layer 803a included in the light-emitting device 805a and the light-receiving layer 803b included in the light-receiving device 805b can be formed by the same method (eg, a vacuum deposition method), and a common manufacturing apparatus can be used. can be used. Note that an organic compound that is one embodiment of the present invention can be used for the light-receiving layer 803b of the light-receiving device 805b.
  • the display device of one embodiment of the present invention can preferably use an organic EL device as the light-emitting device 805a and an organic photodiode as the light-receiving device 805b.
  • An organic EL device and an organic photodiode can be formed on the same substrate. Therefore, an organic photodiode can be incorporated in a display device using an organic EL device.
  • a display device which is one embodiment of the present invention has one or both of an imaging function and a sensing function in addition to a function of displaying an image.
  • FIG. 16A shows a configuration in which an electrode 801a and an electrode 801b are provided on a substrate 800.
  • the electrodes 801a and 801b can be formed, for example, by processing a conductive film formed over the substrate 800 into an island shape. That is, the electrodes 801a and 801b can be formed through the same process.
  • a substrate having heat resistance that can withstand formation of the light emitting device 805a and the light receiving device 805b can be used.
  • a substrate having heat resistance that can withstand formation of the light emitting device 805a and the light receiving device 805b can be used.
  • an insulating substrate is used as the substrate 800
  • 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, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate made of silicon germanium or the like, or an SOI substrate can be used.
  • the substrate 800 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-described insulating substrate or semiconductor 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.
  • the electrode 802 is an electrode made of a layer common to the light emitting device 805a and the light receiving device 805b.
  • a conductive film that transmits visible light and infrared light is used for the electrode on the side from which light is emitted or from which light is incident.
  • a conductive film that reflects visible light and infrared light is preferably used for the electrode on the side from which light is not emitted or incident.
  • the electrode 802 in the display device which is one embodiment of the present invention functions as one electrode of each of the light-emitting device 805a and the light-receiving device 805b.
  • FIG. 16B shows the case where the electrode 801a of the light emitting device 805a has a higher potential than the electrode 802.
  • the electrode 801a functions as the anode of the light emitting device 805a
  • the electrode 802 functions as the cathode
  • electrode 801b of light receiving device 805b has a lower potential than electrode 802 .
  • FIG. 16B for easy understanding of the direction of current flow, the circuit symbol of the light-emitting diode is shown on the left side of the light-emitting device 805a, and the circuit symbol of the photodiode is shown on the right side of the light-receiving device 805b.
  • the directions in which carriers (electrons and holes) flow are schematically indicated by arrows in each device.
  • the electrode 801a is supplied with the first potential through the first wiring
  • the electrode 802 is supplied with the second potential through the second wiring
  • the electrode 801b is supplied with the third potential.
  • the third potential is supplied through the wiring, the magnitude relationship of the potentials is first potential>second potential>third potential.
  • FIG. 16C also shows the case where the electrode 801a of the light emitting device 805a has a lower potential than the electrode 802.
  • the electrode 801a functions as the cathode of the light emitting device 805a
  • the electrode 802 functions as the anode
  • the electrode 801b of the light receiving device 805b has a lower potential than the electrode 802 and a higher potential than the electrode 801a.
  • the circuit symbol of the light-emitting diode is shown on the left side of the light-emitting device 805a
  • the circuit symbol of the photodiode is shown on the right side of the light-receiving device 805b.
  • the directions in which carriers (electrons and holes) flow are schematically indicated by arrows in each device.
  • the electrode 801a is supplied with the first potential through the first wiring
  • the electrode 802 is supplied with the second potential through the second wiring
  • the electrode 801b is supplied with the third potential.
  • the magnitude relationship of the potentials is second potential>third potential>first potential.
  • FIG. 17A shows a light emitting/receiving device 810A that is a modification of the light emitting/receiving device 810.
  • FIG. Light emitting and receiving device 810A differs from light emitting and receiving device 810 in that it has common layer 806 and common layer 807 .
  • Common layer 806 and common layer 807 in light emitting device 805a function as part of EL layer 803a.
  • the common layer 806 and the common layer 807 function as part of the light receiving layer 803b.
  • Common layer 806 also includes, for example, a hole injection layer and a hole transport layer.
  • Common layer 807 also includes, for example, an electron transport layer and an electron injection layer.
  • the light receiving device can be built in without greatly increasing the number of separate coatings, and the light receiving and emitting device 810A can be manufactured with high throughput.
  • FIG. 17B shows a light emitting/receiving device 810B that is a modification of the light emitting/receiving device 810A.
  • the light emitting/receiving device 810B differs from the light emitting/receiving device 810A in that the EL layer 803a has layers 806a and 807a, and the light receiving layer 803b has layers 806b and 807b.
  • Layers 806a and 806b are each composed of different materials and include, for example, a hole injection layer and a hole transport layer. Note that the layers 806a and 806b may each be made of a common material.
  • layers 807a and 807b are each composed of different materials and include, for example, an electron-transporting layer and an electron-injecting layer. Layers 807a and 807b may each be composed of a common material.
  • the performance of each of light emitting device 805a and light receiving device 805b can be enhanced.
  • the resolution of the light receiving device 805b described in this embodiment is 100 ppi or more, preferably 200 ppi or more, more preferably 300 ppi or more, more preferably 400 ppi or more, still more preferably 500 ppi or more, and is 2000 ppi or less and 1000 ppi. or less, or 600 ppi or less, and the like.
  • the light receiving device 805b by arranging the light receiving device 805b with a fineness of 200 ppi to 600 ppi, preferably 300 ppi to 600 ppi, it can be suitably used for fingerprint imaging.
  • the definition of the light-receiving device 805b for example, minutia of the fingerprint can be extracted with high accuracy, and the accuracy of fingerprint authentication can be improved. can be enhanced.
  • the definition is 500 ppi or more, it is preferable because it can conform to standards such as the US National Institute of Standards and Technology (NIST). Assuming that the resolution of the light-receiving device is 500 ppi, the size of one pixel is 50.8 ⁇ m, which is sufficient resolution to capture the width of a fingerprint (typically, 300 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less). I understand.
  • Step 1 Synthesis of 2-[3-chloro-5-(9-phenanthrenyl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine> Step 1 was performed according to the following procedure. A synthetic scheme is shown in Formula (A-1).
  • Step 2 2-[3-(9-phenanthrenyl)-5-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl]-4,6-diphenyl- Synthesis of 1,3,5-triazine> Step 2 was performed according to the following procedure. A synthetic scheme is shown in Formula (A-2).
  • Step 3 Synthesis of Pn-mDBqPTzn> Step 3 was performed according to the following procedure. A synthetic scheme is shown in formula (A-2).
  • the absorption spectrum and emission spectrum of the dichloromethane solution of Pn-mDBqPTzn are shown in FIG.
  • the absorption spectrum of the solution state was obtained by subtracting the absorption spectrum measured by putting only the solvent (dichloromethane) in the quartz cell from the absorption spectrum measured by putting the solution of Pn-mDBqPTzn in the quartz cell.
  • Fig. 20 shows the absorption spectrum and emission spectrum of the thin film.
  • a solid thin film was formed on a quartz substrate by a vacuum deposition method, and sealed using a quartz substrate as a counter substrate to obtain a measurement sample.
  • the emission spectrum was measured for the sealed sample, and the absorption spectrum was measured for the sample from which the sealing was removed and the counter substrate was removed.
  • the absorption spectrum of the thin film was obtained by subtracting the absorption spectrum of the quartz substrate from the absorption spectrum of Pn-mDBqPTzn deposited on the quartz substrate.
  • the sealing was removed at room temperature, no change in film quality was visually observed in the produced thin film, and it was confirmed that a stable amorphous film was maintained. From this, it has become clear that the compound of the present application can provide a thin film having excellent stability, and the organic device produced using the compound of the present application exhibits excellent stability.
  • the dichloromethane solution of Pn-mDBqPTzn confirmed absorption peaks near 375 nm, 364 nm, and 260 nm, and confirmed an emission peak near 392 nm (excitation wavelength 260 nm). Further, from FIG. 20 , absorption peaks were confirmed at around 390 nm, 370 nm, and 269 nm, and an emission peak was confirmed at around 438 nm (excitation wavelength: 385 nm) in the Pn-mDBqPTzn thin film. As a result, it was found that Pn-mDBqPTzn can be effectively used as a host material used together with a light-emitting substance or a light-emitting substance in the visible region.
  • the absorption peak is desirably 300 nm or more and 450 nm or less, more preferably 320 nm or more and 380 nm or less.
  • the emission peak is desirably 350 nm or more and 650 nm or less, more preferably 380 nm or more and 500 nm or less.
  • Tg measurement of Pn-mDBqPTzn The glass transition temperature (Tg) of Pn-mDBqPTzn was measured. Tg was measured by placing the powder on an aluminum cell using a differential scanning calorimeter (PYRIS1DSC, manufactured by Perkin Elmer Japan Co., Ltd.). As a result, the Tg of Pn-mDBqPTzn was 161°C. From this, it becomes clear that the compounds of the present invention exhibit extremely high thermophysical properties, and it can be expected that thin films produced using such compounds will have stable film quality. By using a compound capable of forming a thin film with stable film quality in an organic device, it is possible to provide an organic device having high heat resistance.
  • the upper layers have high resistance (heat resistance, film quality stability, etc.). This is because, when forming an organic device, the upper layer may be more affected by the process.
  • the Tg is 5° C. or more, more preferably 10° C. or more, higher than that of the host material of the light-emitting layer located in the lower layer. It is also effective to make the Tg higher by 5° C. or more, preferably 10° C. or more, than that of the hole transport layer material or the hole injection layer material located in the lower layer.
  • a layer an electron-transporting layer such as a hole-blocking layer may be provided between the light-emitting layer and the electron-transporting layer.
  • An electrochemical analyzer (manufactured by BAS Co., Ltd., model number: ALS model 600A or 600C) was used as a measuring device.
  • the solution in the CV measurement was dehydrated dimethylformamide (DMF) (manufactured by Aldrich Co., Ltd., 99.8%, catalog number: 22705-6) as a solvent, and tetra-n-butylammonium perchlorate (tetra-n-butylammonium perchlorate) as a supporting electrolyte ( Prepared by dissolving n-Bu 4 NClO 4 (manufactured by Tokyo Kasei Co., Ltd., catalog number: T0836) to a concentration of 100 mmol/L, and further dissolving the measurement target to a concentration of 2 mmol/L. bottom.
  • DMF dimethylformamide
  • T0836 tetra-n-butylammonium perchlorate
  • a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., PTE platinum electrode) is used as the working electrode, and a platinum electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., Pt counter electrode for VC-3 (Pt counter electrode for VC-3) is used as the auxiliary electrode. 5 cm)), and an Ag/Ag + electrode (manufactured by BAS Co., Ltd., RE7 non-aqueous solvent-based reference electrode) was used as a reference electrode. In addition, the measurement was performed at room temperature (20° C. or higher and 25° C. or lower).
  • the scanning speed during CV measurement was standardized to 0.1 V/sec, and the oxidation potential Ea [V] and reduction potential Ec [V] with respect to the reference electrode were measured.
  • Ea is the intermediate potential between oxidation-reduction waves
  • Ec is the intermediate potential between reduction-oxidation waves.
  • the potential energy of the reference electrode used in this embodiment with respect to the vacuum level is ⁇ 4.94 [eV]
  • the HOMO level [eV] ⁇ 4.94 ⁇ Ea
  • the CV measurement was repeated 100 times, and the electrical stability of the compound was investigated by comparing the oxidation-reduction wave in the 100th cycle measurement and the oxidation-reduction wave in the 1st cycle.
  • the LUMO level of the electron transport layer material is preferably lower than the LUMO level of the light emitting layer host material.
  • the LUMO level of the electron transport layer material is preferably lower than the LUMO level of the cap layer material.
  • the LUMO level relationship is preferably cap layer material>light-emitting layer host material>electron transport layer material.
  • n-mDBqPTzn ⁇ Refractive index measurement of Pn-mDBqPTzn>
  • the refractive index of Pn-mDBqPTzn was measured using a spectroscopic ellipsometer (M-2000U manufactured by JA Woollam Japan).
  • M-2000U manufactured by JA Woollam Japan
  • nOrdinary (n O ) which is a refractive index for ordinary rays, was 1.85.
  • Pn-mDBqPTzn can be effectively used as a host material, a hole-transporting material, an electron-transporting material, or a cap layer material provided on a cathode.
  • a cap layer material When used as a cap layer material, it preferably has a refractive index of 1.75 or more and 2.50 or less.
  • the luminous efficiency can be further increased by lowering the refractive index.
  • lowering the refractive index it is possible to adjust the refractive index to 1.50 or more and 1.85 or less by attaching an alkyl group as a substituent to the compound of the present application.
  • R 1 to R 4 preferably has an alkyl group.
  • the refractive index of the compound of the present application is preferably lower than that of the cap layer material or the host material of the light emitting layer.
  • the refractive index of the compound of the present application is preferably lower than that of the cap layer by 0.1 or more, more preferably 0.2 or more.
  • the refractive index of the compound of the present application is preferably lower than that of the host material of the light-emitting layer by 0.1 or more, more preferably 0.2 or more.
  • the luminous efficiency can be enhanced by making the refractive index lower than those of the cap layer and the light emitting layer.
  • mPn-mDMePyPTzn was prepared analogously to Synthesis Example 1, using 3-bromo-2,6-dimethylpyridine instead of 2-chloro-dibenzoquinoxaline in Step 3 of Synthesis Example 1.
  • the synthetic scheme is shown in formula (B-1). The heating time was 5 hours and the heating temperature was 65°C.
  • the absorption spectrum and emission spectrum of the light-emitting device using mPn-mDMePyPTzn were measured in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelengths of the absorption spectrum in the solution state were 256 nm and 350 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 436 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 336 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 409 nm (excitation wavelength: 310 nm).
  • the absorption spectrum and emission spectrum of BP-SFTzn were measured. Toluene was used as a solvent in the solution state measurement. Others were carried out in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 358 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 388 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 352 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 419 nm.
  • BP-SF(4)Tzn is 2-(9,9′-spirobi[9H-fluorene]-4 instead of 9,9′-spirobi[9H-fluorene]-2-boronic acid) in Synthesis Example 3.
  • a synthesis scheme is shown in Formula (D-1). The heating time was 4.5 hours and the heating temperature was 90°C.
  • the absorption spectrum and emission spectrum of the light-emitting device using BP-SF(4)Tzn were measured in the same manner as in Example 3.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 331 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 423 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 357 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 415 nm.
  • formula (E-1) is performed in one step, it can also be performed in two steps.
  • the reaction containing 4-[4-(3-pyridinyl)phenyl]-2,6-dichloropyrimidine is purified (such as by filtration) to give the 4-[4-(3-pyridinyl)phenyl]-2
  • a coupling reaction with 4-(1-naphthyl)phenylboronic acid can be performed to obtain the desired product (2,4NP-6PyPPm).
  • the absorption spectrum and emission spectrum of 2,4NP-6PyPPm were measured in the same manner as in Example 3.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 320 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 387 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 311 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 414 nm.
  • the absorption spectrum and emission spectrum of 6BP-4Cz2PPm were measured in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 296 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 423 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 366 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 425 nm.
  • 6mBP-4Cz2PPm uses 4-(biphenyl-3-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine instead of 4-(biphenyl-4-yl)-6-chloro-2-phenylpyrimidine in Synthesis Example 6. and prepared in the same manner as in Synthesis Example 6. The heating time was 11 hours and the heating temperature was 90°C. A synthesis scheme is shown in general formula (G-1).
  • the absorption spectrum and emission spectrum of 6mBP-4Cz2PPm were measured in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 338 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 423 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 3356 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 423 nm.
  • an organic compound that can be used as a material that can constitute an organic device e.g., an electron-transporting material, a host material, etc.
  • an organic device e.g., an electron-transporting material, a host material, etc.
  • the absorption spectrum and emission spectrum of mFBPTzn were measured in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum in the solution state was 315 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 471 nm.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 317 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 410 nm.
  • the inside of the flask was heated to 80° C., 18 mg (80 ⁇ mol) of palladium acetate was added, and then the temperature was raised to 120° C. and the mixture was stirred and refluxed for 14 hours. Furthermore, 50 mg (0.14 mmol) of di(1-adamantyl)-n-butylphosphine and 15 mg (70 ⁇ mol) of palladium acetate were added, and the mixture was stirred and refluxed at 140° C. for 12 hours. The reaction product was subjected to suction filtration, and the obtained filter cake was washed with toluene and water.
  • the absorption spectrum and emission spectrum of PCDBfTzn were measured in the same manner as in Example 1.
  • the peak wavelength of the absorption spectrum of the thin film was 395 nm, and the peak wavelength of the emission spectrum was 500 nm.
  • the structures (100) to (450) shown in Embodiment 1 can be manufactured in the same manner as in Examples 1 to 9 above.
  • the compounds (halogens, boronic acids, etc.) having the substituents (R-01) to (R-112) shown in Embodiment 1 are used as appropriate, and synthesis methods (a-1) to (a- 5) or can be produced using the method described in (b-1).
  • Example 1 the light-emitting device of one embodiment of the present invention and the comparative light-emitting device described in Embodiment are described. Structural formulas of organic compounds used in the light-emitting device of one embodiment of the present invention are shown below.
  • a film of indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) was formed over a glass substrate by a sputtering method to form a first electrode.
  • the film thickness was set to 70 nm, and the electrode area was set to 2 mm ⁇ 2 mm.
  • the substrate surface was washed with water, baked at 200°C for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds.
  • the substrate was introduced into a vacuum deposition apparatus whose interior was evacuated to about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa, and vacuum baked at 170° C. for 30 minutes in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus. Allow to cool to some extent.
  • BBABnf represented by the structural formula (i)
  • OCHD-003 also referred to as an electron-accepting substance
  • a halogen-containing substance with a mass number of 672 was used as an electron-accepting substance.
  • BBABnf represented by the above structural formula (i) was vapor-deposited to a thickness of 20 nm to form a first hole transport layer.
  • PCzN2 represented by the above structural formula (ii) was vapor-deposited to a thickness of 10 nm to form a second hole transport layer.
  • ⁇ N- ⁇ NPAnth material functioning as a host
  • 3,10PCA2Nbf(iv)-02(iv) represented by the above structural formula (iv) were formed on the second hole transport layer.
  • 6mBP-4Cz2PPm represented by the structural formula (v) was vapor-deposited to a thickness of 10 nm to form a first electron-transporting layer.
  • Pn-mDBqPTzn (Structural Formula (100)), which is one embodiment of the present invention, and Liq represented by the above Structural Formula (vi) were added on the first electron-transporting layer so that the weight ratio was 1:1 and the film thickness was 1:1.
  • a second electron transport layer was formed by co-evaporation to a thickness of 15 nm.
  • Liq represented by the structural formula (vi) was vapor-deposited to a thickness of 1 nm to form an electron-injecting layer.
  • Light-emitting device 2 uses mPn-mDMePyPTzn (structural formula (160)), which is one embodiment of the present invention, instead of Pn-mDBqPTzn in the second electron-transporting layer of light-emitting device 1 .
  • Table 1 shows the element structures of the light-emitting device 1 and the light-emitting device 2 obtained as described above.
  • These light-emitting devices are sealed with a glass substrate in a nitrogen atmosphere glove box so as not to be exposed to the atmosphere (a sealant is applied around the device, UV-treated at the time of sealing, and heat-treated at 80 ° C. for 1 hour. ), the initial characteristics were measured.
  • the emission spectra of light-emitting device 1 and light-emitting device 2 are shown in FIG. 21, the external quantum efficiency-luminance characteristics are shown in FIG. 22, and the current-voltage characteristics are shown in FIG.
  • Table 2 shows the main characteristics of light-emitting device 1 and light-emitting device 2 near 1000 cd/m 2 .
  • a color luminance meter (BM-5A, manufactured by Topcon Corporation) was used to measure luminance and CIE chromaticity, and a multichannel spectrometer (PMA-11, manufactured by Hamamatsu Photonics) was used to measure the emission spectrum.
  • PMA-11 manufactured by Hamamatsu Photonics
  • FIG. 21 shows that light-emitting device 1 and light-emitting device 2 of one embodiment of the present invention emit light derived from 3,10PCA2Nbf(iv)-02, which is a blue fluorescent dopant.
  • FIG. 22 shows that the light-emitting device 1 and the light-emitting device 2 of one embodiment of the present invention have high external quantum efficiency.
  • FIG. 23 shows that the light-emitting device 1 and the light-emitting device 2 of one embodiment of the present invention can be driven with a sufficiently low driving voltage.
  • FIG. 24 shows the reliability test results of the light-emitting device 1 and the light-emitting device 2.
  • FIG. In the reliability test the change in luminance with respect to the drive time of the device was measured under the condition of a constant current density of 50 mA/cm 2 at room temperature.
  • the vertical axis indicates the normalized luminance (%) when the initial luminance is 100%
  • the horizontal axis indicates the drive time (h) of the device.
  • the light-emitting device 1 and the light-emitting device 2, which are light-emitting devices of one embodiment of the present invention, are long-lasting light-emitting devices.
  • Pn-mDBqPTzn (Structural Formula (100)) and mPn-mDMePyPTzn (Structural Formula (160)) of one embodiment of the present invention are materials with excellent electron-transporting properties, particularly electron-transporting in light-emitting devices. It was found to be suitable as a layer material.
  • FIG. 25 shows the results of a reliability test at 85° C. for light-emitting device 1 and light-emitting device 2. The conditions were the same as those of the reliability test at room temperature (Fig. 24) except that the temperature was set to 85°C.
  • the light-emitting device 1 had a longer life than the light-emitting device 2 in the reliability test at 85°C. That is, it can be said that Pn-mDBqPTzn (structural formula (100)) used in light-emitting device 1 is superior to mPn-mDMePyPTzn (structural formula (160)) used in light-emitting device 2 in high temperature resistance.
  • Pn-mDBqPTzn structural formula (100)
  • general formula (G1) which is the molecular structure of the compound of the present application
  • the molecular weight of R3 is 80 or more to make it more stable. It can be said that a thin film having excellent film quality can be obtained.
  • mPn-mDMePyPTzn used in the light-emitting device 2 has a pyridyl group and a molecular weight of 76 (excluding two methyl groups).
  • Pn-mDBqPTzn used in the light-emitting device 1 has dibenzo[f. h]quinoxaline, and its molecular weight as a substituent is 229. It is considered that these differences caused differences in the stability of the film quality and the high-temperature drive life of the fabricated devices.
  • the glass transition temperature of the compound used in the light-emitting device should be 130°C or higher, preferably 140°C or higher, more preferably 150°C or higher, and even more preferably 160°C or higher.
  • Pn-mDBqPTzn has more condensed rings than mPn-mDMePyPTzn.
  • Another factor is an increase in the molecular weight of condensed rings.
  • Another factor is an increase in the number of nitrogen atoms contained in condensed rings.
  • GD circuit, IR: sub-pixel, M11: transistor, M12: transistor, M13: transistor, M14: transistor, M15: transistor, M16: transistor, M17: transistor, MS: wiring, PS: sub-pixel, REG: resist mask , RES: wiring, SE1: wiring, SE: distance, Si: single crystal, TX: wiring, VG: wiring, VS: wiring, 101: first electrode, 102: second electrode, 103: EL layer, 103a : EL layer, 103b: EL layer, 103B: EL layer, 103G: EL layer, 103R: EL layer, 103PS: Light receiving layer, 104B: Hole injection/transport layer, 104G: Hole injection/transport layer, 104R: Hole injection/transport layer transport layer, 104PS: first transport layer, 105B: light emitting layer, 105G: light emitting layer, 105R: light emitting layer, 105PS: active layer, 106: charge generation layer, 106a: charge generation

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Abstract

新規化合物、その合成方法、および新規化合物を用いた有機デバイスを提供する。 一般式(G1)で表される化合物を提供する。一般式(G1)中、R1、R2、およびR5乃至R7は、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。R3は環を形成する元素に窒素を含む4環以上10環以下の縮合環を表し、R4は置換または無置換の炭素数1乃至60の縮合環、置換又は無置換の分子量が78以上のアリール基、および置換又は無置換の分子量が80以上のヘテロアリール基のいずれかを表す。A1乃至A3のうち、少なくとも一つが窒素を表し、他は置換の炭素を表し、A1乃至A3の置換基はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。

Description

有機化合物、有機デバイス、発光装置および電子機器
 本発明の一態様は、有機化合物、有機デバイス、発光デバイス、発光装置、受発光装置、表示装置、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素子または発光素子ともいう)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、液晶ディスプレイに比べ視認性が高くディスプレイの画素として好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、バックライトが不要であり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、白熱電球またはLEDに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
 このように発光デバイスを用いたディスプレイまたは照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な効率、寿命を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
 有機電界発光デバイス用の長寿命性に優れる電子輸送材料として、特許文献1で開示されたアジン化合物が挙げられる。しかしながら、素子寿命の改善や高温耐性など様々な観点から更なる改良が求められていた。
特開2011−063584号公報
 本発明の一態様は、新規有機化合物を提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、新規有機化合物の合成方法を提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、新規の電子輸送材料を提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、新規有機デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様は、発光効率の良好な発光素子を提供することを目的とする。
 また、本発明の一態様は、ガラス転移温度Tgの高い化合物を提供することを目的とする。
 また、本発明の一態様は、安定性の高い化合物を提供することを目的とする。
 また、本発明の一態様は、耐熱性の高い有機デバイスを提供することを目的とする。
 また、本発明の一態様は、高温駆動において駆動寿命の長い、または、輝度劣化が少ない有機デバイスを提供することを目的とする。
 また、本発明の一態様は、高温駆動において電圧変動の少ない有機デバイスを提供することを目的とする。
 本明細書において、有機デバイス(有機素子ともいう)とは、有機化合物を有する物全般を指す(ヒトを除く)。有機デバイスとしては、発光デバイス(発光素子ともいう)や受光デバイス(受光素子ともいう)などが挙げられる。有機デバイスとしては、例えば、一対の電極の間に有機化合物層(数μm程度またはそれよりも薄い薄膜層)を有する物などを指す。電極を有する物だけでなく、基板上に有機化合物層(蒸着膜や塗布膜などの膜など)を設けた物や、溶媒中に有機化合物を含有させた物など、を有機デバイスと呼ぶ場合もある。また、電極周辺に設けられた層(例えばキャップ層、隔壁、封止層、またはカラーフィルター等)を含んだ物を有機デバイスと呼ぶ場合もある。
 なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、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、これら以外の課題を抽出することが可能である。
 本発明の一態様は、新規のアジン化合物と、当該アジン化合物の作製方法である。または当該アジン化合物を含有する新規の有機デバイスである。
 また、本発明の一態様は、一般式(G1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 また、一般式(G1)中、R、R、およびR乃至Rは、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。Rは環を形成する元素に窒素を含む4環以上10環以下の縮合環を表し、Rは置換または無置換の炭素数1乃至60の縮合環、置換又は無置換の分子量が78以上のアリール基、および置換又は無置換の分子量が80以上のヘテロアリール基のいずれかを表す。A乃至Aのいずれか一は窒素を表し、他は窒素または炭素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれか一と結合する。
 また、本発明の一態様は、一般式(G1)中、Rは一般式(G1−1)を表し、Rは一般式(G1−2)乃至一般式(G1−6)のいずれか一を表す有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 また、一般式(G1−1)中、A11乃至A22のいずれか一は窒素を表し、別の一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A11乃至A22の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他は水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A11乃至A22に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 また、一般式(G1−2)中、A41乃至A48のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A41乃至A48の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A41乃至A48に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−3)中、A51乃至A60のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A51乃至A60の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A51乃至A60に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−4)中、A61乃至A68のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A69は窒素、炭素、硫黄または酸素を表す。A61乃至A68の炭素またはA69の窒素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A61乃至A68に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−5)中、A71乃至A80のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A71乃至A80の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A71乃至A80に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−6)中、A81乃至A92のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A81乃至A92の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A81乃至A92に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、本発明の一態様は、構造式(100)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 また、本発明の一態様は、上記一般式(G1)中、RおよびRは、置換又は無置換のフェニル基である有機化合物である。
 また、本発明の一態様は、上記一般式(G1)で表され、ガラス転移温度が150℃以上である有機化合物である。
 また、本発明の一態様は、上記一般式(G1)中、RおよびRは、分子量が150以上である有機化合物である。
 また、本発明の一態様は、上記有機化合物を含む有機デバイスである。また、本発明の一態様は、上記デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
 また、本発明の一態様は、上記有機化合物を含む電子機器である。また、本発明の一態様は、上記発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器である。
 また、本発明の一態様は、陽極と、発光層と、アジン化合物を有する電子輸送層と、陰極と、キャップ層と、を有し、アジン化合物の屈折率は、キャップ層が有する材料の屈折率および発光層のホスト材料の屈折率より小さい、発光デバイスである。
 また、本発明の一態様は、陽極と、正孔輸送層と、発光層と、アジン化合物を有する電子輸送層と、陰極と、を有し、アジン化合物のガラス転移温度は、正孔輸送層が有する材料のガラス転移温度および発光層のホスト材料のガラス転移温度より大きい、発光装置である。
 また、本発明の一態様は、陽極と、正孔輸送層と、発光層と、アジン化合物を有する電子輸送層と、陰極と、隔壁と、を有し、電子輸送層は隔壁と重なる領域を有し、アジン化合物のガラス転移温度は、正孔輸送層が有する材料のガラス転移温度および発光層のホスト材料のガラス転移温度より大きい、発光装置である。
 なお、これらの解決手段は、他の解決手段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、これらの解決手段の全てを有する必要はない。なお、これら以外の解決手段は、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、これら以外の解決手段を抽出することが可能である。
 本発明の一態様では、新規有機化合物を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、新規キャリア輸送用材料を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、新規ホスト材料を提供することができる。または、本発明の一態様では、ガラス転移温度の高い化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、安定性の高い化合物を提供することができる。または、本発明の一態様では、新規有機デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様では、発光効率の高い有機デバイスを作製することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい有機デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い有機デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様では、新規有機化合物を用いた薄膜(有機化合物層ともいう)を提供することができる。
 または、本発明の他の一態様では、発光効率の高い、発光装置、電子機器、および表示装置を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、消費電力の小さい、発光装置、電子機器、および表示装置を提供することができる。または、本発明の他の一態様では、信頼性の高い、発光装置、電子機器、および表示装置を提供することができる。
 なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図1A乃至図1Eは、実施の形態に係る発光デバイスの構成を説明する図である。
図2A乃至図2Dは、実施の形態に係る発光装置を説明する図である。
図3A乃至図3Cは、実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。
図4A乃至図4Cは、実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。
図5A乃至図5Cは、実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。
図6A乃至図6Dは、実施の形態に係る発光装置の製造方法を説明する図である。
図7A乃至図7Eは、実施の形態に係る発光装置を説明する図である。
図8A乃至図8Fは、実施の形態に係る装置および画素配置を説明する図である。
図9A乃至図9Cは、実施の形態に係る画素回路を説明する図である。
図10は、実施の形態に係る発光装置を説明する図である。
図11A乃至図11Eは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図12A乃至図12Eは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図13Aおよび図13Bは、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図14Aおよび図14Bは、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図15は、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図16A乃至図16Cは実施の形態に係る発光デバイスおよび受光デバイスを説明する図である。
図17Aおよび図17Bは実施の形態に係る発光デバイスおよび受光デバイスを説明する図である。
図18Aおよび図18BはPn−mDBqPTznのH−NMRスペクトルである。
図19はPn−mDBqPTznのジクロロメタン溶液における吸収スペクトルと発光スペクトルである。
図20はPn−mDBqPTznの薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルである。
図21は発光デバイス1および発光デバイス2の発光スペクトルである。
図22は発光デバイス1および発光デバイス2の外部量子効率−輝度特性である。
図23は発光デバイス1および発光デバイス2の電流−電圧特性である。
図24は、室温において、発光デバイス1および発光デバイス2の駆動時間に対する輝度の変化を表す図である。
図25は、85℃において、発光デバイス1および発光デバイス2の駆動時間に対する輝度変化を表す図である。
 以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
 本実施の形態では、本発明の一態様の有機化合物(本願化合物ともいう)について説明する。本発明の一態様の化合物は、アジン骨格を有する有機化合物(アジン化合物ともいう)である。アジン骨格とは、ベンゼン環の一つ以上の炭素が窒素に置換した骨格を指し、一例としてピリジン骨格、ピラジン骨格、ピリミジン骨格、ピリダジン骨格、またはトリアジン骨格などが上げられる。アジン骨格を有する化合物は、例えば、下記一般式(G1)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 また、一般式(G1)中、R乃至Rは、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。
 また、RまたはRの一方は、環を形成する元素に窒素を含む4環以上10環以下の縮合環を表すことが好ましい。また、RまたはRの他方は置換または無置換の炭素数1乃至60の縮合環、置換又は無置換の分子量が78以上のアリール基、および分子量が80以上のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。
 RまたはRが縮合環を有することで、キャリア輸送性を向上させることができる。特に3環以上、好ましくは4環以上の縮合環を有することで更にキャリア輸送性を向上させることができる。また、フェナントレン、トリフェニレン、又はジベンゾキノキサリンなどのようなヘリセン構造を有する縮合環(曲がった縮合環)を用いることで、バンドギャップを広くすることができ、また、T1準位およびS1準位を高くすることができる。
 また、A乃至Aのいずれか一は窒素を表し、他は窒素または炭素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれか一と結合することが好ましい。
 また、RおよびRは、それぞれ独立に、分子量が70以上のアリール基または分子量が70以上のヘテロアリール基を含むことが好ましい。また、RおよびRは、それぞれ独立に、分子量が150以上のアリール基または分子量が150以上のヘテロアリール基を含むことが好ましい。
 化合物および置換基の分子量を大きくすることで、化合物の耐性(例えば耐熱性)を向上させ、また、アモルファス性を向上させることができる。すなわち、ガラス転移温度Tgを高くすることが可能となる。また、分子量を大きくすることで、溶媒に対する化合物の溶解度を小さくすることができ、再結晶などの精製工程により収率を向上させることができる。なお、分子量が大きすぎると昇華しにくくなるため、R乃至Rの分子量は、それぞれ1000以下、より好ましくは500以下であることが好ましい。具体的には、R乃至Rの分子量は、それぞれ70以上1000以下、より好ましくは70以上500以下であることが好ましい。
 また、置換基が縮合環を有すること、または、分子量を大きくすることで、化合物の耐性(例えば安定性)を向上させることができる。そのため、RまたはRとしては、フェニル基よりもナフチル基等の縮合環を適用すること、およびフェニル基よりも分子量の大きい置換基を用いることが好ましい。
 なお、本明細書において、分子量および原子量は、簡単のため小数点第1位を四捨五入して表記することとする。例えば、置換基Rがフェニル基である場合、Rの分子量はC=77とする。また、ナフチル基の場合、その分子量はC10=127とする。他の置換基も同様である。
 また、一般式(G1)において、RまたはRの一方は、一般式(G1−1)を表し、RまたはRの他方は、一般式(G1−2)乃至一般式(G1−6)のいずれか一を表すことが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 また、一般式(G1−1)中、A11乃至A22のいずれか一は窒素を表し、別の一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A11乃至A22の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他は水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合することが好ましい。または、A11乃至A22に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。環を形成しているとは、例えば、A12とA13とを含むベンゼン環が一つ以上増えた構造が含まれ、その場合一般式(G1−1)は6員環を5個以上含むことになる。このようにベンゼン環を形成する場合、A11乃至A22に結合する置換基として、置換又は無置換のビニル基を含むことが好ましい。後述する一般式(G1−2)乃至一般式(G1−6)も同様である。なお、環を形成している構造は、単に、A11乃至A22のうち2つを含む環をさらに有している構造、ということもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 また、一般式(G1−2)中、A41乃至A48のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A41乃至A48の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合することが好ましい。または、A41乃至A48に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、一般式(G1−3)中、A51乃至A60のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A51乃至A60の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合することが好ましい。または、A51乃至A60に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、一般式(G1−4)中、A61乃至A68のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A69は窒素、炭素、硫黄または酸素を表すことが好ましい。A61乃至A68の炭素またはA69の窒素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。または、A61乃至A68に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、一般式(G1−5)中、A71乃至A80のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A71乃至A80の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。または、A71乃至A80に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、一般式(G1−6)中、A81乃至A92のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表すことが好ましい。A81乃至A92の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。または、A81乃至A92に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。
 また、本発明の一態様の有機化合物は、下記一般式(G2)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 一般式(G2)において、R乃至R、A乃至Aは、上記構成を援用することができる。
 また、R乃至R17は、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。また、R乃至R17のうち、隣り合う基が互いに結合し環を形成していても良い。
 また、本発明の一態様の有機化合物は、下記一般式(G3)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 一般式(G3)において、R乃至R、A乃至Aは、上記構成を援用することができる。
 また、R18乃至R21は、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。また、R18乃至R21のうち、隣り合う基が互いに結合し環を形成していても良い。また、mは、1または2を表す。また、Rの結合位置は、メタ位、パラ位、およびオルト位のいずれでも良いが、メタ位であると昇華温度を低くすることができ、また、パラ位にするとTgを高めることができる。
 また、本発明の一態様の有機化合物は、下記一般式(G4)で表される有機化合物である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 一般式(G4)において、R乃至R、A乃至Aは、上記構成を援用することができる。
 また、R18乃至R25は、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、置換または無置換の炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表すことが好ましい。また、R18乃至R25のうち、隣り合う基が互いに結合し環を形成していても良い。また、mは、1または2を表す。また、nは、1または2を表す。また、RおよびRの結合位置は、メタ位、パラ位、およびオルト位のいずれでも良いが、メタ位であると昇華温度を低くすることができ、また、パラ位にするとTgを高めることができる。
 また、本発明の一態様の化合物のガラス転移温度Tgは、100℃以上であることが好ましい。また、本発明の一態様の化合物のガラス転移温度Tgは、120℃以上、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、さらに好ましくは150℃以上、特に160℃以上であるとより望ましい。
 また、本発明の一態様の化合物は、溶解度が0%以上5%未満であると好ましい。本明細書において、溶解度(重量%)は、次のように評価する。ガラス容器に溶質A(g)、溶媒B(g)を投入し、目視にて析出物が観察されなかった場合、溶解度は(A/(A+B)×100)%以上であり、析出物が確認された場合、溶解度は(A/(A+B)×100)%未満であると判定する。
 なお、上記一般式(G1)乃至(G4)におけるA乃至A92またはR乃至R25について、上記構成(置換基構造および分子量など)を組み合わせて適用してもよい。例えば、「R及びRが共に3環以上の縮合環を有し、且つ、Rが窒素を含有する」構成と、「A乃至Aは全て窒素であり、且つ、R及びRの分子量が70以上である」構成とを組み合わせると良い。この例に限らず、複数の構成を適宜組み合わせることで、相乗的な効果、例えばガラス転移温度Tgの向上、安定性の向上、および薄膜状態での膜質の安定性の向上などが得られる。
 上記一般式(G1)乃至(G4)において、炭素数1乃至10のアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、sec−ペンチル基、tert−ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基、sec−ヘキシル基、tert−ヘキシル基、ネオヘキシル基、3−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、2−エチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基等が挙げられる。
 また、上記一般式(G1)乃至(G4)において、置換又は無置換の炭素数6~60のアリール基および置換又は無置換の炭素数2乃至50のヘテロアリール基の具体例としては、置換又は無置換の、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、フルオレニル基、スピロビフルオレニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、フルオランテニル基、ピレニル基、クリセニル基、トリフェニレニル基、ペリレニル基、インデニル基、ベンゾインデニル基、ピロリル基、インドリル基、カルバゾリル基、フラニル基、ベンゾフラニル基、ジベンゾフラニル基、チオフェニル基、ベンゾチオフェニル基、ジベンゾチオフェニル基、イミダゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、トリアゾリル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、ピラゾリル基、ピリジル基、ピリミジル基、ピリダジル基、トリアジニル基、キノリニル基、インドロカルバゾリル基、ベンゾカルバゾリル基、キノキサリニル基、又はジベンゾキノキサリニル基等が挙げられる。なお、結合位置は、可能であればいずれでもよい。より具体的には、(R−1)乃至(R−112)で表される置換基であることが好ましい。(R−1)乃至(R−112)で表される置換基は、更に置換基を有していても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 本発明の一態様である化合物を発光デバイスに用いる場合、薄膜(有機化合物層ともいう)とすることが好ましい。本発明の一態様である有機化合物を有する薄膜は、発光デバイスにおいて電荷調整層、電荷発生層、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、またはキャップ層に好適に用いることが可能である。また、本発明の一態様に係る有機化合物は、非発光デバイスに用いることもできる。非発光デバイスとして、例えば受光デバイス等のデバイスが挙げられる。
 なお、本発明の一態様である有機化合物を発光デバイス又は受光デバイスに用いる場合の詳細の構成は、後述する実施の形態2等にて詳細に説明する。
 次に、上記一般式(G1)乃至(G4)で表される構造を有する、本発明の一態様である有機化合物、および発光デバイスに用いることができる有機化合物の具体的な例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 本発明の一態様の化合物の合成方法としては種々の反応を適用することができる。例えば、以下に示す合成反応を行うことによって、一般式(G1)で表される本発明の一態様の化合物を合成することができる。なお、本発明の一態様である化合物の合成方法は、以下の合成方法に限定されない。
≪一般式(G1)で表される化合物の合成方法≫
 本実施の形態では、下記一般式(G1)で表される有機化合物の合成方法について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 一般式(G1)において、A乃至AまたはR乃至Rは、上述した元素または置換基を適用することができる。
 一般式(G1)で表される有機化合物は、下記合成スキーム(a−1)乃至(a−5)のように合成することができる。
 まず、反応式(a−1)に従って、アジン骨格を有する化合物1と、Rを有する化合物2と、をカップリングすることにより、化合物3を得ることが出来る。次に、反応式(a−2)に従って、化合物3と、Rを有する化合物4と、をカップリングすることにより、化合物5を得ることができる。次いで、反応式(a−3)に従って、化合物5と、化合物6と、をカップリングすることにより、化合物7を得ることができる。次に、反応式(a−4)に従って、化合物7と、Rを有する化合物8と、をカップリングすることにより、化合物9を得ることができる。次いで、反応式(a−5)に従って、化合物9と、Rを有する化合物10と、をカップリングすることにより、一般式(G1)で表される化合物を得ることが出来る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 合成スキーム(a−1)乃至(a−5)において、A乃至AまたはR乃至Rは、上述した元素または置換基を適用することができる。
 また、合成スキーム(a−1)乃至(a−5)において、X乃至Xはハロゲン基(例えば塩素を含む)を表す。また、B乃至Bはボロン酸を表す。ただし、これらに限定されず、X乃至XおよびB乃至Bはそれぞれ独立に、塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート基、有機ホウ素基、ボロン酸、有機アルミニウム、有機ジルコニウム、有機亜鉛、有機スズ基等としても良い。なお、一般式(G1)において、RとRを異なる置換基構造とする場合は、XとXは、一方が塩素でもう一方が臭素またはヨウ素であることが好ましい。XとXの、一方を塩素、もう一方を臭素またはヨウ素とすることで、臭素またはヨウ素であるほうのカップリング反応が優先的に進むため、一般式(G1)を高収率、かつ高純度で得ることが可能になる。また、一般式(G1)において、RとRが同じ置換基構造である場合は、XとXは、同じハロゲンであること、又はそれぞれ独立に臭素またはヨウ素であることが好ましく、この場合は化合物8を化合物7に対して2等量反応させることで化合物7から1段階で一般式(G1)を得ることができる。
 合成スキーム(a−1)乃至(a−5)は、例えば鈴木・宮浦カップリング反応によって行うことができる。その場合、パラジウム触媒としては、酢酸パラジウム(II)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロライド等が挙げられる。また、またパラジウム触媒の配位子としては、トリ(オルト−トリル)ホスフィン、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン等が挙げられる。
 また、合成スキーム(a−1)乃至(a−5)の反応で用いることができる塩基としては、ナトリウム−tert−ブトキシド等の有機塩基、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、リン酸カリウム、酢酸カリウム等の無機塩基等が挙げられる。
 また、合成スキーム(a−1)乃至(a−5)の反応で用いることができる溶媒としては、トルエンと水の混合溶媒、トルエンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、キシレンと水の混合溶媒、キシレンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ベンゼンと水の混合溶媒、ベンゼンとエタノール等のアルコールと水の混合溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒などが挙げられる。なお、トルエンと水、又はトルエンとエタノールと水の混合溶媒、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類と水の混合溶媒がより好ましい。
 ただし、パラジウム触媒、配位子、塩基および溶媒は、上記以外を用いても良い。
 また、R乃至Rは、重水素であっても良い。また、A乃至Aが有する置換基、または、R乃至Rが有する置換基は、重水素であっても良い。その場合、化合物1、化合物2、化合物4、化合物6、化合物8または化合物10を重水素化した化合物を用いてカップリング反応を行えばよい。重水素化を行う反応において、用いることができる溶媒としては、ベンゼン−d6、トルエン−d8、キシレン−d10、重水等が挙げられる。また、用いることができる触媒としては塩化モリブデン(V)、塩化タングステン(VI)、塩化ニオブ(V)、塩化タンタル(V)、塩化アルミニウム(III)、塩化チタン(IV)、塩化スズ(IV)等が挙げられる。ただし、溶媒および触媒はこれらに限られるものでは無い。
 例えば、一般式(G1)において、Rがアリール基であって、R乃至Rが水素である化合物を製造する場合、Xがハロゲン(例えば塩素を含む)でありX乃至X10が水素である化合物11と、化合物12とをカップリングすれば良い。同様に、R及びRがアリール基であって、R乃至Rが水素である化合物を製造する場合、X及びXがハロゲンでありX乃至X10が水素である化合物11と、化合物12および化合物13とを順にカップリングすればよい。なお、化合物11は、合成法1の反応式(a−1)乃至(a−3)を用い、化合物7と同様に合成することができる。
 X乃至X10、およびB乃至B10は、それぞれ独立に、水素、塩素、臭素、ヨウ素、トリフラート基、有機ホウ素基、ボロン酸、有機アルミニウム、有機ジルコニウム、有機亜鉛、有機スズ基等を指す。
 また、カップリング反応に用いる条件(パラジウム触媒および溶媒等)は、反応式(a−1)乃至(a−5)で示した方法を用いることができる。
 なお、一般式(G2)または一般式(G3)で表される化合物ついても、同様の合成法によって合成することができる。
 上記合成法を用いて製造した構造式(100)乃至(450)で表される化合物のうちのいくつかを、実施例として後述する。もちろん実施例としては説明を割愛した化合物についても、上記置換基(R−1)乃至(R−112)を、反応式(a−1)乃至(a−5)のR乃至R、または(b−1)のR乃至Rに適宜カップリングすることで製造することができる。
 なお、上記の合成方法は一例であり、他の合成方法を用いて本願化合物を製造することも可能である。
(実施の形態2)
 本実施の形態では、実施の形態1で示した有機化合物を用いた発光デバイスの構成について、図1A乃至図1Eを用いて説明する。
≪発光デバイスの基本的な構造≫
 発光デバイスの基本的な構造について説明する。図1Aには、一対の電極間に発光層を含むEL層を有する発光デバイスを示す。具体的には、第1の電極101と第2の電極102との間にEL層103が挟まれた構造を有する。
 また、図1Bには、一対の電極間に複数(図1Bでは、2層)のEL層(103a、103b)を有し、EL層の間に電荷発生層106を有する積層構造(タンデム構造)の発光デバイスを示す。タンデム構造の発光デバイスは、電流量を変えることなく高効率な発光装置を実現することができる。
 電荷発生層106は、第1の電極101と第2の電極102の間に電位差を生じさせたときに、一方のEL層(103aまたは103b)に電子を注入し、他方のEL層(103bまたは103a)に正孔を注入する機能を有する。従って、図1Bにおいて、第1の電極101に、第2の電極102よりも電位が高くなるように電圧を印加すると、電荷発生層106からEL層103aに電子が注入され、EL層103bに正孔が注入されることとなる。
 なお、電荷発生層106は、光の取り出し効率の点から、可視光に対して透光性を有する(具体的には、電荷発生層106に対する可視光の透過率が、40%以上)ことが好ましい。また、電荷発生層106は、第1の電極101および第2の電極102よりも低い導電率であっても機能する。また、電荷発生層の電子が注入される層に本願の化合物を用いることもできる。その場合、Li金属または酸化リチウムなどのLi化合物と、本願の化合物の混合層または積層構造を用いることが好ましい。
 また、図1Cには、本発明の一態様である発光デバイスのEL層103の積層構造を示す。但し、この場合、第1の電極101は陽極として、第2の電極102は陰極として機能するものとする。EL層103は、第1の電極101上に、正孔(ホール)注入層111、正孔(ホール)輸送層112、発光層113、電子輸送層114、電子注入層115が順次積層された構造を有する。なお、発光層113は、発光色の異なる発光層を複数積層した構成であっても良い。例えば、赤色を発光する発光物質を含む発光層と、緑色を発光する発光物質を含む発光層と、青色を発光する発光物質を含む発光層とが積層、またはキャリア輸送性材料を有する層を介して積層された構造であっても良い。または、黄色を発光する発光物質を含む発光層と、青色を発光する発光物質を含む発光層との組み合わせであっても良い。ただし、発光層113の積層構造は上記に限定されない。例えば、発光層113は、発光色の同じ発光層を複数積層した構成であっても良い。例えば、青色を発光する発光物質を含む第1の発光層と、青色を発光する発光物質を含む第2の発光層とが積層、またはキャリア輸送性材料を有する層を介して積層された構造であっても良い。発光色の同じ発光層を複数積層した構成の場合、単層の構成よりも信頼性を高めることができる場合がある。また、図1Bに示すタンデム構造のように複数のEL層を有する場合であっても、各EL層が、陽極側から上記のように順次積層される構造とする。また、第1の電極101が陰極で、第2の電極102が陽極の場合は、EL層103の積層順は逆になる。具体的には、陰極である第1の電極101上の111が、電子注入層、112が電子輸送層、113が発光層、114が正孔(ホール)輸送層、115が正孔(ホール)注入層、という構成を有する。
 EL層(103、103a、103b)に含まれる発光層113は、それぞれ発光物質、および複数の物質を適宜組み合わせて有しており、所望の発光色を呈する蛍光発光、または燐光発光が得られる構成とすることができる。また、発光層113を発光色の異なる積層構造としてもよい。なお、この場合、積層された各発光層に用いる発光物質およびその他の物質は、それぞれ異なる材料を用いればよい。また、図1Bに示す複数のEL層(103a、103b)から、それぞれ異なる発光色が得られる構成としても良い。この場合も各発光層に用いる発光物質およびその他の物質を異なる材料とすればよい。
 また、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、例えば、図1Cに示す第1の電極101を反射電極とし、第2の電極102を半透過・半反射電極とし、微小光共振器(マイクロキャビティ)構造とすることにより、EL層103に含まれる発光層113から得られる発光を両電極間で共振させ、第2の電極102から射出される発光を強めることができる。
 なお、発光デバイスの第1の電極101が、反射性を有する導電性材料と透光性を有する導電性材料(透明導電膜)との積層構造からなる反射電極である場合、透明導電膜の膜厚を制御することにより光学調整を行うことができる。具体的には、発光層113から得られる光の波長λに対して、第1の電極101と、第2の電極102との電極間の光学距離(膜厚と屈折率の積)がmλ/2(ただし、mは1以上の整数)またはその近傍となるように調整することが好ましい。
 また、発光層113から得られる所望の光(波長:λ)を増幅させるために、第1の電極101から発光層113の所望の光が得られる領域(発光領域)までの光学距離と、第2の電極102から発光層113の所望の光が得られる領域(発光領域)までの光学距離と、をそれぞれ(2m’+1)λ/4(ただし、m’は1以上の整数)またはその近傍となるように調節するのが好ましい。なお、ここでいう発光領域とは、発光層113における正孔(ホール)と電子との再結合領域を示す。
 このような光学調整を行うことにより、発光層113から得られる特定の単色光のスペクトルを狭線化させ、色純度の良い発光を得ることができる。
 但し、上記の場合、第1の電極101と第2の電極102との光学距離は、厳密には第1の電極101における反射領域から第2の電極102における反射領域までの総厚ということができる。しかし、第1の電極101および第2の電極102における反射領域を厳密に決定することは困難であるため、第1の電極101と第2の電極102の任意の位置を反射領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。また、第1の電極101と、所望の光が得られる発光層との光学距離は、厳密には第1の電極101における反射領域と、所望の光が得られる発光層における発光領域との光学距離であるということができる。しかし、第1の電極101における反射領域、および所望の光が得られる発光層における発光領域を厳密に決定することは困難であるため、第1の電極101の任意の位置を反射領域、所望の光が得られる発光層の任意の位置を発光領域と仮定することで充分に上述の効果を得ることができるものとする。
 図1Dに示す発光デバイスは、タンデム構造を有する発光デバイスであり、マイクロキャビティ構造を有するため、各EL層(103a、103b)からの異なる波長の光(単色光)を取り出すことができる。従って、異なる発光色を得るための塗り分け(例えば、RGB)が不要となる。従って、高精細化を実現することが容易である。また、着色層(カラーフィルタ)との組み合わせも可能である。さらに、特定波長の正面方向の発光強度を強めることが可能となるため、低消費電力化を図ることができる。
 図1Eに示す発光デバイスは、図1Bに示したタンデム構造の発光デバイスの一例であり、図に示すように、3つのEL層(103a、103b、103c)が電荷発生層(106a、106b)を挟んで積層される構造を有する。なお、3つのEL層(103a、103b、103c)は、それぞれに発光層(113a、113b、113c)を有しており、各発光層の発光色は、自由に組み合わせることができる。例えば、発光層113aを青色、発光層113bを赤色、緑色、または黄色のいずれか、発光層113cを青色とすることができるが、発光層113aを赤色、発光層113bを青色、緑色、または黄色のいずれか、発光層113cを赤色とすることもできる。また、発光層113a、発光層113b、発光層113cは蛍光発光層でもよく、また燐光発光層でもよい。また、発光層113a、発光層113b、発光層113cはそれぞれ独立に1層の発光層でもよく、2層以上の積層発光層でもよい。例えば、発光層113a、発光層113b、発光層113cが、2層以上の積層発光層の場合は、発光層113aが青色、発光層113bが赤色、黄色、緑色の3層積層、発光層113cが青色としてもよい。例えば、発光層113a、発光層113b、発光層113cが、2層以上の積層発光層の場合は、発光層113aが青色、発光層113bが赤色、黄色の2層積層、発光層113cが青色としてもよい。例えば、発光層113a、発光層113b、発光層113cが、2層以上の積層発光層の場合は、発光層113aが青色、発光層113bが赤色、黄色、黄色、緑色の4層積層、発光層113cが青色としてもよい。この様に発光層を積層して異なる色を積層することで、演色性の良い発光を得ることが可能となる。本願化合物を、複数のEL層に用いることは効果的である。
 なお、上述した本発明の一態様である発光デバイスにおいて、第1の電極101と第2の電極102の少なくとも一方は、透光性を有する電極(透明電極、半透過・半反射電極など)とする。透光性を有する電極が透明電極の場合、透明電極の可視光の透過率は、40%以上とする。また、半透過・半反射電極の場合、半透過・半反射電極の可視光の反射率は、20%以上80%以下、好ましくは40%以上70%以下とする。また、これらの電極は、抵抗率が1×10−2Ωcm以下とするのが好ましい。
 また、上述した本発明の一態様である発光デバイスにおいて、第1の電極101と第2の電極102の一方が、反射性を有する電極(反射電極)である場合、反射性を有する電極の可視光の反射率は、40%以上100%以下、好ましくは70%以上100%以下とする。また、この電極は、抵抗率が1×10−2Ωcm以下とするのが好ましい。
 なお、図1では、タンデム構造を有する発光デバイスについて説明したが、本願の一態様の化合物は、塗分けを行わない単色タンデム発光デバイスに用いることも、塗り分け構造の発光デバイスに用いることもでき、単色タンデム発光デバイスはカラーフィルターまたは色変換層と組み合せた構造とすることで、フルカラーのディプレイに用いることも可能となる。
≪発光デバイスの具体的な構造≫
 次に、本発明の一態様である発光デバイスの具体的な構造について説明する。また、ここでは、タンデム構造を有する図1Dを用いて説明する。なお、図1Aおよび図1Cに示すシングル構造の発光デバイスについてもEL層の構成については同様とする。また、図1Dに示す発光デバイスがマイクロキャビティ構造を有する場合は、第1の電極101を反射電極として形成し、第2の電極102を半透過・半反射電極として形成する。従って、所望の電極材料を単数または複数用い、単層または積層して形成することができる。なお、第2の電極102は、EL層103bを形成した後、適宜材料を選択して形成する。
<第1の電極および第2の電極>
 第1の電極101および第2の電極102を形成する材料としては、上述した両電極の機能が満たせるのであれば、以下に示す材料を適宜組み合わせて用いることができる。例えば、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適宜用いることができる。具体的には、In−Sn酸化物(ITOともいう)、In−Si−Sn酸化物(ITSOともいう)、In−Zn酸化物、In−W−Zn酸化物が挙げられる。その他、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、スズ(Sn)、モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、銀(Ag)、イットリウム(Y)、ネオジム(Nd)などの金属、およびこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。その他、上記例示のない元素周期表の第1族または第2族に属する元素(例えば、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr))、ユウロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)などの希土類金属およびこれらを適宜組み合わせて含む合金、その他グラフェン等を用いることができる。
 図1Dに示す発光デバイスにおいて、第1の電極101が陽極である場合、第1の電極101上にEL層103aの正孔注入層111aおよび正孔輸送層112aが真空蒸着法により順次積層形成される。EL層103aおよび電荷発生層106が形成された後、電荷発生層106上にEL層103bの正孔注入層111bおよび正孔輸送層112bが同様に順次積層形成される。
<正孔注入層>
 正孔注入層(111、111a、111b)は、陽極である第1の電極101および電荷発生層(106、106a、106b)からEL層(103、103a、103b)に正孔(ホール)を注入する層であり、有機アクセプタ材料および正孔注入性の高い材料を含む層である。
 有機アクセプタ材料は、そのLUMO準位(最低空軌道:Lowest Unoccupied Molecular Orbital)の値とHOMO準位の値が近い他の有機化合物との間で電荷分離させることにより、当該有機化合物に正孔(ホール)を発生させることができる材料である。従って、有機アクセプタ材料としては、キノジメタン誘導体、クロラニル誘導体、およびヘキサアザトリフェニレン誘導体などの電子吸引基(ハロゲン基またはシアノ基)を有する化合物を用いることができる。例えば、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、3,6−ジフルオロ−2,5,7,7,8,8−ヘキサシアノキノジメタン、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用いることができる。なお、有機アクセプタ材料の中でも特に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は、アクセプタ性が高く、熱に対して膜質が安定であるため好適である。その他にも、電子吸引基(特にフルオロ基のようなハロゲン基またはシアノ基)を有する[3]ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[4−シアノ−2,3,5,6−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,6−ジクロロ−3,5−ジフルオロ−4−(トリフルオロメチル)ベンゼンアセトニトリル]、α,α’,α’’−1,2,3−シクロプロパントリイリデントリス[2,3,4,5,6−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル]などを用いることができる。
 また、正孔注入性の高い材料としては、元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物(モリブデン酸化物、バナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等の遷移金属酸化物等)を用いることができる。具体的には、酸化モリブデン、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムが挙げられる。上記の中でも、酸化モリブデンは大気中で安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。この他、フタロシアニン(略称:HPc)または銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物、等を用いることができる。
 また、上記材料に加えて低分子化合物である、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、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)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等の芳香族アミン化合物、等を用いることができる。
 また、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)である、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等を用いることができる。または、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(略称:PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリスチレンスルホン酸(略称:PAni/PSS)等の酸を添加した高分子系化合物、等を用いることもできる。
 また、正孔注入性の高い材料としては、正孔輸送性材料と、上述した有機アクセプタ材料(電子受容性材料)を含む混合材料を用いることもできる。この場合、有機アクセプタ材料により正孔輸送性材料から電子が引き抜かれて正孔注入層111で正孔が発生し、正孔輸送層112を介して発光層113に正孔が注入される。なお、正孔注入層111は、正孔輸送性材料と有機アクセプタ材料(電子受容性材料)を含む混合材料からなる単層で形成しても良いが、正孔輸送性材料と有機アクセプタ材料(電子受容性材料)とをそれぞれ別の層で積層して形成しても良い。
 なお、正孔輸送性材料としては、電界強度[V/cm]の平方根が600における正孔移動度が、1×10−6cm/Vs以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。
 また、正孔輸送性材料としては、π電子過剰型複素芳香環を有する化合物(例えばカルバゾール誘導体、フラン誘導体、またはチオフェン誘導体)、および芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する有機化合物)等の正孔輸送性の高い材料が好ましい。実施の形態1の化合物は正孔輸送性を有するため、正孔輸送性材料として用いることもできる。
 なお、上記カルバゾール誘導体(カルバゾール環を有する有機化合物)としては、ビカルバゾール誘導体(例えば、3,3’−ビカルバゾール誘導体)、カルバゾリル基を有する芳香族アミン等が挙げられる。
 また、上記ビカルバゾール誘導体(例えば、3,3’−ビカルバゾール誘導体)としては、具体的には、3,3’−ビス(9−フェニル−9H−カルバゾール)(略称:PCCP)、9,9’−ビス(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(ビフェニル−3−イル)−3,3’−ビ−9H−カルバゾール(略称:BismBPCz)、9−(ビフェニル−3−イル)−9’−(ビフェニル−4−イル)−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:mBPCCBP)、9−(2−ナフチル)−9’−フェニル−9H,9’H−3,3’−ビカルバゾール(略称:βNCCP)などが挙げられる。
 また、上記カルバゾリル基を有する芳香族アミンとしては、具体的には、4−フェニル−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBA1BP)、N−(4−ビフェニル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9−フェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCBiF)、N−(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−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−ビス(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミン(略称:PCBFF)、N−(ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−4−アミン、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−4−アミン、N−(ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジフェニル−9H−フルオレン−2−アミン、N−(ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9−ジフェニル−9H−フルオレン−4−アミン、N−(ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9’−スピロビ(9H−フルオレン)−2−アミン、N−(ビフェニル−4−イル)−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−9,9’−スピロビ(9H−フルオレン)−4−アミン、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−(1,1’:3’,1’’−ターフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−(1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−(1,1’:3’,1’’−ターフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−4−アミン、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−(1,1’:4’,1’’−ターフェニル−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−4−アミン、4,4’−ジフェニル−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBBi1BP)、4−(1−ナフチル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBANB)、4,4’−ジ(1−ナフチル)−4’’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBNBB)、4−フェニルジフェニル−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)アミン(略称:PCA1BP)、N,N’−ビス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N,N’−ジフェニルベンゼン−1,3−ジアミン(略称:PCA2B)、N,N’,N’’−トリフェニル−N,N’,N’’−トリス(9−フェニルカルバゾール−3−イル)ベンゼン−1,3,5−トリアミン(略称:PCA3B)、9,9−ジメチル−N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]フルオレン−2−アミン(略称:PCBAF)、N−フェニル−N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−アミン(略称:PCBASF)、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)、3−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA1)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzDPA2)、3,6−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−(1−ナフチル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzTPN2)、2−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:PCASF)、N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−(4−フェニル)フェニルアニリン(略称:YGA1BP)、N,N’−ビス[4−(カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニル−9,9−ジメチルフルオレン−2,7−ジアミン(略称:YGA2F)、4,4’,4’’−トリス(カルバゾール−9−イル)トリフェニルアミン(略称:TCTA)などが挙げられる。
 なお、カルバゾール誘導体としては、上記に加えて、3−[4−(9−フェナントリル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPPn)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、1,3−ビス(N−カルバゾリル)ベンゼン(略称:mCP)、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、3,6−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)−9−フェニルカルバゾール(略称:CzTP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)等が挙げられる。
 また、上記フラン誘導体(フラン環を有する有機化合物)としては、具体的には、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾフラン)(略称:DBF3P−II)、4−{3−[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]フェニル}ジベンゾフラン(略称:mmDBFFLBi−II)等が挙げられる。
 また、上記チオフェン誘導体(チオフェン環を有する有機化合物)としては、具体的には、4,4’,4’’−(ベンゼン−1,3,5−トリイル)トリ(ジベンゾチオフェン)(略称:DBT3P−II)、2,8−ジフェニル−4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−III)、4−[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]−6−フェニルジベンゾチオフェン(略称:DBTFLP−IV)などが挙げられる。
 また、上記芳香族アミンとしては、具体的には、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:NPBまたはα−NPD)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−ビフェニル−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)、4−フェニル−4’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:BPAFLP)、4−フェニル−3’−(9−フェニルフルオレン−9−イル)トリフェニルアミン(略称:mBPAFLP)、N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−N−{9,9−ジメチル−2−[N’−フェニル−N’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ]−9H−フルオレン−7−イル}フェニルアミン(略称:DFLADFL)、N−(9,9−ジメチル−2−ジフェニルアミノ−9H−フルオレン−7−イル)ジフェニルアミン(略称:DPNF)、2−[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPASF)、2,7−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]−スピロ−9,9’−ビフルオレン(略称:DPA2SF)、4,4’,4’’−トリス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:1’−TNATA)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:m−MTDATA)、N,N’−ジ(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、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)、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(ビフェニル−4−イル)アミン(略称:YGTBi1BP−02)、4−[4’−(カルバゾール−9−イル)ビフェニル−4−イル]−4’−(2−ナフチル)−4’’−フェニルトリフェニルアミン(略称:YGTBiβNB)、N−[4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル]−N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:PCBNBSF)、N,N−ビス(ビフェニル−4−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−アミン(略称:BBASF)、N,N−ビス(ビフェニル−4−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−4−アミン(略称:BBASF(4))、N−(ビフェニル−2−イル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−4−アミン(略称:oFBiSF)、N−(4−ビフェニル)−N−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)ジベンゾフラン−4−アミン(略称:FrBiF)、N−[4−(1−ナフチル)フェニル]−N−[3−(6−フェニルジベンゾフラン−4−イル)フェニル]−1−ナフチルアミン(略称:mPDBfBNBN)、4−フェニル−4’−[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)、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、等が挙げられる。
 その他にも、正孔輸送性材料として、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)である、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(略称:PVK)、ポリ(4−ビニルトリフェニルアミン)(略称:PVTPA)、ポリ[N−(4−{N’−[4−(4−ジフェニルアミノ)フェニル]フェニル−N’−フェニルアミノ}フェニル)メタクリルアミド](略称:PTPDMA)、ポリ[N,N’−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N’−ビス(フェニル)ベンジジン](略称:Poly−TPD)等を用いることができる。または、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸(略称:PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ポリスチレンスルホン酸(略称:PAni/PSS)等の酸を添加した高分子系化合物、等を用いることもできる。
 但し、正孔輸送性材料は、上記に限られることなく公知の様々な材料を1種または複数種組み合わせて正孔輸送性材料として用いてもよい。
 なお、正孔注入層(111、111a、111b)は、公知の様々な成膜方法を用いて形成することができるが、例えば、真空蒸着法を用いて形成することができる。
<正孔輸送層>
 正孔輸送層(112、112a、112b)は、正孔注入層(111、111a、111b)によって、第1の電極101から注入された正孔を発光層(113、113a、113b)に輸送する層である。なお、正孔輸送層(112、112a、112b)は、正孔輸送性材料を含む層である。従って、正孔輸送層(112、112a、112b)には、正孔注入層(111、111a、111b)に用いることができる正孔輸送性材料を用いることができる。
 なお、本発明の一態様である発光デバイスにおいて、正孔輸送層(112、112a、112b)と同じ有機化合物を発光層(113、113a、113b、113c)に用いることができる。正孔輸送層(112、112a、112b)と発光層(113、113a、113b、113c)に同じ有機化合物を用いると、正孔輸送層(112、112a、112b)から発光層(113、113a、113b、113c)への正孔の輸送が効率よく行えるため、より好ましい。
<発光層>
 発光層(113、113a、113b、113c)は、発光物質を含む層である。なお、発光層(113、113a、113b、113c)に用いることができる発光物質としては、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの発光色を呈する物質を適宜用いることができる。また、発光層を複数有する場合には、各発光層に異なる発光物質を用いることにより異なる発光色を呈する構成(例えば、補色の関係にある発光色を組み合わせて得られる白色発光)とすることができる。さらに、一つの発光層が異なる発光物質を有する積層構造としてもよい。
 また、発光層(113、113a、113b、113c)は、発光物質(ゲスト材料)に加えて、1種または複数種の有機化合物(ホスト材料等)を有していても良い。
 なお、発光層(113、113a、113b、113c)にホスト材料を複数用いる場合、新たに加える第2のホスト材料として、既存のゲスト材料および第1のホスト材料のエネルギーギャップよりも大きなエネルギーギャップを有する物質を用いるのが好ましい。また、第2のホスト材料の最低一重項励起エネルギー準位(S1準位)は、第1のホスト材料のS1準位よりも高く、第2のホスト材料の最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、ゲスト材料のT1準位よりも高いことが好ましい。また、第2のホスト材料の最低三重項励起エネルギー準位(T1準位)は、第1のホスト材料のT1準位よりも高いことが好ましい。このような構成とすることにより、2種類のホスト材料による励起錯体を形成することができる。なお、効率よく励起錯体を形成するためには、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性材料)とを組み合わせることが特に好ましい。また、この構成により、高効率、低電圧、長寿命を同時に実現することができる。
 なお、上記のホスト材料(第1のホスト材料および第2のホスト材料を含む)として用いる有機化合物としては、発光層に用いるホスト材料としての条件を満たせば、前述の正孔輸送層(112、112a、112b)に用いることができる正孔輸送性材料、または後述の電子輸送層(114、114a、114b)に用いることができる電子輸送性材料、等の有機化合物が挙げられ、複数種の有機化合物(上記、第1のホスト材料および第2のホスト材料)からなる励起錯体であっても良い。なお、複数種の有機化合物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。また、励起錯体を形成する複数種の有機化合物の組み合わせとしては、例えば一方がπ電子不足型複素芳香環を有し、他方がπ電子過剰型複素芳香環を有すると好ましい。なお、励起錯体を形成する組み合わせとして、一方にイリジウム、ロジウム、または白金系の有機金属錯体、あるいは金属錯体等の燐光発光物質を用いても良い。実施の形態1で説明した有機化合物は、電子輸送性を有するため第1のホスト材料として有効に利用することができる。また、正孔輸送性を有するため第2のホスト材料としても利用することができる。
 発光層(113、113a、113b、113c)に用いることができる発光物質として、特に限定は無く、一重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質、または三重項励起エネルギーを可視光領域の発光に変える発光物質を用いることができる。
≪一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質≫
 発光層(113、113a、113b、113c)に用いることのできる、一重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、以下に示す蛍光を発する物質(蛍光発光物質)が挙げられる。例えば、ピレン誘導体、アントラセン誘導体、トリフェニレン誘導体、フルオレン誘導体、カルバゾール誘導体、ジベンゾチオフェン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、フェナントレン誘導体、ナフタレン誘導体などが挙げられる。特にピレン誘導体は発光量子収率が高いので好ましい。ピレン誘導体の具体例としては、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ビス[3−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス[4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)フェニル]ピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FLPAPrn)、N,N’−ビス(ジベンゾフラン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6FrAPrn)、N,N’−ビス(ジベンゾチオフェン−2−イル)−N,N’−ジフェニルピレン−1,6−ジアミン(略称:1,6ThAPrn)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(N−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−6−アミン](略称:1,6BnfAPrn)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(N−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−02)、N,N’−(ピレン−1,6−ジイル)ビス[(6,N−ジフェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン)−8−アミン](略称:1,6BnfAPrn−03)などが挙げられる。
 また、5,6−ビス[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAP2BPy)、5,6−ビス[4’−(10−フェニル−9−アントリル)ビフェニル−4−イル]−2,2’−ビピリジン(略称:PAPP2BPy)、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)トリフェニルアミン(略称:2YGAPPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPA)、4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)トリフェニルアミン(略称:PCBAPBA)、ペリレン、2,5,8,11−テトラ−tert−ブチルペリレン(略称:TBP)、N,N’’−(2−tert−ブチルアントラセン−9,10−ジイルジ−4,1−フェニレン)ビス[N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン](略称:DPABPA)、N,9−ジフェニル−N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPPA)、N−[4−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPPA)等を用いることができる。
 また、N−[9,10−ビス(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(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(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(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)、1,6BnfAPrn−03、3,10−ビス[N−(9−フェニル−9H−カルバゾール−2−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10PCA2Nbf(IV)−02)、3,10−ビス[N−(ジベンゾフラン−3−イル)−N−フェニルアミノ]ナフト[2,3−b;6,7−b’]ビスベンゾフラン(略称:3,10FrA2Nbf(IV)−02)などが挙げられる。特に、1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn−03のようなピレンジアミン化合物、等を用いることができる。
≪三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質≫
 次に、発光層113に用いることのできる、三重項励起エネルギーを発光に変える発光物質としては、例えば、燐光を発する物質(燐光発光物質)、または熱活性化遅延蛍光を示す熱活性化遅延蛍光(Thermally activated delayed fluorescence:TADF)材料が挙げられる。
 燐光発光物質とは、低温(例えば77K)以上室温以下の温度範囲(すなわち、77K以上313K以下)のいずれかにおいて、燐光を呈し、且つ蛍光を呈さない化合物のことをいう。該燐光発光物質としては、スピン軌道相互作用の大きい金属元素を有すると好ましく、有機金属錯体、金属錯体(白金錯体)、希土類金属錯体等が挙げられる。具体的には遷移金属元素が好ましく、特に白金族元素(ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、または白金(Pt))を有することが好ましく、中でもイリジウムを有することで、一重項基底状態と三重項励起状態との間の直接遷移に係わる遷移確率を高めることができ好ましい。
≪燐光発光物質(450nm以上570nm以下:青色または緑色)≫
 青色または緑色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が450nm以上570nm以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
 例えば、トリス{2−[5−(2−メチルフェニル)−4−(2,6−ジメチルフェニル)−4H−1,2,4−トリアゾール−3−イル−κN2]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(mpptz−dmp)])、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)])、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)])、トリス[3−(5−ビフェニル)−5−イソプロピル−4−フェニル−4H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPr5btz)])、のような4H−トリアゾール環を有する有機金属錯体、トリス[3−メチル−1−(2−メチルフェニル)−5−フェニル−1H−1,2,4−トリアゾラト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Mptz1−mp)])、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)])のような1H−トリアゾール環を有する有機金属錯体、fac−トリス[1−(2,6−ジイソプロピルフェニル)−2−フェニル−1H−イミダゾール]イリジウム(III)(略称:[Ir(iPrpmi)])、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)])のようなイミダゾール環を有する有機金属錯体、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:FIrpic)、ビス{2−[3’,5’−ビス(トリフルオロメチル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)ピコリナート(略称:[Ir(CFppy)(pic)])、ビス[2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:FIr(acac))のように電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属錯体等が挙げられる。
≪燐光発光物質(495nm以上590nm以下:緑色または黄色)≫
 緑色または黄色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が495nm以上590nm以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
 例えば、トリス(4−メチル−6−フェニルピリミジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(mppm)])、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)])、(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)(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)(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)(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)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス{4,6−ジメチル−2−[6−(2,6−ジメチルフェニル)−4−ピリミジニル−κN3]フェニル−κC}イリジウム(III)(略称:[Ir(dmppm−dmp)(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)(acac)])のようなピリミジン環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)(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)(acac)])のようなピラジン環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)])、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)(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)(acac)])、トリス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(bzq)])、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)])、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)(acac)])、ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC][2−(4−フェニル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]イリジウム(III)(略称:[Ir(ppy)(4dppy)])、ビス[2−(2−ピリジニル−κN)フェニル−κC][2−(4−メチル−5−フェニル−2−ピリジニル−κN)フェニル−κC]、[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)(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)(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)(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)(mdppy))のようなピリジン環を有する有機金属イリジウム錯体、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(dpo)(acac)])、ビス{2−[4’−(パーフルオロフェニル)フェニル]ピリジナト−N,C2’}イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(p−PF−ph)(acac)])、ビス(2−フェニルベンゾチアゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:[Ir(bt)(acac)])などの有機金属錯体の他、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:[Tb(acac)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。
≪燐光発光物質(570nm以上750nm以下:黄色または赤色)≫
 黄色または赤色を呈し、発光スペクトルのピーク波長が570nm以上750nm以下である燐光発光物質としては、以下のような物質が挙げられる。
 例えば、(ジイソブチリルメタナト)ビス[4,6−ビス(3−メチルフェニル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(5mdppm)(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)(dpm)])、(ジピバロイルメタナト)ビス[4,6−ジ(ナフタレン−1−イル)ピリミジナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(d1npm)(dpm)])のようなピリミジン環を有する有機金属錯体、(アセチルアセトナト)ビス(2,3,5−トリフェニルピラジナト)イリジウム(III)(略称:[Ir(tppr)(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)(dpm)])、ビス{4,6−ジメチル−2−[3−(3,5−ジメチルフェニル)−5−フェニル−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,6−ジメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−P)(dibm)])、ビス{4,6−ジメチル−2−[5−(4−シアノ−2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN]フェニル−κC}(2,2,6,6−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−dmCP)(dpm)])、ビス[2−(5−(2,6−ジメチルフェニル)−3−(3,5−ジメチルフェニル)−2−ピラジニル−κN)−4,6−ジメチルフェニル−κC](2,2’,6,6’−テトラメチル−3,5−ヘプタンジオナト−κ2O,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmdppr−dmp)(dpm)])、(アセチルアセトナト)ビス[2−メチル−3−フェニルキノキサリナト−N,C2’]イリジウム(III)(略称:[Ir(mpq)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス(2,3−ジフェニルキノキサリナト−N,C2’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dpq)(acac)])、(アセチルアセトナト)ビス[2,3−ビス(4−フルオロフェニル)キノキサリナト]イリジウム(III)(略称:[Ir(Fdpq)(acac)])のようなピラジン環を有する有機金属錯体、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)])、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)(acac)])、およびビス[4,6−ジメチル−2−(2−キノリニル−κN)フェニル−κC](2,4−ペンタンジオナト−κO,O’)イリジウム(III)(略称:[Ir(dmpqn)(acac)])のようなピリジン環を有する有機金属錯体、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H,23H−ポルフィリン白金(II)(略称:[PtOEP])のような白金錯体、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:[Eu(DBM)(Phen)])、およびトリス[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)(Phen)])のような希土類金属錯体が挙げられる。
≪TADF材料≫
 また、TADF材料としては、以下に示す材料を用いることができる。TADF材料とは、S1準位とT1準位との差が小さく(好ましくは、0.2eV以下)、三重項励起状態をわずかな熱エネルギーによって一重項励起状態にアップコンバート(逆項間交差)が可能で、一重項励起状態からの発光(蛍光)を効率よく呈する材料のことである。また、熱活性化遅延蛍光が効率良く得られる条件としては、三重項励起エネルギー準位と一重項励起エネルギー準位のエネルギー差が0eV以上0.2eV以下、好ましくは0eV以上0.1eV以下であることが挙げられる。また、TADF材料における遅延蛍光とは、通常の蛍光と同様のスペクトルを持ちながら、寿命が著しく長い発光をいう。その寿命は、1×10−6秒以上、または1×10−3秒以上である。また、実施の形態1で説明した有機化合物を用いることができる。
 なお、TADF材料は、電子輸送性材料、正孔輸送性材料、ホスト材料として用いることもできる。
 TADF材料としては、例えば、フラーレン、およびその誘導体、プロフラビン等のアクリジン誘導体、エオシン等が挙げられる。また、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、スズ(Sn)、白金(Pt)、インジウム(In)、もしくはパラジウム(Pd)等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。金属含有ポルフィリンとしては、例えば、プロトポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF(Proto IX))、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF(Meso IX))、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF(Hemato IX))、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体(略称:SnF(Copro III−4Me))、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF(OEP))、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体(略称:SnF(EtioI))、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体(略称:PtClOEP)等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 その他にも、2−(ビフェニル−4−イル)−4,6−ビス(12−フェニルインドロ[2,3−a]カルバゾール−11−イル)−1,3,5−トリアジン(略称:PIC−TRZ)、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)、2−[4−(10H−フェノキサジン−10−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PXZ−TRZ)、3−[4−(5−フェニル−5,10−ジヒドロフェナジン−10−イル)フェニル]−4,5−ジフェニル−1,2,4−トリアゾール(略称:PPZ−3TPT)、3−(9,9−ジメチル−9H−アクリジン−10−イル)−9H−キサンテン−9−オン(略称:ACRXTN)、ビス[4−(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン)フェニル]スルホン(略称:DMAC−DPS)、10−フェニル−10H,10’H−スピロ[アクリジン−9,9’−アントラセン]−10’−オン(略称:ACRSA)、4−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:4PCCzBfpm)、4−[4−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:4PCCzPBfpm)、9−[3−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−9’−フェニル−2,3’−ビ−9H−カルバゾール(略称:mPCCzPTzn−02)等のπ電子過剰型複素芳香族化合物及びπ電子不足型複素芳香族化合物を有する複素芳香族化合物を用いてもよい。
 なお、π電子過剰型複素芳香族化合物とπ電子不足型複素芳香族化合物とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香族化合物のドナー性とπ電子不足型複素芳香族化合物のアクセプタ性が共に強くなり、一重項励起状態と三重項励起状態のエネルギー差が小さくなるため、特に好ましい。また、TADF材料として、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にあるTADF材料(TADF100)を用いてもよい。このようなTADF材料は発光寿命(励起寿命)が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 また、上記の他に、三重項励起エネルギーを発光に変換する機能を有する材料としては、ペロブスカイト構造を有する遷移金属化合物のナノ構造体が挙げられる。特に金属ハロゲンペロブスカイト類のナノ構造体がこのましい。該ナノ構造体としては、ナノ粒子、ナノロッドが好ましい。
 発光層(113、113a、113b、113c)において、上述した発光物質(ゲスト材料)と組み合わせて用いる有機化合物(ホスト材料等)としては、発光物質(ゲスト材料)のエネルギーギャップより大きなエネルギーギャップを有する物質を、一種もしくは複数種選択して用いればよい。
≪蛍光発光用ホスト材料≫
 発光層(113、113a、113b、113c)に用いる発光物質が蛍光発光物質である場合、組み合わせる有機化合物(ホスト材料)として、一重項励起状態のエネルギー準位が大きく、三重項励起状態のエネルギー準位が小さい有機化合物、または蛍光量子収率が高い有機化合物を用いるのが好ましい。したがって、このような条件を満たす有機化合物であれば、本実施の形態で示す、正孔輸送性材料(前述)および電子輸送性材料(後述)等を用いることができる。また、実施の形態1で説明した有機化合物を用いることができる。
 一部上述した具体例と重複するが、発光物質(蛍光発光物質)との好ましい組み合わせという観点から、有機化合物(ホスト材料)としては、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、フェナントレン誘導体、ピレン誘導体、クリセン誘導体、ジベンゾ[g,p]クリセン誘導体等の縮合多環芳香族化合物が挙げられる。
 なお、蛍光発光物質と組み合わせて用いることが好ましい有機化合物(ホスト材料)の具体例としては、9−フェニル−3−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:PCzPA)、3,6−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:DPCzPA)、3−[4−(1−ナフチル)−フェニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCPN)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、N,N−ジフェニル−9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:CzA1PA)、4−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9−ジフェニル−N−{4−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]フェニル}−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:PCAPBA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、6,12−ジメトキシ−5,11−ジフェニルクリセン、N,N,N’,N’,N’’,N’’,N’’’,N’’’−オクタフェニルジベンゾ[g,p]クリセン−2,7,10,15−テトラアミン(略称:DBC1)、9−[4−(10−フェニル−9−アントラセニル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、7−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−7H−ジベンゾ[c,g]カルバゾール(略称:cgDBCzPA)、6−[3−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)フェニル]−ベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン(略称:2mBnfPPA)、9−フェニル−10−{4−(9−フェニル−9H−フルオレン−9−イル)−ビフェニル−4’−イル}−アントラセン(略称:FLPPA)、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、9−(1−ナフチル)−10−(2−ナフチル)アントラセン(略称:α,β−ADN)、2−(10−フェニルアントラセン−9−イル)ジベンゾフラン、2−(10−フェニル−9−アントラセニル)−ベンゾ[b]ナフト[2,3−d]フラン(略称:Bnf(II)PhA)、9−(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)、2,9−ジ(1−ナフチル)−10−フェニルアントラセン(略称:2αN−αNPhA)、9−(1−ナフチル)−10−[3−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:αN−mαNPAnth)、9−(2−ナフチル)−10−[3−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:βN−mαNPAnth)、9−(1−ナフチル)−10−[4−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:αN−αNPAnth)、9−(2−ナフチル)−10−[4−(2−ナフチル)フェニル]アントラセン(略称:βN−βNPAnth)、2−(1−ナフチル)−9−(2−ナフチル)−10−フェニルアントラセン(略称:2αN−βNPhA)、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−(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)、9,9’−ビアントリル(略称:BANT)、9,9’−(スチルベン−3,3’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS)、9,9’−(スチルベン−4,4’−ジイル)ジフェナントレン(略称:DPNS2)、1,3,5−トリ(1−ピレニル)ベンゼン(略称:TPB3)、5,12−ジフェニルテトラセン、5,12−ビス(ビフェニル−2−イル)テトラセンなどが挙げられる。
≪燐光発光用ホスト材料≫
 また、発光層(113、113a、113b、113c)に用いる発光物質が燐光発光物質である場合、組み合わせる有機化合物(ホスト材料)として、発光物質の三重項励起エネルギー(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)よりも三重項励起エネルギーの大きい有機化合物を選択すれば良い。なお、励起錯体を形成させるべく複数の有機化合物(例えば、第1のホスト材料、および第2のホスト材料(またはアシスト材料)等)を発光物質と組み合わせて用いる場合は、これらの複数の有機化合物を燐光発光物質と混合して用いることが好ましい。また、実施の形態1で説明した有機化合物を用いることができる。
 このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質へのエネルギー移動であるExTET(Exciplex−Triplet Energy Transfer)を用いた発光を効率よく得ることができる。なお、複数の有機化合物の組み合わせとしては、励起錯体が形成しやすいものが良く、正孔を受け取りやすい化合物(正孔輸送性材料)と、電子を受け取りやすい化合物(電子輸送性材料)とを組み合わせることが特に好ましい。
 なお、一部上述した具体例と重複するが、発光物質(燐光発光物質)との好ましい組み合わせという観点から、有機化合物(ホスト材料、アシスト材料)としては、芳香族アミン(芳香族アミン骨格を有する有機化合物)、カルバゾール誘導体(カルバゾール環を有する有機化合物)、ジベンゾチオフェン誘導体(ジベンゾチオフェン環を有する有機化合物)、ジベンゾフラン誘導体(ジベンゾフラン環を有する有機化合物)、オキサジアゾール誘導体(オキサジアゾール環を有する有機化合物)、トリアゾール誘導体(トリアゾール環を有する有機化合物)、ベンゾイミダゾール誘導体(ベンゾイミダゾール環を有する有機化合物)、キノキサリン誘導体(キノキサリン環を有する有機化合物)、ジベンゾキノキサリン誘導体(ジベンゾキノキサリン環を有する有機化合物)、ピリミジン誘導体(ピリミジン環を有する有機化合物)、トリアジン誘導体(トリアジン環を有する有機化合物)、ピリジン誘導体(ピリジン環を有する有機化合物)、ビピリジン誘導体(ビピリジン環を有する有機化合物)、フェナントロリン誘導体(フェナントロリン環を有する有機化合物)、フロジアジン誘導体(フロジアジン環を有する有機化合物)、亜鉛およびアルミニウム系の金属錯体、等が挙げられる。
 なお、上記の有機化合物のうち、正孔輸送性の高い有機化合物である、芳香族アミン、およびカルバゾール誘導体の具体例としては、上述した正孔輸送性材料の具体例と同じものが挙げられ、これらはいずれもホスト材料として好ましい。
 また、上記の有機化合物のうち、正孔輸送性の高い有機化合物である、ジベンゾチオフェン誘導体、およびジベンゾフラン誘導体の具体例としては、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)、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)、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)、4−[3−(トリフェニレン−2−イル)フェニル]ジベンゾチオフェン(略称:mDBTPTp−II)等が挙げられ、これらはいずれもホスト材料として好ましい。
 その他、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども好ましいホスト材料として挙げられる。
 また、上記の有機化合物のうち、電子輸送性の高い有機化合物である、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、キナゾリン誘導体、フェナントロリン誘導体等の具体例としては、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、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)、などのポリアゾール環を有する複素芳香環を含む有機化合物、バソフェナントロリン(略称:Bphen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBphen)、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)、2,2’−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジイルビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:PPhen2BP)などのピリジン環を有する複素芳香環を含む有機化合物、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTPDBq−II)、2−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mDBTBPDBq−II)、2−[3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mCzBPDBq)、2−[4−(3,6−ジフェニル−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2CzPDBq−III)、7−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:7mDBTPDBq−II)、及び6−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:6mDBTPDBq−II)、2−{4−[9,10−ジ(2−ナフチル)−2−アントリル]フェニル}−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:ZADN)、2−[4’−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−3,1’−ビフェニル−1−イル]ジベンゾ[f,h]キノキサリン(略称:2mpPCBPDBq)、等が挙げられ、これらはいずれもホスト材料として好ましい。
 また、上記の有機化合物のうち、電子輸送性の高い有機化合物である、ピリジン誘導体、ジアジン誘導体(ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピリダジン誘導体を含む)、トリアジン誘導体、フロジアジン誘導体の具体例として、4,6−ビス[3−(フェナントレン−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mPnP2Pm)、4,6−ビス[3−(4−ジベンゾチエニル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mDBTP2Pm−II)、4,6−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリミジン(略称:4,6mCzP2Pm)、2−{4−[3−(N−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)−9H−カルバゾール−9−イル]フェニル}−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:PCCzPTzn)、9−[3−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)フェニル]−9’−フェニル−2,3’−ビ−9H−カルバゾール(略称:mPCCzPTzn−02)、3,5−ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ピリジン(略称:35DCzPPy)、1,3,5−トリ[3−(3−ピリジル)フェニル]ベンゼン(略称:TmPyPB)、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)、2−[3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)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)、8−(ビフェニル−4−イル)−4−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8BP−4mDBtPBfpm)、9−[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)、11−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:11mDBtBPPnfpr)、11−[3’−(ジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−4−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン、11−[(3’−(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニル−3−イル]フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン、12−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:12PCCzPnfpr)、9−[(3’−9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)ビフェニル−4−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9pmPCBPNfpr)、9−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9PCCzNfpr)、10−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:10PCCzNfpr)、9−[3’−(6−フェニルベンゾ[b]ナフト[1,2−d]フラン−8−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mBnfBPNfpr)、9−{3−[6−(9,9−ジメチルフルオレン−2−イル)ジベンゾチオフェン−4−イル]フェニル}ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mFDBtPNfpr)、9−[3’−(6−フェニルジベンゾチオフェン−4−イル)ビフェニル−3−イル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mDBtBPNfpr−02)、9−[3−(9’−フェニル−3,3’−ビ−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン(略称:9mPCCzPNfpr)、9−{(3’−[2,8−ジフェニルジベンゾチオフェン−4−イル]ビフェニル−3−イル}ナフト[1’,2’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン、11−{(3’−[2,8−ジフェニルジベンゾチオフェン−4−イル]ビフェニル−3−イル}フェナントロ[9’,10’:4,5]フロ[2,3−b]ピラジン、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)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−(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)、2,6−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)、9−[4−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−2−ジベンゾチエニル]−2−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCzDBfTzn)、3−[9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−2−ジベンゾフラニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCDBfTzn)2−ビフェニル−3−イル−4−フェニル−6−(8−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル−1−ジベンゾフラニル)−1,3,5−トリアジン(略称:mBP−TPDBfTzn)、6−(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−(ビフェニル−4−イル)ピリミジン(略称:6BP−4Cz2PPm)、などのジアジン環を有する複素芳香環を含む有機化合物、などが挙げられ、これらはいずれもホスト材料として好ましい。
 また、上記の有機化合物のうち、電子輸送性の高い有機化合物である、金属錯体の具体例としては、亜鉛系またはアルミニウム系の金属錯体である、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Almq)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(II)(略称:BeBq)、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)の他、キノリン環またはベンゾキノリン環を有する金属錯体等が、挙げられ、これらはいずれもホスト材料として好ましい。
 その他、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物などもホスト材料として好ましい。
 さらに、正孔輸送性の高い有機化合物であり、かつ電子輸送性の高い有機化合物である、バイポーラ性の9−フェニル−9’−(4−フェニル−2−キナゾリニル)−3,3’−ビ−9H−カルバゾール(略称:PCCzQz)、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)、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−(ビフェニル−4−イル)−6−フェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル]−11,12−ジヒドロ−12−フェニル−インドロ[2,3−a]カルバゾール(略称:BP−Icz(II)Tzn)、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)などのジアジン環を有する有機化合物等をホスト材料として用いることもできる。
<電子輸送層>
 電子輸送層(114、114a、114b)は、後述する電子注入層(115、115a、115b)によって第2の電極102および電荷発生層(106、106a、106b)から注入された電子を発光層(113、113a、113b、113c)に輸送する層である。なお、本発明の一態様である発光デバイスは、電子輸送層が積層構造を有することで耐熱性を向上させることができる。また、電子輸送層(114、114a、114b)に用いる電子輸送性材料は、電界強度[V/cm]の平方根が600における電子移動度が、1×10−6cm/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。また、電子輸送層(114、114a、114b)は、単層でも機能するが、2層以上の積層構造としてもよい。なお、上記の混合材料は、耐熱性を有するため、これを用いた電子輸送層上でフォトリソ工程を行うことにより、熱工程によるデバイス特性への影響を抑制することができる。
≪電子輸送性材料≫
 電子輸送層(114、114a、114b)に用いることができる電子輸送性材料としては、電子輸送性の高い有機化合物を用いることができ、例えば複素芳香族化合物を用いることができる。なお、複素芳香族化合物とは、環の中に少なくとも2種類の異なる元素を含む環式化合物である。なお、環構造としては、3員環、4員環、5員環、6員環等が含まれるが、特に5員環、または、6員環が好ましく、含まれる元素としては、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物が好ましい。特に窒素を含む複素芳香族化合物(含窒素複素芳香族化合物)が好ましく、含窒素複素芳香族化合物、またはこれを含むπ電子不足型複素芳香族化合物等の電子輸送性の高い材料(電子輸送性材料)を用いることが好ましい。実施の形態1の化合物は電子輸送性を有するため、電子輸送性材料として用いることができる。また、電子輸送層114aと電子輸送層114bとの両方に本願化合物を用いると更に好適である。
 なお、この電子輸送材料は、発光層に用いた材料とは異なる材料を用いることもできる。発光層でキャリアの再結合により生成した励起子は全てが発光に寄与できるとは限らず、発光層に接する、あるいは近傍に存在する層に拡散してしまうことがある。この現象を回避するためには、発光層に接する、あるいは近傍に存在する層に用いられる材料のエネルギー準位(最低一重項励起エネルギー準位または最低三重項励起エネルギー準位)が、発光層に用いられる材料よりも高いことが好ましい。従って、電子輸送材料は、発光層に用いる材料と異なる材料を用いることで、効率の高い発光デバイスを得ることができる。
 複素芳香族化合物は、少なくとも1つの複素芳香環を有する有機化合物である。
 なお、複素芳香環は、ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環、ポリアゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環等のいずれか一を有する。また、ジアジン環を有する複素芳香環には、ピリミジン環、ピラジン環、またはピリダジン環などを有する複素芳香環が含まれる。また、ポリアゾール環を有する複素芳香環には、イミダゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環を有する複素芳香環が含まれる。
 また、複素芳香環は、縮環構造を有する縮合複素芳香環を含む。なお、縮合複素芳香環としては、キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、キナゾリン環、ベンゾキナゾリン環、ジベンゾキナゾリン環、フェナントロリン環、フロジアジン環、ベンゾイミダゾール環、などが挙げられる。
 なお、例えば、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物のうち、5員環構造を有する複素芳香族化合物としては、イミダゾール環を有する複素芳香族化合物、トリアゾール環を有する複素芳香族化合物、オキサゾール環を有する複素芳香族化合物、オキサジアゾール環を有する複素芳香族化合物、チアゾール環を有する複素芳香族化合物、ベンゾイミダゾール環を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。
 また、例えば、炭素の他に窒素、酸素、または硫黄などのいずれか一又は複数を含む複素芳香族化合物のうち、6員環構造を有する複素芳香族化合物としては、ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環などを含む)、トリアジン環、ポリアゾール環などの複素芳香環を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。なお、ピリジン環が連結した構造である複素芳香族化合物に含まれるが、ビピリジン構造を有する複素芳香族化合物、ターピリジン構造を有する複素芳香族化合物などが挙げられる。
 さらに、上記6員環構造を一部に含む縮環構造を有する複素芳香族化合物としては、キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、フェナントロリン環、フロジアジン環(フロジアジン環のフラン環に芳香環が縮合した構造を含む)、ベンゾイミダゾール環などの縮合複素芳香環を有する複素芳香族化合物、などが挙げられる。
 上記、5員環構造(ポリアゾール環(イミダゾール環、トリアゾール環、オキサジアゾール環を含む)、オキサゾール環、チアゾール環、ベンゾイミダゾール環など)を有する複素芳香族化合物の具体例としては、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、9−[4−(5−フェニル−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CO11)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ)、3−(4−tert−ブチルフェニル)−4−(4−エチルフェニル)−5−(4−ビフェニリル)−1,2,4−トリアゾール(略称:p−EtTAZ)、2,2’,2’’−(1,3,5−ベンゼントリイル)トリス(1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール)(略称:TPBI)、2−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−1−フェニル−1H−ベンゾイミダゾール(略称:mDBTBIm−II)、4,4’−ビス(5−メチルベンゾオキサゾール−2−イル)スチルベン(略称:BzOs)などが挙げられる。
 上記、6員環構造(ピリジン環、ジアジン環、トリアジン環などを有する複素芳香環を含む)を有する複素芳香族化合物の具体例としては、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)、などのピリジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、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)、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)−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−(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)、2,6−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)、9−[4−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−2−ジベンゾチエニル]−2−フェニル−9H−カルバゾ−ル(略称:PCzDBfTzn)、3−[9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−2−ジベンゾフラニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCDBfTzn)、2−(ビフェニル−3−イル)−4−フェニル−6−(8−[1,1’:4’,1’’−ターフェニル]−4−イル−1−ジベンゾフラニル)−1,3,5−トリアジン(略称:mBP−TPDBfTzn)、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−[3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)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)などのトリアジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、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)、4,6mCzBP2Pm、6−(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)、4−[3−(ジベンゾチオフェン−4−イル)フェニル]−8−(ナフタレン−2−イル)−[1]ベンゾフロ[3,2−d]ピリミジン(略称:8βN−4mDBtPBfpm)、8BP−4mDBtPBfpm、9mDBtBPNfpr、9pmDBtBPNfpr、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)(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)などのジアジン(ピリミジン)環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、などが挙げられる。なお、上記複素芳香環を含む芳香族化合物には、縮合複素芳香環を有する複素芳香族化合物を含む。
 その他にも、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’−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)ビス(4−フェニルベンゾ[h]キナゾリン)(略称:6,6’(P−Bqn)2BPy)、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−(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)、などのジアジン(ピリミジン)環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、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)、2,4,6−トリス(2−ピリジル)−1,3,5−トリアジン(略称:2Py3Tz)、2−[3−(2,6−ジメチル−3−ピリジル)−5−(9−フェナントレニル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mPn−mDMePyPTzn)、などのトリアジン環を有する複素芳香環を含む複素芳香族化合物、等が挙げられる。
 上記、6員環構造を一部に含む縮環構造を有する複素芳香族化合物(縮環構造を有する複素芳香族化合物)の具体例としては、バソフェナントロリン(略称:Bphen)、バソキュプロイン(略称:BCP)、2,9−ジ(ナフタレン−2−イル)−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(略称:NBphen)、2,2’−(1,3−フェニレン)ビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:mPPhen2P)、2,2’−(1,1’−ビフェニル)−4,4’−ジイルビス(9−フェニル−1,10−フェナントロリン)(略称:PPhen2BP)、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−[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)、2mpPCBPDBq、などのキノキサリン環を有する複素芳香族化合物、等が挙げられる。
 電子輸送層(114、114a、114b)には、上記に示す複素芳香族化合物の他にも下記に示す金属錯体を用いることができる。トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(III)(略称:Alq)、Almq、8−キノリノラトリチウム(I)(略称:Liq)、BeBq、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)アルミニウム(III)(略称:BAlq)、ビス(8−キノリノラト)亜鉛(II)(略称:Znq)等のキノリン環またはベンゾキノリン環を有する金属錯体、ビス[2−(2−ベンゾオキサゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnPBO)、ビス[2−(2−ベンゾチアゾリル)フェノラト]亜鉛(II)(略称:ZnBTZ)等のオキサゾール環またはチアゾール環を有する金属錯体等が挙げられる。
 また、ポリ(2,5−ピリジンジイル)(略称:PPy)、ポリ[(9,9−ジヘキシルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(ピリジン−3,5−ジイル)](略称:PF−Py)、ポリ[(9,9−ジオクチルフルオレン−2,7−ジイル)−co−(2,2’−ビピリジン−6,6’−ジイル)](略称:PF−BPy)のような高分子化合物を電子輸送性材料として用いることもできる。
 また、電子輸送層(114、114a、114b)は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が2層以上積層した構造であってもよい。
<電子注入層>
 電子注入層(115、115a、115b)は、電子注入性の高い物質を含む層である。また、電子注入層(115、115a、115b)は、第2の電極102からの電子の注入効率を高めるための層であり、第2の電極102に用いる材料の仕事関数の値と、電子注入層(115、115a、115b)に用いる材料のLUMO準位の値とを比較した際、その差が小さい(0.5eV以下)材料を用いることが好ましい。従って、電子注入層115には、リチウム、セシウム、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF)、Liq、2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPP)、2−(2−ピリジル)−3−ピリジノラトリチウム(略称:LiPPy)、4−フェニル−2−(2−ピリジル)フェノラトリチウム(略称:LiPPP)リチウム酸化物(LiO)、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、またはこれらの化合物を用いることができる。また、フッ化エルビウム(ErF)、イッテルビウム(Yb)のような希土類金属または希土類金属化合物を用いることができる。なお、電子注入層(115、115a、115b)には、上記の材料を複数種混合して形成しても良いし、上記の材料のうち複数種を積層させて形成しても良い。また、電子注入層(115、115a、115b)にエレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。なお、上述した電子輸送層(114、114a、114b)を構成する物質を用いることもできる。本願化合物は、電子注入性に優れているため、電子注入層に用いると好適である。電子注入層115aと電子注入層115bの両方に本願化合物を用いると更に好適である。
 また、電子注入層(115、115a、115b)に、有機化合物と電子供与体(ドナー)とを混合してなる混合材料を用いてもよい。このような混合材料は、電子供与体によって有機化合物に電子が発生するため、電子注入性および電子輸送性に優れている。この場合、有機化合物としては、発生した電子の輸送に優れた材料であることが好ましく、具体的には、例えば上述した電子輸送層(114、114a、114b)に用いる電子輸送性材料(金属錯体および複素芳香族化合物等)を用いることができる。電子供与体としては、有機化合物に対し電子供与性を示す物質であればよい。具体的には、アルカリ金属およびアルカリ土類金属および希土類金属が好ましく、リチウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、エルビウム、イッテルビウム等が挙げられる。また、アルカリ金属酸化物およびアルカリ土類金属酸化物が好ましく、リチウム酸化物、カルシウム酸化物、バリウム酸化物等が挙げられる。また、酸化マグネシウムのようなルイス塩基を用いることもできる。また、テトラチアフルバレン(略称:TTF)等の有機化合物を用いることもできる。また、これらの材料を複数、積層して用いても良い。
 その他にも、電子注入層(115、115a、115b)に、有機化合物と金属とを混合してなる混合材料を用いても良い。なお、ここで用いる有機化合物としては、LUMO準位が−3.6eV以上−2.3eV以下であると好ましい。また、非共有電子対を有する材料が好ましい。
 したがって、上記の混合材料に用いる有機化合物としては、電子輸送層に用いることができるとして上述した、複素芳香族化合物を金属と混合してなる混合材料を用いてもよい。複素芳香族化合物としては、5員環構造(イミダゾール環、トリアゾール環、オキサゾール環、オキサジアゾール環、チアゾール環、ベンゾイミダゾール環など)を有する複素芳香族化合物、6員環構造(ピリジン環、ジアジン環(ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環などを含む)、トリアジン環、ビピリジン環、ターピリジン環など)を有する複素芳香族化合物、6員環構造を一部に含む縮環構造(キノリン環、ベンゾキノリン環、キノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、フェナントロリン環など)を有する複素芳香族化合物などの非共有電子対を有する材料が好ましい。具体的な材料については、上述したので、ここでの説明は省略する。
 また、上記の混合材料に用いる金属としては、周期表における第5族、第7族、第9族または第11族に属する遷移金属および第13族に属する材料を用いることが好ましく、例えば、Ag、Cu、Al、またはIn等が挙げられる。また、この時、有機化合物は、遷移金属との間で半占有軌道(SOMO:Singly Occupied Molecular Orbital)を形成する。
 なお、例えば、発光層113bから得られる光を増幅させる場合には、第2の電極102と、発光層113bとの光学距離が、発光層113bが呈する光の波長λの1/4未満となるように形成するのが好ましい。この場合、電子輸送層114bまたは電子注入層115bの膜厚を変えることにより、調整することができる。
 また、図1Dに示す発光デバイスのように、2つのEL層(103a、103b)の間に電荷発生層106を設けることにより、複数のEL層が一対の電極間に積層された構造(タンデム構造ともいう)とすることもできる。
<電荷発生層>
 電荷発生層106は、第1の電極(陽極)101と第2の電極(陰極)102との間に電圧を印加したときに、EL層103aに電子を注入し、EL層103bに正孔を注入する機能を有する。なお、電荷発生層106は、正孔輸送性材料に電子受容体(アクセプタ)が添加された構成(P型層ともいう)であっても、電子輸送性材料に電子供与体(ドナー)が添加された構成(電子注入バッファ層ともいう)であってもよい。また、これらの両方の構成が積層されていても良い。さらに、P型層と電子注入バッファ層との間に電子リレー層が設けられていても良い。なお、上述した材料を用いて電荷発生層106を形成することにより、EL層が積層された場合における駆動電圧の上昇を抑制することができる。本願化合物は、輸送性に優れているため、電荷発生層106に適用すると好適である。
 電荷発生層106において、有機化合物である正孔輸送性材料に、電子受容体が添加された構成(P型層)とする場合、正孔輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子受容体としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また元素周期表における第4族乃至第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムなどが挙げられる。なお、上述したアクセプタ材料を用いても良い。また、P型層を構成する材料を混合してなる混合膜として用いても、それぞれの材料を含む単膜を積層しても良い。
 また、電荷発生層106において、電子輸送性材料に電子供与体が添加された構成(電子注入バッファ層)とする場合、電子輸送性材料としては、本実施の形態で示した材料を用いることができる。また、電子供与体としては、アルカリ金属またはアルカリ土類金属または希土類金属または元素周期表における第2族、第13族に属する金属およびその酸化物、炭酸塩を用いることができる。具体的には、リチウム(Li)、セシウム(Cs)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、イッテルビウム(Yb)、インジウム(In)、酸化リチウム(LiO)、炭酸セシウムなどを用いることが好ましい。また、テトラチアナフタセンのような有機化合物を電子供与体として用いてもよい。
 電荷発生層106において、P型層と電子注入バッファ層との間に電子リレー層を設ける場合、電子リレー層は少なくとも電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層とP型層との相互作用を防いで電子をスムーズに受け渡す機能を有する。電子リレー層に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位は、P型層におけるアクセプタ性物質のLUMO準位と、電荷発生層106に接する電子輸送層に含まれる電子輸送性を有する物質のLUMO準位との間であることが好ましい。電子リレー層に用いられる電子輸送性を有する物質におけるLUMO準位の具体的なエネルギー準位は−5.0eV以上、好ましくは−5.0eV以上−3.0eV以下とするとよい。なお、電子リレー層に用いられる電子輸送性を有する物質としてはフタロシアニン系の材料又は金属−酸素結合と芳香族配位子を有する金属錯体を用いることが好ましい。
 なお、図1Dでは、EL層103が2層積層された構成を示したが、異なるEL層の間に電荷発生層を設けることにより3層以上のEL層の積層構造としてもよい。
<キャップ層>
 なお、図1A乃至図1Eでは図示しないが、発光デバイスの第2の電極102上にキャップ層を設けてもよい。キャップ層には、例えば、屈折率の高い材料を用いることができる。キャップ層を第2の電極102上に設けることによって、第2の電極102から射出される光の取り出し効率を向上させることができる。キャップ層材料の屈折率は、電子輸送層材料の屈折率より高いことが好ましい。また、キャップ層材料の屈折率は、電子輸送層材料の屈折率よりも高く、かつ、発光層のホスト材料の屈折率よりも高く、かつ、正孔輸送層材料の屈折率よりも高いことが好ましい。また、キャップ層は積層構造でも良い。その場合、本願化合物を有する層と、その上層に本願化合物よりも屈折率の高い材料を有する層と、を積層することが好ましい。
 また、基板として可撓性基板を用いた折り曲げ可能なデバイス(フレキシブルデバイスともいう)において、折り曲げ部は、光の取り出し効率が低下する可能性、または外光の影響などにより発光効率が低下する可能性がある。そのため、折り曲げ部に、キャップ層として屈折率の高い材料を用いることが好ましい。より具体的には、折り曲げ部において、キャップ層と、陰極と、本願化合物を有する層と、発光層とを重ねて配置すると良い。その場合、本願化合物の屈折率は、キャップ層材料の屈折率および発光層のホスト材料の屈折率より小さいことが好ましい。また、折り曲げ部を複数有するようなデバイス、または巻き取り式のデバイスでは、折り曲げ部分が多くなるため、当該折り曲げ部分に、キャップ層と、本願化合物を有する層と、発光層とを、重ねて設けると良い。
 また、電子輸送層材料のLUMO準位は、キャップ層材料のLUMO準位よりも0.3eV以上小さいことが好ましく、更に好ましくは0.5eV以上小さいことが望ましい。また、発光層のホスト材料のLUMO準位は、キャップ層材料のLUMO準位よりも0.1eV以上大きいことが好ましく、更に好ましくは0.3eV以上大きいことが望ましい。特に、LUMO準位の関係は、キャップ層材料>発光層ホスト材料>電子輸送層材料の関係にあることが好ましい。複数の発光デバイス(例えば、赤色デバイス、青色デバイス、緑色デバイス)を有する場合、各発光デバイスにおいて、当該LUMO準位の関係を満たしていることが好ましい。
 キャップ層に用いることのできる材料の具体例として、5,5’−ジフェニル−2,2’−ジ−5H−[1]ベンゾチエノ[3,2−c]カルバゾール(略称:BisBTc)、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)等が挙げられる。また、トリアリールアミン骨格を有する化合物は安定性が高く好ましい。また、安定性の観点から、キャップ層と、正孔注入層と、を共にトリアリールアミン骨格を有する化合物とすることも効果的である。または、キャップ層と、正孔注入層と、正孔輸送層と、をいずれもトリアリールアミン骨格を有する化合物とすることも好ましい。また、実施の形態1で説明した有機化合物を用いることができる。
<基板>
 本実施の形態で示した発光デバイスは、様々な基板上に形成することができる。なお、基板の種類は、特定のものに限定されることはない。基板の一例としては、半導体基板(例えば単結晶基板又はシリコン基板)、SOI基板、ガラス基板、石英基板、プラスチック基板、金属基板、ステンレス・スチル基板、ステンレス・スチル・ホイルを有する基板、タングステン基板、タングステン・ホイルを有する基板、可撓性基板、貼り合わせフィルム、繊維状の材料を含む紙、又は基材フィルムなどが挙げられる。
 なお、ガラス基板の一例としては、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、又はソーダライムガラスなどが挙げられる。また、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基材フィルムなどの一例としては、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)、ポリエーテルサルフォン(PES)に代表されるプラスチック、アクリル樹脂等の合成樹脂、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ樹脂、無機蒸着フィルム、又は紙類などが挙げられる。
 なお、本実施の形態で示す発光デバイスの作製には、蒸着法などの気相法、スピンコート法、およびインクジェット法などの液相法を用いることができる。蒸着法を用いる場合には、スパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、分子線蒸着法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD法)、化学蒸着法(CVD法)等を用いることができる。特に発光デバイスのEL層に含まれる様々な機能を有する層(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)については、蒸着法(真空蒸着法等)、塗布法(ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等)、印刷法(インクジェット法、スクリーン(孔版印刷)法、オフセット(平版印刷)法、フレキソ(凸版印刷)法、グラビア法、マイクロコンタクト法等)などの方法により形成することができる。
 なお、上記塗布法、印刷法などの成膜方法を適用する場合において、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)、中分子化合物(低分子と高分子の中間領域の化合物:分子量400以上4000以下)、無機化合物(量子ドット材料等)等を用いることができる。なお、量子ドット材料としては、コロイド状量子ドット材料、合金型量子ドット材料、コア・シェル型量子ドット材料、コア型量子ドット材料などを用いることができる。
 本実施の形態で示す発光デバイスのEL層103を構成する各層(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)は、本実施の形態において示した材料に限られることはなく、それ以外の材料であっても各層の機能を満たせるものであれば組み合わせて用いることができる。
 なお、本明細書等において、「層」という用語と「膜」という用語は適宜入れ換えて用いることができる。
 本願の一態様の化合物は、正孔輸送性材料、ホスト材料、電子輸送性材料、キャップ層などに適用することができる。
 本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態3)
 本実施の形態では、本発明の一態様である受発光装置の具体的な構成例、および製造方法の一例として、受発光装置700について説明する。なお、受発光装置700は、発光デバイスを有することから、発光装置ということもでき、受光デバイスを有することから、受光装置ということもでき、電子機器などの表示部に適用可能であることから、表示パネルまたは表示装置ということもできる。
<受発光装置700の構成例>
 図2Aに示す受発光装置700は、発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550R、および受光デバイス550PSを有する。また、発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550R、および受光デバイス550PSは、第1の基板510上に設けられた機能層520上に形成される。機能層520には、複数のトランジスタで構成されたゲートドライバ、ソースドライバなどの駆動回路の他、これらを電気的に接続する配線等が含まれる。なお、これらの駆動回路は、一例として、発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550R、および受光デバイス550PSと、それぞれ電気的に接続され、これらを駆動することができる。また、受発光装置700は、機能層520および各デバイス(発光デバイスおよび受光デバイス)上に絶縁層705を備え、絶縁層705は、第2の基板770と機能層520とを貼り合わせる機能を有する。
 なお、発光デバイス550B、発光デバイス550G、および発光デバイス550Rは、実施の形態2で示したデバイス構造を有し、受光デバイス550PSは、実施の形態8で後述するデバイス構造を有する。なお、本実施の形態では、各デバイス(複数の発光デバイスおよび受光デバイス)を、分離形成する場合について説明したが、発光デバイスのEL層の一部(ホール注入層、ホール輸送層、および電子輸送層)と受光デバイスの活性層の一部(第1の輸送層、および第2の輸送層)が、製造プロセスにおいて、同じ材料で同時に形成されてもよい。実施の形態8にて詳細に説明する。
 なお、本明細書等において、各色の発光デバイス(例えば青(B)、緑(G)、及び赤(R))の発光層、および受光デバイスの受光層を作り分け、または塗り分ける構造をSBS(Side By Side)構造と呼ぶ場合がある。なお、図2Aに示す受発光装置700において、発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550R、および受光デバイス550PSがこの順に並ぶが、本発明の一態様はこの構成に限られない。例えば、受発光装置700において、これらのデバイスが、発光デバイス550R、発光デバイス550G、発光デバイス550B、受光デバイス550PSの順で並んでいても良い。
 図2Aにおいて、発光デバイス550Bは、電極551B、電極552、およびEL層103Bを有する。また、発光デバイス550Gは、電極551G、電極552、およびEL層103Gを有する。また、発光デバイス550Rは、電極551R、電極552、およびEL層103Rを有する。また、受光デバイス550PSは、電極551PS、電極552、および受光層103PSを有する。なお、受光デバイスの各層の具体的な構成は実施の形態8に示す通りである。また、発光デバイスの各層の具体的な構成は実施の形態2に示す通りである。また、EL層103B、EL層103G、およびEL層103Rは、発光層(105B、105G、105R)を含む複数の機能の異なる層からなる積層構造を有する。また、受光層103PSは、活性層105PSを含む複数の機能の異なる層からなる積層構造を有する。図2Aでは、EL層103Bが、ホール注入・輸送層104B、発光層105B、電子輸送層108B、および電子注入層109を有する場合について図示し、EL層103Gが、ホール注入・輸送層104G、発光層105G、電子輸送層108G、および電子注入層109を有する場合について図示し、EL層103Rが、ホール注入・輸送層104R、発光層105R、電子輸送層108R、および電子注入層109を有する場合について図示し、受光層103PSが、第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PS、および電子注入層109を有する場合について図示するが、本発明はこれに限らない。なお、ホール注入・輸送層(104B、104G、104R)は、実施の形態2で示したホール注入層および正孔輸送層の機能を有する層を示し、積層構造を有していても良い。
 なお、電子輸送層(108B、108G、108R)および、第2の輸送層108PSは、陽極側から発光層(103B、103G、103R)および受光デバイスの受光層103PSを通過して陰極側に移動するホールをブロックするための機能を有していても良い。また、電子注入層109は、一部または全部が異なる材料を用いて形成される積層構造を有していても良い。
 また、図2Aに示すように、EL層(103B、103G、103R)が有する層のうち、ホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)の側面(または、端部)および受光層103PSが有する層のうち、第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSの側面(または、端部)に絶縁層107が形成されていても良い。絶縁層107は、EL層(103B、103G、103R)および受光層103PSの側面(または端部)に接して形成される。これにより、EL層(103B、103G、103R)および受光層103PSの側面から内部への酸素、水分、またはこれらの構成元素の侵入を抑制することができる。なお、絶縁層107には、例えば、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、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを用いることができる。また、絶縁層107は、前述の材料を用いて積層して形成されていても良い。また、絶縁層107の形成には、スパッタリング法、CVD法、MBE法、PLD法、ALD法などを用いることができるが、被覆性の良好なALD法がより好ましい。なお、絶縁層107は、隣り合う発光デバイスのEL層(103B、103G、103R)の一部、または受光デバイスの受光層103PSの一部の側面(または、端部)を連続的に覆う構造を有する。例えば、図2Aにおいて、発光デバイス550BのEL層103Bの一部と、発光デバイス550GのEL層103Gの一部の側面は、絶縁層107により覆われている。また、絶縁層107により覆われた領域には、図2Aに示すように絶縁材料からなる隔壁528が形成されていると良い。
 また、EL層(103B、103G、103R)の一部である電子輸送層(108B、108G、108R)、受光層103PSの一部である第2の輸送層108PS、および絶縁層107上に、電子注入層109が形成される。なお、電子注入層109は、2層以上の積層構造(例えば、電気抵抗が異なる層の積層等)としても良い。
 また、電極552は、電子注入層109上に形成される。なお、電極(551B、551G、551R)と電極552とは、互いに重なる領域を有する。また、電極551Bと電極552との間に発光層105B、電極551Gと電極552との間に発光層105G、電極551Rと電極552との間に発光層105R、電極551PSと電極552との間に受光層103PS、をそれぞれ有する。
 また、図2Aに示すEL層(103B、103G、103R)は、実施の形態2で説明したEL層103と同様の構成を有する。また、受光層103PSは、実施の形態8で後述する受光層と同様の構成を有する。また、例えば、発光層105Bは青色の光、発光層105Gは緑色の光、発光層105Rは赤色の光、をそれぞれ射出することができる。
 電子注入層109と、絶縁層107と、で囲まれた領域には隔壁528が設けられている。なお、図2Aに示すように、各発光デバイスの電極(551B、551G、551R、551PS)、EL層(103B、103G、103R)の一部、および受光層103PSの一部、と隔壁528とは、絶縁層107を介して側面(または端部)で接する。
 各EL層および受光層において、特に陽極と発光層、および陽極と活性層、との間に位置する正孔輸送領域に含まれる正孔注入層は、導電率が高いことが多いため、隣り合うデバイスに共通する層として形成されると、クロストークの原因となる場合がある。したがって、本構成例で示すように各EL層および受光層との間に、絶縁材料からなる隔壁528を設けることにより、隣り合うデバイス間で生じるクロストークの発生を抑制することが可能となる。
 また、本実施の形態で説明する製造方法においては、パターニング工程によりEL層および受光層の側面(または端部)が、工程の途中で露出する。そのためEL層および受光層の側面(または端部)からの酸素、水などの侵入により、EL層および受光層の劣化が進行しやすくなる。したがって、隔壁528を設けることにより、製造プロセスにおけるEL層および受光層の劣化を抑制することが可能となる。
 また、隔壁528を設けることにより、隣接するデバイス間に形成された凹部を平坦化することも可能である。なお、凹部が平坦化されることで各EL層および受光層上に形成される電極552の断線を抑制することが可能である。なお、隔壁528の形成に用いる絶縁材料としては、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シリコーン樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等の有機材料を適用することができる。また、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブチラル、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリグリセリン、プルラン、水溶性のセルロース、またはアルコール可溶性のポリアミド樹脂などの有機材料を用いてもよい。また、フォトレジストなどの感光性の樹脂を用いることができる。なお、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。
 感光性の樹脂を用いることにより、露光及び現像の工程のみで隔壁528を作製することができる。また、ネガ型の感光性樹脂(例えばレジスト材料など)を用いて隔壁528を形成してもよい。また、隔壁528として、有機材料を有する絶縁層を用いる場合、可視光を吸収する材料を用いると好適である。隔壁528に可視光を吸収する材料を用いると、EL層からの発光を隔壁528により吸収することが可能となり、隣接するEL層および受光層に漏れうる光(迷光)を抑制することができる。したがって、表示品位の高い表示パネルを提供することができる。
 また、隔壁528の上面の高さと、EL層103B、EL層103G、EL層103R、および受光層103PSのいずれかの上面の高さとの差が、例えば、隔壁528の厚さの0.5倍以下が好ましく、0.3倍以下がより好ましい。また、例えば、EL層103B、EL層103G、EL層103R、および受光層103PSのいずれかの上面が隔壁528の上面よりも高くなるように、隔壁528を設けてもよい。また、例えば、隔壁528の上面が、EL層103B、EL層103G、EL層103R、および受光層103PSの上面よりも高くなるように、隔壁528を設けてもよい。
 1000ppiを超える高精細な受発光装置(表示パネル)において、EL層103B、EL層103G、EL層103R、および受光層103PSとの間に電気的な導通が認められると、クロストーク現象が発生し、受発光装置の表示可能な色域が狭くなってしまう。1000ppiを超える高精細な表示パネル、好ましくは2000ppiを超える高精細な表示パネル、より好ましくは5000ppiを超える超高精細な表示パネルに隔壁528を設けることで、鮮やかな色彩を表示可能な表示パネルを提供できる。
 また、図2Bおよび図2Cは、図2Aの断面図中の一点鎖線Ya−Ybに対応する受発光装置700の上面概略図を示す。すなわち、発光デバイス550B、発光デバイス550G、及び発光デバイス550Rは、それぞれマトリクス状に配列している。なお、図2Bは、X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。また、図2Cは、X方向に同一の色の発光デバイスが配列されるが、画素ごとにパターンが形成された構成を示している。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、ダイヤモンド配列等を用いることもできる。
 なお、各EL層(103B、103G、103R)および受光層103PSの分離加工において、フォトリソグラフィ法によるパターン形成を行っているため、高精細な受発光装置(表示パネル)を作製することができる。また、フォトリソグラフィ法によるパターン形成により加工されたEL層の各層の端部(側面)は、概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。また、フォトリソグラフィ法によるパターン形成により加工された受光層の各層の側面(端部)は、概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。また、この時、各EL層および受光層間の間隙580の幅(SE)は、5μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましい。なお、EL層と受光素子との間隔の幅は、EL層同士の間隔の幅より大きいことが好ましい。
 EL層において、特に陽極と発光層との間に位置する正孔輸送領域に含まれる正孔注入層は、導電率が高いことが多いため、隣り合う発光デバイスに共通する層として形成されると、クロストークの原因となる場合がある。したがって、本構成例で示すようにフォトリソグラフィ法によるパターン形成によりEL層を分離加工することにより、隣り合う発光デバイス間で生じるクロストークの発生を抑制することが可能となる。
 また、図2Dは、図2B及び図2C中の一点鎖線C1−C2に対応する断面概略図である。図2Dには、接続電極551Cと電極552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551C上に電極552が接して設けられている。また、接続電極551Cの端部を覆って隔壁528が設けられている。
<受発光装置の製造方法の例>
 図3Aに示すように、電極551B、電極551G、電極551R、および電極551PSを形成する。例えば、第1の基板510上に形成された機能層520上に導電膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状に加工する。
 なお、導電膜の形成には、スパッタリング法、化学気相堆積(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、分子線エピタキシー(MBE:Molecular Beam Epitaxy)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、導電膜の加工には、上述したフォトリソグラフィ法以外に、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。なお、前者の方法を行う場合、レジスト塗布後の加熱(PAB:Pre Applied Bake)、および露光後の加熱(PEB:Post Exposure Bake)などの熱処理工程がある。本発明の一態様では、導電膜の加工だけでなく、EL層の形成に用いる薄膜(有機化合物からなる膜、または有機化合物を一部に含む膜)の加工にもリソグラフィー法を用いる。
 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)光またはX線を用いてもよい。また、露光に用いる光に代えて、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。
 レジストマスクを用いた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。
 次に、図3Bに示すように、電極551B、電極551G、電極551R、および電極551PS上にホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bを形成する。なお、ホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。さらに、電子輸送層108B上に犠牲層110Bを形成する。ホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bの形成において、材料としては、実施の形態2に示した材料を用いることができる。
 なお、犠牲層110Bには、ホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108B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好ましい。また、犠牲層110Bは、エッチングの選択比の異なる、第1の犠牲層と第2の犠牲層との積層構造であることが好ましい。また、犠牲層110Bは、EL層103B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。ウェットエッチングに用いるエッチング材料としては、シュウ酸などを用いることができる。
 犠牲層110B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。また、犠牲層110B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。
 犠牲層110B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、犠牲層110B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、犠牲層110B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、犠牲層110Bとしては、最上部に位置する電子輸送層108B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、犠牲層110Bに好適に用いることができる。犠牲層110B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、ホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bへの熱的なダメージを低減することができ、好ましい。
 なお、犠牲層110Bを積層構造にする場合には、上述した材料で形成される層を第1の犠牲層とし、その上に第2の犠牲層を形成して積層構造とすることができる。
 この場合の第2の犠牲層は、第1の犠牲層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、第2の犠牲層の加工時には、第1の犠牲層が露出する。したがって、第1の犠牲層と第2の犠牲層とは、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、第1の犠牲層のエッチング条件、及び第2の犠牲層のエッチング条件に応じて、第2の犠牲層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、第2の犠牲層のエッチングに、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、第2の犠牲層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、これを第1の犠牲層に用いることができる。
 なお、これに限られず、第2の犠牲層は、様々な材料の中から、第1の犠牲層のエッチング条件、及び第2の犠牲層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、上記第1の犠牲層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、第2の犠牲層としては、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、第2の犠牲層として、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。
 次に、図3Cに示すように、犠牲層110B上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストを所望の形状(レジストマスク:REG)に形成する。なお、このような方法を行う場合、レジスト塗布後の加熱(PAB:Pre Applied Bake)、および露光後の加熱(PEB:Post Exposure Bake)などの熱処理工程がある。例えば、PAB温度は、100℃前後、PEB温度は120℃前後になる。そのため、これらの処理温度に耐えうる発光デバイスであることが必要である。
 次に、得られたレジストマスクREGを用い、レジストマスクREGに覆われない犠牲層110Bの一部をエッチングにより除去し、レジストマスクREGを除去した後、犠牲層110Bに覆われないホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bの一部をエッチングにより除去し、電極551B上に側面を有する(または側面が露出する)形状、または紙面と交差する方向に延びる帯状の形状にホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bを加工する。なお、エッチングには、ドライエッチングが好ましい。犠牲層110Bが上記の第1の犠牲層および第2の犠牲層との積層構造を有する場合には、レジストマスクREGにより第2の犠牲層の一部をエッチングした後、レジストマスクREGを除去し、第2の犠牲層をマスクとして、第1の犠牲層の一部をエッチングし、ホール注入・輸送層104B、発光層105B、および電子輸送層108Bを所定の形状に加工しても良い。これらのエッチング処理により、図4Aの形状を得る。
 次に、図4Bに示すように、犠牲層110B、電極551G、電極551R、および電極551PS上にホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gを形成する。ホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gの形成において、材料としては、実施の形態2に示した材料を用いることができる。なお、ホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。
 次に、図4Cに示すように、電子輸送層108G上に犠牲層110Gを形成し、犠牲層110Gの上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストを所望の形状(レジストマスク:REG)に形成し、得られたレジストマスクREGに覆われない犠牲層110Gの一部をエッチングにより除去し、レジストマスクREGを除去した後、犠牲層110Gに覆われないホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gの一部をエッチングにより除去し、電極551G上に側面を有する(または側面が露出する)形状、または紙面と交差する方向に延びる帯状の形状にホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gを加工する。なお、エッチングには、ドライエッチングが好ましい。また、犠牲層110Gは、犠牲層110Bと同様の材料を用いることができ、犠牲層110Gが上記の第1の犠牲層および第2の犠牲層との積層構造を有する場合には、レジストマスクREGにより第2の犠牲層の一部をエッチングした後、レジストマスクREGを除去し、第2の犠牲層をマスクとして、第1の犠牲層の一部をエッチングし、ホール注入・輸送層104G、発光層105G、および電子輸送層108Gを所定の形状に加工しても良い。これらのエッチング処理により、図5Aの形状を得る。
 次に、図5Bに示すように、犠牲層110B、犠牲層110G、電極551R、および電極551PS上にホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rを形成する。ホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rの形成において、材料としては、実施の形態2に示した材料を用いることができる。なお、ホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。
 次に、図5Cに示すように、電子輸送層108R上に犠牲層110Rを形成し、犠牲層110Rの上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストを所望の形状(レジストマスク:REG)に形成し、得られたレジストマスクREGに覆われない犠牲層110Rの一部をエッチングにより除去し、レジストマスクREGを除去した後、犠牲層110Rに覆われないホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rの一部をエッチングにより除去し、電極551R上に側面を有する(または側面が露出する)形状、または紙面と交差する方向に延びる帯状の形状にホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rを加工する。なお、エッチングには、ドライエッチングが好ましい。また、犠牲層110Rは、犠牲層110Bと同様の材料を用いることができ、犠牲層110Rが上記の第1の犠牲層および第2の犠牲層との積層構造を有する場合には、レジストマスクREGにより第2の犠牲層の一部をエッチングした後、レジストマスクREGを除去し、第2の犠牲層をマスクとして、第1の犠牲層の一部をエッチングし、ホール注入・輸送層104R、発光層105R、および電子輸送層108Rを所定の形状に加工しても良い。これらのエッチング処理により、図6Aの形状を得る。
 次に、図6Bに示すように、犠牲層110B、犠牲層110G、犠牲層110R、および電極551PS上に第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSを形成する。第1の輸送層104PSの形成において、材料としては、例えば、実施の形態2にて正孔注入層および正孔輸送層として示した材料を用いることができる。また、活性層105PSにおいて、材料としては、実施の形態8に示す材料を用いることができる。また、第2の輸送層108PSの形成において、材料としては、例えば、実施の形態2にて電子輸送層および電子注入層として示した材料を用いることができる。なお、第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSの形成には、例えば、真空蒸着法を用いることができる。
 次に、図6Cに示すように、第2の輸送層108PS上に犠牲層110PSを形成し、犠牲層110PSの上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法を用いてレジストを所望の形状(レジストマスク:REG)に形成し、得られたレジストマスクREGに覆われない犠牲層110PSの一部をエッチングにより除去し、レジストマスクREGを除去した後、犠牲層110PSに覆われない第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSの一部をエッチングにより除去し、電極551PS上に側面を有する(または側面が露出する)形状、または紙面と交差する方向に延びる帯状の形状に第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSを加工する。なお、エッチングには、ドライエッチングが好ましい。また、犠牲層110PSは、犠牲層110Bと同様の材料を用いることができ、犠牲層110PSが上記の第1の犠牲層および第2の犠牲層との積層構造を有する場合には、レジストマスクREGにより第2の犠牲層の一部をエッチングした後、レジストマスクREGを除去し、第2の犠牲層をマスクとして、第1の犠牲層の一部をエッチングし、第1の輸送層104PS、活性層105PS、および第2の輸送層108PSを所定の形状に加工しても良い。これらのエッチング処理により、図6Dの形状を得る。
 次に、図7Aに示すように、犠牲層110B、犠牲層110G、犠牲層110R、および犠牲層110PS上に絶縁層107を形成する。
 なお、絶縁層107の形成には、例えば、ALD法を用いることができる。この場合、絶縁層107は、図7Aに示すように各発光デバイスのホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、また、受光デバイスの第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSの各側面(各端部)に接して形成される。これにより、各側面から内部への酸素、水分、またはこれらの構成元素の侵入を抑制することができる。なお、絶縁層107に用いる材料としては、例えば、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、窒化シリコン、または窒化酸化シリコンなどを用いることができる。
 次に、図7Bに示すように、絶縁層107の一部および犠牲層(110B、110G、110R、110PS)を除去した後、絶縁層107、電子輸送層(108B、108G、108R)、および第2の輸送層108PS上に電子注入層109を形成する。電子注入層109の形成において、材料としては、実施の形態2に示した材料を用いることができる。なお、電子注入層109は、例えば、真空蒸着法を用いて形成する。なお、電子注入層109は、各発光デバイスのホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、また、受光デバイスの第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSの各側面(各端部)で絶縁層107を介して接する構造を有する。
 次に、図7Cに示すように、電極552を形成する。電極552は、例えば、真空蒸着法を用いて形成する。なお、電極552は、電子注入層109上に形成される。なお、電極552は、電子注入層109および絶縁層107を介して各発光デバイスのホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、また、受光デバイスの第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSの各側面(各端部)と接する構造を有する。これにより、各発光デバイスのホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、また、受光デバイスの第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSと電極552とが、電気的に短絡することを防ぐことができる。
 以上の工程により、発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550R、および受光デバイス550PSにおける、EL層103B、EL層103G、EL層103R、および受光層103PSをそれぞれ分離加工することができる。
 なお、これらのEL層(103B、103G、103R)および受光層103PSの分離加工において、フォトリソグラフィ法によるパターン形成を行っているため、高精細な受発光装置(表示パネル)を作製することができる。また、フォトリソグラフィ法によるパターン形成により加工されたEL層の各層の端部(側面)は、概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。また、フォトリソグラフィ法によるパターン形成により加工された受光層の各層の側面(端部)は、概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。
 また、これらのEL層におけるホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、および受光層における第1の輸送層104PSは、導電率が高いことが多いため、隣り合うデバイス間に共通する層として形成されると、クロストークの原因となる場合がある。したがって、本構成例で示すようにフォトリソグラフィ法によるパターン形成により各層を分離加工することにより、隣り合うデバイス間で生じるクロストークの発生を抑制することが可能となる。
 なお、本構成の各発光デバイスが有する各EL層(103B、103G、103R)に含まれるホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、および受光デバイスが有する受光層103PSが有する、第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSは、分離加工において、フォトリソグラフィ法によるパターン形成を行っているため、加工されたEL層の各層の端部(側面)が概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。また、フォトリソグラフィ法によるパターン形成により加工された受光層の各層の側面(端部)は、概略同一表面を有する(または、概略同一平面上に位置する)形状となる。
 また、各発光デバイスが有する各EL層(103B、103G、103R)に含まれるホール注入・輸送層(104B、104G、104R)、発光層(105B、105G、105R)、および電子輸送層(108B、108G、108R)、および受光デバイスが有する受光層103PSが有する、第1の輸送層104PS、活性層105PS、第2の輸送層108PSは、分離加工において、フォトリソグラフィ法によるパターン形成を行っているため、加工された各端部(側面)は、隣り合うデバイスとの間に、それぞれ間隙580を有する。なお、図7Cにおいて、間隙580を隣り合うデバイスのEL層の間の距離をSEで表す場合、距離SEが小さいほど開口率を高めること、及び、精細度を高めることができる。一方、距離SEが大きいほど、隣り合うデバイスとの作製工程ばらつきの影響を許容できるため、製造歩留まりを高めることができる。本明細書により作製される発光デバイスおよび受光デバイスは微細化プロセスに好適であるため、隣り合うデバイスのEL層または受光層の間の距離SEは、0.5μm以上5μm以下、好ましくは1μm以上3μm以下、より好ましくは1μm以上2.5μm以下、さらに好ましくは1μm以上2μm以下とすることができる。なお、代表的には、距離SEは1μm以上2μm以下(例えば1.5μmまたはその近傍)であることが好ましい。
 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)構造のデバイスという場合がある。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)構造のデバイスという場合がある。MML構造の受発光装置は、メタルマスクを用いずに作製するため、FMM構造、またはMM構造の受発光装置よりも画素配置及び画素形状等の設計自由度が高い。
 なお、MML構造の受発光装置が有する島状のEL層は、メタルマスクのパターンによって形成されるのではなく、EL層を成膜した後に加工することで形成される。したがって、これまでに比べて高精細な受発光装置または高開口率の受発光装置を実現することができる。さらに、EL層を各色で作り分けることができるため、極めて鮮やかでコントラストが高く、表示品位の高い受発光装置を実現できる。また、EL層上に犠牲層を設けることで、作製工程中にEL層が受けるダメージを低減することができるため、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
 また、実施の形態1等で示した、本発明の一態様のアジン骨格を有する化合物(本願化合物ともいう)は、高耐熱性等の特長を有しているため、電子輸送注入層、電子輸送層、発光層、ホール輸送層、ホール注入層、中間層、またはキャップ層に用いることで、MML構造の作製工程中に受けるダメージを低減する効果を高めることができる。特に、キャップ層、電子注入層または電子輸送層など上層に位置する層として本願化合物を適用することで、下層へのダメージを低減することが可能である。例えば、本願化合物を電子輸送層に用いる場合、発光層のホスト材料よりもTgが高いものを用いると良い。同様に、本願化合物を電子輸送層に用いる場合、正孔輸送層の材料よりもTgが高いものを用いると良い。アジン骨格を有する化合物としては、実施の形態1で示した一般式(G1)乃至(G4)に表される化合物を用いることが好ましいが、これらに限定されるものではない。
 また、本願化合物を、電子注入層109のような共通層として用いる場合、電子注入層109と隔壁528とが重なって配置されていると好ましい。本願化合物はTgが高いため、隔壁528へのダメージを低減することができる。また、輸送層(電子輸送層108B、電子輸送層108G、電子輸送層108R、または第2の輸送層108PS)が、隔壁528の上に形成されていても良い。その場合、本願化合物を当該輸送層として用い、当該輸送層と隔壁とを重ねて配置すると良い。また、受光デバイス550PSと発光デバイスとの間の隔壁上に、本願化合物を有する層を重ねて配置することも効果的である。なお、電子輸送層108B、電子輸送層108G、電子輸送層108R、および第2の輸送層108PSは、別々の層ではなく、連続して設けられていても良い。
 また、基板として可撓性基板を用いた折り曲げ可能なデバイス(フレキシブルデバイスともいう)において、耐性(耐熱性および安定性等)の高い本願化合物を採用することは有効である。例えば、負荷のかかりやすい折り曲げ部に本願化合物を有する層を重ねて設けることは有効である。また、隔壁528と折り曲げ部との間に本願化合物を重ねて配置してもよい。また、折り曲げ部を複数有するようなデバイス、または巻取り式のデバイスでは、負荷がかかる箇所が多くなるため、そのような箇所に隔壁528と本願化合物を有する層を重ねて設けると良い。また、折り曲げ部に、キャップ層と、本願化合物を有する層と、隔壁と、を重ねて配置することも好ましい。
 なお、図2Aおよび図7Cに示す発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550Rにおいては、EL層(103B、103G、103R)の幅が電極(551B、551G、551R)の幅と概略等しく、受光デバイス550PSにおいて、受光層103PSの幅が電極551PSの幅と概略等しいが、本発明の一態様はこれに限られない。
 発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550Rにおいては、EL層(103B、103G、103R)の幅が電極(551B、551G、551R)の幅より小さくてもよい。また、受光デバイス550PSにおいて、受光層103PSの幅が電極551PSの幅より小さくてもよい。図7Dには発光デバイス550B、発光デバイス550Gにおいて、EL層(103B、103G)の幅が電極(551B、551G)の幅より小さい例を示す。
 発光デバイス550B、発光デバイス550G、発光デバイス550Rにおいては、EL層(103B、103G、103R)の幅が電極(551B、551G、551R)の幅より大きくてもよい。また、受光デバイス550PSにおいて、受光層103PSの幅が電極551PSの幅より大きくてもよい。図7Eには発光デバイス550Rにおいて、EL層103Rの幅が電極551Rの幅より大きい例を示す。
 本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態4)
 本実施の形態では、装置720について、図8乃至図10を用いて説明する。なお、図8乃至図10に示す装置720は、実施の形態2で示す発光デバイスを有することから発光装置であるが、本実施の形態で説明する装置720は、電子機器などの表示部に適用可能であることから表示パネルまたは表示装置ということもできる。また、上記発光デバイスを光源とし、発光デバイスからの光を受光できる受光デバイスを備える構成とする場合には、受発光装置ということもできる。なお、これらの発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、少なくとも発光デバイスを有する構成とする。
 また、本実施の形態の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、高解像度または大型の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置とすることができる。したがって、本実施の形態の発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置は、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、および音響再生装置等の表示部に用いることもできる。
 図8Aには、これらの装置(発光装置、表示パネル、表示装置、および受発光装置を含む)720の上面図を示す。
 図8Aにおいて、装置720は、基板710と基板711とが貼り合わされた構成を有する。また、装置720は、表示領域701、回路704、および配線706等を有する。なお、表示領域701は、複数の画素を有し、図8Aに示す画素703(i,j)は、図8Bに示すように、画素703(i,j)に隣接する画素703(i+1,j)を有する。
 また、装置720には、図8Aに示すように、COG(Chip On Glass)方式またはCOF(Chip on Film)方式等により、基板710にIC(集積回路)712が設けられている例を示す。なお、IC712としては、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。図8Aでは、信号線駆動回路を有するICをIC712に用い、回路704として、走査線駆動回路を有する構成を示す。
 配線706は、表示領域701及び回路704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、FPC(Flexible Printed Circuit)713を介して外部から配線706に入力されるか、またはIC712から配線706に入力される。なお、装置720に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8Bに、表示領域701の画素703(i,j)、および画素703(i+1,j)を示す。すなわち、画素703(i,j)は、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、複数種有する構成とすることができる。または、上記に加え、同じ色を発する発光デバイスを有する副画素を複数含む構成とすることもできる。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、複数種類有する構成である場合、例えば、画素は、副画素を3種類有する構成とすることができる。当該3つの副画素としては、赤色(R)、緑色(G)、青色(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。または、画素は副画素を4種類有する構成とすることができる。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。具体的には、青色を表示する副画素702B(i,j)、緑色を表示する副画素702G(i,j)および赤色を表示する副画素702R(i,j)で構成された画素703(i,j)とすることができる。
 また、装置720は、発光デバイスを有する副画素だけでなく、受光デバイスを有する副画素も含む。
 図8C乃至図8Eに示す画素703(i,j)は、受光デバイスを有する副画素702PS(i,j)を含む、様々なレイアウトの一例を示す。なお、図8Cに示す画素の配列は、ストライプ配列であり、図8Dに示す画素の配列は、マトリクス配列である。また、図8Eに示す画素の配列は、1つの副画素(副画素B)の隣に、3つの副画素(副画素R、副画素G、副画素PS)が縦に3つ並んだ構成を有する。
 また、図8Fに示すように赤外線を射出する副画素702IR(i,j)を上記の一組に加えて、画素703(i,j)としてもよい。図8Fに示す画素の配列は、縦長の副画素G、副画素B、副画素Rが横に3つ並び、その下側に副画素PSと、横長の副画素IRと、が横に並んだ構成を有する。具体的には、650nm以上1000nm以下の波長を有する光を含む光を射出する副画素702IR(i,j)を、画素703(i,j)に用いてもよい。なお、副画素702PS(i,j)が検出する光の波長は特に限定されないが、副画素702PS(i,j)が有する受光デバイスは、副画素702R(i,j)、副画素702G(i,j)、副画素702B(i,j)、または副画素702IR(i,j)が有する発光デバイスが発する光に感度を有することが好ましい。例えば、青色、紫色、青紫色、緑色、黄緑色、黄色、橙色、赤色などの波長域の光、及び、赤外の波長域の光のうち、一つまたは複数を検出することが好ましい。
 なお、副画素の配列は、図8B乃至図8Fに示す構成に限られることはなく、様々な方法を適用することができる。副画素の配列としては、例えば、ストライプ配列、Sストライプ配列、マトリクス配列、デルタ配列、ベイヤー配列、ペンタイル配列などが挙げられる。
 また、副画素の上面形状としては、例えば、三角形、四角形(長方形、正方形を含む)、五角形などの多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、または円形などが挙げられる。ここでいう副画素の上面形状は、発光デバイスの発光領域の上面形状に相当する。
 さらに、画素に、発光デバイスだけでなく受光デバイスを有する構成とする場合には、画素が受光機能を有するため、画像を表示しながら、対象物の接触または近接を検出することができる。例えば、発光装置が有する副画素全てで画像を表示するだけでなく、一部の副画素は、光源としての光を呈し、残りの副画素で画像を表示することもできる。
 なお、副画素702PS(i,j)の受光面積は、他の副画素の発光面積よりも小さいことが好ましい。受光面積が小さいほど、撮像範囲が狭くなり、撮像結果のボケの抑制、及び、解像度の向上が可能となる。そのため、副画素702PS(i,j)を用いることで、高精細または高解像度の撮像を行うことができる。例えば、副画素702PS(i,j)を用いて、指紋、掌紋、虹彩、脈形状(静脈形状、動脈形状を含む)、または顔などを用いた個人認証のための撮像を行うことができる。
 また、副画素702PS(i,j)は、タッチセンサ(ダイレクトタッチセンサともいう)またはニアタッチセンサ(ホバーセンサ、ホバータッチセンサ、非接触センサ、タッチレスセンサともいう)などに用いることができる。例えば、副画素702PS(i,j)は、赤外光を検出することが好ましい。これにより、暗い場所でも、タッチ検出が可能となる。
 ここで、タッチセンサまたはニアタッチセンサは、対象物(指、手、またはペンなど)の近接もしくは接触を検出することができる。タッチセンサは、受発光装置と、対象物とが、直接接することで、対象物を検出できる。また、ニアタッチセンサは、対象物が受発光装置に接触しなくても、当該対象物を検出することができる。例えば、受発光装置と、対象物との間の距離が0.1mm以上300mm以下、好ましくは3mm以上50mm以下の範囲で受発光装置が当該対象物を検出できる構成であると好ましい。当該構成とすることで、受発光装置に対象物が直接触れずに操作することが可能となる、別言すると非接触(タッチレス)で受発光装置を操作することが可能となる。上記構成とすることで、受発光装置に汚れ、または傷がつくリスクを低減することができる、または対象物が受発光装置に付着した汚れ(例えば、ゴミ、細菌、またはウィルスなど)に直接触れずに、受発光装置を操作することが可能となる。
 なお、高精細な撮像を行うため、副画素702PS(i,j)は、受発光装置が有する全ての画素に設けられていることが好ましい。一方で、副画素702PS(i,j)は、タッチセンサまたはニアタッチセンサなどに用いる場合は、指紋などを撮像する場合と比較して高い精度が求められないため、受発光装置が有する一部の画素に設けられていればよい。受発光装置が有する副画素702PS(i,j)の数を、副画素702R(i,j)等の数よりも少なくすることで、検出速度を高めることができる。
 次に、発光デバイスを有する副画素の画素回路の一例について図9Aにより説明する。図9Aに示す画素回路530は、発光デバイス(EL)550、トランジスタM15、トランジスタM16、トランジスタM17、及び容量素子C3を有する。なお、発光デバイス550として、発光ダイオードを用いることができる。特に、発光デバイス550として、実施の形態2で説明した、発光デバイスを用いることが好ましい。
 図9Aにおいて、トランジスタM15は、ゲートが配線VGと電気的に接続し、ソースまたはドレインの一方が配線VSと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が、容量素子C3の一方の電極、及びトランジスタM16のゲートと電気的に接続する。トランジスタM16のソースまたはドレインの一方は配線V4と電気的に接続し、他方は、発光デバイス550のアノード、及びトランジスタM17のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM17は、ゲートが配線MSと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線OUT2と電気的に接続する。発光デバイス550のカソードは、配線V5と電気的に接続する。
 配線V4及び配線V5には、それぞれ定電位が供給される。発光デバイス550のアノード側を高電位に、カソード側をアノード側よりも低電位にすることができる。トランジスタM15は、配線VGに供給される信号により制御され、画素回路530の選択状態を制御するための選択トランジスタとして機能する。また、トランジスタM16は、ゲートに供給される電位に応じて発光デバイス550に流れる電流を制御する駆動トランジスタとして機能する。トランジスタM15が導通状態のとき、配線VSに供給される電位がトランジスタM16のゲートに供給され、その電位に応じて発光デバイス550の発光輝度を制御することができる。トランジスタM17は配線MSに供給される信号により制御され、トランジスタM16と発光デバイス550との間の電位を、配線OUT2を介して外部に出力する機能を有する。
 なお、図9Aの画素回路530が有するトランジスタM15、トランジスタM16、及びトランジスタM17、並びに、図9Bの画素回路530が有するトランジスタM11、トランジスタM12、トランジスタM13、及びトランジスタM14には、それぞれチャネルが形成される半導体層に金属酸化物(酸化物半導体)を用いたトランジスタを適用することが好ましい。
 シリコンよりもバンドギャップが広く、かつキャリア密度の小さい金属酸化物を用いたトランジスタは、極めて小さいオフ電流を実現することができる。そのため、その小さいオフ電流により、トランジスタと直列に接続された容量素子に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。そのため、特に容量素子C2または容量素子C3に直列に接続されるトランジスタM11、トランジスタM12、及びトランジスタM15には、酸化物半導体が適用されたトランジスタを用いることが好ましい。また、これ以外のトランジスタも同様に酸化物半導体を適用したトランジスタを用いることで、作製コストを低減することができる。
 また、トランジスタM11乃至トランジスタM17に、チャネルが形成される半導体にシリコンを適用したトランジスタを用いることもできる。特に単結晶シリコンまたは多結晶シリコンなどの結晶性の高いシリコンを用いることで、高い電界効果移動度を実現することができ、より高速な動作が可能となるため好ましい。
 また、トランジスタM11乃至トランジスタM17のうち、一以上に酸化物半導体を適用したトランジスタを用い、それ以外にシリコンを適用したトランジスタを用いる構成としてもよい。
 次に、受光デバイスを有する副画素の画素回路の一例について、図9Bにより説明する。図9Bに示す画素回路531は、受光デバイス(PD)560、トランジスタM11、トランジスタM12、トランジスタM13、トランジスタM14、及び容量素子C2を有する。ここでは、受光デバイス(PD)560として、フォトダイオードを用いた例を示している。
 図9Bにおいて、受光デバイス(PD)560は、アノードが配線V1と電気的に接続し、カソードがトランジスタM11のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM11は、ゲートが配線TXと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が容量素子C2の一方の電極、トランジスタM12のソースまたはドレインの一方、及びトランジスタM13のゲートと電気的に接続する。トランジスタM12は、ゲートが配線RESと電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線V2と電気的に接続する。トランジスタM13は、ソースまたはドレインの一方が配線V3と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方がトランジスタM14のソースまたはドレインの一方と電気的に接続する。トランジスタM14は、ゲートが配線SE1と電気的に接続し、ソースまたはドレインの他方が配線OUT1と電気的に接続する。
 配線V1、配線V2、及び配線V3には、それぞれ定電位が供給される。受光デバイス(PD)560を逆バイアスで駆動させる場合には、配線V2に、配線V1の電位よりも高い電位を供給する。トランジスタM12は、配線RESに供給される信号により制御され、トランジスタM13のゲートに接続するノードの電位を、配線V2に供給される電位にリセットする機能を有する。トランジスタM11は、配線TXに供給される信号により制御され、受光デバイス(PD)560に流れる電流に応じて上記ノードの電位が変化するタイミングを制御する機能を有する。トランジスタM13は、上記ノードの電位に応じた出力を行う増幅トランジスタとして機能する。トランジスタM14は、配線SE1に供給される信号により制御され、上記ノードの電位に応じた出力を配線OUT1に接続する外部回路で読み出すための選択トランジスタとして機能する。
 なお、図9Aおよび図9Bにおいて、トランジスタをnチャネル型のトランジスタとして表記しているが、pチャネル型のトランジスタを用いることもできる。
 画素回路530が有するトランジスタと画素回路531が有するトランジスタは、同一基板上に並べて形成されることが好ましい。特に、画素回路530が有するトランジスタと画素回路531が有するトランジスタとを1つの領域内に混在させて周期的に配列する構成とすることが好ましい。
 また、受光デバイス(PD)560または発光デバイス(EL)550と重なる位置に、トランジスタ及び容量素子の一方又は双方を有する層を1つまたは複数設けることが好ましい。これにより、各画素回路の実効的な占有面積を小さくでき、高精細な受光部または表示部を実現できる。
 次に、図9Aおよび図9Bで説明した画素回路に適用できるトランジスタの具体的な構造の一例を図9Cに示す。なお、トランジスタとしては、ボトムゲート型のトランジスタまたはトップゲート型のトランジスタなどを適宜用いることができる。
 図9Cに示すトランジスタは、半導体膜508、導電膜504、絶縁膜506、導電膜512Aおよび導電膜512Bを有する。トランジスタは、例えば、絶縁膜501C上に形成される。また、当該トランジスタは、絶縁膜516(絶縁膜516A及び絶縁膜516B)、及び絶縁膜518を有する。
 半導体膜508は、導電膜512Aと電気的に接続される領域508A、導電膜512Bと電気的に接続される領域508Bを有する。半導体膜508は、領域508Aおよび領域508Bの間に領域508Cを有する。
 導電膜504は領域508Cと重なる領域を備え、導電膜504はゲート電極の機能を有する。
 絶縁膜506は、半導体膜508および導電膜504の間に挟まれる領域を有する。絶縁膜506は第1のゲート絶縁膜の機能を有する。
 導電膜512Aはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の一方を備え、導電膜512Bはソース電極の機能またはドレイン電極の機能の他方を有する。
 また、導電膜524をトランジスタに用いることができる。導電膜524は、導電膜504との間に半導体膜508を挟む領域を有する。導電膜524は、第2のゲート電極の機能を有する。絶縁膜501Dは半導体膜508および導電膜524の間に挟まれ、第2のゲート絶縁膜の機能を有する。
 絶縁膜516は、例えば、半導体膜508を覆う保護膜として機能する。絶縁膜516としては、例えば、具体的には、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、酸化セリウム膜または酸化ネオジム膜を含む膜を用いることができる。
 絶縁膜518は、例えば、酸素、水素、水、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の拡散を抑制する機能を備える材料を適用することが好ましい。具体的には、絶縁膜518としては、例えば、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム等を用いることができる。また、酸化窒化シリコン、及び酸化窒化アルミニウムのそれぞれに含まれる酸素の原子数と窒素の原子数は、窒素の原子数のほうが多いことが好ましい。
 なお、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成する工程において、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を形成することができる。例えば、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜と同じ組成の半導体膜を、駆動回路に用いることができる。
 また、半導体膜508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、半導体膜508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。または、インジウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。または、インジウム、ガリウム、スズ、及び亜鉛を含む酸化物を用いることが好ましい。または、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAZOとも記す)を用いることが好ましい。または、インジウム(In)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、及び亜鉛(Zn)を含む酸化物(IAGZOとも記す)を用いることが好ましい。
 半導体膜が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=1:3:2またはその近傍の組成、In:M:Zn=1:3:4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。
 トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体(微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、または一部に結晶領域を有する半導体)のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
 また、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。なお、結晶性を有する酸化物半導体としては、CAAC(c−axis−aligned crystalline)−OS、nc(nanocrystalline)−OS等が挙げられる。
 または、シリコンをチャネル形成領域に用いたトランジスタ(Siトランジスタ)を用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン(単結晶Si)、多結晶シリコン、非晶質シリコン等が挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン(LTPS(Low Temperature Poly Silicon))を有するトランジスタ(以下、LTPSトランジスタともいう)を用いることができる。LTPSトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
 LTPSトランジスタ等のSiトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路(例えばソースドライバ回路)を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、発光装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
 OSトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、OSトランジスタは、オフ状態におけるソース−ドレイン間のリーク電流(以下、オフ電流ともいう)が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを適用することで、発光装置の消費電力を低減することができる。
 また、室温下における、チャネル幅1μmあたりのOSトランジスタのオフ電流値は、1aA(1×10−18A)以下、1zA(1×10−21A)以下、または1yA(1×10−24A)以下とすることができる。なお、室温下における、チャネル幅1μmあたりのSiトランジスタのオフ電流値は、1fA(1×10−15A)以上1pA(1×10−12A)以下である。したがって、OSトランジスタのオフ電流は、Siトランジスタのオフ電流よりも10桁程度低いともいえる。
 また、画素回路に含まれる発光デバイスの発光輝度を高くする場合、発光デバイスに流す電流量を大きくする必要がある。そのためには、画素回路に含まれている駆動トランジスタのソース−ドレイン間電圧を高くする必要がある。OSトランジスタは、Siトランジスタと比較して、ソース−ドレイン間において耐圧が高いため、OSトランジスタのソース−ドレイン間には高い電圧を印加することができる。したがって、画素回路に含まれる駆動トランジスタをOSトランジスタとすることで、発光デバイスに流れる電流量を大きくし、発光デバイスの発光輝度を高くすることができる。
 また、トランジスタが飽和領域で動作する場合において、OSトランジスタは、Siトランジスタよりも、ゲート−ソース間電圧の変化に対して、ソース−ドレイン間電流の変化を小さくすることができる。このため、画素回路に含まれる駆動トランジスタとしてOSトランジスタを適用することによって、ゲート−ソース間電圧の変化によって、ソース−ドレイン間に流れる電流を細かく定めることができるため、発光デバイスに流れる電流量を制御することができる。このため、画素回路における階調を大きくすることができる。
 また、トランジスタが飽和領域で動作するときに流れる電流の飽和特性において、OSトランジスタは、ソース−ドレイン間電圧が徐々に高くなった場合においても、Siトランジスタよりも安定した電流(飽和電流)を流すことができる。そのため、OSトランジスタを駆動トランジスタとして用いることで、例えば、発光デバイスの電流−電圧特性にばらつきが生じた場合においても、発光デバイスに安定した電流を流すことができる。つまり、OSトランジスタは、飽和領域で動作する場合において、ソース−ドレイン間電圧を高くしても、ソース−ドレイン間電流がほぼ変化しないため、発光デバイスの発光輝度を安定させることができる。
 上記のとおり、画素回路に含まれる駆動トランジスタにOSトランジスタを用いることで、「黒浮きの抑制」、「発光輝度の上昇」、「多階調化」、「発光デバイスのばらつきの抑制」などを図ることができる。
 または、駆動回路のトランジスタに用いる半導体膜を、画素回路のトランジスタに用いる半導体膜と同一の工程で形成することができる。または、画素回路を形成する基板と同一の基板上に駆動回路を形成することができる。または、電子機器を構成する部品数を低減することができる。
 また、半導体膜508には、シリコンを用いてもよい。シリコンとしては、単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどが挙げられる。特に、半導体層に低温ポリシリコン(LTPS(Low Temperature Poly Silicon))を有するトランジスタ(以下、LTPSトランジスタともいう)を用いることが好ましい。LTPSトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
 LTPSトランジスタなどのシリコンを用いたトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路(例えばソースドライバ回路)を表示部と同一基板上に作り込むことができる。これにより、発光装置に実装される外部回路を簡略化でき、部品コスト及び実装コストを削減することができる。
 また、画素回路に含まれるトランジスタの少なくとも一に、チャネルが形成される半導体に金属酸化物(以下、酸化物半導体ともいう)を有するトランジスタ(以下、OSトランジスタともいう)を用いることが好ましい。OSトランジスタは、非晶質シリコンを用いたトランジスタと比較して電界効果移動度が極めて高い。また、OSトランジスタは、オフ状態におけるソース−ドレイン間のリーク電流(以下、オフ電流ともいう)が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、OSトランジスタを適用することで、発光装置の消費電力を低減することができる。
 画素回路に含まれるトランジスタの一部に、LTPSトランジスタを用い、他の一部にOSトランジスタを用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い発光装置を実現することができる。より好適な例としては、配線間の導通、非導通を制御するためのスイッチとして機能するトランジスタなどにOSトランジスタを適用し、電流を制御するトランジスタなどにLTPSトランジスタを適用することが好ましい。なお、LTPSトランジスタと、OSトランジスタと、の双方を組み合わせる構成をLTPOと呼称する場合がある。LTPOとすることで、消費電力が低く、駆動能力の高い表示パネルを実現することができる。
 例えば、画素回路に設けられるトランジスタの一は、発光デバイスに流れる電流を制御するためのトランジスタとして機能し、駆動トランジスタとも呼ぶことができる。駆動トランジスタのソース及びドレインの一方は、発光デバイスの画素電極と電気的に接続される。当該駆動トランジスタには、LTPSトランジスタを用いることが好ましい。これにより、画素回路において発光デバイスに流れる電流を大きくできる。
 一方、画素回路に設けられるトランジスタの他の一は、画素の選択、非選択を制御するためのスイッチとして機能し、選択トランジスタとも呼ぶことができる。選択トランジスタのゲートはゲート線と電気的に接続され、ソース及びドレインの一方は、ソース線(信号線)と電気的に接続される。選択トランジスタには、OSトランジスタを適用することが好ましい。これにより、フレーム周波数を著しく小さく(例えば1fps以下)しても、画素の階調を維持することができるため、静止画を表示する際にドライバを停止することで、消費電力を低減することができる。
 酸化物半導体を半導体膜に用いる場合、装置720は、酸化物半導体を半導体膜に用い、且つMML(メタルマスクレス)構造の発光デバイスを有する構成となる。当該構成とすることで、トランジスタに流れうるリーク電流、及び隣接する発光デバイス間に流れうるリーク電流(横リーク電流、サイドリーク電流などともいう)を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度及び高いコントラスト比のいずれか一または複数を観測できる。なお、トランジスタに流れうるリーク電流、及び発光デバイス間の横リーク電流が極めて低い構成とすることで、黒表示時に生じうる光漏れ(いわゆる黒浮き)などが限りなく少ない表示(真黒表示ともいう)とすることができる。
 特に、MML構造の発光デバイスの中でも、先に示すSBS構造を適用することで、発光デバイスの間に設けられる層(例えば、発光デバイスの間で共通して用いる有機層、共通層ともいう)が分断された構成となるため、サイドリークがない、またはサイドリークが極めて少ない表示とすることができる。
 また、表示パネルの画面のサイズに応じて、表示パネルに用いるトランジスタの構成を適宜選択すればよい。例えば、表示パネルのトランジスタとして、単結晶Siトランジスタを用いる場合、対角のサイズが0.1インチ以上3インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルのトランジスタとして、LTPSトランジスタを用いる場合、対角のサイズが0.1インチ以上30インチ以下、好ましくは1インチ以上30インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルにLTPO(LTPSトランジスタと、OSトランジスタとを、組み合わせる構成)を用いる場合、対角のサイズを0.1インチ以上50インチ以下、好ましくは1インチ以上50インチ以下の画面サイズに適用することができる。また、表示パネルのトランジスタとして、OSトランジスタを用いる場合、対角のサイズを0.1インチ以上200インチ以下、好ましくは50インチ以上100インチ以下の画面サイズに適用することができる。
 なお、単結晶Siトランジスタは、単結晶Si基板の大きさより、大型化が非常に困難である。また、LTPSトランジスタは、製造工程にてレーザ結晶化装置を用いるため、大型化(代表的には、対角のサイズにて30インチを超える画面サイズ)への対応が難しい。一方でOSトランジスタは、製造工程にてレーザ結晶化装置などを用いる制約がない、または比較的低温のプロセス温度(代表的には450℃以下)で製造することが可能なため、比較的大面積(代表的には、対角のサイズにて50インチ以上100インチ以下)の表示パネルまで対応することが可能である。また、LTPOについては、LTPSトランジスタを用いる場合と、OSトランジスタを用いる場合との間の領域の表示パネルのサイズ(代表的には、対角のサイズにて1インチ以上50インチ以下)に適用することが可能となる。
 次に、受発光装置の断面図を示す。図10には、図8Aに示す受発光装置の断面図を示す。
 図10の断面図は、FPC713および配線706を含む領域の一部、画素703(i,j)を含む表示領域701の一部をそれぞれ切断した時の断面図を示す。
 図10において、受発光装置700は、第1の基板510と、第2の基板770と、の間に機能層520を有する。機能層520には、図9で説明したトランジスタ(M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17)および容量素子(C2、C3)等の他、これらを電気的に接続する配線(VS、VG、V1、V2、V3、V4、V5)等が含まれる。なお、図10では、機能層520は、画素回路530X(i,j)および画素回路530S(i,j)、並びに駆動回路GDを含む構成を示すが、これに限らない。
 また、機能層520に形成された画素回路(例えば、図10に示す画素回路530X(i,j)および画素回路530S(i,j))は、機能層520上に形成される発光デバイスおよび受光デバイス(例えば、図10に示す発光デバイス550X(i,j)および受光デバイス550S(i,j))と電気的に接続される。具体的には、発光デバイス550X(i,j)は配線591Xを介して画素回路530X(i,j)に電気的に接続され、受光デバイス550S(i,j)は配線591Sを介して画素回路530S(i,j)に電気的に接続される。また、機能層520、発光デバイス、および受光デバイス上に絶縁層705を有し、絶縁層705は、第2の基板770と機能層520とを貼り合わせる機能を有する。
 なお、第2の基板770には、マトリクス状にタッチセンサを備える基板を用いることができる。例えば、静電容量式のタッチセンサまたは光学式のタッチセンサを備えた基板を第2の基板770に用いることができる。これにより、本発明の一態様の受発光装置をタッチパネルとして使用することができる。
 なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができるものとする。
(実施の形態5)
 本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器の構成について、図11A乃至図13Bにより説明する。
 図11A乃至図13Bは、本発明の一態様の電子機器の構成を説明する図である。図11Aは電子機器のブロック図であり、図11B乃至図11Eは電子機器の構成を説明する斜視図である。また、図12A乃至図12Eは電子機器の構成を説明する斜視図である。また、図13Aおよび図13Bは電子機器の構成を説明する斜視図である。
 本実施の形態で説明する電子機器5200Bは、演算装置5210と、入出力装置5220と、を有する(図11A参照)。
 演算装置5210は、操作情報を供給される機能を備え、操作情報に基づいて画像情報を供給する機能を有する。
 入出力装置5220は、表示部5230、入力部5240、検知部5250、通信部5290、操作情報を供給する機能および画像情報を供給される機能を有する。また、入出力装置5220は、検知情報を供給する機能、通信情報を供給する機能および通信情報を供給される機能を有する。
 入力部5240は操作情報を供給する機能を有する。例えば、入力部5240は、電子機器5200Bの使用者の操作に基づいて操作情報を供給する。
 具体的には、キーボード、ハードウェアボタン、ポインティングデバイス、タッチセンサ、照度センサ、撮像装置、音声入力装置、視線入力装置、姿勢検出装置などを、入力部5240に用いることができる。
 表示部5230は表示パネルおよび画像情報を表示する機能を有する。例えば、実施の形態3において説明する表示パネルを表示部5230に用いることができる。
 検知部5250は検知情報を供給する機能を有する。例えば、電子機器が使用されている周辺の環境を検知して、検知情報として供給する機能を有する。
 具体的には、照度センサ、撮像装置、姿勢検出装置、圧力センサ、人感センサなどを検知部5250に用いることができる。
 通信部5290は通信情報を供給される機能および供給する機能を有する。例えば、無線通信または有線通信により、他の電子機器または通信網と接続する機能を有する。具体的には、無線構内通信、電話通信、近距離無線通信などの機能を有する。
 図11Bは、円筒状の柱などに沿った外形を有する電子機器を示す。一例として、デジタルサイネージ等が挙げられる。本発明の一態様である表示パネルは、表示部5230に適用することができる。なお、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を備えていても良い。また、人の存在を検知して、表示内容を変更する機能を有する。これにより、例えば、建物の柱に設置することができる。または、広告または案内等を表示することができる。
 図11Cは、使用者が使用するポインタの軌跡に基づいて画像情報を生成する機能を有する電子機器を示す。一例として、電子黒板、電子掲示板、電子看板等が挙げられる。具体的には、対角線の長さが20インチ以上、好ましくは40インチ以上、より好ましくは55インチ以上の表示パネルを用いることができる。または、複数の表示パネルを並べて1つの表示領域に用いることができる。または、複数の表示パネルを並べてマルチスクリーンに用いることができる。
 図11Dは、他の装置から情報を受信して、表示部5230に表示することができる電子機器を示す。一例として、ウェアラブル型電子機器などが挙げられる。具体的には、いくつかの選択肢を表示できる、または、使用者が選択肢からいくつかを選択し、当該情報の送信元に返信することができる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、例えば、ウェアラブル型電子機器の消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をウェアラブル型電子機器に表示することができる。
 図11Eは、筐体の側面に沿って緩やかに曲がる曲面を備える表示部5230を有する電子機器を示す。一例として、携帯電話などが挙げられる。なお、表示部5230は表示パネルを備え、表示パネルは、例えば、前面、側面、上面および背面に表示する機能を有する。これにより、例えば、携帯電話の前面だけでなく、側面、上面および背面に情報を表示することができる。
 図12Aは、インターネットから情報を受信して、表示部5230に表示することができる電子機器を示す。一例として、スマートフォンなどが挙げられる。例えば、作成したメッセージを表示部5230で確認することができる。または、作成したメッセージを他の装置に送信できる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、スマートフォンの消費電力を低減することができる。または、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をスマートフォンに表示することができる。
 図12Bは、リモートコントローラーを入力部5240とすることができる電子機器を示す。一例として、テレビジョンシステムなどが挙げられる。または、例えば、放送局またはインターネットから情報を受信して、表示部5230に表示することができる。または、検知部5250を用いて使用者を撮影できる。または、使用者の映像を送信できる。または、使用者の視聴履歴を取得して、クラウド・サービスに提供できる。または、クラウド・サービスから、レコメンド情報を取得して、表示部5230に表示できる。または、レコメンド情報に基づいて、番組または動画を表示できる。または、例えば、使用環境の照度に応じて、表示方法を変更する機能を有する。これにより、晴天の日に屋内に差し込む強い外光が当たっても好適に使用できるように、映像をテレビジョンシステムに表示することができる。
 図12Cは、インターネットから教材を受信して、表示部5230に表示することができる電子機器を示す。一例として、タブレットコンピュータなどが挙げられる。または、入力部5240を用いて、レポートを入力し、インターネットに送信することができる。または、クラウド・サービスから、レポートの添削結果または評価を取得して、表示部5230に表示することができる。または、評価に基づいて、好適な教材を選択し、表示することができる。
 例えば、他の電子機器から画像信号を受信して、表示部5230に表示することができる。または、スタンドなどに立てかけて、表示部5230をサブディスプレイに用いることができる。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に使用できるように、画像をタブレットコンピュータに表示することができる。
 図12Dは、複数の表示部5230を有する電子機器を示す。一例として、デジタルカメラなどが挙げられる。例えば、検知部5250で撮影しながら表示部5230に表示することができる。または、撮影した映像を検知部に表示することができる。または、入力部5240を用いて、撮影した映像に装飾を施せる。または、撮影した映像にメッセージを添付できる。または、インターネットに送信できる。または、使用環境の照度に応じて、撮影条件を変更する機能を有する。これにより、例えば、晴天の屋外等の外光の強い環境においても好適に閲覧できるように、被写体をデジタルカメラに表示することができる。
 図12Eは、他の電子機器をスレイブに用い、本実施の形態の電子機器をマスターに用いて、他の電子機器を制御することができる電子機器を示す。一例として、携帯可能なパーソナルコンピュータなどが挙げられる。例えば、画像情報の一部を表示部5230に表示し、画像情報の他の一部を他の電子機器の表示部に表示することができる。または、画像信号を供給することができる。または、通信部5290を用いて、他の電子機器の入力部から書き込む情報を取得できる。これにより、例えば、携帯可能なパーソナルコンピュータを用いて、広い表示領域を利用することができる。
 図13Aは、加速度または方位を検知する検知部5250を有する電子機器を示す。一例として、ゴーグル型の電子機器などが挙げられる。または、検知部5250は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、電子機器は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、右目用の画像情報および左目用の画像情報を生成することができる。または、表示部5230は、右目用の表示領域および左目用の表示領域を有する。これにより、例えば、没入感を得られる仮想現実空間の映像を、ゴーグル型の電子機器に表示することができる。
 図13Bは、撮像装置、加速度または方位を検知する検知部5250を有する電子機器を示す。一例として、めがね型の電子機器などが挙げられる。または、検知部5250は、使用者の位置または使用者が向いている方向に係る情報を供給することができる。または、電子機器は、使用者の位置または使用者が向いている方向に基づいて、画像情報を生成することができる。これにより、例えば、現実の風景に情報を添付して表示することができる。または、拡張現実空間の映像を、めがね型の電子機器に表示することができる。
 なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
(実施の形態6)
 本実施の形態では、実施の形態2に記載の発光デバイスを照明装置として用いる構成について、図14により説明する。なお、図14Aは、図14Bに示す照明装置の上面図における線分e−fの断面図である。
 本実施の形態における照明装置は、支持体である透光性を有する基板400上に、第1の電極401が形成されている。第1の電極401は実施の形態2における第1の電極101に相当する。第1の電極401側から発光を取り出す場合、第1の電極401は透光性を有する材料により形成する。
 第2の電極404に電圧を供給するためのパッド412が基板400上に形成される。
 第1の電極401上にはEL層403が形成されている。EL層403は実施の形態2におけるEL層103の構成に相当する。なお、これらの構成については当該記載を参照されたい。
 EL層403を覆って第2の電極404を形成する。第2の電極404は実施の形態2における第2の電極102に相当する。発光を第1の電極401側から取り出す場合、第2の電極404は反射率の高い材料によって形成される。第2の電極404はパッド412と接続することによって、電圧が供給される。
 以上、第1の電極401、EL層403、及び第2の電極404を有する発光デバイスを本実施の形態で示す照明装置は有している。当該発光デバイスは発光効率の高い発光デバイスであるため、本実施の形態における照明装置は消費電力の小さい照明装置とすることができる。
 以上の構成を有する発光デバイスが形成された基板400と、封止基板407とをシール材(405、406)を用いて固着し、封止することによって照明装置が完成する。シール材405、406はどちらか一方でもかまわない。また、内側のシール材406(図14Bでは図示せず)には乾燥剤を混ぜることもでき、これにより、水分を吸着することができ、信頼性の向上につながる。
 また、パッド412と第1の電極401の一部をシール材405、406の外に伸張して設けることによって、外部入力端子とすることができる。また、その上にコンバーターなどを搭載したICチップ420などを設けても良い。
(実施の形態7)
 本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用して作製される照明装置の応用例について、図15を用いて説明する。
 室内の照明装置としては、シーリングライト8001として応用できる。シーリングライト8001には、天井直付型および天井埋め込み型がある。なお、このような照明装置は、発光装置を筐体およびカバーと組み合わせることにより構成される。その他にもコードペンダント型(天井からのコード吊り下げ式)への応用も可能である。
 また、足元灯8002は、床面に灯りを照射し、足元の安全性を高めることができる。例えば、寝室、階段、および通路などに使用するのが有効である。その場合、部屋の広さおよび構造に応じて適宜サイズおよび形状を変えることができる。また、発光装置と支持台とを組み合わせて構成される据え置き型の照明装置とすることも可能である。
 また、シート状照明8003は、薄型のシート状の照明装置である。壁面に張り付けて使用するため、場所を取らず幅広い用途に用いることができる。なお、大面積化も容易である。なお、曲面を有する壁面、筐体等に用いることもできる。
 また、光源からの光が所望の方向のみに制御された照明装置8004を用いることもできる。
 また、電気スタンド8005は、光源8006を有し、光源8006としては、本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用することができる。
 なお、上記以外にも室内に備えられた家具の一部に本発明の一態様である発光装置、またはその一部である発光デバイスを適用することにより、家具としての機能を備えた照明装置とすることができる。
 以上のように、発光装置を適用した様々な照明装置が得られる。なお、これらの照明装置は本発明の一態様に含まれるものとする。
 また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態8)
 本実施の形態では、本発明の一態様である発光装置に適用できる、発光デバイスおよび受光デバイスの一例として、図16に示した受発光装置810について説明する。なお、受発光装置810は、発光デバイスを有することから、発光装置ということもでき、受光デバイスを有することから、受光装置ということもでき、電子機器などの表示部に適用可能であることから、表示パネルまたは表示装置ということもできる。
 本発明の一態様の受発光装置810が有する発光デバイス805a、及び受光デバイス805bの断面概略図を、図16Aに示す。
 発光デバイス805aは、光を発する機能(以下、発光機能とも記す)を有する。発光デバイス805aは、電極801a、EL層803a、及び電極802を有する。発光デバイス805aは、実施の形態2で示した有機ELを利用する発光デバイス(有機ELデバイス)であることが好ましい。したがって電極801aと電極802との間に挟持されるEL層803aは、少なくとも発光層を有する。発光層は、発光物質を有する。電極801aと電極802との間に電圧を印加することにより、EL層803aから光が射出される。EL層803aは、発光層に加えて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリア(正孔または電子)ブロック層、電荷発生層などの様々な層を有していてもよい。
 受光デバイス805bは、光を検出する機能(以下、受光機能とも記す)を有する。受光デバイス805bは、例えば、pn型またはpin型のフォトダイオードを用いることができる。受光デバイス805bは、電極801b、受光層803b、及び電極802を有する。電極801bと電極802との間に挟持される受光層803bは、少なくとも活性層を有する。なお、受光層803bには、上述したEL層803aが有する様々な層(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(正孔または電子)ブロック層、電荷発生層など)に用いる材料を用いることもできる。受光デバイス805bは、光電変換デバイスとして機能し、受光層803bに入射する光によって電荷を発生させ、電流として取り出すことができる。この時、電極801bと電極802との間に電圧を印加してもよい。受光層803bに入射する光量に基づき、発生する電荷量が決まる。
 受光デバイス805bは、可視光を検出する機能を有する。受光デバイス805bは、可視光に感度を有する。受光デバイス805bは、可視光及び赤外光を検出する機能を有するとさらに好ましい。受光デバイス805bは、可視光、及び赤外光に感度を有することが好ましい。
 なお、本明細書等における青色(B)の波長領域とは、400nm以上490nm未満であり、青色(B)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有するとする。また、緑色(G)の波長領域とは、490nm以上580nm未満であり、緑色(G)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有するとする。また、赤色(R)の波長領域とは、580nm以上700nm未満であり、赤色(R)の光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有するとする。また、本明細書等において、可視光の波長領域とは、400nm以上700nm未満であり、可視光とは、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有するとする。また、赤外(IR)の波長領域とは、700nm以上900nm未満であり、赤外(IR)光は、該波長領域に少なくとも一つの発光スペクトルのピークを有するとする。
 受光デバイス805bの活性層は、半導体を含む。当該半導体としては、シリコンなどの無機半導体、及び、有機化合物を含む有機半導体等が挙げられる。受光デバイス805bとしては、活性層に有機半導体を含む、有機半導体デバイス(または有機フォトダイオード)を用いることが好ましい。有機フォトダイオードは、薄型化、軽量化、及び大面積化が容易であり、また、形状及びデザインの自由度が高いため、様々な表示装置に適用できる。また、有機半導体を用いることで、発光デバイス805aが有するEL層803aと、受光デバイス805bが有する受光層803bと、を同じ方法(例えば、真空蒸着法)で形成することができ、共通の製造装置を使用できるため好ましい。なお、受光デバイス805bの受光層803bには、本発明の一態様である有機化合物を用いることができる。
 本発明の一態様の表示装置は、発光デバイス805aとして有機ELデバイスを用い、受光デバイス805bとして有機フォトダイオードを好適に用いることができる。有機ELデバイス及び有機フォトダイオードは、同一基板上に形成することができる。したがって、有機ELデバイスを用いた表示装置に有機フォトダイオードを内蔵することができる。本発明の一態様である表示装置は、画像を表示する機能に加えて、撮像機能及びセンシング機能の一方または双方も有する。
 電極801a及び電極801bは、同一面上に設けられる。図16Aは、電極801a及び電極801bが基板800上に設けられる構成を示している。なお、電極801a及び電極801bは、例えば、基板800上に形成された導電膜を島状に加工することにより形成できる。つまり、電極801a及び電極801bは、同じ工程を経て形成することができる。
 基板800は、発光デバイス805a及び受光デバイス805bの形成に耐えうる耐熱性を有する基板を用いることができる。基板800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、シリコンまたは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800として、前述の絶縁性基板または半導体基板上に、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。
 また、電極802は、発光デバイス805a及び受光デバイス805bで共通する層からなる電極である。これらの電極のうち、光を射出させる、または光を入射させる側の電極には、可視光及び赤外光を透過する導電膜を用いる。光を射出させない、または光を入射させない側の電極には、可視光及び赤外光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
 本発明の一態様である表示装置における電極802は、発光デバイス805aおよび受光デバイス805bのそれぞれの一方の電極として機能する。
 図16Bは、発光デバイス805aの電極801aが、電極802よりも高い電位を有する場合について示す。この時、電極801aは、発光デバイス805aの陽極として機能し、電極802は、陰極として機能する。また、受光デバイス805bの電極801bは、電極802より低い電位を有する。なお、図16Bでは、電流の流れる向きを分かりやすくするため、発光デバイス805aの左側に発光ダイオードの回路記号を示し、受光デバイス805bの右側にフォトダイオードの回路記号を示している。また、キャリア(電子及びホール)の流れる向きを各デバイス中に模式的に矢印で示している。
 図16Bに示す構成の場合、電極801aに第1の配線を介して第1の電位が供給され、電極802に第2の配線を介して第2の電位が供給され、電極801bに第3の配線を介して第3の電位が供給される時、各電位の大きさの関係は、第1の電位>第2の電位>第3の電位となる。
 また、図16Cは、発光デバイス805aの電極801aが、電極802よりも低い電位を有する場合について示す。この時、電極801aは、発光デバイス805aの陰極として機能し、電極802は、陽極として機能する。また、受光デバイス805bの電極801bは、電極802より低い電位を有し、かつ電極801aよりも高い電位を有する。なお、図16Cでは、電流の流れる向きを分かりやすくするため、発光デバイス805aの左側に発光ダイオードの回路記号を示し、受光デバイス805bの右側にフォトダイオードの回路記号を示している。また、キャリア(電子及びホール)の流れる向きを各デバイス中に模式的に矢印で示している。
 図16Cに示す構成の場合、電極801aに第1の配線を介して第1の電位が供給され、電極802に第2の配線を介して第2の電位が供給され、電極801bに第3の配線を介して第3の電位が供給される時、各電位の大きさの関係は、第2の電位>第3の電位>第1の電位となる。
 図17Aに、受発光装置810の変形例である受発光装置810Aを示す。受発光装置810Aは、共通層806および共通層807を有する点で受発光装置810と異なる。発光デバイス805aにおいて共通層806および共通層807は、EL層803aの一部として機能する。また、受光デバイス805bにおいて共通層806および共通層807は、受光層803bの一部として機能する。また、共通層806は、例えば、正孔注入層および正孔輸送層を含む。また、共通層807は、例えば、電子輸送層および電子注入層を含む。
 共通層806および共通層807を有する構成とすることにより、塗分け回数を大きく増加させることなく受光デバイスを内蔵する事が出来、受発光装置810Aを高いスループットで製造することができる。
 図17Bに、受発光装置810Aの変形例である受発光装置810Bを示す。受発光装置810Bは、EL層803aが層806aおよび層807aを有し、かつ、受光層803bが層806bおよび層807bを有する点で受発光装置810Aと異なる。層806aおよび層806bは、それぞれ異なる材料で構成され、例えば、正孔注入層および正孔輸送層を含む。なお、層806aおよび層806bは、それぞれ共通の材料で構成されてもよい。また、層807aおよび層807bは、それぞれ異なる材料で構成され、例えば、電子輸送層および電子注入層を含む。層807aおよび層807bは、それぞれ共通の材料で構成されてもよい。
 層806aおよび層807aには、発光デバイス805aを構成するのに最適な材料を選択し、層806bおよび層807bには、受光デバイス805bを構成するのに最適な材料を選択することによって、受発光装置810Bにおいて、発光デバイス805aおよび受光デバイス805bのそれぞれの性能を高めることができる。
 なお、本実施の形態で示す受光デバイス805bの精細度としては、100ppi以上、好ましくは200ppi以上、より好ましくは300ppi以上、より好ましくは400ppi以上、さらに好ましくは500ppi以上であって、2000ppi以下、1000ppi以下、または600ppi以下などとすることができる。特に、200ppi以上600ppi以下、好ましくは300ppi以上600ppi以下の精細度で受光デバイス805bを配置することで、指紋の撮像に好適に用いることができる。本発明の一態様の表示装置を用いて指紋認証を行う場合、受光デバイス805bの精細度を高くすることで、例えば、指紋の特徴点(Minutia)を高い精度で抽出でき、指紋認証の精度を高めることができる。また、精細度が、500ppi以上であると、米国国立標準技術研究所(NIST:National Institute of Standards and Technology)などの規格に準拠できるため、好適である。なお、受光デバイスの精細度を500ppiと仮定した場合、1画素あたり50.8μmのサイズとなり、指紋の幅(代表的には、300μm以上500μm以下)を撮像するには、十分な精細度であることがわかる。
 また、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成と適宜組み合わせて用いることができる。
<合成例1>
 本合成例では、実施の形態1において構造式(100)として示した、2−[3−(ジベンゾ[f,h]キノキサリン−2−イル)−5−(9−フェナントレン−9−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:Pn−mDBqPTzn)の合成方法について具体的に説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
<ステップ1:2−[3−クロロ−5−(9−フェナントレニル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成>
 ステップ1は以下の手順にて行った。合成スキームは式(A−1)に示す。
 まず、200mL三口フラスコに、2−(3−ブロモ−5−クロロフェニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンを5.1g(12mmol)、9−フェナントレンボロン酸を2.7g(12mmol)、炭酸カリウム(略称:KCO)を4.0g(29mmol)、トルエンを70mL、エタノールを10mL、水を10mL加えた。次いで、この混合物を、減圧下で攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次に、混合物を窒素気流下にて70℃に加熱し、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(略称:Pd(PPhCl)を0.42g(0.60mmol)加えた後、90℃に昇温して4時間攪拌還流した。反応後、混合物に水を加えて吸引濾過し、濾物を水とエタノールにて洗浄した。得られた濾物にトルエンを加えて加熱して溶解し、セライトとアルミナにて濾過した。得られた濾液を濃縮し、乾燥して白色固体を5.0g(収率79%)得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
<ステップ2:2−[3−(9−フェナントレニル)−5−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンの合成>
 ステップ2は以下の手順にて行った。合成スキームは式(A−2)に示す。
 まず、200mL三口フラスコに、ステップ1にて得られた2−[3−クロロ−5−(9−フェナントレニル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンを2.6g(4.9mmol)、ビス(ピナコレート)ジボロンを1.9g(7.4mmol)、酢酸カリウム(略称:KOAc)を1.4g(15mmol)、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,4’,6’−トリイソプロピルビフェニル(略称;Xphos)を47mg(10μmol)、1,4−ジオキサンを50mL加えた。次いで、この混合物を、減圧下で攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次に、フラスコ内を窒素気流下にて70℃に加熱し、酢酸パラジウム(略称:Pd(OAc)))を11mg(50μmol)加えた後、100℃に昇温して9時間攪拌還流した。反応後、混合物を吸引濾過し、得られた濾液を、酢酸エチルを用いて抽出し、水で洗浄した。得られた有機層を飽和食塩水にて洗浄し、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた後、濃縮して白色固体2.4g(収率80%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
<ステップ3:Pn−mDBqPTznの合成>
 ステップ3は以下の手順にて行った。合成スキームは式(A−2)に示す。
 まず、200mL三口フラスコに、2−クロロ−ジベンゾキノキサリンを0.83g(3.1mmol)、ステップ2にて得られた化合物を1.9g(3.1mmol)、炭酸カリウムを1.0g(7.2mmol)、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン(略称:P(o−tolyl))を0.10g(0.33mmol)、トルエンを40mL、エタノールを5mL、水を5mL加えた。次いで、この混合物を、減圧下で攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次に、混合物を窒素気流下にて70℃に加熱し、酢酸パラジウムを15mg(70μmol)加えた後、90℃に昇温して2.5時間攪拌還流した。反応後、混合物を吸引濾過し、濾物を水とエタノールにて洗浄した。得られた濾物にトルエンを加えて50℃で加熱した後、吸引濾過した。得られた濾物を濃縮し、乾燥して白色固体2.0g(収率90%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
<昇華精製>
 得られた白色固体2.0gをトレインサブリメーション法により圧力2.8Pa、アルゴン流量15mL/min、360℃の条件で14時間加熱し、昇華精製して白色固体1.0g(回収率50%)を得た。
 得られた白色固体の重水素化1,1,2,2−テトラクロロエタン(略称:TCE−d2)溶液の核磁気共鳴分光法(H−NMR)による分析結果を以下に示す。また、H−NMRチャートを図18(図18Aはδ=0~12ppm、図18Bはδ=7.0~10.0ppm(拡大図)である。)に示す。この結果から、本合成例において、本発明の有機化合物であるPn−mDBqPTznが得られたことがわかった。
 H−NMR(TCE−d2,500MHz):δ=7.60−7.86(m,14H),7.99(s,1H)、8.05(dd,2H),8.67(d,2H),8.81−8.89(m,7H),9.09(s,1H),9.27(d,1H),9.44(d,1H),9.72(s,1H),9.86(s,1H)。
<Pn−mDBqPTznの発光スペクトルおよび吸収スペクトル測定>
 Pn−mDBqPTznの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。吸収スペクトルの測定には、紫外可視分光光度計((株)日立製 U−4100)を用いた。また、発光スペクトルの測定には、蛍光光度計((株)日本分光製 FP−8600)を用いた。
 Pn−mDBqPTznのジクロロメタン溶液の吸収スペクトルと発光スペクトルを図19に示す。溶液状態の吸収スペクトルは、溶媒(ジクロロメタン)のみを石英セルに入れて測定した吸収スペクトルを、Pn−mDBqPTznの溶液を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから差し引くことで得た。
 また、薄膜の吸収スペクトルと発光スペクトルを図20に示す。固体薄膜は石英基板上に真空蒸着法にて作成し、対向基板として石英基板を用いて封止をして測定サンプルとした。なお、発光スペクトルは封止サンプルを測定し、吸収スペクトルは封止をはがし対向基板を除去したサンプルについて測定を行った。薄膜の吸収スペクトルは、石英基板の吸収スペクトルを石英基板上に成膜したPn−mDBqPTznの吸収スペクトルから差し引くことで得た。なお、作製した薄膜は室温にて封止を除去しても目視での膜質変化は観察されず、安定なアモルファスの膜を保っていることを確認した。このことから、本願の化合物は優れた安定性を有する薄膜を提供する事が出来、本願化合物を用いて作製する有機デバイスは優れた安定性を示すことが明らかとなった。
 図19より、Pn−mDBqPTznのジクロロメタン溶液は、375nm、364nm、260nm付近に吸収ピークが確認でき、392nm付近(励起波長260nm)に発光ピークが確認できた。また、図20より、Pn−mDBqPTznの薄膜は、390nm、370nm、269nm付近に吸収ピークが確認でき、438nm付近(励起波長385nm)に発光ピークが確認できた。この結果、Pn−mDBqPTznは発光物質、または可視域の発光物質とともに用いるホスト材料としても有効に利用可能であることがわかった。また、陰極上に用いられるキャップ層としても有効利用可能であることが分かった。これらの層として利用する場合、吸収ピークが300nm以上450nm以下、更に好ましくは320nm以上380nm以下であることが望ましい。また発光ピークは、350nm以上650nm以下、更に好ましくは380nm以上500nm以下であることが望ましい。
<Pn−mDBqPTznのTg測定>
 Pn−mDBqPTznのガラス転移温度(Tg)を測定した。Tgは、示差走査熱量測定装置((株)パーキンエルマージャパン製、PYRIS1DSC)を用い、アルミセルに粉末を乗せ、測定した。この結果、Pn−mDBqPTznのTgは161℃であった。このことから本発明の化合物は非常に高い熱物性を示すことが明らかとなり、このような化合物を用いて作製した薄膜は膜質が安定であることが期待できる。膜質が安定した薄膜を形成できる化合物を有機デバイスに用いることで高い耐熱性を有する有機デバイスを提供する事が可能となる。
 また、発光デバイスおよび受光デバイスなどの有機デバイスにおいて、より上層に設けられる層の耐性(耐熱性および膜質安定性等)は高いことが好ましい。有機デバイスを形成する際に、上層に設けられる層の方がプロセスの影響を大きく受ける可能性があるためである。例えば、本願化合物を電子輸送層として用いる場合、下層に位置する発光層のホスト材料よりもTgが5℃以上、より好ましくは10℃以上高いことが望ましい。また、より下層に位置する、正孔輸送層の材料、または正孔注入層の材料と比較してTgを5℃以上、より好ましくは10℃以上高くすることも効果的である。発光層と電子輸送層との間に層(正孔阻止層などの電子輸送層)を設けても良く、その場合も電子輸送層のTgを当該正孔阻止層のTgより高くするとよい。
<Pn−mDBqPTznのHOMO、LUMO算出>
 また、Pn−mDBqPTznのHOMO準位およびLUMO準位をサイクリックボルタンメトリ(CV)測定を元に算出した。算出方法を以下に示す。
 測定装置としては電気化学アナライザー(ビー・エー・エス(株)製、型番:ALSモデル600Aまたは600C)を用いた。CV測定における溶液は、溶媒として脱水ジメチルホルムアミド(DMF)((株)アルドリッチ製、99.8%、カタログ番号;22705−6)を用い、支持電解質である過塩素酸テトラ−n−ブチルアンモニウム(n−BuNClO)((株)東京化成製、カタログ番号;T0836)を100mmol/Lの濃度となるように溶解させ、さらに測定対象を2mmol/Lの濃度となるように溶解させて調製した。
 また、作用電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、PTE白金電極)を、補助電極としては白金電極(ビー・エー・エス(株)製、VC−3用Ptカウンター電極(5cm))を、参照電極としてはAg/Ag電極(ビー・エー・エス(株)製、RE7非水溶媒系参照電極)をそれぞれ用いた。なお、測定は室温(20℃以上25℃以下)で行った。
 また、CV測定時のスキャン速度は、0.1V/secに統一し、参照電極に対する酸化電位Ea[V]および還元電位Ec[V]を測定した。Eaは酸化−還元波の中間電位とし、Ecは還元−酸化波の中間電位とした。ここで、本実施例で用いる参照電極の真空準位に対するポテンシャルエネルギーは、−4.94[eV]であることが分かっているため、HOMO準位[eV]=−4.94−Ea、LUMO準位[eV]=−4.94−Ecという式から、HOMO準位およびLUMO準位をそれぞれ求めることができる。
 また、CV測定を100回繰り返し行い、100サイクル目の測定での酸化−還元波と、1サイクル目の酸化−還元波を比較して、化合物の電気的安定性を調べた。
 この結果、Pn−mDBqPTznの酸化電位Ea[V]は、装置の測定下限以下であることが分かり、このことからHOMO準位は−6.4eV以下であると推定できる。一方、還元電位Ec[V]の測定結果より、LUMO準位は−3.04eVであることがわかった。
 LUMO準位の結果、電子を好適に授受できる事が考えられ、有機デバイにおける電子輸送層、発光層、タンデム素子の電荷発生層に好適に用いることができる。
 また、有機デバイスの電子輸送層として用いる場合、電子輸送層材料のLUMO準位は、発光層ホスト材料のLUMO準位よりも小さいことが好ましい。また、電子輸送層材料のLUMO準位は、キャップ層材料のLUMO準位よりも小さいことが好ましい。特に、LUMO準位の関係は、キャップ層材料>発光層ホスト材料>電子輸送層材料の関係にあることが好ましい。複数の発光デバイス(例えば、赤色デバイス、青色デバイス、緑色デバイス)を有する場合、各発光デバイスにおいて、当該LUMO準位の関係を満たしていることが好ましい。
<Pn−mDBqPTznの屈折率測定>
 Pn−mDBqPTznの屈折率を分光エリプソメーター(ジェー・エー・ウーラム・ジャパン社製M−2000U)を用いて測定した。測定には、石英基板上にPn−mDBqPTznを真空蒸着法により約50nm成膜した膜を使用した。波長633nmおいて、常光線の屈折率であるnOrdinary(n)は1.85であった。この結果、Pn−mDBqPTzn、ホスト材料、ホール輸送性材料、電子輸送性材料、または陰極上に設けられるキャップ層材料としても有効に利用可能であることがわかった。キャップ層材料として用いる場合、屈折率が1.75以上2.50以下であることが好ましい。
 また、ホール輸送性材料または電子輸送性材料として用いる場合、屈折率を低くすることで発光効率をより高めることができる。屈折率を低くする手法としては、本願化合物に置換基としてアルキル基を付すことで屈折率を1.50以上1.85以下に調整することが可能である。例えば、一般式(G1)乃至(G4)の場合、R乃至Rのうち少なくとも一がアルキル基を有していることが好ましい。
 また、本願化合物をホスト材料、ホール輸送層材料、または電子輸送層材料として用いる場合、その屈折率をキャップ層材料、または発光層のホスト材料よりも低くすることが好ましい。具体的には、本願化合物の屈折率は、キャップ層の屈折率と比較して0.1以上低い、より好ましくは0.2以上低いことが好ましい。更に、本願化合物の屈折率は、発光層のホスト材料の屈折率と比較して、0.1以上低い、より好ましくは0.2以上低いことが好ましい。特に、電子輸送層材料として用いる場合、キャップ層及び発光層よりも屈折率を低くすることで、発光効率を高めることができる。
<合成例2>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(160)として示した、2−[3−(2,6−ジメチル−3−ピリジニル)−5−(9−フェナントレニル)フェニル]−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン(略称:mPn−mDMePyPTzn)の合成方法について説明する。
 mPn−mDMePyPTznは、合成例1のステップ3において、2−クロロ−ジベンゾキノキサリンの代わりに3−ブロモ−2,6−ジメチルピリジンを用い、合成例1と同様に製造した。その合成スキームを式(B−1)に示す。なお、加熱時間は5時間、加熱温度は65℃とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
 mPn−mDMePyPTznを用いた発光デバイスの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例1と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は256nm、350nmで、発光スペクトルのピーク波長は436nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は336nmで、発光スペクトルのピーク波長は409nm(励起波長310nm)であった。
 また、mPn−mDMePyPTznのTgを実施例1と同様に測定したところ121℃であった。
<合成例3>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(440)として示した、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)の合成方法について説明する。合成スキームは式(C−1)に示した。
 200mL三口フラスコに、2−(ビフェニル−4−イル)−4−クロロ−6−フェニル−1,3,5−トリアジン)を1.7g(4.8mmol)、9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−ボロン酸)を2.1g(5.8mmol)、炭酸カリウムを1.6g(12mmol)、トルエンを50mL、エタノールを7mL、水を7mL入れた。次いで、この混合物を、減圧下で攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次にフラスコ内を窒素気流下にて70℃に加熱し、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド0.20g(0.29mmol)を加え、90℃に昇温した後10時間攪拌還流した。反応物にトルエンと水を加え、有機層を抽出した。得られた有機層を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた後、自然ろ過し得られたろ液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒はトルエン:ヘキサン=1:1)にて精製した。得られた固体をトルエン/ヘキサンにて再結晶し、目的化合物BP−SFTznである白色固体2.7g(収率90%)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 BP−SFTznの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを測定した。溶液状態の測定では、溶媒としてトルエンを用いた。その他は実施例1と同様の方法で行った。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は358nmで、発光スペクトルのピーク波長は388nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は352nmで、発光スペクトルのピーク波長は419nmであった。
 また、BP−SFTznのTgを実施例1と同様に測定したところ148℃であった。
<合成例4>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(434)として示した、2−[(1,1’−ビフェニル)−4−イル]−4−フェニル−6−{(3’,5’−ジ−tert−ブチル)−1,1’−ビフェニル−3−イル}−1,3,5−トリアジン(略称:BP−SF(4)Tzn)の合成方法について説明する。
 BP−SF(4)Tznは、合成例3の9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−2−ボロン酸)の代わりに、2−(9,9’−スピロビ[9H−フルオレン]−4−イル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン)を用い、合成例3と同様に製造した。合成スキームを式(D−1)に示す。なお、加熱時間は4.5時間、加熱温度は90℃とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 BP−SF(4)Tznを用いた発光デバイスの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例3と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は331nmで、発光スペクトルのピーク波長は423nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は357nmで、発光スペクトルのピーク波長は415nmであった。
 また、BP−SF(4)TznのTgを実施例1と同様に測定したところ148℃であった。
<合成例5>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(424)として示した、2,4−ビス[4−(1−ナフチル)フェニル]−6−[4−(3−ピリジル)フェニル]ピリミジン(略称:2,4NP−6PyPPm)の合成方法について説明する。
 200mL三口フラスコに、2,4,6−トリクロロピリミジンを1.1g(5.8mmol)、4−(3−ピリジル)フェニルボロン酸を1.2g(5.8mmol)、炭酸カリウムを8.0g(58mmol)、1,4−ジオキサンを80mL、水を30mL入れ、減圧下にて攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次いで、フラスコ内を窒素気流下にて40℃に加熱し、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド0.20g(0.29mmol)を加え6.5時間攪拌し、4−[4−(3−ピリジニル)フェニル]−2,6−ジクロロピリミジンを含む反応物を得た。当該4−[4−(3−ピリジニル)フェニル]−2,6−ジクロロピリミジンを含む反応物に、4−(1−ナフチル)フェニルボロン酸3.3g(13mmol)を加え、減圧下にて攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次いでフラスコ内を80℃に加熱し、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド0.20g(0.29mmol)を加え6時間攪拌した。次に、反応物に酢酸エチルと水を加え、有機層を抽出した。得られた有機層を、硫酸マグネシウムを用いて乾燥させた後、自然ろ過して得たろ液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒トルエン:酢酸エチル=2:1)にて精製した。得られた化合物をトルエンにて再結晶し、淡黄色固体2.2g(収率:60%)を得た。合成スキームを式(E−1)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 なお、式(E−1)では1ステップで行ったが、2ステップで行うこともできる。その場合、4−[4−(3−ピリジニル)フェニル]−2,6−ジクロロピリミジンを含む反応物を精製(濾過など)して、当該4−[4−(3−ピリジニル)フェニル]−2,6−ジクロロピリミジンを得た後、4−(1−ナフチル)フェニルボロン酸とのカップリング反応を行い、目的物(2,4NP−6PyPPm)を得ることができる。
 2,4NP−6PyPPmの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例3と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は320nmで、発光スペクトルのピーク波長は387nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は311nmで、発光スペクトルのピーク波長は414nmであった。
 また、2,4NP−6PyPPmのTgを実施例1と同様に測定したところ119℃であった。
<合成例6>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(404)として示した、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)の合成方法について説明する。
 200mL三口フラスコに、4−(ビフェニル−4−イル)−6−クロロ−2−フェニルピリミジンを2.9g(8.3mmol)、3,5−ジ−9H−カルバゾール−9−イルフェニルボロン酸を4.5g(10mmol)、炭酸カリウムを2.8g(20mmol)、トルエンを80mL、エタノールを12mL、水を12mL入れ、減圧下にて攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次いでフラスコ内を窒素気流下にて70℃に加熱し、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリドを0.35g(50μmol)加え、90℃に昇温して6時間攪拌還流した。反応物に水を加えて得られた混合物を吸引濾過し、濾物をエタノールと水で洗浄した。得られた濾物をトルエンにて加熱して溶解し、得られた溶液をセライトと酸化アルミニウムを通して濾過し、濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をトルエンにて再結晶し、白色固体5.4g(収率:90%)を得た。合成スキームを式(F−1)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 6BP−4Cz2PPmの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例1と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は296nmで、発光スペクトルのピーク波長は423nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は366nmで、発光スペクトルのピーク波長は425nmであった。
<合成例7>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(405)として示した、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)の合成方法について説明する。
 6mBP−4Cz2PPmは、合成例6の4−(ビフェニル−4−イル)−6−クロロ−2−フェニルピリミジンの代わりに、4−(ビフェニル−3−イル)−6−クロロ−2−フェニルピリミジンを用い、合成例6と同様に製造した。なお、加熱時間は11時間、加熱温度は90℃とした。合成スキームを一般式(G−1)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 6mBP−4Cz2PPmの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例1と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は338nmで、発光スペクトルのピーク波長は423nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は3356nmで、発光スペクトルのピーク波長は423nmであった。
 また、6mBP−4Cz2PPmのTgを実施例1と同様に測定したところ132℃であった。
<合成例8>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(409)として示した、2−[3’−(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)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)の合成方法について説明する。
 1L三口フラスコに、2−(3’−クロロビフェニル−3−yl)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンを15g(36mmol)、9,9−ジメチル−9Hフルオレン−2−ボロン酸を9.1g(38mmol)、ジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィン(別名:cataCXium(登録商標)A)(略称:cataCXium)を0.77mg(2.1mmol)、リン酸三カリウム(略称:KPO)を18g(86mmol)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(略称:diglyme)を185mL入れた。次いで、この混合物を減圧下にて攪拌して脱気し、フラスコ内を窒素置換した。次にフラスコ内を窒素気流下にて80℃に加熱し、酢酸パラジウムを0.24mg(1.1mmol)加えた後、140℃に昇温して7時間攪拌還流した。更にcataCXiumを0.51g(1.4mmol)、酢酸パラジウムを0.17mg(0.75mmol)加え、150℃で8時間攪拌還流した。反応物をトルエンにて溶解し、セライトと酸化アルミニウムを通して濾過し、得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体をシリカゲルクロマトグラフィー(展開溶媒トルエン:ヘキサン=2:3)にて精製した。得られた固体をトルエン/ヘキサンにて再結晶し、目的化合物mFBPTznである白色固体13g(64%)を得た。合成スキームを式(H−1)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 mFBPTznの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例1と同様に測定した。溶液状態の吸収スペクトルのピーク波長は315nmで、発光スペクトルのピーク波長は471nmであった。また、薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は317nmで、発光スペクトルのピーク波長は410nmであった。
 また、mFBPTznのTgを実施例1と同様に測定したところ95℃であった。
<合成例9>
 本合成例では、有機デバイスを構成し得る材料(例えば、電子輸送性材料およびホスト材料等)として利用可能な有機化合物であって、構造式(445)として示した、3−[9−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−2−ジベンゾフラニル]−9−フェニル−9H−カルバゾール(略称:PCDBfTzn)の合成方法について説明する。
 三口フラスコに、2−(8−クロロ−1−ジベンゾフラニル)−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジンを2.0g(4.7mmol)、9−フェニル−9H−カルバゾール−3−ボロン酸を1.6g(5.6mmol)、ジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンを85mg(0.23mmol)、リン酸三カリウムを3.0g(14mmol)入れた。次いで、フラスコ内を窒素置換した後、ジエチレングリコールジメチルエーテル30mLを加え、減圧下にて攪拌して脱気した。次いで、フラスコ内を80℃に加熱し、酢酸パラジウムを18mg(80μmol)加えた後、120℃に昇温し14時間攪拌還流した。更に、ジ(1−アダマンチル)−n−ブチルホスフィンを50mg(0.14mmol)、酢酸パラジウムを15mg(70μmol)加え、140℃で12時間攪拌還流した。反応物を吸引濾過し、得られた濾物をトルエンと水で洗浄した。得られた濾物をトルエンにて加熱して溶解し、得られた溶液をセライトと酸化アルミニウムを通して濾過した後、得られた濾液を濃縮して固体を得た。得られた固体を、トルエンにて再結晶し、黄色固体1.4g(収率45%)を得た。合成法を式(I−1)に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 PCDBfTznの吸収スペクトルおよび発光スペクトルを、実施例1と同様に測定した。薄膜の吸収スペクトルのピーク波長は395nmで、発光スペクトルのピーク波長は500nmであった。
 また、PCDBfTznのTgを実施例1と同様に測定したところ116℃であった。
 また詳細は省略するが、上記実施例1~9と同様に、実施の形態1に示した構造(100)乃至(450)等を製造することができる。その際、適宜、実施の形態1で示した置換基(R−01)乃至(R−112)を有する化合物(ハロゲン体またはボロン酸など)を用い、合成法(a−1)乃至(a−5)、又は(b−1)で説明した方法を用いて製造することができる。
 本実施例では、実施の形態で説明した本発明の一態様の発光デバイスおよび比較発光デバイスについて説明する。本発明の一態様の発光デバイスに用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
(発光デバイス1の作製方法)
 まず、ガラス基板上に、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物(ITSO)をスパッタリング法にて成膜し、第1の電極を形成した。なお、その膜厚は70nmとし、電極面積は2mm×2mmとした。
 次に、基板上に発光デバイスを形成するための前処理として、基板表面を水で洗浄し、200℃で1時間焼成した後、UVオゾン処理を370秒行った。
 その後、1×10−4Pa程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、170℃で30分間の真空焼成を行った後、基板を30分程度放冷した。
 次に、第1の電極が形成された面が下方となるように、第1の電極が形成された基板を真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定し、第1の電極上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により上記構造式(i)で表されるBBABnfとOCHD−003とを、重量比で1:0.1(=BBABnf:OCHD−003)となり且つ膜厚10nmになるように共蒸着して正孔注入層を形成した。ここで、OCHD−003(電子受容性物質ともいう)は、ハロゲンを含み、質量数が672の物質を用いた。
 正孔注入層上に、上記構造式(i)で表されるBBABnfを膜厚20nmとなるように蒸着して第1の正孔輸送層を形成した。
 第1の正孔輸送層上に、上記構造式(ii)で表されるPCzN2を膜厚10nmになるように蒸着して第2の正孔輸送層を形成した。
 第2の正孔輸送層上に、上記構造式(iii)で表されるαN−βNPAnth(ホストとして機能する材料)と上記構造式(iv)で表される3,10PCA2Nbf(iv)−02(ドーパントとして機能する材料)を、重量比で1:0.015(=αN−βNPAnth:3,10PCA2Nbf(iv)−02)となり且つ膜厚25nmになるように共蒸着して発光層を形成した。
 発光層上に、上記構造式(v)で表される6mBP−4Cz2PPmを膜厚10nmとなるように蒸着し、第1の電子輸送層を形成した。
 第1の電子輸送層上に、本発明の一態様であるPn−mDBqPTzn(構造式(100))と上記構造式(vi)で表されるLiqを、重量比で1:1となり且つ膜厚15nmになるように共蒸着して第2の電子輸送層を形成した。
 第2の電子輸送層上に、上記構造式(vi)で表されるLiqを膜厚1nmになるように蒸着して電子注入層を形成した。
 その後、電子注入層上に、アルミニウムを膜厚200nmになるように蒸着することで第2の電極を形成し、本実施例の発光デバイス1を作製した。
(発光デバイス2の作製方法)
 発光デバイス2は、上記発光デバイス1の第2の電子輸送層におけるPn−mDBqPTznに変えて、本発明の一態様であるmPn−mDMePyPTzn(構造式(160))を用いたものである。
 以上により得られた発光デバイス1及び発光デバイス2の素子構造を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000066
 これら発光デバイスを、窒素雰囲気のグローブボックス内において、大気に曝されないようにガラス基板により封止する作業(シール材をデバイスの周囲に塗布し、封止時にUV処理、80℃にて1時間熱処理)を行った後、初期特性について測定を行った。
 発光デバイス1および発光デバイス2の発光スペクトルを図21に、外部量子効率−輝度特性を図22に、電流−電圧特性を図23に示した。
 また、発光デバイス1および発光デバイス2の1000cd/m付近における主要な特性を表2に示す。輝度およびCIE色度の測定には色彩輝度計(トプコン社製、BM−5A)を用い、発光スペクトルの測定にはマルチチャンネル分光器(浜松ホトニクス社製、PMA−11)を用いた。また、各発光デバイスの測定は室温(23℃に保たれた雰囲気)で行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000067
 図21より、本発明の一態様の発光デバイス1および発光デバイス2は、青色の蛍光ドーパントである3,10PCA2Nbf(iv)−02由来の発光が得られていることがわかる。
 また、図22より、本発明の一態様の発光デバイス1および発光デバイス2は、外部量子効率が良好であることがわかった。
 また、図23より、本発明の一態様の発光デバイス1および発光デバイス2は、十分低い駆動電圧で駆動できることがわかった。
 また、発光デバイス1および発光デバイス2の信頼性試験の結果を図24に示す。信頼性試験では、室温下において、50mA/cmの電流密度一定条件における、素子の駆動時間に対する輝度の変化を測定した。図24において、縦軸は初期輝度を100%にしたときの規格化輝度(%)を示し、横軸は素子の駆動時間(h)を示す。
 図24に示したように、本発明の一態様の発光デバイスである発光デバイス1および発光デバイス2は寿命の良好な発光デバイスであることが分かった。
 上記素子特性より、本発明の一態様のPn−mDBqPTzn(構造式(100))およびmPn−mDMePyPTzn(構造式(160))は、電子輸送性に優れた材料であり、特に発光デバイスの電子輸送層用材料として好適であることが分かった。
 本実施例では、上記発光デバイス1および発光デバイス2について、高温下における信頼性試験について説明する。
 図25は、発光デバイス1および発光デバイス2の85℃における信頼性試験の結果である。温度を85℃に設定した以外は、室温下の信頼性試験(図24)と同条件とした。
 図25に示すように、85℃の信頼性試験において、発光デバイス1は、発光デバイス2よりも長寿命であることが分かった。すなわち、発光デバイス1に用いたPn−mDBqPTzn(構造式(100))は、発光デバイス2に用いたmPn−mDMePyPTzn(構造式(160))よりも、高温耐性に優れているということができる。
 Pn−mDBqPTzn(構造式(100))が高温耐性に優れる要因の一つとしては、上述したようにガラス転移温度Tgが161℃と高いことが挙げられる。一方、mPn−mDMePyPTzn(構造式(160))のTgは123℃である。
 Pn−mDBqPTzn(構造式(100))が高温耐性に優れる要因の一つとしては、本願の化合物の分子構造である一般式(G1)において、Rの分子量が80以上とすることでより安定な膜質の薄膜を得ることができると言える。発光デバイス2に用いたmPn−mDMePyPTznはピリジル基であり、分子量は76(2つのメチル基は除く)である。一方発光デバイス1に用いたPn−mDBqPTznは、一般式(G1)におけるRがジベンゾ[f.h]キノキサリンであり、その置換基としての分子量は229となる。これらの違いにより、膜質の安定性および作製した素子の高温駆動寿命に差が生じたと考えられる。
 このことから、発光デバイスに用いられる化合物のガラス転移温度は130℃以上、好ましくは、140℃以上、より好ましくは150℃以上、更に好ましくは160℃以上にするとよい。
 また、他の要因の一つとしては、Pn−mDBqPTznがmPn−mDMePyPTznに比べて縮合環の数が多いことが挙げられる。また、また他の要因の一つとして、縮合環の分子量が増えたことが挙げられる。また、他の要因の一つとして、縮合環に含まれる窒素の数が増えたことが挙げられる。
GD:回路、IR:副画素、M11:トランジスタ、M12:トランジスタ、M13:トランジスタ、M14:トランジスタ、M15:トランジスタ、M16:トランジスタ、M17:トランジスタ、MS:配線、PS:副画素、REG:レジストマスク、RES:配線、SE1:配線、SE:距離、Si:単結晶、TX:配線、VG:配線、VS:配線、101:第1の電極、102:第2の電極、103:EL層、103a:EL層、103b:EL層、103B:EL層、103G:EL層、103R:EL層、103PS:受光層、104B:ホール注入・輸送層、104G:ホール注入・輸送層、104R:ホール注入・輸送層、104PS:第1の輸送層、105B:発光層、105G:発光層、105R:発光層、105PS:活性層、106:電荷発生層、106a:電荷発生層、106b:電荷発生層、107:絶縁層、108B:電子輸送層、108G:電子輸送層、108R:電子輸送層、108PS:第2の輸送層、109:電子注入層、110B:犠牲層、110G:犠牲層、110R:犠牲層、110PS:犠牲層、111:正孔注入層、111a:正孔注入層、111b:正孔注入層、112:正孔輸送層、112a:正孔輸送層、112b:正孔輸送層、113:発光層、113a:発光層、113b:発光層、113c:発光層、114:電子輸送層、114a:電子輸送層、114b:電子輸送層、115:電子注入層、115a:電子注入層、115b:電子注入層、130:接続部、400:基板、401:第1の電極、403:EL層、404:第2の電極、405:シール材、406:シール材、407:封止基板、412:パッド、420:ICチップ、501C:絶縁膜、501D:絶縁膜、504:導電膜、506:絶縁膜、508:半導体膜、508A:領域、508B:領域、508C:領域、510:第1の基板、512A:導電膜、512B:導電膜、516:絶縁膜、516A:絶縁膜、516B:絶縁膜、518:絶縁膜、520:機能層、524:導電膜、528:隔壁、530:画素回路、531:画素回路、550:発光デバイス、550B:発光デバイス、550G:発光デバイス、550R:発光デバイス、550PS:受光デバイス、550X:発光デバイス、550S:受光デバイス、551B:電極、551C:接続電極、551G:電極、551R:電極、551PS:電極、552:電極、580:間隙、591X:配線、591S:配線、700:受発光装置、701:表示領域、702B:副画素、702G:副画素、702PS:副画素、702R:副画素、702IR:副画素、703:画素、704:回路、705:絶縁層、706:配線、710:基板、711:基板、712:IC、713:FPC、720:装置、770:基板、800:基板、801a:電極、801b:電極、802:電極、803a:EL層、803b:受光層、805a:発光デバイス、805b:受光デバイス、810:受発光装置、810A:受発光装置、810B:受発光装置、5200B:電子機器、5210:演算装置、5220:入出力装置、5230:表示部、5240:入力部、5250:検知部、5290:通信部、8001:シーリングライト、8002:足元灯、8003:シート状照明、8004:照明装置、8005:電気スタンド、8006:光源

Claims (10)

  1.  一般式(G1)で表される有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     (一般式(G1)中、R、R、およびR乃至Rは、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。Rは環を形成する元素に窒素を含む4環以上10環以下の縮合環を表し、Rは置換または無置換の炭素数1乃至60の縮合環、置換又は無置換の分子量が78以上のアリール基、および置換又は無置換の分子量が80以上のヘテロアリール基のいずれかを表す。A乃至Aのいずれか一は窒素を表し、他は窒素または炭素を表し、炭素の場合、それぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれか一と結合する。)
  2.  一般式(G1)中、前記Rは一般式(G1−1)を表し、前記Rは一般式(G1−2)乃至一般式(G1−6)のいずれか一を表す請求項1の有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     (一般式(G1−1)中、A11乃至A22のいずれか一は窒素を表し、別の一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A11乃至A22の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他は水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A11乃至A22に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     (一般式(G1−2)中、A41乃至A48のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A41乃至A48の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A41乃至A48に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−3)中、A51乃至A60のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A51乃至A60の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかと結合する。または、A51乃至A60に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−4)中、A61乃至A68のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A69は窒素、炭素、硫黄または酸素を表す。A61乃至A68の炭素またはA69の窒素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A61乃至A68に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−5)中、A71乃至A80のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A71乃至A80の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A71乃至A80に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。一般式(G1−6)中、A81乃至A92のいずれか一は炭素を表し、他はそれぞれ独立に窒素または炭素を表す。A81乃至A92の炭素のうち、いずれか一は一般式(G1)と結合し、他はそれぞれ独立に、水素(重水素を含む)、炭素数1乃至10のアルキル基、置換または無置換の炭素数1乃至60のアリール基、および置換または無置換の炭素数1乃至60のヘテロアリール基のいずれかを表す。または、A81乃至A92に結合する置換基のうち、隣り合う基が互いに結合して環を形成していてもよい。)
  3.  一般式(G1)中、前記Rおよび前記Rは、置換又は無置換のフェニル基である請求項1乃至請求項2のいずれか一の有機化合物。
  4.  一般式(G1)で表され、ガラス転移温度が150℃以上である、請求項1乃至請求項3のいずれか一の有機化合物。
  5.  一般式(G1)中、前記Rおよび前記Rは、分子量が150以上である請求項1乃至請求項4のいずれか一の有機化合物。
  6.  式(100)で表される有機化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  7.  請求項1乃至請求項6のいずれか一の化合物を含む有機デバイス。
  8.  請求項1乃至請求項6のいずれか一の化合物を含む電子機器。
  9.  請求項7に記載の有機デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  10.  請求項9に記載の発光装置と、センサ、操作ボタン、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器。
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