WO2023156886A1 - 有機金属錯体、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置 - Google Patents

有機金属錯体、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置 Download PDF

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WO2023156886A1
WO2023156886A1 PCT/IB2023/051143 IB2023051143W WO2023156886A1 WO 2023156886 A1 WO2023156886 A1 WO 2023156886A1 IB 2023051143 W IB2023051143 W IB 2023051143W WO 2023156886 A1 WO2023156886 A1 WO 2023156886A1
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light
layer
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different
substituted
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PCT/IB2023/051143
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角井俊昭
山口知也
吉住英子
瀬尾哲史
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D231/00—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings
    • C07D231/02—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings
    • C07D231/10—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D231/12—Heterocyclic compounds containing 1,2-diazole or hydrogenated 1,2-diazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F19/00—Metal compounds according to more than one of main groups C07F1/00 - C07F17/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table

Definitions

  • One embodiment of the present invention is an organometallic complex, an organic compound, an organic semiconductor element, a light-emitting device, a light-emitting element, an organic EL element, an organic EL element, a photodiode sensor, a light receiving device, a light receiving element, a display module, a lighting module, and a display device. , a light-emitting device, an electronic device, a lighting device, and an electronic device.
  • a technical field of one embodiment of the invention disclosed in this specification and the like relates to a product, a method, or a manufacturing method.
  • one aspect of the invention relates to a process, machine, manufacture, or composition of matter.
  • the technical field of one embodiment of the present invention disclosed in this specification more specifically includes semiconductor devices, display devices, liquid crystal display devices, light-emitting devices, lighting devices, power storage devices, storage devices, imaging devices, and the like. Driving methods or their manufacturing methods can be mentioned as an example.
  • Light-emitting devices also referred to as light-emitting elements or organic EL 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.
  • EL layer organic compound layer
  • an organic EL element is self-luminous, a display device using the element as a pixel has higher visibility than a liquid crystal display device and does not require a backlight. Another great advantage of a display device using such an organic EL element is that it can be made thin and light. Another feature is its extremely fast response speed.
  • organic EL devices can continuously form a light-emitting layer in a planar shape, planar light emission can be obtained. Since this is a feature that is difficult to obtain with point light sources such as incandescent lamps and LEDs, or linear light sources such as fluorescent lamps, it is highly useful as a surface light source that can be applied to illumination and the like.
  • display devices and lighting devices using organic EL elements are suitable for various electronic devices, and research and development are proceeding in search of organic EL elements having better characteristics.
  • Non-Patent Document 1 reports on an organic EL device using a lanthanide complex as a new light-emitting dopant.
  • Non-Patent Document 1 As described in Non-Patent Document 1, the application of these organic complexes to light-emitting substances (also referred to as dopants) of organic EL devices has been studied in very few cases, and sufficient studies have not yet been conducted. Therefore, these organic complexes have much room for improvement in performance related to display quality such as chromaticity or color purity, and development is awaited.
  • one embodiment of the present invention provides a novel organometallic complex. Further, one embodiment of the present invention provides a novel organometallic complex that can be used for a light-emitting device. Further, one embodiment of the present invention provides a novel organometallic complex that can be used for an EL layer of a light-emitting device. Another object of one embodiment of the present invention is to improve the emission efficiency of a light-emitting device. Another object of one embodiment of the present invention is to improve the reliability of a light-emitting device. Another aspect of the present invention provides a novel light-emitting device.
  • an object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device with high emission efficiency.
  • Another object of one embodiment of the present invention is to provide a light-emitting device, a light-emitting device, an electronic device, a display device, and an electronic device with low power consumption.
  • One embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G1).
  • X represents carbon or nitrogen, where the carbon is hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 3 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 1 to R 3 are each independently hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or any one of unsubstituted aryl groups having 6 to 30 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each borate ligand may be the same or different.
  • n of each borate ligand may be the same or different.
  • X of each borate ligand may be the same or different, and R 1 of each borate ligand may be the same or different.
  • R2 of each borate ligand may be the same or different from each other.
  • R 3 of each borate ligand may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G2).
  • R 1 to R 3 are each independently hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclo represents any one of an alkyl group and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Moreover, n represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each borate ligand may be the same or different.
  • n of each borate ligand may be the same or different.
  • X of each borate ligand may be the same or different
  • R 1 of each borate ligand may be the same or different.
  • R2 of each borate ligand may be the same or different from each other.
  • R 3 of each borate ligand may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G3).
  • X 1 to X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j, k, and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less. When j is 2 or more, each X 1 may be the same or different, each R 11 may be the same or different, and each R 12 may be They may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G3′).
  • X 1 to X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms group, a substituted or unsubstituted C3-C10 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j represents an integer of 1 or more and 3 or less.
  • k and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each X 1 may be the same or different
  • each R 11 may be the same or different
  • each R 12 may be They may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G4).
  • X 2 and X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j, k, and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less. When j is 2 or more, each R 11 may be the same or different, and each R 12 may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G5).
  • X 11 to X 13 , X 21 to X 23 , X 31 and X 32 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or any one of an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 41 to R 47 , R 51 to R 57 and R 61 to R 66 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by Structural Formulas (125) and (150).
  • Another embodiment of the present invention is a light-emitting device using the organic compound having any of the above structures.
  • Another embodiment of the present invention is a light-emitting device including a light-emitting device having any of the above structures, a transistor, or a substrate.
  • Another embodiment of the present invention is an electronic device including the light-emitting device having any of the above structures, and a detection portion, an input portion, or a communication portion.
  • Another embodiment of the present invention is a lighting device including the light-emitting device with any of the above structures and a housing.
  • the light-emitting device in this specification includes an image display device using a light-emitting device.
  • a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted by the Glass method may also be included in the light emitting device.
  • lighting fixtures and the like may have light emitting devices.
  • One embodiment of the present invention can provide a novel organometallic complex. Further, one embodiment of the present invention can provide a novel organometallic complex that can be used for a light-emitting device. Further, according to one embodiment of the present invention, a novel organometallic complex that can be used for an EL layer of a light-emitting device can be provided. Further, in one embodiment of the present invention, the luminous efficiency of the light-emitting device can be improved. Further, according to one embodiment of the present invention, the reliability of the light-emitting device can be improved. Further, according to one embodiment of the present invention, a novel light-emitting device can be provided.
  • a light-emitting device with high emission efficiency can be provided.
  • a light-emitting device, a light-emitting device, an electronic device, a display device, and an electronic device with low power consumption 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 7D are diagrams illustrating the light emitting device according to the embodiment.
  • 8A to 8C are diagrams illustrating the light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 9A to 9F are diagrams for explaining the device and pixel arrangement according to the embodiment.
  • 10A to 10C are diagrams illustrating pixel circuits according to embodiments.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 12A to 12E are diagrams illustrating electronic devices according to embodiments.
  • 13A to 13E are diagrams illustrating electronic devices according to embodiments.
  • 14A and 14B are diagrams for explaining the electronic device according to the embodiment.
  • 15A and 15B are diagrams illustrating the lighting device according to the embodiment.
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams illustrating a light-emitting device and a light-receiving device according to an embodiment.
  • FIG. 19 shows absorption and emission spectra of a dichloromethane solution of [Ce(bpz 3 ) 2 (bpz 2 )].
  • FIG. 20 is an emission spectrum of a dichloromethane solution of [Ce(btaz 3 ) 2 (btaz 2 )].
  • FIG. 21 is an emission spectrum of [Ce(btaz 3 ) 2 (btaz 2 )] powder.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating the configuration of the light emitting device 1.
  • FIG. FIG. 23 is a diagram showing luminance-current density characteristics of the light-emitting device 1.
  • FIG. 24 is a diagram showing the current efficiency-luminance characteristics of the light-emitting device 1.
  • FIG. FIG. 25 is a diagram showing luminance-voltage characteristics of the light-emitting device 1.
  • FIG. 26 is a diagram showing current-voltage characteristics of the light-emitting device 1.
  • FIG. 27 is a diagram showing the external quantum efficiency-luminance characteristics of the light-emitting device 1.
  • FIG. 28 is a diagram showing the emission spectrum of the light emitting device 1.
  • Display 1 A display using an organic EL element as a display element (organic EL display) has been put into practical use for a long time. Such displays typically have pixels that exhibit at least three colors of light, red, green, and blue, in order to achieve a full-color display.
  • the pixel is provided with a light-emitting device for each emission color, and in a side-by-side display, a so-called separate-painting display, each light-emitting device has a different light-emitting substance according to the emission color of the corresponding pixel. are doing.
  • Examples of light-emitting substances used in such light-emitting devices include a fluorescent light-emitting substance that emits light from a singlet excited state, a substance that emits thermally activated delayed fluorescence (TADF), and a substance that emits light from a triplet excited state.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • Phosphorescent substances and the like are mainly used and are being actively studied.
  • the ratio of the singlet excited state to the triplet excited state is 1:3.
  • the theoretical limit of internal quantum efficiency is known to be 25%.
  • a phosphorescent substance can convert a singlet excited state to a triplet excited state by intersystem crossing, so that it can theoretically achieve an internal quantum efficiency of 100%, and a light-emitting device with high luminous efficiency can be obtained. can be done. Therefore, phosphorescent light-emitting materials are often used for red and green light-emitting devices in organic EL displays currently in practical use.
  • the first factor is that the triplet state energy is lower than the singlet state energy in ordinary substances. Since blue light emission has high energy, a substance having a triplet excited level higher than that of the other two colors is required in order to obtain light emission from the triplet excited state. Naturally, the singlet excitation level of such a substance exists at a higher position, and a substance having such a level tends to be unstable. Moreover, when a host material is used, the host material needs to be a substance having a triplet excitation level and a singlet excitation level positioned at a higher energy level.
  • the second factor is the length of the emission lifetime (also referred to as phosphorescence lifetime) of the phosphorescent substance. Since the transition from the triplet excited state to the singlet ground state is spin-forbidden and the transition from the singlet regular state to the singlet ground state is spin-allowed, phosphorescence has a much longer emission lifetime than fluorescence. (phosphorescence lifetime: ⁇ s, fluorescence lifetime: ⁇ ns). A long phosphorescence lifetime means a long lifetime of triplet excitons. Therefore, in a phosphorescent light-emitting device, the light-emitting substance remains in a high-energy excited state for a long time, which accelerates deterioration of the light-emitting substance itself or surrounding substances.
  • the term excited state energy is higher than in the other two colors, so the effect of the exciton lifetime is even more pronounced than in the red and green phosphorescent devices, and the reliability for practical use is not expected. It is still difficult to obtain.
  • the TADF material mentioned above is a kind of fluorescent substance because it emits light from a singlet excited state, but it enables reverse intersystem crossing. This makes it possible to convert triplet excitation energy into singlet excitation energy, and theoretically achieves an internal quantum efficiency of 100%, similar to phosphorescent materials. Therefore, a light-emitting device using a TADF material as a dopant and a light-emitting device using a TADF material as a host and a fluorescent light-emitting material as a dopant have been proposed, both of which have resulted in an internal quantum efficiency exceeding 25%.
  • TADF materials have the same triplet excitation level problem as phosphorescent materials, and since reverse intersystem crossing is forbidden, TADF materials have long exciton lifetimes, making them as reliable as blue phosphorescent devices. It is currently difficult to secure
  • organic complexes of Ce 3+ (4 f1 ) and Eu 2+ (4 f7 ) that emit light by fd transition which is a transition between f orbitals and d orbitals.
  • Both the ground state and the excited state of these organic complexes are doublet states, and light is emitted from the doublet excited state.
  • a singlet excited level and a triplet excited level are generated from the singlet ground state at a ratio of 1:3. Since both are doublet states, 100% of doublet excited states are theoretically generated without being restricted by the spin selection rule, and 100% internal quantum efficiency is possible.
  • transitions between different orbitals are parity-forbidden, but fd transitions are parity-allowed transitions, so the transition speed is high and the exciton lifetime of the organic complexes described above is short.
  • the transition speed is comparable to that of fluorescent light-emitting materials and is very fast.
  • organic complexes of Ce 3+ (4 f1 ) and Eu 2+ (4 f7 ) that emit from the doublet excited state associated with the f–d transition are capable of 100% internal quantum efficiency and exciton It can be seen that it is a light-emitting substance that is expected to ensure high efficiency and high reliability in light-emitting devices because of its short life.
  • one aspect of the present invention provides organic complexes of Ce 3+ with three borate ligands.
  • the borate ligand has B - and a group that forms a covalent bond with B - .
  • some or all of the groups forming a covalent bond with B ⁇ have lone pairs of electrons that can coordinate to Ce 3+ .
  • a heteroaryl group having two or more nitrogen atoms can be used, specifically, either one or both of a pyrazolyl group and a triazolyl group. can be mentioned.
  • a borate ligand can be coordinated to Ce 3+ by donating a lone pair of electrons possessed by the nitrogen atom of the pyrazolyl or triazolyl group.
  • the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups forming a covalent bond with B- is excessive, the molecular weight of the entire organic complex may increase and the sublimability of the organic complex may deteriorate. Therefore, by synthesizing a borate ligand in which the number of pyrazolyl groups and triazolyl groups is controlled to the target number and coordinating the borate ligand to Ce 3+ , the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups in the entire organic complex is It is preferable to adjust the number of
  • the coordination number to Ce 3+ is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8. Therefore, the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups in the organic complex is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8.
  • the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups in this way an organic complex that is stable and highly sublimable can be provided. Therefore, it is suitable as a light-emitting material for light-emitting devices.
  • One or more of the pyrazolyl group and triazolyl group of the borate ligand may be bonded to an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
  • steric hindrance can be controlled and the bond distance between the borate ligand and Ce 3+ can be changed, making it possible to adjust the emission color. Further, by changing the types of these substituents, improvement in reliability can be expected.
  • an alkyl group, a cycloalkyl group or an aryl group may be bonded to B- .
  • steric hindrance can be controlled and the bond distance between the borate ligand and Ce 3+ can be changed, making it possible to adjust the emission color.
  • improvement in reliability of the organometallic complex can be expected.
  • one embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G1).
  • X represents carbon or nitrogen, where the carbon is hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 3 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 1 to R 3 are each independently hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or any one of unsubstituted aryl groups having 6 to 30 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each borate ligand may be the same or different.
  • n of each borate ligand may be the same or different.
  • X of each borate ligand may be the same or different, and R 1 of each borate ligand may be the same or different.
  • R2 of each borate ligand may be the same or different from each other.
  • R 3 of each borate ligand may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G2).
  • R 1 to R 3 are each independently hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cyclo represents any one of an alkyl group and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms; Moreover, n represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each borate ligand may be the same or different.
  • n of each borate ligand may be the same or different.
  • X of each borate ligand may be the same or different
  • R 1 of each borate ligand may be the same or different.
  • R2 of each borate ligand may be the same or different from each other.
  • R 3 of each borate ligand may be the same or different.
  • a Ce 3+ organic complex having a borate ligand having a triazolyl group may reduce the ligand field splitting, so the molar extinction coefficient can be increased.
  • the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups in the Ce 3+ organic complex is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8. Therefore, in general formulas (G1) and (G2), the sum of three n's is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G3).
  • X 1 to X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j, k, and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less. When j is 2 or more, each X 1 may be the same or different, each R 11 may be the same or different, and each R 12 may be They may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G3′).
  • X 1 to X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms group, a substituted or unsubstituted C3-C10 cycloalkyl group, or a substituted or unsubstituted C6-C30 aryl group.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j represents an integer of 1 or more and 3 or less.
  • k and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each X 1 may be the same or different
  • each R 11 may be the same or different
  • each R 12 may be They may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G4).
  • X 2 and X 3 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium) or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms , a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 11 to R 13 , R 21 to R 23 and R 31 to R 33 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • j, k, and p each independently represents an integer of 1 or more and 4 or less. When j is 2 or more, each R 11 may be the same or different, and each R 12 may be the same or different.
  • each X2 may be the same or different, each R21 may be the same or different, and each R22 may be They may be the same or different.
  • each X 3 may be the same or different, each R 31 may be the same or different, and each R 32 may be They may be the same or different.
  • each R 13 may be the same or different.
  • each R 23 may be the same or different.
  • each R 33 may be the same or different.
  • a Ce 3+ organic complex having a borate ligand having at least one triazolyl group such as the organometallic complex represented by the general formula (G4), may reduce the ligand field splitting. Therefore, the molar extinction coefficient can be increased.
  • the total number of pyrazolyl groups and triazolyl groups in the Ce 3+ organic complex is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8. Therefore, in general formulas (G3), (G3′) and (G4), the sum of j, k and p is preferably 7 or more and 9 or less, more preferably 8.
  • Another embodiment of the present invention is an organometallic complex represented by General Formula (G5).
  • X 11 to X 13 , X 21 to X 23 , X 31 and X 32 each independently represent carbon or nitrogen, and the carbons are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or any one of an unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 41 to R 47 , R 51 to R 57 and R 61 to R 66 are each independently hydrogen (including deuterium), substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, substituted or unsubstituted represents any one of a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • the coordination number of Ce 3+ can be eight, which is preferable. With such a structure, an organometallic complex that is stable and highly sublimable can be obtained. Therefore, the organometallic complex can be used as a light-emitting material suitable for a light-emitting device.
  • alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group and 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.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 13 carbon atoms.
  • cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a methylcyclobutyl group, a cyclopentyl group, a methylcyclopentyl group, and an isopropylcyclopentyl group.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 13 carbon atoms. based on.
  • the aryl group having 6 to 30 carbon atoms includes a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group, a p-tolyl group, a mesityl group, and an o-biphenyl group.
  • aryl group having 6 to 30 carbon atoms has a substituent, the substituent is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 13 carbon atoms.
  • the steric hindrance in the organometallic complex can be controlled, and the bond distance between the borate ligand and Ce 3+ can be changed, making it possible to adjust the emission color. Further, by introducing these substituents, improvement in reliability of the organometallic complex can be expected. For example, by introducing a methyl group, moderate steric hindrance can be obtained, so that the reliability of the organometallic complex can be improved.
  • organometallic complexes of one embodiment of the present invention and the organometallic complexes that can be used for a light-emitting device, which have structures represented by any of the above general formulas (G1) to (G5), are given below. shown in
  • organometallic complexes represented by the structural formulas (100) to (179) are specific examples of the structures represented by the general formulas (G1) to (G5), and are one embodiment of the present invention. is not limited to this.
  • X represents carbon or nitrogen, where the carbon is hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted 3 to 10 carbon atoms or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 carbon atoms.
  • R 1 to R 3 are each independently hydrogen (including deuterium), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a substituted or any one of unsubstituted aryl groups having 6 to 30 carbon atoms.
  • n represents an integer of 1 or more and 4 or less.
  • each borate ligand may be the same or different.
  • n of each borate ligand may be the same or different.
  • X of each borate ligand may be the same or different, and R 1 of each borate ligand may be the same or different.
  • R2 of each borate ligand may be the same or different from each other.
  • R 3 of each borate ligand may be the same or different.
  • the organometallic complex of one embodiment of the present invention represented by General Formula (G1) has a heteroaromatic ring represented by General Formula (g1), as shown in Synthesis Scheme (A-1) below.
  • a cerium compound a trivalent cerium salt such as cerium(III) chloride, cerium(III) nitrate, and cerium(III) trifluoromethanesulfonate
  • one organic solvent such as an alcoholic solvent, tetrahydrofuran, or chloroform
  • Organometallic complexes represented by other general formulas can also be synthesized in the same manner as described above.
  • Embodiment 2 In this embodiment mode, a structure of a light-emitting device in which a material that emits light from a doublet excited state is used as a light-emitting substance for a light-emitting layer will be described with reference to FIGS. 1A to 1E.
  • the light-emitting substance is not particularly limited as long as it emits light from a doublet excited state; however, the organometallic complex described in Embodiment 1 is preferably used.
  • 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 .
  • FIG. 1C shows a layered 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 configuration of an injection layer.
  • the light-emitting layer 113 included in the EL layers (103, 103a, 103b) has an appropriate combination of a plurality of substances including a material that emits light from a doublet excited state.
  • 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.
  • 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 (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 spectrum of specific monochromatic light obtained from the light-emitting layer 113 can be narrowed, and light emission with good color purity can be obtained.
  • 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 set 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 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.
  • 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.
  • the organic acceptor material has a LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) level value and a HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) level value close to other organic compounds. It is a material that can generate holes in the organic compound by causing the organic compound to 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.
  • halogen groups or cyano groups such as quinodimethane derivatives, chloranil derivatives, and hexaazatriphenylene derivatives
  • 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)aminophenyl]-N,N′-diphenyl-4,4′-diaminobiphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzene (abbreviation: DPA3B), 3-[N-(9-phenyl
  • 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.
  • 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(1,1'-biphenyl-3-yl)-3,3' -bi-9H-carbazole
  • BismBPCz 9-(1,1′-biphenyl-3-yl)-9′-(1,1′-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′-bicarbazol
  • 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-(1,1′-biphenyl-4-
  • PCPPn 9-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-phenyl]phenanthrene
  • 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 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole
  • furan derivative 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′- Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TPD), N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl )-N,N′-diphenyl-4,4′-diaminobiphenyl (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-
  • PVK poly(N-vinylcarbazole)
  • PVK poly(4-vinyltriphenylamine)
  • PVK high molecular compounds
  • PVTPA 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,N' -Bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine]
  • 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 for example, can be formed using a vacuum deposition method.
  • the hole transport layers (112, 112a, 112b) transfer holes injected from the first electrode 101 to the light emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) by the hole injection layers (111, 111a, 111b). This is the transport 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 material that emits light from a doublet excited state can be used as the light-emitting substance.
  • the light-emitting substance is not particularly limited as long as it emits light from a doublet excited state; however, the organometallic complex described in Embodiment 1 is preferably used.
  • the light-emitting layers (113, 113a, 113b, 113c) may contain one or more organic compounds (host material, etc.) in addition to the light-emitting substance (guest material).
  • organic compound used as the host material a hole-transporting material that can be used in the hole-transporting layers (112, 112a, 112b) described above, or a hole-transporting material that can be used in the above-described hole-transporting layers (112, 112a, 112b) as long as it satisfies the conditions as a host material used in the light-emitting layer.
  • organic compounds such as electron-transporting materials that can be used for the electron-transporting layers (114, 114a, 114b) of .
  • the present inventors have found that when a material that emits light from a doublet excited state is used as a light-emitting substance in the light-emitting layer, the host material preferably contains an electron-transporting heteroaromatic compound. Considering the carrier-transporting properties of the doublet light-emitting material, the host material preferably transports electrons, and the heteroaromatic ring is stable as the electron-transporting skeleton. As the electron-transporting heteroaromatic compound used as the host material, a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compound is preferably used. Note that the light-emitting substance in this case is not particularly limited as long as it emits light from a doublet excited state; however, the organometallic complex described in Embodiment 1 is preferable.
  • ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compounds include, for example, phenanthroline derivatives, quinoline derivatives, benzoquinoline derivatives, quinoxaline derivatives, dibenzoquinoxaline derivatives, pyridine derivatives, bipyridine derivatives, diazine (pyrimidine, pyrazine, pyridazine) derivatives, Compounds containing nitrogen-containing six-membered heteroaromatic rings, such as triazine derivatives, can be mentioned.
  • the heteroaromatic ring of these derivatives may be further condensed with an aromatic ring such as a benzene ring.
  • ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compound examples include a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic compound can be obtained from an organic compound such as the above-described hole-transporting material or the below-described electron-transporting material. can be selected.
  • 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.
  • 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 electron transport material is preferably different from the material used for the light-emitting layer. This makes it possible to obtain a highly efficient device.
  • 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.
  • a heteroaromatic ring also includes a fused heteroaromatic ring having a fused 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. is 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.
  • the heteroaromatic compound having a condensed ring structure partially including the six-membered ring structure includes 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
  • 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-[ heteroaromatic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine) ring such as 3,5-bis(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-2-phenylpyr
  • 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 )
  • tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum (III) (abbreviation: Almq3 )
  • 8-quinolinolato-lithium (abbreviation: Liq)
  • BeBq 2 , a quinoline ring or benzo
  • 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 a single layer, 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 ), 8-quinolinolato-lithium (abbreviation: Liq), 2-(2 -pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPP), 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium (abbreviation: LiPPy), 4-phenyl-2-(2-pyridyl)phenoratritium (abbreviation: LiPPP) , lithium oxide (LiO x ), cesium carbonate, etc., alkali metals, alkaline earth metals, or compounds thereof.
  • Liq 2-(2 -pyridyl)phenoratritium
  • LiPPy 2-(2-pyridyl)-3-pyridinolatritium
  • LiPPP 4-phenyl-2-(2-pyridyl)phenoratritium
  • 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.
  • a mixed material obtained by mixing an organic compound and an electron donor (donor) may be used for the electron injection layers (115, 115a, 115b).
  • a mixed material has excellent 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. Also, 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 laminated. Furthermore, an electron relay layer may be provided between the P-type layer and the electron injection buffer layer. Note that 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.
  • 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-transport 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 the 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 stacked
  • a stacked structure of three or more EL layers may be employed 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.
  • 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.
  • BisBTc 5,5′-diphenyl-2,2′-di-5H-[1]benzothieno[3,2-c]carbazole
  • DBT3P-II 4,4 ',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • 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.
  • a vapor phase method such as an evaporation method, a liquid phase method such as a spin coating method, or an inkjet method can be used for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment mode.
  • 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 light emitting/receiving device 700 will be described in order to describe a specific configuration example and an example of 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 emitting/receiving 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 formed on a functional layer 520 provided on a first substrate 510.
  • FIG. The functional layer 520 includes driving circuits such as a gate driver and a source driver configured by a plurality of transistors, wirings electrically connecting them, and the like. These drive circuits are electrically connected to, for example, the light emitting device 550B, the light emitting device 550G, the light emitting device 550R, and the light receiving device 550PS, and can drive 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. .
  • Light emitting device 550B, light emitting device 550G, and light emitting device 550R have the device structure shown in the second embodiment, and light receiving device 550PS has the device structure described later in the eighth embodiment.
  • the configuration of the EL layer 103 differs between each device.
  • the light-emitting layer 105R included in the layer 103G can emit red light.
  • each device (a plurality of light-emitting devices and light-receiving devices) is separately formed.
  • layer) and some of the active layers of the light receiving device may be formed of the same material at the same time in the manufacturing process. A detailed description will be given in an eighth embodiment.
  • 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 sandwiched between electrode 551B and electrode 552.
  • the light-emitting device 550G also has an electrode 551G, an electrode 552, and an EL layer 103G sandwiched between the electrode 551G and the electrode 552.
  • FIG. The light-emitting device 550R also has an electrode 551R, an electrode 552, and an EL layer 103R sandwiched between the electrodes 551R and 552.
  • the EL layers (103B, 103G, 103R) have a laminated structure consisting of a plurality of layers with different functions including the light emitting layers (105B, 105G, 105R). A specific configuration of each layer of the light-emitting device is as shown in the second embodiment.
  • light receiving device 550PS includes electrode 551PS, electrode 552, and light receiving layer 103PS sandwiched between electrode 551PS and electrode 552.
  • the light-receiving layer 103PS has a laminated structure composed of a plurality of layers having different functions, including the active layer 105PS.
  • a specific configuration of the light receiving device is as shown in the eighth embodiment.
  • EL layer 103B has hole-injection/transport layer 104B, light-emitting layer 105B, electron-transport layer 108B, and electron-injection layer 109
  • EL layer 103G includes hole-injection/transport layer 104G, light-emitting layer 105G, It has an electron transport layer 108G and an electron injection layer 109
  • the EL layer 103R has a hole injection/transport layer 104R, a light emitting layer 105R, an electron transport layer 108R, and an electron injection layer 109
  • the light receiving layer 103PS has a hole
  • the case of having the injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, the electron transport layer 108PS, and the electron injection layer 109 is illustrated, the present invention is not limited to this.
  • the electron transport layers (108B, 108G, 108R, 108PS) are used to block holes moving from the anode side to the cathode side through the light emitting layers (105B, 105G, 105R) and the active layer 105PS of the light receiving device. It may have functions. 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 Sides (or edges) of the layers (108B, 108G, 108R) and side surfaces (or edges) of the hole injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the electron transport layer 108PS among the layers of the light-receiving layer 103PS
  • An insulating layer 107 may be formed on the .
  • 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 and the electrode 552 are layers (common layers) common to the respective devices (550B, 550G, 550R, 550PS). Note that 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).
  • Partition walls 528 are provided between the electrodes (551B, 551G, 551R, 551PS), part of the EL layers (103B, 103G, 103R), and part of the light-receiving layer 103PS.
  • the electrodes (551B, 551G, 551R, 551PS) of each device, part of the EL layers (103B, 103G, 103R), part of the light-receiving layer 103PS, and the partition wall 528 are The side surfaces (or ends) are in contact with each other through 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 light emitting devices, 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 end portions) of the EL layer and the 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 wall 528 can be manufactured 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 layers (103B, 103G, 103R) and the light-receiving layer 103PS is preferably, for example, 0.5 times or less the thickness of the partition 528. , 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.
  • each light emitting device (550B, 550G, 550R) is arranged in a matrix.
  • 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.
  • 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.
  • the edges (side surfaces) of each layer of the EL layer processed by pattern formation using a photolithography method 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.
  • 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 using photolithography as shown in this configuration example, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk between adjacent light emitting devices.
  • FIG. 2D is a cross-sectional schematic diagram corresponding to the dashed-dotted line C1-C2 in FIG. 2B and FIG. 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 conductive film may be processed by a nanoimprint method, a sandblast method, a lift-off method, or the like.
  • an island-shaped thin film may be directly formed by a film formation method using a shielding mask such as a metal mask.
  • a lithography method As the 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 thereof.
  • 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 the thin film using the resist mask.
  • the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B are formed on the electrode 551B, the electrode 551G, the electrode 551R, and the electrode 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 shown in Embodiments 1 and 2 can be used.
  • the sacrificial layer 110B is preferably a film having high resistance to the etching treatment of the hole injection/transport layer 104B, the light emitting layer 105B, and the electron transport layer 108B, that is, a film having 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. Note that the sacrificial layer may be referred to as a mask layer in this specification and the like.
  • 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 (also referred to as In--Ga--Zn oxide, 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 located 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 material 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 the resist is formed into a desired shape (resist mask: RES) by photolithography.
  • resist mask resist mask
  • 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 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 RES is removed by etching, and after removing the resist mask RES, 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 RES is removed after part of the second sacrificial layer is etched using the resist mask RES.
  • 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 electrode 551G, the electrode 551R, and the electrode 551PS.
  • the materials shown in Embodiments 1 and 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: RES) by photolithography. ), a part of the sacrificial layer 110G not covered with the obtained resist mask is removed by etching, and after removing the resist mask, the hole injection/transport layer 104G and the light emitting layer 105G not covered with the sacrificial layer 110G are formed.
  • resist mask resist mask
  • the hole injection/transport layer 104G 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 paper surface.
  • the light emitting layer 105G and the electron transport 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. When the sacrificial layer 110G has a laminated structure of the first sacrificial layer and the second sacrificial layer, the resist mask RES can be used.
  • the resist mask RES 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, a light emitting 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 Embodiments 1 and 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: RES) by photolithography.
  • a portion of the sacrificial layer 110R not covered with the obtained resist mask RES is removed by etching, and after removing the resist mask RES, 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 the sacrificial layer 110B.
  • the resist mask RES can be used. After part of the second sacrificial layer is etched by , the resist mask RES is removed, and using the second sacrificial layer as a mask, part of the first sacrificial layer is etched, and the hole injection/transport layer 104R and the light emitting layer are etched. Layer 105R and electron transport layer 108R may be processed into a predetermined shape. These etching processes yield the shape of FIG. 6A.
  • the hole injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the electron 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 as the hole injection layer and the hole transport layer of the light emitting device in the second embodiment can be used.
  • the material shown in the active layer 105PS can be used as the material.
  • the electron transport layer 108PS for example, 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 hole injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the electron transport layer 108PS.
  • a sacrificial layer 110PS is formed on the electron transport layer 108PS, a resist is applied on the sacrificial layer 110PS, and the resist is formed into a desired shape (resist mask: RES) by photolithography.
  • a portion of the sacrificial layer 110PS not covered with the obtained resist mask RES is removed by etching, and after removing the resist mask RES, the hole injection/transport layer 104PS not covered with the sacrificial layer, the active layer 105PS and the electron transport layer 108PS are removed by etching, and the hole injection/transport layer 104PS and the active layer are formed into a shape having a side surface (or a side surface is exposed) on the electrode 551PS or a belt-like shape extending in a direction intersecting the plane of the paper.
  • 105PS and electron transport layer 108PS are processed. Dry etching is preferable for the etching.
  • the sacrificial layer 110PS can be made of the same material as that of the sacrificial layer 110B.
  • the resist mask RES can be used. After part of the second sacrificial layer is etched by , the resist mask RES 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 104PS, the active The layer 105PS and the electron transport layer 108PS may be processed into a predetermined shape. These etching processes yield the shape of FIG. 6D.
  • insulating layer 107 is formed on sacrificial layer 110B, sacrificial layer 110G, sacrificial layer 110R, and 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 surface (each end) of the hole injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the electron transport layer 108PS of the light receiving device.
  • it is possible to suppress the intrusion of oxygen, moisture, or these constituent elements from each side surface into the interior.
  • 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.
  • a resin film 528a is formed on the insulating layer 107. Then, as shown in FIG. 7B, a resin film 528a is formed on the insulating layer 107. Then, as shown in FIG. As the resin film 528a, for example, a negative photosensitive resin or a positive photosensitive resin can be used.
  • part of the resin film 528a, part of the insulating layer 107, and the sacrificial layers (110B, 110G, 110R, 110PS) are removed to form the electron transport layers (108B, 108G, 108B, 108G, 110PS).
  • 108R, 108PS are exposed.
  • partition walls 528 by making the upper end portion of the resin film 528a into a curved shape.
  • the upper end portion of the partition wall 528 is preferably curved with a radius of curvature (0.2 ⁇ m to 3 ⁇ m).
  • the electron injection layer 109 is formed over the insulating layer 107 , the electron transport layers ( 108B, 108G, 108R, 108PS), and the partition 528 .
  • the electron injection layer 109 the material shown in Embodiment 2 can be used.
  • the electron injection layer 109 is formed using, for example, a vacuum deposition method.
  • an electrode 552 is formed on the electron injection layer 109 as shown in FIG. 8A.
  • the electrodes 552 are formed using, for example, a vacuum deposition method.
  • 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 using a photolithography method, so a high-definition light emitting and receiving device (display panel) can be made.
  • the edges (side surfaces) of each layer of the EL layer processed by pattern formation using a photolithography method 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 hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R) in these EL layers and the hole injection/transport layer 104PS in the light receiving layer are often highly conductive, they can be used as layers common to adjacent light emitting devices. If formed, it may cause crosstalk. Therefore, by separating the EL layer by patterning using photolithography as shown in this structural example, it is possible to suppress the occurrence of crosstalk between adjacent light emitting devices and light receiving devices.
  • hole injection/transport layers (104B, 104G, 104R), light-emitting layers (105B, 105G, 105R), and electron transport layers included in each EL layer (103B, 103G, 103R) of each light-emitting device of this configuration (108B, 108G, 108R), and the hole injection/transport layer 104PS, the active layer 105PS, and the electron transport layer 108PS of the light-receiving layer 103PS of the light-receiving device are patterned using photolithography in the separation process. Therefore, the edges (side surfaces) of the processed EL layer have substantially the same surface (or are positioned substantially on the same plane). In addition, 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 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.
  • 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 emitting and receiving 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 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 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. 8B shows an example in which the width of the EL layer 103B is smaller than the width of the electrode 551B in the light emitting device 550B.
  • the width of the EL layers may be wider 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. 8C shows an example in which the width of the EL layer 103R is larger than the width of the electrode 551R in the light emitting device 550R.
  • the light emitting/receiving device described in this embodiment is a device having both a light emitting device and a light receiving device, and can also be called a light emitting device including a light receiving device or a light receiving device including a light emitting device.
  • a device that does not have a light receiving device can also be called a light emitting device.
  • a device that does not have a light emitting device can also be called a light receiving device.
  • the device 720 will be described with reference to FIGS.
  • the device 720 illustrated in FIGS. 9 to 11 is a light-emitting device because it includes the light-emitting device described in Embodiment 2, but 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 a high-resolution or large light emitting device, display panel, display device, and light emitting/receiving device. 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. 9A shows a top view of these devices (including light emitting devices, display panels, display devices, and light receiving and emitting devices) 720 .
  • device 720 has a configuration in which substrate 710 and substrate 711 are bonded together.
  • the device 720 includes a display area 701, circuits 704, wirings 706, and the like.
  • the display area 701 has a plurality of pixels, and the pixel 703(i,j) shown in FIG. 9A is the pixel 703(i+1,j) adjacent to the pixel 703(i,j) as shown in FIG. 9B. ).
  • 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. 9A 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. 9B shows pixel 703(i,j) and pixel 703(i+1,j) of display area 701.
  • 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.
  • a configuration including a plurality of sub-pixels having light-emitting devices that emit the same color can also be used.
  • 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).
  • Apparatus 720 also includes sub-pixels with light-emitting devices as well as sub-pixels with light-receiving devices.
  • Pixel 703(i,j) shown in FIGS. 9C-9E shows an example of various layouts including sub-pixel 702PS(i,j) having a light receiving device.
  • the arrangement of pixels shown in FIG. 9C is a stripe arrangement
  • the arrangement of pixels shown in FIG. 9D is a matrix arrangement.
  • the arrangement of pixels shown in FIG. 9E has a configuration 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. 9B to 9F, 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, 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 has a light receiving function, so that 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 smaller the light-receiving area the narrower the imaging range, which makes it possible to suppress the blurring of the imaging result and improve the resolution. Therefore, by using the sub-pixel 702PS(i,j), high-definition or high-resolution imaging can be performed.
  • 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 referred to as a direct touch sensor) or a near-touch sensor (also referred to as a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor).
  • a touch sensor also referred to as a direct touch sensor
  • a near-touch sensor also referred to as a hover sensor, hover touch sensor, non-contact sensor, or touchless sensor.
  • sub-pixel 702PS(i,j) preferably detects infrared light. This enables touch detection even in dark places.
  • a touch sensor or near-touch sensor can detect the proximity or contact of an object (such as a finger, hand, or pen).
  • 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 can be prevented from coming into direct contact with stains (for example, dust, bacteria, or viruses) adhering to the display device.
  • stains for example, dust, bacteria, or viruses
  • the sub-pixels 702PS(i,j) are preferably provided in all the pixels of the light emitting/receiving device in order to perform high-definition imaging.
  • 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. 10A includes a light emitting device (EL) 550, a transistor M15, a transistor M16, a transistor M17, and a 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 being 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. 10A and the transistors M11, M12, M13, and M14 included in the pixel circuit 531 in FIG. 10B. 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 using a metal oxide which has a wider bandgap and a lower carrier density than silicon, can achieve extremely low off-state 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. 10B 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
  • a light receiving device (PD) 560 has an anode electrically connected to the wiring V1 and a cathode electrically connected to one of the source and 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 RE1 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 RE1 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. 10A and 10B, p-channel transistors can also be used.
  • a transistor included in the pixel circuit 530 and a transistor included in the pixel circuit 531 are preferably formed over the same substrate.
  • 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.
  • one or a plurality of layers each having one or both of a transistor and a capacitor are preferably provided to overlap with the light receiving device (PD) 560 or the light emitting device (EL) 550 .
  • the effective area occupied by each pixel circuit can be reduced, and a high-definition light receiving section or display section can be realized.
  • FIG. 10C shows an example of a specific structure of a transistor that can be applied to the pixel circuit described with reference to FIGS. 10A and 10B.
  • the transistor a bottom-gate transistor, a top-gate transistor, or the like can be used as appropriate.
  • the transistor illustrated in FIG. 10C has 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.
  • a material having a function of suppressing diffusion of oxygen, hydrogen, water, alkali metals, alkaline earth metals, or the like is preferably used.
  • silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum nitride, aluminum oxynitride, or the like can be used, for example.
  • 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.
  • a semiconductor film used for a 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.
  • a Si transistor such as an LTPS transistor
  • a circuit that needs to be driven at a high frequency for example, a source driver circuit
  • 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.
  • 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 source-drain current with respect to the change in the gate-source voltage as compared with 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.
  • a semiconductor film used for a transistor in a driver circuit can be formed in the same process as a semiconductor film used for a transistor in a 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 .
  • 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.
  • a circuit that needs to be driven at a high frequency (for example, a source driver circuit) can be formed over the same substrate as the display portion. 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 LTPS transistor for part of the transistors included in the pixel circuit and using an OS transistor for another part, a light-emitting device with low power consumption and high driving capability can be achieved.
  • 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 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 When an oxide semiconductor is used for the semiconductor film, the device 720 has a structure in which an oxide semiconductor is used for the semiconductor film and a light-emitting device with an MML (metal maskless) structure is used. With this structure, 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) can be extremely reduced. Further, with the above structure, when an image is displayed on the display device, an observer can observe any one or more of sharpness of the image, sharpness of the image, high saturation, and high contrast ratio.
  • MML metal maskless
  • 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 structure of the transistor used in the display panel may be selected as appropriate 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. 11 shows a cross-sectional view of the light receiving and emitting device shown in FIG. 9A.
  • FIG. 11 shows a cross-sectional view when part of the region including the FPC 713 and the wiring 706 and part 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 includes 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. 11 shows a configuration in which the functional layer 520 includes the pixel circuits 530X(i, j) and 530S(i, j), and the drive circuit GD, the configuration is not limited to this.
  • Pixel circuits formed in 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. 11). 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. 12B to 12E are perspective views explaining the configuration of the electronic device.
  • 13A to 13E are perspective views for explaining the configuration of the electronic equipment.
  • 14A and 14B are perspective views explaining the configuration of the electronic device.
  • An electronic device 5200B described in this embodiment includes an arithmetic device 5210 and an input/output device 5220 (see FIG. 12A).
  • the computing device 5210 has a function of being supplied with operation information, and has 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 receiving 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, or the like can be used for the input unit 5240 .
  • the display portion 5230 has a display panel and a function of displaying 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, a posture detection device, a pressure sensor, a motion sensor, or the like can be used for the detection portion 5250 .
  • 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. 12B shows an electronic device having contours such as along a cylindrical post.
  • 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. 12C 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. 12D illustrates an electronic device capable of receiving information from other devices and displaying it on 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. 12E shows an electronic device having a display portion 5230 with a gently curving surface along the side of the housing.
  • a 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. 13A shows an electronic device capable of receiving information from the Internet and displaying it on display 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. 13B shows an electronic device whose input unit 5240 can be a remote controller.
  • 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. 13C shows an electronic device capable of receiving educational materials from the Internet and displaying them on display unit 5230 .
  • 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 portion 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. 13D shows an electronic device with multiple displays 5230 .
  • 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. 13E 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. 14A shows an electronic device having a sensing unit 5250 that senses 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. 14B shows an electronic device having an imaging device and a sensing unit 5250 that senses 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. 15A is a cross-sectional view taken along line ef in the top view of the lighting device shown in FIG. 15B.
  • 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 is formed on the substrate 400 for supplying voltage to the second electrode 404 .
  • An EL layer 403 is formed over 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 to cover 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 structure 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. 15B), which can absorb moisture, leading to improved reliability.
  • an external input terminal can be formed.
  • 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 enhance the safety of the foot. 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-like lighting 8003 is a thin sheet-like 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 also 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 light-emitting device that is part thereof can be applied.
  • a lighting device having a function as furniture can be obtained. can do.
  • various lighting devices to which the light-emitting device is applied can be obtained. Note that these lighting devices are included in one embodiment of the present invention.
  • a light-receiving and emitting device 810 will be described with reference to FIGS. 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. 17A 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. 17A.
  • 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 (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 material used for a charge generating 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 from 400 nm to 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 light receiving device 805b comprises 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. 17A 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.
  • the substrate 800 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 the above-described insulating substrate or semiconductor substrate over which a semiconductor circuit including a semiconductor element such as a transistor is formed.
  • 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 circuit
  • 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. 17B illustrates the case where electrode 801a of light emitting device 805a has a higher potential than 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. 17B 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 magnitude relationship of the potentials is first potential>second potential>third potential.
  • FIG. 17C also illustrates the case where electrode 801a of light emitting device 805a has a lower potential than 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.
  • FIG. 17B 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 When the third potential is supplied to 801b through the third wiring, the magnitude relationship of the potentials is second potential>third potential>first potential.
  • FIG. 18A 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 810A 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 structure having the common layer 806 and the common layer 807 allows the light receiving device to be incorporated without greatly increasing the number of separate coatings, and the light receiving and emitting device 810A can be manufactured with high throughput.
  • FIG. 18B shows a light emitting/receiving device 810B that is a modification of the light emitting/receiving device 810.
  • the light emitting/receiving device 810B differs from the light emitting/receiving device 810 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 potassium bis(1-pyrazolyl)borate> 20 g (294 mmol) of pyrazole and 4.0 g (73.5 mmol) of potassium borohydride were placed in a 200 mL three-necked flask equipped with a reflux column, and the inside of the system was replaced with nitrogen. After 70 mL of dehydrated toluene was added thereto and degassed, the mixture was stirred while heating under reflux at 110° C. for 16 hours. After stirring, the white solid in the reaction solution was filtered by suction, the white solid on the filter paper was dissolved with heated toluene, and collected as a filtrate. White solid precipitated by cooling the obtained filtrate to room temperature. This white solid was suction filtered, washed with dichloromethane and diethyl ether, and dried to obtain a white solid (7.0 g, yield 51%).
  • a synthesis scheme of step 1 is shown in the following formula (a-1).
  • Step 2 Synthesis of [Ce(bpz 3 ) 2 (bpz 2 )]> 5.0 g (20 mmol) of potassium tris(1-pyrazolyl)borate, 1.9 g (9.9 mmol) of potassium bis(1-pyrazolyl)borate, and 3.7 g of cerium (III) chloride heptahydrate ( 9.9 mmol) was placed in a 500 mL three-necked flask, and the inside of the system was replaced with nitrogen. 230 mL of dehydrated methanol was added thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 2.5 hours. After stirring, a white solid in the reaction solution was suction-filtered with a membrane filter to obtain a filtrate.
  • step 2 A synthesis scheme of step 2 is shown in the following formula (a-2).
  • MALDI-MS Matrix-assisted laser desorption-ionization mass spectrometry
  • the ultraviolet-visible absorption spectrum (hereinafter simply referred to as "absorption spectrum") and emission spectrum of a dichloromethane solution of [Ce(bpz 3 ) 2 (bpz 2 )] were measured.
  • the absorption spectrum was measured at room temperature using an ultraviolet-visible spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, Model V550).
  • the absorption spectrum shows the result of subtracting the absorption spectrum measured by putting only dichloromethane in a quartz cell from the absorption spectrum measured by putting a dichloromethane solution (0.10 mmol/L) in a quartz cell.
  • the emission spectrum was measured using an absolute PL quantum yield measuring device (Hamamatsu Photonics Co., Ltd.
  • FIG. 19 shows the measurement results of the absorption spectrum and emission spectrum.
  • the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents absorption intensity and emission intensity.
  • the thin solid line indicates the absorption spectrum and the thick solid line indicates the emission spectrum.
  • [Ce(bpz 3 ) 2 (bpz 2 )] has an emission peak at 440 nm, and blue emission was observed from the dichloromethane solution.
  • Step 1 Synthesis of potassium bis(1-triazolyl)borate> 10.0 g (144.8 mmol) of 1,2,4-triazole and 2.0 g (36.2 mmol) of sodium borohydride were placed in a 100 mL three-necked flask equipped with a reflux tower, and the inside of the system was replaced with nitrogen. After 35 mL of dehydrated toluene was added thereto and degassed, the mixture was stirred while being heated under reflux at 110° C. for 13 hours. After stirring, the solid precipitated in the reaction solution was suction filtered and washed with dichloromethane.
  • step 1 A synthesis scheme of step 1 is shown in the following formula (b-1).
  • Step 2 Synthesis of potassium tris(1-triazolyl)borate> 15.0 g (217.2 mmol) of 1,2,4-triazole and 2.9 g (54.3 mmol) of sodium borohydride were placed in a 100 mL three-necked flask equipped with a reflux tower, and the system was purged with nitrogen. The heating temperature was gradually increased to 190° C., and the mixture was heated and stirred for 5 hours. After the reaction, the solid in the flask was dissolved in ethanol, and recrystallization was performed using toluene as a poor solvent. The precipitate was suction filtered, washed with dichloromethane, and dried to obtain a white solid (8.8 g, yield 64%).
  • a synthesis scheme of step 2 is shown in the following formula (b-2).
  • Step 3 Synthesis of [Ce(btaz 3 ) 2 (btaz 2 )]> 2.2 g (8.6 mmol) of potassium tris(1-triazolyl)borate, 0.81 g (4.3 mmol) of potassium bis(1-triazolyl)borate, and cerium(III) chloride heptahydrate1. 6 g (4.3 mmol) was placed in a 300 mL three-necked flask, and the inside of the system was replaced with nitrogen. 100 mL of dehydrated methanol was added thereto and stirred at room temperature for 64 hours. After stirring, the solvent was distilled off. A white solid (1.8 g, yield 57%), which is the target organometallic complex, was obtained by suction-filtrating the obtained solid with hexane.
  • a synthesis scheme of step 3 is shown in the following formula (b-3).
  • FIG. 20 shows the measurement results of the emission spectrum.
  • the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents emission intensity.
  • FIG. 21 shows the measurement results of the emission spectrum of the obtained powder.
  • the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents emission intensity.
  • Example 1 In this example, as a light-emitting device that is one embodiment of the present invention , the device structure and Its characteristics will be explained. Table 1 shows the specific configuration of the light-emitting device 1 used in this example. Chemical formulas of materials used in this example are shown below.
  • a hole-injection layer 911, a hole-transport layer 912, a light-emitting layer 913, and an electron-transport layer 914 are formed on a first electrode 901 formed on a substrate 900 as shown in FIG. and an electron-injection layer 915 are sequentially stacked, and the second electrode 902 is stacked over the electron-injection layer 915 .
  • a first electrode 901 was formed over a substrate 900 .
  • the electrode area was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • a glass substrate was used as the substrate 900 .
  • the first electrode 901 was formed by sputtering indium tin oxide containing silicon oxide (ITSO) to a thickness of 70 nm. Note that the first electrode 901 functions as an anode in this embodiment.
  • ITSO indium tin oxide containing silicon oxide
  • the surface of the substrate was washed with water, baked at 200° C. for 1 hour, and then subjected to UV ozone treatment for 370 seconds. After that, the substrate was introduced into a vacuum deposition apparatus whose interior was evacuated to about 10 ⁇ 4 Pa, vacuum baked at 170° C. for 60 minutes in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus, and then exposed to heat for about 30 minutes. chilled.
  • a hole-injection layer 911 was formed over the first electrode 901 .
  • the hole injection layer 911 was formed by reducing the pressure in the vacuum deposition apparatus to 10 ⁇ 4 Pa and then depositing 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P).
  • DBT3P 4,4′,4′′-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • -II) and molybdenum oxide abbreviation: MoOx
  • a hole-transport layer 912 was formed over the hole-injection layer 911 .
  • the hole-transport layer 912 was formed using 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP) by vapor deposition to a thickness of 30 nm.
  • PCCP 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole)
  • a light-emitting layer 913 was formed over the hole-transport layer 912 .
  • an electron-transporting layer 914 was formed over the light-emitting layer 913 .
  • the electron-transporting layer 914 is formed by vapor-depositing 2,2′,2′′-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI) to 10 nm, followed by It was formed by vapor-depositing 9-di(2-naphthyl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen) to 15 nm.
  • TPBI 2,2′,2′′-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole)
  • NBPhen 9-di(2-naphthyl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • the electron injection layer 915 was formed over the electron transport layer 914 .
  • the electron injection layer 915 was formed by vapor deposition using lithium fluoride (LiF) to a thickness of 1 nm.
  • a second electrode 902 was formed over the electron injection layer 915 .
  • the second electrode 902 was formed by vapor deposition of aluminum so as to have a thickness of 200 nm. Note that the second electrode 902 functions as a cathode in this embodiment.
  • the light-emitting device 1 having the EL layer sandwiched between the pair of electrodes was formed on the substrate 900 .
  • the hole-injection layer 911, the hole-transport layer 912, the light-emitting layer 913, the electron-transport layer 914, and the electron-injection layer 915 described in the above steps are functional layers forming the EL layer in one embodiment of the present invention.
  • a vapor deposition method using a resistance heating method was used in all cases.
  • the fabricated light-emitting device 1 was sealed in a glove box in a nitrogen atmosphere so as not to be exposed to the atmosphere (a sealing material was applied around the device, and UV treatment and heat treatment at 80° C. for 1 hour were performed at the time of sealing).
  • FIG. 23 shows the luminance-current density characteristics of the light emitting device 1
  • FIG. 24 shows the current efficiency-luminance characteristics
  • FIG. 25 shows the luminance-voltage characteristics
  • FIG. 26 shows the current-voltage characteristics
  • FIG. 27 shows the external quantum efficiency-luminance characteristics.
  • Table 2 shows main initial characteristic values of the light-emitting device 1 near 630 cd/m 2 .
  • FIG. 28 shows an emission spectrum obtained when a current is passed through the light-emitting device 1 at a current density of 2.5 mA/cm 2 .
  • the emission spectrum of light-emitting device 1 has a peak at 440 nm, and light-emitting device 1 has It was suggested that it shows luminescence derived from
  • GD drive circuit
  • IR sub-pixel
  • RES resist mask
  • TX wiring
  • VG wiring
  • VS wiring
  • 104B hole injection/transport layer
  • 104G hole injection/transport layer
  • 104R hole injection/transport layer
  • 104PS hole injection/transport layer
  • 105B light emitting layer
  • 105G light emitting layer
  • 105R light emitting layer
  • 105PS active layer

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Abstract

発光デバイスの発光効率を向上させる新規な有機金属錯体を提供する。 一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体を提供する。式中、Ｘは炭素または窒素を表し、当該炭素 は水素（重水素を含む）、置換または無置換のアルキル基、置換または無置換のシクロアルキル基、 および置換または無置換のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３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アルキル基、置換または無置換のシクロアルキル 基、および置換または無置換のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を 表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それ ぞれのｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのＸ、 Ｒ１、Ｒ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、Ｒ３は互いに 同じであっても異なっていてもよい。

Description

有機金属錯体、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置
本発明の一態様は、有機金属錯体、有機化合物、有機半導体素子、発光デバイス、発光素子、有機ＥＬ素子、有機ＥＬ素子、フォトダイオードセンサ、受光デバイス、受光素子、ディスプレイモジュール、照明モジュール、表示装置、発光装置、電子機器、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（発光素子または有機ＥＬ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。
有機ＥＬ素子は自発光型であるため、当該素子を画素として用いた表示装置は、液晶表示装置に比べ視認性が高く、また、バックライトが不要である。また、このような有機ＥＬ素子を用いた表示装置は、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの有機ＥＬ素子は発光層を平面状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、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。
このように有機ＥＬ素子を用いた表示装置、照明装置はさまざまな電子機器に好適であるが、より良好な特性を有する有機ＥＬ素子を求めて研究開発が進められている。
例えば非特許文献１では、新たな発光ドーパントとしてランタノイド錯体を用いた有機ＥＬ素子に関して報告がなされている。
Ｌｉｄｉｎｇ　Ｗａｎｇ、他６名、"Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ　Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｌａｎｔｈａｎｉｄｅ　Ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ"、Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、２０１９年，７，１８０１２５６
非特許文献１で述べられているように、これら有機錯体の有機ＥＬ素子の発光物質（ドーパントともいう）への適用を検討された事例は非常に少なく、十分な検討は未だ行われていない。そのため、これら有機錯体は色度または色純度などの表示品質に関わる性能に関して改良の余地が大きく、開発が待たれる状況である。
そこで、本発明の一態様では、新規な有機金属錯体を提供する。また、本発明の一態様では、発光デバイスに用いることができる新規な有機金属錯体を提供する。また、本発明の一態様では、発光デバイスのＥＬ層に用いることができる、新規な有機金属錯体を提供する。また、本発明の一態様では、発光デバイスの発光効率を向上させることを課題とする。また、本発明の一態様では、発光デバイスの信頼性を高めることを課題とする。また、本発明の一態様では、新規な発光デバイスを提供する。
または、本発明の一態様では、発光効率の高い発光デバイスを提供することを目的とする。または、本発明の一態様では、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、および電子デバイスを各々提供することを目的とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。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、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
一般式（Ｇ１）中、Ｘは炭素または窒素を表し、当該炭素は水素（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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
一般式（Ｇ３）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３’）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
一般式（Ｇ３’）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊは１以上３以下の整数を表す。また、ｋおよびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
一般式（Ｇ４）中、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ５）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
一般式（Ｇ５）中、Ｘ１１乃至Ｘ１３、Ｘ２１乃至Ｘ２３、Ｘ３１およびＸ３２はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ４１乃至Ｒ４７、Ｒ５１乃至Ｒ５７およびＲ６１乃至Ｒ６６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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。
また、本発明の一態様は、構造式（１２５）および（１５０）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
また、本発明の一態様は、上記各構成の有機化合物を用いた発光デバイスである。
また、本発明の一態様は、上記構成の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置である。
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、検知部、入力部、または、通信部と、を有する電子機器である。
また、本発明の一態様は、上記構成の発光装置と、筐体と、を有する照明装置である。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光デバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、基板上の発光デバイスにコネクター、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様により、新規な有機金属錯体を提供することができる。また、本発明の一態様により、発光デバイスに用いることができる新規な有機金属錯体を提供することができる。また、本発明の一態様により、発光デバイスのＥＬ層に用いることができる、新規な有機金属錯体を提供することができる。また、本発明の一態様では、発光デバイスの発光効率を向上させることができる。また、本発明の一態様では、発光デバイスの信頼性を高めることができる。また、本発明の一態様により、新規な発光デバイスを提供することができる。
または、本発明の一態様により、発光効率の高い発光デバイスを提供することができる。または、本発明の一態様により、消費電力の小さい発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置および電子デバイスを各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａ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７Ｄ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８Ｃは、実施の形態に係る発光装置を説明する図である。
図９Ａ乃至図９Ｆ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１０Ａ乃至図１０Ｃは、実施の形態に係る画素回路を説明する図である。
図１１は、実施の形態に係る発光装置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乃至図１３Ｅ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、実施の形態に係る電子機器を説明する図である。
図１５Ａおよび図１５Ｂは、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図１６は、実施の形態に係る照明装置を説明する図である。
図１７Ａ乃至図１７Ｃ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１９は［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］のジクロロメタン溶液の吸収スペクトル及び発光スペクトルである。
図２０は［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］のジクロロメタン溶液の発光スペクトルである。
図２１は［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］の粉末の発光スペクトルである。
図２２は発光デバイス１の構成を説明する図である。
図２３は発光デバイス１の輝度−電流密度特性を示す図である。
図２４は発光デバイス１の電流効率−輝度特性を示す図である。
図２５は発光デバイス１の輝度−電圧特性を示す図である。
図２６は発光デバイス１の電流−電圧特性を示す図である。
図２７は発光デバイス１の外部量子効率−輝度特性を示す図である。
図２８は発光デバイス１の発光スペクトルを示す図である。
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）
有機ＥＬ素子を表示素子として用いたディスプレイ（有機ＥＬディスプレイ）が実用化されて久しい。当該ディスプレイにおいては、フルカラー表示を実現するために、通常、赤、緑、青の少なくとも３つの色の光を呈する画素が備えられている。
当該画素には、それぞれの発光色毎に発光デバイスが設けられ、Ｓｉｄｅ　ｂｙ　Ｓｉｄｅ方式、いわゆる塗分け方式のディスプレイにおいては、各発光デバイスは各々対応する画素の発光色に応じて異なる発光物質を有している。
このような発光デバイスに用いられる発光物質としては、一重項励起状態から光を発する蛍光発光物質、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を発する物質、三重項励起状態から光を発するりん光発光物質などが主に用いられ、盛んに研究されている。
ここで、電流励起の有機ＥＬ素子においては、一重項励起状態と三重項励起状態の生成確率の比が１：３であることから、一重項励起状態しか発光に用いることができない蛍光発光物質の内部量子効率の理論限界は２５％であることが知られている。一方で、りん光発光物質は、項間交差により一重項励起状態を三重項励起状態に変換することができることから理論上１００％の内部量子効率を実現でき、発光効率の高い発光デバイスを得ることができる。そのため、現状実用化されている有機ＥＬディスプレイにおける赤と緑の発光デバイスには、りん光発光物質が用いられていることが多い。
しかし、赤および緑の発光デバイスにりん光発光物質を用いているディスプレイであっても、青の発光デバイスにはりん光発光物質ではなく、効率の劣る蛍光発光物質を用いていることがほとんどである。青色発光デバイスに蛍光発光物質が用いられる理由は、主として効率ではなく信頼性にある。りん光発光物質をドーパントとして用いた発光デバイスは、おしなべて寿命が短く、良好な信頼性を得ることが困難なのである。このため、現状市販されている有機ＥＬディスプレイに用いられている青色発光デバイスのほとんど全ては、蛍光デバイスである。寿命の問題が解決されれば、発光効率に優れた青色燐光物質を青色発光デバイスに適用することで、有機ＥＬディスプレイの性能を大きく向上させることができるが、青色燐光デバイスの寿命が短い理由には、２つの本質的な要因がある。
一つ目の要因としては、通常の物質においては、三重項状態のエネルギーが一重項状態のエネルギーよりも低いことが挙げられる。青色の発光はエネルギーが高いため、三重項励起状態からの発光を得ようとすると他の２色よりも高い三重項励起準位を有する物質が必要となる。当然、そのような物質の一重項励起準位はさらに高い位置に存在することになり、このような準位を有する物質は不安定になりやすい。また、ホスト材料を用いる場合、当該ホスト材料は、さらに高いエネルギーレベルに位置する三重項励起準位、一重項励起準位を有する物質である必要がある。
二つ目の要因としては、りん光物質の発光寿命（りん光寿命ともいう）の長さが挙げられる。三重項励起状態から一重項基底状態への遷移はスピン禁制、一重項定期状態から一重項基底状態への遷移はスピン許容であることから、りん光は蛍光と比較して非常に長い発光寿命を有する（燐光寿命：~μｓ、蛍光寿命：~ｎｓ）。りん光寿命が長いということは、三重項励起子の寿命が長いということを意味する。そのため、りん光発光デバイスでは、発光物質がエネルギーの高い励起状態に長くあり続けることとなり、発光物質自身の劣化または周辺物質の劣化が促進されてしまうのである。
青色りん光発光デバイスでは、項励起状態のエネルギーが他の２色と比較して高いため、赤および緑のりん光発光デバイスよりもさらに励起子寿命の影響が著しく、実用に耐えうる信頼性を得ることが未だ難しい状況である。
なお、先に触れたＴＡＤＦ材料は一重項励起状態から発光するため蛍光物質の一種であるが、逆項間交差を可能としている。このことから、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となり、りん光材料と同様に理論的には１００％の内部量子効率を実現する。そのため、ＴＡＤＦ材料をドーパントとした発光デバイスおよびＴＡＤＦ材料をホストとし蛍光発光材料をドーパントとした発光デバイスが提案されており、どちらも内部量子効率２５％を超える結果も出ている。しかし、ＴＡＤＦ材料においては、りん光発光材料と同じく三重項励起準位の問題があり、また、逆項間交差が禁制であることから励起子寿命も長いため、青色燐光デバイスと同様に信頼性の確保が現状困難となっている。
ここで、ｆ軌道とｄ軌道の間の遷移であるｆ−ｄ遷移で発光するＣｅ３＋（４ｆ１）およびＥｕ２＋（４ｆ７）の有機錯体が知られている。これらの有機錯体の基底状態および励起状態はいずれも二重項状態であり、二重項励起状態から発光する。上で述べたように、電流励起の場合、一重項基底状態からは一重項励起準位と三重項励起準位が１：３の割合で生成するが、当該有機錯体は基底状態と励起状態がいずれも二重項状態であることから、スピン選択則による制約を受けず二重項励起状態が理論上１００％生成し、１００％の内部量子効率が可能である。
また、異なる軌道間における遷移はパリティ禁制である場合もあるが、ｆ−ｄ遷移はパリティ許容遷移であることから遷移速度が早く、上述の有機錯体の励起子寿命は短い。なお特に、Ｃｅ３＋（４ｆ１）のｆ−ｄ遷移は完全にスピン許容であることから、遷移速度は蛍光発光材料と同等程度であり非常に速い。
このように、ｆ−ｄ遷移に伴う二重項励起状態から発光するＣｅ３＋（４ｆ１）およびＥｕ２＋（４ｆ７）の有機錯体は、１００％の内部量子効率が可能であり、また励起子寿命が短いことから発光デバイスにおいて高効率および高信頼性の確保が見込まれる発光物質であることがわかる。
Ｃｅ３＋およびＥｕ２＋の有機錯体を発光物質として用いることによって、青の発光デバイスの発光効率を向上し、信頼性を高めることが可能である。
そこで、本発明の一態様では、３つのボレート配位子を有するＣｅ３＋の有機錯体を提供する。当該ボレート配位子は、Ｂ−と、Ｂ−と共有結合を形成する基を有する。また、当該Ｂ−と共有結合を形成する基の一部または全ては、Ｃｅ３＋に配位することのできる非共有電子対を有する。このようなボレート配位子を用いることで、励起状態において安定であり、熱によって分解しにくいＣｅ３＋の有機錯体を生成することができる。
ボレート配位子において、Ｂ−と共有結合を形成する基としては、窒素原子を２以上有するヘテロアリール基を用いることができ、具体的には、ピラゾリル基およびトリアゾリル基のいずれか一方または両方を挙げることができる。ピラゾリル基またはトリアゾリル基の窒素原子の有する非共有電子対を供与することで、ボレート配位子がＣｅ３＋に配位することができる。
ただし、Ｂ−と共有結合を形成するピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数が過剰であると、有機錯体全体の分子量が増加し、有機錯体の昇華性が悪化する懸念がある。従って、ピラゾリル基およびトリアゾリル基の数を目的の数に制御したボレート配位子を合成し、当該ボレート配位子をＣｅ３＋に配位させることで、有機錯体全体のピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数を調整することが好ましい。
なお、本明細書中、ピラゾリル基およびトリアゾリル基と記載した説明であっても、ピラゾリル基およびトリアゾリル基の両方を有する有機錯体、およびピラゾリル基およびトリアゾリル基のいずれか一方のみを有する有機錯体のどちらにも、適用可能である。
Ｃｅ３＋への配位数は、７以上９以下が好ましく、８であることがより好ましい。従って、有機錯体中のピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数を７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。このようにピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数を設定することにより、安定、かつ、昇華性の高い有機錯体を提供することができる。従って、発光デバイスの発光材料として好適である。
なお、ボレート配位子の有するピラゾリル基およびトリアゾリル基のいずれか一または複数に、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基が結合していてもよい。これらの置換基の種類を変えることによって、立体障害を制御し、ボレート配位子と、Ｃｅ３＋との結合距離が変わるため、発光色の調整が可能となる。また、これらの置換基の種類を変えることによって、信頼性の向上を期待することができる。
また、ボレート配位子において、Ｂ−に、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基が結合していてもよい。これらの置換基の種類を変えることによって、立体障害を制御し、ボレート配位子と、Ｃｅ３＋との結合距離が変わるため、発光色の調整が可能となる。また、これらの置換基の種類を変えることによって、有機金属錯体の信頼性の向上を期待することができる。
すなわち、本発明の一態様は、一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
一般式（Ｇ１）中、Ｘは炭素または窒素を表し、当該炭素は水素（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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体のように、トリアゾリル基を有するボレート配位子を有するＣｅ３＋の有機錯体とすると、配位子場分裂を小さくできる可能性があるためモル吸光係数を大きくすることができる。
なお、上述のとおり、Ｃｅ３＋の有機錯体中のピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数を７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。従って、一般式（Ｇ１）および（Ｇ２）において、３つのｎの合計が７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
一般式（Ｇ３）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ３’）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
一般式（Ｇ３’）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊは１以上３以下の整数を表す。また、ｋおよびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ４）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
一般式（Ｇ４）中、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、く、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
一般式（Ｇ４）で表される有機金属錯体のように、少なくとも一のトリアゾリル基を有するボレート配位子を有するＣｅ３＋の有機錯体とすることで、配位子場分裂を小さくできる可能性があるためモル吸光係数を大きくすることができる。
なお、上述のとおり、Ｃｅ３＋の有機錯体中のピラゾリル基およびトリアゾリル基の合計の数を７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。従って、一般式（Ｇ３）、（Ｇ３’）および（Ｇ４）において、ｊ、ｋ、およびｐの合計が７以上９以下とすることが好ましく、８とすることがより好ましい。
また、本発明の一態様は、一般式（Ｇ５）で表される有機金属錯体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
一般式（Ｇ５）中、Ｘ１１乃至Ｘ１３、Ｘ２１乃至Ｘ２３、Ｘ３１およびＸ３２はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、当該炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ４１乃至Ｒ４７、Ｒ５１乃至Ｒ５７およびＲ６１乃至Ｒ６６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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。
一般式（Ｇ５）で表される有機金属錯体のように、ピラゾリル基およびトリアゾリル基のいずれか一方または両方を合計３つ有するボレート配位子を２つと、ピラゾリル基およびトリアゾリル基のいずれか一方または両方を合計２つ有するボレート配位子を１つ有する有機錯体とすると、Ｃｅ３＋の配位数を８とすることができ、好ましい。このような構造とすることで、安定、かつ、昇華性の高い有機金属錯体とすることができる。従って、発光デバイスの発光材料として好適な有機金属錯体とすることができる。
なお、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）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。なお、炭素数１乃至１０のアルキル基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
また、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）において、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、メチルシクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、イソプロピルシクロペンチル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロプロピル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、イソプロピルシクロヘキシル基、ｔｅｒｔ−ブチルシクロヘキシル基、シクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、イソプロピルシクロヘプチル基、シクロオクチル基、メチルシクロオクチル基、シクロノニル基、メチルシクロノニル基、シクロデシル基等が挙げられる。なお、炭素数３乃至１０のシクロアルキル基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
また、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）において、炭素数６乃至３０のアリール基としては、フェニル基、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、メシチル基、ｏ−ビフェニル基、ｍ−ビフェニル基、ｐ−ビフェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、フルオレニル基、９，９−ジメチルフルオレニル基、９，９−ジフェニルフルオレニル基、スピロフルオレニル基、フェナントレニル基、ターフェニル基、アントラセニル基、フルオランテニル基等が挙げられる。なお、炭素数６乃至３０のアリール基が置換基を有する場合、当該置換基は、炭素数１乃至４のアルキル基、炭素数３乃至６のシクロアルキル基、または炭素数６乃至１３のアリール基とする。
上述のとおり、これらの置換基を導入することによって、有機金属錯体における立体障害を制御し、ボレート配位子と、Ｃｅ３＋との結合距離が変わるため、発光色の調整が可能となる。また、これらの置換基を導入することによって、有機金属錯体の信頼性の向上を期待することができる。例えば、メチル基を導入することによって、適度な立体障害が得られるため、有機金属錯体の信頼性の向上を図ることが可能となる。
次に、上記一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）で表される構造を有する、本発明の一態様である有機金属錯体、および発光デバイスに用いることができる有機金属錯体の具体的な例を以下に示す。
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
上記構造式（１００）乃至（１７９）で表される有機金属錯体は、一般式（Ｇ１）乃至（Ｇ５）で表される構成の具体例であるが、本発明の一態様である有機金属錯体は、これに限られない。
次に、本発明の一態様であり、下記一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体の合成方法について説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
一般式（Ｇ１）中、Ｘは炭素または窒素を表し、当該炭素は水素（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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。
≪本発明の一態様の有機金属錯体の合成方法≫
上記一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機金属錯体は、下記合成スキーム（Ａ−１）に示すように、一般式（ｇ１）で表されるヘテロ芳香族環を有するホウ素化合物と、セリウム化合物（塩化セリウム（ＩＩＩ）、硝酸セリウム（ＩＩＩ）、トリフルオロメタンスルホン酸セリウム（ＩＩＩ）などの三価のセリウム塩）と、アルコール系溶媒、テトラヒドロフラン、クロロホルムなどの有機溶媒１種類以上と、を用いて不活性ガス雰囲気にて撹拌することにより、一般式（Ｇ１）で表される本発明の一態様である有機金属錯体が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
なお、他の一般式で表される有機金属錯体についても上記と同様に合成することができる。
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２）
本実施の形態では、二重項励起状態から発光する材料を発光物質として発光層に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。発光物質は、二重項励起状態から発光する材料であれば特に限定されないが、実施の形態１で示した有機金属錯体を用いることが好ましい。
≪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、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、二重項励起状態から発光する材料を含む複数の物質を適宜組み合わせて有している。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。
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。
≪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（最低空軌道：Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位の値とＨＯＭＯ（最高被占有軌道：Ｈｉｇｈｅｓｔ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）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：Ｆ４−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：Ｈ２Ｐｃ）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−４，４’−ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等の芳香族アミン化合物、等を用いることができる。
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、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質が好ましい。なお、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のもの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。
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（１，１’−ビフェニル−３−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＢｉｓｍＢＰＣｚ）、９−（１，１’−ビフェニル−３−イル）−９’−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９−（２−ナフチル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）などが挙げられる。
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−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−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−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−２−アミン、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９−ジフェニル−９Ｈ−フルオレン−４−アミン、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９‘−スピロビ（９Ｈ−フルオレン）−２−アミン、Ｎ−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９‘−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］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−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、９−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−フェニル］フェナントレン（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’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミノビフェニル（略称：ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（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（１，１’−ビフェニル−４−イル）アミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ−０２）、４−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉβＮＢ）、Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−Ｎ−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＮＢＳＦ）、Ｎ，Ｎ−ビス（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−（ビフェニル−４−イル）−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、１１３ｃ）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。発光物質として、二重項励起状態から発光する材料を用いることができる。発光物質は、二重項励起状態から発光する材料であれば特に限定されないが、実施の形態１で示した有機金属錯体を用いることが好ましい。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。
上記のホスト材料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る。
ここで、本発明者らは、発光層において二重項励起状態から発光する材料を発光物質として用いる際に、ホスト材料が電子輸送性の複素芳香族化合物を含むことが好ましいことを見出した。二重項発光材料のキャリア輸送性を考慮すると、ホスト材料が電子輸送を担うことが好ましく、また、電子輸送骨格として複素芳香環が安定だからである。ホスト材料として用いる電子輸送性の複素芳香族化合物としては、π電子不足型複素芳香族化合物を用いることが好ましい。なお、この場合の発光物質としては、二重項励起状態から発光する材料であれば特に限定されないが、実施の形態１で示した有機金属錯体が好ましい。
上記π電子不足型複素芳香族化合物の具体例としては、例えば、フェナントロリン誘導体、キノリン誘導体、ベンゾキノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジベンゾキノキサリン誘導体、ピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、ジアジン（ピリミジン、ピラジン、ピリダジン）誘導体、トリアジン誘導体等の、窒素を有する６員環の複素芳香環を含む化合物を挙げることができる。これらの誘導体の複素芳香環には、さらにベンゼン環などの芳香環が縮合していてもよい。なお、π電子不足型複素芳香族化合物の具体例はこれらに限られず、前述の正孔輸送性材料、または後述の電子輸送性材料、等の有機化合物から、π電子不足型複素芳香族化合物を選択することができる。
＜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、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。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。
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、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が好ましい。これによって、効率の高い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）、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）、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）、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）、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）、８−（１，１’−ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、９−［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）、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’−（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）、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）、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：Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｍｑ３）、８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、ＢｅＢｑ２、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）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（ＣａＦ２）、８−キノリノラト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰ）、２−（２−ピリジル）−３−ピリジノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰｙ）、４−フェニル−２−（２−ピリジル）フェノラトリチウム（略称：ＬｉＰＰＰ）、リチウム酸化物（ＬｉＯｘ）、炭酸セシウム等のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、または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（ＥｒＦ３）、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。
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。
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：Ｆ４−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（Ｌｉ２Ｏ）、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。
＜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について説明するため、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、第１の基板５１０上に設けられた機能層５２０上に形成された、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を有する。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および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。
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。また、各デバイス間で、ＥＬ層１０３（図１Ａ参照）の構成がそれぞれ異なり、例えば、ＥＬ層１０３Ｂの有する発光層１０５Ｂは青色の光、ＥＬ層１０３Ｇの有する発光層１０５Ｇは緑色の光、ＥＬ層１０３Ｇの有する発光層１０５Ｒは赤色の光、をそれぞれ射出することができる。
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するが、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（ホール注入層、ホール輸送層、および電子輸送層）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と、電極５５２と、電極５５１Ｂと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｂを有する。また、発光デバイス５５０Ｇは、電極５５１Ｇと、電極５５２と、電極５５１Ｇと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｇを有する。また、発光デバイス５５０Ｒは、電極５５１Ｒと、電極５５２と、電極５５１Ｒと電極５５２との間に挟まれたＥＬ層１０３Ｒを有する。ＥＬ層（１０３Ｂ、１０３Ｇ、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。なお、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、図２Ａにおいて、受光デバイス５５０ＰＳは、電極５５１ＰＳと、電極５５２と、電極５５１ＰＳと電極５５２との間に挟まれた受光層１０３ＰＳを有する。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。なお、受光デバイスの具体的な構成は実施の形態８に示す通りである。
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を有し、受光層１０３ＰＳが、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層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、電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）は、陽極側から発光層（１０５Ｂ、１０５Ｇ、１０５Ｒ）および受光デバイスの活性層１０５ＰＳ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、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層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。
なお、図２Ａにおいて、電子注入層１０９および電極５５２は、各デバイス（５５０Ｂ、５５０Ｇ、５５０Ｒ、５５０ＰＳ）間に共通する層（共通層）である。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。
電極（５５１Ｂ、５５１Ｇ、５５１Ｒ、５５１ＰＳ）、ＥＬ層（１０３Ｂ、１０３Ｇ、１０３Ｒ）の一部、および受光層１０３ＰＳの一部、との間には、それぞれ隔壁５２８を有する。なお、図２Ａに示すように、各デバイスの電極（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、１０３Ｇ、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、各発光デバイス（５５０Ｂ、５５０Ｇ、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を用いた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を用いた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。
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を用いた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および図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１および実施の形態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。なお、本明細書等において、犠牲層をマスク層と呼称してもよい。
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：ＲＥＳ）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ＲＥＳを用い、レジストマスクＲＥＳ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ＲＥＳ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ＲＥＳ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ＲＥＳ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１および実施の形態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：ＲＥＳ）に形成し、得られたレジストマスク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ＲＥＳ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ＲＥＳ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１および実施の形態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：ＲＥＳ）に形成し、得られたレジストマスクＲＥＳ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ＲＥＳ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ＲＥＳ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ＲＥＳ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上にホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８ＰＳを形成する。ホール注入・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にて発光デバイスの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、電子輸送層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、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層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、電子輸送層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：ＲＥＳ）に形成し、得られたレジストマスクＲＥＳ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ＲＥＳを除去した後、犠牲層に覆われないホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層１０８ＰＳ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ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層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ＲＥＳ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ＲＥＳ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１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、および電子輸送層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、受光デバイスのホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層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上に樹脂膜５２８ａを形成する。樹脂膜５２８ａとして、例えば、ネガ型の感光性樹脂またはポジ型の感光性樹脂を使用することができる。
次に、図７Ｃに示すように、樹脂膜５２８ａの一部、絶縁層１０７の一部、および犠牲層（１１０Ｂ、１１０Ｇ、１１０Ｒ、１１０ＰＳ）を除去することにより、電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）の上面を露出させる。
次に、図７Ｄに示すように、加熱処理を行うことで、樹脂膜５２８ａの上端部を曲面形状とし、隔壁５２８を形成する。隔壁５２８の上端部を曲面形状とすることによって、後に形成する電子注入層１０９の被覆性を良好なものとすることができる。例えば、樹脂膜５２８ａとしてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、隔壁５２８の上端部に曲率半径（０．２μｍ~３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。
次に、絶縁層１０７、電子輸送層（１０８Ｂ、１０８Ｇ、１０８Ｒ、１０８ＰＳ）、および隔壁５２８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。
次に、図８Ａに示すように、電子注入層１０９上に電極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。
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（ＥＬ層１０３Ｂ、ＥＬ層１０３Ｇ、ＥＬ層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を用いた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を用いた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ホール注入・輸送層１０４ＰＳ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を用いた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および受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。
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、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層１０８ＰＳは、分離加工において、フォトリソグラフィ法を用いたパターン形成を行っているため、加工されたＥＬ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（ＥＬ層１０３Ｂ、ＥＬ層１０３Ｇ、およびＥＬ層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、ホール注入・輸送層１０４ＰＳ、活性層１０５ＰＳ、電子輸送層１０８ＰＳは、分離加工において、フォトリソグラフィ法を用いた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、隣り合う発光デバイスとの間に、それぞれ間隙５８０を有する。なお、図８Ａにおいて、隣り合うデバイスのＥＬ層または受光層の間の距離を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。
なお、図２Ａおよび図８Ａ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、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８Ｂには発光デバイス５５０Ｂにおいて、ＥＬ層１０３Ｂの幅が電極５５１Ｂの幅より小さい例を示す。
また、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、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８Ｃ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。
なお、本実施の形態で説明した受発光装置は、発光デバイスと、受光デバイスとの両方を有する装置であり、受光デバイスを含む発光装置または発光デバイスを含む受光装置と呼称することもできる。また、本実施の形態で説明した受発光装置の構成のうち、受光デバイスを有さない装置を発光装置と呼称することもできる。また、本実施の形態で説明した受発光装置の構成のうち、発光装置を有さない装置を受光デバイスと呼称することもできる。
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４）
本実施の形態では、装置７２０について、図９乃至図１１を用いて説明する。なお、図９乃至図１１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９Ａ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９Ａ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９Ａに示す画素７０３（ｉ，ｊ）は、図９Ｂ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９Ａ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９Ａ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９Ｂ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９Ｃ乃至図９Ｅ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９Ｃに示す画素の配列は、ストライプ配列であり、図９Ｄに示す画素の配列は、マトリクス配列である。また、図９Ｅ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９Ｆ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９Ｆ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９Ｂ乃至図９Ｆ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、または対象物が表示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１０Ａにより説明する。図１０Ａ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１０Ａ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１０Ａ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１０Ｂの画素回路５３１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１０Ｂにより説明する。図１０Ｂ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１０Ｂ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ＲＥ１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ＲＥ１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１０Ａおよび図１０Ｂ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１０Ａおよび図１０Ｂ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１０Ｃ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１０Ｃ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１１には、図９Ａに示す受発光装置の断面図を示す。
図１１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１１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１０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１１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１１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１１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１２Ａ乃至図１４Ｂにより説明する。
図１２Ａ乃至図１４Ｂ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１２Ａは電子機器のブロック図であり、図１２Ｂ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乃至図１３Ｅは電子機器の構成を説明する斜視図である。また、図１４Ａおよび図１４Ｂ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１２Ａ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１２Ｂ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１２Ｃ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１２Ｄ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１２Ｅ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１３Ａ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１３Ｂ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１３Ｃ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１３Ｄ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１３Ｅ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１４Ａ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１４Ｂ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１５により説明する。なお、図１５Ａは、図１５Ｂ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１５Ｂ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１６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表示装置に適用できる、発光デバイスおよび受光デバイスについて説明するため、受発光装置８１０について、図１７を用いて説明する。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１７Ａ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１７Ａ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１７Ｂ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１７Ｂ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１７Ｂ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１７Ｃ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１７Ｂ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１７Ｃに示す構成の場合、発光デバイス８０５ａにおいて、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１８Ａ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８１０Ａ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１８Ｂに、受発光装置８１０の変形例である受発光装置８１０Ｂを示す。受発光装置８１０Ｂにおいて、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８１０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≫
本実施例では、実施の形態１で構造式（１２５）として示した本発明の有機金属錯体の一態様である、ビス［ハイドロトリス（ピラゾリド−Ｎ１）ボラート（１−）−Ｎ２，Ｎ２’，Ｎ２’’］［ジハイドロビス（ピラゾリド−Ｎ１）ボラート（１−）−Ｎ２，Ｎ２’］セリウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］）の合成方法について説明する。［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
＜ステップ１：ビス（１−ピラゾリル）ホウ酸カリウムの合成＞
ピラゾール２０ｇ（２９４ｍｍｏｌ）と、水素化ホウ素カリウム４．０ｇ（７３．５ｍｍｏｌ）とを、還流塔を付けた２００ｍＬ三口フラスコに入れ、系内を窒素置換した。そこに脱水トルエン７０ｍＬを加え、脱気した後、混合物を１１０℃で１６時間加熱還流しながら撹拌した。撹拌後、反応溶液中の白色固体を吸引ろ過し、加熱したトルエンでろ紙上の白色固体を溶解し、ろ液として回収した。得られたろ液を室温まで冷やすことにより白色固体が析出した。この白色固体を吸引ろ過し、ジクロロメタン、ジエチルエーテルで洗浄した後、乾燥させることにより、白色固体（７．０ｇ、収率５１％）を得た。ステップ１の合成スキームを下記式（ａ−１）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
＜ステップ２：［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］の合成＞
トリス（１−ピラゾリル）ホウ酸カリウム５．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）と、ビス（１−ピラゾリル）ホウ酸カリウム１．９ｇ（９．９ｍｍｏｌ）と、塩化セリウム（ＩＩＩ）・７水和物３．７ｇ（９．９ｍｍｏｌ）とを、５００ｍＬ三口フラスコに入れ、系内を窒素置換した。ここに、脱水メタノール２３０ｍＬを加え、２．５時間、室温で撹拌した。撹拌後、反応溶液中の白色固体をメンブレンフィルターで吸引ろ過し、ろ液を得た。このろ液から溶媒をエバポレータで留去し、白色固体を得た。続いて、この白色固体にジクロロメタンを加え、遠心分離を行った後、上澄み溶液をろ過し、得られたろ液の溶媒をエバポレータで留去することで目的の有機金属錯体である白色固体（１．３ｇ、収率１８％）を得た。ステップ２の合成スキームを下記式（ａ−２）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
得られた白色固体４００ｍｇを、微量用昇華精製装置を用いて２００℃、１．５時間昇華精製し、白色固体（１４３ｍｇ、回収率３６％）を得た。
試料の分子量を調べるために、マトリックス支援レーザ脱離イオン化質量分析（ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｌａｓｅｒ　ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：ＭＡＬＤＩ−ＭＳ）測定を行った。測定はポジティブモードでおこなった。ＭＡＬＤＩ−ＭＳより、マススペクトルには、ｍ／ｚ＝７１３．２、５６６．１、及び５００．１のイオンが検出された。この結果からそれぞれ、目的物の組成式であるＣ２４Ｈ２８Ｂ３ＣｅＮ１６、配位子であるビス（１−ピラゾリル）ホウ酸が１つ外れた組成式であるＣ１８Ｈ２０Ｂ２ＣｅＮ１２、及び配位子であるトリス（１−ピラゾリル）ホウ酸が１つ外れた組成式であるＣ１５Ｈ１８Ｂ２ＣｅＮ１０と推定された。このことから、目的の有機金属錯体である［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］が得られたことが確認された。
次に、［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］のジクロロメタン溶液の紫外可視吸収スペクトル（以下、単に「吸収スペクトル」という）及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）日本分光製　Ｖ５５０型）を用い、室温で測定を行った。なお、吸収スペクトルは、ジクロロメタン溶液（０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れて測定した吸収スペクトルから、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差し引いた結果を示している。発光スペクトルの測定には、絶対ＰＬ量子収率測定装置（（株）浜松ホトニクス製Ｃ１１３４７−０１）を用い、グローブボックス（（株）ブライト製　ＬＡＢｓｔａｒＭ１３（１２５０／７８０）にて、窒素雰囲気下、ジクロロメタン脱酸素溶液（０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、密栓し、室温で測定を行った。
吸収スペクトル及び発光スペクトルの測定結果を図１９に示す。なお、横軸は波長、縦軸は吸収強度および発光強度を表す。また、２本の実線のうち、細い実線は吸収スペクトルを示し、太い実線は発光スペクトルを示す。
図１９に示す通り、［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］は、４４０ｎｍに発光ピークを有しており、ジクロロメタン溶液からは青色の発光が観測された。
≪合成例２≫
本実施例では、実施の形態１で構造式（１５０）として示した本発明の有機金属錯体の一態様である、ビス［ハイドロトリス（１，２，４−トリアゾリド−Ｎ１）ボラート（１−）−Ｎ２，Ｎ２’，Ｎ２’’］［ジハイドロビス（１，２，４−トリアゾリド−Ｎ１）ボラート（１−）−Ｎ２，Ｎ２’］セリウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］）の合成方法について説明する。［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］の構造を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
＜ステップ１：ビス（１−トリアゾリル）ホウ酸カリウムの合成＞
１，２，４−トリアゾール１０．０ｇ（１４４．８ｍｍｏｌ）と、水素化ホウ素ナトリウム２．０ｇ（３６．２ｍｍｏｌ）とを、還流塔を付けた１００ｍＬ三口フラスコに入れ、系内を窒素置換した。そこに脱水トルエン３５ｍＬを加え、脱気した後、混合物を１１０℃で１３時間加熱還流しながら撹拌した。撹拌後、反応溶液中に析出した固体を吸引ろ過し、ジクロロメタンで洗浄した。得られた白色固体をエタノールに溶解し、ジクロロメタンを貧溶媒として再結晶を行った後、吸引ろ過し、ジクロロメタンで洗浄した後、乾燥させることにより白色固体（４．９ｇ、収率７３％）を得た。ステップ１の合成スキームを下記式（ｂ−１）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
＜ステップ２：トリス（１−トリアゾリル）ホウ酸カリウムの合成＞
１，２，４−トリアゾール１５．０ｇ（２１７．２ｍｍｏｌ）と、水素化ホウ素ナトリウム２．９ｇ（５４．３ｍｍｏｌ）を、還流塔を付けた１００ｍＬ三口フラスコに入れ、系内を窒素置換した。加熱温度を徐々に上げることで１９０℃に設定し、混合物を５時間加熱撹拌した。反応後、フラスコ内の固体をエタノールで溶解し、トルエンを貧溶媒として再結晶を行った。析出物を吸引ろ過し、ジクロロメタンで洗浄した後、乾燥させることにより白色固体（８．８ｇ、収率６４％）を得た。ステップ２の合成スキームを下記式（ｂ−２）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
＜ステップ３：［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］の合成＞
トリス（１−トリアゾリル）ホウ酸カリウム２．２ｇ（８．６ｍｍｏｌ）と、ビス（１−トリアゾリル）ホウ酸カリウム０．８１ｇ（４．３ｍｍｏｌ）と、塩化セリウム（ＩＩＩ）・７水和物１．６ｇ（４．３ｍｍｏｌ）とを、３００ｍＬ三口フラスコに入れ、系内を窒素置換した。ここに、脱水メタノール１００ｍＬを加え、６４時間、室温で撹拌した。撹拌後、溶媒を留去した。得られた固体をヘキサンで吸引ろ過することにより、目的の有機金属錯体である白色固体（１．８ｇ、収率５７％）を得た。ステップ３の合成スキームを下記式（ｂ−３）に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
次に、［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］のジクロロメタン溶液中の発光スペクトルを測定した。発光スペクトルの測定には、分光蛍光光度計（（株）日本分光製　ＦＰ８６００）を用い、窒素雰囲気下、ジクロロメタン脱酸素溶液（０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ）を石英セルに入れ、密栓し、室温で測定を行った。発光スペクトルの測定結果を図２０に示す。なお、横軸は波長、縦軸は発光強度を表す。
図２０の結果より、［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］のジクロロメタン溶液では、４４０ｎｍ付近に発光波長のピークが見られた。
次に、［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］の粉末における発光スペクトルを測定した。発光スペクトルの測定には、絶対ＰＬ量子収率測定装置（（株）浜松ホトニクス製　Ｃ１１３４７−０１）を用い、粉末測定用のシャーレの上に粉末を乗せ、室温で測定を行った。得られた粉末における発光スペクトルの測定結果を図２１に示す。横軸は波長、縦軸は発光強度を表す。
図２１の結果より、［Ｃｅ（ｂｔａｚ３）２（ｂｔａｚ２）］の粉末では、４１３ｎｍ付近に発光波長のピークが見られた。
本実施例では、本発明の一態様である発光デバイスとして、実施例１で説明した、［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］を発光層に用いた発光デバイス１について、デバイス構造、およびその特性について説明する。本実施例で用いる発光デバイス１の具体的な構成について表１に示す。また、本実施例で用いる材料の化学式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
≪発光デバイス１の作製≫
本実施例で示す発光デバイス１は、図２２に示すように基板９００上に形成された第１の電極９０１上に正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４および電子注入層９１５が順次積層され、電子注入層９１５上に第２の電極９０２が積層された構造を有する。
まず、基板９００上に第１の電極９０１を形成した。電極面積は、４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。また、基板９００には、ガラス基板を用いた。また、第１の電極９０１は、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）をスパッタリング法により、７０ｎｍの膜厚で成膜して形成した。なお、本実施例において、第１の電極９０１は、陽極として機能する。
ここで、前処理として、基板の表面を水で洗浄し、２００℃で１時間焼成した後、ＵＶオゾン処理を３７０秒行った。その後、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に基板を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１７０℃で６０分間の真空焼成を行った後、基板を３０分程度放冷した。
次に、第１の電極９０１上に正孔注入層９１１を形成した。正孔注入層９１１は、真空蒸着装置内を１０−４Ｐａに減圧した後、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）と、酸化モリブデン（略称：ＭｏＯｘ）とを、ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ：ＭｏＯｘ＝４：２（質量比）となるように、１０ｎｍ共蒸着して形成した。
次に、正孔注入層９１１上に正孔輸送層９１２を形成した。正孔輸送層９１２は、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）を用い、３０ｎｍ蒸着して形成した。
次に、正孔輸送層９１２上に発光層９１３を形成した。
発光層９１３は、ＰＣＣＰと、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）（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）と、［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］とを、ＰＣＣＰ：３５ＤＣｚＰＰｙ：［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］＝０．７：０．３：１となるように、２５ｎｍ共蒸着して形成した。
次に、発光層９１３上に電子輸送層９１４を形成した。電子輸送層９１４は、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）を１０ｎｍ蒸着した後、２，９−ジ（２−ナフチル）−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＮＢＰｈｅｎ）を１５ｎｍ蒸着して形成した。
次に、電子輸送層９１４上に電子注入層９１５を形成した。電子注入層９１５は、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、膜厚が１ｎｍになるように蒸着して形成した。
次に、電子注入層９１５上に第２の電極９０２を形成した。第２の電極９０２は、アルミニウムを蒸着法により、膜厚が２００ｎｍとなるように形成した。なお、本実施例において、第２の電極９０２は、陰極として機能する。
以上の工程により、基板９００上に一対の電極間にＥＬ層を挟んでなる発光デバイス１を形成した。なお、上記工程で説明した正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、電子注入層９１５は、本発明の一態様におけるＥＬ層を構成する機能層である。また、上述した作製方法における蒸着工程では、全て抵抗加熱法による蒸着法を用いた。
作製した発光デバイス１は、大気に曝されないように窒素雰囲気のグローブボックス内において封止した（シール材をデバイスの周囲に塗布し、封止時にＵＶ処理、及び８０℃にて１時間熱処理）。
≪発光デバイス１の動作特性≫
次に、発光デバイス１の動作特性について測定した。なお、測定は室温（２５℃に保たれた雰囲気）で行った。発光デバイス１の輝度−電流密度特性を図２３に、電流効率−輝度特性を図２４に、輝度−電圧特性を図２５に、電流−電圧特性を図２６、外部量子効率−輝度特性を図２７に示す。また、発光デバイス１の６３０ｃｄ／ｍ２付近における主な初期特性値を以下の表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000043
また、発光デバイス１に２．５ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流を流した際の発光スペクトルを図２８に示す。図２８に示すとおり、発光デバイス１の発光スペクトルは、４４０ｎｍにピークを有しており、発光デバイス１はそのＥＬ層に用いた有機金属錯体、［Ｃｅ（ｂｐｚ３）２（ｂｐｚ２）］に由来の発光を示していることが示唆された。
ＧＤ：駆動回路、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、ＲＥＳ：レジストマスク、ＲＥ１：配線、ＳＥ１：配線、ＳＥ：距離、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：ホール注入・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：電子輸送層、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、５２８ａ：樹脂膜、５３０：画素回路、５３０Ｓ：画素回路、５３０Ｘ：画素回路、５３１：画素回路、５５０：発光デバイス、５５０Ｘ：発光デバイス、５５０Ｓ：受光デバイス、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、５５１Ｂ：電極、５５１Ｃ：接続電極、５５１Ｇ：電極、５５１Ｒ：電極、５５１ＰＳ：電極、５５２：電極、５８０：間隙、５９１Ｓ：配線、５９１Ｘ：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、９００：基板、９０１：第１の電極、９０２：第２の電極、９１１：正孔注入層、９１２：正孔輸送層、９１３：発光層、９１４：電子輸送層、９１５：電子注入層、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 (11)

  1. 　一般式（Ｇ１）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     　（一般式（Ｇ１）中、Ｘは炭素または窒素を表し、前記炭素は水素（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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
  2. 　一般式（Ｇ２）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     　（一般式（Ｇ２）中、Ｒ１乃至Ｒ３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｎは１以上４以下の整数を表す。なお、それぞれのボレート配位子は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、それぞれのボレート配位子のｎは互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以上の場合、それぞれのボレート配位子のＸは互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ１は互いに同じであっても異なっていてもよく、それぞれのボレート配位子のＲ２は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｎが２以下の場合、それぞれのボレート配位子のＲ３は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
  3. 　一般式（Ｇ３）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     　（一般式（Ｇ３）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、前記炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
  4. 　一般式（Ｇ３’）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     　（一般式（Ｇ３’）中、Ｘ１乃至Ｘ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、前記炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊは１以上３以下の整数を表す。また、ｋおよびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＸ１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
  5. 　一般式（Ｇ４）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     　（一般式（Ｇ４）中、Ｘ２およびＸ３はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、前記炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ１１乃至Ｒ１３、Ｒ２１乃至Ｒ２３およびＲ３１乃至Ｒ３３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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。また、ｊ、ｋ、およびｐはそれぞれ独立に１以上４以下の整数を表す。なお、ｊが２以上の場合、それぞれのＲ１１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ１２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｋが２以上の場合、それぞれのＸ２は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ２２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｐが２以上の場合、それぞれのＸ３は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３１は互いに同じであっても、異なっていてもよく、それぞれのＲ３２は互いに同じであっても、異なっていてもよい。また、ｊが２以下の場合、それぞれのＲ１３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｋが２以下の場合、それぞれのＲ２３は互いに同じであっても異なっていてもよい。また、ｐが２以下の場合、それぞれのＲ３３は互いに同じであっても異なっていてもよい。）
  6. 　一般式（Ｇ５）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     　（一般式（Ｇ５）中、Ｘ１１乃至Ｘ１３、Ｘ２１乃至Ｘ２３、Ｘ３１およびＸ３２はそれぞれ独立に、炭素または窒素を表し、前記炭素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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一と結合する。また、Ｒ４１乃至Ｒ４７、Ｒ５１乃至Ｒ５７およびＲ６１乃至Ｒ６６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３乃至１０のシクロアルキル基、および置換または無置換の炭素数６乃至３０のアリール基のいずれか一を表す。）
  7. 　構造式（１２５）および（１５０）で表される有機金属錯体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
  8. 　請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の有機金属錯体を用いた発光デバイス。
  9. 　請求項８に記載の発光デバイスと、トランジスタ、または、基板と、を有する発光装置。
  10. 　請求項９に記載の発光装置と、検知部、入力部、または、通信部と、を有する電子機器。
  11. 　請求項９に記載の発光装置と、筐体と、を有する照明装置。
PCT/IB2023/051143 2022-02-18 2023-02-09 有機金属錯体、発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置 WO2023156886A1 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246230A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Sumitomo Chemical Co Ltd セリウム錯体及び該セリウム錯体を含む有機電子素子
WO2021159918A1 (zh) * 2020-02-10 2021-08-19 四川知本快车创新科技研究院有限公司 可用于光电器件的具有双重捕获机制和超短衰减时间的超荧光含铈(iii)螯合物
CN114057780A (zh) * 2020-07-29 2022-02-18 北京大学 吡唑硼Ce(III)配合物及其作为电致发光材料的应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012246230A (ja) * 2011-05-25 2012-12-13 Sumitomo Chemical Co Ltd セリウム錯体及び該セリウム錯体を含む有機電子素子
WO2021159918A1 (zh) * 2020-02-10 2021-08-19 四川知本快车创新科技研究院有限公司 可用于光电器件的具有双重捕获机制和超短衰减时间的超荧光含铈(iii)螯合物
CN114057780A (zh) * 2020-07-29 2022-02-18 北京大学 吡唑硼Ce(III)配合物及其作为电致发光材料的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CARVALHO, ADELAIDE ET AL.: "Dihydrobis(3,5-dimethylpyrazolyl)borate derivatives of f elements", POLYHEDRON, vol. 11, no. 12, 1992, pages 1481 - 1488, XP093085212, DOI: 10.1016/S0277-5387(00)83141-1 *
FANG, PEIYU ET AL.: "Lanthanide Cerium(III) Tris(pyrazolyl)borate Complexes: Efficient Blue Emitters for Doublet Organic Light-Emitting Diodes", ACS APPLIED MATERIALS AND INTERFACES, vol. 13, no. 38, 2021, pages 45686 - 45695, XP055964855, DOI: 10.1021/acsami.1c09718 *
WANG LIDING, ZHAO ZIFENG, ZHAN GE, FANG HUAYI, YANG HANNAN, HUANG TIANYU, ZHANG YUEWEI, JIANG NAN, DUAN LIAN, LIU ZHIWEI, BIAN ZUQ: "Deep-blue organic light-emitting diodes based on a doublet d–f transition cerium(III) complex with 100% exciton utilization efficiency", LIGHT: SCIENCE & APPLICATIONS, vol. 9, no. 1, 1 December 2020 (2020-12-01), XP055964819, DOI: 10.1038/s41377-020-00395-4 *

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