WO2024141881A1 - 発光デバイスおよび発光デバイスの作製方法 - Google Patents

発光デバイスおよび発光デバイスの作製方法 Download PDF

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WO2024141881A1
WO2024141881A1 PCT/IB2023/063059 IB2023063059W WO2024141881A1 WO 2024141881 A1 WO2024141881 A1 WO 2024141881A1 IB 2023063059 W IB2023063059 W IB 2023063059W WO 2024141881 A1 WO2024141881 A1 WO 2024141881A1
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WO
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layer
organic compound
light
emitting device
abbreviation
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Application number
PCT/IB2023/063059
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English (en)
French (fr)
Inventor
瀬尾広美
佐々木俊毅
大澤信晴
Original Assignee
株式会社半導体エネルギー研究所
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    • 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
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/19—Tandem OLEDs
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/30—Highest occupied molecular orbital [HOMO], lowest unoccupied molecular orbital [LUMO] or Fermi energy values

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to an organic compound, a light-emitting device, a light-emitting apparatus, a light-receiving/light-emitting apparatus, a display device, an electronic device, a lighting apparatus, and an electronic device.
  • a light-emitting device a light-emitting apparatus
  • a light-receiving/light-emitting apparatus a display device
  • an electronic device a lighting apparatus, and an electronic device.
  • one aspect of the present invention is not limited to the above technical field.
  • the technical field of one aspect of the invention disclosed in this specification etc. relates to an object, a method, or a manufacturing method.
  • one aspect of the present invention relates to a process, a machine, a manufacture, or a composition of matter.
  • examples of the technical field of one aspect of the present invention disclosed in this specification include a semiconductor device, a display device, a liquid crystal display device, a light-emitting device, a lighting device, a power storage device, a memory device, an imaging device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof.
  • Light-emitting devices that utilize electroluminescence (EL) using organic compounds are becoming more and more practical.
  • the basic structure of these light-emitting devices is a pair of electrodes sandwiching an organic compound layer (EL layer) containing a light-emitting material between them. By applying a voltage to this element, carriers are injected, and the recombination energy of the carriers is utilized to emit light from the light-emitting material.
  • these light-emitting devices can form the light-emitting layer continuously in two dimensions, making it possible to obtain surface-like light emission. This is a feature that is difficult to obtain with point light sources such as incandescent light bulbs and LEDs, or linear light sources such as fluorescent lamps, making them highly useful as surface light sources for lighting applications, etc.
  • Non-Patent Document 1 discloses a method for manufacturing an organic optoelectronic device using standard UV photolithography (Non-Patent Document 1).
  • Another aspect of the present invention is a light-emitting device having an organic compound layer between a first electrode and a second electrode, the organic compound layer having a first light-emitting unit, a second light-emitting unit, and an intermediate layer, the intermediate layer having a first mixed layer containing a first organic compound and a second organic compound, a second mixed layer containing a third organic compound and an electron donor for the third organic compound, and a third layer containing a fourth organic compound and an electron acceptor for the fourth organic compound, the first organic compound having a strong basicity of pKa 8 or more, the second organic compound and the third organic compound having electron transport properties, and the fourth organic compound having hole transport properties.
  • the second organic compound and the third organic compound may be made of different materials, but are preferably made of the same material.
  • the first mixed layer may be provided on the first electrode side
  • the second mixed layer may be provided on the second electrode side.
  • the second mixed layer may be provided between the first mixed layer and the third layer. It is also preferable that the first mixed layer and the second mixed layer are in contact with each other.
  • the second organic compound and the third organic compound may each be a ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring.
  • the fourth organic compound may be at least one of a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and an aromatic amine.
  • the first organic compound has a higher LUMO level than the second organic compound.
  • the first organic compound has a LUMO level that is 0.05 eV or more higher than the second organic compound.
  • the first organic compound has a higher HOMO level than the second organic compound.
  • the first organic compound has a HOMO level that is 0.05 eV or more higher than the second organic compound.
  • the first organic compound has a higher LUMO level than the second organic compound and a higher HOMO level than the second organic compound.
  • the first organic compound has a LUMO level that is 0.05 eV or more higher than the second organic compound and a HOMO level that is 0.05 eV or more higher than the second organic compound.
  • the LUMO level of the first organic compound is -2.50 eV or more and -1.00 eV or less.
  • Another aspect of the present invention is a method for producing a light-emitting device, which comprises forming a first electrode that functions as an anode, forming a first light-emitting unit including a first light-emitting layer on the first electrode, forming an intermediate layer on the first light-emitting unit, the intermediate layer including a first mixed layer including a first organic compound having a strong basicity of pKa 8 or more and a second organic compound having electron transport properties, and a second mixed layer including a third organic compound having electron transport properties and an electron donor for the third organic compound, forming a second light-emitting unit including a second light-emitting layer on the intermediate layer, processing the first light-emitting unit, the intermediate layer, and the second light-emitting unit into a shape that covers at least a part of the first electrode using a photolithography method, and forming a second electrode that functions as a cathode on the second light-emitting unit.
  • the first mixed layer may be formed on the first electrode side, and the second mixed layer may be formed on the second electrode side.
  • the intermediate layer may have a charge generating layer.
  • a light-emitting device (also referred to as a "light-emitting element”) has an EL layer between a pair of electrodes.
  • the EL layer has at least a light-emitting layer.
  • a light-receiving device (also referred to as a "light-receiving element”) has at least an active layer that functions as a photoelectric conversion layer between a pair of electrodes.
  • one of the pair of electrodes may be referred to as a pixel electrode, and the other as a common electrode.
  • film and layer can be interchangeable depending on the circumstances.
  • the term “organic compound layer” can be changed to the term “organic compound film.”
  • the term “organic compound film” can be changed to the term “organic compound layer.”
  • FIG. 1A shows a light-emitting device 130 according to one embodiment of the present invention.
  • the light-emitting device according to one embodiment of the present invention is a tandem light-emitting device having an organic compound layer 103 having a first light-emitting unit 501 including a first light-emitting layer 113_1, a second light-emitting unit 502 including a second light-emitting layer 113_2, and an intermediate layer 116 between a first electrode 101 including an anode and a second electrode 102 including a cathode (note that the light-emitting unit is also referred to as an "EL layer").
  • the color gamut of the light emitted by the light-emitting layer in each light-emitting unit may be the same or different.
  • the light-emitting layer may be a single layer or a laminated structure.
  • white light can be obtained by configuring the first light-emitting unit and the third light-emitting unit to emit light in the blue region, and the second light-emitting unit to emit light in the red region and the green region from the laminated light-emitting layer.
  • the probability of carrier recombination in the second electron injection buffer layer 119b and the charge generation layer 117 can be reduced. Therefore, even if the charge generation capability of the second electron injection buffer layer 119b is reduced by the photolithography process, the light emission efficiency is not reduced, and a light emitting device with good characteristics can be realized.
  • the first electron injection buffer layer 119a and the second electron injection buffer layer 119b are provided in contact with each other, since this enhances the above-mentioned effect.
  • the first electron injection buffer layer 119a may be a mixed layer containing at least two types of organic compounds, a first organic compound having strong basicity (preferably an acid dissociation constant pKa of 8 or more) and a second organic compound having electron transport properties.
  • a first organic compound having strong basicity preferably an acid dissociation constant pKa of 8 or more
  • a second organic compound having electron transport properties preferably an acid dissociation constant pKa of 8 or more
  • the lowest unoccupied molecular orbital level (LUMO level) of the first organic compound having strong basicity is preferably higher than the LUMO level of the second organic compound.
  • LUMO level lowest unoccupied molecular orbital level
  • a material having electron transport properties may be referred to as an "electron transport material".
  • the first electron injection buffer layer 119a on the first electrode 101 (anode) side and the second electron injection buffer layer 119b on the second electrode 102 (cathode) side.
  • the electron injection buffer layer 119 of the intermediate layer 116 to have a stacked structure of the first electron injection buffer layer 119a and the second electron injection buffer layer 119b, the driving voltage of the light-emitting device 130 can be reduced.
  • the reliability of the light-emitting device 130 can be improved.
  • the first electron injection buffer layer 119a on the first electrode 101 side and the second electron injection buffer layer 119b on the second electrode 102 side, it is possible to prevent the diffusion of holes from the first electron injection buffer layer 119a side to the second electron injection buffer layer 119b. Therefore, the recombination probability of carriers in the second electron injection buffer layer 119b and the charge generation layer 117 can be reduced. Therefore, even if the charge generation capability of the second electron injection buffer layer 119b is reduced by the photolithography process, the light emission efficiency is not reduced, and a light emitting device with good characteristics can be realized.
  • the first electron injection buffer layer 119a and the second electron injection buffer layer 119b are provided in contact with each other, since this enhances the above-mentioned effect.
  • a strongly basic organic compound having a large acid dissociation constant pKa preferably a pKa of 8 or more
  • holes injected from the first electrode 101 (anode) side pass through the first light-emitting unit 501 and are then trapped or blocked by the first electron injection buffer layer 119a containing the strongly basic organic compound.
  • the presence of the first electron injection buffer layer 119a can prevent holes from diffusing into the second electron injection buffer layer 119b or the charge generation layer 117. This can reduce the probability of carrier recombination in the second electron injection buffer layer 119b and the charge generation layer 117. This can suppress an increase in the driving voltage of the light-emitting device and improve reliability.
  • the strongly basic organic compound preferably does not have an electron transporting skeleton. Since the strongly basic organic compound does not have an electron transporting skeleton, recombination between the electrons injected into the first electron injection buffer layer 119a and the holes trapped in the strongly basic organic compound is suppressed, and electrons can be efficiently injected into the first light-emitting unit 501. In addition, since carrier recombination is suppressed, the formation of an excited state in the electron injection buffer layer 119a can be suppressed. Therefore, a light-emitting device with good reliability can be provided.
  • the function of trapping or blocking holes, which the first organic compound has, and the function of flowing electrons, which the second organic compound has, can coexist.
  • the mixed layer used in the intermediate layer 116 have a first organic compound for trapping or blocking holes and a second organic compound for transporting electrons, the formation of an excited state can be suppressed and reliability can be improved.
  • an organic compound having a lower LUMO level than the first organic compound having strong basicity as the second organic compound having electron transport properties.
  • an organic compound having a lower HOMO level than the first organic compound having strong basicity as the second organic compound having electron transport properties.
  • the first organic compound is preferably an organic compound having a pKa of 8 or more, preferably a pKa of more than 10. It is more preferable that the first organic compound has an acid dissociation constant pKa of 12 or more, preferably a pKa of more than 13.
  • the acid dissociation constant pKa of a basic skeleton can be that of an organic compound in which part of the skeleton is replaced with hydrogen.
  • the acid dissociation constant pKa of a basic skeleton can be used as an indicator of the acidity of an organic compound having a basic skeleton.
  • the acid dissociation constant pKa of the basic skeleton with the highest acid dissociation constant pKa can be used as an indicator of the acidity of the organic compound.
  • organic compounds with a high acid dissociation constant pKa that can be used as the first organic compound include organic compounds having a basic skeleton represented by the following structural formulas (120) to (123).
  • an organic compound having a bicyclo ring structure having two or more nitrogen atoms in the ring element, and a heteroaromatic hydrocarbon ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring is more preferred.
  • an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine skeleton and a heteroaromatic hydrocarbon ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring is more preferred.
  • an organic compound having a guanidine skeleton is preferred.
  • organic compound be represented by the following general formula (G1):
  • the substance having a strong basicity of pKa 8 or more does not have an electron transporting skeleton from the viewpoint of suppressing recombination of the injected electron and the blocked hole on the substance having a strong basicity of pKa 8 or more.
  • the LUMO level of the second organic compound is preferably -3.25 eV or more and -2.50 eV or less.
  • the HOMO level of the second organic compound is preferably -6.5 eV or more and -5.7 eV or less.
  • organic compounds having a phenanthroline skeleton such as 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: mPPhen2P), 2-[3-(2-triphenylenyl)phenyl]-1,10-phenanthroline (abbreviation: mpPPhen), and 2-[4-(9-phenanthrenyl)-1-naphthalenyl]-1,10-phenanthroline (abbreviation: PnNPhen) are preferred, and organic compounds having a phenanthroline dimer structure such as mPPhen2P are more preferred because of their excellent stability.
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline)
  • mpPPhen 2-[3-(2-triphenylenyl)phenyl]-1,10-phenanthroline
  • PnNPhen 2-[4-(9-phenanthreny
  • the electron injection buffer layer 119 which has high hole blocking properties, as the electron injection buffer layer 119, it is possible to prevent holes from diffusing into the second electron injection buffer layer 119b. This reduces the probability of carrier recombination in the second electron injection buffer layer 119b. Therefore, even if the charge generation ability of the second electron injection buffer layer 119b decreases due to the photolithography process, there is no significant increase in the driving voltage and no significant decrease in the light emission efficiency, and a light-emitting device with good characteristics can be realized.
  • the second electron injection buffer layer 119b preferably exhibits an observable signal in electron spin resonance in a film state.
  • the spin density resulting from a signal observed near a g-value of 2.00 is preferably greater than 1 ⁇ 10 17 spins/cm 3 , more preferably 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more, and even more preferably 1 ⁇ 10 19 spins/cm 3 or more.
  • These conductive materials can be formed into films using dry methods such as vacuum deposition or sputtering, inkjet methods, spin coating methods, etc. They may also be formed using a wet method using a sol-gel method, or a wet method using a paste of a metal material.
  • the hole injection layer 111 is provided in contact with the anode and has a function of facilitating injection of holes into the organic compound layer 103 (first light-emitting unit 501).
  • the hole injection layer 111 can be formed of a phthalocyanine-based compound or complex compound such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) or copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), an aromatic amine compound such as 4,4'-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB) or 4,4'-bis(N- ⁇ 4-[N'-(3-methylphenyl)-N'-phenylamino]phenyl ⁇ -N-phenylamino)biphenyl (abbreviation: DNTPD), or a polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/(polystyrenesulf
  • the hole injection layer 111 may also be formed using the same composite material that constitutes the charge generation layer 117 in the intermediate layer 116.
  • the organic compound having hole transport properties used in the hole injection layer 111 is a substance having a relatively low HOMO level of -5.7 eV or more and -5.4 eV or less.
  • the organic compound having hole transport properties used in the composite material has a relatively low HOMO level, it becomes easy to inject holes into the hole transport layer, and it becomes easy to obtain a light-emitting device with a good lifetime.
  • the organic compound having hole transport properties used in the composite material is a substance having a relatively low HOMO level, the induction of holes is appropriately suppressed, and a light-emitting device with a good lifetime can be obtained.
  • the hole injection layer 111 By forming the hole injection layer 111, the hole injection properties are improved, and a light-emitting device with a low driving voltage can be obtained.
  • the charge generation layer 117 in the intermediate layer 116 also functions as a hole injection layer for the second light-emitting unit 502. Therefore, the second light-emitting unit 502 of the light-emitting device 130 shown in this embodiment does not have a hole injection layer. Note that a hole injection layer may be provided in the second light-emitting unit 502 as necessary.
  • the above-mentioned materials having hole transport properties include 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: NPB), N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: TPD), N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-yl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: BSPB), 4-phenyl-4'-(9-phenylfluorene-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), 4-phenyl-3'-(9-phenylfluorene-9-yl)triphenylamine (abbreviation: BPAFLP), and 4-phenyl-3'-(9-phenylflu
  • the light-emitting layer 113 (the first light-emitting layer 113_1 and the second light-emitting layer 113_2) preferably contains a light-emitting material and a host material.
  • the light-emitting layer 113 may contain other materials at the same time.
  • the light-emitting layer 113 may also be a stack of two layers having different compositions.
  • a phosphorescent material is used as the light-emitting material in the light-emitting layer 113
  • examples of materials that can be used include the following:
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton such as (diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dibm)]), bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(5mdppm) 2 (dpm)]), and bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(d1npm) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(
  • known phosphorescent compounds may be selected and used.
  • TADF materials examples include fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives, etc. Also included are metal-containing porphyrins that contain magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), etc.
  • Mg magnesium
  • Zn zinc
  • Cd cadmium
  • Sn tin
  • Pt platinum
  • In indium
  • Pd palladium
  • the benzofuropyrimidine skeleton, the benzothienopyrimidine skeleton, the benzofuropyrazine skeleton, and the benzothienopyrazine skeleton are preferred because they have high acceptor properties and good reliability.
  • the skeletons having a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring are preferred because they are stable and reliable, and therefore at least one of these skeletons is preferred.
  • dibenzofuran skeleton is preferred as the furan skeleton
  • dibenzothiophene skeleton is preferred as the thiophene skeleton.
  • pyrrole skeleton an indole skeleton, a carbazole skeleton, an indolocarbazole skeleton, a bicarbazole skeleton, and a 3-(9-phenyl-9H-carbazole-3-yl)-9H-carbazole skeleton are particularly preferred.
  • a substance in which a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring are directly bonded is particularly preferred because the electron donating property of the ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and the electron accepting property of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring are both strong, and the energy difference between the S1 level and the T1 level is small, so that thermally activated delayed fluorescence can be efficiently obtained.
  • an aromatic ring to which an electron-withdrawing group such as a cyano group is bonded may be used instead of the ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • an aromatic amine skeleton, a phenazine skeleton, or the like can be used as the ⁇ -electron-rich skeleton.
  • examples of the ⁇ -electron-deficient skeleton include a xanthene skeleton, a thioxanthene dioxide skeleton, an oxadiazole skeleton, a triazole skeleton, an imidazole skeleton, an anthraquinone skeleton, a boron-containing skeleton such as phenylborane or boranthrene, an aromatic ring having a nitrile group or a cyano group such as benzonitrile or cyanobenzene, a heteroaromatic ring, a carbonyl skeleton such as benzophenone, a phosphine oxide skeleton, and a sulfone skeleton.
  • a ⁇ -electron-deficient skeleton and a ⁇ -electron-rich skeleton can be used in place of at least one of a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring and a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring.
  • a TADF material in which the singlet excited state and the triplet excited state are in thermal equilibrium may be used as the TADF material.
  • Such a TADF material has a short emission lifetime (excitation lifetime), and therefore can suppress a decrease in efficiency in the high brightness region of a light-emitting device.
  • a material with the molecular structure shown below can be used.
  • exciplexes also written as exciplexes or exciplexes
  • TADF materials that can convert triplet excitation energy into singlet excitation energy
  • the phosphorescence spectrum observed at low temperatures may be used as an index of the T1 level.
  • T1 level For a TADF material, when a tangent line is drawn at the short-wavelength tail of the fluorescence spectrum, and the energy of the wavelength of the extrapolated line is taken as the S1 level, and a tangent line is drawn at the short-wavelength tail of the phosphorescence spectrum, and the energy of the wavelength of the extrapolated line is taken as the T1 level, the difference between S1 and T1 is preferably 0.3 eV or less, and more preferably 0.2 eV or less.
  • the S1 level of the host material is preferably higher than the S1 level of the TADF material.
  • the T1 level of the host material is preferably higher than the T1 level of the TADF material.
  • various carrier transport materials such as materials having electron transport properties and/or materials having hole transport properties, and the above-mentioned TADF materials can be used.
  • organic compounds having an amine skeleton, a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring skeleton, etc. are preferred.
  • NPB 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl
  • TPD N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl
  • TPD N,N'-bis(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-yl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl
  • BSPB 4-phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamine
  • BPAFLP 4-phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)
  • compounds having an aromatic amine skeleton or a carbazole skeleton are preferable because they have good reliability, high hole transportability, and contribute to reducing the driving voltage.
  • organic compounds listed as examples of materials having hole transport properties for the hole transport layer can also be used.
  • Examples of materials having electron transport properties include metal complexes such as bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), and bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), and organic compounds having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring.
  • metal complexes such as bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq ), bis(2-methyl-8-quinolino
  • organic compounds having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring examples include 2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 3-(4-biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ), 1,3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzene (abbreviation: OXD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazo organic compounds having an azole skeleton, such as 2,2',2''-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation:
  • organic compounds containing heteroaromatic rings having a diazine skeleton, organic compounds containing heteroaromatic rings having a pyridine skeleton, and organic compounds containing heteroaromatic rings having a triazine skeleton are preferred because of their good reliability.
  • organic compounds containing heteroaromatic rings having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and organic compounds containing heteroaromatic rings having a triazine skeleton have high electron transport properties and contribute to reducing the driving voltage.
  • the luminescent material is a fluorescent luminescent material.
  • the S1 level of the TADF material is higher than the S1 level of the fluorescent luminescent material.
  • the T1 level of the TADF material is higher than the S1 level of the fluorescent luminescent material. Therefore, it is preferable that the T1 level of the TADF material is higher than the T1 level of the fluorescent luminescent material.
  • TADF material that emits light that overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the fluorescent substance. This is preferable because it allows for smooth transfer of excitation energy from the TADF material to the fluorescent substance, resulting in efficient emission.
  • the TADF material in order to efficiently generate singlet excitation energy from triplet excitation energy by reverse intersystem crossing, it is preferable that carrier recombination occurs in the TADF material. In addition, it is preferable that the triplet excitation energy generated in the TADF material does not move to the triplet excitation energy of the fluorescent material.
  • the fluorescent material has a protective group around the luminophore (skeleton causing light emission) of the fluorescent material.
  • a substituent having no ⁇ bond is preferable, and a saturated hydrocarbon is preferable, specifically, an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and a trialkylsilyl group having 3 to 10 carbon atoms are mentioned, and it is more preferable that there are multiple protective groups. Since a substituent having no ⁇ bond has poor function of transporting carriers, the distance between the TADF material and the luminophore of the fluorescent material can be increased without affecting carrier transport or carrier recombination.
  • the luminophore refers to an atomic group (skeleton) causing light emission in the fluorescent material.
  • the luminophore preferably has a skeleton having a ⁇ bond, preferably contains an aromatic ring, and preferably has a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • luminophores include a phenanthrene skeleton, a stilbene skeleton, an acridone skeleton, a phenoxazine skeleton, a phenothiazine skeleton, a naphthalene skeleton, an anthracene skeleton, a fluorene skeleton, a chrysene skeleton, a triphenylene skeleton, a tetracene skeleton, a pyrene skeleton, a perylene skeleton, a coumarin skeleton, a quinacridone skeleton, and a naphthobisbenzofuran skeleton.
  • fluorescent substances having a naphthalene skeleton, an anthracene skeleton, a fluorene skeleton, a chrysene skeleton, a triphenylene skeleton, a tetracene skeleton, a pyrene skeleton, a perylene skeleton, a coumarin skeleton, a quinacridone skeleton, or a naphthobisbenzofuran skeleton are preferred because they have a high fluorescence quantum yield.
  • the host material contains a dibenzocarbazole skeleton
  • the HOMO is about 0.1 eV higher than that of a host material having a carbazole skeleton, making it easier for holes to enter, and also because it has excellent hole transport properties and high heat resistance. Therefore, a more preferable host material is a substance having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a carbazole skeleton (or a benzocarbazole skeleton or a dibenzocarbazole skeleton).
  • a benzofluorene skeleton or a dibenzofluorene skeleton may be used instead of the carbazole skeleton.
  • examples of such substances include 9-phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: PCzPA), 3-[4-(1-naphthyl)phenyl]-9-phenyl-9H-carbazole (abbreviation: PCPN), 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 7-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazole (abbreviation: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]benzo
  • the host material may be a mixture of a plurality of substances. When a mixture of host materials is used, it is preferable to mix a material having electron transport properties with a material having hole transport properties. By mixing a material having electron transport properties with a material having hole transport properties, the transport properties of the light-emitting layer 113 can be easily adjusted, and the recombination region can be easily controlled.
  • the weight ratio of the content of the material having hole transport properties to the material having electron transport properties may be 1:19 to 19:1 (material having hole transport properties: material having electron transport properties).
  • a phosphorescent material can be used as part of the mixed material.
  • the phosphorescent material can be used as an energy donor that provides excitation energy to a fluorescent material when the fluorescent material is used as a light-emitting material.
  • these mixed materials may form an exciplex. It is preferable to select a combination that forms an exciplex that emits light that overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the light-emitting substance, because this facilitates energy transfer and allows efficient emission. In addition, the use of this configuration is preferable because it reduces the driving voltage.
  • At least one of the materials forming the exciplex may be a phosphorescent material. This allows the triplet excitation energy to be efficiently converted into singlet excitation energy by reverse intersystem crossing.
  • the HOMO level of the material having hole transport properties is equal to or higher than the HOMO level of the material having electron transport properties. It is also preferable that the LUMO level of the material having hole transport properties is equal to or higher than the LUMO level of the material having electron transport properties.
  • the LUMO level and HOMO level of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential) of the material measured by cyclic voltammetry (CV) measurement.
  • the formation of an exciplex can be confirmed, for example, by comparing the emission spectrum of a material having hole transport properties, the emission spectrum of a material having electron transport properties, and the emission spectrum of a mixed film obtained by mixing these materials, and observing the phenomenon in which the emission spectrum of the mixed film shifts to a longer wavelength than the emission spectrum of each material (or has a new peak on the longer wavelength side).
  • transient photoluminescence (PL) of a material having hole transport properties the transient PL of a material having electron transport properties, and the transient PL of a mixed film obtained by mixing these materials, and observing the difference in transient response, such as the transient PL lifetime of the mixed film having a longer lifetime component than the transient PL lifetime of each material, or the proportion of delayed components becoming larger.
  • the above-mentioned transient PL may be read as transient electroluminescence (EL).
  • the formation of an exciplex can also be confirmed by comparing the transient EL of a material having hole transport properties, the transient EL of a material having electron transport properties, and the transient EL of a mixed film obtained by mixing these materials, and observing the difference in transient response.
  • the electron transport layer 114 (the first electron transport layer 114_1 and the second electron transport layer 114_2) is a layer containing a substance having an electron transport property.
  • a substance having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 7 cm 2 /Vs or more, preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more, at a square root of an electric field strength [V/cm] of 600 is preferable.
  • other substances can be used as long as they have a higher electron transport property than holes.
  • an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring is preferable.
  • an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring for example, any one or more of an organic compound having a heteroaromatic ring having a polyazole skeleton, an organic compound having a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, an organic compound having a heteroaromatic ring having a diazine skeleton, and an organic compound having a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are preferable.
  • organic compounds having electron transport properties that can be used in the electron transport layer 114 the above-mentioned materials having electron transport properties and organic compounds that can be used as organic compounds having electron transport properties in the electron injection buffer layer 119 in the intermediate layer 116 can be used in the same way.
  • organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine skeleton, organic compounds containing a heteroaromatic ring having a pyridine skeleton, and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton are preferred because of their good reliability.
  • organic compounds containing a heteroaromatic ring having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton and organic compounds containing a heteroaromatic ring having a triazine skeleton have high electron transport properties and also contribute to reducing the driving voltage.
  • the electron transport layer 114 is an electron transport layer with relatively high hole transport properties.
  • the HOMO level of the organic compound contained in the electron transport layer is -5.90 eV or more and -5.00 eV or less, preferably -5.80 eV or more and -5.00 eV or less, and more preferably -5.70 eV or more and -5.15 eV or less.
  • the LUMO level of the organic compound contained in the electron transport layer 114 is -3.15 eV or more and -2.50 eV or less, preferably -3.00 eV or more and -2.70 eV or less.
  • the organic compound with electron transport properties and the organic compound with hole transport properties are the same organic compound.
  • the electron transport layer 114 contains an organic compound that has both electron transport properties and hole transport properties, since this makes it easier to obtain a light-emitting device with good characteristics.
  • each of the electrodes or layers described above may be formed using a different film formation method.
  • the distance d between the first electrode 101a and the first electrode 101b can be made smaller by processing the organic compound layer using a photolithography method than when performing mask deposition. Specifically, the distance d can be made 2 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • subpixel 110R matters common to subpixel 110R, subpixel 110G, and subpixel 110B may be described as subpixel 110.
  • matters common to the corresponding structures may be described using symbols without the alphabets.
  • Subpixel 110R emits red light
  • subpixel 110G emits green light
  • subpixel 110B emits blue light. This allows an image to be displayed in pixel section 177.
  • subpixels of three colors, red (R), green (G), and blue (B) are described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. That is, combinations of subpixels of other colors may be used.
  • the number of subpixels is not limited to three, and may be four or more. Examples of the four subpixels include subpixels of four colors R, G, B, and white (W), subpixels of four colors R, G, B, and yellow (Y), and subpixels of R, G, B, and infrared light (IR).
  • FIG. 3B multiple cross sections of the inorganic insulating layer 125 and the insulating layer 127 are shown, but when the light-emitting device 1000 is viewed from above, it is preferable that the inorganic insulating layer 125 and the insulating layer 127 are each connected to one another. In other words, it is preferable that the insulating layer 127 be an insulating layer having an opening on the first electrode.
  • the light-emitting devices 130 are light-emitting device 130R, light-emitting device 130G, and light-emitting device 130B.
  • the light-emitting devices 130R, 130G, and 130B emit light of different colors.
  • the light-emitting device 130R can emit red light
  • the light-emitting device 130G can emit green light
  • the light-emitting device 130B can emit blue light.
  • the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, or the light-emitting device 130B may also emit other visible light or infrared light.
  • the organic compound layer 103 has at least a light-emitting layer, and can have other functional layers (such as a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer).
  • the organic compound layer 103 and the common layer 104 may be combined to form a functional layer (such as a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, a light-emitting layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, and an electron injection layer) that is included in an EL layer that emits light.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be, for example, a top-emission type that emits light in the direction opposite to the substrate on which the light-emitting device is formed. Note that the light-emitting device of one embodiment of the present invention may also be a bottom-emission type.
  • the light-emitting device 130 has a configuration as shown in embodiment 1. It has a first electrode (pixel electrode) consisting of a conductive layer 151 (151R, 151G, 151B) and a conductive layer 152 (152R, 152G, 152B), an organic compound layer 103 (103R, 103G, 103B) on the first electrode, a common layer 104 on the organic compound layer 103 (103R, 103G, 103B), and a second electrode (common electrode) 102 on the common layer.
  • the common layer 104 does not necessarily have to be provided. By providing the common layer 104, damage to the organic compound layer 103R due to a later process can be reduced. Furthermore, when the common layer 104 is provided, the common layer 104 may function as an electron injection layer. When the common layer 104 functions as an electron injection layer, the laminated structure of the organic compound layer 103R and the common layer 104 corresponds to the organic compound layer 103 in embodiment 1.
  • One of the pixel electrode and common electrode of the light-emitting device functions as an anode, and the other functions as a cathode.
  • the pixel electrode functions as an anode and the common electrode functions as a cathode.
  • the organic compound layer 103R, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103B are independent in the form of islands, either individually or for each light-emitting color.
  • By providing the organic compound layer 103 in the form of islands for each light-emitting device 130 it is possible to suppress leakage current between adjacent light-emitting devices 130 even in a high-definition light-emitting device. This makes it possible to prevent crosstalk and realize a light-emitting device with extremely high contrast. In particular, it is possible to realize a light-emitting device with high current efficiency at low luminance.
  • the organic compound layer 103 may be provided so as to cover the upper surface and side surface of the first electrode (pixel electrode) of the light-emitting device 130. This makes it easier to increase the aperture ratio of the light-emitting device 1000 compared to a configuration in which the end of the organic compound layer 103 is located inside the end of the pixel electrode. In addition, by covering the side surface of the pixel electrode of the light-emitting device 130 with the organic compound layer 103, it is possible to prevent the pixel electrode and the second electrode 102 from contacting each other, thereby preventing short circuits in the light-emitting device 130.
  • the distance between the light-emitting region of the organic compound layer 103 (i.e., the region overlapping with the pixel electrode) and the end of the organic compound layer 103 can be increased. Furthermore, since the end of the organic compound layer 103 may be damaged by processing, the reliability of the light-emitting device 130 can be improved by using an area away from the end of the organic compound layer 103 as the light-emitting region.
  • the first electrode (pixel electrode) of the light-emitting device may have a stacked structure.
  • the first electrode of the light-emitting device 130 has a stacked structure of a conductive layer 151 and a conductive layer 152.
  • the pixel electrode of the light-emitting device 130 has a conductive layer 151 with high reflectance to visible light and a conductive layer 152 with transparency to visible light and a large work function.
  • the higher the reflectance of the pixel electrode to visible light the higher the extraction efficiency of the light emitted by the organic compound layer 103 can be.
  • the pixel electrode functions as an anode, the higher the work function of the pixel electrode, the easier it is to inject holes into the organic compound layer 103.
  • the light-emitting device 130 can be a light-emitting device with high light extraction efficiency and low driving voltage.
  • the reflectance of the conductive layer 151 to visible light is preferably, for example, 40% to 100%, or 70% to 100%.
  • the conductive layer 152 is an electrode that is transparent to visible light, it is preferable that the transmittance of the conductive layer 152 to visible light is, for example, 40% or more.
  • the chemical solution used for etching may permeate the structure. If the impregnated chemical solution comes into contact with the pixel electrode, galvanic corrosion or the like may occur between the multiple layers that make up the pixel electrode, causing the pixel electrode to deteriorate.
  • the light-emitting device 1000 can be formed by a method with a high yield, and therefore can be a low-cost light-emitting device.
  • the occurrence of defects in the light-emitting device 1000 can be suppressed, and therefore the light-emitting device 1000 can be a highly reliable light-emitting device.
  • a metal material can be used as the conductive layer 151.
  • metals such as aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), gallium (Ga), zinc (Zn), indium (In), tin (Sn), molybdenum (Mo), tantalum (Ta), tungsten (W), palladium (Pd), gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), yttrium (Y), neodymium (Nd), etc., and alloys containing appropriate combinations of these metals can also be used.
  • an oxide containing one or more selected from indium, tin, zinc, gallium, titanium, aluminum, and silicon can be used.
  • indium tin oxide containing silicon has a large work function, for example, a work function of 4.0 eV or more, and therefore can be suitably used as the conductive layer 152.
  • the conductive layer 151 and the conductive layer 152 may have a stacked structure of multiple layers having different materials.
  • the conductive layer 151 may have a layer using a material that can be used for the conductive layer 152, such as a conductive oxide
  • the conductive layer 152 may have a layer using a material that can be used for the conductive layer 151, such as a metal material.
  • the layer in contact with the conductive layer 152 may be a layer containing the same material as the material used for the layer of the conductive layer 152 in contact with the conductive layer 151.
  • the end of the conductive layer 151 preferably has a tapered shape. Specifically, the end of the conductive layer 151 preferably has a tapered shape with a taper angle of less than 90°. In this case, the conductive layer 152 provided along the side surface of the conductive layer 151 also has a tapered shape. By making the side surface of the conductive layer 152 tapered, the coverage of the organic compound layer 103 provided along the side surface of the conductive layer 152 can be improved.
  • each layer 151 or the conductive layer 152 has a layered structure, it is preferable that at least one side surface has a tapered shape. In addition, in the layered structure constituting each conductive layer, each layer may have a different tapered shape.
  • Figure 4A shows a case where the conductive layer 151 has a laminated structure of multiple layers containing different materials.
  • the conductive layer 151 has a structure including a conductive layer 151_1, a conductive layer 151_2 on the conductive layer 151_1, and a conductive layer 151_3 on the conductive layer 151_2.
  • the conductive layer 151 shown in Figure 4A has a three-layer laminated structure. In this way, when the conductive layer 151 has a laminated structure of multiple layers, the reflectance of at least one of the layers constituting the conductive layer 151 to visible light may be made higher than the reflectance of the conductive layer 152 to visible light.
  • the conductive layer 151_2 is sandwiched between the conductive layer 151_1 and the conductive layer 151_3. It is preferable to use a material that is less likely to change in quality than the conductive layer 151_2 for the conductive layer 151_1 and the conductive layer 151_3.
  • the conductive layer 151_1 can be made of a material that is less likely to cause migration due to contact with the insulating layer 175 than the conductive layer 151_2.
  • the conductive layer 151_3 can be made of a material that is less likely to oxidize than the conductive layer 151_2 and has a lower electrical resistivity than the oxide of the material used for the conductive layer 151_2.
  • the conductive layer 151_2 can be a layer having a higher reflectance to visible light than at least one of the conductive layer 151_1 and the conductive layer 151_3.
  • aluminum can be used for the conductive layer 151_2.
  • an alloy containing aluminum may be used for the conductive layer 151_2.
  • titanium which is a material that has a lower reflectance to visible light than aluminum but is less likely to cause migration than aluminum even when in contact with the insulating layer 175, can be used for the conductive layer 151_1.
  • titanium which is a material that has a lower reflectance to visible light than aluminum but is less likely to oxidize than aluminum and has an oxide electrical resistivity lower than that of aluminum oxide, can be used for the conductive layer 151_3.
  • silver or an alloy containing silver may be used as the conductive layer 151_3.
  • Silver has a characteristic that the reflectance to visible light is higher than that of titanium. Furthermore, silver is less likely to be oxidized than aluminum, and the electrical resistivity of silver oxide is lower than that of aluminum oxide.
  • the reflectance of the conductive layer 151 to visible light can be increased while suppressing an increase in the electrical resistance of the pixel electrode due to the oxidation of the conductive layer 151_2.
  • the alloy containing silver for example, an alloy of silver, palladium, and copper (Ag-Pd-Cu, also written as APC) can be applied.
  • the reflectance of the conductive layer 151_3 to visible light can be made higher than the reflectance of the conductive layer 151_2 to visible light.
  • silver or an alloy containing silver may be used as the conductive layer 151_2.
  • the conductive layer 151_1 may also be made of silver or an alloy containing silver.
  • a film using titanium has better processability by etching than a film using silver. Therefore, by using titanium as the conductive layer 151_3, the conductive layer 151_3 can be easily formed.
  • a film using aluminum also has better processability by etching than a film using silver.
  • the light-emitting device 1000 can be a light-emitting device with high light extraction efficiency and high reliability.
  • the light extraction efficiency of the light-emitting device 1000 can be suitably improved by using silver, which is a material with high reflectivity for visible light, or an alloy containing silver as the conductive layer 151_3.
  • the side of the conductive layer 151_2 may be located inside the side of the conductive layer 151_1 and the conductive layer 151_3. This may reduce the coverage of the conductive layer 152 with respect to the conductive layer 151, and may cause a step in the conductive layer 152.
  • FIG. 4A shows an example in which an insulating layer 156 is provided on the conductive layer 151_1 so as to have an area that overlaps with the side surface of the conductive layer 151_2. This can prevent the conductive layer 152 from being disconnected, thereby preventing poor connection or an increase in driving voltage.
  • FIG. 4A illustrates a structure in which the side surfaces of the conductive layer 151_2 are entirely covered by the insulating layer 156, a portion of the side surface of the conductive layer 151_2 may not be covered by the insulating layer 156. Similarly, in pixel electrodes having configurations shown below, a portion of the side surface of the conductive layer 151_2 may not be covered by the insulating layer 156.
  • the insulating layer 156 has a curved surface. This can suppress the occurrence of step discontinuities in the conductive layer 152 covering the insulating layer 156, for example, compared to when the side surface of the insulating layer 156 is vertical (parallel to the Z direction).
  • the insulating layer 156 has a tapered shape on the side surface, specifically a tapered shape with a taper angle of less than 90°, it can suppress the occurrence of step discontinuities in the conductive layer 152 covering the insulating layer 156, for example, compared to when the side surface of the insulating layer 156 is vertical.
  • the light-emitting device 1000 can be manufactured by a method with a high yield. Furthermore, the occurrence of defects is suppressed, and the light-emitting device 1000 can be a highly reliable light-emitting device.
  • Figure 4B shows a configuration in which the insulating layer 156 covers not only the side surface of the conductive layer 151_2 but also the side surfaces of the conductive layer 151_1, the conductive layer 151_2, and the conductive layer 151_3 in the first electrode 101 of Figure 1.
  • Figure 4C shows a configuration in which the insulating layer 156 is not provided in the first electrode 101 of Figure 1.
  • Figure 4D shows a configuration in which the conductive layer 151 does not have a layered structure, and the conductive layer 152 has a layered structure in the first electrode 101 of Figure 1.
  • Figure 4D shows a case in which the conductive layer 152 has a three-layered structure including a conductive layer 152_1, a conductive layer 152_2 on the conductive layer 152_1, and a conductive layer 152_3 on the conductive layer 152_2.
  • the conductive layer 152_1 has higher adhesion to the conductive layer 152_2 than, for example, the insulating layer 175.
  • an oxide containing one or more of indium, tin, zinc, gallium, titanium, aluminum, and silicon can be used.
  • peeling of the conductive layer 152_2 can be suppressed.
  • the conductive layer 152_2 can be configured not to be in contact with the insulating layer 175.
  • the conductive layer 152_2 is a layer having a higher reflectance for visible light (for example, reflectance for light with a wavelength in the range of 400 nm to less than 750 nm) than the conductive layer 152_3.
  • the reflectance for visible light of the conductive layer 152_2 can be, for example, 70% to 100%, preferably 80% to 100%, and more preferably 90% to 100%.
  • silver or an alloy containing silver can be used as the conductive layer 152_2.
  • an alloy containing silver can be an alloy of silver, palladium, and copper (APC).
  • the light-emitting device 1000 can be a top-emission type light-emitting device with high light extraction efficiency. Note that a material other than silver may be used as the conductive layer 152_2.
  • the conductive layer 152_3 is a layer having a high work function.
  • the conductive layer 152_3 is, for example, a layer having a higher work function than the conductive layer 152_2.
  • the conductive layer 152_3 can be made of the same material as the conductive layer 152_1.
  • the conductive layer 152_1 and the conductive layer 152_3 can be made of the same material.
  • the conductive layer 152_3 be a layer having a small work function.
  • the conductive layer 152_3 is a layer having a smaller work function than the conductive layer 152_2.
  • the conductive layer 152_3 is preferably a layer having a high transmittance for visible light (for example, transmittance for light having a wavelength in the range of 400 nm to less than 750 nm).
  • the transmittance for visible light of the conductive layer 152_3 is preferably higher than the transmittance for visible light of the conductive layer 151 or the conductive layer 152_2.
  • the transmittance for visible light of the conductive layer 152_3 is preferably 40% to 100%, more preferably 70% to 100%, and even more preferably 80% to 100%.
  • the conductive layer 152_2 under the conductive layer 152_3 may be a layer having a high reflectance for visible light. Therefore, the light-emitting device 1000 can be a light-emitting device with high light extraction efficiency.
  • the thin films (insulating film, semiconductor film, conductive film, etc.) constituting the light-emitting device can be formed by sputtering, chemical vapor deposition (CVD), vacuum deposition, pulsed laser deposition (PLD), ALD, etc.
  • CVD methods include plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and thermal CVD.
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • thermal CVD metal organic chemical vapor deposition
  • the thin films (insulating films, semiconductor films, conductive films, etc.) constituting the light-emitting device can be formed by wet film formation methods such as spin coating, dipping, spray coating, inkjet, dispensing, screen printing, offset printing, doctor knife method, slit coating, roll coating, curtain coating, or knife coating.
  • vacuum processes such as deposition methods and solution processes such as spin coating and inkjet methods can be used.
  • deposition methods include physical vapor deposition (PVD (Physical Vapor Deposition) methods such as sputtering, ion plating, ion beam deposition, molecular beam deposition, and vacuum deposition, and chemical vapor deposition (CVD).
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • functional layers (hole injection layer, hole transport layer, hole blocking layer, light-emitting layer, electron blocking layer, electron transport layer, and electron injection layer, etc.) contained in the organic compound layer can be formed by deposition methods (vacuum deposition method, etc.), coating methods (dip coating, die coating, bar coating, spin coating, spray coating, etc.), printing methods (inkjet method, screen (screen printing) method, offset (lithographic printing) method, flexo (letterpress printing) method, gravure method, microcontact method, etc.), etc.
  • deposition methods vacuum deposition method, etc.
  • coating methods dip coating, die coating, bar coating, spin coating, spray coating, etc.
  • printing methods inkjet method, screen (screen printing) method, offset (lithographic printing) method, flexo (letterpress printing) method, gravure method, microcontact method, etc.
  • the thin film that constitutes the light-emitting device can be processed using, for example, a photolithography method.
  • the thin film may be processed using a nanoimprint method, a sandblasting method, a lift-off method, or the like.
  • island-shaped thin films may be directly formed using a film formation method that uses a shielding mask such as a metal mask.
  • an insulating layer 171 is formed on a substrate (not shown).
  • a conductive layer 172 and a conductive layer 179 are formed on the insulating layer 171, and an insulating layer 173 is formed on the insulating layer 171 so as to cover the conductive layer 172 and the conductive layer 179.
  • an insulating layer 174 is formed on the insulating layer 173, and an insulating layer 175 is formed on the insulating layer 174.
  • a substrate having at least a heat resistance sufficient to withstand subsequent heat treatment can be used.
  • a glass substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a ceramic substrate, an organic resin substrate, or the like can be used.
  • a semiconductor substrate such as a single crystal semiconductor substrate made of silicon or silicon carbide, a polycrystalline semiconductor substrate, a compound semiconductor substrate such as silicon germanium, or an SOI substrate can be used.
  • a resist mask 191 is formed, for example, on the conductive film 151f.
  • the resist mask 191 can be formed by applying a photosensitive material (photoresist) and then performing exposure and development.
  • the conductive film 151f in the region that does not overlap with the resist mask 191 is removed by, for example, an etching method, specifically, for example, a dry etching method.
  • an etching method specifically, for example, a dry etching method.
  • the conductive film 151f includes a layer using a conductive oxide such as indium tin oxide, the layer may be removed by a wet etching method. As a result, the conductive layer 151 is formed.
  • a recess also referred to as a "counterbore” may be formed in the region of the insulating layer 175 that does not overlap with the conductive layer 151.
  • the resist mask 191 is removed.
  • the resist mask 191 can be removed by ashing using oxygen plasma, for example.
  • oxygen gas and a Group 18 element such as CF4 , C4F8 , SF6 , CHF3 , Cl2 , H2O , BCl3 , or He may be used.
  • the resist mask 191 may be removed by wet etching.
  • insulating film 156f which will later become insulating layer 156R, insulating layer 156G, insulating layer 156B, and insulating layer 156C, is formed on conductive layer 151R, conductive layer 151G, conductive layer 151B, conductive layer 151C, and insulating layer 175.
  • CVD, ALD, sputtering, or vacuum deposition can be used to form insulating film 156f.
  • the insulating film 156f can be made of an inorganic material.
  • an inorganic insulating film such as an oxide insulating film, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used for the insulating film 156f.
  • an oxide insulating film containing silicon, a nitride insulating film, an oxynitride insulating film, or a nitride oxide insulating film can be used for the insulating film 156f.
  • silicon oxynitride can be used for the insulating film 156f.
  • insulating layer 156R, insulating layer 156G, insulating layer 156B, and insulating layer 156C are formed by processing insulating film 156f.
  • insulating layer 156 can be formed by substantially uniformly etching the upper surface of insulating film 156f. Such uniform etching and planarization is also called "etch-back processing.”
  • insulating layer 156 may also be formed using a photolithography method.
  • a conductive film 152f that will later become conductive layers 152R, 152G, 152B, and 152C is formed on conductive layer 151R, conductive layer 151G, conductive layer 151B, conductive layer 151C, insulating layer 156R, insulating layer 156G, insulating layer 156B, insulating layer 156C, and insulating layer 175.
  • the conductive film 152f is formed so as to cover, for example, conductive layer 151R, conductive layer 151G, conductive layer 151B, conductive layer 151C, insulating layer 156R, insulating layer 156G, insulating layer 156B, and insulating layer 156C.
  • the conductive film 152f can be formed by, for example, a sputtering method or a vacuum deposition method.
  • the conductive film 152f can be formed by, for example, an ALD method.
  • the conductive film 152f can be formed using, for example, a conductive oxide.
  • the conductive film 152f can have a stacked structure of a film using a metal material and a film using a conductive oxide on the film.
  • the conductive film 152f can have a stacked structure of a film using titanium, silver, or an alloy containing silver and a film using a conductive oxide on the film.
  • the conductive film 152f is processed by, for example, photolithography to form conductive layers 152R, 152G, 152B, and 152C. Specifically, for example, after forming a resist mask, part of the conductive film 152f is removed by etching. The conductive film 152f can be removed by, for example, wet etching. Note that the conductive film 152f may also be removed by dry etching. In this manner, a pixel electrode including the conductive layer 151 and the conductive layer 152 is formed.
  • the hydrophobization treatment can change the surface to be treated from hydrophilic to hydrophobic, or can increase the hydrophobicity of the surface to be treated.
  • the hydrophobization treatment is not necessarily required.
  • an organic compound film 103Bf which will later become organic compound layer 103B, is formed on conductive layer 152B, conductive layer 152G, conductive layer 152R, and insulating layer 175.
  • the organic compound film 103Bf has a plurality of organic compound layers each having at least one light-emitting layer.
  • the structure of the light-emitting device 130 described in the first embodiment can be referred to.
  • the organic compound film 103Bf may have a structure in which a plurality of organic compound layers each having at least one light-emitting layer are stacked with an intermediate layer interposed therebetween.
  • the organic compound film 103Bf is not formed on the conductive layer 152C.
  • a mask for defining the deposition area also referred to as an "area mask” or “rough metal mask” to distinguish it from a fine metal mask
  • the organic compound film 103Bf can be deposited only in the desired area.
  • the organic compound film 103Bf can be formed by, for example, a vapor deposition method, specifically a vacuum vapor deposition method.
  • the organic compound film 103Bf may also be formed by a transfer method, a printing method, an inkjet method, a coating method, or other methods.
  • a sacrificial film 158Bf which will later become the sacrificial layer 158B
  • a mask film 159Bf which will later become the mask layer 159B
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf can be formed by, for example, sputtering, ALD (thermal ALD, PEALD), CVD, or vacuum deposition. They may also be formed by using the wet film formation method described above.
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf are formed at a temperature lower than the heat resistance temperature of the organic compound film 103Bf.
  • the substrate temperature when forming the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf is typically 200°C or less, preferably 150°C or less, more preferably 120°C or less, more preferably 100°C or less, and even more preferably 80°C or less.
  • a film that is highly resistant to the processing conditions of the organic compound film 103Bf specifically, a film that has a large etching selectivity with respect to the organic compound film 103Bf, is used.
  • a film that has a large etching selectivity with respect to the sacrificial film 158Bf is used.
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf are preferably made of a film that can be removed by wet etching.
  • damage to the organic compound film 103Bf during processing of the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf can be reduced compared to when using the dry etching method.
  • the acidic chemical solution may be a chemical solution containing any one of phosphoric acid, hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, oxalic acid, and sulfuric acid, or a mixed chemical solution of two or more acids (also referred to as "mixed acid").
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf may each be made of one or more of a metal film, an alloy film, a metal oxide film, a semiconductor film, an organic insulating film, and an inorganic insulating film, for example.
  • a film containing a material that blocks ultraviolet light can achieve the same effect when used as the material for the inorganic insulating film 125f described below.
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf can each be made of a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or an alloy material containing such a metal material.
  • a metal material such as gold, silver, platinum, magnesium, nickel, tungsten, chromium, molybdenum, iron, cobalt, copper, palladium, titanium, aluminum, yttrium, zirconium, and tantalum, or an alloy material containing such a metal material.
  • a low-melting point material such as aluminum or silver.
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf may each be made of a metal oxide such as In-Ga-Zn oxide, indium oxide, In-Zn 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), or indium tin oxide containing silicon.
  • a metal oxide such as In-Ga-Zn oxide, indium oxide, In-Zn 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), or indium tin oxide containing silicon.
  • semiconductor materials such as silicon or germanium as the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf, because they have high affinity with the semiconductor manufacturing process.
  • Oxides or nitrides of the above semiconductor materials can be used.
  • nonmetallic materials such as carbon or compounds thereof can be used.
  • metals such as titanium, tantalum, tungsten, chromium, aluminum, or alloys containing one or more of these can be used.
  • oxides containing the above metals, such as titanium oxide or chromium oxide, or nitrides such as titanium nitride, chromium nitride, or tantalum nitride can be used.
  • various inorganic insulating films can be used for the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf.
  • oxide insulating films are preferable because they have higher adhesion to the organic compound film 103Bf than nitride insulating films.
  • inorganic insulating materials such as aluminum oxide, hafnium oxide, and silicon oxide can be used for the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf.
  • an aluminum oxide film can be formed as the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf using the ALD method. Using the ALD method is preferable because it can reduce damage to the underlayer (particularly the organic compound layer).
  • the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf may each be made of an organic resin such as polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polyglycerin, pullulan, water-soluble cellulose, alcohol-soluble polyamide resin, or a fluororesin such as a perfluoropolymer.
  • PVA polyvinyl alcohol
  • polyvinyl butyral polyvinylpyrrolidone
  • polyethylene glycol polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • polyglycerin polyglycerin
  • pullulan polyethylene glycol
  • water-soluble cellulose polyglycerin
  • pullulan water-soluble cellulose
  • alcohol-soluble polyamide resin or a fluororesin such as a perfluoropolymer.
  • the sacrificial film 158Bf can be an organic film (e.g., a PVA film) formed using either a vapor deposition method or the above-mentioned wet film formation method
  • the mask film 159Bf can be an inorganic film (e.g., a silicon nitride film) formed using a sputtering method.
  • a resist mask 190B is formed on the mask film 159Bf.
  • the resist mask 190B can be formed by applying a photosensitive material (photoresist) and then performing exposure and development.
  • the resist mask 190B may be made using either a positive resist material or a negative resist material.
  • the resist mask 190B is provided at a position overlapping with the conductive layer 152B. It is preferable that the resist mask 190B is also provided at a position overlapping with the conductive layer 152C. This can prevent the conductive layer 152C from being damaged during the manufacturing process of the light-emitting device. Note that the resist mask 190B does not have to be provided on the conductive layer 152C. In addition, it is preferable that the resist mask 190B is provided so as to cover from the end of the organic compound film 103Bf to the end of the conductive layer 152C (the end on the organic compound film 103Bf side), as shown in the cross-sectional view between B1 and B2 in FIG. 6C.
  • a portion of the mask film 159Bf is removed using the resist mask 190B to form a mask layer 159B.
  • the mask layer 159B remains on the conductive layer 152B and on the conductive layer 152C.
  • the resist mask 190B is then removed.
  • a portion of the sacrificial film 158Bf is removed using the mask layer 159B as a mask (also referred to as a "hard mask") to form a sacrificial layer 158B.
  • the wet etching method By using the wet etching method, damage to the organic compound film 103Bf during processing of the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf can be reduced compared to when using the dry etching method.
  • a chemical solution using, for example, a developer, a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution, dilute hydrofluoric acid, oxalic acid, phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, or a mixture of these liquids.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • a dry etching method when a dry etching method is used in processing the sacrificial film 158Bf, deterioration of the organic compound film 103Bf can be suppressed by not using a gas containing oxygen as an etching gas.
  • a gas containing oxygen such as CF4, C4F8 , SF6 , CHF3 , Cl2 , H2O , BCl3 , or He as an etching gas.
  • the resist mask 190B can be removed in the same manner as the resist mask 191. At this time, the sacrificial film 158Bf is located on the outermost surface, and the organic compound film 103Bf is not exposed, so that damage to the organic compound film 103Bf can be suppressed in the process of removing the resist mask 190B. In addition, the range of options for the method of removing the resist mask 190B can be expanded.
  • the organic compound film 103Bf is processed to form the organic compound layer 103B.
  • the mask layer 159B and the sacrificial layer 158B are used as a hard mask to remove a portion of the organic compound film 103Bf to form the organic compound layer 103B.
  • a laminated structure of the organic compound layer 103B, the sacrificial layer 158B, and the mask layer 159B remains on the conductive layer 152B.
  • the conductive layer 152G and the conductive layer 152B are exposed.
  • the organic compound film 103Bf can be processed by dry etching or wet etching.
  • an etching gas containing oxygen can be used.
  • the etching speed can be increased. Therefore, etching can be performed under low power conditions while maintaining a sufficiently high etching speed. This makes it possible to suppress damage to the organic compound film 103Bf. Furthermore, problems such as adhesion of reaction products that occur during etching can be suppressed.
  • an etching gas that does not contain oxygen may be used.
  • an etching gas that does not contain oxygen by using an etching gas that does not contain oxygen, deterioration of the organic compound film 103Bf can be suppressed.
  • the resist mask 190B is formed on the mask film 159Bf, and a part of the mask film 159Bf is removed using the resist mask 190B to form the mask layer 159B. Then, the mask layer 159B is used as a hard mask to remove a part of the organic compound film 103Bf to form the organic compound layer 103B. Therefore, it can be said that the organic compound layer 103B is formed by processing the organic compound film 103Bf using a photolithography method. Note that a part of the organic compound film 103Bf may be removed using the resist mask 190B. Then, the resist mask 190B may be removed.
  • a hydrophobic treatment may be performed on the conductive layer 152G as necessary.
  • the surface state of the conductive layer 152G may change to a hydrophilic state.
  • the adhesion between the conductive layer 152G and a layer (here, the organic compound layer 103G) formed in a later process can be improved, and film peeling can be suppressed.
  • an organic compound film 103Gf which will later become the organic compound layer 103G, is formed on the conductive layer 152G, the conductive layer 152R, the mask layer 159B, and the insulating layer 175.
  • the organic compound film 103Gf can be formed by a method similar to that which can be used to form the organic compound film 103Bf.
  • the organic compound film 103Gf can have the same configuration as the organic compound film 103Bf.
  • a sacrificial film 158Gf which will later become the sacrificial layer 158G
  • a mask film 159Gf which will later become the mask layer 159G
  • a resist mask 190G is formed.
  • the material and formation method of the sacrificial film 158Gf and the mask film 159Gf are the same as those applicable to the sacrificial film 158Bf and the mask film 159Bf.
  • the material and formation method of the resist mask 190G are the same as those applicable to the resist mask 190B.
  • the resist mask 190G is placed in a position that overlaps the conductive layer 152G.
  • a resist mask 190G is used to remove a portion of the mask film 159Gf to form a mask layer 159G.
  • the mask layer 159G remains on the conductive layer 152G.
  • the resist mask 190G is then removed.
  • the mask layer 159G is then used as a mask to remove a portion of the sacrificial film 158Gf to form a sacrificial layer 158G.
  • the organic compound film 103Gf is then processed to form the organic compound layer 103G.
  • the mask layer 159G and the sacrificial layer 158G are used as hard masks to remove a portion of the organic compound film 103Gf to form the organic compound layer 103G.
  • a laminated structure of the organic compound layer 103G, the sacrificial layer 158G, and the mask layer 159G remains on the conductive layer 152G.
  • the mask layer 159B and the conductive layer 152R are exposed.
  • a hydrophobic treatment may be performed on the conductive layer 152R.
  • an organic compound film 103Rf which will later become the organic compound layer 103R, is formed on the conductive layer 152R, on the mask layer 159G, on the mask layer 159B, and on the insulating layer 175.
  • the organic compound film 103Rf can be formed by a method similar to that which can be used to form the organic compound film 103Gf.
  • the organic compound film 103Rf can have the same configuration as the organic compound film 103Gf.
  • a sacrificial layer 158 is formed from the sacrificial film 158Rf, a mask layer 159R is formed from the mask film 159Rf, or an organic compound layer 103R is formed from the organic compound film 103Rf.
  • the method for forming the resist mask 190R, the sacrificial layer 158R, the mask layer 159R, and the organic compound layer 103R can be seen in the description of the organic compound layer 103G.
  • the side surfaces of the organic compound layers 103B, 103G, and 103R are perpendicular or approximately perpendicular to the surface on which they are formed.
  • the angle between the surface on which they are formed and these side surfaces is 60 degrees or more and 90 degrees or less.
  • the distance between two adjacent organic compound layers 103B, 103G, and 103R formed by photolithography can be narrowed to 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or less.
  • the distance can be defined, for example, as the distance between two adjacent opposing ends of the organic compound layers 103B, 103G, and 103R. In this way, by narrowing the distance between the island-shaped organic compound layers, a light-emitting device having high definition and a large aperture ratio can be provided.
  • the distance between the first electrodes between adjacent light-emitting devices can also be narrowed, for example, to 10 ⁇ m or less, 8 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, or 2 ⁇ m or less. Note that the distance between the first electrodes between adjacent light-emitting devices is preferably 2 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • mask layer 159B, mask layer 159G, and mask layer 159R are removed.
  • mask layer 159B, mask layer 159G, and mask layer 159R are removed will be described as an example, but mask layer 159B, mask layer 159G, and mask layer 159R do not have to be removed.
  • mask layer 159B, mask layer 159G, and mask layer 159R contain a material that has a light-blocking property against ultraviolet light as described above, the organic compound layer can be protected from light irradiation (including illumination light) by proceeding to the next step without removing them.
  • the mask layer removal process can use a method similar to that used in the mask layer processing process.
  • damage to the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R when removing the mask layer can be reduced compared to when a dry etching method is used.
  • the mask layer may also be removed by dissolving it in a solvent such as water or alcohol.
  • a solvent such as water or alcohol.
  • alcohol include ethyl alcohol, methyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), and glycerin.
  • a drying process may be performed to remove water contained in the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R, and water adsorbed on the surfaces of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R.
  • a heat treatment can be performed in an inert atmosphere or a reduced pressure atmosphere.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50°C or higher and 200°C or lower, preferably 60°C or higher and 150°C or lower, and more preferably 70°C or higher and 120°C or lower.
  • a reduced pressure atmosphere is preferable because it allows drying at a lower temperature.
  • an inorganic insulating film 125f which will later become the inorganic insulating layer 125, is formed to cover the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, the organic compound layer 103R, the sacrificial layer 158B, the sacrificial layer 158G, and the sacrificial layer 158R.
  • an insulating film that will later become the insulating layer 127 is formed in contact with the upper surface of the inorganic insulating film 125f.
  • the upper surface of the inorganic insulating film 125f has a high affinity with the material (e.g., a photosensitive resin composition containing an acrylic resin) used for the insulating film that will become the insulating layer 127.
  • a surface treatment may be performed on the upper surface of the inorganic insulating film 125f. Specifically, it is preferable to hydrophobize (or increase the hydrophobicity of) the surface of the inorganic insulating film 125f.
  • a silylating agent such as hexamethyldisilazane (HMDS).
  • HMDS hexamethyldisilazane
  • an insulating film 127f which will later become the insulating layer 127, is formed on the inorganic insulating film 125f.
  • the inorganic insulating film 125f and the insulating film 127f are preferably formed by a method that causes less damage to the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R.
  • the inorganic insulating film 125f is formed in contact with the side surfaces of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R, it is preferably formed by a method that causes less damage to the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R than the insulating film 127f.
  • the inorganic insulating film 125f and the insulating film 127f are formed at a temperature lower than the heat resistance temperature of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R, respectively.
  • the inorganic insulating film 125f can be a film with a low impurity concentration and high barrier properties against at least one of water and oxygen, even if it is thin.
  • the substrate temperature when forming the inorganic insulating film 125f and the insulating film 127f is preferably 60°C or more, 80°C or more, 100°C or more, or 120°C or more, and 200°C or less, 180°C or less, 160°C or less, 150°C or less, or 140°C or less.
  • the inorganic insulating film 125f it is preferable to form an insulating film having a thickness of 3 nm or more, 5 nm or more, or 10 nm or more, and 200 nm or less, 150 nm or less, 100 nm or less, or 50 nm or less within the above substrate temperature range.
  • the inorganic insulating film 125f is preferably formed, for example, by the ALD method.
  • the ALD method is preferable because it can reduce film formation damage and can form a film with high coverage.
  • As the inorganic insulating film 125f it is preferable to form an aluminum oxide film, for example, by the ALD method.
  • the inorganic insulating film 125f may be formed using a sputtering method, a CVD method, or a PECVD method, which have a faster film formation speed than the ALD method. This allows a highly reliable light-emitting device to be manufactured with high productivity.
  • the insulating film 127f is preferably formed using the wet film formation method described above.
  • the insulating film 127f is preferably formed using a photosensitive material, for example, by spin coating, and more specifically, is preferably formed using a photosensitive resin composition containing an acrylic resin.
  • the insulating film 127f is preferably formed using a resin composition containing, for example, a polymer, an acid generator, and a solvent.
  • the polymer is formed using one or more types of monomers and has a structure in which one or more types of structural units (also referred to as "structural units") are regularly or irregularly repeated.
  • structural units also referred to as "structural units”
  • the acid generator one or both of a compound that generates an acid when irradiated with light and a compound that generates an acid when heated can be used.
  • the resin composition may further contain one or more of a photosensitizer, a sensitizer, a catalyst, an adhesion aid, a surfactant, and an antioxidant.
  • a heat treatment also referred to as "pre-baking" after forming the insulating film 127f.
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat resistance temperature of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R.
  • the substrate temperature during the heat treatment is preferably 50°C or higher and 200°C or lower, more preferably 60°C or higher and 150°C or lower, and even more preferably 70°C or higher and 120°C or lower. This makes it possible to remove the solvent contained in the insulating film 127f.
  • the insulating film 127f is exposed to visible light or ultraviolet light.
  • a positive-type photosensitive resin composition containing an acrylic resin is used for the insulating film 127f
  • visible light or ultraviolet light is irradiated to the area where the insulating layer 127 will not be formed in a later process.
  • the insulating layer 127 is formed in the area sandwiched between any two of the conductive layers 152B, 152G, and 152R, and around the conductive layer 152C. Therefore, visible light or ultraviolet light is irradiated onto the conductive layers 152B, 152G, 152R, and 152C.
  • a negative-type photosensitive material is used for the insulating film 127f
  • visible light or ultraviolet light is irradiated to the area where the insulating layer 127 will be formed.
  • the width of the insulating layer 127 to be formed later can be controlled by the exposed area of the insulating film 127f.
  • the insulating layer 127 is processed so that it has a portion that overlaps with the upper surface of the conductive layer 151.
  • a barrier insulating layer against oxygen e.g., an aluminum oxide film, etc.
  • oxygen e.g., an aluminum oxide film, etc.
  • the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R When the organic compound layer is irradiated with light (visible light or ultraviolet light), the organic compound contained in the organic compound layer may be excited, and the reaction with oxygen contained in the atmosphere may be promoted.
  • oxygen may bond to the organic compound contained in the organic compound layer.
  • the insulating layer 127a is formed in the area sandwiched between any two of the conductive layers 152B, 152G, and 152R, and in the area surrounding the conductive layer 152C.
  • an acrylic resin is used for the insulating film 127f
  • an alkaline solution such as TMAH, can be used as the developer.
  • an etching process is performed using the insulating layer 127a as a mask to remove a portion of the inorganic insulating film 125f and to reduce the thickness of the sacrificial layers 158B, 158G, and 158R. As a result, the inorganic insulating layer 125 is formed under the insulating layer 127a.
  • the etching process for processing the inorganic insulating film 125f using the insulating layer 127a as a mask may be referred to as the first etching process.
  • the sacrificial layers 158B, 158G, and 158R are not completely removed, and the etching process is stopped when the film thickness becomes thin. In this way, by leaving the corresponding sacrificial layers 158B, 158G, and 158R on the organic compound layers 103B, 103G, and 103R, it is possible to prevent the organic compound layers 103B, 103G, and 103R from being damaged in the processing of the subsequent steps.
  • the first etching process can be performed by dry etching or wet etching. Note that if the inorganic insulating film 125f is formed using the same material as the sacrificial layers 158B, 158G, and 158R, this is preferable because the inorganic insulating film 125f can be processed and the exposed sacrificial layer 158 can be thinned in one go by the first etching process.
  • insulating layer 127a which has tapered sides, as a mask, it is relatively easy to make the sides of inorganic insulating layer 125 and the upper ends of the sides of sacrificial layers 158B, 158G, and 158R tapered.
  • a chlorine-based gas can be used.
  • Cl2 , BCl3 , SiCl4 , CCl4 , etc. can be used alone or in a mixture of two or more gases.
  • oxygen gas, hydrogen gas, helium gas, argon gas, etc. can be appropriately added alone or in a mixture of two or more gases to the chlorine-based gas.
  • the first etching process can be performed by wet etching.
  • wet etching method damage to the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R can be reduced compared to the case of using the dry etching method.
  • the acidic chemical solution may be a chemical solution containing any one of phosphoric acid, hydrofluoric acid, nitric acid, acetic acid, oxalic acid, and sulfuric acid, or a mixed chemical solution (mixed acid) of two or more types of acids.
  • the etching can be performed using an alkaline solution.
  • the wet etching of an aluminum oxide film can be performed using an alkaline solution, TMAH.
  • the wet etching can be performed using the paddle method.
  • a heat treatment (also referred to as "post-bake") is performed.
  • the insulating layer 127a can be transformed into an insulating layer 127 having a tapered shape on the side surface (FIG. 10C).
  • the heat treatment is performed at a temperature lower than the heat resistance temperature of the organic compound layer.
  • the heat treatment can be performed at a substrate temperature of 50° C. or higher and 200° C. or lower, preferably 60° C. or higher and 150° C. or lower, more preferably 70° C. or higher and 130° C. or lower.
  • the heating atmosphere may be an air atmosphere or an inert atmosphere.
  • the heating atmosphere may be an atmospheric pressure atmosphere or a reduced pressure atmosphere. It is preferable that the substrate temperature of the heat treatment in this step is higher than that of the heat treatment (pre-bake) after the formation of the insulating film 127f.
  • the heat treatment can improve the adhesion between the insulating layer 127 and the inorganic insulating layer 125, and can also improve the corrosion resistance of the insulating layer 127.
  • the insulating layer 127a can be deformed so that the end of the inorganic insulating layer 125 is covered by the insulating layer 127.
  • an etching process is performed using the insulating layer 127 as a mask to remove parts of the sacrificial layer 158B, the sacrificial layer 158G, and the sacrificial layer 158R.
  • a part of the inorganic insulating layer 125 may also be removed.
  • the etching process forms openings in the sacrificial layer 158B, the sacrificial layer 158G, and the sacrificial layer 158R, and the upper surfaces of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, the organic compound layer 103R, and the conductive layer 152C are exposed from the openings.
  • the etching process using the insulating layer 127 as a mask to expose the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R may be referred to as a second etching process.
  • the second etching process is performed by wet etching.
  • the wet etching can be performed using an acidic chemical solution or an alkaline solution, as in the first etching process.
  • a heat treatment may be further performed.
  • the heat treatment can remove water contained in the organic compound layer and water adsorbed to the surface of the organic compound layer.
  • the heat treatment may also change the shape of the insulating layer 127.
  • the insulating layer 127 may extend to cover at least one of the ends of the inorganic insulating layer 125, the ends of the sacrificial layer 158B, the sacrificial layer 158G, and the sacrificial layer 158R, and the top surfaces of the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R.
  • FIG. 11A shows an example in which a portion of the end of the sacrificial layer 158G (specifically, the tapered portion formed by the first etching process) is covered by the insulating layer 127, and the tapered portion formed by the second etching process is exposed (see FIG. 4A).
  • the insulating layer 127 may cover the entire end of the sacrificial layer 158G.
  • the end of the insulating layer 127 may droop and cover the end of the sacrificial layer 158G.
  • the end of the insulating layer 127 may contact the upper surface of at least one of the organic compound layers 103B, 103G, and 103R.
  • a common electrode 155 is formed on the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, the organic compound layer 103R, the conductive layer 152C, and the insulating layer 127.
  • the common electrode 155 can be formed by a method such as sputtering or vacuum deposition. Alternatively, the common electrode 155 may be formed by stacking a film formed by deposition and a film formed by sputtering.
  • a protective layer 131 is formed on the common electrode 155.
  • the protective layer 131 can be formed by a method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, a CVD method, or an ALD method.
  • the substrate 120 is attached onto the protective layer 131 using the resin layer 122, whereby a light-emitting device can be manufactured.
  • the insulating layer 156 is provided so as to have an area overlapping with the side surface of the conductive layer 151, and the conductive layer 152 is formed so as to cover the conductive layer 151 and the insulating layer 156. This can increase the yield of light-emitting devices and suppress the occurrence of defects.
  • the island-shaped organic compound layer 103B, the island-shaped organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R are formed by forming a film on one surface and then processing it, rather than by using a fine metal mask, so that the island-shaped layers can be formed with a uniform thickness.
  • a high-definition light-emitting device or a light-emitting device with a high aperture ratio can be realized.
  • the organic compound layer 103B, the organic compound layer 103G, and the organic compound layer 103R can be prevented from contacting each other in adjacent subpixels. Therefore, it is possible to prevent leakage current from occurring between the subpixels. This makes it possible to prevent crosstalk and realize a light-emitting device with extremely high contrast.
  • the light-emitting device has a tandem-type light-emitting device manufactured by using a photolithography method, a light-emitting device with good characteristics can be provided.
  • FIG. 4 a pixel layout different from that in Fig. 4 will be mainly described.
  • the arrangement of the sub-pixels There is no particular limitation on the arrangement of the sub-pixels, and various methods can be applied. Examples of the arrangement of the sub-pixels include a stripe arrangement, an S-stripe arrangement, a matrix arrangement, a delta arrangement, a Bayer arrangement, and a Pentile arrangement.
  • the top surface shape of the subpixels shown in the figures in this embodiment corresponds to the top surface shape of the light-emitting region.
  • the top surface shape of the subpixel can be, for example, a triangle, a quadrangle (including a rectangle and a square), a polygon such as a pentagon, a polygon with rounded corners, an ellipse, or a circle.
  • circuit layout constituting the subpixel is not limited to the range of the subpixel shown in the figure, but may be arranged outside of it.
  • the pixel 178 shown in FIG. 12A has an S-stripe arrangement.
  • the pixel 178 shown in FIG. 12A is composed of three subpixels: subpixel 110R, subpixel 110G, and subpixel 110B.
  • Pixel 178 shown in FIG. 12B has subpixel 110R having a generally trapezoidal or triangular top surface shape with rounded corners, subpixel 110G having a generally trapezoidal or triangular top surface shape with rounded corners, and subpixel 110B having a generally rectangular or hexagonal top surface shape with rounded corners.
  • Subpixel 110R also has a larger light-emitting area than subpixel 110G. In this way, the shape and size of each subpixel can be determined independently. For example, the more reliable the light-emitting device a subpixel has, the smaller its size can be.
  • FIG. 12C shows an example in which pixel 124a having subpixel 110R and subpixel 110G and pixel 124b having subpixel 110G and subpixel 110B are arranged alternately.
  • Pixels 124a and 124b shown in Figures 12D to 12F are arranged in a delta arrangement.
  • Pixel 124a has two subpixels (subpixel 110R and subpixel 110G) in the top row (first row) and one subpixel (subpixel 110B) in the bottom row (second row).
  • Pixel 124b has one subpixel (subpixel 110B) in the top row (first row) and two subpixels (subpixel 110R and subpixel 110G) in the bottom row (second row).
  • Figure 12D shows an example in which each subpixel has a generally rectangular top surface shape with rounded corners
  • Figure 12E shows an example in which each subpixel has a circular top surface shape
  • Figure 12F shows an example in which each subpixel has a generally hexagonal top surface shape with rounded corners.
  • each subpixel is arranged inside a close-packed hexagonal region.
  • each subpixel is arranged so that it is surrounded by six other subpixels.
  • subpixels that emit light of the same color are arranged so that they are not adjacent to each other. For example, when focusing on subpixel 110R, three subpixels 110G and three subpixels 110B are arranged alternately to surround it.
  • Figure 12G shows an example in which subpixels of each color are arranged in a zigzag pattern. Specifically, when viewed from above, the positions of the upper sides of two subpixels arranged in the row direction (for example, subpixels 110R and 110G, or subpixels 110G and 110B) are misaligned.
  • subpixel 110R is a subpixel R that emits red light
  • subpixel 110G is a subpixel G that emits green light
  • subpixel 110B is a subpixel B that emits blue light.
  • the configuration of the subpixels is not limited to this, and the colors that the subpixels emit and their order of arrangement can be determined appropriately.
  • subpixel 110G may be a subpixel R that emits red light
  • subpixel 110R may be a subpixel G that emits green light.
  • the finer the pattern to be processed the more the effects of light diffraction cannot be ignored, and this causes a loss of fidelity when the photomask pattern is transferred by exposure, making it difficult to process the resist mask into the desired shape.
  • the photomask pattern is rectangular, a pattern with rounded corners is likely to be formed.
  • the top surface shape of the subpixel may become a polygon with rounded corners, an ellipse, a circle, or the like.
  • the organic compound layer is processed into an island shape using a resist mask.
  • the resist film formed on the organic compound layer needs to be cured at a temperature lower than the heat resistance temperature of the organic compound layer. Therefore, depending on the heat resistance temperature of the material of the organic compound layer and the curing temperature of the resist material, the resist film may not be cured sufficiently.
  • a resist film that is not cured sufficiently may have a shape that is different from the desired shape during processing.
  • the top surface shape of the organic compound layer may be a polygon with rounded corners, an ellipse, a circle, or the like. For example, when attempting to form a resist mask with a square top surface shape, a resist mask with a circular top surface shape is formed, and the top surface shape of the organic compound layer may become circular.
  • a technique for correcting the mask pattern in advance may be used so that the design pattern and the transfer pattern match.
  • OPC Optical Proximity Correction
  • a correction pattern is added to the corners of figures on the mask pattern, for example.
  • a pixel can be configured to have four types of subpixels.
  • the pixel 178 shown in Figures 13A to 13C has a stripe arrangement.
  • Figure 13A shows an example where each subpixel has a rectangular top surface shape
  • Figure 13B shows an example where each subpixel has a top surface shape that combines two semicircles and a rectangle
  • Figure 13C shows an example where each subpixel has an elliptical top surface shape.
  • the pixels 178 shown in Figures 13D to 13F are arranged in a matrix.
  • Figure 13D shows an example in which each subpixel has a square top surface shape
  • Figure 13E shows an example in which each subpixel has a roughly square top surface shape with rounded corners
  • Figure 13F shows an example in which each subpixel has a circular top surface shape.
  • Figures 13G and 13H show an example in which one pixel 178 is configured with two rows and three columns.
  • Pixel 178 shown in FIG. 13G has three subpixels (subpixel 110R, subpixel 110G, and subpixel 110B) in the top row (first row) and one subpixel (subpixel 110W) in the bottom row (second row).
  • pixel 178 has subpixel 110R in the left column (first column), subpixel 110G in the center column (second column), subpixel 110B in the right column (third column), and subpixel 110W across these three columns.
  • the pixel 178 shown in FIG. 13H has three subpixels (subpixels 110R, 110G, and 110B) in the top row (first row) and three subpixels 110W in the bottom row (second row).
  • the pixel 178 has subpixels 110R and 110W in the left column (first column), subpixels 110G and 110W in the center column (second column), and subpixels 110B and 110W in the right column (third column).
  • FIG. 13H by aligning the arrangement of the subpixels in the top row and the bottom row, it is possible to efficiently remove dust that may occur during the manufacturing process, for example. Therefore, a light-emitting device with high display quality can be provided.
  • subpixels 110R, 110G, and 110B are arranged in a stripe pattern, improving display quality.
  • Figure 13I shows an example in which one pixel 178 is configured with 3 rows and 2 columns.
  • Pixel 178 shown in FIG. 13I has subpixel 110R in the top row (first row), subpixel 110G in the center row (second row), subpixel 110B across the first and second rows, and one subpixel (subpixel 110W) in the bottom row (third row).
  • pixel 178 has subpixel 110R and subpixel 110G in the left column (first column), subpixel 110B in the right column (second column), and subpixel 110W across these two columns.
  • the layout of subpixels 110R, 110G, and 110B is a so-called S-stripe arrangement, which improves display quality.
  • subpixel 178 shown in Figures 13A to 13I is composed of four subpixels: subpixel 110R, subpixel 110G, subpixel 110B, and subpixel 110W.
  • subpixel 110R can be a subpixel that emits red light
  • subpixel 110G can be a subpixel that emits green light
  • subpixel 110B can be a subpixel that emits blue light
  • subpixel 110W can be a subpixel that emits white light.
  • At least one of subpixels 110R, subpixel 110G, subpixel 110B, and subpixel 110W can be a subpixel that emits cyan light, a subpixel that emits magenta light, a subpixel that emits yellow light, or a subpixel that emits near-infrared light.
  • the light-emitting device can apply various layouts to pixels each having a subpixel with a light-emitting device.
  • the light emitting device of this embodiment can be a high-definition light emitting device. Therefore, the light emitting device of this embodiment can be used, for example, in the display section of a wristwatch-type or bracelet-type information terminal (wearable device), as well as in the display section of a wearable device that can be worn on the head, such as a head-mounted display (HMD) or other VR device, and a glasses-type AR device.
  • a wearable device such as a head-mounted display (HMD) or other VR device, and a glasses-type AR device.
  • HMD head-mounted display
  • AR device glasses-type AR device
  • the light-emitting device of this embodiment can be a high-resolution light-emitting device or a large light-emitting device. Therefore, the light-emitting device of this embodiment can be used in electronic devices with relatively large screens, such as television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, and large game machines such as pachinko machines, as well as in the display parts of digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and sound reproduction devices.
  • Display module 14A shows a perspective view of a display module 280.
  • the display module 280 has a light emitting device 100A and an FPC 290.
  • the light emitting device included in the display module 280 is not limited to the light emitting device 100A, and may be any of the light emitting device 100B and the light emitting device 100D described later.
  • the display module 280 has a substrate 291 and a substrate 292.
  • the display module 280 has a display section 281.
  • the display section 281 is an area that displays an image in the display module 280, and is an area in which light from each pixel provided in a pixel section 284 described later can be viewed.
  • Figure 14B shows a perspective view that shows a schematic configuration on the substrate 291 side.
  • a circuit section 282 On the substrate 291, a circuit section 282, a pixel circuit section 283 on the circuit section 282, and a pixel section 284 on the pixel circuit section 283 are stacked.
  • a terminal section 285 for connecting to an FPC 290 is provided in a portion of the substrate 291 that does not overlap with the pixel section 284.
  • the terminal section 285 and the circuit section 282 are electrically connected by a wiring section 286 that is composed of multiple wirings.
  • the pixel section 284 has a number of pixels 284a arranged periodically. An enlarged view of one pixel 284a is shown on the right side of FIG. 14B.
  • FIG. 14B shows an example in which the pixel 284a has the same configuration as the pixel 178 shown in FIG. 4.
  • the pixel circuit section 283 has a number of pixel circuits 283a arranged periodically.
  • Each pixel circuit 283a is a circuit that controls the driving of multiple elements in one pixel 284a.
  • One pixel circuit 283a can be configured to have three circuits that control the light emission of one light-emitting device.
  • the pixel circuit 283a can be configured to have at least one selection transistor, one current control transistor (drive transistor), and a capacitance for each light-emitting device. At this time, a gate signal is input to the gate of the selection transistor, and a video signal is input to the source or drain. This realizes an active matrix type light-emitting device.
  • the circuit portion 282 has a circuit that drives each pixel circuit 283a of the pixel circuit portion 283.
  • the circuit portion 282 has one or both of a gate line driver circuit and a source line driver circuit.
  • the circuit portion 282 may have at least one of an arithmetic circuit, a memory circuit, a power supply circuit, etc.
  • the FPC 290 functions as wiring for supplying a video signal, a power supply potential, etc. from the outside to the circuit section 282.
  • an IC may be mounted on the FPC 290.
  • the display module 280 can be configured such that one or both of the pixel circuit section 283 and the circuit section 282 are stacked under the pixel section 284, so that the aperture ratio (effective display area ratio) of the display section 281 can be extremely high.
  • the aperture ratio of the display section 281 can be 40% or more and less than 100%, preferably 50% or more and 95% or less, and more preferably 60% or more and 95% or less.
  • the pixels 284a can be arranged at an extremely high density, so that the resolution of the display section 281 can be extremely high.
  • the pixels 284a are arranged in the display section 281 at a resolution of 2000 ppi or more, preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and even more preferably 6000 ppi or more, and 20000 ppi or less, or 30000 ppi or less.
  • Such a display module 280 is extremely high-definition and therefore can be suitably used in VR devices such as HMDs or glasses-type AR devices.
  • the display module 280 has an extremely high-definition display section 281, so that even if the display section is enlarged with a lens, the pixels are not visible, and a highly immersive display can be performed.
  • the display module 280 is not limited to this and can be suitably used in electronic devices with relatively small display sections. For example, it can be suitably used in the display section of a wearable electronic device such as a wristwatch.
  • the light emitting device 100A shown in FIG. 15A includes a substrate 301, a light emitting device 130R, a light emitting device 130G, a light emitting device 130B, a capacitor 240, and a transistor 310.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 291 in FIG. 14A and FIG. 14B.
  • the transistor 310 is a transistor having a channel formation region in the substrate 301.
  • a semiconductor substrate such as a single crystal silicon substrate can be used as the substrate 301.
  • the transistor 310 has a part of the substrate 301, a conductive layer 311, a low resistance region 312, an insulating layer 313, and an insulating layer 314.
  • the conductive layer 311 functions as a gate electrode.
  • the insulating layer 313 is located between the substrate 301 and the conductive layer 311 and functions as a gate insulating layer.
  • the low resistance region 312 is a region in which the substrate 301 is doped with impurities, and functions as a source or drain.
  • the insulating layer 314 is provided to cover the side surface of the conductive layer 311.
  • an element isolation layer 315 is provided between two adjacent transistors 310 so as to be embedded in the substrate 301.
  • an insulating layer 261 is provided covering the transistor 310, and a capacitor 240 is provided on the insulating layer 261.
  • Capacitor 240 has conductive layer 241, conductive layer 245, and insulating layer 243 located therebetween. Conductive layer 241 functions as one electrode of capacitor 240, conductive layer 245 functions as the other electrode of capacitor 240, and insulating layer 243 functions as a dielectric of capacitor 240.
  • the conductive layer 241 is provided on the insulating layer 261 and is embedded in the insulating layer 254.
  • the conductive layer 241 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 310 by a plug 271 embedded in the insulating layer 261.
  • the insulating layer 243 is provided to cover the conductive layer 241.
  • the conductive layer 245 is provided in a region that overlaps with the conductive layer 241 via the insulating layer 243.
  • FIG. 15A shows an example in which light-emitting device 130R, light-emitting device 130G, and light-emitting device 130B have the layered structure shown in FIG. 7A.
  • An insulator is provided in the region between adjacent light-emitting devices. For example, in FIG. 15A, an inorganic insulating layer 125 and an insulating layer 127 on the inorganic insulating layer 125 are provided in the region.
  • Insulating layer 156R is provided to have an area overlapping with the side of conductive layer 151R of light-emitting device 130R
  • insulating layer 156G is provided to have an area overlapping with the side of conductive layer 151G of light-emitting device 130G
  • insulating layer 156B is provided to have an area overlapping with the side of conductive layer 151B of light-emitting device 130B.
  • conductive layer 152R is provided to cover conductive layer 151R and insulating layer 156R
  • conductive layer 152G is provided to cover conductive layer 151G and insulating layer 156G
  • conductive layer 152B is provided to cover conductive layer 151B and insulating layer 156B.
  • a sacrificial layer 158R is located on the organic compound layer 103R of the light-emitting device 130R
  • a sacrificial layer 158G is located on the organic compound layer 103G of the light-emitting device 130G
  • a sacrificial layer 158B is located on the organic compound layer 103B of the light-emitting device 130B.
  • the conductive layer 151R, the conductive layer 151G, and the conductive layer 151B are electrically connected to one of the source or drain of the transistor 310 by the insulating layer 243, the insulating layer 255, the insulating layer 174, the plug 256 embedded in the insulating layer 175, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the plug 271 embedded in the insulating layer 261.
  • the height of the upper surface of the insulating layer 175 and the height of the upper surface of the plug 256 are the same or approximately the same.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • a protective layer 131 is provided on the light-emitting devices 130R, 130G, and 130B.
  • the substrate 120 is attached to the protective layer 131 by a resin layer 122.
  • the substrate 120 corresponds to the substrate 292 in FIG. 14A.
  • Figure 15B is a modified example of the light emitting device 100A shown in Figure 15A.
  • the light emitting device shown in Figure 15B has colored layers 132R, 132G, and 132B, and the light emitting device 130 has an area where it overlaps with one of the colored layers 132R, 132G, and 132B.
  • the light emitting device 130 can emit, for example, white light.
  • the colored layer 132R can transmit red light
  • the colored layer 132G can transmit green light
  • the colored layer 132B can transmit blue light.
  • FIG. 16 shows a perspective view of light emitting device 100B
  • FIG. 17A shows a cross-sectional view of light emitting device 100B.
  • Light emitting device 100B has a configuration in which substrate 352 and substrate 351 are bonded together.
  • substrate 352 is indicated by a dashed line.
  • the light-emitting device 100B has a pixel portion 177, a connection portion 140, a circuit 356, wiring 355, and the like.
  • FIG. 16 shows an example in which an IC 354 and an FPC 353 are mounted on the light-emitting device 100B. Therefore, the configuration shown in FIG. 16 can also be called a display module having the light-emitting device 100B, an IC (integrated circuit), and an FPC.
  • a light-emitting device with a connector such as an FPC attached to its substrate, or a light-emitting device with an IC mounted on its substrate, is called a display module.
  • connection portion 140 is provided outside the pixel portion 177.
  • the connection portion 140 can be provided along one side or multiple sides of the pixel portion 177. There may be one or multiple connection portions 140.
  • FIG. 16 shows an example in which the connection portion 140 is provided so as to surround the four sides of the display portion.
  • the connection portion 140 electrically connects the common electrode of the light-emitting device and the conductive layer, and can supply a potential to the common electrode.
  • a scanning line driver circuit can be used as the circuit 356.
  • the wiring 355 has a function of supplying signals and power to the pixel portion 177 and the circuit 356.
  • the signals and power are input to the wiring 355 from the outside via the FPC 353 or from the IC 354.
  • an example is shown in which an IC 354 is provided on a substrate 351 by a chip on glass (COG) method or a chip on film (COF) method.
  • COG chip on glass
  • COF chip on film
  • an IC having a scanning line driver circuit or a signal line driver circuit can be used as the IC 354.
  • the light-emitting device 100B and the display module may be configured without an IC.
  • the IC may be mounted on an FPC by a COF method, for example.
  • Figure 17A shows an example of a cross section of the light-emitting device 100B when a portion of the region including the FPC 353, a portion of the circuit 356, a portion of the pixel portion 177, a portion of the connection portion 140, and a portion of the region including the end portion are cut away.
  • the light emitting device 100B shown in FIG. 17A has a transistor 201, a transistor 205, a light emitting device 130R that emits red light, a light emitting device 130G that emits green light, and a light emitting device 130B between a substrate 351 and a substrate 352.
  • Light-emitting device 130R, light-emitting device 130G, and light-emitting device 130B each have the layered structure shown in FIG. 7A, except that the pixel electrodes have different configurations. For details of the light-emitting devices, see embodiments 1 and 2.
  • Light-emitting device 130R has conductive layer 224R, conductive layer 151R on conductive layer 224R, and conductive layer 152R on conductive layer 151R.
  • Light-emitting device 130G has conductive layer 224G, conductive layer 151G on conductive layer 224G, and conductive layer 152G on conductive layer 151G.
  • Light-emitting device 130B has conductive layer 224B, conductive layer 151B on conductive layer 224B, and conductive layer 152B on conductive layer 151B.
  • conductive layer 224R, conductive layer 151R, and conductive layer 152R can all be collectively referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130R, and conductive layer 151R and conductive layer 152R excluding conductive layer 224R can also be referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130R.
  • conductive layer 224G, conductive layer 151G, and conductive layer 152G can be collectively referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130G, and conductive layer 151G and conductive layer 152G excluding conductive layer 224G can be collectively referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130G.
  • conductive layer 224B, conductive layer 151B, and conductive layer 152B can be collectively referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130B, and conductive layer 151B and conductive layer 152B excluding conductive layer 224B can be collectively referred to as the pixel electrode of light-emitting device 130B.
  • the conductive layer 224R is connected to the conductive layer 222b of the transistor 205 through an opening provided in the insulating layer 214.
  • the end of the conductive layer 151R is located outside the end of the conductive layer 224R.
  • the insulating layer 156R is provided so as to have an area in contact with the side surface of the conductive layer 151R, and the conductive layer 152R is provided so as to cover the conductive layer 151R and the insulating layer 156R.
  • the conductive layer 224G, conductive layer 151G, conductive layer 152G, and insulating layer 156G in the light-emitting device 130G, and the conductive layer 224B, conductive layer 151B, conductive layer 152B, and insulating layer 156B in the light-emitting device 130B are similar to the conductive layer 224R, conductive layer 151R, conductive layer 152R, and insulating layer 156R in the light-emitting device 130R, so detailed description will be omitted.
  • Conductive layers 224R, 224G, and 224B have recesses formed therein to cover the openings provided in insulating layer 214. Layer 128 is embedded in the recesses.
  • Layer 128 has the function of planarizing the recesses of conductive layer 224R, conductive layer 224G, and conductive layer 224B.
  • Conductive layer 151R, conductive layer 151G, and conductive layer 151B which are electrically connected to conductive layer 224R, conductive layer 224G, and conductive layer 224B, are provided on conductive layer 224R, conductive layer 224G, and conductive layer 224B and layer 128. Therefore, the regions overlapping with the recesses of conductive layer 224R, conductive layer 224G, and conductive layer 224B can also be used as light-emitting regions, and the aperture ratio of the pixel can be increased.
  • Layer 128 may be an insulating layer or a conductive layer.
  • Various inorganic insulating materials, organic insulating materials, and conductive materials can be used as appropriate for layer 128.
  • layer 128 is preferably formed using an insulating material, and is particularly preferably formed using an organic insulating material.
  • the organic insulating material that can be used for the insulating layer 127 described above can be used for layer 128.
  • a protective layer 131 is provided on the light-emitting device 130R, the light-emitting device 130G, and the light-emitting device 130B.
  • the protective layer 131 and the substrate 352 are bonded via an adhesive layer 142.
  • the substrate 352 is provided with a light-shielding layer 157.
  • a solid sealing structure, a hollow sealing structure, or the like can be applied to seal the light-emitting device 130.
  • the space between the substrate 352 and the substrate 351 is filled with the adhesive layer 142, and a solid sealing structure is applied.
  • the space may be filled with an inert gas (nitrogen, argon, etc.) and a hollow sealing structure may be applied.
  • the adhesive layer 142 may be provided so as not to overlap with the light-emitting device.
  • the space may also be filled with a resin different from the adhesive layer 142 provided in a frame shape.
  • connection portion 140 has a conductive layer 224C obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 224R, 224G, and 224B, a conductive layer 151C obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 151R, 151G, and 151B, and a conductive layer 152C obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 152R, 152G, and 152B.
  • an insulating layer 156C is provided so as to have an area overlapping with the side of the conductive layer 151C.
  • the light emitting device 100B is a top emission type. Light emitted by the light emitting device is emitted to the substrate 352 side. It is preferable to use a material that is highly transparent to visible light for the substrate 352.
  • the pixel electrode contains a material that reflects visible light
  • the counter electrode (common electrode 155) contains a material that transmits visible light.
  • Transistor 201 and transistor 205 are both formed on substrate 351. These transistors can be manufactured using the same materials and the same process.
  • an insulating layer 211, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided in this order.
  • a part of the insulating layer 211 functions as a gate insulating layer for each transistor.
  • a part of the insulating layer 213 functions as a gate insulating layer for each transistor.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the transistor.
  • the insulating layer 214 is provided to cover the transistor and functions as a planarizing layer. Note that the number of gate insulating layers and the number of insulating layers covering the transistors are not limited, and each may be a single layer or two or more layers.
  • a material that is difficult for impurities such as water and hydrogen to diffuse into at least one of the insulating layers that covers the transistor This allows the insulating layer to function as a barrier layer. With this configuration, it is possible to effectively prevent impurities from diffusing into the transistor from the outside, thereby improving the reliability of the light-emitting device.
  • an inorganic insulating film for each of the insulating layers 211, 213, and 215.
  • the inorganic insulating film for example, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, or an aluminum nitride film can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, and a neodymium oxide film can also be used.
  • two or more of the above insulating films can be stacked.
  • An organic insulating layer is suitable for the insulating layer 214 that functions as a planarizing layer.
  • Materials that can be used for the organic insulating layer include acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins.
  • the insulating layer 214 may also have a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating layer.
  • the outermost layer of the insulating layer 214 preferably has a function as an etching protection layer.
  • a recess may be provided in the insulating layer 214 when the conductive layer 224R, the conductive layer 151R, the conductive layer 152R, or the like is processed.
  • Transistor 201 and transistor 205 have conductive layer 221 functioning as a gate, insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, conductive layer 222a and conductive layer 222b functioning as a source and drain, semiconductor layer 231, insulating layer 213 functioning as a gate insulating layer, and conductive layer 223 functioning as a gate.
  • the same hatching pattern is applied to multiple layers obtained by processing the same conductive film.
  • Insulating layer 211 is located between conductive layer 221 and semiconductor layer 231.
  • Insulating layer 213 is located between conductive layer 223 and semiconductor layer 231.
  • the structure of the transistor in the light-emitting device of this embodiment is not particularly limited.
  • a planar transistor, a staggered transistor, or an inverted staggered transistor can be used.
  • the transistor structure may be either a top-gate type or a bottom-gate type.
  • a gate may be provided above and below a semiconductor layer in which a channel is formed.
  • Transistor 201 and transistor 205 are configured to sandwich a semiconductor layer in which a channel is formed between two gates.
  • the two gates may be connected and the same signal may be supplied to drive the transistor.
  • the threshold voltage of the transistor may be controlled by supplying a potential for controlling the threshold voltage to one of the two gates and a potential for driving to the other.
  • the crystallinity of the semiconductor material used in the transistor is not particularly limited, and any of an amorphous semiconductor and a crystalline semiconductor (a microcrystalline semiconductor, a polycrystalline semiconductor, a single crystal semiconductor, or a semiconductor having a crystalline region in part) may be used.
  • the use of a crystalline semiconductor is preferable because it can suppress deterioration of the transistor characteristics.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably contains a metal oxide.
  • the light-emitting device of this embodiment preferably uses a transistor that uses a metal oxide in the channel formation region (hereinafter, referred to as an OS transistor).
  • crystalline oxide semiconductors examples include CAAC (c-axis-aligned crystalline)-OS and nc (nanocrystalline)-OS.
  • a transistor using silicon in the channel formation region may be used.
  • silicon examples include single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon.
  • a transistor having low temperature polysilicon (LTPS (Low Temperature Poly Silicon)) in the semiconductor layer (hereinafter also referred to as "LTPS transistor") may be used.
  • LTPS transistors have high field effect mobility and good frequency characteristics.
  • Si transistors such as LTPS transistors
  • circuits that need to be driven at high frequencies can be built on the same substrate as the display unit. This simplifies the external circuits mounted on the light-emitting device, reducing component and mounting costs.
  • OS transistors have extremely high field-effect mobility compared to transistors using amorphous silicon.
  • the leakage current between the source and drain of an OS transistor in an off state (hereinafter also referred to as "off current") is extremely small, and the charge accumulated in a capacitor connected in series with the transistor can be held for a long period of time.
  • the use of an OS transistor can reduce the power consumption of a light-emitting device.
  • the OS transistor when the transistor operates in the saturation region, the OS transistor can reduce the change in source-drain current in response to a change in gate-source voltage compared to a Si transistor. Therefore, by using an OS transistor as a driving transistor included in a pixel circuit, the current flowing between the source and drain can be precisely determined by changing the gate-source voltage, and the amount of current flowing to the light-emitting device can be controlled. This allows for a larger gradation in the pixel circuit.
  • an OS transistor can pass a more stable current (saturation current) than a Si transistor, even when the source-drain voltage gradually increases. For this reason, by using an OS transistor as a driving transistor, a stable current can be passed through the light-emitting device, for example, even when the current-voltage characteristics of the light-emitting device vary. In other words, when the OS transistor operates in the saturation region, the source-drain current hardly changes even when the source-drain voltage is increased, so the light emission luminance of the light-emitting device can be stabilized.
  • the semiconductor layer preferably contains, for example, indium, M (wherein M is one or more elements selected from 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 elements selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IGZO
  • it is preferable to use an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) also referred to as IAZO
  • IAGZO oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn)
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is greater than or equal to the atomic ratio of M.
  • the transistors in the circuit 356 and the transistors in the pixel portion 177 may have the same structure or different structures.
  • the transistors in the circuit 356 may all have the same structure or there may be two or more types.
  • the transistors in the pixel portion 177 may all have the same structure or there may be two or more types.
  • All of the transistors in the pixel portion 177 may be OS transistors, all of the transistors in the pixel portion 177 may be Si transistors, or some of the transistors in the pixel portion 177 may be OS transistors and the rest may be Si transistors.
  • an LTPS transistor and an OS transistor in the pixel portion 177, a light-emitting device with low power consumption and high driving capability can be realized.
  • a configuration in which an LTPS transistor and an OS transistor are combined may be called LTPO.
  • an OS transistor as a transistor that functions as a switch for controlling the conduction/non-conduction of wiring, and an LTPS transistor as a transistor for controlling current.
  • one of the transistors in the pixel portion 177 functions as a transistor for controlling the current flowing to the light-emitting device, and can 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. It is preferable to use an LTPS transistor as the driving transistor. This makes it possible to increase the current flowing to the light-emitting device in the pixel circuit.
  • the other transistor in the pixel portion 177 functions as a switch for controlling pixel selection/non-selection and can also be called a selection transistor.
  • the gate of the selection transistor is electrically connected to a gate line, and one of the source and drain is electrically connected to a source line (signal line). It is preferable to use an OS transistor as the selection transistor. This allows the gradation of the pixel to be maintained even if the frame frequency is significantly reduced (for example, 1 fps or less), so that power consumption can be reduced by stopping the driver when displaying a still image.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can achieve a high aperture ratio, high definition, high display quality, and low power consumption.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention has an OS transistor and a light-emitting device with an MML structure. With this configuration, it is possible to extremely reduce leakage current that may flow through the transistor and leakage current that may flow between adjacent light-emitting devices (which may be referred to as lateral leakage current, horizontal leakage current, or lateral leakage current). In addition, with the above configuration, when an image is displayed on the light-emitting device, a viewer can observe one or more of image sharpness, image sharpness, high saturation, and high contrast ratio.
  • the layers provided between the light-emitting devices are separated, eliminating side leakage or greatly reducing side leakage.
  • FIGS 17B and 17C show other examples of transistor configurations.
  • the transistor 209 and the transistor 210 each have a conductive layer 221 functioning as a gate, an insulating layer 211 functioning as a gate insulating layer, a semiconductor layer 231 having a channel formation region 231i and a pair of low resistance regions 231n, a conductive layer 222a connected to one of the pair of low resistance regions 231n, a conductive layer 222b connected to the other of the pair of low resistance regions 231n, an insulating layer 225 functioning as a gate insulating layer, a conductive layer 223 functioning as a gate, and an insulating layer 215 covering the conductive layer 223.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the insulating layer 225 is located at least between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • an insulating layer 218 covering the transistor may be provided.
  • the insulating layer 225 covers the top surface and side surface of the semiconductor layer 231.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are connected to the low-resistance region 231n through openings provided in the insulating layer 225 and the insulating layer 215, respectively.
  • One of the conductive layer 222a and the conductive layer 222b functions as a source, and the other functions as a drain.
  • the insulating layer 225 overlaps with the channel formation region 231i of the semiconductor layer 231, but does not overlap with the low resistance region 231n.
  • the structure shown in FIG. 17C can be manufactured by processing the insulating layer 225 using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 is provided to cover the insulating layer 225 and the conductive layer 223, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each connected to the low resistance region 231n through the openings in the insulating layer 215.
  • a connection portion 204 is provided in an area of the substrate 351 where the substrate 352 does not overlap.
  • the wiring 355 is electrically connected to the FPC 353 via the conductive layer 166 and the connection layer 242.
  • the conductive layer 166 is an example of a laminated structure of a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 224R, 224G, and 224B, a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 151R, 151G, and 151B, and a conductive film obtained by processing the same conductive film as the conductive layers 152R, 152G, and 152B.
  • the conductive layer 166 is exposed on the upper surface of the connection portion 204. This allows the connection portion 204 and the FPC 353 to be electrically connected via the connection layer 242.
  • the light-shielding layer 157 can be provided between adjacent light-emitting devices, on the connection portion 140, on the circuit 356, and the like.
  • various optical components can be disposed on the outside of the substrate 352.
  • Substrate 351 and substrate 352 can each be made of a material that can be used for substrate 120.
  • the adhesive layer 142 can be made of a material that can be used for the resin layer 122.
  • connection layer 242 may be an anisotropic conductive film (ACF) or an anisotropic conductive paste (ACP), etc.
  • ACF anisotropic conductive film
  • ACP anisotropic conductive paste
  • the light emitting device 100C shown in FIG. 18 differs from the light emitting device 100A shown in FIG. 17 mainly in that the light emitting device 100C is a bottom emission type light emitting device.
  • Light emitted by the light-emitting device is emitted toward the substrate 351. It is preferable to use a material that is highly transparent to visible light for the substrate 351. On the other hand, the translucency of the material used for the substrate 352 does not matter.
  • FIG. 18 shows an example in which the light-shielding layer 157 is provided on the substrate 351, the insulating layer 153 is provided on the light-shielding layer 157, and the transistors 201, 205, etc. are provided on the insulating layer 153.
  • Light-emitting device 130R has conductive layer 112R, conductive layer 126R on conductive layer 112R, and conductive layer 129R on conductive layer 126R.
  • Light-emitting device 130B has conductive layer 112B, conductive layer 126B on conductive layer 112B, and conductive layer 129B on conductive layer 126B.
  • the conductive layers 112R, 112B, 126R, 126B, 129R, and 129B are each made of a material that is highly transparent to visible light. It is preferable to use a material that reflects visible light for the common electrode 155.
  • the light-emitting device 130G is not shown in FIG. 18, the light-emitting device 130G is also provided.
  • the light emitting device 100D shown in FIG. 19A is a modification of the light emitting device 100B shown in FIG. 17A, and differs from the light emitting device 100B mainly in that it has colored layers 132R, 132G, and 132B.
  • the light-emitting device 130 has an area that overlaps one of the colored layers 132R, 132G, and 132B.
  • the colored layers 132R, 132G, and 132B can be provided on the surface of the substrate 352 facing the substrate 351.
  • the ends of the colored layers 132R, 132G, and 132B can overlap the light-shielding layer 157.
  • the light-emitting device 130 can emit, for example, white light.
  • the colored layer 132R can transmit red light
  • the colored layer 132G can transmit green light
  • the colored layer 132B can transmit blue light.
  • the light-emitting device 100D may be configured such that the colored layers 132R, 132G, and 132B are provided between the protective layer 131 and the adhesive layer 142.
  • FIGS. 19B to 19D show modified examples of layer 128.
  • the top surface of layer 128 can be configured to have a recessed shape in the center and its vicinity in cross-sectional view, that is, a shape having a concave curved surface.
  • the upper surface of layer 128 can be configured to have a shape in which the center and its vicinity are bulged in cross section, that is, a shape having a convex curved surface.
  • the upper surface of layer 128 may have one or both of a convex curved surface and a concave curved surface.
  • the number of convex curved surfaces and concave curved surfaces that the upper surface of layer 128 has is not limited, and may be one or more.
  • the height of the upper surface of layer 128 and the height of the upper surface of conductive layer 224R may be the same or approximately the same, or may be different from each other.
  • the height of the upper surface of layer 128 may be lower or higher than the height of the upper surface of conductive layer 224R.
  • FIG. 19B can be said to be an example in which layer 128 is contained inside a recess formed in conductive layer 224R.
  • layer 128 may be present outside the recess formed in conductive layer 224R, that is, the width of the top surface of layer 128 may be wider than the recess.
  • the electronic device of this embodiment has a light-emitting device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention is highly reliable and can easily achieve high definition and high resolution. Therefore, the light-emitting device can be used in the display portion of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include television devices, desktop or notebook personal computers, computer monitors, digital signage, large game machines such as pachinko machines, and other electronic devices with relatively large screens, as well as digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and audio playback devices.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be used favorably in electronic devices having a relatively small display area because it can increase the resolution.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), as well as head-mounted wearable devices such as VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention preferably has an extremely high resolution such as HD (1280 x 720 pixels), FHD (1920 x 1080 pixels), WQHD (2560 x 1440 pixels), WQXGA (2560 x 1600 pixels), 4K (3840 x 2160 pixels), or 8K (7680 x 4320 pixels).
  • an extremely high resolution such as HD (1280 x 720 pixels), FHD (1920 x 1080 pixels), WQHD (2560 x 1440 pixels), WQXGA (2560 x 1600 pixels), 4K (3840 x 2160 pixels), or 8K (7680 x 4320 pixels).
  • a resolution of 4K, 8K, or more is preferable.
  • the pixel density (resolution) of the light-emitting device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or more, more preferably 300 ppi or more, more preferably 500 ppi or more, more preferably 1000 ppi or more, more preferably 2000 ppi or more, more preferably 3000 ppi or more, more preferably 5000 ppi or more, and even more preferably 7000 ppi or more.
  • the screen ratio aspect ratio
  • the light-emitting device can support various screen ratios such as 1:1 (square), 4:3, 16:9, and 16:10.
  • the electronic device of this embodiment may have a sensor (including a function to measure force, displacement, position, speed, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemicals, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor, or infrared light).
  • a sensor including a function to measure force, displacement, position, speed, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemicals, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor, or infrared light).
  • the electronic device of this embodiment can have various functions. For example, it can have a function to display various information (still images, videos, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function to display a calendar, date or time, etc., a function to execute various software (programs), a wireless communication function, a function to read out programs or data recorded on a recording medium, etc.
  • a function to display various information still images, videos, text images, etc.
  • a touch panel function a function to display a calendar, date or time, etc.
  • a function to execute various software (programs) a wireless communication function
  • a function to read out programs or data recorded on a recording medium etc.
  • FIG. 20A to 20D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described using Figures 20A to 20D.
  • These wearable devices have at least one of the following functions: a function to display AR content, a function to display VR content, a function to display SR content, and a function to display MR content.
  • a function to display AR content a function to display AR content
  • VR content a function to display VR content
  • SR content a function to display SR content
  • MR content a function to display MR content
  • Electronic device 700A shown in FIG. 20A and electronic device 700B shown in FIG. 20B each have a pair of display panels 751, a pair of housings 721, a communication unit (not shown), a pair of mounting units 723, a control unit (not shown), an imaging unit (not shown), a pair of optical members 753, a frame 757, and a pair of nose pads 758.
  • a light-emitting device can be applied to the display panel 751. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Each of the electronic devices 700A and 700B can project an image displayed on the display panel 751 onto the display area 756 of the optical member 753. Because the optical member 753 is translucent, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visually recognized through the optical member 753. Therefore, each of the electronic devices 700A and 700B is an electronic device capable of AR display.
  • Electronic device 700A and electronic device 700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit. Furthermore, electronic device 700A and electronic device 700B may each be provided with an acceleration sensor such as a gyro sensor, thereby detecting the orientation of the user's head and displaying an image corresponding to that orientation in display area 756.
  • an acceleration sensor such as a gyro sensor
  • the communication unit has a wireless communication device, and can supply, for example, a video signal through the wireless communication device.
  • a connector can be provided to which a cable through which a video signal and a power supply potential can be connected.
  • electronic device 700A and electronic device 700B are provided with batteries, which can be charged wirelessly and/or wired.
  • the housing 721 may be provided with a touch sensor module.
  • the touch sensor module has a function of detecting that the outer surface of the housing 721 is touched.
  • the touch sensor module can detect a tap operation, a slide operation, or the like by the user, and can execute various processes. For example, a tap operation can execute processes such as pausing or resuming a video, and a slide operation can execute processes such as fast-forwarding or rewinding.
  • a tap operation can execute processes such as pausing or resuming a video
  • a slide operation can execute processes such as fast-forwarding or rewinding.
  • the range of operations can be expanded.
  • touch sensors can be used as the touch sensor module.
  • various types can be adopted, such as a capacitance type, a resistive film type, an infrared type, an electromagnetic induction type, a surface acoustic wave type, or an optical type.
  • a photoelectric conversion device (also referred to as a "photoelectric conversion element") can be used as the light receiving element.
  • the active layer of the photoelectric conversion device can be made of either or both of an inorganic semiconductor and an organic semiconductor.
  • Electronic device 800A shown in FIG. 20C and electronic device 800B shown in FIG. 20D each have a pair of display units 820, a housing 821, a communication unit 822, a pair of mounting units 823, a control unit 824, a pair of imaging units 825 (not shown in FIG. 20D), and a pair of lenses 832 (not shown in FIG. 20C).
  • a light-emitting device can be applied to the display portion 820. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • the display unit 820 is provided inside the housing 821 at a position that can be seen through the lens 832. In addition, by displaying different images on the pair of display units 820, it is also possible to perform three-dimensional display using parallax.
  • Each of the electronic devices 800A and 800B can be considered to be electronic devices for VR.
  • a user wearing the electronic device 800A or the electronic device 800B can view the image displayed on the display unit 820 through the lens 832.
  • Electric device 800A and electronic device 800B each preferably have a mechanism that can adjust the left-right positions of lens 832 and display unit 820 so that they are optimally positioned according to the position of the user's eyes. Also, it is preferable that they have a mechanism that adjusts the focus by changing the distance between lens 832 and display unit 820.
  • the mounting unit 823 allows the user to mount the electronic device 800A or electronic device 800B on the head.
  • the mounting unit 823 is shown shaped like the temples of glasses (also called “joints” or “temples”), but is not limited to this.
  • the mounting unit 823 only needs to be wearable by the user, and may be shaped like a helmet or band, for example.
  • the imaging unit 825 has a function of acquiring external information.
  • the data acquired by the imaging unit 825 can be output to the display unit 820.
  • An image sensor can be used for the imaging unit 825.
  • multiple cameras may be provided to support multiple angles of view, such as telephoto and wide angle.
  • a distance measuring sensor capable of measuring the distance to an object
  • the imaging unit 825 is one aspect of the detection unit.
  • the detection unit for example, an image sensor or a distance image sensor such as a LIDAR (Light Detection and Ranging) can be used.
  • LIDAR Light Detection and Ranging
  • the electronic device 800A may have a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone.
  • a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone.
  • a configuration having such a vibration mechanism can be applied to one or more of the display unit 820, the housing 821, and the wearing unit 823. This makes it possible to enjoy video and audio by simply wearing the electronic device 800A without the need for separate audio equipment such as headphones, earphones, or speakers.
  • Each of the electronic devices 800A and 800B may have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device or the like, and power for charging a battery provided within the electronic device.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wireless communication with the earphone 750.
  • the earphone 750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 750 can receive information (e.g., audio data) from the electronic device through the wireless communication function.
  • the electronic device 700A shown in FIG. 20A has a function of transmitting information to the earphone 750 through the wireless communication function.
  • the electronic device 800A shown in FIG. 20C has a function of transmitting information to the earphone 750 through the wireless communication function.
  • the electronic device may also have an earphone unit.
  • the electronic device 700B shown in FIG. 20B has an earphone unit 727.
  • the earphone unit 727 and the control unit may be configured to be connected to each other by wire.
  • a portion of the wiring connecting the earphone unit 727 and the control unit may be disposed inside the housing 721 or the attachment unit 723.
  • electronic device 800B shown in FIG. 20D has earphone unit 827.
  • earphone unit 827 and control unit 824 can be configured to be connected to each other by wire.
  • Part of the wiring connecting earphone unit 827 and control unit 824 may be disposed inside housing 821 or mounting unit 823.
  • earphone unit 827 and mounting unit 823 may have magnets. This allows earphone unit 827 to be fixed to mounting unit 823 by magnetic force, which is preferable as it makes storage easier.
  • the electronic device may have an audio output terminal to which earphones or headphones can be connected.
  • the electronic device may also have one or both of an audio input terminal and an audio input mechanism.
  • a sound collection device such as a microphone can be used as the audio input mechanism.
  • the electronic device may be endowed with the functionality of a so-called headset.
  • both glasses-type devices such as electronic device 700A and electronic device 700B
  • goggle-type devices such as electronic device 800A and electronic device 800B
  • the electronic device of one aspect of the present invention can transmit information to the earphones via a wired or wireless connection.
  • the electronic device 6500 shown in FIG. 21A is a portable information terminal that can be used as a smartphone.
  • the electronic device 6500 includes a housing 6501, a display portion 6502, a power button 6503, a button 6504, a speaker 6505, a microphone 6506, a camera 6507, a light source 6508, and the like.
  • the display portion 6502 has a touch panel function.
  • a light-emitting device can be applied to the display portion 6502. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Figure 21B is a schematic cross-sectional view including the end of the housing 6501 on the microphone 6506 side.
  • a transparent protective member 6510 is provided on the display surface side of the housing 6501, and a display panel 6511, optical members 6512, a touch sensor panel 6513, a printed circuit board 6517, a battery 6518, etc. are arranged in the space surrounded by the housing 6501 and the protective member 6510.
  • the display panel 6511, the optical member 6512, and the touch sensor panel 6513 are fixed to the protective member 6510 by an adhesive layer (not shown).
  • a part of the display panel 6511 is folded back, and the FPC 6515 is connected to the folded back part.
  • An IC 6516 is mounted on the FPC 6515.
  • the FPC 6515 is connected to a terminal provided on a printed circuit board 6517.
  • the flexible display of one embodiment of the present invention can be applied to the display panel 6511. Therefore, an extremely lightweight electronic device can be realized.
  • the display panel 6511 is extremely thin, a large-capacity battery 6518 can be mounted while keeping the thickness of the electronic device small.
  • a connection portion with the FPC 6515 on the back side of the pixel portion, an electronic device with a narrow frame can be realized.
  • FIG 21C shows an example of a television device.
  • a display unit 7000 is built into a housing 7171.
  • the housing 7171 is supported by a stand 7173.
  • a light-emitting device can be applied to the display portion 7000. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • the television device 7100 shown in FIG. 21C can be operated using an operation switch provided on the housing 7171 and a separate remote control 7151.
  • the display unit 7000 may be provided with a touch sensor, and the television device 7100 may be operated by touching the display unit 7000 with a finger or the like.
  • the remote control 7151 may have a display unit that displays information output from the remote control 7151.
  • the channel and volume can be operated using the operation keys or touch panel provided on the remote control 7151, and the image displayed on the display unit 7000 can be operated.
  • the television device 7100 is configured to include a receiver and a modem.
  • the receiver can receive general television broadcasts.
  • by connecting to a wired or wireless communication network via the modem it is also possible to perform one-way (from sender to receiver) or two-way (between sender and receiver, or between receivers, etc.) information communication.
  • FIG. 21D shows an example of a notebook personal computer.
  • the notebook personal computer 7200 has a housing 7211, a keyboard 7212, a pointing device 7213, an external connection port 7214, and the like.
  • the display unit 7000 is built into the housing 7211.
  • a light-emitting device can be applied to the display portion 7000. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Figures 21E and 21F show an example of digital signage.
  • the digital signage 7300 shown in FIG. 21E includes a housing 7301, a display unit 7000, and a speaker 7303. It may also include LED lamps, operation keys (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, etc.
  • Figure 21F shows a digital signage 7400 attached to a cylindrical pole 7401.
  • the digital signage 7400 has a display unit 7000 that is provided along the curved surface of the pole 7401.
  • a light-emitting device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 7000. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • the larger the display unit 7000 the more information can be provided at one time. Also, the larger the display unit 7000, the more easily it catches people's attention, which can increase the advertising effectiveness of, for example, advertisements.
  • a touch panel By applying a touch panel to the display unit 7000, not only can images or videos be displayed on the display unit 7000, but the user can also intuitively operate it, which is preferable. Furthermore, when used to provide information such as route information or traffic information, the intuitive operation can improve usability.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 can be linked via wireless communication with an information terminal 7311 or an information terminal 7411 such as a smartphone carried by a user.
  • advertising information displayed on the display unit 7000 can be displayed on the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the display on the display unit 7000 can be switched by operating the information terminal 7311 or the information terminal 7411.
  • the digital signage 7300 or the digital signage 7400 execute a game using the screen of the information terminal 7311 or the information terminal 7411 as an operating means (controller). This allows an unspecified number of users to participate in and enjoy the game at the same time.
  • the electronic device shown in Figures 22A to 22G has a housing 9000, a display unit 9001, a speaker 9003, operation keys 9005 (including a power switch or an operation switch), a connection terminal 9006, a sensor 9007 (including a function to measure force, displacement, position, speed, acceleration, angular velocity, rotation speed, distance, light, liquid, magnetism, temperature, chemical substance, sound, time, hardness, electric field, current, voltage, power, radiation, flow rate, humidity, gradient, vibration, odor, or infrared rays), a microphone 9008, etc.
  • the electronic devices shown in Figures 22A to 22G have various functions. For example, they may have a function of displaying various information (still images, videos, text images, etc.) on the display unit, a touch panel function, a function of displaying a calendar, date or time, etc., a function of controlling processing by various software (programs), a wireless communication function, a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium, etc.
  • the functions of the electronic device are not limited to these, and the electronic device may have various functions.
  • the electronic device may have multiple display units.
  • the electronic device may have a camera or the like to capture still images or videos and store them on a recording medium (external or built into the camera), a function of displaying the captured images on the display unit, etc.
  • FIG. 22A is a perspective view showing a mobile information terminal 9171.
  • the mobile information terminal 9171 can be used as, for example, a smartphone.
  • the mobile information terminal 9171 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, or the like.
  • the mobile information terminal 9171 can display text and image information on multiple surfaces.
  • FIG. 22A shows an example in which three icons 9050 are displayed.
  • Information 9051 shown in a dashed rectangle can also be displayed on another surface of the display unit 9001. Examples of the information 9051 include notifications of incoming e-mail, SNS, telephone calls, etc., the title of e-mail or SNS, the sender's name, the date and time, the remaining battery level, radio wave strength, etc.
  • the icon 9050, etc. may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • FIG 22B is a perspective view showing a mobile information terminal 9172.
  • the mobile information terminal 9172 has a function of displaying information on three or more sides of the display unit 9001.
  • information 9052, information 9053, and information 9054 are each displayed on different sides.
  • a user can check information 9053 displayed in a position that can be observed from above the mobile information terminal 9172 while the mobile information terminal 9172 is stored in a breast pocket of clothes. The user can check the display without taking the mobile information terminal 9172 out of the pocket and decide, for example, whether or not to answer a call.
  • FIG 22C is a perspective view showing a tablet terminal 9173.
  • the tablet terminal 9173 is capable of executing various applications such as mobile phone, e-mail, text viewing and creation, music playback, internet communication, and computer games, for example.
  • the tablet terminal 9173 has a display unit 9001, a camera 9002, a microphone 9008, and a speaker 9003 on the front side of the housing 9000, operation keys 9005 as operation buttons on the side of the housing 9000, and a connection terminal 9006 on the bottom.
  • FIG. 22D is a perspective view showing a wristwatch-type mobile information terminal 9200.
  • the mobile information terminal 9200 can be used as, for example, a smart watch (registered trademark).
  • the display surface of the display unit 9001 is curved, and display can be performed along the curved display surface.
  • the mobile information terminal 9200 can also perform hands-free conversation by communicating with, for example, a headset capable of wireless communication.
  • the mobile information terminal 9200 can also perform data transmission with other information terminals and charge itself via a connection terminal 9006. Note that charging may be performed by wireless power supply.
  • FIG. 22E to 22G are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201.
  • FIG. 22E is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state
  • FIG. 22G is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in a folded state
  • FIG. 22F is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in a state in the middle of changing from one of FIG. 22E and FIG. 22G to the other.
  • the mobile information terminal 9201 has excellent portability when folded, and has excellent display visibility due to a seamless wide display area when unfolded.
  • the display unit 9001 of the mobile information terminal 9201 is supported by three housings 9000 connected by hinges 9055.
  • the display unit 9001 can be bent with a radius of curvature of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • light-emitting devices 1 (light-emitting devices 1A, 1B, and 1C) according to one embodiment of the present invention are fabricated using an MML process, and the evaluation results of the fabricated light-emitting devices 1 are described.
  • light-emitting device 1A, light-emitting device 1B, and light-emitting device 1C have a tandem structure in which a first EL layer 910, an intermediate layer 930, a second EL layer 920, and a second electrode 902 are stacked on a first electrode 901 formed on a substrate 900, which is a glass substrate.
  • the first EL layer 910 has a structure in which a hole injection layer 911, a first hole transport layer 912, a first light emitting layer 913, and a first electron transport layer 914 are sequentially stacked.
  • the intermediate layer 930 has an electron injection buffer layer 931, an electron relay layer 932, and a charge generating layer 933.
  • the electron injection buffer layer 931 has a structure in which a second electron injection buffer layer 931b is stacked on a first electron injection buffer layer 931a.
  • the second EL layer 920 has a structure in which a second hole transport layer 922, a second light emitting layer 923, a second electron transport layer 924, and an electron injection layer 925 are sequentially stacked.
  • first EL layer 910 corresponds to the first light-emitting unit 501 shown in FIG. 1A
  • second EL layer 920 corresponds to the second light-emitting unit 502 shown in FIG. 1A
  • intermediate layer 930 corresponds to the intermediate layer 116 shown in FIG. 1A.
  • light-emitting device 1A, light-emitting device 1B, and light-emitting device 1C each have a different structure of the electron injection buffer layer 931.
  • the structural formula of the organic compound used in light-emitting device 1 is shown below.
  • a first electrode 901 was formed on a glass substrate 900, which was a stack of a layer containing an alloy (also referred to as "APC") containing silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu) and a layer containing indium tin oxide (also referred to as "ITSO") containing silicon oxide.
  • APC an alloy
  • Pd palladium
  • Cu copper
  • ITSO indium tin oxide
  • a 100-nm-thick APC layer was formed on the substrate 900 by a sputtering method, and then a 50-nm-thick ITSO layer was formed by a sputtering method.
  • the area of the first electrode 901 was 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • ITSO functions as an anode.
  • APC functions as a reflective electrode (electrode with high reflectivity for visible light)
  • ITSO functions as a transparent electrode (electrode with high transmittance for visible light).
  • the first electrode 901 which is composed of a laminate of APC and ITSO, essentially functions as a reflective electrode.
  • the first EL layer 910 was formed on the first electrode 901.
  • the surface of the substrate 900 on which the first electrode 901 was formed was washed with water, and then heat-treated at 200° C. for 1 hour. Thereafter, the substrate 900 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and vacuum-baked at 170° C. for 30 minutes under reduced pressure of about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus. Then, the substrate was naturally cooled under reduced pressure for about 30 minutes.
  • the substrate 900 was fixed to a substrate holder provided in a vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode 901 was formed was facing downward.
  • PCBBiF N-(biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine
  • OCHD-003 an electron acceptor material
  • PCBBiF was evaporated onto the hole injection layer 911 to a thickness of 120 nm to form a first hole transport layer 912.
  • a first light-emitting layer 913 was formed on the first hole-transporting layer 912.
  • 8-(1,1′:4′,1′′-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm
  • 9-(2-naphthyl)-9′-phenyl-9H,9′H-3,3′-bicarbazole abbreviation: ⁇ NCCP
  • [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl- ⁇ N)benzofuro[2,3-b]pyridine- ⁇ C]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl- ⁇ N2)phenyl- ⁇ C]iridium(III) abbreviation: Ir(5mppy-d3) 2
  • a first light-emitting layer 913 was formed by co-evaporating 8mpTP-4
  • a first electron injection buffer layer 931a was provided on the first electron transport layer 914.
  • the first electron injection buffer layer 931a was not provided in the light-emitting device 1A.
  • the light-emitting device 1B and the light-emitting device 1C were each provided with a first electron injection buffer layer 931a with a different configuration.
  • 1,1'-(2',7'-di-tert-butyl-9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,7-diyl)bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: 2',7'tBu-2,7hpp2SF) was evaporated onto the first electron transport layer 914 by a deposition method using resistance heating to a thickness of 2 nm, forming a first electron injection buffer layer 931a.
  • a mixed layer of 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline) (abbreviation: mPPhen2P) and 2',7'tBu-2,7hpp2SF was formed as the first electron injection buffer layer 931a.
  • a mixed layer of mPPhen2P and lithium oxide (Li 2 O) was formed as the second electron-injection buffer layer 931b.
  • a copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) film was formed to a thickness of 2 nm as the electron relay layer 932.
  • PCBBiF and OCHD-003 were co-deposited by a vapor deposition method using resistance heating so that PCBBiF:OCHD-003 was 1:0.15 (weight ratio) and the film thickness was 10 nm, forming the charge generation layer 933.
  • PCBBiF was evaporated onto the charge generation layer 933 to a thickness of 55 nm to form a second hole transport layer 922.
  • a second light-emitting layer 923 was formed on the second hole-transporting layer 922.
  • 2mPCCzPDBq was deposited on the second light-emitting layer 923 to a thickness of 20 nm, and then mPPhen2P was deposited on the second light-emitting layer 923 to a thickness of 20 nm to form a second electron transport layer 924.
  • the substrate 900 was removed from the vacuum deposition apparatus and exposed to the atmosphere (also referred to as “exposed to the atmosphere”). After that, an aluminum oxide (abbreviated as AlOx) film was formed on the second electron transport layer 924 by sputtering to a thickness of 30 nm.
  • AlOx aluminum oxide
  • a molybdenum film was formed on the AlOx film by sputtering to a thickness of 50 nm.
  • a resist mask was formed on the molybdenum film by photolithography, and the molybdenum film was processed into a predetermined shape. Specifically, a slit with a width of 3 ⁇ m was formed at a position 3.5 ⁇ m away from the end of the first electrode 901 when viewed from above the substrate 900.
  • the first EL layer 910, the intermediate layer 930, the second hole transport layer 922, the second light emitting layer 923, the second electron transport layer 924, and a portion of the aluminum oxide film were selectively removed using the molybdenum film as a mask. After that, the molybdenum film and the aluminum oxide film were removed by wet etching using a basic chemical solution.
  • the second electrode 902 functions as a cathode.
  • the second electrode 902 is a semi-transparent and semi-reflective electrode that has the function of reflecting light and the function of transmitting light.
  • DBT3P-II 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • ⁇ Characteristics of Light-Emitting Device 1> The various characteristics (device characteristics) of the fabricated light-emitting device 1A, light-emitting device 1B, and light-emitting device 1C were evaluated.
  • Fig. 24 shows the measurement results of the current density-voltage characteristics.
  • Fig. 25 shows the measurement results of the current efficiency-luminance characteristics.
  • Fig. 26 shows the measurement results of the normalized luminance-time change characteristics.
  • Fig. 27 shows the measurement results of the normalized voltage-time change characteristics.
  • light-emitting device 1A, light-emitting device 1B, and light-emitting device 1C all exhibit similarly high current efficiency values, and function as tandem devices. In other words, it can be said that among light-emitting device 1A, light-emitting device 1B, and light-emitting device 1C, light-emitting device 1C has the lowest power consumption.
  • FIG. 26 shows the change in luminance versus drive time when the light-emitting devices 1A, 1B, and 1C are driven at a constant current density of 50 mA/ cm2 .
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 26 shows normalized luminance (%) when the initial luminance is 100%, and the horizontal axis shows time (h).
  • the light-emitting device 1A an increase in luminance occurred at the beginning of the measurement, and then the luminance decreased over time.
  • the light-emitting devices 1B and 1C no initial increase in luminance occurred.
  • the light-emitting device 1C exhibited a gradual decrease in luminance, and good reliability was obtained.
  • FIG. 27 shows the change in voltage with respect to drive time when the light-emitting devices 1A, 1B, and 1C are driven at a constant current density of 50 mA/ cm2 .
  • the vertical axis of the graph shown in FIG. 27 shows the normalized voltage (V) when the initial voltage is set to 0, and the horizontal axis shows the time (h).
  • V normalized voltage
  • h time
  • the light-emitting devices 1A a voltage increase was observed after about 1 hour, and a rapid voltage increase was observed after 10 hours.
  • the light-emitting devices 1B and 1C show a gradual change in voltage and have good reliability. In particular, the light-emitting device 1C has better reliability than the light-emitting device 1B.
  • good device characteristics were obtained from the light emitting device 1B and the light emitting device 1C having a stacked structure of the first electron injection buffer layer 931a and the second electron injection buffer layer 931b.
  • the best device characteristics were obtained from the light emitting device 1C having a stacked structure of a mixed layer of mPPhen2P and 2',7'tBu-2,7hpp2SF (first electron injection buffer layer 931a) and a mixed layer of mPPhen2P and lithium oxide (Li 2 O) (second electron injection buffer layer 931b).
  • the electron spin resonance spectrum of a thin film made of the material used in the intermediate layer 930 of the light-emitting device 1C was measured.
  • the first electron injection buffer layer 931a in the intermediate layer of the light-emitting device 1C is a layer having a spin density of less than 1 ⁇ 10 16 spins/cm 3 .
  • the measurement of the electron spin resonance spectrum by the ESR method was performed using an electron spin resonance measuring device E500 type (manufactured by Bruker).
  • the second electron injection buffer layer 931b in the intermediate layer of the light emitting device 1C is a layer having a spin density of more than 1 ⁇ 10 17 spins/cm 3 .
  • the charge generation layer 933 is a layer containing PCBBiF, an organic compound having hole transport properties, and OCHD-003 exhibiting electron acceptor properties, and is a charge generation layer that separates charges when a voltage is applied.
  • PCBBiF:OCHD-003 When the electron spin resonance spectrum of a thin film obtained by co-evaporating PCBBiF and OCHD-003 on a quartz substrate at a weight ratio of 1:0.1 (PCBBiF:OCHD-003) to a thickness of 100 nm was measured at room temperature, a signal was observed at a g value of around 2.00, and it was found that the spin density was 5 ⁇ 10 19 spins/cm 3.
  • the measurement of the electron spin resonance spectrum by the ESR method was performed using an electron spin resonance measurement device FES FA300 type (manufactured by JEOL Ltd.). The above measurements were performed at a resonant frequency of 9.18 GHz, an output of 1 mW, a modulation magnetic field of 50 mT, a modulation width of 0.5 mT, a time constant of 0.03 s, a sweep time of 1 min, and at room temperature.
  • FES FA300 type manufactured by JEOL Ltd.
  • a light-emitting device 2 according to one embodiment of the present invention (light-emitting device 2A and comparative light-emitting device 2B) was fabricated, and the evaluation results of the fabricated light-emitting device 2 are described.
  • the light-emitting device 2A and the comparative light-emitting device 2B have a tandem structure in which a first EL layer 910, an intermediate layer 930, a second EL layer 920, and a second electrode 902 are stacked on a first electrode 901 formed on a substrate 900, which is a glass substrate.
  • the first EL layer 910 has a structure in which a hole injection layer 911, a first hole transport layer 912, and a first light emitting layer 913 are sequentially stacked.
  • the intermediate layer 930 has an electron injection buffer layer 931, an electron relay layer 932, and a charge generating layer 933.
  • the electron injection buffer layer 931 has a structure in which a second electron injection buffer layer 931b is stacked on a first electron injection buffer layer 931a.
  • the second EL layer 920 has a structure in which a second hole transport layer 922, a second light emitting layer 923, a second electron transport layer 924, and an electron injection layer 925 are sequentially stacked.
  • first EL layer 910 corresponds to the first light-emitting unit 501 shown in FIG. 1A
  • second EL layer 920 corresponds to the second light-emitting unit 502 shown in FIG. 1A
  • intermediate layer 930 corresponds to the intermediate layer 116 shown in FIG. 1A.
  • the light-emitting device 2A and the comparative light-emitting device 2B have different structures of the electron injection buffer layer 931.
  • the structural formula of the organic compound used in light-emitting device 2 is shown below.
  • a first electrode 901 consisting of a stack of a layer containing an alloy (also referred to as "APC") containing silver (Ag), palladium (Pd), and copper (Cu) and a layer containing indium tin oxide (also referred to as "ITSO") containing silicon oxide was formed on a substrate 900, which was a glass substrate.
  • an APC layer having a thickness of 100 nm was formed on the substrate 900 by a sputtering method, and then an ITSO layer having a thickness of 50 nm was formed by a sputtering method.
  • the area of the first electrode 901 was set to 4 mm 2 (2 mm ⁇ 2 mm).
  • ITSO functions as an anode.
  • APC functions as a reflective electrode (electrode with high reflectivity for visible light)
  • ITSO functions as a transparent electrode (electrode with high transmittance for visible light).
  • the first electrode 901 which is composed of a laminate of APC and ITSO, essentially functions as a reflective electrode.
  • the first EL layer 910 was formed on the first electrode 901.
  • the surface of the substrate 900 on which the first electrode 901 was formed was washed with water, and then heat-treated at 200° C. for 1 hour. Thereafter, the substrate 900 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and vacuum-baked at 170° C. for 30 minutes under reduced pressure of about 1 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus. Then, the substrate was naturally cooled under reduced pressure for about 30 minutes.
  • the substrate 900 was fixed to a substrate holder provided in a vacuum deposition apparatus so that the surface on which the first electrode 901 was formed was facing downward.
  • PCBBiF N-(biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amine
  • OCHD-003 an electron acceptor material
  • PCBBiF was evaporated onto the hole injection layer 911 to a thickness of 125 nm to form a first hole transport layer 912.
  • a first light-emitting layer 913 was formed on the first hole-transporting layer 912.
  • 8-(1,1′:4′,1′′-terphenyl-3-yl)-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidine abbreviation: 8mpTP-4mDBtPBfpm
  • 9-(2-naphthyl)-9′-phenyl-9H,9′H-3,3′-bicarbazole abbreviation: ⁇ NCCP
  • [2-d3-methyl-8-(2-pyridinyl- ⁇ N)benzofuro[2,3-b]pyridine- ⁇ C]bis[2-(5-d3-methyl-2-pyridinyl- ⁇ N2)phenyl- ⁇ C]iridium(III) abbreviation: Ir(5mppy-d3) 2
  • a first light-emitting layer 913 was formed by co-evaporating 8mpTP-4
  • a first electron injection buffer layer 931a was provided on the first light-emitting layer 913.
  • the first electron injection buffer layer 931a was not formed.
  • a mixed layer of mPPhen2P and lithium oxide (Li 2 O) was formed as the second electron injection buffer layer 931b in both the light-emitting device 2A and the comparative light-emitting device 2B.
  • a copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc) film was formed to a thickness of 2 nm as the electron relay layer 932.
  • PCBBiF and OCHD-003 were co-deposited by a vapor deposition method using resistance heating so that PCBBiF:OCHD-003 was 1:0.15 (weight ratio) and the film thickness was 10 nm, forming the charge generation layer 933.
  • PCBBiF was evaporated onto the charge generation layer 933 to a thickness of 65 nm to form a second hole transport layer 922.
  • a second light-emitting layer 923 was formed on the second hole-transporting layer 922.
  • 2mPCCzPDBq was deposited on the second light-emitting layer 923 to a thickness of 20 nm, and then mPPhen2P was deposited on the second light-emitting layer 923 to a thickness of 20 nm to form a second electron transport layer 924.
  • the second electrode 902 functions as a cathode.
  • the second electrode 902 is a semi-transparent and semi-reflective electrode that has the function of reflecting light and the function of transmitting light.
  • DBT3P-II 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • FIG. 29 shows the measurement results of the luminance-current density characteristics.
  • FIG. 30 shows the measurement results of the luminance-voltage characteristics.
  • FIG. 31 shows the measurement results of the current efficiency-current density characteristics.
  • FIG. 32 shows the measurement results of the current density-voltage characteristics.
  • FIG. 33 shows the measurement results of the EL intensity-wavelength characteristics.
  • Table 4 shows the main characteristics at a current density of 50 mA/ cm2 .
  • the luminance, CIE chromaticity, and electroluminescence spectrum were measured at room temperature using a spectroradiometer (SR-UL1R, manufactured by Topcon Corporation).
  • the light-emitting device 2A has a smaller decrease in luminance over driving time than the comparative light-emitting device 2B, and is a light-emitting device with better reliability than the comparative light-emitting device 2B.
  • 101 first electrode, 102: second electrode, 103: organic compound layer, 104: common layer, 110: subpixel, 111: hole injection layer, 112: hole transport layer, 113: light emitting layer, 114: electron transport layer, 115: electron injection layer, 116: intermediate layer, 117: charge generation layer, 118: electron relay layer, 119: electron injection buffer layer, 120: substrate, 122: resin layer, 125: inorganic insulating layer, 127: insulating layer, 128: layer

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Abstract

高効率かつ信頼性が良好な発光デバイスを提供する。 第１の電極と、第２の電極と、有機化合物層と、を有し、有機化合物層は、第１の電極および第２の電極の間に位置し、有機化合物層は、第１の発光ユニットと、第２の発光ユニットと、中間層と、を有し、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットの間に中間層を有し、中間層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む混合層と、第３の有機化合物および第３の有機化合物に対する電子供与体を含む混合層と、を有し、第１の有機化合物は、強塩基性を有し、第２の有機化合物は、電子輸送性を有し、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が高い発光デバイスである。

Description

発光デバイスおよび発光デバイスの作製方法
本発明の一態様は、有機化合物、発光デバイス、発光装置、受発光装置、表示装置、電子機器、照明装置および電子デバイスに関する。なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
有機化合物を用いたエレクトロルミネッセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用する発光デバイス（有機ＥＬデバイス）の実用化が進んでいる。これら発光デバイスの基本的な構成は、一対の電極間に発光材料を含む有機化合物層（ＥＬ層）を挟んだものである。この素子に電圧を印加して、キャリアを注入し、当該キャリアの再結合エネルギーを利用することにより、発光材料からの発光を得ることができる。
このような発光デバイスは自発光型であるためディスプレイの画素として用いると、液晶に比べ、視認性が高く、バックライトが不要である等の利点があり、フラットパネルディスプレイ素子として好適である。また、このような発光デバイスを用いたディスプレイは、薄型軽量に作製できることも大きな利点である。さらに非常に応答速度が速いことも特徴の一つである。
また、これらの発光デバイスは発光層を二次元に連続して形成することが可能であるため、面状に発光を得ることができる。これは、白熱電球及びＬＥＤに代表される点光源、あるいは蛍光灯に代表される線光源では得難い特色であるため、照明等に応用できる面光源としての利用価値も高い。
このように発光デバイスを用いたディスプレイや照明装置はさまざまな電子機器に適用好適であるが、より良好な特性を有する発光デバイスを求めて研究開発が進められている。
発光デバイスの製造方法には、様々な方法が知られているが、高精細な発光デバイスを作成する方法の一つとして、ファインメタルマスクを使用することなく、発光層を形成する方法が知られている。その一例としては、絶縁基板の上方に形成された第１及び第２画素電極を含んだ電極アレイの上方にホスト材料とドーパント材料との混合物を含んだ第１ルミネッセンス性有機材料を堆積させて、電極アレイを含む表示領域に亘って広がった連続膜として第１発光層を形成する工程と、第１発光層のうち第１画素電極の上方に位置した部分に紫外光を照射することなしに、第１発光層のうち第２画素電極の上方に位置した部分に紫外光を照射する工程と、第１発光層上にホスト材料とドーパント材料との混合物を含み且つ第１ルミネッセンス性有機材料とは異なる第２ルミネッセンス性有機材料を堆積させて、第２発光層を表示領域に亘って広がった連続膜として形成する工程と、第２発光層の上方に対向電極を形成する工程とを含む、有機ＥＬディスプレイの製造方法がある（特許文献１）。
また、有機ＥＬデバイスの一つとして、非特許文献１には、標準的なＵＶフォトリソグラフィを使用した有機光電子デバイスの製造方法が開示されている（非特許文献１）。
特開２０１２−１６０４７３号公報
Ｂ．Ｌａｍｐｒｅｃｈｔ　ｅｔ　ａｌ．，"Ｏｒｇａｎｉｃ　ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　ｄｅｖｉｃｅ　ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ｓｔａｎｄａｒｄ　ＵＶ　ｐｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ"ｐｈｙｓ．ｓｔａｔ．ｓｏｌ．（ＲＲＬ）２，Ｎｏ．１，ｐ．１６−１８（２００８）
一般的に発光デバイスにおける電子注入層には、仕事関数の小さいリチウム（Ｌｉ）等のアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物が用いられている。そして、上記アルカリ金属またはその化合物を用いる事で、優れた電子注入性を確保できる。また、上記アルカリ金属またはその化合物が電子輸送性材料と相互作用する事で、電荷発生能力が確保でき、電子輸送層へ電子を注入する事ができる。したがって、上記アルカリ金属またはその化合物を電子注入層に用いる事で、デバイスの低電圧化が実現している。
しかし、上記アルカリ金属またはその化合物は、酸化されやすく不安定な材料である。したがって、発光デバイスを作製する工程中に、水または酸素等の大気成分等と反応してしまうと、発光デバイスの大幅な駆動電圧の上昇または、著しい発光効率の低下を引き起こしてしまう問題がある。このため、有機ＥＬデバイスを作製する際には、真空もしくは窒素などの不活性ガスの雰囲気で、作製する必要がある。
また、特に、タンデム型の発光デバイスは、中間層を挟んで複数の発光層が直列に積層された構造を有しており、当該中間層にも、陽極側に接する発光ユニットに電子を注入するために、アルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物の層が含まれる構造を有する。一方、シングル型の発光デバイスは、有機化合物膜を所定の形状に加工した後、アルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物の層が含まれる構造を形成することができる。従って、シングル型の発光デバイスと比較して、タンデム型の発光デバイスは、アルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物の層が水または酸素等の大気成分と反応する蓋然性が高い。
また、近年、有機化合物膜を所定の形状に作製する方法の一つとして、メタルマスクを用いた真空蒸着法（マスク蒸着法）が広く用いられている。しかし、高密度化、高精細化が進む昨今、マスク蒸着法は、合わせ精度の問題、基板とメタルマスクの配置間隔の問題に代表される種々の理由により、これ以上の高精細化は限界に近付いている。一方、フォトリソグラフィ法を用いて有機化合物膜の形状を加工することで、より緻密なパターンを形成することができる。この方法はさらに、大面積化も容易であることから、フォトリソグラフィ法を用いた有機化合物膜の加工に関する研究も進められている。
また、タンデム型の発光デバイスをフォトリソグラフィ法により作製する場合、加工する工程中に、中間層が大気、レジスト樹脂、水、または薬液等に暴露されてしまう。中間層にアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物を含むデバイスは、この工程によって、中間層が劣化し、大幅な特性の悪化が生じていた。つまり、中間層におけるアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物の層がフォトリソグラフィ工程に曝されることによって、大幅な駆動電圧の上昇、および著しい発光効率の低下が引き起こされていた。
本発明の一態様は、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な有機化合物を提供することを課題の一とする。本発明の一態様は、設計自由度が高い半導体装置を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、製造プロセスにおける設計自由度が高い発光デバイスを提供することを課題の一とする。または、本発明の他の一態様は、信頼性の高い発光デバイスを提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、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課題の一とする。または、本発明の一態様は、消費電力が小さく、信頼性の高い発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置および電子デバイスを提供することを課題の一とする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。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、第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットの間に中間層を有し、中間層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む第１の混合層と、第３の有機化合物および第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、を有し、第１の有機化合物は、ｐＫａ８以上の強塩基性を有し、第２の有機化合物および第３の有機化合物は、電子輸送性を有する、発光デバイスである。
本発明の別の一態様は、第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、第１の発光ユニットおよび第２の発光ユニットの間に中間層を有し、中間層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む第１の混合層と、第３の有機化合物および第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、第４の有機化合物および第４の有機化合物に対する電子受容体を含む第３の層と、を有し、第１の有機化合物は、ｐＫａ８以上の強塩基性を有し、第２の有機化合物および第３の有機化合物は、電子輸送性を有し、第４の有機化合物は、正孔輸送性を有する、発光デバイスである。
第３の層は、第４の有機化合物および電子受容体を含む混合層であってもよい。第３の層は、第４の有機化合物を含む層と電子受容体を含む層との積層であってもよい。第３の層が、第４の有機化合物を含む層と電子受容体を含む層の積層である場合は、電子受容体を含む層は、第４の有機化合物を含む層と第２の混合層との間に位置することが好ましい。
第２の有機化合物と第３の有機化合物は、互いに異なる材料を使用してもよいが、同じ材料であることが好ましい。例えば、第１の電極が陽極として機能し、第２の電極が陰極として機能する場合、第１の混合層を第１の電極側に設け、第２の混合層を第２の電極側に設けてもよい。また、例えば、第２の混合層は、第１の混合層と第３の層の間に設ければよい。また、第１の混合層と第２の混合層は互いに接することが好ましい。
例えば、第２の有機化合物と第３の有機化合物のそれぞれに、π電子不足型複素芳香環を用いればよい。また、例えば、第４の有機化合物に、π電子過剰型複素芳香環および芳香族アミンの少なくとも一を用いればよい。
また、上記発光デバイスにおいて、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が高いことが好ましい。例えば、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が０．０５ｅＶ以上高いことが好ましい。
また、上記発光デバイスにおいて、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が高いことが好ましい。例えば、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が０．０５ｅＶ以上高いことが好ましい。
また、上記発光デバイスにおいて、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりもＬＵＭＯ準位が高く、かつ、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準位が高いことが好ましい。例えば、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりもＬＵＭＯ準位が、０．０５ｅＶ以上高く、かつ、第２の有機化合物よりもＨＯＭＯ準位が０．０５ｅＶ以上高いことが好ましい。
例えば、第１の有機化合物は、ＬＵＭＯ準位が、−２．５０ｅＶ以上−１．００ｅＶ以下であることが好ましい。
また、第２の有機化合物として、酸解離定数ｐＫａが４以上８以下の塩基性を有する材料を用いることが好ましい。
第１の有機化合物として、第２の有機化合物に対して電子供与性を有さない材料を用いることが好ましい。
第１の混合層は、膜の状態で、電子スピン共鳴法で観測されるスピン密度が、１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下であることが好ましい。また、電子供与体は、アルカリ金属またはアルカリ金属化合物を含むことが好ましい。例えば、電子供与体としてリチウムを含む材料を用いればよい。
本発明の別の一態様は、陽極として機能する第１の電極を形成し、第１の電極上に第１の発光層を含む第１の発光ユニットを形成し、第１の発光ユニット上に、ｐＫａ８以上の強塩基性を有する第１の有機化合物および電子輸送性を有する第２の有機化合物を含む第１の混合層と、電子輸送性を有する第３の有機化合物および第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、を含む中間層を形成し、中間層上に第２の発光層を含む第２の発光ユニットを形成し、フォトリソグラフィ法を用いて、第１の発光ユニット、中間層、および第２の発光ユニットを、第１の電極の少なくとも一部を覆う形状に加工し、第２の発光ユニット上に陰極として機能する第２の電極を形成する発光デバイスの作製方法である。
上記発光デバイスの作製方法において、第１の混合層を第１の電極側に形成し、第２の混合層を第２の電極側に形成すればよい。なお、中間層は電荷発生層を有してもよい。
本発明の一態様により、新規なタンデム構造を有する発光デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様により、良好な効率を有する新規なタンデム構造を有する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、良好な信頼性を有する新規なタンデム構造を有する発光デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様により、信頼性および効率が良好な新規なタンデム構造を有する発光デバイスを提供することができる。
または、本発明の一態様は、設計自由度が高い半導体装置を提供することができる。また、本発明の一態様は、製造プロセスにおける設計自由度が高い発光デバイスを提供することができる。または、本発明の他の一態様は、信頼性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ができる。または、本発明の一態様は、消費電力が小さく、信頼性の高い発光デバイス、発光装置、電子機器、表示装置、電子デバイスおよび照明装置を各々提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａおよび図１Ｂは、発光デバイスについて表す図である。
図２は、発光デバイスについて表す図である。
図３Ａおよび図３Ｂは、発光装置の上面図および断面図である。
図４Ａ乃至図４Ｄは、発光デバイスについて表す図である。
図５Ａ乃至図５Ｅは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図６Ａ乃至図６Ｅは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図７Ａ乃至図７Ｃは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図８Ａ乃至図８Ｃは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図９Ａ乃至図９Ｃは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１０Ａ乃至図１０Ｃは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１１Ａ乃至図１１Ｃは、発光装置の作製方法の一例を示す断面図である。
図１２Ａ乃至図１２Ｇは、画素の構成例を示す上面図である。
図１３Ａ乃至図１３Ｉは、画素の構成例を示す上面図である。
図１４Ａ、及び図１４Ｂは、表示モジュールの構成例を示す斜視図である。
図１５Ａ、及び図１５Ｂは、発光装置の構成例を示す断面図である。
図１６は、発光装置の構成例を示す斜視図である。
図１７Ａは、発光装置の構成例を示す断面図である。図１７Ｂ、及び図１７Ｃは、トランジスタの構成例を示す断面図である。
図１８は、発光装置の構成例を示す断面図である。
図１９Ａ乃至図１９Ｄは、発光装置の構成例を示す断面図である。
図２０Ａ乃至図２０Ｄは、電子機器の一例を示す図である。
図２１Ａ乃至図２１Ｆは、電子機器の一例を示す図である。
図２２Ａ乃至図２２Ｇは、電子機器の一例を示す図である。
図２３は、実施例１にかかる試料の構造を説明する図である。
図２４は、実施例１にかかる試料の電流密度−電圧特性を表す図である。
図２５は、実施例１にかかる試料の電流効率−輝度特性を表す図である。
図２６は、実施例１にかかる試料の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
図２７は、実施例１にかかる試料の規格化電圧−時間変化特性を表す図である。
図２８は、実施例２にかかる試料の構造を説明する図である。
図２９は、実施例２にかかる試料の輝度−電流密度特性を表す図である。
図３０は、実施例２にかかる試料の輝度−電圧特性を表す図である。
図３１は、実施例２にかかる試料の電流効率−電流密度特性を表す図である。
図３２は、実施例２にかかる試料の電流密度−電圧特性を表す図である。
図３３は、実施例２にかかる試料のＥＬ強度−波長特性を表す図である。
図３４は、実施例２にかかる試料の規格化輝度−時間変化特性を表す図である。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
また、図面において示す各構成の、位置、大きさ、及び、範囲などは、説明を理解しやすくするため、実際の位置、大きさ、及び、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面に開示された位置、大きさ、及び、範囲などに限定されない。
また、本明細書等において、「上に」、「下に」、「上方に」、または「下方に」などの配置を示す語句は、構成要素同士の位置関係を説明するために、便宜上用いている場合がある。また、構成要素同士の位置関係は、各構成を描写する方向に応じて適宜変化するものである。従って、本明細書等で説明した語句に限定されず、状況に応じて適切に言い換えることができる。例えば、「正孔注入層の上に正孔輸送層を設ける。」の表現を、「正孔注入層の下に正孔輸送層を設ける。」と言い換え可能な場合がある。
本明細書等において、発光デバイス（「発光素子」とも記す）は、一対の電極間にＥＬ層を有する。ＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。本明細書等において、受光デバイス（「受光素子」とも記す）は、一対の電極間に少なくとも光電変換層として機能する活性層を有する。本明細書等では、一対の電極の一方を画素電極と記し、他方を共通電極と記すことがある。
なお、本明細書中における発光装置とは、有機ＥＬデバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、有機ＥＬデバイスにコネクタ、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、又は有機ＥＬ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。
また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭ（ファインメタルマスク、高精細なメタルマスク）を用いて作製されるデバイスをＭＭ（メタルマスク）構造のデバイスと呼称する場合がある。また、本明細書等において、メタルマスク、またはＦＭＭを用いることなく作製されるデバイスをＭＭＬ（メタルマスクレス）構造のデバイスと呼称する場合がある。
本明細書等において、「第１」、「第２」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番または順位を示すものではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。また、本明細書等において付された序数詞と、特許請求の範囲において付された序数詞が異なる場合がある。また、本明細書等において序数詞が付されている用語であっても、特許請求の範囲などにおいて序数詞を省略する場合がある。
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「有機化合物層」という用語を、「有機化合物膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「有機化合物膜」という用語を、「有機化合物層」という用語に変更することが可能な場合がある。
（実施の形態１）
発光デバイスは、一対の電極間（第１の電極と第２の電極との間）に発光物質を含む有機化合物層を有しており、電極から当該有機化合物層に注入されたキャリア（正孔および電子）を再結合させることによって生じたエネルギーによって、発光を得る構成を有している。
図１Ａに、本発明の一態様の発光デバイス１３０を示した。本発明の一態様の発光デバイスは、陽極を含む第１の電極１０１と、陰極を含む第２の電極１０２との間に、第１の発光層１１３＿１を含む第１の発光ユニット５０１と、第２の発光層１１３＿２を含む第２の発光ユニット５０２と、中間層１１６と、を有する有機化合物層１０３を有する、タンデム型の発光デバイスである（なお、発光ユニットは「ＥＬ層」とも記す）。
なお、図１Ａでは、一つの中間層１１６と、二つの発光ユニットを有する発光デバイスを示しているが、ｎ（ｎは１以上の整数）層の中間層と、ｎ＋１層の発光ユニットを有する発光デバイスであってもよい。
例えば、図１Ｂに示す発光デバイス１３０は、第１の発光ユニット５０１、第１の中間層１１６＿１、第２の発光ユニット５０２、第２の中間層１１６＿２および第３の発光ユニット５０３を有するｎが２のタンデム型の発光デバイスの例である。また、中間層１１６は少なくとも電荷発生層１１７（以下、「Ｐ型層」とも記す）、および電子注入バッファ層１１９を有している。また、電子注入バッファ層１１９と電荷発生層１１７との間には、この２領域間における電子の授受を円滑に行うための電子リレー層１１８（以下、「電子リレー層」とも記す）が設けられていてもよく、電子注入バッファ層１１９と電荷発生層１１７が接して設けられてもよい。
また、各発光ユニットにおける発光層が呈する光の色域は、同じであっても異なっていてもよい。また、当該発光層は、単層であっても積層構造であってもよい。例えば、第１の発光ユニットおよび第３の発光ユニットにおいて青色領域の発光、第２の発光ユニットにおいて積層構造の発光層から赤色領域の発光および緑色領域の発光を呈するような構成により、白色発光を得ることができる。
前述した通り、タンデム型の発光デバイスをフォトリソグラフィ法により作製する場合、中間層にアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物を含むデバイスは、中間層がフォトリソグラフィ工程に曝されることによって、大幅な駆動電圧の上昇が引き起こされていた。一方で、中間層にアルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物を含まないデバイスでは、フォトリソグラフィ工程に伴う劣化が生じないものの、駆動電圧が高いなどの問題が生じていた。
上記問題を改善するため、中間層１１６の電子注入バッファ層１１９を、ホールブロック性が高い第１の電子注入バッファ層１１９ａと、アルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物を含む第２の電子注入バッファ層１１９ｂの積層構造とする。アルカリ金属または当該アルカリ金属の化合物を含む第２の電子注入バッファ層１１９ｂは、電荷発生層として機能すると好ましい。
陽極から注入されたホール（正孔）が第２の電子注入バッファ層１１９ｂおよび電荷発生層１１７に到達すると、第２の電子注入バッファ層１１９ｂまたは電荷発生層１１７で発生した電子と当該ホールが再結合し、電圧が上昇する、発光効率が低下する、タンデム型の発光デバイスとして機能しなくなる、などの問題が生じてしまう。また、フォトリソグラフィ工程を経ることによって第２の電子注入バッファ層１１９ｂの電荷発生能力が低下すると、上記問題が生じやすくなる。そこで、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂを重ねて設けることで、第２の電子注入バッファ層１１９ｂまたは電荷発生層１１７へのホールの拡散を防ぐことができる。よって、第２の電子注入バッファ層１１９ｂおよび電荷発生層１１７におけるキャリアの再結合確率を低減できる。このため、フォトリソグラフィ工程を経ることによって第２の電子注入バッファ層１１９ｂの電荷発生能力が低下しても、発光効率の低下が起こらず、良好な特性を有する発光デバイスが実現できる。また、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂが接して設けられると、上記効果が高まるため好ましい。
具体的には、第１の電子注入バッファ層１１９ａに、強塩基性（好ましくは、酸解離定数ｐＫａが８以上）を有する第１の有機化合物と、電子輸送性を有する第２の有機化合物との、少なくとも２種類以上の有機化合物を含む混合層を用いるとよい。このとき強塩基性を有する第１の有機化合物の最低空軌道準位（ＬＵＭＯ準位）は、第２の有機化合物のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。なお、本明細書などにおいて、電子輸送性を有する材料を「電子輸送性材料」と呼称する場合がある。
また、第２の電子注入バッファ層１１９ｂに、電子輸送性を有する第３の有機化合物と、電子供与体の混合層を用いるとよい。電子供与体としては、第３の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、アルカリ土類金属並びに希土類金属、およびそれらの化合物が好ましく、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）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、酸化リチウム、酸化カルシウム、酸化バリウム等が挙げられる。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、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂが、共通の材料を含むことが好ましい。例えば、第１の電子注入バッファ層１１９ａに用いる第２の有機化合物と、第２の電子注入バッファ層１１９ｂに用いる第３の有機化合物に、共通の材料を用いることが好ましい。第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂが同じ材料を含むことで、両者間の接触抵抗が低減されやすくなる。よって、第２の電子注入バッファ層１１９ｂまたは電荷発生層１１７で発生した電子が第１の電子注入バッファ層１１９ａに注入されやすくなり、発光デバイスの駆動電圧の低減に寄与する。このとき、第１の有機化合物のＬＵＭＯ準位は、第３の有機化合物のＬＵＭＯ準位より高いことが好ましい。
また、第１の電子注入バッファ層１１９ａを第１の電極１０１（陽極）側に形成し、第２の電子注入バッファ層１１９ｂを第２の電極１０２（陰極）側に形成することが好ましい。前述した通り、中間層１１６の電子注入バッファ層１１９を、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂの積層構造とすることによって、発光デバイス１３０の駆動電圧を低減できる。また、発光デバイス１３０の信頼性を高めることができる。また、第１の電子注入バッファ層１１９ａを第１の電極１０１側に形成し、第２の電子注入バッファ層１１９ｂを第２の電極１０２側に形成することで、第１の電子注入バッファ層１１９ａ側から第２の電子注入バッファ層１１９ｂへのホールの拡散を防ぐことができる。よって、第２の電子注入バッファ層１１９ｂおよび電荷発生層１１７におけるキャリアの再結合確率を低減できる。このため、フォトリソグラフィ工程を経ることによって第２の電子注入バッファ層１１９ｂの電荷発生能力が低下しても、発光効率の低下が起こらず、良好な特性を有する発光デバイスが実現できる。また、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂが接して設けられると、上記効果が高まるため好ましい。
本発明の一態様のタンデム型の発光デバイスにおいて、酸解離定数ｐＫａが大きい（好ましくは、ｐＫａが８以上）強塩基性を有する有機化合物を第１の電子注入バッファ層１１９ａに用いた場合、第１の電極１０１（陽極）側から注入されたホールは、第１の発光ユニット５０１を通過した後、強塩基性を有する有機化合物を含む第１の電子注入バッファ層１１９ａによりトラップ、またはブロックされる。
本発明の一態様のタンデム型の発光デバイスでは、第１の電子注入バッファ層１１９ａが存在することで、第２の電子注入バッファ層１１９ｂまたは電荷発生層１１７へのホールの拡散を防ぐことができる。よって、第２の電子注入バッファ層１１９ｂおよび電荷発生層１１７におけるキャリアの再結合確率を低減できる。このため、発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制および信頼性を向上させることができる。
なお、強塩基性を有する有機化合物によるホールのブロックは、ｐＫａの大きい材料が大きなダイポールモーメントを有することに由来する。このダイポールモーメントがホールと相互に作用することにより、第１の電子注入バッファ層１１９ａはホールをブロックすることができる。
また、強塩基性を有する有機化合物は求核性が高い。つまり、求核性が高い材料は、ホールを受け取ってカチオンラジカルになった分子と反応し、新たな分子または中間状態を生成する場合がある。この反応によりホールが消費され、第１の電子注入バッファ層１１９ａにおける正孔輸送性が大きく低減する場合もある。
なお、上記強塩基性を有する有機化合物は、電子輸送性の骨格を有さないことが好ましい。上記強塩基性を有する有機化合物が電子輸送性の骨格を有さないことにより、第１の電子注入バッファ層１１９ａに注入された電子と、強塩基性を有する有機化合物にトラップされたホールとの再結合が抑制され、第１の発光ユニット５０１に効率よく電子を注入させることができる。また、キャリアの再結合が抑制されるため、電子注入バッファ層１１９ａで励起状態が形成されることを抑制できる。よって、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。
また、強塩基性を有する有機化合物の最高被占有軌道準位（ＨＯＭＯ準位）およびＬＵＭＯ準位に、ホールおよび電子がそれぞれ注入されると、キャリアが再結合し、励起状態が形成されやすくなるため、信頼性が低下し、発光デバイスとしての特性が低下する。
そこで、強塩基性を有する第１の有機化合物を用いた第１の電子注入バッファ層１１９ａに、電子輸送性を有する第２の有機化合物を混合することで、第１の有機化合物が有する、ホールをトラップまたはブロックする機能と、第２の有機化合物が有する、電子が流れる機能とを、共存させることができる。このことにより、第１の電子注入バッファ層１１９ａにおけるキャリアの再結合確率を低下させ、励起状態の形成が抑制され、信頼性が改善する。つまり、中間層１１６に用いる混合層が、ホールをトラップまたはブロックするための第１の有機化合物、および電子を輸送するための第２の有機化合物を有することで、励起状態の形成が抑制され、信頼性を向上させることができる。
従って、電子輸送性を有する第２の有機化合物は、強塩基性を有する第１の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が低い有機化合物を用いることが好ましい。また、電子輸送性を有する第２の有機化合物は、強塩基性を有する第１の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が低い有機化合物を用いることが好ましい。
なお、電子注入バッファ層１１９は、２ｎｍ以上１３ｎｍ以下、好ましくは、５ｎｍ以上１０ｎｍ以下の膜厚で設けるとよい。
なお、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が０．０５ｅＶ以上高い有機化合物を用いるとよい。または、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が、好ましくは０．１ｅＶ以上、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上、高い有機化合物であるとよい。この様な差を有する事で、室温のエネルギー、または電界などの影響により、第１の有機化合物が電子を受容する確率を低減する事ができる。
また、第１の有機化合物は、第２の有機化合物はよりも、ＨＯＭＯ準位が０．０５ｅＶ以上、高い有機化合物を用いるとよい。または、第１の有機化合物は、第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が、好ましくは０．１ｅＶ以上、さらに好ましくは０．２ｅＶ以上、高い有機化合物であるとよい。この様な差を有する事で、室温のエネルギー、または電界などの影響により、第２の有機化合物がホールを受容する確率を低減する事ができる。
第２の電子注入バッファ層１１９ｂは、第１の電子注入バッファ層１１９ａと同じ材料を含むことが好ましい。特に、第２の電子注入バッファ層１１９ｂが第１の電子注入バッファ層１１９ａと同じ電子輸送性材料を含むことが好ましい。第２の電子注入バッファ層１１９ｂが第１の電子注入バッファ層１１９ａと同じ材料を含むことで、両者間の接触抵抗が低減されやすくなる。よって、両者間の電子の授受が円滑に行われ、発光デバイスの駆動電圧が低減される。また、発光デバイスの信頼性が向上する。
また、第２の電子注入バッファ層１１９ｂは、第３の有機化合物と電子供与体の混合層であることが好ましい。第２の電子注入バッファ層１１９ｂが電子供与体を含むことで、第２の電子注入バッファ層１１９ｂで電荷が生成され、発光デバイス１３０の駆動電圧が低減される。また、発光デバイスの信頼性が向上する。
＜第１の有機化合物＞
第１の有機化合物におけるＬＵＭＯ準位は、−２．５０ｅＶ以上−１．００ｅＶ以下であることが好ましい。また、第１の有機化合物におけるＨＯＭＯ準位は、−５．７ｅＶ以上−４．８ｅＶ以下であることが好ましい。
また、第１の有機化合物は、電子輸送性を有する骨格を持たないことが好ましい。例えば、第１の有機化合物として、芳香環に窒素原子（Ｎ）を含まない有機化合物がある。
また、第１の有機化合物は、酸解離定数ｐＫａ８以上の強塩基性を有する有機化合物であることが好ましい。ｐＫａ８以上の強塩基性を有することによって、第１の有機化合物はホールをブロックし、第１の電子輸送層に正孔を蓄積することが可能となる。
なお、第１の有機化合物は、ｐＫａが８以上、好ましくはｐＫａが１０より大きい有機化合物であることが好ましい。また、第１の有機化合物の酸解離定数ｐＫａが１２以上、好ましくはｐＫａが１３より大きい有機化合物であることがより好ましい。
なお、塩基性骨格の酸解離定数ｐＫａには、当該骨格の一部を水素で置換した有機化合物の値を用いることができる。また、塩基性骨格を有する有機化合物の酸性度の指標として、当該塩基性骨格の酸解離定数ｐＫａを用いることができる。また、複数の塩基性骨格を有する有機化合物は、酸解離定数ｐＫａの最も高い塩基性骨格の酸解離定数ｐＫａを当該有機化合物の酸性度の指標として用いることができる。
または、有機化合物の酸解離定数ｐＫａは、以下のような計算によって求めてもよい。
まず、計算モデルとなる各分子における分子構造の初期構造は、第一原理計算から得られた最安定構造（一重項基底状態）とする。
上記第一原理計算としては、シュレディンガー社製量子化学計算ソフトウェアのＪａｇｕａｒを使用し、一重項基底状態における最安定構造を密度汎関数法（ＤＦＴ）で計算する。基底関数としては６−３１Ｇ＊＊を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰ−Ｄ３を用いる。量子化学計算を行う構造は、シュレディンガー社製Ｍａｅｓｔｒｏ　ＧＵＩを用い、Ｍｉｘｅｄ　ｔｏｒｓｉｏｎａｌ／Ｌｏｗ−ｍｏｄｅ　ｓａｍｐｌｉｎｇにて立体配座解析およびサンプリングを行う。
ｐＫａ計算では各分子の１つ以上の原子を塩基性サイトとして指定し、プロトン化した分子の水中での安定構造探索のためＭａｃｒｏ　Ｍｏｄｅｌを使用し、ＯＰＬＳ２００５力場を用いた配座探索を行い、最も低エネルギーの配座異性体を使用する。ＪａｇｕａｒのｐＫａ計算モジュールを使用し、Ｂ３ＬＹＰ／６−３１Ｇ＊で構造最適化した後、ｃｃ−ｐＶＴＺ（＋）で一点計算し、官能基に対する経験的補正を用いてｐＫａ値を算出する。１つ以上の原子を塩基性サイトとして指定している分子では、得られた結果のうち最も大きい値をｐＫａ値として採用する。
第１の有機化合物として用いることができる酸解離定数ｐＫａの高い有機化合物としては、具体的には、下記構造式（１２０）乃至（１２３）で表される塩基性骨格を有する有機化合物を例として挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
また、第１の有機化合物は、具体的には、環を構成する元素に２以上の窒素を有するビシクロ環構造と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環または環を形成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環と、を有する有機化合物、より具体的には、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン骨格と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環または環を形成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環と、を有する有機化合物であることが好ましい。なお、環を構成する元素に２以上の窒素を有するビシクロ環構造と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環と、を有する有機化合物、より具体的には、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン骨格と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環と、を有する有機化合物がより好ましい。また、グアニジン骨格を有する有機化合物が好ましい。
また、さらに具体的には、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
ただし、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物において、Ｘは下記一般式（Ｇ１−１）で表される基、Ｙは下記一般式（Ｇ１−２）で表される基である。また、Ｒ１およびＲ２はそれぞれ独立に水素または重水素を表し、ｈは１乃至６の整数を表し、Ａｒは置換または無置換の環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環または環を形成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環を表す。なお、Ａｒは置換もしくは無置換の環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
ただし、上記一般式（Ｇ１−１）および（Ｇ１−２）において、Ｒ３乃至Ｒ６はそれぞれ独立に水素または重水素を表し、ｍは０乃至４の整数を表し、ｎは１乃至５の整数を表し、且つｍ＋１≧ｎである。なお、ｍまたはｎが２以上の場合複数となるＲ３乃至Ｒ６はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。また、ｍが０の場合、上記一般式（Ｇ１）において、炭素（Ｃ）と、窒素（Ｎ）とが結合するとよい。
また、上記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、下記一般式（Ｇ２−１）乃至（Ｇ２−６）のいずれか一であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
ただし、Ｒ１１乃至Ｒ２６はそれぞれ独立に水素または重水素を表し、ｈは１乃至６の整数を表し、Ａｒは置換または無置換の環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環または環を形成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環である有機化合物である。なお、Ａｒは置換もしくは無置換の環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環が好ましい。
なお、上記一般式（Ｇ１）および一般式（Ｇ２−１）乃至（Ｇ２−６）において、Ａｒで表される置換または無置換の環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族炭化水素環または環を形成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環としては、具体的には、ピリジン環、ビピリジン環、ピリミジン環、ビピリミジン環、ピラジン環、ビピラジン環、トリアジン環、キノリン、イソキノリン環、ベンゾキノリン環、フェナントロリン環、キノキサリン環、ベンゾキノキサリン環、ジベンゾキノキサリン環、アザフルオレン環、ジアザフルオレン環、カルバゾール環、ベンゾカルバゾ−ル環、ジベンゾカルバゾ−ル環、ジベンゾフラン環、ベンゾナフトフラン環、ジナフトフラン環、ジベンゾチオフェン環、ベンゾナフトチオフェン環、ジナフトチオフェン環、ベンゾフロピリジン環、ベンゾフロピリミジン環、ベンゾチオピリジン環、ベンゾチオピリミジン環、ナフトフロピリジン環、ナフトフロピリミジン環、ナフトチオピリジン環、ナフトチオピリミジン環、ジベンゾキノキサリン環、アクリジン環、キサンテン環、フェノチアジン環、フェノキサジン環、フェナジン環、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、チアジアゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾール環、ピロール環などを挙げることができる。また、上記一般式（Ｇ１）および一般式（Ｇ２−１）乃至（Ｇ２−６）において、Ａｒで表される置換または無置換の環を構成する炭素が６乃至３０の複素芳香族炭化水素環としては、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、フルオレン環、ジメチルフルオレン環、ジフェニルフルオレン環、スピロフルオレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、テトラセン環、クリセン環、ベンゾ［ａ］アントラセン環などを挙げることができる。また、中でも、下記構造式（Ａｒ−１）乃至（Ａｒ−２７）のいずれか一であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
なお、上記Ａｒが環を構成する元素として窒素を含み、当該Ａｒは、当該窒素または当該窒素に隣接する炭素の結合手によって上記一般式（Ｇ１）におけるカッコ内の骨格に結合することが好ましい。
上記一般式（Ｇ１）および一般式（Ｇ２−１）乃至（Ｇ２−６）で表される有機金属化合物としては、具体的には、１，１’−（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２，７−ジイル）ビス（１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン）（略称：２，７ｈｐｐ２ＳＦ）（構造式１０８）、および１−（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル）−１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン（略称：２ｈｐｐＳＦ）（構造式１０９）など、下記構造式（１０１）~（１１７）で表される有機化合物を例として挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
なお、ｐＫａ８以上の強塩基性を有する物質は、注入された電子とブロックした正孔がｐＫａ８以上の強塩基性を有する物質上で再結合するのを抑制する観点から、電子輸送性の骨格を有さないことが好ましい。ｐＫａ８以上の強塩基性を有する物質としては、具体的には、１−（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル）−１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン（略称：２ｈｐｐＳＦ）、２，９−ビス（１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン−１−イル）−１，１０−フェナントロリン（略称：２，９ｈｐｐ２Ｐｈｅｎ）、４，７−ジ−１−ピロリジニル−１，１０−フェナントロリン（略称：Ｐｙｒｒｄ−Ｐｈｅｎ）または８，８’−ピリジン−２，６−ジイル−ビス（５，６，７，８−テトラヒドロイミダゾ［１，２−ａ］ピリミジン）（略称：２，６ｔｉｐ２Ｐｙ）などの有機化合物、などを用いることができる。
また、大気暴露、または水溶液を用いた洗浄工程などを含むプロセスにより、発光デバイスを作製する場合、第１の有機化合物の溶解度は低いほうが好ましい。例えば、第１の有機化合物の溶解度は、第１の有機化合物が有する、一例として２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基（ｈｐｐ基）などの親水性を示す基の数、および一例としてｔｅｒｔ−ブチル基などの疎水性を示す基の数が影響する。そのため、第１の有機化合物が有する親水性を示す基の数は少ない方が好ましく、１が好ましい。また、第１の有機化合物の疎水性を示す基の数は、親水性を示す基の数より多い方が好ましく、具体的には２以上が好ましい。
また、具体的には、第１の有機化合物の水に対する溶解度は０．７７ｍｇ／ｍｌ未満であることが好ましく、０．０６５ｍｇ／ｍｌ以下であることが好ましく、０．００２３ｍｇ／ｍｌ以下であることが好ましく、１×１０−５ｍｇ／ｍｌ以下であることが好ましい。
また、溶解度が高い第１の有機化合物を用いる場合でも、電子注入バッファ層１１９中における第１の有機化合物の濃度を調整することにより、良好な発光デバイスを提供することができる。具体的には、電子注入バッファ層１１９中における第１の有機化合物の濃度（重量％）をｙとし、第１の有機化合物の水に対する溶解度（ｍｇ／ｍｌ）をｘとしたとき、ｙ＝−８．７３５×ｌｎ（ｘ）−２．３１５４の値以下であることが好ましい。
＜第２の有機化合物＞
一方、第２の有機化合物は、電子輸送性を有する有機化合物である。電子輸送性の高い物質とは、正孔よりも電子の移動度が高いものを指す。具体的には、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上であることが好ましく、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上であることがより好ましい。
また、電子輸送性の高い有機化合物としては、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環を有する有機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。
また、第２の有機化合物は、ホール輸送性を有する骨格を持たないことが好ましい。例えば、アミン骨格、またはカルバゾール骨格を含まない有機化合物がある。
また、第２の有機化合物におけるＬＵＭＯ準位は、−３．２５ｅＶ以上−２．５０ｅＶ以下であることが好ましい。また、第２の有機化合物におけるＨＯＭＯ準位は、−６．５ｅＶ以上−５．７ｅＶ以下であることが好ましい。
また、第２の有機化合物の酸解離定数ｐＫａは、３以上８以下、好ましくは、４以上６以下とすることが好ましい。
第２の有機化合物には、電子輸送性を有する骨格が含まれていることが好ましい。電子輸送性を有する材料としては例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物を挙げることができる。
中でも、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。また、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格は信頼性が良好なため好ましい。
π電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物としては、後述の第１の電子輸送層における電子輸送性を有する有機化合物として挙げた材料を用いることができる。特に、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。中でも、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）、および２−［３−（２−トリフェニレニル）フェニル］−１，１０−フェナントロリン（略称：ｍｐＰＰｈｅｎ）、２−［４−（９−フェナントレニル）−１−ナフタレニル］−１，１０−フェナントロリン（略称：ＰｎＮＰｈｅｎ）などのフェナントロリン骨格を有する有機化合物が好ましく、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐなどのフェナントロリン二量体構造を有する有機化合物が安定性に優れより好ましい。また、ピリジン骨格、およびフェナントロリン骨格を有する材料はｐＫａが高いため、ホールブロック性が高くなり、特に本発明の一態様の発光デバイスにおける第２の有機化合物に用いる電子輸送性材料として好ましい。また、分子中の、ピリジン骨格、およびフェナントロリン骨格の数が多くなると、更にホールブロック性が高くなり、特に本発明の一態様の発光デバイスにおける第２の有機化合物に用いる電子輸送性材料として好ましい。
また、上述の＜第１の有機化合物＞で記載した有機化合物と、＜第２の有機化合物＞で記載した有機化合物とを、共蒸着することにより、混合層を形成することができる。当該混合層を中間層の電子注入バッファ層１１９に用いることにより、発光デバイスの信頼性を向上させることができる。
なお、本発明の一態様の発光デバイスは、特にフォトリソグラフィ工程を経た発光デバイスに好適であるが、フォトリソグラフィ工程を経ずに作製された発光デバイスにおいても大気に対する安定性が高いことから、歩留まりが向上し、また、作製工程中において雰囲気管理を必要以上に厳密にしなくてもよくなることでコスト削減に貢献する。
特に、電子注入バッファ層１１９にホールブロック性が高い第１の電子注入バッファ層１１９ａを用いることにより、第２の電子注入バッファ層１１９ｂへのホールの拡散を防ぐことができる。よって、第２の電子注入バッファ層１１９ｂにおけるキャリアの再結合確率を低減できる。このため、フォトリソグラフィ工程を経ることによって第２の電子注入バッファ層１１９ｂの電荷発生能力が低下しても、大幅な駆動電圧の上昇および発光効率の著しい低下が起こらず、良好な特性を有する発光デバイスが実現できる。
＜発光デバイスの構成＞
以下では、上述した有機化合物を有する発光デバイス１３０について、上述した構成以外の具体的な構成について説明する。
第１の発光ユニット５０１と第２の発光ユニット５０２には、発光層以外に他の機能層が含まれていてもよい。図１Ａでは、第１の発光ユニット５０１には、第１の発光層１１３＿１の他に、正孔注入層１１１、第１の正孔輸送層１１２＿１、および第１の電子輸送層１１４＿１が、第２の発光ユニット５０２には、第２の発光層１１３＿２の他に、第２の正孔輸送層１１２＿２、第２の電子輸送層１１４＿２および電子注入層１１５が設けられている構成を図示したが、本発明における有機化合物層１０３の構成は、これに限られず、いずれかの層が設けられていなくともよいし、他の層が設けられていてもよい。なお、他の層としては、代表的には、キャリアブロック層、励起子ブロック層などがある。
また、電子注入バッファ層１１９は、第１の発光ユニット５０１の電子注入層としても機能する。よって、本実施の形態に示す発光デバイス１３０の第１の発光ユニット５０１には電子注入層を設けていない。なお、必要に応じて第１の発光ユニット５０１に電子注入層を設けてもよい。
同様に、電荷発生層１１７は、第２の発光ユニット５０２の正孔注入層としても機能する。よって、本実施の形態に示す発光デバイス１３０の第２の発光ユニット５０２には正孔注入層を設けていない。なお、必要に応じて第２の発光ユニット５０２に正孔注入層を設けてもよい。
［１、中間層］
以下では、発光デバイス１３０の中間層１１６の構成について説明する。
［１．１、電子注入バッファ層］
電子注入バッファ層１１９は、上述したように、第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂの積層構造とすることが好ましい。第１の電子注入バッファ層１１９ａは、塩基性骨格を有する第１の有機化合物と電子輸送性を有する第２の有機化合物の混合層であることが好ましい。また、第２の電子注入バッファ層１１９ｂは、電子輸送性を有する第２の有機化合物と電子供与性を示す物質の混合層であることが好ましい。また、第１の電子注入バッファ層１１９ａを第１の電極１０１（陽極）側に形成し、第２の電子注入バッファ層１１９ｂを第２の電極１０２（陰極）側に形成することが好ましい。
また、塩基性骨格を有する第１の有機化合物は、電子供与性を有さないことが好ましい。また、塩基性を有する第１の有機化合物は、電子輸送性を有する第２の有機化合物に対する電子供与性を有さないことが好ましい。塩基性を有する第１の有機化合物と電子輸送性を有する第２の有機化合物を有することで、第１の電子注入バッファ層１１９ａのホール輸送性を著しく低下させることができる。
また、第１の電子注入バッファ層１１９ａは、膜の状態でＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｉｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子スピン共鳴法）で観測されるシグナルが小さい、あるいはシグナルが観測されないことが好ましい。例えば、ｇ値２．００付近に観測されるシグナルに起因するスピン密度が１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下が好ましく、１×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３未満がより好ましい。
また、第２の電子注入バッファ層１１９ｂは、膜の状態で電子スピン共鳴においてシグナルが観測されることが好ましい。例えば、ｇ値２．００付近に観測されるシグナルに起因するスピン密度が１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３より大きいことが好ましく、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上がより好ましく、１×１０１９ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上がさらに好ましい。
スピン密度の測定は、例えば、電子スピン共鳴測定装置　Ｅ５００型（ブルカー社製）を用いて、共振周波数（９．５６ＧＨｚ）、出力（１ｍＷ）、変調磁場（５０ｍＴ）、変調幅（０．５ｍＴ）、時定数（０．０４ｓ）、掃引時間（１ｍｉｎ）の条件で、室温下にて行うことができる。また、例えば、電子スピン共鳴測定装置　ＪＥＳ　ＦＡ３００型（日本電子製）を用いて、共振周波数（９．１８ＧＨｚ）、出力（１ｍＷ）、変調磁場（５０ｍＴ）、変調幅（０．５ｍＴ）、時定数（０．０３ｓ）、掃引時間（１ｍｉｎ）の条件で、室温下にて行うことができる。
［１．２、電荷発生層］
また、電荷発生層である電荷発生層１１７は、アクセプタ性を有する材料と、正孔輸送性を有する有機化合物とを含む複合材料、またはアクセプタ性を有する材料を含む層と正孔輸送性を有する有機化合物を含む層の積層により形成することが好ましい。なお、本明細書などにおいて、正孔輸送性を有する材料を「正孔輸送性材料」と呼称する場合がある。
また、電荷発生層１１７におけるアクセプタ性を有する材料は、電子受容性を有することが好ましい。また、アクセプタ性を有する材料は、正孔輸送性を有する有機化合物に対する電子受容性を有することが好ましい。アクセプタ性を有する材料が電子受容性を有することで、電荷発生層１１７において電荷分離が生じて、電荷発生層として機能することができるため、タンデムの中間層として機能することができる。なお、本明細書などにおいて、アクセプタ性を有する材料を「電子受容体」と呼称する場合がある。
また、電荷発生層１１７は、電子スピン共鳴においてシグナルが観測されることが好ましい。例えば、ｇ値２．００付近に観測されるシグナルに起因する１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３より大きいことが好ましく、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上がより好ましく、１×１０１９ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上がさらに好ましい。
複合材料または積層に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、芳香族アミン化合物、複素芳香族化合物、芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の有機化合物を用いることができる。なお、複合材料または積層に用いる正孔輸送性を有する有機化合物としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する有機化合物であることが好ましい。複合材料または積層に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、縮合芳香族炭化水素環、または、π電子過剰型複素芳香環を有する化合物であることが好ましい。縮合芳香族炭化水素環としては、アントラセン環、ナフタレン環等が好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環としては、ピロール骨格、フラン骨格、チオフェン骨格の少なくともいずれか１を環に含む縮合芳香環が好ましく、具体的にはカルバゾール環、ジベンゾチオフェン環あるいはそれらにさらに芳香環または複素芳香環が縮合した環が好ましい。
このような正孔輸送性を有する有機化合物としては、カルバゾール骨格、ジベンゾフラン骨格、ジベンゾチオフェン骨格およびアントラセン骨格のいずれかを有していることがより好ましい。特に、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環を含む置換基を有する芳香族アミン、ナフタレン環を有する芳香族モノアミン、または９−フルオレニル基がアリーレン基を介してアミンの窒素に結合する芳香族モノアミンであっても良い。なお、これら正孔輸送性を有する有機化合物が、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質であると、寿命の良好な発光デバイスを作製することができるため好ましい。
以上のような正孔輸送性を有する有機化合物としては、具体的には、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（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’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、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，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−４−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−３−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ［フルオレン］−２−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン、Ｎ，Ｎ−ビス（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−１−アミン等を挙げることができる。
また、正孔輸送性を有する材料としては、その他芳香族アミン化合物として、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を用いることもができる。
また、電荷発生層１１７に含まれるアクセプタ性を有する物質としては、電子吸引基（ハロゲン基、シアノ基など）を有する有機化合物を用いることができ、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル等を挙げることができる。特に、ＨＡＴ−ＣＮのように複素原子を複数有する縮合芳香環に電子吸引基が結合している化合物が、熱的に安定であり好ましい。また、電子吸引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基、シアノ基など）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましく、具体的にはα，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［４−シアノ−２，３，５，６−テトラフルオロベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，６−ジクロロ−３，５−ジフルオロ−４−（トリフルオロメチル）ベンゼンアセトニトリル］、α，α’，α’’−１，２，３−シクロプロパントリイリデントリス［２，３，４，５，６−ペンタフルオロベンゼンアセトニトリル］などが挙げられる。アクセプタ性を有する物質としては以上で述べた有機化合物以外にも、モリブデン酸化物、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を用いることができる。
［１．３、電子リレー層］
電子リレー層１１８は、電子輸送性を有する物質を含み、電子注入バッファ層１１９と電荷発生層１１７との相互作用を防いで電子を円滑に受け渡す機能を有する。電子リレー層１１８に含まれる電子輸送性を有する物質のＬＵＭＯ準位は、電荷発生層１１７におけるアクセプタ性物質のＬＵＭＯ準位と、第１の電極１０１側の発光ユニットにおける中間層１１６に接する層（図１Ａでは第１の発光ユニット５０１における第１の電子輸送層１１４＿１）に含まれる有機化合物のＬＵＭＯ準位との間であることが好ましい。電子リレー層１１８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、より好ましくは−４．３０ｅＶ以上−３．００ｅＶ以下、より好ましくは−４．３０ｅＶ以上−３．３０ｅＶ以下とすると電荷発生層１１７で発生した電子を電子注入バッファ層１１９へ注入しやすくできるため駆動電圧の上昇を抑制でき好ましい。なお、電子リレー層１１８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。
具体的には、ジキノキサリノ［２，３−ａ：２’，３’−ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ）、２，３，８，９，１４，１５−ヘキサフルオロジキノキサリノ［２，３−ａ：２’，３’−ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ−Ｆ６）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド（略称：ＰＴＣＤＩ）、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボキシル−ビス−ベンゾイミダゾール（略称：ＰＴＣＢＩ）などのペリレンテトラカルボン酸誘導体、（Ｃ６０−Ｉｈ）［５，６］フラーレン（略称：Ｃ６０）、（Ｃ７０−Ｄ５ｈ）［５，６］フラーレン（略称：Ｃ７０）、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）を用いることができる。また、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（略称：ＺｎＰｃ）、コバルトフタロシアニン（略称：ＣｏＰｃ）、鉄フタロシアニン（略称：ＦｅＰｃ）、錫フタロシアニン（略称：ＳｎＰｃ）、酸化錫フタロシアニン（略称：ＳｎＯＰｃ）、酸化チタンフタロシアニン（略称：ＴｉＯＰｃ）、酸化バナジウムフタロシアニン（略称：ＶＯＰｃ）等の銅、亜鉛、コバルト、鉄、クロム、ニッケル、等を有する金属フタロシアニンおよびその誘導体、などを用いることができる。また、特に銅フタロシアニンまたは亜鉛フタロシアニンのような、フタロシアニン系の金属錯体または２，３，８，９，１４，１５−ヘキサフルオロジキノキサキリノ［２，３−ａ：２’，３’−ｃ］フェナジンが好ましい。中でも、ＣｕＰｃおよびＺｎＰｃは安価で、特性が良好であるため好ましい。さらに、ＺｎＰｃはシリコンに対する拡散係数が小さく、半導体への金属の拡散による半導体特性へ影響を与えるおそれが低減されるため、特にシリコン半導体を用いた表示装置への適用に好適である。
また、電子リレー層１１８の膜厚は、０ｎｍよりも大きく、１ｎｍ以上１０ｎｍ以下、好ましくは２ｎｍ以上５ｎｍ以下であることが好ましい。
このような中間層１１６を有するタンデム型の発光デバイスは、有機化合物層１０３をフォトリソグラフィ法によって加工しても、大幅な駆動電圧の上昇および発光効率の著しい低下が起こらず、良好な特性を有する発光デバイスとすることができる。
［２、電極］
以下では、発光デバイス１３０の第１の電極１０１、および第２の電極１０２の構成について説明する。
［２．１、陽極］
第１の電極１０１は、陽極を含む電極である。第１の電極１０１は、積層構造を有していてもよく、その場合、有機化合物層１０３に触れる層が陽極として機能する。陽極は、仕事関数の大きい（具体的には４．０ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物、およびこれらの混合物などを用いて形成することが好ましい。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）等が挙げられる。これらの導電性金属酸化物膜は、通常スパッタリング法により成膜されるが、ゾルーゲル法などを応用して作製しても構わない。作製方法の例としては、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成する方法などがある。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム（ＩＷＺＯ）は、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５ｗｔ％以上５ｗｔ％以下、酸化亜鉛を０．１ｗｔ％以上１ｗｔ％以下含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することもできる。この他に、陽極に用いられる材料は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。又は、陽極に用いられる材料として、グラフェンも用いることができる。なお、上記中間層１１６における電荷発生層１１７を構成する複合材料を陽極と接する層（代表的には正孔注入層）として用いることで、仕事関数に関わらず、電極材料を選択することができるようになる。
［２．２、陰極］
第２の電極１０２は、陰極を含む電極である。第２の電極１０２は、積層構造を有していてもよく、その場合、有機化合物層１０３と接する層が陰極として機能する。陰極を形成する物質としては、仕事関数の小さい（具体的には３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。このような陰極材料の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）またはセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等の元素周期表の第１族または第２族に属する元素、およびこれらを含む合金（ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等が挙げられる。しかしながら、第２の電極１０２と電子輸送層との間に、電子注入層を設けることにより、仕事関数の大小に関わらず、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ、ケイ素若しくは酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズ等様々な導電性材料を陰極として用いることができる。
なお、第２の電極１０２を可視光に対し透過性を有する材料で形成した場合、第２の電極１０２側から光を発する発光デバイスとすることができる。
これら導電性材料は、真空蒸着法またはスパッタリング法などの乾式法、インクジェット法、スピンコート法等を用いて成膜することが可能である。また、ゾル−ゲル法を用いて湿式法で形成しても良いし、金属材料のペーストを用いて湿式法で形成してもよい。
［３、発光ユニット］
以下では、発光デバイス１３０の第１の発光ユニット５０１、および第２の発光ユニット５０２の構成について説明する。
有機化合物層１０３は、積層構造を有している。図１Ａでは当該積層構造として、第１の発光層１１３＿１を含む第１の発光ユニット５０１、中間層１１６および第２の発光層１１３＿２を含む第２の発光ユニット５０２を有する構造を示した。なお、ここでは、中間層を挟んで二つの発光ユニットが積層された構成を示したが、３つ以上の発光ユニットが積層した構成であってもよい。この際も、発光ユニットと発光ユニットの間には中間層が設けられる。なお、各発光ユニットも積層構造を有している。発光ユニットは、図１Ａで示す構成に限らず、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層、キャリアブロック層（正孔ブロック層、電子ブロック層）、励起子ブロック層など、様々な機能層を適宜用いて構成することができる。
［３．１、正孔注入層］
正孔注入層１１１は、陽極に接して設けられ、正孔を有機化合物層１０３（第１の発光ユニット５０１）に注入しやすくする機能を有する。正孔注入層１１１は、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、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又は錯体化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン化合物、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）等の高分子等によって形成することができる。
また、正孔注入層１１１は電子のアクセプタ性を有する物質により形成してもよい。アクセプタ性を有する物質としては、上記中間層１１６における電荷発生層１１７を構成する複合材料に用いられるアクセプタ性物質として挙げた物質を同様に用いることができる。
また、正孔注入層１１１は上記中間層１１６における電荷発生層１１７を構成する複合材料を同様に用いて形成してもよい。
なお、正孔注入層１１１に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物は、そのＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的低いＨＯＭＯ準位を有する物質であることがさらに好ましい。複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物が比較的低いＨＯＭＯ準位を有することによって、正孔輸送層への正孔の注入が容易となり、また、寿命の良好な発光デバイスを得ることが容易となる。また、複合材料に用いられる正孔輸送性を有する有機化合物が比較的低いＨＯＭＯ準位を有する物質であることによって、正孔の誘起が適度に抑制されさらに寿命の良好な発光デバイスとすることができる。
正孔注入層１１１を形成することによって、正孔の注入性が良好となり、駆動電圧の小さい発光デバイスを得ることができる。
なお、アクセプタ性を有する物質の中でもアクセプタ性を有する有機化合物は蒸着が容易で成膜がしやすいため、用いやすい材料である。
また、前述した通り、中間層１１６における電荷発生層１１７は、第２の発光ユニット５０２の正孔注入層としても機能する。よって、本実施の形態に示す発光デバイス１３０の第２の発光ユニット５０２には正孔注入層を設けていない。なお、必要に応じて第２の発光ユニット５０２に正孔注入層を設けてもよい。
［３．２、正孔輸送層］
正孔輸送層１１２（第１の正孔輸送層１１２＿１および第２の正孔輸送層１１２＿２）は、正孔輸送性を有する有機化合物を含んで形成される。正孔輸送性を有する有機化合物としては、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有していることが好ましい。
上記正孔輸送性を有する材料としては、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−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）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）、９，９’−ビス（ビフェニル−４−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＢｉｓＢＰＣｚ）、９，９’−ビス（ビフェニル−３−イル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＢｉｓｍＢＰＣｚ）、９−（ビフェニル−３−イル）−９’−（ビフェニル−４−イル）−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ｍＢＰＣＣＢＰ）、９−（２−ナフチル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：βＮＣＣＰ）、９−（３−ビフェニル）−９’−（２−ナフチル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：βＮＣＣｍＢＰ）、９−（４−ビフェニル）−９’−（２−ナフチル）−３，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：βＮＣＣＢＰ）、９，９’−ジ−２−ナフチル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール（略称：ＢｉｓβＮＣｚ）、９−（２−ナフチル）−９’−［１，１’：４’，１”−ターフェニル］−３−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（２−ナフチル）−９’−［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−３−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（２−ナフチル）−９’−［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−５’−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（２−ナフチル）−９’−［１，１’：４’，１”−ターフェニル］−４−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（２−ナフチル）−９’−［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−４−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（２−ナフチル）−９’−（トリフェニレン−２−イル）−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−フェニル−９’−（トリフェニレン−２−イル）−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｐ）、９，９’−ビス（トリフェニレン−２−イル）−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（４−ビフェニル）−９’−（トリフェニレン−２−イル）−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、９−（トリフェニレン−２−イル）−９’−［１，１’：３’，１”−ターフェニル］−４−イル−３，３’−９Ｈ，９’Ｈ−ビカルバゾール、などのカルバゾール骨格を有する化合物、または４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、または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）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物、またはカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。なお、正孔注入層１１１の複合材料に用いられる正孔輸送性を有する材料として挙げた物質も正孔輸送層１１２を構成する材料として好適に用いることができる。
［３．３、発光層］
発光層１１３（第１の発光層１１３＿１および第２の発光層１１３＿２）は発光物質とホスト材料を有していることが好ましい。なお、発光層１１３は、その他の材料を同時に含んでいても構わない。また、組成の異なる２層の積層であってもよい。
発光物質は蛍光発光物質であっても、りん光発光物質であっても、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質であっても、その他の発光物質であっても構わない。
発光層１１３において、蛍光発光物質として用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。また、これ以外の蛍光発光物質も用いることができる。
５，６−ビス［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰ２ＢＰｙ）、５，６−ビス［４’−（１０−フェニル−９−アントリル）ビフェニル−４−イル］−２，２’−ビピリジン（略称：ＰＡＰＰ２ＢＰｙ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ピレン−１，６−ジアミン（略称：１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）トリフェニルアミン（略称：２ＹＧＡＰＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ−ｔｅｒｔ−ブチルペリレン（略称：ＴＢＰ）、４−（１０−フェニル−９−アントリル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＰＡ）、Ｎ，Ｎ’’−（２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン−９，１０−ジイルジ−４，１−フェニレン）ビス（Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン）（略称：ＤＰＡＢＰＡ）、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＰＡ）、Ｎ−［４−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＰＡ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’，Ｎ’’，Ｎ’’，Ｎ’’’，Ｎ’’’−オクタフェニルジベンゾ［ｇ，ｐ］クリセン−２，７，１０，１５−テトラアミン（略称：ＤＢＣ１）、クマリン３０、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）、クマリン５４５Ｔ、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、ルブレン、５，１２−ビス（ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）、２−（２−｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−６−メチル−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ１）、２−｛２−メチル−６−［２−（２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＭ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１４−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）、２−｛２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＩ）、２−｛２−ｔｅｒｔ−ブチル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＤＣＪＴＢ）、２−（２，６−ビス｛２−［４−（ジメチルアミノ）フェニル］エテニル｝−４Ｈ−ピラン−４−イリデン）プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＭ）、２−｛２，６−ビス［２−（８−メトキシ−１，１，７，７−テトラメチル−２，３，６，７−テトラヒドロ−１Ｈ，５Ｈ−ベンゾ［ｉｊ］キノリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン−４−イリデン｝プロパンジニトリル（略称：ＢｉｓＤＣＪＴＭ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−（１，６−ピレン−ジイル）ビス［（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、３，１０−ビス［Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＰＣＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）、３，１０−ビス［Ｎ−（ジベンゾフラン−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン（略称：３，１０ＦｒＡ２Ｎｂｆ（ＩＶ）−０２）などが挙げられる。特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎおよび１，６ｍＭｅｍＦＬＰＡＰｒｎ、１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３のようなピレンジアミン化合物に代表される縮合芳香族ジアミン化合物は、ホールトラップ性が高く、発光効率または信頼性に優れているため好ましい。
発光層１１３において、発光物質としてりん光発光物質を用いる場合、用いることが可能な材料としては、例えば以下のようなものが挙げられる。
トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）のような４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス［３−メチル−１−（２−メチルフェニル）−５−フェニル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ１−ｍｐ）３］）、トリス（１−メチル−５−フェニル−３−プロピル−１Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｐｒｐｔｚ１−Ｍｅ）３］）のような１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ｆａｃ−トリス［１−（２，６−ジイソプロピルフェニル）−２−フェニル−１Ｈ−イミダゾール］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｉｍ）３］）、トリス［３−（２，６−ジメチルフェニル）−７−メチルイミダゾ［１，２−ｆ］フェナントリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｍｐｉｍｐｔ−Ｍｅ）３］）のようなイミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス｛２−［３’，５’−ビス（トリフルオロメチル）フェニル］ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’｝イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：［Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）のような電子吸引基を有するフェニルピリジン誘導体を配位子とする有機金属イリジウム錯体が挙げられる。これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４５０ｎｍから５２０ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する化合物である。
また、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）３］）、トリス（４−ｔ−ブチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）３］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−メチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（６−ｔｅｒｔ−ブチル−４−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔＢｕｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［６−（２−ノルボルニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｎｂｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［５−メチル−６−（２−メチルフェニル）−４−フェニルピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｍｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（４，６−ジフェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄｐｐｍ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（３，５−ジメチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−Ｍｅ）２（ａｃａｃ）］）、（アセチルアセトナト）ビス（５−イソプロピル−３−メチル−２−フェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｒ−ｉＰｒ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ）］）、トリス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｂｚｑ）３］）、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）３］）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ）］）、［２−ｄ３−メチル−８−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（５−ｄ３−メチル−２−ピリジニル−κＮ２）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））、｛２−（メチル−ｄ３）−８−［４−（１−メチルエチル−１−ｄ）−２−ピリジニル−κＮ］ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−７−イル−κＣ｝ビス｛５−（メチル−ｄ３）−２−［５−（メチル−ｄ３）−２−ピリジニル−κＮ］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｔｐｙ−ｄ６）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｉＰｒ−ｄ４））、［２−ｄ３−メチル−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））、［２−（４−メチル−５−フェニル−２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］ビス［２−（２−ピリジニル−κＮ）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ｍｄｐｐｙ））のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは主に緑色のりん光発光を示す化合物であり、５００ｎｍから６００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。なお、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、信頼性または発光効率にも際だって優れるため、特に好ましい。
また、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｉｂｍ）］）、ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）２（ｄｐｍ）］）、ビス［４，６−ジ（ナフタレン−１−イル）ピリミジナト］（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｄ１ｎｐｍ）２（ｄｐｍ）］）のようなピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）（ジピバロイルメタナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ｄｐｍ）］）、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、トリス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）３］）、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：［Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ）］）のようなピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体の他、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）のような白金錯体、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ）］）、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ）］）のような希土類金属錯体が挙げられる。これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍまでの波長域において発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、色度の良い赤色発光が得られる。
また、以上で述べたりん光性化合物の他、公知のりん光性化合物を選択し、用いてもよい。
ＴＡＤＦ材料としてはフラーレン及びその誘導体、アクリジン及びその誘導体、エオシン誘導体等を用いることができる。またマグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、スズ（Ｓｎ）、白金（Ｐｔ）、インジウム（Ｉｎ）、もしくはパラジウム（Ｐｄ）等を含む金属含有ポルフィリンが挙げられる。該金属含有ポルフィリンとしては、例えば、以下の構造式に示されるプロトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｐｒｏｔｏ　ＩＸ））、メソポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｍｅｓｏ　ＩＸ））、ヘマトポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｈｅｍａｔｏ　ＩＸ））、コプロポルフィリンテトラメチルエステル−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｃｏｐｒｏ　ＩＩＩ−４Ｍｅ））、オクタエチルポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（ＯＥＰ））、エチオポルフィリン−フッ化スズ錯体（ＳｎＦ２（Ｅｔｉｏ　Ｉ））、オクタエチルポルフィリン−塩化白金錯体（ＰｔＣｌ２ＯＥＰ）等も挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
また、以下の構造式に示される２−（ビフェニル−４−イル）−４，６−ビス（１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール−１１−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＩＣ−ＴＲＺ）、９−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）−９’−フェニル−９Ｈ，９’Ｈ−３，３’−ビカルバゾール（略称：ＰＣＣｚＴｚｎ）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、２−［４−（１０Ｈ−フェノキサジン−１０−イル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＸＺ−ＴＲＺ）、３−［４−（５−フェニル−５，１０−ジヒドロフェナジン−１０−イル）フェニル］−４，５−ジフェニル−１，２，４−トリアゾール（略称：ＰＰＺ−３ＴＰＴ）、３−（９，９−ジメチル−９Ｈ−アクリジン−１０−イル）−９Ｈ−キサンテン−９−オン（略称：ＡＣＲＸＴＮ）、ビス［４−（９，９−ジメチル−９，１０−ジヒドロアクリジン）フェニル］スルホン（略称：ＤＭＡＣ−ＤＰＳ）、１０−フェニル−１０Ｈ，１０’Ｈ−スピロ［アクリジン−９，９’−アントラセン］−１０’−オン（略称：ＡＣＲＳＡ）、等のπ電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環の一方または両方を有する複素環化合物も用いることができる。該複素環化合物は、π電子過剰型複素芳香環及びπ電子不足型複素芳香環を有するため、電子輸送性及び正孔輸送性が共に高く、好ましい。中でも、π電子不足型複素芳香環を有する骨格のうち、ピリジン骨格、ジアジン骨格（ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格）、およびトリアジン骨格は、安定で信頼性が良好なため好ましい。特に、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格はアクセプタ性が高く、信頼性が良好なため好ましい。また、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格の中でも、アクリジン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、フラン骨格、チオフェン骨格、及びピロール骨格は、安定で信頼性が良好なため、当該骨格の少なくとも一を有することが好ましい。なお、フラン骨格としてはジベンゾフラン骨格が、チオフェン骨格としてはジベンゾチオフェン骨格が、それぞれ好ましい。また、ピロール骨格としては、インドール骨格、カルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格、ビカルバゾール骨格、３−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール骨格が特に好ましい。なお、π電子過剰型複素芳香環とπ電子不足型複素芳香環とが直接結合した物質は、π電子過剰型複素芳香環の電子供与性とπ電子不足型複素芳香環の電子受容性が共に強くなり、Ｓ１準位とＴ１準位のエネルギー差が小さくなるため、熱活性化遅延蛍光を効率よく得られることから特に好ましい。なお、π電子不足型複素芳香環の代わりに、シアノ基のような電子吸引基が結合した芳香環を用いても良い。また、π電子過剰型骨格として、芳香族アミン骨格、フェナジン骨格等を用いることができる。また、π電子不足型骨格として、キサンテン骨格、チオキサンテンジオキサイド骨格、オキサジアゾール骨格、トリアゾール骨格、イミダゾール骨格、アントラキノン骨格、フェニルボラン、ボラントレン等の含ホウ素骨格、ベンゾニトリルまたはシアノベンゼン等のニトリル基またはシアノ基を有する芳香環、複素芳香環、ベンゾフェノン等のカルボニル骨格、ホスフィンオキシド骨格、スルホン骨格等を用いることができる。このように、π電子不足型複素芳香環およびπ電子過剰型複素芳香環の少なくとも一方の代わりにπ電子不足型骨格およびπ電子過剰型骨格を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
また、ＴＡＤＦ材料として、一重項励起状態と三重項励起状態間が熱平衡状態にあるＴＡＤＦ材料を用いてもよい。このようなＴＡＤＦ材料は発光寿命（励起寿命）が短くなるため、発光デバイスにおける高輝度領域での効率低下を抑制することができる。具体的には、下記に示す分子構造のような材料が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
なお、ＴＡＤＦ材料とは、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、逆項間交差によって三重項励起エネルギーから一重項励起エネルギーへエネルギーを変換することができる機能を有する材料である。そのため、三重項励起エネルギーをわずかな熱エネルギーによって一重項励起エネルギーにアップコンバート（逆項間交差）が可能で、一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘとも記す）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１とＴ１の差が０．３ｅＶ以下であることが好ましく、０．２ｅＶ以下であることがさらに好ましい。
また、ＴＡＤＦ材料を発光物質として用いる場合、ホスト材料のＳ１準位はＴＡＤＦ材料のＳ１準位より高い方が好ましい。また、ホスト材料のＴ１準位はＴＡＤＦ材料のＴ１準位より高いことが好ましい。
発光層１１３のホスト材料としては、電子輸送性を有する材料および／または正孔輸送性を有する材料、上記ＴＡＤＦ材料など様々なキャリア輸送材料を用いることができる。
正孔輸送性を有する材料としては、アミン骨格、π電子過剰型複素芳香環骨格などを有する有機化合物が好ましい。例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、Ｎ，Ｎ’−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）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、９，９−ジメチル−Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］フルオレン−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＦ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）などの芳香族アミン骨格を有する化合物、１，３−ビス（Ｎ−カルバゾリル）ベンゼン（略称：ｍＣＰ）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、３，６−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）−９−フェニルカルバゾール（略称：ＣｚＴＰ）、３，３’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール）（略称：ＰＣＣＰ）などのカルバゾール骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）、２，８−ジフェニル−４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］ジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＩＩ）、４−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］−６−フェニルジベンゾチオフェン（略称：ＤＢＴＦＬＰ−ＩＶ）などのチオフェン骨格を有する化合物、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）などのフラン骨格を有する化合物が挙げられる。上述した中でも、芳香族アミン骨格を有する化合物またはカルバゾール骨格を有する化合物は、信頼性が良好であり、また、正孔輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与するため好ましい。また、正孔輸送層における、正孔輸送性を有する材料の例として挙げた有機化合物も用いることができる。
電子輸送性を有する材料としては、例えば、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（ＩＩ）（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）、ビス（８−キノリノラト）亜鉛（ＩＩ）（略称：Ｚｎｑ）、ビス［２−（２−ベンゾオキサゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＰＢＯ）、ビス［２−（２−ベンゾチアゾリル）フェノラト］亜鉛（ＩＩ）（略称：ＺｎＢＴＺ）などの金属錯体、π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などのアゾール骨格を有する有機化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、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’−ビフェニル−４，４’−ジイルビス（１，１０−フェナントロリン）（略称：Ｐｈｅｎ２ＢＰ）などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３−（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−３，１’−ビフェニル−１−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、９−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９−［（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−４−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、９，９’−［ピリミジン−４，６−ジイルビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、８−（ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、３，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒ）、４，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ）、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍ）、８−［（２，２’−ビナフタレン）−６−イル］−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８（βＮ２）−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス（４−フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ−Ｂｑｎ）２Ｐｙ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス｛４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−６−フェニルピリミジン｝（略称：２，６（ＮＰ−ＰＰｍ）２Ｐｙ）、６−（ビフェニル−３−イル）−４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２−フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、２，６−ビス（４−ナフタレン−１−イルフェニル）−４−［４−（３−ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ−６ＰｙＰＰｍ）、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）、７−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）キナゾリン−２−イル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ−ｃｇＤＢＣｚＱｚ）などのジアジン骨格を有する有機化合物、２−（ビフェニル−４−イル）−４−フェニル−６−（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２）、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＤＢｔＢＰＴｚｎ）、２，４，６−トリス［３’−（ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）、１１−［４−（ビフェニル−４−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル］−１１，１２−ジヒドロ−１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ−Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）、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）、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）などのトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物が挙げられる。上述した中でも、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
ホスト材料として用いることが可能なＴＡＤＦ材料としては、先にＴＡＤＦ材料として挙げたものを同様に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料として用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換され、さらに発光物質へエネルギー移動することで、発光デバイスの発光効率を高めることができる。このとき、ＴＡＤＦ材料がエネルギードナーとして機能し、発光物質がエネルギーアクセプターとして機能する。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動が円滑になり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率良く三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３以上１２以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送またはキャリア再結合に影響をほとんど与えずに、ＴＡＤＦ材料と蛍光発光物質の発光団との距離を遠ざけることができる。ここで、発光団とは、蛍光発光物質において発光の原因となる原子団（骨格）を指す。発光団は、π結合を有する骨格が好ましく、芳香環を含むことが好ましく、縮合芳香環または縮合複素芳香環を有すると好ましいこのような発光団としては、例えば、フェナントレン骨格、スチルベン骨格、アクリドン骨格、フェノキサジン骨格、フェノチアジン骨格、ナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格等が挙げられる。特にナフタレン骨格、アントラセン骨格、フルオレン骨格、クリセン骨格、トリフェニレン骨格、テトラセン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、クマリン骨格、キナクリドン骨格、ナフトビスベンゾフラン骨格を有する蛍光発光物質は蛍光量子収率が高いため好ましい。
蛍光発光物質を発光物質として用いる場合、ホスト材料としては、アントラセン骨格を有する材料が好適である。アントラセン骨格を有する物質を蛍光発光物質のホスト材料として用いると、発光効率、耐久性共に良好な発光層１１３を実現することが可能である。ホスト材料として用いるアントラセン骨格を有する物質としては、ジフェニルアントラセン骨格、特に９，１０−ジフェニルアントラセン骨格を有する物質が化学的に安定であるため好ましい。また、ホスト材料がカルバゾール骨格を有する場合、正孔の注入・輸送性が高まるため好ましいが、カルバゾール骨格にベンゼン環がさらに縮合したベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾール骨格を有するホスト材料よりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度高くなり、正孔が入りやすくなるためより好ましい。特に、ホスト材料がジベンゾカルバゾール骨格を含む場合、カルバゾール骨格を有するホスト材料よりもＨＯＭＯが０．１ｅＶ程度高くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。したがって、さらにホスト材料として好ましいのは、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびカルバゾール骨格（あるいはベンゾカルバゾール骨格またはジベンゾカルバゾール骨格）を同時に有する物質である。なお、上記の正孔注入・輸送性の観点から、カルバゾール骨格に換えて、ベンゾフルオレン骨格またはジベンゾフルオレン骨格を用いてもよい。このような物質の例としては、９−フェニル−３−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣｚＰＡ）、３−［４−（１−ナフチル）フェニル］−９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＣＰＮ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、６−［３−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）フェニル］ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン（略称：２ｍＢｎｆＰＰＡ）、９−フェニル−１０−［４−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）ビフェニル−４’−イル］アントラセン（略称：ＦＬＰＰＡ）、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）、９−（１−ナフチル）−１０−（２−ナフチル）アントラセン（略称：α，βＡＤＮ）、２−（１０−フェニルアントラセン−９−イル）ジベンゾフラン、２−（１０−フェニル−９−アントラセニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン（略称：Ｂｎｆ（ＩＩ）ＰｈＡ）、９−（２−ナフチル）−１０−［３−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：βＮ−ｍβＮＰＡｎｔｈ）、１−［４−（１０−ビフェニル−４−イル−９−アントラセニル）フェニル］−２−エチル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ＥｔＢＩｍＰＢＰｈＡ）、等が挙げられる。特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示すため、好ましい選択である。
なお、ホスト材料は複数種の物質を混合した材料であっても良く、混合したホスト材料を用いる場合は、電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料とを混合することが好ましい。電子輸送性を有する材料と、正孔輸送性を有する材料を混合することによって、発光層１１３の輸送性を容易に調整することができ、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。正孔輸送性を有する材料と電子輸送性を有する材料の含有量の重量比は、正孔輸送性を有する材料：電子輸送性を有する材料＝１：１９~１９：１とすればよい。
なお、上記混合された材料の一部として、りん光発光物質を用いることができる。りん光発光物質は、発光物質として蛍光発光物質を用いる際に蛍光発光物質へ励起エネルギーを供与するエネルギードナーとして用いることができる。
また、これら混合された材料同士で励起錯体を形成しても良い。当該励起錯体は発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈する励起錯体を形成するような組み合わせを選択することで、エネルギー移動が円滑になり、効率よく発光が得られるため好ましい。また、当該構成を用いることで駆動電圧も低下するため好ましい。
なお、励起錯体を形成する材料の少なくとも一方は、りん光発光物質であってもよい。そうすることで、三重項励起エネルギーを逆項間交差によって効率よく一重項励起エネルギーへ変換することができる。
効率よく励起錯体を形成する材料の組み合わせとしては、正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位以上であると好ましい。また、正孔輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位が電子輸送性を有する材料のＬＵＭＯ準位以上であると好ましい。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定によって測定される材料の電気化学特性（還元電位および酸化電位）から導出することができる。
なお、励起錯体の形成は、例えば正孔輸送性を有する材料の発光スペクトル、電子輸送性を有する材料の発光スペクトル、およびこれら材料を混合した混合膜の発光スペクトルを比較し、混合膜の発光スペクトルが、各材料の発光スペクトルよりも長波長シフトする（あるいは長波長側に新たなピークを持つ）現象を観測することにより確認することができる。あるいは、正孔輸送性を有する材料の過渡フォトルミネッセンス（ＰＬ）、電子輸送性を有する材料の過渡ＰＬ、及びこれら材料を混合した混合膜の過渡ＰＬを比較し、混合膜の過渡ＰＬ寿命が、各材料の過渡ＰＬ寿命よりも長寿命成分を有する、あるいは遅延成分の割合が大きくなるなどの過渡応答の違いを観測することにより、確認することができる。また、上述の過渡ＰＬは過渡エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）と読み替えても構わない。すなわち、正孔輸送性を有する材料の過渡ＥＬ、電子輸送性を有する材料の過渡ＥＬ及びこれらの混合膜の過渡ＥＬを比較し、過渡応答の違いを観測することによっても、励起錯体の形成を確認することができる。
［３．４、電子輸送層］
電子輸送層１１４（第１の電子輸送層１１４＿１および第２の電子輸送層１１４＿２）は、電子輸送性を有する物質を含む層である。電子輸送性を有する材料としては、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上好ましくは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が高い物質であれば、これら以外のものを用いることができる。なお、上記有機化合物としてはπ電子不足型複素芳香環を有する有機化合物が好ましい。π電子不足型複素芳香環を有する有機化合物としては、例えばポリアゾール骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物およびトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物のいずれかまたは複数であることが好ましい。
電子輸送層１１４に用いることが可能な電子輸送性を有する有機化合物としては、前述の電子輸送性を有する材料、および中間層１１６における電子注入バッファ層１１９の電子輸送性を有する有機化合物として用いることが可能な有機化合物を同様に用いることができる。中でも、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
また、電子輸送層１１４は電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下であることが好ましい。電子輸送層１１４における電子の輸送性を低くすることにより発光層１１３への電子の注入量を制御することができ、発光層１１３が電子過多の状態になることを防ぐことができる。この構成は、特に正孔注入層を複合材料として形成し、当該複合材料における正孔輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的低いＨＯＭＯ準位を有する物質である場合に、寿命が良好となるため特に好ましい。なお、この際、電子輸送性を有する材料は、そのＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であることが好ましい。
また、電子輸送層１１４にバイポーラ性の材料を用いることが好ましい。すなわち、電子輸送層１１４は比較的高い正孔輸送性を備えた電子輸送性の層であることが好ましい。このことから、電子輸送層に含まれる有機化合物のＨＯＭＯ準位は、−５．９０ｅＶ以上−５．００ｅＶ以下、好ましくは−５．８０ｅＶ以上−５．００ｅＶ以下、さらに好ましくは−５．７０ｅＶ以上−５．１５ｅＶ以下であることが好ましい。また、電子輸送層には良好な電子輸送性も必要であることから電子輸送層１１４に含まれる有機化合物のＬＵＭＯ準位は、−３．１５ｅＶ以上−２．５０ｅＶ以下、好ましくは−３．００ｅＶ以上−２．７０ｅＶ以下であることが好ましい。
電子輸送層１１４は、複数の有機化合物から構成される層であってもよい。電子輸送層１１４に複数の有機化合物が含まれる場合は、最も高いＨＯＭＯ準位を有する有機化合物のＨＯＭＯ準位が、上述のような範囲に含まれるものであることが好ましい。また、電子輸送層１１４に複数の有機化合物が含まれる場合は、最も低いＬＵＭＯ準位を有する有機化合物のＬＵＭＯ準位が、上述のような範囲に含まれるものであることが好ましい。また、電子輸送層１１４が複数の有機化合物から構成される場合、その少なくとも一が電子輸送性を有する有機化合物であり、少なくとも一が正孔輸送性を有する有機化合物であることが好ましい。
なお、電子輸送性の有機化合物と正孔輸送性の有機化合物は一の有機化合物であることが好ましい。すなわち、電子輸送層１１４が、電子輸送性と正孔輸送性の両方を有する有機化合物を含むことが特性の良好な発光デバイスを得やすいためより好ましい。
電子輸送性の有機化合物または電子輸送性と正孔輸送性の両方を有する有機化合物は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における電子移動度が、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上好ましくは１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。また、正孔輸送性の有機化合物または電子輸送性と正孔輸送性の両方を有する有機化合物は、電界強度［Ｖ／ｃｍ］の平方根が６００における正孔移動度が、１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上好ましくは１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質が好ましい。
また、電子輸送層１１４は、酸解離定数ｐＫａが４以下の電子輸送性を有する有機化合物を含むことが好ましい。
また、電子輸送層１１４は、電子輸送性の骨格を有する有機化合物と、正孔輸送性の骨格とを有する有機化合物と、を含むことが好ましい。なお、電子輸送性の骨格を有する有機化合物と正孔輸送性の骨格とを有する有機化合物は一の有機化合物であることがより好ましい。すなわち、電子輸送層１１４が電子輸送性の骨格と正孔輸送性の骨格との両方を有する有機化合物を含むことが特性の良好な発光デバイスを得やすいためより好ましい。
なお、電子輸送性の骨格は、π電子不足型複素芳香環を有する骨格であることが好ましい。π電子不足型複素芳香環としては、例えばポリアゾール骨格、ピリジン骨格、ジアジン骨格およびトリアジン骨格の少なくともいずれか一を環に含む骨格であることが好ましい。具体的には、ピリミジン骨格、ピラジン骨格、ピリダジン骨格、ピリジン骨格、トリアジン骨格、ベンゾフロピリミジン骨格、ベンゾチエノピリミジン骨格、ベンゾフロピラジン骨格、ベンゾチエノピラジン骨格などが好ましい。中でもピリミジン骨格、ピラジン骨格、トリアジン骨格、ベンゾフロピリミジン骨格が好ましい。また、正孔輸送性の骨格は、π電子過剰型複素芳香環を有する骨格であることが好ましい。π電子過剰型複素芳香環としては、例えばピロール骨格、フラン骨格、およびチオフェン骨格の少なくともいずれか一を環に含む縮合芳香環が好ましい。具体的にはカルバゾール骨格、ジベンゾチオフェン骨格あるいはそれらにさらに芳香環または複素芳香環が縮合した骨格が好ましい。中でもカルバゾール骨格、ビスカルバゾール骨格、インドロカルバゾール骨格が好ましい。また、アミン骨格、特にトリフェニルアミン骨格もまた好ましい。
電子輸送層１１４を構成する有機化合物としては、電子輸送性の骨格と正孔輸送性の骨格との両方を有する有機化合物が好ましい。当該有機化合物としては、具体的には３，６−ビス（ジフェニルアミノ）−９−［４−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＤＡＣＴ−ＩＩ）、２−｛３−［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｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ）、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）、１１−［４−（ビフェニル−４−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル］−１１，１２−ジヒドロ−１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ−Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）などを挙げることができる。
なお、電子輸送層１１４を構成する有機化合物は、ＴＡＤＦを発する（ＴＡＤＦ性を有する）ことが好ましい。ＴＡＤＦ性がある有機化合物は、ＨＯＭＯ準位が高く、ＬＵＭＯ準位が低く、また、シングレットもトリプレットも励起寿命が短いため、電子輸送層１１４において再結合が起こった場合に、励起状態を速やかに失活させることができ、信頼性の良好な発光デバイスを提供することができる。電子輸送層１１４を構成するために好ましい有機化合物のなかで、さらにＴＡＤＦ性を有する有機化合物としては、ＤＡＣＴ−ＩＩを挙げることができる。
また、電子輸送層１１４を複数種の有機化合物で構成する場合、電子輸送性を有する有機化合物としては、例えば、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、９−［４−（５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣＯ１１）、２，２’，２’’−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール）（略称：ＴＰＢＩ）、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−１−フェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾール（略称：ｍＤＢＴＢＩｍ−ＩＩ）、４，４’−ビス（５−メチルベンゾオキサゾール−２−イル）スチルベン（略称：ＢｚＯｓ）などのアゾール骨格を有する有機化合物、３，５−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリジン（略称：３５ＤＣｚＰＰｙ）、１，３，５−トリ［３−（３−ピリジル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴｍＰｙＰＢ）、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−［３−（２−トリフェニレニル）フェニル］−１，１０−フェナントロリン（略称：ｍＴｐＰＰｈｅｎ）、２−フェニル−９−（２−トリフェニレニル）−１，１０−フェナントロリン（略称：Ｐｈ−ＴｐＰｈｅｎ）、２−［４−（９−フェナントレニル）−１−ナフタレニル］−１，１０−フェナントロリン（略称：ＰｎＮＰｈｅｎ）、２−［４−（２−トリフェニレニル）フェニル］−１，１０−フェナントロリン（略称：ｐＴｐＰＰｈｅｎ）などのピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、２−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３−（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ）、２−［３’−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）ビフェニル−３−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＣｚＢＰＤＢｑ）、２−［４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−３，１’−ビフェニル−１−イル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍｐＰＣＢＰＤＢｑ）、２−［４−（３，６−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ＣｚＰＤＢｑ−ＩＩＩ）、７−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：７ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、及び６−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：６ｍＤＢＴＰＤＢｑ−ＩＩ）、９−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、９−［（３’−ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−４−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：９ｐｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ）、４，６−ビス［３−（フェナントレン−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＰｎＰ２Ｐｍ）、４，６−ビス［３−（４−ジベンゾチエニル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＤＢＴＰ２Ｐｍ−ＩＩ）、４，６−ビス［３−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］ピリミジン（略称：４，６ｍＣｚＰ２Ｐｍ）、９，９’−［ピリミジン−４，６−ジイルビス（ビフェニル−３，３’−ジイル）］ビス（９Ｈ−カルバゾール）（略称：４，６ｍＣｚＢＰ２Ｐｍ）、８−（ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、３，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：３，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｒ）、４，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ）、８−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］ナフト［１’，２’：４，５］フロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｍ）、８−［（２，２’−ビナフタレン）−６−イル］−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８（βＮ２）−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス（４−フェニルベンゾ［ｈ］キナゾリン）（略称：２，６（Ｐ−Ｂｑｎ）２Ｐｙ）、２，２’−（ピリジン−２，６−ジイル）ビス｛４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−６−フェニルピリミジン｝（略称：２，６（ＮＰ−ＰＰｍ）２Ｐｙ）、６−（ビフェニル−３−イル）−４−［３，５−ビス（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−２−フェニルピリミジン（略称：６ｍＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ）、２，６−ビス（４−ナフタレン−１−イルフェニル）−４−［４−（３−ピリジル）フェニル］ピリミジン（略称：２，４ＮＰ−６ＰｙＰＰｍ）、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）、７−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）キナゾリン−２−イル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ＰＣ−ｃｇＤＢＣｚＱｚ）などのジアジン骨格を有する有機化合物、２−（ビフェニル−４−イル）−４−フェニル−６−（９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−イル）−１，３，５−トリアジン（略称：ＢＰ−ＳＦＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＢｎｆＢＰＴｚｎ−０２）、２−｛４−［３−（Ｎ−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）−９Ｈ−カルバゾール−９−イル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ＰＣＣｚＰＴｚｎ）、９−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−９’−フェニル−２，３’−ビ−９Ｈ−カルバゾール（略称：ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２）、２−［３’−（９，９−ジメチル−９Ｈ−フルオレン−２−イル）ビフェニル−３−イル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＦＢＰＴｚｎ）、５−［３−（４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル）フェニル］−７，７−ジメチル−５Ｈ，７Ｈ−インデノ［２，１−ｂ］カルバゾール（略称：ｍＩＮｃ（ＩＩ）ＰＴｚｎ）、２−｛３−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］フェニル｝−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＤＢｔＢＰＴｚｎ）、２，４，６−トリス［３’−（ピリジン−３−イル）ビフェニル−３−イル］−１，３，５−トリアジン（略称：ＴｍＰＰＰｙＴｚ）、２−［３−（２，６−ジメチル−３−ピリジニル）−５−（９−フェナントレニル）フェニル］−４，６−ジフェニル−１，３，５−トリアジン（略称：ｍＰｎ−ｍＤＭｅＰｙＰＴｚｎ）、１１−［４−（ビフェニル−４−イル）−６−フェニル−１，３，５−トリアジン−２−イル］−１１，１２−ジヒドロ−１２−フェニルインドロ［２，３−ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ−Ｉｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）、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）、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）などのトリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物が挙げられる。また、ジアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物またはピリジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、信頼性が良好であり好ましい。特に、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物、トリアジン骨格を有する複素芳香環を含む有機化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧低減にも寄与する。
また、電子輸送層１１４を複数種の有機化合物で構成する場合、正孔輸送性を有する有機化合物としては、例えば、Ｎ−（４−ビフェニル）−６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢｎｆＡＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）−６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ）、４，４’−ビス（６−フェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−イル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＢｎｆＢＢ１ＢＰ）、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−６−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（６））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン−８−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（８））、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）ベンゾ［ｂ］ナフト［２，３−ｄ］フラン−４−アミン（略称：ＢＢＡＢｎｆ（ＩＩ）（４））、Ｎ，Ｎ−ビス［４−（ジベンゾフラン−４−イル）フェニル］−４−アミノ−ｐ−ターフェニル（略称：ＤＢｆＢＢ１ＴＰ）、Ｎ−［４−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−Ｎ−フェニル−４−ビフェニルアミン（略称：ＴｈＢＡ１ＢＰ）、４−（２−ナフチル）−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢ）、４−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’，４’’−ジフェニルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮＢｉ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；１’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡαＮβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７−フェニル）ナフチル−２−イルトリフェニルアミン（略称：ＢＢＡＰβＮＢ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（６；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（７；２’−ビナフチル−２−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡ（βＮ２）Ｂ−０３）、４，４’−ジフェニル−４’’−（４；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（５；２’−ビナフチル−１−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＢＡβＮαＮＢ−０２）、４−（４−ビフェニリル）−４’−（２−ナフチル）−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢ）、４−（３−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ｍＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−（４−ビフェニリル）−４’−［４−（２−ナフチル）フェニル］−４’’−フェニルトリフェニルアミン（略称：ＴＰＢｉＡβＮＢｉ）、４−フェニル−４’−（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ビス（１−ナフチル）トリフェニルアミン（略称：αＮＢＢ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−［４’−（カルバゾール−９−イル）ビフェニル−４−イル］トリフェニルアミン（略称：ＹＧＴＢｉ１ＢＰ）、４’−［４−（３−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］トリス（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’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−３’−（９−フェニルフルオレン−９−イル）トリフェニルアミン（略称：ｍＢＰＡＦＬＰ）、４−フェニル−４’−［４−（９−フェニルフルオレン−９−イル）フェニル］トリフェニルアミン（略称：ＢＰＡＦＬＢｉ）、４−フェニル−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡ１ＢＰ）、４，４’−ジフェニル−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＢｉ１ＢＰ）、４−（１−ナフチル）−４’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＡＮＢ）、４，４’−ジ（１−ナフチル）−４’’−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）トリフェニルアミン（略称：ＰＣＢＮＢＢ）、Ｎ−フェニル−Ｎ−［４−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）フェニル］−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２−アミン（略称：ＰＣＢＡＳＦ）、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，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、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。
［３．５、電子注入層］
電子注入層１１５としては、上述した塩基性骨格を有する有機化合物の他に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、イッテルビウム（Ｙｂ）のようなアルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属又はそれらの化合物もしくは錯体を含む層を用いることができる。電子注入層１１５は、電子輸送性を有する物質からなる層中にアルカリ金属又はアルカリ土類金属又はそれらの化合物を含有させたものまたは、エレクトライドを用いてもよい。エレクトライドとしては、例えば、カルシウムとアルミニウムの混合酸化物に電子を高濃度添加した物質等が挙げられる。
なお、電子注入層１１５として、電子輸送性を有する物質（好ましくはビピリジン骨格を有する有機化合物）に上記アルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物を微結晶状態となる濃度以上（５０ｗｔ％以上）含ませた層を用いることも可能である。当該層は、屈折率の低い層であることから、より外部量子効率の良好な発光デバイスを提供することが可能となる。
また、電子注入層１１５として、第２の電子注入バッファ層１１９ｂを用いてもよい。また、電子注入層１１５として、電子注入バッファ層１１９（第１の電子注入バッファ層１１９ａと第２の電子注入バッファ層１１９ｂの積層）を用いてもよい。電子注入層１１５として電子注入バッファ層１１９を用いる場合は、第２の電子輸送層１１４＿２側に第１の電子注入バッファ層１１９ａを用い、第２の電極１０２側に第２の電子注入バッファ層１１９ｂを用いることが好ましい。
また、有機化合物層１０３の形成方法としては、乾式法、湿式法を問わず、種々の方法を用いることができる。例えば、真空蒸着法、グラビア印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、インクジェット法またはスピンコート法などを用いても構わない。
また上述した各電極または各層を異なる成膜方法を用いて形成しても構わない。
図２には、本発明の一態様の発光装置に含まれる、隣り合う二つの発光デバイス（発光デバイス１３０ａ、発光デバイス１３０ｂ）の図を示した。
発光デバイス１３０ａは、絶縁層１７５上に第１の電極１０１ａと第２の電極１０２との間に有機化合物層１０３ａを有している。有機化合物層１０３ａは第１の発光ユニット５０１ａと、第２の発光ユニット５０２ａとが、中間層１１６ａを挟んで積層した構成を有する。なお、図２では発光デバイス１３０ａが積層された２つの発光ユニットを有する構成を示したが、３つ以上の発光ユニットが積層する構成であってもよい。第１の発光ユニット５０１ａは、正孔注入層１１１ａ、第１の正孔輸送層１１２ａ＿１、第１の発光層１１３ａ＿１、第１の電子輸送層１１４ａ＿１を有する。中間層１１６ａは、電荷発生層１１７Ａ、電子リレー層１１８Ａ、電子注入バッファ層１１９Ａを有する。電子注入バッファ層１１９Ａは、第１の電子注入バッファ層１１９Ａａおよび第２の電子注入バッファ層１１９Ａｂを有する。電子リレー層１１８Ａはあっても無くても構わない。第２の発光ユニット５０２ａは、第２の正孔輸送層１１２ａ＿２、第２の発光層１１３ａ＿２、第２の電子輸送層１１４ａ＿２、電子注入層１１５を有する。
発光デバイス１３０ｂは、絶縁層１７５上に第１の電極１０１ｂと第２の電極１０２との間に有機化合物層１０３ｂを有している。有機化合物層１０３ｂは第１の発光ユニット５０１ｂと、第２の発光ユニット５０２ｂとが、中間層１１６ｂを挟んで積層した構成を有する。なお、図２では発光デバイス１３０ｂが積層された２つの発光ユニットを有する構成を示したが、３つ以上の発光ユニットが積層する構成であってもよい。第１の発光ユニット５０１ｂは、正孔注入層１１１ｂ、第１の正孔輸送層１１２ｂ＿１、第１の発光層１１３ｂ＿１、第１の電子輸送層１１４ｂ＿１を有する。中間層１１６ｂは、電荷発生層１１７Ｂ、電子リレー層１１８Ｂ、電子注入バッファ層１１９Ｂを有する。電子注入バッファ層１１９Ｂは、第１の電子注入バッファ層１１９Ｂａおよび第２の電子注入バッファ層１１９Ｂｂを有する。電子リレー層１１８Ｂはあっても無くても構わない。第２の発光ユニット５０２ｂは、第２の正孔輸送層１１２ｂ＿２、第２の発光層１１３ｂ＿２、第２の電子輸送層１１４ｂ＿２、電子注入層１１５を有する。
なお、電子注入層１１５および第２の電極１０２は発光デバイス１３０ａおよび発光デバイス１３０ｂで一続きの共有された層であることが好ましい。また、電子注入層１１５以外の有機化合物層１０３ａと有機化合物層１０３ｂは、第２の電子輸送層１１４ａ＿２が形成された後と、第２の電子輸送層１１４ｂ＿２が形成された後に各々フォトリソグラフィ法により加工されているため互いに独立している。また、電子注入層１１５以外の有機化合物層１０３ａの端部（輪郭）は、フォトリソグラフィ法により加工されているため基板に対して垂直方向に一致又は概略一致している。また、電子注入層１１５以外の有機化合物層１０３ｂの端部（輪郭）は、フォトリソグラフィ法により加工されているため基板に対して垂直方向に一致又は概略一致している。
また、第１の電極１０１ａと第１の電極１０１ｂとの間の距離ｄは、有機化合物層をフォトリソグラフィ法を用いて加工することにより、マスク蒸着を行う際よりも小さくすることができる。具体的には、距離ｄを２μｍ以上５μｍ以下とすることができる。
作製した発光デバイスの積層構成は、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ：透過型電子顕微鏡法）、ＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ　Ｘ−ｒａｙ　Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：エネルギー分散型Ｘ線分光法）、ＮＭＲ（Ｎｕｃｌｅａｒ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：核磁気共鳴法）、ＥＳＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｉｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ：電子スピン共鳴法）、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ−ｏｆ−Ｆｌｉｇｈｔ　Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｉｏｎ　Ｍａｓｓ　Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ：飛行時間型二次イオン質量分析法）など様々な分析手法を用いて調べることができる。
ＴｏＦ−ＳＩＭＳは、試料表面に一次イオンを照射して、スパッタリング現象によって弾き出されたイオン（二次イオン）が検出器に到達するまでの飛行時間から二次イオンの質量を特定する分析手法である。ＴｏＦ−ＳＩＭＳは水素（Ｈ）からウラン（Ｕ）までの全元素の特定が可能であり、有機物の分子イオンの取得も可能である。
また、ＴｏＦ−ＳＩＭＳは、スパッタリング現象を利用して試料表面を掘削しながら深さ方向の二次イオンの分布を分析することで、深さ方向の情報を取得できる（「ＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析」ともいう）。ＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析を用いることで、試料を構成する各層に含まれる材料を知ることができる。特にＧＣＩＢ（Ｇａｓ　Ｃｌｕｓｔｅｒ　Ｉｏｎ　Ｂｅａｍ）を併用したＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析では、有機物に対してダメージが少ない掘削が可能であり、高感度かつ高い深さ分解能の分析が可能である。
一方で、ＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析は、スパッタリング現象を利用した分析であるため、分析対象層と当該層に接する層の境界および境界近傍では、一方の層にのみ含まれる材料の二次イオンが、あたかも双方の層に存在するかのように検出される場合がある。また、分析対象層の厚さが数ｎｍ以下（分析条件によっては、１０ｎｍ以下もしくは２０ｎｍ以下）である場合、当該層および当該層に接する層のいずれかにのみ含まれる材料の二次イオンが、あたかも他の層にも存在するかのように検出される場合がある。
このため、本発明の一態様に係る発光デバイスに対してＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析を行った場合、分析対象層と当該層に接する層の境界近傍で、一方の層にのみ含まれる材料の二次イオンが、あたかも双方の層に存在するかのように検出される場合がある。また、本発明の一態様に係る発光デバイスに対してＴｏＦ−ＳＩＭＳ深さ方向分析を行った場合、分析対象層の厚さが数ｎｍ以下（分析条件によっては、１０ｎｍ以下もしくは２０ｎｍ以下）である場合、当該層および当該層に接する層のいずれかにのみ含まれる材料の二次イオンが、あたかも他の層にも存在するかのように検出される場合がある。
本実施の形態の構成は、他の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）
先の実施の形態で説明した発光デバイス１３０は、絶縁層１７５上に複数形成することで、発光装置を構成する。本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について詳しく説明する。
図３Ａおよび図３Ｂに例示するように、発光装置１０００は、複数の画素１７８がマトリクス状に配列された画素部１７７を有する。画素１７８は、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂを有する。
本明細書等において、例えば副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂに共通する事項は、副画素１１０と呼称して説明する場合がある。また、アルファベットで区別する構成要素について、該当する構造に共通する事項は、アルファベットを省略した符号を用いて説明する場合がある。
副画素１１０Ｒは赤色の光を呈し、副画素１１０Ｇは緑色の光を呈し、副画素１１０Ｂは青色の光を呈する。これにより、画素部１７７に画像を表示することができる。なお、本実施の形態では、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の副画素を例に挙げて説明するが、本発明は当該構成に限らない。つまり、その他の色の副画素の組み合わせを用いてもよい。例えば、副画素は３つに限られず、４つ以上としてもよい。４つの副画素としては、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、白色（Ｗ）の４色の副画素、Ｒ、Ｇ、Ｂ、黄色（Ｙ）の４色の副画素、及び、Ｒ、Ｇ、Ｂ、赤外光（ＩＲ）の４つの副画素、等が挙げられる。
本明細書等において、行方向をＸ方向、列方向をＹ方向という場合がある。Ｘ方向とＹ方向は交差し、例えば垂直に交差する。
図３Ａでは、異なる色の副画素がＸ方向に並べて配置されており、同じ色の副画素が、Ｙ方向に並べて配置されている例を示す。なお、異なる色の副画素がＹ方向に並べて配置され、同じ色の副画素が、Ｘ方向に並べて配置されていてもよい。
画素部１７７の外側には、接続部１４０および領域１４１を設けてもよい。例えば、領域１４１は画素部１７７と接続部１４０の間に設けるとよい。領域１４１には、有機化合物層１０３を設ける。また、接続部１４０には、導電層１５１Ｃを設ける。
図３では、領域１４１、及び接続部１４０が画素部１７７の右側に位置する例を示すが、領域１４１、及び接続部１４０の位置は特に限定されない。また、領域１４１、及び接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。
図３Ｂは、図３Ａにおける一点鎖線Ａ１−Ａ２間の断面図の例である。図３Ｂに示すように、発光装置１０００は、絶縁層１７１と、絶縁層１７１上の導電層１７２と、絶縁層１７１上、及び導電層１７２上の絶縁層１７３と、絶縁層１７３上の絶縁層１７４と、絶縁層１７４上の絶縁層１７５と、を有する。絶縁層１７１は、基板（図示せず）上に設けるとよい。絶縁層１７５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７３には、導電層１７２に達する開口が設けられ、当該開口を埋め込むようにプラグ１７６を設ける。
画素部１７７において、絶縁層１７５及びプラグ１７６上に、発光デバイス１３０が設けられる。また、発光デバイス１３０を覆うように、保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。また、隣り合う発光デバイス１３０の間には、無機絶縁層１２５と、無機絶縁層１２５上の絶縁層１２７と、を設けてもよい。
図３Ｂでは、無機絶縁層１２５及び絶縁層１２７の断面が複数示されているが、発光装置１０００を上面から見た場合、無機絶縁層１２５及び絶縁層１２７は、それぞれ１つに繋がっていることが好ましい。つまり、絶縁層１２７は、第１の電極上に開口部を有する絶縁層とするとよい。
図３Ｂでは、発光デバイス１３０として、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂを示している。発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂは、互いに異なる色の光を発するものとする。例えば、発光デバイス１３０Ｒは赤色の光を発することができ、発光デバイス１３０Ｇは緑色の光を発することができ、発光デバイス１３０Ｂは青色の光を発することができる。また、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、又は発光デバイス１３０Ｂは、他の可視光又は赤外光を発してもよい。
なお、有機化合物層１０３は、少なくとも発光層を有し、その他の機能層（正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層等）を有することができる。また、有機化合物層１０３と共通層１０４とを合わせて、発光を呈するＥＬ層が備える機能層（正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層等）を形成しても良い。
本発明の一態様の発光装置は、例えば発光デバイスが形成されている基板とは反対方向に光を射出する上面射出型（トップエミッション型）とすることができる。なお、本発明の一態様の発光装置は、下面射出型（ボトムエミッション型）であってもよい。
発光デバイス１３０（１３０Ｒ、１３０Ｇ、１３０Ｂ）は、実施の形態１に示したような構成を有する。導電層１５１（１５１Ｒ、１５１Ｇ、１５１Ｂ）と導電層１５２（１５２Ｒ、１５２Ｇ、１５２Ｂ）とからなる第１の電極（画素電極）と、第１の電極上の有機化合物層１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）と、有機化合物層１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）上の共通層１０４と、共通層上の第２の電極（共通電極）１０２と、を有する。
なお、共通層１０４は、必ずしも設けなくてもよい。共通層１０４を設けることで、後工程による有機化合物層１０３Ｒへのダメージを低減できる。また、共通層１０４が設けられている場合、共通層１０４は、電子注入層としての機能を有していてもよい。共通層１０４が電子注入層として機能する場合、有機化合物層１０３Ｒと共通層１０４との積層構造は、実施の形態１における有機化合物層１０３に相当する。
発光デバイスが有する画素電極と共通電極のうち、一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。以下では、特に断りが無い場合は、画素電極が陽極として機能し、共通電極が陰極として機能するものとして説明する。
有機化合物層１０３Ｒ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｂは、各々または、発光色毎に、島状に独立している。有機化合物層１０３を発光デバイス１３０毎に島状に設けることで、高精細な発光装置においても隣接する発光デバイス１３０間のリーク電流を抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い発光装置を実現できる。特に、低輝度における電流効率の高い発光装置を実現できる。
有機化合物層１０３は、発光デバイス１３０の第１の電極（画素電極）の上面及び側面を覆うように設けてもよい。これにより、有機化合物層１０３の端部が画素電極の端部よりも内側に位置する構成に比べて、発光装置１０００の開口率を高めることが容易となる。また、発光デバイス１３０の画素電極の側面を有機化合物層１０３で覆うことで、画素電極と第２の電極１０２とが接することを抑制できるため、発光デバイス１３０のショートを抑制できる。また、有機化合物層１０３の発光領域（すなわち、画素電極と重なる領域）と、有機化合物層１０３の端部との距離を大きくできる。さらに、有機化合物層１０３の端部は、加工によりダメージを受けている可能性があるため、有機化合物層１０３の端部から離れた領域を発光領域として用いることで、発光デバイス１３０の信頼性を高められる。
また、本発明の一態様の発光装置では、発光デバイスの第１の電極（画素電極）を、積層構成としてもよい。例えば、図３Ｂに示す例では、発光デバイス１３０の第１の電極を、導電層１５１と、導電層１５２と、の積層構成としている。
例えば、発光装置１０００がトップエミッション型である場合、発光デバイス１３０の画素電極は、導電層１５１は可視光に対する反射率が高い層とし、導電層１５２は可視光の透過性を有し、かつ仕事関数が大きい層とすることが好ましい。画素電極の可視光に対する反射率が高いほど、有機化合物層１０３が発する光の取り出し効率を高くすることができる。また、画素電極が陽極として機能する場合、画素電極の仕事関数が大きいほど、有機化合物層１０３への正孔の注入が容易となる。従って、発光デバイス１３０の画素電極を、可視光に対する反射率が高い導電層１５１と、仕事関数が大きい導電層１５２と、の積層構成とすることにより、発光デバイス１３０を、光取り出し効率が高く、且つ駆動電圧の低い発光デバイスとすることができる。
具体的には、導電層１５１の可視光に対する反射率は、例えば４０％以上１００％以下、７０％以上１００％以下とすることが好ましい。また、導電層１５２は、可視光の透過性を有する電極とする場合、可視光に対する透過率を例えば４０％以上とすることが好ましい。
また、積層構造を有する画素電極の形成後に成膜した膜を、ウェットエッチング法などにより除去する際にエッチングに用いる薬液が構造体に含浸する場合がある。含浸した薬液が画素電極に接触すると、画素電極を構成する複数の層間においてガルバニック腐食などが発生し、画素電極が変質することがある。
そこで、導電層１５１の上面及び側面を覆うように、導電層１５２を形成することが好ましい。導電層１５２で導電層１５１を覆うことで、含浸した薬液が導電層１５１に接触することなく、画素電極へのガルバニック腐食の発生を抑制できる。従って、発光装置１０００は、歩留まりが高い方法で作製できるため、低価格の発光装置とすることができる。また、発光装置１０００に不良が発生することを抑制できるため、発光装置１０００は信頼性が高い発光装置とすることができる。
導電層１５１として、例えば金属材料を用いることができる。具体的には、例えばアルミニウム（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）等の金属、及びこれらを適宜組み合わせて含む合金を用いることもできる。
導電層１５２として、インジウム、錫、亜鉛、ガリウム、チタン、アルミニウム、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一又は複数を有する酸化物を用いることができる。例えば、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化チタン、ガリウムを含むインジウム亜鉛酸化物、アルミニウムを含むインジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウム錫酸化物、及びシリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等のいずれか一又は複数を含む導電性酸化物を用いることが好ましい。特に、シリコンを含むインジウム錫酸化物は仕事関数が大きい、例えば仕事関数が４．０ｅＶ以上であるため、導電層１５２として好適に用いることができる。
また、導電層１５１、および導電層１５２は、異なる材料を有する複数の層の積層構成であってもよい。この場合、導電層１５１が、導電性酸化物等の導電層１５２に用いることができる材料を用いた層を有してもよく、また、導電層１５２が、金属材料等の導電層１５１に用いることができる材料を用いた層を有してもよい。例えば、導電層１５１が２層以上の積層構成である場合は、導電層１５２と接する層は、導電層１５２の導電層１５１と接する層に用いる材料と同じ材料を含む層とすることができる。
なお、導電層１５１の端部は、テーパ形状を有することが好ましい。具体的には、導電層１５１の端部は、テーパ角９０°未満のテーパ形状を有することが好ましい。この場合、導電層１５１の側面に沿って設けられる導電層１５２もテーパ形状を有する。導電層１５２の側面をテーパ形状とすることで、導電層１５２の側面に沿って設けられる有機化合物層１０３の被覆性を高めることができる。
また、導電層１５１、または導電層１５２が積層構造を有する場合、少なくとも１つの側面がテーパ形状を有していることが好ましい。また、各導電層を構成する積層構造において、層毎に異なるテーパ形状であってもよい。
図４Ａにおいては、導電層１５１が異なる材料を含む複数の層の積層構造である場合の図を示している。図４Ａに示すように、導電層１５１は、導電層１５１＿１と、導電層１５１＿１上の導電層１５１＿２と、導電層１５１＿２上の導電層１５１＿３と、を有する構成である。つまり、図４Ａに示す導電層１５１は、３層積層構成である。このように、導電層１５１が複数の層の積層構成である場合は、導電層１５１を構成する層のうち少なくとも１つの層の可視光に対する反射率を、導電層１５２の可視光に対する反射率より高くすればよい。
図４Ａに示す例では、導電層１５１＿２が、導電層１５１＿１と導電層１５１＿３により挟まれる構成である。導電層１５１＿１、及び導電層１５１＿３には、導電層１５１＿２より変質しにくい材料を用いることが好ましい。例えば、導電層１５１＿１には、絶縁層１７５と接することによるマイグレーションの発生が、導電層１５１＿２より起こりにくい材料を用いることができる。また、導電層１５１＿３には、導電層１５１＿２より酸化されにくく、さらに電気抵抗率が、導電層１５１＿２に用いる材料の酸化物より低い材料を用いることができる。
以上より、導電層１５１＿２を、導電層１５１＿１と導電層１５１＿３で挟む構成とすることで、導電層１５１＿２の材料選択の幅を広げることができる。これにより、例えば導電層１５１＿２を、導電層１５１＿１及び導電層１５１＿３のうち少なくとも一方より、可視光に対する反射率が高い層とすることができる。例えば、導電層１５１＿２としてアルミニウムを用いることができる。なお、導電層１５１＿２には、アルミニウムを含む合金を用いてもよい。また、導電層１５１＿１として、可視光に対する反射率がアルミニウムと比較すると低いが、絶縁層１７５と接してもアルミニウムよりマイグレーションが発生しにくい材料であるチタンを用いることができる。さらに、導電層１５１＿３として、可視光に対する反射率がアルミニウムと比較すると低いが、アルミニウムより酸化しにくく、また酸化物の電気抵抗率が酸化アルミニウムの電気抵抗率より低い材料であるチタンを用いることができる。
また、導電層１５１＿３として、銀、又は銀を含む合金を用いてもよい。銀は、可視光に対する反射率がチタンより高いという特性を有する。さらに、銀は、アルミニウムより酸化されにくく、また酸化銀の電気抵抗率は酸化アルミニウムの電気抵抗率より低いという特性を有する。以上により、導電層１５１＿３として銀、又は銀を含む合金を用いると、導電層１５１の可視光に対する反射率を高くしつつ、導電層１５１＿２の酸化による画素電極の電気抵抗の上昇を抑制できる。ここで、銀を含む合金として、例えば銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）を適用できる。なお、導電層１５１＿３として銀、又は銀を含む合金を用い、導電層１５１＿２としてアルミニウムを用いると、導電層１５１＿３の可視光に対する反射率を、導電層１５１＿２の可視光に対する反射率より高くすることができる。ここで、導電層１５１＿２として銀、又は銀を含む合金を用いてもよい。また、導電層１５１＿１に銀、又は銀を含む合金を用いてもよい。
一方、チタンを用いた膜は、銀を用いた膜よりエッチングによる加工性に優れる。よって、導電層１５１＿３としてチタンを用いることにより、導電層１５１＿３を容易に形成できる。なお、アルミニウムを用いた膜も、銀を用いた膜よりエッチングによる加工性に優れる。
以上のように、導電層１５１を複数の層の積層構造とすることにより、発光装置の特性を向上させることができる。例えば、発光装置１０００を、光取り出し効率が高く、且つ信頼性が高い発光装置とすることができる。
ここで、発光デバイス１３０にマイクロキャビティ構造が適用されている場合は、導電層１５１＿３として、可視光に対する反射率が高い材料である銀、又は銀を含む合金を用いると、発光装置１０００の光取り出し効率を好適に高めることができる。
また、導電層１５１の材料選択、または加工方法により、導電層１５１＿２の側面が、導電層１５１＿１、及び導電層１５１＿３の側面より内側に位置する場合がある。これにより、導電層１５２の導電層１５１に対する被覆性が低下し、導電層１５２の段切れが発生する恐れがある。
そこで、図４Ａのように絶縁層１５６を設けることが好ましい。図４Ａでは、導電層１５１＿２の側面と重なる領域を有するように、導電層１５１＿１上に絶縁層１５６が設けられている例を示している。これにより、導電層１５２の段切れの発生を抑制できるため、接続不良または駆動電圧の上昇を抑制することができる。
なお、図４Ａにおいては、導電層１５１＿２の側面が絶縁層１５６に全て覆われる構造を図示したが、導電層１５１＿２の側面の一部が絶縁層１５６に覆われなくてもよい。以降に示す構成の画素電極においても、同様に導電層１５１＿２の側面の一部が絶縁層１５６に覆われなくてもよい。
また、図４Ａに示すように、絶縁層１５６は、湾曲面を有することが好ましい。これにより、例えば絶縁層１５６の側面が垂直（Ｚ方向に平行）である場合より、絶縁層１５６を覆う導電層１５２における段切れの発生を抑制できる。また、絶縁層１５６が、側面にテーパ形状、具体的にはテーパ角が９０°未満のテーパ形状を有する場合であっても、例えば絶縁層１５６の側面が垂直である場合より、絶縁層１５６を覆う導電層１５２における段切れの発生を抑制できる。以上より、発光装置１０００を、歩留まりが高い方法で作製できる。また、不良の発生を抑制し、発光装置１０００は信頼性が高い発光装置とすることができる。
なお、本発明の一態様はこれに限らない。例えば、図４Ｂ乃至図４Ｄに、第１の電極１０１のその他の構成を示す。
図４Ｂは、図１の第１の電極１０１において、絶縁層１５６が導電層１５１＿２の側面だけでなく、導電層１５１＿１、導電層１５１＿２および導電層１５１＿３の側面を覆っている構成である。
図４Ｃは図１の第１の電極１０１において、絶縁層１５６が設けられていない構成である。
図４Ｄは図１の第１の電極１０１において、導電層１５１が積層構造を有しておらず、導電層１５２が積層構造を有している構成である。図４Ｄでは、導電層１５２が、導電層１５２＿１と、導電層１５２＿１上の導電層１５２＿２と、導電層１５２＿２上の導電層１５２＿３と、を有する三層の積層構造である場合を示している。
導電層１５２＿１は、導電層１５２＿２に対する密着性が、例えば絶縁層１７５より高い層とする。導電層１５２＿１として、例えばインジウム、スズ、亜鉛、ガリウム、チタン、アルミニウム、及びシリコンの中から選ばれるいずれか一又は複数を有する酸化物を用いることができる。例えば、酸化インジウム、インジウムスズ酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを含む酸化亜鉛、酸化チタン、インジウムチタン酸化物、チタン酸亜鉛、アルミニウム亜鉛酸化物、ガリウムを含むインジウム亜鉛酸化物、アルミニウムを含むインジウム亜鉛酸化物、シリコンを含むインジウムスズ酸化物、及びシリコンを含むインジウム亜鉛酸化物等のいずれか一又は複数を含む導電性酸化物を用いることが好ましい。以上により、導電層１５２＿２の膜剥がれを抑制することができる。また、導電層１５２＿２を絶縁層１７５と接しない構成とすることができる。
例えば、発光装置１０００がトップエミッション型である場合、導電層１５２＿２は、可視光に対する反射率（例えば４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の範囲内の波長の光に対する反射率）が、導電層１５２＿３より高い層とする。導電層１５２＿２の可視光に対する反射率は、例えば７０％以上１００％以下とすることができ、好ましくは８０％以上１００％以下であり、より好ましくは９０％以上１００％以下である。また、導電層１５２＿２として、例えば、銀または銀を含む合金を用いることができる。銀を含む合金として、例えば、銀、パラジウム、および銅の合金（ＡＰＣ）が挙げられる。以上により、発光装置１０００を、光取り出し効率が高いトップエミッション型の発光装置とすることができる。なお、導電層１５２＿２として、銀以外の材料を用いてもよい。
導電層１５２を陽極として機能させる場合、導電層１５２＿３を仕事関数が大きい層とすることが好ましい。導電層１５２＿３は、例えば、導電層１５２＿２より仕事関数が大きい層とする。導電層１５２＿３として、例えば導電層１５２＿１に用いることができる材料と同様の材料を用いることができる。例えば、導電層１５２＿１と導電層１５２＿３に同一種の材料を用いてもよい。
なお、導電層１５２を陰極として機能させる場合、導電層１５２＿３を仕事関数が小さい層とすることが好ましい。導電層１５２＿３は、例えば、導電層１５２＿２より仕事関数が小さい層とする。
また、発光装置１０００がトップエミッション型である場合、導電層１５２＿３は、可視光に対する透過率（例えば４００ｎｍ以上７５０ｎｍ未満の範囲内の波長の光に対する透過率）が高い層とすることが好ましい。例えば、導電層１５２＿３の可視光に対する透過率は、導電層１５１または導電層１５２＿２の可視光に対する透過率より高いことが好ましい。例えば、導電層１５２＿３の可視光に対する透過率は、４０％以上１００％以下が好ましく、７０％以上１００％以下がより好ましく、８０％以上１００％以下がさらに好ましい。以上により、有機化合物層１０３が発する光のうち、導電層１５２＿３に吸収される光を少なくすることができる。また、前述のように、導電層１５２＿３下の導電層１５２＿２は、可視光に対する反射率が高い層とすればよい。よって、発光装置１０００を、光取り出し効率が高い発光装置とすることができる。
続いて図３に示す構成を有する発光装置１０００の作製方法例を図５乃至図１１を用いて説明する。
［作製方法例１］
発光装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スパッタリング法、化学気相堆積（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法、パルスレーザー堆積（ＰＬＤ：Ｐｕｌｓｅｄ　Ｌａｓｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、又はＡＬＤ法等を用いて形成できる。ＣＶＤ法としては、プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ　Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ＣＶＤ）法、及び、熱ＣＶＤ法等がある。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、発光装置を構成する薄膜（絶縁膜、半導体膜、及び、導電膜等）は、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷、ドクターナイフ法、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、又はナイフコート等の湿式の成膜方法により形成できる。
特に、発光デバイスの作製には、蒸着法等の真空プロセス、及び、スピンコート法、インクジェット法等の溶液プロセスを用いることができる。蒸着法としては、スパッタリング法、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、真空蒸着法等の物理蒸着法（ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法）、及び、化学蒸着法（ＣＶＤ法）等が挙げられる。特に有機化合物層に含まれる機能層（正孔注入層、正孔輸送層、正孔ブロック層、発光層、電子ブロック層、電子輸送層、及び電子注入層等）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、又は、マイクロコンタクト法等）等の方法により形成できる。
また、発光装置を構成する薄膜を加工する際には、例えばフォトリソグラフィ法を用いて加工できる。又は、ナノインプリント法、サンドブラスト法、リフトオフ法等により薄膜を加工してもよい。また、メタルマスク等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。１つは、加工したい薄膜上にレジストマスクを形成して、例えばエッチングにより当該薄膜のレジストマスクと重ならない領域を除去し、その後、レジストマスクを除去する方法である。もう１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。
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、又はサンドブラスト法等を用いることができる。
まず、図５Ａに示すように、基板（図示せず）上に絶縁層１７１を形成する。続いて、絶縁層１７１上に導電層１７２、及び導電層１７９を形成し、導電層１７２、及び導電層１７９を覆うように絶縁層１７１上に絶縁層１７３を形成する。続いて、絶縁層１７３上に絶縁層１７４を形成し、絶縁層１７４上に絶縁層１７５を形成する。
基板としては、少なくとも後の熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有する基板を用いることができる。基板として、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、又は有機樹脂基板等を用いることができる。また、シリコン又は炭化シリコン等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基板等の半導体基板を用いることができる。
続いて、図５Ａに示すように、絶縁層１７５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７３に、導電層１７２に達する開口を形成する。続いて、当該開口を埋め込むように、プラグ１７６を形成する。
続いて、図５Ａに示すように、プラグ１７６上、及び絶縁層１７５上に、後に導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、導電層１５１Ｂ、及び導電層１５１Ｃとなる導電膜１５１ｆを形成する。導電膜１５１ｆの形成には、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法を用いることができる。また、導電膜１５１ｆとして、例えば金属材料を用いることができる。
続いて、図５Ａに示すように、例えば導電膜１５１ｆ上にレジストマスク１９１を形成する。レジストマスク１９１は、感光性材料（フォトレジスト）を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
続いて、図５Ｂに示すように、例えばレジストマスク１９１と重ならない領域の導電膜１５１ｆを、例えばエッチング法、具体的には例えばドライエッチング法を用いて除去する。なお、導電膜１５１ｆが、例えばインジウム錫酸化物等の導電性酸化物を用いた層を含む場合は、当該層はウェットエッチング法を用いて除去してもよい。これにより、導電層１５１が形成される。なお、例えば導電膜１５１ｆの一部をドライエッチング法により除去する場合、絶縁層１７５の導電層１５１と重ならない領域に凹部（「ザグリ」とも記す）が形成される場合がある。
続いて、図５Ｃに示すように、レジストマスク１９１を除去する。レジストマスク１９１は、例えば、酸素プラズマを用いたアッシングにより除去できる。又は、酸素ガスと、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、ＢＣｌ３、又はＨｅ等の第１８族元素と、を用いてもよい。又は、ウェットエッチングにより、レジストマスク１９１を除去してもよい。
続いて、図５Ｄに示すように、導電層１５１Ｒ上、導電層１５１Ｇ上、導電層１５１Ｂ上、導電層１５１Ｃ上、及び絶縁層１７５上に、後に絶縁層１５６Ｒ、絶縁層１５６Ｇ、絶縁層１５６Ｂ、及び絶縁層１５６Ｃとなる絶縁膜１５６ｆを形成する。絶縁膜１５６ｆの形成には、例えばＣＶＤ法、ＡＬＤ法、スパッタリング法、又は真空蒸着法を用いることができる。
絶縁膜１５６ｆには、無機材料を用いることができる。絶縁膜１５６ｆには、例えば、酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等の無機絶縁膜を用いることができる。例えば、絶縁膜１５６ｆとして、シリコンを含む酸化絶縁膜、窒化絶縁膜、酸化窒化絶縁膜、又は窒化酸化絶縁膜等を用いることができる。例えば、絶縁膜１５６ｆとして、酸化窒化シリコンを用いることができる。
続いて、図５Ｅに示すように、絶縁膜１５６ｆを加工することにより、絶縁層１５６Ｒ、絶縁層１５６Ｇ、絶縁層１５６Ｂ、及び絶縁層１５６Ｃを形成する。例えば、絶縁膜１５６ｆの上面に対し、略均一にエッチングを施すことにより、絶縁層１５６を形成できる。このように均一にエッチングして平坦化することを「エッチバック処理」ともいう。なお、絶縁層１５６を、フォトリソグラフィ法を用いて形成してもよい。
続いて、図６Ａに示すように、導電層１５１Ｒ上、導電層１５１Ｇ上、導電層１５１Ｂ上、導電層１５１Ｃ上、絶縁層１５６Ｒ上、絶縁層１５６Ｇ上、絶縁層１５６Ｂ上、絶縁層１５６Ｃ上、及び絶縁層１７５上に、後に導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、導電層１５２Ｂ、及び導電層１５２Ｃとなる導電膜１５２ｆを形成する。具体的には、例えば導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、導電層１５１Ｂ、導電層１５１Ｃ、絶縁層１５６Ｒ、絶縁層１５６Ｇ、絶縁層１５６Ｂ、及び絶縁層１５６Ｃを覆うように、導電膜１５２ｆを形成する。
導電膜１５２ｆの形成には、例えば、スパッタリング法又は真空蒸着法を用いることができる。また、導電膜１５２ｆの形成には、ＡＬＤ法を用いることができる。また、導電膜１５２ｆとして、例えば導電性酸化物を用いることができる。又は、導電膜１５２ｆとして、金属材料を用いる膜と、当該膜上の導電性酸化物を用いる膜と、の積層構成を適用できる。例えば、導電膜１５２ｆとして、チタン、銀、又は銀を含む合金を用いる膜と、当該膜上の導電性酸化物を用いる膜と、の積層構成を適用できる。
続いて、図６Ｂに示すように、例えばフォトリソグラフィ法を用いて導電膜１５２ｆを加工し、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、導電層１５２Ｂ、及び導電層１５２Ｃを形成する。具体的には、例えばレジストマスクの形成後、エッチング法により導電膜１５２ｆの一部を除去する。導電膜１５２ｆは、例えばウェットエッチング法により除去できる。なお、導電膜１５２ｆを、ドライエッチング法により除去してもよい。以上により、導電層１５１と、導電層１５２と、を有する画素電極が形成される。
続いて、導電層１５２の疎水化処理を行うことが好ましい。疎水化処理では、処理対象となる表面を親水性から疎水性にすること、又は、処理対象となる表面の疎水性を高めることができる。導電層１５２の疎水化処理を行うことで、導電層１５２と、後の工程で形成される有機化合物層１０３と、の密着性を高め、膜剥がれを抑制できる。なお、疎水化処理は行わなくてもよい。
続いて、図６Ｃに示すように、後に有機化合物層１０３Ｂとなる有機化合物膜１０３Ｂｆを、導電層１５２Ｂ上、導電層１５２Ｇ上、導電層１５２Ｒ上、及び絶縁層１７５上に形成する。
なお、本発明において、有機化合物膜１０３Ｂｆは、少なくとも１以上の発光層を有する複数の有機化合物層を有する。具体的には、実施の形態１で説明した発光デバイス１３０の構造を参照することができる。また、少なくとも１以上の発光層を有する複数の有機化合物層が中間層を介して積層された構造を有してもよい。
図６Ｃに示すように、導電層１５２Ｃ上には、有機化合物膜１０３Ｂｆを形成していない。例えば、成膜エリアを規定するためのマスク（ファインメタルマスクと区別して、「エリアマスク」、又は「ラフメタルマスク」とも記す）を用いることで、有機化合物膜１０３Ｂｆを所望の領域にのみ成膜できる。エリアマスクを用いた成膜工程と、レジストマスクを用いた加工工程と、を採用することで、比較的簡単なプロセスにて発光デバイスを作製できる。
有機化合物膜１０３Ｂｆは、例えば、蒸着法、具体的には真空蒸着法により形成できる。また、有機化合物膜１０３Ｂｆは、転写法、印刷法、インクジェット法、又は塗布法等の方法で形成してもよい。
続いて、図６Ｄに示すように、有機化合物膜１０３Ｂｆ上に、後に犠牲層１５８Ｂとなる犠牲膜１５８Ｂｆと、後にマスク層１５９Ｂとなるマスク膜１５９Ｂｆと、を順に形成する。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの形成には、例えば、スパッタリング法、ＡＬＤ法（熱ＡＬＤ法、ＰＥＡＬＤ法）、ＣＶＤ法、真空蒸着法を用いることができる。また、前述の湿式の成膜方法を用いて形成してもよい。
また、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆは、有機化合物膜１０３Ｂｆの耐熱温度よりも低い温度で形成する。犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆを形成する際の基板温度としては、それぞれ、代表的には、２００℃以下、好ましくは１５０℃以下、より好ましくは１２０℃以下、より好ましくは１００℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。
なお、本実施の形態では、犠牲膜１５８Ｂｆとマスク膜１５９Ｂｆの２層構造でマスク膜を形成する例を示すが、マスク膜は単層構造であってもよく、３層以上の積層構造であってもよい。
有機化合物膜１０３Ｂｆ上に犠牲層を設けることで、発光装置の作製工程中に有機化合物膜１０３Ｂｆが受けるダメージを低減し、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
犠牲膜１５８Ｂｆには、有機化合物膜１０３Ｂｆの加工条件に対する耐性の高い膜、具体的には、有機化合物膜１０３Ｂｆとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。マスク膜１５９Ｂｆには、犠牲膜１５８Ｂｆとのエッチングの選択比が大きい膜を用いる。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆには、ウェットエッチング法により除去できる膜を用いることが好ましい。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの加工時に、有機化合物膜１０３Ｂｆに加わるダメージを低減できる。
ウェットエッチング法を用いる場合、特に酸性の薬液を用いることが好ましい。酸性の薬液としては、リン酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、シュウ酸、および硫酸などのいずれか一を含む薬液、または、２種以上の酸の混合薬液（「混酸」とも記す）を用いるとよい。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆとしては、それぞれ、例えば、金属膜、合金膜、金属酸化物膜、半導体膜、有機絶縁膜、及び、無機絶縁膜等のうち一種又は複数種を用いることができる。
また、犠牲膜１５８Ｂｆおよびマスク膜１５９Ｂｆに、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む膜を用いることで、例えば露光工程で有機化合物層に紫外線が照射されることを抑制できる。有機化合物層が紫外線によってダメージを受けることを抑制することで、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
なお、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む膜は、後述する無機絶縁膜１２５ｆの材料として用いても、同様の効果を奏する。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆには、それぞれ、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、及びタンタル等の金属材料、又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、アルミニウム又は銀等の低融点材料を用いることが好ましい。
また、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆには、それぞれ、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ酸化物、酸化インジウム、Ｉｎ−Ｚｎ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）、シリコンを含むインジウムスズ酸化物等の金属酸化物を用いることができる。
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、又はマグネシウムから選ばれた一種又は複数種）を用いてもよい。
また、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆとして、例えば、シリコン又はゲルマニウム等の半導体材料を用いることは、半導体の製造プロセスと親和性の高いため好ましい。又、上記半導体材料の酸化物又は窒化物を用いることができる。又は、炭素等の非金属材料、又はその化合物を用いることができる。又は、チタン、タンタル、タングステン、クロム、アルミニウム等の金属、又はこれらの一以上を含む合金が挙げられる。又は、酸化チタンもしくは酸化クロム等の上記金属を含む酸化物、又は窒化チタン、窒化クロム、もしくは窒化タンタル等の窒化物を用いることができる。
また、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆとしては、それぞれ、各種無機絶縁膜を用いることができる。特に、酸化絶縁膜は、窒化絶縁膜に比べて有機化合物膜１０３Ｂｆとの密着性が高く好ましい。例えば、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆには、それぞれ、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、酸化シリコン等の無機絶縁材料を用いることができる。犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆとして、例えば、ＡＬＤ法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成できる。ＡＬＤ法を用いることで、下地（特に有機化合物層）へのダメージを低減できるため好ましい。
また、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの一方又は双方に、有機材料を用いてもよい。例えば、有機材料として、少なくとも有機化合物膜１０３Ｂｆの最上部に位置する膜に対して化学的に安定な溶媒に、溶解しうる材料を用いてもよい。特に、水又はアルコールに溶解する材料を好適に用いることができる。このような材料の成膜の際には、水又はアルコール等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、有機化合物膜１０３Ｂｆへの熱的なダメージを低減でき、好ましい。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆには、それぞれ、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、アルコール可溶性のポリアミド樹脂、又は、パーフルオロポリマー等のフッ素樹脂等の有機樹脂を用いてもよい。
例えば、犠牲膜１５８Ｂｆとして、蒸着法又は上記湿式の成膜方法のいずれかを用いて形成した有機膜（例えば、ＰＶＡ膜）を用い、マスク膜１５９Ｂｆとして、スパッタリング法を用いて形成した無機膜（例えば、窒化シリコン膜）を用いることができる。
続いて、図６Ｄに示すように、マスク膜１５９Ｂｆ上にレジストマスク１９０Ｂを形成する。レジストマスク１９０Ｂは、感光性材料（フォトレジスト）を塗布し、露光及び現像を行うことで形成できる。
レジストマスク１９０Ｂは、ポジ型のレジスト材料及びネガ型のレジスト材料のどちらを用いて作製してもよい。
レジストマスク１９０Ｂは、導電層１５２Ｂと重なる位置に設ける。レジストマスク１９０Ｂは、導電層１５２Ｃと重なる位置にも設けることが好ましい。これにより、導電層１５２Ｃが発光装置の作製工程中にダメージを受けることを抑制できる。なお、導電層１５２Ｃ上にレジストマスク１９０Ｂを設けなくてもよい。また、レジストマスク１９０Ｂは、図６ＣのＢ１−Ｂ２間の断面図に示すように、有機化合物膜１０３Ｂｆの端部から導電層１５２Ｃの端部（有機化合物膜１０３Ｂｆ側の端部）までを覆うように設けることが好ましい。
続いて、図６Ｅに示すように、レジストマスク１９０Ｂを用いて、マスク膜１５９Ｂｆの一部を除去し、マスク層１５９Ｂを形成する。マスク層１５９Ｂは、導電層１５２Ｂ上と、導電層１５２Ｃ上と、に残存する。その後、レジストマスク１９０Ｂを除去する。続いて、マスク層１５９Ｂをマスク（「ハードマスク」とも記す）に用いて、犠牲膜１５８Ｂｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｂを形成する。
犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆは、それぞれ、ウェットエッチング法又はドライエッチング法により加工できる。犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの加工は、ウェットエッチングにより行うことが好ましい。
ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆの加工時に、有機化合物膜１０３Ｂｆに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチング法を用いる場合、例えば、現像液、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）水溶液、希フッ酸、シュウ酸、リン酸、酢酸、硝酸、又はこれらの混合液体を用いた薬液等を用いることが好ましい。
マスク膜１５９Ｂｆの加工においては、有機化合物膜１０３Ｂｆが露出しないため、犠牲膜１５８Ｂｆの加工よりも、加工方法の選択の幅は広い。具体的には、マスク膜１５９Ｂｆの加工の際に、エッチングガスに酸素を含むガスを用いた場合でも、有機化合物膜１０３Ｂｆの劣化をより抑制できる。
ウェットエッチング法を用いる場合、特に酸性の薬液を用いることが好ましい。酸性の薬液としては、リン酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、シュウ酸、および硫酸などのいずれか一を含む薬液、または、２種以上の酸の混合薬液を用いるとよい。
また、犠牲膜１５８Ｂｆの加工においてドライエッチング法を用いる場合は、エッチングガスに酸素を含むガスを用いないことで、有機化合物膜１０３Ｂｆの劣化を抑制できる。ドライエッチング法を用いる場合、例えば、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、ＣＨＦ３、Ｃｌ２、Ｈ２Ｏ、ＢＣｌ３、又はＨｅ等の第１８族元素を含むガスをエッチングガスに用いることが好ましい。
レジストマスク１９０Ｂは、レジストマスク１９１と同様の方法で除去できる。このとき、犠牲膜１５８Ｂｆが最表面に位置し、有機化合物膜１０３Ｂｆは露出していないため、レジストマスク１９０Ｂの除去工程において、有機化合物膜１０３Ｂｆにダメージが入ることを抑制できる。また、レジストマスク１９０Ｂの除去方法の選択の幅を広げることができる。
続いて、図６Ｅに示すように、有機化合物膜１０３Ｂｆを加工して、有機化合物層１０３Ｂを形成する。例えば、マスク層１５９Ｂ及び犠牲層１５８Ｂをハードマスクに用いて、有機化合物膜１０３Ｂｆの一部を除去し、有機化合物層１０３Ｂを形成する。
これにより、図６Ｅに示すように、導電層１５２Ｂ上に、有機化合物層１０３Ｂ、犠牲層１５８Ｂ、及び、マスク層１５９Ｂの積層構造が残存する。また、導電層１５２Ｇ及び導電層１５２Ｂは露出する。
有機化合物膜１０３Ｂｆの加工は、ドライエッチング又は、ウェットエッチングを用いることができる。例えば、ドライエッチング法により加工する場合は、酸素を含むエッチングガスを用いることができる。エッチングガスが酸素を含むことで、エッチングの速度を速めることができる。したがって、エッチング速度を十分な速さに維持しつつ、低パワーの条件でエッチングを行うことができる。このため、有機化合物膜１０３Ｂｆに与えるダメージを抑制できる。さらに、エッチング時に生じる反応生成物の付着等の不具合を抑制できる。
また、酸素を含まないエッチングガスを用いてもよい。例えば、酸素を含まないエッチングガスを用いることで、有機化合物膜１０３Ｂｆの劣化を抑制できる。
以上のように、本発明の一態様では、マスク膜１５９Ｂｆ上にレジストマスク１９０Ｂを形成し、レジストマスク１９０Ｂを用いて、マスク膜１５９Ｂｆの一部を除去することにより、マスク層１５９Ｂを形成する。その後、マスク層１５９Ｂをハードマスクに用いて、有機化合物膜１０３Ｂｆの一部を除去することにより、有機化合物層１０３Ｂを形成する。よって、フォトリソグラフィ法を用いて有機化合物膜１０３Ｂｆを加工することにより、有機化合物層１０３Ｂが形成されるということができる。なお、レジストマスク１９０Ｂを用いて、有機化合物膜１０３Ｂｆの一部を除去してもよい。その後、レジストマスク１９０Ｂを除去してもよい。
ここで、導電層１５２Ｇの疎水化処理を必要に応じて行ってもよい。有機化合物膜１０３Ｂｆの加工時に、例えば導電層１５２Ｇの表面状態が親水性に変化する場合がある。例えば導電層１５２Ｇの疎水化処理を行うことで、例えば導電層１５２Ｇと後の工程で形成される層（ここでは有機化合物層１０３Ｇ）との密着性を高め、膜剥がれを抑制できる。
続いて、図７Ａに示すように、後に有機化合物層１０３Ｇとなる有機化合物膜１０３Ｇｆを、導電層１５２Ｇ上、導電層１５２Ｒ上、マスク層１５９Ｂ上、及び絶縁層１７５上に形成する。
有機化合物膜１０３Ｇｆは、有機化合物膜１０３Ｂｆの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、有機化合物膜１０３Ｇｆは、有機化合物膜１０３Ｂｆと同様の構成とすることができる。
続いて、図７Ｂに示すように、有機化合物膜１０３Ｇｆ上、及びマスク層１５９Ｂ上に、後に犠牲層１５８Ｇとなる犠牲膜１５８Ｇｆと、後にマスク層１５９Ｇとなるマスク膜１５９Ｇｆと、を順に形成する。その後、レジストマスク１９０Ｇを形成する。犠牲膜１５８Ｇｆ及びマスク膜１５９Ｇｆの材料及び形成方法は、犠牲膜１５８Ｂｆ及びマスク膜１５９Ｂｆに適用できる条件と同様である。レジストマスク１９０Ｇの材料及び形成方法は、レジストマスク１９０Ｂに適用できる条件と同様である。
レジストマスク１９０Ｇは、導電層１５２Ｇと重なる位置に設ける。
続いて、図７Ｃに示すように、レジストマスク１９０Ｇを用いて、マスク膜１５９Ｇｆの一部を除去し、マスク層１５９Ｇを形成する。マスク層１５９Ｇは、導電層１５２Ｇ上に残存する。その後、レジストマスク１９０Ｇを除去する。続いて、マスク層１５９Ｇをマスクに用いて、犠牲膜１５８Ｇｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｇを形成する。続いて、有機化合物膜１０３Ｇｆを加工して、有機化合物層１０３Ｇを形成する。例えば、マスク層１５９Ｇ及び犠牲層１５８Ｇをハードマスクに用いて、有機化合物膜１０３Ｇｆの一部を除去し、有機化合物層１０３Ｇを形成する。
これにより、図７Ｃに示すように、導電層１５２Ｇ上に、有機化合物層１０３Ｇ、犠牲層１５８Ｇ、及び、マスク層１５９Ｇの積層構造が残存する。また、マスク層１５９Ｂ及び導電層１５２Ｒは露出する。
また、例えば導電層１５２Ｒの疎水化処理を行ってもよい。
続いて、図８Ａに示すように、後に有機化合物層１０３Ｒとなる有機化合物膜１０３Ｒｆを、導電層１５２Ｒ上、マスク層１５９Ｇ上、マスク層１５９Ｂ上、及び絶縁層１７５上に形成する。
有機化合物膜１０３Ｒｆは、有機化合物膜１０３Ｇｆの形成に用いることができる方法と同様の方法で形成できる。また、有機化合物膜１０３Ｒｆは、有機化合物膜１０３Ｇｆと同様の構成とすることができる。
続いて、図８Ｂおよび図８Ｃに示すように、犠牲膜１５８Ｒｆから犠牲層１５８、マスク膜１５９Ｒｆからマスク層１５９Ｒ、または有機化合物膜１０３Ｒｆから有機化合物層１０３Ｒを形成する。レジストマスク１９０Ｒ、犠牲層１５８Ｒ、マスク層１５９Ｒ、有機化合物層１０３Ｒの形成方法は、有機化合物層１０３Ｇの記載を参酌することができる。
なお、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、有機化合物層１０３Ｒの側面は、それぞれ、被形成面に対して垂直又は概略垂直であることが好ましい。例えば、被形成面と、これらの側面との成す角度を、６０度以上９０度以下とすることが好ましい。
上記のように、フォトリソグラフィ法を用いて形成した有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒのうち隣接する２つの間の距離は、８μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、又は、１μｍ以下にまで狭めることができる。ここで、当該距離とは、例えば、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒのうち、隣接する２つの対向する端部の間の距離で規定できる。このように、島状の有機化合物層の間の距離を狭めることで、高い精細度と、大きな開口率を有する発光装置を提供できる。また、隣り合う発光デバイス間における第１の電極同士の距離も、狭めることができ、例えば１０μｍ以下、８μｍ以下、５μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下とすることができる。なお、隣り合う発光デバイス間における第１の電極同士の距離は２μｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
次に、図９Ａに示すように、マスク層１５９Ｂ、マスク層１５９Ｇ、及びマスク層１５９Ｒを除去する。
なお、本実施の形態では、マスク層１５９Ｂ、マスク層１５９Ｇ、及びマスク層１５９Ｒを除去する場合を例に挙げて説明するが、マスク層１５９Ｂ、マスク層１５９Ｇ、及びマスク層１５９Ｒは除去しなくてもよい。例えば、マスク層１５９Ｂ、マスク層１５９Ｇ、及びマスク層１５９Ｒが、前述の、紫外線に対して遮光性を有する材料を含む場合は、除去せずに次の工程に進むことで、有機化合物層を光照射（照明光を含む）から保護することができる。
マスク層の除去工程には、マスク層の加工工程と同様の方法を用いることができる。特に、ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、マスク層を除去する際に、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒに加わるダメージを低減できる。
また、マスク層を、水又はアルコール等の溶媒に溶解させることで除去してもよい。アルコールとしては、エチルアルコール、メチルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、又はグリセリン等が挙げられる。
マスク層を除去した後に、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒに含まれる水、並びに有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒ表面に吸着する水を除去するため、乾燥処理を行ってもよい。例えば、不活性雰囲気又は減圧雰囲気下における加熱処理を行うことができる。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１２０℃以下の温度で行うことができる。減圧雰囲気とすることで、より低温で乾燥が可能であるため好ましい。
続いて、図９Ｂに示すように、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、有機化合物層１０３Ｒ、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒを覆うように、後に無機絶縁層１２５となる無機絶縁膜１２５ｆを形成する。
後述するように、無機絶縁膜１２５ｆの上面に接して、後に絶縁層１２７となる絶縁膜が形成される。このため、無機絶縁膜１２５ｆの上面は、絶縁層１２７となる絶縁膜に用いる材料（例えば、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物）に対して親和性が高いことが好ましい。当該親和性を向上させるため、無機絶縁膜１２５ｆの上面に表面処理を行ってもよい。具体的には、無機絶縁膜１２５ｆの表面を疎水化すること（又は疎水性を高めること）が好ましい。例えば、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）等のシリル化剤を用いて処理を行うことが好ましい。このように無機絶縁膜１２５ｆの上面を疎水化することにより、絶縁膜１２７ｆを密着性良く形成できる。
続いて、図９Ｃに示すように、無機絶縁膜１２５ｆ上に、後に絶縁層１２７となる絶縁膜１２７ｆを形成する。
無機絶縁膜１２５ｆ及び絶縁膜１２７ｆは、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒへのダメージが少ない形成方法で成膜することが好ましい。特に、無機絶縁膜１２５ｆは、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒの側面に接して形成されるため、絶縁膜１２７ｆよりも、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒへのダメージが少ない形成方法で成膜することが好ましい。
また、無機絶縁膜１２５ｆ及び絶縁膜１２７ｆは、それぞれ、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒの耐熱温度よりも低い温度で形成する。また、無機絶縁膜１２５ｆは成膜する際の基板温度を高くすることで、膜厚が薄くても、不純物濃度が低く、水及び酸素の少なくとも一方に対するバリア性の高い膜とすることができる。
無機絶縁膜１２５ｆ及び絶縁膜１２７ｆを形成する際の基板温度としては、それぞれ、６０℃以上、８０℃以上、１００℃以上、又は、１２０℃以上、かつ、２００℃以下、１８０℃以下、１６０℃以下、１５０℃以下、又は１４０℃以下であることが好ましい。
無機絶縁膜１２５ｆとしては、上記の基板温度の範囲で、３ｎｍ以上、５ｎｍ以上、又は、１０ｎｍ以上、かつ、２００ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、又は、５０ｎｍ以下の厚さの絶縁膜を形成することが好ましい。
無機絶縁膜１２５ｆは、例えば、ＡＬＤ法を用いて形成することが好ましい。ＡＬＤ法を用いることで、成膜ダメージを小さくすることができ、また、被覆性の高い膜を成膜可能なため好ましい。無機絶縁膜１２５ｆとしては、例えば、ＡＬＤ法を用いて、酸化アルミニウム膜を形成することが好ましい。
そのほか、無機絶縁膜１２５ｆは、ＡＬＤ法よりも成膜速度が速いスパッタリング法、ＣＶＤ法、又は、ＰＥＣＶＤ法を用いて形成してもよい。これにより、信頼性の高い発光装置を生産性高く作製できる。
絶縁膜１２７ｆは、前述の湿式の成膜方法を用いて形成することが好ましい。絶縁膜１２７ｆは、例えば、スピンコートにより、感光性材料を用いて形成することが好ましく、より具体的には、アクリル樹脂を含む感光性の樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。
絶縁膜１２７ｆは、例えば、重合体、酸発生剤、及び溶媒を有する樹脂組成物を用いて形成することが好ましい。重合体は、１種又は複数種の単量体を用いて形成され、１種又は複数種の構造単位（「構成単位」とも記す）が規則的又は不規則に繰り返された構造を有する。酸発生剤としては、光の照射により酸を発生する化合物、及び、加熱により酸を発生する化合物の一方又は双方を用いることができる。樹脂組成物は、さらに、感光剤、増感剤、触媒、接着助剤、界面活性剤、酸化防止剤のうち一つ又は複数を有していてもよい。
また、絶縁膜１２７ｆの形成後に加熱処理（「プリベーク」とも記す）を行うことが好ましい。当該加熱処理は、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び、有機化合物層１０３Ｒの耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理の際の基板温度としては、５０℃以上２００℃以下が好ましく、６０℃以上１５０℃以下がより好ましく、７０℃以上１２０℃以下がさらに好ましい。これにより、絶縁膜１２７ｆ中に含まれる溶媒を除去できる。
続いて、露光を行って、絶縁膜１２７ｆの一部に、可視光線又は紫外線を感光させる。ここで、絶縁膜１２７ｆにアクリル樹脂を含むポジ型の感光性の樹脂組成物を用いる場合、後の工程で絶縁層１２７を形成しない領域に可視光線又は紫外線を照射する。絶縁層１２７は、導電層１５２Ｂ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｒのいずれか２つに挟まれる領域、及び、導電層１５２Ｃの周囲に形成される。このため、導電層１５２Ｂ上、導電層１５２Ｇ上、導電層１５２Ｒ上、及び、導電層１５２Ｃ上に、可視光線又は紫外線を照射する。なお、絶縁膜１２７ｆにネガ型の感光性材料を用いる場合、絶縁層１２７が形成される領域に可視光線又は紫外線を照射する。
絶縁膜１２７ｆへの露光領域によって、後に形成する絶縁層１２７の幅を制御できる。本実施の形態では、絶縁層１２７が導電層１５１の上面と重なる部分を有するように加工する。
ここで、犠牲層１５８（犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒ）、及び無機絶縁膜１２５ｆの一方又は双方として、酸素に対するバリア絶縁層（例えば、酸化アルミニウム膜等）を設けることで、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒに酸素が拡散することを低減できる。有機化合物層は、光（可視光線又は紫外線）が照射されると、当該有機化合物層に含まれる有機化合物が励起状態となり、雰囲気中に含まれる酸素との反応が促進される場合がある。より具体的には、酸素を有する雰囲気下において、光（可視光線又は紫外線）が有機化合物層に照射されると当該有機化合物層が有する有機化合物に酸素が結合する可能性がある。犠牲層１５８及び無機絶縁膜１２５ｆを島状の有機化合物層上に設けることによって、当該有機化合物層に含まれる有機化合物に雰囲気中の酸素が結合することを低減できる。
続いて、図１０Ａに示すように、現像を行って、絶縁膜１２７ｆの露光させた領域を除去し、絶縁層１２７ａを形成する。絶縁層１２７ａは、導電層１５２Ｂ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｒのいずれか２つに挟まれる領域と、導電層１５２Ｃを囲う領域に形成される。ここで、絶縁膜１２７ｆにアクリル樹脂を用いる場合、現像液として、アルカリ性の溶液を用いることができ、例えば、ＴＭＡＨを用いることができる。
続いて、図１０Ｂに示すように、絶縁層１２７ａをマスクとして、エッチング処理を行って、無機絶縁膜１２５ｆの一部を除去し、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒの一部の膜厚を薄くする。これにより、絶縁層１２７ａの下に、無機絶縁層１２５が形成される。なお、以下では、絶縁層１２７ａをマスクに用いた無機絶縁膜１２５ｆを加工するエッチング処理を、第１のエッチング処理ということがある。
つまり、第１のエッチング処理では、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態でエッチング処理を停止する。このように、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒ上に、対応する犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒを残存させておくことで、後の工程の処理で、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒが損傷することを防ぐことができる。
第１のエッチング処理は、ドライエッチング又はウェットエッチングによって行うことができる。なお、無機絶縁膜１２５ｆを、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒと同様の材料を用いて成膜していた場合、無機絶縁膜１２５ｆの加工、および露出した犠牲層１５８の薄膜化を第１のエッチング処理により一括で行うことができるため、好ましい。
側面がテーパ形状である絶縁層１２７ａをマスクとしてエッチングを行うことで、無機絶縁層１２５の側面、及び犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒの側面上端部を比較的容易にテーパ形状にすることができる。
例えば、第１のエッチング処理をドライエッチングで行う場合、塩素系のガスを用いることができる。塩素系ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４、及びＣＣｌ４等を、単独又は２以上のガスを混合して用いることができる。また、上記塩素系ガスに、酸素ガス、水素ガス、ヘリウムガス、及びアルゴンガス等を、単独又は２以上のガスを混合して、適宜添加できる。ドライエッチングを用いることにより、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒの膜厚が薄い領域を、良好な面内均一性で形成できる。
また、例えば、第１のエッチング処理をウェットエッチングで行うことができる。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒに加わるダメージを低減できる。
ウェットエッチングは、酸性の薬液を用いることが好ましい。酸性の薬液としては、リン酸、フッ化水素酸、硝酸、酢酸、シュウ酸、および硫酸などのいずれか一を含む薬液、または、２種以上の酸の混合薬液（混酸）を用いるとよい。
また、アルカリ溶液を用いて行うことができる。例えば、酸化アルミニウム膜のウェットエッチングには、アルカリ溶液であるＴＭＡＨを用いることができる。この場合、パドル方式でウェットエッチングを行うことができる。
続いて、加熱処理（「ポストベーク」とも記す）を行う。加熱処理を行うことで、絶縁層１２７ａを、側面にテーパ形状を有する絶縁層１２７に変形させることができる（図１０Ｃ）。当該加熱処理は、有機化合物層の耐熱温度よりも低い温度で行う。加熱処理は、基板温度として５０℃以上２００℃以下、好ましくは６０℃以上１５０℃以下、より好ましくは７０℃以上１３０℃以下の温度で行うことができる。加熱雰囲気は、大気雰囲気であってもよく、不活性雰囲気であってもよい。また、加熱雰囲気は、大気圧雰囲気であってもよく、減圧雰囲気であってもよい。本工程の加熱処理は、絶縁膜１２７ｆの形成後の加熱処理（プリベーク）よりも、基板温度を高くすることが好ましい。
加熱処理により、絶縁層１２７と無機絶縁層１２５との密着性を向上させ、絶縁層１２７の耐食性も向上させることができる。また、絶縁層１２７ａが変形することにより、無機絶縁層１２５の端部を絶縁層１２７で覆う形状にすることができる。
第１のエッチング処理にて、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒを完全に除去せず、膜厚が薄くなった状態の犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒを残存させておくことで、当該加熱処理において、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒがダメージを受けて劣化することを防ぐことができる。したがって、発光デバイスの信頼性を高めることができる。
続いて、図１１Ａに示すように、絶縁層１２７をマスクとして、エッチング処理を行って、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒの一部を除去する。なお、この際に、無機絶縁層１２５の一部も除去される場合がある。当該エッチング処理により、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒに開口が形成され、当該開口から有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、有機化合物層１０３Ｒ、及び導電層１５２Ｃの上面が露出する。なお、以下では、絶縁層１２７をマスクに用い、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒを露出するエッチング処理を、第２のエッチング処理ということがある。
第２のエッチング処理はウェットエッチングで行う。ウェットエッチング法を用いることで、ドライエッチング法を用いる場合に比べて、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒに加わるダメージを低減できる。ウェットエッチングは、第１のエッチング処理と同様に酸性の薬液、またはアルカリ溶液を用いて行うことができる。
また、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒの一部を露出した後、さらに加熱処理を行ってもよい。当該加熱処理により、有機化合物層に含まれる水、及び有機化合物層表面に吸着する水等を除去できる。また、当該加熱処理により、絶縁層１２７の形状が変化することがある。具体的には、絶縁層１２７が、無機絶縁層１２５の端部、犠牲層１５８Ｂ、犠牲層１５８Ｇ、及び犠牲層１５８Ｒの端部、及び、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒの上面のうち、少なくとも一つを覆うように広がることがある。
なお、図１１Ａでは、犠牲層１５８Ｇの端部の一部（具体的には、第１のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分）を絶縁層１２７が覆い、第２のエッチング処理により形成されたテーパ形状の部分は露出している例を示す（図４Ａ参照）。
また、絶縁層１２７は、犠牲層１５８Ｇの端部全体を覆っていてもよい。例えば、絶縁層１２７の端部が垂れて、犠牲層１５８Ｇの端部を覆う場合がある。また、例えば、絶縁層１２７の端部が、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒの少なくとも一つの上面に接する場合がある。
続いて、図１１Ｂに示すように、有機化合物層１０３Ｂ上、有機化合物層１０３Ｇ上、有機化合物層１０３Ｒ上、導電層１５２Ｃ上、及び絶縁層１２７上に共通電極１５５を形成する。共通電極１５５は、スパッタリング法、又は真空蒸着法等の方法で形成できる。又は、蒸着法で形成した膜と、スパッタリング法で形成した膜を積層させて、共通電極１５５を形成してもよい。
続いて、図１１Ｃに示すように、共通電極１５５上に保護層１３１を形成する。保護層１３１は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、又はＡＬＤ法等の方法で形成できる。
続いて、樹脂層１２２を用いて、保護層１３１上に、基板１２０を貼り合わせることで、発光装置を作製できる。前述のように、本発明の一態様の発光装置の作製方法では、導電層１５１の側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６を設け、且つ導電層１５１及び絶縁層１５６を覆うように導電層１５２を形成する。これにより、発光装置の歩留まりを高め、また不良の発生を抑制できる。
以上のように、本発明の一態様の発光装置の作製方法では、島状の有機化合物層１０３Ｂ、島状の有機化合物層１０３Ｇ、及び有機化合物層１０３Ｒは、ファインメタルマスクを用いて形成されるのではなく、膜を一面に成膜した後に加工することで形成されるため、島状の層を均一の厚さで形成できる。そして、高精細な発光装置又は高開口率の発光装置を実現できる。また、精細度又は開口率が高く、副画素間の距離が極めて短くても、隣接する副画素において、有機化合物層１０３Ｂ、有機化合物層１０３Ｇ、及び、有機化合物層１０３Ｒが互いに接することを抑制できる。したがって、副画素間にリーク電流が発生することを抑制できる。これにより、クロストークを防ぐことができ、コントラストの極めて高い発光装置を実現できる。また、フォトリソグラフィ法を用いて作製されたタンデム型の発光デバイスを有する発光装置であっても、良好な特性の発光装置を提供することができる。
本実施の形態の構成は、他の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３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について図１２Ａ乃至図１２Ｇ、及び図１３Ａ乃至図１３Ｉを用いて説明する。
［画素のレイアウト］
本実施の形態では、主に、図４とは異なる画素レイアウトについて説明する。副画素の配列に特に限定はなく、様々な方法を適用できる。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、及びペンタイル配列が挙げられる。
本実施の形態で図に示す副画素の上面形状は、発光領域の上面形状に相当する。
なお、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）、五角形等の多角形、これら多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等が挙げられる。
また、副画素を構成する回路レイアウトは、図に示す副画素の範囲に限定されず、その外側に配置されていてもよい。
図１２Ａに示す画素１７８には、Ｓストライプ配列が適用されている。図１２Ａに示す画素１７８は、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂの、３つの副画素から構成される。
図１２Ｂに示す画素１７８は、角が丸い略台形又は略三角形の上面形状を有する副画素１１０Ｒと、角が丸い略台形又は略三角形の上面形状を有する副画素１１０Ｇと、角が丸い略四角形又は略六角形の上面形状を有する副画素１１０Ｂと、を有する。また、副画素１１０Ｒは、副画素１１０Ｇよりも発光面積が広い。このように、各副画素の形状及びサイズはそれぞれ独立に決定できる。例えば、信頼性の高い発光デバイスを有する副画素ほど、サイズを小さくすることができる。
図１２Ｃに示す画素１２４ａ、及び画素１２４ｂには、ペンタイル配列が適用されている。図１２Ｃでは、副画素１１０Ｒ及び副画素１１０Ｇを有する画素１２４ａと、副画素１１０Ｇ及び副画素１１０Ｂを有する画素１２４ｂと、が交互に配置されている例を示す。
図１２Ｄ乃至図１２Ｆに示す画素１２４ａ、及び画素１２４ｂは、デルタ配列が適用されている。画素１２４ａは上の行（１行目）に、２つの副画素（副画素１１０Ｒ、及び副画素１１０Ｇ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０Ｂ）を有する。画素１２４ｂは上の行（１行目）に、１つの副画素（副画素１１０Ｂ）を有し、下の行（２行目）に、２つの副画素（副画素１１０Ｒ、及び副画素１１０Ｇ）を有する。
図１２Ｄは、各副画素が、角が丸い略四角形の上面形状を有する例であり、図１２Ｅは、各副画素が、円形の上面形状を有する例であり、図１２Ｆは、各副画素が、角が丸い略六角形の上面形状を有する例である。
図１２Ｆでは、各副画素が、最密に配列した六角形の領域の内側に配置されている。各副画素は、その１つの副画素に着目したとき、６つの副画素に囲まれるように、配置されている。また、同じ色の光を呈する副画素が隣り合わないように設けられている。例えば、副画素１１０Ｒに着目したとき、これを囲むように３つの副画素１１０Ｇと３つの副画素１１０Ｂが、交互に配置されるように、それぞれの副画素が設けられている。
図１２Ｇは、各色の副画素がジグザグに配置されている例である。具体的には、上面視において、行方向に並ぶ２つの副画素（例えば、副画素１１０Ｒと副画素１１０Ｇ、又は、副画素１１０Ｇと副画素１１０Ｂ）の上辺の位置がずれている。
図１２Ａ乃至図１２Ｇに示す各画素において、例えば、副画素１１０Ｒを赤色の光を呈する副画素Ｒとし、副画素１１０Ｇを緑色の光を呈する副画素Ｇとし、副画素１１０Ｂを青色の光を呈する副画素Ｂとすることが好ましい。なお、副画素の構成はこれに限定されず、副画素が呈する色とその並び順は適宜決定できる。例えば、副画素１１０Ｇを赤色の光を呈する副画素Ｒとし、副画素１１０Ｒを緑色の光を呈する副画素Ｇとしてもよい。
フォトリソグラフィ法では、加工するパターンが微細になるほど、光の回折の影響を無視できなくなるため、露光によりフォトマスクのパターンを転写する際に忠実性が損なわれ、レジストマスクを所望の形状に加工することが困難になる。そのため、フォトマスクのパターンが矩形であっても、角が丸まったパターンが形成されやすい。したがって、副画素の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等になることがある。
さらに、本発明の一態様の発光装置の作製方法では、レジストマスクを用いて有機化合物層を島状に加工する。有機化合物層上に形成したレジスト膜は、有機化合物層の耐熱温度よりも低い温度で硬化する必要がある。そのため、有機化合物層の材料の耐熱温度及びレジスト材料の硬化温度によっては、レジスト膜の硬化が不十分になる場合がある。硬化が不十分なレジスト膜は、加工時に所望の形状から離れた形状をとることがある。その結果、有機化合物層の上面形状が、多角形の角が丸い形状、楕円形、又は円形等になることがある。例えば、上面形状が正方形のレジストマスクを形成しようとした場合に、円形の上面形状のレジストマスクが形成され、有機化合物層の上面形状が円形になることがある。
なお、有機化合物層の上面形状を所望の形状とするために、設計パターンと、転写パターンとが、一致するように、あらかじめマスクパターンを補正する技術（ＯＰＣ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ：光近接効果補正）技術）を用いてもよい。具体的には、ＯＰＣ技術では、例えばマスクパターン上の図形コーナー部に補正用のパターンを追加する。
図１３Ａ乃至図１３Ｉに示すように、画素は副画素を４種類有する構成とすることができる。
図１３Ａ乃至図１３Ｃに示す画素１７８は、ストライプ配列が適用されている。
図１３Ａは、各副画素が、長方形の上面形状を有する例であり、図１３Ｂは、各副画素が、２つの半円と長方形をつなげた上面形状を有する例であり、図１３Ｃは、各副画素が、楕円形の上面形状を有する例である。
図１３Ｄ乃至図１３Ｆに示す画素１７８は、マトリクス配列が適用されている。
図１３Ｄは、各副画素が、正方形の上面形状を有する例であり、図１３Ｅは、各副画素が、角が丸い略正方形の上面形状を有する例であり、図１３Ｆは、各副画素が、円形の上面形状を有する例である。
図１３Ｇ及び図１３Ｈでは、１つの画素１７８が、２行３列で構成されている例を示す。
図１３Ｇに示す画素１７８は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂ）を有し、下の行（２行目）に、１つの副画素（副画素１１０Ｗ）を有する。言い換えると、画素１７８は、左の列（１列目）に、副画素１１０Ｒを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０Ｇを有し、右の列（３列目）に副画素１１０Ｂを有し、さらに、この３列にわたって、副画素１１０Ｗを有する。
図１３Ｈに示す画素１７８は、上の行（１行目）に、３つの副画素（副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂ）を有し、下の行（２行目）に、３つの副画素１１０Ｗを有する。言い換えると、画素１７８は、左の列（１列目）に、副画素１１０Ｒ及び副画素１１０Ｗを有し、中央の列（２列目）に副画素１１０Ｇ及び副画素１１０Ｗを有し、右の列（３列目）に副画素１１０Ｂ及び副画素１１０Ｗを有する。図１３Ｈに示すように、上の行と下の行との副画素の配置を揃える構成とすることで、例えば製造プロセスで生じうるゴミを効率よく除去することが可能となる。したがって、表示品位の高い発光装置を提供できる。
図１３Ｇ及び図１３Ｈに示す画素１７８では、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０Ｂのレイアウトがストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
図１３Ｉでは、１つの画素１７８が、３行２列で構成されている例を示す。
図１３Ｉに示す画素１７８は、上の行（１行目）に、副画素１１０Ｒを有し、中央の行（２行目）に、副画素１１０Ｇを有し、１行目から２行目にわたって副画素１１０Ｂを有し、下の行（３行目）に、１つの副画素（副画素１１０Ｗ）を有する。言い換えると、画素１７８は、左の列（１列目）に、副画素１１０Ｒ、及び副画素１１０Ｇを有し、右の列（２列目）に副画素１１０Ｂを有し、さらに、この２列にわたって、副画素１１０Ｗを有する。
図１３Ｉに示す画素１７８では、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、及び副画素１１０ＢのレイアウトがいわゆるＳストライプ配列となるため、表示品位を高めることができる。
図１３Ａ乃至図１３Ｉに示す画素１７８は、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、副画素１１０Ｂ、及び副画素１１０Ｗの、４つの副画素から構成される。例えば、副画素１１０Ｒを赤色の光を呈する副画素とし、副画素１１０Ｇを緑色の光を呈する副画素とし、副画素１１０Ｂを青色の光を呈する副画素とし、副画素１１０Ｗを白色の光を呈する副画素とすることができる。なお、副画素１１０Ｒ、副画素１１０Ｇ、副画素１１０Ｂ、及び副画素１１０Ｗのうち少なくとも１つを、シアンの光を呈する副画素、マゼンタの光を呈する副画素、黄色の光を呈する副画素、又は近赤外光を呈する副画素としてもよい。
以上のように、本発明の一態様の発光装置は、発光デバイスを有する副画素からなる構成の画素について、様々なレイアウトを適用できる。
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置について説明する。
本実施の形態の発光装置は、高精細な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は、例えば、腕時計型、及び、ブレスレット型等の情報端末機（ウェアラブル機器）の表示部、並びに、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等のＶＲ向け機器、及び、メガネ型のＡＲ向け機器等の頭部に装着可能なウェアラブル機器の表示部に用いることができる。
また、本実施の形態の発光装置は、高解像度な発光装置又は大型な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、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、及び、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、及び、音響再生装置の表示部に用いることができる。
［表示モジュール］
図１４Ａに、表示モジュール２８０の斜視図を示す。表示モジュール２８０は、発光装置１００Ａと、ＦＰＣ２９０と、を有する。なお、表示モジュール２８０が有する発光装置は発光装置１００Ａに限られず、後述する発光装置１００Ｂおよび発光装置１００Ｄのいずれかであってもよい。
表示モジュール２８０は、基板２９１及び基板２９２を有する。表示モジュール２８０は、表示部２８１を有する。表示部２８１は、表示モジュール２８０における画像を表示する領域であり、後述する画素部２８４に設けられる各画素からの光を視認できる領域である。
図１４Ｂに、基板２９１側の構成を模式的に示した斜視図を示している。基板２９１上には、回路部２８２と、回路部２８２上の画素回路部２８３と、画素回路部２８３上の画素部２８４と、が積層されている。また、基板２９１上の画素部２８４と重ならない部分に、ＦＰＣ２９０と接続するための端子部２８５が設けられている。端子部２８５と回路部２８２とは、複数の配線により構成される配線部２８６により電気的に接続されている。
画素部２８４は、周期的に配列した複数の画素２８４ａを有する。図１４Ｂの右側に、１つの画素２８４ａの拡大図を示している。画素２８４ａには、先の実施の形態で説明した各種構成を適用できる。図１４Ｂでは、画素２８４ａが図４に示す画素１７８と同様の構成を有する場合を例に示す。
画素回路部２８３は、周期的に配列した複数の画素回路２８３ａを有する。
１つの画素回路２８３ａは、１つの画素２８４ａが有する複数の素子の駆動を制御する回路である。１つの画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスの発光を制御する回路が３つ設けられる構成とすることができる。例えば、画素回路２８３ａは、１つの発光デバイスにつき、１つの選択トランジスタと、１つの電流制御用トランジスタ（駆動トランジスタ）と、容量と、を少なくとも有する構成とすることができる。このとき、選択トランジスタのゲートにはゲート信号が、ソース又はドレインにはビデオ信号が、それぞれ入力される。これにより、アクティブマトリクス型の発光装置が実現されている。
回路部２８２は、画素回路部２８３の各画素回路２８３ａを駆動する回路を有する。例えば、ゲート線駆動回路、及び、ソース線駆動回路の一方又は双方を有することが好ましい。このほか、演算回路、メモリ回路、及び電源回路等の少なくとも一つを有していてもよい。
ＦＰＣ２９０は、外部から回路部２８２にビデオ信号又は電源電位等を供給するための配線として機能する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。
表示モジュール２８０は、画素部２８４の下側に画素回路部２８３及び回路部２８２の一方又は双方が積層された構成とすることができるため、表示部２８１の開口率（有効表示面積比）を極めて高くすることができる。例えば表示部２８１の開口率は、４０％以上１００％未満、好ましくは５０％以上９５％以下、より好ましくは６０％以上９５％以下とすることができる。また、画素２８４ａを極めて高密度に配置することが可能で、表示部２８１の精細度を極めて高くすることができる。例えば、表示部２８１には、２０００ｐｐｉ以上、好ましくは３０００ｐｐｉ以上、より好ましくは５０００ｐｐｉ以上、さらに好ましくは６０００ｐｐｉ以上であって、２００００ｐｐｉ以下、又は３００００ｐｐｉ以下の精細度で、画素２８４ａが配置されることが好ましい。
このような表示モジュール２８０は、極めて高精細であることから、ＨＭＤ等のＶＲ向け機器又はメガネ型のＡＲ向け機器に好適に用いることができる。例えば、レンズを通して表示モジュール２８０の表示部を視認する構成の場合であっても、表示モジュール２８０は極めて高精細な表示部２８１を有するためにレンズで表示部を拡大しても画素が視認されず、没入感の高い表示を行うことができる。また、表示モジュール２８０はこれに限られず、比較的小型の表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。例えば腕時計等の装着型の電子機器の表示部に好適に用いることができる。
［発光装置１００Ａ］
図１５Ａに示す発光装置１００Ａは、基板３０１、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、発光デバイス１３０Ｂ、容量２４０、及び、トランジスタ３１０を有する。
基板３０１は、図１４Ａ及び図１４Ｂにおける基板２９１に相当する。トランジスタ３１０は、基板３０１にチャネル形成領域を有するトランジスタである。基板３０１としては、例えば単結晶シリコン基板等の半導体基板を用いることができる。トランジスタ３１０は、基板３０１の一部、導電層３１１、低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び、絶縁層３１４を有する。導電層３１１は、ゲート電極として機能する。絶縁層３１３は、基板３０１と導電層３１１の間に位置し、ゲート絶縁層として機能する。低抵抗領域３１２は、基板３０１に不純物がドープされた領域であり、ソース又はドレインとして機能する。絶縁層３１４は、導電層３１１の側面を覆って設けられる。
また、基板３０１に埋め込まれるように、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に素子分離層３１５が設けられている。
また、トランジスタ３１０を覆って絶縁層２６１が設けられ、絶縁層２６１上に容量２４０が設けられている。
容量２４０は、導電層２４１と、導電層２４５と、これらの間に位置する絶縁層２４３を有する。導電層２４１は、容量２４０の一方の電極として機能し、導電層２４５は、容量２４０の他方の電極として機能し、絶縁層２４３は、容量２４０の誘電体として機能する。
導電層２４１は絶縁層２６１上に設けられ、絶縁層２５４に埋め込まれている。導電層２４１は、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層２４３は導電層２４１を覆って設けられる。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる領域に設けられている。
容量２４０を覆って、絶縁層２５５が設けられ、絶縁層２５５上に絶縁層１７４が設けられ、絶縁層１７４上に絶縁層１７５が設けられている。絶縁層１７５上に発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂが設けられている。図１５Ａでは、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂが図７Ａに示す積層構造を有する例を示す。隣り合う発光デバイスの間の領域には、絶縁物が設けられる。例えば図１５Ａでは、当該領域に無機絶縁層１２５と、無機絶縁層１２５上の絶縁層１２７と、が設けられている。
発光デバイス１３０Ｒが有する導電層１５１Ｒの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｒが設けられ、発光デバイス１３０Ｇが有する導電層１５１Ｇの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｇが設けられ、発光デバイス１３０Ｂが有する導電層１５１Ｂの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｂが設けられる。また、導電層１５１Ｒ及び絶縁層１５６Ｒを覆うように導電層１５２Ｒが設けられ、導電層１５１Ｇ及び絶縁層１５６Ｇを覆うように導電層１５２Ｇが設けられ、導電層１５１Ｂ及び絶縁層１５６Ｂを覆うように導電層１５２Ｂが設けられる。さらに、発光デバイス１３０Ｒが有する有機化合物層１０３Ｒ上には、犠牲層１５８Ｒが位置し、発光デバイス１３０Ｇが有する有機化合物層１０３Ｇ上には、犠牲層１５８Ｇが位置し、発光デバイス１３０Ｂが有する有機化合物層１０３Ｂ上には、犠牲層１５８Ｂが位置する。
導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂは、絶縁層２４３、絶縁層２５５、絶縁層１７４、及び絶縁層１７５に埋め込まれたプラグ２５６、絶縁層２５４に埋め込まれた導電層２４１、及び、絶縁層２６１に埋め込まれたプラグ２７１によってトランジスタ３１０のソース又はドレインの一方と電気的に接続されている。絶縁層１７５の上面の高さと、プラグ２５６の上面の高さは、一致又は概略一致している。プラグには各種導電材料を用いることができる。
また、発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１上には、樹脂層１２２によって基板１２０が貼り合わされている。発光デバイス１３０から基板１２０までの構成要素についての詳細は、実施の形態２を参照できる。基板１２０は、図１４Ａにおける基板２９２に相当する。
図１５Ｂは、図１５Ａに示す発光装置１００Ａの変形例である。図１５Ｂに示す発光装置は、着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂを有し、発光デバイス１３０が着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂのうち一つと重なる領域を有する。図１５Ｂに示す発光装置において、発光デバイス１３０は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層１３２Ｒは赤色の光を透過し、着色層１３２Ｇは緑色の光を透過し、着色層１３２Ｂは青色の光を透過できる。
［発光装置１００Ｂ］
図１６に、発光装置１００Ｂの斜視図を示し、図１７Ａに、発光装置１００Ｂの断面図を示す。
発光装置１００Ｂは、基板３５２と基板３５１とが貼り合わされた構成を有する。図１６では、基板３５２を破線で明示している。
発光装置１００Ｂは、画素部１７７、接続部１４０、回路３５６、及び配線３５５等を有する。図１６では発光装置１００ＢにＩＣ３５４及びＦＰＣ３５３が実装されている例を示している。このため、図１６に示す構成は、発光装置１００Ｂと、ＩＣ（集積回路）と、ＦＰＣと、を有する表示モジュールということもできる。ここで、発光装置の基板に、ＦＰＣ等のコネクタが取り付けられたもの、又は当該基板にＩＣが実装されたものを、表示モジュールと呼ぶ。
接続部１４０は、画素部１７７の外側に設けられる。接続部１４０は、画素部１７７の一辺又は複数の辺に沿って設けることができる。接続部１４０は、単数であっても複数であってもよい。図１６では、表示部の四辺を囲むように接続部１４０が設けられている例を示す。接続部１４０では、発光デバイスの共通電極と、導電層とが電気的に接続されており、共通電極に電位を供給できる。
回路３５６としては、例えば走査線駆動回路を用いることができる。
配線３５５は、画素部１７７及び回路３５６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、ＦＰＣ３５３を介して外部から、又はＩＣ３５４から配線３５５に入力される。
図１６では、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式又はＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等により、基板３５１にＩＣ３５４が設けられている例を示す。ＩＣ３５４は、例えば走査線駆動回路又は信号線駆動回路等を有するＩＣを適用できる。なお、発光装置１００Ｂ及び表示モジュールは、ＩＣを設けない構成としてもよい。また、ＩＣを、例えばＣＯＦ方式により、ＦＰＣに実装してもよい。
図１７Ａに、発光装置１００Ｂの、ＦＰＣ３５３を含む領域の一部、回路３５６の一部、画素部１７７の一部、接続部１４０の一部、及び、端部を含む領域の一部をそれぞれ切断したときの断面の一例を示す。
図１７Ａに示す発光装置１００Ｂは、基板３５１と基板３５２の間に、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、赤色の光を発する発光デバイス１３０Ｒ、緑色の光を発する発光デバイス１３０Ｇ、及び、発光デバイス１３０Ｂ等を有する。
発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂは、画素電極の構成が異なる点以外は、それぞれ、図７Ａに示す積層構造を有する。発光デバイスの詳細は実施の形態１および実施の形態２を参照できる。
発光デバイス１３０Ｒは、導電層２２４Ｒと、導電層２２４Ｒ上の導電層１５１Ｒと、導電層１５１Ｒ上の導電層１５２Ｒと、を有する。発光デバイス１３０Ｇは、導電層２２４Ｇと、導電層２２４Ｇ上の導電層１５１Ｇと、導電層１５１Ｇ上の導電層１５２Ｇと、を有する。発光デバイス１３０Ｂは、導電層２２４Ｂと、導電層２２４Ｂ上の導電層１５１Ｂと、導電層１５１Ｂ上の導電層１５２Ｂと、を有する。ここで、導電層２２４Ｒ、導電層１５１Ｒ、及び導電層１５２Ｒの全てをまとめて、発光デバイス１３０Ｒの画素電極と呼ぶこともでき、導電層２２４Ｒを除いた導電層１５１Ｒ及び導電層１５２Ｒを、発光デバイス１３０Ｒの画素電極と呼ぶこともできる。同様に、導電層２２４Ｇ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５２Ｇの全てをまとめて、発光デバイス１３０Ｇの画素電極と呼ぶこともでき、導電層２２４Ｇを除いた導電層１５１Ｇ及び導電層１５２Ｇを、発光デバイス１３０Ｇの画素電極と呼ぶこともできる。また、導電層２２４Ｂ、導電層１５１Ｂ、及び導電層１５２Ｂの全てをまとめて、発光デバイス１３０Ｂの画素電極と呼ぶこともでき、導電層２２４Ｂを除いた導電層１５１Ｂ及び導電層１５２Ｂを、発光デバイス１３０Ｂの画素電極と呼ぶこともできる。
導電層２２４Ｒは、絶縁層２１４に設けられた開口を介して、トランジスタ２０５が有する導電層２２２ｂと接続されている。導電層２２４Ｒの端部よりも外側に導電層１５１Ｒの端部が位置している。導電層１５１Ｒの側面と接する領域を有するように絶縁層１５６Ｒが設けられ、導電層１５１Ｒ及び絶縁層１５６Ｒを覆うように導電層１５２Ｒが設けられる。
発光デバイス１３０Ｇにおける導電層２２４Ｇ、導電層１５１Ｇ、導電層１５２Ｇ、絶縁層１５６Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂにおける導電層２２４Ｂ、導電層１５１Ｂ、導電層１５２Ｂ、絶縁層１５６Ｂについては、発光デバイス１３０Ｒにおける導電層２２４Ｒ、導電層１５１Ｒ、導電層１５２Ｒ、絶縁層１５６Ｒと同様であるため詳細な説明は省略する。
導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂには、絶縁層２１４に設けられた開口を覆うように凹部が形成される。当該凹部には、層１２８が埋め込まれている。
層１２８は、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂの凹部を平坦化する機能を有する。導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂ及び層１２８上には、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと電気的に接続される導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂが設けられている。したがって、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂの凹部と重なる領域も発光領域として使用でき、画素の開口率を高めることができる。
層１２８は、絶縁層であってもよく、導電層であってもよい。層１２８には、各種無機絶縁材料、有機絶縁材料、及び導電材料を適宜用いることができる。特に、層１２８は、絶縁材料を用いて形成されることが好ましく、有機絶縁材料を用いて形成されることが特に好ましい。層１２８には、例えば前述の絶縁層１２７に用いることができる有機絶縁材料を適用できる。
発光デバイス１３０Ｒ、発光デバイス１３０Ｇ、及び発光デバイス１３０Ｂ上には保護層１３１が設けられている。保護層１３１と基板３５２は接着層１４２を介して接着されている。基板３５２には、遮光層１５７が設けられている。発光デバイス１３０の封止には、固体封止構造又は中空封止構造等が適用できる。図１７Ａでは、基板３５２と基板３５１との間の空間が、接着層１４２で充填されており、固体封止構造が適用されている。又は、当該空間を不活性ガス（窒素又はアルゴン等）で充填し、中空封止構造を適用してもよい。このとき、接着層１４２は、発光デバイスと重ならないように設けられていてもよい。また、当該空間を、枠状に設けられた接着層１４２とは異なる樹脂で充填してもよい。
図１７Ａでは、接続部１４０が、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層２２４Ｃと、導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層１５１Ｃと、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電層１５２Ｃと、を有する例を示している。また、図１７Ａでは、導電層１５１Ｃの側面と重なる領域を有するように絶縁層１５６Ｃが設けられる例を示している。
発光装置１００Ｂは、トップエミッション型である。発光デバイスが発する光は、基板３５２側に射出される。基板３５２には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。画素電極は可視光を反射する材料を含み、対向電極（共通電極１５５）は可視光を透過する材料を含む。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、いずれも基板３５１上に形成されている。これらのトランジスタは、同一の材料及び同一の工程により作製できる。
基板３５１上には、絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で設けられている。絶縁層２１１は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１３は、その一部が各トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層２１５は、トランジスタを覆って設けられる。絶縁層２１４は、トランジスタを覆って設けられ、平坦化層としての機能を有する。なお、ゲート絶縁層の数及びトランジスタを覆う絶縁層の数は限定されず、それぞれ単層であっても２層以上であってもよい。
トランジスタを覆う絶縁層の少なくとも一層に、水及び水素等の不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。これにより、絶縁層をバリア層として機能させることができる。このような構成とすることで、トランジスタに外部から不純物が拡散することを効果的に抑制でき、発光装置の信頼性を高めることができる。
絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５としては、それぞれ、無機絶縁膜を用いることが好ましい。無機絶縁膜としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、又は窒化アルミニウム膜等を用いることができる。また、酸化ハフニウム膜、酸化イットリウム膜、酸化ジルコニウム膜、酸化ガリウム膜、酸化タンタル膜、酸化マグネシウム膜、酸化ランタン膜、酸化セリウム膜、及び酸化ネオジム膜等を用いてもよい。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。
平坦化層として機能する絶縁層２１４には、有機絶縁層が好適である。有機絶縁層に用いることができる材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂、及びこれら樹脂の前駆体等が挙げられる。また、絶縁層２１４を、有機絶縁層と、無機絶縁層との積層構造にしてもよい。絶縁層２１４の最表層は、エッチング保護層としての機能を有することが好ましい。これにより、導電層２２４Ｒ、導電層１５１Ｒ、又は導電層１５２Ｒ等の加工時に、絶縁層２１４に凹部が形成されることを抑制できる。又は、絶縁層２１４には、導電層２２４Ｒ、導電層１５１Ｒ、又は導電層１５２Ｒ等の加工時に、凹部が設けられてもよい。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、ソース及びドレインとして機能する導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１３、並びに、ゲートとして機能する導電層２２３を有する。ここでは、同一の導電膜を加工して得られる複数の層に、同じハッチングパターンを付している。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。
本実施の形態の発光装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、又は逆スタガ型のトランジスタ等を用いることができる。また、トップゲート型又はボトムゲート型のいずれのトランジスタ構造としてもよい。又は、チャネルが形成される半導体層の上下にゲートが設けられていてもよい。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５には、チャネルが形成される半導体層を２つのゲートで挟持する構成が適用されている。２つのゲートを接続し、これらに同一の信号を供給することによりトランジスタを駆動してもよい。又は、２つのゲートのうち、一方に閾値電圧を制御するための電位を与え、他方に駆動のための電位を与えることで、トランジスタの閾値電圧を制御してもよい。
トランジスタに用いる半導体材料の結晶性についても特に限定されず、非晶質半導体、結晶性を有する半導体（微結晶半導体、多結晶半導体、単結晶半導体、又は一部に結晶領域を有する半導体）のいずれを用いてもよい。結晶性を有する半導体を用いると、トランジスタ特性の劣化を抑制できるため好ましい。
トランジスタの半導体層は、金属酸化物を有することが好ましい。つまり、本実施の形態の発光装置は、金属酸化物をチャネル形成領域に用いたトランジスタ（以下、ＯＳトランジスタ）を用いることが好ましい。
結晶性を有する酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）−ＯＳ、又はｎｃ（ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）−ＯＳ等が挙げられる。
又は、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、多結晶シリコン、又は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」とも記す）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」とも記す）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できる。
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。このためには、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。このため、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」、及び「発光デバイスのばらつきの抑制」等を図ることができる。
半導体層は、例えば、インジウムと、Ｍ（Ｍは、ガリウム、アルミニウム、シリコン、ホウ素、イットリウム、スズ、銅、バナジウム、ベリリウム、チタン、鉄、ニッケル、ゲルマニウム、ジルコニウム、モリブデン、ランタン、セリウム、ネオジム、ハフニウム、タンタル、タングステン、及びマグネシウムから選ばれた一種又は複数種）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又は複数種であることが好ましい。
特に、半導体層として、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物（ＩＧＺＯとも記す）を用いることが好ましい。又は、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。又は、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。又は、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。又は、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。
半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の場合、当該Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物におけるＩｎの原子数比はＭの原子数比以上であることが好ましい。このようなＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物の金属元素の原子数比として、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１．２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝２：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝３：１：２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝４：２：４．１又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：３又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：７又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：１：８又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝６：１：６又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５又はその近傍の組成、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又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又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又はその近傍の組成と記載する場合、Ｉｎの原子数比を１としたときに、Ｇａの原子数比が０．１より大きく２以下であり、Ｚｎの原子数比が０．１より大きく２以下である場合を含む。
回路３５６が有するトランジスタと、画素部１７７が有するトランジスタは、同じ構造であってもよく、異なる構造であってもよい。回路３５６が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、画素部１７７が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。
画素部１７７が有するトランジスタの全てをＯＳトランジスタとしてもよく、画素部１７７が有するトランジスタの全てをＳｉトランジスタとしてもよく、画素部１７７が有するトランジスタの一部をＯＳトランジスタとし、残りをＳｉトランジスタとしてもよい。
例えば、画素部１７７にＬＴＰＳトランジスタとＯＳトランジスタとの双方を用いることで、消費電力が低く、駆動能力の高い発光装置を実現できる。また、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ＬＴＰＯと呼称する場合がある。なお、例えば配線の導通、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にＬＴＰＳトランジスタを適用することが好ましい。
例えば、画素部１７７が有す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、画素部１７７が有す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、消費電力を低減できる。
このように本発明の一態様の発光装置は、高い開口率と、高い精細度と、高い表示品位と、低い消費電力と、を兼ね備えることができる。
なお、本発明の一態様の発光装置は、ＯＳトランジスタを有し、且つＭＭＬ構造の発光デバイスを有する構成である。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（横方向リーク電流、横リーク電流、又はラテラルリーク電流と呼称する場合がある）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、発光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又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）等が限りなく少ない表示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」とも記す。）が分断された構成となるため、サイドリークをなくす、又はサイドリークを極めて少なくすることができる。
図１７Ｂ及び図１７Ｃに、トランジスタの他の構成例を示す。
トランジスタ２０９及びトランジスタ２１０は、ゲートとして機能する導電層２２１、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２１１、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎを有する半導体層２３１、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と接続する導電層２２２ａ、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と接続する導電層２２２ｂ、ゲート絶縁層として機能する絶縁層２２５、ゲートとして機能する導電層２２３、並びに、導電層２２３を覆う絶縁層２１５を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。絶縁層２２５は、少なくとも導電層２２３とチャネル形成領域２３１ｉとの間に位置する。さらに、トランジスタを覆う絶縁層２１８を設けてもよい。
図１７Ｂに示すトランジスタ２０９では、絶縁層２２５が半導体層２３１の上面及び側面を覆う例を示す。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、絶縁層２２５及び絶縁層２１５に設けられた開口を介して低抵抗領域２３１ｎと接続される。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂのうち、一方はソースとして機能し、他方はドレインとして機能する。
一方、図１７Ｃに示すトランジスタ２１０では、絶縁層２２５は、半導体層２３１のチャネル形成領域２３１ｉと重なり、低抵抗領域２３１ｎとは重ならない。例えば、導電層２２３をマスクとして絶縁層２２５を加工することで、図１７Ｃに示す構造を作製できる。図１７Ｃでは、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆って絶縁層２１５が設けられ、絶縁層２１５の開口を介して、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂがそれぞれ低抵抗領域２３１ｎと接続されている。
基板３５１の、基板３５２が重ならない領域には、接続部２０４が設けられている。接続部２０４では、配線３５５が導電層１６６及び接続層２４２を介してＦＰＣ３５３と電気的に接続されている。導電層１６６は、導電層２２４Ｒ、導電層２２４Ｇ、及び導電層２２４Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１５１Ｒ、導電層１５１Ｇ、及び導電層１５１Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、導電層１５２Ｒ、導電層１５２Ｇ、及び導電層１５２Ｂと同一の導電膜を加工して得られた導電膜と、の積層構造である例を示す。接続部２０４の上面では、導電層１６６が露出している。これにより、接続部２０４とＦＰＣ３５３とを接続層２４２を介して電気的に接続できる。
基板３５２の基板３５１側の面には、遮光層１５７を設けることが好ましい。遮光層１５７は、隣り合う発光デバイスの間、接続部１４０、及び、回路３５６等に設けることができる。また、基板３５２の外側には各種光学部材を配置できる。
基板３５１及び基板３５２としては、それぞれ、基板１２０に用いることができる材料を適用できる。
接着層１４２としては、樹脂層１２２に用いることができる材料を適用できる。
接続層２４２としては、異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｆｉｌｍ）、又は異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　Ｐａｓｔｅ）等を用いることができる。
［発光装置１００Ｃ］
図１８に示す発光装置１００Ｃは、ボトムエミッション型の発光装置である点で、図１７に示す発光装置１００Ａと主に相違する。
発光デバイスが発する光は、基板３５１側に射出される。基板３５１には、可視光に対する透過性が高い材料を用いることが好ましい。一方、基板３５２に用いる材料の透光性は問わない。
基板３５１とトランジスタ２０１との間、基板３５１とトランジスタ２０５との間には、遮光層１５７を形成することが好ましい。図１８では、基板３５１上に遮光層１５７が設けられ、遮光層１５７上に絶縁層１５３が設けられ、絶縁層１５３上にトランジスタ２０１、２０５などが設けられている例を示す。
発光デバイス１３０Ｒは、導電層１１２Ｒと、導電層１１２Ｒ上の導電層１２６Ｒと、導電層１２６Ｒ上の導電層１２９Ｒと、を有する。
発光デバイス１３０Ｂは、導電層１１２Ｂと、導電層１１２Ｂ上の導電層１２６Ｂと、導電層１２６Ｂ上の導電層１２９Ｂと、を有する。
導電層１１２Ｒ、１１２Ｂ、１２６Ｒ、１２６Ｂ、１２９Ｒ、１２９Ｂには、それぞれ、可視光に対する透過性が高い材料を用いる。共通電極１５５には可視光を反射する材料を用いることが好ましい。
なお、図１８では、発光デバイス１３０Ｇを図示していないが、発光デバイス１３０Ｇも設けられている。
また、図１８などでは、層１２８の上面が平坦部を有する例を示すが、層１２８の形状は、特に限定されない。
［発光装置１００Ｄ］
図１９Ａに示す発光装置１００Ｄは、図１７Ａに示す発光装置１００Ｂの変形例であり、着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂを有する点で、発光装置１００Ｂと主に相違する。
発光装置１００Ｄにおいて、発光デバイス１３０は、着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂのうち一つと重なる領域を有する。着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂは、基板３５２の基板３５１側の面に設けることができる。着色層１３２Ｒの端部、着色層１３２Ｇの端部、及び着色層１３２Ｂの端部は、遮光層１５７と重ねることができる。
発光装置１００Ｄにおいて、発光デバイス１３０は、例えば白色光を発することができる。また、例えば着色層１３２Ｒは赤色の光を透過し、着色層１３２Ｇは緑色の光を透過し、着色層１３２Ｂは青色の光を透過できる。なお、発光装置１００Ｄは、保護層１３１と接着層１４２の間に着色層１３２Ｒ、着色層１３２Ｇ、及び着色層１３２Ｂを設ける構成としてもよい。
図１７Ａ及び図１９Ａ等では、層１２８の上面が平坦部を有する例を示すが、層１２８の形状は、特に限定されない。図１９Ｂ乃至図１９Ｄに、層１２８の変形例を示す。
図１９Ｂ及び図１９Ｄに示すように、層１２８の上面は、断面視において、中央及びその近傍が窪んだ形状、つまり、凹曲面を有する形状を有する構成とすることができる。
また、図１９Ｃに示すように、層１２８の上面は、断面視において、中央及びその近傍が膨らんだ形状、つまり、凸曲面を有する形状を有する構成とすることができる。
また、層１２８の上面は、凸曲面及び凹曲面の一方又は双方を有していてもよい。また、層１２８の上面が有する凸曲面及び凹曲面の数はそれぞれ限定されず、一つ又は複数とすることができる。
また、層１２８の上面の高さと、導電層２２４Ｒの上面の高さと、は、一致又は概略一致していてもよく、互いに異なっていてもよい。例えば、層１２８の上面の高さは、導電層２２４Ｒの上面の高さより低くてもよく、高くてもよい。
また、図１９Ｂは、導電層２２４Ｒに形成された凹部の内部に層１２８が収まっている例ともいえる。一方、図１９Ｄのように、導電層２２４Ｒに形成された凹部の外側に層１２８が存在する、つまり、当該凹部よりも層１２８の上面の幅が広がって形成されていてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について説明する。
本実施の形態の電子機器は、表示部に本発明の一態様の発光装置を有する。本発明の一態様の発光装置は信頼性が高く、また高精細化及び高解像度化が容易である。したがって、様々な電子機器の表示部に用いることができる。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用等のモニタ、デジタルサイネージ、パチンコ機等の大型ゲーム機等の比較的大きな画面を備える電子機器の他、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、等が挙げられる。
特に、本発明の一態様の発光装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば、腕時計型及びブレスレット型の情報端末機（ウェアラブル機器）、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等のＶＲ向け機器、メガネ型のＡＲ向け機器、及び、ＭＲ向け機器等、頭部に装着可能なウェアラブル機器等が挙げられる。
本発明の一態様の発光装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、４Ｋ（画素数３８４０×２１６０）、８Ｋ（画素数７６８０×４３２０）といった極めて高い解像度を有していることが好ましい。特に４Ｋ、８Ｋ、又はそれ以上の解像度とすることが好ましい。また、本発明の一態様の発光装置における画素密度（精細度）は、１００ｐｐｉ以上が好ましく、３００ｐｐｉ以上が好ましく、５００ｐｐｉ以上がより好ましく、１０００ｐｐｉ以上がより好ましく、２０００ｐｐｉ以上がより好ましく、３０００ｐｐｉ以上がより好ましく、５０００ｐｐｉ以上がより好ましく、７０００ｐｐｉ以上がさらに好ましい。このように高い解像度及び高い精細度の一方又は双方を有する発光装置を用いることで、携帯型又は家庭用途等のパーソナルユースの電子機器において、臨場感及び奥行き感等をより高めることが可能となる。また、本発明の一態様の発光装置の画面比率（アスペクト比）については、特に限定はない。例えば、発光装置は、１：１（正方形）、４：３、１６：９、及び１６：１０等様々な画面比率に対応できる。
本実施の形態の電子機器は、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）を有していてもよい。
本実施の形態の電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す機能等を有することができる。
図２０Ａ乃至図２０Ｄを用いて、頭部に装着可能なウェアラブル機器の一例を説明する。これらウェアラブル機器は、ＡＲのコンテンツを表示する機能、ＶＲのコンテンツを表示する機能、ＳＲのコンテンツを表示する機能、ＭＲのコンテンツを表示する機能のうち少なくとも一つを有する。電子機器が、ＡＲ、ＶＲ、ＳＲ、及びＭＲ等の少なくとも一つのコンテンツを表示する機能を有することで、使用者の没入感を高めることが可能となる。
図２０Ａに示す電子機器７００Ａ、及び、図２０Ｂに示す電子機器７００Ｂは、それぞれ、一対の表示パネル７５１と、一対の筐体７２１と、通信部（図示しない）と、一対の装着部７２３と、制御部（図示しない）と、撮像部（図示しない）と、一対の光学部材７５３と、フレーム７５７と、一対の鼻パッド７５８と、を有する。
表示パネル７５１には、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、光学部材７５３の表示領域７５６に、表示パネル７５１で表示した画像を投影できる。光学部材７５３は透光性を有するため、使用者は光学部材７５３を通して視認される透過像に重ねて、表示領域に表示された画像を見ることができる。したがって、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、ＡＲ表示が可能な電子機器である。
電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、撮像部として、前方を撮像することのできるカメラが設けられていてもよい。また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂは、それぞれ、ジャイロセンサ等の加速度センサを備えることで、使用者の頭部の向きを検知して、その向きに応じた画像を表示領域７５６に表示することもできる。
通信部は無線通信機を有し、当該無線通信機により例えば映像信号を供給できる。なお、無線通信機に代えて、又は無線通信機に加えて、映像信号及び電源電位が供給されるケーブルを接続可能なコネクタを備えていてもよい。
また、電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂには、バッテリが設けられており、無線及び有線の一方又は双方によって充電できる。
筐体７２１には、タッチセンサモジュールが設けられていてもよい。タッチセンサモジュールは、筐体７２１の外側の面がタッチされることを検出する機能を有する。タッチセンサモジュールにより、使用者のタップ操作又はスライド操作等を検出し、様々な処理を実行できる。例えば、タップ操作によって動画の一時停止又は再開等の処理を実行することが可能となり、スライド操作により、早送り又は早戻しの処理を実行すること等が可能となる。また、２つの筐体７２１のそれぞれにタッチセンサモジュールを設けることで、操作の幅を広げることができる。
タッチセンサモジュールとしては、様々なタッチセンサを適用できる。例えば、静電容量方式、抵抗膜方式、赤外線方式、電磁誘導方式、表面弾性波方式、又は光学方式等、種々の方式を採用できる。特に、静電容量方式又は光学方式のセンサを、タッチセンサモジュールに適用することが好ましい。
光学方式のタッチセンサを用いる場合には、受光素子として、光電変換デバイス（「光電変換素子」とも記す）を用いることができる。光電変換デバイスの活性層には、無機半導体及び有機半導体の一方又は双方を用いることができる。
図２０Ｃに示す電子機器８００Ａ、及び、図２０Ｄに示す電子機器８００Ｂは、それぞれ、一対の表示部８２０と、筐体８２１と、通信部８２２と、一対の装着部８２３と、制御部８２４と、一対の撮像部８２５（図２０Ｄに図示せず）と、一対のレンズ８３２（図２０Ｃに図示せず）と、を有する。
表示部８２０には、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
表示部８２０は、筐体８２１の内部の、レンズ８３２を通して視認できる位置に設けられる。また、一対の表示部８２０に異なる画像を表示させることで、視差を用いた３次元表示を行うこともできる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、ＶＲ向けの電子機器ということができる。電子機器８００Ａ又は電子機器８００Ｂを装着した使用者は、レンズ８３２を通して、表示部８２０に表示される画像を視認できる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、レンズ８３２及び表示部８２０が、使用者の目の位置に応じて最適な位置となるように、これらの左右の位置を調整可能な機構を有していることが好ましい。また、レンズ８３２と表示部８２０との距離を変えることで、ピントを調整する機構を有していることが好ましい。
装着部８２３により、使用者は電子機器８００Ａ又は電子機器８００Ｂを頭部に装着できる。なお、例えば図２０Ｃにおいては、メガネのつる（「ジョイント」、又は「テンプル」ともいう）のような形状として例示しているがこれに限定されない。装着部８２３は、使用者が装着できればよく、例えば、ヘルメット型又はバンド型の形状としてもよい。
撮像部８２５は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部８２５が取得したデータは、表示部８２０に出力できる。撮像部８２５には、イメージセンサを用いることができる。また、望遠、及び広角等の複数の画角に対応可能なように複数のカメラを設けてもよい。
なお、ここでは撮像部８２５を有する例を示したが、対象物の距離を測定することのできる測距センサ（以下、検知部ともよぶ）を設ければよい。すなわち、撮像部８２５は、検知部の一態様である。検知部としては、例えばイメージセンサ、又は、ライダー（ＬＩＤＡＲ：Ｌｉｇｈｔ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒａｎｇｉｎｇ）等の距離画像センサを用いることができる。カメラによって得られた画像と、距離画像センサによって得られた画像とを用いることにより、より多くの情報を取得し、より高精度なジェスチャー操作を可能とすることができる。
電子機器８００Ａは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有していてもよい。例えば、表示部８２０、筐体８２１、及び装着部８２３のいずれか一又は複数に、当該振動機構を有する構成を適用できる。これにより、別途、ヘッドフォン、イヤフォン、又はスピーカ等の音響機器を必要とせず、電子機器８００Ａを装着しただけで映像と音声を楽しむことができる。
電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂは、それぞれ、入力端子を有していてもよい。入力端子には映像出力機器等からの映像信号、及び、電子機器内に設けられるバッテリを充電するための電力等を供給するケーブルを接続できる。
本発明の一態様の電子機器は、イヤフォン７５０と無線通信を行う機能を有していてもよい。イヤフォン７５０は、通信部（図示しない）を有し、無線通信機能を有する。イヤフォン７５０は、無線通信機能により、電子機器から情報（例えば音声データ）を受信できる。例えば、図２０Ａに示す電子機器７００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン７５０に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図２０Ｃに示す電子機器８００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン７５０に情報を送信する機能を有する。
また、電子機器がイヤフォン部を有していてもよい。図２０Ｂに示す電子機器７００Ｂは、イヤフォン部７２７を有する。例えば、イヤフォン部７２７と制御部とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部７２７と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体７２１又は装着部７２３の内部に配置されていてもよい。
同様に、図２０Ｄに示す電子機器８００Ｂは、イヤフォン部８２７を有する。例えば、イヤフォン部８２７と制御部８２４とは、互いに有線接続されている構成とすることができる。イヤフォン部８２７と制御部８２４とをつなぐ配線の一部は、筐体８２１又は装着部８２３の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部８２７と装着部８２３とがマグネットを有していてもよい。これにより、イヤフォン部８２７を装着部８２３に磁力によって固定でき、収納が容易となり好ましい。
なお、電子機器は、イヤフォン又はヘッドフォン等を接続できる音声出力端子を有していてもよい。また、電子機器は、音声入力端子及び音声入力機構の一方又は双方を有していてもよい。音声入力機構としては、例えば、マイク等の集音装置を用いることができる。電子機器が音声入力機構を有することで、電子機器に、いわゆるヘッドセットとしての機能を付与してもよい。
このように、本発明の一態様の電子機器としては、メガネ型（電子機器７００Ａ、及び、電子機器７００Ｂ等）と、ゴーグル型（電子機器８００Ａ、及び、電子機器８００Ｂ等）と、のどちらも好適である。
また、本発明の一態様の電子機器は、有線又は無線によって、イヤフォンに情報を送信できる。
図２１Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
表示部６５０２に、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
図２１Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。
筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、及びバッテリ６５１８等が配置されている。
保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。
表示部６５０２よりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。
表示パネル６５１１には本発明の一態様のフレキシブルディスプレイを適用できる。このため、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量のバッテリ６５１８を搭載することもできる。また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。
図２１Ｃにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１７１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１７３により筐体７１７１を支持した構成を示している。
表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
図２１Ｃに示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１７１が備える操作スイッチ、及び、別体のリモコン操作機７１５１により行うことができる。又は、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることでテレビジョン装置７１００を操作してもよい。リモコン操作機７１５１は、当該リモコン操作機７１５１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７１５１が備える操作キー又はタッチパネルにより、チャンネル及び音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作できる。
なお、テレビジョン装置７１００は、受信機及びモデム等を備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者同士等）の情報通信を行うことも可能である。
図２１Ｄに、ノート型パーソナルコンピュータの一例を示す。ノート型パーソナルコンピュータ７２００は、筐体７２１１、キーボード７２１２、ポインティングデバイス７２１３、及び外部接続ポート７２１４等を有する。筐体７２１１に、表示部７０００が組み込まれている。
表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
図２１Ｅ及び図２１Ｆに、デジタルサイネージの一例を示す。
図２１Ｅに示すデジタルサイネージ７３００は、筐体７３０１、表示部７０００、及びスピーカ７３０３等を有する。さらに、ＬＥＤランプ、操作キー（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子、各種センサ、マイクロフォン等を有することができる。
図２１Ｆは円柱状の柱７４０１に取り付けられたデジタルサイネージ７４００である。デジタルサイネージ７４００は、柱７４０１の曲面に沿って設けられた表示部７０００を有する。
図２１Ｅ及び図２１Ｆにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の発光装置を適用できる。したがって信頼性が高い電子機器とすることができる。
表示部７０００が広いほど、一度に提供できる情報量を増やすことができる。また、表示部７０００が広いほど、人の目につきやすく、例えば、広告の宣伝効果を高めることができる。
表示部７０００にタッチパネルを適用することで、表示部７０００に画像又は動画を表示するだけでなく、使用者が直感的に操作でき、好ましい。また、路線情報もしくは交通情報等の情報を提供するための用途に用いる場合には、直感的な操作によりユーザビリティを高めることができる。
また、図２１Ｅ及び図２１Ｆに示すように、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００は、使用者が所持するスマートフォン等の情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１と無線通信により連携可能であることが好ましい。例えば、表示部７０００に表示される広告の情報を、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面に表示させることができる。また、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１を操作することで、表示部７０００の表示を切り替えることができる。
また、デジタルサイネージ７３００又はデジタルサイネージ７４００に、情報端末機７３１１又は情報端末機７４１１の画面を操作手段（コントローラ）としたゲームを実行させることもできる。これにより、不特定多数の使用者が同時にゲームに参加し、楽しむことができる。
図２２Ａ乃至図２２Ｇに示す電子機器は、筐体９０００、表示部９００１、スピーカ９００３、操作キー９００５（電源スイッチ、又は操作スイッチを含む）、接続端子９００６、センサ９００７（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン９００８、等を有する。
図２２Ａ乃至図２２Ｇに示す電子機器は、様々な機能を有する。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付又は時刻等を表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して処理する機能、等を有することができる。なお、電子機器の機能はこれらに限られず、様々な機能を有することができる。電子機器は、複数の表示部を有していてもよい。また、電子機器にカメラ等を設け、静止画又は動画を撮影し、記録媒体（外部又はカメラに内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能、等を有していてもよい。
図２２Ａ乃至図２２Ｇに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図２２Ａは、携帯情報端末９１７１を示す斜視図である。携帯情報端末９１７１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１７１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、又はセンサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１７１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示できる。図２２Ａでは３つのアイコン９０５０を表示した例を示している。また、破線の矩形で示す情報９０５１を表示部９００１の他の面に表示することもできる。情報９０５１の一例としては、電子メール、ＳＮＳ、電話等の着信の通知、電子メール又はＳＮＳ等の題名、送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、電波強度等がある。又は、情報９０５１が表示されている位置にはアイコン９０５０等を表示してもよい。
図２２Ｂは、携帯情報端末９１７２を示す斜視図である。携帯情報端末９１７２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１７２を収納した状態で、携帯情報端末９１７２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末９１７２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図２２Ｃは、タブレット端末９１７３を示す斜視図である。タブレット端末９１７３は、一例として、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲーム等の種々のアプリケーションの実行が可能である。タブレット端末９１７３は、筐体９０００の正面に表示部９００１、カメラ９００２、マイクロフォン９００８、スピーカ９００３を有し、筐体９０００の側面には操作用のボタンとしての操作キー９００５、底面には接続端子９００６を有する。
図２２Ｄは、腕時計型の携帯情報端末９２００を示す斜視図である。携帯情報端末９２００は、例えばスマートウォッチ（登録商標）として用いることができる。また、表示部９００１はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、携帯情報端末９２００は、例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。また、携帯情報端末９２００は、接続端子９００６により、他の情報端末と相互にデータ伝送を行うこと、及び、充電を行うこともできる。なお、充電動作は無線給電により行ってもよい。
図２２Ｅ乃至図２２Ｇは、折り畳み可能な携帯情報端末９２０１を示す斜視図である。また、図２２Ｅは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図２２Ｇは折り畳んだ状態、図２２Ｆは図２２Ｅと図２２Ｇの一方から他方に変化する途中の状態の斜視図である。携帯情報端末９２０１は、折り畳んだ状態では可搬性に優れ、展開した状態では継ぎ目のない広い表示領域により表示の一覧性に優れる。携帯情報端末９２０１が有する表示部９００１は、ヒンジ９０５５によって連結された３つの筐体９０００に支持されている。例えば、表示部９００１は、曲率半径０．１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態、又は実施例と適宜組み合わせることができる。また、本明細書において、１つの実施の形態の中に、複数の構成例が示される場合は、構成例を適宜組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明の一態様に係る発光デバイス１（発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃ）をＭＭＬプロセスにて作製し、作製した発光デバイス１の評価結果について説明する。
なお、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃは、図２３に示すように、ガラス基板である基板９００上に形成された第１の電極９０１上に、第１のＥＬ層９１０、中間層９３０、第２のＥＬ層９２０、第２の電極９０２が積層されたタンデム構造を有する。
第１のＥＬ層９１０は、正孔注入層９１１、第１の正孔輸送層９１２、第１の発光層９１３、及び第１の電子輸送層９１４、が順次積層された構造を有する。中間層９３０は、電子注入バッファ層９３１と、電子リレー層９３２および電荷発生層９３３を有する。また、電子注入バッファ層９３１は、第１の電子注入バッファ層９３１ａ上に第２の電子注入バッファ層９３１ｂが積層された構造を有する。また、第２のＥＬ層９２０は、第２の正孔輸送層９２２、第２の発光層９２３、および第２の電子輸送層９２４、および電子注入層９２５が順次積層された構造を有する。
なお、第１のＥＬ層９１０は図１Ａに示した第１の発光ユニット５０１に相当し、第２のＥＬ層９２０は図１Ａに示した第２の発光ユニット５０２に相当し、中間層９３０は図１Ａに示した中間層１１６に相当する。
以下の表に示すように、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃのそれぞれは、電子注入バッファ層９３１の構造が異なる。
発光デバイス１に用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
＜発光デバイス１の作製方法＞
はじめに、ガラス基板である基板９００上に、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）を含む合金（「ＡＰＣ」とも記す。）を含む層と、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（「ＩＴＳＯ」とも記す。）を含む層の、積層からなる第１の電極９０１を形成した。具体的には、基板９００上に、スパッタリング法により厚さ１００ｎｍのＡＰＣ層を形成した後、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＩＴＳＯ層を形成した。なお、第１の電極９０１の面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
ＩＴＳＯは陽極として機能する。また、ＡＰＣは反射電極（可視光の反射率が高い電極）として機能し、ＩＴＳＯは透明電極（可視光の透過率が高い電極）として機能する。ＡＰＣとＩＴＳＯの積層で構成される第１の電極９０１は、実質的に反射電極として機能する。
次に、第１の電極９０１上に第１のＥＬ層９１０を形成した。まず、第１のＥＬ層９１０をするための前処理として、第１の電極９０１が形成された基板９００の表面を水で洗浄した後、２００℃で１時間の加熱処理を行った。その後、真空蒸着装置に基板９００を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１×１０−４Ｐａ程度の減圧下で１７０℃３０分間の真空焼成を行った。その後、減圧下で３０分程度自然冷却させた。
次に、基板９００を、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後、第１の電極９０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により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）と、分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００３）と、をＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３＝１：０．０３（重量比）となるように、かつ膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着し、正孔注入層９１１を形成した。
次に、正孔注入層９１１上に、ＰＣＢＢｉＦを膜厚１２０ｎｍとなるように蒸着して、第１の正孔輸送層９１２を形成した。
次に、第１の正孔輸送層９１２上に第１の発光層９１３を形成した。抵抗加熱を用いた蒸着法により、８−（１，１’：４’，１’’−テルフェニル−３−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：８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）と、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）と、［２−ｄ３−メチル−８−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（５−ｄ３−メチル−２−ピリジニル−κＮ２）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））と、を８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）＝５：５：１（重量比）となるように、かつ膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着し、第１の発光層９１３を形成した。
次に、第１の発光層９１３上に、２−｛３−［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｝ジベンゾ［ｆ，ｈ］キノキサリン（略称：２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑ）を膜厚が１０ｎｍとなるように蒸着し、第１の電子輸送層９１４を形成した。
次に、中間層９３０を設けた。まず、第１の電子輸送層９１４の上に第１の電子注入バッファ層９３１ａを設けた。以下の表の条件１Ｘに従い、発光デバイス１Ａに第１の電子注入バッファ層９３１ａを設けなかった。また、発光デバイス１Ｂおよび発光デバイス１Ｃには、それぞれ異なる構成で第１の電子注入バッファ層９３１ａを設けた。
発光デバイス１Ｂでは、第１の電子輸送層９１４上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、１，１’−（２’，７’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−９，９’−スピロビ［９Ｈ−フルオレン］−２，７−ジイル）ビス（１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン）（略称：２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦ）を膜厚が２ｎｍとなるように蒸着し、第１の電子注入バッファ層９３１ａを形成した。
発光デバイス１Ｃでは、第１の電子注入バッファ層９３１ａとして、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）と２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦの混合層を形成した。具体的には、第１の電子注入バッファ層９３１ａとして、第１の電子輸送層９１４上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと、２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦと、をｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦ＝１：１（重量比）となるように、かつ膜厚が２ｎｍとなるように共蒸着した。
発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃともに、第２の電子注入バッファ層９３１ｂとして、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の混合層を形成した。具体的には、第２の電子注入バッファ層９３１ｂとして、第１の電子注入バッファ層９３１ａ上に、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと、Ｌｉ２Ｏと、をｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：Ｌｉ２Ｏ＝１：０．０２（体積比）となるように、かつ膜厚が５ｎｍとなるように共蒸着した。
続いて、電子リレー層９３２として、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚となるように成膜した。
次に、電荷発生層９３３として、抵抗加熱を用いた蒸着法によりＰＣＢＢｉＦと、ＯＣＨＤ−００３と、をＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３＝１：０．１５（重量比）となるようにかつ、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着し、電荷発生層９３３を形成した。
次に、電荷発生層９３３上に、ＰＣＢＢｉＦを膜厚５５ｎｍとなるように蒸着して、第２の正孔輸送層９２２を形成した。
次に、第２の正孔輸送層９２２上に第２の発光層９２３を形成した。抵抗加熱を用いた蒸着法により、８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍと、βＮＣＣＰと、Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）と、を８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）＝５：５：１（重量比）となるように、かつ膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着し、第２の発光層９２３を形成した。
次に、第２の発光層９２３上に、２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑを膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着した後、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐを膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着し、第２の電子輸送層９２４を形成した。
ここで、基板９００を真空蒸着装置から取り出して大気に曝した（「大気開放」とも記す）。その後、第２の電子輸送層９２４上に酸化アルミニウム（略称：ＡｌＯｘ）膜を、スパッタリング法を用いて膜厚が３０ｎｍとなるように成膜した。
次に、該ＡｌＯｘ膜上に、モリブデン膜を膜厚５０ｎｍになるようスパッタリング法にて成膜した。その後、フォトリソグラフィ法を用いて、該モリブデン膜上にレジストマスクを形成し、該モリブデン膜を所定の形状に加工した。具体的には、３μｍの幅を備えるスリットを、基板９００の上方から見て、第１の電極９０１の端部から３．５μｍ離れた位置に形成した。
次に、上記モリブデン膜をマスクとして用いて、第１のＥＬ層９１０、中間層９３０、第２の正孔輸送層９２２、第２の発光層９２３、第２の電子輸送層９２４、および上記酸化アルミニウム膜の一部を選択的に除去した。その後、モリブデン膜および酸化アルミニウム膜を、塩基性の薬液を用いたウェットエッチングにより除去した。
続いて、減圧下にて、１１０℃で１時間の加熱処理を行った。当該加熱処理により、上述の加工処理、または大気開放などにより付着した水分などを除去できる。
次に、第２の電子輸送層９２４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）とイッテルビウム（Ｙｂ）を、ＬｉＦ：Ｙｂ＝２：１（体積比）で膜厚が１．５ｎｍとなるように共蒸着して、電子注入層９２５を形成した。
次に、電子注入層９２５上に、Ａｇと、Ｍｇと、をＡｇ：Ｍｇ＝１：０．１（体積比）となるように、かつ膜厚が１５ｎｍとなるように共蒸着し、第２の電極９０２を形成した。なお、第２の電極９０２は陰極として機能する。また、第２の電極９０２は、光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極である。
その後、キャップ層として、第２の電極９０２上に４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）を膜厚が７０ｎｍとなるよう蒸着した。
以上により、発光デバイス１Ａ乃至発光デバイス１Ｃを作製した。
作製した発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃの素子構造を表１および表２にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
＜発光デバイス１の特性＞
作製した発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃの各種特性（デバイス特性）を評価した。図２４に、電流密度−電圧特性の測定結果を示す。図２５に、電流効率−輝度特性の測定結果を示す。図２６に、規格化輝度−時間変化特性の測定結果を示す。図２７に、規格化電圧−時間変化特性の測定結果を示す。
図２４より、第１の電極と第２の電極との間に流れる電流密度が５０ｍＡ／ｃｍ２になる電圧が、発光デバイス１Ａでは１１．０１Ｖ、発光デバイス１Ｂでは１０．７７Ｖ、発光デバイス１Ｂでは１０．５７Ｖであることがわかった。同じ電流値（電流密度）であれば、発光デバイス１Ｃが最も低い電圧で電流を流すことができる。
また、図２５より、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃは、いずれも同等の高い電流効率値を示しており、タンデム型のデバイスとして機能していることがわかる。すなわち、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃの中で、発光デバイス１Ｃの消費電力が最も少ないと言える。
図２６は、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃを電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で定電流駆動した際の、駆動時間に対する輝度の変化を示している。また、図２６に示すグラフの縦軸は、初期輝度を１００％とした時の規格化輝度（％）を示し、横軸は時間（ｈ）を示している。発光デバイス１Ａでは測定の初期に輝度の上昇が生じ、その後は時間経過とともに輝度が低下した。発光デバイス１Ｂおよび発光デバイス１Ｃでは、初期の輝度上昇は発生していない。特に、発光デバイス１Ｃは、輝度の低下速度が緩やかであり、良好な信頼性が得られている。
図２７は、発光デバイス１Ａ、発光デバイス１Ｂ、および発光デバイス１Ｃを電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２で定電流駆動した際の、駆動時間に対する電圧の変化を示している。図２７に示すグラフの縦軸は、初期電圧を０とした時の規格化電圧（Ｖ）を示し、横軸は時間（ｈ）を示している。発光デバイス１Ａでは、およそ１時間経過後に電圧の上昇が見られ、１０時間経過後に電圧の急激な上昇が見られた。一方で、発光デバイス１Ｂおよび発光デバイス１Ｃは、電圧の変化が緩やかであり、良好な信頼性が得られている。特に、発光デバイス１Ｃは、発光デバイス１Ｂよりも良好な信頼性が得られた。
本実施例において、第１の電子注入バッファ層９３１ａと第２の電子注入バッファ層９３１ｂの積層構造を有する、発光デバイス１Ｂおよび発光デバイス１Ｃで良好なデバイス特性が得られた。特に、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦの混合層（第１の電子注入バッファ層９３１ａ）と、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の混合層（第２の電子注入バッファ層９３１ｂ）を積層した構造を有する発光デバイス１Ｃで最も良好なデバイス特性が得られた。
ここで、発光デバイス１Ｃの中間層９３０に用いた材料を有する薄膜の電子スピン共鳴スペクトルを測定した。
石英基板上にｍＰＰｈｅｎ２Ｐと２’，７’ｔＢｕ−２ｈｐｐＳＦとを重量比で１：１（＝ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：２’，７’ｔＢｕ−２ｈｐｐＳＦ）で膜厚が１００ｎｍになるよう共蒸着した薄膜の電子スピン共鳴スペクトルを、室温にて測定したところ、ｇ値が２．００付近にシグナルが観測されず、スピン密度は検出限界である１×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３未満であることが分かった。なお、ＥＳＲ法による電子スピン共鳴スペクトルの測定は、電子スピン共鳴測定装置　Ｅ５００型（ブルカー社製）を用いて行った。上記測定は、共振周波数（９．５６ＧＨｚ）、出力（１ｍＷ）、変調磁場（５０ｍＴ）、変調幅（０．５ｍＴ）、時定数（０．０４ｓ）、掃引時間（１ｍｉｎ）、室温下にて行った。このことから、２’，７’ｔＢｕ−２ｈｐｐＳＦはｍＰＰｈｅｎ２Ｐに対して電子供与性を示さないといえる。すなわち、発光デバイス１Ｃの中間層における第１の電子注入バッファ層９３１ａは、スピン密度が１×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３未満の層である。
また、石英基板上にｍＰＰｈｅｎ２ＰとＬｉ２Ｏとを体積比で１：０．０２（＝ｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：Ｌｉ２Ｏ）で膜厚が１００ｎｍになるよう共蒸着した薄膜の電子スピン共鳴スペクトルを、室温にて測定したところ、ｇ値が２．００付近にシグナルが観測され、スピン密度は４×１０１９ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３であることが分かった。なお、ＥＳＲ法による電子スピン共鳴スペクトルの測定は、電子スピン共鳴測定装置　Ｅ５００型（ブルカー社製）を用いて行った。上記測定は、共振周波数（９．５６ＧＨｚ）、出力（１ｍＷ）、変調磁場（５０ｍＴ）、変調幅（０．５ｍＴ）、時定数（０．０４ｓ）、掃引時間（１ｍｉｎ）、室温下にて行った。このことから、Ｌｉ２ＯはｍＰＰｈｅｎ２Ｐに対して電子供与性を示すといえる。すなわち、発光デバイス１Ｃの中間層における第２の電子注入バッファ層９３１ｂは、スピン密度が１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３より大きい層である。
また、電荷発生層９３３は、正孔輸送性を有する有機化合物であるＰＣＢＢｉＦと、電子アクセプタ性を示すＯＣＨＤ−００３とを含む層であり、電圧が印加されることで電荷分離する電荷発生層である。石英基板上にＰＣＢＢｉＦとＯＣＨＤ−００３とを重量比で１：０．１（ＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３）で膜厚が１００ｎｍになるよう共蒸着した薄膜の電子スピン共鳴スペクトルを、室温にて測定したところ、ｇ値が２．００付近にシグナルが観測され、スピン密度は５×１０１９ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３であることが分かった。なお、ＥＳＲ法による電子スピン共鳴スペクトルの測定は、電子スピン共鳴測定装置　ＦＥＳ　ＦＡ３００型（日本電子製）を用いて行った。上記測定は、共振周波数（９．１８ＧＨｚ）、出力（１ｍＷ）、変調磁場（５０ｍＴ）、変調幅（０．５ｍＴ）、時定数（０．０３ｓ）、掃引時間（１ｍｉｎ）、室温下にて行った。このことから、ＯＣＨＤ−００３はＰＣＢＢｉＦに対して電子受容性を示し、ＰＣＢＢｉＦとＯＣＨＤ−００３を有する層は電荷発生層としての機能を有することがわかった。すなわち、発光デバイス１Ｃの中間層９３０における電荷発生層９３３は、スピン密度が１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３より大きい層である。
以上のことから、本発明の一態様を用いることで、省電力かつ良好な信頼性を備える発光デバイスを提供できることが分かった。
本実施例では、本発明の一態様に係る発光デバイス２（発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂ）を作製し、作製した発光デバイス２の評価結果について説明する。
なお、発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂは、図２８に示すように、ガラス基板である基板９００上に形成された第１の電極９０１上に、第１のＥＬ層９１０、中間層９３０、第２のＥＬ層９２０、第２の電極９０２が積層されたタンデム構造を有する。
第１のＥＬ層９１０は、正孔注入層９１１、第１の正孔輸送層９１２、および第１の発光層９１３が順次積層された構造を有する。中間層９３０は、電子注入バッファ層９３１と、電子リレー層９３２および電荷発生層９３３を有する。また、電子注入バッファ層９３１は、第１の電子注入バッファ層９３１ａ上に第２の電子注入バッファ層９３１ｂが積層された構造を有する。また、第２のＥＬ層９２０は、第２の正孔輸送層９２２、第２の発光層９２３、および第２の電子輸送層９２４、および電子注入層９２５が順次積層された構造を有する。
なお、第１のＥＬ層９１０は図１Ａに示した第１の発光ユニット５０１に相当し、第２のＥＬ層９２０は図１Ａに示した第２の発光ユニット５０２に相当し、中間層９３０は図１Ａに示した中間層１１６に相当する。
以下の表に示すように、発光デバイス２Ａ、および比較発光デバイス２Ｂのそれぞれは、電子注入バッファ層９３１の構造が異なる。
発光デバイス２に用いた有機化合物の構造式を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
＜発光デバイス２の作製方法＞
発光デバイス２の作製方法について説明する。はじめに、ガラス基板である基板９００上に、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、銅（Ｃｕ）を含む合金（「ＡＰＣ」とも記す。）を含む層と、酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（「ＩＴＳＯ」とも記す。）を含む層の、積層からなる第１の電極９０１を形成した。具体的には、基板９００上に、スパッタリング法により厚さ１００ｎｍのＡＰＣ層を形成した後、スパッタリング法により厚さ５０ｎｍのＩＴＳＯ層を形成した。なお、第１の電極９０１の面積は４ｍｍ２（２ｍｍ×２ｍｍ）とした。
ＩＴＳＯは陽極として機能する。また、ＡＰＣは反射電極（可視光の反射率が高い電極）として機能し、ＩＴＳＯは透明電極（可視光の透過率が高い電極）として機能する。ＡＰＣとＩＴＳＯの積層で構成される第１の電極９０１は、実質的に反射電極として機能する。
次に、第１の電極９０１上に第１のＥＬ層９１０を形成した。まず、第１のＥＬ層９１０をするための前処理として、第１の電極９０１が形成された基板９００の表面を水で洗浄した後、２００℃で１時間の加熱処理を行った。その後、真空蒸着装置に基板９００を導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、１×１０−４Ｐａ程度の減圧下で１７０℃３０分間の真空焼成を行った。その後、減圧下で３０分程度自然冷却させた。
次に、基板９００を、第１の電極９０１が形成された面が下方となるように、真空蒸着装置内に設けられた基板ホルダーに固定した。その後、第１の電極９０１上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により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）と、分子量６７２でフッ素を含む電子アクセプタ材料（ＯＣＨＤ−００３）と、をＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３＝１：０．０３（重量比）となるように、かつ膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着し、正孔注入層９１１を形成した。
次に、正孔注入層９１１上に、ＰＣＢＢｉＦを膜厚１２５ｎｍとなるように蒸着して、第１の正孔輸送層９１２を形成した。
次に、第１の正孔輸送層９１２上に第１の発光層９１３を形成した。抵抗加熱を用いた蒸着法により、８−（１，１’：４’，１’’−テルフェニル−３−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：８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）と、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）と、［２−ｄ３−メチル−８−（２−ピリジニル−κＮ）ベンゾフロ［２，３−ｂ］ピリジン−κＣ］ビス［２−（５−ｄ３−メチル−２−ピリジニル−κＮ２）フェニル−κＣ］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３））と、を８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）＝５：５：１（重量比）となるように、かつ膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着し、第１の発光層９１３を形成した。
次に、中間層９３０を設けた。ここで、発光デバイス２Ａでは、第１の発光層９１３の上に第１の電子注入バッファ層９３１ａを設けた。具体的には、第１の電子注入バッファ層９３１ａとして、第１の発光層９１３の上に、抵抗加熱を用いた蒸着法により、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと、２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦと、をｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦ＝１：１（重量比）となるように、かつ膜厚が２ｎｍとなるように共蒸着した。
また、比較発光デバイス２Ｂでは、第１の電子注入バッファ層９３１ａを形成しなかった。
続いて、発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂともに、第２の電子注入バッファ層９３１ｂとして、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐと酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）の混合層を形成した。具体的には、発光デバイス２Ａでは第１の電子注入バッファ層９３１ａの上に、また、比較発光デバイス２Ｂでは第１の発光層９１３の上に、第２の電子注入バッファ層９３１ｂとしてｍＰＰｈｅｎ２Ｐと、Ｌｉ２Ｏと、をｍＰＰｈｅｎ２Ｐ：Ｌｉ２Ｏ＝１：０．０２（体積比）となるように、かつ膜厚が５ｎｍとなるように共蒸着した。
続いて、電子リレー層９３２として、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）を２ｎｍの膜厚となるように成膜した。
次に、電荷発生層９３３として、抵抗加熱を用いた蒸着法によりＰＣＢＢｉＦと、ＯＣＨＤ−００３と、をＰＣＢＢｉＦ：ＯＣＨＤ−００３＝１：０．１５（重量比）となるようにかつ、膜厚が１０ｎｍとなるように共蒸着し、電荷発生層９３３を形成した。
次に、電荷発生層９３３上に、ＰＣＢＢｉＦを膜厚６５ｎｍとなるように蒸着して、第２の正孔輸送層９２２を形成した。
次に、第２の正孔輸送層９２２上に第２の発光層９２３を形成した。抵抗加熱を用いた蒸着法により、８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍと、βＮＣＣＰと、Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）と、を８ｍｐＴＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ：βＮＣＣＰ：Ｉｒ（５ｍｐｐｙ−ｄ３）２（ｍｂｆｐｙｐｙ−ｄ３）＝５：５：１（重量比）となるように、かつ膜厚が４０ｎｍとなるように共蒸着し、第２の発光層９２３を形成した。
次に、第２の発光層９２３上に、２ｍＰＣＣｚＰＤＢｑを膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着した後、ｍＰＰｈｅｎ２Ｐを膜厚が２０ｎｍとなるように蒸着し、第２の電子輸送層９２４を形成した。
次に、第２の電子輸送層９２４上に、フッ化リチウム（ＬｉＦ）とイッテルビウム（Ｙｂ）を、ＬｉＦ：Ｙｂ＝２：１（体積比）で膜厚が１．５ｎｍとなるように共蒸着して、電子注入層９２５を形成した。
次に、電子注入層９２５上に、Ａｇと、Ｍｇと、をＡｇ：Ｍｇ＝１：０．１（体積比）となるように、かつ膜厚が１５ｎｍとなるように共蒸着し、第２の電極９０２を形成した。なお、第２の電極９０２は陰極として機能する。また、第２の電極９０２は、光を反射する機能と光を透過する機能とを有する半透過・半反射電極である。
その後、キャップ層として、第２の電極９０２上に４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾチオフェン）（略称：ＤＢＴ３Ｐ−ＩＩ）を膜厚が７０ｎｍとなるよう蒸着した。
以上により、発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂを作製した。
作製した発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂの素子構造を表３にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
＜発光デバイス２の特性＞
作製した発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂの各種特性（デバイス特性）を評価した。図２９に輝度−電流密度特性の測定結果を示す。図３０に輝度−電圧特性の測定結果を示す。図３１に電流効率−電流密度特性の測定結果を示す。図３２に電流密度−電圧特性の測定結果を示す。図３３にＥＬ強度−波長特性の測定結果を示す。また、電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における主な特性を表４に示す。なお、輝度、ＣＩＥ色度、及び電界発光スペクトルの測定には分光放射計（トプコン社製、ＳＲ−ＵＬ１Ｒ）を用い、常温で測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
図２９乃至図３３および表４から、発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂは、いずれも高い電流効率値を示しており、タンデム型のデバイスとして機能していることがわかる。また、発光デバイス２Ａは比較発光デバイス２Ｂよりも高い電流効率を示し、且つ駆動電圧の低い良好な特性を有する発光デバイスであることがわる。
また、図３４に、発光デバイス２Ａおよび比較発光デバイス２Ｂの電流密度５０ｍＡ／ｃｍ２における規格化輝度−時間変化特性を示す。図３４より、発光デバイス２Ａは、比較発光デバイス２Ｂと比較して駆動時間に対する輝度低下が小さく、比較発光デバイス２Ｂよりも信頼性の良好な発光デバイスであることがわかる。このように、第１の発光層９１３と電子注入バッファ層９３１ｂの間に、電子注入バッファ層９３１ａとしてｍＰＰｈｅｎ２Ｐと２’，７’ｔＢｕ−２，７ｈｐｐ２ＳＦの混合層を形成することで、発光デバイスの駆動電圧が下がり、信頼性が向上することがわかった。
１０１：第１の電極、１０２：第２の電極、１０３：有機化合物層、１０４：共通層、１１０：副画素、１１１：正孔注入層、１１２：正孔輸送層、１１３：発光層、１１４：電子輸送層、１１５：電子注入層、１１６：中間層、１１７：電荷発生層、１１８：電子リレー層、１１９：電子注入バッファ層、１２０：基板、１２２：樹脂層、１２５：無機絶縁層、１２７：絶縁層、１２８：層

Claims (25)

  1. 　第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
    　前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
    　前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
    　前記中間層は、
    　第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む第１の混合層と、
    　第３の有機化合物および前記第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、を有し、
    　前記第１の有機化合物は、ｐＫａ８以上の強塩基性を有し、
    　前記第２の有機化合物および前記第３の有機化合物は、電子輸送性を有する、発光デバイス。
  2. 　第１の電極および第２の電極の間に有機化合物層を有し、
    　前記有機化合物層は、第１の発光ユニット、第２の発光ユニット、および中間層を有し、
    　前記第１の発光ユニットおよび前記第２の発光ユニットの間に前記中間層を有し、
    　前記中間層は、
    　第１の有機化合物および第２の有機化合物を含む第１の混合層と、
    　第３の有機化合物および前記第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、
    　第４の有機化合物および前記第４の有機化合物に対する電子受容体を含む第３の層と、を有し、
    　前記第１の有機化合物は、ｐＫａ８以上の強塩基性を有し、
    　前記第２の有機化合物および前記第３の有機化合物は、電子輸送性を有し、
    　前記第４の有機化合物は、正孔輸送性を有する、発光デバイス。
  3. 　請求項２において、
    　前記第３の層は、前記第４の有機化合物および前記電子受容体を含む混合層である発光デバイス。
  4. 　請求項２において、
    　前記第３の層は、前記第４の有機化合物を含む層および前記電子受容体を含む層の積層である発光デバイス。
  5. 　請求項４において、
    　前記電子受容体を含む層は、前記第４の有機化合物を含む層と、前記第２の混合層との間に位置する発光デバイス。
  6. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第２の有機化合物と前記第３の有機化合物が、同じ材料を含む発光デバイス。
  7. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の電極は陽極として機能し、前記第２の電極は陰極として機能し、
    　前記第１の混合層が前記第１の電極側に設けられ、
    　前記第２の混合層が前記第２の電極側に設けられた発光デバイス。
  8. 　請求項２乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の電極は陽極として機能し、前記第２の電極は陰極として機能し、
    　前記第１の混合層が前記第１の電極側に設けられ、
    　前記第２の混合層が前記第２の電極側に設けられ、
    　前記第２の混合層が、前記第１の混合層と前記第３の層の間に位置する発光デバイス。
  9. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の混合層と前記第２の混合層とが接する発光デバイス。
  10. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第２の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環を有し、
    　前記第３の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環を有する発光デバイス。
  11. 　請求項２乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第２の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環を有し、
    　前記第３の有機化合物は、π電子不足型複素芳香環を有し、
    　前記第４の有機化合物は、π電子過剰型複素芳香環および芳香族アミンの少なくとも一を有する発光デバイス。
  12. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が高い発光デバイス。
  13. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が高く、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が高い発光デバイス。
  14. 　請求項１２において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が、０．０５ｅＶ以上高い発光デバイス。
  15. 　請求項１３において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が、０．０５ｅＶ以上高く、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が、０．０５ｅＶ以上高い発光デバイス。
  16. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の有機化合物は、ＬＵＭＯ準位が、−２．５０ｅＶ以上−１．００ｅＶ以下である発光デバイス。
  17. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第２の有機化合物は、酸解離定数ｐＫａが４以上８以下の塩基性を有する材料である発光デバイス。
  18. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物に対して電子供与性を有さない発光デバイス。
  19. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記第１の混合層は、膜の状態で、電子スピン共鳴法で観測されるスピン密度が、１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以下である発光デバイス。
  20. 　請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
    　前記電子供与体は、アルカリ金属またはアルカリ金属化合物を含む発光デバイス。
  21. 　請求項２０において、
    　前記電子供与体は、リチウムを含む発光デバイス。
  22. 　陽極として機能する第１の電極を形成し、
    　前記第１の電極上に第１の発光層を含む第１の発光ユニットを形成し、
    　前記第１の発光ユニット上に、
    　ｐＫａ８以上の強塩基性を有する第１の有機化合物および電子輸送性を有する第２の有機化合物を含む第１の混合層と、
    　電子輸送性を有する第３の有機化合物および前記第３の有機化合物に対する電子供与体を含む第２の混合層と、を含む中間層を形成し、
    　前記中間層上に第２の発光層を含む第２の発光ユニットを形成し、
    　フォトリソグラフィ法を用いて、
    　前記第１の発光ユニット、前記中間層、および前記第２の発光ユニットを、
    　前記第１の電極の少なくとも一部を覆う形状に加工し、
    　前記第２の発光ユニット上に陰極として機能する第２の電極を形成する発光デバイスの作製方法。
  23. 　請求項２２において、
    　前記第１の混合層を前記第１の電極側に形成し、
    　前記第２の混合層を前記第２の電極側に形成する発光デバイスの作製方法。
  24. 　請求項２２または請求項２３において、
    　前記中間層は電荷発生層を含む発光デバイスの作製方法。
  25. 　請求項２２または請求項２３において、
    　前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＬＵＭＯ準位が高く、前記第１の有機化合物は、前記第２の有機化合物よりも、ＨＯＭＯ準位が高い発光デバイスの作製方法。
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