WO2024201258A1 - 発光デバイス、表示装置、表示モジュール、電子機器 - Google Patents

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青山智哉
方堂涼太
笹川慎也
神保安弘
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    • H10K2102/10—Transparent electrodes, e.g. using graphene

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a light-emitting device, a display device, a display module, an electronic device, or a semiconductor 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 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. Therefore, more specifically, examples of the technical field of one aspect of the present invention disclosed in this specification include a semiconductor device, a display device, a light-emitting device, a power storage device, a memory device, a driving method thereof, or a manufacturing method thereof.
  • Devices that require high definition display panels include, for example, smartphones, tablet terminals, and notebook computers.
  • stationary display devices such as television devices and monitor devices
  • devices that require the highest definition include, for example, devices for virtual reality (VR) or augmented reality (AR).
  • VR virtual reality
  • AR augmented reality
  • Typical display devices that can be used for display panels include liquid crystal display devices, organic electroluminescence (EL) elements, light-emitting devices equipped with light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs), and electronic paper that displays using electrophoresis methods.
  • EL organic electroluminescence
  • LEDs light-emitting diodes
  • the basic structure of an organic EL element is a layer containing a light-emitting organic compound sandwiched between a pair of electrodes. By applying a voltage to this element, light can be emitted from the light-emitting organic compound.
  • a display device using such an organic EL element does not require a backlight, which is necessary in liquid crystal display devices and the like, and therefore can realize a thin, lightweight, high-contrast, and low-power display device.
  • Patent Document 1 an example of a display device using an organic EL element is described in Patent Document 1.
  • Patent document 2 discloses a display device for VR that uses an organic EL device.
  • organic thin films that provide excellent electron injection and electron transport properties when used in the electron injection layer of an organic EL element for example, a single film containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound and a material that transports electrons, or a laminated film of a film containing a hexahydropyrimidopyrimidine compound and a film containing a material that transports electrons, are known (Patent Document 3).
  • One aspect of the present invention has an objective to provide a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, or reliability. Or, another objective is to provide a novel display device with excellent convenience, usefulness, or reliability. Or, another objective is to provide a novel display module with excellent convenience, usefulness, or reliability. Or, another objective is to provide a novel electronic device with excellent convenience, usefulness, or reliability. Or, another objective is to provide a novel light-emitting device, a novel display device, a novel display module, a new electronic device, or a new semiconductor device.
  • Another aspect of the present invention is a light-emitting device having a first electrode, a second electrode, a first unit, and a first layer.
  • the second electrode overlaps the first electrode, the second electrode contains metal atoms, and the second electrode contains carbon atoms at a concentration of 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or more and 5 ⁇ 10 21 atoms/cm 3 or less.
  • the first unit is sandwiched between the first electrode and the second electrode, and the first unit includes a first luminescent material.
  • the first layer is sandwiched between the second electrode and the first unit, and the first layer includes a first organic compound and a second organic compound, the first organic compound having an acid dissociation constant pKa of 8 or more, and the second organic compound having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in a solubility parameter ⁇ .
  • Another embodiment of the present invention is the above light-emitting device, in which the first organic compound has a guanidine skeleton.
  • Another aspect of the present invention is the above light-emitting device, in which the first organic compound has a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group.
  • Another aspect of the present invention is a light-emitting device in which the first organic compound does not have electron donating properties with respect to the second organic compound.
  • the second electrode can be formed by using atomic layer deposition. Also, damage to the first layer or the first unit during the manufacturing process can be suppressed. Also, the conductivity of the second electrode can be increased by adding impurities such as carbon atoms. Also, carriers can be easily injected from the second electrode to the first unit. Also, the first layer can be formed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals. Also, resistance to impurities such as air or water can be increased. Also, a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed. As a result, a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • Another aspect of the present invention is a display device having a first light-emitting device, a second light-emitting device, and a conductive film.
  • the first light-emitting device includes a third electrode, a fourth electrode, a second unit and a second layer.
  • the fourth electrode overlaps the third electrode, the fourth electrode contains metal atoms, and the fourth electrode contains carbon atoms at a concentration of 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or more and 5 ⁇ 10 21 atoms/cm 3 or less.
  • the second unit is sandwiched between the third electrode and the fourth electrode, and the second unit contains a second light-emitting material.
  • the second layer is sandwiched between the second unit and the third electrode, and the second layer is composed of a material in which a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more is observed in a film state by electron spin resonance.
  • the second light-emitting device includes a fifth electrode, a sixth electrode, a third unit and a third layer.
  • the fifth electrode is adjacent to the third electrode, and the fifth electrode has a first gap between it and the third electrode.
  • the sixth electrode is adjacent to the fourth electrode, the sixth electrode has a second gap between it and the fourth electrode, and the second gap overlaps the first gap.
  • the third unit is sandwiched between the fifth electrode and the sixth electrode, and the third unit includes a third luminescent material.
  • the third layer is sandwiched between the third unit and the fifth electrode, and the third layer has a third gap between it and the second layer, and the third gap overlaps the first gap.
  • the conductive film overlaps the fourth electrode, the sixth electrode and the first gap, and the conductive film is electrically connected to the fourth electrode and the sixth electrode.
  • Another aspect of the present invention is the above display device, in which the first light-emitting device has a fourth layer.
  • the fourth layer is sandwiched between the fourth electrode and the second unit, the fourth layer is in contact with the fourth electrode, and the fourth layer has electron injection properties.
  • the second light-emitting device includes a fifth layer, the fifth layer being sandwiched between the sixth electrode and the third unit, the fifth layer being in contact with the sixth electrode, and the fifth layer being capable of electron injection.
  • the fifth layer also includes a fourth gap between the fifth layer and the fourth layer, and the fourth gap overlaps with the first gap.
  • the fourth electrode and the sixth electrode can be formed by using an atomic layer deposition method. Also, damage to the fourth layer, the second unit, the fifth layer, or the third unit during the manufacturing process can be suppressed. Also, the driving voltage of the first light-emitting device and the second light-emitting device can be suppressed.
  • the third layer can be separated from the second layer. Also, the current flowing between the second layer and the third layer can be suppressed. Also, a material with low electrical resistivity can be used for the second layer and the third layer. Also, the driving voltage of the first light-emitting device and the second light-emitting device can be suppressed.
  • the first light-emitting device or the second light-emitting device when either the first light-emitting device or the second light-emitting device is made to emit light, the occurrence of the phenomenon in which the other emits light with an unintended luminance can be suppressed. Also, the first light-emitting device or the second light-emitting device can be made to emit light independently. Also, the occurrence of the crosstalk phenomenon between the light-emitting devices can be suppressed. Also, the color gamut that can be displayed by the display device can be expanded. Also, the resolution of the display device can be increased. Also, the pixel aperture ratio of the display device can be increased. As a result, it is possible to provide a novel display device that is highly convenient, useful, and reliable.
  • Another aspect of the present invention is the above display device, in which the fourth layer contains a third organic compound and a fourth organic compound.
  • the third organic compound has an acid dissociation constant pKa of 8 or more, and the fourth organic compound has a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in a solubility parameter ⁇ .
  • Another embodiment of the present invention is the above display device, in which the third organic compound has a guanidine skeleton.
  • Another embodiment of the present invention is the above display device, in which the third organic compound has a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group.
  • Another embodiment of the present invention is the above display device, in which the third organic compound does not have electron donating properties with respect to the fourth organic compound.
  • the fourth layer can be constructed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals.
  • resistance to impurities such as air or water can be increased.
  • a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed.
  • a process using a chemical solution containing water can be used in the manufacturing process of the display device. As a result, a novel display device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • Another aspect of the present invention is the above display device having a sixth layer.
  • the sixth layer is sandwiched between the conductive film and the first gap, the sixth layer is in contact with the conductive film, and the sixth layer has a first opening and a second opening.
  • the first opening overlaps with the third electrode, and the second opening overlaps with the fifth electrode.
  • the sixth layer can be used to fill the first gap.
  • the step resulting from the first gap can be made closer to flat.
  • the phenomenon in which a gap or tear occurs in the conductive film due to the step can be suppressed.
  • the phenomenon in which the conductivity decreases due to the resulting gap or tear can be suppressed.
  • Another aspect of the present invention is the above display device having a seventh layer.
  • the seventh layer is sandwiched between the sixth layer and the first gap, the seventh layer contacts the fourth electrode and the sixth electrode, and the seventh layer has a third opening and a fourth opening.
  • the third opening overlaps the third electrode, and the fourth opening overlaps the fifth electrode.
  • Another aspect of the present invention is a display module having the above-mentioned display device and at least one of a connector and an integrated circuit.
  • Another aspect of the present invention is an electronic device having the above-mentioned display device and at least one of a battery, a camera, a speaker, and a microphone.
  • the term “light-emitting device” includes an image display device that uses a light-emitting device.
  • the term “light-emitting device” may also include a module in which a connector, such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package), is attached to a light-emitting device, a module in which a printed wiring board is provided at the end of a TCP, or a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on a light-emitting device using the COG (chip on glass) method.
  • a connector such as an anisotropic conductive film or TCP (Tape Carrier Package)
  • TCP Transist Carrier Package
  • COG chip on glass
  • lighting fixtures and the like may have a light-emitting device.
  • a novel light-emitting device having excellent convenience, usefulness, or reliability can be provided.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel display device having excellent convenience, usefulness, or reliability.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel display module having excellent convenience, usefulness, or reliability.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel electronic device having excellent convenience, usefulness, or reliability.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel light-emitting device.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel display device.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel display module.
  • Another embodiment of the present invention can provide a novel electronic device.
  • FIG. 1A to 1C are diagrams illustrating a configuration of a light-emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of a light-emitting device according to an embodiment.
  • 3A to 3D are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 4A and 4B are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 5A to 5C are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 6A and 6B are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 20A to 20C are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a configuration of a display module according to an embodiment.
  • 23A and 23B are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 25 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 28 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a configuration of a display module according to an embodiment.
  • 30A to 30C are diagrams illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 32 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 33 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 34 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration of a display device according to an embodiment.
  • 36A to 36D are diagrams illustrating an example of an electronic device according to an embodiment.
  • 37A to 37F are diagrams illustrating an example of an electronic device according to an embodiment.
  • 38A to 38G are diagrams illustrating an example of an electronic device according to an embodiment.
  • a light-emitting device includes a first electrode, a second electrode, a first unit, and a first layer.
  • the second electrode overlaps the first electrode, and the second electrode includes metal atoms, and the second electrode includes carbon atoms at a concentration of 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or more and 5 ⁇ 10 21 atoms/cm 3 or less.
  • the first unit is sandwiched between the first electrode and the second electrode, and the first unit includes a first light-emitting material.
  • the first layer is sandwiched between the second electrode and the first unit, and the first layer includes a first organic compound and a second organic compound, the first organic compound has an acid dissociation constant pKa of 8 or more, and the second organic compound has a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in the solubility parameter ⁇ .
  • the second electrode can be formed by using atomic layer deposition. Also, damage to the first layer or the first unit during the manufacturing process can be suppressed. Also, carriers can be easily injected from the second electrode into the first unit. Also, the first layer can be formed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals. Also, resistance to impurities such as air or water can be increased. Also, a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed. As a result, a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • Figure 1A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention
  • Figure 1B is a cross-sectional view illustrating a configuration different from that of Figure 1A.
  • the configuration of the light-emitting device 550X described in this embodiment can be used for various light sources.
  • the light-emitting device 550X can be used for a display device or lighting according to one embodiment of the present invention.
  • the description of the configuration of the light-emitting device 550X can be applied to the light-emitting device 550A described in embodiment 5 or embodiment 6.
  • the reference character "X" used in the configuration of the light-emitting device 550X can be read as "A” and can be used in the description of the light-emitting device 550A.
  • the reference character "X" can be read as "B” or "C” and the configuration of the light-emitting device 550X can be applied to the light-emitting device 550B or the light-emitting device 550C.
  • a light-emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, and a layer 105X (see FIG. 1A).
  • the light-emitting device 550X has a layer 104X, and the layer 104X is sandwiched between the unit 103X and the electrode 551X.
  • the layer 104X is in contact with the electrode 551X. Details of the configuration that can be used for the electrode 551X and the layer 104X will be described in embodiment 3.
  • Electrode 552X overlaps with the electrode 551X, and the electrode 552X includes metal atoms.
  • a conductive material can be used for the electrode 552X.
  • a film containing a metal, an alloy, or a conductive compound can be used for the electrode 552X in a single layer or a multilayer structure.
  • a film that efficiently reflects light can be used for the electrode 552X.
  • an alloy containing silver and copper, an alloy containing silver and palladium, or a metal film such as aluminum can be used for the electrode 552X.
  • a metal film that transmits part of the light and reflects the other part of the light can be used for the electrode 552X.
  • a microresonator structure microcavity
  • light of a specific wavelength can be extracted more efficiently than other light.
  • light with a narrow full width at half maximum of the spectrum can be extracted.
  • light of a vivid color can be extracted.
  • a film that is transparent to visible light can be used for the electrode 552X.
  • a metal film, an alloy film, or a conductive oxide film that is thin enough to transmit light can be used for the electrode 552X in a single layer or a multilayer structure.
  • a conductive oxide containing indium can be used for the electrode 552X.
  • indium oxide, indium oxide-tin oxide (abbreviation: ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide (abbreviation: ITSO), indium oxide-zinc oxide (abbreviation: InZO), indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide (abbreviation: IWZO), etc. can be used.
  • a conductive oxide containing zinc can be used for the electrode 552X.
  • zinc oxide, zinc oxide doped with gallium (abbreviation: GZO), zinc oxide doped with aluminum (abbreviation: AZO), or the like can be used.
  • gold Au
  • platinum Pt
  • nickel Ni
  • tungsten W
  • Cr chromium
  • Mo molybdenum
  • iron Fe
  • Co cobalt
  • Cu copper
  • palladium Pd
  • a nitride of a metal material e.g., titanium nitride
  • graphene can be used.
  • the electrode 552X when used as the cathode of the light-emitting device 550X, a material having a smaller work function than the electrode 551X can be preferably used for the electrode 552X. Specifically, a material having a work function of 3.8 eV or less is preferable. Furthermore, the material to be used for the electrode 552X can be selected from a wide range of materials regardless of the work function.
  • elements belonging to Group 1 of the periodic table, elements belonging to Group 2 of the periodic table, rare earth metals, and alloys containing these can be used for electrode 552X.
  • lithium (Li), cesium (Cs), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), europium (Eu), ytterbium (Yb), and alloys containing these, such as an alloy of magnesium and silver or an alloy of aluminum and lithium, can be used for the electrode 552X.
  • a conductive material containing carbon atoms at a concentration of 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 or more and 5 ⁇ 10 21 atoms/cm 3 or less can be used for the electrode 552X.
  • a conductive material formed by atomic layer deposition (ALD) can be used for the electrode 552X.
  • ALD atomic layer deposition
  • indium(III) acetylacetonate, trimethylindium, cyclopentadienylindium(I), or the like can be used as a precursor of indium.
  • dimethylzinc or diethylzinc can be used as a precursor of zinc.
  • tetramethyltin, tetraethyltin, tetrachlorotin, tetrakis(dimethylamino)tin, or bis(dimethylamino-2-methyl-2-propoxy)tin can be used as a precursor of tin.
  • trimethylaluminum or aluminum chloride can be used as a precursor of aluminum.
  • trimethylgallium or triethylgallium can be used as a precursor of gallium.
  • a plurality of the above precursors can be used in combination.
  • water can be used as an oxidizing agent. This can suppress the reaction of the oxidizing agent with the base on which the electrode 552X is formed.
  • the electrode 552X to be formed, for example, by using atomic layer deposition. Also, damage to the layer 105X or the unit 103X during the manufacturing process can be suppressed. Also, the addition of impurities, such as carbon atoms, may increase the conductivity of the electrode 552X. Note that if the amount of impurities added is too small, the effect of the addition is reduced, and if the amount of impurities added is too large, not only the effect of the addition but also the film quality is impaired. As a result, a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • Example of the configuration of unit 103X The unit 103X is sandwiched between an electrode 551X and an electrode 552X, and contains a light-emitting material EMX. Note that the details of a structure that can be used for the unit 103X will be described in Embodiment 2.
  • the layer 105X is sandwiched between the electrode 552X and the unit 103X, and includes an organic compound OCX and an organic compound ETMX.
  • the layer 105X is in contact with the electrode 552X.
  • Organic compound OCX For example, a material having an acid dissociation constant pKa of 8 or more can be used for the organic compound OCX. Preferably, a material having an acid dissociation constant pKa of 12 or more can be used for the organic compound OCX.
  • a material with a large acid dissociation constant pKa has a large dipole moment.
  • a material with a large dipole moment interacts with holes.
  • the organic compound OCX interacts with holes, and the hole transport property of the layer 105X can be significantly reduced.
  • materials with a large acid dissociation constant pKa are highly nucleophilic. Highly nucleophilic materials may react with molecules that have received holes and become cation radicals to generate new molecules or intermediate states. For example, when a material having an acid dissociation constant pKa of 8 or more is used for the organic compound OCX, the organic compound OCX generates new molecules or intermediate states, and the hole transport properties of the layer 105X can be significantly reduced.
  • Some of the holes that pass from electrode 551X through unit 103X to reach layer 105X are retained at the interface between unit 103X and layer 105X or at layer 105X. This attracts electrons from electrode 552X, and an electric double layer is formed on the electrode 552X side of layer 105X. As a result, the vacuum level between layer 105X and electrode 552X is distorted, and electrons are supplied from electrode 552X to layer 105X, and electrons are supplied from layer 105X to unit 103X.
  • materials with a large acid dissociation constant pKa are highly soluble in water.
  • a material having an acid dissociation constant pKa of 8 or more is used for the organic compound OCX, the water resistance of the layer 105X decreases, and defects such as peeling of the layer 105X from other layers occur during the manufacturing process. This may cause defects in the light-emitting device.
  • the organic compound ETMX is used together with the organic compound OCX, the water resistance of the layer 105X can be improved. Details of the organic compound ETMX will be described later.
  • organic compounds having a large acid dissociation constant pKa organic compounds having a pyrrolidine skeleton, a piperidine skeleton, or a pyrimidine skeleton are preferred. Also, organic compounds having a guanidine skeleton are preferred. Also, organic compounds having a basic skeleton represented by the following structural formulas (120) to (123) can be used.
  • the organic compound having an acid dissociation constant pKa of 8 or more is preferably an organic compound having a bicyclo ring structure having two or more nitrogen atoms in the ring, a heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring, or an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms in the ring, more specifically, an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group, and a heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring, or an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms in the ring.
  • an organic compound having a bicyclo ring structure having two or more nitrogen atoms in the ring, and a heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring is more specifically, an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group, and a heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring, is more preferably an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group, and a heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms in the ring.
  • the organic compound represented by the following general formula (G1) can be said to be an organic compound having a guanidine skeleton.
  • X is a group represented by the following general formula (G1-1)
  • Y is a group represented by the following general formula (G1-2).
  • R1 and R2 each independently represent hydrogen or deuterium
  • h represents an integer of 1 to 6
  • Ar represents a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms constituting the ring, or an aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms constituting the ring.
  • Ar is preferably a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms constituting the ring.
  • R3 to R6 each independently represent hydrogen or deuterium, m represents an integer of 0 to 4, n represents an integer of 1 to 5, and m+1 ⁇ n (m+1 is n or greater). When m or n is 2 or greater, the multiple R3 to R6 may be the same or different.
  • the organic compound represented by the above general formula (G1) is preferably any one of the following general formulas (G2-1) to (G2-6).
  • R 11 to R 26 each independently represent hydrogen or deuterium
  • h represents an integer of 1 to 6
  • Ar is a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms constituting a ring, or a substituted or unsubstituted aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms constituting a ring.
  • Ar is preferably a substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms constituting a ring.
  • examples of the substituted or unsubstituted heteroaromatic ring having 2 to 30 carbon atoms constituting the ring represented by Ar or the aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms constituting the ring include specifically a pyridine ring, a bipyridine ring, a pyrimidine ring, a bipyrimidine ring, a pyrazine ring, a bipyrazine ring, a triazine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a benzoquinoline ring, a phenanthroline ring, a quinoxaline ring, a benzoquinoxaline ring, a dibenzoquinoxaline ring, an azofluorene ring, a diazofluorene ring, a carbazole ring, a benzocarbazole ring, a di ...
  • the ring examples include a zofuran ring, a benzonaphthofuran ring, a dinaphthofuran ring, a dibenzothiophene ring, a benzonaphthothiophene ring, a dinaphthothiophene ring, a benzofuropyridine ring, a benzofuropyrimidine ring, a benzothiopyrimidine ring, a naphthofuropyridine ring, a naphthofuropyrimidine ring, a naphthothiopyridine ring, a naphthothiopyrimidine ring, an acridine ring, a xanthene ring, a phenothiazine ring, a phenoxazine ring, a phenazine ring, a triazole ring, an oxazole ring, an oxadiazole
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring having 6 to 30 carbon atoms constituting the substituted or unsubstituted ring represented by Ar include a benzene ring, a naphthalene ring, a fluorene ring, a dimethylfluorene ring, a diphenylfluorene ring, a spirofluorene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a tetracene ring, a chrysene ring, and a benzo[a]anthracene ring.
  • any one of the following structural formulas (Ar-1) to (Ar-27) is preferable.
  • the above Ar contains nitrogen as an atom constituting a ring, and that Ar is bonded to the skeleton in parentheses in general formula (G1) via a bond to the nitrogen or a bond to a carbon adjacent to the nitrogen.
  • organic compounds represented by the above general formula (G1) and general formulas (G2-1) to (G2-6) include organic compounds represented by the following structural formulas (101) to (117), such as 1,1'-(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,7-diyl)bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: 2,7hpp2SF) (structural formula 108) and 1-(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2-yl)-1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine (abbreviation: 2hppSF) (structural formula 109).
  • structural formulas (101) to (117) such as 1,1'-(9,9'-spirobi[9H-fluorene]-2,7-diyl)bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro
  • organic compounds are less likely to cause metal contamination in the manufacturing line, unlike alkali metals or alkaline earth metals or their compounds, and are easy to vapor-deposit, making them suitable for use in light-emitting devices fabricated using photolithography processes. Of course, they are also suitable for light-emitting devices fabricated using processes that do not use photolithography.
  • Organic compounds with an acid dissociation constant pKa of 8 or more include 1-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine (abbreviation: 2hppSF), 2,9-bis(1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidin-1-yl)-1,10 -phenanthroline (abbreviation: 2,9hpp2Phen), 4,7-di-1-pyrrolidinyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: Pyrrd-Phen), or 8,8'-pyridine-2,6-diyl-bis(5,6,7,8-tetrahydroimidazo[1,2-a]pyrimidine) (abbreviation: 2,6tip2Py), or other organic compounds can be used.
  • 2hppSF 2,9-bis(1,3,4,6,
  • the substance having a strong basicity of an acid dissociation constant pKa of 8 or more does not have an electron transporting skeleton.
  • a nitrogen-containing heterocyclic compound having a guanidine skeleton can be used for the organic compound OCX.
  • an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group, an organic compound having a 5,6,7,8-tetrahydroimidazo[1,2-a]pyrimidine group, or a nitrogen-containing heterocyclic compound having a pyrrolidine group can be used for the organic compound OCX.
  • 2hppSF, 2,9hpp2Phen, 4,Pyrrd-Phen or 2,6tip2Py can be used for the organic compound OCX.
  • the structures of 2hppSF, 2,9hpp2Phen, Pyrrd-Phen and 2,6tip2Py are shown below.
  • the acid dissociation constant pKa of 2hppSF is 13.95
  • the acid dissociation constant pKa of 2,9hpp2Phen is 13.35
  • the acid dissociation constant pKa of Pyrrd-Phen is 11.23
  • the acid dissociation constant pKa of 2,6tip2Py is 9.58.
  • the organic compound OCX does not have electron donating properties with respect to the organic compound ETMX. If the organic compound OCX has electron donating properties, it will react more easily with atmospheric components such as water or oxygen, resulting in poor stability.
  • the layer 105X having the organic compound OCX and the organic compound ETMX according to one embodiment of the present invention has extremely low hole transport properties, and therefore can function as an electron injection layer even if the organic compound OCX does not have electron donating properties. Therefore, it is possible to fabricate an electron injection layer and a light-emitting device that are stable with atmospheric components such as water or oxygen.
  • a substance having high electron transport properties can be used for the organic compound ETMX.
  • a substance having high electron transport properties refers to a substance having a higher mobility of electrons than holes. Specifically, 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.
  • a heteroaromatic compound can be used as an organic compound having high electron transport properties. Note that a heteroaromatic compound is a cyclic compound containing at least two different elements in a ring.
  • the ring structure includes a three-membered ring, a four-membered ring, a five-membered ring, a six-membered ring, etc., and in particular, a five-membered ring or a six-membered ring is preferable, and a heteroaromatic compound containing one or more of nitrogen, oxygen, or sulfur in addition to carbon is preferable as an element contained therein.
  • a nitrogen-containing heteroaromatic compound nitrogen-containing heteroaromatic compound
  • a material with high electron transport properties electron transport material
  • an organic compound that does not contain a pyridine ring, does not contain a phenanthroline ring, or has one phenanthroline ring can be used as the organic compound ETMX.
  • the acid dissociation constant pKa of a pyridine molecule is 5.25, and the acid dissociation constant pKa of a phenanthroline molecule is 4.8.
  • the organic compound's solubility in water increases, and the greater the number of pyridine rings or phenanthroline rings, the higher the solubility of the organic compound in water.
  • the solubility in water of an organic compound that has two or more pyridine rings or two or more phenanthroline rings is low.
  • using a material that does not contain a pyridine ring, does not contain a phenanthroline ring, or has one phenanthroline ring for organic compound ETMX can improve the water resistance of layer 105X. Furthermore, during the manufacturing process, defects such as layer 105X peeling off from other layers can be suppressed. This can suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • 9-(1-naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracene (abbreviation: ⁇ N- ⁇ NPAnth), 2,9-di(naphthalene-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (abbreviation: NBPhen), 9-[3'-(dibenzothiophene-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazine (abbreviation: 9mDBtBPNfpr), 8-(biphenyl 8BP-4mDBtPBfpm), 9-[3-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazole (abbreviation: mPCCzPTzn-02
  • NBPhen has one phenanthroline ring.
  • a material having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 can be used for the organic compound ETMX.
  • the solubility of an organic compound having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 in water is low compared to the solubility of an organic compound having an acid dissociation constant pKa of 4 or more in water.
  • the water resistance of the layer 105X can be improved by using a material having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 for the organic compound ETMX.
  • the occurrence of defects such as the layer 105X peeling off from other layers during the manufacturing process can be suppressed. This can suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • ⁇ N- ⁇ NPAnth, 9mDBtBPNfpr, 8BP-4mDBtPBfpm, mPCCzPTzn-02, 4,8mDBtP2Bfpm, 6BP-4Cz2PPm, 2mDBTBPDBq-II, BP-BPIcz(II)Tzn, or 11mDBtBPPnfpr can be used as the organic compound ETMX.
  • the acid dissociation constant pKa of 4,8mDBtP2Bfpm is 0.60.
  • the acid dissociation constant pKa of 11mDBtBPPnfpr is -1.85. If the acid dissociation constant pKa of an organic compound is unknown, the acid dissociation constant pKa of each skeleton of the organic compound can be examined, and the largest acid dissociation constant pKa selected from among them can be regarded as the acid dissociation constant pKa of the organic compound.
  • the skeleton with the largest acid dissociation constant pKa is the pyrazine skeleton.
  • the acid dissociation constant of the pyrazine molecule is 0.37.
  • the acid dissociation constant pKa was calculated using the following calculation method:
  • the initial molecular structure of each material used as a calculation model was set to the most stable structure (singlet ground state) obtained from first-principles calculations.
  • pKa calculations For pKa calculations, one or more atoms of each molecule were designated as basic sites, and Macro Model was used to search for a structure in which the protonated molecule would be stable in water. A conformational search was performed using the OPLS2005 force field, and the conformer with the lowest energy was used. In addition, Jaguar's pKa calculation module was used, and after structural optimization with B3LYP/6-31G**, a single-point calculation was performed with cc-pVTZ(+), and the pKa value was calculated using an empirical correction for the functional group. For molecules with one or more atoms designated as basic sites, the largest value among the results obtained was used as the pKa value. The obtained pKa values are shown below.
  • Example 3 of organic compound ETMX a material having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in the solubility parameter ⁇ can be used for the organic compound ETMX.
  • the solubility of an organic compound having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in the solubility parameter ⁇ is low in comparison with the solubility in water of an organic compound having a polarization term ⁇ p of more than 4.0 MPa 0.5 in the solubility parameter ⁇ .
  • the water resistance of the layer 105X can be improved by using a material having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less for the organic compound ETMX.
  • the occurrence of defects such as peeling of the layer 105X from other layers during the manufacturing process can be suppressed. This can suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • ⁇ N- ⁇ NPAnth, NBPhen, 9mDBtBPNfpr, 8BP-4mDBtPBfpm, mPCCzPTzn-02, 4,8mDBtP2Bfpm, 6BP-4Cz2PPm, 2mDBTBPDBq-II, BP-BPIcz(II)Tzn or 11mDBtBPPnfpr can be used for the organic compound ETMX.
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of ⁇ N- ⁇ NPAnth is 4.0 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of NBPhen is 4.0 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 9mDBtBPNfpr is 3.8 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 8BP-4mDBtPBfpm is 3.5 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of mPCCzPTzn-02 is 3.5 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 6BP-4Cz2PPm is 3.4 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 4,8mDBtP2Bfpm is 3.4 MPa.
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 2mDBTBPDBq-II is 3.2 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of BP-BPIcz(II)Tzn is 3.2 MPa 0.5
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of 11mDBtBPPnfpr is 3.1.
  • the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ was calculated using the following calculation method.
  • the classical molecular dynamics calculation software used was Desmond manufactured by Schrodinger.
  • the force field used was OPLS2005.
  • the calculations were performed using Apollo6500 manufactured by HPE.
  • a reference cell with approximately 32 molecules was used.
  • the most stable structure (singlet ground state) obtained from first-principles calculations and multiple structures with energy close to the most stable structure were mixed in equal ratios, and the molecules were randomly arranged to prevent collisions.
  • the structures were randomly moved and rotated by Monte Carlo simulated annealing using OPLS2005 as the force field to move the molecules.
  • the molecules were moved toward the center of the reference cell to maximize density, creating the initial arrangement.
  • the quantum chemistry calculation software Jaguar was used for the above first-principles calculation, and the most stable structure in the singlet ground state was calculated using density functional theory (DFT). 6-31G** was used as the basis function, and B3LYP-D3 was used as the functional.
  • DFT density functional theory
  • 6-31G** was used as the basis function
  • B3LYP-D3 was used as the functional.
  • the structure for the quantum chemistry calculation was sampled by performing conformational analysis using mixed torsional/low-mode sampling using Schrödinger's Maestro GUI. The calculation was performed using HPE's Apollo 6500.
  • the above initial configuration was subjected to Brownian motion simulation, followed by NVT ensemble, and then calculations were performed with the ensemble set to NPT, with a sufficient relaxation time (30 ns) for the step time (2 fs) to reproduce the molecular vibration, under conditions of 1 atm and 300 K, to calculate an amorphous solid.
  • the solubility parameter ⁇ of the obtained amorphous solid is defined by the following equation.
  • ⁇ Hv represents the heat of vaporization, which is the energy of the reference cell minus the total energy of each molecule averaged over the entire molecular dynamics calculation
  • Vm represents the molar volume
  • R represents the gas constant
  • T represents the temperature.
  • the solubility parameter ⁇ can be decomposed into a dispersion term ⁇ d and a polarization term ⁇ p.
  • the dispersion term ⁇ d is a term contributed by van der Waals interactions
  • the polarization term ⁇ p is a term contributed by electrostatic interactions.
  • the solubility of a solute in water is greatly contributed by the electrostatic interactions that occur between the solute and the dipoles of water molecules.
  • the solubility in water of materials that can be used for the organic compound ETMX shows a good correlation with the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ obtained by calculation.
  • the calculated polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ is shown in the table below. Note that the value of the polarization term ⁇ p of the solubility parameter ⁇ of water is taken from the value described in JP 2017-173056 A.
  • the layer 105X has a small signal or no signal observed by an electron spin resonance (ESR) method.
  • ESR electron spin resonance
  • the spin density due to a signal observed near a g-value of 2.00 is preferably 1 ⁇ 10 17 spins/cm 3 or less, and more preferably less than 1 ⁇ 10 16 spins/cm 3 .
  • the spin density of the material used in the layer 105X can be measured by using an electron spin resonance method using a film formed on a quartz substrate as a sample. For example, it can be measured at room temperature using an electron spin resonance measuring device E500 (manufactured by Bruker) under the conditions of resonance frequency (9.56 GHz), output (1 mW), modulation magnetic field (50 mT), modulation width (0.5 mT), time constant (0.04 s), and sweep time (1 min).
  • E500 electron spin resonance measuring device E500 (manufactured by Bruker) under the conditions of resonance frequency (9.56 GHz), output (1 mW), modulation magnetic field (50 mT), modulation width (0.5 mT), time constant (0.04 s), and sweep time (1 min).
  • the method for preparing the measurement sample is not particularly limited, but it is preferable to use the same method as the film formation method used in the method for preparing the light-emitting device.
  • a film with a thickness of 50 nm can be used as the measurement sample, but it is preferable to use a thicker film for the measurement sample because the signal obtained will be stronger.
  • a material having an electron injecting property can be used for the layer 105X.
  • the layer 105X can be referred to as an electron injecting layer.
  • a substance having electron donating properties can be used for the layer 105X.
  • a composite material of a substance having electron donating properties and a material having electron transport properties can be used for the layer 105X.
  • an electride can be used for the layer 105X. This can facilitate injection of electrons from the electrode 552X, for example.
  • a material for the electrode 552X can be selected from a wide range of materials regardless of the work function. Specifically, aluminum (Al), silver (Ag), indium oxide-tin oxide (abbreviation: ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide, or the like can be used for the electrode 552X.
  • the driving voltage of the light-emitting device 550X can be reduced.
  • Electrode-donating substance For example, an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, or a compound thereof (such as an oxide, a halide, or a carbonate) can be used as the electron donating substance.
  • an organic compound such as tetrathianaphthacene (abbreviation: TTN), nickelocene, or decamethylnickelocene can be used as the electron donating substance.
  • alkali metal compounds including oxides, halides, and carbonates
  • lithium oxide lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), lithium carbonate, cesium carbonate, and 8-hydroxyquinolinato-lithium (abbreviation: Liq).
  • alkaline earth metal compound including oxides, halides, and carbonates
  • calcium fluoride (CaF 2 ) and the like can be used as the alkaline earth metal compound.
  • a composite material of a plurality of substances can be used as a material having an electron injecting property.
  • a composite material can be used of a substance having an electron donating property and a material having an electron transporting property.
  • Electrode-transporting material For example, a material having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 7 cm 2 /Vs or more and 5 ⁇ 10 ⁇ 5 cm 2 /Vs or less under the condition that the square root of the electric field strength V/cm is 600 can be suitably used as a material having electron transport properties. This makes it possible to control the amount of electrons injected into the light-emitting layer, or to prevent the light-emitting layer from becoming an electron-excessive state.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as a material with electron transport properties.
  • metal complexes examples include bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq2 ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), and the like.
  • heterocyclic compounds having a polyazole skeleton for example, heterocyclic compounds having a diazine skeleton, heterocyclic compounds having a pyridine skeleton, heterocyclic compounds having a triazine skeleton, etc. can be used.
  • heterocyclic compounds having a diazine skeleton or heterocyclic compounds having a pyridine skeleton are preferable because of their good reliability.
  • heterocyclic compounds having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton have high electron transport properties and can reduce the driving voltage.
  • heterocyclic compounds having a polyazole skeleton 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: O XD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2-[3-(
  • heterocyclic compounds having a diazine skeleton examples include 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2-[3-(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), Noxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 4,6-bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis[3-(4-dibenzothienyl
  • heterocyclic compounds having a pyridine skeleton include 3,5-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzene (abbreviation: TmPyPB), and the like.
  • heterocyclic compounds having a triazine skeleton examples include 2-[3'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mFBPTzn), 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine (abbreviation: BP-SFTzn).
  • mFBPTzn 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine
  • a microcrystalline alkali metal fluoride and a material having an electron transporting property can be used for the composite material.
  • a microcrystalline alkaline earth metal fluoride and a material having an electron transporting property can be used for the composite material.
  • a composite material containing 50 wt % or more of an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal fluoride can be preferably used.
  • a composite material containing an organic compound having a bipyridine skeleton can be preferably used. This can reduce the refractive index of the layer 105X.
  • the external quantum efficiency of the light-emitting device 550X can be improved.
  • a composite material including a first organic compound having an unshared electron pair and a first metal can be used for the layer 105X.
  • the total number of electrons of the first organic compound and the first metal is an odd number.
  • the molar ratio of the first metal to 1 mole of the first organic compound is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.2 to 2, and even more preferably 0.2 to 0.8.
  • the first organic compound having an unshared electron pair can interact with the first metal to form a Singly Occupied Molecular Orbital (SOMO).
  • SOMO Singly Occupied Molecular Orbital
  • a composite material having a spin density measured by electron spin resonance (ESR) of preferably 1 ⁇ 10 16 spins/cm 3 or more, more preferably 5 ⁇ 10 16 spins/cm 3 or more, and even more preferably 1 ⁇ 10 17 spins/cm 3 or more can be used for the layer 105X.
  • ESR electron spin resonance
  • a material having electron transport properties can be used in an organic compound having an unshared electron pair.
  • a compound having an electron-deficient heteroaromatic ring can be used.
  • a compound having at least one of a pyridine ring, a diazine ring (pyrimidine ring, pyrazine ring, pyridazine ring), and a triazine ring can be used. This can reduce the driving voltage of the light-emitting device 550X.
  • the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) level of an organic compound having an unshared electron pair is preferably -3.6 eV or more and -2.3 eV or less.
  • the HOMO level and LUMO level of an organic compound can be estimated by CV (cyclic voltammetry), photoelectron spectroscopy, optical absorption spectroscopy, inverse photoelectron spectroscopy, etc.
  • BPhen 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • NBPhen 2,9-di(naphthalene-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline
  • HATNA diquinoxalino[2,3-a:2',3'-c]phenazine
  • TmPPPyTz 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine
  • TmPPPyTz 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline)
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-phenylene)bis(9-phenyl-1,10-phenanthroline
  • mPPhen2P 2,2'-(1,3-
  • copper phthalocyanine can be used as an organic compound with an unshared electron pair. Note that the number of electrons in copper phthalocyanine is an odd number.
  • manganese (Mn), a metal in Group 7, cobalt (Co), a metal in Group 9, copper (Cu), silver (Ag), and gold (Au), which are metals in Group 11, and aluminum (Al) and indium (In), which are metals in Group 13, are odd-numbered groups in the periodic table.
  • the elements in Group 11 have a lower melting point than the elements in Groups 7 and 9, and are suitable for vacuum deposition.
  • Ag is preferable because of its low melting point.
  • the moisture resistance of the light-emitting device 550X can be improved.
  • a composite material of the first metal and the first organic compound that are in an even group in the periodic table can be used for layer 105X.
  • iron (Fe) which is a metal in Group 8 is in an even group in the periodic table.
  • Electrode For example, a substance in which electrons are added at a high concentration to a mixed oxide of calcium and aluminum can be used as a material having electron injection properties.
  • a structure in which the layer 105X1 and the layer 105X2 are stacked can be used for the layer 105X (see FIG. 1B).
  • the layer 105X1 is sandwiched between the layer 105X2 and the unit 103X.
  • the layer 105X2 is in contact with the electrode 552X.
  • ⁇ Configuration example of layer 105X1>> For example, the structures described in Structural Example 1 to Structural Example 3 of the layer 105X can be used for the layer 105X1.
  • the layer 105X2 may be made of a material that is stable to the process of forming the electrode 552X, which can reduce damage to the light-emitting device when the electrode 552X is formed on the layer 105X2.
  • the light-emitting device of one embodiment of the present invention can be manufactured using a method that includes a step of exposing the layer 105X2 to the air. Specifically, after the layer 105X2 is formed, the layer 105X can be exposed to the air. In addition, the electrode 552X2 can be formed on the layer 105X2 exposed to the air. In addition, in the light-emitting device of one embodiment of the present invention, changes in characteristics due to exposure to the air are unlikely to occur.
  • a material that has a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more observed in a film state by electron spin resonance may be used for the layer 105X2.
  • a film having an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less may be used for the layer 105X2.
  • the layer 105X2 has an electrical resistivity of 5 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less, and more preferably has an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 5 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less.
  • Organic and inorganic compounds can be used as the substance having electron accepting properties.
  • an organic compound AM having an electron-withdrawing group (a halogen group or a cyano group) can be used as the substance having electron-accepting properties.
  • the organic compound AM having electron-accepting properties is easy to vapor-deposit and form into a film. This can increase the productivity of the light-emitting device 550X.
  • compounds that can be used include 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil, 2,3,6,7,10,11-hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene (abbreviation: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-hexafluorotetracyano-naphthoquinodimethane (abbreviation: F6-TCCNNQ), 2-(7-dicyanomethylene-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluoro-7H-pyren-2-ylidene)malononitrile, and the like.
  • radialene derivatives [3] that have an electron-withdrawing group are preferred because they have very high electron-accepting properties.
  • Specific examples include ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropane triylidene tris[4-cyano-2,3,5,6-tetrafluorobenzeneacetonitrile], ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropane triylidene tris[2,6-dichloro-3,5-difluoro-4-(trifluoromethyl)benzeneacetonitrile], ⁇ , ⁇ ', ⁇ ''-1,2,3-cyclopropane triylidene tris[2,3,4,5,6-pentafluorobenzeneacetonitrile], and the like.
  • transition metal oxides such as molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, and manganese oxide can be used as electron-accepting substances.
  • phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H2Pc), phthalocyanine complex compounds such as copper (II) phthalocyanine (abbreviation: CuPc), and compounds having an aromatic amine skeleton such as 4,4'-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB) and N,N'-bis[4-bis(3-methylphenyl)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: DNTPD) can be used.
  • H2Pc phthalocyanine
  • CuPc phthalocyanine complex compounds
  • DNTPD diphenyl
  • polymers such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/polystyrenesulfonic acid (abbreviation: PEDOT/PSS) can be used.
  • a composite material including a substance having an electron accepting property and a material having a hole transporting property can be used for the layer 105X2.
  • a material for the electrode 552X can be selected from a wide range of materials regardless of the work function.
  • an organic compound HTM having at least one of a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring and an aromatic amine can be used as a material having a hole transporting property.
  • a compound having an aromatic amine skeleton, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, an aromatic hydrocarbon having a vinyl group, a polymer compound (oligomer, dendrimer, polymer, etc.), etc. can be used as the organic compound HTM.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as the organic compound HTM.
  • a material having a hole transporting property that can be used for the layer 112X described later can be used as the organic compound HTM.
  • Examples of compounds having an aromatic amine skeleton that can be used include N,N'-di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4'-bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (abbreviation: DPAB), N,N'-bis[4-bis(3-methylphenyl)aminophenyl]-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminobiphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzene (abbreviation: DPA3B), etc.
  • DTDPPA N,N'-di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylenediamine
  • DPAB
  • carbazole derivatives include 3-[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1), 3,6-bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3-[N-(1-naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazole, azole (abbreviation: PCzPCN1), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzene (abbreviation: TCPB), 9-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl
  • aromatic hydrocarbons examples include 2-tert-butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert-butyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracene, 9,10-bis(3,5-diphenylphenyl)anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis(4-phenylphenyl)anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di(2-naphthyl)anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-BuAnth), 9,10-bis(4-methyl-1-naphthyl)anthracene (abbreviation: DMNA
  • aromatic hydrocarbons having a vinyl group examples include 4,4'-bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracene (abbreviation: DPVPA), etc.
  • polymer compounds examples include poly(N-vinylcarbazole) (abbreviation: PVK), poly(4-vinyltriphenylamine) (abbreviation: PVTPA), poly[N-(4- ⁇ N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylamide] (abbreviation: PTPDMA), poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine] (abbreviation: Poly-TPD), etc.
  • PVK poly(N-vinylcarbazole)
  • PVTPA poly(4-vinyltriphenylamine)
  • PTPDMA poly[N-(4- ⁇ N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino ⁇ phenyl) methacrylamide]
  • PTPDMA poly[
  • a substance having any one of a carbazole skeleton, a dibenzofuran skeleton, a dibenzothiophene skeleton, and an anthracene skeleton can be suitably used as a material having hole transport properties of the composite material.
  • an aromatic amine having a substituent containing a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, an aromatic monoamine having a naphthalene ring, or a substance having an aromatic monoamine in which a 9-fluorenyl group is bonded to the nitrogen of the amine via an arylene group can be used as a material having hole transport properties of the composite material.
  • the use of a substance having an N,N-bis(4-biphenyl)amino group can improve the reliability of the light-emitting device 550X.
  • N-(4-biphenyl)-6,N-diphenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine abbreviation: BnfABP
  • BnfABP N,N-bis(4-biphenyl)-6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine
  • BBABnf 4,4'-bis(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan -8-yl)-4"-phenyltriphenylamine
  • BnfBB1BP N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-6-amine
  • BBABnf(6) N,N-bis(4-biphenyl)benzo[b]naphtho[1,2-d]furan-8-amine
  • a structure in which the layers 105X21 and 105X22 are stacked can be used for the layer 105X2 (see FIG. 1C).
  • the layer 105X21 contains an organic compound AM
  • the layer 105X22 contains an organic compound HTM. It is preferable that the layer 105X22 contacts the layer 105X21. It is also preferable that the layer 105X21 is sandwiched between the electrode 552X and the layer 105X22. This facilitates the transfer of carriers between the layer 105X2 and the electrode 552X. It is also possible to suppress an increase in the driving voltage of the light-emitting device.
  • a structure in which layers 105X1, 105X2, and 105X3 are stacked can be used for the layer 105X (see FIGS. 1B and 1C).
  • the layer 105X1 is sandwiched between the layer 105X3 and the unit 103X, and the layer 105X3 is sandwiched between the layer 105X2 and the layer 105X1.
  • the layer 105X2 contacts the electrode 552X.
  • a material having a LUMO level in the range of -4.3 eV to -3.0 eV can be used for layer 105X3. This facilitates the transfer of carriers between layers 105X2 and 105X1, and also prevents an increase in the driving voltage of the light-emitting device.
  • phthalocyanine-based materials can be used for the layer 105X3.
  • metal phthalocyanines having copper, zinc, cobalt, iron, chromium, nickel, or the like such as phthalocyanine (abbreviation: H2Pc), copper (II) phthalocyanine (abbreviation: CuPc), zinc phthalocyanine (abbreviation: ZnPc), cobalt phthalocyanine (abbreviation: CoPc), iron phthalocyanine (abbreviation: FePc), tin phthalocyanine (abbreviation: SnPc), tin oxide phthalocyanine (abbreviation: SnOPc), titanium oxide phthalocyanine (abbreviation: TiOPc), vanadium oxide phthalocyanine (abbreviation: VOPc), and derivatives thereof, or metal complexes having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand, diquinoxa Perylene tetracarboxy
  • the thickness of layer 105X3 is preferably 1 nm or more and 10 nm or less, and more preferably 2 nm or more and 5 nm or less.
  • layer 105X to supply electrons to unit 103X.
  • layer 105X can be constructed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals. Furthermore, resistance to impurities such as air or water can be increased. Furthermore, a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed. As a result, a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • Figure 1A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention.
  • a light-emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, and a unit 103X.
  • the electrode 552X overlaps with the electrode 551X, and the unit 103X is sandwiched between the electrode 552X and the electrode 551X.
  • the unit 103X has a single layer structure or a laminated structure.
  • the unit 103X includes a layer 111X, a layer 112X, and a layer 113X (see FIG. 1A).
  • the unit 103X has a function of emitting light ELX.
  • Layer 111X is sandwiched between layers 113X and 112X, layer 113X is sandwiched between electrode 552X and layer 111X, and layer 112X is sandwiched between layer 111X and electrode 551X.
  • a layer selected from functional layers such as a light-emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and a carrier block layer can be used in unit 103X.
  • a layer selected from functional layers such as a hole injection layer, an electron injection layer, an exciton block layer, and a charge generation layer can be used in unit 103X.
  • a material having a hole transporting property can be used for the layer 112X.
  • the layer 112X can be referred to as a hole transporting layer.
  • a material having a larger band gap than that of the light-emitting material contained in the layer 111X is preferably used for the layer 112X. This can suppress energy transfer from excitons generated in the layer 111X to the layer 112X.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be suitably used as the material having a hole transport property.
  • an amine compound or an organic compound having a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring skeleton can be used as a material having hole transport properties.
  • a compound having an aromatic amine skeleton, a compound having a carbazole skeleton, a compound having a thiophene skeleton, a compound having a furan skeleton, etc. can be used.
  • a compound having an aromatic amine skeleton or a compound having a carbazole skeleton is preferable because it has good reliability, has high hole transport properties, and contributes to reducing the driving voltage.
  • Examples of compounds having an aromatic amine skeleton 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: mBPAFLP), 4-phenyl-4'-(9-phenyl-9H
  • Examples of compounds having a carbazole skeleton that can be used include 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene (abbreviation: mCP), 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (abbreviation: CBP), 3,6-bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole (abbreviation: CzTP), and 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole) (abbreviation: PCCP).
  • mCP 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene
  • CBP 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl
  • CzTP 3,6-bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazole
  • PCCP 3,3'-bis(9-phenyl-9H-carbazole
  • Examples of compounds having a thiophene skeleton that can be used include 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene) (abbreviation: DBT3P-II), 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-III), 4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophene (abbreviation: DBTFLP-IV), etc.
  • DBT3P-II 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophene)
  • DBTFLP-III 2,8-diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]
  • Examples of compounds having a furan skeleton that can be used include 4,4',4''-(benzene-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (abbreviation: DBF3P-II), 4- ⁇ 3-[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl ⁇ dibenzofuran (abbreviation: mmDBFFLBi-II), etc.
  • a material having an electron transporting property a material having an anthracene skeleton, a mixed material, or the like can be used for the layer 113X.
  • the layer 113X can be referred to as an electron transporting layer.
  • a material having a larger band gap than that of the light-emitting material contained in the layer 111X is preferably used for the layer 113X. This can suppress energy transfer from excitons generated in the layer 111X to the layer 113X.
  • Electrode-transporting material For example, a material having an electron mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 7 cm 2 /Vs or more and 5 ⁇ 10 ⁇ 5 cm 2 /Vs or less under the condition that the square root of the electric field strength V/cm is 600 can be suitably used as a material having electron transport properties. This makes it possible to suppress the transport properties of electrons in the electron transport layer. Alternatively, it is possible to control the amount of electrons injected into the light-emitting layer. Alternatively, it is possible to prevent the light-emitting layer from becoming in an electron-excess state.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as a material with electron transport properties.
  • metal complexes examples include bis(10-hydroxybenzo[h]quinolinato)beryllium(II) (abbreviation: BeBq2 ), bis(2-methyl-8-quinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminum(III) (abbreviation: BAlq), bis(8-quinolinolato)zinc(II) (abbreviation: Znq), bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnPBO), bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zinc(II) (abbreviation: ZnBTZ), and the like.
  • heterocyclic compounds having a polyazole skeleton for example, heterocyclic compounds having a diazine skeleton, heterocyclic compounds having a pyridine skeleton, heterocyclic compounds having a triazine skeleton, etc. can be used.
  • heterocyclic compounds having a diazine skeleton or heterocyclic compounds having a pyridine skeleton are preferable because of their good reliability.
  • heterocyclic compounds having a diazine (pyrimidine or pyrazine) skeleton have high electron transport properties and can reduce the driving voltage.
  • heterocyclic compounds having a polyazole skeleton 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: O XD-7), 9-[4-(5-phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazole (abbreviation: CO11), 2,2',2''-(1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (abbreviation: TPBI), 2-[3-(
  • heterocyclic compounds having a diazine skeleton examples include 2-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTPDBq-II), 2-[3-(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]quinoxaline (abbreviation: 2mDBTBPDBq-II), Noxaline (abbreviation: 2mCzBPDBq), 4,6-bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidine (abbreviation: 4,6mPnP2Pm), 4,6-bis[3-(4-dibenzothienyl
  • heterocyclic compounds having a pyridine skeleton include 3,5-bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridine (abbreviation: 35DCzPPy), 1,3,5-tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzene (abbreviation: TmPyPB), and the like.
  • heterocyclic compounds having a triazine skeleton examples include 2-[3'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)biphenyl-3-yl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: mFBPTzn), 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine (abbreviation: BP-SFTzn).
  • mFBPTzn 2-(biphenyl-4-yl)-4-phenyl-6-(9,9'-spirobi[9H-fluoren]-2-yl)-1,3,5-triazine
  • An organic compound having an anthracene skeleton can be used for the layer 113X.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a heterocyclic skeleton can be suitably used.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing five-membered ring skeleton can be used for layer 113X.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing five-membered ring skeleton containing two heteroatoms in the ring can be used for layer 113X.
  • a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, or the like can be suitably used for the heterocyclic skeleton.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing six-membered ring skeleton can be used for layer 113X.
  • an organic compound containing both an anthracene skeleton and a nitrogen-containing six-membered ring skeleton containing two heteroatoms in the ring can be used for layer 113X.
  • a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, or the like can be suitably used for the heterocyclic skeleton.
  • a mixture of a plurality of substances can be used for the layer 113X.
  • a mixture of an alkali metal, an alkali metal compound, or an alkali metal complex, and a substance having an electron-transporting property can be used for the layer 113X.
  • the HOMO level of the material having an electron-transporting property is more preferably ⁇ 6.0 eV or higher.
  • the composite material described in embodiment 3 can be preferably used for the layer 113X in combination with a structure in which the composite material is used for the layer 104X.
  • a composite material of a substance having an electron-accepting property and a material having a hole-transporting property can be used for the layer 104X.
  • a composite material of a substance having an electron-accepting property and a substance having a relatively deep HOMO level HM1 of -5.7 eV or more and -5.4 eV or less can be used for the layer 104X.
  • a structure in which the mixed material is used in layer 113X and the above composite material is used in layer 104X with a structure in which a material having hole transport properties is used in layer 112X.
  • a substance having a HOMO level HM2 in the range of -0.2 eV to 0 eV with respect to the above relatively deep HOMO level HM1 can be used in layer 112X. This can improve the reliability of the light-emitting device.
  • the above light-emitting device may be referred to as a Recombination-Site Tailoring Injection structure (ReSTI structure).
  • the alkali metal, alkali metal compound, or alkali metal complex exists with a concentration difference (including the case where the concentration difference is 0) in the thickness direction of layer 113X.
  • a metal complex containing an 8-hydroxyquinolinato structure can be used.
  • a methyl-substituted metal complex containing an 8-hydroxyquinolinato structure e.g., a 2-methyl-substituted or 5-methyl-substituted metal complex
  • a metal complex containing an 8-hydroxyquinolinato structure e.g., a 2-methyl-substituted or 5-methyl-substituted metal complex
  • 8-hydroxyquinolinato-lithium abbreviation: Liq
  • 8-hydroxyquinolinato-sodium abbreviation: Naq
  • complexes of monovalent metal ions, especially lithium complexes are preferred, with Liq being more preferred.
  • Configuration Example 1 of Layer 111X For example, a light-emitting material, or a light-emitting material and a host material can be used for the layer 111X.
  • the layer 111X can be called a light-emitting layer. Note that a configuration in which the layer 111X is disposed in a region where holes and electrons recombine is preferable. This allows the energy generated by the recombination of carriers to be efficiently converted into light and emitted.
  • layer 111X away from metals used in electrodes, etc. This makes it possible to suppress the quenching phenomenon caused by metals used in electrodes, etc.
  • a microresonator structure can be formed by placing layer 111X at an appropriate position between the electrodes, etc.
  • a fluorescent material for example, a fluorescent material, a phosphorescent material, or a material that exhibits thermally activated delayed fluorescence (TADF) (also called a TADF material) can be used as the luminescent material.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • fluorescent material A fluorescent substance can be used for the layer 111X.
  • the following fluorescent substances can be used for the layer 111X.
  • the present invention is not limited thereto, and various known fluorescent substances can be used for the layer 111X.
  • condensed aromatic diamine compounds such as pyrene diamine compounds, such as 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn, and 1,6BnfAPrn-03, are preferred because they have high hole trapping properties and excellent luminous efficiency or reliability.
  • N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine abbreviation: 2DPAPPA
  • N,N,N',N',N'',N'',N'',N''',N'''-octaphenyldibenzo[g,p]chrysene-2,7,10,15-tetraamine abmarin 30, 9,10-diphenyl-2-[N-phenyl-N-(9-phenyl-carbazol-3-yl)-amino]-anthracene (abbreviation: 2PCAPA), N-[9,10-bis(biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA), N-(9,10-diphenyl-9H-carbazol-3
  • DCM1 2-(2- ⁇ 2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl ⁇ -6-methyl-4H-pyran-4-ylidene)propanedinitrile
  • DCM2 2- ⁇ 2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene ⁇ propanedinitrile
  • DCM3 N,N,N',N'-tetrakis(2-methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-ylidene ⁇ propanedinitrile
  • DCM3 p-mPhTD
  • a phosphorescent material can be used for the layer 111X.
  • the phosphorescent material exemplified below can be used for the layer 111X. Note that the present invention is not limited thereto, and various known phosphorescent materials can be used for the layer 111X.
  • organometallic iridium complexes having a 4H-triazole skeleton organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton, organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton, organometallic iridium complexes having a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand, organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton, organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton, organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton, rare earth metal complexes, platinum complexes, and the like can be used for layer 111X.
  • organometallic iridium complexes having a 4H-triazole skeleton include tris ⁇ 2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol- 3 -yl- ⁇ N2]phenyl- ⁇ C ⁇ iridium(III) (abbreviation: [Ir(mpptz-dmp) 3 ]), tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(Mptz) 3 ]), tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(iPrptz-3b) 3 ]), and the like.
  • organometallic iridium complexes having a 1H-triazole skeleton examples include tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(Mptz1-mp) 3 ]), tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(Prptz1-Me) 3 ]), and the like.
  • organometallic iridium complexes having an imidazole skeleton examples include fac-tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazole]iridium(III) (abbreviation: [Ir(iPrpim) 3 ]), tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(dmpimpt-Me) 3 ]), and the like.
  • organometallic iridium complexes having a phenylpyridine derivative having an electron-withdrawing group as a ligand include bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 ' ]iridium(III) tetrakis(1-pyrazolyl)borate (abbreviation: FIr6), bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 ' ]iridium(III) picolinate (abbreviation: FIrpic), bis ⁇ 2-[3',5'-bis(trifluoromethyl)phenyl]pyridinato-N, C2' ⁇ iridium(III) picolinate (abbreviation: [Ir( CF3ppy ) 2 (pic)]), and bis[2-(4',6'-difluorophenyl)pyridinato-N,C2 '
  • These compounds emit blue phosphorescence and have a peak emission wavelength between 440 nm and 520 nm.
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton examples include tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 3 ]), tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 3 ]), (acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tBuppm) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)
  • organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton examples include (acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppr-Me) 2 (acac)]), (acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(mppr-iPr) 2 (acac)]), and the like.
  • organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton examples include tris(2-phenylpyridinato-N,C 2′ )iridium(III) (abbreviation: [Ir(ppy) 3 ]), bis(2-phenylpyridinato-N,C 2′ )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(ppy) 2 (acac)]), bis(benzo[h]quinolinato)iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(bzq) 2 (acac)]), tris(benzo[h]quinolinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(bzq) 3 ]), and tris(2-phenylquinolinato-N,C 2′ )iridium(III) (abbreviation: [Ir(pq) 3 ]), bis(2-phenylquinolinato-N,
  • rare earth metal complexes examples include tris(acetylacetonato)(monophenanthroline)terbium(III) (abbreviation: [Tb(acac) 3 (Phen)]).
  • organometallic iridium complexes with a pyrimidine skeleton are remarkably superior in terms of reliability and luminous efficiency.
  • organometallic iridium complexes having a pyrimidine skeleton examples include (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)]).
  • organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton examples include (acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (acac)]), bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (abbreviation: [Ir(tppr) 2 (dpm)]), (acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorophenyl)quinoxalinato]iridium(III) (abbreviation: [Ir(Fdpq) 2 (acac)]), and the like.
  • organometallic iridium complexes having a pyridine skeleton examples include tris(1-phenylisoquinolinato-N,C2 ' )iridium(III) (abbreviation: [Ir(piq) 3 ]), bis(1-phenylisoquinolinato-N,C2 ' )iridium(III) acetylacetonate (abbreviation: [Ir(piq) 2 (acac)]), and the like.
  • rare earth metal complexes examples include tris(1,3-diphenyl-1,3-propanedionato)(monophenanthroline)europium(III) (abbreviation: [Eu(DBM) 3 (Phen)]), tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoroacetonato](monophenanthroline)europium(III) (abbreviation: [Eu(TTA) 3 (Phen)]), and the like.
  • platinum complexes examples include 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H,23H-porphyrin platinum(II) (abbreviation: PtOEP).
  • organometallic iridium complexes having a pyrazine skeleton can emit red light with a chromaticity suitable for use in display devices.
  • a TADF material can be used for the layer 111X.
  • 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.
  • the TADF materials shown below can be used as the luminescent material. However, this is not limited to these, and various known TADF materials can be used.
  • the difference between the S1 and T1 levels of TADF materials is small, and reverse intersystem crossing (upconversion) from the triplet excited state to the singlet excited state can be achieved with a small amount of thermal energy. This allows efficient generation of the singlet excited state from the triplet excited state.
  • the triplet excited energy can be converted into light emission.
  • exciplexes also called 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.
  • the 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 the S1 level and the T1 level is preferably 0.3 eV or less, and more preferably 0.2 eV or less.
  • fullerene and its derivatives, acridine and its derivatives, eosin derivatives, etc. can be used as TADF materials.
  • metal-containing porphyrins containing magnesium (Mg), zinc (Zn), cadmium (Cd), tin (Sn), platinum (Pt), indium (In), palladium (Pd), etc. can be used as TADF materials.
  • protoporphyrin-tin fluoride complex SnF2 (Proto IX)
  • mesoporphyrin-tin fluoride complex SnF2 (Meso IX)
  • hematoporphyrin-tin fluoride complex SnF2 (Hemato IX)
  • coproporphyrin tetramethyl ester-tin fluoride complex SnF2 (Copro III-4Me)
  • octaethylporphyrin-tin fluoride complex SnF2 (OEP)
  • etioporphyrin-tin fluoride complex SnF2 (Etio I)
  • octaethylporphyrin-platinum chloride complex PtCl2 OEP
  • a heterocyclic compound having one or both of a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring can be used as a TADF material.
  • the structural formulas are as follows: 2-(biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazine (abbreviation: PIC-TRZ), 9-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'-bicarbazole (abbreviation: PCCzTzn), 2- ⁇ 4-[3-(N-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl ⁇ -4,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-phenoxazin-10-yl)phenyl]-4 ,6-diphenyl-1,3,5-triazine (abbreviation: PXZ-TRZ), 3-[4--(
  • the heterocyclic compound has a ⁇ -electron rich heteroaromatic ring and a ⁇ -electron deficient heteroaromatic ring, and therefore has high electron transport and hole transport properties, and is therefore preferred.
  • the pyridine skeleton, the diazine skeleton (pyrimidine skeleton, pyrazine skeleton, pyridazine skeleton), and the triazine skeleton are preferred because they are stable and have good reliability.
  • the benzofuropyrimidine skeleton, the benzothienopyrimidine skeleton, the benzofuropyrazine skeleton, and the benzothienopyrazine skeleton are preferred because they have high electron accepting properties and good reliability.
  • the skeletons having a ⁇ -electron-rich heteroaromatic ring it is preferable to have at least one of the acridine skeleton, phenoxazine skeleton, phenothiazine skeleton, furan skeleton, thiophene skeleton, and pyrrole skeleton, since they are stable and reliable.
  • the furan skeleton the dibenzofuran skeleton is preferable
  • the thiophene skeleton the dibenzothiophene skeleton is preferable.
  • the indole skeleton, the carbazole skeleton, the indolocarbazole skeleton, the bicarbazole skeleton, and the 3-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazole skeleton are particularly preferable.
  • 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 bonded to an electron-withdrawing group such as a cyano group 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 ⁇ -electron-deficient skeletons that can be used 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 or a heteroaromatic ring having a nitrile group or a cyano group such as benzonitrile or cyanobenzene, 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 material having carrier transport properties can be used as the host material.
  • a material having hole transport properties, a material having electron transport properties, a material exhibiting thermally activated delayed fluorescence (TADF), a material having an anthracene skeleton, a mixed material, or the like can be used as the host material.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • a material having an anthracene skeleton, a mixed material, or the like can be used as the host material.
  • TADF thermally activated delayed fluorescence
  • a material having an anthracene skeleton a mixed material, or the like
  • a material having a band gap larger than that of the light-emitting material contained in the layer 111X is preferably used as the host material. This can suppress energy transfer from excitons generated in the layer 111X to the host material.
  • a material having a hole-transporting property with a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 6 cm 2 /Vs or more can be preferably used as the material having a hole-transporting property.
  • a material having a hole-transporting property that can be used for the layer 112X can be used for the layer 111X.
  • a metal complex or an organic compound having a ⁇ -electron-deficient heteroaromatic ring skeleton can be used as the material having an electron-transporting property.
  • a material having an electron-transporting property that can be used for the layer 113X can be used for the layer 111X.
  • An organic compound having an anthracene skeleton can be used as a host material.
  • an organic compound having an anthracene skeleton is suitable. This makes it possible to realize a light-emitting device having good light-emitting efficiency and durability.
  • a diphenylanthracene skeleton particularly an organic compound having a 9,10-diphenylanthracene skeleton
  • it is preferred because it is chemically stable.
  • the host material has a carbazole skeleton
  • it is preferred because it enhances the hole injection and transport properties.
  • the HOMO level is shallower by about 0.1 eV than a host material having a carbazole skeleton, making it easier for holes to enter, and it is also preferable because it has excellent hole transport properties and high heat resistance.
  • a benzofluorene skeleton or a dibenzofluorene skeleton may be used instead of the carbazole skeleton.
  • a substance having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a carbazole skeleton, a substance having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a benzocarbazole skeleton, and a substance having both a 9,10-diphenylanthracene skeleton and a dibenzocarbazole skeleton are preferable as host materials.
  • 6-[3-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan abbreviation: 2mBnfPPA
  • 9-phenyl-10-[4'-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)biphenyl-4-yl]anthracene abbreviation: FLPPA
  • 9-(1-naphthyl)-10-[4-(2-naphthyl)phenyl]anthracene abbreviation: ⁇ N- ⁇ NPAnth
  • PCzPA 9-[4-(9-phenylcarbazole -3-yl)]phenyl-10-phenylanthracene
  • CzPA 7-[4-[4-(10-phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazole
  • CzPA, cgDBCzPA, 2mBnfPPA, and PCzPA show very good properties.
  • the TADF material can be used as a host material.
  • the triplet excitation energy generated in the TADF material can be converted into singlet excitation energy by reverse intersystem crossing. Furthermore, the excitation energy can be transferred to the light-emitting material.
  • the TADF material functions as an energy donor, and the light-emitting material functions as an energy acceptor. This can increase the light-emitting efficiency of the light-emitting device.
  • 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 transfer to the triplet excitation energy of the fluorescent material.
  • the fluorescent material has a protective group around the luminophore (the skeleton that causes light emission) of the fluorescent material.
  • a substituent that does not have a ⁇ 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 10 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 that does not have a ⁇ 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) that causes light emission in a fluorescent substance.
  • the luminophore preferably has a skeleton having a ⁇ bond, preferably contains an aromatic ring, and preferably has a condensed aromatic ring or a condensed heteroaromatic ring.
  • luminophores examples 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.
  • TADF material that can be used as a light-emitting material can be used as a host material.
  • a material in which a plurality of kinds of substances are mixed can be used as the host material.
  • a material having an electron transporting property and a material having a hole transporting property can be used as the mixed material.
  • the recombination region can be easily controlled.
  • a material mixed with a phosphorescent material can be used as a host 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 an emitting material.
  • a mixed material containing a material that forms an exciplex can be used as the host material.
  • a material in which the emission spectrum of the formed exciplex overlaps with the wavelength of the lowest energy absorption band of the light-emitting material can be used as the host material. This makes energy transfer smooth, and the light-emitting efficiency can be improved. Alternatively, the driving voltage can be suppressed. With this configuration, light emission can be efficiently obtained using ExTET (Exciplex-Triple Energy Transfer), which is the energy transfer from the exciplex to the light-emitting material (phosphorescent material).
  • ExTET Exciplex-Triple Energy Transfer
  • a phosphorescent substance can be used for at least one of the materials that form the exciplex. This allows reverse intersystem crossing to be utilized. Alternatively, triplet excitation energy can be efficiently converted to singlet excitation energy.
  • 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.
  • 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. This allows the exciplex to be formed efficiently.
  • the LUMO level and HOMO level of the material can be derived from the electrochemical properties (reduction potential and oxidation potential). Specifically, the reduction potential and oxidation potential can be measured using 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.
  • a light-emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, and a layer 104X (see FIG. 1A).
  • electrode 552X overlaps with electrode 551X, and unit 103X is sandwiched between electrode 551X and electrode 552X. Also, layer 104X is sandwiched between unit 103X and electrode 551X. Note that, for example, the structure described in embodiment 2 can be used for unit 103X.
  • Electrode 551X ⁇ Configuration example of electrode 551X>
  • the material that can be used for the electrode 552X described in Embodiment 1 can be used for the electrode 551X.
  • the electrode 551X when used as the anode of the light-emitting device 550X, a material with a work function of 4.0 eV or more can be suitably used.
  • ⁇ Configuration Example 1 of Layer 104X>> a material having a hole-injecting property can be used for the layer 104X.
  • the layer 104X can also be referred to as a hole-injecting layer.
  • a material having a hole mobility of 1 ⁇ 10 ⁇ 3 cm 2 /Vs or less when the square root of the electric field strength V/cm is 600 can be used for the layer 104X.
  • a film having an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm to 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm can be used for the layer 104X.
  • the layer 104X has an electrical resistivity of 5 ⁇ 10 4 ⁇ cm to 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm, more preferably 1 ⁇ 10 5 ⁇ cm to 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm.
  • a substance having an electron accepting property can be used for the layer 104X.
  • a composite material containing a plurality of kinds of substances can be used for the layer 104X.
  • a material that has a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more observed in a film state by electron spin resonance may be used for the layer 104X. This makes it easier to inject holes from, for example, the electrode 551X. Alternatively, the driving voltage of the light-emitting device 550X may be reduced.
  • the material that can be used for layer 105X2 described in embodiment 1 can be used for layer 104X.
  • Figure 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a light-emitting device according to one embodiment of the present invention.
  • the light-emitting device 550X described in this embodiment includes an electrode 551X, an electrode 552X, a unit 103X, an intermediate layer 106X, and a unit 103X2 (see FIG. 2).
  • the light-emitting device 550X also includes a layer 105X and a layer 104X.
  • the unit 103X is sandwiched between the electrode 552X and the electrode 551X, and the intermediate layer 106X is sandwiched between the electrode 552X and the unit 103X.
  • the unit 103X2 is sandwiched between the electrode 552X and the intermediate layer 106X.
  • the unit 103X2 has the function of emitting light ELX2.
  • the layer 105X is sandwiched between the electrode 552X and the unit 103X2, and the layer 104X is sandwiched between the unit 103X and the electrode 551X.
  • light-emitting device 550X has multiple stacked units between electrode 551X and electrode 552X.
  • the number of stacked multiple units is not limited to two, and three or more units can be stacked.
  • a configuration including multiple stacked units sandwiched between electrode 551X and electrode 552X and intermediate layer 106X sandwiched between the multiple units may be referred to as a stacked light-emitting device or a tandem light-emitting device.
  • the unit 103X2 has a single-layer structure or a laminated structure.
  • the unit 103X2 includes a layer 111X2, a layer 112X2, and a layer 113X2.
  • the unit 103X2 has a function of emitting light ELX2.
  • Layer 111X2 is sandwiched between layers 112X2 and 113X2, layer 113X2 is sandwiched between electrode 552X and layer 111X2, and layer 112X2 is sandwiched between layer 111X2 and intermediate layer 106X.
  • the configuration that can be used for unit 103X can be used for unit 103X2.
  • the "X" in the reference numerals used in the configuration of unit 103X can be read as "X2" and can be used in the explanation of unit 103X2.
  • the same configuration as unit 103X can be used for unit 103X2.
  • Configuration Example 2 of Unit 103X2 Furthermore, a configuration different from that of the unit 103X can be used for the unit 103X2. For example, a configuration that emits light having a different hue from the emission color of the unit 103X can be used for the unit 103X2.
  • a unit 103X that emits red light and green light and a unit 103X2 that emits blue light can be stacked together. This makes it possible to provide a light-emitting device that emits light of a desired color. For example, it is possible to provide a light-emitting device that emits white light.
  • the intermediate layer 106X has a function of supplying electrons to the anode side and holes to the cathode side, and also has a function of supplying electrons to one of the unit 103X or the unit 103X2 and holes to the other.
  • Configuration Example 2 of Intermediate Layer 106X For example, a configuration in which a layer 106X1 and a layer 106X2 are stacked can be used for the intermediate layer 106X.
  • the layer 106X1 has a region sandwiched between the electrode 552X and the unit 103X
  • the layer 106X2 has a region sandwiched between the layer 106X1 and the unit 103X.
  • ⁇ Configuration example of layer 106X1>> For example, the structure that can be used for the layer 105X2 described in Embodiment 1 can be used for the layer 106X1.
  • Configuration Example 1 of Layer 106X2 For example, the material that can be used for the layer 105X1 described in Embodiment 1 can be used for the layer 106X2.
  • a material with a large acid dissociation constant pKa has a large dipole moment.
  • a material with a large dipole moment interacts with holes. For example, if a material with an acid dissociation constant pKa of 8 or more is used for the organic compound OCX, the organic compound OCX interacts with holes and can significantly reduce the hole transport property of the layer 106X2.
  • materials with a large acid dissociation constant pKa are highly nucleophilic. Highly nucleophilic materials may react with molecules that have received holes and become cation radicals to generate new molecules or intermediate states. For example, when a material having an acid dissociation constant pKa of 8 or more is used for the organic compound OCX, the organic compound OCX generates new molecules or intermediate states, and the hole transport property of the layer 106X2 can be significantly reduced.
  • materials with a large acid dissociation constant pKa are highly soluble in water.
  • a material with an acid dissociation constant pKa of 8 or more is used for the organic compound OCX, the water resistance of the layer 106X2 decreases, and problems such as the layer 106X2 peeling off from other layers occur during the manufacturing process. This may cause defects in the light-emitting device.
  • a material that does not contain a pyridine ring, does not contain a phenanthroline ring, or has one phenanthroline ring can be used for the organic compound ETMX.
  • the acid dissociation constant pKa of a pyridine molecule is 5.25, and the acid dissociation constant pKa of a phenanthroline molecule is 4.8.
  • the organic compound's solubility in water increases, and the greater the number of pyridine rings or phenanthroline rings, the higher the solubility of the organic compound in water.
  • the solubility in water of an organic compound that does not contain a pyridine ring, does not contain a phenanthroline ring, or has one phenanthroline ring is low.
  • using a material that does not contain a pyridine ring, does not contain a phenanthroline ring, or has one phenanthroline ring for organic compound ETMX can improve the water resistance of layer 106X2. Furthermore, during the manufacturing process, defects such as layer 106X2 peeling off from other layers can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • a material having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 can be used for the organic compound ETMX.
  • the solubility of an organic compound having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 in water is low compared to the solubility of an organic compound having an acid dissociation constant pKa of 4 or more in water.
  • the water resistance of the layer 106X2 can be improved by using a material having an acid dissociation constant pKa smaller than 4 for the organic compound ETMX.
  • the occurrence of defects such as peeling of the layer 106X2 from other layers can be suppressed. This makes it possible to suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • a material having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in the solubility parameter ⁇ can be used for the organic compound ETMX.
  • the solubility of an organic compound having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less in the water is low compared to the solubility of an organic compound having a polarization term ⁇ p of more than 4 in the solubility parameter ⁇ .
  • the water resistance of the intermediate layer 106X2 can be improved by using a material having a polarization term ⁇ p of 4.0 MPa 0.5 or less for the organic compound ETMX. Also, in the manufacturing process, the occurrence of defects such as peeling of the intermediate layer 106X2 from other layers can be suppressed. This can suppress the occurrence of defects that cause defects in the light-emitting device.
  • the organic compound OCX does not have electron donating properties with respect to the organic compound ETMX. If the organic compound OCX has electron donating properties, it will react more easily with atmospheric components such as water or oxygen, resulting in poor stability.
  • the layer 106X2 having the organic compound OCX and the organic compound ETMX according to one embodiment of the present invention has extremely low hole transport properties, and therefore can function as an intermediate layer in a tandem light-emitting device even if the organic compound OCX does not have electron donating properties. Therefore, an intermediate layer and a tandem light-emitting device that are stable with respect to atmospheric components such as water or oxygen can be produced.
  • the intermediate layer 106X can supply holes to the unit 103X2 and supply electrons to the unit 103X. Furthermore, the intermediate layer 106X can be constructed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals. Furthermore, resistance to impurities such as air or water can be increased. Furthermore, a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed. As a result, a novel light-emitting device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • a stacked configuration of the layers 106X1, 106X2, and 106X3 can be used for the intermediate layer 106X.
  • the layer 106X3 has a region sandwiched between the layers 106X2 and 106X1.
  • a material having electron transport properties can be used for the layer 106X3.
  • the layer 106X3 can also be called an electron relay layer.
  • the layer in contact with the anode side of the layer 106X3 can be separated from the layer in contact with the cathode side of the layer 106X3.
  • the interaction between the layer in contact with the anode side of the layer 106X3 and the layer in contact with the cathode side of the layer 106X3 can be reduced. Electrons can be smoothly supplied to the layer in contact with the anode side of the layer 106X3.
  • a material having a LUMO level between the LUMO level of the electron-accepting material contained in layer 106X1 and the LUMO level of the material contained in layer 106X2 can be suitably used for layer 106X3.
  • a material having a LUMO level of -5.0 eV or more, preferably in the range of -5.0 eV or more and -3.0 eV or less, can be used for layer 106X3.
  • a phthalocyanine-based material can be used for the layer 106X3.
  • phthalocyanine abbreviation: H2Pc
  • copper (II) phthalocyanine abbreviation: CuPc
  • zinc phthalocyanine abbreviation: ZnPc
  • a metal complex having a metal-oxygen bond and an aromatic ligand can be used for the layer 106X3.
  • each layer of the electrode 551X, the electrode 552X, the unit 103X, the intermediate layer 106X, and the unit 103X2 can be formed by using a dry method, a wet method, a vapor deposition method, a droplet discharge method, a coating method, a printing method, etc. Also, different methods can be used to form each component.
  • the light-emitting device 550X can be produced using a vacuum deposition device, an inkjet device, a coating device such as a spin coater, a gravure printing device, an offset printing device, a screen printing device, or the like.
  • electrodes can be formed using a wet method or a sol-gel method using a paste of a metal material.
  • an indium oxide-zinc oxide film can be formed by a sputtering method using a target containing 1 wt% to 20 wt% zinc oxide added to indium oxide.
  • an indium oxide (IWZO) film containing tungsten oxide and zinc oxide can be formed by a sputtering method using a target containing 0.5 wt% to 5 wt% tungsten oxide and 0.1 wt% to 1 wt% zinc oxide relative to indium oxide.
  • Figure 3A is a perspective view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention
  • Figure 3B is a front view illustrating a portion of Figure 3A
  • Figure 3C is a cross-sectional view taken along line P-Q shown in Figure 3B
  • Figure 3D is a cross-sectional view illustrating a configuration different from that of Figure 3C.
  • Figure 4A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention
  • Figure 4B is a diagram illustrating a portion of Figure 4A.
  • Figure 5A is a diagram illustrating a portion of Figure 4A
  • Figure 5B is a cross-sectional view illustrating a configuration different from Figure 5A
  • Figure 5C is a cross-sectional view illustrating a configuration different from Figures 5B and 5A.
  • Figure 6A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention, which is different from the configuration described using Figure 4A
  • Figure 6B is a diagram illustrating a portion of Figure 6A.
  • the display device 700 described in this embodiment has a set of pixels 703 (see FIG. 3A).
  • the display device 700 also has a substrate 510 and a functional layer 520.
  • the set of pixels 703 includes pixel 702A, pixel 702B, and pixel 702C (see FIG. 3B).
  • Pixel 702A includes a light-emitting device 550A and a pixel circuit 530A, and the light-emitting device 550A is electrically connected to the pixel circuit 530A (see Figures 3C and 3D).
  • a light-emitting device that emits blue light, green light, red light, white light, visible light, or light of a specified wavelength can be used for the light-emitting device 550A.
  • Pixel 702B includes a light-emitting device 550B and a pixel circuit 530B, and the light-emitting device 550B is electrically connected to the pixel circuit 530B.
  • a light-emitting device that emits light of a different hue than the light emitted by the light-emitting device 550A can be used for the light-emitting device 550B.
  • a light-emitting device that emits light of the same hue as the light emitted by the light-emitting device 550A can be used for the light-emitting device 550B.
  • Pixel 702C includes light-emitting device 550C and pixel circuit 530C, and light-emitting device 550C is electrically connected to pixel circuit 530C.
  • a light-emitting device that emits light of a different hue than the light emitted by light-emitting device 550A or light-emitting device 550B can be used for light-emitting device 550C.
  • a light-emitting device that emits light of the same hue as the light emitted by light-emitting device 550A can be used for light-emitting device 550C.
  • the functional layer 520 includes pixel circuits 530A, 530B, and 530C.
  • the pixel circuit 530A is sandwiched between the light-emitting device 550A and the substrate 510
  • the pixel circuit 530B is sandwiched between the light-emitting device 550B and the substrate 510
  • the pixel circuit 530C is sandwiched between the light-emitting device 550C and the substrate 510.
  • the light-emitting device 550A of the display device 700 of one embodiment of the present invention emits light ELA in a direction in which the pixel circuit 530A is not arranged, the light-emitting device 550B emits light ELB in a direction in which the pixel circuit 530B is not arranged, and the light-emitting device 550C emits light ELC in a direction in which the pixel circuit 530C is not arranged (see FIG. 3C).
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention is a top-emission type display device.
  • the light-emitting device 550A of the display device 700 of one embodiment of the present invention emits light ELA in the direction in which the pixel circuit 530A is arranged
  • the light-emitting device 550B emits light ELB in the direction in which the pixel circuit 530B is arranged
  • the light-emitting device 550C emits light ELC in the direction in which the pixel circuit 530C is arranged (see FIG. 3D).
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention is a bottom-emission type display device.
  • the display device 700 has layers FA, FB, and FC.
  • Layer FA is disposed on the side where light-emitting device 550A emits light ELA
  • layer FB is disposed on the side where light-emitting device 550B emits light ELB
  • layer FC is disposed on the side where light-emitting device 550C emits light ELC.
  • Color filters that transmit a predetermined light can be used for layers FA, FB, and FC.
  • a material that transmits blue light, green light, red light, white light, visible light, or light of a predetermined wavelength can be used for layer FA.
  • a material that transmits light of a hue different from the light transmitted by layer FA can be used for layer FB.
  • a material that transmits light of a hue different from the light transmitted by layer FA or layer FB can be used for layer FC. This allows, for example, blue, green, or red to be displayed using a light-emitting device that emits white light.
  • light-emitting device 550A, light-emitting device 550B, and light-emitting device 550C can be manufactured in the same process.
  • a predetermined color conversion layer can be used for the layers FA, FB, and FC.
  • a material that converts the light ELA into blue light, green light, red light, white light, visible light, or light of a predetermined wavelength can be used for the layer FA.
  • a material that converts the light ELB into light of a different hue from the light converted by the layer FA can be used for the layer FB.
  • a material that converts the light ELC into light of a different hue from the light converted by the layer FA or the layer FB can be used for the layer FC.
  • the light-emitting device 550A, the light-emitting device 550B, and the light-emitting device 550C can be manufactured in the same process.
  • the display device 700 described in this embodiment includes a light-emitting device 550A, a light-emitting device 550B, and a conductive film 552_2 (see FIG. 4A).
  • Light emitting device 550A includes an electrode 551A, an electrode 552A, a unit 103A, and a layer 104A.
  • the electrode 552A overlaps with the electrode 551A, the electrode 552A contains metal atoms, and the electrode 552A contains carbon atoms at a concentration of not less than 5 ⁇ 10 19 atoms/cm 3 and not more than 5 ⁇ 10 21 atoms/cm 3 .
  • Unit 103A is sandwiched between electrode 551A and electrode 552A, and unit 103A contains the luminescent material EMA.
  • the layer 104A is sandwiched between the unit 103A and the electrode 551A, and is made of a material that, in a film state, exhibits a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more as observed by electron spin resonance spectroscopy.
  • the light-emitting devices described in embodiments 1 to 4 can be used for the light-emitting device 550A.
  • Light emitting device 550B includes an electrode 551B, an electrode 552B, a unit 103B, and a layer 104B (see FIG. 4A).
  • Electrode 551B is adjacent to electrode 551A, and electrode 551B has a gap 551AB between it and electrode 551A. Electrode 552B is adjacent to electrode 552A, and electrode 552B has a gap 552AB between it and electrode 552A. Gap 552AB overlaps with gap 551AB.
  • Unit 103B is sandwiched between electrode 551B and electrode 552B, and unit 103B contains the luminescent material EMB.
  • Layer 104B is sandwiched between unit 103B and electrode 551B, and layer 104B has gap 104AB between it and layer 104A. Gap 104AB also overlaps with gap 551AB.
  • the conductive film 552_2 overlaps with the electrodes 552A, 552B, and the gap 551AB, and the conductive film 552_2 is electrically connected to the electrodes 552A and 552B.
  • Light emitting device 550C includes an electrode 551C, an electrode 552C, a unit 103C, and a layer 104C (see FIG. 4A).
  • Unit 103C is sandwiched between electrode 551C and electrode 552C, and unit 103C contains luminescent material EMC.
  • Layer 104C is sandwiched between unit 103C and electrode 551C.
  • the conductive film 552_2 is electrically connected to the electrode 552C.
  • the light-emitting devices described in embodiments 1 to 4 can be used for the light-emitting device 550C.
  • the electrode 552A and the electrode 552B can be formed by using the atomic layer deposition method. Also, damage to the layer 105A, the unit 103A, the layer 105B, or the unit 103B during the manufacturing process can be suppressed. Also, the driving voltage of the light-emitting device 550A and the light-emitting device 550B can be suppressed.
  • the layer 104B can be separated from the layer 104A. Also, the current flowing between the layer 104A and the layer 104B can be suppressed. Also, a material with a low electrical resistivity can be used for the layer 104A and the layer 104B.
  • the driving voltage of the light-emitting device 550A and the light-emitting device 550B can be suppressed.
  • the occurrence of the phenomenon in which the other emits light with an unintended luminance can be suppressed.
  • the light-emitting device 550A or the light-emitting device 550B can be made to emit light independently.
  • the occurrence of the crosstalk phenomenon between the light-emitting devices can be suppressed.
  • the color gamut that can be displayed by the display device can be expanded.
  • the resolution of the display device can be improved.
  • the pixel aperture ratio of the display device can be increased. As a result, a novel display device that is highly convenient, useful, and reliable can be provided.
  • the display device 700 described in this embodiment further includes a layer 528 (see FIGS. 4A and 5A).
  • Configuration example 1 of layer 528 The layer 528 includes an opening 528A and an opening 528B, the opening 528A overlaps with the electrode 551A, and the opening 528B overlaps with the electrode 551B (see FIG. 4B).
  • the layer 528 also includes an opening 528C, the opening 528C overlaps with the electrode 551C.
  • Layer 528 also has an area between opening 528A and opening 528B that overlaps with gap 551AB.
  • Layer 528 includes a region sandwiched between conductive film 552_2 and insulating layer 521. Layer 528 also includes a region sandwiched between layer 104A and electrode 551A (see FIG. 4A).
  • Layer 528 has insulating properties.
  • insulating inorganic materials, insulating organic materials, or insulating composite materials containing inorganic and organic materials can be used for layer 528.
  • an inorganic oxide film, an inorganic nitride film, an inorganic oxynitride film, or the like, or a laminate material formed by stacking a plurality of films selected from these, can be used for layer 528.
  • a film containing a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, an aluminum oxide film, or a laminated material formed by stacking a plurality of films selected from these can be used for the layer 528.
  • a silicon nitride film is a dense film and has an excellent function of suppressing the diffusion of impurities.
  • polyester, polyolefin, polyamide, polyimide, polycarbonate, polysiloxane, acrylic resin, or a laminate or composite material of multiple resins selected from these can be used for layer 528.
  • Polyimide has superior properties compared to other organic materials in terms of thermal stability, insulation, toughness, low dielectric constant, low coefficient of thermal expansion, chemical resistance, and other properties.
  • the layer 528 can be formed using a photosensitive material. Specifically, a film formed using a photosensitive polyimide or a photosensitive acrylic resin, etc. can be used for the layer 528.
  • Configuration example 2 of layer 528 For example, a film covering the side surface of the electrode 551A can be used as the layer 528 (see FIG. 5B).
  • the layer 528 can be formed by forming an insulating film after forming the electrode 551A, and then performing anisotropic etching on the insulating film without using a mask. This can simplify the manufacturing process. Also, an improvement in yield can be expected. Also, manufacturing costs can be reduced.
  • a layer having the same thickness as the step formed in the gap 551AB can be used for the layer 528 (see FIG. 5C ).
  • an insulating film having a thickness that fills the step formed in the gap 551AB is formed, and unnecessary portions of the insulating film are removed by a chemical mechanical polishing (CMP) method, so that the layer 528 can be formed into a predetermined shape.
  • CMP chemical mechanical polishing
  • light-emitting device 550A includes layer 105A
  • light-emitting device 550B includes layer 105B (see FIG. 4A).
  • Configuration Example 1 of Layer 105A The layer 105A is sandwiched between the electrode 552A and the unit 103A. The layer 105A is in contact with the electrode 552A, and the layer 105A has an electron injecting property.
  • the layer 105A contains the organic compounds OCA and ETMA. Note that the organic compounds OCA and ETMA described in Embodiment 1 can be used for the layer 105A.
  • the organic compound OCA may be an organic compound having an acid dissociation constant pKa of 8 or more.
  • the organic compound ETMA may be an organic compound having a polarization term ⁇ p of 0.5 or less at 4.0 MPa in terms of the solubility parameter ⁇ .
  • an organic compound having a guanidine skeleton can be used for the organic compound OCA.
  • an organic compound having a 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido[1,2-a]pyrimidine group can be used for the organic compound OCA.
  • organic compound that does not have electron donating properties to the organic compound ETMA can be used for the organic compound OCA.
  • layer 105A can be constructed without using highly active substances such as alkali metals or alkaline earth metals. Furthermore, resistance to impurities such as air or water can be increased. Furthermore, a decrease in luminous efficiency caused by impurities such as air or water can be suppressed. Furthermore, a process using a chemical solution containing water can be used in the manufacturing process of the display device. As a result, a novel display device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • the layer 105B is sandwiched between the electrode 552B and the unit 103B.
  • the layer 105B is in contact with the electrode 552B, and the layer 105B has an electron injection property.
  • the layer 105B has a gap 105AB between it and the layer 105A, and the gap 105AB overlaps with the gap 551AB.
  • the display device 700 described in this embodiment further includes a layer 529_2 (see FIGS. 4A and 4B).
  • ⁇ Configuration example of layer 529_2>> The layer 529_2 is sandwiched between the conductive film 552_2 and the gap 551AB, and is in contact with the conductive film 552_2.
  • Layer 529_2 has opening 529_2A and opening 529_2B, where opening 529_2A overlaps with electrode 551A and opening 529_2B overlaps with electrode 551B.
  • the gap 551AB can be filled using the layer 529_2. Furthermore, the step resulting from the gap 551AB can be made closer to flat. Furthermore, the phenomenon in which a gap or crack occurs in the conductive film 552_2 due to the step can be suppressed. Furthermore, the phenomenon in which the conductivity decreases due to the generated cut or crack can be suppressed. As a result, a novel display device with excellent convenience, usefulness, and reliability can be provided.
  • the display device 700 described in this embodiment further includes a layer 529_1 (see FIGS. 4A and 4B).
  • layer 529_1 ⁇ Configuration example of layer 529_1>>
  • the layer 529_1 is sandwiched between the layer 529_2 and the gap 551AB, and the layer 529_1 is in contact with the electrodes 552A and 552B.
  • Layer 529_1 has opening 529_1A and opening 529_1B, where opening 529_1A overlaps electrode 551A and opening 529_1B overlaps electrode 551B. Layer 529_1 also has opening 529_1C.
  • ⁇ Display Device Configuration Example 7> 6A and 6B in this embodiment differs from display device 700 described with reference to Fig. 4A and 4B in that light-emitting device 550A has a different configuration, light-emitting device 550B has a different configuration, and light-emitting device 550C has a different configuration.
  • the different parts will be described in detail, and the above description will be used for parts having the same configuration.
  • Light emitting device 550A includes an electrode 551A, an electrode 552A, a unit 103A, a unit 103A2, an intermediate layer 106A, and a layer 105A (see Figures 6A and 6B).
  • Unit 103A is sandwiched between electrode 551A and electrode 552A, and unit 103A contains the luminescent material EMA.
  • Unit 103A2 is sandwiched between unit 103A and electrode 552A, and unit 103A2 contains luminescent material EMA2.
  • the intermediate layer 106A is sandwiched between the unit 103A2 and the unit 103A, and the intermediate layer 106A includes the layers 106A1, 106A2, and 106A3.
  • the layer 106A1 is sandwiched between the unit 103A2 and the layer 106A2, and the layer 106A3 is sandwiched between the layers 106A1 and 106A2.
  • Layer 105A is sandwiched between electrode 552A and unit 103A2. For example, layer 105A contacts electrode 552A.
  • the light-emitting device 550A includes a layer 104A, which is sandwiched between the electrode 551A and the unit 103A.
  • the layer 104A is made of a material that, in a film state, has a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more observed by using an electron spin resonance method.
  • a film having an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less can be used for the layer 104A.
  • the layer 104A preferably has an electrical resistivity of 5 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less, and more preferably has an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 5 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less.
  • the configuration described in embodiment 4 can be used for the light-emitting device 550A.
  • Light emitting device 550B includes an electrode 551B, an electrode 552B, a unit 103B, a unit 103B2, an intermediate layer 106B, and a layer 105B (see FIG. 6A).
  • Electrode 551B is adjacent to electrode 551A, and electrode 551B has a gap 551AB between it and electrode 551A. Electrode 552B is adjacent to electrode 552A, and electrode 552B has a gap 552AB between it and electrode 552A. Gap 552AB overlaps with gap 551AB.
  • Unit 103B is sandwiched between electrode 551B and electrode 552B, and unit 103B contains the luminescent material EMB.
  • Unit 103B2 is sandwiched between unit 103B and electrode 552B, and unit 103B2 contains luminescent material EMB2.
  • the intermediate layer 106B is sandwiched between the unit 103B2 and the unit 103B, and the intermediate layer 106B includes a layer 106B1, a layer 106B2, and a layer 106B3 (see Figures 6A and 6B).
  • the layer 106B1 is sandwiched between the unit 103B2 and the layer 106B2, and the layer 106B3 is sandwiched between the layer 106B1 and the layer 106B2.
  • Layer 105B is sandwiched between electrode 552B and unit 103B2. For example, layer 105B contacts electrode 552B.
  • the light-emitting device 550B also includes a layer 104B.
  • the layer 104B is sandwiched between the electrode 551B and the unit 103B, and the layer 104B includes a gap 104AB between the layer 104B and the layer 104A.
  • the gap 104AB overlaps with the gap 551AB.
  • the layer 104B is made of a material that, in a film state, has a spin density of 1 ⁇ 10 18 spins/cm 3 or more observed by using an electron spin resonance method.
  • a film having an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less can be used for the layer 104B.
  • the layer 104B has an electrical resistivity of 5 ⁇ 10 4 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less, and more preferably has an electrical resistivity of 1 ⁇ 10 5 ⁇ cm or more and 1 ⁇ 10 7 ⁇ cm or less.
  • the configuration described in embodiment 4 can be used for light-emitting device 550B.
  • the current flowing between the layer 104A and the layer 104B can be suppressed.
  • a material with low electrical resistivity can be used for the layer 104A and the layer 104B.
  • the current flowing between the intermediate layer 106A and the intermediate layer 106B can be suppressed.
  • a material with low electrical resistivity can be used for the intermediate layer 106A and the intermediate layer 106B.
  • the occurrence of a phenomenon in which the adjacent light-emitting device 550B unintentionally emits light due to the operation of the light-emitting device 550A can be suppressed.
  • the occurrence of a crosstalk phenomenon between the light-emitting devices can be suppressed.
  • the color gamut that can be displayed by the display device can be expanded.
  • the resolution of the display device can be increased. As a result, a novel display device with excellent convenience, usefulness, or reliability can be provided.
  • Light emitting device 550C includes an electrode 551C, an electrode 552C, a unit 103C, a unit 103C2, an intermediate layer 106C, and a layer 105C.
  • Unit 103C is sandwiched between electrode 551C and electrode 552C, and unit 103C contains luminescent material EMC.
  • Unit 103C2 is sandwiched between unit 103C and electrode 552C, and unit 103C2 contains luminescent material EMC2.
  • the intermediate layer 106C is sandwiched between the unit 103C2 and the unit 103C, and the intermediate layer 106C includes a layer 106C1, a layer 106C2, and a layer 106C3 (see Figures 6A and 6B).
  • the layer 106C1 is sandwiched between the unit 103C2 and the layer 106C2, and the layer 106C3 is sandwiched between the layer 106C1 and the layer 106C2.
  • Layer 105C is sandwiched between electrode 552C and unit 103A. For example, layer 105C contacts electrode 552C.
  • Light-emitting device 550C also includes layer 104C.
  • Layer 104C is sandwiched between electrode 551C and unit 103C.
  • the configuration described in embodiment 4 can be used for light-emitting device 550C.
  • the layer 528 includes a region sandwiched between the conductive film 552_2 and the insulating layer 521 (see FIG. 6A ).
  • the layer 528 also includes a region sandwiched between the electrode 552A and the electrode 551A.
  • the layer 528 also includes a region sandwiched between the intermediate layer 106A and the electrode 551A.
  • the layer 528 also includes a region sandwiched between the layer 104A and the electrode 551A.
  • the current flowing between the electrode 552A and the electrode 551A makes it possible to suppress the current flowing between the electrode 552A and the electrode 551A. Also, the current flowing between the electrode 552A and the electrode 551A can be suppressed. Also, the current flowing between the intermediate layer 106A and the electrode 551A can be suppressed. Also, the phenomenon in which a current leaks without flowing through the unit 103A or the unit 103B of the light-emitting device 550A can be suppressed. Also, the occurrence of a phenomenon in which the current efficiency related to the light emission of the light-emitting device 550A decreases can be suppressed. Also, the current flowing between the layer 104A and the electrode 551A can be suppressed. Also, the layer 104B can be separated from the layer 104A.
  • the current flowing between the layer 104A and the layer 104B can be suppressed.
  • a material with low electrical resistivity can be used for the layer 104A and the layer 104B.
  • the driving voltage of the light-emitting device 550A and the light-emitting device 550B can be suppressed.
  • the light-emitting device 550A or the light-emitting device 550B can be made to emit light independently.
  • Figure 7 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 8 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 9 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 10 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 11 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 12 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 13 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 14 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 15 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 16 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 17 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 18 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • Figure 19 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention during the manufacturing process.
  • the first to third steps are steps for forming the reflective films REFA, REFB, and REFC, the electrodes 551A, 551B, and 551C, and the layer 528 (see FIG. 7).
  • the fourth to seventh steps are steps for stacking films that will later become layer 104A, unit 103A, layer 105A, and electrode 552A
  • the eighth step is a step for stacking films that will later become layer SCRA (see FIG. 8).
  • the fourth to eighth steps include steps common to the methods for fabricating light-emitting device 550A, light-emitting device 550B, and light-emitting device 550C.
  • Steps 9-1 to 9-3 are steps in which the laminated film formed in steps 4 to 8 is microfabricated into a predetermined shape using photolithography (see FIGS. 9 and 11). Note that steps 9-1 to 9-3 include steps common to the methods for fabricating light-emitting device 550A, light-emitting device 550B, and light-emitting device 550C (see FIGS. 14 and 15).
  • the tenth step is to remove the layer SCRA (see FIG. 16).
  • Steps 11-1 to 11-3 are to form layers 529_1 and 529_2 (see FIG. 17 and FIG. 18).
  • the twelfth and thirteenth steps are steps of forming conductive film 552_2 and layer CAP on electrodes 552A, 552B, and 552C (see FIG. 19).
  • Method for Producing Light-Emitting Device 550A A method having the following steps is used to fabricate the light emitting device 550A described in this example.
  • a reflective film REFA, a reflective film REFB, and a reflective film REFC are formed on an insulating layer 521. Specifically, conductive films are laminated and processed into a predetermined shape by using a photolithography method.
  • an electrode 551A is formed on the reflective film REFA
  • an electrode 551B is formed on the reflective film REFB
  • an electrode 551C is formed on the reflective film REFC.
  • a light-transmitting conductive film is formed and processed into a predetermined shape using a photolithography method.
  • the electrode 551B is adjacent to the electrode 551A, and the electrode 551B has a gap 551AB between the electrode 551B and the electrode 551A.
  • a layer 528 having a plurality of openings is formed. Specifically, an insulating film that will later become the layer 528 is formed and processed into a predetermined shape by photolithography.
  • the layer 528 has an opening that overlaps with the electrode 551A, an opening that overlaps with the electrode 551B, and an opening that overlaps with the electrode 551C.
  • the layer 528 also covers the end of the electrode 551A, the end of the electrode 551B, and the end of the electrode 551C, and overlaps with the gap 551AB.
  • the workpiece on which the multiple electrodes are formed is washed with water, introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside has been reduced in pressure to about 10 ⁇ 4 Pa, and vacuum baking is performed in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus, followed by cooling.
  • a film 104a which will later become the layer 104A, is formed on the electrode 551A (see FIG. 8).
  • a material is evaporated using a resistive heating method.
  • a laminated film 103a which will later become the unit 103A, is formed on the film 104a by, for example, evaporating materials using a resistive heating method.
  • a film 105a which will later become layer 105A, is formed on top of film stack 103a, for example by evaporating material using a resistive heating method.
  • a film 552a that will later become the electrode 552A is formed on the film 105a.
  • the workpiece on which the film 105a has been formed is removed from the vacuum deposition apparatus and introduced into an atomic layer deposition film forming apparatus, and a material is formed using the atomic layer deposition method.
  • the film 552a contains AZO and has a thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 3 nm to 45 nm, more preferably 5 nm to 40 nm.
  • the film 552a has a thickness of 1 nm or more, for example, in the eighth step, when the film SCRa is formed using a sputtering method, damage to the film 105a or the laminated film 103a can be reduced. In addition, the characteristics of the light-emitting device are less likely to be impaired. In addition, if the film 552a has a thickness of 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, it functions as an etching stopper when the layer SCRA is formed using an etching method in the 9-1 step, for example, and the range of allowable variations in the processing process can be widened.
  • the film 552a has a thickness of 50 nm or less, the time required for film formation using, for example, an atomic layer deposition method can be shortened.
  • the film 552a has a thickness of 40 nm or less, a light-emitting device with excellent light transmittance and excellent characteristics can be provided.
  • the electrode 552A can be easily formed using an etching method.
  • a film SCRa that will later become a layer SCRA is formed on the film 552a.
  • the workpiece on which the film 552a has been formed is taken out of the atomic layer deposition deposition apparatus and introduced into a sputtering apparatus, and a material is deposited by sputtering.
  • a film containing tungsten having a thickness of 50 nm can be used.
  • step 9-1 the film SCRa is processed into a predetermined shape to form a layer SCRA (see FIG. 9). Specifically, the workpiece on which the film SCRa is formed is removed from the sputtering device, and a resist RES is formed on the film SCRa. Next, the resist RES and an etching method are used to leave the portion overlapping with the electrode 551A, and to etch the unnecessary portion. After the layer SCRA is formed, the resist RES is removed, for example, by using an oxygen-containing gas as an etching gas. In addition, when a metal oxide is used for the film 552a, a material that removes oxygen from the film 552a can be suitably used for the film SCRa.
  • a level derived from oxygen vacancies is formed in the film 552a, and the conductivity of the film 552a can be increased.
  • a material that increases the transmittance of visible light as it oxidizes can be suitably used for the film SCRa.
  • light can be efficiently extracted from the light-emitting device 550A.
  • a film containing titanium can be used for the film SCRa.
  • step 9-2 the film 552a is processed into a predetermined shape to form the electrode 552A (see FIG. 10). Specifically, the film 552a is etched away by using a layer SCRA and an etching method, leaving the portion overlapping the electrode 551A and etching the unnecessary portion.
  • step 9-3 the film 105a, the stacked film 103a, and the film 104a are processed into a predetermined shape to form the layer 105A, the unit 103A, and the layer 104A (see FIG. 11). Specifically, the portions overlapping the electrode 551A are left, and unnecessary portions are etched. For example, a gas containing oxygen can be used as the etching gas.
  • the layer SCRA also functions as a hard mask.
  • the workpiece has the structure of electrodes 551A to 552A of light-emitting device 550A formed thereon, and layer SCRA is formed on electrode 552A. Also, for example, a number of predetermined electrodes may be left exposed. Note that the workpiece on which light-emitting device 550A has been formed may be referred to as a work in progress.
  • the light-emitting device 550B can be fabricated on the electrode 551B.
  • the work-in-progress has an exposed electrode 551C
  • the light-emitting device 550C can be fabricated on the electrode 551C.
  • the workpiece is introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside has been reduced in pressure to about 10 ⁇ 4 Pa, and the process proceeds to the fourth step, where the light-emitting device 550B or the light-emitting device 550C is fabricated.
  • the layer SCRA is removed (see FIG. 16). Specifically, the layer SCRA is etched by dry etching. If the work-in-progress includes the layers SCRA, SCRB, and SCRC, the layers SCRA, SCRB, and SCRC are removed in the tenth step.
  • step 11-1 an insulating film that will later become the layer 529_1 is formed. Specifically, an insulating film that will later become the layer 529_1 is formed by atomic layer deposition so as to cover an upper surface of the electrode 552A and the side surfaces of the layer 105A, the unit 103A, and the layer 104A. Note that, for example, a film containing aluminum oxide (abbreviation: ALOX) having a thickness of 10 nm can be used.
  • ALOX aluminum oxide
  • the layer 529_2 is formed into a predetermined shape (see FIG. 17). Specifically, a photosensitive resin can be used for the layer 529_2.
  • a portion overlapping with the electrode 551A is removed to form an opening 529_2A
  • a portion overlapping with the electrode 551B is removed to form an opening 529_2B, leaving a space between the electrode 551A and the electrode 551B adjacent to the electrode 551A.
  • a portion overlapping with the electrode 551C is removed to form an opening 529_2C.
  • the layer 529_1 is formed into a predetermined shape (see FIG. 18).
  • the layer 529_2 is used as a resist to form an opening overlapping the opening 529_2A, an opening overlapping the opening 529_2B, and an opening overlapping the opening 529_2C in the layer 529_1.
  • a wet etching method can be used.
  • an aqueous solution containing hydrofluoric acid (HF), an aqueous solution containing phosphoric acid, an aqueous solution containing nitric acid, or an aqueous solution containing tetramethylammonium hydroxide (abbreviation: TMAH) can be used as an etching solution.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • the workpiece is introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside has been reduced in pressure to about 10 ⁇ 4 Pa, and vacuum baking is carried out in a heating chamber in the vacuum deposition apparatus.
  • a conductive film 552_2 is formed over the electrode 552A (see FIG. 19).
  • a material is evaporated by using a resistance heating method.
  • a layer CAP is formed over the conductive film 552_2.
  • the light-emitting device 550B described in this embodiment is fabricated using a method having the following steps. Specifically, the light-emitting device 550B is fabricated using a method similar to the first step to the 9-3rd step of the light-emitting device 550A. Note that the reflective film REFB and the electrode 551B of the light-emitting device 550B are formed in the first step to the third step of the fabrication method of the light-emitting device 550A.
  • the method for producing light-emitting device 550B also differs from the method for producing light-emitting device 550A in that in the fourth step, a work-in-progress of light-emitting device 550A is used as the workpiece (see FIG. 11).
  • the workpiece includes electrodes 551A and 551B, and layer 104A, unit 103A, layer 105A, electrode 552A, and layer SCRA are formed on electrode 551A.
  • the method for producing light-emitting device 550B also differs from that for producing light-emitting device 550A in that the material and thickness used for unit 103B are changed.
  • the differences will be described in detail, and for parts that use similar methods, the symbols "a” used in the description of the method for producing light-emitting device 550A will be replaced with “b” and “A” with “B” and will be used in the description of the method for producing light-emitting device 550B.
  • a film 104b which will later become the layer 104B, is formed on the electrode 551B, for example by evaporating the material using a resistive heating method.
  • a laminated film 103b which will later become the unit 103B, is formed on the film 104b by, for example, evaporating materials using a resistive heating method.
  • a film 105b which will later become layer 105B, is formed on top of film stack 103b, for example by evaporating material using a resistive heating method.
  • a film 552b that will later become an electrode 552B is formed on the film 105b.
  • the workpiece on which the film 105b has been formed is removed from the vacuum deposition apparatus and introduced into an atomic layer deposition deposition apparatus, and a material is deposited using the atomic layer deposition method.
  • the film 552b contains AZO and has a thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 3 nm to 45 nm, more preferably 5 nm to 40 nm.
  • a film that will become the layer SCRB is formed on the film 552b.
  • the workpiece on which the film 552b has been formed is removed from the atomic layer deposition film forming apparatus and introduced into a sputtering apparatus, and a material is formed by sputtering.
  • a film containing tungsten having a thickness of 50 nm can be used for the film that will become the layer SCRB.
  • step 9-1 the film that will become the layer SCRB is processed into a predetermined shape to form the layer SCRB (see FIG. 12). Specifically, the workpiece on which the film that will become the layer SCRB is formed is removed from the sputtering device, and a resist RES is formed on the film that will become the layer SCRB. Next, the resist RES and an etching method are used to leave the portion that overlaps with the electrode 551B and etch away the unnecessary portion. After the layer SCRB is formed, the resist RES is removed, for example, by using a gas containing oxygen as an etching gas.
  • step 9-2 the film 552b is processed into a predetermined shape to form the electrode 552B (see FIG. 13). Specifically, the layer SCRB and an etching method are used to leave the portion overlapping the electrode 551B and etch away the unnecessary portion.
  • step 9-3 the film 105b, the stacked film 103b, and the film 104b are processed into a predetermined shape to form the layer 105B, the unit 103B, and the layer 104B (see FIG. 14). Specifically, the portions overlapping the electrode 551B are left, and unnecessary portions are etched. For example, a gas containing oxygen can be used as the etching gas.
  • the layer SCRB functions as a hard mask.
  • the workpiece has the structure of electrodes 551B to 552B of light-emitting device 550B formed thereon, and layer SCRB is formed on electrode 552B. Also, for example, a number of predetermined electrodes may be left exposed. Note that the workpiece on which light-emitting device 550B has been formed may be referred to as a work in progress.
  • the light-emitting device 550C can be fabricated on the electrode 551C.
  • the work-in-progress has an exposed electrode 551C
  • the light-emitting device 550C can be fabricated on the electrode 551C.
  • the workpiece is introduced into a vacuum deposition apparatus whose inside has been reduced in pressure to about 10 ⁇ 4 Pa, and the process proceeds to step 4 to fabricate the light-emitting device 550C.
  • the light-emitting device 550C described in this embodiment is fabricated using a method having the following steps. Specifically, the light-emitting device 550C is fabricated using a method similar to the first step to the 9-3rd step of the light-emitting device 550A. Note that the reflective film REFC and the electrode 551C of the light-emitting device 550C are formed in the first step to the third step of the fabrication method of the light-emitting device 550A.
  • the method for producing light-emitting device 550C also differs from the method for producing light-emitting device 550A in that in the fourth step, work-in-progress products of light-emitting device 550A and light-emitting device 550B are used as workpieces (see FIG. 14).
  • the workpiece includes electrodes 551A, 551B, and 551C, and layer 104A, unit 103A, layer 105A, electrode 552A, and layer SCRA are formed on electrode 551A, and layer 104B, unit 103B, layer 105B, electrode 552B, and layer SCRB are formed on electrode 551B.
  • the method for producing light-emitting device 550C also differs from that for producing light-emitting device 550A in that the material and thickness used for unit 103C are changed.
  • the differences will be described in detail, and for parts that use similar methods, the symbols "a” and “A” used in the description of the method for producing light-emitting device 550A will be replaced with “c” and “C”, respectively, and will be used in the description of the method for producing light-emitting device 550C.
  • a film that will later become layer 104C is formed on electrode 551C, for example by evaporating material using a resistive heating method.
  • a stack of films that will become units 103C is formed on the film that will become layer 104C, for example by evaporating materials using a resistive heating method.
  • a film that will become layer 105C is formed on the stack of films that will become unit 103C, for example by evaporating material using a resistive heating method.
  • a film that will become electrode 552C is formed on the film that will become layer 105C.
  • the workpiece on which the film that will become layer 105C is formed is removed from the vacuum deposition apparatus and introduced into an atomic layer deposition deposition apparatus, and a material is deposited using atomic layer deposition.
  • the film that will become electrode 552C contains AZO and has a thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 3 nm to 45 nm, more preferably 5 nm to 40 nm.
  • a film that will become the layer SCRC is formed on the film that will become the electrode 552C.
  • the workpiece on which the film that will become the electrode 552C is formed is removed from the atomic layer deposition film forming apparatus and introduced into a sputtering apparatus, and a material is formed by sputtering.
  • a film containing tungsten having a thickness of 50 nm can be used.
  • step 9-1 the film that will become the layer SCRC is processed into a predetermined shape to form the layer SCRC. Specifically, the workpiece on which the film that will become the layer SCRC is formed is removed from the sputtering device, and a resist is formed on the film that will become the layer SCRC. Next, using a resist and etching method, the part that overlaps with the electrode 551C is left, and the unnecessary part is etched. After the layer SCRC is formed, the resist is removed using, for example, a gas containing oxygen as an etching gas.
  • step 9-2 the film that will later become the electrode 552C is processed into a predetermined shape to form the electrode 552C. Specifically, using a layer SCRC and an etching method, the portion that overlaps with the electrode 551C is left, and the unnecessary portion is etched.
  • step 9-3 the film that will become layer 105C, the stacked film that will become unit 103C, and the film that will become layer 104C are processed into a predetermined shape to form layer 105C, unit 103C, and layer 104C (see FIG. 15). Specifically, the portion that overlaps with electrode 551C is left, and unnecessary portions are etched. For example, a gas containing oxygen can be used as the etching gas.
  • the layer SCRC also functions as a hard mask.
  • the workpiece is formed with the structure of electrodes 551C to 552C of light-emitting device 550C, and layer SCRC is formed on electrode 552C. Note that the workpiece on which light-emitting device 550C has been formed can be called a work in progress.
  • step 10 If you wish to continue manufacturing the display device using the work in progress, proceed to step 10 after completing step 9-3.
  • FIG. 20A and 20B are diagrams illustrating a structure of a display device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 20A is a top view of a display device according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 20B is a top view illustrating a part of FIG. 20A.
  • FIG. 20C is a cross-sectional view of the section lines X1-X2 and X3-X4 and a pair of pixels 703(i,j) illustrated in FIG. 20A.
  • Figure 21 is a circuit diagram illustrating the configuration of a display device according to one embodiment of the present invention.
  • variables whose values are integers of 1 or more may be used in codes.
  • (p) including a variable p whose value is an integer of 1 or more may be used as part of a code that identifies any one of up to p components.
  • (m, n) including variables m and n whose values are integers of 1 or more may be used as part of a code that identifies any one of up to m x n components.
  • a display device 700 according to one embodiment of the present invention includes a region 731 (see FIG. 20A).
  • the region 731 includes a set of pixels 703(i,j).
  • Configuration example 1 of a pair of pixels 703(i,j) The set of pixels 703(i,j) comprises pixel 702A(i,j), pixel 702B(i,j) and pixel 702C(i,j) (see Figures 20B and 20C).
  • Pixel 702A(i,j) includes pixel circuit 530A(i,j) and light-emitting device 550A.
  • Light-emitting device 550A is electrically connected to pixel circuit 530A(i,j).
  • the light-emitting devices described in embodiments 1 to 4 can be used for the light-emitting device 550A.
  • pixel 702B(i,j) includes pixel circuit 530B(i,j) and light-emitting device 550B, and light-emitting device 550B is electrically connected to pixel circuit 530B(i,j).
  • pixel 702C(i,j) includes light-emitting device 550C.
  • the configurations described in embodiments 1 to 4 can be used for light-emitting devices 550A to 550C.
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention includes a functional layer 540 and a functional layer 520 (see FIG. 20C ).
  • the functional layer 540 overlaps with the functional layer 520.
  • the functional layer 540 includes a light-emitting device 550A.
  • the functional layer 520 includes pixel circuits 530A(i,j) and wiring (see FIG. 20C).
  • the pixel circuits 530A(i,j) are electrically connected to the wiring.
  • a conductive film provided in an opening 591A of the functional layer 520 can be used for the wiring, and the wiring electrically connects the terminal 519B and the pixel circuit 530A(i,j).
  • the conductive material CP electrically connects the terminal 519B and the flexible printed circuit board FPC1.
  • a conductive film provided in an opening 591B of the functional layer 520 can be used for the wiring.
  • the display device 700 of one embodiment of the present invention further includes a driver circuit GD and a driver circuit SD (see FIG. 20A).
  • the driver circuit GD supplies a first selection signal and a second selection signal.
  • the driver circuit SD supplies a first control signal and a second control signal.
  • the wiring includes a conductive film G1(i), a conductive film G2(i), a conductive film S1(j), a conductive film S2(j), a conductive film ANO, a conductive film VCOM2, and a conductive film V0 (see FIG. 21).
  • the conductive film G1(i) is supplied with a first selection signal, and the conductive film G2(i) is supplied with a second selection signal.
  • Conductive film S1(j) is supplied with a first control signal, and conductive film S2(j) is supplied with a second control signal.
  • the pixel circuit 530A(i,j) is electrically connected to a conductive film G1(i) and a conductive film S1(j).
  • the conductive film G1(i) supplies a first selection signal
  • the conductive film S1(j) supplies a first control signal.
  • the pixel circuit 530A(i,j) drives the light-emitting device 550A based on the first selection signal and the first control signal.
  • the light-emitting device 550A(i,j) also emits light.
  • the light-emitting device 550A has one electrode electrically connected to the pixel circuit 530A(i,j) and the other electrode electrically connected to the conductive film VCOM2.
  • the pixel circuit 530A(i,j) includes a switch SW21, a switch SW22, a transistor M21, a capacitance C21, and a node N21.
  • Transistor M21 has a gate electrode electrically connected to node N21, a first electrode electrically connected to light-emitting device 550A, and a second electrode electrically connected to conductive film ANO.
  • Switch SW21 has a first terminal electrically connected to node N21, a second terminal electrically connected to conductive film S1(j), and a gate electrode that has the function of controlling the conductive state or non-conductive state based on the potential of conductive film G1(i).
  • Switch SW22 has a first terminal electrically connected to conductive film S2(j) and a gate electrode that has the function of controlling the conductive state or non-conductive state based on the potential of conductive film G2(i).
  • Capacitor C21 has a conductive film electrically connected to node N21 and a conductive film electrically connected to the second terminal of switch SW22.
  • the pixel circuit 530A(i,j) includes a switch SW23, a node N22, and a capacitance C22.
  • Switch SW23 has a first terminal electrically connected to conductive film V0, a second terminal electrically connected to node N22, and a gate electrode that has the function of controlling the conductive state or non-conductive state based on the potential of conductive film G2(i).
  • Capacitor C22 has a conductive film electrically connected to node N21 and a conductive film electrically connected to node N22.
  • the first electrode of transistor M21 is electrically connected to node N22.
  • FIG. 22 is a perspective view illustrating the configuration of the display module 280. As shown in FIG. 22
  • the display module 280 includes the display device 100 and an FPC 290 or a connector.
  • the display device 100 includes a display area 80.
  • the display device described in embodiment 5 can be used for the display device 100.
  • the FPC 290 receives signals and power from the outside and supplies the signals and power to the display device 100.
  • An IC may also be mounted on the FPC 290.
  • a connector is a mechanical component that electrically connects conductors, and the conductors can electrically connect the display device 100 to a component that is to be connected to it.
  • the FPC 290 can be used as a conductor.
  • the connector can also disconnect the display device 100 from the component that is to be connected to it.
  • ⁇ Display device 100A ⁇ 23A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device 100A.
  • the display device 100A can be used in the display module 280.
  • the substrate 301 corresponds to the substrate 71 in FIG.
  • the display device 100A has a substrate 301, a transistor 310, an element isolation layer 315, an insulating layer 261, a capacitor 240, an insulating layer 255 (insulating layer 255a, insulating layer 255b, insulating layer 255c), a light-emitting device 61R, a light-emitting device 61G, and a light-emitting device 61B.
  • the insulating layer 261 is provided on the substrate 301, and the transistor 310 is located between the substrate 301 and the insulating layer 261.
  • the insulating layer 255a is provided on the insulating layer 261, the capacitor 240 is located between the insulating layer 261 and the insulating layer 255a, and the insulating layer 255a is located between the light-emitting device 61R and the capacitor 240, the light-emitting device 61G and the capacitor 240, and the light-emitting device 61B and the capacitor 240.
  • the transistor 310 has a conductive layer 311, a pair of low-resistance regions 312, an insulating layer 313, and an insulating layer 314, and forms a channel in a part of the substrate 301.
  • 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 substrate 301 includes a pair of low-resistance regions 312 doped with impurities. The regions function as a source and a drain.
  • the side surfaces of the conductive layer 311 are covered with the insulating layer 314.
  • the element isolation layer 315 is embedded in the substrate 301 and is located between two adjacent transistors 310.
  • the capacitor 240 has a conductive layer 241, a conductive layer 245, and an insulating layer 243, and the insulating layer 243 is located between the conductive layer 241 and the conductive layer 245.
  • the conductive layer 241 functions as one electrode of the capacitor 240
  • the conductive layer 245 functions as the other electrode of the capacitor 240
  • the insulating layer 243 functions as a dielectric of the capacitor 240.
  • the conductive layer 241 is located 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 275 embedded in the insulating layer 261.
  • the insulating layer 243 covers the conductive layer 241.
  • the conductive layer 245 overlaps the conductive layer 241 via the insulating layer 243.
  • the display device 100A includes an insulating layer 255a, an insulating layer 255b, and an insulating layer 255c, and the insulating layer 255b is located between the insulating layer 255a and the insulating layer 255c.
  • the light emitting device 61R, the light emitting device 61G, and the light emitting device 61B are provided on the insulating layer 255c.
  • the light emitting devices described in the first to fourth embodiments can be applied to the light emitting device 61R, the light emitting device 61G, and the light emitting device 61B.
  • the light emitting device 61R emits light 81R
  • the light emitting device 61G emits light 81G
  • the light emitting device 61B emits light 81B.
  • the light emitting devices also have a common layer 174.
  • the light-emitting device 61R has a conductive layer 171 and an EL layer 172R, and the EL layer 172R covers the upper surface and side surfaces of the conductive layer 171.
  • the sacrificial layer 270 also includes a sacrificial layer 270R, a sacrificial layer 270G, and a sacrificial layer 270B.
  • the sacrificial layer 270R is located on the EL layer 172R.
  • the light-emitting device 61G has a conductive layer 171 and an EL layer 172G, and the EL layer 172G covers the upper surface and side surfaces of the conductive layer 171.
  • the sacrificial layer 270G is located on the EL layer 172G.
  • the light-emitting device 61B has a conductive layer 171 and an EL layer 172B, and the EL layer 172B covers the upper surface and side surfaces of the conductive layer 171.
  • the sacrificial layer 270B is located on the EL layer 172B.
  • the conductive layer 171 is electrically connected to one of the source and drain of the transistor 310 by a plug 256 embedded in the insulating layer 243, the insulating layer 255a, the insulating layer 255b, and the insulating layer 255c, the conductive layer 241 embedded in the insulating layer 254, and the plug 275 embedded in the insulating layer 261.
  • the height of the top surface of the insulating layer 255c and the height of the top surface of the plug 256 are the same or approximately the same.
  • Various conductive materials can be used for the plug.
  • the protective layer 271 and the insulating layer 278 are located between adjacent light emitting devices, for example, the light emitting device 61R and the light emitting device 61G, and the insulating layer 278 is provided on the protective layer 271.
  • a protective layer 273 is provided on the light emitting device 61R, the light emitting device 61G, and the light emitting device 61B.
  • the adhesive layer 122 bonds the protective layer 273 and the substrate 120.
  • the substrate 120 corresponds to the substrate 73 in Fig. 22.
  • a light-shielding layer may be provided on the surface of the substrate 120 on the adhesive layer 122 side.
  • Various optical members may be disposed on the outer side of the substrate 120.
  • a film can be used as the substrate.
  • a film with low water absorption can be used.
  • the water absorption is preferably 1% or less, and more preferably 0.1% or less. This can suppress dimensional changes in the film. It can also suppress the occurrence of wrinkles, etc. It can also suppress changes in the shape of the display device.
  • polarizing plates for example, polarizing plates, retardation plates, light diffusion layers (e.g., diffusion films), anti-reflection layers, and light-collecting films can be used as optical components.
  • light diffusion layers e.g., diffusion films
  • anti-reflection layers e.g., anti-reflection layers
  • light-collecting films e.g., light-collecting films
  • a material with high optical isotropy in other words a material with low birefringence, can be used for the substrate, and a circular polarizing plate can be overlaid on the display device.
  • a material with an absolute retardation value of 30 nm or less, more preferably 20 nm or less, and even more preferably 10 nm or less can be used for the substrate.
  • triacetyl cellulose (TAC, also known as cellulose triacetate) film, cycloolefin polymer (COP) film, cycloolefin copolymer (COC) film, and acrylic resin film can be used as a film with high optical isotropy.
  • a surface protection layer such as an antistatic film that suppresses the adhesion of dust, a water-repellent film that makes it difficult for dirt to adhere, a hard coat film that suppresses the occurrence of scratches due to use, or an impact absorbing layer may be disposed on the outside of the substrate 120.
  • a glass layer or a silica layer (SiO x layer), DLC (diamond-like carbon), aluminum oxide (AlO x ), a polyester-based material, or a polycarbonate-based material can be used for the surface protection layer.
  • a material with high transmittance to visible light can be suitably used for the surface protection layer.
  • a material with high hardness can be suitably used for the surface protection layer.
  • ⁇ Display device 100B ⁇ 23B is a cross-sectional view illustrating the configuration of the display device 100B.
  • the display device 100B can be used, for example, in the display device 100 of the display module 280 (see FIG. 22).
  • the display device 100B has a substrate 301, a light-emitting device 61W, a capacitor 240, and a transistor 310.
  • the light-emitting device 61W has an EL layer 172W and can emit, for example, white light.
  • the display device 100B also has colored layers 183R, 183G, and 183B. Colored layer 183R overlaps one light-emitting device 61W, colored layer 183G overlaps another light-emitting device 61W, and colored layer 183B overlaps yet another light-emitting device 61W.
  • the display device 100B has a gap 276 between the light-emitting devices and the colored layers.
  • colored layer 183R can transmit red light
  • colored layer 183G can transmit green light
  • colored layer 183B can transmit blue light.
  • ⁇ Display device 100C ⁇ 24 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the display device 100C.
  • the display device 100C can be used, for example, as the display device 100 of the display module 280 (see FIG. 22).
  • the description of the same parts as those in the display device previously described may be omitted.
  • the display device 100C has a substrate 301B and a substrate 301A.
  • the display device 100C includes a transistor 310B, a capacitor 240, a light-emitting device 61R, a light-emitting device 61G, a light-emitting device 61B, and a transistor 310A.
  • the transistor 310A forms a channel in a part of the substrate 301A
  • the transistor 310B forms a channel in a part of the substrate 301B.
  • Insulating layer 345, insulating layer 346 The insulating layer 345 contacts the lower surface of the substrate 301B, and the insulating layer 346 is located on the insulating layer 261.
  • an inorganic insulating film that can be used for the protective layer 273 can be used for the insulating layer 345 and the insulating layer 346.
  • the insulating layer 345 and the insulating layer 346 function as protective layers and can suppress the phenomenon in which impurities diffuse into the substrate 301B and the substrate 301A.
  • the plug 343 penetrates the substrate 301B and the insulating layer 345.
  • the insulating layer 344 covers the side surface of the plug 343.
  • the inorganic insulating film that can be used for the protective layer 273 can be used for the insulating layer 344.
  • the insulating layer 344 functions as a protective layer and can suppress the phenomenon of impurities diffusing into the substrate 301B.
  • the conductive layer 342 is located between the insulating layer 345 and the insulating layer 346. It is preferable that the conductive layer 342 is embedded in the insulating layer 335, and a surface formed by the conductive layer 342 and the insulating layer 335 is flattened. The conductive layer 342 is electrically connected to the plug 343.
  • the conductive layer 341 is located between the insulating layer 346 and the insulating layer 335. It is also preferable that the conductive layer 341 is embedded in the insulating layer 336, and a surface formed by the conductive layer 341 and the insulating layer 336 is flattened. The conductive layer 341 is joined to the conductive layer 342. As a result, the substrate 301A is electrically connected to the substrate 301B.
  • the conductive layer 341 is preferably made of the same conductive material as the conductive layer 342.
  • a metal film containing an element selected from Al, Cr, Cu, Ta, Ti, Mo, and W, or a metal nitride film containing the above elements can be used.
  • copper is preferably used for the conductive layers 341 and 342. This allows the application of Cu-Cu (copper-copper) direct bonding technology (a technology that achieves electrical conductivity by connecting Cu (copper) pads together).
  • ⁇ Display device 100D ⁇ 25 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the display device 100D.
  • the display device 100D can be used, for example, in the display device 100 of the display module 280 (see FIG. 22).
  • the display device 100D has bumps 347, which join the conductive layers 341 and 342.
  • the bumps 347 also electrically connect the conductive layers 341 and 342.
  • a conductive material containing gold (Au), nickel (Ni), indium (In), tin (Sn), or the like can be used for the bumps 347.
  • solder can also be used for the bumps 347.
  • the display device 100D also has an adhesive layer 348.
  • the adhesive layer 348 bonds the insulating layer 345 and the insulating layer 346 together.
  • ⁇ Display device 100E ⁇ 26 is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device 100E.
  • the display device 100E can be used, for example, in the display device 100 of the display module 280 (see FIG. 22).
  • the substrate 331 is the same as the substrate 331 in FIG. 71.
  • An insulating substrate or a semiconductor substrate can be used for the substrate 331.
  • the display device 100E includes a transistor 320. Note that the display device 100E differs from the display device 100A in that the transistor is an OS transistor. Different.
  • the insulating layer 332 is provided over a substrate 331.
  • a film through which hydrogen or oxygen is less likely to diffuse than a silicon oxide film can be used for the insulating layer 332.
  • an aluminum oxide film, a hafnium oxide film, a silicon nitride film, or the like can be used for the insulating layer 332. This can prevent the insulating layer 332 from diffusing impurities such as water or hydrogen from the substrate 331 to the transistor 320.
  • oxygen can be prevented from being released from the semiconductor layer 321 toward the insulating layer 332.
  • the transistor 320 includes a semiconductor layer 321 , an insulating layer 323 , a conductive layer 324 , a pair of conductive layers 325 , an insulating layer 326 , and a conductive layer 327 .
  • the conductive layer 327 is provided over the insulating layer 332, and the conductive layer 327 functions as a first gate electrode of the transistor 320.
  • the insulating layer 326 covers the conductive layer 327. A part of the insulating layer 326 functions as a first gate insulating layer.
  • the insulating layer 326 includes an oxide insulating film at least in a region in contact with the semiconductor layer 321. Specifically, a silicon oxide film or the like is preferably used.
  • the insulating layer 326 also includes a planarized upper surface.
  • the semiconductor layer 321 is provided over the insulating layer 326. A metal oxide film having semiconductor properties can be used for the semiconductor layer 321.
  • a pair of conductive layers 325 is provided in contact with the semiconductor layer 321 and functions as a source electrode and a drain electrode.
  • the insulating layer 328 covers top surfaces and side surfaces of the pair of conductive layers 325, side surfaces of the semiconductor layer 321, and the like.
  • the insulating layer 264 is provided over the insulating layer 328 and functions as an interlayer insulating layer.
  • the insulating layer 328 and the insulating layer 264 have openings that reach the semiconductor layer 321.
  • an insulating film similar to the insulating layer 332 can be used for the insulating layer 328.
  • the insulating layer 328 can prevent a phenomenon in which impurities such as water or hydrogen are diffused from the insulating layer 264 to the semiconductor layer 321.
  • oxygen can be prevented from being released from the semiconductor layer 321.
  • the insulating layer 323 Inside the opening, the insulating layer 323 is in contact with the side surfaces of the insulating layer 264 , the insulating layer 328 , and the conductive layer 325 , and the top surface of the semiconductor layer 321 .
  • the conductive layer 324 is embedded in the opening in contact with the insulating layer 323.
  • the conductive layer 324 has a planarized upper surface, and its height is equal to or approximately equal to the upper surfaces of the insulating layer 323 and the insulating layer 264.
  • the conductive layer 324 functions as a second gate electrode, and the insulating layer 323 functions as a second gate insulating layer.
  • the insulating layer 329 covers the conductive layer 324, the insulating layer 323, and the insulating layer 264.
  • the insulating layer 265 is provided over the insulating layer 329 and functions as an interlayer insulating layer.
  • an insulating film similar to the insulating layers 328 and 332 can be used for the insulating layer 329. This can prevent a phenomenon in which impurities such as water or hydrogen diffuse from the insulating layer 265 to the transistor 320, for example.
  • the plug 274 is embedded in the insulating layer 265, the insulating layer 329, the insulating layer 264, and the insulating layer 328, and is electrically connected to one of the pair of conductive layers 325.
  • the plug 274 has a conductive layer 274a and a conductive layer 274b.
  • the conductive layer 274a is in contact with the side surfaces of the openings of the insulating layer 265, the insulating layer 329, the insulating layer 264, and the insulating layer 328.
  • the conductive layer 274a also covers a part of the upper surface of the conductive layer 325.
  • the conductive layer 274b is in contact with the upper surface of the conductive layer 274a.
  • a conductive material through which hydrogen and oxygen are unlikely to diffuse can be suitably used for the conductive layer 274a.
  • ⁇ Display device 100F ⁇ 27 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a display device 100F.
  • the display device 100F has a configuration in which a transistor 320A and a transistor 320B are stacked. Both the transistor 320A and the transistor 320B include an oxide semiconductor. A channel is formed in the oxide semiconductor. Note that the structure is not limited to a stack of two transistors, and a structure in which three or more transistors are stacked, for example, may be used.
  • Transistor 320A and its surrounding configuration have the same configuration as transistor 320 and its surrounding configuration of display device 100E.
  • Transistor 320B and its surrounding configuration have the same configuration as transistor 320 and its surrounding configuration of display device 100E.
  • ⁇ Display device 100G ⁇ 28 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a display device 100G.
  • the display device 100G has a configuration in which a transistor 310 and a transistor 320 are stacked.
  • the channel of the transistor 310 is formed in a substrate 301.
  • the transistor 320 includes an oxide semiconductor, and a channel is formed in the oxide semiconductor.
  • the insulating layer 261 covers the transistor 310, and the conductive layer 251 is provided on the insulating layer 261.
  • the insulating layer 262 covers the conductive layer 251, and the conductive layer 252 is provided on the insulating layer 262.
  • the insulating layer 263 and the insulating layer 332 cover the conductive layer 252. Note that the conductive layer 251 and the conductive layer 252 each function as wiring.
  • Transistor 320 is provided on insulating layer 332, and insulating layer 265 covers transistor 320. Furthermore, capacitor 240 is provided on insulating layer 265, and capacitor 240 is electrically connected to transistor 320 by plug 274.
  • the transistor 320 can be used as a transistor constituting a pixel circuit.
  • the transistor 310 can be used as a transistor constituting a pixel circuit or a driver circuit (such as a gate driver circuit or a source driver circuit) for driving the pixel circuit.
  • the transistors 310 and 320 can be used in various circuits such as an arithmetic circuit or a memory circuit. This allows, for example, not only a pixel circuit but also a driver circuit to be arranged directly under a light-emitting device.
  • the display device can be made smaller in size compared to a configuration in which the driver circuit is provided around the display area.
  • This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.
  • FIG. 29 is a perspective view illustrating the configuration of a display module.
  • the display module includes a display device 100, an IC (integrated circuit) 176, and an FPC 177 or a connector.
  • a display device 100 an IC (integrated circuit) 176, and an FPC 177 or a connector.
  • the display device described in embodiment 5 can be used as the display device 100.
  • the display device 100 is electrically connected to the IC 176 and the FPC 177.
  • the FPC 177 receives signals and power from the outside and supplies the signals and power to the display device 100.
  • the connector is a mechanical component that electrically connects conductors, and the conductors can electrically connect the display device 100 to a component to which it is connected.
  • the FPC 177 can be used as a conductor.
  • the connector can also disconnect the display device 100 from the component to which it is connected.
  • the display module has an IC176.
  • the IC176 can be provided on the substrate 14b using a COG (chip on glass) method or the like.
  • the IC176 can be provided on the FPC using a COF (chip on film) method or the like.
  • a gate driver circuit or a source driver circuit or the like can be used for the IC176.
  • FIG. 30A is a cross-sectional view illustrating the configuration of a display device 100H.
  • the display device 100H has a display unit 37b, a connection unit 140, a circuit 164, wiring 165, and the like.
  • the display device 100H also has a substrate 16b and a substrate 14b, and the substrate 16b is bonded to the substrate 14b.
  • the display device 100H has one or more connection units 140.
  • the connection unit 140 can be provided outside the display unit 37b.
  • the connection unit 140 can be provided along one side of the display unit 37b.
  • the connection unit 140 can be provided so as to surround multiple sides, for example, the four sides.
  • the connection unit 140 the common electrode of the light-emitting device is electrically connected to a conductive layer, and the conductive layer supplies a predetermined potential to the common electrode.
  • the wiring 165 receives signals and power from the FPC 177 or IC 176.
  • the wiring 165 supplies signals and power to the display unit 37b and the circuit 164.
  • a gate driver circuit can be used for circuit 164.
  • the display device 100H has a substrate 14b, a substrate 16b, a transistor 201, a transistor 205, a light-emitting device 63R, a light-emitting device 63G, and a light-emitting device 63B (see FIG. 30A).
  • the light-emitting device 63R emits red light 83R
  • the light-emitting device 63G emits green light 83G
  • the light-emitting device 63B emits blue light 83B.
  • Various optical components can be arranged on the outside of the substrate 16b.
  • a polarizing plate, a retardation plate, a light diffusion layer (e.g., a diffusion film), an anti-reflection layer, and a light-collecting film can be arranged.
  • the light-emitting devices described in embodiments 1 to 4 can be used for light-emitting device 63R, light-emitting device 63G, and light-emitting device 63B.
  • the light-emitting device has a conductive layer 171, which functions as a pixel electrode.
  • the conductive layer 171 has a recess, which overlaps with openings provided in the insulating layer 214, the insulating layer 215, and the insulating layer 213.
  • the transistor 205 also has a conductive layer 222b, which is electrically connected to the conductive layer 171.
  • the display device 100H has an insulating layer 272.
  • the insulating layer 272 covers the ends of the conductive layer 171 and fills the recesses of the conductive layer 171 (see Figure 30A).
  • the display device 100H has a protective layer 273 and an adhesive layer 142.
  • the protective layer 273 covers the light-emitting device 63R, the light-emitting device 63G, and the light-emitting device 63B.
  • the adhesive layer 142 bonds the protective layer 273 and the substrate 16b.
  • the adhesive layer 142 fills the space between the substrate 16b and the protective layer 273.
  • the adhesive layer 142 may be formed in a frame shape so as not to overlap with the light-emitting device, and a resin different from the adhesive layer 142 may be filled in the area surrounded by the adhesive layer 142, the substrate 16b, and the protective layer 273.
  • the area may be filled with an inert gas (such as nitrogen or argon) to apply a hollow sealing structure.
  • a material that can be used for the adhesive layer 122 can be applied to the adhesive layer 142.
  • the display device 100H has a connection portion 140, which includes a conductive layer 168.
  • the conductive layer 168 is supplied with a power supply potential.
  • the light-emitting device also has a conductive layer 173, which is electrically connected to the conductive layer 173 and is supplied with a power supply potential.
  • the conductive layer 173 functions as a common electrode.
  • the conductive layer 171 and the conductive layer 168 can be formed by processing one conductive film.
  • the display device 100H is a top emission type.
  • the light emitting device emits light toward the substrate 16b side.
  • the conductive layer 171 contains a material that reflects visible light, and the conductive layer 173 transmits visible light.
  • Insulating layer 211, insulating layer 213, insulating layer 215, insulating layer 214 An insulating layer 211, an insulating layer 213, an insulating layer 215, and an insulating layer 214 are provided on the substrate 14b in this order.
  • the number of insulating layers is not limited, and each insulating layer may be a single layer or two or more layers.
  • an inorganic insulating film can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, and the insulating layer 215.
  • a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, a silicon oxide film, a silicon nitride oxide film, an aluminum oxide film, an aluminum nitride film, or the like can be used.
  • a hafnium oxide film, an yttrium oxide film, a zirconium oxide film, a gallium oxide film, a tantalum oxide film, a magnesium oxide film, a lanthanum oxide film, a cerium oxide film, a neodymium oxide film, or the like may also be used. Two or more of the above insulating films may also be stacked.
  • the insulating layer 215 and the insulating layer 214 cover the transistor.
  • the insulating layer 214 functions as a planarization layer.
  • an organic insulating layer can be suitably used for the insulating layer 214.
  • acrylic resin, polyimide resin, epoxy resin, polyamide resin, polyimideamide resin, siloxane resin, benzocyclobutene resin, phenol resin, and precursors of these resins can be used for the organic insulating layer.
  • a laminated structure of an organic insulating layer and an inorganic insulating layer can be used for the insulating layer 214. This allows the outermost layer of the insulating layer 214 to be used as an etching protection layer. For example, when processing the conductive layer 171 into a predetermined shape, the phenomenon of a recess being formed in the insulating layer 214 can be suppressed.
  • Transistor 201 Transistor 205
  • Both the transistor 201 and the transistor 205 are formed on a substrate 14b. These transistors can be manufactured using the same material and in the same process.
  • the transistor 201 and the transistor 205 have a conductive layer 221, an insulating layer 211, a conductive layer 222a and a conductive layer 222b, a semiconductor layer 231, an insulating layer 213, and a conductive layer 223.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the semiconductor layer 231.
  • the conductive layer 221 functions as a gate, and the insulating layer 211 functions as a first gate insulating layer.
  • the conductive layer 222a and the conductive layer 222b function as a source and a drain.
  • the insulating layer 213 is located between the conductive layer 223 and the semiconductor layer 231.
  • the conductive layer 223 functions as a gate, and the insulating layer 213 functions as a second gate insulating layer.
  • the same hatching pattern is applied to multiple layers obtained by processing the same conductive film.
  • the structure of the transistor included in the display device of this embodiment is not particularly limited.
  • a planar type transistor, a staggered type transistor, an inverted staggered type transistor, or the like can be used.
  • either a top-gate type or a bottom-gate type transistor structure may be used.
  • 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 layer of the transistor is not particularly limited, and any of an amorphous semiconductor and a semiconductor having crystallinity (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 semiconductor having crystallinity is preferable because it can suppress deterioration of the transistor characteristics.
  • the semiconductor layer of the transistor preferably contains a metal oxide.
  • an OS transistor as the transistor included in the display device of this embodiment.
  • the metal oxide preferably has two or three selected from indium, element M, and zinc.
  • the element M is one or more selected from gallium, aluminum, silicon, boron, yttrium, tin, copper, vanadium, beryllium, titanium, iron, nickel, germanium, zirconium, molybdenum, lanthanum, cerium, neodymium, hafnium, tantalum, tungsten, cobalt, and magnesium.
  • the element M is preferably one or more selected from aluminum, gallium, yttrium, and tin.
  • the metal oxide used in the semiconductor layer it is preferable to use an oxide containing indium (In), gallium (Ga), and zinc (Zn) (also referred to as IGZO).
  • an oxide containing indium, tin, and zinc also referred to as ITZO (registered trademark)
  • ITZO registered trademark
  • it is preferable to use an oxide containing indium (In), aluminum (Al), and zinc (Zn) also referred to as IAZO
  • it is preferable to use an oxide containing indium (In), aluminum (Al), gallium (Ga), and zinc (Zn) also referred to as IAGZO.
  • the metal oxide used in the semiconductor layer is an In-M-Zn oxide
  • the atomic ratio of In in the In-M-Zn oxide is equal to or greater than the atomic ratio of M.
  • a composition in the vicinity includes a range of ⁇ 30% of the desired atomic ratio.
  • the semiconductor layer may have two or more metal oxide layers with different compositions.
  • a laminated structure of any one selected from indium oxide, indium gallium oxide, and IGZO and any one selected from IAZO, IAGZO, and ITZO (registered trademark) may be used.
  • 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 Polysilicon) in the semiconductor layer also called an LTPS transistor
  • 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 display 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 (also referred to as off-state 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 display device.
  • the OS transistor when the transistor is driven 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 controlling the gate-source voltage. This makes it possible to control the amount of current flowing through the light-emitting device. This allows the gradation in the pixel circuit to be increased.
  • 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 to 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 is operated in the saturation region, the source-drain current hardly changes even when the source-drain voltage is increased. Therefore, the light emission luminance of the light-emitting device can be stabilized.
  • an OS transistor as the driving transistor included in the pixel circuit, it is possible to suppress black floating, increase light emission luminance, achieve multiple gradations, and suppress variation in light-emitting devices.
  • the transistors in the circuit 164 and the transistors in the display portion 107 may have the same structure or different structures.
  • the transistors in the circuit 164 may all have the same structure or may have two or more types.
  • the transistors in the display portion 107 may all have the same structure or may have two or more types.
  • All of the transistors in the display portion 107 may be OS transistors, or all of the transistors in the display portion 107 may be Si transistors. In addition, some of the transistors in the display portion 107 may be OS transistors and the rest may be Si transistors.
  • LTPS transistor For example, by using both an LTPS transistor and an OS transistor in the display portion 107, a display 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 is sometimes called LTPO.
  • an OS transistor it is preferable to use an OS transistor as a transistor that functions as a switch for controlling the conduction/non-conduction of wiring, and to use an LTPS transistor as a transistor for controlling current.
  • one of the transistors in the display unit 107 functions as a transistor for controlling the current flowing through 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 allows the current flowing through the light-emitting device to be increased.
  • the other transistor in the display unit 107 functions as a switch for controlling pixel selection/non-selection and can 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 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 display device of one embodiment of the present invention can combine a high aperture ratio, high definition, high display quality, and low power consumption.
  • the display device of one embodiment of the present invention has a structure including an OS transistor and a light-emitting device with an MML structure. With this structure, it is possible to extremely reduce leakage current that may flow through the transistor and between adjacent light-emitting devices. Furthermore, with the above structure, when an image is displayed on the display device, a viewer can observe one or more of image sharpness, image sharpness, high saturation, and high contrast ratio. Note that with a structure in which the leakage current that may flow through the transistor and the lateral leakage current between the light-emitting devices are extremely low, it is possible to achieve a display with extremely low light leakage (so-called black floating) that may occur, for example, when displaying black.
  • black floating extremely low light leakage
  • light-emitting devices with an MML structure can greatly reduce the current flowing between adjacent light-emitting devices.
  • Transistor 209, Transistor 210 are cross-sectional views illustrating other examples of the cross-sectional structure of a transistor that can be used in the display device 100H.
  • the transistor 209 and the transistor 210 have a conductive layer 221, an insulating layer 211, a semiconductor layer 231, a conductive layer 222a, a conductive layer 222b, an insulating layer 225, a conductive layer 223, and an insulating layer 215.
  • the semiconductor layer 231 has a channel formation region 231i and a pair of low resistance regions 231n.
  • the insulating layer 211 is located between the conductive layer 221 and the channel formation region 231i.
  • the conductive layer 221 functions as a gate, and the insulating layer 211 functions as a first gate insulating layer.
  • the insulating layer 225 is located at least between the conductive layer 223 and the channel formation region 231i.
  • the conductive layer 223 functions as a gate, and the insulating layer 225 functions as a second gate insulating layer.
  • the conductive layer 222a is electrically connected to one of the pair of low resistance regions 231n, and the conductive layer 222b is electrically connected to the other of the pair of low resistance regions 231n.
  • Insulating layer 215 covers conductive layer 223. Insulating layer 218 further covers the transistor.
  • the insulating layer 225 covers the top surface and side surface of the semiconductor layer 231 (see FIG. 30B ).
  • the insulating layer 225 and the insulating layer 215 have openings, and the conductive layers 222a and 222b are electrically connected to the low-resistance region 231n in the openings.
  • One of the conductive layers 222a and 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 (see FIG. 30C ).
  • the insulating layer 225 can be processed into a predetermined shape by using the conductive layer 223 as a mask.
  • the insulating layer 215 covers the insulating layer 225 and the conductive layer 223.
  • the insulating layer 215 has an opening, and the conductive layer 222a and the conductive layer 222b are each electrically connected to the low-resistance region 231n.
  • connection portion 204 is provided on the substrate 14b.
  • the connection portion 204 includes a conductive layer 166, and the conductive layer 166 is electrically connected to the wiring 165.
  • the connection portion 204 does not overlap with the substrate 16b, and the conductive layer 166 is exposed.
  • the conductive layer 166 and the conductive layer 171 can be formed by processing one conductive film.
  • the conductive layer 166 is electrically connected to the FPC 177 via a connection layer 242.
  • an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste (ACP), or the like can be used for the connection layer 242.
  • ⁇ Display device 100I ⁇ 31 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the display device 100I.
  • the display device 100I differs from the display device 100H in that the display device 100I is flexible. In other words, the display device 100I is a flexible display.
  • the display device 100I has a substrate 17 instead of the substrate 14b, and has a substrate 18 instead of the substrate 16b. Both the substrate 17 and the substrate 18 are flexible.
  • the display device 100I has an adhesive layer 156 and an insulating layer 162.
  • the adhesive layer 156 bonds the insulating layer 162 to the substrate 17.
  • a material that can be used for the adhesive layer 122 can be used for the adhesive layer 156.
  • a material that can be used for the insulating layer 211, the insulating layer 213, or the insulating layer 215 can be used for the insulating layer 162.
  • the transistor 201 and the transistor 205 are provided on the insulating layer 162.
  • an insulating layer 162 is formed on a fabrication substrate, and each transistor, light-emitting device, etc. are formed on the insulating layer 162.
  • an adhesive layer 142 is formed on the light-emitting device, and the fabrication substrate and substrate 18 are bonded together using the adhesive layer 142.
  • the fabrication substrate is separated from the insulating layer 162 to expose the surface of the insulating layer 162.
  • an adhesive layer 156 is formed on the exposed surface of the insulating layer 162, and the insulating layer 162 and substrate 17 are bonded together using the adhesive layer 156. In this way, each component formed on the fabrication substrate can be transferred onto the substrate 17 to fabricate the display device 100I.
  • ⁇ Display device 100J ⁇ 32 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a display device 100J.
  • the display device 100J has a light-emitting device 63W instead of the light-emitting devices 63R, 63G, and 63B, and has colored layers 183R and 183G.
  • the display device 100H differs from the display device 100H in that it has a colored layer 183G and a colored layer 183B.
  • the display device 100J includes colored layers 183R, 183G, and 183B between the substrate 16b and the substrate 14b.
  • the colored layer 183R overlaps one light-emitting device 63W
  • the colored layer 183G overlaps another light-emitting device 63W
  • the colored layer 183B overlaps yet another light-emitting device 63W.
  • the display device 100J has a light-shielding layer 117.
  • the light-shielding layer 117 is provided between the colored layer 183R and the colored layer 183G, between the colored layer 183G and the colored layer 183B, and between the colored layer 183B and the colored layer 183R.
  • the light-shielding layer 117 also has an area that overlaps with the connection portion 140 and an area that overlaps with the circuit 164.
  • the light-emitting device 63W can emit, for example, white light.
  • the colored layer 183R can transmit red light
  • the colored layer 183G can transmit green light
  • the colored layer 183B can transmit blue light.
  • the display device 100J can emit, for example, red light 83R, green light 83G, and blue light 83B to perform full-color display.
  • ⁇ Display device 100K ⁇ 33 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the display device 100K.
  • the display device 100K is different from the display device 100H in that it is a bottom emission type.
  • the light emitting device emits light 83R, light 83G, and light 83B.
  • the conductive layer 171 is made of a material that transmits visible light
  • the conductive layer 173 is made of a material that reflects visible light.
  • ⁇ Display device 100L ⁇ 34 is a cross-sectional view for explaining the configuration of the display device 100L.
  • the display device 100L differs from the display device 100H in that it is flexible and is a bottom emission type.
  • the display device 100L has a substrate 14b
  • the light emitting device includes a substrate 17 instead of the substrate 16b, and a substrate 18 instead of the substrate 16b.
  • the substrates 17 and 18 are both flexible.
  • the light emitting device emits light 83R, light 83G, and light 83B on the substrate 17 side. Inject into.
  • the conductive layer 221 and the conductive layer 223 may be transparent to visible light or reflective to visible light.
  • the transmittance of visible light in the display portion 107 can be increased.
  • the conductive layer 221 and the conductive layer 223 are reflective to visible light, the amount of visible light incident on the semiconductor layer 231 can be reduced. Damage to the semiconductor layer 231 can be reduced. This can increase the reliability of the display device 100K or the display device 100L.
  • the layer constituting the transistor 205 may be configured to transmit visible light.
  • the conductive layer 171 is also configured to transmit visible light. In this way, the transmittance of visible light in the display portion 107 can be increased.
  • ⁇ Display device 100M ⁇ 35 is a cross-sectional view for explaining the configuration of a display device 100M.
  • the display device 100M has a light-emitting device 63W instead of the light-emitting devices 63R, 63G, and 63B, and has colored layers 183R and 183G.
  • the display device 100H differs from the display device 100H in that it has a colored layer 183G and a colored layer 183B and in that it is a bottom emission type.
  • Display device 100M has colored layer 183R, colored layer 183G, and colored layer 183B. Display device 100M also has a light-shielding layer 117.
  • the color layer 183R is located between one light emitting device 63W and the substrate 14b
  • the color layer 183G is located between another light emitting device 63W and the substrate 14b
  • the color layer 183B is located between still another light emitting device 63W and the substrate 14b.
  • the color layer 183R, the color layer 183G, and the color layer 183B can be provided between the insulating layer 215 and the insulating layer 214.
  • the light-shielding layer 117 is provided on the substrate 14b, and is located between the substrate 14b and the transistor 205. Note that the insulating layer 153 is located between the light-shielding layer 117 and the transistor 205. For example, the light-shielding layer 117 does not overlap the light-emitting region of the light-emitting device 63W. For example, the light-shielding layer 117 overlaps the connection portion 140 and the circuit 164.
  • the light-shielding layer 117 can also be provided in the display device 100K or the display device 100L. In this case, it is possible to prevent the light emitted by the light-emitting device 63R, the light-emitting device 63G, and the light-emitting device 63B from being reflected by, for example, the substrate 14b and diffusing inside the display device 100K or the display device 100L. This allows the display device 100K and the display device 100L to be display devices with high display quality.
  • This embodiment can be implemented in combination with at least a portion of the other embodiments described in this specification.
  • the electronic device of this embodiment has a display device of one embodiment of the present invention in a display portion.
  • the display device of one embodiment of the present invention is highly reliable and can easily achieve high definition and high resolution. Therefore, the display device can be used in the display portion of various electronic devices.
  • Examples of electronic devices include 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 digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and audio playback devices.
  • 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 digital cameras, digital video cameras, digital photo frames, mobile phones, portable game machines, personal digital assistants, and audio playback devices.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be used favorably in electronic devices having a relatively small display area because it is possible to increase the resolution.
  • electronic devices include wristwatch-type and bracelet-type information terminals (wearable devices), as well as wearable devices that can be worn on the head, such as VR devices such as head-mounted displays, glasses-type AR devices, and MR devices.
  • the display 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).
  • 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
  • 8K 8K
  • the pixel density (resolution) of the display device of one embodiment of the present invention is preferably 100 ppi or 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 display 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, velocity, 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, velocity, 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, time, etc., a function to execute various software (programs), a wireless communication function, or a function to read out programs or data recorded on a recording medium.
  • FIG. 36A to 36D An example of a wearable device that can be worn on the head will be described using Figures 36A to 36D.
  • 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 6700A shown in FIG. 36A and electronic device 6700B shown in FIG. 36B each have a pair of display panels 6751, a pair of housings 6721, a communication unit (not shown), a pair of mounting units 6723, a control unit (not shown), an imaging unit (not shown), a pair of optical members 6753, a frame 6757, and a pair of nose pads 6758.
  • a display device can be applied to the display panel 6751. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Each of the electronic devices 6700A and 6700B can project an image displayed on the display panel 6751 onto the display area 6756 of the optical member 6753. Because the optical member 6753 is translucent, the user can see the image displayed in the display area superimposed on the transmitted image visible through the optical member 6753. Therefore, each of the electronic devices 6700A and 6700B is an electronic device capable of AR display.
  • the electronic device 6700A and the electronic device 6700B may be provided with a camera capable of capturing an image of the front as an imaging unit.
  • the electronic device 6700A and the electronic device 6700B 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 the display area 6756.
  • 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.
  • the electronic device 6700A and the electronic device 6700B are provided with batteries, which can be charged wirelessly and/or wired.
  • the housing 6721 may be provided with a touch sensor module.
  • the touch sensor module has a function of detecting that the outer surface of the housing 6721 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 a process such as pausing or resuming a video, and a slide operation can execute a process such as fast-forwarding or rewinding.
  • a tap operation can execute a process such as pausing or resuming a video
  • a slide operation can execute a process 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 used, 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 capacitance type or an optical type sensor it is preferable to use a capacitance type or an optical type sensor in the touch sensor module.
  • a photoelectric conversion element also called a photoelectric conversion device
  • the active layer of the photoelectric conversion element can be made of either or both of an inorganic semiconductor and an organic semiconductor.
  • the electronic device 6800A shown in FIG. 36C and the electronic device 6800B shown in FIG. 36D each have a pair of display units 6820, a housing 6821, a communication unit 6822, a pair of mounting units 6823, a control unit 6824, a pair of imaging units 6825, and a pair of lenses 6832.
  • a display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6820. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • the display unit 6820 is provided inside the housing 6821 at a position that can be seen through the lens 6832. In addition, by displaying different images on the pair of display units 6820, it is possible to perform three-dimensional display using parallax.
  • the electronic device 6800A and the electronic device 6800B can each be considered electronic devices for VR.
  • a user wearing the electronic device 6800A or the electronic device 6800B can view the image displayed on the display unit 6820 through the lens 6832.
  • the electronic device 6800A and the electronic device 6800B each preferably have a mechanism that can adjust the left-right positions of the lens 6832 and the display unit 6820 so that they are optimally positioned according to the position of the user's eyes. It is also preferable that the electronic device 6800A and the electronic device 6800B each have a mechanism that can adjust the focus by changing the distance between the lens 6832 and the display unit 6820.
  • the mounting unit 6823 allows the user to mount the electronic device 6800A or electronic device 6800B on the head.
  • the mounting unit 6823 is shown shaped like the temples of glasses (also called joints or temples, etc.), but is not limited to this.
  • the mounting unit 6823 only needs to be wearable by the user, and may be shaped like a helmet or band, for example.
  • the imaging unit 6825 has a function of acquiring external information. Data acquired by the imaging unit 6825 can be output to the display unit 6820. An image sensor can be used for the imaging unit 6825. In addition, multiple cameras may be provided to support multiple angles of view, such as telephoto and wide angle.
  • a distance measuring sensor also called a detection unit
  • the imaging unit 6825 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 6800A may have a vibration mechanism that functions as a bone conduction earphone.
  • a configuration having the vibration mechanism can be applied to one or more of the display unit 6820, the housing 6821, and the wearing unit 6823. This makes it possible to enjoy video and audio by simply wearing the electronic device 6800A without the need for separate audio equipment such as headphones, earphones, or speakers.
  • Each of the electronic devices 6800A and 6800B may have an input terminal.
  • the input terminal can be connected to a cable that supplies a video signal from a video output device, etc., and power for charging a battery provided in the electronic device.
  • the electronic device of one embodiment of the present invention may have a function of wireless communication with the earphone 6750.
  • the earphone 6750 has a communication unit (not shown) and has a wireless communication function.
  • the earphone 6750 can receive information (e.g., audio data) from the electronic device through the wireless communication function.
  • the electronic device 6700A shown in FIG. 36A has a function of transmitting information to the earphone 6750 through the wireless communication function.
  • the electronic device 6800A shown in FIG. 36C has a function of transmitting information to the earphone 6750 through the wireless communication function.
  • the electronic device may also have an earphone unit.
  • the electronic device 6700B shown in FIG. 36B has an earphone unit 6727.
  • the earphone unit 6727 and the control unit may be configured to be connected to each other by wire.
  • a portion of the wiring connecting the earphone unit 6727 and the control unit may be disposed inside the housing 6721 or the attachment unit 6723.
  • the electronic device 6800B shown in FIG. 36D has an earphone unit 6827.
  • the earphone unit 6827 and the control unit 6824 can be configured to be connected to each other by wire.
  • a part of the wiring connecting the earphone unit 6827 and the control unit 6824 may be disposed inside the housing 6821 or the mounting unit 6823.
  • the earphone unit 6827 and the mounting unit 6823 may also have a magnet. This allows the earphone unit 6827 to be fixed to the mounting unit 6823 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 devices 6700A and 6700B
  • goggle-type devices such as electronic devices 6800A and 6800B
  • the electronic device of one aspect of the present invention can transmit information to the earphones via wire or wirelessly.
  • the electronic device 6500 shown in Figure 37A 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.
  • the display device of one embodiment of the present invention can be applied to the display portion 6502. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Figure 37B 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 in an area outside the display portion 6502, and an FPC 6515 is connected to the folded back area.
  • 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 37C shows an example of a television device.
  • a display unit 7000 is built into a housing 7101.
  • the housing 7101 is supported by a stand 7103.
  • a display device can be applied to the display portion 7000. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • the television set 7100 shown in FIG. 37C can be operated using an operation switch provided on the housing 7101 and a separate remote control 7111.
  • the display unit 7000 may be provided with a touch sensor, and the television set 7100 may be operated by touching the display unit 7000 with a finger or the like.
  • the remote control 7111 may have a display unit that displays information output from the remote control 7111.
  • the channel and volume can be operated by the operation keys or touch panel provided on the remote control 7111, 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 37D 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.
  • a display unit 7000 is built into the housing 7211.
  • a display device can be applied to the display portion 7000. Therefore, the electronic device can be highly reliable.
  • Figures 37E and 37F show an example of digital signage.
  • the digital signage 7300 shown in FIG. 37E has a housing 7301, a display unit 7000, a speaker 7303, and the like. It can also have LED lamps, operation keys (including a power switch or an operation switch), connection terminals, various sensors, a microphone, and the like.
  • Figure 37F 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.
  • the display 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 38A to 38G 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 for measuring 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), and a microphone 9008.
  • operation keys 9005 including a power switch or an operation switch
  • connection terminal 9006 includes a connection terminal 9006
  • a sensor 9007 including a function for measuring 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
  • the electronic device shown in Figures 38A to 38G has various functions. For example, it can 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, a function of controlling processing by various software (programs), a wireless communication function, or a function of reading and processing programs or data recorded on a recording medium.
  • the functions of the electronic device are not limited to these, and the electronic device can 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), and a function of displaying the captured images on the display unit.
  • Figure 38A is a perspective view showing a mobile information terminal 9101.
  • the mobile information terminal 9101 can be used as, for example, a smartphone.
  • the mobile information terminal 9101 may be provided with a speaker 9003, a connection terminal 9006, a sensor 9007, or the like.
  • the mobile information terminal 9101 can display text and image information on multiple surfaces.
  • Figure 38A 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 the e-mail or SNS, the sender's name, the date and time, the remaining battery level, and radio wave strength.
  • an icon 9050 may be displayed at the position where the information 9051 is displayed.
  • Figure 38B is a perspective view showing a mobile information terminal 9102.
  • the mobile information terminal 9102 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 9102 while the mobile information terminal 9102 is stored in a breast pocket of clothes. The user can check the display without taking the mobile information terminal 9102 out of the pocket and determine, for example, whether to answer a call.
  • FIG 38C is a perspective view showing a tablet terminal 9103.
  • the tablet terminal 9103 is capable of executing various applications such as mobile phone, e-mail, text browsing and creation, music playback, Internet communication, and computer games, as one example.
  • the tablet terminal 9103 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 left side of the housing 9000, and a connection terminal 9006 on the bottom.
  • FIG 38D 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 the mobile information terminal 9200 through the connection terminal 9006. Note that charging may be performed by wireless power supply.
  • Figures 38E to 38G are perspective views showing a foldable mobile information terminal 9201.
  • Figure 38E is a perspective view of the mobile information terminal 9201 in an unfolded state
  • Figure 38G is a folded state
  • Figure 38F is a perspective view of a state in the middle of changing from one of Figures 38E and 38G 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 curvature radius of 0.1 mm or more and 150 mm or less.
  • ANO conductive film, C21: capacitance, C22: capacitance, CAP: layer, CP: conductive material, ELA: light, ELB: light, ELC: light, ELX: light, EMA: material, EMB: material, EMC: material , EMX: material, ETMA: organic compound, ETMX: organic compound, FA: layer, FB: layer, FC: layer, GD: drive circuit, HTM: organic compound, M21: transistor, N21: node, N22: node, OCA :Organic compound , OCX: organic compound, pKa: acid dissociation constant, PL: transient, REFA: reflective film, REFB: reflective film, REFC: reflective film, RES: resist, SCRA: layer, SCRa: film, SCRB: layer, SCRC: layer , SD: drive circuit, SW21: switch, SW22: switch, SW23: switch, 14b: board, 16b: board, 17: board, 18: board, 37b: display unit,

Landscapes

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Abstract

利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供する。 第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第１の層と、を有する発光デバイスである。第２の電極は第１の電極と重なり、第２の電極は金属原子を含み、第２の電極は、所定の濃度で、炭素原子を含む。また、第１のユニットは、第１の電極および第２の電極の間に挟まれ、第１のユニットは第１の発光性の材料を含む。また、第１の層は、第２の電極および第１のユニットの間に挟まれ、第 １の層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含み、第１の有機化合物は８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、第２の有機化合物は溶解度パラメータ δ において、所定の値以下の分極項 δｐを有する。

Description

発光デバイス、表示装置、表示モジュール、電子機器
本発明の一態様は、発光デバイス、表示装置、表示モジュール、電子機器または半導体装置に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、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。
近年、ディスプレイパネルの高精細化が求められている。高精細なディスプレイパネルが要求される機器としては、例えばスマートフォン、タブレット端末、ノート型コンピュータなどがある。また、テレビジョン装置、モニタ装置などの据え置き型のディスプレイ装置においても、高解像度化に伴う高精細化が求められている。さらに、最も高精細度が要求される機器としては、例えば、仮想現実（ＶＲ：Ｖｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、または拡張現実（ＡＲ：Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）向けの機器がある。
また、ディスプレイパネルに適用可能な表示装置としては、代表的には液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の発光素子を備える発光装置、及び電気泳動方式などにより表示を行う電子ペーパなどが挙げられる。
例えば、有機ＥＬ素子の基本的な構成は、一対の電極間に発光性の有機化合物を含む層を挟持したものである。この素子に電圧を印加することにより、発光性の有機化合物から発光を得ることができる。このような有機ＥＬ素子が適用された表示装置は、液晶表示装置等で必要であったバックライトが不要なため、薄型、軽量、高コントラストで且つ低消費電力な表示装置を実現できる。例えば、有機ＥＬ素子を用いた表示装置の一例が、特許文献１に記載されている。
特許文献２には、有機ＥＬデバイスを用いた、ＶＲ向けの表示装置が開示されている。
有機ＥＬ素子の電子注入層に用いた場合に、優れた電子注入性、電子輸送性が得られる有機薄膜としては、例えば、ヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物と、電子を輸送する材料とを含む単一の膜、またはヘキサヒドロピリミドピリミジン化合物を含む膜と、電子を輸送する材料を含む膜との積層膜が知られている（特許文献３）。
特開２００２−３２４６７３号公報 ＷＯ２０１８／０８７６２５号パンフレット ＷＯ２０２１／０４５１７８号パンフレット
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発光デバイスを提供することを課題の一とする。または、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することを課題の一とする。または、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示モジュールを提供することを課題の一とする。または、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な電子機器を提供することを課題の一とする。または、新規な発光デバイス、新規な表示装置、新規な表示モジュール、新規な電子機器、または、新規な半導体装置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。
（１）また、本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第１の層と、を有する発光デバイスである。
第２の電極は第１の電極と重なり、第２の電極は金属原子を含み、第２の電極は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含む。
第１のユニットは、第１の電極および第２の電極の間に挟まれ、第１のユニットは第１の発光性の材料を含む。
第１の層は、第２の電極および第１のユニットの間に挟まれ、第１の層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含み、第１の有機化合物は、８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、第２の有機化合物は、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する。
（２）また、本発明の一態様は、第１の有機化合物が、グアニジン骨格を有する、上記の発光デバイスである。
（３）また、本発明の一態様は、第１の有機化合物が、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基を有する、上記の発光デバイスである。
（４）また、本発明の一態様は、第１の有機化合物が、第２の有機化合物に対して電子供与性を有さない、発光デバイスである。
これにより、例えば、原子層堆積法を用いて、第２の電極を形成することができる。また、作製工程中に第１の層または第１のユニットに与える損傷を抑制することができる。また、不純物、例えば、炭素原子等の添加により、第２の電極の導電性が高まる場合がある。また、第２の電極から第１のユニットにキャリアを注入し易くできる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、第１の層を構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。
（５）また、本発明の一態様は、第１の発光デバイスと、第２の発光デバイスと、導電膜と、を有する表示装置である。
第１の発光デバイスは、第３の電極、第４の電極、第２のユニットおよび第２の層を備える。
第４の電極は第３の電極と重なり、第４の電極は金属原子を含み、第４の電極は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含む。また、第２のユニットは、第３の電極および第４の電極の間に挟まれ、第２のユニットは第２の発光性の材料を含む。第２の層は、第２のユニットおよび第３の電極の間に挟まれ、第２の層は、膜の状態で、電子スピン共鳴法を用いて１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料で構成される。
第２の発光デバイスは、第５の電極、第６の電極、第３のユニットおよび第３の層を備える。
第５の電極は第３の電極と隣接し、第５の電極は、第３の電極との間に第１の間隙を備える。
第６の電極は第４の電極と隣接し、第６の電極は第４の電極との間に第２の間隙を備え、第２の間隙は第１の間隙と重なる。また、第３のユニットは、第５の電極および第６の電極の間に挟まれ、第３のユニットは、第３の発光性の材料を含む。第３の層は、第３のユニットおよび第５の電極の間に挟まれ、第３の層は、第２の層との間に第３の間隙を備え、第３の間隙は、第１の間隙と重なる。
導電膜は、第４の電極、第６の電極および第１の間隙と重なり、導電膜は、第４の電極および第６の電極と電気的に接続される。
（６）また、本発明の一態様は、第１の発光デバイスが第４の層を備える、上記の表示装置である。
第４の層は、第４の電極および第２のユニットの間に挟まれ、第４の層は第４の電極と接し、第４の層は電子注入性を備える。
第２の発光デバイスは第５の層を備え、第５の層は、第６の電極および第３のユニットの間に挟まれ、第５の層は第６の電極と接し、第５の層は電子注入性を備える。また、第５の層は、第４の層との間に第４の間隙を備え、第４の間隙は、第１の間隙と重なる。
これにより、例えば、原子層堆積法を用いて、第４の電極および第６の電極を形成することができる。また、作製工程中に第４の層、第２のユニット、第５の層または第３のユニットに与える損傷を抑制することができる。また、第１の発光デバイスおよび第２の発光デバイスの駆動電圧を抑制することができる。第３の層を第２の層から分離することができる。また、第２の層および第３の層の間を流れる電流を抑制することができる。また、電気抵抗率が低い材料を第２の層および第３の層に用いることができる。また、第１の発光デバイスおよび第２の発光デバイスの駆動電圧を抑制することができる。また、第１の発光デバイスまたは第２の発光デバイスのいずれか一を発光させたときに、他が意図しない輝度で発光してしまう現象の発生を抑制できる。また、第１の発光デバイスまたは第２の発光デバイスを、独立して発光させることができる。また、発光デバイスの間のクロストーク現象の発生を抑制することができる。また、表示装置が表示可能な色域を広げることができる。また、表示装置の精細度を高めることができる。また、表示装置の画素開口率を高めることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
（７）また、本発明の一態様は、第４の層が、第３の有機化合物および第４の有機化合物を含む上記の表示装置である。
第３の有機化合物は８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、第４の有機化合物は、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する。
（８）また、本発明の一態様は、第３の有機化合物がグアニジン骨格を有する、上記の表示装置である。
（９）また、本発明の一態様は、第３の有機化合物が、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基を有する、上記の表示装置である。
（１０）また、本発明の一態様は、第３の有機化合物が、第４の有機化合物に対して電子供与性を有さない、上記の表示装置である。
これにより、第４の電極から第２のユニットにキャリアを注入し易くできる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、第４の層を構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。また、水を含む薬液を用いる工程を、表示装置の作製工程に用いることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
（１１）また、本発明の一態様は、第６の層を有する上記の表示装置である。
第６の層は、導電膜および第１の間隙の間に挟まれ、第６の層は導電膜と接し、第６の層は、第１の開口部および第２の開口部を備える。第１の開口部は第３の電極と重なり、第２の開口部は第５の電極と重なる。
これにより、第６の層を用いて、第１の間隙を充填することができる。また、第１の間隙に由来する段差を平坦に近づけることができる。また、段差に由来して、導電膜に切れ目または裂け目が生じる現象を抑制することができる。また、生じた切れ目または裂け目により、導電性が低下する現象を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
（１２）また、本発明の一態様は、第７の層を有する上記の表示装置である。
第７の層は、第６の層および第１の間隙の間に挟まれ、第７の層は、第４の電極および第６の電極と接し、第７の層は第３の開口部および第４の開口部を備える。第３の開口部は第３の電極と重なり、第４の開口部は第５の電極と重なる。
これにより、外部から侵入する大気または水等に含まれる不純物が第１の発光デバイスに拡散する現象を抑制することができる。また、外部から侵入する大気または水等に含まれる不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光面積の減少を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
（１３）また、本発明の一態様は、上記の表示装置と、コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュールである。
（１４）また、本発明の一態様は、上記の表示装置と、バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器である。
本明細書に添付した図面では、構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとしてブロック図を示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが難しく、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光デバイスを用いた画像表示デバイスを含む。また、発光デバイスにコネクタ、例えば異方導電性フィルム又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ　Ｃａｒｒｉｅｒ　Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は発光デバイスにＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも、発光装置に含む場合がある。さらに、照明器具等は、発光装置を有する場合がある。
本発明の一態様によれば、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。また、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表示装置を提供することができる。また、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表示モジュールを提供することができる。また、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電子機器を提供することができる。また、新規な発光デバイスを提供することができる。また、新規な表示装置を提供することができる。また、新規な表示モジュールを提供することができる。また、新規な電子機器を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
図１Ａ乃至図１Ｃは、実施の形態に係る発光デバイスの構成を説明する図である。
図２は、実施の形態に係る発光デバイスの構成を説明する図である。
図３Ａ乃至図３Ｄは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図４Ａおよび図４Ｂは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図５Ａ乃至図５Ｃは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図７は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図８は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図９は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１０は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１１は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１２は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１３は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１４は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１５は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１６は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１７は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１８は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図１９は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２０Ａ乃至図２０Ｃは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２１は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２２は、実施の形態に係る表示モジュールの構成を説明する図である。
図２３Ａおよび図２３Ｂは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２４は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２５は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２６は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２７は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２８は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図２９は、実施の形態に係る表示モジュールの構成を説明する図である。
図３０Ａ乃至図３０Ｃは、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３１は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３２は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３３は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３４は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３５は、実施の形態に係る表示装置の構成を説明する図である。
図３６Ａ乃至図３６Ｄは、実施の形態に係る電子機器の一例を説明する図である。
図３７Ａ乃至図３７Ｆは、実施の形態に係る電子機器の一例を説明する図である。
図３８Ａ乃至図３８Ｇは、実施の形態に係る電子機器の一例を説明する図である。
本発明の一態様の発光デバイスは、第１の電極と、第２の電極と、第１のユニットと、第１の層と、を有する。第２の電極は第１の電極と重なり、第２の電極は金属原子を含み、第２の電極は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含む。また、第１のユニットは、第１の電極および第２の電極の間に挟まれ、第１のユニットは第１の発光性の材料を含む。また、第１の層は、第２の電極および第１のユニットの間に挟まれ、第１の層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含み、第１の有機化合物は８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、第２の有機化合物は溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する。
これにより、例えば、原子層堆積法を用いて、第２の電極を形成することができる。また、作製工程中に第１の層または第１のユニットに与える損傷を抑制することができる。また、第２の電極から第１のユニットにキャリアを注入し易くできる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、第１の層を構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。
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。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイスの構成について、図１Ａおよび図１Ｂを参照しながら説明する。
図１Ａは、本発明の一態様の発光デバイスの構成を説明する断面図であり、図１Ｂは、図１Ａとは異なる構成を説明する断面図である。
本実施の形態で説明する発光デバイス５５０Ｘの構成は、さまざまな光源に用いることができる。具体的には、本発明の一態様の表示装置または照明等に用いることができる。例えば、発光デバイス５５０Ｘの構成に係る説明は、実施の形態５または実施の形態６において説明する、発光デバイス５５０Ａに適用することができる。具体的には、発光デバイス５５０Ｘの構成に用いる符号の「Ｘ」を「Ａ」に読み替えて、発光デバイス５５０Ａの説明に援用することができる。また、同様に「Ｘ」を「Ｂ」または「Ｃ」に読み替えて、発光デバイス５５０Ｘの構成を、発光デバイス５５０Ｂまたは発光デバイス５５０Ｃに適用することができる。
＜発光デバイスの構成例＞
本実施の形態で説明する発光デバイス５５０Ｘは、電極５５１Ｘと、電極５５２Ｘと、ユニット１０３Ｘと、層１０５Ｘと、を有する（図１Ａ参照）。
また、発光デバイス５５０Ｘは層１０４Ｘを有し、層１０４Ｘは、ユニット１０３Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれる。例えば、層１０４Ｘは電極５５１Ｘと接する。なお、電極５５１Ｘおよび層１０４Ｘに用いることができる構成の詳細については、実施の形態３において説明する。
《電極５５２Ｘの構成例》
電極５５２Ｘは電極５５１Ｘと重なり、電極５５２Ｘは金属原子を含む。
また、例えば、導電性材料を電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、金属、合金または導電性化合物を含む膜を、単層または積層で電極５５２Ｘに用いることができる。
例えば、効率よく光を反射する膜を電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、銀および銅等を含む合金、銀およびパラジウム等を含む合金またはアルミニウム等の金属膜を電極５５２Ｘに用いることができる。
また、例えば、光の一部を透過し、光の他の一部を反射する金属膜を電極５５２Ｘに用いることができる。これにより、微小共振器構造（マイクロキャビティ）を発光デバイス５５０Ｘに設けることができる。または、所定の波長の光を他の光より効率よく取り出すことができる。または、スペクトルの半値全幅が狭い光を取り出すことができる。または、鮮やかな色の光を取り出すことができる。
また、例えば、可視光について透光性を有する膜を、電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、光が透過する程度に薄い金属の膜、合金の膜または導電性酸化物の膜などを、単層または積層で、電極５５２Ｘに用いることができる。
例えば、インジウムを含む導電性酸化物を電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、酸化インジウム、酸化インジウム−酸化スズ（略称：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（略称：ＩＴＳＯ）、酸化インジウム−酸化亜鉛（略称：ＩｎＺＯ）、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（略称：ＩＷＺＯ）、等を用いることができる。
また、例えば、亜鉛を含む導電性酸化物を電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛（略称：ＧＺＯ）、アルミニウムを添加した酸化亜鉛（略称：ＡＺＯ）などを用いることができる。
また、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）等を電極５５２Ｘに用いることができる。または、グラフェンを用いることができる。
また、電極５５２Ｘを発光デバイス５５０Ｘの陰極に用いる場合、電極５５１Ｘより仕事関数が小さい材料を電極５５２Ｘに好適に用いることができる。具体的には、仕事関数が３．８ｅＶ以下である材料が好ましい。また、仕事関数に依らず、広い範囲の材料から、電極５５２Ｘに用いる材料を選ぶことができる。
例えば、元素周期表の第１族に属する元素、元素周期表の第２族に属する元素、希土類金属およびこれらを含む合金を、電極５５２Ｘに用いることができる。
具体的には、リチウム（Ｌｉ）、セシウム（Ｃｓ）等、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等、ユウロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等およびこれらを含む合金、例えばマグネシウムと銀の合金またはアルミニウムとリチウムの合金を、電極５５２Ｘに用いることができる。
また、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含む導電性材料を電極５５２Ｘに用いることができる。具体的には、原子層堆積法（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて形成された導電性の材料を、電極５５２Ｘに用いることができる。例えば、インジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート、トリメチルインジウムまたはシクロペンタジエニルインジウム（Ｉ）などを、インジウムのプリカーサに用いることができる。また、例えば、ジメチル亜鉛またはジエチル亜鉛などを、亜鉛のプリカーサに用いることができる。また、例えば、テトラメチルスズ、テトラエチルスズ、テトラクロロスズ、テトラキス（ジメチルアミノ）スズまたはビス（ジメチルアミノ−２−メチル−２−プロポキシ）スズなどを、スズのプリカーサに用いることができる。また、例えば、トリメチルアルミニウムまたは塩化アルミニウムなどを、アルミニウムのプリカーサに用いることができる。また、例えば、トリメチルガリウムまたはトリエチルガリウムなどを、ガリウムのプリカーサに用いることができる。なお、上記のプリカーサは複数を組み合わせて用いることができる。また、例えば、水を酸化剤に用いることができる。これにより、電極５５２Ｘを形成する下地に対する酸化剤の反応を抑制することができる。
これにより、例えば、原子層堆積法を用いて、電極５５２Ｘを形成することができる。また、作製工程中に層１０５Ｘまたはユニット１０３Ｘに与える損傷を抑制することができる。また、不純物、例えば、炭素原子等の添加により、電極５５２Ｘの導電性が高まる場合がある。なお、添加する不純物の量が少なすぎると、添加がもたらす効果が低くなり、添加する不純物の量が多すぎると、添加がもたらす効果だけでなく膜質も損なわれる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。
《ユニット１０３Ｘの構成例》
ユニット１０３Ｘは、電極５５１Ｘおよび電極５５２Ｘの間に挟まれ、ユニット１０３Ｘは、発光性の材料ＥＭＸを含む。なお、ユニット１０３Ｘに用いることができる構成の詳細については、実施の形態２において説明する。
《層１０５Ｘの構成例１》
層１０５Ｘは、電極５５２Ｘおよびユニット１０３Ｘの間に挟まれ、層１０５Ｘは、有機化合物ＯＣＸおよび有機化合物ＥＴＭＸを含む。例えば、層１０５Ｘは電極５５２Ｘと接する。
［有機化合物ＯＣＸ］
例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を、有機化合物ＯＣＸに用いることができる。好ましくは、１２以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を、有機化合物ＯＣＸに用いることができる。
酸解離定数ｐＫａが大きい材料は大きなダイポールモーメントを有する。大きなダイポールモーメントを備える材料は、正孔と相互に作用する。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、有機化合物ＯＣＸは正孔と相互作用し、層１０５Ｘの正孔輸送性を著しく低減することができる。
また、酸解離定数ｐＫａが大きい材料は求核性が高い。求核性が高い材料は、正孔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。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、有機化合物ＯＣＸは新たな分子または中間状態を生成し、層１０５Ｘの正孔輸送性を著しく低減することができる。
電極５５１Ｘからユニット１０３Ｘを通過して層１０５Ｘに到達する一部の正孔は、ユニット１０３Ｘおよび層１０５Ｘの界面または層１０５Ｘに滞留する。これにより、電極５５２Ｘから電子が引き寄せられ、層１０５Ｘの電極５５２Ｘ側に電気二重層が形成される。そのため、層１０５Ｘおよび電極５５２Ｘの間の真空準位が歪められ、電極５５２Ｘから層１０５Ｘに電子が供給され、層１０５Ｘからユニット１０３Ｘに電子が供給される。
なお、酸解離定数ｐＫａが大きい材料は水への溶解性が高い。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、層１０５Ｘの耐水性が低下し、作製工程において、層１０５Ｘが他の層から剥がれてしまう等の不具合が発生する。これにより、発光デバイスに欠陥が生じる場合がある。なお、有機化合物ＯＣＸと共に有機化合物ＥＴＭＸを用いると、層１０５Ｘの耐水性を向上することができる。有機化合物ＥＴＭＸの詳細は後述する。
酸解離定数ｐＫａが大きい有機化合物としては、ピロリジン骨格、ピペリジン骨格またはピリミジン骨格を有する有機化合物が好ましい。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、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用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
また、上記酸解離定数ｐＫａが８以上の有機化合物は、具体的には、環を構成する原子に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の複素芳香族環または環を構成する炭素が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］ピリミジン基と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族環または環を構成する炭素が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、環を構成する原子に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］ピリミジン基と、環を構成する炭素が２乃至３０の複素芳香族環と、を有する有機化合物がより好ましい。
なお、下記一般式（Ｇ１）で表される有機化合物は、グアニジン骨格を有する有機化合物であるといえる。
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の複素芳香族環または環を構成する炭素が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（ｍ＋１はｎ以上）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、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の複素芳香族環または置換または無置換の環を構成する炭素が６乃至３０の芳香族炭化水素環である。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の複素芳香族環または環を構成する炭素が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、キノリン環、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、アゾフルオレン環、ジアゾフルオレン環、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、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−ル環、オキサゾ−ル環、オキサジアゾール環、チアゾ−ル環、チアジアゾ−ル環、イミダゾ−ル環、ベンゾイミダゾール環、ピラゾ−ル環、ピロ−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が環を構成する原子として窒素を含み、当該Ａｒは、当該窒素の結合手または当該窒素に隣接する炭素の結合手によって一般式（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
このような有機化合物は、安定であることの他に、アルカリ金属またはアルカリ土類金属、もしくはこれらの化合物と異なり製造ラインの金属汚染に関するおそれが少ないこと、蒸着が容易であることなどから、フォトリソグラフィ工程を使用して作製される発光デバイスにより好適に用いることができる。もちろん、フォトリソグラフィを用いない工程で作製される発光デバイスにも好適である。
酸解離定数ｐＫａが８以上の有機化合物としては、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。なお、電極５５２Ｘから層１０５Ｘへ注入された電子とユニット１０３Ｘから注入され層１０５Ｘでブロックした正孔が、酸解離定数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、酸解離定数ｐＫａ８以上の強塩基性を有する物質は、電子輸送性の骨格を有さないことが好ましい。
例えば、グアニジン骨格を有する含窒素ヘテロ環化合物を、有機化合物ＯＣＸに用いることができる。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］ピリミジン基を有する有機化合物、５，６，７，８−テトラヒドロイミダゾ［１，２−ａ］ピリミジン基を有する有機化合物またはピロリジン基を有する含窒素ヘテロ環化合物を、有機化合物ＯＣＸに用いることができる。
例えば、２ｈｐｐＳＦ、２，９ｈｐｐ２Ｐｈｅｎ、４，Ｐｙｒｒｄ−Ｐｈｅｎまたは２，６ｔｉｐ２Ｐｙを、有機化合物ＯＣＸに用いることができる。２ｈｐｐＳＦ、２，９ｈｐｐ２Ｐｈｅｎ、Ｐｙｒｒｄ−Ｐｈｅｎおよび２，６ｔｉｐ２Ｐｙの構造を以下に示す。
なお、２ｈｐｐＳＦの酸解離定数ｐＫａは１３．９５であり、２，９ｈｐｐ２Ｐｈｅｎの酸解離定数ｐＫａは１３．３５であり、Ｐｙｒｒｄ−Ｐｈｅｎの酸解離定数ｐＫａは１１．２３であり、２，６ｔｉｐ２Ｐｙの酸解離定数ｐＫａは９．５８である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
有機化合物ＯＣＸは、有機化合物ＥＴＭＸに対する電子供与性を有さないことが好ましい。有機化合物ＯＣＸが電子供与性を有する場合、水または酸素などの大気成分により容易に反応するため、安定性に乏しくなってしまう。本発明の一態様の有機化合物ＯＣＸと有機化合物ＥＴＭＸを有する層１０５Ｘは、著しく低いホール輸送性を有するため、有機化合物ＯＣＸが電子供与性を有さなくても、電子注入層としての機能することができる。そのため、水または酸素などの大気成分に安定な電子注入層および発光デバイスを作製することができる。
［有機化合物ＥＴＭＸの例１］
電子輸送性の高い物質を有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。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。
例えば、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する有機化合物を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。
ピリジン分子の酸解離定数ｐＫａは５．２５であり、フェナントロリン分子の酸解離定数ｐＫａは４．８である。有機化合物がピリジン環またはフェナントロリン環を有すると、有機化合物の水への溶解性は高くなり、ピリジン環またはフェナントロリン環の数が多いほど、有機化合物の水への溶解性は高くなる。例えば、２以上のピリジン環または２以上のフェナントロリン環を有する有機化合物の水への溶解性と比較して、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する有機化合物の水への溶解性は低い。
また、２以上のピリジン環または２以上のフェナントロリン環を有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、層１０５Ｘの耐水性を向上することができる。また、作製工程において、層１０５Ｘが他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
例えば、９−（１−ナフチル）−１０−［４−（２−ナフチル）フェニル］アントラセン（略称：αＮ−βＮＰＡｎｔｈ）、２，９−ジ（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）、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）、８−（ビフェニル−４−イル）−４−［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］−［１］ベンゾフロ［３，２−ｄ］ピリミジン（略称：８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ）、９−［３−（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）、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）、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）、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）、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−（ビフェニル−４−イル）インドロ［２，３−ａ］カルバゾール（略称：ＢＰ−ＢＰＩｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎ）または１１−［３’−（ジベンゾチオフェン−４−イル）ビフェニル−３−イル］フェナントロ［９’，１０’：４，５］フロ［２，３−ｂ］ピラジン（略称：１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒ）を有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。構造式を以下に示す。
なお、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２、４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ、６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＢＰ−ＢＰＩｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎおよび１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒは、いずれもピリジン環またはフェナントロリン環を有さない。また、ＮＢＰｈｅｎはフェナントロリン環を一つ有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
［有機化合物ＥＴＭＸの例２］
例えば、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する材料を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。例えば、４以上の酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物の水への溶解性と比較して、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物の水への溶解性は低い。また、４以上の酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、層１０５Ｘの耐水性を向上することができる。また、作製工程において、層１０５Ｘが他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
例えば、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２、４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ、６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＢＰ−ＢＰＩｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎまたは１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒ等を有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。
なお、４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍの酸解離定数ｐＫａは０．６０である。また、１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒの酸解離定数ｐＫａは−１．８５である。なお、有機化合物の酸解離定数ｐＫａが不明な場合は、その有機化合物が有する骨格ごとに酸解離定数ｐＫａを調べ、その中から選んだ最大の酸解離定数ｐＫａを、その有機化合物の酸解離定数ｐＫａとみなすことができる。例えば、１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒが有する骨格のうち、最も酸解離定数ｐＫａが大きい骨格はピラジン骨格である。なお、ピラジン分子の酸解離定数は０．３７である。
なお、以下の計算方法を用いて、酸解離定数ｐＫａを求めた。
計算モデルとなる各材料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）とした。
なお、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）で計算した。基底関数としては６−３１Ｇ＊＊を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰ−Ｄ３を用いた。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にて立体配座解析を行いサンプリングした。
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が水中での安定する構造を探索するためＭａｃｒｏ　Ｍｏｄｅｌを使用し、ＯＰＬＳ２００５力場を用いた配座探索を行った結果、最も低エネルギーである配座異性体を使用した。また、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値を算出した。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値として採用した。得られたｐＫａの値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
［有機化合物ＥＴＭＸの例３］
例えば、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する材料を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。例えば、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５より大きい分極項δｐを有する有機化合物の水への溶解性と比較して、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する有機化合物の水への溶解性は低い。また、４より大きいδｐを有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、層１０５Ｘの耐水性を向上することができる。また、作製工程において、層１０５Ｘが他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
例えば、αＮ−βＮＰＡｎｔｈ、ＮＢＰｈｅｎ、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒ、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍ、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２、４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍ、６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍ、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩ、ＢＰ−ＢＰＩｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎまたは１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒを、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。
なお、αＮ−βＮＰＡｎｔｈの溶解度パラメータδの分極項δｐは４．０ＭＰａ０．５であり、ＮＢＰｈｅｎの溶解度パラメータδの分極項δｐは４．０ＭＰａ０．５であり、９ｍＤＢｔＢＰＮｆｐｒの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．８ＭＰａ０．５であり、８ＢＰ−４ｍＤＢｔＰＢｆｐｍの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．５ＭＰａ０．５であり、ｍＰＣＣｚＰＴｚｎ−０２の溶解度パラメータδの分極項δｐは３．５ＭＰａ０．５であり、６ＢＰ−４Ｃｚ２ＰＰｍの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．４ＭＰａ０．５であり、４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｆｐｍの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．４ＭＰａ０．５であり、２ｍＤＢＴＢＰＤＢｑ−ＩＩの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．２ＭＰａ０．５であり、ＢＰ−ＢＰＩｃｚ（ＩＩ）Ｔｚｎの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．２ＭＰａ０．５であり、１１ｍＤＢｔＢＰＰｎｆｐｒの溶解度パラメータδの分極項δｐは３．１である。
なお、以下の計算方法を用いて、溶解度パラメータδの分極項δｐを求めた。
古典分子動力学計算ソフトウェアとして、シュレディンガー社製Ｄｅｓｍｏｎｄを用いた。また、力場はＯＰＬＳ２００５を用いた。なお、計算はＨＰＥ社製Ａｐｏｌｌｏ６５００を用いて行った。
計算モデルは、分子を３２個程度有する基準セルを用いた。各材料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）および最安定構造に近いエネルギーの構造の複数個を同程度の比率で混合し、分子が衝突しないようにランダムに配置した。その後、力場としてＯＰＬＳ２００５を用いたＭｏｎｔｅ　Ｃａｒｌｏ　ｓｉｍｕｌａｔｅｄ　ａｎｎｅａｌｉｎｇにより構造をランダムに移動および回転させ分子を移動させた。さらに、基準セルの中心に向かって密度を最大化させるように分子を移動させて初期配置とした。
なお、上記第一原理計算としては、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）で計算した。基底関数としては６−３１Ｇ＊＊を用い、汎関数はＢ３ＬＹＰ−Ｄ３を用いた。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にて立体配座解析を行いサンプリングした。なお、計算はＨＰＥ社製Ａｐｏｌｌｏ６５００を用いて行った。
上記の初期配置をブラウン運動シミュレーション、次いでＮＶＴアンサンブルした後、アンサンブルをＮＰＴとして、分子振動を再現する刻み時間（２ｆｓ）に対して１ａｔｍ、３００Ｋの条件で十分な緩和時間（３０ｎｓ）で計算し、アモルファス固体を算出した。なお、得られたアモルファス固体の溶解度パラメータδは、次式で定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
ここで、ΔＨｖは蒸発熱を表し、基準セルのエネルギーから、分子動力学計算全体で平均化された個々の分子の合計エネルギーを引いたものであり、Ｖｍはモル体積を表し、Ｒは気体定数を表し、Ｔは温度を表す。なお、溶媒となる物質の溶解度パラメータδと、溶質となる物質の溶解度パラメータの間に生じる差が大きくなるほど、溶質の溶解性は低下する傾向を示す。
また、溶解度パラメータδは、分散項δｄと分極項δｐとに分解することができる。分散項δｄはファンデルワールス相互作用が寄与する項であり、分極項δｐは静電相互作用が寄与する項である。特に、溶質の水に対する溶解性は、溶質と水分子の双極子の間に生じる静電的相互作用が大きく寄与する。実際に、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる材料の水に対する溶解性は、計算で得た溶解度パラメータδの分極項δｐと良い相関を示す。
計算で得た溶解度パラメータδの分極項δｐの値を下表に示す。なお、水の溶解度パラメータδの分極項δｐの値は、特開２０１７−１７３０５６号公報に記載された値を引用した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
上記の表に記載した溶解度パラメータδの分極項δｐを比較して、溶媒である水との間に大きな差を有する有機化合物ほど、水に対する溶解性が低い。
《層１０５Ｘの構成例２》
また、層１０５Ｘは、電子スピン共鳴（ＥＳＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｓｐｉｎ　Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）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。
なお、層１０５Ｘに用いる材料のスピン密度は、石英基板上に形成した膜を試料に用い、電子スピン共鳴法を用いて測定することができる。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。層１０５Ｘに用いる材料の膜状態におけるシグナルおよびスピン密度は、この方法を用いて測定することができる。また、測定試料の作製方法は特に限定されないが、発光デバイスの作製方法に用いられる膜の形成方法と同じ方法が好ましい。また、例えば、５０ｎｍの厚さの膜を測定試料に用いることができるが、得られる信号が強くなるため、測定試料の膜の厚さは厚い方が好ましい。
《層１０５Ｘの構成例３》
例えば、電子注入性を有する材料を、層１０５Ｘに用いることができる。また、層１０５Ｘを電子注入層ということができる。
具体的には、電子供与性を有する物質を、層１０５Ｘに用いることができる。または、電子供与性を有する物質と電子輸送性を有する材料を複合した材料を、層１０５Ｘに用いることができる。または、エレクトライドを、層１０５Ｘに用いることができる。これにより、例えば、電極５５２Ｘから電子を注入しやすくすることができる。または、仕事関数に依らず、広い範囲の材料から、電極５５２Ｘに用いる材料を選ぶことができる。具体的には、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、酸化インジウム−酸化スズ（略称：ＩＴＯ）、ケイ素または酸化ケイ素を含有した酸化インジウム−酸化スズなどを、電極５５２Ｘに用いることができる。または、発光デバイス５５０Ｘの駆動電圧を低減することができる。
［電子供与性を有する物質］
例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属またはこれらの化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩等）を、電子供与性を有する物質に用いることができる。または、テトラチアナフタセン（略称：ＴＴＮ）、ニッケロセン、デカメチルニッケロセン等の有機化合物を、電子供与性を有する物質に用いることもできる。
アルカリ金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）としては、酸化リチウム、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、炭酸リチウム、炭酸セシウム、８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、等を用いることができる。
アルカリ土類金属化合物（酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩を含む）としては、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、等を用いることができる。
［複合材料の構成例１］
また、複数種の物質を複合した材料を、電子注入性を有する材料に用いることができる。例えば、電子供与性を有する物質と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。
［電子輸送性を有する材料］
例えば、電界強度Ｖ／ｃｍの平方根が６００である条件において、電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上、５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下である材料を、電子輸送性を有する材料に好適に用いることができる。これにより、発光層への電子の注入量を制御することができる。または、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。
例えば、金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。
金属錯体としては、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）、等を用いることができる。
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環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物等を用いることができる。特に、ジアジン骨格を有する複素環化合物またはピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。また、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧を低減することができる。
ポリアゾール骨格を有する複素環化合物としては、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）、等を用いることができる。
ジアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、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）、４，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ベンゾ［ｈ］キナゾリン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｑｎ）、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、等を用いることができる。
トリアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、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）、等を用いることができる。
［複合材料の構成例２］
また、微結晶状態のアルカリ金属のフッ化物と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。または、微結晶状態のアルカリ土類金属のフッ化物と電子輸送性を有する材料を、複合材料に用いることができる。特に、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を５０ｗｔ％以上含む複合材料を好適に用いることができる。または、ビピリジン骨格を有する有機化合物を含む複合材料を好適に用いることができる。これにより、層１０５Ｘの屈折率を低下することができる。または、発光デバイス５５０Ｘの外部量子効率を向上することができる。
［複合材料の構成例３］
例えば、非共有電子対を備える第１の有機化合物および第１の金属を含む複合材料を、層１０５Ｘに用いることができる。また、第１の有機化合物の電子数と第１の金属の電子数の合計が奇数であると好ましい。また、第１の有機化合物１モルに対する第１の金属のモル比率は、好ましくは０．１以上１０以下、より好ましくは０．２以上２以下、さらに好ましくは０．２以上０．８以下である。
これにより、非共有電子対を備える第１の有機化合物は、第１の金属と相互に作用し、半占有軌道（ＳＯＭＯ：Ｓｉｎｇｌｙ　Ｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）を形成することができる。また、電極５５２Ｘから層１０５Ｘに電子を注入する場合に、両者の間にある障壁を低減することができる。
また、電子スピン共鳴法（ＥＳＲ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　ｓｐｉｎ　ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を用いて測定したスピン密度が、好ましくは１×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上、より好ましくは５×１０１６ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上、さらに好ましくは１×１０１７ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上である複合材料を、層１０５Ｘに用いることができる。
［非共有電子対を備える有機化合物］
例えば、電子輸送性を有する材料を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。例えば、電子不足型複素芳香環を有する化合物を用いることができる。具体的には、ピリジン環、ジアジン環（ピリミジン環、ピラジン環、ピリダジン環）、トリアジン環の少なくとも一つを有する化合物を用いることができる。これにより、発光デバイス５５０Ｘの駆動電圧を低減することができる。
なお、非共有電子対を備える有機化合物の最低空軌道（ＬＵＭＯ：Ｌｏｗｅｓｔ　Ｕｎｏｃｃｕｐｉｅｄ　Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　Ｏｒｂｉｔａｌ）準位が、−３．６ｅＶ以上−２．３ｅＶ以下であると好ましい。また、一般にＣＶ（サイクリックボルタンメトリ）、光電子分光法、光吸収分光法、逆光電子分光法等により、有機化合物のＨＯＭＯ準位及びＬＵＭＯ準位を見積もることができる。
例えば、４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、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）、ジキノキサリノ［２，３−ａ：２’，３’−ｃ］フェナジン（略称：ＨＡＴＮＡ）、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）、２，２’−（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）等を、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、ＮＢＰｈｅｎはＢＰｈｅｎと比較して、高いガラス転移温度（Ｔｇ）を備え、耐熱性に優れる。
また、例えば、銅フタロシアニンを、非共有電子対を備える有機化合物に用いることができる。なお、銅フタロシアニンの電子数は奇数である。
［第１の金属］
例えば、非共有電子対を備える第１の有機化合物の電子数が偶数である場合、周期表における奇数の族である第１の金属および第１の有機化合物の複合材料を、層１０５Ｘに用いることができる。
例えば、第７族の金属であるマンガン（Ｍｎ）、第９族の金属であるコバルト（Ｃｏ）、第１１族の金属である銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、第１３族の金属であるアルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）は、周期表において奇数の族である。なお、第１１族の元素は、第７族または第９族元素と比べて融点が低く、真空蒸着に好適である。特に、Ａｇは融点が低く好ましい。また、水または酸素との反応性が乏しい金属を第１の金属に用いることにより、発光デバイス５５０Ｘの耐湿性を向上することができる。
なお、電極５５２Ｘおよび層１０５ＸにＡｇを用いることにより、層１０５Ｘおよび電極５５２Ｘの密着性を高めることができる。
また、非共有電子対を備える第１の有機化合物の電子数が奇数である場合、周期表における偶数の族である第１の金属および第１の有機化合物の複合材料を、層１０５Ｘに用いることができる。例えば、第８族の金属である鉄（Ｆｅ）は、周期表において偶数の族である。
［エレクトライド］
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を、電子注入性を有する材料に用いることができる。
《層１０５Ｘの構成例４》
また、層１０５Ｘ１および層１０５Ｘ２を積層した構成を、層１０５Ｘに用いることができる（図１Ｂ参照）。例えば、層１０５Ｘ１は、層１０５Ｘ２およびユニット１０３Ｘの間に挟まれる。また、層１０５Ｘ２は電極５５２Ｘと接する。
《層１０５Ｘ１の構成例》
例えば、層１０５Ｘの構成例１乃至層１０５Ｘの構成例３において説明した構成を層１０５Ｘ１に用いることができる。
《層１０５Ｘ２の構成例１》
例えば、電極５５２Ｘを形成する工程に対して安定な材料を層１０５Ｘ２に用いることができる。これにより、層１０５Ｘ２上に電極５５２Ｘを形成する際に、発光デバイスに与える損傷を減らすことができる。
例えば、電子受容性を有する物質を、層１０５Ｘ２に用いることができる。または、複数種の物質を含む複合材料を、層１０５Ｘ２に用いることができる。大気または水等の不純物に対する耐性に対して安定な材料を層１０５Ｘ２に用いることができる。これにより、本発明の一態様の発光デバイスは、層１０５Ｘ２が大気に晒される工程を含む方法を用いて作製することができる。具体的には、層１０５Ｘ２を形成した後に、層１０５Ｘを大気に晒すことができる。また、大気に晒された層１０５Ｘ２の上に電極５５２Ｘ２を形成することができる。また、本発明の一態様の発光デバイスにおいて、大気に晒されることによる特性の変化が起こりにくい。
例えば、膜状態で、電子スピン共鳴法を用いて、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料を、層１０５Ｘ２に用いることができる。また、１×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える膜を、層１０５Ｘ２に用いることができる。また、好ましくは、層１０５Ｘ２は、５×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備え、より好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える。
［電子受容性を有する物質］
有機化合物および無機化合物を、電子受容性を有する物質に用いることができる。
例えば、電子求引基（ハロゲン基またはシアノ基）を有する有機化合物ＡＭを、電子受容性を有する物質に用いることができる。なお、電子受容性を有する有機化合物ＡＭは蒸着が容易で成膜がしやすい。これにより、発光デバイス５５０Ｘの生産性を高めることができる。
具体的には、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル、２，３，６，７，１０，１１−ヘキサシアノ−１，４，５，８，９，１２−ヘキサアザトリフェニレン（略称：ＨＡＴ−ＣＮ）、１，３，４，５，７，８−ヘキサフルオロテトラシアノ−ナフトキノジメタン（略称：Ｆ６−ＴＣＮＮＱ）、２−（７−ジシアノメチレン−１，３，４，５，６，８，９，１０−オクタフルオロ−７Ｈ−ピレン−２−イリデン）マロノニトリル、等を用いることができる。
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求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、電子求引基（特にフルオロ基のようなハロゲン基またはシアノ基）を有する［３］ラジアレン誘導体は、電子受容性が非常に高いため好ましい。
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］、等を用いることができる。
また、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、電子受容性を有する物質に用いることができる。
また、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）等のフタロシアニン系の化合物、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の錯体化合物、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−ビス（３−メチルフェニル）アミノフェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）等の芳香族アミン骨格を有する化合物を用いることができる。
また、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）等の高分子等を用いることができる。
［複合材料の構成例］
また、例えば、電子受容性を有する物質と正孔輸送性を有する材料を含む複合材料を層１０５Ｘ２に用いることができる。これにより、仕事関数に依らず、広い範囲の材料から、電極５５２Ｘに用いる材料を選ぶことができる。
例えば、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備える有機化合物ＨＴＭを、正孔輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、ビニル基を有している芳香族炭化水素、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）などを、有機化合物ＨＴＭに用いることができる。また、正孔移動度が、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である材料を、有機化合物ＨＴＭに好適に用いることができる。例えば、後述する層１１２Ｘに用いることができる正孔輸送性を有する材料を有機化合物ＨＴＭに用いることができる。
芳香族アミン骨格を有する化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジ（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−ビス（３−メチルフェニル）アミノフェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−４，４’−ジアミノビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）、等を用いることができる。
カルバゾール誘導体としては、例えば、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン、等を用いることができる。
芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン、ペンタセン、コロネン、等を用いることができる。
ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）、等を用いることができる。
高分子化合物としては、例えば、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（略称：ＰＶＫ）、ポリ（４−ビニルトリフェニルアミン）（略称：ＰＶＴＰＡ）、ポリ［Ｎ−（４−｛Ｎ’−［４−（４−ジフェニルアミノ）フェニル］フェニル−Ｎ’−フェニルアミノ｝フェニル）メタクリルアミド］（略称：ＰＴＰＤＭＡ）、ポリ［Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス（フェニル）ベンジジン］（略称：Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、等を用いることができる。
また、例えば、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備える物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。また、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を備える物質を、複合材料の正孔輸送性を有する材料に用いることができる。なお、Ｎ，Ｎ−ビス（４−ビフェニル）アミノ基を有する物質を用いると、発光デバイス５５０Ｘの信頼性を向上することができる。
これらの材料としては、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、等を用いることができる。
《層１０５Ｘ２の構成例２》
また、例えば、層１０５Ｘ２１および層１０５Ｘ２２を積層した構成を、層１０５Ｘ２に用いることができる（図１Ｃ参照）。層１０５Ｘ２１は有機化合物ＡＭを含み、層１０５Ｘ２２は有機化合物ＨＴＭを含む。なお、層１０５Ｘ２２は層１０５Ｘ２１と接すると好ましい。また、層１０５Ｘ２１は電極５５２Ｘおよび層１０５Ｘ２２の間に挟まれると好ましい。これにより、層１０５Ｘ２および電極５５２Ｘの間におけるキャリアの授受が円滑になる。また、発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制することができる。
《層１０５Ｘの構成例５》
また、例えば、層１０５Ｘ１、層１０５Ｘ２および層１０５Ｘ３を積層した構成を、層１０５Ｘに用いることができる（図１Ｂおよび図１Ｃ参照）。層１０５Ｘ１は、層１０５Ｘ３およびユニット１０３Ｘの間に挟まれ、層１０５Ｘ３は、層１０５Ｘ２および層１０５Ｘ１の間に挟まれる。例えば、層１０５Ｘ２は電極５５２Ｘと接する。
例えば、−４．３ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を備える材料を、層１０５Ｘ３に用いることができる。これにより、層１０５Ｘ２および層１０５Ｘ１の間において、キャリアの授受が円滑になる、また、発光デバイスの駆動電圧の上昇を抑制できる。
具体的には、フタロシアニン系の材料を層１０５Ｘ３に用いることができる。例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）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、または、金属−酸素結合および芳香族配位子を有する金属錯体、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）を層１０５Ｘ３に用いることができる。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、層１０５Ｘ３の膜厚は１ｎｍ以上１０ｎｍ以下が好ましく、２ｎｍ以上５ｎｍ以下がより好ましい。
これにより、層１０５Ｘはユニット１０３Ｘに電子を供給することができる。また、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、層１０５Ｘを構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス５５０Ｘの構成について、図１Ａを参照しながら説明する。
図１Ａは、本発明の一態様の発光デバイスの構成を説明する断面図である。
＜発光デバイス５５０Ｘの構成例＞
本実施の形態で説明する発光デバイス５５０Ｘは、電極５５１Ｘと、電極５５２Ｘと、ユニット１０３Ｘと、を有する。電極５５２Ｘは、電極５５１Ｘと重なり、ユニット１０３Ｘは、電極５５２Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれる。
＜ユニット１０３Ｘの構成例＞
ユニット１０３Ｘは単層構造または積層構造を備える。例えば、ユニット１０３Ｘは、層１１１Ｘ、層１１２Ｘおよび層１１３Ｘを備える（図１Ａ参照）。ユニット１０３Ｘは光ＥＬＸを射出する機能を備える。
層１１１Ｘは層１１３Ｘおよび層１１２Ｘの間に挟まれ、層１１３Ｘは電極５５２Ｘおよび層１１１Ｘの間に挟まれ、層１１２Ｘは層１１１Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれる。
例えば、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、キャリアブロック層、などの機能層から選択した層を、ユニット１０３Ｘに用いることができる。また、正孔注入層、電子注入層、励起子ブロック層および電荷発生層などの機能層から選択した層を、ユニット１０３Ｘに用いることができる。
《層１１２Ｘの構成例》
例えば、正孔輸送性を有する材料を、層１１２Ｘに用いることができる。また、層１１２Ｘを正孔輸送層ということができる。なお、層１１１Ｘに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを備える材料を、層１１２Ｘに用いる構成が好ましい。これにより、層１１１Ｘにおいて生じる励起子から層１１２Ｘへのエネルギー移動を、抑制することができる。
［正孔輸送性を有する材料］
正孔移動度が、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である材料を、正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。
例えば、アミン化合物またはπ電子過剰型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、正孔輸送性を有する材料に用いることができる。具体的には、芳香族アミン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物、チオフェン骨格を有する化合物、フラン骨格を有する化合物等を用いることができる。特に、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、駆動電圧の低減にも寄与するため好ましい。
芳香族アミン骨格を有する化合物としては、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）、等を用いることができる。
カルバゾール骨格を有する化合物としては、例えば、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）、等を用いることができる。
チオフェン骨格を有する化合物としては、例えば、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）、等を用いることができる。
フラン骨格を有する化合物としては、例えば、４，４’，４’’−（ベンゼン−１，３，５−トリイル）トリ（ジベンゾフラン）（略称：ＤＢＦ３Ｐ−ＩＩ）、４−｛３−［３−（９−フェニル−９Ｈ−フルオレン−９−イル）フェニル］フェニル｝ジベンゾフラン（略称：ｍｍＤＢＦＦＬＢｉ−ＩＩ）、等を用いることができる。
《層１１３Ｘの構成例》
例えば、電子輸送性を有する材料、アントラセン骨格を有する材料および混合材料等を、層１１３Ｘに用いることができる。また、層１１３Ｘを電子輸送層ということができる。なお、層１１１Ｘに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを有する材料を、層１１３Ｘに用いる構成が好ましい。これにより、層１１１Ｘにおいて生じる励起子から層１１３Ｘへのエネルギー移動を、抑制することができる。
［電子輸送性を有する材料］
例えば、電界強度Ｖ／ｃｍの平方根が６００である条件において、電子移動度が１×１０−７ｃｍ２／Ｖｓ以上、５×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以下である材料を、電子輸送性を有する材料に好適に用いることができる。これにより、電子輸送層における電子の輸送性を抑制することができる。または、発光層への電子の注入量を制御することができる。または、発光層が電子過多の状態になることを防ぐことができる。
例えば、金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。
金属錯体としては、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）、等を用いることができる。
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環化合物、ジアジン骨格を有する複素環化合物、ピリジン骨格を有する複素環化合物、トリアジン骨格を有する複素環化合物等を用いることができる。特に、ジアジン骨格を有する複素環化合物またはピリジン骨格を有する複素環化合物は、信頼性が良好であり好ましい。また、ジアジン（ピリミジンまたはピラジン）骨格を有する複素環化合物は、電子輸送性が高く、駆動電圧を低減することができる。
ポリアゾール骨格を有する複素環化合物としては、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）、等を用いることができる。
ジアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、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）、４，８−ビス［３−（ジベンゾチオフェン−４−イル）フェニル］ベンゾ［ｈ］キナゾリン（略称：４，８ｍＤＢｔＰ２Ｂｑｎ）、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、等を用いることができる。
トリアジン骨格を有する複素環化合物としては、例えば、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）、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）、等を用いることができる。
［アントラセン骨格を有する材料］
アントラセン骨格を有する有機化合物を、層１１３Ｘに用いることができる。特に、アントラセン骨格と複素環骨格の両方を含む有機化合物を好適に用いることができる。
例えば、アントラセン骨格と含窒素５員環骨格の両方を含む有機化合物を、層１１３Ｘに用いることができる。または、２つの複素原子を環に含む含窒素５員環骨格とアントラセン骨格の両方を含む有機化合物を、層１１３Ｘに用いることができる。具体的には、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、等を当該複素環骨格に好適に用いることができる。
また、例えば、アントラセン骨格と含窒素６員環骨格の両方を含む有機化合物を、層１１３Ｘに用いることができる。または、２つの複素原子を環に含む含窒素６員環骨格とアントラセン骨格の両方を含む有機化合物を、層１１３Ｘに用いることができる。具体的には、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環等を当該複素環骨格に好適に用いることができる。
［混合材料の構成例］
また、複数種の物質を混合した材料を、層１１３Ｘに用いることができる。具体的には、アルカリ金属、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体と、電子輸送性を有する物質とを含む混合材料を、層１１３Ｘに用いることができる。なお、電子輸送性を有する材料のＨＯＭＯ準位が−６．０ｅＶ以上であるとより好ましい。
なお、実施の形態３において説明する複合材料を層１０４Ｘに用いる構成と組み合わせて、当該混合材料を層１１３Ｘに好適に用いることができる。例えば、電子受容性を有する物質と正孔輸送性を有する材料の複合材料を層１０４Ｘに用いることができる。具体的には、電子受容性を有する物質と、−５．７ｅＶ以上−５．４ｅＶ以下の比較的深いＨＯＭＯ準位ＨＭ１を有する物質との複合材料を、層１０４Ｘに用いることができる。このような複合材料を層１０４Ｘに用いる構成と組み合わせて、当該混合材料を層１１３Ｘに用いることにより、発光デバイスの信頼性を向上することができる。
また、当該混合材料を層１１３Ｘに用いて上記複合材料を層１０４Ｘに用いる構成に、さらに、正孔輸送性を有する材料を層１１２Ｘに用いる構成を組み合わせると好ましい。例えば、上記比較的深いＨＯＭＯ準位ＨＭ１に対して、−０．２ｅＶ以上０ｅＶ以下の範囲にＨＯＭＯ準位ＨＭ２を有する物質を、層１１２Ｘに用いることができる。これにより、発光デバイスの信頼性を向上することができる。なお、本明細書等において、上記の発光デバイスをＲｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ−Ｓｉｔｅ　Ｔａｉｌｏｒｉｎｇ　Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ構造（ＲｅＳＴＩ構造）と呼称する場合がある。
なお、アルカリ金属、アルカリ金属化合物またはアルカリ金属錯体が、層１１３Ｘの厚さ方向において濃度差（０である場合も含む）をもって存在する構成が好ましい。
例えば、８−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体を用いることができる。また、８−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体のメチル置換体（例えば２−メチル置換体または５−メチル置換体）等を用いることもできる。
８−ヒドロキシキノリナト構造を含む金属錯体としては、８−ヒドロキシキノリナト−リチウム（略称：Ｌｉｑ）、８−ヒドロキシキノリナト−ナトリウム（略称：Ｎａｑ）等を用いることができる。特に、一価の金属イオンの錯体、中でもリチウムの錯体が好ましく、Ｌｉｑがより好ましい。
《層１１１Ｘの構成例１》
例えば、発光性の材料、または発光性の材料およびホスト材料を、層１１１Ｘに用いることができる。また、層１１１Ｘを発光層ということができる。なお、正孔と電子が再結合する領域に層１１１Ｘを配置する構成が好ましい。これにより、キャリアの再結合により生じるエネルギーを、効率よく光にして射出することができる。
また、電極等に用いる金属から遠ざけて層１１１Ｘを配置する構成が好ましい。これにより、電極等に用いる金属による消光現象を抑制することができる。
また、反射性を備える電極等から層１１１Ｘまでの距離を調節し、発光波長に応じた適切な位置に、層１１１Ｘを配置する構成が好ましい。これにより、電極等が反射する光と、層１１１Ｘが射出する光との干渉現象を利用して、振幅を強め合うことができる。また、所定の波長の光を強めて、光のスペクトルを狭線化することができる。また、鮮やかな発光色を強い強度で得ることができる。換言すれば、電極等の間の適切な位置に層１１１Ｘを配置して、微小共振器構造（マイクロキャビティ）を構成することができる。
例えば、蛍光発光物質、りん光発光物質または熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を示す物質（ＴＡＤＦ材料ともいう）を、発光性の材料に用いることができる。これにより、キャリアの再結合により生じたエネルギーを、発光性の材料から光ＥＬＸとして放出することができる（図１Ａ参照）。
［蛍光発光物質］
蛍光発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。例えば、以下に例示する蛍光発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知の蛍光性発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。
具体的には、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，Ｎ’−（ピレン−１，６−ジイル）ビス［（６，Ｎ−ジフェニルベンゾ［ｂ］ナフト［１，２−ｄ］フラン）−８−アミン］（略称：１，６ＢｎｆＡＰｒｎ−０３）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−２−イル）ナフト［２，３−ｂ；６，７−ｂ’］ビスベンゾフラン−３，１０−ジアミン（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）、等を用いることができる。
特に、１，６ＦＬＰＡＰｒｎまたは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。
また、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、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−カルバゾール−３−イル）−アミノ］−アントラセン（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−フェニルアミノアントラセン−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）、等を用いることができる。
また、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）、等を用いることができる。
［りん光発光物質］
りん光発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。例えば、以下に例示するりん光発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知のりん光性発光物質を層１１１Ｘに用いることができる。
例えば、４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、イミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体、電子求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、ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体、希土類金属錯体、白金錯体、等を層１１１Ｘに用いることができる。
［りん光発光物質（青色）］
４Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス｛２−［５−（２−メチルフェニル）−４−（２，６−ジメチルフェニル）−４Ｈ−１，２，４−トリアゾール−３−イル−κＮ２］フェニル−κＣ｝イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｔｚ−ｄｍｐ）３］）、トリス（５−メチル−３，４−ジフェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（Ｍｐｔｚ）３］）、トリス［４−（３−ビフェニル）−５−イソプロピル−３−フェニル−４Ｈ−１，２，４−トリアゾラト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｉＰｒｐｔｚ−３ｂ）３］）、等を用いることができる。
１Ｈ−トリアゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、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］）、等を用いることができる。
イミダゾール骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、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］）、等を用いることができる。
電子求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等としては、例えば、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）、等を用いることができる。
なお、これらは青色のりん光発光を示す化合物であり、４４０ｎｍから５２０ｎｍに発光波長のピークを有する化合物である。
［りん光発光物質（緑色）］
ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、トリス（４−メチル−６−フェニルピリミジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｍｐｐｍ）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）］）、等を用いることができる。
ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、（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）］）、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、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−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）］）、等を用いることができる。
希土類金属錯体としては、例えば、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）］）、などが挙げられる。
なお、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に発光波長のピークを有する。また、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おいて、際だって優れる。
［りん光発光物質（赤色）］
ピリミジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、（ジイソブチリルメタナト）ビス［４，６−ビス（３−メチルフェニル）ピリミジナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（５ｍｄｐｐｍ）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）］）、等を用いることができる。
ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、（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）］）、等を用いることができる。
ピリジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体等としては、例えば、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）］）、等を用いることができる。
希土類金属錯体等としては、例えば、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）］）、等を用いることができる。
白金錯体等としては、例えば、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）、等を用いることができる。
なお、これらは、赤色のりん光発光を示す化合物であり、６００ｎｍから７００ｎｍに発光のピークを有する。また、ピラジン骨格を有する有機金属イリジウム錯体は、表示装置に良好に用いることができる色度の赤色発光が得られる。
［熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質］
ＴＡＤＦ材料を層１１１Ｘに用いることができる。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。
例えば、以下に例示するＴＡＤＦ材料を発光性の材料に用いることができる。なお、これに限定されず、さまざまな公知のＴＡＤＦ材料を用いることができる。
なお、ＴＡＤＦ材料は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が小さく、わずかな熱エネルギーによって三重項励起状態から一重項励起状態に逆項間交差（アップコンバート）できる。これにより、三重項励起状態から一重項励起状態を効率よく生成することができる。また、三重項励起エネルギーを発光に変換することができる。
また、２種類の物質で励起状態を形成する励起錯体（エキサイプレックス、エキシプレックスまたはＥｘｃｉｐｌｅｘともいう）は、Ｓ１準位とＴ１準位との差が極めて小さく、三重項励起エネルギーを一重項励起エネルギーに変換することが可能なＴＡＤＦ材料としての機能を有する。
なお、Ｔ１準位の指標としては、低温（例えば７７Ｋから１０Ｋ）で観測されるりん光スペクトルを用いればよい。ＴＡＤＦ材料としては、その蛍光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＳ１準位とし、りん光スペクトルの短波長側の裾において接線を引き、その外挿線の波長のエネルギーをＴ１準位とした際に、そのＳ１準位とＴ１準位の差が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。
例えば、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ＴＡＤＦ材料に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をＴＡＤＦ材料に用いることができる。
具体的には、構造式を以下に示す、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）、等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
また、例えば、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をＴＡＤＦ材料に用いることができる。
具体的には、構造式を以下に示す、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）、等を用いることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
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。特に、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電子受容性が高く、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求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、フェニルボランまたは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または複素芳香環、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。
《層１１１Ｘの構成例２》
キャリア輸送性を備える材料をホスト材料に用いることができる。例えば、正孔輸送性を有する材料、電子輸送性を有する材料、熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ：Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ　Ａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｄｅｌａｙｅｄ　Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を示す物質、アントラセン骨格を有する材料および混合材料等をホスト材料に用いることができる。なお、層１１１Ｘに含まれる発光性の材料より大きいバンドギャップを備える材料を、ホスト材料に用いる構成が好ましい。これにより、層１１１Ｘにおいて生じる励起子からホスト材料へのエネルギー移動を、抑制することができる。
［正孔輸送性を有する材料］
正孔移動度が、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上である材料を、正孔輸送性を有する材料に好適に用いることができる。例えば、層１１２Ｘに用いることができる正孔輸送性を有する材料を、層１１１Ｘに用いることができる。
［電子輸送性を有する材料］
金属錯体またはπ電子不足型複素芳香環骨格を有する有機化合物を、電子輸送性を有する材料に用いることができる。例えば、層１１３Ｘに用いることができる電子輸送性を有する材料を、層１１１Ｘに用いることができる。
［アントラセン骨格を有する材料］
アントラセン骨格を有する有機化合物を、ホスト材料に用いることができる。特に、発光物質に蛍光発光物質を用いる場合において、アントラセン骨格を有する有機化合物は好適である。これにより、発光効率および耐久性が良好な発光デバイスを実現することができる。
アントラセン骨格を有する有機化合物としては、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有機化合物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。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準位が０．１ｅＶ程度浅くなり、正孔が入りやすくなる上に、正孔輸送性にも優れ、耐熱性も高くなるため好適である。なお、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。
したがって、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を共に有する物質、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびベンゾカルバゾール骨格を共に有する物質、９，１０−ジフェニルアントラセン骨格およびジベンゾカルバゾール骨格を共に有する物質は、ホスト材料として好ましい。
例えば、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−［４−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＰＣｚＰＡ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントラセニル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、７−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−７Ｈ−ジベンゾ［ｃ，ｇ］カルバゾール（略称：ｃｇＤＢＣｚＰＡ）、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）、等を用いることができる。
特に、ＣｚＰＡ、ｃｇＤＢＣｚＰＡ、２ｍＢｎｆＰＰＡ、ＰＣｚＰＡは非常に良好な特性を示す。
［熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）を示す物質］
ＴＡＤＦ材料をホスト材料に用いることができる。ＴＡＤＦ材料をホスト材料に用いると、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーを、逆項間交差によって一重項励起エネルギーに変換することができる。さらに、励起エネルギーを発光物質に移動することができる。換言すれば、ＴＡＤＦ材料はエネルギードナーとして機能し、発光物質はエネルギーアクセプターとして機能する。これにより、発光デバイスの発光効率を高めることができる。
これは、上記発光物質が蛍光発光物質である場合に、非常に有効である。また、このとき、高い発光効率を得るためには、ＴＡＤＦ材料のＳ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＳ１準位より高いことが好ましい。したがって、ＴＡＤＦ材料のＴ１準位は、蛍光発光物質のＴ１準位より高いことが好ましい。
また、蛍光発光物質の最も低エネルギー側の吸収帯の波長と重なるような発光を呈するＴＡＤＦ材料を用いることが好ましい。そうすることで、ＴＡＤＦ材料から蛍光発光物質への励起エネルギーの移動がスムーズとなり、効率よく発光が得られるため、好ましい。
また、効率よく三重項励起エネルギーから逆項間交差によって一重項励起エネルギーが生成されるためには、ＴＡＤＦ材料でキャリア再結合が生じることが好ましい。また、ＴＡＤＦ材料で生成した三重項励起エネルギーが蛍光発光物質の三重項励起エネルギーに移動しないことが好ましい。そのためには、蛍光発光物質は、蛍光発光物質が有する発光団（発光の原因となる骨格）の周囲に保護基を有すると好ましい。該保護基としては、π結合を有さない置換基が好ましく、飽和炭化水素が好ましく、具体的には炭素数３以上１０以下のアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数３以上１０以下のシクロアルキル基、炭素数３以上１０以下のトリアルキルシリル基が挙げられ、保護基が複数あるとさらに好ましい。π結合を有さない置換基は、キャリアを輸送する機能に乏しいため、キャリア輸送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。
例えば、発光性の材料に用いることができるＴＡＤＦ材料を、ホスト材料に用いることができる。
［混合材料の構成例１］
また、複数種の物質を混合した材料を、ホスト材料に用いることができる。例えば、電子輸送性を有する材料と正孔輸送性を有する材料を、混合材料に用いることができる。混合材料に含まれる電子輸送性を有する材料に対する正孔輸送性を有する材料の重量比の値を、（正孔輸送性を有する材料／電子輸送性を有する材料）＝（１／１９）以上（１９／１）以下とすればよい。これにより、層１１１Ｘのキャリア輸送性を容易に調整することができる。また、再結合領域の制御も簡便に行うことができる。
［混合材料の構成例２］
りん光発光物質を混合した材料を、ホスト材料に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。
［混合材料の構成例３］
励起錯体を形成する材料を含む混合材料を、ホスト材料に用いることができる。例えば、形成される励起錯体の発光スペクトルが、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材料を、ホスト材料に用いることができる。これにより、エネルギー移動がスムーズとなり、発光効率を向上することができる。または、駆動電圧を抑制することができる。このような構成とすることにより、励起錯体から発光物質（燐光材料）へのエネルギー移動であるＥｘＴＥＴ（Ｅｘｃｉｐｌｅｘ−Ｔｒｉｐｌｅｔ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ）を用いた発光を効率よく得ることができる。
励起錯体を形成する材料の少なくとも一方に、りん光発光物質を用いることができる。これにより、逆項間交差を利用することができる。または、三重項励起エネルギーを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。
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。または、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。これにより、効率よく励起錯体を形成することができる。なお、材料のＬＵＭＯ準位およびＨＯＭＯ準位は、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。具体的には、サイクリックボルタンメトリ（ＣＶ）測定法を用いて、還元電位および酸化電位を測定することができる。
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。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス５５０Ｘの構成について、図１Ａを参照しながら説明する。
＜発光デバイス５５０Ｘの構成例＞
本実施の形態で説明する発光デバイス５５０Ｘは、電極５５１Ｘと、電極５５２Ｘと、ユニット１０３Ｘと、層１０４Ｘと、を有する（図１Ａ参照）。
また、電極５５２Ｘは電極５５１Ｘと重なり、ユニット１０３Ｘは、電極５５１Ｘおよび電極５５２Ｘの間に挟まれる。また、層１０４Ｘは、ユニット１０３Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれる。なお、例えば、実施の形態２において説明する構成を、ユニット１０３Ｘに用いることができる。
＜電極５５１Ｘの構成例＞
例えば、実施の形態１において説明する電極５５２Ｘに用いることができる材料を、電極５５１Ｘに用いることができる。
特に、電極５５１Ｘを発光デバイス５５０Ｘの陽極に用いる場合、４．０ｅＶ以上の仕事関数を備える材料を好適に用いることができる。
《層１０４Ｘの構成例１》
例えば、正孔注入性を有する材料を、層１０４Ｘに用いることができる。また、層１０４Ｘを正孔注入層ということができる。
例えば、正孔移動度が、電界強度Ｖ／ｃｍの平方根が６００であるときに、１×１０−３ｃｍ２／Ｖｓ以下である材料を層１０４Ｘに用いることができる。また、１×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える膜を、層１０４Ｘに用いることができる。また、好ましくは、層１０４Ｘは、５×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備え、より好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える。
《層１０４Ｘの構成例２》
例えば、電子受容性を有する物質を、層１０４Ｘに用いることができる。または、複数種の物質を含む複合材料を、層１０４Ｘに用いることができる。
具体的には、膜状態で、電子スピン共鳴法を用いて、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料を、層１０４Ｘに用いることができる。これにより、正孔を、例えば、電極５５１Ｘから注入しやすくすることができる。または、発光デバイス５５０Ｘの駆動電圧を低減することができる。
例えば、実施の形態１において説明する層１０５Ｘ２に用いることができる材料を、層１０４Ｘに用いることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の発光デバイス５５０Ｘの構成について、図２を参照しながら説明する。
図２は、本発明の一態様の発光デバイスの構成を説明する断面図である。
＜発光デバイス５５０Ｘの構成例＞
本実施の形態で説明する発光デバイス５５０Ｘは、電極５５１Ｘと、電極５５２Ｘと、ユニット１０３Ｘと、中間層１０６Ｘと、ユニット１０３Ｘ２と、を有する（図２参照）。また、発光デバイス５５０Ｘは、層１０５Ｘおよび層１０４Ｘを有する。
ユニット１０３Ｘは、電極５５２Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれ、中間層１０６Ｘは、電極５５２Ｘおよびユニット１０３Ｘの間に挟まれる。
ユニット１０３Ｘ２は、電極５５２Ｘおよび中間層１０６Ｘの間に挟まれる。なお、ユニット１０３Ｘ２は、光ＥＬＸ２を射出する機能を備える。また、層１０５Ｘは、電極５５２Ｘおよびユニット１０３Ｘ２の間に挟まれ、層１０４Ｘは、ユニット１０３Ｘおよび電極５５１Ｘの間に挟まれる。
言い換えると、発光デバイス５５０Ｘは、積層された複数のユニットを、電極５５１Ｘおよび電極５５２Ｘの間に有する。なお、積層する複数のユニットの数は２に限られず、３以上のユニットを積層することができる。また、電極５５１Ｘおよび電極５５２Ｘの間に挟まれた積層された複数のユニットと、複数のユニットの間に挟まれた中間層１０６Ｘと、を備える構成を、積層型の発光デバイスまたはタンデム型の発光デバイスという場合がある。
これにより、電流密度を低く保ったまま、高輝度の発光を得ることができる。または、信頼性を向上することができる。または、同一の輝度で比較して駆動電圧を低減することができる。または、消費電力を抑制することができる。
《ユニット１０３Ｘ２の構成例１》
ユニット１０３Ｘ２は単層構造または積層構造を備える。例えば、ユニット１０３Ｘ２は、層１１１Ｘ２、層１１２Ｘ２および層１１３Ｘ２を備える。なお、ユニット１０３Ｘ２は光ＥＬＸ２を射出する機能を備える。
層１１１Ｘ２は、層１１２Ｘ２および層１１３Ｘ２の間に挟まれ、層１１３Ｘ２は電極５５２Ｘおよび層１１１Ｘ２の間に挟まれ、層１１２Ｘ２は層１１１Ｘ２および中間層１０６Ｘの間に挟まれる。
ユニット１０３Ｘに用いることができる構成を、ユニット１０３Ｘ２に用いることができる。具体的には、ユニット１０３Ｘの構成に用いる符号の「Ｘ」を「Ｘ２」に読み替えて、ユニット１０３Ｘ２の説明に援用することができる。例えば、ユニット１０３Ｘと同一の構成をユニット１０３Ｘ２に用いることができる。
《ユニット１０３Ｘ２の構成例２》
また、ユニット１０３Ｘとは異なる構成をユニット１０３Ｘ２に用いることができる。例えば、ユニット１０３Ｘの発光色とは色相が異なる光を射出する構成を、ユニット１０３Ｘ２に用いることができる。
具体的には、赤色の光および緑色の光を射出するユニット１０３Ｘと、青色の光を射出するユニット１０３Ｘ２を積層して用いることができる。これにより、所望の色の光を射出する発光デバイスを提供することができる。例えば、白色の光を射出する発光デバイスを提供することができる。
《中間層１０６Ｘの構成例１》
中間層１０６Ｘは、陽極側に電子を供給し、陰極側に正孔を供給する機能を備える。また、中間層１０６Ｘは、ユニット１０３Ｘまたはユニット１０３Ｘ２の一方に電子を供給し、他方に正孔を供給する機能を備える。
《中間層１０６Ｘの構成例２》
例えば、層１０６Ｘ１および層１０６Ｘ２を積層した構成を、中間層１０６Ｘに用いることができる。層１０６Ｘ１は、電極５５２Ｘおよびユニット１０３Ｘの間に挟まれる領域を備え、層１０６Ｘ２は、層１０６Ｘ１およびユニット１０３Ｘの間に挟まれる領域を備える。
《層１０６Ｘ１の構成例》
例えば、実施の形態１において説明する層１０５Ｘ２に用いることができる構成を層１０６Ｘ１に用いることができる。
《層１０６Ｘ２の構成例１》
例えば、実施の形態１において説明する層１０５Ｘ１に用いることができる材料を、層１０６Ｘ２に用いることができる。
酸解離定数ｐＫａが大きい材料は大きなダイポールモーメントを有する。大きなダイポールモーメントを備える材料は、正孔と相互に作用する。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、有機化合物ＯＣＸは正孔と相互作用し、層１０６Ｘ２の正孔輸送性を著しく低減することができる。
また、酸解離定数ｐＫａが大きい材料は求核性が高い。求核性が高い材料は、正孔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。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、有機化合物ＯＣＸは新たな分子または中間状態を生成し、層１０６Ｘ２の正孔輸送性を著しく低減することができる。
電極５５１Ｘからユニット１０３Ｘを通過して層１０６Ｘ２に到達する一部の正孔は、ユニット１０３Ｘおよび層１０６Ｘ２の界面または層１０６Ｘ２に滞留する。これにより、層１０６Ｘ１から電子が引き寄せられ、層１０６Ｘ２の層１０６Ｘ１側に電気二重層が形成される。また、ユニット１０３Ｘおよび層１０６Ｘ２の間、または層１０６Ｘ２および層１０６Ｘ１の間の真空準位が歪められ、層１０６Ｘ２からユニット１０３Ｘに電子が供給される。
なお、酸解離定数ｐＫａが大きい材料は水への溶解性が高い。例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＯＣＸに用いると、層１０６Ｘ２の耐水性が低下し、作製工程において、層１０６Ｘ２が他の層から剥がれてしまう等の不具合が発生する。これにより、発光デバイスに欠陥が生じる場合がある。
そこで、例えば、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する材料を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。
ピリジン分子の酸解離定数ｐＫａは５．２５であり、フェナントロリン分子の酸解離定数ｐＫａは４．８である。有機化合物がピリジン環またはフェナントロリン環を有すると、有機化合物の水への溶解性は高くなり、ピリジン環またはフェナントロリン環の数が多いほど、有機化合物の水への溶解性は高くなる。例えば、２以上のピリジン環または２以上のフェナントロリン環を有する有機化合物の水への溶解性と比較して、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する有機化合物の水への溶解性は低い。
また、２以上のピリジン環または２以上のフェナントロリン環を有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、ピリジン環を含まない、またはフェナントロリン環を含まない、もしくはフェナントロリン環を１つ有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、層１０６Ｘ２の耐水性を向上することができる。また、作製工程において、層１０６Ｘ２が他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
また、例えば、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する材料を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。例えば、４以上の酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物の水への溶解性と比較して、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物の水への溶解性は低い。また、４以上の酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、４より小さい酸解離定数ｐＫａを有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、層１０６Ｘ２の耐水性を向上することができる。また、作製工程において、層１０６Ｘ２が他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
また、例えば、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する材料を、有機化合物ＥＴＭＸに用いることができる。例えば、溶解度パラメータδにおいて、４より大きい分極項δｐを有する有機化合物の水への溶解性と比較して、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する有機化合物の水への溶解性は低い。また、４より大きい分極項δｐを有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＸに用いる場合と比較して、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する材料を有機化合物ＥＴＭＸに用いると、中間層１０６Ｘ２の耐水性を向上することができる。また、作製工程において、中間層１０６Ｘ２が他の層から剥がれてしまう等の不具合の発生を抑制することができる。これにより、発光デバイスに欠陥を生じさせる不具合の発生を抑制することができる。
また、有機化合物ＯＣＸは、有機化合物ＥＴＭＸに対する電子供与性を有さないことが好ましい。有機化合物ＯＣＸが電子供与性を有する場合、水または酸素などの大気成分により容易に反応するため、安定性に乏しくなってしまう。本発明の一態様の有機化合物ＯＣＸと有機化合物ＥＴＭＸを有する層１０６Ｘ２は、著しく低いホール輸送性を有するため、有機化合物ＯＣＸが電子供与性を有さなくても、タンデム型の発光デバイスの中間層として機能することができる。そのため、水または酸素などの大気成分に安定な中間層およびタンデム型の発光デバイスを作製することができる。
これにより、中間層１０６Ｘはユニット１０３Ｘ２に正孔を供給し、ユニット１０３Ｘに電子を供給することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、中間層１０６Ｘを構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な発光デバイスを提供することができる。
《中間層１０６Ｘの構成例３》
層１０６Ｘ１、層１０６Ｘ２および層１０６Ｘ３を積層した構成を、中間層１０６Ｘに用いることができる。層１０６Ｘ３は、層１０６Ｘ２および層１０６Ｘ１の間に挟まれる領域を備える。
《層１０６Ｘ３の構成例》
例えば、電子輸送性を有する材料を層１０６Ｘ３に用いることができる。また、層１０６Ｘ３を電子リレー層ということができる。層１０６Ｘ３を用いると、層１０６Ｘ３の陽極側に接する層を、層１０６Ｘ３の陰極側に接する層から遠ざけることができる。層１０６Ｘ３の陽極側に接する層と、層１０６Ｘ３の陰極側に接する層の間の相互作用を軽減することができる。層１０６Ｘ３の陽極側に接する層に電子をスムーズに供給することができる。
層１０６Ｘ１に含まれる電子受容性を有する物質のＬＵＭＯ準位と、層１０６Ｘ２に含まれる物質のＬＵＭＯ準位の間に、ＬＵＭＯ準位を備える物質を、層１０６Ｘ３に好適に用いることができる。
例えば、−５．０ｅＶ以上、好ましくは−５．０ｅＶ以上−３．０ｅＶ以下の範囲にＬＵＭＯ準位を備える材料を、層１０６Ｘ３に用いることができる。
具体的には、フタロシアニン系の材料を層１０６Ｘ３に用いることができる。例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅（ＩＩ）フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）、亜鉛フタロシアニン（略称：ＺｎＰｃ）または、金属−酸素結合および芳香族配位子を有する金属錯体を層１０６Ｘ３に用いることができる。
＜発光デバイス５５０Ｘの作製方法＞
例えば、乾式法、湿式法、蒸着法、液滴吐出法、塗布法または印刷法等を用いて、電極５５１Ｘ、電極５５２Ｘ、ユニット１０３Ｘ、中間層１０６Ｘ、およびユニット１０３Ｘ２の各層を形成することができる。また、異なる方法を各構成の形成に用いることができる。
具体的には、真空蒸着装置、インクジェット装置、スピンコーターなどのコーティング装置、グラビア印刷装置、オフセット印刷装置、スクリーン印刷装置などを用いて発光デバイス５５０Ｘを作製することができる。
例えば、金属材料のペーストを用いる湿式法またはゾル−ゲル法を用いて、電極を形成することができる。また、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、酸化インジウム−酸化亜鉛膜を形成することができる。また、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）膜を形成することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成について、図３乃至図６を参照しながら説明する。
図３Ａは、本発明の一態様の表示装置の構成を説明する斜視図であり、図３Ｂは、図３Ａの一部を説明する正面図である。また、図３Ｃは、図３Ｂに示す切断線Ｐ−Ｑにおける断面図であり、図３Ｄは、図３Ｃとは異なる構成を説明する断面図である。
図４Ａは、本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図であり、図４Ｂは、図４Ａの一部を説明する図である。
図５Ａは図４Ａの一部を説明する図であり、図５Ｂは図５Ａとは異なる構成を説明する断面図である。また、図５Ｃは図５Ｂおよび図５Ａとは異なる構成を説明する断面図である。
図６Ａは、図４Ａを用いて説明する構成とは異なる、本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図であり、図６Ｂは、図６Ａの一部を説明する図である。
＜表示装置の構成例１＞
本実施の形態で説明する表示装置７００は、一組の画素７０３を有する（図３Ａ参照）。また、表示装置７００は、基板５１０および機能層５２０を有する。
一組の画素７０３は、画素７０２Ａ、画素７０２Ｂおよび画素７０２Ｃを備える（図３Ｂ参照）。
画素７０２Ａは、発光デバイス５５０Ａおよび画素回路５３０Ａを備え、発光デバイス５５０Ａは、画素回路５３０Ａと電気的に接続される（図３Ｃおよび図３Ｄ参照）。例えば、青色の光、緑色の光、赤色の光、白色の光、可視光または所定の波長の光を射出する発光デバイスを、発光デバイス５５０Ａに用いることができる。
画素７０２Ｂは、発光デバイス５５０Ｂおよび画素回路５３０Ｂを備え、発光デバイス５５０Ｂは、画素回路５３０Ｂと電気的に接続される。例えば、発光デバイス５５０Ａが射出する光と異なる色相の光を射出する発光デバイスを発光デバイス５５０Ｂに用いることができる。または、発光デバイス５５０Ａが射出する光と同じ色相の光を射出する発光デバイスを発光デバイス５５０Ｂに用いることができる。
画素７０２Ｃは、発光デバイス５５０Ｃおよび画素回路５３０Ｃを備え、発光デバイス５５０Ｃは、画素回路５３０Ｃと電気的に接続される。例えば、発光デバイス５５０Ａまたは発光デバイス５５０Ｂが射出する光と異なる色相の光を射出する発光デバイスを発光デバイス５５０Ｃに用いることができる。または、発光デバイス５５０Ａが射出する光と同じ色相の光を射出する発光デバイスを発光デバイス５５０Ｃに用いることができる。
なお、機能層５２０は、画素回路５３０Ａ、画素回路５３０Ｂおよび画素回路５３０Ｃを含む。また、画素回路５３０Ａは、発光デバイス５５０Ａおよび基板５１０の間に挟まれ、画素回路５３０Ｂは、発光デバイス５５０Ｂおよび基板５１０の間に挟まれ、画素回路５３０Ｃは、発光デバイス５５０Ｃおよび基板５１０の間に挟まれる。
本発明の一態様の表示装置７００の発光デバイス５５０Ａは、例えば、画素回路５３０Ａが配置されていない方向に光ＥＬＡを射出し、発光デバイス５５０Ｂは画素回路５３０Ｂが配置されていない方向に光ＥＬＢを射出し、発光デバイス５５０Ｃは画素回路５３０Ｃが配置されていない方向に光ＥＬＣを射出する（図３Ｃ参照）。換言すれば、本発明の一態様の表示装置７００はトップエミッション型の表示装置である。
また、本発明の一態様の表示装置７００の発光デバイス５５０Ａは、例えば、画素回路５３０Ａが配置されている方向に光ＥＬＡを射出し、発光デバイス５５０Ｂは画素回路５３０Ｂが配置されている方向に光ＥＬＢを射出し、発光デバイス５５０Ｃは画素回路５３０Ｃが配置されている方向に光ＥＬＣを射出する（図３Ｄ参照）。換言すれば、本発明の一態様の表示装置７００はボトムエミッション型の表示装置である。
また、本発明の一態様の表示装置７００は、層ＦＡ、層ＦＢおよび層ＦＣを有する。層ＦＡは、発光デバイス５５０Ａが光ＥＬＡを射出する側に配置され、層ＦＢは、発光デバイス５５０Ｂが光ＥＬＢを射出する側に配置され、層ＦＣは、発光デバイス５５０Ｃが光ＥＬＣを射出する側に配置される。
所定の光を透過するカラーフィルターを層ＦＡ、層ＦＢおよび層ＦＣに用いることができる。例えば、青色の光、緑色の光、赤色の光、白色の光、可視光または所定の波長の光を透過する材料を層ＦＡに用いることができる。また、層ＦＡが透過する光とは異なる色相の光を透過する材料を層ＦＢに用いることができる。また、層ＦＡまたは層ＦＢが透過する光相とは異なる色相の光を透過する材料を層ＦＣに用いることができる。これにより、例えば、白色の光を射出する発光デバイスを用いて、青色、緑色または赤色の表示をすることができる。また、発光デバイス５５０Ａ、発光デバイス５５０Ｂおよび発光デバイス５５０Ｃを、同じ工程で作製することができる。
また、所定の色変換層を層ＦＡ、層ＦＢおよび層ＦＣに用いることができる。例えば、光ＥＬＡを、青色の光、緑色の光、赤色の光、白色の光、可視光または所定の波長の光に変換する材料を層ＦＡに用いることができる。また、光ＥＬＢを、層ＦＡが変換する光とは異なる色相の光に変換する材料を層ＦＢに用いることができる。また、光ＥＬＣを、層ＦＡまたは層ＦＢが変換する光とは異なる色相の光に変換する材料を層ＦＣに用いることができる。これにより、例えば、青色の光を射出する発光デバイスを用いて、青色、緑色または赤色の表示をすることができる。また、発光デバイス５５０Ａ、発光デバイス５５０Ｂおよび発光デバイス５５０Ｃを、同じ工程で作製することができる。
＜表示装置の構成例２＞
また、本実施の形態で説明する表示装置７００は、発光デバイス５５０Ａと、発光デバイス５５０Ｂと、導電膜５５２＿２と、を有する（図４Ａ参照）。
《発光デバイス５５０Ａの構成例１》
発光デバイス５５０Ａは、電極５５１Ａ、電極５５２Ａ、ユニット１０３Ａおよび層１０４Ａを備える。
電極５５２Ａは電極５５１Ａと重なり、電極５５２Ａは金属原子を含み、電極５５２Ａは、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含む。
ユニット１０３Ａは、電極５５１Ａおよび電極５５２Ａの間に挟まれ、ユニット１０３Ａは、発光性の材料ＥＭＡを含む。
層１０４Ａは、ユニット１０３Ａおよび電極５５１Ａの間に挟まれ、層１０４Ａは、膜の状態で、電子スピン共鳴法を用いて１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料で構成される。
なお、実施の形態１乃至実施の形態４において説明する発光デバイスを、発光デバイス５５０Ａに用いることができる。
《発光デバイス５５０Ｂの構成例１》
発光デバイス５５０Ｂは、電極５５１Ｂ、電極５５２Ｂ、ユニット１０３Ｂおよび層１０４Ｂを備える（図４Ａ参照）。
電極５５１Ｂは電極５５１Ａと隣接し、電極５５１Ｂは、電極５５１Ａとの間に間隙５５１ＡＢを備える。また、電極５５２Ｂは電極５５２Ａと隣接し、電極５５２Ｂは、電極５５２Ａとの間に間隙５５２ＡＢを備える。また、間隙５５２ＡＢは、間隙５５１ＡＢと重なる。
ユニット１０３Ｂは、電極５５１Ｂおよび電極５５２Ｂの間に挟まれ、ユニット１０３Ｂは、発光性の材料ＥＭＢを含む。
層１０４Ｂは、ユニット１０３Ｂおよび電極５５１Ｂの間に挟まれ、層１０４Ｂは、層１０４Ａとの間に間隙１０４ＡＢを備える。また、間隙１０４ＡＢは、間隙５５１ＡＢと重なる。
導電膜５５２＿２は、電極５５２Ａ、電極５５２Ｂおよび間隙５５１ＡＢと重なり、導電膜５５２＿２は、電極５５２Ａおよび電極５５２Ｂと電気的に接続される。
《発光デバイス５５０Ｃの構成例１》
発光デバイス５５０Ｃは、電極５５１Ｃ、電極５５２Ｃ、ユニット１０３Ｃおよび層１０４Ｃを備える（図４Ａ参照）。
ユニット１０３Ｃは、電極５５１Ｃおよび電極５５２Ｃの間に挟まれ、ユニット１０３Ｃは、発光性の材料ＥＭＣを含む。
層１０４Ｃは、ユニット１０３Ｃおよび電極５５１Ｃの間に挟まれる。
導電膜５５２＿２は、電極５５２Ｃと電気的に接続される。
なお、実施の形態１乃至実施の形態４において説明する発光デバイスを、発光デバイス５５０Ｃに用いることができる。
これにより、例えば、原子層堆積法を用いて、電極５５２Ａおよび電極５５２Ｂを形成することができる。また、作製工程中に層１０５Ａ、ユニット１０３Ａ、層１０５Ｂまたはユニット１０３Ｂに与える損傷を抑制することができる。また、発光デバイス５５０Ａおよび発光デバイス５５０Ｂの駆動電圧を抑制することができる。層１０４Ｂを層１０４Ａから分離することができる。また、層１０４Ａおよび層１０４Ｂの間を流れる電流を抑制することができる。また、電気抵抗率が低い材料を層１０４Ａおよび層１０４Ｂに用いることができる。また、発光デバイス５５０Ａおよび発光デバイス５５０Ｂの駆動電圧を抑制することができる。また、発光デバイス５５０Ａまたは発光デバイス５５０Ｂのいずれか一を発光させたときに、他が意図しない輝度で発光してしまう現象の発生を抑制できる。また、発光デバイス５５０Ａまたは発光デバイス５５０Ｂを、独立して発光させることができる。また、発光デバイスの間のクロストーク現象の発生を抑制することができる。また、表示装置が表示可能な色域を広げることができる。また、表示装置の精細度を高めることができる。また、表示装置の画素開口率を高めることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
＜表示装置の構成例３＞
また、本実施の形態で説明する表示装置７００は、層５２８を有する（図４Ａおよび図５Ａ参照）。
《層５２８の構成例１》
層５２８は、開口部５２８Ａおよび開口部５２８Ｂを備え、開口部５２８Ａは電極５５１Ａと重なり、開口部５２８Ｂは、電極５５１Ｂと重なる（図４Ｂ参照）。また、層５２８は開口部５２８Ｃを備え、開口部５２８Ｃは電極５５１Ｃと重なる。
また、層５２８は、開口部５２８Ａおよび開口部５２８Ｂの間に、間隙５５１ＡＢと重なる領域を備える。
層５２８は、導電膜５５２＿２および絶縁層５２１の間に挟まれる領域を備える。また、層５２８は、層１０４Ａおよび電極５５１Ａの間に挟まれる領域を備える（図４Ａ参照）。
層５２８は絶縁性を備える。例えば、絶縁性の無機材料、絶縁性の有機材料または無機材料と有機材料を含む絶縁性の複合材料を、層５２８に用いることができる。
具体的には、無機酸化物膜、無機窒化物膜または無機酸化窒化物膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を、層５２８に用いることができる。
例えば、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等またはこれらから選ばれた複数を積層した積層材料を含む膜を、層５２８に用いることができる。なお、窒化シリコン膜は緻密な膜であり、不純物の拡散を抑制する機能に優れる。
例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリシロキサン若しくはアクリル樹脂等またはこれらから選択された複数の樹脂の積層材料もしくは複合材料などを層５２８に用いることができる。ところで、ポリイミドは熱的安定性、絶縁性、靱性、低誘電率、低熱膨張率、耐薬品性などの特性において他の有機材料に比べて優れた特性を備える。
また、感光性を有する材料を用いて、層５２８を形成することができる。具体的には、感光性のポリイミドまたは感光性のアクリル樹脂等を用いて形成された膜を層５２８に用いることができる。
《層５２８の構成例２》
また、例えば、電極５５１Ａの側面を覆う膜を、層５２８に用いることができる（図５Ｂ参照）。例えば、電極５５１Ａを形成した後に絶縁性の膜を形成し、次いで、マスクを用いることなく異方性エッチングを当該絶縁性の膜に施す方法により、層５２８を形成することができる。これにより、製造工程を簡略にすることができる。また、歩留まりの向上を期待できる。また、製造コストを低減することができる。
《層５２８の構成例３》
また、例えば、間隙５５１ＡＢに形成される段差と同じ厚さを備える層を、層５２８に用いることができる（図５Ｃ参照）。例えば、間隙５５１ＡＢに形成される段差を埋める厚さの絶縁膜を形成し、化学機械研磨（ＣＭＰ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）法を用いて当該絶縁膜の不要な部分を取り除き、層５２８を所定の形状に形成することができる。
＜表示装置の構成例４＞
また、本実施の形態で説明する表示装置７００は、発光デバイス５５０Ａが層１０５Ａを備え、発光デバイス５５０Ｂが層１０５Ｂを備える（図４Ａ参照）。
《層１０５Ａの構成例１》
層１０５Ａは、電極５５２Ａおよびユニット１０３Ａの間に挟まれる。層１０５Ａは電極５５２Ａと接し、層１０５Ａは電子注入性を備える。
《層１０５Ａの構成例２》
また、層１０５Ａは、有機化合物ＯＣＡおよび有機化合物ＥＴＭＡを含む。なお、実施の形態１において説明する有機化合物ＯＣＡおよび有機化合物ＥＴＭＡを、層１０５Ａに用いることができる。
例えば、８以上の酸解離定数ｐＫａを有する有機化合物を有機化合物ＯＣＡに用いることができる。また、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する有機化合物を有機化合物ＥＴＭＡに用いることができる。
また、グアニジン骨格を有する有機化合物を、有機化合物ＯＣＡに用いることができる。また、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基を有する有機化合物を、有機化合物ＯＣＡに用いることができる。
また、有機化合物ＥＴＭＡに対して電子供与性を有さない有機化合物を、有機化合物ＯＣＡに用いることができる。
これにより、電極５５２Ａからユニット１０３Ａにキャリアを注入し易くできる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属等の活性の高い物質を用いることなく、層１０５Ａを構成することができる。また、大気または水等の不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。また、水を含む薬液を用いる工程を、表示装置の作製工程に用いることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
《層１０５Ｂの構成例》
層１０５Ｂは、電極５５２Ｂおよびユニット１０３Ｂの間に挟まれる。層１０５Ｂは電極５５２Ｂと接し、層１０５Ｂは電子注入性を備える。また、層１０５Ｂは、層１０５Ａとの間に間隙１０５ＡＢを備え、間隙１０５ＡＢは間隙５５１ＡＢと重なる。
＜表示装置の構成例５＞
また、本実施の形態で説明する表示装置７００は、層５２９＿２を有する（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。
《層５２９＿２の構成例》
層５２９＿２は、導電膜５５２＿２および間隙５５１ＡＢの間に挟まれ、層５２９＿２は、導電膜５５２＿２と接する。
層５２９＿２は、開口部５２９＿２Ａおよび開口部５２９＿２Ｂを備え、開口部５２９＿２Ａは電極５５１Ａと重なり、開口部５２９＿２Ｂは電極５５１Ｂと重なる。
これにより、層５２９＿２を用いて、間隙５５１ＡＢを充填することができる。また、間隙５５１ＡＢに由来する段差を平坦に近づけることができる。また、段差に由来して、導電膜５５２＿２に切れ目または裂け目が生じる現象を抑制することができる。また、生じた切れ目または裂け目により、導電性が低下する現象を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
＜表示装置の構成例６＞
また、本実施の形態で説明する表示装置７００は、層５２９＿１を有する（図４Ａおよび図４Ｂ参照）。
《層５２９＿１の構成例》
層５２９＿１は、層５２９＿２および間隙５５１ＡＢの間に挟まれ、層５２９＿１は、電極５５２Ａおよび電極５５２Ｂと接する。
層５２９＿１は、開口部５２９＿１Ａおよび開口部５２９＿１Ｂを備え、開口部５２９＿１Ａは電極５５１Ａと重なり、開口部５２９＿１Ｂは電極５５１Ｂと重なる。また、層５２９＿１は開口部５２９＿１Ｃを備える。
これにより、外部から侵入する大気または水等に含まれる不純物が発光デバイス５５０Ａに拡散する現象を抑制することができる。また、外部から侵入する大気または水等に含まれる不純物に対する耐性を高くすることができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光効率の低下を抑制することができる。また、大気または水等の不純物が引き起こす、発光面積の減少を抑制することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
＜表示装置の構成例７＞
また、本実施の形態で図６Ａおよび図６Ｂを用いて説明する表示装置７００は、発光デバイス５５０Ａの構成が異なる点、発光デバイス５５０Ｂの構成が異なる点、発光デバイス５５０Ｃの構成が異なる点が、図４Ａおよび図４Ｂを用いて説明する表示装置７００とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同じ構成を備える部分については、上記の説明を援用する。
《発光デバイス５５０Ａの構成例２》
発光デバイス５５０Ａは、電極５５１Ａ、電極５５２Ａ、ユニット１０３Ａ、ユニット１０３Ａ２、中間層１０６Ａおよび層１０５Ａを備える（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。
ユニット１０３Ａは、電極５５１Ａおよび電極５５２Ａの間に挟まれ、ユニット１０３Ａは発光性の材料ＥＭＡを含む。
ユニット１０３Ａ２は、ユニット１０３Ａおよび電極５５２Ａの間に挟まれ、ユニット１０３Ａ２は発光性の材料ＥＭＡ２を含む。
中間層１０６Ａは、ユニット１０３Ａ２およびユニット１０３Ａの間に挟まれ、中間層１０６Ａは、層１０６Ａ１、層１０６Ａ２および層１０６Ａ３を含む。また、層１０６Ａ１は、ユニット１０３Ａ２および層１０６Ａ２の間に挟まれ、層１０６Ａ３は層１０６Ａ１および層１０６Ａ２の間に挟まれる。
層１０５Ａは、電極５５２Ａおよびユニット１０３Ａ２の間に挟まれる。例えば、層１０５Ａは電極５５２Ａと接する。
また、発光デバイス５５０Ａは層１０４Ａを備え、層１０４Ａは、電極５５１Ａおよびユニット１０３Ａの間に挟まれる。例えば、層１０４Ａは、膜の状態で、電子スピン共鳴法を用いて、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料で構成される。また、１×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える膜を、層１０４Ａに用いることができる。また、層１０４Ａは、好ましくは、５×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備え、より好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える。
なお、実施の形態４において説明する構成を、発光デバイス５５０Ａに用いることができる。
《発光デバイス５５０Ｂの構成例２》
発光デバイス５５０Ｂは、電極５５１Ｂ、電極５５２Ｂ、ユニット１０３Ｂ、ユニット１０３Ｂ２、中間層１０６Ｂおよび層１０５Ｂを備える（図６Ａ参照）。
電極５５１Ｂは電極５５１Ａと隣接し、電極５５１Ｂは、電極５５１Ａとの間に間隙５５１ＡＢを備える。また、電極５５２Ｂは電極５５２Ａと隣接し、電極５５２Ｂは、電極５５２Ａとの間に間隙５５２ＡＢを備える。また、間隙５５２ＡＢは、間隙５５１ＡＢと重なる。
ユニット１０３Ｂは、電極５５１Ｂおよび電極５５２Ｂの間に挟まれ、ユニット１０３Ｂは発光性の材料ＥＭＢを含む。
ユニット１０３Ｂ２は、ユニット１０３Ｂおよび電極５５２Ｂの間に挟まれ、ユニット１０３Ｂ２は発光性の材料ＥＭＢ２を含む。
中間層１０６Ｂは、ユニット１０３Ｂ２およびユニット１０３Ｂの間に挟まれ、中間層１０６Ｂは、層１０６Ｂ１、層１０６Ｂ２および層１０６Ｂ３を含む（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。また、層１０６Ｂ１は、ユニット１０３Ｂ２および層１０６Ｂ２の間に挟まれ、層１０６Ｂ３は層１０６Ｂ１および層１０６Ｂ２の間に挟まれる。
層１０５Ｂは、電極５５２Ｂおよびユニット１０３Ｂ２の間に挟まれる。例えば、層１０５Ｂは電極５５２Ｂと接する。
また、発光デバイス５５０Ｂは層１０４Ｂを備える。層１０４Ｂは、電極５５１Ｂおよびユニット１０３Ｂの間に挟まれ、層１０４Ｂは、層１０４Ａとの間に間隙１０４ＡＢを備える。また、間隙１０４ＡＢは間隙５５１ＡＢと重なる。例えば、層１０４Ｂは、膜の状態で、電子スピン共鳴法を用いて、１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料で構成される。また、１×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える膜を、層１０４Ｂに用いることができる。また、好ましくは、層１０４Ｂは、５×１０４Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備え、より好ましくは、１×１０５Ω・ｃｍ以上１×１０７Ω・ｃｍ以下の電気抵抗率を備える。
なお、実施の形態４において説明する構成を、発光デバイス５５０Ｂに用いることができる。
これにより、発光に係る電流効率を高めることができる。また、層１０４Ａおよび層１０４Ｂの間を流れる電流を抑制できる。また、電気抵抗率が低い材料を層１０４Ａおよび層１０４Ｂに用いることができる。また、中間層１０６Ａおよび中間層１０６Ｂの間を流れる電流を抑制できる。また、電気抵抗率が低い材料を中間層１０６Ａおよび中間層１０６Ｂに用いることができる。また、発光デバイス５５０Ａの動作に伴い、隣接する発光デバイス５５０Ｂが意図せず発光してしまう現象の発生を抑制することができる。また、発光デバイスの間のクロストーク現象の発生を抑制することができる。また、表示装置が表示可能な色域を広げることができる。また、表示装置の精細度を高めることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
《発光デバイス５５０Ｃの構成例２》
発光デバイス５５０Ｃは、電極５５１Ｃ、電極５５２Ｃ、ユニット１０３Ｃ、ユニット１０３Ｃ２、中間層１０６Ｃおよび層１０５Ｃを備える。
ユニット１０３Ｃは、電極５５１Ｃおよび電極５５２Ｃの間に挟まれ、ユニット１０３Ｃは、発光性の材料ＥＭＣを含む。
ユニット１０３Ｃ２は、ユニット１０３Ｃおよび電極５５２Ｃの間に挟まれ、ユニット１０３Ｃ２は発光性の材料ＥＭＣ２を含む。
中間層１０６Ｃは、ユニット１０３Ｃ２およびユニット１０３Ｃの間に挟まれ、中間層１０６Ｃは、層１０６Ｃ１、層１０６Ｃ２および層１０６Ｃ３を含む（図６Ａおよび図６Ｂ参照）。また、層１０６Ｃ１は、ユニット１０３Ｃ２および層１０６Ｃ２の間に挟まれ、層１０６Ｃ３は層１０６Ｃ１および層１０６Ｃ２の間に挟まれる。
層１０５Ｃは、電極５５２Ｃおよびユニット１０３Ａの間に挟まれる。例えば、層１０５Ｃは電極５５２Ｃと接する。
また、発光デバイス５５０Ｃは層１０４Ｃを備える。層１０４Ｃは、電極５５１Ｃおよびユニット１０３Ｃの間に挟まれる。
なお、実施の形態４において説明する構成を、発光デバイス５５０Ｃに用いることができる。
《層５２８の構成例４》
層５２８は、導電膜５５２＿２および絶縁層５２１の間に挟まれる領域を備える（図６Ａ参照）。また、層５２８は、電極５５２Ａおよび電極５５１Ａの間に挟まれる領域を備える。また、層５２８は、中間層１０６Ａおよび電極５５１Ａの間に挟まれる領域を備える。また、層５２８は、層１０４Ａおよび電極５５１Ａの間に挟まれる領域を備える。
これにより、電極５５２Ａおよび電極５５１Ａの間に流れる電流を抑制することができる。また、電極５５２Ａおよび電極５５１Ａの間に流れる電流を抑制することができる。また、中間層１０６Ａおよび電極５５１Ａの間に流れる電流を抑制することができる。また、発光デバイス５５０Ａのユニット１０３Ａまたはユニット１０３Ｂを流れずに、リークする電流が生じてしまう現象を抑制することができる。また、発光デバイス５５０Ａの発光に係る電流効率が低下してしまう現象の発生を抑制することができる。また、層１０４Ａおよび電極５５１Ａの間に流れる電流を抑制することができる。また、層１０４Ｂを層１０４Ａから分離することができる。また、層１０４Ａおよび層１０４Ｂの間を流れる電流を抑制することができる。また、電気抵抗率が低い材料を層１０４Ａおよび層１０４Ｂに用いることができる。また、発光デバイス５５０Ａおよび発光デバイス５５０Ｂの駆動電圧を抑制することができる。また、発光デバイス５５０Ａまたは発光デバイス５５０Ｂのいずれか一を発光させたときに、他が意図しない輝度で発光してしまう現象の発生を抑制できる。また、発光デバイス５５０Ａまたは発光デバイス５５０Ｂを、独立して発光させることができる。また、発光デバイスの間のクロストーク現象の発生を抑制することができる。また、表示装置が表示可能な色域を広げることができる。また、表示装置の精細度を高めることができる。また、表示装置の画素開口率を高めることができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な表示装置を提供することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の作製方法について、図７乃至図１９を参照しながら説明する。
図７は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図８は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図９は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１０は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１１は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１２は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１３は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１４は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１５は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１６は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１７は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１８は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
図１９は、作製工程中の本発明の一態様の表示装置の構成を説明する断面図である。
＜表示装置７００の作製方法＞
第１のステップ乃至第３のステップは、反射膜ＲＥＦＡ、反射膜ＲＥＦＢ、反射膜ＲＥＦＣ、電極５５１Ａ、電極５５１Ｂ、電極５５１Ｃおよび層５２８を形成するステップである（図７参照）。
第４のステップ乃至第７のステップは、後に、層１０４Ａ、ユニット１０３Ａ、層１０５Ａおよび電極５５２Ａになる膜を積層するステップであり、第８のステップは、後に、層ＳＣＲＡになる膜を積層するステップである（図８参照）。なお、第４のステップ乃至第８のステップは、発光デバイス５５０Ａ、発光デバイス５５０Ｂおよび発光デバイス５５０Ｃの作製方法に共通するステップを含む。
第９−１のステップ乃至第９−３のステップは、第４のステップ乃至第８のステップにおいて形成した積層膜を、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状に微細加工するステップである（図９および図１１参照）。なお、第９−１のステップ乃至第９−３のステップは、発光デバイス５５０Ａ、発光デバイス５５０Ｂおよび発光デバイス５５０Ｃの作製方法に共通するステップを含む（図１４および図１５参照）。
第１０のステップは、層ＳＣＲＡを取り除くステップである（図１６参照）。第１１−１のステップ乃至第１１−３のステップは、層５２９＿１および層５２９＿２を形成するステップである（図１７および図１８参照）。
第１２のステップおよび第１３のステップは、電極５５２Ａ、電極５５２Ｂおよび電極５５２Ｃの上に、導電膜５５２＿２および層ＣＡＰを形成するステップである（図１９参照）。
《発光デバイス５５０Ａの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本実施例で説明する発光デバイス５５０Ａを作製する。
［第１のステップ］
第１のステップにおいて、絶縁層５２１の上に反射膜ＲＥＦＡ、反射膜ＲＥＦＢおよび反射膜ＲＥＦＣを形成する（図７参照）。具体的には、導電膜を積層し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の形状に加工する。
［第２のステップ］
第２のステップにおいて、反射膜ＲＥＦＡの上に電極５５１Ａを形成し、反射膜ＲＥＦＢの上に電極５５１Ｂを形成し、反射膜ＲＥＦＣの上に電極５５１Ｃを形成する。具体的には、透光性を有する導電膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の形状に加工する。なお、電極５５１Ｂは電極５５１Ａと隣接し、電極５５１Ｂは、電極５５１Ａとの間に間隙５５１ＡＢを備える。
［第３のステップ］
第３のステップにおいて、複数の開口部を備える層５２８を形成する。具体的には、後に層５２８になる絶縁膜を形成し、フォトリソグラフィ法を用いて所定の形状に加工する。なお、層５２８は電極５５１Ａと重なる開口部と、電極５５１Ｂと重なる開口部と、電極５５１Ｃと重なる開口部とを備える。また、層５２８は、電極５５１Ａの端部、電極５５１Ｂの端部および電極５５１Ｃの端部を覆い、間隙５５１ＡＢと重なる。
次いで、複数の電極が形成されたワークピースを水で洗浄し、１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、真空焼成を行う。その後、放冷する。
［第４のステップ］
第４のステップにおいて、電極５５１Ａの上に、後に層１０４Ａになる膜１０４ａを形成する（図８参照）。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第５のステップ］
第５のステップにおいて、膜１０４ａの上に、後にユニット１０３Ａになる積層膜１０３ａを形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第６のステップ］
第６のステップにおいて、積層膜１０３ａの上に、後に層１０５Ａになる膜１０５ａを形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第７のステップ］
第７のステップにおいて、膜１０５ａの上に、後に電極５５２Ａになる膜５５２ａを形成する。具体的には、膜１０５ａまで形成したワークピースを真空蒸着装置から取り出して、原子層堆積法成膜装置に導入し、原子層堆積法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、膜５５２ａはＡＺＯを含み、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上４５ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の厚さを備える。また、膜５５２ａが１ｎｍ以上の厚さを有すると、例えば、第８のステップにおいて、スパッタリング法を用いて膜ＳＣＲａを成膜する際に、膜１０５ａまたは積層膜１０３ａに与える損傷を少なくできる。また、発光デバイスの特性を損ないにくい。また、膜５５２ａが３ｎｍ以上より好ましくは５ｎｍ以上の厚さを有すると、例えば、第９−１のステップにおいて、エッチング法を用いて層ＳＣＲＡを形成する際にエッチングストッパーとして機能し、許容できる加工工程のばらつきの範囲を広くすることができる。また、膜５５２ａが５０ｎｍ以下の厚さを有すると、例えば、原子層堆積法を用いて成膜する時間を短縮することができる。また、膜５５２ａが４０ｎｍ以下の厚さを有すると、透光性に優れ、優れた特性の発光デバイスを提供することができる。また、第９−２のステップにおいて、エッチング法を用いて電極５５２Ａを容易に形成することができる。
［第８のステップ］
第８のステップにおいて、膜５５２ａの上に、後に層ＳＣＲＡになる膜ＳＣＲａを形成する。具体的には、膜５５２ａまで形成したワークピースを原子層堆積法成膜装置から取り出して、スパッタリング装置に導入し、スパッタリング法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、５０ｎｍの厚さを備えるタングステンを含む膜を用いることができる。
［第９−１のステップ］
第９−１のステップにおいて、膜ＳＣＲａを所定の形状に加工して、層ＳＣＲＡを形成する（図９参照）。具体的には、膜ＳＣＲａを形成したワークピースをスパッタリング装置から取り出して、膜ＳＣＲａの上にレジストＲＥＳを形成する。次いで、レジストＲＥＳおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ａと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、層ＳＣＲＡを形成したあと、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いて、レジストＲＥＳを取り除く。また、膜５５２ａに金属酸化物を用いる場合、膜５５２ａから酸素を奪う材料を、膜ＳＣＲａに好適に用いることができる。これにより、膜５５２ａに酸素欠損に由来する準位が形成され、膜５５２ａの導電率を高めることができる。また、酸化に伴い、可視光に対する透過率が高くなる材料を、膜ＳＣＲａに好適に用いることができる。これにより、発光デバイス５５０Ａから効率よく光を取り出すことができる。例えば、チタンを含む膜を膜ＳＣＲａに用いることができる。
［第９−２のステップ］
第９−２のステップにおいて、膜５５２ａを所定の形状に加工して、電極５５２Ａを形成する（図１０参照）。具体的には、層ＳＣＲＡおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ａと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。
［第９−３のステップ］
第９−３のステップにおいて、膜１０５ａ、積層膜１０３ａおよび膜１０４ａを所定の形状に加工して、層１０５Ａ、ユニット１０３Ａおよび層１０４Ａを形成する（図１１参照）。具体的には、電極５５１Ａと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、層ＳＣＲＡは、ハードマスクとして機能する。
第９−１のステップ乃至第９−３のステップを終えると、ワークピースには、発光デバイス５５０Ａの電極５５１Ａから電極５５２Ａまでの構成が形成され、電極５５２Ａの上には層ＳＣＲＡが形成される。また、例えば、複数の所定の電極を露出した状態にすることもできる。なお、発光デバイス５５０Ａまでが形成されたワークピースを仕掛品ということができる。
仕掛品に露出した状態の電極５５１Ｂがある場合、電極５５１Ｂの上に発光デバイス５５０Ｂを作製することができる。同様に、仕掛品に露出した状態の電極５５１Ｃがある場合、電極５５１Ｃの上に発光デバイス５５０Ｃを作製することができる。この場合、第９−３のステップを終えた後、ワークピースを１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に導入して第４のステップに進み、発光デバイス５５０Ｂまたは発光デバイス５５０Ｃを作製する。
［第１０のステップ］
第１０のステップにおいて、層ＳＣＲＡを取り除く（図１６参照）。具体的には、ドライエッチング法を用いて、エッチング加工する。なお、仕掛品が、層ＳＣＲＡ、層ＳＣＲＢおよび層ＳＣＲＣを備える場合、第１０のステップにおいて、層ＳＣＲＡ、層ＳＣＲＢおよび層ＳＣＲＣを取り除く。
［第１１−１のステップ］
第１１−１のステップにおいて、後に層５２９＿１になる絶縁膜を形成する。具体的には、電極５５２Ａの上面および層１０５Ａ、ユニット１０３Ａ並びに層１０４Ａの側面を覆うように、原子層堆積法を用いて後に層５２９＿１になる絶縁膜を形成する。なお、例えば、１０ｎｍの厚さを備える、酸化アルミニウム（略称：ＡＬＯＸ）を含む膜を用いることができる。
［第１１−２のステップ］
第１１−２のステップにおいて、層５２９＿２を所定の形状に形成する（図１７参照）。具体的には、感光性樹脂を層５２９＿２に用いることができる。また、電極５５１Ａと重なる部分を除去して開口部５２９＿２Ａを形成し、電極５５１Ｂと重なる部分を除去して開口部５２９＿２Ｂを形成し、電極５５１Ａおよび電極５５１Ａに隣接する電極５５１Ｂの間を残す。また、電極５５１Ｃと重なる部分を除去して開口部５２９＿２Ｃを形成する。
［第１１−３のステップ］
第１１−３のステップにおいて、層５２９＿１を所定の形状に形成する（図１８参照）。具体的には、層５２９＿２をレジストに用いて、開口部５２９＿２Ａと重なる開口部と、開口部５２９＿２Ｂと重なる開口部と、開口部５２９＿２Ｃと重なる開口部とを、層５２９＿１に形成する。例えば、ウェットエッチング法を用いることができる。具体的には、フッ酸（ＨＦ）を含む水溶液、リン酸を含む水溶液、硝酸を含む水溶液または水酸化テトラメチルアンモニウム（略称：ＴＭＡＨ）を含む水溶液をエッチング液に用いることができる。これにより開口部において、電極５５２Ａが露出する。
次いで、ワークピースを１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に導入し、真空蒸着装置内の加熱室において、真空焼成を行う。
［第１２のステップ］
第１２のステップにおいて、電極５５２Ａの上に導電膜５５２＿２を形成する（図１９参照）。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第１３のステップ］
第１３のステップにおいて、導電膜５５２＿２の上に層ＣＡＰを形成する。
《発光デバイス５５０Ｂの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本実施例で説明する発光デバイス５５０Ｂを作製する。具体的には、発光デバイス５５０Ａの第１のステップ乃至第９−３のステップと同様の方法を用いて、発光デバイス５５０Ｂを作製する。なお、発光デバイス５５０Ｂの反射膜ＲＥＦＢおよび電極５５１Ｂは、発光デバイス５５０Ａの作製方法の第１のステップ乃至第３のステップにおいて形成される。
また、発光デバイス５５０Ｂの作製方法は、第４のステップにおいて、発光デバイス５５０Ａの仕掛品をワークピースに用いる点が、発光デバイス５５０Ａの作製方法とは異なる（図１１参照）。具体的には、ワークピースは電極５５１Ａおよび電極５５１Ｂを備え、電極５５１Ａの上には、層１０４Ａ、ユニット１０３Ａ、層１０５Ａ、電極５５２Ａおよび層ＳＣＲＡが形成されている。
また、発光デバイス５５０Ｂの作製方法は、ユニット１０３Ｂに用いる材料並びに厚さを変える点が、発光デバイス５５０Ａの作製方法とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いる部分については、発光デバイス５５０Ａの作製方法の説明に用いる符号の「ａ」を「ｂ」に、「Ａ」を「Ｂ」に、読み替えて、発光デバイス５５０Ｂの作製方法の説明に援用する。
［第４のステップ］
第４のステップにおいて、電極５５１Ｂの上に、後に層１０４Ｂになる膜１０４ｂを形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第５のステップ］
第５のステップにおいて、膜１０４ｂの上に、後にユニット１０３Ｂになる積層膜１０３ｂを形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第６のステップ］
第６のステップにおいて、積層膜１０３ｂの上に、後に層１０５Ｂになる膜１０５ｂを形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第７のステップ］
第７のステップにおいて、膜１０５ｂの上に、後に電極５５２Ｂになる膜５５２ｂを形成する。具体的には、膜１０５ｂまで形成したワークピースを真空蒸着装置から取り出して、原子層堆積法成膜装置に導入し、原子層堆積法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、膜５５２ｂはＡＺＯを含み、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上４５ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の厚さを備える。
［第８のステップ］
第８のステップにおいて、膜５５２ｂの上に、後に層ＳＣＲＢになる膜を形成する。具体的には、膜５５２ｂまで形成したワークピースを原子層堆積法成膜装置から取り出して、スパッタリング装置に導入し、スパッタリング法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、５０ｎｍの厚さを備えるタングステンを含む膜を、後に層ＳＣＲＢになる膜に用いることができる。
［第９−１のステップ］
第９−１のステップにおいて、後に層ＳＣＲＢになる膜を所定の形状に加工して、層ＳＣＲＢを形成する（図１２参照）。具体的には、後に層ＳＣＲＢになる膜を形成したワークピースをスパッタリング装置から取り出して、後に層ＳＣＲＢになる膜の上にレジストＲＥＳを形成する。次いで、レジストＲＥＳおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ｂと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、層ＳＣＲＢを形成したあと、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いて、レジストＲＥＳを取り除く。
［第９−２のステップ］
第９−２のステップにおいて、膜５５２ｂを所定の形状に加工して、電極５５２Ｂを形成する（図１３参照）。具体的には、層ＳＣＲＢおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ｂと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。
［第９−３のステップ］
第９−３のステップにおいて、膜１０５ｂ、積層膜１０３ｂおよび膜１０４ｂを所定の形状に加工して、層１０５Ｂ、ユニット１０３Ｂおよび層１０４Ｂを形成する（図１４参照）。具体的には、電極５５１Ｂと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、層ＳＣＲＢは、ハードマスクとして機能する。
第９−１のステップ乃至第９−３のステップを終えると、ワークピースには、発光デバイス５５０Ｂの電極５５１Ｂから電極５５２Ｂまでの構成が形成され、電極５５２Ｂの上には層ＳＣＲＢが形成される。また、例えば、複数の所定の電極を露出した状態にすることもできる。なお、発光デバイス５５０Ｂまでが形成されたワークピースを仕掛品ということができる。
仕掛品に露出した状態の電極５５１Ｃがある場合、電極５５１Ｃの上に発光デバイス５５０Ｃを作製することができる。同様に、仕掛品に露出した状態の電極５５１Ｃがある場合、電極５５１Ｃの上に発光デバイス５５０Ｃを作製することができる。この場合、第９−３のステップを終えた後、ワークピースを１０−４Ｐａ程度まで内部が減圧された真空蒸着装置に導入して第４のステップに進み、発光デバイス５５０Ｃを作製する。
《発光デバイス５５０Ｃの作製方法》
下記のステップを有する方法を用いて、本実施例で説明する発光デバイス５５０Ｃを作製する。具体的には、発光デバイス５５０Ａの第１のステップ乃至第９−３のステップと同様の方法を用いて、発光デバイス５５０Ｃを作製する。なお、発光デバイス５５０Ｃの反射膜ＲＥＦＣおよび電極５５１Ｃは、発光デバイス５５０Ａの作製方法の第１のステップ乃至第３のステップにおいて形成される。
また、発光デバイス５５０Ｃの作製方法は、第４のステップにおいて、発光デバイス５５０Ａおよび発光デバイス５５０Ｂの仕掛品をワークピースに用いる点が、発光デバイス５５０Ａの作製方法とは異なる（図１４参照）。具体的には、ワークピースは電極５５１Ａ、電極５５１Ｂおよび電極５５１Ｃを備え、電極５５１Ａの上には、層１０４Ａ、ユニット１０３Ａ、層１０５Ａ、電極５５２Ａおよび層ＳＣＲＡが形成され、電極５５１Ｂの上には、層１０４Ｂ、ユニット１０３Ｂ、層１０５Ｂ、電極５５２Ｂおよび層ＳＣＲＢが形成されている。
また、発光デバイス５５０Ｃの作製方法は、ユニット１０３Ｃに用いる材料並びに厚さを変える点が、発光デバイス５５０Ａの作製方法とは異なる。ここでは、異なる部分について詳細に説明し、同様の方法を用いる部分については、発光デバイス５５０Ａの作製方法の説明に用いる符号の「ａ」を「ｃ」に、「Ａ」を「Ｃ」に読み替えて、発光デバイス５５０Ｃの作製方法の説明に援用する。
［第４のステップ］
第４のステップにおいて、電極５５１Ｃの上に、後に層１０４Ｃになる膜を形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第５のステップ］
第５のステップにおいて、後に層１０４Ｃになる膜の上に、後にユニット１０３Ｃになる積層膜を形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第６のステップ］
第６のステップにおいて、後にユニット１０３Ｃになる積層膜の上に、後に層１０５Ｃになる膜を形成する。例えば、抵抗加熱法を用いて材料を蒸着する。
［第７のステップ］
第７のステップにおいて、後に層１０５Ｃになる膜の上に、後に電極５５２Ｃになる膜を形成する。具体的には、後に層１０５Ｃになる膜まで形成したワークピースを真空蒸着装置から取り出して、原子層堆積法成膜装置に導入し、原子層堆積法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、後に電極５５２Ｃになる膜はＡＺＯを含み、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下、好ましくは３ｎｍ以上４５ｎｍ以下、より好ましくは５ｎｍ以上４０ｎｍ以下の厚さを備える。
［第８のステップ］
第８のステップにおいて、後に電極５５２Ｃになる膜の上に、後に層ＳＣＲＣになる膜を形成する。具体的には、後に電極５５２Ｃになる膜まで形成したワークピースを原子層堆積法成膜装置から取り出して、スパッタリング装置に導入し、スパッタリング法を用いて材料を成膜する。なお、例えば、５０ｎｍの厚さを備えタングステンを含む膜を用いることができる。
［第９−１のステップ］
第９−１のステップにおいて、後に層ＳＣＲＣになる膜を所定の形状に加工して、層ＳＣＲＣを形成する。具体的には、後に層ＳＣＲＣになる膜を形成したワークピースをスパッタリング装置から取り出して、後に層ＳＣＲＣになる膜の上にレジストを形成する。次いで、レジストおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ｃと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、層ＳＣＲＣを形成したあと、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いて、レジストを取り除く。
［第９−２のステップ］
第９−２のステップにおいて、後に電極５５２Ｃになる膜を所定の形状に加工して、電極５５２Ｃを形成する。具体的には、層ＳＣＲＣおよびエッチング法を用いて、電極５５１Ｃと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。
［第９−３のステップ］
第９−３のステップにおいて、後に層１０５Ｃになる膜、後にユニット１０３Ｃになる積層膜および後に層１０４Ｃになる膜を所定の形状に加工して、層１０５Ｃ、ユニット１０３Ｃおよび層１０４Ｃを形成する（図１５参照）。具体的には、電極５５１Ｃと重なる部分を残し、不要な部分をエッチング加工する。なお、例えば、酸素を含むガスをエッチングガスに用いることができる。また、層ＳＣＲＣは、ハードマスクとして機能する。
第９−１のステップ乃至第９−３のステップを終えると、ワークピースには、発光デバイス５５０Ｃの電極５５１Ｃから電極５５２Ｃまでの構成が形成され、電極５５２Ｃの上には層ＳＣＲＣが形成される。なお、発光デバイス５５０Ｃまでが形成されたワークピースを仕掛品ということができる。
仕掛品を用いて、表示装置の作製を継続する場合、第９−３のステップを終えた後、第１０のステップに進む。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示装置の構成について、図２０および図２１を参照しながら説明する。
図２０は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する図である。図２０Ａは本発明の一態様の表示装置の上面図であり、図２０Ｂは図２０Ａの一部を説明する上面図である。また、図２０Ｃは、図２０Ａに示す切断線Ｘ１−Ｘ２、切断線Ｘ３−Ｘ４および一組の画素７０３（ｉ，ｊ）における断面図である。
図２１は本発明の一態様の表示装置の構成を説明する回路図である。
なお、本明細書において、１以上の整数を値にとる変数を符号に用いる場合がある。例えば、１以上の整数の値をとる変数ｐを含む（ｐ）を、最大ｐ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。また、例えば、１以上の整数の値をとる変数ｍおよび変数ｎを含む（ｍ，ｎ）を、最大ｍ×ｎ個の構成要素のいずれかを特定する符号の一部に用いる場合がある。
＜表示装置７００の構成例１＞
本発明の一態様の表示装置７００は、領域７３１を有する（図２０Ａ参照）。領域７３１は、一組の画素７０３（ｉ，ｊ）を備える。
《一組の画素７０３（ｉ，ｊ）の構成例１》
一組の画素７０３（ｉ，ｊ）は、画素７０２Ａ（ｉ，ｊ）、画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）および画素７０２Ｃ（ｉ，ｊ）を備える（図２０Ｂおよび図２０Ｃ参照）。
画素７０２Ａ（ｉ，ｊ）は、画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）および発光デバイス５５０Ａを備える。発光デバイス５５０Ａは、画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。
例えば、実施の形態１乃至実施の形態４において説明する発光デバイスを、発光デバイス５５０Ａに用いることができる。
また、画素７０２Ｂ（ｉ，ｊ）は、画素回路５３０Ｂ（ｉ，ｊ）および発光デバイス５５０Ｂを備え、発光デバイス５５０Ｂは、画素回路５３０Ｂ（ｉ，ｊ）と電気的に接続される。同様に、画素７０２Ｃ（ｉ，ｊ）は発光デバイス５５０Ｃを備える。
なお、例えば、実施の形態１乃至実施の形態４において説明する構成を、発光デバイス５５０Ａ乃至発光デバイス５５０Ｃに用いることができる。
＜表示装置７００の構成例２＞
また、本発明の一態様の表示装置７００は、機能層５４０と、機能層５２０と、を有する（図２０Ｃ参照）。機能層５４０は機能層５２０と重なる。
機能層５４０は、発光デバイス５５０Ａを備える。
機能層５２０は、画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）および配線を備える（図２０Ｃ参照）。画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）は、配線と電気的に接続される。例えば、機能層５２０の開口部５９１Ａに設けられた導電膜を配線に用いることができ、当該配線は、端子５１９Ｂおよび画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）を電気的に接続する。なお、導電性材料ＣＰは、端子５１９Ｂおよびフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１を電気的に接続する。また、例えば、機能層５２０の開口部５９１Ｂに設けられた導電膜を配線に用いることができる。
＜表示装置７００の構成例３＞
また、本発明の一態様の表示装置７００は、駆動回路ＧＤおよび駆動回路ＳＤを有する（図２０Ａ参照）。
《駆動回路ＧＤの構成例》
駆動回路ＧＤは、第１の選択信号および第２の選択信号を供給する。
《駆動回路ＳＤの構成例》
駆動回路ＳＤは、第１の制御信号および第２の制御信号を供給する。
《配線の構成例》
配線は、導電膜Ｇ１（ｉ）、導電膜Ｇ２（ｉ）、導電膜Ｓ１（ｊ）、導電膜Ｓ２（ｊ）、導電膜ＡＮＯ、導電膜ＶＣＯＭ２および導電膜Ｖ０を含む（図２１参照）。
導電膜Ｇ１（ｉ）は第１の選択信号を供給され、導電膜Ｇ２（ｉ）は第２の選択信号を供給される。
導電膜Ｓ１（ｊ）は第１の制御信号を供給され、導電膜Ｓ２（ｊ）は第２の制御信号を供給される。
《画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）の構成例１》
画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）は、導電膜Ｇ１（ｉ）および導電膜Ｓ１（ｊ）と電気的に接続される。導電膜Ｇ１（ｉ）は第１の選択信号を供給し、導電膜Ｓ１（ｊ）は、第１の制御信号を供給する。
画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）は、第１の選択信号および第１の制御信号に基づいて、発光デバイス５５０Ａを駆動する。また、発光デバイス５５０Ａ（ｉ，ｊ）は、光を射出する。
発光デバイス５５０Ａは、一方の電極を画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）と電気的に接続され、他方の電極を導電膜ＶＣＯＭ２と電気的に接続される。
《画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）の構成例２》
画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ２１、スイッチＳＷ２２、トランジスタＭ２１、容量Ｃ２１およびノードＮ２１を備える。
トランジスタＭ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続されるゲート電極と、発光デバイス５５０Ａと電気的に接続される第１の電極と、導電膜ＡＮＯと電気的に接続される第２の電極と、を備える。
スイッチＳＷ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続される第１の端子と、導電膜Ｓ１（ｊ）と電気的に接続される第２の端子と、導電膜Ｇ１（ｉ）の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極を備える。
スイッチＳＷ２２は、導電膜Ｓ２（ｊ）と電気的に接続される第１の端子と、導電膜Ｇ２（ｉ）の電位に基づいて、導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極を備える。
容量Ｃ２１は、ノードＮ２１と電気的に接続される導電膜と、スイッチＳＷ２２の第２の端子と電気的に接続される導電膜を備える。
これにより、画像信号をノードＮ２１に格納することができる。または、ノードＮ２１の電位を、スイッチＳＷ２２を用いて、変更することができる。または、発光デバイス５５０Ａが射出する光の強度を、ノードＮ２１の電位を用いて、制御することができる。その結果、利便性、有用性または信頼性に優れた新規な装置を提供することができる。
《画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）の構成例３》
画素回路５３０Ａ（ｉ，ｊ）は、スイッチＳＷ２３、ノードＮ２２および容量Ｃ２２を備える。
スイッチＳＷ２３は、導電膜Ｖ０と電気的に接続される第１の端子と、ノードＮ２２と電気的に接続される第２の端子と、導電膜Ｇ２（ｉ）の電位に基づいて導通状態または非導通状態を制御する機能を有するゲート電極を備える。
容量Ｃ２２は、ノードＮ２１と電気的に接続される導電膜と、ノードＮ２２と電気的に接続される導電膜を備える。
なお、トランジスタＭ２１の第１の電極は、ノードＮ２２と電気的に接続される。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールについて説明する。
＜表示モジュール＞
図２２は、表示モジュール２８０の構成を説明する斜視図である。
表示モジュール２８０は、表示装置１００と、ＦＰＣ２９０またはコネクタと、を有する。表示装置１００は、表示領域８０を備える。例えば、実施の形態５において説明する表示装置を、表示装置１００に用いることができる。
ＦＰＣ２９０は、信号及び電力を外部から供給され、表示装置１００に信号及び電力を供給する。また、ＦＰＣ２９０上にＩＣが実装されていてもよい。なお、コネクタは導体を電気的に接続する機構部品であり、当該導体は、表示装置１００を結合相手となる部品と電気的に接続することができる。例えば、ＦＰＣ２９０を導体に用いることができる。また、コネクタは表示装置１００を結合相手から切り離すことができる。
《表示装置１００Ａ》
図２３Ａは、表示装置１００Ａの構成を説明する断面図である。例えば、表示モジュール２８０の表示装置１００に用いることができる。基板３０１は、図２２における基板７１に相当する。
表示装置１００Ａは、基板３０１、トランジスタ３１０、素子分離層３１５、絶縁層２６１、容量２４０、絶縁層２５５（絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、絶縁層２５５ｃ）、発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇおよび発光デバイス６１Ｂを有する。絶縁層２６１は基板３０１上に設けられ、トランジスタ３１０は基板３０１および絶縁層２６１の間に位置する。絶縁層２５５ａは、絶縁層２６１上に設けられ、容量２４０は絶縁層２６１および絶縁層２５５ａの間に位置し、絶縁層２５５ａは発光デバイス６１Ｒおよび容量２４０、発光デバイス６１Ｇおよび容量２４０並びに発光デバイス６１Ｂおよび容量２４０の間に位置する。
［トランジスタ３１０］
トランジスタ３１０は、導電層３１１、一対の低抵抗領域３１２、絶縁層３１３、及び絶縁層３１４を有し、基板３０１の一部にチャネルを形成する。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。基板３０１は不純物がドープされた一対の低抵抗領域３１２を備える。なお、当該領域は、ソース及びドレインとして機能する。導電層３１１の側面は、絶縁層３１４に覆われている。
素子分離層３１５は、基板３０１に埋め込まれ、隣接する２つのトランジスタ３１０の間に位置する。
［容量２４０］
容量２４０は、導電層２４１、導電層２４５および絶縁層２４３を有し、絶縁層２４３は、導電層２４１および導電層２４５の間に位置する。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上に位置し、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２７５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る。絶縁層２４３は導電層２４１を覆う。導電層２４５は、絶縁層２４３を介して導電層２４１と重なる。
［絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂおよび絶縁層２５５ｃ］
表示装置１００Ａは、絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂおよび絶縁層２５５ｃを備え、絶縁層２５５ｂは、絶縁層２５５ａおよび絶縁層２５５ｃの間に位置する。
［発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇ、発光デバイス６１Ｂ］
発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇ、及び発光デバイス６１Ｂは、絶縁層２５５ｃ上に設けられる。例えば、実施の形態１乃至実施の形態４において説明する発光デバイスを、発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇ、及び発光デバイス６１Ｂに適用することができる。発光デバイス６１Ｒは光８１Ｒを射出し、発光デバイス６１Ｇは光８１Ｇを射出し、発光デバイス６１Ｂは光８１Ｂを射出する。また、発光デバイスは共通層１７４を有する。
発光デバイス６１Ｒは導電層１７１およびＥＬ層１７２Ｒを有し、ＥＬ層１７２Ｒは導電層１７１の上面及び側面を覆う。また、犠牲層２７０は、犠牲層２７０Ｒ、犠牲層２７０Ｇおよび犠牲層２７０Ｂを含む。犠牲層２７０ＲはＥＬ層１７２Ｒ上に位置する。発光デバイス６１Ｇは導電層１７１およびＥＬ層１７２Ｇを有し、ＥＬ層１７２Ｇは導電層１７１の上面及び側面を覆う。また、犠牲層２７０ＧはＥＬ層１７２Ｇ上に位置する。発光デバイス６１Ｂは導電層１７１およびＥＬ層１７２Ｂを有し、ＥＬ層１７２Ｂは導電層１７１の上面及び側面を覆う。また、犠牲層２７０ＢはＥＬ層１７２Ｂ上に位置する。
導電層１７１は、絶縁層２４３、絶縁層２５５ａ、絶縁層２５５ｂ、及び絶縁層２５５ｃ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２７５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る。絶縁層２５５ｃ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。
［保護層２７１、絶縁層２７８、保護層２７３、接着層１２２］
保護層２７１および絶縁層２７８は隣接する発光デバイス、例えば、発光デバイス６１Ｒおよび発光デバイス６１Ｇの間に位置し、絶縁層２７８は保護層２７１上に設けられる。また、発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇ、及び発光デバイス６１Ｂ上には保護層２７３が設けられる。
接着層１２２は、保護層２７３および基板１２０を貼り合わせている。
［基板１２０］
基板１２０は、図２２における基板７３に相当する。なお、例えば、遮光層を基板１２０の接着層１２２側の面に設けることができる。また、各種光学部材を基板１２０の外側に配置できる。
フィルムを基板に用いることができる。特に、吸水率が低いフィルムを好適に用いることができる。例えば、吸水率は１％以下が好ましく、０．１％以下がより好ましい。これにより、フィルムの寸法変化を抑制できる。また、しわ等の発生を抑制できる。また、表示装置の形状の変化を抑制できる。
例えば、偏光板、位相差板、光拡散層（例えば拡散フィルム）、反射防止層、及び集光フィルム等を、光学部材に用いることができる。
光学等方性の高い材料、換言すれば複屈折率が小さい材料を基板に用いて、当該表示装置に円偏光板を重ねることができる。例えば、リタデーション（位相差）値の絶対値が３０ｎｍ以下、より好ましくは２０ｎｍ以下、さらに好ましくは１０ｎｍ以下の材料を基板に用いることができる。例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ、セルローストリアセテートともいう）フィルム、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）フィルム、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）フィルム、及びアクリル樹脂フィルム等を光学等方性が高いフィルムに用いることができる。
また、ゴミの付着を抑制する帯電防止膜、汚れを付着しにくくする撥水性の膜、使用に伴う傷の発生を抑制するハードコート膜、又は衝撃吸収層等の表面保護層を基板１２０の外側に配置してもよい。例えば、ガラス層もしくはシリカ層（ＳｉＯｘ層）、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、ポリエステル系材料、又はポリカーボネート系材料等を表面保護層に用いることができる。なお、可視光に対する透過率が高い材料を表面保護層に好適に用いることができる。また、硬度が高い材料を表面保護層に好適に用いることができる。
《表示装置１００Ｂ》
図２３Ｂは、表示装置１００Ｂの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｂは、例えば、表示モジュール２８０の表示装置１００に用いることができる（図２２参照）。
表示装置１００Ｂは、基板３０１、発光デバイス６１Ｗ、容量２４０、及びトランジスタ３１０を有する。発光デバイス６１ＷはＥＬ層１７２Ｗを有し、例えば、白色光を発することができる。
また、表示装置１００Ｂは、着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ、及び着色層１８３Ｂを有する。着色層１８３Ｒは一の発光デバイス６１Ｗと重なり、着色層１８３Ｇは他の発光デバイス６１Ｗと重なり、着色層１８３Ｂはまた別の発光デバイス６１Ｗと重なる。なお、表示装置１００Ｂは、発光デバイスと着色層の間に間隙２７６を有する。
例えば、着色層１８３Ｒは赤色の光を透過し、着色層１８３Ｇは緑色の光を透過し、着色層１８３Ｂは青色の光を透過できる。
《表示装置１００Ｃ》
図２４は、表示装置１００Ｃの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｃは、例えば、表示モジュール２８０の表示装置１００に用いることができる（図２２参照）。なお、以降の表示装置の説明では、先に説明した表示装置と同様の部分については説明を省略することがある。
表示装置１００Ｃは、基板３０１Ｂと、基板３０１Ａとを有する。表示装置１００Ｃはトランジスタ３１０Ｂ、容量２４０、発光デバイス６１Ｒ、発光デバイス６１Ｇ、発光デバイス６１Ｂ、及びトランジスタ３１０Ａを備える。トランジスタ３１０Ａは基板３０１Ａの一部にチャネルを形成し、トランジスタ３１０Ｂは基板３０１Ｂの一部にチャネルを形成する。
［絶縁層３４５、絶縁層３４６］
絶縁層３４５は基板３０１Ｂの下面に接し、絶縁層３４６は絶縁層２６１の上に位置する。例えば、保護層２７３に用いることができる無機絶縁膜を、絶縁層３４５、及び絶縁層３４６に用いることができる。絶縁層３４５、及び絶縁層３４６は、保護層として機能し、不純物が基板３０１Ｂ及び基板３０１Ａに拡散する現象を抑制することができる。
［プラグ３４３］
プラグ３４３は、基板３０１Ｂ及び絶縁層３４５を貫通する。絶縁層３４４は、プラグ３４３の側面を覆う。例えば、保護層２７３に用いることができる無機絶縁膜を絶縁層３４４に用いることができる。絶縁層３４４は保護層として機能し、不純物が基板３０１Ｂに拡散する現象を抑制することができる。
［導電層３４２］
導電層３４２は、絶縁層３４５および絶縁層３４６の間に位置する。また、導電層３４２は絶縁層３３５に埋め込まれ、導電層３４２および絶縁層３３５で構成される面が平坦化されていると好ましい。なお、導電層３４２はプラグ３４３と電気的に接続される。
［導電層３４１］
導電層３４１は、絶縁層３４６および絶縁層３３５の間に位置する。また、導電層３４１は絶縁層３３６に埋め込まれ、導電層３４１および絶縁層３３６で構成される面が平坦化されていると好ましい。導電層３４１は、導電層３４２と接合される。これにより、基板３０１Ａは基板３０１Ｂと電気的に接続される。
導電層３４１は、導電層３４２と同じ導電材料を用いることが好ましい。例えば、Ａｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素を含む金属膜、又は上述した元素を成分とする金属窒化物膜（例えば窒化チタン膜、窒化モリブデン膜、又は窒化タングステン膜）等を用いることができる。特に、導電層３４１及び導電層３４２に、銅を用いることが好ましい。これにより、Ｃｕ−Ｃｕ（カッパー・カッパー）直接接合技術（Ｃｕ（銅）のパッド同士を接続することで電気的導通を図る技術）を適用できる。
《表示装置１００Ｄ》
図２５は、表示装置１００Ｄの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｄは、例えば、表示モジュール２８０の表示装置１００に用いることができる（図２２参照）。
表示装置１００Ｄはバンプ３４７を有し、バンプ３４７は導電層３４１と導電層３４２を接合する。また、バンプ３４７は、導電層３４１と導電層３４２を電気的に接続する。例えば、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、インジウム（Ｉｎ）、又はスズ（Ｓｎ）等を含む導電材料をバンプ３４７に用いることができる。また、例えば、半田をバンプ３４７に用いることができる。
また、表示装置１００Ｄは、接着層３４８を有する。接着層３４８は絶縁層３４５および絶縁層３４６を貼り合わせる。
《表示装置１００Ｅ》
図２６は、表示装置１００Ｅの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｅは、例えば、表示モジュール２８０の表示装置１００に用いることができる（図２２参照）。基板３３１は、図２２における基板７１に相当する。絶縁性基板又は半導体基板を基板３３１に用いることができる。表示装置１００Ｅはトランジスタ３２０を有する。なお、トランジスタの構成がＯＳトランジスタである点において、表示装置１００Ｅは表示装置１００Ａと相違する。
［絶縁層３３２］
絶縁層３３２は基板３３１上に設けられる。例えば、酸化シリコン膜よりも水素又は酸素が拡散しにくい膜を、絶縁層３３２に用いることができる。具体的には、酸化アルミニウム膜、酸化ハフニウム膜、又は窒化シリコン膜等を絶縁層３３２に用いることができる。これにより、絶縁層３３２は、基板３３１から水又は水素等の不純物がトランジスタ３２０に拡散する現象を防ぐことができる。また、半導体層３２１から絶縁層３３２側に酸素が脱離することを防ぐことができる。
［トランジスタ３２０］
トランジスタ３２０は、半導体層３２１、絶縁層３２３、導電層３２４、一対の導電層３２５、絶縁層３２６、及び導電層３２７を有する。
導電層３２７は絶縁層３３２上に設けられ、導電層３２７はトランジスタ３２０の第１のゲート電極として機能する。絶縁層３２６は導電層３２７を覆う。絶縁層３２６の一部は、第１のゲート絶縁層として機能する。絶縁層３２６は、少なくとも半導体層３２１と接する領域に、酸化物絶縁膜を備える。具体的には、酸化シリコン膜等を用いることが好ましい。また、絶縁層３２６は、平坦化された上面を備える。半導体層３２１は、絶縁層３２６上に設けられる。半導体特性を有する金属酸化物膜を半導体層３２１に用いることができる。一対の導電層３２５は、半導体層３２１上に接して設けられ、ソース電極及びドレイン電極として機能する。
［絶縁層３２８、絶縁層２６４］
絶縁層３２８は、一対の導電層３２５の上面及び側面、並びに半導体層３２１の側面等を覆う。絶縁層２６４は絶縁層３２８上に設けられ、層間絶縁層として機能する。また、絶縁層３２８及び絶縁層２６４は開口部を備え、当該開口部は半導体層３２１に達する。例えば、絶縁層３３２と同様の絶縁膜を絶縁層３２８に用いることができる。これにより、絶縁層３２８は、例えば絶縁層２６４から水又は水素等の不純物が半導体層３２１に拡散する現象を防ぐことができる。また、半導体層３２１から酸素が脱離することを防ぐことができる。
［絶縁層３２３］
絶縁層３２３は、上記の開口部の内部において、絶縁層２６４、絶縁層３２８、及び導電層３２５の側面、並びに半導体層３２１の上面に接する。
［導電層３２４］
導電層３２４は、上記の開口部の内部において、絶縁層３２３に接して、埋め込まれている。導電層３２４は平坦化処理された上面を有し、高さが絶縁層３２３の上面、及び絶縁層２６４の上面と一致又は概略一致する。導電層３２４は、第２のゲート電極として機能し、絶縁層３２３は第２のゲート絶縁層として機能する。
［絶縁層３２９、絶縁層２６５］
絶縁層３２９は、導電層３２４、絶縁層３２３、及び絶縁層２６４を覆う。絶縁層２６５は絶縁層３２９上に設けられ、層間絶縁層として機能する。例えば、絶縁層３２８及び絶縁層３３２と同様の絶縁膜を絶縁層３２９に用いることができる。これにより、水又は水素等の不純物が例えば絶縁層２６５からトランジスタ３２０に拡散する現象を防ぐことができる。
［プラグ２７４］
プラグ２７４は、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８に埋め込まれ、一対の導電層３２５の一方と電気的に接続する。プラグ２７４は、導電層２７４ａおよび導電層２７４ｂを有する。導電層２７４ａは、絶縁層２６５、絶縁層３２９、絶縁層２６４、及び絶縁層３２８のそれぞれの開口部の側面と接する。また、導電層３２５の上面の一部を覆う。導電層２７４ｂは、導電層２７４ａの上面に接する。例えば、水素及び酸素が拡散しにくい導電材料を導電層２７４ａに好適に用いることができる。
《表示装置１００Ｆ》
図２７は、表示装置１００Ｆの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｆは、トランジスタ３２０Ａと、トランジスタ３２０Ｂとが積層された構成を有する。トランジスタ３２０Ａおよびトランジスタ３２０Ｂはいずれも酸化物半導体を備え、チャネルは当該酸化物半導体に形成される。なお、２つのトランジスタを積層する構成に限られず、例えば３つ以上のトランジスタを積層する構成としてもよい。
トランジスタ３２０Ａ、及びその周辺の構成は、上記表示装置１００Ｅのトランジスタ３２０およびその周辺の構成とおなじ構成を備える。また、トランジスタ３２０Ｂ、及びその周辺の構成は、上記表示装置１００Ｅのトランジスタ３２０およびその周辺の構成とおなじ構成を備える。
《表示装置１００Ｇ》
図２８は、表示装置１００Ｇの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｇは、トランジスタ３１０と、トランジスタ３２０とが積層された構成を有する。トランジスタ３１０のチャネルは基板３０１に形成される。また、トランジスタ３２０は酸化物半導体を備え、チャネルは当該酸化物半導体に形成される。
絶縁層２６１はトランジスタ３１０を覆い、導電層２５１は絶縁層２６１上に設けられる。絶縁層２６２は導電層２５１を覆い、導電層２５２は絶縁層２６２上に設けられる。また、絶縁層２６３及び絶縁層３３２は導電層２５２を覆う。なお、導電層２５１及び導電層２５２は、それぞれ配線として機能する。
トランジスタ３２０は絶縁層３３２上に設けられ、絶縁層２６５はトランジスタ３２０を覆う。また、容量２４０は絶縁層２６５上に設けられ、容量２４０はトランジスタ３２０と、プラグ２７４により電気的に接続される。
例えば、画素回路を構成するトランジスタにトランジスタ３２０を用いることができる。また、例えば、画素回路を構成するトランジスタ、又は当該画素回路を駆動するための駆動回路（ゲートドライバ回路、又はソースドライバ回路等）にトランジスタ３１０を用いることができる。また、演算回路又は記憶回路等の各種回路にトランジスタ３１０及びトランジスタ３２０を用いることができる。これにより、例えば、発光デバイスの直下に画素回路だけでなく、駆動回路を配置することができる。また、駆動回路を表示領域の周辺に設ける構成と比較して、表示装置を小型化することができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態９）
本実施の形態では、本発明の一態様の表示モジュールについて説明する。
＜表示モジュール＞
図２９は、表示モジュールの構成を説明する斜視図である。
表示モジュールは、表示装置１００と、ＩＣ（集積回路）１７６と、ＦＰＣ１７７またはコネクタと、を有する。例えば、実施の形態５において説明する表示装置を、表示装置１００に用いることができる。
表示装置１００はＩＣ１７６及びＦＰＣ１７７と電気的に接続される。ＦＰＣ１７７は、信号及び電力を外部から供給され、表示装置１００に信号及び電力を供給する。なお、コネクタは導体を電気的に接続する機構部品であり、当該導体は、表示装置１００を結合相手となる部品と電気的に接続することができる。例えば、ＦＰＣ１７７を導体に用いることができる。また、コネクタは表示装置１００を結合相手から切り離すことができる。
表示モジュールはＩＣ１７６を有する。例えば、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｇｌａｓｓ）方式等を用いて、ＩＣ１７６を基板１４ｂに設けることができる。また、例えば、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ　Ｏｎ　Ｆｉｌｍ）方式等を用いて、ＩＣ１７６をＦＰＣに設けることができる。なお、例えば、ゲートドライバ回路又はソースドライバ回路等をＩＣ１７６に用いることができる。
《表示装置１００Ｈ》
図３０Ａは、表示装置１００Ｈの構成を説明する断面図である。
表示装置１００Ｈは、表示部３７ｂ、接続部１４０、回路１６４、及び配線１６５等を有する。また、表示装置１００Ｈは、基板１６ｂと基板１４ｂとを有し、基板１６ｂは基板１４ｂと貼り合わされている。表示装置１００Ｈは、一または複数の接続部１４０を有する。接続部１４０を表示部３７ｂの外側に設けることができる。例えば、表示部３７ｂの一辺に沿って設けることができる。又は複数の辺、例えば四辺を囲むように設けることができる。接続部１４０において、発光デバイスの共通電極が導電層と電気的に接続され、当該導電層は共通電極に所定の電位を供給する。
配線１６５はＦＰＣ１７７又はＩＣ１７６から信号および電力を供給される。配線１６５は、表示部３７ｂ及び回路１６４に信号及び電力を供給する。
例えばゲートドライバ回路を回路１６４に用いることができる。
表示装置１００Ｈは、基板１４ｂ、基板１６ｂ、トランジスタ２０１、トランジスタ２０５、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ、及び発光デバイス６３Ｂ等を有する（図３０Ａ参照）。例えば、発光デバイス６３Ｒは赤色の光８３Ｒを発し、発光デバイス６３Ｇは緑色の光８３Ｇを発し、発光デバイス６３Ｂは青色の光８３Ｂを発する。なお、基板１６ｂの外側には各種光学部材を配置できる。例えば、偏光板、位相差板、光拡散層（例えば拡散フィルム）、反射防止層、及び集光フィルム等を配置できる。
例えば実施の形態１乃至実施の形態４において説明する発光デバイスを、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ、及び発光デバイス６３Ｂに用いることができる。
発光デバイスは導電層１７１を有し、導電層１７１は画素電極として機能する。導電層１７１は凹部を備え、当該凹部は、絶縁層２１４、絶縁層２１５、及び絶縁層２１３に設けられた開口部と重なる。また、トランジスタ２０５は導電層２２２ｂを有し、導電層２２２ｂは、導電層１７１と電気的に接続される。
表示装置１００Ｈは絶縁層２７２を有する。絶縁層２７２は、導電層１７１の端部を覆い、導電層１７１の凹部を埋める（図３０Ａ参照）。
表示装置１００Ｈは、保護層２７３および接着層１４２を有する。保護層２７３は、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ、及び発光デバイス６３Ｂを覆う。接着層１４２は、保護層２７３および基板１６ｂを接着する。接着層１４２は、基板１６ｂと保護層２７３の間を満たす。なお、例えば、発光デバイスと重ならないように接着層１４２を枠状に形成し、接着層１４２、基板１６ｂおよび保護層２７３で囲まれた領域に接着層１４２とは異なる樹脂を充填してもよい。または、当該領域に不活性ガス（窒素又はアルゴン等）を充填し、中空封止構造を適用してもよい。例えば、接着層１２２に用いることができる材料を接着層１４２に適用できる。
表示装置１００Ｈは接続部１４０を有し、接続部１４０は導電層１６８を備える。なお、導電層１６８は電源電位を供給される。また、発光デバイスは導電層１７３を有し、導電層１６８は導電層１７３と電気的に接続され、導電層１７３は電源電位を供給される。なお、導電層１７３は共通電極として機能する。また、例えば、一の導電膜を加工して、導電層１７１および導電層１６８を形成することができる。
表示装置１００Ｈは、トップエミッション型である。発光デバイスは、基板１６ｂ側に光を射出する。導電層１７１は可視光を反射する材料を含み、導電層１７３は可視光を透過する。
［絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、絶縁層２１４］
絶縁層２１１、絶縁層２１３、絶縁層２１５、及び絶縁層２１４がこの順で基板１４ｂ上に設けられる。なお、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。
例えば、無機絶縁膜を、絶縁層２１１、絶縁層２１３、及び絶縁層２１５に用いることができる。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、又は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。
絶縁層２１５および絶縁層２１４は、トランジスタを覆う。絶縁層２１４は、平坦化層としての機能を有する。例えば、水及び水素等の不純物が拡散しにくい材料を、絶縁層２１５または絶縁層２１４に用いることが好ましい。これにより、外部からトランジスタに不純物が拡散する現象を効果的に抑制することができる。また、表示装置の信頼性を高めることができる。
例えば、有機絶縁層を絶縁層２１４に好適に用いることができる。具体的には、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を、有機絶縁層に用いることができる。また、有機絶縁層および無機絶縁層の積層構造を、絶縁層２１４に用いることができる。これにより、絶縁層２１４の最表層を、エッチング保護層に用いることができる。例えば、導電層１７１を所定の形状に加工する際に、凹部が絶縁層２１４に形成されてしまう現象を回避する場合、これを抑制することができる。
［トランジスタ２０１、トランジスタ２０５］
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、いずれも基板１４ｂ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。
トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、導電層２２１、絶縁層２１１、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂ、半導体層２３１、絶縁層２１３、並びに、導電層２２３を有する。絶縁層２１１は、導電層２２１と半導体層２３１との間に位置する。導電層２２１はゲートとして機能し、絶縁層２１１は第１のゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂはソース及びドレインとして機能する。絶縁層２１３は、導電層２２３と半導体層２３１との間に位置する。導電層２２３はゲートとして機能し、絶縁層２１３は第２のゲート絶縁層として機能する。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。
本実施の形態の表示装置が有するトランジスタの構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタ、スタガ型のトランジスタ、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。
トランジスタの半導体層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することが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、本実施の形態の表示装置が有するトランジスタとして、ＯＳトランジスタを適用することが好ましい。
［半導体層］
例えば、インジウム酸化物、ガリウム酸化物、及び亜鉛酸化物を半導体層に用いることができる。また、金属酸化物は、インジウムと、元素Ｍと、亜鉛と、の中から選ばれる二又は三を有することが好ましい。なお、元素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、コバルト、及びマグネシウムから選ばれた一種又は複数種である。特に、元素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、半導体層に用いる金属酸化物として、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（ＩＴＺＯ（登録商標）とも記す）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。
半導体層に用いる金属酸化物が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、例えば、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＝１：３：２又はその近傍の組成、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４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、及び、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝５：２：５又はその近傍の組成が挙げられる。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を４としたとき、Ｇａが１以上３以下であり、Ｚｎ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を５としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎ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を１としたときに、Ｇａが０．１より大きく２以下であり、Ｚｎが０．１より大きく２以下である場合を含む。
また、半導体層は、組成が異なる２層以上の金属酸化物層を有していてもよい。例えば、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：３：４［原子数比］若しくはその近傍の組成の第１の金属酸化物層と、当該第１の金属酸化物層上に設けられるＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝１：１：１［原子数比］若しくはその近傍の組成の第２の金属酸化物層と、の積層構造を好適に用いることができる。また、元素Ｍとして、ガリウム又はアルミニウムを用いることが特に好ましい。
また、例えば、インジウム酸化物、インジウムガリウム酸化物、及びＩＧＺＯの中から選ばれるいずれか一と、ＩＡＺＯ、ＩＡＧＺＯ、及びＩＴＺＯ（登録商標）の中から選ばれるいずれか一と、の積層構造等を用いてもよい。
結晶性を有する酸化物半導体としては、ＣＡＡＣ（ｃ−ａｘｉｓ−ａｌｉｇｎｅｄ　ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ）−ＯＳ、及び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、及び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（ＬＴＰＳトランジスタともいう）を用いることができる。ＬＴＰＳトランジスタは、電界効果移動度が高く、周波数特性が良好である。
ＬＴＰＳトランジスタ等のＳｉトランジスタを適用することで、高周波数で駆動する必要のある回路（例えばデータドライバ回路）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、表示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（オフ電流ともいう）が著しく小さく、当該トランジスタと直列に接続された容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。また、ＯＳトランジスタを適用することで、表示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駆動する場合において、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、ソース−ドレイン間に流れる電流を、ゲート−ソース間電圧を制御することにより細かく定めることができる。したがって、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駆動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、飽和領域で駆動する場合において、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。よって、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。
回路１６４が有するトランジスタと、表示部１０７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１６４が有する複数のトランジスタの構造は、全て同じであってもよく、２種類以上あってもよい。同様に、表示部１０７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。
表示部１０７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、表示部１０７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い。また、表示部１０７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、表示部１０７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、駆動能力の高い表示装置を実現できる。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という場合がある。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、表示部１０７が有するトランジスタの１つは、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いうことができる。駆動トランジスタのソース又はドレインの一方は、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、発光デバイスに流れる電流を大きくできる。
一方、表示部１０７が有するトランジスタの他の１つは、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いうことができる。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、ソース又はドレインの一方は、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表示装置は、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、本発明の一態様の表示装置は、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を、極めて低くすることができる。また、上記構成とすることで、表示装置に画像を表示した場合に、観察者が画像のきれ、画像のするどさ、高い彩度、及び高いコントラスト比のいずれか一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、例えば黒表示時に生じうる光漏れ（いわゆる黒浮き）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は、隣接する発光デバイスの間に流れる電流を、極めて少なくすることができる。
［トランジスタ２０９、トランジスタ２１０］
図３０Ｂ、及び図３０Ｃは、表示装置１００Ｈに用いることができるトランジスタの断面構造の他の一例を説明する断面図である。
トランジスタ２０９及びトランジスタ２１０は、導電層２２１、絶縁層２１１、半導体層２３１、導電層２２２ａ、導電層２２２ｂ、絶縁層２２５、導電層２２３、並びに、絶縁層２１５を有する。半導体層２３１は、チャネル形成領域２３１ｉ及び一対の低抵抗領域２３１ｎ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。導電層２２１はゲートとして機能し、絶縁層２１１は第１のゲート絶縁層として機能する。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。導電層２２３はゲートとして機能し、絶縁層２２５は、第２のゲート絶縁層として機能する。導電層２２２ａは、一対の低抵抗領域２３１ｎの一方と電気的に接続し、導電層２２２ｂは、一対の低抵抗領域２３１ｎの他方と電気的に接続する。絶縁層２１５は、導電層２２３を覆う。絶縁層２１８は、さらに、トランジスタを覆う。
［絶縁層２２５の構成例１］
トランジスタ２０９において、絶縁層２２５は半導体層２３１の上面及び側面を覆う（図３０Ｂ参照）。絶縁層２２５及び絶縁層２１５は開口部を備え、当該開口部において、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ、低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。なお、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。
［絶縁層２２５の構成例２］
トランジスタ２１０において、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（図３０Ｃ参照）。例えば、導電層２２３をマスクに用いて、絶縁層２２５を所定の形状に加工することができる。絶縁層２１５は、絶縁層２２５及び導電層２２３を覆う。また、絶縁層２１５は開口部を備え、導電層２２２ａ及び導電層２２２ｂは、それぞれ低抵抗領域２３１ｎと電気的に接続される。
［接続部２０４］
接続部２０４は基板１４ｂに設けられる。接続部２０４は導電層１６６を備え、導電層１６６は配線１６５と電気的に接続される。なお、接続部２０４は基板１６ｂと重ならず、導電層１６６が露出している。なお、一の導電膜を加工して、導電層１６６および導電層１７１を形成することができる。また、導電層１６６は、接続層２４２を介してＦＰＣ１７７と電気的に接続される。例えば、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）等を接続層２４２に用いることができる。
《表示装置１００Ｉ》
図３１は、表示装置１００Ｉの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｉは、可撓性を有する点が、表示装置１００Ｈとは異なる。換言すれば、表示装置１００Ｉはフレキシブルディスプレイである。表示装置１００Ｉは基板１４ｂに替えて基板１７を有し、基板１６ｂに替えて基板１８を有する。基板１７および基板１８はいずれも可撓性を有する。
表示装置１００Ｉは、接着層１５６および絶縁層１６２を有する。接着層１５６は、絶縁層１６２と基板１７を貼り合わせる。例えば、接着層１２２に用いることができる材料を、接着層１５６に用いることができる。また、例えば、絶縁層２１１、絶縁層２１３、又は絶縁層２１５に用いることができる材料を絶縁層１６２に用いることができる。なお、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０５は、絶縁層１６２上に設けられる。
例えば、作製基板上に絶縁層１６２を形成し、絶縁層１６２上に各トランジスタ、及び発光デバイス等を形成する。続いて、例えば発光デバイス上に接着層１４２を形成し、接着層１４２を用いて作製基板と基板１８を貼り合わせる。続いて、作製基板を絶縁層１６２から分離し、絶縁層１６２の表面を露出させる。その後、露出した絶縁層１６２の表面に接着層１５６を形成し、接着層１５６を用いて絶縁層１６２と基板１７を貼り合わせる。これにより、作製基板上に形成した各構成要素を、基板１７上に転置して、表示装置１００Ｉを作製することができる。
《表示装置１００Ｊ》
図３２は、表示装置１００Ｊの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｊは、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ並びに発光デバイス６３Ｂに替えて、発光デバイス６３Ｗを有する点および着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ並びに着色層１８３Ｂを有する点が、表示装置１００Ｈとは異なる。
表示装置１００Ｊは、着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ、及び着色層１８３Ｂを、基板１６ｂおよび基板１４ｂの間に備える。着色層１８３Ｒは一の発光デバイス６３Ｗと重なり、着色層１８３Ｇは他の発光デバイス６３Ｗと重なり、着色層１８３Ｂはまた別の発光デバイス６３Ｗと重なる。
表示装置１００Ｊは遮光層１１７を有する。例えば、着色層１８３Ｒと着色層１８３Ｇの間、着色層１８３Ｇと着色層１８３Ｂの間及び着色層１８３Ｂと着色層１８３Ｒの間に、遮光層１１７を有する。また、遮光層１１７は、接続部１４０と重なる領域、および回路１６４と重なる領域を備える。
発光デバイス６３Ｗ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１８３Ｒは赤色の光を透過し、着色層１８３Ｇは緑色の光を透過し、着色層１８３Ｂは青色の光を透過できる。以上により、表示装置１００Ｊは、例えば赤色の光８３Ｒ、緑色の光８３Ｇ、及び青色の光８３Ｂを射出し、フルカラー表示を行うことができる。
《表示装置１００Ｋ》
図３３は、表示装置１００Ｋの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｋは、ボトムエミッション型である点が、表示装置１００Ｈとは異なる。発光デバイスは、光８３Ｒ、光８３Ｇ、及び光８３Ｂを基板１４ｂ側に射出する。可視光を透過する材料を導電層１７１に用いる。また、可視光を反射する材料を導電層１７３に用いる。
《表示装置１００Ｌ》
図３４は、表示装置１００Ｌの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｌは、可撓性を有する点およびボトムエミッション型である点が、表示装置１００Ｈとは異なる。表示装置１００Ｌは基板１４ｂに替えて基板１７を有し、基板１６ｂに替えて基板１８を有する。基板１７および基板１８はいずれも可撓性を有する。発光デバイスは、光８３Ｒ、光８３Ｇ、及び光８３Ｂを基板１７側に射出する。
また、導電層２２１、及び導電層２２３は、可視光に対して透光性を有してもよいし、可視光に対して反射性を有してもよい。導電層２２１及び導電層２２３が可視光に対して透光性を有する場合、表示部１０７における可視光の透過率を高めることができる。一方、導電層２２１及び導電層２２３が可視光に対して反射性を有する場合、半導体層２３１に入射する可視光を低減することができる。また、半導体層２３１へのダメージを軽減できる。これにより、表示装置１００Ｋ、又は表示装置１００Ｌの信頼性を高めることができる。
なお、表示装置１００Ｈ、又は表示装置１００Ｉ等のトップエミッション型の表示装置であっても、トランジスタ２０５を構成する層の少なくとも一部を、可視光に対して透光性を有する構成としてもよい。この場合、導電層１７１も、可視光に対して透光性を有する構成とする。以上により、表示部１０７における可視光の透過率を高めることができる。
《表示装置１００Ｍ》
図３５は、表示装置１００Ｍの構成を説明する断面図である。表示装置１００Ｍは、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ並びに発光デバイス６３Ｂに替えて、発光デバイス６３Ｗを有する点、着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ並びに着色層１８３Ｂを有する点およびボトムエミッション型である点が、表示装置１００Ｈとは異なる。
表示装置１００Ｍは、着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ、及び着色層１８３Ｂを有する。また、表示装置１００Ｍは遮光層１１７を有する。
［着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ、及び着色層１８３Ｂ］
着色層１８３Ｒは一の発光デバイス６３Ｗおよび基板１４ｂの間に位置し、着色層１８３Ｇは他の発光デバイス６３Ｗおよび基板１４ｂの間に位置し、着色層１８３Ｂはまた別の発光デバイス６３Ｗおよび基板１４ｂの間に位置する。例えば、絶縁層２１５および絶縁層２１４の間に、着色層１８３Ｒ、着色層１８３Ｇ、及び着色層１８３Ｂを設けることができる。
［遮光層１１７］
遮光層１１７は基板１４ｂ上に設けられ、遮光層１１７は基板１４ｂおよびトランジスタ２０５の間に位置する。なお、絶縁層１５３は、遮光層１１７およびトランジスタ２０５の間に位置する。例えば、遮光層１１７は発光デバイス６３Ｗの発光領域と重ならない。また、例えば、遮光層１１７は接続部１４０、及び回路１６４と重なる。
遮光層１１７は、表示装置１００Ｋ、又は表示装置１００Ｌに設けることもできる。この場合、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ、及び発光デバイス６３Ｂが発する光が例えば基板１４ｂにより反射され、表示装置１００Ｋ、又は表示装置１００Ｌの内部で拡散することを抑制することができる。これにより、表示装置１００Ｋ、及び表示装置１００Ｌは、表示品位が高い表示装置とすることができる。一方、遮光層１１７を設けないことにより、発光デバイス６３Ｒ、発光デバイス６３Ｇ、及び発光デバイス６３Ｂが発する光の光取り出し効率を高めることができる。
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
（実施の形態１０）
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表示装置を有する。本発明の一態様の表示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、デスクトップ型若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、及び音響再生装置等が挙げられる。
特に、本発明の一態様の表示装置は、精細度を高めることが可能なため、比較的小さな表示部を有する電子機器に好適に用いることができる。このような電子機器としては、例えば、腕時計型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が挙げられる。
本発明の一態様の表示装置は、ＨＤ（画素数１２８０×７２０）、ＦＨＤ（画素数１９２０×１０８０）、ＷＱＨＤ（画素数２５６０×１４４０）、ＷＱＸＧＡ（画素数２５６０×１６００）、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、本発明の一態様の表示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表示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、本発明の一態様の表示装置の画面比率（アスペクト比）については、特に限定はない。例えば、表示装置は、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、又はテキスト画像等）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、若しく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、又は記録媒体に記録されているプログラム若しくはデータを読み出す機能等を有することができる。
図３６Ａ乃至図３６Ｄ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等のうち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３６Ａに示す電子機器６７００Ａ、及び図３６Ｂに示す電子機器６７００Ｂは、それぞれ、一対の表示パネル６７５１と、一対の筐体６７２１と、通信部（図示しない）と、一対の装着部６７２３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６７５３と、フレーム６７５７と、一対の鼻パッド６７５８と、を有する。
表示パネル６７５１には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂは、それぞれ、光学部材６７５３の表示領域６７５６に、表示パネル６７５１で表示した画像を投影できる。光学部材６７５３は透光性を有するため、使用者は光学部材６７５３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６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂは、それぞれＡＲ表示が可能な電子機器である。
電子機器６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂ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６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂ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６７５６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６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂ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６７２１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６７２１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６７２１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、光電変換素子（光電変換デバイスともいう）を用いることができる。光電変換素子の活性層には、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３６Ｃに示す電子機器６８００Ａ、及び図３６Ｄに示す電子機器６８００Ｂは、それぞれ、一対の表示部６８２０と、筐体６８２１と、通信部６８２２と、一対の装着部６８２３と、制御部６８２４と、一対の撮像部６８２５と、一対のレンズ６８３２と、を有する。
表示部６８２０には、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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６８２０は、筐体６８２１の内部の、レンズ６８３２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６８２０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６８００Ａ、及び電子機器６８００Ｂ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６８００Ａ又は電子機器６８００Ｂを装着した使用者は、レンズ６８３２を通して、表示部６８２０に表示される画像を視認できる。
電子機器６８００Ａ、及び電子機器６８００Ｂは、それぞれ、レンズ６８３２及び表示部６８２０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６８３２と表示部６８２０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６８２３により、使用者は電子機器６８００Ａ又は電子機器６８００Ｂを頭部に装着できる。なお、例えば図３６Ｃにおいては、メガネのつる（ジョイント、又はテンプル等ともいう）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６８２３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６８２５は、外部の情報を取得する機能を有する。撮像部６８２５が取得したデータは、表示部６８２０に出力できる。撮像部６８２５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６８２５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（検知部ともいう）を設ければよい。すなわち、撮像部６８２５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６８００Ａは、骨伝導イヤフォンとして機能する振動機構を有してもよい。例えば、表示部６８２０、筐体６８２１、及び装着部６８２３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６８００Ａ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６８００Ａ、及び電子機器６８００Ｂは、それぞれ、入力端子を有してもよい。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６７５０と無線通信を行う機能を有してもよい。イヤフォン６７５０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６７５０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３６Ａに示す電子機器６７００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン６７５０に情報を送信する機能を有する。また、例えば、図３６Ｃに示す電子機器６８００Ａは、無線通信機能によって、イヤフォン６７５０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もよい。図３６Ｂに示す電子機器６７００Ｂは、イヤフォン部６７２７を有する。例えば、イヤフォン部６７２７と制御部とは、互いに有線接続される構成とすることができる。イヤフォン部６７２７と制御部とをつなぐ配線の一部は、筐体６７２１又は装着部６７２３の内部に配置されていてもよい。
同様に、図３６Ｄに示す電子機器６８００Ｂは、イヤフォン部６８２７を有する。例えば、イヤフォン部６８２７と制御部６８２４とは、互いに有線接続される構成とすることができる。イヤフォン部６８２７と制御部６８２４とをつなぐ配線の一部は、筐体６８２１又は装着部６８２３の内部に配置されていてもよい。また、イヤフォン部６８２７と装着部６８２３とがマグネットを有してもよい。これにより、イヤフォン部６８２７を装着部６８２３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６７００Ａ、及び電子機器６７００Ｂ等）と、ゴーグル型（電子機器６８００Ａ、及び電子機器６８００Ｂ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３７Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。
電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、マイク６５０６、カメラ６５０７、及び光源６５０８等を有する。表示部６５０２はタッチパネル機能を備える。
表示部６５０２に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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３７Ｂ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、当該折り返された領域にＦＰＣ６５１５が接続される。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３７Ｃにテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７１００は、筐体７１０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７１０３により筐体７１０１を支持した構成を示している。
表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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３７Ｃに示すテレビジョン装置７１００の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチ、及び別体のリモコン操作機７１１１により行うことができる。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７１１１は、当該リモコン操作機７１１１から出力する情報を表示する表示部を有してもよい。リモコン操作機７１１１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、或いは受信者同士等）の情報通信を行うことも可能である。
図３７Ｄ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、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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３７Ｅ及び図３７Ｆに、デジタルサイネージの一例を示す。
図３７Ｅ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、及びマイクロフォン等を有することができる。
図３７Ｆ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３７Ｅ及び図３７Ｆにおいて、表示部７０００に、本発明の一態様の表示装置を適用できる。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、路線情報若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３７Ｅ及び図３７Ｆ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３８Ａ乃至図３８Ｇ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）、及びマイクロフォン９００８等を有する。
図３８Ａ乃至図３８Ｇ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、又はテキスト画像等）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付若しく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、又は記録媒体に記録されているプログラム若しく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、及び撮影した画像を表示部に表示する機能等を有してもよい。
図３８Ａ乃至図３８Ｇに示す電子機器の詳細について、以下説明を行う。
図３８Ａは、携帯情報端末９１０１を示す斜視図である。携帯情報端末９１０１は、例えばスマートフォンとして用いることができる。なお、携帯情報端末９１０１は、スピーカ９００３、接続端子９００６、又はセンサ９００７等を設けてもよい。また、携帯情報端末９１０１は、文字及び画像情報をその複数の面に表示できる。図３８Ａ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、及び電波強度等がある。又は、情報９０５１が表示されている位置には例えばアイコン９０５０を表示してもよい。
図３８Ｂは、携帯情報端末９１０２を示す斜視図である。携帯情報端末９１０２は、表示部９００１の３面以上に情報を表示する機能を有する。ここでは、情報９０５２、情報９０５３、及び情報９０５４がそれぞれ異なる面に表示されている例を示す。例えば使用者は、洋服の胸ポケットに携帯情報端末９１０２を収納した状態で、携帯情報端末９１０２の上方から観察できる位置に表示された情報９０５３を確認することもできる。使用者は、携帯情報端末９１０２をポケットから取り出すことなく表示を確認し、例えば電話を受けるか否かを判断できる。
図３８Ｃは、タブレット端末９１０３を示す斜視図である。タブレット端末９１０３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、及び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９１０３は、筐体９０００の正面に表示部９００１、カメラ９００２、マイクロフォン９００８、及びスピーカ９００３を有し、筐体９０００の左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３８Ｄ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３８Ｅ乃至図３８Ｇ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３８Ｅは携帯情報端末９２０１を展開した状態、図３８Ｇは折り畳んだ状態、図３８Ｆは図３８Ｅと図３８Ｇ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。
ＡＮＯ：導電膜、Ｃ２１：容量、Ｃ２２：容量、ＣＡＰ：層、ＣＰ：導電性材料、ＥＬＡ：光、ＥＬＢ：光、ＥＬＣ：光、ＥＬＸ：光、ＥＭＡ：材料、ＥＭＢ：材料、ＥＭＣ：材料、ＥＭＸ：材料、ＥＴＭＡ：有機化合物、ＥＴＭＸ：有機化合物、ＦＡ：層、ＦＢ：層、ＦＣ：層、ＧＤ：駆動回路、ＨＴＭ：有機化合物、Ｍ２１：トランジスタ、Ｎ２１：ノード、Ｎ２２：ノード、ＯＣＡ：有機化合物、ＯＣＸ：有機化合物、ｐＫａ：酸解離定数、ＰＬ：過渡、ＲＥＦＡ：反射膜、ＲＥＦＢ：反射膜、ＲＥＦＣ：反射膜、ＲＥＳ：レジスト、ＳＣＲＡ：層、ＳＣＲａ：膜、ＳＣＲＢ：層、ＳＣＲＣ：層、ＳＤ：駆動回路、ＳＷ２１：スイッチ、ＳＷ２２：スイッチ、ＳＷ２３：スイッチ、１４ｂ：基板、１６ｂ：基板、１７：基板、１８：基板、３７ｂ：表示部、６１Ｂ：発光デバイス、６１Ｇ：発光デバイス、６１Ｒ：発光デバイス、６１Ｗ：発光デバイス、６３Ｂ：発光デバイス、６３Ｇ：発光デバイス、６３Ｒ：発光デバイス、６３Ｗ：発光デバイス、７１：基板、７３：基板、８３Ｂ：光、８３Ｇ：光、８３Ｒ：光、１００Ａ：表示装置、１００Ｂ：表示装置、１００Ｃ：表示装置、１００Ｄ：表示装置、１００Ｅ：表示装置、１００Ｆ：表示装置、１００Ｇ：表示装置、１００Ｈ：表示装置、１００Ｉ：表示装置、１００Ｊ：表示装置、１００Ｋ：表示装置、１００Ｌ：表示装置、１００Ｍ：表示装置、１００：表示装置、１０３Ａ：ユニット、１０３ａ：積層膜、１０３Ｂ：ユニット、１０３ｂ：積層膜、１０３Ｃ：ユニット、１０３Ｘ：ユニット、１０４Ａ：層、１０４ａ：膜、１０４ＡＢ：間隙、１０４Ｂ：層、１０４ｂ：膜、１０４Ｃ：層、１０４Ｘ：層、１０５Ａ：層、１０５ａ：膜、１０５ＡＢ：間隙、１０５Ｂ：層、１０５ｂ：膜、１０５Ｃ：層、１０５Ｘ：層、１０５Ｘ２１：層、１０５Ｘ２２：層、１０６Ａ：中間層、１０６Ｂ：中間層、１０６Ｃ：中間層、１０６Ｘ：中間層、１０７：表示部、１１１Ｘ：層、１１２Ｘ：層、１１３Ｘ：層、１１７：遮光層、１２０：基板、１２２：接着層、１４０：接続部、１４２：接着層、１５３：絶縁層、１５６：接着層、１６２：絶縁層、１６４：回路、１６５：配線、１６６：導電層、１６８：導電層、１７１：導電層、１７２Ｂ：ＥＬ層、１７２Ｇ：ＥＬ層、１７２Ｒ：ＥＬ層、１７３：導電層、１７６：ＩＣ、１７７：ＦＰＣ、１８３Ｂ：着色層、１８３Ｇ：着色層、１８３Ｒ：着色層、２０１：トランジスタ、２０４：接続部、２０５：トランジスタ、２０９：トランジスタ、２１０：トランジスタ、２１１：絶縁層、２１３：絶縁層、２１４：絶縁層、２１５：絶縁層、２１８：絶縁層、２２１：導電層、２２２ａ：導電層、２２２ｂ：導電層、２２３：導電層、２２５：絶縁層、２３１ｉ：チャネル形成領域、２３１ｎ：低抵抗領域、２３１：半導体層、２４０：容量、２４１：導電層、２４２：接続層、２４３：絶縁層、２４５：導電層、２５１：導電層、２５２：導電層、２５４：絶縁層、２５５ａ：絶縁層、２５５ｂ：絶縁層、２５５ｃ：絶縁層、２５５：絶縁層、２５６：プラグ、２６１：絶縁層、２６２：絶縁層、２６３：絶縁層、２６４：絶縁層、２６５：絶縁層、２７０Ｂ：犠牲層、２７０Ｇ：犠牲層、２７０Ｒ：犠牲層、２７１：保護層、２７２：絶縁層、２７３：保護層、２７４ａ：導電層、２７４ｂ：導電層、２７４：プラグ、２７５：プラグ、２７８：絶縁層、２８０：表示モジュール、２９０：ＦＰＣ、３０１Ａ：基板、３０１Ｂ：基板、３０１：基板、３１０Ａ：トランジスタ、３１０Ｂ：トランジスタ、３１０：トランジスタ、３１１：導電層、３１２：低抵抗領域、３１３：絶縁層、３１４：絶縁層、３１５：素子分離層、３２０Ａ：トランジスタ、３２０Ｂ：トランジスタ、３２０：トランジスタ、３２１：半導体層、３２３：絶縁層、３２４：導電層、３２５：導電層、３２６：絶縁層、３２７：導電層、３２８：絶縁層、３２９：絶縁層、３３１：基板、３３２：絶縁層、３３５：絶縁層、３３６：絶縁層、３４１：導電層、３４２：導電層、３４３：プラグ、３４４：絶縁層、３４５：絶縁層、３４６：絶縁層、３４７：バンプ、３４８：接着層、５１０：基板、５１９Ｂ：端子、５２０：機能層、５２１：絶縁層、５２８Ａ：開口部、５２８Ｂ：開口部、５２８Ｃ：開口部、５２８：層、５２９＿１：層、５２９＿１Ａ：開口部、５２９＿１Ｂ：開口部、５２９＿２：層、５２９＿２Ａ：開口部、５２９＿２Ｂ：開口部、５２９＿２Ｃ：開口部、５３０Ａ：画素回路、５３０Ｂ：画素回路、５３０Ｃ：画素回路、５４０：機能層、５５０Ａ：発光デバイス、５５０Ｂ：発光デバイス、５５０Ｃ：発光デバイス、５５０Ｘ：発光デバイス、５５１Ａ：電極、５５１ＡＢ：間隙、５５１Ｂ：電極、５５１Ｃ：電極、５５１Ｘ：電極、５５２＿２：導電膜、５５２ａ：膜、５５２Ａ：電極、５５２ＡＢ：間隙、５５２ｂ：膜、５５２Ｂ：電極、５５２Ｃ：電極、５５２Ｘ：電極、５９１Ａ：開口部、５９１Ｂ：開口部、７００：表示装置、７０２Ａ：画素、７０２Ｂ：画素、７０２Ｃ：画素、７０３：画素、７３１：領域、６５００：電子機器、６５０１：筐体、６５０２：表示部、６５０３：電源ボタン、６５０４：ボタン、６５０５：スピーカ、６５０６：マイク、６５０７：カメラ、６５０８：光源、６５１０：保護部材、６５１１：表示パネル、６５１２：光学部材、６５１３：タッチセンサパネル、６５１５：ＦＰＣ、６５１６：ＩＣ、６５１７：プリント基板、６５１８：バッテリ、６７００Ａ：電子機器、６７００Ｂ：電子機器、６７２１：筐体、６７２３：装着部、６７２７：イヤフォン部、６７５０：イヤフォン、６７５１：表示パネル、６７５３：光学部材、６７５６：表示領域、６７５７：フレーム、６７５８：鼻パッド、６８００Ａ：電子機器、６８００Ｂ：電子機器、６８２０：表示部、６８２１：筐体、６８２２：通信部、６８２３：装着部、６８２４：制御部、６８２５：撮像部、６８２７：イヤフォン部、６８３２：レンズ、７０００：表示部、７１００：テレビジョン装置、７１０１：筐体、７１０３：スタンド、７１１１：リモコン操作機、７２００：ノート型パーソナルコンピュータ、７２１１：筐体、７２１２：キーボード、７２１３：ポインティングデバイス、７２１４：外部接続ポート、７３００：デジタルサイネージ、７３０１：筐体、７３０３：スピーカ、７３１１：情報端末機、７４００：デジタルサイネージ、７４０１：柱、７４１１：情報端末機、９０００：筐体、９００１：表示部、９００２：カメラ、９００３：スピーカ、９００５：操作キー、９００６：接続端子、９００７：センサ、９００８：マイクロフォン、９０５０：アイコン、９０５１：情報、９０５２：情報、９０５３：情報、９０５４：情報、９０５５：ヒンジ、９１０１：携帯情報端末、９１０２：携帯情報端末、９１０３：タブレット端末、９２００：携帯情報端末、９２０１：携帯情報端末

Claims (14)

  1. 　第１の発光デバイスと、
    　第２の発光デバイスと、
    　導電膜と、を有し、
    　前記第１の発光デバイスは、第３の電極、第４の電極、第２のユニットおよび第２の層を備え、
    　前記第４の電極は、前記第３の電極と重なり、
    　前記第４の電極は、金属原子を含み、
    　前記第４の電極は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含み、
    　前記第２のユニットは、前記第３の電極および前記第４の電極の間に挟まれ、
    　前記第２のユニットは、第２の発光性の材料を含み、
    　前記第２の層は、前記第２のユニットおよび前記第３の電極の間に挟まれ、
    　前記第２の層は、膜の状態で、電子スピン共鳴法を用いて１×１０１８ｓｐｉｎｓ／ｃｍ３以上のスピン密度が観測される材料で構成され、
    　前記第２の発光デバイスは、第５の電極、第６の電極、第３のユニットおよび第３の層を備え、
    　前記第５の電極は、前記第３の電極と隣接し、
    　前記第５の電極は、前記第３の電極との間に第１の間隙を備え、
    　前記第６の電極は、前記第４の電極と隣接し、
    　前記第６の電極は、前記第４の電極との間に第２の間隙を備え、
    　前記第２の間隙は、前記第１の間隙と重なり、
    　前記第３のユニットは、前記第５の電極および前記第６の電極の間に挟まれ、
    　前記第３のユニットは、第３の発光性の材料を含み、
    　前記第３の層は、前記第３のユニットおよび前記第５の電極の間に挟まれ、
    　前記第３の層は、前記第２の層との間に第３の間隙を備え、
    　前記第３の間隙は、前記第１の間隙と重なり、
    　前記導電膜は、前記第４の電極、前記第６の電極および前記第１の間隙と重なり、
    　前記導電膜は、前記第４の電極および前記第６の電極と電気的に接続される、表示装置。
  2. 　前記第１の発光デバイスは、第４の層を備え、
    　前記第４の層は、前記第４の電極および前記第２のユニットの間に挟まれ、
    　前記第４の層は、前記第４の電極と接し、
    　前記第４の層は、電子注入性を備え、
    　前記第２の発光デバイスは、第５の層を備え、
    　前記第５の層は、前記第６の電極および前記第３のユニットの間に挟まれ、
    　前記第５の層は、前記第６の電極と接し、
    　前記第５の層は、電子注入性を備え、
    　前記第５の層は、前記第４の層との間に第４の間隙を備え、
    　前記第４の間隙は、前記第１の間隙と重なる、請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記第４の層は、第３の有機化合物および第４の有機化合物を含み、
    　前記第３の有機化合物は、８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、
    　前記第４の有機化合物は、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する、請求項２に記載の表示装置。
  4. 　前記第３の有機化合物は、グアニジン骨格を有する、請求項３に記載の表示装置。
  5. 　前記第３の有機化合物は、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基を有する、請求項３に記載の表示装置。
  6. 　前記第３の有機化合物は、前記第４の有機化合物に対して電子供与性を有さない、請求項３に記載の表示装置。
  7. 　第６の層と、を有し、
    　前記第６の層は、前記導電膜および前記第１の間隙の間に挟まれ、
    　前記第６の層は、前記導電膜と接し、
    　前記第６の層は、第１の開口部および第２の開口部を備え、
    　前記第１の開口部は前記第３の電極と重なり、
    　前記第２の開口部は前記第５の電極と重なる、請求項１に記載の表示装置。
  8. 　第７の層と、を有し、
    　前記第７の層は、前記第６の層および前記第１の間隙の間に挟まれ、
    　前記第７の層は、前記第４の電極および前記第６の電極と接し、
    　前記第７の層は、第３の開口部および第４の開口部を備え、
    　前記第３の開口部は前記第３の電極と重なり、
    　前記第４の開口部は前記第５の電極と重なる、請求項７に記載の表示装置。
  9. 　請求項１に記載の表示装置と、
    　コネクタ及び集積回路のうち少なくとも一方と、を有する、表示モジュール。
  10. 　請求項１に記載の表示装置と、
    　バッテリ、カメラ、スピーカ、及びマイクのうち少なくとも一つと、を有する、電子機器。
  11. 　第１の電極と、
    　第２の電極と、
    　第１のユニットと、
    　第１の層と、を有し、
    　前記第２の電極は、前記第１の電極と重なり、
    　前記第２の電極は、金属原子を含み、
    　前記第２の電極は、５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上、５×１０２１ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下の濃度で、炭素原子を含み、
    　前記第１のユニットは、前記第１の電極および前記第２の電極の間に挟まれ、
    　前記第１のユニットは、第１の発光性の材料を含み、
    　前記第１の層は、前記第２の電極および前記第１のユニットの間に挟まれ、
    　前記第１の層は、第１の有機化合物および第２の有機化合物を含み、
    　前記第１の有機化合物は、８以上の酸解離定数ｐＫａを有し、
    　前記第２の有機化合物は、溶解度パラメータδにおいて、４．０ＭＰａ０．５以下の分極項δｐを有する、発光デバイス。
  12. 　前記第１の有機化合物は、グアニジン骨格を有する、請求項１１に記載の発光デバイス。
  13. 　前記第１の有機化合物は、１，３，４，６，７，８−ヘキサヒドロ−２Ｈ−ピリミド［１，２−ａ］ピリミジン基を有する、請求項１１に記載の発光デバイス。
  14. 　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、請求項１に記載の発光デバイス。
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