CN101901877B

CN101901877B - 发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置

Info

Publication number: CN101901877B
Application number: CN201010193507.5A
Authority: CN
Inventors: 能渡广美; 濑尾哲史; 大泽信晴; 简井哲夫
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2009-05-29
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2015-06-03
Anticipated expiration: 2030-05-28
Also published as: JP2011009727A; CN104900816A; KR101955182B1; KR20190026705A; US8389979B2; CN101901877A; JP5587033B2; KR20180032217A; JP5825746B2; KR102105513B1; JP2014225689A; CN104900816B; KR20100129191A; US20100301316A1

Abstract

本发明涉及发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置。本发明的目的在于提供能够抑制驱动电压的上升的发光元件。另外，本发明的目的还在于提供通过包括这种发光元件来减少耗电量的发光装置。在阳极与阴极之间具有EL层的发光元件中，在阴极与EL层之间接触于阴极地形成能够产生载流子的第一层，接触于第一层地形成授受产生在第一层中的电子的第二层，并且接触于第二层地形成将来自第二层的电子注入到EL层的第三层。

Description

发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置

技术领域

本发明涉及一种发光元件，该发光元件在一对电极之间夹有通过施加电场来得到发光的有机化合物而构成。另外，本发明还涉及一种具有上述发光元件的发光装置。再者，本发明还涉及一种使用上述发光装置而完成的电子设备和照明装置。

背景技术

期待将如下发光元件应用于下一代平板显示器，该发光元件是具有薄型、轻量、高速响应性、直流低电压驱动等特征的将有机化合物用作发光体的发光元件。一般认为尤其是将发光元件配置为矩阵状的显示装置与现有的液晶显示装置相比具有广视角、优异的可见度的优点。

一般认为发光元件的发光机理是如下机理：通过在一对电极之间夹着包含发光体的EL层并施加电压，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在EL层的发光层重新结合而形成分子激子，当该分子激子缓和而到达基态时放出能量以发光。已知激发态有单重激发态和三重激发态，并且经过哪一种激发态也可以实现发光。

对这种发光元件的元件结构的改良和材料开发等日益火热，以提高其元件特性。

例如，有如下报告(例如，参照专利文献1)：即在与阴极接触地设置的电子注入层中，通过将碱金属、碱土金属或稀土金属等功函数低的金属掺杂到构成电子注入层的有机化合物，降低将电子从阴极注入到包含有机化合物的电子注入层时的注入势垒，并且降低驱动电压。

另外，还有关于上述技术的如下报告：即能够在不使驱动电压上升的条件下实现发射光谱的光学调整(例如，参照专利文献2)。

具体地说，采用如下结构，该结构是：在发光元件的阴极与EL层之间接触于阴极地形成对空穴传输性的有机化合物掺杂金属氧化物的层，并且接触于该掺杂有金属氧化物的层地形成对电子传输性的有机化合物掺杂碱金属、碱土金属或稀土金属等功函数低的金属的层的结构，并且将对空穴传输性的有机化合物掺杂金属氧化物的层的厚度设定得厚，以进行发射光谱的光学调整。在此情况下，因为空穴传输性的有机化合物的载流子迁移率比电子传输性的有机化合物的载流子迁移率高，所以与将对电子传输性的有机化合物掺杂功函数低的金属的层的厚度设定得厚的情况相比，可以抑制驱动电压的上升。

[专利文献1]日本专利申请公开平10-270171号公报

[专利文献2]日本专利申请公开2005-209643号公报

当如上所述那样提高发光元件的特性时，从降低具备发光元件的发光装置的耗电量的观点而言，抑制驱动电压的上升是很重要的。

发明内容

于是，本发明的目的之一在于提供一种能够抑制驱动电压的上升的发光元件。另外，本发明的目的之一还在于提供一种通过包括这种发光元件来降低耗电量的发光装置。

本发明的目的之一在于提供一种发光元件，该发光元件即使改变存在于发光元件的电极之间的层的厚度也能够抑制驱动电压的上升。另外，本发明的目的之一还在于提供一种通过包括这种发光元件来降低耗电量的发光装置。

本发明的目的之一在于提供一种发光元件，该发光元件即使改变存在于发光元件的电极之间的层的厚度也能够抑制驱动电压的上升并进行光学调整的发光元件。另外，本发明的目的之一还在于提供一种通过包括这种发光元件来降低耗电量且色纯度优良的发光装置。

用来解决上述课题的本发明的一个方式是一种在阳极和阴极之间具有调整层和EL层的发光元件。

调整层由能够产生载流子的第一层(电荷产生层)、授受产生在第一层中的电子的第二层(电子中继层：electron-relay layer)和将来自第二层的电子注入到EL层的第三层(电子注入缓冲层)形成在阴极与EL层之间。另外，第一层接触于阴极地形成，第二层接触于第一层地形成，第三层接触于第二层地形成。

EL层只要至少包括发光层形成即可，而也可以是形成有发光层以外的层的叠层结构。作为发光层以外的层，可以举出由高空穴注入性的物质、高空穴传输性的物质、高电子传输性的物质、高电子注入性的物质或双极性(高电子及空穴传输性)的物质等构成的层。具体地说，可以举出空穴注入层、空穴传输层、空穴阻止层(空穴阻挡层)、电子传输层、电子注入层等，并且可以从阳极一侧适当地组合这些层来进行构成。再者，还可以在EL层内接触于阳极地设置电荷产生区。

另外，第一层含有具有空穴传输性的物质，优选为高空穴传输性的物质和受主物质而形成，并且产生在第一层中的载流子中的空穴注入到阴极，而电子注入到第二层。

另外，第二层含有第一施主物质以及具有比第一层所包含的受主物质的受主能级稍微高(优选为-5.0eV以上，更优选为-5.0eV以上且-3.0eV以下)的LUMO能级的具有电子传输性的物质，优选为高电子传输性的第一物质而形成，因此电子容易从第一层迁移到第二层。

另外，因为第三层含有第二施主物质和具有电子传输性的物质，优选为高电子传输性的第二物质形成，所以缓和将电子注入到EL层时的注入势垒。

本发明一个方式的具体结构是一种发光元件，其中在阳极与阴极之间具有调整层和EL层，在阴极与EL层之间接触于阴极地具有包含高空穴传输性的物质和受主物质的第一层，接触于第一层地具有包含第一施主物质和高电子传输性的第一物质的第二层，并且接触于第二层和EL层地具有包含第二施主物质和高电子传输性的第二物质的第三层，并且第一物质的LUMO能级低于第二物质的LUMO能级。

另外，除了包括上述结构以外，还包括如下结构：EL层包括包含高电子传输性的物质的第四层，并且第四层与第三层接触。

在上述结构中，在第一层中，以受主物质与高空穴传输性的物质的质量比为0.1∶1以上且4.0∶1以下的方式添加受主物质。

在上述结构中，第一层是由包含高空穴传输性的物质的层和包含受主物质的层构成的叠层结构。

在上述结构中，在第二层中，以第一施主物质与高电子传输性的第一物质的质量比为0.001∶1以上且0.1∶1以下的方式添加第一施主物质。

在上述结构中，包含在第二层中的高电子传输性的物质的LUMO能级为-5.0eV以上。

在上述结构中，包含在第二层中的高电子传输性的第一物质为二萘嵌苯衍生物或含氮稠合芳香化合物(nitrogen-containingcondensed aromatic compound)。

在上述结构中，在第三层中，以第二施主物质与高电子传输性的第二物质的质量比为0.001∶1以上且0.1∶1以下的方式添加第二施主物质。

在上述结构中，至少第一施主物质和第二施主物质中的一方是碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物或稀土金属化合物。

在上述结构中，EL层包括包含高空穴传输性的物质和受主物质的第五层，并且第五层与阳极接触。

在上述结构中，在第五层中，以受主物质与高空穴传输性的物质的质量比为0.1∶1以上且4.0∶1以下的方式添加受主物质。

在上述结构中，第五层是由包含高空穴传输性的物质的层和包含受主物质的层构成的叠层结构。

在上述结构中，受主物质是过渡金属氧化物或属于元素周期表中的第四族至第八族的金属氧化物。

另外，本发明不仅包括具有发光元件的发光装置，而且还包括具有发光装置的电子设备和照明装置。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示器件、发光器件或光源(包括照明装置)。另外，发光装置还包括如下所有模块：设置有诸如FPC(柔性印刷电路)、TAB(带式自动接合)胶带或TCP(带载封装)的连接器的模块；在TAB带或TCP的端部设置有印刷线路板的模块；或者通过COG(玻璃覆晶封装)方式将IC(集成电路)直接安装在发光元件上的模块。

如上所述，可以提供能够抑制驱动电压的上升的发光元件。另外，还可以提供通过包括这种发光元件来降低耗电量的发光装置、电子设备和照明装置。

另外，因为即使改变上述第一层的厚度也不会使驱动电压上升，所以可以提供即使改变存在于发光元件的电极之间的层的厚度也能够抑制驱动电压的上升的发光元件。另外，还可以提供通过包括这种发光元件来降低耗电量的发光装置。

另外，因为即使改变上述第一层的厚度也不会使驱动电压上升，所以可以提供即使改变存在于电极之间的层的厚度以进行发射光谱的光学调整也能够抑制驱动电压的上升的发光元件。因此，还可以提供通过包括这种发光元件来降低耗电量并色纯度优异的发光装置。

附图说明

图1A和1B是示出发光元件的元件结构及能带图的图；

图2A和2B是示出发光元件的元件结构及能带图的图；

图3A和3B是示出发光元件的元件结构及能带图的图；

图4A和4B是分别示出发光元件的元件结构的图；

图5A和5B是分别示出发光元件的元件结构的图；

图6A至6D是示出无源矩阵型发光装置的图；

图7是示出无源矩阵型发光装置的图；

图8A和8B是示出有源矩阵型发光装置的图；

图9A至9E是示出电子设备的图；

图10是示出照明装置的图；

图11是示出实施例1的发光元件的特性的图；

图12是示出实施例1的发光元件的特性的图；

图13是示出实施例2的发光元件的特性的图；

图14是示出实施例2的发光元件的特性的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于以下说明，其方式和详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。

实施方式1

在本实施方式中，参照图1A和图1B说明本发明的一个例子的发光元件的元件结构。

本实施方式所示的发光元件是在阴极和阳极之间具有调整层108和EL层103的发光元件。

图1A所示的元件结构是：在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包括发光区域的EL层103，并且在阴极102与EL层103之间从阴极102一侧依次层叠有作为能够产生载流子的第一层的电荷产生区域106、作为授受产生在电荷产生区域106中的电子的第二层的电子中继层105以及作为将来自电子中继层105的电子注入到EL层的第三层的电子注入缓冲层104。

另外，在电荷产生区域106中产生作为发光元件的载流子的空穴和电子，并且空穴迁移到阴极102，而电子迁移到电子中继层105。另外，因为电子中继层105的电子传输性高，所以能够将电子及时传送到电子注入缓冲层104。再者，因为电子注入缓冲层104能够缓和将电子注入到EL层103时的注入势垒，所以能够提高对EL层103的电子注入效率。

图1B示出图1A的元件结构中的能带图。在图1B中，示出阳极101的费米能级111、阴极102的费米能级112、EL层103的LUMO(最低未占据分子轨道，即Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能级113、电子中继层105的LUMO能级114、电子中继层105中的第一施主物质的施主能级115、电荷产生区域106中的受主物质的受主能级116。

另外，因为电子中继层105用作将产生在电荷产生区域106中的电子高效地注入到EL层103的层，所以将电子中继层105的LUMO能级114和电子中继层105中的第一施主物质的施主能级115设定为占据电荷产生区域106中的受主物质的受主能级与EL层103的LUMO能级113之间的能级。具体地说，优选将其设定为-5.0eV以上且-3.0eV以下左右。

另外，如图1B的能带图所示，从电荷产生区域106迁移到电子中继层105的电子因由电子注入缓冲层104缓和注入势垒而容易注入到EL层103的LUMO能级113。另外，产生在电荷产生区域106中的空穴迁移到阴极102。

以下，具体说明可以用于上述发光元件的材料。

阳极101优选使用具有高功函数(具体地说，优选是4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物和它们的混合物等。具体地说，可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：Indium Tin Oxide)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO：Indium Zinc Oxide)、包含氧化钨和氧化锌的氧化铟等。

虽然这些导电金属氧化物膜通常通过溅射法形成，但是还可以应用溶胶-凝胶法等形成。例如，通过溅射法使用对氧化铟添加1wt％至20wt％的氧化锌的靶材，可以形成氧化铟-氧化锌(IZO)。另外，通过溅射法使用使氧化铟包含0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶材，可以形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟。

除了上述以外，还可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)或金属材料的氮化物(如氮化钛等)、钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物、钛氧化物等。另外，还可以使用诸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等导电聚合物。但是，当接触于阳极101地设置电荷产生区域时，可以将Al、Ag等各种导电材料用于阳极101，而与功函数的高低无关。

作为阴极102，可以使用功函数低(具体地说，优选为3.8eV以下)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。作为上述阴极材料的具体例子，可以举出属于元素周期表的第1族或第2族的元素，即锂(Li)、铯(Cs)等碱金属；镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属；包含它们的合金(MgAg、AlLi)；铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属；包含它们的合金；等。另外，可以通过真空蒸镀法形成碱金属、碱土金属、含有它们的合金的膜。另外，包含碱金属或碱土金属的合金的膜可以通过溅射法形成。另外，还可以通过喷墨法等并使用银膏等来形成膜。

除了上述以外，还可以通过层叠碱金属化合物、碱土金属化合物或稀土金属化合物(例如，氟化锂(LiF)、氧化锂(LiOx)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF₂)、氟化铒(ErF₃)等)的薄膜和铝等金属膜，而形成阴极102。但是，如本实施方式所示的结构那样当接触于阴极102地设置电荷产生区域时，作为阴极102可以使用Al、Ag、ITO、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种导电材料，而与功函数的高低无关。

另外，在本实施方式所示的发光元件中，只要阳极及阴极中的至少一方具有透光性即可。通过使用如ITO那样的透明电极或者通过减薄电极的膜厚度而可以得到透光性。

EL层103只要至少包括发光层形成即可，还可以是形成有发光层以外的层的叠层结构。作为发光层以外的层，可以举出由高空穴注入性的物质、高空穴传输性的物质、高电子传输性的物质、高电子注入性的物质、双极性(高电子及空穴传输性)的物质等构成的层。具体地说，可以举出空穴注入层、空穴传输层、空穴阻止层(空穴阻挡层)、电子传输层、电子注入层等，可以从阳极一侧适当地组合这些层而构成。再者，还可以在EL层103中的接触于阳极101的一侧设置电荷产生区域。

以下示出构成包括在上述EL层103中的各层的材料的具体例子。

空穴注入层是包含高空穴注入性的物质的层。作为高空穴注入性的物质，例如可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。除了上述以外，还可以使用酞菁类化合物诸如酞菁(简称：H₂Pc)、酞菁铜(简称：CuPc)等；高分子诸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等；等来形成空穴注入层。

空穴传输层是包含高空穴传输性的物质的层。作为高空穴传输性的物质，例如可以举出4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物；3-[N-(-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。除了上述以外，还可以使用4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(简称：CzPA)等的咔唑衍生物等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为10^-6cm²/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。另外，包含高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以是层叠两层以上的由上述物质构成的层的叠层。

除了上述以外，还可以使用聚(N-乙烯咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物作为空穴传输层。

发光层是含有发光物质的层。作为发光物质，可以使用以下所示的荧光化合物。例如，可以举出N，N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基二苯乙烯-4，4’-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四-叔丁基二萘嵌苯(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]屈(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、9，10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1’-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1’-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1’-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素545T、N，N’-二苯基喹吖酮(简称DPQd)、红荧烯、5，12-双(1，1’-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基(ylidene))丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪(quinolizine)-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：D-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)苊并(acenaphtho)[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2，6-双[2-(8-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)等。

另外，作为发光物质，还可以使用以下所示的磷光化合物。例如，可以举出双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶醇-N，C²’]铱(Ⅲ)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶醇-N，C²’]铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯(简称：FIrpic)、双[2-(3’，5’-双三氟甲基苯基)吡啶醇-N，C²’]铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯(简称：Ir(CF₃ppy)₂(pic))、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶醇-N，C²’]铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：FIracac)、三(2-苯基吡啶醇)铱(Ⅲ)(简称：Ir(ppy)₃)、双(2-苯基吡啶醇)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(ppy)₂(acac))、双(苯并[h]喹啉)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(bzq)₂(acac))、双(2，4-二苯基-1，3-恶唑-N，C²’)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)₂(acac))、双[2-(4’-全氟烷苯基苯基(perfluorophenylphenyl))吡啶醇]铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(p-PF-ph)₂(acac))、双(2-苯基苯并噻唑-N，C²’)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(bt)₂(acac))双[2-(2’-苯并[4，5-α]噻吩基)吡啶醇-N，C³’]铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(btp)₂(acac))、双(1-苯基异喹啉-N，C²’)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(piq)₂(acac))、(乙酰丙酮)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉合]铱(Ⅲ)(简称：Ir(Fdpq)₂(acac))、(乙酰丙酮)双(2，3，5-三苯基吡嗪根合)铱(Ⅲ)(简称：Ir(tppr)₂(acac))、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(Ⅱ)(简称：PtOEP)、三(乙酰丙酮)(单菲咯啉)铽(Ⅲ)(简称：Tb(acac)₃(Phen))、三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮)(单菲咯啉)铕(Ⅲ)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(Ⅲ)(简称：Eu(TTA)₃(Phen))等。

另外，优选将这些发光物质分散在施主材料中而使用。作为施主材料，例如可以使用NPB(简称)、TPD(简称)、TCTA(简称)、TDATA(简称)、MTDATA(简称)、BSPB(简称)等芳香胺化合物、PCzPCA1(简称)、PCzPCA2(简称)、PCzPCN1(简称)、CBP(简称)、TCPB(简称)、CzPA(简称)等咔唑衍生物；PVK(简称)、PVTPA(简称)、PTPDMA(简称)、Poly-TPD(简称)等包含高分子化合物的高空穴传输性物质；三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称：Almq₃)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(简称：BeBq₂)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚合)铝(简称：BAlq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物；双[2-(2-羟基苯基)苯并恶唑]锌(简称：Zn(BOX)₂)、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简称：Zn(BTZ)₂)等具有恶唑类或噻唑类配体的金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-恶二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]咔唑(简称：CO11)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等高电子传输性物质。

电子传输层是包含高电子传输性的物质的层。作为高电子传输性的物质，例如可以使用Alq(简称)、Almq₃(简称)、BeBq₂(简称)、BAlq(简称)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等。另外，除了上述以外，还可以使用Zn(BOX)₂(简称)、Zn(BTZ)₂(简称)等具有恶唑类或噻唑类配体的金属配合物等。除了金属配合物以外，还可以使用PBD(简称)、OXD-7(简称)、CO11(简称)、TAZ(简称)、BPhen(简称)、BCP(简称)等。在此所述的物质主要是电子迁移率为10^-6cm²/Vs以上的物质。但是，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。另外，电子传输层不限于单层，还可以使用层叠两层以上的由上述物质构成的层的叠层。

除了上述以外，还可以将聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-co-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-co-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)等高分子化合物用于电子传输层。

电子注入层是包含高电子注入性的物质的层。作为高电子注入性的物质，可以举出氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF₂)等碱金属、碱土金属或它们的化合物。另外，还可以使用在具有电子传输性的物质中含有碱金属、碱土金属或它们的化合物的物质，例如在Alq中含有镁(Mg)的物质等。通过采用这种结构，可以进一步提高来自阴极102的电子注入效率。

另外，如上所述可以接触于阳极101或阴极102地设置的电荷产生区域是包含高空穴传输性的物质和受主物质的区域。另外，电荷产生区域可以在同一个膜中含有高空穴传输性的物质和受主物质，并还可以层叠有包含高空穴传输性的物质的层和包含受主物质的层。但是，在采用将电荷产生区域设置在阳极一侧的叠层结构的情况下，采用包含受主物质的层接触于阳极101的结构，而在采用将电荷产生区域设置在阴极一侧的叠层结构的情况下，采用包含高空穴传输性的物质的层接触于阴极102的结构。

作为用于电荷产生区域的受主物质，可以举出过渡金属氧化物或属于元素周期表中的第四族至第八族的金属氧化物。具体地说，特别优选使用氧化钼，因为氧化钼具有低吸湿性的特征。

另外，作为用于电荷产生区域的高空穴传输性的物质，可以使用各种有机化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃、高分子化合物(低聚物、树状聚合物、聚合体等)等。具体地说，优选使用空穴迁移率为10^-6cm²/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。

另外，通过适当地组合层叠这些层，可以形成EL层103。作为EL层103的形成方法，可以根据使用的材料适当地选择各种方法(例如，干法、湿法等)。例如，可以采用真空蒸镀法、喷墨法、旋涂法等。另外，还可以使用各层之间不同的方法而形成。

另外，在阴极102与EL层103之间设置有电子注入缓冲层104、电子中继层105和电荷产生区域106。接触于阴极102地形成的是电荷产生区域106，接触于电荷产生区域106地形成的是电子中继层105，并且在电子中继层105与EL层103之间与其接触地形成的是电子注入缓冲层104。

电荷产生区域106是包含高空穴传输性的物质和受主物质的区域。另外，电荷产生区域106可以使用与以上说明的可以形成在EL层103的一部分中的电荷产生区域同样的材料并以同样的结构形成。因此，电荷产生区域106不仅可以采用在同一个膜中含有高空穴传输性的物质和受主物质的结构，而且可以采用层叠有包含高空穴传输性的物质的层和包含受主物质的层的结构。但是，当采用叠层结构时，采用包含高空穴传输性的物质的层接触于阴极102的结构。

另外，优选在电荷产生区域106中以受主物质与高空穴传输性的物质的质量比为0.1∶1以上且4.0∶1以下的方式添加受主物质。

电子中继层105是能够及时接收在电荷产生区域106中受主物质所抽出的电子的层。因此，电子中继层105是包含如下物质的层，该物质是：第一施主物质；以及具有比电荷产生区域106中的受主物质的受主能级高的LUMO能级的高电子传输性的第一物质。

另外，优选在电子中继层105中以第一施主物质与高电子传输性的第一物质的质量比为0.001∶1以上且0.1∶1以下的方式添加第一施主物质。由此，可以得到作为电子中继层105的功能。

作为用于电子中继层105的第一施主物质，可以举出：碱金属、碱土金属、稀土金属和它们的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等。并且还可以举出四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。

另外，具体而言，作为用于电子中继层105的电子传输性高的第一物质，优选使用在-5.0eV以上的范围内，更优选使用在-5.0eV以上且-3.0eV以下的范围内具有LUMO能级的物质。作为用于电子中继层105的高电子传输性的第一物质，例如，可以举出二萘嵌苯衍生物、含氮稠合芳香化合物。另外，因为含氮稠合芳香化合物是稳定的化合物，所以优选将其用于电子中继层105。再者，通过使用含氮稠合芳香化合物中的具有氰基或氟基等电子吸引基的化合物，可以更容易在电子中继层105中接收电子，因此是优选的。

作为二萘嵌苯衍生物的具体例子，可以举出3，4，9，10-苝四羧酸二酐(简称：PTCDA)、双苯并咪唑[2，1-a：2’，1’-a]蒽[2，1，9-def：6，5，10-d’e’f’]二异喹啉-10，21-二酮(简称：PTCBI)、N，N’-二辛基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：PTCDI-C8H)、N，N’-二己基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(简称：HexPTC)等。

另外，作为含氮稠合芳香化合物的具体例子，可以举出吡嗪并[2，3-f][1，10]菲咯啉-2，3-二甲腈(简称：PPDN)、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯基(简称：HAT(CN)₆)、2，3-二苯基吡啶(diphenylpyrido)[2，3-b]吡嗪(简称：2PYPR)、2，3-双(4-氟苯基)吡啶[2，3-b]吡嗪(简称：F2PYPR)等。

除上述以外，电子中继层105还可以使用：7，7，8，8，-四氰基对醌二甲烷(简称：TCNQ)、1，4，5，8-萘四羧酸二酐(简称：NTCDA)、全氟并五苯(perfluoropentacene)、十六氟代酞菁铜(简称：F₁₆CuPc)、N，N’-双(2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8，十五氟代辛基-1，4，5，8-萘四羧酸二亚胺(简称NTCDI-C8F)、3’，4’-二丁基-5，5”-双(二氰基亚甲基)-5，5”-二氢-2，2’：5’，2”-三噻吩(简称：DCMT)、亚甲基富勒烯(例如，[6，6]-苯基C61酪酸甲酯)等。

电子注入缓冲层104是能够将电子中继层105所接收的电子注入到EL层103的层。因为通过设置电子注入缓冲层104，可以缓和电荷产生区域106与EL层103之间的注入势垒，从而可以容易将产生在电荷产生区域106中的电子注入到EL层103。

电子注入缓冲层104是包含如下物质的层，该物质是：第二施主物质；以及具有比包含在电子中继层105中的高电子传输性的第一物质的LUMO能级高的LUMO能级的高电子传输性的第二物质。

另外，优选在电子注入缓冲层104中以第二施主物质与高电子传输性的第二物质的质量比为0.001∶1以上且0.1∶1以下的方式添加第二施主物质。由此，可以得到作为电子注入缓冲层104的功能。

用于电子注入缓冲层104的第二施主物质可以使用与用于电子中继层105的第一施主物质相同的材料形成。第一施主物质的材料可以与第二施主物质的材料相同或不同。另外，作为高电子传输性的第二物质，可以在与以上所述的可以形成在EL层103的一部分中的电子传输层的材料相同的材料中适当地选择适合条件的材料来使用。

通过组合如上述那样的材料，可以制造本实施方式所示的发光元件。从该发光元件可以得到来自上述发光物质的发光，并且通过改变发光物质的种类而可以得到各种发光颜色。另外，通过作为发光物质使用发光颜色不相同的多个发光物质，可以得到宽光谱的发光和白色发光。另外，当得到白色发光时，可以采用层叠有多个呈现彼此成为互补色的发光颜色的层的结构等。作为具体的互补色的关系，例如可以举出蓝色与黄色、蓝绿色与红色等。

另外，本实施方式所示的发光元件可以形成在各种衬底上。作为衬底，例如可以使用玻璃、塑料、金属板、金属箔等。当从衬底一侧取出发光元件的发光时，使用透光衬底即可。但是，只要是在发光元件的制造工序中能够用作支撑体的衬底，就还可以使用除上述以外的衬底。

另外，本实施方式所示的发光元件的元件结构可以制造双方的电极以格子形状形成在同一个衬底上的无源矩阵型发光装置。另外，还可以制造具有电连接到用作开关的薄膜晶体管(TFT)等的发光元件并由TFT控制发光元件的驱动的有源矩阵型发光装置。另外，对TFT的结构没有特别的限定。TFT的结构既可以使用交错型TFT，又可使用反交错型TFT。另外，由TFT构成的驱动电路既可由N型及P型TFT构成，又可以由N型TFT或P型TFT的任一方构成。另外，对用于TFT的半导体膜的结晶性也没有特别的限制。既可以使用非晶半导体膜，又可以使用结晶半导体膜。另外，还可以使用单晶半导体膜。单晶半导体膜可以通过智能切割法等而制造。再者，还可以使用氧化物半导体诸如包含铟、镓和锌的氧化物半导体。

另外，作为本实施方式所示的发光元件的制造方法，可以使用各种方法，而与干法(例如，真空蒸镀法)、湿法(例如，喷墨法、旋涂法等)无关。

通过采用本实施方式所示的元件结构，可以使其驱动电压不容易受到电荷产生区域106的膜厚度的影响，从而可以抑制发光元件中的驱动电压的上升，并且可以通过光学调整而实现色纯度的提高。

实施方式2

在本实施方式中，参照图2A和图2B说明包括在实施方式1所示的基本结构中的发光元件的一个例子。

本实施方式所示的发光元件是如下发光元件，即：在阴极与阳极之间夹有调整层108和EL层103，并且在EL层的阴极一侧的一部分中包括电子传输层。特征在于调整层的一部分的电子注入缓冲层104的厚度非常薄，并且后面进行其详细描述。

在本实施方式所示的发光元件中，如图2A所示那样，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包含发光区域的EL层103，在阴极102与EL层103之间从阴极102一侧依次层叠有电荷产生区域106、电子中继层105和电子注入缓冲层104，并且电子中继层105包含第一施主物质和高电子传输性的物质形成。

本实施方式中的阳极101、阴极102、EL层103、电荷产生区域106和电子中继层105可以使用与实施方式1所说明的材料同样的材料。

另外，作为用于电子注入缓冲层104的物质，可以举出：锂(Li)或铯(Cs)等碱金属；镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属；铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属；碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)；碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)；或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)等高电子注入性的物质。

另外，在本实施方式中，因为上述用于电子注入缓冲层104的高电子注入性的物质中的碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)等物质是在空气中稳定的物质，所以使用这些物质的本实施方式所示的发光元件适于批量生产。

另外，图2B示出从阳极101一侧依次层叠形成图2A所示的元件结构的能带图。就是说，通过在电子中继层105与EL层103的界面设置电子注入缓冲层104，可以缓和电荷产生区域106与EL层103之间的注入势垒，从而可以容易将产生在电荷产生区域106中的电子注入到EL层103。另外，产生在电荷产生区域106中的空穴迁移到阴极102。

另外，在本实施方式所示的发光元件中，在阳极101上形成EL层103，然后在其上依次形成电子注入缓冲层104、电子中继层105、电荷产生区域106，但是因为将电子注入缓冲层104的厚度设定得非常薄(具体地说，1nm以下)以避免驱动电压的上升，所以电子注入缓冲层104大体上存在于电子中继层105与EL层103的一部分的电子传输层107的界面。但是，当在形成电子传输层107之后在电子传输层107上形成电子注入缓冲层104时，形成电子注入缓冲层104的物质的一部分也有可能存在于EL层103的一部分的电子传输层107。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1所示的结构适当地组合而使用。

实施方式3

在本实施方式中，参照图3A和图3B说明包括在实施方式1所示的基本结构中的发光元件的一个例子。

本实施方式所示的发光元件是如下发光元件，即：在阴极与阳极之间夹有调整层108和EL层103，并且在EL层的阴极一侧的一部分中包括电子传输层107。另外，特征在于如图3A所示那样接触于EL层103的一部分的电子传输层107地形成调整层的一部分的电子注入缓冲层104，并且后面进行其详细描述。

更具体而言，如图3A所示那样，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包含发光区域的EL层103，在阴极102与EL层103之间从阴极102一侧依次层叠有电荷产生区域106、电子中继层105和电子注入缓冲层104，电子中继层105包含高电子传输性的第一物质和第一施主物质形成，并且电子注入缓冲层104包含高电子传输性的第二物质和第二施主物质形成。另外，具有EL层的一部分的电子传输层107与电子注入缓冲层104接触的结构。

本实施方式中的阳极101、阴极102、EL层103、电荷产生区域106、电子中继层105和电子注入缓冲层104可以使用与实施方式1所说明的材料同样的材料。

另外，在本实施方式中，包含在电子注入缓冲层104中的高电子传输性的第二物质与用于EL层103的一部分的电子传输层107的高电子传输性的物质可以相同或不同。

如上所述那样，本实施方式所示的发光元件的特征在于：如图3A所示那样，EL层103的一部分的电子传输层107与包含高电子传输性的第二物质和第二施主物质的电子注入缓冲层104接触。图3B示出该元件结构的能带图。

就是说，通过形成电子注入缓冲层104，可以缓和电子中继层105与EL层103之间的注入势垒，从而可以容易将产生在电荷产生区域106中的电子注入到EL层103。另外，产生在电荷产生区域106中的空穴迁移到阴极。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1或实施方式2所示的结构适当地组合而使用。

实施方式4

在本实施方式中，参照图4A和图4B说明作为包括在实施方式1所示的基本结构中的发光元件的一例的电荷产生区域106的结构。

本实施方式所示的发光元件是如下发光元件，即：在阴极与阳极之间具有调整层108和EL层103。另外，特征在于如图4B所示那样调整层的一部分的电荷产生区域106可以具有层叠有包含高空穴传输性的物质的层106a以及包含受主物质的层106b的结构，并且后面进行其详细描述。

在图4A和图4B中，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包含发光区域的EL层103，并且在阴极102与EL层103之间从阴极102一侧依次层叠有电荷产生区域106、电子中继层105和电子注入缓冲层104。另外，阳极101、阴极102、EL层103、电子中继层105和电子注入缓冲层104可以使用与实施方式1所说明的材料相同的材料。

在图4A和图4B所示的发光元件中，电荷产生区域106是包含高空穴传输性的物质和受主物质的区域。另外，在电荷产生区域106中，通过受主物质从高空穴传输性的物质抽出或者接受电子，而产生空穴和电子。

图4A所示的电荷产生区域106具有在同一个膜中含有高空穴传输性物质和受主物质的结构。在此情况下，通过以受主物质与高空穴传输性物质的质量比为0.1∶1以上且4.0∶1以下的方式添加受主物质，可以容易在电荷产生区域106中产生载流子，因此是优选的。

另一方面，图4B所示的电荷产生区域106具有层叠有包含高空穴传输性的物质的层106a和包含受主物质的层106b的结构。另外，在电荷产生区域106中有时产生电荷迁移配合物。该电荷迁移配合物有时在可见区域中具有吸收，当采用层叠有包含高空穴传输性的物质的层106a和包含受主物质的层106b的结构时，电荷迁移配合物存在于这些层的界面，而不存在于整个电荷产生区域106。就是说，当电荷产生区域106具有叠层结构时，可以不使发光元件中的发光容易受到电荷迁移配合物的影响，所以这是优选的。

另外，作为用来形成电荷产生区域106的高空穴传输性的物质，可以使用各种有机化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃、高分子化合物(低聚物、树状聚合物、聚合体等)等。具体而言，优选使用空穴迁移率为10^-6cm²/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。

作为芳香胺化合物的具体例子，可以举出4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、N，N’-双(4-甲基苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N’-双[4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基]-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)等。

作为咔唑衍生物的具体例子，可以举出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。另外，还可以举出4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(简称：CzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。

作为芳香烃的具体例子，可以举出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]-2-叔丁基蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9’-联蒽、10，10’-二苯基-9，9’-联蒽、10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽、10，10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。此外，还可以使用并五苯、晕苯等。如上所述，更优选使用空穴迁移率为1×10^-6cm²/Vs以上且碳数为14至42的芳香烃。

另外，芳香烃还可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳香烃，例如可以举出4，4’-双(2，2-二苯乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。

再者，还可以使用聚(N-乙烯咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯三苯胺)(简称：PVTPA)等高分子化合物。

作为用来形成电荷产生区域106的受主物质，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F₄-TCNQ)、氯醌等。另外，还可以举出过渡金属氧化物。另外，还可以举出属于元素周期表第4至第8族的金属的氧化物。具体地说，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰和氧化铼，因为上述物质的电子接收性高。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式3所示的结构适当地组合而使用。

实施方式5

在本实施方式中，参照图5A和图5B说明作为包括在实施方式1所示的基本结构中的发光元件的一例的在EL层103的一部分中也接触于阳极101地形成电荷产生区域的情况下的结构。因此，本实施方式所示的发光元件是以在阴极与阳极之间具有调整层108和EL层103的方式形成的发光元件。在本实施方式中，将实施方式1所说明的调整层的一部分的电荷产生区域106用作第一电荷产生区域117，并且对此进行详细说明。另外，将EL层103的一部分的接触于阳极101地形成的电荷产生区域用作第二电荷产生区域118。

另外，第一电荷产生区域117以及第二电荷产生区域118可以分别采用如图5A所示那样包含高空穴传输性的物质和受主物质的区域是单层的结构，也可以采用如图5B所示那样层叠有包含高空穴传输性的物质的层117a、118a与包含受主物质的层117b、118b的结构。

在图5A和图5B中，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包括发光区域的EL层103，并且在EL层103的一部分中具有接触于阳极101地形成的第二电荷产生区域118。另外，在阴极102与EL层103之间从阴极102一侧依次层叠有第一电荷产生区域117、电子中继层105和电子注入缓冲层104。另外，阳极101、阴极102、EL层103、电子注入缓冲层104和电子中继层105可以使用与实施方式1至实施方式4所说明的材料相同的材料。另外，第一电荷产生区域117可以使用可以用于实施方式1至实施方式4所示的电荷产生区域106的材料。

在图5A和图5B所示的发光元件中，第二电荷产生区域118与第一电荷产生区域117同样，而第二电荷产生区域118是包含高空穴传输性的物质和受主物质的区域。因此，在第二电荷产生区域118中，通过受主物质从高空穴传输性的物质抽出电子，产生空穴和电子。

图5A所示的第二电荷产生区域118具有在同一个膜中含有高空穴传输性的物质和受主物质的结构。在此情况下，通过以受主物质与高空穴传输性的物质的质量比为0.1∶1以上且4.0∶1以下的方式添加受主物质，容易在第二电荷产生区域118中产生载流子，因此是优选的。另外，在图5A中，通过使用相同材料形成第一电荷产生区域117和第二电荷产生区域118，发光元件的阳极101一侧和阴极102一侧的应力变均匀，从而可以缓和元件的内部应力。

另一方面，图5B所示的第二电荷产生区域118具有层叠有包含高空穴传输性的物质的层118a和包含受主物质的层118b的结构。另外，有时在第二电荷产生区域118中产生电荷迁移配合物。该电荷迁移配合物有时在可见区域中具有吸收，当采用层叠有包含高空穴传输性的物质的层118a和包含受主物质的层118b的结构时，电荷迁移配合物存在于这些层的界面，而不存在于整个第二电荷产生区域118。就是说，当第二电荷产生区域118具有叠层结构时，可以不使发光元件中的发光容易受到电荷迁移配合物的影响，所以这是优选的。另外，如图5B所示那样第一电荷产生区域117的结构也可以采用层叠有包含高空穴传输性的物质的层117a与包含受主物质的层117b的结构。

另外，作为用来形成第二电荷产生区域118的高空穴传输性的物质，可以同样地使用在实施方式4中作为用来形成电荷产生区域106的高空穴传输性的物质举出的物质。另外，作为用来形成第二电荷产生区域118的受主物质，可以同样地使用在实施方式4中作为用来形成电荷产生区域106的受主物质举出的物质。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式4所示的结构适当地组合而使用。

实施方式6

在本实施方式中，对使用实施方式1至实施方式5所说明的发光元件制造的发光装置的一例的无源矩阵型发光装置及有源矩阵型发光装置进行说明。

图6A至图6D、图7示出无源矩阵型发光装置的例子。

在无源矩阵型(也称为单纯矩阵型)发光装置呈以下结构：以条状(带状)排列的多个阳极和以条状排列的多个阴极互相正交设置，发光层被夹在其交叉部中。因此，所选择(施加电压)的阳极和所选择的阴极的交叉点上的像素发光。

图6A至图6C是示出密封之前的像素部的俯视图的图，图6D是沿图6A至图6C中的虚线A-A’切断的截面图。

在衬底601上形成绝缘层602作为基底绝缘层。另外，若不需要基底绝缘层，则不必特意形成该绝缘层。在绝缘层602上以条状等间距地配置有多个第一电极603(参照图6A)。

另外，在第一电极603上设置有分隔壁604，该分隔壁604具有对应于各像素的开口部。具有开口部的分隔壁604由绝缘材料(感光性或非感光性有机材料(聚酰亚胺、丙烯酸树脂、聚酰胺、聚酰亚胺酰胺、抗蚀剂或苯并环丁烯)或SOG(Spin On Glass：旋涂玻璃)膜(例如包含烷基的SiO_x膜))构成。另外，对应于各像素的开口部605成为发光区域(参照图6B)。

在具有开口部的分隔壁604上设置有与第一电极603交叉的彼此平行的多个倒锥形的分隔壁606(参照图6C)。根据光刻法利用未被曝光的部分保留为图案的正型感光性树脂，并通过调节曝光量或显影时间，以使图案下方的部分更多地被蚀刻，来形成倒锥形的分隔壁606。

在如图6C所示那样形成倒锥形的分隔壁606之后，如图6D所示那样依次形成包含有机化合物的层607及第二电极608。另外，本实施方式所示的包含有机化合物的层607是指：在实施方式1至实施方式5中作为形成在阳极与阴极之间的层而表示的包括EL层、电荷产生区域(包括第一电荷产生区域以及第二电荷产生区域)、电子中继层、电子注入缓冲层的层。因为具有开口部的分隔壁604及倒锥形的分隔壁606的合计高度被设定为大于包含有机化合物的层607及第二电极608的膜厚，所以如图6D所示那样形成分离为多个区域的包含有机化合物的层607、第二电极608。另外，分离为多个的区域彼此电绝缘。

第二电极608是在与第一电极603交叉的方向上延伸的彼此平行的条状电极。另外，虽然在倒锥形的分隔壁606上也形成有用来形成包含有机化合物的层607及第二电极608的导电层的一部分，但是它们与包含有机化合物的层607及第二电极608分开。另外，本实施方式中的包含有机化合物的层包括实施方式1至实施方式5所示的电荷产生区域(包括第一电荷产生区域以及第二电荷产生区域)、电子中继层、电子注入缓冲层以及EL层，并且EL层至少包括发光层。

此外，只要本实施方式中的第一电极603和第二电极608中的一方是阳极而另一方是阴极即可。根据电极的极性适当地调整构成包含有机化合物的层607的叠层结构以得到实施方式1至实施方式5所示的结构，即可。

另外，若有需要，则也可以使用密封剂等粘合剂将密封罐或玻璃衬底等密封材料贴合于衬底601来进行密封，以将发光元件配置在被密封的空间中。由此，可以防止发光元件的劣化。另外，还可以在被密封的空间内填充填充剂或干燥的惰性气体。还可以在衬底和密封材料之间封入干燥剂等，以防止水分等所引起的发光元件的劣化。通过使用干燥剂除去微量的水分，从而充分进行干燥。另外，作为干燥剂，可以使用如氧化钙或氧化钡等碱土金属的氧化物那样的通过化学吸附来吸附水分的物质。作为其他干燥剂，也可以使用沸石、硅胶等通过物理吸附来吸附水分的物质。

接下来，图7示出在图6A至图6D所示的无源矩阵型发光装置上安装FPC等时的俯视图。

在图7中，在构成图像显示的像素部中，扫描线组和数据线组彼此正交地交叉。

这里，图6A至图6D中的第一电极603相当于图7的扫描线703，图6A至图6D中的第二电极608相当于图7的数据线708，图6A至图6D中的倒锥形的分隔壁606相当于图7的分隔壁706。在数据线708和扫描线703之间夹有图6D中的包含有机化合物的层607，区域705所示的交叉部是一个像素。

另外，扫描线703在布线端部与连接布线709电连接，连接布线709通过输入端子710与FPC711b连接。另外，数据线通过输入端子712与FPC711a连接。

此外，若有需要，则也可以在发射面上适当地设置偏振片、圆偏振片(包括椭圆偏振片)、相位差板(λ/4片、λ/2片)、滤色片等光学薄膜。另外，也可以在偏振片或圆偏振片上设置防反射膜。例如，可以进行防眩光处理(anti-glare treatment)，该防眩光处理是利用表面的凹凸来使反射光扩散，从而可以降低反光(reflection)。

另外，虽然在图7中示出了不在衬底上设置驱动电路的例子，但也可以在衬底上安装具有驱动电路的IC芯片。

此外，当安装IC芯片时，利用COG方式在像素部的周围(外侧)区域中分别安装形成有用来将各信号传输到像素部的驱动电路的数据线侧IC和扫描线侧IC。作为除COG方式以外的安装技术，还可以采用TCP或引线接合方式来进行安装。TCP是一种在TAB胶带上安装IC而成的器件，通过使TAB胶带与形成元件的衬底上的布线连接来安装IC。数据线侧IC以及扫描线侧IC可以是使用硅衬底而得的IC，也可以是通过在玻璃衬底、石英衬底或塑料衬底上使用TFT形成驱动电路而得的IC。

接着，使用图8A和图8B对有源矩阵型发光装置的例子进行说明。另外，图8A是示出发光装置的俯视图，图8B是沿着图8A的虚线A-A’切断的截面图。根据本实施方式的有源矩阵型发光装置包括设置在元件衬底801上的像素部802、驱动电路部(源极侧驱动电路)803以及驱动电路部(栅极侧驱动电路)804。使用密封剂805将像素部802、驱动电路部803及驱动电路部804密封在元件衬底801和密封衬底806之间。

此外，在元件衬底801上设置有用来连接外部输入端子的引导布线807，该外部输入端子将来自外部的信号(例如，视频信号、时钟信号、起始信号或者复位信号等)以及电位传输到驱动电路部803及驱动电路部804。在此，示出设置FPC808作为外部输入端子的例子。另外，虽然在此仅示出FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，还包括安装有FPC或PWB的状态。

接着，参照图8B说明截面结构。虽然在元件衬底801上形成有驱动电路部以及像素部，但是在此示出作为源极侧驱动电路的驱动电路部803和像素部802。

示出了驱动电路部803由将n沟道型TFT809和p沟道型TFT810组合而成的CMOS电路形成的例子。此外，形成驱动电路部的电路也可以由各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，虽然在本实施方式中示出将驱动电路形成在衬底上的驱动器一体型，但是未必一定要采用该结构，也可以将驱动电路形成在外部而不形成在衬底上。

此外，像素部802由多个像素形成，该多个像素包括开关TFT811、电流控制TFT812、以及与电流控制TFT812的布线(源电极或漏电极)电连接的阳极813。另外，以覆盖阳极813的端部的方式形成有绝缘物814。在此，绝缘物814通过使用正型感光性丙烯酸树脂来形成。

此外，为了改善层叠形成于上层的膜的覆盖性，优选将绝缘物814的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，优选使使用正型感光性丙烯酸树脂的绝缘物814的上端部包括具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。此外，作为绝缘物814，可以使用因光而变得不溶于蚀刻剂的感光性的负型和因光而变得可溶于蚀刻剂的感光性的正型中的任一种，并且不限于有机化合物，也可以使用诸如氧化硅、氧氮化硅等无机化合物。

在阳极813上层叠形成有包含有机化合物的层815及阴极816。另外，当将ITO膜用作阳极813，并且将氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层膜或氮化钛膜、以铝为其主要成分的膜和氮化钛膜的叠层膜用作与阳极813连接的电流控制TFT812的布线时，可以得到与ITO膜的良好的欧姆接触，并且可以将布线电阻抑制为低。另外，虽然在此未图示，但是阴极816与作为外部输入端子的FPC808电连接。

另外，本实施方式所示的包含有机化合物的层815是指：在实施方式1至实施方式5中作为形成在阳极与阴极之间的层所示的包括EL层、电荷产生区域(包括第一电荷产生区域以及第二电荷产生区域)、电子中继层、电子注入缓冲层的层。另外，EL层至少设置有发光层，并且除了发光层之外还适当地设置有空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层。以阳极813、包含有机化合物的层815以及阴极816的叠层结构形成发光元件817。

此外，虽然在图8B所示的截面图中仅示出一个发光元件817，但是在像素部802中以矩阵状配置有多个发光元件。另外，当进行由R(红)、G(绿)、B(蓝)的颜色要素构成的彩色显示时，在像素部802中分别形成多个可以得到R发光的发光元件、多个可以得到G发光的发光元件以及多个可以得到B发光的发光元件。此外，颜色要素不局限于三种颜色，而可以使用四种以上的颜色、除了RGB以外的颜色。例如，还可以加上白色而得到RGBW(W是白色)。

作为颜色要素不同的发光元件的制造方法，可以使用如下方法：分别涂敷每个EL层的方法；将所有EL层形成为能够获得白色发光的形式，并且通过与滤色片组合而获得不同颜色要素的发光元件的方法；以及将所有EL层形成为能够获得蓝色发光或比蓝色发光短波长的发光的形式，并且通过与颜色转换层组合而获得不同颜色要素的发光元件的方法。

再者，通过利用密封剂805将密封衬底806和元件衬底801贴合，得到在由元件衬底801、密封衬底806及密封剂805围成的空间818中具备发光元件817的结构。另外，除了空间818中填充有惰性气体(氮、氩等)的情况以外，还包括空间818中填充有密封剂805的结构。

另外，作为密封剂805，优选使用环氧类树脂。另外，这些材料优选尽量不透过水分、氧。此外，作为用于密封衬底806的材料，除了玻璃衬底、石英衬底以外，还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。

如上所述，可以得到有源矩阵型发光装置。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式5所示结构适当地组合而使用。

实施方式7

在本实施方式中，使用图9A至图9E对使用应用本发明制造的发光装置来完成的各种电子设备以及照明装置进行说明。

作为应用根据本发明的发光装置制造的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视机或电视接收机)、用于计算机等的监视器、如数码相机、数码摄影机等影像拍摄装置、数码相框、移动电话机(也称为移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、音频播放装置、弹珠机等大型游戏机等。图9A至图9E示出这些电子设备及照明装置的具体例子。

图9A示出电视装置9100的一例。在电视装置9100中，在框体9101中组装有显示部9103。可以利用显示部9103显示影像，可以将根据本发明形成的发光装置用于显示部9103。此外，在此示出利用支架9105支持框体9101的结构。

通过利用框体9101所具备的操作开关、另行提供的遥控操作机9110可以进行电视装置9100的操作。通过利用遥控操作机9110所具备的操作键9109，可以进行频道及音量的操作，并且可以对显示在显示部9103上的影像进行操作。此外，也可以采用在遥控操作机9110中设置显示从该遥控操作机9110输出的信息的显示部9107的结构。

另外，电视装置9100采用具备接收机、调制解调器等的结构。通过接收机可以接收一般的电视广播，而且通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，可以进行单向(从发送者到接收者)或双向(在发送者和接收者之间或在接收者之间等)的信息通信。

另外，因为利用本发明形成的发光装置减少耗电量，所以通过将该发光装置用于电视装置的显示部9103，可以提供耗电量少的电视装置。

图9B示出计算机，该计算机包括主体9201、框体9202、显示部9203、键盘9204、外接端口9205、定位装置9206等。此外，通过将根据本发明形成的发光装置用于显示部9203来形成计算机。

另外，因为利用本发明形成的发光装置减少耗电量，所以通过将该发光装置用于计算机的显示部9203，可以提供耗电量少的计算机。

图9C示出便携式游戏机，该便携式游戏机由框体9301和框体9302的两个框体构成，两个框体通过连结部9303可以开闭地连接。框体9301组装有显示部9304，框体9302组装有显示部9305。此外，图9C所示的便携式游戏机还具备扬声器部9306、记录介质插入部9307、LED灯9308、输入单元(操作键9309、连接端子9310、传感器9311(包括测定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)麦克风9312)等。当然，便携式游戏机的结构不局限于上述结构，只要至少在显示部9304以及显示部9305中的双方或一方中使用根据本发明形成的发光装置即可，而可以采用适当地设置有其他附属设备的结构。图9C所示的便携式游戏机具有如下功能：读出储存在记录介质中的程序或数据并显示于显示部的功能；以及通过与其他便携式游戏机进行无线通信而实现信息共享的功能。另外，图9C所示的便携式游戏机所具有的功能不局限于此，可以具有各种各样的功能。

另外，因为利用本发明形成的发光装置减少耗电量，所以通过将其用于便携式游戏机的显示部9304以及/或者9305，可以提供耗电量少的便携式游戏机。

图9D示出移动电话机的一例。移动电话机9400除了组装于框体9401的显示部9402之外，还具备操作按钮9403、外接端口9404、扬声器9405、麦克风9406等。另外，通过将根据本发明形成的发光装置用于显示部9402形成移动电话机9400。

在图9D所示的移动电话机9400中通过用手指等触摸显示部9402来可以输入信息。此外，通过用手指等触摸显示部9402来可以进行打电话或制作电子邮件等操作。

显示部9402的画面主要有如下三种模式：第一是以图像的显示为主的显示模式；第二是以文字等信息输入为主的输入模式；第三是显示模式与输入模式这两种模式混合而成的显示+输入模式。

例如，在打电话或制作电子邮件的情况下，将显示部9402设定为以文字的输入为主的文字输入模式，并进行显示在画面上的文字的输入操作即可。在此情况下，优选在显示部9402的画面的大部分中显示键盘或号码按钮。

另外，通过在移动电话机9400内部设置具有陀螺仪、加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断移动电话机9400的方向(纵向还是横向)，从而对显示部9402的画面显示进行自动切换。

通过触摸显示部9402或对框体9401的操作按钮9403进行操作来进行画面模式的切换。另外，还可以根据显示于显示部9402的图像的种类切换画面模式。例如，当显示于显示部的图像信号为动态图像的数据时，将画面模式切换成显示模式，当显示于显示部的图像信号为文本数据时，将画面模式切换成输入模式。

另外，当在输入模式下通过检测出显示部9402的光传感器所检测的信号得知在一定期间内没有显示部9402的触摸操作输入时，也可以进行控制以将画面模式从输入模式切换成显示模式。

显示部9402还可以用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部9402，来拍摄掌纹、指纹等，从而可以进行身份识别。此外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光灯或发射近红外光的感测光源，也可以拍摄手指静脉、手掌静脉等。

另外，因为应用本发明形成的发光装置减少耗电量，所以通过将其用于移动电话机9400的显示部9402，可以提供耗电量少的移动电话机。

图9E示出照明装置(台式照明装置)，该照明装置包括照明部9501、灯罩9502、可调支架(adjustable arm)9503、支柱9504、台9505、电源开关9506。另外，照明装置通过将根据本发明形成的发光装置用于照明部9501来制造。另外，除了图9E所示的台式照明装置以外，照明装置还包括固定在天花板上的照明装置(天花板固定式照明装置)或挂在墙上的照明装置(壁挂式照明装置)等。

另外，因为应用本发明形成的发光装置减少耗电量，所以通过将该发光装置用于照明装置(台式照明装置)的照明部9501，可以提供耗电量少的照明装置(台式照明装置)。

图10示出将应用本发明形成的发光装置用作室内照明装置的例子。因为本发明的发光装置可以实现大面积化，所以如天花板固定式照明装置1001所示那样可以用作大面积的照明装置。另外，本发明的发光装置还可以用作壁挂式照明装置1002。另外，因为应用本发明形成的发光装置具有驱动电压低的发光元件，所以可以用作低耗电量的照明装置。另外，如图10所示，可以在具备室内照明装置的房间内同时使用图9E所示的台式照明装置1003。

如上所述，可以应用根据本发明的发光装置制造电子设备、照明装置。根据本发明的发光装置的应用范围极为宽，可以将该发光装置用于所有领域的电子设备、照明装置。

另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式6所示的结构适当地组合来使用。

实施例1

在本实施例中，说明本发明的一例的发光元件。以下示出在本实施例中使用的材料的结构式。

[化学式1]

(发光元件A的制造)

首先，通过溅射法在玻璃衬底上以110nm的膜厚形成包含氧化硅的氧化铟-氧化锡膜(简称：ITSO)，以形成阳极(电极面积为2mm×2mm)。

接着，将形成有阳极的玻璃衬底固定于设置在真空蒸镀装置内的成膜室中的衬底支架上，以使形成有阳极的面朝下，并且将成膜室中的压力降低到10^-4pa左右，然后通过共蒸镀高空穴传输性的物质的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)和受主物质的氧化钼(Ⅵ)，形成第一电荷产生区域。该薄膜的厚度为50nm，将NPB和氧化钼(Ⅵ)比率调节为4∶1(＝NPB∶氧化钼)(重量比)。此外，共蒸镀法是一种蒸镀法，其中在一个加工室中从多个蒸发源同时进行蒸镀。

接着，通过使用电阻加热的蒸镀法形成厚度为10nm的NPB膜，以形成空穴传输层。

接着，通过共蒸镀9-[4-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(简称：CzPA)和9，10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称：2PCAPA)，以使其比率为CzPA∶2PCAPA＝1∶0.05，以形成发光层。CzPA是具有电子传输性的物质，而2PCAPA是呈现绿色发光的物质。该发光层的厚度是30nm。

接着，通过利用电阻加热的蒸镀法以10nm的膜厚形成三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq)膜，接着同样地通过利用电阻加热的蒸镀法以10nm的膜厚形成红菲绕啉(简称：BPhen)膜，来形成电子传输层。

接着，通过利用电阻加热的蒸镀法以0.1nm左右的膜厚形成氧化锂(Li₂O)，以形成电子注入缓冲层。

接着，通过共蒸镀双苯并咪唑[2，1-a：2’，1’-a]蒽[2，1，9-def：6，5，10-d’e’f’]二异喹啉-10，21-二酮(简称：PTCBI)和锂(Li)，以使其比率为PTCBI∶Li＝1∶0.02，以形成电子中继层。该电子中继层的厚度是3nm左右。

接着，通过共蒸镀高空穴传输性的物质的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)和受主物质的氧化钼(Ⅵ)，形成第二电荷产生区域。该薄膜的厚度为20nm，并且将NPB和氧化钼(Ⅵ)的比率(重量比)调节为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。

接着，以200nm的膜厚形成铝膜来形成阴极，以制造发光元件A。

(比较发光元件a-1的制造)

从在玻璃衬底上形成阳极到形成电子注入缓冲层为止与发光元件A同样地制造。然后，不形成电子中继层和第二电荷产生区域并与发光元件A同样地形成阴极，以制造比较发光元件a-1。

(比较发光元件a-2的制造)

从在玻璃衬底上形成阳极到形成电子注入缓冲层为止与发光元件A同样地制造。然后，不形成电子中继层并与发光元件A同样地形成第二电荷产生区域和阴极，以制造比较发光元件a-2。

以下，表1示出发光元件A、比较发光元件a-1和比较发光元件a-2的元件结构的一部分。另外，因为上述元件的各阳极、第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层的结构相同，所以省略第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层。

[表1]

^＊省略第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层

^＊＊省略材料及厚度的记载

将通过上述方法得到的发光元件A、比较发光元件a-1和比较发光元件a-2密封在氮气氛中的手套箱中以使这些发光元件不暴露于大气，然后测定这些发光元件的工作特性。另外，在室温下(在保持为25℃的气氛中)进行测定。

图11示出发光元件A、比较发光元件a-1和比较发光元件a-2的电压-亮度特性，并且图12示出发光元件A、比较发光元件a-1和比较发光元件a-2的电压-电流密度特性。以下，表2示出在1000cd/m²时的各元件的主要初始特性值。

[表2]

	电压(V)	色度(x，y)	电流效率(cd/A)	外部量子效率(％)
					发光元件A	3.7	(0.28，0.60)	12	3.6
比较发光元件a-1	3.7	(0.27，0.60)	14	3.8
					比较发光元件a-2	4.4	(0.29，0.60)	12	4.4

根据图11可知：虽然发光元件A的元件结构与比较发光元件a-1的元件结构不同而发光元件A的电极之间的所有的层的厚度增加，但是相对于电压可以得到与比较发光元件a-1相同程度的亮度。另外，根据与比较发光元件a-2的比较，可知：通过设置电子中继层，可以得到相对于电压高的亮度。另外，在上述每个发光元件中，可以在波长520nm附近得到来自发光物质的2PCAPA的绿色发光。

另外，根据图12所示的电压-电流密度特性也可知发光元件A具有与比较发光元件a-1相同程度的电流密度。另外，发光元件A、比较发光元件a-1和比较发光元件a-2 的电流效率都是1000cd/m²，即大致相同。

根据上述结果可知：即使改变存在于发光元件的电极之间的包含有机化合物的层的厚度，也可以抑制驱动电压的上升。

实施例2

在本实施例中，说明本发明的一例的发光元件。以下示出在本实施例中使用的材料的结构式。另外，将在实施例1中使用的材料的结构式记载于实施例1，而在此省略其描述。

[化学式2]

(发光元件B的制造)

使用与实施例1所示的发光元件A同样的材料及同样的方法形成阳极、第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入缓冲层，然后通过共蒸镀吡嗪并[2，3-f][1，10]菲咯啉-2，3-二甲腈(简称：PPDN)和锂(Li)以使其比率为PPDN∶Li＝1∶0.02，以形成电子中继层。电子中继层的厚度是3nm左右。

接着，与实施例1所示的发光元件A同样地依次形成第二电荷产生区域和阴极，以制造发光元件B。

(比较发光元件b-1的制造)

到形成电子注入缓冲层为止，与发光元件B同样地制造。然后，不形成电子中继层并与发光元件B同样地形成第二电荷产生区域和阴极，以制造比较发光元件b-1。

以下，表3示出发光元件B、比较发光元件b-1的元件结构的一部分。另外，因为上述两个元件的各阳极、第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层的结构彼此相同，所以省略第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层。

[表3]

^*省略第一电荷产生区域、空穴传输层、发光层、电子传输层。

^**省略材料及厚度的记载。

将通过上述方法得到的发光元件B和比较发光元件b-1密封在氮气氛的手套箱中以使这些发光元件不暴露于大气，然后测定这些发光元件的工作特性。另外，在室温下(保持为25℃的气氛中)进行测定。

图13示出发光元件B和比较发光元件b-1的电压-亮度特性，并且图14示出电压-电流密度特性。以下，表4示出在1000cd/m²附近时的各元件的主要初始特性值。

[表4]

	电压(V)	色度(x，y)	电流效率(cd/A)	外部量子效率(％)
					发光元件B	3.8	(0.29，0.60)	12	3.8
比较发光元件b-1	4.4	(0.28，0.62)	14	4

根据图13可知：虽然发光元件B的元件结构与比较发光元件b-1的元件结构不同而发光元件B的电极之间的所有层的厚度增加，但是相对于电压可以得到与比较发光元件b-1相比更高的亮度。另外，在上述每个发光元件中，可以在波长520nm附近得到来自发光物质的2PCAPA的绿色发光。

另外，根据图14所示的电压-电流密度特性也可知发光元件B具有比比较发光元件b-1高的电流密度。另外，发光元件B和比较发光元件b-1的电流效率都是1000cd/m²，即大致相同。

本申请基于2009年5月29日在日本专利局受理的日本专利申请序列号2009-131017而制作，所述申请内容包括在本说明书中。

Claims

1.一种发光元件，包括：

在阳极与阴极之间的EL层；

在所述阴极与所述EL层之间的接触于所述阴极的包含具有空穴传输性的物质和受主物质的第一层；

在所述阴极与所述EL层之间的接触于所述第一层的包含第一施主物质和具有电子传输性的第一物质的第二层；以及

在所述阴极与所述EL层之间的接触于所述第二层和所述EL层的包含第二施主物质和具有电子传输性的第二物质的第三层，

其中，所述具有电子传输性的第一物质的LUMO能级低于所述具有电子传输性的第二物质的LUMO能级。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述具有空穴传输性的物质是芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃或者高分子化合物。

3.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述具有空穴传输性的物质是具有10^-6cm²/Vs或更高的空穴迁移率的物质。

4.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述具有空穴传输性的物质具有比电子传输性高的空穴传输性。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述受主物质是过渡金属氧化物或者属于元素周期表第四族至第八族的金属的氧化物。

6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述受主物质是氧化钼。

7.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一施主物质是碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物或者稀土金属化合物。

8.根据权利要求1所述的发光元件，其中，包含在所述第二层中的具有电子传输性的第一物质是二萘嵌苯衍生物或者含氮稠环芳香化合物。

9.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第二施主物质是碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物或者稀土金属化合物。

10.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述EL层包括具有电子传输性的第四层，并且所述第四层与所述第三层接触。

11.根据权利要求1所述的发光元件，其中，在所述第一层中以所述受主物质与所述具有空穴传输性的物质的重量比大于或等于0.1：1且等于或小于4.0：1的方式添加所述受主物质。

12.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一层具有叠层结构，该叠层结构包含所述具有空穴传输性的物质的层和包含所述受主物质的层。

13.根据权利要求1所述的发光元件，其中，在所述第二层中以所述第一施主物质与所述具有电子传输性的第一物质的重量比大于或等于0.001：1且小于或等于0.1：1的方式添加所述第一施主物质。

14.根据权利要求1所述的发光元件，其中，包含在所述第二层中的具有电子传输性的第一物质的LUMO能级是-5.0eV或更高。

15.根据权利要求1所述的发光元件，其中，在所述第三层中以所述第二施主物质与所述具有电子传输性的第二物质的重量比大于或等于0.001：1且小于或等于0.1：1的方式添加所述第二施主物质。

16.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述EL层包括包含具有空穴传输性的第二物质和第二受主物质的第五层，并且所述第五层与所述阳极接触。

17.根据权利要求16所述的发光元件，其中，所述具有空穴传输性的第二物质是芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃或者高分子化合物。

18.根据权利要求16所述的发光元件，其中，所述具有空穴传输性的第二物质是具有10^-6cm²/Vs或更高的空穴迁移率的物质。

19.根据权利要求16所述的发光元件，其中，所述第二受主物质是7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷（F4-TCNQ）、氯醌、过渡金属氧化物或者属于元素周期表第4族至第8族的金属的氧化物。

20.根据权利要求16所述的发光元件，其中，在所述第五层中以第二受主物质与所述具有空穴传输性的物质的重量比大于或等于0.1：1且小于或等于4.0：1的方式添加所述第二受主物质。

21.根据权利要求16所述的发光元件，其中，所述第五层具有叠层结构，该叠层结构包含所述具有空穴传输性的第二物质的层和包含所述第二受主物质的层。

22.一种包括权利要求1所述的发光元件的发光装置。

23.一种包括权利要求22所述的发光装置的电子设备。

24.一种包括权利要求22所述的发光装置的照明装置。