CN102450101A - 发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种即使在低电压下也能够进行高亮度发光且使用寿命长的发光元件。该发光元件包括：阳极和阴极之间的n(n为2以上的自然数)个EL层；从阳极一侧起第m(m是自然数，1≤m≤n-1)个EL层和第(m+1)个EL层之间的接触于第m个EL层的包含第一施主物质的第一层、接触于第一层的包含电子传输物质及第二施主物质的第二层、以及接触于第二层及第(m+1)个EL层的包含空穴传输物质及受主物质的第三层。

Description

发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置
技术领域
本发明涉及一种在一对电极之间具有发光层的发光元件。此外，本发明涉及一种使用该发光元件的发光装置以及使用该发光装置的电子设备及照明装置。
背景技术
近年来，发光有机化合物或发光无机化合物被用作发光物质的发光元件已被积极地开发。尤其是具有在一对电极之间设置包含发光物质的发光层的结构的被称为电致发光(以下称为EL)元件的发光元件因为薄而轻、高速响应以及直流低电压驱动等特性而作为下一代的平面显示元件引人注目。此外，使用EL元件的显示器还具有优异的对比度、清晰的图像质量以及广视角的特点。再者，由于EL元件为面状光源，因此也可以考虑将EL元件应用到液晶显示器的背光灯、照明等光源。
EL元件包括一对电极以及设置在这对电极之间的包含发光物质的发光层。该EL元件可以通过在发光层中流过电流来使发光物质激发，以得到预定的发光颜色。为了提高EL元件的发光亮度，在发光层中流过高电流是很有效的。然而，因在EL元件中流过大电流，耗电量增大。此外，因在发光层中流过大电流而加速EL元件的劣化。
于是，提出了层叠多个发光层的发光元件(例如专利文献1)。在专利文献1中，公开了一种发光元件，该发光元件包括多个发光单元(以下，在本说明书中也表示为EL层)，并且各发光单元被电荷产生层分隔。具体而言，公开了一种发光元件，该发光元件具有如下结构：在用作第一发光单元的电子注入层的金属掺杂层上设置有由五氧化钒构成的电荷产生层，并且在该电荷产生层上设置有第二发光单元的结构。专利文献1所公开的发光元件当流过电流密度相同的电流时，与具有一个发光层的发光元件相比，可以得到高亮度发光。
[专利文献1]日本专利申请公开2003-272860号公报
发明内容
本发明的一个实施例的目的之一在于提供一种能够进行高亮度发光的发光元件。
此外，本发明的一个实施例的目的之一在于提供一种使用寿命长的发光元件。
此外，本发明的一个实施例的目的之一在于提供一种能够进行低电压驱动的发光元件。
此外，本发明的一个实施例的目的之一在于提供一种减少了耗电量的发光装置。
此外，本发明的一个实施例的目的之一在于提供一种减少了耗电量的电子设备或照明装置。
本发明的一个实施例是一种发光元件，包括：在阳极和阴极之间的n(n为2以上的自然数)个EL层；从阳极一侧起第m(m是自然数，1≤m≤n-1)个EL层和第(m+1)个EL层之间的接触于第m个EL层的包含第一施主物质的第一层、接触于第一层的包含电子传输物质及第二施主物质的第二层、以及接触于第二层及第(m+1)个EL层的包含空穴传输物质及受主物质的第三层。
此外，本发明的一个实施例是一种发光元件，包括：在阳极和阴极之间的n(n为2以上的自然数)个EL层；在从阳极一侧起第m(m是自然数，1≤m≤n-1)个EL层和第(m+1)个EL层之间，该发光元件也包括接触于第m个EL层的包含第一电子传输物质及第一施主物质的第一层、接触于第一层的包含其LUMO能级低于第一电子传输物质的LUMO能级的第二电子传输物质及第二施主物质的第二层、以及接触于第二层及第(m+1)个EL层的包含空穴传输物质及受主物质的第三层。
此外，本发明的一个实施例是一种使用上述发光元件制造的发光装置。
此外，本发明的一个实施例是一种包括上述发光装置的电子设备。
此外，本发明的一个实施例是一种包括上述发光装置的照明装置。注意，在本说明书中，照明装置是指能够控制点灯、熄灯的光源，诸如通过对光、场景、可视对象以及其周围进行照射来使人看得更清楚或利用视觉信号来传递信息等以利用光对人类生活做贡献为目的的装置。
注意，在本说明书中，为方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其并不表示工序顺序或叠层顺序。此外，本说明书中的序数不表示特定发明的事项的固有名称。
本发明的一个实施例的发光元件具有多个EL层。因此，该发光元件能够进行高亮度发光。
此外，本发明的一个实施例的发光元件具有多个EL层。因此，可以提高该发光元件进行高亮度发光时的使用寿命。
此外，本发明的一个实施例的发光元件具有一种能够在多个EL层之间良好地传输载流子的结构。因此，可以使该发光元件的驱动电压降低。
此外，本发明的一个实施例的发光装置具有降低了驱动电压的发光元件。因此，可以使该发光装置的耗电量减少。
此外，本发明的一个实施例的电子设备或照明装置具有减少了耗电量的发光装置。因此，可以使该电子设备或照明装置的耗电量减少。
附图说明
图1A和1B是示出实施方式1所说明的发光元件的元件结构及能带图的一个例子的图；
图2A和2B是示出实施方式2所说明的发光元件的元件结构及能带图的一个例子的图；
图3A和3B是示出实施方式3所说明的发光元件的元件结构及能带图的一个例子的图；
图4A和4B是示出实施方式4所说明的发光元件的元件结构的一个例子的图；
图5A和5B是示出实施方式5所说明的发光元件的元件结构的一个例子及发射光谱的图；
图6A至6C是示出实施方式6所说明的有源矩阵型发光装置的图；
图7A和7B是示出实施方式6所说明的无源矩阵型发光装置的图；
图8A至8E是示出实施方式7所说明的电子设备的图；
图9是示出实施方式8所说明的照明装置的图；
图10A至10E是示出实施方式8所说明的照明装置的图；
图11A和11B是示出实施例1及实施例2所说明的发光元件的元件结构的图；
图12是示出实施例1所说明的发光元件的特性的图；
图13是示出实施例1所说明的发光元件的特性的图；
图14是示出实施例2所说明的发光元件的特性的图；
图15是示出实施例2所说明的发光元件的特性的图；
图16是示出实施例3所说明的发光元件的特性的图；
图17是示出实施例3所说明的发光元件的特性的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细说明本发明的实施方式及实施例。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式及详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不被解释为局限于以下所示的实施方式及实施例所记载的内容。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A和1B说明发光元件的一个实施方式。
图1A所示的发光元件包括在一对电极(阳极101、阴极102)之间的第一EL层103及第二EL层107，每个EL层都包括发光区。并且，从阳极101一侧起，该发光元件也包括接触于第一EL层103的电子注入缓冲层104、接触于电子注入缓冲层104的电子传递层105以及接触于电子传递层105及第二EL层107的电荷产生层106。
电子注入缓冲层104减小了对第一EL层103注入电子时的注入势垒，并且电子注入缓冲层104提高了对第一EL层103的电子注入效率。在本实施方式中，电子注入缓冲层104是以包含施主物质的方式被构成的。
电子传递层105是以将电子迅速地传输到电子注入缓冲层104为目的的层。在本实施方式中，电子传递层105是以包含电子传输物质及施主物质的方式被构成的。此外，用于电子传递层105的电子传输物质为如下物质：该物质具有高电子传输性，该物质的LUMO(最低空分子轨道：LowestUnoccupied Molecular Orbital)能级是介于本实施方式中所描述的第一EL层103的LUMO能级与电荷产生层106的受主物质的受主能级之间。具体而言，作为用于电子传递层105的电子传输物质，优选使用LUMO能级为-5.0eV以上的物质。另外，作为用于电子传递层105的电子传输物质，更优选使用LUMO能级为-5.0eV以上且-3.0eV以下的物质。
电荷产生层106是以产生作为发光元件的载流子的空穴及电子为目的的层。在本实施方式中，电荷产生层106是以包含空穴传输物质及受主物质的方式被构成的。
图1B所示的图示出图1A的元件结构的能带图。在图1B中，附图标记111表示阳极101的费米能级，附图标记112表示阴极102的费米能级，附图标记113表示第一EL层103的LUMO能级，附图标记114表示电子传递层105的施主物质的施主能级，附图标记115表示电子传递层105的电子传输物质的LUMO能级，附图标记116表示电荷产生层106的受主物质的受主能级，附图标记117表示第EL层107的LUMO能级。
在图1B中，在电荷产生层106中所产生的电子迁移到电子传递层105中的电子传输物质的LUMO能级。并且，它通过电子注入缓冲层104迁移到第一EL层103的LUMO能级。然后，在第一EL层103中，从阳极101注入的空穴与从电荷产生层106注入的电子复合。由此，第一EL层103发光。同样地，在第EL层107中，从电荷产生层106注入的空穴与从阴极102注入的电子复合。由此，第二EL层107发光。
本实施方式所示的发光元件具有包含电子传输物质及施主物质的电子传递层105。该施主物质使电子传输物质的LUMO能级移动到较低的能级。由于电子传递层105使用其LUMO能级低于第一EL层103的LUMO能级的电子传输物质，所以最初存在于较低的位置的LUMO能级由于施主物质变得更低。因此，由电子传递层105从电荷产生层106接受电子时的势垒被降低了。此外，电子传递层105接受的电子通过电子注入缓冲层104不产生大的注入势垒而迅速地注入到第一EL层103中。其结果是能够实现发光元件的低电压驱动。
下面，说明上述各物质的具体例子。
包含在电子注入缓冲层104及电子传递层105中的施主物质可以是碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属、碱土金属或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)。具体而言，可以举出锂(Li)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、铕(Eu)、镱(Yb)等金属及这些金属的化合物。该金属或金属化合物由于电子注入性很高，因此是优选的。
包含在电子传递层105中的电子传输物质可以是二萘嵌苯衍生物或含氮稠环芳香化合物等。
作为上述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(perylenetetracarboxylicdianhydride)(简称：PTCDA)、3，4，9，10-苝四羧酸-双-苯并咪唑(perylenetetracarboxylic-bis-benzimidazole)(简称：PTCBI)、N，N’-二辛基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(perylenetetracarboxylic diimide)(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。
作为上述含氮稠环芳香化合物的具体例子，可以举出吡嗪并(pirazino)[2，3-f][1，10]菲咯啉-2，3-二甲腈(dicarbonitrile)(简称：PPDN)、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮三苯并苯(简称：HAT(CN)6)、2，3-二苯基吡啶并[2，3-b]吡嗪(简称：2PYPR)、2，3-双(4-氟苯基)吡啶并[2，3-b]吡嗪(简称：F2PYPR)等。另外，因为含氮稠环芳香化合物是稳定的化合物，所以优选用作包含在电子传递层105中的电子传输物质。此外，在含氮稠环芳香化合物中，通过使用具有氰基或氟基等吸电子基(electron-withdrawing group)的化合物，可以使电子传递层105中的电子接收变得更容易，因此是优选的。
除了上述以外，包含在电子传递层105中的电子传输物质还可以是如下物质：全氟并五苯、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)、十六烷氟代酞菁铜(简称：F16CuPc)、N，N’-双(2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8-十五烷氟辛基)-1，4，5，8-萘四羧酸二酰亚胺(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”-三联噻吩(简称：DCMT)、甲醇富勒烯(例如[6，6]-苯基C61酪酸甲酯)等。
作为包含在电荷产生层106中的空穴传输物质，可以使用各种有机化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃和高分子化合物(低聚物、树枝状聚合体、聚合体等)等。此外，上述物质主要是空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。
作为上述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]联苯基(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯基]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯基胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(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’-联苯基]-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。
作为上述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。此外，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-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
作为上述芳烃的具体例子，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，该芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
此外，作为空穴传输物质，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)等高分子化合物。
另外，作为上述空穴传输物质，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，任何其空穴传输性高于电子传输性的物质都是可以使用的。
此外，当通过蒸镀法形成上述芳烃的膜时，从蒸镀时的蒸镀性、成膜后的膜质量的观点来看，更优选形成稠环的碳数为14至42。
作为包含在电荷产生层106中的受主物质，可以使用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的氧化物。具体而言，可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰以及氧化铼等金属氧化物。该金属氧化物具有高电子接收性，因此是优选的。此外，更优选该受主物质是氧化钼。另外，氧化钼具有吸湿性低的特征。
此外，作为电子注入缓冲层104、电子传递层105以及电荷产生层106的制造方法，可以应用各种方法，不局限于干法工序(例如真空蒸镀法、溅射法等)或湿法工序(例如喷墨法、旋涂法、涂敷法等)。
下面，说明上述阳极101及阴极102的具体例子。
作为阳极101，可以使用功函数很大(具体地说，优选为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，即氧化铟锡)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO，即氧化铟锌)、包含氧化钨和氧化锌的氧化铟等导电金属氧化物。
可以通过溅射法制造该导电金属氧化物的薄膜。此外，也可以通过溶胶-凝胶法等来制造该导电金属氧化物。例如，可以使用对氧化铟添加1wt％至20wt％的氧化锌这样一种靶，通过溅射法，来形成氧化铟-氧化锌(IZO)。此外，可以使用对氧化铟添加0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌这样一种靶，通过溅射法，来形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟。
此外，还可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)以及这些物质的氮化物(例如氮化钛等)、氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化锰、氧化钛等氧化物用作阳极101。另外，还可以应用诸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PEDOT/PSS)以及聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PAni/PSS)等导电高分子。但是，当设置接触于阳极101的电荷产生层作为第一EL层103的一部分时，可以使用各种导电物质作为阳极101，而与功函数的大小无关。此外，作为该电荷产生层，可以应用与上述设置在第一EL层103和第二EL层107之间的电荷产生层106相同的结构。
作为阴极102，优选使用功函数很小(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。具体而言，可以举出属于元素周期表中第1族或第2族的元素，即锂(Li)、铯(Cs)等碱金属，镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等碱土金属以及包含它们的合金(MgAg、AlLi等)，铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属以及包含它们的合金等。此外，可以通过真空蒸镀法形成碱金属、碱土金属以及含有它们的合金的膜。另外，包含碱金属及碱土金属的合金还可以通过溅射法来形成。
此外，还可以通过层叠碱金属、碱土金属或稀土金属的化合物(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来形成阴极102。但是，当设置接触于阴极102的电荷产生层作为第二EL层107的一部分时，可以使用各种导电物质作为阴极102，而与功函数的大小无关。此外，作为该电荷产生层，可以应用与上述设置在第一EL层103和第二EL层107之间的电荷产生层106相同的结构。
注意到，在本实施方式所示的发光元件中，至少阳极101或阴极102可以透射具有发光波长的光。可以通过使用如ITO等透明电极或者通过减小电极的膜厚度，来确保透光性。
下面，说明上述第一EL层及第二EL层的具体例子。
第一EL层103及第二EL层107也可以至少包括具有发光物质的发光层。换言之，第一EL层103及第二EL层107也可以具有层叠发光层和发光层以外的层这样一种结构。此外，包括在第一EL层103中的发光层和包括在第二EL层107中的发光层可彼此不同。另外，第一EL层103及第二EL层107也可以分别具有层叠着发光层和发光层以外的层这样一种叠层结构。
作为发光层以外的层，可以举出：包含空穴注入物质的层(空穴注入层)，包含空穴传输物质的层(空穴传输层)，包含电子传输物质的层(电子传输层)，包含电子注入物质的层(电子注入层)，包含双极性(电子传输性及空穴传输性)物质的层等。这些层可以适当地组合而构成。
以下示出当第一EL层103及第二EL层107以包括空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层的方式被构成时构成各层的物质的具体例子。
空穴注入层包含空穴注入物质。作为该空穴注入物质，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化锰等。此外，可以使用酞菁(简称：H2Pc)和铜酞菁(简称：CuPc)等的酞菁类化合物以及PEDOT/PSS等的高分子等作为空穴注入物质。
空穴传输层包含空穴传输物质。作为该空穴传输物质，可以举出芳香胺化合物诸如NPB、TPD、TCTA、TDATA、MTDATA以及4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等，咔唑衍生物诸如PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、CBP、TCPB以及CzPA。此外，作为该空穴传输物质，可以应用PVK、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)。上述物质中的大部分具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率。注意到，只要其空穴传输性高于电子传输性，任何其它物质都是可以使用的。另外，空穴传输层不限于单层，也可以使用两层以上的由上述物质构成的层的层叠。
发光层包含发光物质。作为该发光物质，可以使用以下所示的荧光化合物及磷光化合物。
作为该荧光化合物，可以举出如下物质：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、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(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-亚苯基二胺(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’-二苯基喹吖啶酮(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：p-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。
作为该磷光化合物，可以举出如下物质：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-N，C2’)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-噁唑-N，C2’)铱(Ⅲ)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)2(acac))、双[2-(4’-全氟苯基苯基)吡啶醇-N，C2’]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(2，3，5-三苯吡啶(triphenylpyrazinato))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，发光层优选具有将这些发光物质分散在主体材料中的结构。作为主体材料，例如可以使用如NPB、TPD、TCTA、TDATA、MTDATA、BSPB等芳香胺化合物、如PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、CBP、TCPB、CzPA等咔唑衍生物、如PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等包含高分子化合物的空穴传输物质、如三(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(quinolinato))铍(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(简称：BAlq)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物、如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简称：Zn(BOX)2)、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简称：Zn(BTZ)2)等具有噁唑类或噻唑类配体的金属配合物、如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-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)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-co-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)以及聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-co-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)等电子传输物质。
电子传输层包含电子传输物质。作为该电子传输物质，可以举出Alq、Almq3、BeBq2、BAlq等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物以及Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2等具有噁唑类或噻唑类配体的金属配合物等。此外，除了金属配合物以外，作为该电子传输物质，也可以应用PBD、OXD-7、CO11、TAZ、BPhen、BCP、PF-Py、PF-BPy等。上述物质主要是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。但是，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。另外，电子传输层不限于单层，也可以使用两层以上的由上述物质构成的层的层叠。
电子注入层包含电子注入物质。作为电子注入物质，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，作为该电子注入物质，还可以使用其中含有碱金属、碱土金属或它们的化合物的电子传输物质(例如其中含有镁(Mg)的Alq等)。通过采用这种结构，可以进一步提高来自阴极102的电子的注入效率。
当在第一EL层103或第二EL层107中设置电荷产生层时，电荷产生层包含空穴传输物质和受主物质。另外，电荷产生层既可以具有在同一个膜中含有空穴传输物质和受主物质的情况，又可以具有层叠有包含空穴传输物质的层和包含受主物质的层的情况。但是，在采用层叠结构的情况下，采用具有包含受主物质的层与阳极101或阴极102接触的结构。
通过在第一EL层103或第二EL层107中设置电荷产生层，可以形成阳极101或阴极102，而不考虑形成电极的材料的功函数。此外，设置在第一EL层103或第二EL层107中的电荷产生层可以使用与上述设置在第一EL层103和第二EL层107之间的电荷产生层106同样的结构及物质。由此，在此援用上述说明。
通过适当地组合这些层的层叠，可以形成第一EL层103及第二EL层107。另外，作为第一EL层103及第二EL层107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，干法或湿法等)。例如，可以采用真空蒸镀法、喷墨法、旋涂法等。另外，还可以不同的方法形成各个层。
通过组合上述物质，可以制造本实施方式所示的发光元件。从该发光元件中的上述发光物质，可以发出光。由此，通过改变用于发光层的发光物质的种类而可以得到各种发光颜色。另外，通过使用发光颜色不同的多种发光物质作为发光物质，还可以得到宽光谱的发光或白色发光。
注意，在本实施方式中示出设置有两层的EL层的发光元件，但是EL层的层数不局限于两层，也可以为两层以上，例如三层。当在发光元件中设置n(n是2以上的自然数)个EL层时，在第m(m是自然数，1≤m≤n-1)个EL层和第(m+1)个EL层之间从阳极一侧按顺序层叠了电子注入缓冲层、电子传递层以及电荷产生层，这样就可以降低发光元件的驱动电压。
此外，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。另外，当从衬底一侧取得发光元件的发光时，使用具有透光性的衬底即可。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，就可以使用上述以外的物质。
注意，本实施方式所示的内容可以与其他实施方式所示的内容适当地组合而使用。
实施方式2
在本实施方式中，示出实施方式1所示的发光元件的一个例子。具体而言，参照图2A和2B对实施方式1所示的发光元件所具有的电子注入缓冲层104由施主物质的单层构成的情况进行说明。
本实施方式所示的发光元件如图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的第一EL层103及第EL层107。并且，该发光元件从阳极101一侧起还具有接触于第一EL层103的电子注入缓冲层104、接触于电子注入缓冲层104的电子传递层105以及接触于电子传递层105及第二EL层107的电荷产生层106。
本实施方式中的阳极101、阴极102、第一EL层103、电子传递层105、电荷产生层106以及第EL层107可以使用实施方式1所说明的结构及物质。由此，在此援用实施方式1的说明。
在本实施方式中，作为用于电子注入缓冲层104的物质，可以举出如下高电子注入物质：锂(Li)及铯(Cs)等碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)及锶(Sr)等碱土金属、铕(Eu)及镱(Yb)等稀土金属、碱金属化合物(包括氧化锂等的氧化物、卤化物、碳酸锂及碳酸铯等的碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)以及稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)等。另外，由于这些电子注入性高的物质是在空气中稳定的物质，因此生产率很高，并适合于大量生产。
本实施方式中所示的发光元件包括作为电子注入缓冲层104的上述金属或其化合物的单层。此外，为了避免驱动电压的上升，将电子注入缓冲层104的厚度形成得极薄(具体地，1nm以下)。但是，当在形成电子传输层108之后在电子传输层108上形成电子注入缓冲层104时，用于形成电子注入缓冲层104的物质的一部分也有可能存在于电子传输层108中，该电子传输层108是第一EL层103的一部分。换言之，膜厚度极薄的电子注入缓冲层104存在于电子传递层105和电子传输层108之间的界面处，该电子传输层108是第一EL层103的一部分。另外，在本实施方式中，在第一EL层103中的电子传输层108最好被形成为与电子注入缓冲层104接触。
图2B所示的图示出图2A的元件结构的能带图。在图2B中，通过在电子传递层105和第一EL层103(电子传输层108)之间的界面中设置电子注入缓冲层104，可以减小电荷产生层106和第一EL层103(电子传输层108)之间的注入势垒。因此可以将在电荷产生层106中产生的电子容易地注入到第一EL层103。
此外，通过采用本实施方式所示的电子注入缓冲层的结构，与实施方式3中所描述的电子注入缓冲层(对电子传输物质添加施主物质而形成的层)的结构相比，可以更大程度地降低发光元件的驱动电压。
注意，本实施方式所示的内容可以与其他实施方式所示的内容适当地组合而使用。
实施方式3
在本实施方式中，示出实施方式1所示的发光元件的一个例子。具体而言，参照图3A和3B对实施方式1所示的发光元件所具有的电子注入缓冲层104以包含电子传输物质和施主物质的方式构成的情况进行说明。
本实施方式所示的发光元件如图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的第一EL层103及第二EL层107。并且，该发光元件从阳极101一侧起还包括接触于第一EL层103的电子注入缓冲层104、接触于电子注入缓冲层104的电子传递层105以及接触于电子传递层105及第二EL层107的电荷产生层106。
此外，电子注入缓冲层104包含电子传输物质和施主物质。另外，在本实施方式中，优选地添加施主物质，使得施主物质与电子传输物质的质量比为0.001∶1到0.1∶1。由此，可以得到膜质量很好且反应性也很好的电子注入缓冲层104。
本实施方式中的阳极101、阴极102、第一EL层103、电子传递层105、电荷产生层106以及第二EL层107可以使用实施方式1所说明的结构及物质。由此，在此援用实施方式1的说明。
在本实施方式中，作为包含在电子注入缓冲层104中的电子传输物质，可以举出如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物、如Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2等具有噁唑类或噻唑类配体的金属配合物、PBD、OXD-7、CO11、TAZ、BPhen、BCP等。此外，上述物质主要是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。
作为包含在电子注入缓冲层104中的电子传输物质，除了上述物质以外，还可以使用PF-Py、PF-BPy等高分子化合物。
此外，在本实施方式中，作为包含在电子注入缓冲层104中的施主物质，可以举出碱金属、碱土金属、稀土金属以及这些物质的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)等。另外，作为包含在电子注入缓冲层104中的施主物质，也可以应用四硫并四苯(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。
此外，在本实施方式中，在第一EL层103中的电子传输层108可以被形成为与电子注入缓冲层104接触。当与电子注入缓冲层104接触地形成电子传输层108时，用于电子注入缓冲层104的电子传输物质与用于电子传输层108的电子传输物质可以相同或不相同，该电子传输层108是第一EL层103的一部分。
本实施方式所示的发光元件的特征在于如图3A所示那样在第一EL层103和电子传递层105之间设置有包含电子传输物质和施主物质的电子注入缓冲层104。
图3B所示的图示出图3A的元件结构的能带图。通过形成电子注入缓冲层104，可以减小电子传递层105和第一EL层103(电子传输层108)之间的注入势垒。因此可以将在电荷产生层106中产生的电子容易地注入到第一EL层103。
注意，本实施方式所示的内容可以与其他实施方式所示的内容适当地组合而使用。
实施方式4
在本实施方式中，示出实施方式1所示的发光元件的一个例子。具体而言，参照图4A和4B对实施方式1所示的发光元件所具有的电荷产生层106的结构进行说明。
本实施方式所示的发光元件如图4A、4B所示那样，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包含发光区的第一EL层103及第二EL层107。并且，该发光元件从阳极101一侧起还包括接触于第一EL层103的电子注入缓冲层104、接触于电子注入缓冲层104的电子传递层105以及接触于电子传递层105及第二EL层107的电荷产生层106。在图4A、4B中，阳极101、阴极102、第一EL层103、电子注入缓冲层104、电子传递层105以及第二EL层107可以使用实施方式1至实施方式3所说明的结构及物质。由此，在此援用实施方式1至实施方式3的说明。
在图4A和4B所示的发光元件中，电荷产生层106包含空穴传输物质和受主物质。此外，在电荷产生层106中，通过受主物质从空穴传输物质吸出电子，产生空穴及电子。
图4A所示的电荷产生层106具有在同一个膜中包含空穴传输物质和受主物质的结构。在此情况下，优选地添加受主物质，使得受主物质与空穴传输物质的质量比为0.1∶1到4.0∶1，在这种情况下在电荷产生层106中容易产生载流子。
由于在图4A中采用使受主物质掺杂在空穴传输物质中的结构，因此即使在电荷产生层106的厚度增大的情况下也可以抑制驱动电压的上升。因此，可以抑制发光元件的驱动电压的上升，并且通过光学调整来提高颜色纯度。此外，通过使电荷产生层106的厚度增大，可以防止发光元件的短路。
另一方面，图4B所示的电荷产生层106具有层叠接触于第二EL层107的包含空穴传输物质的层106a和接触于电子传递层105的包含受主物质的层106b这样一种结构。在图4B所示的发光元件的电荷产生层106中，作为空穴传输物质施予电子且受主物质接受电子的结果，电子转移络合物只被形成在包含空穴传输物质的层106a和包含受主物质的层106b之间的界面处。所以，图4B所示的发光元件是优选的，因为即使在电荷产生层106的厚度变厚的情况下也不容易形成可见光区域中的吸收带。
此外，作为包含在电荷产生层106中的空穴传输物质，可以使用各种有机化合物诸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃和高分子化合物(低聚物、树枝状聚合体、聚合体等)等。
作为上述芳香胺化合物的具体例子，可以举出NPB、TPD、TCTA、TDATA、MTDATA、DTDPPA、DPAB、DNTPD、DPA3B等。
作为上述咔唑衍生物的具体例子，可以举出PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1等。此外，可以举出CBP、TCPB、CzPA、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
作为上述芳烃的具体例子，可以举出t-BuDNA、DPPA、t-BuDBA、DNA、DPAnth、t-BuAnth、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，该芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如可以举出DPVBi、DPVPA等。
此外，作为该空穴传输物质，也可以应用PVK、PVTPA等高分子化合物。
另外，作为上述空穴传输物质，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。
此外，当通过蒸镀法形成上述芳烃的膜时，从蒸镀时的蒸镀性、成膜后的膜质量的观点来看，更优选形成稠环的碳数为14至42。
作为包含在电荷产生层106中的受主物质，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。此外，作为该受主物质，可以举出过渡金属氧化物。另外，可以举出属于元素周期表中的第四族至第八族的金属的氧化物。具体而言，氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰以及氧化铼具有高电子接收性，因此是优选的。此外，更优选该受主物质是氧化钼。另外，氧化钼具有吸湿性低的特征。
注意，本实施方式所示的内容可以与其他实施方式所示的内容适当地组合而使用。
实施方式5
在本实施方式中，示出实施方式1所示的发光元件的一个例子。具体而言，参照图5A和5B说明实施方式2所示的发光元件的一个例子。
本实施方式所示的发光元件如图5A所示那样，在一对电极(阳极101、阴极102)之间夹有包含发光区的第一EL层103及第二EL层107。并且，该发光元件从阳极101一侧起还包括接触于第一EL层103的电子注入缓冲层104、接触于电子注入缓冲层104的电子传递层105以及接触于电子传递层105及第二EL层107的电荷产生层106。
本实施方式中的阳极101、阴极102、电子注入缓冲层104、电子传递层105以及电荷产生层106可以使用实施方式1至实施方式4所说明的结构及物质。由此，在此援用实施方式1至实施方式4的说明。
在本实施方式中，第一EL层103包括：第一发光层103a，该第一发光层103a所呈现的发射光谱具有在蓝色至蓝绿色的波长区中的峰；以及第二发光层103b，该及第二发光层103b所呈现的发射光谱具有在黄色至橙色的波长区中的峰。此外，第二EL层107包括：第三发光层107a，该第三发光层107a所呈现的发射光谱具有在蓝绿色至绿色的波长区中的峰；以及第四发光层107b，该及第四发光层107b所呈现的发射光谱具有在橙色至红色的波长区中的峰。第一发光层103a和第二发光层103b也可以以相反的顺序层叠。另外，第三发光层107a和第四发光层107b也可以以相反的顺序层叠。
当对这种发光元件使阳极101一侧为正且阴极102一侧为负地施加偏压时，从阳极101注入的空穴和产生在电荷产生层106中并通过电子传递层105及电子注入缓冲层104注入的电子在第一发光层103a或第二发光层103b中复合。由此，得到第一发光330。再者，从阴极102注入的电子和产生在电荷产生层106中的空穴在第三发光层107a或第四发光层107b中复合。由此，得到第二发光340。
图5B示出第一发光330及第二发光340的发射光谱的示意图。第一发光330是将从第一发光层103a及第二发光层103b的发光组合的发光。因此，呈现在蓝色至蓝绿色的波长区以及黄色至橙色的波长区具有峰的发射光谱。换言之，第一EL层103呈现双波长型的白色或近似白色的颜色的发光。此外，第二发光340是将从第三发光层107a及第四发光层107b的发光组合的发光。因此，呈现在蓝绿色至绿色的波长区以及橙色至红色的波长区具有峰的发射光谱。换言之，第二EL层107呈现与第一EL层103不同的双波长型的白色或近似白色的颜色的发光。
所以，在本实施方式的发光元件中，第一发光330及第二发光340重叠，其结果可以得到覆盖蓝色至蓝绿色的波长区、蓝绿色至绿色的波长区、黄色至橙色的波长区、橙色至红色的波长区的发光。
由于第一发光层103a(其所呈现的发射光谱具有在蓝色至蓝绿色的波长区中的峰)相对于整个发射光谱的贡献为1/4左右，所以例如即使第一发光层103a(其所呈现的发射光谱具有在蓝色至蓝绿色的波长区中的峰)的发光亮度随时间劣化或因电流密度变化，色度的偏差也相对地较小。
尽管上述说明第一EL层103呈现在蓝色至蓝绿色的波长区以及黄色至橙色的波长区具有峰的发射光谱，并且第二EL层107呈现在蓝绿色至绿色的波长区以及橙色至红色的波长区具有峰的发射光谱的情况作为例子，但是也可以彼此相反。换言之，也可以采用第二EL层107呈现在蓝色至蓝绿色的波长区以及黄色至橙色的波长区具有峰的发射光谱，并且第一EL层103呈现在蓝绿色至绿色的波长区以及橙色至红色的波长区具有峰的光谱的结构。此外，第一EL层103及第二EL层107也可以分别具有形成有发光层以外的层的叠层结构。
接着，说明可以用于本实施方式所示的发光元件的EL层的用作发光性有机化合物的物质。注意，可以应用于本实施方式所示的发光元件的物质不局限于如下物质。
例如，通过使用二萘嵌苯、TBP、9，10-二苯蒽等作为客体材料并将该客体材料分散在适当的主体材料中，可以得到蓝色至蓝绿色发光。此外，可以从苯乙烯基亚芳香基衍生物如DPVBi等或蒽衍生物如DNA、t-BuDNA等得到蓝色至蓝绿色发光。另外，也可以使用聚(9，9-二辛基芴)等的聚合物。此外，作为蓝色发光的客体材料，可以举出苯乙烯胺衍生物如YGA2S、N，N’-二苯基-N，N’-双(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯乙烯-4，4’-二胺(简称：PCA2S)等。尤其是，优选使用YGA2S，因为它在450nm附近具有峰。此外，作为主体材料，优选使用蒽衍生物，并优选使用t-BuDNA、CzPA。尤其优选使用CzPA，因为它电化学稳定。
例如，通过使用香豆素30、香豆素6等香豆素类色素、FIrpic、Ir(ppy)2(acac)等作为客体材料并将该客体材料分散在适当的主体材料中，可以得到蓝绿色至绿色发光。另外，也可以从BAlq、Zn(BTZ)2、双(2-甲基-8-羟基喹啉)氯镓(Ga(mq)2Cl)等金属配合物得到蓝绿色至绿色发光。另外，也可以使用聚(p-亚苯基亚乙烯基)等的聚合物。另外，通过将上述二萘嵌苯或TBP以5wt％以上的高浓度分散在适当的主体材料中，也可以得到作为蓝绿色至绿色发光。此外，作为蓝绿色至绿色的发光层的客体材料，优选使用蒽衍生物，因为它可以得到高效率的发光。例如通过使用DPABPA可以得到高效率的蓝绿色发光。此外，由于可以得到高效率的绿色发光，所以优选使用其2位由氨基取代的蒽衍生物，其中优选使用2PCAPA，因为它的使用寿命尤其长。作为这些材料的主体材料，优选使用蒽衍生物，其中优选使用上述的CzPA，因为它在电化学上稳定。另外，在组合绿色发光和蓝色发光来制造在蓝色至绿色的波长区具有两个峰的发光元件的情况下，若使用CzPA之类的电子传输性蒽衍生物作为蓝色发光层的主体并且使用NPB之类的空穴传输性芳香胺化合物作为绿色发光层的主体，则可以在蓝色发光层和绿色发光层的界面得到发光，因此是优选的。换言之，在此情况下，作为2PCAPA之类的绿色发光材料的主体，优选使用如NPB之类的芳香胺化合物。
例如，通过使用红荧烯、DCM1、DCM2、双[2-(2-噻吩基)吡啶醇]乙酰丙酮铱(Ir(thp)2(acac))、双-(2-苯基喹啉)乙酰丙酮铱(Ir(pq)2(acac))等作为客体材料并将该客体材料分散在适当的主体材料中，可以得到黄色至橙色发光。尤其是，优选使用红荧烯之类的并四苯衍生物作为客体材料，因为它具有高效率并在化学上很稳定。作为在此情况下的主体材料，优选使用NPB之类的芳香胺化合物。作为其他主体材料，也可以使用双(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)或双[2-肉桂酰-8-羟基喹啉]锌(简称：Znsq2)等的金属配合物。此外，也可以使用聚(2，5-二烷氧基-1，4-亚苯基乙烯)等的聚合物。
例如，通过使用BisDCM、4-(二氰基亚甲基)-2，6-双[2-(久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(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：DCM2)、Ir(thp)2(acac)等作为客体材料并将该客体材料分散在适当的主体材料中，可以得到橙色至红色发光。也可以从Znq2、Znsq2等金属配合物得到橙色至红色发光。另外，也可以使用聚(3-烷基噻吩)等的聚合物。作为呈现红色发光的客体材料，优选使用BisDCM、DCM2、DCJTI、BisDCJTM之类的4H-吡喃衍生物，因为它的效率高。尤其是，由于DCJTI、BisDCJTM在620nm附近具有发光的峰，因此是优选的。
另外，可以使用其波长短于发光有机化合物的主体材料或其能隙较大的主体材料作为上述结构中的适当的主体材料。具体而言，主体材料可以从以实施方式1所示的例子为代表的空穴传输材料或电子传输材料中适当地选择。此外，也可以使用CBP、TCTA、TCPB等。
在本实施方式所示的发光元件中，第一EL层的发射光谱及第二EL层的发射光谱重叠，其结果可以得到覆盖蓝色至蓝绿色的波长区、蓝绿色至绿色的波长区、黄色至橙色的波长区、橙色至红色的波长区的白色发光。
注意到，也可以通过调节各个叠层的膜厚来有意地引起光的稍微的干涉，抑制极为尖锐的峰的产生过程，而得到梯形的发射光谱，以使所发出的光更接近于具有连续光谱的自然光。另外，也可以通过调节各个叠层的膜厚来有意地引起光的稍微的干涉，改变发射光谱的峰的位置。通过调节各个叠层的膜厚以使在发射光谱中出现的多个峰的强度大致相同，并且缩短各个峰的间隔，可以得到具有近于梯形的发射光谱的白色发光。
此外，在本实施方式中示出在多层的发光层的每一个中重叠彼此处于补色关系的发光颜色而可以得到白色发光的EL层。如下说明因补色关系而呈现白色发光的EL层的具体结构。
设置在本实施方式所示的发光元件中的EL层例如可以采用如下结构：从阳极101一侧按顺序地层叠着包含空穴传输物质和第一发光物质的第一层、包含空穴传输物质和第二发光物质的第二层、包含电子传输物质和第二发光物质的第三层。
在本实施方式所示的发光元件的EL层中，为了得到白色发光，需要第一发光物质和第二发光物质这两者都发射光。从而，为了调节EL层内的载流子的传输性，优选空穴传输物质和电子传输物质都是主体材料。此外，作为可以用于EL层的空穴传输物质或电子传输物质，可以适当地使用实施方式1所示的物质。
此外，第一发光物质及第二发光物质可以选择性地使用各个发光颜色处于补色关系的物质。作为补色关系，可以举出蓝色和黄色、蓝绿色和红色等。作为发出蓝色光、黄色光、蓝绿色光和红色光的物质，例如从以上列举的发光物质中适当地选择出即可。另外，通过使第二发光物质的发光波长比第一发光物质的发光波长短，可以将第二发光物质的一部分激发能量传递到第一发光物质中，而使第一发光物质发光。由此，在本实施方式的发光元件中，优选第二发光物质的发光峰值波长比第一发光物质的发光峰值波长短。
在本实施方式所示的发光元件的结构中，可以得到从第一发光物质的发光和从第二发光物质的发光，并由于第一发光物质和第二发光物质的发光颜色彼此处于补色关系，因此可以得到白色发光。此外，通过采用本实施方式所示的发光元件的结构，可以得到使用寿命长的发光元件。
注意，本实施方式所示的内容可以与其他实施方式所示的内容适当地组合而使用。
实施方式6
在本实施方式中，使用图6A至6C说明包括实施方式1至实施方式5所示的发光元件的发光装置的一个方式。图6A至6C是该发光装置的截面图。
在图6A至6C中，本实施方式的发光装置具有衬底10、设置在衬底10上的发光元件12以及晶体管11。发光元件12在第一电极13和第二电极14之间具有包含有机化合物的层15。包含有机化合物的层15具有n(n是2以上的自然数)个EL层，并且在第m(m是自然数，1≤m≤n-1)个EL层和第(m+1)个EL层之间包括接触于第m个EL层的电子注入缓冲层、接触于电子注入缓冲层的电子传递层以及接触于电子传递层及第(m+1)个EL层的电荷产生层。此外，在每个EL层的结构中，至少提供了发光层，并且除了发光层以外，还适当地提供了空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层。换言之，发光元件12是实施方式1至实施方式5所示的发光元件。晶体管11的漏极区域是通过穿过第一层间绝缘膜16a、16b、16c的布线17而与第一电极13电连接的。通过分隔层18，发光元件12与相邻地设置的其它发光元件是分开的。
此外，图6A至6C所示的晶体管11是以半导体层为中心在与衬底相反一侧设置有栅极电极的顶栅型晶体管。注意，晶体管11的结构没有特别的限制，例如也可以使用底栅型晶体管。此外，当采用底栅型时，既可以使用在形成沟道的半导体层上形成保护膜的晶体管(沟道保护型)，又可以使用形成沟道的半导体层的一部分成为凹状的晶体管(沟道蚀刻型)。
作为构成晶体管11的半导体层的材料，只要能呈现出半导体特性的物质都是可以使用的，例如，硅(Si)及锗(Ge)等元素周期表中的第14族元素、砷化镓及磷化铟等化合物以及氧化锌及氧化锡等氧化物等。此外，该半导体层可以采用结晶结构或非晶结构。
作为呈现半导体特性的氧化物(氧化物半导体)，可以使用选自铟、镓、铝、锌以及锡中的元素的复合氧化物。例如，可以举出氧化锌(ZnO)、含有氧化锌的氧化铟(IZO：Indium Zinc Oxide)、由氧化铟、氧化镓、氧化锌构成的氧化物(IGZO：Indium Gallium Zinc Oxide)。此外，作为结晶结构的半导体层的具体例子，可以举出单晶半导体、多晶半导体或微晶半导体。这些物质既可以通过激光晶化而形成，也可以通过采用使用例如镍等的固相生长法的晶化而形成。
此外，在本说明书中，在考虑到吉布斯(Gibbs)自由能时，微晶半导体属于位于非晶和单晶的中间的准稳定状态。换言之，微晶半导体是具有自由能方面稳定的第三状态的半导体并具有短程序列及晶格应变。微晶半导体的典型例子的微晶硅的拉曼光谱转移到比表示单晶硅的520cm-1低的波数一侧。即，微晶硅的拉曼光谱的峰值位于表示单晶硅的520cm-1和表示非晶硅的480cm-1之间。此外，包含至少1原子％或其以上的氢或卤素，以使悬空键(dangling bond)终止。再者，通过使微晶半导体层包含氦、氩、氪、氖等的稀有气体元素而进一步促进晶格应变，可以得到稳定性提高的优质的微晶半导体层。
此外，在半导体层由非晶结构的物质例如非晶硅形成的情况下，优选发光装置具有电路，该电路通过使晶体管11以及其他晶体管(构成用来驱动发光元件的电路的晶体管)都由N沟道型晶体管构成。这是因为可以使该发光装置的制造工序简化的缘故。另外，氧化锌(ZnO)、含有氧化锌的氧化铟(IZO)、由氧化铟、氧化镓、氧化锌构成的氧化物(IGZO)等为N型半导体。由此，将这些氧化物用作半导体层的晶体管成为N沟道型。此外，该发光装置既可以采用具有由N沟道型和P沟道型中的一种晶体管构成的电路的发光装置，又可以采用具有由双方的晶体管构成的电路的发光装置。
此外，第一层间绝缘膜16a至16c可以为如图6A和6C所示的多层或单层。此外，第一层间绝缘膜16a由无机物如氧化硅或氮化硅形成，第一层间绝缘膜16b由丙烯酸树脂、硅氧烷(由硅(Si)和氧(O)键形成骨架结构的作为取代基至少包含氢的有机基)或通过可涂布成膜的具有自我平整性物质如氧化硅形成。再者，第一层间绝缘膜16c由含氩(Ar)的氮化硅膜形成。另外，对构成各个层的物质没有特别的限制，而还可以使用除了以上物质之外的物质。此外，还可以进一步地组合由上述物质以外的物质构成的层。如上所述，既可以使用无机物也可以使用有机物或者使用它们来形成层间绝缘膜16a至16c。
分隔层18的边缘部优选具有曲率半径连续变化的形状。此外，分隔层18通过使用丙烯酸树脂、硅氧烷、氧化硅等形成。另外，分隔层18可以由无机膜和有机膜中的任一方或双方形成。
此外，在图6A和6C中采用只有第一层间绝缘膜16a至16c设置在晶体管11和发光元件12之间的结构。但是，也可以采用除了第一层间绝缘膜16a至16c以外，如图6B所示那样还设置第二层间绝缘膜19a、19b的结构。在图6B所示的发光装置中，第一电极13穿过第二层间绝缘膜19a、19b与布线17电连接。
与第一层间绝缘膜16a至16c同样，第二层间绝缘膜19a、19b可以为多层或单层。此外，第二层间绝缘膜19a由丙烯酸树脂、硅氧烷或通过可涂布成膜的具有自我平整性物质例如氧化硅形成。再者，第二层间绝缘膜19b由含氩(Ar)的氮化硅膜形成。另外，对构成各个层的物质没有特别的限制，而还可以使用除了以上物质之外的物质。此外，还可以进一步地组合由上述物质以外的物质构成的层。如上所述，可以使用无机物和有机物形成第二层间绝缘膜19a、19b或者可使用无机膜和有机膜的任一种形成第二层间绝缘膜19a、19b。
当在发光元件12中第一电极13和第二电极14都由具有透光性的物质构成时，如图6A的空心箭头所示，可以从第一电极13一侧和第二电极14一侧取得发光。此外，当只有第二电极14由具有透光性的物质构成时，如图6B的空心箭头所示，可以只从第二电极14一侧取得发光。在此情况下，第一电极13优选由具有高反射率的材料构成或者优选将由具有高反射率的材料构成的膜(反射膜)设置在第一电极13的下方。另外，当只有第一电极13由具有透光性的物质构成时，如图6C的空心箭头所示，可以只从第一电极13一侧取得发光。在此情况下，第二电极14优选由具有高反射率的材料构成或者优选将反射膜设置在第二电极14的上方。
此外，发光元件12既可以采用当施加电压以使第二电极14的电位高于第一电极13的电位时工作的方式层叠包含有机化合物的层15的结构，又可以采用当施加电压以使第二电极14的电位低于第一电极13的电位时工作的方式层叠包含有机化合物的层15的结构。在前一情况中，第一电极13为阳极，第二电极14为阴极，并晶体管11是N沟道型晶体管。在后一情况中，第一电极13为阴极，第二电极14为阳极，并晶体管11是P沟道型晶体管。
如上所述，在本实施方式中，说明了使用晶体管控制发光元件的驱动的有源矩阵型发光装置，此外，也可以采用无源矩阵型发光装置，其中将晶体管等的驱动元件不设置在与发光元件同一衬底上而驱动发光元件。图7A示出应用实施方式1至实施方式5所示的发光元件而制造的无源矩阵型发光装置的立体图。另外，图7B是沿着图7A的虚线X-Y的截面图。
在图7A和7B中，在衬底951上在电极952和电极956之间设置有发光元件955。发光元件955是实施方式1至实施方式5所示的发光元件。电极952的端部被绝缘层953覆盖。在绝缘层953上设置有分隔层954。分隔层954的侧壁具有倾斜，使得一方的侧壁和另一方的侧壁之间的距离越靠近衬底表面越变窄。换言之，短边方向的隔断层954的截面是梯形，底边(朝向与绝缘层953的面方向同样的方向并且与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的面方向同样的方向并且与绝缘层953不接触的边)短。如上所述，通过设置分隔层954，可以防止发光元件的起因于静电等的缺陷。另外，通过使无源矩阵型发光装置包括实施方式1至实施方式5所示的发光元件，可以得到耗电量低的发光装置。
由于本实施方式所示的发光装置使用在实施方式1至实施方式5中示出一个例子的发光元件，因此可以得到亮度高且驱动电压低的发光装置。此外，该发光装置是耗电量低的发光装置。
实施方式7
在本实施方式中说明包括实施方式6中示出一个例子的发光装置的电子设备。
作为本实施方式的电子设备，可以举出电视机、影像拍摄装置如摄影机、数码相机等、护目镜型显示器、导航系统、计算机、游戏机、便携式信息终端(便携式计算机、移动电话、便携式游戏机或电子阅读器等)、具有记录介质的图像再现装置(具体为再现数字通用光盘(DVD)等记录介质并且具有可以显示其图像的显示装置的装置)等。在图8A至8E中示出这些电子设备的具体例子。
图8A示出便携式信息终端设备800的一个例子。便携式信息终端设备800内置有计算机而可以进行各种数据处理。作为这种便携式信息终端设备800，可以举出PDA(Personal Digital Assistance：个人数字助理)。
便携式信息终端设备800由框体801及框体803的两个框体构成。框体801和框体803由连结部807连结为可折叠方式。框体801组装有显示部802，框体803具备有键盘805。当然，便携式信息终端设备800的结构不局限于如上所述的结构，可以采用适当地设置其它辅助设备的结构。将与实施方式1至实施方式5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵形状以构成显示部802。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的显示部802也具有同样的特征，因此该便携式信息终端设备实现低耗电量化。
图8B示出根据本实施方式的数码摄像机810的一个例子。数码摄像机810的框体811组装有显示部812，并且还设置有各种操作部。注意，对数码摄像机810的结构没有特别的限制，而可以采用适当地设置其他辅助设备的结构。
在数码摄像机810中，将与实施方式1至实施方式5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵形状以构成显示部812。该发光元件具有驱动电压低、亮度高且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的显示部812也具有同样的特征，因此数码摄像机810实现低耗电量化。
图8C示出根据本实施方式的移动电话机820的一个例子。移动电话机820由框体821及框体822的两个框体构成，并且框体821和框体822由连结部823连结为可折叠方式。框体822组装有显示部824，框体821设置有操作键825。注意，对移动电话机820的结构没有特别的限制，而可以采用适当地设置其他辅助设备的结构。
在移动电话机820中，将与实施方式1至实施方式5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵形状以构成显示部824。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的显示部824也具有同样的特征，因此该移动电话机实现低耗电量化。此外，也可以使用上述实施方式所示的发光元件作为设置在移动电话机等中的显示器的背光灯。
图8D示出便携式计算机830的一个例子。计算机830具备能够开闭地连结的框体831和框体834。框体831组装有显示部832，框体834具备有键盘833等。注意，对计算机830的结构没有特别的限制，而可以采用适当地设置其它辅助设备的结构。
在计算机830中，将与实施方式1至实施方式5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵形状以构成显示部832。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的显示部832也具有同样的特征，因此该计算机实现低耗电量化。
图8E示出电视装置840的一个例子。在电视装置840中，框体841组装有显示部842。利用显示部842可以显示图像。此外，在此示出利用支架843支撑框体841的结构。
可以通过利用框体841所具备的操作开关(未图示)、另外提供的遥控操作机850进行电视装置840的操作。通过利用遥控操作机850所具备的操作键851，可以进行频道及音量的操作，并可以对在显示部842上显示的图像进行操作。此外，也可以采用在遥控操作机850中设置显示从该遥控操作机850输出的信息的显示部852的结构。
此外，电视装置840采用具备接收机及调制解调器等的结构。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，也可以进行单向(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。
在电视装置840中，通过将与实施方式1至实施方式5所说明的发光元件相同的发光元件排列成矩阵形状以构成显示部842和显示部852的至少一方。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的显示部也具有同样的特征。
如上所述，发光装置的应用范围很广泛，可以将该发光装置应用于各种领域的电子设备。此外，通过使用具有实施方式1至实施方式5所示的发光元件的发光装置，可以提供具有呈现高亮度的发光的耗电量低的显示部的电子设备。
实施方式8
在本实施方式中，对包括在实施方式6中示出一个例子的发光装置的照明装置进行说明。
图9是示出室内的照明装置的图。图9所示的台灯900包括照明部901。将实施方式1至实施方式5所示的发光元件应用于照明部901。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于由该发光元件构成的照明部901也具有同样的特征，所以该台灯900实现低耗电量化。此外，因为该发光元件可以实现大面积化，所以也可以应用于天板上照明装置910的照明部911。此外，由于该发光元件可以实现柔性化，因此也可以应用于卷曲型照明装置(roll-type lighting device)920的照明部921。
图10A是示出信号机的图。信号机1000具有蓝色的照明部1001、黄色的照明部1002、红色的照明部1003。在信号机1000中，对应于蓝色、黄色、红色的各照明部的至少一个具有实施方式1至实施方式5所示的发光元件。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于包括该发光元件的对应于蓝色、黄色、红色的各照明部也具有同样的特征，所以该信号机实现低耗电量化。
图10B是示出紧急出口引导灯的图。紧急出口引导灯1010可以组合照明部和设有荧光部的荧光板而构成。此外，也可以组合发射特定的颜色的光的照明部和设有如附图那样的形状的透光部的遮光板而构成。作为紧急出口引导灯1010的照明部应用实施方式1至实施方式5所示的发光元件。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于包括该发光元件的照明部也具有同样的特征，所以该紧急出口引导灯实现低耗电量化。
图10C是示出路灯的图。路灯具有支撑体1021和照明部1022。作为照明部1022应用实施方式1至实施方式5所示的发光元件。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于包括该发光元件的照明部也具有同样的特征，所以该路灯实现低耗电量化。
此外，如图10C所示那样，可以通过电线杆1023的输电线1024对路灯供给电源电压。但是，电源电压的供给方法不局限于此。例如可以在支撑体1021中设置光电转换装置，并且将通过光电转换装置得到的电压用作电源电压。
此外，图10D和图10E示出将照明装置应用于携带式照明的例子。图10D是示出安装型光灯的结构的图，而图10E是示出手提式灯的结构的图。
图10D是示出安装型光灯的图。安装型光灯具有安装部1031、照明部1032。此外，照明部1032固定在安装部1031。作为照明部1032应用实施方式1至实施方式5所示的发光元件。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于包括该发光元件的照明部也具有同样的特征，所以该安装型光灯实现低耗电量化。
此外，不局限于图10D所示的安装型光灯的结构，例如可以采用如下结构：安装部1031为环状的平带或橡皮带的带子，在该带子上固定照明部1032，而该带子直接缠头上。
图10E是示出手提式灯的图。手提式灯具有框体1041、照明部1042、开关1043。作为照明部1042应用实施方式1至实施方式5所示的发光元件。该发光元件具有亮度高、驱动电压低且耗电量少的特征。由于包括该发光元件的照明部1042也具有同样的特征，所以该手提式灯实现低耗电量化。
此外，开关1043有控制照明部1042的发光或不发光的功能。另外，开关1043也可以具有调节发光时的照明部1042的亮度的功能。
如上所述，发光装置的应用范围很广泛，可以将该发光装置应用于各种领域的照明装置。此外，通过使用具有实施方式1至实施方式5所示的发光元件的照明装置，可以提供具有呈现高亮度的发光的耗电量低的显示部的照明装置。
实施例1
在本实施例中使用图11A和11B说明本发明的一个方式的发光元件。以下示出在本实施例及实施例2及3中使用的物质的化学式。
Figure BPA00001479656700301
以下示出本实施例的发光元件1至发光元件4以及对照发光元件5的制造方法。
首先，说明发光元件1(参照图11A)。在衬底2100上通过溅射法形成含氧化硅的铟锡氧化物膜来形成第一电极2101。此外，其膜厚度为110nm，并且电极面积为2mm×2mm。
接着，将衬底2100(其上形成有第一电极2101)固定到设置在真空蒸镀装置内的衬底支架上，使得该衬底上形成有第一电极2101的那个表面是面朝下的，并减压到10-4Pa左右，然后在第一电极2101上共蒸镀空穴传输物质的NPB和受体物质的氧化钼(VI)，从而形成包含复合有机化合物和无机化合物而形成的复合材料的第一电荷产生层2103a。其膜厚度为50nm，并且将NPB和氧化钼(VI)的质量比调节为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。另外，共蒸镀法是指在一个处理室中从多个蒸发源同时进行蒸镀的蒸镀法。
接着，通过利用电阻加热的蒸镀法在第一电荷产生层2103a上形成10nm厚的NPB膜，来形成空穴传输层2103b。
再者，通过共蒸镀CzPA和2PCAPA，在空穴传输层2103b上形成30nm厚的发光层2103c。在此，将CzPA和2PCAPA的质量比调节为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。此外，CzPA是电子传输物质，并且客体材料的2PCAPA是呈现绿色发光的物质。
然后，通过使用电阻加热的蒸镀法在发光层2103c上形成10nm厚的Alq膜，来形成电子传输层2103d。因此，形成包括第一电荷产生层2103a、空穴传输层2103b、发光层2103c以及电子传输层2103d的第一EL层2103。
接着，通过共蒸镀BPhen和锂(Li)，在电子传输层2103d上形成20nm厚的电子注入缓冲层2104。在此，将BPhen和锂(Li)的质量比调节为1∶0.02(＝BPhen∶Li)。
接着，通过共蒸镀PTCBI和锂(Li)，在电子注入缓冲层2104上形成3nm厚的电子传递层2105。在此，将PTCBI和锂(Li)的质量比调节为1∶0.02(＝PTCBI∶Li)。此外，根据循环伏安法(CV)测量的结果可知PTCBI的LUMO能级为-4.0eV左右。
接着，在电子传递层2105上，通过共蒸镀空穴传输物质的NPB和受体物质的氧化钼(VI)，来形成第二电荷产生层2106。将其膜厚度设定为60nm，并且将NPB和氧化钼(VI)的质量比调节为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。
接着，在第二电荷产生层2106上形成第二EL层2107。作为其形成方法，首先，通过利用电阻加热的蒸镀法在第二电荷产生层2106上形成10nm厚的NPB膜，来形成空穴传输层2107a。
然后，通过共蒸镀CzPA和2PCAPA，在空穴传输层2107a上形成30nm厚的发光层2107b。在此，将CzPA和2PCAPA的质量比调节为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。换言之，包含在第EL层2107中的发光层2107b的结构与包含在第一EL层2103中的发光层2103c的结构相同。
接着，在发光层2107b上，通过蒸镀10nm厚的Alq，然后蒸镀20nm厚的BPhen而层叠，形成电子传输层2107c。在电子传输层2107c上蒸镀1nm厚的氟化锂(LiF)来形成电子注入层2107d。由此，形成包括空穴传输层2107a、发光层2107b、电子传输层2107c以及电子注入层2107d的第二EL层2107。
最后，通过使用电阻加热的蒸镀法在电子注入层2107d上形成200nm厚的铝(Al)膜形成第二电极2102，而制造发光元件1。
下面，说明发光元件2。除了电子传递层2105之外，发光元件2与发光元件1相同地制造。所以，这里对于电子传递层2105以外的发光元件2的结构及制造方法援用上述说明。通过共蒸镀电子传输物质PPDN和施主物质锂(Li)，在电子注入缓冲层2104上形成3nm厚的发光元件2所具有的电子传递层2105。在此，将PPDN和锂(Li)的质量比调节为1∶0.02(＝PPDN∶Li)。此外，根据循环伏安法(CV)测量的结果可知PPDN的LUMO能级为-3.83eV左右。
下面，说明发光元件3。除了电子传递层2105之外，发光元件3与发光元件1相同地制造。所以，这里对于电子传递层2105以外的发光元件3的结构及制造方法援用上述说明。通过共蒸镀电子传输物质PTCBI和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子注入缓冲层2104上形成3nm厚的发光元件3所具有的电子传递层2105。在此，将PTCBI和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝PTCBI∶Li2O)。
下面，说明发光元件4。除了电子传递层2105之外，发光元件4与发光元件1相同地制造。所以，这里对于电子传递层2105以外的发光元件4的结构及制造方法援用上述说明。通过共蒸镀电子传输物质PPDN和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子注入缓冲层2104上形成3nm厚的发光元件4所具有的电子传递层2105。在此，将PPDN和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝PPDN∶Li2O)。
下面，说明对照发光元件5(参照图11B)。对照发光元件5采用从发光元件1至发光元件4去除电子传递层2105的结构，并采用与发光元件1至发光元件4同样的制造方法来形成其他层。换言之，在对照发光元件5中，在形成电子注入缓冲层2104之后，在电子注入缓冲层2104上形成第二电荷产生层2106。通过上述工序，得到本实施例的对照发光元件5。
以下表1示出发光元件1至发光元件4以及对照发光元件5的元件结构。
[表1]
Figure BPA00001479656700331
在氮气气氛的手套箱中，以不使各发光元件暴露于大气的方式对通过上述方法得到的发光元件1至发光元件4及对照发光元件5进行密封，然后对这些发光元件的工作特性进行测量。此外，在室温(保持为25℃的气氛)下进行测量。
图12示出发光元件1至发光元件4及对照发光元件5的电压-亮度特性。在图12中，横轴表示所施加的电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图13示出发光元件1至发光元件4及对照发光元件5的电压-电流密度特性。在图13中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流密度(mA/cm2)。另外，以下表2示出各发光元件的亮度为1000cd/m2附近时的电压。
[表2]
Figure BPA00001479656700341
根据图12可知与对照发光元件5相比，设置有电子传递层的发光元件1至发光元件4可以获得高亮度。此外，根据图13可知设置有电子传递层的发光元件1至发光元件4的电流密度高于对照发光元件5的电流密度。
如上所述，可以确认到本实施例的发光元件1至发光元件4可以获得作为发光元件的特性，并且其充分地工作。此外，根据表2可以确认到与对照发光元件5相比，发光元件1至发光元件4是能够以低电压驱动的发光元件。
实施例2
在本实施例中，使用图11A和11B说明本发明的一个方式的发光元件。此外，在本实施例所示的发光元件及对照发光元件中，对于与实施例1所述的发光元件相同的部分，援用上述说明。
以下示出本实施例的发光元件6至发光元件9以及对照发光元件10的制造方法。
首先，说明发光元件6(参照图11A)。除了电子注入缓冲层2104之外，本实施例的发光元件6与实施例1所示的发光元件1相同地制造。所以，这里对于电子注入缓冲层2104以外的发光元件6的结构及制造方法援用实施例1的说明。在本实施例的发光元件6中，通过共蒸镀电子传输物质BPhen和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子传输层2103d上形成20nm厚的电子注入缓冲层2104。在此，将BPhen和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝BPhen∶Li2O)。
下面，说明发光元件7。除了电子注入缓冲层2104之外，本实施例的发光元件7与实施例1所示的发光元件2相同地制造。所以，这里对于电子注入缓冲层2104以外的发光元件7的结构及制造方法援用实施例1的说明。在本实施例的发光元件7中，通过共蒸镀电子传输物质BPhen和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子传输层2103d上形成20nm厚的电子注入缓冲层2104。在此，将BPhen和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝BPhen∶Li2O)。
下面，说明发光元件8。除了电子注入缓冲层2104之外，本实施例的发光元件8与实施例1所示的发光元件3相同地制造。所以，这里对于电子注入缓冲层2104以外的发光元件8的结构及制造方法援用实施例1的说明。在本实施例的发光元件8中，通过共蒸镀电子传输物质BPhen和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子传输层2103d上形成20nm厚的电子注入缓冲层2104。在此，将BPhen和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝BPhen∶Li2O)。
下面，说明发光元件9。除了电子注入缓冲层2104之外，本实施例的发光元件9与实施例1所示的发光元件4相同地制造。所以，这里对于电子注入缓冲层2104以外的发光元件9的结构及制造方法援用实施例1的说明。在本实施例的发光元件9中，通过共蒸镀电子传输物质BPhen和施主物质氧化锂(Li2O)，在电子传输层2103d上形成20nm厚的电子注入缓冲层2104。在此，将BPhen和氧化锂(Li2O)的质量比调节为1∶0.02(＝BPhen∶Li2O)。
下面，说明对照发光元件10(参照图11B)。本实施例的对照发光元件10采用从发光元件6至发光元件9去除电子传递层2105的结构，并采用与发光元件6至发光元件9同样的制造方法来形成其他层。在对照发光元件10中，在形成电子注入缓冲层2104之后，在电子注入缓冲层2104上形成第二电荷产生层2106。通过上述工序，得到本实施例的对照发光元件10。
以下表3示出发光元件6至发光元件9以及对照发光元件10的元件结构。
[表3]
Figure BPA00001479656700361
在氮气气氛的手套箱中，以不使各发光元件暴露于大气的方式对通过上述方法得到的发光元件6至发光元件9及对照发光元件10进行密封，然后对这些发光元件的工作特性进行测量。此外，在室温(保持为25℃的气氛)下进行测量。
图14示出发光元件6至发光元件9及对照发光元件10的电压-亮度特性。在图14中，横轴表示所施加的电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图15示出发光元件6至发光元件9及对照发光元件10的电压-电流密度特性。在图15中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流密度(mA/cm2)。另外，以下表4示出各发光元件的亮度为1000cd/m2附近时的电压。
[表4]
Figure BPA00001479656700371
根据图14可知与对照发光元件10相比，设置有电子传递层的发光元件6至发光元件9可以获得高亮度。此外，根据图15可知设置有电子传递层的发光元件6至发光元件9的电流密度高于对照发光元件10的电流密度。
如上所述，可以确认到本实施例的发光元件6至发光元件9可以获得作为发光元件的特性，并且其充分地工作。此外，可以确认到发光元件6至发光元件9是能够以低电压驱动的发光元件。
实施例3
在本实施例中使用图11A和11B说明本发明的一个方式的发光元件。此外，在本实施例所示的发光元件及对照发光元件中，对于与实施例1所述的发光元件同一部分援用上述说明。
以下示出本实施例的发光元件11及对照发光元件12的制造方法。
首先，说明发光元件11(参照图11A)。在本实施例的发光元件11中，第一EL层2103的电子传输层2103d以及电子注入缓冲层2104以外与实施例1所示的发光元件1相同地制造。所以，这里对于电子传输层2103d以及电子注入缓冲层2104以外的发光元件11的结构及制造方法援用实施例1的说明。在本实施例的发光元件11中，通过在发光层2103c上蒸镀10nm厚的Alq，然后蒸镀20nm厚的BPhen而层叠，形成电子传输层2103d。接着，通过在电子传输层2103d上蒸镀0.1nm厚的氧化锂(Li2O)，形成电子注入缓冲层2104。通过上述工序，得到本实施例的发光元件11。
下面，说明对照发光元件12(参照图11B)。本实施例的对照发光元件12采用从发光元件11去除电子传递层2105的结构，并采用与发光元件11同样的制造方法来形成其他层。在对照发光元件12中，在形成电子注入缓冲层2104之后，在电子注入缓冲层2104上形成第二电荷产生层2106。通过上述工序，得到本实施例的对照发光元件12。
以下表5示出发光元件11以及对照发光元件12的元件结构。
[表5]
Figure BPA00001479656700391
在氮气气氛的手套箱中，以不使各发光元件暴露于大气的方式对通过上述方法得到的发光元件11及对照发光元件12进行密封，然后对这些发光元件的工作特性进行测量。此外，在室温(保持为25℃的气氛)下进行测量。
图16示出发光元件11及对照发光元件12的电压-亮度特性。在图16中，横轴表示所施加的电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图17示出发光元件11及对照发光元件12的电压-电流密度特性。在图17中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流密度(mA/cm2)。另外，以下表6示出各发光元件的亮度为1000cd/m2附近时的电压。
[表6]
Figure BPA00001479656700401
根据图16可知与对照发光元件12相比，设置有电子传递层的发光元件11可以获得高亮度。此外，根据图17可知发光元件11的电流密度高于对照发光元件12的电流密度。
如上所述，可以确认到本实施例的发光元件11可以获得作为发光元件的特性，并能充分地发挥作用。此外，可以确认到发光元件11是能够以低电压驱动的发光元件。
本申请是基于2009年5月29日向日本专利局提交的日本专利申请2009-131096，该申请的全部内容引用于此作为参考。

Claims (13)

1.一种发光元件，包括：
阳极；
所述阳极上的第一EL层；
所述第一EL层上的第一层；
在所述第一层上且与所述第一层接触的第二层；
在所述第二层上且与所述第二层接触的第三层；
所述第三层上的第二EL层；以及
所述第二EL层上的阴极，
其中，所述第一层包含第一施主物质，
所述第二层包含电子传输物质及第二施主物质，
并且，所述第三层包含空穴传输物质及受主物质。
2.一种发光元件，包括：
阳极；
所述阳极上的第一EL层；
所述第一EL层上的第一层；
在所述第一层上且与所述第一层接触的第二层；
在所述第二层上且与所述第二层接触的第三层；
所述第三层上的第二EL层；以及
所述第二EL层上的阴极，
其中，所述第一层包含第一施主物质及第一电子传输物质，
所述第二层包含第二施主物质及第二电子传输物质，所述第二电子传输物质的LUMO能级低于所述第一电子传输物质的LUMO能级，
并且，所述第三层包含空穴传输物质及受主物质。
3.根据权利要求2所述的发光元件，其中所述第二电子传输物质的LUMO能级是大于或等于-5.0eV。
4.根据权利要求2所述的发光元件，其中添加所述第一施主物质，使得所述第一施主物质与所述第一电子传输物质的质量比是大于或等于0.001∶1且小于或等于0.1∶1。
5.根据权利要求2或权利要求4所述的发光元件，其中所述第一施主物质及所述第二施主物质是选自碱金属、碱土金属、稀土金属、碱金属化合物、碱土金属化合物以及稀土金属化合物。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中所述第三层是这样一个层，在所述第三层中，添加所述受主物质，使得所述受主物质与所述空穴传输物质的质量比是大于或等于0.1∶1且小于或等于4.0∶1。
7.根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中所述第三层是下列两个层的层叠体：包含空穴传输物质且接触于所述第二EL层的层；以及包含受主物质且接触于所述第二层的层。
8.根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中所述第二电子传输物质是二萘嵌苯衍生物或含氮稠环芳香化合物。
9.根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中所述受主物质是属于元素周期表中的第四族至第八族的金属的氧化物。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中所述受主物质是氧化钼。
11.一种使用根据权利要求1或权利要求2所述的发光元件而制造的发光装置。
12.一种包括根据权利要求11所述的发光装置的电子设备。
13.一种包括根据权利要求11所述的发光装置的照明装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183740A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法
CN104393185A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 京东方科技集团股份有限公司 一种叠层有机电致发光器件及其制作方法
CN105474422A (zh) * 2013-09-17 2016-04-06 株式会社Lg化学 有机发光元件

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8389979B2 (en) * 2009-05-29 2013-03-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR101703524B1 (ko) 2009-05-29 2017-02-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치
SG10201405491VA (en) * 2009-09-07 2014-10-30 Semiconductor Energy Lab Light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic device
US8716699B2 (en) * 2009-10-29 2014-05-06 E I Du Pont De Nemours And Company Organic light-emitting diodes having white light emission
US8716700B2 (en) * 2009-10-29 2014-05-06 E I Du Pont De Nemours And Company Organic light-emitting diodes having white light emission
EP2365556B1 (en) 2010-03-08 2014-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
CN102201541B (zh) * 2010-03-23 2015-11-25 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
JP5801579B2 (ja) 2010-03-31 2015-10-28 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
TWI506121B (zh) 2010-03-31 2015-11-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置
WO2011162105A1 (en) 2010-06-25 2011-12-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display, and electronic device
JP5772085B2 (ja) 2011-03-09 2015-09-02 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器
JP2012195054A (ja) * 2011-03-14 2012-10-11 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
TWI466353B (zh) * 2011-03-24 2014-12-21 Panasonic Corp 白色發光有機電致發光元件及白色發光有機電致發光面板
JP2012212575A (ja) * 2011-03-31 2012-11-01 Rohm Co Ltd 有機ｅｌ装置
JP5803648B2 (ja) * 2011-12-16 2015-11-04 セイコーエプソン株式会社 発光素子、発光装置、表示装置および電子機器
WO2013180503A1 (ko) * 2012-05-31 2013-12-05 주식회사 엘지화학 유기발광소자
GB2508289B (en) * 2012-10-31 2015-09-30 Lg Display Co Ltd Organic light emitting display device
CN103915470B (zh) * 2012-12-31 2016-12-07 乐金显示有限公司 有机发光显示装置
KR102059601B1 (ko) * 2013-04-01 2019-12-27 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 장치
TW202339325A (zh) * 2013-08-09 2023-10-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子裝置、及照明裝置
JP6379338B2 (ja) * 2014-02-12 2018-08-29 株式会社Ｊｏｌｅｄ 有機電界発光素子、表示装置、および有機電界発光素子の製造方法
TWI715527B (zh) 2014-02-21 2021-01-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子裝置、及照明裝置
KR101668030B1 (ko) * 2014-08-21 2016-10-21 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자 및 이를 포함하는 유기 발광 표시 장치
CN104319353B (zh) * 2014-11-07 2016-07-06 京东方科技集团股份有限公司 单色oled、制作方法及oled 显示面板
WO2016147285A1 (ja) * 2015-03-16 2016-09-22 パイオニア株式会社 発光装置
CN104966789A (zh) * 2015-06-30 2015-10-07 深圳市华星光电技术有限公司 一种电荷连接层及其制造方法、叠层oled器件
KR102420453B1 (ko) 2015-09-09 2022-07-13 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치 및 이를 적용한 차량용 조명장치
TWI615611B (zh) * 2016-12-20 2018-02-21 氣體偵測器
KR20180076857A (ko) * 2016-12-28 2018-07-06 엘지디스플레이 주식회사 유기발광다이오드 표시장치
JP2018113293A (ja) * 2017-01-10 2018-07-19 セイコーエプソン株式会社 発光装置、生体情報測定装置および発光装置の製造方法
US11758745B2 (en) 2019-04-18 2023-09-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Solid-state relay and semiconductor device
WO2022185150A1 (ja) * 2021-03-05 2022-09-09 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置、表示モジュール、電子機器、及び、表示装置の作製方法
JPWO2022185149A1 (zh) * 2021-03-05 2022-09-09

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040185300A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Eastman Kodak Company White light-emitting OLED device having a blue light-emitting layer doped with an electron-transporting or a hole-transporting material or both
JP2007179933A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置
CN101399319A (zh) * 2007-09-27 2009-04-01 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、以及电子设备
JP2009117356A (ja) * 2007-10-19 2009-05-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、並びに電子機器

Family Cites Families (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270171A (ja) 1997-01-27 1998-10-09 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
WO2001015244A1 (en) 1999-08-20 2001-03-01 Emagin Corporation Organic light emitting diode device with high work function metal-oxide anode layer and method of fabrication of same
US6528940B1 (en) 1999-09-28 2003-03-04 Canon Kabushiki Kaisha Conductive liquid crystal device, and organic electroluminescence device
JP2001167887A (ja) 1999-09-28 2001-06-22 Canon Inc 導電性液晶素子及び有機エレクトロルミネッセンス素子
SG176316A1 (en) 2001-12-05 2011-12-29 Semiconductor Energy Lab Organic semiconductor element
JP3933591B2 (ja) * 2002-03-26 2007-06-20 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子
US7732808B2 (en) 2003-09-26 2010-06-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Light-emitting device and method for manufacturing the same
JP2005135600A (ja) 2003-10-28 2005-05-26 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス発光素子
JP4243237B2 (ja) 2003-11-10 2009-03-25 淳二 城戸 有機素子、有機ｅｌ素子、有機太陽電池、及び、有機ｆｅｔ構造、並びに、有機素子の製造方法
CN100551187C (zh) 2003-12-26 2009-10-14 株式会社半导体能源研究所 发光元件
JP5137292B2 (ja) 2003-12-26 2013-02-06 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置および電気器具
US7270871B2 (en) * 2004-01-12 2007-09-18 Air Products And Chemicals, Inc. Dispersions and films comprising conducting polymer for optoelectronic devices
US7030554B2 (en) 2004-02-06 2006-04-18 Eastman Kodak Company Full-color organic display having improved blue emission
KR101215279B1 (ko) 2004-05-21 2012-12-26 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 조명 장치
JP2006295104A (ja) 2004-07-23 2006-10-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子およびそれを用いた発光装置
JP4785386B2 (ja) * 2005-01-31 2011-10-05 三洋電機株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置
JP4315874B2 (ja) 2004-07-30 2009-08-19 三洋電機株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置
KR101249172B1 (ko) 2004-07-30 2013-03-29 산요덴키가부시키가이샤 유기 일렉트로루미네센스 소자
WO2006013990A1 (en) 2004-08-03 2006-02-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element and light-emitting device
EP1624502B1 (en) 2004-08-04 2015-11-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, display device, and electronic appliance
US7273663B2 (en) * 2004-08-20 2007-09-25 Eastman Kodak Company White OLED having multiple white electroluminescence units
KR101239161B1 (ko) 2004-09-30 2013-03-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광소자
CN101032040B (zh) 2004-09-30 2012-05-30 株式会社半导体能源研究所 发光元件和发光设备
US7560862B2 (en) * 2004-10-22 2009-07-14 Eastman Kodak Company White OLEDs with a color-compensated electroluminescent unit
KR20060040829A (ko) 2004-11-05 2006-05-11 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
JP4362461B2 (ja) 2004-11-05 2009-11-11 三星モバイルディスプレイ株式會社 有機電界発光素子
KR100603404B1 (ko) 2004-11-27 2006-07-20 삼성에스디아이 주식회사 유기 전계 발광 소자
EP1705727B1 (de) 2005-03-15 2007-12-26 Novaled AG Lichtemittierendes Bauelement
JP4792828B2 (ja) 2005-06-17 2011-10-12 ソニー株式会社 表示素子
US8906517B2 (en) 2005-04-04 2014-12-09 Sony Corporation Organic electroluminescence device
US20060240277A1 (en) 2005-04-20 2006-10-26 Eastman Kodak Company Tandem OLED device
US7728517B2 (en) 2005-05-20 2010-06-01 Lg Display Co., Ltd. Intermediate electrodes for stacked OLEDs
US8659008B2 (en) 2005-07-08 2014-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Composite material and light emitting element, light emitting device, and electronic device using the composite material
JP4954623B2 (ja) * 2005-07-08 2012-06-20 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置
WO2007064009A1 (ja) * 2005-11-30 2007-06-07 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. 発光素子、発光装置並びに電子機器
CN101106180B (zh) * 2006-06-08 2011-03-16 奇美电子股份有限公司 影像显示系统
JP2008153590A (ja) * 2006-12-20 2008-07-03 Canon Inc 有機発光表示装置
KR101407574B1 (ko) 2007-01-12 2014-06-17 삼성디스플레이 주식회사 백색 유기 발광 소자
WO2008120603A1 (ja) 2007-03-30 2008-10-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. 発光素子
JP4939284B2 (ja) 2007-04-05 2012-05-23 財団法人山形県産業技術振興機構 有機エレクトロルミネッセント素子
US20080284318A1 (en) * 2007-05-17 2008-11-20 Deaton Joseph C Hybrid fluorescent/phosphorescent oleds
US20090001885A1 (en) 2007-06-27 2009-01-01 Spindler Jeffrey P Tandem oled device
JP2009043612A (ja) * 2007-08-09 2009-02-26 Sharp Corp 有機ｅｌ素子
KR101332953B1 (ko) 2007-09-28 2013-11-25 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 ｅｌ 소자
JP4893573B2 (ja) * 2007-10-03 2012-03-07 セイコーエプソン株式会社 発光素子、表示装置および電子機器
US20090130296A1 (en) * 2007-11-15 2009-05-21 Universal Display Corporation Fabrication of Organic Electronic Devices by Ink-Jet Printing at Low Temperatures
CN100484353C (zh) * 2008-01-29 2009-04-29 清华大学 有机电致发光器件
KR100953655B1 (ko) * 2008-07-08 2010-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 유기발광 표시장치
US8603642B2 (en) * 2009-05-13 2013-12-10 Global Oled Technology Llc Internal connector for organic electronic devices
KR101703524B1 (ko) * 2009-05-29 2017-02-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치
KR101691395B1 (ko) * 2009-09-04 2017-01-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 및 이의 제조방법
WO2011162105A1 (en) * 2010-06-25 2011-12-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display, and electronic device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040185300A1 (en) * 2003-03-19 2004-09-23 Eastman Kodak Company White light-emitting OLED device having a blue light-emitting layer doped with an electron-transporting or a hole-transporting material or both
JP2007179933A (ja) * 2005-12-28 2007-07-12 Sanyo Electric Co Ltd 有機エレクトロルミネッセント素子及び有機エレクトロルミネッセント表示装置
CN101399319A (zh) * 2007-09-27 2009-04-01 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、以及电子设备
US20090085474A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-Emitting Element, Light-Emitting Device, and Electronic Appliance
JP2009117356A (ja) * 2007-10-19 2009-05-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子、発光装置、並びに電子機器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104183740A (zh) * 2013-05-24 2014-12-03 海洋王照明科技股份有限公司 有机电致发光器件及其制备方法
CN105474422A (zh) * 2013-09-17 2016-04-06 株式会社Lg化学 有机发光元件
CN105474422B (zh) * 2013-09-17 2018-02-09 乐金显示有限公司 有机发光元件
US9966552B2 (en) 2013-09-17 2018-05-08 Lg Display Co., Ltd. Organic light-emitting element
US10403844B2 (en) 2013-09-17 2019-09-03 Lg Display Co., Ltd. Organic light-emitting element
CN104393185A (zh) * 2014-11-25 2015-03-04 京东方科技集团股份有限公司 一种叠层有机电致发光器件及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120027420A (ko) 2012-03-21
JP6968246B2 (ja) 2021-11-17
US20160240808A1 (en) 2016-08-18
US20130306949A1 (en) 2013-11-21
US9343689B2 (en) 2016-05-17
JP6268243B2 (ja) 2018-01-24
KR101844219B1 (ko) 2018-04-03
TWI525856B (zh) 2016-03-11
KR101750301B1 (ko) 2017-06-23
TW201613137A (en) 2016-04-01
TWI570958B (zh) 2017-02-11
US8502202B2 (en) 2013-08-06
JP2022022473A (ja) 2022-02-04
KR101703524B1 (ko) 2017-02-07
JP6771451B2 (ja) 2020-10-21
KR20180034700A (ko) 2018-04-04
JP2016028389A (ja) 2016-02-25
KR101890569B1 (ko) 2018-08-23
JP2021007104A (ja) 2021-01-21
TW201103169A (en) 2011-01-16
JP5595120B2 (ja) 2014-09-24
TWI606613B (zh) 2017-11-21
WO2010137477A1 (en) 2010-12-02
US10910579B2 (en) 2021-02-02
JP5996072B2 (ja) 2016-09-21
US20180301650A1 (en) 2018-10-18
KR20170015558A (ko) 2017-02-08
JP2016195135A (ja) 2016-11-17
JP2018046025A (ja) 2018-03-22
JP5822998B2 (ja) 2015-11-25
JP2023130478A (ja) 2023-09-20
EP2436233A1 (en) 2012-04-04
US20210143354A1 (en) 2021-05-13
US20100301317A1 (en) 2010-12-02
TW201707239A (zh) 2017-02-16
JP2014225470A (ja) 2014-12-04
EP2436233A4 (en) 2013-09-18
EP2436233B1 (en) 2016-08-10
JP2019207893A (ja) 2019-12-05
US11889711B2 (en) 2024-01-30
KR20170073721A (ko) 2017-06-28
CN102450101B (zh) 2015-12-16
US10050221B2 (en) 2018-08-14
JP2011009199A (ja) 2011-01-13
JP2019040884A (ja) 2019-03-14

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