CN106486607B - 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

本发明的一个方式提供一种新颖的发光元件、一种使用寿命长的发光元件或者一种发光效率高的发光元件。本发明的一个方式提供一种发光元件，包括：正极；阴极；发光层；以及空穴注入层，其中，所述发光层及所述空穴注入层位于所述正极和所述阴极之间，所述空穴注入层比所述发光层更接近所述正极一侧，所述发光层包含发光物质，所述空穴注入层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及作为对所述第一物质呈现电子接受性的物质的第二物质，并且，所述发光物质是量子点。

Description

发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及发光元件、显示模块、照明模块、显示装置、发光装置、电子设备及照明装置。注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明的一个方式涉及一种程序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。因此，更具体地，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、它们的驱动方法以及它们的制造方法。
背景技术
量子点是其尺寸为几nm的半导体纳米晶，并包括1×103个至1×106个左右的原子。在量子点中封闭有电子、空穴及激子，因此导致离散的能量状态，且能量移动依赖于量子点的尺寸。也就是说，因为即使是包括相同的物质的量子点也根据尺寸具有互不相同的发光波长，所以通过改变所使用的量子点的尺寸，可以容易调整发光波长。
此外，因为量子点的分散性限制相位弛豫，所以量子点的发射光谱的峰宽窄。由此，可以得到色纯度高的发光。
再者，量子点的理论上的内部量子效率被认为大约为100％，即， 大幅度地超过呈现荧光发光的有机化合物的25％，且与呈现磷光发光的有机化合物相等。
而且，作为无机化合物的量子点在实质稳定性上也是优异的。因此，在有机化合物特别是激发能大的呈现短波长的光的磷光发光物质的稳定性低且很难使使用其的发光元件的使用寿命长的情况下，作为替代有机EL元件的发光元件，将量子点用作发光物质的发光元件被认为更有前途。
专利文献1公开了将钨氧化物用作空穴注入层并将量子点用作发光物质的发光元件。
[专利文献1]国际公开第2012/013272号小册子
发明内容
在此，因为量子点与有机化合物的发光材料相比HOMO能级和LUMO能级都存在于非常深的位置，所以比较容易从阴极注入电子，却难以从阳极注入空穴，因此存在诸如因难以调整载流子平衡而导致发光效率的降低、驱动电压上升、因载流子平衡的变化而容易导致使用寿命减少等多个问题。
本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光元件、一种使用寿命长的发光元件或者一种发光效率高的发光元件。
或者，本发明的另一个方式的目的是提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。本发明的另一个方式的目的是提供一种耗电量小的发光装置、电子设备及显示装置。
本发明的一个方式只要达到上述目的中的任一个即可。
本发明的一个方式是一种发光元件，包括：阳极；阴极；发光层；以及空穴注入层，其中，所述发光层及所述空穴注入层位于所述阳极和所述阴极之间，所述空穴注入层比所述发光层更接近所述阳极一侧，所述发光层包含发光物质，所述空穴注入层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及作为对所述第一物质呈现电子接受性的物质的第二物质，并且，所述发光物质是量子点。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第一物质的HOMO能级为-7.0eV以上且-5.7eV以下，更优选为-7.0eV以上且-6.0eV以下。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第一物质具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中上述第一物质是具有二苯并噻吩骨格或二苯并呋喃骨架的杂环化合物、具有咔唑骨架、芴骨架、萘骨架、菲骨架及三亚苯骨架中的任一个或多个骨格的芳烃、或具有4个以上且25个以下的苯环且所具有的环只是苯环的有机化合物中的任一个。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第一物质不具有芳胺骨格。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第二物质是过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第二物质是钒氧化物、铌氧化物、钽氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钨氧化物、锰氧化物、铼氧化物、钛氧化物、钌氧化物、锆氧化物、铪氧化物及银氧化物中的任一个或多个。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述第二物质是钼氧化物。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述量子点具有核壳(Core Shell)型结构。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中所述发光层和所述空穴注入层接触。
本发明的另一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中在所述发光层和所述空穴注入层之间包括包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第三物质的空穴传输层。
本发明的另一个方式是一种发光装置，包括：具有上述结构的发光元件；衬底；以及晶体管。
本发明的另一个方式是一种电子设备，包括：具有上述结构的发光装置；传感器；操作按钮；扬声器；或麦克风。
本发明的另一个方式是一种照明装置，包括：具有上述结构的发光装置；以及框体。
在本说明书中，发光装置包括使用发光元件的图像显示器件。另外，如下模块有时包括发光装置：在发光元件上安装了连接器诸如各 向异性导电薄膜或TCP(Tape CarrierPackage：带载封装)的模块；在安装在发光元件的TCP的端部设置有印刷线路板的模块；或者通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式在发光元件上直接安装了IC(集成电路)的模块。再者，照明设备等有时包括发光装置。
本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光元件、一种使用寿命长的发光元件或者一种发光效率高的发光元件。
本发明的另一个方式可以提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。本发明的另一个方式可以提供一种耗电量小的发光装置、电子设备及显示装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，这些效果以外的效果可以明显从说明书、附图、权利要求书等的记载中看出，并可以从所述记载中抽出。
附图说明
图1是发光元件的示意图；
图2A和图2B是有源矩阵型发光装置的示意图；
图3A和图3B是有源矩阵型发光装置的示意图；
图4是有源矩阵型发光装置的示意图；
图5A和图5B是无源矩阵型发光装置的示意图；
图6A和图6B是示出照明装置的图；
图7A、图7B1、图7B2、图7C及图7D是示出电子设备的图；
图8是示出光源装置的图；
图9是示出照明装置的图；
图10是示出照明装置的图；
图11是示出车载显示装置及照明装置的图；
图12A至图12C是示出电子设备的图；
图13A至图13C是示出电子设备的图；
图14示出发光元件1至发光元件5的发射光谱；
图15示出比较发光元件1至比较发光元件4的发射光谱；
图16示出发光元件1至发光元件5的亮度-归一化电流效率特性；
图17示出比较发光元件1至比较发光元件4的亮度-归一化电流效率特性；
图18示出发光元件1至发光元件4及比较发光元件1至比较发光元件4的HOMO能级-归一化电流效率特性；
图19示出本发明的一个方式的发光元件的能带图的一个例子。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。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在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明的一个方式不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
实施方式1
将量子点用作发光物质的电流激发型发光元件(下面，也称为QLED元件)与将有机化合物用作发光物质的有机EL元件(下面，也称为OLED元件)同样地具有如下特征：能够被制造得薄且轻；容易制造面光源；能够形成微型像素；以及能够被弯曲等。而且，QLED元件的色纯度、使用寿命、效率及发光波长的易选择性等方面与OLED元件同等或比其优异，所以对QLED元件的研究开发日益增强。
QLED元件与OLED元件同样地在阳极和阴极之间夹有包括包含作为发光物质的量子点的发光层的EL层。可以通过使电流流过该EL层来得到发光。除了发光层之外，EL层还可以包括空穴注入传输层、电子注入传输层及缓冲层等的其他层。空穴注入传输层及电子注入传输层具有传输从电极注入的载流子而将其注入到发光层中的功能。
已知的是，作为QLED元件中的发光物质的量子点的HOMO能级及LUMO能级形成在比作为OLED元件中的发光物质的有机化合物深的位置。因此，虽然在QLED元件中比较容易从阴极注入电子，但是难以注入空穴，且还具有驱动电压的上升、载流子的不平衡等的多个问题。
于是，在本发明的一个方式中，上述QLED元件中的EL层包括空穴注入传输层及发光层，该空穴注入传输层包括空穴注入层，空穴注入层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及对第一物质呈现电子接受性的第二物质。空穴注入层优选形成有混合有第一物质和第二物质的复合材料的层。
在本发明的一个方式的发光元件中，第二物质从与其相邻的第一物质抽出电子，而在第二物质中产生电子，并且在被抽出电子的第一物质中产生空穴。由于电场，该电子流到阳极，而该空穴被注入到发光层，于是电流流过。因为通过这种机构实现电流流过，所以能够容易对将HOMO能级深的量子点用作发光物质的发光层注入空穴。由此，可以实现驱动电压的减少及/或载流子平衡的改善(即，发光效率及使用寿命的改善)。
为了更容易对发光层注入空穴，第一物质优选使用HOMO能级深的材料。具体而言，优选使用HOMO能级为-7.0eV至-5.7eV，更优选为-7.0eV至-6.0eV的具有空穴传输性的材料。另外，作为该材料的空穴传输性，优选具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率。
虽然第二物质可以是对第一物质呈现电子接受性的物质，但是，优选是过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物及具有吸电子基团(卤基或氰基)的有机化合物等。特别优选使用过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物。更具体而言，优选使用钒氧化物、铌氧化物、钽氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钨氧化物、锰氧化物、铼氧化物、钛氧化物、钌氧化物、锆氧化物、铪氧化物及银氧化物，因为它们具有高电子接受性，对HOMO能级为-7.0eV以上且-5.7eV以下的有机化合物，特别是对HOMO能级为-6.0eV以下的有机化合物也呈现电子接受性。特别优选使用钼氧化物，因为其吸湿性低，化学稳定且低毒。
接着，参照附图详细地说明本发明的一个方式的发光元件。图1示出本发明的一个方式的发光元件。本发明的一个方式的发光元件包括阳极101、阴极102及EL层103，EL层103包括空穴注入传输层111及发光层113。此外，EL层103除了空穴注入传输层111及发光层113之外还可以包括电子注入传输层112及缓冲层114等的具有其他功能的层。
阳极101优选使用功函数大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成。具体地，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射法形成这些导电金属氧化物膜，但是也可以应用溶胶-凝胶法等来形成。作为形成方法的例子，可以举出使用对氧化铟添加有1wt％以上且20wt％以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成氧化铟-氧化锌的方法等。另外，可以使用对氧化铟添加有0.5wt％以上且至5wt％以下的氧化钨和0.1wt％以上且1wt％以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)。另外，可以举 出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、铝(Al)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，也可以使用石墨烯。另外，在本发明的一个方式中，因为空穴注入传输层111包含第一物质和第二物质，所以可以与功函数无关地选择上述之外的电极材料。
空穴注入传输层111比发光层113更接近阳极101一侧，且与阳极101接触地形成。空穴注入传输层111包括空穴注入层111-1，而且还可以包括空穴传输层111-2。空穴注入层111-1与阳极101接触地设置。在设置空穴传输层111-2时，空穴传输层111-2设置在空穴注入层111-1和发光层113之间。
空穴注入层111-1包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及对第一物质呈现电子接受性的第二物质。第一物质及第二物质优选被混合而成为复合材料，该复合材料可以通过共蒸镀第一物质和第二物质来形成。
在空穴注入层111-1中，至少当施加电场时，第二物质从第一物质抽出电子(根据第一物质和第二物质的组合，即使不施加电场，第二物质也从第一物质抽出电子)，其结果是，在第一物质中产生空穴。如此产生的电子因电场流到阳极101，而空穴注入到发光层113。在将空穴从阳极101注入到作为有机化合物的EL层103时，如果阳极101的功函数和与阳极101接触的有机化合物的HOMO能级离得远，则驱动电压因势垒而上升，但是当如本实施方式那样地使产生在空穴注入层111-1的电子流到阳极101时，由于驱动电压的上升受到抑制，所以可以容易对EL层，甚至对发光层注入空穴。
此外，虽然也可以通过层叠第一物质和第二物质而实现在其界面第二物质从第一物质抽出电子，但是，此时若是由第一物质构成的层 的空穴迁移率低，则会使所得到的装置包括过多电子，所以不是优选的。因为流过由第一物质构成的层的电流受控于空间电荷限制电流，所以特别在将层形成得厚时，上述问题更显著。另一方面，如上所述，若是混合第一物质和第二物质而成的复合材料时，由于在空穴注入层111-1的内部到处都产生空穴，因此可以提高块体(层)的空穴密度及空穴导电性。由此，第一物质和第二物质优选被混合而成为复合材料。
再者，通过作为第一物质使用HOMO能级深的材料，可以更容易将空穴注入到发光层113中。具体而言，第一物质的HOMO能级为-7.0eV至-5.7eV，更优选为-7.0eV至-6.0eV。另外，作为第一物质使用具有空穴传输性的物质，其空穴迁移率优选为10-6cm2/Vs以上。
作为可以用作第一物质的材料，可以举出：芳香胺诸如N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-p-亚苯基二胺(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；咔唑衍生物诸如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)、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；芳烃诸如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)、 2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]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、并五苯、晕苯、红荧烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。芳烃也可以具有乙烯基。作为具有乙烯基骨架的芳烃，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。
另外，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)、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。
特别是，因为量子点的HOMO能级深，所以如上所述，作为第一物质更优选选择HOMO能级深的具有空穴传输性的材料。作为这种物质，优选使用具有苯并噻吩骨格或二苯并呋喃骨架的杂环化合物、具有咔唑骨架、芴骨架、萘骨架、菲骨架、三亚苯骨架中之一个或多个骨格的芳烃或者具有4个以上且25个以下的苯环且所具有的环只是苯环的有机化合物。另外，因为分子结构中的芳胺骨格使HOMO能级变浅，所以上述有机化合物的骨格更优选不包括芳胺骨格。此外，虽然容易使具有咔唑骨架的化合物的HOMO能级为-5.7eV以下，但是不容易使其HOMO能级为-6.0eV以下。这是因为通过循环伏安法测定出的最单纯的咔唑化合物之一种的9-苯基-9H-咔唑的HOMO能级为-5.88eV。另一方面，可以容易使具有二苯并噻吩骨格或二苯并呋喃骨架的杂环化合物、具有芴骨架、萘骨架、菲骨架、三亚苯骨架中之一个或多个骨格的芳烃或具有4个以上且25个以下的苯环且所具有的环只是苯环的有机化 合物的HOMO能级为-6.0eV以下，所以是更优选的。当然，上述化合物的分子结构优选不包括芳胺骨格。
作为具有二苯并噻吩骨格或二苯并呋喃骨架的杂环化合物，由下述通式(G1)表示的有机化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000121
在通式中，A表示氧或硫，R1至R7分别独立地表示氢、碳原子数为1至4的烷基或构成环的碳原子数为6至25的芳基，R8至R12分别独立地表示氢、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的苯并菲基(triphenylenyl group)、取代或未取代的芴基、取代或未取代的二苯并噻吩基或取代或未取代的二苯并呋喃基。但是，R8至R12中的至少一个表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的苯并菲基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的二苯并噻吩基或取代或未取代的二苯并呋喃基。
此外，作为具有咔唑骨架的杂环化合物，由下述通式(G2)表示的有机化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000122
在通式中，Ar表示碳原子数为6至42的芳烃基，n表示1至3的自然数，R14及R15表示氢、碳原子数为1至4的烷基或碳原子数为6至12的芳基。
作为具有芴骨架的杂环化合物，由下述通式(G3)表示的分子量为400以上且2000以下的烃化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000131
注意，在通式中，α1及α2分别独立地表示取代或未取代的亚苯基或者取代或未取代的联苯二基，并且n为0或1。Ar1及Ar2表示取代或未取代的芳基。R15至R22分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的联苯基、取代或未取代的萘基及取代或未取代的菲基中的任一个。
作为具有菲骨架的杂环化合物，由下述通式(G4)表示的有机化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000132
在通式中，R23至R31分别独立地表示氢、碳原子数为1至4的烷基或构成环的碳原子数为6至25的芳基，并且R32至R36分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或者取代或未取代的苯并菲基。注意，R32至R36中的至少一个表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。
作为具有萘骨架的杂环化合物，由下述通式(G5)及(G6)表示的有机化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000141
在通式中，R37至R43分别独立地表示氢、碳原子数为1至4的烷基或构成环的碳原子数为6至25的芳基，并且R44至R48分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。注意，R44至R48中的至少一个表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。
Figure BDA0001102813660000151
在通式中，R49至R55分别独立地表示氢、碳原子数为1至4的烷基或构成环的碳原子数为6至25的芳基，并且R56至R60分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。注意，R56至R60中的至少一个表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。
作为具有三亚苯骨架的杂环化合物，由下述通式(G7)表示的有机化合物是优选的。
Figure BDA0001102813660000152
在通式中，R61至R71分别独立地表示氢、碳原子数为1至4的烷基或构成环的碳原子数为6至25的芳基，并且R72至R76分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的苯基、取代或未取代 的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。注意，R72至R76中的至少一个表示取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的菲基或取代或未取代的苯并菲基。
作为第二物质，使用对具有空穴传输性的第一物质呈现电子接受性的材料。典型地可以举出过渡金属氧化物、元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物、具有吸电子基团(卤基或氰基)的有机化合物等。当作为第二物质使用过渡金属氧化物、元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物时，因为对HOMO能级低于(深于)-5.4eV的具有空穴传输性的物质呈现电子接受性(至少可以通过施加电场抽出电子)，所以是优选的。实际上，甚至对HOMO能级为-5.7eV以下，特别为-6.0eV以下的具有空穴传输性的物质也呈现电子接受性，这对QLED来说是非常有用的性质。
作为具有上述吸电子基团(卤基或氰基)的化合物，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、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂苯并菲(简称：HAT-CN)等。尤其是，吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如HAT-CN等热稳定，所以是优选的。
作为过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物，优选使用钒氧化物、铌氧化物、钽氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钨氧化物、锰氧化物、铼氧化物、钛氧化物、钌氧化物、锆氧化物、铪氧化物及银氧化物，因为它们具有高电子接受性。尤其优选使用钼氧化物，因为其在大气中稳定，吸湿性低且容易处理。
在形成空穴传输层111-2时，使用具有空穴传输性的有机化合物形成，即可。具有空穴传输性的有机化合物优选具有高空穴传输性，即具有10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率。具体而言，可以举出：作为可用 于上述空穴注入层111-1中的第一物质的有机化合物而举出的具有空穴传输性的物质；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'-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4,4'-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4,4'-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9-联芴-2-胺(简称：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3,3'-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；1,3,5-三-(4-二苯并噻吩)-苯(简称：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；以及1,3,5-三(4-二苯并呋喃)-苯(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物的可靠性和空穴传输性都高，且它们有助于降低驱动电压，所以是优选的。
另外，构成空穴传输层111-2的物质的HOMO能级优选为第一物质的HOMO能级以下且量子点的HOMO能级以上，并且构成空穴传输层111-2的物质更优选与第一物质相同的物质。
作为构成用作发光层113的发光物质的量子点的材料，可以举出 元素周期表中第十四族元素、元素周期表中第十五族元素、元素周期表中第十六族元素、包含多个元素周期表中第十四族元素的化合物、元素周期表中第四族至第十四族的元素和元素周期表中第十六族元素的化合物、元素周期表中第二族元素和元素周期表中第十六族元素的化合物、元素周期表中第十三族元素和元素周期表中第十五族元素的化合物、元素周期表中第十三族元素和元素周期表中第十七族元素的化合物、元素周期表中第十四族元素和元素周期表中第十五族元素的化合物、元素周期表中第十一族元素和元素周期表中第十七族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)类、各种半导体簇等。
具体而言，可以举出硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)、碲化镉(CdTe)、硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铟(InN)、氮化镓(GaN)、锑化铟(InSb)、锑化镓(GaSb)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、硒化铅(II)(PbSe)、碲化铅(II)(PbTe)、硫化铅(II)(PbS)、硒化铟(In2Se3)、碲化铟(In2Te3)、硫化铟(In2S3)、硒化镓(Ga2Se3)、硫化砷(III)(As2S3)、硒化砷(III)(As2Se3)、碲化砷(III)(As2Te3)、硫化锑(III)(Sb2S3)、硒化锑(III)(Sb2Se3)、碲化锑(III)(Sb2Te3)、硫化铋(III)(Bi2S3)、硒化铋(III)(Bi2Se3)、碲化铋(III)(Bi2Te3)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、锡(Sn)、硒(Se)、碲(Te)、硼(B)、碳(C)、磷(P)、氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化铝(AlN)、硫化铝(Al2S3)、硫化钡(BaS)、硒化钡(BaSe)、碲化钡(BaTe)、硫化钙(CaS)、硒化钙(CaSe)、碲化钙(CaTe)、硫化铍(BeS)、硒化铍(BeSe)、碲化铍(BeTe)、硫化镁(MgS)、硒化镁(MgSe)、硫化锗(GeS)、硒化锗(GeSe)、碲化锗(GeTe)、硫化锡(IV)(SnS2)、硫化锡(II)(SnS)、硒化锡(II)(SnSe)、碲化锡(II)(SnTe)、氧化铅(II)(PbO)、氟化铜(I)(CuF)、氯化铜(I) (CuCl)、溴化铜(I)(CuBr)、碘化铜(I)(CuI)、氧化铜(I)(Cu2O)、硒化铜(I)(Cu2Se)、氧化镍(II)(NiO)、氧化钴(II)(CoO)、硫化钴(II)(CoS)、四氧化三铁(Fe3O4)、硫化铁(II)(FeS)、氧化锰(II)(MnO)、硫化钼(IV)(MoS2)、氧化钒(II)(VO)、氧化钒(IV)(VO2)、氧化钨(IV)(WO2)、氧化钽(V)(Ta2O5)、氧化钛(TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9等)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化锗(Ge3N4)、氧化铝(Al2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、硒锌镉的化合物(CdZnSe)、铟砷磷的化合物(InAsP)、镉硒硫的化合物(CdSeS)、镉硒碲的化合物(CdSeTe)、铟镓砷的化合物(InGaAs)、铟镓硒的化合物(InGaSe)、铟硒硫化合物(InSeS)、铜铟硫的化合物(例如，CuInS2)以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意数表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为由CdSxSe1-x(x为0至1的任意数)表示的合金型量子点可以通过改变x的比率来改变发光波长，所以合金型量子点是有效于得到蓝色发光的手段之一。
作为量子点的结构，有核型、核壳(Core Shell)型、核多壳(Core Multishell)型等。可以使用上述任一个，但是通过使用覆盖核且具有更宽的带隙的其他无机材料来形成壳，可以减少存在于纳米晶表面上的缺陷或悬空键的影响，从而可以大幅度地提高发光的量子效率。由此，优选使用核壳型或核多壳型的量子点。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌(ZnS)或氧化锌(ZnO)。
此外，在量子点中，由于表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。由此可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以通过降低反应性来提高电稳定性。作为保护剂(或保护基)，例如可以举出：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚等的聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等的三烷基膦类；聚氧乙烯n-辛基苯基醚、聚氧乙烯n-壬基苯基醚等的聚氧乙烯烷 基苯基醚类；三(n-己基)胺、三(n-辛基)胺、三(n-癸基)胺等的叔胺类；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等的有机磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等的聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、紫菫定酚、喹啉类等的含氮芳香化合物等的有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等的氨基链烷类；二丁基硫醚等的二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等的二烷亚砜类；噻吩等的含硫芳香化合物等的有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等的高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
另外，量子点也可以是棒状的量子点的量子杆。因为量子杆呈现向c轴方向偏振的具有指向性的光，所以通过将量子杆用作发光材料，可以得到外部量子效率优良的发光元件。
在多种OLED元件中，通过将发光材料分散在主体材料中来提高发光效率，并且主体材料需要具有发光材料以上的单重激发能或三重激发能。特别是，在使用蓝色磷光材料时，要开发出具有蓝色磷光材料以上的三重激发能且使用寿命长的主体材料是极困难的。在此，量子点即使在只使用量子点而不使用主体材料来形成发光层113的情况下，也可以确保发光效率，因此可以得到使用寿命长的发光元件。在只使用量子点形成发光层时，量子点优选具有核壳型结构(包括核多壳型结构)。
发光层113除了量子点之外还可以包含其他发光材料或主体材料。作为其他发光材料，典型地可以举出磷光发光物质、荧光发光物质、热活化延迟荧光发光物质等。
作为可以用于磷光发光物质的材料，例如可以举出：三{2-[5-(2- 甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrptz-3b) 3])等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)吡啶甲酸酯(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2'}铱(III)吡啶甲酸酯(简称：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有拉电子基的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。上述物质是发射蓝色磷光的化合物，并且在440nm至520nm具有发光的峰值。
另外，可以举出：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降冰片基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属 铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)(简称：[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N,C2')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)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N,C2']铱(III)(简称：[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(pq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；以及三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称：[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。上述物质主要是发射绿色磷光的化合物，并且在500nm至600nm具有发光的峰值。另外，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有特别优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
另外，可以举出：(二异丁酰基甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶基]铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(d1npm)2(dpm)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2,3,5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(acac)])、双(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(dpm)])、(乙酰丙酮根)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合]铱(III)(简称：[Ir(Fdpq)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮根(简称：[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(piq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等的铂配合物；以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮 (propanedionato))(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)])等稀土金属配合物。上述物质是发射红色磷光的化合物，并且在600nm至700nm具有发光的峰值。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。
另外，除了上述磷光化合物以外，还可以选择各种磷光发光材料而使用。
此外，也可以使用发射热活化延迟荧光物质来代替上述磷光发光材料(TADF材料)。作为TADF材料可以使用富勒烯及其衍生物、普鲁黄等的吖啶衍生物以及伊红等。另外，还可以使用包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，可以举出由下述结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(HematoIX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
Figure BDA0001102813660000241
另外，也可以使用由如下结构式表示的2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称：PCCzTzn)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基] 苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等具有富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环的双方的杂环化合物。该杂环化合物具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环，因此电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。另外，在富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环直接键合的物质中，富π电子型芳杂环的供体性和缺π电子型芳杂环的受主性都变强，S1能级与T1能级的能量差变小，且可以高效地得到热活化延迟荧光，所以尤其是优选的。另外，还可以使用氰基等的吸电子基团键合的芳环来替代缺π电子型芳杂环。
Figure BDA0001102813660000261
作为荧光发光物质，例如可以使用如下所举出的物质。另外，也可以使用这些物质以外的物质。作为这些物质例如，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5， 6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯基-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N，N'-二苯基-N，N'-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-芘-1，6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-芘-1，6-二胺(简称：1，6mMemFLPAPrn)、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-苯撑基)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]
Figure BDA0001102813660000271
(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'-联苯基-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、2，8-二-叔丁基-5，11-双(4-叔丁基苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙烷二腈(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}丙烷二腈(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[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}丙烷二腈(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}丙烷二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙烷二腈(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}丙烷二腈(简称：BisDCJTM)等。尤其是，以1，6FLPAPrn(简称)、1，6mMemFLPAPrn(简称)等芘二胺衍化合物为代表的稠合芳族二胺化合物的空穴俘获性高且具有良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。
作为主体材料可以使用各种载流子传输材料。作为该载流子传输材料，可以使用例如以下示出的具有空穴传输性的物质或具有电子传输性的物质等。当然也可以使用除了下面举出的物质以外的具有空穴传输性的材料、具有电子传输性的材料或具有双极性的材料。
作为具有空穴传输性的材料，可以使用与作为构成上述空穴传输层111-2的材料举出的物质相同的物质。
作为具有电子传输性的材料，例如可以举出：双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4- 叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-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]-9H-咔唑(简称：CO11)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架的杂环化合物；以及3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好的可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于降低驱动电压。
另外，主体材料也可以是混合多种物质的材料，当使用混合的主体材料时，优选混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料。通过混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料，可以使发光层113的传输性的调整变得更加容易，也可以更简便地进行复合区域的控制。具有空穴传输性的材料和具有电子传输性的材料的含量比例为具有空穴传输性的材料：具有电子传输性的材料＝1：9至9：1即可。
另外，也可以使用上述混合材料形成激基复合物。通过作为该激基复合物选择形成发射与发光材料的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光，所以是优选的。另外，驱动电压也得到降低，所以是优选 的。
在作为发光层113的发光材料使用量子点的情况下，该发光层的厚度为3nm至100nm，优选为10nm至100nm，发光层所包含的量子点的比率为1vol.％至100vol.％。注意，优选只由量子点形成发光层。另外，在形成将该量子点用作发光材料而将其分散在主体材料中的发光层时，可以将量子点分散在主体材料中或将主体材料和量子点溶解或分散在适当的液体介质中，并使用湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特(Langmuir Blodgett)法等)形成。使用磷光发光材料的发光层除了上述湿式法之外优选采用真空蒸镀法。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等的酮类；乙酸乙酯等的甘油脂肪酸酯类；二氯苯等的卤化芳烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等的芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等的脂肪族芳烃类；甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等的有机溶剂。
电子注入传输层112是用来将电子注入到EL层并传输电子的层。电子注入传输层112包括电子传输层，且也可以包括电子注入层。电子注入传输层包含具有电子传输性的物质。作为具有电子传输性的物质，可以使用可用于上述主体材料的具有电子传输性的物质。此外，也可以使用n型化合物半导体，例如可以使用氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化钽(Ta2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、锆酸钡(BaZrO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、硅酸锆(ZrSiO4)等的氧化物；氮化硅(Si3N4)等的氮化物；硫化镉(CdS)；硒化锌(ZnSe)；及硫化锌(ZnS)等。其中，因n型半导体的价带顶的能级与量子点的价带顶的能级接近，有减少驱动电压的效果，因此n型半导体是优选的。
在设置电子注入层时，以与阴极102接触的方式设置氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)等的碱金属或碱土金属或者它们的化合物。或者，也可以使用包含碱金属或碱土金属或者它们的化合物的由具有电子传输性的物质构成的层、或电子盐。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子而成的物质等。另外，在是QLED元件的情况下，因为比较容易注入电子，所以也可以不形成电子注入层。在采用该结构时，因为不使用对大气成分敏感的碱金属或碱土金属，所以可以形成可靠性高的发光元件。
此外，也可以在电子注入传输层112和发光层113之间设置缓冲层114。通过设置缓冲层114，可以防止电子注入传输层112和发光层113之间的相互作用，可以得到发光效率高的发光元件。
作为形成阴极102的物质，可以举出锂(Li)、铯(Cs)等的碱金属；镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等的元素周期表中第一族或第二族的元素以及包含它们的合金(MgAg、AlLi)；铕(Eu)、镱(Yb)等的稀土金属以及包含它们的合金；ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨以及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。此外，可以将铝(Al)、银(Ag)、铟锡氧化物(ITO)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等的各种导电材料用作阴极102。这种导电材料可以通过真空蒸镀法及溅射法等的干式法、喷墨法、旋涂法等形成。另外，可以通过使用溶胶-凝胶法的湿式法形成，也可以通过使用金属材料的膏料的湿式法形成。
作为EL层103的形成方法，不论干式法或湿式法，各种方法都可以被使用。例如，也可以采用真空蒸镀法、湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法(照相凹版印刷法、胶版印刷法、丝网印刷法)、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特 法等)等。特别是，使用量子点的发光层113、使用n型半导体的电子注入传输层112优选通过湿式法形成。
此外，也可以通过不同的方法形成上述各电极或各层。
图19示出具有该结构的本发明的一个方式的发光元件的能带图的一个例子。本发光元件包括阳极101、阴极102、空穴注入传输层111、电子注入传输层112以及发光层113。此外，在该发光元件中，作为阳极101使用铝，作为阴极102使用ITO，作为电子注入传输层112使用ZnO，作为空穴注入传输层111使用DBT3P-II和钼氧化物的复合材料，并且假设是从阴极102一侧形成元件的所谓的反向层叠结构的元件。
如图19所示，在本发明的一个方式的发光元件中，因为作为电子注入传输层112的ZnO的价带顶的能级和量子点的发光层113的LUMO能级之差小，所以从阴极102注入的电子顺利地被传输到发光层113中。此外，当施加电压时在空穴注入传输层111中产生电子，且钼氧化物从DBT3P-II抽出电子，因此在DBT3P-II中产生空穴。所产生的电子流到阳极101，并且因为DBT3P-II的HOMO能级深且与量子点的发光层113的HOMO能级接近，所以空穴顺利地被注入到发光层113中。由于空穴和电子顺利地被注入到发光层113中，因此本发明的一个方式的发光元件可以成为驱动电压小且载流子平衡优良的发光元件。
注意，设置在阳极101和阴极102之间的层的结构不局限于上述结构。但是，优选在远离阳极101及阴极102的部分设置空穴和电子复合的发光区域，以抑制因发光区域和用于电极及载流子注入层的金属接近而产生猝灭。
此外，因为与发光层113接触的空穴传输层及电子传输层，特别是接近发光层113中的复合区域的载流子传输层抑制来自生成在发光 层中的激子的能量转移，所以优选使用其带隙比构成发光层的发光物质或发光层所包含的发光中心物质所具有的带隙大的物质构成。
实施方式2
在本实施方式中，对使用实施方式1所示的发光元件的发光装置进行说明。
在本实施方式中，参照图2A和图2B对使用实施方式1所示的发光元件而制造的发光装置进行说明。注意，图2A是示出发光装置的俯视图，并且图2B是沿图2A中的线A-B及线C-D切断的截面图。该发光装置作为用来控制发光元件的发光的单元包括由虚线表示的驱动电路部(源极线驱动电路)601、像素部602、驱动电路部(栅极线驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记605是密封剂，由密封剂605围绕的内侧是空间607。
注意，引导布线608是用来传送输入到源极线驱动电路601及栅极线驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。注意，虽然在此只图示出FPC，但是该FPC还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，而且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
下面，参照图2B说明截面结构。虽然在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，但是在此示出作为驱动电路部的源极线驱动电路601和像素部602中的一个像素。
元件衬底610除了可以使用由玻璃、石英、有机树脂、金属、合金、半导体等构成的衬底以外还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：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。
对用于像素或驱动电路的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以采用反交错型晶体管或交错型晶体管。另外，顶栅型晶体管或底栅型晶体管都可以被使用。用于晶体管的半导体材料没有特别的限制，例如可以使用硅、锗、碳化硅、氮化镓等。或者可以使用In-Ga-Zn类金属氧化物等的包含铟、镓、锌中的至少一个的氧化物半导体。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或结晶半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用结晶半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
在此，优选将氧化物半导体不但适用于设置在上面所述的像素或驱动电路中的晶体管，而且适用于后面说明的触摸传感器等中的晶体管等半导体装置。尤其优选使用其带隙比硅宽的氧化物半导体。通过使用带隙比硅宽的氧化物半导体，可以降低晶体管的关态电流(off-state current)。
上述氧化物半导体优选至少包含铟(In)或锌(Zn)。另外，上述氧化物半导体更优选为包含以In-M-Zn类氧化物(M为Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等金属)表示的氧化物的氧化物半导体。
尤其是，作为半导体层，优选使用如下氧化物半导体膜：具有多个结晶部，该多个结晶部的c轴都朝向垂直于半导体层的被形成面或半导体层的顶面的方向，并且在相邻的结晶部间不具有晶界。
通过作为半导体层使用上述材料，可以实现电特性的变动受到抑 制的可靠性高的晶体管。
另外，由于具有上述半导体层的晶体管的关态电流较低，因此能够长期间保持经过晶体管而储存于电容器中的电荷。通过将这种晶体管用于像素，能够在保持各显示区域所显示的图像的灰度的状态下，停止驱动电路。其结果是，可以实现耗电量极小的电子设备。
为了实现晶体管的特性稳定化等，优选设置基底膜。作为基底膜，可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等无机绝缘膜以单层或叠层形成。基底膜可以通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法(等离子体CVD法、热CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD：有机金属化学气相沉积)法等)或ALD(Atomic LayerDeposition：原子层沉积)法、涂敷法、印刷法等形成。注意，基底膜若不需要则也可以不设置。
注意，FET623示出形成在驱动电路部601中的晶体管的一个。另外，驱动电路也可以利用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，虽然在本实施方式中示出在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型，但是不一定必须要采用该结构，驱动电路也可以形成在外部，而不形成在衬底上。
另外，像素部602由多个像素形成，该多个像素各包括开关FET 611、电流控制FET612以及与该电流控制FET 612的漏极电连接的第一电极613，但是并不局限于此，也可以采用组合有三个以上的FET和电容元件的像素部。
注意，形成覆盖第一电极613的端部的绝缘物614。在此，可以使用正型感光丙烯酸树脂膜形成绝缘物614。
另外，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面，以获得后面形成的EL层等的良好的覆盖性。例如，在使用正型感光丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部包括具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。作为绝缘物614，可以使用负型感光树脂或者正型感光树脂。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。在此，优选使用具有高功函数的材料作为用作阳极的第一电极613。例如，除了可以使用诸如ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层结构等。注意，如果这里采用叠层结构，由于布线的电阻值较低，可以得到良好的欧姆接触，因此还可用作阳极。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等湿式法等各种方法形成。EL层616包括实施方式1所示的结构。另外，作为构成EL层616的其他材料，也可以使用低分子化合物或高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。
另外，作为用于形成在EL层616上的用作阴极的第二电极617的材料，优选使用具有功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金或化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)等)。注意，当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，优选使用由膜厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)构成的叠层结构作为第二电极617。
另外，发光元件由第一电极613、EL层616、第二电极617形成。 该发光元件是实施方式1所示的发光元件。另外，像素部由多个发光元件构成，在本实施方式的发光装置中，该像素部也可以包括实施方式1所示的发光元件和具有其他结构的发光元件的双方。
另外，通过使用密封剂605将密封衬底604贴合到元件衬底610，形成如下结构，即发光元件618安装在由元件衬底610、密封衬底604以及密封剂605围绕的空间607中。注意，空间607中填充有填料，作为该填料，除了使用惰性气体(氮或氩等)以外，还可以使用密封剂。通过在密封衬底中形成凹部且在其中设置干燥剂，可以抑制水分所导致的劣化，所以是优选的。
另外，优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封剂605。另外，这些材料优选为尽可能地不使水或氧透过的材料。另外，作为用于密封衬底604的材料，除了可以使用玻璃衬底或石英衬底以外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics；玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
虽然在图2A和2B中没有示出，但是也可以在第二电极上设置保护膜。保护膜可以由有机树脂膜或无机绝缘膜形成。另外，也可以以覆盖密封剂605的露出部分的方式形成保护膜。另外，保护膜可以覆盖一对衬底的表面及侧面、密封层、绝缘层等的露出的侧面而设置。
作为保护膜可以使用不容易透过水等杂质的材料。因此，能够高效地抑制水等杂质从外部扩散到内部。
作为构成保护膜的材料，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物，金属或聚合物等。例如，该材料可以含有氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化镧、氧化硅、钛酸锶、氧化钽、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锆、氧化锡、氧化钇、氧化铈、氧化钪、氧化铒、 氧化钒、氧化铟、氮化铝、氮化铪，氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓、含有钛及铝的氮化物、含有钛及铝的氧化物、含有铝及锌的氧化物、含有锰及锌的硫化物、含有铈及锶的硫化物、含有铒及铝的氧化物、含有钇及锆的氧化物等。
保护膜优选通过台阶覆盖性(step coverage)良好的成膜方法来形成。作为这种方法之一，有原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法。优选将可以通过ALD法形成的材料用于保护膜。通过ALD法可以形成致密且裂缝或针孔等缺陷少或具备均匀的厚度的保护膜。另外，可以减少当形成保护膜时加工部材受到的损伤。
例如，通过ALD法可以在例如具有复杂的凹凸形状的表面或发光装置的顶面、侧面以及背面上形成均匀且缺陷少的保护膜。
如上所述，可以得到使用实施方式1所示的发光元件制造的发光装置。
因为本实施方式中的发光装置使用实施方式1所示的发光元件，所以可以具有优良特性。具体而言，实施方式1所示的发光元件是使用寿命长的发光元件，从而可以实现可靠性高的发光装置。另外，使用实施方式1所示的发光元件的发光装置具有高发光效率，由此可以实现耗电量小的发光装置。
图3A和3B示出通过形成呈现白色发光的发光元件并设置着色层(滤色片)等来实现全彩色化的发光装置的例子。图3A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL层1028、第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032 等。
另外，在图3A中，将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置黑矩阵1035。对设置有着色层及黑矩阵的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001上。另外，着色层及黑矩阵1035被保护层1036覆盖。另外，图3A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、绿色光、蓝色光，因此能够以四个颜色的像素显示图像。
图3B示出将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)形成在栅极绝缘膜1003和第一层间绝缘膜1020之间的例子。如上述那样，也可以将着色层设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
另外，虽然以上说明了具有在形成有FET的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有在密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。图4示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。顶部发射型发光装置到制造用来使FET与发光元件的阳极连接的连接电极为止的工序都与底部发射型发光装置相同。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该第三层间绝缘膜1037也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜相同的材料或其他公知材料形成。
虽然在此发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B都是阳极，但是也可以是阴极。另外，在采用如图4所示那样的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。EL层1028的结构采 用实施方式1所示的EL层103的结构，并且采用能够获得白色发光的元件结构。
在采用图4所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素和像素之间的黑矩阵1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑矩阵1035也可以被保护层1036覆盖。另外，作为密封衬底1031，使用具有透光性的衬底。另外，虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子，但是并不局限于此。也可以以红色、黄色、绿色、蓝色的四个颜色或红色、绿色、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。
在顶部发射型的发光装置中，可以优选地适用微腔结构。将反射电极用作第一电极且将半透射·半反射电极用作第二电极，由此可以得到具有微腔结构的发光元件。在反射电极与半透射·半反射电极之间至少含有EL层，并且至少含有成为发光区域的发光层。
注意，反射电极是一种膜，其中可见光的反射率为40％至100％，优选为70％至100％，并且电阻率为1×10-2Ωcm以下。另外，半透射·半反射电极是一种膜，其中可见光的反射率为20％至80％，优选为40％至70％，并且电阻率为1×10-2Ωcm以下。
从EL层所包含的发光层射出的光被反射电极和半透射·半反射电极反射，并且谐振。
在该发光元件中，通过改变透明导电膜、上述复合材料或载流子传输材料等的厚度而可以改变反射电极与半透射·半反射电极之间的光学距离。由此，可以在反射电极与半透射·半反射电极之间加强谐振的 波长的光且减弱不谐振的波长的光。
被反射电极反射回来的光(第一反射光)会大大妨碍从发光层直接入射到半透射·半反射电极的光(第一入射光)，因此优选将反射电极与发光层的光学距离调节为(2n-1)λ/4(注意，n为1以上的自然数，λ为要放大的光的波长)。通过调节该光学距离，可以使第一反射光与第一入射光的相位一致，由此可以进一步放大从发光层发射的光。
另外，在上述结构中，EL层既可以含有多个发光层，又可以只含有一个发光层，例如，也可以采用如下结构：组合串联型发光元件的结构，在一个发光元件中夹着电荷产生层设置多个EL层，在每个EL层中形成一个或多个发光层。
通过采用微腔结构，可以加强指定波长的正面方向上的发光强度，由此可以实现低耗电量。注意，在为使用红色、黄色、绿色以及蓝色的四个颜色的子像素显示图像的发光装置的情况下，因为存在有由于黄色发光提高亮度的效果，并且可以在所有子像素中适用适应于各颜色的波长的微腔结构，从而能够实现良好的特性的发光装置。
因为本实施方式中的发光装置使用实施方式1所示的发光元件，所以可以具有优良特性。具体而言，实施方式1所示的发光元件是使用寿命长的发光元件，从而可以实现可靠性高的发光装置。另外，使用实施方式1所示的发光元件的发光装置具有高发光效率，由此可以实现耗电量小的发光装置。
到这里说明了有源矩阵型发光装置，下面说明无源矩阵型的发光装置。图5A和5B示出通过使用本发明制造的无源矩阵型发光装置。注意，图5A是示出发光装置的透视图，并且图5B是沿图5A的线X-Y切割的截面图。在图5A和5B中，在衬底951上的电极952与电极956之间设置有EL层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。在绝缘层953上设置有隔离层954。隔离层954的侧壁具有如下倾斜，即越接近衬底表面，两个侧壁之间的间隔越窄。换句话说，隔离层954的短边方向的截面是梯形，底边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953不接触的边)短。如此，通过设置隔离层954，可以防止起因于静电等的发光元件的不良。另外，无源矩阵型发光装置也包括实施方式1所示的发光元件，从而可以得到可靠性高的发光装置或耗电量小的发光装置。
以上说明的发光装置能够控制配置为矩阵状的微小的多个发光元件的每一个，所以作为进行图像的显示的显示装置可以适当地利用。
另外，本实施方式可以与其他实施方式自由地组合。
实施方式3
在本实施方式中，参照图6A及图6B说明将实施方式1所示的发光元件用作照明装置的例子。图6B是照明装置的俯视图，图6A是沿图6B中的e-f切割的截面图。
在本实施方式的照明装置中，在用作支撑体的具有透光性的衬底400上形成有第一电极401。第一电极401相当于实施方式1中的阳极101。当从第一电极401一侧提取光时，第一电极401使用具有透光性的材料形成。
在衬底400上形成用来对第二电极404供应电压的焊盘412。
在第一电极401上形成有EL层403。EL层403相当于实施方式1 中的EL层103的结构。另外，关于各结构，可以参照实施方式1的说明。
以覆盖EL层403的方式形成第二电极404。第二电极404相当于实施方式1中的阴极102。当从第一电极401一侧提取光时，第二电极404由反射率高的材料形成。通过使第二电极404与焊盘412连接，对第二电极404供应电压。
如上所述，本实施方式所示的照明装置包括具有第一电极401、EL层403以及第二电极404的发光元件。该发光元件具有高发光效率，由此本实施方式中的照明装置可以实现低耗电量。
通过使用密封剂405、406将形成有上述结构的发光元件的衬底400固定于密封衬底407，并进行密封来制造照明装置。也可以只使用密封剂405、406中的一个。另外，也可以在内侧的密封剂406(在图6B中未图示)中混合干燥剂，由此能够吸收水分而提高可靠性。
另外，通过以延伸到密封剂405、406的外部的方式设置焊盘412以及第一电极401的一部分，可以将其用作外部输入端子。另外，也可以在其上设置安装有转换器等的IC芯片420等。
如上所述，在本实施方式所示的照明装置中，EL元件使用实施方式1所示的发光元件，因此可以实现可靠性高的发光装置。此外，还可以实现耐热性高的发光装置。
实施方式4
在本实施方式中说明其一部分包括实施方式1所示的发光元件的电子设备的例子。实施方式1所示的发光元件具有长使用寿命和高可 靠性。其结果是，本实施方式所示的电子设备可以实现包括可靠性高发光部的电子设备。
《电子设备》
作为适用上述发光元件的电子设备，可以例如举出电视装置(也称为电视机或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机等影像拍摄装置、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。以下，示出这些电子设备的具体例子。
图7A示出电视装置的一个例子。在电视装置中，框体7101中组装有显示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撑框体7101的结构。显示部7103可以显示图像，显示部7103可以通过将实施方式1所示的发光元件排列为矩阵状而构成。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以控制频道及音量，由此可以控制显示在显示部7103中的图像。另外，也可以在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的数据的显示部7107。
另外，电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。可以通过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，能够进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图7B1示出计算机，该计算机包括主体7201、框体7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。另外，该计算机通过将实施方式1所示的发光元件排列为矩阵状并用于显示部 7203而制造。图7B1中的计算机也可以为如图7B2所示的方式。图7B2所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指向装置7206。第二显示部7210是触摸面板，通过利用手指或专用笔操作显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入。另外，第二显示部7210不仅能够显示输入用显示，而且可以显示其他图像。另外，显示部7203也可以是触摸面板。因为两个屏面通过铰链部连接，所以可以防止当收纳或搬运时发生如屏面受伤、损坏等问题。
图7C示出便携式游戏机，该便携式游戏机由框体7301和框体7302的两个框体构成，并且通过连结部7303可以开闭地连接。框体7301中组装有将实施方式1所示的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7304，并且框体7302中组装有显示部7305。另外，图7C所示的便携式游戏机还具备扬声器部分7306、记录介质插入部分7307、LED灯7308、输入单元(操作键7309、连接端子7310、传感器7311(包括测量如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、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、斜率、振动、气味或红外线)、麦克风7312)等。当然，便携式游戏机的结构不局限于上述结构，只要在显示部7304和显示部7305中的至少一方或双方中使用通过将实施方式1所示的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部即可，而可以采用适当地设置有其他附属设备的结构。图7C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将其显示在显示部上；以及通过与其他便携式游戏机之间进行无线通信而实现信息共享。另外，图7C所示的便携式游戏机的功能不局限于此，可以具有各种各样的功能。
图7D示出便携式终端的一个例子。移动电话机具备组装在框体7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，移动电话机7400包括其中实施方式1 所示的发光元件被排列为矩阵状的显示部7402。
图7D所示的便携式终端也可以具有通过用手指等触摸显示部7402来输入信息的结构。在此情况下，能够通过用手指等触摸显示部7402来进行打电话或编写电子邮件等的操作。
显示部7402主要有三种屏面模式。第一是以图像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，第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示输入模式。
例如，在打电话或编写电子邮件的情况下，可以采用将显示部7402主要用于输入文字的文字输入模式而进行在屏面上显示的文字的输入操作。在此情况下，优选在显示部7402的屏面的大部分中显示键盘或号码按钮。
另外，通过在便携式终端内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断便携式终端的方向(纵或横)而自动进行显示部7402的屏面显示的切换。
另外，通过触摸显示部7402或对框体7401的操作按钮7403进行操作，来进行屏面模式的切换。或者，也可以根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像数据时，将屏面模式切换成显示模式，而当该图像信号为文字数据时，将屏面模式切换成输入模式。
另外，当在输入模式中通过检测显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以将屏面模式控制为从输入模式切换成显示模式。
也可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光或发射近红外光的感测用光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。
注意，本实施方式所示的结构可以适当地组合实施方式1至实施方式4所示的结构而使用。
如上所述，包括实施方式1所示的发光元件的发光装置的适用范围极宽，可以将该发光装置应用于所有领域的电子设备。通过使用实施方式1所示的发光元件，可以得到可靠性高的电子设备。
图8示出将实施方式1所示的发光元件用于背光源的液晶显示装置的一个例子。图8所示的液晶显示装置包括框体901、液晶层902、背光单元903以及框体904，液晶层902与驱动器IC905连接。此外，在背光单元903中使用实施方式1所示的发光元件，并且通过端子906将电流供应到背光单元903。
通过将实施方式1所示的发光元件用于液晶显示装置的背光源，可以得到耗电量被降低了的背光源。另外，通过使用实施方式1所示的发光元件，能够制造面发射的照明装置，还能够实现大面积化。由此能够实现背光源的大面积化及液晶显示装置的大面积化。再者，使用实施方式1所示的发光元件的发光装置可以使厚度比现有的发光装置薄，所以还能够实现显示装置的薄型化。
图9示出将实施方式1所示的发光元件用于作为照明装置的台灯的例子。图9所示的台灯包括框体2001和光源2002，并且作为光源2002使用实施方式3所记载的照明装置。
图10示出将实施方式1所示的发光元件用于室内的照明装置3001的例子。实施方式1所示的发光元件是可靠性高的发光元件，从而可以实现可靠性良好的照明装置。另外，因为实施方式1所示的发光元件能够实现大面积化，所以能够用于大面积的照明装置。另外，因为实施方式1所示的发光元件的厚度薄，所以能够制造实现了薄型化的照明装置。
还可以将实施方式1所示的发光元件安装在汽车的挡风玻璃或仪表盘上。图11示出将实施方式1所示的发光元件用于汽车的挡风玻璃或仪表盘的一个方式。显示区域5000至显示区域5005使用实施方式1所示的发光元件设置。
显示区域5000和显示区域5001是设置在汽车的挡风玻璃上的安装有实施方式1所示的发光元件的显示装置。通过使用具有透光性的电极形成第一电极和第二电极，可以将实施方式1所示的发光元件形成为能看到对面一侧的所谓的透视式显示装置。当采用透视式显示时，即使将该透视式显示装置设置在汽车的挡风玻璃上，也不妨碍视野。另外，在设置用于驱动的晶体管等的情况下，优选使用具有透光性的晶体管，诸如使用有机半导体材料的有机晶体管或使用氧化物半导体的晶体管等。
显示区域5002是设置在立柱部分的安装有实施方式1所示的发光元件的显示装置。通过在显示区域5002上显示来自设置在车体上的成像单元的图像，可以补充被立柱遮挡的视野。另外，同样地，设置在仪表盘部分上的显示区域5003通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，能够弥补被车体遮挡的视野的死角，从而提高安全性。通过显示图像以弥补看不见的部分，能够更自然且简单地确认安全。
显示区域5004和显示区域5005可以提供导航信息、速度表、转 速表、行驶距离、燃料、排档状态、空调的设定以及其他各种信息。使用者可以适当地改变显示内容及布置。另外，这些信息也可以显示在显示区域5000至显示区域5003上。另外，也可以将显示区域5000至显示区域5005用作照明装置。
图12A和图12B是能够进行折叠的平板终端的一个例子。图12A是打开状态的平板终端，并且包括框体9630、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9034、电源开关9035、省电模式切换开关9036、夹子9033及操作开关9038。此外，通过将包括实施方式1所示的发光元件的发光装置用于显示部9631a和显示部9631b中的一个或两个来制造该平板终端。
在显示部9631a中，可以将其一部分用作触摸面板区域9632a，并且可以通过触摸所显示的操作键9637来输入数据。此外，例示出显示部9631a的一半只具有显示的功能，并且另一半具有触摸面板的功能的结构，但是不局限于该结构。也可以采用使显示部9631a的所有的区域具有触摸面板的功能的结构。例如，可以使显示部9631a的整个面显示键盘按钮来将其用作触摸面板，并且将显示部9631b用作显示屏面。
此外，显示部9631b与显示部9631a同样，也可以将其一部分用作触摸面板区域9632b。此外，通过使用手指或触屏笔等触摸触摸面板上的键盘显示切换按钮9639，可以在显示部9631b上显示键盘按钮。
此外，也可以对触摸面板区域9632a和触摸面板区域9632b同时进行触摸输入。
另外，显示模式切换开关9034能够切换竖屏显示和横屏显示等显示的方向以及黑白显示和彩色显示等。省电模式切换开关9036可以根 据平板终端内置的光传感器所检测的使用时的外光的光量，将显示的亮度设定为最合适的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。
此外，图12A示出显示部9631b的显示面积与显示部9631a的显示面积相同的例子，但是不局限于此，可以使其中一个的尺寸和另一个的尺寸不同，也可以使它们的显示品质有差异。例如可以采用显示部9631a和9631b中的一个与另一个相比可以进行高精细的显示的结构。
图12B是合上状态的平板终端，图12B示出本实施方式的平板终端具备框体9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634、电池9635以及DCDC转换器9636的例子。此外，在图12B中，作为充放电控制电路9634的一个例子示出具有电池9635和DCDC转换器9636的结构。
此外，平板终端能够进行折叠，因此不使用时可以合上框体9630。因此，可以保护显示部9631a和显示部9631b，而可以提供一种耐久性高且从长期使用的观点来看可靠性高的平板终端。
此外，图12A和图12B所示的平板终端还可以具有如下功能：显示各种各样的数据(静态图像、动态图像、文字图像等)的功能；将日历、日期或时刻等显示在显示部上的功能；对显示在显示部上的数据进行触摸输入操作或编辑的触摸输入的功能；通过各种各样的软件(程序)控制处理的功能等。
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633，可以将电力供应到触摸面板、显示部或图像信号处理部等。另外，通过将太阳能电池9633设置在框体9630的一个面或两个面，可以高效地对电池9635进行充电，所以是优选的。
另外，参照图12C所示的方框图对图12B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图12C示出太阳能电池9633、电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3以及显示部9631，电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3对应于图12B所示的充放电控制电路9634。
首先，说明在利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636将太阳能电池9633所产生的电力的电压升压或降压到用来对电池9635进行充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时使开关SW1导通，并且，利用转换器9638将该电力的电压升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外，当不进行显示部9631中的显示时，使开关SW1关闭且使开关SW2导通来对电池9635进行充电。
注意，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池9633，但发电单元不局限于此，也可以使用压电元件(piezoelectric element)或热电转换元件(珀耳帖元件(Peltierelement))等其他发电单元进行电池9635的充电。也可以使用以无线(不接触)的方式能够收发电力来进行充电的无线电力传输模块或组合其他充电单元进行充电，并且也可以不包括发电单元。
另外，只要具备上述显示部9631，就不局限于图12A至图12C所示的平板终端。
另外，图13A至图13C示出能够折叠的便携式信息终端9310。图13A示出展开状态的便携式信息终端9310。图13B示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态时的中途状态的便携式信息终端9310。图13C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终 端9310在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示一览性强。
显示面板9311由铰链部9313所连接的三个框体9315来支撑。此外，显示面板9311也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。此外，显示面板9311通过铰链部9313使两个框体9315之间弯折，可以使便携式信息终端9310从展开状态可逆性地变为折叠状态。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示面板9311。显示面板9311中的显示区域9312是位于折叠状态的便携式信息终端9310的侧面的显示区域。在显示区域9312中可以显示信息图标以及使用次数多的软件或程序的快捷方式等，能够顺畅地进行确认信息或开启软件。
实施例1
在本实施例中详细地说明作为本发明的发光元件的发光元件1至发光元件5以及比较发光元件1至比较发光元件4的制造方法和特性。下面示出在本实施例中使用的有机化合物的结构式。
Figure BDA0001102813660000531
(发光元件1的形成方法)
首先，通过溅射法在玻璃衬底上形成包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)来形成阴极102。其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为在衬底上形成发光元件的预处理，使用水对衬底表面进行清洗，以200℃烘焙1小时，然后进行UV溴氧处理370秒钟。
接着，以使形成有阴极102的面朝向上方的方式将形成有阴极102的衬底固定于旋涂机的衬底架，在阴极102上通过涂敷稀释重量比2.5％纳米粒子2-丙醇分散液(Aldrich，产品号码：793361)而调制的重量比0.6％氧化锌2-丙醇分散液，以500rpm旋转60秒钟。在腔室 压力为1Pa至10Pa的腔室中以100℃对上述衬底进行真空烘焙60分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，从而形成电子注入传输层112。将电子注入传输层112的厚度设定为30nm。
接着，将形成有电子注入传输层112的衬底引入氮气氛的手套箱中，在电子注入传输层112上涂敷5mg/mL的磷化铟/硫化锌(配体：油胺)甲苯溶液(发光波长：530nm，Aldrich，产品号码：776750)，以500rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以130℃对上述衬底进行真空烘焙30分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，从而形成发光层113。将发光层113的厚度设定为10nm。
接着，将衬底引入其内部减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，以使形成有发光层113的面朝向下方的方式将形成有发光层113的衬底固定于设置在真空蒸镀装置中的衬底架，在发光层113上通过使用电阻加热的蒸镀法以20nm的厚度形成由上述结构式(i)表示的1，3，5-三-(4-二苯并噻吩)-苯(简称：DBT3P-II)，从而形成空穴传输层111-2。
接着，在空穴传输层111-2上共蒸镀上述结构式DBT3P-II和钼(VI)氧化物来形成空穴注入层111-1。将空穴注入层111-1的厚度设定为30nm，且将其DBT3P-II和钼氧化物的重量比设定为4：2。
在形成空穴注入层111-1之后，作为阳极101以200nm的厚度通过蒸镀形成铝来形成本实施例的发光元件1。
(发光元件2的形成方法)
发光元件2的形成方法与发光元件1的不同之处在于将发光元件1的空穴注入层111-1及空穴传输层111-2中的DBT3P-II改换为由上述结构式(ii)表示的4，4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)。
(发光元件3的形成方法)
发光元件3的形成方法与发光元件1的不同之处在于将发光元件1的空穴注入层111-1及空穴传输层111-2中的DBT3P-II改换为由上述结构式(iii)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)。
(发光元件4的形成方法)
发光元件4的形成方法与发光元件1的不同之处在于将发光元件1的空穴注入层111-1及空穴传输层111-2中的DBT3P-II改换为由上述结构式(iv)表示的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)。
(发光元件5的形成方法)
发光元件5的形成方法与发光元件1的不同之处在于将发光元件1的空穴注入层111-1及空穴传输层111-2中的DBT3P-II改换为由上述结构式(v)表示的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)。
(比较发光元件1的形成方法)
比较发光元件1的形成方法与发光元件1不同之处在于涂敷通过稀释重量比2.5％纳米粒子2-丙醇分散液(Aldrich，产品号码：793361)而调制的重量比2.0％氧化锌2-丙醇分散液，以3000rpm旋转30秒钟，在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以120℃对衬底进行真空烘焙10分钟，然后冷却该衬底30分左右来形成发光元件1的电子注入传输层112，并且使用由上述结构式(vi)表示的2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂苯并菲(简称：HAT-CN)形成空穴注入层111-1。
(比较发光元件2的形成方法)
比较发光元件2的形成方法与发光元件2的不同之处在于涂敷通过稀释重量比2.5％纳米粒子2-丙醇分散液(Aldrich，产品号码：793361)而调制的重量比2.0％氧化锌2-丙醇分散液，以3000rpm旋转30秒钟，在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以120℃对衬底进行真空烘焙10分钟，然后冷却该衬底30分左右来形成发光元件2的电子注入传输层112，并且使用由上述结构式(vi)表示的HAT-CN形成空穴注入层111-1。
(比较发光元件3的形成方法)
比较发光元件3的形成方法与发光元件3的不同之处在于涂敷通过稀释重量比2.5％纳米粒子2-丙醇分散液(Aldrich，产品号码：793361)而调制的重量比2.0％氧化锌2-丙醇分散液，以3000rpm旋转30秒钟，在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以120℃对衬底进行真空烘焙10分钟，然后冷却该衬底30分左右来形成发光元件3的电子注入传输层112，并且使用由上述结构式(vi)表示的HAT-CN形成空穴注入层111-1。
(比较发光元件4的形成方法)
比较发光元件4的形成方法与发光元件4的不同之处在于涂敷通过稀释重量比2.5％纳米粒子2-丙醇分散液(Aldrich，产品号码：793361)而调制的重量比2.0％氧化锌2-丙醇分散液，以3000rpm旋转30秒钟，在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以120℃对衬底进行真空烘焙10分钟，然后冷却该衬底30分左右来形成发光元件4的电子注入传输层112，并且使用由上述结构式(vi)表示的HAT-CN形成空穴注入层111-1。
下表示出发光元件1至发光元件5及比较发光元件1至比较发光元件4的元件结构。
[表1]
Figure BDA0001102813660000571
如上所述，发光元件1至发光元件5的空穴注入层包括作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及对第一物质呈现电子接受性的第二物质。
根据循环伏安法(CV)估计发光元件1至发光元件5及比较发光元件1至比较发光元件4中的用于空穴注入层111-1的有机化合物的HOMO能级和LUMO能级以及用于发光层的量子点的价带顶的能级(VB)和导带底的能级(CB)。此外，至于它们，根据大气中光电子能谱(PESA) 及光学带隙进行算出。下面的表示出其结果。
作为进行CV测定时的测定装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社制造，型号：ALS型600A或600C)。此外，作为溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测定对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社制造，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参考电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社制造，RE7非水溶剂型参考电极)。另外，测定在20℃至25℃的室温下进行。另外，将CV测定时的扫描速度统一为0.1V/sec，测定相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea是氧化-还原波的中间电位，Ec是还原-氧化波的中间电位。在此，因为已知在本实施例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，所以根据HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea，LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec的算式可以算出HOMO能级及LUMO能级。
此外，利用大气中光电子能谱(PESA)的测定使用光电子能谱装置(AC-3)(日本理研计器公司制造)进行。
[表2]
Figure BDA0001102813660000591
※1根据LUMO能级和带隙算出
在氮气氛的手套箱中以不暴露于大气的方式使用玻璃衬底密封发光元件1至发光元件5及比较发光元件1至比较发光元件4(在元件的周围涂敷密封剂，在密封时进行UV处理，以80℃进行热处理1小时)，然后对上述发光元件的初始特性进行测定。注意，在室温(保持为25℃的气氛)下进行测定。
图14示出电流密度为25mA/cm2时的发光元件1至发光元件5的发射光谱，而图15示出电流密度为25mA/cm2时的比较发光元件1至比较发光元件4的发射光谱。此外，图16是表示相对于亮度的以发光元件1的最大电流效率归一化的发光元件1至发光元件5的各电流效率的图表，而图17是表示相对于亮度的以发光元件1的最大电流效率归一化的比较发光元件1至比较发光元件4的各电流效率的图表。
由图14至图17可知，在用于本实施例的量子点中，从发光元件1至发光元件4及比较发光元件1至比较发光元件4观察到源于量子点的发光。另外，在发光元件3中混有源于空穴传输层的材料的蓝色发光。
如图所示，作为空穴注入层使用HAT-CN的比较发光元件1至比较 发光元件4不能得到源于量子点的高效的发光。这表示在作为空穴传输层使用HAT-CN时，即使将HOMO能级深的空穴传输材料用于空穴传输层，也不能将空穴有效地注入到发光层中。使用具有适合于对量子点的VB注入空穴的HOMO能级的DBT3P-II、CBP及PCPPn的比较发光元件1至比较发光元件3也不能对发光层有效地注入空穴是因为如下缘故：在这些空穴传输材料的HOMO能级深(具体而言，深于-5.4eV)时，HAT-CN不能抽出电子，因此没有有效地产生电荷。
另一方面，可以认为图14及图16所示的发光元件1至发光元件5的结果与空穴传输材料的HOMO能级有相关性。也就是说，在本实施例使用的量子点中，如果是具有比PCPPn深的HOMO能级的材料，则可以对发光层恰如其好地注入空穴。换言之，优选将具有与量子点的VB相等或比其深的HOMO能级的材料用作空穴传输材料。
接着，为了调查电流效率和HOMO能级的关系，表3示出空穴注入层使用HAT-CN时以及包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及对第一物质呈现电子接受性的第二物质(下面，有时称为OMOx)时的空穴传输材料的HOMO能级和以发光元件1的最大电流效率归一化的各元件的最大电流效率的关系。此外，图18示出其标绘。
[表3]
Figure BDA0001102813660000611
根据上述结果，可知在使用OMOx的元件中，电流效率和HOMO能级有相关性，随着空穴传输层的HOMO能级变深，电流效率得到极大改善。另一方面，在使用HAT-CN的元件中，几乎观察不到量子点的发光。
由此可知，为了对使用量子点的发光层有效地注入空穴来使发光层发光，空穴注入层使用包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及对第一物质呈现电子接受性的第二物质的复合材料的结构是有效的。此外，还可知：通过将具有HOMO能级深的空穴传输材料的OMOx用于空穴注入层，可以得到更理想的结果，而且同样地将HOMO能级深的空穴传输材料用作空穴传输层是更优选的。还可知，在这次使用的量子点中，在使用其HOMO能级比PCPPn深的第一物质时明显地观察到量子点的发光，该HOMO能级越深，电流效率越高。换言之，可知优选使用具有与量子点的价带顶的能级相等或比其深的HOMO能级的第一物质。
如此，在QLED元件中，通过使用OMOx，容易实现对包括具有深的VB、CB的量子点的发光层直接注入载流子来使该发光层发光。特别是，可知：为了对量子点的VB注入空穴，利用OMOx是有效的，并且使用具有深于-5.7eV的HOMO能级的空穴传输材料是有效的。电流效率与空穴传输材料的HOMO能级有相关性。HOMO能级越深，电流效率越高。
符号说明
101 阳极
102 阴极
103 EL层
111 空穴注入传输层
111-1 空穴注入层
111-2 空穴传输层
112 电子注入传输层
113 发光层
114 缓冲层
400 衬底
401 第一电极
403 EL层
404 第二电极
405 密封剂
406 密封剂
407 密封衬底
412 焊盘
420 IC芯片
601 驱动电路部(源极线驱动电路)
602 像素部
603 驱动电路部(栅极线驱动电路)
604 密封衬底
605 密封剂
607 空间
608 布线
609 FPC(柔性印刷电路)
610 元件衬底
611 开关用FET
612 电流控制用FET
613 第一电极
614 绝缘物
616 EL层
617 第二电极
618 发光元件
901 框体
902 液晶层
903 背光单元
904 框体
905 驱动器IC
906 端子
951 衬底
952 电极
953 绝缘层
954 分隔壁层
955 EL层
956 电极
1001 衬底
1002 基底绝缘膜
1003 栅极绝缘膜
1006 栅电极
1007 栅电极
1008 栅电极
1020 第一层间绝缘膜
1021 第二层间绝缘膜
1022 电极
1024W 第一电极
1024R 第一电极
1024G 第一电极
1024B 第一电极
1025 分隔壁
1028 EL层
1029 第二电极
1031 密封衬底
1032 密封剂
1033 透明基材
1034R 红色着色层
1034G 绿色着色层
1034B 蓝色着色层
1035 黑矩阵
1036 保护层
1037 第三层间绝缘膜
1040 像素部
1041 驱动电路部
1042 周边部
2001 框体
2002 光源
3001 照明装置
5000 显示区域
5001 显示区域
5002 显示区域
5003 显示区域
5004 显示区域
5005 显示区域
7101 框体
7103 显示部
7105 支架
7107 显示部
7109 操作键
7110 遥控操作机
7201 主体
7202 框体
7203 显示部
7204 键盘
7205 外部连接端口
7206 指向装置
7210 第二显示部
7301 框体
7302 框体
7303 连结部
7304 显示部
7305 显示部
7306 扬声器部
7307 记录媒体插入部
7308 LED灯
7309 操作键
7310 连接端子
7311 传感器
7401 框体
7402 显示部
7403 操作按钮
7404 外部连接端口
7405 扬声器
7406 麦克风
7400 移动电话机
9033 夹子
9034 开关
9035 电源开关
9036 开关
9038 操作开关
9310 便携式信息终端
9311 显示面板
9312 显示区域
9313 铰链部
9315 框体
9630 框体
9631 显示部
9631a 显示部
9631b 显示部
9632a 触摸面板区域
9632b 触摸面板区域
9633 太阳能电池
9634 充放电控制电路
9635 电池
9636 DCDC转换器
9637 操作键
9638 转换器
9639 按钮。

Claims (12)

1.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包括发光层、空穴传输层及空穴注入层，
所述空穴注入层位于所述空穴传输层和所述阳极之间，
所述发光层包含发光物质，
所述空穴注入层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及作为对所述第一物质具有电子接受性的物质的第二物质，
所述空穴传输层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第三物质，
所述发光物质是量子点，
所述第一物质的HOMO能级与所述量子点的价带顶的能级相等或比其深，
所述第三物质的HOMO能级等于所述第一物质的所述HOMO能级，
所述第一物质是具有二苯并噻吩骨格的杂环化合物，
所述第一物质的HOMO能级是-7.0eV以上且-5.7eV以下，并且
所述第二物质是过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族中的任意的金属的氧化物。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述第二物质是钒氧化物、铌氧化物、钽氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钨氧化物、锰氧化物、铼氧化物、钛氧化物、钌氧化物、锆氧化物、铪氧化物及银氧化物中的任一个或多个。
3.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包括发光层、空穴传输层及空穴注入层，
所述空穴注入层位于所述空穴传输层和所述阳极之间，
所述发光层包含发光物质，
所述空穴注入层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第一物质及作为对所述第一物质具有电子接受性的物质的第二物质，
所述空穴传输层包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第三物质，
所述发光物质是量子点，
所述第一物质的HOMO能级与所述量子点的价带顶的能级相等或比其深，
所述第三物质的HOMO能级等于所述第一物质的所述HOMO能级，
所述第一物质是具有二苯并噻吩骨格的杂环化合物，
所述第一物质的HOMO能级是-7.0eV以上且-5.7eV以下，
并且，所述第二物质是钼氧化物。
4.根据权利要求1或3所述的发光元件，其中所述第一物质的空穴迁移率是10-6cm2/Vs以上。
5.根据权利要求1或3所述的发光元件，其中所述第一物质不具有芳胺骨架。
6.根据权利要求1或3所述的发光元件，其中所述量子点具有核壳型结构。
7.根据权利要求1或3所述的发光元件，还包括：
所述发光层和所述阴极之间的电子注入层，
其中所述电子注入层包含氧化锌。
8.根据权利要求1或3所述的发光元件，其中所述第三物质是与所述第一物质相同的物质。
9.根据权利要求1或3所述的发光元件，还包括衬底；其中，
所述阴极设置在所述衬底上，
所述发光层设置在所述阴极上，
所述空穴注入层设置在所述发光层上，
所述阳极设置在所述空穴注入层上，
所述阳极包括金属，并且
所述阴极包括含铟和锡的氧化物。
10.一种发光装置，包括：
权利要求1或3所述的发光元件；以及
晶体管或衬底。
11.一种电子设备，包括：
权利要求10所述的发光装置；以及
传感器、操作按钮、扬声器和麦克风中的任一者。
12.一种照明装置，包括：
权利要求10所述的发光装置；以及
框体。
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