CN106935718A - 发光元件、显示装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及发光元件、显示装置、电子设备及照明装置。本发明提供一种发光效率高且可靠性高的发光元件。该发光元件包括：第一有机化合物；第二有机化合物；以及含有客体材料的发光层。第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架。在发光层中，含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下，或者含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与第二有机化合物的重量比为0.01以下。

Description

发光元件、显示装置、电子设备及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光元件或包括该发光元件的显示装置、电子设备及照明装置。
另外，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工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。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一个例子，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、它们的驱动方法或它们的制造方法。
背景技术
近年来，对利用电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件的研究开发日益火热。这些发光元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光物质的层(EL层)的结构。通过将电压施加到该元件的电极间，可以获得来自发光物质的发光。
由于上述发光元件是自发光型发光元件，所以使用该发光元件的显示装置具有良好的可见度、不需要背光源及耗电量低等优点。另外，还具有如下优点：能够被制造得薄且轻；以及响应速度快等。
当使用将有机化合物用作发光物质并在一对电极间设置有包含该发光物质的EL层的发光元件(例如，有机EL元件)时，通过将电压施加到一对电极间，电子和空穴(hole)分别从阴极和阳极注入到EL层，而使电流流过。而且，被注入了的电子与空穴复合而使发光有机化合物成为激发态，由此可以从被激发的发光有机化合物得到发光。
发光有机化合物所发射的光是该有机化合物特有的发光。因此，通过作为发光物质采用多种有机化合物，可以得到发射多种光的发光元件。
作为该发光元件的重要特性之一是效率及可靠性。因此，减少导致发光元件的效率及可靠性降低的杂质变得尤为重要。专利文献1中公开了一种通过将含有有机化合物的EL层中的卤族化合物的浓度降低到一定数值以下来得到可靠性高的发光元件的方法。
[专利文献1]国际公开第00/41443号
虽然有导致发光元件的效率及可靠性等特性下降的杂质，但是也有不影响发光元件的特性的杂质。因此，重要的是弄清使发光元件的特性下降的杂质的种类。但是，由于发光元件所包含的杂质的含量较少，很难特定杂质。此外，对于杂质是如何使发光元件的特性下降的机理也不是很清楚。
发明内容
因此，本发明的一个方式的课题之一是提供一种可靠性高的发光元件。另外，本发明的一个方式的课题之一是提供一种发光效率高的发光元件。另外，本发明的一个方式的课题之一是提供一种功耗得到降低的发光元件。另外，本发明的一个方式的课题之一是提供一种新颖的发光元件。另外，本发明的一个方式的课题之一是提供一种新颖的发光装置。另外，本发明的一个方式的课题之一是提供一种新颖的显示装置。
另外，上述课题的记载不妨碍其他课题的存在。此外，本发明的一个方式并不需要解决所有上述课题。此外，可以从说明书等的记载得知并得出上述课题以外的课题。
本发明的一个方式是具有发光层的发光元件，该发光层包含第一有机化合物及客体材料，第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架，发光层中含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下。
另外，本发明的另一个方式是具有发光层的发光元件，发光层包含第一有机化合物及客体材料，第一有机化合物具有吡啶骨架、二嗪骨架或三嗪骨架中的至少一个，发光层中含有具有NH基的吡咯骨架、具有NH基的咪唑骨架、具有NH基的三唑骨架、具有NH基的四唑骨架或具有NH基的芳香胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下。
另外，本发明的另一个方式是具有发光层的发光元件，发光层包含第一有机化合物、第二有机化合物及客体材料，第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架，第二有机化合物具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架中的至少一个，发光层中含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与第二有机化合物的重量比为0.01以下。
另外，本发明的另一个方式是具有发光层的发光元件，发光层包括第一有机化合物、第二有机化合物及客体材料，第一有机化合物具有吡啶骨架、二嗪骨架或三嗪骨架中的至少一个，第二有机化合物具有吡咯骨架、咪唑骨架、三唑骨架、四唑骨架或芳香胺骨架中的至少一个，发光层中含有具有NH基的吡咯骨架、具有NH基的咪唑骨架、具有NH基的三唑骨架、具有NH基的四唑骨架或具有NH基的芳香胺骨架的有机化合物与第二有机化合物的重量比为0.01以下。
另外，在上述各结构中，当从该具有NH基的有机化合物的激发态到NH键发生离解所需的活化能为0.3eV以下时，本发明的一个方式的效果大。另外，当NH基的NH键发生离解时的稳定能小于0eV时，本发明的一个方式的效果大。
另外，在上述各结构中，优选发光层中含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架的有机化合物或氮原子具有不成对电子的芳香胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下。再者，进一步优选发光层中氢原子键合于第一有机化合物的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下。
另外，在上述各结构中，优选发光层中含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架的有机化合物或氮原子具有不成对电子的芳香胺骨架的有机化合物与第二有机化合物的重量比为0.01以下。再者，进一步优选发光层中氢原子键合于第一有机化合物的有机化合物与第二有机化合物的重量比为0.01以下。
另外，在上述各结构中，优选客体材料具有能够使三重态激发能转换为发光的功能。另外，客体材料优选含有铱。
本发明的其他的一个方式是一种显示装置，该显示装置包括：上述各结构的发光元件；以及滤色片或晶体管中的至少一个。本发明的其他的一个方式是一种电子设备，该电子设备包括：上述显示装置；以及框体或触摸传感器中的至少一个。本发明的其他的一个方式是一种照明装置，该照明装置包括：上述各结构的发光元件；以及框体或触摸传感器中的至少一个。另外，本发明的一个方式在其范畴内不仅包括具有发光元件的发光装置，还包括具有发光装置的电子设备。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示器件或光源(包括照明装置)。另外，本发明的一个方式还包括：在发光元件中安装有连接器诸如FPC(FlexiblePrinted Circuit：柔性电路板)、TCP(Tape Carrier Package：载带封装)的显示模块；在TCP端部中设置有印刷线路板的显示模块；或者IC(集成电路)通过COG(Chip On Glass：玻璃上芯片)方式直接安装在发光元件上的显示模块。
根据本发明的一个方式可以提供一种可靠性高的发光元件。或者，可以提供一种发光效率高的发光元件。或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗被降低的发光元件。或者，通过本发明的一个方式，能够提供一种新颖的发光元件。或者，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的发光装置。或者，根据本发明的一个方式可以，提供一种新颖的显示装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并得出上述效果以外的效果。
附图说明
图1A和图1B是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图；
图2是说明根据本发明的一个方式的反应的图；
图3A和图3B是说明根据本发明的一个方式的反应的图；
图4A和图4B是说明根据本发明的一个方式的反应的图；
图5是说明根据本发明的一个方式的LUMO能级与能量的关系的图；
图6A至图6C是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图及说明发光层中的能级相关的图；
图7A至图7C是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图及说明发光层中的能级相关的图；
图8A至图8C是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图及说明发光层中的能级相关的图；
图9A和图9B是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图；
图10A和图10B是本发明的一个方式的发光元件的截面示意图；
图11A至图11C是说明本发明的一个方式的发光元件的制造方法的截面示意图；
图12A至图12C是说明本发明的一个方式的发光元件的制造方法的截面示意图；
图13A和图13B是说明本发明的一个方式的显示装置的俯视图及截面示意图；
图14A和图14B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图15是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图16A和图16B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图17A和图17B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图18是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图19A和图19B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图20是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图21A和图21B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面示意图；
图22A至图22D是说明EL层的制造方法的截面示意图；
图23是说明液滴喷射装置的概念图；
图24A和图24B是说明本发明的一个方式的显示装置的方框图及电路图；
图25A和图25B是说明本发明的一个方式的显示装置的像素电路的电路图；
图26A和图26B是说明本发明的一个方式的显示装置的像素电路的电路图；
图27A和图27B示出本发明的一个方式的触摸面板的一个例子的透视图；
图28A至图28C示出本发明的一个方式的显示装置及触摸传感器的一个例子的截面图；
图29A和图29B示出本发明的一个方式的触摸面板的一个例子的截面图；
图30A和图30B是根据本发明的一个方式的触摸传感器的方框图及时序图；
图31是根据本发明的一个方式的触摸传感器的电路图；
图32是说明本发明的一个方式的显示模块的透视图；
图33A至图33G是说明本发明的一个方式的电子设备的图；
图34A至图34F是说明本发明的一个方式的电子设备的图；
图35A至图35E是说明本发明的一个方式的电子设备的图；
图36A至图36D是说明本发明的一个方式的电子设备的图；
图37A和图37B是说明本发明的一个方式的显示装置的透视图；
图38A至图38C是说明本发明的一个方式的发光装置的透视图及截面图；
图39A至图39D是说明本发明的一个方式的发光装置的截面图；
图40A至图40C是说明本发明的一个方式的照明装置及电子设备的图；
图41是说明本发明的一个方式的照明装置的图；
图42是说明实施例中的发光元件的截面示意图；
图43是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图44是说明实施例中的发光元件的亮度-電圧特性的图；
图45是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图46是说明实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图；
图47是说明实施例中的发光元件的功率效率-亮度特性的图；
图48是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图49A和图49B是说明实施例中的化合物的吸收光谱及发射光谱的图；
图50A和图50B是说明实施例中的化合物的发射光谱的图；
图51是说明实施例中的发光元件的发射光谱的图；
图52是说明实施例中的发光元件的外部量子效率与发射光谱强度的关系的图；
图53是说明实施例中的发光元件的可靠性测试结果的图；
图54A和图54B是说明实施例中的发光元件的杂质的重量比与可靠性的关系的图；
图55是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图56是说明实施例中的发光元件的亮度-電圧特性的图；
图57是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图58是说明实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图；
图59是说明实施例中的发光元件的功率效率-亮度特性的图；
图60是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图61是说明实施例中的薄膜的发射光谱的图；
图62是说明实施例中的薄膜的发射光谱的图；
图63是说明实施例中的薄膜的发射光谱的图；
图64是说明实施例中的薄膜的发光量子产率的测定结果的图；
图65是说明实施例中的薄膜的发光量子产率的测定结果的图；
图66是说明实施例中的薄膜的发光量子产率的测定结果的图；
图67是说明实施例中的薄膜的过渡荧光特性的图；
图68是说明实施例中的薄膜的过渡荧光特性的图；
图69是说明实施例中的薄膜的过渡荧光特性的图。
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。注意，本发明不局限于以下说明，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，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式及实施例所记载的内容中。
另外，为了便于理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
此外，在本说明书等中，为了方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其有时并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地置换为“第二”或“第三”等而进行说明。此外，本说明书等中所记载的序数词与用于指定本发明的一个方式的序数词有时不一致。
注意，在本说明书等中，当利用附图说明发明的结构时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
另外，在本说明书等中，可以将“膜”和“层”相互调换。例如，有时可以将“导电层”换称为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”换称为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，单重激发态(S*)是指具有激发能量的单重态。另外，S1能级是单重激发能级的最低能级，其是指最低单重激发态(S1状态)的激发能级。另外，三重激发态(T*)是指具有激发能量的三重态。另外，T1能级是三重激发能级的最低能级，其是指最低三重激发态(T1状态)的激发能级。此外，在本说明书等中，即使仅表示为“单重激发态”和“单重激发态能级”也有时分别表示S1状态和S1能级。另外，即使表示为“三重激发态”和“三重激发态能级”也有时分别表示T1状态和T1能级。
另外，在本说明书等中，荧光化合物是指在从单重激发态返回到基态时在可见光区域发光的物质。磷光化合物是指在从三重激发态返回到基态时在室温下在可见光区域发光的物质。换言之，磷光化合物是指能够将三重激发能量转换为可见光的物质之一。
此外，磷光发光能量或三重激发能量可以从磷光发光的最短波长一侧的发光峰值(包括肩峰)或上升的波长导出。另外，通过在低温(例如10K)环境下的时间分辨光致发光谱可以观察上述磷光发光。另外，热活化延迟荧光的发光能量可以从热活化延迟荧光的最短波长一侧的发光峰值(包括肩峰)或上升的波长导出。
注意，在本说明书等中，室温是指0℃以上且40℃以下中的任意温度。
此外，在本说明书等中，蓝色的波长区域是指400nm以上且小于500nm的波长区域，蓝色的发光是在该区域具有至少一个发射光谱峰的发光。此外，绿色的波长区域是指500nm以上且小于580nm的波长区域，绿色的发光是在该区域具有至少一个发射光谱峰的发光。另外，红色的波长区域是指580nm以上且680nm以下的波长区域，红色的发光是在该区域具有至少一个发射光谱峰的发光。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A至图5说明本发明的一个方式的发光元件。
〈发光元件的结构实例〉
首先，下面将参照图1A和图1B说明本发明的一个方式的发光元件的结构。
图1A是本发明的一个方式的发光元件150的截面示意图。
发光元件150包括一对电极(电极101及电极102)，并包括设置在该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层130。
另外，图1A所示的EL层100除了发光层130以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119等功能层。
注意，虽然在本实施方式中以一对电极中的电极101为阳极且电极102为阴极来进行说明，但是发光元件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以将电极101用作阴极且将电极102用作阳极，倒序地层叠该电极间的各层。换言之，从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层130、电子传输层118及电子注入层119即可。
注意，EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，只要包括选自空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119中的至少一个即可。或者，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够减少空穴或电子的注入势垒；能够提高空穴或电子的传输性；能够阻碍空穴或电子的传输性；或者能够抑制电极所引起的猝灭现象等。功能层既可以是单层又可以是层叠有多个层的结构。
图1B是示出图1A所示的发光层130的一个例子的截面示意图。图1B所示的发光层130包括主体材料131及客体材料132。
主体材料131至少含有有机化合物131_1。有机化合物131_1优选为具有传输电子的功能(具有电子传输性)的化合物，优选为具有含氮六元芳杂环骨架的化合物。含氮六元芳杂环骨架的电子传输性高且稳定，是优选的。
另外，优选主体材料131还含有有机化合物131_2。有机化合物131_2优选为具有传输正孔的功能(具有空穴传输性)的化合物，优选为具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架的化合物。含氮五元杂环骨架或叔胺骨架的空穴传输性高且稳定，是优选的。
另外，当有机化合物131_1与有机化合物131_2的组合是具有电子传输性的化合物与具有空穴传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子的平衡。具体而言，具有电子传输性的化合物:具有空穴传输性的化合物优选在1:9至9:1(重量比)的范围内。另外，通过具有该结构，可以容易地控制载流子的平衡，由此也可以容易地对载流子复合区域进行控制。
作为客体材料132，使用发光有机化合物即可，作为该发光有机化合物，优选使用能够发射荧光的物质(下面，荧光化合物)或者能够发射磷光的物质(下面，也称为磷光化合物)。在下面的说明中，说明作为客体材料132使用荧光化合物或磷光化合物的结构。注意，也可以将客体材料132换称为荧光化合物或磷光化合物。
在本发明的一个方式的发光元件150中，通过对一对电极(电极101及电极102)之间施加电压，电子和空穴(hole)分别从阴极和阳极注入到EL层100，而电流流过。并且，注入的电子及空穴复合，从而形成激子。激子是指载流子(电子及空穴)的对。由于激子具有激发能量，所以形成有激子的材料成为激发态。
当在主体材料131中载流子复合时，通过激子的生成而形成主体材料131的激发态(单重激发态或三重激发态)。当客体材料132为荧光化合物时，激发能从主体材料131的S1能级转移至客体材料132的S1能级，由此形成客体材料132的单重激发态。另外，当客体材料132为磷光化合物时，激发能从主体材料131的S1能级或T1能级向客体材料132的T1能级进行能量转移，由此形成客体材料132的三重激发态。在上述任一情况下，激发态的客体材料132失活而回到基态时发光。
作为发光元件150所要求的特性之一，可举出高发光效率。另外，还要求其具有高可靠性，也就是说，在长期保存或长时间驱动时发光效率下降少，即，寿命长。为了使发光元件具有高发光效率及高可靠性，优选采用EL层100尤其是发光层130中的杂质含量少的有机化合物。
为了得到杂质含量少的有机化合物，优选提高有机化合物的纯度。例如，当采用含有如合成有机化合物时使用的溶剂等杂质或包含于溶剂等中的杂质或合成有机化合物时使用的原料中的元素的有机化合物制造发光元件时，例如有可能导致驱动电压、发光效率及可靠性等发光元件的特性劣化。另外，例如，由于上述杂质中含有卤素的杂质的影响大，因此优选其含量小。因此，用于发光元件的有机化合物通常采用进行了升华提纯的杂质少的材料。通过升华提纯，可以将合成时的残留溶剂和微量的杂质(例如，卤化物)分离。
但是，由于如与用于EL层100的有机化合物的分子结构相似等原因难以降低某些杂质的含量，有时即便是经过升华提纯的材料也还含有该杂质。此外，即使降低了制造发光元件所使用的有机化合物中的杂质含量，在制造发光元件时也有可能混入杂质而使发光元件中包含杂质。例如，有时在进行真空蒸镀时因有机化合物的分解而生成的物质作为杂质混入发光元件中。另外，例如，当采用涂敷法、喷墨法及印刷法等使用溶剂的制造方法时，有时溶剂或溶剂中的杂质混入发光元件。另外，在驱动发光元件时因有机化合物分解而生成的物质有可能作为杂质混入发光元件中。因此，很难去除发光元件中含有的所有杂质。
另一方面还存在即使被包含于EL层100中也不会对发光元件的特性造成影响的杂质。但是，本发明人发现，即便是这样的杂质，当其与其他化合物发生相互作用时也有可能生成对发光元件的特性造成影响的物质。具体地，由于含有具有NH基的含氮五元杂环骨架或仲胺骨架的有机化合物与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物发生相互作用而生成影响发光元件的特性的物质。因此，在包括具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的发光元件中，优选包含具有NH基的含氮五元杂环骨架或仲胺骨架的有机化合物的含量少。
<利用量子化学计算的反应机理的解析>
《PCCH与35DCzPPy的反应机理的计算》
下面，对如下过程进行说明：因含有具有NH基的含氮五元杂环骨架或仲胺骨架的有机化合物与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物发生相互作用而生成影响发光元件的特性的杂质。
为了对上述过程进行解析应用了量子化学计算。以下示出用于计算的化合物的结构及简称。
[化1]
在计算中，因3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑(简称：PCCH)与3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)的相互作用，PCCH的源于NH基的氢原子迁移至35DCzPPy，对上述结构的PCC及35DCzPPy-H生成的氢原子迁移反应进行了解析。
下面示出计算方法。另外，作为量子化学计算程序，使用Gaussian09。使用高性能计算机(SGI株式会社制造，ICE X)来进行计算。
关于最低三重激发态中氢原子迁移反应的初始状态、过渡态及终态的稳定结构利用密度泛函法(DFT)进行了计算。再者，在各最稳定结构中进行了振动解析。以势能、电子间静电能、电子的运动能、包括所有的其他复杂的电子间的互相作用的交换相关能的总和表示DFT的所有的能量。在DFT中，由于使用以电子密度表示的单电子势的泛函(函数的函数之意)来近似交换相关作用，所以可以高速计算。在此，利用作为混合泛函的B3LYP来规定涉及交换相关能的各参数的权重。作为基底函数使用6-311G(d，p)。
图2示出通过最低三重激发态中的氢原子迁移反应的解析得到的反应路径及能量图。
在图2中，T1状态的PCCH及基态(S0状态)的35DCzPPy以无限远离解状态的能量为基准。使该氢原子发生迁移的反应的活化能极小为0.03eV，在室温下就能容易地发生。并且，在氢原子迁移后的终态，PCC与35DCzPPy-H分别变为自由基状态，终态的能量比初始状态的能量低，该反应为放热反应。由此可知，在驱动发光元件的状态下的发光层中(激发态)，当PCCH与35DCzPPy处于形成氢键的分子配置时，有可能快速地发生氢原子的迁移反应。另外，当使具有NH基的有机化合物从激发态变为NH键离解所需要的活化能为0.3eV以下时，氢在室温下即可容易地离解。
此时，终态的自由基状态的PCC及自由基状态的35DCzPPy-H具有比S0状态的PCCH及S0状态的35DCzPPy高的能量。因此，当没有副反应等时，所生成的自由基状态的PCC及自由基状态的35DCzPPy-H具有可逆性，即，发生热失活而变回原来的S0状态的PCCH及S0状态的35DCzPPy。
假想该反应是在包含客体材料的发光元件中的情况。当终态(自由基状态的PCC及自由基状态的35DCzPPy-H)的能级低于客体材料的激发态的激发能级时，不能从PCC及35DCzPPy-H向客体材料进行能量转移。另外，此时，当终态(自由基状态的PCC及自由基状态的35DCzPPy-H)及客体材料的激发态同时生成时，会发生从激发态的客体材料向自由基状态的PCC及自由基状态的35DCzPPy-H的激发能的转移。因此，不能从客体材料得到发光，从而导致发光元件的发光效率下降。
接着，计算上述氢原子迁移反应的反应物(PCCH及35DCzPPy)与生成物(PCC及35DCzPPy-H)的电离电位(Ip)和电子亲和势(Ea)。这里，PCCH与35DCzPPy的电离电位是由自由基阳离子状态与单重基态的总能量的差算出的，电子亲和势是由单重基态与自由基阴离子状态的总能量的差算出的。PCC与35DCzPPy-H的电离电位是由自由基阳离子状态与自由基状态的总能量的差算出的，电子亲和势是由自由基状态与阴离子状态的总能量的差算出的。另外，上述状态是假设在发光元件的驱动状态，即，分子被注入载流子的状态下进行的计算。
表1示出像上述那样估算出的各化合物的电离电位(IP)及电子亲和势(Ea)。
[表1]
分子 PCCH 35DCzPPy PCC 35DCzPPy-H
IP(eV) 6.33 6.61 6.39 5.05
Ea(eV) 0.13 0.79 2.39 0.59
电离电位越小正孔(hole)越容易进入分子，电子亲和势越大电子越容易进入分子。即，正孔最容易进入35DCzPPy-H，电子最容易进入PCC。
接着，算出自由基状态的PCC接受电子变为阴离子状态而自由基状态的35DCzPPy-H接受空穴变为阳离子状态时的T1能级的能量。表2示出各化合物的T1能级的能量。这里，T1能级的能量是由最低三重激发态(T1状态)与单重基态(S0状态)的总能量的差算出的。
[表2]
如表2所示，阴离子状态的PCC及阳离子状态的35DCzPPy-H的T1能级都为2eV以下的低能级。因此，在作为客体材料包含具有比上述阴离子状态的PCC和阳离子状态的35DCzPPy-H中的至少一个的T1能级高的T1能级的磷光化合物的发光元件中，主体材料131及客体材料132所具有的三重态激发能转移至阴离子状态的PCC或阳离子状态的35DCzPPy-H，从而导致主体材料131及客体材料132所具有的激发能容易失活。
如上所述，在PCCH与35DCzPPy共存的情况下，在激发态时源于PCCH的NH基的氢原子迁移至35DCzPPy。当发生该反应过程时，主体材料131的激发能容易失活而不能转移至客体材料132。另外，因氢迁移反应而一时生成的化合物(PCC及35DCzPPy-H)的荷电状态(阳离子状态及阴离子状态)中的T1能级在能量上为低能级，该T1能级变得低于用于客体材料132的磷光化合物的T1能级的可能性较高，该生成化合物有可能成为发光元件150的猝灭因子。另外，生成的PCC及35DCzPPy-H通过伴随反复的激发、氧化及还原的不可逆反应而反应为具有更低能级的物质。因此，因发光元件150的驱动进行的氢迁移反应有可能导致可靠性下降。为此，当发光层130中含有35DCzPPy时，优选发光层130中的PCCH的含量少。
另外，虽然在上述计算中对初始状态为T1状态的PCCH及基态(S0状态)的35DCzPPy的反应进行了计算，但是初始状态也可以为S1状态的PCCH及基态(S0状态)的35DCzPPy。由于S1状态是比T1状态能量高的激发态，当S1状态的PCCH与S0状态的35DCzPPy发生反应时，初始状态的能量更高，PCCH与35DCzPPy更容易发生反应。因此，在该情况下，由于PCCH与35DCzPPy的反应，有时主体材料131的激发能失活而不转移到客体材料132。另外，因氢迁移反应而一时生成的化合物的荷电状态(阳离子状态及阴离子状态)中的S1能级变为低能级，当该S1能级低于用于客体材料132的荧光化合物的S1能级时，该生成化合物有可能成为发光元件150的猝灭因子。另外，生成的PCC及35DCzPPy-H通过伴随反复的激发、氧化及还原的不可逆反应而反应为具有更低能级的物质。因此，因发光元件150的驱动进行的氢迁移反应有可能导致可靠性下降。因此，即使在作为客体材料132采用荧光化合物的情况下，当发光层130含有35DCzPPy时，优选发光层130中的PCCH的含量低。
《根据PCCH的状态的反应性的计算》
接着，计算在初始状态的PCCH不为激发态的情况下源于PCCH的NH基的氢原子在离解时的稳定能。该计算以各种状态的PCCH及35DCzPPy为初始状态，并以源于PCCH的NH基的氢原子无限远地离解与35DCzPPy键合的情况为终态，并将其能量差作为稳定能算出。计算方法可以参照上文所述的方法。表3示出计算结果。
[表3]
如表3所示，当35DCzPPy为基态(S0状态)且PCCH为基态(S0状态)或自由基阳离子状态时，为初始状态与终态的能量差的稳定能大于1eV，而不容易发生源于PCCH的NH基的氢原子离解的反应。当PCCH为激发态(T1状态)或35DCzPPy为自由基阴离子状态时，为初始状态与终态的能量差的稳定能为1eV以下，而容易发生源于PCCH的NH基的氢原子离解的反应，尤其是，当PCCH为激发态(T1状态)时稳定能小于0eV而容易发生反应。另外，由于S1状态比T1状态具有更高的激发能，所以PCCH在S1状态下也容易发生反应。
接着，同样地通过计算测定PCCH单独存在时源于PCCH的NH基的氢原子是否会发生离解。表4示出计算结果。
[表4]
如表4所示，在PCCH单独存在的情况下，以源于PCCH的NH基的氢原子无限远地离解的情况为终态，将PCCH的各初始状态与终态的能量差作为稳定能算出。此时，除了PCCH的初始状态为T1状态的情况外，源于PCCH的NH基的氢原子离解时的稳定能大于1eV。由此可知，在初始状态为激发态以外的状态(S0状态、自由基阴离子状态、自由基阳离子状态)，不容易发生源于PCCH的NH基的氢原子离解的反应。另外，在初始状态为T1状态的情况下，虽然稳定能为1eV以下，但是由于与35DCzPPy共存的情况相比稳定能要大，因此不容易发生氢原子离解的反应。
即，源于PCCH的NH基的氢原子发生离解的反应尤其容易在35DCPPy与PCCH共存的情况下发生。
《可能与PCCH反应的化合物的计算》
接着，为了分析发光层内因与PCCH共存而有可能使该PCCH的NH基中的氢原子发生离解反应的有机化合物的分子结构进行了计算。以下示出用于计算的化合物的结构及简称。
[化2]
计算方法与PCCH与35DCzPPy的反应机理的计算相同。图3A示出由T1状态的PCCH与基态(S0状态)的2，4，6-三[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：mCzP3Pm)的氢原子迁移反应的解析得到的反应路径及能量图，图3B示出由T1状态的PCCH与基态(S0状态)的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)的氢原子迁移反应的解析得到的反应路径及能量图，图4A示出由T1状态的PCCH与基态(S0状态)的2，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡嗪(简称：2，6mCzP2Pr)的氢原子迁移反应的解析得到的反应路径及能量图，图4B示出由T1状态的PCCH与基态(S0状态)的2，4-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]-1，3，5-三嗪(简称：mCzP2Tzn)的氢原子迁移反应的解析得到的反应路径及能量图。
在图3A中，T1状态的PCCH及基态(S0状态)的mCzP3Pm以无限远离解状态的能量为基准。使该氢原子发生迁移的反应的活化能极小为0.01eV，在室温下就能容易地发生。并且，在氢原子迁移后的终态，PCC与mCzP3Pm-H变为自由基状态，终态的能量比初始状态的能量低，该反应为放热反应。由此可知，在驱动发光元件的状态下的发光层中(激发态)，当PCCH与mCzP3Pm处于形成氢键的分子配置时，有可能发生氢原子的迁移反应。
另外，在T1状态的PCCH与基态(S0状态)的4，6mCzP2Pm、2，6mCzP2Pr及mCzP2Tzn中，源于PCCH的NH基的氢原子发生迁移的反应没有因活化能的势垒，当PCCH与上述有机化合物处于形成氢键的分子配置时，会快速地发生氢原子的迁移反应。因此，在图3B、图4A及图4B中，将T1状态的PCCH与基态(S0状态)的4，6mCzP2Pm、2，6mCzP2Pr及mCzP2Tzn不发生相互作用的状态的能量作为基准。另外，在氢原子迁移后的终态，PCC与4，6mCzP2Pm-H、2，6mCzP2Pr-H及mCzP2Tzn-H为自由基状态，终态的能量比初始状态的能量低，这些反应为发热反应。由此可知，在驱动发光元件的状态下的发光层中(激发态)，当PCCH与4，6mCzP2Pm、2，6mCzP2Pr及mCzP2Tzn处于形成氢键的分子配置时，有可能快速地发生氢原子的迁移反应。
接着，为了分析与PCCH共存而容易使该PCCH的NH基中的氢原子发生离解反应的有机化合物的分子结构进行了计算。以下示出用于计算的化合物的结构及简称。另外，其它化合物的结构及简称可以参照上述说明。
[化3]
[化4]
计算以T1状态的PCCH(分子1)及基态(S0状态)的各种有机化合物(分子2)为初始状态，并以源于PCCH的NH基的氢原子发生离解的PCC及该氢原子在无限远与有机化合物(分子2)键合变为稳定的状态为终态，将其能量差作为稳定能算出。表5及表6示出计算结果。另外，表6还示出分子2的LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，也称为最低空分子轨道)能级的计算结果。
[表5]
[表6]
由表5可知，在作为不具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)及1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)共存时，PCCH的NH基中的氢原子离解时的稳定能大于1eV，而不容易发生离解。
另外，由表6可知，当作为具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)、35DCzPPy、5，5’-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]-3，3’-联吡啶(简称：5，5’mCzP2BPy(3))、4，4’-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]-2，2’-联吡啶(简称：4，4’mCzP2BPy)、4，6mCzP2Pm及mCzP3Pm共存时，PCCH的NH基中的氢原子离解时的稳定能小于0eV而为放热反应，所以容易发生反应。
接着，图5示出该具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的LUMO能级(计算值)与源于PCCH的NH基的氢原子离解时的稳定能(初始状态与终态的能量差)的关系。
如图5所示，有机化合物(分子2)的LUMO能级越低，源于PCCH的NH基的氢原子离解时的稳定能越小，氢原子越容易从PCCH离解。
如上所述，与PCCH共存时容易发生NH基的氢原子离解的反应的有机化合物不局限于35DCzPPy，具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物都可以。
另外，氢原子从NH基发生离解的离解能量几乎不因NH基以外的分子结构的变化而变化。因此，如上所述，源于NH基的氢原子容易发生离解反应的有机化合物不局限于PCCH。也就是说，如PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物中也发生同样的反应。
作为含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物，例如可以举出含有具有NH基的吡咯骨架、咪唑骨架、三唑骨架、四唑骨架或者具有NH基的芳香胺骨架的有机化合物。作为具有NH基的吡咯骨架，例如可以举出吲哚骨架及咔唑骨架。另外，作为具有NH基的仲胺骨架及伯胺骨架，例如可以举出二芳基胺骨架及单芳基胺骨架。
因此，当发光元件的发光层含有具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物时，优选像PCCH那样含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物的含量低。
具体地，当有机化合物131_1含有具有含氮六元芳杂环骨架时，优选发光层130中的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物相对于有机化合物131_1的重量比为0.03以下，更优选为0.003以下。因此，优选由含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物131_1发生反应而生成的含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物相对于有机化合物131_1的重量比为0.03以下，更优选为0.003以下。优选氢原子与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物131_1键合的有机化合物相对于有机化合物131_1的重量比为0.03以下，更优选为0.003以下。
另外，除了利用重量比进行算出以外，也可以在利用色谱柱等分离杂质之后从出现在吸收光谱的长波长一侧的峰值的比估算出存在比。
具体地，当有机化合物131_1含有具有含氮六元芳杂环骨架、有机化合物131_2具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架中的至少一个时，优选发光层130中的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物相对于有机化合物131_2的重量比为0.01以下，更优选为0.001以下。因此，优选由含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物131_1发生反应而生成的含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物相对于有机化合物131_2的重量比为0.01以下，更优选为0.001以下。优选氢原子与具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物131_1键合的有机化合物相对于有机化合物131_2的重量比为0.01以下，更优选为0.001以下。
<材料>
接着，详细说明根据本发明的一个方式的发光元件的构成要素。
《发光层》
此外，在发光层130中，主体材料131的重量比最大，客体材料132分散于主体材料131中。当客体材料132为荧光化合物时，发光层130的主体材料131(有机化合物131_1及有机化合物131_2)的S1能级优选高于发光层130的客体材料(客体材料132)的S1能级。此外，在客体材料132是磷光化合物时，发光层130的主体材料131(有机化合物131_1及有机化合物131_2)的T1能级优选高于发光层130的客体材料(客体材料132)的T1能级。
有机化合物131_1优选为具有含氮六元芳杂环骨架的化合物。具体地，可以举出具有吡啶骨架、二嗪骨架(吡嗪骨架、嘧啶骨架及哒嗪骨架)及三嗪骨架的化合物。作为上述含有具有碱性的含氮芳杂环骨架的化合物，例如可以举出吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、嘌呤衍生物等化合物。另外，作为有机化合物131_1，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料(电子传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。
具体地，例如可以使用：红菲咯啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等的含有吡啶骨架的杂环化合物；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)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)、2-[3-(3，9’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzCzPDBq)、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)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)等的具有二嗪骨架的杂环化合物；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)等的具有三嗪骨架的杂环化合物；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。在上述杂环化合物中，具有三嗪骨架、二嗪(嘧啶、吡嗪、哒嗪)骨架或吡啶骨架的杂环化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，具有该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。此外，也可以使用高分子化合物诸如聚(2,5-吡啶二基)(简称：PPy)、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)。这里所述的物质主要为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。然而，可以使用不同于上述物质的任何物质，只要该物质是电子输运属性高于空穴输运属性的物质。
作为有机化合物131_2优选使用具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架的化合物。具体地，可以举出具有吡咯骨架或芳香胺骨架的化合物。例如，可以举出吲哚衍生物、咔唑衍生物、三芳基胺衍生物等。另外，作为含氮五元杂环骨架可以举出咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架。另外，作为有机化合物131_2，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料(空穴传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，具体而言，作为芳香胺化合物，可以举出N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]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-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
另外，作为咔唑衍生物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-(1-萘基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
另外，作为咔唑衍生物，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-(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。
另外，还可以使用N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)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。
另外，作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、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-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯氨基]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)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPASF)、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)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、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)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-螺-9，9’-联芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，还可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，6-二(9H-咔唑-9-基)-9-苯基-9H-咔唑(简称：PhCzGI)、2，8-二(9H-咔唑-9-基)-二苯并噻吩(简称：Cz2DBT)等的胺化合物、咔唑化合物等。在上述化合物中，具有吡咯骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于降低驱动电压。
另外，作为有机化合物131_2可以使用具有如咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架等的含氮五元杂环骨架的化合物。具体地，例如可以使用3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、9-[4-(4，5-二苯基-4H-1，2，4-三唑-3-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzTAZ1)、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。
作为含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物，具体地，例如可以举出具有NH基且具有有机化合物131_2所具有的骨架的一部分的化合物。换言之，例如可以举出上述能够用作有机化合物131_2的具有吡咯骨架、咪唑骨架、三唑骨架、四唑骨架、三芳基胺骨架等的具有如下结构的化合物：与含氮五元杂环骨架或叔胺骨架所含有的氮键合的芳基或烷基中的至少一个被氢置换。
在发光层130中，对客体材料132没有特别的限制，作为荧光化合物优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、(chrysene)衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、二苯乙烯衍生物、吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、吩恶嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等，例如可以使用如下物质。
具体而言，作为该材料，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-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-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-双(4-叔丁苯基)芘-1，6-二胺(简称：1，6tBu-FLPAPrn)、N，N’-二苯基-N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-3，8-二环己基芘-1，6-二胺(简称：ch-1，6FLPAPrn)、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)、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝(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](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-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6、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-叔丁苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、尼罗红、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)、5，10，15，20-四苯基双苯并(tetraphenylbisbenzo)[5，6]茚并[1，2，3-cd:1'，2'，3'-lm]苝等。
作为客体材料132(磷光化合物)，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，其中优选的是有机铱配合物，例如铱类邻位金属配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。
作为在蓝色或绿色处具有发光峰值的物质，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)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)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)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2'}铱(III)吡啶甲酸盐(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))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。在上述金属配合物中，由于具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能量很高并具有优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
作为在绿色或黄色处具有发光峰值的物质，例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)3)、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)3)、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]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]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)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)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)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-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；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-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))等有机金属铱配合物；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。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。
另外，作为在黄色或红色处具有发光峰值的物质，例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]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)(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)等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。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，作为发光层130所包含的发光材料，优选使用能够将三重激发能量转换为发光的材料。作为该能够将三重激发能转换为发光的材料，除了磷光化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料。因此，可以将有关磷光化合物的记载看作有关热活化延迟荧光材料的记载。注意，热活化延迟荧光材料是指三重激发能级与单重激发能级的差较小且具有通过反系间窜越将能量从三重激发态转换为单重激发态的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(反系间窜越)并能够高效地呈现来自单重激发态的发光(荧光)。另外，可以高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：三重激发态能级与单重激态发能级的能量差大于0eV且为0.2eV以下，优选大于0eV且为0.1eV以下。
当热活化延迟荧光材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡络合物(简称：SnF2(CoproⅢ-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂络合物(简称：PtCl2OEP)等。
另外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环的杂环化合物。具体而言，可以举出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)、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]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等。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，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子型芳杂环的骨架中，二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)或三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，在具有富π电子型芳杂环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、噻吩骨架、呋喃骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以具有选自该骨架中的任何一个或多个是优选的。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架及3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。另外，在富π电子型杂芳环与缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，而单重激发态和三重激发态之间的差异变小，所以是特别优选的。
另外，发光层130中也可以包括主体材料131及客体材料132以外的材料。
对作为能够用于发光层130的材料没有特别的限定，例如，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、衍生物、二苯并[g，p]衍生物等的缩合多环芳香化合物，具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯基9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9’-联蒽(简称：BANT)、9，9’-(二苯乙烯-3，3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9’-(二苯乙烯-4，4’-二基)二菲(简称：DPNS2)、1，3，5-三(1-芘)苯(简称：TPB3)等。另外，可以从上述物质及公知物质中选择一种或多种具有比上述客体材料132的激发能级高的单重激发能级或三重激发能级的物质而使用。
另外，例如，可以将如噁二唑衍生物等的具有芳杂环骨架的化合物用于发光层130。具体地，例如，可以举出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]-9H-咔唑(简称：CO11)、4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等的杂环化合物。
另外，可以将具有杂环的金属配合物(例如，锌及铝类金属配合物)等用于发光层130。例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、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)等。另外，除此之外，还可以使用如双[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)等具有噁唑基类或噻唑类配体的金属配合物等。
发光层130也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层130的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料既可以是具有呈现相同颜色的发光的功能的材料，又可以是具有呈现不同颜色的发光的功能的材料。通过作为两层的发光层分别使用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的发光材料，可以同时得到多个发光。尤其是，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合两层发光层所发射的光而能够得到白色发光。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光层130。此外，除了上述材料以外，发光层130及发光层135也可以包含量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有通过降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用过渡金属氧化物、酞菁衍生物或芳香胺等形成。作为过渡金属氧化物可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。作为酞菁衍生物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺衍生物或亚苯基二胺衍生物等。另外，也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。
作为空穴注入层111，可以使用具有由空穴传输性材料和具有接收来自空穴传输性材料的电子的特性的材料构成的复合材料的层。或者，也可以使用包含具有接收电子的特性的材料的层与包含空穴传输性材料的层的叠层。在定态或者在存在有电场的状态下，电荷的授受可以在这些材料之间进行。作为具有接收电子的特性的材料，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂苯并菲衍生物等有机受体。具体而言，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)等具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物。此外，也可以使用过渡金属氧化物、例如第4族至第8族金属的氧化物。具体而言，可以使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用作为能够用于发光层130的空穴传输性材料而举出的芳香胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
另外，作为空穴传输性材料还可以举出芳烃，例如，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)、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、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。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
另外，芳烃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。
另外，可以使用4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)-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)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等的噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。其中，具有吡咯骨架、呋喃骨架、噻吩骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于降低驱动电压。
《空穴传输层》
空穴传输层112是包含空穴传输性材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的空穴传输性材料。空穴传输层112具有将注入到空穴注入层111的空穴传输到发光层130的功能，所以优选具有与空穴注入层111的HOMO(Highest Occupied MolecularOrbital，也称为最高占据分子轨道)能级相同或接近的HOMO能级。
另外，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，就可以使用上述物质以外的物质。另外，包括高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
《电子传输层》
电子传输层118具有将从一对电极中的另一个(电极101或电极102)经过电子注入层119注入的电子传输到发光层130的功能。作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子型杂芳族化合物或金属配合物等。具体地，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料举出的吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、噁二唑衍生物等。另外，优选是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，电子传输层118不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
另外，作为具有杂环的金属配合物，例如，可以举出可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、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)等。另外，除此之外，还可以使用如双[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)等具有噁唑基类配体或噻唑类配体的金属配合物等。
另外，还可以在电子传输层118与发光层130之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质而成的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子平衡。这种结构对抑制因电子穿过发光层而引起的问题(例如元件寿命的下降)发挥很大的效果。
《电子注入层》
电子注入层119具有通过降低来自电极102的电子注入势垒促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或它们的氧化物、卤化物、碳酸盐等。另外，也可以使用上述电子传输性材料和具有对电子传输性材料供应电子的特性的材料的复合材料。作为具有供电子特性的材料，可以举出第1族金属、第2族金属或它们的氧化物等。具体而言，可以使用氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。另外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层119。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的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用如上所述的构成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、钠、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
另外，上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层分别可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等方法形成。此外，作为上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层，除了上述材料之外，也可以使用量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《量子点》
量子点是其尺寸为几nm至几十nm的半导体纳米晶，并由1×103个至1×106个左右的原子构成。量子点的能量移动依赖于其尺寸，因此，即使是由相同的物质构成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，可以容易改变发光波长。
此外，量子点的发射光谱的峰宽窄，因此，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致是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。因此，通过将量子点用作发光材料，可以获得发光效率高的发光元件。而且，作为无机材料的量子点在实质稳定性上也是优异的，因此，可以获得寿命长的发光元件。
作为构成量子点的材料，可以举出第十四族元素、第十五族元素、第十六族元素、包含多个第十四族元素的化合物、第四族至第十四族的元素和第十六族元素的化合物、第二族元素和第十六族元素的化合物、第十三族元素和第十五族元素的化合物、第十三族元素和第十七族元素的化合物、第十四族元素和第十五族元素的化合物、第十一族元素和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、硫化镉、碲化镉、硒化锌、氧化锌、硫化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化铟、磷化铟、砷化镓、磷化镓、氮化铟、氮化镓、锑化铟、锑化镓、磷化铝、砷化铝、锑化铝、硒化铅、碲化铅、硫化铅、硒化铟、碲化铟、硫化铟、硒化镓、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化锑、硒化锑、碲化锑、硫化铋、硒化铋、碲化铋、硅、碳化硅、锗、锡、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化铝、硫化铝、硫化钡、硒化钡、碲化钡、硫化钙、硒化钙、碲化钙、硫化铍、硒化铍、碲化铍、硫化镁、硒化镁、硫化锗、硒化锗、碲化锗、硫化锡、硫化锡、硒化锡、碲化锡、氧化铅、氟化铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、硒化铜、氧化镍、氧化钴、硫化钴、氧化铁、硫化铁、氧化锰、硫化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化锗、氧化铝、钛酸钡、硒锌镉的化合物、铟砷磷的化合物、镉硒硫的化合物、镉硒碲的化合物、铟镓砷的化合物、铟镓硒的化合物、铟硒硫化合物、铜铟硫的化合物以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意比例表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为镉硒硫的合金型量子点可以通过改变元素的含量比来改变发光波长，所以镉硒硫的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，可以举出硫化锌或氧化锌。
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、聚氧乙烯硬脂酸酯(polyoxyethylene stearyl ether)、聚氧乙烯月桂醚(polyoxyethylene oleyl ether)等聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等三烷基膦类；聚氧乙烯正-辛基苯基醚、聚氧乙烯正-壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚类；三(正-己基)胺、三(正-辛基)胺、三(正-癸基)胺等叔胺类；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聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、可力丁、喹啉类等含氮芳香化合物等有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等氨基链烷类；二丁基硫醚等二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等二烷亚砜类；噻吩等含硫芳香化合物等有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸；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。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。随着结晶尺寸变小，量子点的发光向蓝色一侧(即，向高能量一侧)迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以在涵盖紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域中调节其发光波长。通常使用的量子点的尺寸(直径)为0.5nm至20nm，优选为1nm至10nm。另外，量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。另外，对量子点的形状没有特别的限制，可以为球状、棒状、圆盘状、其他的形状。另外，作为棒状量子点的量子杆具有呈现具有指向性的光的功能，所以通过将量子杆用作发光材料，可以得到外部量子效率更高的发光元件。
在有机EL元件中，通常通过将发光材料分散在主体材料中来抑制发光材料的浓度猝灭，而提高发光效率。主体材料需要具有发光材料以上的单重激发能级或三重激发能级。特别是，在将蓝色磷光材料用作发光材料时，需要具有蓝色磷光材料以上的三重激发能级且使用寿命长的主体材料，这种材料的开发是极困难的。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)。
在将量子点用作发光层的发光材料的情况下，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、点胶涂布法、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也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、环己酮等酮类；乙酸乙酯等脂肪酸酯类；二氯苯等卤化烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等脂肪族烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等有机溶剂。
《一对电极》
电极101及电极102被用作发光元件的阳极或阴极。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。
电极101和电极102中的一个优选使用具有反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出铝(Al)或包含Al的合金等。作为包含Al的合金，可以举出包含Al及L(L表示钛(Ti)、钕(Nd)、镍(Ni)和镧(La)中的一个或多个)的合金等，例如为包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。铝具有低电阻率和高光反射率。此外，由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以使用铝可以降低发光元件的制造成本。此外，也可以使用银(Ag)、包含Ag、N(N表示钇(Y)、Nd、镁(Mg)、镱(Yb)、Al、Ti、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、钨(W)、锰(Mn)、锡(Sn)、铁(Fe)、Ni、铜(Cu)、钯(Pd)、铱(Ir)和金(Au)中的一个或多个)的合金等。作为包含银的合金，例如可以举出如下合金：包含银、钯及铜的合金；包含银及铜的合金；包含银及镁的合金；包含银及镍的合金；包含银及金的合金；以及包含银及镱的合金等。除了上述材料以外，可以使用钨、铬(Cr)、钼(Mo)、铜及钛等的过渡金属。
另外，从发光层获得的光透过电极101和电极102中的一个或两个被提取。由此，电极101和电极102中的至少一个优选使用具有透过光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。
此外，电极101及电极102也可以使用具有透过光的功能及反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。例如，可以使用具有导电性的金属、合金和导电性化合物中的一种或多种。具体而言，例如可以使用铟锡氧化物(IndiumTin Oxide，以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：ITSO)、氧化铟-氧化锌(Indium Zinc Oxide)、含有钛的氧化铟-锡氧化物、铟-钛氧化物、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟等金属氧化物。另外，可以使用具有透过光的程度的厚度(优选为1nm以上且30nm以下的厚度)的金属膜。作为金属，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
注意，在本说明书等中，作为具有透光的功能的材料，使用具有使可见光透过的功能且具有导电性的材料即可，例如有上述以ITO(Indium Tin Oxide)为代表的氧化物导电体、氧化物半导体或包含有机物的有机导电体。作为包含有机物的有机导电体，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。另外，该材料的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，可以通过层叠多个上述材料形成电极101和电极102中的一个或两个。
为了提高光提取效率，可以与具有透过光的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。作为这种材料，只要具有透过可见光的功能即可，可以为具有导电性的材料，也可以为不具有导电性的材料。例如，除了上述氧化物导电体以外，还可以举出氧化物半导体、有机物。作为有机物，例如可以举出作为发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层例示出的材料。另外，也可以使用无机碳类材料或具有透过光的程度的厚度的金属薄膜，也可以层叠多个具有几nm至几十nm厚的层。
当电极101或电极102具有被用作阴极的功能时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。例如，可以使用属于元素周期表中的第1族或第2族的元素(例如，锂、钠及铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含上述元素的合金(例如，Ag及Mg或Al及Li)、铕(Eu)或Yb等稀土金属、包含上述稀土金属的合金、包含铝、银的合金等。
当电极101或电极102被用作阳极时，优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。
电极101及电极102也可以采用具有反射光的功能的导电材料及具有透过光的功能的导电材料的叠层。在此情况下，电极101及电极102具有调整光学距离的功能以便使来自各发光层的所希望的波长的光谐振而增强该波长的光，所以是优选的。
作为电极101及电极102的成膜方法，可以适当地使用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、CVD法、脉冲激光沉积法、ALD(AtomicLayer Deposition：原子层沉积)法等。
《衬底》
另外，本发明的一个方式的发光元件可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，可以从电极101一侧依次层叠，也可以从电极102一侧依次层叠。
另外，作为能够形成本发明的一个方式的发光元件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲(flexible)的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。注意，只要在发光元件及光学元件的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料。或者，只要具有保护发光元件及光学元件的功能即可。
例如，在本说明书等中，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状的材料的纸或者基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光元件。或者，也可以在衬底与发光元件之间设置剥离层。当在剥离层上制造发光元件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光元件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。另外，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光元件，然后将发光元件转置到另一个衬底上。作为发光元件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以制造不易损坏的发光元件、耐热性高的发光元件、实现轻量化的发光元件或实现薄型化的发光元件。
另外，也可以在上述衬底上例如形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上制造发光元件150。由此，可以制造通过FET控制发光元件150的驱动的有源矩阵型显示装置。
在本实施方式中，对本发明的一个方式进行说明。另外，在其他实施方式中，对本发明的另一个方式进行说明。但是，本发明的一个方式不局限于此。就是说，在本实施方式及其他实施方式中记载各种各样的发明的方式，由此本发明的一个方式不局限于特定的方式。例如，虽然示出了将本发明的一个方式应用于发光元件的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。例如，根据情况或状况，也可以不将本发明的一个方式应用于发光元件。另外，例如，虽然作为本发明的一个方式示出如下例子，但是本发明的一个方式不局限于此。在该例子中，包括第一有机化合物、第二有机化合物及客体材料，第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架，第二有机化合物具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架中的至少一个。根据情况或状况，例如，本发明的一个方式也可以不包含第二有机化合物。或者，第一有机化合物也可以不具有含氮六元芳杂环骨架。或者，第二有机化合物也可以不具有含氮五元杂环骨架及叔胺骨架。或者，例如，虽然在本发明的一个方式中示出含有具有NH基的含氮五元杂环骨架或仲胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比为0.03以下时的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。根据情况或状况，也可以使本发明的一个方式的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架或仲胺骨架的有机化合物与第一有机化合物的重量比大于0.03。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式2
在本实施方式中，参照图6A至图8C对具有与实施方式1所示的发光元件的结构不同的结构的发光元件及该发光元件的发光机理进行说明。注意，在图6A至图8C中，在具有与图1A所示的附图标记相同功能的部分，使用相同的阴影，而有时省略附图标记。此外，具有与图1A相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
<发光元件的结构实例1>
图6A是发光元件250的截面示意图。
图6A所示的发光元件250在一对电极(电极101与电极102)之间具有多个发光单元(图6A中的发光单元106和发光单元108)。多个发光单元中的一个优选具有与EL层100同样的结构。也就是说，图1A和图1B所示的发光元件150优选具有一个发光单元，而发光元件250优选具有多个发光单元。注意，在发光元件250中，虽然对电极101为阳极且电极102为阴极时的情况进行说明，但是作为发光元件250的结构也可以采用与此相反的结构。
另外，在图6A所示的发光元件250中，层叠有发光单元106和发光单元108，并且在发光单元106与发光单元108之间设置有电荷产生层115。另外，发光单元106和发光单元108可以具有相同结构或不同结构。例如，发光单元106优选采用与EL层100相同的结构。
另外，发光元件250包括发光层120和发光层170。另外，发光单元106除了发光层170之外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。此外，发光单元108除了发光层120之外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
电荷产生层115既可以是对空穴传输性材料添加有作为电子受体的受体性物质的结构，又可以是对电子传输性材料添加有作为电子给体的供体性物质的结构。另外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含由有机化合物与受体性物质构成的复合材料时，作为该复合材料使用可以用于实施方式1所示的空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。另外，作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。因为由有机化合物和受体性物质构成的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的空穴注入层或空穴传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层或空穴传输层。或者，在发光单元的阴极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的电子注入层或电子传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置电子注入层或电子传输层。
注意，电荷产生层115也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与由其他材料构成的层的叠层结构。例如，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的结构。另外，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的结构。
夹在发光单元106与发光单元108之间的电荷产生层115只要具有在将电压施加到电极101和电极102之间时，将电子注入到一个发光单元且将空穴注入到另一个发光单元的结构即可。例如，在图6A中，在以使电极101的电位高于电极102的电位的方式施加电压时，电荷产生层115将电子注入到发光单元106且将空穴注入到发光单元108。
从光提取效率的观点来看，电荷产生层115优选具有可见光透射性(具体而言，可见光对于电荷产生层115的透射率为40％以上)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图6A中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是可以将同样的结构应用于层叠有三个以上的发光单元的发光元件。如发光元件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现在保持低电流密度的同时还可以进行高亮度发光，并且使用寿命更长的发光元件。另外，还可以实现功耗低的发光元件。
另外，通过将具有实施方式1所示的结构用于多个单元中的至少一个单元，可以提供一种发光效率高的发光元件及可靠性高的发光元件。
在本实施方式中，对发光单元106所包括的发光层170具有实施方式1所示的发光层130的结构进行说明。由此，发光元件250成为发光效率高且可靠性高的发光元件，所以是优选的。
另外，如图6B所示，发光单元108所包括的发光层120包含主体材料121和客体材料122。注意，下面以荧光化合物作为客体材料122进行说明。
《发光层120的发光机理》
下面对发光层120的发光机理进行说明。
从一对电极(电极101及电极102)或电荷产生层115注入的电子及空穴在发光层120中复合，由此生成激子。由于主体材料121所存在的量大于客体材料122，所以因激子的生成基本形成主体材料121的激发态。
激子是指载流子(电子及空穴)的对。由于激子具有能量，所以生成激子的材料成为激发态。
当所形成的主体材料121的激发态是单重激发态时，单重激发能从主体材料121的S1能级转移到客体材料122的S1能级，由此形成客体材料122的单重激发态。
由于客体材料122是荧光化合物，所以当在客体材料122中形成单重激发态时，客体材料122会迅速地发光。此时，为了得到高发光效率，客体材料122优选具有高荧光量子产率。另外，这在客体材料122中的载流子复合而生成的激发态为单重激发态的情况下也是同样的。
接着，对因载流子的复合而形成主体材料121的三重激发态的情况进行说明。图6C示出此时的主体材料121与客体材料122的能级相关。另外，下面示出图6C中的记载及附图标记。注意，由于主体材料121的T1能级优选低于客体材料122的T1能级，所以在图6C中示出此时的情况，但是主体材料121的T1能级也可以高于客体材料122的T1能级。
·Host(121)：主体材料121
·Guest(122)：客体材料122(荧光化合物)
·SFH：主体材料121的S1能级
·TFH：主体材料121的T1能级
·SFG：客体材料122(荧光化合物)的S1能级
·TFG：客体材料122(荧光化合物)的T1能级
如图6C所示，通过三重态-三重态湮灭(TTA：Triplet-Triplet Annihilation)由于载流子的复合生成的三重态激子互相作用，进行激发能的供应以及自旋角动量的交换，由此产生变换为具有主体材料121的S1能级(SFH)的能量的单重激子的反应(参照图6C的TTA)。主体材料121的单重激发能从SFH转移到能量比其低的客体材料122的S1能级(SFG)(参照图6C的路径E5)，形成客体材料122的单重激发态，由此客体材料122发光。
另外，当发光层120中的三重态激子的密度充分高(例如为1×1012cm-3以上)时，可以忽视单个三重态激子的失活，而仅考虑两个接近的三重态激子的反应。
另外，当在客体材料122中载流子复合而形成三重激发态时，由于客体材料122的三重激发态热失活，所以难以将其用于发光。然而，当主体材料121的T1能级(TFH)低于客体材料122的T1能级(TFG)时，客体材料122的三重激发能能够从客体材料122的T1能级(TFG)转移到主体材料121的T1能级(TFH)(参照图6C的路径E6)，然后被用于TTA。
也就是说，主体材料121优选具有由TTA将三重激发能转换为单重激发能的功能。由此，将在发光层120中生成的三重激发能的一部分利用主体材料121中的TTA转换为单重激发能，并使该单重激发能转移到客体材料122，由此能够提取荧光发光。为此，主体材料121的S1能级(SFH)优选高于客体材料122的S1能级(SFG)。另外，主体材料121的T1能级(TFH)优选低于客体材料122的T1能级(TFG)。
尤其是当客体材料122的T1能级(TFG)低于主体材料121的T1能级(TFH)时，优选在主体材料121与客体材料122的重量比中客体材料122所占比例较低。具体而言，客体材料122与主体材料121的重量比优选大于0且为0.05以下。由此，可以降低载流子在客体材料122中复合的概率。还可以降低从主体材料121的T1能级(TFH)到客体材料122的T1能级(TFG)的能量转移所发生的概率。
注意，主体材料121可以由单一的化合物构成，也可以由多个化合物构成。
当发光单元106及发光单元108分别具有其发光颜色不同的客体材料时，与由发光层170的发光相比，由发光层120的发光优选具有更靠近短波长一侧的发光峰值。使用具有高三重激发能级的材料的发光元件有亮度劣化快的趋势。于是，通过将TTA用于呈现短波长的发光的发光层，可以提供亮度劣化小的发光元件。
另外，发光层170可以具有实施方式1所示的发光层130的结构及发光层120的结构。
<发光元件的结构实例2>
图7A是发光元件252的截面示意图。
与上述发光元件250同样地，图7A所示的发光元件252在一对电极(电极101与电极102)之间包括多个发光单元(在图7A中为发光单元106及发光单元110)。至少一个发光单元具有与EL层100同样的结构。另外，发光单元106与发光单元110既可以是相同的结构又可以是不同的结构。
另外，在图7A所示的发光元件252中层叠有发光单元106及发光单元110，在发光单元106与发光单元110之间设置有电荷产生层115。例如，发光单元106优选具有与EL层100同样的结构。
另外，发光元件252包括发光层140和发光层170。另外，发光单元106除了发光层170还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。另外，发光单元110除了发光层140还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
另外，通过将实施方式1所示的结构应用于多个单元中的至少一个单元，可以提供一种发光效率高的发光元件及可靠性高的发光元件。
发光单元110的发光层优选包含磷光化合物。即，发光单元110所包括的发光层140优选包含磷光化合物，发光单元106所包括的发光层170优选包括实施方式1所示的发光层130的结构。下面说明此时的发光元件252的结构实例。
如图7B所示，发光单元110所包括的发光层140包含主体材料141和客体材料142。另外，主体材料141包含有机化合物141_1以及有机化合物141_2。下面以磷光化合物作为发光层140所包含的客体材料142进行说明。
《发光层140的发光机理》
接着，下面将对发光层140的发光机理进行说明。
优选发光层140中的有机化合物141_1及有机化合物141_2形成激基复合物。
作为有机化合物141_1与有机化合物141_2的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，更优选的是，其中一个是具有空穴传输性的化合物，另一个是具有电子传输性的化合物。
图7C示出发光层140中的有机化合物141_1、有机化合物141_2及客体材料142的能级相关。另外，下面示出图7C中的记载及附图标记。
·Host(141_1)：有机化合物141_1(主体材料)
·Host(141_2)：有机化合物141_2(主体材料)
·Guest(142)：客体材料142(磷光化合物)
·SPH1：有机化合物141_1(主体材料)的S1能级
·TPH1：有机化合物141_1(主体材料)的T1能级
·SPH2：有机化合物141_2(主体材料)的S1能级
·TPH2：有机化合物141_2(主体材料)的T1能级
·TPG：客体材料142(磷光化合物)的T1能级
·SPE：激基复合物的S1能级
·TPE：激基复合物的T1能级
有机化合物141_1与有机化合物141_2形成激基复合物，该激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)成为互相相邻的能级(参照图7C的路径E7)。
通过有机化合物141_1和有机化合物141_2中的一个接收空穴，另一个接收电子，迅速地形成激基复合物。或者，当其中一个成为激发态时，通过与另一个起相互作用来迅速地形成激基复合物。由此，发光层140中的大部分的激子都作为激基复合物存在。激基复合物的激发能级(SPE或TPE)比形成激基复合物的主体材料(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的S1能级(SPH1及SPH2)低，所以可以以更低的激发能形成主体材料141的激发态。由此，可以降低发光元件的驱动电压。
然后，通过将激基复合物(SPE)及(TPE)的双方的能量转移到客体材料142(磷光化合物)的T1能级而得到发光(参照图7C的路径E8、E9)。
激基复合物的T1能级(TPE)优选比客体材料142的T1能级(TPG)高。由此，可以将所产生的激基复合物的单重激发能及三重激发能从激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)转移到客体材料142的T1能级(TPG)。
为了使激发能高效地从激基复合物转移到客体材料142，激基复合物的T1能级(TPE)优选等于或低于形成激基复合物的各有机化合物(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的T1能级(TPH1及TPH2)。由此，不容易产生各有机化合物(有机化合物141_1及有机化合物141_2)所导致的激基复合物的三重激发能的猝灭，而高效地发生从激基复合物向客体材料142的能量转移。
另外，为了使有机化合物141_1与有机化合物141_2高效地形成激基复合物，优选有机化合物141_1及有机化合物141_2中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，其中一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。例如，在有机化合物141_1具有空穴传输性且有机化合物141_2具有电子传输性的情况下，优选有机化合物141_1的HOMO能级高于有机化合物141_2的HOMO能级且有机化合物141_1的LUMO能级高于有机化合物141_2的LUMO能级。或者，在有机化合物141_2具有空穴传输性且有机化合物141_1具有电子传输性的情况下，优选有机化合物141_2的HOMO能级高于有机化合物141_1的HOMO能级且有机化合物141_2的LUMO能级高于有机化合物141_1的LUMO能级。具体而言，有机化合物141_1的HOMO能级与有机化合物141_2的HOMO能级的能量差优选为0.05eV以上，更优选为0.1eV以上，进一步优选为0.2eV以上。另外，有机化合物141_1的LUMO能级与有机化合物141_2的LUMO能级的能量差优选为0.05eV以上，更优选为0.1eV以上，进一步优选为0.2eV以上。
在有机化合物141_1与有机化合物141_2的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子平衡。具体而言，具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物优选在1:9至9:1(重量比)的范围内。另外，通过具有该结构，可以容易地控制载流子平衡，由此也可以容易地对载流子复合区域进行控制。
<能量转移机理>
下面，对主体材料141与客体材料142的分子间的能量转移过程的控制因素进行说明。作为分子间的能量转移的机理，提出了福斯特机理(偶极-偶极相互作用)和德克斯特(Dexter)机理(电子交换相互作用)的两个机理。注意，虽然在此对主体材料141与客体材料142的分子间的能量转移过程进行说明，但是在主体材料141为激基复合物时也是同样的。
《福斯特机理》
在福斯特机理中，在能量转移中不需要分子间的直接接触，通过主体材料141与客体材料142间的偶极振荡的共振现象发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，主体材料141给客体材料142供应能量，激发态的主体材料141成为基态，基态的客体材料142成为激发态。此外，算式(1)示出福斯特机理的速度常数kh*→g。
[算式1]
在算式(1)中，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体材料141的归一化发射光谱(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光光谱，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光光谱)，εg(ν)表示客体材料142的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示主体材料141与客体材料142的分子间距，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，c表示光速，φ表示发光量子收率(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光量子收率，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光量子收率)，K2表示主体材料141和客体材料142的跃迁偶极矩的取向的系数(0至4)。此外，在无规取向中，K2＝2/3。
《德克斯特机理》
在德克斯特机理中，主体材料141和客体材料142接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的主体材料141的电子和基态的客体材料142的电子，发生能量转移。此外，算式(2)示出德克斯特机理的速度常数kh*→g。
[算式2]
在算式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体材料141的归一化发射光谱(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光光谱，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光光谱)，ε’g(ν)表示客体材料142的归一化吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示主体材料141与客体材料142的分子间距。
在此，从主体材料141到客体材料142的能量转移效率φET以算式(3)表示。kr表示主体材料141的发光过程(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光)的速度常数，kn表示主体材料141的非发光过程(热失活或系间窜越)的速度常数，τ表示所测量的主体材料141的激发态的寿命。
[算式3]
从算式(3)可知，为了提高能量转移效率φET，增大能量转移的速度常数kh*→g，其他竞争的速度常数kr+kn(＝1/τ)相对变小，即可。
《用来提高能量转移的概念》
在基于福斯特机理的能量转移中，作为能量转移效率φET，发光量子收率φ(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光量子收率，在说明来自三重激发态的能量转移时是磷光量子收率)优选高。此外，主体材料141的发射光谱(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光光谱)与客体材料142的吸收光谱(相当于从单重基态到三重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。再者，客体材料142的摩尔吸光系数优选高。这意味着主体材料141的发射光谱与呈现在客体材料142的最长波长一侧的吸收带重叠。
此外，在基于德克斯特机理的能量转移中，为了增大速度常数kh*→g，主体材料141的发射光谱(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光光谱，在说明来自三重激发态的能量转移时是磷光光谱)与客体材料142的吸收光谱(相当于从单重基态到三重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。因此，能量转移效率的最优化可以通过使主体材料141的发射光谱与呈现在客体材料142的最长波长一侧的吸收带重叠而实现。
与从主体材料141到客体材料142的能量转移同样地，在从激基复合物到客体材料142的能量转移过程中也发生基于福斯特机理及德克斯特机理的双方的能量转移。
换言之，主体材料141包括有机化合物141_1和有机化合物141_2，有机化合物141_1和有机化合物141_2为形成具有将能量高效地转移到客体材料142的作为能量供体的功能的激基复合物的组合。可以以比单个有机化合物141_1和单个有机化合物141_2的激发态低的激发能量形成有机化合物141_1和有机化合物141_2所形成的激基复合物。由此，可以降低发光元件的驱动电压。
再者，为了使从激基复合物的S1能级到用作能量受体的客体材料142的T1能级的能量转移容易产生，优选的是，该激基复合物的发射光谱与呈现在客体材料142的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠。由此，可以提高客体材料142的三重激发态的产生效率。
由于在发光层140中生成的激基复合物具有单重激发能级与三重激发能级接近的特征，所以通过使激基复合物的发射光谱与在客体材料142的最长波长一侧(低能量一侧)呈现的吸收带重叠，可以容易发生从激基复合物的三重激发能级到客体材料142的三重激发能级的能量转移。
通过使发光层140具有上述结构，可以高效地获得来自发光层140的客体材料142(磷光化合物)的发光。
在本说明书等中，有时将上述路径E7至E9的过程称为ExTET(Exciplex-TripletEnergy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。换言之，在发光层140中，产生从激基复合物到客体材料142的激发能量的供应。在此情况下，未必需要使从TPE向SPE的反系间窜越的效率及由SPE的发光量子产率高，因此可以选择的材料更多。
另外，发光层170可以具有实施方式1所示的发光层130的结构或发光层140的结构。
在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108或发光单元106及发光单元110的客体材料所呈现的发光颜色既可以相同又可以不同。当发光单元106及发光单元108或发光单元106及发光单元110包含具有呈现相同颜色的功能的客体材料时，发光元件250及发光元件252成为以小电流值呈现高发光亮度的发光元件，所以是优选的。另外，当发光单元106及发光单元108或发光单元106及发光单元110包含具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的客体材料时，发光元件250及发光元件252成为呈现多色发光的发光元件，所以是优选的。此时，由于通过作为发光层120和发光层170中的一个或两个或者发光层140和发光层170中的一个或两个使用发光波长不同的多个发光材料，合成具有不同的发光峰值的光，因此发光元件250及发光元件252所呈现的发射光谱具有至少两个极大值。
另外，上述结构适合用来获得白色发光。通过使发光层120与发光层170或发光层140与发光层170的光为互补色的关系，可以获得白色发光。尤其优选以实现演色性高的白色发光或至少具有红色、绿色、蓝色的发光的方式选择客体材料。
此外，也可以将发光层120、发光层140和发光层170中的至少一个进一步分割为层状并使该被分割的层的每一个都含有不同的发光材料。也就是说，发光层120、发光层140和发光层170中的至少一个也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层的情况下，可以将具有空穴传输性的材料用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的材料用作第二发光层的主体材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料既可以是具有呈现相同颜色的发光的功能的材料，又可以是具有呈现不同颜色的发光的功能的材料。通过采用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的多个发光材料的结构，也可以得到由三原色或四种以上的发光颜色构成的演色性高的白色发光。
<发光元件的结构实例3>
接着，参照图8A至图8C说明与图6A至图7C所示的发光元件不同的结构实例。
图8A是发光元件254的截面示意图。
图8A所示的发光元件254具有在一对电极(电极101及电极102)之间夹有EL层100的结构。注意，虽然下面说明在发光元件254中电极101用作阳极且电极102用作阴极的情况，但是发光元件254的阳极和阴极也可以与此相反。
此外，EL层100包括发光层180，该发光层180包括发光层120及发光层140。此外，在发光元件254中，除了发光层之外还示出空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119作为EL层100，但是上述叠层结构只是一个例子，发光元件254中的EL层100的结构不局限于此。例如，可以改变EL层100中的上述各层的叠层顺序。或者，可以在EL层100中设置上述各层之外的功能层。该功能层例如可以具有降低空穴或电子的注入势垒的功能、提高空穴或电子的传输性的功能、阻碍空穴或电子的传输性的功能、产生空穴或电子的功能。
此外，如图8B所示，发光层120包含主体材料121和客体材料122。此外，发光层140包含主体材料141和客体材料142。主体材料141包含有机化合物141_1和有机化合物141_2。以下说明客体材料122为荧光化合物且客体材料142为磷光化合物的情况。
另外，优选发光层120和发光层140中的至少一个具有实施方式1所示的发光层130的结构。
《发光层180的发光机理》
发光层120的发光机理与图6B、图6C所示的发光层120的发光机理相同。另外，发光层140的发光机理与图7BC所示的发光层140的发光机理相同。
如图8A所示，当具有发光层120与发光层140彼此接触的结构时，即使在发光层120与发光层140之间的界面发生从发光层140的激基复合物到发光层120的主体材料121的能量转移(尤其是，三重激发能量的能量转移)也可以在发光层120中将上述三重激发能量转换为发光。
发光层120的主体材料121的T1能级优选低于发光层140所包含的有机化合物141_1及有机化合物141_2的T1能级。此外，在发光层120中，优选的是，主体材料121的S1能级高于客体材料122(荧光化合物)的S1能级，并且，主体材料121的T1能级低于客体材料122(荧光化合物)的T1能级。
具体而言，图8C示出在发光层120中使用TTA，在发光层140中使用ExTET时的能级的相关关系。图8C中的记载及符号表示的是如下。
Fluorescence EML(120)：发光层120(荧光发光层)
Phosphorescence EML(140)：发光层140(磷光发光层)
Host(121)：主体材料121
Guest(122)：客体材料122(荧光化合物)
Host(141_1)：主体材料(有机化合物141_1)
Guest(142)：客体材料142(磷光化合物)
Exciplex：激基复合物(有机化合物141_1和有机化合物141_2)
SFH：主体材料121的S1能级
TFH：主体材料121的T1能级
SFG：客体材料122(荧光化合物)的S1能级
TFG：客体材料122(荧光化合物)的T1能级
SPH：主体材料(有机化合物141_1)的S1能级
TPH：主体材料(有机化合物141_1)的T1能级
TPG：客体材料142(磷光化合物)的T1能级
SE：激基复合物的S1能级
TE：激基复合物的T1能级
如图8C所示，激基复合物只处于激发态，因此不容易产生激基复合物和激基复合物之间的激子扩散。激基复合物的激发能级(SE、TE)低于发光层140的有机化合物141_1(即，磷光化合物的主体材料)的激发能级(SPH、TPH)，因此不发生从激基复合物向有机化合物141_1的能量扩散。就是说，在磷光发光层(发光层140)中，激基复合物的激子扩散距离短，因此可以保持磷光发光层(发光层140)的效率。即使在荧光发光层(发光层120)与磷光发光层(发光层140)之间的界面磷光发光层(发光层140)的激基复合物的三重激发能量的一部分扩散到荧光发光层(发光层120)中，该扩散所引起的荧光发光层(发光层120)的三重激发能量也利用TTA而转换为发光，因此可以减少能量损失。
如上所述，在发光元件254中，通过在发光层140中利用ExTET且在发光层120中利用TTA来减少能量损失，由此可以实现发光效率高的发光元件。此外，如发光元件254所示，当采用发光层120与发光层140彼此接触的结构时，可以在减少上述能量损失的同时减少EL层100中的层的个数。因此，可以实现制造成本低的发光元件。
此外，也可以采用发光层120不与发光层140接触的结构。此时，可以防止从在发光层140中生成的有机化合物141_1、有机化合物141_2或客体材料142(磷光化合物)的激发态到发光层120中的主体材料121或客体材料122(荧光化合物)的利用德克斯特(dexter)机理的能量转移(尤其是，三重态能量转移)。因此，设置在发光层120与发光层140之间的层只要具有几nm左右的厚度即可。具体而言，在该层的厚度为1nm以上且5nm以下时，能够抑制驱动电压的上升，所以是优选的。
设置在发光层120与发光层140之间的层既可以只包含一个材料，又可以包含空穴传输性材料和电子传输性材料。当上述层只包含一个材料时，也可以使用双极性材料。双极性材料是指电子和空穴的迁移率比例为100以下的材料。此外，也可以使用空穴传输性材料或电子传输性材料等。或者，其中的至少一个也可以使用与发光层140的主体材料(有机化合物141_1或有机化合物141_2)相同的材料形成。由此，发光元件的制造变得容易，并且可以降低驱动电压。再者，也可以使用空穴传输性材料和电子传输性材料形成激基复合物，此时可以有效地抑制激子的扩散。具体而言，可以防止从发光层140的主体材料(有机化合物141_1或有机化合物141_2)或客体材料142(磷光化合物)的激发态到发光层120的主体材料121或客体材料122(荧光化合物)的能量转移。
虽然说明了在发光元件254中发光层120位于空穴传输层112一侧且发光层140位于电子传输层118一侧的情况，但是本发明的一个实施方式的发光元件不局限于此。发光层120可以位于电子传输层118一侧，发光层140可以位于空穴传输层112一侧。
在发光元件254中，载流子的复合区域优选具有一定程度的分布。为此，在发光层120或发光层140中优选具有适当的载流子俘获性，发光层140所包含的客体材料142(磷光化合物)优选具有电子俘获性。或者，发光层120所包含的客体材料122(荧光化合物)优选具有空穴俘获性。
此外，优选的是，与来自发光层140的发光相比，来自发光层120的发光在更短波长一侧具有发光峰值。使用发射短波长的发光的磷光化合物的发光元件有亮度劣化快的趋势。于是，通过作为短波长的发光采用荧光发光可以提供一种亮度劣化小的发光元件。
此外，当发光层120和发光层140发射彼此不同的发光波长的光时，可以实现多色发光的元件。此时，由于具有不同的发光峰值的发光被合成，因此其发射光谱具有至少两个极大值。
此外，上述结构适合用来获得白色发光。当发光层120与发光层140的光具有互补色的关系时，可以获得白色发光。
此外，通过将发光波长不同的多种发光材料用于发光层120和发光层140中的一方或双方，可以得到由三原色或四种以上的发光颜色构成的演色性高的白色发光。在此情况下，可以将发光层进一步分割为层状并使该被分割的层的每一个含有不同的发光材料。
<可用于发光层的材料的例子>
接下来，对可用于发光层120、发光层140及发光层170的材料进行说明。
《可用于发光层120的材料》
在发光层120中，主体材料121的重量比最大，客体材料122(荧光化合物)分散在主体材料121中。优选的是，主体材料121的S1能级高于客体材料122(荧光化合物)的S1能级，主体材料121的T1能级低于客体材料122(荧光化合物)的T1能级。
在发光层120中，对客体材料122没有特别的限制，但是优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、(chrysene)衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、二苯乙烯衍生物、吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、吩恶嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等。具体而言，例如，可以使用作为实施方式1所示的客体材料132所举出的荧光化合物。
虽然对能够用于发光层120中的主体材料121的材料没有特别的限制，但是例如可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、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-苯并恶唑基)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)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物；4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、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’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物。另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、(chrysene)衍生物、二苯并[g，p](chrysene)衍生物等缩合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromatic compound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9'-联蒽(简称：BANT)、9，9'-(二苯乙烯-3，3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9'-(二苯乙稀-4，4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及1，3，5-三(1-芘基)苯(简称：TPB3)等。另外，从这些物质及已知的物质中选择一种或多种具有比上述客体材料122的能隙大的能隙的物质即可。
发光层120也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层120的情况下，有如下结构等：将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。
此外，在发光层120中，主体材料121既可以由一个化合物构成，又可以由多个化合物构成。或者，发光层120也可以包含主体材料121及客体材料122以外的材料。
另外，发光层120可以具有实施方式1所示的发光层130的结构。此时，优选使用实施方式1所示的主体材料131及客体材料132(荧光化合物)。
《可用于发光层140的材料》
在发光层140中，主体材料141的重量比最大，客体材料142(磷光化合物)分散在主体材料141中。优选发光层140的主体材料141(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的T1能级高于客体材料142的T1能级。
作为有机化合物141_1，除了锌、铝类金属配合物以外还可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。作为其他例子，可以举出芳族胺或咔唑衍生物等。具体而言，可以使用实施方式1所示的电子传输性材料及空穴传输性材料。
作为有机化合物141_2，优选使用可以与有机化合物141_1组合形成激基复合物的材料。具体而言，例如，可以使用实施方式1所示的电子传输性材料及空穴传输性材料。此时，优选以有机化合物141_1与有机化合物141_2所形成的激基复合物的发光峰值与客体材料142(磷光化合物)的三重MLCT(从金属到配体的电荷转移：Metal to Ligand ChargeTransfer)跃迁的吸收带(具体为最长波长一侧的吸收带)重叠的方式选择有机化合物141_1、有机化合物141_2及客体材料142(磷光化合物)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光元件。注意，在使用热活化延迟荧光化合物代替磷光化合物的情况下，最长波长一侧的吸收带优选为单重态的吸收带。
作为客体材料142(磷光化合物)，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，其中优选的是有机铱配合物，例如铱类邻位金属配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。具体地，例如，可以使用作为实施方式1所示的客体材料132举出的磷光化合物。
作为发光层140所包括的发光材料，可以使用能够将三重激发能转换为发光的材料。作为能够将该三重态激发能转换为发光的材料，除了磷光化合物之外还可以举出热活化延迟荧光化合物。因此，可以将有关磷光化合物的记载看作有关热活化延迟荧光化合物的记载。
另外，显示热活化延迟荧光的材料既可以是能够单独从三重激发态通过反系间窜跃生成单重激发态的材料，又可以由形成激基复合物(也称为Exciplex)的多个材料构成。
当热活化延迟荧光化合物由一种材料构成时，具体而言，可以使用实施方式1所示的热活化延迟荧光化合物。
另外，当作为主体材料使用热活化延迟荧光化合物时,优选组合形成激基复合物的两种化合物而使用。此时，特别优选使用上述容易接收电子的化合物及容易接收空穴的化合物的组合，该组合形成上述所示的激基复合物。
另外，发光层140可以具有实施方式1所示的发光层130的结构。此时，优选使用实施方式1所示的主体材料131及客体材料132(磷光化合物)。
《可以用于发光层170的材料》
作为可以用于发光层170的材料，可以应用能够用于上述实施方式1所示的发光层的材料。由此可以制造发光效率高的发光元件。
此外，对包含在发光层120、发光层140及发光层170的发光材料的发光颜色没有限制，可以相同或不同。来自各材料的发光被混合并提取到元件的外部，因此例如当两个发光颜色为互补色时，发光元件可以提供白色光。当考虑发光元件的可靠性时，包含在发光层120的发光材料的发光峰波长优选比包含在发光层170的发光材料短。
此外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光单元106、发光单元108、发光单元110及电荷产生层115。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式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9A至图12C说明具有与实施方式1及实施方式2所示的结构不同的结构的发光元件的例子。
<发光元件的结构实例1>
图9A及图9B是示出本发明的一个方式的发光元件的截面图。在图9A及图9B中，在具有与图1A所示的附图标记同样功能的部分，使用相同的阴影线，有时省略附图标记。此外，具有相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
图9A及图9B所示的发光元件260a及发光元件260b既可以是经过衬底200提取光的底面发射(底部发射)型发光元件，也可以是将光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射(顶部发射)型发光元件。注意，本发明的一个方式并不局限于此，也可以是将发光元件所发射的光提取到衬底200的上方及下方的双方的双面发射(双发射：dual emission)型发光元件。
当发光元件260a及发光元件260b是底部发射型发光元件时，电极101优选具有透过光的功能。另外，电极102优选具有反射光的功能。或者，当发光元件260a及发光元件260b是顶部发射型发光元件时，电极101优选具有反射光的功能。另外，电极102优选具有透过光的功能。
发光元件260a及发光元件260b在衬底200上包括电极101及电极102。另外，在电极101与电极102之间包括发光层123B、发光层123G及发光层123R。另外，还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。
另外，作为电极101的结构的一部分，发光元件260b包括导电层101a、导电层101a上的导电层101b、导电层101a下的导电层101c。也就是说，发光元件260b包括具有导电层101a被导电层101b与导电层101c夹持的结构的电极101。
在发光元件260b中，导电层101b与导电层101c既可以由不同的材料形成，又可以由相同的材料形成。当导电层101b和导电层101c由相同的导电材料形成时，容易通过电极101的形成过程中的蚀刻工序进行图案形成，所以是优选的。
此外，在发光元件260b中，也可以仅包括导电层101b和导电层101c中的任一个。
另外，电极101所包括的导电层101a、101b、101c都可以使用与实施方式1所示的电极101或电极102同样的结构及材料。
在图9A及图9B中，在被电极101与电极102夹持的区域221B、区域221G与区域221R之间分别具有分隔壁145。分隔壁145具有绝缘性。分隔壁145覆盖电极101的端部，并具有与该电极重叠的开口部。通过设置分隔壁145，可以将各区域的衬底200上的电极101分别分为岛状。
此外，发光层123B与发光层123G可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。另外，发光层123G与发光层123R可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。另外，发光层123R与发光层123B可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。
分隔壁145只要具有绝缘性即可，使用无机材料或有机材料形成。作为该无机材料，可以举出氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝等。作为该有机材料，例如可以举出丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂等感光树脂材料。
注意，氧氮化硅膜是指其组成中氧含量多于氮含量的膜，优选在55atoms％以上且65atoms％以下、1atoms％以上且20atoms％以下、25atoms％以上且35atoms％以下、0.1atoms％以上且10atoms％以下的范围内分别包含氧、氮、硅和氢。氮氧化硅膜是指其组成中氮含量多于氧含量的膜，优选在55atoms％以上且65atoms％以下、1atoms％以上且20atoms％以下、25atoms％以上且35atoms％以下、0.1atoms％以上且10atoms％以下的范围内分别包含氮、氧、硅和氢。
另外，发光层123R、发光层123G及发光层123B优选分别包含能够发射不同颜色的发光材料。例如，当发光层123R包含能够发射红色的发光材料时，区域221R呈现红色光；当发光层123G包含能够发射绿色的发光材料时，区域221G呈现绿色光；当发光层123B包含能够发射蓝色的发光材料时，区域221B呈现蓝色光。通过将具有这种结构的发光元件260a或发光元件260b用于显示装置的像素，可以制造能够进行全彩色显示的显示装置。另外，每个发光层的厚度既可以相同又可以不同。
另外，发光层123B、发光层123G及发光层123R中的任一个或多个发光层优选具有与实施方式1所示的发光层130的结构。由此，可以制造发光效率高的发光元件及可靠性高的发光元件。
另外，发光层123B、发光层123G、发光层123R中的任一个或多个发光层也可以是两层以上的叠层。
如上所述，通过使至少一个发光层具有实施方式1所示的发光层的结构，并且将包括该发光层的发光元件260a或发光元件260b用于显示装置的像素，可以制造发光效率高的显示装置及可靠性高的显示装置。也就是说，包括发光元件260a或发光元件260b的显示装置可以减少功耗。
另外，通过在提取光一侧的电极的提取光的方向上设置光学元件(例如，滤色片、偏振片、反射防止膜等)，可以提高发光元件260a及发光元件260b的色纯度。因此，可以提高包括发光元件260a或发光元件260b的显示装置的色纯度。或者，可以减少发光元件260a及发光元件260b的外光反射。因此，可以提高包括发光元件260a或发光元件260b的显示装置的对比度。
注意，关于发光元件260a及发光元件260b中的其他构成要素，参照实施方式1及实施方式2中的发光元件的构成要素即可。
<发光元件的结构实例2>
下面，参照图10A及图10B说明与图9A及图9B所示的发光元件不同的结构实例。
图10A及图10B是示出本发明的一个方式的发光元件的截面图。在图10A及图10B中，在具有与图9A及图9B所示的附图标记相同的功能的部分，使用相同的阴影线，而有时省略附图标记。此外，具有与图9A及图9B相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
图10A及图10B是在一对电极之间具有发光层的发光元件的结构实例。图10A所示的发光元件262a是将光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射(顶部发射)型发光元件，并且图10B所示的发光元件262b是经过衬底200提取光的底面发射(底部发射)型发光元件。注意，本发明的一个方式并不局限于此，也可以是将发光元件所发射的光提取到形成有发光元件的衬底200的上方及下方的双方的双面发射(双发射)型发光元件。
发光元件262a及发光元件262b在衬底200上包括电极101、电极102、电极103、电极104。此外，在电极101与电极102之间、在电极102与电极103之间以及在电极102与电极104之间至少包括发光层170、发光层190及电荷产生层115。此外，还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113、电子注入层114、空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118、电子注入层119。
电极101包括导电层101a、在导电层101a上并与其接触的导电层101b。此外，电极103包括导电层103a、在导电层103a上并与其接触的导电层103b。电极104包括导电层104a、在导电层104a上并与其接触的导电层104b。
图10A所示的发光元件262a及图10B所示的发光元件262b在由电极101及电极102夹持的区域222B与由电极102及电极103夹持的区域222G与由电极102及电极104夹持的区域222R之间都包括分隔壁145。分隔壁145具有绝缘性。分隔壁145覆盖电极101、电极103及电极104的端部，并包括与该电极重叠的开口部。通过设置分隔壁145，可以将各区域的衬底200上的该电极分为岛状。
通过使用对空穴传输性材料添加电子受体(受体)的材料或对电子传输性材料添加电子给体(供体)的材料，可以形成电荷产生层115。当电荷产生层115的导电率与一对电极大致同样高时，由于因电荷产生层115而产生的载流子流过相邻的像素，所以有时相邻的像素会产生发光。因此，为了抑制相邻的像素不正常地产生发光，电荷产生层115优选由导电率低于一对电极的材料形成。
发光元件262a及发光元件262b在从区域222B、区域222G及区域222R发射的光被提取的方向上具有包括光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R的衬底220。从各区域发射的光透过各光学元件射出到发光元件的外部。也就是说，从区域222B发射的光透过光学元件224B射出，从区域222G发射的光透过光学元件224G射出，且从区域222R发射的光透过光学元件224R射出。
光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R具有选择性地使入射光中的呈现特定颜色的光透过的功能。例如，从区域222B发射的光透过光学元件224B成为蓝色光，从区域222G发射的光透过光学元件224G成为绿色光，从区域222R发射的光透过光学元件224R成为红色光。
作为光学元件224R、光学元件224G、光学元件224B，例如可以采用着色层(也称为滤色片)、带通滤光片、多层膜滤光片等。此外，可以将颜色转换元件应用于光学元件。颜色转换元件是将入射光转换为其波长比该入射光长的光的光学元件。作为颜色转换元件，优选使用利用量子点的元件。通过利用量子点，可以提高显示装置的色彩再现性。
另外，也可以在光学元件224R、光学元件224G及光学元件224B上重叠地设置一个或多个其他光学元件。作为其他光学元件，例如可以设置圆偏振片或防反射膜等。通过将圆偏振片设置在显示装置中的发光元件所发射的光被提取的一侧，可以防止从显示装置的外部入射的光在显示装置的内部被反射而射出到外部的现象。另外，通过设置防反射膜，可以减弱在显示装置的表面被反射的外光。由此，可以清晰地观察显示装置所发射的光。
在图10A及图10B中使用虚线的箭头示意性地示出透过各光学元件从各区域射出的蓝色(B)光、绿色(G)光、红色(R)光。
在各光学元件之间包括遮光层223。遮光层223具有遮蔽从相邻的区域发射的光的功能。此外，也可以采用不设置遮光层223的结构。
遮光层223具有抑制外光的反射的功能。或者，遮光层223具有防止从相邻的发光元件发射出的光混合的功能。遮光层223可以使用金属、包含黑色颜料的树脂、碳黑、金属氧化物、包含多种金属氧化物的固溶体的复合氧化物等。
另外，光学元件224B与光学元件224G也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。或者，光学元件224G与光学元件224R也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。或者，光学元件224R与光学元件224B也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。
另外，关于衬底200及具有光学元件的衬底220的结构，可以参照实施方式1。
并且，发光元件262a及发光元件262b具有微腔结构。
《微腔结构》
从发光层170及发光层190射出的光在一对电极(例如，电极101与电极102)之间被谐振。另外，发光层170及发光层190形成在所射出的光中的所希望的波长的光得到增强的位置。例如，通过调整从电极101的反射区域到发光层170的发光区域的光学距离以及从电极102的反射区域到发光层170的发光区域的光学距离，可以增强从发光层170射出的光中的所希望的波长的光。另外，通过调整从电极101的反射区域到发光层190的发光区域的光学距离以及从电极102的反射区域到发光层190的发光区域的光学距离，可以增强从发光层190射出的光中的所希望的波长的光。也就是说，当采用层叠多个发光层(在此为发光层170及发光层190)的发光元件时，优选分别将发光层170及发光层190的光学距离最优化。
另外，在发光元件262a及发光元件262b中，通过在各区域中调整导电层(导电层101b、导电层103b及导电层104b)的厚度，可以增强发光层170及发光层190所发射的光中的所希望的波长的光。此外，通过在各区域中使空穴注入层111和空穴传输层112中的至少一个的厚度或电子注入层119和电子传输层118中的至少一个的厚度不同，也可以增强从发光层170及发光层190发射的光。
例如，在电极101至电极104中，当能够反射光的导电材料的折射率小于发光层170或发光层190的折射率时，以电极101与电极102之间的光学距离为mBλB/2(mB表示自然数，λB表示在区域222B中增强的光的波长)的方式调整电极101中的导电层101b的厚度。同样地，以电极103与电极102之间的光学距离为mGλG/2(mG表示自然数，λG表示在区域222G中增强的光的波长)的方式调整电极103中的导电层103b的厚度。并且，以电极104与电极102之间的光学距离为mRλR/2(mR表示自然数，λR表示在区域222R中增强的光的波长)的方式调整电极104中的导电层104b的厚度。
例如，在难以严密地决定电极101至电极104的反射区域的情况下，通过将电极101至电极104的任意区域假设为反射区域，可以导出增强从发光层170或发光层190射出的光的光学距离。另外，在难以严密地决定发光层170及发光层190的发光区域的情况下，通过将发光层170及发光层190的任意区域假设为发光区域，可以导出增强从发光层170及发光层190射出的光的光学距离。
如上所述，通过设置微腔结构调整各区域的一对电极之间的光学距离，可以抑制各电极附近的光的散射及光的吸收，由此可以实现较高的光提取效率。
另外，在上述结构中，导电层101b、导电层103b、导电层104b优选具有透过光的功能。另外，构成导电层101b、导电层103b、导电层104b的材料既可以相同又可以不同。当使用相同材料形成导电层101b、导电层103b、导电层104b时，电极101、电极103及电极104的形成过程中的蚀刻工序的图案形成变得容易，所以是优选的。另外，导电层101b、导电层103b、导电层104b也可以分别是两层以上的层叠层的结构。
由于图10A所示的发光元件262a是顶面发射型发光元件，所以导电层101a、导电层103a及导电层104a优选具有反射光的功能。另外，电极102优选具有透过光的功能及反射光的功能。
另外，由于图10B所示的发光元件262b是底面发射型发光元件，所以导电层101a、导电层103a及导电层104a优选具有透过光的功能及反射光的功能。另外，电极102优选具有反射光的功能。
在发光元件262a及发光元件262b中，导电层101a、导电层103a、或导电层104a既可以使用相同的材料，又可以使用不同的材料。当导电层101a、导电层103a、导电层104a使用相同的材料时，可以降低发光元件262a及发光元件262b的制造成本。另外，导电层101a、导电层103a、导电层104a也可以分别是两层以上的层叠层的结构。
另外，发光元件262a及发光元件262b中的发光层170和发光层190中的至少一个优选具有实施方式1和实施方式2所示的结构中的至少一个。由此，可以制造发光效率高的发光元件及可靠性高的发光元件。
例如，发光层170及发光层190可以具有如发光层190a及发光层190b那样在其中一个或两个中层叠有两层的结构。通过作为两层的发光层分别使用第一化合物及第二化合物这两种具有发射不同颜色的功能的发光材料，可以同时得到多种发光。尤其是，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合发光层170和发光层190所发射的光而能够得到白色发光。
发光层170和发光层190中的一个或两个也可以具有层叠有三层以上的结构，并也可以包括不具有发光材料的层。
如上所示，通过将至少具有实施方式1和实施方式2所示的发光层的结构中的一种的发光元件262a或发光元件262b用于显示装置的像素，可以制造发光效率高的显示装置及可靠性高的显示装置。也就是说，包括发光元件262a或发光元件262b的显示装置可以减少功耗。
注意，关于发光元件262a及发光元件262b中的其他结构，参照发光元件260a或发光元件260b或者实施方式1及实施方式2所示的发光元件的结构即可。
<发光元件的制造方法>
接着，参照图11A至图12C对本发明的一个方式的发光元件的制造方法进行说明。在此，对图10A所示的发光元件262a的制造方法进行说明。
图11A至图12C是说明本发明的一个方式的发光元件的制造方法的截面图。
下面将说明的发光元件262a的制造方法包括第一步骤至第七步骤的七个步骤。
《第一步骤》
第一步骤是如下工序：将发光元件的电极(具体为构成电极101的导电层101a、构成电极103的导电层103a以及构成电极104的导电层104a)形成在衬底200上(参照图11A)。
在本实施方式中，在衬底200上形成具有反射光的功能的导电层，将该导电层加工为所希望的形状，由此形成导电层101a、导电层103a及导电层104a。作为上述具有反射光的功能的导电层，使用银、钯及铜的合金膜(也称为Ag-Pd-Cu膜、APC)。如此，通过经过对同一导电层进行加工的工序形成导电层101a、导电层103a、及导电层104a，可以降低制造成本，所以是优选的。
此外，也可以在第一步骤之前在衬底200上形成多个晶体管。此外，上述多个晶体管可以与导电层101a、导电层103a及导电层104a分别电连接。
《第二步骤》
第二步骤是如下工序：在构成电极101的导电层101a上形成具有透过光的功能的导电层101b；在构成电极103的导电层103a上形成具有透过光的功能的导电层103b；以及在构成电极104的导电层104a上形成具有透过光的功能的导电层104b(参照图11B)。
在本实施方式中，在具有反射光的功能的导电层101a、103a及104a上分别形成具有透过光的功能的导电层101b、103b及104b，由此形成电极101、电极103及电极104。作为上述导电层101b、103b及104b使用ITSO膜。
另外，具有透过光的功能的导电层101b、103b及104b也可以分为多次来形成。通过分为多次形成，可以以在各区域中实现适当的微腔结构的膜厚度来形成导电层101b、103b及104b。
《第三步骤》
第三步骤是形成覆盖发光元件的各电极的端部的分隔壁145的工序(参照图11C)。
分隔壁145包括与电极重叠的开口部。由于该开口部而露出的导电膜被用作发光元件的阳极。在本实施方式中，作为分隔壁145使用聚酰亚胺树脂。
另外，在第一步骤至第三步骤中没有损伤EL层(包含有机化合物的层)的可能性，由此可以使用各种各样的成膜方法及微细加工技术。在本实施方式中，利用溅射法形成反射导电层，利用光刻法在该导电层上形成图案，然后利用干蚀刻法或湿蚀刻法将该导电层加工为岛状，来形成构成电极101的导电层101a、构成电极103的导电层103a以及构成电极104的导电层104a。然后，利用溅射法形成具有透明性的导电膜，利用光刻法在该具有透明性的导电膜上形成图案，然后利用湿蚀刻法将该透明导电膜加工为岛状，来形成电极101、电极103以及电极104。
《第四步骤》
第四步骤是形成空穴注入层111、空穴传输层112、发光层190、电子传输层113、电子注入层114及电荷产生层115的工序(参照图12A)。
通过共蒸镀空穴传输性材料和包含受体性物质的材料，可以形成空穴注入层111。注意，共蒸镀是指使多个不同的物质分别从不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。通过蒸镀空穴传输性材料，可以形成空穴传输层112。
通过蒸镀发射选自紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、橙色和红色中至少一个的光的客体材料，可以形成发光层190。作为客体材料，可以使用发射荧光或磷光的发光有机化合物。另外，优选使用实施方式1及实施方式2所示的发光层的结构。另外，发光层190也可以是双层结构。此时，两个发光层优选具有彼此发射不同颜色的发光的发光有机化合物。
通过蒸镀电子传输性高的物质，可以形成电子传输层113。另外，通过蒸镀电子注入性高的物质，可以形成电子注入层114。
通过蒸镀对空穴传输性材料添加有电子受体(受体)的材料或对电子传输性材料添加有电子给体(供体)的材料，可以形成电荷产生层115。
《第五步骤》
第五步骤是形成空穴注入层116、空穴传输层117、发光层170、电子传输层118、电子注入层119以及电极102的工序(参照图12B)。
通过利用与上面所示的空穴注入层111相同的材料及方法，可以形成空穴注入层116。另外，通过利用与上面所示的空穴传输层112相同的材料及方法，可以形成空穴传输层117。
通过蒸镀发射选自紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色橙色和红色中至少一个的光的客体材料，可以形成发光层170。客体材料可以使用呈现荧光或磷光的发光有机化合物。另外，优选使用实施方式1及实施方式2所示的发光层的结构。此外，发光层170及发光层190优选包含具有呈现彼此不同的发光的功能的发光有机化合物。
作为电子传输层118，可以利用与上述电子传输层113同样的材料及同样的方法形成。另外，作为电子注入层119，可以利用与上述电子注入层114同样的材料及同样的方法形成。
通过层叠具有反射性的导电膜与具有透光性的导电膜，可以形成电极102。电极102可以采用单层结构或叠层结构。
通过上述工序，在衬底200上形成发光元件，该发光元件在电极101、电极103及电极104上分别包括区域222B、区域222G及区域222R。
《第六步骤》
第六步骤是在衬底220上形成遮光层223、光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R的工序(参照图12C)。
将包含黑色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中，来形成遮光层223。然后，在衬底220及遮光层223上形成光学元件224B、光学元件224G、光学元件224R。将包含蓝色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中，来形成光学元件224B。将包含绿色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中，来形成光学元件224G。将包含红色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中，来形成光学元件224R。
《第七步骤》
第七步骤是如下工序：将形成在衬底200上的发光元件、形成在衬底220上的遮光层223、光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R贴合，并使用密封剂来密封(未图示)。
通过上述工序，可以形成图10A所示的发光元件262a。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中，参照图13A至图23对本发明的一个方式的显示装置进行说明。
<显示装置的结构实例1>
图13A是示出显示装置600的俯视图，图13B是沿图13A中的点划线A-B、点划线C-D所切断的部分的截面图。显示装置600包括驱动电路部(信号线驱动电路部601、扫描线驱动电路部603)以及像素部602。信号线驱动电路部601、扫描线驱动电路部603、像素部602具有控制发光元件的发光的功能。
显示装置600包括元件衬底610、密封衬底604、密封剂605、由密封剂605围绕的区域607、引绕布线608以及FPC609。
注意，引绕布线608是用来传送输入到信号线驱动电路部601及扫描线驱动电路部603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC609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FPC609，但是FPC609还可以安装有印刷线路板(PWB：Printed Wiring Board)。
作为信号线驱动电路部601，形成组合N沟道型晶体管623和P沟道型晶体管624的CMOS电路。另外，信号线驱动电路部601或扫描线驱动电路部603可以利用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路。另外，虽然在本实施方式中示出将形成有驱动电路部的驱动器和像素设置在衬底的同一表面上的显示装置，但是未必需要采用该结构，驱动电路部也可以形成在外部，而不形成在衬底上。
另外，像素部602包括开关晶体管611、电流控制晶体管612以及与电流控制晶体管612的漏极电连接的下部电极613。注意，以覆盖下部电极613的端部的方式形成有分隔壁614。作为分隔壁614可以使用正型感光丙烯酸树脂膜。
另外，将分隔壁614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面，以获得良好的覆盖性。例如，在使用正型感光丙烯酸树脂作为分隔壁614的材料的情况下，优选只使分隔壁614的上端部包括具有曲率半径(0.2μm以上且3μm以下)的曲面。作为分隔壁614，可以使用负型感光树脂或者正型感光树脂中的任一者。
对晶体管(晶体管611、612、623、624)的结构没有特别的限制。例如，作为晶体管也可以使用交错型晶体管。另外，对晶体管的极性也没有特别的限制，也可以采用包括N沟道型晶体管及P沟道型晶体管的结构或者只具有N沟道型晶体管和P沟道型晶体管中的任一个的结构。对用于晶体管的半导体膜的结晶性也没有特别的限制。例如，可以使用非晶半导体膜或结晶性半导体膜。作为半导体材料，可以使用第14族(硅等)半导体、化合物半导体(包括氧化物半导体)、有机半导体等。作为晶体管，例如使用能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的氧化物半导体，由此可以降低晶体管的关态电流，所以是优选的。作为该氧化物半导体，例如可以举出In-Ga氧化物、In-M-Zn氧化物(M表示铝(Al)、镓(Ga)、钇(Y)、锆(Zr)、镧(La)、铈(Ce)、锡(Sn)、铪(Hf)或钕(Nd))等。
在下部电极613上分别形成有EL层616及上部电极617。将下部电极613用作阳极，将上部电极617用作阴极。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法(包括真空蒸镀法)、液滴喷射法(也称为喷墨法)、旋转法等的涂敷法、凹板印刷法等各种方法形成。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(包括低聚物、树枝状聚合物)。
由下部电极613、EL层616及上部电极617构成发光元件618。优选发光元件618是具有构成实施方式1至实施方式3的结构的发光元件。注意，当像素部包括多个发光元件时，也可以包括在实施方式1至实施方式3中记载的发光元件以及具有其他结构的发光元件。
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围绕的区域607中。注意，在区域607中填充有填料，除了填充有非活性气体(氮或氩等)的情况以外，也有填充有可用于密封剂605的紫外线固化树脂或热固化树脂的情况，例如可以使用PVC(聚氯乙烯)类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、硅酮类树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)类树脂或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)类树脂。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，在密封衬底604的下方以与发光元件618重叠的方式设置光学元件621。此外，在密封衬底604的下方还设置遮光层622。作为光学元件621及遮光层622都可以采用与实施方式3所示的光学元件及遮光层同样的结构。
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容易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、丙烯酸等构成的塑料衬底。
在此，参照图22A至图22D说明利用液滴喷射法形成EL层616的方法。图22A至图22D是说明EL层616的制造方法的截面图。
首先，在图22A中，示出形成有下部电极613及分隔壁614的元件衬底610，但是也可以使用如图13B所示地在绝缘膜上形成有下部电极613及分隔壁614的衬底。
接着，在作为分隔壁614的开口部的下部电极613的露出部上利用液滴喷射装置683喷射液滴684，来形成包含组成物的层685。液滴684是包含溶剂的组成物，附着于下部电极613上(参照图22B)。
另外，也可以在减压下进行喷射液滴684的工序。
接着，通过去除包含组成物的层685中的溶剂而使其固化，形成EL层616(参照图22C)。
作为去除溶剂的方法，可以进行干燥工序或加热工序。
接着，在EL层616上形成上部电极617，形成发光元件618(参照图22D)。
如上所述，通过利用液滴喷射法形成EL层616，可以选择地喷射组成物，因此可以减少材料的损失。另外，由于不需要经过用来进行形状的加工的光刻工序等，所以可以使工序简化，从而可以以低成本形成EL层。
另外，上述的液滴喷射法被总称为如下手段：包括具有组成物的喷射口的喷嘴或者具有一个或多个喷嘴的头等液滴喷射的手段。
接着，参照图23说明在液滴喷射法中利用的液滴喷射装置。图23是说明液滴喷射装置1400的示意图。
液滴喷射装置1400包括液滴喷射单元1403。液滴喷射单元1403包括头1405、头1412。
通过由计算机1410控制与头1405、头1412连接的控制单元1407，可以描画预先编程了的图案。
另外，作为描画的时机，例如可以以形成在衬底1402上的标记1411为基准而进行描画。或者，也可以以衬底1402的边缘为基准而确定基准点。在此，利用成像单元1404检测出标记1411，将通过图像处理单元1409转换为数字信号的标记1411利用计算机1410识别而产生控制信号，以将该控制信号传送至控制单元1407。
可使用电荷偶合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)的图像传感器等作为成像单元1404。另外，在衬底1402上需要形成的图案的数据存储于存储媒体1408，可以基于该数据将控制信号传送至控制单元1407，来分别控制液滴喷射单元1403的头1405、头1412等各头。通过管道将要排出的材料从材料供应源1413和1414分别供应到头部1405和1412。
头1405的内部包括以虚线所示的填充液状材料的空间1406及喷射口的喷嘴。尽管图中没有显示,但是头部1412的内部结构与头部1405类似。通过将头1405的喷嘴的尺寸与头1412的喷嘴的尺寸不同，可以使用不同的材料同时描画具有不同的宽度的图案。使用一个头可以喷射多种发光材料中的每一个且描画图案。在对广区域描画图案的情况下，为了提高描画量，同时使用多个喷嘴喷射同一发光材料而可以描画图案。在使用大型衬底的情况下，头1405和头1412在图23所示的箭头的X、Y或Z的方向上自由地对衬底进行扫描，可以自由地设定描画的区域，由此可以在一个衬底上描画多个相同的图案。
另外，排出组合物的工序可以在减压下进行。也可以在排出的时候对基片进行加热。在喷射组成物之后，进行干燥工序和烧成工序中的一个或两个。干燥工序及烧成工序都是一种加热处理的工序，各工序的目的、温度及时间不同。干燥工序和烧成工序在常压或减压下，通过照射激光、瞬间热退火、加热炉等来进行。注意对所进行的热处理的时机以及次数没有具体的限制。为了进行良好的干燥工序及烧成工序，其温度依赖于衬底的材料及组成物的性质。
如上所述，可以使用液滴喷射装置制造EL层616。
通过上述步骤，可以得到包括实施方式1至实施方式3所记载的发光元件及光学元件的显示装置。
<显示装置的结构实例2>
下面，参照图14A、图14B及图15对显示装置的其他例子进行说明。另外，图14A、图14B及图15是本发明的一个方式的显示装置的截面图。
图14A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、周围部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的下部电极1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL层1028、发光元件的上部电极1026、密封层1029、密封衬底1031、密封剂1032等。
另外，在图14A中，作为光学元件的一个例子，将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G及蓝色着色层1034B)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置遮光层1035。对设置有着色层及遮光层的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001上。另外，着色层及遮光层被覆盖层1036覆盖。另外，在图14A中，透过着色层的光成为红色光、绿色光、蓝色光，因此能够以三个颜色的像素呈现图像。
图14B示出作为光学元件的一个例子将着色层(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。
在图15中，作为光学元件的一个例子，示出着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)形成在第一层间绝缘膜1020和第二层间绝缘膜1021之间的例子。如此，着色层也可以设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
另外，虽然以上说明了具有在形成有晶体管的衬底1001一侧提取光的结构(底部发射型)的显示装置，但是也可以采用具有在密封衬底1031一侧提取发光的结构(顶部发射型)的显示装置。
<显示装置的结构实例3>
图16A及图16B示出顶部发射型显示装置的截面图的一个例子。图16A及图16B是说明本发明的一个方式的显示装置的截面图，省略图14A、图14B及图15所示的驱动电路部1041、周围部1042等。
在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。到制造连接晶体管与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型显示装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜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各种材料形成。
虽然在此发光元件的下部电极1024R、1024G、1024B都是阳极，但是也可以是阴极。另外，在采用如图16A及图16B所示那样的顶部发射型显示装置的情况下，下部电极1024R、1024G、1024B优选具有反射光的功能。另外，在EL层1028上设置有上部电极1026。优选的是：上部电极1026具有反射光的功能及透过光的功能，在下部电极1024R、1024G、1024B与上部电极1026之间采用微腔结构，增强特定波长的光的强度。
在图16A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及蓝色着色层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遮光层1035。另外，作为密封衬底1031，优选使用具有透光性的衬底。
在图16A中，例示出设置多个发光元件并在该多个发光元件的每一个上设置着色层的结构，但是不局限于此。例如，如图16B所示，也可以以设置红色着色层1034R及蓝色着色层1034B而不设置绿色着色层的方式以红色、绿色、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。如图16A所示，当设置发光元件并在该发光元件的每一个上设置着色层时，发挥可以抑制外光反射的效果。另一方面，如图16B所示，当发光元件采用设置红色着色层以及蓝色着色层而不设置绿色着色层的结构时，绿色发光元件所发射出的光的能量损失少，因此发挥可以减少功耗的效果。
<显示装置的结构实例4>
虽然上述显示装置包括三种颜色(红色、绿色及蓝色)的子像素，但是也可以包括四种颜色(红色、绿色、蓝色及黄色或者红色、绿色、蓝色及白色)的子像素。图17A至图19B示出包括下部电极1024R、1024G、1024B及1024Y的显示装置的结构。图17A、图17B及图18示出将光提取到形成有晶体管的衬底1001一侧的结构(底部发射型)的显示装置，图19A及图19B示出将光提取到密封衬底1031一侧的结构(顶部发射型)的显示装置。
图17A示出将光学元件(着色层1034R、着色层1034G、着色层1034B、着色层1034Y)设置于透明的基材1033的显示装置的例子。另外，图17B示出将光学元件(着色层1034R、着色层1034G、着色层1034B)形成在栅极绝缘膜1003与第一层间绝缘膜1020之间的显示装置的例子。另外，图18示出将光学元件(着色层1034R、着色层1034G、着色层1034B、着色层1034Y)形成在第一层间绝缘膜1020与第二层间绝缘膜1021之间的显示装置的例子。
着色层1034R具有透过红色光的功能，着色层1034G具有透过绿色光的功能，着色层1034B具有透过蓝色光的功能。另外，着色层1034Y具有透过黄色光的功能或者透过选自蓝色、绿色、黄色、红色中的多个光的功能。当着色层1034Y具有透过选自蓝色、绿色、黄色、红色中的多个光的功能时，透过着色层1034Y的光也可以是白色。发射黄色或白色的光的发光元件的发光效率高，因此包括着色层1034Y的显示装置可以降低功耗。
另外，在图19A及图19B所示的顶部发射型显示装置中，在包括下部电极1024Y的发光元件中也与图16A的显示装置同样地优选在下部电极1024Y与上部电极1026之间具有微腔结构。另外，在图19A的显示装置中，可以利用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B及黄色着色层1034Y)的密封衬底1031进行密封。
透过微腔及黄色着色层1034Y发射的光是在黄色的区域具有发射光谱的光。由于黄色的视觉灵敏度(luminosity factor)高，所以发射黄色光的发光元件的发光效率高。也就是说，具有图19A的结构的显示装置可以降低功耗。
在图19A中，例示出设置多个发光元件并在该多个发光元件的每一个上设置着色层的结构，但是不局限于此。例如，如图19B所示，也可以以设置红色着色层1034R、绿色着色层1034G及蓝色着色层1034B而不设置黄色着色层的方式以红色、绿色、蓝色、黄色的四个颜色或红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示。如图19A所示，当设置发光元件并在该发光元件的每一个上设置着色层时，发挥可以抑制外光反射的效果。另一方面，如图19B所示，当发光元件采用设置红色着色层、绿色着色层及蓝色着色层而不设置黄色着色层的结构时，黄色或白色的发光元件所发射出的光的能量损失少，因此发挥可以减少功耗的效果。
<显示装置的结构实例5>
接着，图20示出本发明的其他一个方式的显示装置。图20是以图13A的点划线A-B、点划线C-D切断的截面图。另外，在图20中，具有与图13B所示的功能同样的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
图20所示的显示装置600在由元件衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的区域607中包括密封层607a、密封层607b及密封层607c。密封层607a、密封层607b及密封层607c中的一个或多个例如可以使用PVC(聚氯乙烯)类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、硅酮类树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)类树脂或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)类树脂等树脂。另外，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝等无机材料。通过形成密封层607a、密封层607b及密封层607c，可以抑制水等杂质所引起的发光元件618的劣化，所以是优选的。另外，当形成密封层607a、密封层607b及密封层607c时，可以不设置密封剂605。
另外，既可以形成密封层607a、密封层607b及密封层607c中的任一个或两个，又可以形成四个以上的密封层。通过使密封层具有多层，可以高效地防止水等杂质从显示装置600的外部进入显示装置内部的发光元件618，所以是优选的。此外，当密封层采用多层时，优选的是，其中层叠树脂和无机材料。
<显示装置的结构实例6>
本实施方式中的结构实例1至结构实例4所示的显示装置包括光学元件，但是本发明的一个方式也可以不包括光学元件。
图21A及图21B所示的显示装置是经过密封衬底1031提取光的结构(顶部发射型)的显示装置。图21A是包括发光层1028R、发光层1028G及发光层1028B的显示装置的一个例子。图21B是包括发光层1028R、发光层1028G、发光层1028B及发光层1028Y的显示装置的一个例子。
发光层1028R具有发射红色的光的功能，发光层1028G具有发射绿色的光的功能，发光层1028B具有发射蓝色的光的功能。发光层1028Y具有发射黄色的光的功能或发射选自蓝色、绿色和红色中的多个光的功能。发光层1028Y所发射的光也可以为白色的光。发射黄色或白色的光的发光元件的发光效率高，因此包括发光层1028Y的显示装置可以降低功耗。
图21A及图21B所示的显示装置在子像素中包括发射不同颜色的光的EL层，由此可以不设置被用作光学元件的着色层。
密封层1029例如可以使用PVC(聚氯乙烯)类树脂、丙烯酸类树脂、聚酰亚胺类树脂、环氧类树脂、硅酮类树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)类树脂或EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)类树脂等树脂。另外，可以使用氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝等无机材料。通过形成密封层1029，可以抑制水等杂质所引起的发光元件的劣化，所以是优选的。
另外，既可以形成单层或两层的密封层1029，又可以形成四个以上的密封层1029。通过使密封层具有多层，可以高效地防止水等杂质从显示装置的外部进入显示装置内部，所以是优选的。此外，当密封层采用多层时，优选的是，其中层叠树脂和无机材料。
密封衬底1031具有保护发光元件的功能即可。由此，密封衬底1031可以使用具有柔性的衬底或薄膜。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式或本实施方式中的其他结构适当地组合。
实施方式5
在本实施方式中，参照图24A至图26B说明包括本发明的一个方式的发光元件的显示装置。
注意，图24A是说明本发明的一个方式的显示装置的方框图，图24B是说明本发明的一个方式的显示装置所包括的像素电路的电路图。
<关于显示装置的说明>
图24A所示的显示装置包括：具有显示元件的像素的区域(以下称为像素部802)；配置在像素部802外侧并具有用来驱动像素的电路的电路部(以下称为驱动电路部804)；具有保护元件的功能的电路(以下称为保护电路806)；以及端子部807。此外，也可以不设置保护电路806。
驱动电路部804的一部分或全部优选与像素部802形成在同一衬底上。由此，可以减少构件的数量或端子的数量。当驱动电路部804的一部分或全部不与像素部802形成在同一衬底上时，驱动电路部804的一部分或全部可以通过COG或TAB(Tape AutomatedBonding：卷带自动结合)安装。
像素部802包括用来驱动配置为X行(X为2以上的自然数)Y列(Y为2以上的自然数)的多个显示元件的电路(以下称为像素电路801)，驱动电路部804包括输出选择像素的信号(扫描信号)的电路(以下称为扫描线驱动电路804a)以及用来供应用于驱动像素的显示元件的信号(数据信号)的电路(以下称为信号线驱动电路804b)等驱动电路。
扫描线驱动电路804a具有移位寄存器等。扫描线驱动电路804a通过端子部807被输入用来驱动移位寄存器的信号并输出信号。例如，扫描线驱动电路804a被输入起始脉冲信号、时钟信号等并输出脉冲信号。扫描线驱动电路804a具有控制被供应扫描信号的布线(以下称为扫描线GL_1至GL_X)的电位的功能。另外，也可以设置多个扫描线驱动电路804a，并通过多个扫描线驱动电路804a分别控制扫描线GL_1至GL_X。或者，扫描线驱动电路804a具有能够供应初始化信号的功能。但是，不局限于此，扫描线驱动电路804a也可以供应其他信号。
信号线驱动电路804b具有移位寄存器等。信号线驱动电路804b通过端子部807被输入用来驱动移位寄存器的信号和从其中得出数据信号的信号(图像信号)。信号线驱动电路804b具有根据图像信号生成写入到像素电路801的数据信号的功能。此外，信号线驱动电路804b具有响应于由于起始脉冲信号、时钟信号等的输入产生的脉冲信号而控制数据信号的输出的功能。另外，信号线驱动电路804b具有控制被供应数据信号的布线(以下称为数据线DL_1至DL_Y)的电位的功能。或者，信号线驱动电路804b具有能够供应初始化信号的功能。但是，不局限于此，信号线驱动电路804b可以供应其他信号。
信号线驱动电路804b例如使用多个模拟开关等来构成。信号线驱动电路804b通过依次使多个模拟开关开启而可以输出对图像信号进行时间分割所得到的信号作为数据信号。此外，也可以使用移位寄存器等构成信号线驱动电路804b。
脉冲信号及数据信号分别通过被供应扫描信号的多个扫描线GL之一及被供应数据信号的多个数据线DL之一被输入到多个像素电路801中的每一个。另外，多个像素电路801的每一个通过扫描线驱动电路804a来控制数据信号的写入及保持。例如，对第m行第n列的像素电路801，通过扫描线GL_m(m是X以下的自然数)从扫描线驱动电路804a对第m行第n列的像素电路801输入脉冲信号，并根据扫描线GL_m的电位而通过数据线DL_n(n是Y以下的自然数)从信号线驱动电路804b输入数据信号。
图24A所示的保护电路806例如连接于作为扫描线驱动电路804a和像素电路801之间的布线的扫描线GL。或者，保护电路806连接于作为信号线驱动电路804b和像素电路801之间的布线的数据线DL。或者，保护电路806可以连接于扫描线驱动电路804a和端子部807之间的布线。或者，保护电路806可以连接于信号线驱动电路804b和端子部807之间的布线。此外，端子部807是指设置有用来从外部的电路对显示装置输入电源、控制信号及图像信号的端子的部分。
保护电路806是在对与其连接的布线供应一定范围之外的电位时使该布线与其他布线之间导通的电路。
如图24A所示，通过对像素部802和驱动电路部804分别与保护电路806连接，可以提高显示装置对因ESD(Electro Static Discharge：静电放电)等而产生的过电流的耐性。但是，保护电路806的结构不局限于此，例如，也可以采用将扫描线驱动电路804a与保护电路806连接的结构或将信号线驱动电路804b与保护电路806连接的结构。或者，也可以采用将端子部807与保护电路806连接的结构。
另外，虽然在图24A中示出由扫描线驱动电路804a和信号线驱动电路804b形成驱动电路部804的例子，但不局限于此。例如，也可以只形成扫描线驱动电路804a并安装形成有另外准备的信号线驱动电路的衬底(例如，由单晶半导体膜或多晶半导体膜形成的驱动电路衬底)。
<像素电路的结构实例>
图24A所示的多个像素电路801例如可以采用图24B所示的结构。
图24B所示的像素电路801包括晶体管852、854、电容器862以及发光元件872。
晶体管852的源电极和漏电极中的一个电连接于被供应数据信号的布线(数据线DL_n)。并且，晶体管852的栅电极电连接于被供应栅极信号的布线(扫描线GL_m)。
晶体管852具有控制数据信号的写入的功能。
电容器862的一对电极中的一个电连接于被供应电位的布线(以下，称为电位供应线VL_a)，另一个电连接于晶体管852的源电极和漏电极中的另一个。
电容器862具有作为储存被写入的数据的存储电容器的功能。
晶体管854的源电极和漏电极中的一个电连接于电位供应线VL_a。并且，晶体管854的栅电极电连接于晶体管852的源电极和漏电极中的另一个。
发光元件872的阳极和阴极中的一个电连接于电位供应线VL_b，另一个电连接于晶体管854的源电极和漏电极中的另一个。
作为发光元件872，可以使用实施方式1至实施方式3所示的发光元件。
此外，电位供应线VL_a和电位供应线VL_b中的一个被施加高电源电位VDD，另一个被施加低电源电位VSS。
例如，在具有图24B的像素电路801的显示装置中，通过图24A所示的扫描线驱动电路804a依次选择各行的像素电路801，并使晶体管852开启而写入数据信号的数据。
当晶体管852被关闭时，被写入数据的像素电路801成为保持状态。并且，流过晶体管854的源电极与漏电极之间的电流量根据写入的数据信号的电位被控制，发光元件872以对应于流过的电流量的亮度发光。通过按行依次进行上述步骤，可以显示图像。
另外，可以使像素电路具有校正晶体管的阈值电压等的变动的影响的功能。图25A及图25B和图26A及图26B示出像素电路的一个例子。
图25A所示的像素电路包括六个晶体管(晶体管303_1至303_6)、电容器304以及发光元件305。此外，布线301_1至301_5、布线302_1及布线302_2电连接到图25A所示的像素电路。注意，作为晶体管303_1至303_6，例如可以使用p沟道型晶体管。
图25B所示的像素电路是除图25A所示的像素电路之外还包括晶体管303_7的结构。另外，布线301_6及布线301_7电连接到图25B所示的像素电路。在此，布线301_5与布线301_6可以分别电连接。注意，作为晶体管303_7，例如可以使用p沟道型晶体管。
图26A所示的像素电路包括六个晶体管(晶体管308_1至308_6)、电容器304以及发光元件305。此外，布线306_1至306_3及布线307_1至307_3电连接到图26A所示的像素电路。在此，布线306_1与布线306_3可以分别电连接。注意，作为晶体管308_1至308_6，例如可以使用p沟道型晶体管。
图26B所示的像素电路包括两个晶体管(晶体管309_1及晶体管309_2)、两个电容器(电容器304_1及电容器304_2)以及发光元件305。另外，布线311_1至布线311_3、布线312_1及布线312_2电连接到图26B所示的像素电路。此外，通过采用图26B所示的像素电路的结构，例如可以实现电压输入-电流驱动方式(也称为CVCC方式)。注意，作为晶体管309_1及309_2，例如可以使用p沟道型晶体管。
另外，本发明的一个方式的发光元件可以适用于在显示装置的像素中包括有源元件的有源矩阵方式或在显示装置的像素中没有包括有源元件的无源矩阵方式。
在有源矩阵方式中，作为有源元件(active element，非线性元件)除晶体管外还可以使用各种有源元件(active element，非线性元件)。例如，也可以使用MIM(MetalInsulator Metal：金属-绝缘体-金属)或TFD(Thin Film Diode：薄膜二极管)等。由于这些元件的制造工序少，因此能够降低制造成本或者提高成品率。另外，由于这些元件的尺寸小，所以可以提高开口率，从而能够实现低功耗或高亮度化。
作为除了有源矩阵方式以外的方式，也可以采用不使用有源元件(activeelement，非线性元件)的无源矩阵型。由于不使用有源元件(active element，非线性元件)，所以制造工序少，从而可以降低制造成本或者提高成品率。另外，由于不使用有源元件(非线性元件)，所以可以提高开口率，从而能够实现低功耗或高亮度化等。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式6
在本实施方式中，参照图27A至图31说明包括本发明的一个方式的发光元件的显示装置以及在该显示装置安装输入装置的电子设备。
<关于触摸面板的说明1>
注意，在本实施方式中，作为电子设备的一个例子，对组合显示装置与输入装置的触摸面板2000进行说明。另外，作为输入装置的一个例子，对使用触摸传感器的情况进行说明。
图27A及图27B是触摸面板2000的透视图。另外，在图27A及图27B中，为了明确起见，示出触摸面板2000的典型的构成要素。
触摸面板2000包括显示装置2501及触摸传感器2595(参照图27B)。此外，触摸面板2000包括衬底2510、衬底2570以及衬底2590。另外，衬底2510、衬底2570以及衬底2590都具有柔性。注意，衬底2510、衬底2570和衬底2590中的任一个或全部可以不具有柔性。
显示装置2501包括衬底2510上的多个像素以及能够向该像素供应信号的多个布线2511。多个布线2511被引导在衬底2510的外周部，其一部分构成端子2519。端子2519与FPC2509(1)电连接。另外，多个布线2511可以将来自信号线驱动电路2503s(1)的信号供应到多个像素。
衬底2590包括触摸传感器2595以及与触摸传感器2595电连接的多个布线2598。多个布线2598被引导在衬底2590的外周部，其一部分构成端子。并且，该端子与FPC2509(2)电连接。另外，为了明确起见，在图27B中以实线示出设置在衬底2590的背面一侧(与衬底2510相对的面一侧)的触摸传感器2595的电极以及布线等。
作为触摸传感器2595，例如可以适用电容式触摸传感器。作为电容式，可以举出表面型电容式、投影型电容式等。
作为投影型电容式，主要根据驱动方法的不同而分为自电容式、互电容式等。当采用互电容式时，可以同时检测出多个点，所以是优选的。
注意，图27B所示的触摸传感器2595是采用了投影型电容式触摸传感器的结构。
另外，触摸传感器2595可以适用可检测出手指等检测对象的接近或接触的各种传感器。
投影型电容式触摸传感器2595包括电极2591及电极2592。电极2591电连接于多个布线2598之中的任何一个，而电极2592电连接于多个布线2598之中的任何其他一个。
如图27A及图27B所示，电极2592具有在一个方向上反复地配置的多个四边形在角部连接的形状。
电极2591是四边形且在与电极2592延伸的方向交叉的方向上反复地配置。
布线2594与其间夹着电极2592的两个电极2591电连接。此时，电极2592与布线2594的交叉部面积优选为尽可能小。由此，可以减少没有设置电极的区域的面积，从而可以降低透过率的偏差。其结果，可以降低透过触摸传感器2595的光的亮度偏差。
注意，电极2591及电极2592的形状不局限于此，可以具有各种形状。例如，也可以采用如下结构：将多个电极2591配置为其间尽量没有间隙，并隔着绝缘层间隔开地设置多个电极2592，以形成不重叠于电极2591的区域。此时，通过在相邻的两个电极2592之间设置与这些电极电绝缘的虚拟电极，可以减少透过率不同的区域的面积，所以是优选的。
<关于显示装置的说明>
接着，参照图28A说明显示装置2501的详细内容。图28A是沿图27B中的点划线X1-X2所示的部分的截面图。
显示装置2501包括多个配置为矩阵状的像素。该像素包括显示元件以及驱动该显示元件的像素电路。
在以下说明中，说明将发射白色光的发光元件适用于显示元件的例子，但是显示元件不局限于此。例如，也可以应用发光颜色不同的发光元件，以使各相邻的像素的发光颜色不同。
作为衬底2510及衬底2570，例如，可以适当地使用水蒸气透过率为1×10-5g·m-2·day-1以下，优选为1×10-6g·m-2·day-1以下的具有柔性的材料。或者，优选使用衬底2510的热膨胀率及衬底2570的热膨胀率大致相同的材料。例如，适合使用线性膨胀系数为1×10-3/K以下，优选为5×10-5/K以下，进一步优选为1×10-5/K以下的材料。
注意，衬底2510是叠层体，其中包括防止杂质扩散到发光元件的绝缘层2510a、柔性衬底2510b以及贴合绝缘层2510a与柔性衬底2510b的粘合层2510c。另外，衬底2570是叠层体，其中包括防止杂质扩散到发光元件的绝缘层2570a、柔性衬底2570b以及贴合绝缘层2570a与柔性衬底2570b的粘合层2570c。
粘合层2510c及粘合层2570c例如可以使用聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯或丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂。或者，也可以使用硅酮等具有硅氧烷键的树脂。
此外，在衬底2510与衬底2570之间包括密封层2560。密封层2560优选具有比空气大的折射率。此外，如图28A所示，当在密封层2560一侧提取光时，密封层2560可以兼作光学接合层。
另外，可以在密封层2560的外周部形成密封剂。通过使用该密封剂，可以在由衬底2510、衬底2570、密封层2560及密封剂围绕的区域中配置发光元件2550R。注意，作为密封层2560，可以填充非活性气体(氮或氩等)。此外，可以在该非活性气体内设置干燥剂而吸收水分等。或者，可以使用丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂填充。另外，作为上述密封剂，例如优选使用环氧类树脂或玻璃粉。此外，作为用于密封剂的材料，优选使用不使水分或氧透过的材料。
另外，显示装置2501包括像素2502R。此外，像素2502R包括发光模块2580R。
像素2502R包括发光元件2550R以及可以向该发光元件2550R供应电力的晶体管2502t。注意，将晶体管2502t用作像素电路的一部分。此外，发光模块2580R包括发光元件2550R以及着色层2567R。
发光元件2550R包括下部电极、上部电极以及下部电极与上部电极之间的EL层。作为发光元件2550R，例如可以使用实施方式1至实施方式3所示的发光元件。
另外，也可以在下部电极与上部电极之间采用微腔结构，增强特定波长的光的强度。
另外，在密封层2560被设置于提取光一侧的情况下，密封层2560接触于发光元件2550R及着色层2567R。
着色层2567R位于与发光元件2550R重叠的位置。由此，发光元件2550R所发射的光的一部分透过着色层2567R，而向图中的箭头所示的方向被射出到发光模块2580R的外部。
此外，在显示装置2501中，在发射光的方向上设置遮光层2567BM。遮光层2567BM以围绕着色层2567R的方式设置。
着色层2567R具有使特定波长区的光透过的功能即可，例如，可以使用使红色波长区的光透过的滤色片、使绿色波长区的光透过的滤色片、使蓝色波长区的光透过的滤色片以及使黄色波长区的光透过的滤色片等。每个滤色片可以通过印刷法、喷墨法、利用光刻技术的蚀刻法等并使用各种材料形成。
另外，在显示装置2501中设置有绝缘层2521。绝缘层2521覆盖晶体管2502t。此外，绝缘层2521具有使起因于像素电路的凹凸平坦的功能。另外，可以使绝缘层2521具有能够抑制杂质扩散的功能。由此，能够抑制由于杂质扩散而晶体管2502t等的可靠性降低。
此外，发光元件2550R被形成于绝缘层2521的上方。另外，以与发光元件2550R所包括的下部电极的端部重叠的方式设置分隔壁2528。此外，可以在分隔壁2528上形成控制衬底2510与衬底2570的间隔的间隔物。
扫描线驱动电路2503g(1)包括晶体管2503t及电容器2503c。注意，驱动电路可以与像素电路利用同一工序形成在同一衬底上。
另外，在衬底2510上设置有能够供应信号的布线2511。此外，在布线2511上设置有端子2519。另外，FPC2509(1)电连接到端子2519。此外，FPC2509(1)具有供应视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等的功能。另外，FPC2509(1)也可以安装有印刷线路板(PWB)。
此外，可以将各种结构的晶体管适用于显示装置2501。在图28A中，虽然示出了使用底栅型晶体管的情况，但不局限于此，例如可以将图28B所示的顶栅型晶体管适用于显示装置2501。
另外，对晶体管2502t及晶体管2503t的极性没有特别的限制，例如，可以使用N沟道晶体管及P沟道晶体管，或者可以使用N沟道晶体管或P沟道晶体管。此外，对用于晶体管2502t及2503t的半导体膜的结晶性也没有特别的限制。例如，可以使用非晶半导体膜、结晶半导体膜。另外，作为半导体材料，可以使用第14族半导体(例如，含有硅的半导体)、化合物半导体(包括氧化物半导体)、有机半导体等。通过将能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的氧化物半导体用于晶体管2502t和晶体管2503t中的任一个或两个，能够降低晶体管的关态电流，所以是优选的。作为该氧化物半导体，可以举出In-Ga氧化物、In-M-Zn氧化物(M表示Al、Ga、Y、Zr、La、Ce、Sn、Hf或Nd)等。
<关于触摸传感器的说明>
接着，参照图28C说明触摸传感器2595的详细内容。图28C是沿图27B中的点划线X3-X4所示的部分的截面图。
触摸传感器2595包括：在衬底2590上配置为交错形状的电极2591及电极2592；覆盖电极2591及电极2592的绝缘层2593；以及使相邻的电极2591电连接的布线2594。
电极2591及电极2592使用具有透光性的导电材料形成。作为具有透光性的导电材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、添加有镓的氧化锌等导电氧化物。此外，还可以使用含有石墨烯的膜。含有石墨烯的膜例如可以通过使包含形成为膜状的氧化石墨烯的膜还原而形成。作为还原方法，可以举出进行加热的方法等。
例如，在通过溅射法将具有透光性的导电材料形成在衬底2590上之后，可以通过光刻法等各种图案形成技术去除不需要的部分来形成电极2591及电极2592。
另外，作为用于绝缘层2593的材料，例如除了丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂、硅酮等具有硅氧烷键的树脂之外，还可以使用氧化硅、氧氮化硅、氧化铝等无机绝缘材料。
另外，达到电极2591的开口设置在绝缘层2593中，并且布线2594与相邻的电极2591电连接。由于透光导电材料可以提高触摸面板的开口率，因此可以适用于布线2594。另外，因为其导电性高于电极2591及电极2592的材料可以减少电阻，所以可以适用于布线2594。
电极2592在一个方向上延伸，多个电极2592设置为条纹状。此外，布线2594以与电极2592交叉的方式设置。
夹着一个电极2592设置有一对电极2591。另外，布线2594电连接一对电极2591。
另外，多个电极2591并不一定要设置在与一个电极2592正交的方向上，也可以设置为形成大于0°且小于90°的角。
此外，一个布线2598与电极2591或电极2592电连接。另外，将布线2598的一部分用作端子。作为布线2598，例如可以使用金属材料诸如铝、金、铂、银、镍、钛、钨、铬、钼、铁、钴、铜或钯等，或者包含该金属材料的合金材料。
另外，通过设置覆盖绝缘层2593及布线2594的绝缘层，可以保护触摸传感器2595。
此外，连接层2599电连接布线2598与FPC2509(2)。
作为连接层2599，可以使用各向异性导电膜(ACF：Anisotropic ConductiveFilm)或各向异性导电膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
<关于触摸面板的说明2>
接着，参照图29A说明触摸面板2000的详细内容。图29A是沿图27A中的点划线X5-X6所示的部分的截面图。
图29A所示的触摸面板2000是将图28A所说明的显示装置2501与图28C所说明的触摸传感器2595贴合在一起的结构。
另外，图29A所示的触摸面板2000除了图28A及图28C所说明的结构之外还包括粘合层2597及防反射层2567p。
粘合层2597以与布线2594接触的方式设置。注意，粘合层2597以使触摸传感器2595重叠于显示装置2501的方式将衬底2590贴合到衬底2570。此外，粘合层2597优选具有透光性。另外，作为粘合层2597，可以使用热固化树脂或紫外线固化树脂。例如，可以使用丙烯酸类树脂、氨酯类树脂、环氧类树脂或硅氧烷类树脂。
防反射层2567p设置在重叠于像素的位置上。作为防反射层2567p，例如可以使用圆偏振片。
接着，参照图29B对与图29A所示的结构不同的结构的触摸面板进行说明。
图29B是触摸面板2001的截面图。图29B所示的触摸面板2001与图29A所示的触摸面板2000的不同之处是相对于显示装置2501的触摸传感器2595的位置。在这里对不同的结构进行详细的说明，而对可以使用同样的结构的部分援用触摸面板2000的说明。
着色层2567R位于与发光元件2550R重叠的位置。此外，图29B所示的发光元件2550R将光射出到设置有晶体管2502t的一侧。由此，发光元件2550R所发射的光的一部分透过着色层2567R，而向图29B中的箭头所示的方向被射出到发光模块2580R的外部。
另外，触摸传感器2595被设置于显示装置2501的衬底2510一侧。
粘合层2597位于衬底2510与衬底2590之间，并将显示装置2501和触摸传感器2595贴合在一起。
如图29A及图29B所示，从发光元件射出的光可以通过衬底2510一侧和衬底2570一侧中的任一方或两双被射出。
<关于触摸面板的驱动方法的说明>
接着，参照图30A及图30B对触摸面板的驱动方法的一个例子进行说明。
图30A是示出互电容式触摸传感器的结构的方框图。在图30A中，示出脉冲电压输出电路2601、电流检测电路2602。另外，在图30A中，以X1至X6的六个布线表示被施加有脉冲电压的电极2621，并以Y1至Y6的六个布线表示检测电流的变化的电极2622。此外，图30A示出由于使电极2621与电极2622重叠而形成的电容器2603。注意，电极2621与电极2622的功能可以互相调换。
脉冲电压输出电路2601是用来依次将脉冲电压施加到X1至X6的布线的电路。通过对X1至X6的布线施加脉冲电压，在形成电容器2603的电极2621与电极2622之间产生电场。通过利用该产生于电极之间的电场由于被遮蔽等而使电容器2603的互电容产生变化，可以检测出被检测体的接近或接触。
电流检测电路2602是用来检测电容器2603的互电容变化所引起的Y1至Y6的布线的电流变化的电路。在Y1至Y6的布线中，如果没有被检测体的接近或接触，所检测的电流值则没有变化，而另一方面，在由于所检测的被检测体的接近或接触而互电容减少的情况下，检测到电流值减少的变化。另外，通过积分电路等检测电流即可。
接着，图30B示出图30A所示的互电容式触摸传感器中的输入/输出波形的时序图。在图30B中，在一个帧期间进行各行列中的被检测体的检测。另外，在图30B中，示出没有检测出被检测体(未触摸)和检测出被检测体(触摸)的两种情况。此外，图30B示出对应于Y1至Y6的布线所检测出的电流值的电压值的波形。
依次对X1至X6的布线施加脉冲电压，Y1至Y6的布线的波形根据该脉冲电压变化。当没有被检测体的接近或接触时，Y1至Y6的波形对应于X1至X6的布线的电压变化而同样地变化。另一方面，在有被检测体接近或接触的部位电流值减少，因而与其相应的电压值的波形也产生变化。
如此，通过检测互电容的变化，可以检测出被检测体的接近或接触。
<关于传感器电路的说明>
另外，作为触摸传感器，图30A虽然示出在布线的交叉部只设置电容器2603的无源矩阵型触摸传感器的结构，但是也可以采用包括晶体管和电容器的有源矩阵型触摸传感器。图31示出有源矩阵型触摸传感器所包括的传感器电路的一个例子。
图31所示的传感器电路包括电容器2603、晶体管2611、晶体管2612及晶体管2613。
对晶体管2613的栅极施加信号G2，对源极和漏极中的一个施加电压VRES，并且另一个与电容器2603的一个电极及晶体管2611的栅极电连接。晶体管2611的源极和漏极中的一个与晶体管2612的源极和漏极中的一个电连接，对另一个施加电压VSS。对晶体管2612的栅极施加信号G1，源极和漏极中的另一个与布线ML电连接。对电容器2603的另一个电极施加电压VSS。
接下来，对图31所述的传感器电路的工作进行说明。首先，通过作为信号G2施加使晶体管2613成为开启状态的电位，与晶体管2611的栅极连接的节点n被施加对应于电压VRES的电位。接着，通过作为信号G2施加使晶体管2613成为关闭状态的电位，节点n的电位被保持。
接着，由于手指等被检测体的接近或接触，电容器2603的互电容产生变化，而节点n的电位随其由VRES变化。
在读出工作中，作为信号G1施加使晶体管2612成为开启状态的电位。流过晶体管2611的电流，即流过布线ML的电流根据节点n的电位而产生变化。通过检测该电流，可以检测出被检测体的接近或接触。
在晶体管2611、晶体管2612及晶体管2613中，优选将氧化物半导体层用于形成有其沟道区的半导体层。尤其是通过将这种晶体管用于晶体管2613，能够长期间保持节点n的电位，由此可以减少对节点n再次供应VRES的工作(刷新工作)的频度。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式7
在本实施方式中，参照图32至图37B对包括本发明的一个方式的发光元件的显示模块及电子设备进行说明。
<关于显示模块的说明>
图32所示的显示模块8000在上盖8001与下盖8002之间包括连接于FPC8003的触摸传感器8004、连接于FPC8005的显示装置8006、框架8009、印刷电路板8010、电池8011。
例如可以将本发明的一个方式的发光元件用于显示装置8006。
上盖8001及下盖8002可以根据触摸传感器8004及显示装置8006的尺寸可以适当地改变形状或尺寸。
触摸传感器8004能够是电阻膜式触摸传感器或电容式触摸传感器，并且能够被形成为与显示装置8006重叠。此外，也可以使显示装置8006的对置衬底(密封衬底)具有触摸传感器的功能。另外，也可以在显示装置8006的各像素内设置光传感器，而形成光学触摸传感器。
框架8009除了具有保护显示装置8006的功能以外还具有用来遮断因印刷电路板8010的工作而产生的电磁波的电磁屏蔽的功能。此外，框架8009也可以具有作为散热板的功能。
印刷电路板8010具有电源电路以及用来输出视频信号及时钟信号的信号处理电路。作为对电源电路供应电力的电源，既可以采用外部的商业电源，又可以采用另行设置的电池8011的电源。当使用商业电源时，可以省略电池8011。
此外，在显示模块8000中还可以追加设置偏振片、相位差板、棱镜片等构件。
<关于电子设备的说明>
图33A至图33G是示出电子设备的图。这些电子设备可以包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(它具有测量如下因素的功能：力、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9008等。另外，传感器9007可以如脉冲传感器及指纹传感器等那样具有测量生物信息的功能。
图33A至图33G所示的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触控传感器的功能；显示日历、日期或时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；进行无线通信的功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能；等。注意，图33A至图33G所示的电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。另外，虽然在图33A至图33G中未图示，但是电子设备可以包括多个显示部。此外，也可以在该电子设备中设置照相机等而使其具有如下功能：拍摄静态图像的功能；拍摄动态图像的功能；将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于照相机的存储介质)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部上的功能；等。
下面，详细地说明图33A至图33G所示的电子设备。
图33A是示出便携式信息终端9100的透视图。便携式信息终端9100所包括的显示部9001具有柔性。因此，可以沿着所弯曲的框体9000的弯曲面组装显示部9001。另外，显示部9001具备触摸传感器，而可以用手指或触屏笔等触摸屏幕来进行操作。例如，通过触摸显示于显示部9001上的图标，可以启动应用程序。
图33B是示出便携式信息终端9101的透视图。便携式信息终端9101例如具有电话机、电子笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种的功能。具体而言，可以将其用作智能手机。注意，扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等在便携式信息终端9101中未图示，但可以设置在与图33A所示的便携式信息终端9100同样的位置上。另外，便携式信息终端9101可以将文字或图像信息显示在其多个面上。例如，可以将三个操作按钮9050(还称为操作图标或简称为图标)显示在显示部9001的一个面上。另外，可以将由虚线矩形表示的信息9051显示在显示部9001的另一个面上。此外，作为信息9051的一个例子，可以举出提示收到来自电子邮件、SNS(Social Networking Services：社交网络服务)或电话等的信息的显示；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及电波等接收信号的强度的显示等。或者，可以在显示有信息9051的位置上显示操作按钮9050等代替信息9051。
作为框体9000的材料，例如可以使用包含合金、塑料、陶瓷等。作为塑料，也可以使用增强塑料。增强塑料之一种的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber ReinforcedPlastics：CFRP)具有轻量且不腐蚀的优点。此外，作为其他增强塑料，可以举出使用玻璃纤维的增强塑料及使用芳族聚酰胺纤维的增强塑料。作为合金，可以举出铝合金或镁合金。其中，包含锆、铜、镍、钛的非晶合金(也称为金属玻璃)从弹性强度的方面来看很优越。该非晶合金是在室温下具有玻璃迁移区域的非晶合金，也称为块体凝固非晶合金(bulk-solidifying amorphous alloy)，实质上为具有非晶原子结构的合金。通过利用凝固铸造法，将合金材料浇铸到框体的至少一部分的铸模中并凝固，使用块体凝固非晶合金形成框体的一部分。非晶合金除了锆、铜、镍、钛以外还可以包含铍、硅、铌、硼、镓、钼、钨、锰、铁、钴、钇、钒、磷、碳等。此外，非晶合金的形成方法不局限于凝固铸造法，也可以利用真空蒸镀法、溅射法、电镀法、无电镀法等。此外，非晶合金只要在整体上保持没有长程有序(周期结构)的状态，就可以包含微晶或纳米晶。注意，合金包括具有单一固相结构的完全固溶体合金及具有两个以上的相的部分溶体的双方。通过使用非晶合金形成框体9000，可以实现具有高弹性的框体。因此，如果框体9000是非晶合金，即使便携式信息终端9101摔落并在受到冲击的瞬间暂时变形，也能够恢复到原来的形状，所以可以提高便携式信息终端9101的耐冲击性。
图33C是示出便携式信息终端9102的透视图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息9052、信息9053、信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如，便携式信息终端9102的使用者能够在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下确认其显示(这里是信息9053)。具体而言，将打来电话的人的电话号码或姓名等显示在能够从便携式信息终端9102的上方观看这些信息的位置。使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102，由此能够判断是否接电话。
图33D是示出手表型便携式信息终端9200的透视图。便携式信息终端9200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。此外，显示部9001的显示面被弯曲，能够在所弯曲的显示面上进行显示。另外，便携式信息终端9200可以进行被通信标准化的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。此外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。此外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
图33E至图33G是示出能够折叠的便携式信息终端9201的透视图。另外，图33E是展开状态的便携式信息终端9201的透视图，图33F是从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态的中途的状态的便携式信息终端9201的透视图，图33G是折叠状态的便携式信息终端9201的透视图。便携式信息终端9201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而其显示的一览性优异。便携式信息终端9201所包括的显示部9001由铰链9055所连接的三个框体9000来支撑。通过铰链9055使两个框体9000之间弯折，可以从便携式信息终端9201的展开状态可逆性地变为折叠状态。例如，可以以1mm以上且150mm以下的曲率半径使便携式信息终端9201弯曲。
作为电子设备，例如可以举出：电视装置(也称为电视或电视接收机)；用于计算机等的显示屏；数码相机；数码成像机；数码相框；移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)；护目镜型显示装置(头盔显示器)；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。
本发明的一个方式的电子设备可以包括二次电池，优选通过非接触电力传送对二次电池充电。
作为二次电池，例如可以举出使用凝胶电解质的锂聚合物电池(锂离子聚合物电池)等锂离子二次电池、锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池、有机自由基电池、铅蓄电池、空气二次电池、镍锌电池、银锌电池等。
本发明的一个方式的电子设备也可以包括天线。通过由天线接收信号，可以在显示部上显示图像或信息等。另外，在电子设备包括二次电池时，可以将天线用于非接触电力传送。
图34A示出一种便携式游戏机，该便携式游戏机包括框体7101、框体7102、显示部7103、显示部7104、麦克风7105、扬声器7106、操作键7107以及触屏笔7108等。通过对显示部7103或显示部7104使用根据本发明的一个方式的发光装置，可以提供一种用户体验感优异且不容易发生品质降低的便携式游戏机。注意，虽然图34A所示的便携式游戏机包括两个显示部即显示部7103和显示部7104，但是便携式游戏机所包括的显示部的数量不限于两个。
图34B示出一种摄像机，该摄像机包括框体7701、框体7702、显示部7703、操作键7704、镜头7705、连接部7706等。操作键7704及镜头7705被设置在框体7701中，显示部7703被设置在框体7702中。并且，框体7701和框体7702由连接部7706连接，框体7701和框体7702之间的角度可以由连接部7706改变。显示部7703所显示的图像也可以根据连接部7706所形成的框体7701和框体7702之间的角度切换。
图34C示出笔记本型个人计算机，该笔记本型个人计算机包括框体7121、显示部7122、键盘7123及定位设备7124等。另外，因为显示部7122具有非常高的像素密度及高清晰度，所以虽然显示部7122是中小型的，但可以进行8k显示，而得到非常清晰的图像。
此外，图34D示出头戴显示器7200的外观。
头戴显示器7200包括安装部7201、透镜7202、主体7203、显示部7204以及电缆7205等。另外，在安装部7201中内置有电池7206。
通过电缆7205，将电力从电池7206供应到主体7203。主体7203具备无线接收器等，能够将所接收的图像数据等的图像信息显示到显示部7204上。另外，通过利用设置在主体7203中的相机捕捉使用者的眼球及眼睑的动作，并根据该信息算出使用者的视点的坐标，可以利用使用者的视点作为输入方法。
另外，也可以对安装部7201的被使用者接触的位置设置多个电极。主体7203也可以具有通过检测出根据使用者的眼球的动作而流过电极的电流来识别使用者的视点的功能。此外，主体7203可以具有通过检测出流过该电极的电流来监视使用者的脉搏的功能。安装部7201可以具有温度传感器、压力传感器、加速度传感器等各种传感器，也可以具有将使用者的生物信息显示在显示部7204上的功能。另外，主体7203也可以检测出使用者的头部的动作等，并与使用者的头部的动作等同步地使显示在显示部7204上的图像变化。
此外，图34E示出照相机7300的外观。照相机7300包括框体7301、显示部7302、操作按钮7303、快门按钮7304以及结合部7305等。另外，照相机7300也可以安装镜头7306。
结合部7305包括电极，除了后面说明的取景器7400以外，还可以与闪光灯装置等连接。
在此照相机7300包括能够从框体7301拆卸下镜头7306而交换的结构，镜头7306及框体7301也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮7304，可以进行摄像。另外，显示部7302包括触摸传感器，也可以通过操作显示部7302进行摄像。
本发明的一个方式的显示装置或触摸传感器可以适用于显示部7302。
图34F示出照相机7300安装有取景器7400时的例子。
取景器7400包括框体7401、显示部7402以及按钮7403等。
框体7401包括与照相机7300的结合部7305嵌合的连接部，可以将取景器7400安装到照相机7300。另外，该连接部包括电极，可以将从照相机7300经过该电极接收的图像等显示到显示部7402上。
按钮7403被用作电源按钮。通过利用按钮7403，可以切换显示部7402的显示或非显示。
另外，在图34E和图34F中，照相机7300与取景器7400是分开且可拆卸的电子设备，但是也可以在照相机7300的框体7301中内置有具备本发明的一个方式的显示装置或触摸传感器的取景器。
图35A至图35E是示出头盔显示器7500及7510的外观的图。
头盔显示器7500包括框体7501、两个显示部7502、操作按钮7503及带状的固定工具7504。
头盔显示器7500除了具有上述头盔显示器7200所具有的功能之外还具备两个显示部。
通过包括两个显示部7502，使用者可以用一个眼睛观察一个显示部，用另一个眼睛观察另一个显示器。由此，即使在进行利用视差的三维显示等时也可以显示高分辨率的图像。另外，显示部7502以以使用者的眼睛为近似中心的圆弧状弯曲。由此，使用者的眼睛到显示部的显示面的距离相等，因此使用者可以看到更自然的图像。此外，由于使用者的眼睛位于显示部的显示面的法线方向上，因此即使来自显示部的光的亮度及色度根据观察角度发生变化，实质上其影响可以忽略不计，由此可以显示更具真实感的图像。
操作按钮7503具有电源按钮等的功能。此外，还可以包括操作按钮7503以外的按钮。
另外，头盔显示器7510具有框体7501、显示部7502、带状的固定工具7504及一对透镜7505。
使用者可以通过透镜7505看到显示部7502上的显示。优选的是，弯曲配置显示部7502。通过弯曲配置显示部7502，使用者可以感受高真实感。
显示部7502可以采用本发明的一个方式的显示装置。由于本发明的一个方式的显示装置能够提高分辨率，因此即使如图35E那样利用透镜7505进行扩大，使用者也察觉不出像素，由此可以显示更具真实感的图像。
图36A示出电视装置的一个例子。在电视装置9300中，显示部9001组装于框体9000中。在此示出利用支架9301支撑框体9000的结构。
可以通过利用框体9000所具备的操作开关、另外提供的遥控操作机9311进行图36A所示的电视装置9300的操作。另外，也可以在显示部9001中具备触摸传感器，通过用手指等触摸显示部9001可以进行显示部9001的操作。此外，也可以在遥控操作机9311中具备显示从该遥控操作机9311输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机9311所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部9001上的图像进行操作。
另外，电视装置9300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，通过调制解调器将电视装置连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向(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。
此外，由于本发明的一个方式的电子设备或照明装置具有柔性，因此也可以将该电子设备或照明装置沿着房屋及高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
图36B示出汽车9700的外观。图36C示出汽车9700的驾驶座位。汽车9700包括车体9701、车轮9702、仪表盘9703、灯9704等。本发明的一个方式的显示装置或发光装置等可用于汽车9700的显示部等。例如，本发明的一个方式的显示装置或发光装置等可设置于图36C所示的显示部9710至显示部9715。
显示部9710和显示部9711是设置在汽车的挡风玻璃上的显示装置。通过使用具有透光性的导电材料来制造显示装置或发光装置等中的电极或布线，可以使本发明的一个方式的显示装置或发光装置等成为能看到对面的所谓的透明式显示装置或发光装置。透明式显示装置的显示部9710和显示部9711即使在驾驶汽车9700时也不会成为视野的障碍。因此，可以将本发明的一个方式的显示装置或发光装置等设置在汽车9700的挡风玻璃上。另外，当在显示装置或发光装置等中设置用来驱动显示装置或输入/输出装置的晶体管等时，优选采用使用有机半导体材料的有机晶体管、使用氧化物半导体的晶体管等具有透光性的晶体管。
显示部9712是设置在立柱部分的显示装置。例如，通过将来自设置在车体的成像单元的影像显示在显示部9712，可以补充被立柱遮挡的视野。显示部9713是设置在仪表盘部分的显示装置。例如，通过将来自设置在车体的成像单元的影像显示在显示部9713，可以补充被仪表盘遮挡的视野。也就是说，通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的影像，可以补充死角，从而提高安全性。另外，通过显示补充看不到的部分的影像，可以更自然、更舒适地确认安全。
图36D示出采用长座椅作为驾驶座位及副驾驶座位的汽车室内。显示部9721是设置在车门部分的显示装置。例如，通过将来自设置在车体的成像单元的影像显示在显示部9721，可以补充被车门遮挡的视野。另外，显示部9722是设置在方向盘的显示装置。显示部9723是设置在长座椅的中央部的显示装置。另外，通过将显示装置设置在被坐面或靠背部分等，也可以将该显示装置用作以该显示装置为发热源的座椅取暖器。
显示部9714、显示部9715或显示部9722可以提供导航信息、速度表、转速计、行驶距离、加油量、排档状态、空调的设定以及其他各种信息。另外，使用者可以适当地改变显示部所显示的显示内容及布局等。另外，显示部9710至显示部9713、显示部9721及显示部9723也可以显示上述信息。显示部9710至显示部9715、显示部9721至显示部9723还可以被用作照明装置。此外，显示部9710至显示部9715、显示部9721至显示部9723还可以被用作加热装置。
图37A和图37B所示的显示装置9500包括多个显示面板9501、轴部9511、轴承部9512。多个显示面板9501包括显示区域9502、具有透光性的区域9503。
多个显示面板9501具有柔性。以其一部分互相重叠的方式设置相邻的两个显示面板9501。例如，可以重叠相邻的两个显示面板9501的各具有透光性的区域9503。通过使用多个显示面板9501，可以实现屏幕大的显示装置。另外，根据使用情况可以卷绕显示面板9501，所以可以实现通用性优异的显示装置。
图37A和图37B示出相邻的显示面板9501的显示区域9502彼此分开的情况，但是不局限于此，例如，也可以通过没有间隙地重叠相邻的显示面板9501的显示区域9502，实现连续的显示区域9502。
本实施方式所示的电子设备包括用来显示某些信息的显示部。注意，本发明的一个方式的发光元件也可以应用于不包括显示部的电子设备。另外，虽然在本实施方式中示出了电子设备的显示部具有柔性且可以在弯曲的显示面上进行显示的结构或能够使其显示部折叠的结构，但不局限于此，也可以采用不具有柔性且在平面部上进行显示的结构。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
实施方式8
在本实施方式中，参照图38A至图39D对包括本发明的一个方式的发光元件的发光装置进行说明。
图38A是本实施方式所示的发光装置3000的透视图，图38B是沿着图38A所示的点划线E-F切断的截面图。注意，在图38A中，为了避免繁杂而以虚线表示构成要素的一部分。
图38A及图38B所示的发光装置3000包括衬底3001、衬底3001上的发光元件3005、设置于发光元件3005的外周的第一密封区域3007以及设置于第一密封区域3007的外周的第二密封区域3009。
另外，来自发光元件3005的发光从衬底3001和衬底3003中的任一个或两个射出。在图38A及图38B中，说明来自发光元件3005的发光射出到下方一侧(衬底3001一侧)的结构。
此外，如图38A及图38B所示，发光装置3000具有以被第一密封区域3007及第二密封区域3009包围的方式配置发光元件3005的双密封结构。通过采用双密封结构，能够适当地抑制从外部侵入发光元件3005一侧的杂质(例如，水、氧等)。但是，并不一定必须要设置第一密封区域3007及第二密封区域3009。例如，可以只设置第一密封区域3007。
注意，在图38B中，第一密封区域3007及第二密封区域3009以与衬底3001及衬底3003接触的方式设置。但是，不局限于此，例如，第一密封区域3007和第二密封区域3009中的一个或两个可以以与形成在衬底3001的上方的绝缘膜或导电膜接触的方式设置。或者，第一密封区域3007和第二密封区域3009中的一个或两个可以以与形成在衬底3003的下方的绝缘膜或导电膜接触的方式设置。
作为衬底3001及衬底3003的结构，分别采用与上述实施方式所记载的衬底200及衬底220同样的结构，即可。作为发光元件3005的结构，采用与上述实施方式所记载的发光元件同样的结构，即可。
第一密封区域3007可以使用包含玻璃的材料(例如，玻璃粉、玻璃带等)。另外，第二密封区域3009可以使用包含树脂的材料。通过将包含玻璃的材料用于第一密封区域3007，可以提高生产率及密封性。此外，通过将包含树脂的材料用于第二密封区域3009，可以提高抗冲击性及耐热性。但是，用于第一密封区域3007及第二密封区域3009的材料不局限于此，第一密封区域3007可以使用包含树脂的材料形成，而第二密封区域3009可以使用包含玻璃的材料形成。
另外，上述玻璃粉例如可以包含氧化镁、氧化钙、氧化锶、氧化钡、氧化铯、氧化钠、氧化钾、氧化硼、氧化钒、氧化锌、氧化碲、氧化铝、二氧化硅、氧化铅、氧化锡、氧化磷、氧化钌、氧化铑、氧化铁、氧化铜、二氧化锰、氧化钼、氧化铌、氧化钛、氧化钨、氧化铋、氧化锆、氧化锂、氧化锑、硼酸铅玻璃、磷酸锡玻璃、钒酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃等。为了吸收红外光，玻璃粉优选包含一种以上的过渡金属。
此外，作为上述玻璃粉，例如，在衬底上涂敷玻璃粉浆料并对其进行加热处理或照射激光等。玻璃粉浆料包含上述玻璃粉及使用有机溶剂稀释的树脂(也称为粘合剂)。注意，也可以使用在玻璃粉中添加有吸收激光束的波长的光的吸收剂的玻璃粉浆料。此外，作为激光，例如优选使用Nd：YAG激光或半导体激光等。另外，激光照射形状既可以为圆形又可以为四角形。
此外，作为上述包含树脂的材料，例如可以使用聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯或丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂。或者，也可以使用硅酮等具有硅氧烷键的树脂。
注意，当第一密封区域3007和第二密封区域3009中的任一个或两个使用包含玻璃的材料时，该包含玻璃的材料的热膨胀率优选近于衬底3001的热膨胀率。通过采用上述结构，可以抑制由于热应力而在包含玻璃的材料或衬底3001中产生裂缝。
例如，在将包含玻璃的材料用于第一密封区域3007并将包含树脂的材料用于第二密封区域3009的情况下，具有如下优异的效果。
第二密封区域3009被设置在比第一密封区域3007更靠近发光装置3000的外周部一侧。在发光装置3000中，越接近外周部，起因于外力等的应变越大。因此，使用包含树脂的材料对产生更大的应变的发光装置3000的外周部一侧，即为第二密封区域3009进行密封，并且使用包含玻璃的材料对设置于第二密封区域3009的内侧的第一密封区域3007进行密封，由此，即便发生起因于外力等的应变，发光装置3000也不容易损坏。
另外，如图38B所示，在被衬底3001、衬底3003、第一密封区域3007及第二密封区域3009包围的区域中形成第一区域3011。此外，在被衬底3001、衬底3003、发光元件3005及第一密封区域3007包围的区域中形成第二区域3013。
第一区域3011及第二区域3013例如优选填充有稀有气体或氮气体等非活性气体。或者，可以使用丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂填充。注意，作为第一区域3011及第二区域3013，与大气压状态相比，更优选为减压状态。
另外，图38C示出图38B所示的结构的变形实例。图38C是示出发光装置3000的变形实例的截面图。
在图38C所示的结构中，衬底3003的一部分设置有凹部，并且，该凹部设置有干燥剂3018。其他结构与图38B所示的结构相同。
作为干燥剂3018，可以使用通过化学吸附来吸附水分等的物质或者通过物理吸附来吸附水分等的物质。作为可用作干燥剂3018的物质，例如可以举出碱金属的氧化物、碱土金属的氧化物(氧化钙或氧化钡等)、硫酸盐、金属卤化物、高氯酸盐、沸石或硅胶等。
接着，参照图39A至图39D对图38B所示的发光装置3000的变形实例进行说明。注意，图39A至图39D是说明图38B所示的发光装置3000的变形实例的截面图。
在图39A至图39D所示的发光装置中，不设置第二密封区域3009，而设置第一密封区域3007。此外，在图39A至图39D所示的发光装置中，具有区域3014代替图38B所示的第二区域3013。
作为区域3014，例如可以使用聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯或丙烯酸树脂、聚氨酯、环氧树脂。或者，也可以使用硅酮等具有硅氧烷键的树脂。
通过将上述材料用于区域3014，可以实现所谓的固体密封的发光装置。
另外，在图39B所示的发光装置中，在图39A所示的发光装置的衬底3001一侧设置衬底3015。
如图39B所示，衬底3015具有凹凸。通过将具有凹凸的衬底3015设置于发光元件3005的提取光一侧，可以提高来自发光元件3005的光的光提取效率。注意，可以设置用作扩散板的衬底代替如图39B所示那样的具有凹凸的结构。
此外，图39A所示的发光装置具有从衬底3001一侧提取光的结构，而另一方面，图39C所示的发光装置具有从衬底3003一侧提取光的结构。
图39C所示的发光装置在衬底3003一侧包括衬底3015。其他结构是与图39B所示的发光装置同样的结构。
另外，在图39D所示的发光装置中，不设置图39C所示的发光装置的衬底3003、3015，而设置衬底3016。
衬底3016包括位于离发光元件3005近的一侧的第一凹凸以及位于离发光元件3005远的一侧的第二凹凸。通过采用图39D所示的结构，可以进一步提高来自发光元件3005的光的光提取效率。
因此，通过使用本实施方式所示的结构，能够实现由于水分或氧等杂质而导致的发光元件的劣化得到抑制的发光装置。或者，通过使用本实施方式所示的结构，能够实现光提取效率高的发光装置。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式9
在本实施方式中，参照图40A至图41说明将本发明的一个方式的发光元件适用于各种照明装置及电子设备的情况的例子。
通过将本发明的一个方式的发光元件形成在具有柔性的衬底上，能够实现包括具有曲面的发光区域的电子设备或照明装置。
此外，还可以将应用了本发明的一个方式的发光装置适用于汽车的照明，其中该照明被设置于仪表盘、挡风玻璃、车厢顶棚等。
图40A示出多功能终端3500的一个面的透视图，图40B示出多功能终端3500的另一个面的透视图。在多功能终端3500中，框体3502组装有显示部3504、照相机3506、照明3508等。可以将本发明的一个方式的发光装置用于照明3508。
将包括本发明的一个方式的发光装置的照明3508用作面光源。因此，不同于以LED为代表的点光源，能够得到指向性低的发光。例如，在将照明3508和照相机3506组合使用的情况下，可以在使照明3508点亮或闪烁的同时使用照相机3506来进行拍摄。因为照明3508具有面光源的功能，可以获得仿佛在自然光下拍摄般的照片。
注意，图40A及图40B所示的多功能终端3500与图33A至图33G所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
另外，可以在框体3502的内部设置扬声器、传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、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)、麦克风等。此外，通过在多功能终端3500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，可以判断多功能终端3500的方向(纵或横)而自动进行显示部3504的屏面显示的切换。
也可以将显示部3504用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部3504，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部3504中设置发射近红外光的背光或感测光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。注意，可以将本发明的一个方式的发光装置适用于显示部3504。
图40C示出安全灯(security light)3600的透视图。安全灯3600在框体3602的外侧包括照明3608，并且，框体3602组装有扬声器3610等。可以将本发明的一个方式的发光装置用于照明3608。
安全灯3600例如在抓住或握住照明3608时进行发光。另外，可以在框体3602的内部设置有能够控制安全灯3600的发光方式的电子电路。作为该电子电路，例如可以为能够一次或间歇地多次进行发光的电路或通过控制发光的电流值能够调整发光的光量的电路。此外，也可以组装在照明3608进行发光的同时从扬声器3610发出很大的警报音的电路。
安全灯3600因为能够向所有方向发射光，所以可以发射光或发出光和声音来恐吓歹徒等。另外，安全灯3600可以包括具有摄像功能的数码静态相机等照相机。
图41是将发光元件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光元件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。此外，也可以通过使用具有曲面的框体来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光元件为薄膜状，所以框体的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。此外，通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，通过应用本发明的一个方式的发光装置，能够得到照明装置及电子设备。注意，不局限于本实施方式所示的照明装置及电子设备，该发光装置可以应用于各种领域的电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施例1
在本实施例中，示出本发明的一个方式的发光元件的制造例子。图42示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图，表7示出元件结构的详细内容。另外，下面示出这里所使用的化合物的结构及简称。另外，关于其他化合物，参照实施方式1即可。
[化5]
[表7]
<发光元件的制造〉
《发光元件1的制造》
作为电极101，在衬底200上形成厚度为70nm的ITSO膜。另外，电极101的面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，在电极101上，作为空穴注入层111以20nm的厚度共蒸镀4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)和氧化钼，且将其重量比设定为1:0.5(DBT3P-II:氧化钼)。
接着，在空穴注入层111上作为空穴传输层112以重量比(PCCP：PCCH)为0.99：0.01的方式共蒸镀3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)及3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑(简称：PCCH)形成厚度为20nm的膜。
接着，空穴传输层112上作为发光层160，以PCCP与3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)与三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二异丙基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-diPrp)3)的重量比(PCCP：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.3：0.06且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，然后，以35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。在发光层160中，35DCzPPy是第一有机化合物，PCCP是第二有机化合物，Ir(mpptz-diPrp)3为客体材料(磷光化合物)。
接着，在发光层160上作为电子传输层118以35DCzPPy与红菲咯啉(简称：BPhen)的厚度分别为10nm与15nm的方式依次进行蒸镀。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以1nm的厚度蒸镀氟化锂(LiF)。
接着，作为电极102，在电子注入层119上以200nm的厚度形成铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底220固定于形成有有机材料的衬底200上，由此密封发光元件1。具体而言，将密封剂涂敷于形成在衬底200上的有机材料的周围，贴合该衬底200和衬底220，对密封剂以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述步骤得到发光元件1。
《发光元件2至发光元件4的制造》
发光元件2至发光元件4与之前所示的发光元件1的不同之处仅在于发光层160的形成工序，而其他工序都与发光元件1采用同样的制造方法。
作为发光元件2的发光层160，以PCCP与PCCH与35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：PCCH：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为0.99：0.01：0.3：0.06且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，接着，以35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，35DCzPPy为第一有机化合物，PCCP为第二有机化合物，PCCH为相当于杂质的有机化合物(具有NH基的有机化合物)，Ir(mpptz-diPrp)3为客体材料(磷光化合物)。
作为发光元件3的发光层160，以PCCP与PCCH与35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：PCCH：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为0.9：0.1：0.3：0.06且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，然后以35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，35DCzPPy为第一有机化合物，PCCP为第二有机化合物，PCCH为相当于杂质的有机化合物(具有NH基的有机化合物)，Ir(mpptz-diPrp)3为客体材料(磷光化合物)。
作为发光元件4的发光层160，以PCCH与35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCH：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.3：0.06且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，然后以35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，35DCzPPy为第一有机化合物，PCCH为相当于杂质的有机化合物(具有NH基的有机化合物)，Ir(mpptz-diPrp)3为客体材料(磷光化合物)。
<发光元件的特性>
图43示出制造出的发光元件1至4的亮度-电流密度特性。另外，图44示出亮度-电压特性。另外，图45示出电流效率-亮度特性。另外，图46示出外部量子效率-亮度特性。另外，图47示出功率效率-亮度特性。另外，各发光元件的测量在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
另外，表8示出1000cd/m2附近的发光元件1至4的元件特性。
[表8]
另外，图48示出发光元件1至4以2.5mA/cm2的电流密度流过电流时的电致发射光谱(EL光谱)。另外，图48的纵轴表示以各电致发射光谱的最大值归一化的发光强度(EL强度)。
如图48所示，发光元件1至4的电致发射光谱的峰值波长为473nm，半峰全宽为63nm，呈现蓝色发光。
另外，如图43至图47及表8所示，发光元件1及发光元件2与发光元件3及发光元件4相比呈现高电流效率。另外，发光元件1及发光元件2的外部量子效率的最大值极高，分别为30％及29％。另外，发光元件1至发光元件3与发光元件4相比以低驱动电压驱动。因此，发光元件1和发光元件2具有优异的功率效率。其结果，与发光元件1及发光元件2相比发光元件3及发光元件4中的客体材料的发光强度下降。
<吸收光谱及发射光谱的测定结果>
这里，示出本实施例所使用的化合物的吸收光谱及发射光谱的测定结果。测定所使用的化合物为PCCH及PCCP。
图49A示出甲苯溶液中的PCCH及PCCP的吸收光谱及发射光谱，图49B示出薄膜状态的PCCH及PCCP的吸收光谱及发射光谱。
当测定吸收光谱时，使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制造，V550型)。将各有机化合物的甲苯溶液放入石英皿中对甲苯溶液中的有机化合物(PCCH及PCCP)的吸收光谱进行了测定，并示出从该吸收光谱减去使用石英皿测出的甲苯的吸收光谱而得到的吸收光谱。另外，薄膜的吸收光谱是如下吸收光谱，将各有机化合物蒸镀在石英衬底上来制造样品，并且从该样品的吸收光谱减去石英的吸收光谱而得到的吸收光谱。另外，发射光谱的测定使用了PL-EL测定装置(由日本滨松光子学公司制造)。甲苯溶液中的各有机化合物的发射光谱是在将各有机化合物的甲苯溶液放入石英皿中进行了测定。另外，薄膜的发射光谱将各有机化合物蒸镀在石英衬底上制造样品来进行测定。此外，测定吸收光谱及发射光谱的薄膜在石英衬底上通过真空蒸镀法形成。
由测定结果可知，PCCH及PCCP的甲苯溶液中及薄膜中的吸收光谱几乎相等。另外，由图49B的薄膜的吸收光谱的数据可知，由假设为直接迁移的Tauc曲线求出的PCCH及PCCP的吸收端分别为3.31eV及3.30eV。因此，估算PCCH及PCCP的固体状态的光学能隙为3.31eV及3.30eV。由此可知，PCCH及PCCP在固体状态时具有同等的较宽的能隙。
<CV测定结果>
接着，利用循环伏安法(CV)测定对PCCH及PCCP的电化学特性(氧化反应特性及还原反应特性)进行测定。在测定中，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造，ALS型号600A或600C)，并且对将各化合物溶解于N，N-二甲基甲酰胺(简称：DMF)而成的溶液进行测定。在测量中，在适当的范围内改变工作电极相对于参考电极的电位，来获得氧化峰值电位以及还原电位峰值电位。另外，因为参考电极的氧化还原电位估计为-4.94eV，所以从该数值和所得到的峰值电位算出各化合物的HOMO能级及LUMO能级。
CV测定结果：PCCH的氧化电位为0.57V，还原电位为-2.94V；PCCP的氧化电位为0.685V，还原电位为-2.98V。另外，根据CV测定算出：PCCH的HOMO能级为-5.51eV、LUMO能级为-2.00eV；PCCP的HOMO能级为-5.63eV、LUMO能级为-1.96eV。
<低温下的发射光谱的测定结果>
图50A和图50B示出在低温(10K)下对PCCH及PCCP的发射光谱进行测定的结果。
在该发射光谱的测定中，利用显微PL装置LabRAM HR-PL(由日本株式会社堀场制作所制造)，将测定温度设定为10K，作为激发光使用波长为325nm的He-Cd激光，作为检测器使用CCD检测器。另外，在石英衬底上形成50nm厚的用来测定的薄膜，并且在氮气氛中对该石英衬底从蒸镀面一侧贴合其他石英衬底之后，将其用于测定。
此外，在该发射光谱的测量中，除了一般的发射光谱的测量以外，还进行了着眼于发光寿命长的发光的时间分辨发射光谱的测量。由于这两个发射光谱的测量在低温(10K)下进行，所以在一般的发射光谱的测量中，除了作为主要发光成分的荧光以外，还观察到一部分磷光。另外，在着眼于发光寿命长的发光的时间分辨发射光谱的测量中，主要观察到磷光。
由上述测定的发射光谱结果可知，PCCH的发射光谱的荧光成分及磷光成分的最短波长一侧的峰值波长(包括肩峰)分别为391nm及469nm。另外，PCCP的发射光谱的荧光成分及磷光成分的最短波长一側的峰值波长(包括肩峰)分别为391nm及467nm。
因此，根据上述峰值的波长算出：PCCH的S1能级为3.17eV、T1能级为2.64eV，PCCP的S1能级为3.17eV、T1能级为2.66eV，PCCH与PCCP具有同等的S1能级及T1能级。
另外，由上述测定结果可知：PCCH及PCCP的磷光成分中最短波长一侧的峰值波长(469nm及467nm)比发光元件1至4的电致发射光谱的峰值波长(473nm)短，PCCH及PCCP的S1能级及T1能级是能够充分地激发用于发光元件1至4的客体材料(Ir(mpptz-diPrp)3)的激发能级。由此可知，PCCH及PCCP的单个材料很难引起发光元件的猝灭。
<利用光激发得到的发光元件的发射光谱的测定结果>
接着，图51示出对发光元件1至4照射波长为325nm的紫外光时的发射光谱(PL光谱)。
如图51所示，利用光激发得到发光元件1至4的发射光谱主要是源于峰值波长为474nm的客体材料的发光。另外，与发光元件1及发光元件2相比，发光元件3及发光元件4所呈现的客体材料的发射光谱强度(PL强度)弱。也就是说，在光激发中，发光元件3及发光元件4中的客体材料的发光强度下降。
接着，图52示出使发光元件1至4流过电流时得到的外部量子效率(EL外部量子效率)与光激发中的发射光谱强度(PL强度)的关系。由图52可知，电流流过时得到的外部量子效率(EL外部量子效率)与光激发中的发射光谱强度(PL强度)成正比。
因此，与发光元件1及发光元件2相比，发光元件3及发光元件4的电流效率下降不是由于因发光层中的主体材料及其浓度不同而引起的载流子平衡的变化，可以说是由于发光层中的发光量子产率下降。也就是说，由于PCCH与35DCzPPy共存而使发光层中的发光量子产率下降的结果。
如上所述，当发光元件的发光层中含有35DCzPPy那样的具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物时，优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物的含量低。具体地，优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物与35DCzPPy那样的具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的重量比为0.03以下，并且优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物与PCCP那样的具有含氮五元杂环骨架的化合物的重量比为0.01以下。
<可靠性测试结果>
接下来，图53示出发光元件1至发光元件4的可靠性测试的测定结果。在该可靠性测试中，将各发光元件的电流密度设定为2.5mA/cm2，并以一定电流密度连续驱动各发光元件。
其结果，在发光元件1、发光元件2、发光元件3及发光元件4中，劣化至初期亮度的50％的时间(亮度半衰期)分别为480小时、87小时、12小时及3.3小时，由此可知发光元件1具有优异的可靠性。
接着，图54A示出相对于35DCzPPy(第一有机化合物)的PCCH(杂质)的重量比与亮度半衰期的关系，图54B示出相对于PCCP(第二有机化合物)的PCCH(杂质)的重量比与亮度半衰期的关系。
绘制出发光元件2至发光元件4的亮度半衰期与相对于35DCzPPy的PCCH的重量比的关系并以幂逼近(power approximation)进行拟合得知：当相对于35DCzPPy的PCCH的重量比为0.003时，亮度半衰期同等于不含有PCCH的发光元件1的亮度半衰期。也就是说，优选相对于35DCzPPy的PCCH的重量比为0.003以下。
另外，绘制出发光元件2及发光元件3的亮度半衰期与相对于PCCP的PCCH的重量比的关系并以幂逼近进行拟合得知：当相对于PCCP的PCCH的重量比为0.001时，亮度半衰期同等于不含有PCCH的发光元件1的亮度半衰期。也就是说，优选相对于PCCP的PCCH的重量比为0.001以下。
换言之，当发光元件的发光层中含有35DCzPPy那样的具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物时，优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物的含量低。具体地，优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物与35DCzPPy那样的具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的重量比为0.003以下，此时发光元件的可靠性高，并且优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物与PCCP那样的具有含氮五元杂环骨架的化合物的重量比为0.001以下，此时发光元件的可靠性高。
以上，通过具有本发明的一个方式的结构，可以制造发光效率高的发光元件。此外，可以制造功耗得到降低的发光元件。另外，可以制造可靠性优异的发光元件。另外，可以制造发光效率高且可靠性优异的呈现蓝色发光的发光元件。
以上，本实施例所示的结构可以与其他实施方式及实施例适当地组合而使用。
实施例2
在本实施例中，示出本发明的一个方式的发光元件的制造例子。在本实施例中制造的发光元件的截面示意图可以参照图42。表9示出元件结构的详细内容。另外，下面示出这里所使用的化合物的结构及简称。另外，其它的化合物可以参照之前的实施例及实施方式1。
[化6]
[表9]
<发光元件的作製>
《发光元件5的制造》
作为电极101，在衬底200上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，在电极101上，作为空穴注入层111以20nm的厚度共蒸镀DBT3P-II和氧化钼，且将其重量比(DBT3P-II:氧化钼)设定为1:0.5。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度蒸镀PCCP。
接着，空穴传输层112上作为发光层160，以PCCP与4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)与三{2-[4-(4-氰基-2，6-二异丁基苯基)-5-(2-甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-diBuCNp)3)的重量比(PCCP：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.6：0.4：0.125且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，然后以PCCP与4，6mCzP2Pm与Ir(mpptz-diBuCNp)3)的重量比(PCCP：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.2：0.8：0.125且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，4，6mCzP2Pm为第一有机化合物，PCCP为第二有机化合物，Ir(mpptz-diBuCNp)3为客体材料(磷光化合物)。
接着，在发光层160上作为电子传输层118，以4，6mCzP2Pm与BPhen的厚度分别为10nm和15nm的方式依次进行蒸镀。接着，在电子传输层118上作为电子注入层119以1nm的厚度蒸镀氟化锂(LiF)。
接着，在电子注入层119上，作为电极102形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底220固定于形成有有机材料的衬底200上，由此密封发光元件5。另外，具体的方法与发光元件1同样。通过上述步骤得到发光元件5。
《发光元件6的制造》
发光元件6与上述所示的发光元件5的不同之处仅在于发光层160的形成工序，而其他工序都与发光元件5采用同样的制造方法。
作为发光元件6的发光层160，以PCCH、4，6mCzP2Pm、Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.6：0.4：0.125且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，接着，以PCCH、4，6mCzP2Pm、Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.2：0.8：0.125且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，4，6mCzP2Pm为第一有机化合物，PCCH为相当于杂质的有机化合物(具有NH基的有机化合物)，Ir(mpptz-diBuCNp)3为客体材料(磷光化合物)。
《发光元件7的制造》
发光元件7与上述所示的发光元件5的不同之处仅在于发光层160及电子传输层118的形成工序，而其他工序都与发光元件5采用同样的制造方法。
作为发光元件7的发光层160，以PCCH与2，4，6-三[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：mCzP3Pm)与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：mCzP3Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.6：0.4：0.125且厚度为30nm的方式进行共蒸镀，然后以PCCH与mCzP3Pm与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：mCzP3Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.2：0.8：0.125且厚度为10nm的方式进行共蒸镀。另外，在发光层160中，mCzP3Pm为第一有机化合物，PCCH为相当于杂质的有机化合物(具有NH基的有机化合物)，Ir(mpptz-diBuCNp)3为客体材料(磷光化合物)。
接着，在发光层160上作为电子传输层118，以mCzP3Pm与BPhen的厚度分别为10nm和15nm的方式依次进行蒸镀。
<发光元件的特性>
图55示出制造出的发光元件5至7的亮度-电流密度特性。另外，图56示出亮度-电压特性。另外，图57示出电流效率-亮度特性。另外，图58示出外部量子效率-亮度特性。另外，图59示出功率效率-亮度特性。另外，各发光元件的测量在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
另外，表10示出1000cd/m2附近的发光元件5至7的元件特性。
[表10]
另外，图60示出发光元件5至7以2.5mA/cm2的电流密度流过电流时的电致发射光谱。另外，图60的纵轴表示以各电致发射光谱的最大值归一化的发光强度(EL强度)。
如图60所示，发光元件5至7的电致发射光谱的峰值波长为490nm，半峰全宽为66nm，呈现蓝色发光。
另外，如图55至图59及表10所示，与发光元件6及发光元件7相比，发光元件5呈现高电流效率。另外，发光元件5的外部量子效率的最大值为34％，呈现了极佳的值。另外，与发光元件6及发光元件7相比发光元件5以低驱动电压驱动。因此，发光元件5具有优异的功率效率。
因此，当发光层含有4，6mCzP2Pm及mCzP3Pm那样的具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物时，优选PCCH那样的含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的化合物的含量低。
以上，通过具有本发明的一个方式的结构，可以制造发光效率高的发光元件。此外，可以制造功耗得到降低的发光元件。另外，可以制造发光效率高且功耗低的呈现蓝色发光的发光元件。
以上，本实施例所示的结构可以与其他实施方式及实施例适当地组合而使用。
实施例3
在本实施例中，制造能够用于发光元件的发光层的薄膜并示出其光学特性的测定结果。表11示出所制造的薄膜的详细情况。另外，化合物的结构可以参照之前的实施例及实施方式1。
[表11]
<薄膜1至8的制造>
作为薄膜1，在石英衬底上以PCCP与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜2，在石英衬底上以PCCP与PCCH与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：PCCH：Ir(mpptz-diPrp)3)为0.99：0.01：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜3，在石英衬底上以PCCP与PCCH与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：PCCH：Ir(mpptz-diPrp)3)为0.9：0.1：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜4，在石英衬底上以PCCH与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCH：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜5，在石英衬底上以PCCP与35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCP：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.3：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜6，在石英衬底上以PCCH与35DCzPPy与Ir(mpptz-diPrp)3的重量比(PCCH：35DCzPPy：Ir(mpptz-diPrp)3)为1：0.3：0.06且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜7，在石英衬底上以重量比(PCCP：35DCzPPy)为1：1的方式共蒸镀PCCP和35DCzPPy形成厚度为50nm的膜。
作为薄膜8，在石英衬底上以PCCH与35DCzPPy的重量比(PCCH：35DCzPPy)为1：1且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
<发光量子产率的测定结果>
发光量子产率的测定利用绝对PL量子产率测定装置(由日本滨松光子学公司制造的C11347-01)，并在室温下进行测定。
图61示出照射波长为350nm的光时的薄膜1至4的发射光谱，图62示出照射波长为350nm的光时的薄膜5及6的发射光谱，图63示出照射波长为312nm的光时的薄膜7及8的发射光谱。从薄膜1至6，得到峰值波长在473nm附近的、源于Ir(mpptz-diPrp)3的发射光谱。另外，从薄膜7得到峰值波长在413nm附近的、源于PCCP的发射光谱，从薄膜8得到峰值波长在413nm附近的、源于PCCH的发射光谱。
另外，图64至图66示出薄膜1至8的发光量子产率(PL量子产率)的测定结果。图64是薄膜1至4的测定结果，图65是薄膜5及6的测定结果，图66是薄膜7及8的测定结果。另外，在图64至图66中的横轴为照射的激发光的波长。另外，表12示出照射波长为350nm的光时的薄膜1至8的发光量子产率(PL量子产率)的测定结果。另外，PCCP、PCCH、35DCzPPy及Ir(mpptz-diPrp)3分别对波长为350nm的光具有吸收。
[表12]
样品 PL量子产率(％)
薄膜1 89
薄膜2 90
薄膜3 84
薄膜4 83
薄膜5 76
薄膜6 21
薄膜7 23
薄膜8 0.8
如表12所示，通过比较含有客体材料的Ir(mpptz-diPrp)3的薄膜1至薄膜6的结果可知，薄膜1至5的发光量子产率高达76％至90％，而薄膜6的发光量子产率较低为21％。也就是说，这说明在薄膜6那样的PCCH与35DCzPPy共存的薄膜中，作为客体材料所使用的Ir(mpptz-diPrp)3的发光量子产率下降。
另外，通过比较不含有客体材料的薄膜7及薄膜8可知，薄膜7的发光量子产率23％，与此相对，薄膜8的发光量子产率非常低，不到1％。也就是说，即便在不含有作为客体材料的Ir(mpptz-diPrp)3的薄膜中，PCCH与35DCzPPy共存的薄膜的发光量子产率也降低。由此可以说，含有客体材料的薄膜6中发光量子产率下降的原因是由于PCCH与35DCzPPy的共存。
<过渡荧光特性的测定1>
接着，利用时间分辨发光测定对薄膜1至6的过渡荧光特性进行测定。
在测量中，使用皮秒荧光寿命测量系统(日本滨松光子学公司制造)。在本测定中，对薄膜照射脉冲激光，并且使用条纹相机对在照射激光之后衰减的发光进行时间分辨测量。作为脉冲激光使用波长为337nm的氮气体激光，以10Hz的频率对薄膜照射500ps的脉冲激光，并且通过将反复测量的数据累计起来获得S/N比高的数据。注意，测量是在室温(保持在23℃的气氛)下进行的。另外，PCCP、PCCH及Ir(mpptz-diPrp)3分别至少对波长为337nm的光具有吸收。
图67示出通过测定得到的薄膜1至6的过渡荧光特性。
如图67所示，只有薄膜6的发光寿命短。这说明在PCCH与35DCzPPy共存的薄膜中除了Ir(mpptz-diPrp)3的发光过程还存在其他的失活过程。
<薄膜9至18的制造>
接着，制造使用各种有机化合物的混合膜，并示出其过渡荧光特性的测定结果。表13示出制造出的薄膜的详细情况。另外，化合物的结构可以参照上述实施例及实施方式1。
[表13]
作为薄膜9，在石英衬底上以PCCP与35DCzPPy与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCP：35DCzPPy：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜10，在石英衬底上以PCCH与35DCzPPy与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：35DCzPPy：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜11，在石英衬底上以PCCH与TmPyPB与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：TmPyPB：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜12，在石英衬底上以PCCH与4，4’mCzP2BPy与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：4，4’mCzP2BPy：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜13，在石英衬底上以PCCH与5，5’mCzP2BPy(3)与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：5，5’mCzP2BPy(3)：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜14，在石英衬底上以PCCH与TCTA与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：TCTA：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜15，在石英衬底上以PCCH与mCP与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：mCP：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜16，在石英衬底上以PCCP与4，6mCzP2Pm与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCP：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜17，在石英衬底上以PCCH与4，6mCzP2Pm与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：4，6mCzP2Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
作为薄膜18，在石英衬底上以PCCH与mCzP3Pm与Ir(mpptz-diBuCNp)3的重量比(PCCH：mCzP3Pm：Ir(mpptz-diBuCNp)3)为0.5：0.5：0.125且厚度为50nm的方式进行共蒸镀。
<过渡荧光特性的测定2>
从薄膜9至18观测到源于用作客体材料的Ir(mpptz-diBuCNp)3的蓝色发光。利用时间分辨发光测定对薄膜9至18的该发光的过渡荧光特性进行了测定。测定方法与薄膜1至6的测定相同。另外，Ir(mpptz-diBuCNp)3至少对波长为337nm的光具有吸收。
图68示出通过测定得到的薄膜9至15的过渡荧光特性，图69示出薄膜16至18的过渡荧光特性。
如图68所示，与薄膜9、薄膜14及薄膜15相比，薄膜10至13的发光寿命短。薄膜9是不含有具有NH基的有机化合物的薄膜，薄膜14及薄膜15是不含有具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的薄膜。薄膜10至13是含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物(PCCH)且含有具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的薄膜。因此，通过上述两个有机化合物的相互作用，除了作为客体材料的Ir(mpptz-diBuCNp)3的发光过程之外还发生了其它的失活过程。
另外，如图69所示，与薄膜16相比，薄膜17及薄膜18的发光寿命短。薄膜16是不含有具有NH基的有机化合物的薄膜。薄膜17和薄膜18是含有具有NH基的含氮五元杂环骨架的有机化合物(PCCH)且含有具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物的薄膜。因此，通过上述两个有机化合物的相互作用，除了作为客体材料的Ir(mpptz-diBuCNp)3的发光过程之外还发生了其它的失活过程。
由此可知，由于包括含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物并包括具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物，可以用于发光层的薄膜中激子失活而使发光量子产率下降。换言之，当发光层含有具有含氮六元芳杂环骨架的有机化合物时，优选本发明的一个方式中含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、仲胺骨架或伯胺骨架的有机化合物的含量少。
以上，本实施例所示的结构可以与其他实施方式及实施例适当地组合而使用。
参考例1
在本参考例中，对在实施例2中用作客体材料的有机金属配合物的三{2-[4-(4-氰基-2，6-二异丁基苯基)-5-(2-甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-diBuCNp)3)的合成方法进行说明。
<合成例1>
《步骤1：4-氨基-3，5-二异丁基苯腈的合成》
将9.4g(50mmol)的4-氨基-3，5-二氯苯腈、26g(253mmol)的异丁基硼酸、54g(253mmol)的磷酸三钾、2.0g(4.8mmol)的2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基联苯(S-phos)以及500mL的甲苯放入到1000mL的三口烧瓶中，并且对该烧瓶内进行氮气置换。在烧瓶中进行减压的同时进行搅拌，以使该混合物脱气。在脱气之后，对该混合物添加0.88g(0.96mmol)的三(二亚苄基丙酮)钯(0)，在氮气流下以130℃进行8小时的搅拌。对所得到的反应溶液添加甲苯，并且通过以硅藻土、氧化铝、硅藻土的顺序层叠的助滤剂进行过滤。浓缩所得到的滤液得到油状物。通过利用硅胶柱层析法纯化所得到的油状物。作为展开溶剂，使用甲苯。浓缩所得到的馏分，以87％的收率得到10g的黄色油状物。利用核磁共振法(NMR)确认到得到的黄色油状物为4-氨基-3，5-二异丁基苯腈。如下述式(a-1)示出步骤1的合成方案。
[化7]
《步骤2：Hmpptz-diBuCNp的合成》
将通过步骤1合成的11g(48mmol)的4-氨基-3，5-二异丁基苯腈、4.7g(16mmol)的N-(2-甲基苯基)氯亚甲基-N'-苯基氯亚甲基肼及40mL的N，N-二甲基苯胺放入到300mL的三口烧瓶中，在氮气流下以160℃进行7小时的搅拌并使其起反应。在起反应之后，将反应溶液添加到300mL的1M盐酸中，搅拌3小时。将有机层和水层分离，使用乙酸乙酯对水层进行萃取。将有机层及得到的萃取溶液合并，使用饱和碳酸氢钠及饱和食盐水进行洗涤，并对有机层添加无水硫酸镁以进行干燥。对所得到的混合物进行重力过滤，并浓缩滤液，而得到油状物。通过利用硅胶柱层析法纯化所得到的油状物。作为展开溶剂，使用己烷：乙酸乙酯＝5：1的混合溶剂。浓缩所得到的馏分，而得到固体。对所得到的固体添加己烷而照射超声波，并进行抽滤，以28％的收率得到2.0g的白色固体。利用核磁共振法(NMR)确认到得到的白色固体为4-(4-氰基-2，6-二异丁基苯基)-3-(2-甲基苯基)-5-苯基-4H-1，2，4-三唑(简称：Hmpptz-diBuCNp)。如下述式(b-1)示出步骤2的合成方案。
[化8]
《步骤3：Ir(mpptz-diBuCNp)3的合成》
将通过步骤2合成的2.0g(4.5mmol)的Hmpptz-diBuCNp及0.44g(0.89mmol)的三(乙酰丙酮)铱(III)放入到安装有三通旋塞的反应容器中，在氩气流下以250℃进行43小时的搅拌。将所得到的反应混合物添加到二氯甲烷中，而去除不溶物。浓缩得到的滤液而得到固体。通过硅胶柱层析法使所得到的固体纯化。作为展开溶剂，使用二氯甲烷。浓缩所得到的馏分，而得到固体。利用乙酸乙酯/己烷的混合溶剂使得到的固体再结晶，以23％的收率得到0.32g的黄色固体。通过利用梯度升华方法对所得到的黄色固体中的0.31g进行升华提纯。在升华提纯中，在压力为2.6Pa且氩流量为5.0mL/min的条件下，以310℃加热19小时。在进行升华提纯之后，以84％的回收率得到0.26g的黄色固体。如下述式(c-1)示出步骤3的合成方案。
[化9]
利用核磁共振法(NMR)对通过上述步骤3得到的黄色固体的质子(1H)进行了测定。以下示出所得到的值。
1H-NMRδ(CDCl3)：0.33(d，18H)，0.92(d，18H)，1.51-1.58(m，3H)，1.80-1.88(m，6H)，2.10-2.15(m，6H)，2.26-2.30(m，3H)，2.55(s，9H)，6.12(d，3H)，6.52(t，3H)，6.56(d，3H)，6.72(t，3H)，6.83(t，3H)，6.97(d，3H)，7.16(t，3H)，7.23(d，3H)，7.38(s，3H)，7.55(s，3H)。
附图标记说明
100 EL层
101 电极
101a 导电层
101b 导电层
101c 导电层
102 电极
103 电极
103a 导电层
103b 导电层
104 电极
104a 导电层
104b 导电层
106 发光单元
108 发光单元
110 发光单元
111 空穴注入层
112 空穴传输层
113 电子传输层
114 电子注入层
115 电荷产生层
116 空穴注入层
117 空穴传输层
118 电子传输层
119 电子注入层
120 发光层
121 主体材料
122 客体材料
123B 发光层
123G 发光层
123R 发光层
130 发光层
131 主体材料
131_1 有机化合物
131_2 有机化合物
132 客体材料
140 发光层
141 主体材料
141_1 有机化合物
141_2 有机化合物
142 客体材料
145 分隔壁
150 发光元件
160 发光层
170 发光层
180 发光层
190 发光层
190a 发光层
190b 发光层
200 衬底
220 衬底
221B 区域
221G 区域
221R 区域
222B 区域
222G 区域
222R 区域
223 遮光层
224B 光学元件
224G 光学元件
224R 光学元件
250 发光元件
252 发光元件
254 发光元件
260a 发光元件
260b 发光元件
262a 发光元件
262b 发光元件
301_1 布线
301_5 布线
301_6 布线
301_7 布线
302_1 布线
302_2 布线
303_1 晶体管
303_6 晶体管
303_7 晶体管
304 电容器
304_1 电容器
304_2 电容器
305 发光元件
306_1 布线
306_3 布线
307_1 布线
307_3 布线
308_1 晶体管
308_6 晶体管
309_1 晶体管
309_2 晶体管
311_1 布线
311_3 布线
312_1 布线
312_2 布线
600 显示装置
601 信号线驱动电路部
602 像素部
603 扫描线驱动电路部
604 密封衬底
605 密封剂
607 区域
607a 密封层
607b 密封层
607c 密封层
608 布线
609 FPC
610 元件衬底
611 晶体管
612 晶体管
613 下部电极
614 分隔壁
616 EL层
617 上部电极
618 发光元件
621 光学元件
622 遮光层
623 晶体管
624 晶体管
683 液滴喷射装置
684 液滴
685 包含组成物的层
801 像素电路
802 像素部
804 驱动电路部
804a 扫描线驱动电路
804b 信号线驱动电路
806 保护电路
807 端子部
852 晶体管
854 晶体管
862 电容器
872 发光元件
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 层间绝缘膜
1021 层间绝缘膜
1022 电极
1024B 下部电极
1024G 下部电极
1024R 下部电极
1024Y 下部电极
1025 分隔壁
1026 上部电极
1028 EL层
1028B 发光层
1028G 发光层
1028R 发光层
1028Y 发光层
1029 密封层
1031 密封衬底
1032 密封剂
1033 基材
1034B 着色层
1034G 着色层
1034R 着色层
1034Y 着色层
1035 遮光层
1036 覆盖层
1037 层间绝缘膜
1040 像素部
1041 驱动电路部
1042 周围部
1400 液滴喷射装置
1402 衬底
1403 液滴喷射单元
1404 成像单元
1405 头
1407 控制单元
1406 空间
1408 存储媒体
1409 图像处理单元
1410 计算机
1411 标记
1412 头
1413 材料供应源
1414 材料供应源
2000 触摸面板
2001 触摸面板
2501 显示装置
2502R 像素
2502t 晶体管
2503c 电容器
2503g 扫描线驱动电路
2503s 信号线驱动电路
2503t 晶体管
2509 FPC
2510 衬底
2510a 绝缘层
2510b 柔性衬底
2510c 粘合层
2511 布线
2519 端子
2521 绝缘层
2528 分隔壁
2550R 发光元件
2560 密封层
2567BM 遮光层
2567p 反射防止层
2567R 着色层
2570 衬底
2570a 绝缘层
2570b 柔性衬底
2570c 粘合层
2580R 发光模块
2590 衬底
2591 电极
2592 电极
2593 绝缘层
2594 布线
2595 触摸传感器
2597 粘合层
2598 布线
2599 连接层
2601 脉冲电压输出电路
2602 电流检测电路
2603 电容器
2611 晶体管
2612 晶体管
2613 晶体管
2621 电极
2622 电极
3000 发光装置
3001 衬底
3003 衬底
3005 发光元件
3007 密封区域
3009 密封区域
3011 区域
3013 区域
3014 区域
3015 衬底
3016 衬底
3018 干燥剂
3054 显示部
3500 多功能终端
3502 框体
3504 显示部
3506 照相机
3508 照明
3600 灯
3602 框体
3608 照明
3610 扬声器
7101 框体
7102 框体
7103 显示部
7104 显示部
7105 麦克风
7106 扬声器
7107 操作键
7108 触屏笔
7121 框体
7122 显示部
7123 键盘
7124 定位设备
7200 头盔显示器
7201 安装部
7202 透镜
7203 主体
7204 显示部
7205 电缆
7206 电池
7300 照相机
7301 框体
7302 显示部
7303 操作按钮
7304 快门按钮
7305 结合部
7306 镜头
7400 取景器
7401 框体
7402 显示部
7403 按钮
7500 头盔显示器
7501 框体
7502 显示部
7503 操作按钮
7504 固定工具
7505 透镜
7510 头盔显示器
7701 框体
7702 框体
7703 显示部
7704 操作键
7705 透镜
7706 连接部
8000 显示模块
8001 上盖
8002 下盖
8003 FPC
8004 触摸传感器
8005 FPC
8006 显示装置
8009 框架
8010 印刷电路板
8011 电池
8501 照明装置
8502 照明装置
8503 照明装置
8504 照明装置
9000 框体
9001 显示部
9003 扬声器
9005 操作键
9006 连接端子
9007 传感器
9008 麦克风
9050 操作按钮
9051 信息
9052 信息
9053 信息
9054 信息
9055 铰链
9100 便携式信息终端
9101 便携式信息终端
9102 便携式信息终端
9200 便携式信息终端
9201 便携式信息终端
9300 电视装置
9301 支架
9311 遥控操作机
9500 显示装置
9501 显示面板
9502 显示区域
9503 区域
9511 轴部
9512 轴承部
9700 汽车
9701 车体
9702 车轮
9703 仪表盘
9704 灯
9710 显示部
9711 显示部
9712 显示部
9713 显示部
9714 显示部
9715 显示部
9721 显示部
9722 显示部
9723 显示部

Claims (14)

1.一种包括发光层的发光元件，
其中，所述发光层包括第一有机化合物和客体材料，
所述第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架，
并且，在所述发光层中，含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与所述第一有机化合物的重量比为0.03以下。
2.一种包括发光层的发光元件，
其中，所述发光层包括第一有机化合物和客体材料，
所述第一有机化合物具有吡啶骨架、二嗪骨架和三嗪骨架中的至少一者，
并且，在所述发光层中，含有具有NH基的吡咯骨架、具有NH基的咪唑骨架、具有NH基的三唑骨架、具有NH基的四唑骨架或具有NH基的芳香胺骨架的有机化合物与所述第一有机化合物的重量比为0.03以下。
3.一种包括发光层的发光元件，
其中，所述发光层包括第一有机化合物、第二有机化合物和客体材料，
所述第一有机化合物具有含氮六元芳杂环骨架，
所述第二有机化合物具有含氮五元杂环骨架和叔胺骨架中的至少一者，
并且，在所述发光层中，含有具有NH基的含氮五元杂环骨架、具有NH基的仲胺骨架或具有NH基的伯胺骨架的有机化合物与所述第二有机化合物的重量比为0.01以下。
4.一种包括发光层的发光元件，
其中，所述发光层包括第一有机化合物、第二有机化合物和客体材料，
所述第一有机化合物具有吡啶骨架、二嗪骨架和三嗪骨架中的至少一者，
所述第二有机化合物具有吡咯骨架、咪唑骨架、三唑骨架、四唑骨架和芳香胺骨架中的至少一者，
并且，在所述发光层中，包含具有NH基的吡咯骨架、具有NH基的咪唑骨架、具有NH基的三唑骨架、具有NH基的四唑骨架或具有NH基的芳香胺骨架的有机化合物与所述第二有机化合物的重量比为0.01以下。
5.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述NH基中的NH键离解时的稳定能小于0eV。
6.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，在所述发光层中，含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架的有机化合物或含有氮原子具有不成对电子的芳香胺骨架的有机化合物与所述第一有机化合物的重量比为0.03以下。
7.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，在所述发光层中，氢原子键合于所述第一有机化合物的有机化合物与所述第一有机化合物的重量比为0.03以下。
8.根据权利要求3所述的发光元件，
其中，在所述发光层中，含有氮原子具有不成对电子的含氮五元杂环骨架的有机化合物或含有氮原子具有不成对电子的芳香胺骨架的有机化合物与所述第二有机化合物的重量比为0.01以下。
9.根据权利要求3所述的发光元件，
其中，在所述发光层中，氢原子键合于所述第一有机化合物的有机化合物与所述第二有机化合物的重量比为0.01以下。
10.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述客体材料被配置成将三重态激发能转换为发光。
11.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述客体材料含有铱。
12.一种显示装置，包括：
权利要求1所述的发光元件，
其中，所述显示装置包括滤色片和晶体管中的至少一者。
13.一种电子设备，包括：
权利要求12所述的显示装置，
其中，所述电子设备包括框体和触摸传感器中的至少一者。
14.一种照明装置，包括：
权利要求1所述的发光元件，
其中，所述发光装置包括框体和触摸传感器中的至少一者。
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