CN108242509A - 发光元件、发光装置、电子设备、显示装置及照明装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新颖的发光元件、发光效率良好的发光元件或色纯度良好的发光元件。本发明提供一种发光元件，包括：阳极；阴极；以及形成在阳极与阴极之间的包含发光物质的层，其中包含发光物质的层包括发光层及电子传输层，发光层与电子传输层接触地形成，电子传输层位于发光层与阴极之间，发光层包括以通式(SA)MX3、通式(LA)2(SA)n‑1MnX3n+1或通式(PA)(SA)n‑ 1MnX3n+1表示的金属卤化物钙钛矿材料，并且电子传输层包含在1，10‑菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10‑菲罗啉衍生物。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光元件、显示模块、照明模块、显示装置、发光装置、电子设备及照明装置。注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明的一个方式涉及一种程序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。因此，具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、它们的驱动方法以及它们的制造方法。
背景技术
随着显示器技术的发展，所需的性能日益提高。作为用来显示某种显示器能够再现的色域的标准，有通常被广泛用作规格的sRGB标准和NTSC标准等，但是，近年来提出了实现更广泛色域的BT.2020标准。
虽然BT.2020标准能够显示几乎所有的物体颜色，但是现在如果直接使用有机化合物所发射的宽发射光谱则很难实现该标准，因此，正在尝试通过使用腔结构等提高色纯度来实现BT.2020标准。
另一方面，已有通过使用本来呈现光谱半宽度窄的发光的材料来实现BT.2020标准的方式。尤其是，几nm左右的化合物半导体的微粒子的量子点(QD)由于其分散性而限制相位弛豫。因此，QD的发射光谱变窄，由此作为发光色纯度高的物质受到关注，并作为实现BT.2020标准的色度的发光材料受到期待。
QD包括1×103个至1×106个左右的原子，在量子点中封闭有电子、空穴及激子，因此产生离散的能量状态，且能量移动依赖于其尺寸。也就是说，因为即使是包括相同的物质的QD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QD的尺寸，可以容易调整可获得的光波长。
此外，QD的理论上的内部量子效率被认为大约为100％，即，大幅度地超过呈现荧光发光的有机化合物的25％，且与呈现磷光发光的有机化合物相等。
然而，当QD的粒径不均匀时，其发光半宽度变宽，由此目前未实现满足上述标准的色纯度。
专利文献1公开了将钨氧化物用于空穴注入层并将量子点用作发光物质的发光元件。
[专利文献1]国际公开第2012/013272号小册子
发明内容
于是，本发明的一个方式的目的是提供一种具有尖锐的光谱且效率良好的发光元件。
此外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光元件。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种发光效率良好的发光元件。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种色纯度良好的发光元件。
此外，本发明的另一个方式的目的是提供一种功耗低的发光装置、电子设备及显示装置。此外，本发明的另一个方式的目的是提供一种显示品质良好的发光装置、电子设备及显示装置。
本发明只要实现上述目的中的任一个即可。
本发明的一个方式是一种发光元件，包括：阳极；阴极；以及形成在所述阳极与所述阴极之间的包含发光物质的层，其中，所述包含发光物质的层包括发光层及电子传输层，所述电子传输层位于所述发光层与所述阴极之间，所述发光层包含金属卤化物钙钛矿材料，并且，所述电子传输层包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
本发明的另一个方式是一种发光元件，包括：阳极；阴极；以及形成在所述阳极与所述阴极之间的包含发光物质的层，其中，所述包含发光物质的层包括发光层及电子传输层，所述电子传输层位于所述发光层与所述阴极之间，所述发光层包含以通式(SA)MX3、通式(LA)2(SA)n-1MnX3n+1或通式(PA)(SA)n-1MnX3n+1表示的金属卤化物钙钛矿材料，所述电子传输层包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
注意，在上述通式中，M表示二价金属离子，X表示卤素离子，n表示1以上且10以下的整数。LA表示由R1-NH3 +表示的铵离子。在上述通式中，R1表示碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基和碳原子数为4至20的杂芳基中的一个或多个，当R1表示碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基和碳原子数为4至20的杂芳基中的多个时，相同种类或不同种类的多个基用于R1。PA表示NH3 +-R2-NH3 +、NH3 +-R3-R4-R5-NH3 +或包含铵阳离子的聚合物的一部分，且该部分的化合价为+2。R2表示单键的亚烷基或碳原子数为1至12的亚烷基，R3及R5都独立地表示单键的亚烷基或碳原子数为1至12的亚烷基，R4表示亚环己基和碳原子数为6至14的亚芳基中的一个或两个，当R4表示亚环己基和碳原子数为6至14的亚芳基中的两个时，相同种类或不同种类的多个基用于R4。SA表示一价金属离子或由R6-NH3 +表示的铵离子，并且，R6表示碳原子数为1至6的烷基。
本发明的另一个方式是包括上述结构的发光元件，其中LA为以下述通式(A-1)至(A-11)和(B-1)至(B-6)表示的物质中的任一个，PA为下述通式(C-1)、(C-2)及(D)和包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺中的任一个。
[化1]
R11-NH3 + (A-1)
[化2]
[化3]
[化4]
[化5]
在上述通式中，R11表示碳原子数为2至18的烷基，R12、R13及R14表示氢或碳原子数为1至18的烷基，R15表示以上述结构式及通式(R15-1)至(R15-14)表示的物质。R16及R17都独立地表示氢或碳原子数为1至6的烷基。X表示以上述(D-1)至(D-6)中的任一个表示的单体单元A及单体单元B的组合，且具有包括单体单元A以及单体单元B的结构，单体单元A的个数为u，单体单元B的个数为v。注意，对单体单元A及B的配置顺序没有限制。m及l都独立地为0至12的整数，且t为1至18的整数。u为0至17的整数。v为1至18的整数。并且u+v为1至18的整数。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，还包括：所述电子传输层与所述阴极之间的电子注入缓冲层。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述电子注入缓冲层包含碱金属或碱土金属。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基都独立地表示碳原子数为6至18的芳烃基。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基的1，10-菲罗啉衍生物为萘基。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基为2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述电子传输层包括包含第一物质的第一电子传输层及包含第二物质的第二电子传输层，所述第一电子传输层位于所述第二电子传输层与所述发光层之间，所述第二电子传输层位于所述第一电子传输层与所述阴极之间，并且所述第二物质为在所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述金属卤化物钙钛矿材料是其最长部分为1μm以下的粒子。
本发明的另一个方式是具有上述结构的发光元件，其中所述金属卤化物钙钛矿材料具有钙钛矿层与有机层重叠的层状结构。
本发明的一个方式是一种发光装置，包括：具有上述结构的发光元件；以及晶体管或衬底。
本发明的另一个方式是一种电子设备，包括：具有上述结构的发光装置；以及传感器、操作按钮、扬声器或麦克风。
本发明的另一个方式是一种照明装置，包括：具有上述结构的发光装置；以及外壳。
本发明的其他结构是一种发光装置，该发光装置包括具有上述结构的发光元件、衬底以及晶体管。
本发明的其他结构是一种电子设备，该电子设备包括具有上述结构的发光装置、传感器、操作按钮、扬声器或麦克风。
本发明的其他结构是一种照明装置，该照明装置包括具有上述结构的发光装置以及外壳。
另外，本说明书中的发光装置包括使用发光元件的图像显示器件。另外，发光装置有时还包括如下模块：发光元件安装有连接器诸如各向异性导电膜或TCP(Tape CarrierPackage：带载封装)的模块；在TCP的端部设置有印刷线路板的模块；通过COG(Chip OnGlass：玻璃覆晶封装)方式在发光元件上直接安装有IC(集成电路)的模块。再者，照明器具等有时包括发光装置。
本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光元件。此外，可以提供一种使用寿命长的发光元件。此外，可以提供一种发光效率良好的发光元件。
本发明的另一个方式可以提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。本发明的另一个方式可以提供一种功耗低的发光装置、电子设备及显示装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个方式并不一定需要有所有上述效果。另外，上述以外的效果是可以从说明书、附图、权利要求书等的记载自然得知且衍生出的。
附图说明
图1A至图1C是发光元件的示意图；
图2A至图2D是示出发光元件的制造方法的一个例子的图；
图3是示出发光元件的制造方法的一个例子的图；
图4A及图4B是有源矩阵型发光装置的示意图；
图5A及图5B是有源矩阵型发光装置的示意图；
图6是有源矩阵型发光装置的示意图；
图7A及图7B是无源矩阵型发光装置的示意图；
图8A及图8B是示出照明装置的图；
图9A、图9B1、图9B2、图9C及图9D是示出电子设备的图；
图10是示出光源装置的图；
图11是示出照明装置的图；
图12是示出照明装置的图；
图13是示出车载显示装置及照明装置的图；
图14A至图14C是示出电子设备的图；
图15A至图15C是示出电子设备的图；
图16示出发光元件1及比较发光元件1的亮度-电流密度特性；
图17示出发光元件1及比较发光元件1的电流效率-亮度特性；
图18示出发光元件1及比较发光元件1的亮度-电压特性；
图19示出发光元件1及比较发光元件1的电流-电压特性；
图20示出发光元件1及比较发光元件1的外部量子效率-亮度特性；
图21示出发光元件1及比较发光元件1的发射光谱；
图22示出发光元件2及发光元件3的亮度-电流密度特性；
图23示出发光元件2及发光元件3的电流效率-亮度特性；
图24示出发光元件2及发光元件3的亮度-电压特性；
图25示出发光元件2及发光元件3的电流-电压特性；
图26示出发光元件2及发光元件3的外部量子效率-亮度特性；
图27示出发光元件2及发光元件3的发射光谱。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
实施方式1
金属卤化物钙钛矿材料是复合有有机材料和无机材料的材料或只由无机材料构成的材料，并具有激子发光或载流子的高迁移率等有趣的特性(以下，将该材料称为金属卤化物钙钛矿材料)。尤其是，形成交替层叠有无机层(也称为钙钛矿层)和有机层的超晶格结构(superlattice structure)的金属卤化物钙钛矿材料具有量子阱结构，其激子束缚能非常大，由此激子可以稳定地存在。此外，该金属卤化物钙钛矿材料呈现半宽度窄且斯托克司频移小的激子发光，由此被期待应用于发光元件。此外，已知金属卤化物钙钛矿材料的量子点也呈现半宽度非常窄且色纯度良好的发光。
此外，金属卤化物钙钛矿材料具有优良的自组装性，因此通过只涂敷混合有原料的溶液的湿式法，可以容易地制造薄膜样品或单晶样品。此外，通过使用几十nm至几百nm左右的金属卤化物钙钛矿材料的量子点，可以形成良好的发光层。
再者，将金属卤化物钙钛矿材料用作发光物质的发光元件与将有机化合物用作发光物质的有机EL元件(以下，也称为OLED元件)同样地具有如下特征：能够被制造得薄且轻；容易制造面光源；能够形成微型像素；能够被弯曲；等。而且，将金属卤化物钙钛矿材料用作发光物质的发光元件的色纯度、使用寿命、效率及发光波长的易选择性等有可能与OLED元件同等或比其优异。
将金属卤化物钙钛矿材料用作发光物质的发光元件与OLED元件同样地在阳极与阴极之间夹有包括包含作为发光物质的金属卤化物钙钛矿材料的发光层的EL层，并通过使电流流过该EL层来得到发光。除了发光层之外，EL层还可以包括空穴注入传输层、电子注入传输层及缓冲层等功能层以及其他功能层。空穴注入传输层及电子注入传输层具有传输从电极注入的载流子并将其注入到发光层的功能。
金属卤化物钙钛矿材料的VB顶的能级及导带底的能级形成在与OLED元件中的发光物质的有机化合物近似的位置，因此，上述各功能层可以使用与OLED元件同样的材料。
然而，现有的将金属卤化物钙钛矿材料用作发光物质的发光元件不能以良好的效率进行发光。根据本发明人等的研讨结果，其理由之一是敏感地与用来注入电子的碱金属或碱土金属起反应而导致猝灭。
于是，如图1A及图1B所示，在本实施方式的发光元件中，在阳极101与阴极102之间夹着包含发光物质的层103，该包含发光物质的层103包括发光层113及电子传输层114。此外，发光层113包含金属卤化物钙钛矿材料，在本实施方式的发光元件中，金属卤化物钙钛矿材料发射光。
电子传输层114包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物。本发明人等发现通过采用这种结构，与1，10-菲罗啉骨架的2位及9位都为未取代的1，10-菲罗啉衍生物用于电子传输层114的情况相比，发光效率显著增大。可推测存在于1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个的取代基抑制碱金属或碱土金属的扩散。此外，该取代基优选为独立地表示碳原子数为1至18的烷基和碳原子数为6至18的芳基中的任一个，更优选为独立地表示碳原子数为6至18的芳基，从耐热性及电子传输性的观点来看该取代基进一步优选表示萘基。此外，从提高来自阴极的电子的注入性的观点来看，更优选为2-萘基。
电子传输层114通过包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物，在保持电子传输性或注入性的同时，可以抑制碱金属或碱土金属的扩散。由此，可以抑制碱金属或碱土金属扩散至发光层113而作为发光物质的金属卤化物钙钛矿材料的发光猝灭。由此，本发明的一个方式的发光元件可以以良好的发光效率发光。从这种防止碱金属或碱土金属的扩散的观点来看，该1，10-菲罗啉骨架的2位和9位优选都具有取代基。
电子传输层114也可以由不同的物质的叠层构成。
除了这些层之外，包含发光物质的层103还可以包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子注入缓冲层115或其他层。
发光层113所包含的金属卤化物钙钛矿材料可以以下述通式(G1)至(G3)中的任一个表示。
(SA)MX3(G1)
(LA)2(SA)n-1MnX3n+1 (G2)
(PA)(SA)n-1MnX3n+1 (G3)
在上述通式中，M表示二价金属离子，X表示卤素离子。
具体来说，作为二价金属离子，使用铅、锡等的二价阳离子。
具体来说，作为卤素离子，使用氯、溴、碘、氟等的阴离子。
此外，虽然n表示1至10的整数，但是当在通式(G2)或通式(G3)中n大于10时，其性质类似于以通式(G1)表示的金属卤化物钙钛矿材料。
此外，LA表示以R1-NH3 +表示的铵离子。
在以通式R1-NH3 +表示的铵离子中，R1为：碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基和碳原子数为4至20的杂芳基中的任一个；或者由碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基或碳原子数为4至20的杂芳基与碳原子数为1至12的亚烷基、亚乙烯基、碳原子数为6至13的亚芳基及杂亚芳基的组合而成的基，在为后者时，多个亚烷基、亚乙烯基、亚芳基及杂亚芳基可以连接在一起，也可以使用相同种类的多个基。在亚烷基、亚乙烯基、亚芳基及杂亚芳基中的多个连接在一起时，亚烷基、亚乙烯基、亚芳基及杂亚芳基的总数优选为35以下。
SA表示一价金属离子或以R6-NH3 +表示且R6表示碳原子数为1至6的烷基的铵离子。
PA表示NH3 +-R2-NH3 +、NH3 +-R3-R4-R5-NH3 +或包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺的一部分或全部，该部分的化合价为+2。通式中的电荷几乎平衡。
在此，金属卤化物钙钛矿材料的电荷不一定需要根据上述通式而在材料中的所有部分都严密地平衡，只要保持材料整体的中性即可。在材料中有时局部性地存在有已游离的铵离子、已游离的卤素离子、杂质离子等其他离子，并有时它们使电荷中和。此外，有时粒子或膜的表面、结晶的晶界等局部性地没有保持为中性，而不一定需要将所有部分保持为中性。
作为上述通式(G2)中的(LA)，例如可以使用以下述通式(A-1)至(A-11)、通式(B-1)至(B-6)表示的物质等。
[化6]
R11-NH3 + (A-1)
[化7]
上述通式(G3)中的(PA)典型地表示以下述通式(C-1)、(C-2)和(D)中的任一个表示的物质以及包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺等的一部分或全部，并具有+2价电荷。这些聚合物有时在多个单元晶格中使电荷中和，或者有时两个不同的聚合物分子所包括的每一个电荷使一个单元晶格中的电荷中和。
[化8]
[化9]
但是，在上述通式中，R11表示碳原子数为2至18的烷基，R12、R13及R14表示氢或碳原子数为1至18的烷基，R15表示下述结构式及通式(R15-1)至(R15-14)。R16及R17都独立地表示氢或碳原子数为1至6的烷基。X表示以上述(D-1)至(D-6)中的任一个表示的单体单元A及单体单元B的组合，且具有包括单体单元A以及单体单元B的结构，单体单元A的个数为u，单体单元B的个数为v。注意，对单体单元A及B的配置顺序没有限制。m及l都独立地为0至12的整数，t为1至18的整数。u为0至17的整数，v为1至18的整数，u+v为1至18的整数。
[化10]
注意，这些记载只是例子而已，可用于(LA)及(PA)的物质不局限于此。
在具有以通式(G1)表示的(SA)MX3的组成的三维结构金属卤化物钙钛矿材料中，以共同使用各顶点的卤素原子的方式三维性地排列其中心配置有金属原子M且在6个顶点配置有卤素原子的正八面体结构，来形成骨架。将上述在各顶点具有卤素原子的正八面体结构单元称为钙钛矿单元。作为结构体，有：上述钙钛矿单元单独存在的零维结构体；通过顶点的卤素原子一维性地连接有钙钛矿单元的线状结构体；二维性地连接有钙钛矿单元的薄片状结构体；三维性地连接有钙钛矿单元的结构体。此外，还有：通过层叠多个二维性地连接有钙钛矿单元的薄片状结构体而形成的复杂的二维结构体。此外，还有更复杂的结构体。在定义上，将这些包括钙钛矿单元的所有结构体总称为金属卤化物钙钛矿材料。
在所有钙钛矿单元的卤素原子三维性地连接在一起的三维结构体中，钙钛矿单元的每一个具有一价负电荷，并且在连接的钙钛矿单元的间隙存在有使该负电荷中和的一价SA阳离子。另一方面，在其他结构体中，构成八面体的卤素原子的一部分不被共同使用于八面体的顶点，因此，钙钛矿单元的负电荷不是一价。由此，使钙钛矿单元的负电荷消除的阳离子的含有率依赖于钙钛矿单元的连接模式而变化。此外，在三维钙钛矿中，阳离子的尺寸由于连接的钙钛矿骨架的间隙大小而受到限制。反之，在其他结构体中，阳离子的尺寸及形状控制钙钛矿单元的连接模式，因此，通过有机胺类的阳离子物类的尺寸及形状的分子设计，材料设计上的自由度得到提高，即，能够形成多样的钙钛矿结构体。
上述通式(G2)及(G3)示出上述金属卤化物钙钛矿材料中的特别的二维钙钛矿材料，其中层叠有多个二维结构体(也称为钙钛矿层或无机层)，并利用各种尺寸及形状的有机离子(在上述通式中相当于(LA)、(PA))将二维结构体彼此分开。
发光层113的膜厚度为3nm至1000nm，优选为10nm至100nm，发光层中的金属卤化物钙钛矿材料的含有率为1vol.％至100vol.％。但是，优选只由金属卤化物钙钛矿材料形成发光层。包含金属卤化物钙钛矿材料的发光层典型地可以通过湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特(Langmuir Blodgett)法等)或真空蒸镀法而形成。
具体来说，在利用湿式法时，通过将在上述通式中相当于M和X的金属卤化物以及相当于(SA)、(LA)、(PA)的有机铵溶解于液体介质中并进行涂敷及干燥，或者通过将金属卤化物钙钛矿材料的量子点分散于液体介质中并进行涂敷及干燥，可以形成发光层113。此外，在利用蒸镀法时，可以采用通过真空蒸镀法蒸镀金属卤化物钙钛矿材料的方法或者共蒸镀金属卤化物和有机铵的方法等。此外，也可以通过其他方法进行成膜。
另外，在形成将金属卤化物钙钛矿材料的量子点用作发光材料并将其分散在主体材料中的发光层时，可以将量子点分散在主体材料中或将主体材料和量子点溶解或分散在适当的液体介质中，并使用湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特法等)或利用真空蒸镀法的共蒸镀而形成。在形成包含金属卤化物钙钛矿材料的发光层时，除了上述湿式法之外，可以适当地采用真空蒸镀法。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等的酮类；乙酸乙酯等的甘油脂肪酸酯类；二氯苯等的卤化芳烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等的芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等的脂肪烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等的有机溶剂。
金属卤化物钙钛矿材料的量子点除了立方体状之外可以具有棒状、片状、球状等各种形状。其尺寸为1μm以下，优选为500nm以下。
作为电子注入缓冲层115，优选使用氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)等碱金属、碱土金属或它们的化合物。此外，可以使用将碱金属、碱土金属或它们的化合物包含在由具有电子传输性的物质构成的层中的层或电子盐(electride)。作为该电子盐，例如可以举出对氧化钙-氧化铝以高浓度添加电子的物质等。
电子传输层114及电子注入缓冲层115可以通过真空蒸镀法形成，但是也可以通过其他方法形成。
至此，说明了比发光层113更靠近阴极102一侧的包含发光物质的层103的叠层结构及其构成要素。接着，将说明比发光层113更靠近阳极101一侧的包含发光物质的层103的叠层结构及其构成要素。
在将金属卤化物钙钛矿材料用作发光物质的发光层中，可以使用与OLED元件同样的空穴注入层111及空穴传输层112。但是，由于金属卤化物钙钛矿材料通过旋涂法或刮涂法等湿式法形成，所以在此空穴注入层111及空穴传输层112也优选通过湿式法形成。
在使用湿式法形成空穴传输层112时，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。
此外，在使用湿式法形成空穴注入层111时，可以使用聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)、聚苯胺/樟脑磺酸水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et-PTPDEK、PPBA、聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PANI/PSS)等添加有酸的导电高分子化合物等。
此外，也可以使用湿式法以外的方法形成空穴传输层112及空穴注入层111。
此时，可以使用受体性较高的第一物质形成空穴注入层111。此外，优选使用混合有具有受体性的第一物质和具有空穴传输性的第二物质的复合材料形成空穴注入层111。作为第一物质使用对第二物质具有受体性的物质。第一物质从第二物质抽出电子，而在第一物质中产生电子，并且在被抽出电子的第二物质中产生空穴。由于电场，被抽出的电子流到阳极101，而所产生的空穴通过空穴传输层112注入到发光层113。
作为第一物质，优选使用过渡金属氧化物、元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物、具有吸电子基团(卤基或氰基)的有机化合物等。
作为上述过渡金属氧化物或元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物，优选使用钒氧化物、铌氧化物、钽氧化物、铬氧化物、钼氧化物、钨氧化物、锰氧化物、铼氧化物、钛氧化物、钌氧化物、锆氧化物、铪氧化物及银氧化物，因为它们具有高电子受体性。尤其优选使用钼氧化物，因为其在大气中稳定，吸湿性低且容易处理。
作为上述具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂苯并菲(简称：HAT-CN)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-呋喃醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)等。尤其是，吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如HAT-CN等热稳定，所以是优选的。
第二物质是具有空穴传输性的物质，其空穴迁移率优选为10-6cm2/Vs以上。作为可用作第二物质的材料，可以举出：芳香胺诸如N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-p-亚苯基二胺(简称：DTDPPA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、N,N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N,N'-二苯基-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺(简称：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)等；咔唑衍生物诸如3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)、4,4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等；芳烃诸如2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9’-联蒽、10,10’-二苯基-9,9’-联蒽、10,10’-双(2-苯基苯基)-9,9’-联蒽、10,10’-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-联蒽、蒽、并四苯、并五苯、晕苯、红荧烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基骨架的芳烃，例如可以举出4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。另外，可以使用：4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi 1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳族胺骨架的化合物以及具有咔唑骨架的化合物具有高可靠性和高空穴传输性，也有助于降低驱动电压，所以是优选的。
在形成空穴传输层112时，可以使用可用作上述第二物质的材料。
阳极101优选使用功函数大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成。具体地，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射法形成这些导电金属氧化物膜，但是也可以应用溶胶-凝胶法等来形成。作为形成方法的例子，可以举出使用对氧化铟添加有1wt％以上且20wt％以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成氧化铟-氧化锌的方法等。另外，可以使用对氧化铟添加有0.5wt％以上且至5wt％以下的氧化钨和0.1wt％以上且1wt％以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)。另外，可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、铝(Al)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，也可以使用石墨烯。另外，在作为空穴注入层111使用包含第一物质和第二物质的复合材料时，可以与功函数无关地选择上述之外的电极材料。
作为形成阴极102的物质，可以举出锂(Li)、铯(Cs)等的碱金属；镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等的元素周期表中第一族或第二族的元素以及包含它们的合金(MgAg、AlLi)；铕(Eu)、镱(Yb)等的稀土金属以及包含它们的合金；ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨以及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。此外，可以将铝(Al)、银(Ag)、铟锡氧化物(ITO)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等的各种导电材料用作阴极102。这种导电材料可以通过真空蒸镀法及溅射法等的干式法、喷墨法、旋涂法等形成。另外，可以通过使用溶胶-凝胶法的湿式法形成，也可以通过使用金属材料的膏料的湿式法形成。
另外，可以设置电荷产生层116代替电子注入缓冲层115(参照图1B)。电荷产生层116是通过施加电位可以对与该层的阴极一侧接触的层注入空穴并且对与该层的阳极一侧接触的层注入电子的层。电荷产生层116至少包括P型层117。P型层117优选使用上述构成空穴注入层111的材料，尤其优选使用复合材料来形成。另外，P型层117也可以将作为构成复合材料的材料分别包含上述受体材料和空穴传输性材料的膜层叠来形成。通过对P型层117施加电位，电子和空穴分别注入到电子传输层114和阴极102，使得发光元件工作。
另外，电荷产生层116除了包括P型层117之外，优选还包括电子中继层118及电子注入缓冲层119中的任一个或两个。
电子中继层118至少包含具有电子传输性的物质，并且能够防止电子注入缓冲层119和P型层117的相互作用，并顺利地传递电子。优选将电子中继层118所包含的具有电子传输性的物质的LUMO能级设定在P型层117中的受体物质的LUMO能级和电子传输层114中的与电荷产生层116接触的层所包含的物质的LUMO能级之间。电子中继层118中的具有电子传输性的物质的LUMO能级为-5.0eV以上，优选为-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，作为电子中继层118中的具有电子传输性的物质，优选使用酞菁类材料或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物。
电子注入缓冲层119可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属以及这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等电子注入性高的物质。
另外，在电子注入缓冲层119包含具有电子传输性的物质及施主物质的情况下，作为施主物质，除了碱金属、碱土金属、稀土金属和这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。此外，具有电子传输性的物质优选为具有10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质，作为具体例子，可以举出双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等金属配合物。此外，也可以使用具有聚唑(polyazole)骨架的杂环化合物，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-(对-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等噁二唑衍生物、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)等三唑衍生物、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)等苯并咪唑衍生物。此外，可以举出2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(quinoxaline)(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3'-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3'-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架的杂环化合物、2，4，6-三(联苯-3-基)-1，3，5-三嗪(简称：T2T)、2，4，6-三[3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)、9-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-9'-苯基-9H，9'H-3，3'-联咔唑(简称：CzT)、2-{3-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mDBtBPTzn)等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)等具有吡啶骨架的杂环化合物。在上述材料中，具有二嗪骨架的杂环化合物、具有三嗪骨架的杂环化合物及具有吡啶骨架的杂环化合物具有高可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物及具有三嗪骨架的杂环化合物具有高电子传输性，还有助于降低驱动电压。
此外，也可以使用n型化合物半导体，例如可以使用氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化钽(Ta2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、锆酸钡(BaZrO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、硅酸锆(ZrSiO4)等氧化物；氮化硅(Si3N4)等氮化物；硫化镉(CdS)；硒化锌(ZnSe)；硫化锌(ZnS)等。
此外，也可以使用聚(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)、聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)(简称：F8)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-alt-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，8-二基)](简称：F8BT)等高分子化合物。
此外，也可以使用9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、4-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]二苯并呋喃(简称：2mDBFPPA-II)、t-BuDNA、9-(2-萘基)-10-[4-(1-萘基)苯基]蒽(简称：BH-1)等包括稠合芳烃环的物质、浴铜灵(简称：BCP)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBPhen)、4，4’-二(1，10-菲罗啉-2-基)联苯(简称：Phen2BP)、2，2’-(3，3’-亚苯基)双(9-苯基-1，10-菲罗啉)(简称：mPPhen2P)、2，2’-[2，2’-联吡啶-5，6-二基双(联苯基-4,4’-二基)]双苯并恶唑(简称：BOxP2BPy)、2，2’-[2-(联吡啶-2-基)吡啶-5，6-二基双(联苯基-4,4’-二基)]双苯并恶唑(简称：BOxP2PyPm)、1，3，5-三[3-(3-吡啶)苯基]苯(简称：TmPyPB)、1，3-双[3，5-二(吡啶-3-基)苯基]苯(简称：BmPyPhB)、3，3'，5，5'-四[(间-吡啶基)-苯-3-基]联苯基(简称：BP4mPy)、2-(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：HNBPhen)、3，3’-5，5’-四[(间-吡啶基)苯-3-基]联苯、2，9-二苯基-1,10-菲咯啉(简称：2，9DPPhen)、3，4，7，8-四甲基-1,10-菲咯啉(简称：TMePhen)等包括包含氮的六元环的芳杂环的物质。
作为包含发光物质的层103的形成方法，不论干式法或湿式法，都可以使用各种方法。例如，也可以使用真空蒸镀法、湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法(凹版印刷法、胶板印刷法、丝网印刷法等)、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特法等)等。
另外，也可以通过使用不同成膜方法形成上面所述的各电极或各层。
这里，参照图2A至图2D对利用液滴喷射法形成包含发光物质的层786的方法进行说明。图2A至图2D是说明包含发光物质的层786的制造方法的截面图。
首先，在平坦化绝缘膜770上形成导电膜772，以覆盖导电膜772的一部分的方式形成绝缘膜730(参照图2A)。
接着，在作为绝缘膜730的开口的导电膜772的露出部利用液滴喷射装置783喷射液滴784，来形成包含组成物的层785。液滴784是包含溶剂的组成物，附着于导电膜772上(参照图2B)。
此外，也可以在减压下进行喷射液滴784的工序。
接着，通过去除包含组成物的层785中的溶剂而使其固化，形成包含发光物质的层786(参照图2C)。
作为去除溶剂的方法，可以进行干燥工序或加热工序。
接着，在包含发光物质的层786上形成导电膜788，形成发光元件782(参照图2D)。
如上所述，通过利用液滴喷射法形成包含发光物质的层786，可以选择性地喷射组成物，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包含发光物质的层。
另外，上述的液滴喷射法为包括如下单元的总称，该单元为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部等液滴喷射单元。
接着，参照图3说明在液滴喷射法中利用的液滴喷射装置。图3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包括头部1405、头部1412及头部1416。
通过由计算机1410控制与头部1405及头部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。
作为成像单元1404，可以利用使用电荷耦合器(CCD)、互补型金属-氧化物-半导体(CMOS)的图像传感器等。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的头部1405、头部1412及头部1416等各头部。喷射的材料分别从材料供应源1413、材料供应源1414及材料供应源1415通过管道供应到头部1405、头部1412及头部1416。
头部1405、头部1412及头部1416的内部包括以虚线1406所示的填充液状材料的空间及喷射口的喷嘴。在此未图示，但是头部1412具有与头部1405相同的内部结构。通过将头部1405的喷嘴的尺寸与头部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。使用一个头部可以喷射多种发光材料且描画图案，于是在对广区域描画图案的情况下，为了提高处理量，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，头部1405、头部1412及头部1416在图3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，可以在减压下进行喷射组成物的工序。可以在加热衬底的状态下喷射组成物。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。干燥工序及烧成工序在常压或减压下通过激光的照射、快速热退火或加热炉的使用等进行。注意，对进行该加热处理的时机、加热处理的次数没有特别的限制。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，可以利用液滴喷射装置形成包含发光物质的层786。
在利用液滴喷射装置制造包含发光物质的层786的情况下，可以利用使用将各种有机材料或金属卤化物钙钛矿材料溶解或分散在溶剂中的组成物的湿式法形成层786。在该情况下，可以使用各种有机溶剂作为涂敷用组成物。作为能够用于所述组成物的有机溶剂，可以使用苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氢呋喃、二氧六环、乙醇、甲醇、n-丙醇、异丙醇、n-丁醇、t-丁醇、乙腈、二甲亚砜、二甲基甲酰胺、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、乙酸乙酯、己烷、环己烷等各种有机溶剂。尤其优选使用苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等低极性的苯衍生物，由此可以形成适中浓度的溶液并可以防止包含于墨中的材料因氧化而发生劣化。另外，考虑到形成后的膜的均匀性及膜厚度的均匀性等，优选使用沸点为100℃以上的物质，尤其优选使用甲苯、二甲苯、均三甲苯。
另外，上述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。
将具有上述结构的金属卤化物钙钛矿材料用作发光材料的本发明的一个方式的发光元件包括两层的电子传输层，因此可以提高载流子平衡。其结果是，该发光元件可以实现良好的发光效率。此外，电子传输层使用抑制碱金属或碱土金属扩散的材料形成，抑制对发光材料的发光造成负面影响的碱金属或碱土金属的扩散，而可以保持高发光效率。具有这种结构的发光元件可以有效地抽出来源于带间迁移的金属卤化物钙钛矿材料的量子点的发光，而可以实现外量子效率非常高的发光元件，其外量子效率超过使用荧光发光物质的OLED的外量子效率的理论极限的5％。
接着，参照图1C说明具有层叠有多个发光单元的结构的发光元件(以下也称为叠层型元件)的方式。该发光元件是在阳极和阴极之间具有多个发光单元的发光元件。作为一个发光单元，具有与图1A所示的包含发光物质的层103同样的结构。就是说，可以说，图1A或图1B所示的发光元件是具有一个发光单元的发光元件，图1C所示的发光元件是具有多个发光单元的发光元件。
在图1C中，在第一电极501和第二电极502之间层叠有第一发光单元511和第二发光单元512，并且在第一发光单元511和第二发光单元512之间设置有电荷产生层513。第一电极501和第二电极502分别相当于图1A中的阳极101和阴极102，并且可以应用与图1A所说明的同样的材料。另外，第一发光单元511和第二发光单元512可以具有相同结构或不同结构。
电荷产生层513具有在对第一电极501及第二电极502施加电压时，对一个发光单元注入电子并对另一个发光单元注入空穴的功能。就是说，在图1C中，在以第一电极的电位比第二电极的电位高的方式施加电压的情况下，电荷产生层513只要是对第一发光单元511注入电子并对第二发光单元512注入空穴即可。
电荷产生层513优选具有与图1B所示的电荷产生层116同样的结构。因为有机化合物与金属氧化物的复合材料具有良好的载流子注入性及载流子传输性，从而能够实现低电压驱动及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的面接触于电荷产生层513的情况下，电荷产生层513可以具有发光单元的空穴注入层的功能，所以发光单元也可以不设置有空穴注入层。
另外，当在电荷产生层513中设置电子注入缓冲层119的情况下，因为该层具有阳极一侧的发光单元中的电子注入缓冲层的功能，所以在该发光单元中不必需另外设置电子注入层。
虽然在图1C中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是可以同样地应用层叠三个以上的发光单元的发光元件。如根据本实施方式的发光元件，通过在一对电极之间将多个发光单元使用电荷产生层513隔开并配置，该元件可以在保持低电流密度的同时在高亮度区域中发光，并且能够实现使用寿命长的元件。另外，可以实现能够进行低电压驱动且耗电量低的发光装置。
另外，通过使各发光单元的发光颜色不同，可以以整个发光元件得到所希望的颜色的发光。
实施方式2
在本实施方式中，说明使用实施方式1所示的发光元件的发光装置。
参照图4A及图4B对本发明的一个方式的发光装置进行说明。图4A是发光装置的俯视图，图4B是沿图4A中的A-B及C-D切断的截面图。该发光装置作为用来控制发光元件的发光的单元包括由虚线表示的驱动电路部(源极线驱动电路)601、像素部602、驱动电路部(栅极线驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记605是密封材料，由密封材料605围绕的内侧是空间607。
引导布线608是用来传送输入到源极线驱动电路601及栅极线驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。注意，虽然在此只图示出FPC，但是该FPC还可以安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，而且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
下面，参照图4B说明截面结构。虽然在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，但是在此示出作为驱动电路部的源极线驱动电路601和像素部602中的一个像素。
作为源极线驱动电路601，形成组合n沟道型FET623和p沟道型FET624的CMOS电路。另外，驱动电路也可以利用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，虽然在本实施方式中示出在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型，但是不一定必须要采用该结构，驱动电路也可以形成在外部，而不形成在衬底上。
另外，像素部602由多个像素形成，该多个像素各包括开关用FET611、电流控制用FET612以及与该电流控制用FET612的漏极电连接的第一电极613，但是并不局限于此，也可以采用组合三个以上的FET和电容元件的像素部。
对用于FET的半导体的种类及结晶性没有特别的限制，而可以使用非晶半导体或结晶半导体。作为用于FET的半导体的例子，可以使用第13族半导体、第14族半导体、化合物半导体、氧化物半导体、有机半导体材料，尤其优选使用氧化物半导体。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为Al、Ga、Y、Zr、La、Ce或Nd)等。另外，通过使用能隙为2eV以上，优选为2.5eV以上，更优选为3eV以上的氧化物半导体材料，可以降低晶体管的关态电流，所以是优选的。
另外，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。在此，可以使用正型感光丙烯酸树脂膜形成绝缘物614。
另外，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面，以获得良好的覆盖性。例如，在使用正型感光丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部包括具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。作为绝缘物614，可以使用负型感光树脂或者正型感光树脂。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。它们分别相当于图1A或图1B所说明的阳极101、包含发光物质的层103及阴极102。
EL层616优选包含有机金属配合物。该有机金属配合物优选被用作发光层中的发光中心物质。
再者，通过使用密封材料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以及密封材料605围绕的空间607中。注意，在空间607中填充有填料，作为该填料，除了惰性气体(氮或氩等)以外，还可以使用密封材料605。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。
优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封材料605。另外，这些材料优选是尽可能地不使水或氧透过的材料。另外，作为用于元件衬底610及密封衬底604的材料，除了玻璃衬底或石英衬底以外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics；玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
例如，在本说明书等中，可以使用各种衬底来形成晶体管或发光元件。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、基材薄膜等的例子，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)为代表的塑料衬底。另外，可以举出丙烯酸等合成树脂。另外，可以举出聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。另外，例如可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧、无机蒸镀薄膜、纸类等。尤其是，通过使用半导体衬底、单晶衬底或SOI衬底等制造晶体管，能够制造特性、尺寸或形状等的偏差小、电流能力高且尺寸小的晶体管。当利用上述晶体管构成电路时，可以实现电路的低功耗化或电路的高集成化。
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晶体管或发光元件。或者，也可以在衬底与晶体管之间或在衬底与发光元件之间设置剥离层。当剥离层上制造半导体装置的一部分或全部，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，也可以将晶体管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，例如可以使用钨膜与氧化硅膜的无机膜的叠层结构或衬底上形成有聚酰亚胺等有机树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底形成晶体管或发光元件，然后将晶体管或发光元件转置到另一个衬底上。作为晶体管或发光元件被转置的衬底，不仅可以使用上述可以形成晶体管的衬底，还可以使用纸衬底、玻璃纸衬底、芳族聚酰胺薄膜衬底、聚酰亚胺薄膜衬底、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、橡皮衬底等。通过使用上述衬底，可以实现特性良好的晶体管、功耗低的晶体管、不易损坏的装置、耐热性的提高、轻量化或薄型化。
图5A及图5B示出通过形成呈现白色发光的发光元件，并设置着色层(滤色片)等来实现了全彩色显示的发光装置的例子。图5A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、栅电极1007、栅电极1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL层1028、发光元件的阴极1029、密封衬底1031、密封材料1032等。
另外，在图5A中，着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置在透明基材1033上。还可以另外设置黑色层(黑矩阵)1035。对准设置有着色层及黑色层的透明基材1033的位置，并将其固定在衬底1001上。另外，着色层及黑色层被保护层覆盖。另外，图5A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素显示图像。
图5B示出将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)形成在栅极绝缘膜1003与第一层间绝缘膜1020之间的例子。如上所述，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
另外，虽然以上说明了具有在形成有FET的衬底1001一侧提取光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有在密封衬底1031一侧提取光的结构(顶部发射型)的发光装置。图6示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接FET与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该第三层间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。
虽然在此将发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B都用作阳极，但也可以将其用作阴极。另外，在采用如图6所示的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。EL层1028采用如图1A或图1B所示的包含发光物质的层103的结构，并且采用能够实现白色发光的元件结构。
在采用如图6所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。可以在密封衬底1031上设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)或黑色层也可以由保护层覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。
另外，虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色这四个颜色进行全彩色显示的例子，但是并不局限于此，也可以以红色、绿色、蓝色这三个颜色或红色、绿色、蓝色、黄色这四个颜色进行全彩色显示。
图7A和图7B示出本发明的一个方式的无源矩阵型发光装置。图7A示出发光装置的透视图，图7B是沿图7A的X-Y切断的截面图。在图7A和图7B中，在衬底951上的电极952与电极956之间设置有EL层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。在绝缘层953上设置有分隔壁层954。分隔壁层954的侧壁具有如下倾斜，即越接近衬底表面，两个侧壁之间的间隔越窄。换言之，分隔壁层954的短边方向的截面是梯形，底边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953不接触的边)短。如此，通过设置分隔壁层954，可以防止因静电等引起的发光元件的不良。
以上说明的发光装置能够利用形成在像素部中的FET控制配置为矩阵状的微小的多个发光元件中的每一个，所以上述发光装置适合用作进行图像显示的显示装置。
《照明装置》
参照图8A及图8B对本发明的一个方式的照明装置进行说明。图8B是照明装置的俯视图，图8A是沿图8B中的e-f切割的截面图。
在该照明装置中，在用作支撑体的具有透光性的衬底400上形成有第一电极401。第一电极401相当于图1A及图1B中的阳极101。当从第一电极401一侧提取光时，第一电极401使用具有透光性的材料形成。
在衬底400上形成用来对第二电极404供应电压的焊盘412。
在第一电极401上形成有EL层403。EL层403相当于图1A及图1B中的包含发光物质的层103等。另外，关于各结构，可以参照上述说明。
以覆盖EL层403的方式形成第二电极404。第二电极404相当于图1A中的阴极102。当从第一电极401一侧提取光时，第二电极404包含反射率高的材料形成。通过使第二电极404与焊盘412连接，对第二电极404供应电压。
由第一电极401、EL层403以及第二电极404形成发光元件。通过使用密封材料405、406将该发光元件固定在密封衬底407，并进行密封来制造照明装置。另外，也可以只使用密封材料405、406中的一个。另外，也可以在内侧的密封材料406(在图8B中未图示)中混合干燥剂，由此能够吸收水分而提高可靠性。
另外，通过以延伸到密封材料405、406的外部的方式设置焊盘412以及第一电极401的一部分，可以将其用作外部输入端子。另外，也可以在其上设置安装有转换器等的IC芯片420等。
《电子设备》
以下说明作为本发明的一个方式的电子设备的例子。作为电子设备，可以例如举出电视装置(也称为电视机或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。以下，示出这些电子设备的具体例子。
图9A示出电视装置的一个例子。在电视装置中，外壳7101中组装有显示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撑外壳7101的结构。可以利用显示部7103显示图像，显示部7103通过将发光元件排列为矩阵状而构成。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以控制频道及音量，由此可以控制显示在显示部7103中的图像。另外，也可以在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的信息的显示部7107。
另外，电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。可以通过接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，能够进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图9B1示出计算机，该计算机包括主体7201、外壳7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。另外，该计算机通过将发光元件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图9B1中的计算机也可以为如图9B2所示的方式。图9B2所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指向装置7206。第二显示部7210是触摸面板，通过利用手指或专用笔操作显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入。另外，第二显示部7210不仅能够显示输入用显示，而且可以显示其他图像。另外，显示部7203也可以是触摸面板。因为两个屏面通过铰链部连接，所以可以防止在收纳或搬运时发生如屏面受伤、损坏等问题。
图9C和图9D示出便携式信息终端的一个例子。便携式信息终端具备组装在外壳7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，便携式信息终端包括其中发光元件被排列为矩阵状而制造的显示部7402。
图9C和图9D所示的便携式信息终端也可以具有通过用手指等触摸显示部7402来输入信息的结构。在此情况下，能够通过用手指等触摸显示部7402来进行打电话或编写电子邮件等的操作。
显示部7402主要有三种屏面模式。第一是以图像的显示为主的显示模式，第二是以文字等的信息的输入为主的输入模式，第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示输入模式。
例如，在打电话或编写电子邮件的情况下，可以采用将显示部7402主要用于输入文字的文字输入模式而进行在屏面上显示的文字的输入操作。在此情况下，优选在显示部7402的屏面的大部分中显示键盘或号码按钮。
另外，通过在便携式信息终端内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断便携式信息终端的方向(纵或横)而自动进行显示部7402的屏面显示的切换。
另外，通过触摸显示部7402或对外壳7401的操作按钮7403进行操作，来进行屏面模式的切换。或者，也可以根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时，将屏面模式切换成显示模式，而当该图像信号为文字数据时，将屏面模式切换成输入模式。
另外，当在输入模式中通过检测显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以将屏面模式控制为从输入模式切换成显示模式。
另外，也可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光源或发射近红外光的感测用光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。
注意，上述电子设备可以适当地组合本说明书中所示的结构而使用。
另外，优选将本发明的一个方式的发光元件用于显示部。该发光元件可以成为发光效率高的发光元件。还可以成为驱动电压低的发光元件。因此，包括本发明的一个方式的发光元件的电子设备可以成为功耗低的电子设备。
图10示出将发光元件用于背光源的液晶显示装置的一个例子。图10所示的液晶显示装置包括外壳901、液晶层902、背光单元903以及外壳904，液晶层902与驱动器IC905连接。在背光单元903中使用发光元件，并且通过端子906将电流供应到背光单元903。
作为发光元件优选使用本发明的一个方式的发光元件，通过将该发光元件用于液晶显示装置的背光源，能够得到低功耗的背光源。
图11示出本发明的一个方式的台灯的例子。图11所示的台灯包括外壳2001和光源2002，并且作为光源2002采用使用发光元件的照明装置。
图12示出室内的照明装置3001的例子。优选将本发明的一个方式的发光元件用于该照明装置3001。
图13示出本发明的一个方式的汽车。在该汽车的挡风玻璃或仪表盘中安装有发光元件。显示区域5000至显示区域5005是使用发光元件设置的显示区域。优选使用本发明的一个方式的发光元件，由此可以降低显示区域5000至显示区域5005的功耗，所以适于车载。
显示区域5000和显示区域5001是设置在汽车的挡风玻璃上的使用发光元件的显示装置。通过使用具有透光性的电极形成第一电极和第二电极，可以将该发光元件形成为能看到对面一侧的所谓的透视式显示装置。当采用透视式显示时，即使将该透视式显示装置设置在汽车的挡风玻璃上，也不妨碍视野。另外，在设置用于驱动的晶体管等的情况下，可以使用具有透光性的晶体管，诸如使用有机半导体材料的有机晶体管或使用氧化物半导体的晶体管等。
显示区域5002是设置在立柱部分的使用发光元件的显示装置。通过在显示区域5002上显示来自设置在车体上的成像单元的图像，可以补充被立柱遮挡的视野。另外，同样地，设置在仪表盘部分上的显示区域5003通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，能够弥补被车体遮挡的视野的死角，从而提高安全性。通过显示图像以弥补看不见的部分，能够更自然且简单地确认安全。
显示区域5004和显示区域5005可以提供导航信息、速度表、转速表、行驶距离、加油量、排档状态、空调的设定以及其他各种信息。使用者可以根据喜好适当地改变显示内容及布置。另外，这些信息也可以显示在显示区域5000至显示区域5003上。另外，也可以将显示区域5000至显示区域5005用作照明装置。
图14A和图14B是能够折叠的平板终端的一个例子。图14A是打开状态的平板终端，该平板终端包括外壳9630、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9034、电源开关9035、省电模式切换开关9036以及夹子9033。另外，通过将包括本发明的一个方式的发光元件的发光装置用于显示部9631a和显示部9631b中的一个或两个来制造该平板终端。
在显示部9631a中，可以将其一部分用作触摸面板区域9632a，并且可以通过触摸所显示的操作键9637来输入数据。另外，例示出显示部9631a的一半只具有显示的功能，并且另一半具有触摸面板的功能的结构，但是不局限于该结构。另外，也可以采用使显示部9631a的所有的区域具有触摸面板的功能的结构。例如，可以使显示部9631a的整个面显示键盘按钮来将其用作触摸面板，并且将显示部9631b用作显示屏面。
另外，显示部9631b与显示部9631a同样，也可以将其一部分用作触摸面板区域9632b。另外，通过使用手指或触屏笔等触摸触摸面板上的键盘显示切换按钮9639，可以在显示部9631b上显示键盘按钮。
另外，也可以对触摸面板区域9632a和触摸面板区域9632b同时进行触摸输入。
另外，显示模式切换开关9034能够切换竖屏显示和横屏显示等显示的方向以及黑白显示和彩色显示等。省电模式切换开关9036可以根据平板终端所内置的光传感器所检测的使用时的外光的光量，将显示的亮度设定为最合适的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。
另外，图14A示出显示部9631b的显示面积与显示部9631a的显示面积相同的例子，但是不局限于此，可以使其中一个的尺寸和另一个的尺寸不同，也可以使它们的显示品质有差异。例如可以采用显示部9631a和9631b中的一个与另一个相比可以进行高精细的显示的结构。
图14B是合上状态的平板终端，并示出本实施方式的平板终端具备外壳9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634、电池9635以及DCDC转换器9636的例子。另外，在图14B中，作为充放电控制电路9634的一个例子示出具有电池9635和DCDC转换器9636的结构。
另外，平板终端能够折叠，因此不使用时可以合上外壳9630。因此，可以保护显示部9631a和显示部9631b，而可以提供一种耐久性高且从长期使用的观点来看可靠性高的平板终端。
另外，图14A和图14B所示的平板终端还可以具有如下功能：显示各种各样的信息(静态图像、动态图像、文字图像等)的功能；将日历、日期或时刻等显示在显示部上的功能；对显示在显示部上的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入的功能；通过各种各样的软件(程序)控制处理的功能等。
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633，可以将电力供应到触摸面板、显示部或图像信号处理部等。另外，通过将太阳能电池9633设置在外壳9630的一个面或两个面，可以高效地对电池9635进行充电，所以是优选的。
另外，参照图14C所示的方框图对图14B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图14C示出太阳能电池9633、电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3以及显示部9631，其中，电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3对应于图14B所示的充放电控制电路9634。
首先，说明在利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636将太阳能电池9633所产生的电力的电压升压或降压到用来对电池9635进行充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时使开关SW1导通，并且，利用转换器9638将该电力的电压升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外，当不进行显示部9631中的显示时，使开关SW1关闭且使开关SW2导通来对电池9635进行充电。
注意，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池9633，但发电单元不局限于此，也可以使用压电元件(piezoelectric element)或热电转换元件(珀耳帖元件(Peltierelement))等其他发电单元进行电池9635的充电。另外，也可以使用以无线(不接触)的方式能够收发电力来进行充电的无线电力传输模块或组合其他充电单元进行充电，并且也可以不包括发电单元。
另外，只要具备上述显示部9631，就不局限于图14A至图14C所示的平板终端。
另外，图15A至图15C示出能够折叠的便携式信息终端9310。图15A示出展开状态的便携式信息终端9310。图15B示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态时的中途状态的便携式信息终端9310。图15C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示一览性强。
显示面板9311由铰链部9313所连接的三个外壳9315来支撑。另外，显示面板9311也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。另外，显示面板9311通过铰链部9313使两个外壳9315之间弯折，可以使便携式信息终端9310从展开状态可逆性地变为折叠状态。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示面板9311。显示面板9311中的显示区域9312是位于折叠状态的便携式信息终端9310的侧面的显示区域9312。在显示区域9312中可以显示信息图标以及使用次数多的软件或程序的快捷方式等，能够顺畅地进行确认信息或开启软件。
实施例1
在本实施例中，详细地说明本发明的一个方式的发光元件1及比较发光元件1的制造方法及特性。
(发光元件1的制造方法)
首先，在玻璃衬底上利用溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)来形成阳极101。其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为为了在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃进行1小时的烘焙，然后，进行370秒的UV臭氧处理。
然后，以使形成有阳极101的面朝向上方的方式将衬底固定于旋涂机的衬底架，在阳极101上涂敷聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)溶液(H.C.Starck，产品号码：CREVIOS P VP AI 4083)，以4000rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以130℃对上述衬底进行溶剂的去除15分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，从而形成空穴注入层111。
接着，将形成有空穴注入层111的衬底引入氮气氛的手套箱中，在空穴注入层111上涂敷10mg/mL的聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)(LUMINESCENCE TECHNOLOGY，产品号码：LT-N149)的邻二氯苯溶液，以4000rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以130℃对上述衬底进行真空烘焙15分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，来形成空穴传输层112。
接着，在空穴传输层112上涂敷10mg/mL的金属卤化物钙钛矿材料的量子点(PLASMACHEM，产品号码：PL-QD-PSK-515,批号：AA150715d)的甲苯溶液，以500rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以80℃对上述衬底进行真空烘焙30分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，来形成发光层113。
然后，将形成有发光层113的衬底引入其内部减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，以使形成有发光层113的面朝向下方的方式将该衬底固定于衬底架，在发光层113上通过使用电阻加热的蒸镀法以25nm的厚度蒸镀2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBPhen)，来形成电子传输层114。
接着，作为电子注入缓冲层115，在电子传输层114上以1nm的厚度蒸镀氟化锂(LiF)。
接着，作为阴极102，在电子注入缓冲层115上以200nm的厚度形成铝(Al)，得到发光元件1。
(比较发光元件1的制造方法)
比较发光元件1除了发光元件1的电子传输层114使用红菲咯啉(简称：BPhen)代替NBPhen形成以外与发光元件1同样地制造。
接着，在氮气氛的手套箱中，通过使用有机EL密封剂固定形成有上述发光元件的衬底与对置玻璃衬底，使发光元件1密封。具体而言，向对置玻璃衬底粘贴干燥剂，然后贴合对周边涂敷了密封剂的对置玻璃衬底和形成有发光元件1的衬底，并以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，在80℃下进行1小时的热处理。
以下表1示出发光元件1及比较发光元件1的元件结构。
[表1]
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件1、比较发光元件1的特性进行测量。图16示出发光元件1及比较发光元件1的亮度-电流密度特性，图17示出电流效率-亮度特性，图18示出亮度-电压特性，图19示出电流-电压特性，图20示出外部量子效率-亮度特性，图21示出发射光谱。
从图19可知，比较发光元件1与发光元件1相比电流容易流过，另一方面，从图18可知，发光元件1的亮度-电压特性比比较发光元件1好。此外，从图17及图20可知，比较发光元件1与发光元件1的电流效率、外部量子效率的差异非常大。尤其是，发光元件1的最大外部量子效率为2.7％，而比较发光元件1的最大外部量子效率为0.049％，由此可知，通过应用本发明，可以增大发光效率50倍以上。
在比较发光元件1的电子传输层114中使用由下述结构式(i)表示的BPhen，在发光元件1的电子传输层114中使用由下述结构式(ii)表示的NBPhen。
[化11]
从上述结构式可知，BPhen与NBPhen的主要骨架同一，两者的不同之处只在于2位及9位是否具有取代基。发光元件1与比较发光元件1的不同之处只在于在电子传输层114中使用NBPhen还是使用BPhen，所以可以说因上述取代基的有无带来上述特性的差异。
如此，当采用作为电子传输层使用具有1，10-菲罗啉骨架的物质且作为发光物质使用有机无机钙钛矿的发光元件时，通过在该具有1，10-菲罗啉骨架的物质的2位及9位具有取代基，可以以非常良好的效率得到发光。此外，这种元件与将2位及9位为未取代的1，10-菲罗啉骨架的物质用作电子传输层的情况相比，显著增大发光效率。
实施例2
在本实施例中，详细地说明本发明的一个方式的发光元件2及发光元件3的制造方法及特性。
(发光元件2的制造方法)
首先，在玻璃衬底上利用溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)来形成阳极101。其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为为了在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃进行1小时的烘焙，然后，进行370秒的UV臭氧处理。
然后，以使形成有阳极101的面朝向上方的方式将衬底固定于旋涂机的衬底架，在阳极101上涂敷聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)溶液(H.C.Starck，产品号码：CREVIOS P VP AI 4083)，以4000rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以130℃对上述衬底进行真空烘焙15分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，从而形成空穴注入层111。
接着，将形成有空穴注入层111的衬底引入氮气氛的手套箱中，在空穴注入层111上涂敷10mg/mL的聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)(LUMINESCENCE TECHNOLOGY，产品号码：LT-N149)的邻二氯苯溶液，以4000rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以130℃对上述衬底进行真空烘焙15分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，来形成空穴传输层112。
接着，在空穴传输层112上涂敷10mg/mL的金属卤化物钙钛矿材料的量子点(PLASMACHEM，产品号码：PL-QD-PSK-515,批号：AA150715d)的甲苯溶液，以500rpm旋转60秒钟。在腔室压力为1Pa至10Pa的腔室中以80℃对上述衬底进行真空烘焙30分钟，然后冷却该衬底30分钟左右，来形成发光层113。
然后，将形成有发光层113的衬底引入其内部减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，以使形成有发光层113的面朝向下方的方式将该衬底固定于衬底架，在发光层113上通过使用电阻加热的蒸镀法以40nm的厚度蒸镀2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBPhen)，来形成电子传输层114。
接着，作为电子注入缓冲层115，在电子传输层114上以1nm的厚度蒸镀氟化锂(LiF)。
接着，作为阴极102，在电子注入缓冲层115上以200nm的厚度形成铝(Al)，得到发光元件2。
(发光元件3的制造方法)
发光元件3除了发光元件2的电子传输层114通过形成厚度为25nm的红菲咯啉(简称：BPhen)然后形成厚度为15nm的NBPhen而得到以外与发光元件2同样地制造。
接着，在氮气氛的手套箱中，通过使用有机EL密封剂固定形成有上述发光元件的衬底与对置玻璃衬底，使发光元件2及发光元件3密封。具体而言，向对置玻璃衬底粘贴干燥剂，然后贴合对周边涂敷了密封剂的对置玻璃衬底和形成有发光元件2及发光元件3的衬底，并以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，在80℃下进行1小时的热处理。
表2示出发光元件2及发光元件3的元件结构。
[表2]
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件2及发光元件3的特性进行测量。图22示出发光元件2及发光元件3的亮度-电流密度特性，图23示出电流效率-亮度特性，图24示出亮度-电压特性，图25示出电流-电压特性，图26示出外部量子效率-亮度特性，图27示出发射光谱。
从图23及图26可知，发光元件2与发光元件3的电流效率、外部量子效率的差异非常大。尤其是，发光元件2的最大外部量子效率为3.7％，发光元件3的最大外部量子效率为0.27％，由此可知，通过应用本发明，可以增大发光效率一位数以上。
发光元件3的元件结构与发光元件2的元件结构的不同之处只在于发光元件2的电子传输层中的发光层一侧的一部分置换为BPhen。如实施例1所示，BPhen与NBPhen的主要骨架同一，两者的不同之处只在于2位及9位是否具有取代基。由此，可以说因上述取代基的有无带来上述特性的差异。
另一方面，当对发光元件3与实施例1中的比较发光元件1进行比较时，发光元件3的最大外部量子效率呈现比较发光元件1的5倍以上的值。换言之，在作为电子传输层的一部分使用在1，10-菲罗啉骨架的2位及9位具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物的情况下，也可以大幅度地提高效率。
如此，当采用作为电子传输层使用具有1，10-菲罗啉骨架的物质且作为发光物质使用有机无机钙钛矿的发光元件时，通过在该具有1，10-菲罗啉骨架的物质的2位及9位具有取代基，可以以非常良好的效率得到发光。
Claims (19)
1.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
包含发光物质的层，该层位于所述阳极与所述阴极之间，
其中，所述包含发光物质的层包括发光层及电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层与所述阴极之间，
所述发光层包含金属卤化物钙钛矿材料，
并且，所述电子传输层包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
2.根据权利要求1所述的发光元件，还包括：
所述电子传输层与所述阴极之间的电子注入缓冲层。
3.根据权利要求2所述的发光元件，
其中所述电子注入缓冲层包含碱金属或碱土金属。
4.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基都独立地表示碳原子数为6至18的芳烃基。
5.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基为萘基。
6.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基为2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
7.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述电子传输层包括包含第一物质的第一电子传输层及包含第二物质的第二电子传输层，
所述第一电子传输层位于所述第二电子传输层与所述发光层之间，
所述第二电子传输层位于所述第一电子传输层与所述阴极之间，
并且所述第二物质为在所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有所述取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
8.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述金属卤化物钙钛矿材料是其最长部分为1μm以下的粒子。
9.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述金属卤化物钙钛矿材料具有钙钛矿层与有机层层叠的层状结构。
10.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
包含发光物质的层，该层位于所述阳极与所述阴极之间，
其中，所述包含发光物质的层包括发光层及电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层与所述阴极之间，
所述发光层包含以通式(SA)MX3、通式(LA)2(SA)n-1MnX3n+1或通式(PA)(SA)n-1MnX3n+1表示的金属卤化物钙钛矿材料，
所述电子传输层包含在1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有取代基的1，10-菲罗啉衍生物，
M表示二价金属离子，
X表示卤素离子，
n表示1以上且10以下的整数，
LA表示R1-NH3 +的铵离子，
R1表示碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基和碳原子数为4至20的杂芳基中的一个或多个，
当R1表示碳原子数为2至20的烷基、碳原子数为6至20的芳基和碳原子数为4至20的杂芳基中的多个时，相同种类或不同种类的多个基用于R1，
PA表示NH3 +-R2-NH3 +、NH3 +-R3-R4-R5-NH3 +或包含铵阳离子的聚合物的一部分，且该部分的化合价为+2，
R2表示单键的亚烷基或碳原子数为1至12的亚烷基，
R3及R5都独立地表示单键的亚烷基或碳原子数为1至12的亚烷基，
R4表示亚环己基和碳原子数为6至14的亚芳基中的一个或两个，
当R4表示亚环己基和碳原子数为6至14的亚芳基中的两个时，相同种类或不同种类的多个基用于R4，
SA表示一价金属离子或由R6-NH3 +表示的铵离子，
并且，R6表示碳原子数为1至6的烷基。
11.根据权利要求10所述的发光元件，
其中LA表示通式(A-1)至(A-11)和通式(B-1)至(B-6)中的任一个，
R11-NH3 + (A-1)
PA表示通式(C-1)、(C-2)及(D)及包含铵阳离子的支链聚乙烯亚胺中的任一个，
R11表示碳原子数为2至18的烷基，
R12、R13及R14表示氢或碳原子数为1至18的烷基，
R15表示结构式或通式(R15-1)至(R15-14)中的任一个，
R16及R17都独立地表示氢或碳原子数为1至6的烷基，
X表示以所述通式(D-1)至(D-6)中的任一个表示的单体单元A及单体单元B的组合，且具有包括所述单体单元A以及所述单体单元B的结构，所述单体单元A的个数为u，所述单体单元B的个数为v，
对所述单体单元A及B的配置顺序没有限制，
m及l都独立地为0至12的整数，且t为1至18的整数，
u为0至17的整数，
v为1至18的整数，
并且u+v为1至18的整数。
12.根据权利要求10所述的发光元件，还包括：
所述电子传输层与所述阴极之间的电子注入缓冲层。
13.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述电子注入缓冲层包含碱金属或碱土金属。
14.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基都独立地表示碳原子数为6至18的芳烃基。
15.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基为萘基。
16.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述1，10-菲罗啉衍生物中的所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个处的所述取代基为2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
17.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述电子传输层包括包含第一物质的第一电子传输层及包含第二物质的第二电子传输层，
所述第一电子传输层位于所述第二电子传输层与所述发光层之间，
所述第二电子传输层位于所述第一电子传输层与所述阴极之间，
并且所述第二物质为在所述1，10-菲罗啉骨架的2位和9位中的一个或两个具有所述取代基的1，10-菲罗啉衍生物。
18.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述金属卤化物钙钛矿材料是其最长部分为1μm以下的粒子。
19.根据权利要求10所述的发光元件，
其中所述金属卤化物钙钛矿材料具有钙钛矿层与有机层层叠的层状结构。
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