CN108431010B - 化合物、发光元件、显示装置、电子设备及照明装置 - Google Patents
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Abstract
一种化合物包括苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架、第一取代基以及第二取代基。第一取代基及第二取代基的每一个包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第一取代基与苯并呋喃并嘧啶骨架所具有的嘧啶环或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合。第二取代基与苯并呋喃并嘧啶骨架所具有的苯环或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的苯环键合。该发光元件包括该化合物。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种具有苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架和呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架的化合物。本发明的一个方式涉及一种包含该化合物的发光元件。本发明的一个方式涉及一种包括该发光元件的显示装置、包括该发光元件的电子设备及包括该发光元件的照明装置。
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。另外，本发明的一个方式涉及一种工序、机器、产品或组合物。具体而言，本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子包括半导体装置、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、这些任何装置的驱动方法及这些任何装置的制造方法。
背景技术
近年来，对利用电致发光(EL)的发光元件的研究开发日益增强。在这些发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光材料的层(EL层)。通过将电压施加到该元件的一对电极间，可以获得来自发光物质的发光。
因为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如下优点：高可见度；不需要背光源；以及低功耗等。并且，该显示装置还具有如下优点：能够被制造得薄且轻；以及具有高响应速度。
在其EL层包含用作发光物质的有机化合物并设置在一对电极间的发光元件(例如，有机EL元件)中，通过将电压施加到一对电极间，电子从阴极注入到具有发光性的EL层，空穴从阳极注入到具有发光性的EL层，而使电流流过。通过注入的电子与空穴复合而使具有发光性的有机化合物成为激发态，以提供发光。
注意，有机化合物所形成的激发态可以为单重激发态(S*)或三重激发态(T*)。来自单重激发态的发光被称为荧光，来自三重激发态的发光被称为磷光。在该发光元件中，S*与T*的统计学上的产生比例是1：3。换言之，与使用发射荧光的化合物(荧光化合物)的发光元件相比，使用发射磷光的化合物(磷光化合物)的发光元件具有更高的发光效率。因此，近年来，对使用能够将三重激发态转换为发光的磷光化合物的发光元件的开发活跃(例如，参照专利文献1)。
发光效率及使用寿命是这种发光元件的重要特性。注意，发光元件的发光效率或使用寿命等性能大幅度地不仅受到发光物质的性能的影响，而且还受到使发光物质激发的主体材料和传输载流子的载流子材料的性能的影响。因此，为了提高发光元件的发光效率和使用寿命，提出了具有各种分子结构的化合物(例如，专利文献2)。
[参考文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2010-182699号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2014-209611号公报
发明内容
近年来，随着发光装置及显示装置的高性能化的需求的提高，需要能够以低功耗驱动的发光装置及显示装置。因此，需要以高发光效率发光的发光元件。此外，需要具有长使用寿命的发光元件。注意，虽然到目前为止提出了很多发光元件用材料，但是难以制造具有高发光效率及长使用寿命的发光元件。
本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的化合物。本发明的一个方式的另一目的是提供一种三重激发能级高的新颖的化合物。本发明的一个方式的另一目的是提供一种包含新颖的化合物的发光元件。本发明的一个方式的另一目的是提供一种可靠性高的发光元件。本发明的一个方式的另一目的是提供一种发光效率高的发光元件。本发明的一个方式的另一目的是提供一种新颖的发光装置。本发明的一个方式的另一目的是提供一种新颖的显示装置。
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不一定需要实现所有上述目的。从说明书等的记载得知并可以抽取其他目的。
本发明的一个方式是一种化合物，包括苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架，作为取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架中的两个。本发明的另一个方式是一种包含该化合物的发光元件。
因此，本发明的一个方式是一种化合物，包括苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架、第一取代基以及第二取代基。第一取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第二取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第一取代基与苯并呋喃并嘧啶骨架所包括的嘧啶环或苯并噻吩并嘧啶骨架所包括的嘧啶环键合。第二取代基与苯并呋喃并嘧啶骨架所包括的苯环或苯并噻吩并嘧啶骨架所包括的苯环键合。
本发明的另一个方式是一种化合物，包括苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架、第一取代基以及第二取代基。第一取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第二取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第一取代基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的2位或4位、或者苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的2位或4位键合。第二取代基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的6位、7位、8位或9位、或者苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的6位、7位、8位或9位键合。
本发明的另一个方式是一种化合物，包括苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架、第一取代基以及第二取代基。第一取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第二取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。第一取代基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位、或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位键合。第二取代基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的8位、或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的8位键合。
在上述任何方式中，优选的是，第一取代基和第二取代基都包括呋喃骨架，第一取代基和第二取代基都包括噻吩骨架，或第一取代基和第二取代基都包括吡咯骨架。
在上述任何方式中，第一取代基优选包括二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架。第二取代基优选包括二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架。此外，优选的是，第一取代基和第二取代基都包括二苯并呋喃骨架，第一取代基和第二取代基都包括二苯并噻吩骨架，或第一取代基和第二取代基都包括咔唑骨架。
在上述任何方式中，第一取代基和第二取代基优选相同。
本发明的另一个方式是一种以通式(G0)表示的化合物。
[化学式1]
在通式(G0)中，Q表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或者取代或未取代的咔唑骨架，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数。
本发明的另一个方式是一种以通式(G1)表示的化合物。
[化学式2]
在通式(G1)中，Q表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或者取代或未取代的咔唑骨架，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，n表示0至4的整数。
在上述各方式中，优选的是，A1和A2都表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架，A1和A2都表示取代或未取代的二苯并噻吩骨架，或者A1和A2都表示取代或未取代的咔唑骨架，且α和β都表示亚苯基。
在上述各方式中，优选的是，A1和A2表示相同的基，α和β表示相同的基，且m和n表示相同的整数。具体而言，m和n优选都表示1。
本发明的另一个方式是一种以通式(G2)表示的化合物。
[化学式3]
在通式(G2)中，Q表示氧或硫，X及Z分别独立地表示氧、硫或N-R，R1至R18及R分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，且n表示0至4的整数。
本发明的另一个方式是一种以通式(G3)表示的化合物。
[化学式4]
在通式(G3)中，Q表示氧或硫，X及Z分别独立地表示氧、硫或N-R，R1至R18及R分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，且n表示0至4的整数。
在上述方式中，优选的是，X和Z都表示氧或都表示硫，且α和β都表示亚苯基。
在上述各方式中，R5至R18优选都表示氢。
本发明的另一个方式是一种以通式(G4)表示的化合物。
[化学式5]
在通式(G4)中，Q表示氧或硫，R1至R4及R19至R34分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，且n表示0至4的整数。
在上述各方式中，α和β优选都表示亚苯基。
在上述各方式中，R19至R34优选都表示氢。
在上述各方式中，优选的是，α和β优选表示相同的基，且m和n表示相同的整数。具体而言，m和n优选都表示1。
在上述各方式中，R1至R4优选都表示氢。
本发明的另一个方式是一种包含上述任何结构所记载的化合物的发光元件。本发明的另一个方式是一种包含上述任何结构所记载的化合物及客体材料的发光元件。
在上述各结构中，客体材料优选具有将三重激发能量转换成发光的功能。
本发明的另一个方式是一种发光元件，包括客体材料、第一有机化合物以及第二有机化合物。客体材料具有将三重激发能量转换成发光的功能。第一有机化合物和第二有机化合物是形成激基复合物的组合。第一有机化合物对应于上述任何结构所记载的化合物。
本发明的一个方式是一种显示装置，包括具有上述结构中的任一个的发光元件以及滤色片和晶体管中的至少一个。本发明的一个方式是一种电子设备，包括：该显示装置；以及框体和触摸传感器中的至少一个。本发明的一个方式是一种照明装置，包括：具有上述结构中的任一个的发光元件；以及框体和触摸传感器中的至少一个。本发明的一个方式的范畴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装置或光源(包括照明装置)。发光装置在其范畴内有时包括如下模块：连接器诸如柔性电路板(FPC)或载带封装(TCP)连接于发光元件的显示模块；TCP端部上设置有印刷线路板的显示模块；或者集成电路(IC)通过玻璃上芯片(COG)方式直接安装在发光元件上的显示模块。
本发明的一个方式可以提供一种新颖的化合物。本发明的一个方式可以提供一种三重激发能级高的新颖的化合物。本发明的一个方式可以提供一种包含新颖的化合物的发光元件。本发明的一个方式可以提供一种可靠性高的发光元件。本发明的一个方式可以提供一种发光效率高的发光元件。本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光装置。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。本发明的一个方式并不一定需要实现所有上述效果。从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并可以抽取其他效果。
附图说明
图1A及图1B是本发明的一个方式的发光元件的截面模式图；
图2A是本发明的一个方式的发光层的截面模式图，图2B是说明能级相关的模式图；
图3A及图3B是本发明的一个方式的发光元件的截面模式图，图3C是说明能级相关的模式图；
图4A及图4B都是本发明的一个方式的发光元件的截面模式图；
图5A及图5B都是本发明的一个方式的发光元件的截面模式图；
图6A至图6C是说明本发明的一个方式的发光元件的制造方法的截面模式图；
图7A至图7C是说明本发明的一个方式的发光元件的制造方法的截面模式图；
图8是本发明的一个方式的半导体元件的截面模式图；
图9A及图9B是说明本发明的一个方式的显示装置的俯视图及截面模式图；
图10A及图10B是都说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图11是说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图12A及图12B是都说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图13A及图13B是都说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图14是说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图15A及图15B是都说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图16是说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图17A及图17B是都说明本发明的一个方式的显示装置的截面模式图；
图18A至图18D是说明EL层的制造方法的截面模式图；
图19是说明液滴喷射装置的概念图；
图20A及图20B是说明本发明的一个方式的显示装置的框图及电路图；
图21A及图21B是都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22A及图22B是都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23A及图23B是示出本发明的一个方式的触摸面板的一个例子的立体图；
图24A至图24C是示出本发明的一个方式的显示装置及触摸传感器的例子的截面图；
图25A及图25B是都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26A及图26B是本发明的一个方式的触摸传感器的框图及时序图；
图27是本发明的一个方式的触摸传感器的电路图；
图28是说明本发明的一个方式的显示模块的立体图；
图29A至图29G说明本发明的方式的电子设备；
图30A至图30F说明本发明的方式的电子设备；
图31A至图31E说明本发明的方式的电子设备；
图32A至图32D说明本发明的方式的电子设备；
图33A及图33B是说明本发明的方式的显示装置的立体图；
图34A至图34C是说明本发明的方式的发光装置的立体图及截面图；
图35A至图35D是都说明本发明的一个方式的发光装置的截面图；
图36A至图36C说明本发明的方式的照明装置及电子设备；
图37说明本发明的方式的照明装置；
图38说明实施例中的化合物的NMR谱；
图39说明实施例中的化合物的吸收光谱及发射光谱；
图40是说明实施例中的化合物的发射光谱的图；
图41是说明实施例中的发光元件的截面模式图；
图42是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图43是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图44是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图45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46是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图47是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图；
图48是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图49是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图50是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图51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52是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图53是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图；
图54是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图55是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图56是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图57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58是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图59是说明实施例中的化合物的发射光谱的图；
图60说明实施例中的化合物的NMR谱；
图61是说明实施例中的化合物的吸收光谱及发射光谱的图；
图62是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图63是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图64是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图65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66是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图67是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图；
图68是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图69是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图70是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图71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72是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图73是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图；
图74是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图75是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图76是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图77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78是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图79是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图；
图80说明实施例中的化合物的NMR谱；
图81说明实施例中的化合物的NMR谱；
图82是说明实施例中的化合物的吸收光谱及发射光谱的图；
图83说明实施例中的化合物的NMR谱；
图84是说明实施例中的化合物的吸收光谱及发射光谱的图；
图85是说明实施例中的发光元件的亮度-电流密度特性的图；
图86是说明实施例中的发光元件的亮度-电压特性的图；
图87是说明实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性的图；
图88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89是说明实施例中的发光元件的电致发射光谱的图；
图90是说明实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果的图。
具体实施方式
以下，将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的内容中。
另外，为了便于理解，有时不正确地表示在附图等中示出的各结构的位置、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，而其并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如即使将“第一”适当地置换为“第二”或“第三”等，也可以进行说明。此外，本说明书等中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。
在本说明书等中，当参照附图说明本发明的方式时，有时在不同的附图中共同使用相同符号表示相同构成要素。
在本说明书等中，可以将词语“膜”和“层”相互调换。例如，有时可以将词语“导电层”换称为词语“导电膜”。此外，有时可以将词语“绝缘膜”换称为词语“绝缘层”。
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。S1能级是指最低单重激发能级，即单重激发态(S1状态)的最低激发能级。三重激发态(T*)是指具有激发能量的三重态。T1能级是指最低三重激发能级，即三重激发态(T1状态)的最低激发能级。此外，在本说明书等中，单重激发态及单重激发能级有时分别是指S1状态及S1能级。三重激发态及三重激发能级有时分别是指T1状态及T1能级。
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中发光的化合物。磷光化合物是指在从三重激发态返回到基态时以室温下在可见光区域中发光的化合物。换言之，磷光化合物是能够将三重激发能量转换为可见光的化合物之一。
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)或上升部分的波长导出。另外，通过在低温(例如10K)环境下的时间分辨光致发光可以观察到上述磷光发光。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)或上升部分的波长导出。
另外，在本说明书等中，“室温”是指0℃以上且40℃以下的温度。
在本说明书等中，蓝色的波长范围是指400nm以上且小于500nm的波长范围，蓝色光在该范围中具有至少一个发射光谱峰。绿色的波长范围是指500nm以上且小于580nm的波长范围，绿色光在该范围中具有至少一个发射光谱峰。红色的波长范围是指580nm以上且740nm以下的波长范围，红色光在该范围中具有至少一个发射光谱峰。
实施方式1
在本实施方式中，例如以下对能够适合地用于本发明的一个方式的发光元件的化合物进行说明。
本发明的一个方式的化合物至少具有苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架及两个取代基。该取代基的各个具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架。由于该化合物具有宽带隙，所以包含该化合物的发光元件可以具有高发光效率。此外，由于该化合物具有高载流子传输性，所以包含该化合物的发光元件可以具有低驱动电压。由于该化合物对氧化及还原的反复具有高耐性，所以包含该化合物的发光元件可以具有高可靠性。就是说，具有该化合物的发光元件是具有优良的发光特性的高性能的发光元件。
该化合物具有缺π电子型芳杂环(苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架)及至少两个富π电子型芳杂环(呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架中的两个)。因此，在分子中容易形成供体-受体型的激发态。再者，通过使缺π电子型芳杂环(苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架)与富π电子型芳杂环(呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架)直接或通过亚芳基彼此键合，可以增强供体性及受体性。通过增强分子中的供体性及受体性的双方，可以缩小最高占据分子轨道(HOMO)分布的分子轨道与最低空分子轨道(LUMO)分布的分子轨道之间的重叠，而可以减少化合物的单重激发能级与三重激发能级的激发能量差。此外，可以使化合物的三重激发能级保持为高。注意，分子轨道表示分子中的电子的空间上分布。可以由分子轨道详细地描述分子的电子配置(电子的空间上分布及能量)。
本发明的一个方式的化合物由于具有高激发能量及高载流子传输性，所以将该化合物适合用作发光物质的主体材料。此外，如上所述，本发明的一个方式的化合物由于可以具有高单重激发能级(S1能级)及高三重激发能级(T1能级)，所以可以将该化合物适合用于作为发光物质具有荧光化合物或磷光化合物的发光元件。
作为具有缺π电子型芳杂环的骨架，二嗪骨架因其高激发能量而是优选的。在二嗪骨架中，具有二嗪骨架的缩合杂环骨架因其稳定性及高可靠性而是更优选的，并且苯并呋喃并嘧啶骨架及苯并噻吩并嘧啶骨架因它们的强受体性而是优选的。作为苯并呋喃并嘧啶骨架，例如举出苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架。作为苯并噻吩并嘧啶骨架，例如举出苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架。
因为苯并呋喃并嘧啶骨架及苯并噻吩并嘧啶骨架具有高受体性，所以通过使本发明的一个方式的化合物包括至少两个都具有与苯并呋喃并嘧啶或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的富π电子型芳杂环的骨架，该化合物可以为具有电子传输性和空穴传输性的优良平衡的双极性化合物。包含该化合物的发光元件可以具有高可靠性。
作为具有富π电子型芳杂环的骨架，呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架因其高激发能量而是优选的。具有呋喃骨架的骨架、具有噻吩骨架的骨架及具有吡咯骨架的骨架的例子包括苯并呋喃骨架、二苯并呋喃骨架、苯并二呋喃骨架、苯并噻吩骨架、二苯并噻吩骨架、苯并二噻吩骨架、噻吩并噻吩骨架、二噻吩并噻吩骨架、二噻吩并呋喃骨架、二噻吩并硒吩骨架、环戊二噻吩骨架、二噻吩并噻咯骨架、噻吩并吡咯骨架、二噻吩并吡咯骨架、噻吩并吲哚骨架、噻吩并吡啶骨架、噻吩并吡嗪骨架、引达省并噻吩骨架、引达省并二噻吩骨架、吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚并咔唑骨架、联咔唑骨架、吡咯并吡咯骨架等。在都具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架的骨架中，二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架因它们的稳定性及高可靠性而是优选的。
该呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架直接键合的情况下，形成分子量较低的化合物，因此得到适用于真空蒸镀的结构(可以以较低的温度进行真空蒸镀来形成的结构)，所以是优选的。一般而言，较低的分子量有成膜之后的耐热性变低的倾向。但是，苯并呋喃并嘧啶骨架及苯并噻吩并嘧啶骨架具有高刚性，所以具有该骨架的化合物即使分子量较低也可以具有充分的耐热性。因为带隙及激发能级增高，所以该结构是优选的。
在呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架通过亚芳基键合时的亚芳基的碳原子数为6至13，而亚芳基的数量为0至4的情况下，本发明的一个方式的化合物具有较低的分子量，由此适用于真空蒸镀(可以以较低的温度进行真空蒸镀)，所以不容易产生蒸镀时的热分解等劣化。
在吡咯骨架中，咔唑骨架因其稳定性及高可靠性而是优选的。在咔唑骨架的9位中直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的化合物具有宽带隙及高三重激发能级，因此可以被适用于发射蓝色光或绿色光等高能量的光的发光元件。从使带隙更宽且使三重激发能级更高的观点来看，咔唑骨架的9位与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架优选直接键合。注意，在该咔唑骨架通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的情况下，为了保持宽带隙和高三重激发能量，亚芳基优选为一个或两个亚苯基。
在呋喃骨架及噻吩骨架中，二苯并呋喃骨架及二苯并噻吩骨架因它们的稳定性及高可靠性而是优选的。直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的二苯并呋喃骨架或二苯并噻吩骨架具有宽带隙及高三重激发能级，因此可以被适用于发射蓝色或绿色等能量高的光的发光元件。从使带隙更宽且使三重激发能级更高的观点来看，二苯并呋喃骨架的4位或二苯噻吩骨架的4位与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架优选直接键合。注意，在该二苯并呋喃骨架或二苯并噻吩骨架通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的情况下，为了保持宽带隙和高三重激发能量，亚芳基优选为一个或两个亚苯基。
通过具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架所具有的嘧啶环或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合的结构，更优选具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架所具有的嘧啶环或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合的结构，即呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的2位或4位或者苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的2位或4位键合，进一步优选具有与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位键合的结构，使该化合物具有优良的载流子传输性。因此，使用该化合物的发光元件可以以低电压驱动。
注意，呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架中的两个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架所具有的嘧啶环或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合的结构有时降低苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架的受体性或者降低具有该结构的化合物的三重激发能级(T1能级)。因此，在呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架中的两个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的情况下，优选的是，两个骨架中的一个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合，两个骨架中的另一个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的苯环键合。更优选的是，两个骨架中的一个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架所具有的嘧啶环键合，两个骨架中的另一个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架所具有的苯环键合，即，两个骨架中的一个与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的2位或4位键合，两个骨架中的另一个与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的6位、7位、8位或9位键合。具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物、以及具有呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架与苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物因为可以容易高纯度地被合成，并且可以抑制杂质所导致的劣化，由此该化合物是特别优选的。另外，因为在电化学上稳定并具有高载流子传输性，所以该化合物是优选的。
在呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架中的两个直接或通过亚芳基与苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架键合的情况下，该两个骨架优选是选自呋喃骨架、噻吩骨架和吡咯骨架的同一骨架。因为该化合物可以容易高纯度地被合成，所以可以抑制杂质所导致的劣化。
<量子化学计算>
在此，对苯基键合到苯并呋喃并嘧啶骨架的化合物进行量子化学计算以计算出HOMO能级、LUMO能级以及激发能级(S1能级及T1能级)。下面示出用于计算的化合物的结构及简称。表1示出计算结果。
[化学式6]
[表1]
| HOMO(eV) | LUMO(eV) | S1能级(eV) | T1能级(eV) | |
| 4PBfpm | -6.59 | -2.16 | 3.83 | 2.98 |
| 24P2Bfpm | -6.25 | -2.14 | 3.61 | 2.86 |
| 46P2Bfpm | -6.40 | -2.16 | 3.78 | 2.95 |
| 47P2Bfpm | -6.46 | -2.21 | 3.80 | 2.96 |
| 48P2Bfpm | -6.40 | -2.17 | 3.74 | 2.96 |
| 49P2Bfpm | -6.33 | -2.19 | 3.58 | 2.91 |
| 4PBtpm | -6.35 | -2.08 | 3.70 | 3.02 |
| 24P2Btpm | -6.10 | -2.05 | 3.50 | 2.88 |
| 46P2Btpm | -6.21 | -2.05 | 3.59 | 2.97 |
| 47P2Btpm | -6.32 | -2.13 | 3.63 | 2.96 |
| 48P2Btpm | -6.17 | -2.09 | 3.52 | 2.97 |
| 49P2Btpm | -6.20 | -2.06 | 3.53 | 2.97 |
为了得到上述化合物的HOMO能级、LUMO能级及激发能级(S1能级及T1能级)，利用密度泛函法(DFT)对各化合物的单重基态下的最稳定结构进行计算。作为量子化学计算程序使用Gaussian09。使用高性能计算机(由SGI日本株式会社制造，ICE X)来进行计算。作为基函数使用6-311G(d，p)，作为泛函数使用B3LYP。再者，利用含时密度泛函法(TD-DFT)计算出激发能级(S1能级及T1能级)。在DFT中，以势能、电子间静电能、电子的运动能、包括所有的复杂的电子间的互相作用的交换相关能的总和表示总能量。另外，在DFT中，由于使用以电子密度表示的单电子势的泛函数(函数的函数之意)来近似交换相关作用，所以能够使计算精度高。
如表1所示，苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的2位及4位的每一个的2,4-二苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:24P2Bfpm)的T1能级低于苯基只键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位的4-苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4PBfpm)，苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的2位及4位的每一个的2,4-二苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:24P2Btpm)的T1能级低于苯基只键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位的4-苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:4PBtpm)。24P2Bfpm及24P2Btpm的T1能级低是因为如下缘故：由于苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架及苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的1位及3位不是氢原子，而是氮原子，因此几乎不产生空间位阻，且使24P2Bfpm及24P2Btpm容易具有平面结构。
另一方面，苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及6位的每一个的4,6-二苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:46P2Bfpm)、苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及7位的每一个的4,7-二苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:47P2Bfpm)、苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个的4,8-二苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:48P2Bfpm)以及苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及9位的每一个的4,9-二苯基苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:49P2Bfpm)的T1能级与4PBfpm的T1能级大致同样高。并且，苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及6位的每一个的4,6-二苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:46P2Btpm)、苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及7位的每一个的4,7-二苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:47P2Btpm)、苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个的4,8-二苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:48P2Btpm)及苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及9位的每一个的4,9-二苯基苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:49P2Btpm)的T1能级与4PBtpm的T1能级同样高。上述化合物可以保持高的T1能级是因为如下缘故：碳原子键合于苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架及苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶的每一个的6位、7位、8位及9位并具有与氢原子等的键合，该氢原子等产生空间位阻，因此苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架所具有的苯环的取代基空间上扭曲。
苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个的48P2Bfpm、苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及9位的每一个的49P2Bfpm、苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个的48P2Btpm、以及苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及9位的每一个的49P2Btpm是特别优选的，因为它们具有高T1能级，且S1能级和T1能级之间的能量差小。
另外，苯基键合到苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的2位及4位的每一个的24P2Bfpm和苯基键合到苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的2位及4位的每一个的24P2Btpm具有高HOMO能级及高LUMO能级，由此可知24P2Bfpm及24P2Btpm具有低受体性。
也就是说，取代基键合到苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环及苯环的每一个的结构优于两个取代基都键合到苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架所具有的嘧啶环的结构，因为前者结构能够实现高T1能级和高受体性。
由于上述理由，特别优选使用二苯并呋喃骨架的4位、二苯并噻吩骨架的4位或咔唑骨架的9位直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的化合物。从化合物及发光元件的稳定性的观点来看，使苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架与该二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架键合的亚芳基的碳原子数优选为6至13，且亚芳基数为0至4。该化合物除了上述电化学稳定性、高载流子传输性以及易蒸镀性的特性以外，还具有因苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架及该二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架的影响而具有带隙宽且三重激发能级高的特性。因此，该化合物适合于发光元件的发光层中的发光材料或主体材料。尤其是，该化合物适合用于作为客体材料具有磷光化合物的发光元件。
<化合物的例子1>
如上所示的本发明的一个方式的化合物是以通式(G0)表示的化合物。
[化学式7]
在通式(G0)中，Q表示氧(O)或硫(S)。
A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架和取代或未取代的咔唑骨架中的任一个。在该二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
此外，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基还可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以彼此键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基。碳原子数为6至13的亚芳基的具体例子包括亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基等。在上述亚芳基具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。在该亚芳基具有取代基的情况下，该取代基可以彼此键合而形成环。例如，芴基中的9位的碳原子具有两个苯基作为取代基，该苯基相互键合而形成螺芴骨架。
此外，m及n分别独立地表示0至4的整数。
<化合物的例子2>
作为本实施方式的化合物，具有二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物可以容易高纯度地被合成，因此可以抑制杂质所导致的劣化，由此该化合物是优选的。此外，因为其具有高电化学稳定性和高载流子传输性，所以该化合物是优选的。上述化合物以通式(G1)表示。
[化学式8]
在通式(G1)中，Q表示氧或硫。
A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架和取代或未取代的咔唑骨架中的任一个。在该二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
此外，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基还可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以彼此键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基。碳原子数为6至13的亚芳基的具体例子包括亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基等。在上述亚芳基具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。在该亚芳基具有取代基的情况下，该取代基可以彼此键合而形成环。例如，在芴基的9位的碳原子具有两个苯基作为取代基，该苯基相互键合而形成螺芴骨架。
此外，m及n分别独立地表示0至4的整数。
在通式(G0)及(G1)中，优选的是，A1和A2都是取代或未取代的二苯并呋喃骨架，A1和A2都是取代或未取代的二苯并噻吩骨架或者A1和A2都是取代或未取代的咔唑骨架，且α和β都是亚苯基。
优选的是，A1和A2表示相同的基，α和β表示相同的基，且m和n表示相同的整数。
此外，m及n的每一个优选表示1。
<化合物的例子3>
作为本实施方式的化合物，具有二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架或咔唑骨架的1位、2位、3位或4位直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物具有高载流子传输性，由此使用该化合物的发光元件可以以低电压驱动，所以该化合物是优选的。上述化合物以通式(G2)表示。
[化学式9]
在通式(G2)中，Q表示氧或硫。
另外，X及Z分别独立地表示氧、硫和N-R中的任一个，R表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基还可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以彼此键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
此外，R1至R18分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基也可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以互相键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基。碳原子数为6至13的亚芳基的具体例子包括亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基等。在上述亚芳基具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。在该亚芳基具有取代基的情况下，该取代基可以彼此键合而形成环。例如，在芴基的9位的碳原子具有两个苯基作为取代基，该苯基相互键合而形成螺芴骨架。
此外，m及n分别独立地表示0至4的整数。
<化合物的例子4>
在上述通式(G2)中，具有二苯并呋喃骨架或二苯并噻吩骨架的4位或咔唑骨架的1位直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物具有高载流子传输性，由此使用该化合物的发光元件可以以低电压驱动，所以该化合物是优选的。上述化合物以通式(G3)表示。
[化学式10]
在通式(G3)中，Q表示氧或硫。
此外，X及Z分别独立地表示氧、硫和N-R中的任一个，R表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基还可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以彼此键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
另外，R1至R18分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基也可以具有一个以上的取代基，上述取代基也可以互相键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基。碳原子数为6至13的亚芳基的具体例子包括亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基等。在上述亚芳基具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。在该亚芳基具有取代基的情况下，该取代基可以彼此键合而形成环。例如，在芴基的9位的碳原子具有两个苯基作为取代基，该苯基相互键合而形成螺芴骨架。
此外，m及n分别独立地表示0至4的整数。
在通式(G2)及(G3)中，优选的是，X和Z都表示氧或都表示硫，且α和β都表示亚苯基。
在通式(G2)或(G3)中，在R5至R18都表示氢的情况下，该化合物在易合成性和原料价格的方面有利且具有较低的分子量，因此适用于真空蒸镀，所以是特别优选的。
<化合物的例子5>
作为本实施方式的化合物，具有咔唑骨架的9位直接或通过亚芳基与苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架的4位及8位的每一个键合的结构的化合物因具有大带隙而可以适当地使用于发射蓝色光或绿色光等的高能量的光的发光元件，由此该化合物是优选的。上述化合物以通式(G4)表示。
[化学式11]
在通式(G4)中，Q表示氧或硫。
另外，R1至R4及R19至R34分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基还可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以彼此键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基。碳原子数为6至13的亚芳基的具体例子包括亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基等。在上述亚芳基具有取代基的情况下，作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或者碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。在该亚芳基具有取代基的情况下，该取代基可以彼此键合而形成环。例如，在芴基的9位的碳原子具有两个苯基作为取代基，该苯基相互键合而形成螺芴骨架。
此外，m及n分别独立地表示0至4的整数。
在通式(G4)中，α和β优选都表示亚苯基。
在通式(G4)中，在R19至R34都表示氢的情况下，该化合物在易合成性和原料价格的方面有利且具有较低的分子量，因此适用于真空蒸镀，所以尤其是优选的。
在通式(G2)至(G4)中，优选的是，α和β表示相同的基，且m和n相同。
此外，m和n优选都表示1。
在本实施方式的化合物中，在R1至R4都表示氢的情况下，该化合物在易合成性和原料价格的方面有利且具有较低的分子量，因此适用于真空蒸镀，所以是特别优选的。
<取代基的例子>
在本实施方式的化合物中，作为苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架，例如可以适用以结构式(Et-1)至(Et-32)表示的结构。另外，可用作苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架的结构不局限于此。
[化学式12]
[化学式13]
在上述结构式(Et-1)至(Et-32)中，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基也可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以互相键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或碳原子数为6至13的芳基。作为碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
在通式(G0)中，作为苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架或苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架，例如可以适用以结构式(Et-1)至(Et-4)及(Et-17)至(Et-20)表示的结构。
在通式(G0)及(G1)中，作为表示为A1及A2的二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架，例如可以适用以结构式(Ht-1)至(Ht-13)表示的结构。另外，可以用作A1及A2的结构不局限于此。
[化学式14]
[化学式15]
在上述结构式(Ht-1)至(Ht-13)中，R5至R12分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。上述烷基、环烷基及芳基也可以具有一个以上的取代基，该取代基也可以互相键合而形成环。作为该取代基，还可以选择碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至7的环烷基或碳原子数为6至13的芳基。碳原子数为1至6的烷基的具体例子包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基及正己基等。碳原子数为3至7的环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基及环己基等。碳原子数为6至13的芳基的具体例子包括苯基、萘基、联苯基及芴基等。
在通式(G2)中，作为二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架，例如可以适用上述以结构式(Ht-1)至(Ht-12)表示的结构。注意，可以用作二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架的结构不局限于此。
在通式(G0)至(G4)中，作为以α及β表示的亚芳基，例如可以使用以结构式(Ar-1)至(Ar-27)表示的任何基。注意，可以用作α及β的基不局限于此，也可以具有取代基。
[化学式16]
[化学式17]
作为以通式(G0)至(G4)中的R1至R4、通式(G2)及(G3)中的R5至R18及R、通式(G4)中的R19至R34表示的烷基、环烷基或芳基，例如可以使用以结构式(R-1)至(R-29)表示的基。注意，可以用作烷基、环烷基或芳基的基不局限于此，也可以具有取代基。
[化学式18]
<化合物的具体例子>
作为以通式(G0)至(G4)表示的化合物的结构的具体例子包括以结构式(100)至(164)表示的化合物等。注意，以通式(G0)至(G4)表示的化合物不局限于下述例子。
[化学式19]
[化学式20]
[化学式21]
[化学式22]
[化学式23]
[化学式24]
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
[化学式28]
[化学式29]
如上所述，本实施方式的化合物由于具有宽带隙，所以尤其是适合用作蓝色发光元件和绿色发光元件的发光材料、主体材料及载流子传输材料。由此，可以制造发光效率高的蓝色发光元件和绿色发光元件。此外，本实施方式的化合物由于具有高载流子传输性，所以适合用作发光元件的主体材料或载流子传输材料。由此，可以制造驱动电压低的发光元件。此外，由于本实施方式的化合物对氧化及还原的反复具有高耐性，所以包含该化合物的发光元件可以具有长驱动寿命。因此，本实施方式的化合物是适合用作发光元件的材料。
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本实施方式的化合物的膜。
本实施方式所示的化合物可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合而使用。
实施方式2
本实施方式说明以通式(G0)表示的苯并呋喃并嘧啶衍生物或苯并噻吩并嘧啶衍生物的合成方法。作为该化合物的合成方法，可以采用各种反应。例如，可以通过如下简单的合成方案合成以通式(G0)表示的化合物。
例如，如合成方案(a)所示，可以通过使包含取代或未取代的苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架的卤素化合物(A1)和都包含取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或取代或未取代的咔唑骨架的硼酸化合物(A2)及(A3)起反应来得到以通式(G0)表示的化合物。此时，如合成方案(b)所示，也可以在卤素化合物(A1)与被卤素取代的芳基硼酸(B1)及(B2)起反应而得到中间体(D1)之后，使该中间体(D1)和都包含取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或取代或未取代的咔唑骨架的硼酸化合物(B3)及(B4)起反应。或者，如合成方案(c)所示，也可以在对中间体(D1)进行硼酸合成反应而得到中间体(D2)之后，使该中间体(D2)和都包含取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或取代或未取代的咔唑骨架的硼酸化合物(C1)及(C2)起反应。另外，B1至B4的每一个表示硼酸、硼酸酯或环状三醇硼酸盐等。作为环状三醇硼酸盐，可以使用锂盐、钾盐或钠盐。
[化学式30]
[化学式31]
[化学式32]
注意，在合成方案(a)、(b)及(c)中，X1至X4的每一个表示卤素，Q表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或者取代或未取代的咔唑骨架，R1至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基，α及β分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，m表示0至4的整数，并且n表示0至4的整数。
此外，在合成方案(a)、(b)及(c)中，也可以使包含取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架或取代或未取代的咔唑骨架的卤素化合物与包含取代或未取代的苯并呋喃并嘧啶骨架或取代或未取代的苯并噻吩并嘧啶骨架的硼酸起反应。再者，上述合成也可以与被卤素取代的芳基硼酸(B1)和(B2)起反应而进行。
因为上述多种化合物(A1)、(A2)、(A3)、(B1)、(B2)、(B3)、(B4)、(C1)及(C2)在市场上可以获得或能够合成，所以可以合成多种以通式(G0)表示的苯并呋喃并嘧啶衍生物或苯并噻吩并嘧啶衍生物。因此，本发明的一个方式的化合物具有种类丰富的特征。
以上说明了本发明的一个方式的化合物的苯并呋喃并嘧啶衍生物或苯并噻吩并嘧啶衍生物的合成方法，但是本发明不局限于这些方法，也可以采用任何其他的合成方法。
注意，本实施方式所示的化合物可以与其他实施方式所示的任何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1A及图1B和图2A及图2B说明使用具有在本实施方式1中说明的苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架和呋喃骨架、噻吩骨架或吡咯骨架的化合物的发光元件的结构实例。
首先，将参照图1A及图1B说明本发明的一个方式的发光元件的结构实例。
图1A是本发明的一个方式的发光元件150的截面模式图。
发光元件150包括一对电极(电极101及电极102)和设置在该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层130。
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。
虽然在本实施方式中将一对电极的电极101及电极102分别用作阳极及阴极来进行说明，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，使该电极间的叠层顺序倒转。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。
EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，采用除了发光层130以外还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中的至少一个层的结构即可。或者，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够降低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。注意，功能层可以都是单层或叠层。
图1A中的发光元件150在EL层100中的任一层中使用在实施方式1中说明的化合物。
由于实施方式1所说明的化合物由于具有苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架和呋喃骨架、噻吩骨架或咔唑骨架，因此可以具有高供体性及高受体性。由此，该化合物因为具有高载流子传输性，所以适合于发光元件中的主体材料或载流子传输材料。因此，通过采用本实施方式的结构，可以提供能够以低电压驱动的发光元件。
该化合物由于具有宽带隙，所以尤其是适合用作蓝色发光元件和绿色发光元件中的主体材料或载流子传输材料。由此，通过使用本实施方式的结构，可以提供发射蓝色光或绿色光的具有高发光效率的发光元件。
本发明的一个方式的化合物具有两个取代基键合到苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架且各取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或咔唑骨架的结构，包含该化合物的发光元件可以具有优良的载流子平衡。因此，可以提供驱动寿命长的发光元件。
由于该化合物对氧化及还原的反复具有高耐性，所以通过使用本实施方式的结构，可以提供具有长驱动寿命的发光元件。
<发光元件的结构实例1>
图1B是示出图1A所示的发光层130的一个例子的截面模式图。图1B所示的发光层130包括客体材料131及主体材料132。
作为客体材料131，可以使用发光有机材料。作为该发光有机材料，可以使用能够发射荧光的化合物(荧光化合物)或能够发射磷光的化合物(磷光化合物)。
在本发明的一个方式的发光元件150中，通过将电压施加到一对电极(电极101及电极102)间，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到EL层100，而使电流流过。注入的电子及空穴复合，从而形成激子。在因载流子(电子及空穴)的复合而产生的单重激子与三重激子的根据统计概率的比(以下，称为激子产生概率)大约为1:3。因此，在使用荧光化合物的发光元件中，有助于发光的单重激子产生概率为25％，无助于发光的三重激子产生概率为75％。另一方面，在使用磷光化合物的发光元件中，单重激子和三重激子的双方都可以有助于发光。因此，使用磷光化合物的发光元件是优选的，因为其具有比使用荧光化合物的发光元件高的发光效率。
注意，词语“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。
具有宽带隙及优良的载流子平衡的本发明的一个方式的化合物适合被用作发光元件的主体材料132。
在将荧光化合物用于客体材料131时，主体材料132的S1能级优选高于客体材料131的S1能级。在此情况下，主体材料132的单重激发能量能够从主体材料132的S1能级转移到客体材料131的S1能级。其结果是，客体材料131成为单重激发态而发射荧光。
在将磷光化合物用于客体材料131时，主体材料132的T1能级优选高于客体材料131的T1能级。在此情况下，主体材料132的单重激发能量及三重激发能量能够从主体材料132的S1能级及T1能级转移到客体材料131的T1能级。其结果是，客体材料131成为三重激发态而发射磷光。
为了从客体材料131的单重激发态获得高效的发光，客体材料131的荧光量子产率优选高，具体为50％以上，更优选为70％以上，进一步优选为90％以上。
在主体材料132包括呋喃骨架、噻吩骨架、吡咯骨架这种具有供体性的骨架时，注入到发光层130的空穴容易注入到主体材料132而容易被传输。此外，在主体材料132包括苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架这种具有高受体性的骨架时，注入到发光层130的电子容易注入到主体材料132而容易被传输。因此，本发明的一个方式的化合物适合用作主体材料132。客体材料131优选包括其供体性比主体材料132所包括的供体性骨架弱的供体性骨架。或者，客体材料131优选包括其受体性比主体材料132所包括的受体性骨架弱的受体性骨架。这种结构可以抑制由主体材料132与客体材料131形成激基复合物。
通过使发光层130具有上述结构，可以高效地获得来自发光层130的客体材料131的发光。
<发光元件的结构实例2>
接着，参照图2A及图2B说明具有与上述结构不同的结构的发光元件。
图2A是示出图1A所示的发光层130的一个例子的截面模式图。图2A所示的发光层130至少包含客体材料131、主体材料132及主体材料133。
在发光层130中，主体材料132或主体材料133在重量比中最多，客体材料131分散在主体材料133及主体材料132中。这里，说明将磷光化合物用于客体材料131的结构。
具有高的T1能级及优良的载流子平衡的本发明的一个方式的化合物适合被用作发光元件的主体材料132。
作为主体材料133，可以使用具有空穴传输性的化合物或具有电子传输性的化合物。
在主体材料132与主体材料133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，能够根据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与具有电子传输性的化合物的重量比优选在1:9至9:1的范围内。通过具有该结构，可以容易地控制载流子平衡，由此也可以容易地控制载流子复合区域。
在将磷光化合物用于客体材料131时，主体材料132及主体材料133的每一个的T1能级优选高于客体材料131的T1能级。在此情况下，主体材料132或主体材料133的单重激发能量及三重激发能量能够从主体材料132或主体材料133的S1能级及T1能级转移到客体材料131的T1能级。其结果是，客体材料131成为三重激发态而发射磷光。
主体材料132与主体材料133的组合优选形成激基复合物。
虽然只要主体材料132与化合物的主体材料133的组合能够形成激基复合物，但是，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2B示出发光层130中的主体材料132、主体材料133及客体材料131的能级相关。图2B中的词语及附图标记表示的是如下：
Host(132):主体材料132
Host(133):主体材料133
Guest(131):客体材料131(磷光化合物)
SPH1:主体材料132的S1能级
TPH1:主体材料132的T1能级
SPH2:主体材料133的S1能级
TPH2:主体材料133的T1能级
TPG:客体材料131(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
主体材料132和主体材料133形成激基复合物。该激基复合物的S1能级(SPE)和T1能级(TPE)为互相邻接的能级(参照图2B中的路径E7)。
通过主体材料132和主体材料133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，当主体材料132和主体材料133中的一个成为激发态时，通过迅速地与另一个起相互作用来形成激基复合物。由此，发光层130中的大部分的激子作为激基复合物存在。激基复合物的激发能级(SPE及TPE)比形成激基复合物的主体材料(主体材料132及主体材料133)的S1能级(SPH1及SPH2)低，所以可以以更低的激发能量形成主体材料132及主体材料133的激发态。这可以降低发光元件的驱动电压。
然后，通过将激基复合物的SPE及TPE的双方的能量转移到客体材料131的T1能级而得到发光(参照图2B的路径E8、E9)。
激基复合物的T1能级(TPE)优选比客体材料131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量及三重激发能量从激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)转移到客体材料131的T1能级(TPG)。
为了使激发能量高效地从激基复合物转移到客体材料131，激基复合物的T1能级(TPE)优选低于或等于形成激基复合物的主体材料(主体材料132及主体材料133)的T1能级(TPH1及TPH2)。由此，不容易产生主体材料(主体材料132及主体材料133)所形成的激基复合物的三重激发能量的猝灭，而高效地发生从激基复合物向客体材料131的能量转移。
<能量转移机理>
作为主体材料(激基复合物)与客体材料的分子间的能量转移过程的机理，可以用福斯特机理(偶极-偶极相互作用)和德克斯特机理(电子交换相互作用)的两个机理进行说明。
《福斯特机理》
在福斯特机理中，能量转移不需要分子间的直接接触，通过主体材料与客体材料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，主体材料给客体材料供应能量，因此激发态的主体材料成为基态，基态的客体材料成为激发态。另外，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)表示主体材料的归一化发射光谱(由单重激发态的能量转移中的荧光光谱和由三重激发态的能量转移中的磷光光谱)，εg(ν)表示客体材料的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示主体材料与客体材料的分子间距，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表示发光量子产率(由单重激发态的能量转移中的荧光量子产率和由三重激发态的能量转移中的磷光量子产率)，K2表示主体材料和客体材料之间的跃迁偶极矩的取向的系数(0至4)。此外，在无规取向中，K2是2/3。
《德克斯特机理》
在德克斯特机理中，主体材料和客体材料接近于它们的轨道重叠的接触有效距离，通过使激发态的主体材料和基态的客体材料交换它们的电子，发生能量转移。另外，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表示具有能量维数的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体材料的归一化发射光谱(由单重激发态的能量转移中的荧光光谱和由三重激发态的能量转移中的磷光光谱)，ε’g(ν)表示客体材料的归一化吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示主体材料与客体材料的分子间距。
在此，从主体材料到客体材料的能量转移的效率(能量转移效率φET)以算式(3)表示。在算式中，kr表示主体材料的发光过程(由单重激发态的能量转移中的荧光和由三重激发态的能量转移中的磷光)的速度常数，kn表示主体材料的非发光过程(热失活或系间窜越)的速度常数，τ表示所测量的主体材料的激发态的寿命。
[算式3]
从算式(3)可知，通过增大能量转移的速度常数kh*→g，可以提高能量转移效率φET，由此其他竞争的速度常数kr+kn(＝1/τ)相对变小。
《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，能量转移效率φET越高，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)越高。此外，主体材料的发射光谱(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)优选大部分地重叠。再者，客体材料的摩尔吸光系数也优选高。这意味着主体材料的发射光谱与在客体材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
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)优选大部分地重叠。因此，能量转移效率可以通过使主体材料的发射光谱与在客体材料的最长波长一侧的吸收带重叠而最优化。
为了使从主体材料(激基复合物)的单重激发态到客体材料131的三重激发态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在客体材料131的最长波长一侧(最低能量一侧)的吸收带重叠。由此，可以提高客体材料131的三重激发态的产生效率。
通过使发光层130具有上述结构，可以高效地获得来自发光层130的客体材料131(磷光化合物)的发光。
注意，在本说明书等中，有时将上述路径E7、E7及E9的过程称为激基复合物-三重态能量转移(ExTET)。换言之，在发光层130中，激发能量从激基复合物转移到客体材料131。在此情况下，不一定必须使从TPE向SPE的反系间窜越的效率及由SPE的发光量子产率高，因此可以从广泛的选择范围选择材料。
<材料>
接着，下面对本发明的一个方式的发光元件的构成要素详细地进行说明。
《发光层》
下面对能够用于发光层130的材料进行说明。
《主体材料132》
在发光层130中，主体材料132在重量比中最多，客体材料131分散在主体材料132中。在客体材料131是荧光化合物时，发光层130中的主体材料132的S1能级优选高于发光层130中的客体材料131的S1能级。在客体材料131是磷光化合物时，发光层130中的主体材料132的T1能级优选高于发光层130中的客体材料131的T1能级。
作为主体材料132，优选使用实施方式1所示的本发明的一个方式的化合物。
《客体材料131》
作为客体材料131没有特别的限制，但是优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、
衍生物、菲衍生物、芘衍生物、苝衍生物、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，例如可以使用如下任何材料。
例子包括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]
-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[5，6]茚并[1，2，3-cd:1'，2'，3'-lm]苝等。
优选以主体材料132的发光峰值与客体材料131的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠的方式选择主体材料132及客体材料131。由此，可以提供一种发光效率得到显著提高的发光元件。
作为客体材料131，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，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、吡嗪配体及异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。
在蓝色或绿色波长范围中具有发光峰值的物质的例子包括三{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]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-三唑骨架的有机金属铱配合物具有高可靠性及高发光效率，所以是特别优选的。
在绿色或黄色波长范围中具有发光峰值的物质的例子包括三(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。在上述材料中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有显著高的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
在黄色或红色波长范围中具有发光峰值的物质的例子包括(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)(单菲咯啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述材料中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有显著高的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以提供色度良好的红色发光。
作为发光层130所包含的发光材料，只要是能够将三重激发能量转换为发光的材料，就可以使用任何材料。作为该能够将三重激发能量转换为发光的材料的例子，除了磷光化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(TADF)化合物。因此，可以将记载中的词语“磷光化合物”的记载看作词语“热活化延迟荧光化合物”。热活化延迟荧光化合物是具有较小的S1能级与T1能级之能量差的材料且具有通过反系间窜越将三重激发能量转换为单重激发能量的功能。因此，能够使用微小的热能量将三重激发态上转换为单重激发态(即，可以为反系间窜越)并高效地呈现来自单重激发态的发光(荧光)。高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：S1能级与T1能级的能量差优选大于0eV且为0.3eV以下，更优选大于0eV且为0.2eV以下，进一步优选大于0eV且为0.1eV以下。
当热活化延迟荧光化合物由一种材料构成时，例如可以使用如下任何材料。
首先，可以举出富勒烯、其衍生物、原黄素等吖啶衍生物及曙红等。此外，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。该含金属卟啉的例子包括原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲基酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))、八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
作为由一种材料构成的热活化延迟荧光化合物，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]硫砜(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，所以优选使用该杂环化合物。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)及三嗪骨架具有稳定性和高可靠性，所以是尤其优选的。在具有富π电子型芳杂环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架具有稳定性及高可靠性，所以优选具有该骨架中的一个或多个。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架或9-苯基-3，3’-联-9H-咔唑骨架。另外，尤其优选使用富π电子型芳杂环和缺π电子型芳杂环直接键合的物质，因为富π电子型芳杂环的供体性和缺π电子型芳杂环的受体性都强，单重激发能级与三重激发能级的差值变小。
呈现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越生成单重激发态的材料，又可以是形成激基复合物的多个材料的组合。
优选以主体材料132的发光峰值与客体材料131(磷光化合物)的三重从金属到配体的电荷转移(MLCT)跃迁的吸收带(具体而言，最长波长一侧的吸收带)重叠的方式选择主体材料132及客体材料131(磷光化合物)。由此，可以提供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。
《主体材料133》
主体材料133的例子是锌或铝类金属配合物、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、菲咯啉衍生物等。其他例子是芳香胺、咔唑衍生物等。
作为主体材料133，优选使用可以与主体材料132形成激基复合物的材料。此时，优选以主体材料133与主体材料132所形成的激基复合物的发光峰值与客体材料131(磷光化合物)的三重从金属到配体的电荷转移(MLCT)跃迁的吸收带(具体为最长波长一侧的吸收带)重叠的方式选择主体材料133、主体材料132及客体材料131(磷光化合物)。由此，可以提供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。实施方式1所示的本发明的一个方式的化合物由于具有供体性强的骨架及受体性强的骨架，所以适合用作主体材料133和主体材料132中的一个。
另外，作为主体材料133可以使用如下任何空穴传输性材料及电子传输性材料。
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，可以使用芳香胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。此外，上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
空穴传输性高的材料的例子是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)等芳香胺化合物。
咔唑衍生物的具体例子是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。
咔唑衍生物的其他例子是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。
芳烃的例子是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、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝等。其他例子是并五苯、晕苯等。尤其优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃的例子是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。
其他例子是聚(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。
空穴传输性高的材料的例子是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)、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)等芳香族胺化合物等。其他例子是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)、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)等胺化合物、咔唑化合物、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。在此所述的物质主要是空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，除了上述物质以外，还可以使用空穴传输性高于电子传输性的任何物质。
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材料(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族或金属配合物等。具体例子包括具有喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。
例子包括具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物，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，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、噻唑类配体的金属配合物等。除了这种金属配合物以外，还可以使用如下任何化合物：2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁苯基)-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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁苯基)-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)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等杂环化合物；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)、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)等具有二嗪骨架的杂环化合物；PCCzPTzn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；4，4’-双(5-甲基苯并噁唑基-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等杂芳族化合物。在上述杂环化合物中，具有二嗪骨架(嘧啶、吡嗪、哒嗪)的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物的可靠性高且稳定，所以优选使用该杂环化合物。此外，具有上述骨架的杂环化合物具有高电子传输性，有助于降低驱动电压。另外，还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)-共-(吡啶-3,5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)](简称：PF-BPy)。在此所述的物质主要是电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就还可以使用其他物质。
发光层130可以具有两层以上的叠层结构。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，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。
发光层130也可以包括客体材料131、主体材料132及主体材料133以外的材料。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等形成发光层130。除了上述材料以外，发光层130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)。
《量子点》
量子点的材料的例子包括第十四族元素、第十五族元素、第十六族元素、多个第十四族元素的化合物、第四族至第十四族的任何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、硫系尖晶石类、半导体簇等。
具体例子包括硒化镉(CdSe)、硫化镉(CdS)、碲化镉(CdTe)、硒化锌(ZnSe)、氧化锌(ZnO)、硫化锌(ZnS)、碲化锌(ZnTe)、硫化汞(HgS)、硒化汞(HgSe)、碲化汞(HgTe)、砷化铟(InAs)、磷化铟(InP)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铟(InN)、氮化镓(GaN)、锑化铟(InSb)、锑化镓(GaSb)、磷化铝(AlP)、砷化铝(AlAs)、锑化铝(AlSb)、硒化铅(II)(PbSe)、碲化铅(II)(PbTe)、硫化铅(II)(PbS)、硒化铟(In2Se3)、碲化铟(In2Te3)、硫化铟(In2S3)、硒化镓(Ga2Se3)、硫化砷(III)(As2S3)、硒化砷(III)(As2Se3)、碲化砷(III)(As2Te3)、硫化锑(III)(Sb2S3)、硒化锑(III)(Sb2Se3)、碲化锑(III)(Sb2Te3)、硫化铋(III)(Bi2S3)、硒化铋(III)(Bi2Se3)、碲化铋(III)(Bi2Te3)、硅(Si)、碳化硅(SiC)、锗(Ge)、锡(Sn)、硒(Se)、碲(Te)、硼(B)、碳(C)、磷(P)、氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)、氮化铝(AlN)、硫化铝(Al2S3)、硫化钡(BaS)、硒化钡(BaSe)、碲化钡(BaTe)、硫化钙(CaS)、硒化钙(CaSe)、碲化钙(CaTe)、硫化铍(BeS)、硒化铍(BeSe)、碲化铍(BeTe)、硫化镁(MgS)、硒化镁(MgSe)、硫化锗(GeS)、硒化锗(GeSe)、碲化锗(GeTe)、硫化锡(IV)(SnS2)、硫化锡(II)(SnS)、硒化锡(II)(SnSe)、碲化锡(II)(SnTe)、氧化铅(II)(PbO)、氟化铜(I)(CuF)、氯化铜(I)(CuCl)、溴化铜(I)(CuBr)、碘化铜(I)(CuI)、氧化铜(I)(Cu2O)、硒化铜(I)(Cu2Se)、氧化镍(II)(NiO)、氧化钴(II)(CoO)、硫化钴(II)(CoS)、四氧化三铁(Fe3O4)、硫化铁(II)(FeS)、氧化锰(II)(MnO)、硫化钼(IV)(MoS2)、氧化钒(II)(VO)、氧化钒(IV)(VO2)、氧化钨(IV)(WO2)、氧化钽(V)(Ta2O5)、氧化钛(TiO2、Ti2O5、Ti2O3、Ti5O9等)、氧化锆(ZrO2)、氮化硅(Si3N4)、氮化锗(Ge3N4)、氧化铝(Al2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、硒锌镉的化合物(CdZnSe)、铟砷磷的化合物(InAsP)、镉硒硫的化合物(CdSeS)、镉硒碲的化合物(CdSeTe)、铟镓砷的化合物(InGaAs)、铟镓硒的化合物(InGaSe)、铟硒硫化合物(InSeS)、铜铟硫的化合物(例如，CuInS2)以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意比率表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为由CdSxSe1-x(x为0至1的任意数)表示的合金型量子点可以通过改变x来改变发光波长，所以合金型量子点是有效于得到蓝色光的手段之一。
作为量子点，可以使用核型量子点、核壳型量子点、核多壳型量子点等中的任何量子点。注意，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及悬空键的影响。因为这种结构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。壳的材料的例子包括硫化锌(ZnS)及氧化锌(ZnO)。
由于量子点具有表面原子的高比例，因此具有高反应性而容易一起聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。通过附着保护剂或设置保护基，可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以降低反应性并提高电稳定性。保护剂(或保护基)的例子包括：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚等的聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等的三烷基膦类；聚氧乙烯n-辛基苯基醚、聚氧乙烯n-壬基苯基醚等的聚氧乙烯烷基苯基醚类；三(n-己基)胺、三(n-辛基)胺、三(n-癸基)胺等的叔胺类；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等的有机磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等的聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、紫菫定酚、喹啉类等的含氮芳香化合物等的有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等的氨基链烷类；二丁基硫醚等的二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等的二烷亚砜类；噻吩等的含硫芳香化合物等的有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等的高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
量子点也可以是棒状的量子点的量子杆。因为量子杆发射向c轴方向偏振的具有指向性的光，所以可以将量子杆用作发光材料，以得到外部量子效率高的发光元件。
在作为发光层中的发光材料使用量子点的情况下，将该发光层的厚度设定为3nm至100nm，优选为10nm至100nm，发光层所包含的量子点的比率为1volume％至100volume％。注意，优选只由量子点形成发光层。为了形成将该量子点分散在主体材料中的发光层的发光材料，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，并可以使用湿式法(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)。
用于湿式法的液体介质的例子是：甲乙酮、环己酮等的酮类；乙酸乙酯等的甘油脂肪酸酯类；二氯苯等的卤化芳烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等的芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等的脂肪族芳烃类；甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等的有机溶剂。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴注入势垒以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，其典型例子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，也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、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体例子是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三亚苯(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。另外，上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
《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的材料所例示的任何空穴传输性材料形成。为了使空穴传输层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，空穴传输层112的HOMO能级优选与空穴注入层111的HOMO能级相同或接近。
作为空穴传输性材料，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任何物质。包括具有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缺π电子型杂芳族化合物或金属配合物等。具体而言，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料而举出的包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。优选是具有1×10- 6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的任何物质，就可以将上述物质以外的物质用于电子传输层。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。
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，该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。
此外，也可以使用n型化合物半导体，例如可以使用氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化硅(SiO2)、氧化锡(SnO2)、氧化钨(WO3)、氧化钽(Ta2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、锆酸钡(BaZrO3)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化钇(Y2O3)、硅酸锆(ZrSiO4)等的氧化物；氮化硅(Si3N4)等的氮化物；硫化镉(CdS)；硒化锌(ZnSe)；或硫化锌(ZnS)等。
《电子注入层》
电子注入层119具有降低来自电极102的电子注入势垒以促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或该任何金属的氧化物、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族金属或该任何金属的氧化物等。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。该电子盐的例子包括对钙氧化物-铝氧化物以高浓度添加电子的物质等。电子注入层119可以使用能够用于电子传输层118的物质形成。
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，使用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，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，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都可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷法等形成。除了上述材料之外，在上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层中，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)。
《一对电极》
电极101及电极102被用作各发光元件的阳极及阴极。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物或者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性材料形成。该导电性材料的例子包括包含铝(Al)及包含Al的合金等。包含Al的合金的例子包括包含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的合金以及包含Al、Ni及La的合金等。铝具有低电阻和高光反射率。由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以可以使用铝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。包含银的合金的例子包括如下合金：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。除此以外，可以使用钨、铬(Cr)、钼(Mo)、铜或钛等的过渡金属。
从发光层发射的光透过电极101和/或电极102被提取。由此，电极101和电极102中的至少一个优选使用具有使光透过的功能的导电性材料形成。作为该导电性材料，可以举出可见光的透过率为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以下的导电性材料。
电极101及电极102也可以都使用具有使光透过的功能及反射光的功能的导电性材料形成。作为该导电性材料，可以举出可见光的反射率为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以下的导电性材料。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，铟锡氧化物(Indium TinOxide，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(IndiumZinc 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，可以使用具有能够透过光的厚度(优选为1nm以上且30nm以下的厚度)的金属薄膜。作为金属，例如可以使用Ag、Ag及Al的合金、Ag及Mg的合金、Ag及Au的合金以及Ag及Yb的合金等。
在本说明书等中，作为透光材料，使用使可见光透过且具有导电性的材料。该材料的例子包括上述以ITO为代表的氧化物导电体、氧化物半导体和包含有机物的有机导电体。包含有机物的有机导电体的例子包括混合有机化合物与电子给体(供体材料)的复合材料、混合有机化合物与电子受体(受体材料)的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。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/或电极102。
此外，为了提高光提取效率，可以与具有使光透过的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。只要具有使可见光透过的功能，这种材料可以为导电性材料或非导电性材料。例如，除了上述氧化物导电体以外，举出氧化物半导体、有机材料。作为有机材料，例如举出发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层的材料。另外，也可以使用无机碳类材料或具有充分使光透过的金属薄膜。或者，还可以层叠都具有几nm至几十nm厚的层。
当电极101或电极102被用作阴极时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。例子包括属于元素周期表的第1族或第2族的元素(例如，锂、钠或铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含上述任何元素的合金(例如，Ag-Mg或Al-Li)、铕(Eu)或Yb等稀土金属、包含上述任何稀土金属的合金、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。
或者，电极101及电极102也可以都为具有反射光的功能的导电性材料及具有使光透过的功能的导电性材料的叠层。在此情况下，电极101及电极102都可以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光谐振而增强，所以这种结构是优选的。
作为电极101及电极102的形成方法，可以适当地使用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、分子束外延(MBE)法、CVD法、脉冲激光沉积法、原子层沉积(ALD)法等。
《衬底》
本发明的一个方式的发光元件可以在玻璃、塑料等的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，可以为从电极101一侧依次层叠或从电极102一侧依次层叠的层。
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。柔性衬底是指可以弯曲的衬底，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、无机蒸镀沉积薄膜等。只要是在发光元件或光学元件的制造过程中起支撑物的作用的衬底，或者只要具有保护发光元件或光学元件的功能，就可以使用其他材料。
例如，在本发明等中，可以使用各种任何衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。该衬底的例子包括使用半导体衬底(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以及基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，可以举出钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等的例子是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)为代表的塑料衬底。其他例子是丙烯酸等树脂。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯及聚氯乙烯等。其他例子是聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以通过作为衬底使用柔性衬底，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。当剥离层上制造发光元件的一部分或全部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。作为上述剥离层，例如可以使用包括钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层及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。除了上述衬底之外，发光元件被转置的衬底的例子是玻璃纸衬底、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)及再生纤维(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，可以制造耐久性高、耐热性高、轻量化或薄型化的发光元件。
另外，也可以在上述任何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。
在实施方式3中，描述了本发明的一个方式。在实施方式1、2及4至12中，描述本发明的其他方式。但是，本发明的一个方式不局限于此。就是说，在实施方式1至12中记载各种各样的本发明的方式，由此本发明的一个方式不局限于特定的方式。虽然示出将本发明的一个方式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用于发光元件。此外，虽然示出将苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架作为取代基具有呋喃骨架、噻吩骨架和咔唑骨架中的两个的化合物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子。根据情况或状况，在本发明的一个方式中，例如也可以不包括该化合物。或者，发光元件也可以包含不具有苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架中的任何骨架的化合物。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施方式4
在本实施方式中，参照图3A至图3C对具有与实施方式3所示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。在图3A中使用与图1A相同的阴影线示出具有与图1A相同的功能的部分，而有时不特别由附图标记表示。此外，将相同的附图标记用于具有相同的功能的部分，有时省略该部分的详细说明。
<发光元件的结构实例3>
图3A是发光元件250的截面示意图。
图3A所示的发光元件250在一对电极(电极101及电极102)之间具有多个发光单元(图3A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，优选的是，图1A和图1B所示的发光元件150具有一个发光单元，而发光元件250具有多个发光单元。注意，在发光元件250的下面说明中，虽然将电极101用作阳极且将电极102用作阴极，但是其功能也可以在发光元件250中交换。
图3A所示的发光元件250层叠有发光单元106和发光单元108，并且发光单元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可以具有相同或不同结构。例如，优选将EL层100应用于发光单元106。
发光元件250包括发光层120和发光层170。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。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可以具有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或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3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。作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的材料。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的材料，就可以使用其他任何材料。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或者低电流驱动。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。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。
电荷产生层115也可以具有包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含其他材料的层的叠层结构。例如，电荷产生层115也可以使用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电子供给性材料中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的组合形成。另外，电荷产生层115也可以使用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层的组合形成。
只要在将电压施加到电极101和电极102之间时能够将电子注入到发光单元的一侧且能够将空穴注入到发光单元的另一侧，就夹在发光单元106与发光单元108之间的电荷产生层115可以具有任何结构。例如，在图3A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。
注意，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，40％以上的可见光透射率)。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。
注意，通过使用上述任何材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时引起的驱动电压的增大。
虽然在图3A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隔开多个发光单元，可以提供在保持低电流密度时还可以发射具有高亮度的光且具有长寿命的发光元件。可以提供功耗低的发光元件。
通过将具有实施方式1所示的化合物应用于多个单元中的至少一个，可以提供一种发光效率高的发光元件。
发光单元106的发光层170优选具有实施方式3所示的发光层130的结构，此时发光元件250适合地具有高发光效率。
如图3B所示，发光单元106所包括的发光层120包含主体材料122及客体材料121。注意，下面以荧光化合物为客体材料121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122的存在量多于客体材料121的存在量，所以因激子的生成而大部分的主体材料122成为激发态。
当所形成的主体材料122的激发态是单重激发态时，单重激发能量从主体材料122的S1能级转移到客体材料121的S1能级，由此形成客体材料121的单重激发态。
由于客体材料121是荧光化合物，所以当在客体材料121中形成单重激发态时，客体材料121会迅速地发光。在此情况下，为了得到高发光效率，客体材料121的荧光量子产率优选高。同样地，可以应用于因在客体材料121中的载流子复合而生成单重激发态的情况。
接着，对因载流子的复合而形成主体材料122的三重激发态的情况进行说明。图3C示出此时的主体材料122与客体材料121的能级关系。图3C中的记载及符号表示的是如下说明。注意，由于主体材料122的T1能级优选低于客体材料121的T1能级，所以图3C示出此优选的情况。但是，主体材料122的T1能级也可以高于客体材料121的T1能级。
Host(122)：主体材料122；
Guest(121)：客体材料121(荧光化合物)；
SFH：主体材料122的S1能级；
TFH：主体材料122的T1能级；
SFG：客体材料121(荧光化合物)的S1能级；以及
TFG：客体材料121(荧光化合物)的T1能级。
如图3C所示，三重态-三重态湮灭(TTA)发生，即因载流子的复合而生成的三重态激子起相互作用，进行激发能量的转移以及自旋角动量的交换，其结果是发生三重态激子变换为具有主体材料122的S1能级(SFH)的能量的单重态激子的反应(参照图3C的TTA)。主体材料122的单重激发能量从SFH转移到能量比SFH低的客体材料121的S1能级(SFG)(参照图3C中的路径E5)，形成客体材料121的单重激发态，由此客体材料121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，而可以仅考虑两个彼此接近的三重态激子的反应。
当因载流子复合而形成客体材料121的三重激发态时，客体材料121的三重激发态热失活，难以将其用于发光。然而，当主体材料122的T1能级(TFH)低于客体材料121的T1能级(TFG)时，客体材料121的三重激发能量能够从客体材料121的T1能级(TFG)转移到主体材料122的T1能级(TFH)(参照图3C中的路径E6)，然后被用于TTA。
也就是说，主体材料122优选具有通过利用TTA将三重激发能量转换为单重激发能量的功能，由此通过利用主体材料122中的TTA能够将在发光层120中生成的三重激发能量的一部分转换为单重激发能量。可以使该单重激发能量转移到客体材料121并提取为荧光发光。为此，主体材料122的S1能级(SFH)优选高于客体材料121的S1能级(SFG)。另外，主体材料122的T1能级(TFH)优选低于客体材料121的T1能级(TFG)。
注意，尤其是，在客体材料121的T1能级(TFG)低于主体材料122的T1能级(TFH)的情况下，优选相对于主体材料122的客体材料121的重量比较低。具体而言，相对于主体材料122的客体材料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121中复合的概率。并且，可以降低从主体材料122的T1能级(TFH)到客体材料121的T1能级(TFG)的能量转移所发生的概率。
另外，主体材料122可以由一种化合物构成或由多种化合物构成。
另外，在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108的客体材料的发光颜色可以为相同或不同。当将发射相同颜色的光的客体材料用于发光单元106和发光单元108时，发光元件250能够以小电流值呈现高发光亮度，所以是优选的。当将发射不同颜色的光的客体材料用于发光单元106和发光单元108时，发光元件250能够呈现多色发光，所以是优选的。此时，通过在发光层120和发光层170中的一个或两个中使用发光波长不同的多个发光材料，具有不同的发光峰值的光合成来自发光元件250的发光。也就是说，发光元件250的发光光谱具有至少两个极大值。
上述结构也适合用来获得白色发光。通过使发光层120与发光层170发射互补色关系的光，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。
当发光单元106及发光单元108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峰值。使用具有高三重激发能级的材料的发光元件的亮度有劣化快的趋势。通过将TTA用于呈现短波长的发光的发光层，可以提供亮度劣化较小的发光元件。
此外，也可以将发光层120和发光层170中的至少一个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。在此情况下，第一发光层所包含的发光材料也可以与第二发光层所包含的发光材料相同或不同。另外，该材料可以具有发射相同颜色的光的功能或发射不同颜色的光的功能。通过使用发射不同颜色的光的多个发光材料，也可以得到由三原色或四种以上的颜色构成的演色性高的白色发光。
<可用于发光层的材料>
接下来，对可用于发光层120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122在重量比中最大，客体材料121(荧光化合物)分散在主体材料122中。主体材料122的S1能级优选高于客体材料121(荧光化合物)的S1能级，主体材料122的T1能级优选低于客体材料121(荧光化合物)的T1能级。
在发光层120中，对客体材料121没有特别的限制，但是例如可以使用在实施方式3中示出为客体材料131的例子的荧光化合物。
虽然对能够用于发光层120中的主体材料122的材料没有特别的限制，但是例如可以举出如下任何材料：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、嵌二萘衍生物、
衍生物、二苯并[g，p]
衍生物等缩合多环芳香化合物，具体例子是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]
-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。优选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121大的能隙的物质。此外，也可以使用实施方式1所示的本发明的一个方式的化合物。
发光层120可以具有层叠两层以上的多个层的结构。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，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。
在发光层120中，主体材料122可以由一种化合物或多个化合物构成。或者，发光层120也可以包含主体材料122及客体材料121以外的其他材料。
《可用于发光层170的材料》
作为能够用于发光层170的材料，援用能够用于实施方式3所示的发光层的材料或者实施方式1所示的本发明的一个方式的化合物即可。由此，可以制造发光效率高的发光元件。
对包含在发光层120及发光层170的发光材料的发光颜色没有限制，它们可以相同或不同。来自发光材料的发光被混合并提取到元件的外部，因此例如当它们的发光颜色为互补色时，发光元件可以发射白色光。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等形成发光单元106、发光单元108及电荷产生层115。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合而使用。
实施方式5
在本实施方式中，下面参照图4A和图4B、图5A和图5B、图6A至图6C以及图7A至图7C说明具有与实施方式3及实施方式4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4A及图4B是都示出本发明的一个方式的发光元件的截面图。在图4A及图4B中使用与图1A相同的阴影线示出具有与图1A相同的功能的部分，而有时不特别由附图标记表示。此外，将相同的附图标记用于具有相同的功能的部分，有时省略其部分的详细说明。
图4A及图4B所示的发光元件260a及发光元件260b既可以具有经过衬底200提取光的底面发射结构，也可以具有将从发光元件发射的光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射结构。注意，本发明的一个方式并不局限于这结构，也可以使用具有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结构的发光元件。
当发光元件260a及发光元件260b都具有底部发射结构时，电极101优选具有透过光的功能，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都具有顶部发射结构时，电极101优选具有反射光的功能，电极102优选具有透过光的功能。
发光元件260a及发光元件260b都在衬底200上包括电极101及电极102。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118及电子注入层119。
作为电极101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可以由不同的材料或相同的材料形成。电极101优选具有导电层101b和导电层101c被相同的导电性材料形成的结构，此时可以容易通过电极101的形成过程中的蚀刻工序进行图案形成。
在发光元件260b中，电极101也可以包括导电层101b和导电层101c中的一个。
电极101所包括的导电层101a、101b、101c都可以使用实施方式3所示的电极101或电极102的结构及材料。
在图4A及图4B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。通过设置分隔壁145，可以将区域中的衬底200上的电极101分为岛状。
此外，发光层123B与发光层123G可以在与分隔壁145重叠的区域中彼此重叠。发光层123G与发光层123R可以在与分隔壁145重叠的区域中彼此重叠。发光层123R与发光层123B可以在与分隔壁145重叠的区域中彼此重叠。
分隔壁145具有绝缘性并使用无机材料或有机材料形成。该无机材料的例子包括氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝等。该有机材料的例子包括丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂等感光树脂材料。
注意，氧氮化硅是指氧比率多于氮比率的物质。氧氮化硅优选在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。氮氧化硅是指氮比率多于氧比率的物质。氮氧化硅优选在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。
发光层123R、发光层123G及发光层123B优选包含具有发射不同颜色的光的功能的发光材料。例如，当发光层123R包含具有发射红色的功能的发光材料时，区域221R发射红色光。当发光层123G包含具有发射绿色的功能的发光材料时，区域221G发射绿色光。当发光层123B包含具有发射蓝色的功能的发光材料时，区域221B发射蓝色光。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，可以制造全彩色显示装置。发光层的厚度可以相同或不同。
发光层123B、发光层123G及发光层123R中的一个或多个优选具有实施方式3所示的发光层130的结构。此时，可以制造发光效率高的发光元件。
发光层123B、发光层123G、发光层123R中的一个或多个也可以是两层以上的叠层。
通过使至少一个发光层具有实施方式3所示的发光层，并且将包括该发光层的发光元件260a或发光元件260b用于显示装置中的像素，可以制造发光效率高的显示装置。因此，包括发光元件260a或发光元件260b的显示装置可以减少功耗。
通过在提取光的电极的提取光一侧设置光学元件(例如，滤色片、偏振片、反射防止膜)，可以提高发光元件260a及发光元件260b的每一个的色纯度。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。另外，可以减少发光元件260a及发光元件260b的每一个的外光反射。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。
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3及实施方式4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，将参照图5A及图5B说明与图4A及图4B所示的发光元件不同的结构实例。
图5A及图5B是示出本发明的一个方式的发光元件的截面图。在图5A及图5B中使用与图4A及图4B相同的阴影线示出具有与图4A及图4B相同的功能的部分，而有时不特别由附图标记表示。此外，将相同的附图标记用于具有相同的功能的部分，有时省略其部分的详细说明。
图5A及图5B示出在一对电极之间具有发光层的发光元件的结构实例。图5A所示的发光元件262a具有将光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射结构，并且图5B所示的发光元件262b具有将光提取到衬底200一侧的底面发射结构。注意，本发明的一个方式并不局限于这些结构，也可以具有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结构。
发光元件262a及发光元件262b都在衬底200上包括电极101、电极102、电极103、电极104。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。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。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5A所示的发光元件262a及图5B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。通过设置分隔壁145，可以将区域中的衬底200上的电极分为岛状。
通过使用对空穴传输性材料添加电子受体(受体)而得到的材料或对电子传输性材料添加电子给体(供体)而得到的材料，可以形成电荷产生层115。注意，当电荷产生层115的导电率与一对电极大致同样高时，有时因电荷产生层115而产生的载流子转移到相邻的像素，在该像素中会产生发光。为了抑制来自相邻的像素的不正常发光，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发射的光、从区域222G发射的光及从区域222R发射的光被提取的方向上分别包括设置有光学元件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外部。也就是说，从区域222B发射的光、从区域222G发射的光及从区域222R发射的光分别透过光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R射出。
光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R都具有选择性地使入射光中的特定颜色的光透过的功能。例如，透过光学元件224B从区域222B发射的光为蓝色光，透过光学元件224G从区域222G发射的光为绿色光，透过光学元件224R从区域222R发射的光为红色光。
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，可以适合地使用量子点的元件。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的每一个上层叠一个或多个光学元件。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。防反射膜可以减弱被显示装置的表面反射的外光。由此，可以清晰地观察显示装置所发射的光。
注意，在图5A及图5B中使用虚线的箭头示意性地示出透过光学元件从区域射出的蓝色光(B)、绿色光(G)、红色光(R)。
在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。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。作为遮光层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重叠的区域中彼此重叠。另外，光学元件224G与光学元件224R也可以在与遮光层223重叠的区域中彼此重叠。另外，光学元件224R与光学元件224B也可以在与遮光层223重叠的区域中彼此重叠。
关于衬底200及具有光学元件的衬底220的结构，参照实施方式3即可。
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)之间谐振。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。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。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，优选将发光层170及发光层190的光学距离最优化。
在发光元件262a及发光元件262b的每一个中，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，可以通过在区域中使空穴注入层111和空穴传输层112中的至少一个或电子注入层119和电子传输层118中的至少一个的厚度不同，增强从发光层170及发光层190发射的光中的所希望的波长的光。
例如，在电极101至电极104中，当具有反射光的功能的导电性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是自然数，λB是在区域222B中增强的光的波长)的方式调整电极101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是自然数，λG是在区域222G中增强的光的波长)的方式调整电极103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是自然数，λR是在区域222R中增强的光的波长)的方式调整电极104的导电层104b的厚度。
在难以严密地决定电极101至电极104的反射区域的情况下，通过假定电极101至电极104的任意区域为反射区域，可以导出增强从发光层170或发光层190射出的光的强度的光学距离。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，通过假定发光层170及发光层190的任意区域为发光区域，可以导出增强从发光层170及发光层190射出的光的强度的光学距离。
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，可以抑制电极附近的光的散射及吸收，由此可以实现高的光提取效率。
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。导电层101b、导电层103b、导电层104b的材料可以相同或不同。优选将相同材料用于导电层101b、导电层103b、导电层104b，因为容易进行通过电极101、电极103及电极104的形成过程中的蚀刻工序的图案。导电层101b、导电层103b、导电层104b也可以分别具有两层以上的叠层结构。
由于图5A所示的发光元件262a具有顶面发射结构，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。
由于图5B所示的发光元件262b具有底面发射结构，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的每一个中，导电层101a、导电层103a及导电层104a可以使用不同的材料形成或使用相同的材料形成。当导电层101a、导电层103a、导电层104a使用相同的材料形成时，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的每一个也可以具有包括两层以上的叠层结构。
优选将发光元件262a及发光元件262b所包括的发光层170和发光层190中的至少一个用于实施方式3及实施方式4所示的结构中的至少一个。由此，发光元件可以具有高发光效率。
例如，发光层170及发光层190中的一个或两个可以具有如发光层190a及发光层190b那样层叠有两层的结构。通过在两层的发光层中使用发射不同颜色的光的两种发光材料(第一化合物及第二化合物)，可以同时得到多种颜色的光。尤其是，优选选择发光层的发光材料，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。
如上所述，通过将包括具有实施方式3及实施方式4所示的结构中的至少一个的发光层的发光元件262a或发光元件262b用于显示装置中的像素，可以制造发光效率高的显示装置。因此，包括发光元件262a或发光元件262b的显示装置可以具有低功耗。
关于发光元件262a及发光元件262b的其他构成要素，参照发光元件260a或发光元件260b或者实施方式3及实施方式4中的发光元件的构成要素即可。
<发光元件的制造方法>
接着，参照图6A至图7C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5A所示的发光元件262a的制造方法进行说明。
图6A至图7C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。
下面说明的发光元件262a的制造方法包括第一步骤至第七步骤。
《第一步骤》
在第一步骤中，将发光元件的电极(具体为电极101的导电层101a、电极103的导电层103a以及电极104的导电层104a)形成在衬底200上(参照图6A)。
在本实施方式中，具有反射光的功能的导电层形成在衬底200上并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膜或APC)。优选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，因为可以降低制造成本。
此外，也可以在第一步骤之前在衬底200上形成多个晶体管。上述多个晶体管可以与导电层101a、导电层103a及导电层104a电连接。
《第二步骤》
在第二步骤中，在电极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6B)。
在本实施方式中，在都具有反射光的功能的导电层101a、103a及104a上分别形成都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。
具有透过光的功能的导电层101b、103b及104b也可以在多个步骤中形成。通过在多个步骤中形成具有透过光的功能的导电层101b、103b及104b，它们可以以在各区域中实现适当的微腔结构的厚度来形成。
《第三步骤》
在第三步骤中，形成覆盖发光元件的电极的端部的分隔壁145(参照图6C)。
分隔壁145包括与电极重叠的开口。由于该开口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。
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，来形成电极101的导电层101a、电极103的导电层103a以及电极104的导电层104a。然后，利用溅射法形成透明导电膜，利用光刻法在该透明导电膜上形成图案，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》
在第四步骤中，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(参照图7A)。
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颜色的光的客体材料，可以形成发光层190。作为客体材料，可以使用荧光发光或磷光发光的有机化合物。优选使用实施方式3及实施方式4所示的发光层的结构。发光层190也可以具有双层结构。此时，两个发光层优选都具有发射不同颜色的光的发光材料。
通过蒸镀具有高电子传输性的物质，可以形成电子传输层113。通过蒸镀具有高电子注入性的物质，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)而得到的材料或对电子传输性材料添加有电子给体(供体)而得到的材料，可以形成电荷产生层115。
《第五步骤》
在第五步骤中，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(参照图7B)。
通过利用与上述空穴注入层111相同的材料及方法，可以形成空穴注入层116。通过利用与上述空穴传输层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颜色的光的客体材料，可以形成发光层170。作为客体材料，可以使用荧光发光或磷光发光的有机化合物。优选使用实施方式3及实施方式4所示的发光层的结构。另外，发光层170和发光层190中的至少一个优选具有实施方式3或实施方式4所示的发光层的结构。发光层170及发光层190优选包含呈现不同颜色的光的发光有机化合物。
电子传输层118可以利用与上述电子传输层113同样的材料及方法形成。电子注入层119可以利用与上述电子注入层114同样的材料及方法形成。
通过层叠反射导电膜与透光导电膜，可以形成电极102。电极102可以具有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》
在第六步骤中，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(参照图7C)。
作为遮光层223，将包含黑色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中。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。作为光学元件224B，将包含蓝色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中。作为光学元件224G，将包含绿色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中。作为光学元件224R，将包含红色颜料的树脂膜形成在所希望的区域中。
《第七步骤》
在第七步骤中，将形成在衬底200上的发光元件贴合于形成在衬底220上的遮光层223、光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R，并使用密封剂来密封(未图示)。
通过上述工序，可以形成图5A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任何结构适当地组合而使用。
实施方式6
本实施方式例示出将实施方式1所记载的化合物用于有机半导体元件之一种的纵型晶体管(静电感应晶体管(SIT))的活性层。
在元件结构中，如图8所示，在源电极301及漏电极302之间设置包含具有如下结构的化合物的薄膜状活性层330：两个取代基键合到实施方式1所记载的苯并呋喃并嘧啶骨架或苯并噻吩并嘧啶骨架且各取代基包括呋喃骨架、噻吩骨架或咔唑骨架，并且栅电极303被埋入在活性层330中。栅电极303电连接于用来施加栅电压的单元，且源电极301及漏电极302电连接于用来控制源电极-漏电极之间的电压的单元。注意，源电极与漏电极的功能可以互相调换。
在这种元件结构中，当在不对栅电极303施加电压的状态下对源电极-漏电极之间施加电压时，电流流过(该元件成为ON状态)。并且，当在该状态下对栅电极303施加电压时，在栅电极303周围产生耗尽层，由此电流不流过(该元件成为OFF状态)。通过上述机理，将有机半导体元件300用作晶体管。
在纵型晶体管中，与发光元件同样，作为活性层需要兼备载流子传输性和良好的膜质的材料。在实施方式1中记载的化合物充分满足该条件，所以可以适合使用。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施方式7
在本实施方式中，将参照图9A和图9B、图10A和图10B、图11、图12A和图12B、图13A和图13B、图14、图15A和图15B、图16、图17A和图17B、图18A至图18D以及图19说明本发明的一个方式的显示装置。
<显示装置的结构实例1>
图9A是示出显示装置600的俯视图，图9B是沿图9A中的点划线A-B、点划线C-D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。注意，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还包括元件衬底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。虽然在此只图示出FPC609，但是FPC609还可以安装有印刷线路板(PWB)。
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。作为信号线驱动电路部601或扫描线驱动电路部603，可以利用CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路等各种电路。虽然在本实施方式的显示装置中在衬底的同一表面上设置在衬底上形成有驱动电路部的驱动器和像素，但是驱动电路部不需要必须形成在衬底上，也可以形成在衬底的外部。
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例如可以使用正型感光丙烯酸树脂膜。
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(0.2μm以上且3μm以下的半径)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。
注意，对晶体管(晶体管611、612、623、624)的每一个的结构没有特别的限制。例如，可以使用交错型晶体管。另外，对这些晶体管的极性没有特别的限制。例如，作为这些晶体管，也可以包括N沟道型晶体管及P沟道型晶体管或者N沟道型晶体管或P沟道型晶体管。此外，对用于这些晶体管的半导体膜的结晶性没有特别的限制。例如，可以使用非晶半导体膜或结晶性半导体膜。半导体材料的例子包括第14族半导体(包含硅的半导体等)、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，优选使用能隙为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。该氧化物半导体的例子包括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。
下部电极613上形成有EL层616及上部电极617。在此，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)、喷墨法、旋转法等的涂敷法、凹板印刷法等各种方法形成。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)。
注意，由下部电极613、EL层616及上部电极617构成发光元件618。发光元件618优选具有实施方式3至实施方式5中记载的任何结构。当像素部包括多个发光元件时，像素部也可以包括实施方式3至实施方式5中记载的任何发光元件以及具有不同结构的发光元件。
通过使用密封剂605将密封衬底604与元件衬底610彼此贴合，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。区域607中填充有填料。有时，区域607中填充有惰性气体(氮或氩等)，或者填充有可用于密封剂605的紫外线固化树脂或热固化树脂。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。优选在密封衬底中形成凹部且在凹部中设置干燥剂，此时可以抑制水分的影响所导致的劣化。
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。在密封衬底604的下方设置遮光层622。光学元件621及遮光层622的结构都可以与实施方式5所示的光学元件及遮光层同样。
优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封剂605。这些材料优选尽可能地不使水或氧透过。作为密封衬底604，可以使用玻璃衬底、石英衬底、由玻璃纤维增强塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、丙烯酸等构成的塑料衬底。
在此，参照图18A至图18D说明利用液滴喷射法形成EL层616的方法。图18A至图18D是说明EL层616的制造方法的截面图。
首先，在图18A中，示出形成有下部电极613及分隔壁614的元件衬底610。但是，如图9B所示，衬底上的绝缘膜上形成有下部电极613及分隔壁614。
接着，在作为分隔壁614的开口部的下部电极613的露出部中从液滴喷射装置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18B)。
另外，也可以在减压下进行喷射液滴684的方法。
接着，通过从包含组成物的层685去除溶剂而使获得的层固化，形成EL层616(参照图18C)。
溶剂可以通过进行干燥工序或加热工序去除。
接着，在EL层616上形成上部电极617，形成发光元件618(参照图18D)。
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，由于不需要用来进行形状的加工的光刻工序等，所以可以使工序简化，而可以实现成本减少。
上述的液滴喷射法一般地为包括具有组成物的喷射口的喷嘴的手段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19说明在液滴喷射法中利用的液滴喷射装置。图19是说明液滴喷射装置1400的示意图。
液滴喷射装置1400包括液滴喷射手段1403。另外，液滴喷射手段1403包括头1405、头1412。
通过使头1405、头1412连接于控制手段1407且由计算机1410控制这控制手段1407，可以描画预先编程了的图案。
例如，可以以形成在衬底1402上的标记1411为基准的时机进行描画。或者，也可以以衬底1402的边缘为基准而确定基准点。在此，利用摄像手段1404检测出标记1411，将通过图像处理手段1409转换为数字信号。然后，在利用计算机1410识别数据信号之后，产生控制信号而将该控制信号传送至控制手段1407。
作为摄像手段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上形成的图案的信息存储于存储媒体1408，基于该信息将控制信号传送至控制手段1407，由此可以分别控制液滴喷射手段1403的头1405、头1412。喷射的材料分别从材料供应源1413、材料供应源1414通过管道供应到头1405、头1412。
头1405的内部包括以虚线所示的填充液状材料的空间1406及用作喷射口的喷嘴。在此未图示，但是头1412的内部结构与头1405的内部结构相同。通过将头1405与头1412的喷嘴尺寸彼此不同，可以同时喷射具有不同宽度的不同材料。各头可以喷射且描画多种发光材料。在广区域上描画的情况下，为了提高描画量，可以同时从多个喷嘴描画而喷射同一材料。在使用大型衬底的情况下，头1405和头1412在图19中的箭头X、Y及Z所示的方向上可以自由地进行扫描，可以自由地设定描画图案的区域。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。在喷射组成物时可以对衬底进行加热。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是加热处理的工序，但是目的、温度及时间不同。干燥工序及烧成工序都在常压或减压下通过激光的照射、瞬间热退火或使用加热炉的加热等进行。注意，对进行该加热处理的工序的时机、次数没有特别的限制。适合地进行干燥工序及烧成工序的每一个的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3至实施方式5所记载的任何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10A和图10B及图11对显示装置的其他例子进行说明。另外，图10A和图10B及图11都是本发明的一个方式的显示装置的截面图。
在图10A中示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的下部电极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。
在图10A中，作为光学元件的例子，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。在图10A中的结构中，红色光、绿色光、蓝色光透过着色层，因此能够通过使用三种颜色的像素显示图像。
图10B示出作为光学元件的例子将着色层(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。如上述结构那样，也可以将着色层设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
图11示出作为光学元件的例子将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)形成在第一层间绝缘膜1020和第二层间绝缘膜1021之间的例子。如此结构那样，着色层也可以设置在衬底1001和密封衬底1031之间。
虽然上述显示装置具有从形成有晶体管的衬底1001一侧提取光的结构(底部发射结构)，但是也可以具有从密封衬底1031一侧提取光的结构(顶部发射结构)。
<显示装置的结构实例3>
图12A和图12B都是具有顶部发射结构的显示装置的截面图的一个例子。注意，图12A和图12B都是说明本发明的一个方式的显示装置的截面图，在此省略图10A和图10B及图11所示的驱动电路部1041、周边部1042等。
在此情况下，作为衬底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具有底部发射结构的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形成，或者可以使用其他各种材料形成。
虽然在此发光元件的下部电极1024R、1024G、1024B都被用作阳极，但是也可以被用作阴极。另外，在采用如图12A和图12B所示那样的具有顶部发射结构的显示装置的情况下，下部电极1024R、1024G、1024B优选具有反射光的功能。EL层1028上设置有上部电极1026。优选的是，通过上部电极1026具有反射光且使光透过的功能，在上部电极1026和下部电极1024R、1024G、1024B之间采用微腔结构，增强具有特定波长的光的强度。
在采用图12A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，优选使用透光衬底。
图12A例示出设置多个发光元件并在该多个发光元件上设置着色层的结构，但是该结构不局限于此。例如，如图12B所示，也可以采用以设置红色着色层1034R及蓝色着色层1034B而不设置绿色着色层的结构以红色、绿色、蓝色的三种颜色实现全彩色显示。如图12A所示，设置发光元件并在该发光元件上设置着色层的结构发挥抑制外光反射的效果。另一方面，如图12B所示，对发光元件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发挥减少功耗的效果，因为绿色发光元件所发射出的光的能量损失少。
<显示装置的结构实例4>
虽然包括三种颜色(红色、绿色及蓝色)的子像素的显示装置如上所述，但是子像素的颜色的数量也可以为四种(红色、绿色、蓝色及黄色或者红色、绿色、蓝色及白色)。图13A和图13B、图14以及图15A和图15B示出都包括下部电极1024R、1024G、1024B及1024Y的显示装置的结构。图13A和图13B及图14都示出具有从形成有晶体管的衬底1001一侧提取光的结构(底部发射结构)的显示装置，图15A及图15B都示出具有从密封衬底1031一侧提取光的结构(顶部发射结构)的显示装置。
图13A示出将光学元件(着色层1034R、着色层1034G、着色层1034B、着色层1034Y)设置于透明基材1033上的显示装置的例子。图13B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。图14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透过红色光，着色层1034G透过绿色光，着色层1034B透过蓝色光。着色层1034Y透过黄色光或者透过选自蓝色、绿色、黄色、红色中的多个颜色的光。当着色层1034Y能够透过选自蓝色、绿色、黄色、红色中的多个颜色的光时，透过着色层1034Y的光也可以是白色光。透过黄色或白色的光的发光元件具有高发光效率，因此包括着色层1034Y的显示装置可以具有低功耗。
在图15A及图15B所示的顶部发射型显示装置中，在包括下部电极1024Y的发光元件与图12A所示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。在图15A所示的显示装置中，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发射的光在黄色的区域具有发光光谱。由于黄色是高视觉灵敏度的颜色，所以发射黄色光的发光元件具有高发光效率。因此，图15A的显示装置可以降低功耗。
图15A例示出设置多个发光元件并在该多个发光元件上设置着色层的结构，但是该结构不局限于此。例如，如图15B所示，也可以采用设置红色着色层1034R、绿色着色层1034G及蓝色着色层1034B而不设置黄色着色层的结构以红色、绿色、蓝色、黄色的四种颜色或红色、绿色、蓝色、白色的四种颜色实现全彩色显示。如图15A所示，设置发光元件并在该发光元件上设置着色层的结构发挥抑制外光反射的效果。另一方面，如图15B所示，设置发光元件及红色着色层、绿色着色层及蓝色着色层而不设置黄色着色层的结构发挥减少功耗的效果，因为黄色或白色的发光元件所发射出的光的能量损失少。
<显示装置的结构实例5>
接着，参照图16说明本发明的其他一个方式的显示装置。图16是以图9A的点划线A-B、点划线C-D切断的截面图。另外，在图16中，具有与图9B所示的部分同样的功能的部分由与图9B相同的附图标记表示，省略其部分的详细说明。
图16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聚氯乙烯(PVC)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、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)类树脂或乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)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。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结构，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。当密封层具有多层结构时，优选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所示的显示装置都具有包括光学元件的结构，但是本发明的一个方式也可以不包括光学元件。
图17A及图17B都示出具有从密封衬底1031一侧提取光的结构的显示装置(顶部发射型显示装置)。图17A示出包括发光层1028R、发光层1028G及发光层1028B的显示装置的一个例子。图17B示出包括发光层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具有呈现红色的光的功能，发光层1028G具有呈现绿色的光的功能，发光层1028B具有呈现蓝色的光的功能。发光层1028Y具有呈现黄色的光的功能或呈现选自蓝色、绿色和红色中的多个颜色的光的功能。发光层1028Y也可以呈现白色的光。呈现黄色或白色的光的发光元件具有高发光效率，因此包括发光层1028Y的显示装置可以具有低功耗。
图17A及图17B所示的显示装置的每一个在子像素中包括呈现不同颜色的光的EL层，由此不需要包括被用作光学元件的着色层。
作为密封层1029，例如可以使用聚氯乙烯(PVC)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、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)类树脂或乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)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，既可以使密封层1029具有单层结构或叠层结构，又可以作为密封层1029形成四个以上的密封层。通过使密封层具有多层结构，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的内部。当密封层具有多层结构时，优选层叠树脂和无机材料。
注意，密封衬底1031具有保护发光元件的功能。由此，作为密封衬底1031可以使用柔性衬底或膜。
本实施方式所示的结构可以与本实施方式中的其他任何结构和其他任何实施方式适当地组合。
实施方式8
在本实施方式中，将参照图20A和图20B、图21A和图21B以及图22A和图22B说明包括本发明的一个方式的发光元件的显示装置。
图20A是说明本发明的一个方式的显示装置的方框图，图20B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。
<显示装置的说明>
图20A所示的显示装置包括：具有显示元件的像素的区域(该区域以下被称为像素部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(该部分以下被称为驱动电路部804)；具有保护元件的功能的电路(该电路以下被称为保护电路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形成在形成有像素部802的衬底上，此时，可以减少构件的数量和端子的数量。当驱动电路部804的一部分或全部不形成在形成有像素部802的衬底上时，驱动电路部804的一部分或全部可以通过COG或卷带自动结合(TAB)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)的显示元件的多个电路(这种电路以下被称为像素电路801)。驱动电路部804包括供应选择像素的信号(扫描信号)的电路(该电路以下被称为扫描线驱动电路804a)以及用来供应用于驱动像素中的显示元件的信号(数据信号)的电路(该电路以下被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接收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接收起始脉冲信号、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(这种布线以下被称为扫描线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，以分别控制扫描线GL_1至GL_X。或者，扫描线驱动电路804a具有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来除了用来驱动移位寄存器的信号之外还接收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(这种布线以下被称为数据线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例如包括多个模拟开关等。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。信号线驱动电路804b也可以包括移位寄存器等。
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的每一个。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，通过扫描线GL_m从扫描线驱动电路804a对第m行第n列(m是X以下的自然数，n是Y以下的自然数)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从信号线驱动电路804b对第m行第n列的像素电路801输入数据信号。
图20A所示的保护电路806例如连接于扫描线驱动电路804a和像素电路801之间的扫描线GL。或者，保护电路806连接于信号线驱动电路804b和像素电路801之间的数据线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是在对与保护电路连接的布线供应一定范围之外的电位时使该连接于保护电路的布线与其他布线电连接的电路。
如图20A所示，通过将保护电路806连接到像素部802及驱动电路部804，可以提高显示装置对因静电放电(ESD)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，也可以采用将保护电路806连接于扫描线驱动电路804a的结构或将保护电路806连接于信号线驱动电路804b的结构。或者，也可以采用将保护电路806连接于端子部807的结构。
虽然在图20A中示出驱动电路部804包括扫描线驱动电路804a和信号线驱动电路804b的例子，但该结构不局限于此。例如，也可以只形成扫描线驱动电路804a并安装另外准备的形成有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20A所示的多个像素电路801的每一个例如可以具有图20B所示的结构。
图20B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)。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具有控制是否写入数据信号的功能。
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3至实施方式5所示的任何发光元件。
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20B中的像素电路801的显示装置中，通过图20A所示的扫描线驱动电路804a按行依次选择像素电路801，并使晶体管852开启而写入数据信号。
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，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功能。图21A及图21B和图22A及图22B示出像素电路的例子。
图21A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。图21A所示的像素电路电连接到布线301_1至301_5、布线302_1及布线302_2。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21B所示的像素电路具有对图21A所示的像素电路追加晶体管303_7的结构。图21B所示的像素电路电连接到布线301_6及布线301_7。布线301_5与布线301_6可以相互电连接。注意，作为晶体管303_7，例如可以使用P沟道型晶体管。
图22A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。图22A所示的像素电路电连接到布线306_1至306_3及布线307_1至307_3。布线306_1与布线306_3可以相互电连接。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22B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。图22B所示的像素电路电连接到布线311_1至布线311_3、布线312_1及布线312_2。通过采用图22B所示的像素电路的结构，可以利用电压输入电流驱动方式(也称为CVCC)驱动像素电路。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。
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(非线性元件)除晶体管外还可以使用各种有源元件(非线性元件)。例如，也可以使用金属-绝缘体-金属(MIM)或薄膜二极管(TFD)等。由于这些元件可以使用少的制造工序形成，因此能够降低制造成本或者可以提高成品率。另外，由于这些元件的尺寸小，所以可以提高开口率，从而能够降低功耗并能够实现高亮度化。
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(非线性元件)的无源矩阵方式。由于不使用有源元件(非线性元件)，所以制造工序少，从而可以降低制造成本或者可以提高成品率。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，从而能够降低功耗或者能够实现高亮度化等。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合而使用。
实施方式9
在本实施方式中，将参照图23A和图23B、图24A至图24C、图25A和图25B、图26A和图26B以及图27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。
<触摸面板的说明1>
在本实施方式中，作为电子设备的一个例子，将对包括显示装置及输入装置的触摸面板2000进行说明。另外，将对作为输入装置使用触摸传感器的一个例子进行说明。
图23A及图23B是触摸面板2000的立体图。另外，为了明确起见，图23A及图23B只示出触摸面板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23B)。触摸面板2000还包括衬底2510、衬底2570以及衬底2590。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，多个布线2511的一部分构成端子2519。端子2519与FPC2509(1)电连接。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，多个布线2598的一部分构成端子。该端子与FPC2509(2)电连接。另外，为了明确起见，在图23B中以实线示出设置在衬底2590的背面一侧(与衬底2510相对的一侧)的触摸传感器2595的电极以及布线等。
作为触摸传感器2595，可以适用电容式触摸传感器。电容式触摸传感器的例子是表面型电容式触摸传感器、投影型电容式触摸传感器等。
投影型电容式的例子是主要根据驱动方法不同的自电容式触摸传感器、互电容式触摸传感器等。优选采用互电容式触摸传感器，因为可以同时检测出多个点。
注意，图23B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例子。
另外，作为触摸传感器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之中的任一个，而电极2592电连接于多个布线2598之中的任一个。
如图23A及图23B所示，电极2592都具有在一个方向上配置多个四边形且在四边形的一个角部连接于另一个四边形的一个角部的形状。
电极2591都具有四边形状且在与电极2592延伸的方向交叉的方向上配置。
布线2594与其间夹着电极2592的两个电极2591电连接。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，可以是各种任何形状。例如，也可以采用如下结构：将多个电极2591配置为电极2591间尽量减少间隙，并隔着绝缘层间隔开地设置多个电极2592，以具有不重叠于电极2591的区域。此时，优选在两个相邻的电极2592之间设置与这些电极电绝缘的虚拟电极，因为可以减少具有不同的透过率的区域的面积。
<显示装置的说明>
接着，将参照图24A详细地说明显示装置2501。图24A相当于沿图23B中的点划线X1-X2的截面图。
显示装置2501包括多个配置为矩阵状的像素。该像素的每一个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，将说明作为显示元件使用发射白色光的发光元件的例子，但是显示元件不局限于此元件。例如，也可以包括发射不同颜色的光的发光元件，以能够从相邻的像素发射不同颜色的光。
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以下的柔性材料。或者，优选将其热膨胀率大致彼此相同的材料用于衬底2510及衬底2570。例如，上述材料的线性膨胀系数优选为1×10-3/K以下，更优选为5×10-5/K以下，进一步优选为1×10-5/K以下。
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以及彼此贴合绝缘层2510a与柔性衬底2510b的粘合层2510c。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以及彼此贴合绝缘层2570a与柔性衬底2570b的粘合层2570c。
作为粘合层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，还可以使用包含硅酮等具有硅氧烷键合的树脂的材料。
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。如图24A所示，当光被提取到密封层2560一侧时，密封层2560可以兼作光学接合层。
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，可以使用惰性气体(氮和氩等)代替密封层2560。可以在该惰性气体内设置干燥剂而吸收水分等。可以使用丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂。作为上述密封剂，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。作为用于密封剂的材料，优选使用不使水分和氧透过的材料。
显示装置2501包括像素2502R。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。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，可以使用实施方式3至实施方式5所示的任何发光元件。
另外，也可以在下部电极与上部电极之间采用微腔结构，以增强具有特定波长的光的强度。
在密封层2560被设置于光提取一侧的情况下，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重叠的区域。由此，发光元件2550R所发射的光的一部分透过着色层2567R，而如附图中的箭头所示那样被射出到发光模块2580R的外部。
显示装置2501包括光提取一侧的遮光层2567BM。遮光层2567BM以围绕着色层2567R的方式设置。
着色层2567R是具有使特定波长区域的光透过的功能的着色层。例如，可以使用使红色波长范围的光透过的滤色片、使绿色波长范围的光透过的滤色片、使蓝色波长范围的光透过的滤色片或者使黄色波长范围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任何材料形成。
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具有覆盖起因于像素电路的凹凸的功能。可以使绝缘层2521具有抑制杂质扩散的功能。这能够抑制由于杂质扩散而晶体管2502t等的可靠性降低。
发光元件2550R被形成于绝缘层2521的上方。以与发光元件2550R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，可以将驱动电路与像素电路经同一工序形成在同一衬底上。
衬底2510上设置有能够供应信号的布线2511。布线2511上设置有端子2519。FPC2509(1)电连接到端子2519。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PWB。
在显示装置2501中，可以适用各种任何结构的晶体管。虽然图24A示出使用底栅型晶体管的例子，但本发明不局限于此例子，可以如图24B所示那样将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，作为这些晶体管可以使用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。半导体材料的例子包括第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。优选的是，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中的一个或两个，因此能够降低晶体管的关态电流。该氧化物半导体的例子包括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。
<触摸传感器的说明>
接着，将参照图24C详细地说明触摸传感器2595。图24C相当于沿图23B中的点划线X3-X4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彼此电连接的布线2594。
电极2591及电极2592使用透光导电材料形成。作为透光导电材料，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，在通过溅射法将透光导电材料沉积在衬底2590上之后，通过光刻法等各种任何图案形成技术去除不需要的部分，可以形成电极2591及电极2592。
用于绝缘层2593的材料的例子是丙烯酸树脂、环氧树脂等树脂、硅酮等具有硅氧烷键合的树脂、氧化硅、氧氮化硅、氧化铝等无机绝缘材料。
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。
一个电极2592延在一个方向上，多个电极2592设置为条纹状。布线2594与电极2592交叉。
夹着一个电极2592设置有相邻的电极2591。布线2594电连接相邻的电极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，也可以设置为以大于0°且小于90°的角度与一个电极2592交叉。
布线2598与电极2591和电极2592中的任何电极电连接。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任何金属材料的合金材料。
另外，可以设置覆盖绝缘层2593及布线2594的绝缘层，以保护触摸传感器2595。
连接层2599电连接布线2598与FPC2509(2)。
作为连接层2599，可以使用各种任何各向异性导电膜(ACF)或各向异性导电膏(ACP)等。
<触摸面板的说明2>
接着，将参照图25A详细地说明触摸面板2000。图25A相当于沿图23A中的点划线X5-X6的截面图。
在图25A所示的触摸面板2000中，将参照图24A说明的显示装置2501与参照图24C说明的触摸传感器2595彼此贴合。
图25A所示的触摸面板2000除了参照图24A及图24C说明的构成要素之外还包括粘合层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。粘合层2597优选具有透光性。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区域中。作为防反射层2567p，例如可以使用圆偏振片。
接着，将参照图25B对具有与图25A所示的结构不同的结构的触摸面板进行说明。
图25B是触摸面板2001的截面图。图25B所示的触摸面板2001与图25A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。下面对不同的部分进行详细的说明，而对其他同样的部分援用上述触摸面板2000的说明。
着色层2567R位于与发光元件2550R重叠的区域。图25B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，而如图25B中的箭头所示那样被射出到发光模块2580R的外部。
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，并将触摸传感器2595和显示装置2501贴合。
如图25A或图25B所示，从发光元件射出的光可以经过衬底2510一侧和衬底2570一侧中的一个或两个射出。
<触摸面板的驱动方法的说明>
接着，将参照图26A及图26B对触摸面板的驱动方法的一个例子进行说明。
图26A是示出互电容式触摸传感器的结构的方框图。图26A示出脉冲电压输出电路2601、电流检测电路2602。另外，在图26A中，六个布线X1至X6表示被施加有脉冲电压的电极2621，六个布线Y1至Y6表示检测电流的变化的电极2622。图26A还示出都形成在电极2621与电极2622彼此重叠的区域中的电容器2603。注意，能够进行电极2621与电极2622的功能调换。
脉冲电压输出电路2601是用来依次将脉冲电压施加到布线X1至X6的电路。通过对布线X1至X6施加脉冲电压，在电容器2603的电极2621与电极2622之间产生电场。通过该电极之间的电场被遮蔽等而使电容器2603(互电容)产生变化。可以检测出检测对象的接近或接触。
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流过布线Y1至Y6的电流的变化的电路。在布线Y1至Y6中，当没有检测对象的接近或接触时，所检测的电流值没有变化，而另一方面，在由于检测对象的接近或接触而互电容减少的情况下，检测到电流值的减少。另外，将积分电路等用于电流值的检测。
图26B是示出图26A所示的互电容式触摸传感器中的输入及输出波形的时序图。在图26B中，在一个帧期间进行所有行列中的检测对象的检测。图26B示出没有检测出检测对象(未触摸)的期间和检测出检测对象(触摸)的期间。在图26B中，作为电压值的波形示出布线Y1至Y6的所检测出的电流值。
依次对布线X1至X6施加脉冲电压，布线Y1至Y6的波形根据该脉冲电压变化。当没有检测对象的接近或接触时，布线Y1至Y6的波形根据布线X1至X6的电压变化而一样变化。在检测对象的接近或接触的部位电流值减少，因而电压值的波形变化。
如此，通过检测互电容的变化，可以检测出检测对象的接近或接触。
<传感器电路的说明>
虽然图26A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作为触摸传感器，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27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27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，并且电容器2603的一个电极及晶体管2611的栅极电连接于晶体管2613的源极和漏极中的另一个。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，晶体管2611的源极和漏极中的另一个被施加电压VSS。对晶体管2612的栅极输入信号G1，布线ML电连接于晶体管2612的源极和漏极中的另一个。对电容器2603的另一个电极施加电压VSS。
接下来，将对图27所示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，由于手指等检测对象的接近或接触，电容器2603的互电容变化，而节点n的电位从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的电位而变化。通过检测该电流，可以检测出检测对象的接近或接触。
在晶体管2611、晶体管2612及晶体管2613的每一个中，优选将氧化物半导体层用作形成有沟道区的半导体层。尤其是通过将这种晶体管用作晶体管2613，能够长期间保持节点n的电位，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任何结构适当地组合而使用。
实施方式10
在本实施方式中，将参照图28、图29A至图29G、图30A至图30F、图31A至图31D、图32A和图32B以及图33A和图33B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。
<显示模块>
在图28所示的显示模块8000中，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、印刷衬底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的尺寸适当地改变形状和尺寸。
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。显示装置8006的对置衬底(密封衬底)可以具有触摸传感器的功能。光传感器也可以设置在显示装置8006的各像素内，而得到光学触摸传感器。
框架8009保护显示装置8006，还具有用来遮断因印刷衬底8010的工作而产生的电磁波的电磁屏蔽的功能。框架8009也可以具有作为散热板的功能。
印刷衬底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，可以采用外部的商业电源或另行设置的电池8011。当使用商业电源时，可以省略电池8011。
在显示模块8000中还可以设置偏振片、相位差板、棱镜片等构件。
<电子设备>
图29A至图29G示出电子设备。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(具有测量或检测如下因素的功能的传感器：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29A至图29G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：将各种数据(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触控传感器功能；显示日历、日期及时间等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信功能；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和接收的功能；读出储存在存储介质中的程序或数据来将程序或数据显示在显示部上的功能；等。注意，图29A至图29G所示的电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而该电子设备可以具有各种功能。虽然在图29A至图29G中未图示，但是电子设备可以包括多个显示部。该电子设备也可以具有照相机等及如下功能：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，将详细地说明图29A至图29G所示的电子设备。
图29A是便携式信息终端9100的立体图。便携式信息终端9100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29B是便携式信息终端9101的立体图。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系统等中的一种或多种的功能。具体而言，可以将该便携式信息终端用作智能手机。注意，在图29B中未图示的扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等可以与图29A所示的便携式信息终端9100同样地位于便携式信息终端9101中。便携式信息终端9101可以将文字和图像信息显示在其多个面上。例如，可以将三个操作按钮9050(还称为操作图标或只称为图标)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。信息9051的例子包括表示电子邮件、社交网络服务(SNS)消息及电话等的接收的显示；电子邮件和SNS消息的标题和发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及表示电波等信号的接收强度的显示等。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，例如可以使用合金、塑料、陶瓷等。作为塑料，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(CFRP)具有轻量且不腐蚀的优点。作为增强塑料的其他例子，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，可以举出铝合金及镁合金。包含锆、铜、镍、钛的非晶合金(也称为金属玻璃)特别具有高弹性强度。该非晶合金在室温下具有玻璃迁移区域，也称为块体凝固非晶合金，实质上具有非晶原子结构。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。非晶合金也可以利用真空蒸镀法、溅射法、电镀法、无电镀法等形成，而代替凝固铸造法。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，词语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。使用非晶合金的框体9000可以具有高弹性强度。通过在框体9000中包含非晶合金，即使便携式信息终端9101摔落而冲击引起暂时变形，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29C是便携式信息终端9102的立体图。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，信息9052、信息9053、信息9054显示于不同的面上。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放在上他/她的衣口袋里的状态下确认其显示(这里，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的上方观看的位置。因此，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，并且能够判断是否接电话。
图29D是手表型便携式信息终端9200的立体图。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。显示部9001的显示面被弯曲，图像能够在所弯曲的显示面上进行显示。便携式信息终端9200可以采用作为基于现行通信标准的通信方法的近场通信。在此情况下，例如，可以进行便携式信息终端9200与可进行无线通信的耳麦之间的相互通信，由此可以进行免提通话。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发送和接收。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，而不使用连接端子9006。
图29E、图29F及图29G是能够折叠的便携式信息终端9201的立体图。图29E是示出展开的便携式信息终端9201的立体图。图29F是示出展开或折叠中途的便携式信息终端9201的立体图。图29G是示出折叠的便携式信息终端9201的立体图。便携式信息终端9201在折叠时可携带性高，在展开便携式信息终端9201时，无缝拼接的较大的显示区域的一览性强。便携式信息终端9201的显示部9001由铰链9055所连接在一起的三个框体9000来支撑。通过铰链9055在两个框体9000之间的连接部弯折便携式信息终端9201，便携式信息终端9201的形状可以从展开状态可逆性地变为折叠状态。例如，便携式信息终端9201可以以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲。
电子设备的例子是：电视装置(也称为电视或电视接收机)；计算机等的显示屏；数码相机或数码摄像机等相机；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(可穿戴显示器)；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。
另外，本发明的一个方式的电子设备可以包括二次电池。优选能够通过非接触电力传送对二次电池充电。
二次电池的例子包括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数据等。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30A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。通过作为显示部7103或显示部7104使用本发明的一个方式的发光装置，可以提供一种用户友好且不容易发生品质降低的便携式游戏机。虽然图30A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30B示出一种摄像机，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。框体7701和框体7702由连接部7706彼此连接，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框体7701和框体7702之间的连接部7706的角度切换。
图30C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及指向装置7124等。另外，因为显示部7122具有高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，而可以得到非常清晰的图像。
图30D是头戴显示器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。安装部7201包括电池7206。
通过电缆7205，将电力从电池7206供应到主体7203。主体7203具备无线接收器等以接收图像数据等的视频数据，并且将其显示到显示部7204上。通过利用主体7203中的相机捕捉使用者的眼球及眼睑的动作，然后使用该捕捉的数据算出使用者的视点的坐标，以利用使用者的视点作为输入单元。
安装部7201也可以以与使用者接触的方式包括多个电极。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，来识别他或她的视线的功能。主体7203也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、加速度传感器等传感器，由此可以将使用者的生物信息显示在显示部7204上。主体7203也可以具有检测出使用者的头部的动作等以与使用者的头部的动作等同步地使显示在显示部7204上的图像移动的功能。
图30E是照相机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以及连接部7305等。镜头7306也可以放在照相机7300上。
连接部7305包括与后面说明的取景器7400或闪光灯装置等连接的电极。
虽然在此照相机7300的镜头7306能够从框体7301拆卸下而交换，镜头7306也可以包括在框体7301中。
通过按下快门按钮7304，可以拍摄图像。另外，也可以通过包括触摸传感器的显示部7302的操作拍摄摄像。
在显示部7302中，可以适用本发明的一个方式的显示装置或触摸传感器。
图30F示出与取景器7400连接的照相机7300。
取景器7400包括框体7401、显示部7402以及按钮7403。
框体7401包括嵌合到照相机7300的连接部7305的连接部，因此可以将取景器7400连接到照相机7300。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/非显示。
在图30E和图30F中，照相机7300与取景器7400是分开且可拆卸的电子设备，但是照相机7300的框体7301也可以具备具有本发明的一个方式的显示装置或触摸传感器的取景器。
图31A至图31E示出头戴显示器7500及7510的外观。
头戴显示器7500包括框体7501、两个显示部7502、操作按钮7503及带子等固定工具7504。
头戴显示器7500具有上述头戴显示器7200的功能，还包括两个显示部。
通过包括两个显示部7502，使用者能够由一个眼睛看到一个显示部，由另一个眼睛看到另一个显示部。由此，在进行利用视差的三维显示等的情况下也可以显示高分辨率的图像。显示部7502弯曲为大致以使用者的眼睛为中心的圆弧状。因此，使用者的眼睛和显示部的显示面之间的距离成为一定，所以使用者可以看到更自然的图像。即使在来自显示部的光的亮度或色度根据使用者观看的角度而改变时，因为使用者的眼睛位于显示部的显示面的法线方向上且可以实质上忽略变化的影响，从而也可以显示更有现实感的图像。
操作按钮7503具有电源按钮等的功能。此外，还可以包括除操作按钮7503外的按钮。
头戴显示器7510包括框体7501、显示部7502、带子等固定工具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，弯曲显示部7502。通过弯曲配置显示部7502，使用者可以感受图像的高真实感。
可以将本发明的一个方式的显示装置适用于显示部7502。因为本发明的一个方式的显示装置可以具有高分辨率，所以即使如图31E所示那样地使用透镜7505放大图像，也不使使用者看到像素而可以显示现实感更高的图像。
图32A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，利用支架9301支撑框体9000。
可以通过利用框体9000的操作开关或遥控操作机9311进行图32A所示的电视装置9300的操作。显示部9001也可以具备触摸传感器。通过用手指等触摸显示部9001可以进行电视装置9300的操作。遥控操作机9311也可以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的操作键或触摸面板，可以进行频道或音量的控制，并可以对显示在显示部9001上的图像进行控制。
电视装置9300具备接收机或调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。通过调制解调器将电视装置连接到有线或无线的通信网络，可以进行单向(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)的数据通信。
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或高楼的内壁/外壁的曲面、汽车的内部装饰/外部装饰的曲面组装。
图32B是汽车9700的外观。图32C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用于图32C所示的显示部9710至显示部9715。
显示部9710和显示部9711都是设置在汽车的挡风玻璃中的显示装置。通过将透光导电材料用于其电极和布线，可以使本发明的一个方式的显示装置或发光装置等为能看到相反一侧的透明显示装置。这种透明显示部9710或透明显示部9711在驾驶汽车9700时不会障碍驾驶者的视野。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的挡风玻璃中。另外，当设置用来驱动显示装置或发光装置等的晶体管等时，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，通过将设置在车体中的摄像手段所拍摄的图像显示在显示部9712上，可以补充被立柱部分遮挡的视野。显示部9713是设置在仪表盘上的显示装置。例如，通过将设置在车体中的摄像手段所拍摄的图像显示在显示部9713上，可以补充被仪表盘遮挡的视野。也就是说，通过显示设置在汽车外侧的摄像手段所拍摄的图像，可以补充死角，并可以提高安全性。通过显示补充驾驶者看不到的部分的图像，可以容易、舒适地使驾驶者确认安全。
图32D示出采用长座椅作为驾驶座位及副驾驶座位的汽车内。显示部9721是设置在车门部分的显示装置。例如，通过将设置在车体中的摄像手段所拍摄的图像显示在显示部9721上，可以补充被车门遮挡的视野。显示部9722是设置在方向盘中的显示装置。显示部9723是设置在长座椅的坐面的中央部的显示装置。另外，通过将显示装置设置在坐面或靠背部分，并且通过以该显示装置的发热为发热源，也可以将该显示装置用作座椅取暖器。
显示部9714、显示部9715和显示部9722可以提供导航数据、速度计、转速计、里程、油量计、排档指示灯、空调的设定等各种信息。使用者可以适当地改变显示部所显示的内容或布局等。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。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33A和图33B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都包括显示区域9502、透光区域9503。
多个显示面板9501的每一个具有柔性。以其一部分互相重叠的方式设置两个相邻的显示面板9501。例如，可以互相重叠两个相邻的显示面板9501的透光区域9503。通过使用多个显示面板9501，可以得到具有大屏幕的显示装置。根据其使用可以卷绕显示面板9501，所以显示装置的通用性高。
另外，在图33A和图33B中，相邻的显示面板9501的显示区域9502彼此分开，但是不局限于此结构，例如，也可以通过没有间隙地彼此重叠相邻的显示面板9501的显示区域9502，得到连续的显示区域9502。
本实施方式所示的电子设备都包括用来显示某些数据的显示部。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。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电子设备的显示部折叠的结构，但该结构不局限于此，也可以采用不具有柔性且在平面部上进行显示的电子设备的显示部的结构。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合而使用。
实施方式11
在本实施方式中，将参照图34A至图34C以及图35A至图35D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34A是本实施方式所示的发光装置3000的立体图，图34B是沿着图34A所示的点划线E-F的截面图。注意，在图34A中，为了避免附图的繁杂而以虚线表示构成要素的一部分。
图34A及图34B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。
光经过衬底3001和衬底3003中的一个或两个从发光元件3005射出。在图34A及图34B中，说明光从发光元件3005射出到下方一侧(衬底3001一侧)的结构。
如图34A及图34B所示，发光装置3000具有发光元件3005被第一密封区域3007及第二密封区域3009包围的双密封结构。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中的杂质(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的双方。例如，可以只设置第一密封区域3007。
注意，在图34B中，第一密封区域3007及第二密封区域3009都以与衬底3001及衬底3003接触的方式设置。但是，不局限于此结构，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。
衬底3001及衬底3003分别具有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。发光元件3005具有与上述实施方式所记载的任何发光元件的结构同样的结构，即可。
作为第一密封区域3007，可以使用包含玻璃的材料(例如，玻璃粉、玻璃带等)。作为第二密封区域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。
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，玻璃粉优选包含至少一种的过渡金属。
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激光照射等。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，也可以在玻璃粉中添加吸收具有激光的波长的光的吸收剂。作为激光，例如优选使用Nd：YAG激光或半导体激光等。激光形状可以为圆形或四角形。
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，还可以使用包含硅酮等具有硅氧烷键合的树脂的材料。
注意，当作为第一密封区域3007和第二密封区域3009中的一个或两个使用包含玻璃的材料时，该包含玻璃的材料优选具有近于衬底3001的热膨胀率的热膨胀率。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，可以得到如下优异的效果。
第二密封区域3009被设置得比第一密封区域3007更靠近发光装置3000的外周部。在发光装置3000中，起因于外力等的应变向外周部增大。因此，将包含树脂的材料用于产生更多的应变的发光装置3000的外周部，即第二密封区域3009，对发光装置3000进行密封，并且将包含玻璃的材料用于设置于第二密封区域3009的内侧的第一密封区域3007，对发光装置3000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34B所示，第一区域3011相当于被衬底3001、衬底3003、第一密封区域3007及第二密封区域3009包围的区域。第二区域3013相当于被衬底3001、衬底3003、发光元件3005及第一密封区域3007包围的区域。
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惰性气体。或者，第一区域3011及第二区域3013优选填充有丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂。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。
图34C示出图34B所示的结构的变形例。图34C是示出发光装置3000的变形例的截面图。
图34C示出衬底3003的一部分设置有凹部并且该凹部设置有干燥剂3018的结构。其他构成要素与图34B所示的结构的构成要素相同。
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。可用作干燥剂3018的物质的例子包括碱金属的氧化物、碱土金属的氧化物(氧化钙及氧化钡等)、硫酸盐、金属卤化物、高氯酸盐、沸石或硅胶等。
接着，参照图35A至图35D对图34B所示的发光装置3000的变形实例进行说明。注意，图35A至图35D是说明图34B所示的发光装置3000的变形实例的截面图。
在图35A至图35D所示的发光装置的每一个中，不设置第二密封区域3009，而只设置第一密封区域3007。此外，在图35A至图35D所示的发光装置的每一个中，具有区域3014代替图34B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，还可以使用包含硅酮等具有硅氧烷键合的树脂的材料。
通过将上述材料用于区域3014，可以得到所谓的固体密封的发光装置。
在图35B所示的发光装置中，在图35A所示的发光装置的衬底3001一侧设置衬底3015。
如图35B所示，衬底3015具有凹凸。通过采用将具有凹凸的衬底3015设置于发光元件3005的提取光一侧的结构，可以提高来自发光元件3005的光的提取效率。注意，可以设置用作扩散板的衬底代替如图35B所示那样的具有凹凸的结构。
在图35C所示的发光装置中，经过衬底3003一侧提取光，而与图35A所示的经过衬底3001一侧提取光的发光装置不同。
图35C所示的发光装置在衬底3003一侧包括衬底3015。其他构成要素是与图35B所示的发光装置的构成要素同样。
在图35D所示的发光装置中，不设置图35C所示的发光装置所包括的衬底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35D所示的结构，可以进一步提高来自发光元件3005的光的提取效率。
因此，通过使用本实施方式所示的结构，能够提供由于水分和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，能够得到具有高光提取效率的发光装置。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施方式12
在本实施方式中，将参照图36A至图36C以及图37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例子。
通过使用形成在具有柔性的衬底上的本发明的一个方式的发光元件，能够得到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，其例子是被设置于仪表盘、挡风玻璃、天花板等的照明。
图36A是示出多功能终端3500的一个面的立体图，图36B是示出多功能终端3500的另一个面的立体图。多功能终端3500的框体3502中组装有显示部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，照明3508能够提供指向性低的发光。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，所以可以拍摄仿佛在自然光下拍摄般的照片。
注意，图36A及图36B所示的多功能终端3500与图29A至图29G所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
框体3502可以包括扬声器、传感器(具有测量如下因素的功能的传感器：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。通过在多功能终端3500内部设置具有陀螺仪或加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，显示部3504的屏面显示可以判断多功能终端3500的方向(移动电话机是纵向或横向放置以用于景观模式或肖像模式)而自动被切换。
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、指纹等的图像，由此能够进行个人识别。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、手掌静脉等的图像。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36C是安全灯3600的立体图。安全灯3600在框体3602的外侧包括照明3608，并且，框体3602中组装有扬声器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。可以在框体3602中设置有能够控制安全灯3600的发光方式的电子电路。该电子电路可以为能够实现一次或间歇性的多次发光的电路或通过控制发光的电流值能够调整发光量的电路。可以组装从照明3608发射光的同时从扬声器3610发出很大的警报音的电路。
安全灯3600因为能够向各种方向发射光，所以可以发射光或者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37示出将发光元件用于室内照明装置8501的例子。因为发光元件可以具有大面积，所以也可以形成具有大面积的照明装置。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，所以自由地设计框体。因此，照明装置可以精巧地设计成各种形式。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。触摸传感器也可以设置在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中，以控制照明装置的电源的启动/关闭。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以得到具有桌子的功能的照明装置8504。通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以得到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任何结构适当地组合而使用。
实施例1
在实施例1中说明作为实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)(结构式(100))的合成方法。
<合成实例1>
《步骤1：8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶的合成》
首先，将1.0g的4,8-二氯[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、2.6g的3-(二苯并噻吩-4-基)苯基硼酸、1.2g的碳酸钾、42mL的甲苯、4mL的乙醇及4mL的水倒入安装有回流管的三口烧瓶。对烧瓶内的气氛进行氮置换，添加0.29g的双(三苯基膦)二氯化钯(Ⅱ)(简称:Pd(PPh3)2Cl2)，在氮气流下以80℃对混合物进行8小时的加热。对所得到的反应混合物进行过滤，依次使用水及乙醇而进行清洗，从而以96％的收率得到1.9g的目的物(灰色固体)。下述式(A-1)表示步骤1的合成方案。
[化学式33]
下面示出通过步骤1得到的灰色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。由此可知得到8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.48-7.52(m,2H)、7.63-7.71(m,4H)、7.77-7.80(t,1H),7.85(d,1H)、7.96(d,1H)、8.22-8.23(m,2H)、8.28(s,1H)、8.65(d,1H)、8.96(s,1H)、9.29(s,1H)。
《步骤2：4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)的合成》
接着，将在步骤1中合成的1.7g的8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、1.1g的3-(二苯并噻吩-4-基)苯基硼酸、1.6g的磷酸钾及60mL的二乙二醇二甲醚(简称:diglyme)倒入烧瓶中。对烧瓶内的气氛进行氮置换，添加90mg的醋酸钯、0.29g的二(1-金刚烷基)-正丁基膦，在氮气流下以160℃对混合物进行12小时的加热。对所得到的反应混合物进行过滤，依次使用水及乙醇而进行清洗。使所得到的滤渣经过依次填充有硅藻土、氧化铝、硅藻土的助滤剂。通过使所得到的溶液再结晶来以47％的收率得到1.2g的4,8mDBtP2Bfpm(黄白色固体)。然后，利用梯度升华方法对该1.2g的黄白色固体进行精炼。在升华精炼中，在压力为2.6Pa，氩气体流量为5mL/min的条件下，以330℃对固体进行加热。在升华精炼之后，以67％的回收率得到0.8g的目的物的黄白色固体。下述式(A-2)表示步骤2的合成方案。
[化学式34]
下面示出在步骤2中得到的黄白色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。图38是1H-NMR谱。由此可知得到4,8mDBtP2Bfpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.48-7.52(t,4H)、7.60(s,1H)、7.61(d,1H)、7.65-7.69(m,3H)、7.79-7.83(m,3H)、7.86-7.89(m,3H)、8.00(d,1H)、8.07(s,1H)、8.10(d,1H)、8.19-8.24(m,4H)、8.69-8.72(t,2H)、9.02(s,1H)、9.32(s,1H)。
<4,8mDBtP2Bfpm的特性>
接着，图39示出甲苯溶液中的4,8mDBtP2Bfpm的吸收光谱及发射光谱。
使用紫外可见分光光度计(V550型，由日本分光株式会社制造)测定吸收光谱。将4,8mDBtP2Bfpm的甲苯溶液倒入石英皿中并测定甲苯溶液中的4,8mDBtP2Bfpm的吸收光谱。从该吸收光谱减去使用石英皿来测定出的甲苯溶液的吸收光谱，并且在附图中示出其结果值。在测定发射光谱时，利用PL-EL测定装置(由日本滨松光子学株式会社制造)。甲苯溶液中的4,8mDBtP2Bfpm的发射光谱将4,8mDBtP2Bfpm的甲苯溶液放入石英皿中来进行测定。
甲苯溶液中的4,8mDBtP2Bfpm的极大吸收波长为333nm、317nm、283nm附近，其极大发射波长为389nm附近(激发波长为325nm)。
在大气中利用光电子分光装置(AC-3，由日本理研计器株式会社制造)测定4,8mDBtP2Bfpm的薄膜的电离电位的值。将所测得的电离电位值换算为负值的结果是4,8mDBtP2Bfpm的HOMO能级为-6.32eV。由薄膜的吸收光谱的数据可知，从假定为直接跃迁的Tauc曲线计算出的4,8mDBtP2Bfpm的吸收端为3.43eV。因此，固体状态的4,8mDBtP2Bfpm的光学能隙推测为3.43eV，根据在前面得到的HOMO能级和该能隙的值，可以将4,8mDBtP2Bfpm的LUMO能级推测为-2.89eV。如此，可知固体状态的4,8mDBtP2Bfpm具有3.43eV的宽能隙。
接着，利用循环伏安(CV)测定测定出4,8mDBtP2Bfpm的电化学特性(氧化反应特性及还原反应特性)。此外，在测定中，使用电化学分析仪(ALS型号600A或600C，由BAS株式会社制造)，并且对将各化合物溶解于N，N-二甲基甲酰胺(简称：DMF)而得到的溶液进行测定。在测定中，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，参考电极的氧化还原电位被估计为-4.94eV，从该数值和所得到的峰值电位计算出各化合物的HOMO能级及LUMO能级。
由CV测定可知，4,8mDBtP2Bfpm的氧化电位为1.24V，还原电位为-1.92V。此外，从CV测定的结果计算出的4,8mDBtP2Bfpm的HOMO和LUMO能级分别为-6.18eV和-3.02eV。由此可知，4,8mDBtP2Bfpm具有低LUMO能级及低HOMO能级。
接着，在低温下测定4,8mDBtP2Bfpm的发射光谱，以计算出S1能级及T1能级。图40示出4,8mDBtP2Bfpm的发射光谱的测定结果。
在该发射光谱的测定中，使用PL显微镜的LabRAM HR-PL(由日本株式会社堀场制作所制造)、作为激发光的He-Cd激光(325nm)以及CCD检测器，测定温度为10K。在测定中，在一个石英衬底上形成50nm厚的作为样品的薄膜，并且在氮气氛中另一个石英衬底贴合于蒸镀面。
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。由于在这发射光谱的测量中，将测量温度设定为低温(10K)，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。
由上述发射光谱的测定结果可知，在4,8mDBtP2Bfpm的发射光谱中，荧光成分及磷光成分的最短波长一侧的峰值(包括肩峰)分别为410nm及475nm。
由此，从上述峰值(包括肩峰)的波长计算出的4,8mDBtP2Bfpm的S1能级及T1能级分别为3.02eV及2.61eV。
实施例2
在实施例2中说明作为实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的4,8-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mCzP2Bfpm)(结构式(101))的合成方法。
<合成实例2>
<<步骤1:4,8-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mCzP2Bfpm)的合成》
首先，将1.3g的4,8-二氯[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、4.0g的3-(9H-咔唑-9-基)苯基硼酸、8.9g的磷酸钾、60mL的二乙二醇二甲醚(简称:diglyme)及3.0g的叔丁醇倒入烧瓶中。对烧瓶内的气氛进行氮置换，添加29mg的醋酸钯及91mg的二(1-金刚烷基)-正丁基膦，在氮气流下以100℃对混合物加热14小时。对所得到的反应混合物添加水，使用甲苯萃取有机层，使用饱和食盐水对有机层进行清洗。对有机层添加硫酸镁并过滤混合物。蒸馏所得到的滤液的溶剂，利用将甲苯用作展开溶剂的硅胶柱层析法进行精炼。使用甲苯和乙醇的混合溶剂使所得到的溶液再结晶来以72％的收率得到3.0g的4,8mCzP2Bfpm(黄白色固体)。下述式(B-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式35]
下面示出在步骤1中得到的黄白色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。由此可知得到4,8mCzP2Bfpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.24-7.30(m,4H)、7.37-7.46(m,6H)、7.50(d,2H)、7.54(d,1H)、7.67-7.70(t,1H)、7.75(d,3H)、7.81-7.84(t,2H)、7.94(d,1H)、8.09-8.13(m,4H)、8.55(s,1H)、8.65(d,1H)、8.79(s,1H)、9.24(s,1H)。
实施例3
在本实施例中说明都包括本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。图41是在本实施例中制造的发光元件的每一个的截面模式图，表2示出元件结构的详细内容。另外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。此外，其他化合物可以参照上述实施例。
[化学式36]
[表2]
<发光元件的制造>
《发光元件1的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以60nm的厚度沉积4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀以20nm的厚度沉积3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称:PCCP)。
在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mDBtP2Bfpm、PCCP和三(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)(简称:Ir(ppy)3)，且重量比为4,8mDBtP2Bfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mDBtP2Bfpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,8mDBtP2Bfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。另外，在发光层160中，4,8mDBtP2Bfpm及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。此外，4,8mDBtP2Bfpm是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118，通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mDBtP2Bfpm及红菲咯啉(简称:BPhen)。然后，在电子传输层118上，作为电子注入层119，通过蒸镀沉积1nm厚的氟化锂(LiF)。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内，通过将衬底220固定于沉积有有机材料的衬底200并且将密封剂用于有机EL装置，对发光元件1进行密封。具体而言，在对衬底200上的有机材料的周围涂敷密封剂并将该衬底200贴合于衬底220之后，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。通过上述工序得到发光元件1。
《发光元件2的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序之外，发光元件2通过与发光元件1的工序同样的工序制造。
作为发光元件2的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4mDBTBPBfpm-II)、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4mDBTBPBfpm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4mDBTBPBfpm-II、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4mDBTBPBfpm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。另外，在发光层160中，4mDBTBPBfpm-II及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。注意，4mDBTBPBfpm-II是一个具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118，通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4mDBTBPBfpm-II及BPhen。
《发光元件3的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序以外，发光元件3通过与发光元件1的工序同样的工序制造。
作为发光元件3的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称:4,6mDBTP2Pm-II)、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6mDBTP2Pm-II、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。另外，在发光层160中，4,6mDBTP2Pm-II及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。此外，4,6mDBTP2Pm-II是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到嘧啶骨架的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118，通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,6mDBTP2Pm-II及BPhen。
<发光元件的特性>
图42示出所制造的发光元件1至3的亮度-电流密度特性。图43示出亮度-电压特性。图44示出电流效率-亮度特性。图45示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表3示出1000cd/m2附近的发光元件1至3的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定完全散射面(也称为朗伯面)的正面亮度计算出的外部量子效率和从发光元件的发光的角度分布计算出的与朗伯面之差(也称为朗伯面比)的乘积。外部量子效率是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表3]
图46示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件1至3时的电致发射光谱。
如图46所示，发光元件1至3发射来源于客体材料(Ir(ppy)3)的绿色光。
由图42至图45及表3可知，发光元件1至3的每一个具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件1以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.4V。也就是说，将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件1至3的驱动寿命。图47示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件1至3的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为30000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件1至3。
如图47所示，发光元件1具有比发光元件2及3长的驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射绿色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
由此，将两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射绿色光的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施例4
在实施例4中说明都包括本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的每一个的截面模式图与图41同样，表4示出元件结构的详细内容。此外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。此外，其他化合物可以参照上述实施例。
[化学式37]
[表4]
<发光元件的制造>
《发光元件4的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积DBT3P-II和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀以20nm的厚度沉积4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称:BPAFLP)。
在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mDBtP2Bfpm、N-(1,1’-联苯基-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)和(乙酰丙酮)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称:Ir(tBuppm)2(acac))，且重量比为4,8mDBtP2Bfpm:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.7:0.3:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mDBtP2Bfpm、PCBBiF和Ir(tBuppm)2(acac)，且重量比为4,8mDBtP2Bfpm:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.8:0.2:0.05。注意，在发光层160中，4,8mDBtP2Bfpm及PCBBiF是主体材料，而Ir(tBuppm)2(acac)是客体材料。此外，4,8mDBtP2Bfpm是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118，通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mDBtP2Bfpm及BPhen。接着，在电子传输层118上，作为电子注入层119蒸镀1nm厚的LiF。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内，通过将衬底220固定于沉积有有机材料的衬底200并且将密封剂用于有机EL装置，对发光元件4进行密封。密封方法与用于发光元件1的密封方法同样。通过上述工序得到发光元件4。
《发光元件5的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序之外，发光元件5通过与发光元件4同样的工序制造。
作为发光元件5的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4mDBTBPBfpm-II、PCBBiF和Ir(tBuppm)2(acac)，且重量比为4mDBTBPBfpm-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.7:0.3:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4mDBTBPBfpm-II、PCBBiF和Ir(tBuppm)2(acac)，且重量比为4mDBTBPBfpm-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.8:0.2:0.05。注意，在发光层160中，4mDBTBPBfpm-II及PCBBiF是主体材料，而Ir(tBuppm)2(acac)是客体材料。注意，4mDBTBPBfpm-II是一个具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的化合物。
接着，在发光层160上，通过蒸镀作为电子传输层118依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4mDBTBPBfpm-II及BPhen。
《发光元件6的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序之外，发光元件6通过与发光元件4同样的工序制造。
作为发光元件6的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6mDBTP2Pm-II、PCBBiF和Ir(tBuppm)2(acac)，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.7:0.3:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6mDBTP2Pm-II、PCBBiF和Ir(tBuppm)2(acac)，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCBBiF:Ir(tBuppm)2(acac)＝0.8:0.2:0.05。注意，在发光层160中，4,6mDBTP2Pm-II及PCBBiF是主体材料，Ir(tBuppm)2(acac)是客体材料。此外，4,6mDBTP2Pm-II是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到嘧啶骨架的化合物。
接着，在发光层160上，通过蒸镀作为电子传输层118依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,6mDBTP2Pm-II及BPhen。
<发光元件的特性>
图48示出所制造的发光元件4至6的亮度-电流密度特性。图49示出亮度-电压特性。图50示出电流效率-亮度特性。图51示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表5示出1000cd/m2附近的发光元件4至6的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定朗伯面分布的正面亮度计算出的外部量子效率和朗伯面比的乘积，其是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表5]
图52示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件4至6时的电致发射光谱。
如图52所示，发光元件4至6发射来源于客体材料(Ir(tBuppm)2(acac))的绿色光。
如图48、图49、图50、图51及表5所示，发光元件4至6具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件4以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.3V。也就是说，通过将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件4至6的驱动寿命。图53示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件4至6的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为40000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件4至6。
如图53所示，发光元件4具有比发光元件5及6长的驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射绿色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
由此，将两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射绿色光的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施例5
在实施例5中说明具有本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。表6示出在本实施例中制造的发光元件的元件结构的详细内容。此外，所使用的化合物可以参照上述实施例。
[表6]
<发光元件7的制造>
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积DBT3P-II和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀以20nm的厚度沉积BPAFLP。
接着，在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以40nm的厚度沉积4,8mDBtP2Bfpm及PCBBiF，且重量比为4,8mDBtP2Bfpm:PCBBiF＝0.8:0.2。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118，通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mDBtP2Bfpm及BPhen。接着，在电子传输层118上，作为电子注入层119，通过蒸镀沉积1nm厚的LiF。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内，通过将衬底220固定于沉积有有机材料的衬底200并且将密封剂用于有机EL装置，对发光元件7进行密封。密封方法与用于发光元件1的密封方法同样。通过上述工序得到发光元件7。
<发光元件的特性>
图54示出所制造的发光元件7的亮度-电流密度特性。图55示出亮度-电压特性。图56示出电流效率-亮度特性。图57示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表7示出1000cd/m2附近的发光元件7的元件特性。
[表7]
图58示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件7时的电致发射光谱。
如图58所示，发光元件7发射黄绿色光。
如图54、图55、图56及表7所示，虽然发光元件7不包括用作客体材料的磷光化合物，但是发光元件7呈现高电流效率及高外部量子效率。发光元件7的外部量子效率的最大值为12.8％，即优良的值。
由于从一对电极注入的载流子(空穴及电子)的复合而生成的单重态激子的生成概率为25％，因此当向外部的光提取效率为25％时，外部量子效率最大为6.25％。发光元件7的外部量子效率高于6.25％。这是因为在发光元件7中4,8mDBtP2Bfpm和PCBBiF形成激基复合物。通过4,8mDBtP2Bfpm和PCBBiF形成激基复合物，除了因从一对电极注入的载流子复合而生成的单重态激子所引起的发光以外，还可以得到从三重态激子通过反系间窜越生成的单重态激子所引起的发光。
<主体材料的发射光谱>
在此，示出用于上述所制造的发光元件7中的发光层的PCBBiF的甲苯溶液的发射光谱的测定结果。注意，其测定方法与用于实施例1的测定方法同样。
利用循环伏安(CV)测定调查PCBBiF的电化学特性(氧化反应特性及还原反应特性)。其测定方法与用于实施例1的测定方法同样。CV测定结果示出：PCBBiF的氧化电位为0.42V，还原电位为-2.94V。另外，由CV测定结果计算出的PCBBiF的HOMO能级和LUMO能级分别为-5.36eV和-2.00eV。
如图59所示，PCBBiF的发射光谱在蓝色波长范围中具有峰值。这发射光谱与发光元件7的电致发射光谱不同。此外，4,8mDBtP2Bfpm的LUMO能级低于PCBBiF的LUMO能级，而PCBBiF的HOMO能级高于4,8mDBtP2Bfpm的HOMO能级。发光元件7所发射的光具有大致相当于4,8mDBtP2Bfpm的LUMO能级和PCBBiF的HOMO能级的能量差。另外，从发光元件7发射的光的发射光谱与从4,8mDBtP2Bfpm发射的光的发射光谱及从PCBBiF发射的光的发射光谱相比在长波长(低能量)一侧。所以，从发光元件7发射的光来源于这些两种化合物所形成的激基复合物。
发光元件7可以说是从实施例4所示的发光元件4去除客体材料而得到的元件。也就是说，4,8mDBtP2Bfpm和PCBBiF是形成激基复合物的有机化合物，将4,8mDBtP2Bfpm和PCBBiF用作主体材料的发光元件4是利用ExTET的发光元件。其结果是，实施例4所示的发光元件4可以具有高发光效率及长驱动寿命。
如上所述，通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供具有高发光效率的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施例6
在实施例6中说明实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Btpm)(结构式(119))的合成方法。
<合成实例3>
《步骤1:乙基3-氨基-5-氯苯[b]噻吩-2-羧酸乙酯的合成》
将1.5g的5-氯-2-氟苯腈倒入烧瓶中，对烧瓶内的气氛进行氮置换。对混合物添加8.9mL的DMF，使用冰水冷却烧瓶，对这混合物滴加1.1mL的巯基乙酸乙酯，且以0℃搅拌混合物30分钟。对其滴下6mL的5M氢氧化钠水溶液，且以0℃搅拌混合物3小时。对反应溶液添加100mL的水，搅拌混合物1小时，然后进行过滤。使用水对滤渣进行清洗，从而以81％的收率得到2.0g的目的物(灰色固体)。下述式(C-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式38]
《步骤2:8-氯-1,4-二羟基-苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶-4-醇的合成》
将在上述步骤1中合成的2.0g的3-氨基-5-氯苯[b]噻吩-2-羧酸乙酯及21mL的甲酰胺倒入烧瓶中，将混合物加热到150℃。然后，添加1.6g的甲脒乙酸盐，以150℃对混合物进行9小时的加热。对所得到的反应混合物添加100mL的水并对混合物进行过滤。使用水对滤渣进行清洗，从而以97％的收率得到1.8g的目的物(浓茶色固体)。下述式(C-2)示出步骤2的合成方案。
[化学式39]
《步骤3:4,8-二氯[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶的合成》
将在步骤2中合成的1.8g的8-氯-1,4-二羟基-苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶-4-醇及9mL的磷酰氯倒入烧瓶中，在氮气流下以100℃加热混合物10小时。将所得到的反应混合物添加到100mL的冰水中以猝灭，还添加200mL的3M的氢氧化钠水溶液，搅拌混合物2小时。对这混合物进行过滤，使用乙醇对滤渣进行清洗，从而以28％的收率得到0.55g的目的物(灰色固体)。下述式(C-3)示出步骤3的合成方案。
[化学式40]
《步骤4:4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Btpm)的合成》
将在步骤3中合成的0.55g的4,8-二氯[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶、1.4g的3-(二苯并噻吩-4-基)苯基硼酸、2.8g的磷酸钾、22mL的二乙二醇二甲醚(简称:diglyme)及1.0g的叔丁醇倒入烧瓶中。对烧瓶内的气氛进行氮置换，对其添加9.7mg的醋酸钯及31mg的二(1-金刚烷基)-正丁基膦，在氮气流下以150℃加热混合物19小时。对所得到的反应混合物进行过滤，进行使用水的清洗及使用乙醇的清洗。将所得到的滤渣溶解于400mL的甲苯，经过依次填充有硅藻土、氧化铝、硅藻土的助滤剂过滤。使所得到的溶液浓缩且干燥，然后使用甲苯再结晶，从而以88％的收率得到1.3g的黄白色固体。然后，利用梯度升华方法对该1.3g的黄色固体进行精炼。在升华精炼中，在压力为2.5Pa，氩气体流量为5mL/min的条件下，以350℃对固体进行加热。在升华精炼之后，以67％的回收率得到1.2g的目的物的黄色固体。下述式(C-4)示出步骤4的合成方案。
[化学式41]
下面示出在步骤4中得到的黄色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。图60示出1H-NMR谱。由此可知得到4,8mDBtP2Btpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.46-7.50(m,4H)、7.60-7.68(m,5H)、7.77-7.80(m,2H)、7.85-7.86(m,3H)、7.99(d,1H)、8.04(s,2H)、8.11(s,1H)、8.18-8.22(m,4H)、8.32(d,1H)、8.59(s,1H)、8.90(s,1H)、9.43(s,1H)。
<4,8mDBtP2Btpm的特性>
接着，图61示出甲苯溶液中的4,8mDBtP2Btpm的吸收光谱及发射光谱。
使用紫外可见分光光度计(V550型，由日本分光株式会社制造)测定吸收光谱。将4,8mDBtP2Btpm的甲苯溶液倒入石英皿中并测定4,8mDBtP2Btpm的吸收光谱。从该吸收光谱减去使用石英皿来测定出的吸收光谱，并且在附图中示出其结果值。在测定发射光谱时，利用PL-EL测定装置(由日本滨松光子学株式会社制造)。甲苯溶液中的4,8mDBtP2Btpm的发射光谱将4,8mDBtP2Btpm的甲苯溶液放入石英皿中进行测定。
甲苯溶液中的4,8mDBtP2Btpm的极大吸收波长为295nm、367nm及335nm附近，其极大发射波长为403nm附近(激发波长为350nm)。
实施例7
在实施例7中说明具有本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。图41是在本实施例中制造的发光元件的截面模式图，表8示出元件结构的详细内容。此外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。此外，其他化合物可以参照上述实施例。
[化学式42]
[表8]
<发光元件的制造>
《发光元件8的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以60nm的厚度沉积4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀以20nm的厚度沉积9-[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-9’-苯基-3,3’-联-9H-咔唑(简称:DBf-PCCP)。
在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mCzP2Bfpm、3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称:PCCP)和三(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)(简称:Ir(ppy)3)，且重量比为0.5:0.5:0.075(4,8mCzP2Bfpm:PCCP:Ir(ppy)3)，然后通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mCzP2Bfpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,8mCzP2Bfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.075。另外，在发光层160中，4,8mCzP2Bfpm及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。此外，4,8mCzP2Bfpm是两个都具有咔唑骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mCzP2Bfpm及红菲咯啉(简称:BPhen)。然后，在电子传输层118上，作为电子注入层119通过蒸镀沉积1nm厚的氟化锂(LiF)。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内对发光元件8进行密封。具体而言，在对衬底200上的有机材料的周围涂敷密封剂并将该衬底200贴合于衬底220之后，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。通过上述工序得到发光元件8。
<发光元件的特性>
图62示出所制造的发光元件8的亮度-电流密度特性。图63示出亮度-电压特性。图64示出电流效率-亮度特性。图65示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表9示出1000cd/m2附近的发光元件8的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定完全散射面(也称为朗伯面)的正面亮度计算出的外部量子效率和从发光元件的发光的角度分布计算出的与朗伯面之差(也称为朗伯面比)的乘积。外部量子效率是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表9]
图66示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件8时的电致发射光谱。
如图66所示，发光元件8发射来源于客体材料(Ir(ppy)3)的绿色光。
如图62至图65及表9所示，发光元件8具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件8以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.4V。也就是说，将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件8的驱动寿命。图67示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件8的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为30000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件8。
如图67所示，发光元件8具有长驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射绿色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
由此，将两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射绿色光的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施例8
在实施例8中说明具有本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。图41是在本实施例中制造的发光元件的截面模式图，表10示出元件结构的详细内容。另外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。此外，其他化合物可以参照上述实施例。
[化学式43]
[表10]
<发光元件的制造>
《发光元件9的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以60nm的厚度沉积4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀沉积20nm厚的N-(1,1’-联苯基-4-基)-9,9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)。
接着，在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mCzP2Bfpm、PCBBiF及双{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称:[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])，且重量比为4,8mCzP2Bfpm:PCBBiF:[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]＝0.7:0.3:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mCzP2Bfpm、PCCP及[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]，且重量比为4,8mCzP2Bfpm:PCBBiF:[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]＝0.8:0.2:0.05。在发光层160中，4,8mCzP2Bfpm及PCBBiF是主体材料，而[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]是客体材料。另外，4,8mCzP2Bfpm是两个都具有咔唑骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mCzP2Bfpm及红菲咯啉(简称:BPhen)。然后，在电子传输层118上，作为电子注入层119通过蒸镀沉积1nm厚的氟化锂(LiF)。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内对发光元件9进行密封。具体而言，在对衬底200上的有机材料的周围涂敷密封剂并将该衬底200贴合于衬底220之后，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。通过上述工序得到发光元件9。
<发光元件的特性>
图68示出所制造的发光元件9的亮度-电流密度特性。图69示出亮度-电压特性。图70示出电流效率-亮度特性。图71示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表11示出1000cd/m2附近的发光元件9的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定完全散射面(也称为朗伯面)的正面亮度计算出的外部量子效率和从发光元件的发光的角度分布计算出的与朗伯面之差(也称为朗伯面比)的乘积。外部量子效率是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表11]
图72示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件9时的电致发射光谱。
如图72所示，发光元件9发射来源于客体材料[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)]的红色光。
由图68至图71及表11可知，发光元件9具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件9以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.2V。也就是说，将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件9的驱动寿命。图73示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件9的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为30000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件9。
如图73所示，发光元件9具有长驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射红色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
因此，将两个都具有咔唑骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射红色的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
实施例9
在实施例9中说明具有本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。图41是在本实施例中制造的发光元件的截面模式图，表12示出元件结构的详细内容。另外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。此外，其他化合物可以参照上述实施例。
[化学式44]
[表12]
<发光元件的制造>
《发光元件10的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以60nm的厚度沉积4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112通过蒸镀沉积20nm厚的3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称:PCCP)。
在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Btpm)、PCCP和三(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)(简称:Ir(ppy)3)，且重量比为4,8mDBtP2Btpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.075，然后通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,8mDBtP2Btpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,8mDBtP2Btpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.075。另外，在发光层160中，4,8mDBtP2Btpm及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。另外，4,8mDBtP2Btpm是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并噻吩并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,8mDBtP2Btpm及红菲咯啉(简称:BPhen)。然后，在电子传输层118上，作为电子注入层119通过蒸镀沉积1nm厚的氟化锂(LiF)。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内对发光元件10进行密封。具体而言，在对衬底200上的有机材料的周围涂敷密封剂并将该衬底200贴合于衬底220之后，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。通过上述工序得到发光元件10。
<发光元件的特性>
图74示出所制造的发光元件10的亮度-电流密度特性。图75示出亮度-电压特性。图76示出电流效率-亮度特性。图77示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表13示出1000cd/m2附近的发光元件10的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定完全散射面(也称为朗伯面)的正面亮度计算出的外部量子效率和从发光元件的发光的角度分布计算出的与朗伯面之差(也称为朗伯面比)的乘积。外部量子效率是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表13]
图78示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件10时的电致发射光谱。
如图78所示，发光元件10发射来源于客体材料(Ir(ppy)3)的绿色光。
由图74至图77及表13可知，发光元件10具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件10以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.3V。也就是说，通过将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件10的驱动寿命。图79示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件8的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为30000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件10。
如图79所示，发光元件10具有长驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射绿色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
由此，将两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并噻吩并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射绿色光的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何适当地组合。
实施例10
在实施例10中说明实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的4,6-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,6mDBtP2Bfpm)(结构式(116))的合成方法。
<合成实例4>
《步骤1:乙基3-氨基-7-氯苯并[b]呋喃-2-羧酸乙酯的合成》
将2.0g的3-氯-2-羟基苯腈及3.7g的碳酸钾倒入烧瓶中，对烧瓶内的气氛进行氮置换，对混合物添加16mL的DMF及2.2mL的溴代乙酸乙酯，并且以100℃进行15小时的加热。将所得到的反应混合物添加到100mL的冰水中以猝灭，在对混合物搅拌1小时之后进行过滤。使用水对滤渣进行清洗，使用乙醇和水再结晶，从而以60％的收率得到1.9g的目的物(茶色固体)。下述式(D-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式45]
《步骤2:6-氯-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮的合成》
将在步骤1中合成的1.9g的3-氨基-7-氯苯[b]呋喃-2-羧酸乙酯及11mL的甲酰胺倒入烧瓶中，将混合物加热到150℃。接着，添加1.7g的甲脒乙酸盐，以160℃对混合物进行8小时的加热。对所得到的反应混合物添加100mL的水并对混合物进行过滤。使用水对滤渣进行清洗，从而以86％的收率得到1.5g的目的物(褐色固体)。下述式(D-2)示出步骤2的合成方案。
[化学式46]
《步骤3:4,6-二氯[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶的合成》
将在步骤2中合成的1.5g的6-氯-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶-4(3H)-酮及15mL的磷酰氯倒入烧瓶中，在氮气流下以100℃加热混合物2小时。将所得到的反应混合物添加到100mL的冰水中以猝灭，还添加330mL的3M的氢氧化钠水溶液，并且搅拌1小时。对这混合物进行过滤，使用乙醇对滤渣进行清洗，从而以27％的收率得到0.45g的目的物(黄色固体)。下述式(D-3)示出步骤3的合成方案。
[化学式47]
《步骤4:4,6-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,6mDBtP2Bfpm)的合成》
将在步骤3中合成的0.45g的4,6-二氯[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、1.3g的3-(二苯并噻吩-4-基)苯基硼酸、2.6g的磷酸钾、20mL的diglyme及0.90g的叔丁醇倒入烧瓶中。对烧瓶内的气氛进行氮置换，对其添加8.4mg的醋酸钯及27mg的二(1-金刚烷基)-正丁基膦，在氮气流下以140℃加热混合物15小时。对所得到的反应混合物添加水。对混合物进行过滤，进行使用水的清洗及使用乙醇的清洗。对所得到的滤渣作为展开溶剂使用使甲苯和乙酸乙酯的比例逐渐变化的10:1的甲苯-乙酸乙酯混合溶剂通过硅胶柱层析法进行精炼。使所得到的溶液浓缩且干燥，然后使用甲苯及乙醇再结晶，从而得到0.59g的本发明的一个方式的4,6mDBtP2Bfpm(简称)(收率：45％，淡黄色固体)。然后，利用梯度升华方法对该0.59g的黄色固体进行升华精炼。在利用升华的精炼中，在压力为2.5Pa，氩气体流量为5mL/min的条件下，以310℃对固体进行加热。在利用升华的精炼之后，以81％的回收率得到0.48g的目的物的淡黄色固体。下述式(D-4)示出步骤4的合成方案。
[化学式48]
下面示出在步骤4中得到的淡黄色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。图80示出1H-NMR谱。由此可知得到4,6mDBtP2Bfpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.33-7.36(t,1H)、7.41-7.52(m,5H)、7.54-7.61(m,4H)、7.64-7.67(t,2H)、7.79(d,2H)、7.90(d,1H)、7.99(d,1H)、8.02(d,1H)、8.16-8.22(m,5H)、8.34(d,1H)、8.72(d,1H)、9.01(s,1H)、9.34(s,1H)。
实施例11
在实施例11中说明实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的8-(9H-咔唑-9-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8Cz-4mDBtPBfpm)(结构式(121))的合成方法。
<合成实例5>
《步骤1:8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶的合成》
在实施例11中，8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶与实施例1中的合成实例1的步骤1同样地合成。
《步骤2:8-(9H-咔唑-9-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8Cz-4mDBtPBfpm)的合成》
将1.7g的在步骤1中合成的8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、0.74g的9H-咔唑、0.85g的叔丁醇钠及40mL的均三甲苯倒入烧瓶中，对烧瓶内的气氛进行氮置换。然后，添加52mg的二-叔丁基(1-甲基-2，2-二苯基环丙基)膦(简称:cBRIDP)及13mg的氯化烯丙基钯(II)二聚物，且在氮气流下对混合物以160℃进行15小时的加热。对所得到的反应混合物进行过滤，且依次进行使用水的清洗及使用乙醇的清洗。通过硅胶柱层析法对所得到的滤渣进行精炼。使所得到的溶液浓缩并干燥，然后使用甲苯及乙醇再结晶，从而以62％的收率得到黄白色固体。然后，在压力为2.5Pa且氩气体流量为5mL/min的条件下，通过梯度升华方法以295℃对该1.4g的黄白色固体进行精炼。在利用升华的精炼之后，以87％的回收率得到1.2g的目的物的黄色固体。下述式(E-2)示出这步骤的合成方案。
[化学式49]
下面示出所得到的黄白色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。图81是1H-NMR谱。由此可知得到8Cz-4mDBtPBfpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.34-7.53(t,8H)、7.66-7.68(m,2H)、7.82-8.02(m,5H)、8.17(ds,2H)、8.26(ds,2H)、8.53(s,1H)、8.75(ds,1H)、9.07(s,1H)、9.36(s,1H)。
<8Cz-4mDBtPBfpm的特性>
图82示出甲苯溶液中的8Cz-4mDBtPBfpm的吸收光谱及发射光谱。
使用紫外可见分光光度计(V550型，由日本分光株式会社制造)测定吸收光谱。将8Cz-4mDBtPBfpm的甲苯溶液倒入石英皿中并测定甲苯溶液中的8Cz-4mDBtPBfpm的吸收光谱。从该吸收光谱减去使用石英皿来测定出的甲苯溶液的吸收光谱，并且在附图中示出其结果值。在测定发射光谱时，利用PL-EL测定装置(由日本滨松光子学株式会社制造)。甲苯溶液中的8Cz-4mDBtPBfpm的发射光谱将8Cz-4mDBtPBfpm的甲苯溶液放入石英皿中来进行测定。
甲苯溶液中的8Cz-4mDBtPBfpm的极大吸收波长为283nm、293nm、304nm、326nm、338nm及368nm附近，其极大发射波长为444nm(激发波长为328nm)。
实施例12
在实施例12中说明实施方式1所说明的苯并呋喃并嘧啶化合物的8-(二苯并噻吩-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8DBt-4mDBtPBfpm)(结构式(122))的合成方法。
<合成实例6>
《步骤1:8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶的合成》
在实施例12中，8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶与实施例1的合成实例1中的步骤1同样地合成。
《步骤2:8-(二苯并噻吩-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8DBt-4mDBtPBfpm)的合成》
将在步骤1中合成的2.0g的8-氯-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶、2.3g的4-二苯并噻吩硼酸、9.2g的磷酸钾、44mL的diglyme及3.2g的叔丁醇倒入烧瓶中。对烧瓶内的气氛进行氮置换，对其添加30mg的醋酸钯、95mg的二(1-金刚烷基)-正丁基膦，在氮气流下以160℃加热混合物19小时。对所得到的反应混合物添加水。对混合物进行过滤，进行使用水的清洗及使用乙醇的清洗。将所得到的滤渣溶解于500mL的甲苯，经过依次层叠硅藻土(日本和光纯药工业株式会社，目录号码：531-16855)、氧化铝、硅藻土的助滤剂过滤。使所得到的溶液浓缩并干燥，作为展开溶剂使用使甲苯和乙酸乙酯的比例逐渐变化的20:1的甲苯-乙酸乙酯混合溶剂通过硅胶柱层析法进行精炼。使所得到的溶液浓缩且干燥，然后使用甲苯再结晶，从而以21％的收率得到0.56g的黄白色固体。然后，在压力为4.4Pa且氩气体流量为15mL/min的条件下，利用梯度升华方法以315℃对该0.56g的黄白色固体进行精炼。在利用升华的精炼之后，以90％的回收率得到0.50g的目的物的黄色固体。下述式(F-2)示出这步骤的合成方案。
[化学式50]
下面示出所得到的黄色固体的利用核磁共振氢谱(1H-NMR)的分析结果。图83是1H-NMR谱。由此可知得到8DBt-4mDBtPBfpm。
1H-NMR.δ(TCE-d2):7.48-7.54(m,4H)、7.61-7.70(m,4H)、7.81-7.91(m,4H)、8.01(d,1H)、8.13(d,1H)、8.22-8.26(t,4H)、8.68(s,1H)、8.74(d,1H)、9.06(s,1H)、9.35(s,1H)。
＜8DBt-4mDBtPBfpm的特性>
图84示出甲苯溶液中的8DBt-4mDBtPBfpm的吸收光谱及发射光谱。
使用紫外可见分光光度计(V550型，由日本分光株式会社制造)测定吸收光谱。将8DBt-4mDBtPBfpm的甲苯溶液倒入石英皿中并测定甲苯溶液中的8DBt-4mDBtPBfpm的吸收光谱。从该吸收光谱减去使用石英皿来测定出的甲苯溶液的吸收光谱，并且在附图中示出其结果值。在测定发射光谱时，利用PL-EL测定装置(由日本滨松光子学株式会社制造)。甲苯溶液中的8DBt-4mDBtPBfpm的发射光谱将8DBt-4mDBtPBfpm的甲苯溶液放入石英皿中来进行测定。
甲苯溶液中的8DBt-4mDBtPBfpm的极大吸收波长为286nm、321nm及335nm附近，其极大发射波长为399nm(激发波长为328nm)。
实施例13
在实施例13中说明都包括本发明的一个方式的化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性。在本实施例中制造的发光元件的每一个的截面模式图与图41同样。表14示出元件结构的详细内容。此外，下面示出在此所使用的化合物的结构及简称。
[化学式51]
[表14]
<发光元件的制造>
《发光元件11的制造》
在衬底200上，作为电极101形成70nm厚的ITSO膜。将电极101的电极面积设定为4mm2(2mm×2mm)。
在电极101上，作为空穴注入层111，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积DBT3P-II和氧化钼，且重量比为DBT3P-II:氧化钼＝1:0.5。
在空穴注入层111上，作为空穴传输层112，通过蒸镀以20nm的厚度沉积3,3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称:PCCP)。
在空穴传输层112上，作为发光层160，通过共蒸镀沉积以20nm的厚度沉积8Cz-4mDBtPBfpm、PCCP和三(2-苯基吡啶-N,C2’)铱(III)(简称:Ir(ppy)3)，且重量比为8Cz-4mDBtPBfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后通过共蒸镀以20nm的厚度沉积8Cz-4mDBtPBfpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为8Cz-4mDBtPBfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。另外，在发光层160中，8Cz-4mDBtPBfpm及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。另外，8Cz-4mDBtPBfpm是具有噻吩骨架的取代基及具有咔唑骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118通过蒸镀依次沉积分别为15nm厚及10nm厚的8Cz-4mDBtPBfpm及BPhen。接着，在电子传输层118上，作为电子注入层119通过蒸镀沉积1nm厚的LiF。
在电子注入层119上，作为电极102沉积200nm厚的铝(Al)。
接着，在包含氮气氛的手套箱内，通过将衬底220固定于沉积有有机材料的衬底200并且将密封剂用于有机EL装置，对发光元件11进行密封。密封方法与用于发光元件1的密封方法同样。通过上述工序得到发光元件11。
《发光元件12的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序之外，发光元件12通过与发光元件11的工序同样的工序制造。
作为发光元件2的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积8DBt-4mDBtPBfpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为8DBt-4mDBtPBfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积8DBt-4mDBtPBfpm、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为8DBt-4mDBtPBfpm:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。注意，在发光层160中，8DBt-4mDBtPBfpm及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。注意，8DBt-4mDBtPBfpm是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的8DBt-4mDBtPBfpm及BPhen。
《发光元件13的制造》
除了发光层160及电子传输层118的形成工序之外，发光元件13通过与发光元件11的工序同样的工序制造。
作为发光元件13的发光层160，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6mDBTP2Pm-II、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.5:0.5:0.05，然后，通过共蒸镀以20nm的厚度沉积4,6mDBTP2Pm-II、PCCP和Ir(ppy)3，且重量比为4,6mDBTP2Pm-II:PCCP:Ir(ppy)3＝0.8:0.2:0.05。注意，在发光层160中，4,6mDBTP2Pm-II及PCCP是主体材料，而Ir(ppy)3是客体材料。另外，4,6mDBTP2Pm-II是两个都具有噻吩骨架的取代基键合到嘧啶骨架的化合物。
接着，在发光层160上，作为电子传输层118通过蒸镀依次沉积分别为20nm厚及10nm厚的4,6mDBTP2Pm-II及BPhen。
<发光元件的特性>
图85示出所制造的发光元件11至13的亮度-电流密度特性。图86示出亮度-电压特性。图87示出电流效率-亮度特性。图88示出外部量子效率-亮度特性。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
表15示出1000cd/m2附近的发光元件11至13的元件特性。注意，本实施例中的外部量子效率是从假定朗伯面分布的正面亮度计算出的外部量子效率和朗伯面比的乘积，其是考虑到全方位上的光通量的真正外部量子效率的估计值。
[表15]
图89示出以2.5mA/cm2的电流密度将电流供应到发光元件11至13时的电致发射光谱。
如图89所示，发光元件11至13发射来源于客体材料(Ir(ppy)3)的绿色光。
由图85至图89及表15可知，发光元件11至13具有高电流效率及高外部量子效率。
发光元件11及发光元件12以低驱动电压驱动，发光开始电压(亮度超过1cd/m2的电压)为2.3V。也就是说，将载流子传输性高的本发明的一个方式的化合物用作主体材料及电子传输材料的发光元件可以以低电压驱动。
接着，测定发光元件11至13的驱动寿命。图90示出驱动寿命测试的测定结果。另外，在驱动寿命测试中，将发光元件11至13的电流密度设定为50mA/cm2(初始亮度为24000cd/m2左右)，并以固定电流密度连续驱动发光元件11至13。
如图90所示，发光元件11及发光元件12的每一个具有比发光元件13长的驱动寿命，并且该驱动寿命作为将发射绿色光的磷光化合物用作发光材料的发光元件充分长。
由此，将一个具有咔唑骨格的取代基和一个具有噻吩骨格的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨格的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件及将两个都具有噻吩骨架的取代基键合到二苯并呋喃并嘧啶骨架的本发明的一个方式的化合物用作主体材料的发光元件具有长驱动寿命。
如上所述，可以将具有本发明的一个方式的化合物的发光元件适合用作将发射绿色光的磷光化合物用作客体材料的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供驱动寿命长的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供发光效率高的发光元件。通过使用本发明的一个方式的化合物，可以提供降低功耗的发光元件。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式所示的任何结构适当地组合。
符号说明
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；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：客体材料；122：主体材料；123B：发光层；123G：发光层；123R：发光层；130：发光层；131：客体材料；132：主体材料；133：主体材料；145：分隔壁；150：发光元件；160：发光层；170：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；260a：发光元件；260b：发光元件；262a：发光元件；262b：发光元件；300：有机半导体元件；301：源电极；301_1：布线；301_5：布线；301_6：布线；301_7：布线；302：漏电极；302_1：布线；302_2：布线；303：栅电极；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；330：活性层；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：密封材料；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：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：密封材料；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：周边部；1400：液滴喷射装置；1402：衬底；1403：液滴喷射手段；1404：摄像手段；1405：头；1406：空间；1407：控制手段；1408：存储媒体；1409：图像处理手段；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：防反射层；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：指向装置；7200：头戴显示器；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：键合部；7306：镜头；7400：取景器；7401：框体；7402：显示部；7403：按钮；7500：头戴显示器；7501：框体；7502：显示部；7503：操作按钮；7504：固定工具；7505：透镜；7510：头戴显示器；7701：框体；7702：框体；7703：显示部；7704：操作键；7705：镜头；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
本申请基于2015年12月25日提交到日本专利局的日本专利申请No.2015-254112，通过引用将其完整内容并入在此。
Claims (27)
1.一种化合物，包括：
作为苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶骨架和苯并噻吩并[3,2-d]嘧啶骨架中的一个的骨架；
第一取代基；以及
第二取代基，
其中，所述第一取代基包括二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架中的任一个，
所述第二取代基包括二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及咔唑骨架中的任一个，
所述第一取代基与所述骨架的嘧啶环通过取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基键合，
并且，所述第二取代基与所述骨架的苯环键合，
所述第一取代基与所述骨架的4位键合，
并且所述第二取代基与所述骨架的6位、7位、8位或9位键合。
2.根据权利要求1所述的化合物，
其中所述第二取代基与所述骨架的8位键合。
3.根据权利要求1所述的化合物，
其中所述第一取代基和所述第二取代基都包括呋喃骨架，所述第一取代基和所述第二取代基都包括噻吩骨架，或者所述第一取代基和所述第二取代基都包括吡咯骨架。
4.根据权利要求1所述的化合物，
其中所述第一取代基和所述第二取代基都包括二苯并呋喃骨架，所述第一取代基和所述第二取代基都包括二苯并噻吩骨架，或者所述第一取代基和所述第二取代基都包括咔唑骨架。
5.根据权利要求1所述的化合物，
其中所述第一取代基和所述第二取代基是相同的取代基。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中以通式（G0）表示所述化合物：
其中：
Q表示氧或硫，
A1及A2分别独立地表示取代或未取代的二苯并呋喃骨架、取代或未取代的二苯并噻吩骨架及取代或未取代的咔唑骨架中的任一个，
R1表示氢，R2至R4分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基及取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个，
a及β 分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，
m表示1至4的整数，
并且n表示0至4的整数。
7.根据权利要求6所述的化合物，其中以通式（G1）表示所述化合物：
8.根据权利要求6所述的化合物，
其中A1和A2都表示所述取代或未取代的二苯并呋喃骨架，A1和A2都表示所述取代或未取代的二苯并噻吩骨架，或者A1和A2都表示所述取代或未取代的咔唑骨架，
并且a和β 都表示亚苯基。
9.根据权利要求6所述的化合物，
其中A1和A2表示相同的基团 ，
a和β 表示相同的基团 ，
并且m和n相同。
10.根据权利要求6所述的化合物，
其中m和n都表示1。
11.根据权利要求1所述的化合物，其中以通式（G2）表示所述化合物：
其中：
Q表示氧或硫，
X及Z分别独立地表示氧、硫及N-R中的任一个，
R1表示氢，R2至R18及R分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基及取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个，
a及β 分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，
m表示1至4的整数，
并且n表示0至4的整数。
12.根据权利要求11所述的化合物，其中以通式（G3）表示所述化合物：
13.根据权利要求11所述的化合物，
其中X和Z都表示氧或者X和Z都表示硫，
并且a和β 都表示亚苯基。
14.根据权利要求11所述的化合物，
其中R5至R18都表示氢。
15.根据权利要求1所述的化合物，其中以通式（G4）表示所述化合物：
其中：
Q表示氧或硫，
R1表示氢，R2至R4及R19至R34分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基及取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基中的任一个，
a及β 分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的亚芳基，
m表示1至4的整数，
并且n表示0至4的整数。
16.根据权利要求15所述的化合物，
其中a和β 都表示亚苯基。
17.根据权利要求15所述的化合物，
其中R19至R34都表示氢。
18.根据权利要求11所述的化合物，
其中a和β 表示相同的基，
并且m和n相同。
19.根据权利要求11所述的化合物，
其中m和n都表示1。
20.根据权利要求6所述的化合物，
其中R1至R4都表示氢。
21.一种包括权利要求1所述的化合物的发光元件。
22.根据权利要求21所述的发光元件，还包括客体材料。
23.根据权利要求22所述的发光元件，
其中所述客体材料将三重激发能量转换成发光。
24.一种发光元件，包括：
客体材料；
第一有机化合物；以及
第二有机化合物，
其中，所述客体材料将三重激发能量转换成发光，
其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物是形成激基复合物的组合，并且
所述第一有机化合物是权利要求1所述的化合物。
25.一种显示装置，包括：
权利要求21所述的发光元件；以及
滤色片和晶体管中的一个。
26.一种电子设备，包括：
权利要求25所述的显示装置；以及
框体和触摸传感器中的一个。
27.一种照明装置，包括：
权利要求21所述的所述发光元件；以及
框体和触摸传感器中的一个。
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