CN108539032A - 发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够通过将发光元件的发光层中的单重激发态（S1）的生成几率设定为理论值（25％）以上而提高发光效率的发光元件。在发光元件的发光层中，由第一有机化合物和第二有机化合物形成激基复合物（exciplex），与形成激基复合物之前的各物质（第一有机化合物及第二有机化合物）相比，形成的激基复合物的S1能级和T1能级非常接近。由此，激基复合物的T1中的能量的一部分易于迁移到S1。因此，特征在于，得到高于理论上的生成几率（25％）的生成几率，而可以提高利用来自S1的能量的发光元件的发光效率。

Description

发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置
本申请是原案申请日为2013年8月2日、申请号为201310333108.8、发明名称为“发光元件、发光装置、电子设备以及照明装置”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的一实施方式涉及一种通过施加电场来得到发光的有机化合物被夹在一对电极之间的发光元件。另外，本发明的一实施方式还涉及一种具有这种发光元件的发光装置、电子设备及照明装置。
背景技术
具有薄型轻量、高速响应性及直流低电压驱动等的特征的有机化合物用作发光体的发光元件被期待应用于下一代平板显示器。尤其是，将发光元件配置为矩阵状的显示装置与现有的液晶显示装置相比具有视角宽且可见度优异的优点。
发光元件的发光机理是如下：通过在一对电极之间夹着包含发光物质的EL层并对该一对电极之间施加电压，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在EL层的发光中心复合而形成分子激子，当该分子激子返回到基态时释放出能量而发光。作为将有机化合物用于发光物质时的激发态的种类，可以举出单重激发态和三重激发态，其中来自单重激发态（S1）的发光和来自三重激发态（T1）的发光分别被称为荧光和磷光。在发光元件中，单重激发态和三重激发态的统计学上的生成比率被认为是S1：T1=1：3。
因此，为了提高元件特性，已在进行通过对上述发光元件添加新的掺杂剂而得到不仅利用荧光发光而且还利用磷光发光的元件结构等的研究开发（例如，参照专利文献1）。
[专利文献]
[专利文献1] 日本专利申请公开2010-182699号公报。
发明内容
与如上所述那样通过对上述发光元件添加新的掺杂剂而得到磷光发光以提高发光元件的发光效率的方法不同，本发明的一实施方式提供一种能够通过使发光元件的发光层中的单重激发态（S1）的生成几率为理论值（25％）以上而提高发光效率的发光元件。另外，本发明的一实施方式还提供一种长寿命发光元件。
本发明的一实施方式具有如下结构：在发光元件的发光层中，由第一有机化合物和第二有机化合物形成激基复合物（exciplex），与形成激基复合物之前的各物质（第一有机化合物和第二有机化合物）中的S1能级与T1能级之间的差异相比，形成的激基复合物的S1能级和T1能级非常接近。再者，因为激基复合物的T1的激发寿命长，所以激基复合物的T1中的能量的一部分不伴随热失活而易于迁移到S1。就是说，即使载流子刚复合之后的S1的理论上的生成几率为25％，也经上述步骤而最终生成更多的S1。因此，本发明的一实施方式的特征在于提高利用来自S1的发光的发光元件的发光效率。
本发明的一实施方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的层，该层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有对苯二胺骨架的第二有机化合物，其中具有电子传输性的第一有机化合物和具有对苯二胺骨架的第二有机化合物的组合为形成激基复合物的组合。
本发明的一实施方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的层，该层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架的第二有机化合物，其中具有电子传输性的第一有机化合物和具有4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架的第二有机化合物的组合为形成激基复合物的组合。
本发明的一实施方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的层，该层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的第二有机化合物，其中具有电子传输性的第一有机化合物和具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的第二有机化合物的组合为形成激基复合物的组合。
本发明的一实施方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的层，该层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物，其中具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物的组合为形成激基复合物的组合。
其中，R1至R10各自独立表示氢、碳数为1至4的烷基、苯基以及联苯基中的任何一种，而R21至R24各自独立表示氢和碳数为1至4的烷基中的任何一种。Ar1和Ar2各自独立表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基以及咔唑基中的任何一种，在该Ar1和该Ar2具有取代基的情况下，该取代基各自独立表示碳数为1至4的烷基、苯基、联苯基、碳数为18至30的9-芳基咔唑基以及碳数为12至60的二芳基胺基中的任何一种。另外，R1和R24、R5和R6、R10和R21、R22和Ar1以及Ar2和R23中的任何一种或多种也可以形成单键。
本发明的一实施方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的层，该层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G2)表示的骨架的第二有机化合物，其中具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G2)表示的骨架的第二有机化合物的组合为形成激基复合物的组合。
其中，R1至R9各自独立表示氢、碳数为1至4的烷基、苯基以及联苯基中的任何一种，而R22至R24各自独立表示氢和碳数为1至4的烷基中的任何一种。Ar1和Ar2各自独立表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基以及咔唑基中的任何一种，在该Ar1和该Ar2具有取代基的情况下，该取代基各自独立表示碳数为1至4的烷基、苯基、联苯基、碳数为18至30的9-芳基咔唑基以及碳数为12至60的二芳基胺基中的任何一种。另外，R1和R24、R5和R6、R22和Ar1以及Ar2和R23中的任何一种或多种也可以形成单键。
在上述各结构中，由具有电子传输性的第一有机化合物和具有对苯二胺骨架、4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架、9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架、由以上通式(G1)表示的骨架以及由以上通式(G2)表示的骨架中的任一种的第二有机化合物形成的激基复合物的单重激发态（S1）的生成几率为理论值（25％）以上。
因此，本发明的一实施方式的发光元件能够通过在一对电极之间的发光层中形成激基复合物而实现发光效率高的发光元件。
如上所述，在发光层中形成的激基复合物的S1能级与T1能级非常接近。因此，在对发光层新添加将三重态激发能转换成发光的发光物质的情况下，激基复合物的发射光谱与将三重态激发能转换成发光的发光物质的吸收光谱在更大部分中重叠，从而可以提高从激基复合物的T1到将三重态激发能转换成发光的发光物质的能量转移效率，来可以实现发光效率高的发光元件。
在上述结构中，具有电子传输性的第一有机化合物主要是电子迁移率为10-6cm2／Vs以上的电子传输材料，具体而言，是缺π电子杂环芳香化合物。
本发明的一实施方式不仅包括具有发光元件的发光装置，而且还包括具有发光装置的电子设备及照明装置。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）。另外，发光装置还包括如下模块：在发光装置中安装有连接器诸如FPC（Flexibleprinted circuit：柔性印刷电路）或TCP（Tape Carrier Package：载带封装）的模块；在TCP端部中设置有印刷线路板的模块；或者IC（集成电路）通过COG（Chip On Glass：玻璃上芯片）方式直接安装在发光元件上的模块。
在本发明的一实施方式中，因为在发光元件的发光层中可以形成激基复合物（exciplex），该激基复合物的S1的生成几率为理论值（25％）以上，所以可以实现发光效率高的发光元件。
附图说明
图1是说明本发明的一实施方式的概念的图；
图2是说明发光元件的结构的图；
图3是说明发光元件的结构的图；
图4A和4B是说明发光元件的结构的图；
图5A和5B是说明发光装置的图；
图6A至图6D是说明电子设备的图；
图7A至图7C是说明电子设备的图；
图8是说明照明装置的图；
图9是说明发光元件的结构的图；
图10是示出发光元件1及发光元件2的亮度-电压特性的图；
图11是示出发光元件1及发光元件2的亮度-外部量子效率特性的图；
图12是示出发光元件1及发光元件2的发射光谱的图；
图13是示出发光元件3及发光元件4的亮度-电压特性的图；
图14是示出发光元件3及发光元件4的亮度-外部量子效率特性的图；
图15是示出发光元件3及发光元件4的发射光谱的图；
图16是示出发光元件5及发光元件6的亮度-电压特性的图；
图17是示出发光元件5及发光元件6的亮度-外部量子效率特性的图；
图18是示出发光元件5及发光元件6的发射光谱的图；
图19是示出发光元件6的可靠性的图；
图20是示出发光元件7、发光元件8以及发光元件9的亮度-电压特性的图；
图21是示出发光元件7、发光元件8以及发光元件9的亮度-外部量子效率特性的图；
图22是示出发光元件7、发光元件8以及发光元件9的发射光谱的图。
具体实施方式
下面，参照附图详细地说明本发明的实施方式。但是，本发明不局限于以下说明的内容，其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面所示的实施方式所记载的内容中。
实施方式1
在本实施方式中，对构成本发明的一实施方式的利用激基复合物（exciplex）的发光元件时的概念及发光元件的具体结构进行说明。
本发明的一实施方式的发光元件在一对电极之间夹有发光层，该发光层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有对苯二胺骨架的第二有机化合物。
此时，具有电子传输性的第一有机化合物和具有对苯二胺骨架的第二有机化合物的组合为在激发状态下形成激基复合物的组合。
另外，本发明的一实施方式的发光元件在一对电极之间夹有发光层，该发光层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架的第二有机化合物。
此时，具有电子传输性的第一有机化合物和具有4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架的第二有机化合物的组合为在激发状态下形成激基复合物的组合。
另外，本发明的一实施方式的发光元件在一对电极之间夹有发光层，该发光层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的第二有机化合物。
此时，具有电子传输性的第一有机化合物和具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的第二有机化合物的组合为在激发状态下形成激基复合物的组合。注意，在本实施方式中的发光元件的元件结构中，因为使用具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的材料作为第二有机化合物的结构得到最高外部量子效率，所以更优选使用该材料。
另外，本发明的一实施方式的发光元件在一对电极之间夹有发光层，该发光层包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物。
此时，包含在发光层中的具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以下通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物的组合为在激发状态下形成激基复合物的组合。
其中，R1至R10各自独立表示氢、碳数为1至4的烷基、苯基以及联苯基中的任何一种，而R21至R24各自独立表示氢和碳数为1至4的烷基中的任何一种。Ar1和Ar2各自独立表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基以及咔唑基中的任何一种，在该Ar1和该Ar2具有取代基的情况下，该取代基各自独立表示碳数为1至4的烷基、苯基、联苯基、碳数为18至30的9-芳基咔唑基以及碳数为12至60的二芳基胺基中的任何一种。另外，R1和R24、R5和R6、R10和R21、R22和Ar1以及Ar2和R23中的任何一种或多种也可以形成单键。
这里，说明本发明的一实施方式中的激基复合物的形成过程。作为形成过程，可以举出以下两个过程。
第一形成过程是：具有电子传输性的第一有机化合物（例如，主体材料）和具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物由具有载流子的状态（阳离子或阴离子）形成激基复合物的形成过程。在经过该形成过程的情况下，可以抑制来自第一有机化合物及第二有机化合物的单重态激子的形成，从而可以实现使用寿命长的发光元件。
第二形成过程是：在具有电子传输性的第一有机化合物（例如，主体材料）和具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物中的一方形成单重态激子之后，其与处于基态的另一方相互作用而形成激基复合物的单元过程。在此情况下，暂时生成第一有机化合物或第二有机化合物的单重激发态，但是由于该单重激发态迅速地变换为激基复合物，所以在此情况下也可以抑制单重激发态能的失活或来自单重激发态的反应等，而可以实现使用寿命长的发光元件。
注意，本发明的发光元件还包括经上述两种形成过程的任一种而形成的激基复合物。
接着，图1示出经上述形成过程而形成的激基复合物的能级的形成以至于发光的过程。就是说，如图1所示，至于在发光元件的发光层中形成的激基复合物10，与形成激基复合物之前的各物质（第一有机化合物和第二有机化合物）中的S1能级与T1能级之间的差异相比，激基复合物的S1能级和T1能级非常接近。因此，激基复合物10的T1的能量的一部分易于以热能量转移到S1。再者，因为激基复合物10的T1的激发寿命长，所以激基复合物10的T1中的能量的一部分不伴随热失活而易于迁移到S1。因此，即使载流子刚复合之后的S1的理论上的生成几率为25％，也经上述步骤而最终生成更多的S1。另外，如上所述那样进行了从T1到S1的逆系间跨越的激子也有助于来自于激基复合物10的S1的发光，从而可以得到理论上的外部量子效率5％（S1的生成几率（25％）×光取出效率（20％））以上的外部量子效率。换言之，也可以超过使用荧光材料的元件中的内部量子效率的理论界限的25％。
接着，参照图2说明本发明的一实施方式的发光元件的元件结构。
如图2所示，本发明的一实施方式的发光元件在一对电极（阳极101和阴极102）之间夹有包含第一有机化合物及第二有机化合物的发光层104。发光层104为构成接触于一对电极的EL层103的功能层的一部分。在EL层103中，除了发光层104以外，还可以适当地选择空穴注入层、空穴传输层、电子传输层以及电子注入层等来将它们形成在所希望的位置。注意，发光层104包含具有电子传输性的第一有机化合物105和具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物106。
作为具有电子传输性的第一有机化合物105，主要可以使用其电子迁移率为10- 6cm2／Vs以上的电子传输材料，具体而言，优选使用缺π电子杂环芳香化合物诸如含氮杂环芳香化合物，例如可以举出：具有多唑骨架的杂环化合物如2-（4-联苯基）-5-（4-叔丁基苯基）-1,3,4-噁二唑（简称：PBD）、3-（4-联苯基）-4-苯基-5-（4-叔丁基苯基）-1,2,4-三唑（简称：TAZ）、1,3-双[5-（对叔丁基苯基）-1,3,4-噁二唑-2-基]苯（简称：OXD-7）、9-[4-（5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基）-苯基]-9H-咔唑（简称：CO11）、2,2',2''-（1,3,5-苯三基）三（1-苯基-1H-苯并咪唑）（简称：TPBI）以及2-[3-（二苯并噻吩-4-基）苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑（简称：mDBTBIm-Ⅱ）等；具有喹喔啉骨架或二苯并喹喔啉骨架的杂环化合物如2-[3-（二苯并噻吩-4-基）苯基]二苯并[f，h]喹喔啉（简称：2mDBTPDBq-Ⅱ）、7-[3-（二苯并噻吩-4-基）苯基]二苯并[f，h]喹喔啉（简称：7mDBTPDBq-Ⅱ）和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’-（二苯并噻吩-4-基）联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉（简称：2mDBTBPDBq-Ⅱ）以及2-[3'-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)等；具有二嗪骨架（嘧啶骨架或吡嗪骨架）的杂环化合物如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）以及4,6-双[3-（9H-咔唑-9-基）苯基]嘧啶（简称：4,6mCzP2Pm）等；以及具有吡啶骨架的杂环化合物如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）以及3,3',5,5'-四[(间-吡啶基)-3-苯基]联苯基（简称：BP4mPy）等。尤其是，具有喹喔啉骨架或二苯并喹喔啉骨架的杂环化合物、具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物的可靠性高，所以是优选的。除了上述以外，还可以举出：三芳基氧化膦如苯基-二（1-芘基）氧化膦（简称：POPy2）、螺环-9，9’-二芴-2-基-二苯基氧化膦（简称：SPPO1）、2，8-双（二苯基磷酰基）二苯并[b,d]噻吩（简称：PPT）、3-（二苯基磷酰基）-9-[4-（二苯基磷酰基）苯基]-9H-咔唑（简称：PPO21）等；以及三芳基硼烷如三[2，4，6-三甲基-3-（3-吡啶基）苯基]硼烷（简称：3TPYMB）等。
另外，作为具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物106，具有由以下通式(G2)表示的骨架的有机化合物是特别优选的。具有由以下通式(G2)表示的骨架的有机化合物因具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架而在用于第二有机化合物时得到特别高的外部量子效率。就是说，该骨架即使在具有由通式(G1)表示的骨架的有机化合物中也是有特征的。
其中，R1至R9各自独立表示氢、碳数为1至4的烷基、苯基以及联苯基中的任何一种，而R22至R24各自独立表示氢和碳数为1至4的烷基中的任何一种。Ar1和Ar2各自独立表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基以及咔唑基中的任何一种，在该Ar1和该Ar2具有取代基的情况下，该取代基各自独立表示碳数为1至4的烷基、苯基、联苯基、碳数为18至30的9-芳基咔唑基以及碳数为12至60的二芳基胺基中的任何一种。另外，R1和R24、R5和R6、R22和Ar1以及Ar2和R23中的任何一种或多种也可以形成单键。
作为由通式(G2)表示的物质的具体例子，可以使用2-[N-（9-苯基咔唑-3-基）-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴（简称：PCASF）（结构式100）、N,N'-双（9-苯基-9H-咔唑-3-基）-N,N'-二苯基-螺-9,9'-联芴-2,7-二胺（简称：PCA2SF）（结构式101）等。
以下，除了上述PCASF（简称）及PCA2SF（简称）以外，还示出由上述通式（G1）及上述通式（G2）表示的物质的具体例子。
上述具有电子传输性的第一有机化合物105及具有由通式（G1）表示的骨架的第二有机化合物不局限于上述物质，只要是能够形成激基复合物且激基复合物的T1中的能量的一部分容易迁移到S1的组合，即可。
在本实施方式中，因为在发光元件的发光层中可以形成激基复合物（exciplex），该激基复合物的S1的生成几率为理论值（25％）以上，所以可以实现发光效率高的发光元件。
实施方式2
在本实施方式中，参照图3对本发明的一实施方式的发光元件的一个例子进行说明。
在本实施方式所示的发光元件中，如图3所示，在一对电极（第一电极（阳极）201和第二电极（阴极）202）之间夹着包括发光层206的EL层203，EL层203除了具有发光层206之外，还包括空穴注入层204、空穴传输层205、电子传输层207、电子注入层208等。
与在实施方式1中描述的发光元件同样，发光层206包含具有电子传输性的第一有机化合物和具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物。具有电子传输性的第一有机化合物及具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物可以使用与实施方式1相同的物质，所以省略其说明。
其中，R1至R10各自独立表示氢、碳数为1至4的烷基、苯基以及联苯基中的任何一种，而R21至R24各自独立表示氢和碳数为1至4的烷基中的任何一种。Ar1和Ar2各自独立表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基以及咔唑基中的任何一种，在该Ar1和该Ar2具有取代基的情况下，该取代基各自独立表示碳数为1至4的烷基、苯基、联苯基、碳数为18至30的9-芳基咔唑基以及碳数为12至60的二芳基胺基中的任何一种。另外，R1和R24、R5和R6、R10和R21、R22和Ar1以及Ar2和R23中的任何一种或多种也可以形成单键。
发光层206还可以采用如下结构：除了包含形成激基复合物的第一有机化合物及第二有机化合物以外，还包含能够将来自形成在发光层206中的激基复合物的T1的能量转换成发光的发光物质（将三重态激发能转换成发光的发光物质）。
本发明的一实施方式的激基复合物的特征在于：S1能级和T1能级的能量差非常小。因此，通过增大在发光层206中形成的激基复合物的发射光谱与将三重态激发能转换成发光的发光物质的吸收光谱重叠的部分，除了在激基复合物中产生的T1以外还可以将S1的能量高效地迁移到将三重态激发能转换成发光的发光物质。其结果，可以大幅度提高发光元件的发光效率。在采用该结构的情况下，通过将激基复合物的发射峰波长与将三重态激发能转换成发光的发光物质的发射峰波长的差值设定为0.1eV以内的范围，可以在实现高发光效率的同时实现比现有发光元件低的发光开始电压。该结构的特征在于：即使激基复合物的峰波长与将三重态激发能转换成发光的发光物质的发射峰波长相等或者比将三重态激发能转换成发光的发光物质的发射峰波长更长，也可以实现低电压化而不损失效率。
作为将三重激发态能转换为发光的发光物质，优选使用磷光化合物（有机金属络合物等）、热活化延迟荧光（TADF）材料等。
另外，作为上述有机金属络合物，例如可以举出：双[2-（4'，6'-二氟苯基）吡啶-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-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-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-N，C2']乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：FIracac）、三（2-苯基吡啶）铱（Ⅲ）（简称：Ir（ppy）3）、双（2-苯基吡啶）乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（ppy）2（acac））、双（苯并[h]喹啉）乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（bzq）2（acac））、双（2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2'）乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（dpo）2（acac））、双｛2-[4'-（全氟苯基）苯基]吡啶-N，C2'｝乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（p-PF-ph）2（acac））、双（2-苯基苯并噻唑-N，C2'）乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（bt）2（acac））、双[2-（2'-苯并[4，5-α]噻吩基）吡啶-N，C3']乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（btp）2（acac））、双（1-苯基异喹啉-N，C2'）乙酰丙酮铱（Ⅲ）（简称：Ir（piq）2（acac））、（乙酰基丙酮）双[2，3-双（4-氟苯基）喹喔啉]铱（Ⅲ）（简称：Ir（Fdpq）2（acac））、（乙酰丙酮）双（2，3，5-三苯基吡嗪根）合铱（Ⅲ）（简称：Ir（tppr）2（acac））、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉合铂（Ⅱ）（简称：PtOEP）、三（乙酰丙酮）（一菲咯啉）铽（Ⅲ）（简称：Tb（acac）3（Phen））、三（1，3-二苯基-1，3-丙二酮）（一菲咯啉）铕（Ⅲ）（简称：Eu（DBM）3（Phen））、三[1-（2-噻吩甲酰基）-3，3，3-三氟丙酮]（一菲咯啉）铕（Ⅲ）（简称：Eu（TTA）3（Phen））等。
下面，对制造本实施方式所示的发光元件时的具体例子进行说明。
作为第一电极（阳极）201及第二电极（阴极）202，可以使用金属、合金、导电化合物及它们的混合物。具体而言，除了氧化铟-氧化锡（ITO：Indium Tin Oxide）、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌（Indium Zinc Oxide）、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟、金（Au）、铂（Pt）、镍（Ni）、钨（W）、铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）、钴（Co）、铜（Cu）、钯（Pd）、钛（Ti）之外，还可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素，即碱金属诸如锂（Li）和铯（Cs）等、碱土金属诸如镁（Mg）、钙（Ca）和锶（Sr）等、包含它们的合金（MgAg、AlLi）、稀土金属诸如铕（Eu）和镱（Yb）等、包含它们的合金及石墨烯等。另外，第一电极（阳极）201及第二电极（阴极）202可以通过溅射法或蒸镀法（包括真空蒸镀法）等来形成。
作为用于空穴注入层204及空穴传输层205的空穴传输性高的物质，例如可以举出4，4’-双[N-（1-萘基）-N-苯胺]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，N-二苯胺）三苯胺（简称：TDATA）、4，4’，4’’-三[N-（3-甲基苯基）-N-苯胺]三苯胺（简称：MTDATA）、4，4’-双[N-（螺-9，9’-二芴-2-基）-N-苯胺]联苯（简称：BSPB）等芳香胺化合物；3-[N-（9-苯基咔唑-3-基）-N-苯胺]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCA1）、3，6-双[N-（9-苯基咔唑-3-基）-N-苯胺]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCA2）、3-[N-（1-萘基）-N-（9-苯基咔唑-3-基）氨基]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCN1）等。除上述以外，还可以使用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）等的咔唑衍生物等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为10- 6cm2／Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性比电子传输性高的物质，就可以使用上述物质之外的物质。
再者，还可以使用聚（N-乙烯咔唑）（简称：PVK）、聚（4-乙烯三苯胺）（简称：PVTPA）、聚[N-（4-｛N’-[4-（4-二苯胺）苯基]苯基-N’-苯胺基｝苯基）甲基丙烯酰胺]（简称：PTPDMA）、聚[N，N’-双（4-丁基苯基）-N，N’-双（苯基）联苯胺]（简称：Poly-TPD）等高分子化合物。
另外，作为能够用于空穴注入层204的受体物质，可以举出过渡金属氧化物或属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，氧化钼是特别优选的。
如上所述，发光层206包含具有电子传输性的第一有机化合物209和具有由以上通式(G1)表示的骨架的第二有机化合物210（还可以包含将三重态激发能转换成发光的发光物质）。
作为接触于发光层206的空穴传输层205，优选使用与第二有机化合物同样的化合物，即具有对苯二胺骨架的有机化合物、具有4-（9H-咔唑-9-基）苯胺骨架的有机化合物以及具有9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架的有机化合物中的任何一种。更具体地说，优选使用由上述通式（G1）或（G2）表示的有机化合物。通过采用该结构，可以降低空穴传输层205与发光层206之间的空穴注入势垒，从而不仅可以提高发光效率，而且还可以降低驱动电压。就是说，得到即使在高亮度下也很少发生由电压损失导致的发光效率下降的发光元件。从空穴注入势垒的观点来看，特别优选采用空穴传输层205包含与第二有机化合物相同的有机化合物的结构。
电子传输层207是包含电子传输性高的物质的层。作为电子传输层207，可以使用金属络合物诸如Alq3、三（4-甲基-8-羟基喹啉）合铝（简称：Almq3）、双（10-羟基苯并[h]-喹啉）合铍（简称：BeBq2）、BAlq、Zn（BOX）2或双[2-（2-羟基苯基）-苯并噻唑]锌（简称：Zn（BTZ）2）等。此外，也可以使用杂环芳香化合物诸如2-（4-联苯基）-5-（4-叔丁基苯基）-1，3，4-噁二唑（简称：PBD）、1，3-双[5-（对叔丁基苯基）-1，3，4-噁二唑-2-基]苯（简称：OXD-7）、3-（4-叔丁基苯基）-4-苯基-5-（4-联苯基）-1，2，4-三唑（简称：TAZ）、3-（4-叔丁基苯基）-4-（4-乙基苯基）-5-（4-联苯基）-1，2，4-三唑（简称：p-EtTAZ）、红菲咯啉（简称：BPhen）、浴铜灵（简称：BCP）、4，4’-双（5-甲基苯并噁唑-2-基）茋（简称：BzOs）等。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10-6cm2／Vs以上的物质。另外，只要是电子传输性比空穴传输性高的物质，就可以将上述物质之外的物质用作电子传输层207。
另外，作为电子传输层207，不仅可采用单层，而且可以采用由上述物质构成的层的两层以上的叠层。
电子注入层208是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入层208，可以使用氟化锂（LiF）、氟化铯（CsF）、氟化钙（CaF2）及锂氧化物（LiOx）等碱金属、碱土金属或它们的化合物。此外，可以使用氟化铒（ErF3）等稀土金属化合物。另外，也可以使用上述构成电子传输层207的物质。
或者，也可以将有机化合物与电子给体（供体）混合而成的复合材料用于电子注入层208。这种复合材料的电子注入性及电子传输性高，因为电子给体使得电子产生在有机化合物中。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207的物质（金属络合物和杂环芳香化合物等）。作为电子给体，只要使用对有机化合物呈现电子给体性的物质，即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、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，例如可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，可以使用氧化镁等路易斯碱。或者，也可以使用四硫富瓦烯（简称：TTF）等有机化合物。
另外，上述空穴注入层204、空穴传输层205、发光层206、电子传输层207、电子注入层208分别可以通过蒸镀法（包括真空蒸镀法）、喷墨法、涂敷法等的方法形成。
在上述发光元件的发光层206中得到的发光穿过第一电极201和第二电极202中的任一方或双方取出到外部。因此，本实施方式中的第一电极201和第二电极202中的任一方或双方为具有透光性的电极。
在本实施方式中，因为在发光元件的发光层中可以形成激基复合物（exciplex），该激基复合物的S1的生成几率为理论值（25％）以上，所以可以实现发光效率高的发光元件。
另外，本实施方式所示的发光元件是本发明的一实施方式，尤其是其特征在于发光层的结构。因此，通过应用本实施方式所示的结构，可以制造被动矩阵型发光装置和主动矩阵型发光装置等，上述发光装置都包括在本发明中。
另外，在主动矩阵型发光装置的情况下，对TFT的结构没有特别的限制。例如，可以适当地使用交错型TFT或反交错型TFT。此外，形成在TFT衬底上的驱动电路可以由N型TFT和P型TFT中的一方或双方形成。并且，对用于TFT的半导体膜的结晶性也没有特别的限制。例如，可以使用非晶半导体膜、结晶半导体膜和氧化物半导体膜等。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中，作为本发明的一实施方式，对隔着电荷产生层具有多个EL层的结构的发光元件（以下，称为串联型发光元件）进行说明。
本实施方式所示的发光元件是如图4A所示那样的在一对电极（第一电极301与第二电极304）之间具有多个EL层（第一EL层302（1）和第二EL层302（2））的串联型发光元件。
在本实施方式中，第一电极301是用作阳极的电极，第二电极304是用作阴极的电极。另外，作为第一电极301及第二电极304，可以采用与实施方式1相同的结构。此外，多个EL层（第一EL层302（1）和第二EL层302（2））中的任一方或全部可以具有与实施方式1或实施方式2所示的EL层相同的结构。换言之，第一EL层302（1）和第二EL层302（2）既可以具有相同结构，又可以具有不同的结构，作为其结构，可以应用与实施方式1或实施方式2相同的结构。
另外，在多个EL层（第一EL层302（1）和第二EL层302（2））之间设置有电荷产生层305。电荷产生层305具有如下功能：当对第一电极301与第二电极304之间施加电压时，将电子注入到一方的EL层中，且将空穴注入到另一方的EL层中。在本实施方式中，当以第一电极301的电位高于第二电极304的电位的方式施加电压时，电子从电荷产生层305被注入到第一EL层302（1）中，且空穴被注入到第二EL层302（2）中。
另外，从光提取效率的观点来看，电荷产生层305优选具有透射可见光的性质（具体而言，电荷产生层305所具有的可见光的透射率为40％以上）。另外，电荷产生层305即使在其电导率小于第一电极301或第二电极304时也发挥作用。
电荷产生层305既可以具有对空穴传输性高的有机化合物添加了电子受体（受体）的结构，又可以具有对电子传输性高的有机化合物添加了电子给体（供体）的结构。或者，也可以层叠有这两种结构。
在采用对空穴传输性高的有机化合物添加了电子受体的结构的情况下，作为空穴传输性高的有机化合物，例如可以使用芳族胺化合物诸如NPB、TPD、TDATA、MTDATA或4，4’-双[N-（螺-9，9’-联芴-2-基）-N-苯基氨基]联苯（简称：BSPB）等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性比电子传输性高的有机化合物，就可以使用上述物质之外的物质。
另外，作为电子受体，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟喹啉并二甲烷（简称：F4-TCNQ）、氯醌等卤素化合物、吡嗪并[2，3-f][1,10]菲咯啉-2,3-二甲腈（简称：PPDN）、二吡嗪并[2，3-f：2’，3’-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六甲腈（简称：HAT-CN）等氰基化合物等。另外，还可以举出过渡金属氧化物。另外，可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰和氧化铼，这是因为它们具有高电子接受性。尤其，优选使用氧化钼，因为氧化钼在大气中稳定、其吸湿性低，并且容易进行处理。
另一方面，在采用对电子传输性高的有机化合物添加了电子给体的结构的情况下，作为电子传输性高的有机化合物，例如可以使用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物等诸如Alq、Almq3、BeBq2或BAlq等。此外，除此之外，还可以使用具有噁唑基配体或噻唑基配体的金属络合物等诸如Zn（BOX）2或Zn（BTZ）2等。再者，除了金属络合物之外，还可以使用PBD、OXD-7、TAZ、BPhen、BCP等。在此所述的物质主要是电子迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。另外，只要是电子传输性比空穴传输性高的有机化合物，就可以使用上述物质之外的物质。
另外，作为电子给体，可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属、属于元素周期表中第13族的金属及它们的氧化物和碳酸盐。具体而言，优选使用锂（Li）、铯（Cs）、镁（Mg）、钙（Ca）、镱（Yb）、铟（In）、氧化锂、碳酸铯等。此外，也可以将如四硫萘并萘（tetrathianaphthacene）的有机化合物用作电子给体。
另外，通过使用上述材料形成电荷产生层305，可以抑制层叠EL层造成的驱动电压的增大。
虽然在本实施方式中，对具有两个EL层的发光元件进行说明，但是，如图4B所示那样，可以同样地应用于层叠n个（注意，n是3以上）EL层的发光元件。如根据本实施方式的发光元件那样，当在一对电极之间具有多个EL层时，通过将电荷产生层设置在EL层与EL层之间，可以在保持低电流密度的同时实现高亮度区域中的发光。因为可以保持低电流密度，所以可以实现长寿命元件。另外，当作为应用例子采用照明时，因为可以减少由于电极材料的电阻导致的电压下降，所以可以实现大面积的均匀发光。此外，可以实现能够进行低电压驱动且耗电量低的发光装置。
此外，通过使各EL层发射互不相同颜色的光，可以使发光元件整体发射所需颜色的光。例如，在具有两个EL层的发光元件中，使第一EL层的发光颜色和第二EL层的发光颜色处于补色关系，因此作为整体发光元件可以得到发射白色发光的发光元件。注意，词语“补色关系”表示当颜色混合时得到非彩色的颜色关系。也就是说，通过将从发射具有补色关系的颜色的光的物质得到的光混合，可以得到白色发光。
另外，具有三个EL层的发光元件的情况也与此同样，例如，当第一EL层的发光颜色是红色，第二EL层的发光颜色是绿色，第三EL层的发光颜色是蓝色时，发光元件作为整体可以得到白色发光。
再者，除了本实施方式所示的EL层隔着电荷产生层层叠的结构以外，还可以采用通过将电极（第一电极301及第二电极304）之间的距离设定为所希望的距离而利用光的共振效应的光学微共振器（micro optical resonator）（微腔）结构。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式4
在本实施方式中，对具有本发明的一实施方式的发光元件的发光装置进行说明。
此外，可以将其他实施方式所说明的发光元件用作发光元件。另外，发光装置既可以是被动矩阵型发光装置，又可以是主动矩阵型发光装置。在本实施方式中，参照图5A和图5B对主动矩阵型发光装置进行说明。
另外，图5A是示出发光装置的俯视图，图5B是沿图5A中的虚线A-A’切割的截面图。根据本实施方式的主动矩阵型发光装置具有设置在元件衬底501上的像素部502、驱动电路部（源极线驱动电路）503以及驱动电路部（栅极线驱动电路）504a及504b。将像素部502、驱动电路部503及驱动电路部504a及504b由密封剂505密封在元件衬底501与密封衬底506之间。
此外，在元件衬底501上设置用来连接对驱动电路部503及驱动电路部504a及504b传达来自外部的信号（例如，视频信号、时钟信号、起始信号或复位信号等）或电位的外部输入端子的引导布线507。在此，示出作为外部输入端子设置FPC（柔性印刷电路）508的例子。另外，虽然在此只图示FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板（PWB）。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，而且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
接着，参照图5B说明截面结构。在元件衬底501上形成有驱动电路部及像素部，但是在此示出源极线驱动电路的驱动电路部503及像素部502。
驱动电路部503示出形成有组合n沟道型TFT509和p沟道型TFT510的CMOS电路的例子。另外，形成驱动电路部的电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，在本实施方式中，虽然示出将驱动电路形成在衬底上的驱动器一体型，但是不一定必需要如此，也可以将驱动电路形成在外部而不形成在衬底上。
此外，像素部502由包括开关用TFT511、电流控制用TFT512及与电流控制用TFT512的布线（源电极或漏电极）电连接的第一电极（阳极）513的多个像素形成。另外，以覆盖第一电极（阳极）513的端部的方式形成有绝缘物514。在此，使用正型的光敏丙烯酸树脂形成绝缘物514。
另外，为了提高层叠在绝缘物514上的膜的覆盖性，优选在绝缘物514的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物514的材料使用正型的光敏丙烯酸树脂的情况下，优选使绝缘物514的上端部具备具有曲率半径（0.2μm至3μm）的曲面。此外，作为绝缘物514，可以使用负型光敏树脂或正型光敏树脂，不局限于有机化合物，而还可以使用无机化合物诸如氧化硅、氧氮化硅等。
在第一电极（阳极）513上层叠有EL层515及第二电极（阴极）516，以形成发光元件517。在EL层515中至少设置有实施方式1所述的发光层。另外，在EL层515中，除了发光层之外，可以适当地设置空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等。
作为用于第一电极（阳极）513、EL层515及第二电极（阴极）516的材料，可以使用实施方式2所示的材料。此外，虽然在此未图示，但是第二电极（阴极）516与作为外部输入端子的FPC508电连接。
此外，虽然在图5B所示的截面图中仅示出一个发光元件517，但是，在像素部502中以矩阵形状配置有多个发光元件。在像素部502中分别选择性地形成能够得到三种（R、G、B）发光的发光元件，以可以形成能够进行全彩色显示的发光装置。此外，也可以通过与滤色片组合来实现能够进行全彩色显示的发光装置。
再者，通过利用密封剂505将密封衬底506与元件衬底501贴合在一起，得到在由元件衬底501、密封衬底506及密封剂505围绕的空间518中具备有发光元件517的结构。另外，除了空间518填充有惰性气体（氮、氩等）的结构以外，还有空间518填充有密封剂505的结构。
另外，作为密封剂505，优选使用环氧类树脂。另外，这些材料优选是尽量不透过水分、氧的材料。此外，作为用于密封衬底506的材料，除了玻璃衬底、石英衬底之外，还可以使用由FRP（Fiberglass-Reinforced Plastics：玻璃纤维增强塑料）、PVF（聚氟乙烯）、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
通过上述，可以得到主动矩阵型的发光装置。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式5
在本实施方式中，参照图6A至图7C对使用应用本发明的一实施方式的发光元件来制造的发光装置完成的各种各样的电子设备的一个例子进行说明。
作为应用发光装置的电子设备，例如可以举出电视装置（也称为电视或电视接收机）、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机（也称为移动电话、移动电话装置）、便携式游戏机、便携式信息终端、音频再现装置、弹珠机等的大型游戏机等。图6A至图6D示出这些电子设备的具体例子。
图6A示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中，在框体7101中组装有显示部7103。由显示部7103能够显示图像，并可以将发光装置用于显示部7103。此外，在此示出利用支架7105支撑框体7101的结构。
可以通过利用框体7101所具备的操作开关、另外提供的遥控操作机7110进行电视装置7100的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以进行频道及音量的操作，并可以对在显示部7103上显示的图像进行操作。此外，也可以采用在遥控操作机7110中设置显示从该遥控操作机7110输出的信息的显示部7107的结构。
另外，电视装置7100采用具备接收机及调制解调器等的结构。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器将电视装置7100连接到有线或无线方式的通信网络，从而进行单向（从发送者到接收者）或双向（发送者和接收者之间或接收者之间等）的信息通信。
图6B示出计算机，包括主体7201、框体7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。此外，该计算机是通过将发光装置用于其显示部7203来制造的。
图6C示出便携式游戏机，包括框体7301和框体7302的两个框体，并且通过连接部7303可以开闭地连接。在框体7301中组装有显示部7304，而在框体7302中组装有显示部7305。此外，图6C所示的便携式游戏机还具备扬声器部7306、记录介质插入部7307、LED灯7308、输入单元（操作键7309、连接端子7310、传感器7311（包括测定如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线）、麦克风7312）等。当然，便携式游戏机的结构不局限于上述结构，只要在显示部7304及显示部7305的双方或一方中使用发光装置，即可。此外，还可以采用适当地设置其他辅助设备的结构。图6C所示的便携式游戏机具有如下功能：读出储存在记录介质中的程序或数据并将其显示在显示部上；以及通过与其他便携式游戏机进行无线通信而实现信息共享。另外，图6C所示的便携式游戏机的功能不局限于此，而可以具有各种各样的功能。
图6D示出移动电话机的一个例子。移动电话机7400除了组装在框体7401中的显示部7402之外还具备操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，移动电话机7400将发光装置用于显示部7402来制造。
图6D所示的移动电话机7400可以用手指等触摸显示部7402来输入信息。此外，可以用手指等触摸显示部7402来进行打电话或制作电子邮件等的操作。
显示部7402的屏幕主要有如下三个模式：第一是以图像显示为主的显示模式；第二是以文字等信息输入为主的输入模式；第三是混合显示模式与输入模式的两个模式的显示及输入模式。
例如，在打电话或制作电子邮件的情况下，将显示部7402设定为以文字输入为主的文字输入模式，并进行显示在屏幕的文字的输入操作，即可。在此情况下，优选的是，在显示部7402的屏幕的大多部分上显示键盘或号码按钮。
另外，通过在移动电话机7400内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，判断移动电话机7400的方向（纵向或横向），而可以对显示部7402的屏幕显示进行自动切换。
此外，通过触摸显示部7402或对框体7401的操作按钮7403进行操作，切换屏幕模式。也可以根据显示在显示部7402上的图像种类切换屏幕模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时，将屏幕模式切换成显示模式，而当显示在显示部上的图像信号为文字数据时，将屏幕模式切换成输入模式。
另外，当在输入模式下通过检测出显示部7402的光传感器所检测的信号得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以控制为将屏幕模式从输入模式切换成显示模式。
还可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，而可以进行身份识别。此外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光灯或发射近红外光的感测光源，也可以拍摄手指静脉、手掌静脉等。
图7A和图7B是翻盖式平板终端。图7A是打开的状态，并且平板终端包括框体9630、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9034、电源开关9035、省电模式切换开关9036、夹子9033以及操作开关9038。此外，将发光装置用于显示部9631a和显示部9631b的一方或双方来制造该平板终端。
在显示部9631a中，可以将其一部分用作触摸屏的区域9632a，并且可以通过触摸所显示的操作键9637来输入数据。此外，作为一个例子示出显示部9631a的一半区域只具有显示的功能，并且另一半区域具有触摸屏的功能的结构，但是不局限于该结构。也可以采用使显示部9631a的所有的区域具有触摸屏的功能的结构。例如，可以使显示部9631a的整个面显示键盘按钮来将其用作触摸屏，并且将显示部9631b用作显示屏幕。
此外，在显示部9631b中与显示部9631a同样，也可以将其一部分用作触摸屏的区域9632b。此外，通过使用手指或触屏笔等触摸显示触摸屏上的键盘显示切换按钮9639的位置，可以在显示部9631b上显示键盘按钮。
此外，也可以对触摸屏的区域9632a和触摸屏的区域9632b同时进行触摸输入。
另外，显示模式切换开关9034能够选择切换竖屏显示和横屏显示等显示的方向以及黑白显示和彩色显示等。省电模式切换开关9036可以根据平板终端所内置的光传感器所检测的使用时的外光的光量，将显示的亮度设定为最合适的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。
此外，图7A示出显示部9631b的显示面积与显示部9631a的显示面积相等的例子，但是不局限于此，可以使一方的尺寸和另一方的尺寸不同，也可以使它们的显示质量有差异。例如可以采用显示部9631a和9631b中的一方与另一方相比可以进行更加高精细的显示的结构。
图7B是合上的状态，并且平板终端包括框体9630、太阳能电池9633、充放电控制电路9634、电池9635以及DCDC转换器9636。此外，在图7B中，作为充放电控制电路9634的一个例子示出具有电池9635和DCDC转换器9636的结构。
此外，因为是翻盖式平板终端，所以不使用时可以合上框体9630。因此，可以保护显示部9631a和显示部9631b，而可以提供一种具有良好的耐久性且从长期使用的观点来看具有良好的可靠性的平板终端。
此外，图7A和图7B所示的平板终端还可以具有如下功能：显示各种各样的信息（静态图像、动态图像、文字图像等）；将日历、日期或时间等显示在显示部上；对显示在显示部上的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入；通过各种各样的软件（程序）控制处理等。
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633，可以将电力供应到触摸屏、显示部或图像信号处理部等。另外，可以将太阳能电池9633设置在框体9630的单面或双面，由此可以高效地对电池9635进行充电。另外，当作为电池9635使用锂离子电池时，有可以实现小型化等的优点。
另外，参照图7C所示的方框图对图7B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图7C示出太阳能电池9633、电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3以及显示部9631，电池9635、DCDC转换器9636、转换器9638、开关SW1至SW3对应于图7B所示的充放电控制电路9634。
首先，说明在利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636对太阳能电池9633所产生的电力进行升压或降压以使它成为用来对电池9635进行充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时使开关SW1导通，并且，利用转换器9638将该电力升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外，当不进行显示部9631中的显示时，使开关SW1断开且使开关SW2导通来对电池9635进行充电。
注意，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池9633，但是不局限于此，也可以使用压电元件（piezoelectric element）或热电转换元件（珀耳帖元件（Peltier element））等其他发电单元进行电池9635的充电。例如，也可以使用以无线（不接触）的方式能够收发电力来进行充电的无线电力传输模块或组合其他充电单元进行充电。
另外，如果具备上述实施方式所说明的显示部，则当然不局限于图7A至图7C所示的电子设备。
通过上述，可以应用本发明的一实施方式的发光装置而得到电子设备。发光装置的应用范围极为宽，而可以应用于所有领域的电子设备。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施方式6
在本实施方式中，参照图8对应用包括本发明的一实施方式的发光元件的发光装置的照明装置的一个例子进行说明。
图8是将发光装置用于室内照明装置8001的例子。另外，因为发光装置可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。此外，也可以通过使用具有曲面的框体来形成发光区域具有曲面的照明装置8002。包括在本实施方式所示的发光装置中的发光元件为薄膜状，框体的设计的自由度高。因此，可以形成不同精心设计的照明装置。再者，室内的墙面也可以具备大型的照明装置8003。
另外，通过将发光装置用于桌子的表面，可以提供具有桌子的功能的照明装置8004。此外，通过将发光装置用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，可以得到应用发光装置的各种各样的照明装置。另外，这种照明装置包括在本发明的一实施方式中。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施例1
在本实施例中，参照图9对本发明的一实施方式的发光元件1及发光元件2进行说明。注意，以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
《发光元件1及发光元件2的制造》
首先，在由玻璃制造的衬底1100上通过溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物（ITSO），由此形成用作阳极的第一电极1101。注意，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底1100上形成发光元件的预处理，使用水对衬底表面进行洗涤，在200℃下进行1小时的焙烧，然后进行370秒钟的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中，并在真空蒸镀设备内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底1100进行30分钟左右的冷却。
接着，以使形成有第一电极1101的面朝下的方式将衬底1100固定到设置在真空蒸镀设备内的支架。在本实施例中，说明如下情况，即通过真空蒸镀法，依次形成构成EL层1102的空穴注入层1111、空穴传输层1112、发光层1113、电子传输层1114及电子注入层1115。
在使真空蒸镀设备的内部减压到10-4Pa之后，通过共蒸镀1，3，5-三（二苯并噻吩-4-基）苯（简称：DBT3P-Ⅱ）和氧化钼（VI）以满足DBT3P-Ⅱ（简称）：氧化钼＝4：2（质量比）的关系，来在第一电极1101上形成空穴注入层1111。将其厚度设定为20nm。注意，共蒸镀是指使不同的多个物质从各个不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。
接着，作为发光元件1,通过蒸镀20nm厚的4-苯基-4’-（9-苯基芴-9-基）三苯胺（简称：BPAFLP），形成空穴传输层1112。作为发光元件2,通过蒸镀20nm厚的PCASF（简称），形成空穴传输层1112。
接着，在空穴传输层1112上形成发光层1113。作为发光元件1，共蒸镀2-[3-（二苯并噻吩-4-基）苯基]二苯并[f，h]喹喔啉（简称：2mDBTPDBq-Ⅱ）和2-[N-（9-苯基咔唑-3-基）-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴（简称：PCASF），以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCASF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。作为发光元件2，共蒸镀2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）、PCASF（简称）以及（乙酰丙酮根）双（6-叔丁基-4-苯基嘧啶根）铱（Ⅲ）（简称：[Ir（tBuppm）2（acac）]），以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCASF（简称）：[Ir（tBuppm）2（acac）](简称)＝0.7：0.3：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，然后，继续进行共蒸镀，以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCASF（简称）：[Ir（tBuppm）2（acac）]＝0.8：0.2：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，由此形成发光层1113。
接着，通过在发光层1113上蒸镀5nm厚的2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）之后，蒸镀15nm厚的红菲咯啉（简称：BPhen），由此形成具有叠层结构的电子传输层1114。再者，通过在电子传输层1114上蒸镀1nm厚的氟化锂，形成电子注入层1115。
最后，在电子注入层1115上蒸镀200nm厚的铝膜来形成用作阴极的第二电极1103，而得到发光元件1及发光元件2。注意，作为上述蒸镀过程中的蒸镀，都采用电阻加热法。
经上述步骤，得到发光元件1及发光元件2。表1示出发光元件1及发光元件2的元件结构。
[表1]
此外，在氮气氛的手套箱中密封所制造的发光元件1及发光元件2，以不使发光元件1及发光元件2暴露于大气（具体而言，将密封材料涂敷在元件的周围，并且，当密封时以80℃进行1小时的热处理）。
《发光元件1及发光元件2的工作特性》
对所制造的发光元件1及发光元件2的工作特性进行测量。注意，在室温（保持为25℃的气氛）下进行测量。
图10和图11分别示出发光元件1及发光元件2的电压-亮度特性和亮度-外部量子效率特性。
由图11可知：本发明的一实施方式的发光元件1的外部量子效率的最大值为6.1％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使理论上的S1的生成几率（25％）得到提高，所以超过理论上的外部量子效率（5％）。像这样，本发明的一实施方式的发光元件的特征在于：即使不使用昂贵的Ir络合物作为发光材料，也可以通过使三重态激发能的一部分有助于发光而得到比较高的发光效率。
由图11还可知：至于具有包含将三重态激发能转换成发光的发光物质的发光层的发光元件2，其外部量子效率的最大值为28％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使从激基复合物的T1到将三重态激发能转换成发光的发光物质的能量转移效率得到提高，所以得到外部量子效率极高的发光元件。
以下，表2示出1000cd／m2附近的发光元件1及发光元件2的主要初期特性值。
[表2]
由表2的结果可知，在本实施例中制造的发光元件1及发光元件2具有高亮度及高电流效率。
另外，图12示出使0.1mA的电流流过发光元件1及发光元件2时的发射光谱。由图12可知：发光元件1的发射光谱在561nm附近具有峰值，该峰值来源于在发光层1113中由2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）和PCASF（简称）形成的激基复合物的发光；发光元件2的发射光谱在546nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层1113中的[Ir（tBuppm）2（acac）]（简称）的发光。
由此可知，能够在发光层中形成激基复合物的本发明的一实施方式的发光元件具有高发光效率。
注意，在发光元件2中，虽然用于发光层的由2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）和PCASF（简称）形成的激基复合物的发射峰波长（参照发光元件1）比磷光发光物质的[Ir（tBuppm）2（acac）]的发射峰波长更长，但是它们之间的差值只在0.1eV以内的范围。通过采用这种结构，可以在实现高发光效率的同时实现比现有发光元件低的发光开始电压。其结果，发光元件2得到高功率效率，其最大值为140lm／W（在32cd／m2下）。
另外，在发光元件2中，将PCASF（简称）不仅用于发光层而且还用于空穴传输层，所以可以降低空穴传输层与发光层之间的空穴注入势垒。因此，实用亮度区域（例如，1000cd／m2左右）的工作电压也相当低，即2.5V。其结果，实用亮度区域（例如，1000cd／m2左右）的功率效率为大约130lm／W，从最大值（140lm／W）几乎不下降（参照表2）。像这样，通过将与第二有机化合物同样的化合物（尤其是同一化合物）不仅用于发光层而且还用于空穴传输层，可以得到即使在高亮度下也很少发生由电压损失导致的功率效率下降的发光元件。
实施例2
在本实施例中，对本发明的一实施方式的发光元件3及发光元件4进行说明。注意，参照在实施例1中用来说明发光元件1及发光元件2的图9说明本实施例中的发光元件3及发光元件4。以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
《发光元件3及发光元件4的制造》
首先，在由玻璃制造的衬底1100上通过溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物（ITSO），由此形成用作阳极的第一电极1101。注意，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底1100上形成发光元件的预处理，使用水对衬底表面进行洗涤，在200℃下进行1小时的焙烧，然后进行370秒钟的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中，并在真空蒸镀设备内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底1100进行30分钟左右的冷却。
接着，以使形成有第一电极1101的面朝下的方式将衬底1100固定到设置在真空蒸镀设备内的支架。在本实施例中，说明如下情况，即通过真空蒸镀法，依次形成构成EL层1102的空穴注入层1111、空穴传输层1112、发光层1113、电子传输层1114及电子注入层1115。
在使真空蒸镀设备的内部减压到10-4Pa之后，通过共蒸镀1，3，5-三（二苯并噻吩-4-基）苯（简称：DBT3P-Ⅱ）和氧化钼（Ⅵ）以满足DBT3P-Ⅱ（简称）：氧化钼＝4：2（质量比）的关系，来在第一电极1101上形成空穴注入层1111。将其厚度设定为20nm。注意，共蒸镀是指使不同的多个物质从各个不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。
接着，作为发光元件3,通过蒸镀20nm厚的4-苯基-4’-（9-苯基芴-9-基）三苯胺（简称：BPAFLP），形成空穴传输层1112。作为发光元件4,通过蒸镀20nm厚的PCASF（简称），形成空穴传输层1112。
接着，在空穴传输层1112上形成发光层1113。作为发光元件3，共蒸镀2-[3-（二苯并噻吩-4-基）苯基]二苯并[f，h]喹喔啉（简称：2mDBTPDBq-Ⅱ）和N,N'-双（9-苯基-9H-咔唑-3-基）-N,N'-二苯基-螺-9,9'-联芴-2,7-二胺（简称：PCA2SF），以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCA2SF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。作为发光元件4，共蒸镀2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）、PCA2SF（简称）以及（乙酰丙酮根）双（4，6-二苯基嘧啶根）铱（Ⅲ）（简称：[Ir（dppm）2（acac）]），以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCA2SF（简称）：[Ir（dppm）2（acac）](简称)＝0.7：0.3：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，然后，继续进行共蒸镀，以满足2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）：PCA2SF（简称）：[Ir（dppm）2（acac）](简称)＝0.8：0.2：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，由此形成发光层1113。
接着，通过在发光层1113上蒸镀20nm厚的2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）之后，蒸镀20nm厚的红菲咯啉（简称：BPhen），由此形成具有叠层结构的电子传输层1114。再者，通过在电子传输层1114上蒸镀1nm厚的氟化锂，形成电子注入层1115。
最后，在电子注入层1115上蒸镀200nm厚的铝膜来形成用作阴极的第二电极1103，而得到发光元件3及发光元件4。注意，作为上述蒸镀过程中的蒸镀，都采用电阻加热法。
经上述步骤，得到发光元件3及发光元件4。表3示出发光元件3及发光元件4的元件结构。
[表3]
此外，在氮气氛的手套箱中密封所制造的发光元件3及发光元件4，以不使发光元件3及发光元件4暴露于大气（具体而言，将密封材料涂敷在元件的周围，并且，当密封时以80℃进行1小时的热处理）。
《发光元件3及发光元件4的工作特性》
对所制造的发光元件3及发光元件4的工作特性进行测量。注意，在室温（保持为25℃的气氛）下进行测量。
图13和图14分别示出发光元件3及发光元件4的电压-亮度特性和亮度-外部量子效率特性。
由图14可知：本发明的一实施方式的发光元件3的外部量子效率的最大值为10％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使理论上的S1的生成几率（25％）得到提高，所以大幅度超过理论上的外部量子效率（5％）。像这样，本发明的一实施方式的发光元件的特征在于：即使不使用昂贵的Ir络合物作为发光材料，也可以通过使三重态激发能的一部分有助于发光而得到比较高的发光效率。
由图14还可知：至于具有包含将三重态激发能转换成发光的发光物质的发光层的发光元件4，其外部量子效率的最大值为28％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使从激基复合物的T1到将三重态激发能转换成发光的发光物质的能量转移效率得到提高，所以得到外部量子效率极高的发光元件。
以下，表4示出1000cd／m2附近的发光元件3及发光元件4的主要初期特性值。
[表4]
由表4可知，在本实施例中制造的发光元件3及发光元件4具有高亮度及高电流效率。
另外，图15示出使0.1mA的电流流过发光元件3及发光元件4时的发射光谱。由图15可知：发光元件3的发射光谱在587nm附近具有峰值，该峰值来源于在发光层1113中由2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）和PCA2SF（简称）形成的激基复合物的发光；发光元件4的发射光谱在587nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层1113中的[Ir（dppm）2（acac）]（简称）的发光。
由此可知，能够在发光层中形成激基复合物的本发明的一实施方式的发光元件具有高发光效率。
注意，在发光元件4中，用于发光层的由2mDBTPDBq-Ⅱ（简称）和PCA2SF（简称）形成的激基复合物的发射峰波长（参照发光元件3）与磷光发光物质的[Ir（dppm）2（acac）]（简称）的发射峰波长大致相等。通过采用这种结构，可以在实现高发光效率的同时实现比现有发光元件低的发光开始电压。其结果，得到高发光效率，其最大值为110lm／W（在12cd／m2下），是作为橙色元件极高的。
另外，在发光元件4中，将与PCA2SF（简称）同样的化合物（即具有与PCA2SF相同的9-芳基-9H-咔唑-3-胺骨架）的PCASF（简称）用于空穴传输层，所以可以降低空穴传输层与发光层之间的空穴注入势垒。因此，实用亮度区域（例如，1000cd／m2左右）的工作电压也相当低，即2.5V。其结果，实用亮度区域（例如，1000cd／m2左右）的发光效率为大约96lm／W，从最大值（110lm／W）几乎不下降（参照表4）。像这样，通过将与第二有机化合物同样的化合物不仅用于发光层而且还用于空穴传输层，可以得到即使在高亮度下也很少发生由电压损失导致的功率效率下降的发光元件。
实施例3
在本实施例中，对本发明的一实施方式的发光元件5及发光元件6进行说明。注意，参照在实施例1中用来说明发光元件1及发光元件2的图9说明本实施例中的发光元件5及发光元件6。以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
《发光元件5及发光元件6的制造》
首先，在由玻璃制造的衬底1100上通过溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物（ITSO），由此形成用作阳极的第一电极1101。注意，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底1100上形成发光元件的预处理，使用水对衬底表面进行洗涤，在200℃下进行1小时的焙烧，然后进行370秒钟的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中，并在真空蒸镀设备内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底1100进行30分钟左右的冷却。
接着，以使形成有第一电极1101的面朝下的方式将衬底1100固定到设置在真空蒸镀设备内的支架。在本实施例中，说明如下情况，即通过真空蒸镀法，依次形成构成EL层1102的空穴注入层1111、空穴传输层1112、发光层1113、电子传输层1114及电子注入层1115。
在使真空蒸镀设备的内部减压到10-4Pa之后，通过共蒸镀1，3，5-三（二苯并噻吩-4-基）苯（简称：DBT3P-Ⅱ）和氧化钼（Ⅵ）以满足DBT3P-Ⅱ（简称）：氧化钼＝4：2（质量比）的关系，来在第一电极1101上形成空穴注入层1111。将其厚度设定为20nm。注意，共蒸镀是指使不同的多个物质从各个不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。
接着，通过蒸镀20nm厚的4-苯基-4’-（9-苯基芴-9-基）三苯胺（简称：BPAFLP），形成空穴传输层1112。
接着，在空穴传输层1112上形成发光层1113。作为发光元件5，共蒸镀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）和N-（4-联苯基）-N-（9,9-二甲基-9H-芴-2-基）-9-苯基-9H-咔唑-3-胺（简称：PCBiF），以满足2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）：PCBiF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。作为发光元件6，共蒸镀2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）、PCBiF（简称）以及（乙酰丙酮根）双（6-叔丁基-4-苯基嘧啶根）铱（Ⅲ）（简称：[Ir（tBuppm）2（acac）]），以满足2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）：PCBiF（简称）：[Ir（tBuppm）2（acac）]（简称）＝0.7：0.3：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，然后，继续进行共蒸镀，以满足2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）：PCBiF（简称）：[Ir（tBuppm）2（acac）]（简称）＝0.8：0.2：0.05（质量比）的关系，来形成20nm厚的膜，由此形成发光层1113。
接着，通过在发光层1113上蒸镀10nm厚的2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）之后，蒸镀15nm厚的红菲咯啉（简称：BPhen），由此形成具有叠层结构的电子传输层1114。再者，通过在电子传输层1114上蒸镀1nm厚的氟化锂，形成电子注入层1115。
最后，在电子注入层1115上蒸镀200nm厚的铝膜来形成用作阴极的第二电极1103，而得到发光元件5及发光元件6。注意，作为上述蒸镀过程中的蒸镀，都采用电阻加热法。
经上述步骤，得到发光元件5及发光元件6。表5示出发光元件5及发光元件6的元件结构。
[表5]
此外，在氮气氛的手套箱中密封所制造的发光元件5及发光元件6，以不使发光元件5及发光元件6暴露于大气（具体而言，将密封材料涂敷在元件的周围，并且，当密封时以80℃进行1小时的热处理）。
《发光元件5及发光元件6的工作特性》
对所制造的发光元件5及发光元件6的工作特性进行测量。注意，在室温（保持为25℃的气氛）下进行测量。
图16和图17分别示出发光元件5及发光元件6的电压-亮度特性和亮度-外部量子效率特性。
由图17可知：本发明的一实施方式的发光元件5的外部量子效率的最大值为6.4％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使理论上的S1的生成几率（25％）得到提高，所以超过理论上的外部量子效率（5％）。像这样，本发明的一实施方式的发光元件的特征在于：即使不使用昂贵的Ir络合物作为发光材料，也可以通过使三重态激发能的一部分有助于发光而得到比较高的发光效率。
由图17还可知：至于具有包含将三重态激发能转换成发光的发光物质的发光层的发光元件6，其外部量子效率的最大值为29％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使从激基复合物的T1到将三重态激发能转换成发光的发光物质的能量转移效率得到提高，所以得到外部量子效率极高的发光元件。
以下，表6示出1000cd／m2附近的发光元件5及发光元件6的主要初期特性值。
[表6]
由表6的结果可知，在本实施例中制造的发光元件5及发光元件6具有高亮度及高电流效率。
另外，图18示出使0.1mA的电流流过发光元件5及发光元件6时的发射光谱。由图18可知：发光元件5的发射光谱在550nm附近具有峰值，该峰值来源于在发光层1113中由2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）和PCBiF（简称）形成的激基复合物的发光；发光元件6的发射光谱在546nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层1113中的[Ir（tBuppm）2（acac）]（简称）的发光。
由此可知，能够在发光层中形成激基复合物的本发明的一实施方式的发光元件具有高发光效率。
注意，在发光元件6中，虽然用于发光层的由2mDBTBPDBq-Ⅱ（简称）和PCBiF（简称）形成的激基复合物的发射峰波长（参照发光元件5）比磷光发光物质的[Ir（tBuppm）2（acac）]的发射峰波长更长，但是它们之间的差值只在0.1eV以内的范围。通过采用这种结构，可以在实现高发光效率的同时实现比现有发光元件低的发光开始电压。其结果，发光元件6得到高功率效率，即120lm／W（在970cd／m2下）。
另外，进行发光元件6的可靠性测试。图19示出可靠性测试的结果。在图19中，纵轴表示初始亮度为100%时的归一化亮度（%），横轴表示元件的驱动时间（h）。此外，在可靠性测试中，将起始亮度设定为1000cd/m2，并且在电流密度恒定的条件下驱动发光元件6。其结果，发光元件6的100小时后的亮度保持初始亮度的93%左右。
由此可知，发光元件6具有高可靠性。
实施例4
在本实施例中，对本发明的一实施方式的发光元件7、发光元件8以及发光元件9进行说明。注意，参照在实施例1中用来说明发光元件1及发光元件2的图9说明本实施例中的发光元件7、发光元件8以及发光元件9。以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
《发光元件7、发光元件8以及发光元件9的制造》
首先，在由玻璃制造的衬底1100上通过溅射法形成包含氧化硅的铟锡氧化物（ITSO），由此形成用作阳极的第一电极1101。注意，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底1100上形成发光元件的预处理，使用水对衬底表面进行洗涤，在200℃下进行1小时的焙烧，然后进行370秒钟的UV臭氧处理。
然后，在将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀设备中，并在真空蒸镀设备内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底1100进行30分钟左右的冷却。
接着，以使形成有第一电极1101的面朝下的方式将衬底1100固定到设置在真空蒸镀设备内的支架。在本实施例中，说明如下情况，即通过真空蒸镀法，依次形成构成EL层1102的空穴注入层1111、空穴传输层1112、发光层1113、电子传输层1114及电子注入层1115。
在使真空蒸镀设备的内部减压到10-4Pa之后，通过共蒸镀1，3，5-三（二苯并噻吩-4-基）苯（简称：DBT3P-Ⅱ）和氧化钼（Ⅵ）以满足DBT3P-Ⅱ（简称）：氧化钼＝4：2（质量比）的关系，来在第一电极1101上形成空穴注入层1111。将其厚度设定为20nm。注意，共蒸镀是指使不同的多个物质从各个不同的蒸发源同时蒸发的蒸镀法。
接着，通过蒸镀20nm厚的4-苯基-4’-（9-苯基芴-9-基）三苯胺（简称：BPAFLP），形成空穴传输层1112。
接着，在空穴传输层1112上形成发光层1113。作为发光元件7，共蒸镀4，6-双[3-（4-二苯并噻吩基）苯基]嘧啶（简称：4，6mDBTP2Pm-Ⅱ）和N-（4-联苯基）-N-（9,9'-螺二[9H-芴]-2-基）-9-苯基-9H-咔唑-3-胺（简称：PCBiSF），以满足4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）：PCBiSF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。作为发光元件8，共蒸镀4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）和N-（4-联苯基）-N-（9,9-二甲基-9H-芴-2-基）-9-苯基-9H-咔唑-3-胺（简称：PCBiF），以满足4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）：PCBiF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。再者，作为发光元件9，共蒸镀4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）和N-（3-联苯基）-N-（9,9-二甲基-9H-芴-2-基）-9-苯基-9H-咔唑-3-胺（简称：mPCBiF），以满足4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）：mPCBiF（简称）＝0.8：0.2（质量比）的关系，来形成40nm厚的发光层1113。
接着，通过在发光层1113上蒸镀10nm厚的4，6mDBTP2Pm-Ⅱ（简称）之后，蒸镀15nm厚的红菲咯啉（简称：BPhen），由此形成具有叠层结构的电子传输层1114。再者，通过在电子传输层1114上蒸镀1nm厚的氟化锂，形成电子注入层1115。
最后，在电子注入层1115上蒸镀200nm厚的铝膜来形成用作阴极的第二电极1103，而得到发光元件7、发光元件8以及发光元件9。注意，作为上述蒸镀过程中的蒸镀，都采用电阻加热法。
经上述步骤，得到发光元件7、发光元件8以及发光元件9。表7示出发光元件7、发光元件8以及发光元件9的元件结构。
[表7]
在氮气氛的手套箱中密封所制造的发光元件7、发光元件8以及发光元件9，以不使发光元件7、发光元件8以及发光元件9暴露于大气（具体而言，将密封材料涂敷在元件的周围，并且，当密封时以80℃进行1小时的热处理）。
《发光元件7、发光元件8以及发光元件9的工作特性》
对所制造的发光元件7、发光元件8以及发光元件9的工作特性进行测量。注意，在室温（保持为25℃的气氛）下进行测量。
图20和图21分别示出发光元件7、发光元件8以及发光元件9的电压-亮度特性和亮度-外部量子效率特性。
由图21可知：本发明的一实施方式的发光元件7的外部量子效率的最大值为11％左右，发光元件8的外部量子效率的最大值为12％左右，并且发光元件9的外部量子效率的最大值为9.9％左右，因为在发光层中形成激基复合物而使理论上的S1的生成几率（25％）得到提高，所以超过理论上的外部量子效率（5％）。像这样，本发明的一实施方式的发光元件的特征在于：即使不使用昂贵的Ir络合物作为发光材料，也可以通过使三重态激发能的一部分有助于发光而得到比较高的发光效率。
以下，表8示出1000cd／m2附近的发光元件7、发光元件8以及发光元件9的主要初期特性值。
[表8]
由表8的结果可知，在本实施例中制造的发光元件7、发光元件8以及发光元件9具有高亮度及高电流效率。
另外，图22示出使0.1mA的电流流过发光元件7、发光元件8以及发光元件9时的发射光谱。由图22可知：发光元件7、发光元件8以及发光元件9的发射光谱都在550nm附近具有峰值，该峰值来源于在发光层1113中形成的激基复合物的发光。
由此可知，能够在发光层中形成激基复合物的本发明的一实施方式的发光元件具有高发光效率。

Claims (13)

1. 一种发光元件，包括：
一对电极；以及
所述一对电极之间的层，
其中所述层包括：
具有电子传输性的第一有机化合物；以及
第二有机化合物，
所述第一有机化合物能够与所述第二有机化合物形成激基复合物，
所述第二有机化合物包含由以下通式(G1)表示的骨架：
其中R1至R10独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、苯基或联苯基，
R21至R24独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基，
Ar1和Ar2独立地表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基或咔唑基，以及
在Ar1和Ar2包含取代基的情况下，所述取代基独立地是具有1-4个碳原子的烷基、苯基、联苯基、具有18-30个碳原子的9-芳基咔唑基或具有12-60个碳原子的二芳基胺基。
2. 一种发光元件，包括：
一对电极；以及
所述一对电极之间的层，
其中所述层包括：
具有电子传输性的第一有机化合物；以及
第二有机化合物，
所述第一有机化合物能够与所述第二有机化合物形成激基复合物，
所述第二有机化合物包含由以下通式(G1)表示的骨架：
其中R1至R10独立地表示氢、具有1-4个碳原子的烷基、苯基或联苯基，
R21至R24独立地表示氢或具有1-4个碳原子的烷基，
Ar1和Ar2独立地表示取代或未取代的苯基、联苯基、芴基、螺芴基或咔唑基，
在Ar1和Ar2包含取代基的情况下，所述取代基独立地是具有1-4个碳原子的烷基、苯基、联苯基、具有18-30个碳原子的9-芳基咔唑基或具有12-60个碳原子的二芳基胺基，以及
R1与R24、R5与R6、R10与R21、R22与Ar1以及Ar2与R23中的任一种形成单键。
3.根据权利要求2的发光元件，
其中所述第二有机化合物包含由以下通式(G2)表示的骨架：
。
4.根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述第一有机化合物具有10-6 cm2/Vs以上的电子迁移率。
5. 根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述激基复合物的S1能级与T1能级之间的差异小于所述第一有机化合物的S1能级与T1能级之间的差异，以及
所述激基复合物的S1能级与T1能级之间的差异小于所述第二有机化合物的S1能级与T1能级之间的差异。
6.根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述第一有机化合物包含缺π电子杂芳香化合物。
7.根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述第一有机化合物包含含氮杂芳香化合物。
8.根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述层还包含能够将三重态激发能转换成发光的化合物。
9.根据权利要求8的发光元件，
其中所述能够将三重态激发能转换成发光的化合物包含有机金属络合物。
10.根据权利要求9的发光元件，
其中所述有机金属络合物包含铱。
11.根据权利要求8的发光元件，
其中所述激基复合物的发射光谱与所述能够将三重态激发能转换成发光的化合物的吸收光谱重叠。
12.根据权利要求8的发光元件，
其中所述激基复合物的发射峰波长与所述能够将三重态激发能转换成发光的化合物的发射峰波长的差值为0.1 eV以内。
13.一种发光装置，包括：
包括以下的像素部：
晶体管；以及
根据权利要求1或2的发光元件，
其中所述发光元件电连接于所述晶体管。
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