CN110073510A - 发光元件、有机化合物、发光装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种新颖的化合物以及一种发光效率及元件寿命良好的发光元件。该新颖的化合物具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架，该苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环及吡嗪环分别独立地具有总碳原子数为6至100的取代基。发光元件包含该化合物。

Description

发光元件、有机化合物、发光装置、电子设备及照明装置
技术领域
本发明的一个实施方式涉及一种包含苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物的发光元件。本发明的一个实施方式涉及一种新颖的有机化合物。本发明的一个实施方式涉及一种苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。本发明的一个实施方式涉及一种包含上述有机化合物的发光装置、电子设备及照明装置。
注意，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。本发明的一个实施方式涉及一种物体、方法或制造方法。此外，本发明涉及一种工序、机器、产品或组成物。尤其是，本发明的一个实施方式涉及一种半导体装置、发光装置、显示装置、照明装置、发光元件或它们的制造方法。另外，本发明的一个实施方式涉及一种包含富π电子型芳杂环的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物的新颖的合成方法。为此，作为本说明书所公开的本发明的一个实施方式的具体例子，可以举出含有该有机化合物的发光元件、发光装置、电子设备及照明装置以及它们的制造方法。
背景技术
包括有机化合物并利用电致发光(EL)的发光元件(有机EL元件)的实用化非常活跃。在这种发光元件的基本结构中，在一对电极之间设置包含发光材料的有机化合物层(电致发光(EL)层)。通过对该元件施加电压来注入载流子，并且可以利用该载流子的复合能量从发光材料获得发光。
因为这种发光元件是自发光型发光元件，所以当用于显示器的像素时有可见度更高、不需要背光源等优势。因此，该发光元件适合于平板显示器元件。另外，使用这种发光元件的显示器可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点。再者，极高的响应速度也是该发光元件的特征之一。
在这种发光元件中，可以二维地依次形成发光层，从而可以获得平面发光。这是在以白炽灯或LED为代表的点光源或者以荧光灯为代表的线光源中难以得到的特征。另外，通过选择材料可以使有机化合物的发光为不含有紫外光的发光，由此作为可应用于照明等的面光源也有较高的利用价值。
如上所述，虽然包括发光元件的显示器或照明装置适用于各种各样的电子设备，但是为了追求具有更良好的效率及元件寿命的发光元件的研究开发日益活跃。尤其是，由于EL层主要使用有机化合物，有机化合物对提高发光元件的元件特性有较大影响。因此已开发出多种新颖的有机化合物。
包含有机化合物的发光元件的寿命及特性有时受主体材料及空穴传输材料的特性的影响很大。
作为主体材料使用具有各种骨架的物质。其中，二嗪骨架具有高三重激发能级，因此已报告了各种包含二嗪骨架的化合物。使用这些化合物的发光元件的特性及可靠性虽得到了提高但还不足以达到效率及耐久性等各种高标准特性的要求(例如，专利文献1及专利文献2)。
[参考]
[参考文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-209611号公报
[专利文献2]日本PCT国际申请翻译第2013-536196号公报
发明内容
鉴于上述问题，本发明的一个实施方式的目的是提供一种新颖的有机化合物。尤其是，本发明的一个实施方式的目的是提供一种新颖的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种新颖的具有电子传输性的有机化合物。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种可靠性高的发光元件。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种发光效率良好的发光元件。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种驱动电压低的发光元件。
本发明的一个实施方式的另一个目的是分别提供一种可靠性高的发光元件、发光装置及电子设备。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种各自具有低功耗的发光元件、发光装置及电子设备。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。在本发明的一个实施方式中，并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽取上述以外的目的。
本发明的一个实施方式是一种包括一对电极之间的EL层的发光元件。该EL层包含具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的物质。苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环具有总碳原子数为6至100的第一取代基。苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的吡嗪环具有总碳原子数为6至100的第二取代基。
本发明的另一个实施方式是一种包括一对电极之间的EL层的发光元件。该EL层包含具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的物质。苯并呋喃并吡嗪骨架中的苯环或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环具有总碳原子数为10至100的第一取代基。苯并呋喃并吡嗪骨架中的吡嗪环或苯并噻吩并吡嗪骨架中的吡嗪环具有总碳原子数为10至100的第二取代基。此时，优选第一取代基及第二取代基分别独立地具有碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。
在上述结构中，优选第一取代基及第二取代基分别独立地具有取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和取代或未取代的三芳基胺结构中的至少一个，且优选该稠合芳杂环包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环和咔唑环中的任一个。
在上述结构中，优选第二取代基具有空穴传输性骨架。空穴传输性骨架优选具有三芳基胺结构或者富π电子型芳杂环。空穴传输性骨架特别优选为包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的稠合芳杂环。
优选的是，EL层包括发光层，并且该发光层包含上述具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的物质及能够将三重激发能转换为发光的物质。本结构在能够将该三重激发能转换为发光的物质为磷光性化合物的情况下特别有效。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G0)表示的有机化合物。
在通式(G0)中，X表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示碳原子数为6至100的取代基。R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。
在通式(G0)中，优选A1及A2分别独立地表示碳原子数为10至100的取代基。此时，优选A1及A2分别独立地具有碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。
在由上述通式(G0)表示的化合物中，更优选的是，A1及A2分别独立地具有取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和取代或未取代的三苯基胺结构中的至少一个。优选该稠合芳杂环具有二苯并呋喃环、二苯并噻吩环和咔唑环中的任一个。
在上述结构中，优选A2具有包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的稠合芳杂环。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G1)表示的有机化合物。
在通式(G1)中，X表示氧或硫，A1表示总碳原子数为6至100的取代基。Ht2表示碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环。Ar2表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。m表示0至3的整数。
在上述结构中，优选A1为总碳原子数为10至100的取代基。
优选Ht2为包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G2)表示的有机化合物。
在通式(G2)中，X表示氧或硫，Ht1及Ht2分别独立地表示碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。Ar1及Ar2分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。n及m分别独立地表示0至3的整数。
在上述结构中，优选Ht1及Ht2分别独立地表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。
在上述结构中，优选Ar1或Ar2为取代或未取代的亚苯基，且优选R1至R4都是氢。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G3)表示的有机化合物。
在通式(G3)中，X表示氧或硫，A1表示总碳原子数为10至100的取代基。Ht2表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G4)表示的有机化合物。
在通式(G4)中，X表示氧或硫。Ht1及Ht2分别独立地表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。
在上述结构中，优选Ht1及Ht2分别独立地表示由下述通式(Ht-1)至(Ht-7)表示的基团中的任一个。
在通式(Ht-1)至(Ht-7)中，R10至R22分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基中的任一个。
本发明的另一个实施方式是由下述通式(G5)表示的有机化合物。
在通式(G5)中，X表示氧或硫，Z1及Z2分别独立地表示氧或硫。
本发明的另一个实施方式是由下述结构式(100)或(101)表示的有机化合物。
本发明的另一个实施方式是含有上述有机化合物中的任一个的发光元件。
上述实施方式中的发光元件在阳极与阴极之间包括EL层。EL层包括发光层、空穴传输层、空穴注入层、电子传输层和电子注入层中的至少一个。注意，EL层还可以包括其他功能层。
在上述实施方式中，优选发光层含有发光材料。
本发明的另一个实施方式是一种显示装置，该显示装置包括：具有上述各结构的任一个的发光元件；以及滤色片和晶体管中的至少一个。本发明的另一个实施方式是一种电子设备，该电子设备包括：上述显示装置；以及框体和触摸传感器中的至少一个。本发明的另一个实施方式是一种照明装置，该照明装置包括：具有上述各结构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。本发明的一个实施方式在其范畴内不仅包括具有发光元件的发光装置，还包括具有发光装置的电子设备。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示装置或光源(包括照明装置)。另外，如下显示模块也是本发明的一个方式：连接器诸如柔性电路板(Flexible Printed Circuit：FPC)或载带封装(Tape CarrierPackage：TCP)被连接到发光装置的显示模块；在TCP端部中设置有印刷线路板的模块；或者集成电路(IC)通过玻璃上芯片(Chip On Glass：COG)方式直接安装在发光元件上的显示模块。
通过本发明的一个实施方式，可以提供一种新颖的有机化合物。尤其是，可以提供一种新颖的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。另外，可以提供一种新颖的具有电子传输性的有机化合物。另外，可以提供一种寿命长的发光元件。另外，可以提供一种发光效率良好的发光元件。另外，可以提供一种驱动电压低的发光元件。另外，可以提供一种可靠性高的发光元件、发光装置及电子设备。另外，可以提供一种低功耗的发光元件、发光装置及电子设备。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个实施方式并不一定需要具有所有上述效果。另外，上述效果以外的效果可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并衍生。
附图说明
图1A和图1B是本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图，图1C是说明发光层中的能级相关的示意图。
图2是本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图。
图3A和图3B是本发明的一个实施方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
图4A和图4B是本发明的一个实施方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
图5是本发明的一个实施方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
图6A至图6D是本发明的一个实施方式的电子设备的示意图。
图7A至图7E是本发明的一个实施方式的电子设备的示意图。
图8A至图8C是示出本发明的一个实施方式的电子设备及照明装置的图。
图9是示出本发明的一个实施方式的照明装置的图。
图10A和图10B示出有关实施例的化合物的NMR谱。
图11示出有关实施例的化合物的吸收光谱及发射光谱。
图12示出有关实施例的化合物的吸收光谱及发射光谱。
图13A和图13B示出有关实施例的化合物的NMR谱。
图14示出有关实施例的化合物的吸收光谱及发射光谱。
图15是示出有关实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
图16是示出有关实施例的发光元件的电流密度-电压特性的图。
图17是示出有关实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
图18示出有关实施例的发光元件的发射光谱。
图19是示出有关实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
图20是示出有关实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
图21是示出有关实施例的发光元件的电流密度-电压特性的图。
图22是示出有关实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
图23示出有关实施例的发光元件的发射光谱。
图24是示出有关实施例的发光元件的可靠性测试结果的图。
具体实施方式
下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。但是，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是在此所公开的方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下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实施方式所记载的内容中。
注意，在本说明书所说明的每一个附图中，有时为了便于说明，夸大表示阳极、EL层、中间层、阴极等的尺寸或厚度。因此，各构成要素不局限于附图所示的大小，并不局限于各构成要素之间的相对大小。
注意，在本说明书等中，为了方便起见，附加了“第一”、“第二”、“第三”等序数词，而其并不表示工序顺序或上下的位置关系等。因此，例如可以将“第一”适当地替换为“第二”或“第三”等来进行说明。此外，有时本说明书等所记载的序数词与用来指定本发明的一个实施方式的序数词不一致。
在本说明书等所说明的本发明的构成中，在不同附图之间共同使用同一符号表示同一部分或具有相同功能的部分而省略其重复说明。另外，有时使用同一阴影线表示具有相同功能的部分，而不特别附加附图标记。
在本说明书中，颜色是由色相(相当于单色光的波长)、色度(彩度，即，没有带点白色的程度)及明度(亮度，即，光的强度)的三个要素规定的。在本说明书中，颜色也可以由只上述三个要素中的一个或两个规定。在本说明书中，两个光的颜色不同的情况是指上述三个要素中至少一个不同的情况，也包括两个光的光谱的形状或各峰值的相对强度比的分布不同的情况。
注意，在本说明书中，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。或者，有时可以将“绝缘膜”调换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，例如对本发明的一个实施方式的有机化合物及发光元件进行说明。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G0)表示。
在通式(G0)中，X表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示碳原子数为6至100的取代基。R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。
包含这种有机化合物的发光元件具有良好的发光效率，驱动电压得到降低。该有机化合物对氧化及还原的反复具有良好的耐性，激发态也稳定，所以包含该有机化合物的发光元件可以具有高可靠性。
当A1的总碳原子数为6至100时，与A1及R1至R3都是氢的结构相比，发光元件的可靠性大幅度地提高。这尤其在作为发光层的主体材料使用由通式(G0)表示的有机化合物的情况下明显。这可认为是因为当苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环一侧具有取代基时，该有机化合物的激发态下的稳定性及膜性质的稳定性得到提高。与吡嗪环等芳杂环相反一侧的芳香环所具有的取代基带来这样的提高可靠性的效果是本发明人等的很大的发现之一。另一方面，如通式(G0)所示，通过在吡嗪环一侧引入由A2表示的总碳原子数为6至100的第二取代基，容易保护吡嗪环上的碳和氮，所以可以提高传输电子时的电稳定性及激发态的稳定性。在A2具有芳香环或芳杂环的情况下，由于与吡嗪环的相互作用，最低未占分子轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital，也称为LUMO)得到扩大，有利于电子传输性。换言之，该有机化合物优选具有A1及A2的两个取代基。
本发明的一个实施方式的有机化合物是由上述通式(G0)表示的有机化合物。在通式(G0)中，X表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示碳原子数为10至100的取代基。R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。
当A1及A2都是总碳原子数为10至100的取代基时，可以实现具有耐热性高的分子结构，所以是优选的。重要的是，除了耐热性以外，激发态下的稳定性、膜性质的稳定性及传输电子时的电稳定性也变得更高。例如，碳原子数为6的取代基的典型例子为苯环(苯基)或具有类似尺寸的取代基。例如，通过将该取代基置换成具有稠合芳香环或稠合芳杂环的碳原子数为10以上的取代基，上述效果变得更明显。
因此，在上述或下述通式(G0)至(G4)中，优选A1及A2都具有碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环。通过采用这种结构，可以形成π共轭体系在整个分子上扩伸的结构，可以实现载流子传输性高的分子结构，所以可以提供一种可靠性高且驱动电压低的发光元件。另外，该结构可以有效地改善电化学上的稳定性及膜性质，所以可以提高发光元件的可靠性。另外，可以在不降低升华性的方式提高分子量，所以可以形成耐热性高的材料。换言之，这种在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的苯环一侧及吡嗪环一侧上都具有总碳原子数为10以上的体积庞大的取代基的分子结构是本发明的一个实施方式的重要结构之一。
在上述结构中，作为碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环，可以举出包含多个苯环的取代基、萘环、芴环、菲环、三亚苯环等稠合芳香环。另外，还可以举出包含咔唑环、二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的稠合芳杂环(例如，咔唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、苯并萘并呋喃环、苯并萘并噻吩环、吲哚并咔唑环、苯并呋喃并咔唑环、苯并噻吩并咔唑环、茚并咔唑环或二苯并咔唑环等)。
注意，碳原子数为6至100的取代基也可以包含上述碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环、芳杂环、稠合芳香环或稠合芳杂环，另外，还可以包含苯环。换言之，也可以组合取代或未取代的该稠合芳香环、取代或未取代的该稠合芳杂环及取代或未取代的苯环。例如，该稠合芳杂环也可以通过亚苯基或联苯二基键合到苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架。
更优选的是，在上述或下述通式(G0)至(G4)中，A1及A2分别独立地包含取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和取代或未取代的三芳基胺结构中的至少一个。通过采用这种结构，合成变得容易。这些取代基的电化学上的稳定性高，所以具有这些物质的发光元件可以具有高可靠性。在上述结构中，从环的稳定性及耐热性的观点来看，稠合芳杂环优选为包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环或咔唑环的环(例如，咔唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、苯并萘并呋喃环、苯并萘并噻吩环、吲哚并咔唑环、苯并呋喃并咔唑环、苯并噻吩并咔唑环、茚并咔唑环、二苯并咔唑环等)。作为三芳基胺结构，优选使用三苯基胺结构，因为T1能级得到提高。注意，如果A1和A2中吡啶环等具有孤电子对的六元环的芳杂环过多，有机化合物在激发态下用作强力的碱，稳定性下降。因此，A1和A2优选分别由上述环或结构中的一个或多个构成。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G1)表示。
在通式(G1)中，X表示氧或硫，A1表示总碳原子数为6至100的取代基。Ht2表示碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环。Ar2表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。m表示0至3的整数。
在上述结构中，Ht2优选具有空穴传输性骨架。通过在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架上引入空穴传输性骨架，可以形成氧化还原特性都良好的结构，从而可以提供可靠性高的发光元件。另外，载流子(电子及空穴)传输性得到提高，所以可以提供驱动电压低的发光元件。尤其是，Ht2优选为包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。通过采用这种结构，可以形成耐热性高、激发态稳定且T1能级高的有机化合物。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G2)表示。
在通式(G2)中，X表示氧或硫，Ht1及Ht2分别独立地表示碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。Ar1及Ar2分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。n及m分别独立地表示0至3的整数。
在上述结构中，Ar1或者Ar2优选为取代或未取代的亚苯基，且R1至R4优选都是氢。通过采用这种结构，合成变得容易。
在上述结构中，Ht1及Ht2优选分别独立地包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。通过采用这种结构，可以形成耐热性高、激发态稳定且T1能级高的有机化合物。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G3)表示。
在通式(G3)中，X表示氧或硫，A1表示总碳原子数为10至100的取代基。Ht2表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G4)表示。
在通式(G4)中，X表示氧或硫。Ht1及Ht2分别独立地表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。通过采用这种结构，可以形成耐热性高、激发态稳定且T1能级高的有机化合物。
在上述结构中，Ht1及Ht2优选通过苯基以间位键合到苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架。通过采用这种结构，可以形成T1能级高的结构。另外，可以形成膜不容易晶化的结构。注意，苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架与Ht1及Ht2之间的通过苯基的键合位置不局限于间位。
在上述结构中，Ht1及Ht2优选为由下述通式(Ht-1)至(Ht-7)中的任一个表示的取代基。通过采用这种取代基，可以形成T1能级高的电化学上的稳定性高的结构。
本发明的一个实施方式的有机化合物由下述通式(G5)表示。
在通式(G5)中，X表示氧或硫，Z1及Z2分别独立地表示氧或硫。
通过采用二苯并呋喃骨架或二苯并噻吩骨架通过苯基以间位键合到苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的结构，可以形成T1能级高的结构，所以是优选的。
本发明的一个实施方式的有机化合物为由下述结构式(100)或(101)表示的有机化合物。
通式(G1)及(G2)中，Ar1及Ar2分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，作为该亚芳基，例如可以举出亚苯基、亚萘基、联苯二基、芴二基、螺芴二基等。例如可以使用由下述结构式(Ar-1)至(Ar-27)表示的基团。注意，由Ar1及Ar2表示的基团不局限于此，也可以还具有取代基。
在通式(G0)至(G2)及通式(Ht-1)至(Ht-7)中，作为R1至R4、R10至R22，可以举出氢、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25的芳基。具体而言，作为上述烷基，例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丙基、叔丁基、正己基等。作为上述环烷基，例如可以举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。作为上述芳基，可以举出苯基、萘基、联苯基、芴基、螺芴基等。更具体而言，例如，可以举出由下述结构式(R-1)至(R-32)表示的基团。注意，由R1至R4、R10至R22表示的基团不局限于此。
注意，在上述本发明的一个实施方式的有机化合物中，在A1、A2、Ht1、Ht2、R1至R4、R10至R22具有取代基的情况下，作为该取代基，可以举出碳原子数为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25的芳基。具体而言，作为上述烷基，例如可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丙基、叔丁基、正己基等。作为上述环烷基，例如可以举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基等。作为上述芳基，可以举出苯基、萘基、联苯基、芴基、螺芴基等。
<化合物的具体例子>
作为由通式(G0)至(G5)表示的化合物的具体结构，可以举出由下述结构式(100)至(267)表示的化合物等。注意，由通式(G0)至(G5)表示的化合物不局限于以下例子。
本发明的一个实施方式的有机化合物具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架。该苯并呋喃并吡嗪骨架中的苯环或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环具有总碳原子数为6至100的取代基。该苯并呋喃并吡嗪骨架中的吡嗪环或苯并噻吩并吡嗪骨架中的吡嗪环具有总碳原子数为6至100的取代基。
包含这种有机化合物的发光元件具有良好的发光效率，驱动电压得到下降。该有机化合物对氧化及还原的反复具有良好的耐性，激发态也稳定，所以包含该有机化合物的发光元件可以具有高可靠性。
作为发光元件的主体材料或电子传输性材料通常使用以芳香化合物为典型的π共轭体系在整个分子上扩伸的化合物。尤其优选使用缺π电子型化合物。在缺π电子型化合物中，具有二嗪骨架的稠合杂环骨架具有高T1能级，稳定且可靠性高，所以是优选的。其中，苯并呋喃并吡嗪骨架及苯并噻吩并吡嗪骨架具有较高的受主性，所以尤其是优选的。
在此，本发明人等在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的苯环一侧引入总碳原子数为6至100的第一取代基，并且，在该苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的吡嗪环一侧引入总碳原子数为6至100的第二取代基。该有机化合物适用于发光元件的主体材料。并且，包括该有机化合物作为主体材料的发光元件具有良好的发光效率、较低的驱动电压以及较高的可靠性。
当该苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环一侧具有总碳原子数为6至100的第一取代基时，与未取代的结构相比，发光元件的可靠性大幅度地提高。这尤其在作为发光层的主体材料使用本发明的一个实施方式的有机化合物的情况下明显。这可认为是因为当苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环一侧具有取代基时，该有机化合物的激发态下的稳定性及膜性质的稳定性得到提高。与吡嗪环等芳杂环相反一侧的芳香环所具有的取代基带来这样的提高可靠性的效果是本发明人等的很大的发现之一。另一方面，通过在该苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的吡嗪环一侧也引入总碳原子数为6至100的第二取代基，容易保护吡嗪环上的碳和氮，所以可以提高传输电子时的电稳定性及激发态的稳定性。另外，在第二取代基具有芳香环或芳杂环的情况下，由于与吡嗪环的相互作用，LUMO得到扩大，有利于电子传输性。换言之，该有机化合物优选在该苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环一侧及吡嗪环一侧都具有取代基。
本发明的一个实施方式的具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的有机化合物可以通过使用具有吡嗪环的单元与具有苯环的单元获得呋喃环或噻吩环的环化反应合成。通过利用该反应，可以简单且以低成本获得目的物，所以是优选的。
注意，在本发明的一个实施方式的有机化合物在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的吡嗪环一侧的2位具有取代基的情况下，其T1能级增高，而在3位具有取代基的情况下，T1能级下降。该性质有利于使用能够将三重激发能转换为发光的发光物质时的主体材料。例如，在2位具有取代基时的T1能级在使用呈现蓝色至绿色的该发光物质时合适，在3位具有取代基时的T1能级在使用呈现红色的该发光物质时合适。这种设计自由度是在使用苯并呋喃并嘧啶时难以获得的效果。
本发明的一个实施方式的具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的有机化合物具有较低的LUMO能级，具有高电子传输性。所以通过使用该有机化合物，可以提供驱动电压低的发光元件。另外，该有机化合物具有较低的LUMO能级，具有良好的氧化还原特性，所以可以提供可靠性高的发光元件。
当上述第一取代基及第二取代基都是总碳原子数为10至100的取代基时，本发明的一个实施方式的有机化合物具有耐热性高的分子结构，所以是优选的。再者，当该有机化合物具有上述取代基时，可以提高激发态下的稳定性、膜性质的稳定性及传输电子时的电稳定性。例如，碳原子数为6的取代基的典型例子为苯环(苯基)或具有类似尺寸的取代基。例如，通过将该取代基置换成具有稠合芳香环或稠合芳杂环的碳原子数为10以上的取代基，上述效果变得更明显。
从上述观点来看，尤其优选的是上述第一取代基及第二取代基都具有碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环。通过采用这种结构，可以形成π共轭体系在整个分子上扩伸的结构，可以实现载流子传输性高的分子结构，所以可以提供一种可靠性高且驱动电压低的发光元件。因此，这种在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的苯环一侧及吡嗪环一侧上都具有总碳原子数为10以上的体积庞大的取代基的分子结构是本发明的一个实施方式的重要结构之一。
在上述结构中，作为碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环，可以举出萘环、芴环、菲环、三亚苯环等稠合芳香环。另外，还可以举出包含咔唑环、二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的稠合芳杂环(例如，咔唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、苯并萘并呋喃环、苯并萘并噻吩环、吲哚并咔唑环、苯并呋喃并咔唑环、苯并噻吩并咔唑环、茚并咔唑环或二苯并咔唑环等)。
注意，作为上述第一取代基及第二取代基，例如可以举出芳香烃基、芳杂烃基或具有芳香胺骨架的取代基。更具体而言，可以举出包含取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和三芳基胺结构的取代基。这些取代基的电化学上的稳定性高，所以具有这些物质的发光元件可以具有高可靠性。从环的稳定性及耐热性的观点来看，上述稠合芳杂环优选为包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环或咔唑环的环(例如，咔唑环、二苯并呋喃环、二苯并噻吩环、苯并萘并呋喃环、苯并萘并噻吩环、吲哚并咔唑环、苯并呋喃并咔唑环、苯并噻吩并咔唑环、茚并咔唑环、二苯并咔唑环等)。作为三芳基胺结构，优选使用三苯基胺结构，因为T1能级得到提高。
注意，如果第一取代基和第二取代基中吡啶环等具有孤电子对的六元环的芳杂环过多，有机化合物在激发态下用作强力的碱，稳定性下降。因此，第一取代基和第二取代基优选分别由上述环或结构中的一个或多个构成。
在此，第二取代基优选具有空穴传输性骨架。通过在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架上引入空穴传输性骨架，可以形成氧化还原特性都良好的结构，从而可以提供可靠性高的发光元件。另外，载流子(电子及空穴)传输性得到提高，所以可以提供驱动电压低的发光元件。
该空穴传输性骨架优选具有三芳基胺结构或富π电子型芳杂环。具有三芳基胺结构或富π电子型芳杂环的有机化合物具有较高的空穴传输性，所以包含该有机化合物的发光元件可以以低电压驱动。作为该富π电子型芳杂环，例如可以举出包含吡咯环、呋喃环和噻吩环中的任意个的环。当该富π电子型芳杂环包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环和咔唑环中的任意个时，有机化合物的耐热性得到提高，环的结构也稳定，T1能级变高，所以是优选的。作为三芳基胺结构，优选使用三苯基胺结构，因为它具有较高的空穴传输性。注意，空穴传输性骨架不局限于此。
苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的吡嗪环一侧的取代基也可以具有一个或多个亚芳基及空穴传输骨架，但是该取代基的末端优选为空穴传输性骨架。苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的吡嗪环一侧的取代基的结构优选为吡嗪环与空穴传输性骨架直接键合的结构或者空穴传输性骨架与苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架通过一个或多个亚芳基键合的结构。通过采用这种结构，可以获得具有较高的T1能级的有机化合物。
优选在苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的吡嗪环一侧的2位具有取代基。通过采用这种结构，可以获得T1能级较高的有机化合物。注意，取代基的位置不局限于2位。
本发明的一个实施方式的有机化合物在一个分子内包含具有电子传输性的苯并呋喃并吡嗪骨架或者苯并噻吩并吡嗪骨架以及具有空穴传输性的取代基的双方，所以可以视为双极性材料。这种材料具有良好的载流子传输性，所以通过将这种材料用作发光元件的主体材料，可以提供驱动电压低的发光元件，所以是优选的。
本发明的一个实施方式的有机化合物具有富π电子型芳杂环(例如，二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架、咔唑骨架)及缺π电子型芳杂环(苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架)。因此，在分子中容易形成供体-受体型的激发态。再者，通过使富π电子型芳杂环与缺π电子型芳杂环直接或通过亚芳基键合，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，可以缩小在化合物中最高占据分子轨道(Highest Occupied MolecularOrbital，HOMO)的分子轨道分布的区域与LUMO的分子轨道分布的区域重叠的部分，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能量。注意，“分子轨道”是指分子中的电子的空间分布，可以示出找到电子的概率。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)。
在单重激发能级与三重激发能级的能量差小时，可以使用100℃以下，优选为室温程度的微小的热能通过反系间窜越将三重激发能上转换为单重激发能。就是说，本发明的一个实施方式的化合物适合用作具有将三重激发能转换为单重激发能的功能的化合物。此外，适合用作具有将三重激发能转换为单重激发能后将其转换为发光的功能的化合物。为了高效地发生反系间窜越，单重激发能级与三重激发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。
注意，在HOMO的分子轨道分布的区域与LUMO的分子轨道分布的区域重叠，HOMO能级与LUMO能级之间的跃迁偶极矩大于0时，能够从与HOMO能级及LUMO能级有关的激发态(例如最低单重激发态)得到发光。因此，本发明的一个实施方式的化合物适合用作具有将三重激发能转换为单重激发能的功能的发光材料，即适合用作热活化延迟荧光材料。
如上所述，本发明的一个实施方式的有机化合物适用于使用能够将三重激发能转换为发光的发光物质时的主体材料。因此，如下发光元件也是本发明的一个实施方式：在一对电极之间包括EL层，该EL层包含具有上述苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的物质，该EL层包括发光层，该发光层包含具有上述苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的物质及能够将三重激发能转换为发光的物质。此时，该能够将三重激发能转换为发光的物质优选为后述的磷光性化合物。
注意，本实施方式的有机化合物可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷法等的方法形成。
注意，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式2)
在本实施方式中，对本发明的一个实施方式的有机化合物，即由通式(G0)表示的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物的合成方法进行说明。作为该化合物的合成方法，可以使用各种反应。例如，可以通过以下简易的合成方案合成由通式(G0)表示的化合物。
首先，作为通式(G0)的起始原料的由(M-1)表示的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物可以通过以下合成方案(A-1)合成。通过使被甲氧基或甲硫基取代的芳基硼酸(m-1)与被氨基及卤素取代的吡嗪化合物(m-2)偶联获得中间体(Am-3)。通过使该中间体与亚硝酸叔丁基起环化反应，可以获得苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物(M-1)。
在合成方案(A-1)中，X表示氧或硫，Y1及Y2分别独立地表示卤素。R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基，B1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。
接着，如合成方案(A-2)所示，使通过上述合成反应(A-1)获得的(M-1)与硼酸化合物(M-2)及(M-3)偶联，由此可以获得本发明的一个实施方式的有机化合物，即由通式(G0)表示的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。另外，也可以通过使(M-1)与硼酸化合物(M-3)偶联来获得中间体并使该中间体与硼酸化合物(M-2)偶联来获得由通式(G0)表示的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。
在合成方案(A-2)中，X表示氧或硫，A1及A2分别独立地表示碳原子数为6至100的取代基。R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基、取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基，Y1及Y2分别独立地表示卤素，B2及B3分别独立地表示硼酸、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。
作为上述化合物(m-1)、(m-2)、(M-2)及(M-3)，在市场上销售各种种类的化合物，或者能够合成这些化合物，所以可以合成很多种类的由通式(G0)表示的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物。因此，本发明的一个实施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实施方式的化合物的苯并呋喃并吡嗪化合物或者苯并噻吩并吡嗪化合物的合成方法的一个例子，但是本发明不局限于此，也可以通过任何其他的合成方法合成。
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至图1C说明本发明的一个实施方式的发光元件。
<发光元件的结构例子1>
首先，下面将参照图1A至图1C说明本发明的一个实施方式的发光元件的结构。
图1A是本发明的一个实施方式的发光元件150的截面示意图。
发光元件150包括一对电极(电极101及电极102)以及该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层140。
图1A所示的EL层100除了发光层140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中的电极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，倒序地层叠该电极间的各层。换言之，从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层140、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，只要包括选自空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119中的至少一个即可。或者，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够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。
在发光元件150中，EL层100中的至少一个层包含本发明的一个实施方式的有机化合物。注意，该包含有机化合物的层优选为电子传输层118，更优选为发光层140。另外，如上所述，优选的是，作为发光层140中的主体材料141使用本发明的一个实施方式的有机化合物，作为客体材料142使用能够将三重激发能转换为发光的发光物质(尤其是磷光性化合物)。
图1B是示出图1A所示的发光层140的一个例子的截面示意图。图1B所示的发光层140包括主体材料141及客体材料142。主体材料141可以由一个有机化合物构成，也可以是包含有机化合物141_1及有机化合物141_2的co-host类。本发明的一个实施方式的有机化合物可被用作主体材料141或有机化合物141_1。
作为客体材料142，使用发光有机材料即可，作为该发光有机材料，可以举出能够发射荧光的材料(以下，也称为荧光材料)及能够发射磷光的材料(以下，也称为磷光材料)。下面，说明作为客体材料142使用磷光材料的结构。注意，也可以将客体材料142换称为磷光材料。
在图1B所示的在发光层中包含有机化合物141_1及有机化合物141_2的两种主体材料的情况(co-host类)下，通常作为两种主体材料使用电子传输性材料及空穴传输性材料。通过使用这种结构，可以降低空穴传输层112与发光层140之间的空穴注入势垒及电子传输层118与发光层140之间的电子注入势垒，从而可以降低驱动电压，所以是优选的。
<发光元件的发光机理>
接着，下面将对发光层140的发光机理进行说明。
发光层140中的主体材料141所包括的有机化合物141_1及有机化合物141_2形成激基复合物(也称为exciplex)。
图1C示出发光层140中的有机化合物141_1、有机化合物141_2及客体材料142的能级相关。以下说明图1C中的记载及符号：
Host(141_1)：有机化合物141_1(主体材料)；
Host(141_2)：有机化合物141_2(主体材料)；
Guest(142)：客体材料142(磷光性化合物)；
SPH1：有机化合物141_1(主体材料)的S1能级；
TPH1：有机化合物141_1(主体材料)的T1能级；
SPH2：有机化合物141_2(主体材料)的S1能级；
TPH2：有机化合物141_2(主体材料)的T1能级；
SPG：客体材料142(磷光性化合物)的S1能级；
TPG：客体材料142(磷光性化合物)的T1能级；
SPE：激基复合物的S1能级；以及
TPE：激基复合物的T1能级。
有机化合物141_1与有机化合物141_2形成激基复合物，该激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)成为互相相邻的能级(参照图1C的路径E1)。
通过有机化合物141_1和有机化合物141_2中的一个接收空穴，另一个接收电子，迅速地形成激基复合物。或者，当其中一个成为激发态时，通过与另一个起相互作用来迅速地形成激基复合物。由此，发光层140中的大部分的激子都作为激基复合物存在。激基复合物的激发能级(SPE或TPE)比形成激基复合物的主体材料(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的S1能级(SPH1及SPH2)低，所以可以以更低的激发能形成主体材料141的激发态。由此，可以降低发光元件的驱动电压。
通过将激基复合物SPE及TPE的双方的能量转移到客体材料142(磷光性化合物)的T1能级而得到发光(参照图1C的路径E2、E3)。
此外，激基复合物的T1能级(TPE)优选比客体材料142的T1能级(TPG)高。由此，可以将所产生的激基复合物的单重激发能及三重激发能从激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)转移到客体材料142的T1能级(TPG)。
注意，为了将激发能高效地从激基复合物转移到客体材料142，激基复合物的T1能级(TPE)优选等于或低于形成激基复合物的各有机化合物(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的T1能级(TPH1及TPH2)。由此，不容易产生各有机化合物(有机化合物141_1及有机化合物141_2)所导致的激基复合物的三重激发能的猝灭，而高效地发生从激基复合物向客体材料142的能量转移。
在有机化合物141_1与有机化合物141_2的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子平衡。具体而言，具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物的重量比优选在1:9至9:1的范围内。通过采用该结构，可以容易地控制载流子平衡，由此也可以容易地对载流子再结合区域进行控制。
在本说明书等中，有时将上述路径E2、E3的过程称为激基复合物-三重态能量转移(Exciplex-Triplet Energy Transfer：ExTET)。换言之，在发光层140中，产生从激基复合物到客体材料142的激发能的供应。在此情况下，未必需要使从TPE向SPE的反系间窜越的效率及由SPE的发光量子产率高，因此可以使材料的选择范围更广。
有机化合物141_1和有机化合物141_2的组合只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选的是其中一个的HOMO能级及LUMO能级分别低于另一个的HOMO)能级及LUMO能级(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)。
<材料>
接着，下面对本发明的一个实施方式的发光元件的构成要素详细地进行说明。
《发光层》
在发光层140中，主体材料141的重量比最高，客体材料142分散在主体材料141中。在客体材料142为荧光化合物的情况下，发光层140的主体材料141(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的S1能级优选高于发光层140的客体材料(客体材料142)的S1能级。在客体材料142为磷光化合物的情况下，发光层140的主体材料141(有机化合物141_1及有机化合物141_2)的T1能级优选高于发光层140的客体材料(客体材料142)的T1能级。
有机化合物141_1优选为具有含氮六元芳杂环骨架的化合物。尤其是，本发明的一个实施方式的有机化合物具有吡嗪骨架，所以适用于有机化合物141_1。作为其他的具体例子，可以举出具有吡啶骨架、二嗪骨架(吡嗪骨架、嘧啶骨架及哒嗪骨架)及三嗪骨架的化合物。作为上述含有具有碱性的含氮芳杂环骨架的化合物，例如可以举出吡啶化合物、联吡啶化合物、嘧啶化合物、三嗪化合物、喹喔啉化合物、二苯并喹喔啉化合物、菲咯啉化合物、嘌呤化合物等化合物。作为有机化合物141_1，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料(电子传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。
具体而言，例如可以使用：红菲咯啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等的具有吡啶骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)、2-[3-(3，9’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzCzPDBq)、4，6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4，6mDBTP2Pm-II)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)等的具有二嗪骨架的杂环化合物；2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)等的具有三嗪骨架的杂环化合物；3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。在上述杂环化合物中，具有三嗪骨架、二嗪(嘧啶、吡嗪、哒嗪)骨架或吡啶骨架的杂环化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。此外，具有该骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于驱动电压的降低。此外，也可以使用高分子化合物诸如聚(2,5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2'-联吡啶-6,6'-二基)](简称：PF-BPy)。这里所述的物质主要为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用其他物质。
作为有机化合物141_2优选使用具有含氮五元杂环骨架或叔胺骨架的化合物。具体而言，可以举出具有吡咯骨架或芳香胺骨架的化合物。例如，可以举出吲哚化合物、咔唑化合物、三芳基胺化合物等。作为含氮五元杂环骨架可以举出咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架。作为有机化合物141_2，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料(空穴传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。此外，上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为可以用作空穴传输性高的材料的芳香胺化合物的例子，可以举出N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
作为咔唑化合物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-(1-萘基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
作为咔唑化合物，还可以举出4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
另外，还可以使用N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)等。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPASF)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-联芴-2-胺(简称：PCBASF)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，还可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，6-二(9H-咔唑-9-基)-9-苯基-9H-咔唑(简称：PhCzGI)、2，8-二(9H-咔唑-9-基)-二苯并噻吩(简称：Cz2DBT)等的胺化合物、咔唑化合物等。在上述化合物中，具有吡咯骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于驱动电压的降低。
作为有机化合物141_2可以使用具有如咪唑骨架、三唑骨架或四唑骨架等的含氮五元杂环骨架的化合物。具体而言，例如可以使用3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、9-[4-(4，5-二苯基-4H-1，2，4-三唑-3-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzTAZ1)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等。
在发光层140中，对客体材料142没有特别的限制，作为荧光化合物优选使用蒽化合物、并四苯化合物、(chrysene)化合物、菲化合物、芘化合物、二萘嵌苯化合物、二苯乙烯化合物、吖啶酮化合物、香豆素化合物、吩恶嗪化合物、吩噻嗪化合物等，例如可以使用如下物质。
具体而言，作为该材料，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N，N'-二苯基-N，N'-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6mMemFLPAPrn)、N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-双(4-叔丁苯基)芘-1，6-二胺(简称：1，6tBu-FLPAPrn)、N，N’-二苯基-N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-3，8-二环己基芘-1，6-二胺(简称：ch-1，6FLPAPrn)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素6、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、2，8-二-叔丁基-5，11-双(4-叔丁苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、尼罗红、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2，6-双[2-(8-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、5，10，15，20-四苯基双苯并(tetraphenylbisbenzo)[5，6]茚并[1，2，3-cd:1'，2'，3'-lm]苝等。
作为客体材料142(磷光化合物)，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，其中优选的是有机铱配合物，例如铱类邻位金属配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。
作为在蓝色或绿色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-dmp)3)、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Mptz)3)、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPrptz-3b)3)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)3)等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(Mptz1-mp)3)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Prptz1-Me)3)等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：Ir(iPrpmi)3)、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：Ir(dmpimpt-Me)3)等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2'}铱(III)吡啶甲酸盐(简称：Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶化合物为配体的有机金属铱配合物。在上述金属配合物中，由于具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能很高并具有优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
作为在绿色或黄色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)3)、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)3)、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(nbppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(dppm)2(acac))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-Me)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-iPr)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶-N,C2')铱(III)(简称：Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(ppy)2(acac))、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bzq)2(acac))、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：Ir(bzq)3)、三(2-苯基喹啉-N,C2′)铱(III)(简称：Ir(pq)3)、双(2-苯基喹啉-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(pq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)2(acac))、双{2-[4'-(全氟苯基)苯基]吡啶-N，C2'}铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(p-PF-ph)2(acac))、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bt)2(acac))等有机金属铱配合物；三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称：Tb(acac)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。
作为在黄色或红色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dibm))、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dpm))、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(d1npm)2(dpm))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2，3，5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(acac))、双(2，3，5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(dpm))、(乙酰丙酮根)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉]合铱(III)(简称：Ir(Fdpq)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(piq)3)、双(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(piq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以实现色度良好的红色光。
由于具有苯并呋喃并吡嗪骨架或苯并噻吩并吡嗪骨架的有机化合物具有较高的T1能级，所以适用于使用能够将三重激发能转换为发光的物质作为发光材料的发光层的主体材料。因此，作为发光层140所包含的发光材料，优选使用能够将三重激发能转换为发光的材料。作为该能够将三重激发能转换为发光的材料，除了上述磷光化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料。因此，可以将有关磷光化合物的记载看作有关热活化延迟荧光材料的记载。注意，热活化延迟荧光材料是指三重激发能级与单重激发能级的差较小且具有通过反系间窜越将能量从三重激发态转换为单重激发态的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(即，可以反系间窜越)并能够高效地呈现来自单重激发态的发光(荧光)。另外，可以高效地获得TADF的条件为如下：三重激发态能级与单重激态发能级的能量差大于0eV且为0.2eV以下，优选大于0eV且为0.1eV以下。作为热活化延迟荧光材料，也可以使用实施方式1中说明的化合物。
当热活化延迟荧光材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其化合物、原黄素等吖啶化合物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称：SnF2(CoproⅢ-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称：PtCl2OEP)等。
作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环的杂环化合物。具体而言，可以举出2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等。该杂环化合物具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。在具有缺π电子型芳杂环的骨架中，二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)或三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是尤其优选的。在具有富π电子型芳杂环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、噻吩骨架、呋喃骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以具有选自该骨架中的一个或多个是优选的。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架及3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。注意，在富π电子型芳杂环与缺π电子型芳杂环直接键合的物质中，富π电子型芳杂环的供体性和缺π电子型芳杂环的受体性都强，而单重激发态的能级和三重激发态的能级之间的差异小，所以是特别优选的。
发光层140也可以包括主体材料141及客体材料142以外的材料。
对作为能够用于发光层140的材料没有特别的限定，例如，可以举出蒽化合物、菲化合物、芘化合物、化合物、二苯并[g，p]化合物等的稠合多环芳香化合物。具体而言，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯基9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9’-联蒽(简称：BANT)、9，9’-(二苯乙烯-3，3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9’-(二苯乙烯-4，4’-二基)二菲(简称：DPNS2)、1，3，5-三(1-芘)苯(简称：TPB3)等。另外，可以从上述物质及公知物质中选择一种或多种具有比上述客体材料142的激发能级高的单重激发能级或三重激发能级的物质。
例如，可以将如噁二唑化合物等的具有芳杂环骨架的化合物用于发光层140。具体而言，例如，可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等的杂环化合物。
另外，可以将具有杂环的金属配合物(例如，锌及铝类金属配合物)等用于发光层140。例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类或噻唑类配体的金属配合物等。
发光层140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140的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，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。通过作为两层的发光层分别使用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的发光材料，可以同时得到多个发光。尤其是，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合两层发光层所发射的光而能够得到白色发光。
注意，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光层140。除了上述材料以外，发光层140也可以包含量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用过渡金属氧化物、酞菁化合物或芳香胺等形成。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。作为酞菁化合物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺化合物或亚苯基二胺化合物等。另外，也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。
作为空穴注入层111，可以使用具有由空穴传输材料和具有接收来自空穴传输材料的电子的特性的材料构成的复合材料的层。或者，也可以使用包含电子接收性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。作为电子接收性材料，可以举出醌二甲烷化合物、四氯苯醌化合物、六氮杂三亚苯化合物等有机受体。具体而言，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(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140的空穴传输性材料而举出的芳香胺、咔唑化合物、芳烃、二苯乙烯化合物中的任意个。此外，上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为芳烃，例如可以举出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9'-联蒽、10，10'-二苯基-9，9'-联蒽、10，10'-双(2-苯基苯基)-9，9'-联蒽、10，10'-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9'-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
芳烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
另外，可以使用4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等的噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。其中，具有吡咯骨架、呋喃骨架、噻吩骨架和芳香胺骨架中的至少一个的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。此外，具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于降低驱动电压。
《空穴传输层》
空穴传输层112是包含空穴传输材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的空穴传输材料。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140的功能，空穴传输层112的最高占据分子轨道(HOMO)能级优选与空穴注入层111的HOMO能级相同或接近。
作为空穴传输材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。注意，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。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包含上述物质的层。
《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140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。由于本发明的一个实施方式的有机化合物具有吡嗪骨架，所以适用于容易接收电子的化合物。作为其他的具体例子，可以举出作为可用于发光层140的电子传输性材料举出的吡啶化合物、联吡啶化合物、嘧啶化合物、三嗪化合物、喹喔啉化合物、二苯并喹喔啉化合物、菲咯啉化合物、三唑化合物、苯并咪唑化合物、噁二唑化合物等。另外，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物质，就可以使用上述物质以外的物质作为电子传输层。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。
另外，还可以举出具有杂环的金属配合物，例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类配体或噻唑类配体的金属配合物等。
另外，还可以在电子传输层118与发光层140之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质而成的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子平衡。这种结构对电子传输性材料的电子传输性比空穴传输性材料的空穴传输性高得多的情况下发生的问题(例如元件寿命的下降)的抑制发挥很大的效果。
《电子注入层》
电子注入层119具有通过降低电子注入层119与电极102之间的界面处的电子注入势垒促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或它们的氧化物、卤化物、碳酸盐等。另外，也可以使用上述电子传输性材料和对该电子传输性材料呈现电子供给性的材料的复合材料。作为呈现电子供给性的材料，可以举出第1族金属、第2族金属或它们的氧化物等。具体而言，可以使用氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。另外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层119。作为电子盐，例如可以举出对氧化钙-氧化铝以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料。具体而言，例如，可以使用如上所述的形成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、钠、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
注意，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、凹版印刷等方法形成。除了上述材料之外，也可以将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)用于上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层。
《量子点》
量子点是其尺寸为几nm至几十nm的半导体纳米晶，并包括1×103个至1×106个左右的原子。量子点的能量移动依赖于其尺寸，因此，即使是包括相同的物质的量子点也根据尺寸具有互不相同的发光波长。所以，通过改变所使用的量子点的尺寸，可以容易改变发光波长。
量子点的发射光谱的峰宽窄，因此，可以得到色纯度高的发光。再者，量子点的理论上的内部量子效率被认为几乎为100％，即，大幅度地超过呈现荧光发光的有机化合物的25％，且与呈现磷光发光的有机化合物相等。因此，通过将量子点用作发光材料，可以获得发光效率高的发光元件。而且，作为无机材料的量子点在实质稳定性上也是优异的，因此，可以获得寿命长的发光元件。
作为构成量子点的材料，可以举出第十四族元素、第十五族元素、第十六族元素、包含多个第十四族元素的化合物、第四族至第十四族的元素和第十六族元素的化合物、第二族元素和第十六族元素的化合物、第十三族元素和第十五族元素的化合物、第十三族元素和第十七族元素的化合物、第十四族元素和第十五族元素的化合物、第十一族元素和第十七族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石类、各种半导体簇等。
具体而言，可以举出硒化镉、硫化镉、碲化镉、硒化锌、氧化锌、硫化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化铟、磷化铟、砷化镓、磷化镓、氮化铟、氮化镓、锑化铟、锑化镓、磷化铝、砷化铝、锑化铝、硒化铅、碲化铅、硫化铅、硒化铟、碲化铟、硫化铟、硒化镓、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化锑、硒化锑、碲化锑、硫化铋、硒化铋、碲化铋、硅、碳化硅、锗、锡、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化铝、硫化铝、硫化钡、硒化钡、碲化钡、硫化钙、硒化钙、碲化钙、硫化铍、硒化铍、碲化铍、硫化镁、硒化镁、硫化锗、硒化锗、碲化锗、硫化锡、硫化锡、硒化锡、碲化锡、氧化铅、氟化铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、硒化铜、氧化镍、氧化钴、硫化钴、氧化铁、硫化铁、氧化锰、硫化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化锗、氧化铝、钛酸钡、硒锌镉的化合物、铟砷磷的化合物、镉硒硫的化合物、镉硒碲的化合物、铟镓砷的化合物、铟镓硒的化合物、铟硒硫化合物、铜铟硫的化合物以及它们的组合等，但是不局限于此。也可以使用以任意数表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为镉硒硫的合金型量子点可以通过改变元素的含量比来改变发光波长，所以镉硒硫的合金型量子点是有效于得到蓝色发光的手段之一。
作为量子点，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一个。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或悬空键的影响。由于可以大幅度地提高发光的量子效率，所以优选使用核壳型或核多壳型的量子点。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌或氧化锌。
由于量子点的表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。通过保护剂的附着或保护基的设置可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。还可以降低反应性并提高电稳定性。作为保护剂(或保护基)，例如可以举出：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸酯、聚氧乙烯月桂醚等聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等三烷基膦类；聚氧乙烯n-辛基苯基醚、聚氧乙烯n-壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚类；三(n-己基)胺、三(n-辛基)胺、三(n-癸基)胺等叔胺类；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等有机磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、可力丁、喹啉类等含氮芳香化合物等有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等氨基链烷类；二丁基硫醚等二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等二烷亚砜类；噻吩等含硫芳香化合物等有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。结晶尺寸越小，量子点的发光越向蓝色一侧(即，高能量一侧)迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以将发光波长调节为紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域。通常使用的量子点的尺寸(直径)为0.5nm至20nm，优选为1nm至10nm。量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。对量子点的形状没有特别的限制，可以为球状、棒状、圆盘状等。作为棒状量子点的量子杆具有呈现具有指向性的光的功能，所以通过将量子杆用作发光材料，可以得到外部量子效率更高的发光元件。
在有机EL元件中，通常通过将发光材料分散在主体材料中来抑制发光材料的浓度猝灭，而提高发光效率。主体材料需要具有发光材料以上的单重激发能级或三重激发能级。特别是，在将蓝色磷光材料用作发光材料时，需要具有蓝色磷光材料以上的三重激发能级且使用寿命长的主体材料，这种材料的开发是极困难的。在此，量子点即使在只使用量子点而不使用主体材料来形成发光层的情况下，也可以确保发光效率，因此可以得到使用寿命长的发光元件。在只使用量子点形成发光层时，量子点优选具有核壳型结构(包括核多壳型结构)。
在将量子点用作发光层的发光材料的情况下，该发光层的厚度为3nm至100nm，优选为10nm至100nm发光层所包含的量子点的比率为1vol.％至100vol.％。注意，优选只由量子点形成发光层。为了形成将该量子点用作发光材料而将其分散在主体材料中的发光层，可以将量子点分散在主体材料中或将主体材料和量子点溶解或分散在适当的液体介质中，并使用湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特法等)。使用磷光发光材料的发光层除了上述湿式法之外优选采用真空蒸镀法。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等酮类；乙酸乙酯等脂肪酸酯类；二氯苯等卤化烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等脂肪族烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等有机溶剂。
《一对电极》
电极101及电极102被用作发光元件的阳极或阴极。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。
电极101和电极102中的一个优选使用具有反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出铝(Al)和包含Al的合金等。作为包含Al的合金，可以举出包含Al及L(L表示钛(Ti)、钕(Nd)、镍(Ni)和镧(La)中的一个或多个)的合金等，例如为包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。铝具有低电阻率和高光反射率。由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以使用铝可以降低发光元件的制造成本。此外，也可以使用Ag、包含银(Ag)、N(N表示钇(Y)、Nd、镁(Mg)、镱(Yb)、Al、Ti、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、钨(W)、锰(Mn)、锡(Sn)、铁(Fe)、Ni、铜(Cu)、钯(Pd)、铱(Ir)和金(Au)中的一个或多个)的合金等。作为包含银的合金，例如可以举出如下合金：包含银、钯及铜的合金；包含银及铜的合金；包含银及镁的合金；包含银及镍的合金；包含银及金的合金；以及包含银及镱的合金等。除了上述材料以外，可以使用钨、铬(Cr)、钼(Mo)、铜及钛等的过渡金属。
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透过光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。
电极101及电极102也可以使用具有透过光的功能及反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。例如，可以使用具有导电性的金属、合金和导电性化合物中的一种或多种。具体而言，铟锡氧化物(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、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。可以使用具有透过光的程度的厚度(优选为1nm以上且30nm以下的厚度)的金属膜。作为金属，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
在本说明书等中，使光透过的材料可以为使可见光透过且具有导电性的材料。作为该材料的例子，有上述以ITO为代表的氧化物导电体、氧化物半导体或包含有机物的有机导电体。作为包含有机物的有机导电体，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。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。
为了提高光提取效率，可以与具有透过光的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。这种材料只要具有透过可见光的功能就可以为导电材料或非导电材料。例如，除了上述氧化物导电体以外，还可以举出氧化物半导体、有机物。作为有机物，例如可以举出作为发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层例示出的材料。另外，也可以使用无机碳类材料或具有透过光的程度的厚度的薄膜。此外，也可以使用层叠多个厚度为几nm以上几十nm以下的层。
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。例如，可以使用属于元素周期表中的第1族或第2族的元素(例如，锂、钠及铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含上述元素的合金(例如，Ag及Mg或Al及Li)、铕(Eu)或Yb等稀土金属、包含上述稀土金属的合金、包含铝、银的合金等。
当电极101或电极102被用作阳极时，优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。
或者，电极101及电极102也可以采用具有反射光的功能的导电材料及具有透过光的功能的导电材料的叠层。在此情况下，电极101及电极102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其波长，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》
本发明的一个实施方式的发光元件可以在玻璃、塑料等的衬底上形成。作为在衬底上层叠的顺序，可以从电极101一侧依次层叠，也可以从电极102一侧依次层叠。
作为能够形成本发明的一个实施方式的发光元件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。只要在发光元件及光学元件的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料，或者只要具有保护发光元件及光学元件的功能即可。
例如，在本发明等中，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状的材料的纸或者基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子：以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光元件。或者，也可以在衬底与发光元件之间设置剥离层。当在剥离层上制造发光元件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光元件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。注意，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光元件，然后将发光元件转置到另一个衬底上。作为发光元件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以形成不易损坏的发光元件、耐热性高的发光元件、实现轻量化的发光元件或实现薄型化的发光元件。
例如，也可以在上述任意衬底上形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上形成发光元件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。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图2对具有与实施方式3所示的发光元件的结构不同的结构的发光元件进行说明。在图2中，在具有与图1A所示的附图标记相同功能的部分，使用相同的阴影，而有时省略附图标记。此外，具有与图1A相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
<发光元件的结构实例2>
图2是发光元件250的截面示意图。
图2所示的发光元件250在一对电极(电极101与电极102)之间具有多个发光单元(发光单元106和发光单元110)。多个发光单元中的一个优选具有与图1A所示的EL层100同样的结构。也就是说，图1A所示的发光元件150优选具有一个发光单元，而发光元件250优选具有多个发光单元。注意，虽然在以下发光元件250的说明中电极101被用作阳极且电极102被用作阴极，但是这些功能也可以在发光元件250中互相调换。
在图2所示的发光元件250中，层叠有发光单元106和发光单元110，并且在发光单元106与发光单元110之间设置有电荷产生层115。注意，发光单元106和发光单元110可以具有相同结构或不同结构。例如，发光单元110优选采用与EL层100相同的结构。
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110除了发光层120之外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
电荷产生层115既可以具有对空穴传输材料添加有作为电子受体的受体性物质的结构，又可以具有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。此外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含有机化合物和受体性物质的复合材料时，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。注意，只要是其空穴传输性高于电子传输性的材料，就可以使用这些以外的材料。因为有机化合物和受体性物质的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，当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还可以用作该发光单元的空穴注入层或空穴传输层，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。当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还可以用作该发光单元的电子注入层或电子传输层，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也可以使用组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层形成。此外，电荷产生层115也可以使用组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的层形成。
夹在发光单元106与发光单元110之间的电荷产生层115只要具有在将电压施加到电极101和电极102之间时，将电子注入到一个发光单元且将空穴注入到另一个发光单元的结构即可。例如，在图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110。
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，可见光的透射率为40％以上)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用任意上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图2中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是可以将同样的结构应用于层叠有三个以上的发光单元的发光元件。如发光元件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现保持低电流密度、发射高亮度的光、具有更长的寿命、消耗低功率的发光元件。
注意，在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元110的客体材料的发光颜色既可以相同又可以不同。当发光单元106和发光单元110包含具有发射相同颜色的发光的功能的客体材料时，发光元件250成为以较低的电流值呈现高发光亮度的发光元件，所以是优选的。当发光单元106和发光单元110包含发射呈现彼此不同颜色的发光的功能的客体材料时，发光元件250发射多个颜色的发光，所以是优选的。此时，当将发光波长不同的多个发光材料用于发光层120和发光层170中的一个或两个时，合成具有不同的发光峰值的光。因此发光元件250的发射光谱具有至少两个极大值。
上述结构也适合用于白色发光。通过使发光层120与发光层170的光发射互补色的关系的光，可以获得白色发光。尤其优选以实现高显色性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。
在层叠三个以上的发光单元的发光元件中，用于各发光单元的客体材料的发光颜色可以相同或不同。在发光元件包括发射相同颜色的发光的多个发光单元的情况下，这些发光单元可以以比其他的颜色低的电流值获得高发光亮度的发光颜色。这种结构适于发光颜色的调整。尤其优选用于使用发光效率不同且呈现不同发光颜色的客体材料的情况。例如，在发光元件具有三层结构的发光单元的情况下，通过设置包含呈现相同发光颜色的荧光材料的两个发光单元及包含呈现与该荧光材料不同的发光颜色的磷光材料的一个发光单元，可以调整荧光发光及磷光发光的发光强度。换言之，可以根据发光单元的个数调整各颜色的发光强度。
在采用上述包括两个荧光发光单元及一个磷光发光单元的发光元件的情况下，为了高效地获得白色发光，优选采用如下结构：发光单元包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含黄色磷光材料的一个发光单元的结构；发光单元包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的结构；发光单元包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料、黄色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的结构。
此外，也可以将发光层120和发光层170中的至少一个进一步分割为层状并使各层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材料用于第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的材料用于第二发光层的主体材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。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发光颜色构成的高显色性的白色发光。
另外，发光单元110的发光层优选包含磷光性化合物。当多个单元中的至少一个单元包含本发明的一个实施方式的有机化合物时，可以提供耐热性及发光效率高的发光元件。注意，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
图3A是发光装置的俯视图，图3B是沿图3A中的A-B以及C-D切割的截面图。该发光装置包括以虚线表示的用来控制发光元件的发光的驱动电路部(源极一侧驱动电路)601、像素部602以及驱动电路部(栅极一侧驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记625是干燥剂，附图标记605是密封剂。由密封剂605围绕的内侧是空间607。
注意，引导布线608是用来传送输入到源极一侧驱动电路601及栅极一侧驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的柔性印刷电路(FPC)609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在其范畴内不仅包括发光装置主体，并且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
接下来，参照图3B说明上述发光装置的截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部。在此示出作为驱动电路部的源极一侧驱动电路601及像素部602中的一个像素。
在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道型TFT623和p沟道型TFT624的CMOS电路。驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。虽然在本实施方式中示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须将驱动电路形成于衬底上，也可以形成于衬底外部。
像素部602具有包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接于该电流控制用TFT612的漏极的第一电极613的多个像素。注意，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。绝缘物614可以使用正型的光敏树脂膜来形成绝缘物614。
为了提高形成于绝缘物614上的膜的覆盖率，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物614的材料使用光敏丙烯酸树脂的情况下，优选仅使绝缘物614的上端部具有曲面。该曲面的曲率半径优选为0.2μm以上且0.3μm以下。作为绝缘物614，可以使用负型光敏材料或正型光敏材料。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。作为用作阳极的第一电极613的材料优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用包括氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层膜以及包括氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构膜等。当采用叠层结构时，布线电阻也低，可以得到良好的欧姆接触，并且可以将其用作阳极。
EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种任何方法形成。作为包含于EL层616中的其他材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物或树枝状聚合物)。
作为形成在EL层616上并用作阴极的第二电极617的材料，优选使用功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金及化合物、MgAg、MgIn、AlLi等)。当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，作为第二电极617优选使用包括较薄的金属膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)的叠层。
注意，发光元件618由第一电极613、EL层616及第二电极617形成。该发光元件618优选具有实施方式3及实施方式4所示的结构。在本实施方式的发光装置中，包括多个发光元件的像素部也可以包括具有实施方式1及实施方式2所说明的结构的发光元件和具有不同的结构的发光元件的双方。
通过利用密封剂605将密封衬底604与元件衬底610贴合在一起，在由元件衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的空间607中设置有发光元件618。在空间607中填充有填充剂。该填充剂也可以为惰性气体(氮、氩等)或者树脂及/或干燥剂。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。这些材料优选是尽量不使水分或氧透过的材料。作为密封衬底604，可以使用玻璃衬底、石英衬底或者由纤维增强塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯或丙烯酸树脂等形成的塑料衬底。
通过上述方法可以得到包括实施方式3及实施方式4中说明的发光元件的发光装置。
<发光装置的结构实例1>
图4A和图4B各自示出包括呈现白色发光的发光元件及着色层(滤色片)的发光装置的例子。
图4A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1026、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032等。
在图4A、图4B中将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置于透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定在衬底1001上。注意，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。在图4A中，从有的发光层发射的光不穿过着色层，而从其他发光层发射的光穿过着色层。由于不透过着色层的光为白色且透过着色层中的任一个的光为红色、蓝色、绿色，因此能够以四个颜色的像素呈现图像。
图4B示出将红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B形成在栅极绝缘膜1003与第一层间绝缘膜1020之间的例子。如图4B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
虽然上述说明的发光装置具有从形成有TFT的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)，但是也可以具有从密封衬底1031一侧取出光的结构(顶部发射型)。
<发光装置的结构实例2>
图5是具有顶部发射结构的发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT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发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该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1021相同的材料或其他各种材料形成。
虽然发光元件的下部电极1025W、1025R、1025G、1025B在这里都为阳极，但是也可以为阴极。另外，在图5所示的具有顶部发射结构的发光装置中，优选下部电极1025W、1025R、1025G、1025B为反射电极。注意，优选第二电极1029具有发射光及使光透过的功能。优选在第二电极1029与下部电极1025W、1025R、1025G、1025B间采用微腔结构，由此可以放大特定波长的光。EL层1028以具有与实施方式2所说明的结构相同的结构的方式形成，并且采用能够得到白色发光。
在图4A、图4B和图5中，通过使用多个发光层或者使用多个发光单元等来实现能够得到白色发光的EL层的结构，即可。注意，获得白色发光的结构不局限于此。
在采用如图5所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。注意，作为密封衬底1031使用透光性衬底。
虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子，但并不局限于此，也可以以红色、绿色、蓝色的三个颜色或者以红色、绿色、蓝色和黄色的四个颜色进行全彩色显示。
通过上述方法可以得到包括实施方式3及实施方式4中说明的发光元件的发光装置。
注意，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，说明本发明的一个实施方式的电子设备。
通过本发明的一个实施方式，可以制造具有平面且可靠性高的电子设备。通过本发明的一个实施方式，可以制造具有曲面且可靠性高的电子设备。通过本发明的一个实施方式，可以形成具有柔性且可靠性高的电子设备。
电子设备的例子包括：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；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；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
本发明的一个实施方式的发光装置不管外光的强度如何都可以实现高可见度。由此，可以将本发明的一个实施方式的发光装置适当地应用于便携式电子设备、可穿戴式电子设备(可穿戴式设备)以及电子书阅读器等。
图6A和图6B所示的便携式信息终端900包括外壳901、外壳902、显示部903及铰链部905等。
外壳901与外壳902通过铰链部905连接在一起。便携式信息终端900可以从折叠状态(图6A)如图6B所示地展开。由此，携带时的便携式信息终端900的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端900跨着由铰链部905连接的外壳901和外壳902设置有柔性显示部903。
可以将使用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部903。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
显示部903可以显示文件、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部上显示文件时，可以将便携式信息终端900用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端900展开时，显示部903大幅度地弯曲。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部903。跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而显示部903的一部分在弯曲的状态下能够显示图像。
显示部903被用作触摸面板并可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选使用一个柔性显示器形成。由此，可以跨着外壳901和外壳902显示连续的图像。注意，外壳901和外壳902也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端900展开时外壳901和外壳902所形成的角度超过预定角度，铰链部905优选具有锁定机构。例如，将外壳901和外壳902处于锁定状态(不能进一步打开)的角度优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。此时，可以提高便携式信息终端900的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部905具有锁定机构时，过大的力没有施加到显示部903，从而可以防止显示部903的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳901和外壳902也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳901和外壳902中的任一个设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、Wi-Fi(注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图6C所示的便携式信息终端910包括外壳911、显示部912、操作按钮913、外部连接端口914、扬声器915、麦克风916、照相机917等。
可以将利用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部912。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
便携式信息终端910在显示部912中包括触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部912可以进行打电话或输入文字等各种操作。
利用操作按钮913可以将电源打开或关闭。此外，可以切换显示在显示部912上的图像的种类，例如，利用操作按钮913将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
当在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置时，通过判断便携式信息终端910的方向(便携式信息终端910配置为纵向还是横向)可以对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示的方向的切换也可以通过触摸显示部912、利用操作按钮913的操作或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如被用作电话机、笔记本和信息阅读系统等中的一种或多种。具体地说，便携式信息终端910可以被用作智能手机。便携式信息终端910例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图6D所示的照相机920包括外壳921、显示部922、操作按钮923、快门按钮924等。另外，照相机920安装有可装卸的镜头926。
可以将利用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部922。由此，可以以高成品率制造照相机。
在此，虽然照相机920的镜头926能够从外壳921拆卸下而进行更换，但是镜头926也可以包括在外壳921中。
通过按下快门按钮924，照相机920可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以通过触摸具有触摸面板的功能的显示部922，进行摄像。
注意，照相机920可以另外具备闪光灯及取景器等。另外，这些构件也可以包括在外壳921中。
图7A至图7E示出电子设备。这些电子设备都包括外壳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。
可以将利用本发明的一个实施方式制造的发光装置适合用于显示部9001。由此，可以以高成品率制造电子设备。
图7A至图7E所示的电子设备可以具有各种功能，例如：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上；触摸面板；显示日历、日期或时刻等；通过利用各种软件(程序)控制处理；进行无线通信；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收；读出储存在记录媒体中的程序或数据来将其显示在显示部上等。注意，图7A至图7E所示的电子设备所具有的功能不局限于上述功能，电子设备也可以具有其他的功能。
图7A是手表型的便携式信息终端9200的透视图。图7B是手表型的便携式信息终端9201的透视图。
图7A所示的便携式信息终端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。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面显示图像。便携式信息终端9200可以进行基于通信标准的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。另外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。注意，充电操作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
与图7A所示的便携式信息终端不同，图7B所示的便携式信息终端9201的显示部9001的显示面不弯曲。此外，便携式信息终端9201的显示部的外形为非矩形(在图7B中为圆形状)。
图7C至图7E是能够折叠的便携式信息终端9202的透视图。图7C是示出将便携式信息终端9202展开的状态的透视图。图7D是示出便携式信息终端9202处于展开状态或折叠状态的透视图。图7E是示出将便携式信息终端9202折叠的状态的透视图。
折叠的便携式信息终端9202的可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的一览性强。便携式信息终端9202所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。通过铰链9055使两个外壳9000之间弯曲，可以使便携式信息终端9202从展开的状态可逆性地变为折叠的状态。例如，能够使便携式信息终端9202以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲。
注意，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式7)
在本实施方式中，参照图8A至图8C以及图9说明将本发明的一个方式的发光元件适用于各种电子装置及照明设备的情况的例子。
通过将本发明的一个方式的发光元件形成在具有柔性的衬底上，能够实现包括具有曲面的发光区域的电子设备或照明装置。
此外，还可以将使用了本发明的一个方式的发光元件的发光装置用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图8A示出多功能终端3500的一个面的透视图，图8B示出多功能终端3500的另一个面的透视图。在多功能终端3500中，框体3502组装有显示部3504、照相机3506、照明3508等。可以将本发明的一个方式的发光装置用于照明3508。
将包括本发明的一个方式的发光装置的照明3508用作面光源。因此，不同于以LED为代表的点光源，能够得到指向性低的发光。例如，在将照明3508和照相机3506组合使用的情况下，可以在使照明3508点亮或闪烁的同时使用照相机3506来进行拍摄。因为照明3508具有面光源的功能，可以获得仿佛在自然光下拍摄般的照片。
注意，图8A及图8B所示的多功能终端3500与图7A至图7C所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
另外，可以在框体3502的内部设置扬声器、传感器(该传感器具有测量或感测如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风等。此外，通过在多功能终端3500内部设置具有陀螺仪传感器和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断多功能终端3500的方向(纵或横)而自动进行显示部3504的屏面显示的切换。
另外，也可以将显示部3504用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部3504，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部3504中设置发射近红外光的背光或感测光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。注意，可以将本发明的一个方式的发光装置适用于显示部3504。
图8C示出安全灯(security light)3600的透视图。灯3600在框体3602的外侧包括照明3608，并且，框体3602组装有扬声器3610等。可以将本发明的一个方式的发光元件用于照明3608。
灯3600例如在抓住或握住照明3608时进行发光。另外，可以在框体3602的内部设置有能够控制灯3600的发光方式的电子电路。作为该电子电路，例如可以为能够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的光量的电路。此外，也可以组装在照明3608进行发光的同时从扬声器3610发出很大的警报音的电路。
灯3600因为能够向所有方向发射光，所以可以发射光或发出光和声音来恐吓歹徒等。另外，灯3600可以包括具有摄像功能的数码静态相机等照相机。
图9是将发光元件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光元件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。此外，也可以通过使用具有曲面的框体来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光元件为薄膜状，所以框体的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。另外，也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。此外，通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，通过应用本发明的一个方式的发光元件，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照明装置及电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
[实施例1]
在本实施例中，对本发明的一个实施方式的由通式(G0)表示的化合物之一的3，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：3，8mDBtP2Bfpr)(结构式(100))的合成方法及该化合物的特性进行说明。
<合成例1>
<步骤1：6-氯-3-(5-氯-2-甲氧基苯基)吡嗪-2-胺的合成>
将3-溴-6-氯吡嗪-2-胺1.00g、5-氯-2-甲氧基苯基硼酸0.90g、氟化钾0.93g及四氢呋喃17mL放入具备回流管的三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。在减压下对烧瓶内的混合物进行搅拌以进行脱气，然后加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0)0.088g及三-叔丁基膦0.8mL。在80℃下进行搅拌40小时来发生反应。经过指定时间之后，对所得到的混合物进行抽滤，浓缩滤液。通过以二氯甲烷为展开溶剂的硅胶柱层析法对所得到的残渣进行纯化，浓缩所得到的滤液，由此以71％的收率获得目的物6-氯-3-(5-氯-2-甲氧基苯基)吡嗪-2-胺的黄白色粉末0.92g。以下(a-1)示出步骤1的合成方案。
<步骤2：3，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪的合成>
将通过上述步骤1获得的6-氯-3-(5-氯-2-甲氧基苯基)吡嗪-2-胺1.37g、脱水四氢呋喃16mL及冰醋酸32mL放入三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。将烧瓶冷却至-10℃之后，滴下亚硝酸叔丁基1.9mL，在-10℃下进行搅拌1小时，在0℃下进行搅拌20小时。经过指定时间之后，对所得到的悬浮液添加水100mL，进行抽滤。将所得到的固体溶解于二氯甲烷中，使用依次层叠硅藻土、矾土及硅藻土的助滤剂进行过滤，浓缩滤液，由此以70％的收率获得目的物3，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪的白色固体0.87g。以下(a-2)示出步骤2的合成方案。
<步骤3：3，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：3，8mDBtP2Bfpr)的合成>
接着，将通过上述步骤2获得的3，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪0.87g、3-(4-二苯并噻吩)苯基硼酸2.41g、磷酸三钾4.57g、二甘醇二甲醚29mL及叔丁醇2.0mL放入三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。在减压下对烧瓶内的混合物进行搅拌以进行脱气，然后添加醋酸钯(II)0.016g及二(1-金刚烷基)-正丁基膦(简称：CataCXiumA)0.054g，在140℃下进行搅拌8小时来发生反应。经过指定时间之后，对所得到的悬浮液进行抽滤，用水及乙醇进行洗涤。通过以甲苯为展开溶剂的硅胶柱层析法对所得到的固体进行纯化之后，使用甲苯和己烷的混合溶剂进行再结晶，由此以52％的收率获得目的物3，8mDBtP2Bfpr的黄白色固体1.25g。以下(a-3)示出步骤3的合成方案。
然后，对该黄白色固体1.14g使用梯度升华法进行升华纯化。升华纯化条件为如下：压力为2.6Pa，氩气体的流量为5mL/min，在350℃下对黄白色固体进行加热。在升华纯化后，以87％的回收率获得目的物的黄白色固体0.99g。
对所得到的固体进行核磁共振法(1H NMR)，下面示出分析结果。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：7.49-7.54(m，4H)，7.62-7.65(m，4H)，7.69(t，1H)，7.74(t，1H)，7.80-7.84(m，3H)，7.89-7.91(m，3H)，8.03(dd，1H)，8.14(s，1H)，8.23-8.28(m，5H)，8.56(d，1H)，8.59(s，1H)，9.26(s，1H)。
图10A和图10B示出所得到的固体的1H NMR谱。注意，图10B为图10A中的7.0ppm至9.6ppm的范围的放大图。从测定结果可知获得了目的物3，8mDBtP2Bfpr。
<3，8mDBtP2Bfpr的特性>
接着，图11示出甲苯溶液中的3，8mDBtP2Bfpr的吸收光谱及发射光谱。
使用紫外可见分光光度计(由日本分光株式会社制造，V550型)测定吸收光谱。甲苯溶液中的3，8mDBtP2Bfpr的吸收光谱的测定方法为如下：将3，8mDBtP2Bfpr的甲苯溶液放入石英皿中。从该吸收光谱减去使用石英皿进行测定时使用的溶剂(甲苯)的吸收光谱，并且在附图中示出所得到的吸收光谱。当测定发射光谱时，使用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3，8mDBtP2Bfpr的发射光谱通过将3，8mDBtP2Bfpr的甲苯溶液放入石英皿而测定。
如图11所示，甲苯溶液中的3，8mDBtP2Bfpr在283nm及352nm附近具有吸收光谱的峰值，在386nm(激发波长：333nm)附近具有发射光谱的峰值。
接着，测定3，8mDBtP2Bfpr的固体薄膜的吸收光谱及发射光谱。通过真空蒸镀法在石英衬底上制造固体薄膜。当测定吸收光谱时，使用紫外可见分光光度计(由Mabuchi S&TInc.制造，U4100型)。当测定发射光谱时，使用荧光分光光度计(由日本滨松光子学株式会社制造，FS920)。图12示出所得到的固体薄膜的吸收光谱和发射光谱的测定结果。在图12中，横轴表示波长，纵轴表示吸收强度及发光强度。
如图12所示，3，8mDBtP2Bfpr的固体薄膜在247nm及354nm附近具有吸收光谱的峰值，在437nm(激发波长：355nm)附近具有发射光谱的峰值。
[实施例2]
在本实施例中，对本发明的一个实施方式的由通式(G0)表示的化合物之一的2，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：2，8mDBtP2Bfpr)(结构式(101))的合成方法及该化合物的特性进行说明。
<合成例2>
<步骤1：5-氯-3-(5-氯-2-甲氧基苯基)吡嗪-2-胺的合成>
将3-溴-5-氯吡嗪-2-胺2.48g、5-氯-2-甲氧基苯基硼酸2.19g、氟化钾2.26g及四氢呋喃43mL放入具备回流管的三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。在减压下对烧瓶内的混合物进行搅拌以进行脱气，然后加入三(二亚苄基丙酮)二钯(0)0.44g及三-叔丁基膦4.0mL。在80℃下进行搅拌42小时来发生反应。经过指定时间之后，对所得到的混合物进行抽滤，浓缩滤液。通过以甲苯：乙酸乙酯＝10：1为展开溶剂的硅胶柱层析法对所得到的残渣进行纯化，由此以31％的收率获得目的物2，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪1.00g。以下(b-1)示出步骤1的合成方案。
<步骤2：2，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪的合成>
接着，将通过上述步骤1获得的5-氯-3-(5-氯-2-甲氧基苯基)吡嗪-2-胺1.00g、脱水四氢呋喃12mL及冰醋酸24mL放入三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。将烧瓶冷却至-10℃之后，滴下亚硝酸叔丁基1.3mL，在-10℃下进行搅拌1小时，在0℃下进行搅拌20小时。经过指定时间之后，对所得到的悬浮液添加水100mL，进行抽滤。通过以二氯甲烷为展开溶剂的硅胶柱层析法对所得到的固体进行纯化，由此以75％的收率获得目的物2，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪0.66g。以下(b-2)示出步骤2的合成方案。
<步骤3：2，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：2，8mDBtP2Bfpr)的合成>
接着，将通过上述步骤2获得的2，8-二氯苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪0.66g、3-(4-二苯并噻吩)苯基硼酸1.90g、磷酸三钾3.59g、二甘醇二甲醚23mL及叔丁醇1.6mL放入三口烧瓶中，对其内部进行氮气置换。在减压下对烧瓶内的混合物进行搅拌以进行脱气，然后添加醋酸钯(II)0.026g及二(1-金刚烷基)-正丁基膦(简称：CataCXiumA)0.086g，在140℃下进行搅拌15小时来发生反应。经过指定时间之后，对所得到的悬浮液进行抽滤，用水及乙醇进行洗涤。通过以甲苯为展开溶剂的硅胶柱层析法对所得到的固体进行纯化之后，使用甲苯和己烷的混合溶剂进行再结晶，由此以32％的收率获得目的物2，8mDBtP2Bfpr的黄白色固体0.61g。以下(b-3)示出步骤3的合成方案。
接着，对该黄白色粉末固体0.60g使用梯度升华法进行升华纯化两次。升华纯化条件为如下：压力为2.7Pa，氩气体的流量为5mL/min，在355℃下对黄白色粉末固体进行加热。在升华纯化后，以73％的回收率获得目的物的黄白色固体0.44g。
对所得到的固体进行核磁共振法(1H NMR)，下面示出分析结果。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：7.32(s，1H)，7.46-7.52(m，4H)，7.61-7.64(m，4H)，7.68(t，1H)，7.74(t，1H)，7.79-7.90(m，5H)，8.05(dd，1H)，8.13(s，1H)，8.22-8.26(m，5H)，8.56(s，1H)，8.62(d，1H)，8.95(s，1H)。
图13A和图13B示出所得到的固体的1H NMR谱。注意，图13B为图13A中的7.0ppm至9.0ppm的范围的放大图。从测定结果可知获得了目的物2，8mDBtP2Bfpr。
<2，8mDBtP2Bfpr的特性>
接着，图14示出甲苯溶液中的2，8mDBtP2Bfpr的吸收光谱及发射光谱。注意，甲苯溶液中的2，8mDBtP2Bfpr的吸收光谱及发射光谱的测定方法与实施例1同样。
如图14所示，甲苯溶液中的2，8mDBtP2Bfpr在283nm及336nm附近具有吸收光谱的峰值，在383nm(激发波长：338nm)附近具有发射光谱的峰值。
[实施例3]
在本实施例中，对包含本发明的一个实施方式的有机化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性进行说明。在本实施例中制造的元件的截面图与图1A相同。表1示出元件结构的详细内容。此外，以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，关于其他有机化合物可以参照上述实施例。
[表1]
《发光元件1的制造》
作为电极101，在衬底200上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
作为空穴注入层111，在电极101上以厚度为60nm的方式共蒸镀4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)与氧化钼(MoO3)，并使重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5。
作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)。
接着，在空穴传输层112上作为发光层140(1)以厚度为20nm的方式共蒸镀3，8mDBtP2Bfpr、N-(1，1’-联苯-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)及双[2-(6-苯基-4-嘧啶基-κN3)苯基-κC](2，4-丙二酮基-κ2O，O’)铱(III)(简称：Ir(dppm)2(acac))，并使重量比(3，8mDBtP2Bfpr：PCBBiF：Ir(dppm)2(acac))为0.7：0.3：0.05。接着，作为发光层140(2)，以厚度为20nm的方式共蒸镀上述材料，并使重量比(3，8mDBtP2Bfpr：PCBBiF：Ir(dppm)2(acac))为0.8：0.2：0.05。注意，在发光层140中，Ir(dppm)2(acac)为发射磷光发光的客体材料。
作为电子传输层118，在发光层140上依次以厚度分别为20nm及20nm的方式蒸镀3，8mDBtP2Bfpr及红菲咯啉(简称：BPhen)。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
作为电极102，在电子注入层119上以200nm的厚度形成铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底220固定于形成有有机材料的衬底200上，由此密封发光元件1。具体而言，将密封剂涂敷于形成在衬底200上的有机材料的周围，贴合该衬底200和衬底220，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。通过上述工序获得发光元件1。
<发光元件的特性>
图15示出所制造的发光元件1的电流效率-亮度特性。图16示出电流密度-电压特性。图17示出外部量子效率-亮度特性。发光元件1的特性的测量在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图18示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件1时的电致发射光谱。测定在室温下进行。
表2示出1000cd/m2附近的发光元件1的元件特性。
[表2]
如图15、图17及表2所示，发光元件1示出较高的电流效率及外部量子效率。另外，发光元件1即使在高亮度一侧，效率降低(衰减)也少，这结果是优异的。
另外，如表2所示，发光元件1的1000cd/m2附近的驱动电压低，为2.6V，示出良好的电力效率。
如图18所示，发光元件1发射橙色发光，其中电致发射光谱的峰值波长为584nm，半峰全宽为73nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dppm)2(acac)。
<发光元件的可靠性>
接着，对发光元件1进行2mA下的恒流驱动测试。图19示出其结果。从图19可知发光元件1的亮度半衰期超过1000小时，发光元件1具有非常高的可靠性。
如上所述，通过将本发明的一个实施方式的化合物用于发光层，可以制造示出高发光效率的发光元件。另外，可以制造驱动电压低且功耗低的发光元件。另外，可以制造可靠性高的发光元件。
[实施例4]
在本实施例中，对与实施例3不同的包含本发明的一个实施方式的有机化合物的发光元件的制造实例及该发光元件的特性进行说明。在本实施例中制造的元件的截面图与图1A相同。表3示出元件结构的详细内容。此外，以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，关于其他有机化合物可以参照上述实施例。
[表3]
《发光元件2的制造》
作为电极101，在衬底200上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
作为空穴注入层111，在电极101上以厚度为45nm的方式共蒸镀DBT3P-II与氧化钼(MoO3)，并使重量比(DBT3P-II:MoO3)为1:0.5。
作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀PCCP。
接着，在空穴传输层112上作为发光层140(1)以厚度为20nm的方式共蒸镀2，8mDBtP2Bfpr、PCCP及Ir(ppy)3，并使重量比(2，8mDBtP2Bfpr：PCCP：Ir(ppy)3)为0.5：0.5：0.1。接着，作为发光层140(2)，以厚度为20nm的方式共蒸镀上述材料，并使重量比(2，8mDBtP2Bfpr：PCCP：Ir(ppy)3)为0.8：0.2：0.1。注意，在发光层140中，Ir(ppy)3为发射磷光发光的客体材料。
作为电子传输层118，在发光层140上依次以厚度分别为15nm及10nm的方式蒸镀2，8mDBtP2Bfpr及BPhen。接着，作为电子注入层119，在电子传输层118上以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。
作为电极102，在电子注入层119上以200nm的厚度形成铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底220固定于形成有有机材料的衬底200上，由此密封发光元件2。具体而言，将密封剂涂敷于形成在衬底200上的有机材料的周围，贴合该衬底200和衬底220，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。通过上述工序获得发光元件2。
<发光元件的特性>
图20示出所制造的发光元件2的电流效率-亮度特性。图22示出电流密度-电压特性。图21示出外部量子效率-亮度特性。发光元件2的特性在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图23示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件2时的电致发射光谱。测定在室温下进行。
表4示出1000cd/m2附近的发光元件2的元件特性。
[表4]
如图20、图22及表4所示，发光元件1示出较高的电流效率及外部量子效率。另外，发光元件1即使在高亮度一侧，效率降低(衰减)也少，这结果是优异的。
另外，如图21及表4所示，发光元件2的驱动电压低，示出良好的电力效率。
如图23所示，发光元件1发射绿色发光，其中电致发射光谱的峰值波长为520nm，半峰全宽为72nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(ppy)3。
<发光元件的可靠性>
接着，对发光元件2进行2mA下的恒流驱动测试。图24示出其结果。从图24可知发光元件2的亮度半衰期超过350小时，发光元件2具有高可靠性。
如上所述，通过将本发明的一个实施方式的化合物用于发光层，可以制造示出高发光效率的发光元件。另外，可以制造驱动电压低且功耗低的发光元件。另外，可以制造可靠性高的发光元件。
符号说明
100：EL层，101：电极，102：电极，106：发光单元，110：发光单元，111：空穴注入层，112：空穴传输层，113：电子传输层，114：电子注入层，115：电荷产生层，116：空穴注入层，117：空穴传输层，118：电子传输层，119：电子注入层，120：发光层，130：发光层，140：发光层，141：主体材料，141_1：有机化合物，141_2：有机化合物，142：客体材料，150：发光元件，170：发光层，200：衬底，220：衬底，250：发光元件，601：源极侧驱动电路，602：像素部，603：栅极侧驱动电路，604：密封衬底，605：密封剂，607：空间，608：布线，610：元件衬底，611：开关用TFT，612：电流控制用TFT，613：电极，614：绝缘物，616：EL层，617：电极，618：发光元件，623：n沟道TFT，624：p沟道TFT，900：便携式信息终端，901：外壳，902：外壳，903：显示部，905：铰链部，910：便携式信息终端，911：外壳，912：显示部，913：操作按钮，914：外部连接端口，915：扬声器，916：麦克风，917：照相机，920：照相机，921：外壳，922：显示部，923：操作按钮，924：快门按钮，926：镜头，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：电极，1024G：电极，1024R：电极，1024W：电极，1025B：下部电极，1025G：下部电极，1025R：下部电极，1025W：下部电极，1026：分隔壁，1028：EL层，1029：电极，1031：密封衬底，1032：密封剂，1033：基材，1034B：着色层，1034G：着色层，1034R：着色层，1035：黑色层，1036：保护层，1037：层间绝缘膜，1040：像素部，1041：驱动电路部，1042：周边部，3500：多功能终端，3502：外壳，3504：显示部，3506：照相机，3508：照明，3600：灯，3602：外壳，3608：照明，3610：扬声器，8501：照明装置，8502：照明装置，8503：照明装置，8504：照明装置，9000：外壳，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，9055：铰链，9200：便携式信息终端，9201：便携式信息终端，9202：便携式信息终端。
本申请基于2016年12月28日提交到日本专利局的日本专利申请No.2016-254916，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (30)

1.一种包括一对电极之间的EL层的发光元件，
其中，所述EL层包括包含苯并呋喃并吡嗪骨架的物质或包含苯并噻吩并吡嗪骨架的物质，
所述苯并呋喃并吡嗪骨架中的苯环或所述苯并噻吩并吡嗪骨架中的苯环包含总碳原子数为6至100的第一取代基，
并且，所述苯并呋喃并吡嗪骨架中的吡嗪环或所述苯并噻吩并吡嗪骨架中的吡嗪环包含总碳原子数为6至100的第二取代基。
2.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述苯并呋喃并吡嗪骨架中的所述苯环或所述苯并噻吩并吡嗪骨架中的所述苯环包含总碳原子数为10至100的所述第一取代基，
并且所述苯并呋喃并吡嗪骨架中的所述吡嗪环或所述苯并噻吩并吡嗪骨架中的所述吡嗪环包含总碳原子数为10至100的所述第二取代基。
3.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述第一取代基及所述第二取代基分别独立地包含碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。
4.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述第一取代基及所述第二取代基分别独立地包含取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和取代或未取代的三芳基胺结构中的至少一个，
并且所述稠合芳杂环包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环和咔唑环中的任一个。
5.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述第二取代基包含空穴传输性骨架。
6.根据权利要求5所述的发光元件，
其中所述空穴传输性骨架具有三芳基胺结构或者包含富π电子型芳杂环。
7.根据权利要求5所述的发光元件，
其中所述空穴传输性骨架为包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的稠合芳杂环。
8.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述EL层包括发光层，
并且所述发光层包含包含所述苯并呋喃并吡嗪骨架或所述苯并噻吩并吡嗪骨架的物质及能够将三重激发能转换为发光的物质。
9.根据权利要求1所述的发光元件，
其中所述EL层包括发光层，
并且所述发光层包含包含所述苯并呋喃并吡嗪骨架或所述苯并噻吩并吡嗪骨架的物质及磷光性化合物。
10.一种由通式(G0)表示的有机化合物：
其中：
X表示氧或硫；
A1及A2分别独立地表示碳原子数为6至100的取代基；
R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。
11.根据权利要求10所述的有机化合物，
其中A1及A2分别独立地表示碳原子数为10至100的取代基。
12.根据权利要求10所述的有机化合物，
其中A1及A2分别独立地包含碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环。
13.根据权利要求10所述的有机化合物，
其中A1及A2分别独立地包含取代或未取代的苯环、取代或未取代的萘环、取代或未取代的菲环、取代或未取代的三亚苯环、取代或未取代的碳原子数为12至30的稠合芳杂环和取代或未取代的三苯基胺结构中的至少一个，
并且所述稠合芳杂环包含二苯并呋喃环、二苯并噻吩环或者咔唑环。
14.根据权利要求10所述的有机化合物，
其中A2包含包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的稠合芳杂环。
15.一种由通式(G1)表示的有机化合物：
其中：
X表示氧或硫；
A1表示总碳原子数为6至100的取代基；
Ht2表示碳原子数为10至30的取代或未取代的芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的芳杂环；
Ar2表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，
R1至R4分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基；
m表示0至3的整数。
16.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中A1为总碳原子数为10至100的取代基。
17.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中Ht2为包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。
18.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中所述有机化合物由通式(G2)表示：
其中：
Ht1及Ht2分别独立地表示碳原子数为10至30的芳香环或碳原子数为10至30的芳杂环；
Ar1及Ar2分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至25的亚芳基，
n表示0至3的整数。
19.根据权利要求18所述的有机化合物，
其中Ht1及Ht2分别独立地表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的稠合芳杂环。
20.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中Ar1或Ar2为取代或未取代的亚苯基。
21.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中R1至R4都是氢。
22.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中所述有机化合物由通式(G3)表示：
其中：
A1表示总碳原子数为10至100的取代基；
Ht2表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。
23.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中所述有机化合物由通式(G4)表示：
其中：
Ht1及Ht2分别独立地表示包含咔唑环、二苯并呋喃环和二苯并噻吩环中的任一个的取代或未取代的芳杂环。
24.根据权利要求18所述的有机化合物，
其中Ht1及Ht2分别独立地表示由通式(Ht-1)至(Ht-7)表示的基团中的任一个：
其中：
R10至R22分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基或者取代或未取代的碳原子数为6至25的芳基。
25.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中所述有机化合物由通式(G5)表示：
其中：
X表示氧或硫；
Z1及Z2分别独立地表示氧或硫。
26.根据权利要求15所述的有机化合物，
其中所述有机化合物由结构式(100)或(101)表示：
27.一种包括权利要求15所述的有机化合物的发光元件。
28.一种显示装置，包括：
权利要求27所述的发光元件；以及
滤色片和晶体管中的至少一个。
29.一种电子设备，包括：
权利要求28所述的显示装置；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
30.一种照明装置，包括：
权利要求27所述的发光元件；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
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