CN110402387B - 有机半导体元件的分析方法 - Google Patents

有机半导体元件的分析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110402387B
CN110402387B CN201880017551.5A CN201880017551A CN110402387B CN 110402387 B CN110402387 B CN 110402387B CN 201880017551 A CN201880017551 A CN 201880017551A CN 110402387 B CN110402387 B CN 110402387B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
light
organic
organic compound
organic semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880017551.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110402387A (zh
Inventor
川上祥子
N.小松
濑尾哲史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN110402387A publication Critical patent/CN110402387A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110402387B publication Critical patent/CN110402387B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/80—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass using temporary substrates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
    • G01N23/22—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material
    • G01N23/225—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion
    • G01N23/2255—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by measuring secondary emission from the material using electron or ion using incident ion beams, e.g. proton beams
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G01N24/08—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects by using nuclear magnetic resonance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode
    • G01N27/622—Ion mobility spectrometry
    • G01N27/623—Ion mobility spectrometry combined with mass spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • G01N30/7233—Mass spectrometers interfaced to liquid or supercritical fluid chromatograph
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/74—Optical detectors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/88—Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/16—Electron transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/70—Testing, e.g. accelerated lifetime tests
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02—Column chromatography
    • G01N30/62—Detectors specially adapted therefor
    • G01N30/72—Mass spectrometers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K2101/00—Properties of the organic materials covered by group H10K85/00
    • H10K2101/10—Triplet emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10—Deposition of organic active material
    • H10K71/16—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering
    • H10K71/164—Deposition of organic active material using physical vapour deposition [PVD], e.g. vacuum deposition or sputtering using vacuum deposition
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40—Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

提供一种发光元件的分析方法。本发明是在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法。通过使用如下步骤对有机半导体元件进行分析：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤(S2)；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的叠层及Z或混合状态进行分析的步骤(S3)；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的至少一个或多个溶解而制造溶液的步骤(S4)；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物(S5)，通过第二质谱分析法检测所分离的有机化合物的质量电荷比的步骤(S6)；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比(D1)与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比(D2)进行比较的步骤(S8)；以及测定所分离的有机化合物的物性的步骤。

Description

有机半导体元件的分析方法
技术领域
本发明的一个方式涉及一种有机半导体元件的新颖的分析方法。尤其是，本发明的一个方式涉及一种使用质谱分析法及液相色谱法的有机半导体元件的分析方法。
背景技术
利用使用有机化合物的电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件(有机EL元件)及有机太阳能电池等有机半导体元件的实用化得到发展。这些有机半导体元件的基本结构是包含发光材料的有机半导体层夹在一对电极之间的结构。
这种有机半导体元件的重量轻，且具有柔性及高设计性。由于具有能够采用涂敷工序等的各种优点，因此对这种有机半导体元件的研究开发日益火热。尤其是，发光元件是自发光型元件，当将其用于显示器的像素时，有可见度高、不需要背光等优点，所以是作为平板显示器元件优选的。
这种有机半导体元件中主要形成有将有机化合物形成为薄膜状的有机半导体层，有机化合物及层结构对有机半导体元件造成很大的影响，所以有机化合物和层结构的选择是重要的。
作为形成有机半导体层的方法，可以举出通过在真空下加热有机化合物来形成膜的真空蒸镀法以及将有机化合物溶解在溶剂中并将其涂敷于衬底上的湿式法等。然而，上述方法都是向有机化合物施加热等负荷的方法。因此，有时制造有机半导体层时使用的有机化合物在形成膜时发生分解等，因此有机半导体元件不具有所希望的特性，或者分解物作为杂质对元件特性带来不良影响。专利文献1公开了杂质对发光元件特性带来不良影响。
由于上述对元件特性的不良影响在形成膜时发生，因此需要分析有机半导体元件中的有机化合物。但是，难以分析该有机化合物。并且，难以从有机半导体元件分析是否得到所希望的层结构。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2016-86171号公报
[专利文献2]日本专利公告第5903448号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
于是，本发明的一个方式的目的是提供一种对有机半导体元件中的有机化合物进行分析的方法。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种对有机半导体元件中的有机化合物的分子结构进行分析的方法。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种对有机半导体元件中的有机化合物的光学特性进行分析的方法。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种对有机半导体元件中的层结构进行分析的方法。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种对有机半导体元件中的发光机理进行分析的方法。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的有机半导体元件的分析方法。
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不一定需要实现所有上述目的。此外，可以从说明书等的记载得知并抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析的步骤；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对所分离的有机化合物进行分析的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比(m/z)与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较的步骤；以及测定所分离的有机化合物的物性的步骤。
在上述结构中，优选在所分离的有机化合物的物性测定中进行NMR谱、吸收光谱、发射光谱、发光寿命中的至少一个的物性测定。
此外，在上述结构中，在第二质谱分析法中至少检测出第一有机化合物，第二质谱分析法包括如下步骤：根据第一有机化合物的质量电荷比推测组成式的步骤；通过第一有机化合物的NMR测定取得第一有机化合物的第一NMR谱的步骤；使用组成式及NMR谱推测第二有机化合物的步骤；合成第二有机化合物的步骤；通过NMR测定取得所述第二有机化合物的第二NMR谱的步骤；以及对第一NMR谱与所述第二NMR谱进行比较的步骤。通过上述结构，可以识别有机半导体元件所包含的有机化合物的结构。
此外，在上述结构中，优选还包括如下步骤：测定溶液的1H-NMR的步骤；分离至少两个有机化合物的步骤；测定至少两个有机化合物的各1H-NMR的步骤；以及对溶液的1H-NMR与至少两个有机化合物的各1H-NMR进行比较来算出至少两个有机化合物的摩尔比的步骤。通过采用上述结构，可以算出有机半导体元件所包含的至少两个有机化合物的混合比。
此外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析的步骤；根据第一质谱分析法确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对所分离的有机化合物进行分析的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较的步骤；从所分离的化合物中决定有机半导体层的第一层所包含的第一有机化合物和第二有机化合物的步骤；测定第一有机化合物的第一发射光谱的步骤；测定第二有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及测定第一有机化合物及第二有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
此外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对所分离的有机化合物进行分析的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测有机半导体层的第一层所包含的第一有机化合物、第二有机化合物及第三有机化合物的步骤；测定第一有机化合物的发光寿命的步骤；测定第一有机化合物的吸收光谱的步骤；测定第二有机化合物的第一发射光谱的步骤；测定第三有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及测定第二有机化合物及第三有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
此外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，该有机半导体层包含具有Ir的第一有机化合物，包括如下步骤：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对所分离的有机化合物进行分析的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测有机半导体层的第一层所包含的第一有机化合物及第二有机化合物的步骤；测定第一有机化合物的吸收光谱的步骤；以及测定第二有机化合物的发射光谱的步骤。
此外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，该有机半导体层包含具有Ir的第一有机化合物，包括如下步骤：剥离有机半导体元件的一个电极的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；使用溶剂使有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对所分离的有机化合物进行分析的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测有机半导体层的第一层所包含的第一有机化合物、第二有机化合物及第三有机化合物的步骤；测定第一有机化合物的吸收光谱的步骤；测定第二有机化合物的第一发射光谱的步骤；测定第三有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及测定第二有机化合物及第三有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
此外，在上述结构中，优选有机半导体元件为EL元件或光电转换元件。
此外，在上述结构中，优选所述有机半导体层由一个有机化合物构成。
此外，在上述结构中，优选有机半导体层包括包含空穴传输材料的第一层、包含发光物质的第二层及包含电子传输材料的第三层，从阳极一侧依次层叠有第一层、第二层、第三层，第一层与第二层接触，第二层与第三层接触。
此外，在上述结构中，优选作为发光物质包含磷光发光化合物。
此外，在上述结构中，优选第二层包含磷光发光物质、第一化合物及第二化合物，第一化合物和第二化合物形成激基复合物。
此外，在上述结构中，优选第二层包含呈现热活化延迟荧光的材料。
此外，在上述结构中，优选第一质谱分析为气体团簇离子束(Gas Cluster IonBeam：GCIB)-飞行时间二次离子质谱(Time-of-flight secondary ion massspectrometer：TOF-SIMS)分析、倾斜切割后的TOF-SIMS以及倾斜切割后的基体辅助激光解吸电离(Matrix Assisted Desorption Ionization：MALDI)-TOF-MS中的任一个。通过采用上述结构，可以详细地分析发光元件的层结构。
此外，在上述结构中，优选所述第二质谱分析为液相色谱(LiquidChromatography：LC)-MS分析。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
此外，在上述结构中，优选在第二质谱分析中测定质量电荷比的小数点后第三位以下。通过采用上述结构，可以求出有机半导体元件所包含的有机化合物的组成式。
此外，在上述结构中，优选所述有机半导体层的厚度为100nm以上且1μm以下。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
此外，在上述结构中，优选还包括将所述有机半导体元件加工成100cm2以下的面积的步骤。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
此外，在上述结构中，优选所述有机半导体元件的面积为4mm2以上且100cm2以下。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
此外，在上述结构中，优选所述有机半导体层的每单位面积的重量为1μg/cm2以上且100μg/cm2以下。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
此外，在上述结构中，优选所述有机半导体层的重量为0.04μg以上且1mg以下。通过采用上述结构，可以高效地进行分析。
发明效果
通过本发明的一个方式，可以提供一种对有机半导体元件中的有机化合物进行分析的方法。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种对有机半导体元件中的有机化合物的分子结构进行分析的方法。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种对有机半导体元件中的有机化合物的光学特性进行分析的方法。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种对有机半导体元件中的层结构进行分析的方法。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种对有机半导体元件中的发光机理进行分析的方法。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种新颖的有机半导体元件的分析方法。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不一定需要具有所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
[图1]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的有机半导体元件的截面示意图。
[图2]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面示意图及发光层的示意图。
[图3]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图4]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图5]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图6]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图7]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图8]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面示意图及说明能级相关的图。
[图9]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面示意图。
[图10]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面示意图。
[图11]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图12]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图13]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图14]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的电子设备的示意图。
[图15]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的电子设备的示意图。
[图16]是示出可以应用本发明的一个方式的分析方法的照明装置的图。
[图17]是示出可以应用本发明的一个方式的分析方法的照明装置的图。
[图18]是说明实施例的发光元件的元件结构的图。
[图19]是说明实施例的LC的色谱的图。
[图20]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
[图21]是说明实施例的LC的色谱的图。
[图22]是说明实施例的LC的色谱的图。
[图23]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
[图24]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
[图25]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
[图26]是说明实施例的有机化合物的吸收光谱的图。
[图27]是说明实施例的有机化合物的发射光谱的图。
[图28]是说明实施例的有机化合物的吸收光谱和发射光谱的关系的图。
[图29]是说明实施例的有机化合物的吸收光谱和发射光谱的关系的图。
[图30]是说明实施例的有机化合物的发光寿命特性的图。
[图31]是说明实施例的有机化合物的磷光光谱的图。
[图32]是说明实施例的有机化合物的吸收光谱的图。
[图33]是说明实施例的有机化合物及混合膜的发射光谱的图。
[图34]是说明实施例的有机化合物的吸收光谱和混合膜的发射光谱的关系的图。
[图35]是可以应用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面示意图。
[图36]是说明本发明的一个方式的分析方法的流程图。
[图37]是说明实施例的LC的色谱的图。
[图38]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
[图39]是说明实施例的有机化合物的NMR谱的图。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明，其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
另外，为了便于理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
此外，在本说明书等中，为了方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其有时并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地置换为“第二”或“第三”等而进行说明。此外，本说明书等中所记载的序数词与用于指定本发明的一个方式的序数词有时不一致。
注意，在本说明书等中，当利用附图说明发明的结构时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
另外，在本说明书等中，可以将“膜”和“层”相互调换。例如，有时可以将“导电层”换称为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”换称为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，室温是指0℃以上且40℃以下的范围的温度。
另外，在本说明书中，在表示ToF-SIMS或LC-MS的测定结果的测定值(质量电荷比：m/z)时使用的“附近”的记载意味着可容许因氢离子的存在有无以及同位素的存在而产生的测定值的变化。
(实施方式1)
在本实施方式中，以下使用图1所示的有机半导体元件说明本发明的一个方式的分析方法。
<有机半导体元件的结构例子1>
有机半导体元件50包括一对电极(电极101及电极102)以及有机半导体层20。有机半导体层20也可以包括多个功能层。
在制造有机半导体层20时，将加热处理或溶解在溶剂中等的负荷施加到有机化合物来形成由有机化合物形成的薄膜。此时，由于形成膜时的负荷有时发生有机化合物的分解等的变化。因此，形成EL层之前的有机化合物的状态与形成EL层之后的有机化合物的状态有时不同。由于有机半导体层20给有机半导体元件50的特性带来很大的影响，所以有机半导体层20被制造成具有所希望的元件结构是很重要的。
分析有机半导体层20的层结构或有机化合物是有用的，因为可以获得各种信息，诸如：形成膜前后的有机化合物的状态；分解物或杂质的有无；有机化合物的结构；EL层所包括的各层的功能等。然而，图1中的有机半导体层的厚度非常薄，例如几nm至几μm，并且各层由有机物构成，因此难以利用显微镜等进行分析，是否得到具有所希望的厚度或层结构的有机半导体层以及它具有何种层结构等的分析是非常困难的。
在此，本发明人等发现通过如下步骤可以分析有机半导体元件的层结构及各层所包含的有机化合物，该步骤包括：剥离电极101和电极102中的一个的步骤；通过第一质谱分析法对露出的有机半导体层20的叠层结构和各层所包含的有机化合物的质量电荷比进行分析的步骤；将有机半导体层20的各层所包含的有机化合物中的至少一个或多个溶解于溶剂中而制造溶液的步骤；通过液相色谱法分离该溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法检测所分离的有机化合物的每一个的质量电荷比的步骤；对通过第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较而分析所分离的有机化合物包含在有机半导体层中的哪个层的步骤；以及测定所分离的有机化合物的物性的步骤。
作为上述第一质谱分析法，可以适当地使用TOF-SIMS法。尤其优选使用GCIB-TOF-SIMS分析。GCIB-TOF-SIMS分析可以利用离子溅射在对表面进行蚀刻的同时进行MS分析。也就是说，GCIB-TOF-SIMS分析可以进行有机半导体层的深度方向上的MS分析，因此可以适当地被用于叠层结构的分析。此外，可以获得有机半导体层的各层所包含的有机化合物的质量电荷比，而可以分析各层所包含的有机化合物的混合状态。
另外，在上述第一质谱分析法中，如后述的图2B所示，可以在与有机半导体层的层叠方向倾斜的方向上切割有机半导体层后使用TOF-SIMS分析或MALDI-TOF-MS分析法。通过倾斜切割有机半导体层，可以使有机半导体层所包含的各层露出于最表面，所以可以进行有机半导体层的层结构的分析。
另外，上述有机半导体层的总厚度优选为100nm以上且1μm以下。通过采用该结构，可以简单地进行TOF-SIMS及MALDI-TOF-MS分析。此外，通过本发明的一个方式的分析方法，即使是微量样品也能够进行分析。
另外，上述有机半导体元件的面积优选为4mm2以上且100cm2以下。通过采用该结构，容易在厌氧条件下制造样品，当在厌氧条件下制造样品时，可以获得更准确的分析结果，所以是优选的。此外，可以简单地进行TOF-SIMS及MALDI-TOF-MS分析以及上述溶液的制造。此外，由于上述理由，在有机半导体元件的面积超过100cm2的情况下，优选将该有机半导体元件加工成4mm2以上且100cm2以下的面积，然后进行分析。
另外，上述有机半导体层的每单位面积的重量优选为1μg/cm2以上且100μg/cm2以下，有机半导体层的重量优选为0.04μg以上且1mg以下。通过采用该结构，可以高灵敏度地进行TOF-SIMS及MALDI-TOF-MS分析。
如上所述，通过本发明的一个方式的分析方法，即使是微量样品也能够进行分析。例如，即使是一个智能手机大小的面板也可以进行分析。此外，即使是試片大小的样品也可以进行分析。
<有机半导体元件的结构例子2>
以下使用图2A至图2C所示的发光元件150说明有机半导体元件的分析例子。
发光元件150包括一对衬底(衬底200及衬底210)、一对电极(电极101及电极102)，并包括设置在该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层130。
另外，图2A所示的EL层100除了发光层130以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119等功能层。
注意，虽然在本实施方式中以一对电极中的电极101为阳极且以电极102为阴极来进行说明，但是发光元件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以将电极101用作阴极且将电极102用作阳极，倒序地层叠该电极间的各层。换言之，可以从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层130、电子传输层118及电子注入层119。
注意，EL层100的结构不局限于图2A所示的结构，其至少包括发光层130，可以包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119也可以不包括这些层。此外，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够减少空穴或电子的注入势垒；能够提高空穴或电子的传输性；能够阻碍空穴或电子的传输性；能够抑制电极所引起的猝灭现象；或者能够抑制激子扩散等。功能层既可以是单层又可以是层叠有多个层的结构。
另外，如图2C所示，发光层130也可以包含有机化合物132(主体材料)及发光材料131(客体材料)。
<有机半导体元件的分析例子1>
以下示出本发明的一个方式的分析方法，其中分析在制造上述发光元件150的情况下各层是否具有所希望的厚度及层结构。图3是说明本发明的一个方式的纯化方法的主要处理的流程图。
剥离分析对象的发光元件150的一个衬底的衬底210(参照图3(S1))。通过剥离衬底210，使一个电极102及EL层100露出。对剥离衬底210的方法没有特别的限制，可以使用激光或刀具在密封剂中形成起点并以物理力剥离衬底。
接着，为了进行第一质谱分析，剥离一个电极(参照图3(S2))。对剥离衬底210的方法没有特别的限制，可以使用粘合胶带进行剥离。该粘合胶带优选为粉尘发生少的胶带，优选使用由聚酰亚胺制造的胶带。
在此，当作为第一质谱分析进行GCIB-TOF-SIMS分析时，GCIB适合于EL层100，但是不适合于无机物的电极102的蚀刻，由此为了对电极102进行蚀刻需要使用与GCIB不同的溅射离子枪。通过在剥离电极102之后进行TOF-SIMS分析，可以简单地进行测定。作为GCIB，优选使用氩气体。
另外，如图2B所示，剥离衬底210及电极102，倾斜切割露出的EL层100，由此可以使EL层所包含的各层露出于最表面。因此，通过在倾斜切割后进行TOF-SIMS分析或MALDI-TOF-MS分析，可以分析EL层的层结构。
接着，进行第一质谱分析(参照图3(S3))。这里，对作为第一质谱分析进行GCIB-TOF-SIMS分析的情况进行说明。通过GCIB-TOF-SIMS分析，可以测定EL层的深度方向上的有机化合物的质量电荷比。例如，当对图2所示的发光元件150从电子注入层119一侧进行GCIB-TOF-SIMS分析时，首先检测出电子注入层119所包含的有机化合物，接着按层叠顺序检测出电子传输层118、发光层130、空穴传输层112、空穴注入层111的各层所包含的有机化合物的质量电荷比(参照图3(D1))。换言之，通过分析所得到的质量电荷比的顺序，可以分析EL层100的叠层结构。因此，通过进行GCIB-TOF-SIMS分析，可以分析EL层100的叠层结构、各层所包含的有机化合物以及有机化合物的混合状态。此外，GCIB-TOF-SIMS分析只要剥离一个电极就可以进行测定而不需要后述的倾斜切割，所以是优选的。
另外，当倾斜切割后在图2B中的例如箭头所示的方向上扫描的同时进行TOF-SIMS分析或MALDI-TOF-MS分析时，首先检测出空穴注入层111所包含的有机化合物，接着按层叠顺序检测出空穴传输层112、发光层130、电子传输层118、电子注入层119的各层所包含的有机化合物的质量电荷比。换言之，通过分析所得到的质量电荷比的顺序，可以分析EL层100的叠层结构。因此，通过进行GCIB-TOF-SIMS分析，可以分析EL层100的叠层结构、各层所包含的有机化合物以及有机化合物的混合状态。
另外，如发光层130那样，在一个层中混合有多个有机化合物的情况下，通过第一质谱分析可以分析混合有多少种有机化合物。就是说，可以获得各层的混合状态的信息。此外，由于在质谱分析中除了测定对象的有机化合物的m/z之外还观察到同位素峰值，所以在各层所包含的有机化合物包含铱(Ir)、氯(Cl)、溴(Br)等呈现特有的同位素峰值的元素的情况下，可以获得该有机化合物所包含的元素的信息。
另外，GCIB-TOF-SIMS分析可以使用少量样品进行测定，并且在除了照射溅射离子的部分之外的部分可以非破坏性地进行测定。另外，倾斜切割后的TOF-SIMS分析和MALDI-TOF-MS分析也可以同样地使用少量样品进行测定，并且在除了扫描部分之外的部分可以非破坏性地进行测定。因此，如图3中的虚线所示，可以将经过第一质谱分析的样品用于图3(S4)所示的步骤中。通过这种方式进行测定，即使样品量少，也可以高效地分析EL层100所包含的有机化合物，所以是优选的。
使用发光元件的基板210被剥离(图3(S1)的步骤之后)的样品制造EL层100溶解在所希望的溶剂中的溶液(参照图3(S4))。此时，由于通过后续的液相色谱法从该溶液中仅分离有机化合物(参照图3(S5))，所以也可以在混合溶液中混合有除EL层之外的物质诸如用于发光元件150的电极等。也就是说，不需要仅溶解包括在发光元件中的EL层100。由于进行图3(S5)的步骤，所以可以容易地进行该溶液的制造(图3(S4))。此外，如上所述，可以将在图3(S3)的步骤中使用的样品用于图3(S4)的步骤中。
另外，用于该溶液的制造(图3(S4))的溶剂优选为有机溶剂，可以使用丙酮、甲苯、乙酸乙酯、乙腈、乙醇、甲醇、二甲基亚砜(简称：DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(简称：DMF)、N-甲基-2-吡咯烷酮(简称：NMP)等。此外，更优选使用二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等含氯有机溶剂。由于含氯有机溶剂很好地溶解有机化合物，所以即使溶剂量少也能够溶解多量的EL层100，所以是优选的。注意，可以使用的溶剂不限于上述例子。
此外，当使用CD2Cl2或CDCl3等阻燃性氘溶剂，可以在该溶液的制造(图3(S4))后进行后述的NMR测定，所以是优选的。通过进行NMR测定，可以获得用来在后续的图3(S5)的步骤中分离有机化合物的信息。此外，通过进行NMR测定，可以分析后述的混合有多种有机化合物的层中的有机化合物的混合比(摩尔比)。
接着，通过液相色谱法分离在图3(S4)的步骤中制备的溶液所包含的有机化合物(参照图3(S5))。当EL层100包含多种有机化合物时，在本步骤中分离每个有机化合物。如果通过一次液相色谱法不能实现分离，则该步骤可以进行多次。
在液相色谱法中，优选使用高效液相色谱(HPLC：High Performance LiquidChromatography)装置。通过使用HPLC装置，即使样品量少，也可以容易地进行分离。此外，由于可以将HPLC装置连接于后续的MS装置及进行收集的装置，所以可以连续地进行图3(S5)和图3(S6)的步骤以及图3(S5)和图3(S7)的步骤。通过采用上述结构，可以高效地进行有机化合物的分离和纯化，所以是优选的。此外，当采用将HPLC装置连接于MS装置的结构时，通过分析从HPLC获得的色谱图和从MS测定获得的质量电荷比，可以掌握具有哪个质量电荷比的有机化合物对应于色谱图中的哪个峰值，因此可以进行精确分离。
接着，进行第二质谱分析，即所分离的有机化合物的质谱分析(参照图3(S6))。通过进行图3(S6)的步骤，可以获得来源于所分离的各有机化合物的质量电荷比(参照图3(D2))。通过在该步骤(图3(S6))中取得质量电荷比的小数点后第四位以下，可以分析所分离的有机化合物的组成式。有时将检测到小数点后第四位以下的质量电荷比的值称为精确质量。
作为第二质谱分析优选进行LC-MS分析。如上所述，可以连续地进行图3(S5)和图3(S6)的步骤，所以LC-MS分析可以高效地进行分离和纯化。此外，可以将用来收集所分离的有机化合物的装置连接于LC-MS装置，所以是优选的。
另外，优选在图3(S6)的步骤中进行MS/MS测定。通过进行MS/MS测定可以获得来源于有机化合物碎片的质量电荷比，因此可以推测EL层所包含的有机化合物的结构、其具有的取代基以及组成式。
收集通过图3(S5)被分离的有机化合物(参照图3(S7))。通过本步骤，可以获得溶液状态的所分离的有机化合物(参照图3(M1))，因此，可以进行NMR测定、发射特性、吸收特性、发光寿命特性等的光学测定、三重态激发(T1)能级的测定、热物性测定等各种物性测定。
通过上述步骤，可以分离并收集EL层中的各层所包含的有机化合物，由此通过对通过第一质谱分析得到的质量电荷比及层结构的数据(参照图3(D1))与通过第二质谱分析得到的所分离的有机化合物的质量电荷比(参照图3(D2))进行比较，可以分析所分离的有机化合物(M1)包含在EL层100的哪个层中(参照图3(S8))。
如上所述，在从同一层检测出多个有机化合物的情况下，有时该有机化合物的混合比是很重要的。例如，发光层包含主体材料和客体材料，该主体材料和客体材料的混合比对于发射特性是很重要的。在此，进行通过上述步骤而收集的同一层所包含的各有机化合物的1H-NMR测定，并对分离前得到的NMR谱与分离后的有机化合物的1H-NMR谱进行比较，由此可以算出同一层所包含的多个有机化合物的摩尔比。
另外，通过详细地分析所分离的有机化合物(M1)，可以分析该有机化合物的结构及物性、各层所具有的功能等。例如，通过分析空穴传输层所包含的有机化合物，可以知道形成膜前后的物质的状态。因此，可以分析分解物及杂质的有无，而可以分析发光元件的特性。此外，例如通过分析发光层所包含的有机化合物的光学特性，可以分析发光机理。此外，当知道各层的混合状态时，可以进行混合状态的物性测定。例如，在如上述那样已知混合层的材料的摩尔比的情况下，可以正确地知道该混合比的混合膜的物性值。由于存在只能通过分析形成后的元件而知道的信息，因此通过本发明的一个方式可以获得不能从元件的蓝图中读取的新信息。
虽然上述发光元件的分析是元件结构已知的发光元件的分析例子，但是本发明的一个方式的分析方法不局限于此。也就是说，本发明的一个方式的分析方法也可以应用于结构未知的有机半导体元件及发光元件，可以分析该元件所具有的层结构及有机化合物。
另外，本发明的一个方式的分析方法也可以适当地应用于有机太阳能电池、有机光电二极管等有机光电转换元件。
另外，虽然在上述分析例子中对在发光元件150中使用多个有机化合物的情况进行说明，但是本发明的一个方式的分析方法不局限于此。也就是说，本发明的一个方式的分析方法也可以应用于由一个有机化合物构成的有机半导体元件。
注意，图3中的步骤(S1)至(S8)不一定需要按该顺序进行，也可以适当地改变顺序。
<有机半导体元件的分析例子2>
在本分析例子中，以下对包含在图3(M1)所示的EL层中的有机化合物(有机化合物A)的分子结构的分析方法进行说明。图4是本发明的一个方式的有机化合物的分析方法的流程图。
首先，进行在图3(M1)中被分离的有机化合物A的NMR测定(参照图4(S9))获得有机化合物A的NMR谱(参照图4(D3))。在该NMR测定中，优选至少进行1H测定。此外，当进行13C测定或二维NMR测定时，可以实现更详细的分子结构分析，所以是优选的。此外，通过在图4(S9)的步骤中进行熔点或旋光度的测定，可以实现更详细的分子结构分析。
接着，通过对上述所测定的有机化合物A的NMR数据和在图4(D3)及图3(S6)的步骤中取得的有机化合物A的质量电荷比及精确质量的数据(D2)进行分析，推测有机化合物A的分子结构(参照图4(S10))。此时，通过在上述第二质谱分析(图3(S6))中测定精确质量，可以决定有机化合物A所具有的组成式，所以是优选的。此外，通过在图3(S6)的步骤中进行MS/MS测定，分析从有机化合物A得到的碎片离子，可以推测更详细的分子结构，所以是优选的。根据该组成式使用(D3)的数据推测分析结构。此时，也可以参照各种已公开的文献及数据库作为分析的辅助。
接着，实际合成具有所推测的分子结构的有机化合物B(参照图4(S11))。对合成方法、合成方案没有特别的限制，可以使用铃木-宫浦偶联反应、布赫瓦尔德-哈特维希反应或乌尔曼反应等各种合成方法。
另外，由于(S11)的步骤是获得有机化合物B的步骤，所以当在市场上销售有机化合物B时，可以购买有机化合物B代替(S11)的步骤，此外，当有机化合物B为在发光元件150的制造时使用的有机化合物且已知其分子结构时，可以将发光元件150的制造时使用的有机化合物用于以下说明的(S12)的步骤。
接着，测定所合成的有机化合物B的NMR(参照图4(S12))，获得有机化合物B的NMR谱(参照图4(D4))。在该NMR测定中，优选至少进行1H测定。此外，当进行13C测定或二维NMR测定时，可以实现更详细的分子结构分析，所以是优选的。此外，通过在图4(S9)的步骤中进行旋光度测定或MS测定，可以实现更详细的分子结构分析。
另外，在可以从文献或数据库获得有机化合物B的NMR谱的情况下，也可以作为(D4)使用从文献或数据库获得的谱。
接着，通过对D3与D4进行比较，识别有机化合物A的分子结构。当D3与D4的各峰值的强度比及峰值位置一致时，可以说有机化合物A的分子结构与所推测的有机化合物B相同。此时，通过同时分析NMR以外的数据，可以提高分析精度。
在此，当D3与D4的各峰值的强度比及峰值位置不一致时，通过再次进行图4(S10)至图4(S12)所示的步骤(图4的虚线)，可以识别有机化合物A的分子结构。
再者，通过对所识别的有机化合物A的分子结构与在发光元件150的制造时使用的有机化合物的结构进行比较，可以确认目的物质是否形成在目的层中。此外，当从EL层检测出不同于在发光元件150的制造时使用的有机化合物的结构的物质时，通过确定其分子结构，可以详细地分析发光元件的特性。
另外，通过将上述分析方法应用于未知的发光元件，可以识别未知的发光元件所包含的有机化合物的结构。
<有机半导体元件的分析例子3>
接着，以下参照图5说明与图4所示的分析例子不同的分析例子。
在多个有机化合物的混合膜中或者邻接的有机化合物膜间的界面有时发生有机化合物间的相互作用。虽然有时利用相互作用来制造发光元件，但是该相互作用有时对元件特性带来负面影响。因此，该相互作用的分析是重要的。以下，在本分析例子中说明分析发光元件中的有机化合物间发生如何相互作用的例子。图5是本发明的一个方式的分析方法的流程图，在该分析方法中分析在发光元件中使用的有机化合物间是否产生激基复合物(Exciplex)。
首先，在本分析中，通过进行图3(S7)的步骤确定含有可推测发生相互作用的有机化合物C和有机化合物D的层。在同一层中包含两种以上的有机化合物的情况下，可以推测该层所包含的有机化合物C和有机化合物D发生某些相互作用。
接着，详细地分析所分离的有机化合物C和有机化合物D。首先，通过测定有机化合物C和有机化合物D各自的发射光谱(参照图5(S13)、(S14))，获得图5(D5)、(D6)所示的各发射光谱数据。该发射光谱的测定在各有机化合物为溶液状态及薄膜状态下都可以进行，但是优选在各有机化合物处于同一状态下进行该测定。
接着，制造有机化合物C及有机化合物D的混合物(参照图5(S15))。该混合物的状态既可以为溶液状态，又可以为薄膜状态，但是优选制造与测定上述各有机化合物的发射光谱的状态相同的状态的混合膜。作为薄膜的制造方法，可以使用真空蒸镀法、湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特(Langmuir Blodgett)法等)。
接着，与各有机化合物的测定同样地，通过测定所形成的混合物的发射光谱(参照图5(S16))，获得图5(D7)所示的混合物的发射光谱数据。
接着，通过对所测定的图5(D5)至(D7)进行比较，分析在有机化合物C和有机化合物D之间是否产生激基复合物。当与(D5)所示的发射光谱所具有的峰值及(D6)所示的发射光谱所具有的峰值相比在更长波长一侧观察到(D7)所示的发射光谱所具有的峰值时，如后面所述，可以说有机化合物C和有机化合物D形成激基复合物。另一方面，当(D7)所示的发射光谱为重叠(D5)所示的发射光谱与(D6)所示的发射光谱而成的光谱时，可以说有机化合物C和有机化合物D不形成激基复合物。
在本分析例子中示出分析有机化合物间是否产生激基复合物的例子，但是通过进行各种分析可以分析其他相互作用。此外，本分析可以应用于元件结构未知的发光元件。注意，图5中的步骤(S13)至(S16)不一定需要按该顺序进行，也可以适当地改变顺序。
<有机半导体元件的分析例子4>
接着，以下参照图6说明与图5所示的分析例子不同的分析例子。
在发光元件中，发光层通常由多种有机化合物制造，并且在发光层所包含的有机化合物之间交换能量、电子及空穴，而产生发光。在本分析例子中，以下说明解析发光元件中的发光层的发光机理的例子。图6是本发明的一个方式的发光元件的发光机理的分析方法的流程图。注意，当在第一质谱分析(图3(S3))中从同一层得到多种有机化合物的质量电荷比时，有时推测该层为发光层。
在本分析中，通过进行图3(S7)的步骤，详细地分析可推测包含在发光层中的有机化合物E及有机化合物F。注意，在本分析例子中，有机化合物E为发光层中的客体材料，有机化合物F为主体材料而进行说明。在制造发光元件时将包含Ir等重原子的有机化合物用于发光层的情况下或者通过在TOF-SIMS分析中分析重原子的同位素峰值，可以确定客体材料。此外，当分析未知的发光元件的发光层时，也可以推测为：在TOF-SIMS分析(图3(S3))中检测出的离子强度的相对强度低的有机化合物为客体材料，另一个有机化合物为主体材料。
通过测定有机化合物E的吸收光谱(图6(S17))，获得图6(D8)所示的有机化合物E的吸收光谱数据。
另外，通过测定有机化合物E的发光寿命(图6(S18))并解析图6(D9)所示的有机化合物E的发光寿命数据，可以分析有机化合物E所呈现的发射特性。基本上，当发光寿命是纳秒级时，它可以被解释为荧光发光，当发光寿命是微秒级且衰减曲线可以由线性方程表示时，它可以被解释为磷光发光。此外，当发光寿命的衰减曲线可以由二次以上的表达式表示时，可以分析为它具有延迟发光成分(典型的是热活化延迟荧光成分)。
另外，与图5(S13)、(S14)同样地，通过测定有机化合物F的发射光谱(图6(S19))，获得图6(D10)所示的各发射光谱数据。
接着，通过分析(D8)至(D10)的数据，可以分析发光元件中的发光机理。如上所述，根据(D9)可以解析有机化合物E所具有的发射特性。此外，通过解析(D8)与(D10)的重叠，可以获得从主体材料的有机化合物F向客体材料的有机化合物E的能量转移的信息。
在本分析例子中，本分析可以应用于元件结构未知的发光元件。
<有机半导体元件的分析例子5>
接着，以下参照图7说明与图6所示的发光机理的分析例子不同的分析例子。
以下，对从同一层中检测出三种以上的有机化合物时的发光层的发光机理的分析例子进行说明。图7是本发明的一个方式的发光元件的发光机理的分析方法的流程图。以下，有机化合物G及有机化合物H为主体材料，有机化合物I为客体材料而进行说明。此外，当分析未知的发光元件的发光层时，也可以推测为：在第一质谱分析(图3(S3))中检测出的离子强度的相对强度最低的有机化合物为客体材料，其他有机化合物为主体材料。
图7中的(S20)至(S22)的步骤与上述图5中的(S13)至(S16)的步骤相同。与图5中的(D5)至(D7)的数据分析同样地，通过分析图7中的(D11)至(D13)的数据，可以分析在发光层中有机化合物G和有机化合物H是否形成激基复合物。
图7中的(S24)、(S25)的步骤与上述图6中的(S17)、(S18)的步骤相同。通过解析图7中的(D15)的数据，可以分析有机化合物I的发射特性。
通过分析图7中的(D11)至(D15)的数据，可以分析发光元件的发光机理。例如，在根据上述分析，有机化合物G和有机化合物H形成激基复合物且有机化合物I发射磷光的情况下，通过分析(D14)所示的吸收光谱及(D12)所示的发射光谱的重叠，可以分析在发光层中是否产生后述的ExTET(Exciplex Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。当(D12)所示的发射光谱与(D14)所示的吸收光谱的最长波长一侧的吸收重叠时，可以说在发光层中产生ExTET。
<材料>
接着，以下对发光元件的构成要素的详细内容进行说明。
《发光层》
在发光层130中，有机化合物132的重量比最大，发光材料131分散在有机化合物132中。在发光材料131是荧光化合物时，发光层130的有机化合物132的S1能级优选高于发光层130的发光材料(发光材料131)的S1能级。此外，在发光材料131是磷光化合物时，发光层130的有机化合物132的T1能级优选高于发光层130的发光材料(发光材料131)的T1能级。
有机化合物132优选为具有含氮六元芳杂环骨架的化合物。具体而言，可以举出具有吡啶骨架、二嗪骨架(吡嗪骨架、嘧啶骨架及哒嗪骨架)及三嗪骨架的化合物。作为上述含有具有碱性的含氮芳杂环骨架的化合物，例如可以举出吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、嘌呤衍生物等化合物。另外，作为有机化合物132，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。尤其是，具有该骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于驱动电压的降低。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，就可以使用上述物质以外的物质。
作为有机化合物132可以适当地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，可以举出吡咯骨架或芳香胺骨架。例如，可以举出吲哚衍生物、咔唑衍生物、三芳基胺衍生物等。另外，作为含氮五元杂环骨架可以举出咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架。另外，作为有机化合物132，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料(空穴传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，具体而言，作为芳香胺化合物，可以举出N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
另外，作为咔唑衍生物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-(1-萘基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
另外，作为咔唑衍生物，还可以举出4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
另外，还可以使用N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0002198704950000291
(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)等。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
另外，作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPASF)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-联芴-2-胺(简称：PCBASF)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，还可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，6-二(9H-咔唑-9-基)-9-苯基-9H-咔唑(简称：PhCzGI)、2，8-二(9H-咔唑-9-基)-二苯并噻吩(简称：Cz2DBT)等的胺化合物、咔唑化合物等。在上述化合物中，具有吡咯骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于驱动电压的降低。
另外，作为有机化合物132可以使用具有如咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架等的含氮五元杂环骨架的化合物。具体而言，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130中，对发光材料131没有特别的限制，作为荧光化合物优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、
Figure BDA0002198704950000311
(chrysene)衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、二苯乙烯衍生物、吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、吩恶嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等，例如可以使用如下物质。
具体而言，作为该材料，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N，N'-二苯基-N，N'-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6mMemFLPAPrn)、N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-双(4-叔丁苯基)芘-1，6-二胺(简称：1，6tBu-FLPAPrn)、N，N’-二苯基-N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-3，8-二环己基芘-1，6-二胺(简称：ch-1，6FLPAPrn)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0002198704950000321
(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。
作为发光材料131(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衍生物为配体的有机金属铱配合物。在上述金属配合物中，由于具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能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。
另外，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))、双{4,6-二甲基-2-[3-(3,5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,6-二甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])、双{4,6-二甲基-2-[5-(4-氰基-2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮-κ2O,O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])、(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，所以适用于本发明的一个方式的发光元件。
另外，作为发光层130所包含的发光材料，优选使用能够将三重激发能转换为发光的材料。作为该能够将三重激发能转换为发光的材料，除了磷光化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料。因此，可以将有关磷光化合物的记载看作有关热活化延迟荧光材料的记载。注意，热活化延迟荧光材料是指三重激发能级与单重激发能级的差较小且具有通过反系间窜越将能量从三重激发态转换为单重激发态的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(反系间窜越)并能够高效地呈现来自单重激发态的发光(荧光)。另外，可以高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：三重激发态能级与单重激态发能级的能量差大于0eV且为0.2eV以下，优选大于0eV且为0.1eV以下。TADF材料除了可以用于发光材料，还可以用于发光层的主体材料。
当热活化延迟荧光材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡络合物(简称：SnF2(CoproⅢ-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡络合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂络合物(简称：PtCl2OEP)等。
另外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环的杂环化合物。具体而言，可以举出2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等。该杂环化合物具有富π电子型芳杂环及缺π电子型芳杂环，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子型芳杂环的骨架中，二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)或三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，在具有富π电子型芳杂环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、噻吩骨架、呋喃骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以具有选自该骨架中的任何一个或多个是优选的。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架及3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。另外，在富π电子型杂芳环与缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，而单重激发态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。
另外，发光层130也可以包括有机化合物132及发光材料131以外的材料。
对作为能够用于发光层130的材料没有特别的限定，例如，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0002198704950000381
衍生物、二苯并[g，p]
Figure BDA0002198704950000382
衍生物等的缩合多环芳香化合物，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
Figure BDA0002198704950000383
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发光材料131的激发能级高的单重激发能级或三重激发能级的物质而使用。
另外，例如，可以将如噁二唑衍生物等的具有芳杂环骨架的化合物用于发光层130。具体而言，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130。例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类或噻唑类配体的金属配合物等。
发光层130也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层130的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料既可以是具有呈现相同颜色的发光的功能的材料，又可以是具有呈现不同颜色的发光的功能的材料。通过作为两层的发光层分别使用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的发光材料，可以同时得到多个发光。尤其是，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合两层发光层所发射的光而能够得到白色发光。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光层130。此外，除了上述材料以外，发光层130也可以包含量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有通过降低空穴注入层111与一对电极中的一个(电极101或电极102)之间的界面处的空穴注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用过渡金属氧化物、酞菁衍生物或芳香胺等形成。作为过渡金属氧化物可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。作为酞菁衍生物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺衍生物或亚苯基二胺衍生物等。另外，也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。
空穴注入层111也可以包含空穴传输性材料和对该空穴传输性材料呈现电子接收性的材料的复合材料。或者，也可以使用包含呈现电子接收性的材料的层与包含空穴传输性材料的层的叠层。在定态或者在存在有电场的状态下，电荷的授受可以在这些材料之间进行。作为呈现电子接收性的材料，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体而言，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130的空穴传输性材料而举出的芳香胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
另外，作为空穴传输性材料还可以举出芳烃，例如，可以举出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9’-联蒽、10，10’-二苯基-9，9’-联蒽、10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽、10，10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。此外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
另外，芳烃可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
另外，可以使用4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等的噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。其中，具有吡咯骨架、呋喃骨架、噻吩骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于驱动电压的降低。
《空穴传输层》
空穴传输层112是包含空穴传输性材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的空穴传输性材料。空穴传输层112具有将注入到空穴注入层111的空穴传输到发光层130的功能，所以优选具有与空穴注入层111的HOMO(Highest Occupied MolecularOrbital，也称为最高占据分子轨道)能级相同或接近的HOMO能级。
另外，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，包括高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
《电子传输层》
电子传输层118具有将从一对电极中的另一个(电极101或电极102)经过电子注入层119注入的电子传输到发光层130的功能。作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子型杂芳族化合物或金属配合物等。具体而言，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料举出的吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲咯啉衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、噁二唑衍生物等。另外，优选是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，电子传输层118不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
另外，还可以举出具有杂环的金属配合物，例如，可以举出可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类配体或噻唑类配体的金属配合物等。
另外，还可以在电子传输层118与发光层130之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质而成的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子平衡。这种结构对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。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用如上所述的构成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、钠、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
另外，上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层分别可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等方法形成。此外，作为上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层，除了上述材料之外，也可以使用量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《量子点》
量子点是其尺寸为几nm至几十nm的半导体纳米晶，并由1×103个至1×106个左右的原子构成。量子点的能量移动依赖于其尺寸，因此，即使是由相同的物质构成的量子点也根据尺寸具有互不相同的发光波长。所以，通过改变所使用的量子点的尺寸，可以容易改变发光波长。
此外，量子点的发射光谱的峰宽窄，因此，可以得到色纯度高的发光。再者，量子点的理论上的内部量子效率被认为大致是100％，即，大幅度地超过呈现荧光发光的有机化合物的25％，且与呈现磷光发光的有机化合物相等。因此，通过将量子点用作发光材料，可以获得发光效率高的发光元件。而且，作为无机材料的量子点在实质稳定性上也是优异的，因此，可以获得寿命长的发光元件。
作为构成量子点的材料，可以举出第十四族元素、第十五族元素、第十六族元素、包含多个第十四族元素的化合物、第四族至第十四族的元素和第十六族元素的化合物、第二族元素和第十六族元素的化合物、第十三族元素和第十五族元素的化合物、第十三族元素和第十七族元素的化合物、第十四族元素和第十五族元素的化合物、第十一族元素和第十七族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)类、各种半导体簇等。
具体而言，可以举出硒化镉、硫化镉、碲化镉、硒化锌、氧化锌、硫化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化铟、磷化铟、砷化镓、磷化镓、氮化铟、氮化镓、锑化铟、锑化镓、磷化铝、砷化铝、锑化铝、硒化铅、碲化铅、硫化铅、硒化铟、碲化铟、硫化铟、硒化镓、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化锑、硒化锑、碲化锑、硫化铋、硒化铋、碲化铋、硅、碳化硅、锗、锡、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化铝、硫化铝、硫化钡、硒化钡、碲化钡、硫化钙、硒化钙、碲化钙、硫化铍、硒化铍、碲化铍、硫化镁、硒化镁、硫化锗、硒化锗、碲化锗、硫化锡、硫化锡、硒化锡、碲化锡、氧化铅、氟化铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、硒化铜、氧化镍、氧化钴、硫化钴、氧化铁、硫化铁、氧化锰、硫化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化锗、氧化铝、钛酸钡、硒锌镉的化合物、铟砷磷的化合物、镉硒硫的化合物、镉硒碲的化合物、铟镓砷的化合物、铟镓硒的化合物、铟硒硫化合物、铜铟硫的化合物以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意比例表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为镉硒硫的合金型量子点可以通过改变元素的含量比来改变发光波长，所以镉硒硫的合金型量子点是有效于得到蓝色光的方法之一。
作为量子点的结构，有核型、核壳(Core Shell)型、核多壳(Core Multishell)型等。可以使用上述任一个，但是通过使用覆盖核且具有更宽的带隙的其他无机材料来形成壳，可以减少存在于纳米晶表面上的缺陷或悬空键的影响，从而可以大幅度地提高发光的量子效率。由此，优选使用核壳型或核多壳型的量子点。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌或氧化锌。
此外，在量子点中，由于表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。由此可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以通过降低反应性来提高电稳定性。作为保护剂(或保护基)，例如可以举出：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸酯(polyoxyethylene stearyl ether)、聚氧乙烯月桂醚(polyoxyethylene oleyl ether)等聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等三烷基膦类；聚氧乙烯正-辛基苯基醚、聚氧乙烯正-壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚类；三(正-己基)胺、三(正-辛基)胺、三(正-癸基)胺等叔胺类；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等有机磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、可力丁、喹啉类等含氮芳香化合物等有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等氨基链烷类；二丁基硫醚等二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等二烷亚砜类；噻吩等含硫芳香化合物等有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。随着结晶尺寸变小，量子点的发光向蓝色一侧(即，向高能量一侧)迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以在涵盖紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域中调节其发光波长。通常使用的量子点的尺寸(直径)为0.5nm至20nm，优选为1nm至10nm。另外，量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。另外，对量子点的形状没有特别的限制，可以为球状、棒状、圆盘状、其他的形状。另外，作为棒状量子点的量子杆具有呈现具有指向性的光的功能，所以通过将量子杆用作发光材料，可以得到外部量子效率更高的发光元件。
在有机EL元件中，通常通过将发光材料分散在主体材料中来抑制发光材料的浓度猝灭，而提高发光效率。主体材料需要具有发光材料以上的单重激发能级或三重激发能级。特别是，在将蓝色磷光材料用作发光材料时，需要具有蓝色磷光材料以上的三重激发能级且寿命长的主体材料，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，因此可以得到寿命长的发光元件。在只使用量子点形成发光层时，量子点优选具有核壳型结构(包括核多壳型结构)。
在将量子点用作发光层的发光材料的情况下，该发光层的厚度为3nm至100nm，优选为10nm至100nm，发光层所包含的量子点的比率为1vol.％至100vol.％。注意，优选只由量子点形成发光层。另外，在形成将该量子点用作发光材料而将其分散在主体材料中的发光层时，可以将量子点分散在主体材料中或将主体材料和量子点溶解或分散在适当的液体介质中，并使用湿式法(旋涂法、浇铸法、点胶涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特法等)形成。使用磷光发光材料的发光层除了上述湿式法之外也可以采用真空蒸镀法。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等酮类；乙酸乙酯等脂肪酸酯类；二氯苯等卤化烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等脂肪族烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等有机溶剂。
《一对电极》
电极101及电极102被用作发光元件的阳极或阴极。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。
电极101和电极102中的一个优选使用具有反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出铝(Al)或包含Al的合金等。作为包含Al的合金，可以举出包含Al及L(L表示钛(Ti)、钕(Nd)、镍(Ni)和镧(La)中的一个或多个)的合金等，例如为包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。铝具有低电阻率和高光反射率。此外，由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以使用铝可以降低发光元件的制造成本。此外，也可以使用银(Ag)、包含Ag、N(N表示钇(Y)、Nd、镁(Mg)、镱(Yb)、Al、Ti、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、钨(W)、锰(Mn)、锡(Sn)、铁(Fe)、Ni、铜(Cu)、钯(Pd)、铱(Ir)和金(Au)中的一个或多个)的合金等。作为包含银的合金，例如可以举出如下合金：包含银、钯及铜的合金；包含银及铜的合金；包含银及镁的合金；包含银及镍的合金；包含银及金的合金；以及包含银及镱的合金等。除了上述材料以外，可以使用钨、铬(Cr)、钼(Mo)、铜及钛等的过渡金属。
另外，从发光层获得的光透过电极101和电极102中的一个或两个被提取。由此，电极101和电极102中的至少一个优选使用具有透过光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。
此外，电极101及电极102也可以使用具有透过光的功能及反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。例如，可以使用具有导电性的金属、合金和导电性化合物中的一种或多种。具体而言，例如可以使用铟锡氧化物(IndiumTin Oxide，以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：ITSO)、氧化铟-氧化锌(Indium Zinc Oxide)、含有钛的氧化铟-锡氧化物、铟-钛氧化物、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟等金属氧化物。另外，可以使用具有透过光的程度的厚度(优选为1nm以上且30nm以下的厚度)的金属膜。作为金属，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
注意，在本说明书等中，作为具有透光的功能的材料，使用具有使可见光透过的功能且具有导电性的材料即可，例如有上述以ITO为代表的氧化物导电体、氧化物半导体或包含有机物的有机导电体。作为包含有机物的有机导电体，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。另外，该材料的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，可以通过层叠多个上述材料形成电极101和电极102中的一个或两个。
为了提高光提取效率，可以与具有透过光的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。作为这种材料，只要具有透过可见光的功能即可，可以为具有导电性的材料，也可以为不具有导电性的材料。例如，除了上述氧化物导电体以外，还可以举出氧化物半导体、有机物。作为有机物，例如可以举出作为发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层例示出的材料。另外，也可以使用无机碳类材料或具有透过光的程度的厚度的金属薄膜，也可以层叠多个具有几nm至几十nm厚的层。
当电极101或电极102具有被用作阴极的功能时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。例如，可以使用属于元素周期表中的第1族或第2族的元素(例如，锂、钠及铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含上述元素的合金(例如，Ag及Mg或Al及Li)、铕(Eu)或Yb等稀土金属、包含上述稀土金属的合金、包含铝、银的合金等。
当电极101或电极102被用作阳极时，优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。
电极101及电极102也可以采用具有反射光的功能的导电材料及具有透过光的功能的导电材料的叠层。在此情况下，电极101及电极102具有调整光学距离的功能以便使来自各发光层的所希望的波长的光谐振而增强该波长的光，所以是优选的。
作为电极101及电极102的成膜方法，可以适当地使用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、CVD法、脉冲激光沉积法、ALD(AtomicLayer Deposition：原子层沉积)法等。
《衬底》
另外，发光元件150可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，可以从电极101一侧依次层叠，也可以从电极102一侧依次层叠。
另外，作为衬底200及衬底210，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲(flexible)的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。注意，只要在发光元件及光学元件的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料。或者，只要具有保护发光元件及光学元件的功能即可。
例如，作为发光元件150，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状的材料的纸或者基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光元件。或者，也可以在衬底与发光元件之间设置剥离层。当在剥离层上制造发光元件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光元件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。另外，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光元件，然后将发光元件转置到另一个衬底上。作为发光元件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以制造不易损坏的发光元件、耐热性高的发光元件、实现轻量化的发光元件或实现薄型化的发光元件。
另外，也可以在上述衬底上例如形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上制造发光元件150。由此，可以制造通过FET控制发光元件150的驱动的有源矩阵型发光装置。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图8A至图8C对可应用本发明的一个方式的分析方法且具有与实施方式1所示的发光元件的结构不同的结构的发光元件及该发光元件的发光机理进行说明。注意，在图8A和图2B中，在具有与图2A至图2C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2A至图2C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。
<发光元件的结构例子1>
图8A是发光元件250的截面示意图。
图8A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2A所示的EL层100同样的结构。也就是说，图2A所示的发光元件150优选具有一个发光单元，而图8A所示的发光元件250优选具有多个发光单元。注意，虽然在发光元件250中电极101为阳极且电极102为阴极而以下进行说明，但是作为发光元件250的结构也可以采用与此相反的结构。
在图8A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。另外，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既可以是对空穴传输性材料添加有作为电子受体的受体性物质的结构，又可以是对电子传输性材料添加有作为电子给体的供体性物质的结构。另外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含由有机化合物与受体性物质构成的复合材料时，作为该复合材料使用可以用于实施方式1所示的空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。另外，作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。因为由有机化合物和受体性物质构成的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的空穴注入层或空穴传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层或空穴传输层。或者，在发光单元的阴极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的电子注入层或电子传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置电子注入层或电子传输层。
注意，电荷产生层115也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与由其他材料构成的层的叠层结构。例如，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的结构。另外，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的结构。
夹在发光单元106与发光单元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8A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。
从光提取效率的观点来看，电荷产生层115优选具有可见光透射性(具体而言，可见光对于电荷产生层115的透射率为40％以上)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图8A中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是可以将同样的结构应用于层叠有三个以上的发光单元的发光元件。如发光元件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现在保持低电流密度的同时还可以进行高亮度发光，并且寿命更长的发光元件。另外，还可以实现低功耗的发光元件。
发光单元110的发光层优选包含磷光化合物。另外，当多个单元中的至少一个单元具有实施方式1所示的结构时，可以提供色纯度高、发光效率高且驱动之后的颜色变化少的发光元件。
本发明的分析方法可以高精度地分析上述具有多个发光单元的发光元件。
如图8B所示，发光单元110所包括的发光层120包含主体材料121和发光材料122。另外，主体材料121包含有机化合物121_1以及有机化合物121_2。下面以磷光化合物作为发光层120所包含的发光材料122进行说明。
《发光层120的发光机理》
接着，下面将对发光层120的发光机理及材料构成进行说明。
优选发光层120中的有机化合物121_1及有机化合物121_2形成激基复合物。
作为有机化合物121_1与有机化合物121_2的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，更优选的是，其中一个是具有空穴传输性的化合物，另一个是具有电子传输性的化合物。
图8C示出发光层120中的有机化合物121_1、有机化合物121_2及发光材料122的能级相关。另外，下面示出图8C中的记载及附图标记。
·Host(121_1)：有机化合物121_1(主体材料)
·Host(121_2)：有机化合物121_2(主体材料)
·Guest(122)：发光材料122(磷光化合物)
·SPH1：有机化合物121_1(主体材料)的S1能级
·TPH1：有机化合物121_1(主体材料)的T1能级
·SPH2：有机化合物121_2(主体材料)的S1能级
·TPH2：有机化合物121_2(主体材料)的T1能级
·TPG：发光材料122(磷光化合物)的T1能级
·SPE：激基复合物的S1能级
·TPE：激基复合物的T1能级
通过有机化合物121_1和有机化合物121_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(参照图8C的路径E1)。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。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121_1及有机化合物121_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121的激发态。由此，可以降低发光元件的驱动电压。
在此，当着眼于有机化合物121_1和有机化合物121_2以及激基复合物所具有的S1能级时，如图8A至图8C所示，激基复合物的S1能级(SPE)低于有机化合物121_1和有机化合物121_2所具有的S1能级(SPH1及SPH2)。因此，在测定有机化合物121_1、有机化合物121_2以及激基复合物的发射光谱的情况下，与从有机化合物121_1及有机化合物121_2观察到的发射光谱相比在更长波长一侧观察到激基复合物的发射光谱。换言之，在从有机化合物121_1及有机化合物121_2的混合膜得到与从有机化合物121_1及有机化合物121_2观察到的发射光谱相比更长波长一侧的发射光谱的情况下，可以说有机化合物121_1及有机化合物121_2的混合膜形成激基复合物。
然后，通过将激基复合物的(SPE)及(TPE)的双方的能量转移到发光材料122(磷光化合物)的T1能级而得到发光(参照图8C的路径E2、E3)。
激基复合物的T1能级(TPE)优选高于发光材料122的T1能级(TPG)且等于或低于形成激基复合物的各有机化合物(有机化合物121_1及有机化合物121_2)的T1能级(TPH1及TPH2)。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高效地从激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)转移到发光材料122的T1能级(TPG)。
另外，为了使有机化合物121_1与有机化合物121_2高效地形成激基复合物，优选有机化合物121_1及有机化合物121_2中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，其中一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。
在有机化合物121_1与有机化合物121_2的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子平衡。具体而言，具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物优选在1:9至9:1(重量比)的范围内。另外，通过具有该结构，可以容易地控制载流子平衡，由此也可以容易地对载流子再结合区域进行控制。
在本说明书等中，有时将上述路径E1至E3的过程称为ExTET(Exciplex-TripletEnergy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。换言之，在发光层120中，产生从激基复合物到发光材料122的激发能量的供应。在此情况下，未必需要使从TPE向SPE的反系间窜越的效率及由SPE的发光量子产率高，因此可以选择的材料更多。
通过利用ExTET，可以获得发光效率高且可靠性高的发光元件。
在本实施方式中，为了便于说明，示出发光层120为一层的例子，但是发光层120也可以具有多个发光层的叠层结构。此时，优选将ExTET应用于所有的磷光发光层。通过采用该结构，可以获得发光效率高且可靠性高的发光元件。
<能量转移机理>
下面，对主体材料121与发光材料122的分子间的能量转移过程的控制因素进行说明。作为分子间的能量转移的机理，提出了福斯特(
Figure BDA0002198704950000582
)机理(偶极-偶极相互作用)和德克斯特(Dexter)机理(电子交换相互作用)的两个机理。注意，虽然在此对主体材料121与发光材料122的分子间的能量转移过程进行说明，但是在主体材料121为激基复合物时也是同样的。
《福斯特机理》
在福斯特机理中，在能量转移中不需要分子间的直接接触，通过主体材料121与发光材料122间的偶极振荡的共振现象发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，主体材料121给发光材料122供应能量，激发态的主体材料121成为基态，基态的发光材料122成为激发态。此外，算式(1)示出福斯特机理的速度常数
Figure BDA0002198704950000583
[算式1]
Figure BDA0002198704950000581
在算式(1)中，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体材料121的归一化发射光谱(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光光谱，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光光谱)，εg(ν)表示发光材料122的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示主体材料121与发光材料122的分子间距，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，c表示光速，φ表示发光量子收率(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光量子收率，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光量子收率)，K2表示主体材料121和发光材料122的跃迁偶极矩的取向的系数(0至4)。此外，在无规取向中，K2＝2/3。
《德克斯特机理》
在德克斯特机理中，主体材料121和发光材料122接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的主体材料121的电子和基态的发光材料122的电子，发生能量转移。此外，算式(2)示出德克斯特机理的速度常数
Figure BDA0002198704950000592
[算式2]
Figure BDA0002198704950000591
在算式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体材料121的归一化发射光谱(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光光谱，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光光谱)，ε’g(ν)表示发光材料122的归一化吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示主体材料121与发光材料122的分子间距。
在此，从主体材料121到发光材料122的能量转移效率φET以算式(3)表示。kr表示主体材料121的发光过程(当考虑由单重激发态的能量转移时，相当于荧光，而当考虑由三重激发态的能量转移时，相当于磷光)的速度常数，kn表示主体材料121的非发光过程(热失活或系间窜越)的速度常数，τ表示所测量的主体材料121的激发态的寿命。
[算式3]
Figure BDA0002198704950000601
从算式(3)可知，为了提高能量转移效率φET，增大能量转移的速度常数
Figure BDA0002198704950000602
其他竞争的速度常数kr+kn(＝1/τ)相对变小，即可。
《用来提高能量转移的概念》
在基于福斯特机理的能量转移中，作为能量转移效率φET，量子收率φ(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光量子收率，在说明来自三重激发态的能量转移时是磷光量子收率)优选高。此外，主体材料121的发射光谱(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光光谱)与发光材料122的吸收光谱(相当于从单重基态到三重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。再者，发光材料122的摩尔吸光系数优选高。这意味着主体材料121的发射光谱与呈现在发光材料122的最长波长一侧的吸收带重叠。
此外，在基于德克斯特机理的能量转移中，为了增大速度常数
Figure BDA0002198704950000603
主体材料121的发射光谱(在说明来自单重激发态的能量转移时是荧光光谱，在说明来自三重激发态的能量转移时是磷光光谱)与发光材料122的吸收光谱(相当于从单重基态到三重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。因此，能量转移效率的最优化可以通过使主体材料121的发射光谱与呈现在发光材料122的最长波长一侧的吸收带重叠而实现。
与从主体材料121到发光材料122的能量转移同样地，在从激基复合物到发光材料122的能量转移过程中也发生基于福斯特机理及德克斯特机理的双方的能量转移。
如上所述，对从主体材料121向发光材料122的能量转移来说，主体材料121的发射光谱与发光材料122的呈现在最长波长一侧的吸收带的重叠是很重要的。
如上所述，在ExTET中发生从激基复合物向发光材料122的激发能转移。也就是说，为了产生ExTET，需要激基复合物的发射光谱与发光材料122的呈现在最长波长一侧的吸收带(在发光材料122为磷光材料时，三重MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer：从金属到配体的电荷转移)跃迁的吸收带)重叠。换言之，当在发光层中激基复合物的发射光谱与发光材料122的呈现在最长波长一侧的吸收带重叠时，产生ExTET。也就是说，通过分析激基复合物的发射光谱和发光材料122的吸收光谱，可以分析是否产生ExTET。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式适当地组合而使用。
<有机半导体元件的分析例子6>
接着，以下参照图35及图36说明与实施方式1所示的分析例子不同的分析例子。在本分析例子中，以下说明图35所示的包括覆盖膜420的发光元件的分析方法。图36是本发明的一个方式的有机化合物的分析方法的流程图。
注意，在图35中，在具有与图2A或图8A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2A或图8A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。
<发光元件的结构例子2>
图35所示的发光元件252在一对衬底(衬底400及衬底410)之间具有一对电极(电极101及电极102)，该一对电极之间具有多个发光单元(发光单元106及发光单元110)。注意，虽然在发光元件252中电极101为阳极且电极102为阴极而以下进行说明，但是作为发光元件252的结构也可以采用与此相反的结构。
在图35所示的发光元件252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。另外，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。此外，发光元件252在电极102与衬底410之间包括覆盖膜420。
覆盖膜420具有降低从电极102提取光时的折射率差的功能，由此可以提高发光元件252的光提取效率。
发光元件252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。
在本分析例子中，如上所述，通过进行图3及图36所示的S1的步骤，剥离分析对象的发光元件252的衬底410。
接着，通过进行图36(S26)的步骤，可以分析设置在电极102与衬底410之间的覆盖膜420所包含的有机化合物。此外，当在电极102上形成有覆盖膜420以外的膜时，还可以获得该膜的信息。也就是说，通过进行图36(S26)的步骤，可以分析形成在电极102上的层所包含的有机化合物。
通过进行图36(S26)的步骤，可以获得形成在电极102上的层所包含的有机化合物的质量电荷比的数据(图36(D16))。通过解析图36中的D1、D2及D16的数据，可以分析发光元件252的各层所包含的有机化合物。此外，在图3及图36所示的S4中使用的样品中，不需要剥离电极102，就是说不需要剥离通过S1的步骤而露出的电极。通过不剥离该电极而进行S4之后的步骤，可以减少步骤数。此外，通过不剥离该电极而制造S4的混合溶液，当存在形成在该电极与衬底之间的层(例如覆盖膜420)时，可以同时进行该膜的分析。该混合溶液使用有机溶剂，所以不溶解如电极等的由金属或金属氧化物形成的材料，但是通过过滤或倾析可以从该混合溶液去除这种材料。此外，作为在S4中使用的样品，也可以使用剥离该电极而成的样品。
另外，图36中的S1至S8、D1、D2及M1与图3所示的各步骤及数据等相同。也就是说，通过在进行S2的步骤之前进行S26的步骤，还可以分析形成在电极102上的层所包含的有机化合物。注意，虽然在图36中未图示，但是与图3同样地，也可以将在S3中使用的样品用作S4的样品。
另外，在S1的步骤中，当衬底410与电极102彼此强固地粘合时，有时衬底410及电极102同时被剥离。此时，通过进一步从衬底410剥离电极102，可以分析形成在电极102上的层所包含的有机化合物。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式适当地组合而使用。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图9A至图10B说明可以使用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的例子。
<发光装置的结构例子1>
图9A及图9B是可以使用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的截面图。在图9A及图9B中，在具有与图2A所示的附图标记同样功能的部分，使用相同的阴影线，有时省略附图标记。此外，具有与图2A相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
图9A及图9B所示的发光元件260a及发光元件260b既可以是经过衬底200提取光的底面发射(底部发射)型发光元件，也可以是将光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射(顶部发射)型发光元件。注意，本发明的一个方式并不局限于此，也可以是将发光元件所发射的光提取到衬底200的上方及下方的双方的双面发射(双发射：dual emission)型发光元件。
当发光元件260a及发光元件260b是底部发射型发光元件时，电极101优选具有透过光的功能。另外，电极102优选具有反射光的功能。或者，当发光元件260a及发光元件260b是顶部发射型发光元件时，电极101优选具有反射光的功能。另外，电极102优选具有透过光的功能。
发光元件260a及发光元件260b在衬底200上包括电极101及电极102。另外，在电极101与电极102之间包括发光层123B、发光层123G及发光层123R。另外，还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。
另外，作为电极101的结构的一部分，发光元件260b包括导电层101a、导电层101a上的导电层101b、导电层101a下的导电层101c。也就是说，发光元件260b包括具有导电层101a被导电层101b与导电层101c夹持的结构的电极101。
在发光元件260b中，导电层101b与导电层101c既可以由不同的材料形成，又可以由相同的材料形成。当导电层101b及导电层101c由相同的导电材料形成时，容易通过电极101的形成过程中的蚀刻工序进行图案形成，所以是优选的。
此外，在发光元件260b中，也可以仅包括导电层101b和导电层101c中的任一个。
另外，电极101所包括的导电层101a、101b、101c都可以使用与实施方式1所示的电极101或电极102同样的结构及材料。
在图9A及图9B中，在被电极101与电极102夹持的区域221B、区域221G与区域221R之间分别具有分隔壁145。分隔壁145具有绝缘性。分隔壁145覆盖电极101的端部，并具有与该电极重叠的开口部。通过设置分隔壁145，可以将各区域的衬底200上的电极101分别分为岛状。
此外，发光层123B与发光层123G可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。另外，发光层123G与发光层123R可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。另外，发光层123R与发光层123B可以在与分隔壁145重叠的区域中具有彼此重叠的区域。
分隔壁145只要具有绝缘性即可，使用无机材料或有机材料形成。作为该无机材料，可以举出氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、氧化铝、氮化铝等。作为该有机材料，例如可以举出丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂等感光树脂材料。
注意，氧氮化硅膜是指其组成中氧含量多于氮含量的膜，优选在55atoms％以上且65atoms％以下、1atoms％以上且20atoms％以下、25atoms％以上且35atoms％以下、0.1atoms％以上且10atoms％以下的范围内分别包含氧、氮、硅和氢。氮氧化硅膜是指其组成中氮含量多于氧含量的膜，优选在55atoms％以上且65atoms％以下、1atoms％以上且20atoms％以下、25atoms％以上且35atoms％以下、0.1atoms％以上且10atoms％以下的范围内分别包含氮、氧、硅和氢。
另外，发光层123R、发光层123G及发光层123B可以分别包含能够发射不同颜色的发光材料。例如，当发光层123R包含能够呈现红色的发光材料时，区域221R呈现红色光；当发光层123G包含能够呈现绿色的发光材料时，区域221G呈现绿色光；当发光层123B包含能够呈现蓝色的发光材料时，区域221B呈现蓝色光。通过将具有这种结构的发光元件260a或发光元件260b用于发光装置的像素，可以制造能够进行全彩色显示的发光装置。另外，每个发光层的厚度既可以相同又可以不同。
另外，发光层123B、发光层123G、发光层123R中的任一个或多个也可以是两层以上的叠层。
另外，通过在与提取光一侧的电极重叠的区域中设置光学元件(例如，滤色片、偏振片、反射防止膜等)，可以提高发光元件260a及发光元件260b的色纯度。因此，可以提高包括发光元件260a或发光元件260b的发光装置的色纯度。或者，可以减少发光元件260a及发光元件260b的外光反射。因此，可以提高包括发光元件260a或发光元件260b的发光装置的对比度。
尤其是，可以在提取光的方向上设置滤色片。如上所述，可以从本发明的一个方式的发光元件高效地提取色纯度高的光，所以通过在提取光的方向上设置滤色片，可以提取色纯度更高的光。具体而言，通过使用红色及绿色的滤色片，可以提取对应BT.2020规格那样的超高色域的色纯度非常高的光，诸如红色光的CIE1931色度坐标中的色度x大于0.680且为0.720以下，色度y为0.260以上且0.320以下，绿色光的CIE1931色度坐标中的色度x为0.130以上且0.250以下，色度y大于0.710且为0.810以下。
本发明的一个方式的分析方法即使在非常微小的区域也可以分析发光元件所具有的元件结构。可以分析在本实施方式所示的区域221B、区域221G及区域221R的每一个中使用的层结构及有机化合物。
<发光装置的结构例子2>
下面，参照图10A及图10B说明与图10A及图10B所示的发光装置不同的结构例子。
图10A及图10B是示出本发明的一个方式的发光装置的截面图。在图10A及图10B中，在具有与图9A及图9B所示的附图标记相同的功能的部分，使用相同的阴影线，而有时省略附图标记。此外，具有与图9A及图9B相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
图10A及图10B是在一对电极之间具有发光层的发光元件的结构例子。图10A所示的发光元件262a是将光提取到与衬底200相反的方向的顶面发射(顶部发射)型发光元件，并且图10B所示的发光元件262b是经过衬底200提取光的底面发射(底部发射)型发光元件。注意，本发明的一个方式并不局限于此，也可以是将发光元件所发射的光提取到形成有发光元件的衬底200的上方及下方的双方的双面发射(双发射)型发光元件。
发光元件262a及发光元件262b在衬底200上包括电极101、电极102、电极103、电极104。此外，在电极101与电极102之间、在电极102与电极103之间以及在电极102与电极104之间至少包括发光层170、发光层190及电荷产生层115。此外，还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113、电子注入层114、空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118、电子注入层119。
电极101包括导电层101a、在导电层101a上并与其接触的导电层101b。此外，电极103包括导电层103a、在导电层103a上并与其接触的导电层103b。电极104包括导电层104a、在导电层104a上并与其接触的导电层104b。
图10A所示的发光元件262a及图10B所示的发光元件262b在由电极101及电极102夹持的区域222B与由电极102及电极103夹持的区域222G与由电极102及电极104夹持的区域222R之间都包括分隔壁145。分隔壁145具有绝缘性。分隔壁145覆盖电极101、电极103及电极104的端部，并包括与该电极重叠的开口部。通过设置分隔壁145，可以将各区域的衬底200上的该电极分为岛状。
通过使用对空穴传输性材料添加电子受体(受体)的材料或对电子传输性材料添加电子给体(供体)的材料，可以形成电荷产生层115。当电荷产生层115的导电率与一对电极大致同样高时，由于因电荷产生层115而产生的载流子流过相邻的像素，所以有时相邻的像素会产生发光。因此，为了抑制相邻的像素不正常地产生发光，电荷产生层115优选由导电率低于一对电极的材料形成。
发光元件262a及发光元件262b在从区域222B、区域222G及区域222R发射的光被提取的方向上具有包括光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R的衬底220。从各区域发射的光透过各光学元件射出到发光元件的外部。也就是说，从区域222B发射的光透过光学元件224B射出，从区域222G发射的光透过光学元件224G射出，且从区域222R发射的光透过光学元件224R射出。
光学元件224B、光学元件224G及光学元件224R具有选择性地使入射光中的呈现特定颜色的光透过的功能。例如，从区域222B发射的光透过光学元件224B成为蓝色光，从区域222G发射的光透过光学元件224G成为绿色光，从区域222R发射的光透过光学元件224R成为红色光。
作为光学元件224R、光学元件224G、光学元件224B，例如可以采用着色层(也称为滤色片)、带通滤光片、多层膜滤光片等。此外，可以将颜色转换元件应用于光学元件。颜色转换元件是将入射光转换为其波长比该入射光长的光的光学元件。作为颜色转换元件，优选使用利用量子点的元件。通过利用量子点，可以提高发光装置的色彩再现性。
另外，也可以在光学元件224R、光学元件224G及光学元件224B上重叠地设置一个或多个其他光学元件。作为其他光学元件，例如可以设置圆偏振片或防反射膜等。通过将圆偏振片设置在发光装置中的发光元件所发射的光被提取的一侧，可以防止从发光装置的外部入射的光在发光装置的内部被反射而射出到外部的现象。另外，通过设置防反射膜，可以减弱在发光装置的表面被反射的外光。由此，可以清晰地观察发光装置所发射的光。
在图10A及图10B中使用虚线的箭头示意性地示出透过各光学元件从各区域射出的蓝色(B)光、绿色(G)光、红色(R)光。
在各光学元件之间包括遮光层223。遮光层223具有遮蔽从相邻的区域发射的光的功能。此外，也可以采用不设置遮光层223的结构。
遮光层223具有抑制外光的反射的功能。或者，遮光层223具有防止从相邻的发光元件发射出的光混合的功能。遮光层223可以使用金属、包含黑色颜料的树脂、碳黑、金属氧化物、包含多种金属氧化物的固溶体的复合氧化物等。
另外，光学元件224B与光学元件224G也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。或者，光学元件224G与光学元件224R也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。或者，光学元件224R与光学元件224B也可以在与遮光层223重叠的区域中具有彼此重叠的区域。
另外，关于衬底200及具有光学元件的衬底220的结构，可以参照实施方式1。
并且，发光元件262a及发光元件262b具有微腔结构。
通过设置微腔结构并调整各区域的一对电极之间的光学距离，可以抑制各电极附近的光的散射及光的吸收，由此可以实现较高的光提取效率。
由于图10A所示的发光元件262a是顶面发射型发光元件，所以导电层101a、导电层103a及导电层104a优选具有反射光的功能。另外，电极102优选具有透过光的功能及反射光的功能。
另外，由于图10B所示的发光元件262b是底面发射型发光元件，所以导电层101a、导电层103a及导电层104a优选具有透过光的功能及反射光的功能。另外，电极102优选具有反射光的功能。
另外，发光元件262a及发光元件262b中的发光层170和发光层190中的至少一个优选具有实施方式1所示的发光元件的结构。由此，可以制造色纯度高、发光效率高且驱动装置之后的色变化少的发光装置。
另外，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合发光层170和发光层190所发射的光而能够得到白色发光。
发光层170和发光层190中的一个或两个也可以具有层叠有三层以上的结构，并也可以包括不具有发光材料的层。
注意，关于发光元件262a及发光元件262b中的其他构成要素，参照发光元件260a或发光元件260b或者实施方式1所示的发光元件的构成要素即可。
本发明的一个方式的分析方法即使在非常微小的区域也可以分析发光元件所具有的元件结构。可以分析在本实施方式所示的区域222B、区域222G及区域222R的每一个中使用的层结构及有机化合物。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图11A至图13对可以使用本发明的一个方式的分析方法的发光元件的例子进行说明。
图11A是示出发光装置的俯视图，图11B是沿图11A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。
另外，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FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。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：Printed Wiring Board)。本说明书中的发光装置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11B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。
另外，在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道TFT623和p沟道TFT624的CMOS电路。此外，驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，在本实施方式中，虽然示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须采用该结构，也可以将驱动电路形成于外部而不形成于衬底上。
此外，像素部602由包括开关用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的像素形成。另外，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可以使用正型光敏树脂膜来形成。
另外，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。该曲面的曲率半径为0.2μm以上且3μm以下。此外，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。在此，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，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层结构膜等。注意，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。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。作为构成EL层616的材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。
另外，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)。注意，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优选使用由膜厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(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)构成的叠层。
再者，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。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充有惰性气体(氮、氩等)以外，还有时填充有树脂或干燥材料、或者树脂与干燥材料的双方。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。另外，这些材料优选是尽量不使水分、氧透过的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：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。
通过将本发明的一个方式的分析方法应用于图11A和图11B所示的发光装置，可以分析该发光装置所包括的EL层616。
<发光装置的结构例子3>
在图12A和图12B中，作为发光装置的一个例子示出形成有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12A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。
另外，在图12A和图12B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。此外，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。另外，图12A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素呈现图像。
图12B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12B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
另外，虽然作为上述说明的发光装置采用从形成有TFT的衬底1001一侧取出发光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。
<发光装置的结构例子4>
图13示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该第三层间绝缘膜1037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13所示的顶部发射型的发光装置中，优选下部电极1025W、1025R、1025G、1025B为反射电极。另外，优选第二电极1029具有发射光及使光透过的功能。另外，优选在第二电极1029与下部电极1025W、1025R、1025G、1025B间采用微腔结构，来放大特定波长的光。EL层1028的结构采用如实施方式2所说明那样的结构，并且采用能够得到白色发光的元件结构。
在图12A、图12B和图13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13所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。可以在密封衬底1031上设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。
另外，虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色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、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。另外，也可以以红色、绿色、蓝色和黄色的四个颜色进行全彩色显示。
通过将本发明的一个方式的分析方法应用于图12A和图12B以及图13所示的发光装置，可以分析该发光装置所包括的EL层1028。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式5)
在本实施方式中，说明可以使用本发明的一个方式的分析方法的电子设备。该电子设备优选包括有机半导体元件。
作为可以使用本发明的一个方式的分析方法的电子设备，例如可以举出：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。
图14A和图14B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14A)转换成如图14B所示的展开状态。由此，携带时的可携带性好，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。
显示部903可以显示文件信息、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部中显示文件信息时，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被保持为大幅度弯曲的状态。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。显示部903的一部分跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而能够进行曲面显示。
显示部903被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选由一个柔性显示器构成。由此，可以跨着外壳901和外壳902进行连续的显示。此外，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，锁定角度(达到该角度时不能再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。由此，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具有上述锁定机构时，可以抑制过大的力施加到显示部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中的任一个可以设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、无线保真(Wi-Fi：注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图14C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。
在便携式信息终端910中，在显示部912中具有触摸传感器。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。
另外，通过操作按钮913，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部912上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端910的方向(纵向或横向)，而对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部912、操作操作按钮913或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。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14D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。
在此，虽然照相机920具有能够从外壳921拆卸下镜头926而交换的结构，但是镜头926和外壳921也可以被形成为一体。
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，也可以使显示部922具有触摸面板的功能，通过触摸显示部922进行摄像。
另外，照相机920还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在外壳921中。
图15A至图15E是示出电子设备的图。这些电子设备包括外壳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(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光装置用于显示部9001。由此，可以以高成品率制造电子设备。
图15A至图15E所示的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上；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15A至图15E所示的电子设备所具有的功能不局限于上述功能，而也可以具有其他的功能。
图15A是示出手表型便携式信息终端9200的立体图，图15B是示出手表型便携式信息终端9201的立体图。
图15A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进行显示。另外，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。另外，充电动作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
图15B所示的便携式信息终端9201与图15A所示的便携式信息终端不同之处在于显示部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15B中为圆形状)。
图15C至图15E是示出能够折叠的便携式信息终端9202的立体图。另外，图15C是将便携式信息终端9202展开的状态的立体图，图15D是将便携式信息终端9202从展开的状态和折叠的状态中的一个转换成另一个时的中途的状态的立体图，图15E是将便携式信息终端9202折叠的状态的立体图。
便携式信息终端9202在折叠状态下可携带性好，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。
通过将本发明的一个方式的分析方法应用于图14A至图15E所示的发光装置，可以分析该发光装置所包括的有机半导体层。
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，参照图16A至图17说明可以使用本发明的一个方式的分析方法的照明装置的一个例子。该照明装置优选包括有机半导体元件。
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，能够实现在曲面上具有发光区域的电子设备或照明装置。
另外，还可以将应用了本发明的一个方式的发光元件的发光装置适用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图16A示出多功能终端3500的一个面的立体图，图16B示出多功能终端3500的另一个面的立体图。在多功能终端3500中，外壳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。
包括本发明的一个方式的发光装置的照明3508被用作面光源。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16A及图16B所示的多功能终端3500与图14A至图14C所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
另外，可以在外壳3502的内部设置扬声器、传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风等。另外，通过在多功能终端3500内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断多功能终端3500的方向(纵或横)而自动进行显示部3504的屏面显示的切换。
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3054。
图16C示出安全灯(security light)3600的立体图。灯3600在外壳3602的外侧包括照明3608，并且，外壳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时可以进行发光。另外，可以在外壳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。另外，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17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。另外，也可以通过使用具有曲面的外壳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，所以外壳的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。另外，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。
本发明的一个方式的分析方法可以应用于上述照明装置。注意，可以应用本发明的一个方式的照明装置及电子设备不局限于本实施方式所示的照明装置及电子设备，可以应用于各种领域的电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
[实施例1]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的分析方法的分析例子。在本实施例中，分析下面所示的发光元件1的制造前后的有机化合物的状态变化。图18示出发光元件1的元件结构。此外，以下示出所使用的有机化合物的结构及其元件结构的详细内容。
[表1]
Figure BDA0002198704950000841
Figure BDA0002198704950000851
[化合物1]
Figure BDA0002198704950000861
[化合物2]
Figure BDA0002198704950000871
<发光元件的制造>
在衬底800上作为电极810形成厚度为110nm的ITSO膜。电极810的电极面积为81cm2(9cm×9cm)。
接着，在电极810上作为空穴注入层831将BPAFLP与氧化钼(MoO3)以重量比(BPAFLP：MoO3)为1：0.5且厚度为12.7nm的方式共蒸镀。
接着，在空穴注入层831上作为空穴传输层832以厚度为10nm的方式蒸镀PCBA1BP。
接着，在空穴传输层832上作为发光层850将2mDBTPDBq-II、PCBA1BP及Ir(tppr)2(dpm)以重量比(2mDBTPDBq-II：PCBA1BP：Ir(tppr)2(dpm))为0.8：0.2：0.06且厚度为22.6nm的方式共蒸镀。在此，Ir(tppr)2(dpm)为客体材料，呈现红色发光。
接着，在发光层850上作为电子传输层833，以厚度都为15nm的方式依次蒸镀2mDBTPDBq-II及BPhen。
接着，在电子传输层833上作为电子注入层834以厚度分别为1nm、2nm的方式依次蒸镀氟化锂(简称：LiF)及酞菁铜(简称：CuPc)。
接着，作为兼作空穴注入层的电荷产生层835将PCzPA及氧化钼(MoO3)以重量比(PCzPA：MoO3)为1：0.5且厚度为4.5nm的方式共蒸镀。
接着，在电荷产生层835上作为空穴传输层837以10nm的厚度蒸镀PCzPA。
接着，在空穴传输层837上作为发光层851将CzPA及1,6mMemFLPAPrn以重量比(CzPA：1,6mMemFLPAPrn)为1：0.03且厚度为28.5nm的方式共蒸镀。在此，1,6mMemFLPAPrn为客体材料，呈现蓝色发光。
接着，在发光层851上作为电子传输层838以厚度分别为5nm、10nm的方式依次蒸镀CzPA及BPhen。
接着，在电子传输层838上作为电子注入层839以厚度分别为1nm、2nm的方式依次蒸镀氟化锂(简称：LiF)及酞菁铜(简称：CuPc)。
接着，作为兼作空穴注入层的电荷产生层840将BPAFLP及氧化钼(MoO3)以重量比(BPAFLP：MoO3)为1：0.5且厚度为54.5nm的方式共蒸镀。
接着，在电荷产生层840上作为空穴传输层842以20nm的厚度蒸镀BPAFLP。
接着，在空穴传输层842上作为发光层852将2mDBTPDBq-II、PCBA1BP及Ir(tBuppm)2(acac)以重量比(2mDBTPDBq-II：PCBA1BP：Ir(tBuppm)2(acac))为0.8：0.2：0.06且厚度为15.1nm的方式共蒸镀。接着，将2mDBTPDBq-II、PCBA1BP及Ir(dppm)2(acac)以重量比(2mDBTPDBq-II：PCBA1BP：Ir(dppm)2(acac))为0.8：0.2：0.06且厚度为15.1nm的方式共蒸镀。在此，Ir(tBuppm)2(acac)及Ir(dppm)2(acac)为客体材料，分别呈现绿色发光及橙色发光。
接着，在发光层852上作为电子传输层843以厚度都为15nm的方式依次蒸镀2mDBTPDBq-II及BPhen。
接着，在电子传输层843上作为电子注入层844以1nm的厚度蒸镀氟化锂(简称：LiF)。
接着，在电子注入层844上作为电极812将银(Ag)及镁(Mg)以重量比(Ag：Mg)为1：0.1且厚度为1nm的方式共蒸镀。接着，以厚度为120nm的方式蒸镀Ag。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底802固定于形成有有机材料的衬底800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800上的有机材料的周围，贴合该衬底800和衬底802，对密封剂以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述步骤得到发光元件1。
<发光元件的分析>
接着，为了分析上述制造的发光元件1中的有机化合物的状态，通过以下步骤(参照图3(S1)、(S4)、(S5)及(S7))分离并收集发光元件1所包含的有机化合物。
首先，使用切割器在发光元件1的没有形成元件的对置衬底中形成起点，剥离一个衬底(图3(S1))。
接着，使用氯仿溶解EL层，通过过滤去除杂质，浓缩不需要的溶剂，来制造混合溶液(图3(S4))。
接着，通过液相层析法对混合溶液进行分离(图3(S5))。利用HPLC进行该分离。作为装置，使用日本分析工业公司制造的循环制备HPLC(LC-9130NEXT)。图19示出通过HPLC分析得到的UV检测器(观测波长：254nm)的色谱。
将图19所示的a至e的区域收集到彼此不同的容器中(图3(S7))。
接着，为了详细地分析在图19中具有最大峰值的区域c所包含的有机化合物，进行1H-NMR测定。图20A示出其结果。此外，图20B示出在制造发光元件1时使用的蒸镀前的2mDBTPDBq-II的1H-NMR谱。
通过对图20A和图20B进行比较，可知它们具有大致相同的谱。就是说，可识别图19中的区域c所包含的有机化合物为2mDBTPDBq-II。此外，图20A及图20B分别示出蒸镀后及蒸镀前的2mDBTPDBq-II的状态。由于在图20A和图20B间几乎没有变化，所以可知：2mDBTPDBq-II是在蒸镀时的加热或真空下不发生分解及劣化且具有优异的耐压性和耐热性的有机化合物，它可适用于真空蒸镀。
如此，通过本发明的一个方式的分析方法，可以分析发光元件所包含的有机化合物。此外，可以进行有机化合物的耐热性和耐压性的评价。
[实施例2]
在本实施例中说明本发明的一个方式的分析方法的分析例子。在本实施例中，下面说明由A公司制造的智能手机所使用的发光元件的分析例子，该智能手机采用OLED元件，OLED元件结构是未知的，屏幕面积为5.5英寸。以下，将A公司制造的智能手机所使用的发光元件记为发光元件2。
<发光元件的GCIB-TOF-SIMS分析>
通过其他分析，可知发光元件2包括红色(R)像素、绿色(G)像素、蓝色(B)像素。于是，对各像素进行GCIB-TOF-SIMS分析(图3(S1)至(S3))。
首先，与实施例1同样地，剥离没有形成发光元件2的衬底(图3(S1))。
接着，使用粘合胶带剥离露出的电极(图3(S2))。
接着，对R、G、B各像素利用Ar-GCIB进行GCIB-TOF-SIMS分析(S2)。表2至表4示出其结果。表2、表3、表4分别示出R像素、G像素、B像素的分析结果。根据表2至表4可知：在发光元件2中，R、B各像素层叠有5个包含有机化合物的层，G像素层叠有6个包含有机化合物的层。在表2至表4中，为方便起见，按检测出质量电荷比的顺序记载为A层、B层至E层或F层。
[表2]
Figure BDA0002198704950000921
[表3]
Figure BDA0002198704950000922
[表4]
Figure BDA0002198704950000923
另外，在对被剥离的电极的有机层一侧的剥离表面进行GCIB-TOF-SIMS分析时，几乎没有检测出有机化合物。因此，可知通过S2的步骤只有电极被剥离，而由有机化合物形成的层残留在衬底一侧。此外，在电极的ToF-SIMS分析中，检测出Li、Mg、Ag、Yb。
另外，可知ITO被用于未被剥离的电极中。
另外，根据表2至表4，可推测：相同的有机化合物被用于R像素及B像素的D层和E像素的F层中；相同的有机化合物被用于R像素及B像素的D层和G像素的E层中；相同的有机化合物被用于R、G、B像素的A层中。
另外，通过分析在R像素的B层中在m/z＝769附近检测出的光谱的同位素峰值，可知检测到m/z＝769附近的有机化合物包含Ir。由于R像素具有发射红色光的功能，所以可推测该有机化合物为红色磷光材料。因此，可推测在R像素中B层为发光层。可推测从该B层检测出的检测到m/z＝613附近的有机化合物为主体材料。
与R像素同样地，通过分析在G像素的B层中在m/z＝782附近检测出的光谱的同位素峰值，可知检测到m/z＝782附近的有机化合物包含Ir。由于G像素具有发射绿色光的功能，所以可推测该有机化合物为绿色磷光材料。因此，可推测在G像素中B层为发光层。可推测从该B层检测出的检测到m/z＝612附近及m/z＝636附近的有机化合物为主体材料。
在从同一层检测出多个有机化合物的情况下，该层有可能为发光层。在发光元件2中，从各像素的A层检测出两种有机化合物的m/z。但是，如上所述，可推测在R及G像素中B层为发光层。此外，A层是与电极接触的层。已知当发光层与电极邻接时对发光元件特性造成猝灭或等离子体吸收等的负面影响。因此，可推测各层的A层不是发光层。由此，可推测：也在B像素中，检测到两种有机化合物的m/z的B层为发光层。
如上所述，通过GCIB-TOF-SIMS分析，可以获得各层所包含的有机化合物的种类数、它们包含的元素、各层的位置关系。
<用于发光元件的有机化合物的分离>
接着，分离被用于发光元件2的有机化合物(图3(S4)至(S7))。
使用氯仿溶解经过TOF-SIMS测定的样品的EL层。通过过滤去除杂质，制造混合溶液(图3(S4))。由于通过进行上述GCIB-TOF-SIMS测定能够确定包含各有机化合物的层，所以在本步骤中可以同时溶解R、G、B像素各自所包含的有机化合物。就是说，通过进行GCIB-TOF-SIMS测定，可以容易进行本步骤。
将所制备的混合溶液注入LC-MS装置中，在LC部进行混合溶液中的有机化合物的分离。在LC-MS装置中，作为LC部使用赛默飞世尔科技公司制造的Ultimate3000，作为MC部使用赛默飞世尔科技公司制造的Q Exactive。图21A和图21B示出通过LC分析得到的UV检测器(观测波长：254nm)的色谱。图21B是图21A的放大图。在图21A和图21B中观测到15种的峰值。
<检测到m/z＝613的有机化合物的识别>
以下，对从表2所示的R像素的B层检测出的检测到m/z＝613附近的有机化合物的结构的识别方法进行说明。以下，将该有机化合物记为有机化合物613。
从根据LC-MS分析(图3中(S6))的结果在图21中示出的峰值4处检测出m/z＝613.2380。于是，使用HPLC对峰值4进行简单的分离，使用LC-MS的馏分收集仪进行收集(S7)，得到有机化合物613。图22示出对收集有机化合物613之后的包含m/z＝613附近的溶液进行测定的UV检测器(观测波长：254nm)的色谱。根据图22可知有机化合物613以高纯度被分离。
接着，为了分析有机化合物613的结构，进行1H-NMR测定。图23A至图25A示出其结果。图24A是图23A的7ppm至9ppm的部分的放大图，图25A是图23A的1ppm至3ppm的部分的放大图。
根据通过上述LC-MS分析得到的m/z＝613.2380求出组成式，从该组成式和图23A至图25A推测有机化合物613的分子结构。以下示出利用CAS推测出的有机化合物的结构。推测出的有机化合物是以下所示的9-苯基-9’-(4-苯基-2-喹唑啉基)-3,3’-联-9H-咔唑(简称：PCCzQz)。
[化合物3]
Figure BDA0002198704950000951
接着，合成PCCzQz(图4(S11))。关于合成方案及合成方法参照专利文献2。
测定所合成的PCCzQz的1H-NMR谱。图23B至图25B示出其结果。图24B是图23B的7ppm至9ppm的部分的放大图，图25B是图23B的1ppm至3ppm的部分的放大图。
根据图23A至图25B，有机化合物613的1H-NMR谱与PCCzQz的1H-NMR谱大致一致。因此，可以识别有机化合物613是PCCzQz。就是说，可知发光元件2的R像素包含PCCzQz。
<R像素的发光机理的分析1>
以下，对表2所示的R像素的B层的发光机理的分析方法进行说明。如上所述，可推测R像素的B层为发光层，该层所包含的有机化合物613为主体材料，由于检测到m/z＝769附近的有机化合物为包含Ir的有机化合物，因此可推测该有机化合物为客体材料。以下，将检测到m/z＝769附近的有机化合物记为有机化合物769。
与有机化合物613的收集时同样地，从根据LC-MS分析(图3中(S6))的结果在图21中示出的峰值15处检测出m/z＝769.31。于是，再次探讨峰值15的部分的分离条件而进行分离。在分离后，使用赛默飞世尔科技公司制造的Ultimate3000测定UV检测器(观测波长：254nm)的色谱中的包含有机化合物769的保持时间的吸收光谱(图3中(S6))。所测定的吸收光谱是在乙腈：水＝95：5的混合溶液中的吸收光谱。图26示出其结果。
接着，进行有机化合物613的发射光谱测定。利用真空蒸镀法在石英衬底上形成膜而形成固体薄膜。使用荧光光度计(由日本滨松光子学株式会社制造的FS920)测定发射光谱。图27示出其结果。
图28示出重叠图26所示的吸收光谱与图27所示的发射光谱而成的图表。根据图28可知被推测为客体材料的有机化合物769的最长波长一侧的吸收带(被推测为MLCT吸收)与有机化合物613的发射光谱重叠。因此，可知：在发光元件2的R像素中，有机化合物613所具有的能量转移到有机化合物769，由此有机化合物769呈现发光。
<R像素的发光机理的分析2>
以下，对与上述分析不同的表2所示的R像素的有机化合物的分析进行说明。对如上所述那样在R像素中被推测为发光层的B层与邻接的C层的关系进行分析。
首先，分离并收集从表2所示的R像素的C层检测出的检测到m/z＝638附近的有机化合物。以下，将检测到m/z＝638附近的有机化合物记为有机化合物638。
由于与收集有机化合物613时同样地，从根据LC-MS分析(图3中(S6))的结果在图21中示出的峰值7处检测出m/z＝638附近的峰值，因此通过收集峰值7的部分，得到有机化合物638。
接着，进行有机化合物638的薄膜的发射光谱测定。利用真空蒸镀法在石英衬底上形成膜而形成固体薄膜。在薄膜的吸收光谱的测定中，使用分光光度计(日立高新技术制造的分光光度计U4100)。
图29示出重叠所测定的有机化合物638的吸收光谱与图27所示的有机化合物613的发射光谱而成的图表。根据图29，可知有机化合物638的吸收光谱与有机化合物613的发射光谱没有重叠。也就是说，可知有机化合物613的能量不容易转移到有机化合物638。因此，可知C层具有被推测为发光层的B层的激子阻挡层的功能。
<有机化合物613的发光寿命测定>
进行从R像素的B层检测出的有机化合物613的发光寿命测定。在测定中，使用皮秒荧光寿命测量系统(日本滨松光子学公司制造)。在测定中，使用有机化合物613的薄膜，利用真空蒸镀法在石英衬底上形成厚度为30nm的膜而形成该薄膜。在形成薄膜时使用从发光元件2收集的有机化合物613。在本测定中，为了测定薄膜所呈现的荧光发光的寿命，对薄膜照射脉冲激光，并且使用条纹相机对在照射激光之后衰减的发光进行时间分辨测定。作为脉冲激光使用波长为337nm的氮气体激光，以10Hz的频率对薄膜照射500ps的脉冲激光，并且通过将反复测定的数据累计起来获得S/N比例高的数据。该测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
图30示出上述测定的结果。如图30所示，能够通过使用从发光元件2收集的有机化合物测定噪音少的发光寿命特性。
<有机化合物613的三重态激发(T1)能级的测定>
通过测定从R像素的B层检测出的有机化合物613的磷光光谱，求得T1能级。在测定中，使用在上述发光寿命测定中使用的薄膜，并使用显微PL装置LabRAM HR-PL(日本株式会社堀场制作所制造)，将测定温度设定为10K，作为激发光使用He-Cd激光(325nm)，作为检测器使用CCD检测器。
图31示出上述测定的结果。如图31所示，能够通过使用从发光元件2收集的有机化合物测定噪音少的磷光光谱。此外，根据图31，该磷光的短波长一侧的第一峰值为536nm，由此可以算出有机化合物613的T1能级为2.31eV。
<G像素的发光机理的分析>
以下，对表3所示的G像素的B层的发光机理的分析方法进行说明。如上所述，G像素的B层所包含的检测到m/z＝782附近的有机化合物为包含Ir的有机化合物而被推测为客体材料，检测到m/z＝612、636的有机化合物被推测为主体材料。以下，将检测到m/z＝782、612、636的有机化合物分别记为有机化合物782、有机化合物612、有机化合物636。
从图21A和图21B所示的峰值1检测出m/z＝783.30，从峰值6检测出m/z＝612.24，从峰值8检测出m/z＝636.25。于是，与分离有机化合物613时同样地，使用HPLC对各峰值附近进行简单的分离，使用LC-MS的馏分收集仪进行收集(S7)，得到有机化合物782、有机化合物612、有机化合物636。注意，对应于有机化合物782的质量电荷比为m/z＝783.30，这比TOF-SIMS测定时的值高出1，但是这可认为是因为在LC-MS测定时的质子接合而发生离子化的缘故，因此表3中的作为m/z＝782被检测出的有机化合物与来源于在LC-MS测定时作为m/z＝783.30被检测出的离子的有机化合物是相同的。
测定被分离的有机化合物782的甲苯溶液的吸收光谱。图32示出其结果。在甲苯溶液的吸收光谱的测定中，使用紫外可见分光光度计(由日本分光株式会社制造的V550型)，减去仅将甲苯放入石英皿中测得的甲苯的光谱。
接着，测定有机化合物612及有机化合物636的薄膜的发射光谱。该薄膜通过在衬底上滴落有机化合物的甲苯溶液并使溶剂蒸发而制造。在发射光谱的测定中，使用上述荧光光度计。图33示出其结果。
另外，制造有机化合物612与有机化合物636的混合膜，并测定发射光谱。该混合膜通过混合有机化合物612的甲苯溶液与有机化合物636的甲苯溶液，将其液滴落到同一衬底上并使溶剂蒸发而制造。在发射光谱的测定中，使用上述荧光光度计。图33示出它们的结果。
在此，根据图33可知有机化合物612与有机化合物636的混合膜的发射光谱与各有机化合物的发射光谱相比在更长波长一侧具有峰值。就是说，可知有机化合物612和有机化合物636的混合膜形成激基复合物。
接着，对有机化合物782的甲苯溶液的吸收光谱与有机化合物612和有机化合物636的混合膜的发射光谱的重叠进行分析。图34示出其结果。根据图34可知有机化合物612和有机化合物636的混合膜的发光，即由有机化合物612和有机化合物636形成的激基复合物的发光与被推测为客体材料的有机化合物782的最长波长一侧的吸收带(被推测为MLCT吸收)重叠。因此，可知：在发光元件2的G像素中，由有机化合物612和有机化合物636形成的激基复合物所具有的能量转移到有机化合物782，由此有机化合物782呈现发光。换言之，可知在发光元件2的G像素中产生ExTET。
如上所述，通过使用本发明的分析方法，可以分析发光元件中的有机化合物。此外，可知能够通过使用发光元件中的有机化合物测定该有机化合物的分子结构及各种物性。
[实施例3]
在本实施例中说明本发明的一个方式的分析方法的分析例子。在本实施例中，下面说明由A公司制造的智能手机所使用的发光元件的分析例子，该智能手机采用OLED元件，OLED元件结构是未知的。以下，将在本实施例中使用的发光元件记为发光元件3。
首先，与实施例1及实施例2同样地，剥离没有形成发光元件3的衬底(图3(S1))。此时，与所剥离的衬底一起，一个电极也被剥离。也就是说，在所剥离的衬底上附着有一个电极。
接着，使用粘合胶带剥离附着于上述衬底上的电极，使电极的衬底一侧露出。
<发光元件的TOF-SIMS分析>
接着，对电极的衬底一侧进行TOF-SIMS分析(图36(S26))。其结果是，在m/z＝483、661、803及818处观察到峰值。
<电极的衬底一侧的有机层所使用的有机化合物的分离>
接着，分离发光元件2所使用的有机化合物(图36(S4)至(S7))。
使用氘代氯仿溶解所剥离的电极的样品。然后，通过过滤去除杂质，制造混合溶液(图36(S4))。
将所制备的混合溶液注入LC-MS装置中，在LC部进行混合溶液中的有机化合物的分离。图37示出通过LC分析得到的UV检测器(观测波长：254nm)的色谱。
<检测到m/z＝818的有机化合物的识别>
对检测到m/z＝818附近的有机化合物的结构的识别方法进行说明。以下，将该有机化合物记为有机化合物818。
从图37中的峰值I处检测出m/z＝819.34。于是，使用LC-MS的馏分收集仪进行峰值I的收集(图36(S7))，得到有机化合物818。
接着，为了分析有机化合物818的结构，进行1H-NMR测定。图38A及图39A示出其结果。图39A是图38A的6.5ppm至9.0ppm的部分的放大图。
根据通过上述LC-MS测定得到的m/z＝819.34及图38A和图39A推测有机化合物818的分子结构。所推测出的有机化合物是以下所示的N,N’-二苯基-N,N’-双(9-苯基-9-H-咔唑-3-基)-(1,1’-联苯)-4,4’-二胺(简称：BPPCA)。
[化合物4]
Figure BDA0002198704950001021
接着，实际合成BPPCA(图4(S11))。
测定所合成的BPPCA的1H-NMR谱。图38B及图39B示出其结果。图39B是图38B的6.5ppm至9.0ppm的部分的放大图。
根据图39A及图39B，有机化合物818的1H-NMR谱与BPPCA的1H-NMR谱大致一致。因此，可以识别有机化合物818是BPPCA。就是说，可知发光元件3的电极的衬底一侧包含BPPCA。
[符号说明]
20 有机半导体层、50 有机半导体元件、100 EL层、101 电极、101a 导电层、101b导电层、101c 导电层、102 电极、103 电极、103a 导电层、103b 导电层、104 电极、104a 导电层、104b 导电层、106 发光单元、110 发光单元、111 空穴注入层、112 空穴传输层、113电子传输层、114 电子注入层、115 电荷产生层、116 空穴注入层、117 空穴传输层、118 电子传输层、119 电子注入层、120 发光层、121 主体材料、121_1 有机化合物、121_2 有机化合物、122 发光材料、123B 发光层、123G 发光层、123R 发光层、130 发光层、131 发光材料、132 有机化合物、145 分隔壁、150 发光元件、170 发光层、190 发光层、200 衬底、210衬底、220 衬底、221B 区域、221G 区域、221R 区域、222B 区域、222G 区域、222R 区域、223遮光层、224B 光学元件、224G 光学元件、224R 光学元件、250 发光元件、252 发光元件、260a 发光元件、260b 发光元件、262a 发光元件、262b 发光元件、400 衬底、410 衬底、420覆盖膜、601 源极一侧驱动电路、602 像素部、603 栅极一侧驱动电路、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、800 衬底、802 衬底、810 电极、812 电极、831 空穴注入层、832 空穴传输层、833 电子传输层、834 电子注入层、835 电荷产生层、837 空穴传输层、838 电子传输层、839 电子注入层、840 电荷产生层、842 空穴传输层、843 电子传输层、844 电子注入层、850 发光层、851 发光层、852 发光层、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、1036 覆盖层、1037 层间绝缘膜、1040 像素部、1041 驱动电路部、1042 周边部、3054 显示部、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。

Claims (24)

1.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较的步骤；以及
测定已被分离的有机化合物的物理属性的步骤。
2.根据权利要求1所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述物理属性是NMR谱、吸收光谱、发射光谱、发光寿命中的至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中在所述第二质谱分析法中至少检测出第一有机化合物，该第二质谱分析法包括如下步骤：
根据所述第一有机化合物的质量电荷比推测组成式的步骤；
通过所述第一有机化合物的NMR测定取得所述第一有机化合物的第一NMR谱的步骤；
使用所述组成式及所述NMR谱推测第二有机化合物的步骤；
合成所述第二有机化合物的步骤；
通过所述NMR测定取得所述第二有机化合物的第二NMR谱的步骤；以及
对所述第一NMR谱与所述第二NMR谱进行比较的步骤。
4.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，还包括如下步骤：
测定所述溶液的1H-NMR的步骤；
分离至少两个有机化合物的步骤；
测定所述至少两个有机化合物的各1H-NMR的步骤；以及
对所述溶液的1H-NMR与所述至少两个有机化合物的各1H-NMR进行比较来算出所述至少两个有机化合物的摩尔比的步骤。
5.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体元件为EL元件。
6.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体元件为光电转换元件。
7.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体层由一个有机化合物构成。
8.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述第一质谱分析为GCIB-TOF-SIMS分析、倾斜切割后的TOF-SIMS以及倾斜切割后的MALDI-TOF-MS中的任一个。
9.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述第二质谱分析为LC-MS分析。
10.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中在所述第二质谱分析中测定质量电荷比的小数点后第三位以下。
11.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体层的厚度为100nm以上且1μm以下。
12.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，还包括：
将所述有机半导体元件加工成4mm2以上且100cm2以下的面积的步骤。
13.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体元件的面积为4mm2以上且100cm2以下。
14.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体层的每单位面积的重量为1μg/cm2以上且100μg/cm2以下。
15.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体层的重量为0.04μg以上且1mg以下。
16.根据权利要求1或2所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述有机半导体层包括包含空穴传输材料的第一层、包含发光物质的第二层及包含电子传输材料的第三层，
从阳极一侧依次层叠有所述第一层、所述第二层、所述第三层，
所述第一层与所述第二层接触，
并且所述第二层与所述第三层接触。
17.根据权利要求16所述的有机半导体元件的分析方法，
其中作为所述发光物质包含磷光发光化合物。
18.根据权利要求16所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述第二层包含磷光发光物质、第一化合物及第二化合物，所述第一化合物和所述第二化合物形成激基复合物。
19.根据权利要求16所述的有机半导体元件的分析方法，
其中所述第二层包含呈现热活化延迟荧光的材料。
20.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析的步骤；
根据所述第一质谱分析法确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较的步骤；
从已被分离的化合物中决定所述有机半导体层的所述第一层所包含的第一有机化合物和第二有机化合物的步骤；
测定所述第一有机化合物的第一发射光谱的步骤；
测定所述第二有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及
测定所述第一有机化合物及所述第二有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
21.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测所述有机半导体层的所述第一层所包含的第一有机化合物及第二有机化合物的步骤；
测定所述第一有机化合物的发光寿命的步骤；
测定所述第一有机化合物的吸收光谱的步骤；以及
测定所述第二有机化合物的发射光谱的步骤。
22.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测所述有机半导体层的所述第一层所包含的第一有机化合物、第二有机化合物及第三有机化合物的步骤；
测定所述第一有机化合物的发光寿命的步骤；
测定所述第二有机化合物的吸收光谱的步骤；
测定所述第二有机化合物的第一发射光谱的步骤；
测定所述第三有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及
测定所述第二有机化合物及所述第三有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
23.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，所述有机半导体层包含具有Ir的第一有机化合物，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测所述有机半导体层的所述第一层所包含的第一有机化合物及第二有机化合物的步骤；
测定所述第一有机化合物的吸收光谱的步骤；以及
测定所述第二有机化合物的发射光谱的步骤。
24.一种在一对电极间包括具有一个或多个层的有机半导体层的有机半导体元件的分析方法，所述有机半导体层包含具有Ir的第一有机化合物，包括如下步骤：
剥离所述有机半导体元件的一个电极的步骤；
通过第一质谱分析法对露出的所述有机半导体层的层结构和/或混合状态进行分析，确定包含多个有机化合物的第一层的步骤；
使用溶剂使所述有机半导体层的各层所包含的有机化合物中的一个或多个溶解而制造溶液的步骤；
通过液相色谱法分离所述溶液所包含的有机化合物，通过第二质谱分析法对已被分离的有机化合物进行分析的步骤；
对通过所述第一质谱分析法检测出的质量电荷比与通过所述第二质谱分析法检测出的质量电荷比进行比较，推测所述有机半导体层的所述第一层所包含的第一有机化合物、第二有机化合物及第三有机化合物的步骤；
测定所述第一有机化合物的吸收光谱的步骤；
测定所述第二有机化合物的第一发射光谱的步骤；
测定所述第三有机化合物的第二发射光谱的步骤；以及
测定所述第二有机化合物及所述第三有机化合物的混合物的第三发射光谱的步骤。
CN201880017551.5A 2017-04-04 2018-03-26 有机半导体元件的分析方法 Active CN110402387B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-074690 2017-04-04
JP2017074690 2017-04-04
PCT/IB2018/052022 WO2018185599A1 (ja) 2017-04-04 2018-03-26 有機半導体素子の分析方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110402387A CN110402387A (zh) 2019-11-01
CN110402387B true CN110402387B (zh) 2022-07-15

Family

ID=63713355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880017551.5A Active CN110402387B (zh) 2017-04-04 2018-03-26 有机半导体元件的分析方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11088328B2 (zh)
JP (1) JP7185620B2 (zh)
CN (1) CN110402387B (zh)
WO (1) WO2018185599A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6356372B1 (ja) * 2017-05-23 2018-07-11 浜松ホトニクス株式会社 配向特性測定方法、配向特性測定プログラム、及び配向特性測定装置
US20220084804A1 (en) * 2019-01-29 2022-03-17 Korea Research Institute Of Standards And Science Method for measuring organic matter in blood by using ldi-ms, and device therefor
CN114284163A (zh) * 2020-09-28 2022-04-05 长鑫存储技术有限公司 晶圆样品分析方法和装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW430996B (en) * 1999-10-05 2001-04-21 Ind Tech Res Inst Structure and manufacturing method of a thin-film transistor with multiple gate structure
JP2007324233A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Canon Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
JP2009059935A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Tosoh Corp 有機半導体素子およびその製造方法
CN103732720A (zh) * 2011-05-11 2014-04-16 巴斯夫欧洲公司 卤代苝基半导体材料
JP2014078699A (ja) * 2012-09-21 2014-05-01 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1465692A (en) 1973-05-10 1977-02-23 Shell Int Research Preparation of derivatives of cyclobutane and/or cyclobutene
JP2580988B2 (ja) * 1993-12-17 1997-02-12 日本電気株式会社 有機物分析装置および有機物分析方法
US20060166370A1 (en) * 2002-03-08 2006-07-27 Bailey Thomas H Managing semiconductor process solutions using in-process mass spectrometry
KR100725460B1 (ko) * 2005-12-28 2007-06-07 삼성전자주식회사 금속 오염 분석용 표준 시료의 제조 방법
KR101427611B1 (ko) 2011-03-08 2014-08-11 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 신규한 유기 전자재료용 화합물 및 이를 포함하는 유기 전계 발광 소자
JP2012215554A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Sumitomo Chemical Co Ltd 液体クロマトグラフ−核磁気共鳴分析システム
JP5732337B2 (ja) * 2011-07-15 2015-06-10 株式会社半導体エネルギー研究所 燐光測定方法
US9355826B2 (en) 2012-02-17 2016-05-31 A School Corporation Kansai University Method for imaging mass analysis using physical vapor deposition of platinum nanoparticles
US8772712B2 (en) * 2012-04-24 2014-07-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Analysis apparatus and analysis method
JP2015087237A (ja) * 2013-10-30 2015-05-07 キヤノン株式会社 質量分布計測方法及び質量分布計測装置
JP2015165491A (ja) * 2014-02-06 2015-09-17 三菱化学株式会社 有機電界発光素子及びその製造方法
KR20160049974A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자기기, 및 조명 장치
CN107532995B (zh) * 2015-04-24 2021-02-05 株式会社岛津制作所 光学分析装置及其制造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW430996B (en) * 1999-10-05 2001-04-21 Ind Tech Res Inst Structure and manufacturing method of a thin-film transistor with multiple gate structure
JP2007324233A (ja) * 2006-05-30 2007-12-13 Canon Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
JP2009059935A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Tosoh Corp 有機半導体素子およびその製造方法
CN103732720A (zh) * 2011-05-11 2014-04-16 巴斯夫欧洲公司 卤代苝基半导体材料
JP2014078699A (ja) * 2012-09-21 2014-05-01 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
US11088328B2 (en) 2021-08-10
JP7185620B2 (ja) 2022-12-07
US20210119126A1 (en) 2021-04-22
JPWO2018185599A1 (ja) 2020-03-19
WO2018185599A1 (ja) 2018-10-11
CN110402387A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102347058B1 (ko) 전자 디바이스, 발광 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP7080699B2 (ja) 発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置
JP7044475B2 (ja) 発光素子、表示装置、電子機器、及び照明装置
CN108137611B (zh) 化合物、发光元件、显示装置、电子设备及照明装置
JP2022189942A (ja) 発光装置
CN106057846B (zh) 发光元件、显示装置、电子设备及照明装置
CN110073510B (zh) 发光元件、有机化合物、发光装置、电子设备及照明装置
JP6969887B2 (ja) 表示装置および電子機器
CN110785421A (zh) 有机化合物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
CN113261388A (zh) 发光装置、照明装置、显示装置、模块及电子设备
US20180182976A1 (en) Organic Compound, Light-Emitting Element, Light-Emitting Device, Electronic Device, and Lighting Device
CN111183709B (zh) 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
WO2018167606A1 (en) Organic compound, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
CN110402387B (zh) 有机半导体元件的分析方法
CN110073511B (zh) 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
WO2020229918A1 (ja) 発光デバイス、発光機器、表示装置、電子機器及び照明装置
US11673863B2 (en) Organic compound, light-emitting device, light-receiving device, light-emitting apparatus, light-emitting module, electronic device, and lighting device
US11985892B2 (en) Light-emitting device, light-emitting apparatus, electronic device, and lighting device
WO2020026106A1 (ja) 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
WO2018154408A1 (ja) 発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant