CN110476267A - 发光元件、显示装置、电子设备以及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种驱动电压低且可靠性良好的发光元件。发光元件在阴极与发光层之间包括电子注入层。该电子注入层是过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的混合膜。过渡金属原子与该有机化合物形成SOMO。

Description

发光元件、显示装置、电子设备以及照明装置
技术领域
本发明的一个实施方式是一种新颖的包括电子注入层的发光元件。本发明的一个实施方式是一种包括该发光元件的显示装置、电子设备以及照明装置。
注意，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个实施方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明的一个实施方式涉及一种工序、机器、产品或组合物。具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个实施方式的技术领域的例子可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法和这些装置的制造方法。
背景技术
近年来，对利用电致发光(Electroluminescence：EL)的发光元件的研究开发日益火热。这些发光元件的基本结构是在一对电极间夹有包含发光物质的层(EL层)的结构。通过将电压施加到该元件的电极间，可以获得来自发光物质的发光。
由于上述发光元件是自发光型发光元件，所以使用该发光元件的显示装置具有良好的可见度、不需要背光及功耗低等优点。而且，该显示装置还具有如下优点：能够被制造得薄且轻；以及响应速度快等。
一般而言，在发光元件中，为了降低驱动电压，在阴极与发光层之间设置电子注入层。为了减少电子注入层与阴极之间的电子的注入势垒，在该电子注入层中，使用以锂(Li)或钙(Ca)为代表的碱金属或碱土金属等功函数小的金属或这些金属的化合物(例如专利文献1)。
在将上述发光元件用于发光装置时，有如下两个方法：在像素中的各子像素中设置能够发射互不相同的颜色的光的EL层的方法(以下称为分别涂布方式)；以及在像素中的子像素中例如设置能够发射白色光的共同的EL层，在各子像素中设置能够使互不相同的颜色的光透过的滤色片的方法(以下称为滤色片方式)。
作为滤色片方式的优点之一可以举出所有子像素共同使用EL层。因此与分别涂布方式相比，EL层的材料的损耗少，且可以减少在形成EL层时需要的工序，由此可以以低成本及高生产率制造发光装置。并且，在分别涂布方式中，为了防止各子像素的EL层的材料混合，在各子像素之间设置有空间，而由于在滤色片方式中不需要该空间，可以实现像素密度更高的高清晰的发光装置。
上述发光元件根据包含在EL层中的发光物质的种类可以提供各种发光颜色。在将上述发光元件应用于照明装置时，需要能够发射白色或近似白色的发光的高效率的发光元件。在将上述发光元件应用于滤色片方式的发光装置时，需要发射色纯度高的光的高效率的发光元件。此外，对用于照明装置及发光装置的发光元件有低功耗化的要求。
为了提高发光元件的发光效率，重要的是提高从发光装置提取光的效率。为了提高发光元件的光提取效率，已提出了如下方法：采用利用一对电极间的光的谐振效应的光学微谐振腔(micro opticalresonator)(微腔)结构而提高特定波长的光强度(例如，参照专利文献2)。
作为发射白色光的发光元件，提出了在多个EL层之间设置电荷产生层的元件(串联元件)。
为了提高这种发光元件的元件特性，正积极地进行元件结构的改进、材料的开发等。
[参考文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2001-102175号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2015-130319号公报
发明内容
功函数小的金属及这些金属的化合物与氧或水的反应性高，而不容易处理。在将该金属或化合物用于发光元件时受到氧或水的影响，有时会发生发光元件的发光效率的下降、驱动电压的上升或可靠性的降低等。因此，需要开发一种不容易受氧及水的影响且电子注入层与阴极的电子的注入势垒小的电子注入层。
此外，与叠层元件的电荷产生层相邻的电子注入层需要具有高电子注入性。因此，该电子注入层使用锂或铯等碱金属或者碱金属的化合物、钙等碱土金属或碱土金属的化合物。但是，在将该金属或该化合物用于电子注入层时，有时该金属扩散到电子传输层中，而成为发生串扰的原因。
鉴于上述问题，本发明的一个实施方式的目的是提供一种驱动电压低的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种抗湿性高的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种抗氧化性高的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种功耗得到降低的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种可靠性高的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种新颖的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种新颖的半导体装置。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种串扰的发生被抑制的发光元件。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种发射色纯度高的光的发光元件。
本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种使用上述发光元件的具有高抗湿性的电子设备及照明装置。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种使用上述发光元件的功耗得到降低的发光装置。本发明的一个实施方式的另一目的是提供一种使用上述发光元件的使用寿命长的发光装置。
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施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。
本发明的一个实施方式是一种发光元件，包括：阳极与阴极之间的发光层、发光层与阴极之间的第一层。第一层包含具有非共用电子对的第一有机化合物及过渡金属。第一有机化合物与过渡金属形成单占据分子轨道(Single Occupied Molecular Orbital：SOMO)。
本发明的其他实施方式是一种发光元件，包括：阳极与阴极之间的第一发光单元及第二发光单元、第一发光单元与第二发光单元之间的第一层。第一层包含第一有机化合物及过渡金属。第一有机化合物具有非共用电子对。第一有机化合物与过渡金属形成SOMO。
本发明的其他实施方式是一种发光元件，包括：阳极与阴极之间的第一发光单元及第二发光单元、第一发光单元与第二发光单元之间的第一层及电荷产生层。第一层与电荷产生层彼此接触。第一层包含第一有机化合物及第一过渡金属。第一有机化合物具有非共用电子对。第一有机化合物与第一过渡金属形成SOMO。
在上述任何实施方式中，第一有机化合物优选具有缺电子型芳杂环。更优选的是，第一有机化合物具有吡啶环、二嗪环和三嗪环中的至少一个。
在上述任何实施方式中，第一有机化合物的碳原子数优选为25以上且100以下。
在上述任何实施方式中，第一有机化合物优选不包含1，10-菲咯啉骨架。
在上述任何实施方式中，优选第一有机化合物所具有的最低空分子轨道(LowestUnoccupied Molecular Orbital：LUMO)能级为-3.6eV以上且-2.3eV以下。
在上述任何实施方式中，过渡金属优选属于周期表中的第5族、第7族、第9族或第11族。更优选的是，过渡金属属于周期表中的第11族。进一步优选的是，过渡金属是Ag。
在上述任何实施方式中，优选的是，在阴极与第一层之间还包括第二层，并且第二层包含具有缺电子型芳杂环的第二有机化合物。
在上述任何实施方式中，第二有机化合物所具有的LUMO能级优选比SOMO能级低。
在上述任何实施方式中，发光元件优选不包括碱金属及碱土金属。
在上述任何实施方式中，优选的是，在第一层中金属与第一有机化合物的摩尔比为0.2以上且0.8以下。
在上述任何实施方式中，阴极优选包含与第一层所包含的金属相同的金属。另外，发光层优选包含第一有机化合物。
本发明的其他实施方式是一种电子设备，包括：具有上述任何结构的显示装置；以及外壳和触摸传感器中的至少一个。本发明的其他实施方式是一种照明装置，包括：具有上述任何结构的发光元件；以及外壳和触摸传感器中的至少一个。本发明的一个实施方式在其范畴内不仅包括具有发光元件的发光装置，还包括具有发光装置的电器设备。即，本说明书中的发光装置是指图像显示装置或光源(包括照明装置)。如下显示模块也是本发明的一个实施方式：在发光元件中安装有连接器诸如柔性电路板(Flexible Printed Circuit：FPC)或载带封装(Tape Carrier Package：TCP)的显示模块；在TCP的端部设置有印刷线路板的显示模块；或者集成电路(IC)通过玻璃上芯片(Chip On Glass：COG)方式直接安装在发光元件上的显示模块。
本发明的一个实施方式可以提供一种驱动电压低的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种抗湿性高的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种抗氧化性高的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种功耗得到降低的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种可靠性高的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种新颖的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种新颖的半导体装置。本发明的一个实施方式可以提供一种串扰的发生被抑制的发光元件。本发明的一个实施方式可以提供一种发射色纯度高的光的发光元件。
本发明的一个实施方式可以提供一种使用上述发光元件的具有高抗湿性的电子设备及照明装置。本发明的一个实施方式可以提供一种适用上述发光元件的功耗得到降低的发光装置。本发明的一个实施方式可以提供一种使用上述发光元件的使用寿命长的发光装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施方式并不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。
附图说明
图1A至图1C是说明本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图及电子注入层的能级相关的图。
图2A及图2B是说明本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图。
图3A及图3B是说明本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图。
图4A及图4B是说明本发明的一个实施方式的显示装置的俯视图及截面示意图。
图5A及图5B是说明本发明的一个实施方式的显示装置的截面示意图。
图6是说明本发明的一个实施方式的显示装置的截面示意图。
图7A至图7G是示出晶体管的例子的截面图。
图8A至图8D示出本发明的一个实施方式的电子设备。
图9A至图9E是说明本发明的一个实施方式的显示装置的立体图。
图10A至图10C示出本发明的一个实施方式的照明装置。
图11示出本发明的一个实施方式的照明装置。
图12是说明实施例中的发光元件的截面示意图。
图13示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图14示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图15示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图16示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图17示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图18示出实施例中的薄膜的吸收光谱。
图19示出实施例中的薄膜的吸收光谱。
图20示出实施例中的薄膜的吸收光谱。
图21示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图22示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图23示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图24示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图25示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图26示出实施例中的薄膜的吸收光谱。
图27示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图28示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图29示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图30示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图31示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图32示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图33示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图34示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图35示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图36示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图37示出实施例中的发光元件的截面示意图。
图38示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图39示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图40示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图41示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图42示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图43示出实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果。
图44示出实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果。
图45示出实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果。
图46示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图47示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图48示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图49A及图49B是说明本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图。
图50A及图50B是说明本发明的一个实施方式的发光元件的截面示意图。
图51是说明实施例中的发光元件的截面示意图。
图52A及图52B是实施例中的发光元件的放大照片。
图53示出实施例中的亮度-相邻像素的距离的关系。
图54是说明实施例中的发光元件的截面示意图。
图55示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图56示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图57示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图58示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图59示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图60示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图61示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图62示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图63示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图64示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图65示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图66示出实施例中的发光元件的电流密度-电压特性。
图67示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图68示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图69示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图70是说明实施例中的发光元件的截面示意图。
图71示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图72示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图73示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图74示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图75示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图76示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图77示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图78示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图79示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图80示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图81示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图82示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图83示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图84示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图85示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图86示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图87示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图88A及图88B各自示出实施例中的有机化合物的LUMO能级与恒温恒湿保存测试后的发光面积比的关系。
图89示出实施例中的发光元件的截面示意图。
图90示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图91示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图92示出实施例中的发光元件的电力效率-亮度特性。
图93示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图94示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图95示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图96示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图97示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图98示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图99示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图100示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图101示出实施例中的发光元件的电场发射光谱。
图102示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图103示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图104示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图105示出实施例中的发光元件的电致发射光谱。
图106示出实施例中的发光元件的驱动寿命测试结果。
图107示出实施例中的电子自旋共振(Electron Spin Resonance：ESR)测定结果。
图108示出实施例中的发光元件的电流效率-亮度特性。
图109示出实施例中的发光元件的电流-电压特性。
图110示出实施例中的发光元件的外部量子效率-亮度特性。
图111示出实施例中的发光元件的电场发射光谱。
具体实施方式
以下，参照附图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。
注意，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、大小及范围等。
注意，在本说明书等中，为了方便起见，使用“第一”、“第二”等序数词，而其并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地替换为“第二”或“第三”等来进行说明。此外，有时本说明书等所记载的序数词与用来指定本发明的一个实施方式的序数词不一致。
在本说明书等中，当利用附图说明本发明的结构时，在不同的附图中对相同的部分使用共同的符号。
在本说明书等中，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”等用语。例如，有时可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，例如，有时可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1A至图1C说明本发明的一个实施方式的发光元件。
<发光元件的结构实例1>
图1A是本发明的一个实施方式的发光元件150的截面示意图。
发光元件150包括一对电极(电极101及电极102)以及该一对电极间的EL层100。EL层100至少包括发光层140及电子注入层130。
图1A所示的EL层100除了发光层140及电子注入层130以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112及电子传输层118等功能层。
在本实施方式中，虽然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，从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层140、电子传输层118及电子注入层130即可。
注意，EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，EL层100至少包括发光层140及电子注入层130，且并不一定需要包括空穴注入层111、空穴传输层112及电子传输层118。
在一对电极间的EL层中，根据其功能形成各层即可，不局限于上述层。就是说，一对电极间的EL层也可以包括具有如下功能的层：减少空穴或电子的注入势垒；提高空穴或电子的传输性；阻碍空穴或电子的传输性；或者抑制因电极导致的猝灭现象等。
发光层140优选包括主体材料及客体材料(发光材料)。
作为主体材料，优选使用具有传输空穴的功能(空穴传输性)的材料和具有传输电子的功能(电子传输性)的材料中的一方或双方。此外，优选使用具有空穴传输性及电子传输性的材料。
当主体材料是电子传输性材料与空穴传输性材料的组合时，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，优选电子传输性材料与空穴传输性材料的重量比为1：9至9：1。通过采用该结构，可以容易地控制载流子平衡，由此也可以容易地对载流子复合区域进行控制。
客体材料可以为发光化合物，并且该发光化合物优选为能够发射荧光的物质(下面，荧光性化合物)或者能够发射磷光的物质(下面，也称为磷光性化合物)。
为了降低发光元件的驱动电压，需要减小发光层140与电极102间的电子注入势垒。因此，优选在发光层140与电极102之间设置电子注入层130。在现有的发光元件中，电子注入层130使用功函数小的具有碱金属或碱土金属的金属材料形成。但是，由于功函数小的金属材料与氧及水的反应性高，所以当将这种金属材料用于发光元件时，发光元件中发生发光效率降低、驱动电压上升、元件寿命降低、发生收缩(发光部端部的非发光区域)等，有时导致发光元件的特性降低或可靠性降低。换言之，功函数小的金属材料可能导致元件劣化。因此，为了抑制发光元件的特性降低或可靠性降低，发光元件优选不具有碱金属或碱土金属。
另一方面，虽然功函数大的金属与氧及水的反应性低，但是当将功函数大的金属用于电子注入层130时，电子注入层130与电极102之间形成电子注入势垒。在此情况下，有发光元件的驱动电压上升及发光效率降低等问题。
本发明人发现通过使具有非共用电子对的化合物与过渡金属相互作用形成SOMO并将形成该SOMO的组合的化合物及过渡金属的复合材料用于电子注入层，可以降低电子注入层与阴极的电子注入势垒，并可以得到抗湿性高的发光元件。
为了使具有非共用电子对的化合物与过渡金属相互作用形成SOMO，该化合物及过渡金属的电子数的总和优选为奇数。因此，当该化合物的电子数为偶数时，过渡金属优选为周期表中的奇数的族。当该化合物的电子数为奇数时，过渡金属优选为周期表中的偶数的族。
作为具有非共用电子对的化合物，优选使用具有传输电子的功能的有机化合物。此外，优选使用能够用作该过渡金属的电子受体的有机化合物。
因此，本发明的一个实施方式的发光元件是将具有非共用电子对的有机化合物与过渡金属的复合材料用于电子注入层的发光元件。
由于过渡金属与水及氧的反应性低，所以当将过渡金属用于发光元件时，使用功函数小的金属时因水及氧导致的元件劣化的担忧较少。由此，本发明的一个实施方式可以提供抗湿性及抗氧化性优异的发光元件。
图1B示出本发明的一个实施方式的发光元件中的电子注入层130的示意图。电子注入层130包括具有非共用电子对的化合物131及过渡金属132。
图1C示出本发明的一个实施方式的发光元件中的电子注入层130的能量图。当混合过渡金属132和化合物131时，化合物131与过渡金属132的原子相互作用，由此形成SOMO。此时，化合物131与过渡金属132的原子相互作用形成的最高占据分子轨道(HighestOccupied Molecular Orbital：HOMO)能级优选与原来的化合物131所具有的HOMO能级相同。当作为化合物131使用具有传输电子的功能的有机化合物时，化合物131所具有的HOMO能级低，不容易向化合物131注入空穴。因此，当化合物131与过渡金属132的原子相互作用形成的HOMO能级与原来的化合物131所具有的HOMO能级相等时，电子注入层130与电极102之间的空穴注入势垒变大，空穴不容易从电子注入层130传到电极102而能够提高发光元件中的载流子平衡，所以是优选的。注意，在本说明书等中，HOMO是指被电子占据的能量最高的分子轨道。
SOMO是只有一个电子的轨道。在对发光元件150施加电压时，SOMO中的电子成为发光元件中的载流子，并被传输到电子传输层118及发光层140。此外，能够使电子容易地从电极102注入到电子注入层130。换言之，由于电子注入层130具有形成SOMO的组合的材料，能够使电子容易地从电极102注入到EL层100中。SOMO能级优选比化合物131所具有的LUMO能级低。因此，化合物131的LUMO能级优选较高。具体而言，化合物131的LUMO能级优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。当将具有这种LUMO能级的有机化合物和过渡金属混合时，通过相互作用形成的SOMO能级成为适合于电子注入的能级，由此可以降低电子注入层130与电极102间的电子注入势垒。
注意，有机化合物的HOMO能级及LUMO能级通常利用循环伏安法(CV)、光电子能谱法(photoelectron spectroscopy)、吸收光谱法(optical absorption spectroscopy)、逆光电子能谱法等估算。当对不同化合物间的值进行比较时，优选使用通过相同的测定估算出的值进行比较。
上述过渡金属优选属于第5族、第7族、第9族或第11族。在这些奇数族的过渡金属中，在最外层的轨道中具有一个电子(不成对电子)的金属容易与化合物131形成SOMO，所以是尤其优选的。
<通过量子化学计算估算通过过渡金属132与化合物131的相互作用形成的SOMO能级>
为了使化合物131与过渡金属132形成SOMO，需要使化合物131与过渡金属132相互作用。于是，通过量子化学计算估算有机化合物与各种过渡金属原子相互作用时的稳定能及有机化合物与过渡金属原子相互作用时形成的SOMO能级。表1示出其结果。注意，作为具有非共用电子对的有机化合物，使用下述2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBPhen)。
[化1]
[表1]
作为量子化学计算程序，使用Gaussian09。使用高性能计算机(SGI株式会社制造，ICE X)进行计算。首先，利用密度泛函理论(DFT)计算出有机化合物的基态、过渡金属的基态以及有机化合物与过渡金属的复合材料的基态下的最稳定结构。作为基底函数使用6-311G(d，p)及LanL2DZ，作为泛函数使用B3LYP。接着，从有机化合物与过渡金属的复合材料的总能量中减去有机化合物的总能量与过渡金属的总能量的总和算出稳定能。换言之，(稳定能)＝(有机化合物与过渡金属的复合材料的总能量)-(有机化合物的总能量)-(过渡金属的总能量)。在DFT中，以势能、电子间静电能、电子的运动能、包括所有的电子间的复杂互相作用的交换相关能的总和表示总能量。在DFT中，由于使用以电子密度表示的单电子势的泛函(函数的函数之意)来近似交换相关作用，所以计算精度高。
从表1可知，在作为上述复合材料的过渡金属，使用第7族的过渡金属的锰(Mn)、第9族的过渡金属的钴(Co)、第11族的过渡金属的铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)时，稳定能为负值。这表示在将具有非共用电子对的有机化合物(此时NBPhen)与过渡金属混合时，有机化合物与过渡金属原子相互作用的情况与不发生相互作用的情况相比能量上更稳定。换言之，从表1可知，在将过渡金属与具有非共用电子对的有机化合物混合时，该有机化合物与过渡金属相互作用而该有机化合物与过渡金属稳定。注意，表1及后面说明的表2中的HOMO及LUMO的能级通过计算算出，有时该计算值与实测值不同。
通过该有机化合物与过渡金属相互作用形成SOMO。该SOMO是来源于金属所具有的不成对电子的轨道，也分布于有机化合物的轨道上。由此，可知过渡金属的电子轨道与有机化合物的电子轨道相互作用。表1示出该SOMO能级。在作为电子注入层130使用化合物131与过渡金属132的复合材料时，SOMO能级越高越有利于电子注入性，所以是优选的。因此，在本发明的一个实施方式中作为与化合物131相互作用的过渡金属132，尤其优选使用与被广泛地用作用于电子注入层的材料的Li具有相等的SOMO能级的Cu、Ag、Co、Mn。
通过化合物131与过渡金属132相互作用形成SOMO，在电子注入层130中形成不成对电子。因此，可以利用电子自旋共振法(ESR)观察到SOMO的形成。为了良好地使电子从电极102注入到发光层140中，起因于SOMO的自旋密度优选为1×1016spins/cm3以上，更优选为5×1016spins/cm3以上，进一步优选为1×1017spins/cm3以上。
另一方面，在考虑发光元件的制造工序时，一般而言，发光元件的EL层，尤其是电子注入层及阴极通过真空蒸镀法形成。此时，作为材料，优选使用能够简单地进行真空蒸镀的材料，即熔点低的材料。第11族元素的熔点比第7族或第9族元素低，因此第11族元素适合用于通过真空蒸镀进行的沉积。尤其优选第11族元素中熔点特别低的Ag。此外，通过使用真空蒸镀法，可以简单地将过渡金属原子和有机化合物混合，所以是优选的。
Ag或Cu也可以被用作阴极材料。通过作为电子注入层130及电极102使用相同的材料，可以简单地制造发光元件。此外，通过作为电子注入层130及电极102使用相同的材料，可以提高电子注入层130与电极102的密接性，因此可以提高发光元件的可靠性。此外，可以降低发光元件的制造成本。
接着，通过量子化学计算估算出在当过渡金属132使用Ag时作为化合物131使用具有非共用电子对的各种有机化合物的情况下，化合物131与Ag原子相互作用时的稳定能及SOMO能级。表2示出其结果。以下示出所使用的有机化合物及其简称。注意，量子化学计算的计算方法与表1的计算方法相同。
[化2]
[表2]
稳定化能量(eV) HOMO(eV) SOMO(eV) LUMO(eV)
2mDBTBPDBq-II - -5.96 - -2.10
2mDBTBPDBq-II+Ag -0.08 -5.98 -4.37 -2.71
Alq3 - -5.25 - -2.01
Alq3+Ag -0.16 -5.42 -3.78 -2.20
HATNA - -6.65 - -2.90
HATNA+Ag -0.59 -6.30 -4.05 -3.01
2Py3Tzn - -6.89 - -2.20
2Py3Tzn+Ag -0.28 -6.78 -3.63 -2.45
TmPPPyTz - -6.52 - -2.26
TmPPPyTz+Ag -0.04 -6.55 -4.51 -2.89
Zn(BTZ)<sub>2</sub> - -5.60 - -2.00
Zn(BTZ)<sub>2</sub>+Ag -0.14 -5.68 -4.09 -2.33
从表2可知，在将具有非共用电子对的各种有机化合物与过渡金属(这里，Ag)混合时，稳定能为负值，所以具有非共用电子对的有机化合物与过渡金属的复合材料相互作用来稳定化。
优选的是，在化合物131与过渡金属132原子相互作用时，过渡金属132原子为电子供体，化合物131为电子受体。此时，化合物131优选具有缺电子型芳杂环。在采用这种结构时，由于化合物131容易接受电子，所以可以降低与过渡金属132的原子相互作用时的稳定能。由于具有缺电子型芳杂环的化合物的电子传输性优异，所以从降低发光元件的驱动电压而言这种化合物优选用于电子注入层的化合物131。
该缺电子型芳杂环优选为含氮芳杂环，优选具有吡啶环、二嗪环(嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环)和三嗪环中的至少一个。由于这些环的电化学稳定性优异，所以可以提供可靠性高的发光元件。此外，由于电子传输性优异，所以可以提供驱动电压得到降低的发光元件。注意，具有该缺电子型芳杂环的化合物也可以为金属配合物。
当作为化合物131使用有机化合物时碳原子数优选为25以上且100以下。通过采用这种碳原子数可以实现升华性良好的有机化合物，由此可以抑制真空蒸镀中的有机化合物的热分解，从而可以得到材料的良好的使用效率。再者，玻璃化转变点(Tg)优选为100℃以上。通过将具有这种Tg的有机化合物用于EL层，可以实现耐热性优异的发光元件。
从表1及表2可知，NBPhen、二喹喔啉并[2，3-a：2’，3’-c]吩嗪(简称：HATNA)、2，4，6-三[3’-(吡啶-3-基)联苯-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)与Ag原子相互作用时的稳定能小于其他有机化合物与Ag原子相互作用时的稳定能。这是因为可以在化合物131与过渡金属132相互作用时形成螯合环(环结构)，这些化合物(NBPhen、HATNA及TmPPPyTz)所具有的杂环在多个杂环上具有共轭双键的N-C-C-N，因此可以形成螯合环。通过具有该键合部分，在化合物131配位于过渡金属132原子时形成螯合环时，稳定能变小，所以是优选的。
过渡金属132与化合物131的摩尔比优选为0.1以上且10以下，更优选为0.2以上且2以下，进一步优选为0.2以上且0.8以下。通过以这种比例混合过渡金属132和化合物131，可以提供具有优异的电子注入性的发光元件。当与上述比例相比过渡金属132与化合物131的摩尔比过低时，与过渡金属132相互作用形成SOMO的化合物131的量较少，因此有时导致电子注入性下降。当与上述比例相比过渡金属132与化合物131的摩尔比过高时，电子注入层130的透过率降低，因此有时导致发光元件的发光效率下降。
电子注入层130的厚度优选为3nm以上，更优选为5nm以上。通过采用该结构，有利于混合有过渡金属132和化合物131的复合材料更好的发挥作用。电子注入层130的厚度优选为50nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为10nm以下。通过采用该结构，可以减少电子注入层130的光吸收，并可以提供具有高发光效率的发光元件。
接着，通过量子化学计算估算在作为过渡金属132使用偶数族的过渡金属的铁(Fe)且作为化合物131使用铜酞菁(简称：CuPc)的情况下，化合物131与过渡金属132相互作用时的稳定能及SOMO能级。表3示出其结果。注意，量子化学计算的计算方法与表1的计算方法相同。
[表3]
铜酞菁是电子数为奇数的化合物，且其SOMO位于比HOMO能级低的能级。从表3可知，在作为具有非共用电子对的有机化合物使用铜酞菁时，通过与偶数族的过渡金属(此时Fe)混合，稳定能变为负值。换言之，可知通过具有非共用电子对的有机化合物与过渡金属原子相互作用，可以实现稳定化。
通过铜酞菁与Fe的相互作用，形成铜酞菁与Fe的复合材料的SOMO。该SOMO的能级位于铜酞菁的HOMO能级与LUMO能级之间。因此，通过将该复合材料用于电子注入层130，可以提供电子注入性优异的发光元件。
<发光元件的结构实例2>
下面，参照图2A及图2B对与图1A至图1C所示的发光元件150不同的结构实例进行说明。
图2A及图2B是示出本发明的一个实施方式的发光装置的截面示意图。注意，在图2A及图2B中，有时以相同的阴影表示与图1A至图1C所示的附图标记具有相同功能的部分而省略其附图标记。此外，有时使用相同的附图标记表示具有相同功能的部分而省略其详细说明。
图2A所示的发光元件152包括一对电极(电极101及电极102)以及该一对电极间的EL层105。EL层105至少包括发光层140及电子注入层130。此外，EL层105还包括缓冲层117。缓冲层117设置于电子注入层130与电极102之间。
图2A所示的EL层105除了发光层140以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112及电子传输层118等功能层。
通过在电极102与电子传输层118之间设置缓冲层117，可以减少电子传输层118、电子注入层130、发光层140等与氧或水分接触的概率，由此可以提高发光元件的抗湿性及抗氧化性。
在本发明的一个实施方式中电子注入层130使用上述化合物131和过渡金属132的复合材料，缓冲层117使用具有缺电子型芳杂环的有机化合物。如上所述，由于缺电子型芳杂环的电子传输性优异，所以可以降低发光元件的驱动电压。
通过在电子注入层130与电极102之间夹持缓冲层117，可以降低电极102与电子注入层130的势垒，所以是优选的。缓冲层的厚度优选为1nm以上且20nm以下。通过采用这种结构，可以在保持高电子传输性的同时降低电子注入势垒。
用于缓冲层117的有机化合物的LUMO能级优选比电子注入层130中形成的SOMO能级低。通过采用这种结构，可以降低电子注入层130与电极102间的电子注入势垒，所以是优选的。
注意，上述过渡金属132和具有非共用电子对的化合物131的复合材料可以用于薄膜太阳能电池。更具体而言，上述复合材料也适用于薄膜太阳能电池的电子注入层。
<发光元件的结构实例3>
图2B所示的发光元件154包括一对电极(电极101及电极102)以及该一对电极间的EL层107。EL层107至少包括发光层140及电子注入层130。此外，EL层107还包括电荷产生层160。电荷产生层160设置在电子注入层130与电极102之间。
图2B所示的EL层107除了发光层140以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112及电子传输层118等功能层。
通过在电极102与电子传输层118之间设置电荷产生层160，可以减少进入电子传输层118、电子注入层130、发光层140等的氧及水分的量，由此可以提高发光元件的抗湿性及抗氧化性。
如上所述，在电荷产生层160具有空穴传输性材料及电子接受性材料的情况下，当作为电子注入层130使用功函数小的具有碱金属或稀土金属的金属材料时，由于电荷产生层160的电子接受性材料从用于电子注入层130的材料抽出电子。因此在电荷产生层160及电子注入层130的界面附近形成耗尽层，有时导致驱动电压上升。为了防止形成该耗尽层，需要在电子注入层130与电荷产生层160之间设置具有传送电子的功能的层。
另一方面，在本发明的一个实施方式的发光元件中，通过使电子注入层130包含过渡金属和具有非共用电子对的化合物的复合材料，不容易发生因电荷产生层160的电子接受性材料导致的电子的抽出。因此，可以在不形成上述耗尽层的情况下设置电荷产生层160，由此可以制造叠层数少且驱动电压低的发光元件。
对电荷产生层160的厚度没有特别的限制，可以适当地调整厚度。例如，通过调整发光层140至电极102的厚度，可以将从发光层140发射的光高效地提取到发光元件的外部。换言之，通过调整电荷产生层160的厚度，可以提高光提取效率。
电荷产生层160与电极102优选彼此接触。通过采用该结构，可以抑制电极102与EL层107的电子注入势垒，由此可以降低发光元件的驱动电压。再者，更优选的是，电荷产生层160与电子注入层130接触。如上所述，在本发明的一个实施方式中，即使电荷产生层160与电子注入层130接触也可以制造驱动电压低的发光元件。通过采用该结构，可以抑制EL层107的叠层数。
过渡金属氧化物适合用于电荷产生层160所包含的电子接受性材料。作为该过渡金属氧化物，例如可以举出钛氧化物、钒氧化物、钽氧化物、钼氧化物、钨氧化物、铼氧化物、钌氧化物、铬氧化物、锆氧化物、铪氧化物以及银氧化物。尤其优选使用钼氧化物，因为其在大气中稳定、吸湿性低且廉价。通过使用该过渡金属氧化物，可以降低与电极102的电子注入势垒，所以是优选的。因此，本发明的一个实施方式是电子注入层130包含过渡金属元素且电荷产生层160包含过渡金属元素的发光元件。注意，电荷产生层160所包含的电子接受性材料不局限于上述化合物。
作为电荷产生层160的空穴传输性材料优选使用包含吡咯骨架、噻吩骨架、呋喃骨架和芳香胺骨架中的一个的有机化合物。由于具有该骨架的有机化合物的空穴传输性高，所以通过将该有机化合物用于电荷产生层160可以降低发光元件的驱动电压。电荷产生层160的空穴传输性材料不局限于上述化合物。
<发光元件的结构实例4>
下面，参照图49A及图49B对与图1A至图1C所示的发光元件150、图2A及图2B所示的发光元件152及发光元件154不同的结构实例进行说明。
图49A及图49B是发光元件2250a及发光元件2250b的截面示意图。
发光元件2250a及发光元件2250b在衬底2200上各自包括电极2101、电极2102、电极2103以及电极2104。在电极2101与电极2102之间、电极2102与电极2103之间以及电极2102与电极2104之间至少包括发光单元2106、发光单元2108以及电子注入层2130。在发光单元2106与发光单元2108之间设置电荷产生层2115。注意，发光单元2106及发光单元2108可以具有相同结构或不同结构。
设置在发光单元2106与发光单元2108之间的电荷产生层2115例如只要具有在将电压施加到电极2101和电极2102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49A及图49B中，在以使电极2102的电位高于电极2101的电位的方式施加电压时，电荷产生层2115将电子注入到发光单元2106且将空穴注入到发光单元2108。
发光单元2106例如包括空穴注入层2111、空穴传输层2112、发光层2140以及电子传输层2113。发光单元2108例如包括空穴注入层2116、空穴传输层2117、发光层2170、电子传输层2118以及电子注入层2119。
如图49A及图49B所示，电子注入层2130优选与电子传输层2113相邻并设置在发光单元2108与电子传输层2113之间。电荷产生层2115优选与电子注入层2130相邻并设置在电子注入层2130与发光单元2108之间。通过采用这种结构，可以向发光单元2106高效地传输电子。
注意，在发光元件的结构实例中，电极2101、电极2103及电极2104被用作阳极且电极2102被用作阴极，但是发光元件2250a及发光元件2250b的结构不局限于此。也就是说，也可以使电极2101、电极2103及电极2104为阴极而电极2102为阳极，将该电极间的各层的叠层顺序倒过来。换言之，可以从发光单元2106的阳极一侧依次层叠空穴注入层2111、空穴传输层2112、发光层2140、电子传输层2113以及电子注入层2130，从发光单元2108的阳极一侧依次层叠空穴注入层2116、空穴传输层2117、发光层2170、电子传输层2118以及电子注入层2119。
发光元件2250a及发光元件2250b的结构不局限于图49A及图49B所示的结构。其至少包括发光层2140、发光层2170、电荷产生层2115以及电子注入层2130，可以包括空穴注入层2111、空穴注入层2116、空穴传输层2112、空穴传输层2117、电子传输层2113、电子传输层2118、电子注入层2119也可以不包括这些层。
各层不局限于上述层，只要形成在一对电极间即可。就是说，一对电极层之间也可以包括具有如下功能的层：减少空穴或电子的注入势垒；提高空穴或电子的传输性；阻碍空穴或电子的传输性；或者抑制因电极导致的猝灭现象等。
注意，如发光单元2108那样，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层2115时，有时电荷产生层2115还可以具有发光单元2108的空穴注入层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层。
虽然在图49A及图49B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2250a及发光元件2250b所示，通过在一对电极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，还可以实现功耗低的发光元件。
在发光元件2250a中，电极2101、电极2103及电极2104具有反射可见光的功能，电极2102具有透过可见光的功能。在发光元件2250b中，电极2101、电极2103及电极2104具有透过可见光的功能，电极2102具有反射可见光的功能。
因此，发光元件2250a所发射的光通过电极2102射出到外部，发光元件2250b所发射的光通过电极2101、电极2103及电极2104射出到外部。但是，本发明的一个实施方式不局限于此，也可以采用从形成有发光元件的衬底2200的上方及下方的双方提取光的发光元件。
电极2101包括导电层2101a以及导电层2101a上的与其接触的导电层2101b。电极2103包括导电层2103a以及导电层2103a上的与其接触的导电层2103b。电极2104包括导电层2104a以及导电层2104a上的与其接触的导电层2104b。
导电层2101b、导电层2103b及导电层2104b各自具有透过可见光的功能。在发光元件2250a中，导电层2101a、导电层2103a及导电层2104a具有反射可见光的功能。在发光元件2250b中，导电层2101a、导电层2103a及导电层2104a具有透过可见光的功能。
图49A所示的发光元件2250a及图49B所示的发光元件2250b在由电极2101及电极2102夹持的区域2222B与由电极2102及电极2103夹持的区域2222G与由电极2102及电极2104夹持的区域2222R之间都包括分隔壁2145。分隔壁2145具有绝缘性。分隔壁2145覆盖电极2101、电极2103及电极2104的端部，并包括与该电极重叠的开口。通过设置分隔壁2145，可以将各区域的衬底2200上的该电极分为岛状。
在图49A及图49B中，示出空穴注入层2111、空穴注入层2116、空穴传输层2112、空穴传输层2117、发光层2140、发光层2170、电子传输层2113、电子传输层2118、电子注入层2119、电荷产生层2115及电极2102在各区域中没有被分开地设置的例子，但是也可以在各区域分开地设置。
在本发明的一个实施方式的发光元件2250a及发光元件2250b的每一个中，通过对区域2222B的一对电极(电极2101及电极2102)之间、区域2222G的一对电极(电极2102及电极2103)之间以及区域2222R的一对电极(电极2102及电极2104)之间施加电压，电子从每个阴极注入到电子注入层2119，空穴从阳极注入到空穴注入层2111，由此电流流过。电子从电荷产生层2115注入到电子注入层2130，空穴从电荷产生层2115注入到空穴注入层2116。注入的载流子(电子及空穴)复合，从而形成激子。在包含发光材料的发光层2140及发光层2170中，在载流子(电子及空穴)复合而形成激子时，发光层2140及发光层2170所包含的发光材料处于激发态，由此从发光材料得到发光。
发光层2140及发光层2170的每一个优选包含发射紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、黄橙色、橙色和红色的光的发光材料中的任何一种或多种。
发光层2140及发光层2170也可以具有两层的叠层结构。通过作为两层的发光层分别使用这两种具有发射不同颜色的功能的发光材料(第一化合物及第二化合物)，可以得到多种颜色的发光。尤其是，优选以通过组合发光层2140及发光层2170所发射的光能够得到白色或接近白色的发光的方式选择各发光层所使用的发光材料。
发光层2140及发光层2170中的一个或两个也可以具有三层以上的叠层结构，也可以包括不具有发光材料的层。
发光元件2250a及发光元件2250b在从区域2222B、区域2222G及区域2222R发射的光被提取的方向上各自具有包括光学元件2224B、光学元件2224G及光学元件2224R的衬底2220。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2222B发射的光透过光学元件2224B射出，从区域2222G发射的光透过光学元件2224G射出，且从区域2222R发射的光透过光学元件2224R射出。
光学元件2224B、光学元件2224G及光学元件2224R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2222B发射的光透过光学元件2224B成为蓝色光，从区域2222G发射的光透过光学元件2224G成为绿色光，从区域2222R发射的光透过光学元件2224R成为红色光。
注意，在图49A及图49B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。图49A所示的发光元件2250a是顶部发射型发光元件，图49B所示的发光元件2250b是底部发射型发光元件。
在各光学元件之间包括遮光层2223。遮光层2223具有遮蔽从相邻的区域发射的光的功能。注意，也可以采用不设置遮光层2223的结构。此外，也可以不设置光学元件2224B、光学元件2224G和光学元件2224R中的一个或两个以上。通过采用不设置光学元件2224B、光学元件2224G或光学元件2224R的结构，可以提高从发光元件发射的光的提取效率。
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2115。
为了降低发光元件的驱动电压，优选采用如下结构：通过降低从电荷产生层2115至电子传输层2113的电子注入势垒，将电荷产生层2115中产生的电子顺利地注入并传输到电子传输层2113。因此，优选在电荷产生层2115与电子传输层2113之间设置电子注入层2130。由于电子注入层2119及电子注入层2130需要高电子注入性，所以该电子注入层使用如锂(Li)或铯(Cs)那样的碱金属或碱金属的化合物、如钙(Ca)那样的碱土金属或碱金属的化合物。但是，在将该金属或该化合物用于电子注入层2130的情况下，例如如图50A及图50B所示，在对电极2103及电极2102之间施加电压而使区域2222G中流过电流时，有时通过电子注入层2130及电子传输层2113与区域2222G相邻的区域2222B及区域2222R中也流过电流，产生不仅从区域2222G发射光而且从相邻的区域2222B及区域2222R也发射光的现象(被称为串扰)。注意，在图50A及图50B中，以实线箭头表示区域2222G、区域2222R及区域2222B中流过的电流。
如上所述当发光元件中产生串扰时，不仅从所希望的区域(例如区域2222G)发射光，而且从其他区域(例如区域2222B及2222R)也发射光，这有时导致发光元件2250a及发光元件2250b所发射的光的色纯度降低或发光强度下降。
产生串扰的原因之一是用于由电荷产生层2115及电子传输层2113夹持的电子注入层2130的碱金属、碱土金属或者碱金属或碱土金属的化合物扩散到电子传输层2113导致的电子传输层2113的导电性(尤其是垂直于施加电压的方向的方向上的导电性)上升。尤其是，当将如Li或Ca那样的原子序数小的金属或者碱金属或碱土金属的化合物用于电子注入层2130时，该原子序数小的金属容易扩散到电子传输层2113。因此，为了抑制串扰，电子注入层2130优选不具有碱金属及碱土金属。另一方面，当不在电子注入层2130中使用碱金属、碱土金属或其化合物时，由于从电荷产生层2115至电子传输层2113的电子注入势垒变高，电子不容易注入到电子传输层2113，所以有时发光元件的驱动电压变高或发光效率下降。
因此，为了降低发光元件的驱动电压、提高发光效率、抑制串扰，优选将电子注入性优异且不容易扩散的金属用于电子注入层2130。用于电子注入层2130的不容易扩散的金属优选为原子半径大的金属。此外，优选为原子量大的金属。
另一方面，在将原子半径大或原子量大的不容易扩散的金属用于电子注入层2130的情况下，有时电荷产生层2115与电子传输层2113之间形成电子注入势垒，导致发光元件的驱动电压升高或发光效率下降。
这里本发明人发现通过将上述形成SOMO的组合的化合物和过渡金属的复合材料用于相邻于电荷产生层2115的电子注入层2130，可以得到电子注入特性优异且串扰得到抑制的发光元件。
本发明的一个实施方式的发光元件是如下发光元件：在包括多个发光单元的发光元件中，将具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料用于设置在发光单元之间的电子注入层2130。
由于过渡金属的原子量大而不容易扩散到有机化合物中，所以可以提供串扰得到抑制的发光元件。
注意，由于上述具有非共用电子对的有机化合物用来传输电子，所以上述具有非共用电子对的有机化合物优选至少具有π共轭体系。此时，优选具有π电子(Pz轨道)的原子具有该非共用电子对或者与具有π电子(Pz轨道)的原子键合(相邻)的原子具有该非共用电子对。
这里，当图1A至图1C所示的过渡金属132和化合物131的复合材料包含于电子注入层2130中时，化合物131和过渡金属132的原子相互作用形成的HOMO能级优选与原来的化合物131所具有的HOMO能级相等。当作为化合物131使用具有传输电子的功能的有机化合物时，化合物131所具有的HOMO能级较低，不容易向化合物131注入空穴。由此，当化合物131与过渡金属132相互作用形成的HOMO能级与原来的化合物131所具有的HOMO能级相等时，电子注入层2130与电荷产生层2115之间的空穴注入势垒变大，由此空穴不容易从电子注入层2130传到电荷产生层2115，能够提高发光元件中的载流子平衡，所以是优选的。
当电子注入层2119及电子注入层2130使用上述复合材料时，由于SOMO是仅具有一个电子的轨道，所以在向发光元件2250a及发光元件2250b施加电压时SOMO中的电子成为发光元件中的载流子，该电子传输到电子传输层2113及发光层2140。此外，能够使电子容易地从电荷产生层2115注入到电子注入层2130。换言之，由于电子注入层2130具有形成SOMO的组合的材料，能够使电子容易地从电荷产生层2115注入到发光单元2106中。SOMO能级优选比化合物2131的LUMO能级低。因此，化合物131的LUMO能级优选较高。具体而言，化合物131的LUMO能级优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。当将具有这种LUMO能级的有机化合物和过渡金属混合时，通过相互作用形成的SOMO能级成为适合于电子注入的能级，由此可以降低电子注入层2130与电荷产生层2115间的电子注入势垒。
通过使化合物131与过渡金属132相互作用形成SOMO，在电子注入层130中形成不成对电子。因此，可以利用ESR观察到SOMO的形成。为了良好地使电子从电荷产生层2115注入到发光层2140中，起因于SOMO的自旋密度优选为1×1016spins/cm3以上，更优选为5×1016spins/cm3以上，进一步优选为1×1017spins/cm3以上。为了抑制串扰，起因于SOMO的自旋密度优选为5×1017spins/cm3以下。
<发光元件的构成要素>
下面，对图1A至图1C、图2A及图2B、图49A及图49B以及图50A及图50B所示的发光元件的构成要素的详细内容进行说明。
《电子注入层》
电子注入层130、电子注入层2130及电子注入层2119是各自包含电子注入性高的物质的层，上述迁移金属和具有非共有电子对的有机化合物的复合材料适合用于这些层。作为用于电子注入层130、电子注入层2130及电子注入层2119的有机化合物，优选使用电子传输性优异的材料，具体而言，例如可以使用如下金属配合物或杂芳族化合物等。
作为电子注入层130、电子注入层2130及电子注入层2119的材料，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、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物等。具体而言，可以举出Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等金属配合物。此外，可以使用如下中的任意个：2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-二唑(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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称：p-EtTAZ)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)、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)等具有唑骨架的杂环化合物、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)、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)、4-{3-[3’-(9H-咔唑-9-基)]联苯-3-基}苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4mCzBPBfpm)等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)、2，4，6-三[3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)、2，4，6-三(2-吡啶)-1，3，5-三嗪(简称：2Py3Tzn)等具有三嗪骨架的杂环化合物、3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)、浴铜灵(简称：BCP)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称：NBPhen)等具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架及三嗪骨架的杂环化合物和具有吡啶骨架的杂环化合物具有高可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架及三嗪骨架的杂环化合物具有高电子传输性，还有助于降低驱动电压。在此所述的物质主要是电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是电子传输性比空穴传输性高的物质，就可以将上述物质之外的物质用于电子注入层130、电子注入层2130及电子注入层2119。
《空穴注入层》
空穴注入层111及空穴注入层2111具有降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102、电极2101或电极2102)的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能，空穴注入层2116具有降低来自电荷产生层2115的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能。例如，空穴注入层111、空穴注入层2111及空穴注入层2116可以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衍生物，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、空穴注入层2111及空穴注入层2116的每一个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受性的材料的复合材料。或者，也可以使用包含呈现电子接受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。作为呈现电子接受性的材料，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)的衍生物。此外，也可以使用过渡金属氧化物，例如第4族至第8族金属的氧化物。具体而言，可以使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用作为能够用于发光层140的空穴传输性材料而举出的芳香胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。此外，上述空穴传输性材料也可以是高分子衍生物。
作为空穴传输性材料的其他例子，可以举出芳烃诸如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9’-联蒽、10，10’-二苯基-9，9’-联蒽、10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽、10，10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽、蒽、并四苯、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。
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。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。
《空穴传输层》
空穴传输层112、空穴传输层2112及空穴传输层2117各自包含空穴传输性材料，可以使用作为空穴注入层111、2111及空穴注入层2116的材料例示出的任何材料形成。空穴传输层112、空穴传输层2112及空穴传输层2117各自具有将从空穴注入层111、空穴注入层2111及空穴注入层2116注入的空穴传输至发光层140、发光层2140及发光层2170的功能。
此时，优选将具有空穴注入层111的受体材料的LUMO能级与发光层140的材料的HOMO能级之间的HOMO能级的空穴传输性材料用于空穴传输层112。同样地，优选将具有空穴注入层2111的受体材料的LUMO能级与发光层2140的材料的HOMO能级之间的HOMO能级的空穴传输性材料用于空穴传输层2112。空穴传输层112、空穴传输层2112及空穴传输层2117不限于单层，也可以是两层以上的叠层。此时，优选以HOMO能级从空穴注入层111一侧向发光层140一侧、从空穴注入层2111一侧向发光层2140一侧、从空穴注入层2116一侧向发光层2170一侧依次降低的方式层叠空穴传输性材料。当空穴传输层112、空穴传输层2112及空穴传输层2117各自具有两层以上的叠层时，为了顺利地传输空穴，所使用的各空穴传输性材料的HOMO能级的差优选为0eV以上且0.5eV以下，更优选为0eV以上且0.3eV以下，进一步优选为0eV以上且0.2eV以下。
作为具有空穴传输性的材料，例如可以举出：4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、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)、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)等具有芳香胺骨架的化合物；1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；以及4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。在上述材料中，具有芳香胺骨架的化合物以及具有咔唑骨架的化合物具有高可靠性和高空穴传输性，也有助于降低驱动电压，所以是优选的。除了上述空穴传输性材料以外，也可以从各种物质中选择空穴传输性材料来使用。
再者，作为空穴传输性高的物质，例如可以举出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)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、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)、3，3'-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(简称：DBT3P-II)、4，4'，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)、4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等具有芳香胺骨架的化合物、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。除此以外，可以使用4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)等咔唑化合物、胺化合物、二苯并噻吩化合物、二苯并呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物或菲化合物等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，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。
注意，也可以将这些能够用于空穴传输层的任何化合物用于空穴注入层。
《电荷产生层》
电荷产生层160及电荷产生层2115的每一个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160及电荷产生层2115的每一个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上述空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，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。因为有机化合物和受体性物质的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层160及电荷产生层2115时，电荷产生层160及电荷产生层2115还可以用作该发光单元的空穴注入层或空穴传输层，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层或空穴传输层。
电荷产生层160及电荷产生层2115也可以各自具有包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含其他材料的层的叠层结构。例如，电荷产生层160及电荷产生层2115也可以各自使用组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层形成。另外，电荷产生层160及电荷产生层2115也可以各自使用组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电材料的层形成。
注意，从光提取效率的观点来看，电荷产生层160及电荷产生层2115优选具有可见光透射性(具体而言，可见光对于电荷产生层160及电荷产生层2115的透射率为40％以上)。电荷产生层160及电荷产生层2115即使其导电率小于一对电极(电极2101、电极2102、电极2103及电极2104)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层160及电荷产生层2115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
《发光层》
发光层140、发光层2140及发光层2170各自包含具有发射紫色、蓝色、蓝绿色、绿色、黄绿色、黄色、橙色和红色中的至少一个的光的功能的发光材料。此外，发光层140、发光层2140及发光层2170除了发光材料以外各自还包含用作主体材料的电子传输性材料及/或空穴传输性材料。
作为发光材料，可以使用将单重激发态能转换成发光的发光性物质或将三重激发态能转换成发光的任何发光性物质。下面，可以举出该发光物质的例子。
作为将单重激发能转换为发光的发光性物质，例如可以举出发射荧光的物质(荧光性化合物)。对荧光性化合物没有特别的限制，优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、(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，例如可以使用如下任何物质。
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’-(芘-1,6-二基)双[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1,6BnfAPrn-03)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p](chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素6、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、2，8-二-叔丁基-5，11-双(4-叔丁苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、尼罗红、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2，6-双[2-(8-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、5，10，15，20-四苯基双苯并(tetraphenylbisbenzo)[5，6]茚并[1，2，3-cd:1'，2'，3'-lm]苝等。
作为将三重激发能转换为发光的发光性物质，例如可以举出发射磷光的物质(磷光性化合物)。作为磷光性化合物，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物。另外，可以举出具有卟啉配体的铂配合物或有机铱配合物，其中尤其优选使用有机铱配合物，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。此时，磷光性化合物具有三重MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer：从金属到配体的电荷转移)跃迁的吸收带。
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。
作为在黄色或红色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dibm))、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dpm))、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(d1npm)2(dpm))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2，3，5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(acac))、双(2，3，5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(dpm))、(乙酰丙酮根)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉]合铱(III)(简称：Ir(Fdpq)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(piq)3)、双(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(piq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以实现色度良好的红色光。
作为该能够将三重激发能转换为发光的材料，除了磷光性化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料。因此，可以将有关磷光性化合物的记载看作有关热活化延迟荧光性化合物的记载。热活化延迟荧光性化合物是指单重激发能级与三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能转换为单重激发能的功能的材料。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TADF的条件为如下：单重激发态能级与三重激态发能级的能量差优选大于0eV且为0.3eV以下，更优选大于0eV且为0.2eV以下，进一步优选大于0eV且为0.1eV以下。
当热活化延迟荧光性化合物由一种材料构成时，例如可以使用如下任何材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。其他例子还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲基酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))、八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
作为由一种材料构成的热活化延迟荧光性化合物，还可以使用具有富π电子型芳杂族骨架及缺π电子型芳杂族骨架的杂环化合物。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电子型芳杂族骨架及缺π电子型芳杂族骨架，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。在缺π电子型芳杂族骨架中，二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。在富π电子型杂芳族骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，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9-苯基-3，3’-联-9H-咔唑骨架。注意，在富π电子型杂芳族骨架和缺π电子型杂芳族骨架直接键合的物质中，富π电子型杂芳族骨架的供体性和缺π电子型杂芳族骨架的受主性都强，单重激发能级与三重激发能级的差异变小，所以是尤其优选的。
显示热活化延迟荧光的材料既可以是能够单独从三重激发态通过反系间窜跃生成单重激发态的材料，又可以是形成激基复合物的多个材料的组合。
作为用于发光层140、发光层2140及发光层2170的主体材料可以使用空穴传输性材料及电子传输性材料。
虽然对能够用于发光层的主体材料的材料没有特别的限制，但是例如可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：PBD)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、浴铜灵(简称：BCP)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物；4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物。另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、嵌二萘衍生物、(chrysene)衍生物、二苯并[g,p](chrysene)衍生物等缩合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromatic compound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、YGAPA、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)、2PCAPA、6,12-二甲氧基-5,11-二苯、DBC1、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:DPCzPA)、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9,9'-联蒽(简称：BANT)、9,9'-(二苯乙烯-3,3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9,9'-(二苯乙烯-4,4'-二基)二菲(简称：DPNS2)、以及1,3,5-三(1-芘基)苯(简称：TPB3)等。从这些物质及各种物质中可以选择一种或多种具有比上述发光材料的能隙大的能隙的物质。此外，当发光材料是磷光性化合物时，作为主体材料可以选择其三重激发能比发光材料的三重激发能大的物质。
当作为发光层的主体材料使用多个材料时,优选组合形成激基复合物的两种化合物而使用。在此情况下，可以适当地使用各种载流子传输材料。特别优选的是，为了高效地形成激基复合物，组合电子传输性材料和空穴传输性材料。
这是因为如下缘故：当组合电子传输性材料和空穴传输性材料而得到形成激基复合物的主体材料时，通过调节电子传输性材料和空穴传输性材料的混合比率，可以容易使发光层中的空穴和电子之间的载流子平衡最优化。通过使发光层中的空穴和电子之间的载流子平衡最优化，可以抑制发光层中的电子和空穴复合的区域偏于一侧。通过抑制产生复合的区域偏于一侧，可以提高发光元件的可靠性。
作为电子传输性材料，可以使用包含锌或铝的金属配合物、含氮杂芳香化合物等缺π电子型杂芳香化合物等。具体而言，可以举出双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)或双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等的金属配合物、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁苯基)-1,3,4-二唑(简称：PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、1,3-双[5-(对-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等具有唑骨架的杂环化合物、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)、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)、4-{3-[3’-(9H-咔唑-9-基)]联苯-3-基}苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4mCzBPBfpm)等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)、2，4，6-三[3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)、2，4，6-三(2-吡啶)-1，3，5-三嗪(简称：2Py3Tzn)等具有三嗪骨架的杂环化合物、3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)等具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架及三嗪骨架的杂环化合物和具有吡啶骨架的杂环化合物具有高可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架及三嗪骨架的杂环化合物具有高电子传输性，还有助于降低驱动电压。
作为空穴传输性材料，优选使用富π电子型杂芳族(例如咔唑衍生物或吲哚衍生物)或芳香胺等。具体而言，可以举出：2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴(简称：PCASF)、4,4',4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：1'-TNATA)、2,7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴(简称：DPA2SF)、N,N'-双(9-苯基咔唑-3-基)-N,N'-二苯基苯-1,3-二胺(简称：PCA2B)、N-(9，9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、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)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴(简称：PCASF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9,9'-联芴(简称：DPASF)、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)、4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(简称：TPD)、4,4'-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、4,4'-双[N-(螺-9,9'-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(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)氨基]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、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)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、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)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)、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)、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)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4，4'，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；以及4，4'，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。在上述材料中，具有芳香胺骨架的化合物以及具有咔唑骨架的化合物具有高可靠性和高空穴传输性，也有助于降低驱动电压，所以是优选的。
注意，形成激基复合物的主体材料的组合不局限于上述化合物，可以使用载流子能够移动并能够形成激基复合物的组合的化合物，其中该激基复合物的发光可以与发光材料的吸收光谱中的最长波长一侧的吸收带(相当于从发光材料的单重基态到单重激发态的迁移的吸收)重叠，还可以使用其他材料。
作为发光层的主体材料，也可以使用热活化延迟荧光材料。
作为用于发光层的电子传输性材料可以使用与用于电子注入层的电子传输性材料相同的材料。由此，可以使发光元件的制造简化，从而可以降低发光元件的制造成本。
《电子传输层》
电子传输层118、电子传输层2113及电子传输层2118各自是包含电子传输性高的物质的层。作为用于电子传输层118、电子传输层2113及电子传输层2118的材料可以举出具有喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体、噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲咯啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物等。具体而言，可以使用能够用于电子注入层130、电子注入层2130及电子注入层2119的化合物的任何金属配合物及杂芳族化合物。注意，也可以将上述物质之外的物质用于电子传输层118、电子传输层2113及电子传输层2118，只要该物质为电子传输性比空穴传输性高的物质。
电子传输层118、电子传输层2113及电子传输层2118的每一个不限于单层，还可以包括两层以上的包含上述物质的叠层。
另外，还可以在电子传输层118与发光层140之间、电子传输层2113与发光层2140之间以及电子传输层2118与发光层2170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。这种结构对抑制因电子穿过发光层而引起的问题(例如元件寿命的下降)发挥很大的效果。
作为用于电子传输层的电子传输性材料可以使用与用于电子注入层的电子传输性材料相同的材料。作为用于电子传输层的电子传输性材料可以使用与用于发光层的电子传输性材料相同的材料。由此，可以使发光元件的制造简化，从而可以降低发光元件的制造成本。
注意，上述空穴注入层、空穴传输层、发光层、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，作为上述空穴注入层、空穴传输层、发光层、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)。
作为量子点，可以使用胶状量子点、合金型量子点、核壳(Core-Shell)型量子点、核型量子点等。此外，也可以使用包含第2族与第16族、第13族与第15族、第13族与第17族、第11族与第17族或第14族与第15族的元素群的量子点。或者，可以使用包含镉(Cd)、硒(Se)、锌(Zn)、硫(S)、磷(P)、铟(In)、碲(Te)、铅(Pb)、镓(Ga)、砷(As)、铝(Al)等元素的量子点。
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。
作为可以用于发光层的高分子化合物，例如可以举出：聚亚苯基亚乙烯(PPV)衍生物诸如聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亚苯基亚乙烯基](简称：MEH-PPV)、聚(2，5-二辛基-1，4-亚苯基亚乙烯)等；聚芴衍生物诸如聚(9,9-二正辛基芴基-2,7-二基)(简称：PF8)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，8-二基)](简称：F8BT)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(2，2’-联噻吩-5，5’-二基)](简称F8T2)、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基亚芴基(divinylenefluorenylene))-alt-(9，10-蒽)]、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-alt-(2，5-二甲基-1，4-亚苯)]等；聚烷基噻吩(PAT)衍生物诸如聚(3-己基噻吩-2，5-二基)(简称：P3HT)等、聚亚苯衍生物等。另外，也可以对上述高分子化合物、聚(9-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(2-乙烯基萘)、聚[双(4-苯基)(2,4,6-三甲基苯基)胺](简称：PTAA)等高分子化合物掺杂发光性低分子化合物，而将其用于发光层。作为发光性低分子化合物，可以使用以上举例的荧光性化合物。
《一对电极》
电极101、电极102、电极2101、电极2102、电极2103及电极2104被用作发光元件的阳极或阴极。电极101、电极102、电极2101、电极2102、电极2103及电极2104可以使用金属、合金、导电性化合物及其混合物或叠层体等形成。
电极101或电极102优选使用具有反射光的功能的导电材料形成。电极2102或电极2101、电极2103及电极2104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。由于铝在地壳中大量地含有且不昂贵，所以通过使用铝可以降低发光元件的制造成本。银(Ag)由于具有高光反射率，所以适合用于电极材料。此外，Ag是第11族的过渡金属，当作为本发明的一个实施方式的电子注入层中使用Ag的发光元件的阴极使用Ag时，电极与电子注入层的密接性提高，所以是优选的。此外，也可以使用包含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。
从发光层发射的光透过电极101及/或电极102或者电极2102及/或电极2101、电极2103及电极2104被提取。由此，电极101和电极102中的至少一个以及电极2102和电极2101、电极2103及电极2104中的至少一个优选使用具有透过光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。
电极101、电极102、电极2101、电极2102、电极2103及电极2104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(Indium Tin Oxide，以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(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。
导电层2101b、导电层2103b及导电层2104b优选各自使用上述具有透过光的功能的导电性材料形成。导电层2101a、导电层2103a、导电层2104a优选各自使用上述具有反射光的功能的导电性材料、具有透过光的功能的导电性材料或者具有透过光功能及反射光的功能的导电性材料形成。
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。例如有上述以ITO为代表的氧化物导电体、氧化物半导体和包含有机物的有机导电体。作为包含有机物的有机导电体，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。该材料的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，可以通过层叠多个上述材料形成电极101和电极102中的一方或双方以及电极2102和电极2101、电极2103及电极2104中的一方或双方。
为了提高光提取效率，可以与具有透过光的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。这种材料只要具有透过可见光的功能就可以为导电性或非导电性。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。此外，也可以使用多个具有几nm至几十nm厚的叠层。
当电极101或电极102被用作阴极时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。当电极2102或电极2101、电极2103及电极2104被用作阴极时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。
当电极101或电极102被用作阳极时，该阳极优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。当电极2102或电极2101、电极2103及电极2104被用作阳极时，该阳极优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。
电极101及电极102也可以各自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各自具有调整光学距离的功能而可以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。同样地，电极2102及/或电极2101、电极2103、电极2104也可以各自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。电极2101、电极2102、电极2103及电极2104具有调整光学距离的功能而可以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、电极102、电极2101、电极2102、电极2103及电极2104的形成方法，可以适当地使用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy：MBE)法、CVD法、脉冲激光沉积法、原子层沉积(Atomic Layer Deposition：ALD)法等。
《微腔结构》
在本发明的一个实施方式的发光元件中，例如，图49A及图49B所示的电极2101使用具有反射光的功能的导电性材料形成，电极2102使用具有透过光的功能及反射光的功能的导电性材料形成，并采用光学微腔谐振器(微腔)结构。通过上述结构，可以使从发光层2140或发光层2170得到的光在电极间谐振，从而可以增强从电极2102射出的光中的所希望的波长的光的强度。
注意，对从电极2102一侧(阴极一侧)提取光的情况进行说明，但是也可以从电极2101一侧(阳极一侧)提取光。此时，电极2101使用具有反射光的功能及透过光的功能的导电性材料形成，电极2102使用具有反射光的功能的导电性材料形成。
从发光层2140及发光层2170射出的光在一对电极(例如，电极2101及电极2102)之间被谐振。发光层2140及发光层2170形成在能够使所射出的光中的所希望的波长的光的强度增强的位置。例如，通过调整从电极2101的反射区域到发光层2170的发光区域的光学距离以及从电极2102的反射区域到发光层2170的发光区域的光学距离，可以增强从发光层2170射出的光中的所希望的波长的光的强度。例如，通过调整从电极2101的反射区域到发光层2140的发光区域的光学距离以及从电极2102的反射区域到发光层2140的发光区域的光学距离，可以增强从发光层2140射出的光中的所希望的波长的光的强度。当采用层叠多个发光层(在此为发光层2140及发光层2170)的发光元件时，优选分别将发光层2140及发光层2170的光学距离最优化。
例如，为了使从发光层2140获得的所希望的光(波长：λ)放大，优选将从电极2101的反射区域到发光层2140中的能够获得所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从电极2102的反射区域到发光层2140中的能够获得所希望的光的区域(发光区域)的光学距离都调整为(2m’-1)λ/4(m’为自然数)左右。在此说明的“发光区域”是指发光层2140中的空穴与电子的复合区域。
通过进行上述光学调整，可以使能够从发光层2140获得的发射光谱变窄，由此可以获得色纯度良好的发光。
《衬底》
本发明的一个实施方式的发光元件可以在玻璃、塑料等的衬底上形成。作为在衬底上层叠的顺序，可以从电极101一侧依次层叠，也可以从电极102一侧依次层叠。作为发光元件2250a及发光元件2250b的叠层的方法，可以从电极2101、电极2102及电极2103一侧依次层叠，也可以从电极2102一侧依次层叠。
作为能够形成本发明的一个实施方式的发光元件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机气相沉积薄膜等。只要在发光元件或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或光学元件的功能即可。
例如，在本说明书等中，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状的材料的纤维素纳米纤维(CNF)或纸或者基材薄膜等。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、无机气相沉积薄膜、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、发光元件2250a及发光元件2250b。由此，可以制造通过FET控制发光元件的驱动的有源矩阵型显示装置。
作为形成光学元件的衬底2220，可以使用上述衬底。
《遮光层》
遮光层2223具有抑制外光的反射的功能。遮光层2223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2223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。
《光学元件》
光学元件2224B、光学元件2224G及光学元件2224R各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2222B发射的光透过光学元件2224B成为蓝色光，从区域2222G发射的光透过光学元件2224G成为绿色光，从区域2222R发射的光透过光学元件2224R成为红色光。
作为光学元件2224R、光学元件2224G、光学元件2224B，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，可以提高显示装置的色彩再现性。
另外，也可以在光学元件2224R、光学元件2224G及光学元件2224B上重叠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显示装置中的显示元件所发射的光被提取的一侧，可以防止从显示装置的外部入射的光在显示装置的内部被反射而射出到外部的现象。通过设置防反射膜，可以减弱在显示装置的表面被反射的外光。由此，可以清晰地观察显示装置所发射的光。
《分隔壁》
分隔壁2145具有绝缘性并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及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。氧氮化硅膜优选在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。氮氧化硅膜优选在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。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图3A及图3B对具有与实施方式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。在图3A及图3B中使用与图1A相同的阴影线示出具有与图1A相同的功能的部分，而有时省略附图标记。此外，具有与图1A所示的功能相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
<发光元件的结构实例5>
图3A及图3B是发光元件250及发光元件252的截面示意图。
图3A及图3B所示的发光元件250及发光元件252在一对电极(电极101与电极102)之间具有多个发光单元(图3A及图3B中的发光单元106和发光单元108)。注意，在发光元件250及发光元件252中，虽然对电极101被用作阳极且电极102被用作阴极时的情况进行了说明，但是在发光元件250中该功能也可以互换。
在图3A及图3B所示的发光元件250及发光元件252中，层叠有发光单元106和发光单元108，并且在发光单元106与发光单元108之间设置有电荷产生层115。注意，发光单元106和发光单元108可以具有相同结构或不同结构。
发光元件250及发光元件252各自包括发光层140和发光层170。发光单元106除了发光层170之外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。发光单元108除了发光层140之外还包括空穴注入层116、空穴传输层119、电子传输层118及电子注入层130。
上述实施方式1所示的过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的复合材料适合用于电子注入层114及电子注入层130。通过采用这种结构，可以提供具有优异的抗湿性、高可靠性以及低驱动电压的发光元件。此外，如图3B所示的发光元件252那样，也可以在电子注入层130与电极102之间设置电荷产生层160。通过采用该结构，可以提供抗湿性、抗氧化性更优异的元件。
如上所述，电荷产生层115及电荷产生层160的每一个可以采用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，也可以采用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。通过采用该结构，可以简单地制造抗湿性优异的发光元件。
在本发明的一个实施方式的发光元件中，电荷产生层115及电荷产生层160也可以使用相同的材料形成。例如，电荷产生层115及电荷产生层160也可以使用与空穴传输性材料相同的受体材料形成。通过采用该结构，可以简单地制造抗湿性优异的发光元件。
设置在发光单元106与发光单元108之间的电荷产生层115只要具有在将电压施加到电极101和电极102之间时，将电子注入到一个发光单元且将空穴注入到另一个发光单元的结构即可。例如，在图3A及图3B中，在以使电极101的电位高于电极102的电位的方式施加电压时，电荷产生层115将电子注入到发光单元106且将空穴注入到发光单元108。
虽然在图3A及图3B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。
注意，在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108的客体材料的发光颜色可以为相同或不同。当发光单元106和发光单元108使用具有发射相同颜色的发光的功能的客体材料时，发光元件250及发光元件252成为以较低的电流呈现高发光亮度的发光元件，所以是优选的。当发光单元106和发光单元108使用发射呈现彼此不同颜色的发光的功能的客体材料时，发光元件250发射多个颜色的发光，所以是优选的。此时，当将发光波长不同的多个发光材料用于发光层140和发光层170中的一个或两个时，发光元件250发射合成具有不同的发光峰值的光而得到的光。换言之，发光元件250的发射光谱具有至少两个极大值。
上述结构适合获得白色发光的情况。通过使发光层140与发光层170的光为互补色的关系，可以获得白色发光。尤其优选以实现演色性高的白色发光或至少具有红色、绿色、蓝色的发光的方式选择客体材料。
注意，在层叠三个以上的发光单元的发光元件中，用于各发光单元的客体材料的发光颜色可以相同或不同。在发光元件包括发射相同颜色的发光的多个发光单元的情况下，这些发光单元可以以比其他的颜色低的电流值获得高发光亮度的发光颜色。这种结构适于发光颜色的调整。尤其优选用于使用发光效率不同且呈现不同发光颜色的客体材料的情况。例如，在设置三个发光单元的情况下，通过设置包含呈现相同发光颜色的荧光性化合物的两个发光单元及包含呈现与该荧光性化合物不同的发光颜色的磷光性化合物的一个发光单元，可以调整荧光发光及磷光发光的发光强度。换言之，可以根据发光单元的个数调整发光颜色的强度。
在采用上述包括两个荧光发光单元及一个磷光发光单元的发光元件的情况下，为了高效地获得白色发光，优选采用如下结构：发光单元包括包含蓝色荧光性化合物的两个发光单元及包含黄色磷光性化合物的一个发光单元的结构；发光单元包括包含蓝色荧光性化合物的两个发光单元及包含红色磷光性化合物及绿色磷光性化合物的一个发光单元的结构；发光单元包括包含蓝色荧光性化合物的两个发光单元及包含红色磷光性化合物、黄色磷光性化合物及绿色磷光性化合物的一个发光单元的结构。
此外，也可以将发光层140、发光层170中的至少一个进一步分割为层状，并且使该被分割的层含有不同的发光材料。也就是说，发光层140、发光层170中的至少一个也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层的情况下，第一发光层使用具有空穴传输性的材料作为主体材料而形成，并且第二发光层使用具有电子传输性的材料作为主体材料而形成。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，上述材料既可以具有呈现相同颜色的发光的功能，又可以具有呈现不同颜色的发光的功能。通过采用呈现不同颜色的发光的多个发光材料，可以得到由三原色或四种以上的发光颜色构成的演色性高的白色发光。
注意，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光单元106、发光单元108及电荷产生层115。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
(实施方式3)
在本实施方式中，以下参照图4A及图4B、图5A及图5B以及图6对使用实施方式1及实施方式2所示的发光元件的发光装置的实例进行说明。
图4A是发光装置的俯视图，图4B是沿图4A中的A-B以及C-D切割的截面图。该发光装置包括以虚线表示的用来控制发光元件的发光的驱动电路部(源极一侧驱动电路)601、像素部602以及驱动电路部(栅极一侧驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记625是干燥剂，附图标记605是密封剂。由密封剂605围绕的内侧是空间607。
注意，引导布线608是用来传送输入到源极一侧驱动电路601及栅极一侧驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的柔性印刷电路(FPC)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。虽然在此只图示FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置在其范畴内不仅包括发光装置主体，并且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
接下来，参照图4B说明上述发光装置的截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部。在此示出作为驱动电路部的源极一侧驱动电路601及像素部602中的一个像素。
在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道型TFT623和p沟道型TFT624的CMOS电路。驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。虽然在本实施方式中示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须将驱动电路形成于衬底上，也可以形成于衬底外部。
像素部602具有包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接于该电流控制用TFT612的漏极的第一电极613的多个像素。注意，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。绝缘物614可以使用正型的光敏树脂膜来形成绝缘物614。
为了提高形成于绝缘物614上的膜的覆盖率，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物614的材料使用光敏丙烯酸树脂的情况下，优选仅使绝缘物614的上端部具有曲面。该曲面的曲率半径优选为0.2μm以上且0.3μm以下。作为绝缘物614，可以使用负型光敏材料或正型光敏材料。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。作为用作阳极的第一电极613的材料优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用包括氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层膜以及包括氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构膜等。当采用叠层结构时，布线电阻也低，可以得到良好的欧姆接触，并且可以将其用作阳极。
EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种任何方法形成。作为包含于EL层616中的其他材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物或树枝状聚合物)。
作为形成在EL层616上并用作阴极的第二电极617的材料，优选使用功函数小的材料(Al等)。当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，作为第二电极617优选使用包括较薄的金属膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)的叠层。
注意，发光元件618由第一电极613、EL层616及第二电极617形成。该发光元件618优选具有实施方式1及实施方式2所示的结构。在本实施方式的发光装置中，包括多个发光元件的像素部也可以包括具有实施方式1及实施方式2所说明的结构的发光元件和具有不同的结构的发光元件的双方。
通过利用密封剂605将密封衬底604与元件衬底610贴合在一起，在由元件衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的空间607中设置有发光元件618。在空间607中填充有填充剂。该填充剂也可以为惰性气体(氮、氩等)或者树脂及/或干燥剂。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。这些材料优选是尽量不使水分或氧透过的材料。作为密封衬底604，可以使用玻璃衬底、石英衬底或者由纤维增强塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯或丙烯酸树脂等形成的塑料衬底。
通过上述方法可以得到包括实施方式1及实施方式2中说明的发光元件的发光装置。
<发光装置的结构实例1>
图5A和图5B各自示出包括呈现白色发光的发光元件及着色层(滤色片)的发光装置的例子。
图5A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1026、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032等。
在图5A、图5B中将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置于透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定在衬底1001上。注意，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。在图5A中，从有的发光层发射的光不穿过着色层，而从其他发光层发射的光穿过着色层。由于不透过着色层的光为白色且透过着色层中的任一个的光为红色、蓝色、绿色，因此能够以四个颜色的像素呈现图像。
图5B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5B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
虽然上述说明的发光装置具有从形成有TFT的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)，但是也可以具有从密封衬底1031一侧取出光的结构(顶部发射型)。
<发光装置的结构实例2>
图6是具有顶部发射结构的发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与具有底部发射结构的发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜1021相同的材料或其他各种材料形成。
虽然发光元件的第一下部电极1025W、1025R、1025G、1025B在这里都为阳极，但是也可以为阴极。另外，在图6所示的具有顶部发射结构的发光装置中，优选下部电极1025W、1025R、1025G、1025B为反射电极。注意，优选第二电极1029具有发射光及使光透过的功能。优选在第二电极1029与下部电极1025W、1025R、1025G、1025B间采用微腔结构，由此可以放大特定波长的光。EL层1028以具有与实施方式2所说明的结构相同的结构的方式形成，并且采用能够得到白色发光。
在图5A、图5B和图6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6所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1030。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。注意，作为密封衬底1031使用透光性衬底。
虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子，但并不局限于此，也可以以红色、绿色、蓝色的三个颜色或者以红色、绿色、蓝色和黄色的四个颜色进行全彩色显示。
通过上述方法可以得到包括实施方式1及实施方式2中说明的发光元件的发光装置。
本实施方式可以与其他任何实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图7A至图7G对可用于本发明的一个实施方式的显示装置的晶体管进行说明。
图7A所示的晶体管为所谓底栅型沟道蚀刻结构的晶体管。晶体管在衬底411上包括：被用作栅电极的导电层431；被用作栅极绝缘层的绝缘层434；半导体层432；以及被用作源电极及漏电极的一对导电层433a及导电层433b。半导体层432中的与导电层431重叠的部分被用作沟道形成区域。半导体层432与导电层433a及导电层433b连接。
图7A所示的晶体管包括用作源区域及漏区域的一对杂质半导体层435。杂质半导体层435设置在半导体层432与导电层433a间以及半导体层432与导电层433b间。半导体层432以与杂质半导体层435接触的方式设置。杂质半导体层435以与导电层433a或导电层433b接触的方式设置。
半导体层432例如可以使用含有硅的半导体。作为含有硅的半导体，例如，可以使用氢化非晶硅、微晶硅或多晶硅等。尤其优选使用氢化非晶硅，由此可以在大型衬底上以高成品率形成。本发明的一个实施方式的显示装置即使使用采用场效应迁移率相对较低的非晶硅的晶体管也可以实现良好的显示。
半导体层432也可以使用有机物。作为该有机物，例如可以使用上述电子传输性材料或空穴传输性材料。此外，也可以使用聚噻吩、聚对亚苯基亚乙烯基、聚二乙炔等高分子化合物。注意，该有机物不局限于此。
形成杂质半导体层435的杂质半导体膜使用添加有赋予一种导电类型的杂质元素的半导体来形成。当晶体管为n型沟道型晶体管时，作为添加有赋予一种导电型的杂质元素的半导体，例如可以举出添加有P或As的硅。当晶体管为p沟道型晶体管时，作为添加有赋予一种导电型的杂质元素，例如可以添加B，但是晶体管优选为n沟道型晶体管。注意，杂质半导体层可使用非晶半导体或者如微晶半导体等的结晶半导体来形成。注意，实施方式1所示的过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的复合材料适合用于杂质半导体层435。
图7B所示的晶体管在半导体层432与杂质半导体层435间包括半导体层437。
半导体层437可以使用与半导体层432同样的半导体膜形成。半导体层437可以用作进行杂质半导体层435的蚀刻时防止半导体层432被蚀刻而消失的蚀刻停止层。虽然在图7A中示出半导体层437被分离为右侧部分和左侧部分的例子，但是半导体层437的一部分也可以覆盖半导体层432的沟道形成区域。
另外，可以使半导体层437的杂质浓度低于杂质半导体层435的浓度杂质。由此，可以将半导体层437用作轻掺杂漏极(Lightly Doped Drain：LDD)区域，由此可以抑制驱动晶体管时的热载流子劣化。
图7C所示的晶体管在半导体层432的沟道形成区域上设置有绝缘层484。绝缘层484用作在用来形成杂质半导体层435的蚀刻时的蚀刻停止层。
图7D所示的晶体管包括半导体层432p替代半导体层432。半导体层432p含有具有高结晶性的半导体膜。例如，半导体层432p含有多晶半导体或单晶半导体。由此，可以实现具有高场效应迁移率的晶体管。
图7E所示的晶体管在半导体层432的沟道形成区域中包括半导体层432p。例如，图7E所示的晶体管可以通过对成为半导体层432的半导体膜照射激光等来使该半导体膜局部晶化而形成。由此，可以实现具有高场效应迁移率的晶体管。
图7F所示的晶体管在图7B所示的晶体管的半导体层432的沟道形成区域中包括结晶性的半导体层432p。
图7G所示的晶体管在图7C所示的晶体管的半导体层432的沟道形成区域中包括结晶性的半导体层432p。
接着，对晶体管所包括的构成要素进行详细的说明。
晶体管包括被用作栅电极的导电层、半导体层、被用作源电极的导电层、被用作漏电极的导电层以及被用作栅极绝缘层的绝缘层。
注意，对本发明的一个实施方式的显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管。另外，还可以采用顶栅型或底栅型的晶体管结构。或者，也可以在沟道的上下设置有栅电极。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
例如，可以将硅用于形成有晶体管的沟道的半导体。作为硅，尤其优选使用非晶硅。通过使用非晶硅可以在大型衬底上高成品率地形成晶体管而具有高量产性。
另外，可以使用微晶硅、多晶硅、单晶硅等具有结晶性的硅。尤其是，多晶硅与单晶硅相比能够在低温下形成，并且其场效应迁移率比非晶硅高，所以多晶硅的可靠性高。
本实施方式所示的底栅结构的晶体管由于能够减少制造工序，所以是优选的。此时通过使用非晶硅，可以在比多晶硅低的温度下形成，并且作为半导体层下方的布线或电极的材料及衬底材料可以使用耐热性低的材料，由此可以扩大材料的选择范围。例如，可以适当地使用极大面积的玻璃衬底。另一方面，顶栅型晶体管容易自对准地形成杂质区域，从而可以减少特性的不均匀等，所以是优选的。有某些情况下，顶栅型晶体管尤其适合于使用多晶硅或单晶硅等的情况。
《衬底》
虽然对衬底411的材料等没有特别的限制，但是至少需要能够承受后续的加热处理的耐热性。例如，作为衬底411，可以使用玻璃衬底、陶瓷衬底、石英衬底、蓝宝石衬底等。另外，还可以使用以硅或碳化硅为材料的单晶半导体衬底或多晶半导体衬底、以硅锗等为材料的化合物半导体衬底、SOI(Silicon On Insulator：绝缘体上硅)衬底等，并且也可以将在这些衬底上设置有半导体元件的衬底用作衬底411。当作为衬底411使用玻璃衬底时，可以使用具有如下任何尺寸的大面积玻璃衬底：第6代(1500mm×1850mm)、第7代(1870mm×2200mm)、第8代(2200mm×2400mm)、第9代(2400mm×2800mm)、第10代(2950mm×3400mm)。由此，可以制造大型显示装置。通过使用这种大面积衬底，可以降低制造成本，所以是优选的。
作为衬底411，也可以使用柔性衬底，并且在柔性衬底上直接形成上述晶体管。或者，也可以在衬底411与上述晶体管之间设置剥离层。剥离层可以在如下情况下使用，即在剥离层上制造晶体管的一部分或全部，然后将其从衬底411分离并转置到其他衬底上的情况。此时，也可以将上述晶体管转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。
《导电层》
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极的材料，可以举出铝、钛、铬、镍、铜、钇、锆、钼、银、钽或钨等金属或者以上述金属为主要成分的合金等。另外，可以使用包含这些任何材料的单层结构或叠层结构。例如，可以举出包含硅的铝膜的单层结构、在钛膜上层叠铝膜的两层结构、在钨膜上层叠铝膜的两层结构、在铜-镁-铝合金膜上层叠铜膜的两层结构、在钛膜上层叠铜膜的两层结构、在钨膜上层叠铜膜的两层结构、依次层叠钛膜或氮化钛膜、铝膜或铜膜以及钛膜或氮化钛膜的三层结构、以及依次层叠钼膜或氮化钼膜、铝膜或铜膜以及钼膜或氮化钼膜的三层结构等。注意，可以使用氧化铟、氧化锡或氧化锌等氧化物。另外，通过使用包含锰的铜，可以提高蚀刻时的形状的控制性，所以是优选的。
作为可用于晶体管的栅极、源极及漏极的具有透光性的导电性材料，可以使用氧化铟、铟锡氧化物、铟锌氧化物、氧化锌、添加有镓的氧化锌等导电氧化物或石墨烯。还可以使用金、银、铂、镁、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或钛等金属材料、包含该金属材料的合金材料或者该金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。当使用金属材料、合金材料(或者它们的氮化物)时，将膜厚度设定为薄到具有透光性的程度。此外，可以将上述任何材料的叠层膜用于导电层。例如，通过使用银和镁的合金与铟锡氧化物的叠层膜等，可以提高导电性，所以是优选的。上述材料也可以用于显示装置所包括的各种布线及电极等的导电层、显示元件所包括的导电层(被用作像素电极及公共电极的导电层)。
《绝缘层》
作为可用于各绝缘层的绝缘材料，例如可以使用丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、硅酮等具有硅氧烷键的树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
作为透水性低的绝缘膜，可以举出含有氮及硅的膜(氮化硅膜、氮氧化硅膜等)以及含有氮及铝的膜(氮化铝膜等)等。另外，也可以使用氧化硅膜、氧氮化硅膜以及氧化铝膜等。
注意，实施方式4所示的晶体管所包含的膜(导电膜、绝缘膜、半导体膜等)可以利用溅射法、化学气相沉积(CVD)法、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法、真空蒸镀法、脉冲激光沉积(PLD)法形成。注意，本发明的一个实施方式不局限于此，例如也可以使用涂敷法、印刷法、热CVD(Chemical Vapor Deposition)法或原子层沉积(ALD)法形成。作为热CVD法的例子，可以举出有机金属CVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：MOCVD)法等，可以利用MOCVD法形成导电膜、绝缘膜、半导体膜等。
(实施方式5)
在本实施方式中，说明本发明的一个实施方式的电子设备。
由于本发明的一个实施方式是使用有机EL的发光元件，所以可以制造具有平面并具有良好的发光效率及高可靠性的电子设备。通过本发明的一个实施方式，可以制造具有曲面并具有良好的发光效率及高可靠性的电子设备。
电子设备的例子包括：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；用于计算机等的显示器；数码相机；数码摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
图8A和图8B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8A)如图8B所示地展开。由此，携带时的便携式信息终端900的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端900跨着由铰链部905连接的外壳901和外壳902设置有柔性显示部903。
可以将使用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部903。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
显示部903可以显示文件、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部上显示文件时，可以将便携式信息终端900用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端900展开时，显示部903大幅度地弯曲。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部903。跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而显示部903的一部分在弯曲的状态下能够显示图像。
显示部903被用作触摸面板并可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选使用一个柔性显示器形成。由此，可以跨着外壳901和外壳902显示连续的图像。注意，外壳901和外壳902也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端900展开时外壳901和外壳902所形成的角度超过预定角度，铰链部905优选具有锁定机构。例如，将外壳901和外壳902处于锁定状态(不能进一步打开)的角度优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。此时，可以提高便携式信息终端900的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部905具有锁定机构时，过大的力没有施加到显示部903，从而可以防止显示部903的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳901和外壳902也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳901和外壳902中的任一个设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、Wi-Fi(注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图8C所示的便携式信息终端910包括外壳911、显示部912、操作按钮913、外部连接端口914、扬声器915、麦克风916、照相机917等。
可以将利用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部912。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
便携式信息终端910在显示部912中包括触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部912可以进行打电话或输入文字等各种操作。
利用操作按钮913可以将电源打开或关闭。此外，可以切换显示在显示部912上的图像的种类，例如，利用操作按钮913将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
当在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置时，通过判断便携式信息终端910的方向(便携式信息终端910配置为纵向还是横向)可以对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示的方向的切换也可以通过触摸显示部912、利用操作按钮913的操作或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如被用作电话机、笔记本和信息阅读系统等中的一种或多种。具体地说，便携式信息终端910可以被用作智能手机。便携式信息终端910例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图8D所示的照相机920包括外壳921、显示部922、操作按钮923、快门按钮924等。另外，照相机920安装有可装卸的镜头926。
可以将利用本发明的一个实施方式制造的发光装置用于显示部922。由此，可以以高成品率制造照相机。
在此，虽然照相机920的镜头926能够从外壳921拆卸下而进行更换，但是镜头926也可以包括在外壳921中。
通过按下快门按钮924，照相机920可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以通过触摸具有触摸面板的功能的显示部922，进行摄像。
注意，照相机920可以另外具备闪光灯及取景器等。另外，这些构件也可以包括在外壳921中。
图9A是手表型的便携式信息终端9200的透视图。图9B是手表型的便携式信息终端9201的透视图。
图9A所示的便携式信息终端9200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面显示图像。便携式信息终端9200可以进行基于通信标准的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。另外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。注意，充电操作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
与图9A所示的便携式信息终端不同，图9B所示的便携式信息终端9201的显示部9001的显示面不弯曲。此外，便携式信息终端9201的显示部的外形为非矩形(在图9B中为圆形状)。
图9C至图9E是能够折叠的便携式信息终端9202的透视图。图9C是示出将便携式信息终端9202展开的状态的透视图。图9D是示出便携式信息终端9202处于展开状态或折叠状态的透视图。图9E是示出将便携式信息终端9202折叠的状态的透视图。
折叠的便携式信息终端9202的可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的一览性强。便携式信息终端9202所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。通过铰链9055使两个外壳9000之间弯曲，可以使便携式信息终端9202从展开的状态可逆性地变为折叠的状态。例如，能够使便携式信息终端9202以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲。
注意，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，参照图10A至图10C以及图11说明将本发明的一个实施方式的发光元件适用于各种照明装置的情况的例子。通过使用本发明的一个实施方式的发光元件，可以制造具有良好的发光效率及高可靠性的照明装置。
通过将本发明的一个方式的发光元件形成在具有柔性的衬底上，能够实现包括具有曲面的发光区域的电子设备或照明装置。
此外，还可以将使用了本发明的一个方式的发光元件的发光装置用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图10A示出多功能终端3500的一个面的透视图，图10B示出多功能终端3500的另一个面的透视图。在多功能终端3500中，框体3502组装有显示部3504、照相机3506、照明3508等。可以将本发明的一个方式的发光装置用于照明3508。
将包括本发明的一个方式的发光装置的照明3508用作面光源。因此，不同于以LED为代表的点光源，能够得到指向性低的发光。例如，在将照明3508和照相机3506组合使用的情况下，可以在使照明3508点亮或闪烁的同时使用照相机3506来进行拍摄。因为照明3508具有面光源的功能，可以获得仿佛在自然光下拍摄般的照片。
注意，图10A及图10B所示的多功能终端3500与图9A至图9C所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
另外，可以在框体3502的内部设置扬声器、传感器(该传感器具有测量或感测如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风等。此外，通过在多功能终端3500内部设置具有陀螺仪传感器和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断多功能终端3500的方向(纵或横)而自动进行显示部3504的屏面显示的切换。
另外，也可以将显示部3504用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部3504，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部3504中设置发射近红外光的背光或感测光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。注意，可以将本发明的一个方式的发光装置适用于显示部3504。
图10C示出安全灯(security light)3600的透视图。灯3600在框体3602的外侧包括照明3608，并且，框体3602组装有扬声器3610等。可以将本发明的一个方式的发光元件用于照明3608。
灯3600例如在抓住或握住照明3608时进行发光。另外，可以在框体3602的内部设置有能够控制灯3600的发光方式的电子电路。作为该电子电路，例如可以为能够实现一次或间歇性的多次发光的电路或通过控制发光的电流值能够调整发光的光量的电路。此外，也可以组装在照明3608进行发光的同时从扬声器3610发出很大的警报音的电路。
灯3600因为能够向所有方向发射光，所以可以发射光或发出光和声音来恐吓歹徒等。另外，灯3600可以包括具有摄像功能的数码静态相机等照相机。
图11是将发光元件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光元件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。此外，也可以通过使用具有曲面的框体来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光元件为薄膜状，所以框体的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。另外，也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光元件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。此外，通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，通过应用本发明的一个方式的发光装置，能够得到照明装置及电子设备。注意，不局限于本实施方式所示的照明装置及电子设备，该发光装置可以应用于各种领域的照明装置及电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
[实施例1]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件2至发光元件4及比较发光元件1的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表4示出元件结构的详细内容。以下示出在本实施例中使用的有机化合物的化学式。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施方式1。
[化3]
[表4]
通过循环伏安法(CV)算出用于发光元件2至发光元件4的电子注入层130的有机化合物的LUMO能级。
作为测定装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造的ALS型号600A或600C)。以如下方法调制用于CV测定的溶液：作为溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解。此外，使测定对象以2mmol/L的浓度溶解。作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参比电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，RE7非水溶剂型参比电极)。注意，测定在室温(20℃以上25℃以下)进行。此外，将CV测定时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量出相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。电位Ea为氧化-还原波之间的中间电位，电位Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本实施例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，因此利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式分别求得HOMO能级及LUMO能级。
从上述测定算出NBPhen、Alq3及2mDBTBPDBq-II的LUMO能级分别为-2.83eV、-2.80eV及-2.94eV。
<发光元件的制造>
下面示出本实施例中的发光元件的制造方法。比较发光元件1是在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的LiF的发光元件。发光元件2至发光元件4各自是本发明的一个实施方式的在电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的发光元件。
《比较发光元件1的制造》
作为电极101，在衬底210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为65nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层140，在空穴传输层112上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：双{4,6-二甲基-2-[5-(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-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层118(1)，在发光层140上以25nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以1nm的厚度通过蒸镀沉积氟化锂(LiF)。
接着，作为电极102，在电子注入层130上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到比较发光元件1。
《发光元件2的制造》
发光元件2与上述比较发光元件1的制造的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件1相同。
作为发光元件2的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.38且厚度为10nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
《发光元件3及发光元件4的制造》
发光元件3及发光元件4与上述发光元件2的制造的不同之处仅在于电子注入层130的形成工序，而其他工序都与发光元件2相同。
<发光元件3的制造>
作为电子注入层130，在发光元件3的电子传输层118(2)上以Alq3：Ag的重量比为1：0.48且厚度为10nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3及Ag。
<发光元件4的制造>
作为电子注入层130，在发光元件4的电子传输层118(2)上以2mDBTBPDBq-II：Ag的重量比为1：0.40且厚度为10nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II及Ag。
<发光元件的特性>
接着，测定上述制造的比较发光元件1及发光元件2至发光元件4的元件特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用色亮度计(由Topcon Technohouse公司制造的BM-5A)。在电致发射光谱的测定中，利用多通道光谱分析仪(由日本滨松光子学株式会社制造的PMA-11)。
图13示出所制造的比较发光元件1及发光元件2至发光元件4的电流效率-亮度特性，图14示出电流密度-电压特性，图15示出电力效率-亮度特性，图16示出外部量子效率-亮度特性。注意，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图17示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。注意，测定在室温下进行。
表5示出1000cd/m2附近的比较发光元件1及发光元件2至发光元件4的元件特性。
[表5]
如图16及表5所示，比较发光元件1及发光元件2至发光元件4都具有高发光效率，即外部量子效率超过20％。如图13及图15所示，比较发光元件1及发光元件2至发光元件4都具有高电流效率及高电力效率。尤其是，比较发光元件1、发光元件2及发光元件4都具有非常高的效率，即外部量子效率超过25％。本发明的一个实施方式的发光元件2及发光元件4示出与在电子注入层中使用一般使用的材料的LiF的比较发光元件1相等的高效率。
如图14所示，比较发光元件1及发光元件2至发光元件4示出良好的电流密度-电压特性。尤其是，发光元件2示出与比较发光元件1相等的电流密度-电压特性，由此可知NBPhen和Ag的复合材料具有非常良好的电子注入性。
如图17所示，比较发光元件1及发光元件2至发光元件4都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是619nm附近，半峰全宽都是58nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对比较发光元件1及发光元件2至发光元件4进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。一般而言，当水分侵入到发光元件中时，产生黑点(发光部中的非发光区域)或收缩(发光部端部的非发光区域)，对发光元件的可靠性造成负面影响。由此，通过进行恒温恒湿保存测试，可以对发光元件的抗水分的可靠性进行评价。
在将比较发光元件1及发光元件2至发光元件4放置于温度保持为65℃且湿度保持为95％的恒温槽内48小时之后，对各发光元件的发光状态进行调查。
发光状态的评价通过估算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。表6示出其结果。
[表6]
发光面积比
比较发光元件1 6％
发光元件2 56％
发光元件3 83％
发光元件4 68％
在表6中发光面积比(％)为恒温恒湿保存测试后的发光面积/恒温恒湿测试前的发光面积×100。从表6可知，与在电子注入层中使用碱金属化合物的LiF的比较发光元件1相比，本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件2至发光元件4的发光面积比都较大。这表明本发明的一个实施方式的发光元件与在电子注入层中使用如碱金属那样的功函数小的材料的发光元件相比具有优异的抗湿性。这是因为功函数小的材料的与水的反应性较高，水分侵入到发光元件中。另一方面，由于本发明的一个实施方式的发光元件使用与水的反应性低的过渡金属，所以水分不容易侵入到发光元件中。因此，可以实现抗湿性高的发光元件。
<有机化合物和过渡金属的复合材料的吸收光谱>
接着，对用于发光元件2至发光元件4的电子注入层的有机化合物和Ag的复合材料的薄膜的吸收光谱进行测定。同时，对Ag薄膜及有机化合物薄膜的吸收光谱进行测定。图18至图20示出其结果。有机化合物和Ag的复合材料的薄膜在石英衬底上以有机化合物：Ag的摩尔比为1：1且厚度为50nm的方式进行真空蒸镀来形成。有机化合物的薄膜在石英衬底上以厚度为50nm的方式进行真空蒸镀来形成。Ag薄膜在石英衬底上以厚度为2nm的方式进行真空蒸镀来形成。注意，包含在厚度为2nm的Ag薄膜中的Ag的物质量与包含在厚度为50nm的有机化合物和Ag的复合材料的薄膜中的Ag的物质量大致相等。在吸收光谱的测定中，使用分光光度计(日立高新技术公司(Hitachi High-Technologies Corporation)制造的分光光度计U4100)。
在图18至图20中从Ag薄膜在450nm附近观察到金属薄膜特有的表面等离子体峰值。另一方面，从有机化合物和Ag的复合材料观察不到该表面等离子体峰值。表面等离子体是在如金属薄膜或金属纳米粒子那样的微细(纳米尺寸)的金属的表面上被观察的。因此，在有机化合物和Ag的复合材料中，Ag不以如Ag薄膜或Ag纳米粒子那样的Ag原子的集合体的状态存在，而是以作为Ag原子与有机化合物相互作用的状态存在。换言之，可以说有机化合物和过渡金属的Ag在其混合膜中彼此相互作用。
如上所述，本发明的一个实施方式的发光元件具有优异的电子注入性，所以是驱动电压低且发光效率高的发光元件。此外，由于不使用功函数小的材料，所以是抗湿性优异的发光元件。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例2]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件6及比较发光元件5的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表7示出元件结构的详细内容。以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施方式及实施例。
[化4]
[表7]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件6的电子注入层130的4mCzBPBfpm的LUMO能级。测定方法与实施例1相同。
其结果是4mCzBPBfpm的LUMO为-2.83eV，Alq3的LUMO为-2.97eV。
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。在本实施例中，电子传输层为1层。比较发光元件5是在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的LiF的发光元件。发光元件6是本发明的一个实施方式的在电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的发光元件。在本实施例中例示出作为具有非共用电子对的有机化合物使用具有嘧啶环的有机化合物的发光元件。
《比较发光元件5的制造》
作为电极101，在衬底210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为70nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层140，在空穴传输层112上以4mCzBPBfpm：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积4mCzBPBfpm、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，4mCzBPBfpm及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层118，在发光层140上以40nm的厚度通过蒸镀沉积4mCzBPBfpm。
作为电子注入层130，在电子传输层118上以1nm的厚度通过蒸镀沉积氟化锂(LiF)。
接着，作为电极102，在电子注入层130上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到比较发光元件5。
《发光元件6的制造》
发光元件6与上述比较发光元件5的制造的不同之处仅在于电子传输层118及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件5相同。
作为发光元件6的电子传输层118，在发光层140上以25nm的厚度通过蒸镀沉积4mCzBPBfpm。
作为电子注入层130，在电子传输层118上以4mCzBPBfpm：Ag的重量比为1：0.22且厚度为15nm的方式通过共蒸镀沉积4mCzBPBfpm与Ag。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件5及发光元件6的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图21示出所制造的比较发光元件5及发光元件6的电流效率-亮度特性，图22示出电流-电压特性，图23示出电力效率-亮度特性，图24示出外部量子效率-亮度特性。图25示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表8示出1000cd/m2附近的比较发光元件5及发光元件6的元件特性。
[表8]
如图22所示，与比较发光元件5相比，发光元件6示出良好的电流密度-电压特性。这示出在使用发光层的主体材料作为电子传输层，电子注入层与电子传输层接触时，与使用一般使用的电子注入层材料的LiF的发光元件相比，本发明的一个实施方式的发光元件具有良好的电子注入性。
如图21、图23、图24及表8所示，与比较发光元件5相比，发光元件6具有良好的发光效率(电流效率、电力效率及外部量子效率)。这示出由于如上所述与比较发光元件5相比发光元件6的电子注入性优异，载流子平衡良好。
如图25所示，比较发光元件5及发光元件6都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是616nm附近，半峰全宽都是53nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
接着，对比较发光元件5及发光元件6进行驱动寿命测试。图43示出驱动寿命测试的测定结果。注意，在驱动寿命测试中，在将各发光元件的电流密度设定为25mA/cm2，且在电流密度为恒定的条件下使各发光元件连续驱动。
如图43所示，发光元件6的驱动寿命比比较发光元件5长，示出优异的驱动寿命。
就是说，包括本发明的一个实施方式的电子注入层的发光元件具有优异的驱动寿命。
<有机化合物和过渡金属的复合材料的吸收光谱>
接着，对用于发光元件6的电子注入层的4mCzBPBfpm和Ag的复合材料的吸收光谱进行测定。图26示出其结果。样品的制造方法及测定方法与上述实施例1相同。
在图26中从Ag的薄膜在450nm附近观察到金属薄膜特有的表面等离子体峰值。另一方面，与实施例1同样地，从4mCzBPBfpm和Ag的复合材料观察不到该表面等离子体峰值。因此，可以说在4mCzBPBfpm和Ag的复合材料的薄膜的状态下4mCzBPBfpm与Ag相互作用。
如上所述，本发明的一个实施方式的发光元件也适用于在电子注入层及电子传输层中使用与发光层的主体材料相同的材料且电子注入层与电子传输层相邻的元件。此外，具有嘧啶环的材料适用于本发明的一个实施方式的发光元件。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例3]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件8至发光元件10及比较发光元件7的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表9示出元件结构的详细内容。注意，在本实施例中使用的化合物的结构和简称可以参照上述实施方式及实施例。
[表9]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件9及发光元件10的电子注入层130的有机化合物的LUMO能级。测定方法与实施例1相同。
其结果是2Py3Tzn的LUMO为-3.15eV，TmPPPyTz的LUMO为-3.00eV。
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。比较发光元件7是在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的Li20的发光元件。发光元件8至发光元件10是本发明的一个实施方式的在电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的发光元件。在本实施例中例示出作为具有非共用电子对的有机化合物使用具有三嗪环的有机化合物的发光元件。
《比较发光元件7的制造》
比较发光元件7与上述比较发光元件1的制造的不同之处仅在于电子传输层118及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件1相同。
作为电子传输层118(1)，在发光层140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着作为电子传输层118(2)以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
《发光元件8至发光元件10的制造》
发光元件8至发光元件10与上述比较发光元件7的制造的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件7相同。
<发光元件8的制造>
作为发光元件8的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
<发光元件9的制造>
作为发光元件9的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen，接着作为电子传输层118(3)，以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子注入层130，在电子传输层118(3)上以2Py3Tzn：Ag的重量比为1：0.35且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积2Py3Tzn与Ag。
<发光元件10的制造>
作为发光元件10的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以TmPPPyTz：Ag的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积TmPPPyTz与Ag。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件7及发光元件8至发光元件10的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图27示出所制造的比较发光元件7及发光元件8至发光元件10的电流效率-亮度特性，图28示出电流密度-电压特性，图29示出电力效率-亮度特性，图30示出外部量子效率-亮度特性。图31示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表10示出1000cd/m2附近的比较发光元件7及发光元件8至发光元件10的元件特性。
[表10]
如图30及表10所示，比较发光元件7及发光元件8至发光元件10都具有高发光效率，即外部量子效率超过25％。如图27及图29所示，比较发光元件7及发光元件8至发光元件10都具有高电流效率及高电力效率。本发明的一个实施方式的发光元件8至发光元件10示出与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件7相等的高效率。
如图28所示，比较发光元件7及发光元件8至发光元件10示出良好的电流密度-电压特性。本发明的一个实施方式的发光元件8至发光元件10的电子注入性与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件7相等。
如图31所示，比较发光元件7及发光元件8至发光元件10都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是616nm附近，半峰全宽都是53nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
接着，对比较发光元件7及发光元件8至发光元件10进行驱动寿命测试。图44示出驱动寿命测试的测定结果。注意，在驱动寿命测试中，在将各发光元件的电流密度设定为25mA/cm2，且在电流密度为恒定的条件下使各发光元件连续驱动。
如图44所示，发光元件8至发光元件10的驱动寿命与比较发光元件7相等。
如上所述，在本发明的一个实施方式的发光元件中也优选使用具有三嗪环的有机化合物。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例4]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件12至发光元件14及比较发光元件11的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表11示出元件结构的详细内容。以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式。
[化5]
[表11]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件13及发光元件14的电子注入层130的HATNA的LUMO能级。测定方法与实施例1相同。
其结果是HATNA的LUMO为-3.50eV。
《比较发光元件11的制造》
比较发光元件11与上述比较发光元件1的制造的不同之处仅在于电子传输层118及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件1相同。
作为比较发光元件11的电子传输层118(1)，以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。比较发光元件11采用在电子传输层118(2)上不设置电子注入层130的结构。
《发光元件12的制造》
发光元件12与上述比较发光元件11的制造的不同之处仅在于电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件11相同。
作为发光元件12的电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
《发光元件13的制造》
发光元件13与上述比较发光元件11的制造的不同之处仅在电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件11相同。
作为发光元件13的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。再者，以HATNA：Ag的重量比为1：0.28且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Ag。
《发光元件14的制造》
发光元件14是在上述发光元件13中还形成缓冲层117的发光元件，而其他工序与发光元件13相同。
作为缓冲层117，在电子注入层130上以5nm的厚度通过蒸镀沉积HAT-CN。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件11及发光元件12至发光元件14的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图32示出所制造的比较发光元件11及发光元件12至发光元件14的电流效率-亮度特性，图33示出电流-电压特性，图34示出电力效率-亮度特性，图35示出外部量子效率-亮度特性。图36示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表12示出1000cd/m2附近的比较发光元件11、发光元件12至发光元件14的元件特性。
[表12]
如图35及表12所示，发光元件12至发光元件14都示出高发光效率，即外部量子效率为30％左右。如图32及图34所示，发光元件12至发光元件14都具有高电流效率及高电力效率。另一方面，不具有电子注入层130的比较发光元件11的效率较低。这示出通过本发明的一个实施方式的电子注入层，发光元件可以具有良好的载流子平衡。此外，发光元件13及发光元件14的效率与发光元件12相等，因此优选使用HATNA作为具有非共用电子对的有机化合物。在阴极与电子注入层之间设置缓冲层的发光元件14也示出与发光元件12同样的特性。
如图33所示，发光元件12至发光元件14示出良好的电流-电压特性。此外，发光元件12至发光元件14的电流-电压特性都相等，HATNA和过渡金属的复合材料作为电子注入层示出良好的特性。在阴极与电子注入层之间设置缓冲层的发光元件14也示出与发光元件12同样的特性。另一方面，不具有电子注入层130的比较发光元件11具有高驱动电压。这示出通过具有本发明的一个实施方式的电子注入层，可以提高发光元件的电子注入性。
如图36所示，比较发光元件11、发光元件12、发光元件13及发光元件14都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是618nm附近，半峰全宽都是58nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
如上所述，在本发明的一个实施方式的发光元件中，优选使用在如HATNA那样的多个环结构上具有共轭双键的N-C-C-N的有机化合物。此外，在本发明的一个实施方式的在使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的电子注入层与阴极之间设置缓冲层的发光元件也是发光效率高、驱动电压得到降低、功耗小的发光元件。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对比较发光元件11及发光元件12至发光元件14进行驱动寿命测试。图45示出驱动寿命测试的测定结果。注意，在驱动寿命测试中，在将各发光元件的电流密度设定为25mA/cm2，且在电流密度为恒定的条件下使各发光元件连续驱动。
如图45所示，发光元件12至发光元件14的驱动寿命优越于比较发光元件11。此外，发光元件13及发光元件14的驱动寿命优越于发光元件12，这示出包括本发明的一个实施方式的电子注入层的发光元件具有良好的可靠性。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对发光元件13及发光元件14进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。
在将发光元件13及发光元件14放置于温度保持为65℃且湿度保持为95％的恒温槽内48小时之后，对各发光元件的发光状态进行调查。评价方法与实施例1相同。表13示出评价结果。
[表13]
发光面积比
发光元件13 83％
发光元件14 67％
当估算出恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比例时，发光元件13及发光元件14的发光面积比分别为83％及67％。换言之，本发明的一个实施方式的发光元件具有优异的抗湿性。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例5]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件16至发光元件18及比较发光元件15的制造实例。图37示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表14示出元件结构的详细内容。本实施例所示的元件结构是在阴极上设置EL层的所谓相反层叠结构(将在阳极上设置EL层的结构称为正向层叠结构)。在本实施例中使用的有机化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式1。
[表14]
《比较发光元件15的制造》
作为电极101，在衬底210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为电子注入层130，在电极101上以5nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
接着，作为电子传输层118(1)，在电子注入层130上以30nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层118(2)，以30nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为发光层140，在电子传输层118(2)上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为空穴传输层112，在发光层140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为空穴注入层111，在空穴传输层112上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为电极102，在空穴注入层111上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到比较发光元件13。
《发光元件16至发光元件18的制造》
发光元件16至发光元件18与上述比较发光元件15的制造的不同之处仅在于电子注入层130及电子传输层118(1)的形成工序，而其他工序都与比较发光元件15相同。
<发光元件16的制造>
作为发光元件16的电子注入层130，在电极101上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子传输层118(1)，在电子注入层130上以30nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
<发光元件17的制造>
作为发光元件17的电子注入层130，在电极101上以2Py3Tzn：Ag的重量比为1：0.35且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积2Py3Tzn与Ag。接着，以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子传输层118(1)，在电子注入层130上以25nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
<发光元件18的制造>
作为发光元件18的电子注入层130，在电极101上以TmPPPyTz：Ag的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积TmPPPyTz与Ag。接着，以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子传输层118(1)，在电子注入层130上以25nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件15及发光元件16至发光元件18的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图38示出所制造的比较发光元件15及发光元件16至发光元件18的电流效率-亮度特性，图39示出电流密度-电压特性，图40示出电力效率-亮度特性，图41示出外部量子效率-亮度特性。图42示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表15示出1000cd/m2附近的比较发光元件15及发光元件16至发光元件18的元件特性。
[表15]
如图41及表15所示，比较发光元件15及发光元件16至发光元件18都具有高发光效率，即外部量子效率超过25％。如图38及图40所示，比较发光元件15及发光元件16至发光元件18都具有高电流效率及高电力效率。此外，发光元件16至发光元件18也得到与比较发光元件15相同的效率，这示出在将本发明的一个实施方式的发光元件应用于相反层叠的元件时，可以得到良好的发光效率。
如图39所示，比较发光元件15及发光元件16至发光元件18具有良好的电流密度-电压特性。此外，比较发光元件15及发光元件16至发光元件18也具有相等的电流密度-电压特性，这示出在将本发明的一个实施方式的发光元件应用于相反层叠的元件时，可以得到良好的电流密度-电压特性。
如图42所示，比较发光元件15及发光元件16至发光元件18都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是619nm附近，半峰全宽都是58nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
如上所述，本发明的一个实施方式的发光元件也可以应用于相反层叠的元件。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例6]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件19的制造实例。在本实施例中制造的发光元件的截面模式图与图12同样。表16示出元件结构的详细内容。注意，在本实施例中使用的有机化合物的结构和简称可以参照上述实施方式1。
[表16]
<发光元件19的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。
作为电极101，在衬底210上以100nm的厚度形成银、钯、铜的合金(称为Ag-Pd-Cu或APC)，然后以110nm的厚度形成ITSO。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为65nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层140，在空穴传输层112上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层118(1)，在发光层140上以25nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
接着，作为电极102，在电子注入层130上以25nm的厚度通过蒸镀沉积Ag，接着以70nm的厚度通过蒸镀沉积DBT3P-II。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到发光元件19。
<发光元件的特性>
接着，对上述所制造的发光元件19的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图46示出所制造的发光元件19的电流效率-亮度特性，图47示出电流-电压特性。图48示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件19时的电致发射光谱。注意，测定在室温下进行。
表17示出1000cd/m2附近的发光元件19的元件特性。
[表17]
如图48所示，发光元件19示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长是616nm，半峰全宽是24nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
如图46及表17所示，发光元件19虽然是深红色的发光，但是电流效率很优异，即超过96cd/A。
如图47所示，发光元件19示出良好的电流-电压特性，这示出NBPhen和Ag的复合材料具有良好的电子注入性。由此，用于电子注入层130的金属与用于作为阴极的电极102的金属相同的发光元件具有良好的特性。
本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例7]
在本实施例中，为了对串扰现象进行评价，制造分辨率为326ppi的无源矩阵型面板。使用将RGB像素排列为条状的面板。其像素尺寸为78μm×78μm。子像素(RGB各像素)为26μm×78μm。开口率为65.7％。
下面示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件20及比较发光元件21的制造实例。图51示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表18及表19示出元件结构的详细内容。在图51中，区域2622R表示红色像素，区域2622G表示绿色像素，区域2622B表示蓝色像素。在本实施例中制造的发光元件包括多个红色(R)像素、多个绿色(G)像素及多个蓝色(B)像素。在本实施例中制造的发光元件中多个像素依次排列成R像素、G像素、B像素。以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施方式及实施例。
[化6]
[表18]
[表19]
<发光元件的制造>
以下示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。发光元件20是本发明的一个实施方式的在设置在两个发光单元之间的电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的混合膜的发光元件。比较发光元件21是在该电子注入层中使用一般使用的Li化合物的氧化锂(Li2O)的发光元件。
《发光元件20的制造》
作为电极2661、电极2663以及电极2664，在衬底2650上以200nm的厚度形成铝(Al)-镍(Ni)-镧(La)合金膜。接着，以6nm的厚度形成钛(Ti)膜，以300℃进行1小时的热处理。接着，以R像素中的厚度为80nm且G像素中的厚度为40nm的方式形成ITSO膜。
接着，作为空穴注入层2631，在电极2661、电极2663及电极2664上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为13nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层2632，在空穴注入层2631上以20nm的厚度通过蒸镀沉积PCPPn。
接着，作为发光层2644，在空穴传输层2632上以cgDBCzPA：1，6mMemFLPAPrn的重量比为1:0.03且厚度为30nm的方式通过共蒸镀沉积cgDBCzPA与1，6mMemFLPAPrn。注意，在发光层2644中，cgDBCzPA为主体材料，1，6mMemFLPAPrn为客体材料(荧光性化合物材料)。
接着，作为电子传输层2633(1)，在发光层2644上以5nm的厚度通过蒸镀沉积cgDBCzPA。
接着，作为电子传输层2633(2)，在电子传输层2633(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层2634，在电子传输层2633(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
接着，作为电荷产生层2635，在电子注入层2634上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为13nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层2637，在电荷产生层2635上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层2646，在空穴传输层2637上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(tBuppm)2(acac)的重量比为0.7：0.3：0.06且厚度为20nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(tBuppm)2(acac)。接着，以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.8：0.2：0.06且厚度为20nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层2646中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)及Ir(tBuppm)2(acac)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层2638(1)，在发光层2646上以15nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层2638(2)，在电子传输层2638(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层2639，在电子传输层2638(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
接着，作为电极2662，在电子注入层2639上以20nm的厚度通过蒸镀沉积Ag。接着，以70nm的厚度通过蒸镀沉积DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底2652固定于形成有有机化合物的衬底2650上，由此密封发光元件20。具体而言，将密封剂涂敷于衬底2652的周围，贴合该衬底2652和形成有有机化合物的衬底2650，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序获得发光元件20。
《比较发光元件21的制造》
比较发光元件21与上述发光元件20的制造的不同之处仅在于电子传输层2633(2)及电子注入层2634的形成工序，而其他工序都与发光元件20相同。
作为比较发光元件21的电子传输层2633(2)，以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子注入层2634，以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O，然后以1nm的厚度通过蒸镀沉积CuPc。
<各发光元件的串扰的观察>
对发光元件20及比较发光元件21的串扰的情况进行评价。图52A及图52B示出其结果。图52A是对使发光元件20的蓝色像素发光时的像素进行观察的放大照片，图52B是对使比较发光元件21的蓝色像素发光时的像素进行观察的放大照片。对由图52A及图52B中的箭头所示的蓝色像素的左侧的蓝色像素(包括由箭头所示的像素)输入电流，而不对红色像素、绿色像素及由箭头所示的蓝色像素的右侧的像素输入电流。
从图52A及图52B可知，在比较发光元件21中，与电流流过的蓝色像素相邻的绿色像素及红色像素也发光。另一方面，与比较发光元件21相比，在发光元件20中，与上述蓝色像素相邻的绿色像素及红色像素的发光得到抑制。由于比较发光元件21在与电荷产生层相邻的电子传输层中使用碱金属化合物的Li2O，所以Li容易扩散到该电子传输层中，在发光的蓝色像素中流过的电流通过该电子传输层也在相邻的绿色像素及红色像素中流过，因此会产生串扰。另一方面，由于本发明的一个实施方式的发光元件20在电子传输层中使用过渡金属，所以不容易产生上述金属扩散，因此可以抑制串扰。
接着，估计因串扰从与蓝色像素相邻的像素发射的光的强度与蓝色像素的距离的关系。图53示出其结果。在图53中，纵轴示出从图52A及图52B所示的数据抽出红色像素的红色发光的亮度，横轴示出从图52A及图52B所示的数据抽出的图52A及图52B中由箭头所示的蓝色像素到该蓝色像素的右侧的红色像素的距离。纵轴及横轴的单位是任意单位。从图53可知发光元件20的发光强度弱于比较发光元件21。换言之，与比较发光元件21相比，发光元件20中的产生串扰的距离更短。
如上所述，根据本发明的一个实施方式的发光元件对串扰的抑制有效果。
[实施例8]
以下示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件22及比较发光元件23的制造实例。图54出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表20示出元件结构的详细内容。注意，在本实施例中使用的有机化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式1。
<发光元件的制造>
以下示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。发光元件22是本发明的一个实施方式的在设置在两个发光单元之间的电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的混合膜的发光元件。比较发光元件23是在该电子注入层中使用一般使用的Li化合物的Li2O的发光元件。
[表20]
《发光元件22的制造》
作为电极3642，在衬底3650上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层3631，在电极3642上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为10nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层3632，在空穴注入层3631上以10nm的厚度通过蒸镀沉积PCPPn。
接着，作为发光层3644，在空穴传输层3632上以cgDBCzPA：1，6mMemFLPAPrn的重量比为1:0.03且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积cgDBCzPA与1，6mMemFLPAPrn。注意，在发光层3644中，cgDBCzPA为主体材料，1，6mMemFLPAPrn为客体材料(荧光性化合物材料)。
接着，作为电子传输层3633(1)，在发光层3644上以5nm的厚度通过蒸镀沉积cgDBCzPA。
接着，作为电子传输层3633(2)，在电子传输层3633(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
接着，作为电荷产生层3635，在电子注入层3634上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为30nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层3637，在电荷产生层3635上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层3646，在空穴传输层3637上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(tBuppm)2(acac)的重量比为0.7：0.3：0.06且厚度为20nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(tBuppm)2(acac)。接着，以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.8：0.2：0.06且厚度为20nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层3646中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)及Ir(tBuppm)2(acac)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层3638(1)，在发光层3646上以15nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层3638(2)，在电子传输层3638(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3639，在电子传输层3638(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电极3641，在电子注入层3639上以200nm的厚度通过蒸镀沉积Al。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底3652固定于形成有有机化合物的衬底3650上，由此密封发光元件22。具体而言，将密封剂涂敷于衬底3652的周围，贴合该衬底3652和形成有有机化合物膜的衬底3650，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序获得发光元件22。
《比较发光元件23的制造》
比较发光元件23与上述发光元件22的制造的不同之处仅在于电子传输层3633(2)、电子注入层3634、电子传输层3638(2)及电子注入层3639的形成工序，而其他工序都与发光元件22相同。
作为比较发光元件23的电子传输层3633(2)，在电子传输层3633(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O，然后以1nm的厚度通过蒸镀沉积CuPc。
作为电子传输层3638(2)，在电子传输层3638(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3639，在电子传输层3638(2)上以1nm的厚度通过蒸镀沉积LiF。
<各发光元件的测定>
接着，测定上述制造的发光元件22及比较发光元件23的元件特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用色亮度计(由Topcon Technohouse公司制造的BM-5A)。在电致发射光谱的测定中，利用多通道光谱分析仪(由日本滨松光子学株式会社制造的PMA-11)。
图55示出所制造的发光元件22及比较发光元件23的电流效率-亮度特性，图56示出电流密度-电压特性，图57示出电力效率-亮度特性，图58示出外部量子效率-亮度特性。注意，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图59示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。注意，测定在室温下进行。
表21示出1000cd/m2附近的发光元件22及比较发光元件23的元件特性。
[表21]
如图58及表21所示，发光元件22及比较发光元件23都示出高发光效率，即外部量子效率超过30％。如图55及图57所示，发光元件22及比较发光元件23都具有高电流效率及高电力效率。此外，如图55、图57及图58所示，发光元件22的发光效率与比较发光元件23相等。因此，本发明的一个实施方式的发光元件22示出与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O及LiF的比较发光元件23相等的高效率。
如图56所示，发光元件22及比较发光元件23具有良好的电流密度-电压特性。NBPhen和Ag的混合膜具有非常良好的电子注入性。
如图59所示，发光元件22及比较发光元件23的电致发射光谱的峰值波长都是467nm、538nm、617nm附近，这示出发光元件22及比较发光元件23发射在蓝色、绿色、红色的三种颜色的每一个波长区域具有峰值的白色光。此外，由于发光元件22及比较发光元件23所示的电致发射光谱大致相等，所以本发明的一个实施方式的发光元件22具有优异的电子注入性，即与在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的比较发光元件23相等的电子注入性。
如上所述，由于本发明的一个实施方式的发光元件具有良好的电子注入性，即与在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的发光元件相等的电子注入性，所以可以提供驱动电压低且发光效率高的发光元件。
[实施例9]
以下示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件24至发光元件26的制造实例。图54示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表22示出元件结构的详细内容。注意，在本实施例中使用的化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式1。
[表22]
《发光元件24的制造》
作为电极3642，在衬底3650上形成厚度为70nm的ITSO膜。电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层3631，在电极3642上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为65nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层3632，在空穴注入层3631上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层3644，在空穴传输层3632上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层3644中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层3633(1)，在发光层3644上以10nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层3633(2)，在电子传输层3633(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
接着，作为电荷产生层3635，在电子注入层3634上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为80nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为空穴传输层3637，在电荷产生层3635上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层3646，在空穴传输层3637上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层3646中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层3638(1)，在发光层3646上以25nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层3638(2)，在电子传输层3638(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3639，在电子传输层3638(2)上以1nm的厚度通过蒸镀沉积LiF。
接着，作为电极3641，在电子注入层3639上以200nm的厚度通过蒸镀沉积Al。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底3652固定于形成有有机化合物的衬底3650上，由此密封发光元件24。具体而言，将密封剂涂敷于衬底3652的周围，贴合该衬底3652和形成有有机化合物膜的衬底3650，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序获得发光元件24。
《发光元件25及发光元件26的制造》
发光元件25及发光元件26与上述发光元件24的制造的不同之处仅在于电子注入层3634的形成工序，而其他工序都与发光元件24相同。
〈发光元件25的制造〉
作为电子注入层3634，在发光元件25的电子传输层3633(2)上以Alq3：Ag的重量比为1：0.24且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Ag。
〈发光元件26的制造〉
作为电子注入层3634，在发光元件26的电子传输层3633(2)上以2mDBTBPDBq-II：Ag的重量比为1：0.20且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II与Ag。
《各发光元件的测定》
接着，测定上述制造的发光元件24至比较发光元件26的元件特性。测定方法与实施例1相同。
图60示出所制造的发光元件24至发光元件26的电流效率-亮度特性，图61示出电流密度-电压特性，图62示出电力效率-亮度特性，图63示出外部量子效率-亮度特性。注意，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图64示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。注意，测定在室温下进行。
表23示出1000cd/m2附近的发光元件24至发光元件26的元件特性。
[表23]
如图63及表23所示，发光元件24至发光元件26都具有高发光效率，即外部量子效率超过50％。如图60及图62所示，发光元件24至发光元件26都具有高电流效率及高电力效率。尤其是发光元件24及发光元件26示出高效率。因此，本发明的一个实施方式的发光元件是具有良好的发光效率的发光元件。
如图61所示，发光元件24至发光元件26示出良好的电流密度-电压特性。尤其是，发光元件24及发光元件26示出良好的电流密度-电压特性，这示出具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料具有良好的电子注入性。
如图64所示，发光元件24至发光元件26都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是619nm附近，半峰全宽都是60nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
如上所述，本发明的一个实施方式的发光元件具有优异的电子注入性，所以是驱动电压低且发光效率高的发光元件。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例10]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件27至发光元件29及比较发光元件30的制造实例。图54示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表24及表25示出元件结构的详细内容。所使用的化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式。
[表24]
[表25]
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。比较发光元件30是在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的Li2O及LiF的发光元件。发光元件27至发光元件29是本发明的一个实施方式的在电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的混合膜的发光元件。在发光元件27至发光元件29中例示出作为具有非共用电子对的有机化合物使用具有三嗪环的有机化合物的发光元件。
<发光元件27的制造>
发光元件27与上述发光元件24的制造的不同之处仅在于电子传输层3638及电子注入层3639的形成工序，而其他工序都与发光元件24相同。
作为电子传输层3638(2)，在发光元件27的电子传输层3638(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3639，在电子传输层3638(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
<发光元件28及发光元件29的制造>
发光元件28及发光元件29与上述发光元件27的制造的不同之处仅在于电子传输层3633(2)及电子注入层3634的形成工序，而其他工序都与发光元件27相同。
<发光元件28的制造>
作为电子传输层3633(2)，在发光元件28的电子传输层3633(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以2Py3Tzn：Ag的重量比为1：0.35且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积2Py3Tzn与Ag。
<发光元件29的制造>
作为电子传输层3633(2)，在发光元件29的电子传输层3633(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以TmPPPyTz：Ag的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积TmPPPyTz与Ag。
<比较发光元件30的制造>
比较发光元件30与上述发光元件27的制造的不同之处仅在于电子传输层3633(2)、电子注入层3634、电子传输层3638(2)及电子注入层3639的形成工序，而其他工序都与发光元件27相同。
作为电子传输层3633(2)，在比较发光元件30的电子传输层3633(1)上以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3634，在电子传输层3633(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
作为电子传输层3638(2)，在电子传输层3638(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层3639，在电子传输层3638(2)上以1nm的厚度通过蒸镀沉积LiF。
<各发光元件的测定>
接着，测定上述制造的发光元件27至发光元件29及比较发光元件30的元件特性。测定方法与实施例1相同。
图65示出所制造的发光元件27至发光元件29及比较发光元件30的电流效率-亮度特性，图66示出电流密度-电压特性，图67示出电力效率-亮度特性，图68示出外部量子效率-亮度特性。图69示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表26示出1000cd/m2附近的发光元件27至发光元件29及比较发光元件30的元件特性。
[表26]
如图68及表26所示，发光元件27至发光元件29及比较发光元件30都具有高发光效率，即外部量子效率超过50％。如图65及图67所示，发光元件27至发光元件29及比较发光元件30都具有高电流效率及高电力效率。此外，本发明的一个实施方式的发光元件27至发光元件29示出与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O及LiF的比较发光元件30相等的高效率。
如图66所示，发光元件27至发光元件29及比较发光元件30具有良好的电流密度-电压特性。本发明的一个实施方式的发光元件27至发光元件29的电子注入性比在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O及LiF的比较发光元件30更好。
如图69所示，发光元件27至发光元件29及比较发光元件30都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是620nm附近，半峰全宽都是60nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
如上所述，在本发明的一个实施方式的发光元件中也优选使用具有三嗪环的有机化合物。以上、本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例11]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件32至发光元件34及比较发光元件31、比较发光元件35至比较发光元件37的制造实例。图70示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表27至表29示出元件结构的详细内容。在本实施例中使用的化合物的结构和简称可以参照上述实施例1。
[表27]
[表28]
[表29]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件32至发光元件34及比较发光元件31、比较发光元件35至比较发光元件37的电子注入层4130的有机化合物的LUMO能级。测定方法与实施例1所示的方法相同。表30示出其结果。
[表30]
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。比较发光元件31是在电子注入层中使用一般使用的Li化合物的氧化锂(Li2O)的发光元件。发光元件32至发光元件34各自是本发明的一个实施方式的在电子注入层中使用具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的发光元件。比较发光元件35至比较发光元件37是从发光元件32至发光元件34去除电荷产生层4135的发光元件。
《比较发光元件31的制造》
作为电极4101，在衬底4210上形成厚度为110nm的ITSO膜。注意，电极4101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层4111，在电极4101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层4112，在空穴注入层4111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为发光层4140，在空穴传输层4112上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层4140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
作为电子传输层4118(1)，在发光层4140上以5nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
作为电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
接着，作为电荷产生层4135，在电子注入层4130上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为15nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为电极4102，在电荷产生层4135上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到比较发光元件31。
《发光元件32至发光元件34的制造》
发光元件32至发光元件34与上述比较发光元件31的制造的不同之处仅在于电子传输层4118(2)及电子注入层4130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件31相同。
<发光元件32的制造>
作为发光元件32的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
<发光元件33的制造>
作为发光元件33的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以Alq3：Ag的重量比为1：0.24且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Ag。
<发光元件34的制造>
作为发光元件34的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以HATNA：Ag的重量比为1：0.28且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Ag。
《比较发光元件35的制造》
比较发光元件35与上述发光元件32的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件32相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件35的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件36的制造》
比较发光元件36与上述发光元件32的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件32相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件36的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件37的制造》
比较发光元件37与上述发光元件32的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件32相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件36的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
〈发光元件的特性〉
接着，测定上述制造的比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37的元件特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用色亮度计(由TopconTechnohouse公司制造的BM-5A)。在电致发射光谱的测定中，利用多通道光谱分析仪(由日本滨松光子学株式会社制造的PMA-11)。
图71示出所制造的比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37的电流效率-亮度特性，图72示出电流-电压特性，图73示出电力效率-亮度特性，图74示出外部量子效率-亮度特性。注意，各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。图75示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表31示出1000cd/m2附近的比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37的元件特性。
[表31]
如图74及表31所示，比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37都具有高发光效率，即外部量子效率超过25％。如图71及图73所示，比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37都具有高电流效率及高电力效率。本发明的一个实施方式的发光元件32至发光元件34具有与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件31相等的高效率。此外，发光元件32至发光元件34具有与去除电荷产生层4135的比较发光元件35至比较发光元件37相等的高效率。
如图72所示，比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37具有良好的电流-电压特性。尤其是，发光元件32至发光元件34与比较发光元件31相比具有良好的电流-电压特性。这示出在电子注入层与电荷产生层接触时，与在电子注入层中一般使用的Li化合物相比，过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的复合材料具有良好的电子注入性。此外，具有电荷产生层的发光元件32至发光元件34具有与不具有电荷产生层的比较发光元件35至比较发光元件37相等的良好的电流-电压特性。
如图75所示，比较发光元件31、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是616nm附近，半峰全宽都是58nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价〉
接着，对发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。一般而言，当水分侵入到发光元件中时，产生黑点(发光部中的非发光区域)或收缩(发光部端部的非发光区域)，对发光元件的可靠性造成负面影响。由此，通过进行恒温恒湿保存测试，可以对发光元件的抗水分的可靠性进行评价。
这里，表32示出用于恒温恒湿保存测试的比较发光元件A的元件结构。注意，由于比较发光元件A的制造方法与实施例1所示的方法相同，所以省略制造方法的说明。与发光元件32至发光元件34相同，比较发光元件A不进行密封。
[表32]
在将比较发光元件A、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37放置于温度保持为65℃且湿度保持为95％的恒温槽内48小时之后，对各发光元件的发光状态进行调查。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于比较发光元件A、发光元件32至发光元件34及比较发光元件35至比较发光元件37，每个元件制造6个样品，进行恒温恒湿保存测试。表33示出发光面积比较大的前3个样品的平均值。
[表33]
发光面积比
比较发光元件A 0％
发光元件32 84％
发光元件33 79％
发光元件34 87％
比较发光元件35 78％
比较发光元件36 86％
比较发光元件37 86％
在表33中，发光面积比(％)为恒温恒湿保存测试后的发光面积/恒温恒湿测试前的发光面积×100。从表33可知，本发明的一个实施方式的发光元件32至发光元件34是在恒温恒湿保存测试后也具有79％以上的发光面积比的抗湿性优异的发光元件。与在电子注入层4130中使用Li化合物的Li2O的比较发光元件A相比，本发明的一个实施方式的发光元件32至发光元件34的抗湿性显著得到提高。此外，不具有电荷产生层4135的比较发光元件35至比较发光元件37的抗湿性与本发明的一个实施方式的发光元件相等。由于本发明的一个实施方式的发光元件使用不容易与水起反应的过渡金属，所以在发光元件中不容易侵入水分。因此，可以实现抗湿性高的发光元件。发光元件32至发光元件34不进行在一般的发光元件中进行的密封。因此，通过对发光元件32至发光元件34进行密封，可以进一步提高抗湿性。
[实施例12]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件43至发光元件46及比较发光元件38至比较发光元件42的制造实例。在本实施例中示出作为具有非共用电子对的有机化合物使用具有三嗪环及/或吡啶环的有机化合物的发光元件。图70示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表34至表36示出元件结构的详细内容。以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式。
[化7]
[表34]
[表35]
[表36]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件43至发光元件46及比较发光元件39至比较发光元件42的电子注入层4130的有机化合物的LUMO能级。测定方法与实施例1相同。表37示出其结果。
[表37]
<发光元件的制造>
下面示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。
《比较发光元件38的制造》
比较发光元件38与上述比较发光元件31的制造的不同之处仅在于电极4101及空穴注入层4111的形成工序，而其他工序都与比较发光元件31相同。
作为电极4101，在衬底4210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极4101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层4111，在电极4101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为65nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
《发光元件43至发光元件46的制造》
发光元件43至发光元件46与上述比较发光元件38的制造的不同之处仅在于电子传输层4118(2)及电子注入层4130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件38相同。
<发光元件43的制造>
作为发光元件43的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以2Py3Tzn：Ag的重量比为1：0.35且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积2Py3Tzn与Ag。
<发光元件44的制造>
作为发光元件44的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以TmPPPyTz：Ag的重量比为1:0.24且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积TmPPPyTz与Ag。
〈发光元件45的制造>
作为发光元件45的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.3且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以tPy2A：Ag的重量比为1：0.30且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积tPy2A与Ag。
〈发光元件46的制造>
作为发光元件46的电子传输层4118(2)，在电子传输层4118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以BTB：Ag的重量比为1：0.18且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积BTB与Ag。
《比较发光元件39的制造》
比较发光元件39与上述发光元件43的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件43相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件39的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件40的制造》
比较发光元件40与上述发光元件44的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件44相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件40的发光层4140上以15nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件41的制造》
比较发光元件41与上述发光元件45的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件45相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件41的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件42的制造》
比较发光元件42与上述发光元件46的制造的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件46相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件42的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图76示出所制造的比较发光元件38至比较发光元件40、发光元件43及发光元件44的电流效率-亮度特性，图77示出电流-电压特性，图78示出外部量子效率-亮度特性。图79示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。图80示出所制造的比较发光元件38、比较发光元件41、比较发光元件42、发光元件45及发光元件46的电流效率-亮度特性，图81示出电流-电压特性，图82示出外部量子效率-亮度特性。图83示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表38示出1000cd/m2附近的比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46的元件特性。
[表38]
如图77及图81所示，比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46具有良好的电流-电压特性。尤其是，发光元件43至发光元件46与比较发光元件38相比具有良好的电流-电压特性。这示出在电子注入层与电荷产生层接触时，与在电子注入层中一般使用的Li化合物相比，过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的复合材料具有良好的电子注入性。此外，具有电荷产生层的发光元件43至发光元件46具有与不具有电荷产生层的比较发光元件39至比较发光元件42相等的良好的电流-电压特性。
如图78及表38所示，比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46都具有高发光效率，即外部量子效率超过20％。如图76及图80所示，比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46都具有高电流效率。此外，本发明的一个实施方式的发光元件43至发光元件46示出比在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件38高的效率。这示出与比较发光元件38相比，发光元件43至发光元件46的载流子平衡优异。此外，发光元件43至发光元件46具有与去除电荷产生层4135的比较发光元件39至比较发光元件42相等的高效率。
如图79及图83所示，比较发光元件38至比较发光元件42及发光元件43至发光元件46都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是616nm附近，半峰全宽都是54nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对比较发光元件A及发光元件43至发光元件46进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。评价方法与上述实施例11相同。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于发光元件43至发光元件46及比较发光元件A，每个元件制造3个样品，对这些元件进行恒温恒湿保存测试。表39示出3个样品的平均值。
[表39]
在表39中，发光面积比(％)为恒温恒湿保存测试后的发光面积/恒温恒湿测试前的发光面积×100。从表39可知，本发明的一个实施方式的发光元件43至发光元件46是在恒温恒湿保存测试后也具有76％以上的发光面积比的抗湿性优异的发光元件。与在电子注入层4130中使用Li化合物的Li2O的比较发光元件A相比，本发明的一个实施方式的发光元件43至发光元件46的抗湿性显著得到提高。由于本发明的一个实施方式的发光元件使用不容易与水起反应的过渡金属，所以在发光元件中不容易侵入水分。因此，可以实现抗湿性高的发光元件。此外，发光元件43至发光元件46不进行在一般的发光元件中进行的密封。因此，通过对发光元件43至发光元件46进行密封，可以进一步提高抗湿性。
如上所述，在本发明的一个实施方式的发光元件中也优选使用具有三嗪环及/或吡啶环的材料。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例13]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件49及发光元件50及比较发光元件47及比较发光元件48的制造实例。表40示出比较发光元件47、比较发光元件48以及比较发光元件38的结构。表41示出发光元件49及发光元件50的结构。图70示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。以下示出所使用的化合物的结构及简称。注意，其他化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式。
[化8]
[表40]
[表41]
通过循环伏安法(CV)测定算出用于发光元件49及发光元件50以及比较发光元件47及比较发光元件48的电子注入层4130的有机化合物的LUMO能级。测定方法与实施例1相同。表42示出其结果。
[表42]
《发光元件49及发光元件50的制造》
发光元件49及发光元件50与上述发光元件45的制造的不同之处仅在于电子注入层4130的形成工序，而其他工序都与发光元件45相同。
<发光元件49的制造>
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以Zn(BTZ)2：Ag的重量比为1：0.21且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Zn(BTZ)2与Ag。
<发光元件50的制造>
作为电子注入层4130，在电子传输层4118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.30且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。接着，以Znmq2：Ag的重量比为1：0.30且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Znmq2与Ag。
《比较发光元件47的制造》
比较发光元件47与上述发光元件49的制造工序的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件49相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件47的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
《比较发光元件48的制造》
比较发光元件48与上述发光元件50的制造工序的不同之处仅在于电子传输层4118及电荷产生层4135的形成工序，而其他工序都与发光元件50相同。
作为电子传输层4118，在比较发光元件48的发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。接着，以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
在电子注入层4130上不形成电荷产生层4135，作为电极4102以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图84示出所制造的比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50的电流效率-亮度特性，图85示出电流-电压特性，图86示出外部量子效率-亮度特性。图87示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表43示出1000cd/m2附近的比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50的元件特性。
[表43]
如图85所示，比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50具有相等的良好的电流-电压特性。这示出在电子注入层中使用锌化合物，且电子注入层与电荷产生层接触时，过渡金属和具有非共用电子对的有机化合物的复合材料具有与在电子注入层中一般使用的Li化合物相等的良好的电子注入性。此外，包括电荷产生层的发光元件49及发光元件50具有与不包括电荷产生层的比较发光元件47及比较发光元件48相等的良好的电流-电压特性。
如图86及表43所示，比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50都示出高发光效率，即外部量子效率超过20％。如图84所示，比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50都具有良好的电流效率。
如图87所示，比较发光元件38、比较发光元件47、比较发光元件48、发光元件49及发光元件50都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是618nm附近，半峰全宽都是60nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对比较发光元件A、发光元件49及发光元件50进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。评价方法与上述实施例11相同。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于发光元件49、发光元件50及比较发光元件A，每个元件制造3个样品，进行恒温恒湿保存测试。表44示出3个样品的平均值。
[表44]
发光面积比
比较发光元件A 0％
发光元件49 83％
发光元件50 83％
在表44中，发光面积比(％)为恒温恒湿保存测试后的发光面积/恒温恒湿测试前的发光面积×100。从表44可知，本发明的一个实施方式的发光元件49及发光元件50是在恒温恒湿保存测试后也具有80％以上的发光面积比的抗湿性优异的发光元件。与在电子注入层4130中使用Li化合物的Li2O的比较发光元件A相比，本发明的一个实施方式的发光元件49及发光元件50的抗湿性显著得到提高。由于本发明的一个实施方式的发光元件使用不容易与水起反应的过渡金属，所以在发光元件中不容易侵入水分。因此，可以实现抗湿性高的发光元件。此外，发光元件49至发光元件50不进行在一般的发光元件中进行的密封。因此，通过对发光元件49至发光元件50进行密封，可以进一步提高抗湿性。
如上所述，如锌复合物那样的金属复合物也适合用于本发明的一个实施方式的发光元件。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例14]
〈恒温恒湿保存测试的可靠性及电子注入层材料的LUMO能级的相关〉
标绘出相对于LUMO能级的上述实施例11至实施例13所记载的发光元件的恒温恒湿保存测试的结果。图88A及图88B示出其结果。注意，作为各发光元件制造具有同一元件结构的3个至7个样品，对该样品进行恒温恒湿保存测试。图88A是包括电荷产生层的本发明的一个实施方式的发光元件的恒温恒湿保存测试的结果，图88B是不包括电荷产生层的比较发光元件的恒温恒湿保存测试的结果。当对图88A与图88B进行比较时，在图88B中在LUMO能级高的区域(LUMO能级为-3.0eV以上的区域)中有的样品的恒温恒湿保存之后的发光面积比小于75％，抗湿性有偏差。另一方面，从图88A可知在该区域中所有的发光元件具有高抗湿性，即恒温恒湿保存之后的发光面积比超过75％。换言之，根据本发明的一个实施方式的在阴极与电子注入层之间包括电荷产生层的发光元件的制造偏差较少，可以以良好的成品率制造该发光元件。此外，根据本发明的一个实施方式的发光元件的用于电子注入层的材料选择范围较宽，因此，具有优异的生产率。
[实施例15]
在上述实施例中示出在衬底上设置阳极且在该阳极上层叠EL层的正向层叠结构的制造实例。在本实施例中示出在衬底上设置阴极，在该阴极上层叠EL层的相反层叠结构的本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件52至发光元件54及比较发光元件51、比较发光元件55至比较发光元件57的制造实例。比较发光元件51是在电子注入层4130中使用Li2O的发光元件，比较发光元件55至比较发光元件57是不包括电荷产生层4135的发光元件。图89示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图，表45至表47示出元件结构的详细内容。在本实施例中使用的化合物的结构及简称可以参照上述实施例及实施方式。
[表45]
[表46]
[表47]
《比较发光元件51的制造》
作为电极4102，在衬底4210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极4102的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为电荷产生层4135，在电极4102上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为电子注入层4130，在电荷产生层4135上以5nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)，以5nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为发光层4140，在电子传输层4118(2)上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.06且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层4140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
作为空穴传输层4112，在发光层4140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积BPAFLP。
接着，作为空穴注入层4111，在空穴传输层4112上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
接着，作为电极4101，在空穴注入层4111上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到比较发光元件51。
《发光元件52的制造》
发光元件52与上述比较发光元件51的制造的不同之处仅在于电子注入层4130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件51相同。
作为发光元件52的电子注入层4130，在电荷产生层4135上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
《发光元件53的制造》
发光元件53与上述比较发光元件51的制造的不同之处仅在于电子注入层4130及电子传输层4118(1)的形成工序，而其他工序都与比较发光元件51相同。
作为发光元件53的电子注入层4130，在电荷产生层4135上以Alq3：Ag的重量比为1：0.24且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Ag。接着，以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)以5nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBTDBq-II。
《发光元件54的制造》
发光元件54与上述比较发光元件51的制造的不同之处仅在于电子注入层4130及电子传输层4118(1)的形成工序，而其他工序都与比较发光元件51相同。
作为发光元件54的电子注入层4130，在电荷产生层4135上以HATNA：Ag的重量比为1：0.28且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Ag。接着，以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)以5nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBTDBq-II。
《比较发光元件55的制造》
比较发光元件55与上述发光元件52的制造的不同之处仅在于电荷产生层4135及电子传输层4118的形成工序，而其他工序都与发光元件52相同。
在比较发光元件55中不形成电荷产生层4135，在电极4102上形成电子注入层4130。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以30nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)以30nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBTDBq-II。
《比较发光元件56的制造》
比较发光元件56与上述发光元件53的制造的不同之处仅在于电荷产生层4135及电子传输层4118的形成工序，而其他工序都与发光元件53相同。
在比较发光元件56中不形成电荷产生层4135，在电极4102上形成电子注入层4130。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以25nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)以30nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBTDBq-II。
《比较发光元件57的制造》
比较发光元件57与上述发光元件54的制造的不同之处仅在于电荷产生层4135及电子传输层4118的形成工序，而其他工序都与发光元件54相同。
在比较发光元件57中不形成电荷产生层4135，在电极4102上形成电子注入层4130。
作为电子传输层4118(1)，在电子注入层4130上以25nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。接着，作为电子传输层4118(2)以30nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBTDBq-II。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图90示出所制造的比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57的电流效率-亮度特性，图91示出电流-电压特性，图92示出电力效率-亮度特性。图93示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表48示出1000cd/m2附近的比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57的元件特性。
[表48]
如表48所示，比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57都具有非常高的发光效率，即外部量子效率为25％左右。如图90所示，各发光元件具有良好的电流效率。如图92及表48所示，发光元件52至发光元件54与比较发光元件55至比较发光元件57相比在200cd/m2以上的区域中具有良好的电力效率。这示出本发明的一个实施方式的发光元件即使采用相反层叠的元件，也可以得到良好的发光效率。
如图91所示，比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57具有良好的电流-电压特性。此外，本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件52至发光元件54与不包括电荷产生层4135的比较发光元件55至比较发光元件57相比具有良好的电流-电压特性。这示出本发明的一个实施方式的发光元件即使采用相反层叠的元件，也可以得到良好的电流-电压特性。
如图93所示，比较发光元件51、发光元件52至发光元件54及比较发光元件55至比较发光元件57都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是617nm附近，半峰全宽都是54nm。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对发光元件52至发光元件54进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以阳极及EL层暴露于测试环境的气氛。评价方法与上述实施例相同。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于发光元件52至发光元件54，每个元件制造6个样品，进行恒温恒湿保存测试。表49示出发光面积比较大的前3个样品的平均值。
[表49]
发光面积比
发光元件52 79％
发光元件53 76％
发光元件54 71％
本发明的一个实施方式的发光元件52至发光元件54在高温高湿测试之后也具有70％以上的发光面积比，具有优异的抗湿性。因此，本发明的一个实施方式的发光元件即使采用相反层叠的元件，也可以得到良好的抗湿性。
如上所述，本发明的一个实施方式的发光元件也可以应用于相反层叠的元件。本实施例所示的结构可以与其他实施方式及实施例适当地组合而使用。
[实施例16]
在本实施例中示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件58至发光元件63的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表50及表51示出元件结构的详细内容。在本实施例中使用的化合物的结构及简称可以参照上述实施例及实施方式。
[表50]
[表51]
<发光元件的制造>
以下示出本实施例中的发光元件的制造方法。在电子注入层中作为具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料中的过渡金属，发光元件58及发光元件59使用Au，发光元件60及发光元件61使用Cu，发光元件62使用Mn，发光元件63使用Co。
《发光元件58的制造》
作为电极101，在衬底210上形成厚度为110nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积PCBBiF。
接着，作为发光层140，在空穴传输层112上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.08且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层118(1)，在发光层140上以20nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130(1)，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.3且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子注入层130(2)，在电子注入层130(1)上以Alq3：Au的重量比为1：0.4且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Au。
作为电极102，在电子注入层130(2)上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到发光元件58。
《发光元件59的制造》
发光元件59与上述发光元件58的制造的不同之处仅在于电子注入层130(2)的形成工序，而其他工序都与发光元件58相同。
作为发光元件59的电子注入层130(2)，在电子注入层130(1)上以HATNA：Au的重量比为1：0.5且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Au。
《发光元件60的制造》
发光元件60与上述发光元件58的制造的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与发光元件58相同。
作为发光元件60的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以Alq3：Cu的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Cu。
《发光元件61的制造》
发光元件61与上述发光元件58的制造的不同之处仅在于电子注入层130的形成工序，而其他工序都与发光元件58相同。
作为发光元件61的电子注入层130(1)，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Cu的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Cu。
作为电子注入层130(2)，在电子注入层130(1)上以HATNA：Cu的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Cu。
《发光元件62的制造》
发光元件62与上述发光元件58的制造的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与发光元件58相同。
作为发光元件62的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以Alq3：Mn的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Mn。
《发光元件63的制造》
发光元件63与上述发光元件58的制造的不同之处仅在于电子注入层130(2)的形成工序，而其他工序都与发光元件58相同。
作为发光元件63的电子注入层130(2)，在电子注入层130(1)上以HATNA：Co的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Co。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件58至发光元件63的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图94示出所制造的比较发光元件58至发光元件63的电流效率-亮度特性，图95示出电流-电压特性，图96示出外部量子效率-亮度特性。图97示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表52示出1000cd/m2附近的发光元件58至发光元件63的元件特性。
[表52]
如图96及表52所示，发光元件58至发光元件63都具有高发光效率，即外部量子效率超过20％。如图94及表52所示，发光元件58至发光元件63具有高电流效率。
如图95所示，发光元件58至发光元件63具有良好的电流-电压特性，这示出在电子注入层中作为具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料中的过渡金属，可以使用Au、Cu、Mn或Co。
如图97所示，发光元件58至发光元件63都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是618nm附近，半峰全宽都是57nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对发光元件58至发光元件63进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。评价方法与上述实施例相同。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于发光元件58至发光元件63，每个元件制造3个样品，进行恒温恒湿保存测试。表53示出3个样品的平均值。
[表53]
发光面积比
发光元件58 83％
发光元件59 84％
发光元件60 75％
发光元件61 67％
发光元件62 76％
发光元件63 87％
本发明的一个实施方式的发光元件58至发光元件63在高温高湿测试之后也具有65％以上的发光面积比，具有优异的抗湿性。因此，在本发明的一个实施方式的发光元件中优选使用Au、Cu、Mn或Co。
如上所述，在本发明的一个实施方式的发光元件中可以使用Au、Cu、Mn或Co。本实施例所示的结构可以与其他实施例及实施方式适当地组合而使用。
[实施例17]
在本实施例中示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件65及发光元件66以及比较发光元件64的制造实例。图12示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表54示出元件结构的详细内容。所使用的化合物的结构及简称可以参照上述实施例及实施方式。
[表54]
<发光元件的制造>
以下示出在本实施例中制造的发光元件的制造方法。本实施例所示的发光元件是发射荧光的发光元件。
《比较发光元件64的制造》
作为电极101，在衬底210上形成厚度为70nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为20nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积PCPPn。
接着，作为发光层140，在空穴传输层112上以cgDBCzPA：1，6mMemFLPAPrn的重量比为1：0.03且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积cgDBCzPA及1，6mMemFLPAPrn。注意，在发光层140中，cgDBCzPA为主体材料，1，6mMemFLPAPrn为客体材料(荧光性化合物)。
接着，作为电子传输层118(1)，在发光层140上以5nm的厚度通过蒸镀沉积cgDBCzPA。
接着，作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
接着，作为电极102，在电子注入层130(2)上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在不进行密封的情况下在大气中以80℃进行1小时的热处理。通过上述工序得到发光元件58。
《发光元件65的制造》
发光元件65与上述比较发光元件64的制造的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件64相同。
作为发光元件65的电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130(1)，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.3且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Ag。
作为电子注入层130(2)，在电子注入层130(1)上以Alq3：Ag的重量比为1：0.3且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积Alq3与Ag。
《发光元件66的制造》
发光元件66与上述发光元件65的制造的不同之处仅在于电子注入层130的形成工序，而其他工序都与发光元件65相同。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以HATNA：Ag的重量比为1：0.3且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积HATNA与Ag。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件64、发光元件65及发光元件66的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图98示出所制造的比较发光元件64、发光元件65及发光元件66的电流效率-亮度特性，图99示出电流-电压特性，图100示出外部量子效率-亮度特性。图101示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表55示出1000cd/m2附近的比较发光元件64、发光元件65及发光元件66的元件特性。
[表55]
如图100及表55所示，比较发光元件64、发光元件65及发光元件66虽然是荧光发光元件，但是都具有高发光效率，即外部量子效率超过10％。如图98所示，比较发光元件64、发光元件65及发光元件66的电流效率也很高。此外，本发明的一个实施方式的发光元件65及发光元件66具有与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件64相等的高效率。
如图99所示，比较发光元件64、发光元件65及发光元件66具有良好的电流-电压特性。此外，本发明的一个实施方式的发光元件65及发光元件66具有使用在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件64相等的电子注入性。
如图101所示，比较发光元件64、发光元件65及发光元件66都示出蓝色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是466nm附近，半峰全宽都是40nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料的1，6mMemFLPAPrn发光。
<发光元件的可靠性评价>
接着，对比较发光元件64、发光元件65及发光元件66进行恒温恒湿保存测试。由于不对各发光元件进行密封，所以发光元件的阴极及EL层暴露于测试环境的气氛。评价方法与上述实施例相同。
发光状态的评价通过算出在恒温恒湿保存测试前后的发光面积的比率进行。关于比较发光元件64、发光元件65及发光元件66，每个元件制造6个样品，进行恒温恒湿保存测试。表56示出发光面积比较大的前3个样品的平均值。
[表56]
发光面积比
比较发光元件64 0％
发光元件65 79％
发光元件66 82％
本发明的一个实施方式的发光元件65及发光元件66在高温高湿测试之后也具有80％左右的发光面积比，具有优异的抗湿性。从表56可知与比较发光元件64相比发光元件65及发光元件66的抗湿性显著得到提高。因此，本发明的一个实施方式的发光元件即使采用荧光发光元件，也可以得到良好的抗湿性。
[实施例18]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件68及发光元件69及比较发光元件67的制造实例。图3B示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表57及表58示出元件结构的详细内容。在本实施例中使用的化合物的结构和简称可以参照上述实施例及实施方式。注意，比较发光元件67是在接触于电荷产生层115的电子注入层114中使用Li化合物的发光元件，发光元件68及发光元件69是在电子注入层114中使用有机化合物和过渡金属的复合材料的本发明的一个实施方式的发光元件。
[表57]
[表58]
《比较发光元件67的制造》
作为电极101，形成厚度为110nm的ITSO膜。注意，电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为25nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与氧化钼(MoO3)。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以20nm的厚度通过蒸镀沉积PCBBiF。
接着，作为发光层170，在空穴传输层112上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.08且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层170中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层113(1)，在发光层170上以10nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层113(2)，在电子传输层113(1)上以20nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层114，在电子传输层113(2)上以0.2nm的厚度通过蒸镀沉积Li2O。
作为电荷产生层115，在电子注入层114上以DBT3P-II:MoO3的重量比为1:0.5且厚度为80nm的方式通过共蒸镀沉积DBT3P-II与MoO3。
作为空穴传输层119，在电荷产生层115上以20nm的厚度通过蒸镀沉积PCBBiF。
接着，作为发光层140，在空穴传输层119上以2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)的重量比为0.75：0.25：0.08且厚度为40nm的方式通过共蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II、PCBBiF及Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。注意，在发光层140中，2mDBTBPDBq-II及PCBBiF为主体材料，Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)为客体材料(磷光性化合物)。
接着，作为电子传输层118(1)，在发光层140上以25nm的厚度通过蒸镀沉积2mDBTBPDBq-II。
接着，作为电子传输层118(2)，在电子传输层118(1)上以10nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层130，在电子传输层118(2)上以NBPhen：Cu的重量比为1：0.2且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Cu。
作为电极102，在电子注入层130上以200nm的厚度通过蒸镀沉积铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱内使用有机EL用密封剂将衬底固定于形成有有机化合物的衬底上，由此密封发光元件67。密封方法与上述实施例相同。通过上述工序，得到比较发光元件67。
《发光元件68的制造》
发光元件68与上述比较发光元件67的制造的不同之处仅在于电子传输层113(2)及电子注入层114的形成工序，而其他工序都与比较发光元件67相同。
作为发光元件68的电子传输层113(2)，在电子传输层113(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层114，在电子传输层113(2)上以NBPhen：Cu的重量比为1：0.2且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Cu。
《发光元件69的制造》
发光元件69与上述比较发光元件67的制造的不同之处仅在于电子传输层113(2)、电子注入层114及电子注入层130的形成工序，而其他工序都与比较发光元件67相同。
作为发光元件69的电子传输层113(2)，在电子传输层113(1)上以15nm的厚度通过蒸镀沉积NBPhen。
作为电子注入层114，在电子传输层113(2)上以NBPhen：Mn的重量比为1：0.15且厚度为5nm的方式通过共蒸镀沉积NBPhen与Mn。
作为电子注入层130，在电子传输层113(2)上以1nm的厚度通过蒸镀沉积LiF。
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的比较发光元件67、发光元件68及发光元件69的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图102示出所制造的比较发光元件67、发光元件68及发光元件69的电流效率-亮度特性，图103示出电流-电压特性，图104示出外部量子效率-亮度特性。图105示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表59示出1000cd/m2附近的比较发光元件67、发光元件68及发光元件69的元件特性。
[表59]
如图104及表59所示，比较发光元件67、发光元件68及发光元件69都具有高发光效率，即外部量子效率超过40％。如图102所示，比较发光元件67、发光元件68及发光元件69具有高电流效率。
如图103所示，比较发光元件67、发光元件68及发光元件69具有良好的电流-电压特性，这示出在电子注入层114中作为具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料中的过渡金属，可以使用Cu或Mn。
如图105所示，比较发光元件67、发光元件68及发光元件69都是红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是618nm附近，半峰全宽都是53nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
<发光元件的可靠性评价>
接着，比较发光元件67及发光元件68进行驱动寿命测试。图106示出驱动寿命测试的测定结果。注意，在驱动寿命测试中，在将各发光元件的电流密度设定为25mA/cm2，且在电流密度为恒定的条件下使各发光元件连续驱动。
如图106所示，发光元件68的驱动寿命长于比较发光元件67。这示出在电子注入层114中包含有机化合物和过渡金属的复合材料的发光元件具有良好的可靠性。
[实施例19]
在本实施例中，对有机化合物和过渡金属的复合材料的薄膜的ESR测定结果进行说明。
<ESR测定用薄膜的制造>
以下示出ESR测定用薄膜的制造方法。
作为薄膜1，在石英衬底上以NBPhen：Ag的重量比为1：0.19且厚度为100nm的方式通过真空蒸镀沉积NBPhen与Ag。注意，以NBPhen：Ag的摩尔比为1：1的方式形成。
作为薄膜2，将NBPhen与Cu以NBPhen：Cu的重量比为1：0.11且厚度为100nm的方式形成。
作为薄膜3，将HATNA与Ag以HATNA：Ag的重量比为1：0.28且厚度为100nm的方式形成。
作为薄膜4，将HATNA与Cu以HATNA：Cu的重量比为1：0.17且厚度为100nm的方式形成。
作为薄膜5，将HATNA与Au以HATNA：Au的重量比为1：0.52且厚度为100nm的方式形成。
作为比较薄膜6，将NBPhen与Li以NBPhen：Li的重量比为1：0.015且厚度为100nm的方式形成。
作为比较薄膜7，将NBPhen与Li2O以NBPhen：Li2O的重量比为1：0.05且厚度为100nm的方式形成。
作为只包括有机化合物的比较薄膜8，在石英衬底上以100nm的厚度通过真空蒸镀沉积NBPhen。
在ESR的测定中使用电子自旋共振谱仪(日立高新技术公司制造，E500)。测定条件为如下条件。测定温度为室温(23℃)，9.2GHz的高频功率(微波功率)为1mW，磁场方向平行于薄膜表面。
图107示出薄膜1及比较薄膜8的ESR测定结果的一次微分曲线。如图107所示，在薄膜1中在g值为2.029附近观察到起因于由NBPhen与Ag的相互作用形成的SOMO的信号。另一方面，在比较薄膜8中观察不到信号。
表60示出从薄膜1至薄膜5及比较薄膜6至比较薄膜8的ESR测定结果算出的自旋密度。薄膜1至薄膜5、比较薄膜6及比较薄膜7的自旋密度为1×1017spins/cm3以上。由此可知，能够用于本发明的一个实施方式的薄膜1至薄膜5可以适合用于图3A及图3B的电子注入层130及电子注入层114。
[表60]
薄膜1及薄膜3的自旋密度各自为5×1017spins/cm3以下。由此可知，能够用于本发明的一个实施方式的薄膜1及薄膜3可以适合用于电荷产生层，并对串扰的抑制很有效。
[实施例20]
在本实施例中，示出本发明的一个实施方式的发光元件的发光元件70至发光元件73及比较发光元件74的制造实例。图70示出在本实施例中制造的发光元件的截面示意图。表61及表62示出元件结构的详细内容。注意，由于元件的制造工序与上述实施例相同，所以省略制造方法的详细内容。在本实施例中使用的化合物的结构及简称可以参照上述实施例。注意，发光元件70至发光元件73是作为在电子注入层4130中使用的具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料的过渡金属分别使用Cu、Au、Mn、Co的发光元件。比较发光元件74是在电子注入层4130中使用Li化合物的发光元件。
[表61]
[表62]
<发光元件的特性>
接着，对上述制造的发光元件70至发光元件73及比较发光元件74的元件特性进行测定。测定方法与上述实施例1相同。
图108示出所制造的发光元件70至发光元件73及比较发光元件74的电流效率-亮度特性，图109示出电流-电压特性，图110示出外部量子效率-亮度特性。图111示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光元件时的电致发射光谱。
表63示出1000cd/m2附近的发光元件70至发光元件73及比较发光元件74的元件特性。
[表63]
如图110及表63所示，发光元件70至发光元件73及比较发光元件74都具有高发光效率，即外部量子效率超过25％。如图108所示，发光元件70至发光元件73及比较发光元件74都具有高电流效率及高电力效率。此外，本发明的一个实施方式的发光元件70至发光元件73示出与在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件74相等的高效率。
如图108所示，发光元件70至发光元件73及比较发光元件74具有良好的电流-电压特性。本发明的一个实施方式的发光元件70至发光元件73的电子注入性比在电子注入层中使用一般使用的材料的Li2O的比较发光元件74相等。
如图111所示，发光元件70至发光元件73及比较发光元件74都示出红色发光，其中电致发射光谱的峰值波长都是618nm附近，半峰全宽都是53nm左右。从所得到的电致发射光谱可知上述发光来源于客体材料Ir(dmdppr-dmp)2(dpm)。
因此，作为在本发明的一个实施方式的发光元件的电子注入层4130中使用的具有非共用电子对的有机化合物和过渡金属的复合材料中的过渡金属，可以使用Au、Cu、Mn或Co。
符号说明
100：EL层，101：电极，101a：导电层，101b：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，105：EL层，106：发光单元，107：EL层，108：发光单元，110：EL层，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：缓冲层，118：电子传输层，119：空穴传输层，130：电子注入层，131：化合物，132：过渡金属，140：发光层，150：发光元件，152：发光元件，154：发光元件，160：电荷产生层，170：发光层，210：衬底，222B：区域，223：遮光层，224B：光学元件，250：发光元件，252：发光元件，411：衬底，431：导电层，432：半导体层，432p：半导体层，433a：导电层，433b：导电层，434：绝缘层，435：杂质半导体层，437：半导体层，484：绝缘层，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沟道型TFT，624：p沟道型TFT，633：电子传输层，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，2101：电极，2101a：导电层，2101b：导电层，2102：电极，2103：电极，2103a：导电层，2103b：导电层，2104：电极，2104a：导电层，2104b：导电层，2106：发光单元，2108：发光单元，2111：空穴注入层，2112：空穴传输层，2113：电子传输层，2115：电荷产生层，2116：空穴注入层，2117：空穴传输层，2118：电子传输层，2119：电子注入层，2130：电子注入层，2131：化合物，2140：发光层，2145：分隔壁，2170：发光层，2200：衬底，2220：衬底，2222B：区域，2222G：区域，2222R：区域，2223：遮光层，2224B：光学元件，2224G：光学元件，2224R：光学元件，2250a：发光元件，2250b：发光元件，2622B：区域，2622G：区域，2622R：区域，2631：空穴注入层，2632：空穴传输层，2633：电子传输层，2634：电子注入层，2635：电荷产生层，2637：空穴传输层，2638：电子传输层，2639：电子注入层，2642：电极，2644：发光层，2646：发光层，2650：衬底，2652：衬底，2661：电极，2662：电极，2663：电极，2664：电极，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，3631：空穴注入层，3632：空穴传输层，3633：电子传输层，3634：电子注入层，3635：电荷产生层，3637：空穴传输层，3638：电子传输层，3639：电子注入层，3641：电极，3642：电极，3644：发光层，3646：发光层，3650：衬底，3652：衬底，4100：EL层，4101：电极，4102：电极，4111：空穴注入层，4112：空穴传输层，4118：电子传输层，4135：电荷产生层，4130：电子注入层，4140：发光层，4210：衬底，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，9006：连接端子，9055：铰链，9200：便携式信息终端，9201：便携式信息终端，9202：便携式信息终端。
本申请基于2017年4月7日提交到日本专利局的日本专利申请No.2017-077059、2017年4月7日提交到日本专利局的日本专利申请No.2017-077061以及2017年6月9日提交到日本专利局的日本专利申请No.2017-114262，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (21)

1.一种发光元件，包括：
阳极与阴极之间的发光层，以及
所述发光层与所述阴极之间的第一层，
其中，所述第一层包含第一有机化合物及过渡金属，
所述第一有机化合物具有非共用电子对，
并且，所述第一有机化合物与所述过渡金属形成SOMO。
2.一种发光元件，包括：
阳极与阴极之间的第一发光单元及第二发光单元，
所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的第一层，
其中，所述第一层包含第一有机化合物及过渡金属，
所述第一有机化合物具有非共用电子对，
并且，所述第一有机化合物与所述过渡金属形成SOMO。
3.一种发光元件，包括：
阳极与阴极之间的第一发光单元及第二发光单元；以及
所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的第一层及电荷产生层，
其中，所述第一层与所述电荷产生层彼此接触，
所述第一层包含第一有机化合物及过渡金属，
所述第一有机化合物具有非共用电子对，
并且，所述第一有机化合物与所述过渡金属形成SOMO。
4.一种发光元件，包括：
阳极与阴极之间的发光层；以及
所述发光层与所述阴极之间的第一层，
其中，所述第一层包含第一有机化合物及过渡金属，
所述第一有机化合物具有非共用电子对，
并且，包括所述第一层的膜的自旋密度为1×1016spins/cm3以上。
5.一种发光元件，包括：
阳极与阴极之间的第一发光单元及第二发光单元；以及
所述第一发光单元与所述第二发光单元之间的第一层，
其中，所述第一层包括第一有机化合物及过渡金属，
所述第一有机化合物具有非共用电子对，
并且，包括所述第一层的膜的自旋密度为1×1016spins/cm3以上且5×1017spins/cm3以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述过渡金属是属于周期表中的第5族、第7族、第9族或第11族的金属。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述过渡金属是属于周期表中的第11族的金属。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述过渡金属是Ag。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物具有缺电子型芳杂环。
10.根据权利要求9所述的发光元件，
其中所述缺电子型芳杂环具有吡啶环、二嗪环和三嗪环中的至少一个。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物具有25至100个碳原子。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物不包含1，10-菲咯啉骨架。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物的LUMO能级为-3.6eV以上且-2.3eV以下。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的发光元件，还包括所述阴极与所述第一层之间的第二层，
其中所述第二层包含具有缺电子型芳杂环的第二有机化合物。
15.根据权利要求14所述的发光元件，
其中所述第二有机化合物的LUMO能级比所述SOMO的能级低。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中不包含碱金属及碱土金属。
17.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一层中的所述过渡金属与所述第一有机化合物的摩尔比为0.2以上且0.8以下。
18.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述阴极包含与所述过渡金属相同的金属。
19.一种显示装置，包括：
权利要求1至5中任一项所述的发光元件；以及
滤色片和晶体管中的至少一个。
20.一种电子设备，包括：
权利要求19所述的显示装置；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
21.一种照明装置，包括：
权利要求1至5中任一项所述的发光元件；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
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Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111480245A (zh) * 2017-12-22 2020-07-31 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
CN110164854B (zh) * 2018-07-25 2021-01-22 友达光电股份有限公司 照明装置
CN109065740A (zh) * 2018-08-10 2018-12-21 京东方科技集团股份有限公司 Oled显示基板及其制作方法、显示装置
JPWO2020217128A1 (zh) * 2019-04-26 2020-10-29
TW202105790A (zh) * 2019-05-17 2021-02-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、電子機器及照明裝置
KR20200143042A (ko) * 2019-06-14 2020-12-23 엘지디스플레이 주식회사 발광소자 및 조명장치
KR102500996B1 (ko) * 2019-07-12 2023-02-20 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 패널
TW202240886A (zh) 2020-12-04 2022-10-16 日商半導體能源研究所股份有限公司 顯示面板、資料處理裝置及用於製造顯示面板之方法
CN112713175B (zh) * 2020-12-14 2022-11-22 合肥维信诺科技有限公司 一种显示面板及显示装置
KR20230156093A (ko) * 2021-03-12 2023-11-13 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치, 전자 기기
CN113299697B (zh) * 2021-05-07 2022-12-06 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板
KR20240014057A (ko) * 2021-05-27 2024-01-31 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치, 표시 모듈, 및 전자 기기
JPWO2023012565A1 (zh) * 2021-08-05 2023-02-09
KR20230148108A (ko) 2022-04-15 2023-10-24 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 디바이스 및 그 제작 방법
US20230348477A1 (en) 2022-04-29 2023-11-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic compound, light-emitting device, light-emitting apparatus, and electronic device
US20240008352A1 (en) 2022-07-04 2024-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Fabrication method of light-emitting device
US20240065016A1 (en) 2022-08-09 2024-02-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834894A (en) * 1995-09-14 1998-11-10 Casio Computer Co., Ltd. Carrier injection type organic electro-luminescent device which emits light in response to an application of a voltage
US20020055015A1 (en) * 2000-09-20 2002-05-09 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
JP2005502166A (ja) * 2001-08-29 2005-01-20 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシテイ 金属錯体を含むキャリア輸送層を有する有機発光デバイス
CN1578558A (zh) * 2003-06-13 2005-02-09 株式会社半导体能源研究所 用于发光元件的电子注入成分、发光元件及发光器件
US20050098207A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Junji Kido Organic devices, organic electroluminescent devices, organic solar cells, organic FET structures and production method of organic devices
CN1703937A (zh) * 2002-10-09 2005-11-30 出光兴产株式会社 有机电致发光的器件
US20060263629A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Xerox Corporation Intermediate electrodes for stacked OLEDs
CN101253185A (zh) * 2005-08-05 2008-08-27 出光兴产株式会社 过渡金属配位化合物及使用该化合物的有机电致发光元件
CN101272645A (zh) * 2002-08-27 2008-09-24 富士胶片株式会社 有机金属配位化合物、有机el元件及有机el显示器
KR20090050369A (ko) * 2007-11-15 2009-05-20 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자
CN101752512A (zh) * 2008-12-01 2010-06-23 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、照明装置以及电子设备
US20110048538A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 National Taiwan University Suspension or Solution for Organic Optoelectronic Device, Making Method thereof, and Applications
TW201508970A (zh) * 2013-08-09 2015-03-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件、顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子裝置、及照明裝置
CN105226193A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 潘才法 一种包含有稠环化合物和金属有机配合物的电致发光器件
US20170033286A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Cambridge Display Technology Limited Method of doping an organic semiconuctor and doping composition

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312196A (ja) 1996-05-23 1997-12-02 Casio Comput Co Ltd 電界発光素子
JP4729154B2 (ja) 1999-09-29 2011-07-20 淳二 城戸 有機エレクトロルミネッセント素子、有機エレクトロルミネッセント素子群及びその発光スペクトルの制御方法
JP2002100482A (ja) 2000-09-20 2002-04-05 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子
JP2002100478A (ja) 2000-09-20 2002-04-05 Mitsubishi Chemicals Corp 有機電界発光素子及びその製造方法
US7288887B2 (en) 2001-03-08 2007-10-30 Lg.Philips Lcd Co. Ltd. Devices with multiple organic-metal mixed layers
US6841932B2 (en) 2001-03-08 2005-01-11 Xerox Corporation Display devices with organic-metal mixed layer
AU2002329813A1 (en) 2001-08-29 2003-03-18 The Trustees Of Princeton University Organic light emitting devices having carrier blocking layers comprising metal complexes
CN100439469C (zh) 2002-08-27 2008-12-03 富士胶片株式会社 有机金属配位化合物、有机el元件及有机el显示器
JP4637510B2 (ja) * 2003-06-13 2011-02-23 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子および発光装置
EP1487029B1 (en) 2003-06-13 2011-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electron injection composition for organic light emitting element
JP4622357B2 (ja) 2004-07-16 2011-02-02 セイコーエプソン株式会社 有機ｅｌ装置および電子機器
EP1705727B1 (de) 2005-03-15 2007-12-26 Novaled AG Lichtemittierendes Bauelement
US20100219397A1 (en) 2005-08-05 2010-09-02 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Transition metal complex compound and organic electroluminescent device using same
WO2008147110A2 (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Cheil Industries Inc. Material for organic electro-optical device having fluorene derivative compound and organic electro-optical device including the same
JP2010205650A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Fujifilm Corp 有機ｅｌ表示装置
JP6023461B2 (ja) 2011-05-13 2016-11-09 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置
TWI727297B (zh) 2011-08-25 2021-05-11 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件，發光裝置，電子裝置，照明裝置以及新穎有機化合物
US10439156B2 (en) 2013-05-17 2019-10-08 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, display device, lighting device, and electronic device
JP6488082B2 (ja) 2013-12-02 2019-03-20 株式会社半導体エネルギー研究所 発光装置、電子機器、および照明装置
WO2016020801A1 (en) 2014-08-08 2016-02-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP6697299B2 (ja) 2015-04-01 2020-05-20 株式会社半導体エネルギー研究所 有機金属錯体、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
JP6503277B2 (ja) 2015-10-13 2019-04-17 東洋電機製造株式会社 制御器および交流電動機駆動装置
JP2017077059A (ja) 2015-10-13 2017-04-20 中国電力株式会社 通知システム
JP2017114262A (ja) 2015-12-24 2017-06-29 日本プラスト株式会社 エアバッグ装置のカバー体
CN107464885B (zh) 2016-06-06 2019-01-18 清华大学 一种有机电致发光器件
JP2019204805A (ja) * 2016-08-10 2019-11-28 出光興産株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、及び電子機器

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834894A (en) * 1995-09-14 1998-11-10 Casio Computer Co., Ltd. Carrier injection type organic electro-luminescent device which emits light in response to an application of a voltage
US20020055015A1 (en) * 2000-09-20 2002-05-09 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescent device
JP2005502166A (ja) * 2001-08-29 2005-01-20 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシテイ 金属錯体を含むキャリア輸送層を有する有機発光デバイス
CN101272645A (zh) * 2002-08-27 2008-09-24 富士胶片株式会社 有机金属配位化合物、有机el元件及有机el显示器
CN1703937A (zh) * 2002-10-09 2005-11-30 出光兴产株式会社 有机电致发光的器件
CN1578558A (zh) * 2003-06-13 2005-02-09 株式会社半导体能源研究所 用于发光元件的电子注入成分、发光元件及发光器件
US20050098207A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Junji Kido Organic devices, organic electroluminescent devices, organic solar cells, organic FET structures and production method of organic devices
US20060263629A1 (en) * 2005-05-20 2006-11-23 Xerox Corporation Intermediate electrodes for stacked OLEDs
CN101253185A (zh) * 2005-08-05 2008-08-27 出光兴产株式会社 过渡金属配位化合物及使用该化合物的有机电致发光元件
KR20090050369A (ko) * 2007-11-15 2009-05-20 삼성모바일디스플레이주식회사 유기 발광 소자
CN101752512A (zh) * 2008-12-01 2010-06-23 株式会社半导体能源研究所 发光元件、发光装置、照明装置以及电子设备
US20130228766A1 (en) * 2008-12-01 2013-09-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic device
US20110048538A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-03 National Taiwan University Suspension or Solution for Organic Optoelectronic Device, Making Method thereof, and Applications
TW201508970A (zh) * 2013-08-09 2015-03-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件、顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子裝置、及照明裝置
CN105226193A (zh) * 2014-06-26 2016-01-06 潘才法 一种包含有稠环化合物和金属有机配合物的电致发光器件
US20170033286A1 (en) * 2015-07-31 2017-02-02 Cambridge Display Technology Limited Method of doping an organic semiconuctor and doping composition

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