CN111183709A - 发光元件、发光装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种光提取效率高的发光元件。在一对电极之间包括发光层的发光元件中，在发光层和阳极之间或在发光层和阴极之间包括含有有机化合物及无机化合物的低折射率层，从发光层提取的光的波长下的低折射率层的折射率为1.80以下。

Description

发光元件、发光装置、电子设备及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种新颖的发光元件。另外，本发明的一个方式涉及一种在一对电极之间包括低折射率层的发光元件。另外，本发明的一个方式涉及一种包括该发光元件的发光装置、电子设备及照明装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本发明的一个方式涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组成物(composition of matter)。尤其是，本发明的一个方式涉及一种半导体装置、发光装置、显示装置、照明装置、发光元件以及它们的制造方法。
背景技术
利用使用有机化合物的电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件(有机EL元件)的实用化得到发展。在该发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含有机化合物的半导体层。
这种发光元件件的重量轻，且具有柔性及高设计性。由于具有能够采用涂敷工序等的各种优点，因此对这种发光元件的研究开发日益火热。尤其是，发光元件是自发光型元件，当将其用于显示器的像素时，有可见度高、不需要背光等优点，所以是作为平板显示器元件优选的。
这种发光元件中主要形成有将有机化合物形成为薄膜状的有机半导体层，有机化合物及层结构给发光元件带来很大的影响，所以有机化合物和层结构的选择是重要的。并且，在发光元件中，光提取效率较高的结构是重要的。
为了提高有机EL元件的光提取效率，已提出了各种方法。例如，在专利文献1中，通过在电极及EL层的一部分中制造凹凸形状，光提取效率得到提高。另外，在专利文献2中，通过在电极的外侧设置低折射率层及高折射率层，提高光提取效率。
另外，作为有机EL元件的常见问题之一，可以举出光提取效率很低。尤其是，因折射率的不同而发生的反射所导致的衰减是降低元件的效率的重大原因，因此，为了降低该影响，已提出了在EL层中形成由低折射率材料构成的层的结构(例如，参照非专利文献1)。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2013-33706号公报
[专利文献2]日本专利申请公开第2008-270225号公报
[非专利文献1]J.-J.Kim，Adv，Mater.28，4920(2016)
发明内容
发明所要解决的技术问题
如上所述，作为提高发光元件的光提取效率的方法，已知在发光元件中设置低折射率层的方法。但是，可用于低折射率层的材料大多是载流子传输性低的材料，有在将低折射率层设置在一对电极之间时发光元件的载流子传输性被阻碍的问题。另外，当在电极的外侧设置低折射率层时，有制造工艺变复杂的问题。于是，被要求可以简单地制造且可以提高光提取效率的层结构的开发。
鉴于上述问题，本发明的一个方式的目的之一是提供一种光提取效率高的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种包括低折射率层的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种驱动电压低的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种功耗得到减少的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种可靠性高的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种发光效率高的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的电子设备。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的照明装置。
注意，上述目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不一定需要实现所有上述目的。上述目的以外的目的可以从说明书等的记载得知并衍生。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式是一种发光元件，该发光元件包括第一电极、第二电极、发光层以及有机层，在第一电极和第二电极之间包括发光层及第一层，第二电极设置在第一电极和有机层之间，有机层与第二电极接触地设置，第一电极具有反射光的功能，第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，从发光层得到峰波长λ的发光，第一层设置在离发光层的第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离发光层的第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，第一层的折射率为1.80以下。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括第一电极、第二电极、发光层以及有机层，在第一电极和第二电极之间包括发光层及第一层，第二电极设置在第一电极和有机层之间，有机层与第二电极接触地设置，第一电极具有反射光的功能，第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，从发光层得到峰波长λ的发光，第一层设置在离发光层的第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离发光层的第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，第一层包含第一有机化合物，第一有机化合物的折射率为1.80以下。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括第一电极、第二电极、第三电极、发光层以及有机层，在第一电极和第二电极之间包括发光层及第一层，第二电极设置在第一电极和有机层之间，有机层与第二电极接触地设置，第一电极与第三电极接触，第一电极具有反射光的功能，第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，从发光层得到峰波长λ的发光，第一层设置在离发光层的第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离发光层的第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，从发光层的第一电极一侧界面和第二电极一侧界面中的任一个到第三电极的光学距离在λ/4±50nm的范围内，从发光层的第一电极一侧界面和第二电极一侧界面中的任一个到第一电极的光学距离在3λ/4±50nm的范围内，第一层的折射率为1.80以下。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括第一电极、第二电极、第三电极、发光层以及有机层，在第一电极和第二电极之间包括发光层及第一层，第二电极设置在第一电极和有机层之间，有机层与第二电极接触地设置，第一电极与第三电极接触，第一电极具有反射光的功能，第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，从发光层得到峰波长λ的发光，第一层设置在离发光层的第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离发光层的第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，从发光层的第一电极一侧界面和第二电极一侧界面中的任一个到第三电极的光学距离在λ/4±50nm的范围内，从发光层的第一电极一侧界面和第二电极一侧界面中的任一个到第一电极的光学距离在3λ/4±50nm的范围内，第一层包含第一有机化合物，第一有机化合物的折射率为1.80以下。
在上述结构中，第一层的厚度优选为5nm以上。
另外，在上述结构中，优选的是，第一电极是阳极，第二电极是阴极。
另外，在上述结构中，第一层的折射率优选比第三电极的折射率低。
另外，在上述结构中，第三电极优选具有光透射性。
另外，在上述结构中，第一有机化合物优选具有电子供给性。
另外，在上述结构中，第一层的折射率优选比发光层的折射率低。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括阳极、阴极及EL层，上述EL层位于阳极和阴极之间，EL层包含有机化合物及无机化合物，无机化合物的至少一部分以微晶状态存在。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层包括发光层，以微晶状态存在的无机化合物存在于发光层和阴极之间。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层包括电子传输层，电子传输层位于发光层和阴极之间，以微晶状态存在的无机化合物存在于电子传输层中。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，以微晶状态存在的化合物与上述阴极接触。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括阳极、阴极及EL层，EL层位于阳极和阴极之间，EL层在发光层和阴极之间包括含有有机化合物及无机化合物的低折射率层。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，从发光层提取的光的波长下的低折射率层的折射率是1.70以下。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层还包括电子传输层，电子传输层位于发光层和阴极之间，低折射率层的至少一部分起到电子传输层的作用。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，低折射率层为电子传输层。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层在发光层和阳极之间包括第二低折射率层。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层在发光层和阳极之间包括含有第一物质、第二物质及第三物质的低折射率层，第一物质是含有氟的化合物，第二物质是具有空穴传输性的有机化合物，第三物质是对第二物质呈现电子接收性的物质。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第一物质是碱金属的氟化物、碱土金属的氟化物或氟化烷基。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第一物质是碱土金属的氟化物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第一物质是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第三物质是过渡金属氧化物、属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物和具有吸电子基的有机化合物中的任一个或多个。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第三物质是选自钛氧化物、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、银氧化物、7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷、四氯苯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯、1，3，4，5，7，8-六氟四氰-萘醌二甲烷、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]中的一种或多种。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第三物质是钼氧化物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第二物质是富π电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第二物质的HOMO能级是-5.7eV以上。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第二物质的HOMO能级是-5.5eV以上。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，低折射率层的折射率是1.70以下。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层在发光层与低折射率层之间包括空穴传输层，空穴传输层包含具有空穴传输性的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层包括与阳极接触的空穴注入层，空穴注入层包括第一空穴注入层及第二空穴注入层，第一空穴注入层位于第二空穴注入层和阳极之间，第一空穴注入层是低折射率层，第二空穴注入层包含第四物质及第五物质，第四物质是具有空穴传输性的有机化合物，第五物质是对第四物质呈现受体性的物质。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，第五物质与第三物质相同。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括阳极、阴极及EL层，EL层位于阳极和阴极之间，EL层包含有机化合物及无机化合物，无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物，在利用能量分散型X射线分析对EL层进行分析时，存在氟的原子数比氮的原子数多的部分。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，氟的原子数为氮的原子数的3倍以上。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层包括发光层，氟的原子数比氮的原子数多的部分存在于发光层和阴极之间。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，EL层还包括电子传输层，电子传输层位于发光层和阴极之间，氟的原子数比氮的原子数多的部分存在于电子传输层中。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光元件，该发光元件包括阳极、阴极及EL层，EL层位于阳极和阴极之间，EL层包括发光层及电子传输层，电子传输层位于发光层和阴极之间，电子传输层包含有机化合物及无机化合物，无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物，电子传输层中的无机化合物的浓度为50vol％以上。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，电子传输层中的无机化合物的浓度为50vol％以上且小于95vol％。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，有机化合物是具有电子传输性的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，有机化合物是缺π电子型杂芳族。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，有机化合物是具有联吡啶骨架的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，有机化合物是具有菲罗啉骨架的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，上述有机化合物是2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的发光元件，其中，无机化合物是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
另外，本发明的其他一个方式是一种电子设备，该电子设备包括上述发光元件、以及传感器、操作按钮、扬声器或麦克风。
另外，本发明的其他一个方式是一种发光装置，该发光装置包括上述发光元件、以及晶体管或衬底。
另外，本发明的其他一个方式是一种照明装置，该照明装置包括上述发光元件及外壳。
另外，本发明的其他一个方式是一种材料，该材料包含晶化的碱金属的盐或晶化的碱土金属的盐、以及有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种材料，该材料包含晶化的碱金属的氟化物或晶化的碱土金属的氟化物、以及有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的材料，其中，有机化合物是具有联吡啶骨架的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的材料，其中，有机化合物是具有菲罗啉骨架的有机化合物。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的材料，其中，有机化合物是2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
另外，本发明的其他一个方式是一种具有上述结构的材料，其中，晶化的碱金属的氟化物或晶化的碱土金属的氟化物是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
另外，本发明的其他一个方式是一种包含上述材料的发光元件用材料。
另外，本发明的其他一个方式是一种包含上述材料的膜。
另外，本发明的其他一个方式是一种包括由上述材料构成的层的发光元件。
另外，本发明的其他一个方式是一种电子设备，该电子设备包括：具有上述结构的发光元件；以及外壳和触摸传感器中的至少一个。另外，本发明的其他一个方式是一种照明装置，该照明装置包括：具有上述各结构的发光元件；以及外壳、连接端子和保护罩中的至少一个。另外，本发明的一个方式在其范畴内不仅包括具有发光元件的发光装置，还包括具有发光装置的电子设备。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示装置或光源(包括照明装置)。另外，如下显示模块也是本发明的一个方式：发光元件安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)的显示模块；在TCP端部中设置有印刷线路板的显示模块；或者IC(集成电路)通过COG(Chip OnGlass：玻璃上芯片)方式直接安装到发光元件的显示模块。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种光提取效率高的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种包括低折射率层的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种驱动电压低的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗得到减少的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种发光效率高的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的电子设备的发光元件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的半导体装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不一定需要具有所有上述效果。注意，上述效果以外的效果可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并衍生。
附图简要说明
[图1]本发明的一个方式的发光元件的截面示意图以及说明光程长的图。
[图2]本发明的一个方式的发光元件的截面示意图以及说明光程长的图。
[图3]本发明的一个方式的发光元件的截面示意图以及说明光程长的图。
[图4]本发明的一个方式的发光元件的截面示意图以及说明发光层的能级的相关的图。
[图5]本发明的一个方式的发光元件的截面示意图以及说明发光层的能级的相关的图。
[图6]根据本发明的一个方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图7]根据本发明的一个方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图8]根据本发明的一个方式的有源矩阵型发光装置的示意图。
[图9]根据本发明的一个方式的电子设备的示意图。
[图10]根据本发明的一个方式的电子设备的示意图。
[图11]示出根据本发明的一个方式的照明装置的图。
[图12]示出根据本发明的一个方式的照明装置的图。
[图13]说明根据实施例的折射率的图。
[图14]说明根据实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
[图15]说明根据实施例的发光元件的电流密度-电压特性的图。
[图16]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图17]说明根据实施例的发射光谱的图。
[图18]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率与峰波长的关系的图。
[图19]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率与峰波长的关系的图。
[图20]说明根据实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
[图21]说明根据实施例的发光元件的电流密度-电压特性的图。
[图22]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图23]说明根据实施例的发射光谱的图。
[图24]说明根据实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
[图25]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图26]说明根据实施例的发射光谱的图。
[图27]说明根据实施例的发光元件的电流效率-亮度特性的图。
[图28]说明根据实施例的发光元件的电流密度-电压特性的图。
[图29]说明根据实施例的发光元件的外部量子效率-亮度特性的图。
[图30]说明根据实施例的发射光谱的图。
[图31]说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
[图32]说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
[图33]说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
[图34]说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
[图35]本发明的一个方式的发光元件的示意图。
[图36]示出含有BPhen及氟化锂的膜的折射率的图。
[图37]示出LiF比例与外部量子效率的关系的图。
[图38]示出3V时的LiF比例与电流的关系的图。
[图39]示出EDX能谱数据的图。
[图40]BPhen及LiF的混合膜的选区电子衍射分析的结果。
[图41]BPhen及CaF2的混合膜的选区电子衍射分析的结果。
[图42]BPhen及CaF2的混合膜的高倍率TEM图像。
[图43]BPhen及LiF的混合膜的IR测量结果。
[图44]BPhen及LiF的混合膜的混合比与吸光度的关系。
[图45]根据本发明的一个方式的发光元件的示意图。
[图46]根据本发明的一个方式的无源矩阵型发光装置的示意图。
[图47]示出根据本发明的一个方式的照明装置的图。
[图48]示出根据本发明的一个方式的电子设备的图。
[图49]示出根据本发明的一个方式的电子设备的图。
[图50]示出根据本发明的一个方式的照明装置的图。
[图51]示出根据本发明的一个方式的照明装置的图。
[图52]示出根据本发明的一个方式的车载显示装置及照明装置的图。
[图53]示出根据本发明的一个方式的电子设备的图。
[图54]示出根据本发明的一个方式的电子设备的图。
[图55]示出根据实施例的发光元件22至发光元件29的亮度-电流密度特性的图。
[图56]示出根据实施例的发光元件22至发光元件29的电流效率-亮度特性的图。
[图57]示出根据实施例的发光元件22至发光元件29的亮度-电压特性的图。
[图58]示出根据实施例的发光元件22至发光元件29的电流-电压特性的图。
[图59]示出根据实施例的发光元件22至发光元件29的外部量子效率-亮度特性的图。
[图60]示出根据实施例的发光元件22至发光元件26的发射光谱的图。
[图61]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的亮度-电流密度特性的图。
[图62]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的电流效率-亮度特性的图。
[图63]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的亮度-电压特性的图。
[图64]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的电流-电压特性的图。
[图65]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的外部量子效率-亮度特性的图。
[图66]示出根据实施例的发光元件30至发光元件36的发射光谱的图。
[图67]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的亮度-电流密度特性的图。
[图68]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的电流效率-亮度特性的图。
[图69]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的亮度-电压特性的图。
[图70]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的电流-电压特性的图。
[图71]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的外部量子效率-亮度特性的图。
[图72]示出根据实施例的发光元件37至发光元件44的发射光谱的图。
[图73]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的亮度-电流密度特性的图。
[图74]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的电流效率-亮度特性的图。
[图75]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的亮度-电压特性的图。
[图76]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的电流-电压特性的图。
[图77]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的外部量子效率-亮度特性的图。
[图78]示出根据实施例的发光元件45至发光元件48的发射光谱的图。
[图79]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的亮度-电流密度特性的图。
[图80]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的电流效率-亮度特性的图。
[图81]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的亮度-电压特性的图。
[图82]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的电流-电压特性的图。
[图83]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的外部量子效率-亮度特性的图。
[图84]示出根据实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的发射光谱的图。
[图85]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的亮度-电流密度特性的图。
[图86]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的电流效率-亮度特性的图。
[图87]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的亮度-电压特性的图。
[图88]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的电流-电压特性的图。
[图89]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的外部量子效率-亮度特性的图。
[图90]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的发射光谱的图。
[图91]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的视角依赖性的图。
[图92]示出根据实施例的发光元件53至发光元件56的归一化亮度-时间变化特性的图。
[图93]示出根据实施例的发光元件57的外部量子效率-亮度特性的图。
[图94]说明根据实施例的ESR测量结果的图。
[图95]说明根据实施例的吸光度测量结果的图。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明，其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
另外，为了便于理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、尺寸及范围等并不表示其实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、尺寸、范围等。
此外，在本说明书等中，为了方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其有时并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地置换为“第二”或“第三”等而进行说明。此外，本说明书等中所记载的序数词与用于指定本发明的一个方式的序数词有时不一致。
注意，在本说明书等中，当利用附图说明发明的构成要素时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
另外，在本说明书等中，可以将“膜”和“层”相互调换。例如，有时可以将“导电层”换称为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”换称为“绝缘层”。
此外，作为折射率n，有常光线的折射率的n Ordinary、异常光线的折射率的nExtra-ordinary以及两者的平均值的n average。在本说明书中，当简单地记载为“折射率”时，在不进行各向异性分析的情况下可以将“折射率”看作n average，在进行各向异性分析的情况下可以将“折射率”看作n Ordinary。另外，各向异性是指n Ordinary与n Extra-ordinary之差。注意，n Ordinary的2倍的值与n Extra-ordinary的值之和除以3的值为naverage。
另外，在本说明书等中，室温是指0℃以上且40℃以下的范围的温度。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1说明本发明的一个方式的发光元件。
图1A是本发明的一个方式的发光元件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)，并包括设置在该一对电极之间的EL层100。EL层100至少包括发光层130及低折射率层160。另外，在与EL层相反一侧以与电极102接触的方式包括盖层145。
在图1A中，低折射率层160设置在发光层130和电极101之间，但是发光元件150的结构不局限于此。如图1B所示的发光元件152那样，低折射率层160也可以设置在发光层130和电极102之间。
低折射率层160的折射率优选为1.80以下，更优选为1.75以下，进一步优选为1.70以下。
另外，优选的是，如图2A所示的发光元件154那样，EL层100包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119等功能层，空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118和电子注入层119中的至少一个兼有低折射率层160的特性。图2A示出空穴注入层111兼有低折射率层160的特性的结构，图2B示出电子注入层119兼有低折射率层160的特性的结构。
注意，在本实施方式中，以电极101为具有反射光的功能的电极且以电极102为具有反射光的功能及透射光的功能的电极而进行说明，但是发光元件150的结构不局限于此。就是说，也可以以电极101为具有反射光的功能及透射光的功能的电极且以电极102具有反射光的功能的电极。
注意，虽然在本实施方式中以一对电极中的电极101为阳极且以电极102为阴极来进行说明，但是发光元件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以以电极101为阴极且以电极102为阳极，倒序地层叠该电极之间的各层。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130、电子传输层118及电子注入层119即可。
另外，虽然在本实施方式中以图1A、图1B、图2A和图2B中的箭头方向，即电极102(阴极)一侧为光提取一侧来进行说明，但是发光元件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以以电极101(阳极)一侧为光提取一侧，又可以从电极101和电极102的双方提取光。在以电极101为光提取一侧时，优选在与EL层相反一侧以与电极101接触的方式形成盖层145。在从电极101和电极102的双方提取光时，优选以分别与电极101及电极102接触的方式形成各盖层145。
注意，EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，只要包括发光层130即可，而可以包括或不包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119。此外，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：降低空穴或电子的注入势垒的功能；提高空穴或电子的传输性的功能；阻碍空穴或电子的传输性的功能；抑制电极所引起的猝灭现象的功能；或者抑制激子扩散的功能等。功能层可以是单层也可以是层叠有多个层的结构。
《微腔结构》
另外，在本发明的一个方式的发光元件中，电极101具有反射光的功能，电极102具有反射光的功能及透射光的功能。因此，通过使电极101、电极102及EL层100具有光学微腔谐振器(微腔结构)结构，从包含在EL层100中的发光层130得到的发光在两个电极之间被谐振，可以加强电极102所发射的光。
具体地说，优选以如下方式进行调节：相对于从发光层130获得的光的峰波长λ，电极101与电极102的电极间距离为mλ/2(m为自然数)左右。另外，该电极间距离优选在理想距离(mλ/2)的±50nm的范围内，更优选在±20nm的范围内。通过采用该结构，可以高效地得到微腔结构的效果。
另外，为了使从发光层130得到的所希望的光(峰波长：λ)放大，优选将从电极101到发光层中的得到所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从电极102到发光层130的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(注意，m’为自然数)左右。另外，该光学距离优选在理想距离(2m’-1)λ/4的±50nm的范围内，更优选在±20nm的范围内。通过采用该结构，可以高效地得到微腔结构的效果。注意，在本说明书中，发光区域是指发光层130中的空穴与电子的复合区域。在图1A中，示出发光区域存在于发光层130的中央附近的情况。
通过进行上述光学调整，可以使从发光层130得到的特定的单色光的光谱变窄，由此获得色纯度良好的发光。
为了从上述发光元件150高效地得到发光，发光元件150优选具有良好的光提取效率。在此，已知，通过在具有反射光的功能的层和EL层之间设置低折射率层，光提取效率得到提高。但是，可用于低折射率层的材料大多是导电性低的材料，在将该材料用于EL层的情况下，导电性有可能被阻碍，因此设置在与电极101及EL层相反一侧。在采用该结构的情况下，有制造工序数变复杂而制造成本变高等问题。
在此，本发明者等发现，在一对电极(电极101和电极102)之间包括发光层130及低折射率层160且将从发光层130得到的发光的峰波长表示为λ时，如图2所示，在离发光层130的光学距离为0nm以上且λ/2以内的区域设置低折射率层160，以与作为光提取一侧的电极102接触的方式设置盖层145，由此可以以简单的制造工序提供一种光提取效率得到提高的发光元件。
通过在离发光层130的光学距离为0nm以上且λ/2以内的区域设置低折射率层160，可以高效地得到利用微腔结构的光提取效果以及低折射率层160的导入所引起的光提取效果，所以是优选的。另外，通过在EL层100中设置低折射率层160，可以抑制在电极101、电极102或后述的电极103附近产生的倏逝模式引起的光衰减。另外，在采用该结构的情况下，没有EL层100的厚度的增加，因此可以降低驱动电压。另外，在采用该结构的情况下，可以缩小从发光层到具有反射光的功能的电极101的光学距离，因此可以抑制波导模式所导致的从发光层得到的光的损失。另外，更优选在离发光层130的光学距离为λ/4以内的区域设置低折射率层160。
另外，优选的是，如图2A所示，低折射率层160设置在阳极和发光层130之间，发光层130的阳极一侧的界面和低折射率层160的发光层130一侧的界面的光学距离为0nm以上且为λ/2以内。更优选的是，该光学距离为0nm以上且为λ/4以内。通过采用该结构，可以容易进行光学设计(EL层100所包括的各层的厚度的设计)。
另外，优选的是，如图2B所示的发光元件156那样，低折射率层160设置在阴极和发光层130之间，发光层130的阴极一侧的界面和低折射率层160的发光层130一侧的界面的光学距离为0nm以上且为λ/2以内。更优选的是，该光学距离为0nm以上且为λ/4以内。通过采用该结构，可以容易进行光学设计。
另外，该低折射率层160的折射率优选为1.80以下。更优选为1.75以下，进一步优选为1.70以下。通过采用该结构，可以提供一种光提取效率高的发光元件。
另外，该低折射率层160的折射率优选比发光层130的折射率低。通过采用该结构，可以抑制波导模式所导致的衰减，因此可以提高光提取效率。
另外，空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118和电子注入层119中的至少一个的折射率优选低。换言之，在本发明的一个方式的发光元件中，空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118和电子注入层119中的至少一个兼有低折射率层160的功能。通过采用该结构，在保持现有的发光元件的制造工序数的状态下，可以将低折射率层160导入EL层100中，因此可以简单地提供光提取效率高的发光元件。
另外，当空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118和电子注入层119中的至少一个兼有低折射率层160的功能时，具有折射率层160的功能的层的厚度优选为5nm以上。通过采用该结构，在保持本来的层的功能(在是空穴注入层111的情况下，是指空穴注入性)的状态下，可以形成具有低折射率层的功能的层。
另外，在与EL层100相反一侧以与光提取一侧的电极接触的方式设置盖层145，可以提高光提取效率。在发光元件150中，通过以与电极102接触的方式设置盖层145，可以降低电极102与空气界面的折射率差，可以提高光提取效率。厚度优选为5nm以上且120nm以下。更优选为30nm以上且90nm以下。通过采用该结构，可以实现膜质良好的盖层145。另外，盖层优选利用具有导电性的材料，例如是ITO。需要减小如电极102那样的具有反射光的功能及透射光的功能的电极的厚度，因此有时膜质不十分而导致导电性的降低。在此，通过将具有导电性的材料用于盖层145，可以在提高光提取效率的同时确保导电性且提高发光元件的制造良率。另外，可以将有机化合物适当地用于盖层145。尤其是，可以适当地使用可见光区域的吸收较少的有机化合物。另外，因为可以将用于EL层100的有机化合物用作盖层145，所以可以在形成EL层100的沉积装置或沉积室中形成盖层145，因此可以简单地形成盖层145。
另外，优选的是，如图3所示的发光元件158那样，以与电极101及EL层100接触的方式导入电极103。电极101具有反射光的功能，有时为了该功能将Ag或Cu等其表面容易起反应的材料用于电极101。因此，通过在电极101的制造工序中或制造之后将其暴露于大气，其表面有可能变质。通过在电极101上制造电极103，可以抑制该变质。在此，电极103优选为透明电极，更优选包含铟(In)及锡(Sn)。例如，可以适当地使用ITO或后述的ITSO。并且，作为折射率高的电极采用氧化钛也是适当的。
在本发明的一个方式的发光元件中，在发光层130和第三电极103之间包括低折射率层。在此，当第三电极的折射率比与第三电极接触的层(图3中的空穴注入层111)的折射率高时，在发光层所发射的光在接触于第三电极的层的界面反射的情况下，该反射为固定端反射，因此，与发光层所发射的光的相位相比，反射光的相位以π的部分偏移。因此，为了在电极103和电极102之间形成微腔结构而提高光提取效率，发光层130和电极103的光学距离优选在λ/4±50nm的范围内。通过采用该结构，发光层所发射的光和由电极103反射的光可以互补增强。另外，发光层130和电极103的光学距离优选在理想的厚度(λ/4)±50nm的范围内，更优选在±20nm的范围内。通过采用该结构，可以高效地得到微腔结构的效果。
因此，当接触于第三电极103的空穴注入层111兼有低折射率层160的功能时，通过调节光程长，可以高效地得到微腔结构的效果，所以是优选的。另外，通过采用该结构，可以抑制倏逝模式所引起的光衰减，所以是优选的。
另外，由电极101反射从发光层130发射并透过电极103的光。为了在电极103和电极102之间形成微腔结构而提高光提取效率，发光层130和电极103的光学距离(d)优选在满足下述算式的值的±50nm的范围内。
[算式1]
Figure GDA0002446228310000251
在上述算式中，m是自然数，Φ是因反射而产生的相移。相移是指反射时产生的入射光与反射光的相位差，在是理想的固定端反射的情况下，相移是π。通过采用该结构，发光层所发射的光和由电极103反射的光可以互补增强。在是理想的固定端反射的情况下，d＝(2m-1)λ/4。
另外，在本发明的一个方式的发光元件中，空穴注入层111优选兼有低折射率层160的功能。换言之，空穴注入层111优选具有低折射率(1.80以下的折射率)并具有空穴注入性。为了得到空穴注入特性，在空穴注入层111中混合具有电子接收性的物质和具有电子供给性的有机化合物。具有该结构的薄膜的厚度变化所引起的空穴注入性的变化小。就是说，通过改变空穴注入层111的厚度，可以在保持EL层的载流子平衡的同时容易进行电极101或电极103和发光层之间的光学调整。
另外，通过将折射率低的有机化合物用于空穴注入层111，即使使用折射率高且具有电子接收性的物质也可以制造具有空穴注入特性且折射率低的层。另外，通过将折射率低的有机化合物用于空穴注入层111，即使没有将具有低折射率的材料用于给发光元件的特性带来特别大的影响的发光层及发光层周边的层(发光层130、空穴传输层112及电子传输层118)，也可以提高光提取效率。就是说，可以扩大可用于发光层及发光层周边的层的有机化合物的选择范围。换言之，通过降低空穴注入层111的折射率或通过将折射率低的有机化合物用于空穴注入层111，可以在保持EL层的特性的同时提高光提取效率及微腔结构的效果。
在此，关于上述具有电子供给性的有机化合物与具有电子接收性的物质的混合比，相对于该有机化合物的该具有电子接收性的物质的体积比例优选为0.01以上且0.3以下。在该结构中，通过作为该有机化合物使用折射率低的有机化合物，即使作为具有电子接收性的物质使用折射率高的物质也可以制造折射率低的空穴注入层111。
另外，该具有电子供体性的有机化合物的折射率优选为1.80以下。更优选为1.75以下，进一步优选为1.70以下。通过采用该结构，可以制造折射率低的空穴注入层111。
<折射率低且具有载流子传输性的有机化合物>
EL层所包括的层(空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119)被要求具有载流子(电子或空穴)传输性。在此，作为本发明的一个方式的发光元件中的低折射率层，适当地使用折射率低且具有载流子传输性的有机化合物。
高分子的折射率以下述Lorentz-Lorentz式(算式(2))表示。
[算式2]
Figure GDA0002446228310000261
对算式(2)进行变形来得到算式(3)。
[算式3]
Figure GDA0002446228310000271
在算式(2)及算式(3)中，n表示折射率、α表示极化率，N表示单位体积中的分子数，ρ表示密度，NA表示阿伏伽德罗数，M表示分子量，V0表示摩尔体积，[R]表示原子折射。
为了使折射率n小于算式(3)，可以减小φ，为了使φ小于算式(2)，可以减小原子折射[R]。换言之，为了减小折射率n，可以选择原子折射[R]较小的有机化合物。
因为上述算式是高分子的算式，所以在将上述算式用于低分子化合物的情况下算出的值有可能发生稍微差异，但是其倾向可认为是大致相同的，从而优选作为用于低折射率层的有机化合物选择原子折射[R]较小的有机化合物。并且，在分子中具有π共轭体系的有机化合物具有良好的载流子传输性。低折射率层需要载流子传输性，因此，用于低折射率层的有机化合物更优选为原子折射[R]小且在分子中具有π共轭体系的有机化合物。
当具有氟基或三氟甲基等包含氟的取代基、环己基或者具有以sp3混成轨道为代表的芳香环间的共轭被切断的结构的经过芳香环的键合时，原子折射[R]有变小的倾向。因此，作为低折射率层的有机化合物，优选使用具有上述取代基或键合的有机化合物。
作为用于低折射率层的有机化合物，可以适用具有芳香胺骨架、吡咯骨架、芴骨架的有机化合物、或者具有包括甲基、叔丁基、异丙基等庞大的取代基的芳香环的有机化合物。该有机化合物在分子中具有π共轭体系，有折射率更低的倾向。
<材料>
接着，详细地说明本发明的一个方式的发光元件的构成要素。
《发光层》
如图1C所示，发光层130至少包含主体材料131，优选还包含客体材料132。另外，主体材料131可以包含有机化合物131_1及有机化合物131_2。在发光层130中，主体材料131的重量比最高，客体材料132分散在主体材料131中。在客体材料132为荧光化合物的情况下，发光层130的主体材料131(有机化合物131_1及有机化合物131_2)的S1能级优选高于发光层130的客体材料(客体材料132)的S1能级。在客体材料132为磷光化合物的情况下，发光层130的主体材料131(有机化合物131_1及有机化合物131_2)的T1能级优选高于发光层130的客体材料(客体材料132)的T1能级。
有机化合物131_1优选具有包含两个以上的氮的碳原子数为1至20的杂芳族骨架。优选为具有嘧啶骨架及三嗪骨架的化合物。作为有机化合物131_1，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料(电子传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。
具体而言，例如可以使用4，6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4，6mDBTP2Pm-II)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)等具有二嗪骨架的杂环化合物；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-{3-[3-(苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mBnfBPTzn)、2，4，6-三(联苯-3-基)-1，3，5-三嗪(简称：T2T)、2，4，6-三[3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基]-1，3，5-三嗪(简称：TmPPPyTz)、9-[4-(3，5-二苯基-1H-1，2，4-三唑-1-基)]苯基-9H-咔唑(简称：CzTAZ(1H))等具有三嗪骨架、嘧啶骨架、三唑骨架的杂环化合物，这些化合物稳定且可靠性高，所以是优选的。此外，具有上述骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也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，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
此外，作为有机化合物131_1可以适当地使用吡啶衍生物、吡嗪衍生物、哒嗪衍生物、联吡啶衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲罗啉衍生物、嘌呤化合物等化合物。这种有机化合物优选为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。
具体而言，例如可以使用：红菲咯啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等具有吡啶骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)、2-[3-(3，9’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzCzPDBq)等具有吡嗪骨架的杂芳环化合物；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。另外，还可以使用高分子化合物诸如聚(2，5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
有机化合物131_2优选具有包含两个以上的氮的碳原子数为1至20的杂芳族骨架。尤其优选具有含氮五元杂芳环骨架。例如，可以举出咪唑骨架、三唑骨架及四唑骨架。另外，作为有机化合物131_2，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料(空穴传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
具体而言，例如可以使用3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、9-[4-(4，5-二苯基-4H-1，2，4-三唑-3-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzTAZ1)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等。
作为有机化合物131_2可以适当地使用其它的具有含氮五元杂芳环骨架或叔胺骨架的化合物。具体而言，可以举出吡咯骨架或芳香胺骨架。例如，可以举出吲哚衍生物、咔唑衍生物、三芳基胺衍生物等。另外，作为有机化合物131_2，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料(空穴传输性材料)，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，具体而言，作为芳香胺化合物，可以举出N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
另外，作为咔唑衍生物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)、4，4’-双(9-咔唑基)-2，2’-二甲基-联苯(简称：dmCBP)等。
另外，作为咔唑衍生物，还可以举出4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
另外，还可以使用N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure GDA0002446228310000311
(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)等。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯氨基)苯基]苯基-N’-苯氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
另外，作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPASF)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-联芴-2-胺(简称：PCBASF)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-联芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，还可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3，6-二(9H-咔唑-9-基)-9-苯基-9H-咔唑(简称：PhCzGI)、2，8-二(9H-咔唑-9-基)-二苯并噻吩(简称：Cz2DBT)等胺化合物、咔唑化合物等。在上述化合物中，具有吡咯骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于驱动电压的降低。
在发光层130中，对客体材料132没有特别的限制，作为荧光化合物优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、
Figure GDA0002446228310000331
衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、二苯乙烯衍生物、吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、吩恶嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等，例如可以使用如下物质。
具体而言，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’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-二苯基-N，N’-3，8-二环己基芘-1，6-二胺(简称：ch-1，6FLPAPrn)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p]
Figure GDA0002446228310000341
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素6、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、2，8-二-叔丁基-5，11-双(4-叔丁苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、尼罗红、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2，6-双[2-(8-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、5，10，15，20-四苯基双苯并[5，6]茚并[1，2，3-cd:1'，2'，3'-lm]苝等。
作为客体材料132(磷光化合物)，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，其中优选的是有机铱配合物，例如铱类邻位金属配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。
作为在蓝色或绿色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-dmp)3)、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Mptz)3)、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPrptz-3b)3)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)3)等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：Ir(Mptz1-mp)3)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Prptz1-Me)3)等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：Ir(iPrpmi)3)、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：Ir(dmpimpt-Me)3)、三{2-[1-(4-氰基)-2,6-二异丁基苯基)-1H-苯并咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(pbi-diBuCNp)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))等以具有吸电子基的苯基吡啶化合物为配体的有机金属铱配合物。在上述金属配合物中，由于具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能很高并具有优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
作为在绿色或黄色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)3)、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)3)、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(mppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[4-(2-降莰基)-6-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(nbppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(dppm)2(acac))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-Me)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：Ir(mppr-iPr)2(acac))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶-N,C2')铱(III)(简称：Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(ppy)2(acac))、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bzq)2(acac))、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：Ir(bzq)3)、三(2-苯基喹啉-N,C2′)铱(III)(简称：Ir(pq)3)、双(2-苯基喹啉-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(pq)2(acac))等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)2(acac))、双{2-[4'-(全氟苯基)苯基]吡啶-N，C2'}铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(p-PF-ph)2(acac))、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bt)2(acac))等有机金属铱配合物；三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称：Tb(acac)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著优良的可靠性及发光效率，所以是尤其优选的。
另外，作为在黄色或红色的波长区域具有发光峰值的物质，例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dibm))、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dpm))、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(d1npm)2(dpm))等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2，3，5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(acac))、双(2，3，5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(dpm))、(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))(单菲咯啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述物质中，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物也具有显著高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。
作为发光层130所包含的发光材料，优选使用能够将三重激发能转换为发光的材料。作为该能够将三重激发能转换为发光的材料，除了磷光化合物之外，可以举出热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料。因此，可以将有关磷光化合物的记载看作有关热活化延迟荧光材料的记载。注意，热活化延迟荧光材料是指三重激发能级与单重激发能级的差较小且具有通过反系间窜越将能量从三重激发态转换为单重激发态的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发态上转换(up-convert)为单重激发态(反系间窜越)并能够高效地呈现来自单重激发态的发光(荧光)。另外，可以高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：三重激发能级与单重激发能级的能量差大于0eV且为0.2eV以下，优选大于0eV且为0.1eV以下。
当热活化延迟荧光材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称：SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称：PtCl2OEP)等。
另外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。具体而言，可以举出2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等。该杂环化合物具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。其中，在具有缺π电子型杂芳环的骨架中，二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)或三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。另外，在具有富π电子型杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、噻吩骨架、呋喃骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有选自该骨架中的任何一个或多个骨架。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架及3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。另外，在富π电子型杂芳环与缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，而单重激发态的能级和三重激发态的能级之间的差异小，所以是特别优选的。
另外，发光层130也可以包括主体材料131及客体材料132以外的材料。
对作为能够用于发光层130的材料没有特别的限制，例如，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure GDA0002446228310000401
衍生物、二苯并[g，p]
Figure GDA0002446228310000402
衍生物等稠合多环芳香化合物，具体而言，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯基
Figure GDA0002446228310000403
9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9’-联蒽(简称：BANT)、9，9’-(二苯乙烯-3，3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9’-(二苯乙烯-4，4’-二基)二菲(简称：DPNS2)、1，3，5-三(1-芘)苯(简称：TPB3)等。另外，可以从上述物质及公知物质中选择一种或多种具有比上述客体材料132的激发能级高的单重激发能级或三重激发能级的物质而使用。
另外，例如，可以将如噁二唑衍生物等具有杂芳族骨架的化合物用于发光层130。具体而言，例如，可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOS)等的杂环化合物。
另外，可以将具有杂环的金属配合物(例如，锌及铝类金属配合物)等用于发光层130。例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类或噻唑类配体的金属配合物等。
发光层130也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层130的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料既可以是具有呈现相同颜色的发光的功能的材料，又可以是具有呈现不同颜色的发光的功能的材料。通过作为两层的发光层分别使用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的发光材料，可以同时得到多个发光。尤其是，优选选择用于各发光层的发光材料，以便通过组合两层发光层所发射的光而能够得到白色发光。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光层130。此外，除了上述材料以外，发光层130也可以包含量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《空穴注入层》
空穴注入层111具有通过降低从一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用具有电子供给性的过渡金属氧化物、酞菁衍生物、芳香胺、杂多酸(heteropoly acid)等形成。作为过渡金属氧化物，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、银氧化物等，该过渡金属氧化物优于电子接收性，可以利用真空蒸镀法或湿法容易沉积，所以是优选的。另外，作为酞菁衍生物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺衍生物或亚苯基二胺衍生物等。另外，也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。此外，作为杂多酸，可以举出磷钼酸、磷钨酸、硅钼酸、硅钨酸等。杂多酸及高分子化合物可以利用湿法容易沉积，所以是优选的。
作为空穴注入层111，优选使用包含具有上述减小原子折射[R]的取代基、骨架或化学键的空穴传输性材料与上述呈现电子接收性的材料的复合材料的层。通过具有这种结构，可以形成在具有空穴注入及传输性的同时具有低折射率的层。作为具有电子接收性的有机材料，优选使用7，7，8，8-四氰醌二甲烷(简称：TCNQ)、7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)和1，3，4，5，7，8-六氟四氰-萘醌二甲烷(简称：F6TCNNQ)。另外，也可以使用包含呈现电子接收性的材料的层与包含空穴传输性材料的层的叠层。在定态或者在存在有电场的状态下，可以在这些材料之间进行电荷的授受。作为呈现电子接收性的有机材料，除了上述TCNQ、F4TCNQ、F6TCNNQ之外还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，可以举出四氯苯醌、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(卤基或氰基)的化合物。另外，具有吸电子基的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高所以是优选的，具体而言，可以举出：α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。此外，可以使用包含过渡金属如钛、钒、钽、钼、钨、铼、钌、铬、锆、铪及银等与氧的物质。具体而言，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、银氧化物、磷钼酸、钼青铜以及钨青铜等。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。
如上所述，作为用于空穴注入层111的折射率低的空穴传输性材料，可以适当地使用具有以sp3键合为代表的芳香环间的共轭被切断的结构的有机化合物以及包括具有庞大的取代基的芳香环的有机化合物。然而，这种化合物有载流子传输性低的倾向，不适于现有空穴注入层。另一方面，包含上述过渡金属与氧的单个物质的提高空穴注入性的效果非常高，但是有折射率较高的问题。然而，作为呈现电子接收性的材料使用包含上述过渡金属与氧的物质，将其与折射率低的空穴传输性材料组合用于空穴注入层111，由此可以同时确保空穴注入层111的低折射率和空穴注入性及传输性。就是说，这结构能够消除所使用的两个材料缺点而仅发现优点。这是因为：包含过渡金属氧化物的物质的电子接收性较高，添加少量的该物质来确保空穴注入性。
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。如上所述，该空穴传输性材料的折射率优选为1以上且1.75以下，更优选为1以上且1.73以下，进一步优选为1以上且1.70以下。具体而言，可以使用作为能够用于发光层130的空穴传输性材料而举出的芳香胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等，优选具有包含两个以上的氮的碳原子数为1至20的杂芳骨架。尤其优选具有含氮五元杂芳环骨架。此外，上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
另外，作为空穴传输性材料还可以举出芳烃，例如，可以举出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9’-联蒽、10，10’-二苯基-9，9’-联蒽、10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽、10，10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。此外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
另外，芳烃可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。
另外，可以使用4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。其中，具有吡咯骨架、呋喃骨架、噻吩骨架、芳香胺骨架的化合物稳定且可靠性良好，所以是优选的。具有上述骨架的化合物具有高空穴传输性，也有助于驱动电压的降低。
《空穴传输层》
空穴传输层112是包含空穴传输性材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的空穴传输性材料。空穴传输层112具有将注入到空穴注入层111的空穴传输到发光层130的功能，所以优选具有与空穴注入层111的HOMO(Highest Occupied MolecularOrbital，也称为最高占据分子轨道)能级相同或接近的HOMO能级。
另外，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，包括高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
《电子传输层》
电子传输层118具有将从一对电极中的另一个(电极101或电极102)经过电子注入层119注入的电子传输到发光层130的功能。作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族或金属配合物等。具体而言，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料举出的吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲罗啉衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、噁二唑衍生物等，优选具有包含两个以上的氮的碳原子数为1至20的杂芳族骨架。尤其优选为具有嘧啶骨架及三嗪骨架的化合物。另外，优选为具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质作为电子传输层。另外，电子传输层118不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
另外，还可以举出具有杂环的金属配合物，例如，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。具体而言，可举出具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等，例如三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类配体或噻唑类配体的金属配合物等。
另外，还可以在电子传输层118与发光层130之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质而成的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子平衡。这种结构对电子传输性材料的电子传输性比空穴传输性材料的空穴传输性高得多的情况下发生的问题(例如元件寿命的下降)的抑制发挥很大的效果。
《电子注入层》
电子注入层119具有降低来自电极102的电子的注入势垒促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或它们的氧化物、卤化物、碳酸盐等。另外，也可以使用上述电子传输性材料和具有对该电子传输性材料呈现电子供给性的材料的复合材料。作为呈现电子供给性材料，可以举出第1族金属、第2族金属或它们的氧化物等。具体而言，可以使用氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。另外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层119。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用如上所述的构成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、钠、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。此外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
另外，上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层都可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等方法形成。此外，作为上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层，除了上述材料之外，也可以使用量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
《量子点》
量子点是其尺寸为几nm至几十nm的半导体纳米晶，并包括1×103个至1×106个左右的原子。量子点的能量转移依赖于其尺寸，因此，即使是包括相同的物质的量子点也根据尺寸具有互不相同的发光波长。所以，通过改变所使用的量子点的尺寸，可以容易改变发光波长。
此外，量子点的发射光谱的峰宽窄，因此，可以得到色纯度高的发光。再者，量子点的理论上的内量子效率被认为几乎是100％，即，大幅度地超过呈现荧光发光的有机化合物的25％，且与呈现磷光发光的有机化合物相等。因此，通过将量子点用作发光材料，可以获得发光效率高的发光元件。而且，作为无机材料的量子点在实质稳定性上也是优异的，因此，可以获得寿命长的发光元件。
作为构成量子点的材料，可以举出第十四族元素、第十五族元素、第十六族元素、包含多个第十四族元素的化合物、第四族至第十四族的元素和第十六族元素的化合物、第二族元素和第十六族元素的化合物、第十三族元素和第十五族元素的化合物、第十三族元素和第十七族元素的化合物、第十四族元素和第十五族元素的化合物、第十一族元素和第十七族元素的化合物、氧化铁类、氧化钛类、硫系尖晶石(spinel chalcogenide)类、半导体簇等。
具体而言，可以举出硒化镉、硫化镉、碲化镉、硒化锌、氧化锌、硫化锌、碲化锌、硫化汞、硒化汞、碲化汞、砷化铟、磷化铟、砷化镓、磷化镓、氮化铟、氮化镓、锑化铟、锑化镓、磷化铝、砷化铝、锑化铝、硒化铅、碲化铅、硫化铅、硒化铟、碲化铟、硫化铟、硒化镓、硫化砷、硒化砷、碲化砷、硫化锑、硒化锑、碲化锑、硫化铋、硒化铋、碲化铋、硅、碳化硅、锗、锡、硒、碲、硼、碳、磷、氮化硼、磷化硼、砷化硼、氮化铝、硫化铝、硫化钡、硒化钡、碲化钡、硫化钙、硒化钙、碲化钙、硫化铍、硒化铍、碲化铍、硫化镁、硒化镁、硫化锗、硒化锗、碲化锗、硫化锡、硫化锡、硒化锡、碲化锡、氧化铅、氟化铜、氯化铜、溴化铜、碘化铜、氧化铜、硒化铜、氧化镍、氧化钴、硫化钴、氧化铁、硫化铁、氧化锰、硫化钼、氧化钒、氧化钨、氧化钽、氧化钛、氧化锆、氮化硅、氮化锗、氧化铝、钛酸钡、硒锌镉的化合物、铟砷磷的化合物、镉硒硫的化合物、镉硒碲的化合物、铟镓砷的化合物、铟镓硒的化合物、铟硒硫化合物、铜铟硫的化合物以及它们的组合等，但是不局限于此。此外，也可以使用以任意数表示组成的所谓的合金型量子点。例如，因为镉硒硫的合金型量子点可以通过改变元素的含量比来改变发光波长，所以镉硒硫的合金型量子点是有效于得到蓝色发光的手段之一。
作为量子点的结构，有核型、核壳(Core Shell)型、核多壳(Core Multishell)型等。可以使用上述任一个，但是通过使用覆盖核且具有更宽的带隙的其他无机材料来形成壳，可以减少存在于纳米晶表面上的缺陷或悬空键的影响，从而可以大幅度地提高发光的量子效率。由此，优选使用核壳型或核多壳型的量子点。作为壳的材料的例子，可以举出硫化锌或氧化锌。
此外，在量子点中，由于表面原子的比例高，因此反应性高而容易发生聚集。因此，量子点的表面优选附着有保护剂或设置有保护基。由此可以防止聚集并提高对溶剂的溶解性。此外，还可以通过降低反应性来提高电稳定性。作为保护剂(或保护基)，例如可以举出：月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸酯(polyoxyethylene stearyl ether)、聚氧乙烯月桂醚(polyoxyethylene oleyl ether)等聚氧乙烯烷基醚类；三丙基膦、三丁基膦、三已基膦、三辛基膦等三烷基膦类；聚氧乙烯n-辛基苯基醚、聚氧乙烯n-壬基苯基醚等聚氧乙烯烷基苯基醚类；三(正己基)胺、三(正辛基)胺、三(正癸基)胺等叔胺类；三丙基氧化膦、三丁基氧化膦、三己基氧化膦、三辛基氧化膦、三癸基氧化膦等有机磷化合物；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯类；吡啶、卢惕啶、可力丁、喹啉类等含氮芳香化合物等有机氮化合物；己基胺、辛基胺、癸基胺、十二烷基胺、十四烷基胺、十六烷基胺、十八烷基胺等氨基链烷类；二丁基硫醚等二烷基硫醚类；二甲亚砜、二丁亚砜等二烷亚砜类；噻吩等含硫芳香化合物等有机硫化合物；棕榈酸、硬脂酸、油酸等高级脂肪酸；乙醇类；失水山梨醇脂肪酸酯类；脂肪酸改性聚酯类；叔胺类改性聚氨酯类；聚乙烯亚胺类等。
量子点其尺寸越小带隙越大，因此适当地调节其尺寸以获得所希望的波长的光。结晶尺寸越小，量子点的发光越向蓝色一侧(即，高能量一侧)迁移，因此，通过改变量子点的尺寸，可以将发光波长调节为紫外区域、可见光区域和红外区域的光谱的波长区域。通常使用的量子点的尺寸(直径)为0.5nm至20nm，优选为1nm至10nm。另外，量子点其尺寸分布越小发射光谱越窄，因此可以获得色纯度高的发光。另外，对量子点的形状没有特别的限制，可以为球状、棒状、圆盘状、其他的形状。另外，作为棒状量子点的量子杆具有呈现具有指向性的光的功能，所以通过将量子杆用作发光材料，可以得到外部量子效率更高的发光元件。
在有机EL元件中，通常通过将发光材料分散在主体材料中来抑制发光材料的浓度猝灭，而提高发光效率。主体材料需要具有发光材料以上的单重激发能级或三重激发能级。特别是，在将蓝色磷光材料用作发光材料时，需要具有蓝色磷光材料以上的三重激发能级且使用寿命长的主体材料，这种材料的开发是极困难的。在此，量子点即使在只使用量子点而不使用主体材料来形成发光层的情况下，也可以确保发光效率，因此可以得到使用寿命长的发光元件。在只使用量子点形成发光层时，量子点优选具有核壳型结构(包括核多壳型结构)。
在将量子点用作发光层的发光材料的情况下，该发光层的厚度为3nm至100nm，优选为10nm至100nm，发光层所包含的量子点的比率为1vol.％至100vol.％。注意，优选只由量子点形成发光层。另外，在形成将该量子点用作发光材料而将其分散在主体材料中的发光层时，可以将量子点分散在主体材料中或将主体材料和量子点溶解或分散在适当的液体介质中，并使用湿式法(旋涂法、浇铸法、染料涂布法、刮涂法、辊涂法、喷墨法、印刷法、喷涂法、帘式涂布法、朗缪尔-布罗基特(Langmuir Blodgett)法等)形成。使用磷光发光材料的发光层除了上述湿式法之外可以适当地使用真空蒸镀法。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等酮类；乙酸乙酯等脂肪酸酯类；二氯苯等卤化烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等脂肪族烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等有机溶剂。
《一对电极》
电极101及电极102被用作发光元件的阳极或阴极。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。
电极101和电极102中的一个优选使用具有反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出铝(Al)或包含Al的合金等。作为包含Al的合金，可以举出包含Al及L(L表示钛(Ti)、钕(Nd)、镍(Ni)和镧(La)中的一个或多个)的合金等，例如为包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。铝具有低电阻值和高光反射率。此外，由于铝在地壳中大量地存在且不昂贵，所以使用铝可以降低发光元件的制造成本。此外，也可以使用银(Ag)、包含Ag、N(N表示钇(Y)、Nd、镁(Mg)、镱(Yb)、Al、Ti、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、钨(W)、锰(Mn)、锡(Sn)、铁(Fe)、Ni、铜(Cu)、钯(Pd)、铱(Ir)和金(Au)中的一个或多个)的合金等。作为包含银的合金，例如可以举出如下合金：包含银、钯及铜的合金；包含银及铜的合金；包含银及镁的合金；包含银及镍的合金；包含银及金的合金；以及包含银及镱的合金等。除了上述材料以外，可以使用W、铬(Cr)、钼(Mo)、Cu及Ti等过渡金属。
另外，从发光层获得的光透过电极101和电极102中的一个或两个被提取。由此，电极101和电极102中的至少一个优选使用具有透过光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。
此外，电极101及电极102也可以使用具有透过光的功能及反射光的功能的导电材料形成。作为该导电材料，可以举出可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电材料。例如，可以使用具有导电性的金属、合金和导电性化合物中的一种或多种。具体而言，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(简称：ITSO)、氧化铟-氧化锌(Indium ZincOxide)、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)的金属薄膜。作为金属，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
注意，在本说明书等中，作为具有透光的功能的材料，使用具有使可见光透过的功能且具有导电性的材料即可，例如有上述以ITO(Indium Tin Oxide)为代表的氧化物导电体、氧化物半导体或包含有机物的有机导电体。作为包含有机物的有机导电体，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料等。另外，也可以使用石墨烯等无机碳类材料。另外，该材料的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，可以通过层叠多个上述材料形成电极101和电极102中的一个或两个。
为了提高光提取效率，可以与具有透过光的功能的电极接触地形成其折射率比该电极高的材料。作为这种材料，只要具有透过可见光的功能就可，可以为具有导电性的材料，也可以为不具有导电性的材料。例如，除了上述氧化物导电体以外，还可以举出氧化物半导体、有机物。作为有机物，例如可以举出作为发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层或电子注入层例示出的材料。另外，也可以使用无机碳类材料或具有透过光的程度的厚度的金属薄膜，又可以层叠多个具有几nm至几十nm厚的层。
当电极101或电极102被用作阴极时，优选使用功函数小(3.8eV以下)的材料。例如，可以使用属于元素周期表中的第1族或第2族的元素(例如，锂、钠及铯等碱金属、钙或锶等碱土金属、镁等)、包含这些元素的合金(例如，Ag及Mg或Al及Li)、铕(Eu)或Yb等稀土金属、包含这些稀土金属的合金、包含铝、银的合金等。
当电极101或电极102被用作阳极时，优选使用功函数大(4.0eV以上)的材料。
电极101及电极102也可以采用具有反射光的功能的导电材料及具有透过光的功能的导电材料的叠层。在此情况下，电极101及电极102具有调整光学距离的功能以便使来自各发光层的所希望的波长的光谐振而增强所希望的波长的光，所以是优选的。
作为电极101及电极102的成膜方法，可以适当地使用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、CVD法、脉冲激光沉积法、ALD(AtomicLayer Deposition：原子层沉积)法等。
《衬底》
另外，本发明的一个方式的发光元件可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，可以从电极101一侧依次层叠，也可以从电极102一侧依次层叠。
另外，作为能够形成本发明的一个方式的发光元件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。注意，只要在发光元件及光学元件的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料。或者，只要具有保护发光元件及光学元件的功能即可。
例如，在本发明等中，可以使用各种衬底形成发光元件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状的材料的纸或者基材薄膜等。作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光元件。或者，也可以在衬底与发光元件之间设置剥离层。当在剥离层上制造发光元件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光元件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。另外，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光元件，然后将发光元件转置到另一个衬底上，在另一个衬底上配置发光元件。作为发光元件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以制造不易损坏的发光元件、耐热性高的发光元件、实现轻量化的发光元件或实现薄型化的发光元件。
另外，也可以在上述衬底上例如形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上制造发光元件150。由此，可以制造通过FET控制发光元件150的驱动的有源矩阵型显示装置。
以下，说明本发明的一个方式的电子器件的一个例子的太阳能电池的构成要素。
在太阳能电池中，可以使用能够用于上述发光元件的材料。在太阳能电池的载流子传输层中，可以使用上述空穴传输性材料及电子传输性材料，在光发电层中，可以使用上述空穴传输性材料、电子传输性材料、发光材料以及以硅或CH3NH3PbI3为代表的钙钛矿结晶等。此外，关于衬底或电极，可以使用能够用于上述发光元件的材料。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式适当地组合而使用。
(实施方式2)
图35A示出本发明的一个方式的发光元件。本发明的一个方式的发光元件包括阳极310、阴极311及夹在它们之间的含有有机化合物的EL层312。
EL层312包括发光层314及第一层313。发光层314是起到发光元件中的发光的作用的层，该发光元件主要从发光层314得到发光。另外，第一层313是包含有机化合物及无机化合物的层。
第一层313中的有机化合物优选为具有电子传输性的有机化合物，无机化合物优选为含有碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的层。
在此，用于有机电子器件的载流子传输性良好的有机化合物的折射率为1.7左右。碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的折射率为1.35左右，因此包含有机化合物以及碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的第一层313的折射率可以比使用用于一般的发光元件的材料的层低。
图36是示出由BPhen及氟化锂构成的混合膜的折射率的图表。在本图表中，横轴表示BPhen浓度。右端的标绘表示BPhen本身的折射率，左端的标绘表示氟化锂本身的折射率。根据图36可知，虽然由基于各波长的差异，但是，根据氟化锂及BPhen的含量比而该膜的折射率变化，因此，如上所述，包含碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的第一层313的折射率可以比使用用于一般的发光元件的材料的层低。
如此，根据本发明的一个方式，可以在发光层和阴极之间设置折射率低的层。通过在发光元件中设置低折射率的层，如非专利文献1的记载，可以提高发光元件的发光效率。被认为，因为薄膜模式和表面等离子体激元模式得到抑制所以效率得到提高。因此，如本发明的一个方式那样，通过在发光元件中设置折射率低的第一层313，本发明的一个方式的发光元件可以具有良好的发光效率。
此外，当该第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量高于0vol％时，与第一层313只由有机化合物构成的情况相比，其折射率更低，因此该发光元件的发光效率得到提高。并且，如上所述，随着第一层313中的该氟化物的含量增加，折射率降低，因此发光元件的发光效率得到提高。但是，本发明者等进行了验证，发现氟化锂的含量比为95vol％以上就效率明显降低(参照图37)。因此，该第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量优选低于95vol％。
另外，关于驱动电压，可知，该第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量为0vol％以上且低于50vol％的发光元件有如下倾向：随着该氟化物的含量增加，同一电压时的电流量降低(参照图38)。换言之，在该浓度范围内，发光元件的驱动电压上升。但是，令人惊奇的是，本发明者根据验证结果发现，倾向颠倒了，即在氟化物的含量为50vol％以上时，随着该氟化物的含量增加，同一电压时的电流量增加。其结果是，在氟化物的含量为50vol％以上的区域中，驱动电压也降低，因此，该第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量优选为50vol％以上。
注意，50vol％的氟化锂含量相当于第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物开始晶化的浓度，将在后面说明详细内容。换言之，该随着电流量的增加的驱动电压的降低有可能与因第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量增加而晶化有关。注意，在含量为50vol％以上的情况下，第一层313所包含的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物在该层中以微晶状态而存在。
如此，在本发明的一个方式中，第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量优选为50vol％以上且低于95vol％。此外，更优选为60vol％以上且80vol％以下，此时驱动电压更好，在是75vol％的情况下，特性最好，因此进一步优选为70vol％以上且80vol％以下。
如此，在本发明的一个方式中，优选的结构是第一层313中的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量为50vol％以上的结构，但是，关于用作电子注入层、电子传输层的材料，以前没有探讨过如本发明的一个方式那样的包含多量的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的结构。这有可能是因为：碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物本来具有绝缘性，因此特性的劣化被认为当然发生。实际上，在该氟化物的含量低于50vol％的区域中，跟该假设一样，确认到驱动电压的劣化，这也可被认为重大的阻碍原因。在这样的情况下，根据本发明的一个方式，实现一种发光元件，其中，在50vol％以上的区域中驱动电压特性反而得到改善，驱动电压良好，并且由于包括低折射率的层因此效率得到提高。这是本发明的一个方式的创新性非常大的点。
此外，用于第一层313的有机化合物优选为具有电子传输性的有机化合物，并且第一层313优选设置在发光层314和阴极311之间。另外，第一层313也可以被用作电子传输层的一部分。尤其是，包含电子传输性的有机化合物以及碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物且其碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的含量为50vol％以上的第一层包含该氟化物的微晶并具有高电子传输性。因此，通过将这样的第一层313用作电子传输层的一部分或全部可以期待驱动电压的降低，所以是优选的。另外，该第一层313即使与阴极311直接接触也呈现良好的特性，因此可以兼用作电子注入层。通过将第一层313兼用作电子传输层，可以缩减构成发光元件的层之数量，该结构在成本方面上很有利。
另外，具有电子传输性的有机化合物优选为缺π电子型杂芳族化合物，其中更优选为菲罗啉骨架等具有联吡啶骨架的有机化合物。具体而言，优选为红菲绕啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)，特别适当的是呈现高玻璃化转变点(Tg)并具有高耐热性的NBPhen。
在此，图39示出利用日本日立高新技术公司制造的扫描透射电子显微镜(HD-2700)对相当于具有本发明的一个方式的结构的发光元件中的第一层313的部分进行能量分散型X射线分析(EDX：Energy Dispersive X-ray spectroscopy)的分析结果。在EDX测量中，对样品的分析对象区域的各点进行电子束照射，对由此产生的样品的特性X射线的能量以及产生次数进行测量，得到对应于各点的EDX能谱。在本实施方式中，根据各点的EDX能谱的峰能量识别元素，利用HD-2700附属软件，根据峰强度比计算出元素浓度比。
作为样品使用的发光元件中的第一层313是包含由下述结构式表示的BPhen及氟化锂的膜，氟化锂的含量为75vol％。
[化学式1]
Figure GDA0002446228310000591
表11是根据图39的能谱峰计算出的各原子的存在比例。
[表11]
Figure GDA0002446228310000592
Figure GDA0002446228310000601
根据图39及表11，在该层中，氟的原子数比氮的原子数显然多，检测结果是氮的强度的3倍以上。另外，利用TOF-SIMS、TEM-EELS、XPS等可以确认该膜包含氟化锂。本发明的一个方式的膜及发光元件在上述分析中呈现有特色的测量结果。作为有机化合物部分地存在包含多量的氟的物质，但是，利用TOF-SIMS、TEM-EELS、XPS等可以确认这样的有机化合物的存在，可以与本发明的结果分开。
接着，示出对本发明的一个方式的发光元件进行选区电子衍射分析的结果。图40所示的附图是本发明的一个方式的发光元件的截面透射电子显微镜(TEM)图像，附图中的四个圆形表示进行选区电子衍射分析的部分。利用日本日立高新技术公司制造的H-9000NAR进行截面透射电子显微镜(TEM)观察以及选区电子衍射分析。
图40下部示出各测量部分的选区电子衍射分析的结果，它们对应于图40上部的TEM图像中的附上相同符号的照片。第一层313是由BPhen及氟化锂构成的层，使用第一层313中的氟化锂的含量为75vol％的样品。
由图40上部的附图可知，包括第一层313的测量部分是*1和*2，*3及*4是不包括第一层313的测量部分，只在下部附图的*1及*2中观察到环状图案中的粒子状亮点。这个图案意味着在层中存在取向不同的结晶。注意，在*3及*4中不存在它们，而观察到示出非晶的光晕图案及来源于采用于阴极的铝的斑点。由此可知，第一层313包含微晶的盖然性高。
另外，对使用氟化钙代替氟化锂的发光元件进行相同的分析。图41上部的TEM图像中的第一层313是由BPhen及氟化钙构成的层，第一层313中的氟化钙的含量为75vol％。另外，该TEM图像中的三个圆形表示进行选区电子衍射分析的部分。
由图41上部的附图可知，包括第一层313的测量部分是*1和*2，*3是不包括第一层313的测量部分，只在下部的附图的*1及*2中观察到环状图案中的粒子状亮点。这个图案意味着在层中存在取向不同的结晶。注意，在*3中不存在它们，而只观察到示出非晶的光晕图案。由此可知，第一层313包含微晶的盖然性高。
接着，对本样品进行高倍率TEM观察，确认到晶格条纹(图42)。在图42中，以10nm左右的尺寸确认到示出晶化的晶格条纹。另外，其晶格条纹的线的方位没有规律。由本结果可知，由BPhen及氟化钙构成的第一层313中形成有结晶取向无规的微晶。
在此，图43A至图43C示出对BPhen及氟化锂的混合膜进行傅立叶变换红外光谱法(FT-IR：Fourier Transform Infrared Spectroscopy)中的衰减全反射法(AttenuatedTotal Reflection：ATR法)的结果。利用赛默飞世尔科技公司制造的Nicolet iS50Analytical进行FT-IR测量。作为测量样品使用在石英衬底上形成的大约50nm厚的蒸镀膜。
在该测量中，对BPhen及氟化锂的混合膜进行测量，并且使用混合比不同的膜作为多种样品。图43B是放大图43A中的1300cm-1至1700cm-1的范围而示出的图表，图43C是放大400cm-1至800cm-1的范围而示出的图表。1400cm-1至1700cm-1的范围的吸收是主要来源于BPhen的吸收，在650cm-1具有峰的500cm-1至700cm-1的范围的吸收是主要来源于氟化锂的振动的吸收。
确认到BPhen的含量比越高1400cm-1至1700cm-1的来源于BPhen的吸收越大的倾向。另一方面，500cm-1至700cm-1的来源于氟化锂的吸收倾向于到氟化锂的含量为50vol％左右为止，几乎没有变化而在是50vol％以上时增高。
图44示出标绘出1491cm-1和644cm-1处的BPhen比例与吸光度的关系的结果。根据图44明确地可知，BPhen浓度越高，在1491cm-1具有峰的来源于BPhen的吸收越大，另一方面，在644cm-1处具有峰的吸收强度在氟化锂浓度较低的情况下没有增高，而在是50vol％左右的情况下开始增高。可知，在644cm-1处具有峰的氟化锂的IR吸收来源于氟化锂结晶的纵光学晶格振动，因此氟化锂在其含量比高于50vol％时开始晶化，浓度越高，晶化了的部分越多。
换言之，当还基于上述选区电子衍射分析的结果而考虑时，可以说氟化锂的含量为50vol％以上的第一层313是具有氟化锂的微晶的层。另外，根据这些结果及图38的结果(在增加氟化锂的含量比时，电流量降低且驱动电压上升，另一方面，在氟化锂的含量比高于50vol％时，反而电流量增加且驱动电压降低)可认为发光元件的驱动电压随着第一层313的晶化而降低。
如此，关于包括包含有机化合物以及碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的第一层313的发光元件，通过使第一层313包含是无机化合物的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的微晶，可以得到驱动电压低的发光元件。
此外，因为如碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物那样的碱金属或碱土金属的盐廉价，所以使用其一半以上是它们的电子传输层的发光元件可以是廉价的发光元件，因此在成本上很有利。
注意，本发明的重要点在于，即使在元件中设置以上的第一层313，也可以形成上述发光元件而不给该发光元件的特性带来很大的负面影响。
一般而言，低折射率与高载流子传输性或用于发光元件时的可靠性有权衡关系。这是因为：有机化合物中的载流子传输性或可靠性大多来源于不饱和键的存在，具有很多不饱和键的有机化合物倾向于具有高折射率。
在μ为材料的磁导率，ε为材料的介电常数，μ0为真空的磁导率且ε0为真空的介电常数的情况下，某个材料的折射率由(με/μoεo)的平方根表示，非介电常数越大折射率越高。在有机化合物中，因为分子中的电荷转移更容易，所以不饱和键较多的物质倾向于具有更大的介电常数，其结果是，不饱和键的存在引起折射率的增高。
在此，已知，呈现高载流子传输性的有机化合物是具有大π共轭体系的不饱和烃基，在用作发光元件用材料时会实现高可靠性的有机化合物是具有因不饱和键而刚直的结构并具有高Tg的不饱和烃基。因此，当为了形成折射率低的层选择不饱和键更少的有机化合物时，容易导致起因于该有机化合物的低载流子传输性的驱动电压的增高或者起因于不具有刚直的结构的可靠性降低。因此，非常难以在使用有机材料的发光元件中形成折射率低的层而没有大幅度地牺牲该器件特性。
在本发明的一个方式中，使用以前不使用的以高含量比包含碱金属的氟化物及碱土金属的氟化物的有机化合物作为第一层313。由此，可以得到发光效率提高、驱动电压降低、廉价制造等效果。
接着，具体地说明可用于第一层313的材料。如上所述，第一层313是包含有机化合物及无机化合物的层。
该无机化合物是碱金属的盐或碱土金属的盐，优选为碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物。碱金属的氟化物优选为氟化锂。碱土金属的氟化物优选为氟化钙或氟化镁。
上述有机化合物优选为具有电子传输性的有机化合物，尤其是具有10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的有机化合物。另外，优选为缺π电子型杂芳族化合物。作为具有电子传输性的材料，例如可以举出上述金属配合物及具有唑骨架、二嗪骨架或吡啶骨架的杂环化合物。其中，优选的是具有菲罗啉骨架等联吡啶骨架的BPhen、NBPhen，特别适当的是NBPhen。
以上、在本发明的一个方式的发光元件中，该第一层313的折射率可以比周边材料的折射率低很多，在该碱金属或碱土金属的氟化物的浓度大于0vol％且小于95vol％的发光元件中，可以提高该发光元件的发光效率。另外，包含50vol％以上的碱金属或碱土金属的盐的第一层313可以实现驱动电压得到改善的发光元件。
<发光元件的结构例子>
图35B是示出本发明的一个方式的发光元件的图。本发明的一个方式的发光元件包括阳极401、阴极402及EL层403，EL层403包括发光层413及第一层，在图35B中例示出上述第一层为电子传输层的情况。
在图35B中，例示出电子传输层为第一电子传输层414-1和第二电子传输层414-2的两层的情况。图35A中的第一层313相当于第二电子传输层414-2。第一电子传输层414-1是没有包含碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的电子传输层。
EL层403除此之外也可以包括空穴注入层411、空穴传输层412及电子注入层415等。
在图35B中，例示出从阳极401一侧依次包括空穴注入层411、空穴传输层412、发光层413、第一电子传输层414-1、第二电子传输层414-2及电子注入层415的发光元件的结构，但是本发明的一个方式的发光元件既可以具有包括其他的功能层的结构，又可以具有不包括第二电子传输层414-2和发光层413以外的任一个层或多个层的结构。此外，阳极401、阴极402、空穴注入层411、空穴传输层412、发光层413、第一电子传输层414-1及电子注入层415可以使用在实施方式1中例示出的材料。
另外，上述结构可以与其他实施方式或本实施方式中的其他结构适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图45说明在发光层314和阳极310之间还设置低折射率的层的结构。注意，发光层314和阴极311之间的结构与实施方式2相同，因此省略其记载。参照实施方式2的记载。在本实施方式中，在EL层312中，在阳极和发光层之间包括作为低折射率的层的第二层315，在发光层和阴极之间包括作为低折射率的层的第一层313，因此可以提供发光效率进一步提高的发光元件。
在本实施方式中，如图45所示，不仅设置作为低折射率的层的第一层313而且在发光层314和阳极310之间设置作为低折射率的层的第二层315。第二层315是包含作为含有氟的物质的第一物质、作为空穴传输性有机化合物的第二物质以及对第二物质呈现电子接收性的第三物质的层。第二层315因为包含含有氟的第一物质所以可以被用作低折射率的层。
另外，因为包含作为具有空穴传输性的有机化合物的第二物质以及对该第二物质呈现电子接收性的第三物质，所以第二层315是具有良好的从电极的空穴的注入性及传输性的层。
第一物质的存在不对上述第二物质和第三物质的相互作用所带来的空穴注入性及空穴传输性带来很大的影响，因此可以同时实现起因于第一物质的低折射率化以及起因于第二层315的空穴注入性及传输性。如此，作为具有良好的空穴注入性及空穴传输性的层的第二层315可以被用作与阳极接触的空穴注入层。
根据作为第二物质选择的有机化合物的HOMO能级，第二层315的驱动电压有时比不包含第一物质的膜变高，但是，在此情况下，以与该第二层315的阴极一侧的面接触的方式形成不包含第一物质而只由第二物质及第三物质构成的第三层，可以减轻其影响。此时，用于第三层的第二物质及第三物质与用于第二层315的第二物质及第三物质既可以相同又可以不同。
另外，在构成第二层315的膜具有1.0×1018spins/cm3以上的自旋密度时可以得到良好的特性，因此第二层315的自旋密度优选为1.0×1018spins/cm3以上。自旋密度可以利用ESR法测量，根据第一物质至第三物质的含量或种类而增减。
包含氟的第一物质优选为碱金属的氟化物、碱土金属的氟化物或氟化烷基。尤其优选为氟化锂、氟化镁和氟化钙中的任一个。
另外，第三物质优选为过渡金属氧化物、属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物和具有吸电子基的有机化合物中的任一个或多个，具体而言，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、银氧化物、7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷、四氯苯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯、1，3，4，5，7，8-六氟四氰-萘醌二甲烷、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]等。此外，其中，钼氧化物是特别优选的，因为具有良好的电子的接收性及高稳定性。
作为具有空穴传输性的有机化合物的第二物质可以使用在实施方式1中作为具有空穴传输性的有机化合物举出的物质，优选为富π电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。尤其是，在使用HOMO能级为-5.7eV以上，更优选为-5.5eV的物质时，可以实现没有驱动电压的增高而具有更好的特性的发光元件。
注意，虽然可以根据第一物质的含量而改变第二层315的折射率，但是第二层315的折射率优选为1.70以下，这是因为此时发光效率提高的效果高。此外，本结构的特征之一是：即使第二层315中的第一物质的含量高于第二物质或第一物质，也大幅度地降低该层的折射率而不对发光元件的特性带来很大的影响。
另外，当第二层315与发光层314接触时，有可能导致猝灭，因此优选在第二层315和发光层314之间存在空穴传输层。
另外，第二层315优选设置在离发光层的阳极一侧的界面的大约1/4λ的光学距离的范围内。另一方面，以与阳极的界面为从发光层的中心的1/4λ左右的方式设置第二层315。
由于存在于阳极一侧和阴极一侧的作为低折射率层的第一层313及第二层315的效果，因此具有这样的结构的效率非常高。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图4及图5对具有与实施方式1所示的结构不同的结构的发光元件及该发光元件的发光机理进行说明。注意，在图4及图5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1>
图4A是发光元件250的截面示意图。
图4A所示的发光元件250在一对电极(电极101及电极102)之间具有多个发光单元(图4A中的发光单元106和发光单元108)。注意，在发光元件250中，虽然对电极101为阳极且电极102为阴极的情况进行说明，但是作为发光元件250的结构也可以采用与此相反的结构。
另外，在图4A所示的发光元件250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。另外，发光单元106和发光单元108可以具有相同结构或不同结构。
另外，发光元件250包括发光层120和发光层170。另外，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。此外，发光单元108除了发光层120之外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
电荷产生层115可以具有对空穴传输性材料添加作为电子受体的受体性物质而成的结构，又可以具有对电子传输性材料添加作为电子给体的供体性物质而成的结构。另外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含由有机化合物与受体性物质构成的复合材料时，作为该复合材料使用可以用于实施方式1所示的空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。另外，作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。因为由有机化合物和受体性物质构成的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的空穴注入层或空穴传输层的功能，所以该发光单元也可以具有不设置空穴注入层或空穴传输层的结构。注意，在发光单元的阴极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的电子注入层或电子传输层的功能，所以该发光单元也可以具有不设置电子注入层或电子传输层的结构。
注意，电荷产生层115也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与由其他材料构成的层的叠层结构。例如，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自电子供给性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的结构。另外，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的层的结构。
夹在发光单元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4A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。
从光提取效率的观点来看，电荷产生层115优选具有可见光透射性(具体而言，电荷产生层115具有40％以上的可见光透过率)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图4A中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是同样地可以使用层叠有三个以上的发光单元的发光元件。如发光元件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现在保持低电流密度的同时还可以进行高亮度发光，并且使用寿命更长的发光元件。另外，还可以实现功耗低的发光元件。
在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108的客体材料所呈现的发光颜色既可以相同又可以不同。当发光单元106及发光单元108包含具有呈现相同颜色的功能的客体材料时，发光元件250成为以小电流值呈现高发光亮度的发光元件，所以是优选的。另外，当发光单元106及发光单元108包含具有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成为呈现多色发光的发光元件，所以是优选的。此时，由于通过作为发光层120和发光层170中的一个或两个使用发光波长不同的多个发光材料，合成具有不同的发光峰值的光，因此发光元件250所呈现的发射光谱具有至少两个极大值。
上述结构适合用来获得白色发光。通过使发光层120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。
另外，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光的多个发光单元的情况下，这些多个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。尤其适合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材料的两个发光单元及包含呈现与该荧光材料不同的发光颜色的磷光材料的一个发光单元，可以调整荧光发光及磷光发光的发光强度。换言之，可以根据发光单元的个数调整发光颜色的强度。
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：发光元件包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含黄色磷光材料的一个发光单元的结构；发光元件包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光层单元的结构；发光元件包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料、黄色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的结构。
此外，也可以将发光层120和发光层170中的至少一个进一步分割为层状并使该被分割的层的每一个都含有不同的发光材料。也就是说，发光层120和发光层170中的至少一个也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层的情况下，可以将具有空穴传输性的材料用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的材料用作第二发光层的主体材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料既可以是具有呈现相同颜色的发光的功能的材料，又可以是具有呈现不同颜色的发光的功能的材料。通过采用具有呈现彼此不同颜色的发光的功能的多个发光材料的结构，也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。
另外，通过将实施方式1所示的结构应用于多个单元中的至少一个单元，可以提供一种光提取效率高的发光元件。具体而言，离发光层170至0nm以上且λ/2以下的区域的折射率优选低。在图4中，特别优选的是，空穴注入层111兼用作低折射率层。
另外，如图4B所示，发光单元108所包括的发光层120包含客体材料121和主体材料122。下面，以荧光材料为客体材料121进行说明。
《发光层120的发光机理》
下面对发光层120的发光机理进行说明。
从一对电极(电极101及电极102)或电荷产生层注入的电子及空穴在发光层120中复合，由此生成激子。由于主体材料122的存在量多于客体材料121，所以因激子的生成而几乎形成主体材料122的激发态。注意，激子是指载流子(电子及空穴)的对。
当所形成的主体材料122的激发态是单重激发态时，单重激发能量从主体材料122的S1能级转移到客体材料121的S1能级，由此形成客体材料121的单重激发态。
由于客体材料121是荧光材料，所以当在客体材料121中形成单重激发态时，客体材料121会迅速地发光。此时，为了得到高发光效率，客体材料121优选具有高荧光量子产率。另外，这在客体材料121中的载流子复合而生成的激发态为单重激发态的情况下也是同样的。
接着，对因载流子的复合而形成主体材料122的三重激发态的情况进行说明。图4C示出此时的主体材料122与客体材料121的能级关系。图4C中的记载及符号表示的是如下。注意，由于主体材料122的T1能级优选低于客体材料121的T1能级，所以在图4C中示出此时的情况，但是主体材料122的T1能级也可以高于客体材料121的T1能级。
·Guest(121)：客体材料121(荧光材料)
·Host(122)：主体材料122
·SFG：客体材料121(荧光材料)的S1能级
·TFG：客体材料121(荧光材料)的T1能级
·SFH：主体材料122的S1能级
·TFH：主体材料122的T1能级
·Energy：能量
如图4C所示，由于三重态-三重态湮灭(TTA：Triplet-Triplet Annihilation)，因载流子的复合而生成的三重态激子彼此起相互作用，进行激发能量的供应以及自旋角动量的交换，因此发生其转换为具有主体材料122的S1能级(SFH)的能量的单重态激子的反应(参照图4C的TTA)。主体材料122的单重激发能量从SFH转移到能量比其低的客体材料121的S1能级(SFG)(参照图4C的路径E1)，形成客体材料121的单重激发态，由此客体材料121发光(Emission)。
另外，当发光层120中的三重态激子的密度充分高(例如为1×1012cm-3以上)时，可以忽视单个三重态激子的失活(quench)，而仅考虑两个接近的三重态激子的反应。
另外，当在客体材料121中载流子复合而形成三重激发态时，由于客体材料121的三重激发态热失活，所以难以将其用于发光。然而，当主体材料122的T1能级(TFH)低于客体材料121的T1能级(TFG)时，客体材料121的三重激发能量能够从客体材料121的T1能级(TFG)转移到主体材料122的T1能级(TFH)(参照图4C的路径E2)，然后被用于TTA。
也就是说，主体材料122优选具有利用TTA将三重激发能量转换为单重激发能量的功能。由此，通过利用主体材料122中的TTA将在发光层120中生成的三重激发能量的一部分转换为单重激发能量，并使该单重激发能量转移到客体材料121，由此能够提取荧光发光。为此，主体材料122的S1能级(SFH)优选高于客体材料121的S1能级(SFG)。另外，主体材料122的T1能级(TFH)优选低于客体材料121的T1能级(TFG)。
尤其是，在客体材料121的T1能级(TFG)低于主体材料122的T1能级(TFH)的情况下，客体材料121的相对于主体材料122的重量比优选低。具体而言，在以主体材料122为1时，客体材料121的重量比优选大于0且为0.05以下。由此可以降低载流子在客体材料121中复合的概率。并且，可以降低从主体材料122的T1能级(TFH)到客体材料121的T1能级(TFG)的能量转移的发生概率。
另外，主体材料122可以由一种化合物构成，也可以由多种化合物构成。
另外，当发光单元106及发光单元108分别具有其发光颜色不同的客体材料时，与由发光层170的发光相比，由发光层120的发光优选具有更靠近短波长一侧的发光峰值。使用具有高三重激发能级的材料的发光元件有亮度劣化快的趋势。于是，通过将TTA用于呈现短波长的发光的发光层，可以提供亮度劣化小的发光元件。
<发光元件的结构实例2>
图5A是发光元件252的截面示意图。
与上述发光元件250同样地，图5A所示的发光元件252在一对电极(电极101与电极102)之间包括多个发光单元(在图5A中为发光单元106及发光单元110)。至少一个发光单元具有与EL层100同样的结构。另外，发光单元106与发光单元110既可以具有相同的结构又可以具有不同的结构。
另外，在图5A所示的发光元件252中层叠有发光单元106及发光单元110，在发光单元106与发光单元110之间设置有电荷产生层115。例如，优选将EL层100用于发光单元106。
另外，发光元件252包括发光层140和发光层170。另外，发光单元106除了发光层170以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。另外，发光单元110除了发光层140以外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
另外，通过将实施方式1所示的结构应用于多个单元中的至少一个单元，可以提供一种光提取效率高的发光元件。具体而言，离发光层170至0nm以上且λ/2以下的区域的折射率优选低。在图5中，特别优选的是，空穴注入层111兼用作低折射率层。
如图5B所示，发光单元110所包括的发光层140包含客体材料141和主体材料142。另外，主体材料142包含有机化合物142_1以及有机化合物142_2。下面以发光层140所包含的客体材料141作为磷光材料进行说明。
《发光层140的发光机理》
接着，下面将对发光层140的发光机理进行说明。
发光层140中的有机化合物142_1与有机化合物142_2形成激基复合物。
作为有机化合物142_1与有机化合物142_2的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选的是，其中一个是具有空穴传输性的化合物，另一个是具有电子传输性的化合物。
图5C示出发光层140中的有机化合物142_1、有机化合物142_2及客体材料141的能级相关。另外，下面示出图5C中的记载及附图标记。
·Guest(141)：客体材料141(磷光材料)
·Host(142_1)：有机化合物142_1(主体材料)
·Host(142_2)：有机化合物142_2(主体材料)
·TPG：客体材料141(磷光材料)的T1能级
·SPH1：有机化合物142_1(主体材料)的S1能级
·TPH1：有机化合物142_1(主体材料)的T1能级
·SPH2：有机化合物142_2(主体材料)的S1能级
·TPH2：有机化合物142_2(主体材料)的T1能级
·SPE：激基复合物的S1能级
·TPE：激基复合物的T1能级
·Energy：能量
有机化合物142_1与有机化合物142_2形成激基复合物，该激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)成为互相相邻的能量(参照图5C的路径E3)。
通过有机化合物142_1和有机化合物142_2中的一个接收空穴，另一个接收电子，迅速地形成激基复合物。或者，当其中一个成为激发态时，通过与另一个起相互作用来迅速地形成激基复合物。由此，发光层140中的大部分的激子都作为激基复合物存在。激基复合物的激发能级(SPE或TPE)比形成激基复合物的主体材料(有机化合物142_1及有机化合物142_2)的S1能级(SPH1及SPH2)低，所以可以以更低的激发能量形成主体材料142的激发态。由此，可以降低发光元件的驱动电压。
然后，通过将激基复合物的(SPE)及(TPE)的双方的能量转移到客体材料141(磷光材料)的T1能级(参照图5C的路径E4、E5)，得到发光(Emission)。
激基复合物的T1能级(TPE)优选比客体材料141的T1能级(TPG)高。由此，可以将所产生的激基复合物的单重激发能量及三重激发能量从激基复合物的S1能级(SPE)及T1能级(TPE)转移到客体材料141的T1能级(TPG)。
为了使激发能量高效地从激基复合物转移到客体材料141，激基复合物的T1能级(TPE)优选等于或低于形成激基复合物的各有机化合物(有机化合物142_1及有机化合物142_2)的T1能级(TPH1及TPH2)。由此，不容易产生各有机化合物(有机化合物142_1及有机化合物142_2)所导致的激基复合物的三重激发能量的猝灭，而高效地发生从激基复合物向客体材料141的能量转移。
另外，为了使有机化合物142_1与有机化合物142_2高效地形成激基复合物，优选有机化合物142_1及有机化合物142_2中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，其中一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。例如，在有机化合物142_1具有空穴传输性且有机化合物142_2具有电子传输性的情况下，优选有机化合物142_1的HOMO能级高于有机化合物142_2的HOMO能级且有机化合物142_1的LUMO能级高于有机化合物142_2的LUMO能级。或者，在有机化合物142_2具有空穴传输性且有机化合物142_1具有电子传输性的情况下，优选有机化合物142_2的HOMO能级高于有机化合物142_1的HOMO能级且有机化合物142_2的LUMO能级高于有机化合物142_1的LUMO能级。具体而言，有机化合物142_1的HOMO能级与有机化合物142_2的HOMO能级的能量差优选为0.05eV以上，更优选为0.1eV以上，进一步优选为0.2eV以上。另外，有机化合物142_1的LUMO能级与有机化合物142_2的LUMO能级的能量差优选为0.05eV以上，更优选为0.1eV以上，进一步优选为0.2eV以上。
在有机化合物142_1与有机化合物142_2的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，通过调整其混合比而容易地控制载流子平衡。具体而言，优选具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物在1:9至9:1(重量比)的范围内。另外，当具有该结构时，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。
通过使发光层140具有上述结构，可以高效地获得来自发光层140的客体材料141(磷光材料)的发光。
在本说明书等中，有时将上述路径E3至E5的过程称为ExTET(Exciplex-TripletEnergy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。换言之，在发光层140中，产生从激基复合物到客体材料141的激发能量的供应。在此情况下，不一定必须使从TPE向SPE的反系间窜跃的效率及由SPE的发光量子产率高，因此可以选择的材料更多。
优选的是，与来自发光层140的发光相比，来自发光层170的发光在更短波长一侧具有发光峰值。使用呈现短波长的发光的磷光材料的发光元件有亮度劣化快的趋势。于是，通过作为短波长的发光采用荧光发光可以提供一种亮度劣化小的发光元件。
<可用于发光层的材料的例子>
接下来，对可用于发光层120、发光层140及发光层170的材料进行说明。
《可用于发光层120的材料》
在发光层120中，主体材料122的重量比最大，客体材料121(荧光材料)分散在主体材料122中。优选的是，主体材料122的S1能级高于客体材料121(荧光材料)的S1能级，主体材料122的T1能级低于客体材料121(荧光材料)的T1能级。
在发光层120中，对客体材料121没有特别的限制，但是优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、
Figure GDA0002446228310000791
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，可以适当地使用实施方式1所示的荧光化合物。
虽然对能够用于发光层120中的主体材料122的材料没有特别的限制，但是例如可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、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、芘衍生物、
Figure GDA0002446228310000803
衍生物、二苯并[g，p]
Figure GDA0002446228310000804
衍生物等稠合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromaticcompound)。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)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯
Figure GDA0002446228310000801
N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure GDA0002446228310000802
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9'-联蒽(简称：BANT)、9，9'-(二苯乙烯-3，3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9'-(二苯乙烯-4，4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及3，3'，3”-(苯-1，3，5-三基)三芘(简称：TPB3)等。此外，可以从这些物质及已知的物质中选择一种或多种具有比上述客体材料121的能隙大的能隙的物质。
发光层120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120的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。
另外，在发光层120中，主体材料122可以由一种化合物构成，也可以由多个化合物构成。或者，发光层120也可以包含主体材料122及客体材料121以外的材料。
《可用于发光层140的材料》
在发光层140的材料重量比中，主体材料142所占比例最大，客体材料141(磷光材料)分散于主体材料142中。发光层140的主体材料142(有机化合物142_1和有机化合物142_2)的T1能级优选高于客体材料141的T1能级。
作为有机化合物142_1，除了锌、铝类金属配合物以外还可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。作为其他例子，可以举出芳香胺或咔唑衍生物等。具体而言，可以使用实施方式1所示的电子传输性材料及空穴传输性材料。
作为有机化合物142_2，优选使用可以与有机化合物142_1组合形成激基复合物的材料。具体而言，可以使用实施方式1所示的电子传输性材料及空穴传输性材料。此时，优选以有机化合物142_1与有机化合物142_2所形成的激基复合物的发光峰值与客体材料141(磷光材料)的三重MLCT(从金属到配体的电荷转移：Metal to Ligand Charge Transfer)跃迁的吸收带(具体为最长波长一侧的吸收带)重叠的方式选择有机化合物142_1、有机化合物142_2及客体材料141(磷光材料)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光元件。注意，在使用热活化延迟荧光材料代替磷光材料的情况下，最长波长一侧的吸收带优选为单重态的吸收带。
作为客体材料141(磷光材料)，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物，其中优选的是有机铱配合物，例如铱类邻位金属配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、吡啶配体、嘧啶配体、吡嗪配体或异喹啉配体等。作为金属配合物可以举出具有卟啉配体的铂配合物等。具体而言，可以使用在实施方式1中作为客体材料132所例示的材料。
作为发光层140所包含的发光材料，使用能够将三重激发能量转换为发光的材料即可。作为该能够将三重激发能量转换为发光的材料，除了磷光材料之外，可以举出热活化延迟荧光材料。因此，可以将有关磷光材料的记载看作有关热活化延迟荧光材料的记载。
另外，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，又可以由形成激基复合物(也称为Exciplex)的多个材料构成。
当热活化延迟荧光材料由一种材料构成时，具体而言，可以使用实施方式1所示的热活化延迟荧光材料。
当作为主体材料使用热活化延迟荧光材料时，优选组合形成激基复合物的两种化合物而使用。此时，特别优选使用上述容易接收电子的化合物及容易接收空穴的化合物的组合，该组合形成激基复合物。
《可以用于发光层170的材料》
作为可以用于发光层170的材料，可以应用能够用于实施方式1所示的发光层的材料。由此可以制造发光效率高的发光元件。
另外，对包含在发光层120、发光层140及发光层170的发光材料的发光颜色没有限制，它们可以分别相同或不同。来自各材料的发光被混合并提取到元件的外部，因此例如当两个发光颜色处于呈现互补色的关系时，发光元件可以提供白色光。当考虑发光元件的可靠性时，包含在发光层120的发光材料的发光峰波长优选比包含在发光层170的发光材料短。
另外，可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、凹版印刷等的方法形成发光单元106、发光单元108、发光单元110及电荷产生层115。
以上，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
(实施方式5)
图6A是示出发光装置的俯视图，图6B是沿图6A中的A-B以及C-D切割的截面图。该发光装置包括以虚线表示的用来控制发光元件的发光的驱动电路部(源极一侧驱动电路)601、像素部602以及驱动电路部(栅极一侧驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记625是干燥剂，附图标记605是密封剂，由密封剂605围绕的内侧是空间607。
另外，引导布线608是用来传送输入到源极一侧驱动电路601及栅极一侧驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。另外，虽然在此只图示FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB：Printed Wiring Board)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，并且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。
接下来，参照图6B说明上述发光装置的截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，在此示出作为驱动电路部的源极一侧驱动电路601及像素部602中的一个像素。
另外，在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道TFT623和p沟道TFT624的CMOS电路。此外，驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，在本实施方式中，虽然示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须采用该结构，也可以将驱动电路形成于外部而不形成于衬底上。
此外，像素部602由包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接于该电流控制用TFT612的漏极的第一电极613的像素形成。另外，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。绝缘物614可以使用正型光敏树脂膜来形成。
另外，为了提高形成于绝缘物614上的膜的覆盖率，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物614的材料使用光敏丙烯酸树脂的情况下，优选仅使绝缘物614的上端部具有曲面。该曲面的曲率半径为0.2μm以上且0.3μm以下。此外，作为绝缘物614，可以使用负型光敏材料或正型光敏材料。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。在此，作为用作阳极的第一电极613的材料优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛和以铝为主要成分的膜构成的叠层以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层结构等。注意，当采用叠层结构时，布线电阻也低，可以得到良好的欧姆接触，并且可以将其用作阳极。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。作为构成EL层616的材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。
另外，作为形成在EL层616上并用作阴极的第二电极617的材料，优选使用功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金及化合物、MgAg、MgIn、AlLi等)。注意，当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，作为第二电极617优选使用由厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)构成的叠层。
此外，发光元件618由第一电极613、EL层616、第二电极617形成。该发光元件618优选具有实施方式1至实施方式4所示的结构。另外，像素部包括多个发光元件，本实施方式的发光装置也可以包括具有实施方式1至实施方式4所说明的结构的发光元件和具有其他结构的发光元件的双方。
再者，通过利用密封剂605将密封衬底604与元件衬底610贴合在一起，在由元件衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的空间607中设置有发光元件618。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充有惰性气体(氮、氩等)以外，还有时填充有树脂或干燥材料、或者树脂与干燥材料的双方。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。另外，这些材料优选是尽量不使水分、氧透过的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
通过上述方法可以得到使用实施方式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>
在图7中，作为发光装置的一个例子示出形成有呈现白色发光的发光元件及着色层(滤色片)的发光装置的例子。
图7A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1026、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032等。
另外，在图7A和图7B中将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置于透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定在衬底1001上。此外，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。另外，图7A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素呈现图像。
图7B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7B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
另外，虽然作为上述说明的发光装置采用从形成有TFT的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用从密封衬底1031一侧取出光的结构(顶部发射型)的发光装置。
<发光装置的结构实例2>
图8示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该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8所示的顶部发射型的发光装置中，优选下部电极1025W、1025R、1025G、1025B为反射电极。另外，优选第二电极1029具有发射光及透射光的功能。另外，优选在第二电极1029与下部电极1025W、1025R、1025G、1025B间采用微腔结构，具有放大特定波长的光的功能。EL层1028的结构采用如实施方式2所说明那样的结构，并且采用能够得到白色发光的元件结构。
在图7A、图7B和图8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8所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。可以在密封衬底1031上设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。
另外，虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子，但并不局限于此，也可以以红色、绿色、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。另外，也可以以红色、绿色、蓝色和黄色的四个颜色进行全彩色显示。
虽然到这里说明了有源矩阵型发光装置，但是下面说明无源矩阵型发光装置。图46示出通过使用本发明制造的无源矩阵型发光装置。注意，图46A是示出发光装置的立体图，并且图46B是沿图46A的X-Y切断而得的截面图。在图46中，在衬底951上的电极952与电极956之间设置有EL层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。在绝缘层953上设置有隔离层954。隔离层954的侧壁具有如下倾斜，即越接近衬底表面，两个侧壁之间的间隔越窄。换句话说，隔离层954的短边方向的截面是梯形，底边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的面方向相同的方向并与绝缘层953不接触的边)短。如此，通过设置隔离层954，可以防止起因于静电等的发光元件的不良。另外，在无源矩阵型发光装置中，通过使用实施方式1至实施方式4所示的发光元件，可以得到低功耗的发光装置。
以上说明的发光装置能够控制配置为矩阵状的微小的多个发光元件中的每一个，所以该发光装置适用于进行图像显示的显示装置。
另外，本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的电子设备。
因为本发明的一个方式是使用有机EL的发光元件，所以通过使用本发明的一个方式的发光元件可以制造具有平面、发光效率高且可靠性高的电子设备。另外，通过本发明的一个方式，可以制造具有曲面、发光效率高且可靠性高的电子设备。另外，通过本发明的一个方式，可以形成具有柔性、发光效率高且可靠性高的电子设备。
作为电子设备，例如可以举出：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；用于计算机等的显示器；数码相机；数码摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
此外，本发明的一个方式的发光装置不管外光的强度如何都可以实现高可见度。因此，适用于便携式电子设备、穿戴式电子设备以及电子书阅读器等。
图9A和图9B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9A)转换成如图9B所示的展开状态。由此，携带时的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端900跨着由铰链部905连接的外壳901和外壳902设置有柔性显示部903。
可以将使用本发明的一个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可以显示文件信息、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部中显示文件信息时，可以将便携式信息终端900用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端900展开时，显示部903被保持为大幅度弯曲的状态。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部903。显示部903的一部分跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而能够进行曲面显示。
显示部903被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选由一个柔性显示器构成。由此，可以跨着外壳901和外壳902进行连续的显示。此外，外壳901和外壳902也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端900展开时外壳901和外壳902所形成的角度超过预定角度，铰链部905优选具有锁定机构。例如，锁定角度(达到该角度时不能再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。由此，可以提高便携式信息终端900的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部905具有上述锁定机构时，可以抑制过大的力施加到显示部903，从而可以防止显示部903的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳901和外壳902也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳901和外壳902中的任一个可以设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、Wi-Fi(：注册商标)(无线保真)等计算机网络进行数据收发。
图9C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。
在便携式信息终端910中，在显示部912中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部912可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外，通过操作按钮913的操作，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部912上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端910的方向(纵向或横向)，而对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部912、操作操作按钮913或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说，便携式信息终端910可以被用作智能手机。便携式信息终端910例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图9D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具有能够从外壳921拆卸下镜头926而交换的结构，但是镜头926和外壳921也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮924，照相机920可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以使显示部922具有触摸面板的功能，通过触摸显示部922进行摄像。
另外，照相机920还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在外壳921中。
图10A至图10E是示出电子设备的图。这些电子设备包括外壳9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风9008等。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光装置用于显示部9001。由此，可以以高成品率制造电子设备。
图10A至图10E所示的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上；触摸面板；显示日历、日期或时刻等；通过利用各种软件(程序)控制处理；进行无线通信；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收；读出储存在记录媒体中的程序或数据来将其显示在显示部上等。注意，图10A至图10E所示的电子设备所具有的功能不局限于上述功能，而也可以具有其他的功能。
图10A是示出手表型便携式信息终端9200的立体图，图10B是示出手表型便携式信息终端9201的立体图。
图10A所示的便携式信息终端9200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。另外，显示部9001的显示面弯曲，可沿着其弯曲的显示面进行显示。另外，便携式信息终端9200可以进行基于通信标准的近距离无线通信。例如，通过与可进行无线通信的耳麦相互通信，可以进行免提通话。另外，便携式信息终端9200包括连接端子9006，可以通过连接器直接与其他信息终端进行数据的交换。另外，也可以通过连接端子9006进行充电。另外，充电动作也可以利用无线供电进行，而不通过连接端子9006。
图10B所示的便携式信息终端9201与图10A所示的便携式信息终端不同之处在于显示部9001的显示面不弯曲。此外，便携式信息终端9201的显示部的外形为非矩形(在图10B中为圆形状)。
图10C至图10E是示出能够折叠的便携式信息终端9202的立体图。另外，图10C是将便携式信息终端9202展开的状态的立体图，图10D是将便携式信息终端9202从展开的状态和折叠的状态中的一个转换成另一个时的中途的状态的立体图，图10E是将便携式信息终端9202折叠的状态的立体图。
便携式信息终端9202在折叠状态下可携带性好，而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的一览性强。便携式信息终端9202所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个外壳9000支撑。通过铰链9055使两个外壳9000之间弯曲，可以使便携式信息终端9202从展开的状态可逆性地变为折叠的状态。例如，能够使便携式信息终端9202以1mm以上且150mm以下的曲率半径弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式7)
在本实施方式中，参照图11和图12说明将本发明的一个方式的发光元件适用于各种照明装置的情况的例子。通过使用本发明的一个方式的发光元件，可以制造发光效率高且可靠性高的照明装置。
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。
另外，还可以将应用了本发明的一个方式的发光元件的发光装置适用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图11A示出多功能终端3500的一个面的立体图，图11B示出多功能终端3500的另一个面的立体图。在多功能终端3500中，外壳3502组装有显示部3504、照相机3506、照明3508等。可以将本发明的一个方式的发光装置用于照明3508。
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11A及图11B所示的多功能终端3500与图10A至图10C所示的电子设备同样地可以具有各种各样的功能。
另外，可以在外壳3502的内部设置扬声器、传感器(该传感器具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风等。另外，通过在多功能终端3500内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断多功能终端3500的方向(纵或横)而自动进行显示部3504的屏面显示的切换。
另外，也可以将显示部3504用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部3504，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部3504中设置发射近红外光的背光或感测光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。注意，可以将本发明的一个方式的发光装置适用于显示部3054。
图11C示出安全灯(security light)3600的立体图。灯3600在外壳3602的外侧包括照明3608，并且，外壳3602组装有扬声器3610等。可以将本发明的一个方式的发光元件用于照明3608。
灯3600例如在抓住或握住照明3608时可以进行发光。另外，可以在外壳3602的内部设置有能够控制灯3600的发光方式的电子电路。作为该电子电路，例如可以为能够实现一次或间歇性的多次发光的电路或通过控制发光的电流值能够调整发光的光量的电路。另外，也可以组装在照明3608进行发光的同时从扬声器3610发出很大的警报音的电路。
灯3600因为能够向所有方向发射光，所以可以发射光或发出光和声音来恐吓歹徒等。另外，灯3600可以具备通过包括数码静态相机等照相机来具有摄像功能。
图12是将发光元件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光元件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。另外，也可以通过使用具有曲面的外壳来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光元件为薄膜状，所以外壳的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。此外，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。另外，通过将发光元件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
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，可以应用于各种领域的电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
(实施方式8)
在本实施方式中，参照图47对将实施方式1至实施方式4所示的发光元件用于照明装置的例子进行说明。图47B是照明装置的俯视图，图47A是沿着图47B的线e-f切断的截面图。
在本实施方式的照明装置中，在用作支撑体的具有透光性的衬底4400上形成有阳极4401。阳极4401相当于实施方式1至实施方式4中的电极101、103或阳极401。当从阳极4401一侧取出光时，阳极4401使用具有透光性的材料形成。
在衬底4400上形成用来对阴极4404供应电压的焊盘4412。
在阳极4401上形成有EL层4403。EL层4403相当于实施方式1至实施方式4中的EL层的结构或发光单元106、108、110以及发光单元的结构等。注意，作为它们的结构，参照各记载。
以覆盖EL层4403的方式形成阴极4404。阴极4404相当于实施方式1至实施方式4中的电极102或阴极402。当从阳极4401一侧取出光时，阴极4404使用反射率高的材料形成。通过使阴极4404与焊盘4412连接，将电压供应到阴极4404。
如上所述，本实施方式所示的照明装置具备包括阳极4401、EL层4403以及阴极4404的发光元件。由于该发光元件是发光效率高的发光元件，所以本实施方式的照明装置可以提供低功耗的照明装置。
使用密封剂4405、4406将形成有具有上述结构的发光元件的衬底4400和密封衬底4407固定来进行密封，由此制造照明装置。可以仅使用密封剂4405和4406中的一个。另外，也可以使内侧的密封剂4406(在图47B中未图示)与干燥剂混合，由此可以吸收水分而提高可靠性。
另外，通过以延伸到密封剂4405、4406的外部的方式设置焊盘4412和阳极4401的一部分，可以将其用作外部输入端子。另外，也可以在外部输入端子上设置安装有转换器等的IC芯片4420等。
以上，本实施方式所记载的照明装置作为EL元件使用实施方式1至实施方式4所示的发光元件，可以实现低功耗的发光装置。
(实施方式9)
在本实施方式中，对在其一部分包括实施方式1至实施方式4所示的发光元件的电子设备的例子进行说明。实施方式1至实施方式4所示的发光元件是发光效率及驱动电压良好的发光元件。其结果是，本实施方式所记载的电子设备可以实现低功耗的电子设备。
作为采用上述发光元件的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视机或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。以下，示出这些电子设备的具体例子。
图48A示出电视装置的一个例子。在电视装置中，外壳7101中组装有显示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撑外壳7101的结构。可以利用显示部7103显示图像，并且将实施方式1至实施方式4所示的发光元件中的任一个排列为矩阵状而构成显示部7103。
可以通过利用外壳7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以控制频道及音量，由此可以控制显示在显示部7103中的图像。另外，也可以采用在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的信息的显示部7107的结构。
另外，电视装置采用具备接收机、调制解调器等的结构。可以通过接收机接收一般的电视广播。再者，通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络，能够进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图48B1示出计算机，该计算机包括主体7201、外壳7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。另外，该计算机通过将实施方式1至实施方式4所示的发光元件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图48B1中的计算机也可以为如图48B2所示的方式。图48B2所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指向装置7206。第二显示部7210是触摸面板，通过利用指头或专用笔操作显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入。另外，第二显示部7210不仅能够显示输入用显示，而且可以显示其他图像。另外，显示部7203也可以是触摸面板。因为两个屏面通过铰链部连接，所以可以防止当收纳或搬运时发生问题如屏面受伤、破坏等。
图48C示出便携式终端的一个例子。便携式终端具备组装在外壳7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，便携式终端包括将实施方式1至实施方式4所示的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7402。
图48C所示的便携式终端也可以具有用指头等触摸显示部7402来输入信息的结构。在此情况下，能够用指头等触摸显示部7402来进行打电话或编写电子邮件等的操作。
显示部7402主要有三种屏面模式。第一是以图像的显示为主的显示模式，第二是以文字等的信息的输入为主的输入模式，第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示输入模式。
例如，在打电话或编写电子邮件的情况下，可以采用将显示部7402主要用于输入文字的文字输入模式而输入在屏面上显示的文字。在此情况下，优选在显示部7402的屏面的大多部分中显示键盘或号码按钮。
另外，通过在便携式终端内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断便携式终端的方向(纵或横)而自动进行显示部7402的屏面显示的切换。
另外，通过触摸显示部7402或对外壳7401的操作按钮7403进行操作，来进行屏面模式的切换。此外，也可以根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时，将屏面模式切换成显示模式，而当该图像信号为文字数据时，将屏面模式切换成输入模式。
另外，当在输入模式下通过检测出显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以进行控制以将屏面模式从输入模式切换成显示模式。
也可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或指头触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光源或发射近红外光的感测用光源，也能够拍摄指静脉、手掌静脉等。
另外，本实施方式所示的结构可以与实施方式1至实施方式4所示的结构适当地组合来使用。
如上所述，具备实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件的发光装置的应用范围极为广泛，而能够将该发光装置用于各种领域的电子设备。通过使用实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件，可以得到功耗低的电子设备。
图49A为示出扫地机器人的一个例子的示意图。
扫地机器人5100包括顶面上的显示器5101及侧面上的多个照相机5102、刷子5103及操作按钮5104。虽然未图示，但是扫地机器人5100的底面设置有轮胎和吸入口等。此外，扫地机器人5100还包括红外线传感器、超音波传感器、加速度传感器、压电传感器、光传感器、陀螺仪传感器等各种传感器。另外，扫地机器人5100包括无线通信单元。
扫地机器人5100可以自动行走，检测垃圾5120，可以从底面的吸入口吸引垃圾。
另外，扫地机器人5100对照相机5102所拍摄的图像进行分析，可以判断墙壁、家具或台阶等障碍物的有无。另外，在通过图像分析检测布线等可能会绕在刷子5103上的物体的情况下，可以停止刷子5103的旋转。
可以在显示器5101上显示电池的剩余电量和所吸引的垃圾的量等。可以在显示器5101上显示扫地机器人5100的行走路径。另外，显示器5101可以是触摸面板，可以将操作按钮5104显示在显示器5101上。
扫地机器人5100可以与智能手机等便携式电子设备5140互相通信。照相机5102所拍摄的图像可以显示在便携式电子设备5140上。因此，扫地机器人5100的拥有者在出门时也可以知道房间的情况。另外，可以使用智能手机等便携式电子设备确认显示器5101的显示内容。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器5101。
图49B所示的机器人2100包括运算装置2110、照度传感器2101、麦克风2102、上部照相机2103、扬声器2104、显示器2105、下部照相机2106、障碍物传感器2107及移动机构2108。
麦克风2102具有检测使用者的声音及周围的声音等的功能。另外，扬声器2104具有发出声音的功能。机器人2100可以使用麦克风2102及扬声器2104与使用者交流。
显示器2105具有显示各种信息的功能。机器人2100可以将使用者所希望的信息显示在显示器2105上。显示器2105可以安装有触摸面板。显示器2105可以是可拆卸的信息终端，通过将该信息终端设置在机器人2100的所定位置，可以进行充电及数据的收发。
上部照相机2103及下部照相机2106具有对机器人2100的周围环境进行摄像的功能。另外，障碍物传感器2107可以检测机器人2100使用移动机构2108移动时的前方的障碍物的有无。机器人2100可以使用上部照相机2103、下部照相机2106及障碍物传感器2107认知周囲环境而安全地移动。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示器2105。
图49C是示出护目镜型显示器的一个例子的图。护目镜型显示器例如包括外壳5000、显示部5001、扬声器5003、LED灯5004、连接端子5006、传感器5007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风5008、第二显示部5002、支撑部5012、耳机5013等。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示部5001及第二显示部5002。
图50示出将实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件用于作为照明装置的台灯的例子。图50所示的台灯包括外壳2001和光源2002，并且作为光源2002也可以使用实施方式8所记载的照明装置。
图51示出将实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件用于室内的照明装置3001的例子。实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件是发光效率高的发光元件，从而可以实现功耗低的照明装置。另外，因为实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件能够实现大面积化，所以能够用于大面积的照明装置。另外，因为实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件的厚度小，所以能够制造实现薄型化的照明装置。
还可以将实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件安装在汽车的挡风玻璃或仪表盘上。图52示出将实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件用于汽车的挡风玻璃或仪表盘的一个方式。显示区域5200至显示区域5203是使用实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件设置的显示区域。
显示区域5200和显示区域5201是设置在汽车的挡风玻璃上的安装有实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件的显示装置。通过使用具有透光性的电极制造实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件的阳极和阴极，可以得到能看到对面的景色的所谓的透视式显示装置。若采用透视式显示，即使设置在汽车的挡风玻璃上，也不妨碍视界。另外，在设置用来驱动的晶体管等的情况下，优选使用具有透光性的晶体管，诸如使用有机半导体材料的有机晶体管或使用氧化物半导体的晶体管等。
显示区域5202是设置在立柱部分的安装有实施方式1至实施方式4中的任一个所示的发光元件的显示装置。通过在显示区域5202上显示来自设置在车厢上的成像单元的图像，可以补充被立柱遮挡的视界。另外，同样地，设置在仪表盘部分上的显示区域5203通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，能够补充被车厢遮挡的视界的死角，而提高安全性。通过显示图像以补充不看到的部分，更自然且简单地确认安全。
显示区域5203还可以提供导航信息、速度表、转速表、行车距离、加油量、排档状态、空调的设定等各种信息。使用者可以适当地改变显示内容及布置。另外，这些信息也可以显示在显示区域5200至显示区域5202上。另外，也可以将显示区域5200至显示区域5203用作照明装置。
图53A和图53B示出可折叠的便携式信息终端5150。可折叠的便携式信息终端5150包括外壳5151、显示区域5152及弯曲部5153。图53A示出展开状态的便携式信息终端5150。图53B示出折叠状态的便携式信息终端5150。虽然便携式信息终端5150具有较大的显示区域5152，但是通过将便携式信息终端5150折叠，便携式信息终端5150变小而可便携性好。
可以由弯曲部5153将显示区域5152折叠成一半。弯曲部5153由可伸缩的构件和多个支撑构件构成，在折叠时，可伸缩的构件被拉伸，以弯曲部5153具有2mm以上，优选为3mm以上的曲率半径的方式进行折叠。
另外，显示区域5152也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入/输出装置)。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示区域5152。
此外，图54A至图54C示出能够折叠的便携式信息终端9310。图54A示出展开状态的便携式信息终端9310。图54B示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态的中途的状态的便携式信息终端9310。图54C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示一览性强。
显示面板9311由铰链部9313所连接的三个外壳9315支撑。注意，显示面板9311也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触控面板(输入输出装置)。另外，通过在两个外壳9315之间的铰链部9313处弯折显示面板9311，可以使便携式信息终端9310从展开状态可逆性地变为折叠状态。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示面板9311。显示面板9311中的显示区域9312是位于折叠状态的便携式信息终端9310的侧面的显示区域。在显示区域9312上可以显示信息图标或者使用频率高的应用软件或程序的快捷方式等，能够顺利地进行信息的确认或应用软件的启动。
[实施例1]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件的制造实例以及该发光元件的特性。此外，说明用于空穴注入层的有机化合物的折射率及空穴注入层的折射率。图3示出在本实施例中制造的元件结构的截面图。另外，表1示出详细的元件结构。另外，下面示出所使用的化合物的结构及简称。
[化学式2]
Figure GDA0002446228310001061
[表1]
Figure GDA0002446228310001071
[表2]
Figure GDA0002446228310001091
[表3]
Figure GDA0002446228310001101
<折射率的测量>
对用于发光元件1至发光元件4、对比发光元件5至对比发光元件16的空穴注入层111的有机化合物及空穴注入层111的折射率进行测量。折射率利用J.A.Woolam公司制造的旋转补偿器型的多入射角光速光谱椭偏仪(M-2000U)在室温下测量。在石英衬底上利用真空蒸镀法制造测量样品。测量n Ordinary及n Extra-ordinary，而算出n average。
图13示出对各膜的相对于波长为532nm的光的折射率进行测量的结果。由图13可知，用于发光元件1至发光元件4及对比发光元件9至对比发光元件12的TAPC是折射率非常低的有机化合物，即n Ordinary为1.70以下。可知，用于对比发光元件5至对比发光元件8及对比发光元件13至对比发光元件16的DBT3P-II具有高折射率，即n Ordinary大于1.80。
此外，空穴注入层111被要求空穴注入性，所以优选包含电子供给性材料。作为电子供给性材料使用折射率高的MoO3的各发光元件的空穴注入层111被估计为具有高折射率。然而，由图13可知，作为各发光元件的空穴注入层111的对各有机化合物添加MoO3而成的膜的折射率稍微大于各有机化合物的折射率。就是说，通过作为空穴注入层111使用有机化合物的折射率，即便作为具有电子供给性的材料使用折射率高的材料也可以得到折射率低的空穴注入层111。
此外，由图13可知，各发光元件的空穴注入层111的n Ordinary与Extra-ordinary之差小于各有机化合物的膜。就是说，是电子供给性材料的MoO3与有机化合物的混合膜与有机化合物膜相比各向异性下降。
<发光元件的制造>
《发光元件1至发光元件4的制造》
在衬底200上依次形成厚度为100nm的银、钯和铜的合金(也称为Ag-Pd-Cu或APC)作为第一阳极(1)以及厚度为110nm的ITSO膜作为第二阳极(2)，由此形成电极101。ITSO膜为具有透射光的功能的导电膜，APC膜为具有反射光的功能及透射光的功能的导电膜。另外，电极101的面积为4mm2(2mm×2mm)。另外，ITSO膜的相对于波长为532nm的光的折射率(nOrdinary)为2.07。
接着，作为空穴注入层111，在第一电极101(2)上以1，1-双-(4-双(4-甲基-苯基)-氨基-苯基)-环己烷(简称：TAPC)与MoO3的重量比(TAPC：MoO3)为2：0.5且厚度为x1nm的方式进行共蒸镀。注意，x1的值根据各发光元件而不同，表3示出各发光元件中的x1的值。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为20nm的方式蒸镀PCCP。
接着，作为第一发光层130(1)，在空穴传输层112上以4，6mCzP2Pm、PCCP及Ir(ppy)3的重量比(4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)为0.5：0.5：0.1且厚度为20nm的方式进行共蒸镀，然后，作为第二发光层130(2)，以重量比(4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)为0.8：0.2：0.1且厚度为20nm的方式进行共蒸镀。注意，在第一发光层130(1)及第二发光层130(2)中，Ir(ppy)3是呈现磷光发光的客体材料。
接着，作为第一电子传输层118(1)，在第二发光层130(2)上以4，6mCzP2Pm的厚度为20nm的方式进行蒸镀。然后，作为第二电子传输层118(2)，在第一电子传输层118(1)上以厚度为15nm的方式蒸镀NBPhen。
接着，作为电子注入层119，在第二电子传输层118(2)上以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)。
接着，作为第一电极102(1)，在电子注入层119上形成厚度为1nm的铝(Al)。接着，作为第二电极102(2)，在第一电极102(1)上蒸镀厚度为24nm的Ag。
接着，作为盖层145在第二电极102(2)上蒸镀厚度为70nm的DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱中，使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，来密封发光元件1至发光元件4。具体而言，将密封剂涂敷于形成有有机材料的玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该衬底和密封用玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序获得发光元件1至发光元件4。
《对比发光元件5至对比发光元件8的制造》
对比发光元件5至对比发光元件8与上述发光元件1至发光元件4的制造工序的不同之处仅在于空穴注入层111的制造工序，而其他工序与发光元件1至发光元件4相同。
作为空穴注入层111，在电极101上以DBT3P-II与MoO3的重量比(DBT3P-II：MoO3)为2：0.5且厚度为x1nm的方式进行共蒸镀。注意，x1的值根据各发光元件而不同，表3示出各发光元件中的x1的值。
《对比发光元件9至对比发光元件12的制造》
对比发光元件9至对比发光元件12与上述发光元件1至发光元件4的制造工序的不同之处仅在于盖层145的制造工序，而其他工序与发光元件1至发光元件4相同。
在对比发光元件9至对比发光元件12中不形成盖层145。换言之，通过在形成电极102(2)之后进行密封，得到对比发光元件9至对比发光元件12。
《对比发光元件13至对比发光元件16的制造》
对比发光元件13至对比发光元件16与上述对比发光元件5至对比发光元件8的制造工序的不同之处仅在于盖层145的制造工序，而其他工序与对比发光元件5至对比发光元件8相同。
在对比发光元件13至对比发光元件16中不形成盖层145。换言之，通过在形成电极102(2)之后进行密封，得到对比发光元件13至对比发光元件16。
注意，发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件16是顶发射型发光元件，其光提取一侧是电极102一侧。
〈发光元件的特性〉
接着，测量所制造的发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件16的特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用分光辐射亮度计(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)。各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
图14示出所制造的发光元件中的发光元件1、对比发光元件5、对比发光元件9、对比发光元件13的电流效率-亮度特性。另外，图15示出电流密度-电压特性。另外，图16示出外部量子效率-亮度特性。此外，如上所述，发光元件1及对比发光元件9是作为空穴注入层111的有机化合物使用折射率低的TAPC的元件，对比发光元件5及对比发光元件13是作为空穴注入层111的有机化合物使用DBT3P-II的元件。另外，发光元件1及对比发光元件5是包括盖层145的发光元件，对比发光元件9及对比发光元件13是没有盖层145的发光元件。除了用于空穴注入层111的有机化合物及盖层145的有无以外的元件结构是相同的。
由图15可知，发光元件1、对比发光元件5、对比发光元件9及对比发光元件13具有相同程度的电流密度-电压特性。因此，即便在空穴注入层111中使用折射率低的有机化合物也具有良好的空穴注入特性。
另外，由图14及图16可知，发光元件1、对比发光元件5、对比发光元件9及对比发光元件13具有大于100cd/A的高电流效率及高于20％的高外部量子效率。另外，在比较发光元件1及对比发光元件9时，发光元件1的电流效率及外部量子效率都更高。发光元件1包括盖层145，但是，对比发光元件9不包括盖层145。因此，光提取效率良好的发光元件1具有更高的电流效率及外部量子效率。对比发光元件5与对比发光元件13的关系也同样的。
此外，图17示出以25mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件1、对比发光元件5、对比发光元件9及对比发光元件13时的发射光谱。从图17可知，发光元件1、对比发光元件5、对比发光元件9及对比发光元件13的发射光谱分别在530nm、538nm、548nm及556nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层130中的客体材料的Ir(ppy)3的发光。
此外，表4示出1000cd/m2附近的发光元件1至发光元件4、对比发光元件5至对比发光元件16的元件特性。
[表4]
Figure GDA0002446228310001151
Figure GDA0002446228310001161
Figure GDA0002446228310001171
由上述结果可知，在本实施例中制造的发光元件1至发光元件4以及对比发光元件5至对比发光元件16无论空穴注入层111的结构如何都呈现良好的驱动电压和发光效率。另外，可知，包括盖层145的发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件8的效率比对比发光元件9至对比发光元件16良好。
另外，可认为，在发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件16中，各客体材料的Ir(ppy)3发光。因此，根据图17可认为，从发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件16得到的发光的峰波长为530nm至580nm左右。在此，在发光元件1至发光元件4及对比发光元件9至对比发光元件12中，作为低折射率层的空穴注入层111和发光层130的光学距离为峰波长的λ/2以下。另外，从发光层130的阳极(电极101)一侧或阴极(电极102)一侧到电极101(2)的光学距离为λ/4±50nm以下，从发光层130的阳极(电极101)一侧或阴极(电极102)一侧到电极101(2)至电极101(1)的光学距离为3λ/4±50nm以下。
〈空穴注入层111的折射率与外部量子效率的关系>
图18示出对比发光元件9至对比发光元件16的1000cd/m2附近的外部量子效率与从各发光元件得到的发光峰波长的关系。在图18中，将对比发光元件9至对比发光元件12的值用于“TAPC”的曲线的数据，将对比发光元件13至对比发光元件16的值用于“DBT3P-II”的曲线的数据。
另外，图19示出发光元件1至发光元件4及对比发光元件5至对比发光元件8的1000cd/m2附近的外部量子效率与从各发光元件得到的发光峰波长的关系。在图19中，将发光元件1至发光元件4的值用于“TAPC”的曲线的数据，将对比发光元件5至对比发光元件8的值用于“DBT3P-II”的曲线的数据。
由图18及图19可知，在本实施例中制造的空穴注入层111的厚度的范围内，作为外部量子效率与峰波长的关系，有峰波长越长外部量子效率越低的倾向。关于不包括盖层145的发光元件，在图18中，“TAPC”的曲线的数据与“DBT3P-II”的曲线的数据重叠，无论空穴注入层111的折射率如何都呈现几乎相同的效率。另一方面，由图19可知，关于包括盖层145的发光元件，“TAPC”的曲线的数据呈现比“DBT3P-II”的曲线的数据良好的效率。换言之，通过在包括盖层145的发光元件中使用折射率低的空穴注入层，可以提高发光效率。
由此可知，通过将折射率低的空穴注入层111及盖层145用于顶发射型发光元件，可以提高效率。
[实施例2]
在本实施例中，作为本发明的一个方式的发光元件，说明与实施例1不同的发光元件的制造实例以及该发光元件的特性。另外，表5示出详细的元件结构。下面示出所使用的化合物的结构及简称。此外，关于其他有机化合物可以参照上述实施例1的记载。
[化学式3]
Figure GDA0002446228310001191
[表5]
Figure GDA0002446228310001201
《发光元件17的制造》
在衬底200上依次形成厚度为100nm的APC及厚度为85nm的ITSO膜，形成电极101。
接着，作为空穴注入层111，在电极101上以PCPPn与MoO3的重量比(PCPPn：MoO3)为2：0.5且厚度为20nm的方式进行共蒸镀。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为30nm的方式蒸镀PCPPn。
接着，在空穴传输层112上作为发光层130以厚度为25nm的方式共蒸镀cgDBCzPA及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)，并使重量比(cgDBCzPA：1，6BnfAPrn-03)为1：0.03。此外，在发光层130中，1，6BnfAPrn-03是呈现蓝色荧光发光的客体材料。
接着，作为第一电子传输层118(1)，在发光层130上以cgDBCzPA的厚度为5nm的方式进行蒸镀。然后，作为第二电子传输层118(2)，在第一电子传输层118(1)上以厚度为5nm的方式蒸镀BPhen。
接着，在第二电子传输层118(2)上作为电子注入层119以厚度为15nm的方式共蒸镀BPhen及LiF，并使重量比(BPhen：LiF)为8：1。已知，共蒸镀氟化物及有机化合物而得的膜具有比有机化合物单膜低的折射率。因此，在发光元件17中，电子注入层119被用作电子注入层及低折射率层。
接着，在电子注入层119上作为电极102以厚度为25nm的方式形成Ag及Mg，并使重量比(Ag：Mg)为1：0.017。
接着，作为盖层145在电极102上蒸镀厚度为70nm的DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱中，使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，来密封发光元件17。具体而言，将密封剂涂敷于形成有有机材料的玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该衬底和密封用玻璃衬底，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17。
《对比发光元件18的制造》
对比发光元件18与上述发光元件17的制造工序的不同之处仅在于电子传输层118(2)及电子注入层119的制造工序，而其他工序与发光元件17相同。
作为对比发光元件18的电子传输层118(2)，蒸镀15nm的BPhen。接着，作为电子注入层119蒸镀1nm的LiF。
<发光元件的特性>
接着，测量所制造的发光元件17及对比发光元件18的特性。与实施例1同样地进行测量。
图20示出发光元件17及对比发光元件18的电流效率-亮度特性。另外，图21示出电流密度-电压特性。另外，图22示出外部量子效率-亮度特性。
此外，表6示出1000cd/m2附近的发光元件17及对比发光元件18的元件特性。
[表6]
Figure GDA0002446228310001231
由图21及表6可知，发光元件17和对比发光元件18具有相同程度的电流密度-电压特性。
另外，根据图20、图22及表6可知，发光元件17及对比发光元件18具有良好的电流效率及外部量子效率。另外，可知，包括作为低折射率层的BPhen及LiF的混合膜的发光元件17具有比不包括该混合膜即不包括低折射率层的对比发光元件18更好的电流效率及外部量子效率。因此，通过在包括盖层145的发光元件中使用折射率低的电子注入层119，可以提高发光效率。
此外，图23示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件17及对比发光元件18时的发射光谱。从图23可知发光元件17及对比发光元件18的发射光谱在457nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层130中的客体材料的1，6BnfAPrn-03的发光。在此，在发光元件17中，作为低折射率层的电子注入层119和发光层130的光学距离为峰波长的λ/2以下。另外，从发光层130到电极101(2)的光学距离为λ/4以下，从发光层130到电极101(1)的光学距离为3λ/4以下。
[实施例3]
在本实施例中，说明与上述实施例不同的本发明的一个方式的发光元件以及对比发光元件的制造实例以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的元件结构的截面图与图3相同。另外，表7示出详细的元件结构。此外，关于所使用的化合物的结构可以参照上述实施例及实施方式的记载。
[表7]
Figure GDA0002446228310001241
《发光元件19的制造》
在衬底200上依次形成厚度为100nm的APC及厚度为85nm的ITSO膜，形成电极101。
接着，在电极101上作为空穴注入层111以厚度为35nm的方式共蒸镀氟化钙(CaF2)、TAPC、MoO3，并使重量比(CaF2：TAPC：MoO3)为3：1：0.5。该空穴注入层111被用作低折射率层。接着，以厚度为5nm的方式共蒸镀PCPPn及MoO3，并使重量比(PCPPn：MoO3)为2：0.5。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为10nm的方式蒸镀PCPPn。
接着，在空穴传输层112上作为发光层130以厚度为25nm的方式共蒸镀cgDBCzPA及1，6BnfAPrn-03，并使重量比(cgDBCzPA：1，6BnfAPrn-03)为1：0.03。此外，在发光层130中，1，6BnfAPrn-03是呈现蓝色荧光发光的客体材料。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上以NBPhen的厚度为5nm的方式进行蒸镀。
接着，在电子传输层118上作为电子注入层119以厚度为30nm的方式共蒸镀BPhen及LiF，并使重量比(BPhen：LiF)为8：1。该电子注入层119被用作低折射率层。
接着，在电子注入层119上作为电极102以厚度为15nm的方式形成Ag及镁(Mg)，并使重量比(Ag：Mg)为1：0.017。
接着，作为盖层145在电极102上蒸镀厚度为70nm的DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱中，使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，来密封发光元件19。具体而言，将密封剂涂敷于形成有有机材料的玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该衬底和密封用玻璃衬底，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19。
《对比发光元件20的制造》
制造对比发光元件20，以与发光元件19对比。在对比发光元件20中，空穴注入层111及电子注入层119不被用作低折射率层。
在衬底200上依次形成厚度为100nm的APC及厚度为85nm的ITSO膜，形成电极101。
接着，在电极101上作为空穴注入层111以厚度为35nm的方式共蒸镀PCPPn及MoO3，并使重量比(PCPPn：MoO3)为2：1。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为10nm的方式蒸镀PCPPn。
接着，在空穴传输层112上作为发光层130以厚度为25nm的方式共蒸镀cgDBCzPA及1，6BnfAPrn-03，并使重量比(cgDBCzPA：1，6BnfAPrn-03)为1：0.03。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上以NBPhen的厚度为25nm的方式进行蒸镀。
接着，在电子传输层118上作为电子注入层119以厚度为1nm的方式蒸镀LiF。然后，在电子注入层119上作为电极102以厚度为15nm的方式形成Ag及镁(Mg)，并使重量比(Ag：Mg)为1：0.017。
接着，作为盖层145在电极102上蒸镀厚度为70nm的DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱中，使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，来密封对比发光元件20。具体而言，将密封剂涂敷于形成有有机材料的玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该衬底和密封用玻璃衬底，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。通过上述工序获得对比发光元件20。
M发光元件的特性>
接着，测量所制造的发光元件19及对比发光元件20的特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用分光辐射亮度计(由Topcon Technohouse公司制造的SR-UL1R)，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)。各发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
图24示出发光元件19及对比发光元件20的电流效率-亮度特性。另外，图25示出外部量子效率-亮度特性。
此外，表8示出1000cd/m2附近的发光元件19及对比发光元件20的元件特性。
[表8]
Figure GDA0002446228310001281
另外，根据图24、图25及表8可知，发光元件19及对比发光元件20具有良好的电流效率及外部量子效率。另外，可知，包括低折射率层的发光元件19具有比不包括低折射率层的对比发光元件20更好的电流效率及外部量子效率。因此，通过在包括盖层145的发光元件中使用低折射率层，可以提高发光效率。
此外，图26示出以2.5mA/cm2的电流密度使发光元件19及对比发光元件20时的发射光谱。从图26可知发光元件19及对比发光元件20的发射光谱在457nm附近具有峰值，该峰值来源于包含在发光层130中的客体材料的1，6BnfAPrn-03的发光。注意，根据图26及表8可知，发光元件19及对比发光元件20的发射光谱大致一致，其色度大致相同。
[实施例4]
在本实施例中，说明与上述实施例不同的本发明的一个方式的发光元件的制造实例以及该发光元件的特性。在本实施例中制造的元件结构的截面图与图3相同。另外，表9示出详细的元件结构。下面示出所使用的化合物的结构及简称。此外，关于其他有机化合物可以参照上述实施例及实施方式的记载。
[化学式4]
Figure GDA0002446228310001291
[表9]
Figure GDA0002446228310001292
《发光元件21的制造》
在衬底200上依次形成厚度为100nm的APC及厚度为85nm的ITSO膜，形成电极101。
接着，在电极101上作为空穴注入层111以厚度为30nm的方式共蒸镀氟化钙(CaF2)、TAPC、MoO3，并使重量比(CaF2：TAPC：MoO3)为3：1：0.5。该空穴注入层111被用作低折射率层。接着，以厚度为5nm的方式共蒸镀PCPPn及MoO3，并使重量比(PCPPn：MoO3)为2：0.5。
接着，作为空穴传输层112，在空穴注入层111上以厚度为10nm的方式蒸镀PCPPn。
接着，在空穴传输层112上作为发光层130以厚度为25nm的方式共蒸镀cgDBCzPA及3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)，并使重量比(cgDBCzPA：3，10FrA2Nbf(IV)-02)为1：0.01。此外，在发光层130中，3，10FrA2Nbf(IV)-02是呈现蓝色荧光发光的客体材料。
接着，作为电子传输层118，在发光层130上以NBPhen的厚度为5nm的方式进行蒸镀。
接着，在电子传输层118上作为电子注入层119以厚度为25nm的方式共蒸镀BPhen及LiF，并使重量比(BPhen：LiF)为8：1。该电子注入层119被用作低折射率层。
接着，在电子注入层119上作为电极102以厚度为15nm的方式形成Ag及镁(Mg)，并使重量比(Ag：Mg)为1：0.017。
接着，作为盖层145在电极102上蒸镀厚度为70nm的DBT3P-II。
接着，在氮气氛的手套箱中，使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，来密封发光元件21。具体而言，将密封剂涂敷于形成有有机材料的玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该衬底和密封用玻璃衬底，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21。
M发光元件的特性>
接着，测量所制造的发光元件21的特性。在亮度及CIE色度的测定中，利用分光辐射亮度计(由Topcon Technohouse公司制造的SR-UL1R)，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)。发光元件的测定在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
图27示出发光元件21的电流效率-亮度特性，图28示出电流密度-电压特性，图29示出外部量子效率-亮度特性。
此外，表10示出1000cd/m2附近的发光元件21的元件特性。
[表10]
Figure GDA0002446228310001311
另外，图30示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光元件21时的发射光谱。如图30所示，发光元件21的发射光谱在452nm具有峰，其半宽度为22nm。由此可知，该峰来源于包含在发光层130中的客体材料的3，10FrA2Nbf(IV)-02的荧光发光。
另外，根据图27、图29及表10可知，发光元件21具有极好的电流效率及外部量子效率。发光元件21是荧光发光元件，并虽然在视亮度低的区域呈现发光但是具有非常高的效率，即7.5cd/A左右的电流效率。因此，通过在包括盖层145的发光元件中使用低折射率层，可以提高发光效率。注意，从发光层130到电极101(2)的光学距离为λ/4以下，从发光层130到电极101(1)的光学距离为3λ/4以下。
(参考例)
在本参考例中，说明用于发光元件21的3，10FrA2Nbf(IV)-02的合成方法。
M步骤1：3,7-双(4-氯-2-氟苯基)-2,6-二甲氧基萘的合成>
将11g(24mmol)的3,7-二碘-2,6-二甲氧基萘、14g(78mmol)的4-氯-2-氟苯基硼酸、22g(0.16mol)的碳酸钾以及0.74g(2.4mmol)的三(2-甲基苯基)膦放在500mL三口烧瓶中。对该混合物加入120mL的甲苯。在减压的同时对该混合物进行搅拌来进行脱气。对该混合物加入0.11g(0.49mmol)的醋酸钯(II)，在氮气流下，以110℃进行搅拌50.5小时。
搅拌后，对该混合物加入甲苯并利用硅酸镁(日本和光纯药工业株式会社，目录号码：540-00135)、硅藻土(日本和光纯药工业株式会社，目录号码：531-16855)、矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩滤液而得到固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：甲苯:己烷＝1:1)对所得到的固体进行纯化。利用乙酸乙酯使所得到的固体再结晶，以53％的产率得到白色固体5.7g。以下示出步骤1的合成方案。
[化学式5]
Figure GDA0002446228310001331
图31示出所得到的固体的1H NMR数据，以下示出数值数据。
1H NMR(CDCl3,300MHz):δ＝3.88(s,6H),7.18-7.24(m,6H),7.37(t,J1＝7.2Hz,2H),7.65(s,2H).
<步骤2：3,7-双(4-氯-2-氟苯基)-2,6-二羟基萘的合成>
将5.7g(13mmol)的3,7-双(4-氯-2-氟苯基)-2,6-二甲氧基萘放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该烧瓶加入32mL的二氯甲烷。将28mL(28mmol)的三溴化硼(1.0mol/L左右的二氯甲烷溶液)及20mL的二氯甲烷滴下到上述溶液。滴下结束后，在室温下搅拌上述溶液。
搅拌后，在用冰冷却中，对上述溶液加入20mL左右的水，进行搅拌。搅拌后，分离有机层和水层，用二氯甲烷及乙酸乙酯对水层进行萃取。混合萃取溶液和有机层，利用饱和食盐水、饱和碳酸氢钠水溶液进行洗涤。通过对有机层添加硫酸镁而吸附水分，进行干燥后，对该混合物进行重力过滤。浓缩所得到的滤液，得到白色固体5.4g。以下示出步骤2的合成方案。
[化学式6]
Figure GDA0002446228310001341
图32示出所得到的固体的1H NMR数据，以下示出数值数据。
1H NMR(DMSO-d6,300MHz):δ＝7.20(s,2H),7.37(dd,J1＝8.4Hz,J2＝1.8Hz,2H),7.46-7.52(m,4H),7.59(s,2H),9.71(s,2H).
<步骤3：3,10-二氯萘并[2,3-b；6,7-b’]双苯并呋喃的合成>
将5.4g(13mmol)的3,7-双(4-氯-2-氟苯基)-2,6-二羟基萘及7.1g(52mmol)的碳酸钾放在200mL三口烧瓶中。对该混合物加入130mL的N-甲基-2-吡咯烷酮，在减压的同时对该混合物进行搅拌来进行脱气。脱气后，在氮气流下以120℃搅拌该混合物7小时。搅拌后，对该混合物加入水，将所析出的固体过滤。利用水及乙醇对该固体进行洗涤。对所得到的固体加入乙醇，加热搅拌后，进行过滤来得到固体。对所得到的固体加入乙酸乙酯，加热搅拌后，进行过滤来以92％的产率得到淡黄色固体4.5g。以下示出步骤3的合成方案。
[化学式7]
Figure GDA0002446228310001342
图33示出所得到的固体的1H NMR数据，以下示出数值数据。
1H NMR(1,1,2,2-Tetrachloroethane-D2,300MHz):δ＝7.44(dd,J1＝8.1Hz,J2＝1.5Hz,2H),7.65(d,J1＝1.8Hz,2H),8.05(d,J1＝8.4Hz,2H),8.14(s,2H),8.52(s,2H).
<步骤4：3,10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯氨基]萘并[2,3-b；6,7-b’]双苯并呋喃(简称：3,10FrA2Nbf(IV)-02)的合成>
将1.2g(3.0mmol)的3,10-二氯萘并[2,3-b；6,7-b’]双苯并呋喃、2.0g(7.7mmol)的N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基胺、0.11g(0.30mmol)的二(1-金刚烷)-n-丁基膦以及1.8g(18mmol)的叔丁醇钠放在200mL三口烧瓶中。对该混合物加入30mL的二甲苯。在减压的同时对该混合物进行搅拌来进行脱气。对该混合物加入35mg(61μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，在氮气流下以150℃进行搅拌32小时。
搅拌后，对该混合物加入甲苯及水，进行抽滤来得到固体。对所得到的固体加入甲苯并利用硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤，得到滤液。浓缩所得到的滤液而得到固体。利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：甲苯)对该固体进行纯化，来得到固体。利用甲苯使所得到的固体再结晶三次，以71％的产率得到黄色固体1.8g。
利用梯度升华法对所得到的固体1.2g进行升华纯化。在压力为2.3×10-2Pa且氩流量为0mL/min的条件下，以380℃进行加热来进行升华纯化。升华纯化后，以88％的回收率得到黄色固体1.0g。以下示出步骤4的合成方案。
[化学式8]
Figure GDA0002446228310001361
图34示出所得到的固体的1H NMR数据，以下示出数值数据。由此可知，在本合成例子中，得到本发明的一个方式的有机化合物的3,10FrA2Nbf(IV)-02。1H NMR(CD2Cl2,300MHz):δ＝7.12-7.21(m,6H),7.23-7.26(m,4H),7.28(d,J1＝2.1Hz,2H),7.32-7.40(m,8H),7.44(dd,J1＝7.5Hz,J2＝1.2Hz,2H),7.53(d,J1＝7.8Hz,2H),7.88(d,J1＝8.1Hz,2H),7.91-7.96(m,4H),8.01(s,2H),8.41(s,2H).
[实施例5]
在本实施例中，制造发光元件22至发光元件29，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件22至发光元件29的有机化合物的结构式。
[化学式9]
Figure GDA0002446228310001371
(发光元件22至发光元件29的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成图35B中的阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为40nm的方式共蒸镀由上述结构式(i)表示的DBT3P-II及氧化钼，使重量比为2：1(＝DBT3P-II：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为20nm的方式蒸镀由上述结构式(ii)表示的3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)，由此形成空穴传输层412。
接着，以厚度为20nm的方式共蒸镀由上述结构式(iii)表示的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)、PCCP以及由上述结构式(iv)表示的三(2-苯基吡啶-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(ppy)3)，使重量比为0.5：0.5：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)，然后以厚度为20nm的方式且重量比为0.8：0.2：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)的方式进行共蒸镀，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为5nm的方式蒸镀4，6mCzP2Pm来形成第一电子传输层，然后以厚度为10nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层，并且以厚度为20nm的方式蒸镀BPhen及/或氟化锂来形成第三电子传输层，由此形成电子传输层414。
在发光元件22至发光元件29中，使其构成的BPhen及/或氟化锂的比例不同来形成各上述电子传输层414中的第三电子传输层。以下示出各发光元件的BPhen及/或氟化锂的浓度。
[表12]
Figure GDA0002446228310001391
在形成电子传输层414之后，以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层415，最后以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造本实施例的发光元件22至发光元件29。
以下的表示出发光元件22至发光元件29的元件结构。
[表13]
Figure GDA0002446228310001392
[表14]
发光元件 LiF∶BPhen(体积比)
22 0∶100
23 25∶75
24 50∶50
25 75∶25
26 90∶10
27 95∶5
28 99∶1
29 100∶0
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件22至发光元件29进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图55示出发光元件22至发光元件29的亮度-电流密度特性，图56示出电流效率-亮度特性，图57示出亮度-电压特性，图58示出电流-电压特性，图59示出外部量子效率-亮度特性，图60示出发射光谱。另外，表15示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。以下，在附图及表中，用数字标记表示与该数字对应的发光元件的特性。例如，在表示发光元件22的特性时，在附图及表中，记载为“22”。
[表15]
Figure GDA0002446228310001411
根据图55至图59及表14可知，第三空穴传输层中的LiF比例为50vol％以上且小于95vol％的发光元件24至发光元件26是其驱动电压及效率都极好的发光元件。
在此，图37示出表示发光元件22至发光元件29的1000cd/m2附近的第三电子传输层的氟化锂比例与外部量子效率的关系的图表。根据此可知，到第三层中的氟化锂比例为90vol％左右为止，氟化锂比例越大，外部量子效率越大。这有可能是因第三电子传输层中的氟化锂增加而折射率降低的效果。但是，另一方面，在氟化锂的浓度为95vol％以上的区域中，特性急剧降低，外部量子效率大幅度地降低。这有可能是因为：本来是绝缘体的氟化锂的浓度过高，导致电子传输层的电子传输性的降低。根据图58也可知，在氟化锂浓度为95vol％以上的发光元件27至发光元件29中，电压-电流特性大幅度地恶化，这证明氟化锂浓度给载流子传输性带来的影响大。如此，可知，第三电子传输层的折射率越低，外部量子效率越高，但是，在承担低折射率化的氟化锂量过多时载流子传输性降低，因此效率大幅度地降低。从折射率的观点来看，第三电子传输层中的氟化物量优选大于0vol％且小于95vol％。
接着，图38示出表示发光元件22至发光元件29的3V附近的第三电子传输层的氟化锂比例与电流的关系的图表。氟化锂为0vol％的发光元件相当于具有现有的结构的发光元件。根据图38可知，通过将氟化锂混合在第三电子传输层中，氟化锂浓度为20vol％的发光元件的电流值降低40％左右。但是，氟化锂的浓度更高即氟化锂浓度为50vol％的发光元件24的电流值反而增高，氟化锂浓度为75vol％的发光元件25是其流过的电流之量比发光元件22多的元件。另外，氟化锂的浓度进一步高的发光元件26的电流量再次开始降低，在氟化锂浓度为95vol％以上的发光元件27至发光元件29中，几乎没有电流的流动。如此，从驱动电压的观点来看，可以说，第三电子传输层中的氟化物量为50vol％以上且小于95vol％，优选为50vol％以上且80vol％以下，更优选为70vol％以上且80vol％以下。
“50vol％以上”这数值是如实施方式2所示那样的氟化锂开始形成微晶的浓度。换言之，可认为，有随着晶化的发展而驱动电压降低的效果。
如此，在电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物的发光元件中，在其混合比小(小于50vol％)的情况下驱动电压增高，但是，在其混合比为50vol％以上时，驱动电压反而降低。另外，由于电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物，因此可以降低该部分的折射率，可以提高外部量子效率。此外，在氟化物比例为95vol％以上时，驱动电压再次开始增高，外部量子效率也降低。因此，碱金属或碱土金属的氟化物优选小于95vol％。注意，在碱金属或碱土金属的氟化物的比例小于95vol％时，可以得到外部量子效率提高的效果。
根据以上的结果可知，在本发明的一个方式中，在将碱金属或碱土金属的氟化物混合到电子传输层时，其比例优选为50vol％以上且95vol％以下，更优选为50vol％以上且小于95vol％。
[实施例6]
在本实施例中，制造发光元件30至发光元件36，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件30至发光元件36的有机化合物的结构式。
[化学式10]
Figure GDA0002446228310001431
(发光元件30至发光元件36的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为40nm的方式共蒸镀由上述结构式(i)表示的4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)及氧化钼，使重量比为2：1(＝DBT3P-II：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为20nm的方式蒸镀由上述结构式(ii)表示的3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)，由此形成空穴传输层412。
接着，以厚度为20nm的方式共蒸镀由上述结构式(iii)表示的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)、PCCP以及由上述结构式(iv)表示的三(2-苯基吡啶-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(ppy)3)，使重量比为0.5：0.5：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)，然后以厚度为20nm且重量比为0.8：0.2：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)的方式进行共蒸镀，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为5nm的方式蒸镀4，6mCzP2Pm来形成第一电子传输层，然后以厚度为10nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层，并且以厚度为20nm的方式形成由上述结构式(vi)表示的2，9-双(萘-2-基)-4，
7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)及/或氟化锂作为第三电子传输层，由此形成电子传输层414。
在发光元件30至发光元件36中，使其构成的NBPhen及/或氟化锂的比例不同来形成各上述电子传输层414中的第三电子传输层。以下示出各发光元件的NBPhen及/或氟化锂的浓度。
[表16]
Figure GDA0002446228310001451
在形成电子传输层414之后，以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层415，最后以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造本实施例的发光元件30至发光元件36。以下的表示出发光元件30至发光元件36的元件结构。
[表17]
Figure GDA0002446228310001452
※1 参照以下的表
[表18]
发光元件 LiF∶NBPhen(体积比)
30 0∶100
31 25∶75
32 50∶50
33 75∶25
34 90∶10
35 95∶5
36 99∶1
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件30至发光元件36进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图61示出发光元件30至发光元件36的亮度-电流密度特性，图62示出电流效率-亮度特性，图63示出亮度-电压特性，图64示出电流-电压特性，图65示出外部量子效率-亮度特性，图66示出发射光谱。另外，表19示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。
[表19]
Figure GDA0002446228310001471
根据图61至图65及表16可知，第三空穴传输层中的LiF比例为50vol％以上且小于95vol％的发光元件32至发光元件34是其驱动电压及效率都极好的发光元件。此外，LiF比例为95vol％的发光元件35是其外部量子效率与发光元件32至发光元件34同样地极好的发光元件。
如此，在电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物的发光元件中，在其混合比小(小于50vol％)的情况下驱动电压增高，但是，在其混合比为50vol％以上时，驱动电压反而降低。另外，由于电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物，因此可以降低该部分的折射率，可以提高外部量子效率。此外，在氟化物比例为95vol％以上时，驱动电压再次开始增高，外部量子效率也降低，因此，碱金属或碱土金属的氟化物优选小于95vol％。注意，在碱金属或碱土金属的氟化物的比例为95vol％以下时，可以得到外部量子效率提高的效果。
根据以上的结果可知，在本发明的一个方式中，在将碱金属或碱土金属的氟化物混合到电子传输层时，其比例优选为50vol％以上且95vol％以下，更优选为50vol％以上且小于95vol％。
[实施例7]
在本实施例中，制造发光元件37至发光元件44，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件37至发光元件44的有机化合物的结构式。
[化学式11]
Figure GDA0002446228310001481
(发光元件37至发光元件44的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为40nm的方式共蒸镀由上述结构式(i)表示的4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)及氧化钼，使重量比为2：1(＝DBT3P-II：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为20nm的方式蒸镀由上述结构式(ii)表示的3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)，由此形成空穴传输层412。
接着，以厚度为20nm的方式共蒸镀由上述结构式(iii)表示的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)、PCCP以及由上述结构式(iv)表示的三(2-苯基吡啶-N，C2’)铱(III)(简称：Ir(ppy)3)，使重量比为0.5：0.5：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)，然后以厚度为20nm且重量比为0.8：0.2：0.1(＝4，6mCzP2Pm：PCCP：Ir(ppy)3)的方式进行共蒸镀，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为5nm的方式蒸镀4，6mCzP2Pm来形成第一电子传输层，然后以厚度为10nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层，并且以厚度为20nm的方式形成由上述结构式(vi)表示的2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)或BPhen及/或氟化锂作为第三电子传输层，由此形成电子传输层414。
在发光元件37至发光元件44中，使其构成的NBPhen及/或氟化锂的比例不同来形成各上述电子传输层414中的第三电子传输层。在发光元件44中，利用BPhen及氟化锂形成第三电子传输层。以下示出各发光元件的NBPhen或BPhen及/或氟化锂的浓度。
[表20]
Figure GDA0002446228310001501
最后，在电子传输层414上以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造本实施例的发光元件37至发光元件44。
以下的表示出发光元件37至发光元件44的元件结构。如此，在本实施例中形成的发光元件是不形成作为电子注入层的只由氟化锂构成的层的发光元件。
[表21]
Figure GDA0002446228310001511
※1 参照以下的表
[表22]
发光元件 LiF∶NBPhen(体积比)
37 0∶100
38 25∶75
39 50∶50
40 75∶25
41 90∶10
42 95∶5
43 99∶1
发光元件 LiF∶BPhen(体积比)
44 75∶25
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件37至发光元件44进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图67示出发光元件37至发光元件44的亮度-电流密度特性，图68示出电流效率-亮度特性，图69示出亮度-电压特性，图70示出电流-电压特性，图71示出外部量子效率-亮度特性，图72示出发射光谱。另外，表23示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。
[表23]
Figure GDA0002446228310001521
根据图67至图71及表20可知，第三空穴传输层中的LiF比例为50vol％以上且小于95vol％的发光元件39至发光元件41以及发光元件44是其驱动电压及效率都极好的发光元件。
如此，在电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物的发光元件中，在其混合比小(小于50vol％)的情况下驱动电压增高，但是，在其混合比为50vol％以上时，驱动电压反而降低。另外，由于电子传输层的一部分中混有碱金属或碱土金属的氟化物，因此可以降低该部分的折射率，可以提高外部量子效率。此外，在氟化物比例为95vol％以上时，驱动电压再次开始增高，外部量子效率也降低，因此，碱金属或碱土金属的氟化物优选小于95vol％。注意，直到碱金属或碱土金属的氟化物的比例小于95vol％为止，该氟化物比例越高，外部量子效率提高的效果越高。
根据以上的结果可知，在本发明的一个方式中，在将碱金属或碱土金属的氟化物混合到电子传输层时，其比例优选为50vol％以上且95vol％以下，更优选为50vol％以上且小于95vol％。
[实施例8]
在本实施例中，制造发光元件45至发光元件48，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件45至发光元件48的有机化合物的结构式。
[化学式12]
Figure GDA0002446228310001531
(发光元件45至发光元件48的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为10nm的方式共蒸镀由上述结构式(vii)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)及氧化钼，使重量比为2：1(＝PCPPn：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为30nm的方式蒸镀PCPPn，由此形成空穴传输层412。
接着，以25nm共蒸镀由上述结构式(viii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、由上述结构式(ix)表示的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)，并使重量比为1：0.03(＝cgDBCzPA：1，6mMemFLPAPrn)，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为5nm的方式蒸镀cgDBCzPA来形成第一电子传输层，然后以厚度为5nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层，并且以厚度为20nm的方式蒸镀BPhen及/或氟化锂来形成第三电子传输层，由此形成电子传输层414。
在发光元件45至发光元件48中，使其构成的BPhen及/或氟化锂的比例不同来形成各上述电子传输层414中的第三电子传输层。以下示出各发光元件的BPhen及/或氟化锂的浓度。
[表24]
Figure GDA0002446228310001551
在发光元件45中，在形成电子传输层414之后，以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)，由此形成电子注入层415。
最后，以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造本实施例的发光元件45至发光元件48。以下的表示出发光元件45至发光元件48的元件结构。
[表25]
Figure GDA0002446228310001552
※1 参照以下的表
[表26]
发光元件 LiF∶BPhen(体积比)
45 0∶100
46 25∶75
47 50∶50
48 75∶25
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件45至发光元件48进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图73示出发光元件45至发光元件48的亮度-电流密度特性，图74示出电流效率-亮度特性，图75示出亮度-电压特性，图76示出电流-电压特性，图77示出外部量子效率-亮度特性，图78示出发射光谱。另外，表27示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。
[表27]
Figure GDA0002446228310001561
根据图73至图77及表24可知，第三空穴传输层中的LiF比例为50vol％以上且小于95vol％的发光元件47及发光元件48是其驱动电压及效率都极好的发光元件。如此，可以将本发明的一个方式适当地用于荧光发光元件。
[实施例9]
在本实施例中，制造发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的有机化合物的结构式。
[化学式13]
Figure GDA0002446228310001571
(发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为60nm的方式共蒸镀由上述结构式(i)表示的4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)及氧化钼，使重量比为2：1(＝DBT3P-II：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为20nm的方式蒸镀由上述结构式(x)表示的4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)，由此形成空穴传输层412。
接着，以厚度为20nm的方式共蒸镀由上述结构式(xi)表示的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)、由上述结构式(xii)表示的N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)以及由上述结构式(xiii)表示的(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：Ir(dppm)2(acac))，使重量比为0.7：0.3：0.06(＝2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dppm)2(acac))，然后以厚度为20nm且重量比为0.8：0.2：0.06(＝2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(dppm)2(acac))的方式进行共蒸镀，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为15nm的方式蒸镀2mDBTBPDBq-II来形成第一电子传输层，然后以厚度为5nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层，并且以厚度为15nm的方式形成BPhen及/或氟化金属(氟化钙或氟化镁)作为第三电子传输层，由此形成电子传输层414。
在发光元件49中，以氟化钙和BPhen的体积比为0.75：0.25的方式形成上述电子传输层中的第三电子传输层，在发光元件51中，以氟化镁和BPhen的体积比为0.75：0.25的方式形成上述电子传输层中的第三电子传输层。
在发光元件50中，在形成电子传输层414之后，以1nm的厚度蒸镀氟化钙来形成电子注入层415，在发光元件52中，在形成电子传输层414之后，以1nm的厚度蒸镀氟化镁来形成电子注入层415。
最后，在发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52中，以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造本实施例的发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52。以下的表示出发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的元件结构。
[表28]
Figure GDA0002446228310001601
※1 参照以下的表
[表29]
Figure GDA0002446228310001602
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图79示出发光元件49、发光元件50、发光元件51及发光元件52的亮度-电流密度特性，图80示出电流效率-亮度特性，图81示出亮度-电压特性，图82示出电流-电压特性，图83示出外部量子效率-亮度特性，图84示出发射光谱。另外，表30示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。
[表30]
Figure GDA0002446228310001611
发光元件49是在电子传输层的一部分中包括含有75vol％的是碱土金属的氟化物的氟化钙以及25vol％的是有机化合物的BPhen的层的本发明的一个方式的发光元件。另外，发光元件51是在电子传输层的一部分中包括含有75vol％的是碱土金属的氟化物的氟化镁以及25vol％的作为有机化合物的BPhen的层的本发明的一个方式的发光元件。
根据图79至图83、表30可知，发光元件49是具有比发光元件50低的驱动电压以及比发光元件50高的外部量子效率的发光元件。同样地，可知，发光元件51是具有比发光元件52低的驱动电压以及比发光元件52高的外部量子效率的发光元件。由此可知，即使使用是碱土金属的氟化物的氟化钙或氟化镁代替是碱金属的氟化物的氟化锂，也可以获得特性良好的元件。
[实施例10]
在本实施例中，制造发光元件53、发光元件54、发光元件55及发光元件56，示出本发明的一个方式的结构及效果的验证结果。以下，示出用于发光元件53至发光元件56的有机化合物的结构式。
[化学式14]
Figure GDA0002446228310001621
(发光元件53至发光元件56的制造方法)
首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的锡铟氧化物(ITSO)，来形成阳极401。注意，其厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。
接着，作为用来在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘烤1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。
然后，将衬底放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空烘烤30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，以使形成有阳极401的面朝下的方式将形成有阳极401的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，并且在阳极401上形成空穴注入层411。在发光元件53及发光元件54中，通过利用电阻加热的蒸镀法以60nm共蒸镀由上述结构式(i)表示的4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)及氧化钼，并使重量比为2：1(＝DBT3P-II：氧化钼)，由此形成空穴注入层411。在发光元件55及发光元件56中，以5nm共蒸镀由上述结构式(xv)表示的4，4’-双(9-咔唑基)-2，2’-二甲基-联苯(简称：dmCBP)及氧化钼，并使重量比为2：0.5(＝dmCBP：MoO3)，然后以50nm共蒸镀由上述结构式(xvi)表示的4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：m-MTDATA)、氟化钙及氧化钼，并使重量比为1：2.5：0.5(＝m-MTDATA：CaF2：MoO3)，最后以5nm共蒸镀dmCBP及氧化钼，并使重量比为2：0.5(＝dmCBP：MoO3)，由此形成空穴注入层411。
然后在空穴注入层411上以厚度为15nm的方式蒸镀由上述结构式(x)表示的4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)，由此形成空穴传输层412。
接着，以厚度为20nm的方式共蒸镀由上述结构式(xi)表示的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)、由上述结构式(xii)表示的N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)以及由上述结构式(xiv)表示的双{2-[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}(2，4-戊二酮根-κ2O，O’)铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))，使重量比为0.7：0.3：0.05(＝2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(mpmppm)2(acac))，然后以厚度为20nm且重量比为0.8：0.2：0.05(＝2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：Ir(mpmppm)2(acac))的方式进行共蒸镀，由此形成发光层413。
并且，在发光层413上以厚度为10nm的方式蒸镀2mDBTBPDBq-II来形成第一电子传输层，然后以厚度为5nm的方式蒸镀由上述结构式(v)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)来形成第二电子传输层。并且，在发光元件53及发光元件55中以25nm蒸镀BPhen来形成第三电子传输层，在发光元件54及发光元件56中以30nm且其体积比为0.75：0.25(＝LiF：BPhen)的方式共蒸镀氟化锂和BPhen来形成第三电子传输层。由此形成电子传输层414。
在发光元件53及发光元件55中，在形成电子传输层414之后，以1nm的厚度蒸镀氟化锂来形成电子注入层415。
最后，在发光元件53至发光元件56中，以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成阴极402，由此制造发光元件53至发光元件56。以下的表示出发光元件53至发光元件56的结构。
[表31]
Figure GDA0002446228310001641
[表32]
Figure GDA0002446228310001651
在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式使用玻璃衬底对发光元件53至发光元件56进行密封处理(将密封剂涂敷在元件的周围，在密封时进行UV处理并在80℃的温度下进行1小时的热处理)，然后对这些发光元件的初期特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
图85示出发光元件53至发光元件56的亮度-电流密度特性，图86示出电流效率-亮度特性，图87示出亮度-电压特性，图88示出电流-电压特性，图89示出外部量子效率-亮度特性，图90示出发射光谱.图91示出视角依赖性。另外，表33示出各发光元件的1000cd/m2附近的主要特性。
[表33]
Figure GDA0002446228310001652
发光元件53是在EL层中不包括低折射率的层的对比用发光元件。另外，发光元件54是在电子传输层中包括低折射率的层的本发明的一个方式的发光元件。发光元件55是在空穴注入层中包括低折射率的层的参考发光元件。发光元件56是在空穴注入层及电子传输层中包括低折射率层的本发明的一个方式的发光元件。
因为各发光元件包括折射率不同的层，因此调节光程长以便使光学距离同一。根据图90及图91可知，因为调节光程长，所以四种发光元件的发射光谱及视角特性都一致。根据该结果可认为，EL内部的光学距离也一致。因此，可以以高精度比较发光元件53至发光元件56的效率。
作为外部量子效率，采用如下值：对发射光谱的角度依赖性进行测量且校正相对于朗伯分布度的偏差而得的值。根据表33可知，作为对比用发光元件的发光元件53的外部量子效率为30.5％。已报告，发光元件的一般的光提取效率是25至30％，虽然发光元件53的外部量子效率充分高，但是发光元件54至发光元件56的外部量子效率更高。
将低折射率层用于电子传输层的本发明的一个方式的发光元件的发光元件54呈现发光元件53的1.06倍左右的32.2％的外部量子效率，将低折射率层用于空穴注入层的参考发光元件的发光元件55呈现发光元件53的1.16倍的35.3％的外部量子效率，并且，采用两者的低折射率层的本发明的一个方式的发光元件的发光元件56呈现发光元件53的1.25倍左右的38.1％的外部量子效率。就是说，证明了通过降低各注入层的折射率，可以得到呈现高外部量子效率的发光元件。
根据图88可知，采用低折射率层的发光元件54至56呈现与发光元件53大致相同的电流-电压特性。另外，在是1,000cd/m2附近时，驱动电压大约为2.7至2.8V，即非常低。确认到，我们开发的折射率低的载流子注入层及传输层具有高电荷注入性及传输性。
图92示出以固定电流密度(50mA/cm2)进行的可靠性测试结果。确认到，采用低折射率层的发光元件54至56具有与发光元件53相等的性能，本发明的一个方式中的低折射率层不损害发光元件的可靠性。根据以上的结果确认到，本发明的一个方式的发光元件不仅呈现高发光效率而且兼有良好的驱动电压及可靠性。
另外，根据图93可知，改变发光元件56的空穴注入层的材料及厚度而成的发光元件57呈现非常高的效率，即其外部量子效率大于40％。
在发光元件57中，以5nm且重量比为2：0.5(＝dmCBP：MoO3)的方式共蒸镀dmCBP及氧化钼，接着，以50nm且重量比为0.5：4：0.5(＝TAPC：CaF2：MoO3)的方式共蒸镀由下述结构式(xvii)表示的1，1-双-[4-双(4-甲基-苯基)-氨基-苯基]-环己烷(简称：TAPC)、氟化钙及氧化钼，然后以7nm且重量比为2：0.5(＝dmCBP：MoO3)的方式共蒸镀dmCBP及氧化钼，由此形成空穴注入层。以下示出TAPC的结构式。
[化学式15]
Figure GDA0002446228310001671
另外，表34示出发光元件57的空穴注入层的结构。
[表34]
Figure GDA0002446228310001681
如此，本发明的一个方式的发光元件可以是具有40％以上的外部量子效率的效率极好的发光元件。
[实施例11]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的薄膜的ESR测量结果及吸光度的测量结果。
〈测量用薄膜的制造〉
以下，示出测量用薄膜的制造方法。
作为薄膜1，在石英衬底上以体积比为0.75：0.25(BPhen：LiF)且厚度为50nm的方式进行BPhen及LiF的真空蒸镀。接着，以厚度为200nm的方式蒸镀铝。
同样地形成薄膜2至薄膜4。表35示出薄膜1至薄膜4的结构。因此，省略薄膜2至薄膜4的制造方法。
[表35]
Figure GDA0002446228310001691
〈ESR测量〉
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)。此外，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94示出薄膜1至薄膜4的ESR测量结果的一次微分曲线。在图94中，确认到薄膜1至薄膜3的g值2.163附近的信号。另一方面，确认不到薄膜4的该信号。由此可知，由于LiF与Al接触，因此在BPhen及LiF的混合膜中产生电子自旋。这意味着，在薄膜2及薄膜3中，由于LiF的微晶与Al接触，因此在BPhen及LiF的混合膜中产生电子自旋。
另外，表36示出薄膜1至薄膜4的自旋量及自旋密度。
[表36]
自旋量(spins) 自旋密度(spins/cm<sup>3</sup>)
薄膜1 1.4E+14 1.2E+19
薄膜2 2.2E+14 1.8E+19
薄膜3 3.4E+14 2.9E+19
薄膜4 0.0 0.0
根据图94及表35可知，薄膜1至薄膜3都具有1×1019spins/cm3以上的自旋密度。该结果意味着薄膜1至薄膜3都n型化。由此可知，薄膜1至薄膜3具有电子注入性。由此可知，可以将薄膜1至薄膜3都适用于发光元件的电子注入层。另外，根据表35可知，随着LiF的混合量增加，自旋量及自旋密度也增加。由此可知，随着LiF的混合量的增加，电子注入特性得到提高。这与上述其他的实施例的结果并不矛盾。
〈吸光度测量〉
在薄膜的吸收光谱的测量中，使用分光光度计(日立高新技术(Hitachi High-Technologies Corporation)制造的分光光度计U4100)。在室温下进行测量，测量出各薄膜的透过率(T％)及反射率(R％)，以吸光度＝log[T％/(100-R％)]进行计算。在透过率及反射率的测量之前从各薄膜剥离铝，进行测量。图95示出其结果。
根据图95可知，薄膜1至薄膜3在可见光区域中不呈现明显的吸收。换言之，薄膜1至薄膜3是透明性极高的薄膜。因此，根据本发明的一个方式，可以提供折射率低且电子注入性良好的透明薄膜。另外，还确认到随着LiF的混合比的增加而吸光度降低的倾向。
[符号说明]
100：EL层、101：电极、102：电极、103：电极、106：发光单元、108：发光单元、110：发光单元、111：空穴注入层、112：空穴传输层、113：电子传输层、114：电子注入层、115：电荷产生层、116：空穴注入层、117：空穴传输层、118：电子传输层、119：电子注入层、120：发光层、121：客体材料、122：主体材料、130：发光层、131：主体材料、131_1：有机化合物、131_2：有机化合物、132：客体材料、140：发光层、141：客体材料、142：主体材料、142_1：有机化合物、142_2：有机化合物、145：盖层、150：发光元件、152：发光元件、154：发光元件、156：发光元件、158：发光元件、160：低折射率层、170：发光层、200：衬底、250：发光元件、252：发光元件、310：阳极、311：阴极、312：EL层、313：层、314：发光层、315：层、401：阳极、402：阴极、403：EL层、405：密封剂、406：密封剂、411：空穴注入层、412：空穴传输层、413：发光层、414-1：电子传输层、414-2：电子传输层、415：电子注入层、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：开关用TFT、612：电流控制用TFT、613：电极、614：绝缘物、616：EL层、617：电极、618：发光元件、623：n沟道TFT、624：p沟道TFT、654：发光元件、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、951：衬底、952：电极、953：绝缘层、954：隔离层、955：EL层、956：电极、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、1025B：下部电极、1025G：下部电极、1025R：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、2001：外壳、2002：光源、2100：机器人、2101：照度传感器、2102：麦克风、2103：上部照相机、2104：扬声器、2105：显示器、2106：下部照相机、2107：障碍物传感器、2108：移动机构、2110：运算装置、3001：照明装置、3054：显示部、3500：多功能终端、3502：外壳、3504：显示部、3506：照相机、3508：照明、3600：灯、3602：外壳、3608：照明、3610：扬声器、4400：衬底、4401：阳极、4403：EL层、4404：阴极、4405：密封剂、4406：密封剂、4407：密封衬底、4412：焊盘、4420：IC芯片、5000：外壳、5001：显示部、5002：显示部、5003：扬声器、5004：LED灯、5006：连接端子、5007：传感器、5008：麦克风、5012：支撑部、5013：耳机、5100：扫地机器人、5101：显示器、5102：照相机、5103：刷子、5104：操作按钮、5120：垃圾、5140：便携式电子设备、5150：便携式信息终端、5151：外壳、5152：显示区域、5153：弯曲部、5200：显示区域、5201：显示区域、5202：显示区域、5203：显示区域、7101：外壳、7103：显示部、7105：支架、7107：显示部、7109：操作键、7110：遥控操作机、7201：主体、7202：外壳、7203：显示部、7204：键盘、7205：外部连接端口、7206：指向装置、7210：显示部、7401：外壳、7402：显示部、7403：操作按钮、7404：外部连接端口、7405：扬声器、7406：麦克风、8501：照明装置、8502：照明装置、8503：照明装置、8504：照明装置、9000：外壳、9001：显示部、9003：扬声器、9005：操作键、9006：连接端子、9007：传感器、9008：麦克风、9055：铰链部、9200：便携式信息终端、9201：便携式信息终端、9202：便携式信息终端、9310：便携式信息终端、9311：显示面板、9312：显示区域、9313：铰链部、9315：外壳。

Claims (58)

1.一种发光元件，包括：
第一电极、第二电极、发光层以及有机层，
其中，在所述第一电极和所述第二电极之间包括所述发光层及第一层，
所述第二电极设置在所述第一电极和所述有机层之间，
所述有机层与所述第二电极接触地设置，
所述第一电极具有反射光的功能，
所述第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，
从所述发光层得到峰波长(λ)的发光，
所述第一层设置在离所述发光层的所述第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离所述发光层的所述第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，
并且，所述第一层的折射率为1.80以下。
2.一种发光元件，包括：
第一电极、第二电极、发光层以及有机层，
其中，在所述第一电极和所述第二电极之间包括所述发光层及第一层，
所述第二电极设置在所述第一电极和所述有机层之间，
所述有机层与所述第二电极接触地设置，
所述第一电极具有反射光的功能，
所述第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，
从所述发光层得到峰波长λ的发光，
所述第一层设置在离所述发光层的所述第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离所述发光层的所述第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，
所述第一层包含第一有机化合物，
并且，所述第一有机化合物的折射率为1.80以下。
3.一种发光元件，包括：
第一电极、第二电极、第三电极、发光层以及有机层，
其中，在所述第一电极和所述第二电极之间包括所述发光层及第一层，
所述第二电极设置在所述第一电极和所述有机层之间，
所述有机层与所述第二电极接触地设置，
所述第一电极与所述第三电极接触地设置，
所述第一电极具有反射光的功能，
所述第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，
从所述发光层得到峰波长λ的发光，
所述第一层设置在离所述发光层的所述第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离所述发光层的所述第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，
从所述发光层的所述第一电极一侧界面和所述第二电极一侧界面中的任一个到所述第三电极的光学距离在λ/4±50nm的范围内，
从所述发光层的所述第一电极一侧界面和所述第二电极一侧界面中的任一个到所述第一电极的光学距离在3λ/4±50nm的范围内，
并且，所述第一层的折射率为1.80以下。
4.一种发光元件，包括：
第一电极、第二电极、第三电极、发光层以及有机层，
其中，在所述第一电极和所述第二电极之间包括所述发光层及第一层，
所述第二电极设置在所述第一电极和所述有机层之间，
所述有机层与所述第二电极接触地设置，
所述第一电极与所述第三电极接触地设置，
所述第一电极具有反射光的功能，
所述第二电极具有反射光的功能及透射光的功能，
从所述发光层得到峰波长λ的发光，
所述第一层设置在离所述发光层的所述第一电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域或者离所述发光层的所述第二电极一侧界面的光学距离为λ/2以内的区域，
从所述发光层的所述第一电极一侧界面和所述第二电极一侧界面中的任一个到所述第三电极的光学距离在λ/4±50nm的范围内，
从所述发光层的所述第一电极一侧界面和所述第二电极一侧界面中的任一个到所述第一电极的光学距离在3λ/4±50nm的范围内，
所述第一层包含第一有机化合物，
并且，所述第一有机化合物的折射率为1.80以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的发光元件，
其中所述第一层的厚度为5nm以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件，
其中所述第一电极是阳极，所述第二电极是阴极。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的发光元件，
其中所述第一层的折射率比所述第三电极的折射率低。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的发光元件，
其中所述第三电极具有透射光的功能。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光元件，
其中所述第一有机化合物具有电子供给性。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光元件，
其中所述第一层的折射率比所述发光层的折射率低。
11.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包含有机化合物及无机化合物，
并且，所述无机化合物的至少一部分以微晶状态存在。
12.根据权利要求11所述的发光元件，
其中所述EL层包括发光层，
并且所述以微晶状态存在的无机化合物存在于所述发光层和所述阴极之间。
13.根据权利要求11所述的发光元件，
其中所述EL层包括电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间，
并且所述以微晶状态存在的无机化合物存在于所述电子传输层中。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的发光元件，
其中所述以微晶状态存在的无机化合物与所述阴极接触。
15.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包括发光层，
并且，所述EL层在所述发光层和所述阴极之间包括含有有机化合物及无机化合物的低折射率层。
16.根据权利要求15所述的发光元件，
其中所述无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物。
17.根据权利要求15或16所述的发光元件，
其中在从发光层提取的光的波长下的所述低折射率层的折射率是1.70以下。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的发光元件，
其中所述EL层还包括电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间，
并且所述低折射率层的至少一部分起到所述电子传输层的作用。
19.根据权利要求18所述的发光元件，
其中所述低折射率层为所述电子传输层。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的发光元件，
其中所述EL层在所述发光层和所述阳极之间包括第二低折射率层。
21.根据权利要求20所述的发光元件，
其中所述第二低折射率层含有第一物质、第二物质及第三物质，
所述第一物质是含有氟的化合物，
所述第二物质是具有空穴传输性的有机化合物，
并且所述第三物质是对所述第二物质呈现电子接收性的物质。
22.根据权利要求21所述的发光元件，
其中所述第一物质是碱金属的氟化物、碱土金属的氟化物或氟化烷基。
23.根据权利要求21所述的发光元件，
其中所述第一物质是碱土金属的氟化物。
24.根据权利要求21所述的发光元件，
其中所述第一物质是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的发光元件，
其中所述第三物质是过渡金属氧化物、属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物和具有吸电子基的有机化合物中的任一个或多个。
26.根据权利要求21至24中任一项所述的发光元件，
其中所述第三物质是选自钛氧化物、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、银氧化物、7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷、四氯苯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯、1，3，4，5，7，8-六氟四氰-萘醌二甲烷、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]中的一种或多种。
27.根据权利要求21至24中任一项所述的发光元件，
其中所述第三物质是钼氧化物。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的发光元件，
其中所述第二物质是富π电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的发光元件，
其中所述第二物质的HOMO能级是-5.7eV以上。
30.根据权利要求21至28中任一项所述的发光元件，
其中所述第二物质的HOMO能级是-5.5eV以上。
31.根据权利要求20至30中任一项所述的发光元件，
其中所述第二低折射率层的折射率是1.70以下。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的发光元件，
其中所述EL层在所述发光层与所述第二低折射率层之间包括空穴传输层，
并且所述空穴传输层包含具有空穴传输性的有机化合物。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的发光元件，
其中所述EL层包括与阳极接触的空穴注入层，
所述空穴注入层包括第一空穴注入层及第二空穴注入层，
所述第一空穴注入层位于所述第二空穴注入层和阳极之间，
所述第一空穴注入层是所述第二低折射率层，
所述第二空穴注入层包含第四物质及第五物质，
所述第四物质是具有空穴传输性的有机化合物，
并且所述第五物质是对所述第四物质呈现受体性的物质。
34.根据权利要求33所述的发光元件，
其中所述第五物质与所述第三物质相同。
35.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包含有机化合物和无机化合物，
所述无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物，
并且，在利用能量分散型X射线分析对所述EL层进行分析时，存在氟的原子数比氮的原子数多的部分。
36.根据权利要求35所述的发光元件，
其中所述氟的原子数为所述氮的原子数的3倍以上。
37.根据权利要求35或36所述的发光元件，
其中所述EL层包括发光层，
并且所述氟的原子数比所述氮的原子数多的部分存在于所述发光层和所述阴极之间。
38.根据权利要求35至37中任一项所述的发光元件，
其中所述EL层还包括电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间，
并且所述氟的原子数比氮的原子数多的部分存在于所述电子传输层中。
39.一种发光元件，包括：
阳极；
阴极；以及
EL层，
其中，所述EL层位于所述阳极和所述阴极之间，
所述EL层包括发光层及电子传输层，
所述电子传输层位于所述发光层和所述阴极之间，
所述电子传输层包含有机化合物和无机化合物，
所述无机化合物是碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物，
其中，所述电子传输层中的所述无机化合物的浓度为50vol％以上。
40.根据权利要求39所述的发光元件，
其中所述电子传输层中的所述无机化合物的浓度为50vol％以上且小于95vol％。
41.根据权利要求11至40中任一项所述的发光元件，
其中所述有机化合物是具有电子传输性的有机化合物。
42.根据权利要求11至41中任一项所述的发光元件，
其中所述有机化合物是缺π电子型杂芳族。
43.根据权利要求11至42中任一项所述的发光元件，
其中所述有机化合物是具有联吡啶骨架的有机化合物。
44.根据权利要求11至43中任一项所述的发光元件，
其中所述有机化合物是具有菲罗啉骨架的有机化合物。
45.根据权利要求11至44中任一项所述的发光元件，
其中所述有机化合物是2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
46.根据权利要求11至45中任一项所述的发光元件，
其中所述无机化合物是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
47.一种电子设备，包括：
权利要求1至46中任一项所述的发光元件；以及
传感器、操作按钮、扬声器或麦克风。
48.一种发光装置，包括：
权利要求1至46中任一项所述的发光元件；以及
晶体管或衬底。
49.一种照明装置，包括：
权利要求48所述的发光装置；以及
外壳。
50.一种包含晶化的碱金属的盐或晶化的碱土金属的盐、以及有机化合物的材料。
51.一种包含晶化的碱金属的氟化物或晶化的碱土金属的氟化物、以及有机化合物的材料。
52.根据权利要求50或51所述的材料，
其中所述有机化合物是具有联吡啶骨架的有机化合物。
53.根据权利要求50或51所述的材料，
其中所述有机化合物是具有菲罗啉骨架的有机化合物。
54.根据权利要求50或51所述的材料，
其中所述有机化合物是2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉。
55.根据权利要求50至54中任一项所述的发光元件，
其中所述晶化的碱金属的氟化物或晶化的碱土金属的氟化物是氟化锂、氟化钙和氟化镁中的任一个。
56.一种包含权利要求50至55中任一项所述的材料的发光元件用材料。
57.一种包含权利要求50至55中任一项所述的材料的膜。
58.一种包括由权利要求50至55中任一项所述的材料构成的层的发光元件。
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