CN111372917A

CN111372917A - 二苯并[c,g]咔唑衍生物、发光元件、发光装置、电子设备及照明装置

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Publication number: CN111372917A
Application number: CN201880075855.7A
Authority: CN
Inventors: 门间裕史; 铃木恒德; 桥本直明; 泷田悠介; 濑尾哲史
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-12
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-11-12
Also published as: KR102648001B1; JP7242547B2; KR20200090790A; KR20240038127A; JPWO2019102292A1; WO2019102292A1; JP2023078222A; US20210175435A1; US11641777B2

Abstract

本发明的目的是提供一种新颖的有机化合物。另外，本发明的目的是提供一种新颖的发光元件。另外，本发明的目的是提供一种发光效率良好的发光元件。另外，本发明的目的是提供一种寿命良好的发光元件。另外，本发明的目的是提供一种驱动电压低的发光元件。提供一种由下述通式(G1)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物、以及使用该衍生物的发光元件。注意，R¹¹至R²²中的至少一个表示具有三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基，其余的分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至25的取代或未取代的芳基中的任一个。

Description

二苯并[c,g]咔唑衍生物、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发光元件、显示模块、照明模块、显示装置、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。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。或者，本发明的一个方式涉及一种程序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。因此，更具体而言，作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、显示装置、液晶显示装置、发光装置、照明装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、它们的驱动方法以及它们的制造方法。

背景技术

使用有机化合物且利用电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件(有机EL元件)的实用化非常活跃。在这些发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光材料的有机化合物层(EL层)。通过对该元件施加电压，注入载流子，利用该载流子的复合能量，可以获得来自发光材料的发光。

因为这种发光元件是自发光型发光元件，所以当用于显示器的像素时比起液晶有可见度更高、不需要背光源等优势。因此，该发光元件适合于平板显示器元件。另外，使用这种发光元件的显示器可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点。再者，非常高速的响应也是该发光元件的特征之一。

因为这种发光元件的发光层可以在二维上连续地形成，所以可以获得面发光。因为这是在以白炽灯或LED为代表的点光源或者以荧光灯为代表的线光源中难以得到的特征，所以作为可应用于照明等的面光源，上述发光元件的利用价值也高。

如上所述，虽然使用发光元件的显示器或照明装置适合用于各种各样的电子设备，但是追求具有更良好的效率及寿命的发光元件的研究开发日益活跃。

作为为了使向EL层的载流子(尤其是空穴)的注入变得容易而使用的空穴注入层的材料，有具有受体性的有机化合物。具有受体性的有机化合物可以利用蒸镀容易地形成，适合于大量生产而被广泛应用。但是，当具有受体性的有机化合物的LUMO能级与构成空穴传输层的有机化合物的HOMO能级之间有距离时，难以对EL层注入空穴。因此，为了使具有受体性的有机化合物的LUMO能级接近构成空穴传输层的有机化合物的HOMO能级，使构成空穴传输层的有机化合物的HOMO能级较浅，此时有如下问题：与发光层的HOMO能级之间的差变大，虽然可以对EL层注入空穴，但是难以从空穴传输层向发光层的主体材料注入空穴。

专利文献1公开了在接触于空穴注入层的第一空穴传输层与发光层之间设置其HOMO能级介于第一空穴注入层的HOMO能级与主体材料的HOMO能级之间的空穴传输材料的结构。

发光元件的特性明显得到了提高，但是还不足以对应对效率和耐久性等各种特性的高度要求。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]国际公开第2011/065136号小册子

发明内容

发明所要解决的技术问题

于是，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的有机化合物。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种具有空穴传输性的新颖的有机化合物。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的空穴传输材料。另外，本发明的一个方式的目的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是提供一种发光效率良好的发光元件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种寿命良好的发光元件。另外，本发明的目的是提供一种驱动电压低的发光元件。

另外，本发明的其他的一个方式的目的是提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。另外，本发明的其他的一个方式的目的是提供一种功耗低的发光装置、电子设备及显示装置。

本发明只要实现上述目的中的任一个即可。

解决技术问题的手段

本发明的一个方式是一种由下述通式(G1)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式1]

注意，在通式(G1)中，R¹¹至R²²中的至少一个表示包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃的总碳原子数为14至60的取代基，其余的分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至25的取代或未取代的芳基中的任一个。另外，Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中R¹²表示包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃的总碳原子数为14至60的取代基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述三环以上且六环以下的稠合芳香烃是取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。

另外，本发明的其他的一个方式是一种由下述通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式2]

注意，在通式(G2)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示包括二环以上且六环以下的稠合芳香烃的取代基。注意，包括在Ar²及Ar³中的碳原子的总数为14以上且60以下。另外，R¹¹及R¹³至R²²分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基中的任一个。另外，Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。

另外，本发明的其他的一个方式是一种由下述通式(G3)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式3]

注意，在通式(G3)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。另外，n表示0至3的整数，包括在所述Ar²及所述Ar³中的碳原子的总数为14以上且60以下。另外，R¹¹及R¹³至R²²分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基中的任一个。另外，Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述n为1。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar²为取代或未取代的亚苯基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是作为取代基具有苯基的蒽基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是菲基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar¹是取代或未取代的苯基。

另外，本发明的其他的一个方式是具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述R¹¹及R¹³至R²²是氢。

另外，本发明的其他的一个方式是一种由下述结构式(100)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式4]

另外，本发明的其他的一个方式是一种由下述结构式(101)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式5]

另外，本发明的其他的一个方式是一种包含具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件用材料。

另外，本发明的其他的一个方式是一种包含具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

另外，本发明的其他的一个方式是一种在阳极和发光层之间包含权利要求1至权利要求15中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

另外，本发明的其他的一个方式是一种在发光层中包含具有上述结构的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

另外，本发明的其他的一个方式是一种包括具有上述结构的发光元件、以及晶体管或衬底的发光装置。

另外，本发明的其他的一个方式是一种电子设备，该电子设备包括上述发光装置、以及传感器、操作按钮、扬声器或麦克风。

另外，本发明的其他的一个方式是一种照明装置，该照明装置包括具有上述结构的发光装置以及外壳。

另外，本说明书中的发光装置包括使用发光元件的图像显示器件。另外，发光装置有时包括在如下模块：发光元件安装有连接器诸如各向异性导电膜或TCP(Tape CarrierPackage：带载封装)的模块；在TCP的端部设置有印刷线路板的模块；通过COG(Chip OnGlass：玻璃覆晶封装)方式在发光元件上直接安装有IC(集成电路)的模块。再者，照明器具等有时包括发光装置。

发明效果

本发明的一个方式可以提供一种新颖的有机化合物。另外，本发明的一个方式可以提供一种具有空穴传输性的新颖的有机化合物。另外，本发明的一个方式可以提供一种新颖的空穴传输材料。可以提供一种新颖的发光元件。另外，可以提供一种寿命良好的发光元件。另外，可以提供一种发光效率良好的发光元件。

另外，本发明的其他的一个方式可以提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。另外，本发明的其他的一个方式可以提供一种功耗小的发光装置、电子设备及显示装置。

注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载看来除这些效果以外的效果是显然的，从而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出除这些效果以外的效果。

附图简要说明

[图1]发光元件的示意图。

[图2]有源矩阵型发光装置的示意图。

[图3]有源矩阵型发光装置的示意图。

[图4]有源矩阵型发光装置的示意图。

[图5]无源矩阵型发光装置的示意图。

[图6]示出照明装置的图。

[图7]示出电子设备的图。

[图8]示出电子设备的图。

[图9]示出照明装置的图。

[图10]示出照明装置的图。

[图11]示出车载显示装置及照明装置的图。

[图12]示出电子设备的图。

[图13]示出电子设备的图。

[图14]PcgDBCPA的¹H NMR谱。

[图15]PcgDBCPA的吸收光谱及发射光谱。

[图16]PcgDBCPPn的¹H NMR谱。

[图17]PcgDBCPPn的吸收光谱及发射光谱。

[图18]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的亮度-电流密度特性。

[图19]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的电流效率-亮度特性。

[图20]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的亮度-电压特性。

[图21]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的电流-电压特性。

[图22]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的外部量子效率-亮度特性。

[图23]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的发射光谱。

[图24]发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的归一化亮度-时间变化特性。

[图25]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的亮度-电流密度特性。

[图26]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的电流效率-亮度特性。

[图27]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的亮度-电压特性。

[图28]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的电流-电压特性。

[图29]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的外部量子效率-亮度特性。

[图30]发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的发射光谱。

[图31]PcgDBCPhA的¹H NMR谱。

[图32]PcgDBCPhA的溶液状态下的吸收光谱及发射光谱。

[图33]PcgDBCPhA的薄膜状态下的吸收光谱及发射光谱。

[图34]发光元件4的亮度-电流密度特性。

[图35]发光元件4的电流效率-亮度特性。

[图36]发光元件4的亮度-电压特性。

[图37]发光元件4的电流-电压特性。

[图38]发光元件4的外部量子效率-亮度特性。

[图39]发光元件4的发射光谱。

[图40]发光元件4的过度EL测量结果。

[图41]发光元件5的亮度-电流密度特性。

[图42]发光元件5的电流效率-亮度特性。

[图43]发光元件5的亮度-电压特性。

[图44]发光元件5的电流-电压特性。

[图45]发光元件5的外部量子效率-亮度特性。

[图46]发光元件5的发射光谱。

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。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是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。

(实施方式1)

[化学式6]

注意，在通式(G1)中，R¹¹至R²²中的至少一个表示包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基，其余的分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至25的取代或未取代的芳基中的任一个。

此外，当尤其利用蒸镀法形成薄膜的发光元件用材料时，如果分子量过多，就在蒸镀时发生分解等问题，因此上述包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基优选为R¹¹至R²²中的任一个。另外，出于相同的理由，上述包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的取代基的总碳原子数为14以上且60以下。

另外，在二苯并[c,g]咔唑骨架的5位，即上述通式(G1)的R¹²的位置具有包括稠合芳香烃的取代基的二苯并[c,g]咔唑衍生物具有良好的空穴传输性，因此，在本发明的一个方式中，R¹²优选为包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基。

此外，作为三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架，例如可以举出蒽骨架、菲骨架、三亚苯骨架、芴骨架、荧蒽骨架、芘骨架、

(chrysene)骨架、螺二芴骨架、苯并[a]蒽骨架、苯并[b]三亚苯骨架等。其中，在是蒽骨架、菲骨架及三亚苯骨架中的任一个的情况下，易于合成，所以是特别优选的。另外，这些骨架也可以具有取代基，此时，作为该取代基，可以举出碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基和碳原子数为6至25的芳基中的任一个。

另外，包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃的总碳原子数为14至60的取代基以外的R¹¹至R²²分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基或者碳原子数为6至25的取代或未取代的芳基，由于易于合成或准备原料，因此优选采用R¹¹至R²²都是氢的结构。

另外，Ar¹表示形成环的碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基。在Ar¹是6至13的取代或未取代的芳基的情况下，易于合成，所以是优选的。作为可用作Ar¹的形成环的碳原子数为6至13的芳基，可以举出苯基、萘基、联苯基、9H-芴基等。并且，这些芳基也可以具有取代基，作为该取代基，可以举出碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基、碳原子数为1至6的烷氧基、苯基等，作为这些具有取代基的芳基，可以举出9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、9,9’-螺二芴基、甲苯基、均三甲苯基等。尤其是，在Ar¹是苯基的有机化合物的升华性高，所以是优选的。

另外，在本发明的其他一个方式中，从合成简便性或高非晶性的观点来看，包括稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基中的稠合芳香烃骨架优选通过亚芳基与二苯并[c,g]咔唑骨架键合。就是说，本发明的一个方式是一种由下述通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式7]

注意，在通式(G2)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示包括二环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的取代基。注意，包括在Ar²及Ar³中的碳原子的总数为14以上且60以下。

作为由Ar²表示的形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，例如可以举出亚苯基、萘二基、联苯二基、蒽二基、菲二基、三亚苯二基、9H-芴二基、9,9-二甲基芴二基、9,9’-螺二芴二基等。这些亚芳基也可以具有取代基，作为该取代基可以举出碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基、碳原子数为1至6的烷氧基等。注意，Ar²特别优选为未取代的亚苯基。

作为由Ar³表示的包括二环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的取代基，可以举出取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的三亚苯基、取代或未取代的芴基、取代或未取代的二甲基芴基以及取代或未取代的螺二芴基等。当它们具有取代基时，作为该取代基，可以举出碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基、碳原子数为1至6的烷氧基、碳原子数为6至13的芳基等。

另外，由于易于合成，因此Ar³优选为具有苯基的蒽基，特别优选为10-苯基-9-蒽基、未取代的9-菲基、未取代的三亚苯-2-基。

注意，在通式(G2)中，从升华性的观点来看，Ar²的碳原子数和Ar³的碳原子数的总碳原子数优选为14至60。

R¹¹、R¹³至R²²及Ar¹与通式(G1)相同，所以省略其说明。

另外，本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物可以由下述通式(G3)表示。

[化学式8]

注意，在通式(G3)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。另外，n表示0至3的整数，包括在n个Ar²及Ar³中的碳原子的总数为14至60。

Ar²与上述通式(G2)中的Ar²相同，因此省略其记载。n是0至3的整数，从合成简便性及高非晶性的观点来看，n特别优选为1。另外，此时，更优选的是，Ar¹为苯基。

在上述通式(G3)中，从合成方便性的观点来看，Ar³优选为取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基。另外，从驱动电压的降低等观点来看，Ar³更优选为取代或未取代的蒽基，这是因为在将二苯并[c,g]咔唑衍生物用作荧光主体时，可以提高电子传输性。

注意，当这些蒽基、菲基及三亚苯基具有取代基时，作为该取代基，可以举出碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基、碳原子数为1至6的烷氧基、碳原子数为6至13的芳基等。

注意，在通过蒸镀形成元件时，如果分子量过少就难以进行控制，如果分子量过多就难以进行蒸镀，因此，在通式(G3)中，包括在n个Ar²及Ar³中的碳原子的总数优选为14至60。

注意，R¹¹、R¹³至R²²、Ar¹及Ar²与通式(G1)相同，因此省略其说明。

以下示出在上述通式(G1)至(G3)中由R¹¹至R²²表示的基的具体例子。

[化学式9]

以下示出在上述通式(G1)至(G3)中由Ar¹表示的基的具体例子。

[化学式10]

以下示出在上述通式(G2)至(G3)中由Ar²表示的基的具体例子。

[化学式11]

以下示出在上述通式(G2)至(G3)中由Ar³表示的基的具体例子。

[化学式12]

以下示出由上述通式(G1)至(G3)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物的具体例子。

[化学式13]

[化学式14]

[化学式15]

[化学式16]

[化学式17]

[化学式18]

[化学式19]

[化学式20]

[化学式21]

[化学式22]

[化学式23]

以上的有机化合物具有良好的空穴传输性，因此通过将其用作主体材料或空穴传输层的材料，可以制造驱动电压低的发光元件。另外，可以制造发光效率良好的发光元件。

以上的有机化合物例如可以通过下述合成方案等合成。注意，这里，以合成由上述通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物的方法为例进行说明。

如下述合成方案(A-1)所示，通过铃木-宫浦反应使二苯并[c,g]咔唑的卤化物(化合物1)与稠合芳香烃骨架的有机硼化合物或硼酸(化合物2)耦合，由此可以得到由上述通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式24]

在上述合成方案(A-1)中，X表示卤素或三氟甲磺酸酯基。另外，在上述合成方案(A-1)中，Ar¹、Ar²、Ar³、R¹¹及R¹³至R²²与在上述通式(G2)的说明中描述的相同，所以省略其说明。

当通过铃木-宫浦反应进行合成方案(A-1)时，使用钯催化剂，作为可用的钯催化剂，例如可以举出醋酸钯(II)、四(三苯基膦)钯(0)、双(三苯基膦)钯(II)二氯化物等。此外，作为在合成方案(A-1)中可用的钯催化剂的配体，可以举出三(邻甲苯基)膦、三苯基膦、三环己基膦等。

在该反应中使用碱，作为可用的碱，例如可以举出：叔丁醇钠等有机碱；或者碳酸钾、碳酸钠等无机碱等。当在合成方案(A-1)中使用溶剂时，作为可用的溶剂，例如可以举出如下溶剂：甲苯和水的混合溶剂；甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；二甲苯和水的混合溶剂；二甲苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；苯和水的混合溶剂；苯、乙醇等醇和水的混合溶剂；以及水和乙二醇二甲醚等醚类的混合溶剂等。另外，更优选的是使用甲苯和水的混合溶剂；甲苯、乙醇和水的混合溶剂；或者水和乙二醇二甲醚等醚类的混合溶剂。

另外，在该反应中，由化合物2表示的有机硼化合物或硼酸也可以是有机铝、有机锆、有机锌、有机锡化合物等。

合成方案(A-1)是稠合芳香烃骨架的有机硼化合物或硼酸与二苯并[c,g]咔唑的卤化物或三氟甲磺酸酯取代产物的反应，但是，也可以使二苯并[c,g]咔唑的有机硼化合物或硼酸与稠合芳香烃骨架的卤化物或三氟甲磺酸酯取代产物耦合。

作为上述合成方案，以合成由通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物的方法为例进行说明，但是，在合成由通式(G1)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物时，可以使用以包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基键合的位置为取代基X的化合物，代替使用化合物1。

(实施方式2)

图1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第一电极101、第二电极102及EL层103。该EL层采用上述含有有机化合物的空穴传输材料。

EL层103包括发光层113，还可以包括空穴传输层112。发光层113包含发光材料和主体材料，本发明的一个方式的发光元件从该发光材料获得发光。本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物材料也可以包括在EL层103的哪个部分，但是优选被用作发光层113或空穴传输层112的材料。

另外，虽然除了上述以外图1还图示出空穴注入层111、电子传输层114及电子注入层115，但是发光元件的结构不局限于此。

本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物还可以被用作在发光层中分散发光物质的主体材料。另外，此时，也可以通过进行与电子传输材料的共蒸镀，形成由该电子传输材料与本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物形成激基复合物。通过形成具有适当的发光波长的激基复合物，可以实现对发光材料的高效的能量转移，由此可以提供高效率且具有良好的寿命的发光元件。

另外，因为本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物具有良好的空穴传输性，所以将该二苯并[c,g]咔唑衍生物用于空穴传输层112是很有效的。

这里，当利用具有受体性的有机化合物进行空穴注入时，与空穴注入层111接触的空穴传输层112所含有的化合物优选为HOMO能级比较浅的空穴传输材料，以便于通过该具有受体性的有机化合物抽出电子。但是，HOMO能级浅的空穴传输材料难以对发光层113注入空穴，当以与发光层113接触的方式形成由上述HOMO能级浅的空穴传输材料构成的空穴传输层112时，载流子积累于其界面上，而有可能导致发光元件的寿命及效率下降。尤其是，有在HOMO能级较深的蓝色荧光元件中其影响比较大的趋势。

于是，通过在发光层与以接触于空穴传输层的方式形成的HOMO能级浅的空穴传输材料之间设置其HOMO能级介于该浅HOMO能级和发光层的HOMO能级之间的空穴传输材料的层，可以顺利地进行对发光层的空穴注入，从而可以实现发光元件的寿命或效率的提高。

即，如下结构可以实现具有良好的寿命及效率的发光元件，所以是优选的：上述空穴传输层112从空穴注入层111一侧包括第一空穴传输层112-1及第二空穴传输层112-2，第一空穴传输层包含第一空穴传输材料，第二空穴传输层包含其HOMO能级比第一空穴传输材料的HOMO能级深的有机化合物。另外，当第一空穴传输材料的HOMO能级为-5.4eV以上时，可以容易地从具有受体性的有机化合物抽出电子，因此是优选的。另外，当第一空穴传输材料的HOMO能级与在实施方式1中记载的有机化合物的HOMO能级之差为0.3eV以下，优选为0.2eV以下时，可以容易地从第一空穴传输层112-1向第二空穴传输层112-2注入空穴，因此是优选的。

另外，空穴传输层112在第二空穴传输层112-2与发光层之间还包括第三空穴传输层112-3，该第三空穴传输层112-3也可以包含第三空穴传输材料。此时，优选该第三空穴传输材料的HOMO能级比第二空穴传输层112-2所含有的在实施方式1中记载的HOMO能级深，它们之间的差优选为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。此外，更优选第三空穴传输材料的HOMO能级与主体材料的HOMO能级相同或者第三空穴传输材料的HOMO能级位于更深的位置，由此可以将空穴适量地传输到发光层内而使发光元件具有良好的寿命及效率。此时，本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物适用于上述第三空穴传输层112-3的第三空穴传输材料。

另外，当发光材料的HOMO能级位于比主体材料的HOMO能级浅(高)的位置时，根据空穴传输层的HOMO能级的位置，向发光材料注入空穴的比例增多，再者，因空穴被发光材料俘获发光区域出现偏差有时会导致寿命下降。上述情况下，更优选采用上述发光元件的结构。作为容易具有上述结构的发光元件可以举出蓝色荧光元件。尤其优选对发射良好的蓝色荧光的芳族二胺化合物，尤其是芘二胺化合物等采用本发明的结构，由此可以得到寿命、效率、色度都好的发光元件。

接着，对上述发光元件的详细结构和材料的例子进行说明。如上所述，本发明的一个方式的发光元件在第一电极101和第二电极102这一对电极间包括由多个层构成的EL层103，并且该EL层103至少从第一电极101一侧包括空穴注入层111、空穴传输层112及发光层113。

对EL层103中的其他层没有特别的限制，可以采用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、载流子阻挡层、激子阻挡层、电荷产生层等各种层。

第一电极101优选使用功函数大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成。具体地，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射法形成这些导电金属氧化物膜，但是也可以应用溶胶-凝胶法等来形成。作为形成方法的例子，可以举出使用对氧化铟添加有1wt％至20wt％的氧化锌的靶材通过溅射法形成氧化铟-氧化锌的方法等。另外，可以使用对氧化铟添加有0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)。另外，可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。此外，也可以使用石墨烯。另外，通过将后面说明的复合材料用于EL层103中的接触于第一电极101的层，可以在选择电极材料时无需顾及功函数。

在本实施方式中，作为EL层103的叠层结构，对如下两种结构进行说明：如图1A所示，采用包括空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115的结构；如图1B所示，采用包括空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114、电子注入层115及电荷产生层116的结构。下面具体地示出构成各层的材料。

空穴注入层111是含有具有受体性的物质的层。更优选将本发明的一个方式的结构用于使用具有受体性的有机化合物的情况。作为具有受体性的有机化合物，可以使用具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物、7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、3，6-二氟-2，5，7，7，8，8-六氰基对醌二甲烷、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)等。作为具有受体性的有机化合物，吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物诸如HAT-CN等在热方面稳定，所以是优选的。具有受体性的有机化合物借助于施加电场而能够从邻接的空穴传输层(或空穴传输材料)抽出电子。

当不将具有受体性的有机化合物用于空穴注入层111时，作为具有受体性的物质可以采用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。另外，也可以使用酞菁类化合物如酞菁(简称：H₂Pc)、铜酞菁(简称：CuPC)等；芳香胺化合物如4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]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)等；或者高分子如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等来形成空穴注入层111。

另外，作为空穴注入层111，可以使用在具有空穴传输性的物质中含有受体物质的复合材料。注意，通过使用在具有空穴传输性的物质中含有受体物质的复合材料，在选择形成电极的材料时可以无需顾及电极的功函数。换言之，作为第一电极101，不仅可以使用功函数大的材料，还可以使用功函数小的材料。作为该受体性物质，可以举出7，7，8，8-四氰-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、1，3，4，5，7，8-六氟四氰-萘醌二甲烷(简称：F6-TCNNQ)等具有受体性的有机化合物及过渡金属氧化物。另外，可以举出属于元素周期表中第四族至第八族的金属的氧化物。作为属于元素周期表中第四族至第八族的金属氧化物，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等受体性高的金属氧化物。其中，由于氧化钼在大气中稳定且吸湿性低而易于处理，所以是优选的。

作为用于复合材料的空穴传输物质，可以使用各种有机化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等。作为用于复合材料中的空穴传输物质，优选使用空穴迁移率为10^-6cm²/Vs以上的物质。以下，具体地列举可以用作复合材料中的空穴传输物质的有机化合物。

作为可以用于复合材料的芳香胺化合物，可以举出N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-p-亚苯基二胺(简称：DTDPPA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]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-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)等。作为咔唑衍生物，可以具体地举出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)、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-(N-咔唑基)苯基]-10-苯基蒽(简称：CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。作为芳烃，例如可以举出2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9’-联蒽、10,10’-二苯基-9,9’-联蒽、10,10’-双(2-苯基苯基)-9,9’-联蒽、10,10’-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。另外，除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳烃，例如，可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。此外，也可以使用本发明的一个方式的有机化合物。另外，此时，作为受体性物质优选使用F6-TCNNQ。

另外，还可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。

通过形成空穴注入层111，可以提高空穴注入性，从而可以获得驱动电压小的发光元件。另外，具有受体性的有机化合物可以利用蒸镀容易地形成，所以是易于使用的材料。

空穴传输层112以包含空穴传输材料的方式形成。空穴传输材料优选具有1×10^- ⁶cm²/Vs以上的空穴迁移率。空穴传输层112优选含有本发明的一个方式的空穴传输材料。通过使空穴传输层112含有在实施方式1中记载的二苯并[c,g]咔唑衍生物，可以得到寿命长且效率良好的发光元件。

尤其是，当作为空穴注入层111使用具有受体性的有机化合物时，使用第一空穴传输层、第二空穴传输层及第三传输层这三层形成空穴传输层111，第一空穴传输层包含HOMO能级较浅的第一空穴传输材料，第二空穴传输层包含其HOMO能级介于第一空穴传输层的HOMO能级和发光层的HOMO能级之间的第二空穴传输材料，第三空穴传输层包含本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物，由此可以得到寿命长且效率好的发光元件。

具有受体性的有机化合物的LUMO能级与第一空穴传输材料的HOMO能级的差根据具有受体性的有机化合物的受体性的高低改变，因此没有特别的限制，只要该能级之差大约为1eV以下左右就可以注入空穴。当使用HAT-CN作为具有受体性的有机化合物时，HAT-CN的LUMO能级可以利用循环伏安法测量估计为-4.41eV，因此第一空穴传输材料的HOMO能级优选为-5.4eV以上。注意，如果第一空穴传输材料的HOMO能级过高，向第二空穴传输材料的空穴注入性则降低。另外，ITO等的阳极的功函数为-5eV左右，所以第一空穴传输材料的HOMO能级高于-5eV的情况也不利的。因此，第一空穴传输材料的HOMO能级优选为-5.0eV以下。

由于在上述说明中对第一空穴传输层、第二空穴传输层及第三空穴传输层进行了说明，所以省略对其重复说明。另外，至于第一空穴传输层、第二空穴传输层及第三空穴传输层所含有的空穴传输材料，可以从上述具有空穴传输性的材料或者其他各种具有空穴传输性的材料中选择与上述层的关系一致的材料而使用。

发光层113是包含主体材料及发光材料的层。发光材料可以是荧光发光物质，可以是磷光发光物质，可以是呈现热活化延迟荧光(TADF)的物质，也可以是其他发光材料。另外，可以为单层，也可以由包含不同发光材料的多个层构成。在本发明的一个方式中，优选将发光层113用作呈现荧光发光的层，尤其是，呈现蓝色荧光发光的层。另外，本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物可以被用作主体材料，特别适当地被用作蓝色荧光材料的主体材料。

在发光层113中，作为可以用作荧光发光物质的材料，例如，可以举出如下物质。另外，除此之外，还可以使用其他荧光发光物质。

例如，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-(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)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四-叔丁基二萘嵌苯(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p]

(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、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)、N，N’-(芘-1，6-二基)双[(6-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃)-8-胺](1，6BnfAPrn-03)等。尤其是，以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺衍化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有高空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。

在发光层113中，作为可以用作磷光发光物质的材料，例如可以举出如下物质。

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])等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)₃])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)₃])等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[(1-2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)₃])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)₃])等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C²']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C²']铱(III)吡啶甲酸酯(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C²'}铱(III)吡啶甲酸酯(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：FIracac)等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。上述物质是发射蓝色磷光的化合物，并且在440nm至520nm具有发光的峰值。

另外，可以举出：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)₃])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)₃])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)₂(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)₂(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降冰片基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)₂(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(mpmppm)₂(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶根)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-苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)₂(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)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-苯基吡啶根-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；以及三(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。上述物质是主要发射绿色磷光的化合物，并且在500nm至600nm具有发光的峰值。另外，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有特别优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。

另外，可以举出：(二异丁酰基甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶基]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,C^2’)铱(III)(简称：[Ir(piq)₃])、双(1-苯基异喹啉-N,C^2’)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)等的铂配合物；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。上述物质是发射红色磷光的化合物，并且在600nm至700nm具有发光的峰值。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。

另外，除了上述磷光化合物以外，还可以选择已知的磷光发光材料而使用。

作为TADF材料可以使用富勒烯及其衍生物、吖啶及其衍生物以及伊红衍生物等。另外，还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出由下述结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF₂(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF₂(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl₂OEP)等。

[化学式25]

另外，还可以使用由下述结构式表示的2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[2，3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、9-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9H，9’H-3，3’-联咔唑(简称：PCCzTzn)、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]硫砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)等具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环的双方的杂环化合物。另外，该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环，其电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子型杂芳环的施主性和缺π电子型杂芳环的受体性都高而S₁能级与T₁能级之间的能量差变小,可以高效地获得热活化延迟荧光，所以是特别优选的。另外，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型杂芳环。

[化学式26]

作为发光层的主体材料，可以使用具有电子传输性的材料或具有空穴传输性的材料等各种载流子传输材料。

另外，作为具有空穴传输性的材料，可以举出：4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(简称：TPD)、4，4'-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N--苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4,4'-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4,4'-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9'-二芴-2-胺(简称：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3,3'-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4,4',4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；以及4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物具有良好的可靠性和高空穴传输性并有助于降低驱动电压，所以是优选的。此外，可以适当地使用实施方式1所示的有机化合物。

例如，作为具有电子传输性的材料，可以举出：双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq₂)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、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)等具有二嗪骨架的杂环化合物；以及3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)-苯基]苯(简称：TmPyPB)等具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好的可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)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。

在将荧光发光物质用作发光材料的情况下，作为主体材料，优选使用具有蒽骨架的材料。通过将具有蒽骨架的物质用作荧光发光物质的主体材料，可以实现发光效率及耐久性都良好的发光层。在用作主体材料的具有蒽骨架的物质中，具有二苯基蒽骨架(尤其是9，10-二苯基蒽骨架)的物质在化学上稳定，所以是优选的。另外，在主体材料具有咔唑骨架的情况下，空穴的注入/传输性得到提高，所以是优选的。尤其是，在包含苯环稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情况下，其HOMO能级比咔唑浅0.1eV左右，空穴容易注入，所以是更优选的。尤其是，在主体材料具有二苯并咔唑骨架的情况下，其HOMO能级比咔唑浅0.1eV左右，不仅空穴容易注入，而且空穴传输性及耐热性也得到提高，所以是优选的。因此，进一步优选用作主体材料的物质是具有9，10-二苯基蒽骨架及咔唑骨架(或者苯并咔唑骨架或二苯并咔唑骨架)的物质。注意，从上述空穴注入/传输性的观点来看，也可以使用苯并芴骨架或二苯并芴骨架代替咔唑骨架。作为这种物质的例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、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)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)-联苯-4’-基}-蒽(简称：FLPPA)等。尤其是，CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈现非常良好的特性，所以是优选的。注意，本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物非常适合于与使用这些主体材料的荧光发光元件的发光层相邻的空穴传输层的材料。

另外，主体材料也可以是混合多种物质的材料，当使用混合的主体材料时，优选混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料。通过混合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料，可以使发光层113的传输性的调整变得更加容易，也可以更简便地进行复合区域的控制。具有空穴传输性的材料和具有电子传输性的材料的含量比例为1:9至9:1即可。

另外，也可以使用这些混合了的材料形成激基复合物。通过以形成发射与发光材料的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的波长的光的激基复合物的方式选择混合材料，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光，所以是优选的。另外，通过采用该结构可以降低驱动电压，因此是优选的。

电子传输层114是包含具有电子传输性的物质的层。作为具有电子传输性的物质，可以使用以上所述的能够用于主体材料的具有电子传输性的物质。

可以在电子传输层114和第二电极102之间设置包含氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF₂)等的碱金属、碱土金属或它们的化合物的层作为电子注入层115。电子注入层115可以使用将碱金属、碱土金属或它们的化合物包含在由具有电子传输性的物质构成的层中的层或电子化合物(electride)。作为电子化合物，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，可以设置电荷产生层116，代替电子注入层115(参照图1B)。电荷产生层116是通过施加电位，可以对与该层的阴极一侧接触的层注入空穴，并且对与该层的阳极一侧接触的层注入电子的层。电荷产生层116至少包括P型层117。P型层117优选使用上述可构成空穴注入层111的复合材料来形成。另外，P型层117也可以将作为构成复合材料的材料分别包含上述受体材料和空穴传输材料的膜层叠来形成。通过对P型层117施加电位，电子和空穴分别注入到电子传输层114和用作阴极的第二电极102，使得发光元件工作。

另外，电荷产生层116除了包括P型层117之外，优选还包括电子中继层118及电子注入缓冲层119中的任一个或两个。

电子中继层118至少包含具有电子传输性的物质，并且能够防止电子注入缓冲层119和P型层117的相互作用，并顺利地传递电子。优选将电子中继层118所包含的具有电子传输性的物质的LUMO能级设定在P型层117中的受体物质的LUMO能级与电子传输层114中的接触于电荷产生层116的层所包含的物质的LUMO能级之间。具体而言，电子中继层118中的具有电子传输性的物质的LUMO能级优选为-5.0eV以上，更优选为-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，作为电子中继层118中的具有电子传输性的物质，优选使用酞菁类材料或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物。

电子注入缓冲层119可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属以及这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等电子注入性高的物质。

另外，在电子注入缓冲层119包含具有电子传输性的物质及施主物质的情况下，作为施主物质，除了碱金属、碱土金属、稀土金属和这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。另外，作为具有电子传输性的物质，可以使用与上面所说明的用于电子传输层114的材料同样的材料。

作为形成第二电极102的物质，可以使用功函数小(具体为3.8eV以下)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。作为这种阴极材料的具体例子，可以举出锂(Li)或铯(Cs)等碱金属、镁(Mg)、钙(Ca)或者锶(Sr)等的属于元素周期表中的第1族或第2族的元素、包含它们的合金(MgAg、AlLi)、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属以及包含它们的合金等。然而，通过在第二电极102和电子传输层之间设置电子注入层，可以不顾及功函数的大小而将各种导电材料诸如Al、Ag、ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等用作第二电极102。这些导电材料可以通过真空蒸镀法、溅射法等干式法、喷墨法、旋涂法等形成。另外，可以通过利用溶胶-凝胶法等湿式法或利用金属材料的膏剂的湿式法形成。

另外，作为EL层103的形成方法，不论干式法或湿式法，都可以使用各种方法。例如，也可以使用真空蒸镀法、凹版印刷法、照相凹版印刷法、丝网印刷法、喷墨法或旋涂法等。

另外，也可以通过使用不同成膜方法形成上面所述的各电极或各层。

注意，设置在第一电极101与第二电极102之间的层的结构不局限于上述结构。但是，优选采用在离第一电极101及第二电极102远的部分设置空穴与电子复合的发光区域的结构，以便抑制由于发光区域与用于电极或载流子注入层的金属接近而发生的猝灭。

另外，为了抑制从在发光层中产生的激子的能量转移，接触于发光层113的如空穴传输层和电子传输层，尤其是靠近发光层113中的复合区域的载流子传输层优选使用如下物质构成，即具有比构成发光层的发光材料或者包含在发光层中的发光材料所具有的带隙大的带隙的物质。

接着，参照图1C说明具有层叠有多个发光单元的结构的发光元件(以下也称为叠层型元件或串联元件)的方式。该发光元件是在阳极和阴极之间具有多个发光单元的发光元件。一个发光单元具有与图1A所示的EL层103大致相同的结构。就是说，可以说，图1C所示的发光元件是具有多个发光单元的发光元件，而图1A或图1B所示的发光元件是具有一个发光单元的发光元件。

在图1C中，在阳极501和阴极502之间层叠有第一发光单元511和第二发光单元512，并且在第一发光单元511和第二发光单元512之间设置有电荷产生层513。阳极501和阴极502分别相当于图1A中的第一电极101和第二电极102，并且可以应用与图1A的说明同样的材料。另外，第一发光单元511和第二发光单元512可以具有相同结构，也可以具有不同结构。

电荷产生层513具有在对阳极501及阴极502施加电压时，对一个发光单元注入电子并对另一个发光单元注入空穴的功能。就是说，在图1C中，在以阳极的电位比阴极的电位高的方式施加电压的情况下，电荷产生层513只要是对第一发光单元511注入电子并对第二发光单元512注入空穴的层即可。

电荷产生层513优选具有与图1B所示的电荷产生层116同样的结构。因为有机化合物与金属氧化物的复合材料具有良好的载流子注入性及载流子传输性，从而能够实现低电压驱动及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的面接触于电荷产生层513的情况下，电荷产生层513可以具有发光单元的空穴注入层的功能，所以在发光单元中也可以不设置空穴注入层。

另外，在对电荷产生层513设置电子注入缓冲层119的情况下，因为该电子注入缓冲层119具有阳极一侧的发光单元中的电子注入层的功能，所以在阳极一侧的发光单元中不一定必须设置电子注入层。

虽然在图1C中说明了具有两个发光单元的发光元件，但是本发明的一个方式可以同样地应用层叠三个以上的发光单元的发光元件。如根据本实施方式的发光元件，通过在一对电极之间将多个发光单元使用电荷产生层513隔开并配置，该元件可以在保持低电流密度的同时实现高亮度发光，并且能够实现使用寿命长的元件。另外，可以实现能够进行低电压驱动且低功耗的发光装置。

另外，通过使各发光单元的发光颜色不同，可以以整个发光元件得到所希望的颜色的发光。例如，通过在具有两个发光单元的发光元件中获得来自第一发光单元的红色和绿色的发光颜色以及来自第二发光单元的蓝色的发光颜色，可以得到在整个发光元件中进行白色发光的发光元件。

另外，上述EL层103、第一发光单元511、第二发光单元512及电荷产生层等各层及电极例如可以利用蒸镀法(包括真空蒸镀法)、液滴喷射法(也称为喷墨法)、涂敷法、凹版印刷法等方法形成。此外，其也可以包含低分子材料、中分子材料(包括低聚物、树枝状聚合物)或者高分子材料。

(实施方式3)

在本实施方式中，对使用实施方式2所示的发光元件的发光装置进行说明。

在本实施方式中，参照图2对使用实施方式2所示的发光元件而制造的发光装置进行说明。注意，图2A是示出发光装置的俯视图，并且图2B是沿图2A中的点划线A-B及点划线C-D切断的截面图。该发光装置作为用来控制发光元件的发光的单元包括由虚线表示的驱动电路部(源极线驱动电路)601、像素部602、驱动电路部(栅极线驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记605是密封材料，由密封材料605围绕的内侧是空间607。

注意，引导布线608是用来传送输入到源极线驱动电路601及栅极线驱动电路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。注意，虽然在此只图示出FPC，但是该FPC还可以安装有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置不仅包括发光装置主体，而且还包括安装有FPC或PWB的发光装置。

下面，参照图2B说明截面结构。虽然在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，但是在此示出作为驱动电路部的源极线驱动电路601和像素部602中的一个像素。

元件衬底610除了可以使用由玻璃、石英、有机树脂、金属、合金、半导体等构成的衬底以外还可以使用由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。

对用于像素或驱动电路的晶体管的结构没有特别的限制。例如，可以采用反交错型晶体管或交错型晶体管。另外，顶栅型晶体管或底栅型晶体管都可以被使用。对用于晶体管的半导体材料没有特别的限制，例如可以使用硅、锗、碳化硅、氮化镓等。或者可以使用In-Ga-Zn类金属氧化物等的包含铟、镓、锌中的至少一个的氧化物半导体。

对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或结晶半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用结晶半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。

在此，氧化物半导体优选用于设置在上述像素或驱动电路中的晶体管和用于在后面说明的触摸传感器等的晶体管等半导体装置。尤其优选使用其带隙比硅宽的氧化物半导体。通过使用带隙比硅宽的氧化物半导体，可以降低晶体管的关态电流(off-statecurrent)。

上述氧化物半导体优选至少包含铟(In)或锌(Zn)。另外，上述氧化物半导体更优选为包含以In-M-Zn类氧化物(M为Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等金属)表示的氧化物的氧化物半导体。

尤其是，作为半导体层，优选使用如下氧化物半导体膜：具有多个结晶部，该多个结晶部的c轴都朝向垂直于半导体层的被形成面或半导体层的顶面的方向，并且在相邻的结晶部间不具有晶界。

通过作为半导体层使用上述材料，可以实现电特性的变动被抑制的可靠性高的晶体管。

另外，由于具有上述半导体层的晶体管的关态电流较低，因此能够长期间保持经过晶体管而储存于电容器中的电荷。通过将这种晶体管用于像素，能够在保持各显示区域所显示的图像的灰度的状态下，停止驱动电路。其结果是，可以实现功耗极低的电子设备。

为了实现晶体管的特性稳定化等，优选设置基底膜。基底膜可以使用氧化硅膜、氮化硅膜、氧氮化硅膜、氮氧化硅膜等无机绝缘膜并以单层或叠层制造。基底膜可以通过溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法(等离子体CVD法、热CVD法、MOCVD(Metal Organic CVD：有机金属化学气相沉积)法等)或ALD(Atomic Layer Deposition：原子层沉积)法、涂敷法、印刷法等形成。注意，基底膜若不需要则也可以不设置。

注意，FET623示出形成在驱动电路部601中的晶体管的一个。另外，驱动电路也可以利用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，虽然在本实施方式中示出在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型，但是不一定必须采用该结构，驱动电路也可以形成在外部，而不形成在衬底上。

另外，像素部602由多个像素形成，该多个像素都包括开关FET 611、电流控制FET612以及与该电流控制FET 612的漏极电连接的第一电极613，但是并不局限于此，也可以采用组合三个以上的FET和电容器的像素部。

注意，形成绝缘物614来覆盖第一电极613的端部。在此，可以使用正型感光丙烯酸树脂膜形成绝缘物614。

另外，将绝缘物614的上端部或下端部形成为具有曲率的曲面，以获得后面形成的EL层等的良好的覆盖性。例如，在使用正型感光丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部包括具有曲率半径(0.2μm至3μm)的曲面。作为绝缘物614的材料，可以使用负型感光树脂或者正型感光树脂。

在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。在此，作为用于被用作阳极的第一电极613的材料，优选使用具有大功函数的材料。例如，除了可以使用诸如ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％至20wt％的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层结构等。注意，通过采用叠层结构，布线的电阻值可以较低，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。EL层616包括实施方式1所示的结构。另外，作为构成EL层616的其他材料，也可以使用低分子化合物或高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。

另外，作为用于形成于EL层616上并被用作阴极的第二电极617的材料，优选使用具有功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金或化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)等)。注意，当使产生在EL层616中的光透过第二电极617时，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％至20wt％的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)构成的叠层作为第二电极617。

另外，发光元件由第一电极613、EL层616、第二电极617形成。该发光元件是实施方式2所示的发光元件。另外，像素部由多个发光元件构成，本实施方式的发光装置也可以包括实施方式2所示的发光元件和具有其他结构的发光元件的双方。

另外，通过使用密封材料605将密封衬底604贴合到元件衬底610，将发光元件618设置在由元件衬底610、密封衬底604以及密封材料605围绕的空间607中。注意，空间607中填充有填料，作为该填料，可以使用惰性气体(氮或氩等)，还可以使用密封材料。通过在密封衬底中形成凹部且在其中设置干燥剂，可以抑制水分所导致的劣化，所以是优选的。

另外，优选使用环氧类树脂或玻璃粉作为密封材料605。另外，这些材料优选为尽可能地不使水分或氧透过的材料。另外，作为密封衬底604，除了可以使用玻璃衬底或石英衬底以外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics；玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。

虽然在图2中没有示出，但是也可以在第二电极上设置保护膜。保护膜可以由有机树脂膜或无机绝缘膜形成。另外，也可以以覆盖密封材料605的露出部分的方式形成保护膜。另外，保护膜可以覆盖一对衬底的表面及侧面、密封层、绝缘层等的露出侧面而设置。

作为保护膜可以使用不容易透过水等杂质的材料。因此，可以能够高效地抑制水等杂质从外部扩散到内部。

作为构成保护膜的材料，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金属或聚合物等。例如，可以使用含有氧化铝、氧化铪、硅酸铪、氧化镧、氧化硅、钛酸锶、氧化钽、氧化钛、氧化锌、氧化铌、氧化锆、氧化锡、氧化钇、氧化铈、氧化钪、氧化铒、氧化钒、氧化铟等的材料、含有氮化铝、氮化铪、氮化硅、氮化钽、氮化钛、氮化铌、氮化钼、氮化锆、氮化镓的材料、包含含有钛及铝的氮化物、含有钛及铝的氧化物、含有铝及锌的氧化物、含有锰及锌的硫化物、含有铈及锶的硫化物、含有铒及铝的氧化物、含有钇及锆的氧化物等的材料。

保护膜优选通过台阶覆盖性(step coverage)良好的成膜方法来形成。这种方法中之一个是原子层沉积(ALD：Atomic Layer Deposition)法。优选将可以通过ALD法形成的材料用于保护膜。通过ALD法可以形成致密且裂缝或针孔等缺陷被减少或具备均匀的厚度的保护膜。另外，可以减少在形成保护膜时加工构件受到的损伤。

例如，通过ALD法可以将均匀且缺陷少的保护膜形成在具有复杂的凹凸形状的表面或触摸面板的顶面、侧面以及背面上。

如上所述，可以得到使用实施方式2所示的发光元件制造的发光装置。

因为本实施方式中的发光装置使用实施方式2所示的发光元件，所以具有优良特性。具体而言，实施方式2所示的发光元件是寿命长的发光元件，从而可以实现可靠性良好的发光装置。另外，使用实施方式2所示的发光元件的发光装置的发光效率良好，由此可以实现低功耗的发光装置。

图3示出通过形成呈现白色发光的发光元件设置着色层(滤色片)等来实现全彩色化的发光装置的例子。图3A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1025、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封材料1032等。

另外，在图3A中，将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置黑矩阵1035。对设置有着色层及黑矩阵的透明基材1033进行对准而将其固定到衬底1001上。另外，着色层及黑矩阵1035被保护层1036覆盖。另外，图3A示出不透过着色层而透射到外部的光及透过各颜色的着色层而透射到外部的光。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、绿色光、蓝色光，因此能够以四个颜色的像素显示图像。

图3B示出将着色层(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和第一层间绝缘膜1020之间的例子。如上述那样，也可以将着色层设置在衬底1001和密封衬底1031之间。

另外，虽然以上说明了具有从形成有FET的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。图4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。到制造用来使FET与发光元件的阳极连接的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该第三层间绝缘膜1037也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜相同的材料或其他公知材料形成。

虽然在此发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B都是阳极，但是也可以是阴极。另外，在采用如图4所示那样的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。EL层1028采用实施方式1所示的EL层103的结构，并且采用能够获得白色发光的元件结构。

在采用图4所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素和像素之间的黑矩阵1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑矩阵1035也可以被保护层1036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，但是并不局限于此。也可以以红色、黄色、绿色、蓝色的四个颜色或红色、绿色、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。

在顶部发射型发光装置中，可以优选地适用微腔结构。将反射电极用作第一电极且将半透射·半反射电极用作第二电极，由此可以得到具有微腔结构的发光元件。在具有微腔结构的发光元件中，在反射电极与半透射·半反射电极之间至少含有EL层，并且EL层至少含有成为发光区域的发光层。

注意，反射电极的可见光反射率为40％至100％，优选为70％至100％，并且其电阻率为1×10^-2Ωcm以下。另外，半透射·半反射电极的可见光反射率为20％至80％，优选为40％至70％，并且其电阻率为1×10^-2Ωcm以下。

从EL层所包含的发光层射出的光被反射电极和半透射·半反射电极反射，并且谐振。

在该发光元件中，通过改变透明导电膜、上述复合材料或载流子传输材料等的厚度而可以改变反射电极与半透射·半反射电极之间的光程。由此，可以在反射电极与半透射·半反射电极之间加强谐振的波长的光且使不谐振的波长的光衰减。

被反射电极反射回来的光(第一反射光)会给从发光层直接入射到半透射·半反射电极的光(第一入射光)带来很大的干涉，因此优选将反射电极与发光层的光程调节为(2n-1)λ/4(注意，n为1以上的自然数，λ为要放大的光的波长)。通过调节该光程，可以使第一反射光与第一入射光的相位一致，由此可以进一步放大从发光层发射的光。

另外，在上述结构中，EL层既可以包括多个发光层，又可以包括一个发光层。另外，EL层也可以采用与上述串联型发光元件的结构的组合，例如，在一个发光元件中，夹着电荷产生层设置多个包括一个或多个发光层的EL层。

通过采用微腔结构，可以加强指定波长的正面方向上的发光强度，由此可以实现低功耗化。注意，在为使用红色、黄色、绿色以及蓝色的四个颜色的子像素显示图像的发光装置的情况下，因为由于黄色发光而可以提高亮度，而且可以在所有的子像素中采用适合各颜色的波长的微腔结构，所以能够实现具有良好的特性的发光装置。

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5示出通过使用本发明制造的无源矩阵型发光装置。注意，图5A是示出发光装置的立体图，并且图5B是沿图5A的点划线X-Y切断而获得的截面图。在图5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2所示的发光元件，也可以得到可靠性良好的发光装置或者低功耗的发光装置。

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，所以作为进行图像的显示的显示装置可以适当地利用。

另外，本实施方式可以与其他实施方式自由地组合。

(实施方式4)

在本实施方式中，参照图6对将实施方式2所示的发光元件用于照明装置的例子进行说明。图6B是照明装置的俯视图，图6A是沿着图6B的线e-f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400上形成有第一电极401。第一电极401相当于实施方式1中的第一电极101。当从第一电极401一侧取出光时，第一电极401使用具有透光性的材料形成。

另外，在衬底400上形成用来对第二电极404供应电压的焊盘412。

在第一电极401上形成有EL层403。EL层403相当于实施方式1中的EL层103的结构或组合发光单元511、发光单元512以及电荷产生层513的结构等。注意，作为它们的结构，参照各记载。

以覆盖EL层403的方式形成第二电极404。第二电极404相当于实施方式1中的第二电极102。当从第一电极401一侧取出光时，第二电极404使用反射率高的材料形成。通过使第二电极404与焊盘412连接，将电压供应到第二电极404。

如上所述，本实施方式所示的照明装置具备包括第一电极401、EL层403以及第二电极404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是低功耗的照明装置。

使用密封材料405、406将形成有具有上述结构的发光元件的衬底400和密封衬底407固定来进行密封，由此制造照明装置。也可以仅使用密封材料405和406中的一个。另外，也可以使内侧的密封材料406(在图6B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，通过以延伸到密封材料405、406的外部的方式设置焊盘412和第一电极401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420等。

本实施方式所记载的照明装置在EL元件中使用实施方式2所示的发光元件，可以实现可靠性良好的照明装置。另外，可以实现低功耗的照明装置。

(实施方式5)

在本实施方式中，对在其一部分包括实施方式2所示的发光元件的电子设备的例子进行说明。实施方式2所示的发光元件是寿命长且可靠性良好的发光元件。其结果是，本实施方式所记载的电子设备可以实现包括可靠性良好的发光部的电子设备。

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7A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，并且在显示部7103中将实施方式2所示的发光元件排列为矩阵状。

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上的图像。另外，也可以在遥控操作机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。

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7B1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2所示的发光元件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图7B1中的计算机也可以为如图7B2所示的方式。图7B2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，所以可以防止在收纳或搬运时发生问题如屏面受伤、破坏等。

图7C示出便携式终端的一个例子。移动电话机具备组装在外壳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，移动电话机包括将实施方式2所示的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7402。

图7C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。或者，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2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2所示的发光元件，可以得到可靠性高的电子设备。

图8A是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8B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8C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、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9示出将实施方式2所示的发光元件用于作为照明装置的台灯的例子。图9所示的台灯包括外壳2001和光源2002，并且作为光源2002使用实施方式4所记载的照明装置。

图10示出将实施方式2所示的发光元件用于室内的照明装置3001的例子。实施方式2所示的发光元件是可靠性高的发光元件，从而可以实现可靠性高的照明装置。另外，因为实施方式2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2所示的发光元件的厚度薄，所以能够制造实现薄型化的照明装置。

还可以将实施方式2所示的发光元件安装在汽车的挡风玻璃或仪表盘上。图11示出将实施方式2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各自使用实施方式2所示的发光元件。

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2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2所示的发光元件的第一电极和第二电极，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，即使是汽车的挡风玻璃，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2所示的发光元件的显示装置。通过在显示区域5202上显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，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，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、燃料表、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12A和图12B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12A示出展开状态的便携式信息终端5150。图12B示出折叠状态的便携式信息终端。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。在折叠显示区域时，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13A至图13C示出能够折叠的便携式信息终端9310。图13A示出展开状态的便携式信息终端9310。图13B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13C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。在折叠的便携式信息终端9310中，在位于显示面板9311的侧面的显示区域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]

<合成例子1>

在本合成例子中，详细地说明本发明的一个方式的有机化合物7-苯基-5-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPA)的合成方法。以下，示出PcgDBCPA的结构式。

[化学式27]

将5-溴-7-苯基二苯并[c,g]咔唑2.3g(5.5mmol)、4-(10-苯基-9-蒽基)苯基硼酸2.5g(6.7mmol)、S-phos0.63g(1.5mmol)、磷酸三钾2.9g(14mmol)、甲苯55mL放入容量为200mL的三口烧瓶中。在减压下搅拌该混合物，以进行脱气，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入双(二亚苄基丙酮)钯(0)0.33g(0.57mmol)，在氮气流下，以80℃进行搅拌7小时，然后以100℃进行搅拌13小时，以130℃进行回流23小时。在回流之后，通过抽滤来过滤分离所析出的固体。分离所得到的滤液的水层与有机层，用甲苯对水层进行萃取，将萃取溶液加入有机层。使用饱和碳酸氢钠水溶液和饱和食盐水对该有机层进行洗涤，使用硫酸镁进行干燥。对该混合物进行重力过滤，浓缩滤液，得到固体。通过硅胶柱色谱法(甲苯：己烷＝1：3)对所得到的固体进行纯化两次，使用甲醇进行洗涤，使用甲苯进行重结晶，由此以2.5g的产量及68％的收率得到目的物的淡黄色粉末。以下，示出合成方案。

[化学式28]

利用梯度升华法对所得到的淡黄色粉末2.5g进行升华纯化。在压力为2.8Pa且氩流量为15mL/min的条件下，以340℃进行加热来进行升华纯化。在升华纯化之后，以87％的回收率得到淡黄色粉末2.2g。

另外，图14示出所得到的化合物的¹H NMR谱，以下示出数值数据。根据其结果可知，在本合成例子中可以得到本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物PcgDBCPA。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz)：δ＝7.34-7.7.44(m、4H)、7.50-7.90(m、25H)、8.08(d、J＝8.4Hz、1H)、8.33(d、J＝7.5Hz、1H)、9.33(d、J＝8.4Hz、1H)、9.39(d、J＝8.7Hz、1H)

接着，图15A示出PcgDBCPA的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱。此外，图15B示出PcgDBCPA的薄膜的吸收光谱及发射光谱。在石英衬底上通过真空蒸镀法制造固体薄膜。溶液的吸收光谱的测量使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制造的V550型)，从PcgDBCPA的甲苯溶液的吸收光谱减去仅将甲苯放入石英皿中测得的光谱，由此得到图15A所示的PcgDBCPA溶液的吸收光谱。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)。在发射光谱的测量中，使用荧光分光光度计(由日本滨松光子学株式会社制造的FS920)。

在图15A中，PcgDBCPA的甲苯溶液在399nm、377nm、359nm、310nm附近具有吸收峰值，在430nm(激发波长378nm)附近具有发光波长的峰值。另外，在图15B中，PcgDBCPA的薄膜在403nm、379nm、361nm、314nm附近具有吸收峰值，在453nm附近(激发波长380nm)具有发光波长的峰值。另外，确认到PcgDBCPA发射蓝色光。由以上的结果可知，本发明的一个方式的化合物还可以被用作发光物质或可见区域的荧光发光物质的主体。

另外，可知，PcgDBCPA的薄膜在大气下不容易凝集，形态变化小，膜质量良好。

利用循环伏安法(CV)测量计算出PcgDBCPA的HOMO能级及LUMO能级。以下示出计算方法。

作为测量装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造的ALS型号600A或600C)。以如下方法调制用于CV测量的溶液：作为溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu₄NClO₄)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测量对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。作为工作电极使用铂电极(由BAS株式会社制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参考电极使用Ag/Ag⁺电极(BAS株式会社(BAS Inc.)制，RE7非水溶剂型参考电极)。注意，在室温下(20℃以上且25℃以下)进行测量。将CV测量时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量出相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea为氧化-还原波之间的中间电位，Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本实施例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，因此利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式分别求得HOMO能级及LUMO能级。

此外，反复进行CV测量100次，比较第100次测量中的氧化-还原波与第1次测量中的氧化-还原波，来调查化合物的电性稳定性。

由该结果可知，PcgDBCPA的氧化电位Ea[V]的测量中的HOMO能级为-5.67eV。另一方面，还原电位Ec[V]的测量中的LUMO能级为-2.71eV。

[实施例2]

<合成例子2>

在本合成例子中，详细地说明本发明的一个方式的有机化合物7-苯基-5-[4-(9-菲基)苯基]二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPPn)的合成方法。以下，示出PcgDBCPPn的结构式。

[化学式29]

将三氟甲烷磺酸(7-苯基二苯并[c,g]咔唑-5-基)2.0g(4.0mmol)、4-(9-菲基)苯基硼酸1.5g(4.9mmol)、S-phos0.65g(1.6mmol)、磷酸三钾1.9g(9.0mmol)、甲苯40mL放入容量为100mL的三口烧瓶中。在减压下搅拌该混合物，以进行脱气，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入双(二亚苄基丙酮)钯(0)0.38g(0.66mmol)，在氮气流下，以80℃进行搅拌21小时，以120℃进行搅拌56小时。在搅拌之后，对所得到的混合物加入水，分离水层与有机层，然后用甲苯对水层进行萃取。合并所得到的萃取溶液和有机层，使用饱和食盐水进行洗涤，使用硫酸镁进行干燥。对所得到的混合物进行重力过滤，浓缩滤液，得到固体。通过硅胶柱色谱法(甲苯：己烷＝1：3)对所得到的固体进行纯化两次，得到固体。使用甲苯对所得到的固体进行重结晶，由此以1.1g的产量及47％的收率得到淡黄色粉末。以下，示出合成方案。

[化学式30]

利用梯度升华法对所得到的淡黄色粉末1.1g进行升华纯化。在压力为3.1Pa且氩流量为5.0mL/min的条件下，以300℃进行加热来进行升华纯化。在升华纯化之后，以95％的回收率得到淡黄色粉末1.0g。

另外，图16示出所得到的化合物的¹H NMR谱，以下示出数值数据。根据其结果可知，在本合成例子中可以得到本发明的一个方式的二苯并[c,g]咔唑衍生物PcgDBCPPn。

¹H NMR(CDCl₃,300MHz)：δ＝7.53-7.80(m、20H)、7.88(d、J＝9.0Hz、1H)、7.94(d、J＝7.2Hz、1H)、8.09(t、J＝8.4Hz、2H)、8.25(d、J＝8.4Hz、1H)、8.76(d、J＝8.4Hz、1H)、8.82(d、J＝8.7Hz、1H)、9.31(d、J＝8.7Hz、1H)、9.36(d、J＝8.4Hz、1H)

接着，图17A示出PcgDBCPPn的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱。此外，图17B示出PcgDBCPPn的薄膜的吸收光谱及发射光谱。在石英衬底上通过真空蒸镀法制造固体薄膜。溶液的吸收光谱的测量使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制造的V550型)，从PcgDBCPPn的甲苯溶液的吸收光谱减去仅将甲苯放入石英皿中测得的光谱，由此得到图17A所示的PcgDBCPPn溶液的吸收光谱。在薄膜的吸收光谱的测量中，使用分光光度计(日立高新技术制造的分光光度计U4100)。在发射光谱的测量中，使用荧光光度计(由日本滨松光子学株式会社制造的FS920)。

在图17中，PcgDBCPPn的甲苯溶液在375nm、359nm、312nm附近具有吸收峰值，在426nm(激发波长376nm)附近具有发光波长的峰值。另外，在图17中，PcgDBCPPn的薄膜在380nm、365nm、315nm附近具有吸收峰值，在445nm附近(激发波长365nm)具有发光波长的峰值。另外，确认到PcgDBCPPn发射蓝色光。本发明的一个方式的化合物还可以被用作发光物质或可见区域的荧光发光物质的主体。

另外，可知，PcgDBCPPn的薄膜在大气下不容易凝集，形态变化小，膜质量良好。

利用循环伏安法(CV)测量计算出PcgDBCPPn的HOMO能级及LUMO能级。因为计算方法与实施例1中记载的方法相同，所以省略其记载。参照实施例1。

由该结果可知，PcgDBCPPn的氧化电位Ea[V]的测量中的HOMO能级为-5.67eV。另一方面，还原电位Ec[V]的测量中的LUMO能级为-2.43eV。另外，根据氧化-还原波的反复测量中的第1次循环与第100次循环的波形比较，可知在Ea测量中保持了86％的峰强度而在Ec测量中保持了96％的峰强度，由此可知PcgDBCPPn的耐氧化及还原性非常高。

[实施例3]

在本实施例中，对在实施方式2中说明的本发明的一个方式的发光元件1、发光元件2及比较发光元件1进行说明。以下示出发光元件1、发光元件2及比较发光元件1使用的有机化合物的结构式。

[化学式31]

(发光元件1的制造方法)

首先，在玻璃衬底上利用溅射法形成含有氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)，由此形成第一电极101。第一电极101的厚度为70nm，电极面积为2mm×2mm。

接着，作为为了在衬底上形成发光元件的预处理，用水洗涤衬底表面，以200℃烘焙1小时，并进行370秒的UV臭氧处理。

然后，将衬底引入到其内部压力被降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并且在真空蒸镀装置内的加热室中以170℃进行30分钟的真空烘焙后，将衬底冷却30分钟左右。

接着，以使形成有第一电极101的面朝下的方式将形成有第一电极101的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，然后在第一电极101上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为5nm的方式蒸镀由上述结构式(i)表示的2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)，由此形成空穴注入层111。

接着，在空穴注入层111上蒸镀10nm厚的由上述结构式(ii)表示的4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)来形成第一空穴传输层112-1，在第一空穴传输层112-1上蒸镀10nm厚的由上述结构式(iii)表示的4-(2-萘基)-4’,4”-二苯基三苯胺(简称：BBAβNB)来形成第二空穴传输层112-2，在第二空穴传输层112-2上蒸镀10nm厚的由上述结构式(iv)表示的7-苯基-5-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPA)来形成第三空穴传输层112-3。

接着，以重量比为1：0.03(＝cgDBCzPA：1，6mMemFLPAPrn)且厚度为25nm的方式共蒸镀由上述结构式(vii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)和由上述结构式(viii)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)形成发光层113。

然后，在发光层113上以厚度为10nm的方式蒸镀cgDBCzPA，然后以厚度为15nm的方式蒸镀由上述结构式(ix)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)，来形成电子传输层114。

在形成电子传输层114之后，通过以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层115，接着，通过以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成第二电极102，由此制造出本实施例的发光元件1。

(发光元件2的制造方法)

关于发光元件2，将在发光元件1的第三空穴传输层112-3中使用的PcgDBCPA替换为由上述结构式(v)表示的7-苯基-5-[4-(9-菲基)苯基]二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPPn)，除此以外的部分与发光元件1同样地制造。

(比较发光元件1的制造方法)

关于比较发光元件1，将在发光元件1的第三空穴传输层112-3中使用的PcgDBCPA替换为由上述结构式(vi)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)，除此以外的部分与发光元件1同样地制造。

以下的表示出发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的元件结构。

[表1]

*1发光元件1:PcgDBCPA,发光元件2:PcgDBCPPn,比较发光元件1:PCPPn

在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件1、发光元件2及比较发光元件1暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围，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及可靠性进行测量。另外，测量在室温下进行。

图18示出发光元件1、发光元件2及比较发光元件1的亮度-电流密度特性，图19示出电流效率-亮度特性，图20示出亮度-电压特性，图21示出电流-电压特性，图22示出外部量子效率-亮度特性，图23示出发射光谱。表2示出各发光元件的1000cd/m²附近中的主要特性。

[表2]

由图18至图23及表2可知，本发明的一个方式的发光元件1及发光元件2是驱动电压及发光效率等特性良好的蓝色发光元件。

另外，图24示出电流密度50mA/cm²的条件下的相对于驱动时间的亮度变化的图表。如图24所示，可知，本发明的一个方式的发光元件的发光元件1及发光元件2是随着驱动时间的累积的亮度下降小且寿命良好的发光元件。

[实施例4]

在本实施例中，对在实施方式2中说明的本发明的一个方式的发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3进行说明。以下示出发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3使用的有机化合物的结构式。

[化学式32]

(发光元件3的制造方法)

接着，以使形成有第一电极101的面朝下的方式将形成有第一电极101的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，然后在第一电极101上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为10nm且重量比为4：2(＝PCzPA：氧化钼)的方式共蒸镀由上述结构式(x)表示的9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)和氧化钼(VI)，由此形成空穴注入层111。

接着，在空穴注入层111上蒸镀30nm厚的PCzPA来形成空穴传输层112。

接着，以重量比为1：0.05(＝PcgDBCPA：1，6mMemFLPAPrn)且厚度为25nm的方式共蒸镀由上述结构式(iv)表示的7-苯基-5-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPA)和由上述结构式(viii)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)形成发光层113。

然后，在发光层113上以厚度为10nm的方式蒸镀PcgDBCPA，然后以厚度为15nm的方式蒸镀由上述结构式(ix)表示的红菲绕啉(简称：BPhen)，来形成电子传输层114。

在形成电子传输层114之后，通过以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层115，接着，通过以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成第二电极102，由此制造出本实施例的发光元件3。

(比较发光元件2的制造方法)

关于比较发光元件2，将在发光元件3的发光层113及电子传输层114中使用的PcgDBCPA替换为由上述结构式(vii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)，将发光层中的cgDBCzPA和1,6mMemFLPAPrn的重量比改为1：0.03(＝cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn)，除此以外的部分与发光元件3同样地制造。

(比较发光元件3的制造方法)

关于比较发光元件3，将在发光元件3的发光层113及电子传输层114中使用的PcgDBCPA替换为PCzPA，将发光层中的PCzPA和1,6mMemFLPAPrn的重量比改为1：0.03(＝cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn)，除此以外的部分与发光元件3同样地制造。

以下的表示出发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的元件结构。

[表3]

在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围，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及可靠性进行测量。另外，测量在室温下进行。

图25示出发光元件3、比较发光元件2及比较发光元件3的亮度-电流密度特性，图26示出电流效率-亮度特性，图27示出亮度-电压特性，图28示出电流-电压特性，图29示出外部量子效率-亮度特性，图30示出发射光谱。表4示出各发光元件的1000cd/m²附近中的主要特性。

[表4]

由图25至图30及表4可知，本发明的一个方式的发光元件3是驱动电压及发光效率等特性良好的蓝色发光元件。

[实施例5]

<合成例子3>

在本实施例中，详细地说明本发明的一个方式的有机化合物7-苯基-5-(10-苯基-9-蒽基)二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPhA)的合成方法。以下，示出PcgDBCPhA的结构式。

[化学式33]

将5-溴-7-苯基二苯并[c,g]咔唑1.3g(3.0mmol)、10-苯基蒽-9-硼酸1.8g(6.0mmol)、三(2-甲基苯基)膦0.60g(2.0mmol)、碳酸钾0.88g(6.4mmol)、甲苯30mL、乙醇3mL及水3mL放入容量为100mL的三口烧瓶中。在减压下搅拌该混合物，以进行脱气，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入醋酸钯(II)0.21g(0.93mmol)，在氮气流下，以80℃进行搅拌35小时。在搅拌之后，对该混合物加入水，用甲苯对水层进行萃取，分离水层与有机层。使用饱和食盐水对所得到的有机层进行洗涤，使用硫酸镁进行干燥。对该混合物进行重力过滤，浓缩所得到的滤液，得到固体。通过硅胶柱色谱法(甲苯：己烷＝1：4)及高速液体层析法(氯仿)对所得到的固体进行纯化。使用乙酸乙酯对所得到的固体进行洗涤，由此以0.86g的产量及48％的收率得到目的物的白色粉末。以下，示出合成方案。

[化学式34]

利用梯度升华法对所得到的白色粉末0.85g进行升华纯化。在压力为4.2Pa且氩流量为5mL/min的条件下，以360℃进行加热17小时，然后以370℃进行加热4小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以82％的回收率得到淡黄色粉末0.70g。

另外，图31A和图31B示出所得到的化合物的¹H NMR谱，以下示出数值数据。图31B是放大图31A中的7ppm至9.5ppm的范围而表示的图表。由此可知，在本合成例子中可以得到本发明的一个方式的有机化合物PcgDBCPhA。

¹H NMR(DMSO-d6,300MHz)：δ＝7.19(d,J＝7.8Hz,1H),7.29-7.87(m,24H),8.07(d,J＝8.7Hz,1H),8.22(d,J＝7.8Hz,1H),9.28(d,J＝8.4Hz,1H),9.34(d,J＝8.7Hz,1H)。

接着，图32示出PcgDBCPhA的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱。此外，图33示出PcgDBCPhA的薄膜的吸收光谱及发射光谱。在石英衬底上通过真空蒸镀法制造固体薄膜。溶液的吸收光谱的测量使用紫外可见分光光度计(日本分光株式会社制造的V550型)。从PcgDBCPhA的甲苯溶液的吸收光谱减去仅将甲苯放入石英皿中测得的光谱，由此得到图32所示的PcgDBCPhA溶液的吸收光谱。在薄膜的吸收光谱的测量中，使用分光光度计(日立高新技术制造的分光光度计U4100)。在发射光谱的测量中，使用荧光分光光度计(由日本滨松光子学株式会社制造的FS920)。

在图32中，PcgDBCPhA的甲苯溶液在398nm、377nm、358nm、308nm附近具有吸收峰值，在452nm(激发波长398nm)附近具有发光波长的峰值。另外，在图33中，PcgDBCPhA的薄膜在402nm、381nm、362nm、342nm、310nm附近具有吸收峰值，在468nm附近(激发波长380nm)具有发光波长的峰值。另外，确认到PcgDBCPhA发射蓝色光。由以上的结果可知，本发明的一个方式的化合物还可以被用作发光物质或可见区域的荧光发光物质的主体。

另外，可知，PcgDBCPhA的薄膜在大气下不容易凝集，形态变化小，膜质量良好。

利用循环伏安法(CV)测量计算出PcgDBCPhA的HOMO能级及LUMO能级。因为计算方法与实施例1中记载的方法相同，所以省略其记载。参照实施例1。

由该结果可知，PcgDBCPhA的氧化电位Ea[V]的测量中的HOMO能级为-5.70eV。另一方面，还原电位Ec[V]的测量中的LUMO能级为-2.73eV。

[实施例6]

在本实施例中，对在实施方式2中说明的本发明的一个方式的发光元件4进行说明。以下示出发光元件4使用的有机化合物的结构式。

[化学式35]

(发光元件4的制造方法)

接着，以使形成有第一电极101的面朝下的方式将形成有第一电极101的衬底固定在设置于真空蒸镀装置内的衬底支架上，然后在第一电极101上通过利用电阻加热的蒸镀法以厚度为10nm且重量比为4：2(＝PCPPn：氧化钼)的方式共蒸镀由上述结构式(xi)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)和氧化钼(VI)，由此形成空穴注入层111。

接着，在空穴注入层111上蒸镀30nm厚的PCPPn，形成空穴传输层112。

接着，蒸镀25nm的由上述结构式(xii)表示的7-苯基-5-(10-苯基-9-蒽基)-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPhA)，形成发光层113。

然后，在发光层113上以厚度为25nm的方式蒸镀由上述结构式(xiii)表示的2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称：NBPhen)，来形成电子传输层114。

在形成电子传输层114之后，通过以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层115，接着，通过以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成第二电极102，由此制造出本实施例的发光元件4。

以下的表示出发光元件4的元件结构。

[表5]

在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件4暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围，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)，然后对该发光元件的初期特性及可靠性进行测量。另外，测量在室温下进行。

图34示出发光元件4的亮度-电流密度特性，图35示出电流效率-亮度特性，图36示出亮度-电压特性，图37示出电流-电压特性，图38示出外部量子效率-亮度特性，图39示出发射光谱，图40示出过度EL特性。表6示出各发光元件的1000cd/m²附近中的主要特性。

[表6]

由图34至图40及表6可知，本发明的一个方式的发光元件4是特性良好的蓝色发光元件。此外，由图40可知，发光元件4的EL发光中的延迟荧光成分的比例非常高，即为23.9％。

[实施例7]

在本实施例中，对在实施方式2中说明的本发明的一个方式的发光元件5进行说明。以下示出发光元件5使用的有机化合物的结构式。

[化学式36]

(发光元件5的制造方法)

接着，在空穴注入层111上蒸镀30nm厚的PCzPA，形成空穴传输层112。

接着，以重量比为1：0.05(＝PcgDBCPhA：1，6mMemFLPAPrn)且厚度为25nm的方式共蒸镀由上述结构式(xii)表示的7-苯基-5-(10-苯基-9-蒽基)-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：PcgDBCPhA)和由上述结构式(viii)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)形成发光层113。

然后，在发光层113上以厚度为10nm的方式蒸镀PcgDBCPhA，然后以厚度为15nm的方式蒸镀由上述(xiii)表示的2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称：NBPhen)，来形成电子传输层114。

在形成电子传输层114之后，通过以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)来形成电子注入层115，接着，通过以厚度为200nm的方式蒸镀铝来形成第二电极102，由此制造出本实施例的发光元件5。

以下的表示出发光元件5的元件结构。

[表7]

在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件5暴露于大气的方式使用玻璃衬底进行密封处理(将密封材料涂敷在元件的周围，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)，然后对该发光元件的初期特性及可靠性进行测量。另外，测量在室温下进行。

图41示出发光元件5的亮度-电流密度特性，图42示出电流效率-亮度特性，图43示出亮度-电压特性，图44示出电流-电压特性，图45示出外部量子效率-亮度特性，图46示出发射光谱。表8示出各发光元件的1000cd/m²附近中的主要特性。

[表8]

由图41至图46及表8可知，本发明的一个方式的发光元件5是特性良好的蓝色发光元件。

[符号说明]

101：第一电极、102：第二电极、103：EL层、111：空穴注入层、112：空穴传输层、112-1：第一空穴传输层、112-2：第二空穴传输层、112-3：第三空穴传输层、113：发光层、114：电子传输层、115：电子注入层、116：电荷产生层、117：P型层、118：电子中继层、119：电子注入缓冲层、400：衬底、401：第一电极、403：EL层、404：第二电极、405：密封材料、406：密封材料、407：密封衬底、412：焊盘、420：IC芯片、501：阳极、502：阴极、511：第一发光单元、512：第二发光单元、513：电荷产生层、601：驱动电路部(源极线驱动电路)、602：像素部、603：驱动电路部(栅极线驱动电路)、604：密封衬底、605：密封材料、607：空间、608：布线、609：FPC(柔性印刷电路)、610：元件衬底、611：开关FET、612：电流控制FET、613：第一电极、614：绝缘物、616：EL层、617：第二电极、618：发光元件、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第一层间绝缘膜、1021第二层间绝缘膜、1022电极、1024W第一电极、1024R第一电极、1024G第一电极、1024B第一电极、1025分隔壁、1028EL层、1029第二电极、1031密封衬底、1032密封材料、1033透明基材、1034R红色着色层、1034G绿色着色层、1034B蓝色着色层、1035黑矩阵、1036保护层、1037第三层间绝缘膜、1040像素部、1041驱动电路部、1042周边部、2001：外壳、2002：光源、2100：机器人、2110：运算装置、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、3001：照明装置、5000：外壳、5001：显示部、5002：第二显示部、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、5150：便携式信息终端、5151：外壳、5152：显示区域、5153：弯曲部、5120：垃圾、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：第二显示部、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、9310：便携式信息终端、9311：显示面板、、9313：铰链部、9315：外壳

Claims

1.一种由下述通式(G1)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式1]

在通式(G1)中，R¹¹至R²²中的至少一个表示包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基，其余的分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至25的取代或未取代的芳基中的任一个。Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

2.根据权利要求1所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中R¹²表示包括三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的总碳原子数为14至60的取代基。

3.根据权利要求1或2所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述三环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架是蒽骨架、菲骨架以及三亚苯骨架中的任一个。

4.一种由下述通式(G2)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式2]

在通式(G2)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示包括二环以上且六环以下的稠合芳香烃骨架的取代基，包括在Ar²及Ar³中的碳原子的总数为14以上且60以下。另外，R¹¹及R¹³至R²²分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基中的任一个。Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

5.根据权利要求4所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。

6.一种由下述通式(G3)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式3]

在通式(G3)中，Ar²表示形成环的碳原子数为6至25的取代或未取代的亚芳基，Ar³表示取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基以及取代或未取代的三亚苯基中的任一个。另外，n表示0至3的整数，包括在所述Ar²及所述Ar³中的碳原子的总数为14以上且60以下。R¹¹及R¹³至R²²分别独立地表示氢、碳原子数为1至6的烷基、碳原子数为3至6的环烷基以及碳原子数为6至13的取代或未取代的芳基中的任一个。Ar¹表示形成环的碳原子为6至13的取代或未取代的芳基。

7.根据权利要求6所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述n为1。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar²为取代或未取代的亚苯基。

9.根据权利要求8所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是作为取代基具有苯基的蒽基。

10.根据权利要求8所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar³是菲基。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述Ar¹是取代或未取代的苯基。

12.根据权利要求3至11中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物，其中所述R¹¹及R¹³至R²²是氢。

13.一种由下述结构式(100)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式4]

14.一种由下述结构式(101)表示的二苯并[c,g]咔唑衍生物。

[化学式5]

15.一种包含权利要求1至14中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件用材料。

16.一种包含权利要求1至14中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

17.一种在阳极和发光层之间包含权利要求1至权利要求14中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

18.一种在发光层中包含权利要求1至14中任一项所述的二苯并[c,g]咔唑衍生物的发光元件。

19.一种电子设备，包括：

权利要求16至18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。

20.一种发光装置，包括：

权利要求16至18中任一项所述的发光元件；以及

晶体管或衬底。

21.一种照明装置，包括：

权利要求20所述的发光装置；以及

外壳。