CN111628097A - 发光器件、发光装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在发光器件的发光层中从主体材料向客体材料的能量转移效率得到提高且可靠性高的发光器件。通过在该发光器件的发光层中使用具有特定的萘并呋喃并吡嗪骨架的有机化合物作为主体材料并使用满足一定范围的T1能级的发光物质(包含有机金属配合物)作为客体材料，不但可以提高从主体材料向客体材料的能量转移效率，而且还可以提高可靠性。

Description

发光器件、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器件、发光装置、电子设备及照明装置。但是，本发明的一个方式不局限于此。就是说，本发明的一个方式涉及一种物体、方法、制造方法或驱动方法。此外，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。
背景技术
由于在一对电极之间夹有EL层的发光器件(也称为有机EL器件、有机EL元件)是利用电致发光(EL)的发光器件并具有薄型轻量、对输入信号的高速响应性及低功耗等特性，所以使用上述发光器件的显示器被期待用作下一代平板显示器。
发光器件通过在一对电极之间施加电压，从各电极注入的电子和空穴在EL层中复合而EL层所包含的发光物质(有机化合物)成为激发态，当该激发态返回到基态时发光。此外，作为激发态的种类，可以举出单重激发态(S*)和三重激发态(T*)，其中由单重激发态的发光被称为荧光，而由三重激发态的发光被称为磷光。此外，在发光器件中，单重激发态和三重激发态的统计学上的生成比例被认为是S*：T*＝1：3。从发光物质得到的发射光谱是该发光物质特有的，并且通过将不同种类的有机化合物用作发光物质，可以得到发射各种发光颜色的发光器件。
关于这种发光器件，为了提高其器件特性和可靠性，正在积极地进行器件结构的改进、材料的开发等(例如，参照专利文献1)。
[专利文献1]日本专利申请公开第2017-188671号公报
为了提高发光器件的器件特性和可靠性，在考虑发光器件的发光层中的主体材料与客体材料之间的能量转移的机理的同时减少器件因驱动而受到的损伤是重要的。
发明内容
为此，本发明的一个方式的目的是提供一种在发光器件的发光层中从主体材料向客体材料的能量转移效率得到提高且可靠性高的发光器件。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种在发光器件的发光层中从主体材料向客体材料的能量转移效率得到提高的发光器件。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种高可靠性发光器件。
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需要实现所有上述目的。上述以外的目的在说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在，并可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中抽出。
本发明的一个方式是一种发光器件，其中，通过在发光器件的发光层中使用具有特定的萘并呋喃并吡嗪(naphthofuropyrazine)骨架的有机化合物作为主体材料并使用满足一定范围的T1能级(TG)的发光物质(包含有机金属配合物)作为客体材料，不但可以提高从主体材料向客体材料的能量转移效率，而且还可以提高可靠性。
本发明的一个方式是一种发光器件，其中，在一对电极之间包括EL层，该EL层包括发光层，该发光层包含具有萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物及磷光发光物质，该磷光发光物质的T1能级(TG)为2.5eV以下。注意，TG是指从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级。
此外，本发明的另一个方式是一种发光器件，其中，在一对电极之间包括EL层，该EL层包括发光层，该发光层包含具有萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物及具有二嗪骨架的有机金属配合物。
此外，在上述各结构中，二嗪骨架优选为吡嗪骨架和嘧啶骨架中的任一个。
此外，本发明的另一个方式是一种发光器件，其中，在一对电极之间包括EL层，该EL层包括发光层，该发光层包含由通式(G1)表示的第一有机化合物及磷光发光物质，该磷光发光物质的T1能级(TG)为2.5eV以下。注意，TG是指从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级。
[化学式1]
Figure BDA0002537382810000031
在通式中，Q表示氧或硫。此外，A表示分子量为1000以下的基，R1至R6分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至30的芳基中的任一个。
此外，在上述各结构中，有机化合物的T1能级(TH)与磷光发光物质的T1能级(TG)的差值优选满足如下算式(1)。注意，TG是指从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级，TH是指从有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
[算式1]
0.1eV≤TH-TG≤0.4eV···(1)
此外，在上述各结构中，有机化合物的T1能级(TH)与磷光发光物质的T1能级(TG)的差值更优选满足如下算式(2)。注意，TG是指从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级，TH是指从有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
[算式2]
0.2eV≤TH-TG≤0.4eV···(2)
此外，本发明的一个方式不仅包括具有上述发光器件(也称为发光元件)的发光装置，而且还包括具有发光器件或发光装置的电子设备(具体而言，具有发光器件或发光装置及连接端子或者操作键的电子设备)以及具有发光器件或发光装置的照明装置(具体而言，具有发光器件或发光装置及外壳的照明装置)。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)。此外，发光装置还包括如下模块：发光装置安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)或TCP(Tape Carrier Package：载带封装)的模块；在TCP端部设置有印刷线路板的模块；或者IC(集成电路)通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式直接安装到发光器件的模块。
本发明的一个方式可以提供一种在发光器件的发光层中从主体材料向客体材料的能量转移效率得到提高且可靠性高的发光器件。
此外，本发明的另一个方式可以提供高可靠性发光装置、电子设备及显示装置。此外，本发明的另一个方式可以提供低功耗的发光装置、电子设备及显示装置。
上述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需要具有所有上述效果。上述以外的效果在说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在，并可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中抽出。此外，可以提供一种能够提高器件可靠性的新颖的发光器件。
附图说明
图1A及图1B是示出发光器件的结构的图；
图2A至图2C是说明发光装置的图；
图3A是说明发光装置的俯视图，图3B是说明发光装置的截面图；
图4A是说明移动计算机的图，图4B是说明便携式图像再现装置的图，图4C是说明数码相机的图，图4D是说明便携式信息终端的图，图4E是说明便携式信息终端的图，图4F是说明电视装置的图，图4G是说明便携式信息终端的图；
图5A、图5B及图5C是说明电子设备的图；
图6A及图6B是说明汽车的图；
图7A及图7B是说明照明装置的图；
图8是说明发光器件的图；
图9是示出发光器件1及对比发光器件2的亮度-电流密度特性的图；
图10是示出发光器件1及对比发光器件2的亮度-电压特性的图；
图11是示出发光器件1及对比发光器件2的电流效率-亮度特性的图；
图12是示出发光器件1及对比发光器件2的电流-电压特性的图；
图13是示出发光器件1及对比发光器件2的发射光谱的图；
图14是示出发光器件1及对比发光器件2的可靠性的图；
图15是示出发光器件3的亮度-电流密度特性的图；
图16是示出发光器件3的亮度-电压特性的图；
图17是示出发光器件3的电流效率-亮度特性的图；
图18是示出发光器件3的电流-电压特性的图；
图19是示出发光器件3的发射光谱的图；
图20是8mDBtBPNfpr(II)的1H-NMR谱；
图21A是示出[Ir(dppm)2(acac)]的吸收光谱的图，图21B是[Ir(dppm)2(acac)]的吸收光谱的吸收端附近的放大图；
图22A是示出8mDBtBPNfpr(II)的磷光光谱的图，图22B是8mDBtBPNfpr(II)的磷光光谱的发光端附近的放大图；
图23A是示出[Ir(ppy)2(mdppy)]的吸收光谱的图，图23B是[Ir(ppy)2(mdppy)]的吸收光谱的吸收端附近的放大图。
具体实施方式
以下利用附图详细地说明本发明的发光器件的实施方式。注意，本发明不局限于下述说明，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。
此外，为了便于理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
在本说明书等中，当利用附图说明发明的结构时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A及图1B说明本发明的一个方式的发光器件。发光器件具有在一对电极之间夹有EL层的结构，该EL层至少包括发光层，还可以适用空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层等功能层。
发光层包含发光物质(客体材料)，还包含主体材料。此外，发光层也可以包含用作主体材料的多个有机化合物(例如，第一有机化合物及第二有机化合物(或者主体材料及辅助材料)等)。
因在发光层中载流子(空穴及电子)复合而生成激发态的主体材料的能量转移到客体材料，客体材料发光，由此发光器件发光。注意，本实施方式所示的发光器件使用具有特定的萘并呋喃并吡嗪骨架，优选为萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物作为主体材料，并使用T1能级在一定范围，优选为2.5eV以下的发光物质(包含有机金属配合物)作为客体材料，由此可以提高激发态的主体材料至客体材料的能量转移效率。
《发光器件的结构》
图1A及图1B示出在一对电极之间具有包含发光层的EL层的发光器件的一个例子。具体而言，在第一电极101与第二电极102之间夹有EL层103。例如，当将第一电极101用作阳极时，EL层103具有依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115作为功能层的结构。
作为另一发光器件的结构，具有在一对电极之间包括夹着电荷产生层形成的多个EL层的结构(串联结构)来可以进行低电压驱动的发光器件、在一对电极之间形成光学微腔谐振器(微腔)结构来提高光学特性的发光器件等也包括在本发明的一个方式中。电荷产生层具有如下功能：在对第一电极101和第二电极102施加电压时，对相邻的EL层中的一个注入电子并对另一个注入空穴的功能。
此外，上述发光器件的第一电极101和第二电极102中的至少一个为具有透光性的电极(透明电极、半透射-半反射电极等)。在具有透光性的电极为透明电极的情况下，透明电极的可见光透过率为40％以上。此外，在该电极为半透射-半反射电极的情况下，半透射-半反射电极的可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下。此外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
此外，在上述本发明的一个方式的发光器件中，在第一电极101和第二电极102中的一个为具有反射性的电极(反射电极)的情况下，具有反射性的电极的可见光反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。此外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
<第一电极及第二电极>
作为形成第一电极101及第二电极102的材料，如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
这些电极可以通过溅射法及真空蒸镀法形成。
<空穴注入层>
空穴注入层111是容易将空穴从作为阳极的第一电极101注入到EL层103的层，包含有机受体材料及空穴注入性高的材料。
有机受体材料可以通过与其HOMO能级接近于该有机受体材料的LUMO能级的另一有机化合物之间发生电荷分离，来在该有机化合物中产生空穴。因此，作为有机受体材料可以使用具有醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等吸电子基团(卤基或氰基)的化合物。例如，可以使用7，7，8，8-四氰基-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、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)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亚甲基-1，3，4，5，6，8，9，10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。
作为有机受体材料，尤其是，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。此外，具有吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)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，可以使用：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。
作为空穴注入性高的材料，可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等过渡金属氧化物。除了上述以外，可以使用酞菁类化合物如酞菁(简称：H2Pc)、铜酞菁(CuPc)等。
此外，还可以使用如下低分子化合物的芳香胺化合物等，诸如4,4',4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4,4',4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4,4'-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、4,4'-双(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N'-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(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)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
此外，可以使用高分子化合物(低聚物、枝状聚合物、聚合物等)，诸如聚(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。或者，还可以使用添加有酸的高分子化合物，诸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(简称：PAni/PSS)等。
作为空穴注入性高的材料，也可以使用包含空穴传输材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料。在此情况下，由受体材料从空穴传输材料抽出电子而在空穴注入层111中产生空穴，空穴通过空穴传输层112注入到发光层113中。此外，空穴注入层111可以采用由包含空穴传输材料及受体材料(电子受体材料)的复合材料构成的单层，也可以采用各层分别由空穴传输材料和受体材料(电子受体材料)构成的叠层。
作为空穴传输材料，优选使用电场强度[V/cm]的平方根为600时的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。此外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。
作为空穴传输材料，优选为富π电子型杂芳族化合物(例如，咔唑衍生物及呋喃衍生物)、芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)等的空穴传输性高的材料。
此外，作为上述咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物)，可以举出联咔唑衍生物(例如，3,3’-联咔唑衍生物)、具有咔唑基的芳香胺等。
此外，作为上述联咔唑衍生物(例如，3，3’-联咔唑衍生物)，具体而言，可以举出3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、9,9’-双(1,1’-联苯-4-基)-3,3’-联-9H-咔唑、9,9’-双(1,1’-联苯-3-基)-3,3’-联-9H-咔唑、9-(1,1’-联苯-3-基)-9’-(1,1’-联苯-4-基)-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称：mBPCCBP)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称：βNCCP)等。
此外，作为具有上述咔唑基的芳香胺化合物，具体而言，可以举出4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、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)、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)、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)、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)、3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3,6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9,9’-二芴(简称：PCASF)、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)、4,4’,4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)等。
此外，作为咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物)，可以举出3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、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)、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)等。
此外，作为上述呋喃衍生物(具有呋喃骨架的化合物)，具体而言，可以举出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、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。
此外，作为上述芳香胺(具有芳香胺的化合物)，具体而言，可以举出4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或a-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’-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)、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-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9,9’-二芴(简称：DPASF)、2,7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-螺-9,9’-二芴(简称：DPA2SF)、4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：m-MTDATA)、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。
除了上述材料以外，作为空穴传输材料，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。
空穴传输材料不局限于上述材料，可以将已知的各种材料中的一种或多种的组合作为空穴传输材料。
作为用于空穴注入层111的受体材料，可以使用属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钼、氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钨、氧化锰、氧化铼。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。此外，可以使用上述有机受体材料。
空穴注入层111可以利用已知的各种成膜方法形成，例如可以利用真空蒸镀法形成。
<空穴传输层>
空穴传输层112是将从第一电极101经过空穴注入层111注入的空穴传输到发光层113中的层。此外，空穴传输层112是包含空穴传输材料的层。因此，作为空穴传输层112，可以使用能够用于空穴注入层111的空穴传输材料。
注意，在本发明的一个方式的发光器件中，优选作为发光层113使用与用于空穴传输层112的有机化合物相同的有机化合物。通过将相同的有机化合物用于空穴传输层112和发光层113，高效地将空穴从空穴传输层112传输到发光层113。
<发光层>
在本发明的一个方式的发光器件中，发光层113包含发光物质(客体材料)，还包含用来分散发光物质的一种或多种有机化合物(主体材料等)。尤其是，本发明的一个方式的发光器件中的发光层113特别优选使用具有特定的萘并呋喃并吡嗪骨架(优选为萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪骨架)的有机化合物作为主体材料，并使用T1能级(TG：从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级)在一定范围(T1能级(TG)优选为2.5eV以下)的磷光发光物质(包含具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物)作为客体材料。此外，用于发光层113的主体材料的T1能级(TH：从有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级)与客体材料的T1能级(TG)的差值(TH-TG)优选满足如下算式(1)。这根据本发明人等发现如下：为了满足效率及寿命，主体材料的T1能级(TH)需要比客体材料的T1能级(TG)高出一定程度以上，但TH太高时可能会给寿命带来负面影响(一般来说，主体材料的T1能级越高越好，但本发明的一个方式与此不同)。从这个观点来看，TH-TG更优选为0.3eV以下。
[算式3]
0.1eV≤TH-TG≤0.4eV···(1)
此外，用于发光层113的主体材料的T1能级(TH：从有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级)与客体材料的T1能级(TG)的差值更优选满足如下算式(2)。
[算式4]
0.2eV≤TH-TG≤0.4eV···(2)
通过使用上述发光层113，可以实现从主体材料向客体材料的能量转移效率和可靠性都得到提高的发光器件。
上述主体材料的T1能级(TH)使用从主体材料的磷光光谱的短波长一侧的发光端(光谱的Onset)求出的值。磷光光谱的发光端是：在短波长一侧的棱线上，在最短波长一侧的峰的半值附近画切线时该切线与横轴交叉的点的波长。根据该值可以求出主体材料的T1能级(TH)。
此外，上述客体材料的T1能级(TG)可以从客体材料的吸收光谱的吸收端求出。吸收光谱的吸收端是：在吸收光谱的最长波长一侧的棱线上，在最长波长一侧的峰或肩峰的半值附近画切线时该切线与横轴交叉的点的波长。根据该值可以求出客体材料的T1能级(TG)。
作为可以用于发光层113的发光物质(客体材料)，可以使用发射荧光的物质(荧光发光物质)、发射磷光的物质(磷光发光物质)、呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence：TADF)材料及其他发光物质等。但是，在本发明的一个方式中，如上所述，特别优选使用T1能级(TG)在一定范围(T1能级(TG)优选为2.5eV以下)的发光物质(包含具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物)。此外，可以适当地使用呈现蓝色、紫色、蓝紫色、绿色、黄绿色、黄色、橙色、红色等发光颜色的物质。除此以外，可以采用多个发光层分别包含不同的发光物质而呈现不同发光颜色的结构(例如，组合处于补色关系的发光颜色而得到的白色发光)。此外，可以采用一个发光层包含多个不同的发光物质的结构。
此外，作为一种或多种有机化合物(主体材料等)，除了电子传输材料或空穴传输材料以外，还可以使用上述TADF材料等各种载流子传输材料。此外，作为主体材料，可以举出能够用于上述空穴传输层112的空穴传输材料及能够用于后述电子传输层114的电子传输材料等。作为空穴传输材料或电子传输材料等的具体例子，可以适当地使用一种或多种本说明书中描述的材料或已知材料。
作为可以用于发光层113的客体材料的荧光发光物质，例如可以举出如下物质。注意，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)联苯基-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]
Figure BDA0002537382810000141
(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'-联苯基-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,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6BnfAPrn-03)、3,10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2,3-b；6,7-b’]双苯并呋喃(简称：3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是，以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有合适的空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。
此外，作为可以用于发光层113的客体材料的磷光发光物质，例如可以举出如下物质。
例如可以使用如下材料，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，并且是在440nm至520nm具有发光峰的化合物。
此外，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。上述物质主要是发射绿色磷光的化合物，并且在500nm至600nm具有发光峰。此外，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。
此外，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,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具有发光峰。此外，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。
此外，除了上述以外，还可以使用已知的磷光发光物质。
此外，作为可以用于发光层113的客体材料的TADF材料，例如可以举出如下物质。
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。此外，还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等含金属卟啉。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(ProtoIX))、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2]
Figure BDA0002537382810000181
此外，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)、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)、4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzPBfpm)、9-[3-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2，3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)等具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。
[化学式3]
Figure BDA0002537382810000191
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，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的受主性高且可靠性良好，所以是优选的。
此外，在具有富π电子杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。此外，作为呋喃骨架优选使用二苯并呋喃骨架，作为噻吩骨架优选使用二苯并噻吩骨架。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。
此外，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电子杂芳环的电子供给性和缺π电子型杂芳环的电子接受性都高而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。注意，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。此外，作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。此外，作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthenedioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。
如此，可以使用缺π电子骨架及富π电子骨架代替缺π电子杂芳环以及富π电子杂芳环中的至少一个。
TADF材料是指S1能级和T1能级之差较小且具有通过反系间窜越将三重激发能转换为单重激发能的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(反系间窜越)并能够高效地产生单重激发态。此外，可以将三重激发能转换为发光。
以两种物质形成激发态的激基复合物(Exciplex)因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
注意，作为此时的T1能级的指标，可以使用在低温(例如，77K至10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时，S1与T1之差为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。
此外，当使用TADF材料作为发光层113的客体材料时，主体材料的S1能级优选比TADF材料的S1能级高。此外，主体材料的T1能级优选比TADF材料的T1能级高。
作为发光层113的主体材料，可以根据需要使用如下所述的空穴传输材料或电子传输材料。在本发明的一个方式中，优选使用具有特定的萘并呋喃并吡嗪骨架(萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架)的有机化合物作为主体材料，并使用T1能级为2.5eV以下的发光物质或具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物形成发光层113。在萘并呋喃并吡嗪骨架中，尤其是萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的T1能级高达2.5eV以上，由此T1的激发能量能够不失活而转移到T1能级为2.5eV以下的发光物质。此外，在萘并呋喃并吡嗪骨架中，尤其是萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的磷光发射光谱与具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物的MLCT吸收带的重叠较大，得到最优能量转移效率，这些配合物能够稳定地激发，由此发光器件的耐久性得到提高，可以得到高可靠性发光器件。
此外，作为上述具有萘并呋喃并吡嗪骨架(萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架)的有机化合物，可以使用以下通式(G1)所示的有机化合物。
[化学式4]
Figure BDA0002537382810000211
在通式中，Q表示氧或硫。此外，A表示分子量为1000以下的基，R1至R6分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至30的芳基中的任一个。
此外，作为上述通式(G1)中的碳原子数为1至6的烷基的具体例子，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、1，2-二甲基丁基、2，3-二甲基丁基、n-庚基等。
此外，作为上述通式(G1)中的碳原子数为3至7的环烷基的具体例子，可以举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、1-甲基环己基、2，6-二甲基环己基、环庚基、环辛基等。
此外，作为上述通式(G1)中的碳原子数为6至30的芳基的具体例子，可以举出苯基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、均三甲苯基、邻联苯基、间联苯基、对联苯基、1-萘基、2-萘基、芴基、9，9-二甲基芴基、螺芴基、菲基、蒽基、荧蒽基(Fluoranthenyl group)等。
此外，在具有上述结构(使用具有萘并呋喃并吡嗪骨架(萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架)的有机化合物作为主体材料，并使用T1能级为2.5eV以下的发光物质或具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物作为发光物质的结构)的发光层113中，作为主体材料的有机化合物的T1能级与作为发光物质(客体材料)的T1能级的差值优选为0.2eV以上且0.4eV以下。在萘并呋喃并吡嗪骨架中，尤其是萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的T1能级高达2.5eV以上，由此T1的激发能量能够不失活而转移到T1能级为2.5eV以下的发光物质。此外，在萘并呋喃并吡嗪骨架中，尤其是萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架与具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物的MLCT吸收带的重叠较大，得到最优能量转移效率，这些配合物能够稳定地激发，由此发光器件的耐久性得到提高，可以得到高可靠性。此外，在使用具有二嗪骨架(包含吡嗪骨架或嘧啶骨架)的有机金属配合物作为发光物质的发光层113中，作为主体材料的有机化合物的T1能级与作为发光物质(客体材料)的T1能级的差值在合适的范围，即0.2eV以上且0.4eV以下时，这些配合物能够稳定地激发，由此发光器件的耐久性进一步得到提高。
以下结构式(100)至结构式(123)表示上述通式(G1)所示的有机化合物的具体例子。
[化学式5]
Figure BDA0002537382810000231
[化学式6]
Figure BDA0002537382810000241
[化学式7]
Figure BDA0002537382810000242
除此以外，作为可以用作发光层113的主体材料的空穴传输材料，优选使用电场强度[V/cm]的平方根为600时的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质，例如可以举出如下物质。
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]-9,9'-螺双[9H-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，也可以使用作为上述第二有机化合物的例子举出的有机化合物。
此外，作为电子传输材料，优选使用电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质，例如可以举出如下物质。该物质也可以用于后述的电子传输层114。
作为电子传输材料的具体例子，可以举出双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、三(8-羟基喹啉)合铝(Ⅲ)(简称：Alq3)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)合铝(Ⅲ)(简称：Almq3)、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。
作为电子传输材料的具体例子，还可以举出2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：PBD)、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。
作为电子传输材料的具体例子，还可以举出包含如下二嗪骨架的杂环化合物：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)等二苯并喹喔啉衍生物；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-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-8-(萘-2-基)-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：8βN-4mDBtPBfpm)、4，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4，8mDBtP2Bfpm)、8-[3’-(二苯并噻吩-4-基)(1，1’-联苯-3-基)]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：8mDBtBPNfpm)、8-[(2，2’-联萘基)-6-基]-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基-[1]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：8(βN2)-4mDBtPBfpm)等嘧啶衍生物；3，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：3，8mDBtP2Bfpr)、9-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：9mDBtBPNfpr)、8-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称：8mDBtBPNfpr(II))、12-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]菲并[9’，10’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：12mDBtBPPnfpr)等吡嗪衍生物。
此外，作为电子传输材料的具体例子，还可以举出3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)-苯基]苯(简称：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。
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。
此外，作为发光层113的主体材料，也可以使用上述TADF材料。当使用TADF材料作为主体材料时，由TADF材料生成的三重激发能经反系间窜跃转换为单重激发能并且该能量进一步转移到发光中心物质，由此可以提高发光器件的发光效率。此时，TADF材料被用作能量供体，发光中心物质被用作能量受体。由此，在使用荧光发光物质作为客体材料的情况下，使用TADF材料作为主体材料是有效的。此外，此时，为了得到高发光效率，TADF材料的S1能级优选比荧光发光物的S1能级高。此外，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的S1能级高。因此，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的T1能级高。
因为优选与发光物质(荧光发光物质、磷光发光物质)组合使用，所以除了上述有机化合物之外，作为可以用于发光层113的有机化合物，还可以举出以下所示的有机化合物(其一部分是如上所说明的)。
在发光物质是荧光发光物质的情况下，作为优选与荧光发光物质组合而使用的有机化合物，可以举出蒽衍生物、并四苯衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0002537382810000271
(chrysene)衍生物、二苯并[g,p]
Figure BDA0002537382810000272
(chrysene)衍生物等稠合多环芳香化合物。
作为优选与荧光发光物质组合而使用的有机化合物的具体例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、9,10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、YGAPA、PCAPA、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基
Figure BDA0002537382810000281
(chrysene)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0002537382810000282
(chrysene)-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)、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)、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)、5,12-二苯基并四苯、5,12-双(联苯-2-基)并四苯等。
在发光物质是磷光发光物质的情况下，作为优选与磷光发光物质组合而使用的有机化合物，选择具有比发光物质的三重激发能量(基底状态和三重激发态的能量差)大的三重激发能量的有机化合物即可。注意，当为了形成激基复合物，组合而使用多个有机化合物(例如，第一主体材料及第二主体材料(或主体材料及辅助材料)等)与发光物质时，优选与磷光发光物质混合而使用这些多个有机化合物。
通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。作为多个有机化合物的组合，优选使用容易形成激基复合物的组合，特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输材料)。
作为在发光物质是磷光发光物质时优选与磷光发光物质组合而使用的有机化合物(主体材料、辅助材料)，可以举出芳香胺、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、锌类金属配合物或铝类金属配合物、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、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。
此外，作为它们的具体例子，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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1,2,4-三唑(简称：p-EtTAZ)等三唑衍生物；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)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)、红菲绕啉(简称：Bphen)、浴铜灵(简称：BCP)、2,9-双(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称：NBphen)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3,6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)等喹喔啉衍生物或二苯并喹喔啉衍生物等。
此外，可以举出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)等嘧啶衍生物；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)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)等三嗪衍生物；3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶)苯基]苯(简称：TmPyPB)等吡啶衍生物；等。
此外，可以使用聚(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)等高分子化合物。
此外，可以将上述材料与低分子材料或高分子材料组合而使用。在成膜中，可以适当地使用已知的方法(真空蒸镀法、涂敷法、印刷法等)。
<电子传输层>
电子传输层114是将从第二电极102注入的电子传送到发光层113的层。此外，也可以在在电子传输层114与第二电极102之间设置有后述的电子注入层115。电子传输层114包含电子传输材料。除了电子传输材料以外，电子传输层114还可以包含金属、金属盐、金属氧化物和金属配合物中的任一个。尤其是，优选使用包含碱金属或碱土金属的金属配合物。注意，上述金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物存在于电子传输层114中的任意区域即可，例如在电子传输层114具有叠层结构时，存在于其中的任意层中即可。此外，用于与发光层113接触的电子传输层114(在具有叠层结构时是其中的与发光层接触的层)的电子传输材料的LUMO能级优选比用于发光层113的主体材料的LUMO能级深(或小)且他们之差为0.15eV以上且0.40eV以下或者0.20eV以上且0.40eV以下，更优选为0.20eV以上且0.35eV以下。
作为用于电子传输层114的电子传输材料优选使用HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输材料，作为HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输材料，电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10-7cm2/Vs以上且1×10-5cm2/Vs以下，更优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。此外，作为HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输材料，优选具有蒽骨架，更优选具有蒽骨架及杂环骨架。
作为用于电子传输层114的有机化合物，可以使用具有呋喃并二嗪骨架的呋喃环与芳香环稠合的结构的有机化合物、包含喹啉骨架的金属配合物、包含苯并喹啉骨架的金属配合物、包含噁唑骨架的金属配合物、包含噻唑骨架的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、咪唑衍生物、噁唑衍生物、噻唑衍生物、菲咯啉衍生物、包含喹啉配体的喹啉衍生物、苯并喹啉衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物以及含氮杂芳族化合物等缺π电子型杂芳族化合物等的电子传输性高的材料(电子传输材料)。具体而言，可以使用在上述发光层113中可以用于主体材料的电子传输材料、作为可以与上述荧光发光物质组合而用于主体材料的材料举出的材料。此外，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，可以使用上述以外的物质。此外，电子传输层(114、114a、114b)作为单层也可以起作用，但在根据需要采用两层以上的叠层结构时，可以提高器件特性。
作为可以用于电子传输层114的金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，也可以根据需要使用以下所示的物质。
作为金属，可以举出碱金属、碱土金属及稀土金属。具体而言，可以举出Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba。
作为金属盐，例如可以举出上述金属的卤化物及上述金属的碳酸盐。具体而言，可以举出LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、Li2CO3、Cs2CO3等。
作为金属氧化物，例如可以举出上述金属的氧化物。具体而言，可以举出Li2O、Na2O、Cs2O、MgO、CaO等。
此外，作为金属配合物，优选使用包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。作为具有8-羟基喹啉结构的配体，可以举出8-羟基喹啉及8-羟基喹啉的甲基取代物(例如2-甲基取代物、5-甲基取代物)等。8-羟基喹啉结构是指在取代或未取代的8-羟基喹啉(hydroxyquinolinol)中脱离-OH基的质子而成的结构。
因此，作为包含上述碱金属或碱土金属的金属配合物，可以举出：包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钠配合物8-(羟基喹啉)钠(简称：Naq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钾配合物8-(羟基喹啉)钾(简称：Kq)；包含具有8-羟基喹啉结构的配体的镁配合物双(8-羟基喹啉)镁(简称：Mgq2)。作为其他金属配合物，可以举出包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锌配合物双(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)等。
<电子注入层>
电子注入层115是用来提高从第二电极(阴极)102注入电子的效率的层，优选使用第二电极102的材料的功函数的值与用于电子注入层115的材料的LUMO能级的值之差小(0.5eV以下)的材料。因此，作为电子注入层115，可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喔啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶合锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。
此外，如图1B所示的发光器件那样，通过在两个EL层(103a、103b)之间设置电荷产生层104，可以具有多个EL层层叠在一对电极之间的结构(也称为串联结构)。注意，在本实施方式中，图1A所说明的空穴注入层(111)、空穴传输层(112)、发光层(113)、电子传输层(114)和电子注入层(115)各自的功能及材料是与图1B所说明的空穴注入层(111a、111b)、空穴传输层(112a、112b)、发光层(113a、113b)、电子传输层(114a、114b)和电子注入层(115a、115b)相同的。
<电荷产生层>
在图1B所示的发光器件中，电荷产生层104具有如下功能：当第一电极101(阳极)和第二电极102(阴极)被施加电压时，对EL层103a注入电子且对EL层103b注入空穴的功能。电荷产生层104既可以具有对空穴传输材料添加电子受体(受体)的结构(P型层)，也可以具有对电子传输材料添加电子给体(供体)的结构(N型层)。或者，也可以层叠有这两种结构。此外，也可以组合上述P型层与后述电子中继层及电子缓冲层中的一个或两个。此外，通过使用上述材料形成电荷产生层104，可以抑制在层叠EL层时的驱动电压的增大。
在电荷产生层104具有对空穴传输材料添加电子受体的结构(P型层)的情况下，作为空穴传输材料可以使用本实施方式所示的材料。此外，作为电子受体，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、四氯苯醌等。此外，可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。
在电荷产生层104具有对电子传输材料添加电子给体的结构(N型层)的情况下，作为电子传输材料可以使用本实施方式所示的材料。此外，作为电子给体，可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属或属于元素周期表中第2族、第13族的金属及它们的氧化物或碳酸盐。具体而言，优选使用锂(Li)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、镱(Yb)、铟(In)、氧化锂、碳酸铯等。此外，也可以将如四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)等有机化合物用作电子给体。
上述优选与P型层组合的电子中继层设置在电子注入缓冲层与P型层之间，由此起到防止电子注入缓冲层和P型层的相互作用，并顺利地传递电子。此外，电子中继层优选包含电子传输材料，优选将电子中继层所包含的电子传输材料的LUMO能级设定在P型层中的电子接受性物质的LUMO能级与电子缓冲层所包含的物质的LUMO能级之间。具体而言，电子中继层中的电子传输材料的LUMO能级优选为-5.0eV以上，更优选为-5.0eV以上且-3.0eV以下。此外，作为电子中继层中的电子传输材料，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。
此外，在电子注入缓冲层包含电子传输材料及电子供体性物质的情况下，作为电子供体性物质，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。此外，作为电子传输材料，可以使用与上面所说明的用于电子传输层的材料同样的材料形成。
虽然图1B示出层叠有两个EL层103的结构，但是通过在不同的EL层之间设置电荷产生层可以使其成为三个以上的叠层结构。
此外，可以使用上述电荷产生层代替上述电子注入层。在此情况下，优选从阳极一侧依次层叠电子注入缓冲层、电子中继层及P型层。
<衬底>
本实施方式所示的发光器件可以形成在各种衬底上。注意，对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，可以举出半导体衬底(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、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜等。
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)为代表的塑料、丙烯酸树脂等合成树脂、聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
当制造本实施方式所示的发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺或旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)或化学蒸镀法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法、纳米压印法等)等方法形成包括在发光器件的EL层中的功能层(空穴注入层(111、111a、111b)、空穴传输层(112、112a、112b)、发光层(113、113a、113b)、电子传输层(114、114a、114b)、电子注入层(115、115a、115b)以及电荷产生层(104)。
此外，本实施方式所示的构成发光器件的EL层(103、103a、103b)的各功能层(空穴注入层(111、111a、111b)、空穴传输层(112、112a、112b)、发光层(113、113a、113b)、电子传输层(114、114a、114b)、电子注入层(115、115a、115b)以及电荷产生层(104)的材料不局限于此，只要为可以满足各层的功能的材料就可以组合地使用。作为一个例子，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳型量子点材料、核型量子点材料等。
本实施方式所示的结构可以适当地与其他实施方式所示的结构组合而使用。
实施方式2
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的发光装置。图2A所示的发光装置是形成在第一衬底201上的晶体管(FET)202和发光器件(203R、203G、203B、203W)电连接而成的有源矩阵型发光装置，多个发光器件(203R、203G、203B、203W)共同使用EL层204，并且采用根据各发光器件的发光颜色分别调整了各发光器件的电极之间的光学距离的微腔结构。此外，采用从EL层204得到的发光穿过形成在第二衬底205上的滤色片(206R、206G、206B)射出的顶部发射型发光装置。
在图2A所示的发光装置中，将第一电极207用作反射电极，并将第二电极208用作对光(可见光或近红外光)具有透过性及反射性的双方的半透射-半反射电极。作为用来形成第一电极207及第二电极208的电极材料，可以参照其他实施方式而适当地使用。
此外，在图2A中，例如，在以发光器件203R、203G、203B、203W分别作为红色发光器件、绿色发光器件、蓝色发光器件、白色发光器件的情况下，如图2B所示，将发光器件203R中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200R，将发光器件203G中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200G，并且将发光器件203B中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200B。此外，如图2B所示，通过在发光器件203R中将导电层210R层叠在第一电极207上，并在发光器件203G中将导电层210G层叠在第一电极207上，可以进行光学调整。
在第二衬底205上形成有滤色片(206R、206G、206B)。滤色片使特定波长范围的可见光透过并遮阻特定波长范围的可见光。因此，如图2A所示，通过在与发光器件203R重叠的位置上设置只使红色波长范围的光透过的滤色片206R，可以从发光器件203R得到红色光。此外，通过在与发光器件203G重叠的位置上设置只使绿色波长范围的光透过的滤色片206G，可以从发光器件203G得到绿色光。此外，通过在与发光器件203B重叠的位置上设置只使蓝色波长范围的光透过的滤色片206B，可以从发光器件203B得到蓝色光。但是，可以从发光器件203W得到白色光，而不设置滤光片。此外，也可以在各滤色片的端部设置有黑色层(黑矩阵)209。再者，滤色片(206R、206G、206B)或黑色层209也可以被由透明材料构成的保护层覆盖。
虽然在图2A中示出在第二衬底205一侧取出光的结构(顶部发射型)的发光装置，但是也可以采用如图2C所示那样在形成有FET202的第一衬底201一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置。在底部发射型发光装置中，将第一电极207用作半透射-半反射电极，并将第二电极208用作反射电极。此外，作为第一衬底201，至少使用具有透光性的衬底。此外，如图2C所示，将滤色片(206R’、206G’、206B’)设置在比发光器件(203R、203G、203B)更靠近第一衬底201的一侧即可。
此外，虽然在图2A中示出发光器件为红色发光器件、绿色发光器件、蓝色发光器件以及白色发光器件的情况，但是本发明的一个方式的发光器件不局限于该结构，也可以使用黄色发光器件或橙色发光器件。作为用来制造这些发光器件的EL层(发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等)的材料，可以参照其他实施方式而适当地使用。在此情况下，需要根据发光器件的发光颜色而适当地选择滤色片。
通过采用上述结构，可以得到具备发射多个颜色的光的发光器件的发光装置。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
实施方式3
在本实施方式中，对本发明的一个方式的发光装置进行说明。
通过采用本发明的一个方式的发光器件，可以制造有源矩阵型发光装置或无源矩阵型发光装置。此外，有源矩阵型发光装置具有组合了发光器件和晶体管(FET)的结构。由此，无源矩阵型发光装置和有源矩阵型发光装置都包括在本发明的一个方式中。此外，可以将其他实施方式所示的发光器件应用于本实施方式所示的发光装置。
在本实施方式中，首先参照图3A及图3B说明有源矩阵型发光装置。
图3A是发光装置的俯视图，图3B是沿着图3A中的点划线A-A’进行切割的截面图。有源矩阵型发光装置具有设置在第一衬底301上的像素部302、驱动电路部(源极线驱动电路)303以及驱动电路部(栅极线驱动电路)(304a、304b)。将像素部302及驱动电路部(303、304a、304b)用密封剂305密封在第一衬底301与第二衬底306之间。
在第一衬底301上设置有引线307。引线307与作为外部输入端子的FPC308电连接。FPC308用来对驱动电路部(303、304a、304b)传递来自外部的信号(例如，视频信号、时钟信号、起始信号或复位信号等)或电位。此外，FPC308也可以安装有印刷线路板(PWB)。安装有这些FPC和PWB的状态也可以包括在发光装置的范畴内。
图3B示出截面结构。
像素部302由具有FET(开关用FET)311、FET(电流控制用FET)312以及电连接于FET312的第一电极313的多个像素构成。对各像素所具有的FET的个数没有特别的限制，而根据需要适当地设置即可。
对FET309、310、311、312没有特别的限制，例如可以采用交错型晶体管或反交错型晶体管。此外，也可以采用顶栅型或底栅型等的晶体管结构。
此外，对可用于上述FET309、310、311、312的半导体的结晶性没有特别的限制，可以使用非晶半导体和具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)中的任一个。通过使用具有结晶性的半导体，可以抑制晶体管特性的劣化，所以是优选的。
作为上述半导体，例如可以使用第14族元素、化合物半导体、氧化物半导体、有机半导体等。典型地是，可以使用包含硅的半导体、包含砷化镓的半导体或包含铟的氧化物半导体等。
驱动电路部303包括FET309及FET310。驱动电路部303既可以由包含单极性(N型和P型中的任一个)晶体管的电路形成，也可以由包含N型晶体管及P型晶体管的CMOS电路形成。此外，也可以采用外部具有驱动电路的结构。
第一电极313的端部由绝缘物314覆盖。绝缘物314可以使用负型感光树脂或正型感光树脂(丙烯酸树脂)等有机化合物或者氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等无机化合物。绝缘物314的上端部或下端部优选具有合适的曲率。由此，可以使形成在绝缘物314上的膜具有良好的覆盖率。
在第一电极313上层叠有EL层315及第二电极316。EL层315具有发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等。
作为本实施方式所示的发光器件317的结构，可以应用其他实施方式所示的结构或材料。虽然在此未图示，但是第二电极316与作为外部输入端子的FPC308电连接。
虽然在图3B所示的截面图中仅示出一个发光器件317，但是，在像素部302中多个发光器件被配置为矩阵状。通过在像素部302中分别选择性地形成能够得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件，可以形成能够进行全彩色显示的发光装置。此外，除了可以得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件以外，例如也可以形成能够得到白色(W)、黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)等颜色的发光的发光器件。例如，通过对能够得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件追加能够得到上述多种发光的发光器件，可以获得色纯度的提高、耗电量的降低等效果。此外，也可以通过与滤色片组合来实现能够进行全彩色显示的发光装置。作为滤色片的种类，可以使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)等。
通过使用密封剂305将第二衬底306与第一衬底301贴合在一起，使第一衬底301上的FET(309、310、311、312)和发光器件317位于由第一衬底301、第二衬底306和密封剂305围绕的空间318。此外，空间318可以填充有非活性气体(如氮气或氩气等)，也可以填充有有机物(包括密封剂305)。
可以将环氧树脂或玻璃粉用作密封剂305。此外，作为密封剂305，优选使用尽量未使水分和氧透过的材料。此外，第二衬底306可以使用与第一衬底301同样的材料。由此，可以使用其他实施方式所示的各种衬底。作为衬底，除了玻璃衬底和石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber-ReinforcedPlastics：纤维增强塑料)、PVF(polyvinyl fluoride：聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。从粘合性的观点来看，在作为密封剂使用玻璃粉的情况下，作为第一衬底301及第二衬底306优选使用玻璃衬底。
如上所述，可以得到有源矩阵型发光装置。
此外，当在柔性衬底上形成有源矩阵型发光装置时，可以在柔性衬底上直接形成FET及发光器件，也可以在具有剥离层的另一衬底上形成FET及发光器件之后通过施加热、力量、激光照射等使FET及发光器件由剥离层分离再将其转置于柔性衬底。此外，作为剥离层，例如可以使用钨膜及氧化硅膜的无机膜的叠层或聚酰亚胺等有机树脂膜等。此外，作为柔性衬底，除了可以形成晶体管的衬底之外，还可以举出纸衬底、玻璃纸衬底、芳族聚酰胺薄膜衬底、聚酰亚胺薄膜衬底、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、橡皮衬底等。通过使用这种衬底，可以实现良好的耐性及耐热性且轻量化及薄型化。
此外，在驱动有源矩阵型发光装置所具有的发光器件时，可以使发光器件以脉冲状(例如，使用kHz、MHz等频率)发光并将该光用于显示。使用上述有机化合物形成的发光器件具有优良的频率特性，可以缩短发光器件的驱动时间来减少功耗。此外，因驱动时间的缩短而发热得到抑制，由此可以减轻发光器件的劣化。
本实施方式所示的结构可以适当地与其他实施方式所示的结构组合而使用。
实施方式4
在本实施方式中，对采用本发明的一个方式的发光器件或包括本发明的一个方式的发光器件的发光装置的各种电子设备及汽车的例子进行说明。注意，可以将发光装置主要用于本实施方式所说明的电子设备中的显示部。
图4A至图4E所示的电子设备可以包括外壳7000、显示部7001、扬声器7003、LED灯7004、操作键7005(包括电源开关或操作开关)、连接端子7006、传感器7007(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7008等。
图4A示出移动计算机，该移动计算机除了上述以外还可以包括开关7009、红外端口7010等。
图4B示出具备记录媒体的便携式图像再现装置(例如DVD再现装置)，该便携式图像再现装置除了上述以外还可以包括第二显示部7002、记录介质读取部7011等。
图4C示出具有电视接收功能的数码相机，该数码相机除了上述以外还可以包括天线7014、快门按钮7015、图像接收部7016等。
图4D示出便携式信息终端。便携式信息终端具有将信息显示在显示部7001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息7052、信息7053、信息7054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端的上方看到的位置上的信息7053。使用者可以确认显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端，能够判断是否接电话。
图4E示出便携式信息终端(包括智能手机)，该便携式信息终端可以在外壳7000中包括显示部7001、操作键7005等。便携式信息终端也可以设置有扬声器9003、连接端子7006、传感器9007等。此外，便携式信息终端可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在此，示出显示有三个图标7050的例子。此外，可以将由虚线矩形表示的信息7051显示在显示部7001的另一个面上。作为信息7051的例子，可以举出提示收到来自电子邮件、SNS(SocialNetworking Services：社交网络服务)或电话等的信息；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度等。或者，可以在显示有信息7051的位置上显示图标7050等。
图4F是大型电视装置(也称为电视机或电视接收器)，可以包括外壳7000、显示部7001等。此外，在此示出由支架7018支撑外壳7000的结构。此外，通过利用另外提供的遥控操作机7111等可以进行电视装置的操作。此外，显示部7001也可以具备触摸传感器，通过用手指等触摸显示部7001可以进行操作。遥控操作机7111也可以具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7001上的图像进行操作。
图4A至图4F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)显示在显示部上的功能；触摸面板功能；显示日历、日期或时刻等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在记录介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能等。此外，包括多个显示部的电子设备可以具有在一个显示部主要显示图像信息而在另一个显示部主要显示文本信息的功能，或者具有通过将考虑了视差的图像显示于多个显示部上来显示三维图像的功能等。再者，在具有图像接收部的电子设备中，可以具有如下功能：拍摄静态图像的功能；拍摄动态图像的功能；对所拍摄的图像进行自动或手动校正的功能；将所拍摄的图像储存在记录介质(外部或内置于相机)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部的功能等。注意，图4A至图4F所示的电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。
图4G是手表型便携式信息终端，例如可以被用作智能手表。该手表型便携式信息终端包括外壳7000、显示部7001、操作按钮7022、7023、连接端子7024、表带7025、麦克风7026、传感器7029、扬声器7030等。显示部7001的显示面弯曲，因此能够沿着弯曲的显示面进行显示。此外，该手表型便携式信息终端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。此外，通过利用连接端子7024，可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
安装在兼作框架(bezel)部分的外壳7000中的显示部7001具有非矩形状的显示区域。显示部7001可以显示表示时间的图标以及其他图标等。此外，显示部7001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)。
图4G所示的智能手表可以具有各种功能。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)显示在显示部上的功能；触摸面板功能；显示日历、日期或时刻等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在记录介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能等。
外壳7000的内部可具有扬声器、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。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于本实施方式所示的电子设备的各显示部，由此可以实现长寿命的电子设备。
作为使用发光装置的电子设备，可以举出图5A至图5C所示的能够折叠的便携式信息终端。图5A示出展开状态的便携式信息终端9310。图5B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5C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。
显示部9311由通过铰链部9313连接的三个外壳9315来支撑。此外，显示部9311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)。此外，显示部9311通过铰链部9313使两个外壳9315之间弯折，由此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部9311。此外，可以实现长寿命的电子设备。显示部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中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。
图6A及图6B示出使用发光装置的汽车。就是说，可以与汽车一体地形成发光装置。具体而言，可以用于图6A所示的汽车的外侧的灯5101(包括车身后部)、轮胎的轮毂5102、车门5103的一部分或整体等。此外，可以用于图6B所示的汽车内侧的显示部5104、方向盘5105、变速杆5106、座位5107、内部后视镜5108、挡风玻璃5109等。除此之外，也可以用于玻璃窗的一部分。
如上所述，可以得到使用本发明的一个方式的发光装置的电子设备或汽车。此时，可以实现长寿命的电子设备。能够使用的电子设备或汽车不局限于本实施方式中示出的电子设备或汽车，在各种领域可以应用。
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
在本实施方式中，参照图7A和图7B说明应用本发明的一个方式的发光装置或其一部分的发光器件而制造的照明装置的结构。
图7A和图7B示出照明装置的截面图的例子。图7A是在衬底一侧提取光的底部发射型照明装置，而图7B是在密封衬底一侧提取光的顶部发射型照明装置。
图7A所示的照明装置4000在衬底4001上包括发光器件4002。此外，照明装置4000在衬底4001的外侧包括具有凹凸的衬底4003。发光器件4002包括第一电极4004、EL层4005以及第二电极4006。
第一电极4004与电极4007电连接，第二电极4006与电极4008电连接。此外，也可以设置与第一电极4004电连接的辅助布线4009。此外，在辅助布线4009上形成有绝缘层4010。
衬底4001与密封衬底4011由密封剂4012粘合。此外，优选在密封衬底4011与发光器件4002之间设置有干燥剂4013。由于衬底4003具有如图7A所示那样的凹凸，因此可以提高在发光器件4002中产生的光的提取效率。
图7B所示的照明装置4200在衬底4201上包括发光器件4202。发光器件4202包括第一电极4204、EL层4205以及第二电极4206。
第一电极4204与电极4207电连接，第二电极4206与电极4208电连接。此外，也可以设置与第二电极4206电连接的辅助布线4209。此外，也可以在辅助布线4209下设置绝缘层4210。
衬底4201与具有凹凸的密封衬底4211由密封剂4212粘合。此外，也可以在密封衬底4211与发光器件4202之间设置阻挡膜4213及平坦化膜4214。由于密封衬底4211具有如图7B所示那样的凹凸，因此可以提高在发光器件4202中产生的光的提取效率。
作为上述照明装置的应用例子，可以举出室内照明的天花射灯。作为天花射灯，有天花安装型灯或天花嵌入型灯等。这种照明装置可以由发光装置与外壳或覆盖物的组合构成。
除此以外，也可以应用于能够照射地面上以提高安全性的脚灯。例如，能够将脚灯有效地利用于卧室、楼梯或通路等。在此情况下，可以根据房间的尺寸或结构而适当地改变其尺寸或形状。此外，也可以组合发光装置和支撑台构成安装型照明装置。
此外，也可以应用于薄膜状照明装置(片状照明)。因为将片状照明贴在墙上而使用，所以可以节省空间地应用于各种用途。此外，容易实现大面积化。此外，也可以将其贴在具有曲面的墙或外壳上。
通过将本发明的一个方式的发光装置或其一部分的发光器件用于上述以外的室内家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，可以得到使用发光装置的各种各样的照明装置。此外，这种照明装置包括在本发明的一个方式中。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
实施例1
在本实施例中，作为本发明的一个方式的发光器件，制造发光器件1并说明其元件结构、制造方法及特性。此外，还制造对比发光器件2比较该两种发光器件的元件特性。图8示出本实施例中使用的发光器件的元件结构，表1示出具体结构。此外，以下示出本实施例中使用的材料的化学式。
[表1]
Figure BDA0002537382810000441
*8mDBtBPNfpr(II):PCBBiF:[Ir(dppm)2(acac)](0.75:0.25:0.075 40nm)
**12mDBtBPPnfpr:PCBBiF:[Ir(dppm)2(acac)](0.75:0.25:0.075 40nm)
[化学式8]
Figure BDA0002537382810000451
《发光器件的制造》
如图8所示，本实施例所示的发光器件具有如下结构：在形成在衬底900上的第一电极901上依次层叠有空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915，且在电子注入层915上层叠有第二电极903。
首先，在衬底900上形成第一电极901。电极面积为4mm2(2mm×2mm)。此外，作为衬底900使用玻璃衬底。第一电极901通过利用溅射法形成厚度为70nm的包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)而形成。
在此，作为预处理，利用水对衬底表面进行洗涤，在200℃的温度下烘烤1小时，然后进行UV臭氧处理370秒。然后，将衬底放入其内部被减压到1×10-4Pa左右的真空蒸镀设备中，并在真空蒸镀设备内的加热室中，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，在第一电极901上形成空穴注入层911。在真空蒸镀设备内被减压到1×10- 4Pa之后，将1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)和氧化钼以质量比为DBT3P-II：氧化钼＝2：1且厚度为60nm的方式共蒸镀，以形成空穴注入层911。
接着，在空穴注入层911上形成空穴传输层912。以厚度为20nm的方式蒸镀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)，以形成空穴传输层912。
接着，在空穴传输层912上形成发光层913。
作为发光器件1的发光层913，除了使用8-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称：8mDBtBPNfpr(II))及PCBBiF以外，还使用双(4，6-二苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])作为客体材料(磷光发光材料)，以重量比为8mDBtBPNfpr(II)：PCBBiF：[Ir(dppm)2(acac)]＝0.75：0.25：0.075的方式进行共蒸镀。此外，将膜厚度设定为40nm。作为对比发光器件2的发光层913，除了使用12-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]菲并[9’，10’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：12mDBtBPPnfpr)及PCBBiF以外，还使用[Ir(dppm)2(acac)]作为客体材料(磷光发光材料)，以重量比为12mDBtBPPnfpr：PCBBiF：[Ir(dppm)2(acac)]＝0.75：0.25：0.075的方式进行共蒸镀。此外，将膜厚度设定为40nm。
接着，在发光层913上形成电子传输层914。
在发光器件1中，电子传输层914通过将8mDBtBPNfpr(II)和2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBphen)分别以膜厚度为25nm和15nm的方式依次进行蒸镀形成。此外，在对比发光器件2中，电子传输层914通过将12mDBtBPPnfpr和NBphen分别以厚度为25nm和15nm的方式依次进行蒸镀形成。
接着，在电子传输层914上形成电子注入层915。电子注入层915通过以厚度为1nm的方式蒸镀氟化锂(LiF)而形成。
接着，在电子注入层915上形成第二电极903。第二电极903通过以厚度为200nm的方式蒸镀铝而形成。在本实施例中，第二电极903被用作阴极。
通过上述工序在衬底900上形成在一对电极之间夹有EL层902的发光器件。此外，上述工序中说明的空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914以及电子注入层915是构成本发明的一个方式中的EL层的功能层。此外，在上述制造方法的蒸镀工艺中，都利用电阻加热法进行蒸镀。
此外，使用另一衬底(未图示)密封如上所述那样制成的发光器件。使用另一衬底(未图示)进行密封时，在氮气氛的手套箱内将涂敷有紫外线固化密封剂的另一衬底(未图示)固定于衬底900上，并以密封剂附着于衬底900上形成的发光器件的周围的方式将衬底彼此粘合。在密封时以6J/cm2照射365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理来使密封剂稳定化。
《发光器件的工作特性》
对所制造的各发光器件的工作特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。作为每个发光器件的工作特性的结果，图9示出电流密度-亮度特性，图10示出电压-亮度特性，图11示出亮度-电流效率特性，图12示出电压-电流特性。
此外，以下表2示出大约在1000cd/m2下的各发光器件的主要初始特性值。
[表2]
Figure BDA0002537382810000471
从上述结果可知，在图9至图12或表2所示的初始特性中，在本实施例中制造的发光器件1的发光效率高于对比发光器件2。
图13示出以0.1mA/cm2的电流密度使电流流过发光器件1及对比发光器件2时的发射光谱。从图13可知发光器件1及对比发光器件2的发射光谱都在589nm附近具有峰，该峰来源于包含在发光层913中的[Ir(dppm)2(acac)]的发光。
接着，进行发光器件1及对比发光器件2的可靠性测试。图14示出可靠性测试的结果。在图14中，纵轴表示初始亮度为100％时的归一化亮度(％)，横轴表示器件的驱动时间(h)。作为可靠性测试，进行亮度为1000cd/cm2时的恒定亮度驱动测试。从图14所示的结果可知，发光器件1的可靠性高于对比发光器件2。
在此，图21A和图21B分别示出用作客体材料(磷光发光物质)的[Ir(dppm)2(acac)]的二氯甲烷溶液的吸收光谱和该吸收光谱的吸收端附近的放大图。由图21B可知，用作磷光发光物质的[Ir(dppm)2(acac)]的T1能级(TG：从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级)为2.22eV(＝559nm)。因此，本实施例所示的发光器件1的发光层913使用8mDBtBPNfpr(II)作为具有萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物，并使用T1能级为2.22eV(从使用二氯甲烷溶液测得的吸收光谱算出)的[Ir(dppm)2(acac)]作为T1能级为2.5eV以下的磷光发光物质。另一方面，对比发光器件2的发光层913使用12mDBtBPPnfpr作为没有萘并[2’,1’：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物，并使用与发光器件1相同的[Ir(dppm)2(acac)]作为发光物质。
因此，与对比发光器件2相比，本实施例的发光器件1不仅呈现初始特性中的良好发光效率而且还提高可靠性的原因是如下：在具有本发明的一个方式的结构的发光器件1的发光层913中，处于激发态的8mDBtBPNfpr(II)至[Ir(dppm)2(acac)]的能量转移效率得到提高。
图22A和图22B分别示出作为具有萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物的8mDBtBPNfpr(II)的磷光光谱和该磷光光谱的发光端附近的放大图。磷光光谱使用显微PL光谱仪(LabRAM HR-PL(日本堀场制作所制造))并将测量温度设定为10K进行利用机械快门的时间分辨测量而测得。由图22B可知，用作主体材料的8mDBtBPNfpr(II)的T1能级(TH：从有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级)为2.52eV(＝492nm)。因此，发光器件1的TH-TG为0.30eV，满足实施方式1中的算式(1)所示的0.1eV≤TH-TG≤0.4eV。
实施例2
在本实施例中，作为本发明的一个方式的发光器件，制造发光器件3，并示出测量其特性的结果。
注意，本实施例中制造的发光器件3的元件结构与实施例1所示的图8相同，表3示出构成元件结构的各层的具体结构。此外，以下示出本实施例中使用的材料的化学式。
[表3]
Figure BDA0002537382810000491
*8mDBtBPNfpr(II):PCCP:[Ir(ppy)2(mdppy)](0.5:0.5:0.1 40nm)
[化学式9]
Figure BDA0002537382810000492
此外，空穴传输层912使用4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)。发光层913除了使用8-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称：8mDBtBPNfpr(II))及3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称:PCCP)以外，还使用[2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(简称：[Ir(ppy)2(mdppy)])作为客体材料(磷光发光材料)。
《发光器件3的工作特性》
对所制造的发光器件3的工作特性进行测量。测量在室温(保持为25℃的气氛)下进行。
作为发光器件3的工作特性的结果，图15示出电流密度-亮度特性，图16示出电压-亮度特性，图17示出亮度-电流效率特性，图18示出电压-电流特性。
此外，以下表4示出大约在1000cd/m2下的发光器件的主要初始特性值。
[表4]
Figure BDA0002537382810000501
图19示出以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过发光器件3时的发射光谱。从图19可知发光器件的发射光谱在524nm附近具有峰，该峰来源于包含在发光层913中的[Ir(ppy)2(mdppy)]的发光。
在此，图23A和图23B分别示出用作客体材料(磷光发光物质)的[Ir(ppy)2(mdppy)]的二氯甲烷溶液的吸收光谱和该吸收光谱的吸收端附近的放大图。由图23B可知，用作磷光发光物质的[Ir(ppy)2(mdppy)]的T1能级(TG：从磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级)为2.44eV(＝509nm)。因此，本实施例所示的发光器件3的发光层913使用8mDBtBPNfpr(II)作为具有萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪骨架的有机化合物，并使用[Ir(ppy)2(mdppy)]作为T1能级为2.5eV以下的发光物质。因此，本实施例的发光器件3呈现良好发光效率的原因是如下：在具有本发明的一个方式的结构的发光器件3的发光层913中，处于激发态的8mDBtBPNfpr(II)至[Ir(ppy)2(mdppy)]的能量转移效率得到提高。
(参考合成例1)
以下对在实施例1及实施例2中使用的有机化合物8-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[2',1'：4，5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称：8mDBtBPNfpr(II))的合成方法进行说明。以下示出8mDBtBPNfpr(II)的结构式。
[化学式10]
Figure BDA0002537382810000511
<步骤1：5-氯-3-(1-甲氧基萘-2-基)吡嗪-2-胺的合成>
首先，将3-溴-5-氯吡嗪-2-胺0.92g、1-甲氧基萘-2-硼酸0.96g、2M碳酸钠水溶液11mL及甲苯22mL放入安装有回流管的三口烧瓶内，对其内部进行氮置换。在减压下搅拌烧瓶内物料以进行脱气，然后添加四(三苯基膦)钯(0)(简称：Pd(PPh3)4)0.10g以110℃搅拌15个小时以使其反应。
经过指定时间之后，使用甲苯萃取。然后，通过以甲苯：乙酸乙酯＝30：1为展开溶剂的硅胶柱色谱法进行纯化，得到目的物的吡嗪衍生物(以77％的收率得到黄白色固体0.97g)。以下示出步骤1的合成路线(a-1)。
[化学式11]
Figure BDA0002537382810000512
<步骤2：8-氯萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪的合成>
接着，将经上述步骤1得到的5-氯-3-(1-甲氧基萘-2-基)吡嗪-2-胺0.96g、脱水四氢呋喃17mL及冰醋酸17mL放入三口烧瓶内，对其内部进行氮置换。在将烧瓶冷却到-10℃之后，滴加亚硝酸叔丁酯1.2mL，以-10℃搅拌1小时且以0℃搅拌3个半小时。经过指定时间之后，对所得到的悬浮液添加水200mL并进行抽滤，来得到目的物的吡嗪衍生物(以81％的收率得到黄白色固体0.69g)。以下示出步骤2的合成路线(a-2)。
[化学式12]
Figure BDA0002537382810000521
<步骤3：8-(3-氯苯基)萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪的合成>
将经上述步骤2得到的8-氯萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪1.24g、3-氯苯基硼酸0.81g、2M碳酸钾水溶液7.0mL、甲苯47mL及乙醇4.7mL放入三口烧瓶内，对其内部进行氮置换。在减压下搅拌烧瓶内物料以进行脱气，然后添加醋酸钯(II)(简称：Pd(OAc)2)0.15g及三苯基膦0.56g，以90℃搅拌11小时以使其反应。
经过指定时间之后，使用甲苯萃取。然后，通过以甲苯为展开溶剂的硅胶柱色谱法进行纯化，得到目的物的吡嗪衍生物(以68％的收率得到黄白色固体1.13g)。以下示出步骤3的合成路线(a-3)。
[化学式13]
Figure BDA0002537382810000522
<步骤4：8mDBtBPNfpr(II)的合成>
接着，将经上述步骤3得到的8-(3-氯苯基)萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪1.12g、3-(4-二苯并噻吩)苯基硼酸1.69g、磷酸三钾3.14g、叔丁醇0.91g、二乙二醇二甲醚(简称：diglyme)27mL放入三口烧瓶内，对其内部进行氮置换。在减压下搅拌烧瓶内物料以进行脱气，然后添加醋酸钯(II)(简称：Pd(OAc)2)37mg及二(1-金刚烷基)-正丁基膦(简称：CataCXium A)0.12g，以140℃搅拌40个半小时以使其反应。
经过指定时间之后，对所得到的悬浮液进行抽滤并使用水及乙醇进行洗涤。将所得到的固体溶解于甲苯，经过依次层叠硅藻土、矾土、硅藻土的助滤剂进行过滤，然后使用甲苯进行重结晶，来得到目的物(以54％的收率得到黄白色固体0.99g)。
利用梯度升华法对所得到的黄白色固体0.99g进行升华纯化。升华纯化条件为如下：在压力为2.7Pa且氩气体流量为10.5mL/分的条件下，以310℃对固体加热。在升华纯化之后，以82％的收率获得目的物的黄白色固体0.81g。以下示出步骤4的合成路线(a-4)。
[化学式14]
Figure BDA0002537382810000531
以下示出经上述步骤4得到的黄白色固体的核磁共振波谱法(1H-NMR)的分析结果。此外，图20示出1H-NMR谱。由此可知在本参考合成例中得到了有机化合物8mDBtBPNfpr(II)。
1H-NMR.δ(CDCl3):7.47-7.49(m,2H),7.60-7.62(m,2H),7.66-7.88(m,8H),7.91(d,1H),8.05(d,1H),8.13-8.14(m,2H),8.20-8.23(m,2H),8.29(d,1H),8.48(s,1H),8.55(d,1H),8.91(s,1H).

Claims (19)

1.一种发光器件，包括：
一对电极之间的EL层，
其中，所述EL层包括发光层，
所述发光层包括含有萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪骨架的有机化合物及磷光发光物质，
所述磷光发光物质的T1能级(TG)为2.5eV以下，
并且，所述TG是从所述磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级。
2.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述磷光发光物质的T1能级(TG)的差值满足算式(1)，
0.1eV≤TH-TG≤0.4eV···(1)
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
3.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述磷光发光物质的T1能级(TG)的差值满足算式(2)，
0.2eV≤TH-TG≤0.4eV···(2)
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
4.一种发光装置，包括：
权利要求1所述的发光器件；以及
FPC。
5.一种电子设备，包括：
权利要求4所述的发光装置；以及
麦克风、相机、操作按钮、外部连接部和扬声器中的至少一个。
6.一种照明装置，包括：
权利要求1所述的发光器件；以及
外壳和覆盖物中的至少一个。
7.一种发光器件，包括：
一对电极之间的EL层，
其中，所述EL层包括发光层，
并且，所述发光层包括：
含有萘并[2’，1’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪骨架的有机化合物；以及
含有二嗪骨架的有机金属配合物。
8.根据权利要求7所述的发光器件，
其中所述二嗪骨架为吡嗪骨架或嘧啶骨架。
9.根据权利要求7所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述有机金属配合物的T1能级(TG)的差值满足算式(1)，
0.1eV≤TH-TG≤0.4eV···(1)
所述TG是从所述有机金属配合物的吸收光谱的吸收端导出的T1能级，
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
10.根据权利要求7所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述有机金属配合物的T1能级(TG)的差值满足算式(2)，
0.2eV≤TH-TG≤0.4eV···(2)
所述TG是从所述有机金属配合物的吸收光谱的吸收端导出的T1能级，
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
11.一种发光装置，包括：
权利要求7所述的发光器件；以及
FPC。
12.一种电子设备，包括：
权利要求11所述的发光装置；以及
麦克风、相机、操作按钮、外部连接部和扬声器中的至少一个。
13.一种照明装置，包括：
权利要求7所述的发光器件；以及
外壳和覆盖物中的至少一个。
14.一种发光器件，包括：
一对电极之间的EL层，
其中，所述EL层包括发光层，
所述发光层包含由通式(G1)表示的有机化合物及磷光发光物质，
所述磷光发光物质的T1能级(TG)为2.5eV以下，
所述TG是从所述磷光发光物质的吸收光谱的吸收端导出的T1能级，
Figure FDA0002537382800000031
并且，在所述通式(G1)中：
Q表示氧或硫；
A表示分子量为1000以下的基；
R1至R6分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、取代或未取代的碳原子数为3至7的环烷基和取代或未取代的碳原子数为6至30的芳基中的任一个。
15.根据权利要求14所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述磷光发光物质的T1能级(TG)的差值满足算式(1)，
0.1eV≤TH-TG≤0.4eV···(1)
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
16.根据权利要求14所述的发光器件，
其中所述有机化合物的T1能级(TH)与所述磷光发光物质的T1能级(TG)的差值满足算式(2)，
0.2eV≤TH-TG≤0.4eV···(2)
并且所述TH是从所述有机化合物的磷光光谱的短波长一侧的发光端导出的T1能级。
17.一种发光装置，包括：
权利要求14所述的发光器件；以及
FPC。
18.一种电子设备，包括：
权利要求17所述的发光装置；以及
麦克风、相机、操作按钮、外部连接部和扬声器中的至少一个。
19.一种照明装置，包括：
权利要求14所述的发光器件；以及
外壳和覆盖物中的至少一个。
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