CN113039660A - 发光器件、发光设备、显示装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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濑尾哲史
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Abstract

提供一种发光效率及可靠性高的发光器件。本发明的一个方式是在发光层包含主体材料及客体材料的发光器件。主体材料具有将三重激发能转换为发光的功能，客体材料发射荧光。客体材料的分子结构为具有发光体及保护基的结构，在客体材料分子中具有五个以上的保护基。通过将保护基引入分子中，抑制基于德克斯特机理三重激发能从主体材料转移到客体材料。作为保护基，使用烷基、支链烷基。通过作为主体材料使用具有五元环骨架的材料，可以获得发光效率进一步提高的发光器件。

Description

发光器件、发光设备、显示装置、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或包括该发光器件的显示装置、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。另外，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)。由此，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、发光器件、照明装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。
背景技术
近年来，对利用电致发光(Electroluminescence：EL)的发光器件的研究开发日益火热。这些发光器件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光物质的层(EL层)的结构。通过将电压施加到该器件的电极间，可以获得来自发光物质的发光。
尤其是，因为上述发光器件是自发光型发光器件，所以使用该发光器件的显示装置具有如下优点：具有良好的可见度；不需要背光；以及功耗低等。另外，还具有如下优点：能够被制造得薄且轻；以及响应速度快等。
当使用将有机化合物用作发光性物质并在一对电极间设置包含该发光性物质的EL层的发光器件(例如，有机EL器件)时，通过将电压施加到一对电极间，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到发光性EL层，而使电流流过。而且，被注入了的电子与空穴再结合而使发光有机化合物成为激发态，由此可以从被激发的发光有机化合物得到发光。
作为有机化合物所形成的激发态的种类，有单重激发态(S＊)及三重激发态(T＊)，来自单重激发态的发光被称为荧光，来自三重激发态的发光被称为磷光。另外，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。因此，与使用发射荧光的化合物(荧光材料)的发光器件相比，使用发射磷光的化合物(磷光材料)的发光器件的发光效率更高。因此，近年来，对使用能够将三重激发能转换为发光的磷光材料的发光器件的研究开发日益火热。
在使用磷光材料的发光器件中，尤其是发射蓝色光的发光器件因为难以开发具有高三重激发能级的稳定的化合物，所以尚未投入实际使用。因此，对使用更稳定的荧光材料的发光器件进行开发，寻找提高使用荧光材料的发光器件(荧光发光器件)的发光效率的方法。
作为能够将三重激发能的一部分或全部转换为发光的材料，除了磷光材料以外，已知有热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence：TADF)材料。在热活化延迟荧光材料中，通过反系间窜越从三重激发态产生单重激发态，并且单重激发态被转换为发光。
为了在使用热活化延迟荧光材料的发光器件中提高发光效率，不但在热活化延迟荧光材料中由三重激发态高效地生成单重激发态，而且从单重激发态高效地获得发光，即荧光量子产率高是重要的。但是，难以设计同时满足上述两个条件的发光材料。
此外，已提出了如下方法：在包含热活化延迟荧光材料和荧光材料的发光器件中，将热活化延迟荧光材料的单重激发能转移到荧光材料，并从荧光材料获得发光(参照专利文献1)。即，已提出了将热活化延迟荧光材料作为主体材料且将荧光材料作为客体材料使用的发光器件。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2014-45179号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
作为实现荧光发光器件的高效率化的方法，例如可以举出如下方法：在包含主体材料及客体材料的发光层中，将主体材料所包含的三重激发能转换为单重激发能，然后使单重激发能转移到作为客体材料的荧光材料。但是，该将主体材料的三重激发能转换为单重激发能的过程与三重激发能失活的过程竞争。因此，有时主体材料的从三重激发能到单重激发能的转换不充分。例如，作为三重激发能失活的路径，考虑到如下失活路径：在发光器件的发光层中将荧光材料用作客体材料时，主体材料的三重激发能转移到荧光材料的最低三重激发能级(T1能级)。经过该失活路径的能量转移无助于发光，因此导致荧光发光器件的发光效率的降低。虽然通过减少客体材料的浓度可以抑制该失活路径，但是，此时从主体材料到客体材料的单重激发态的能量转移速度也变慢。因此，起因于劣化物或杂质的猝灭易于发生。因此，发光器件的亮度容易降低，这导致可靠性的降低。
于是，本发明的一个方式的目的是，在发光器件所包括的发光层的主体材料和客体材料中，抑制主体材料的三重激发能转移到客体材料的T1能级，将主体材料的三重激发能高效地转换为客体材料的单重激发能，提高发光器件的荧光发光效率，并提高可靠性。
本发明的一个方式的目的是提供一种发光效率高的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种可靠性高的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种功耗得到降低的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的发光设备。此外，本发明的一个方式的目的是提供一种新颖的显示装置。
另外，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。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可明显看出上述目的以外的目的，可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式提供一种发光器件，该发光器件主要能够抑制主体材料(能量供体)与客体材料(能量受体)之间的能量转移中的基于德克斯特机理的能量转移，以便抑制在发光器件所包括的发光层中，主体材料的三重激发能转移到客体材料的T1能级。
为了抑制基于德克斯特机理的能量转移，优选以不发生该能量转移的方式使发光层中的能量供体与能量受体分离。由此，本发明的一个方式提供一种发光器件，该发光器件使用包括具有庞大结构的能量供体及保护基的能量受体，以便以不发生该能量转移的方式使能量供体所包含的发光体与能量受体所包含的发光体分离。另外，在本发明的一个方式中，能量供体所具有的三重能级(T1能级)优选高于能量受体所具有的单重能级(S1能级)。
另外，在本发明的一个方式中，作为具有庞大结构的能量供体使用在五元环骨架具有取代基的材料。另外，作为能量受体使用荧光材料，由于具有保护基，该荧光材料具有庞大结构。作为能量供体所具有的五元环骨架，尤其优选使用咪唑骨架或三唑骨架。
由此，本发明的一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及五个以上的保护基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，五个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
在上述结构中，优选的是，五个以上的保护基中的至少四个分别独立为碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及至少四个保护基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，四个保护基不直接键合于稠合芳香环或稠合杂芳环，四个保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的二芳基氨基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，稠合芳香环或稠合杂芳环键合于两个以上的二芳基氨基，两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少一个保护基，保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的二芳基氨基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，稠合芳香环或稠合杂芳环键合于两个以上的二芳基氨基，两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少两个保护基，保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
另外，在上述结构中，二芳基氨基优选为二苯基氨基。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及多个保护基，保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，构成保护基的原子的至少一个位于稠合芳香环和稠合杂芳环中的一个的面的正上，构成多个保护基的原子的至少一个位于稠合环和稠合杂芳环中的另一个的面的正上，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的二苯基氨基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，稠合芳香环或稠合杂芳环键合于两个以上的二苯基氨基，两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基，保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
在上述结构中，五元环骨架优选具有吡唑骨架、咪唑骨架和三唑骨架中的任一个，更优选的是，咪唑骨架及三唑骨架所具有的与双键无关的氮原子具有取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基。
另外，本发明的另一个方式是一种在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层包含第一材料及第二材料，第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的保护基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，两个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，第一材料具有五元环骨架，五元环骨架至少具有咪唑骨架和三唑骨架中的任一个，咪唑骨架及三唑骨架所具有的与双键无关的氮原子具有取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，第一材料的T1能级高于第二材料的S1能级。
另外，在上述结构中，芳烃基优选为苯基。
另外，在上述结构中，烷基优选为支链烷基。
另外，在上述结构中，支链烷基优选包含季碳。
另外，在上述结构中，稠合芳香环或稠合杂芳环优选包含萘、蒽、芴、
Figure BDA0003054188670000081
(chrysene)、三亚苯、芘、并四苯、苝、香豆素、喹吖啶酮以及萘并双苯并呋喃中的任一个。
另外，在上述结构中，发光层优选还包含第三材料，第一材料及第三材料优选形成激基复合物。
在上述结构中，激基复合物的发射光谱优选与第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
在上述结构中，五元环骨架优选具有吡唑骨架、咪唑骨架和三唑骨架中的任一个。
另外，在上述结构中，第一材料优选为金属配合物。另外，更优选的是，该金属配合物包含第8至第10族且第5及第6周期的金属，五元环骨架配位于金属。
另外，在上述结构中，第一材料优选发射磷光。
另外，在上述结构中，第一材料的发射光谱优选与第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
另外，在上述结构中，发光层中的第二材料的浓度优选为2wt％以上且30wt％以下。
另外，本发明的另一个方式是在一对电极间包括发光层的发光器件，其中发光层具有能量供体及能量受体，能量受体具有将三重激子转换为发光的功能，能量受体具有五元环骨架，能量受体具有发光体及五个以上的保护基，发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，五个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，能量供体的T1能级高于能量受体的S1能级，能量供体的三重激发能被转换为能量受体的单重激发能，并且可以获得来源于能量受体的发光。
在上述结构中，来源于能量受体的发光优选为荧光发光。
另外，本发明的另一个方式是包括上述各结构的发光器件、以及滤色片和晶体管中的至少一方的显示装置。本发明的另一个方式是一种电子设备，包括：该显示装置；以及外壳和触摸传感器中的至少一个。另外，本发明的另一个方式是一种照明装置，包括：上述各结构的发光器件；以及外壳和触摸传感器中的至少一个。另外，本発明的一个方式除了包含发光器件的发光装置以外，还包括包含发光器件的电子设备。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示装置或光源(包括照明装置)。另外，发光装置有时还包括如下模块：在发光器件中安装有连接器诸如FPC(Flexible Printed Circuit：柔性电路板)或TCP(TapeCarrier Package：载带封装)的显示模块；在TCP端部设置有印刷线路板的显示模块；或者IC(集成电路)通过COG(Chip On Glass：玻璃覆晶)方式直接安装在发光器件上的显示模块。
发明效果
根据本发明的一个方式，可以提供一种发光效率高的发光器件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种可靠性高的发光器件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种功耗得到降低的发光器件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的发光器件。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的发光设备。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的显示装置。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的有机化合物。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。另外，本发明的一个方式并不一定需要具有所有上述效果。另外，上述效果以外的效果可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并衍生。
附图简要说明
图1A及图1B是本发明的一个方式的发光器件的发光层的截面示意图。图1C是说明本发明的一个方式的发光器件的能级相关的图。
图2A是现有的客体材料的示意图。图2B是用于本发明的一个方式的发光器件的客体材料的示意图。
图3A是本发明的一个方式的发光器件所使用的客体材料的结构式。图3B是本发明的一个方式的发光器件所使用的客体材料的球棍图。
图4A是本发明的一个方式的发光器件的发光层的截面示意图。图4B及图4C是说明本发明的一个方式的发光器件的能级相关的图。
图5A是本发明的一个方式的发光器件的发光层的截面示意图。图5B及图5C是说明本发明的一个方式的发光器件的发光层的能级相关的图。
图6是本发明的一个方式的发光器件的截面示意图。
图7A是说明本发明的一个方式的显示设备的俯视图。图7B是说明本发明的一个方式的显示设备的截面示意图。
图8A及图8B是说明本发明的一个方式的显示设备的截面示意图。
图9A及图9B是说明本发明的一个方式的显示设备的截面示意图。
图10A至图10D是说明本发明的一个方式的显示模块的立体图。
图11A至图11C是说明本发明的一个方式的电子设备的图。
图12A及图12B是说明本发明的一个方式的显示装置的立体图。
图13是说明本发明的一个方式的照明装置的图。
图14是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图15是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图16是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图17是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图18是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图19是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图20是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图21是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图22是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图23是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图24是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图25是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图26是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图27是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图28是说明根据实施例的比较发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图29是说明根据实施例的比较发光器件的电致发射光谱的图。
图30是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图31是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图32是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图33是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图34是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图35是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图36是说明根据实施例的发射光谱与吸收光谱的关系的图。
图37是说明根据实施例的外部量子效率与客体材料浓度的关系的图。
图38是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图39是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图40是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图41是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图42是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图43是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图44是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图45A、图45B是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
图46是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
图47是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
图48是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
图49是说明根据实施例的发光器件的发光寿命测量结果的图。
图50是说明根据实施例的发光器件的发光寿命测量结果的图。
图51是说明根据实施例的发光器件的发光寿命测量结果的图。
图52是说明根据实施例的发光器件的外部量子效率-亮度特性的图。
图53是说明根据实施例的发光器件的电致发射光谱的图。
图54是说明根据实施例的可靠性测试的结果的图。
图55是说明根据实施例的发光器件的发光寿命测量结果的图。
图56A及图56B是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
图57是说明根据参考例的化合物的NMR谱的图。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，本发明不局限于下述说明，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及实施例所记载的内容中。
另外，附图等所示的各结构的位置、大小、范围等为了容易理解而有时不表示实际上的位置、大小、范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
此外，在本说明书等中，为了方便起见，附加了第一、第二等序数词，而其有时并不表示工序顺序或叠层顺序。因此，例如可以将“第一”适当地替换为“第二”或“第三”等来进行说明。此外，本说明书等所记载的序数词与用于指定本发明的一个方式的序数词有时不一致。
注意，在本说明书等中，当利用附图说明发明的结构时，有时在不同的附图中共同使用表示相同的部分的符号。
在本说明书等中，“膜”和“层”可以相互调换。例如，有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”调换为“绝缘层”。
另外，在本说明书等中，单重激发态(S*)是指具有激发能量的单重态。另外，S1能级是单重激发能级的最低能级，其是指最低单重激发态(S1状态)的激发能级。另外，三重激发态(T*)是指具有激发能量的三重态。另外，T1能级是三重激发能级的最低能级，其是指最低三重激发态(T1状态)的激发能级。此外，在本说明书等中，即使仅表示为“单重激发态”和“单重激发态能级”也有时分别表示S1状态和S1能级。另外，即使表示为“三重激发态”和“三重激发态能级”也有时分别表示T1状态和T1能级。
另外，在本说明书等中，荧光材料是指在从单重激发态返回到基态时在可见光区域发光的化合物。磷光材料是指在从三重激发态返回到基态时在室温下在可见光区域发光的化合物。换言之，磷光材料是指能够将三重激发能转换为可见光的化合物之一。
另外，在本说明书等中，蓝色的波长区域是指400nm以上且小于490nm的波长区域，蓝色的发光在该波长区域具有至少一个发射光谱峰值。另外，绿色的波长区域是指490nm以上且小于580nm的波长区域，绿色的发光在该波长区域具有至少一个发射光谱峰值。另外，红色的波长区域是指580nm以上且680nm以下的波长区域，红色的发光在该波长区域具有至少一个发射光谱峰值。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1至图5说明本发明的一个方式的发光器件。
首先，下面将参照图1A至图1C说明本发明的一个方式的发光器件的结构。
图1A是本发明的一个方式的发光器件150的截面示意图。
发光器件150包括一对电极(电极101及电极102)，并包括设置在该一对电极之间的EL层100。EL层100至少包括发光层130。
另外，图1A所示的EL层100除了发光层130以外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119等功能层。
注意，虽然在本实施方式中以一对电极中的电极101为阳极且以电极102为阴极来进行说明，但是发光器件150的结构并不局限于此。也就是说，也可以将电极101用作阴极且将电极102用作阳极，倒序地层叠该电极间的各层。换言之，从阳极一侧依次层叠空穴注入层111、空穴传输层112、发光层130、电子传输层118及电子注入层119即可。
注意，EL层100的结构不局限于图1A所示的结构，只要包括选自空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层118及电子注入层119中的至少一个即可。或者，EL层100也可以包括具有如下功能的功能层：能够减少空穴或电子的注入势垒；能够提高空穴或电子的传输性；能够阻碍空穴或电子的传输性；或者能够抑制电极所引起的猝灭现象等。功能层既可以是单层又可以是层叠有多个层的结构。
<发光器件的发光机理>
接着，下面将对发光层130的发光机理进行说明。
在本发明的一个方式的发光器件150中，通过将电压施加到一对电极(电极101及电极102)之间，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到EL层100，而使电流流过。在因载流子(电子及空穴)的复合而产生的激子中，单重激子与三重激子的比(以下，称为激子产生概率)的统计概率为1：3。也就是说，产生单重激子的比例为25％，产生三重激子的比例为75％，由此为了提高发光器件的发光效率，使三重激子有助于发光是重要的。由此，作为发光层130，优选使用具有能够将三重激发能转换为发光的功能的材料。
作为具有能够将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出能够发射磷光的化合物(以下称为磷光材料)。在本说明书等中，磷光材料是指在液氮得到的低温(例如77K)以上且室温以下的温度范围的任一温度下发射磷光而不发射荧光的化合物。该磷光材料优选包含自旋轨道相互作用大的金属元素，具体而言，优选包含过渡金属元素，尤其优选包含铂族元素(第8至第10且第5及第6周期的元素(钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、锇(Os)、铱(Ir)或铂(Pt))，特别优选包含铱。铱可以提高有关单重基态与三重激发态之间的直接跃迁的跃迁概率，所以是优选的。
另外，作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出TADF材料。TADF材料是指S1能级和T1能级的差异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，能够利用微小的热能量(室温等)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。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。
作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，在荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为S1能级，在磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为T1能级，此时的S1和T1之差是0.2eV以下。
图1B是示出本发明的一个方式的发光器件的发光层130的截面示意图。在本发明的一个方式中，发光层130包含化合物131、化合物132及化合物133。化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能，并且具有五元环骨架。化合物132具有将单重激发能转换为发光的功能，并且具有保护基。因为荧光材料的稳定性高，所以作为化合物132优选使用荧光材料以得到可靠性高的发光器件。化合物131是主体材料，优选在化合物131上载流子复合。因此，优选的是，在本发明的一个方式的发光器件中，在化合物131中产生载流子的复合而生成的激子的单重激发能及三重激发能通过化合物133最终转移到化合物132的单重激发态，而化合物132发光。在此，在发光层130中，化合物133是能量供体，化合物132是能量受体。在图1B中，发光层130是以化合物131为主体材料且以化合物132为客体材料的荧光发光层。另外，化合物133被用作能量供体。此外，发光层130可以获得来源于作为客体材料的化合物132的发光。
<发光层的结构例子1>
图1C示出本发明的一个方式的发光器件150的发光层130中的能级相关的一个例子。图1B中的发光层130包括化合物131、化合物132及化合物133。在本发明的一个方式中，化合物132是具有保护基的荧光材料。化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。在本结构例子中，以化合物133是磷光材料的情况为前提进行说明。
另外，图1C示出发光层130中的化合物131和化合物132的能级相关。注意，图1C中的记载及符号表示的是如下：
·Comp(131)：化合物131
·Comp(133)：化合物133
··Guest(132)：化合物132
·SC1：化合物131的S1能级
·TC1：化合物131的T1能级
·TC3：化合物133的T1能级
·TG：化合物132的T1能级
·SG：化合物132的S1能级
在本发明的一个方式的发光器件中，因为发光层130所包含的化合物131中主要发生载流子的复合，因此产生单重激子及三重激子。因为这里的化合物133是磷光材料，所以通过选择满足TC3≤TC1的关系的材料，可以将在化合物131中产生的单重激发能及三重激发能都转移到化合物133的TC3能级(图1C中的路径A1)。注意，一部分载流子有可能在化合物133中复合。
在上述结构中使用的磷光材料优选包含Ir、Pt、Os、Ru、Pd等重原子。如上所述，在本结构例子中，磷光材料还被用作能量供体，因此其量子产率既可以高又可以低。在将磷光材料用作化合物133(能量供体)时，从能量供体的三重激发能级到客体材料(能量受体)的单重激发能级的能量转移为允许跃迁，所以是优选的。因此，可以将化合物133的三重激发能经过路径A2的过程转移到客体材料的化合物132的S1能级(SG)。在路径A2中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。此时，在满足TC3≥SG的情况下，化合物133的激发能高效地转移到作为客体材料的化合物132的单重激发态，所以是优选的。具体而言，优选的是，在化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为TC3，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长或发射光谱的最短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SG，此时满足TC3≥SG。
在此，在发光层130中，化合物131、化合物132和化合物133混在一起。因此，有可能与上述路径A1及A2竞争地发生化合物133的三重激发能被转换为化合物132的三重激发能的过程(图1C的路径A3)。因为化合物132是荧光材料，所以化合物132的三重激发能无助于发光。就是说，当发生路径A3的能量转移时，发光器件的发光效率降低。注意，实际上，作为从TC3到TG的能量转移(路径A3)，可能有不是直接的而是能量一旦转移到高于化合物132的TG的三重激发态就通过内部转换而成为TG的路径，但是，在附图中省略该过程。后面的本说明书中的不希望的热失活过程，即到TG的能量转移过程都是同样的。
在此，作为分子间的能量转移机构，已知荧光共振能量转移(FRET：FluorescenceResonance Enrgy Transfer，也称为福斯特机理(偶极-偶极相互作用))及德克斯特机理(电子交换相互作用)。因为作为能量受体的化合物132是荧光材料，所以在路径A3的能量转移中德克斯特机理占优势。一般而言，德克斯特机理在作为能量供体的化合物131和作为能量受体的化合物132的距离为1nm以下时显著地发生。因此，为了抑制路径A3，重要的是，使主体材料和客体材料之间的距离，即能量供体和能量受体之间的距离长。
由于化合物132中的单重基态到三重激发态的直接跃迁为禁戒跃迁，因此从化合物131的单重激发能级(SC1)到化合物132的三重激发能级(TG)的能量转移很难成为主要的能量转移过程，因此，未图示。
图1C中的TG大多为来源于能量受体中的发光体的能级。因此，更详细地说，为了抑制路径A3，重要的是，使能量供体和能量受体所包括的发光体之间的距离长。作为使能量供体和能量受体所包括的发光体之间的距离长的方法，一般举出降低这些化合物的混合膜中的能量受体的浓度。但是，当降低混合膜中的能量受体的浓度时，除了从能量供体到能量受体的基于德克斯特机理的能量转移以外，基于福斯特机理的能量转移也被抑制。此时，因为路径A2基于福斯特机理，所以发生发光器件的发光效率的降低或可靠性的降低等问题。
于是，本发明者等发现：通过作为能量受体使用具有用来使与能量供体的距离长的保护基的荧光材料，可以抑制上述发光效率的降低。通过具有保护基，可以将该荧光材料用作庞大的能量受体。
<具有保护基的荧光材料的概念>
图2A示出将作为一般的荧光材料的不具有保护基的荧光材料作为客体材料分散在主体材料中的情况的示意图，图2B示出将用于本发明的一个方式的发光器件的具有保护基的荧光材料作为客体材料分散在主体材料中的情况的示意图。可以将主体材料换称为能量供体且将客体材料换称为能量受体。在此，保护基具有使发光体和主体材料之间的距离长的功能。在图2A中，客体材料301具有发光体310。客体材料301被用作能量受体。另一方面，在图2B中，客体材料302包括发光体310和保护基320。在图2A及图2B中，客体材料301及客体材料302由主体材料330围绕。在图2A中，因为发光体和主体材料之间的距离较短，所以作为从主体材料330到客体材料301的能量转移有可能发生基于福斯特机理的能量转移(图2A及图2B中的路径B1)以及基于德克斯特机理的能量转移(图2A及图2B中的路径B2)。当发生基于德克斯特机理的从主体材料到客体材料的三重激发能的能量转移而产生客体材料的三重激发态时，在客体材料是荧光材料的情况下，发生三重激发能的无辐射失活，这会成为发光效率下降的原因之一。
另一方面，在图2B中，客体材料302具有保护基320。因此，可以使发光体310和主体材料330之间的距离长。因此，可以抑制基于德克斯特机理的能量转移(路径B2)。
在此，为了使客体材料302发光，因为抑制德克斯特机理，所以客体材料302需要基于福斯特机理从主体材料330接收能量。就是说，优选的是，在抑制基于德克斯特机理能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移。已知基于福斯特机理的能量转移也受到主体材料和客体材料之间的距离的影响。一般而言，在主体材料330和客体材料302所具有的发光体310之间的距离为1nm以下时，德克斯特机理占优势，在其为1nm以上且10nm以下时，福斯特机理占优势。一般而言，在主体材料330和客体材料302所具有的发光体310之间的距离为10nm以上时，不容易发生能量转移。
于是，保护基320优选在离发光体310有1nm以上且10nm以下的范围内扩散。更优选的是，在离发光体310有1nm以上且5nm以下的范围内扩散。通过采用该结构，可以在抑制从主体材料330到客体材料302的基于德克斯特机理的能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移。因此，可以制造具有高发光效率的发光器件。
此外，为了提高基于福斯特机理的能量转移效率(提高能量转移速度)，优选增高相对于主体材料330的客体材料301或客体材料302的浓度。但是，通常，当增高客体材料的浓度时，德克斯特机理的能量转移速度也变快，这导致发光效率的下降。因此，增高客体材料的浓度是困难的。已有关于如下发光器件的报告：在将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用作主体材料的荧光发光器件中，客体材料的浓度低达1wt％以下。
另一方面，在本发明的一个方式的发光器件中，将发光体具有保护基的客体材料用于发光层。可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移，因此，可以增高作为能量受体的客体材料的浓度。其结果是，可以实现本来是矛盾的现象，即在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度。相对于主体材料的客体材料的浓度优选为2wt％以上且30wt％以下，更优选为5wt％以上且20wt％以下，进一步优选为5wt％以上且15wt％以下。通过采用该结构，可以增高基于福斯特机理的能量转移速度，因此可以得到发光效率高的发光器件。并且，通过将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用作主体材料，可以制造具有与磷光发光器件相等的高发光效率的荧光发光器件。此外，因为使用稳定性高的荧光材料提高发光效率，所以可以制造可靠性高的发光器件。
此外，尤其是，本发明的一个方式的发光器件的效果不只是稳定性高的荧光材料的使用所引起的可靠性提高的效果。上述能量转移经常与劣化物或杂质影响所造成的猝灭过程竞争。当该猝灭过程的猝灭速率常数随着时间变大时，发光器件的发光比例变小。就是说，发光器件的亮度劣化。但是，如上所述，在本发明的一个方式中，可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时使基于福斯特机理的能量转移速度比现有的发光器件高，因此，可以减小与猝灭过程的竞争所带来的影响，可以实现元件的长寿命化。
在此，发光体是指在荧光材料中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体一般具有π键，优选包含芳香环，并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。此外，作为其他方式，可认为发光体是指包含在环平面上存在跃迁偶极向量的芳香环的原子团(骨架)。
作为稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure BDA0003054188670000221
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光材料是优选的，因为荧光量子产率高。
保护基需要具有比发光体及主体材料的T1能级高的三重激发能级。因此，优选使用饱和烃基。这是因为不具有π键的取代基的三重激发能级高。此外，不具有π键的取代基不具有载流子(电子或空穴)的传输功能。因此，饱和烃基可以几乎不给主体材料的激发态或载流子传输性带来影响而使发光体和主体材料之间的距离长。此外，在同时包含不具有π键的取代基与具有π共轭的取代基的有机化合物中，在很多情况下，前沿轨道{HOMO(HighestOccupied Molecular Orbital，也称为最高占据分子轨道)及LUMO(Lowest UnoccupiedMolecular Orbital，也称为最低空分子轨道)}存在于具有π共轭的取代基一侧，尤其是，发光体具有前沿轨道的情况很多。如后面说明，对基于德克斯特机理的能量转移来说，能量供体及能量受体的HOMO的重叠以及能量供体及能量受体的LUMO的重叠很重要。因此，通过将饱和烃基用于保护基，可以使作为能量供体的主体材料的前沿轨道与作为能量受体的客体材料的前沿轨道之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
作为保护基的具体例子，可以举出碳原子数为1以上且10以下的烷基。因为需要使发光体和主体材料之间的距离长，所以保护基优选为庞大的取代基。换言之，优选为空间位阻大的取代基。因此，可以适用碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基。尤其是，烷基优选为庞大的支链烷基。此外，该取代基在包含季碳时为庞大的取代基，所以特别优选的。
此外，优选相对于一个发光体具有五个以上的保护基。通过采用该结构，可以由保护基覆盖发光体整体，因此可以适当地调节主体材料和发光体之间的距离。虽然在图2B中示出发光体和保护基直接键合的情况，但是，更优选的是，保护基与发光体不直接键合。例如，保护基也可以通过亚芳基或氨基等二价以上的取代基与发光体键合。通过该取代基使保护基与发光体键合，由此可以有效地使发光体和主体材料之间的距离长。因此，当发光体和保护基不直接键合时，通过相对于一个发光体具有四个以上的保护基，可以有效地抑制基于德克斯特机理的能量转移。
此外，使发光体和保护基键合的二价以上的取代基优选为具有π共轭的取代基。通过采用该结构，可以调节客体材料的发光颜色、HOMO能级、玻璃化转变点等物性。此外，保护基优选以在以发光体为中心观察分子结构时位于最外侧的方式配置。
<具有保护基的荧光材料以及分子结构的例子>
在此，示出由下述结构式(102)表示的可用于本发明的一个方式的发光器件的荧光材料N，N’-[(2-叔丁基蒽)-9，10-二基]-N，N’-双(3，5-二-叔丁基苯基)胺(简称：2tBu-mmtBuDPhA2Anth)的结构。在2tBu-mmtBuDPhA2Anth中，蒽环是发光体，叔丁基(tBu基)被用作保护基。
[化学式1]
Figure BDA0003054188670000241
在图3B中，以球棍模型表示上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。在图3B中，示出从图3A的箭头方向(与蒽环面水平的方向)看2tBu-mmtBuDPhA2Anth时的情况。图3B的阴影部分表示作为发光体的蒽环面的正上部分，可以确认到该正上部分具有与作为保护基的tBu基重叠的区域。例如，在图3B中，由箭头(a)表示的原子是与该阴影部分重叠的tBu基的碳原子，由箭头(b)表示的原子是与该阴影部分重叠的tBu基的氢原子。就是说，在2tBu-mmtBuDPhA2Anth中，构成保护基的原子位于发光体面的一个面的正上，构成保护基的原子也位于发光体面的一个面的正上。通过采用该结构，即使在客体材料分散于主体材料中的状态下，在作为发光体的蒽环的平面方向和垂直方向上，也可以使蒽环与主体材料之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
例如，在有关能量转移的迁移是HOMO和LUMO之间的迁移的情况下，对基于德克斯特机理的能量转移来说，主体材料的HOMO和客体材料的HOMO的重叠以及主体材料的LUMO和客体材料的LUMO的重叠很重要。在这两个材料的HOMO及LUMO重叠时，德克斯特机理显著地发生。因此，为了抑制德克斯特机理，重要的是，抑制两个材料的HOMO及LUMO的重叠。就是说，重要的是，使关系到激发态的骨架和主体材料之间的距离长。在此，在荧光材料中，HOMO及LUMO大多具有发光体。例如，当客体材料的HOMO及LUMO扩散到发光体面的上方及下方(2tBu-mmtBuDPhA2Anth中的蒽环的上方及下方)时，由保护基覆盖发光体面的上方及下方是在分子结构中很重要。
此外，在芘环或蒽环等被用作发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环中，在该环平面上存在跃迁偶极向量。因此，在图3B中，2tBu-mmtBuDPhA2Anth在跃迁偶极向量存在的面，即在蒽环的面的正上优选具有与作为保护基的tBu基重叠的区域。具体而言，构成多个保护基(图3A和图3B中的tBu基)的原子中的至少一个位于稠合芳香环或稠合杂芳环(图3A和图3B中的蒽环)的一个面的正上，该构成多个保护基的原子中的至少一个位于该稠合芳香环或稠合杂芳环的另一个面的正上。通过采用该结构，即使在客体材料分散于主体材料中的状态下，也可以使发光体与主体材料之间的距离长，因此可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，优选的是，以覆盖如蒽环那样的发光体的方式配置tBu基。
<使用具有五元环骨架的磷光材料的理由>
接着，考虑能量供体。本发明者等发现：通过将具有五元环骨架的材料用作作为能量供体使用的磷光材料，可以有效地利用基于福斯特机理的能量转移。如后面说明，作为庞大能量供体可以适当地使用具有五元环骨架的磷光材料。
作为五元环骨架优选使用杂芳环骨架，例如可以举出吡咯骨架、吡唑骨架、咪唑骨架、三唑骨架或四唑骨架、苯并咪唑骨架、萘并咪唑骨架等。尤其是，优选使用具有咪唑骨架、三唑骨架、苯并咪唑骨架、萘并咪唑骨架的磷光材料，其中尤其优选使用将该骨架作为配体的金属配合物，优选作为配体包括该骨架且作为中心金属具有第8至第10族且第5及第6周期的金属(Ru、Rh、Pd、Os、Ir或Pt)，其中Ir配合物是尤其优选的。另外，苯并咪唑骨架、萘并咪唑骨架是具有咪唑骨架的骨架的一个例子。
作为配体具有五元环骨架的磷光材料具有HOMO能级高的傾向。在发光层130中，在HOMO能级高的材料用于上述化合物133(能量供体)时，可以抑制在使电流流过发光器件150时对作为客体材料(能量受体)的化合物132填补空穴，换言之，可以抑制化合物132带正电。除了上述激基复合物，电流所导致的化合物的激发由于对同一分子上填补空穴及电子而发生。因此，通过将HOMO能级高的材料用于化合物133，可以抑制化合物132上的电流激发(化合物132的直接激发)。在化合物132直接激发时，由于化合物132是荧光材料，所以所产生的三重激子无助于发光而导致发光效率的下降。由此，在具有五元环骨架的磷光材料的HOMO能级高时，通过将该磷光材料作为化合物133使用，可以抑制发光器件150的发光效率下降。
<作为庞大能量供体的具有五元环骨架的磷光材料>
在此，作为能够用于本发明的一个方式的在配体具有五元环骨架的磷光材料，以下表示在配体具有五元环骨架的Ir配合物的一个例子。Ir(mpptz-diPrp)3是作为五元环骨架具有三唑骨架的Ir配合物，fac-Ir(pbi-diBup)3是具有咪唑骨架的Ir配合物。
[化学式2]
Figure BDA0003054188670000271
如上述Ir配合物那样，在作为配体所具有的五元环骨架使用在该五元环骨架中包含两个以上的氮原子的骨架，例如咪唑骨架或三唑骨架时，存在有不与金属配位的氮。不与金属配位的氮的至少一个与双键无关，所以可以保持芳香环而具有取代基(上述Ir配合物中，以圆圈围绕的氮原子)。作为该取代基可以举出氢、烷基、芳烃基等各种取代基，优选使用取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基。尤其是，优选使用未取代的苯基或具有一个或多个碳原子数为1至6的烷基的苯基。另外，也可以在该苯基还键合有氟、氰基、氟化烷基等吸电子基团。通过采用该结构，可以提高该Ir配合物的热稳定性及升华性。
因此，在作为Ir配合物的配体使用具有五元环骨架的化合物时，该氮原子优选作为取代基具有取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基。通过具有该取代基，配体具有空间位阻大的庞大结构。其结果是，该Ir配合物具有庞大结构。换言之，在将具有五元环骨架的化合物用于磷光材料的配体时，该Ir配合物容易成为庞大结构。
在此，考虑该Ir配合物被激发的情况。在磷光材料的Ir配合物中，在很多情况下，最低三重激发能级来源于三重MLCT。因此，三重激发能在很多情况下存在于Ir原子及配体中的配位于Ir原子的部分(配位于Ir的氮原子、邻位金属化的碳原子)附近。
在此，考虑使具有庞大配体的Ir配合物分散到发光层中的情况。由于是庞大配体，所以可以使Ir配合物中的Ir原子与Ir配合物周围的材料间的距离长。换言之，可以抑制基于德克斯特机理的三重激发能的失活。
在此，考虑将该庞大Ir配合物用于上述化合物133的情况。如上所述，可以抑制基于德克斯特机理的从化合物133向化合物132的激发能量的失活(路径A3)。因此，可以高效地利用经由路径A2的能量转移(基于福斯特机理的能量转移)。如此，通过使用将五元环骨架作为配体的Ir配合物，可以获得发光效率高的发光器件。
另外，如上所述，通过将五元环骨架作为配体的Ir配合物作为能量供体使用，可以抑制基于德克斯特机理的激发能量的转移。因此，将五元环作为配体的Ir配合物用于能量供体时，即使作为客体材料的能量受体所具有的保护基的数量少，也可以高效地利用经由路径A2的能量转移。在此情况下，能量受体优选对每一个发光体具有至少两个保护基，更优选具有三个以上的保护基，进一步优选具有四个以上的保护基。作为用于该Ir配合物的配体的五元环骨架，优选使用咪唑骨架或三唑骨架。并且，在该Ir配合物中，更优选采用对不与Ir键合且与双键无关的氮原子键合有作为取代基的取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基的结构。另外，在该芳烃基是苯基且该苯基具有取代基时，作为该取代基更优选具有碳原子数为1至6的烷基。
具体而言，作为碳原子数为6至13的芳烃基，可以举出苯基、联苯基、萘基、芴基等。另外，作为碳原子数为1至6的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、戊基、己基、环己基、降冰片基、金刚烷基、异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、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、2，3-二甲基丁基等。注意，碳原子数为6至13的芳烃基及碳原子数为1至6的烷基不局限于此。
另外，将五元环骨架作为配体的Ir配合物的三重激发能高于只由六元环骨架构成的Ir配合物。因此，在作为化合物132使用发射绿色、蓝色等较短波长的发光的荧光材料用作能量受体时，将五元环骨架作为配体的Ir配合物适当地用于能量供体。
如后面说明，在基于福斯特机理的能量转移中，能量受体的吸收光谱(最长波长一侧的吸收带(主要来源于S1能级的吸收带))与能量供体的发射光谱的重叠越大越好。当在蓝色至绿色的较短波长一侧(400nm至580nm)具有发光峰值的荧光材料时，该荧光材料的该吸收带也可以存在于短波长一侧。因此，为了扩大该吸收带与能量供体的发射光谱的重叠，优选使用三重激发能大的能量供体。
另外，通过使用在化合物133具有五元环骨架的磷光材料，可以在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时高效地利用基于福斯特机理的能量转移，因此，可以在将作为能量供体的化合物133添加到发光层130时增高其浓度。其结果是，可以实现本来是矛盾的现象，即在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度。相对于主体材料的化合物133的浓度优选为2wt％以上且30wt％以下，更优选为5wt％以上且20wt％以下，进一步优选为5wt％以上且15wt％以下。通过采用该结构，可以增高基于福斯特机理的能量转移速度，因此可以得到发光效率高的发光器件。此外，因为使用稳定性高的荧光材料提高发光效率，所以可以制造可靠性高的发光器件。注意，化合物133和荧光材料的化合物132的浓度优选都高。另外，化合物133和化合物132的浓度优选相同的左右高。具体而言，化合物133与化合物132的浓度比优选为1：0.2以上且1：5以下，更优选为1：0.5以上且1：2以下。
<发光层的结构例子2>
图4C示出本发明的一个方式的发光器件150的发光层130中的能级相关的一个例子。图4A所示的发光层130包括化合物131、化合物132以及化合物133。在本发明的一个方式中，化合物132优选为荧光材料。此外，在本结构例子中，化合物131和化合物133是形成激基复合物的组合。以下说明在化合物133为具有五元环骨架的磷光材料的情况。
作为化合物131与化合物133的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选其中一个是具有传输空穴的功能(空穴传输性)的化合物，另一个是具有传输电子的功能(电子传输性)的化合物。在该情况下，容易形成供体-受体型的激基复合物，而可以高效地形成激基复合物。另外，当化合物131与化合物133的组合是具有空穴传输性的化合物与具有电子传输性的化合物的组合时，能够通过调整其混合比而容易地控制载流子的平衡。具体而言，具有空穴传输性的化合物：具有电子传输性的化合物优选在1：9至9：1(重量比)的范围内。另外，通过具有该结构，可以容易地控制载流子的平衡，由此也可以容易地对载流子复合区域进行控制。具有五元环骨架的磷光材料的HOMO能级容易提高。因此，作为具有空穴传输性材料适当地使用。
另外，作为高效地形成激基复合物的主体材料的组合，优选的是，化合物131及化合物133中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，并且其中一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。另外，化合物131的HOMO能级也可以与化合物133的HOMO能级相等，或者，化合物131的LUMO能级也可以与化合物133的LUMO能级相等。
注意，化合物的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的化合物的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
例如，当化合物133具有空穴传输性而化合物131具有电子传输性时，如图4B所示的能带图那样，优选的是，化合物133的HOMO能级高于化合物131的HOMO能级，且化合物133的LUMO能级高于化合物131的LUMO能级。通过这种能级相关，从一对电极(电极101及电极102)注入的作为载流子的空穴及电子分别容易注入到化合物133及化合物131，所以是优选的。
另外，在图4B中，Comp(131)表示化合物131，Comp(133)表示化合物133，ΔEC1表示化合物131的LUMO能级和HOMO能级的能量差，ΔEC3表示化合物133的LUMO能级和HOMO能级的能量差，并且ΔEE表示化合物131的LUMO能级和化合物133的HOMO能级的能量差。
另外，由化合物131和化合物133形成的激基复合物在化合物133中具有HOMO的分子轨道并在化合物131中具有LUMO的分子轨道。另外，该激基复合物的激发能大致相当于化合物131的LUMO能级和化合物133的HOMO能级的能量差(ΔEE)，并小于化合物131的LUMO能级和HOMO能级的能量差(ΔEC1)及化合物133的LUMO能级和HOMO能级的能量差(ΔEC3)。因此，通过由化合物131和化合物133形成激基复合物，可以以较低的激发能形成激发态。另外，该激基复合物因具有较低的激发能而能够形成稳定的激发态。
图4C示出发光层130中的化合物131、化合物132以及化合物133的能级相关。如下是图4C中的标记及符号。
·Comp(131)：化合物131
·Comp(133)：化合物133
·Guest(132)：化合物132
·SC1：化合物131的S1能级
·TC1：化合物131的T1能级
·SC3：化合物133的S1能级
·TC3：化合物133的S1能级
·SG：化合物132的S1能级
·TG：化合物132的T1能级
·SE：激基复合物的S1能级
·TE：激基复合物的T1能级
在本发明的一个方式的发光器件中，发光层130所包含的化合物131及化合物133形成激基复合物。激基复合物的S1能级(SE)与激基复合物的T1能级(TE)成为相邻的能级(参照图4C中的路径A4)。
激基复合物的激发能级(SE及TE)比形成激基复合物的各物质(化合物131及化合物133)的S1能级(SC1及SC3)低，所以可以以更低的激发能形成激发态。由此，可以降低发光器件150的驱动电压。
因为激基复合物的S1能级(SE)和T1能级(TE)是彼此相邻的能级，所以容易产生反系间窜越而具有TADF特性。因此，激基复合物具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图4C的路径A5)。激基复合物的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图4C的路径A6)。此时，优选满足SE≥SG。在路径A6中，激基复合物被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。具体而言，优选的是，在激基复合物的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SE，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量或者化合物132的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SG，此时满足SE≥SG。
为了增高TADF特性，优选的是，化合物131及化合物133的T1能级，即TC1及TC3为TE以上。作为其指标，优选的是，化合物131及化合物133的磷光光谱的最短波长一侧的发光峰值波长都是激基复合物的最大发光峰值波长以下。或者，优选的是，在激基复合物的发射光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为TE，在化合物131及化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处分别划切线，将其外推线的波长的能量设定为各化合物的TC1及TC3，此时优选为TE-TC1≤0.2eV且TE-TC3≤0.2eV。
另外，在本结构例子中，将包含重原子的化合物用于形成激基复合物的化合物中的一个。因此，单重激发态和三重激发态之间的系间窜越促进。因此，可以形成能够将三重激发能转换为发光的激基复合物。此时，与一般的激基复合物不同，激基复合物的三重激发能级(TE)有可能为能量供体的能级，因此TE优选为作为发光材料的化合物132的单重激发能级(SG)以上。具体而言，优选的是，在使用重原子的激基复合物的发射光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为TE，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量或化合物132的发射光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SG，此时满足TE≥SG。
在是这种能级相关的情况下，可以使所生成的激基复合物的三重激发能从激基复合物的三重激发能级(TE)直接或通过单重激发能级(SE)向化合物132的单重激发能级(SG)进行能量转移。注意，激基复合物的S1能级(SE)和T1能级(TE)彼此相邻，由此有时在发射光谱中难以明确地区分荧光和磷光。在此情况下，有时可以根据发光寿命区分荧光和磷光。
在发光层130中发生的三重激发能经过上述路径A4以及从激基复合物的S1能级到客体材料的S1能级的能量转移(路径A6)，由此可以使客体材料发光。因此，通过将形成激基复合物的组合的材料用于发光层130，可以提高荧光发光器件的发光效率。
在上述结构中使用的具有重原子的化合物优选包含Ir、Pt、Os、Ru、Pd等重原子。另外，该具有重原子的化合物优选为磷光材料。另一方面，在本结构例子中，磷光材料是构成用作能量供体的激基复合物的一个材料，因此其量子产率既可以高又可以低。就是说，从激基复合物的三重激发能级直接或通过单重激发能级到客体材料的单重激发能级的能量转移为允许跃迁即可。在从由上述磷光材料构成的激基复合物或者上述磷光材料到客体材料的能量转移中，从能量供体的三重激发能级到客体材料(能量受体)的单重激发能级的能量转移为允许跃迁，所以是优选的。因此，存在有不经过图4C中的路径A5的过程而将激基复合物的三重激发能经过路径A6的过程转移到客体材料的S1能级(SG)的路径。在路径A6中，激基复合物被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在此，在本发明的一个方式的发光器件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A7表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
另外，在本发明的一个方式中，使用具有五元环骨架的磷光材料。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A7表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。另外，可以抑制化合物132中的复合。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
在本说明书等中，有时将上述路径A4至A6的过程称为ExSET(Exciplex-SingletEnergy Transfer：激基复合物-单重态能量转移)或ExEF(Exciplex-EnhancedFluorescence：激基复合物增强荧光)。换言之，在发光层130中，产生从激基复合物到荧光材料的激发能的供应。
<发光层的结构例子3>
图5A示出发光层130使用四种材料时的情况。图5A中的发光层130包括化合物131、化合物132、化合物133及化合物134。在本发明的一个方式中，化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。在本结构例子中，以化合物133是具有五元环骨架的磷光材料的情况为前提进行说明。化合物132是呈现荧光发光的客体材料。另外，化合物131是与化合物134形成激基复合物的有机化合物。
另外，图5B示出发光层130中的化合物131、化合物132、化合物133以及化合物134的能级相关。如下是图5B中的标记及符号，其他的标记及符号与图2B所示的标记及符号相同。
·SC4：化合物134的S1能级
·TC4：化合物134的T1能级
在本结构例子示出的本发明的一个方式的发光器件中，发光层130所包含的化合物131及化合物134形成激基复合物。激基复合物的S1能级(SE)与激基复合物的T1能级(TE)成为相邻的能级(参照图5B中的路径A8)。
通过上述过程生成的激基复合物如上所述，当失去激发能时，形成激基复合物的两种物质再次被用作原来的两种物质。
激基复合物的激发能级(SE及TE)比形成激基复合物的各物质(化合物131及化合物134)的S1能级(SC1及SC4)低，所以可以以更低的激发能形成激发态。由此，可以降低发光器件150的驱动电压。
这里，在化合物133为磷光材料时，允许单重态与三重态间的系间窜越。所以，可以使激基复合物的单重激发能及三重激发能的双方快速地转移到化合物133(路径A9)。这里，优选满足TE≥TC3。另外，可以使化合物133所具有的三重激发能高效地转换为化合物132的单重激发能(路径A10)。这里，如图5B所示，在TE≥TC3≥SG的情况下，化合物133的激发能作为单重激发能高效地转移至作为客体材料的化合物132，所以是优选的。具体而言，优选的是，在化合物133的磷光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为TC3，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量或化合物132的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SG，此时满足TC3≥SG。在路径A10中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
此时，作为化合物131与化合物134的组合，只要是能够形成激基复合物的组合即可，优选其中一个是具有空穴传输性的化合物，另一个是具有电子传输性的化合物。
另外，作为高效地形成激基复合物的材料的组合，优选的是，化合物131及化合物134中的一个的HOMO能级高于另一个的HOMO能级，并且一个的LUMO能级高于另一个的LUMO能级。
另外，化合物131与化合物134的能级相关不局限于图5B所示的能级相关。也就是说，化合物131的单重激发能级(SC1)可以高于化合物134的单重激发能级(SC4)也可以低于化合物134的单重激发能级(SC4)。另外，化合物131的三重激发能级(TC1)可以高于化合物134的三重激发能级(TC4)也可以低于化合物134的三重激发能级(TC4)。
另外，在本发明的一个方式的发光器件中，化合物131优选具有缺π电子骨架。通过采用该结构，化合物131的LUMO能级变低，这适合于激基复合物的形成。
在本发明的一个方式的发光器件中，化合物131优选具有富π电子骨架。通过采用该结构，化合物131的HOMO能级变高，这适合于激基复合物的形成。
在此，在本发明的一个方式的发光器件中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A11表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
另外，在本发明的一个方式中，将具有五元环骨架的磷光材料用于化合物133。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A11表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。另外，可以抑制化合物132中的载流子的复合。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
在本说明书等中，有时将上述路径A8及A9的过程称为ExTET(Exciplex-TripletEnergy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)。换言之，在发光层130中，产生从激基复合物到化合物133的激发能的供应。因此，可以说，本结构例子是采用将具有保护基的荧光材料混合到可用ExTET的发光层而成的结构。
<发光层的结构例子4>
在本结构例子中，对将具有TADF特性的材料用于上述发光层的结构例子3中说明的化合物134的情况进行说明。
图5C示出发光层130使用四种材料的情况。图5C中的发光层130包括化合物131、化合物132、化合物133及化合物134。在本发明的一个方式中，化合物133具有将三重激发能转换为发光的功能。化合物132是呈现荧光发光的客体材料。另外，化合物131是与化合物134形成激基复合物的有机化合物。另外，在本结构例子中说明在化合物133具有五元环骨架的磷光材料的情况。
在此，由于化合物134为TADF材料，所以没有形成激基复合物的化合物134具有通过上转换将三重激发能转换为单重激发能的功能(图5C的路径A12)。化合物134所具有的单重激发能可以迅速地转移到化合物132(图5C的路径A13)。此时，优选满足SC4≥SG。具体而言，优选的是，在化合物134的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SC4，将化合物132的吸收光谱的吸收端的波长的能量或化合物132的荧光光谱的短波长一侧的尾处划切线，将其外推线的波长的能量设定为SG，此时满足SC4≥SG。
与上述发光层的结构例子同样，在本发明的一个方式的发光器件中，存在三重激发能经过图5B中的路径A8至路径A10而转移到作为客体材料的化合物132的路径、以及三重激发能经过图5C中的路径A12及路径A13而转移到化合物132的路径。因为存在三重激发能转移到荧光材料的多个路径，所以可以进一步提高发光效率。在路径A10中，化合物133被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。在路径A13中，化合物134被用作能量供体，化合物132被用作能量受体。
在此，在本发明的一个方式中，将其发光体具有保护基的客体材料用于化合物132。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A11表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
另外，在本发明的一个方式的发光器件中，将其发光体具有五元环骨架的磷光材料用于化合物133。通过采用该结构，如上所述，可以抑制由路径A11表示的基于德克斯特机理的能量转移，且可以抑制三重激发能的失活。另外，可以抑制化合物132中的载流子的复合。因此，可以得到发光效率高的荧光发光器件。
<能量转移机理>
下面，对福斯特机理和德克斯特机理进行说明。虽然在此对有关从处于激发态的第一材料向处于基态的第二材料的激发能供给的第一材料与第二材料的分子间的能量转移过程进行说明，但是在上述任一个是激基复合物时也是同样的。
<<福斯特机理>>
在福斯特机理中，在能量转移中不需要分子间的直接接触，通过第一材料与第二材料间的偶极振荡的共振现象发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，第一材料向第二材料供应能量，激发态的第一材料成为基态，基态的第二材料成为激发态。另外，算式(1)示出福斯特机理的速率常数kh*→g。
[算式1]
Figure BDA0003054188670000391
在算式(1)中，ν表示振荡数，f’h(ν)表示第一材料的归一化发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)，εg(ν)表示第二材料的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示第一材料与第二材料的分子间距，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，c表示光速，
Figure BDA0003054188670000402
表示发光量子产率(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光量子产率，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光量子产率)，K2表示第一材料和第二材料的跃迁偶极矩的取向的系数(0至4)。另外，在无规取向中，K2＝2/3。
<<德克斯特机理>>
在德克斯特机理中，第一材料和第二材料接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的第一材料的电子和基态的第二材料的电子，发生能量转移。另外，算式(2)示出德克斯特机理的速率常数kh*→g。
[算式2]
Figure BDA0003054188670000401
在算式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示第一材料的归一化发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)，ε’g(ν)表示第二材料的归一化吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示第一材料与第二材料的分子间距。
这里，从第一材料到第二材料的能量转移效率
Figure BDA0003054188670000403
以算式(3)表示。kr表示第一材料的发光过程(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光)的速率常数，kn表示第二材料的非发光过程(热失活或系间窜越)的速率常数，τ表示所测量的第一材料的激发态的寿命。
[算式3]
Figure BDA0003054188670000411
从算式(3)可知，为了提高能量转移效率
Figure BDA0003054188670000415
可以增大能量转移的速率常数kh*→g来使其他竞争速率常数kr+kn(＝1/τ)相对变小。
<<用来提高能量转移的概念>>
首先，考虑基于福斯特机理的能量转移。通过将算式(1)代入到算式(3)，可以消去τ。因此，在福斯特机理中，能量转移效率
Figure BDA0003054188670000413
不取决于第一材料的激发态的寿命τ。另外，当发光量子产率
Figure BDA0003054188670000414
高时，可以说能量转移效率
Figure BDA0003054188670000412
较高。
另外，第一材料的发射光谱与第二材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)的重叠优选大。再者，第二材料的摩尔吸光系数优选高。这意味着第一材料的发射光谱与呈现在第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。注意，由于第二材料中的从单重基态到三重激发态的直接跃迁被禁止，因此在第二材料中，三重激发态下的摩尔吸光系数为少到可以忽视的量。由此，可以忽视基于福斯特机理的第一材料的激发态到第二材料的三重激发态的能量转移过程，只需考虑向第二材料的单重激发态的能量转移过程。
此外，根据算式(1)，基于福斯特机理的能量转移速度与第一材料和第二材料的分子间距R的六乘方成反比。如上所述，在R为1nm以下时，基于德克斯特机理的能量转移占优势。因此，为了在抑制基于德克斯特机理的能量转移的同时增高基于福斯特机理的能量转移速度，分子间距优选为1nm以上且10nm以下。因此，上述保护基被要求不过庞大，构成保护基的碳原子数优选为3以上且10以下。
接着，考虑基于德克斯特机理的能量转移。从算式(2)可知，为了增大速率常数kh*→g，第一材料的发射光谱(当讨论从单重激发态的能量转移时为荧光光谱，当讨论从三重激发态的能量转移时为磷光光谱)与第二材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)的重叠优选为大。因此，通过使第一材料的发射光谱与呈现在第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠可以实现能量转移效率的最优化。
另外，当将算式(2)代入到算式(3)时，可知德克斯特机理中的能量转移效率
Figure BDA0003054188670000421
取决于τ。因为德克斯特机理是基于电子交换的能量转移过程，所以与从第一材料的单重激发态到第二材料的单重激发态的能量转移同样地，还产生从第一材料的三重激发态到第二材料的三重激发态的能量转移。
在本发明的一个方式的发光器件中，第二材料是荧光材料，所以到第二材料的三重激发态的能量转移效率优选低。也就是说，从第一材料到第二材料的基于德克斯特机理的能量转移效率优选低，而从第一材料到第二材料的基于福斯特机理的能量转移效率优选高。
如上所述，基于福斯特机理的能量转移效率不取决于第一材料的激发态的寿命τ。另一方面，基于德克斯特机理的能量转移效率取决于第一材料的激发寿命τ，为了降低基于德克斯特机理的能量转移效率，第一材料的激发寿命τ优选短。
于是，在本发明的一个方式中，作为第一材料使用激基复合物、磷光材料或TADF材料。这些材料具有将三重激发能转换为发光的功能。福斯特机理的能量转移效率取决于能量供体的发光量子产率，因此，磷光材料、激基复合物或TADF材料等可以将三重激发态转换为发光的第一材料可以利用福斯特机理使其激发能转移到第二材料。另一方面，通过本发明的一个方式的结构，可以促进第一材料(激基复合物或TADF材料)的从三重激发态向单重激发态的反系间窜越，可以缩短第一材料的三重激发态的激发寿命τ。另外，可以促进第一材料(磷光材料或使用磷光材料的激基复合物)的从三重激发态向单重基态的跃迁，可以缩短第一材料的三重激发态的激发寿命τ。其结果是，可以降低从第一材料的三重激发态向荧光材料(第二材料)的三重激发态的基于德克斯特机理的能量转移效率。
在本发明的一个方式的发光器件中，如上所述，作为第二材料使用具有保护基的荧光材料。因此，可以使第一材料和第二材料的分子间距大。因此，在本发明的一个方式的发光器件中，通过将具有将三重激发能转换为发光的功能的材料用于第一材料且将具有保护基的荧光材料用于第二材料，可以降低基于德克斯特机理的能量转移效率。其结果是，可以抑制发光层130中的三重激发能的无辐射失活，由此可以提供发光效率高的发光器件。
<材料>
接着，说明根据本发明的一个方式的发光器件的构成要素。
<<发光层>>
下面对能够用于发光层130的材料分别进行说明。在本发明的一个方式的发光器件的发光层中，使用具有将三重激发能转换为发光的功能的能量受体以及在发光体具有保护基的能量供体。作为具有将三重激发能转换为发光的功能的材料，可以举出TADF特性材料及磷光材料等。
作为被用作能量受体的化合物132所具有的发光体，例如可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure BDA0003054188670000431
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光材料具有高荧光量子产率，所以是优选的。
此外，作为保护基，优选为碳原子数为1以上且10以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基。
作为碳原子数为1以上且10以下的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、戊基、己基，特别优选的是后述的碳原子数为3以上且10以下的支链烷基。注意，该烷基不局限于此。
作为碳原子数为3以上且10以下的环烷基，可以举出环丙基、环丁基、环己基、降冰片基、金刚烷基等。该环烷基不局限于此。此外，当该环烷基具有取代基时，作为该取代基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基及己基等碳原子数为1至7的烷基、环戊基、环己基、环庚基及8，9，10-三降冰片基等碳原子数为5至7的环烷基、以及苯基、萘基、联苯基等碳原子数为6至12的芳基等。
作为碳原子数为3以上且10以下的支链烷基，可以举出异丙基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、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、2，3-二甲基丁基等。该支链烷基不局限于此。
作为碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基，可以举出三甲基硅基、三乙基硅基、叔丁基二甲基硅基等。该三烷基硅基不局限于此。
另外，作为该能量受体的分子结构，优选为发光体与两个以上的二芳基氨基键合且二芳基氨基所具有的各芳基中具有至少一个保护基的结构。更优选为至少两个保护基键合到该各芳基。这是因为：保护基的个数越多，将该客体材料用于发光层时的抑制基于德克斯特机理的能量转移的效果越大。为了抑制分子量的增大且保持升华性，二芳基氨基优选为二苯基氨基。
通过将两个以上的氨基键合到发光体，可以在调整发光颜色的同时得到量子产率高的荧光材料。此外，该氨基优选键合到相对于发光体对称的位置。通过采用该结构，可以实现具有高量子产率的荧光材料。
此外，也可以经过二芳基胺所具有的芳基将保护基键合到发光体，而不将保护基直接键合到发光体。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以从所有方向可以使主体材料和发光体之间的距离长，所以是优选的。另外，当不将保护基直接键合到发光体时，优选相对于一个发光体键合四个以上的保护基。
此外，如图3B所示，优选的是，构成多个保护基的原子中的至少一个位于发光体的正上，即稠合芳香环或稠合杂芳环的一个面的正上，构成多个保护基的原子中的至少一个位于该稠合芳香环或该稠合杂芳环的另一个面的正上。作为其具体的方法，可以举出如下结构。就是说，为发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环与两个以上的二苯基氨基键合，该两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基。
通过采用这样的结构，如图3B所示，可以实现苯基上的3位或5位的保护基位于为发光体的稠合芳香环或稠合杂芳环的正上的构型。其结果是，可以高效地覆盖该稠合芳香环或该稠合杂芳环的面的上方及下方，可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。
作为如上的能量受体材料，可以适用由下述通式(G1)或(G2)表示的有机化合物。
[化学式3]
Figure BDA0003054188670000461
在通式(G1)及(G2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar6分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个。R1至R10分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
作为碳原子数为6至13的芳烃基，可以举出苯基、联苯基、萘基、芴基等。注意，该芳烃基不局限于此。此外，当该芳烃基具有取代基时，作为该取代基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等碳原子数为1至7的烷基、环戊基、环己基、环庚基、8，9，10-三降冰片基等碳原子数为5至7的环烷基、苯基、萘基、联苯基等碳原子数为6至12的芳基等。
在通式(G1)中，碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环表示上述发光体，可以使用上述骨架。此外，在通式(G1)及(G2)中，X1至X12表示保护基。
在通式(G2)中，保护基经过亚芳基与为发光体的喹吖啶酮骨架键合。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，也可以具有直接键合到发光体的保护基。
作为该能量受体材料，可以适用由下述通式(G3)或(G4)表示的有机化合物。
[化学式4]
Figure BDA0003054188670000471
在通式(G3)及(G4)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，X1至X12分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个。
保护基优选经过苯基与发光体键合。通过采用该结构，可以以覆盖发光体的方式配置保护基，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。此外，当发光体和保护基经过亚苯基而键合且两个保护基键合到该亚苯基时，如通式(G3)及(G4)所示，该两个保护基优选以间位键合到亚苯基。通过采用该结构，可以高效地覆盖发光体，所以可以抑制基于德克斯特机理的能量转移。作为由通式(G3)表示的有机化合物的一个例子可以举出上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。就是说，在本发明的一个方式中，通式(G3)是特别优选的例子。
作为该能量受体，可以适用由下述通式(G5)表示的有机化合物。
[化学式5]
Figure BDA0003054188670000481
在通式(G5)中，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基中的任一个，R11至R18分别独立地表示氢、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基以及取代或未取代的碳原子数为6以上且25以下的芳基中的任一个。
作为碳原子数为6以上且25以下的芳基，例如可以举出苯基、萘基、联苯基、芴基、螺芴基等。注意，碳原子数为6以上且25以下的芳基不局限于此。此外，当该芳基具有取代基时，作为该取代基，可以举出碳原子数为1以上且10以下的烷基、碳原子数为3以上且10以下的支链烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基。
蒽化合物具有高发光量子产率且其发光体的面积小，因此可以由保护基高效地覆盖蒽的面的上方及下方。作为由通式(G5)表示的有机化合物的一个例子可以举出上述2tBu-mmtBuDPhA2Anth。
以下，由结构式(102)至(105)及(200)至(249)示出在通式(G1)至(G5)中举出的化合物的例子。注意，在通式(G1)至(G5)中举出的化合物不局限于此。此外，可以将结构式(102)至(105)及(200)至(249)所示的化合物适当地用于本发明的一个方式的发光器件的客体材料。注意，该客体材料不局限于此。
[化学式6]
Figure BDA0003054188670000501
[化学式7]
Figure BDA0003054188670000511
[化学式8]
Figure BDA0003054188670000521
[化学式9]
Figure BDA0003054188670000531
[化学式10]
Figure BDA0003054188670000541
[化学式11]
Figure BDA0003054188670000551
[化学式12]
Figure BDA0003054188670000561
[化学式13]
Figure BDA0003054188670000571
[化学式14]
Figure BDA0003054188670000581
[化学式15]
Figure BDA0003054188670000591
[化学式16]
Figure BDA0003054188670000601
[化学式17]
Figure BDA0003054188670000611
[化学式18]
Figure BDA0003054188670000621
由结构式(100)及(101)表示可以适当地用作本发明的一个方式的发光器件的客体材料的材料的例子。注意，该客体材料不局限于此。
[化学式19]
Figure BDA0003054188670000631
作为化合物133，可以使用具有五元环骨架的磷光材料。作为磷光材料，可以举出铱、铑、铂类有机金属配合物或金属配合物。另外，可以举出具有卟啉配体的铂配合物或有机铱配合物，尤其是，例如，优选使用铱类邻位金属配合物等有机铱配合物。作为邻位金属化的配体，可以举出吡咯配体、吡唑配体、4H-三唑配体、1H-三唑配体、咪唑配体、苯并咪唑配体、萘并咪唑配体等。此时，化合物133(磷光材料)具有三重MLCT(从金属到配体的电荷转移：Metal to Ligand Charge Transfer)跃迁的吸收带。此外，优选以化合物133的发光峰值与化合物132(荧光材料)的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠的方式选择化合物133及化合物132(荧光材料)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光器件。此外，化合物133即使是磷光材料的情况下，也可以与化合物131形成激基复合物。当形成激基复合物时，磷光材料不需要在常温下发光，在形成激基复合物时在常温下能够发光即可。此时，例如，可以将三[2-(1H-吡唑-1-基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称：Ir(ppz)3)等用作磷光材料。
作为在蓝色或绿色处具有发光峰值的物质，例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-dmp)3)、三(5-甲基-3，4-二苯基-4H-1，2，4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Mptz)3)、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPrptz-3b)3)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)3)、三{2-[4-(4-氰基-2，6-二异丁基苯基)-5-(2-甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-diBuCNp)3)、三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二异丙基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-diPrp)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；三{2-[1-(4-氰基-2，6-二异丁基苯基)-1H-苯并咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(pbi-diBuCNp)3)、(OC-6-22)-三{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-苯并咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(pbi-diBup)3)等具有苯并咪唑骨格的有机金属铱配合物；双{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}[2-(4-甲苯-5-苯基-2-吡啶基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称：Ir(pni-diBup)2(mdppy))、三{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(pni-diBup)3)等具有萘并咪唑骨格的有机金属铱配合物。在上述材料中，具有4H-三唑骨架、1H-三唑骨架、咪唑骨架、苯并咪唑骨架及萘并咪唑骨架等含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物的三重激发能很高并具有高可靠性及高发光效率，所以是特别优选的。另外，也可以使用：2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。
另外，作为化合物134例如可以使用TADF材料。优选的是，化合物134的S1能级与T1能级的能量差小，具体而言，大于0eV且0.2eV以下。
化合物134优选包括具有空穴传输性的骨架及具有电子传输性的骨架。或者，化合物134优选具有富π电子骨架或芳香胺骨架且具有缺π电子骨架。由此容易在分子内形成供体-受体型激发态。再者，优选的是，以在化合物134的分子中同时增强供体性及受体性的方式包括具有电子传输性的骨架与具有空穴传输性的骨架直接键合的结构。或者，优选的是，包括富π电子骨架或芳香胺骨架与缺π电子骨架直接键合的结构。通过在分子中同时增强供体性及受体性，可以在化合物134中缩小HOMO的分子轨道分布的区域与LUMO的分子轨道分布的区域重叠的部分，而可以减小化合物134的单重激发能级与三重激发能级的能量差。此外，可以使化合物134的三重激发能级保持为高。
当TADF材料由一种材料构成时，例如可以使用如下材料。
首先，可以举出富勒烯或其衍生物、原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。另外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲基酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))、八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
[化学式20]
Figure BDA0003054188670000661
另外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光材料，还可以使用具有富π电子骨架和缺π电子骨架的杂环化合物。具体而言，可以举出2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚并[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)、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电子骨架和缺π电子骨架中的一个或两个的杂环化合物。该杂环化合物具有富π电子杂芳环及缺π电子杂芳环，因此电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子杂芳环的骨架中，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体性高且可靠性良好，所以是优选的。另外，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。另外，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，联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。另外，在富π电子杂芳环和缺π电子杂芳环直接键合的物质中，富π电子杂芳环的供体性和缺π电子杂芳环的受体性都强，单重激发态与三重激发态的能级之差变小，所以是尤其优选的。另外，也可以使用键合有如氰基等吸电子基团的芳香环代替缺π电子杂芳环。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(thioxanthene dioxide)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。
[化学式21]
Figure BDA0003054188670000681
当化合物134不具有将三重激子转换为发光的功能时，作为化合物131和化合物133的组合或者化合物131和化合物134的组合，优选的是互相形成激基复合物的组合，但是没有特别的限制。优选的是，一个具有传输电子的功能，另一个具有传输空穴的功能。
作为化合物131，除了锌、铝类金属配合物以外还可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。作为其他例子，可以举出芳香胺或咔唑衍生物等。
此外，例如可以使用如下空穴传输性材料及电子传输性材料。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用芳族胺、咔唑衍生物、芳烃、二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
作为空穴传输性高的材料，例如，作为芳香胺化合物，可以举出N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N'-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N'-二苯基-(1，1'-联苯)-4，4'-二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]苯(简称：DPA3B)等。
另外，作为咔唑衍生物，具体而言，可以举出3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]-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]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨]-9-苯基咔唑(简称：PCzPCN1)等。
另外，作为咔唑衍生物，还可以举出4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。
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、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。另外，除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
注意，芳烃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。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N'-双(4-丁基苯基)-N，N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
另外，作为空穴传输性高的材料，例如，可以使用4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简称：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯氨基]三苯胺(简称：MTDATA)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{(9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：DPASF)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：PCASF)、2，7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯氨基]螺-9，9’-二芴(简称：DPA2SF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)等芳香胺化合物等。另外，可以使用3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、4-{(3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)、4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)苯(简称：DBT3P-II)、2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)、4-[3-(三亚苯-2-基)苯基]二苯并噻吩(简称：mDBTPTp-II)等胺化合物、咔唑化合物、噻吩化合物、呋喃化合物、芴化合物、三亚苯化合物、菲化合物等。在此所述的物质主要是空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的材料(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子杂芳族化合物或金属配合物等。作为具体例子，可以举出包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物、噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。
例如，可以使用包含具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等诸如有三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)等。另外，除此之外，还可以使用如双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等具有噁唑基类、噻唑类配体的金属配合物等。再者，除了金属配合物以外，还可以使用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-(对叔基丁苯基)-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)、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)、红菲绕啉(简称：BPhen)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)，7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)、4，6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4，6mDBTP2Pm-II)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)等具有二嗪骨架的杂环化合物；2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)等具有三嗪骨架的杂环化合物；3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：TmPyPB)等具有吡啶骨架的杂环化合物；4，4’-双(5-甲基苯并噁唑基-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)等杂芳香化合物。另外，还可以使用高分子化合物诸如聚(2，5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)。在此所述的物质主要是电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。注意，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。
化合物134优选为可以与化合物131形成激基复合物的材料。具体而言，可以使用如上所示的空穴传输性材料及电子传输性材料。此时，以由化合物131和化合物134形成的激基复合物的发光峰值与化合物133(具有五元环骨架的磷光材料)的最长波长一侧(低能量一侧)的吸收带重叠的方式选择化合物131和化合物134、以及化合物133(具有五元环骨架的磷光材料)。由此，可以实现一种发光效率得到显著提高的发光器件。
发光层130也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层130的情况下，可以将具有空穴传输性的物质用作第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的物质用作第二发光层的主体材料。
此外，在发光层130中，也可以包含化合物131、化合物132、化合物133以及化合物134以外的材料(化合物135)。在此情况下，为了使化合物131和化合物133(或化合物134)高效地形成激基复合物，优选的是，化合物131和化合物133(或化合物134)中的一个的HOMO能级在发光层130中的材料中最高，而化合物131和化合物132中的另一个的LUMO能级在发光层130中的材料中最低。通过采用这种能级相关，可以抑制由化合物131和化合物135形成激基复合物的反应。
例如，在化合物131具有空穴传输性且化合物133(或化合物134)具有电子传输性的情况下，优选的是，化合物131的HOMO能级高于化合物133的HOMO能级及化合物135的HOMO能级，而化合物133的LUMO能级低于化合物131的LUMO能级及化合物135的LUMO能级。在此情况下，化合物135的LUMO能级既可高于又可低于化合物131的LUMO能级。另外，化合物135的HOMO能级既可高于又可低于化合物133的HOMO能级。
虽然对能够用于发光层130的材料(化合物135)没有特别的限制，但是例如可以举出：三(8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并恶唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、2，2'，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)等杂环化合物；4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)等芳香胺化合物。另外，可以举出蒽衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0003054188670000751
衍生物、二苯并[g，p]
Figure BDA0003054188670000763
衍生物等稠合多环芳香化合物(condensed polycyclic aromatic compound)。具体地，可以举出9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：DPhPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPBA)、N，9-二苯基-N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6，12-二甲氧基-5，11-二苯
Figure BDA0003054188670000761
N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003054188670000762
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、9，9'-联蒽(简称：BANT)、9，9'-(二苯乙烯-3，3'-二基)二菲(简称：DPNS)、9，9'-(二苯乙烯-4，4'-二基)二菲(简称：DPNS2)以及1，3，5-三(1-芘基)苯(简称：TPB3)等。从这些物质及已知的物质中选择一种或多种具有比上述化合物131及化合物132的能隙大的能隙的物质即可。
<<一对电极>>
电极101及电极102具有对发光层130注入空穴及电子的功能。电极101及电极102可以使用金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物或叠层体等形成。金属的典型例子是铝(Al)，除此之外，可以使用银(Ag)、钨、铬、钼、铜、钛等过渡金属；锂(Li)或铯等碱金属；钙或镁(Mg)等第2族金属。作为过渡金属，也可以使用镱(Yb)等稀土金属。作为合金，可以使用包括上述金属的合金，例如可以举出MgAg、AlLi等。作为导电性化合物，例如，可以举出铟锡氧化物(Indium Tin Oxide，以下称为ITO)、包含硅或氧化硅的铟锡氧化物(简称：ITSO)、铟锌氧化物(Indium Zinc Oxide)、包含钨及锌的铟氧化物等金属氧化物。作为导电性化合物也可以使用石墨烯等无机碳类材料。如上所述，可以通过层叠多个这些材料形成电极101和电极102中的一个或两个。
另外，从发光层130获得的发光透过电极101和电极102中的一个或两个被提取。因此，电极101和电极102中的至少一个具有使可见光透过的功能。作为具有透光功能的导电性材料，可以举出可见光的透过率为40％以上且100％以下，优选为60％以上且100％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电性材料。另外，提取光一侧的电极也可以是由具有透光的功能及反射光的功能的导电性材料形成的。作为该导电性材料，可以举出可见光的反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下，且电阻率为1×10-2Ω·cm以下的导电性材料。当将金属或合金等透光性低的材料用于提取光的电极时，只要以能够使可见光透过的左右的厚度(例如，1nm至10nm的厚度)形成电极101和电极102中的一个或两个即可。
注意，在本说明书等中，作为具有透光的功能的电极，使用具有使可见光透光的功能且具有导电性的材料即可，例如有上述以ITO为代表的氧化物导电体层、氧化物半导体层或包含有机物的有机导电体层。作为包含有机物的有机导电体层，例如可以举出包含混合有机化合物与电子给体(供体)而成的复合材料的层、包含混合有机化合物与电子受体(受体)而成的复合材料的层等。另外，透明导电层的电阻率优选为1×105Ω·cm以下，更优选为1×104Ω·cm以下。
另外，作为电极101及电极102的成膜方法，可以适用溅射法、蒸镀法、印刷法、涂敷法、MBE(Molecular Beam Epitaxy：分子束外延)法、CVD法、脉冲激光沉积法、ALD(AtomicLayer Deposition：原子层沉积)法等。
<<空穴注入层>>
空穴注入层111具有降低来自一对电极中的一个(电极101或电极102)的空穴的注入势垒促进空穴注入的功能，并例如使用过渡金属氧化物、酞菁衍生物或芳香胺等形成。作为过渡金属氧化物可以举出钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。作为酞菁衍生物，可以举出酞菁或金属酞菁等。作为芳香胺，可以举出联苯胺衍生物或亚苯基二胺衍生物等。也可以使用聚噻吩或聚苯胺等高分子化合物，典型的是：作为被自掺杂的聚噻吩的聚(乙基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)等。
作为空穴注入层111，可以使用具有由空穴传输性材料和具有接收来自空穴传输性材料的电子的特性的材料构成的复合材料的层。或者，也可以使用包含具有接收电子的特性的材料的层与包含空穴传输性材料的层的叠层。在定态或者在存在有电场的状态下，电荷的授受可以在这些材料之间进行。作为具有接收电子的特性的材料，可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体而言，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)等具有吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的化合物。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等热稳定，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(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特别优选的，具体而言，可以举出：α，α’，α”-1，2，3-环烷三亚基(ylidene)三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。此外，可以使用过渡金属氧化物，例如第4族至第8族金属的氧化物。具体而言，可以使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。
作为空穴传输性材料，可以使用空穴传输性比电子传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的材料。具体而言，可以使用作为能够用于发光层130的空穴传输性材料而举出的芳香胺及咔唑衍生物。另外，还可以使用芳烃及二苯乙烯衍生物等。上述空穴传输性材料也可以是高分子化合物。
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、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。另外，除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。如此，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率且碳原子数为14至42的芳烃。
注意，芳烃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。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)、聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称：PTPDMA)、聚[N，N'-双(4-丁基苯基)-N，N'-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。
<<空穴传输层>>
空穴传输层112是包含空穴传输性材料的层，可以使用作为空穴注入层111的材料所例示的材料。空穴传输层112具有将注入到空穴注入层111的空穴传输到发光层130的功能，所以优选具有与空穴注入层111的HOMO能级相同或接近的HOMO能级。
作为上述空穴传输性材料，可以使用作为空穴注入层111的材料例示出的材料。另外，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述物质以外的物质。另外，包括具有高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
<<电子传输层>>
电子传输层118具有将从一对电极中的另一个(电极101或电极102)经过电子注入层119注入的电子传输到发光层130的功能。作为电子传输性材料，可以使用电子传输性比空穴传输性高的材料，优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的材料。作为容易接收电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用含氮杂芳族化合物等的缺π电子杂芳族化合物或金属配合物等。具体而言，可以举出作为可用于发光层130的电子传输性材料而举出的包括喹啉配体、苯并喹啉配体、噁唑配体或噻唑配体的金属配合物。另外，可以举出噁二唑衍生物、三唑衍生物、菲罗啉衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、嘧啶衍生物等。另外，优选是具有1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。但是，作为电子传输层，只要是电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以采用上述以外的物质。另外，电子传输层118不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。
另外，还可以在电子传输层118与发光层130之间设置控制电子载流子的移动的层。该控制电子载流子的移动的层是对上述电子传输性高的材料添加少量的电子俘获性高的物质的层，通过抑制电子载流子的移动，可以调节载流子的平衡。这种结构对抑制因电子穿过发光层而引起的问题(例如器件寿命的下降)发挥很大的效果。
<<电子注入层>>
电子注入层119具有降低来自电极102的电子的注入势垒促进电子注入的功能，例如可以使用第1族金属、第2族金属或它们的氧化物、卤化物、碳酸盐等。也可以使用上述电子传输性材料和具有对电子传输性材料供应电子的特性的材料的复合材料。作为具有供电子特性的材料，可以举出第1族金属、第2族金属或它们的氧化物等。具体而言，可以使用氟化锂(LiF)、氟化钠(NaF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)及锂氧化物(LiOx)等碱金属、碱土金属或这些金属的化合物。另外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层119。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。另外，也可以将能够用于电子传输层118的物质用于电子注入层119。
另外，也可以将有机化合物与电子给体(供体)混合形成的复合材料用于电子注入层119。这种复合材料因为通过电子给体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用如上所述的构成电子传输层118的物质(金属配合物、杂芳香化合物等)。作为电子给体，只要是对有机化合物呈现电子供给性的物质即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。另外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出锂氧化物、钙氧化物、钡氧化物等。另外，还可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
另外，上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层都可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法、涂敷法、喷嘴印刷法、凹版印刷等方法形成。另外，作为上述发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层及电子注入层，除了上述材料之外，也可以使用量子点等无机化合物或高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)。
作为量子点，可以使用胶状量子点、合金型量子点、核壳(Core Shell)型量子点、核型量子点等。此外，也可以使用包含第2族与第16族、第13族与第15族、第13族与第17族、第11族与第17族或第14族与第15族的元素群的量子点。或者，可以使用包含镉(Cd)、硒(Se)、锌(Zn)、硫(S)、磷(P)、铟(In)、碲(Te)、铅(Pb)、镓(Ga)、砷(As)、铝(Al)等元素的量子点。
作为用于湿式法的液体介质，例如可以使用：甲乙酮、环己酮等的酮类；乙酸乙酯等的脂肪酸酯类；二氯苯等的卤化芳烃类；甲苯、二甲苯、均三甲苯、环己基苯等的芳烃类；环己烷、十氢化萘、十二烷等的脂肪烃类；二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)等的有机溶剂。
作为可以用于发光层的高分子化合物，例如可以举出：聚亚苯基亚乙烯(PPV)衍生物诸如聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基](简称：MEH-PPV)、聚(2，5-二辛基-1，4-亚苯基亚乙烯)等；聚芴衍生物诸如聚(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)(简称：PF8)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，8-二基)](简称：F8BT)、聚[(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)-alt-(2，2’-联噻吩-5，5’-二基)](简称：F8T2)、聚[(9，9-二辛基-2，7-二亚乙烯基亚芴基(divinylenefluorenylene))-alt-(9，10-蒽)]、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-alt-(2，5-二甲基-1，4-亚苯)]等；聚烷基噻吩(PAT)衍生物诸如聚(3-己基噻吩-2，5-二基)(简称：P3HT)等、聚亚苯衍生物等。另外，也可以对上述高分子化合物、聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(2-乙烯基萘)、聚[双(4-苯基)(2，4，6-三甲基苯基)胺](简称：PTAA)等高分子化合物掺杂发光性化合物，而将其用于发光层。作为发光性化合物，可以使用以上举例的发光性化合物。
<<衬底>>
另外，本发明的一个方式的发光器件可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造。作为在衬底上层叠的顺序，既可以从电极101一侧依次层叠又可以从电极102一侧依次层叠。
另外，作为能够形成本发明的一个方式的发光器件的衬底，例如可以使用玻璃、石英或塑料等。或者，也可以使用柔性衬底。柔性衬底是可以弯曲的衬底，例如由聚碳酸酯、聚芳酯制成的塑料衬底等。另外，可以使用薄膜、无机蒸镀薄膜等。注意，只要在发光器件及光学装置的制造过程中起支撑物的作用，就可以使用其他材料。或者，只要具有保护发光器件及光学装置的功能即可。
例如，在本说明书等中，可以使用各种衬底形成发光器件。对衬底的种类没有特别的限制。作为该衬底的例子，例如可以使用半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、具有不锈钢箔的衬底、钨衬底、具有钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纤维素纳米纤维(CNF)、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，可以举出如下例子。例如，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)为代表的塑料。或者，作为一个例子，可以举出丙烯酸树脂等树脂等。或者，作为例子，可以举出聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯或聚氯乙烯等。或者，作为例子，可以举出聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
另外，也可以作为衬底使用柔性衬底，并在柔性衬底上直接形成发光器件。或者，也可以在衬底与发光器件之间设置剥离层。当剥离层上制造发光器件的一部分或全部，然后将其从衬底分离并转置到其他衬底上时可以使用剥离层。此时，也可以将发光器件转置到耐热性低的衬底或柔性衬底上。另外，作为上述剥离层，例如可以使用钨膜和氧化硅膜的无机膜的叠层结构或在衬底上形成有聚酰亚胺等树脂膜的结构等。
也就是说，也可以使用一个衬底来形成发光器件，然后将发光器件转置到另一个衬底上。作为发光器件被转置的衬底的例子，除了上述衬底之外，还可以举出玻璃纸衬底、石材衬底、木材衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡胶衬底等。通过采用这些衬底，可以制造不易损坏的发光器件、耐热性高的发光器件、实现轻量化的发光器件或实现薄型化的发光器件。
另外，也可以在上述衬底上例如形成场效应晶体管(FET)，并且在与FET电连接的电极上制造发光器件150。由此，可以制造通过FET控制发光器件的驱动的有源矩阵型显示装置。
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2)
在本实施方式中，以由通式(G1)及(G2)表示的有机化合物为例，说明可适用于本发明的一个方式的发光器件的有机化合物的合成方法的一个例子。
<由通式(G1)表示的有机化合物的合成方法>
由上述通式(G1)表示的有机化合物通过利用各种反应的合成方法可以合成。例如，可以通过下述合成方案(S-1)及(S-2)进行合成。通过使化合物1、芳基胺(化合物2)及芳基胺(化合物3)耦合，得到二胺化合物(化合物4)。
然后，通过使二胺化合物(化合物4)、卤化芳基(化合物5)及卤化芳基(化合物6)耦合，可以得到由上述通式(G1)表示的有机化合物。
[化学式22]
Figure BDA0003054188670000851
[化学式23]
Figure BDA0003054188670000861
注意，在上述合成方案(S-1)及(S-2)中，A表示碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合芳香环或者碳原子数为10至30的取代或未取代的稠合杂芳环，Ar1至Ar4分别独立地表示取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，X1至X8分别独立地表示碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基以及碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。作为该稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出
Figure BDA0003054188670000862
菲、二苯乙烯、吖啶酮、吩恶嗪、吩噻嗪等。尤其优选的是蒽、芘、香豆素、喹吖啶酮、苝、并四苯、萘并双苯并呋喃。
注意，在上述合成方案(S-1)及(S-2)中，进行使用钯催化剂的布赫瓦尔德-哈特维希反应的情况下，X10至X13表示卤基或三氟甲磺酸酯基，并且作为卤素，优选为碘、溴或氯。在上述反应中，可以使用双(二亚苄基丙酮)钯(0)、醋酸钯(II)等钯化合物、三(叔丁基)膦、三(正己基)膦、三环己基膦、二(1-金刚烷)-正丁基膦、以及2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基-1，1’-联苯等的配体。另外，在上述反应中，可以使用叔丁醇钠等有机碱、碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠等无机碱等。作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、均三甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等。注意，能够用于上述反应的试剂类不局限于上述试剂类。
在上述合成方案(S-1)及(S-2)中进行的反应不局限于布赫瓦尔德-哈特维希反应，也可以利用使用有机锡化合物的右田-小杉-Stille耦合反应、使用格氏试剂的耦合反应、使用铜或铜化合物的乌尔曼(Ullmann)反应等。
在上述合成方案(S-1)中，在化合物2和化合物3具有不同结构的情况下，优选使化合物1与化合物2起反应而形成耦合体，然后使所得到的耦合体与化合物3起反应。注意，在使化合物1与化合物2及化合物3逐个地起反应的情况下，化合物1优选为二卤化体，并且X10及X11优选使用不同卤素并逐个选择地进行胺化反应。
再者，在上述合成方案(S-2)中，在化合物5和化合物6具有不同结构的情况下，优选使化合物4与化合物5起反应而形成耦合体，然后使所得到的耦合体与化合物6起反应。
<由通式(G2)表示的有机化合物的合成方法>
由通式(G2)表示的本发明的一个方式的有机化合物可以利用各种各样的有机反应进行合成。以下，作为例子示出两种方法。
第一个方法由以下的合成方案(S-3)至(S-8)构成。在最初的工序中，通过苯胺化合物(化合物7)与1，4-环己二烯-1，4-二羧酸化合物(化合物8)的缩合反应，得到胺化合物(化合物9)。合成方案(S-3)示出该工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个苯胺化合物(化合物7)稠合，以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的苯胺化合物(化合物7)进行上述反应。此时，即使化合物8的羰基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使胺化合物(化合物9)和苯胺衍生物(化合物10)起缩合反应，可以得到1，4-环己二烯化合物(化合物11)。合成方案(S-4)示出得到化合物11的工序。
接着，通过在空气中使1，4-环己二烯化合物(化合物11)氧化，可以得到对苯二甲酸化合物(化合物12)。合成方案(S-5)示出得到化合物12的工序。
接着，通过利用酸使对苯二甲酸化合物(化合物12)稠合，可以得到喹吖啶酮化合物(化合物13)。合成方案(S-6)示出得到化合物13的工序。
接着，通过使喹吖啶酮化合物(化合物13)和卤化芳基(化合物14)耦合，可以得到喹吖啶酮化合物(化合物15)。合成方案(S-7)示出得到化合物15的工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个卤化芳基(化合物8)耦合以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的卤化芳基(化合物14)进行上述反应。此时，即使化合物14的氨基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使喹吖啶酮化合物(化合物15)和卤化芳基(化合物16)耦合，可以得到由上述通式(G2)表示的有机化合物。合成方案(S-8)示出该工序。
[化学式24]
Figure BDA0003054188670000891
[化学式25]
Figure BDA0003054188670000901
第二个方法由合成方案(S-3)至(S-5)、以下的(S-9)、(S-10)及(S-11)构成。(S-3)至(S-5)的说明为如上。通过使对苯二甲酸化合物(化合物12)和卤化芳基(化合物14)耦合，可以得到二胺化合物(化合物17)。合成方案(S-9)示出得到化合物17的工序。注意，当可以以一个步骤使具有同一取代基的两个分子的卤化芳基耦合以键合具有同一取代基的氨基时，优选添加2当量的卤化芳基(化合物14)进行上述反应。此时，即使化合物12的氨基没有反应选择性，也可以得到目的物。
接着，通过使二胺化合物(化合物17)和卤化芳基(化合物16)耦合，可以得到二胺化合物(化合物18)。合成方案(S-10)示出得到化合物18的工序。
最后，通过利用酸使二胺化合物(化合物18)稠合，可以得到由上述通式(G2)表示的有机化合物。合成方案(S-11)示出该工序。注意，在缩合反应中，Ar5或Ar6的邻位的氢起反应，有可能产生由上述通式(G2)表示的有机化合物的异构体。
在合成方案(S-11)中，通过使用具有对称结构的二胺化合物(化合物18)，可以合成由上述通式(G2)表示的有机化合物。
[化学式26]
Figure BDA0003054188670000921
在合成方案(S-3)至(S-6)及(S-9)至(S-11)中，Al1表示甲基等烷基。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，Y1和Y2表示氯、溴、碘、三氟甲磺酸酯基。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，优选进行乌尔曼反应，以在高温下进行反应，并以较高的收率得到目的化合物。作为在该反应中可以使用的试剂，可以举出铜或铜化合物、作为碱的碳酸钾、氢化钠等无机碱。作为在该反应中可以使用的溶剂，可以举出2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)嘧啶酮(DMPU)、甲苯、二甲苯、苯等。在乌尔曼反应中，在反应温度为100℃以上时，可以以更短的时间以及更高的收率得到目的物，因此优选使用沸点较高的2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮、DMPU、二甲苯。此外，反应温度更优选为150℃以上，因此更优选使用DMPU。在该反应中可以使用的试剂类不局限于上述试剂类。
在合成方案(S-7)至(S-10)中，可以进行使用钯催化剂的布赫瓦尔德-哈特维希反应，在该反应中，可以使用双(二亚苄基丙酮)钯(0)、醋酸钯(II)、[1，1-双(二苯基膦基)二茂铁]钯(II)二氯化钯、四(三苯基膦)钯(0)、氯化烯丙基钯(II)二聚物等钯化合物、三(叔丁基)膦、三(正己基)膦、三环己基膦、二(1-金刚烷)-正丁基膦、2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基联苯、三(邻-甲苯基)膦、(S)-(6，6’-二甲氧基联苯-2，2’-二基)双(二异丙基膦)(简称：cBRIDP(注册商标))等配体。在该反应中，可以使用有机碱诸如叔丁醇钠等、无机碱诸如碳酸钾、碳酸铯、碳酸钠等。在该反应中，作为溶剂，可以使用甲苯、二甲苯、苯、四氢呋喃、二氧六环等。在该反应中可以使用的试剂类不局限于上述试剂类。
用来合成本发明的由通式(G2)表示的有机化合物的方法不局限于合成方案(S-1)至(S-11)。
作为键合到喹吖啶酮骨架的R1至R10的具体例子，可以举出正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、环丙基、环丁基、环戊基、环己基、三甲基硅基、三乙基硅基、三丁基硅基等。
作为键合有X9及X10的Ar5以及键合有X11及X12的Ar6的具体例子，可以举出2-异丙基苯基、2-丁基苯基、2-异丁基苯基、2-叔丁基苯基、2-异丙基苯基、2-丁基苯基、3-丙基苯基、3-异丁基苯基、3-叔丁基苯基、4-丙基苯基、4-异丙基苯基、4-丁基苯基、4-异丁基苯基、4-叔丁基苯基、3，5-二丙基苯基、3，5-二-异丙基苯基、3，5-二丁基苯基、3，5-二-异丁基苯基、(3，5-二-叔丁基)苯基、1，3-二丙基苯基、1，3-二-异丙基苯基、1，3-二丁基苯基、1，3-二-异丁基苯基、(1，3-二-叔丁基)苯基、1，3，5-三异丙基苯基、(1，3，5-三-叔丁基)苯基、4-环己苯基等。
以上，说明本发明的一个方式的由通式(G1)及通式(G2)表示的有机化合物的合成方法，但是本发明不局限于此，也可以利用其它的合成方法进行合成。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图6对具有与实施方式1所示的发光器件的结构不同的结构的发光器件进行说明。注意，在图6中，在具有与图1A所示的附图标记相同功能的部分，使用相同的阴影，而有时省略附图标记。此外，具有与图1A相同的功能的部分由相同的附图标记表示，有时省略其详细说明。
<发光器件的结构例子2>
图6是发光器件250的截面示意图。
图6所示的发光器件250在一对电极(电极101与电极102)之间具有多个发光单元(发光单元106和发光单元108)。多个发光单元中的一个发光单元优选具有与图1A所示的EL层100同样的结构。也就是说，图1A所示的发光器件150优选具有一个发光单元，而发光器件250优选具有多个发光单元。注意，在发光器件250中，虽然对电极101为阳极且电极102为阴极时的情况进行说明，但是作为发光器件250的结构也可以采用与此相反的结构。
在图6所示的发光器件250中，层叠有发光单元106和发光单元108，并且在发光单元106与发光单元108之间设置有电荷产生层115。另外，发光单元106和发光单元108可以具有相同结构或不同结构。例如，发光单元108优选采用与EL层100相同的结构。
发光器件250包括发光层120和发光层170。发光单元106除了发光层120之外还包括空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层113及电子注入层114。发光单元108除了发光层170之外还包括空穴注入层116、空穴传输层117、电子传输层118及电子注入层119。
在发光器件250中，发光单元106及发光单元108中的任意层包含根据本发明的一个方式的化合物即可。注意，作为包含该化合物的层，发光层120或发光层170优选。
电荷产生层115既可以是对空穴传输性材料添加作为电子受体的受体性物质的结构，又可以是对电子传输性材料添加作为电子给体的供体性物质的结构。另外，也可以层叠这两种结构。
当电荷产生层115包含由有机化合物与受体性物质构成的复合材料时，作为该复合材料使用可以用于实施方式1所示的空穴注入层111的复合材料即可。作为有机化合物，可以使用芳香胺化合物、咔唑化合物、芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等各种化合物。另外，作为有机化合物，优选使用其空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用这些以外的物质。因为由有机化合物和受体性物质构成的复合材料具有良好的载流子注入性以及载流子传输性，所以可以实现低电压驱动以及低电流驱动。注意，在发光单元的阳极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的空穴注入层或空穴传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置空穴注入层或空穴传输层。或者，在发光单元的阴极一侧的表面接触于电荷产生层115时，电荷产生层115还可以具有该发光单元的电子注入层或电子传输层的功能，所以在该发光单元中也可以不设置电子注入层或电子传输层。
注意，电荷产生层115也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与由其他材料构成的层的叠层结构。例如，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含选自供电子性物质中的一个化合物和高电子传输性的化合物的层的结构。另外，也可以是组合包含有机化合物和受体性物质的复合材料的层与包含透明导电膜的层的结构。
夹在发光单元106与发光单元108之间的电荷产生层115只要具有在将电压施加到电极101和电极102之间时，将电子注入到一个发光单元且将空穴注入到另一个发光单元的结构即可。例如，在图6中，在以使电极101的电位高于电极102的电位的方式施加电压时，电荷产生层115将电子注入到发光单元106且将空穴注入到发光单元108。
从光提取效率的观点来看，电荷产生层115优选具有可见光透射性(具体而言，可见光的透射率为40％以上)。另外，电荷产生层115即使其导电率小于一对电极(电极101及电极102)也发挥作用。
通过使用上述材料形成电荷产生层115，可以抑制在层叠发光层时的驱动电压的增大。
虽然在图6中说明了具有两个发光单元的发光器件，但是可以将同样的结构应用于层叠有三个以上的发光单元的发光器件。如发光器件250所示，通过在一对电极之间以由电荷产生层将其隔开的方式配置多个发光单元，可以实现在保持低电流密度的同时还可以进行高亮度发光，并且具有更长的寿命的发光器件。另外，还可以实现低功耗的发光器件。
另外，在上述各结构中，用于发光单元106及发光单元108的客体材料的发光颜色既可以相同又可以不同。当发光单元106和发光单元108包含具有发射相同颜色的光的功能的客体材料时，发光器件250成为以较低的电流值呈现高发光亮度的发光器件，所以是优选的。另外，当发光单元106和发光单元108包含具有发射彼此不同颜色的光的功能的客体材料时，发光器件250发射多个颜色的光，所以是优选的。此时，当将发光波长不同的多个发光材料用于发光层120和发光层170中的一方或双方时，合成具有不同的发光峰值的光，因此发光器件250的发射光谱具有至少两个极大值。
上述结构适合获得白色发光的情况。通过使发光层120与发光层170的光为互补色的关系，可以获得白色发光。尤其优选以实现演色性高的白色发光或至少具有红色、绿色、蓝色的发光的方式选择客体材料。
优选将实施方式1所示的发光层130的结构用于发光层120及发光层170的一方或双方。通过采用该结构，可以得到发光效率及可靠性良好的发光器件。包括在发光层130中的客体材料为荧光材料。因此，通过将实施方式1所示的发光层130的结构用于发光层120及发光层170的一方或双方，可以得到具有高效率及高可靠性的发光器件。
另外，在层叠三个以上的发光单元的发光器件中，用于各发光单元的客体材料的发光颜色可以相同或不同。在发光器件包括发射相同颜色的光的多个发光单元的情况下，这些多个发光单元可以以较小电流值发射高强度的光。这种结构适于发光颜色的调整。尤其优选用于使用发光效率不同且呈现不同发光颜色的客体材料的情况。例如，在设置有三个发光单元的情况下，通过设置包含呈现相同发光颜色的荧光材料的两个发光单元及包含呈现与该荧光材料不同的发光颜色的磷光材料的一个发光单元，可以调整荧光发光及磷光发光的发光强度。换言之，可以根据发光单元的个数调整发光颜色的强度。
在采用上述包括两个荧光发光单元及一个磷光发光单元的发光器件的情况下，通过采用如下发光器件，可以高效地得到白色发光，所以是优选的：包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含黄色磷光材料的一个发光单元的发光器件；包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的发光器件；或者包括包含蓝色荧光材料的两个发光单元及包含红色磷光材料、黄色磷光材料及绿色磷光材料的一个发光单元的发光器件。如此，可以适当地组合本发明的一个方式的发光器件与磷光发光层。
在上述包括两个荧光发光单元及一个磷光发光单元的发光器件中，可以将磷光发光单元替换为具有上述实施方式1所说明的发光层130的结构的发光单元。这是因为：通过使用上述实施方式1所说明的发光层130的结构，可以得到其发光效率与磷光发光层相同的荧光发光层。
此外，也可以将发光层120和发光层170中的至少一个进一步分割为层状并使各层含有不同的发光材料。也就是说，发光层120和发光层170中的至少一个也可以由两层以上的多个层形成。例如，在从空穴传输层一侧依次层叠第一发光层和第二发光层来形成发光层的情况下，可以将具有空穴传输性的材料用于第一发光层的主体材料，并且将具有电子传输性的材料用于第二发光层的主体材料。在此情况下，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料也可以是相同或不同的材料。另外，第一发光层和第二发光层所包含的发光材料可以是具有发射相同颜色的光的功能的材料，也可以是具有发射不同颜色的光的功能的材料。通过采用具有发射彼此不同颜色的光的功能的多个发光材料的结构，也可以得到由三原色或四种以上的发光颜色构成的演色性高的白色发光。
注意，作为用于实施方式3中说明的磷光发光单元的发光层的客体材料，例如可以使用如下所示的磷光材料。
作为蓝色或绿色处具有发光峰值的磷光材料，例如可以举出：三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(mpptz-dmp)3)、三(5-甲基-3，4-二苯基-4H-1，2，4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Mptz)3)、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPrptz-3b)3)、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(iPr5btz)3)等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1，2，4-三唑]铱(III)(简称：Ir(Mptz1-mp)3)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1，2，4-三唑)铱(III)(简称：Ir(Prptz1-Me)3)等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[1-(2，6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：Ir(iPrpmi)3)、三[3-(2，6-二甲基苯)-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；双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)四(1-吡唑)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3’，5’-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N，C2’}铱(III)吡啶甲酸盐(简称：Ir(CF3ppy)2(pic))、双[2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶根-N，C2’]铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等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。上述磷光材料中，4H-三唑骨架、1H-三唑骨架及咪唑骨架等具有含氮五元杂环骨架的有机金属铱配合物具有高三重激发能，并且可靠性及发光效率良好，所以尤其优选的。另外，也可以使用：2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。
另外，作为绿色或黄色处具有发光峰值的物质，例如可以举出：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)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：Ir(mppm)2(acac))、(乙酰丙酮)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：Ir(tBuppm)2(acac))、(乙酰丙酮)双[4-(2-降冰片基)-6-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(nbppm)2(acac))、(乙酰丙酮)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)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-吡啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：Ir(dmppm-dmp)2(acac))、(乙酰丙酮)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)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)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))等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(dpo)2(acac))、双{2-[4’-(全氟苯基)苯基]吡啶根-N，C2’}铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(p-PF-ph)2(acac))、双(2-苯基苯并噻唑-N，C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称：Ir(bt)2(acac))等有机金属铱配合物。除此之外，可以举出：三(乙酰丙酮)(单菲罗啉)铽(III)(简称：Tb(acac)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述配合物中，具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物可靠性及发光效率特别良好，所以是尤其优选的。
另外，在黄色或红色处具有发光峰值的物质，例如可以举出：(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dibm))、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：Ir(5mdppm)2(dpm))、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)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)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)(二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：Ir(tppr)2(dpm))、(乙酰丙酮)双[2，3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(quinoxalinato)]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。除此之外，可以举出：2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等铂配合物；三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：Eu(TTA)3(Phen))等稀土金属配合物。在上述磷光材料中，具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物的可靠性及发光效率特别良好，所以是尤其优选的。另外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。
另外，作为磷光发光单元的主体材料，可以使用上述空穴传输性材料及/或电子传输性材料。
另外，作为上述荧光发光单元也可以采用实施方式1所说明的发光层130的结构以外的结构。对用于荧光发光单元的客体材料没有特别的限制，作为荧光性化合物优选使用蒽衍生物、并四苯衍生物、
Figure BDA0003054188670001021
衍生物、菲衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、二苯乙烯衍生物、吖啶酮衍生物、香豆素衍生物、吩噁嗪衍生物、吩噻嗪衍生物等，例如可以使用以下物质。
具体而言，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2’-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯基-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-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-双(4-叔丁基苯基)-芘-1，6-二胺(简称：1，6tBu-FLPAPrn)、N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-3，8-二环己芘-1，6-二胺(简称：ch-1，6FLPAPrn)、N，N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基二苯乙烯-4，4’-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯基胺(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)三苯基胺(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-亚苯基二胺](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-亚苯基二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003054188670001031
-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-亚苯基二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1’-联苯基-2-基)-2-蒽基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-亚苯基二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1’-联苯基-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素6、香豆素545T、N，N’-二苯基喹吖啶酮(简称：DPQd)、红荧烯、2，8-二-叔丁基-5，11-双(4-叔丁基苯基)-6，12-二苯基并四苯(简称：TBRb)、尼罗红、5，12-双(1，1’-联苯基-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)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(acenaphtho)[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-(二甲基氨基)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-氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、5，10，15，20-四苯基双苯并[5，6]茚并[1，2，3-cd：1’，2’，3’-lm]苝(简称：DBP)等。
另外，作为荧光发光单元的客体材料，可以使用上述空穴传输性材料及/或电子传输性材料。本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图7A及图7B对使用实施方式1及实施方式3中说明的发光器件的发光设备进行说明。
图7A是示出发光设备的俯视图，图7B是沿图7A中的A-B以及C-D切割的截面图。该发光设备包括以虚线表示的用来控制发光器件的发光的驱动电路部(源极一侧驱动电路)601、像素部602以及驱动电路部(栅极一侧驱动电路)603。另外，附图标记604是密封衬底，附图标记625是干燥剂，附图标记605是密封剂，由密封剂605围绕的内侧是空间607。
另外，引导布线608是用来传送输入到源极一侧驱动电路601及栅极一侧驱动电路603的信号的布线，并且从用作外部输入端子的FPC(柔性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。另外，虽然在此只图示FPC，但是该FPC也可以安装有印刷线路板(PWB：Printed Wiring Board)。本说明书中的发光设备不仅包括发光设备主体，并且还包括安装有FPC或PWB的发光设备。
接下来，参照图7B说明上述发光设备的截面结构。在此示出作为驱动电路部的源极一侧驱动电路601及像素部602中的一个像素。
另外，在源极一侧驱动电路601中，形成组合n沟道TFT623和p沟道TFT624的CMOS电路。此外，驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。另外，在本实施方式中，虽然示出将驱动电路形成于衬底上的驱动器一体型，但不需要必须采用该结构，也可以将驱动电路形成于外部而不形成于衬底上。
此外，像素部602由包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、电连接于该电流控制用TFT612的漏极的第一电极613的像素形成。另外，以覆盖第一电极613的端部的方式形成有绝缘物614。绝缘物614可以使用正型光敏树脂膜来形成。
另外，为了提高形成于绝缘物614上的膜的覆盖率，将绝缘物614上端部或下端部形成为具有曲率的曲面。例如，在作为绝缘物614的材料使用光敏丙烯酸树脂的情况下，优选仅使绝缘物614上端部具有曲面。该曲面的曲率半径优选为0.2μm以上且0.3μm以下。此外，作为绝缘物614，可以使用负型光敏材料或正型光敏材料。
在第一电极613上形成有EL层616及第二电极617。在此，作为用作阳极的第一电极613的材料优选使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、包含硅的铟锡氧化物膜、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜以外，还可以使用由氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层膜以及由氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的三层的叠层膜等。注意，当采用叠层结构时，布线电阻也低，可以得到良好的欧姆接触，并且可以将其用作阳极。
另外，EL层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法形成。作为构成EL层616的材料，也可以使用低分子化合物、或者高分子化合物(包含低聚物、树枝状聚合物)。
另外，作为形成在EL层616上并用作阴极的第二电极617的材料，优选使用功函数小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它们的合金及化合物、MgAg、MgIn、AlLi等)。注意，当产生在EL层616中的光透过第二电极617时，作为第二电极617优选使用由膜厚度减薄了的金属薄膜和透明导电膜(ITO、包含2wt％以上且20wt％以下的氧化锌的氧化铟、包含硅的铟锡氧化物、氧化锌(ZnO)等)构成的叠层。
此外，发光器件618由第一电极613、EL层616、第二电极617形成。发光器件618优选具有实施方式1及实施方式2所示的结构。另外，像素部包括多个发光器件，本实施方式的发光设备也可以包括具有实施方式1及实施方式3所说明的结构的发光器件和具有其他结构的发光器件的双方。
再者，通过利用密封剂605将密封衬底604与发光器件的衬底610贴合在一起，在由衬底610、密封衬底604及密封剂605围绕的空间607中设置有发光器件618。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充有惰性气体(氮、氩等)以外，还有时填充有树脂或干燥材料、或者树脂与干燥材料的双方。
作为密封剂605，优选使用环氧类树脂或玻璃粉。另外，这些材料优选是尽量不使水分、氧透过的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics：纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。
通过上述方法可以得到使用实施方式1及实施方式3中说明的发光器件的发光设备。
<发光器件的结构例子1>
在图8A和图8B中，作为显示装置的一个例子示出形成有发射白色光的发光器件及着色层(滤色片)的发光设备的例子。
图8A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、发光器件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B、EL层1028、发光器件的第二电极1029、密封衬底1031、密封剂1032、红色像素1044R、绿色像素1044G、蓝色像素1044B、白色像素1044W等。
另外，在图8A和图8B中将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)设置于透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定在衬底1001上。此外，着色层及黑色层由覆盖层1036覆盖。另外，图8A示出光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素显示图像。
图8B示出将红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B形成在栅极绝缘膜1003与第一层间绝缘膜1020之间的例子。如图8B所示，也可以将着色层设置在衬底1001与密封衬底1031之间。
另外，虽然作为上述说明的发光设备采用从形成有TFT的衬底1001一侧取出发光的结构(底部发射型)的发光器件，但是也可以采用从密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光器件。
<发光器件的结构例子2>
图9A及图9B示出顶部发射型发光设备的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。直到制造连接TFT与发光器件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光设备同样地进行。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜1021相同的材料或其他各种材料形成。
虽然发光器件的下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B在这里都为阳极，但是也可以为阴极。另外，在图9A及图9B所示的顶部发射型发光设备中，优选下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B为反射电极。另外，优选第二电极1029具有发射光的功能以及使光透过的功能。另外，优选在第二电极1029与下部电极1025W、下部电极1025R、下部电极1025G、下部电极1025B间采用微腔结构，来放大特定波长的光。EL层1028的结构采用如实施方式1及实施方式3所说明那样的结构，并且采用能够得到白色发光的器件结构。
在图8A及图8B和图9A及图9B中，通过使用多个发光层或者使用多个发光单元等来实现能够得到白色发光的EL层的结构，即可。注意，获得白色发光的结构不局限于此。
在采用如图9A及图9B所示的顶部发射结构的情况下，可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。可以在密封衬底1031上设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1030。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以由覆盖层覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。
此外，虽然在图9A中示出以红色、绿色、蓝色的三种颜色进行全彩色显示的结构，但是如图9B所示，也可以以红色、绿色、蓝色、白色的四种颜色进行全彩色显示。此外，进行全彩色显示的结构不局限于这些结构。例如，也可以以红色、绿色、蓝色、黄色的四种颜色进行全彩色显示。
根据本发明的一个方式的发光器件将荧光材料用作客体材料。因为荧光材料具有比磷光材料尖锐的光谱，所以可以得到色纯度高的发光。因此，通过将该发光器件用于本实施方式所示的发光设备，可以得到颜色再现性高的发光器件。
(实施方式5)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的电子设备及显示装置。
根据本发明的一个方式可以制造具有平面、发光效率高且可靠性高的电子设备及显示装置。根据本发明的一个方式，可以制造具有曲面、发光效率高且可靠性高的电子设备及显示装置。此外，如上所述，可以得到颜色再现性高的发光器件。
作为电子设备，例如可以举出：电视装置；台式或笔记本型个人计算机；用于计算机等的显示器；数码相机；数码摄像机；数码相框；移动电话机；便携式游戏机；便携式信息终端；声音再现装置；弹珠机等大型游戏机等。
图10A和图10B所示的便携式信息终端900包括外壳901、外壳902、显示部903及铰链部905等。
外壳901与外壳902通过铰链部905连接在一起。便携式信息终端900可以从折叠状态(图10A)转换成如图10B所示的展开状态。由此，携带时的可携带性好，并且由于具有大显示区域，所以使用时的可见度高。
便携式信息终端900跨着由铰链部905连接的外壳901和外壳902设置有柔性显示部903。
可以将使用本发明的一个方式制造的发光设备用于显示部903。由此，可以制造可靠性高的便携式信息终端。
显示部903可以显示文件信息、静态图像和动态图像等中的至少一个。当在显示部903中显示文件信息时，可以将便携式信息终端900用作电子书阅读器。
当使便携式信息终端900展开时，显示部903被保持为曲率半径大的状态。例如，可以以包括以1mm以上且50mm以下，优选为5mm以上且30mm以下的曲率半径弯曲的部分的方式保持显示部903。显示部903的一部分跨着外壳901和外壳902连续地配置有像素，从而能够进行曲面显示。
显示部903被用作触摸面板，可以用手指或触屏笔等进行操作。
显示部903优选由一个柔性显示器构成。由此，可以跨着外壳901和外壳902进行连续的显示。此外，外壳901和外壳902也可以分别设置有显示器。
为了避免在使便携式信息终端900展开时外壳901和外壳902所形成的角度超过预定角度，铰链部905优选具有锁定机构。例如，锁定角度(达到该角度时不能再继续打开)优选为90°以上且小于180°，典型的是，可以为90°、120°、135°、150°或175°等。由此，可以提高便携式信息终端900的方便性、安全性和可靠性。
当铰链部905具有上述锁定机构时，可以抑制过大的力施加到显示部903，从而可以防止显示部903的损坏。由此，可以实现可靠性高的便携式信息终端。
外壳901和外壳902也可以包括电源按钮、操作按钮、外部连接端口、扬声器、麦克风等。
外壳901和外壳902中的任一个可以设置有无线通信模块，可以通过因特网、局域网(LAN)、无线保真(Wi-Fi：注册商标)等计算机网络进行数据收发。
图10C所示的便携式信息终端910包括外壳911、显示部912、操作按钮913、外部连接端口914、扬声器915、麦克风916、照相机917等。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光设备用于显示部912。由此，可以以高成品率制造便携式信息终端。
在便携式信息终端910中，在显示部912中具有触摸传感器。通过用手指或触屏笔等触摸显示部912可以进行打电话或输入文字等各种操作。
另外，通过操作按钮913的操作，可以进行电源的ON、OFF工作或切换显示在显示部912上的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
另外，通过在便携式信息终端910内部设置陀螺仪传感器或加速度传感器等检测装置，可以判断便携式信息终端910的方向(纵向或横向)，而对显示部912的屏面显示方向进行自动切换。另外，屏面显示方向的切换也可以通过触摸显示部912、操作操作按钮913或者使用麦克风916输入声音来进行。
便携式信息终端910例如具有选自电话机、笔记本和信息阅读装置等中的一种或多种功能。具体地说，便携式信息终端910可以被用作智能手机。便携式信息终端910例如可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编辑、音乐播放、动画播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
图10D所示的照相机920包括外壳921、显示部922、操作按钮923、快门按钮924等。另外，照相机920安装有可装卸的镜头926。
可以将利用本发明的一个方式制造的发光设备用于显示部922。由此，可以制造可靠性高的照相机。
在此，虽然照相机920具有能够从外壳921拆卸下镜头926而交换的结构，但是镜头926和外壳921也可以被形成为一体。
通过按下快门按钮924，照相机920可以拍摄静态图像或动态图像。另外，也可以使显示部922具有触摸面板的功能，通过触摸显示部922进行摄像。
另外，照相机920还可以具备另外安装的闪光灯装置及取景器等。另外，这些构件也可以组装在外壳921中。
图11A为示出扫地机器人的例子的示意图。
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。另外，也可以在显示器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5140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设备用于显示器5101。
图11B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设备用于显示器2105。
图11C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、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子5006、传感器5007(它具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风5008、第二显示部5002、支撑部5012、耳机5013等。
可以将本发明的一个方式的发光设备用于显示部5001及第二显示部5002。
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5150。虽然便携式信息终端5150具有较大的显示区域5152，但是通过将便携式信息终端5150折叠，便携式信息终端5150变小而可便携性好。
可以由弯曲部5153将显示区域5152折叠成一半。弯曲部5153由可伸缩的构件和多个支撑构件构成，在折叠时，可伸缩的构件被拉伸，以弯曲部5153具有2mm以上，优选为5mm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器件用于显示区域5152。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式6)
在本实施方式中，参照图13说明将本发明的一个方式的发光器件适用于各种照明装置的情况的例子。通过使用本发明的一个方式的发光器件，可以制造发光效率及可靠性高的照明装置。
通过将本发明的一个方式的发光器件形成在具有柔性的衬底上，能够实现在曲面上具有发光区域的电子设备或照明装置。
另外，还可以将应用了本发明的一个方式的发光器件的发光装置适用于汽车的照明，其中该照明被设置于挡风玻璃、天花板等。
图13是将发光器件用于室内照明装置8501的例子。另外，因为发光器件可以实现大面积化，所以也可以形成大面积的照明装置。另外，也可以通过使用具有曲面的外壳来形成发光区域具有曲面的照明装置8502。本实施方式所示的发光器件为薄膜状，所以外壳的设计的自由度高。因此，可以形成能够对应各种设计的照明装置。并且，室内的墙面也可以设置有大型的照明装置8503。也可以在照明装置8501、照明装置8502、照明装置8503中设置触摸传感器，启动或关闭电源。
另外，通过将发光器件用于桌子的表面一侧，可以提供具有桌子的功能的照明装置8504。另外，通过将发光器件用于其他家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，通过应用本发明的一个方式的发光器件，能够得到照明装置及电子设备。注意，不局限于本实施方式所示的照明装置及电子设备，可以应用于各种领域的电子设备。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
[实施例1]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光器件及比较发光器件的制造例子以及该发光器件的特性。在本实施例中制造的发光器件的结构与图1A所示的发光器件的结构相同。表1至表6示出器件的详细结构。在表1至表4中，以x1表示的值是在表5中示出的值，以x2表示的值是在表6中示出的值。另外，以下示出所使用的化合物的结构及简称。
[化学式27]
Figure BDA0003054188670001171
[化学式28]
Figure BDA0003054188670001181
[化学式29]
Figure BDA0003054188670001182
[表1]
Figure BDA0003054188670001191
[表2]
Figure BDA0003054188670001201
[表3]
Figure BDA0003054188670001211
[表4]
Figure BDA0003054188670001221
[表5]
Figure BDA0003054188670001222
[表6]
Figure BDA0003054188670001223
<发光器件的制造>
以下示出在本实施例中制造的发光器件的制造方法。
《发光器件2至发光器件5的制造》
在玻璃衬底上作为电极101形成厚度为70nm的ITSO膜。电极101的电极面积为4mm2(2mm×2mm)。
接着，在电极101上以重量比(DBT3P-II：MoO3)为1：0.5且厚度为40nm的方式将DBT3P-II及氧化钼(MoO3)共蒸镀来形成空穴注入层111。
接着，在空穴注入层111上作为空穴传输层112蒸镀厚度为20nm的PCCP。
接着，在空穴传输层112上以重量比(mPCCzPTzn-02：PCCP：Ir(mpptz-diBuCNp)3：2tBu-ptBuDPhA2Anth)为0.5：0.5：0.1：x1且厚度为30nm的方式将mPCCzPTzn-02、PCCP、Ir(mpptz-diBuCNp)3以及2tBu-ptBuDPhA2Anth共蒸镀来形成发光层130。接着，以重量比(mPCCzPTzn-02：PCCP：Ir(mpptz-diBuCNp)3：2tBu-ptBuDPhA2Anth)为0.8：0.2：0.1：x1且厚度为10nm的方式将mPCCzPTzn-02、PCCP、Ir(mpptz-diBuCNp)3以及2tBu-ptBuDPhA2Anth共蒸镀。在发光层130中，Ir(mpptz-diBuCNp)3是具有五元环的磷光材料。另外，2tBu-ptBuDPhA2Anth是具有保护基的荧光材料。注意，x1的值根据各发光器件不同，表5示出各发光器件中的x1的值。
接着，在发光层130上，依次蒸镀厚度为20nm的mPCCzPTzn-02及厚度为10nm的NBPhen来形成传输层118。接着，在电子传输层118上，作为电子注入层119蒸镀厚度为1nm的LiF。
接着，在电子注入层119上作为电极102形成厚度为200nm的铝(Al)。
接着，在氮气氛的手套箱中使用有机EL用密封剂将密封用玻璃衬底固定于形成有有机材料的玻璃衬底上，由此密封发光器件2至发光器件5。具体而言，将密封剂涂敷于形成在玻璃衬底上的有机材料的周围，贴合该玻璃衬底和用来密封的玻璃衬底，以6J/cm2照射波长为365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理。通过上述工序获得发光器件2至发光器件5。
《发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28、发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38的制造》
与上面说明的发光器件2至发光器件5同样，通过真空蒸镀法制造发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28、发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38。表1至表4示出发光器件的详细结构，所以省略详细的制造方法。另外，表5示出在表1至表4中以x1表示的值，表6示出以x2表示的值。
比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34是在发光层130中不包含荧光材料的发光器件。因此，在发光器件中，包含在各发光层中的磷光材料发射光。上述发光器件是磷光材料被用作客体材料(能量受体)的发光器件且是作为磷光材料被用作能量供体的本发明的一个方式的发光器件的比较例子而示出的。
发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33是本发明的一个方式的发光器件。并且，包括在各发光层130中具有保护基的荧光材料的2tBu-ptBuDPhA2Anth。因此，发光器件发射荧光发光。另外，比较发光器件35至比较发光器件38也是包括在发光层130中具有保护基的荧光材料的2tBu-ptBuDPhA2Anth的荧光发光器件。
在发光器件2至发光器件5中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(mpptz-diBuCNp)3，在发光器件7至发光器件10中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(mpptz-diPrp)3，在发光器件12至发光器件15中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(Mptz1-mp)3，在发光器件17至发光器件19中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(pbi-diBuCNp)3，在发光器件20至发光器件24中作为具有五元环的磷光材料使用fac-Ir(pbi-diBup)3，在发光器件26至发光器件28中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(pni-diBup)2(mdppy)，在发光器件30至发光器件33中作为具有五元环的磷光材料使用Ir(pni-diBup)3。上述具有五元环的磷光材料是具有三唑骨架或咪唑骨架的磷光材料的一个例子。另外，比较发光器件35至比较发光器件38使用不具有五元环骨架的磷光材料的Ir(ppy)3，比较发光器件35至比较发光器件38是为了与本发明的一个方式的发光器件的器件特性进行比较而制造的。
mPCCzPTzn-02与PCCP是形成激基复合物的组合，4，6mCzP2Pm与PCCP是形成激基复合物的组合。
<发光器件的特性>
接着，测量上述制造的发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38的特性。在亮度及CIE色度的测量中，利用色亮度计(由TopconTechnohouse公司制造的BM-5A)。在电致发射光谱的测量中，利用多通道光谱分析仪(由日本滨松光子学株式会社制造的PMA-11)。
图14、16、18、20、22、24、26、28分别示出发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38的外部量子效率-亮度特性。另外，图15、17、19、21、23、25、27、29分别示出在发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38中以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过时的电致发射光谱。注意，各发光器件的测量在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
另外，表7及表8示出1000cd/m2附近的发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33、比较发光器件1、6、11、16、20、25、29及比较发光器件34至比较发光器件38的器件特性。
[表7]
Figure BDA0003054188670001271
[表8]
Figure BDA0003054188670001281
<从能量供体(具有五元环骨架的磷光材料)到能量受体(具有保护基的荧光材料)的能量转移>
如图15所示，发光器件2至发光器件5的发射光谱的峰值波长为528nm左右且半宽为62nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。另一方面，比较发光器件1的发射光谱的峰值波长为492nm且半宽为67nm，呈现来源于Ir(mpptz-diBuCNp)3的发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图17所示，发光器件7至发光器件10的发射光谱的峰值波长为530nm左右且半宽为66nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。另一方面，比较发光器件6的发射光谱的峰值波长为508nm且半宽为85nm，呈现来源于Ir(mpptz-diPrp)3的发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图19所示，发光器件12至发光器件15的发射光谱的峰值波长为529nm左右且半宽为64nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。另一方面，比较发光器件11的发射光谱的峰值波长为502nm且半宽为91nm，呈现来源于Ir(Mptz1-mp)3的发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图21所示，比较发光器件16的发射光谱的最大峰值波长为513nm且半宽为64nm，呈现来源于Ir(pbi-diBuCNp)3的发光。发光器件17的发射光谱与比较发光器件16的发射光谱不同。这是因为检测出来源于Ir(pbi-diBuCNp)3的发光和来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的发光。因此，可知：从发光器件17获得荧光发光。另外，发光器件18及发光器件19的发射光谱的峰值波长为535nm左右且半宽为69nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图23所示，比较发光器件20的发射光谱的最大峰值波长为508nm且半宽为64nm，呈现来源于fac-Ir(pbi-diBup)3的发光。发光器件21的发射光谱与比较发光器件20的发射光谱不同。这是因为检测出来源于fac-Ir(pbi-diBup)3的发光和来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的发光。因此，可知：从发光器件21获得荧光发光。另外，发光器件22及发光器件24的发射光谱的峰值波长为538nm左右且半宽为69nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图25所示，比较发光器件25的发射光谱的最大峰值波长为525nm且半宽为73nm，呈现来源于Ir(pni-diBup)2(mdppy)的发光。发光器件26的发射光谱与比较发光器件25的发射光谱不同。这是因为检测出来源于Ir(pni-diBup)2(mdppy)的发光和来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的发光。因此，可知：从发光器件26获得荧光发光。另外，发光器件27及发光器件28的发射光谱的峰值波长为535nm左右且半宽为69nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图27所示，比较发光器件29的发射光谱的最大峰值波长为500nm且半宽为59nm，呈现来源于Ir(pni-diBup)3的发光。发光器件30的发射光谱与比较发光器件29的发射光谱不同。这是因为检测出来源于Ir(pni-diBup)3的发光和来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的发光。因此，可知：从发光器件29获得荧光发光。另外，发光器件31至发光器件33的发射光谱的峰值波长为536nm左右且半宽为65nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
如图29所示，比较发光器件34的发射光谱的最大峰值波长为517nm且半宽为70nm，呈现来源于Ir(ppy)3的发光。另外，比较发光器件35至比较发光器件38发射光谱的峰值波长为535nm左右且半宽为69nm左右，呈现来源于2tBu-ptBuDPhA2Anth的绿色发光。
发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33呈现来源于荧光材料的发光，但是如图16、图18、图20、图22、图24、图26、表7及表8所示，荧光材料的2tBu-ptBuDPhA2Anth的浓度高的发光器件也呈现高发光效率，即呈现至少超过14％的外部量子效率。另外，本发明的一个方式的发光器件的发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33在任何浓度也呈现高于比较发光器件37的外部量子效率。
因从一对电极注入的载流子(空穴及电子)的再结合而产生的单重激子的产生概率最大为25％，因此当向外部的光提取效率为30％时，荧光发光器件的外部量子效率最大为7.5％。但是，在发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33中得到高效率，即高于7.5％的外部量子效率。这是因为：除了来源于从一对电极注入的载流子(空穴及电子)的再结合而生成的单重激子的发光以外，还从荧光材料得到来源于三重激子的能量转移的发光。根据本结果，可以说：在本发明的一个方式的发光器件中，通过使用具有保护基的荧光材料及具有五元环骨架的磷光材料，抑制三重激子的无辐射失活而在发光层中生成的单重激发能和三重激发能高效地被转换为荧光材料的发光。
<荧光材料的吸收光谱与具有五元环的磷光材料的发射光谱的重叠>
接着，调查荧光材料的2tBu-ptBuDPhA2Anth的吸收光谱与用于各发光器件的磷光材料的EL发射光谱的关系。图30至图36示出其结果。
如上所述，比较发光器件1、6、11、16、20、25、29呈现来源于用于各发光层的磷光材料的发光。从图30至图36可知：各磷光材料的发射光谱与2tBu-ptBuDPhA2Anth的吸收光谱具有彼此重叠的部分。因此，在作为发光层使用各磷光材料和2tBu-ptBuDPhA2Anth时，有可能发生从各磷光材料到2tBu-ptBuDPhA2Anth的能量转移。在此，如上所述，本发明的一个方式的发光器件呈现高发光效率。就是说，可知：在一般的荧光元件中会发生的发光层中的三重激子的失活被抑制。这是具有保护基的荧光材料的使用带来的效果。另外，也是如下因素带来的效果：通过使用具有五元环的磷光材料，抑制荧光材料中的载流子的复合，并且抑制基于德克斯特机理从磷光材料到荧光材料的三重激子的能量转移及三重激子的能量失活。
<客体材料浓度所引起的外部量子效率的变化>
图37示出使用各磷光材料的发光器件中的客体材料浓度与外部量子效率的关系。从图37可知：与使用不具有五元环骨架的磷光材料的Ir(ppy)3的比较发光器件34至38相比，使用具有五元环的磷光材料的本发明的一个方式的发光器件抑制荧光材料的浓度增加所引起的外部量子效率的下降。这是因为：通过将具有保护基的客体材料用于发光层且使用具有五元环的磷光材料，抑制基于德克斯特机理三重激发能的能量从主体材料到客体材料转移且三重激发能失活。再者，由于通过提高客体材料的浓度可以高效地利用基于福斯特机理的激发能的从主体材料到客体材料的能量转移，并且将发光层中的三重激发能和单重激发能高效地转换为荧光材料的发光。由此可知，通过本发明的一个方式的发光器件，可以得到客体材料浓度高且发光效率高的发光器件。
另外，也可知：在使用Ir(mpptz-diPrp)3、Ir(Mptz1-mp)3的发光器件中，通过提高客体材料浓度，发光效率提高。
<发光器件的可靠性测量>
接着，对发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15、发光器件17至发光器件19、发光器件21至发光器件24、发光器件26至发光器件28及发光器件30至发光器件33、以及比较发光器件1、6、11、16、20、25、29进行在2.0mA下的恒流驱动测试。图38至图44示出其结果。从图38至图44可知：通过提高客体材料浓度，可靠性提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。
在此，在发光层中，从能量供体到客体材料的能量转移，即与发光有关的能量转移与杂质或劣化物的影响造成的猝灭过程竞争。因此，为了得到可靠性良好的发光器件，提高与发光有关的能量转移速度是重要的。
<发光器件的荧光寿命测量>
接着，为了调查客体材料的浓度的不同所带来的发光速度之差，测量发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15以及比较发光器件1、6、11的荧光寿命。在测量中，使用皮秒荧光寿命测量系统(日本滨松光子学公司制造)。在本测量中，为了测量发光器件中的荧光发光的寿命，对发光器件施加矩形脉冲电压，并且使用条纹相机对在电压下降后衰减的发光进行时间分辨测量。脉冲电压以10Hz的频率施加，并且通过将反复测量的数据累计起来获得S/N比例高的数据。另外，以如下条件进行测试：在室温(300K)下，以发光器件的亮度为1000cd/m2附近的方式施加3V至4V左右的施加脉冲电压，施加脉冲时间宽度为100μ秒，负偏压为-5V(元件驱动为OFF时)，测量时间范围为10μ秒。图49至图51示出测量结果。注意，在图49至图51中，纵轴表示以持续注入载流子的状态(脉冲电压为ON时)下的发光强度归一化的强度。此外，横轴表示脉冲电压下降后的经过时间。
通过对图49至图51所示的衰减曲线使用指数函数进行拟合，可知：发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10呈现具有0.4μ秒以下的瞬时荧光成分及2μ秒左右的延迟荧光成分的发光，发光器件12至发光器件15呈现具有0.4μ秒以下的瞬时荧光成分及4μ秒左右的延迟荧光成分的发光。另外，也可知：在作为客体材料添加荧光材料时，荧光材料的浓度越高，瞬时荧光成分的比例越高且延迟荧光成分的比例越低。另外，也可知：比较发光器件1呈现来源于磷光材料的发光且呈现具有0.5μ秒以下的瞬时荧光成分及4μ秒左右的延迟荧光成分的发光，比较发光器件6及比较发光器件11呈现来源于磷光材料的发光且呈现具有0.5μ秒以下的瞬时荧光成分及2μ秒左右的延迟荧光成分的发光。
由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，发光速度提高且来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比例增加。在此，如上所述，本发明的一个方式的发光器件2至发光器件5、发光器件7至发光器件10、发光器件12至发光器件15即使荧光材料的浓度高也呈现高外部量子效率。就是说，可知在本发明的一个方式的发光器件中，即使来源于荧光材料的发光的比例增加，也呈现高发光效率。这意味着：在本发明的一个方式的发光器件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活，而可以增高客体材料的浓度，因此可以提高基于福斯特机理的激发能的能量转移效率。因此，在本发明的一个方式的发光器件中，可以将单重激发能和三重激发能都高效地用于发光。
另外，如图49至图51所示，为了提高能量转移速度，优选提高发光层中的客体材料浓度。本发明的一个方式的发光器件可以抑制基于德克斯特机理的能量转移，同时提高基于福斯特机理的能量转移速度，通过减少与猝灭过程的竞争所造成的影响，可以得到具有良好发光效率及良好可靠性的发光器件。另外，在各比较发光器件中观察到磷光发光所以发光寿命长，但是本发明的一个方式的发光器件是荧光发光所以发光寿命短。因此，可以减少与上述猝灭过程的竞争所造成的影响。因此，在本发明的一个方式的发光器件中，可以增高客体材料的浓度，而可以得到发光效率及可靠性高的发光器件。
[实施例2]
在本实施例中，说明与实施例1不同的本发明的一个方式的发光器件及比较发光器件的制造例子及该发光器件的特性。在本实施例中制造的发光器件的结构与图1A所示的发光器件的结构相同。表9示出器件的详细结构。另外，以下示出所使用的化合物的结构及简称。关于其他有机化合物，可以参照上述实施例及上述实施方式。
[化学式30]
Figure BDA0003054188670001351
[表9]
Figure BDA0003054188670001361
[表10]
Figure BDA0003054188670001362
《比较发光器件39及发光器件40至发光器件43的制造》
与上述发光器件2至发光器件5同样，比较发光器件39及发光器件40至发光器件43通过真空蒸镀法制造。表9及表10示出各发光器件的详细结构，所以省略详细的制造方法。另外，表10示出在表9中以x3表示的值。
在比较发光器件39中，磷光材料的Ir(pbi-diBuCNp)3用作能量受体。比较发光器件39是作为磷光材料被用作能量供体的本发明的一个方式的发光器件的比较例子而示出的。
<发光器件的特性>
接着，测量上述制造了的比较发光器件39及发光器件40至发光器件43的特性。测量方法与实施例1相同。
图52示出比较发光器件39及发光器件40至发光器件43的外部量子效率-亮度特性。另外，图53示出分别在比较发光器件39及比较发光器件40至发光器件43中以2.5mA/cm2的电流密度使电流流过时的电致发射光谱。注意，各发光器件的测量在室温(保持为23℃的气氛)下进行。
另外，表11示出1000cd/m2附近的比较发光器件39及比较发光器件40至发光器件43的器件特性。
[表11]
Figure BDA0003054188670001371
<从能量供体(具有五元环骨架的磷光材料)到能量受体(具有保护基的荧光材料)的能量转移>
如图53所示，发光器件40至发光器件43的发射光谱的峰值波长为520nm左右且半宽为69nm左右，呈现来源于2，6tBu-mmtBuDPhA2Anth的绿色发光。另一方面，比较发光器件39的发射光谱的峰值波长为513nm且半宽为63nm，呈现来源于Ir(pbi-diBuCNp)3的发光。因此，可知：在本发明的一个方式的发光器件中，能量从磷光材料到荧光材料转移。
发光器件40至发光器件43虽然呈现来源于荧光材料的发光，但是如图52及表11所示，也在荧光材料的浓度高的发光器件中呈现高发光效率，即至少超过15％的外部量子效率。根据本结果，可以说：在本发明的一个方式的发光器件中，通过使用具有保护基的荧光材料及具有五元环骨架的磷光材料，抑制三重激子的无辐射失活而在发光层中生成的单重激发能和三重激发能高效地被转换为荧光材料的发光。
<发光器件的可靠性测量>
接着，进行比较发光器件39及发光器件40至发光器件43的在2.0mA下的恒流驱动测试。图54示出其结果。从图54可知：通过提高客体材料浓度，可靠性提高。这意味着通过增高客体材料的浓度可以将发光层中的激发能高效地转换为客体材料的发光。就是说，意味着通过增高客体材料的浓度，可以增高从主体材料到客体材料的基于福斯特机理的三重激发能的能量转移速度。
<发光器件的荧光寿命测量>
接着，为了调查客体材料的浓度的不同所带来的发光速度之差，测量比较发光器件39及发光器件40至发光器件43的荧光寿命。测量方法与实施例1同样。图55示出其结果。
从图55可知：荧光材料(客体材料)的浓度越高，发光速度快的荧光成分的比例越高且延迟荧光成分的比例越低。由此可知，通过将荧光材料作为客体材料添加到发光层，发光速度提高且来源于荧光材料的瞬时荧光成分的比例增加。
在此，如上所述，即使使用荧光材料的浓度高的发光器件，本发明的一个方式的发光器件40至发光器件43也呈现高外部量子效率。就是说，可知在本发明的一个方式的发光器件中，即使来源于荧光材料的发光的比例增加，也呈现高发光效率。这意味着：在本发明的一个方式的发光器件中，可以抑制从主体材料到客体材料的基于德克斯特机理的三重激发能的能量转移及三重激发能的失活，而可以增高客体材料的浓度，因此可以提高基于福斯特机理的激发能的能量转移效率。因此，在本发明的一个方式的发光器件中，可以将单重激发能和三重激发能都高效地用于发光。
(参考例1)
在本参考例中，说明用于实施例1的具有保护基的荧光材料，即2tBu-ptBuDPhA2Anth的合成方法。
将1.2g(3.1mmol)的2-叔丁基蒽、1.8g(6.4mmol)的双(4-叔丁基苯基)胺、1.2g(13mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基-1，1’-联苯(简称：SPhos)放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入35mL的均三甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以170℃搅拌该混合物4小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁(日本和光纯药工业公司、目录号码：066-05265)、硅藻土(日本和光纯药工业公司、目录号码：537-02305)、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂：己烷：甲苯＝9：1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用甲苯、己烷和乙醇使所得到的黄色固体再结合，以61％的收率得到1.5g的目的物的黄色固体。以下示出本合成方案(A-1)。
[化学式31]
Figure BDA0003054188670001401
通过梯度升华法，使1.5g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为4.5Pa的条件下，以315℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以89％的回收率得到1.3g的目的物的黄色固体。
此外，以下示出通过本合成得到的黄色固体的利用1H-NMR的测量结果。另外，图45及图46示出1H-NMR谱。图45B是图45A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图46是图45A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到目的物的2tBu-ptBuDPhA2Anth。
1H-NMR(CDCl3，300MHz)：σ＝8.20-8.13(m、2H)、8.12(d、J＝8.8Hz、1H)、8.05(d、J＝2.0Hz、1H)、7.42(dd、J＝9.3Hz、2.0Hz、1H)、7.32-7.26(m、2H)7.20(d、J＝8.8Hz、8H)、7.04(dd、J＝8.8Hz、2.4Hz、8H)、1.26(s、36H)、1.18(s、9H)。
(参考例2)
在本参考例中，说明用于实施例1的具有五元环的磷光材料的一个例子，即Ir(pni-diBup)3的合成方法。
<步骤1：2，6-二异丁基苯胺的合成>
将2，6-二氯苯胺100g(617mmol)、异丁基硼酸230g(2256mmol)、磷酸三钾479g(2256mmol)、2-二环己基膦基-2’，6’-二甲氧基联苯(S-phos)10g(24.7mmol)、甲苯3000mL放在5000mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气，一边对烧瓶内进行减压一边搅拌，使该混合物脱气。脱气后，追加三(二亚苄基丙酮)二钯(0)11g(11.5mmol)，在氮气流下以120℃搅拌12小时。经过规定时间后，对所得到的反应溶液进行抽滤。所得到的反应溶液通过使用甲苯抽出而纯化。然后，通过硅胶柱色谱法进行纯化。作为展开溶剂，使用己烷：甲苯＝15：1。浓缩所得到的馏分而以62％的収率得到目的物的黑色油状物79g。以下式子(B-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式32]
Figure BDA0003054188670001411
<步骤2；2-硝萘-1-三氟甲烷磺酸盐的合成>
将2-硝-1-萘酚35g(182mmol)、脱水二氯甲烷500mL、三乙基胺51mL(365mmol)放在1000mL三口烧瓶，用氮气置换烧瓶内的空气，冷却到0℃。在此，滴下三氟甲烷磺酸酐(简称：Tf2O)40mL(243mmol)，以0℃搅拌1小时，以室温搅拌20小时。经过指定时间后，对所得到的混合物添加水300mL、1M盐酸30mL。然后，通过使用二氯甲烷的抽出使该混合物纯化。然后，通过硅胶柱色谱法进行纯化。作为展开溶剂，使用己烷：二氯甲烷＝5：1。浓缩所得到的馏分而以80％的収率得到目的物的黄色油状物47g。以下式子(B-2)示出步骤2的合成方案。
[化学式33]
Figure BDA0003054188670001421
<步骤3；N-(2，6-二异丁基苯基)-2-硝-1-萘胺的合成>
将在步骤1合成的2，6-二异丁基苯胺30g(146mmol)、在步骤2合成的2-硝萘-1-三氟甲烷磺酸盐47g(146mmol)、碳酸铯81g(248mmol)、甲苯750mL放在2000mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气，一边对烧瓶内进行减压一边搅拌，使该混合物脱气。脱气之后，添加S-phos4.8g(11.7mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)2.7g(2.9mmol)，在氮气流下以130℃搅拌28小时。经过指定时间后，通过使用甲苯的抽出使所得到的混合物纯化。然后，通过硅胶柱色谱法进行纯化。作为展开溶剂，使用己烷：乙酸乙酯＝15：1。浓缩所得到的馏分而以23％的収率得到黄色油状物13g。以下式子(B-3)示出步骤3的合成方案。
[化学式34]
Figure BDA0003054188670001422
<步骤4；N-(2，6-二异丁基苯基)-1，2-萘二胺的合成>
将在步骤3合成的N-(2，6-二异丁基苯)-2-硝-1-萘胺13g(34mmol)、水6.1mL(0.34mol)、乙醇400mL放在1000mL三口烧瓶，搅拌。对该混合物添加氯化锡(II)32g(0.17mol)，在氮气流下以80℃搅拌5小时。经过指定时间后，通过将所得到的反应混合物倒入2M氢氧化钠水溶液500mL，以室温搅拌2小时。对所析出的沉淀物进行抽滤，使用氯仿洗净，得到滤液。通过使用氯仿的抽出使所得到的滤液纯化。然后，通过硅胶柱色谱法进行纯化。作为展开溶剂，使用己烷：乙酸乙酯＝15：1。浓缩所得到的馏分而以81％的収率得到目的物的黑色油状物9.5g。以下式子(B-4)示出步骤4的合成方案。
[化学式35]
Figure BDA0003054188670001431
<步骤5；1-(2，6-二异丁基苯基)-2-苯基-1H-萘并[1，2-d]咪唑(简称：Hpni-diBup)的合成>
将在步骤4合成的N-(2，6-二异丁基苯基)-1，2-萘二胺9.5g(27mmol)、乙腈100mL、苯甲醛2.9g(27mmol)放在300mL茄形烧瓶，以100℃搅拌6小时。对该混合物添加氯化铁(III)0.044g(0.274mmol)，以100℃搅拌16小时。经过指定时间后，使用乙酸乙酯抽出所得到的反应混合物，对所得到的油状物添加甲苯100mL、氧化锰(IV)10g而将其放在300mL茄形烧瓶，以130℃搅拌7小时。经过指定时间后，经过硅藻土(日本和光纯药工业公司，目录号码：537-02305)/硅酸镁(日本和光纯药工业公司，目录号码：066-05265)/矾土而对得到的反应混合物进行抽滤。浓缩所得到的滤液，得到油状物。通过硅胶柱色谱法使所得到的油状物纯化。作为展开溶剂，使用甲苯。浓缩所得到的馏分而以66％的収率得到目的物的白色固体7.9g。以下式子(B-5)示出步骤5的合成方案。
[化学式36]
Figure BDA0003054188670001441
<步骤6；二-μ-氯-四{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}二铱(III)(简称：[Ir(pni-diBup)2Cl]2)的合成>
将在步骤5合成的1-(2，6-二异丁基苯基)-2-苯基-1H-萘并[1，2-d]咪唑(简称：Hpni-diBup)3.3g(7.7mmol)、氯化铱一水合物1.6g(3.7mmol)、2-乙氧基乙醇30mL、水10mL放在100mL圆底烧瓶中，用氩置换烧瓶内的空气。通过对该反应容器照射微波(2.45GHz、100W)2小时，起反应。反应之后，对反应溶液进行抽滤，以69％的收率得到目的物的黄色固体2.8g。以下式子(B-6)示出步骤6的合成方案。
[化学式37]
Figure BDA0003054188670001451
<步骤7；三{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(pni-diBup)3])的合成>
将通过步骤1至6的方法合成的二-μ-氯-四{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}二铱(III)(简称：[Ir(pni-diBup)2Cl]2)2.0g(0.92mmol)、二氯甲烷150mL放在500mL三口烧瓶，在氮气流下搅拌。对该混合溶液滴下三氟甲烷磺酸银0.72g(2.8mmol)及甲醇150mL的混合溶液，在暗处搅拌3天。经过指定时间的反应之后，使反应混合物透过硅藻土，过滤。浓缩所得到的滤液，得到黄色固体2.7g。将所得到的固体2.7g、乙醇50mL、通过步骤1至5的方法合成的1-(2，6-二异丁基苯基)-2-苯基-1H-萘并[1，2-d]咪唑(简称：Hpni-diBup)1.6g(3.7mmol)放在500mL茄形烧瓶，在氮气流下进行20小时的加热回流。经过指定时间的反应之后，对反应混合物进行抽滤而得到固体。将所得到的固体溶解于二氯甲烷，透过硅藻土/中性硅胶/硅藻土进行抽滤。浓缩所得到的滤液而得到固体。通过硅胶柱色谱法对所得到的固体进行纯化。作为展开溶剂使用二氯甲烷：己烷＝1：3。浓缩所得到的馏分而得到固体。使用乙酸乙酯/己烷使所得到的固体再结晶，以40％的収率得到固体1.1g。以下式子(B-7)示出合成方案。
[化学式38]
Figure BDA0003054188670001461
通过梯度升华法，使1.1g的所得到的固体升华纯化。在压力为2.6Pa，氩流量为10.5mL/min的条件下以340℃加热所得到的固体41小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以88％的回收率得到0.93g的黄色固体。
对上面得到的黄色固体进行质子NMR(1H-NMR)测量。以下示出所得到的值。另外，图47示出1H-NMR谱。从图47可知：得到本发明的一个方式的有机金属配合物的Ir(pni-diBup)3。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：0.15(d，9H)，0.39-0.42(m，18H)，0.59(d，9H)，1.27-1.35(m，3H)，1.78-1.86(m，3H)，1.93-2.02(m，6H)，2.33(d，6H)，6.35-6.40(m，6H)，6.56-6.61(m，6H)，7.04-7.07(m，6H)，7.16(t，3H)，7.25(d，3H)，7.30(t，3H)，7.40(d，3H)，7.48(d，3H)，7.63(t，3H)，7.73(d，3H)。
(参考例3)
在本参考例中，说明用于实施例1的具有五元环的磷光材料的一个例子，即Ir(pni-diBup)2(mdppy)的合成方法。
<步骤1；双{2-[1-(2，6-二异丁基苯基)-1H-萘并[1，2-d]咪唑-2-基-κN3]苯基-κC}[2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称：[Ir(pni-diBup)2(mdppy)])的合成>
将[Ir(mdppy)2Cl]21.3g(0.9mmol)、二氯甲烷180mL放在500mL三口烧瓶，在氮气流下进行搅拌。对该混合溶液滴下三氟甲烷磺酸银0.7g(2.7mmol)及甲醇35mL的混合溶液，在暗处搅拌18小时。经过指定时间的反应之后，使反应混合物透过硅藻土，过滤。浓缩所得到的滤液，得到黄色固体1.9g。将所得到的黄色固体1.9g、甲醇30mL、乙醇30mL、Hpni-diBup1.6g(3.6mmol)放在300mL茄形烧瓶，在氮气流下进行23小时的加热回流。经过指定时间之后，对反应混合物抽滤而去除不溶物，然后浓缩滤液来得到固体。对所得到的固体添加1-丁醇60mL，在氮气流下进行加热回流22小时。经过指定时间的反应之后，对反应混合物进行抽滤而得到固体。通过硅胶柱色谱法对所得到的固体进行纯化。作为展开溶剂使用己烷：二氯甲烷＝3：1的混合溶剂。浓缩所得到的馏分而得到固体。使用乙酸乙酯/己烷使所得到的固体再结晶，以9％的収率得到目的物的黄色固体0.20g。以下式子(C-1)示出合成方案。
[化学式39]
Figure BDA0003054188670001481
通过梯度升华法，使0.19g的所得到的固体升华纯化。在压力为2.5Pa，氩流量为10.3mL/min的条件下以320℃加热所得到的固体18小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以72％的回收率得到目的物的黄色固体0.14g。
对上面得到的黄色固体进行1H-NMR测量。以下示出所得到的值。另外，图48示出1H-NMR谱。从图48可知：得到本发明的一个方式的有机金属配合物的[Ir(pni-diBup)2(mdppy)]。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：0.09-0.15(m，9H)，0.29-0.34(m，9H)，0.40(t，1H)，0.45(d，3H)，0.51(d，3H)，1.18-1.24(m，1H)，1.34-1.49(m，1H)，1.70-1.78(m，1H)，1.88-2.09(m，6H)，2.17-2.25(m，2H)，2.51(s，3H)，6.30-6.40(m，3H)，6.48(t，1H)，6.61-6.52(m，3H)，6.64-6.69(m，2H)，6.74-6.79(m，2H)，6.83(t，1H)，6.93-7.01(m，3H)，7.08(t，1H)，7.13-7.25(m，8H)，7.34-7.51(m，6H)，7.57-7.73(m，4H)，7.87(d，1H)，7.94(s，1H)，8.31(s，1H)。
(参考例4)
在本参考例中，说明用于实施例2的具有保护基的荧光材料，即2，6tBu-mmtBuDPhA2Anth的合成方法。
将1.1g(2.5mmol)的2，6-二-叔丁基蒽、2.3g(5.8mmol)的双(3，5-叔丁基苯基)胺、1.1g(11mmol)的叔丁醇钠以及60mg(0.15mmol)的SPhos放在200mL三口烧瓶中，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物加入25mL的二甲苯，对该混合物进行减压脱气，对该混合物加入40mg(70μmol)的双(二亚苄基丙酮)钯(0)，然后在氮气流下以150℃搅拌该混合物6小时。
在搅拌之后，对所得到的混合物加入400mL的甲苯，然后通过硅酸镁、硅藻土、矾土进行抽滤而得到滤液。浓缩所得到的滤液得到褐色固体。
利用硅胶柱色谱法(展开溶剂使用己烷：甲苯＝9：1)对该固体进行纯化，得到目的物的黄色固体。使用己烷和甲醇使所得到的黄色固体再结合，以17％的收率得到0.45g的目的物的黄色固体。下述(D-1)示出步骤1的合成方案。
[化学式40]
Figure BDA0003054188670001501
通过梯度升华法，使0.45g的所得到的黄色固体升华纯化。在压力为5.0Pa的条件下，以275℃加热黄色固体15小时来进行升华纯化。在升华纯化之后，以82％的回收率得到0.37g的目的物的黄色固体。
注意，以下示出上述步骤1中得到的黄色固体的利用1H-NMR的测量结果。另外，图56A、图56B及图57示出1H-NMR谱。图56B是图56A的6.5ppm至9.0ppm范围的放大图。另外，图57是图56A的0.5ppm至2.0ppm范围的放大图。由该结果可知得到2，6tBu-mmtBuDPhA2Anth。
1H-NMR(CDCl3，300MHz)：σ＝8.11(d、J＝9.3Hz、2H)、7.92(d、J＝1.5Hz、1H)、7.34(dd、J＝9.3Hz、2.0Hz、2H)、6.96-6.95(m、8H)、6.91-6.90(m、4H)、1.13-1.12(m、90H)。
[符号说明]
100：EL层、101：电极、102：电极、106：发光单元、108：发光单元、111：空穴注入层、112：空穴传输层、113：电子传输层、114：电子注入层、115：电荷产生层、116：空穴注入层、117：空穴传输层、118：电子传输层、119：电子注入层、120：发光层、130：发光层、131：化合物、132：化合物、133：化合物、134：化合物、135：化合物、150：发光器件、170：发光层、250：发光器件、301：客体材料、302：客体材料、310：发光体、320：保护基、330：主体材料、601：源极一侧驱动电路、602：像素部、603：栅极一侧驱动电路、604：密封衬底、605：密封剂、607：空间、608：布线、610：衬底、611：开关用TFT、612：电流控制用TFT、613：电极、614：绝缘物、616：EL层、617：电极、618：发光器件、623：n沟道TFT、624：p沟道TFT、900：便携式信息终端、901：外壳、902：外壳、903：显示部、905：铰链部、910：便携式信息终端、911：外壳、912：显示部、913：操作按钮、914：外部连接端口、915：扬声器、916：麦克风、917：照相机、920：照相机、921：外壳、922：显示部、923：操作按钮、924：快门按钮、926：透镜、1001：衬底、1002：基底绝缘膜、1003：栅极绝缘膜、1006：栅电极、1007：栅电极、1008：栅电极、1020：层间绝缘膜、1021：层间绝缘膜、1022：电极、1024B：电极、1024G：电极、1024R：电极、1024W：电极、1025B：下部电极、1025G：下部电极、1025R：下部电极、1025W：下部电极、1026：分隔壁、1028：EL层、1029：电极、1031：密封衬底、1032：密封剂、1033：基材、1034B：着色层、1034G：着色层、1034R：着色层、1036：保护层、1037：层间绝缘膜、1040：像素部、1041：驱动电路部、1042：边缘部、1044R：红色像素、1044G：绿色像素、1044B：蓝色像素、1044W：白色像素、2100：机器人、2101：照度传感器、2102：麦克风、2103：上部照相机、2104：扬声器、2105：显示器、2106：下部照相机、2107：障碍物传感器、2108：移动机构、2110：运算装置、5000：外壳、5001：显示部、5002：显示部、5003：扬声器、5004：LED灯、5006：连接端子、5007：传感器、5008：麦克风、5012：支撑部、5013：耳机、5100：扫地机器人、5101：显示器、5102：照相机、5103：刷子、5104：操作按钮、5120：垃圾、5140：便携式电子设备、5150：便携式信息终端、5151：外壳、5152：显示区域、5153：弯曲部、8501：照明装置、8502：照明装置、8503：照明装置、8504：照明装置

Claims (25)

1.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及五个以上的保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述五个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
2.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述五个以上的保护基中的至少四个分别独立为碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个。
3.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及至少四个保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述四个保护基不直接键合于所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环，
所述四个保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
4.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光，
所述第二材料具有发光体及两个以上的二芳基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环键合于所述两个以上的二芳基氨基，
所述两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少一个保护基，
所述保护基具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
5.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的二芳基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环键合于所述两个以上的二芳基氨基，
所述两个以上的二芳基氨基中的芳基分别独立地具有至少两个保护基，
所述保护基具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
6.根据权利要求4或5所述的发光器件，
其中所述二芳基氨基为二苯基氨基。
7.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及多个保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述保护基具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
构成所述多个保护基的原子的至少一个位于所述稠合芳香环和所述稠合杂芳环中的一个的面的正上，构成所述多个保护基的原子的至少一个位于所述稠合芳香环和所述稠合杂芳环中的另一个的面的正上，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
8.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的二苯基氨基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环键合于所述两个以上的二苯基氨基，
所述两个以上的二苯基氨基中的苯基分别独立地在3位及5位具有保护基，
所述保护基分别独立地具有碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光器件，
其中所述五元环骨架具有吡唑骨架、咪唑骨架和三唑骨架中的任一个。
10.根据权利要求9所述的发光器件，
其中所述咪唑骨架及所述三唑骨架所具有的与双键无关的氮原子具有取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基。
11.一种在一对电极间包括发光层的发光器件，
其中，所述发光层包含第一材料及第二材料，
所述第一材料能够将三重激发能转换为发光且具有五元环骨架，
所述第二材料能够将单重激发能转换为发光且具有发光体及两个以上的保护基，
所述发光体是稠合芳香环或稠合杂芳环，
所述两个以上的保护基分别独立地具有碳原子数为1以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基和碳原子数为3以上且12以下的三烷基硅基中的任一个，
所述第一材料具有五元环骨架，
所述五元环骨架至少具有咪唑骨架和三唑骨架中的任一个，
所述咪唑骨架及所述三唑骨架所具有的与双键无关的氮原子具有取代或未取代的碳原子数为6至13的芳烃基，
并且，所述第一材料的T1能级高于所述第二材料的S1能级。
12.根据权利要求10或11所述的发光器件，
其中所述芳烃基为苯基。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光器件，
其中所述烷基为支链烷基。
14.根据权利要求13所述的发光器件，
其中所述支链烷基包含季碳。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的发光器件，
其中所述稠合芳香环或所述稠合杂芳环包含萘、蒽、芴、
Figure FDA0003054188660000041
三亚苯、并四苯、芘、苝、香豆素、喹吖啶酮以及萘并双苯并呋喃中的任一个。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的发光器件，
其中所述发光层还具有第三材料，
并且所述第一材料及所述第三材料形成激基复合物。
17.根据权利要求16所述的发光器件，
其中所述激基复合物的发射光谱与所述第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的发光器件，
其中所述第一材料为金属配合物。
19.根据权利要求18所述的发光器件，
其中所述金属配合物包含第8至10族且第5及6周期的金属，
并且所述五元环骨架配位于所述金属。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的发光器件，
其中所述第一材料为发射磷光的化合物。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的发光器件，
其中所述第一材料为发射热活化延迟荧光的化合物。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的发光器件，
其中所述第一材料的发射光谱与所述第二材料的最长波长一侧的吸收带重叠。
23.根据权利要求1至22中任一项所述的发光器件，
其中在所述发光层中，所述第二材料的浓度为2wt％以上且30wt％以下。
24.一种电子设备，包括：
权利要求1至23中任一项所述的发光器件；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
25.一种照明装置，包括：
权利要求1至23中任一项所述的发光器件；以及
外壳和触摸传感器中的至少一个。
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