CN113841252A - 发光器件、发光装置、电子设备及照明装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种寿命长的发光器件。本发明的一个方式是一种一对电极间包括EL层的发光器件，其中通过作为EL层所包括的空穴注入层及电子传输层使用特定的结构，以自发地变化的方式控制驱动时的载流子平衡而抑制发光器件的初始劣化。另外，此时通过增高EL层所包括的发光层与电子传输层的叠层界面的电子注入势垒，其自发变化的速度变慢，所以可以实现从长期劣化的观点来看很良好的发光器件。

Description

发光器件、发光装置、电子设备及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光器件、发光装置、电子设备及照明装置。但是本发明的一个方式不局限于此。本发明的一个方式涉及一种物体、方法、制造方法或驱动方法。或者，本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。
背景技术
使用有机化合物且利用电致发光(EL：Electroluminescence)的发光器件(也称为有机EL器件、有机EL元件)的实用化非常活跃。在这些发光器件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光物质的有机化合物层(EL层)。通过对该元件施加电压，注入载流子，利用该载流子的再结合能量，可以获得来自发光物质的发光。
因为这种发光器件是自发光型发光器件，所以当用于显示器的像素时比起液晶有可见度更高、不需要背光源等优势。因此，该发光器件适合于平板显示器元件。另外，使用这种发光器件的显示器可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点。而且，非常快的响应速度也是其特征之一。
此外，因为这种发光器件的发光层可以在二维上连续地形成，所以可以获得面发光。因为这是在以白炽灯泡或LED为代表的点光源或者以荧光灯为代表的线光源中难以得到的特征，所以作为可用于照明等的面光源，上述发光器件的利用价值也高。
如上所述，使用发光器件的显示面板或照明装置适用于各种各样的电子设备，为了追求具有更良好的效率及寿命的发光器件的进一步研究开发日益活跃。
专利文献1公开了在接触于空穴注入层的第一空穴传输层与发光层之间设置其HOMO能级介于第一空穴注入层的HOMO能级与主体材料的HOMO能级之间的空穴传输性材料的结构。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]国际公开第2011/065136号小册子
发明内容
发明所要解决的技术问题
到现在发光器件的特性显著地提高，但是还不足以满足对效率、可靠性等特性的高度要求。
于是，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发光效率良好的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种寿命长的发光器件。另外，本发明的一个方式的目的是提供一种驱动电压低的发光器件。
另外，本发明的另一个方式的目的是提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。另外，本发明的另一个方式的目的是提供一种功耗小的发光装置、电子设备及显示装置。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。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
本发明的一个方式是一种在一对电极间包括EL层的发光器件，其中通过作为EL层所包括的空穴注入层及电子传输层使用特定的结构以自发地变化的方式控制驱动时的载流子平衡而抑制发光器件的初始劣化。另外，通过增高EL层所包括的发光层与电子传输层的叠层界面的电子注入势垒，其自发变化的速度变慢，所以可以实现从长期劣化的观点来看也很良好的发光器件。其结果，驱动发光器件时的劣化曲线的形状在驱动初期或长期驱动时都接近于更平坦的形状。该电子注入势垒也可以抑制从阴极一侧注入到发光层的电子到达空穴传输层且抑制电子注入所导致的空穴传输层的劣化。
本发明的一个方式是一种发光器件，包括阳极与阴极间的EL层，其中EL层从阳极一侧依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层，空穴注入层与阳极接触，空穴注入层包括第一物质及第二物质，第一物质对第二物质具有电子接收性，第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，发光层包括第三物质及第四物质，第四物质为主体材料，电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，第一电子传输层与发光层接触，第一电子传输层包括第五物质，第二电子传输层包括第六物质，第五物质为电子传输性材料，第六物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，第五物质的LUMO能级比第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。此时，第二电子传输层可以还包括作为电子传输性材料的第七物质。
本发明的另一个方式是一种发光器件，包括阳极与阴极间的EL层，其中EL层从阳极一侧依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层，空穴注入层与阳极接触，空穴注入层包括第一物质及第二物质，第一物质对第二物质具有电子接收性，第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，发光层包括第三物质及第四物质，第四物质为主体材料，电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，第一电子传输层与发光层接触，第一电子传输层包括第五物质及第六物质，第二电子传输层包括第七物质，第五物质及第七物质为电子传输性材料，第六物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，第五物质的LUMO能级比第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。
本发明的另一个方式是一种发光器件，包括阳极与阴极间的EL层，其中EL层从阳极一侧依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层，空穴注入层与阳极接触，空穴注入层包括第一物质及第二物质，第一物质对第二物质具有电子接收性，第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，发光层包括第三物质及第四物质，第四物质为主体材料，电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，第一电子传输层与发光层接触，第一电子传输层包括第五物质及第六物质，第二电子传输层包括第七物质及第八物质，第一电子传输层中的第六物质的比例大于第二电子传输层中的第八物质的比例，第五物质及第七物质为电子传输性材料，第六物质及第八物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，第五物质的LUMO能级比第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。此时，各层中的第六物质及第八物质的比例优选以重量％表示。
另外，在上述结构中，第六物质与第八物质优选相同。并且，在上述各结构中，第五物质与第七物质优选相同。
在上述各结构中，第五物质的LUMO能级优选比第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.20eV以上且0.40eV以下。
在上述各结构中，第五物质的HOMO能级优选为-6.0eV以上。
在上述各结构中，第五物质的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
在上述各结构中，优选的是，发光层还包括第九物质，第四物质与第九物质为形成激基复合物的组合。注意，优选的是，第四物质为电子传输性材料且第九物质为空穴传输性材料。
在上述各结构中，优选的是，EL层包括空穴传输层，空穴传输层位于空穴注入层与发光层间，空穴传输层包括第十物质，第十物质的HOMO能级为第二物质的HOMO能级以下且大于第四物质的HOMO能级。注意，第十物质优选具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和芴骨架中的至少一个。另外，第十物质优选与第二物质相同。
在上述各结构中，第六物质及第八物质优选为包含碱金属或碱土金属的金属配合物。
在上述各结构中，第六物质及第八物质优选为包含氮及氧的配体以及碱金属或碱土金属的金属配合物。
在上述各结构中，第六物质及第八物质优选为具有包含氮及氧的配体和一价的金属离子的金属配合物。
在上述各结构中，第六物质及第八物质优选为包含具有8-羟基喹啉(Hydroxyquinolilato)结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。
在上述各结构中，第六物质及第八物质优选为包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物。
另外，本发明的一个方式不仅包括具有上述发光器件(也称为发光元件)的发光装置，而且还包括具有发光器件或发光装置的电子设备(具体而言，具有发光器件或发光装置及连接端子或者操作键的电子设备)以及具有发光器件或发光装置的照明装置(具体而言，具有发光器件或发光装置及外壳的照明装置)。因此，本说明书中的发光装置是指图像显示器件或光源(包括照明装置)。此外，发光装置还包括如下模块：发光装置安装有连接器诸如柔性印刷电路(FPC)或载带封装(TCP)的模块；在TCP端部设置有印刷线路板的模块；或者集成电路(IC)通过玻璃覆晶封装(COG)方式直接安装到发光器件的模块。
发明效果
于是，本发明的一个方式可以提供一种新颖的发光器件。另外，本发明的一个方式可以提供一种寿命长的发光器件。另外，本发明的一个方式可以提供一种发光效率良好的发光器件。
另外，本发明的另一个方式可以提供一种可靠性高的发光装置、电子设备及显示装置。另外，本发明的另一个方式可以提供一种功耗小的发光装置、电子设备及显示装置。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载中可明显看出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中抽出上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A、图1B及图1C是示出发光器件的结构的图。
图2A及图2B是说明发光器件的机理的图。
图3A及图3B是说明发光器件的结构的图。
图4A、图4B及图4C是说明发光装置的图。
图5A是说明发光装置的俯视图。图5B是说明发光装置的截面图。
图6A是说明移动计算机的图。图6B是说明便携式图像再现装置的图。图6C是说明数码相机的图。图6D是说明便携式信息终端的图。图6E是说明便携式信息终端的图。图6F是说明电视装置的图。图6G是说明便携式信息终端的图。
图7A、图7B及图7C是说明电子设备的图。
图8A及图8B是说明汽车的图。
图9A及图9B是说明照明装置的图。
图10是示出仅电子元件的结构的图。
图11是仅电子元件的电流密度-电压特性。
图12是电容C的频率特性。
图13是-ΔB的频率特性。
图14是各有机化合物的电子迁移率的电场强度依赖性。
图15是说明发光器件的图。
图16是示出发光器件1及对比发光器件2的电流密度-亮度特性的图。
图17是示出发光器件1及对比发光器件2的电压-亮度特性的图。
图18是示出发光器件1及对比发光器件2的亮度-电流效率特性的图。
图19是示出发光器件1及对比发光器件2的电压-电流特性的图。
图20是示出发光器件1及对比发光器件2的亮度-功率效率特性的图。
图21是示出发光器件1及对比发光器件2的亮度-外部量子效率特性的图。
图22是示出发光器件1及对比发光器件2的发射光谱的图。
图23是示出发光器件1及对比发光器件2的可靠性的图。
图24是示出发光器件3及发光器件4的电流密度-亮度特性的图。
图25是示出发光器件3及发光器件4的电压-亮度特性的图。
图26是示出发光器件3及发光器件4的亮度-电流效率特性的图。
图27是示出发光器件3及发光器件4的电压-电流特性的图。
图28是示出发光器件3及发光器件4的亮度-功率效率特性的图。
图29是示出发光器件3及发光器件4的亮度-外部量子效率特性的图。
图30是示出发光器件3及发光器件4的发射光谱的图。
图31是示出发光器件3及发光器件4的可靠性的图。
图32是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的电流密度-亮度特性的图。
图33是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的电压-亮度特性的图。
图34是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的亮度-电流效率特性的图。
图35是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的电压-电流特性的图。
图36是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的亮度-功率效率特性的图。
图37是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的亮度-外部量子效率特性的图。
图38是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的发射光谱的图。
图39是示出发光器件5、发光器件6及发光器件7的可靠性的图。
图40是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的电流密度-亮度特性的图。
图41是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的电压-亮度特性的图。
图42是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的亮度-电流效率特性的图。
图43是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的电压-电流特性的图。
图44是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的亮度-功率效率特性的图。
图45是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的亮度-外部量子效率特性的图。
图46是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的发射光谱的图。
图47是示出发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的可靠性的图。
图48是以结构式(300)表示的有机化合物的1H-NMR谱。
图49是以结构式(301)表示的有机化合物的1H-NMR谱。
实施发明的方式
以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
(实施方式1)
在本实施方式中，使用图1说明本发明的一个方式的发光器件的结构。
图1A示出具有在用作阳极的第一电极101与用作阴极的第二电极102间夹有EL层103的结构的发光器件。EL层103具有作为功能层依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114、电子注入层115的结构。
空穴注入层111包括第一物质及第二物质。第一物质是对第二物质呈现电子接收性的物质。另外，第二物质是其HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下的具有较深的HOMO能级的物质且优选为空穴传输性材料。在该第二物质具有较深的HOMO能级时，向空穴传输层112及发光层113的空穴注入变容易。另一方面，第二物质的较深的HOMO能级适度减弱与呈现电子接收性的第一物质的相互作用，所以空穴注入层111中的空穴的生成量变得较少，适度控制从第一电极101(阳极)向空穴注入层111的空穴注入。上述HOMO能级的范围是为了适当地保持这平衡而设定的。关于第一物质及第二物质的具体例子，在实施方式2中详细地说明。
另外，发光层113包括第三物质及第四物质。优选第三物质为客体材料且为发光层113中的发光材料。第四物质优选为主体材料。关于第三物质及第四物质的具体例子，在实施方式2中详细地说明。
在此，本发明的一个方式的发光器件在EL层103中的发光层113与电子传输层114接触的界面处具有电子注入势垒。另外，在电子传输层114具有多个叠层结构，例如如图1A所示那样地具有第一电子传输层114-1及第二电子传输层114-2的两层的叠层结构时，本发明的一个方式的发光器件在发光层113与第一电子传输层114-1接触的界面处具有电子注入势垒。
另外，“在发光层113与电子传输层114接触的界面处具有电子注入势垒”是指：电子传输层114所包括的电子传输性材料的LUMO能级比发光层113所包括的主体材料的LUMO能级深且它们之差在所希望的范围内。因此，在发光层113与第一电子传输层114-1接触的图1A的结构中，第一电子传输层114-1所包括的电子传输性材料(第五物质)的LUMO能级比发光层113所包括的主体材料(第四物质)的LUMO能级深且它们之差在所希望的范围内。在后面说明该所希望的范围。
另外，本发明的一个方式的发光器件中的电子传输层114作为第六物质包括金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物。作为金属，可以举出碱金属、碱土金属及稀土金属。
另外，作为第六物质优选使用金属配合物。在此，尤其优选使用包含碱金属或碱土金属的金属配合物。另外，更优选使用包含氮及氧的配体以及包含碱金属或碱土金属的金属配合物。具体而言，作为上述碱金属、碱土金属及稀土金属，可以举出Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba等。
另外，作为上述金属配合物，优选使用包含氮及氧的配体和一价的金属离子的金属配合物。作为一价的金属离子，除了上述碱金属离子以外，还优选使用Ag、Au。
注意，作为包含氮及氧的配体，优选使用该氮和该氧对金属形成螯合的配体。
另外，作为上述金属配合物，优选使用包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。作为具有8-羟基喹啉结构的配体，可以举出8-羟基喹啉及8-羟基喹啉的甲基取代物(例如2-甲基取代物、5-甲基取代物)等。8-羟基喹啉结构是指在取代或未取代的8-羟基喹啉(hydroxyquinolinol)中脱离-OH基的质子而成的结构。作为一价的金属离子，除了上述碱金属离子以外，还优选使用Ag、Au。
因此，作为包含上述碱金属或碱土金属的金属配合物，可以举出：包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钠配合物8-(羟基喹啉)钠(简称：Naq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钾配合物8-(羟基喹啉)钾(简称：Kq)；包含具有8-羟基喹啉结构的配体的镁配合物双(8-羟基喹啉)镁(简称：Mgq2)。作为其他金属配合物，可以举出包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锌配合物双(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)等。作为包含具有8-羟基喹啉结构的配体，除了8-羟基喹啉以外还包括8-羟基喹啉的甲基取代物(例如，2-甲基取代物、5-甲基取代物)等。另外，8-羟基喹啉结构是指在取代或未取代的8-羟基喹啉(hydroxyquinolinol)中脱离-OH基的质子的结构。
注意，上述金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物(即第六物质)存在于电子传输层114中的任何区域即可，例如，在电子传输层114具有叠层结构时，存在于其中任一层或两个层即可。
例如，优选具有如下结构：接触于发光层113的电子传输层114-1包括第五物质(电子传输性材料)且电子传输层114-2包括上述第六物质。此时，更优选的是，电子传输层114-2还包括第七物质(电子传输性材料)。另外，作为其他优选的结构，可以举出：接触于发光层113的电子传输层114-1包括第五物质(电子传输性材料)及上述第六物质且电子传输层114-2包括第七物质(电子传输性材料)。另外，作为其他优选的结构，可以举出：接触于发光层的第一电子传输层114-1包括第五物质(电子传输性材料)及第六物质且第二电子传输层114-2包括第七物质(电子传输性材料)及第八物质(与第六物质同样的金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物)，第一电子传输层114-1中的第六物质的比例大于第二电子传输层114-2中的第八物质的比例。在此情况下，各层中的第六物质、第八物质的比例优选以重量％表示。
另外，在上述结构中，第六物质及第八物质也可以使用相同材料。由此，可以降低制造成本。另外，可以更容易获得以下说明的本发明的长寿命化的效果。
另外，在上述结构中，第五物质及第七物质(都是电子传输性材料)也可以使用相同材料。由此，可以降低制造成本。另外，可以更容易获得以下说明的本发明的长寿命化的效果。
通过采用上述结构，可以获得长寿命的发光器件。以下，使用图1B及图1C进行说明。图1B示出本发明的一个方式的发光器件的初期的载流子移动。如上所述，在本发明的一个方式的发光器件中，在第二物质具有较深的HOMO能级时，向空穴传输层(ETL)112及发光层(EML)113的空穴注入变容易。另一方面，电子传输层(ETL)114所包括的电子传输性材料的LUMO能级比发光层113所包括的主体材料的LUMO能级深且它们之差在所希望的范围内，所以以不大幅度地下降发光效率的程度抑制从第二电极102(阴极)向发光层113的电子的注入及传输。其结果，发光器件的起始状态为发光层113中的再结合区域113-1稍微扩大到电子传输层114的一部分的第一电子传输层114-1的状态(参照图1B)。
接着，在驱动上述发光器件时，在驱动初期发生如下变化。首先，由于电子传输层114所包括的第六物质(及第八物质)的变质，电子传输层114的电子传输性逐渐地提高。另一方面，如上所述，空穴注入层111中的空穴的生成量较少，适度抑制从第一电极101(阳极)向空穴注入层111的空穴注入。由此，稍微扩大到电子传输层的一部分的再结合区域变化而在发光层的更内部发生再结合(参照图1C)。
这意味着：通过驱动，发生自发地变化而发光效率稍微提高。该变化抵消劣化，所以可以获得初始劣化小的发光器件。根据情况，如图2A的发光器件的可靠性图表中的区域(d)所示，呈现亮度暂时上升的倾向。
另外，发光层113与电子传输层114接触的界面存在有电子注入势垒，所以从电子传输层(ETL)114向发光层113注入的电子的比例被控制。这意味着使上述自发变化的速度较慢而可以长期地获得自发变化的效果，所以可以实现从长期劣化的观点来看也很良好发光器件。其结果，驱动发光器件时的劣化曲线的形状在驱动初期或长期驱动时接近于更平坦的形状。另外，经过发光层113注入到空穴传输层112的电子的比例也下降，所以可以抑制电子的注入带来的空穴传输层112的劣化，并且获得能够提高发光器件的可靠性的效果。
已知上述电子注入和传输性的自发变化通过使一定量以上的第六物质(及第八物质)包含在电子传输层内而发生。尤其是，在第六物质(及第八物质)为上述金属配合物时容易获得该效果。另外，在使用如下金属配合物时该效果很明显：在包含碱金属或碱土金属的金属配合物、包含氮及氧的配体和包含碱金属或碱土金属的金属配合物、包含氮及氧的配体和一价的金属离子的金属配合物、包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。上述金属配合物的平面性都较高。因此，可认为：上述金属配合物的相变或者上述金属配合物与电子传输性材料(第五物质、第七物质)的相互作用的变化带来上述电子注入及传输性的自发变化。注意，本发明的一个方式的发光器件中的长寿命化的机理不局限于该机理。
如上所述，需要使一定量以上的第六物质(及第八物质)包含在电子传输层内。各层中的第六物质(及第八物质)的比例优选为55％以上且80％以下的重量％。更优选为65％以上且80％以下。
接着，说明上述发光层113与电子传输层114接触的界面处的电子注入势垒的所希望的范围。该电子注入势垒是电子传输层114所包括的电子传输性材料的LUMO能级与发光层113所包括的主体材料的LUMO能级之差，相当于图1B、图1C中的以a表示的差距。
注意，在发光层113与电子传输层114接触的界面设置的电子注入势垒过大，载流子的再结合被阻碍，所以发生发光效率下降。于是，以作为用于发光层113的主体材料使用9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基蒽(简称：αN-βNPAnth)的情况为例，制造用于电子传输层114的电子传输性材料互不相同的多个发光器件，对各发光器件的可靠性进行评价，以求出上述的所希望的范围。实际上的评价结果在实施例1及实施例2示出。
在实施例1及实施例2中使用的电子传输性材料为如下：2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-苯基-3-{4-[10-(3-吡啶基)-9-蒽基]苯基}喹喔啉(简称：PyA1PQ)。以下表1示出用于电子传输层114的上述电子传输性材料、用于发光层113的αN-βNPAnth的LUMO能级以及上述电子传输性材料与αN-βNPAnth的LUMO能级之差。
[表1]
物质名称(简称) LUMO能级(eV) Δ：与αN-βNPAnth之差(eV)
αN-βNPAnth -2.74 0
ZADN -2.87 0.13
2mDBTBPDBq-II -2.94 0.20
PyA1PQ -3.00 0.26
在实施例1及实施例2中，获得如下结果：与αN-βNPAnth之差较大，即0.20eV以上的2mDBTBPDBq-II及PyA1PQ的可靠性比与αN-βNPAnth之差较小，即0.13eV的ZADN更良好。换言之，可以实现初始劣化被抑制的同时长期劣化也被抑制的器件。因此，可知：为了在尽量不对发光器件的器件特性造成负面影响的范围内提高器件的可靠性，优选的是，电子传输层114所包括的电子传输性材料的LUMO能级与发光层113所包括的主体材料的LUMO能级设定为以下关系，以便在发光层113与电子传输层114接触的界面形成电子注入势垒。就是说，可知：用于电子传输层114的电子传输性材料的LUMO能级优选比发光层113所包括的主体材料的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下、0.20eV以上且0.40eV以下或0.20eV以上且0.35eV以下。
根据上述结果，作为用于本发明的一个方式的发光器件的发光层113的主体材料，除了上述αN-βNPAnth以外例如还可以使用可呈现同样物性的以下面结构式表示的9-(1-萘基)-10-[3-(1-萘基)苯基]蒽(简称：αN-mαNPAnth)、9-(2-萘基)-10-[3-(1-萘基)苯基]蒽(简称：βN-mαNPAnth)、9-(2-萘基)-10-[3-(2-萘基)苯基]蒽(简称：βN-mβNPAnth)等。注意，主体材料不局限于此。
[化学式1]
Figure BDA0003358975910000161
以下表2示出上述主体材料的LUMO能级。
[表2]
主体材料(简称) LUMO能级(eV)
αN-βNPAnth -2.74
αN-mαNPAnth -2.74
βN-mαNPAnth -2.74
βN-mβNPAnth -2.73
另外，用于本发明的一个方式的发光器件的电子传输层114的电子传输性材料(尤其是第五物质)需要具有较深的LUMO能级。因此，优选使用具有包含两个或三个氮的六元环的杂芳环的化合物。具体而言，优选具有二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)或三嗪骨架。尤其是，优选使用芳香环或杂芳环稠合还稠合到上述二嗪骨架而成的稠合杂芳环。作为上述稠合杂芳环，可以举出喹喔啉环、二苯并喹喔啉环、苯并呋喃并嘧啶环、苯并噻吩并嘧啶环、萘并呋喃并吡嗪环、菲并呋喃并吡嗪(phenanthrofuropyrazine)环等。另外，上述具有包含两个或三个氮的六元环的杂芳环的化合物优选还具有其他杂芳环(例如，吡啶环、二苯并噻吩环)。这是因为这与上述电子传输层114的电子的注入及传输性的自发变化有关。作为具体的化合物，除了上述2mDBTBPDBq-II、PyA1PQ以外，例如还可以使用以下面的结构式所示的物质，如：2-苯基-3-{4-[10-(嘧啶-5-基)-9-蒽基]苯基}喹喔啉(简称：1PQPmA)、2-苯基-3-{4-[10-(吡嗪-2-基)-9-蒽基]苯基}喹喔啉(简称：1PQPrA)、2-苯基-3-{4-[4-(3-吡啶基)-1-萘基]苯基}喹喔啉(简称：PyN1PQ)、2-苯基-3-{4-[5-(3-吡啶基)-1-萘基]苯基}喹喔啉(简称：PyN1PQ-02)、2-苯基-3-[4-(10-苯基9-蒽基)苯基]喹喔啉(简称：PA1PQ)、2-苯基-3-[4-(2-吡啶基)苯基]喹喔啉(简称：2Py1PQ)、2-苯基-3-[4-(3-吡啶基)苯基]喹喔啉(简称：3Py1PQ)、2，3-双[4-(3-吡啶基)苯基]喹喔啉(简称：3Py2PQ)、2-苯基-3-[4’-(3-吡啶基)联苯基-4-基]喹喔啉(简称：PPy1PQ)、2，2’-(吡啶-2，6-二基)双[4-苯基苯并[h]喹唑啉](简称：2，6(P-Bqn)2Py)、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-(二苯基呋喃-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBFPDBq-II)、2-[3-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzPDBq-III)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯基-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、2-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：PCPDBq)、2，2’-(吡啶-2，6-二基)双(4-苯基苯并[h]喹唑啉)(简称：2，6(P-Bqn)2Py)、4-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4mDBTBPBfpm-II)、4-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯基-3-基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4mCzBPBfpm)、4，8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4，8mDBtP2Bfpm)、4，8-双[3-(二苯基噻吩-4-基)苯基]苯并噻吩并[3，2-d]嘧啶(简称：4，8mDBtP2Btpm)、4，6-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4，6mDBtP2Bfpm)、4，8-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4，8mCzP2Bfpm)、9-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：9mDBtBPNfpr)、10-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：10mDBtBPNfpr)、12-[3’-(二苯基噻吩-4-基)联苯基-3-基]菲并[9’，10’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：12mDBtBPPnfpr)、9-[3’-(6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)联苯基-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：9mBnfBPNfpr)等，但是不局限于此。另外，上述物质可以用作第七物质。
[化学式2]
Figure BDA0003358975910000191
[化学式3]
Figure BDA0003358975910000201
[化学式4]
Figure BDA0003358975910000211
以下表3示出上述电子传输性材料的LUMO能级。
[表3]
Figure BDA0003358975910000221
另外，作为用于本发明的一个方式的发光器件中的电子传输层114的电子传输性材料，优选使用满足上述LUMO能级的条件且其HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输性材料。这是因为在驱动初期的状态下通过稍微接收空穴而引起图1所示的机理。在上述电子传输性材料中，电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10-7cm2/Vs以上且1×10-5cm2/Vs以下，更优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
另外，在本发明的一个方式的发光器件中，用于空穴注入层111的空穴传输性材料(第二物质)与用于空穴传输层112的空穴传输性材料(第九物质)的HOMO能级的关系优选为如下：用于空穴传输层112的空穴传输性材料的HOMO能级相同于或深于用于空穴注入层111的空穴传输性材料的HOMO能级以下，并且它们之差为0.2eV以内。另外，作为上述空穴传输性材料，优选使用具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及芴骨架的空穴传输性材料。另外，用于空穴注入层111的空穴传输性材料(第二物质)与用于空穴传输层112的空穴传输性材料(第九物质)优选使用相同物质。由此，可以降低制造成本。另外，可以使制造装置简化。具体的化合物在实施方式2中详细地说明。
注意，虽然图1中未图示，但是也可以在空穴传输层112与发光层间设置第二空穴传输层(例如，电子阻挡层)。在此情况下，包含在第二空穴传输层中的空穴传输性材料的HOMO能级优选比用于空穴传输层112的空穴传输性材料(第九物质)的HOMO能级深且它们之差为0.2eV以内。作为包括在第二空穴传输层中的空穴传输性材料，优选使用不具有三芳基胺结构的化合物，以便使HOMO能级接近于发光层113的主体材料的HOMO能级(具有较深的HOMO能级)。具体的化合物在实施方式2中详细地说明。
在图2A中，以实线表示图1A、图1B、图1C所示的本发明的一个方式的发光器件的劣化曲线(f)，以虚线表示具有图2B所示的器件结构的其他发光器件的劣化曲线(g)。另外，在图2A所示的图表中，横轴表示时间，纵轴表示发光亮度。具有图2B所示的器件结构的发光器件在发光层113与电子传输层114接触的界面处不具有图1B、图1C中的以a表示的差距(电子注入势垒)而具有以b(注意，b<a)表示的差距。(注意，图2B示出从开始驱动经过一定时间后的情况)。
在此，假设图1A、图1B、图1C及图2B所示的发光器件的电子传输层114的电子的注入及传输性都自发地变化而发光效率稍微提高(通过驱动电子注入及传输性上升)。在此情况下，如上所述，初始劣化被抑制且有时发生如图2A的(d)所示的微小的亮度上升。另一方面，在图2B所示的发光器件中，发光层113与电子传输层114接触的界面处的差距b(注意，b<a)是作为电子注入势垒不充分的。因此，不能使自发变化的速度变慢且不能长期获得自发变化的效果，所以从长期劣化的观点来看很不利。另外，从电子传输层114注入到发光层113的电子如箭头(c)所示地注入到空穴传输层112的概率增高。一般来说，因电子在空穴传输层112俘获而导致发光器件的劣化，发生发光器件的可靠性降低(长期劣化的倾斜度(图2A的(e))变大)的问题。
因此，可知：图2B所示的发光器件的劣化曲线比图1A所示的发光器件差，即从长期劣化的观点来看可靠性下降。
如此，在包括在EL层103的发光层113与电子传输层114接触的界面处具有电子注入势垒的本发明的一个方式的发光器件具有从电子传输层114注入到发光层的电子不容易注入到空穴传输层112的结构，所以可以抑制因电子在空穴传输层112俘获而导致发光器件的劣化，从而可以获得可靠性高的发光器件。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的发光器件。
<发光器件的结构例子>
图3A示出包括在一对电极之间具有发光层的EL层的发光器件的一个例子。具体而言，在第一电极101与第二电极102之间夹有EL层103。例如，当将第一电极101用作阳极时，EL层103具有依次层叠有空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层114及电子注入层115作为功能层的结构。
作为其他发光器件的结构，通过具有包括以在一对电极之间夹有电荷产生层的方式形成的多个EL层的结构(串联结构)而可以进行低电压驱动的发光器件、以及通过在一对电极之间形成光学微腔谐振器(微腔)结构而提高光学特性的发光器件等也包括在本发明的一个方式中。电荷产生层具有如下功能：在对第一电极101和第二电极102施加电压时，对相邻的EL层中的一个注入电子并对另一个EL层注入空穴的功能。
此外，上述发光器件的第一电极101和第二电极102中的至少一个为具有透光性的电极(透明电极、半透射-半反射电极等)。在具有透光性的电极为透明电极的情况下，透明电极的可见光透过率为40％以上。此外，在该电极为半透射-半反射电极的情况下，半透射-半反射电极的可见光反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下。此外，这些电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
此外，在上述本发明的一个方式的发光器件中，在第一电极101和第二电极102中的一个为具有反射性的电极(反射电极)的情况下，具有反射性的电极的可见光反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。此外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
<第一电极及第二电极>
作为形成第一电极101及第二电极102的材料，如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
注意，这些电极可以通过溅射法及真空蒸镀法形成。
<空穴注入层>
空穴注入层111具有使向EL层103的空穴注入变得容易的功能。例如，空穴注入层111可以具有从阳极注入的空穴注入到空穴传输层112(或发光层113等)的功能。例如，空穴注入层111可以具有生成空穴而将该空穴注入到空穴传输层112(或发光层113等)的功能。另外，空穴注入层111包括有机受体材料(电子接收性材料，第一物质)以及HOMO能级较深的空穴传输性材料(第二物质)。有机受体材料是对HOMO能级较深的空穴传输性材料呈现电子接收性的物质。另外，HOMO能级较深的空穴传输性材料是其HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下的较深的HOMO能级的物质。如上所述，在空穴传输性材料具有较深的HOMO能级时，向空穴传输层112的空穴注入变容易。
有机受体材料可以使用具有吸电子基团(尤其是氟基那样的卤基或氰基)的有机化合物等，可以从这样的物质中适当地选择对上述第二物质呈现电子接收性的物质。作为这种有机化合物，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。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)、2-(7-二氰基亚甲基-1，3，4，5，6，8，9，10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。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。此外，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-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。
上述HOMO能级较深的空穴传输性材料优选具有空穴传输性骨架。作为该空穴传输性骨架，可以举出空穴传输形材料的HOMO能级不过高(浅)的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及芴骨架等，优选具有上述骨架中的任一个。尤其是，可以为具有包括二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的取代基的芳香胺、包括萘环的芳香单胺、或者9-芴基通过亚芳基键合于胺的氮的芳香单胺。
作为上述HOMO能级较深的空穴传输性材料，优选使用电场强度[V/cm]的平方根为600时的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。此外，只要是空穴传输性高于电子传输性的物质，可以使用上述以外的物质。注意，这些材料优选为包含N，N-双(4-联苯)氨基的物质，由此可以制造长寿命的发光器件。
作为上述HOMO能级较深的空穴传输性材料，具体而言，可以举出N-(4-联苯)-6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BnfABP)、N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)、4，4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基-4”-苯基三苯基胺(简称：BnfBB1BP)、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-胺(简称：BBABnf(6))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf(8))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2，3-d]呋喃-4-胺(简称：BBABnf(II)(4))、N，N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-p-三联苯(简称：DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称：ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNBi)、4，4’-二苯基-4”-(6；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB)、4，4’-二苯基-4”-(7；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称：BBAPβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(6；2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBA(βN2)B)、4，4’-二苯基-4”-(7；2’-联萘基-2-基)-三苯基胺(简称：BBA(βN2)B-03)、4，4’-二苯基-4”-(4；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB)、4，4’-二苯基-4”-(5；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBA1BP)、4，4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBB1BP)、4，4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称：YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1，1’-联苯-4-基)胺(简称：YGTBi1BP-02)、4-二苯基-4’-(2-萘)-4”-{9-(4-联苯基)咔唑)}三苯基胺(简称：YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9,9'-螺二[9H-芴]-2-胺(简称：PCBNBSF)、N，N-双(-4-联苯基)-9，9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称：BBASF)、N，N-双(1，1’-联苯基-4-基)-9，9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称：BBASF(4))、N-(1，1’-联苯-2-基)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9，9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称：oFBiSF)、N-(4-联苯)-N-(二苯并呋喃-4-基)(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)胺(简称：FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称：mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称：BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBNBB)、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)、N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑(简称：PCzN2)、4-(10-苯基-9-蒽)-4’-(9-苯基-9H-芴-9-基)三苯基胺(简称：FLPAPA)等。
注意，空穴注入层111可以利用已知的各种成膜方法形成，例如可以利用真空蒸镀法形成。
<空穴传输层>
空穴传输层112是将从第一电极101经过空穴注入层111注入的空穴传输到发光层113中的层。
作为空穴传输层112使用空穴传输性材料。另外，也可以使用上述空穴传输性材料。注意，用于空穴注入层111的空穴传输性材料与用于空穴传输层112的空穴传输性材料的HOMO能级的关系优选为如下：用于空穴传输层112的空穴传输性材料的HOMO能级为用于空穴注入层111的空穴传输性材料的HOMO能级以下(相等于或深于用于空穴注入层111的空穴传输性材料的HOMO能级)且它们之差为0.2eV以内。两者都使用相同材料时空穴的注入很顺利，所以是更优选的。
另外，也可以在空穴传输层112与发光层113间包括第二空穴传输层。在包括第二空穴传输层时，也可以使该层具有作为电子阻挡层的功能。
此外，在空穴传输层112与发光层113之间包括第二空穴传输层的情况下，比较用于的空穴传输层112的空穴传输性材料的HOMO能级和用于形成第二空穴传输层的空穴传输性材料的HOMO能级时，后一者材料的HOMO能级优选比前者材料的HOMO能级更深。再者，优选以其差为0.2eV以下的方式选择各自的材料。通过使用于空穴注入层111及具有叠层结构的空穴传输层的这些空穴传输性材料的HOMO能级具有上述关系，可以使空穴顺利地注入到各层中，由此可以防止驱动电压上升及发光层113中空穴过少的状态。
此外，用于空穴注入层111及具有叠层结构的空穴传输层112的空穴传输性材料优选分别具有空穴传输性骨架。作为该空穴传输性骨架，优选使用不会使上述空穴传输性材料的HOMO能级过浅的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及芴骨架。此外，当相邻层的材料中共用用于空穴注入层111及具有叠层结构的空穴传输层112的空穴传输性材料的空穴传输性骨架时，可以顺利地进行空穴注入，所以是优选的。作为上述空穴传输性骨架尤其优选使用二苯并呋喃骨架。另外，优选具有三芳胺结构。
此外，当用于空穴注入层111及具有叠层结构的空穴传输层112的空穴传输性材料在相邻层之间相同时，空穴可以向阴极方向顺利地注入相邻的层，因此是优选的结构。
另外，在空穴传输层112与发光层113间包括第二空穴传输层时，第二空穴传输层优选具有作为电子阻挡层的功能。在此情况下，被用作电子阻挡层的第二空穴传输层可以使用上述可用于空穴注入层111的空穴传输性材料。具体而言，优选具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和芴骨架中的至少一个。另外，用于第二空穴传输层的空穴传输性材料的HOMO能级优选为用于被层叠的空穴传输层的空穴传输性材料的HOMO能级以下且它们之差为0.2eV以内。另外，作为用于第二空穴传输层的化合物，更优选使用不具有三芳基胺结构的化合物。这是为了使HOMO能级接近于发光层113的主体材料的HOMO能级(具有较深的HOMO能级)。具体而言，可以举出：如3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑(简称：PCzN2)、3，3’-(萘-1，5-二基)双(9-苯基-9H-咔唑(简称：1，5PC2N)、8，8’-(萘-1，4-二基)双(11-苯基-11H-苯并[a]咔唑)(简称：PaBC2N)、12，12’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-二苯并[a，c]咔唑)(简称：PacDBC2N)、10，10’-(萘-1，4-二基)双(7-苯基苯并[c]咔唑)(简称：PcBC2N)、11-苯基-8-[4-(9-苯基咔唑-3-基)-1-萘基]苯并[a]咔唑(简称：PCNPaBC)、7-苯基-10-[4-(9-苯基咔唑-3-基)-1-萘基]苯并[c]咔唑(简称：PCNPcBC)、7-苯基-10-[5-(9-苯咔唑-3-基)-1-萘基]苯并[c]咔唑(简称：1，5PCNPcBC)、2，2’-(萘-1，4-二基)双(5-苯基-5H-苯并[b]咔唑)(简称：PbBC2N)等具有咔唑骨架的化合物或具有萘环的化合物。
<发光层>
在本发明的一个方式的发光器件中，发光层113包括使发光物质(客体材料)与分散发光物质的主体材料。
作为发光物质(客体材料)，可以使用发射荧光的物质(荧光发光材料)、发射磷光的物质(磷光发光材料)、呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally activateddelayed fluorescence：TADF)材料及其他发光物等。作为主体材料，除了电子传输性材料或空穴传输性材料以外，还可以使用上述TADF材料等各种载流子传输材料。此外，作为主体材料，可以使用空穴传输性材料或电子传输性材料等。此外，作为空穴传输性材料或电子传输性材料等的具体例子，可以使用本说明书中描述的合适材料或公知已知材料的一种或多种。
作为可以用于发光层113的客体材料的荧光发光物质，例如可以举出如下物质。注意，除此之外，还可以使用其他荧光发光物质。
例如，可以举出5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2'-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4'-(10-苯基-9-蒽基)联苯基-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1，6-二胺(简称：1，6mMemFLPAPrn)、N，N'-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N'-二苯基二苯乙烯-4，4'-二胺(简称：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称：2YGAPPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：PCAPA)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(简称：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亚苯基)双[N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺](简称：DPABPA)、N，9-二苯基-N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPPA)、N-[4-(9，10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPPA)、N，N，N'，N'，N”，N”，N”'，N”'-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003358975910000321
(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯基-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N'，N'-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1'-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素545T、N，N'-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、5，12-双(1，1'-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCM2)、N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(简称：p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-2，3，6，7-四氢-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称：BisDCM)、2-{2,6-双[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称：BisDCJTM)、N,N’-二苯并-N-N’-(1,6-芘-二基)双[(6,N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1，6BnfAPrn-03)、3,10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2,3-b；6,7-b’]双苯并呋喃(简称：3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)等。尤其是，以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有合适的空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。
此外，作为可以用于发光层113的客体材料的磷光发光物质，例如可以举出如下物质。
例如可以使用如下材料，三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrptz-3b)3])等具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物；fac-三[(1-2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑骨架的有机金属铱配合物；以及双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)吡啶甲酸酯(简称：FIrpic)、双{2-[3',5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2'}铱(III)吡啶甲酸酯(简称：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶根-N,C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIracac)等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物。上述物质是发射蓝色磷光的化合物，并且是在440nm至520nm具有发光峰的化合物。
此外，可以举出：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降冰片基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称：Ir(mpmppm)2(acac))、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)(简称：[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N,C2']铱(III)(简称：[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N,C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(pq)2(acac)])等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；以及三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称：[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。上述物质主要是发射绿色磷光的化合物，并且在500nm至600nm具有发光峰。此外，由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有特别优异的可靠性及发光效率，所以是特别优选的。
此外，可以举出：(二异丁酰基甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶基]铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(d1npm)2(dpm)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(2,3,5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(acac)])、双(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(dpm)])、(乙酰丙酮根)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(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；2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(II)(简称：PtOEP)等的铂配合物；以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato))(单菲咯啉)铕(III)(简称：[Eu(DBM)3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟丙酮](单菲咯啉)铕(III)(简称：[Eu(TTA)3(Phen)])等稀土金属配合物。上述物质是发射红色磷光的化合物，并且在600nm至700nm具有发光峰。此外，具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得色度良好的红色发光。
此外，除了上述以外，还可以使用已知的磷光发光物质。
此外，作为可以用于发光层113的客体材料的TADF材料，例如可以举出如下物质。
作为TADF材料，可以使用富勒烯及其衍生物、吖啶及其衍生物以及伊红衍生物等。此外，还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如，也可以举出由下述结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
[化学式5]
Figure BDA0003358975910000371
此外，还可以使用由下述结构式表示的2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[2，3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-三唑(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)、4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzPBfpm)、9-[3-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2，3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)等具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。
[化学式6]
Figure BDA0003358975910000391
该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。尤其是，在具有缺π电子杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的受体性高且可靠性良好，所以是优选的。
此外，在具有富π电子杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。此外，作为呋喃骨架优选使用二苯并呋喃骨架，作为噻吩骨架优选使用二苯并噻吩骨架。作为吡咯骨架，特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。
此外，在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子杂芳环的电子供给性和缺π电子型杂芳环的电子接收性都高而S1能级与T1能级之间的能量差变小,可以高效地获得热活化延迟荧光，所以是特别优选的。注意，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型杂芳环。此外，作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。此外，作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthenedioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。
如此，可以使用缺π电子骨架及富π电子骨架代替缺π电子杂芳环和富π电子杂芳环中的至少一个。
TADF材料是指S1能级和T1能级之差较小且具有通过反系间窜跃将三重激发能转换为单重激发能的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(反系间窜跃)并能够高效地产生单重激发态。此外，可以将三重激发能转换为发光。
以两种物质形成激发态的激基复合物(Exciplex)因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
注意，作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，77K至10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时，S1与T1之差为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。
此外，当使用TADF材料作为发光层113的客体材料时，主体材料的S1能级优选比TADF材料的S1能级高。此外，主体材料的T1能级优选比TADF材料的T1能级高。
作为发光层113的主体材料，实施方式1示出作为用于本发明的一个方式的发光器件的主体材料优选的材料，也可以根据需要使用以下所示的主体材料。
作为可以用作发光层113的主体材料的空穴传输性材料，优选使用具有电场强度[V/cm]的平方根为600时的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质，例如可以举出如下物质。
可以举出：4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-联苯]-4,4'-二胺(简称：TPD)、4，4'-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3'-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4,4'-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4,4'-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9'-二芴-2-胺(简称：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4'-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、3,3'-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4,4',4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等具有噻吩骨架的化合物；以及4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物具有良好的可靠性和高空穴传输性并有助于降低驱动电压，所以是优选的。此外，也可以使用作为上述第二有机化合物的例子举出的有机化合物。
此外，作为可以用作发光层113的主体材料的电子传输性材料，优选使用具有电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质，例如可以举出如下物质。除此以外，还可以使用后述的可以用于电子传输层114的电子传输性材料。
例如可以举出：双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称：BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称：Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称：PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称：TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等具有聚唑(polyazole)骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mCzBPDBq)、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4,6mPnP2Pm)、4,6-双〔3-(4-二苯并噻吩基)苯基〕嘧啶(简称：4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架的杂环化合物；以及3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)-苯基]苯(简称：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好的可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于降低驱动电压。
此外，在使用TADF材料作为发光层113的主体材料的情况下，可以使用与上述同样的材料。当使用TADF材料作为主体材料时，由TADF材料生成的三重激发能经反系间窜跃转换为单重激发能并进一步能量转移到发光中心物质，由此可以提高发光器件的发光效率。此时，TADF材料被用作能量供体，发光中心物质被用作能量受体。由此，在使用荧光发光物质作为客体材料的情况下，使用TADF材料作为主体材料是非常有效的。此外，此时，为了得到高发光效率，TADF材料的S1能级优选比荧光发光物的S1能级高。此外，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的S1能级高。因此，TADF材料的T1能级优选比荧光发光物质的T1能级高。
此外，优选使用呈现与荧光发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的TADF材料。由此，激发能顺利地从TADF材料转移到荧光发光物质，可以高效地得到发光，所以是优选的。
为了高效地从三重激发能通过反系间窜跃生成单重激发能，优选在TADF材料中产生载流子再结合。此外，优选的是在TADF材料中生成的三重激发能不转移到荧光发光物质。为此，荧光发光物质优选在荧光发光物质所具有的发光体(成为发光的原因的骨架)的周围具有保护基。作为该保护基，优选为不具有π键的取代基，优选为饱和烃，具体而言，可以举出碳原子数为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，更优选具有多个保护基。不具有π键的取代基由于几乎没有传输载流子的功能，所以对载流子传输或载流子再结合几乎没有影响，可以使TADF材料与荧光发光物质的发光体彼此远离。在此，发光体是指在荧光发光物质中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体优选为具有π键的骨架，优选包含芳香环，并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。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 BDA0003358975910000441
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发光物质具有高荧光量子产率，所以是优选的。
此外，在使用荧光发光物质作为发光层113的客体材料的情况下，作为主体材料，优选使用具有蒽骨架的材料。通过将具有蒽骨架的物质，可以实现发光效率及耐久性都良好的发光层。作为具有蒽骨架的物质，具有二苯基蒽骨架(尤其是9，10-二苯基蒽骨架)的物质在化学上稳定，所以是优选的。
此外，在主体材料具有咔唑骨架的情况下，空穴的注入/传输性得到提高，所以是优选的，尤其是，在包含苯环稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情况下，其HOMO能级比咔唑浅0.1eV左右，空穴容易注入，所以是更优选的。尤其是，在主体材料具有二苯并咔唑骨架的情况下，其HOMO能级比咔唑浅0.1eV左右，不仅空穴容易注入，而且空穴传输性及耐热性也得到提高，所以是优选的。
因此，进一步优选用作主体材料的物质是具有9，10-二苯基蒽骨架及咔唑骨架(或者苯并咔唑骨架或二苯并咔唑骨架)的双方的物质。注意，从上述空穴注入/传输性提高的观点来看，也可以使用苯并芴骨架或二苯并芴骨架代替咔唑骨架。作为这种物质的例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPN)、9-[4-(10-苯基蒽基-9-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)-联苯-4’-基}-蒽(简称：FLPPA)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)等。尤其是，CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈现非常良好的特性，所以是优选的。
此外，主体材料也可以是混合多种物质的材料，当使用混合的主体材料时，优选混合电子传输性材料和空穴传输性材料。通过混合电子传输性材料和空穴传输性材料，可以使发光层113的传输性的调整变得更加容易，也可以更简便地进行再结合区域的控制。空穴传输性材料和电子传输性材料的含量的重量比例为1:19至19:1即可。
如上所述，在主体材料是混合多种物质的材料的情况下，作为上述混合的材料的一部分，可以使用磷光发光物质。磷光发光物质在作为发光中心材料使用荧光发光物质时可以被用作对荧光发光物质供应激发能的能量供体。
此外，也可以使用这些混合了的材料形成激基复合物。通过以形成发射与发光材料的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的方式选择混合材料，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光，所以是优选的。此外，通过采用该结构可以降低驱动电压，因此是优选的。
注意，形成激基复合物的材料的至少一个可以为磷光发光物质。由此，可以高效地将三重激发能经反系间窜跃转换为单重激发能。
关于形成激基复合物的材料的组合，空穴传输性材料的HOMO能级优选为电子传输性材料的HOMO能级以上。此外，空穴传输性材料的LUMO能级优选为电子传输性材料的LUMO能级以上。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测定测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对空穴传输性材料的发射光谱、电子传输性材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对空穴传输性材料的瞬态光致发光(PL)、电子传输性材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，与对空穴传输性材料的瞬态EL、电子传输性材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。
<电子传输层>
电子传输层114是从第二电极102注入的电子传送到发光层113的层且与发光层113接触。除了电子传输性材料以外，电子传输层114还包含金属、金属盐、金属氧化物和金属配合物中的任一个。尤其是，优选使用包含碱金属或碱土金属的金属配合物。注意，上述金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物存在于电子传输层114中的任意区域即可，例如在电子传输层114具有叠层结构时，存在于其中的任意层中即可。另外，用于与发光层113接触的电子传输层114(在具有叠层结构时是其中的与发光层接触的层)的电子传输性材料的LUMO能级优选比用于发光层113的主体材料的LUMO能级深(或小)且他们之差为0.15eV以上且0.40eV以下或者0.20eV以上且0.40eV以下，更优选为0.20eV以上且0.35eV以下。
作为电子传输层114的电子传输性材料(即，第五物质、第七物质)，实施方式1示出作为用于本发明的一个方式的发光器件的电子传输性材料优选的材料，但也可以根据需要使用以下所示的电子传输性材料。
作为用于电子传输层114的电子传输性材料优选使用HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输性材料，作为HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输性材料，电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10-7cm2/Vs以上且1×10-5cm2/Vs以下，更优选为1×10- 7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
此外，作为HOMO能级为-6.0eV以上的电子传输性材料，优选具有蒽骨架，更优选具有蒽骨架及杂环骨架。
电子传输性材料一个方式除此之外，可以将可用于上述主体材料的电子传输性材料的一部分以及作为可以与上述荧光发光物质组合而用于主体材料的材料举出的物质用于电子传输层114。
作为电子传输层114的金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物(即，第六物质、第八物质)，实施方式1示出优选的例子，但也可以根据需要使用以下所示的物质。
作为金属，可以举出碱金属、碱土金属及稀土金属。具体而言，可以举出Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba。
作为金属盐，例如可以举出上述金属的卤化物及上述金属的碳酸盐。具体而言，可以举出LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、Li2CO3、Cs2CO3等。
作为金属氧化物，例如可以举出上述金属的氧化物。具体而言，可以举出Li2O、Na2O、Cs2O、MgO、CaO等。
另外，如实施方式1中所述，作为第六物质(及第八物质)优选使用金属配合物。作为金属配合物，优选使用包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。作为具有8-羟基喹啉结构的配体，可以举出8-羟基喹啉及8-羟基喹啉的甲基取代物(例如2-甲基取代物、5-甲基取代物)等。8-羟基喹啉结构是指在取代或未取代的8-羟基喹啉(hydroxyquinolinol)中脱离-OH基的质子而成的结构。
因此，作为包含上述碱金属或碱土金属的金属配合物，可以举出：包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钠配合物8-(羟基喹啉)钠(简称：Naq)；包含具有8-羟基喹啉结构的钾配合物8-(羟基喹啉)钾(简称：Kq)；包含具有8-羟基喹啉结构的配体的镁配合物双(8-羟基喹啉)镁(简称：Mgq2)。作为其他金属配合物，可以举出包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锌配合物双(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)等。
<电子注入层>
电子注入层115是用来提高从阴极102注入电子的效率的层，优选使用阴极102的材料的功函数的值与用于电子注入层115的材料的LUMO能级的值之差小(0.5eV以下)的材料。因此，作为电子注入层115，可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喔啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶合锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。
此外，如图3B所示的发光器件那样，通过在两个EL层(103a、103b)之间设置电荷产生层104，可以具有多个EL层层叠在一对电极之间的结构(也称为串联结构)。注意，在本实施方式中，图3A所说明的空穴注入层(111)、空穴传输层(112)、发光层(113)、电子传输层(114)和电子注入层(115)各自的功能及材料是与图3B所说明的空穴注入层(111a、111b)、空穴传输层(112a、112b)、发光层(113a、113b)、电子传输层(114a、114b)和电子注入层(115a、115b)相同的。
<电荷产生层>
在图3B所示的发光器件中，电荷产生层104具有如下功能：当第一电极101(阳极)和第二电极102(阴极)之间被施加电压时，对作为阳极的第一电极101一侧的EL层103a注入电子且对作为阴极的第二电极102一侧的EL层103b注入空穴的功能。电荷产生层104既可以具有对空穴传输性材料添加电子受体(受体)的结构(P型层)，也可以具有对电子传输性材料添加电子给体(供体)的结构(N型层)。或者，也可以层叠有这两种结构。此外，也可以组合上述P型层与后述电子中继层及电子注入缓冲层中的一个或两个。此外，通过使用上述材料形成电荷产生层104，可以抑制在层叠EL层时的驱动电压的增大。
在电荷产生层104具有对空穴传输性材料添加电子受体的结构(P型层)的情况下，作为空穴传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。此外，作为电子受体，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、四氯苯醌等。此外，可以举出属于元素周期表中第4族至第8族的金属的氧化物。具体而言，可以举出氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼等。
在电荷产生层104具有对电子传输性材料添加电子给体的结构(N型层)的情况下，作为电子传输性材料可以使用本实施方式所示的材料。此外，作为电子给体，可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属或属于元素周期表中第2族、第13族的金属及它们的氧化物或碳酸盐。具体而言，优选使用锂(Li)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、镱(Yb)、铟(In)、氧化锂、碳酸铯等。此外，也可以将如四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)等有机化合物用作电子给体。
上述优选与P型层组合的电子中继层设置在电子注入缓冲层与P型层之间，由此起到防止电子注入缓冲层和P型层的相互作用，并顺利地传递电子。此外，电子中继层优选包含电子传输性材料，优选将电子中继层所包含的电子传输性材料的LUMO能级设定在P型层中的电子接收性物质的LUMO能级与电子注入缓冲层所包含的物质的LUMO能级之间。具体而言，电子中继层中的电子传输性材料的LUMO能级优选为-5.0eV以上，更优选为-5.0eV以上且-3.0eV以下。此外，作为电子中继层中的电子传输性材料，优选使用酞菁类材料或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物。
电子注入缓冲层可以使用碱金属、碱土金属、稀土金属以及这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等电子注入性高的物质。
此外，在电子注入缓冲层包含电子传输性材料及电子供体性物质的情况下，作为电子供体性物质，除了碱金属、碱土金属、稀土金属和这些物质的化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)或稀土金属的化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))以外，还可以使用四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。此外，作为电子传输性材料，可以使用与上面所说明的用于电子传输层的材料同样的材料形成。
虽然图3B示出层叠有两个EL层103的结构，但是通过在不同的EL层之间设置电荷产生层可以使其成为三个以上的EL层的叠层结构。
此外，可以使用上述电荷产生层代替上述电子注入层。在此情况下，优选从阳极一侧依次层叠电子注入缓冲层、电子中继层及P型层。
<衬底>
本实施方式所示的发光器件可以形成在各种衬底上。注意，对衬底的种类没有特定的限制。作为该衬底的例子，可以举出半导体衬底(例如，单晶衬底或硅衬底)、SOI衬底、玻璃衬底、石英衬底、塑料衬底、金属衬底、不锈钢衬底、包含不锈钢箔的衬底、钨衬底、包含钨箔的衬底、柔性衬底、贴合薄膜、包含纤维状材料的纸或基材薄膜等。
作为玻璃衬底的例子，有钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃等。作为柔性衬底、贴合薄膜、基材薄膜等，可以举出以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚砜(PES)为代表的塑料、丙烯酸树脂等合成树脂、聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、芳族聚酰胺树脂、环氧树脂、无机蒸镀薄膜、纸类等。
当制造本实施方式所示的发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺或旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)或化学蒸镀法(CVD法)等。尤其是，可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法等)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法、纳米压印法等)等方法形成包括在发光器件的EL层中的功能层(空穴注入层(111、111a、111b)、空穴传输层(112、112a、112b)、发光层(113、113a、113b)、电子传输层(114、114a、114b)、电子注入层(115、115a、115b))以及电荷产生层(104)。
此外，本实施方式所示的构成发光器件的EL层(103、103a、103b)的各功能层(空穴注入层(111、111a、111b)、空穴传输层(112、112a、112b)、发光层(113、113a、113b)、电子传输层(114、114a、114b)、电子注入层(115、115a、115b))以及电荷产生层(104)的材料不局限于此，只要为可以满足各层的功能的材料就可以组合地使用。作为一个例子，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳型量子点材料、核型量子点材料等。
具有如上那样的结构的用于本发明的一个方式的发光装置的发光器件可以为长寿命的发光器件。
本实施方式所示的结构可以适当地与其他实施方式所示的结构组合而使用。
(实施方式3)
在本实施方式中，说明本发明的一个方式的发光装置。图4A所示的发光装置是第一衬底201上的晶体管(FET)202和发光器件(203R、203G、203B、203W)电连接而成的有源矩阵型发光装置，多个发光器件(203R、203G、203B、203W)共同使用EL层204，并且采用根据各发光器件的发光颜色分别调整了各发光器件的电极之间的光学距离的微腔结构。此外，采用从EL层204得到的发光穿过形成在第二衬底205上的彩色滤光片(206R、206G、206B)射出的顶部发射型发光装置。
在图4A所示的发光装置中，将第一电极207用作反射电极，并将第二电极208用作对光(可见光或近红外光)具有透过性及反射性的双方的半透射-半反射电极。作为用来形成第一电极207及第二电极208的电极材料，可以参照其他实施方式而适当地使用。
此外，在图4A中，例如，在以发光器件203R、203G、203B、203W分别作为红色发光器件、绿色发光器件、蓝色发光器件、白色发光器件的情况下，如图4B所示，将发光器件203R中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200R，将发光器件203G中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200G，并且将发光器件203B中的第一电极207与第二电极208之间的距离调整为光学距离200B。此外，如图4B所示，通过在发光器件203R中将导电层210R层叠在第一电极207上，并在发光器件203G中将导电层210G层叠在第一电极207上，可以进行光学调整。
在第二衬底205上形成有彩色滤光片(206R、206G、206B)。彩色滤光片使特定波长范围的可见光透过并遮阻特定波长范围的可见光。因此，如图4A所示，通过在与发光器件203R重叠的位置上设置只使红色波长范围的光透过的彩色滤光片206R，可以从发光器件203R得到红色光。此外，通过在与发光器件203G重叠的位置上设置只使绿色波长范围的光透过的彩色滤光片206G，可以从发光器件203G得到绿色光。此外，通过在与发光器件203B重叠的位置上设置只使蓝色波长范围的光透过的彩色滤光片206B，可以从发光器件203B得到蓝色光。但是，可以从发光器件203W得到白色光，而不设置滤光片。此外，也可以在各彩色滤光片的端部设置有黑色层(黑矩阵)209。再者，彩色滤光片(206R、206G、206B)或黑色层209也可以被由透明材料构成的保护层覆盖。
虽然在图4A中示出在第二衬底205一侧取出光的结构(顶部发射型)的发光装置，但是也可以采用如图4C所示那样在形成有FET202的第一衬底201一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置。在底部发射型发光装置中，将第一电极207用作半透射-半反射电极，并将第二电极208用作反射电极。此外，作为第一衬底201，至少使用具有透光性的衬底。此外，如图4C所示，将彩色滤光片(206R’、206G’、206B’)设置在比发光器件(203R、203G、203B)更靠近第一衬底201的一侧即可。
此外，虽然在图4A中示出发光器件为红色发光器件、绿色发光器件、蓝色发光器件以及白色发光器件的情况，但是本发明的一个方式的发光器件不局限于该结构，也可以使用黄色发光器件或橙色发光器件。作为用来制造这些发光器件的EL层(发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等)的材料，可以参照其他实施方式而适当地使用。在此情况下，需要根据发光器件的发光颜色而适当地选择彩色滤光片。
通过采用上述结构，可以得到具备发射多个颜色的光的发光器件的发光装置。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
(实施方式4)
在本实施方式中，对本发明的一个方式的发光装置进行说明。
通过采用本发明的一个方式的发光器件的器件结构，可以制造有源矩阵型发光装置或无源矩阵型发光装置。此外，有源矩阵型发光装置具有组合了发光器件和晶体管(FET)的结构。由此，无源矩阵型发光装置和有源矩阵型发光装置都包括在本发明的一个方式中。此外，可以将其他实施方式所示的发光器件应用于本实施方式所示的发光装置。
在本实施方式中，首先参照图5说明有源矩阵型发光装置。
图5A是发光装置的俯视图，图5B是沿着图5A中的点划线A-A’进行切割的截面图。有源矩阵型发光装置具有设置在第一衬底301上的像素部302、驱动电路部(源极线驱动电路)303以及驱动电路部(栅极线驱动电路)(304a、304b)。将像素部302及驱动电路部(303、304a、304b)用密封剂305密封在第一衬底301与第二衬底306之间。
在第一衬底301上设置有引线307。引线307与作为外部输入端子的FPC308电连接。FPC308用来对驱动电路部(303、304a、304b)传递来自外部的信号(例如，视频信号、时钟信号、起始信号或复位信号等)或电位。此外，FPC308也可以安装有印刷线路板(PWB)。安装有这些FPC和PWB的状态也可以包括在发光装置的范畴内。
图5B示出截面结构。
像素部302由具有FET(开关用FET)311、FET(电流控制用FET)312以及电连接于FET312的第一电极313的多个像素构成。对各像素所具有的FET的个数没有特别的限制，而根据需要适当地设置即可。
对FET309、310、311、312没有特别的限制，例如可以采用交错型晶体管或反交错型晶体管。此外，也可以采用顶栅型或底栅型等的晶体管结构。
此外，对可用于上述FET309、310、311、312的半导体的结晶性没有特别的限制，可以使用非晶半导体和具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)中的任一个。通过使用具有结晶性的半导体，可以抑制晶体管特性的劣化，所以是优选的。
作为上述半导体，例如可以使用第14族元素、化合物半导体、氧化物半导体、有机半导体等。典型地是，可以使用包含硅的半导体、包含砷化镓的半导体或包含铟的氧化物半导体等。
驱动电路部303包括FET309及FET310。驱动电路部303既可以由包含单极性(N型和P型中的任一个)晶体管的电路形成，也可以由包含N型晶体管及P型晶体管的CMOS电路形成。此外，也可以采用外部具有驱动电路的结构。
第一电极313的端部由绝缘物314覆盖。绝缘物314可以使用负型感光树脂或正型感光树脂(丙烯酸树脂)等有机化合物或者氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等无机化合物。绝缘物314的上端部或下端部优选有具有曲率的曲面。由此，可以使形成在绝缘物314上的膜具有良好的覆盖性。
在第一电极313上层叠有EL层315及第二电极316。EL层315具有发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等。
作为本实施方式所示的发光器件317的结构，可以应用其他实施方式所示的结构或材料。虽然在此未图示，但是第二电极316与作为外部输入端子的FPC308电连接。
虽然在图5B所示的截面图中仅示出一个发光器件317，但是，在像素部302中多个发光器件被配置为矩阵状。通过在像素部302中分别选择性地形成能够得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件，可以形成能够进行全彩色显示的发光装置。此外，除了可以得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件以外，例如也可以形成能够得到白色(W)、黄色(Y)、品红色(M)、青色(C)等颜色的发光的发光器件。例如，通过对能够得到三种(R、G、B)颜色的发光的发光器件追加能够得到上述多种发光的发光器件，可以获得色纯度的提高、功耗的降低等效果。此外，也可以通过与彩色滤光片组合来实现能够进行全彩色显示的发光装置。作为彩色滤光片的种类，可以使用红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)、青色(C)、品红色(M)、黄色(Y)等。
通过使用密封剂305将第二衬底306与第一衬底301贴合在一起，使第一衬底301上的FET(309、310、311、312)和发光器件317位于由第一衬底301、第二衬底306和密封剂305围绕的空间318。此外，空间318可以填充有惰性气体(如氮气或氩气等)，也可以填充有有机物(包括密封剂305)。
可以将环氧树脂或玻璃粉用作密封剂305。此外，作为密封剂305，优选使用尽量未使水分和氧透过的材料。此外，第二衬底306可以使用与第一衬底301同样的材料。由此，可以使用其他实施方式所示的各种衬底。作为衬底，除了玻璃衬底和石英衬底之外，还可以使用由FRP(Fiber-Reinforced Plastics：纤维增强塑料)、PVF(polyvinyl fluoride：聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸树脂等构成的塑料衬底。从粘合性的观点来看，在作为密封剂使用玻璃粉的情况下，作为第一衬底301及第二衬底306优选使用玻璃衬底。
如上所述，可以得到有源矩阵型发光装置。
此外，当在柔性衬底上形成有源矩阵型发光装置时，可以在柔性衬底上直接形成FET及发光器件，也可以在具有剥离层的其他衬底上形成FET及发光器件之后通过施加热、力量、激光照射等使FET与发光器件在剥离层分离再将其转置于柔性衬底。此外，作为剥离层，例如可以使用钨膜及氧化硅膜的无机膜的叠层或聚酰亚胺等有机树脂膜等。此外，作为柔性衬底，除了可以形成晶体管的衬底之外，还可以举出纸衬底、玻璃纸衬底、芳族聚酰胺薄膜衬底、聚酰亚胺薄膜衬底、布衬底(包括天然纤维(丝、棉、麻)、合成纤维(尼龙、聚氨酯、聚酯)或再生纤维(醋酯纤维、铜氨纤维、人造纤维、再生聚酯)等)、皮革衬底、橡皮衬底等。通过使用这种衬底，可以实现良好的耐性及耐热性且轻量化及薄型化。
此外，在驱动有源矩阵型发光装置所具有的发光器件时，可以使发光器件以脉冲状(例如，使用kHz、MHz等频率)发光并将该光用于显示。使用上述有机化合物形成的发光器件具有优良的频率特性，可以缩短发光器件的驱动时间而减少功耗。此外，因驱动时间的缩短而发热得到抑制，由此可以减轻发光器件的劣化。
本实施方式所示的结构可以适当地与其他实施方式所示的结构组合而使用。
(实施方式5)
在本实施方式中，对采用本发明的一个方式的发光器件或包括本发明的一个方式的发光器件的发光装置的各种电子设备及汽车的例子进行说明。注意，可以将发光装置主要用于本实施方式所说明的电子设备中的显示部。
图6A至图6G所示的电子设备可以包括外壳7000、显示部7001、扬声器7003、LED灯7004、操作键7005(包括电源开关或操作开关)、连接端子7006、传感器7007(具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风7008等。
图6A示出移动计算机，该移动计算机除了上述以外还可以包括开关7009、红外端口7010等。
图6B示出具备记录介质的便携式图像再现装置(例如DVD再现装置)，该便携式图像再现装置除了上述以外还可以包括第二显示部7002、记录介质读取部7011等。
图6C示出具有电视接收功能的数码相机，该数码相机除了上述以外还可以包括天线7014、快门按钮7015、图像接收部7016等。
图6D示出便携式信息终端。便携式信息终端具有将信息显示在显示部7001的三个以上的面上的功能。在此，示出信息7052、信息7053、信息7054分别显示于不同的面上的例子。例如，在将便携式信息终端放在上衣口袋里的状态下，使用者能够确认显示在从便携式信息终端的上方看到的位置上的信息7053。使用者可以确认显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端，能够判断是否接电话。
图6E示出便携式信息终端(包括智能手机)，该便携式信息终端可以在外壳7000中包括显示部7001、操作键7005等。便携式信息终端也可以设置有扬声器7003、连接端子7006、传感器7007等。此外，便携式信息终端可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在此，示出显示有三个图标7050的例子。此外，可以将由虚线矩形表示的信息7051显示在显示部7001的另一个面上。作为信息7051的例子，可以举出提示收到来自电子邮件、SNS(SocialNetworking Services：社交网络服务)或电话等的信息；电子邮件或SNS等的标题；电子邮件或SNS等的发送者姓名；日期；时间；电池余量；以及天线接收信号强度等。或者，可以在显示有信息7051的位置上显示图标7050等。
图6F是大型电视装置(也称为电视机或电视接收器)，可以包括外壳7000、显示部7001等。此外，在此示出由支架7018支撑外壳7000的结构。此外，通过利用另外提供的遥控操作机7111等可以进行电视装置的操作。此外，显示部7001也可以具备触摸传感器，通过用手指等触摸显示部7001可以进行操作。遥控操作机7111也可以具备显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具备的操作键或触摸面板，可以进行频道及音量的操作，并可以对显示在显示部7001上的图像进行操作。
图6A至图6F所示的电子设备可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板功能；显示日历、日期或时刻等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在记录介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能等。此外，包括多个显示部的电子设备可以具有在一个显示部主要显示图像信息而在另一个显示部主要显示文本信息的功能，或者具有通过将考虑了视差的图像显示于多个显示部上来显示三维图像的功能等。再者，在具有图像接收部的电子设备中，可以具有如下功能：拍摄静态图像的功能；拍摄动态图像的功能；对所拍摄的图像进行自动或手动校正的功能；将所拍摄的图像储存在记录介质(外部或内置于相机)中的功能；将所拍摄的图像显示在显示部的功能等。注意，图6A至图6F所示的电子设备可具有的功能不局限于上述功能，而可以具有各种功能。
图6G是手表型便携式信息终端，例如可以被用作智能手表。该手表型便携式信息终端包括外壳7000、显示部7001、操作按钮7022、7023、连接端子7024、表带7025、麦克风7026、传感器7029、扬声器7030等。显示部7001的显示面弯曲，因此能够沿着弯曲的显示面进行显示。此外，该手表型便携式信息终端例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外，通过利用连接端子7024，可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
安装在兼作框架(bezel)部分的外壳7000中的显示部7001具有非矩形状的显示区域。显示部7001可以显示表示时间的图标以及其他图标等。此外，显示部7001也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入输出装置)。
图6G所示的智能手表可以具有各种功能。例如，可以具有如下功能：将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能；触摸面板功能；显示日历、日期或时刻等的功能；通过利用各种软件(程序)控制处理的功能；无线通信功能；通过利用无线通信功能来连接到各种计算机网络的功能；通过利用无线通信功能，进行各种数据的发送或接收的功能；读出储存在记录介质中的程序或数据来将其显示在显示部上的功能等。
外壳7000的内部可具有扬声器、传感器(具有测量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)、麦克风等。
可以将本发明的一个方式的发光装置用于本实施方式所示的电子设备的各显示部，由此可以实现长寿命的电子设备。
作为使用发光装置的电子设备，可以举出图7A至图7C所示的能够折叠的便携式信息终端。图7A示出展开状态的便携式信息终端9310。图7B示出从展开状态和折叠状态中的一个状态变为另一个状态的中途的状态的便携式信息终端9310。图7C示出折叠状态的便携式信息终端9310。便携式信息终端9310在折叠状态下可携带性好，在展开状态下因为具有无缝拼接的较大的显示区域所以显示一览性强。
显示部9311由通过铰链部9313连接的三个外壳9315来支撑。此外，显示部9311也可以为安装有触摸传感器(输入装置)的触摸面板(输入输出装置)。此外，显示部9311通过铰链部9313使两个外壳9315之间弯折，由此可以使便携式信息终端9310从展开状态可逆性地变为折叠状态。可以将本发明的一个方式的发光装置用于显示部9311。此外，可以实现长寿命的电子设备。显示部9311中的显示区域9312是位于折叠状态的便携式信息终端9310的侧面的显示区域。在显示区域9312中可以显示信息图标或者使用频率高的应用软件或程序的快捷方式等，能够顺利地进行信息的确认或应用软件的启动。
图8A及图8B示出使用发光装置的汽车。就是说，可以与汽车一体地形成发光装置。具体而言，可以用于图8A所示的汽车的外侧的灯5101(包括车身后部)、轮胎的轮毂5102、车门5103的一部分或整体等。此外，可以用于图8B所示的汽车内侧的显示部5104、方向盘5105、变速杆5106、座位5107、内部后视镜5108、挡风玻璃5109等。除此之外，也可以用于玻璃窗的一部分。
如上所述，可以得到使用本发明的一个方式的发光装置的电子设备或汽车。此时，可以实现长寿命的电子设备。能够使用的电子设备或汽车不局限于本实施方式中示出的电子设备或汽车，在各种领域可以应用。
注意，本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而使用。
(实施方式6)
在本实施方式中，参照图9说明应用本发明的一个方式的发光装置或其一部分的发光器件而制造的照明装置的结构。
图9A和图9B示出照明装置的截面图的例子。图9A是在衬底一侧提取光的底部发射型照明装置，而图9B是在密封衬底一侧提取光的顶部发射型照明装置。
图9A所示的照明装置4000在衬底4001上包括发光器件4002。此外，照明装置4000在衬底4001的外侧包括具有凹凸的衬底4003。发光器件4002包括第一电极4004、EL层4005以及第二电极4006。
第一电极4004与电极4007电连接，第二电极4006与电极4008电连接。此外，也可以设置与第一电极4004电连接的辅助布线4009。此外，在辅助布线4009上形成有绝缘层4010。
衬底4001与密封衬底4011由密封剂4012粘合。此外，优选在密封衬底4011与发光器件4002之间设置有干燥剂4013。由于衬底4003具有如图9A所示那样的凹凸，因此可以提高在发光器件4002中产生的光的提取效率。
图9B所示的照明装置4200在衬底4201上包括发光器件4202。发光器件4202包括第一电极4204、EL层4205以及第二电极4206。
第一电极4204与电极4207电连接，第二电极4206与电极4208电连接。此外，也可以设置与第二电极4206电连接的辅助布线4209。此外，也可以在辅助布线4209下设置绝缘层4210。
衬底4201与具有凹凸的密封衬底4211由密封剂4212粘合。此外，也可以在密封衬底4211与发光器件4202之间设置阻挡膜4213及平坦化膜4214。由于密封衬底4211具有如图9B所示那样的凹凸，因此可以提高在发光器件4202中产生的光的提取效率。
作为上述照明装置的应用例子，可以举出室内照明的天花射灯。作为天花射灯，有天花安装型灯或天花嵌入型灯等。这种照明装置可以由发光装置与外壳或覆盖物的组合构成。
除此以外，也可以应用于能够照射地面上以提高安全性的脚灯。例如，能够将脚灯有效地利用于卧室、楼梯或通路等。在此情况下，可以根据房间的尺寸或结构而适当地改变其尺寸或形状。此外，也可以组合发光装置和支撑台构成安装型照明装置。
此外，也可以应用于薄膜状照明装置(片状照明)。因为将片状照明贴在墙上而使用，所以可以节省空间地应用于各种用途。此外，容易实现大面积化。此外，也可以将其贴在具有曲面的墙或外壳上。
通过将本发明的一个方式的发光装置或其一部分的发光器件用于上述以外的室内家具的一部分，可以提供具有家具的功能的照明装置。
如上所述，可以得到使用发光装置的各种各样的照明装置。此外，这种照明装置包括在本发明的一个方式中。
本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而实施。
[实施例1]
在本实施例中，作为本发明的一个方式的发光器件，说明作为发光层的主体材料使用9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)且作为电子传输层的电子传输性材料使用2-苯基-3-{4-[10-(3-吡啶基)-9-蒽基]苯基]喹喔啉(简称：PyA1PQ)及Liq的发光器件1。发光器件1中的发光层的主体材料(αN-βNPAnth)与电子传输层的电子传输性材料(PyA1PQ)的LUMO能级之差为0.26eV。另外，在作为比较用的发光器件制造的对比发光器件2中，作为发光层的主体材料使用αN-βNPAnth且作为电子传输层的电子传输性材料使用2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)，对比发光器件2中的发光层的主体材料(αN-βNPAnth)与电子传输层的电子传输性材料(ZADN)的LUMO能级之差为0.13eV。
下面，说明上述发光器件的元件结构、制造方法及其特性。图15示出在本实施例中使用的发光器件的元件结构，表4示出其具体结构。另外，以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。
[表4]
Figure BDA0003358975910000661
*αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02(1：0.01525nm)
[化学式7]
Figure BDA0003358975910000671
<<发光器件的制造>>
如图15所示，本实施例所示的发光器件具有在形成在衬底900上的第一电极901上依次层叠构成EL层902的空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914且在电子传输层914上层叠有第二电极903的结构。
首先，在衬底900上形成第一电极901。电极面积为4mm2(2mm×2mm)。另外，作为衬底900使用玻璃衬底。第一电极901通过利用溅射法形成厚度为70nm的包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)而形成。
在此，作为预处理，用水对衬底的表面进行洗涤，以200℃焙烧1小时，然后进行UV臭氧处理370秒。然后，将衬底放入其内部被减压到1×10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃的温度下进行真空焙烧30分钟，然后对衬底进行冷却30分钟左右。
接着，在第一电极901上形成空穴注入层911。空穴注入层911如下方法形成：将真空蒸镀装置内部减压到1×10-4Pa，然后将N，N-双(4-联苯基-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)与ALD-MP001Q(分析工房株式会社，材料序列号：1S20180314)以重量比为1：0.1(＝BBABnf：ALD-MP001Q)且以膜厚度为10nm的方式共蒸镀。
接着，在空穴注入层911上形成空穴传输层912。在本实施例中说明的发光器件的空穴传输层912具有第一空穴传输层912-1与第二空穴传输层912-2的叠层结构。作为第一空穴传输层912-1以厚度为20nm的方式蒸镀BBABnf，然后作为第二空穴传输层912-2以厚度为10nm的方式蒸镀3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑(简称：PCzN2)来形成空穴传输层912。注意，第二空穴传输层912-2也被用作电子阻挡层。
接着，在空穴传输层912上形成发光层913。
发光层913以重量比为1：0.015(＝αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02)的方式共蒸镀(αN-βNPAnth)与3，10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10PCA2Nbf(IV)-02)来形成。另外，膜厚度为25nm。
接着，在发光层913上形成电子传输层914。在形成电子传输层914时，采用使用电阻加热的蒸镀法。在本实施例中说明的发光器件的电子传输层914具有第一电子传输层914-1与第二电子传输层914-2的叠层结构。
在发光器件1中，作为第一电子传输层914-1以重量比为1：2(＝PyA1PQ：Liq)且厚度为12.5nm的方式共蒸镀2-苯基-3-{4-[10-(3-吡啶基)-9-蒽基]苯基}喹喔啉(简称：PyA1PQ)与8-羟基喹啉锂(简称：Liq)，然后作为第二电子传输层914-2以重量比为2：1(＝PyA1PQ：Liq)且厚度为12.5nm的方式共蒸镀PyA1PQ与Liq，来形成电子传输层914。
在发光器件2中，作为第一电子传输层914-1以重量比为1：2(＝ZADN：Liq)且厚度为12.5nm的方式共蒸镀2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)与Liq，然后作为第二电子传输层914-2以重量比为2：1(＝ZADN：Liq)且厚度为12.5nm的方式共蒸镀ZADN与Liq，来形成电子传输层914。
接着，在电子传输层914上形成第二电极903。通过蒸镀法使用铝形成厚度为200nm的第二电极903。另外，在本实施例中第二电极903被用作阴极。
通过上述工序在衬底900上形成在一对电极之间夹有EL层的发光器件。另外，上述工序中说明的空穴注入层911、空穴传输层912、发光层913、电子传输层914是构成本发明的一个方式中的EL层的功能层。注意，也可以根据需要设置在本说明书中说明的电子注入层915、电荷产生层等。另外，在上述制造方法的蒸镀过程中，都利用电阻加热法进行蒸镀。
另外，使用另一衬底(未图示)密封如上所述那样制成的发光器件。使用另一衬底(未图示)进行密封时，在氮气氛的手套箱内将涂敷有因紫外光线而固化密封剂的另一衬底(未图示)固定于衬底900上，并以密封剂附着于形成在衬底900上的发光器件的周围的方式将衬底彼此粘合。在密封时以6J/cm2照射365nm的紫外光，并且以80℃进行1小时的加热处理来使密封剂稳定化。
<<发光器件的工作特性>>
对所制造的各发光器件的工作特性进行测量。测量以室温(在保持为25℃的气氛下)进行。另外，作为各发光器件的工作特性的结果，图16示出电流密度-亮度特性，图17示出电压-亮度特性，图18示出亮度-电流效率特性，图19示出电压-电流特性，图20示出亮度-功率效率特性，图21示出亮度-外部量子效率特性。
此外，以下表5示出1000cd/m2附近的各发光器件的主要初始特性值。
[表5]
Figure BDA0003358975910000701
图22示出以12.5mA/cm2的电流密度使电流流过各发光器件时的发射光谱。从图22可知，各发光器件的发射光谱都在457nm附近具有峰，来源于包含在发光层913的3，10PCA2Nbf(IV)-02的发光。
从图16至图21及表5所示的结果可知，作为发光层913的主体材料使用αN-βNPAnth且作为电子传输层914的电子传输性材料使用PyA1PQ及Liq的本发明的一个方式的发光器件1的电流-电压特性、功率效率及发光效率比对比发光器件2良好。另外，可知该发光特性与对比发光器件2的发光特性差不多。
另外，图23示出以固定电流密度(50mA/cm2)驱动各元件时的相对于驱动时间的亮度的变化的图表。从图23可知，本发明一个方式的发光器件1是伴随着驱动时间的累积的亮度下降小且寿命良好的发光器件。可以说这是起因于如下的结果：作为发光层913的主体材料使用的αN-βNPAnth与作为电子传输层914的电子传输性材料使用的PyA1PQ的LUMO能级之差极大，即为0.26eV，发光层913与电子传输层914的叠层界面的电子注入势垒增大，因此抑制从阴极一侧注入到发光层的电子到达空穴传输层912，由此电子注入所导致的空穴传输层的劣化得到抑制。另一方面，与发光器件1相比，对比发光器件2的伴随着驱动时间的累积的亮度下降更大。在对比发光器件2中，在电子传输层914中作为电子传输性材料使用的ZADN的LUMO能级比PyA1PQ浅，与作为发光层913的主体材料使用的αN-βNPAnth的LUMO能级之差仅是0.13eV。由此，可以考虑从阴极一侧注入到发光层的电子容易到达空穴传输层912，空穴注入层的劣化更明显。
[实施例2]
在本实施例中，说明发光器件3及发光器件4，该发光器件3及发光器件4具有与实施例1所示的构成发光器件1的EL层中的电子传输层的结构不同且在电子传输层与第二电极间包括电子注入层的结构。发光器件3及发光器件4的电子传输层都作为电子传输性材料至少包含2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯基-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTBPDBq-II)且作为发光层的主体材料使用9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)，发光器件3及发光器件4中的发光层的主体材料(αN-βNPAnth)与电子传输层的电子传输性材料(2mDBTBPDBq-II)的LUMO能级之差为0.20eV。另外，在本实施例中说明的发光器件的器件结构是对图15的结构追加电子传输层914与第二电极903间的电子注入层915而成的结构，其制造方法与实施例1相同。
以下示出本实施例中的用于各发光器件的材料的化学式。另外，以下表6示出各发光器件的具体结构。
[化学式8]
Figure BDA0003358975910000731
[表6]
Figure BDA0003358975910000741
*αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02(1：0.01525nm)
<<发光器件的工作特性>>
对所制造的各发光器件的工作特性进行测量。测量以室温(在保持为25℃的气氛下)进行。另外，作为各发光器件的工作特性的结果，图24示出电流密度-亮度特性，图25示出电压-亮度特性，图26示出亮度-电流效率特性，图27示出电压-电流特性，图28示出亮度-功率效率特性，图29示出亮度-外部量子效率特性。
此外，下面的表7示出1000cd/m2附近的各发光器件的主要初始特性值。
[表7]
Figure BDA0003358975910000742
另外，图30示出施加各发光器件呈现1000cd/m2的亮度的电压时的发射光谱。从图30可知，各发光器件的发射光谱都在458nm附近具有峰，来源于包含在发光层913的3，10PCA2Nbf(IV)-02的发光。
从图24至图29及表7所示的结果可知，作为发光层913的主体材料使用αN-βNPAnth且作为电子传输层914的电子传输性材料至少使用2mDBTBPDBq-II的本发明的一个方式的发光器件3、发光器件4是电流-电压特性、功率效率及发光效率都良好的发光器件。
另外，图31示出以固定电流密度(50mA/cm2)驱动各元件时的相对于驱动时间的亮度的变化的图表。从图31可知，本发明一个方式的发光器件3及发光器件4是伴随着驱动时间的累积的亮度下降小且寿命良好的发光器件。可以说这是起因于如下的结果：作为发光层913的主体材料使用的αN-βNPAnth与作为电子传输层914的电子传输性材料使用的2mDBTBPDBq-II的LUMO能级之差极大，即为0.20eV，发光层913与电子传输层914的叠层界面的电子注入势垒增大，因此抑制从阴极一侧注入到发光层的电子到达空穴传输层，因此随着电子注入所导致的空穴传输层的劣化得到抑制。另外，在伴随着驱动时间的累积的亮度变化中确认到亮度大于初始值的举动。如上所述，这是因为通过这次发光元件使用电子传输性较慢的电子传输性材料在初期驱动状态下载流子再结合的区域扩大到电子传输层内部。可认为：伴随驱动时间的累积载流子的再结合区域中的扩大到电子传输层的范围减少，发光效率相对地增加，由此亮度上升。
<参考例>
在本参考例中，对在各实施例中使用的有机化合物的HOMO能级、LUMO能级以及电子迁移率的算出方法进行说明。
HOMO能级及LUMO能级可以根据循环伏安法(CV)测量算出。
作为测量装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社(BAS Inc.)制造的ALS型号600A或600C)。此外，作为CV测量中的溶剂，使用脱水二甲基甲酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测量对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。另外，作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社制造，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参考电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社制造，RE7非水溶剂型参考电极)。注意，在室温下(20℃至25℃)进行测量。将CV测量时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量出相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea为氧化-还原波之间的中间电位，Ec为还原-氧化波之间的中间电位。在此，已知在本实施例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94[eV]，因此利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式可以分别求得HOMO能级及LUMO能级。
电子迁移率可以通过阻抗谱法(Impedance Spectroscopy：IS法)测量。
作为EL材料的载流子迁移率的测量方法，已知有飞行时间法(Time-of-flight：TOF法)或从空间电荷限制电流(Space-charge-limited current：SCLC)的I-V特性来求出的方法(SCLC法)等。TOF法与实际上的有机EL元件相比需要膜厚度更厚的样品。SCLC法具有不能得到载流子迁移率的电场强度依赖性等的缺点。在IS法中，由于测量所需要的有机膜的厚度薄，即几百nm左右，所以可以使用较少量的EL材料形成膜，可以在采用近于实际上的EL元件的膜厚度的情况下测量迁移率，可以得到载流子迁移率的电场强度依赖性。
在IS法中，对EL元件施加微小正弦波电压信号(V＝V0[exp(jωt)])，从其响应电流信号
Figure BDA0003358975910000761
的电流振幅与输入信号的相位差求出EL元件的阻抗(Z＝V/I)。通过从高频电压变化到低频电压而将其施加到元件，可以使具有有助于阻抗的各种弛豫时间的成分分离并进行测量。
这里，阻抗的倒数的导纳Y(＝1/Z)如下述算式(1)那样可以由电导G及电纳B表示。
[算式1]
Figure BDA0003358975910000771
再者，通过单一电荷注入(single injection)模型，可以算出下述算式(2)及(3)。这里，g(算式(4))为微分电导。注意，在算式中，C表示静电电容(电容)，θ表示渡越角(ωt)，ω表示角频率。t为渡越时间。作为分析使用电流方程、泊松方程、电流连续方程，并忽略扩散电流及陷阱态的存在。
[算式2]
Figure BDA0003358975910000772
Figure BDA0003358975910000773
Figure BDA0003358975910000774
从静电电容的频率特性算出迁移率的方法为-ΔB法。此外，从电导的频率特性算出迁移率的方法为ωΔG法。
实际上，首先，制造想要算出电子迁移率的材料的仅电子元件。仅电子元件是以作为载流子只流过电子的方式设计的元件。在本说明书中，对从静电电容的频率特性算出迁移率的方法(-ΔB法)进行说明。图10示出仅电子元件的示意图。
另外，如图10所示，为测量而制造的仅电子元件在第一电极1001与第二电极1002间包括第一层1010、第二层1011及第三层1012。测量电子迁移率的材料被用于第二层1011即可。在此，作为ZADN与Liq为1：1(重量比)的共蒸镀膜的电子迁移率的测量的一个例子进行说明。以下表示出具体的结构例子。
[表8]
Figure BDA0003358975910000791
图11示出了使用ZADN及Liq的共蒸镀膜作为第二层1011形成的仅电子元件的电流密度-电压特性。
阻抗测量在5.0V至9.0V的范围内施加直流电压的同时在交流电压为70mV、频率为1Hz至3MHz的条件下进行测量。从这里得到的阻抗的倒数的导纳(上述(1)算式)算出电容。图12示出施加电压为7.0V时算出的电容C的频率特性。
由于由微小电压信号注入的载流子所产生的空间电荷不能完全跟上微小交流电压，电容C的频率特性是从电流产生相位差得到的。这里，膜中的载流子的渡越时间被所注入的载流子到达对置电极的时间T定义，由以下算式(5)表示。
[算式3]
Figure BDA0003358975910000792
负电纳变化(-ΔB)对应于静电电容变化-ΔC乘以角频率ω的值(-ωΔC)。由算式(3)导出最低频率一侧的峰频率f’max(＝ωmax/2π)与渡越时间T之间满足以下算式(6)的关系。
[算式4]
Figure BDA0003358975910000801
图13示出从上述测量算出的(即直流电压为7.0V时的)-ΔB的频率特性。在附图中以箭头示出从图13求出的最低频率一侧的峰频率f’max。
由于从由上述测量及分析得到的f’max求出渡越时间T(参照上述算式(6))，所以可以从上述算式(5)求出这里的电压为7.0V时的电子迁移率。通过在直流电压为5.0V至9.0V范围内进行同样的测量，可以算出各电压(电场强度)的电子迁移率，因此也可以测量迁移率的电场强度依赖性。
图14示出通过上述算出法获得的各有机化合物的电子迁移率的电场强度依赖性，表9示出从图14读出的电场强度[V/cm]的平方根为600[V/cm]1/2时的电子迁移率的值。
[表9]
Figure BDA0003358975910000802
如上所述可以算出电子迁移率。注意，关于详细的测量方法，参照TakayukiOkachi等人的“Japanese Journal of Applied Physics”Vol.47，No.12，2008，pp.8965-8972。
[实施例3]
在本实施例中，说明发光器件5、发光器件6及发光器件7。用于发光器件5的电子传输层的材料为与实施例1所示的发光器件1相同的材料。另外，发光器件6及发光器件7的电子传输层都作为电子传输性材料至少包含ALD-MC057Q(分析工房株式会社，材料序列号：1S20190330)(LUMO能级：-2.98eV)，并且发光器件6及发光器件7的发光层都作为主体材料使用9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)。因此，发光器件6及发光器件7中的发光层的主体材料(αN-βNPAnth)与电子传输层的电子传输性材料(ALD-MC057Q)的LUMO能级之差为0.24eV。另外，在本实施例中说明的发光器件具有如图15所示那样的器件结构，其制造方法与实施例2相同。
以下示出本实施例中的用于各发光器件的材料的化学式。另外，以下表10示出各发光器件的具体结构。
[化学式9]
Figure BDA0003358975910000821
[表10]
Figure BDA0003358975910000831
*αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02(1：0.01525nm)
<<发光器件的工作特性>>
对所制造的各发光器件的工作特性进行测量。测量以室温(在保持为25℃的气氛下)进行。另外，作为各发光器件的工作特性的结果，图32示出电流密度-亮度特性，图33示出电压-亮度特性，图34示出亮度-电流效率特性，图35示出电压-电流特性，图36示出亮度-功率效率特性，图37示出亮度-外部量子效率特性。
此外，以下表11示出1000cd/m2附近的各发光器件的主要初始特性值。
[表11]
Figure BDA0003358975910000832
另外，图38示出施加各发光器件呈现1000cd/m2的亮度的电压时的发射光谱。从图38可知，各发光器件的发射光谱在460nm附近具有峰，都来源于包含在发光层913的3，10PCA2Nbf(IV)-02的发光。
从图32至图37及表11所示的结果可知，作为发光层913的主体材料使用αN-βNPAnth且作为电子传输层914的电子传输性材料至少使用ALD-MC057Q的本发明的一个方式的发光器件6及发光器件7的电流-电压特性、功率效率及发光效率都良好。
另外，图39示出以固定电流密度(50mA/cm2)驱动各元件时的相对于驱动时间的亮度的变化的图表。从图39可知，本发明一个方式的发光器件5、发光器件6及发光器件7是伴随着驱动时间的累积的亮度下降小且寿命良好的发光器件。可以说这是起因于如下的结果：作为发光层913的主体材料使用的αN-βNPAnth与作为电子传输层914的电子传输性材料使用的各材料的LUMO能级之差都极大，即发光器件5中与PyA1PQ的LUMO能级之差为0.26eV，发光器件6及发光器件7中与ALD-MC057Q的LUMO能级之差为0.24eV，发光层913与电子传输层914的叠层界面的电子注入势垒增大，抑制从阴极一侧注入到发光层的电子到达空穴传输层，由此电子注入所导致的空穴传输层的劣化得到抑制。另外，在伴随着驱动时间的累积的亮度变化中确认到亮度大于初始值的举动。如上所述，这是因为通过这次发光元件使用电子传输性较慢的电子传输性材料在初期的驱动状态下载流子再结合的区域扩大到电子传输层内部。可认为：伴随着驱动时间的累积载流子的再结合区域中的扩大到电子传输层的范围减少，发光效率相对增加，由此亮度上升。
[实施例4]
在本实施例中，说明发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12。如以下表12所示，用于各发光器件的材料除了电子传输层以外都相同。另外，发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12中的发光层的主体材料的LUMO能级(αN-βNPAnth：-2.74eV)与电子传输层的电子传输性材料的LUMO能级之差分别为0.26eV、0.20eV、0.27eV、0.26eV、0.26eV。另外，在本实施例中说明的发光器件具有如图15所示那样的器件结构，其制造方法与实施例2相同。
以下示出本实施例中的用于各发光器件的材料的化学式。另外，以下表12示出各发光器件的具体结构。
[化学式10]
Figure BDA0003358975910000861
[表12]
Figure BDA0003358975910000871
*αN-βNPAnth：3，10PCA2Nbf(IV)-02(1：0.015 25nm)
<<发光器件的工作特性>>
对所制造的各发光器件的工作特性进行测量。测量以室温(在保持为25℃的气氛下)进行。另外，作为各发光器件的工作特性的结果，图40示出电流密度-亮度特性，图41示出电压-亮度特性，图42示出亮度-电流效率特性，图43示出电压-电流特性，图44示出亮度-功率效率特性，图45示出亮度-外部量子效率特性。
此外，以下表13示出1000cd/m2附近的各发光器件的主要初始特性值。
[表13]
Figure BDA0003358975910000881
另外，图46示出施加各发光器件呈现1000cd/m2的亮度的电压时的发射光谱。从图46可知，各发光器件的发射光谱在459nm附近具有峰，都来源于包含在发光层913的3，10PCA2Nbf(IV)-02的发光。
从图40至图45及表13所示的结果可知，作为发光层913的主体材料使用αN-βNPAnth且作为电子传输层914的电子传输性材料使用表12所示的电子传输性材料的本发明的一个方式的发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12的电流-电压特性、功率效率及发光效率都良好。
另外，图47示出以固定电流密度(50mA/cm2)驱动各元件时的相对于驱动时间的亮度的变化的图表。从图47可知，本发明一个方式的发光器件8、发光器件9、发光器件10、发光器件11及发光器件12是伴随着驱动时间的累积的亮度下降小且寿命良好的发光器件。可以说这是起因于如下的结果：作为发光层913的主体材料使用的αN-βNPAnth与作为电子传输层914的电子传输性材料使用的材料的LUMO能级之差都极大，即0.20eV至0.27eV，发光层913与电子传输层914的叠层界面的电子注入势垒增大，抑制从阴极一侧注入到发光层的电子到达空穴传输层，由此电子注入所导致的空穴传输层的劣化得到抑制。另外，在伴随着驱动时间的累积的亮度变化中示出亮度大于初始值的举动。如上所述，这是因为通过这次发光元件使用电子传输性较慢的电子传输性材料在驱动初期的驱动状态下载流子再结合的区域扩大到电子传输层内部。可认为：伴随着驱动时间的累积载流子的再结合区域中的扩大到电子传输层扩大的范围减少，发光效率相对增加，由此亮度上升。
[实施例5]
<<合成例1>>
在本实施例中，说明实施方式1所示的有机化合物2-苯基-3-{4-[4-(3-吡啶基)-1-萘基]苯基}喹喔啉(简称：PyN1PQ)(结构式(300))的合成方法。以下示出PyN1PQ的结构。
[化学式11]
Figure BDA0003358975910000891
添加3-(4-溴萘-1-基)吡啶1.8g(6.2mmol)、4-(3-苯基喹喔啉-2-基)苯基硼酸2.2g(6.8mmol)、三(邻甲苯)膦0.19g(0.62mmol)、碳酸钾1.7g(6.0mmol)，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物添加甲苯60mL、乙醇12mL及水6mL，在减压下进行搅拌来进行脱气。对该混合物添加酢酸钯(II)28mg(0.12mmol)，在氮气流下以80℃进行6小时的搅拌。
在经过规定时间之后，将水加入到该混合物中，并用甲苯萃取水层。将所得到的萃取液与有机层合在一起，使用水及饱和食盐水洗涤，使用硫酸镁进行干燥。对该混合物进行重力过滤，并且浓缩滤液，以得到固体3.5g。通过硅胶柱色谱法(展开溶剂为甲苯/乙酸乙酯＝9/1)对该固体进行纯化，以得到目的物的淡黄色固体2.6g。对所得到的固体添加甲醇，照射超音波后，回收固体。使用甲苯、甲醇的混合溶剂使所得到的固体再结晶，以71％的收率得到目的物的白色固体2.1g(4.4mmol)。以下式(a-1)表示合成方案。
[化学式12]
Figure BDA0003358975910000901
通过利用梯度升华方法(train sublimation method)升华纯化获得的2.1g的白色固体。升华纯化在压力为3.6Pa、氩流量为5mL/min的条件下加热到245℃来进行。在升华纯化之后，以94％的回收率得到目的物的2.0g的白色固体。
此外，下面示出通过上述合成方法得到的白色固体的利用核磁共振分光法(1H-NMR)得到的分析结果。另外，图48示出1H-NMR谱。从该结果可知，在本实施例中得到了由上述结构式(300)表示的有机化合物PyN1PQ。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝7.39-7.56(m，10H)、7.62-7.72(m，4H)、7.78-7.90(m，4H)、7.96-8.03(m，1H)8.19-8.27(m，2H)、8.71(dd，J＝1.5Hz，4.8Hz，1H)、8.80(dd，J＝1.1Hz，2.2Hz，1H)。
[实施例6]
<<合成例2>>
在本实施例中，说明实施方式1所示的有机化合物2-苯基-3-{4-[5-(3-吡啶基)-1-萘基]苯基}喹喔啉(简称：PyN1PQ-02)(结构式(301))的合成方法。以下示出PyN1PQ-02的结构。
[化学式13]
Figure BDA0003358975910000911
<步骤1：3-(5-氯萘-1-基)吡啶的合成>
将1-溴-5-氯萘5.0g(21mmol)、3-吡啶硼酸2.5g(21mmol)及碳酸钾11g(83mmol)放入500mL三口烧瓶内，用氮气置换烧瓶内的空气。对该混合物添加THF200mL及水40mL，在减压下进行搅拌来进行脱气。
对该混合物添加三叔丁基鏻四氟硼酸盐0.18g(0.62mmol)及三(二亚苄基丙酮)二钯(0)0.19g(0.21mmol)，以80℃的温度搅拌该溶液2小时。在经过规定时间之后，将水加入该混合物中并使用甲苯萃取水层，将所得到的萃取液与有机层合在一起而用水、饱和食盐水进行洗涤，使用硫酸镁使有机层干燥。接着，通过重力过滤分离该混合物，浓缩滤液。通过硅胶柱色谱法(展开溶剂为甲苯：乙酸乙酯＝2：1)对得到的固体进行纯化，以94％的收率得到目的物的橙色固体4.7g(20mmol)。以下式(b-1)表示步骤1的合成方案。
[化学式14]
Figure BDA0003358975910000921
<步骤2：PyN1PQ-02的合成>
接着，添加在步骤1中得到的3-(5-氯萘-1-基)吡啶1.3g(5.3mmol)、4-(3-苯基喹喔啉-2-基)苯基硼酸1.9g(5.9mmol)、磷酸钾3.4g(16mmol)及叔丁基醇1.2g(16mmol)，用氮气置换烧瓶内的空气。
对该混合物添加二甘醇二甲醚55mL，在减压下进行搅拌来进行脱气。对该混合物添加二(1-金刚烷基)-正丁基膦0.19g(0.53mmol)及酢酸钯(II)60mg(0.27mmol)，在氮气流下以140℃进行6小时的搅拌。
在经过规定时间之后，将水加入到该混合物中，并用甲苯萃取水层。将所得到的萃取液与有机层合在一起，使用水及饱和食盐水洗涤，使用硫酸镁进行干燥。对该混合物进行重力过滤，并且浓缩滤液，以得到固体。通过硅胶柱色谱法(展开溶剂为甲苯：乙酸乙酯＝9：1)对该固体进行纯化，以得到目的物的淡黄色固体2.1g。使用甲苯、甲醇的混合溶剂使所得到的固体再结晶，以63％的收率得到目的物的白色固体1.6g(3.4mmol)。以下式(b-2)表示步骤2的合成方案。
[化学式15]
Figure BDA0003358975910000931
通过利用梯度升华方法升华纯化获得的1.4g的白色固体。升华纯化在压力为3.3Pa、氩流量为5mL/min的条件下加热到235℃来进行。升华纯化后，以90％的回收率得到白色固体1.3g。
此外，下面示出通过上述步骤2得到的白色固体的利用核磁共振分光法(1H-NMR)得到的分析结果。另外，图49示出1H-NMR谱。从该结果可知，在本实施例中得到了由上述结构式(301)表示的有机化合物PyN1PQ-02。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ＝7.40-7.55(m，10H)、7.61-7.71(m，4H)、7.78-7.88(m，4H)、7.94-8.00(m，1H)、8.19-8.27(m，2H)、8.71(dd，J＝1.8Hz，4.8Hz，1H)、8.78(dd，J＝1.1Hz，2.2Hz，1H)。
[符号说明]
101：第一电极、102：第二电极、103：EL层、111：空穴注入层、112：空穴传输层、113：发光层、114：电子传输层、114-1：第一电子传输层、114-2：第二电子传输层、115：电子注入层、103a、103b：EL层、104：电荷产生层、111a、111b：空穴注入层、112a、112b：空穴传输层、113a、113b：发光层、114a、114b：电子传输层、115a、115b：电子注入层、200R、200G、200B：光学距离、201：第一衬底、202：晶体管(FET)、203R、203G、203B、203W：发光器件、204：EL层、205：第二衬底、206R、206G、206B：滤光片、206R’、206G’、206B’：滤光片、207：第一电极、208：第二电极、209：黑色层(黑矩阵)、210R、210G：导电层、301：第一衬底、302：像素部、303：驱动电路部(源极线驱动电路)、304a、304b：驱动电路部(栅极线驱动电路)、305：密封剂、306：第二衬底、307：引线、308：FPC、309：FET、310：FET、311：FET、312：FET、313：第一电极、314：绝缘物、315：EL层、316：第二电极、317：发光器件、318：空间、900：衬底、901：第一电极、902：EL层、903：第二电极、911：空穴注入层、912：空穴传输层、913：发光层、914：电子传输层、915：电子注入层、1001：第一电极、1002：第二电极、1010：第一层、1011：第二层、1012：第三层、4000：照明装置、4001：衬底、4002：发光器件、4003：衬底、4004：第一电极、4005：EL层、4006：第二电极、4007：电极、4008：电极、4009：辅助布线、4010：绝缘层、4011：密封衬底、4012：密封剂、4013：干燥剂、4015：扩散片、4200：照明装置、4201：衬底、4202：发光器件、4204：第一电极、4205：EL层、4206：第二电极、4207：电极、4208：电极、4209：辅助布线、4210：绝缘层、4211：密封衬底、4212：密封剂、4213：阻挡膜、4214：平坦化膜、4215：扩散片、5101：灯、5102：轮毂、5103：车门、5104：显示部、5105：方向盘、5106：变速杆、5107：座位、5108：内部后视镜、5109：挡风玻璃、7000：外壳、7001：显示部、7002：第二显示部、7003：扬声器、7004：LED灯、7005：操作键、7006：连接端子、7007：传感器、7008：麦克风、7009：开关、7010：红外端口、7011：记录介质读取部、7012：支撑部、7013：耳机、7014：天线、7015：快门按钮、7016：图像接收部、7018：支架、7020：照相机、7021：外部连接部、7022、7023：操作按钮、7024：连接端子、7025：表带、7026：麦克风、7027：表示时刻的图标、7028：其他图标、7029：传感器、7030：扬声器、7052、7053、7054：信息、9310：便携式信息终端、9311：显示部、9312：显示区域、9313：铰链、9315：外壳。

Claims (20)

1.一种发光器件，包括：
阳极与阴极间的EL层，
其中，所述EL层从所述阳极一侧包括空穴注入层、发光层及电子传输层，
所述空穴注入层与所述阳极接触，
所述空穴注入层包括第一物质及第二物质，
所述第一物质对所述第二物质具有电子接收性，
所述第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，
所述发光层包括第三物质及第四物质，所述第四物质为主体材料，
所述电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，
所述第一电子传输层与所述发光层接触，
所述第一电子传输层包括第五物质，
所述第二电子传输层包括第六物质，
所述第五物质为电子传输性材料，
所述第六物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，
并且，所述第五物质的LUMO能级比所述第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。
2.一种发光器件，包括：
阳极与阴极间的EL层，
其中，所述EL层从所述阳极一侧包括空穴注入层、发光层及电子传输层，
所述空穴注入层与所述阳极接触，
所述空穴注入层包括第一物质及第二物质，
所述第一物质对所述第二物质具有电子接收性，
所述第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，
所述发光层包括第三物质及第四物质，所述第四物质为主体材料，
所述电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，
所述第一电子传输层与所述发光层接触，
所述第一电子传输层包括第五物质及第六物质，
所述第二电子传输层包括第七物质，
所述第五物质及所述第七物质为电子传输性材料，
所述第六物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，
并且，所述第五物质的LUMO能级比所述第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。
3.一种发光器件，包括：
阳极与阴极间的EL层，
其中，所述EL层从所述阳极一侧依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层，
所述空穴注入层与所述阳极接触，
所述空穴注入层包括第一物质及第二物质，
所述第一物质对所述第二物质具有电子接收性，
所述第二物质的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，
所述发光层包括第三物质及第四物质，所述第四物质为主体材料，
所述电子传输层包括第一电子传输层及第二电子传输层，
所述第一电子传输层与所述发光层接触，
所述第一电子传输层包括第五物质及第六物质，
所述第二电子传输层包括第七物质及第八物质，
所述第一电子传输层中的所述第六物质的比例大于所述第二电子传输层中的所述第八物质的比例，
所述第五物质及所述第七物质为电子传输性材料，
所述第六物质及所述第八物质为金属、金属盐、金属氧化物或金属配合物，
并且，所述第五物质的LUMO能级比所述第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.15eV以上且0.40eV以下。
4.根据权利要求3所述的发光器件，其中所述第六物质与所述第八物质相同。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的发光器件，其中所述第五物质与所述第七物质相同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的发光器件，
其中所述第五物质的LUMO能级比所述第四物质的LUMO能级深且它们之差为0.20eV以上且0.40eV以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光器件，
其中所述第五物质的HOMO能级为-6.0eV以上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光器件，
其中所述第五物质的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光器件，
其中所述发光层还包括第九物质，
并且所述第四物质与所述第九物质为形成激基复合物的组合。
10.根据权利要求9所述的发光器件，
其中所述第四物质为电子传输性材料，
并且所述第九物质为空穴传输性材料。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的发光器件，
其中所述EL层包括空穴传输层，
所述空穴传输层位于所述空穴注入层与所述发光层间，
所述空穴传输层包括第十物质，
并且所述第十物质的HOMO能级为所述第二物质的HOMO能级以下且大于所述第四物质的HOMO能级。
12.根据权利要求11所述的发光器件，
其中所述第十物质具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和芴骨架中的至少一个。
13.根据权利要求11及12所述的发光器件，
其中所述第二物质与所述第十物质相同。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述第六物质及所述第八物质为包含碱金属或碱土金属的金属配合物。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述第六物质及所述第八物质为包含氮及氧的配体和包含碱金属或碱土金属的金属配合物中的任一个。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述第六物质及所述第八物质为包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。
17.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述第六物质及所述第八物质为包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物。
18.一种发光装置，包括：
权利要求1至17中任一项所述的发光器件；以及
FPC。
19.一种电子设备，包括：
权利要求18所述的发光装置；以及
麦克风、照相机、操作按钮、外部连接部和扬声器中的至少一个。
20.一种照明装置，包括：
权利要求1至17中任一项所述的发光器件；以及
外壳和覆盖物中的至少一个。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011065136A1 (ja) 2009-11-27 2011-06-03 シャープ株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子、およびその製造方法、ならびに有機エレクトロルミネッセンス表示装置
US10570113B2 (en) * 2010-04-09 2020-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Aromatic amine derivative, light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
KR20160008496A (ko) * 2013-01-28 2016-01-22 유리젠 파마슈티컬스, 인코포레이티드 헤파리노이드, 급성 작용성 마취제 및 버퍼를 포함하는 안정한 조성물
JP6427875B2 (ja) * 2013-12-26 2018-11-28 東ソー株式会社 有機電界発光素子
EP3552252B1 (en) * 2016-12-06 2023-05-17 Merck Patent GmbH Preparation process for an electronic device
KR102539347B1 (ko) * 2016-12-22 2023-06-01 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 표시 장치 및 전자 기기
KR102577891B1 (ko) * 2017-04-07 2023-09-12 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 표시 장치, 전자 기기, 및 조명 장치
JP2018193597A (ja) * 2017-05-19 2018-12-06 株式会社半導体エネルギー研究所 成膜装置
JP2019006763A (ja) * 2017-06-22 2019-01-17 株式会社半導体エネルギー研究所 有機化合物、発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
TWI842812B (zh) * 2019-01-22 2024-05-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備
WO2020170074A1 (ja) * 2019-02-20 2020-08-27 株式会社半導体エネルギー研究所 発光デバイス、発光装置、電子機器および照明装置
TW202110778A (zh) * 2019-06-14 2021-03-16 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光器件、發光裝置、電子裝置及照明設備

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