TW201939784A - 發光元件、顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具、及照明裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的一個方式的目的之一是提供一種有利於實用化的使用螢光發光及磷光發光的多色發光元件。提供一種具有疊層結構的發光元件，該疊層結構包括包含主體材料和螢光發光物質的第一發光層以及包含形成激態錯合物的兩種有機化合物和能夠將三重態激發能轉換為發光的物質的第二發光層。注意，使用來自第一發光層的發光的發射光譜的峰值存在於比來自第二發光層的發光短波長一側的發光元件是更有效的。

Description

發光元件、顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具、及照明裝置

本發明係關於一種物體、方法或製造方法。此外，本發明係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組成物(composition of matter)。尤其是，本發明的一個方式係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、它們的驅動方法或它們的製造方法。尤其是，本發明的一個方式涉及一種將有機化合物用作發光物質的發光元件、顯示模組、照明模組、顯示裝置、發光裝置、電子器具及照明裝置。

近年來，對利用使用有機化合物的電致發光(EL：Electroluminescence)的發光元件(有機EL元件)的研究開發日益火熱。在這些發光元件的基本結構中，在一對電極之間夾有包含發光物質的有機化合物層(EL層)。藉由對上述元件施加電壓，可以獲得來自發光物質的發光。

因為這種發光元件是自發光型發光元件，所以具有可見度高以及不需要背光等優點，由此，這種發光元件被認為適合於平板顯示器元件。另外，使用這種發光元件的顯示器可以被製造成薄且輕，這也是極大的優點。再者，應答速度快也是特徵之一。

因為這種發光元件可以獲得面發光，所以可以容易形成具有大面積的元件。因為該特徵是在利用以白熾燈或LED為代表的點光源或者以螢光燈為代表的線光源中難以得到的，所以作為照明等的光源，上述發光元件的利用價值也高。

在這種有機EL元件中，電子和電洞分別從陰極和陽極注入到EL層，而使電流流過。並且，被注入了的電子與電洞再結合而使發光有機化合物成為激發態，由此可以獲得發光。

作為有機化合物的激發態，可以舉出單重激發態(S^*)和三重激發態(T^*)，由單重激發態的發光被稱為螢光，而由三重激發態的發光被稱為磷光。另外，在該發光元件中，單重激發態與三重激發態的統計學上的產生比率被認為是S^*：T^*=1：3。

當使用由單重激發態發光的化合物(以下稱為螢光發光物質)時，在室溫下通常僅觀察到由單重激發態的發光(螢光)，而觀察不到由三重激發態的發光(磷光)。因此，基於S^*：T^*=1：3的關係，使用螢光發光物質的發光元件中的內部量子效率(相對於所注入的載子的所產生的 光子的比率)的理論上的極限被認為是25%。

另一方面，當使用由三重激發態發光的化合物(以下稱為磷光化合物)時，觀察到由三重激發態的發光(磷光)。此外，在磷光化合物中，由於容易產生系間竄躍，因此理論上能夠將內部量子效率上升到100%。換句話說，使用磷光發光物質的發光元件容易實現比使用螢光發光物質的發光元件高的發光效率。基於上述理由，為了實現具有高效率的發光元件，近年來對使用磷光發光物質的發光元件的開發日益火熱。

專利文獻1公開了一種白色發光元件，該白色發光元件具有包括多個發光摻雜劑的發光區域且該發光摻雜劑發射磷光。另外，專利文獻2公開了一種元件(所謂的串聯元件)，在該元件中在螢光發光層與磷光發光層之間設置有中間層(電荷發生層)。

[專利文獻1]日本PCT國際申請翻譯2004-522276號公報

[專利文獻2]日本專利申請公開第2006-024791號公報

作為以白色發光元件為代表的多色發光元件，如專利文獻2所示，也已開發在螢光發光層和磷光發光層之間設置有中間層(電荷發生層)的元件。並且，上述元件中的一些已實現實用化。在具有該結構的發光元件中，從螢光發光層得到短波長一側的發光，從磷光發光層 得到長波長一側的發光。

為了實現如下目的而採用上述結構：即由於使用螢光作為使用壽命會有問題的短波長側的發光並且使用磷光作為長波長側的發光，雖然與使用磷光作為短波長和長波長的發光的元件相比效率降低，但是可以獲得具有穩定的特性的多色發光元件。

具有可靠性優先於性能的上述結構的多色發光元件與使用壽命的方面常有問題的一般的發光元件相比適合實用化，另一方面為了獲得一個發光元件該多色發光元件需要形成較多的膜，所以不利於實用化。

具有該結構的多色元件在磷光發光層和螢光發光層之間設置中間層有幾個理由，其中之一就是為了抑制因螢光發光層而磷光淬滅。

通常，在螢光發光層中作為主體材料使用具有以蒽等為代表的稠合芳香環(condensed aromatic ring)(尤其是，稠合芳烴環)骨架的物質，具有該稠合芳香環骨架的物質的三重態能階在很多情況下較低。由此，當接觸地設置螢光發光層和磷光發光層時，在磷光發光層中產生的三重態激發能移到螢光發光層的主體材料的三重態能階而使三重態激發能失活。由於三重態激子的使用壽命長，所以激子的擴散距離長，不僅是在螢光發光層與磷光發光層之間的介面產生的激發能，而是在磷光發光層的內部生成的激發能也被螢光發光層的主體材料失活。因此，發光效率大幅度地下降。

可是，當在螢光發光層中使用三重態激發能大的主體材料時，雖然可以解決上述問題，但是此時的該主體材料的單重態激發能變更大，所以從主體材料向螢光摻雜劑的能量轉移不夠，從而在螢光發光層中得不到十分的發光效率。有時增大主體材料的無輻射失活過程，這導致降低元件的特性(尤其是使用壽命)。此外，主體材料的單重態激發能過大意味著該主體材料的HOMO-LUMO能隙大，這導致驅動電壓的過剩的上升。

於是，本發明的一個方式的目的之一是提供一種有利於實用化的使用螢光發光及磷光發光的發光元件。另外，本發明的另一個方式的目的之一是提供一種使用螢光發光及磷光發光的發光元件，形成該發光元件時的層的數量比較少，由此製程少並且有利於實用化。

或者，本發明的另一個方式的目的之一是提供一種具有良好的發光效率的使用螢光發光及磷光發光的發光元件。

或者，本發明的另一個方式的目的之一是提供一種使用螢光發光及磷光發光的發光元件，形成該發光元件時的層的數量比較少，有利於實用化並且具有良好的發光效率。或者，本發明的另一個方式的目的是提供一種新穎的發光元件。

或者，本發明的一個方式的目的之一是藉由 使用上述發光元件提供可以以低成本製造的顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具及照明裝置。

或者，本發明的一個方式的目的之一是藉由使用上述發光元件提供耗電量被降低的顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具及照明裝置。

本發明的一個方式只要實現上述目的中的任一個即可。

能夠實現上述目的的發光元件具備疊層結構，該疊層結構包括包含主體材料和螢光發光物質的第一發光層113a以及包含形成激態錯合物的兩種有機化合物和能夠將三重態激發能轉換為發光的物質的第二發光層113b。注意，使用來自第一發光層113a的發光的發射光譜的峰值存在於比來自第二發光層113b的發光短波長一側的發光元件是更有效的。

本發明的一個方式是一種發光元件，包括：一對電極；以及夾在一對電極之間的EL層，其中，EL層包括第一發光層113a及第二發光層113b，來自第一發光層113a的發光的發射光譜存在於比來自第二發光層113b的發光的發射光譜短波長一側，第一發光層113a至少包含螢光發光物質和主體材料，第二發光層113b至少包含能夠將三重態激發能轉換為發光的物質、第一有機化合物及第二有機化合物，並且，第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物。

本發明的另一個方式是一種發光元件，包 括：一對電極；以及夾在一對電極之間的EL層，其中，EL層中的第一發光層113a與第二發光層113b以接觸的方式層疊，來自第一發光層113a的發光的發射光譜存在於比來自第二發光層113b的發光的發射光譜短波長一側，第一發光層113a至少包含螢光發光物質和主體材料，第二發光層113b至少包含能夠將三重態激發能轉換為發光的物質、第一有機化合物及第二有機化合物，並且，第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，能量從激態錯合物移動到將三重態激發能轉換為發光的物質。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，主體材料的單重態激發能大於螢光發光物質的單重態激發能，並且，主體材料的三重態激發能小於螢光發光物質的三重態激發能。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，主體材料的三重態激發能小於第一有機化合物及第二有機化合物的三重態激發能。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，主體材料是具有稠合芳香環骨架的有機化合物。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，主體材料是具有蒽骨架的有機化合物。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，主體材料是具有蒽骨架的有機化合物，並且，螢光發光物質是具有芘骨架的有機化合物。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第二發光層113b作為能夠將三重態激發能轉換為發光的物質包含發射光譜互相不同的n種(n為2以上的整數)物質。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第二發光層113b使用n個層構成，並且，n個層的每一個包含互相不同的能夠將三重態激發能轉換為發光的物質。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第二發光層113b作為能夠將三重態激發能轉換為發光的物質包含發射光譜互相不同的第一磷光發光物質及第二磷光發光物質。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第一磷光發光物質呈現紅色區域的發光，第二磷光發光物質呈現綠色區域的發光，並且，螢光發光物質呈現藍色區域的發光。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第一磷光發光物質在580nm至680nm處具有發射光譜的峰值，第二磷光發光物質在500nm至560nm處具有發射光譜的峰值，並且，螢光發光物質在400nm至480nm處具有發射光譜的峰值。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第二發光層113b使用第一磷光發光層和第二磷光發光層構成，第一磷光發光層包含第一磷光發光物質，並且，第二磷光發光層包含第二磷光發光物質。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，依次層疊第一發光層113a、第一磷光發光層及第二磷光發光層。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第一發光層113a形成在陽極一側，第二磷光發光層形成在陰極一側。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，第一磷光發光物質在第一磷光發光層內呈現載子俘獲性。

本發明的另一個方式是一種具有上述結構的發光元件，在該結構中，載子俘獲性為電子俘獲性。

本發明的另一個方式是一種包括根據上述記載中任一項所述的發光元件的顯示模組。

本發明的另一個方式是一種包括根據上述記載中任一項所述的發光元件的照明模組。

本發明的另一個方式是一種發光裝置，包括根據上述記載中任一項所述的發光元件並且具備控制發光元件的單元。

本發明的另一個方式是一種顯示裝置，包括 顯示部中的根據上述記載中任一項所述的發光元件並且具備控制發光元件的單元。

本發明的另一個方式是一種照明裝置，包括照明部中的根據上述記載中任一項所述的發光元件並且控制發光元件的單元。

本發明的另一個方式是一種包括根據上述記載中任一項所述的發光元件的電子器具。

另外，本說明書中的發光裝置包括使用發光元件的影像顯示裝置。此外，如下模組都包括在發光裝置中：發光元件安裝有連接器諸如各向異性導電薄膜或TCP(Tape Carrier Package：帶載封裝)的模組；在TCP的端部設置有印刷線路板的模組；藉由COG(Chip On Glass：晶粒玻璃接合)方式在發光元件上直接安裝有IC(積體電路)的模組。再者，本說明書中的發光裝置還包括用於照明設備等的發光裝置。

另外，本發明的一個方式可以提供一種使用螢光發光及磷光發光的多色發光元件，該多色發光元件是形成的膜的數量比較少並且有利於實用化。

另外，本發明的另一個方式可以提供一種使用螢光發光及磷光發光的多色發光元件，該多色發光元件具有良好的發光效率。

另外，本發明的另一個方式可以提供一種使用螢光發光及磷光發光的多色發光元件，該多色發光元件是形成的膜的數量比較少，有利於實用化並且具有良好的 發光效率。

另外，本發明的另一個方式可以分別提供一種藉由使用上述發光元件可以以低成本製造的顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具及照明裝置。

另外，本發明的另一個方式可以分別提供一種藉由使用上述發光元件耗電量被降低的顯示模組、照明模組、發光裝置、顯示裝置、電子器具及照明裝置。

101‧‧‧第一電極

102‧‧‧第二電極

103‧‧‧EL層

111‧‧‧電洞注入層

112‧‧‧電洞傳輸層

113‧‧‧發光層

113a‧‧‧第一發光層

113b‧‧‧第二發光層

114‧‧‧電子傳輸層

115‧‧‧電子注入層

400‧‧‧基板

401‧‧‧第一電極

403‧‧‧EL層

404‧‧‧第二電極

405‧‧‧密封材料

406‧‧‧密封材料

407‧‧‧密封基板

412‧‧‧焊盤

420‧‧‧IC晶片

501‧‧‧第一電極

502‧‧‧第二電極

511‧‧‧第一發光單元

512‧‧‧第二發光單元

513‧‧‧電荷產生層

601‧‧‧驅動電路部(源極線驅動電路)

602‧‧‧像素部

603‧‧‧驅動電路部(閘極線驅動電路)

604‧‧‧密封基板

605‧‧‧密封材料

607‧‧‧空間

608‧‧‧佈線

609‧‧‧FPC(撓性印刷電路)

610‧‧‧元件基板

611‧‧‧開關FET

612‧‧‧電流控制FET

613‧‧‧第一電極

614‧‧‧絕緣物

616‧‧‧EL層

617‧‧‧第二電極

618‧‧‧發光元件

623‧‧‧n通道型FET

624‧‧‧p通道型FET

625‧‧‧乾燥劑

901‧‧‧外殼

902‧‧‧液晶層

903‧‧‧背光單元

904‧‧‧外殼

905‧‧‧驅動器IC

906‧‧‧端子

951‧‧‧基板

952‧‧‧電極

953‧‧‧絕緣層

954‧‧‧隔離層

955‧‧‧EL層

956‧‧‧電極

1001‧‧‧基板

1002‧‧‧基底絕緣膜

1003‧‧‧閘極絕緣膜

1006‧‧‧閘極電極

1007‧‧‧閘極電極

1008‧‧‧閘極電極

1020‧‧‧第一層間絕緣膜

1021‧‧‧第二層間絕緣膜

1022‧‧‧電極

1024W‧‧‧發光元件的第一電極

1024R‧‧‧發光元件的第一電極

1024G‧‧‧發光元件的第一電極

1024B‧‧‧發光元件的第一電極

1025‧‧‧分隔壁

1028‧‧‧EL層

1029‧‧‧發光元件的第二電極

1031‧‧‧密封基板

1032‧‧‧密封材料

1033‧‧‧透明基材

1034R‧‧‧紅色著色層

1034G‧‧‧綠色著色層

1034B‧‧‧藍色著色層

1035‧‧‧黑色層(黑矩陣)

1036‧‧‧覆蓋層

1037‧‧‧第三層間絕緣膜

1040‧‧‧像素部

1041‧‧‧驅動電路部

1042‧‧‧周邊部

2001‧‧‧外殼

2002‧‧‧光源

3001‧‧‧照明裝置

5000‧‧‧顯示區域

5001‧‧‧顯示區域

5002‧‧‧顯示區域

5003‧‧‧顯示區域

5004‧‧‧顯示區域

5005‧‧‧顯示區域

7101‧‧‧外殼

7103‧‧‧顯示部

7105‧‧‧支架

7107‧‧‧顯示部

7109‧‧‧操作鍵

7110‧‧‧遙控器

7201‧‧‧主體

7202‧‧‧外殼

7203‧‧‧顯示部

7204‧‧‧鍵盤

7205‧‧‧外部連接埠

7206‧‧‧指向裝置

7210‧‧‧第二顯示部

7301‧‧‧外殼

7302‧‧‧外殼

7303‧‧‧連接部分

7304‧‧‧顯示部

7305‧‧‧顯示部

7306‧‧‧揚聲器部

7307‧‧‧儲存介質插入部

7308‧‧‧LED燈

7309‧‧‧操作鍵

7310‧‧‧連接端子

7311‧‧‧感測器

7401‧‧‧外殼

7402‧‧‧顯示部

7403‧‧‧操作按鈕

7404‧‧‧外部連接埠

7405‧‧‧揚聲器

7406‧‧‧麥克風

7400‧‧‧行動電話機

9033‧‧‧夾子

9034‧‧‧開關

9035‧‧‧電源開關

9036‧‧‧開關

9038‧‧‧操作開關

9630‧‧‧外殼

9631‧‧‧顯示部

9631a‧‧‧顯示部

9631b‧‧‧顯示部

9632a‧‧‧觸控面板區域

9632b‧‧‧觸控面板區域

9633‧‧‧太陽能電池

9634‧‧‧充放電控制電路

9635‧‧‧電池

9636‧‧‧DCDC轉換器

9637‧‧‧操作鍵

9638‧‧‧轉換器

9639‧‧‧按鈕

在圖式中：圖1A和1B是發光元件的示意圖；圖2A和2B是主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖3A和3B是主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖4是主動矩陣型發光裝置的示意圖；圖5A和5B是被動矩陣型發光裝置的示意圖；圖6A和6B是示出照明裝置的圖；圖7A、7B1和7B2、7C以及7D是示出電子器具的圖；圖8是示出光源裝置的圖；圖9是示出照明裝置的圖；圖10是示出照明裝置的圖；圖11是示出車載顯示裝置及照明裝置的圖；圖12A至12C是示出電子器具的圖； 圖13是示出發光元件1的電流密度-亮度特性的圖；圖14是示出發光元件1的亮度-電流效率特性的圖；圖15是示出發光元件1的電壓-亮度特性的圖；圖16是示出發光元件1的亮度-外部量子效率特性的圖；圖17示出發光元件1的發射光譜；圖18是示出發光元件1的正規化亮度時間變化的圖；圖19A和19B示出發光元件2及發光元件3的發射光譜；圖20示出發光元件4的發射光譜；圖21是本發明的一個方式的發光元件中的各物質及激態錯合物的能階的相關圖。

以下，參照圖式詳細地說明本發明的實施方式。但是，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的精神及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。

實施方式1

圖1A示出本發明的一個方式的發光元件的示意圖。 該發光元件至少包括一對電極(第一電極101、第二電極102)以及具有發光層113的EL層103。另外，發光層113包括第一發光層113a和第二發光層113b。

在圖1A中，雖然還圖示出EL層103中的電洞注入層111、電洞傳輸層112、電子傳輸層114以及電子注入層115，但是該疊層結構為一個例子，本發明的一個方式的發光元件的EL層103的結構不侷限於此。注意，在圖1A中，第一電極101用作陽極，第二電極102用作陰極。

第一發光層113a包含螢光發光物質和主體材料。另外，第二發光層113b包含第一有機化合物、第二有機化合物及磷光發光物質。另外，在具有該結構的發光層中，第一有機化合物和第二有機化合物的組合形成激態錯合物。

藉由具有上述結構，可以高效率地獲得來自第一發光層113a的來源於螢光發光物質的發光以及來自第二發光層113b的來源於磷光發光物質的發光。注意，在該發光元件中，即使在第一發光層113a與第二發光層113b之間不設置有電荷發生層(即使發光元件不是串聯元件)，也可以高效率地獲得螢光發光和磷光發光。

一般來說，當將螢光發光層和磷光發光層引入同一EL層中使它們發光時，磷光發光層的三重態激發能轉移到佔有螢光發光層中的大部分的主體材料，這導致發光效率大幅度地降低。這是因為如下緣故：通常，因在 螢光發光層中使用三重態能階低的具有以蒽等為代表的稠合芳香環(尤其是，稠合芳烴環)骨架的物質作為主體材料，並且，在磷光發光層中產生的三重態激發能轉移到螢光發光層的主體材料而導致三重態激發能的無輻射失活。現在，在螢光發光層中，難以不使用具有稠合芳香環骨架的物質地得到所希望的發光波長及良好的元件特性和可靠性，所以在具有將螢光發光層和磷光發光層引入同一EL層的結構時難以獲得具有良好的特性的發光元件。

另外，三重激發態的弛豫時間很長，激子的擴散距離長，由於擴散而生成在磷光發光層的內部的激子的大部分也移動到螢光發光層，而導致無輻射失活，這進一步降低發光效率。

在此，在本實施方式中，藉由採用如下結構可以解決上述問題：第二發光層113b中的第一有機化合物及第二有機化合物形成激態錯合物，三重態激發能從該激態錯合物移動到磷光發光物質而可以得到發光。

激態錯合物處於由兩種物質構成的激發態。當藉由發射光處於基態時，形成激態錯合物的兩種物質恢復原來的物質的作用。就是說，不存在激態錯合物的基態，因此在原理上不容易發生激態錯合物互相之間或者從其他物質向激態錯合物的能量轉移。

可以認為：當發光元件中生成激態錯合物時，藉由使第一有機化合物和第二有機化合物中的任一個的陽離子與另一個的陰離子相鄰，直接形成激態錯合物的 過程(電致激態錯合物(electroplex)過程)佔優勢。此外，即使第一有機化合物和第二有機化合物中的一個處於激發態，也迅速地與另一個物質互相作用而形成激態錯合物，因此第二發光層113b中的激子的大部分為激態錯合物。

此外，因為激態錯合物的單重態激發能相當於第一有機化合物和第二有機化合物的HOMO能階和LUMO能階中的低的HOMO能階與高的LUMO能階之間的能量差，所以其單重態激發能小於第一有機化合物和第二有機化合物，不發生從激態錯合物到第一有機化合物及第二有機化合物的單重態激發能的移動。再者，藉由以使激態錯合物的三重態激發能小於第一有機化合物或第二有機化合物的方式，較佳為以使激態錯合物的三重態激發能小於第一有機化合物及第二有機化合物的方式選擇第一有機化合物及第二有機化合物，可以幾乎不發生從激態錯合物到第一有機化合物及第二有機化合物的能量移動。另外，如上所述，由於幾乎沒有激態錯合物之間的能量移動，幾乎不發生第二發光層113b內的激子的擴散，其結果，可以解決上述問題。

在此，在作為螢光發光層的第一發光層113a與第二發光層113b接觸時，在其介面有可能發生從激態錯合物到第一發光層113a的主體材料的能量移動(尤其是，三重態的能量移動)。但是，如上所述，幾乎不發生第二發光層113b內的激子的擴散，因此，從激態錯合物到第一發光層113a的主體材料的能量移動發生在限定的 範圍(即，第一發光層113a與第二發光層113b之間的介面)，沒有激發能的大損失。因此，雖然第一發光層113a與第二發光層113b不一定必須要接觸，但是即使第一發光層113a與第二發光層113b接觸也可以得到高效率，這是本發明的一個方式的特徵之一。就是說，第一發光層113a與第二發光層113b接觸的元件結構也是本發明的一個方式。

如此，即使螢光發光層所包含的主體材料的三重態激發能小於磷光發光層所包含的第一有機化合物及第二有機化合物的三重態激發能，也可以藉由應用本發明的一個方式，能夠以良好的發光效率得到螢光發光及磷光發光的發光元件。

再者，在本發明的一個方式的發光元件中，即使在第一發光層113a與第二發光層113b之間的介面發生從激態錯合物到第一發光層113a的主體材料的能量移動(尤其是三重態的能量移動)或從磷光發光物質到第一發光層113a的主體材料的能量移動，也可以在第一發光層113a中將能量轉換為發光。就是說，藉由使第一發光層113a具有由於三重態-三重態湮沒(annihilation)(T-T湮沒：TTA)而容易生成單重激發態的結構，可以將在上述介面從激態錯合物移動到主體材料的三重態激發能在第一發光層113a中轉換為螢光發光。由此，本發明的一個方式的發光元件可以進一步減少能量損失。為了實現由於TTA而容易生成單重激發態的結構，在第一發光層113a中以 主體材料的單重態激發能階大於螢光發光物質的單重態激發能階且主體材料的三重態激發能階小於螢光發光物質的三重態激發能階的方式選擇主體材料和螢光發光物質即可。作為滿足上述關係的主體材料和螢光發光物質的選擇，較佳為組合作為主體材料具有蒽骨架的材料與作為螢光發光物質具有芘骨架的材料等。

此外，當第一發光層113a的厚度過高時，不容易得到來自第二發光層113c的發光。當厚度過低時，不容易得到來自第一發光層113a的發光。因此，第一發光層113a的厚度較佳為5nm以上且20nm以下。

此外，在第一發光層113a形成在陽極一側的情況下，第一發光層113a較佳為具有電洞傳輸性。此時，作為主體材料較佳為使用具有電洞傳輸性高的雙極性的材料。作為該物質，較佳為使用具有蒽骨架的材料。再者，在螢光發光物質的電洞俘獲性高的情況(例如後述的稠合芳族胺化合物)下，為了均衡地且高效率地得到磷光發光及螢光發光，將其濃度設定為5%以下，較佳為1%以上且4%以下，更佳為1%以上且3%以下。在螢光發光物質的HOMO高於主體材料的HOMO的情況下發生該電洞俘獲性。

在第二發光層113b中，第一有機化合物和第二有機化合物的組合只要能夠形成激態錯合物即可，一個有機化合物較佳為具有電洞傳輸性的材料，另一個有機化合物較佳為具有電子傳輸性的材料。此時，容易形成施體 -受體型的激發態，由此可以高效率地形成激態錯合物。另外，當使用具有電洞傳輸性的材料和具有電子傳輸性的材料的組合構成第一有機化合物和第二有機化合物的組合時，按照其混合比率可以容易控制載子平衡。具體地，重量比較佳為如下：具有電洞傳輸性的材料：具有電子傳輸性的材料=1：9至9：1(包括1：9及9：1)。尤其是，為了進一步提高量子效率，在第二發光層113b中的最近於陽極一側的區域中，重量比更佳為：具有電洞傳輸性的材料：具有電子傳輸性的材料5：5至9：1(包括5：5及9：1)。此外，具有該結構的發光元件可以容易控制載子平衡，所以也可以容易控制再結合區域。再者，本發明的一個方式的發光元件如上所述地藉由控制載子平衡可以進行發光顏色的調整。

在本實施方式中的發光元件中，較佳為在載子的再結合區域中具有某些分佈地形成。為此，在各發光層中較佳為具有適當的載子俘獲性，尤其是磷光發光物質較佳為具有電子俘獲性。作為電子俘獲性高的物質，可以舉出具有包含嘧啶骨架、吡嗪骨架等二嗪骨架的配體的遷移金屬錯合物(銥複合物及鉑複合物等)。注意，在磷光發光物質的LUMO低於第一有機化合物及第二有機化合物的情況下發生該電子俘獲性。

另外，本發光元件較佳為採用如下結構：與來自第二發光層113b的發光的峰值相比，來自第一發光層113a的發光的峰值位於短波長一側。使用呈現短波長 的發光的磷光發光物質有亮度劣化快的趨勢。於是，藉由使用螢光發光作為短波長的發光，可以提供一種亮度劣化小的發光元件。

另外，在本發光元件中，與串聯元件相比用來形成EL層的層的數量少，厚度也薄，在成本方面上有利，並適合大量生產。此外，由於如上所述用來形成EL層的層的數量少，所以可以減薄EL層的厚度，也具有光學上有利的結構(光提取效率高的結構)。再者，可以實現驅動電壓也低且以5V以下高效率地獲得螢光發光和磷光發光的發光元件。

此外，雖然螢光發光層與磷光發光層接觸，但是由於如上述那樣使用激態錯合物而不容易發生三重態激發能的失活，從而容易同時實現磷光發光和螢光發光。

圖21示出在本實施方式中說明的發光元件的各物質與激態錯合物的能階的相關圖。在圖21中，S_FH表示第一發光層113a中的主體材料的單重態激發能階，T_FH表示第一發光層113a中的主體材料的三重態激發能階，S_FG及T_FG分別表示第一發光層113a中的客體材料(螢光發光物質)的單重態激發能階及三重態激發能階，S_PH及T_PH分別表示第二發光層113b中的主體材料(第一有機化合物或第二有機化合物)的單重態激發能階及三重態激發能階，S_E及T_E分別表示第二發光層113b中的激態錯合物的單重態激發能階及三重態激發能階，T_PG表示第二發光層113b中的客體材料(磷光發光物質)的三重態激發能 階。

如圖21所示，在第一發光層113a中，因主體材料的三重態激發分子的碰撞而發生TTA，主體材料的三重態激發分子的一部分轉換為單重態激發分子(其一部分熱失活)。而且，因該TTA而產生的主體材料的單重態激發能階移動到螢光發光物質的單重激發態，將其能量轉換為螢光。

在第二發光層113b中，由於激態錯合物的激發能階S_E及T_E小於主體材料(第一有機化合物及第二有機化合物)的激發能階S_PH及T_PH，所以不發生從激態錯合物到主體材料的激發能量的移動。此外，當然沒有從激態錯合物到其他激態錯合物的能量移動。當激態錯合物的激發能量移動到客體材料(磷光發光物質)時，轉換為發光。如此，在第二發光層113b中，幾乎沒有三重態激發能的擴散，並且將三重態激發能轉換為發光。

如此，因為幾乎沒有三重態激發能的擴散，所以雖然在第一發光層113a與第二發光層113b接觸的介面有多少能量移動(例如，存在於該介面的磷光發光物質的從T_PG到T_FH或T_FG的能量移動等)，但是可以從第一發光層113a和第二發光層113b的兩者以良好的效率得到發光。此外，在第一發光層113a中，在TTA中三重態激發能產生單重激發態，在介面發生的能量移動的一部分也轉換為螢光發光。這可以抑制能量的損失。

另外，藉由在第一發光層113a和第二發光層 113b中分別獲得不同的發光波長的光，本實施方式的發光元件可以成為多色發光的元件。由於合成具有不同的發光峰值的發光的光，該發光元件的發射光譜成為具有至少兩個峰值的發射光譜。

另外，這種發光元件適合於獲得白色發光。藉由使第一發光層113a的光和第二發光層113b的光處於呈現互補色的關係，可以獲得白色發光。另外，藉由將發光波長不同的多個發光物質用於發光層中的一個或兩個，也可以得到由三種或四種以上的發光顏色構成的演色性高的白色發光。在此情況下，也可以將各個發光層進一步分割為層狀並使該被分割的層的每一個含有不同的發光物質。

另外，在第二發光層113b中，藉由使磷光發光物質的最低能量一側的吸收帶與激態錯合物的發射光譜重疊，可以獲得發光效率更良好的發光元件。另外，當磷光發光物質的最低能量一側的吸收帶的峰值波長和激態錯合物的發射光譜的峰值波長的能量換算值之間的差為0.2eV以下時，它們的重疊很大，所以是較佳的。注意，雖然磷光發光物質的最低能量一側的吸收帶較佳為三重態激發能階的吸收帶，但是在如後述那樣使用TADF材料代替磷光發光物質的情況下，最低能量一側的吸收帶較佳為單重態激發能階的吸收帶。

在圖1A中，雖然第一發光層113a形成在用作陽極的第一電極101的一側，而第二發光層113b形成 在用作陰極的第二電極102的一側，但是該疊層順序也可以相反。就是說，第一發光層113a也可以形成在用作陰極的第二電極102的一側，而第二發光層113b也可以形成在用作陽極的第一電極101的一側。

注意，如果包含在第二發光層113b中的發光物質為能夠將三重態激發能轉換為發光的物質，則本實施方式的結構是有效的。在上述說明中，可以將記載為磷光發光物質的部分換稱為熱活化延遲螢光(Thermally activated delayed fluorescence，TADF)材料，並將記載為磷光發光層的部分換稱為TADF發光層。TADF材料是指能夠由於微小的熱能量使三重激發態上轉換(upconvert，逆系間穿越)到單重激發態，並高效率地呈現來自單重激發態的發光(螢光)的物質。另外，可以高效率地獲得熱活化延遲螢光的條件為如下：三重激發能階和單重激發能階之間的能量差為0eV以上且0.2eV以下，較佳為0eV以上且0.1eV以下。磷光發光物質及TADF材料都是能夠將三重態激發能轉換為發光的物質。

實施方式2

在本實施方式中，以下參照圖1A說明實施方式1所說明的發光元件的詳細結構的例子。

本實施方式的發光元件在一對電極之間包括由多個層構成的EL層。在本實施方式中，發光元件由第一電極101、第二電極102、設置在第一電極101與第二 電極102之間的EL層103構成。注意，在本實施方式中，以下假設第一電極101用作陽極且第二電極102用作陰極而進行說明。就是說，當以使第一電極101的電位高於第二電極102的電位的方式對第一電極101和第二電極102施加電壓時，可以得到發光。

由於第一電極101用作陽極，所以較佳為使用功函數大(具體為4.0eV以上)的金屬、合金、導電化合物、以及它們的混合物等形成。具體地，例如可以舉出氧化銦-氧化錫(ITO：Indium Tin Oxide，銦錫氧化物)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。雖然通常藉由濺射法形成這些導電金屬氧化物膜，但是也可以應用溶膠-凝膠法等來製造。作為製造方法的例子，可以舉出如下方法：使用相對於氧化銦添加有1wt%至20wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成氧化銦-氧化鋅的方法。另外，可以使用相對於氧化銦添加有0.5wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶材藉由濺射法形成包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦(IWZO)。另外，可以舉出金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。也可以使用石墨烯。另外，藉由將後述的複合材料用於EL層103中的接觸於第一電極101的層，可以選擇電極材料而與功函數無關。

EL層103的疊層結構只要具有實施方式1所 示的發光層113的結構就沒有特別的限制。例如，可以適當地組合電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電子傳輸層、電子注入層、載子阻擋層、中間層等來構成EL層103的疊層結構。在本實施方式中，說明如下結構：EL層103包括在第一電極101上依次層疊的電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114、電子注入層115。以下，示出構成各層的具體材料。

電洞注入層111是包含電洞注入性高的物質的層。並且，可以使用鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物等。另外，也可以使用酞青類化合物如酞青(簡稱：H₂Pc)、銅酞青(簡稱：CuPc)等；芳香胺化合物如4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：DPAB)、N,N’-雙{4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基}-N,N’-二苯基-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺(簡稱：DNTPD)等；或者高分子如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等來形成電洞注入層111。

另外，作為電洞注入層111，可以使用在電洞傳輸物質中含有受體物質的複合材料。注意，藉由使用在電洞傳輸物質中含有受體物質的複合材料，可以選擇形成電極的材料而不顧及電極的功函數。就是說，作為第一電極101，除了功函數大的材料以外，還可以使用功函數小的材料。作為受體物質，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F₄-TCNQ)、氯醌等。另外，可以舉出過渡金屬氧化物、以及屬於元素週期表中的第4族至第 8族的金屬的氧化物。具體地，較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、氧化錸，因為其電子接受性高。特別較佳為使用氧化鉬，因為其在大氣中也穩定，吸濕性低，並且容易處理。

作為用於複合材料的電洞傳輸物質，可以使用各種有機化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烴、高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)等。作為用於複合材料的有機化合物，較佳為使用電洞傳輸性高的有機化合物。具體地，較佳為使用電洞移動率為10^-6cm²/Vs以上的物質。以下，具體地列舉可以用作複合材料中的電洞傳輸物質的有機化合物。

例如，作為芳香胺化合物，可以舉出N,N’-二(p-甲苯基)-N,N’-二苯基-p-伸苯基二胺(簡稱：DTDPPA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：DPAB)、N,N’-雙{4-[雙(3-甲基苯基)胺基]苯基}-N,N’-二苯基-(1,1’-聯苯)-4,4’-二胺(簡稱：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱：DPA3B)等。

作為可以用於複合材料的咔唑衍生物，可以具體地舉出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。

另外，作為可以用於複合材料的咔唑衍生物，還可以舉出4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、 1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。

另外，作為可以用於複合材料的芳烴，例如可以舉出2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、2-三級丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2-三級丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-三級丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：DMNA)、2-三級丁基-9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-雙[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’-聯蒽、10,10’-二苯基-9,9’-聯蒽、10,10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯蒽、10,10’-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-聯蒽、蒽、稠四苯、紅螢烯、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝等。除此之外，還可以使用稠五苯、蔻等。像這樣，較佳為使用具有1×10^-6cm²/Vs以上的電洞移動率的碳原子數為14至42的芳烴。

注意，可以用於複合材料的芳烴也可以具有乙烯基骨架。作為具有乙烯基的芳烴，例如可以舉出4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。

另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱： PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N’-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等高分子化合物。

藉由形成電洞注入層，使電洞注入性成為良好，從而可以獲得驅動電壓低的發光元件。

電洞傳輸層112是包含電洞傳輸物質的層。作為電洞傳輸物質，例如可以使用芳香胺化合物等，諸如4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4’-雙[N-(螺-9,9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)等。在此所述的物質具有高電洞傳輸性，主要是電洞移動率為10^-6cm²/Vs以上的物質。另外，也可以將作為上述複合材料中的電洞傳輸物質舉出的有機化合物用於電洞傳輸層112。另外，也可以使用諸如聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)或聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)等的高分子化合物。另外，包含電洞傳輸物質的層不限於單層，也可以為兩層以上的由上述物質構成的層的疊層。

在本發明的一個方式的發光元件中，在第一發光層113a設置在陽極一側的情況下，用於電洞傳輸層 112的物質的HOMO能階較佳為與第一發光層113a中的主體材料的HOMO能階接近(能量差為0.2eV以下)。由此，過多電洞不被陷阱能階俘獲地流過第一發光層113a及第二發光層113b，所以容易地，均衡地且高效率地得到螢光發光及磷光發光。

發光層113具有實施方式1所說明的發光層113的結構。即，從第一電極一側依次層疊有第一發光層113a和第二發光層113b。另外，第一發光層113a包含主體材料和螢光發光物質，第二發光層113b包含第一有機化合物、第二有機化合物以及能夠將三重激發能量轉換為發光的物質(磷光化合物或TADF材料)。在本實施方式的發光元件中，第一有機化合物和第二有機化合物的組合形成激態錯合物。並且，激態錯合物對能夠將三重激發能量轉換為發光的物質提供能量，從而可以同時高效率地獲得來自第一發光層113a和第二發光層113b的發光。

在第一發光層113a中，作為可以用作螢光發光物質的材料，例如可以舉出如下物質。另外，除此之外，還可以使用其他各種螢光發光物質。

作為該化合物，可以舉出5,6-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]2-2’-聯吡啶(簡稱：PAP2BPy)、5,6-雙[4’-(10-苯基-9-蒽基)苯基]2-2’-聯吡啶(簡稱：PAPP2BPy)、N,N’-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-N,N’-二苯基-芘-1,6-二胺(簡稱：1，6FLPAPrn)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱：1， 6mMemFLPAPrn)、N,N’-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(簡稱：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱：2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：PCAPA)、苝、2,5,8,11-四-三級-丁基苝(簡稱：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBAPA)、N,N”-(2-三級-丁基蒽基-9,10-二基二-4,1-苯撐基)雙[N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺](簡稱：DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N”,N”,N''',N'''-八苯基二苯並[g,p]屈(chrysene)-2,7,10,15-四胺(簡稱：DBC1)、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯基-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPABPhA)、9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱：DPhAPhA)、香豆素545T、N,N’-二苯基喹吖酮(簡稱：DPQd)、紅螢烯、5,12-雙(1,1’-聯苯-4-基)-6，11-二苯基稠四苯(簡稱： BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙烷二腈(簡稱：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCM2)、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(簡稱：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊並[1,2-a]丙二烯合茀-3,10-二胺(簡稱：p-mPhAFD)、2-{2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCJTI)、2-{2-三級-丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：DCJTB)、2-(2,6-雙{2-[4-(二甲胺基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙烷二腈(簡稱：BisDCM)、2-{2,6-雙[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙烷二腈(簡稱：BisDCJTM)等。尤其是，以1，6FLPAPrn(簡稱)1，6mMemFLPAPrn(簡稱)等芘二胺衍化合物為代表的稠合芳族二胺化合物具有高電洞俘獲性且良好的發光效率及可靠性，所以是較佳的。

在第一發光層113a中，作為可以用作主體材料的物質，例如可以舉出如下物質。

可以舉出蒽化合物諸如9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯並[c，g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、6-[3- (9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯並[b]萘並[1,2-d]呋喃(簡稱：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-茀-9-基)聯苯-4’-基}蒽(簡稱：FLPPA)等。在將具有蒽骨架的物質用作主體材料時，可以實現發光效率及耐久性良好的發光層。尤其是，CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈現非常良好的特性，所以是較佳的。

在第二發光層113b中，作為能夠將三重態激發能轉換為發光的物質，有磷光發光物質及TADF材料，例如可以舉出如下物質。

作為磷光發光物質，可以舉出：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}銥(III)(簡稱：[Ir(mpptz-dmp)₃])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱：Ir(Mptz)₃)、三[4-(3-聯苯)-5-異丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱：Ir(iPrptz-3b)₃)等具有4H-三唑骨架的有機金屬銥錯合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑]銥(III)(簡稱：Ir(Mptz1-mp)₃)、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑)銥(III)(簡稱：Ir(Prptz1-Me)₃)等具有1H-三唑骨架的有機金屬銥錯合物；fac-三[1-(2,6-二異丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]銥(III)(簡稱：Ir(iPrpmi)₃)、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑並[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]銥(III)(簡稱：Ir(dmpimpt-Me)₃)等具有咪唑骨架的有機金屬銥錯合物；以及雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C^2’]銥(III)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱： FIr6)、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C^2’]銥(III)吡啶甲酸酯(簡稱：FIrpic)、雙{2-[3’,5’-雙(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C^2’}銥(III)吡啶甲酸酯(簡稱：Ir(CF₃ppy)₂(pic))、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C^2’]銥(III)乙醯丙酮(簡稱：FIr(acac))等以具有拉電子基的苯基吡啶衍生物為配體的有機金屬銥錯合物。上述物質是發射藍色磷光的化合物，並且在440nm至520nm具有發光的峰值。

另外，也可以使用：三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：Ir(mppm)₃)、三(4-三級丁基-6-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：Ir(tBuppm)₃)、(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：Ir(mppm)₂(acac))、(乙醯丙酮根)雙(6-三級丁基-4-苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：Ir(tBuppm)₂(acac))、(乙醯丙酮根)雙[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶根]銥(III)(簡稱：Ir(nbppm)₂(acac))、(乙醯丙酮根)雙[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]銥(III)(簡稱：Ir(mpmppm)₂(acac))、(乙醯丙酮根)雙(4,6-二苯基嘧啶根)銥(III)(簡稱：Ir(dppm)₂(acac))等具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物；(乙醯丙酮根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：Ir(mppr-Me)₂(acac))、(乙醯丙酮根)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：Ir(mppr-iPr)₂(acac))等具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物；三(2-苯基吡啶根-N,C^2’)銥(III)(簡稱：Ir(ppy)₃)、雙(2-苯基吡啶根-N,C^2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱：Ir(ppy)₂(acac))、雙(苯並[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮(簡稱：Ir(bzq)₂(acac))、三(苯並[h] 喹啉)銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(bzq)₃)、三(2-苯基喹啉-N,C^2’]銥(III)(簡稱：Ir(pq)₃)、雙(2-苯基喹啉-N,C^2’)銥(III)乙醯丙酮(簡稱：Ir(pq)₂(acac))等具有吡啶骨架的有機金屬銥錯合物；以及三(乙醯丙酮根)(單啡啉)鋱(III)(簡稱：Tb(acac)₃(Phen))等稀土金屬錯合物。上述物質主要是發射綠色磷光的化合物，並且在500nm至600nm具有發光的峰值。另外，由於具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物具有特別優異的可靠性及發光效率，所以是特別較佳的。

另外，還可以使用：(二異丁醯甲橋)雙[4，6-雙(3-甲基苯基)嘧啶基]銥(III)(簡稱：Ir(5mdppm)₂(dibm))、雙[4,6-雙(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊醯基甲烷根)銥(III)(簡稱：Ir(5mdppm)₂(dpm))、雙[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊醯基甲烷根)銥(III)(簡稱：Ir(d1npm)₂(dpm))等具有嘧啶骨架的有機金屬銥錯合物；(乙醯丙酮根)雙(2,3,5-三苯基吡嗪根)銥(III)(簡稱：Ir(tppr)₂(acac))、雙(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊醯基甲烷根)銥(III)(簡稱：Ir(tppr)₂(dpm))、(乙醯丙酮根)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹啉合]銥(III)(簡稱：Ir(Fdpq)₂(acac))等具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物；三(1-苯基異喹啉-N,C^2’)銥(III)(簡稱：Ir(piq)₃)、雙(1-苯基異喹啉-N,C^2’)銥(III)(簡稱：Ir(piq)₂(acac))等具有吡啶骨架的有機金屬銥錯合物；2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉鉑(II)(簡稱：PtOEP)等的鉑錯合物；以及三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮(propanedionato))(單啡啉)銪(III)(簡稱： Eu(DBM)₃(Phen))、三[1-(2-噻吩甲醯基)-3,3,3-三氟丙酮](單啡啉)銪(III)(簡稱：Eu(TTA)₃(Phen))等稀土金屬錯合物。上述物質是發射紅色磷光的化合物，並且在600nm至700nm具有發光的峰值。另外，具有吡嗪骨架的有機金屬銥錯合物可以獲得色度良好的紅色發光。

另外，除了上述磷光化合物以外，還可以選擇各種磷光發光材料而使用。

作為TADF材料，可以使用如下材料。

可以舉出富勒烯及其衍生物、普魯黃等的吖啶衍生物以及伊紅等。另外，可以舉出包含鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、錫(Sn)、鉑(Pt)、銦(In)或鈀(Pd)等含金屬卟啉。作為該含金屬卟啉，例如，也可以舉出由下述結構表示的原卟啉-氟化錫錯合物(SnF₂(Proto IX))、中卟啉-氟化錫錯合物(SnF₂(Meso IX))、血卟啉-氟化錫錯合物(SnF₂(Hemato IX))、糞卟啉四甲酯-氟化錫錯合物(SnF₂(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化錫錯合物(SnF₂(OEP))、初卟啉-氟化錫錯合物(SnF₂(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化鉑錯合物(PtCl₂(OEP))等。

另外，還可以使用由下述結構表示的2-(聯苯-4-基)-4,6-雙(12-苯基吲哚[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(簡稱：PIC-TRZ)等具有富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環的雜環化合物。另外，該雜環化合物具有富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環，電子傳輸性和電洞傳輸性高，所以是較佳的。在富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環的雜環直接鍵合的物質中，富π電子芳雜環的施體的性質和缺π電子型芳雜環的受體的性質都變強而S₁能階 與T₁能階之間的能量差變小，所以是特別較佳的。

作為可以用作上述第一有機化合物及第二有機化合物的材料，只要是滿足實施方式1所示的條件的組合就沒有特別的限制，可以選擇各種載子傳輸材料。

例如，作為具有電子傳輸性的材料，可以舉出：雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(II)(簡稱：BeBq₂)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III)(簡稱：BAlq)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)(簡稱：Znq)、雙[2-(2-苯並噁唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：ZnPBO)、雙[2-(2-苯並噻唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：ZnBTZ)等金屬錯合物；2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱：PBD)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(簡稱：TPBI)、2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(簡稱：mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的雜環化合物；2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f，h]喹啉 (簡稱：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f，h]喹啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯並[f，h]喹啉(簡稱：2mCzBPDBq)、4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯並噻吩基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mDBTP2Pm-II)等具有二嗪骨架的雜環化合物；以及3,5-雙[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(簡稱：35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(簡稱：TmPyPB)等的具有吡啶骨架的雜環化合物。其中，具有二嗪骨架的雜環化合物或具有吡啶骨架的雜環化合物具有良好的可靠性，所以是較佳的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的雜環化合物具有高電子傳輸性，也有助於降低驅動電壓。

另外，作為具有電洞傳輸性的材料，可以舉出：4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)、4,4’-雙[N-(螺-9,9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(簡稱：mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBA1BP)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBNBB)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]茀-2-胺(簡稱： PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9,9-聯茀-2-胺(簡稱：PCBASF)等具有芳香胺骨架的化合物；1,3-雙(N-咔唑基)苯(簡稱：mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、3,6-雙(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(簡稱：CzTP)、3,3’-雙(9-苯基-9H-咔唑)(簡稱：PCCP)等具有咔唑骨架的化合物；4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]二苯並噻吩(簡稱：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-6-苯基二苯並噻吩(簡稱：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(二苯並呋喃)(簡稱：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}二苯並呋喃(簡稱：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電洞傳輸性並有助於降低驅動電壓，所以是較佳的。

另外，除了上述載子傳輸材料以外，也可以從各種物質中選擇載子傳輸材料而使用。作為第一有機化合物及第二有機化合物，較佳為選擇具有比磷光化合物的三重態能階(基態與三重激發態的能量差)大的三重態能階的物質。另外，作為第一有機化合物和第二有機化合物的組合，較佳為選擇如下組合：形成呈現與磷光發光物質的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的發光的激態錯合物的組合。

再者，藉由將第一有機化合物和第二有機化 合物的組合中的一個作為具有電子傳輸性的材料，將另一個作為具有電洞傳輸性的材料，有利於形成激態錯合物。另外，藉由改變各化合物的含量，可以容易調整發光層的傳輸性，還可以簡單地控制再結合區域。將具有電洞傳輸性的材料和具有電子傳輸性的材料的含量的比率設定為具有電洞傳輸性的材料：具有電子傳輸性的材料=1：9至9：1，即可。

具有上述結構的發光層113可以藉由利用真空蒸鍍法的共蒸鍍、使用混合溶液的噴墨法、旋塗法、浸漬塗布法等來製造。

在本實施方式中，雖然說明在陽極一側形成第一發光層113a而在陰極一側形成第二發光層113b的結構，但是疊層順序也可以為相反。即，也可以在陽極一側形成第二發光層113b而在陰極一側形成第一發光層113a。

另外，第二發光層113b還可以被分成兩層以上的層，此時在各個層中也可以包含不同的發光物質。尤其是，藉由採用如下結構，可以得到演色性良好的白色發光，所以是較佳的：第二發光層113b被分成第一磷光發光層及第二磷光發光層，從第一磷光發光層得到紅色發光(在580nm至680nm處具有發射光譜的峰值的發光)，從第二磷光發光層得到綠色發光(在500nm至560nm處具有發射光譜的峰值的發光)，並且從第一發光層113a得到藍色發光(在400nm至480nm處具有發射光譜的峰值的發光)。 注意，在此情況下，從發光元件的耐久性的觀點來看，較佳為以第一發光層113a、第一磷光發光層以及第二磷光發光層的順序層疊，再者為了得到良好的特性，第一發光層113a較佳為形成在陽極一側。

以上所示的結構以外的發光層113的結構、效果與實施方式1所示的結構、效果相同。參照實施方式1的記載。

電子傳輸層114是包含電子傳輸物質的層。例如，電子傳輸層114是由如下具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物等構成的層：三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Almq₃)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(簡稱：BeBq₂)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚鹽)鋁(簡稱：BAlq)等。除此之外，還可以使用雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)₂)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)₂)等具有噁唑類、噻唑類配位體的金屬錯合物等。再者，除了金屬錯合物之外，還可以使用2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅啡啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等。這裡所述的物質具有高電子傳輸性，並主要是具有10^-6cm²/Vs以上的電子移動率的物質。注意，也可以將上述具有電子傳輸性的主體材料用於電子傳輸層114。

另外，電子傳輸層114可以是單層，也可以是由上述物質構成的層的兩層以上的疊層。

另外，也可以在電子傳輸層和發光層之間設置控制電子載子的移動的層。這是對如上所述的電子傳輸性高的材料添加了少量的電子俘獲性高的物質而成的層，並且藉由抑制電子載子的移動，可以調節載子平衡。這種結構對抑制由於電子穿過發光層而發生的問題(例如，元件的使用壽命的降低)發揮很大的效果。

另外，也可以在電子傳輸層114和第二電極102之間以接觸於第二電極102的方式設置電子注入層115。作為電子注入層115，可以使用氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF₂)等的鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物。例如，可以使用將鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物包含在由具有電子傳輸性的物質構成的層中的層。藉由作為電子注入層115使用在由具有電子傳輸性的物質構成的層中包含鹼金屬或鹼土金屬的層，可以從第二電極102高效率地注入電子，因此是更佳的。

作為形成第二電極102的物質，可以使用功函數小(具體為3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等。作為這種陰極材料的具體例子，可以舉出鋰(Li)或銫(Cs)等鹼金屬、鎂(Mg)、鈣(Ca)或者鍶(Sr)等的屬於元素週期表中的第1族或第2族的元素、包含它們的合金(MgAg、AlLi)、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬、以及包含它們的合金等。然而，藉由在第二電極102和電子 傳輸層之間設置電子注入層，可以不顧及功函率的大小而將各種導電材料諸如Al、Ag、ITO、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等用作第二電極102。可以藉由濺射法、噴墨法、旋塗法等進行這些導電材料的成膜。

另外，作為EL層103的形成方法，不論乾處理或濕處理，都可以使用各種方法。例如，也可以使用真空蒸鍍法、噴墨法或旋塗法等。另外，也可以根據各電極或各層使用不同的成膜方法。

電極既可以藉由利用溶膠-凝膠法等濕處理形成，又可以藉由利用金屬材料的膏劑的濕處理形成。另外，也可以藉由濺射法、真空蒸鍍法等乾處理形成電極。

在包括上述結構的發光元件中，電流因產生在第一電極101與第二電極102之間的電位差而流過，並且電洞與電子在為包含發光性高的物質的層的發光層113中再結合，以進行發光。換句話說，發光區域形成在發光層113中。

光經過第一電極101和第二電極102中的任一者或兩者被取出到外部。因此，第一電極101和第二電極102中的任一者或兩者由具有透光性的電極構成。

注意，設置在第一電極101與第二電極102之間的EL層103的結構不侷限於上述結構。但是，較佳為採用在離第一電極101及第二電極102遠的部分設置電洞與電子再結合的發光區域的結構，以便抑制由於發光區域與用於電極或載子注入層的金屬接近而發生的淬滅。

另外，為了抑制從在發光層中產生的激子的能量轉移，接觸於發光層113的電洞傳輸層和電子傳輸層，尤其是接觸於發光層113中的離發光區域近的一側的載子傳輸層較佳為使用如下物質構成：該物質具有比構成發光層的發光物質或者包含在發光層中的發光中心物質所具有的能帶間隙大的能帶間隙。

本實施方式中的發光元件可以在由玻璃、塑膠等構成的基板上製造。作為在基板上製造發光元件的順序，既可從第一電極101一側依次層疊又可從第二電極102一側依次層疊。發光裝置既可以在一個基板上形成有一個發光元件，又可以在一個基板上形成有多個發光元件。藉由在一個基板上製造多個這種發光元件，可以製造元件被分割了的照明裝置或被動矩陣型發光裝置。另外，也可以在由玻璃、塑膠等構成的基板上例如形成場效應電晶體(FET)，並且在與FET電連接的電極上製造發光元件。由此，可以製造藉由FET控制發光元件的驅動的主動矩陣型發光裝置。注意，對FET的結構沒有特別的限制。另外，對用於FET的半導體的結晶性也沒有特別的限制，而可以使用非晶半導體或結晶半導體。另外，形成在FET基板中的驅動電路既可以由N型及P型FET構成，又可以只由N型和P型FET中的任一方構成。

本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。

接著，參照圖1B說明具有層疊有多個發光單 元的結構的發光元件(以下也稱為疊層型元件)的方式。該發光元件是在第一電極和第二電極之間具有多個發光單元的發光元件。作為一個發光單元，具有與圖1A所示的EL層103同樣的結構。就是說，可以說，圖1A所示的發光元件是具有一個發光單元的發光元件，而且本實施方式的發光元件是具有多個發光單元的發光元件。

在圖1B中，在第一電極501和第二電極502之間層疊有第一發光單元511和第二發光單元512，並且在第一發光單元511和第二發光單元512之間設置有電荷產生層513。第一電極501和第二電極502分別相當於圖1A中的第一電極101和第二電極102，並且可以應用與圖1A所說明的同樣的。另外，第一發光單元511和第二發光單元512可以具有相同結構或不同結構。

電荷產生層513包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料。作為該由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料，可以使用圖1A所示的可以用於電洞注入層111的複合材料。作為有機化合物，較佳為應用其電洞移動率為1×10^-6cm²/Vs以上的有機化合物。但是，只要是其電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用這些以外的物質。因為由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料具有優良的載子注入性、載子傳輸性，所以可以實現低電壓驅動、低電流驅動。另外，當發光單元的陽極一側的表面與電荷發生層接觸時，可以使電荷發生層具有發光單元的電洞傳輸層的功能，所以該發光單元也可以不設置 電洞傳輸層。

注意，也可以藉由組合包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與由其他材料構成的層來形成電荷產生層513。例如，也可以藉由組合包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與包含選自具有電子給予性的物質中的一個化合物和具有高電子傳輸性的化合物的層來形成電荷產生層513。另外，也可以藉由組合包含由有機化合物和金屬氧化物構成的複合材料的層與透明導電膜來形成電荷產生層513。

總之，夾在第一發光單元511和第二發光單元512之間的電荷產生層513只要是如下層即可：在將電壓施加到第一電極501和第二電極502之間時，將電子注入到發光單元中的一方並且將電洞注入到發光單元中的另一方。例如，電荷產生層513是如下層即可：在圖1B中，在以使第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓的情況下，將電子注入到第一發光單元511並且將電洞注入到第二發光單元512。

雖然在圖1B中說明了具有兩個發光單元的發光元件，但是可以同樣地應用層疊三個以上的發光單元的發光元件。如根據本實施方式的發光元件，藉由在一對電極之間將多個發光單元使用電荷產生層隔開並配置，該元件可以在保持低電流密度的同時在高亮度區域中發光，從而可以實現具有更長使用壽命的發光元件。另外，可以實現能夠進行低電壓驅動且耗電量低的發光裝置。

另外，藉由在多個單元中的至少一個中使用上述發光層113的結構，可以縮減該單元的製程，從而可以提供一種有利於實用化的多色發光元件。

另外，上述結構可以與其他實施方式或本實施方式中的其他結構適當地組合。

實施方式3

在本實施方式中，說明使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件製造的發光裝置。

在本實施方式中，參照圖2A和2B對使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件製造的發光裝置進行說明。注意，圖2A是示出發光裝置的俯視圖，並且圖2B是沿圖2A中的線A-B及線C-D切斷的剖面圖。該發光裝置作為用來控制發光元件的發光的單元包括由虛線表示的驅動電路部(源極線驅動電路)601、像素部602、驅動電路部(閘極線驅動電路)603。另外，元件符號604是密封基板，元件符號605是密封材料，由密封材料605圍繞的內側是空間607。

注意，引導佈線608是用來傳送輸入到源極線驅動電路601及閘極線驅動電路603的信號的佈線，並且從用作外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)609接收視訊信號、時脈信號、啟動信號、重設信號等。注意，雖然在此只圖示出FPC，但是該FPC還可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置主體， 而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。

下面，參照圖2B說明剖面結構。雖然在元件基板610上形成有驅動電路部及像素部，但是在此示出作為驅動電路部的源極線驅動電路601和像素部602中的一個像素。

作為源極線驅動電路601，形成組合n通道型FET 623和p通道型FET 624的CMOS電路。另外，驅動電路也可以利用各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。另外，雖然在本實施方式中示出在基板上形成有驅動電路的驅動器一體型，但是必不需要採用該結構，驅動電路也可以形成在外部，而不形成在基板上。

另外，像素部602由多個像素形成，該多個像素都包括開關FET 611、電流控制FET 612以及與該電流控制FET 612的汲極電連接的第一電極613。注意，以覆蓋第一電極613的端部的方式形成有絕緣物614。在此，使用正型感光丙烯酸樹脂膜形成絕緣物614。

另外，較佳為將絕緣物614的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面。例如，在使用正型感光丙烯酸樹脂作為絕緣物614的材料的情況下，只使絕緣物614的上端部包括具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。作為絕緣物614，可以使用負型感光樹脂或者正型感光樹脂。

在第一電極613上形成有EL層616及第二電極617。在此，較佳為使用具有功函數大的材料作為用於用作陽極的第一電極613的材料。例如，除了可以使用諸 如ITO膜、包含矽的銦錫氧化物膜、包含2wt.%至20wt.%的氧化鋅的氧化銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜等的單層膜以外，還可以使用由氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜構成的疊層膜以及由氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜構成的三層結構膜等。注意，當採用疊層結構時，作為佈線的電阻也低，可以得到良好的歐姆接觸，可以進一步發揮陽極的功能。

另外，EL層616藉由使用蒸鍍遮罩的蒸鍍法、噴墨法、旋轉塗佈法等各種方法形成。EL層616包括實施方式1或實施方式2所說明的結構。另外，作為構成EL層616的其他材料，也可以使用低分子化合物或高分子化合物(包含低聚物、樹枝狀聚合物)。

另外，作為用於形成在EL層616上並用作陰極的第二電極617的材料，較佳為使用具有功函數小的材料(Al、Mg、Li、Ca、或它們的合金及作為化合物的MgAg、MgIn、AlLi等)。注意，當使產生在EL層616中的光透過第二電極617時，較佳為使用由膜厚度減薄了的金屬薄膜和透明導電膜(ITO、包含2wt.%至20wt.%的氧化鋅的氧化銦、包含矽的銦錫氧化物、氧化鋅(ZnO)等)構成的疊層結構作為第二電極617。

發光元件由第一電極613、EL層616、第二電極617形成。該發光元件是具有實施方式1或實施方式2所記載的結構的發光元件。雖然像素部形成有多個發光元件，但是本實施方式的發光裝置也可以包括實施方式1 或實施方式2所記載的發光元件和包括其他結構的發光元件的兩者。

另外，藉由使用密封材料605將密封基板604貼合到元件基板610，形成如下結構，即發光元件618安裝在由元件基板610、密封基板604以及密封材料605圍繞的空間607中。注意，空間607中填充有填料，作為該填料，除了使用惰性氣體(氮或氬等)以外，還使用密封材料605。藉由在密封基板中形成凹部且在其中設置乾燥劑625，可以抑制水分所導致的劣化，所以是較佳的。

另外，較佳為使用環氧類樹脂或玻璃粉作為密封材料605。另外，這些材料較佳為盡可能地不使水或氧透過的材料。另外，作為用於密封基板604的材料，除了可以使用玻璃基板或石英基板以外，還可以使用由FRP(Fiber Reinforced Plastics；玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。

如上所述，可以得到使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件製造的發光裝置。

圖3A和3B示出藉由形成呈現白色發光的發光元件設置著色層(濾色片)等來實現全彩色化的發光裝置的例子。圖3A示出基板1001、基底絕緣膜1002、閘極絕緣膜1003、閘極電極1006、1007、1008、第一層間絕緣膜1020、第二層間絕緣膜1021、周邊部1042、像素部1040、驅動電路部1041、發光元件的第一電極1024W、1024R、1024G、1024B、分隔壁1025、EL層1028、發光 元件的第二電極1029、密封基板1031、密封材料1032等。

另外，在圖3A中，將著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)設置在透明基材1033上。另外，還可以設置黑色層(黑矩陣)1035。對設置有著色層及黑色層的透明基材1033進行對準而將其固定到基板1001。另外，著色層及黑色層被覆蓋層1036覆蓋。另外，圖3A示出具有光不透過著色層而透射到外部的發光層及光透過各顏色的著色層而透射到外部的發光層，不透過著色層的光成為白色光且透過著色層的光成為紅色光、藍色光、綠色光，因此能夠以四個顏色的像素呈現影像。

圖3B示出將著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)形成在閘極絕緣膜1003和第一層間絕緣膜1020之間的例子。如上述那樣，也可以將著色層設置在基板1001和密封基板1031之間。

另外，雖然以上說明了具有在形成有FET的基板1001一側取出光的結構(底部發射型)的發光裝置，但是也可以採用具有在密封基板1031一側取出發光的結構(頂部發射型)的發光裝置。圖4示出頂部發射型發光裝置的剖面圖。在此情況下，基板1001可以使用不使光透過的基板。到製造連接FET與發光元件的陽極的連接電極為止的製程與底部發射型發光裝置同樣地進行。然後，以覆蓋電極1022的方式形成第三層間絕緣膜1037。該第 三層間絕緣膜1037也可以具有平坦化的功能。第三層間絕緣膜1037可以使用與第二層間絕緣膜相同的材料或其他各種材料形成。

雖然在此發光元件的第一電極1024W、1024R、1024G、1024B都是陽極，但是也可以是陰極。另外，在採用如圖4所示那樣的頂部發射型發光裝置的情況下，第一電極較佳為反射電極。EL層1028的結構採用作為實施方式1或實施方式2所說明的EL層103的結構，並且採用能夠獲得白色發光的元件結構。

在採用圖4所示的頂部發射結構的情況下，可以使用設置有著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)的密封基板1031進行密封。密封基板1031也可以設置有位於像素和像素之間的黑色層(黑矩陣)1035。著色層(紅色著色層1034R、綠色著色層1034G、藍色著色層1034B)、黑色層(黑矩陣)1035也可以被覆蓋層覆蓋。另外，作為密封基板1031，使用具有透光性的基板。

另外，雖然在此示出了以紅色、綠色、藍色、白色的四個顏色進行全彩色顯示的例子，但是並不侷限於此。也可以以紅色、綠色、藍色的三個顏色進行全彩色顯示。

因為本實施方式的發光裝置使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件，所以可以得到具有優良特性的發光裝置。具體地，實施方式1或實施方式2所示 的發光元件是發光效率良好的發光元件，從而可以實現降低了耗電量的發光裝置。另外，可以得到容易實現量產化的發光元件，從而可以提供低成本的發光裝置。

雖然到這裡說明了主動矩陣型發光裝置，但是下面說明被動矩陣型的發光裝置。圖5A和5B示出藉由使用本發明製造的被動矩陣型發光裝置。注意，圖5A是示出發光裝置的透視圖，並且圖5B是沿線X-Y切斷圖5A而獲得的剖面圖。在圖5A和5B中，在基板951上的電極952與電極956之間設置有EL層955。電極952的端部被絕緣層953覆蓋。在絕緣層953上設置有隔離層954。隔離層954的側壁具有如下傾斜，即越接近基板表面，兩個側壁之間的間隔越窄。換句話說，隔離層954的短邊方向的剖面是梯形，底邊(朝向與絕緣層953的面方向相同的方向並與絕緣層953接觸的邊)比上邊(朝向與絕緣層953的面方向相同的方向並與絕緣層953不接觸的邊)短。如此，藉由設置隔離層954，可以防止起因於靜電等的發光元件的不良。另外，在被動矩陣型發光裝置中，藉由使用實施方式1或實施方式2所記載的發光效率良好發光元件，也可以得到耗電量被降低的發光裝置。另外，該發光元件為容易實現量產化的發光元件，從而可以提供低成本的發光裝置。

以上說明的發光裝置能夠控制配置為矩陣狀的微小的多個發光元件中的每一個，所以作為進行影像的顯示的顯示裝置可以適當地利用。

此外，本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。

實施方式4

在本實施方式中，參照圖6A和6B對將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件用於照明裝置的例子進行說明。圖6B是照明裝置的俯視圖，圖6A是圖6B中的沿著線e-f切斷的剖面圖。

在本實施方式的照明裝置中，在用作支撐體的具有透光性的基板400上形成有第一電極401。第一電極401相當於實施方式1中的第一電極101。當從第一電極401一側取出光時，第一電極401使用具有透光性的材料形成。

另外，在基板400上形成用來對第二電極404供應電壓的焊盤412。

在第一電極401上形成有EL層403。EL層403相當於實施方式1中的EL層103的結構或組合發光單元511、發光單元512以及電荷產生層513的結構等。注意，作為它們的結構，參照各記載。

以覆蓋EL層403的方式形成第二電極404。第二電極404相當於實施方式1中的第二電極102。當從第一電極401一側取出光時，第二電極404使用反射率高的材料形成。藉由使第二電極404與焊盤412連接，將電壓供應到第二電極404。

如上所述，本實施方式所示的照明裝置具備包括第一電極401、EL層403以及第二電極404的發光元件。由於該發光元件是發光效率高的發光元件，所以本實施方式的照明裝置可以為耗電量小的照明裝置。

使用密封材料405、406將具有上述結構的發光元件固定在基板407上來進行密封，由此製造照明裝置。也可以僅使用密封材料405和406中的一方。另外，也可以使內側的密封材料406(在圖6B中未圖示)與乾燥劑混合，由此可以吸收水分而提高可靠性。

另外，藉由以延伸到密封材料405、406的外部的方式設置焊盤412和第一電極401的一部分，可以將其用作外部輸入端子。另外，也可以在外部輸入端子上設置安裝有轉換器等的IC晶片420等。

由於本實施方式所記載的照明裝置在EL元件中包括實施方式1或實施方式2所記載的發光元件，所以可以實現耗電量小的照明裝置。另外，可以實現驅動電壓低的照明裝置。另外，可以實現低成本的照明裝置。

實施方式5

在本實施方式中，對在其一部分包括實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的電子器具的例子進行說明。實施方式1或實施方式2所記載的發光元件是發光效率良好且耗電量被降低了的發光元件。其結果，本實施方式所記載的電子器具可以實現包括耗電量被降低了的發光部的 電子器具。另外，因為實施方式1或實施方式2所記載的發光元件是形成的膜的數量少的發光元件，所以可以實現低成本的電子器具。

作為採用上述發光元件的電子器具，可以例如舉出電視機(也稱為電視機或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、數位相機、數位攝影機等影像拍攝裝置、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、彈珠機等大型遊戲機等。以下，示出這些電子器具的具體例子。

圖7A示出電視機的一個例子。在電視機中，外殼7101中組裝有顯示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。可以利用顯示部7103顯示影像，並且將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件排列為矩陣狀而構成顯示部7103。

可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或另行提供的遙控器7110進行電視機的操作。藉由利用遙控器7110所具備的操作鍵7109，可以控制頻道及音量，由此可以控制顯示在顯示部7103中的影像。另外，也可以在遙控器7110中設置用來顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107。

另外，電視機採用具備接收機、數據機等的結構。可以藉由接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，能夠進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者 之間等)的資訊通信。

圖7B1示出電腦，該電腦包括主體7201、外殼7202、顯示部7203、鍵盤7204、外部連接埠7205、指向裝置7206等。另外，該電腦藉由將與實施方式1或實施方式2所說明的發光元件相同的發光元件排列為矩陣狀並用於顯示部7203而製造。圖7B1中的電腦也可以為如圖7B2所示的方式。圖7B2所示的電腦設置有第二顯示部7210代替鍵盤7204及指向裝置7206。第二顯示部7210是觸控面板，藉由利用手指或專用筆操作顯示在第二顯示部7210上的輸入用顯示，能夠進行輸入。另外，第二顯示部7210不僅能夠顯示輸入用顯示，而且可以顯示其他影像。另外，顯示部7203也可以是觸控面板。因為兩個螢幕藉由鉸鏈部連接，所以可以防止當收納或搬運時發生問題如螢幕受傷、破壞等。另外，該電腦藉由將實施方式1或實施方式2所示的發光元件排列為矩陣狀並用於顯示部7203而製造。

圖7C示出可攜式遊戲機，該可攜式遊戲機由外殼7301和外殼7302的兩個外殼構成，並且藉由連接部分7303可以開閉地連接。外殼7301中組裝有將實施方式1或實施方式2所說明的發光元件排列為矩陣狀而製造的顯示部7304，並且外殼7302中組裝有顯示部7305。另外，圖7C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部分7306、儲存介質插入部分7307、LED燈7308、輸入單元(操作鍵7309、連接端子7310、感測器7311(包括測量如下因素的 功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、麥克風7312)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要在顯示部7304和顯示部7305中的至少一者或兩者中使用將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件排列為矩陣狀製造的顯示部即可，而可以採用適當地設置有其他附屬設備的結構。圖7C所示的可攜式遊戲機具有如下功能：讀出儲存在儲存介質中的程式或資料並將其顯示在顯示部上；以及藉由與其他可攜式遊戲機之間進行無線通訊而實現資訊共用。另外，圖7C所示的可攜式遊戲機的功能不侷限於此，可以具有各種各樣的功能。

圖7D示出行動電話機的一個例子。行動電話機具備組裝在外殼7401中的顯示部7402、操作按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，行動電話機包括將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件排列為矩陣狀而製造的顯示部7402。

圖7D所示的行動電話機也可以具有用手指等觸摸顯示部7402來輸入資訊的結構。在此情況下，能夠用手指等觸摸顯示部7402來進行打電話或編寫電子郵件等的操作。

顯示部7402主要有三種螢幕模式。第一是以影像的顯示為主的顯示模式，第二是以文字等的資訊的輸 入為主的輸入模式，第三是混合顯示模式和輸入模式的兩個模式的顯示輸入模式。

例如，在打電話或編寫電子郵件的情況下，可以採用將顯示部7402主要用於輸入文字的文字輸入模式而輸入在螢幕上顯示的文字。在此情況下，較佳為在顯示部7402的螢幕的大多部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。

另外，藉由在行動電話機內部設置具有陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置，可以判斷行動電話機的方向(縱或橫)而自動進行顯示部7402的螢幕顯示的切換。

另外，藉由觸摸顯示部7402或對外殼7401的操作按鈕7403進行操作，來進行螢幕模式的切換。或者，也可以根據顯示在顯示部7402上的影像的種類切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部上的影像信號為動態影像的資料時，將螢幕模式切換成顯示模式，而當該影像信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。

另外，當在輸入模式下藉由檢測出顯示部7402的光感測器所檢測的信號而得知在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以進行控制以將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式。

也可以將顯示部7402用作影像感測器。例如，藉由用手掌或手指觸摸顯示部7402，來拍攝掌紋、指紋等，能夠進行個人識別。另外，藉由在顯示部中使用發射近紅外光的背光或發射近紅外光的感測用光源，也能 夠拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。

另外，本實施方式所示的結構可以適當地與實施方式1至實施方式4所示的結構組合而使用。

如上所述，具備實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的發光裝置的應用範圍極為廣泛，而能夠將該發光裝置用於各種領域的電子器具。藉由使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件，可以得到耗電量被降低了的電子器具。

圖8示出將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件用於背光的液晶顯示裝置的一個例子。圖8所示的液晶顯示裝置包括外殼901、液晶層902、背光單元903以及外殼904，液晶層902與驅動器IC905連接。另外，在背光單元903中使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件，並且藉由端子906將電流供應到背光單元903。

藉由將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件用於液晶顯示裝置的背光，可以得到耗電量被降低了的背光。另外，藉由使用實施方式2所記載的發光元件，能夠製造面發射的照明裝置，還能夠實現大面積化。由此能夠實現背光的大面積化及液晶顯示裝置的大面積化。再者，使用實施方式2所記載的發光元件的發光裝置可以使厚度比習知的發光裝置薄，所以還能夠實現顯示裝置的薄型化。

圖9示出將實施方式1或實施方式2所記載 的發光元件用於作為照明裝置的檯燈的例子。圖9所示的檯燈包括外殼2001和光源2002，並且作為光源2002使用實施方式4所記載的照明裝置。

圖10示出將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件用於室內的照明裝置3001的例子。因為實施方式1或實施方式2所記載的發光元件是耗電量被降低了的發光元件，所以能夠提供耗電量被降低了的照明裝置。另外，因為實施方式1或實施方式2所記載的發光元件能夠實現大面積化，所以能夠用於大面積的照明裝置。另外，因為實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的厚度薄，所以能夠製造實現薄型化的照明裝置。

還可以將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件安裝在汽車的擋風玻璃或儀表板上。圖11示出將實施方式2所記載的發光元件用於汽車的擋風玻璃或儀表板的一個方式。顯示區域5000至顯示區域5005使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件設置。

顯示區域5000和顯示區域5001是設置在汽車的擋風玻璃上的安裝有實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的顯示裝置。藉由使用具有透光性的電極形成第一電極和第二電極，可以將實施方式1或實施方式2所記載的發光元件形成為能看到對面的景色的所謂的透視式顯示裝置。若採用透視式顯示，即使設置在汽車的擋風玻璃上，也不妨礙視界。另外，在設置用來驅動的電晶體等的情況下，較佳為使用具有透光性的電晶體，諸如使用有 機半導體材料的有機電晶體或使用氧化物半導體的電晶體等。

顯示區域5002是設置在立柱部分的安裝有實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的顯示裝置。藉由在顯示區域5002上顯示來自設置在車廂上的成像單元的影像，可以補充被立柱遮擋的視界。另外，同樣地，設置在儀表板部分上的顯示區域5003藉由顯示來自設置在汽車外側的成像單元的影像，能夠補充被車廂遮擋的視界的死角，而提高安全性。藉由顯示影像以補充不看到的部分，更自然且簡單地確認安全。

顯示區域5004和顯示區域5005可以提供導航資訊、速度表、轉速表、行車距離、加油量、排檔狀態、空調的設定以及其他各種資訊。使用者可以適當地改變顯示內容及佈置。另外，這些資訊也可以顯示在顯示區域5000至顯示區域5003上。另外，也可以將顯示區域5000至顯示區域5005用作照明裝置。

實施方式1或實施方式2所記載的發光元件可以實現發光效率高的發光元件或者是耗電量小的發光元件。由此，即使設置多個顯示區域5000至顯示區域5005那樣的大面積螢幕，也可以減少電池的負載而舒適地使用。從而，使用實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的發光裝置或照明裝置可以適用於車載用發光裝置或照明裝置。

圖12A及12B是翻蓋式平板終端的一個例 子。圖12A是打開的狀態，並且平板終端包括外殼9630、顯示部9631a、顯示部9631b、顯示模式切換開關9034、電源開關9035、省電模式切換開關9036、卡子9033以及操作開關9038。該平板終端藉由將具備實施方式1或實施方式2所記載的發光元件的發光裝置用於顯示部9631a、顯示部9631b的一者或兩者來製造。

在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸控面板區域9632a，並且可以藉由接觸所顯示的操作鍵9637來輸入資料。此外，作為一個例子示出如下結構：顯示部9631a的一半只具有顯示的功能，另一半具有觸控面板的功能，但是不侷限於該結構。也可以採用顯示部9631a的整個區域具有觸控面板的功能的結構。例如，可以使顯示部9631a的整個面顯示鍵盤按鈕來將其用作觸控面板，並且將顯示部9631b用作顯示畫面。

此外，在顯示部9631b中與顯示部9631a同樣，也可以將其一部分用作觸控面板區域9632b。此外，藉由使用手指或觸控筆等接觸觸控面板上的鍵盤顯示切換按鈕9639的位置，可以在顯示部9631b上顯示鍵盤按鈕。

此外，也可以對觸控面板區域9632a和觸控面板區域9632b同時進行觸摸輸入。

另外，顯示模式切換開關9034能夠切換豎屏顯示和橫屏顯示等顯示的方向並選擇黑白顯示或彩色顯示等的切換。根據藉由平板終端所內置的光感測器所檢測的 使用時的外光的光量，省電模式切換開關9036可以將顯示的亮度設定為最適合的亮度。平板終端也可以內置光感測器、陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器等的其他檢測裝置。

此外，圖12A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相等的例子，但是不侷限於此，既可以使一方顯示部的尺寸和另一方顯示部的尺寸不相等又可以使它們的顯示品質有差異。例如顯示部9631a和顯示部9631b中的一方與另一方相比可以進行高精細的顯示。

圖12B是合上的狀態，並且本實施方式中的平板終端示出包括外殼9630、太陽能電池9633、充放電控制電路9634、電池9635以及DCDC轉換器9636的例子。此外，在圖12B中，作為充放電控制電路9634的一個例子示出包括電池9635和DCDC轉換器9636的結構。

此外，翻蓋式平板終端在不使用時可以合上外殼9630。因此，可以保護顯示部9631a和顯示部9631b，而可以提供一種耐久性優越且從長期使用的觀點來看可靠性優越的平板終端。

此外，圖12A及圖12B所示的平板終端還可以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行觸摸輸入操作或編輯的觸摸輸入；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理等。

藉由利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應到觸控面板、顯示部或影像信號處理部等。注意，太陽能電池9633可以設置在外殼9630的一個面或兩個面，可以高效率地對電池9635充電。

另外，參照圖12C所示的方塊圖對圖12B所示的充放電控制電路9634的結構和工作進行說明。圖12C示出太陽能電池9633、電池9635、DCDC轉換器9636、轉換器9638、開關SW1至開關SW3以及顯示部9631，電池9635、DCDC轉換器9636、轉換器9638、開關SW1至開關SW3對應於圖12B所示的充放電控制電路9634。

首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發電時的工作的例子。使用DCDC轉換器9636對太陽能電池所產生的電力進行升壓或降壓以使它成為用來對電池9635進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器9638將來自太陽能電池9633的電力升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，可以採用當不進行顯示部9631中的顯示時，使SW1關閉且使SW2導通來對電池9635進行充電的結構。

注意，作為發電單元的一個例子示出太陽能電池9633，但是發電單元不侷限於此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉換元件(珀耳帖元件 (peltier element))等其他發電單元進行電池9635的充電。也可以使用以無線(不接觸)的方式收發電力來進行充電的無線電力傳輸模組或組合其他充電單元進行充電，並且也可以不包括發電單元。

另外，只要具備上述顯示部9631，就不侷限於圖12A和12B所示的形狀的平板終端。

實施例1

在本實施例中，說明本發明的一個方式的發光元件(發光元件1)。注意，發光元件1具有由接觸地形成的螢光發光層(第一發光層113a)及磷光發光層(第二發光層113b)構成的發光層113，磷光發光層(第二發光層113b)由呈現紅色磷光的第一磷光發光層(第二發光層113b)-1與呈現綠色磷光發光的第二磷光發光層(第二發光層113b)-2的疊層構成。以下示出用於發光元件1的有機化合物的結構式。

以下示出本實施例的發光元件1的製造方法。

(發光元件1的製造方法)

首先，在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，由此形成第一電極101。注意，將其膜厚度設定為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。在此，第一電極101是用作發光元件的陽極的電極。

接著，作為為了在基板上形成發光元件的預處理步驟，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，並進行370秒的UV臭氧處理。

然後，將基板引入到其內部壓力被降低到10^-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，並且在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行30分鐘的真空烘焙後，將基板冷卻30分鐘左右。

接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10^-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將由上述結構式(i)表示的4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)與氧化鉬(VI)進行共蒸鍍，從而形成電洞注入層111。將電洞注入層111的厚度設定為40nm，將DBT3P-II與氧化鉬的重量比調節為4：2(=DBT3P-II：氧化鉬)。注意，共蒸鍍法是指在一個處理室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍的蒸鍍法。

接著，在電洞注入層111上以20nm的厚度形成上述結構式(ii)所表示的9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)膜，從而形成電洞傳輸層112。

再者，藉由在電洞傳輸層112上將上述結構式(iii)所表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯並[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)和上述結構式(iv)所表示的 N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mMemFLPAPrn)以滿足cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn=1：0.04(重量比)的方式共蒸鍍，以形成10nm的螢光發光層(第一發光層113a)。然後，將以上述結構式(v)表示的2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、以上述結構式(vi)表示的N-(1,1’-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)與以上述結構式(vii)表示的(二新戊醯甲烷)雙(2,3,5-三苯基吡嗪)銥(III)(簡稱：[Ir(tppr)₂(dpm)])進行共蒸鍍，以滿足2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tppr)₂(dpm)]=0.6：0.4：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為5nm，由此形成第一磷光發光層(第二發光層113b)-1。然後，將2mDBTBPDBq-II、PCBBiF與以上述結構式(viii)表示的雙[2-(6-三級丁基-4-嘧啶基-κN3)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ²O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(tBuppm)₂(acac)])進行共蒸鍍，以滿足2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tBuppm)₂(acac)]=0.8：0.2：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為20nm，而形成第二磷光發光層(第二發光層113b)-2。由此，形成磷光發光層(第二發光層113b)。

注意，在磷光發光層(第二發光層113b)中，2mDBTBPDBq-II和PCBBiF形成激態錯合物。明確而言，2mDBTBPDBq-II和PCBBiF的共蒸鍍膜的電致發光 波長(即激態錯合物的發光波長)為515nm附近。此外，該發光波長重疊於[Ir(tppr)₂(dpm)]及[Ir(tBuppm)₂(acac)]的最長波長一側的吸收帶，而能量轉移的效率高。

再者，用作螢光發光層的主體材料的cgDBCzPA的單重態激發能大於用作螢光發光物質的1,6mMemFLPAPrn的單重態激發能，並且，cgDBCzPA的三重態激發能小於1,6mMemFLPAPrn的三重態激發能，由此螢光發光層(第一發光層113a)具有容易得到伴隨三重態-三重態湮沒而產生的單重態激子的再生成及發光的結構。實際上，確認到上述結構的延遲螢光的發生。

然後，在磷光發光層(第二發光層113b)上以10nm的厚度形成2mDBTBPDBq-II膜，再者以15nm的厚度形成以上述結構式(ix)表示的紅啡啉(簡稱：BPhen)膜，由此形成電子傳輸層114。

在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)膜來形成電子注入層115，最後作為用作陰極的第二電極102，以200nm的厚度蒸鍍鋁膜，由此製造本實施例的發光元件1。

另外，在上述蒸鍍過程中，作為蒸鍍都採用電阻加熱法。

在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件1暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件1進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV輻照處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後對發 光元件1的可靠性進行測量。另外，在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。

圖13示出發光元件1的電流密度-亮度特性，圖14示出發光元件1的亮度-電流效率特性，圖15示出發光元件1的電壓-亮度特性，圖16示出發光元件1的亮度-外部量子效率特性，圖17示出發光元件1的發射光譜。

根據該特性可知：雖然發光元件1不使用中間層，但是在1000cd/m²附近呈現良好的發光效率，即電流效率約為30cd/A，外部量子效率約為13%。另外，驅動電壓也低，即3V以上且低於4V。

另外，從發射光譜觀察到來源於[Ir(tppr)₂(dpm)]的紅色發光、來源於[Ir(tBuppm)₂(acac)]的綠色發光以及來源於1,6mMemFLPAPrn的藍色發光。由此可知，可以充分獲得來自螢光發光層(第一發光層113a)和磷光發光層(第二發光層113b)的發光。另外，發光元件1在1000cd/m²附近的相關顏色溫度為3130K，平均演色性指數為92，由此可知，發光元件1具有充分用於照明的顏色溫度並呈現非常良好的演色性。

接著，圖18示出對發光元件1進行的可靠性測試的結果。在可靠性測試中，將初始亮度設定為5000cd/m²並在電流密度固定的條件下驅動發光元件1。圖18示出將初始亮度設定為100%時的正規化亮度的變化。從上述結果可知，在經過62小時之後也發光元件1 保持初始亮度的94%，它是即使驅動時間經過也亮度降低小並且具有良好的可靠性的發光元件。

在此，用於發光元件1的cgDBCzPA及1,6mMemFLPAPrn的單重態激發能階(S1能階)分別被估計為離蒸鍍膜的吸收端遠2.95eV及2.68eV。

此外，在本實施例中，表1示出對用於發光元件1的2mDBTBPDBq-II、PCBBiF、cgDBCzPA及1,6mMemFLPAPrn的三重態能階(T1能階)進行測量的結果。藉由測量各物質的磷光發光來進行T1能階的測量。測量條件為如下：對各物質照射325nm的激發光，測量溫度為10K。在測量能階時，從吸收波長算出能階時的精確度比從發射波長算出能階時的精確度高，但是因為T1能階的吸收極微弱而難以進行測量，所以在此將位於最短波長一側的磷光發光峰值波長設定為T1能階。因此，測量值也包括小的誤差。注意，因為cgDBCzPA及1,6mMemFLPAPrn的系間竄躍不容易發生，所以藉由作為敏化劑添加(共蒸鍍)三(2-苯基吡啶醇)銥(簡稱：Ir(ppy)₃)來觀察磷光發光。

從上述結果可知，在發光元件1的螢光發光層中，用作主體材料的cgDBCzPA的單重態激發能階大於用作螢光發光物質的1,6mMemFLPAPrn的單重態激發能階，並且，cgDBCzPA的三重態激發能階小於1,6mMemFLPAPrn的三重態激發能階，由此螢光發光層(第一發光層113a)具有容易得到伴隨三重態-三重態湮沒而產生的單重態激子的再生成及發光的結構。

並且可知，用作螢光發光層的主體材料的cgDBCzPA的三重態激發能階小於用作磷光發光層中的第一有機化合物(2mDBTBPDBq-II)及第二有機化合物(PCBBiF)的三重態激發能階。在此結構中，一般而言，在磷光發光層的內部生成的三重態激子的大部分擴散到螢光發光層，而導致無輻射失活。然而，在本實施例的發光元件1中，由於第一有機化合物和第二有機化合物形成激態錯合物，所以在磷光發光層的內部生成的三重態激子不容易擴散到螢光發光層。這主要原因之一可以認為因為激態錯合物不具有基態，所以不容易產生從激態錯合物到激態錯合物的能量轉移。其結果，發光元件1可以得到卓越的特性，即在獲得來自螢光發光層、磷光發光層的兩者的發光的同時，也實現高效率。

如上所述，本發明的一個方式的發光元件1可以認為在具有均衡且良好的特性的同時可以容易且以低成本製造的發光元件。這是因為：藉由作為磷光發光層的能量施體使用激態錯合物來抑制激子擴散並且三重態激發 能的無輻射失活得到降低；伴隨螢光發光層的主體材料的三重態-三重態湮沒而產生延遲螢光，從而發光效率得到提高。

實施例2

在本實施例中，示出本發明的一個方式的發光元件2及發光元件3的製造方法及特性。以下示出用於發光元件2及發光元件3的有機化合物的結構式。

(發光元件2的製造方法)

在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的110nm的銦錫氧化物(ITSO)，由此形成第一電極101。注意，其電極面積為2mm×2mm。

接著，作為為了在基板上形成發光元件的預 處理步驟，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，並進行370秒的UV臭氧處理。

然後，將基板引入到其內部壓力被降低到10^-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，並且在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行30分鐘的真空烘焙後，將基板冷卻30分鐘左右。

接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10^-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將由上述結構式(i)表示的4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)與氧化鉬(VI)進行共蒸鍍，從而形成電洞注入層111。將電洞注入層111的厚度設定為30nm，將DBT3P-II與氧化鉬的重量比調節為2：1(=DBT3P-II：氧化鉬)。

接著，在電洞注入層111上以20nm的厚度形成上述結構式(ii)所表示的9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)膜，由此形成電洞傳輸層112。

再者，藉由在電洞傳輸層112上將上述結構式(iii)所表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯並[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)和上述結構式(iv)所表示的N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mMemFLPAPrn)以滿足 cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn=1：0.02(重量比)的方式共蒸鍍，以形成10nm的作為螢光發光層的第一發光層113a。然後，將以上述結構式(v)表示的2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、以上述結構式(vi)表示的N-(1,1’-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)與以上述結構式(x)表示的雙{4,6-二甲基-2-[5-(2,6-二甲基苯基)-3-(3,5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2,4-戊二酮根-κ²O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(dmdppr-dmp)₂(acac)])進行共蒸鍍，以滿足2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(dmdppr-dmp)₂(acac)]=0.5：0.5：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為5nm，由此形成第一磷光發光層(第二發光層113b)-1。然後，將2mDBTBPDBq-II、PCBBiF與以上述結構式(viii)表示的雙[2-(6-三級丁基-4-嘧啶基-κN3)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ²O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(tBuppm)₂(acac)])進行共蒸鍍，以滿足2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tBuppm)₂(acac)]=0.8：0.2：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為20nm，而形成第二磷光發光層(第二發光層113b)-2。由此，形成作為磷光發光層的第二發光層113b。

注意，在磷光發光層113b中，2mDBTBPDBq-II和PCBBiF形成激態錯合物。此外，該發光波長重疊於[Ir(dmdppr-dmp)₂(acac)]及[Ir(tBuppm)₂(acac)]的最長波長一側的吸收帶，而能量轉 移的效率高。

再者，用作螢光發光層(第一發光層113a)的主體材料的cgDBCzPA的單重態激發能大於用作螢光發光物質的1,6mMemFLPAPrn的單重態激發能，並且，cgDBCzPA的三重態激發能小於1,6mMemFLPAPrn的三重態激發能，由此螢光發光層(第一發光層113a)具有容易得到伴隨三重態-三重態湮沒(annihilation)而產生的單重態激子的再生成及發光的結構。

然後，在作為磷光發光層的第二發光層113b上以10nm的厚度形成2mDBTBPDBq-II膜，再者以15nm的厚度形成以上述結構式(ix)表示的紅啡啉(簡稱：BPhen)膜，由此形成電子傳輸層114。

在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)膜來形成電子注入層115，最後作為用作陰極的第二電極102，以200nm的厚度蒸鍍鋁膜，由此製造本實施例的發光元件2。

另外，在上述蒸鍍過程中，作為蒸鍍都採用電阻加熱法。

(發光元件3的製造方法)

在發光元件3中，將發光元件2中的構成第一磷光發光層(第二發光層113b)-1的物質的比例設定為2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(dmdppr-dmp)₂(acac)]=0.2：0.8：0.05(重量比)，將發光元件2中的構成第二磷光發光 層(第二發光層113b)-2的物質的比例設定為2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tBuppm)₂(acac)]=0.9：0.1：0.05(重量比)。除此之外，藉由與發光元件2的製造方法相同的方法製造發光元件3。

在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件2及發光元件3進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV輻照處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後對這些發光元件的特性進行測量。另外，在室溫(保持為25℃的氛圍)下使用積分球進行測量。以下示出電流密度為2.5mA/cm³時的特性值的表。

雖然發光元件2及發光元件3都不設置有特別的光提取結構，但是呈現良好的外部量子效率及功率效率。另外，電壓也低於串聯型的發光元件，即3V。

另外，圖19A示出發光元件2的發射光譜，圖19B示出發光元件3的發射光譜。從發射光譜都觀察到 來源於[Ir(dmdppr-dmp)₂(acac)]的紅色發光、來源於[Ir(tBuppm)₂(acac)]的綠色發光以及來源於1,6mMemFLPAPrn的藍色發光。由此可知，可以充分獲得來自作為螢光發光層的第一發光層113a和作為磷光發光層的第二發光層113b的發光。

再者，這些發光元件的演色性良好，即平均演色性指數Ra為85以上，duv也小，因此適用於照明。此外，顏色溫度分別示出適於規格的特性，為4710K的日光白色、2950K的電燈泡色。

發光元件2與發光元件3不同之處只是構成第二發光層113b的物質的混合率。就是說，本實施例還示出藉由進行簡單的操作即構成物質的混合率的調整，在2950K至4710K的寬的顏色溫度範圍下能夠得到白色發光。再者，藉由調整也可以實現2950K以下或4710K以上的顏色溫度。此外，不導致效率的大幅度的下降地實現上述顏色溫度範圍也是特徵之一。在本實施例中，使用藍色、綠色及紅色的三色發光製造發光元件，因此說明了白色發光的例子。另外，在使用其他發光顏色製造發光元件的情況下，藉由調整構成該發光元件的物質的混合率來可以控制發光的混色的比率，從而可以實現能夠容易得到所希望的發光顏色的發光元件。

如上所述，發光元件2及發光元件3可以認為在具有均衡且良好的特性的同時可以容易且以低成本製造的發光元件。這是因為：藉由作為磷光發光層的能量施 體使用激態錯合物來抑制激子擴散並且三重態激發能的無輻射失活得到降低；伴隨螢光發光層的主體材料的三重態-三重態湮沒而產生延遲螢光，從而發光效率得到提高。

實施例3

在本實施例中，示出本發明的一個方式的發光元件4的製造方法及特性。發光元件4是將第一發光層113a形成在陰極一側並將第二發光層113b形成在陽極一側的發光元件。以下示出用於發光元件4的有機化合物的結構式。

(發光元件4的製造方法)

在玻璃基板上藉由濺射法形成包含氧化矽的110nm的銦錫氧化物(ITSO)，由此形成第一電極101。注意，其電極面積為2mm×2mm。

接著，作為為了在基板上形成發光元件的預 處理步驟，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，並進行370秒的UV臭氧處理。

然後，將基板引入到其內部壓力被降低到10^-4Pa左右的真空蒸鍍裝置中，並且在真空蒸鍍裝置內的加熱室中以170℃進行30分鐘的真空烘焙後，將基板冷卻30分鐘左右。

接著，以使形成有第一電極101的面朝下的方式將形成有第一電極101的基板固定在設置於真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將壓力降低到10^-4Pa左右，然後在第一電極101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法將由上述結構式(i)表示的4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯並噻吩)(簡稱：DBT3P-II)與氧化鉬(VI)進行共蒸鍍，由此形成電洞注入層111。將電洞注入層111的厚度設定為40nm，將DBT3P-II與氧化鉬的重量比調節為4：2(=DBT3P-II：氧化鉬)。

接著，在電洞注入層111上以20nm的厚度形成上述結構式(vi)所表示的N-(1,1’-聯苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-茀-2-胺(簡稱：PCBBiF)膜，由此形成電洞傳輸層112。

再者，在電洞傳輸層112上將以上述結構式(v)表示的2-[3’-(二苯並噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯並[f,h]喹啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、PCBBiF與以上述結構式(vii)表示的(二新戊醯甲烷)雙(2,3,5-三苯基吡嗪)銥(III)(簡稱：[Ir(tppr)₂(dpm)])進行共蒸鍍，以滿足 2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tppr)₂(dpm)]=0.2：0.8：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為20nm，由此形成第一磷光發光層(第二發光層113b)-1。然後，將2mDBTBPDBq-II、PCBBiF與以上述結構式(viii)表示的雙[2-(6-三級丁基-4-嘧啶基-κN3)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ²O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(tBuppm)₂(acac)])進行共蒸鍍，以滿足2mDBTBPDBq-II：PCBBiF：[Ir(tBuppm)₂(acac)]=0.3：0.7：0.05(重量比)的關係，將其厚度設定為5nm，而形成第二磷光發光層(第二發光層113b)-2。由此，形成作為磷光發光層的第二發光層113b。然後，藉由將上述結構式(iii)所表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯並[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)和上述結構式(iv)所表示的N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mMemFLPAPrn)以滿足cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn=1：0.04(重量比)的方式共蒸鍍，以形成25nm的作為螢光發光層的第一發光層113a，由此形成發光層113。

注意，在作為磷光發光層的第二發光層113b中，2mDBTBPDBq-II和PCBBiF形成激態錯合物。此外，該發光波長重疊於[Ir(tppr)₂(dpm)]及[Ir(tBuppm)₂(acac)]的最長波長一側的吸收帶，而能量轉移的效率高。

再者，用作螢光發光層(第一發光層113a)的主體材料的cgDBCzPA的單重態激發能大於用作螢光發光物質的1,6mMemFLPAPrn的單重態激發能，並且， cgDBCzPA的三重態激發能小於1,6mMemFLPAPrn的三重態激發能，由此螢光發光層(第一發光層113a)具有容易得到伴隨三重態-三重態湮沒而產生的單重態激子的再生成及發光的結構。

然後，在作為螢光發光層的第一發光層113a上以10nm的厚度形成cgDBCzPA膜，再者以15nm的厚度形成以上述結構式(ix)表示的紅啡啉(簡稱：BPhen)膜，由此形成電子傳輸層114。

在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)膜來形成電子注入層115，最後作為用作陰極的第二電極102，以200nm的厚度蒸鍍鋁膜，由此製造本實施例的發光元件4。另外，在上述蒸鍍過程中，作為蒸鍍都採用電阻加熱法。

以下示出發光元件4的元件結構的表。

在氮氛圍的手套箱中，以不使發光元件4暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件4進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV輻照處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後在1000cd/cm²附近以2.5mA/cm²的電流密度對發光元件4的特性進行測量。

雖然發光元件4不設置有特別的光提取結構，但是呈現良好的外部量子效率及功率效率。另外，電壓也非常低於串聯型的發光元件，即2.7V。

另外，圖20示出發光元件4的發射光譜。從發射光譜都觀察到來源於[Ir(tppr)₂(dpm)]的紅色發光、來源於[Ir(tBuppm)₂(acac)]的綠色發光以及來源於1,6mMemFLPAPrn的藍色發光。由此可知，可以充分獲得來自作為螢光發光層的第一發光層113a和作為磷光發光層的第二發光層113b的發光。

再者，發光元件4的演色性良好，即平均演色性指數Ra為84，duv也小，因此適用於照明。此外，顏色溫度示出適於規格的特性，為2690K的電燈泡色。

如上所述，發光元件4可以認為在具有均衡且良好的特性的同時可以容易且以低成本製造的發光元件。這是因為：藉由作為磷光發光層的能量施體使用激態錯合物來抑制激子擴散並且三重態激發能的無輻射失活得到降低；伴隨螢光發光層的主體材料的三重態-三重態湮沒而產生延遲螢光，從而發光效率得到提高。另外，可以認為即使改變發光層113的疊層順序也呈現良好的特性。

Claims (13)

1. 一種發光裝置，包括：元件基板及密封基板；在該元件基板及該密封基板之間的發光元件，其中：該發光元件包括在一對電極之間的EL層，在該EL層中有第一發光層及第二發光層，該第一發光層包括螢光發光物質及主體材料，該第二發光層包括第一有機化合物、第二有機化合物、及一物質，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物，該物質能夠將三重態激發能轉換為發光，該激態錯合物的發射光譜係與該物質的最低能量一側的吸收光譜重疊，該第一發光層能夠發射包括第一光譜的光，該第二發光層能夠發射包括第二光譜的光，並且，該第一光譜包括比該第二光譜的波長短的波長。
2. 一種發光裝置，包括：元件基板及密封基板；在該元件基板及該密封基板之間的發光元件，其中：該發光元件包括在一對電極之間的EL層， 在該EL層中有第一發光層及第二發光層，該第一發光層包括螢光發光物質及主體材料，該第二發光層包括第一有機化合物、第二有機化合物、及一物質，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物，該物質能夠將三重態激發能轉換為發光，該激態錯合物之發射光譜一峰的能量值與該物質的最低能量一側的吸收光譜一峰的能量值之間的差為0.2eV以下，該第一發光層能夠發射包括第一光譜的光，該第二發光層能夠發射包括第二光譜的光，並且，該第一光譜包括比該第二光譜的波長短的波長。
3. 根據申請專利範圍第1及2項中任一項之發光裝置，其中來自該發光元件的光發射是經過該密封基板發射到外部。
4. 根據申請專利範圍第1及2項中任一項之發光裝置，其中來自該發光元件的光發射是經過該元件基板發射到外部。
5. 根據申請專利範圍第3項之發光裝置，其中在該密封基板與該發光元件之間設置有濾色片， 並且，來自該發光元件的光發射是經過該濾色片發射到外部。
6. 根據申請專利範圍第4項之發光裝置，其中在該元件基板與該發光元件之間有濾色片，並且，來自該發光元件的光發射是經過該濾色片發射到外部。
7. 根據申請專利範圍第1及2項中任一項之發光裝置，其中該發光元件的發射光譜具有至少兩個峰，並且，該發光元件發射白光。
8. 一種發光裝置，包括：元件基板及密封基板；及在該元件基板及該密封基板之間的第一發光元件、第二發光元件、第三發光元件及第四發光元件；其中：該第一發光元件、該第二發光元件、該第三發光元件及該第四發光元件都包括在一對電極之間的EL層，在該EL層中有第一發光層及第二發光層，該第一發光層包括螢光發光物質及主體材料，該第二發光層包括第一有機化合物、第二有機化合物、及一物質，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物，該物質能夠將三重態激發能轉換為發光， 該激態錯合物的發射光譜係與該物質的最低能量一側的吸收光譜重疊，該第一發光層能夠發射包括第一光譜的光，該第二發光層能夠發射包括第二光譜的光，並且，該第一光譜包括比該第二光譜的波長短的波長。
9. 一種發光裝置，包括：元件基板及密封基板；在該元件基板及該密封基板之間的第一發光元件、第二發光元件、第三發光元件及第四發光元件；其中：該第一發光元件、該第二發光元件、該第三發光元件及該第四發光元件都包括在一對電極之間的EL層，在該EL層中有第一發光層及第二發光層，該第一發光層包括螢光發光物質及主體材料，該第二發光層包括第一有機化合物、第二有機化合物、及一物質，該第一有機化合物及該第二有機化合物形成激態錯合物，該物質能夠將三重態激發能轉換為發光，該激態錯合物之發射光譜一峰的能量值與該物質的最低能量一側的吸收光譜一峰的能量值之間的差為0.2eV以下，該第一發光層能夠發射包括第一光譜的光， 該第二發光層能夠發射包括第二光譜的光，並且，該第一光譜包括比該第二光譜的波長短的波長。
10. 根據申請專利範圍第8及9項中任一項之發光裝置，其中：在該元件基板及該第一發光元件之間有紅色濾色片，在該元件基板及該第二發光元件之間有綠色濾色片，在該元件基板及該第三發光元件之間有藍色濾色片，來自該第一發光元件的光發射是經過該紅色濾色片發射到外部，來自該第二發光元件的光發射是經過該綠色濾色片發射到外部，來自該第三發光元件的光發射是經過該藍色濾色片發射到外部，來自該第四發光元件的光發射是在未經過該紅色濾色片、該綠色濾色片及該藍色濾色片下發射到外部。
11. 根據申請專利範圍第8及9項中任一項之發光裝置，其中：在該密封基板及該第一發光元件之間有紅色濾色片，在該密封基板及該第二發光元件之間有綠色濾色片，在該密封基板及該第三發光元件之間有藍色濾色片，來自該第一發光元件的光發射是經過該紅色濾色片發 射到外部，來自該第二發光元件的光發射是經過該綠色濾色片發射到外部，來自該第三發光元件的光發射是經過該藍色濾色片發射到外部，來自該第四發光元件的光發射是在未經過該紅色濾色片、該綠色濾色片及該藍色濾色片下發射到外部。
12. 根據申請專利範圍第8及9項中任一項之發光裝置，其中：該第一發光元件的發射光譜、該第二發光元件的發射光譜、該第三發光元件的發射光譜及該第四發光元件的發射光譜都具有至少兩個峰，該第一發光元件、該第二發光元件、該第三發光元件及該第四發光元件都發射白光。
13. 根據申請專利範圍第1、2、8、及9項中任一項之發光裝置，其中該第一發光層及該第二發光層發射互補色的光。