TW202005116A - 發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備 - Google Patents

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Abstract

提供一種新穎的發光元件。提供一種發光效率高的發光元件。提供一種藍色指標(BI)高的發光元件。提供一種功耗小的發光元件。提供一種發光元件，包括第一電極、第二電極以及夾在所述第一電極與所述第二電極之間的EL層，其中，所述第一電極和所述第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極，所述EL層包含發光中心物質，所述EL層中的所述發光中心物質只有一種，並且，在溶液狀態的所述發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，所述溶液狀態的所述發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從所述發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(1)表示。

Description

發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備
本發明的一個實施方式係關於一種發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備。注意，本發明的一個實施方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個實施方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。或者，本發明的一個實施方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或者組合物(composition of matter)。因此，更明確而言，作為本說明書所公開的本發明的一個實施方式的技術領域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、液晶顯示裝置、發光裝置、照明設備、蓄電裝置、記憶體裝置、攝像裝置、它們的驅動方法以及它們的製造方法。
近年來，使用有機化合物且利用電致發光(EL：Electroluminescence)的發光元件(有機EL元件)的實用化非常活躍。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材料的有機化合物層(EL層)。藉由對該元件施加電壓，注入載子，利用該載子的再結合能量，可以獲得來自發光材料的發光。
因為這種發光元件是自發光型發光元件，所以當用於顯示器的像素時比起液晶有可見度更高、不需要背光源等優勢。因此，該發光元件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，非常高速的回應也是該發光元件的特徵之一。
因為這種發光元件的發光層可以在二維上連續地形成，所以可以獲得面發光。因為這是在以白熾燈或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特徵，所以作為可應用於照明等的面光源，上述發光元件的利用價值也高。
如上所述，雖然使用發光元件的顯示器或照明設備適用於各種各樣的電子裝置，但是為了追求具有更良好的特性的發光元件的研究開發日益活躍。
發光元件的重要特性之一為以外部量子效率為代表的發光效率。發光效率良好的發光元件可以降低功耗，考慮到世界的能量環境日益嚴峻，該效率越高越好。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2015-187982號公報
本發明的一個實施方式的目的是提供一種新穎的發光元件。本發明的另一個實施方式的目的是提供一種發光效率高的發光元件。本發明的另一個實施方式的目的是提供一種藍色指標(BI)高的發光元件。本發明的另一個實施方式的目的是提供一種功耗小的發光元件。
本發明的另一個實施方式的目的是提供一種功耗小的發光元件、發光裝置、電子裝置、照明設備及電子裝置。
注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。可以從說明書、圖式、申請專利範圍的記載中抽取上述目的以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及夾在所述第一電極與所述第二電極之間的EL層，其中，所述第一電極和所述第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極，所述EL層包含發光中心物質，並且，在溶液狀態的所述發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，且所述溶液狀態的所述發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從所述發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(1)表示。
Figure 02_image003
或者，本發明的另一個實施方式是一種發光元件，在上述結構中所述發光中心物質發射藍色光。
本發明的另一個實施方式是一種發光元件，包括：第一電極；第二電極；以及夾著所述第一電極與所述第二電極之間的EL層，其中，所述第一電極和所述第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極，所述EL層包含發射藍色光的發光中心物質，並且，在溶液狀態的所述發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，且所述溶液狀態的所述發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從所述發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(2)表示。
Figure 02_image005
本發明的另一個實施方式是一種發光元件，在上述結構的任一個中，所述Eem 為2.6eV以上且2.9eV以下。
本發明的另一個實施方式是一種發光元件，在上述結構的任一個中，在所述半透射・半反射電極的與相對於所述反射電極的面相反的面形成分子量為300以上且1200以下的有機化合物層。
本發明的另一個實施方式是一種發光元件，在上述結構的任一個中，所述溶液狀態下的溶劑在室溫下的相對介電常數為1以上且10以下。
本發明的另一個實施方式是一種發光元件，在上述結構的任一個中，所述溶液狀態下的溶劑為甲苯或氯仿。
本發明的另一個實施方式是一種發光元件,在上述結構的任一個中，EL層中的所述發光中心物質為只有一種。
本發明的另一個實施方式是一種發光裝置，包括在上述任一個中記載的發光元件、電晶體或基板。
本發明的另一個實施方式是一種上述發光裝置、感測器、操作按鈕、揚聲器或麥克風。
本發明的另一個實施方式是一種上述發光裝置及外殼的照明設備。
本發明的另一個實施方式是一種包含在上述任一個所記載的有機化合物的電子裝置。
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器件。另外，發光裝置有時還包括如下模組：發光元件安裝有連接器諸如異方性導電膜或TCP(Tape Carrier Pacκage：捲帶式封裝)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，照明器具等有時包括發光裝置。
本發明的一個實施方式可以提供一種新穎的發光元件。本發明的另一個實施方式可以提供一種發光效率高的發光元件。本發明的另一個實施方式可以提供一種外部量子效率高的發光效率。本發明的另一個實施方式可以提供一種藍色指標高的發光元件。本發明的另一個實施方式可以提供一種功耗小的發光元件。
本發明的另一個實施方式可以提供一種功耗小的發光元件、發光裝置、電子裝置、照明設備及電子裝置。
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，而所屬技術領域的通常知識者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，本發明的一個實施方式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 作為發射光的發光元件有各種元件，LED是使用無機化合物作為發光中心的發光元件，而OLED，所謂有機EL元件是使用有機化合物作為發光中心物質的發光元件。已知有機化合物由於受到振動能階等影響與無機化合物相比示出更寬的發射光譜。
為了顯示器等顯示元件得到顏色再現性高的顯示，需要使用發射色純度良好的光的顯示元件。因此，如上所述，在將發射光譜較寬且色純度較低的有機EL元件用於顯示器的顯示元件時，有時藉由利用濾色片或微腔結構等提高色純度。
與僅遮蔽發光的濾色片相比，適用能夠使目的的波長的光放大的微腔結構時發光損失少，所以在效率方面上很有利。此外，藉由同時使用具有適當的光程長的微腔結構的發光元件及濾色片，可以減少被遮蔽的波長的光，由此可以得到具有發射高效率及高色純度的光的發光元件。如此，微腔結構適合於色純度的提高及發光效率的維持。
有機EL元件如上所述是使用有機化合物作為發光中心物質的發光元件，從有機化合物發射的光的光譜具有來自於該有機化合物的結構的波長及形狀，是物質固有的。因此，能夠得到高效地發光的波長範圍根據在發光元件中使用的發光中心物質而不同。
本發明人發現在具有微腔結構的發光元件中滿足下述公式(1)的發光元件為發光效率(從正面亮度算出的量子效率)良好的發光元件。
Figure 02_image007
在上述公式中，Eave 為用於溶液狀態的該發光元件的發光中心物質所發射的光的光子能量的平均值，Eem 為從該發光元件發射的光的峰波長的光子能量，Eedge 為溶液狀態的該發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量，單位都是[eV]。
＜溶液狀態的發光中心物質發射的光的光子能量的平均值(Eave )的算出方法＞ 參照圖1A說明Eave 的算出方法。圖1A是發射藍色光的有機化合物的甲苯溶液中的正規化發射光譜。縱軸與光子計數成比例。將該發射光譜表示為F(λ)(λ為波長)的函數，各波長的每單位時間的光子數Np (λ)為Np (λ)=F0 F(λ)(F0 為比例常數)。因此，可以將該有機化合物的甲苯溶液中的每單位時間的總光子數Np 表示為下述公式(I)。注意，在下述公式(I)中∫F(λ)dλ為圖1A中的發射光譜的積分值。
Figure 02_image009
另一方面，某個波長的光子的每單位時間的能量ϕp (λ)可以如下述公式(II)那樣表示。注意，在下述公式(II)中，c為光速，h為普朗克常數。
Figure 02_image011
因此，該有機化合物的甲苯溶液中的發光的每單位時間的全波長區域的總能量可以以下述公式(III)表示。
Figure 02_image013
發光的平均光子能量(Eave )為將以上述公式(III)表示的總能量除以以上述公式(I)表示的總光子數的值，因此可以以下述公式(IV)表示。
[公式1]
Figure 02_image015
在圖1A中表示其發射光譜的有機化合物的甲苯溶液中的發光的平均光子能量(Eave )可以從上述公式(IV)算出2.65eV，亦即468nm(圖1B)。注意，有效數字為3位數。
這裡，根據測量器PL光譜的縱軸不是光子數Np (λ)而是能量ϕp (λ)本身(例如分光輻射亮度計)或者是與能量ϕp (λ)成比例的正規化光譜I(λ)。此時，如下所述可以求出發光的平均光子能量Eave 。
首先，可以根據上述公式(I)及(II)將每單位時間的總光子數Np 以下述公式(V)表示。
Figure 02_image017
因此，在PL光譜的縱軸為能量ϕp (λ)本身時，發光的平均光子能量(Eave )可以從公式(III)至(V)以下述公式(VI)那樣算出。
[公式2]
Figure 02_image019
或者，在使用與能量成比例的正規化光譜I(λ)時，發光的平均光子能量(Eave )可以以下述公式(VII)那樣算出。
[公式3]
Figure 02_image021
如上所述，發光的平均光子能量(Eave )可以根據測量有機化合物的甲苯溶液中的發射光譜的測量器使用上述公式(IV)、(VI)和(VII)中的任一個算出。
＜發射光譜的短波長一側的發光端能量(Eedge )的算出方法＞ 對Eedge 的算出方法進行說明。圖2是使在圖1A及圖1B中使用的發光中心物質的短波長一側的發光端附近放大的圖。如圖2所示，Eedge 可以從在發射光譜F(λ)的短波長一側的尾處的半值附近劃的切線與x軸的交點算出。
當在圖2所示的發射光譜的短波長一側的尾處，並在半值附近劃切線時，該切線與x軸的交點算出為432nm，因此該發射光譜的短波長一側的發光端能量(Eedge )可以算出為2.87eV。
注意，用來算出這些Eave 、Eedge 的發光中心物質的PL光譜為溶液狀態的光譜。各能階受到介質的相對介電常數的影響。由於構成發光元件的EL層的有機化合物的相對介電常數為3左右，所以當在室溫下的較佳為1以上且10以下，更佳為2以上且5以下的相對介電常數的溶劑中進行測定時，可以測定該相對介電常數的大致準確的數值。作為具體的溶劑，可以舉出己烷、苯、甲苯、二乙醚、乙酸乙酯、氯仿、氯苯、二氯甲烷。尤其是，甲苯或氯仿是室溫下的相對介電常數為2以上5以下、溶解性高的通用溶劑，因此在甲苯或氯仿中進行測定時，發光元件中的數值與這些溶劑中的數值之間的差異在很多情況下在於實驗誤差範圍內。
＜發光元件的EL發光峰能量(Eem )、外部量子效率(EQE)、藍色指標(BI)的關係＞ 圖3是以在圖1A及圖1B以及圖2中使用的發光物質為發光中心，關於具有微腔結構的有機EL元件(頂部發射)，對Eem 與EQE的關係以及Eem 與BI的關係進行調查的圖。注意，這裡的EQE為從正面亮度假定朗伯輻射算出的未校正EQE。此外，使用亮度為1000cd/m2 附近時的EQE。
注意，藍色指標(BI)是指將電流效率(cd/A)還除以y色度而得的值，是表示藍色發光的發光特性的指標之一。藍色發光有y色度越小色純度越高的發光的傾向。色純度高的藍色發光即使亮度成分小也可以呈現較寬的範圍的藍色。當使用色純度高的藍色發光時，用來呈現藍色時所需要的亮度得到降低，因此可以取得降低功耗的效果。因此，適當地使用考慮到藍色純度的指標之一的y色度的BI作為表示藍色發光的效率的方法，發光元件的BI越高，作為用於顯示器的藍色發光元件的效率越良好。
在圖3的橫軸上表示的EL發光峰能量(Eem )可以藉由改變有機EL元件的光程長，改變由微腔效果放大的波長而調整。在標繪出對於該Eem 的EQE時，在2.65eV至2.73eV之間的範圍(圖式中A的範圍)示出良好的效率，呈現該範圍以上的Eem 的發光元件的EQE大大減少。此外，在同樣的範圍內BI也示出良好的數值。注意，如上述算出，2.65eV相當於用於這些發光元件的發光中心物質的甲苯溶液中的發光的平均光子能量(Eave )。
在圖式中範圍A的上限值的2.73eV相當於用於上述算出的這些有機EL元件的發光中心物質的甲苯溶液中的PL發射光譜的短波長一側的發光端能量(Eedge )2.87eV的0.95倍。
如此，關於具有微腔結構的有機EL元件，如下述公式(1)的關係那樣控制微腔結構的腔長(光程長)，可以實現EQE良好的發光元件。注意，在該範圍內BI也同樣地示出良好的數值。
Figure 02_image023
(注意，Eave 表示用於發光元件的發光中心物質的甲苯溶液中的發光的平均光子能量(單位[eV])，Eedge 表示發光中心物質的甲苯溶液中的PL發射光譜的短波長一側的發光端能量(單位[eV])，Eem 表示EL發光峰能量(單位[eV])。)
注意，在呈現藍色光的有機EL元件時，著眼於BI是適當的。本發明人發現BI及EQE各自成為峰的Eem 不同。如圖3所示，由於BI與EQE相比Eem 位於能量較高的區域時具有最大值，所以較佳為以滿足下述公式(2)那樣的關係控制微腔結構的腔長(光程長)。
Figure 02_image025
注意，本發明的一個實施方式的有機EL元件的Eem 較佳為2.6eV以上且2.9eV以下。
注意，本發明的一個實施方式的有機EL元件為具有微腔結構的發光元件。有機EL元件在一對電極之間夾著包含有機化合物的EL層流過電流來發光，在微腔結構中一對電極中的一個為反射電極且另一個為半透射・半反射電極反復進行反射，可以使相當於電極間的距離(也稱為腔長、光程長)的波長的光增大。腔長可以藉由調整EL層或電極的厚度改變。在使用電極調整腔長時，可以使用ITO等透明電極。在使用EL層調整時，可以藉由調整載子傳輸層或載子注入層的厚度控制光程長。
有機EL元件的發光方向可以為頂部發射結構或底部發射結構。在頂部發射的發光元件中，為了高效地進行光取出效率，較佳為在半透射・半反射電極中的與相對於所述反射電極的面相反的面形成分子量為300以上且1200以下的有機化合物層。
注意，在本發明的一個實施方式的發光元件中，一個發光元件中的發光中心物質較佳為一種。
具有如上所述那樣的結構的本發明的一個實施方式的發光元件可以為發光效率良好的發光元件。
以下參照圖4A對本發明的一個實施方式的發光元件的詳細結構例子進行說明。
本實施方式的發光元件包括由第一電極101和第二電極102構成的一對電極、設置在第一電極101與第二電極102之間的EL層103。在圖4A中，對將設置在製造基板一側的電極用作第一電極101進行說明。
本發明的一個實施方式的發光元件為具有微腔結構的發光元件。使用反射電極和半透射・半反射電極來構成發光元件的一對電極，由此可以得到具有微腔結構的發光元件。反射電極和半透射・半反射電極相當於上述第一電極101和第二電極102。在反射電極與半透射・半反射電極之間至少含有EL層，並且至少含有成為發光區域的發光層。
具有微腔結構的發光元件從包括在EL層中的發光層向全方向射出的光被反射電極及半透射・半反射電極反射諧振。
反射電極的可見光的反射率為40%至100%，較佳為70%至100%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下。作為形成反射電極的材料，可以舉出鋁(Al)或包含Al的合金等。作為包含Al的合金，可以舉出包含Al及L(L表示鈦(Ti)、釹(Nd)、鎳(Ni)和鑭(La)中的一個或多個)的合金等，例如為包含Al及Ti的合金或者包含Al、Ni及La的合金等。鋁具有低電阻率和高光反射率。此外，由於鋁在地殼中大量地含有且不昂貴，所以使用鋁可以降低發光元件的製造成本。此外，也可以使用銀(Ag)、包含Ag、N(N表示釔(Y)、Nd、鎂(Mg)、鐿(Yb)、Al、Ti、鎵(Ga)、鋅(Zn)、銦(In)、鎢(W)、錳(Mn)、錫(Sn)、鐵(Fe)、Ni、銅(Cu)、鈀(Pd)、銥(Ir)和金(Au)中的一個或多個)的合金等。作為包含銀的合金，例如可以舉出如下合金：包含銀、鈀及銅的合金；包含銀及銅的合金；包含銀及鎂的合金；包含銀及鎳的合金；包含銀及金的合金；以及包含銀及鐿的合金等。除了上述材料以外，可以使用鎢、鉻(Cr)、鉬(Mo)、銅及鈦等的過渡金屬。注意，在反射電極與EL層之間使用具有光透過性的導電材料形成透明電極層，由反射電極及透明電極的兩層形成第一電極101，由此也可以調整微腔結構的光程長(腔長)。作為具有光透過性的導電材料，例如可以使用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，以下稱為ITO)、包含矽或氧化矽的銦錫氧化物(簡稱：ITSO)、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、含有鈦的氧化銦-錫氧化物、銦-鈦氧化物、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦等金屬氧化物。在圖4A中，由反射電極101-1、透明電極101-2構成第一電極101。
另外，半透射・半反射電極的可見光的反射率為20%至80%，較佳為40%至70%，並且其電阻率為1×10-2 Ωcm以下。半透射・半反射電極可以使用一種或多種導電金屬、導電合金和導電化合物等形成。明確而言，例如可以使用銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，以下稱為ITO)、包含矽或氧化矽的銦錫氧化物(簡稱：ITSO)、氧化銦-氧化鋅(Indium Zinc Oxide)、含有鈦的氧化銦-錫氧化物、銦-鈦氧化物、包含氧化鎢及氧化鋅的氧化銦等金屬氧化物。另外，可以使用具有透過光的程度的厚度(較佳為1nm以上且30nm以下的厚度)的金屬膜。作為金屬，例如可以使用Ag、Ag及Al、Ag及Mg、Ag及Au以及Ag及Yb等的合金等。
反射電極及半透射・半反射電極可以為第一電極101或第二電極102。在圖4A中，如上所述，由於說明第一電極101位於製造基板一側的情況，所以在反射電極為第一電極時，該發光元件具有頂部發射結構，在反射電極為第二電極102時，該發光元件具有底部發射結構。注意，第一電極101及第二電極102可以為陽極或陰極，圖4A示出第一電極101為陽極的情況。
注意，在具有頂部發射結構的發光元件時，藉由第二電極102的與接觸於EL層103的面相反的面設置有機蓋層104可以提高光取出效率。在發光元件中，藉由以與電極102接觸的方式設置有機蓋層104，可以降低電極102與空氣介面的折射率差，因此可以提高光取出效率。厚度為5nm以上且120nm以下。更佳為30nm以上且90nm以下。此外，有機蓋層104使用分子量為300以上且1200以下的有機化合物層即可。此外，較佳為具有導電性的有機材料。在該結構中，第二電極102為半透射・半反射電極，為了保持某個程度的透光性可以需要使厚度減薄，有時導電性會降低。這裡作為有機蓋層104使用具有導電性的材料，在提高光取出效率的同時，確保導電性，因此可以提高發光元件製造的良率。注意，可以適當地使用可見光區域的吸收少的有機化合物。可以使用用於EL層103的有機化合物作為有機蓋層104。此時，由於可以在形成EL層103的成膜裝置或成膜室中形成有機蓋層104，因此可以簡單地形成有機蓋層104。
該發光元件藉由改變與上述反射電極接觸地設置的透明電極、電洞注入層、電洞傳輸層等載子傳輸層的厚度改變反射電極與半透射・半反射電極之間的光程(腔長)。由此，可以在反射電極與半透射・半反射電極之間加強諧振的波長的光且使不諧振的波長的光衰減。在圖4A中示出由第一電極101的一部分的透明電極101-2調整光程長的例子，如圖4B那樣既可以由電洞注入層111調整光程長又可以由電洞傳輸層112調整，也可以組合使用這些中的兩個以上。
注意，在發光中，被反射電極反射回來的光(第一反射光)會給從發光層直接入射到半透射・半反射電極的光(第一入射光)帶來很大的干涉，因此較佳為將反射電極與發光層的光程調節為(2n-1)λ/4(注意，n為1以上的自然數，λ為要放大的光的波長)。藉由調節該光程，可以使第一反射光與第一入射光的相位一致，由此可以進一步放大從發光層發射的光。
藉由採用微腔結構，可以加強指定波長的正面方向上的發光強度，由此可以實現低功耗化。
EL層103較佳為具有疊層結構，對該疊層結構沒有特別的限制，可以採用電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層、載子障壁層、激子障壁層、電荷產生層等各種層結構。在本實施方式中，說明如下兩種結構：如圖4A所示，包括電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114及電子注入層115的結構；以及如圖4B所示，包括電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114、電子注入層115及電荷產生層116的結構。下面具體地示出構成各層的材料。
電洞注入層111是含有具有受體性的物質的層。作為具有受體性的物質，可以使用有機化合物和無機化合物。
作為具有受體性的物質，可以使用具有拉電子基團(鹵基或氰基)的化合物，例如，7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、3,6-二氟-2,5,7,7,8,8-六氰基對醌二甲烷、氯醌以及2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮雜聯伸三苯(簡稱：HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(簡稱：F6-TCNNQ)等具有拉電子基團等。作為具有受體性的有機化合物，拉電子基團鍵合於具有多個雜原子的稠合芳香環的化合物諸如HAT-CN等在熱方面穩定，所以是較佳的。另外，包括拉電子基團(尤其是如氟基等鹵基、氰基)的[3]軸烯衍生物的電子接收性非常高所以特別較佳的，明確而言，可以舉出：α,α’,α’’-1,2,3-環烷三亞基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α’’-1,2,3-環丙三亞基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α’’-1,2,3-環烷三亞基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。作為具有受體性的物質，除了上述有機化合物以外可以使用鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物等。另外，也可以使用酞青類錯合物化合物如酞青(簡稱：H2 Pc)、銅酞青(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。具有受體性的物質借助於施加電場而能夠從鄰接的電洞傳輸層(或電洞傳輸材料)抽出電子。
另外，作為電洞注入層111，可以使用在具有電洞傳輸性的物質中含有受體物質的複合材料。注意，藉由使用在具有電洞傳輸性的物質中含有受體物質的複合材料，在選擇形成電極的材料時可以無需顧及電極的功函數。換言之，作為第一電極101，不僅可以使用功函數高的材料，還可以使用功函數低的材料。作為該受體性物質，可以舉出7,7,8,8-四氰-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane) (簡稱：F6-TCNNQ)等具有受體性的有機化合物及過渡金屬氧化物。另外，可以舉出屬於元素週期表中第四族至第八族的金屬的氧化物。作為屬於元素週期表中第四族至第八族的金屬氧化物，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、氧化錸等高電子接受性的金屬氧化物。其中，由於氧化鉬在大氣中穩定且吸濕性低而易於處理，所以是較佳的。
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具有電洞傳輸性的物質，較佳為使用電洞移動率為10-6 cm2 /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。
作為可以用於複合材料的芳香胺化合物，可以舉出N,N’-二(對甲苯基)-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)、1,1-雙-(4-雙(4-甲基-苯基)-胺基-苯基)-環己烷(簡稱：TAPC)等。作為咔唑衍生物，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)、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-苯基蒽-9-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。作為芳烴，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。另外，此時，作為受體性物質較佳為使用F6-TCNNQ。
另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(簡稱：PVκ)、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111，可以提高電洞注入性，從而可以獲得驅動電壓小的發光元件。另外，具有受體性的有機化合物可以利用蒸鍍容易地形成，所以是易於使用的材料。
注意，在使用上述複合材料形成電洞注入層時，由於該複合材料的導電性良好，因此即使將電洞注入層形成得厚也不導致驅動電壓的惡化，作為調整微腔結構的腔長的層是非常適當的。
電洞傳輸層112以包含具有電洞傳輸性的材料的方式形成。具有電洞傳輸性的材料較佳為具有1×10-6 cm2 /Vs以上的電洞移動率。電洞傳輸層112較佳為含有本發明的一個實施方式的有機化合物。藉由實施方式1中記載的有機化合物包含在電洞傳輸層112中，可以在EL層103內部形成折射率低的層，因此可以提高發光元件的外部量子效率。
另外，作為上述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(二苯并噻吩)(簡稱：DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]二苯并噻吩(簡稱：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(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(二苯并呋喃)(簡稱：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(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。注意，作為構成電洞傳輸層112的材料也可以適當地使用作為用於電洞注入層111的複合材料的具有電洞傳輸性的材料舉出的物質。
發光層113是包含主體材料及發光材料的層。發光材料可以是螢光發光物質、磷光發光物質和呈現熱活化延遲螢光(TADF)的物質中的任一個。另外，可以為單層，也可以由包含不同發光材料的多個層構成。
在發光層113中，作為可以用作螢光發光物質的材料，可以舉出如下物質。另外，除此之外，還可以使用其他螢光發光物質。
例如，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)聯苯基-4-基]-2,2’-聯吡啶(簡稱：PAPP2BPy)、N,N’-二苯基-N,N’-雙[4-(9-苯基-9H-茀-9-基)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-9,10-二基二-4,1-伸苯基)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’’’-八苯基二苯并[g,p]䓛(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)丙二腈(簡稱：DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(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)苊并[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-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(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-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(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-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：BisDCJTM)、N,N’-二苯基-N,N’-(1,6-芘-二基)雙[(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)等。尤其是，以1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03等芘二胺衍化合物為代表的稠合芳族二胺化合物具有合適的電洞俘獲性且良好的發光效率及可靠性，所以是較佳的。
在發光層113中，作為可以用作磷光發光物質的材料，可以舉出如下物質。
例如，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-甲基咪唑并[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,C2’ ]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,C2’ ]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,C2’ }銥(III)吡啶甲酸酯(簡稱：[Ir(CF3 ppy)2 (pic)])、雙[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’ ]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，可以舉出：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,C2’ )銥(III)(簡稱：[Ir(ppy)3 ])、雙(2-苯基吡啶根-N,C2’ )銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(ppy)2 (acac)])、雙(苯并[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮(簡稱：[Ir(bzq)2 (acac)])、三(苯并[h]喹啉)銥(III)(簡稱：[Ir(bzq)3 ])、三(2-苯基喹啉-N,C2’ ]銥(III)(簡稱：[Ir(pq)3 ])、雙(2-苯基喹啉-N,C2’ )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，可以舉出：(二異丁醯基甲烷根)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)喹㗁啉合]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,C2’ )銥(III)(簡稱：[Ir(piq)3 ])、雙(1-苯基異喹啉-N,C2’ )銥(III)乙醯丙酮(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，還可以選擇已知的磷光發光材料而使用。
作為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紅衍生物等。另外，還可以舉出包含鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎘(Cd)、錫(Sn)、鉑(Pt)、銦(In)或鈀(Pd)等的含金屬卟啉。作為該含金屬卟啉，例如，也可以舉出由下述結構式表示的原卟啉-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。
[化學式1]
Figure 02_image027
另外，還可以使用由下面結構式表示的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)、9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-聯咔唑(簡稱：PCCzTzn)、9-[4-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-聯咔唑(簡稱：PCCzPTzn)、2-[4-(10H-啡㗁𠯤-10-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(簡稱：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5,10-二氫啡𠯤-10-基)苯基]-4,5-二苯基-1,2,4-三唑(簡稱：PPZ-3TPT)、3-(9,9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧雜蒽-9-酮(簡稱：ACRXTN)、雙[4-(9,9-二甲基-9,10-二氫吖啶)苯基]硫碸(簡稱：DMAC-DPS)、10-苯基-10H,10’H-螺[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(簡稱：ACRSA)等具有富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環的兩者的雜環化合物。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都高，所以是較佳的。在富π電子型芳雜環和缺π電子型芳雜環直接鍵合的物質中，富π電子芳雜環的施體性和缺π電子型芳雜環的受體性都高而S1 能階與T1 能階之間的能量差變小,可以高效地獲得熱活化延遲螢光，所以是特別較佳的。另外，也可以使用鍵合有氰基等拉電子基團的芳環代替缺π電子型芳雜環。
[化學式2]
Figure 02_image029
作為發光層的主體材料，可以使用具有電子傳輸性的材料或具有電洞傳輸性的材料等各種載子傳輸材料。
作為具有電洞傳輸性的材料，可以適當地使用作為包含在上述電洞傳輸層112中的具有電洞傳輸性的材料舉出的物質。
例如，作為具有電子傳輸性的材料，例如可以舉出：雙(10-羥基苯并[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-苯并㗁唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：ZnPBO)、雙[2-(2-苯并噻唑基)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-㗁二唑(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-㗁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-㗁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、2,2’,2’’-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(簡稱：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(簡稱：mDBTBIm-II)等具有多唑骨架的雜環化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mCzBPDBq)、4,6-雙[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(簡稱：4,6mPnP2Pm)、4,6-雙[3-(4-二苯并噻吩基)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。
在將螢光發光物質用作發光材料的情況下，作為主體材料，較佳為使用具有蒽骨架的材料。藉由將具有蒽骨架的物質用作螢光發光物質的主體材料，可以實現發光效率及耐久性都良好的發光層。具有蒽骨架的材料大多具有較深的HOMO能階，因此較佳為用於本發明的一個實施方式。在用作主體材料的具有蒽骨架的物質中，具有二苯基蒽骨架(尤其是9,10-二苯基蒽骨架)的物質在化學上穩定，所以是較佳的。另外，在主體材料具有咔唑骨架的情況下，電洞的注入/傳輸性得到提高，所以是較佳的。尤其是，在主體材料包含苯環稠合到咔唑的苯并咔唑骨架的情況下，其HOMO能階比咔唑淺0.1eV左右，電洞容易注入，所以是更佳的。尤其是，在主體材料具有二苯并咔唑骨架的情況下，其HOMO能階比咔唑淺0.1eV左右，不僅電洞容易注入，而且電洞傳輸性及耐熱性也得到提高，所以是較佳的。因此，進一步較佳為用作主體材料的物質是具有9,10-二苯基蒽骨架及咔唑骨架(或者苯并咔唑骨架或二苯并咔唑骨架)的物質。注意，從上述電洞注入/傳輸性的觀點來看，也可以使用苯并茀骨架或二苯并茀骨架代替咔唑骨架。作為這種物質的例子，可以舉出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)、3-[4-(1-萘基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPN)、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-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[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。尤其是，CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈現非常良好的特性，所以是較佳的。
另外，主體材料也可以是混合多種物質的材料，當使用混合的主體材料時，較佳為混合具有電子傳輸性的材料和具有電洞傳輸性的材料。藉由混合具有電子傳輸性的材料和具有電洞傳輸性的材料，可以使發光層113的傳輸性的調整變得更加容易，也可以更簡便地進行再結合區域的控制。具有電洞傳輸性的材料和具有電子傳輸性的材料的含量比例為1：9至9：1即可。
另外，也可以使用這些混合了的材料形成激態錯合物。藉由以形成發射與發光材料的最低能量一側的吸收帶的波長重疊的光的激態錯合物的方式選擇混合材料，可以使能量轉移變得順利，從而高效地得到發光，所以是較佳的。另外，藉由採用該結構可以降低驅動電壓，因此是較佳的。
本發明的一個實施方式尤其適合用於發射藍色光的發光元件。
電子傳輸層114是包含具有電子傳輸性的物質的層。作為具有電子傳輸性的物質，可以使用以上所述的能夠用於主體材料的具有電子傳輸性的物質。
可以在電子傳輸層114和第二電極102之間設置由氟化鋰(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形成的電子注入層115。電子注入層115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或電子化合物(electride)。作為電子化合物，例如可以舉出對鈣和鋁的混合氧化物以高濃度添加電子的物質等。
注意，作為電子注入層115，也可以使用對具有電子傳輸性的物質(較佳為具有聯吡啶骨架的有機化合物)包含上述鹼金屬或鹼土金屬的氟化物為微晶狀態的濃度以上(50wt%以上)的層。由於該層為折射率低的層，所以可以提供外部量子效率更良好的發光元件。
另外，可以設置電荷產生層116，而代替電子注入層115(參照圖4B)。電荷產生層116是藉由施加電位，可以對與該層的陰極一側接觸的層注入電洞，並且對與該層的陽極一側接觸的層注入電子的層。電荷產生層116至少包括P型層117。P型層117較佳為使用上述構成電洞注入層111的複合材料來形成。另外，P型層117也可以將作為構成複合材料的材料分別包含上述受體材料和電洞傳輸材料的膜層疊來形成。藉由對P型層117施加電位，電子和電洞分別注入到電子傳輸層114和用作陰極的第二電極102，使得發光元件工作。此外，由於本發明的一個實施方式的有機化合物為折射率較低的有機化合物，所以藉由用於P型層117，可以得到外部量子效率良好的發光元件。
另外，電荷產生層116除了包括P型層117之外，較佳為還包括電子中繼層118及電子注入緩衝層119中的任一個或兩個。
電子中繼層118至少包含具有電子傳輸性的物質，並且能夠防止電子注入緩衝層119和P型層117的相互作用，並順利地傳遞電子。較佳為將電子中繼層118所包含的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階設定在P型層117中的受體物質的LUMO能階與電子傳輸層114中的接觸於電荷產生層116的層所包含的物質的LUMO能階之間。明確而言，電子中繼層118中的具有電子傳輸性的物質的LUMO能階較佳為-5.0eV以上，更佳為-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，作為電子中繼層118中的具有電子傳輸性的物質，較佳為使用酞青類材料或具有金屬-氧鍵合和芳香配體的金屬錯合物。
電子注入緩衝層119可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬以及這些物質的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等電子注入性高的物質。
另外，在電子注入緩衝層119包含具有電子傳輸性的物質及施體物質的情況下，作為施體物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬和這些物質的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬的化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))以外，還可以使用四硫稠四苯(tetrathianaphthacene) (簡稱：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。另外，作為具有電子傳輸性的物質，可以使用與上面所說明的用於電子傳輸層114的材料同樣的材料。
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。這些導電材料可以藉由真空蒸鍍法、濺射法等乾處理、噴墨法、旋塗法等形成。另外,電極可以藉由利用溶膠-凝膠法等濕處理或利用金屬材料的膏劑的濕處理形成。
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、凹版印刷法、照相凹版印刷法、網版印刷法、噴墨法或旋塗法等。
另外，也可以藉由使用不同成膜方法形成上面所述的各電極或各層。
注意，設置在第一電極101與第二電極102之間的層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的如電洞傳輸層和電子傳輸層，尤其是靠近發光層113中的再結合區域的載子傳輸層較佳為使用如下物質構成,亦即具有比構成發光層的發光材料或者包含在發光層中的發光材料所具有的能帶間隙大的能帶間隙的物質。
實施方式2 在本實施方式中，對使用實施方式1所示的發光元件的發光裝置進行說明。
在本實施方式中，參照圖5A和圖5B對使用實施方式1所示的發光元件而製造的發光裝置進行說明。注意，圖5A是示出發光裝置的俯視圖，並且圖5B是沿圖5A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(軟性印刷電路)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5B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。
元件基板610除了可以使用由玻璃、石英、有機樹脂、金屬、合金、半導體等構成的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)、聚酯或丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
對用於像素或驅動電路的電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以採用反交錯型電晶體或交錯型電晶體。另外，頂閘極型電晶體或底閘極型電晶體都可以被使用。對用於電晶體的半導體材料沒有特別的限制，例如可以使用矽、鍺、碳化矽、氮化鎵等。或者可以使用In-Ga-Zn類金屬氧化物等的包含銦、鎵、鋅中的至少一個的氧化物半導體。
對用於電晶體的半導體材料的結晶性也沒有特別的限制，可以使用非晶半導體或結晶半導體(微晶半導體、多晶半導體、單晶半導體或其一部分具有結晶區域的半導體)。當使用結晶半導體時可以抑制電晶體的特性劣化，所以是較佳的。
在此，氧化物半導體較佳為用於設置在上述像素或驅動電路中的電晶體和用於在後面說明的觸控感測器等的電晶體等半導體裝置。尤其較佳為使用其能帶間隙比矽寬的氧化物半導體。藉由使用能帶間隙比矽寬的氧化物半導體，可以降低電晶體的關態電流(off-state current)。
上述氧化物半導體較佳為至少包含銦(In)或鋅(Zn)。另外，上述氧化物半導體更佳為包含以In-M-Zn類氧化物(M為Al、Ti、Ga、Ge、Y、Zr、Sn、La、Ce或Hf等金屬)表示的氧化物的氧化物半導體。
尤其是，作為半導體層，較佳為使用如下氧化物半導體膜：具有多個結晶部，該多個結晶部的c軸都朝向垂直於半導體層的被形成面或半導體層的頂面的方向，並且在相鄰的結晶部間不具有晶界。
藉由作為半導體層使用上述材料，可以實現電特性的變動被抑制的可靠性高的電晶體。
另外，由於具有上述半導體層的電晶體的關態電流較低，因此能夠長期間保持經過電晶體而儲存於電容器中的電荷。藉由將這種電晶體用於像素，能夠在保持各顯示區域所顯示的影像的灰階的狀態下，停止驅動電路。其結果是，可以實現功耗極低的電子裝置。
為了實現電晶體的特性穩定化等，較佳為設置基底膜。作為基底膜，可以使用氧化矽膜、氮化矽膜、氧氮化矽膜、氮氧化矽膜等無機絕緣膜並以單層或疊層製造。基底膜可以藉由濺射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化學氣相沉積)法(電漿CVD法、熱CVD法、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金屬化學氣相沉積)法等)或ALD(Atomic Layer Deposition：原子層沉積)法、塗佈法、印刷法等形成。注意，基底膜若不需要則也可以不設置。
注意，FET623示出形成在驅動電路部601中的電晶體的一個。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，但是不一定必須採用該結構，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，但是並不侷限於此，也可以採用組合三個以上的FET和電容元件的像素部。
注意，形成絕緣物614來覆蓋第一電極613的端部。在此，可以使用正型感光丙烯酸樹脂膜形成絕緣物614。
另外，將絕緣物614的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面，以獲得後面形成的EL層等的良好的覆蓋性。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，較佳為只使絕緣物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，較佳為使用具有高功函數的材料作為用作陽極的第一電極613。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等。注意，如果這裡採用疊層結構，由於佈線的電阻值較低，因此可以得到好的歐姆接觸，另外，其可用作陽極。
另外，EL層616藉由使用蒸鍍遮罩的蒸鍍法、噴墨法、旋塗法等各種方法形成。EL層616包括實施方式1所示的結構。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、或它們的合金或化合物(MgAg、MgIn、AlLi等)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)構成的疊層作為第二電極617。
另外，發光元件由第一電極613、EL層616、第二電極617形成。該發光元件是實施方式1所示的發光元件。另外，像素部由多個發光元件構成，本實施方式的發光裝置也可以包括實施方式1所示的發光元件和具有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，將發光元件618設置在由元件基板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，可以使用惰性氣體(氮或氬等)，還可以使用密封劑。藉由在密封基板中形成凹部且在其中設置乾燥劑，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，這些材料較佳為儘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。
雖然在圖5A和圖5B中沒有示出，但是也可以在第二電極上設置保護膜。保護膜可以由有機樹脂膜或無機絕緣膜形成。另外，也可以以覆蓋密封材料605的露出部分的方式形成保護膜。另外，保護膜可以覆蓋一對基板的表面及側面、密封層、絕緣層等的露出側面而設置。
作為保護膜可以使用不容易透過水等雜質的材料。因此，可以能夠高效地抑制水等雜質從外部擴散到內部。
作為構成保護膜的材料，可以使用氧化物、氮化物、氟化物、硫化物、三元化合物、金屬或聚合物等。例如，該材料可以含有氧化鋁、氧化鉿、矽酸鉿、氧化鑭、氧化矽、鈦酸鍶、氧化鉭、氧化鈦、氧化鋅、氧化鈮、氧化鋯、氧化錫、氧化釔、氧化鈰、氧化鈧、氧化鉺、氧化釩、氧化銦、氮化鋁、氮化鉿、氮化矽、氮化鉭、氮化鈦、氮化鈮、氮化鉬、氮化鋯、氮化鎵、含有鈦及鋁的氮化物、含有鈦及鋁的氧化物、含有鋁及鋅的氧化物、含有錳及鋅的硫化物、含有鈰及鍶的硫化物、含有鉺及鋁的氧化物、含有釔及鋯的氧化物等。
保護膜較佳為藉由步階覆蓋性(step coverage)良好的成膜方法來形成。這種方法中之一個是原子層沉積(ALD：Atomic Layer Deposition)法。較佳為將可以藉由ALD法形成的材料用於保護膜。藉由ALD法可以形成緻密且裂縫或針孔等缺陷被減少或具備均勻的厚度的保護膜。另外，可以減少當形成保護膜時加工部材受到的損傷。
例如，藉由ALD法可以將均勻且缺陷少的保護膜形成在具有複雜的凹凸形狀的表面或觸控面板的頂面、側面以及背面上。
如上所述，可以得到使用實施方式1所示的發光元件製造的發光裝置。
因為本實施方式中的發光裝置使用實施方式1所示的發光元件，所以可以具有優良特性。明確而言，實施方式1所示的發光元件的發光效率良好，由此可以實現低功耗的發光裝置。
另外，本實施方式可以與其他實施方式自由地組合。
實施方式3 在本實施方式中，參照圖6A和圖6B對將實施方式1所示的發光元件用於照明設備的例子進行說明。圖6B是照明設備的俯視圖，圖6A是沿著圖6B的線e-f切斷的剖面圖。
在本實施方式的照明設備中，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。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設備具備包括第一電極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設備可以提供低功耗的照明設備。
使用密封材料405、406將形成有具有上述結構的發光元件的基板400和密封基板407固定來進行密封，由此製造照明設備。此外，也可以僅使用密封材料405和406中的一個。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。
本實施方式所記載的照明設備在EL元件中使用實施方式1所示的發光元件，可以實現功耗小的發光裝置。
實施方式4 在本實施方式中，對在其一部分包括實施方式1所示的發光元件的電子裝置的例子進行說明。實施方式1所示的發光元件是發光效率良好且功耗小的發光元件。其結果是，本實施方式所記載的電子裝置可以實現包括功耗小的發光部的電子裝置。
作為採用上述發光元件的電子裝置，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、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，示出這些電子裝置的具體例子。
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所示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訊網路，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)的資訊通訊。
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，該電腦藉由將實施方式1所示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，藉由利用指頭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。
圖7C示出可攜式終端的一個例子。可攜式終端具備組裝在外殼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，可攜式終端7400包括將實施方式1所示的發光元件排列為矩陣狀而製造的顯示部7402。
圖7C所示的可攜式終端也可以具有用指頭等觸摸顯示部7402來輸入資訊的結構。在此情況下，能夠用指頭等觸摸顯示部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，藉由在可攜式終端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，可以判斷可攜式終端的方向(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，藉由用手掌或指頭觸摸顯示部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源或發射近紅外光的感測用光源，也能夠拍攝指靜脈、手掌靜脈等。
另外，本實施方式所示的結構可以與實施方式1至實施方式3所示的結構適當地組合來使用。
如上所述，具備實施方式1所示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裝置。藉由使用實施方式1所示的發光元件，可以得到功耗小的電子裝置。
圖8A是示出掃地機器人的一個例子的示意圖。
掃地機器人5100包括頂面上的顯示器5101及側面上的多個照相機5102、刷子5103及操作按鈕5104。雖然未圖示，但是掃地機器人5100的底面設置有輪胎和吸入口等。此外，掃地機器人5100還包括紅外線感測器、超音波感測器、加速度感測器、壓電感測器、光感測器、陀螺儀感測器等各種感測器。另外，掃地機器人5100包括無線通訊單元。
掃地機器人5100可以自動行走，檢測垃圾5120，可以從底面的吸入口吸引垃圾。
另外，掃地機器人5100對照相機5102所拍攝的影像進行分析，可以判斷牆壁、家具或步階等障礙物的有無。另外，在藉由影像分析檢測佈線等可能會繞在刷子5103上的物體的情況下，可以停止刷子5103的旋轉。
可以在顯示器5101上顯示電池的剩餘電量和所吸引的垃圾的量等。可以在顯示器5101上顯示掃地機器人5100的行走路徑。另外，顯示器5101可以是觸控面板，可以將操作按鈕5104顯示在顯示器5101上。
掃地機器人5100可以與智慧手機等可攜式電子裝置5140互相通訊。照相機5102所拍攝的影像可以顯示在可攜式電子裝置5140上。因此，掃地機器人5100的擁有者在出門時也可以知道房間的情況。另外，可以使用智慧手機等可攜式電子裝置5140確認顯示器5101的顯示內容。
可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示器5101。
圖8B所示的機器人2100包括運算裝置2110、照度感測器2101、麥克風2102、上部照相機2103、揚聲器2104、顯示器2105、下部照相機2106、障礙物感測器2107及移動機構2108。
麥克風2102具有檢測使用者的聲音及周圍的聲音等的功能。另外，揚聲器2104具有發出聲音的功能。機器人2100可以使用麥克風2102及揚聲器2104與使用者交流。
顯示器2105具有顯示各種資訊的功能。機器人2100可以將使用者所希望的資訊顯示在顯示器2105上。顯示器2105可以安裝有觸控面板。顯示器2105可以是可拆卸的資訊終端，藉由將該資訊終端設置在機器人2100的所定位置，可以進行充電及資料的收發。
上部照相機2103及下部照相機2106具有對機器人2100的周圍環境進行攝像的功能。另外，障礙物感測器2107可以檢測機器人2100使用移動機構2108移動時的前方的障礙物的有無。機器人2100可以使用上部照相機2103、下部照相機2106及障礙物感測器2107認知周囲環境而安全地移動。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示器2105。
圖8C是示出護目鏡型顯示器的一個例子的圖。護目鏡型顯示器例如包括外殼5000、顯示部5001、揚聲器5003、LED燈5004、操作鍵5005(包括電源開關或操作開關)、連接端子5006、感測器5007(它具有測量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉速、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、傾斜度、振動、氣味或紅外線)、麥克風5008、第二顯示部5002、支撐部5012、耳機5013等。
可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示部5001及第二顯示部5002。
圖9示出將實施方式1所示的發光元件用於作為照明設備的檯燈的例子。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2所記載的照明設備。
圖10示出將實施方式1所示的發光元件用於室內的照明設備3001的例子。實施方式1所示的發光元件是發光效率高的發光元件，從而可以實現功耗小的照明設備。另外，因為實施方式1所示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設備。另外，因為實施方式1所示的發光元件的厚度薄，所以能夠製造實現薄型化的照明設備。
還可以將實施方式1所示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1所示的發光元件用於汽車的擋風玻璃或儀表板的一個實施方式。顯示區域5200至顯示區域5203是使用實施方式1所示的發光元件設置的顯示區域。
顯示區域5200和顯示區域5201是設置在汽車的擋風玻璃上的安裝有實施方式1所示的發光元件的顯示裝置。藉由使用具有透光性的電極製造第一電極和第二電極，可以將實施方式1所示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5202是設置在支柱部分的安裝有實施方式1所示的發光元件的顯示裝置。藉由在顯示區域5202上顯示來自設置在車廂上的成像單元的影像，可以補充被支柱遮擋的視界。另外，同樣地，設置在儀表板部分上的顯示區域5203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5203還可以藉由顯示導航資訊、速度表、轉速表、行車距離、加油量、排檔狀態、空調的設定等提供各種資訊。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5200至顯示區域5202上。另外，也可以將顯示區域5200至顯示區域5203用作照明設備。
圖12A和圖12B示出可折疊的可攜式資訊終端5150。可折疊的可攜式資訊終端5150包括外殼5151、顯示區域5152及彎曲部5153。圖12A示出展開狀態的可攜式資訊終端5150。圖12B示出折疊狀態的可攜式資訊終端5150。雖然可攜式資訊終端5150具有較大的顯示區域5152，但是藉由將可攜式資訊終端5150折疊，可攜式資訊終端5150變小而可攜性好。
可以由彎曲部5153將顯示區域5152折疊成一半。彎曲部5153由可伸縮的構件和多個支撐構件構成，在折疊時，可伸縮的構件被拉伸，以彎曲部5153具有2mm以上，較佳為3mm以上的曲率半徑的方式進行折疊。
另外，顯示區域5152也可以為安裝有觸控感測器(輸入裝置)的觸控面板(輸入/輸出裝置)。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示區域5152。
此外，圖13A至圖13C示出能夠折疊的可攜式資訊終端9310。圖13A示出展開狀態的可攜式資訊終端9310。圖13B示出從展開狀態和折疊狀態中的一個狀態變為另一個狀態的中途的狀態的可攜式資訊終端9310。圖13C示出折疊狀態的可攜式資訊終端9310。可攜式資訊終端9310在折疊狀態下可攜性好，在展開狀態下因為具有無縫拼接的較大的顯示區域所以顯示一覽性強。
顯示面板9311由鉸鏈部9313所連接的三個外殼9315支撐。注意，顯示面板9311也可以為安裝有觸控感測器(輸入裝置)的觸控面板(輸入輸出裝置)。另外，藉由在兩個外殼9315之間的鉸鏈部9313處彎折顯示面板9311，可以使可攜式資訊終端9310從展開狀態可逆性地變為折疊狀態。可以將本發明的一個實施方式的發光裝置用於顯示面板9311。顯示面板9311中的顯示區域9312是位於折疊狀態的可攜式資訊終端9310的側面的顯示區域。 實施例1
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件1-1至發光元件1-8的有機化合物的結構。
[化學式3]
Figure 02_image031
＜發光元件1-1至發光元件1-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以85nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件1-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件1-2中，該厚度為15nm，在發光元件1-3中，該厚度為20nm，在發光元件1-4中，該厚度為25nm，在發光元件1-5中，該厚度為30nm，在發光元件1-6中，該厚度為35nm，在發光元件1-7中，該厚度為40nm，在發光元件1-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.03(=cgDBCzPA：1,6mFLPAPrn)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(iii)表示的N,N’-二苯基-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mFLPAPrn)形成的發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以10nm的厚度且以1：0.1的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件1-1至發光元件1-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表1及表2示出發光元件1-1至發光元件1-8的元件結構。表2示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image033
Figure 02_image035
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件1-1至發光元件1-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image037
此外，圖14示出作為發光中心物質的1,6mFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用螢光光度計(日本濱松光子學株式會社製造的Edinburgh Instruments FS920)，在算出平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(I)。由此，1,6mFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.61eV。此外，如圖15所示那樣算出的1,6mFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端為438nm，其能量為2.83eV。
圖16是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.61eV)與2.69eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.69eV的數值為相當於Eedge 為2.83eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02(eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例2
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件2-1至發光元件2-8的有機化合物的結構。
[化學式4]
Figure 02_image039
＜發光元件2-1至發光元件2-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以85nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件2-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件2-2中，該厚度為15nm，在發光元件2-3中，該厚度為20nm，在發光元件2-4中，該厚度為25nm，在發光元件2-5中，該厚度為30nm，在發光元件2-6中，該厚度為35nm，在發光元件2-7中，該厚度為40nm，在發光元件2-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.03(=cgDBCzPA：1,6mMemFLPAPrn)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(vi)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)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以15nm的厚度且以1：0.1的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件2-1至發光元件2-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表4及表5示出發光元件2-1至發光元件2-8的元件結構。表5示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image041
Figure 02_image043
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件2-1至發光元件2-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image045
此外，圖17示出作為發光中心物質的1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用螢光光度計(日本濱松光子學株式會社製造的Edinburgh Instruments FS920)，在算出平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(I)。由此，1,6mMemFLPAPrn 的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.59eV。此外，如圖18所示那樣算出的1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端為440nm，其能量為2.82eV。
圖19是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.59eV)與2.68eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.68eV的數值為相當於Eedge 為2.82eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02(eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例3
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件3-1至發光元件3-8的有機化合物的結構。
[化學式5]
Figure 02_image047
＜發光元件3-1至發光元件3-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以95nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件3-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件3-2中，該厚度為15nm，在發光元件3-3中，該厚度為20nm，在發光元件3-4中，該厚度為25nm，在發光元件3-5中，該厚度為30nm，在發光元件3-6中，該厚度為35nm，在發光元件3-7中，該厚度為40nm，在發光元件3-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.03(=cgDBCzPA：1,6BnfAPrn-03)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(vii)表示的N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以15nm的厚度且以1：0.1的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件3-1至發光元件3-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表7及表8示出發光元件3-1至發光元件3-8的元件結構。表8示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image049
Figure 02_image051
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件3-1至發光元件3-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image053
此外，圖20示出作為發光中心物質的1,6BnfAPrn-03的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用螢光光度計(日本濱松光子學株式會社製造的Edinburgh Instruments FS920)，在算出平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(I)。由此，1,6BnfAPrn-03的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.65eV。此外，如圖21所示那樣算出的該PL光譜的短波長一側的發光端為432nm，其能量為2.87eV。
圖22是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.65eV)與2.73eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.73eV的數值為相當於Eedge 為2.87eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02(eV)(在本實施例中2.67eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例4
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件4-1至發光元件4-4的有機化合物的結構。
[化學式6]
Figure 02_image055
＜發光元件4-1至發光元件4-4的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為透明電極以70nm的厚度形成含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，然後作為半透射・半反射電極藉由濺射法以25nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，作為透明電極藉由濺射法以10nm的厚度形成ITSO，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件4-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件4-2中，該厚度為12.5nm，在發光元件4-3中，該厚度為15nm，在發光元件4-4中，該厚度為17.5nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.03(=cgDBCzPA：1,6BnfAPrn-03)且厚度為20nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(vii)表示的N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為10nm的方式蒸鍍由上述結構式(viii)表示的2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)聯苯-3-基]二苯并[f,h]喹㗁啉(簡稱：2mDBTBPDBq-II)，然後以厚度為10nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以120nm的厚度形成鋁膜來形成第二電極102，由此製造發光元件4-1至發光元件4-4。注意，第二電極102是反射光的電極，本實施例的發光元件是從第一電極101提取光的底部發射型元件。
表10及表11示出發光元件4-1至發光元件4-4的元件結構。表11示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image057
Figure 02_image059
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件4-1至發光元件4-4的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image061
此外，圖23示出作為發光中心物質的1,6BnfAprn-03的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用螢光光度計(日本濱松光子學株式會社製造的Edinburgh Instruments FS920)，在算出平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(I)。由此，1,6BnfAprn-03的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.65eV。此外，如圖24所示那樣算出的該PL光譜的短波長一側的發光端為432nm，其能量為2.87eV。
圖25是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.65eV)與2.73eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.73eV的數值為相當於Eedge 為2.87eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02 (eV)(在本實施例中2.67eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例5
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件5-1至發光元件5-8的有機化合物的結構。
[化學式7]
Figure 02_image063
＜發光元件5-1至發光元件5-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以85nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件5-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件5-2中，該厚度為15nm，在發光元件5-3中，該厚度為20nm，在發光元件5-4中，該厚度為25nm，在發光元件5-5中，該厚度為30nm，在發光元件5-6中，該厚度為35nm，在發光元件5-7中，該厚度為40nm，在發光元件5-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.03(=cgDBCzPA：1,6chBnfAPrn)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(ix)表示的N,N’-(芘-1,6-二基)雙(N-苯基-6-環己苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺)(簡稱：1,6chBnfAPrn)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以10nm的厚度且以1：0.1(=Ag：Mg)的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件5-1至發光元件5-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表13及表14示出發光元件5-1至發光元件5-8的元件結構。表14示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image065
Figure 02_image067
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件5-1至發光元件5-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image069
此外，圖26示出作為發光中心物質的1,6chBnfAPrn的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用螢光光度計(日本濱松光子學株式會社製造的Edinburgh Instruments FS920)，在算出平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(I)。由此，1,6chBnfAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.65eV。此外，如圖27所示那樣算出的該PL光譜的短波長一側的發光端為432nm，其能量為2.87eV。
圖28是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.65eV)與2.73eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.73eV的數值為相當於Eedge 為2.87eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02 (eV)(在本實施例中2.67eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例6
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件6-1至發光元件6-8的有機化合物的結構。
[化學式8]
Figure 02_image071
＜發光元件6-1至發光元件6-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以85nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件6-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件6-2中，該厚度為15nm，在發光元件6-3中，該厚度為20nm，在發光元件6-4中，該厚度為25nm，在發光元件6-5中，該厚度為30nm，在發光元件6-6中，該厚度為35nm，在發光元件6-7中，該厚度為40nm，在發光元件6-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.01(=cgDBCzPA：3,10PCA2Nbf(IV)-02)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(x)表示的3,10-雙[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b；6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10PCA2Nbf(IV)-02)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以10nm的厚度且以1：0.1(=Ag：Mg)的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件6-1至發光元件6-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表16及表17示出發光元件6-1至發光元件6-8的元件結構。表17示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image073
Figure 02_image075
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件6-1至發光元件6-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image077
此外，圖29示出作為發光中心物質的3,10PCA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用絕對PL量子產率測定裝置(日本濱松光子學株式會社製造的Quantaurus-QY)，在圖29所示的PL光譜中,縱軸為與能量ϕp (λ)成比例的正規化光譜I(λ)，因此在本實施例中算出發光的平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(VII)。由此，3,10PCA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.66eV。此外，如圖30所示那樣算出的該PL光譜的短波長一側的發光端為431nm，其能量為2.88eV。
圖31是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.66eV)與2.73eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.73eV的數值為相當於Eedge 為2.88eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02(eV)(在本實施例中2.67eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。 實施例7
在本實施例中，在具有微腔結構的發光元件中，對改變其光程長時的外部量子效率及藍色指標(BI)的舉動進行詳細說明。以下示出用於在本實施例中製造的發光元件7-1至發光元件7-8的有機化合物的結構。
[化學式9]
Figure 02_image079
＜發光元件7-1至發光元件7-8的製造方法＞ 首先，在玻璃基板上作為反射電極藉由濺射法以100nm的厚度形成銀(Ag)、鈀(Pd)及銅(Cu)的合金膜(Ag-Pd-Cu(APC)膜)，然後作為透明電極藉由濺射法以85nm的厚度形成包含氧化矽的銦錫氧化物(ITSO)，來形成第一電極101。注意，其電極面積為4mm2 (2mm×2mm)。
接著，作為用來在基板上形成發光元件的預處理，用水洗滌基板表面，以200℃烘焙1小時，然後進行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10-4 Pa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，並且，藉由蒸鍍法在第一電極101上以1：0.5(=PCPPn：氧化鉬)的重量比共蒸鍍由上述結構式(i)表示的3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(簡稱：PCPPn)與氧化鉬(VI)，來形成電洞注入層111。
發光元件的光程長的改變藉由改變上述電洞注入層111的厚度來實現。在發光元件7-1中，該電洞注入層111的厚度為10nm，在發光元件7-2中，該厚度為15nm，在發光元件7-3中，該厚度為20nm，在發光元件7-4中，該厚度為25nm，在發光元件7-5中，該厚度為30nm，在發光元件7-6中，該厚度為35nm，在發光元件7-7中，該厚度為40nm，在發光元件7-8中，該厚度為45nm。
在電洞注入層111上以15nm的厚度蒸鍍PCPPn來形成電洞傳輸層112。
接著，以重量比為1：0.01(=cgDBCzPA：3,10FrA2Nbf(IV)-02)且厚度為25nm的方式共蒸鍍由上述結構式(ii)表示的7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(簡稱：cgDBCzPA)、由上述結構式(xi)表示的3,10-雙[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b；6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10FrA2Nbf(IV)-02)形成發光層113。
然後，在發光層113上以厚度為5nm的方式蒸鍍cgDBCzPA，然後以厚度為15nm的方式蒸鍍上述結構式(iv)所示的2,9-雙(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-啡啉(簡稱：NBPhen)，來形成電子傳輸層114。
在形成電子傳輸層114之後，以1nm的厚度蒸鍍氟化鋰(LiF)來形成電子注入層115，以10nm的厚度且以1：0.1(=Ag：Mg)的體積比蒸鍍銀(Ag)和鎂(Mg)來形成第二電極102，由此製造發光元件7-1至發光元件7-8。注意，第二電極102是具有反射光的功能以及使光透過的功能的半透射・半反射電極，本實施例的發光元件是從第二電極102提取光的頂部發射型元件。另外，在第二電極102上以70nm的厚度蒸鍍由上述結構式(v)表示的1,3,5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(簡稱：DBT3P-II)來提高光提取效率。
表19及表20示出發光元件7-1至發光元件7-8的元件結構。表20示出各發光元件的電洞注入層的厚度。
Figure 02_image081
Figure 02_image083
在氮氛圍的手套箱中，以不使所製造的發光元件暴露於大氣的方式使用玻璃基板對發光元件進行密封處理(將密封材料塗佈在元件的周圍，在密封時進行UV處理並在80℃的溫度下進行1小時的熱處理)，然後進行測定。注意，測定在室溫下進行。
以下示出發光元件7-1至發光元件7-8的測定結果。在所有的測定結果的亮度都是1000cd/m2 附近時的數值。此外，外部量子效率為從正面亮度假定朗伯輻射而計算出的未校正的外部量子效率。
Figure 02_image085
此外，圖32示出作為發光中心物質的3,10FrA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜。作為該PL光譜的測定使用絕對PL量子產率測定裝置(日本濱松光子學株式會社製造的Quantaurus-QY)，在圖32所示的PL光譜中,縱軸為與能量ϕp (λ)成比例的正規化光譜I(λ)，因此在本實施例中算出發光的平均光子能量Eave 時，使用實施方式1所示的公式(VII)。由此，3,10FrA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜的平均能量(Eave )算出為2.71eV。此外，如圖33所示那樣算出的該PL光譜的短波長一側的發光端為426nm，其能量為2.91eV。
圖34是示出對於各發光元件的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表，橫軸表示Eem ，縱軸表示EQE及BI。
從圖式可知，EQE及BI在具有Eem 成為Eave (在本實施例中2.71eV)與2.76eV之間的腔長的發光元件中都示出良好的數值。
注意，2.76eV的數值為相當於Eedge 為2.91eV時的0.95倍的能量。
如此，可知具有微腔結構的藍色發光元件可以在具有能夠得到相當於Eave 以上且Eedge 的0.95倍以下的能量的波長的腔長的發光元件中以良好的效率發射光。換言之，藉由以滿足Eave ≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍A)的方式控制腔長，可以使EQE及BI的兩者最大化。
此外，在尤其考慮到BI時，具有Eave +0.02 (eV)(在本實施例中2.73eV)以上且Eedge ×0.95(eV)以下的Eem 的發光元件是較佳的，因此可知較佳為以滿足Eave +0.02≤Eem ≤0.95Eedge (圖式中範圍B)的方式控制腔長。
101‧‧‧第一電極 101-1‧‧‧反射電極 101-2‧‧‧透明電極 102‧‧‧第二電極 103‧‧‧EL層 104‧‧‧有機蓋層 111‧‧‧電洞注入層 112‧‧‧電洞傳輸層 113‧‧‧發光層 114‧‧‧電子傳輸層 115‧‧‧電子注入層 116‧‧‧電荷產生層 117‧‧‧P型層 118‧‧‧電子繼電層 119‧‧‧電子注入緩衝層 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 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(軟性印刷電路) 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 2001‧‧‧外殼 2002‧‧‧光源 2100‧‧‧機器人 2110‧‧‧運算裝置 2101‧‧‧照度感測器 2102‧‧‧麥克風 2103‧‧‧上部照相機 2104‧‧‧揚聲器 2105‧‧‧顯示器 2106‧‧‧下部照相機 2107‧‧‧障礙物感測器 2108‧‧‧移動機構 3001‧‧‧照明設備 5000‧‧‧外殼 5001‧‧‧顯示部 5002‧‧‧第二顯示部 5003‧‧‧揚聲器 5004‧‧‧LED燈 5005‧‧‧操作鍵 5006‧‧‧連接端子 5007‧‧‧感測器 5008‧‧‧麥克風 5012‧‧‧支撐部 5013‧‧‧耳機 5100‧‧‧掃地機器人 5101‧‧‧顯示器 5102‧‧‧照相機 5103‧‧‧刷子 5104‧‧‧操作按鈕 5150‧‧‧可攜式資訊終端 5151‧‧‧外殼 5152‧‧‧顯示區域 5153‧‧‧彎曲部 5120‧‧‧垃圾 5200‧‧‧顯示區域 5201‧‧‧顯示區域 5202‧‧‧顯示區域 5203‧‧‧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 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 9310‧‧‧可攜式資訊終端 9311‧‧‧顯示面板 9312‧‧‧顯示區域 9313‧‧‧鉸鏈部 9315‧‧‧外殼
在圖式中： 圖1A及圖1B是說明溶液狀態的發光中心物質發射的光的光子能量的平均值(Eave )的算出方法的圖； 圖2是說明發射光譜的短波長一側的發光端能量(Eedge )的算出方法的圖； 圖3是說明發光元件的EL發光峰能量(Eem )、外部量子效率(EQE)、藍色指標(BI)的關係的圖； 圖4A及圖4B是發光元件的示意圖； 圖5A及圖5B是主動矩陣型發光裝置的示意圖； 圖6A及圖6B是示出照明設備的圖； 圖7A、圖7B1、圖7B2及圖7C是示出電子裝置的圖； 圖8A至圖8C是示出光源裝置的圖； 圖9是示出照明設備的圖； 圖10是示出照明設備的圖； 圖11是示出車載顯示裝置及照明設備的圖； 圖12A及圖12B是示出電子裝置的圖； 圖13A至圖13C是示出電子裝置的圖； 圖14是N,N’-二苯基-N,N’-雙[3-(9-苯基-9H-茀-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(簡稱：1,6mFLPAPrn)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖15是1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖16是示出對於發光元件1-1至發光元件1-8的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖17是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)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖18是1,6mMemFLPAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖19是示出對於發光元件2-1至發光元件2-8的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖20是N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖21是1,6BnfAPrn-03的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖22是示出對於發光元件3-1至發光元件3-8的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖23是N,N’-(芘-1,6-二基)雙[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](簡稱：1,6BnfAPrn-03)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖24是1,6BnfAPrn-03的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖25是示出對於發光元件4-1至發光元件4-4的發光峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖26是N,N’-(芘-1,6-二基)雙(N-苯基-6-環己苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺)(簡稱：1,6chBnfAPrn)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖27是1,6chBnfAPrn的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖28是示出對於發光元件5-1至發光元件5-8的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖29是3,10-雙[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b；6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10PCA2Nbf(IV)-02)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖30是3,10PCA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖31是示出對於發光元件6-1至發光元件6-8的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表； 圖32是3,10-雙[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基胺基]萘并[2,3-b；6,7-b’]雙苯并呋喃(簡稱：3,10FrA2Nbf(IV)-02)的甲苯溶液中的發射光譜； 圖33是3,10FrA2Nbf(IV)-02的甲苯溶液中的PL光譜的短波長一側的發光端的算出方法； 圖34是示出對於發光元件7-1至發光元件7-8中的發光的峰能量(Eem )的外部量子效率(EQE)及藍色指標(BI)的關係的圖表。

Claims (11)

  1. 一種發光元件，包括： 第一電極； 第二電極；以及 夾在該第一電極與該第二電極之間的EL層， 其中，該第一電極和該第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極， 該EL層包含發光中心物質， 並且，在溶液狀態的該發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，且該溶液狀態的該發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從該發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(1)表示
    Figure 03_image087
    。
  2. 一種發光元件，包括： 第一電極； 第二電極；以及 夾在該第一電極與該第二電極之間的EL層， 其中，該第一電極和該第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極， 該EL層包含發光中心物質， 並且，在該發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，且該發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從該發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(1)表示
    Figure 03_image089
    。
  3. 根據申請專利範圍第1項之發光元件，其中該發光中心物質發射藍色光。
  4. 一種發光元件，包括： 第一電極； 第二電極；以及 夾著該第一電極與該第二電極之間的EL層， 其中，該第一電極和該第二電極中的一個為反射電極，另一個為半透射・半反射電極， 該EL層包含發射藍色光的發光中心物質， 並且，在該發光中心物質發射的光的光子能量的平均值為Eave [eV]，且該發光中心物質的發射光譜的短波長一側的發光端能量為Eedge [eV]時，從該發光元件發射的光的峰波長的光子能量Eem [eV]以下述公式(2)表示
    Figure 03_image091
    。
  5. 根據申請專利範圍第3或申請專利範圍第4項之發光元件，其中該Eem 為2.6eV以上且2.9eV以下。
  6. 根據申請專利範圍第1至申請專利範圍第5中任一項之發光元件，其中在該半透射・半反射電極的與相對於該反射電極的面相反的面形成分子量為300以上且1200以下的有機化合物層。
  7. 根據申請專利範圍第2至申請專利範圍第6中任一項之發光元件，其中該Eave 及該Eedge 在室溫下的相對介電常數為1以上且10以下的溶劑中進行測定。
  8. 根據申請專利範圍第1項之發光元件，其中該溶液狀態下的溶劑為甲苯或氯仿。
  9. 一種包括申請專利範圍第1至申請專利範圍第7中任一項之發光元件、電晶體或基板的發光裝置。
  10. 一種包括申請專利範圍第8項之發光裝置、感測器、操作按鈕、揚聲器或麥克風的電子裝置。
  11. 一種包括申請專利範圍第8項之發光裝置及外殼的照明設備。
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