TWI518074B - 雜環化合物 - Google Patents

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Description

雜環化合物
本發明係關於一種雜環化合物，特別關於一種能夠用於利用有機電致發光(EL：Electroluminescence)的發光元件的雜環化合物。
近年來，對利用EL的發光元件已廣泛進行研究和開發。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層。藉由對該元件施加電壓，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，所以具有優於液晶顯示器的優點：像素的可見度高；不需要背光等，由此，這種發光元件被認為適合於平板顯示器元件。另外，這種發光元件可以被製造成薄且輕的元件，這是極大的優點。再者，非常高速的應答也是這種發光元件的特徵之一。
此外，因為這種發光元件可以形成為膜狀，所以可以容易獲得平面發光。因此，可以容易形成利用平面發光的大面積的元件。這是在以白熾燈和LED為代表的點光源或以螢光燈為代表的線光源中難以得到的特徵。因此，這些發光元件在作為可以應用於照明等的平面光源上的利用價值也高。
根據發光物質是有機化合物還是無機化合物，對上述 利用電致發光的發光元件進行大致的分類。在使用將有機化合物用於發光物質且在一對電極之間設置包含該有機化合物的層的有機EL元件時，藉由對發光元件施加電壓，電子和電洞分別從陰極和陽極注入到包含發光有機化合物的層，而使電流流過。而且，所注入的電子及電洞使有機化合物成為激發態，而從具有發光性質之被激發的有機化合物得到發光。
由有機化合物形成的激發態可以是單重態激發態或三重態激發態，來自單重態激發態(S*)的發光被稱為螢光，而來自三重態激發態(T*)的發光被稱為磷光。另外，在發光元件中，單重態激發態和三重態激發態的統計學上的產生比率被認為是S*：T*=1：3。
在將單重態激發態的能量轉換成發光的化合物(以下稱為螢光化合物)中，在室溫下僅觀察到來自單重態激發態的發光(螢光)，觀察不到來自三重態激發態的發光(磷光)。因此，基於S*：T*=1：3的關係，使用螢光化合物的發光元件中的內部量子效率(所產生的光子與所注入的載子之間的比率)的理論上的極限被認為是25%。
另一方面，在使用將三重態激發態的能量轉換成發光的化合物(以下稱為磷光化合物)時，觀察到來自三重態激發態的發光(磷光)。此外，在磷光化合物中，由於容易出現系間穿越(即從單重態激發態躍遷至三重態激發態)，因此理論上內部量子效率能夠增加到100%。換句話說，可以得到比螢光化合物高的發光效率。由於此理由， 為了實現高效率的發光元件，近年來已在對使用磷光化合物的發光元件進行深入研究開發。
當使用上述磷光化合物形成發光元件的發光層時，為了抑制磷光化合物的濃度猝滅或由三重態-三重態湮滅導致的猝滅，通常以使該磷光化合物分散在由其他化合物構成的基質中的方式形成發光層。此時，作為基質的化合物被稱為主體材料，分散在基質中的化合物諸如磷光化合物被稱為客體材料。
當將磷光化合物用作客體材料時，主體材料所需要的性質是具有大於該磷光化合物的三重態激發能(基態和三重態激發態之間的能量差)。
另外，由於單重態激發能(基態和單重態激發態之間的能量差)大於三重態激發能，所以具有較大的三重態激發能的物質也具有較大的單重態激發能。因此，如上所述的具有較大的三重態激發能的物質對將螢光化合物用作發光物質的發光元件亦有效。
作為當磷光化合物為客體材料時使用的主體材料的一例，對具有二苯並[f,h]喹噁啉環的化合物已經進行了研究(例如，參照專利文獻1及2)。
[專利文獻1]國際專利公開案第03/058667號[專利文獻2]日本專利公開案第2007-189001號
發明總論
然而，上述具有二苯並[f,h]喹噁啉環的化合物具有平面結構，因此，這些化合物容易結晶。使用容易結晶的化合物的發光元件的壽命較短。此外，如果將另一骨架直接鍵結到二苯並[f,h]喹噁啉環上以使該化合物具有空間上龐大的結構，則有時可能使共軛系統延伸而引起三重態激發能的下降。
此外，為了實現分別具有低耗電量及高可靠性的發光裝置、電子裝置及照明裝置，要求驅動電壓低的發光元件、電流效率高的發光元件或長壽命的發光元件。
因此，本發明的一個具體實施方式的目的是提供新的雜環化合物，該雜環化合物可用於發光元件，作為分散有發光物質的發光層之主體材料，尤其提供新的雜環化合物，該雜環化合物可以適用於將磷光化合物用作發光物質時的主體材料。
本發明的一個具體實施方式的目的是提供驅動電壓低的發光元件。此外，本發明的另一個具體實施方式的目的是提供電流效率高的發光元件。此外，本發明的另一個具體實施方式的目的是提供長壽命的發光元件。此外，本發明的另一個具體實施方式的目的是藉由使用該發光元件而分別提供減少耗電量的發光裝置、電子裝置及照明裝置。
另外，以下所公開的發明的目的是達到上述目的中至少一者。
具有喹噁啉骨架的化合物具有高電子傳輸性，且藉由將該化合物用於發光元件，能夠實現具有低驅動電壓的元 件。另一方面，喹噁啉骨架具有平面結構。由於具有平面結構的化合物當形成為膜時容易結晶，因此將該化合物用於發光元件導致該發光元件的壽命短。再者，喹噁啉骨架的電洞接受性低。當不能容易接受電洞的化合物用作發光層的主體材料時，電子和電洞的再組合區域集中在發光層的介面，導致發光元件的壽命降低。可以藉由將電洞傳輸骨架引入到分子內來解決這些課題。然而，如果電洞傳輸骨架直接鍵結到喹噁啉骨架上，則共軛延伸而導致能隙及三重態激發能下降。
但是，發明人發現如下事實：將二苯並[f,h]喹噁啉環和電洞傳輸骨架藉由伸芳基鍵結的化合物用於發光元件可以解決上述課題。
作為二苯並[f,h]喹噁啉環和電洞傳輸骨架藉由伸芳基鍵結的化合物，可以舉出以下所示的雜環化合物。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G1)表示的雜環化合物。
在通式中，A表示經取代或未經取代的二苯並噻吩基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基、及經取代或未經取 代的咔唑基中任一者，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-1)表示的雜環化合物。
在通式中，Q1表示氧原子、硫原子和氮原子中任一者，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的芳基作為取代基。此外，R11至R19以及R21至R27分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-2)表示的雜環化合物。
在通式中，R11至R19以及R31至R38分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-3)表示的雜環化合物。
在通式中，R11至R19以及R41至R47分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基，Q2表示硫原子、氧 原子和氮原子中任一者，並且，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基作為取代基。
在通式(G1)、(G2-1)、(G2-2)及(G2-3)中，Ar較佳是經取代或未經取代的伸苯基或者經取代或未經取代的聯苯二基，特別佳是經取代或未經取代的伸苯基。再者，從具有高三重態激發能的能階(T1能階)或高單重態激發能(S1能階)的角度來看，Ar更佳是經取代或未經取代的間伸苯基。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G3-1)表示的雜環化合物。
在通式中，Q1表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的芳基作為取代基。此外，R11至R19、R21至R27以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至 14個碳原子的芳基中任一者。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G3-2)表示的雜環化合物。
在通式中，R11至R19、R31至R38以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G3-3)表示的雜環化合物。
在通式中，R11至R19、R41至R47以及R51至R54分別 表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，Q2表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，並且，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基作為取代基。
藉由對二苯並[f,h]喹噁啉環引入電洞傳輸骨架，能夠使本發明的一個具體實施方式的任一種化合物具有空間上龐大的結構，並且該化合物當形成為膜時不容易結晶。藉由將該化合物用於發光元件可以實現長壽命的元件。而且，在該化合物中，由於二苯並[f,h]喹噁啉環和電洞傳輸骨架藉由伸芳基鍵結，因此與二苯並[f,h]喹噁啉環和電洞傳輸骨架直接鍵結的化合物相比，可以防止能隙和三重態激發能的下降。並且藉由將該化合物用於發光元件，可以實現電流效率高的元件。
由此，本發明的一個具體實施方式的任一種化合物可以適用於發光元件或有機電晶體等的有機裝置的材料。
本發明的一個具體實施方式是一種包含上述雜環化合物的發光元件。
本發明的一個具體實施方式是一種發光元件，其中在一對電極之間具有發光層。並且該發光層包含發光物質及上述雜環化合物。
藉由使用本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物，可以實現驅動電壓低的發光元件。此外，藉由使用本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物，可以實 現電流效率高的發光元件。此外，藉由使用本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物，可以實現長壽命的發光元件。使用這種發光元件的發光裝置(例如影像顯示裝置)可以實現低耗電量。因此，本發明的一個具體實施方式是一種使用上述發光元件的發光裝置。此外，本發明的一個具體實施方式還包括將上述發光裝置用於顯示部的電子裝置及將上述發光裝置用於發光部的照明裝置。
本發明說明中的發光裝置包括使用發光元件的影像顯示裝置，以及下列裝置：發光元件安裝有連接器諸如各向異性導電薄膜、TAB(Taee Automated Bonding：帶式自動接合)膠帶或TCP(Tape Carrier Package：帶載封裝)的模組；在TAB膠帶、TCP的端部設置有印刷線路板的模組；藉由COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封裝)技術在發光元件上直接安裝有IC(積體電路)的模組；以及用於照明設備的發光裝置等。
此外，因為當合成本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物時使用的雜環化合物也是新的物質，所以本發明還包括該雜環化合物。因此，本發明的另一個具體實施方式是由通式(G4)表示的雜環化合物。
在通式中，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，X1表示鹵素。
本發明的一個具體實施方式可以提供一種新的雜環化合物，其可用於發光元件，作為分散有發光物質的發光層之主體材料。本發明的另一個具體實施方式可以提供驅動電壓低的發光元件。此外，本發明的一個具體實施方式可以提供電流效率高的發光元件。此外，本發明的另一個具體實施方式可以提供長壽命的發光元件。此外，本發明的一個具體實施方式可以藉由使用該發光元件而分別提供減少耗電量的發光裝置、電子裝置及照明裝置。
下面，將參照圖式詳細地說明本發明的具體實施方式。但是，本發明不侷限於以下說明，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在不脫離本發明的宗旨及其範圍下可作各種變化及改良。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在下面所示的具體實施方式所記載的 內容中。
[具體實施方式1]
在本具體實施方式中說明本發明的一個具體實施方式的雜環化合物。
本發明的一個具體實施方式是一種由下述通式(G1)表示的雜環化合物。
在通式(G1)中，A表示經取代或未經取代的二苯並噻吩基、經取代或未經取代的二苯並呋喃基、及經取代或未經取代的咔唑基中任一者，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的另一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-1)表示的雜環化合物。
在通式(G2-1)中，Q1表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的芳基作為取代基。此外，R11至R19以及R21至R27分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的另一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-2)表示的雜環化合物。
在通式(G2-2)中，R11至R19以及R31至R38分別表 示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
本發明的另一個具體實施方式是一種由下述通式(G2-3)表示的雜環化合物。
在通式(G2-3)中，R11至R19以及R41至R47分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基，Q2表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，並且，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基作為取代基。
作為通式(G1)、(G2-1)、(G2-2)及(G2-3)中的Ar，可以舉出經取代或未經取代的伸苯基、經取代或未經取代的聯苯二基、經取代或未經取代的萘二基、經取代或未經取代的茀二基等。當本發明的一個具體實施方式的雜環化合物具有這些取代基中任一者時，該雜環化合物 的T1能階高，因此可以適用於將磷光化合物用作發光物質時的主體材料。作為具體結構，例如可以舉出由結構式(1-1)至結構式(1-5)表示的取代基。此外，當Ar具有取代基時，該取代基較佳是具有1至4個碳原子的烷基。
如結構式(1-1)、(1-3)所示，當伸芳基在對位鍵結時，載子傳輸性良好，所以是較佳的。此外，如結構式(1-2)、(1-4)、(1-5)所示，當伸芳基在間位鍵結時，上述雜環化合物的T1能階高或S1能階高，所以亦是較佳的。
當使用由通式(G1)、(G2-1)、(G2-2)及(G2-3)表示的雜環化合物作為將以更短波長發光的磷光化合物用作發光物質時的主體材料時，Ar較佳是經取代或未經取代的伸苯基或者經取代或未經取代的聯苯二基，Ar特別佳是經取代或未經取代的伸苯基。再者，從具有高T1能階或高S1能階的角度來看，Ar更佳是經取代或未經取代的間伸苯基。此外，當Ar是經取代或未經取代的對伸苯基時，載子傳輸性良好，所以亦是較佳的。
本發明的另一個具體實施方式是一種由下述通式(G3-1)表示的雜環化合物。
在通式(G3-1)中，Q1表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，氮原子帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的芳基作為取代基。此外，R11至R19、R21至R27以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。
本發明的另一個具體實施方式一種由下述通式(G3-2)表示的雜環化合物。
在通式(G3-2)中，R11至R19、R31至R38以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。
本發明的另一個具體實施方式是一種由下述通式(G3-3)表示的雜環化合物。
在通式(G3-3)中，R11至R19、R41至R47以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，Q2表示硫原子、氧原子和氮原子中任一者，並且，氮原子 帶有具有1至4個碳原子的烷基或者經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基作為取代基。
作為通式(G1)、(G2-1)、(G2-2)、(G2-3)、(G3-1)、(G3-2)及(G3-3)中的R11至R19、R21至R27、R31至R38、R41至R47以及R51至R54，可以舉出具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的茀基、經取代或未經取代的菲基等。當具有烷基時，對溶劑的溶解性高而容易合成或容易藉由濕處理進行成膜，所以是較佳的。當具有芳基時，提高載子傳輸性，所以亦是較佳的。當本發明的一個具體實施方式的雜環化合物具有這些取代基中任一者時，該雜環化合物具有高T1能階，因此可以適用於將磷光化合物用作發光物質時的主體材料。此外，非晶性提高，且膜性質穩定，所以是較佳的。作為具體結構，例如可以舉出由結構式(2-1)至結構式(2-15)表示的取代基。此外，當R11至R19、R21至R27、R31至R38、R41至R47以及R51至R54中的任一者是具有取代基的芳基時，該取代基較佳是具有1至4個碳原子的烷基。
但是，考慮到合成的容易性時，R11至R19、R21至R27、R31至R38、R41至R47以及R51至R54較佳是氫。
當通式(G2-1)及通式(G3-1)中的Q1以及通式(G2-3)及通式(G3-3)中的Q2為氮原子時，作為氮原子的取代基的範例，可以舉出具有1至4個碳原子的烷基、經取代或未經取代的苯基、經取代或未經取代的聯苯基、經取代或未經取代的萘基、經取代或未經取代的茀基、經取代或未經取代的菲基等。當本發明的一個具體實施方式的雜環化合物具有這些取代基中任一者時，該雜環化合物具有高T1能階，因此可以較佳為用作將磷光化合物用作發光物質時的主體材料。作為具體結構，例如可以舉出由結構式(3-1)至結構式(3-6)表示的取代基。此外，當本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物具有氮原 子且該氮原子帶有具有取代基的芳基作為取代基時，該芳基的取代基較佳為具有1至4個碳原子的烷基。
作為由通式(G1)表示的雜環化合物的具體例子，可以舉出由結構式(100)至結構式(129)表示的雜環化合物。但是，本發明不侷限於這些雜環化合物。
此外，因為合成本具體實施方式的任一種雜環化合物時使用的雜環化合物也是新的物質，所以本發明的一個具體實施方式還包括該雜環化合物。因此，本發明的一個具體實施方式是由通式(G4)表示的雜環化合物。
在通式(G4)中，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，並且X1表示鹵素。
作為本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物的合成方法，可以應用各種反應。例如，藉由進行下面描述的合成反應，能夠合成本發明的一個具體實施方式中之由通式(G1)表示的任一種雜環化合物。注意，本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物之合成方法不侷限於以下合成方法。
《由通式(G1)表示的雜環化合物的合成方法》
〈步驟1〉
如合成流程(A-1)所示，藉由使菲二酮化合物(a1)鹵化，可以得到鹵化菲二酮化合物(a2)。
在合成流程(A-1)中，R13至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。此外，X1表示鹵素，即氯、溴或碘。X1較佳表示溴，更佳表示碘，因為它們具有高反應性。
此外，作為合成流程(A-1)的鹵化反應，有各種反應條件。作為其一例，有當溴化時，在硫酸中使N-溴代琥珀醯亞胺起反應而合成的方法。此外，還有當碘化時，在冰醋酸、硫酸和硝酸的混合液中使碘起反應而合成的方法。
〈步驟2〉
接著，如合成流程(A-2)所示，藉由對鹵化菲二酮化合物(a2)和乙二胺化合物(a3)進行脫水縮合，可以得到鹵化二苯並喹噁啉化合物(G4)。
在合成流程(A-2)中，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、及經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。X1表示鹵素，即氯、溴或碘。X1較佳表示溴，更佳表示碘，因為它們具有高反應性。
〈步驟3〉
接著，如合成流程(A-3)所示，藉由使鹵化二苯並喹噁啉化合物(G4)和硼化合物(a4)偶合，可以得到由上述通式(G1)表示的雜環化合物。
在合成流程(A-3)中，A表示經取代或未經取代的二苯並呋喃基、經取代或未經取代的二苯並噻吩基、及經取代或未經取代的咔唑基中任一者，R11至R19分別表示 氫、具有1至4個碳原子的烷基、及具有6至14個碳原子的芳基中任一者，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。此外，X1表示鹵素，即氯、溴或碘。X1較佳表示溴，更佳表示碘，因為它們具有高反應性。另外，B1表示硼酸或二烷氧基硼。
另外，作為合成流程(A-3)的偶合反應，有各種反應條件。作為其一例，可以採用在鹼的存在下使用金屬催化劑的合成方法。例如，可以應用鈴木．宮浦(Suzuki-Miyaura)反應。
還有其他鹵化二苯並喹噁啉化合物的合成法，但是根據本發明的一個具體實施方式的合成法，藉由一個步驟進行鹵化的製程，而是簡單方便的合成法。這是因為合成的是在第6位置具有鹵素的二苯並喹噁啉的鹵化物(利用菲二酮化合物的第2位置的鹵化反應)。因此，可以簡單方便地合成本具體實施方式的雜環化合物。
因此，可以合成本具體實施方式的雜環化合物。
本具體實施方式的雜環化合物具有寬的能隙。因此，藉由在發光元件中將任一種雜環化合物用作使發光物質分散的發光層的主體材料，可以獲得高電流效率。特別是，本具體實施方式的雜環化合物適當地用作使磷光化合物分散的主體材料。此外，由於本具體實施方式的雜環化合物是電子傳輸性高的物質，因此任一種雜環化合物可以在發光元件中適當地用作電子傳輸層的材料。藉由使用本具體實施方式的任一種雜環化合物，可以實現驅動電壓低的發 光元件。另外，可以實現電流效率高的發光元件。此外，也可以實現長壽命的發光元件。再者，藉由使用該發光元件，可以分別獲得減少耗電量的發光裝置、電子裝置以及照明裝置。
[具體實施方式2]
在本具體實施方式中，作為本發明的一個態樣，參照圖1A至1C說明將具體實施方式1所說明的任一種雜環化合物用於發光層的發光元件。
圖1A是示出在第一電極103和第二電極108之間具有EL層102的發光元件的圖。圖1A所示的發光元件包括在第一電極103上依次層疊的電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704、電子注入層705以及設置在這些層上的第二電極108。發光層703包括具體實施方式1所說明的本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物。
作為第一電極103，較佳使用具有高功函數(明確地說，4.0eV或更高)的金屬、合金、導電化合物及它們的混合物中任一者。明確地說，例如，可以舉出氧化銦-氧化錫(ITO：氧化銦錫)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(氧化銦鋅)、包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。雖然這些導電金屬氧化物膜通常藉由濺射法形成，但還可以應用溶膠-凝膠法等方法形成。例如，藉由濺射法，使用由添加1wt%至20wt%的氧化 鋅至氧化銦中而形成的靶材，能夠形成氧化銦-氧化鋅膜。另外，藉由濺射法，使用由添加0.5wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅至氧化銦中而形成的靶材，能夠形成IWZO膜。除此之外，還可以舉出石墨稀、金、鉑、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀或金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等範例。
但是，當EL層102中的與第一電極103接觸地形成的層係使用下述之混合有機化合物和電子受體(受體)而成的複合材料形成時，作為用於第一電極103的物質，可以不考慮功函數的高低地使用各種金屬、合金、導電化合物或它們的混合物等中任一者。例如，也可以使用鋁、銀、包含鋁的合金(例如，Al-Si)等。
例如，也可以藉由濺射法或蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)等形成第一電極103。
第二電極108較佳使用具有低功函數(較佳為3.8eV或更低)的金屬、合金、導電化合物或它們的混合物等中任一者而形成。具體地，除了屬於元素週期表中第1族或第2族的元素，即鹼金屬諸如鋰和銫等；鹼土金屬諸如鈣、鍶和鎂等；及上述金屬的合金(例如，Mg-Ag、Al-Li)以外，亦可以使用稀土金屬諸如銪和鐿等；上述金屬的合金；鋁；或銀等。
但是，當在EL層102中的與第二電極108接觸地形成的層使用下述之混合有機化合物和電子供體(供體)而成的複合材料時，可以不考慮功函數的高低地使用各種導 電材料諸如Al、Ag、ITO、和含有矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等。
另外，第二電極108可以採用真空蒸發法或濺射法形成。此外，在使用銀膏等時，可以使用塗覆法或噴墨法等。
EL層102至少包括發光層703，並且包含且由本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物形成。在EL層102的一部分中既可以使用已知物質，又可以使用低分子化合物或高分子化合物。另外，包含在EL層102中的物質並不限於有機化合物，而且可為其一部分包括無機化合物的結構。
如圖1A所示，EL層102不僅包括發光層703，而且還適當地組合層疊如下的層而形成：包含高電洞注入性物質的電洞注入層701；包含高電洞傳輸性物質的電洞傳輸層702；包含高電子傳輸性物質的電子傳輸層704；包含高電子注入性物質的電子注入層705等。
電洞注入層701是包含高電洞注入性物質的層。作為具有高電洞注入性的物質，可以使用金屬氧化物諸如氧化鉬、氧化鈦、氧化釩、氧化錸、氧化釕、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭、氧化銀、氧化鎢或氧化錳等。此外，也可以使用酞菁類化合物諸如酞菁(縮寫：H2Pc)或酞菁銅(II)(縮寫：CuPc)等。
此外，可以使用如下低分子有機化合物的芳香胺化合物中任一者：4,4',4"-三(N,N-二苯基胺基)三苯基胺( 縮寫：TDATA)、4,4',4"-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(縮寫：MTDATA)、4,4'-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：DPAB)、4,4'-雙(N-{4-[N'-(3-甲基苯基)-N'-苯基胺基]苯基}-N-苯基胺基)聯苯(縮寫：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(縮寫：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCN1)等。
另外，可以使用高分子化合物(例如低聚物、樹枝狀聚合物或聚合物)。例如可以使用高分子化合物諸如聚(N-乙烯基咔唑)(縮寫：PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(縮寫：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](縮寫：PTPDMA)、和聚[N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺](縮寫：Poly-TPD)等。此外，還可以使用添加有酸的高分子化合物諸如聚(3,4-乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等。
另外，作為電洞注入層701，也可以使用混合有機化合物與電子受體(受體)而成的複合材料。這種複合材料因為由電子受體在有機化合物中產生電洞而具有優異的電洞注入性和電洞傳輸性。在此情況下，有機化合物較佳是 在傳輸所產生的電洞方面的性質優異的材料(具有高電洞傳輸性的物質)。
作為用於複合材料的有機化合物，可以使用諸如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴和高分子化合物(例如，低聚物、樹枝狀聚合物和聚合物)的各種化合物中任一者。作為該複合材料的有機化合物較佳使用具有高電洞傳輸性的有機化合物。明確而言，使用電洞遷移率為10-6cm2/Vs或更高的物質較佳。注意，還可以使用上述物質之外的物質，只要其是電洞傳輸性大於電子傳輸性的物質。下面，舉出可以用於複合材料的有機化合物的具體例子。
作為可以用於該複合材料的有機化合物，例如可以使用如下材料：芳族胺化合物諸如TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(縮寫：TPD)、和4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(縮寫：BPAFLP)等；和咔唑衍生物諸如4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(縮寫：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(縮寫：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(縮寫：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：PCzPA)、和1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯。
此外，可以使用如下芳香烴化合物中任一者：2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：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(縮寫：DPPA)、2-三級丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(縮寫：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、9,10-二苯基蒽(縮寫：DPAnth)、2-三級丁基蒽(縮寫：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(縮寫：DMNA)、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]-2-三級丁基蒽、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、和2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽。
再者，可以使用如下芳香烴化合物中任一者：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、紅熒烯、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝、稠五苯、蔻、4,4'-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(縮寫：DPVBi)、和9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(縮寫：DPVPA)。
作為電子受體，可以舉出例如7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(縮寫：F4-TCNQ)、和氯醌等有機化合物及過渡金屬氧化物。另外，還可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族中任一者的金屬的氧化物。明確而言，使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸較佳，因為這些金屬氧化物具有高電子接受性。其中，使用氧化鉬特別佳，因為氧化鉬在大氣中穩定，吸濕性低，因而容易處理。
另外，也可以使用上述電子受體以及上述高分子化合物例如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD等形成複合材料，並將其用於電洞注入層701。
電洞傳輸層702是包含高電洞傳輸性物質的層。作為具有高電洞傳輸性的物質，可以使用芳族胺化合物諸如NPB、TPD、BPAFLP、4,4'-雙[N-(9,9-二甲基茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：DFLDPBi)和4,4'-雙[N-(螺環-9,9'-二茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(縮寫：BSPB)。在此所述的物質主要是其電洞遷移率為10-6cm2/Vs或更高的物質。注意，還可以使用上述物質之外的物質，只要其是電洞傳輸性大於電子傳輸性的物質。另外，包含高電洞傳輸性物質的層不限於單層，可以層疊兩層或更多層之由任一種上述物質構成的層。
另外，作為電洞傳輸層702，也可以使用例如CBP、CzPA、或PCzPA等咔唑衍生物或例如t-BuDNA、DNA、DPAnth等蒽衍生物。
此外，作為電洞傳輸層702，也可以使用例如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD等高分子化合物。
發光層703是包含發光物質的層。本具體實施方式的發光層703包含本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物。在使發光物質(客體材料)分散在其他物質(主體材料)中的發光層中，本發明的一個具體實施方式的雜環化合物可以用作主體材料。藉由使發光物質(客體材料)分散在本發明的一個具體實施方式的雜環化合物中，從而 可以獲得來自客體材料的發光。
本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物具有高S1能階及高T1能階，因此，可以用作發射藍色至紅色的螢光的螢光化合物或發射黃色至紅色的磷光的磷光化合物的主體材料。
此外，可以使用多種用來使發光物質(客體材料)分散的物質(主體材料)。因此，發光層不僅包括本發明的一個具體實施方式的雜環化合物作為主體材料，而且還可以包括其他材料作為主體材料。
尤其是，也可以混合胺類或咔唑類等的電洞傳輸材料作為其他主體材料。因為本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物是具有極高的電子傳輸性的材料，所以藉由包含能夠將電洞良好地注入到發光層中的主體材料和本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物作為發光層的主體材料，可以進一步提高發光效率。
作為發光物質，例如可以使用發射螢光的螢光化合物或發射磷光的磷光化合物。可以用於發光層703的螢光物質是例如下列發光材料：發射藍光的材料例如N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基二苯乙烯-4,4'-二胺(縮寫：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(縮寫：YGAPA)、和4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(縮寫：PCBAPA)；發射綠光的材料例如N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCAPA)、N-[9,10-雙( 1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(縮寫：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(縮寫：2DPABPhA)、N-[9,10-雙(1，1'-聯苯-2-基)]-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(縮寫：2YGABPhA)、和N,N,9-三苯基蒽-9-胺(縮寫：DPhAPhA)；發射黃光的材料例如紅熒烯和5,12-雙(1,1'-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(縮寫：BPT)；及發射紅光的材料例如N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(縮寫：p-mPhTD)、和7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊並(acenaphtho)[1,2-a]熒蒽-3,10-二胺(縮寫：p-mPhAFD)。
此外，可以用於發光層703的磷光化合物是例如下列發光材料：發射綠光的材料例如三(2-苯基吡啶-N.C2')銥(III)(縮寫：[Ir(ppy)3])、雙(2-苯基吡啶-N.C2')銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(ppy)2(acac)])、雙(1.2-二苯基-1H-苯並咪唑)銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(pbi)2(acac)])、雙(苯並[h]喹啉)銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯並[h]喹啉)銥(III)(縮寫：[Ir(bzq)3])；發射黃光的材料例如雙(2,4-二苯基-1,3-噁唑-N.C2')銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(dpo)2(acac)])、雙{2-[4'-(五氟苯基苯基)]吡啶-N，C2'}銥(III)乙醯丙酮酸(縮 寫：[Ir(p-PF-ph)2(acac)])、雙(2-苯基苯並噻唑-N，C2')銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(bt)2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙[2,3-雙(4-氟苯基)-5-甲基吡嗪]銥(III)(縮寫：[Ir(Fdppr-Me)2(acac)])、和(乙醯丙酮根)雙[2-(4-甲氧基苯基)-3,5-二甲苯吡嗪}銥(III)](縮寫：[Ir(dmmoppr)2(acac)])；發射橙色光的材料例如三(2-苯基喹啉-N，C2')銥(III)(縮寫：[Ir(pq)3])、雙(2-苯基喹啉-N，C2')銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(pq)2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])；及發射紅光的材料可以舉出有機金屬錯合物諸如雙[2-(2'-苯並[4,5-α]噻吩基)吡啶-N.C3']銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(btp)2(acac)])、雙(1-苯基異喹啉-N.C2')銥(III)乙醯丙酮酸(縮寫：[Ir(piq)2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹噁啉]銥(III)(縮寫：[Ir(Fdpq)2(acac)])、(乙醯丙酮根)雙(2,3,5-三苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir(tppr)2(acac)])、(二新戊醯甲烷)雙(2,3,5-三苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir(tppr)2(dpm)])、和(2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉)鉑(II)(縮寫：PtOEP)。另外，因為藉由例如下列稀土金屬錯合物可以得到由此稀土金屬錯合物中的稀土金屬離子發射的光 (在不同多重態之間的電子躍遷)：三(乙醯丙酮根)(單啡啉)鋱(III)(縮寫：[Tb(acac)3(Phen)])、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酸(propanedionato))(單啡啉)銪(III)(縮寫：[Eu(DBM)3(Phen)])、和三[1-(2-噻吩甲醯基)-3,3,3-三氟乙酸](單啡啉)銪(III)(縮寫：[Eu(TTA)3(Phen)])，所以這些稀土金屬錯合物中任一者可以用作磷光化合物。
此外，作為發光物質，還可以使用高分子化合物。具體的範例是下列發光材料：發射藍光的材料例如聚(9,9-二辛基茀-2，7-二基)(縮寫：PFO)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,5-二甲氧基苯-1,4-二基)](縮寫：PF-DMOP)、和聚{(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-[N,N'-二-(對-丁基苯基)-1,4-二胺苯]}(縮寫：TAB-PFH)；發射綠光的材料例如聚(對-伸苯基伸乙烯基)(縮寫：PPV)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二聚)-交替-共-(苯並[2,1,3]噻二唑-4,7-二基)](縮寫：PFBT)、和聚[(9,9-二辛基-2,7-二伸乙烯基伸茀基(fluorenylene))-交替-共-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-伸苯基)；及發射橙光至紅光的材料例如聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯基](縮寫：MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2,5-二基)(縮寫：R4-PAT)、聚{[9,9-二己基-2,7-雙(1-氰基伸乙烯基)伸茀基]-交替-共-[2,5-雙(N,N'-二苯基胺基)-1,4-伸苯基]}、和聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-雙(1-氰基伸乙烯基伸苯基)]-交替- 共-[2，5-雙(N,N'-二苯基胺基)-1,4-伸苯基]}(縮寫：CN-PPV-DPD)。
另外，藉由設置多個發光層且使每個發光層的發光顏色互不相同，可以由發光元件的整個部分得到所需顏色的光。例如，在具有兩個發光層的發光元件中，使第一發光層和第二發光層的發光顏色互補，因此可以得到發光元件的整個部分發射白光的發光元件。注意，詞語“互補”表示當顏色混合時得到非彩色的顏色關係。也就是說，藉由混合從發射具有互補色的光的物質得到的光，能夠得到白色發光。此外，同樣原理可以應用於具有三或多個發光層的發光元件。
電子傳輸層704是包含高電子傳輸性物質的層。因為本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物是具有有利電子傳輸性的物質，所以可以用於電子傳輸層704。當作為發光層的主體材料及電子傳輸層使用相同之本發明的一個具體實施方式的雜環化合物，可以抑制發光元件的製造成本，所以可以說是有利的結構。
作為可以用於電子傳輸層704的其他物質，可舉出金屬錯合物諸如Alq3、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(縮寫：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(縮寫：BeBq2)、BAlq、Zn(BOX)2、和雙[2-(2-羥基苯基)-苯並噻唑]鋅(縮寫：Zn(BTZ)2)等。此外，也可以使用雜芳族化合物諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-三級丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(縮寫：PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯 基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(縮寫：OXD-7)、3-(4-三級丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(縮寫：TAZ)、3-(4-三級丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(縮寫：p-EtTAZ)、紅菲繞啉(縮寫：BPhen)、浴銅靈(縮寫：BCP)、或4,4'-雙(5-甲基苯並噁唑-2-基)二苯乙烯(縮寫：BzOs)等。此外，還可以使用高分子化合物諸如聚(2,5-吡啶-二基)(縮寫：PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](縮寫：PF-Py)、或聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](縮寫：PF-BPy)等。上述物質主要是電子遷移率為10-6cm2/Vs或更高的物質。另外，可以將上述之外的物質用作電子傳輸層，只要其是電子傳輸性比電洞傳輸性高的物質。
另外，電子傳輸層不僅採用單層，而且可以採用由任一種上述物質構成的層之兩層或多層的疊層。
此外，與發光層接觸的載子傳輸層(電洞傳輸層或電子傳輸層)較佳為具有比該發光層所包括的發光物質高的S1能階(發光物質發射螢光的情況)或高的T1能階(發光物質發射磷光的情況)。
電子注入層705是包括高電子注入性物質的層。作為電子注入層705，可以使用例如鋰、銫、鈣、氟化鋰、氟化銫、氟化鈣或鋰氧化物等之鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物。此外，也可以使用諸如氟化鉺等的稀土金屬化合物。另外，也可以使用上述構成電子傳輸層704的物質。
或者，也可以將有機化合物與電子供體(供體)混合而成的複合材料用於電子注入層705。這種複合材料因為能藉由電子供體在有機化合物中產生電子而具有優異的電子注入性和電子傳輸性。在這種情況下，有機化合物較佳是在傳輸所產生的電子方面的性能優異的材料。具體地，例如，可以使用形成電子傳輸層704的上述材料(例如金屬錯合物或雜芳族化合物等)。作為電子供體，可以使用對有機化合物呈現電子給予性的物質。明確而言，使用鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬較佳，如鋰、銫、鎂、鈣、鉺或鐿等。此外，亦較佳使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物，可以舉出例如氧化鋰、氧化鈣或氧化鋇等。也可以使用路易士鹼如氧化鎂。也可以使用有機化合物如四硫富瓦烯(縮寫：TTF)等。
注意，上述電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704及電子注入層705分別可以藉由如蒸鍍法(例如真空蒸鍍法)、噴墨法或塗敷法等的方法形成。
如圖1B所示，在第一電極103和第二電極108之間可以層疊有多個EL層。在該情況下，較佳為在被層疊的第一EL層800和第二EL層801之間設置電荷發生層803。電荷發生層803可以利用上述複合材料中任一者來形成。另外，電荷發生層803還可以採用層疊由複合材料構成的層和由其他材料構成的層的疊層結構。在這種情況下，作為由其他材料構成的層，可以使用包含具有電子給予性 的物質和具有高電子傳輸性的物質的層，還可以使用由透明導電膜構成的層等。具有這種結構的發光元件不容易發生例如能量的移動或猝滅等的問題。並且，由於可以選擇的材料的範圍更廣，因此容易得到兼有高發光效率和長壽命的發光元件。另外，也容易得到從一個EL層得到磷光發光並從另一個EL層得到螢光發光之結構。這種結構可以與上述EL層的結構組合而使用。
另外，藉由使每個EL層的發光顏色互不相同，可以由發光元件的整個部分得到所需顏色的光。例如，在具有兩個EL層的發光元件中，藉由使第一EL層和第二EL層的發光顏色互補，可以得到發光元件的整個部分發射白光的發光元件。同樣原理可以應用於具有三或多個EL層的發光元件。
如圖1C所示，EL層102也可以在第一電極103與第二電極108之間具有電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704、電子注入緩衝層706、電子中繼層(electron-relay layer)707以及與第二電極108接觸的複合材料層708。
設置與第二電極108接觸的複合材料層708是較佳的，因為在此情況，特別是在利用濺射法形成第二電極108時可以降低EL層102所受到的損傷。複合材料層708可以使用上述之包含具有高電洞傳輸性的有機化合物與具有受體性質的物質之複合材料。
再者，因為藉由設置電子注入緩衝層706，可以減低 複合材料層708與電子傳輸層704之間的注入障壁，所以在複合材料層708中產生的電子可以容易地注入到電子傳輸層704中。
電子注入緩衝層706可以使用具有高電子注入性的物質諸如鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬和它們的化合物(例如鹼金屬化合物(例如氧化鋰等氧化物、鹵化物、或碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(例如氧化物、鹵化物、或碳酸鹽)或稀土金屬化合物(例如氧化物、鹵化物、或碳酸鹽))等。
另外，在電子注入緩衝層706包含具有高電子傳輸性的物質和具有供體性質的物質而形成的情況下，較佳地是，以具有供體性質的物質對具有高電子傳輸性的物質的質量比為大於或等於0.001且小於或等於0.1之量添加具有供體性質的物質。作為具有供體性質的物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬及它們的化合物(例如鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、和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、和碳酸鹽)和稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、和碳酸鹽))以外，還可以使用四硫萘並萘(tetrathianaphthacene)(縮寫：TTN)、二茂鎳、或十甲基二茂鎳等有機化合物。另外，作為具有高電子傳輸性的物質，可以使用與以上說明的電子傳輸層704的材料類似的材料。
再者，較佳為在電子注入緩衝層706與複合材料層 708之間形成電子中繼層707。雖然不一定必須設置電子中繼層707，但是藉由設置高電子傳輸性的電子中繼層707，可以將電子迅速地傳送到電子注入緩衝層706。
在複合材料層708和電子注入緩衝層706之間插置電子中繼層707的結構是複合材料層708所包含的具有受體性質的物質和電子注入緩衝層706所包含的具有供體性質的物質彼此不容易相互作用，並且不容易互相影響各自的功能的結構。因而，可以抑制驅動電壓的升高。
電子中繼層707包含具有高電子傳輸性的物質，並且將該具有高電子傳輸性的物質的LUMO能階設定為在複合材料層708所包含的具有受體性質的物質的LUMO能階與電子傳輸層704所包含的具有高電子傳輸性的LUMO能階之間的值。另外，當電子中繼層707包含供體物質時，將該供體物質的供體能階也控制為在複合材料層708所包含的具有受體性質的物質的LUMO能階與電子傳輸層704所包含的具有高電子傳輸性的LUMO能階之間的值。至於能階的具體數值，較佳為將電子中繼層707所包含的具有高電子傳輸性的物質的LUMO能階設定為大於或等於-5.0eV，更佳設定為大於或等於-5.0eV且小於或等於-3.0eV。
作為電子中繼層707所包含的具有高電子傳輸性的物質，使用酞菁類材料或具有金屬-氧鍵結和芳香配體的金屬錯合物較佳。
作為電子中繼層707所包含的酞菁類材料，明確而言，較佳使用CuPc、SnPc(Phthalocyanine tin(II) complex：酞菁錫(II)錯合物)、ZnPc(Phthalocyanine zinc complex：酞菁鋅錯合物)、CoPc(Cobalt(II)phthalocyanine，β-form：酞菁鈷(II)，β-型)、FePc(Phthalocyanine Iron：酞菁鐵)以及PhO-VOPc(Vanadyl 2,9,16,23-tetraphenoxy-29H,31H-phthalocyanine：2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁氧釩)中的任一者。
作為電子中繼層707所包含的具有金屬-氧鍵結和芳香配體的金屬錯合物，使用具有金屬-氧雙鍵的金屬錯合物較佳。由於金屬-氧雙鍵具有受體性(容易接受電子的性質)，因此電子的移動(供予和接受)變得更加容易。此外，可以認為具有金屬-氧雙鍵的金屬錯合物是穩定的。因而，藉由使用具有金屬-氧雙鍵的金屬錯合物，可以使發光元件以低電壓進行更穩定的驅動。
作為具有金屬-氧鍵結和芳香配體的金屬錯合物，較佳使用酞菁類材料較佳。明確而言，使用VOPc(Vanadyl phthalocyanine：釩氧酞菁)、SnOPc(Phthalocyanine tin(IV)oxide complex：酞菁錫錯合物)、TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex：酞菁鈦錯合物)中的任一者，因為在分子結構上金屬-氧雙鍵容易與其他分子相互作用而具有高受體性。
另外，作為上述酞菁類材料，使用具有苯氧基的酞菁類材料較佳。明確而言，使用PhO-VOPc等具有苯氧基的酞菁衍生物較佳。具有苯氧基的酞菁衍生物可以溶解於溶劑中，因此，當形成發光元件時具有容易處理的優點，及 容易維修用於成膜的裝置之優點。
電子中繼層707還可以包含具有供體性質的物質。作為具有供體性質的物質，可以使用例如四硫萘並萘(tetrathianaphthacene)(縮寫：TTN)、二茂鎳、或十甲基二茂鎳等有機化合物；及鹼金屬；鹼土金屬；稀土金屬及其化合物(例如鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、和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、和碳酸鹽)、和稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、和碳酸鹽))。另外，藉由使這些具有供體性質的物質包含在電子中繼層707中，使電子容易移動而能夠以更低的電壓驅動發光元件。
當使電子中繼層707包含具有供體性質的物質時，作為具有高電子傳輸性的物質，除了上述物質以外還可以使用其LUMO能階高於包含在複合材料層708中之具有受體性質的物質之受體能階的物質。作為具體的能階，較佳具有大於或等於-5.0eV，更佳是大於或等於-5.0eV且小於或等於-3.0eV的範圍內之LUMO能階的物質。作為這種物質，例如可以舉出苝衍生物、含氮稠環芳香化合物等。另外，因為含氮稠環芳香化合物具有穩定性，所以作為用來形成電子中繼層707的材料是較佳的。
作為苝衍生物的具體例子，可以舉出3,4,9,10-苝四羧酸二酐(縮寫：PTCDA)、3,4,9,10-苝四羧酸雙苯並咪唑(縮寫：PTCBI)、N,N'-二辛基-3,4,9,10-苝四羧酸二醯亞胺(縮寫：PTCDI-C8H)、N,N'-二己基-3,4,9,10-苝四 羧酸二醯亞胺(縮寫：Hex PTC)等。
另外，作為含氮稠環芳香化合物的具體例子，可以舉出吡嗪並[2,3-f][1,10]啡啉-2,3-二甲腈(縮寫：PPDN)、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮雜苯並菲(縮寫：HAT(CN)6)、2,3-二苯基吡啶並[2,3-b]吡嗪(縮寫：2PYPR)、2,3-雙(4-氟苯基)吡啶並[2,3-b]吡嗪(縮寫：F2PYPR)等。
除了上述物質以外，還可以使用7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷(縮寫：TCNQ)、1,4,5,8-萘四羧酸二酐(縮寫：NTCDA)、全氟稠五苯(perfluoropentacene)、十六氟代酞菁銅(縮寫：F16CuPc)、N,N'-雙(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟代辛基)-1,4,5,8-萘四羧酸二醯亞胺(縮寫：NTCDI-C8F)、3',4'-二丁基-5,5"-雙(二氰基亞甲基)-5,5"-二氫-2,2'：5',2"-三噻吩(縮寫：DCMT)、亞甲基富勒烯(例如，[6,6]-苯基C61丁酸甲酯)等。
另外，當使電子中繼層707包含具有供體性質的物質時，可藉由例如對具有高電子傳輸性的物質和具有供體性質的物質進行共蒸鍍等來形成電子中繼層707。
電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703以及電子傳輸層704分別使用上述材料中任一者形成。
由此，可以製造本具體實施方式的EL層102。
在上述發光元件中，因為在第一電極103和第二電極108之間產生電位差而導致電流的產生，且在EL層102中電洞和電子重組合，從而發光。然後，該發光藉由第一 電極103和第二電極108中的一者或兩者被提取到外部。因此，第一電極103和第二電極108中的一者或兩者具有透射可見光的性質。
此外，設置在第一電極103和第二電極108之間的層結構不限於上述結構。只要是以防止因發光區接近於金屬而產生的猝滅的方式在遠離第一電極103和第二電極108的部分中設置電洞和電子重組合的發光區的結構，就可以採用上述結構之外的結構。
也就是說，對層的疊層結構沒有特別的限制。由具有高電子傳輸性的物質、具有高電洞傳輸性的物質、具有高電子注入性的物質、具有高電洞注入性的物質、雙極物質(具有高電子傳輸性和高電洞傳輸性的物質)、電洞阻擋材料等形成的層可以自由地與發光層組合，該發光層包含本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物作為主體材料。
藉由使用本具體實施方式所示的發光元件，可以製造被動矩陣型發光裝置以及由電晶體控制發光元件的驅動之主動矩陣型發光裝置。
另外，對於製造主動矩陣型發光裝置時的電晶體結構沒有特別的限制。例如，可以適當地使用交錯型或反交錯型電晶體。此外，形成在基板上的驅動電路既可以是由n型電晶體及p型電晶體構成的電路，又可以是僅由n型電晶體或p型電晶體構成的電路。再者，對於用於電晶體的半導體膜的結晶性也沒有特別的限制。例如，也可以使用 非晶形半導體膜或結晶狀半導體膜。此外，作為半導體膜的材料，除了例如矽或鍺等元素物質之外，還可以使用例如GaAs、InP、SiC、ZnSe、GaN、或SiGe等化合物半導體。另外，還可以使用例如氧化鋅、氧化錫、氧化鎂鋅、氧化鎵、或氧化銦等氧化物半導體或由上述氧化物半導體中之二或多者構成的氧化物半導體等。
如上所述，可以使用本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物製造發光元件。藉由將本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物用於發光元件，可以得到驅動電壓低的發光元件，得到電流效率高的發光元件或得到長壽命的發光元件。
此外，使用藉由上述步驟得到的本發明的一個具體實施方式的發光元件的發光裝置(例如影像顯示裝置)可以實現低耗電量。
[具體實施方式3]
在本具體實施方式中，參照圖2A及2B說明具有本發明的一個具體實施方式的發光元件的發光裝置。圖2A是示出發光裝置的俯視圖，圖2B是沿著圖2A的A-B線和C-D線截斷的剖面圖。
本具體實施方式的發光裝置包括驅動電路部的源極側驅動電路401及閘極側驅動電路403、像素部402、密封基板404、密封材料405、FPC(撓性印刷基板)409以及元件基板410。被密封材料405包圍的部分是空間。
引線408是用來傳輸被輸入到源極側驅動電路401及閘極側驅動電路403的信號的佈線，並接收來自用作外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)409的影像信號、時鐘信號、起始信號、重設信號等。在此，儘管只顯示了FPC，但是該FPC可以安裝有印刷線路板(PWB)。本發明說明中的發光裝置不僅包括發光裝置本體，而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
在圖2A所示的元件基板410上形成有驅動電路部和像素部。在圖2B中顯示了驅動電路部的源極側驅動電路401和像素部402中的一個像素。
另外，作為源極側驅動電路401，形成組合n通道型TFT 423和p通道型TFT 424而成的CMOS電路。此外，驅動電路也可以使用由TFT形成的各種電路，例如CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路。雖然在本具體實施方式中描述在基板上形成驅動電路的驅動器整合型，但是本發明不一定需要限於這種類型，驅動電路可以形成在基板的外部。
此外，像素部402由多個像素形成，該像素包括開關TFT 411、電流控制TFT 412和與電流控制TFT 412的汲極電連接的第一電極413。注意，以覆蓋第一電極413的端部的方式形成絕緣體414。在此，使用正型光敏丙烯酸樹脂膜形成絕緣體414。
此外，為了改進覆蓋性，在絕緣體414的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，當使用正型光敏丙烯酸 樹脂作為絕緣體414的材料時，較佳為僅使絕緣體414的上端部形成具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。此外，可以使用負型光敏材料或正型光敏材料形成絕緣體414，上述負型光敏材料藉由光照射而不溶於蝕刻劑中，而上述正型光敏材料藉由光照射而可溶於蝕刻劑中。
在第一電極413上形成有EL層416及第二電極417。第一電極、EL層及第二電極都可以由具體實施方式2所示的材料形成。此外，EL層416包含本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物。
再者，藉由使用密封材料405將密封基板404和元件基板410貼合，使得在由元件基板410、密封基板404和密封材料405圍繞的空間407中設置有發光元件418。在空間407中填充有填料，並且可以填充惰性氣體(如氮氣或氬氣等)或密封材料。
較佳為將環氧類樹脂用作密封材料405。此外，這些材料較佳是儘量不使水分或氧滲透的材料。此外，除了玻璃基板或石英基板之外，還可以使用包括由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics：玻璃纖維增強的塑膠)、PVF(polyvinyl fluoride：聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸等構成的塑膠基板作為用於密封基板404的材料。
如上所述，可以得到具有本發明的一個具體實施方式的發光元件的主動矩陣型發光裝置。
另外，本發明的一個具體實施方式的發光元件可以用於被動矩陣型發光裝置，以及上述主動矩陣型發光裝置。 圖3A及3B示出使用本發明的一個具體實施方式的發光元件的被動矩陣型發光裝置的透視圖和剖面圖。注意，圖3A是發光裝置的透視圖，圖3B是沿著圖3A的X-Y線截斷的剖面圖。
在圖3A及3B中，在基板501上的第一電極502和第二電極503之間設置有EL層504。第一電極502的端部被絕緣層505覆蓋。而且，在絕緣層505上設置有分隔層506。分隔層506的側壁傾斜而使兩個側壁之間的距離向基板面的方向逐漸變窄。也就是說，沿著分隔層506在短邊方向的剖面為梯形，並且底邊(與絕緣層505接觸的邊)短於頂邊(不與絕緣層505接觸的邊)。以此方式，藉由設置分隔層506可以防止發光元件因為串擾等產生缺陷。
圖22A至22C示出應用本發明的一個具體實施方式的發光裝置的一例。圖22A是示出發光裝置的俯視圖，圖22B和22C是沿著圖22A的E-F線截斷的剖面圖。
在圖22A至22C所示的發光裝置900中，在第一基板901上具有發光元件908(第一電極103、EL層102及第二電極108)。可以使用具體實施方式2所示的材料中任一者形成發光元件908。EL層102包含本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物。
本具體實施方式的發光裝置可以應用於如下結構中任一者：發光元件向上面方向發射光的結構(也稱為頂部發光結構)；發光元件向上面方向及下面方向發射光的結構 (也稱為雙面發光結構)；以及發光元件向下面方向發射光的結構(也稱為底部發光結構)。
圖22B示出底部發光結構的發光裝置。
在圖22B所示的發光裝置中，在第一基板901上具有第一電極103，在第一電極103上具有EL層102，並且在EL層102上具有第二電極108。
第一端子903與輔助佈線910及第一電極103電連接。第二端子904與第二電極108電連接。此外，在第一電極103的端部和第二電極108的端部之間以及在輔助佈線910和EL層102之間形成有絕緣層909。注意，雖然在圖22B中示出在輔助佈線910上形成有第一電極103的結構，但是也可以採用在第一電極103上形成輔助佈線910的結構。
而且，使用密封材料912貼合第一基板901和第二基板902。此外，第一基板901和第二基板902之間也可以具有乾燥劑911。
此外，也可以在第一基板901的上部及/或下部具有光提取結構。作為光提取結構，在光從高折射率的一側向低折射率的一側透射的介面上設置凹凸結構。明確而言，可以舉出如圖22B所示的結構，其中在高折射率的發光元件908和低折射率的的第一基板901之間設置具有微細的凹凸結構的光提取結構913a，且在第一基板901和大氣之間設置具有凹凸結構的光提取結構913b。
但是，在發光元件中，第一電極103的凹凸結構可能 在形成在第一電極103上的EL層102中產生洩漏電流。因此，在本具體實施方式中，以與光提取結構913a接觸的具體實施方式設置具有高於或等於EL層102的折射率之平坦化層914。由此，可以將第一電極103形成為平坦的膜，並可以抑制第一電極103的凹凸結構所引起的EL層中的洩漏電流的產生。此外，因為在平坦化層914和第一基板901之間的介面具有光提取結構913a，所以可以減少因受到全反射的影響而不能提取到大氣中的光，因而可提高發光裝置的光提取效率。
注意，雖然在圖22B中示出第一基板901、光提取結構913a及光提取結構913b為不同構件之結構，但是本發明不侷限於此。上述構件中的兩者或全部也可以形成為一個構件。此外，也可以將光提取結構913a全部形成在密封區域內。
圖22C示出頂部發光結構的發光裝置。
在圖22C所示的發光裝置中，在第一基板901上具有第二電極108，在第二電極108上具有EL層102，並且在EL層102上具有第一電極103。
第一端子903與第二電極108電連接。第二端子904與第一電極103電連接。此外，在第一電極103的端部和第二電極108的端部之間形成有絕緣層909。
而且，使用密封材料912貼合第一基板901和第二基板902。此外，也可以在第一電極103上形成輔助佈線。此外，在第一基板901和第二基板902之間也可以具有乾 燥劑911。較佳為將乾燥劑911設置在不與發光元件的發光區域重疊的位置上。或者，使用透射發光元件的光的乾燥劑較佳。
另外，雖然圖22A所示的發光裝置900的形狀是八角形，但是本發明不侷限於此。發光裝置900及發光元件908也可以採用其他多角形或具有曲線的形狀。作為發光裝置900的形狀，特別佳為採用三角形、四角形、正六角形等。這是因為如下緣故：此種形狀可在有限的區域內設置多個發光裝置900且彼此之間沒有空隙；以及此種形狀可有效地利用有限的基板面積來形成發光裝置900。此外，形成在基板上的元件不侷限於一個，而也可以設置多個元件。
作為第一基板901及第二基板902的材料，可以使用玻璃、石英、或有機樹脂等的具有透光性的材料。第一基板901和第二基板902中至少一者透射發光元件所發射的光。
當使用有機樹脂作為基板時，作為有機樹脂可以使用例如下列材料中任一者：聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等、聚丙烯腈樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、聚碳酸酯(PC)樹脂、聚醚碸(PES)樹脂、聚醯胺樹脂、環烯烴樹脂、聚苯乙烯樹脂、聚醯胺-醯亞胺樹脂或聚氯乙烯樹脂等。此外，也可以使用在玻璃纖維中浸滲有樹脂的基板或在有機樹脂中混合有無機填料的基板。
由此，可以得到應用本發明的一個具體實施方式的發光裝置。
注意，因為本具體實施方式所示的發光裝置都使用本發明的一個具體實施方式的發光元件形成，所以可以得到耗電量低的發光裝置。
另外，本具體實施方式可以與其他具體實施方式適當地組合。
[具體實施方式4]
在本具體實施方式中，使用圖4A至4F及圖5A和5B說明使用本發明的一個具體實施方式的發光裝置來完成的各種的電子裝置以及照明設備的一例。
作為電子裝置，例如可以舉出電視裝置(也稱為TV或電視接收機)、用於電腦等的顯示器、例如數位相機和數位攝影機的相機、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、聲音再現裝置、例如彈珠機等大型遊戲機等。
藉由在具有撓性的基板上製造包括本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物的發光元件，可以實現包括具有曲面的發光部的電子裝置或照明裝置。
另外，藉由使用透射可見光的材料形成包括本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物的發光元件的一對電極，可以實現包括具有透視性的發光部的電子裝置或照明裝置。
此外，應用本發明的一個具體實施方式的發光裝置還可以應用於汽車的照明裝置，例如設置在儀錶板、擋風玻璃、天花板等的照明裝置。
圖4A示出電視裝置的一例。在電視裝置7100中，外殼7101組裝有顯示部7103。由顯示部7103能夠顯示影像，並可以將發光裝置用於顯示部7103。另外，在此示出利用支架7105支撐外殼7101的結構。
可以藉由利用外殼7101所具備的操作開關或分開的遙控器7110進行電視裝置7100的操作。藉由利用遙控器7110所具備的操作鍵7109，可以進行頻道及音量的操作，並可以對在顯示部7103上顯示的影像進行操作。另外，也可以採用在遙控器7110中設置顯示從該遙控器7110輸出的資訊的顯示部7107的結構。
另外，電視裝置7100採用具備接收器及數據機等的結構。可以藉由利用接收器接收一般的電視廣播。再者，當藉由數據機以有線或無線的方式將電視裝置7100連接至通信網路時，也可以進行單向(從發送者到接收者)或雙向(在發送者和接收者之間或在接收者之間等)的資訊通信。
圖4B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，該電腦是藉由將發光裝置用於其顯示部7203來製造的。
圖4C示出可攜式遊戲機，該可攜式遊戲機包括外殼 7301和外殼7302的兩個外殼，並且該外殼藉由連接部7303連接而開或關該可攜式遊戲機。外殼7301組裝有顯示部7304，而外殼7302組裝有顯示部7305。另外，圖4C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部7306、記錄媒體插入部7307、LED燈7308、輸入單元(操作鍵7309、連接端子7310、感測器7311(具有測量下列功能的感測器：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動頻率、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)、和麥克風7312)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要顯示部7304和顯示部7305中至少一者或二者使用發光裝置即可，且可以適當地設置有其他附屬設備。圖4C所示的可攜式遊戲機具有如下功能：讀出儲存在記錄媒體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進行無線通信而實現資訊共用。另外，圖4C所示的可攜式遊戲機所具有的功能不侷限於此，而可以具有各種的功能。
圖4D示出行動電話機的一例。行動電話機7400除了組裝在外殼7401的顯示部7402之外還具備操作按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，將發光裝置用於顯示部7402來製造行動電話機7400。
圖4D所示的行動電話機7400可以用手指等觸摸顯示部7402來輸入資訊至行動電話機7400。另外，可以用手 指等觸摸顯示部7402來進行打電話或書寫電子郵件等的操作。
顯示部7402主要有三種螢幕模式。第一模式是主要用於顯示影像的顯示模式。第二模式是主要用於輸入文字等資訊的輸入模式。第三模式是混合顯示模式和輸入模式這兩種模式的顯示和輸入模式。
例如，在打電話或書寫電子郵件的情況下，將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，並進行在螢幕上顯示的文字的輸入操作。在此情況下，較佳的是，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7400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，判斷行動電話機7400的方向，而可以對顯示部7402的螢幕顯示進行自動切換(判斷行動電話機是水平或垂直置放而切換成橫幅模式或縱幅模式)。
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，切換螢幕模式。此外，也可以根據顯示在顯示部7402上的影像的種類而切換螢幕模式。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，而當顯示在顯示部上的信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式下，顯示部7402的光感測器檢測出信號且在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以控制將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式 。
還可以將顯示部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，而可以進行身份識別。另外，藉由將發射近紅外光的背光或感測光源用於顯示部，還可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
圖4E示出桌燈，其包括照明部7501、燈罩7502、可調支架(adjustable arm)7503、支柱7504、座台7505、電源開關7506。另外，桌燈是藉由將發光裝置用於照明部7501來製造的。注意，“照明設備”亦包括天花板上的照明設備、牆上的照明設備等。
圖5A示出將發光裝置用於室內照明裝置601的例子。發光裝置還可以實現大面積化，從而可以用作大面積的照明裝置。另外，還可以將發光裝置用於捲動型(roll-type)照明裝置602。另外，如圖5A所示，也可以在具備室內照明裝置601的房間內同時使用圖4E所示的桌燈603。
圖5B示出另一種照明裝置。圖5B所示的臺式照明裝置包括照明部9501、支柱9503、支撐台9505等。照明部9501包括本發明的一個具體實施方式的任一種雜環化合物。因此，藉由在具有撓性的基板上製造發光元件，可以實現具有曲面的照明裝置或包括具有撓性而彎曲的照明部的照明裝置。像這樣，藉由使用將具有撓性的發光裝置用於照明裝置，不僅提高照明裝置設計的自由度，而且可以在 例如汽車的天花板或儀錶板等的具有曲面的地方設置照明裝置。
藉由上述具體實施方式，藉由使用發光裝置可以得到電子裝置或照明設備。發光裝置的應用範圍極為寬，而可以應用於所有領域的電子裝置。
另外，本具體實施方式所示的結構可以適當地與其他具體實施方式所示的結構組合而使用。
[實施例1] 《合成例1》
在本實施例中，具體說明由具體實施方式1的結構式(101)表示的6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTPDBq-II)的合成方法。下面示出6mDBTPDBq-II的結構。
《步驟1：6-碘二苯並[f,h]喹噁啉的合成法》
由(B-1)表示步驟1的合成流程。
在200mL的三頸燒瓶中，在氮氛圍下使10.6g(32mmol)的2-碘-9,10-菲二酮、3.7g(62mmol)的乙二胺和100mL的乙醇回流同時進行加熱攪拌5小時，而使其反應。在進行反應之後，過濾此反應混合液，並依次使用水和甲苯進行洗滌。利用矽膠柱層析法對所得到的殘餘物進行純化。此時，使用甲苯和己烷的混合溶液作為矽膠柱層析法的展開溶劑。將所得到的餾分濃縮，添加甲苯，並利用超聲波輻射，然後再結晶，從而以26%的產率得到3.0g目的物的白色粉末。
利用核磁共振法(NMR)對藉由上述步驟1得到的化合物進行測量。下面示出測量資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=7.77-7.82(m，2H)，8.07(dd，J=9.0Hz，J=2.1Hz，1H)，8.34(d，J=8.7Hz，1H)，8.68(dd，J=7.2Hz，J=2.1Hz，1H)，8.92(dd，J=6.3Hz，J=1.8Hz，2H)，9.22(dd，J=7.2Hz，J=1.5Hz，1H)，9.59(d，J=1.5Hz，1H)。
此外，圖7A及7B示出1H NMR圖。另外，圖7B是擴大圖7A的7.5ppm至10.0ppm的範圍而示出的圖表。根據測量結果，確認得到目的物6-碘二苯並[f,h]喹噁啉。
藉由利用GC-MS檢測器(由賽默飛世爾科技有限公 司(Thermo Fisher Scientific K.K)製造，ITQ1100離子阱GC/MS系統)測量上述化合物的分子量。由此，檢測出以分子量481.8(模式為EI+)為主的峰值，而確認得到目的物6-碘二苯並[f,h]喹噁啉。
《步驟2：6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹 噁啉(縮寫：6mDBTPDBq-II)的合成法》
由(B-2)表示步驟2的合成流程。
在200mL的三頸燒瓶中，在減壓下攪拌1.1g(3.0mmol)的6-碘二苯並[f,h]喹噁啉、1.0g(3.3mmol)的3-(二苯並噻吩-4-基)-苯基硼酸、6.0mg(30μmol)的醋酸鈀(II)、9.0mg(30μmmol)的三(鄰-甲苯基)膦、30mL的甲苯、3mL的乙醇和3mL的2mol/L碳酸鉀水溶液之混合物且同時進行脫氣，然後在氮氛圍下以85℃進行40小時的加熱攪拌，並使其反應。
在進行反應之後，過濾反應混合液，並依次使用水和 甲苯進行洗滌。利用矽膠柱層析法對所得到的殘餘物進行純化。此時，使用甲苯作為矽膠柱層析法的展開溶劑。將所得到的餾分濃縮，添加甲苯，並利用超聲波輻射，然後再結晶，從而以75%的產率得到1.1g目的物的淡黃色粉末。
目的物的Rf值為0.33，而6-碘二苯並[f,h]喹噁啉的Rf值為0.72，這測量值都是藉由矽膠薄層層析法(TLC)進行測量而得到的(展開溶劑為醋酸乙酯：己烷=1：5)。
藉由核磁共振法(NMR)確認藉由上述步驟2得到的化合物為目的物6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTPDBq-II)。
下面示出所得到的化合物的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=7.47-7.47(m，2H)，7.59-7.86(m，7H)，7.95(d，J=7.8Hz，1H)，8.14-8.23(m，4H)，8.66(d，J=7.8Hz，1H)，8.73(d，J=8.7Hz，1H)，8.91(s，2H)，9.26(d，J=8.4Hz，1H)，9.59(s，1H)。
此外，圖8A及8B示出1H NMR圖。另外，圖8B是擴大圖8A的7.0ppm至10.0ppm的範圍而示出的圖表。根據測量結果，確認得到目的物6mDBTPDBq-II。
藉由利用TOF-MS檢測器(由沃特世公司(Waters)製造，Waters Micromass LCT Premier)測量上述化合物的分子量。使用含乙腈和0.1%甲酸溶液之混合液(混合 比為80：20(體積比))作為溶劑。由此，檢測出以分子量562(模式為ES+)為主要的峰值，而確認得到目的物6-mDBTPDBq-II。
此外，圖9A示出6mDBTPDBq-II的甲苯溶液的吸收光譜，圖9B示出其發射光譜。另外，圖10A示出6mDBTPDBq-II的薄膜的吸收光譜，圖10B示出其發射光譜。使用紫外可見分光光度計(由日本分光株式會社(JASCO Corporation)製造，V550型)來進行吸收光譜的測量。將溶液放在石英皿中，並將薄膜蒸鍍在石英基板上以製造樣品而進行測量。這些圖示出藉由將石英和溶液的吸收光譜減去石英和甲苯的吸收光譜而獲得之該溶液的吸收光譜，以及藉由將石英基板和薄膜的吸收光譜減去石英基板的吸收光譜而獲得之薄膜的吸收光譜。在圖9A和圖10A中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示吸收強度(任意單位)。在圖9B及圖10B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示發光強度(任意單位)。在測量甲苯溶液的情況下，在358nm附近觀察到吸收峰值，發光波長的峰值為395nm(激發波長為290nm)。另外，在測量薄膜的情況下，在365nm附近觀察到吸收峰值，發光波長的峰值為429nm(激發波長為366nm)。
由發光波長可知，6mDBTPDBq-II發射藍色至藍紫色的光，並可以用作藍色至藍紫色的發光材料。此外，6mDBTPDBq-II還可以用作發射比6mDBTPDBq-II所發射的光的波長長的光之螢光發光材料的主體材料。
此外，在大氣中利用光電子分光光度計(由日本理研計器株式會社(Riken Keiki,Co.,Ltd.)製造，AC-2)測量的薄膜狀態之6mDBTPDBq-II的游離電位為5.91eV。結果，發現HOMO能階為-5.91eV。再者，當使用6mDBTPDBq-II的薄膜的吸收光譜的資料，並從假定直接躍遷的Tauc曲線找到吸收端，並且以該吸收端為光學能隙進行預測時，該能隙為3.23eV。根據所得到的能隙值和HOMO能階求得的LUMO能階是-2.68eV。
[實施例2]
在本實施例中參照圖6說明本發明的一個具體實施方式的發光元件。下面示出在本實施例中使用的材料的化學式。
下面示出本實施例的發光元件1及發光元件2的製造方法。
(發光元件1)
首先，藉由濺射法在玻璃基板1100上形成含氧化矽的氧化銦錫(ITSO)來形成第一電極1101。另外，其厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。在此，第一電極1101是用作發光元件的陽極的電極。
接著，作為用來在基板1100上形成發光元件的預處理，在利用水對基板表面進行洗滌，並且以200℃焙燒1小時後，進行370秒的UV臭氧處理。
此後，將基板放入到其內部被減壓到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分鐘的真空焙燒後，將基板1100冷卻30分鐘左右。
接著，將形成有第一電極1101的基板1100以使形成有第一電極1101的面朝下的方式固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並將真空蒸鍍裝置內的壓力減壓到10-4Pa左右，然後在第一電極1101上藉由利用電阻加熱的蒸鍍法共蒸鍍4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯胺(縮寫：BPAFLP)和氧化鉬(VI)，從而形成電洞注入層1111。電洞注入層1111的厚度為40nm，將BPAFLP和氧化鉬之間的重量比調節為4：2(=BPAFLP：氧化鉬)。注意，共蒸鍍法是指在一個處理室內使用多個蒸發源同時進行蒸鍍的方法。
接著，在電洞注入層1111上形成20nm厚的BPAFLP膜，而形成電洞傳輸層1112。
接著，藉由共蒸鍍在實施例1中合成的6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTPDBq-II)、4,4'-二(1-萘基)-4"-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBNBB)和(二新戊醯基甲烷根)雙(3，5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir (mppr-Me)2(dpm)])，以在電洞傳輸層1112上形成發光層1113。在此，將6mDBTPDBq-II、PCBNBB和[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的重量比調節為0.8：0.2：0.05(=6mDBTPDBq-II：PCBNBB：[Ir(mppr-Me)2(dpm)])。此外，將發光層1113的厚度設定為40nm。
再者，在發光層1113上形成10nm厚的6mDBTPDBq-II膜，由此形成第一電子傳輸層1114a。
然後，在第一電子傳輸層1114a上形成20nm厚的紅菲繞啉(縮寫：BPhen)膜，而形成第二電子傳輸層1114b。
再者，在第二電子傳輸層1114b上蒸鍍1nm厚的氟化鋰(LiF)膜，而形成電子注入層1115。
最後，蒸鍍200nm厚的鋁膜以形成用作陰極的第二電極1103。如此，製造本實施例的發光元件1。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱法進行蒸鍍。
(發光元件2)
藉由共蒸鍍6mDBTPDBq-II和[Ir(mppr-Me)2(dpm)]，形成發光元件2的發光層1113。在此，將6mDBTPDBq-II和[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的重量比調節為1：0.05(=6mDBTPDBq-II：[Ir(mppr-Me)2(dpm)])。此外，將發光層1113的厚度設定為40nm。發光層1113之外的部分係以與發光元件1相同的方法形成。
表1示出藉由上述步驟得到的發光元件1及發光元件2的元件結構。
在氮氛圍的手套箱中，使用玻璃基板密封發光元件1及發光元件2以使發光元件不暴露於大氣，然後對這些發光元件的工作特性進行測量。另外，在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
圖11示出發光元件1及發光元件2的電流效率-亮度特性。在圖11中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，圖12示出亮度-電壓特性。在圖12中，橫軸表示電壓(V)，縱軸表示亮度(cd/m2)。此外，圖13示出電流-電壓特性。在圖13中，橫軸表示電壓(V)，縱軸表示電流(mA)。此外，圖14示出色度座標-亮度特性。在圖14中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示色度座標(x座標或y座標)。此外，圖15示出 功率效率-亮度特性。在圖15中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示功率效率(lm/W)。此外，圖16示出外部量子效率-亮度特性。在圖16中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示外部量子效率(%)。此外，表2示出各發光元件中的亮度為1000cd/m2附近時的電壓(V)、電流密度(mA/cm2)、CIE色度座標(x，y)、亮度(cd/m2)、電流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)、和外部量子效率(%)。
此外，圖17示出在發光元件1及發光元件2中使0.1mA的電流流過時的發射光譜。在圖17中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示發光強度(任意單位)。如圖17所示，發光元件1的發射光譜在576nm處具有峰值，而發光元件2的發射光譜在578nm處具有峰值。此外，如表2所示，亮度為870cd/m2時的發光元件1的CIE色度座標為(x，y)=(0.55，0.45)。此外，亮度為1100cd/m2時的發光元件2的CIE色度座標為(x，y)=(0.54，0.45)。由此可知，發光元件1及發光元件2分別得到來自於[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的發光。
由此可知，6mDBTPDBq-II具有高T1能階，且適用於將發射至少橙色至比橙色長的波長範圍之磷光化合物用 作發光物質時的主體材料。
如圖14所示，在發光元件1及發光元件2中，從低亮度至高亮度之間幾乎沒有觀察到顏色的變化。由此可知，發光元件1及發光元件2是載子平衡良好的元件。
由圖11、圖12、圖13、圖15及圖16可知，發光元件1及發光元件2的驅動電壓均低。此外，還可以知道發光元件1及發光元件2的電流效率、外部量子效率及功率效率都高。特別是，發光元件1呈現比發光元件2高的電流效率、外部量子效率及功率效率。這是因為發光元件1的發光層包含電洞傳輸性高的胺類等材料的緣故。
如上所述，藉由將6mDBTPDBq-II用作發光層的主體材料，可以製造驅動電壓低及電流效率高的發光元件。另外，還可以知道藉由還對上述主體材料摻雜電洞傳輸性高的材料，可以得到發光效率更高的元件。
接著，進行發光元件1的可靠性測試。當進行可靠性測試時，將起始亮度設定為5000cd/m2，並在電流密度恆定的條件下使發光元件1驅動。
在82小時之後，發光元件1保持起始亮度的80%的亮度。
上述結果示出如下事實，即藉由將6mDBTPDBq-II用作發光層的主體材料，可以製造可靠性高的發光元件。
[實施例3]
在本實施例中，參照圖6說明本發明的一個具體實施 方式的發光元件。下面示出在本實施例中使用的材料的化學式。另外，省略已經示出的材料的說明。
下面示出本實施例的發光元件3的製造方法。
(發光元件3)
在發光元件3中，發光層1113之外的部分與發光元件1同樣製造。下面示出關於發光元件3的發光層1113。
接著，藉由共蒸鍍在實施例1中合成的6mDBTBPDBq-II、4-苯基-4'-(9-苯基-9H-咔唑基-3-基)三苯基胺(縮寫：PCBA1BP)和(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-二苯基嘧啶(diphenylpyrimidinato))銥(III)(縮寫：[Ir(mppm)2(acac)])，形成發光元件3的發光層1113。在此，將6mDBTBPDBq-II、PCBA1BP和[Ir(mppm)2(acac)]的重量比調節為0.8：0.2：0.05(=6mDBTBPDBq-II：PCBA1BP：[Ir(mppm)2(acac)])。此外，將發光層1113的厚度設定為40nm。
表3示出所得到的發光元件3的元件結構。
在氮氛圍的手套箱中，使用玻璃基板密封發光元件3以使發光元件不暴露於大氣，然後對這些發光元件的工作特性進行測量。另外，在室溫(保持為25℃的氛圍)下進行測量。
圖18示出發光元件3的電流效率-亮度特性。在圖18中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，圖19示出色度座標-亮度特性。在圖19中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示色度座標(x座標或y座標)。此外，圖20示出外部量子效率-亮度特性。在圖20中，橫軸表示亮度(cd/m2)，縱軸表示外部量子效率(%)。此外，表4示出發光元件3在亮度為910cd/m2時的電壓(V)、電流密度(mA/cm2)、CIE色度座標(x，y)、和電流效率(cd/A)。
此外，圖21示出在發光元件3中使0.1mA的電流流過時的發射光譜。在圖21中，橫軸表示波長(nm)，縱 軸表示發光強度(任意單位)。如圖21所示，發光元件3的發射光譜在545nm處具有峰值。此外，如表4所示，亮度為910cd/m2時的發光元件3的CIE色度座標為(x，y)=(0.42，0.57)。由此可知，發光元件3得到來自於[Ir(mppm)2(acac)]的發光。
由此可知，6mDBTPDBq-II具有高T1能階，且適合用於將發射至少黃色至比黃色長的波長範圍之磷光化合物用作發光物質時的主體材料。
如圖19所示，在發光元件3中，從低亮度至高亮度之間幾乎沒有觀察到顏色的變化。由此可知，發光元件3可以說是載子平衡良好的元件。
由表4、圖18及圖20可知，在發光元件3中，電流效率高，且外部量子效率高。此外，還可以知道發光元件3的驅動電壓低。
如上所述，藉由將6mDBTPDBq-II用作發光層的主體材料，可以製造驅動電壓低的發光元件。此外，還可以製造電流效率高的發光元件。
[實施例4] 《合成例2》
在本實施例中，具體說明由具體實施方式1的結構式(105)表示的6-[3-(3'-二苯並噻吩-4-基)聯苯]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTBPDBq-II)的合成方法。下面示出6mDBTBPDBq-II的結構。
由(C-1)表示本合成例的合成流程。
在100mL的三頸燒瓶中放入0.9g(2.6mmol)的6-碘二苯並[f,h]喹噁啉、1.0g(2.7mmol)的3-(3'-二苯並噻吩-4-基)聯苯硼酸、30mL的甲苯、3mL的乙醇和4.0mL的2M碳酸鉀水溶液。藉由在減壓下攪拌來脫氣該混合物，並使用氮置換燒瓶內部的空氣。在該混合物中添加62mg(0.05mmol)的四(三苯基膦)鈀(O)。在氮氣物 流下在80℃下攪拌該混合物18小時。在經過預定時間之後，對系統中沉澱的固體進行抽濾來收集固體。在該固體中添加水且照射超聲波，然後藉由抽濾收集固體。與此同樣，於該固體中添加乙醇且照射超聲波，然後藉由抽濾收集固體。使用礬土、矽藻土(日本和光純藥工業株式會社，目錄號碼：531-16855)對所得到的固體的甲苯溶液進行抽濾，來濃縮所得到的濾液，獲得固體。再者，使用甲苯使該固體再結晶，從而以73%的產率得到1.1g的目的物。
藉由核磁共振法(NMR)確認在本合成例中得到的化合物為目的物6-[3-(3'-二苯並噻吩-4-基)聯苯]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTBPDBq-II)。
下面示出所得到的化合物的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=7.44-7.52(m，2H)，7.59-7.68(m，4H)，7.74-7.91(m，7H)，8.11-8.23(m，5H)，8.67(d，J=7.5Hz，1H)，8.73(d，J=8.4Hz，1H)，8.91(dd，J=9.0Hz，1.8Hz，2H)，9.24(dd，J=6.0Hz，1.2Hz，1H)，9.56(d=2.1Hz，1H)。
此外，圖23A及23B示出1H NMR圖。另外，圖23B是擴大圖23A的7.0ppm至8.5ppm的範圍而示出的圖表。根據測量結果，確認得到目的物6mDBTBPDBq-II。
此外，圖24A示出6mDBTBPDBq-II的甲苯溶液的吸收光譜，圖24B示出其發射光譜。另外，圖25A示出 6mDBTBPDBq-II的薄膜的吸收光譜，圖25B示出其發射光譜。使用紫外可見分光光度計(由日本分光株式會社製造，V550型)來進行吸收光譜的測量。將溶液放在石英皿中，並將薄膜蒸鍍在石英基板上以製造樣品而進行測量。這些圖示出藉由將石英和溶液的吸收光譜減去石英和甲苯的吸收光譜而獲得之該溶液的吸收光譜，以及藉由將石英基板和薄膜的吸收光譜減去石英基板的吸收光譜而獲得之薄膜的吸收光譜。在圖24A和圖25A中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示吸收強度(任意單位)。在圖24B及圖25B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示發光強度(任意單位)。在測量甲苯溶液的情況下，在359nm附近觀察到吸收峰值，發光波長的峰值為393nm。另外，在測量薄膜的情況下，在218nm、249nm、267nm、311nm及364nm附近觀察到吸收峰值，發光波長的峰值為433nm及475nm(激發波長為365nm)。
由發光波長可知，6mDBTBPDBq-II發射藍色至藍紫色的光，因此可以用作藍色至藍紫色的發光材料。此外，6mDBTPDBq-II還可以用作發射比6mDBTPDBq-II所發射的光的波長長的光之螢光發光材料的主體材料。
此外，在大氣中利用光電子分光光度計(由日本理研計器株式會社製造，AC-2)測量的薄膜狀態之6mDBTBPDBq-II的游離電位為5.98eV。結果，發現HOMO能階為-5.98eV。再者，當使用6mDBTBPDBq-II的薄膜的吸收光譜的資料，並從假定直接躍遷的Tauc曲線 找到吸收端，並且以該吸收端為光學能隙進行預測時，該能隙為3.22eV。根據所得到的能隙值和HOMO能階求得的LUMO能階是-2.76eV。
(參考例1)
下面示出在上述實施例中使用的(二新戊醯基甲烷根)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)(縮寫：[Ir(mppr-Me)2(dpm)])的合成例。此外，下面示出[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的結構。
混合20mL的2-乙氧基乙醇、1.55g的雙核配合物的二-μ-氯-雙[雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(III)](縮寫：[Ir(mppr-Me)2Cl]2)、0.8ml的二新戊醯基甲烷和1.38g的碳酸鈉，在將氬氣通入混合物的情況下照射微波30分鐘，而使混合物反應。在進行反應之後，使反應溶液冷卻到室溫，並添加水。將該混合溶液分成有機層和水層，並使用二氯甲烷從水層萃取出有機物。合併有機層和萃取出的有機物溶液，以水洗滌此混合物，並使用無水硫酸 鎂進行乾燥。在進行乾燥之後，對混合物進行重力過濾，並使濾液乾燥固化。藉由使用二氯甲烷和乙醇的混合溶劑使該固體再結晶，以67%的產率得到紅色粉末。下面示出合成流程。另外，使用微波合成裝置(由CEM公司製造，Discover)照射微波。由下述(x-1)表示本步驟的合成流程。
此外，藉由核磁共振法(1H NMR)確認該化合物為目的物的有機金屬錯合物[Ir(mppr-Me)2(dpm)]。下面示出所得到的1H NMR的分析結果。
1H NMR.δ(CDCl3)：0.90(s：1H)：2.59(s：6H)：3.04(s：6H)：5.49(s：1H)：6.32(dd：2H)：6.70(dt：2H)：6.88(dt：2H)：7.86(d：2H)：8.19(s：2H)。
(參考例2)
明確地說明在上述實施例中使用的(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-二苯基嘧啶(diphenylpyrimidinato))銥(III)(縮寫：[Ir(mppm)2(acac)])的合成方法。下面示出[Ir(mppm)2(acac)]的結構。
〈步驟1：4-甲基-6-苯基嘧啶(縮寫：Hmppm)的合成〉
首先，在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入4.90g的4-氯-6-甲基嘧啶、4.80g的苯基硼酸、4.03g的碳酸鈉、0.16g的雙(三苯基膦)鈀(II)二氯化物(縮寫：Pd(PPh3)2Cl2)、20mL的水和10mL的乙腈，並使用氬置換燒瓶內部的空氣。藉由對該反應容器照射微波(2.45GHz，100W)60分鐘來進行加熱。在此，在燒瓶中再放入2.28g的苯基硼酸、2.02g的碳酸鈉、0.082g的Pd(PPh3)2Cl2、5mL的水和10mL的乙腈，並再次照射微波(2.45GHz，100W)60分鐘來進行加熱。然後，在該反應溶液中添加水，並使用二氯甲烷萃取出有機層。依次使用飽 和碳酸鈉水溶液、水、飽和食鹽水對所得到的萃取液進行洗滌，使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除該溶液的溶劑之後，藉由使用二氯甲烷：醋酸乙酯=9：1(體積比)的展開溶劑的矽膠柱層析法純化所得到的殘渣，從而得到目的的嘧啶衍生物Hmppm(橙色油狀物，產率為46%)。另外，使用微波合成裝置(由CEM公司製造，Discover)進行微波照射。下面示出步驟1的合成流程(y-1)。
〈步驟2：二-μ-氯-雙[雙(6-甲基-4-苯基嘧啶)銥(III)](縮寫：[Ir(mppm)2Cl]2)的合成〉
接著，在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.51g的藉由上述步驟1得到的Hmppm、1.26g的氯化銥水合物(IrCl3．H2O)，並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後，照射微波1小時(2.45GHz，100W)，使其產生反應。在蒸餾而去除溶劑之後，藉由使用乙醇對所得到的殘渣進行洗滌並進行過濾，從而得到雙核錯合物[Ir(mppm)2Cl]2(暗綠色粉末，產率為77%)。下面示出步驟2的合成流程(y-2)。
〈步驟3：(乙醯丙酮根)雙(6-甲基-4-二苯基嘧啶)銥(III)(縮寫：[Ir(mppm)2(acac)])的合成〉
再者，在安裝有回流管的茄形燒瓶中放入40mL的2-乙氧基乙醇、1.84g的藉由上述步驟2得到的雙核錯合物[Ir(mppm)2Cl]2、0.48g的乙醯丙酮及1.73g的碳酸鈉，並使用氬置換燒瓶內部的空氣。然後，照射微波(2.45GHz，100W)60分鐘，使其產生反應。蒸餾而去除溶劑，將所得到的殘渣溶解於二氯甲烷中，進行過濾以去除不溶物。依次使用水及飽和食鹽水對所得到的濾液進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。在進行乾燥之後過濾溶液。在蒸餾而去除該溶液的溶劑之後，藉由使用二氯甲烷：醋酸乙酯=4：1(體積比)的展開溶劑的矽膠柱層析法純化 所得到的殘渣。然後藉由使用二氯甲烷和己烷的混合溶劑再結晶，得到目的物的黃色粉末(產率為44%)。下面示出步驟3的合成流程(y-3)。
下面示出利用核磁共振法(1H NMR)的藉由上述步驟3得到的黃色粉末的分析結果。根據其結果可知得到[Ir(mppm)2(acac)]。
1H NMR.δ(CDCl3)：1.78(s，6H)，2.81(s，6H)，5.24(s，1H)，6.37(d，2H)，6.77(t，2H)，6.85(t，2H)，7.61-7.63(m，4H)，8.97(s，2H)。
102‧‧‧EL層
103‧‧‧第一電極
108‧‧‧第二電極
401‧‧‧源極側驅動電路
402‧‧‧像素部
403‧‧‧閘側驅動電路
404‧‧‧密封基板
405‧‧‧密封材料
407‧‧‧空間
408‧‧‧佈線
409‧‧‧FPC(撓性印刷電路)
410‧‧‧元件基板
411‧‧‧開關TFT
412‧‧‧電流控制TFT
413‧‧‧第一電極
414‧‧‧絕緣體
416‧‧‧EL層
417‧‧‧第二電極
418‧‧‧發光元件
423‧‧‧n通道型TFT
424‧‧‧p通道型TFT
501‧‧‧基板
502‧‧‧第一電極
503‧‧‧第二電極
504‧‧‧EL層
505‧‧‧絕緣層
506‧‧‧分隔層
601‧‧‧照明裝置
602‧‧‧照明裝置
603‧‧‧臺式照明設備
701‧‧‧電洞注入層
702‧‧‧電洞傳輸層
703‧‧‧發光層
704‧‧‧電子傳輸層
705‧‧‧電子注入層
706‧‧‧電子注入緩衝層
707‧‧‧電子中繼層
708‧‧‧複合材料層
800‧‧‧EL層
801‧‧‧EL層
803‧‧‧電荷發生層
901‧‧‧第一基板
902‧‧‧第二基板
903‧‧‧第一端子
904‧‧‧第二端子
908‧‧‧發光元件
909‧‧‧絕緣層
910‧‧‧輔助佈線
911‧‧‧乾燥劑
912‧‧‧密封材料
913a‧‧‧光提取結構
913b‧‧‧光提取結構
914‧‧‧平坦化層
1100‧‧‧基板
1101‧‧‧第一電極
1103‧‧‧第二電極
1111‧‧‧電洞注入層
1112‧‧‧電洞傳輸層
1113‧‧‧發光層
1114a‧‧‧電子傳輸層
1114b‧‧‧電子傳輸層
1115‧‧‧電子注入層
7100‧‧‧電視裝置
7101‧‧‧框體
7103‧‧‧顯示部
7105‧‧‧支架
7107‧‧‧顯示部
7109‧‧‧操作鍵
7110‧‧‧遙控操作機
7201‧‧‧主體
7202‧‧‧框體
7203‧‧‧顯示部
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7205‧‧‧外部連接埠
7206‧‧‧定位裝置
7301‧‧‧框體
7302‧‧‧框體
7303‧‧‧連接部
7304‧‧‧顯示部
7305‧‧‧顯示部
7306‧‧‧揚聲器部
7307‧‧‧記錄介質插入部
7308‧‧‧LED燈
7309‧‧‧操作鍵
7310‧‧‧連接端子
7311‧‧‧感測器
7312‧‧‧麥克風
7400‧‧‧移動電話機
7401‧‧‧框體
7402‧‧‧顯示部
7403‧‧‧操作鍵
7404‧‧‧外部連接埠
7405‧‧‧揚聲器
7406‧‧‧麥克風
7501‧‧‧照明部
7502‧‧‧燈罩
7503‧‧‧可調支架
7504‧‧‧支柱
7505‧‧‧座台
7506‧‧‧電源開關
9501‧‧‧照明部
9503‧‧‧支柱
9505‧‧‧支撐台
圖1A至1C是分別說明本發明的一個具體實施方式的 發光元件的圖；圖2A及2B是說明本發明的一個具體實施方式的發光裝置的圖；圖3A及3B是說明本發明的一個具體實施方式的發光裝置的圖，圖4A至4E是說明本發明的一個具體實施方式的電子裝置的圖；圖5A及5B是說明本發明的一個具體實施方式的照明裝置的圖；圖6是說明實施例的發光元件的圖；圖7A及7B示出6-碘二苯並[f,h]喹噁啉的1H NMR圖；圖8A及8B示出6-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTPDBq-II)的1H NMR圖；圖9A及9B分別示出6mDBTPDBq-II的甲苯溶液的吸收光譜及發射光譜的圖；圖10A及10B分別示出6mDBTPDBq-II的薄膜的吸收光譜及發射光譜的圖；圖11是示出實施例2的發光元件的電流效率-亮度特性的圖；圖12是示出實施例2的發光元件的亮度-電壓特性的圖；圖13是示出實施例2的發光元件的電流-電壓特性的 圖；圖14是示出實施例2的發光元件的色度座標-亮度特性的圖；圖15是示出實施例2的發光元件的功率效率-亮度特性的圖；圖16是示出實施例2的發光元件的外部量子效率-亮度特性的圖；圖17是示出實施例2的發光元件的發射光譜的圖；圖18是示出實施例3的發光元件的電流效率-亮度特性的圖；圖19是示出實施例3的發光元件的色度座標-亮度特性的圖；圖20是示出實施例3的發光元件的外部量子效率-亮度特性的圖；圖21是示出實施例3的發光元件的發射光譜的圖；圖22A至22C是說明本發明的一個具體實施方式的發光裝置的圖；圖23A及23B示出6-[3-(3'-二苯並噻吩-4-基)聯苯]二苯並[f,h]喹噁啉(縮寫：6mDBTBPDBq-II)的1H NMR圖；圖24A及24B分別示出6mDBTBPDBq-II的甲苯溶液的吸收光譜及發射光譜的圖；圖25A及25B分別示出6mDBTBPDBq-II的薄膜的吸收光譜及發射光譜的圖。
102‧‧‧EL層
103‧‧‧第一電極
108‧‧‧第二電極
701‧‧‧電洞注入層
702‧‧‧電洞傳輸層
703‧‧‧發光層
704‧‧‧電子傳輸層
705‧‧‧電子注入層

Claims (13)

  1. 一種由通式(G1)表示的雜環化合物， 其中，A表示經取代或未經取代的二苯並噻吩基和經取代或未經取代的二苯並呋喃基中任一者，其中，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，以及其中，Ar表示經取代或未經取代之具有6至13個碳原子的伸芳基。
  2. 一種由通式(G2-1)表示的雜環化合物， 其中，Q1表示硫原子或氧原子，其中，R11至R19以及R21至R27分別表示氫、具有1 至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者；以及其中，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基。
  3. 一種由通式(G2-3)表示的雜環化合物， 其中，R11至R19以及R41至R47分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基、和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，其中，Ar表示經取代或未經取代的具有6至13個碳原子的伸芳基，以及其中，Q2表示硫原子或氧原子。
  4. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之雜環化合物，其中Ar是經取代或未經取代的伸苯基或者經取代或未經取代的聯苯二基。
  5. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之雜環化合物，其中Ar是經取代或未經取代的伸苯基。
  6. 根據申請專利範圍第1至3項中任一項之雜環化合物，其中Ar是經取代或未經取代的間伸苯基。
  7. 一種由通式(G3-1)表示的雜環化合物， 其中，Q1表示硫原子或氧原子，以及其中，R11至R19、R21至R27以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者。
  8. 一種由通式(G3-3)表示的雜環化合物， 其中，R11至R19、R41至R47以及R51至R54分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，以及其中，Q2表示硫原子或氧原子。
  9. 一種由通式(G4)表示的雜環化合物， 其中，R11至R19分別表示氫、具有1至4個碳原子的烷基和經取代或未經取代的具有6至14個碳原子的芳基中任一者，以及其中，X1表示鹵素。
  10. 一種發光元件，其包括根據申請專利範圍第1至3、7和8項中任一項之雜環化合物。
  11. 一種發光裝置，其包括根據申請專利範圍第10項之發光元件。
  12. 一種電子裝置，其包括根據申請專利範圍第10項之發光元件。
  13. 一種照明裝置，其包括根據申請專利範圍第10項之發光元件。
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