TWI550057B - 複合材料、發光元件、發光裝置、電子裝置、照明裝置、及有機化合物 - Google Patents

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Description

複合材料、發光元件、發光裝置、電子裝置、照明裝置、及有機化合物
本發明係關於一種複合有機化合物和無機化合物的複合材料、發光元件、發光裝置、電子裝置以及照明設備。此外，本發明係關於一種可以用於該複合材料的有機化合物。
近年來，對利用有機電致發光(EL：Electroluminescence)的發光元件的研究開發日益火熱。在上述發光元件的基礎結構中，在一對電極之間夾有包含發光有機化合物的層。藉由對上述元件施加電壓，可以得到來自發光有機化合物的發光。
上述發光元件是自發光型，具有如下優點，即其像素的可見度高於液晶顯示器並且不需要背光等。由此，被認為適合用作平面顯示元件。另外，上述發光元件可被製造為是薄且輕的，這是極大的優點。再者，回應速度非常快也是其特徵之一。
另外，這些發光元件可以形成為膜狀，因此可以容易形成大面積的元件。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上述特徵。因此，作為可應用於照明等的面光源的利用價值也高。
如上所述，使用有機EL的發光元件被期待應用於發光裝置或照明等。另一方面，使用有機EL的發光元件有 較多課題。作為上述課題之一，可以舉出耗電量的降低。為了降低耗電量，降低發光元件的驅動電壓是重要的。由於使用有機EL的發光元件的發光強度取決於流過的電流量，因此為了降低驅動電壓，必須使大量電流以低電壓流過。
作為降低驅動電壓的方法，早先已經嘗試在電極和包含發光有機化合物的層之間設置緩衝層的方法。例如已知的是，藉由在銦錫氧化物(ITO：indium tin oxide)和發光層之間設置由摻雜有樟腦磺酸的聚苯胺(PANI)製成的緩衝層，可以降低驅動電壓(例如，參照非專利文獻1)。這被認為是因為PANI向發光層的載子注入性優良的緣故。非專利文獻1指出：將緩衝層的PANI還看作電極的一部分。
然而如非專利文獻1所述，PANI有當其膜厚度變厚時透光率降低的問題。有如下具體報告：在250nm左右的膜厚中透光率小於70%。換言之，由於用作緩衝層的材料本身的透光率問題，元件中產生的光不能有效引出。
根據專利文獻1，為了提高單位電流密度的亮度，即電流效率，已經嘗試將發光元件(其在專利文獻1中被稱作發光單元)串聯連接。在專利文獻1中，將有機化合物和金屬氧化物(具體地，氧化釩及氧化錸)混合的層應用於串聯連接的發光元件的連接部，該層可以被認為將電洞和電子注入到發光單元中。
然而，如從實施例中所看出的，在專利文獻1所公開 的有機化合物和金屬氧化物的混合層中，不僅在紅外區，而且在可見光區(500nm附近)形成了大的吸收峰，因此，存在著透光性能問題。這是由於因電荷轉移相互作用而發生的吸收帶的影響。因此，在元件內產生的光不能被有效地提取，因此降低了元件的發光效率。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2003-272860號公報
[非專利文獻1]Y. Yang等人，Applied Physics Letters, Vol.64(10), 1245-1247(1994)
鑒於上述問題，本發明的一個方式的目的之一是提供一種複合有機化合物和無機化合物而成的載子傳輸性高的複合材料。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種對有機化合物的載子注入性高的複合材料。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種不容易發生由電荷轉移相互作用導致的光吸收的複合材料。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種對可見光具有高透光性的複合材料。
另外，本發明的一個方式的目的之一是藉由將上述複合材料應用於發光元件，提供一種發光效率高的發光元件。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種驅動電壓低的發光元件。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種壽命長的發光元件。另外，本發明的一個方式 的目的之一是提供一種使用上述發光元件的發光裝置或者使用該發光裝置的電子裝置或照明設備。
另外，以下將公開的發明的目的是：至少解決上述課題中的任何一個。
本發明的一個方式是一種複合材料，包括：有機化合物；以及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物，其中，該有機化合物的環都是苯環，並且，該有機化合物的苯環的數目是4以上且25以下。注意，包含在本發明的一個方式的複合材料中的有機化合物所具有的環(苯環)當沒有特別的記載時也可以是取代或未取代。
或者，本發明的一個方式是一種複合材料，包括：分子量是350以上且2000以下的有機化合物；以及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物，其中，該有機化合物的環都是苯環。
或者，本發明的一個方式是一種複合材料，包括：有機化合物；以及過渡金屬氧化物，其中，該有機化合物的環都是苯環，並且，該有機化合物的苯環的數目是4以上且25以下。
或者，本發明的一個方式是一種複合材料，包括：分子量是350以上且2000以下的有機化合物；以及過渡金屬氧化物，其中，該有機化合物的環都是苯環。
上述複合材料的載子傳輸性高。另外，對有機化合物的載子注入性高。此外，不容易發生由電荷轉移相互作用導致的光吸收。另外，對可見光的透光性(以下只記為透 光性)高。
包含在本發明的一個方式的複合材料中的有機化合物的吸收峰發生在比可見光區(380nm至760nm)短波長側。
因為上述複合材料不僅可以抑制基於電荷轉移相互作用的光吸收的發生，而且還可以將有機化合物本身的吸收峰控制為發生在比可見光區(380nm至760nm)短波長側，所以可以得到透光性高的複合材料。
當有機化合物的分子量是350以上時，複合材料的膜質穩定化，所以是較佳的。特別佳的是，該分子量是450以上。此外，對該分子量的上限沒有特別的限制，當藉由加熱蒸鍍形成複合材料時，考慮到蒸鍍性而該分子量較佳的是2000以下。
此外，有機化合物也可以具有碳數為1至6的烷基作為取代基。此外，有機化合物也可以包含矽。例如，有機化合物也可以具有由矽交聯的苯環。當苯環藉由矽與其他苯環接合時，由於這些苯環之間的共軛體系不容易延伸，所以從透光性的觀點來看這是有效的。
此外，有機化合物也可以具有三烷基甲矽烷基(trialkylsilyl group)作為取代基。藉由有機化合物具有作為龐大(體積大)的取代基的三烷基甲矽烷基，可以提高該有機化合物的單膜的非晶性。由此，在本發明的一個方式中，可以使用不僅具有高單重態激發能的能階(S1能階)及三重態激發能的能階(T1能階)以及高透光性，還具有大分子量、高耐熱性和膜的高非晶性的有機化合物。
此外，從載子傳輸性的觀點來看，較佳的是2以上的苯環以單鍵連接(例如，較佳為具有聯苯基等)。此外，從熱物性的觀點來看，當為了增大分子量以單鍵連接多個苯環時，較佳的是使苯環在鄰位上或在間位上連接或者由矽交聯，以不使共軛體系過分延伸。
對用於上述複合材料的有機化合物的最高佔據分子軌道能階(HOMO能階)沒有特別的限制，而在本發明的一個方式中使用的有機化合物具有較深的HOMO能階(明確而言，-5.7eV以下)。由此，可以抑制基於電荷轉移相互作用的光吸收的發生。從而，至於用於上述複合材料的有機化合物的HOMO能階，利用光電子能譜法而獲取的測定值較佳為-5.7eV以下。
此外，作為包含在上述複合材料中的過渡金屬氧化物，較佳的是選自氧化鈦、氧化釩、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿、氧化鉭及氧化銀中的一種或多種。
此外，本發明的一個方式是一種發光元件，包括：在一對電極之間具有包含發光物質的層(以下，也記為EL層)，其中，包含發光物質的層具有包含上述複合材料的層。
在上述發光元件中，較佳為包含複合材料的層與一對電極中的用作陽極的電極接觸。此外，較佳為包含複合材料的層與一對電極中的用作陰極的電極接觸。
此外，上述發光元件也可以具有兩個包含複合材料的 層，較佳的是該包含複合材料的層中的一個層與一對電極中的用作陽極的電極接觸，而另一個層與用作陰極的電極接觸。
在此，如上所述，在本發明的一個方式中使用的有機化合物具有較深的HOMO能階(明確而言，-5.7eV以下)。因此，即使當用於與包含上述複合材料的層的陰極一側接觸的層的有機化合物(用於層的有機化合物，該層設置在陰極與包含複合材料的層之間且與包含複合材料的層接觸)(用於電洞傳輸層或發光層等的有機化合物)具有較深的HOMO能階(例如，-6.0eV)時，也可以順利地進行從上述複合材料到該有機化合物的電洞注入。當然，當該有機化合物具有較淺的HOMO能階(例如，-5.0eV)時，也可以順利地進行從上述複合材料到該有機化合物的電洞注入。從而，與包含上述複合材料的層的陰極一側接觸的層(以下，記為第一層)(設置在陰極與包含複合材料的層之間且與包含複合材料的層接觸)所具有的有機化合物的HOMO能階較佳為-6.0eV以上且-5.0eV以下。
再者，較佳的是上述複合材料和上述有機化合物的HOMO能階之間的差異小，該差異較佳為0.2eV以內。此外，像這樣，從減小用於第一層的有機化合物的HOMO能階和在上述複合材料中使用的有機化合物的HOMO能階之間的差異的觀點來看，作為用於第一層的有機化合物，較佳為使用所具有的環只是苯環的有機化合物(該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是 350以上且2000以下)。例如，使用與在上述複合材料中使用的有機化合物相同的有機化合物即可。尤其是當上述有機化合物所具有的多個苯環在鄰位上或在間位上接合時，由於膜的非晶性高，所以可以適當地用於第一層。此外，由於具有高T1能階，所以尤其適當地用於磷光發光的元件的第一層。
此外，從上述同樣的觀點來看，較佳的是與第一層接觸的發光層也包含(尤其是作為主體材料包含)所具有的環只是苯環的有機化合物(該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是350以上且2000以下)。例如，使用與在上述複合材料中使用的有機化合物相同的有機化合物即可。尤其是當上述有機化合物所具有的多個苯環在鄰位上或在間位上接合時，由於膜的非晶性高，所以可以適當地用於發光層(的主體材料)。此外，由於具有高T1能階，所以尤其適當地用於磷光發光的元件的發光層(的主體材料)。
換言之，本發明的一個方式是一種發光元件，包括：一對電極之間的包含發光物質的層，其中，該包含發光物質的層從陽極一側包括包含上述複合材料的層、第一層及發光層，包含上述複合材料的層、第一層及發光層分別包含所具有的環只是苯環的有機化合物(該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是350以上且2000以下)。
尤其是當包含在包含複合材料的層、第一層及發光層 中的有機化合物是同一化合物時，由於這些層之間的電洞注入性優良，所以是較佳的。此外，由於可以抑制合成成本，所以是較佳的。
此外，在上述發光層中，較佳的是在第二有機化合物中分散有第一有機化合物，該第二有機化合物的環都是苯環，並且該第二有機化合物的苯環的數目是4以上且25以下。
此外，本發明的一個方式是一種發光元件，包括：一對電極之間的第一EL層至第nEL層(n是2以上的自然數)；以及第kEL層(k是1以上且小於n的自然數)與第(k+1)EL層之間的包含上述複合材料的層。換言之，作為具有層疊多個發光單元的結構的有機EL發光元件(串聯型有機EL發光元件)中的中間層(也記為電荷產生層)可以使用上述複合材料。此時，較佳的是以與包含上述複合材料的層的陰極一側接觸的方式設置包含所具有的環只是苯環的有機化合物(該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是350以上且2000以下)的層。
此外，本發明的一個方式是一種包括上述發光元件的發光裝置。此外，本發明的一個方式是一種在顯示部中具有上述發光裝置的電子裝置。本發明的一個方式是一種在發光部中具有上述發光裝置的照明設備。
此外，由於可以用於本發明的一個方式的複合材料的以下述結構式(112)表示的有機化合物也是新穎的物質，所以該物質包括在本發明中。因此，本發明的一個方式是 以結構式(112)表示的有機化合物。
根據本發明的一個方式，可以提供一種複合有機化合物和無機化合物而成的載子傳輸性高的複合材料。此外，根據本發明的一個方式，可以提供一種對有機化合物的載子注入性高的複合材料。另外，根據本發明的一個方式，可以提供一種不容易發生由電荷轉移相互作用導致的光吸收的複合材料。此外，根據本發明的一個方式，可以提供一種對可見光具有高透光性的複合材料。
根據本發明的一個方式，藉由將上述複合材料應用於發光元件，可以提供一種發光效率高的發光元件。此外，根據本發明的一個方式，可以提供一種驅動電壓低的發光元件。另外，根據本發明的一個方式，可以提供一種壽命長的發光元件。另外，根據本發明的一個方式，可以提供一種使用上述發光元件的發光裝置或者使用該發光裝置的電子裝置及照明設備。
參照圖式對實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅侷限在以下所示的實施方式所記載的內容中。注意，在下面說明的發明結構中，在不同的圖式中共同使用相同的元件符號來表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反復說明。
首先，說明成為本發明的背景的技術與本發明的差異的概要。如專利文獻1所示，混合芳香胺和具有電子接收性的無機化合物而成的複合材料被解釋為：具有電子接收性的無機化合物從芳香胺奪取電子，而在芳香胺中產生電洞並在無機化合物中產生電子。換言之，上述複合材料被解釋為：芳香胺和具有電子接收性的無機化合物形成電荷轉移錯合物。已公開了幾個利用上述現象的載子傳輸性或載子注入性優良的複合材料。
但是，在此情況下，一般來說，發生基於電荷轉移相互作用的吸收帶。該吸收帶被認為發生在深紅色至近紅外區，其實在很多情況下還發生在可見光區中。例如，混合4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(縮寫：NPB或α-NPD)和氧化釩或者混合NPB和氧化鉬而成的複合材料的吸收帶不僅發生在1300nm附近而且還發生在500nm附近。對於發光元件等光學裝置來說，這一點成為很大的缺點。
本發明人發現：藉由混合所具有的環只是苯環的有機化合物(注意，該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是350以上且2000以下)和過渡金屬氧化物或者混合上述有機化合物和對有機化合物呈現電子接收性的無機化合物，可以在不能確認到(幾乎不發生)基於電荷轉移相互作用的光吸收的情況下呈現優良的載子傳輸性或載子注入性。因為以往被認為因電荷轉移相互作用而產生的電洞及電子是呈現載子傳輸性或載子注入性的要素，所以可以在不能明確觀察到基於電荷轉移相互作用的光吸收的情況下呈現優良的載子傳輸性或載子注入性的本發明與一般論產生矛盾，而可以說是預測不到的驚人的功能。
如上所述，在本發明的一個方式中使用的有機化合物的環都是苯環。苯本身的HOMO能階和LUMO能階之間的能隙大。此外，苯的S1能階和T1能階高。因此，在有機化合物的環都是苯環的情況下，可以將該有機化合物本身設計為在可見光區沒有吸收峰(在可見光區幾乎沒有吸收)的化合物。因此，從提高透光性的觀點來看，具有大的優點。
此外，苯的HOMO能階非常低。因此，可以被認為：用於本發明的一個方式的有機化合物本身雖然對其他有機化合物的電洞注入性優良，但是難以從以Al或ITO為代表的導電材料(功函數為3eV至5eV左右)接收電洞。但是，藉由形成本發明的一個方式的複合材料，可以在保持對其他有機化合物的優良的電洞注入性的同時，解決來 自電極的電洞注入性的問題。上述複合材料的性質作用於被用於發光元件時的驅動電壓的下降。另外，因為透光性高，所以可以提高發光效率。再者，因為可以利用深的HOMO能階防止發光元件中的載子的累積，所以可以實現長壽命化。
以下，舉出具體例子說明本發明的一個方式。
實施方式1
在本實施方式中，說明本發明的一個方式的複合材料。
本發明的一個方式的複合材料是具有特定的骨架的有機化合物和無機化合物的複合材料。對本發明的一個方式的複合材料的製造方法沒有限制，例如，可以利用同時蒸鍍上述有機化合物和無機化合物的共蒸鍍法而形成。在本發明的一個方式的複合材料中，有機化合物和無機化合物的混合比較佳的是以質量比為8：1至1：2(=有機化合物：無機化合物)左右，更佳為4：1至1：1(=有機化合物：無機化合物)。在利用共蒸鍍法形成複合材料的情況下，可以藉由分別調節有機化合物和無機化合物的蒸鍍速率而控制混合比。
首先，可以用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物是如下有機化合物，即：所具有的環只是苯環，該苯環的數目是4以上且25以下。此外，可以用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物是如下有機化合物， 即：所具有的環只是苯環，分子量是350以上且2000以下。
上述有機化合物也可以具有碳數為1至6的烷基或三烷基甲矽烷基作為取代基。此外，上述有機化合物也可以具有由矽交聯的苯環。
使用上述有機化合物的複合材料的載子傳輸性高。另外，對有機化合物的載子注入性高。此外，不容易發生由與無機化合物之間的電荷轉移相互作用導致的光吸收。另外，透光性高。
因為使用上述有機化合物的複合材料不僅可以抑制基於電荷轉移相互作用的光吸收的發生，而且還可以將有機化合物本身的吸收峰控制為發生在比可見光區短波長側的形式，所以可以得到高透光性。
苯由於是芳香烴，所以是對載子傳輸性(尤其是電洞傳輸性)的呈現重要的共軛環。與此同時，也是能隙寬的共軛環。因此，藉由有機化合物的環都是苯環，不僅可以抑制基於電荷轉移相互作用的光吸收的發生，而且可以將有機化合物的吸收峰控制為發生在比可見光區短波長側的形式，由此，藉由使用上述有機化合物，可以得到透光性高的複合材料。
此外，對形成上述複合材料的方法沒有特別的限制，較佳的是共蒸鍍上述有機化合物和無機化合物。此時，較佳的是，上述有機化合物容易被汽化。因此，從分子量的觀點來看，有機化合物的分子量較佳的是2000以下。此 外，當上述有機化合物與烷基鏈等接合藉由濕式製程(利用溶液而形成膜的方法)等形成上述複合材料時，分子量也可以是2000以上。
另外，從本發明人至此進行實驗及研討的結果可知，在混合芳香烴化合物(例如蒽化合物)和無機化合物的情況下，在無機化合物的比率高時，雖然可以抑制複合材料的晶化，但是有時基於芳香烴化合物所具有的骨架(例如蒽骨架)和無機化合物之間的電荷轉移相互作用的小的吸收峰在可見光區增大。另一方面，如本發明的一個方式所示，當使用所具有的環只是苯環的有機化合物(該苯環的數目是4以上且25以下或該有機化合物的分子量是350以上且2000以下)時，即使當相對於有機化合物的無機化合物的比率高時，也不容易產生新的吸收峰。由此，在保持高透過率的同時，抑制複合材料的晶化，而使複合材料的膜質穩定化。從而，在使用本發明的一個方式的複合材料的情況下，當以抑制晶化為目的而提高無機化合物的比率時，也不受到有機化合物和無機化合物的比率的限制，而可以抑制基於電荷轉移相互作用的吸收峰觀察在可見光區。由此，也可以使形成膜的操作簡單化。本發明的一個方式的複合材料明確而言在有機化合物和無機化合物的比率以質量比為4：2的膜中不容易發生由電荷轉移相互作用導致的光吸收，也在可見光區至紅外區幾乎觀察不到顯著的吸收峰。
至於包含在上述本發明的一個方式的複合材料中的有 機化合物的HOMO能階，利用光電子能譜法獲取的測定值較佳為-5.7eV以下。如上所述，苯的HOMO能階非常低。因此，在本發明的一個方式中使用的有機化合物單質也容易得到較低，即-5.7eV以下的HOMO能階。
可以被認為：當有機化合物具有低HOMO能階時，雖然對其他有機化合物的電洞注入性優良，但是難以從以Al或ITO為代表的導電材料(功函數為3eV至5eV左右)接收電洞。但是，藉由形成本發明的一個方式的複合材料，可以在保持對其他有機化合物的優良的電洞注入性的同時，解決來自電極的電洞注入性的問題。上述複合材料的性質作用於被用於發光元件時的驅動電壓的下降。另外，因為透光性高，所以可以提高發光效率。再者，因為可以利用深的HOMO能階防止載子的累積，所以可以實現長壽命化。
以下結構式(100)至(112)示出可以應用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物的一個例子。
接著，說明可以應用於本發明的一個方式的複合材料的無機化合物。
可以使用對用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物呈現電子接受性的無機化合物。例如，氯化鐵(Ⅲ)或氯化鋁等是電子接收性高的無機化合物的一個例子。
或者，可以使用過渡金屬氧化物作為本發明的一個方式的複合材料的無機化合物。較佳的是，使用屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。尤其是，較佳為使用氧化鈦、氧化釩、氧化鉭、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿或氧化銀。尤其是，因為氧化鉬容易進行蒸鍍，吸濕性低，並且穩定，所以是特別容易處理的材料。
與上述氯化鐵(Ⅲ)等的強力的路易士酸相比，過渡金屬氧化物的電子接收性被認為不太高(反應性低)。另外，如上所述，在本發明的一個方式的複合材料中，很少發生(或者幾乎不發生)基於電荷轉移相互作用的吸收。由此，不容易證明在本發明中過渡金屬氧化物用作一般意義上的電子接收體。但是，如後面的實施例所述，在實驗中有如 下事實：在施加電場時，可以流動像若只有有機化合物單質則不能流動那樣大的電流。因此，可以被認為：在將過渡金屬氧化物用於本發明的一個方式的複合材料時，至少借助於電場施加而容易產生載子。因此，在本說明書中，只要至少借助於電場施加而產生載子，就將複合材料中的無機化合物(如上述過渡金屬氧化物等)看作具有電子接收性的物質。
如上所述，本發明的一個方式的複合材料是HOMO能階低且載子傳輸性高的材料。另外，本發明的一個方式的複合材料是對有機化合物的載子注入性優良的材料。另外，本發明的一個方式的複合材料是不容易發生基於電荷轉移相互作用的吸收的材料。此外，本發明的一個方式的複合材料是透光性高的材料。
因此，本發明的一個方式的複合材料可用於發光元件、光電轉換元件、電晶體等半導體元件。
另外，由於本發明的一個方式的複合材料具有優良的載子傳輸性及對有機化合物的載子注入性，所以藉由將該複合材料應用於發光元件等，可以實現低驅動電壓。
另外，由於本發明的一個方式的複合材料具有透光性，所以藉由將該複合材料應用於發光元件等，可以實現高發光效率。
另外，由於本發明的一個方式的複合材料抑制電荷的累積，所以藉由將該複合材料應用於發光元件等，可以製造長壽命元件。
此外，本發明的一個方式的複合材料可以應用於有機薄膜太陽能電池。由於本發明的一個方式的複合材料具有優良的載子傳輸性，所以可以將該複合材料用於載子傳輸層、載子注入層或電荷產生層。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式2
在本實施方式中，將參照圖1A至圖1C說明本發明的一個方式的發光元件。
在本實施方式的發光元件中，EL層(包含發光物質的層)插入在一對電極之間。EL層至少具有包含實施方式1所示的本發明的一個方式的複合材料的層及發光層。再者，EL層也可以具有除此以外的層。例如，也可以具備包含具有高載子注入性的物質或具有高載子傳輸性的物質的層，以使發光區域形成在遠離電極的區域，即，載子在遠離電極的區域中再結合。在本說明書中，包含具有高載子注入性或具有高載子傳輸性的物質的層也稱作功能層，具有例如注入或傳輸載子的功能。作為功能層，可以使用電洞注入層、電洞傳輸層、電子注入層、電子傳輸層等。另外，在本實施方式中，將包含本發明的一個方式的複合材料的層用作電洞注入層。
另外，較佳的是在包含本發明的一個方式的複合材料的層與發光層之間設置一層以上的層(電洞傳輸層等)。由此，可以抑制由於在發光層中產生的激發能傳到上述包含 複合材料的層導致的猝滅(效率下降)，而可以得到更高效率的元件。
在圖1A所示的發光元件中，在一對電極，即第一電極101和第二電極108之間設置有EL層102。EL層102在第一電極101上依次層疊有電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704和電子注入層705。在本實施方式所述的發光元件中，將第一電極101用作陽極，而將第二電極108用作陰極。
作為發光元件的支撐體(參照圖1A的基板100)，例如，可以使用玻璃基板、石英基板或塑膠基板等。或者，可以使用撓性基板。撓性基板是可以彎曲的(撓性)基板，例如由聚碳酸酯、聚芳酯或者聚醚碸製成的塑膠基板。或者，可以使用薄膜(由聚丙烯、聚酯、聚氟乙烯、聚氯乙烯等構成)、在其上蒸鍍無機材料的膜等。另外，可以使用除玻璃和塑膠外的其他材料，只要這些材料具有作為發光元件的支承的功能。
作為第一電極101，可以使用各種金屬、合金或導電化合物或它們的混合物等。例如，可以舉出ITO、含矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化銦鋅(Indium Zinc Oxide)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。這些導電金屬氧化物膜通常採用濺射方法形成，但是也可以採用溶膠-凝膠法等。例如，氧化銦鋅膜可以採用濺射方法使用在氧化銦中加入1wt%至20wt%的氧化鋅的靶形成。IWZO膜可以採用濺射方法使用在氧化銦中加入0.5wt%至5wt%的氧化鎢和 0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶形成。另外，可以舉出金、鉑、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、金屬材料的氮化物(如氮化鈦)等。
作為第一電極101的材料，較佳為使用功函數大(功函數為4.0eV以上)的材料。另外，關於具有第一電極101與包含本發明的一個方式的複合材料的層接觸的結構的發光元件，用於第一電極101的材料不侷限於功函數大的材料，也可以使用功函數小的材料。例如，可以使用鋁、銀、含鋁合金(如Al-Si)等。
電洞注入層701是包含本發明的一個方式的複合材料的層。
用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物(參照實施方式1)的HOMO能階低，且對電洞傳輸層702及發光層703的電洞注入性優良。另一方面，在與第一電極101之間產生注入勢壘，而不容易從第一電極101注入電洞。
但是，因為本發明的一個方式的發光元件使用本發明的一個方式的複合材料作為電洞注入層701，所以可以緩和第一電極101與電洞注入層701之間的注入勢壘。因此，可以實現從第一電極101到發光層703的注入勢壘小且載子注入性高的元件，而可以提供驅動電壓低的發光元件。
再者，本發明的一個方式的複合材料的載子的產生效率高，且載子傳輸性高。因此，藉由使用本發明的一個方 式的複合材料，可以實現發光效率高的發光元件。
另外，上述有機化合物在可見區不產生強吸收峰。再者，上述有機化合物的HOMO能階低，且在與上述無機化合物之間不容易發生基於電荷轉移相互作用的吸收。因此，本發明的一個方式的複合材料在可見區不容易產生吸收峰，而具有高透光性。由此可知：藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現發光效率高的發光元件。
另外，本發明的一個方式的複合材料可以抑制電荷的累積，而可以提供壽命長的發光元件。
對應用本發明的一個方式的複合材料的發光元件的發光顏色沒有限制。此外，應用本發明的一個方式的複合材料的發光元件的發光既可以是螢光發光又可以是磷光發光。本發明的一個方式的複合材料在任一發光元件中幾乎沒有發生因吸收發光能而損失效率的現象，從而可以適當地用於電洞注入層。
電洞傳輸層702是包含具有高電洞傳輸性的物質的層。作為電洞傳輸層702的材料，也可以使用用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物。除此以外，作為具有高電洞傳輸性的物質，例如，可以使用芳香胺化合物如4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯基(縮寫：NPB或α-NPD)、N,N'-雙(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯基]-4,4'-二胺(縮寫：TPD)、4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(縮寫：BPAFLP)、4,4’-雙[N-(9,9-二甲基茀-2-基)-N-苯胺]聯苯(縮寫：DFLDPBi)以及4,4'-雙[N-(螺-9,9'-二茀-2- 基)-N-苯基氨基]聯苯基(縮寫：BSPB)等。這些物質主要是各自具有10-6cm2/Vs以上的電洞遷移率的物質。然而，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用上述材料之外的物質。另外，含有具有電洞傳輸性高的物質的層不侷限於單層，而可以層疊兩層以上的含有上述物質的層。
另外，作為電洞傳輸層702，也可以使用咔唑衍生物如4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(縮寫：CBP)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：PCzPA)；蒽衍生物如2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t-BuDNA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、9,10-二苯基蒽(縮寫：DPAnth)。
尤其是，因為本發明的一個方式的複合材料中的有機化合物的HOMO能階低，所以也可以將HOMO能階低的材料應用於電洞傳輸層。藉由使用上述結構，可以防止發光層與電洞傳輸層的介面的電荷的累積，而可以實現發光元件的長壽命化。明確地說，電洞傳輸層的HOMO能階較佳為-5.6eV以下。另外，從上述觀點來看，用於電洞傳輸層的化合物較佳為咔唑衍生物、二苯並噻吩衍生物、二苯並呋喃衍生物、蒽衍生物等。此外，也可以使用用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物。此時，由於當對電洞注入層及電洞傳輸層使用用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物時HOMO能階彼此相近，所以載子注入勢壘進一步變小，因此是較佳的。尤其是，當用於 電洞注入層的用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物與用於電洞傳輸層的有機化合物是相同的材料時，這些層之間的電洞注入性良好，因此是較佳的。
另外，作為電洞傳輸層702，也可以使用高分子化合物如聚(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-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯醯胺](縮寫：PTPDMA)或聚[N,N'-二(4-丁基苯基)-N,N'-二(苯基)聯苯胺](縮寫：Poly-TPD)等。
發光層703是包含發光有機化合物的層。作為發光有機化合物，可以使用例如發射螢光的螢光化合物或發射磷光的磷光化合物。
可用於發光層703的螢光化合物如下。發射藍光的材料的例子包括：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)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(縮寫：PCBAPA)等。另外，發射綠光的材料的例子包括：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-亞苯基二胺(縮寫：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-亞苯基二胺(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)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(縮寫：DPhAPhA)等。發射黃光的材料的例子包括：紅螢烯、5,12-雙(1,1'-聯苯-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(縮寫：BPT)等。另外，發射紅光的材料的例子包括：N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(縮寫：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊並(acenaphtho)[1,2-a]丙二烯合茀-3,10-二胺(縮寫：p-mPhAFD)等。
注意，用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物發射紫色至藍色的螢光。因此，可以將用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物作為螢光化合物用於發光層703。
另外，可用於發光層703的磷光化合物如下。發射藍光的材料的例子包括：四(1-吡唑基)硼酸雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2']銥(Ⅲ)(縮寫：FIr6)、吡啶甲酸雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2']銥(Ⅲ)(縮寫：FIrpic)、吡啶甲酸雙{2-[3',5'-雙(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2'}銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、乙醯丙酮酸雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶-N,C2']銥(Ⅲ)(縮寫：FIr(acac))等。發射綠光的材料的例子包括：三(2-苯基吡啶-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(ppy)3])、乙醯丙酮酸雙(2-苯基吡啶-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(ppy)2(acac)])、乙醯丙酮酸雙(1,2-二苯基-1H-苯並咪唑)銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(pbi)2(acac)])、乙醯丙酮酸雙(苯並[h]喹啉)銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯並[h]喹 啉)銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(bzq)3])等。發射黃光的材料的例子包括：乙醯丙酮酸雙(2,4-二苯基-1,3-噁唑-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(dpo)2(acac)])、乙醯丙酮酸雙[2-(4'-(五氟苯基苯基)吡啶]銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(p-PF-ph)2(acac)])、乙醯丙酮酸雙(2-苯基苯並噻唑-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(bt)2(acac)])、(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)-5-甲基吡嗪]銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(Fdppr-Me)2(acac)])、(乙醯丙酮)雙{2-(4-甲氧基苯基)-3,5-二甲苯吡嗪}銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(dmmoppr)2(acac)])等。發射橙色光的材料的例子包括：三(2-苯基喹啉-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(pq)3])、乙醯丙酮酸雙(2-苯基喹啉-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(pq)2(acac)])、(乙醯丙酮)雙(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪)銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙醯丙酮)雙(5-異丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等。發射紅光的材料的例子包括：有機金屬錯合物，例如，乙醯丙酮酸雙[2-(2'-苯並[4,5-α]噻吩基)吡啶-N,C3')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(btp)2(acac)])、乙醯丙酮酸雙(1-苯基異喹啉-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(piq)2(acac)])、(乙醯丙酮酸)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(Fdpq)2(acac)])、(乙醯丙酮酸)雙[2,3,5-三苯基吡嗪根]銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(tppr)2(acac)])、(二新戊醯基甲烷根)雙(2,3,5-三苯基吡嗪根)合銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(tppr)2(dpm)])和2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟酚鉑(Ⅱ)(縮寫：PtOEP)。另外，因為藉由例如以下的稀土金屬錯合物可得 到由稀土金屬離子發射光(在不同多重性之間的電子躍遷)：三(乙醯丙酮酸)(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))，這類稀土金屬錯合物可以用作磷光化合物。
此外，作為發光層703可以採用將上述發光有機化合物(客體材料)分散在另一物質(主體材料)中的結構。作為主體材料，可以使用各種各樣的材料，但較佳為使用與客體材料相比最低空分子軌道能階(LUMO能階)高且HOMO能階低的物質。此外，當客體材料是螢光化合物時，較佳為具有高單重態激發能的能階(S1能階)，而當客體材料是磷光化合物時，較佳為具有高三重態激發能的能階(T1能階)。
在用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物中，LUMO能階高，HOMO能階低，S1能階及T1能階都高。因此，可以用於發射可見光的螢光化合物的主體材料或磷光化合物的主體材料。
作為主體材料，明確而言，可以使用如下材料：金屬錯合物諸如三(8-羥基喹啉)鋁(Ⅲ)(縮寫：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(Ⅲ)(縮寫：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(Ⅱ)(縮寫：BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚(phenylphenolato))鋁(Ⅲ)(縮寫：BAlq)、雙(8-羥基 喹啉)鋅(Ⅱ)(縮寫：Znq)、雙[2-(2-苯並噁唑基)苯酚(phenolato)]鋅(Ⅱ)(縮寫：Zn(BOX)2)以及雙[2-(2-苯並噻唑基)苯酚]鋅(Ⅱ)(縮寫：Zn(BTZ)2)等；雜環化合物諸如2-(4-聯苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(縮寫：PBD)、1,3-雙[5-(對叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑基-2-基]苯(縮寫：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(縮寫：TAZ)、2',2',2"-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(縮寫：TPBI)、紅菲繞啉(縮寫：BPhen)以及浴銅靈(縮寫：BCP)等；或稠合芳香族化合物諸如9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：DPCzPA)、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(縮寫：DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t-BuDNA)、9,9'-聯蒽(bianthryl)(縮寫：BANT)、9,9'-(芪-3,3'-二基)二菲(縮寫：DPNS)、9,9'-(芪-4,4'-二基)二菲(縮寫：DPNS2)以及3,3',3"-(苯-1,3,5-三基)三芘(縮寫：TPB3)、9,10-二苯基蒽(縮寫：DPAnth)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基屈(diphenylchrysene)等；芳香胺化合物諸如N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(縮寫：CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(縮寫：DPhPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(縮寫：PCAPA)、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(縮寫：PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮 寫：2PCAPA)、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB等。
另外，可以使用多種主體材料。例如，為了抑制晶化還可以添加抑制晶化的物質如紅螢稀等。此外，為了更有效地將能量移動到客體材料，還可以添加NPB或Alq等。
藉由採用將客體材料分散在主體材料中的結構，可以抑制發光層703的晶化。另外，也可以抑制由於客體材料的濃度高而導致的濃度猝滅。
作為發光層703，還可以使用高分子化合物。具體地，發射藍光的材料的例子包括：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)-共聚-(2,5-二甲氧基苯-1,4-二基)](縮寫：PF-DMOP)、聚{(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-[N,N’-二-(對-丁基苯基)-1,4-二胺苯]}(縮寫：TAB-PFH)等。另外，發射綠光的材料的例子包括：聚(對亞苯基亞乙烯基)(縮寫：PPV)、[(9,9-二己基茀-2,7-二聚)-(苯並[2,1,3]噻二唑-4,7-二基)交替共聚物](縮寫：PFBT)、[(9,9-二辛基-2,7-二亞乙烯基亞茀基(fluorenylene))-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亞苯基)交替共聚物等。另外，發射橙光至紅光的材料的例子包括：聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亞苯基亞乙烯基](縮寫：MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2,5-二基)(縮寫：R4-PAT)、{[9,9-二己基-2,7-雙(1-氰基亞乙烯基)亞茀基]-[2,5-雙(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亞苯基]}交替共聚物、{[2- 甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-雙(1-氰基亞乙烯基亞苯基)]-[2,5-雙(N,N'-二苯基氨基)-1,4-亞苯基]}交替共聚物(縮寫：CN-PPV-DPD)等。
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，可以使發光元件整體發射所需顏色的光。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發射的光互補，因此作為整體發光元件可以得到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。也即是說，藉由混合從發射具有互補色的光的物質得到的光，能夠得到白光發射。同樣原理可以應用於具有三個以上的發光層的發光元件。
電子傳輸層704是包含具有高電子傳輸性的物質的層。作為具有高電子傳輸性的物質，可以使用例如以下物質：具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬錯合物，例如Alq、Almq3、BeBq2或BAlq。或者可以使用包含噁唑基或噻唑基配體的金屬錯合物等，例如Zn(BOX)2或Zn(BTZ)2。還可以使用金屬錯合物外的其他化合物：PBD、OXD-7、TAZ、BPhen、BCP等。在此所述的物質主要是電子遷移率10-6cm2/Vs以上的物質。另外，電子傳輸層不侷限於單層，而可以層疊兩層以上的含有上述物質的層。
電子注入層705是包含具有高電子注入性的物質的層。對電子注入層705，可以使用鹼金屬、鹼土金屬或者它們的化合物，例如鋰、銫、鈣、氟化鋰、氟化銫、氟化 鈣或者氧化鋰。或者，可以使用稀土金屬化合物如氟化鉺。或者，還可以使用上述構成電子傳輸層704的物質。
另外，上述各電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704和電子注入層705可採用如蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、噴墨法或塗覆法形成。
在圖2A所示的發光元件中，EL層102設置在基板100上的第一電極101和第二電極108之間。EL層102包括電洞注入層701、電洞傳輸層702、發光層703、電子傳輸層704和電子注入層705。圖2A所示的發光元件包括：在基板100上用作陰極的第二電極108；電子注入層705，電子傳輸層704，發光層703，電洞傳輸層702和電洞注入層701，這些層按照上述順序層疊在第二電極108上；以及在電洞注入層701之上作為陽極的第一電極101。
另外，藉由使每個EL層的發光顏色互不相同，可以使發光元件整體發射所需顏色的光。例如，在具有兩個EL層的發光元件中，使第一EL層和第二EL層發射的光互補，因此作為整體發光元件可以得到發射白光的發光元件。同樣原理可以應用於具有三個以上的EL層的發光元件。
如圖1B所示，也可以在第一電極101與第二電極108之間層疊有多個EL層。在此情況下，較佳的是在層疊的第一EL層800與第二EL層801之間設置有電荷產生層803。電荷產生層803可以使用本發明的一個方式的 複合材料而形成。本發明的一個方式的複合材料的電壓施加時的載子的產生效率高，且電洞傳輸性高。因此，藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現驅動電壓低的發光元件。另外，可以實現發光效率高的發光元件。
在上述情況下，也可以對與包含本發明的一個方式的複合材料的層接觸的電洞輸入層或與該電洞傳輸層接觸的發光層適當地使用用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物。
另外，上述有機化合物在可見區不容易產生吸收峰。另外，上述有機化合物的HOMO能階低，且在與上述無機化合物之間不容易發生基於電荷轉移相互作用的光吸收。因此，本發明的一個方式的複合材料在可見區不容易產生吸收峰，而具有高透光性。由此可知：藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現發光效率高的發光元件。
此外，電荷產生層803也可以採用由本發明的一個方式的複合材料構成的層和由其他材料構成的層的疊層結構。在此情況下，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、由透明導電膜構成的層等。在具有這種結構的發光元件中，不容易發生能量遷移和猝滅等的問題，並且藉由從更多的材料中選擇材料，可以容易實現具有高發光效率和長使用壽命的發光元件。此外，也容易從一方的EL層得到磷光發光而從另一方的EL層得到螢光發光。該結構可 以與上述EL層的結構組合而使用。
與此同樣，如圖2B所示，也可以應用層疊有三個以上的EL層802的發光元件。如本實施方式的發光元件，藉由在一對電極之間隔著電荷產生層配置多個EL層，可以實現在保持低電流密度的狀態下以高亮度發光的長壽命元件。
如圖1C所示，EL層也可以在第一電極101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707以及與第二電極108接觸的複合材料層708。
藉由設置與第二電極108接觸的複合材料層708，特別是在利用濺射法形成第二電極108時可以降低EL層102所接受的損傷，因此是較佳的。複合材料層708可以使用本發明的一個方式的複合材料。
此外，由於上述複合材料層708用作電荷產生層，所以可以使載子從第二電極108經過複合材料層708順利地注入到電子中繼層707。
再者，藉由設置電子注入緩衝層706，可以緩和複合材料層708與電子傳輸層704之間的注入勢壘，所以可以將在複合材料層708中產生的電子容易注入到電子傳輸層704。
電子注入緩衝層706可以使用如下物質：鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬和它們的化合物(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)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等高電子注入性物質。
另外，在電子注入緩衝層706包含高電子傳輸性物質和施體物質而形成的情況下，較佳的是，以施體物質與具有高電子傳輸性的物質的質量比為0.001：1至0.1：1的方式添加施體物質。作為施體物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬及它們的化合物(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)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))以外，還可以使用四硫萘並萘(Tetrathianaphthacene)(縮寫：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。另外，作為高電子傳輸性物質，可以使用與以上說明的電子傳輸層704的材料同樣的材料而形成。
再者，較佳的是在電子注入緩衝層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，但是藉由設置電子傳輸性高的電子中繼層707，可以將電子及時傳送到電子注入緩衝層706。
在複合材料層708與電子注入緩衝層706之間夾有電子中繼層707的結構是包含在複合材料層708中的受體物質與包含在電子注入緩衝層706中的施體物質不容易起到相互作用而不容易阻礙彼此的功能的結構。因此，可以抑制驅動電壓的上升。
電子中繼層707形成為如下形式：包含高電子傳輸性物質，並且該高電子傳輸性物質的LUMO能階位於包含在複合材料層708中的受體物質的LUMO能階與包含在電子傳輸層704中的高電子傳輸性物質的LUMO能階之間。另外，在電子中繼層707包含施體物質時，該施體物質的施體能階也位於包含在複合材料層708中的受體物質的LUMO能階與包含在電子傳輸層704中的高電子傳輸性物質的LUMO能階之間。作為具體的能階的數值，包含在電子中繼層707中的高電子傳輸性物質的LUMO能階可以為-5.0eV以上，較佳為-5.0eV以上且-3.0eV以下。
作為包含在電子中繼層707中的高電子傳輸性物質，較佳為使用酞菁類材料或具有金屬-氧鍵及芳香配體的金屬錯合物。
作為包含在電子中繼層707中的酞菁類材料，明確而言，較佳為使用CuPc、SnPc(Phthalocyanine tin(Ⅱ)complex，即酞菁錫(Ⅱ)錯合物)、ZnPc(Phthalocyanine zinc complex，即酞菁鋅錯合物)、CoPc(Cobalt(Ⅱ)phthalocyanine,β-form，即鈷(Ⅱ)酞菁，β型)、FePc(Phthalocyanine Iron，即酞菁鐵)以及PhO-VOPc(Vanadyl 2,9,16,23-tetraphenoxy-29H,31H-phthalocyanine，即氧釩基2,9,16,23-四苯氧基-29H,31H-酞菁)中的任何一種。
作為包含在電子中繼層707中的具有金屬-氧鍵及芳 香配體的金屬錯合物，較佳為使用具有金屬-氧的雙鍵的金屬錯合物。因為金屬-氧的雙鍵具有受體性(即，容易接收電子的性質)，所以電子的轉移(授受)變得進一步容易。另外，具有金屬-氧的雙鍵的金屬錯合物被認為處於穩定狀態。因此，藉由使用具有金屬-氧的雙鍵的金屬錯合物，可以以低電壓並更穩定地驅動發光元件。
作為具有金屬-氧鍵及芳香配體的金屬錯合物，較佳為使用酞菁類材料。明確地說，較佳為使用VOPc(Vanadyl phthalocyanine，即氧釩基酞菁)、SnOPc(Phthalocyanine tin(Ⅳ)oxide complex，即酞菁氧化錫(Ⅳ)錯合物)以及TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex，即酞菁氧化鈦錯合物)中的任何一種，因為在分子結構方面，金屬-氧的雙鍵容易對其他分子起到作用，並且受體性高。
另外，作為上述酞菁類材料，較佳為使用具有苯氧基的酞菁類材料。明確地說，較佳為使用PhO-VOPc等的具有苯氧基的酞菁衍生物。具有苯氧基的酞菁衍生物可溶於溶劑，因此，具有在形成發光元件時易於處理的優點。另外，由於其可溶於溶劑，所以具有用於成膜的裝置的維修變得容易的優點。
電子中繼層707還可以包含施體物質。作為施體物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬及它們的化合物(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)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))以外，還可以使用四硫萘並萘(Tetrathianaphthacene)(縮寫：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。藉由使電子中繼層707包含這些施體物質，電子的轉移變得容易，而可以以更低的電壓驅動發光元件。
在使電子中繼層707包含施體物質時，作為高電子傳輸性物質，除了上述材料以外，還可以使用其LUMO能階高於包含在複合材料層708中的受體物質的受體能階的物質。作為具體的能階，較佳為使用其LUMO能階為-5.0eV以上，較佳的是在-5.0eV以上且-3.0eV以下的範圍的物質。作為該物質，例如，可給出二萘嵌苯衍生物和含氮稠合芳香化合物等。另外，因為含氮稠合芳香化合物是穩定的化合物，所以較佳的是將其用於用來形成電子中繼層707的材料。
作為二萘嵌苯衍生物的具體例子，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。
作為含氮稠合芳香化合物的具體實例，可以舉出以下實例：吡嗪並[2,3-f][1,10]啡啉-2,3-二甲腈(縮寫：PPDN)，2,3,6,7,10,11-六氰基-1,4,5,8,9,12-六氮雜三亞苯(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。
除了上述以外，還可以使用7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(縮寫：TCNQ)、1,4,5,8-萘四甲酸二酐(縮寫：NTCDA)、全氟稠五苯、十六氟酞氰銅(縮寫：F16CuPc)、N,N’-雙(2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十五氟辛基)-1,4,5,8-萘四甲酸二醯亞胺(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)以及富勒烯亞甲基(methanofullerene)(例如，[6,6]-苯基C61丁酸甲酯)等。
另外，在使電子中繼層707包含施體物質時，可以利用高電子傳輸性物質和施體物質的共蒸鍍等的方法形成電子中繼層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分別可以使用上述材料而形成。尤其是，作為電洞注入層701使用本發明的一個方式的複合材料即可。此外，電洞傳輸層702及發光層703分別可以適當地使用用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖3A及圖3B說明具有本發明的一個方式的發光元件的發光裝置。圖3A是示出發光裝置的俯視圖，圖3B是沿著圖3A的A-B線截斷和C-D 線的剖面圖。
本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。
注意，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FPC409的影像信號、時脈信號、起始信號、重設信號等。在此，儘管只顯示了FPC，但是可以該FPC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。
在圖3A所示的元件基板410上形成有驅動電路部和像素部。在圖3B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，在源極側驅動電路401中形成組合n通道型TFT423和p通道型TFT424而成的CMOS電路。此外，驅動電路也可以使用由TFT形成的各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。雖然在本實施方式中描述在基板上形成驅動電路的驅動器一體型，但是本發明不一定需要限於這種類型，可以不在基板上，而在外部形成驅動電路。
此外，像素部402由多個像素形成，該像素包括開關TFT411、電流控制TFT412和與電流控制TFT412的汲極 電連接的第一電極413。注意，以覆蓋第一電極413的端部的方式形成有絕緣體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，較佳的是僅使絕緣體414的上端部具有曲率半徑(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。在這種情況，較佳為使用高功函的材料作為用作陽極的第一電極413的材料。例如，除了ITO膜、包括矽的氧化錫銦膜、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膜等的單層膜之外，還可以使用氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜的疊層或氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜的三層結構等。另外，當使用疊層結構時，作為佈線的電阻也低，從而可得到良好的歐姆接觸。
此外，EL層416藉由使用蒸鍍掩模的蒸鍍法、噴墨法等液滴噴出法、印刷法和旋塗法等各種方法而形成。EL層416包含實施方式1所示的本發明的一個方式的複合材料。此外，EL層416中包含的另一種物質可以是低分子材料、低聚物、枝狀聚合物、高分子材料等。
較佳為使用低功函的材料(例如Al、Mg、Li、Ca或其合金或其化合物，如Mg-Ag、Mg-In或Al-Li等)作為用於第二電極417的材料，所述第二電極417在EL層416上形成並用作陰極。為使EL層416中產生的光透射過第二電極417，第二電極417可以是用厚度較小的金屬薄膜和透明導電膜(如，ITO，含2wt%至20wt%的氧化鋅的氧化銦，含矽或氧化矽的氧化銦錫或氧化鋅等)的疊層形成。
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，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，並且除了填充有惰性氣體(如氮氣或氬氣等)之外，有時填充有密封材料405。
較佳的是將環氧類樹脂用作密封材料405。此外，這些材料較佳的是儘量不使水分或氧透過的材料。此外，除了玻璃基板、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方式的發光元件的主動矩陣型發光裝置。
另外，本發明的發光元件可以用於被動矩陣型發光裝置，而不侷限於上述主動矩陣型發光裝置。圖4A及圖4B示出使用本發明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4A是發光裝置的透視圖，圖4B是沿著圖4A的X-Y線截斷的剖面圖。
在圖4A及圖4B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的側壁具有傾斜而使兩個側壁之間的距離向基板面的方向逐漸變窄。換言之，分隔層506的短邊方向上的剖面為梯形，並且底邊(朝向與絕緣層505的面方向同樣的方向且與絕緣層505接觸的一邊)比上邊(朝向與絕緣層505的面方向同樣的方向且不與絕緣層505接觸的一邊)短。像這樣，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。
因此，可以得到具有本發明的一個方式的發光元件的無源矩陣型發光裝置。
圖5A至圖5C示出應用本發明的一個方式的發光裝置的一個例子。圖5A是示出發光裝置的俯視圖，圖5B、圖5C是沿著圖5A的E-F線截斷的剖面圖。
在圖5A至圖5C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101、EL層102及第二電極108)。可以使用實施方式2所示的材料形成發光元件908。EL層102包含本發明的一個方式的複合材料。
本實施方式的發光裝置可以應用於如下結構：發光元件向上面方向發射光的結構(也稱為頂部發射結構)；發光 元件向上面方向及下面方向發射光的結構(也稱為雙面發射結構)；以及發光元件向下面方向發射光的結構(也稱為底部發射結構)。
圖5B示出底部發射結構的發光裝置。
在圖5B所示的發光裝置中，在第一基板901上具有第一電極101，在第一電極101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101電連接。第二端子904與第二電極108電連接。此外，在第一電極101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5B中示出在輔助佈線910上形成有第一電極101的結構，但是也可以採用在第一電極101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的上面及下面中的一者或兩者具有光提取結構。作為光提取結構，在光從折射率高的一側向折射率低的介面透過的介面上設置凹凸結構，即可。明確而言，可以舉出如圖5B所示那樣的結構，其中在折射率高的發光元件908和其折射率比發光元件908低的第一基板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，如果第一電極101具有凹凸，則有在形成在第一電極101上的EL層102中產生洩漏電流的憂慮。因此，在本實施方式中，以與光提取結構913a接觸的方式設置具有EL層102的折射率以上的折射率的平坦化層914。由此，可以將第一電極101形成為平坦的膜，並可以抑制第一電極101的凹凸所引起的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，來提高發光裝置的光提取效率。
注意，雖然在圖5B中，作為彼此不同的構件示出第一基板901、光提取結構913a及光提取結構913b，但是本發明不侷限於此。上述要素中的兩個或全部也可以形成為一體。此外，也可以在密封區域的內側形成有光提取結構913a的整個部分。
圖5C示出頂部發射結構的發光裝置。
在圖5C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101。
第一端子903與第二電極108電連接。第二端子904與第一電極101電連接。此外，在第一電極101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101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。較佳的是將乾燥劑911設置在不與發光元件的發光區域重疊的位置上。或者，較佳為使用透過發光元件的光的乾燥劑。
另外，雖然圖5A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，特別佳的是採用三角形、四角形、正六角形等。這是因為如下緣故：在有限制的面積內沒有空間地設置多個發光裝置900；以及有效地利用有限制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、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中的至少一方透過發光元件所發射的光。
當作為基板使用有機樹脂時，作為有機樹脂可以使用如下材料，例如：聚酯樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或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機樹脂的基板或有機 樹脂中混合有無機填料的基板。
注意，因為本實施方式所示的發光裝置都使用本發明的一個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，本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式4
在本實施方式中，參照圖6A至圖6E以及圖7對使用應用本發明的一個方式的發光裝置來完成的各種各樣的電子裝置以及照明設備的一個例子進行說明。
作為使用發光裝置的電子裝置，例如可以舉出電視機(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位相機、數位攝像機、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、音頻再現裝置、彈珠機等的大型遊戲機等。圖6A至圖6E示出這些電子裝置以及照明設備的具體例子。
圖6A示出電視機的一個例子。在電視機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、另外提供的遙控器7110進行電視機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，電視機7100採用具備接收機及數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而也可以進行單向(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6B示出電腦的一個例子，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6C示出可攜式遊戲機的一個例子。該可攜式遊戲機由外殼7301和外殼7302的兩個外殼構成，並且藉由連接部7303可以開閉地連接。外殼7301組裝有顯示部7304，而外殼7302組裝有顯示部7305。另外，圖6C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部7306、儲存介質插入部7307、LED燈7308、輸入單元(操作鍵7309、連接端子7310、感測器7311(包括測定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、麥克風7312)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要在顯示部7304和顯示部7305中的兩者或一者中使用發光裝置即可，而可以採 用適當地設置有其他附屬設備的結構。圖6C所示的可攜式遊戲機具有如下功能：讀出儲存在儲存介質中的程式或資料並將其顯示在顯示部上；以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通信而實現資訊共用。另外，圖6C所示的可攜式遊戲機所具有的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的功能。
圖6D示出行動電話機的一個例子。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6D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。另外，可以用手指等觸摸顯示部7402來進行打電話或製作電子郵件等的操作。
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諸如文本的資訊的輸入模式。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，在打電話或編寫郵件的情況下，為顯示部7402選擇主要用於輸入文本的文本輸入模式以便可以輸入在螢幕上顯示的文本。在此情況下，較佳的是，在顯示部7402的畫面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(縱向或橫向)，而可以對顯示部7402的螢幕顯示進行自動切換。
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。或者，可以根據顯示在顯示部7402上的影像的類型而切換螢幕模式。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畫面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，而可以進行個人識別。另外，藉由將發出近紅外光的背光或發出近紅外光的傳感用光源用於顯示部，還可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
圖6E示出臺式照明設備，其包括照明部7501、燈罩7502、可調支架(adjustable arm)7503、支柱7504、台7505、電源7506。另外，臺式照明設備是藉由將發光裝置用於照明部7501來製造的。注意，照明設備包括固定到天花板上的照明設備、掛在牆上的照明設備等。
圖7示出將發光裝置用作室內照明設備811的例子。發光裝置可以實現大面積化，從而可以用作大面積的照明 設備。另外，還可以將發光裝置用於捲動型(roll-type)照明設備812。另外，如圖7所示，也可以在具備室內照明設備811的房間內同時使用圖6E所示的臺式照明設備813。
以上述方式，藉由使用發光裝置，可以得到電子裝置或照明設備。該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，本實施方式所示的結構可以與上述實施方式所示的結構適當地組合來使用。
實施例1
本實施例示出本發明的一個方式的複合材料的具體例。本發明的一個方式的複合材料包括所具有的環只是苯環，並該苯環的數目是4以上且25以下的有機化合物及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物。
表1示出本實施例的結構例1至3的有機化合物及該有機化合物的HOMO能階(eV)。此外，該HOMO能階是利用光電子能譜法而獲取的測定值。另外，以下示出該有機化合物的結構式。
圖8A示出1,3,5-三(聯苯-3-基)苯(縮寫：mBP3P)的甲苯溶液的吸收光譜，而圖8B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。藉由減去僅將甲苯放在石英皿中測量的吸收光譜，獲得吸收光譜。在圖8A中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示吸收強度(任意單位)。在圖8B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示發光強度(任意單位)。mBP3P的發光波長的峰值是349nm(激發波長是290nm)。
從圖8A可知，mBP3P的甲苯溶液的吸收光譜在可見光區幾乎觀察不到吸收。此外，從圖8B可知，由於發光峰值在於短波長側，所以作為與發光層接觸的電洞傳輸層的材料或發光層的主體材料，可以適當地使用mBP3P。
此外，如後面所述，mBP3P的薄膜的吸收光譜也在可見光區幾乎觀察不到吸收(參照圖9A及圖9B)。溶液及薄膜都在可見光區幾乎觀察不到吸收，因此可知在單膜和與其他有機化合物的混合膜的任一中都適當地使用上述有 機化合物。由此，作為本發明的一個方式的複合材料、電洞傳輸層及發光層分別可以適當地使用上述有機化合物。
另外，在結構例1至3中，作為無機化合物使用氧化鉬。
以下，說明本發明的一個方式的複合材料的製造方法。
(結構例1)
首先，將玻璃基板固定在真空蒸鍍裝置內的基板支架上。然後，將mBP3P和氧化鉬(Ⅵ)分別放在不同的電阻加熱式蒸發源中，在減壓到10-4Pa左右的狀態下，利用共蒸鍍法形成包含mBP3P和氧化鉬的膜。此時，以mBP3P與氧化鉬的比率以質量比成為4：2、4：1或4：0.5(=mBP3P：氧化鉬)的方式分別進行共蒸鍍。另外，膜厚度為50nm。
圖9A和圖9B示出測量如上所述那樣形成的mBP3P和氧化鉬的複合膜(結構例1)的吸收光譜而獲取的結果。此外，為進行比較，還示出只有mBP3P的膜(膜厚度為50nm)的吸收光譜。
(結構例2)
首先，將玻璃基板固定在真空蒸鍍裝置內的基板支架上。然後，將對六聯苯(縮寫：6P)和氧化鉬(Ⅵ)分別放在不同的電阻加熱式蒸發源中，在減壓到10-4Pa左右的狀 態下，利用共蒸鍍法形成包含6P和氧化鉬的膜。此時，以6P與氧化鉬的比率以質量比成為4：2、4：1或4：0.5(=6P：氧化鉬)的方式分別進行共蒸鍍。另外，膜厚度為50nm。
圖10A和圖10B示出測量如上所述那樣形成的6P和氧化鉬的複合膜(結構例2)的吸收光譜而獲取的結果。此外，為進行比較，還示出只有6P的膜(膜厚度為50nm)的吸收光譜。
(結構例3)
首先，將玻璃基板固定在真空蒸鍍裝置內的基板支架上。然後，將1,4-雙(三苯基矽烷基)苯(縮寫：SiPSi)和氧化鉬(Ⅵ)分別放在不同的電阻加熱式蒸發源中，在減壓到10-4Pa左右的狀態下，利用共蒸鍍法形成包含SiPSi和氧化鉬的膜。此時，以SiPSi與氧化鉬的比率以質量比成為4：2、4：1或4：0.5(=SiPSi：氧化鉬)的方式分別進行共蒸鍍。另外，膜厚度為50nm。
圖11A和圖11B示出測量如上所述那樣形成的SiPSi和氧化鉬的複合膜(結構例3)的吸收光譜而獲取的結果。此外，為進行比較，還示出只有SiPSi的膜(膜厚度為50nm)的吸收光譜。
在圖9A至圖11B中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示吸光度(沒有單位)。
從上述結果可知，本發明的一個方式的複合材料在可 見區幾乎觀察不到顯著的吸收峰，而是透光性高的材料。另外，本發明的一個方式的複合材料還在紅外區(即，波長為700nm以上的區域)中幾乎觀察不到顯著的吸收峰。
另外，由有機化合物和氧化鉬構成的本發明的一個方式的複合材料的吸收光譜的形狀與上述有機化合物的吸收光譜幾乎相同，從而氧化鉬的濃度高的膜(明確地說，在各結構例中，有機化合物和氧化鉬的比率以質量比為4：2的膜)也在可見光區至紅外區幾乎觀察不到顯著的吸收峰。由此可知，本發明的一個方式的複合材料不容易發生基於電荷轉移相互作用的光吸收。
實施例2
在本實施例中，參照圖18A說明本發明的一個方式的發光元件。以下示出在本實施例中使用的材料的結構式。注意，省略在上述實施例中使用的材料的結構式。
下面，示出本實施例的發光元件1的製造方法。
(發光元件1)
首先，在玻璃基板1100上藉由濺射法形成含氧化矽的氧化錫銦(ITSO)膜，由此形成用作陽極的第一電極1101。注意，其膜厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。
作為用來在該基板1100上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面，在200℃焙燒1小時之後，進行370秒UV臭氧處理。
然後，在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，並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中，在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後，對基板1100進行 30分鐘左右的冷卻。
接著，以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將形成有第一電極1101的基板1100固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並減壓到10-4Pa左右，然後在第一電極1101上共蒸鍍mBP3P和氧化鉬(Ⅵ)，從而形成電洞注入層1111。其膜厚為50nm，將mBP3P和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=mBP3P：氧化鉬)。注意，共蒸鍍法是指在一個處理室內從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10nm厚的9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：PCzPA)膜，以形成電洞傳輸層1112。
再者，共蒸鍍9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(縮寫：CzPA)和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(縮寫：1,6mMemFLPAPrn)，而在電洞傳輸層1112上形成發光層1113。這裏，將CzPA和1,6mMemFLPAPrn的質量比調節為1：0.04(=CzPA：1,6mMemFLPAPrn)。另外，將發光層1113的厚度設定為30nm。
接著，在發光層1113上形成10nm厚的CzPA膜，而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，作為用作陰極的第二電極1103，蒸鍍200nm厚的鋁膜，而製造本實施例的發光元件1。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱方法進行蒸鍍。
表2示出藉由上述步驟得到的發光元件1的元件結構。
在氮氛圍的手套箱內對發光元件1進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量發光元件1的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
圖12示出發光元件1的電壓-亮度特性。在圖12中，橫軸表示電壓(V)，而縱軸表示亮度(cd/m2)。此外，圖13示出亮度-電流效率特性。在圖13中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，表3示出發光元件1在1000cd/m2的亮度時的電壓(V)、CIE色座標 (x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
如表3所示那樣，1000cd/m2的亮度時的發光元件1的CIE色座標為(x，y)=(0.14，0.19)。由此可知，發光元件1得到來源於1,6mMemFLPAPrn的藍色發光。
從圖12及圖13可知，發光元件1的驅動電壓低，且發光效率高。
接著，進行發光元件1的可靠性測試。圖14示出可靠性測試的結果。在圖14中，縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%)，而橫軸表示元件的驅動時間(h)。
在可靠性測試中，將起始亮度設定為5000cd/m2，並且在電流密度恆定的條件下驅動本實施例的發光元件。
從圖14可知，發光元件1在驅動170小時後保持起始亮度的65%。由此可知，應用本發明的一個方式的發光元件1具有長壽命。
從上述結果可知，藉由將本發明的一個方式的複合材料用於發光元件的電洞注入層，可以實現發光效率高的元件。另外，藉由將本發明的一個方式的複合材料用於發光元件的電洞注入層，可以提供驅動電壓低的發光元件。另外，藉由將本發明的一個方式的複合材料用於電洞注入 層，可以製造壽命長的發光元件。
實施例3
在本實施例中，參照圖18B說明本發明的一個方式的發光元件。以下示出在本實施例中使用的材料的結構式。注意，省略在上述實施例中使用的材料的結構式。
下面，示出本實施例的發光元件2、3的製造方法。
(發光元件2)
首先，在玻璃基板1100上藉由濺射法形成ITSO膜，由此形成用作陽極的第一電極1101。注意，其膜厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。
作為用來在該基板1100上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面，在200℃焙燒1小時之後，進行370秒UV臭氧處理。
然後，在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，並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中，在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後，對基板1100進行30分鐘左右的冷卻。
接著，以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將形成有第一電極1101的基板1100固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並減壓到10-4Pa左右，然後在第一電極1101上共蒸鍍mBP3P和氧化鉬(Ⅵ)，從而形成電洞注入層1111。其膜厚為60nm，將mBP3P和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=mBP3P：氧化鉬)。
接著，在電洞注入層1111上形成20nm厚的1,3-雙(N-咔唑基)苯(縮寫：mCP)膜，來形成電洞傳輸層1112。
再者，藉由共蒸鍍mBP3P及三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(triazolato)]銥(III)(縮寫：[Ir(Mptz1-mp)3])，在電洞傳輸層1112上形成第一發光層1113a。在此，將mBP3P和[Ir(Mptz1-mp)3]的質量比調節為1：0.08(=mBP3P：[Ir(Mptz1-mp)3])。另外，第一發光層1113a的厚度為30nm。
而且，藉由共蒸鍍2-[3-(二苯並噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯並咪唑(縮寫：mDBTBIm-II)和[Ir(Mptz1-mp)3]，來在第一發光層1113a上形成第二發光層1113b。在此，將mDBTBIm-II和[Ir(Mptz1-mp)3]的質量比調節為1：0.08(=mDBTBIm-II：[Ir(Mptz1-mp)3])。另外，將第二發光層1113b的厚度設定為10nm。
接著，在第二發光層1113b上形成15nm厚的BPhen膜，而形成電子傳輸層1114。
再者，在電子傳輸層1114上蒸鍍1nm厚的LiF膜，而形成電子注入層1115。
最後，作為用作陰極的第二電極1103，蒸鍍200nm厚的鋁膜，而製造本實施例的發光元件2。
(發光元件3)
藉由形成20nm厚的mBP3P，形成發光元件3的電洞傳輸層1112。與發光元件2同樣地製造電洞傳輸層1112以外的構件。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱方法進行蒸鍍。
表4示出藉由上述步驟得到的發光元件2、3的元件結構。
在氮氛圍的手套箱內對發光元件2、3進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量發光元件2、3的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
此外，圖15示出發光元件2、3的電壓-亮度特性。在圖15中，橫軸表示電壓(V)，而縱軸表示亮度(cd/m2)。此外，圖16示出亮度-電流效率特性。在圖16中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，表5示出發光元件2、3在500cd/m2附近的亮度時的電壓(V)、CIE色座標(x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
500cd/m2附近的亮度時的發光元件2的CIE色座標為(x，y)=(0.18，0.29)，而發光元件3的CIE色座標為(x，y)=(0.18，0.30)。由此可知，發光元件2、3得到來源於[Ir(Mptz1-mp)3]的藍色發光。
從圖15及圖16可知，發光元件2、3的驅動電壓低，且發光效率高。
接著，進行發光元件2、3的可靠性測試。圖17示出 可靠性測試的結果。在圖17中，縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%)，而橫軸表示元件的驅動時間(h)。
在可靠性測試中，將起始亮度設定為300cd/m2，並且在電流密度恆定的條件下驅動本實施例的發光元件。
從圖17可知，發光元件2在驅動81小時後保持起始亮度的50%，而發光元件3在驅動47小時後保持起始亮度的50%。
呈現藍色的磷光發光物質或與該磷光發光物質一起使用的客體材料由於T1能階高，所以可能具有寬能隙及低HOMO能階。因此，向發光物質注入電洞較難，容易發生驅動電壓的上升及壽命的降低。用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物(在此，mBP3P)是HOMO能階低的材料。藉由將本發明的一個方式的複合材料用於電洞注入層，可以使電洞順利地注入到電洞傳輸層。尤其是，藉由使用mBP3P作為包含在電洞注入層(使用本發明的一個方式的複合材料的層)中的有機化合物、電洞傳輸層的材料及發光層的主體材料，可以使電洞順利地注入到發光層。本發明的一個方式的複合材料如本實施例所示可以適當地用於呈現藍色的磷光發光的元件。藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現抑制了驅動電壓的上升及壽命的降低的發光元件。
實施例4
在本實施例中，參照圖18A說明本發明的一個方式的發光元件。以下示出在本實施例中使用的材料的結構式。注意，省略在上述實施例中使用的材料的結構式。
下面，示出本實施例的發光元件4、5的製造方法。
(發光元件4)
首先，在玻璃基板1100上藉由濺射法形成ITSO膜，由此形成用作陽極的第一電極1101。注意，其膜厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。
作為用來在該基板1100上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面，在200℃焙燒1小時之後，進行370秒UV臭氧處理。
然後，在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，並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中，在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後，對基板1100進行30分鐘左右的冷卻。
接著，以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將形成有第一電極1101的基板1100固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並減壓到10-4Pa左右，然後在第 一電極1101上共蒸鍍SiPSi和氧化鉬(Ⅵ)，從而形成電洞注入層1111。其膜厚為50nm，將SiPSi和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=SiPSi：氧化鉬)。
接著，在電洞注入層1111上形成20nm厚的PCzPA膜，來形成電洞傳輸層1112。
再者，藉由共蒸鍍CzPA及1,6mMemFLPAPrn，在電洞傳輸層1112上形成發光層1113。在此，將CzPA和1,6mMemFLPAPrn的質量比調節為1：0.04(=CzPA：1,6mMemFLPAPrn)。另外，發光層1113的厚度為30nm。
接著，在發光層1113上形成10nm厚的CzPA膜，而形成第一電子傳輸層1114a。
然後，在第一電子傳輸層1114a上形成15nm厚的BPhen，而形成第二傳輸層1114b。
再者，在第二電子傳輸層1114b上蒸鍍1nm厚的LiF膜，而形成電子注入層1115。
最後，作為用作陰極的第二電極1103，蒸鍍200nm厚的鋁膜，而製造本實施例的發光元件4。
(發光元件5)
藉由共蒸鍍4，4'-雙(三苯基矽烷基)聯苯(縮寫SiBiSi)和氧化鉬(Ⅵ)，形成發光元件5的電洞注入層1111。其膜厚為50nm，將SiBiSi和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=SiBiSi：氧化鉬)。與發光元件4同樣地製造電洞注入層1111以外的構件。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱方法進行蒸鍍。
表6示出藉由上述步驟得到的發光元件4、5的元件結構。
在氮氛圍的手套箱內對發光元件4、5進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量發光元件4、5的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
此外，圖19示出發光元件4、5的電壓-亮度特性。在圖19中，橫軸表示電壓(V)，而縱軸表示亮度(cd/m2)。此外，圖20示出亮度-電流效率特性。在圖20中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，表7示出發光元件4、5在1000cd/m2的亮度時的電壓(V)、CIE色座標(x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
1000cd/m2的亮度時的發光元件4的CIE色座標為(x，y)=(0.14，0.17)，而發光元件5的CIE色座標為(x，y)=(0.14，0.16)。由此可知，發光元件4、5得到來源於1,6mMemFLPAPrn的藍色發光。
從圖19及圖20可知，發光元件4、5的驅動電壓低，且發光效率高。此外，可知使用具有聯苯基的SiBiSi的發光元件5的驅動電壓特別低。
從上述結果可知，藉由將本發明的一個方式的複合材料用於發光元件的電洞注入層，可以實現發光效率高的元件。另外，藉由將本發明的一個方式的複合材料用於發光元件的電洞注入層，可以提供驅動電壓低的發光元件。
實施例5
在本實施例中，說明可用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物的1,3,5-三[(3,5-二苯基)苯基]苯(縮寫：mTP3P)。以下示出mTP3P的結構式。
圖21A示出mTP3P的甲苯溶液的吸收光譜，而圖21B示出其發射光譜。圖22A示出mTP3P的薄膜的吸收光譜，而圖22B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。藉由減去僅將甲苯放在石英皿中測量的吸收光譜，獲得吸收光譜。藉由減去石英基板的吸收光譜，獲得薄膜的吸收光譜。在圖21A及圖22A中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示吸收強度(任意單位)。在圖21B及圖22B中，橫軸表示波長(nm)，縱軸表示發光強度(任意單位)。在甲苯溶液中，發光波長的峰值為295nm、304nm及347nm(激發波長為385nm)。此外，在薄膜中，發光波長的峰值為356nm(激發波長為271nm)
從圖21A及圖22A可知，mTP3P的甲苯溶液的吸收光譜及薄膜的吸收光譜在可見區幾乎觀察不到吸收。溶液及薄膜都在可見光區幾乎觀察不到吸收，因此可知單膜和與其他有機化合物的混合膜的任一中都適當地使用上述有機化合物。此外，從圖21B及圖22B可知，mTP3P的發光峰值在於短波長側。從上述結果可知，可以將mTP3P 適當地用於本發明的一個方式的複合材料、電洞傳輸層的材料或發光層(尤其是主體材料)。
mTP3P的玻璃化轉變點(Tg)高，即132℃，而其膜質穩定。由此，可以將mTP3P適當地用於本發明的一個方式的複合材料。
實施例6
在本實施例中，說明可用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物的雙[3,5-二(聯苯-3-基)苯基]二苯基矽烷(縮寫：mBP22PSi)。以下示出mBP22PSi的結構式。
[mBP22PSi的合成法]
以下示出mBP22PSi的合成方案。
在100ml三頸燒瓶中放入1.4g(2.2mmol)二苯基-二(3,5-二溴苯)矽烷、1.9g(9.7mmol)3-聯苯硼酸、110mg(0.5mmol)醋酸鈀(II)及290mg(1.0mmol)三(鄰甲苯基)膦，且將三頸燒瓶中的空氣替換為氮氣。在混合物中放入20mL甲苯、2mL乙醇、10mL2.0M碳酸鉀水溶液(碳酸鉀2.7g)，在減壓下攪拌來脫氣。在氮氣流下在85℃下攪拌該混合物14小時。接著，在混合物中放入0.4g(2.2mmol)3-聯苯硼酸、290mg(1.0mmol)三(鄰甲苯基)膦、110mg(0.5mmol)醋酸鈀，在氮氣流下在85℃下還攪拌該混合物13小時。攪拌後，將該混合物藉由矽藻土(日本和光純藥工業株式會社、目錄號碼：531-16855)過濾。對濾液加入水，並使用甲苯萃取。用飽和鹽水洗滌所得到的有機層，對有機層加入硫酸鎂以去除水分。對所得到的混合物進行自然過濾，且對濃縮得到的黃色油狀物藉由矽膠柱層析法(己烷：甲苯=3：1)進行純化獲得白色固體。藉由對白色固體加入甲醇，照射超聲波，並對所得到的懸浮液進行抽濾，從而得到1.14g(產率為56%)的目的物的 白色固體。
藉由核磁共振測量(NMR)，確認到上述化合物是目的物的mBP22PSi。
以下示出所得到的物質的1H NMR資料。
1H NMR(CDCl3，300MHz)：δ(ppm)=7.30-7.59(m，38H)，7.74-7.79(m，8H)，7.95(d，J=1.5Hz，4H)，7.97(d，J=1.5Hz，2H)。
此外，圖23A和圖23B示出1H NMR圖表。此外，圖23B是圖23A中的6.00ppm至10.00ppm的範圍的放大圖。
此外，圖24A示出mBP22PSi的甲苯溶液的吸收光譜，而圖24B示出其發射光譜。圖25A示出mBP22PSi的薄膜的吸收光譜，而圖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。藉由減去僅將甲苯放在石英皿中測量的吸收光譜，獲得吸收光譜。藉由減去石英基板的吸收光譜，獲得薄膜的吸收光譜。在圖24A及圖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)。在甲苯溶液中，發光波長的峰值為336nm(激發波長為287nm)。此外，在薄膜中，發光波長的峰值為338nm、342nm及348nm(激發波長為256nm)。
從圖24A及圖25A可知，mBP22PSi的甲苯溶液的吸 收光譜及薄膜的吸收光譜在可見區幾乎觀察不到吸收。溶液及薄膜都在可見光區幾乎觀察不到吸收，因此可知單膜和與其他有機化合物的混合膜的任一中都適當地使用上述有機化合物。此外，從圖24B及圖25B可知，mBP22PSi的發光峰值在於短波長側。從上述結果可知，可以將mBP22PSi適當地用於本發明的一個方式的複合材料、電洞傳輸層的材料或發光層(尤其是主體材料)。
實施例7
在本實施例中，參照圖18B說明本發明的一個方式的發光元件。由於在本實施例中使用的材料是在上述實施例中使用的材料，所以省略結構式。
下面，示出本實施例的發光元件6的製造方法。
(發光元件6)
首先，在玻璃基板1100上藉由濺射法形成ITSO膜，由此形成用作陽極的第一電極1101。注意，其膜厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。
作為用來在該基板1100上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面，在200℃焙燒1小時之後，進行370秒UV臭氧處理。
然後，在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，並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中，在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後，對基板1100進行 30分鐘左右的冷卻。
接著，以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將形成有第一電極1101的基板1100固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，並減壓到10-4Pa左右，然後在第一電極1101上共蒸鍍mBP22PSi和氧化鉬(Ⅵ)，從而形成電洞注入層1111。其膜厚為60nm，將mBP22PSi和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=mBP22PSi：氧化鉬)。
接著，在電洞注入層1111上形成20nm厚的mBP22PSi膜，來形成電洞傳輸層1112。
再者，藉由共蒸鍍mBP22PSi及[Ir(Mptz1-mp)3]，在電洞傳輸層1112上形成第一發光層1113a。在此，將mBP22PSi和[Ir(Mptz1-mp)3]的質量比調節為1：0.06(=mBP22PSi：[Ir(Mptz1-mp)3])。另外，第一發光層1113a的厚度為30nm。
而且，藉由共蒸鍍mDBTBIm-II和[Ir(Mptz1-mp)3]，來在第一發光層1113a上形成第二發光層1113b。在此，將mDBTBIm-II和[Ir(Mptz1-mp)3]的質量比調節為1：0.06(=mDBTBIm-II：[Ir(Mptz1-mp)3])。另外，將第二發光層1113b的厚度設定為10nm。
接著，在第二發光層1113b上形成15nm厚的BPhen膜，而形成電子傳輸層1114。
再者，在電子傳輸層1114上蒸鍍1nm厚的LiF膜，而形成電子注入層1115。
最後，作為用作陰極的第二電極1103，蒸鍍200nm 厚的鋁膜，而製造本實施例的發光元件6。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱方法進行蒸鍍。
表8示出藉由上述步驟得到的發光元件6的元件結構。
在氮氛圍的手套箱內對發光元件6進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量發光元件6的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
此外，圖26示出發光元件6的亮度-電流效率特性。在圖26中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，圖27示出亮度-色座標特性。在圖27中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示色座標(x座標、y座標)。另外，圖28示出亮度-外部量子效率特性。在圖28中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示外部量子效率(%)。此外，圖29示出發光元件6的發射光譜。在圖29中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示發光強度(任意單 位)。表9示出發光元件6在800cd/m2的亮度時的電壓(V)、CIE色座標(x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
800cd/m2的亮度時的發光元件6的CIE色座標為(x，y)=(0.18，0.29)。由此可知，發光元件6得到來源於[Ir(Mptz1-mp)3]的藍色發光。
mBP22PSi具有高T1能階，並可以用作分散呈現可見光的發光(磷光或螢光)的發光材料(客體材料)的主體材料。
從圖26及圖28可知，發光元件6的發光效率高。
此外，如圖27所示，在發光元件6中在低亮度至高亮度的範圍內幾乎觀察不到顏色變化。由此可知，發光元件6是載子平衡良好的元件。
接著，進行發光元件6的可靠性測試。圖30示出可靠性測試的結果。在圖30中，縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%)，而橫軸表示元件的驅動時間(h)。
在可靠性測試中，將起始亮度設定為300cd/m2，並且在電流密度恆定的條件下驅動本實施例的發光元件。
從圖30可知，發光元件6在驅動72小時後保持起始 亮度的50%。
呈現藍色的磷光發光物質或與該磷光發光物質一起使用的客體材料由於T1能階高，所以可能具有寬能隙及低HOMO能階。因此，向發光物質注入電洞較難，容易發生驅動電壓的上升及壽命的降低。用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物(在此，mBP22PSi)是HOMO能階低的材料。藉由將本發明的一個方式的複合材料用於電洞注入層，可以使電洞順利地注入到電洞傳輸層。尤其是，藉由使用mBP22PSi作為包含在電洞注入層(使用本發明的一個方式的複合材料的層)中的有機化合物、電洞傳輸層的材料及發光層的主體材料，可以使電洞從第一電極順利地注入到發光層。此外，由於可以將同一材料用於多個層，所以可以抑制合成成本。本發明的一個方式的複合材料如本實施例所示可以適當地用於呈現藍色的磷光發光的元件。藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現抑制了驅動電壓的上升及壽命的降低的發光元件。
實施例8
在本實施例中，參照圖18B說明本發明的一個方式的發光元件。以下示出在本實施例中使用的材料的結構式。注意，省略在上述實施例中使用的材料的結構式。
下面，示出本實施例的發光元件7至發光元件9的製造方法。
(發光元件7)
在發光元件7中，利用與實施例7的發光元件6同樣的材料、方法及條件製造電洞傳輸層1112以外的構件。
藉由形成20nm厚的mCP膜，形成發光元件7的電洞傳輸層1112。
(發光元件8)
在發光元件8中，利用與上述發光元件7同樣的材料、方法及條件製造第一發光層1113a以外的構件。
藉由共蒸發mBP22PSi、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑(縮寫：PCCP)及[Ir(Mptz1-mp)3]來形成發光元件8的第一發光層1113a。在此，將mBP22PSi、PCCP及[Ir(Mptz1-mp)3]的質量比調節為1：0.25：0.06(=mBP22PSi：PCCP：[Ir(Mptz1-mp)3])。另外，第一發光層1113a的厚度為30nm。
(發光元件9)
在發光元件9中，利用與上述發光元件8同樣的材料、方法及條件製造電洞傳輸層1114以外的構件。
藉由形成15nm厚的mDBTBIm-II膜，形成發光元件9的電子傳輸層1114。
表10示出藉由上述步驟獲得的發光元件7至發光元件9的元件結構。
在氮氛圍的手套箱內對這些發光元件進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量這些發光元件的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
圖31示出發光元件7至發光元件9的亮度-電流效率特性。在圖31中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，圖32示出亮度-色座標特性。在圖32中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示色座標(x座標、y座標)。另外，圖33示出亮度-外部量子效率特性。在圖33中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示外部量子效率(%)。此外，圖34示出發光元件7至發光元件9的發射光譜。在圖34中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示發 光強度(任意單位)。表11示出發光元件7至發光元件9在700cd/m2附近的亮度時的電壓(V)、CIE色座標(x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
700cd/m2附近的亮度時的發光元件7的CIE色座標為(x，y)=(0.19，0.30)，發光元件8的CIE色座標為(x，y)=(0.17，0.27)，而發光元件9的CIE色座標為(x，y)=(0.18，0.28)。由此可知，發光元件7至發光元件9得到來源於[Ir(Mptz1-mp)3]的藍色發光。
從圖31及圖33可知，發光元件7至發光元件9的發光效率高。
此外，如圖32所示，在發光元件7至發光元件9中從低亮度至高亮度之間幾乎觀察不到顏色變化。由此可知，發光元件7至發光元件9是載子平衡良好的元件。
此外，從表11可知，發光元件8及發光元件9的驅動電壓比發光元件7低。這是因為在發光元件8及發光元件9的第一發光層中包含電洞傳輸性高的PCCP，使電洞效率好地注入到第一發光層中。
藉由將用於電洞注入層的有機化合物(在此， mBP22PSi)包含在第一發光層中，可以使電洞從第一電極注入到第一發光層。再者，藉由在第一發光層中包含具有較近於發光材料(客體材料，在此[Ir(Mptz1-mp)3])的HOMO能階的HOMO能階，且具有高電洞傳輸性的輔助摻雜劑材料(在此，PCCP)，可以實現驅動電壓低的元件。明確而言，客體材料的HOMO能階與輔助摻雜劑材料的HOMO能階之間的差異較佳為0.2eV以內。
此外，從表11可知，發光元件7的電流效率比發光元件8及發光元件9高。這是因為本發明的一個方式的有機化合物的mBP22PSi的T1能階高，在第一發光層中生成的激發能量高效地轉移到[Ir(Mptz1-mp)3]。由於本發明的一個方式的有機化合物的mBP22PSi具有高(絕對值小)LUMO能階及低(絕對值大)HOMO能階，所以在第一發光層中俘獲注入到第一發光層中的載子(電洞及電子)並使該載子高效地轉移到[Ir(Mptz1-mp)3]，抑制載子的損失，而提高再結合概率。
接著，進行發光元件7至發光元件9的可靠性測試。圖35示出可靠性測試的結果。在圖35中，縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%)，而橫軸表示元件的驅動時間(h)。
在可靠性測試中，將起始亮度設定為300cd/m2，並且在電流密度恆定的條件下驅動本實施例的發光元件。
從圖35可知，發光元件7在驅動93小時後保持起始亮度的50%，發光元件8在驅動44小時後保持起始亮度 的50%，而發光元件9在驅動110小時後保持起始亮度的50%。
呈現藍色的磷光發光物質或與該磷光發光物質一起使用的客體材料由於T1能階高，所以可能具有寬能隙及低HOMO能階。因此，向發光物質注入電洞較難，容易發生驅動電壓的上升及壽命的降低。用於本發明的一個方式的複合材料的有機化合物(在此，mBP22PSi)是HOMO能階低的材料。藉由將本發明的一個方式的複合材料用於電洞注入層，可以使電洞順利地注入到電洞傳輸層。尤其是，藉由使用mBP22PSi作為電洞注入層(包含在複合材料中的有機化合物)、電洞傳輸層及發光層的主體材料，可以使電洞順利地注入到發光層。本發明的一個方式的複合材料如本實施例所示可以適當地用於呈現藍色的磷光發光的元件。藉由使用本發明的一個方式的複合材料，可以實現抑制了驅動電壓的上升及壽命的降低的發光元件。
實施例9
在本實施例中，參照圖18A說明本發明的一個方式的發光元件。以下示出在本實施例中使用的材料的結構式。注意，省略在上述實施例中使用的材料的結構式。
下面，示出本實施例的發光元件10的製造方法。
(發光元件10)
首先，在玻璃基板1100上藉由濺射法形成ITSO膜，由此形成用作陽極的第一電極1101。注意，其膜厚度為110nm，而其電極面積為2mm×2mm。
作為用來在該基板1100上形成發光元件的預處理，在用水洗滌基板表面，在200℃焙燒1小時之後，進行370秒UV臭氧處理。
然後，在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，並在真空蒸鍍裝置內的加熱室中，在170℃下進行30分鐘的真空焙燒之後，對基板1100進行30分鐘左右的冷卻。
接著，以使形成有第一電極1101的面朝下的方式將形成有第一電極1101的基板1100固定在設置在真空蒸鍍 裝置內的基板支架上，並減壓到10-4Pa左右，然後在第一電極1101上共蒸鍍4,4'-二(N-咔唑基)聯苯(縮寫：CBP)和氧化鉬(Ⅵ)，從而形成電洞注入層1111。其膜厚為60nm，將CBP和氧化鉬的比率調節為以質量比為4：2(=CBP：氧化鉬)。
接著，在電洞注入層1111上形成20nm厚的4-苯基-4'-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(縮寫：BPAFLP)膜，來形成電洞傳輸層1112。
再者，藉由共蒸鍍mBP22PSi及三(2-苯基吡啶-N,C2')銥(Ⅲ)(縮寫：[Ir(ppy)3])，在電洞傳輸層1112上形成發光層1113。在此，將mBP22PSi和[Ir(ppy)3]的質量比調節為1：0.06(=mBP22PSi：[Ir(ppy)3])。另外，發光層1113的厚度為40nm。
接著，在發光層1113上形成15nm厚的mDBTBIm-II膜，而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LiF膜，而形成電子注入層1115。
最後，作為用作陰極的第二電極1103，蒸鍍200nm厚的鋁膜，而製造本實施例的發光元件10。
注意，在上述蒸鍍過程中，均採用電阻加熱方法進行蒸鍍。
表12示出藉由上述步驟得到的發光元件10的元件結 構。
在氮氛圍的手套箱內對發光元件10進行密封處理以使發光元件不暴露於大氣後，測量發光元件10的工作特性。注意，在室溫下(在保持於25℃的氛圍中)進行測量。
圖36示出發光元件10的亮度-電流效率特性。在圖36中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示電流效率(cd/A)。此外，圖37示出亮度-色座標特性。在圖37中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示色座標(x座標、y座標)。另外，圖38示出亮度-外部量子效率特性。在圖38中，橫軸表示亮度(cd/m2)，而縱軸表示外部量子效率(%)。此外，圖39示出發光元件10的發射光譜。在圖39中，橫軸表示波長(nm)，而縱軸表示發光強度(任意單位)。表13示出發光元件10在1000cd/m2的亮度時的電壓(V)、CIE色座標(x,y)、電流效率(cd/A)和外部量子效率(%)。
如表13所示，1000cd/m2的亮度時的發光元件10的CIE色座標為(x，y)=(0.32，0.62)。由此可知，發光元件10得到來源於[Ir(ppy)3]的綠色發光。
mBP22PSi具有高T1能階，並可以用作分散其波長比綠色長的磷光發光材料、呈現可見光的螢光的發光材料(客體材料)的主體材料。
從圖36及圖38可知，發光元件10的發光效率高。
此外，如圖37所示，在發光元件10中在低亮度至高亮度的範圍內幾乎觀察不到顏色變化。由此可知，發光元件10是載子平衡良好的元件。
接著，進行發光元件10的可靠性測試。圖40示出可靠性測試的結果。在圖40中，縱軸表示起始亮度為100%時的歸一化亮度(%)，而橫軸表示元件的驅動時間(h)。
在可靠性測試中，將起始亮度設定為1000cd/m2，並且在電流密度恆定的條件下驅動發光元件10。
從圖40可知，發光元件10的250小時後的亮度為起始亮度的84%。
從上述結果可知，本發明的一個方式的有機化合物的mBP22PSi也可以適當地用於發光層的主體材料。
(參考例1)
以下示出在上述實施例中使用的三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(triazolato)]銥(III)(縮寫：[Ir(Mptz1-mp)3])的合成例。
[步驟1：N-(1-乙氧基乙烯基)苯甲醯胺的合成]
首先，將15.5g的乙基乙醯亞胺鹽酸鹽、150mL的甲苯、31.9g的三乙胺(Et3N)放在500mL的三口燒瓶中，並在室溫下攪拌10分鐘。使用50mL滴液漏斗將17.7g的苯甲醯氯和30mL的甲苯的混合溶液滴加到該混合物中，然後在室溫下攪拌24小時。在經過預定時間之後，對反應混合物進行抽濾，並使用甲苯洗滌固體。濃縮所得到的濾液來得到N-(1-乙氧基乙烯基)苯甲醯胺(紅色油狀物，產率為82%)。以下示出步驟1的合成方案。
[步驟2：3-甲基-1(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮寫：HMptz1-mp)的合成]
接著，將8.68g的鄰-甲苯基肼鹽酸鹽、100mL的四氯化碳、35mL的三乙胺(Et3N)放在300mL的茄形燒瓶 中，並在室溫下攪拌1小時。在預定時間之後，對該混合物添加藉由上述步驟1得到的8.72g的N-(1-乙氧基乙烯基)苯甲醯胺，且在室溫下攪拌24小時。在經過預定時間之後，對反應混合物添加水，使用氯仿從水層抽出有機物。使用飽和食鹽水洗滌抽出溶液及有機層，並添加無水硫酸鎂進行乾燥。對所得到的混合物進行自然過濾，並且濃縮濾液以得到油狀物。藉由利用矽膠柱層析法純化所得到的油狀物。作為展開溶劑，使用二氯甲烷。濃縮所得到的餾分來得到3-甲基-1(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(縮寫：HMptz1-mp)(橙色油狀物，產率為84%)。以下示出步驟2的合成方案。
[步驟3：三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(triazolato)]銥(III)(縮寫：[Ir(Mptz1-mp)3])的合成]
接著，將藉由上述步驟2得到的2.71g的配體HMptz1-mp及1.06g的三(乙醯丙酮)銥(III)放在安裝有三通旋塞的反應容器中。對該反應容器中進行氬置換，並以250℃進行48小時的加熱，來進行反應。將該反應混合物溶解於二氯甲烷中，藉由矽膠柱層析法進行純化。作為展 開溶劑，首先使用二氯甲烷，然後使用二氯甲烷：乙酸乙酯=10：1(體積比)的混合溶劑。濃縮所得到的餾分來得到固體。使用乙酸乙酯洗滌該固體，然後使用二氯甲烷和乙酸乙酯的混合溶劑進行重結晶，從而得到有機金屬錯合物[Ir(Mptz1-mp)3](黃色粉末，產率為35%)。以下示出步驟3的合成方案。
下面示出利用核磁共振分光法(1H NMR)對藉由上述步驟3得到的黃色粉末進行分析的結果。從該結果可知得到了[Ir(Mptz1-mp)3]。
下面示出所獲得的物質的1H NMR資料。
1H NMR.δ(CDCl3)：1.94-2.21(m，18H)，6.47-6.76(m，12H)，7.29-7.52(m，12H)。
100‧‧‧基板
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧EL層
108‧‧‧第二電極
401‧‧‧源極側驅動電路
402‧‧‧像素部
403‧‧‧閘極側驅動電路
404‧‧‧密封基板
405‧‧‧密封材料
407‧‧‧空間
408‧‧‧引線
409‧‧‧FPC(撓性印刷基板)
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
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‧‧‧第一EL層
801‧‧‧第二EL層
802‧‧‧EL層
803‧‧‧電荷產生層
811‧‧‧照明設備
812‧‧‧照明設備
813‧‧‧臺式照明設備
900‧‧‧發光裝置
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
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
1113a‧‧‧第一發光層
1113b‧‧‧第二發光層
1114‧‧‧電子傳輸層
1114a‧‧‧第一電子傳輸層
1114b‧‧‧第二電子傳輸層
1115‧‧‧電子注入層
7100‧‧‧電視機
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
7301‧‧‧外殼
7302‧‧‧外殼
7303‧‧‧連接部
7304‧‧‧顯示部
7305‧‧‧顯示部
7306‧‧‧揚聲器部
7307‧‧‧儲存介質插入部
7308‧‧‧LED燈
7309‧‧‧操作鍵
7310‧‧‧連接端子
7311‧‧‧感測器
7312‧‧‧麥克風
7400‧‧‧行動電話機
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
7501‧‧‧照明部
7502‧‧‧燈罩
7503‧‧‧可調支架
7504‧‧‧支柱
7505‧‧‧台
7506‧‧‧電源
在圖式中：圖1A至圖1C是示出本發明的一個方式的發光元件的圖； 圖2A和圖2B是示出本發明的一個方式的發光元件的圖；圖3A和圖3B是示出本發明的一個方式的發光裝置的圖；圖4A和圖4B是示出本發明的一個方式的發光裝置的圖；圖5A至圖5C是示出本發明的一個方式的發光裝置的圖；圖6A至圖6E是示出本發明的一個方式的電子裝置的圖；圖7是示出本發明的一個方式的照明設備的圖；圖8A和圖8B是示出mBP3P的甲苯溶液的吸收光譜及發射光譜的圖；圖9A和圖9B是示出實施例1的mBP3P及其複合材料的吸光度的圖；圖10A和圖10B是示出實施例1的6P及其複合材料的吸光度的圖；圖11A和圖11B是示出實施例1的SiPSi及其複合材料的吸光度的圖；圖12是示出實施例2的發光元件的電壓-亮度特性的圖；圖13是示出實施例2的發光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖14是示出實施例2的發光元件的可靠性測試的結 果的圖；圖15是示出實施例3的發光元件的電壓-亮度特性的圖；圖16是示出實施例3的發光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖17是示出實施例3的發光元件的可靠性測試的結果的圖；圖18A和圖18B是示出實施例的發光元件的圖；圖19是示出實施例4的發光元件的電壓-亮度特性的圖；圖20是示出實施例4的發光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖21A和圖21B是示出mTP3P的甲苯溶液的吸收光譜及發射光譜的圖；圖22A和圖22B是示出mTP3P的薄膜的吸收光譜及發射光譜的圖；圖23A和圖23B是示出mBP22PSi的1H NMR圖表的圖；圖24A和圖24B是示出mBP22PSi的甲苯溶液中的吸收光譜及發射光譜的圖；圖25A和圖25B是示出mBP22PSi的薄膜的吸收光譜及發射光譜的圖；圖26是示出實施例7的發光元件的亮度-電流效率特性的圖； 圖27是示出實施例7的發光元件的亮度-色座標特性的圖；圖28是示出實施例7的發光元件的亮度-外部量子效率特性的圖；圖29是示出實施例7的發光元件的發射光譜的圖；圖30是示出實施例7的發光元件的可靠性測試的結果的圖；圖31是示出實施例8的發光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖32是示出實施例8的發光元件的亮度-色座標特性的圖；圖33是示出實施例8的發光元件的亮度-外部量子效率特性的圖；圖34是示出實施例8的發光元件的發射光譜的圖；圖35是示出實施例8的發光元件的可靠性測試的結果的圖；圖36是示出實施例9的發光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖37是示出實施例9的發光元件的亮度-色座標特性的圖；圖38是示出實施例9的發光元件的亮度-外部量子效率特性的圖；圖39是示出實施例9的發光元件的發射光譜的圖；圖40是示出實施例9的發光元件的可靠性測試的結 果的圖。
100‧‧‧基板
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧EL層
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 (22)

  1. 一種複合材料，其包括：有機化合物；以及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物，其中，該有機化合物的環都是苯環，及其中，該有機化合物的該苯環的數目是4以上且25以下，及其中，該有機化合物不含氮。
  2. 一种複合材料，其包括：分子量是350以上且2000以下的有機化合物；以及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物，其中，該有機化合物的環都是苯環，及其中，該有機化合物不含氮。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之複合材料，其中該無機化合物是過渡金屬氧化物。
  4. 根據申請專利範圍第3項之複合材料，其中該過渡金屬氧化物是選自氧化鈦、氧化釩、氧化鉭、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鉻、氧化鋯、氧化鉿及氧化銀中的一種或多種。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之複合材料，其中該有機化合物具有碳數為1至6的烷基作為取代基。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之複合材料，其中該有機化合物具有由矽交聯的苯環，或該有機化合物具有三烷基甲矽烷基作為取代基。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之複合材料，其中 利用光電子能譜法而獲取的該有機化合物的最高佔據分子軌道能階的測定值為-5.7eV以下。
  8. 一種發光元件，其包括：一對電極；以及在該一對電極之間的包含根據申請專利範圍第1或2項之複合材料的層。
  9. 根據申請專利範圍第8項之發光元件，其中，該層與該一對電極的一方接觸，其中，該層與包含其環都是苯環的有機化合物的第二層接觸，並且該苯環的數目是4以上且25以下，或者，其中，該層與包含其環都是苯環的第一有機化合物及分散在該第一有機化合物中的第二有機化合物的發光層接觸，並且該苯環的數目是4以上且25以下。
  10. 一種發光裝置，其包括在顯示部中或在發光部中之根據申請專利範圍第8項之發光元件。
  11. 一種發光元件，其包括：在一對電極之間的層，其中該層包括包含第一發光物質的第一層至包含第n發光物質的第n層(n是2以上的自然數)；以及在包含第k發光物質的第k層與包含第(k+1)發光物質的第(k+1)層(k是1以上且小於n的自然數)之間的包含根據申請專利範圍第1或2項之複合材料的層。
  12. 根據申請專利範圍第1項之複合材料，其中該有機化合物係如下式所示：
  13. 一種由式(1)表示的有機化合物：
  14. 一種複合材料，其包括：根據申請專利範圍第13項之有機化合物，以及對該有機化合物呈現電子接受性的無機化合物。
  15. 一種發光元件，其包括：包含根據申請專利範圍第14項之複合材料的層。
  16. 一種發光裝置，其包括在顯示部中或在發光部中之根據申請專利範圍第15項之發光元件。
  17. 一種複合材料，其包括：氧化鉬；及一種如下式所示之有機化合物：
  18. 一種複合材料，其包括：氧化鉬；及一種如下式所示之有機化合物：
  19. 一種複合材料，其包括：氧化鉬；及一種如下式所示之有機化合物：
  20. 一種複合材料，其包括：氧化鉬；及一種如下式所示之有機化合物：
  21. 一種複合材料，其包括：氧化鉬；及 一種如下式所示之有機化合物：
  22. 一種發光裝置，其包括：第一電極；第二電極；在該第一電極和第二電極之間的發光層；及在該第一電極和發光層之間的電洞注入層；其中，該電洞注入層包含根據申請專利範圍第17至21項中任一項之複合材料。
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