TWI671307B - 有機金屬錯合物、發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種呈現色純度高的發光的有機金屬錯合物。本發明提供一種由通式(G1)表示的有機金屬錯合物。在通式(G1)中，L表示單陰離子配體。R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，m表示3且n表示1至3，當M表示屬於第10族的金屬時，m表示2且n表示1或2。

Description

有機金屬錯合物、發光元件、發光裝置、電子裝置及照明設備
本發明的一個實施方式係關於一種物體、方法和製造方法。另外，本發明的一個實施方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)和組合物(composition of matter)。尤其是，本發明的一個實施方式係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、照明設備以及它們的驅動方法和製造方法。尤其是，本發明的一個實施方式係關於一種有機金屬錯合物。尤其是，本發明的一個實施方式係關於一種能夠將三重激發態轉換成發光的有機金屬錯合物。另外，本發明的一個實施方式係關於一種使用該有機金屬錯合物的發光元件、發光裝置、電子裝置以及照明設備。
近年來，對使用具有發光性的有機化合物或無機化合物作為發光材料的發光元件的研究開發日益火熱。尤其是，被稱為EL(Electroluminescence：電致發光)元件的發光元件作為下一代平板顯示元件受到注目，這是因為其具有簡單的結構，其中將包含發光材料的發光層設置在電極間，且其具有如下特性：諸如變得更薄及更輕、能夠進行對輸入信號的高速回應及直流低電壓驅動。另外，使用這種發光元件的顯示器還具有對比度和畫質良好、視角寬的特點。再者，因為這種發光元件是平面光源，所以被認為用作液晶顯示器的背光源及照明設備等的光源。
在發光物質是發光有機化合物的情況下，發光元件的發光機制是載子注入型。換言之，藉由將發光層夾在電極之間並施加電壓，從電極注入的電子和電洞再結合，從而發光物質成為激發態，當該激發態回到基態時發光。並且，作為激發態的種類，可以是單重激發態(S*)和三重激發態(T*)。此外，在發光元件中，單重激發態和三重激發態的統計學上的生成比例被認為是S*：T*=1：3。
通常，發光有機化合物的基態是單重態。由此，因為起因於單重激發態(S*)的發光是相同的多重性之間的電子躍遷，所以被稱為螢光。另一方面，因為起因於三重激發態(T*)的發光是不同的多重性之間的電子躍遷，所以被稱為磷光。在此，發射螢光的化合物(以下稱為螢光化合物)通常在室溫下僅觀察到螢光，而觀察不到磷光。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(所產生的光子相對於所注入的載子的比例)的理論上的極限被認為是25%。
另一方面，如果使用上述磷光化合物，則在理論上可以將內部量子效率設定為100%。換言之，可以實現螢光化合物的4倍的發光效率。根據這些理由，為了實現高效率的發光元件，近年來對使用磷光化合物的發光元件積極地進行開發。尤其是，作為磷光化合物，以銥等為中心金屬的有機金屬錯合物因其高磷光量子產率而已受到關注，例如，專利文獻1及專利文獻2公開了以銥等為中心金屬的有機金屬錯合物作為磷光材料。
使用高效率的發光元件的優點是可降低使用該發光元件的電子裝置的功耗等。能源問題近來被討論且功耗正在成為影響消費者的購買動向的主要因素，因此，功耗是非常重要的因素。
[專利文獻1]PCT國際公開第00/70655號
[專利文獻2]日本專利申請公開第2013-053158號公報
藉由使用能夠進行磷光發光的化合物，可以抑制發光元件的功耗，但是發光物質被要求的性能不但有低功耗，而且有承受發光元件的長時間使用的高可靠性、長使用壽命以及色彩鮮豔的顯示所需要的高色純度等。因 此，磷光發光材料也需要具有這種性能。
鑒於上述情況，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠發射磷光的新穎物質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種高發光效率的新穎物質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種發光的色純度高的新穎物質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種能夠發射綠色磷光的新穎物質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎物質。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供使用該新穎物質的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。
另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種高發光效率的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種高可靠性的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種低功耗的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。另外，本發明的一個實施方式的目的之一是提供一種新穎的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。
注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發明的一個實施方式並不需要實現所有上述目的。另外，從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載中可明顯看出上述目的以外的目的，並可以從說明書、圖式以及申請專利範圍等的記載中衍生上述目的以外的目的。
本發明的一個實施方式是一種有機金屬錯合物，該有機金屬錯合物包括屬於第9族或第10族的金屬以及配體，其中，配體包括苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架以及嘧啶環，苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架的2位的碳與金屬鍵合，嘧啶環的3位的氮與金屬鍵合，苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架的3位的碳與嘧啶環的4位的碳鍵合，嘧啶環的6位的碳與烷基或芳基鍵合。
在本發明的一個實施方式中，烷基也可以為取代或未取代的碳原子數為4至10的烷基。另外，烷基的碳鏈也可以具有支鏈。另外，金屬也可以為銥。
本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物還包括第二配體，該第二配體可以是具有β-二酮結構的單陰離子雙牙螯合配體、具有羧基的單陰離子雙牙螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙牙螯合配體或兩個配位元素都是氮的單陰離子雙牙螯合配體。另外，也可以將本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物用於發光元件的EL層。另外，在本發明的一個實施方式的發光元件中，EL層也可以發射磷光。
另外，本發明的其他一個實施方式是由通式(G1)表示的有機金屬錯合物。
在通式(G1)中，L表示單陰離子配體。R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，m為3且n為1、2或3，當M表示屬於第10族的金屬時，m為2且n為1或2。
另外，在本發明的一個實施方式中，R1也可以為取代或未取代的碳原子 數為4至10的烷基。另外，L也可以是具有β-二酮結構的單陰離子雙牙螯合配體、具有羧基的單陰離子雙牙螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙牙螯合配體或者兩個配位元素都是氮的單陰離子雙牙螯合配體。L也可以為通式(L1)至(L7)中的任一個。
在通式中，R71至R109分別獨立地表示氫、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數為1至6的鹵代烷基、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷氧基或者取代或未取代的碳原子數為1至6的烷硫基。另外，A1至A3分別獨立地表示氮、與氫鍵合的sp2碳或者與取代基R鍵合的sp2碳，取代基R表示碳原子數為1至6的烷基、鹵基、碳原子數為1至6的鹵代烷基或苯基。
另外，本發明的其他一個實施方式是由通式(G2)表示的有機金屬錯 合物。
在通式(G2)中，R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R7分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se，n表示1至3。
另外，本發明的其他一個實施方式是由結構式(100)表示的有機金屬錯合物。
另外，本發明的其他一個實施方式是由結構式(110)表示的有機金屬錯合物。
另外，本發明的其他一個實施方式也可以是一種發光元件，其中在EL中包括本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物。該EL層也可以具有能夠發射磷光的特徵。本發明的其他一個實施方式也可以是一種顯示模組，其中包括本發明的一個實施方式的發光元件及驅動器。本發明的其他一個實施方式也可以是一種照明設備，其中包括本發明的一個實施方式的發光元件及操作開關。本發明的其他一個實施方式也可以是一種發光裝置，其中包括本發明的一個實施方式的發光元件及操作開關。本發明的其他一個實施方式也可以是一種顯示裝置，其中包括使用本發明的一個實施方式的發光元件的顯示部、驅動器以及操作開關。本發明的其他一個實施方式也可以是一種電子裝置，其中包括本發明的一個實施方式的發光元件及電源開關。
本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物能夠發射磷光。在本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物中，鍵合於中心金屬的嘧啶環稠合，由此耐熱性得到提高，而可靠性也高。然而，由於稠合環而共軛結構擴大，因此發光波長變長。在該嘧啶環中，HOMO分佈在與鍵合於金屬的碳原子相鄰的原子附近，然而與該碳原子相鄰的原子為具有拉電子性的氮，由此HOMO變穩定，三重激發態能上升。尤其是，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物包括發光效率高的嘧啶骨架，但是由於HOMO變穩定而使來源於嘧啶骨架的黃色的發光波長變短。由此，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物呈現色純度高的綠色發光。
藉由本發明的一個實施方式，可以提供一種能夠發射磷光的新穎物質。 另外，可以提供一種高發光效率的新穎物質。另外，可以提供一種發光的色純度高的新穎物質。另外，可以提供一種能夠發射綠色磷光的新穎物質。另外，可以提供一種使用該新穎物質的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。
此外，可以提供一種發光效率高的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。此外，可以提供一種可靠性高的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。此外，可以提供一種功耗低的發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。此外，可以提供一種新穎物質。此外，可以提供一種新穎發光元件、發光裝置、電子裝置或照明設備。
注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。注意，本發明的一個實施方式並不需要具有所有上述效果。另外，從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載可明顯看出這些效果外的效果，而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中衍生這些效果外的效果。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧EL層
103‧‧‧第二電極
111‧‧‧電洞注入層
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧發光層
114‧‧‧電子傳輸層
115‧‧‧電子注入層
213‧‧‧第一發光層
214‧‧‧分離層
215‧‧‧第二發光層
305‧‧‧電荷產生層
401‧‧‧基板
402‧‧‧絕緣層
403‧‧‧第一電極
404‧‧‧分隔壁
405‧‧‧開口部
406‧‧‧分隔壁
407‧‧‧EL層
408‧‧‧第二電極
501‧‧‧基板
503‧‧‧掃描線
505‧‧‧區域
506‧‧‧分隔壁
508‧‧‧資料線
509‧‧‧連接佈線
510‧‧‧輸入端子
512‧‧‧輸入端子
601‧‧‧元件基板
602‧‧‧像素部
603‧‧‧驅動電路部
604‧‧‧驅動電路部
605‧‧‧密封材料
606‧‧‧密封基板
607‧‧‧佈線
608‧‧‧FPC
609‧‧‧n通道型FET
610‧‧‧p通道型FET
611‧‧‧開關用FET
612‧‧‧電流控制用FET
613‧‧‧陽極
614‧‧‧絕緣物
615‧‧‧EL層
616‧‧‧陰極
617‧‧‧發光元件
618‧‧‧空間
700‧‧‧第一EL層
701‧‧‧第二EL層
801‧‧‧照明設備
802‧‧‧照明設備
803‧‧‧檯燈
511a‧‧‧FPC
511b‧‧‧FPC
1100‧‧‧基板
1101‧‧‧第一電極
1103‧‧‧第二電極
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‧‧‧連接部分
7304‧‧‧顯示部
7305‧‧‧顯示部
7306‧‧‧揚聲器部
7307‧‧‧儲存介質插入部
7308‧‧‧LED燈
7309‧‧‧操作鍵
7310‧‧‧連接端子
7311‧‧‧感測器
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
9501‧‧‧照明部
9503‧‧‧支柱
9505‧‧‧支架
9900‧‧‧照明設備
在圖式中：圖1A至圖1C是說明本發明的一個實施方式的發光元件的圖；圖2A至圖2D是示出被動矩陣型發光裝置的圖；圖3是示出被動矩陣型發光裝置的圖；圖4A和圖4B是示出主動矩陣型發光裝置的圖；圖5A至圖5E是說明電子裝置的圖；圖6A和圖6B是說明照明設備的圖；圖7是說明照明設備的圖；圖8A和圖8B是[Ir(iBubfpypm)2(divm)]的NMR圖；圖9A和圖9B是[Ir(iBubfpypm)2(divm)]的NMR圖；圖10是[Ir(iBubfpypm)2(divm)]的紫外可見吸收光譜(UV)及發射光譜(PL)；圖11A和圖11B是[Ir(iBubtpypm)2(acac)]的NMR圖；圖12A和圖12B是[Ir(iBubtpypm)2(acac)]的NMR圖； 圖13是[Ir(iBubtpypm)2(acac)]的紫外可見吸收光譜(UV)及發射光譜(PL)；圖14是說明[Ir(iPrppm)2(acac)]的HOMO的分佈的圖；圖15A至圖15D是說明照明設備的圖；圖16A和圖16B是示出觸控面板的一個例子的圖；圖17A和圖17B是示出觸控面板的一個例子的圖；圖18A和圖18B是示出觸控面板的一個例子的圖；圖19A和圖19B是觸控感測器的方塊圖及時序圖；圖20是觸控感測器的電路圖。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行說明。注意，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，就是本發明可以以多個不同形式來實施，其方式和詳細內容可以在不脫離本發明的精神及其範圍的條件下被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定於下面的本發明的實施方式所記載的內容中。
另外，根據情況或狀態，可以互相調換“膜”和“層”。例如，有時可以將“導電層”變換為“導電膜”。此外，有時可以將“絕緣膜”變換為“絕緣層”。
實施方式1
在本實施方式中，說明用於本發明的一個實施方式的發光元件的有機金屬錯合物。
本發明的一個實施方式是由通式(G1)表示的有機金屬錯合物。
在通式(G1)中，L表示單陰離子配體。R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，m為3且n為1、2或3，當M表示屬於第10族的金屬時，m為2且n為1或2。
在本實施方式中，首先說明本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的配體。
〈〈由通式(G0)表示的嘧啶衍生物的合成方法〉〉
由下述通式(G0)表示的嘧啶衍生物作為由通式(G1)表示的有機金屬錯合物的配體使用。由通式(G0)表示的嘧啶衍生物藉由以下合成方案(A)或(A’)合成。在合成方案(A)中：Q表示鹵素；R31表示單鍵合、亞甲基、亞乙基、亞丙基、異亞丙基等；R32至R35分別表示氫或碳原子數為1至3的烷基；R33和R35也可以藉由碳鏈彼此鍵合而形成環。
在通式(G0)中，R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，嘧啶衍生物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se。
例如，如合成方案(A)所示那樣，藉由使硼酸、硼酸酯或環狀三醇硼酸鹽(cyclic-triolborate salt)(A1)和鹵代嘧啶化合物(A2)偶合可以得到由通式(G0)表示的嘧啶衍生物。另外，作為環狀三醇硼酸鹽，除了鋰鹽之外，還可使用鉀鹽及鈉鹽。
另外，如合成方案(A’)所示那樣，藉由使1，3-二酮(A1’)和二胺(A2’)起反應可以得到由通式(G0)表示的嘧啶衍生物。
因為上述化合物(A1)、(A2)、(A1’)及(A2’)的各種已在市場上銷售或已能夠被合成，所以可以合成多種由通式(G0)表示的嘧啶衍生物。因此，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物有其配體的種類豐富的特徵。
〈〈由通式(G1)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的合成方法1〉〉
接著，對使用由通式(G0)表示的嘧啶衍生物的由通式(G1)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的合成方法進行說明。首先，對由通式(G1)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物中的由m-n=1的以下通式(G1-1)表示的有機金屬錯合物的合成方法進行說明。
首先，如以下合成方案(B-1)所示那樣，藉由使用無溶劑、單獨使用醇類溶劑(甘油、乙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇等)或者使用一種以上的醇類溶劑和水的混合溶劑且在惰性氣體氛圍下對以通式(G0)表示的嘧 啶衍生物和包含鹵素的金屬化合物(氯化鈀、氯化銥、溴化銥、碘化銥、四氯鉑酸鉀等)進行加熱，可以得到作為新穎物質的雙核錯合物(P)，所述雙核錯合物(P)是一種具有由鹵素交聯的結構的有機金屬錯合物。對加熱方法沒有特別的限制，也可以使用油浴、沙浴或鋁塊。此外，還可以作為加熱方法使用微波。
在合成方案(B-1)中，Q表示鹵素，R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，n=2，當M表示屬於第10族的金屬時，n=1。
再者，如下述合成方案(B-2)所示那樣，在惰性氣體氛圍下使藉由上述合成方案(B-1)得到的雙核錯合物(P)和單陰離子配體的原料HL起反應，使 得HL的質子脫離而L配位到中心金屬M，從而得到由通式(G1-1)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物。對加熱方法沒有特別的限制，也可以使用油浴、沙浴或鋁塊。此外，還可以作為加熱方法使用微波。另外，在合成方案(B-2)中，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，n=2，當M表示屬於第10族的金屬時，n=1。
在合成方案(B-2)中，L表示單陰離子配體，Q表示鹵素，R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se。
為了獲得將嘧啶衍生物作為配體的鄰位金屬化錯合物，較佳為將取代基導入到嘧啶環的6位(亦即R1)。尤其是，作為R1較佳為使用取代或未取代的碳原子數為4至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基。由此，與作為R1使用碳原子數為1至3的烷基或氫的情況相比，合成方案(B-1)所合成了的由鹵素交聯的雙核金屬錯合物在合成方案(B-2)所示的反應中分解的情況被抑制，且可得到極高的產率。因此，溶解度得到提高而使使用溶液的純化變得容易，從而可以提高材料的純度。由此，當將鄰位金屬化錯合物用於發光元件的摻雜物時，特性變穩定，可靠性也變高。另外，當將鄰位金屬化錯合物用於發光元件的摻雜物時，分散性變高，由此防止淬滅，發光效率變高。
另外，在通式(G1-1)中，單陰離子配體L較佳為具有β-二酮結構的單陰離子雙牙螯合配體、具有羧基的單陰離子雙牙螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙牙螯合配體或兩個配位元素都是氮的單陰離子雙牙螯合配體。尤其是，當單陰離子雙牙螯合配體具有β-二酮結構時，有機溶劑中的有機金屬錯合物的溶解度得到提高而容易使其純化，所以是較佳的。另外，藉由具有β-二酮結構，可以得到發光效率高的有機金屬錯合物，所以是較佳的。此外，藉由具有β-二酮結構，有昇華性得到提高且具有優良的蒸發能力的優點。
單陰離子配體較佳為通式(L1)至通式(L7)中的任一個。因為這些配體的配位能力高且價格低，所以是有用的。
〈〈由通式(G1)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的合成方法2〉〉
接著，對在由通式(G1)表示的有機金屬錯合物中的由m-n=0的以下通式(G1-2)表示的有機金屬錯合物的合成方法進行說明。
如以下合成方案(C)所示那樣，在將由通式(G0)表示的嘧啶衍生物與包含鹵素的第9族或第10族的金屬化合物(氯化銠水合物、氯化鈀、氯化銥水合物、六氯銥酸銨、四氯鉑酸鉀等)或第9族或第10族的有機金屬錯合物化合物(乙醯丙酮根錯合物、二乙硫醚錯合物等)混合之後進行加熱，從而可以得到具有由通式(G1-2)表示的結構的有機金屬錯合物。此外，也可以在將由通式(G0)表示的嘧啶衍生物和包含鹵素的第9族或第10族的金屬化合物或第9族或第10族的有機金屬錯合物化合物溶解在醇類溶劑(甘油、乙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇等)中之後進行該加熱製程。另外，在合成方案(C)中，M表示屬於第9族或第10族的金屬。另外，當M表示屬於第9族的金屬時，n=3，當M表示屬於第10族的金屬時，n=2。
在合成方案(C)中，R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基 或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基，R2至R5分別獨立地表示：氫；取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基；或者取代或未取代的苯基，有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代，X表示O、S或者Se。
為了獲得將嘧啶衍生物作為配體的鄰位金屬化錯合物，較佳為將取代基導入到嘧啶環的6位(亦即R1)。尤其是，作為R1較佳為使用取代或未取代的碳原子數為4至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基。由此，與作為R1使用氫的情況相比，可以在合成方案(C)中提高產率。
此外，作為通式(G0)、(G1)、(G1-1)及(G1-2)中的R1的取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基以及R2至R5的取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基的具體例子，可以舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、二級丁基、異丁基、三級丁基、戊基、異戊基、二級戊基、三級戊基、新戊基、己基、異己基、二級己基、三級己基、新己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、1,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、辛基、異辛基、二級辛基、三級辛基、壬基、異壬基、二級壬基、三級壬基、癸基、異癸基、二級癸基、三級癸基、十一醇基以及異十一醇基等。作為取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基的具體例子，可以舉出苯基、甲苯基、二甲苯基、聯苯基、茚基、萘基、茀基等。
接著，在化學式(100)至(111)、(200)、(300)、(400)至(403)中示出上述的有機金屬錯合物的典型例子。注意，本實施方式所說明的化合物不侷限於下面的例子。
如上面所示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物發射其綠色的波長區域中具有半寬小且尖銳的峰值的光。由此，可以實現演色性高的發光元件。另外，本發明的一個實施方式的發光元件包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物，由此可以實現發光效率高的發光元件。此外，可以實現具有低功耗的發光元件。另外，可以實現具有高可靠性的發光元件。
在本實施方式中，描述本發明的一個實施方式。另外，在其他實施方式中，將描述本發明的一個實施方式。但是，本發明的一個實施方式不侷 限於此。就是說，在本發明的一個實施方式及其他實施方式中記載各種各樣的發明的方式，由此本發明的一個實施方式不侷限於特定的方式。雖然示出將本發明的一個實施方式適用於發光元件的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。在一些情況下，或者，根據情況，也可以將本發明的一個實施方式應用於發光元件以外的物體。在一些情況下，或者，根據情況，也可以不將本發明的一個實施方式應用於發光元件。在本實施方式中，雖然示出使用屬於第9族或第10族的金屬的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。在一些情況下，或者，根據情況，本發明的一個實施方式也可以使用屬於第9族或第10族的金屬以外的金屬。在一些情況下，或者，根據情況，也可以不使用本發明的一個實施方式的屬於第9族或第10族的金屬。在本發明的一個實施方式中，雖然示出將本發明的一個實施方式適用於將三重態能級(三重激發態與單重激發態之間的能量差)用於發光的發光元件的例子，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。在一些情況下，或者，根據情況，本發明的一個實施方式也可以使用將三重態用於發光的發光元件以外的發光元件。在一些情況下，或者，根據情況，也可以不使用本發明的一個實施方式的三重態。
實施方式2
在本實施方式中，作為本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物，說明起因於分子結構的發光波長變短的情況。
當與中心金屬鍵合的苯環稠合時，可以提高耐熱性，但是在很多情況下由於稠合環而共軛結構擴大，因此發光波長變長。對與該金屬鍵合的苯環如後面所述地進行分子軌域計算，由此可知HOMO分佈在與該金屬鍵合的碳原子及與該碳原子相鄰的原子附近。由此可認為：如果可以使該HOMO更穩定，就可以在保持起因於稠合結構的高耐熱性的情況下使發光波長變短。
就是說，可認為：當與該金屬鍵合的碳原子所相鄰的原子為具有拉電子性的氮原子時，該HOMO穩定，而三重激發能上升。由此，藉由使本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物與發光效率高的嘧啶骨架組合，使來源 於嘧啶骨架的黃色發光波長變短，在該有機金屬錯合物中，與該金屬鍵合的碳原子所相鄰的原子為使HOMO穩定的具有拉電子性的氮原子。就是說，作為顯示器被要求的色純度高的綠色發光的發光材料的基本骨架，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物優異。
在此，說明藉由計算求出的HOMO的分佈。使用由結構式(001)表示的雙[2-(6-異丙-4-嘧啶基-κN3)苯基-κC](2,4-戊二酮根-κ2O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(iPrppm)2(acac)])的有機金屬錯合物。
〈〈計算例子〉〉
利用密度泛函理論(DFT)計算出有機金屬錯合物[Ir(iPrppm)2(acac)](簡稱)的單重基態(S0)的最穩定結構。以勢能、電子間靜電能、電子的運動能、包括所有的其他複雜的電子間的互相作用的交換相關能的總和表示DFT的所有的能量。在DFT中，由於使用以電子密度表示的單電子勢的泛函(函數的另一個函數)來近似表示交換相關作用，所以計算速度快。在此，使用作為混合泛函的B3PW91來規定係關於交換相關能的各參數的權重。
此外，將作為基底函數的6-311G(對各原子價軌域使用三個縮短函數的三重分裂價層(triple split valence)基底類的基底函數)用於H、C、N原子，將作為基底函數的LanL2DZ用於Ir原子。藉由上述基底函數，例如關於氫原子，考慮到1s至3s的軌域，並且關於碳原子，考慮到1s至4s、2p至4p的軌域。再者，為了提高計算精度，作為極化基底類，對氫原子加上 p函數，對氫原子以外的原子加上d函數。此外，作為量子化學計算程式，使用Gaussian 09。使用高性能電腦(SGI株式會社製造，ICE X)來進行計算。
圖14示出藉由上述計算方法得到的[Ir(iPrppm)2(acac)](簡稱)的HOMO的分佈的結果。
如圖14所示那樣，可知HOMO分佈在與該金屬鍵合的碳原子及與該碳原子相鄰的原子附近。由此，與該金屬鍵合的碳原子所相鄰的原子為具有拉電子性的氮原子的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的HOMO較穩定。由此，在本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物中，三重激發能上升，由此來源於嘧啶骨架的黃色的發光波長變短，從而成為發射色純度高的綠色發光的有機金屬錯合物。
實施方式3
在本實施方式中，作為本發明的一個實施方式參照圖1A說明將實施方式1中所說明的有機金屬錯合物用於發光層的發光元件。
圖1A是示出在第一電極101與第二電極103之間具有EL層102的發光元件的圖。EL層102包括發光層113。發光層113包含在實施方式1中所說明的有機金屬錯合物。
藉由對這種發光元件施加電壓，從第一電極101一側注入的電洞和從第二電極103一側注入的電子在發光層113中再結合以使有機金屬錯合物成為激發態。並且，當該處於激發態的有機金屬錯合物回到基態時發光。像這樣，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物被用作發光元件中的發光物質。另外，在本實施方式中所示的發光元件中，第一電極101被用作陽極，第二電極103被用作陰極。
用作陽極的第一電極101較佳為使用功函數大(具體為4.0eV以上)的金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等。明確而言，例如可以舉出 氧化銦錫(ITO：Indium Tin Oxide)、含有矽或氧化矽的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZO：Indium Zinc Oxide)以及含有氧化鎢及氧化鋅的氧化銦等。除此之外，還可以使用金、鉑、鎳、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅、鈀、鈦等。
但是，在EL層102中，當與第一電極101接觸地形成的層使用將後面所述的有機化合物和電子受體(受體)混合而成的複合材料形成時，作為用於第一電極101的物質可以使用金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等，而不考慮功函數的大小。例如，也可以使用鋁、銀、包含鋁的合金(例如，Al-Si)等。
第一電極101例如可以藉由濺射法或蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)等形成。
形成在第一電極101之上的EL層102至少包括發光層113，該發光層113包含實施方式1所說明的有機金屬錯合物。可以對EL層102的一部分使用各種物質，也可以使用低分子化合物或高分子化合物。另外，形成EL層102的物質都可以具有只由有機化合物構成的結構或者可以部分包含無機化合物的結構。
EL層102除了發光層113以外，如圖1A所示那樣，適當地組合具有高電洞注入性的物質的電洞注入層111、具有高電洞傳輸性的物質的電洞傳輸層112、具有高電子傳輸性的物質的電子傳輸層114以及具有高電子注入性的物質的電子注入層115等而層疊形成。
電洞注入層111包含高電洞注入性的物質。作為高電洞注入性的物質，可以使用金屬氧化物，諸如鉬氧化物、鈦氧化物、釩氧化物、錸氧化物、釕氧化物、鉻氧化物、鋯氧化物、鉿氧化物、鉭氧化物、銀氧化物、鎢氧化物以及錳氧化物等。此外，也可以使用酞青(簡稱：H2Pc)及酞青銅(II)(簡稱：CuPc)等酞青類化合物。
另外，可以使用如下低分子有機化合物的芳香胺化合物等，諸如4,4’,4”-三(N,N-二苯基胺基)三苯胺(簡稱：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3- 甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：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(簡稱：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(簡稱：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。
另外，可以使用高分子化合物(低聚物、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)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N’-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等。此外，還可以使用添加有酸的高分子化合物，諸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)或聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等。
可以將有機化合物與電子受體(受體)混合形成的複合材料用於電洞注入層111。在這種複合材料中，因為能藉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質和電洞傳輸性質。在這種情況下，有機化合物較佳為在傳輸產生的電洞方面性能優異的材料(具有高電洞傳輸性質的物質)。
作為用於複合材料的有機化合物，可以使用各種化合物，例如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴和高分子化合物(低聚物、枝狀聚合物或聚合物)。用於複合材料的有機化合物較佳為具有高電洞傳輸性質的有機化合物。具體地，較佳為使用電洞移動率10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用上述以外的物質。可以用於複合材料的有機化合物的具體例子為如下。
可用於該複合材料的有機化合物的例子包括：芳香胺化合物如TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：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(簡稱：TPD)和4-苯基-4’-(9-苯基茀-9-基)三苯基胺(簡稱：BPAFLP)；咔唑衍生物如4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(簡稱：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：PCzPA)和1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯。
例如可以使用如下芳香烴化合物，諸如2-三級丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、2-三級丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2-三級丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-三級丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：DMNA)、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、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(1-萘基)蒽等。
另外，可以使用如下芳香烴化合物，諸如2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)蒽、9,9’-聯蒽、10,10’-二苯基-9,9’-聯蒽、10,10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯蒽、10,10’-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-聯蒽、蒽、稠四苯、紅螢烯、苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝、稠五苯、蔻、4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。
作為電子受體，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等有機化合物或過渡金屬氧化物。另外，還可以舉出屬於元素週期表第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言，較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，因為這些金屬氧化物具有高電子接受性。其中，尤其較佳為使用氧化鉬，因為氧化鉬在大氣中也穩定，吸濕性低，容易處理。
另外，也可以使用由上述高分子化合物例如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD與上述電子受體形成的複合材料形成電洞注入層111。
電洞傳輸層112包含高電洞傳輸性的物質。作為具有高電洞傳輸性的物質，可以使用芳香胺化合物，諸如NPB、TPD、BPAFLP、4,4’-雙[N-(9,9-二甲基茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：DFLDPBi)或4,4’-雙[N-(螺-9，9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB)等。在此所述的物質主要是其電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以使用上述以外的物質。另外，包含具有高電洞傳輸性的物質的層不限於單層，還可以層疊兩層以上的由上述物質構成的層。
另外，電洞傳輸層112也可以使用CBP、CzPA、PCzPA等咔唑衍生物或t-BuDNA、DNA、DPAnth等蒽衍生物。
此外，電洞傳輸層112也可以使用PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD等高分子化合物。
發光層113包含在實施方式1中所示的有機金屬錯合物。發光層113既可以使用包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的薄膜形成，又可以使用如下薄膜形成，該薄膜為本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物作為客體被分散於作為主體的物質中且作為主體的物質使用具有比本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物高的三重激發能的物質的薄膜。由此，可以防止來自有機金屬錯合物的發光因濃度而淬滅。另外，三重激發能是指基態與三重激發態之間的能量差。
電子傳輸層114包含高電子傳輸性的物質。作為高電子傳輸性的物質，可以舉出金屬錯合物諸如Alq3、三(4-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(簡稱：Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]喹啉合)鈹(簡稱：BeBq2)、BAlq、Zn(BOX)2、雙[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]鋅(II)(簡稱：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)-1,3,4-二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(對三級丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-三級丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、3-(4-三級丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：p-EtTAZ)、紅啡啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)、4,4’-雙(5-甲基苯并 唑-2-基)二苯乙烯(簡稱：BzOs)等。另外，還 可以使用高分子化合物諸如聚(2,5-吡啶二基)(簡稱：PPy)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共-(吡啶-3,5-二基)](簡稱：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共-(2,2’-聯吡啶-6,6’-二基)](簡稱：PF-BPy)。在此所述的物質主要是電子移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外，只要是電子傳輸性比電洞傳輸性高的物質，就可以將上述物質之外的物質用作電子傳輸層114。
另外，作為電子傳輸層，不僅採用單層，而且可以採用由上述物質構成的層的兩層以上的疊層。
電子注入層115是包含電子注入性高的物質的層。電子注入層115中，可以使用鋰、銫、鈣、氟化鋰、氟化銫、氟化鈣、鋰氧化物等鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物。此外，可以使用氟化鉺等稀土金屬化合物。另外，也可以使用上述構成電子傳輸層114的物質。
或者，也可以將有機化合物與電子予體(施體)混合而成的複合材料用於電子注入層115。這種複合材料的電子注入性及電子傳輸性高，因為電子予體使得電子產生在有機化合物中。在此情況下，有機化合物較佳為在傳輸產生的電子方面性能優異的材料。明確地說，例如，可以使用如上所述的構成電子傳輸層114的物質(金屬錯合物和雜芳族化合物等)。作為電子予體，只要使用對有機化合物呈現電子予體性的物質，即可。明確地說，較佳為使用鹼金屬、鹼土金屬和稀土金屬，可以舉出鋰、銫、鎂、鈣、鉺、鐿等。另外，較佳為使用鹼金屬氧化物或鹼土金屬氧化物，可以舉出鋰氧化物、鈣氧化物、鋇氧化物等。此外，還可以使用氧化鎂等路易士鹼。或者，也可以使用四硫富瓦烯(簡稱：TTF)等有機化合物。
另外，上述電洞注入層111、電洞傳輸層112、發光層113、電子傳輸層114和電子注入層115分別可以藉由蒸鍍法(包括真空蒸鍍法)、噴墨法、塗佈法等的方法形成。
用作陰極的第二電極103較佳為使用功函數小(具體為3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物以及它們的混合物等。具體地，可以使用如下材 料：屬於元素週期表中第1族或第2族的元素，亦即鹼金屬諸如鋰或銫等；鹼土金屬諸如鎂、鈣或鍶等；包含上述金屬的合金(例如，Mg-Ag、Al-Li)；稀土金屬諸如銪、鐿等；包含上述金屬的合金；鋁；或銀等。
但是，當在EL層102中，在與第二電極103接觸地形成的層使用將上述的有機化合物和電子予體(施體)混合而構成的複合材料時，可以使用各種導電材料諸如Al、Ag、ITO、含有矽或氧化矽的氧化銦錫等，而不考慮功函數的大小。
另外，第二電極103可以採用真空蒸鍍法或濺射法形成。在使用銀糊等的情況下，可以採用塗佈法、噴墨法等。
在上述發光元件中，因為在第一電極101和第二電極103之間產生的電位差而電流流過，並且因為在EL層102中電洞和電子再結合而發光。然後，該光穿過第一電極101和第二電極103中的任一個或兩個提取到外部。因此，第一電極101和第二電極103中的任一個或兩個為對可見光具有透光性的電極。
藉由使用本實施方式所示的發光元件，可以製造被動矩陣型發光裝置或由電晶體控制發光元件的驅動的主動矩陣型發光裝置。
在製造主動矩陣型發光裝置的情況下，對電晶體的結構沒有特別的限制。例如，可以適當地使用交錯型電晶體或反交錯型電晶體。此外，形成在基板上的驅動電路可以由N型電晶體和P型電晶體中的一者或兩者形成。並且，對用於電晶體的半導體膜的結晶性也沒有特別的限制。例如，可以使用非晶半導體膜、結晶半導體膜等。作為半導體材料，可以單獨使用矽等或使用氧化物半導體等。
在本實施方式中，用於發光層113的本發明的一個實施方式的發光元件的有機金屬錯合物發射其綠色的波長區域中具有半寬小且尖銳的峰值的光。由此，可以實現演色性高的發光元件。
另外，本發明的一個實施方式的發光元件包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物，由此可以實現發光效率高的發光元件。此外，可以實現低功耗的發光元件。所以，可以實現高可靠性的發光元件。
本實施方式所示的結構可以適當地與其他實施方式所示的結構組合而使用。
實施方式4
本發明的一個實施方式的發光元件也可以包括多個發光層。藉由設置多個發光層並使各發光層發射光，可以得到混合多個光而成的發光。因此，例如可以得到白色光。在本實施方式中，參照圖1B說明包括多個發光層的發光元件的方式。
圖1B是示出在第一電極101與第二電極103之間具有EL層102的發光元件的圖。EL層102包括第一發光層213及第二發光層215，藉由圖1B所示的發光元件可以獲得使來自第一發光層213的光和來自第二發光層215的光混合在一起的發光。在第一發光層213和第二發光層215之間較佳為包括分離層214。
在本實施方式中說明在第一發光層213中包含呈現藍色發光的有機金屬化合物且在第二發光層215中包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的發光元件，但是本發明的一個實施方式不侷限於此。
也可以將本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物用於第一發光層213且將其他發光物質用於第二發光層215。
EL層102也可以包括三個以上的發光層。
當以第一電極101的電位高於第二電極103的電位的方式施加電壓時，電流流過第一電極101與第二電極103之間，電洞和電子在第一發光層213、第二發光層215或分離層214中再結合。所產生的激發能分配到第一發光 層213和第二發光層215的兩者，以使包含於第一發光層213中的第一發光物質和包含於第二發光層215中的第二發光物質處於激發態。並且，成為激發態的第一發光物質和第二發光物質都在返回到基態時發射光。
第一發光層213包含第一發光物質，該第一發光物質以如下材料為典型：螢光化合物諸如苝、2,5,8,11-四(三級丁基)苝(簡稱：TBP)、DPVBi、4，4’-雙[2-(N-乙基咔唑-3-基)乙烯]聯苯(簡稱：BCzVBi)、BAlq、雙(2-甲基-8-羥基喹啉合)鎵氯化物(簡稱：Gamq2Cl)等；或者磷光化合物諸如雙{2-[3,5-雙(三氟甲基)苯基]吡啶-N,C2’}銥(III)甲基吡啶(簡稱：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、雙[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-N,C2’]銥(III)乙醯丙酮酸(簡稱：[FIr(acac)])、雙[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-N,C2’]銥(III)甲基吡啶(簡稱：FIrpic)、雙[2-(4,6-二氟苯基)吡啶-N,C2’]銥(III)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱：FIr6)等。並且，第一發光層213可以得到450nm至510nm處具有發光光譜的峰值的發光(亦即，藍色至藍綠色)。
另外，在第一發光物質是螢光化合物的情況下，第一發光層213較佳為採用如下結構：將具有比第一發光物質大的單重激發態能的物質用作第一主體材料，並將第一發光物質作為客體材料分散。另外，在第一發光物質是磷光化合物的情況下，第一發光層213較佳為採用如下結構：將具有比第一發光物質大的三重激發態能的物質用作第一主體材料，並將第一發光物質作為客體材料分散。作為第一主體材料，除了上述NPB、CBP、TCTA等以外，還可以使用DNA、t-BuDNA等。注意，單重激發態能是指基態和單重激發態之間的能量差。
第二發光層215包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物，可以得到綠色發光。第二發光層215採用與實施方式3所述的發光層113相同的結構，即可。
明確而言，分離層214可以由TPAQn、NPB、CBP、TCTA、Znpp2、ZnBOX等形成。像這樣，藉由設置分離層214，可以防止第一發光層213和第二發光層215中的僅一個的發光強度增大的不良現象。但是，分離層214並不一定需要設置，為了調整第一發光層213的發光強度和第二發光層215的 發光強度的比例而適當地設置，即可。
另外，EL層102除了發光層以外還包括電洞注入層111、電洞傳輸層112、電子傳輸層114及電子注入層115，但是也可以對這些層的結構適用實施方式3所說明的各個層的結構。注意，這些層不一定需要設置，根據元件特性而適當地設置，即可。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施方式5
在本實施方式中，作為本發明的一個實施方式，參照圖1C對具有多個EL層的結構的發光元件(以下，稱為疊層型發光元件)進行說明。該發光元件是在第一電極101與第二電極103之間包括多個EL層(在圖1C中是第一EL層700和第二EL層701)的疊層型發光元件。在本實施方式中示出EL層為兩層的情況，但是也可以是三層以上。
在本實施方式中，也可以對第一電極101及第二電極103適用實施方式3所示的結構。
在本實施方式中，多個EL層中所有的EL層既可以為與實施方式3所示的EL層相同的結構，一部分的EL層又可以為該相同的結構。換言之，第一EL層700和第二EL層701既可以具有相同結構，又可以具有不同結構，作為其結構，可以應用與實施方式3相同的結構。
另外，在圖1C中，在第一EL層700與第二EL層701之間設置有電荷產生層305。電荷產生層305具有如下功能：當對第一電極101及第二電極103施加電壓時，將電子注入到一個的EL層中，且將電洞注入到另一個的EL層中。在本實施方式中，當以第一電極101的電位高於第二電極103的方式施加電壓時，電子從電荷產生層305被注入到第一EL層700中，且電洞被注入到第二EL層701中。
另外，從光提取效率的觀點來看，電荷產生層305較佳為具有對可見光具有透過性。另外，電荷產生層305即使在其電導率小於第一電極101或第二電極103也發揮作用。
電荷產生層305可以具有包含電洞傳輸性高的有機化合物及電子受體(受體)的結構，又可以具有包含電子傳輸性高的有機化合物及電子予體(施體)的結構。或者，也可以層疊有這兩種結構。
在採用對電洞傳輸性高的有機化合物添加有電子受體的結構的情況下，作為電洞傳輸性高的有機化合物，例如可以使用芳香胺化合物諸如NPB、TPD、TDATA、MTDATA、4，4’-雙[N-(螺-9，9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB)等。在此所述的物質主要是電洞移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電洞傳輸性比電子傳輸性高的有機化合物，就可以使用上述物質之外的物質。
另外，作為電子受體，可以舉出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等。另外，還可以舉出過渡金屬氧化物。另外，可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言，較佳為使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸，這是因為它們具有高電子接受性。尤其，較佳為使用氧化鉬，因為氧化鉬在大氣中穩定且其吸濕性低，所以容易進行處理。
另一方面，在採用對電子傳輸性高的有機化合物添加有電子予體的結構的情況下，作為電子傳輸性高的有機化合物，例如可以使用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬錯合物等諸如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq等。此外，除此之外，還可以使用具有 唑基配體、噻唑基配體的金屬錯合物等諸如Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2等。再者，除了金屬錯合物之外，還可以使用PBD、OXD-7、TAZ、BPhen、BCP等。在此所述的物質主要是電子移動率為10-6cm2/Vs以上的物質。另外，只要是電子傳輸性比電洞傳輸性高的有機化合物，就可以使用上述物質之外的物質。
另外，作為電子予體，可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、或屬於元素週期表中第13族的金屬及它們的氧化物、碳酸鹽。明確而言，較佳為使用鋰、銫、鎂、鈣、鐿、銦、氧化鋰、碳酸銫等。此外，也可以將如四硫稠四苯(tetrathianaphthacene)的有機化合物用作電子予體。
另外，藉由使用上述材料形成電荷產生層305，可以抑制層疊EL層時造成的驅動電壓的增大。
在本實施方式中，對具有兩個EL層的發光元件進行說明，但是，本發明的一個實施方式可以同樣地應用於層疊3個以上的EL層的發光元件。藉由如本實施方式的發光元件那樣，在一對電極之間夾著電荷產生層設置多個EL層，可以在保持低電流密度的同時實現高亮度區域中的發光。因為可以保持低電流密度，所以可以實現長使用壽命元件。當將發光元件應用於照明設備時，可以減少由於電極材料的電阻導致的電壓下降，所以可以實現大面積的均勻發光。另外，還可以實現能夠進行低電壓驅動且功耗低的發光裝置。
此外，藉由使各EL層發射互不相同顏色的光，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層的發光顏色和第二EL層的發光顏色處於補色關係，由此作為發光元件整體可以得到發射白色光的發光元件。注意，“補色”是指當顏色混合時得到非彩色的顏色關係。也就是說，藉由混合處於補色關係的顏色的光和從發光的物質得到的光，可以得到白色發光。
另外，具有三個EL層的發光元件的情況也與此同樣，例如，當第一EL層的發光顏色是紅色，第二EL層的發光顏色是綠色，第三EL層的發光顏色是藍色時，發光元件作為整體可以得到白色發光。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合。
實施方式6
在本實施方式中，說明使用本發明的一個實施方式的發光元件的被動矩陣型發光裝置及主動矩陣型發光裝置。
圖2A至圖2D及圖3示出被動矩陣型發光裝置的實例。
在被動矩陣型(也稱為單純矩陣型)發光裝置中，並列為條形(帶形)的多個陽極和並列為條形的多個陰極被設置為互相正交，並且發光層被夾在陽極和陰極的交叉部。因此，被選擇(被施加電壓)的陽極和被選擇的陰極的交叉部的像素點亮。
圖2A至圖2C示出密封之前的像素部的俯視圖，而圖2D是沿著圖2A至圖2C的點劃線A-A’截斷的剖面圖。
在基板401上形成用作基底絕緣層的絕緣層402。如果不需要，則也可以不形成基底絕緣層。在絕緣層402上以等間距將多個第一電極403配置為條形(參照圖2A)。
另外，在第一電極403上設置具有對應於各像素的開口部的分隔壁404，具有開口部的分隔壁404由絕緣材料(光敏或非光敏有機材料(聚醯亞胺、丙烯酸、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺、光阻劑或苯并環丁烯)或SOG膜(例如，包含烷基的SiOx膜等)構成。對應於各像素的開口部405成為發光區域(參照圖2B)。
接著，在具有開口部的分隔壁404上設置與第一電極403交叉並彼此平行的多個反錐形的分隔壁406(參照圖2C)。根據光微影法利用未被曝光的部分作為圖案而殘留下的正型光敏樹脂，並藉由調節曝光量或顯影時間，以使圖案化了的光敏樹脂的下方更多地受到蝕刻，來形成反錐形的分隔壁406。
在如圖2C所示地形成反錐形的分隔壁406之後，如圖2D所示地依次形成EL層407及第二電極408。將具有開口部的分隔壁404和反錐形的分隔壁406的總高度設定為大於EL層407和第二電極408的總厚度，由此， 如圖2D所示，形成有分離為多個區域的EL層407及第二電極408。另外，分離為多個的各區域彼此電分離。
第二電極408是在與第一電極403交叉的方向上延伸的彼此平行的條形電極。另外，在反錐形的分隔壁406上形成用來形成EL層407的導電層的一部分及用來形成第二電極408的導電層的一部分，但是這些部分與EL層407及第二電極408分離。
注意，本實施方式的第一電極403及第二電極408只要其中一個為陽極而另一個為陰極即可，而對哪一個為陽極或陰極沒有特別的限制。另外，根據電極的極性適當地調整構成EL層407的疊層結構，即可。
此外，根據需要，還可以使用密封材料等黏合劑將密封罐或玻璃基板等的密封材料貼合到基板401來進行密封，以將發光元件配置在被密封的空間中。由此，能夠防止發光元件的劣化。另外，還可以對被密封的空間填充填充劑或乾燥的惰性氣體。再者，為了防止水分等所導致的發光元件的劣化，也可以在基板和密封材料之間封裝乾燥劑等。藉由乾燥劑可以去除少量的水分，而實現充分的乾燥。注意，作為乾燥劑，可以使用藉由化學吸附來吸附水分的物質如氧化鈣或氧化鋇等鹼土金屬的氧化物。除了上述以外，藉由沸石和矽膠等物理吸附來吸附水分的物質也可以被用作乾燥劑。
接下來，圖3示出採用圖2A至圖2D所示的結構的被動矩陣型發光裝置中安裝有FPC等時的俯視圖。
在圖3中，用來影像顯示的像素部具有彼此正交的掃描線群及資料線群。
在此，圖2A至圖2D中的第一電極403相當於圖3的掃描線503，圖2A至圖2D中的第二電極408相當於圖3的資料線508，並且反錐形的分隔壁406相當於分隔壁506。資料線508和掃描線503之間夾有圖2A至圖2D中的EL層407，並且由區域505表示的交叉部成為1個像素。
掃描線503在佈線端部與連接佈線509電連接，連接佈線509藉由輸入端子510連接到FPC511b。此外，資料線508藉由輸入端子512連接到FPC511a。
另外，如果需要，也可以在發光裝置的射出面上適當地設置諸如偏光板、圓偏光板(包括橢圓偏光板)、相位差板(λ/4板、λ/2板)、濾色片等光學薄膜。此外，也可以在偏光板或者圓偏光板上設置防反射膜。例如，可以進行抗眩光處理，該處理是利用表面的凹凸來擴散反射光以降低眩光的處理。
另外，圖3表示在基板501上不設置驅動電路的實例，但是也可以在基板501上安裝有具有驅動電路的IC晶片。
在安裝IC晶片的情況下，利用COG方式在像素部的周圍(外側)區域中都安裝資料線一側IC和掃描線一側IC，在該資料線一側IC和掃描線一側IC中形成有用來將各個信號傳送到像素部的驅動電路。除了COG方式以外，還可以採用TCP或打線接合法來安裝。TCP是一種在TAB帶上安裝有IC的封裝方式，將TAB帶連接到元件形成基板上的佈線來安裝IC。資料線一側IC和掃描線一側IC也可以使用矽基板形成。或者，也可以在玻璃基板、石英基板或塑膠基板上使用FET形成驅動電路。
接著，使用圖4A和圖4B對主動矩陣型發光裝置的實例進行說明。圖4A是發光裝置的俯視圖，圖4B是沿圖4A中的點劃線A-A’截斷的剖面圖。本實施方式的主動矩陣型發光裝置具有設置在元件基板601上的像素部602、驅動電路部(源極一側驅動電路)603以及驅動電路部(閘極一側驅動電路)604。將像素部602、驅動電路部603及驅動電路部604使用密封材料605密封在元件基板601和密封基板606之間。
此外，在元件基板601上設置用來連接對驅動電路部603及驅動電路部604傳達來自外部的信號(例如，視訊信號、時脈信號、啟動信號或重設信號等)或電位的外部輸入端子的引線配線607。在此，示出了作為外部 輸入端子設置FPC(撓性印刷電路)608的實例。另外，在此只表示FPC，但該FPC也可以安裝有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置主體，而且還包括安裝有FPC或PWB的發光裝置。
接著，參照圖4B說明發光裝置的剖面結構。在元件基板601上形成有驅動電路部及像素部，而在圖式中示出源極一側的驅動部603及像素部602。
驅動電路部603是形成有組合n通道型FET609和p通道型FET610的CMOS電路的一個實例。另外，驅動電路部可以由各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。此外，在本實施方式中，雖然示出了將驅動電路形成在基板上的驅動器一體型，但是並不一定需要如此，驅動電路也可以不形成在基板上而形成在外部。
此外，像素部602由包括開關用FET611、電流控制用FET612及與電流控制用FET612的佈線(源極電極或汲極電極)電連接的陽極613的多個像素形成。另外，以覆蓋陽極613的端部的方式形成絕緣物614。在此，使用正型的光敏丙烯酸樹脂形成絕緣物614。
另外，為了提高層疊形成在絕緣物614上的膜的覆蓋率，較佳為將絕緣物614的上端部或下端部形成為具有曲率的曲面。例如，在將正型的光敏丙烯酸樹脂用於絕緣物614的材料的情況下，較佳為使絕緣物614的上端部具有具備曲率半徑(0.2μm以上且3μm以下)的曲面。另外，作為絕緣物614的材料，可以使用負型的光敏樹脂或正型的光敏樹脂等有機化合物、氧化矽或氧氮化矽等無機化合物。
在陽極613上層疊有EL層615及陰極616。另外，當將ITO膜用作陽極613，並且使用氮化鈦膜和以鋁為主要成分的膜的疊層膜或氮化鈦膜、以鋁為主要成分的膜和氮化鈦膜的疊層膜作為連接到陽極613的電流控制用FET612的佈線時，該佈線的電阻低，並且可以得到與ITO膜的良好的歐姆接觸。另外，雖然這裡未圖示，但是陰極616電連接到外部輸入端子的FPC608。
另外，在EL層615中至少設置有發光層，並且該EL層615除了發光層之外適當地設置有電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層或電子注入層。以陽極613、EL層615以及陰極616的疊層結構形成發光元件617。
此外，雖然在圖4B所示的剖面圖中僅示出一個發光元件617，但是在像素部602中以矩陣形狀配置有多個發光元件。在像素部602中分別選擇性地形成可以得到三種(R、G、B)發光的發光元件，以可以形成能夠進行全彩色顯示的發光裝置。此外，也可以藉由與濾色片組合，形成能夠進行全彩色顯示的發光裝置。
再者，藉由利用密封材料605將密封基板606和元件基板601貼合在一起，得到在由元件基板601、密封基板606及密封材料605圍繞的空間618中具備有發光元件617的結構。另外，除了空間618填充有惰性氣體(氮、氬等)的結構以外，還有空間618填充有密封材料605的結構。
注意，作為密封材料605，較佳為使用環氧類樹脂。另外，這些材料較佳為儘量不使水分、氧透過的材料。此外，作為用於密封基板606的材料，除了玻璃基板、石英基板以外，還可以使用由FRP(玻璃纖維強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸樹脂等構成的塑膠基板。
如上所述，可以獲得主動矩陣型發光裝置。
例如在本說明書等中，可以使用各種基板形成電晶體或發光元件。對基板的種類沒有特別的限制。作為該基板的一個例子，例如可以使用半導體基板(例如，單晶基板或矽基板)、SOI基板、玻璃基板、石英基板、塑膠基板、金屬基板、不鏽鋼基板、具有不鏽鋼箔的基板、鎢基板、具有鎢箔的基板、撓性基板、貼合薄膜、包含纖維狀的材料的紙或者基材薄膜等。作為玻璃基板的一個例子，有鋇硼矽酸鹽玻璃、鋁硼矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃等。作為撓性基板、貼合薄膜、基材薄膜等，可以舉出如下例子。例如可以舉出以聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚醚碸(PES)、聚四氟乙烯(PTFE)為代表的塑膠。作為一個例子，可以 舉出：丙烯酸等的合成樹脂等；聚丙烯、聚酯、聚氟化乙烯、聚氯乙烯等；聚醯胺、聚醯亞胺、芳族聚醯胺、環氧樹脂等的薄膜、無機蒸鍍薄膜、紙類等。尤其是，藉由使用半導體基板、單晶基板或SOI基板等製造電晶體，可以製造特性、尺寸或形狀等的不均勻性小、電流供應能力高且尺寸小的電晶體。當利用上述電晶體構成電路時，可以實現電路的低功耗化或電路的高集成化。
另外，也可以作為基板使用撓性基板，並在撓性基板上直接形成電晶體或發光元件。或者，也可以在基板與電晶體或發光元件之間設置剝離層。當在剝離層上製造半導體裝置的一部分或全部後將其從基板分離並轉置到其他基板上時可以使用剝離層。此時，也可以將電晶體或發光元件轉置到耐熱性低的基板或撓性基板上。另外，作為上述剝離層，例如可以使用鎢膜與氧化矽膜等無機膜的疊層結構或基板上形成有聚醯亞胺等有機樹脂膜的結構等。
也就是說，也可以使用一個基板來形成電晶體或發光元件，然後將電晶體或發光元件轉置到另一個基板上。作為電晶體或發光元件被轉置的基板，不僅可以使用上述可以形成電晶體或發光元件的基板，還可以使用紙基板、玻璃紙基板、芳族聚醯胺薄膜基板、聚醯亞胺薄膜基板、石材基板、木材基板、布基板(包括天然纖維(絲、棉、麻)、合成纖維(尼龍、聚氨酯、聚酯)或再生纖維(醋酯纖維、銅氨纖維、人造纖維、再生聚酯)等)、皮革基板、橡膠基板等。藉由使用上述基板，可以實現特性良好的電晶體、功耗低的電晶體、不易損壞的裝置、耐熱性的提高、輕量化或薄型化。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施方式7
在本實施方式中，參照圖5A至圖7說明使用本發明的一個實施方式的發光裝置而製造的各種電子裝置及照明設備的一個例子。
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)、用於電腦等的顯示器、數位相機、數位攝影機、數位相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再生裝置、彈珠機等大型遊戲機等。
藉由在具有撓性的基板上製造本發明的一個實施方式的發光元件，可以實現包括具有曲面的發光部的電子裝置或照明設備。
另外，藉由使用對可見光具有透光性的材料形成本發明的一個實施方式的發光元件所包括的一對電極，可以實現包括透視發光部的電子裝置或照明設備。
此外，應用本發明的一個實施方式的發光裝置還可以應用於汽車的照明，例如可以將該照明設置在儀錶板、擋風玻璃、天花板等。
圖5A至圖7示出這些電子裝置的具體例子。
圖5A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。此外，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。此外，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，藉由數據機將電視機7100連接到有線或無線方式的通信網路，從而能夠進行單向(從發送者到接收者)或雙向(發送者和接收者之間或接收者之間等)的資訊通信。
圖5B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。此外，藉由將發光裝置用於其顯示部7203，可以製造該電腦。
圖5C示出可攜式遊戲機，該可攜式遊戲機由外殼7301和外殼7302的兩個外殼構成，並且藉由連接部分7303可以開閉地連接。外殼7301中組裝有顯示部7304，並且外殼7302中組裝有顯示部7305。此外，圖5C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及顯示部7305的兩者或一個中使用發光裝置，即可。此外，還可以採用適當地設置其他輔助設備的結構。圖5C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的功能；以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通訊而實現資訊共用的功能。另外，圖5C所示的可攜式遊戲機的功能不侷限於此，而可以具有各種各樣的其他功能。
圖5D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中的顯示部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，行動電話機7400是藉由將發光裝置用於顯示部7402來製造的。
圖5D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。此外，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的操作。
顯示部7402主要有如下三個螢幕模式：第一是以影像顯示為主的顯示模式；第二是以文字等資訊輸入為主的輸入模式；第三是混合顯示模式與輸入模式的兩個模式的顯示及輸入模式。
例如，在打電話或製作電子郵件的情況下，將顯示部7402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，並進行顯示在螢幕的文字的輸入操作，即可。在此情況下，較佳的是，在顯示部7402的螢幕的大部分上顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外，藉由在行動電話機7400中設置具有陀螺儀、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)，從而可以對顯示部7402的螢幕顯示進行自動切換。
此外，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。也可以根據顯示於顯示部7402上的影像種類切換螢幕模式。例如，當顯示於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，而當顯示於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，當在輸入模式下檢測出顯示部7402的光感測器所檢測的信號判定在一定期間內沒有顯示部7402的觸摸操作輸入時，也可以控制為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，而可以進行個人識別。此外，藉由在顯示部中使用發射近紅外光的背光源或感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
如上所述，藉由應用本發明的一個實施方式的發光裝置，電子裝置的顯示部可以實現高發光效率。藉由應用本發明的一個實施方式，可以提供高可靠性的電子裝置。藉由應用本發明的一個實施方式，可以提供低功耗的電子裝置。
圖5E示出檯燈，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，檯燈是藉由將發光裝置用於照明部7501來製造的。注意，照明設備包括吸頂燈、壁燈等。
圖6A示出將發光裝置用作室內照明設備801的例子。發光裝置可以實現大面積化，因此可以用作大面積的照明設備。另外，還可以將發光裝置用於輥式(roll-type)照明設備802。另外，如圖6A所示，也可以在具備室內照明設備801的房間內同時使用圖5E所示的檯燈803。
圖6B示出其他照明設備的例子。圖6B所示的檯燈包括照明部9501、支柱9503、支架9505等。照明部9501包含本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物。如此，藉由在具有撓性的基板上製造本發明的一個實施方式發光元件，可以實現具有曲面或具有撓性照明部的照明設備。如此，藉由使用具有撓性的發光裝置作為照明設備，不但提高照明設備的設計的彈性，而且可以將照明設備設置在例如汽車的天花板上和儀錶板上等具有曲面的地方。
圖7示出其他照明設備的例子。如上所述，藉由應用本發明的一個實施方式，可以製造具有曲面的照明設備。另外，因為本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物發射出黃色至橙色的光，所以可提供黃色照明設備或橙色照明設備。例如，可以將本發明的一個實施方式應用於圖7所示的穿隧中的照明設備9900。藉由應用本發明的一個實施方式，可以實現具有高發光效率及高能量效率的照明設備。另外，因為黃色至橙色的光具有高光度因數，可以降低事故的發生。另外，因為應用本發明的一個實施方式的照明設備為平面光源，可以避免方向性過強，所以降低發生事故的原因。
可以將上述黃色照明設備應用於黃光室等。藉由在黃光室中將應用本發明的一個實施方式的照明設備用於照明，不容易產生影子，而可以提供良好的工作環境。
如上所述，藉由應用本發明的一個實施方式的發光裝置，照明設備可以實現高發光效率。藉由應用本發明的一個實施方式，可以提供高可靠性的照明設備。藉由應用本發明的一個實施方式，可以提供低功耗的照明設備。
如上所述，藉由應用發光裝置，可以得到電子裝置或照明設備。發光裝置的應用範圍很廣，可應用於各種領域的電子裝置。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施方式8
在本實施方式中，參照圖15A至圖15D說明應用本發明的一個實施方式的發光元件而製造的照明設備的結構。
圖15A至圖15D示出照明設備的剖面圖的例子。圖15A和圖15B示出在基板一側提取光的底部發射型照明設備，圖15C和圖15D示出在密封基板一側提取光的頂部發射型照明設備。
在圖15A所示的照明設備4000中，在基板4001上設置有發光元件4002。另外，在基板4001的外側設置有具有凹凸的基板4003。發光元件4002包括第一電極4004、EL層4005以及第二電極4006。
第一電極4004與電極4007電連接，第二電極4006與電極4008電連接。另外，也可以設置與第一電極4004電連接的輔助佈線4009。在輔助佈線4009上形成有絕緣層4010。
基板4001與密封基板4011由密封材料4012黏合。另外，較佳為在密封基板4011與發光元件4002之間設置有乾燥劑4013。另外，由於基板4003具有如圖15A所示那樣的凹凸，因此可以提高提取在發光元件4002中產生的光的效率。
另外，如圖15B所示的照明設備4100那樣，也可以在基板4001的外側設置擴散板4015代替基板4003。
在圖15C所示的照明設備4200中，在基板4201上設置有發光元件4202。 發光元件4202包括第一電極4204、EL層4205以及第二電極4206。
第一電極4204與電極4207電連接，第二電極4206與電極4208電連接。另外，也可以設置與第二電極4206電連接的輔助佈線4209。另外，也可以在輔助佈線4209下設置絕緣層4210。
基板4201與具有凹凸的密封基板4211由密封材料4212黏合。另外，也可以在密封基板4211與發光元件4202之間設置阻擋層4213及平坦化膜4214。由於密封基板4211具有如圖15C所示那樣的凹凸，因此可以提高提取在發光元件4202中產生的光的效率。
另外，如圖15D所示的照明設備4300那樣，也可以在發光元件4202上設置擴散板4215代替密封基板4211。
也可以對本實施方式中所示的EL層4005、4205適用本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物。在此情況下，可以提供一種功耗低的照明設備。
本實施方式所示的結構可以與其他實施方式所示的結構適當地組合而實施。
實施方式9
在本實施方式中，參照圖16A至圖20對具有本發明的一個實施方式的發光元件或本發明的一個實施方式的發光裝置的觸控面板進行說明。
圖16A和圖16B是觸控面板2000的透視圖。注意，在圖16A和圖16B中，為了容易理解，示出觸控面板2000的典型的構成要素。
觸控面板2000具備顯示部2501及觸控感測器2595(參照圖16B)。觸控面板2000還具有基板2510、基板2570以及基板2590。基板2510、基板2570以及基板2590都具有撓性。
顯示部2501包括基板2510上的多個像素以及能夠向該像素供應信號的多個佈線2511。多個佈線2511被引導到基板2510的外周部，其一部分構成端子2519。端子2519與FPC2509(1)電連接。
基板2590具備觸控感測器2595以及多個與觸控感測器2595電連接的佈線2598。多個佈線2598被引導在基板2590的外周部，其一部分構成端子2599。端子2599與FPC2509(2)電連接。另外，為了容易理解，在圖16B中由實線示出設置在基板2590的背面一側(與基板2510相對的面的一側)的觸控感測器2595的電極以及佈線等。
作為觸控感測器2595，例如可以使用電容式觸控感測器。作為電容式觸控感測器，可以舉出表面電容式觸控感測器、投影電容式觸控感測器等。
作為投影電容式觸控感測器，可以舉出自電容式觸控感測器、互電容式觸控感測器等，這些主要根據驅動方式的差異而區分。當使用互電容式觸控感測器時，可以同時進行多點檢測，所以是較佳的。
首先，參照圖16B對採用投影電容式觸控感測器的情況進行說明。投影電容式觸控感測器可以應用能夠檢測出手指等檢測物件的靠近或接觸的各種感測器。
投影電容式觸控感測器2595具有電極2591及電極2592。電極2591及電極2592分別與多個佈線2598中的不同的佈線電連接。如圖16A和圖16B所示，電極2592具有在一個方向上連續地配置的多個四邊形的每個角部藉由佈線2594相互連接的形狀。電極2591也同樣地具有多個四邊形的角部連接的形狀，但是電極2591的連接方向與電極2592的連接方向交叉。注意，電極2591的連接方向與電極2592的連接方向不一定需要交叉，它們之間的角度也可以大於0度且小於90度。
較佳為儘量減小佈線2594與電極2592的交叉部的面積。由此，可以減小沒有設置電極的區域的面積，從而可以降低透射率的不均勻。其結果，可以降低透過觸控感測器2595的光的亮度不均勻。
另外，電極2591及電極2592的形狀不侷限於此，可以具有各種形狀。例如，也可以以儘量沒有間隙的方式配置多個電極2591，並且隔著絕緣膜設置多個電極2592。此時，藉由在相鄰的兩個電極2592之間設置與它們電絕緣的虛擬電極，可以減小透射率不同的區域的面積，所以是較佳的。
接著，參照圖17A和圖17B對觸控面板2000進行詳細說明。圖17A和圖17B相當於圖16A所示的點劃線X1-X2之間的剖面圖。
觸控感測器2595包括基板2590上的配置為交錯形狀的電極2591及電極2592、覆蓋電極2591及電極2592的絕緣層2593以及使相鄰的電極2591電連接的佈線2594。
在佈線2594之下設置有黏合層2597。黏合層2597以觸控感測器2595與顯示部2501重疊的方式將基板2590貼合於基板2570。
電極2591及電極2592使用透光導電材料形成。作為透光導電材料，可以使用氧化銦、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、氧化鋅、添加有鎵的氧化鋅等導電氧化物。另外，也可以使用包含石墨烯的膜。包含石墨烯的膜例如可以藉由使膜狀的氧化石墨烯還原來形成。作為還原方法，可以採用進行加熱的方法等。
例如，在藉由濺射法在基板2590上形成透光導電材料之後，可以藉由光微影法等各種圖案化技術去除不需要的部分來形成電極2591及電極2592。
作為絕緣層2593的材料，例如，除了丙烯酸樹脂、環氧樹脂、具有矽氧烷鍵的樹脂之外，還可以使用氧化矽、氧氮化矽、氧化鋁等無機絕緣材料。
藉由在設置在絕緣層2593中的開口部中形成佈線2594，來使相鄰的電極2591電連接。作為佈線2594較佳為使用透光導電材料，因為可以提高 觸控面板的開口率。另外，作為佈線2594較佳為使用其導電性高於電極2591及電極2592的材料，因為可以降低電阻。
一對的電極2591藉由佈線2594彼此電連接。另外，一對的電極2591之間設置有電極2592。
佈線2598與電極2591或電極2592電連接。佈線2598的一部分被用作端子。佈線2598例如可以使用金屬材料諸如鋁、金、鉑、銀、鎳、鈦、鎢、鉻、鉬、鐵、鈷、銅或鈀等或者包含該金屬材料的合金材料。
藉由端子2599使佈線2598與FPC2509(2)電連接。端子2599可以使用各種異方性導電膜(ACF：Anisotropic Conductive Film)、異方性導電膏(ACP：Anisotropic Conductive Paste)等。
黏合層2597具有透光性。例如，可以使用熱固性樹脂、紫外線硬化性樹脂，明確而言，可以使用丙烯酸類樹脂、聚氨酯類樹脂、環氧類樹脂或矽氧烷類樹脂等。
顯示部2501具備配置為矩陣狀的多個像素。該像素具備顯示元件及驅動該顯示元件的像素電路。
作為基板2510及基板2570例如可以使用水蒸氣穿透率為10-5g/(m2．天)以下，較佳為10-6g/(m2．天)以下的撓性材料。另外，較佳的是作為基板2510及基板2570使用熱膨脹率大致相同的材料。例如，基板2510及基板2570都可以使用線性膨脹係數為1×10-3/K以下，較佳為5×10-5/K以下，更佳為1×10-5/K以下的材料。
密封層2560的折射率較佳為比空氣大。另外，如圖17A和圖17B所示那樣，在將光提取到密封層2560一側的情況下，密封層2560可以兼作接合層。
顯示部2501包含像素2502R。像素2502R包括發光模組2580R。
像素2502R具備發光元件2550R以及能夠向發光元件2550R供應電力的電晶體2502t。電晶體2502t被用作像素電路的一部分。發光模組2580R具備發光元件2550R以及彩色層2567R。
發光元件2550R包括下部電極、上部電極以及下部電極與上部電極之間的EL層。
另外，在密封層2560設置在提取光的一側的情況下，密封層2560接觸於發光元件2550R及彩色層2567R。
彩色層2567R位於與發光元件2550R重疊的位置。由此，發光元件2550R所發射的光的一部分透過彩色層2567R，而向圖17A所示的箭頭的方向發射到發光模組2580R的外部。
顯示部2501在光提取一側設置有遮光層2567BM。以包圍彩色層2567R的方式設置有遮光層2567BM。
顯示部2501在與像素重疊的位置具備反射防止層2567p。作為反射防止層2567p，例如可以使用圓偏光板。
顯示部2501具備絕緣層2521。該絕緣層2521覆蓋電晶體2502t。絕緣層2521具有使起因於像素電路的凹凸平坦化的功能。此外，也可以使絕緣層2521具有抑制雜質擴散的功能。由此，能夠抑制因雜質的擴散而產生的電晶體2502t等的可靠性的下降。
發光元件2550R形成在絕緣層2521上。在發光元件2550R所具有的下部電極上設置有與該下部電極的端部重疊的分隔壁2528。另外，也可以在分隔壁2528上形成用來控制基板2510與基板2570的間隔的間隔物。
掃描線驅動電路2503g(1)包括電晶體2503t以及電容器2503c。可以藉由與像素電路相同的製程在相同的基板上形成驅動電路。
在基板2510上設置有能夠供應信號的佈線2511。在佈線2511上設置有端子2519。端子2519與FPC2509(1)電連接。FPC2509(1)具有供應影像信號及同步信號等信號的功能。FPC2509(1)也可以安裝有印刷線路板(PWB)。
在顯示部2501中，可以使用各種結構的電晶體。圖17A示出使用底閘極型電晶體的情況。圖17A所示的電晶體2502t及電晶體2503t可以使用包含氧化物半導體的半導體層作為通道區。或者，電晶體2502t及電晶體2503t也可以使用包含非晶矽的半導體層作為通道區。或者，電晶體2502t及電晶體2503t還可以使用包含藉由雷射退火法等處理而結晶化的多晶矽的半導體層作為通道區。
另外，圖17B示出使用頂閘極型電晶體時的顯示部2501的結構。
當使用頂閘極型電晶體時，除了可用於底閘極型電晶體的半導體層之外，還可以使用包含多晶矽或從單晶矽基板等轉置的單晶矽膜等的半導體層作為通道區。
接著，參照圖18A和圖18B對與圖17A和圖17B不同結構的觸控面板進行說明。
圖18A和圖18B是觸控面板2001的剖面圖。圖18A和圖18B所示的觸控面板2001與圖17A和圖17B所示的觸控面板2000的不同之處為相對於顯示部2501的觸控感測器2595的位置。在此，對不同之處進行詳細說明，關於可以使用同樣的結構的部分，援用觸控面板2000的說明。
彩色層2567R位於與發光元件2550R重疊的位置。圖18A所示的發光元件2550R向設置有電晶體2502t的一側發射光。由此，發光元件2550R發射的光的一部分透過彩色層2567R，而向在圖18A中的箭頭的方向發射到發光模組2580R的外部。
顯示部2501在光提取一側具有遮光層2567BM。以包圍彩色層2567R的方式設置有遮光層2567BM。
觸控感測器2595設置在顯示部2501的基板2510一側(參照圖18A)。
黏合層2597設置在基板2510與基板2590之間，貼合顯示部2501和觸控感測器2595。
在顯示部2501中，可以使用各種結構的電晶體。圖18A示出使用底閘極型電晶體的情況。圖18B示出使用頂閘極型電晶體的情況。
接著，參照圖19A和圖19B對觸控面板的驅動方法的一個例子進行說明。
圖19A是示出互電容式觸控感測器的結構的方塊圖。在圖19A中，示出脈衝電壓輸出電路2601、電流檢測電路2602。另外，在圖19A中，以6個佈線X1至X6表示被施加脈衝電壓的電極2621，並以6個佈線Y1至Y6表示檢測電流的變化的電極2622。此外，在圖19A中，示出使電極2621與電極2622重疊而形成的電容器2603。注意，電極2621與電極2622的功能可以互相調換。
脈衝電壓輸出電路2601是用來依次將脈衝施加到佈線X1至X6的電路。當對佈線X1至X6施加脈衝電壓時，在形成電容器2603的電極2621與電極2622之間產生電場。當在該電極之間產生的電場被遮蔽等時，產生電容器2603的互電容變化，藉由利用該變化，可以檢測檢測物件的靠近或接觸。
電流檢測電路2602是用來檢測電容器2603的互電容變化所引起的佈線Y1至Y6的電流變化的電路。在佈線Y1至Y6中，如果沒有檢測物件的靠近或接觸，則所檢測的電流值不發生變化，另一方面，在由於檢測物件的靠近或接觸而互電容減少的情況下，所檢測的電流值減少。另外，藉由積分電路等檢測電流即可。
接著，圖19B示出圖19A所示的互電容式觸控感測器中的輸入/輸出波形的時序圖。在圖19B中，在一個圖框期間中進行各行列中的檢測物件的檢測。另外，在圖19B中，示出沒有檢測出檢測物件(未觸摸)時和檢測出檢測物件(觸摸)時的兩種情況。此外，佈線Y1至Y6的波形表示對應於所檢測出的電流值的電壓值。
依次對佈線X1至X6施加脈衝電壓，佈線Y1至Y6的波形根據該脈衝電壓而變化。當沒有檢測物件的靠近或接觸時，佈線Y1至Y6的波形根據佈線X1至X6的電壓變化而變化。另一方面，在有檢測物件靠近或接觸的部分電流值減少，因而與其相應的電壓值的波形也產生變化。如此，藉由檢測互電容的變化，可以檢測檢測物件的靠近或接觸。
作為觸控感測器，圖19A雖然示出僅在佈線的交叉部設置電容器2603的被動型觸控感測器的結構，但是也可以採用具備電晶體和電容器的主動型觸控感測器。圖20示出主動型觸控感測器所包括的一個感測器電路的例子。
圖20所示的感測器電路包括電容器2603、電晶體2611、電晶體2612及電晶體2613。
對電晶體2613的閘極施加信號G2，對電晶體2613的源極和汲極中的一個施加電壓VRES，並且電晶體2613的源極和汲極中的另一個與電容器2603的一個電極及電晶體2611的閘極電連接。電晶體2611的源極和汲極中的一個與電晶體2612的源極和汲極中的一個電連接，對另一個施加電壓VSS。對電晶體2612的閘極施加信號G1，電晶體2612的源極和汲極中的另一個與佈線ML電連接。對電容器2603的另一個電極施加電壓VSS。
接著，對圖20所示的感測器電路的工作進行說明。首先，藉由作為信號G2施加使電晶體2613成為開啟狀態的電位，對應於電壓VRES的電位被施加到與電晶體2611的閘極連接的節點n。接著，藉由作為信號G2施加使電晶體2613成為關閉狀態的電位，節點n的電位得到保持。接著，由於手指等檢測物件的靠近或接觸，電容器2603的互電容產生變化，節點n的電 位隨之從VRES變化。
在讀出工作中，對信號G1施加使電晶體2612成為開啟狀態的電位。流過電晶體2611的電流，亦即流過佈線ML的電流根據節點n的電位而產生變化。藉由檢測該電流，可以檢測出檢測物件的靠近或接觸。
在電晶體2611、電晶體2612及電晶體2613中，較佳為將氧化物半導體層用於形成有通道區的半導體層。尤其是藉由將這種電晶體用於電晶體2613，能夠長期間保持節點n的電位，由此可以減少對節點n再次供應VRES的工作(更新工作)的頻率。
本實施方式的至少一部分可以與本說明書所記載的其他實施方式適當地組合而實施。
實施例1
〈〈合成實例1〉〉
在本實施例中，作為本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的合成實例，說明實施方式1的結構式(100)所示的雙[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-2-基-κC](2,8-二甲基-4,6-壬烷二酮-κ2O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(iBubfpypm)2(divm)])的合成實例。
〈步驟1：5-氯-3-(2-甲氧基苯基)吡啶-2-胺的合成〉
首先，將4.86g的5-氯-3-碘吡啶-2-胺、8.19g的2-甲氧基苯基硼酸、13.2g的碳酸鉀、200mL的甲苯、100mL的水放入安裝有回流管的1L三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。藉由在減壓下進行攪拌，以進行脫氣，然後添加1.11g的四(三苯基膦)鈀(0)(簡稱：Pd(PPh3)4)，回流2.5小時。然後，對三頸燒瓶添加0.55g的Pd(PPh3)4，回流9小時，來使其反應。對反應後的溶液添加水，使用乙酸乙酯萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用己烷：乙酸乙酯=2：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣，得到目的物的吡啶衍生物5-氯-3-(2-甲氧基苯基)吡啶-2-胺(黃白色粉末，產率為86%)。下述(E1-1)示出步驟1的合成方案。
〈步驟2：3-氯[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶的合成〉
接著，將經過步驟1獲得的3.88g的5-氯-3-(2-甲氧基苯基)吡啶-2-胺、20mL的dryTHF及40mL的冰醋酸放入200mL三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。在將燒瓶中的混合物冷卻到-10℃之後，以10分鐘滴加6.0mL的亞硝酸三級丁基。再者，以-10℃攪拌1小時，然後以0℃攪拌20小時。對獲得的反應溶液添加100mL的水，對所析出的固體進行吸引過濾。利用作為展開溶劑使用二氯甲烷的矽膠管柱層析法精製所得到的固體，得到目的物的吡啶衍生物3-氯[1]苯并映喃并[2，3-b]吡啶(白色粉末，產率為59%)。下述(E1-2)示出步驟2的合成方案。
〈步驟3：3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶的合成〉
接著，將3.31g的聯硼酸頻那醇酯、1.49g的醋酸鉀、17mL的dry乙腈、1.4mL的三環己基膦溶液(0.6M甲苯溶液)(簡稱：PCy3)及0.37g的三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)(簡稱：Pd2(dba)3)放入200mL三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。對該燒瓶添加將經過步驟2獲得的2.14g的3-氯[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶溶解於65mL的dry乙腈的溶液，以86℃攪拌2小時。在此，將0.7mL的PCy3及0.18g的Pd2(dba)3添加到該燒瓶中，以86℃攪拌8小時。再者，將0.7mL的PCy3及0.18g的Pd2(dba)3添加到該燒瓶中，以86℃攪拌4小時，然後將0.7mL的PCy3及0.18g的Pd2(dba)3添加到該燒瓶中，以86℃攪拌7小時。接著，對反應溶液添加水，使用甲苯萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用己烷：乙酸乙酯=5：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣，得到目的物的吡啶衍生物3-(4，4，5，5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶(白色粉末，產率為46%)。下述(E1-3)示出步驟3的合成方案。
〈步驟4：4-異丁-6-([1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-3-基)嘧啶(簡稱：HiBubfpypm)的合成〉
接著，將經過步驟3獲得的2.18g的3-(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶、1.05g的4-異丁-6-氯嘧啶、10mL的1M醋酸鉀水溶液、10mL的1M碳酸鈉水溶液及30mL的乙腈放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。藉由在減壓下進行攪拌，以進行脫氣，然後添加1.11g的四(三苯基膦)鈀(0)(簡稱：Pd(PPh3)4)，照射2小時的微波(2.45GHz、100W)，而使其起反應。對反應溶液添加水，使用二氯甲烷萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用二氯甲烷：乙酸乙酯=10：1的快速管柱層析法精製所得到的殘渣，得到目的物的嘧啶衍生物HiBubfpypm(簡稱)(黃白色粉末，產率為77%)。此外，使用微波合成裝置(CEM公司製造，Discover)照射微波。下述(E1-4)示出步驟4的合成方案。
〈步驟5：二-μ-氯-四[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-2-基-κC]二銥(III)(簡稱：[Ir(iBubfpypm)2Cl]2)的合成〉
接著，將15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、經過步驟4獲得的0.70g的HiBubfpypm(簡稱)及0.30g的氯化銥水合物(IrCl3．H2O)(西格瑪奧德里奇公司製造)放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。然後，照射1小時的微波(2.45GHz、100W)，而使其起反應。蒸餾而去除溶劑，然後使用甲醇吸引過濾所得到的殘渣而進行洗滌，得到雙核錯合物 [Ir(iBubfpypm)2Cl]2(簡稱)(黃褐色粉末，產率為73%)。下述(E1-5)示出步驟5的合成方案。
〈步驟6：雙[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并呋喃并[2，3-b]吡啶-2-基-κC](2,8-二甲基-4,6-壬烷二酮-κ2O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(iBubfpypm)2(divm)])的合成〉
再者，將20mL的2-乙氧基乙醇、經過步驟5獲得的0.60g的雙核錯合物[Ir(iBubfpypm)2Cl]2(簡稱)、0.20g的2,8-二甲基-4,6-壬烷二酮(簡稱：Hdivm)及0.38g的碳酸鈉放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。然後，照射微波(2.45GHz、120W)60分鐘。在此，還添加0.20g的Hdivm，並再次照射60分鐘的微波(2.45GHz，120W)來進行加熱。蒸餾而去除溶劑，將所得到的殘渣溶解於二氯甲烷中，使用水和飽和食鹽水對其進行洗滌。使用硫酸鎂對所得到的溶液進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用二氯甲烷： 乙酸乙酯=9：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣，得到本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubfpypm)2(divm)](簡稱)(黃色粉末，產率為6%)。下述(E1-6)示出步驟6的合成方案。
以下示出利用核磁共振波譜法(1H NMR)對藉由上述步驟6得到的黃色粉末進行分析的結果。圖8A示出1H NMR圖。圖8B示出放大圖8A中的0ppm至3ppm的範圍的NMR圖，圖9A示出放大圖8A中的3ppm至6ppm的範圍的NMR圖，圖9B示出放大圖8A中的6ppm至9ppm的範圍的NMR圖。由此可知，在本合成實例1中得到了以上述結構式(100)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubfpypm)2(divm)](簡稱)。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：0.54(t,6H),0.64(t,6H),1.04-1.16(m,12H),1.56-1.68(m,3H),1.85-1.96(m,3H),2.27-2.37(m,2H),2.83-2.95(m,4H),5.30( s,1H),6.03(d,1H),6.70(t,1H),7.21(t,1H),7.30(t,1H),7.39-7.42(m,3H),7.82(s,1H),7.63(d,1H),7.92(s,1H),8.52(s,1H),8.84(d,2H),8.92(s,1H).
接著，利用紫外可見吸收光譜法(UV)對[Ir(iBubfpypm)2(divm)](簡稱)進行分析。當測量UV光譜時，使用紫外可見分光光度計(日本分光株式會社製造，V550型)，並使用二氯甲烷溶液(9.7μmol/L)在室溫下進行測量。
此外，測量[Ir(iBubfpypm)2(divm)](簡稱)的發射光譜。此外，當測量發射光譜時，使用絕對PL量子產率測量裝置(日本濱松光子學株式會社製造，C11347-01)，在手套箱(日本Bright株式會社製造，LABstarM13(1250/780))中，在氮氛圍下將二氯甲烷去氧溶液(9.7μmol/L)密封在石英比色皿中，並在室溫下進行測量。圖10示出測定結果。橫軸表示波長，縱軸表示莫耳吸光係數及發光強度。
如圖10所示那樣，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubfpypm)2(divm)](簡稱)在512nm具有發光峰值，並且在二氯甲烷溶液中觀察到綠色發光。
實施例2
〈〈合成實例2〉〉
在本實施例中，作為本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物的合成實例，明確地說明實施方式1的結構式(110)所示的雙[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶-2-基-κC](2,4-戊二酮根-κ2O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(iBubtpypm)2(acac)])的合成實例。
〈步驟1：5-氯-3-(2-甲硫基苯基)吡啶-2-胺的合成〉
首先，將4.99g的5-氯-3-碘吡啶-2-胺、5.00g的2-甲硫基苯硼酸、8.32g的碳酸鉀、200mL的甲苯及100mL的水放入安裝有回流管的1L三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。藉由在減壓下進行攪拌，以進行脫氣，然後添加1.10g的四(三苯基膦)鈀(0)(簡稱：Pd(PPh3)4)，回流2小時。然後，對三頸燒瓶添加0.55g的Pd(PPh3)4，回流8.5小時。再者，對三頸燒瓶添加0.55g的Pd(PPh3)4回流8小時，然後將4.96g的2-甲硫基苯硼酸、4.11g的碳酸鉀及0.55g的Pd(PPh3)4添加到三頸燒瓶，回流8小時來使其反應。對反應了的溶液添加水，使用乙酸乙酯萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用己烷：乙酸乙酯=2：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣，得到目的物的吡啶衍生物5-氯-3-(2-甲硫基苯基)吡啶-2-胺(黃白色粉末，產率為81%)。下述(E2-1)示出步驟1的合成方案。
〈步驟2：3-氯[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶的合成〉
接著，將經過步驟1獲得的3.98g的5-氯-3-(2-甲硫基苯基)吡啶-2-胺、20mL的dryTHF及40mL的冰醋酸放入300mL三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。在將燒瓶冷卻到-10℃之後，以10分鐘滴加5.7mL的亞硝酸三級丁基。再者，以-10℃攪拌1小時，然後以0℃攪拌19小時。對獲得的反應溶液添加100mL的水，對所析出的固體進行吸引過濾。利用作為展開溶劑使用二氯甲烷的快速管柱層析法精製所得到的固體，得到目的物的吡啶衍生物3-氯[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶(白色粉末，產率為49%)。下述(E2-2)示出步驟2的合成方案。
〈步驟3：3-(4，4，5，5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶合成〉
接著，將2.52g的聯硼酸頻那醇酯、1.20g的醋酸鉀、13mL的dry乙腈、1.0mL的三環己基膦溶液(0.6M甲苯溶液)(簡稱：PCy3)及0.28g的三(二亞苄基丙酮)二鈀(0)(簡稱：Pd2(dba)3)放入200mL三頸燒瓶中，用氮氣置換燒瓶內的空氣。對該燒瓶添加將經過步驟2獲得的1.70g的3-氯[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶溶解於51mL的dry乙腈的溶液，以86℃攪拌6小時。在此，將0.5mL的PCy3及0.14g的Pd2(dba)3添加到該燒瓶中，以86℃攪拌7.5小時，再者，將0.5mL的PCy3及0.14g的Pd2(dba)3添加到該燒瓶中，以86℃攪拌7.5小時。接著，對反應溶液添加水，使用乙酸乙酯萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用己烷：乙酸乙酯=5：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣。利用作為展開溶劑使用甲苯：乙酸乙酯=10：1的矽膠管柱層析法精製將餾分濃縮而得到的固體，得到目的物的吡啶衍生物3-(4，4，5，5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶(白色粉末， 產率為58%)。下述(E2-3)示出步驟3的合成方案。
〈步驟4：4-異丁-6-([1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶-3-基)嘧啶(簡稱：HiBubtpypm)的合成〉
接著，將經過步驟3獲得的2.76g的3-(4，4，5，5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊環-2-基)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶、1.27g的4-異丁-6-氯嘧啶、12mL的1M醋酸鉀水溶液、12mL的1M碳酸鈉水溶液及32mL的乙腈放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。藉由在減壓下進行攪拌，以進行脫氣，然後添加0.48g的四(三苯基膦)鈀(0)(簡稱：Pd(PPh3)4)，照射1.5小時的微波(2.45GHz、100W)，而使其起反應。對反應溶液添加水，使用乙酸乙酯萃取有機層。對所得到的萃取液使用飽和食鹽水進行洗滌，並使用硫酸鎂進行乾燥。對乾燥之後的溶液進行過濾。蒸餾而去除該溶液的溶劑，然後利用作為展開溶劑使用二氯甲烷：乙酸乙酯=6：1的矽膠管柱層析法精製所得到的殘渣，得到目的物的HiBubtpypm(簡稱)(白色粉末，產率收率為70%)。此外，使用微波合成裝置(CEM公司製造，Discover)照射微波。下述(E2-4)示出步驟4的合成方案。
〈步驟5：二-μ-氯-四[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶-2-基-κC]二銥(III)(簡稱：[Ir(iBubtpypm)2Cl]2)的合成〉
接著，將15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、經過步驟4獲得的0.81g的HiBubtpypm(簡稱)及0.36g的氯化銥水合物(IrCl3．H2O)(西格瑪奧德里奇公司製造)放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。然後，照射1小時的微波(2.45GHz、100W)，而使其起反應。使用甲醇吸引過濾所得到的混合物並進行洗滌，而得到雙核錯合物[Ir(iBubtpypm)2Cl]2(簡稱)(橙褐色粉末，產率為72%)。下述(E2-5)示出步驟5的合成方案。
〈步驟6：雙[3-(6-異丁-4-嘧啶基-κN3)[1]苯并噻吩并[2，3-b]吡啶-2-基-κC](2,4-戊二酮根-κ2O,O’)銥(III)(簡稱：[Ir(iBubtpypm)2(acac)])的合成〉
再者，將20mL的2-乙氧基乙醇、經過步驟5獲得的0.71g的雙核錯合物[Ir(iBubtpypm)2Cl]2(簡稱)、0.13g的2，4-戊烷二酮(簡稱：Hacac)及0.46g的碳酸鈉放入安裝有回流管的茄形燒瓶中，用氬氣置換燒瓶內的空氣。然後，照射微波(2.45GHz、100W)60分鐘。在此，還添加0.13g的Hacac，並再次照射60分鐘的微波(2.45GHz，100W)來進行加熱。對所得到的混合物進行吸引過濾而濃縮獲得的濾液。利用作為展開溶劑使用二氯甲烷：乙酸乙酯=4：1的矽膠管柱層析法精製所得到的固體。濃縮餾分，利用作為展開溶劑使用二氯甲烷：己烷=1：1的快速管柱層析法(胺改性矽膠)精製所得到的固體，得到本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubtpypm)2(acac)](簡稱)(黃色粉末，產率為0.4%)。下述(E2-6) 示出步驟6的合成方案。
以下示出利用核磁共振波譜法(1H NMR)對藉由上述步驟6得到的黃色粉末進行分析的結果。圖11A示出1H NMR圖。圖11B示出放大了圖11A中的0ppm至3ppm的範圍的NMR圖，圖12A示出放大了圖11A中的3ppm至6ppm的範圍的NMR圖，圖12B示出放大了圖11A中的6ppm至9ppm的範圍的NMR圖。由此可知，在本合成實例2中得到了以上述結構式(110)表示的本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubtpypm)2(acac)](簡稱)。
1H-NMR.δ(CDCl3)：0.89(d,3H),0.99(d,3H),1.12-1.15(m,6H),1.82(s,3H),1.99(s,3H),2.16-2.21(m,1H),2.31-2.38(m,1H),2.69-2.73(m,1H),2.78-2.82(m,1H),2.87-2.96(m,2H),5.49(s,1H),6.95(t,1H),7.16(t,1H),7.34-7.37(m,2H),7.47(s,1H),7.56(d,1H),7.70(d,1H),7.75(s,1H),7.9 4(d,1H),8.07(d,1H),8.14(s,1H),8.71(s,1H),8.94(s,1H),9.16(s,1H).
接著，利用紫外可見吸收光譜法(UV)對[Ir(iBubtpypm)2(acac)](簡稱)進行分析。當測量UV光譜時，使用紫外可見分光光度計(日本分光株式會社製造，V550型)，並使用二氯甲烷溶液(0.010mmol/L)在室溫下進行測量。此外，測量[Ir(iBubtpypm)2(acac)](簡稱)的發射光譜。當測量發射光譜時，使用絕對PL量子產率測量裝置(日本濱松光子學株式會社製造，C11347-01)，在手套箱(日本Bright株式會社製造，LABstarM13(1250/780))中，在氮氛圍下將二氯甲烷去氧溶液(0.010mmol/L)密封在石英比色皿中，並在室溫下進行測量。圖13示出測定結果。橫軸表示波長，縱軸表示莫耳吸光係數及發光強度。
如圖13所示那樣，本發明的一個實施方式的有機金屬錯合物[Ir(iBubtpypm)2(acac)](簡稱)在519nm具有發光峰值，並且在二氯甲烷溶液中觀察到綠色發光。

Claims (19)

  1. 一種有機金屬錯合物，包括：屬於第9族或第10族的金屬；以及配體，其中，該配體包括苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架以及嘧啶環，該苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或該苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架的2位的碳與該金屬鍵合，該嘧啶環的3位的氮與該金屬鍵合，該苯并呋喃并[2，3-b]吡啶骨架或該苯并噻吩并[2，3-b]吡啶骨架的3位的碳與該嘧啶環的4位的碳鍵合，並且，該嘧啶環的6位的碳與烷基或芳基鍵合。
  2. 根據申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物，其中該烷基為取代或未取代的碳原子數為4至10的烷基。
  3. 根據申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物，其中該烷基的碳鏈具有支鏈。
  4. 根據申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物，其中該金屬為銥。
  5. 根據申請專利範圍第1項之有機金屬錯合物，還包括β-二酮結構的單陰離子雙牙螯合配體、具有羧基的單陰離子雙牙螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙牙螯合配體或兩個配位元素都是氮的單陰離子雙牙螯合配體。
  6. 一種由通式(G1)表示的有機金屬錯合物：其中：L表示單陰離子配體；R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基；R2至R5分別獨立地表示氫、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基或者取代或未取代的苯基；該有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代；X表示O、S或者Se；M表示屬於第9族或第10族的金屬；當M表示屬於第9族的金屬時，m為3且n為1至3中的任一個；以及當M表示屬於第10族的金屬時，m為2且n為1或2。
  7. 根據申請專利範圍第6項之有機金屬錯合物，其中該R1表示取代或未取代的碳原子數為4至10的烷基。
  8. 根據申請專利範圍第6項之有機金屬錯合物，其中該R1表示碳鏈具有支鏈的烷基。
  9. 根據申請專利範圍第6項之有機金屬錯合物，其中該L表示具有β-二酮結構的單陰離子雙牙螯合配體、具有羧基的單陰離子雙牙螯合配體、具有酚式羥基的單陰離子雙牙螯合配體或兩個配位元素都是氮的單陰離子雙牙螯合配體。
  10. 根據申請專利範圍第6項之有機金屬錯合物，其中該L由通式(L1)至通式(L7)中的任一個表示：其中：R71至R109分別獨立地表示氫、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數為1至6的鹵代烷基、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷氧基或者取代或未取代的碳原子數為1至6的烷硫基；A1至A3分別獨立地表示氮、與氫鍵合的sp2碳或者與取代基R鍵合的sp2碳；以及該取代基R表示碳原子數為1至6的烷基、鹵基、碳原子數為1至6的鹵代烷基或苯基。
  11. 一種由通式(G2)表示的有機金屬錯合物：其中：L表示單陰離子配體；R1表示取代或未取代的碳原子數為1至10的烷基或者取代或未取代的碳原子數為6至13的芳基；R2至R7分別獨立地表示氫、取代或未取代的碳原子數為1至6的烷基或者取代或未取代的苯基；該有機金屬錯合物被R5單取代、二取代、三取代、四取代或者未取代；X表示O、S或者Se；以及n表示1至3中的任一個。
  12. 根據申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物，其中該有機金屬錯合物由結構式(100)表示：
  13. 根據申請專利範圍第11項之有機金屬錯合物，其中該有機金屬錯合物由結構式(110)表示：
  14. 一種發光元件，該發光元件在EL層中包括申請專利範圍第1、6及11項中任一項之有機金屬錯合物。
  15. 根據申請專利範圍第14項之發光元件，其中該EL層發射磷光。
  16. 一種顯示裝置，包括：申請專利範圍第14項之發光元件；以及驅動器。
  17. 一種照明設備，包括：申請專利範圍第14項之發光元件；以及操作開關。
  18. 一種發光裝置，包括：申請專利範圍第14項之發光元件；以及操作開關。
  19. 一種電子裝置，包括：申請專利範圍第14項之發光元件；以及電源開關。
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