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发光元件

阅读：444发布：2020-05-12

专利汇可以提供发光元件专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的课题是提供一种外量子效率高的发光元件。本发明提供一种发光元件，包括：一对电极之间的包含客体、n型主体、p型主体的发光层，其中，从客体的三重激发态与基态之间的能量差减去n型主体(或p型主体)的三重激发态与基态之间的能量差而求得的值为0.15eV以上。在该发光元件中，由于不容易发生从三重激发态的客体到n型主体(或p型主体)的三重激发态的转移，所以高效地进行从处于三重激发态的客体的发光。或者，本发明还提供一种发光元件，其中，n型主体的LUMO能级比客体的LUMO能级高0.1eV以上或p型主体的HOMO能级比客体的HOMO能级低0.1eV以上。该发光元件在客体内高效地发生电子与空穴的复合，从而可以提高发光效率或外量子效率。，下面是发光元件专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种发光元件，包括：
一对电极；以及
所述一对电极之间的发光层，所述发光层包括：
磷光化合物；
电子传输性优越于空穴传输性的第一有机化合物：以及
空穴传输性优越于电子传输性的第二有机化合物，
其中，所述第一有机化合物的三重激发态与基态之间的能量差及所述第二有机化合物的三重激发态与基态之间的能量差都比所述磷光化合物的三重激发态与基态之间的能量差大0.15eV以上。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物及所述第二有机化合物形成激基复合物。
3.根据权利要求2所述的发光元件，其中，通过所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，使所述磷光化合物发射磷光。
4.根据权利要求1所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物的阴离子及所述第二有机化合物的阳离子形成所述激基复合物。
5.根据权利要求4所述的发光元件，其中，所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，所述磷光化合物发射磷光。
6.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物中的至少一方为荧光化合物。
7.根据权利要求1所述的发光元件，其中，所述磷光化合物为有机金属配合物。
8.一种发光元件，包括：
一对电极；以及
所述一对电极之间的发光层，所述发光层包括：
磷光化合物；
电子传输性优越于空穴传输性的第一有机化合物；以及
空穴传输性优越于电子传输性的第二有机化合物，
其中，所述第一有机化合物的最低未占有分子轨道(LUMO：Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能级比所述磷光化合物的LUMO能级高0.1eV以上。
9.根据权利要求8所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物及所述第二有机化合物形成激基复合物。
10.根据权利要求9所述的发光元件，其中，通过所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，使所述磷光化合物发射磷光。
11.根据权利要求8所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物的阴离子及所述第二有机化合物的阳离子形成所述激基复合物。
12.根据权利要求11所述的发光元件，其中，通过所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，所述磷光化合物发射磷光。
13.根据权利要求8所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物中的至少一方为荧光化合物。
14.根据权利要求8所述的发光元件，其中，所述磷光化合物为有机金属配合物。
15.一种发光元件，包括：
一对电极；以及
所述一对电极之间的发光层，所述发光层包括：
磷光化合物；
电子传输性优越于空穴传输性的第一有机化合物；以及
空穴传输性优越于电子传输性的第二有机化合物，
其中，所述第二有机化合物的最高占有分子轨道(HOMO：Highest Occupied Molecular Orbital)能级比所述磷光化合物的HOMO能级低0.1eV以上。
16.根据权利要求15所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物及所述第二有机化合物形成激基复合物。
17.根据权利要求16所述的发光元件，其中，通过所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，使所述磷光化合物发射磷光。
18.根据权利要求15所述的发光元件，其中，使用所述第一有机化合物的阴离子及所述第二有机化合物的阳离子形成所述激基复合物。
19.根据权利要求18所述的发光元件，其中，通过所述激基复合物的激发能量转移到所述磷光化合物，所述磷光化合物发射磷光。
20.根据权利要求15所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物中的至少一方为荧光化合物。
21.根据权利要求15所述的发光元件，其中，所述磷光化合物为有机金属配合物。

说明书全文

发光元件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种利用有机电致发光(EL：Electroluminescence)现象的发光元件(以下，也称为有机EL元件)。

背景技术

[0002] 对有机EL元件积极地进行研究开发(参照专利文献1、非专利文献1及非专利文献2)。有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层(以下，也称为发光层)的结构，并且有机EL元件由于具有可实现薄型轻量化、能够对输入信号进行高速响应、能够实现直流低电压驱动等的特性，所以作为下一代的平板显示元件受到关注。此外，使用这种发光元件的显示器还具有优异的对比度、清晰的图像质量以及广视角的特征。再者，由于有机EL元件为面状光源，因此期望将有机EL元件应用于液晶显示器的背光灯、照明等的光源。

[0003] 有机EL元件的发光机理属于载流子注入型。换言之，通过对夹有发光层的电极之间施加电压，从电极注入的电子和空穴复合，以发光物质成为激发态，并且当该激发态回到基态时发光。激发态是单重激发态和三重激发态。此外，在发光元件中，单重激发态和三重激发态的统计学上的生成比例被认为前者是后者的三分之一。另外，在本说明书中，在没有特别的说明时，单重激发态(三重激发态)是指单重激发态(三重激发态)中的能级最低的单重激发态(三重激发态)。

[0004] 发光性有机化合物的基态通常是单重激发态。因此，来自单重激发态的发射光因是在相同的自旋多重态之间的电子跃迁而被称为荧光。另一方面，来自三重激发态的发射光因是不同的自旋多重态之间的电子跃迁而被称为磷光。在此，在发射荧光的化合物(以下，称为荧光化合物)中，通常，在室温下无法观察到磷光，且只能观察到荧光。因此，基于上述单重激发态与三重激发态的比率，使用荧光化合物的发光元件中的内量子效率(所生成的光子与所注入的载流子之比)的理论上的极限被认为是25％。

[0005] 另一方面，如果使用发射磷光的化合物(以下称为磷光化合物)，则内量子效率在理论上可以提高100％。换言之，与荧光化合物相比，可以得到高发光效率。根据上述理由，为了实现高效率的发光元件，近年来积极地开发出使用磷光化合物的发光元件。

[0006] 尤其是，作为磷光化合物，以铱等为中心金属的有机金属配合物由于其高磷光量子效率而已受到关注。例如，专利文献1公开有以铱为中心金属的有机金属配合物作为磷光材料。

[0007] 当使用上述磷光化合物形成发光元件的发光层时，为了抑制磷光化合物的浓度猝灭或者由三重态-三重态湮灭导致的猝灭，通常以使该磷光化合物分散在包含另一种化合物的矩阵中的方式形成发光层。在此，用作矩阵的化合物被称为主体，分散在矩阵中的化合物诸如磷光化合物被称为客体。

[0008] 作为这样将磷光化合物用作客体的发光元件中的发光的基本过程，有几个过程，以下对此进行说明。

[0009] (1)当在客体分子中电子和空穴复合，客体分子处于激发态时(直接复合过程)[0010] (1-1)在客体分子的激发态为三重激发态时客体分子发射磷光。

[0011] (1-2)在客体分子的激发态为单重激发态时单重激发态的客体分子系间跨越(intersystem crossing)到三重激发态而发射磷光。

[0012] 换言之，在上述(1)的直接复合过程中，只要客体分子的系间跨越效率及磷光量子效率高，就可以获得高发光效率。

[0013] (2)当在主体分子中电子和空穴复合，主体分子处于激发态时(能量转移过程)。

[0014] (2-1)在主体分子的激发态为三重激发态，并且主体分子的三重激发态的能级(T1能级)高于客体分子的T1能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，而客体分子处于三重激发态。处于三重激发态的客体分子发射磷光。此外，在形式上能量转移到客体分子的单重激发态的能级(S1能级)，但是在很多情况下客体分子的S1能级比主体分子的T1能级更接近高能一侧，不容易成为主要能量转移过程，因此在此省略说明。

[0015] (2-2)在主体分子的激发态为单重激发态，并且主体分子的单重激发态的能级(S1能级)高于客体分子的S1能级及T1能级时，激发能量从主体分子转移到客体分子，客体分子处于单重激发态或三重激发态。处于三重激发态的客体分子发射磷光。此外，处于单重激发态的客体分子系间跨越到三重激发态而发射磷光。

[0016] 换言之，在上述(2)的能量转移过程中，尽可能使主体分子的三重激发能及单重激发能的双方高效地转移到客体分子是重要的。

[0017] 鉴于上述能量转移过程，若在激发能量从主体分子转移到客体分子之前，主体分子本身将该激发能量作为光或热放出而失活，则发光效率降低。

[0018] <能量转移过程>

[0019] 以下，详细说明分子间的能量转移过程。

[0020] 首先，作为分子间的能量转移机理，提倡以下两个机理。在此，将赋予激发能量的分子记为主体分子，而将接收激发能量的分子记为客体分子。

[0021] 《福斯特机理(偶极-偶极相互作用)》

[0022] 福斯特机理在能量转移中不需要分子间的直接接触。通过主体分子和客体分子间的偶极振荡的共振现象发生能量转移。通过偶极振荡的共振现象，主体分子给客体分子供应能量，主体分子处于基态，且客体分子处于激发态。公式(1)示出福斯特机理的速度常数kh*→g。

[0023] [公式1]

[0024]

[0025] 在公式(1)中，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体分子的被标准化的发射光谱(从单重激发态的能量转移中的荧光光谱，从三重激发态的能量转移中的磷光光谱)，εg(ν)表示客体分子的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示主体分子和客体分子的分子间距离，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，c表示光速，φ表示发光量子效率(从单重激发态的能量转移中的荧光量子效率，从三重激发态2
的能量转移中的磷光量子效率)，K 表示主体分子和客体分子的跃迁偶极矩的取向的系数
2
(0至4)。此外，在无规取向中K ＝2/3。

[0026] 《德克斯特(Dexter)机理(电子交换相互作用)》

[0027] 在德克斯特机理中，主体分子和客体分子彼此接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的主体分子的电子和基态的客体分子的电子，发生能量转移。公式2*示出德克斯特机理的速度常数kh →g。

[0028] [公式2]

[0029]

[0030] 在公式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，ν表示振荡数，f’h(ν)表示主体分子的被标准化的发射光谱(从单重激发态的能量转移中的荧光光谱，从三重激发态的能量转移中的磷光光谱)，ε’g(ν)表示客体分子的被标准化的吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示主体分子和客体分子的分子间距离。

[0031] 在此，可以认为以公式(3)表示从主体分子到客体分子的能量转移效率ΦET。kr表示主体分子的发光过程(主体分子的从单重激发态的能量转移中的荧光，主体分子的从三重激发态的能量转移中的磷光)的速度常数，kn表示主体分子的非发光过程(热失活或系间跨越)的速度常数，τ表示所检测出的主体分子的激发态的寿命。

[0032] [公式3]

[0033]

[0034] 首先，从公式(3)可知，为了提高能量转移效率ΦET，使能量转移的速度常数kh*→g比其他竞争的速度常数kr+kn(＝1/τ)大得多，即可。而且，为了增大该能量转移的速度常*数kh →g，从公式(1)及公式(2)可知，在福斯特机理和德克斯特机理中的任一机理中，主体分子的发射光谱(在从单重激发态的能量转移中荧光光谱，在从三重激发态的能量转移中磷光光谱)和客体分子的吸收光谱(由于通常是磷光，所以表示三重激发态与基态之间的能量差)的重叠越大越好。

[0035] 例如，因以主体分子的三重激发态与基态之间的能量差重叠于客体分子的三重激发态与基态之间的能量差的方式被选择的材料而更高效地发生从主体到客体的能量转移。

[0036] 然而，上述能量转移从三重激发态的客体分子到基态的主体分子也完全同样地发生。而且，这意味着：在以主体分子的三重激发态与基态之间的能量差重叠于客体分子的三重激发态与基态之间的能量差的方式被选择的材料中，容易产生从客体分子的三中激发态到主体分子的三重激发态的能量转移。由此，发生发光效率的降低。

[0037] 例如，如非专利文献1所记载那样，为了解决这样的问题，提出如下方法：使主体分子的三重激发态与基态之间的能量差大于客体分子的三重激发态与基态之间的能量差。

[0038] 在非专利文献1中，通过使主体分子的三重激发态与基态之间的能量差比客体分子的三重激发态与基态之间的能量差大0.3eV(现在订正为0.15eV)，防止从客体分子的三重激发态到主体分子的三重激发态的转移。

[0039] 即，通过使主体分子的三重激发态与基态之间的能量差比客体分子的三重激发态与基态之间的能量差大0.15eV以上，可以充分防止从客体分子的三重激发态到主体分子的三重激发态的转移。

[0040] [专利文献1]国际公开第2000/070655号小册子

[0041] [非专利文献1]Shizuo Tokito et al.，“Confinement of triplet energy on phosphorescent molecules for highly-efficient organic blue-light-emitting devices”，Appl.Phys.Lett.，83，569(2003).

[0042] [非专利文献2]Vi-En Choong et al.，“Organic light-emitting diodes with a bipolar transport layer”，Appl.Phys.Lett.，75，172(1999).

发明内容

[0043] 然而，像这样主体分子的能量差与客体分子的能量差不同意味着不容易产生上述福斯特机理或德克斯特机理，由此有发光效率的降低的问题。本发明的一个方式提供一种解决这样的矛盾的基于新原理的发光元件。

[0044] 另外，如上所述，虽然存在各种各样的激发过程，但是其中失活少的激发过程是直接复合过程。优选的是，为了提高发光效率或外量子效率，提高其比率。本发明的一个方式的课题是提供一种高效地发生直接复合过程的方法。另外，本发明的一个方式的课题是提供一种外量子效率高的发光元件。

[0045] 本发明的一个方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的包含磷光化合物(客体)、第一有机化合物及第二有机化合物的发光层，其中，第一有机化合物的三重激发态与基态之间的能量差及第二有机化合物的三重激发态与基态之间的能量差都是比磷光化合物的三重激发态与基态之间的能量差大0.15eV以上。

[0046] 在上述结构中，第一有机化合物及第二有机化合物的组合也可以是形成激基复合物的组合。另外，也可以第一有机化合物的电子传输性优越于其空穴传输性，并且第二有机化合物的空穴传输性优越于其电子传输性。在具有这样的特色时，第一有机化合物及第二有机化合物分别被称为n型主体、p型主体。

[0047] 另外，本发明的一个方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的包含客体、n型主体、p型主体的发光层，其中，n型主体的LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital：最低未占有分子轨道)能级比客体的LUMO能级高0.1eV以上。

[0048] 另外，当客体的LUMO能级比n型主体的LUMO能级过低时，在电气传导特性的方面上不是优选的。由此，优选的是，n型主体的LUMO能级En与客体的LUMO能级Ea之差(En-Ea)为0.1eV以上且0.5eV以下。

[0049] 另外，本发明的一个方式是一种发光元件，包括：一对电极之间的包含客体、n型主体、p型主体的发光层，其中，p型主体的HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital：最高占有分子轨道)能级比客体的HOMO能级低0.1eV以上。

[0050] 另外，当客体的HOMO能级比p型主体的HOMO能级过高时，在电气传导特性的方面上不是优选的。由此，优选的是，p型主体的HOMO能级Ep与客体的HOMO能级Eb之差(Ep-Eb)为-0.5eV以上且-0.1eV以下。

[0051] 在上述发光元件中，客体优选为有机金属配合物。在上述发光元件中，也可以n型主体及p型主体中的至少一方为荧光化合物。本发明的一个方式的发光元件可以应用于发光装置、电子设备及照明装置。

[0052] 在本发明的一个方式中，发光层具有n型主体分子、p型主体分子和客体分子。当然，分子不需要有规律地排列，也可以是规律性极少的状态。尤其是，当将发光层设定为50nm以下的薄膜时，优选处于非晶态，由此，优选选择不容易晶化的材料的组合。

[0053] 另外，如图1A所示，本发明的一个方式也可以是一种发光元件，其中，在衬底101上重叠地设置第一电极103、具有上述结构的发光层102、第二电极104。在此，第一电极103是阳极和阴极中的一方，第二电极104是阳极和阴极中的另一方。

[0054] 另外，如图1B所示，本发明的一个方式也可以是一种发光元件，其中，除了第一电极103、发光层102、第二电极104之外，还重叠地设置第一载流子注入层105、第一载流子传输层106、第二载流子注入层107、第二载流子传输层108。在此，第一载流子是电子和空穴中的一方，第二载流子是电子和空穴中的另一方。另外，如果第一电极是阳极，第一载流子是空穴，而如果第一电极是阴极，第一载流子是电子。

[0055] 本发明的一个方式通过使主体(n型主体及p型主体)分子的三重激发态与基态之间的能量差比客体分子的三重激发态与基态之间的能量差高0.15eV以上，可以充分防止从客体分子的三重激发态到主体(n型主体及p型主体)分子的三重激发态的转移，从而可以提供外量子效率高的发光元件。

[0056] 另一方面，关于使用福斯特机理或德克斯特机理的能量转移过程，可以经过能量从n型主体分子和p型主体分子的激基复合物转移到客体分子的过程。激基复合物在能量转移到客体分子的阶段分裂为n型主体分子和p型主体分子。n型主体分子(或p型主体分子)的三重激发态与基态之间的能量差比客体分子的三重激发态与基态之间的能量差高0.15eV以上，由此能量不从客体分子的三重激发态转移到n型主体分子(或p型主体分子)的三重激发态。

[0057] 另外，在本发明的一个方式中，例如，由于n型主体分子的LUMO能级比客体分子的LUMO能级高0.1eV以上，所以传导n型主体分子的电子优先进入到客体分子的LUMO能级。结果，客体分子成为阴离子，导致空穴，在客体分子中空穴与电子复合。

[0058] 另外，在本发明的一个方式中，例如，由于p型主体分子的HOMO能级比客体分子的HOMO能级低0.1eV以上，所以传导p型主体分子的空穴优先进入到客体分子的HOMO能级。结果，客体分子成为阳离子，导致电子，在客体分子中空穴与电子复合。

[0059] 像这样，通过应用本发明的一个方式，可以将载流子高效地注入到客体分子，提高直接复合过程的比率。尤其是，在本发明的一个方式中，由于将混合在一起的n型主体和p型主体用于发光层，所以有电子传导n型主体分子并空穴传导p型主体分子的倾向。结果，电子从n型主体分子注入到客体分子的LUMO能级，而空穴从p型主体分子注入到客体分子的HOMO能级。附图说明

[0060] 图1A至图1D是示出本发明的各种各样的方式的图；

[0061] 图2A至图2C是说明本发明的一个方式的原理的图；

[0062] 图3A至图3C是说明本发明的一个方式的原理的图；

[0063] 图4是示出实施例1的发光元件的电流密度-亮度特性的图；

[0064] 图5是示出实施例1的发光元件的电压-亮度特性的图；

[0065] 图6是示出实施例1的发光元件的亮度-电流效率特性的图；

[0066] 图7是示出实施例1的发光元件的亮度-外量子效率特性的图；

[0067] 图8是示出实施例1的发光元件的发射光谱的图；

[0068] 图9是示出实施例1的发光元件的可靠性测试的结果的图；

[0069] 图10是示出实施例2的发光元件的电流密度-亮度特性的图；

[0070] 图11是示出实施例2的发光元件的电压-亮度特性的图；

[0071] 图12是示出实施例2的发光元件的亮度-电流效率特性的图；

[0072] 图13是示出实施例2的发光元件的亮度-外量子效率特性的图；

[0073] 图14是示出实施例2的发光元件的发射光谱的图；

[0074] 图15是示出实施例2的发光元件的可靠性测试的结果的图；

[0075] 本发明的选择图为图2A至图2C。

具体实施方式

[0076] 参照附图对实施方式进行详细说明。但是，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。

[0077] 实施方式1

[0078] 在本实施方式中，参照图2A至2C说明本发明的一个方式的发光元件的原理。图2A示出将两个n型主体分子(H_n_1、H_n_2)、一个客体分子(G)、两个p型主体分子(H_p_1、H_p_2)配置为直线状时的这些分子的能量态。各分子分别具有HOMO、LUMO。

[0079] 在此，为了简化起见，n型主体分子的LUMO能级En与客体分子的LUMO能级Ea相等，p型主体分子的HOMO能级Ep与客体分子的HOMO能级Eb相等。但是不局限于上述情况，只要满足-0.3eV＜Ea-En＜+0.3eV及-0.3eV＜Eb-Ep＜+0.3eV。另外，优选的是，n型主体分子(或p型主体分子)的LUMO能级与HOMO能级之差比客体分子的LUMO能级与HOMO能级之差大0.5eV以上。

[0080] 在基态下，n型主体分子、p型主体分子、客体分子的HOMO分别具有两个电子，n型主体分子、p型主体分子、客体分子的LUMO不具有电子。例如，n型主体分子H_n_2、客体分子G及p型主体分子H_p_2的HOMO分别具有两个电子，n型主体分子H_n_2、客体分子G及p型主体分子H_p_2的LUMO不具有电子。

[0081] 另一方面，由于从阳极(图2A至2C的右侧)注入空穴并从阴极(图2A至2C的左侧)注入电子，所以n型主体分子H_n_1的LUMO具有电子并p型主体分子H_p_1的HOMO只有一个电子(有一个空穴)。即，n型主体分子H_n_1是阴离子，p型主体分子H_p_1是阳离子。

[0082] 电子与空穴在这样的n型主体分子与p型主体分子之间跳动地传导。另外，如图2B所示，电子注入到客体分子的LUMO，空穴注入到客体分子的HOMO(直接复合过程)，客体分子成为激发态(分子内激子(exciton))。像这样，尤其是，在直接激发复合过程中将载流子从n型主体及p型主体直接注入到客体的现象称为Guest Coupled with Complementary Hosts(GCCH：客体与互补主体的耦合)。

[0083] 另外，从图2A及2B可以明显看出，n型主体分子的LUMO能级与HOMO能级之差及p型主体分子的LUMO能级与HOMO能级之差都比客体分子的LUMO能级与HOMO能级之差很大。由此，由于福斯特机理或德克斯特机理，客体的三重激发态转移到n型主体或p型主体的三重激发态的概率充分小。

[0084] 即，如图2C所示，当以客体分子G及n型主体分子H_n_1的基态(分别是SO_G、SO_H_n_1)为基准时，n型主体分子H_n_1的三重激发态的能级T1_H_n_1比客体分子G的三重激发态的能级T1_G高ΔEt(≥0.15eV)。因此，在常温下不容易发生这间的转移。另外，在图2C中，S1_G、S1_H_n_1分别是指客体分子G、n型主体分子H_n_1的单重激发态的能级。

[0085] 在图2C中描述n型主体分子的能量态，但是如果p型主体分子的三重激发态的能级高于客体分子的三重激发态的能级，也可以得到同样的效果。

[0086] 严格而言，分子的LUMO能级与HOMO能级之差不是其分子的三重激发态与基态之间的能量差，但是有一定相关。例如，后述的(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶根(diphenylpyrimidinato))铱(III)(缩写：[Ir(dppm)2(acac)])用作客体，其HOMO能级与LUMO能级之差为2.58eV，而其三重激发态与基态之间的能量差为2.22eV。另外，用作n型主体的2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：2mDBTPDBq-II)分别为3.10eV、2.54eV，用作p型主体的4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(缩写：PCBNBB)分别为3.15eV、2.40eV。

[0087] 在作为客体使用上述[Ir(dppm)2(acac)]，作为n型主体使用2mDBTPDBq-II，并且作为p型主体使用PCBNBB时，由于2mDBTPDBq-II的三重激发态与基态之间的能量差及PCBNBB的三重激发态与基态之间的能量差(光学测量的结果分别为2.54eV、2.40eV)比客体的三重激发态与基态之间的能量差(光学测量的结果为2.22eV)高0.18eV以上，所以客体的三重激发态几乎没有转移到主体。

[0088] 另外，作为客体也可以使用(二新戊酰基甲烷基)双(3，5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(缩写：[Ir(mppr-Me)2(dpm)])。[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的三重激发态与基态之间的能量差的光学测量的结果为2.24eV。

[0089] 从而，在作为n型主体使用2mDBTPDBq-II并且作为p型主体使用PCBNBB时，由于这些三重激发态与基态之间的能量差比[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的三重激发态与基态之间的能量差高0.16eV以上，所以客体的三重激发态几乎没有转移到主体。

[0090] 如上所述的是将电子和空穴注入到客体的直接复合过程，但是也可以通过n型主体分子和p型主体分子形成激基复合物，并该激基复合物的能量转移到客体分子，使客体分子成为激发态。此时，使用福斯特机理或德克斯特机理进行能量转移。

[0091] 激基复合物(exciplex)通过激发态下的异种分子之间的互相作用形成。一般而言，激基复合物容易在具有较深的LUMO能级的材料与具有较浅的HOMO能级的材料之间形成。例如，作为前者可以使用p型主体，作为后者可以使用n型主体。

[0092] 在此，n型主体和p型主体的HOMO能级及LUMO能级彼此不同，即能级按如下顺序由低而高：n型主体的HOMO能级＜p型主体的HOMO能级＜n型主体的LUMO能级＜p型主体的LUMO能级。

[0093] 另外，当使用该n型主体和p型主体形成激基复合物时，激基复合物的LUMO能级来自n型主体，HOMO能级来自p型主体。从而，激基复合物的能量差小于n型主体的能量差及p型主体的能量差。即，激基复合物的发光波长比n型主体和p型主体的各个发光波长更长。作为激基复合物的形成过程可以举出如下粗略分类的两种过程。

[0094] 《电致激基复合物(electroplex)》

[0095] 在本说明书中，电致激基复合物是指基态的n型主体及基态的p型主体直接形成激基复合物。

[0096] 如上所述，在福斯特机理或德克斯特机理中，当电子和空穴在主体中复合时，激发能量从激发态的主体转移到客体，客体处于激发态，而发光。

[0097] 在此，在激发能量从主体转移到客体之前，主体本身发光或激发能量转换为热能量，因此失掉激发能量的一部分。尤其是，在主体处于单重激发态时，由于与处于三重激发态的情况相比激发寿命短，所以容易产生单态激子的失活。激子的失活是导致发光元件的寿命降低的原因之一。

[0098] 另一方面，在本发明的一个方式中，由于n型主体及p型主体存在于同一发光层，所以在很多情况下，在n型主体分子及p型主体分子具有载流子的状态(阴离子及阳离子)下形成电致激基复合物。由此，不容易形成激发寿命短的n型主体分子的单态激子或p型主体分子的单态激子。

[0099] 换言之，在很多情况下，在不形成每个分子的单态激子的状态下存在有直接形成激基复合物的过程。由此，还可以抑制上述单态激子的失活。而且，将能量从所产生的电致激基复合物转移到客体，而可以得到发光效率高的发光元件。

[0100] 《使用激子的激基复合物的形成》

[0101] 作为另一个过程，可以考虑在作为主体的n型主体分子及p型主体分子中的一方形成单态激子之后，与基态的另一方相互作用而形成激基复合物的基本过程。与电致激基复合物不同，在此情况下，一次生成n型主体分子或p型主体分子的单态激子，但是如果将该单态激子迅速地变换为激基复合物，可以抑制单态激子的失活。另外，如上所述，当n型主体及p型主体存在于同一的发光层时，不容易发生该过程。

[0102] 例如，n型主体为具有电子俘获性的化合物，而p型主体为具有空穴俘获性的化合物。在这些化合物的HOMO能级的差异及LUMO能级的差异大(具体而言，差异为0.3eV以上)时，电子优先进入到n型主体分子，且空穴优先进入到p型主体分子。此时，可以认为与经过单态激子形成激基复合物的过程相比，优先进行形成电致激基复合物的过程。

[0103] 从如上述那样形成的激基复合物到客体分子的能量转移由福斯特机理或德克斯特机理发生。如上所述，在这些机理中，例如，主体分子的三重激发态与基态之间的能量差和客体分子的三重激发态与基态之间的能量差越小越优选。

[0104] 此时，激基复合物的三重激发态与基态之间的能量差相当于n型主体分子的LUMO能级与p型主体分子的HOMO能级之差。当这些差异等于或近于客体分子的LUMO能级与HOMO能级之差时，可以高效地转移能量，使客体分子处于三重激发态，而激基复合物本身处于基态。

[0105] 但是，激基复合物由于只在处于激发态时稳定，所以在回到基态时分离为n型主体分子和p型主体分子。而且，如上所述，由于这些三重激发态与基态之间的能量差比客体分子的三重激发态与基态之间的能量差大，所以在室温下极为不容易发生从客体分子的三重激发态到任一个主体分子的能量转移。

[0106] 实施方式2

[0107] 在本实施方式中，参照图3A至3C说明本发明的一个方式的发光元件的原理。图3A示出将两个n型主体分子(H_n_1、H_n_2)、一个客体分子(G)、两个p型主体分子(H_p_1、H_p_2)配置为直线状时的这些分子的能量态。各分子分别具有HOMO、LUMO。

[0108] 在此，n型主体分子的LUMO能级En比客体分子的LUMO能级Ea高0.1eV以上，并且p型主体分子的HOMO能级Ep比客体分子的HOMO能级Eb高。另外，优选的是，n型主体分子的LUMO能级与HOMO能级之差及p型主体分子的LUMO能级与HOMO能级之差都是比客体分子的LUMO能级与HOMO能级之差大0.5eV以上。

[0109] 如图3A所示，由于从阳极(图3A的右侧)注入空穴并从阴极(图3A的左侧)注入电子，所以n型主体分子H_n_1的LUMO具有电子并p型主体分子H_p_1的HOMO只有一个电子(有一个空穴)。从而，n型主体分子H_n_1是阴离子，p型主体分子H_p_1是阳离子。

[0110] 电子与空穴在这样的n型主体分子与p型主体分子之间跳动地传导。如附图所示，p型主体分子的LUMO能级比n型主体分子的LUMO能级更高，因此电子传导在n型主体分子中。另外，n型主体分子的HOMO能级比p型主体分子的HOMO能级更低，因此空穴传导在p型主体分子中。

[0111] 另外，如图3B所示，电子注入到客体分子的LUMO并且客体分子成为阴离子。在此，n型主体分子的LUMO能级比客体分子的LUMO能级高0.1eV以上，当然，p型主体分子的LUMO能级更高。从而，进入到客体分子的LUMO的电子成为亚稳态，即成为由客体分子俘获的状态。

[0112] 其结果是，由于客体分子成为带负电的阴离子，所以其周围的空穴由库仑相互作用(在附图中以F表示)导致。因此，如图3C所示，p型主体分子H_p_2中的空穴注入到客体分子G。由于库仑相互作用达到较远的地方，所以电子和空穴高效地聚集在客体分子内。

[0113] 另外，当客体分子G的LUMO中的电子与p型主体分子H_p_2的HOMO中的空穴重新结合(即，客体分子G的LUMO中的电子转移到p型主体分子H_p_2的HOMO，或者，p型主体分子H_p_2的HOMO中的空穴转移到客体分子G的LUMO)时，在此阶段产生发光。

[0114] 另外，如果不可以进行上述电子转移，p型主体分子H_p_2的HOMO中的空穴转移到客体分子G的HOMO，并且客体分子G成为激发态。然后，客体分子G转移到基态，并且在此过程中产生发光。

[0115] 为了利用库仑相互作用将空穴导致到客体，当将(p型主体的HOMO能级)-(客体的HOMO能级)设定为ΔEp，并将(n型主体的LUMO能级)-(客体的LUMO能级)设定为ΔEn时，满足ΔEp＜ΔEn+0.2eV，优选满足ΔEp＜ΔEn。通过上述作用，在客体分子内空穴与电子复合。

[0116] 上述过程因客体分子成为阴离子而产生。由于客体分子的HOMO能级低于p型主体分子的HOMO能级，如果客体分子的电荷处于中性，不容易空穴注入到客体分子。

[0117] 图3A至3C示出n型主体分子的LUMO能级En高于客体分子的LUMO能级Ea，并p型主体分子的HOMO能级Ep高于客体分子的HOMO能级Eb的情况，反之，在p型主体分子的HOMO能级Ep低于客体分子的HOMO能级Eb0.1eV以上，并n型主体分子的LUMO能级En比客体分子的LUMO能级Ea低0.1eV以上时，也根据同样的原理在客体分子内空穴与电子高效地复合。此时，首先空穴注入到客体分子的HOMO，然后电子通过其库仑相互作用注入到客体分子中。

[0118] 另外，在n型主体分子的LUMO能级En高于客体分子的LUMO能级Ea，并p型主体分子的HOMO能级Ep低于客体分子的HOMO能级Eb时，可以将电荷更高效地注入到客体，而处于激发态。此时，优选的是，n型主体分子的LUMO能级En至少比客体分子的LUMO能级Ea高0.1eV以上，或者p型主体分子的HOMO能级Ep至少比客体分子的HOMO能级Eb低0.1eV以上。

[0119] 另外，在成为阴离子的n型主体分子与成为阳离子的p型主体分子相邻的情况下，有时两者处于激基复合物。此时，为了使附近的客体分子成为激发态，需要经过上述能量转移过程。优选的是，此时尽可能使激基复合物的激发态与基态之间的能量差和客体分子的三重激发态与基态之间的能量差接近。

[0120] 如果n型主体分子的LUMO能级高于客体分子的LUMO能级0.1eV，可以选择p型主体分子的HOMO能级低于客体分子的HOMO能级0.1eV的材料，而尽可能使激基复合物的激发态与基态之间的能量差和客体分子的三重激发态与基态之间的能量差接近。

[0121] 具体而言，用作客体的[Ir(dppm)2(acac)]的LUMO能级、HOMO能级分别为-2.98eV、-5.56eV，用作n型主体的2mDBTPDBq-II分别为-2.78eV、-5.88eV，而用作p型主体的PCBNBB分别为-2.31eV、-5.46eV。

[0122] 在应用该组合时，由于客体的LUMO能级低于n型主体及p型主体的LUMO能级，尤其是低于n型主体的LUMO能级0.2eV，所以客体分子容易俘获电子而成为阴离子。另外，虽然客体分子的HOMO能级比n型主体分子的HOMO能级高，但是比p型主体分子的HOMO能级低0.1eV。

[0123] 从而，如图3A至3C所示，首先电子注入到客体的LUMO，然后空穴通过其库仑相互作用注入到客体中而发光。

[0124] 另外，[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的LUMO能级为-2.77eV，与n型主体(2mDBTPDBq-II)的LUMO能级(-2.78eV)几乎相等。另外，[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的HOMO能级为-5.50eV，比p型主体(PCBNBB)的HOMO能级(-5.43eV)低0.07eV。

[0125] 当与上述n型主体或p型主体一起使用这些数值时，示出[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的俘获电子或空穴的作用比[Ir(dppm)2(acac)]差。

[0126] 实施方式3

[0127] 在本实施方式中，参照图1B说明本发明的一个方式的发光元件。图1B是示出在第一电极103与第二电极104之间具有EL层110的发光元件的图。图1B中的发光元件包括：在第一电极103上按顺序层叠的第一载流子注入层105、第一载流子传输层106、发光层102、第二载流子传输层108、第二载流子注入层107、设置在其上的第二电极104。EL层110除了发光层102之外，还包括第一载流子注入层105、第一载流子传输层106、第二载流子传输层108、第二载流子注入层107。注意，EL层110不一定必须包括所有上述层。

[0128] 在此，第一电极103是阳极和阴极中的一方，第二电极104是阳极和阴极中的另一方。另外，第一载流子是空穴和电子中的一方，第二载流子是空穴和电子中的另一方。另外，当第一电极是阳极时，第一载流子是空穴，而当第一电极是阴极时，第一载流子是电子。另外，第一载流子注入层105和第二载流子注入层107分别是空穴注入层和电子注入层中的一方，第一载流子传输层106和第二载流子传输层108是空穴传输层和电子传输层中的一方。

[0129] 作为阳极，优选使用具有高功函数(具体的是4.0eV以上)的金属、合金、导电性化合物以及它们的混合物等。具体而言，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(Indium Zinc Oxide：氧化铟锌)、含有氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。这些导电金属氧化物膜一般通过溅射法形成，但是，也可以使用溶胶-凝胶法等形成。

[0130] 例如，通过溅射法，使用在氧化铟中添加有1wt％至20wt％的氧化锌的靶材，可以形成氧化铟-氧化锌膜。此外，通过溅射法，使用在氧化铟中含有0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶材，可以形成IWZO膜。此外，可以举出石墨烯、金、铂、镍、钨、铬、钼、铁、钴、铜、钯或金属材料的氮化物(例如氮化钛)等。

[0131] 但是，在EL层110中，当与阳极接触地形成的层使用将后面所述的有机化合物和电子受体(acceptor)混合而构成的复合材料形成时，作为用于阳极的物质可以使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等，而不考虑功函数的大小。例如，也可以使用铝、银、含铝的合金(例如Al-Si)等。阳极例如可以通过溅射法或蒸镀法(包括真空蒸镀法)等形成。

[0132] 阴极优选使用具有低功函数(优选为3.8eV以下)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成。具体而言，可以使用如下材料：属于元素周期表中第1族或第2族的元素，即碱金属诸如锂或铯等、碱土金属诸如钙或锶等、镁、包含上述金属的合金(例如，Mg-Ag、Al-Li)、稀土金属诸如铕、镱等、包含上述金属的合金、铝或银等。

[0133] 但是，当在EL层110中，在与阴极接触地形成的层使用将后述有机化合物和电子供体(donor)混合而构成的复合材料时，可以使用各种导电材料诸如Al、Ag、ITO、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等，而不考虑功函数的大小。另外，在形成阴极时可以使用真空蒸镀法或溅射法。此外，在使用银浆等的情况，可以采用涂覆法、喷墨法等。

[0134] 空穴注入层是包含具有高空穴注入性的物质的层。作为具有高空穴注入性的物质，可以使用金属氧化物，诸如氧化钼、氧化钛、氧化钒、氧化铼、氧化钌、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化银、氧化钨和氧化锰。此外，也可以使用酞菁类化合物，诸如酞菁(缩写：H2Pc)或酞菁铜(II)(缩写：CuPc)等。

[0135] 或者，可以使用如下低分子有机化合物的芳香胺化合物等，诸如4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(缩写：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(缩写：MTDATA)、4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DPAB)、4，4’-双(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(缩写：
DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(缩写：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA1)、3，6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)等。

[0136] 另外，可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物或聚合物等)。例如可以使用高分子化合物，诸如聚(N-乙烯基咔唑)(缩写：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(缩写：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](缩写：PTPDMA)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](缩写：
Poly-TPD)等。此外，还可以使用添加有酸的高分子化合物，诸如聚(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。

[0137] 可以将有机化合物与电子受体(acceptor)混合形成的复合材料用于空穴注入层。这种复合材料因为能通过电子受体在有机化合物中产生空穴而具有优异的空穴注入性和空穴传输性。在此情况下，有机化合物优选在传输产生的空穴方面性能优异的材料(具有高空穴传输性的物质)。

[0138] 作为用于复合材料的有机化合物，可以使用各种化合物，诸如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃和高分子化合物(例如，低聚物、树枝状聚合物或聚合物)。作为该复合材料的有机化合物优选使用具有高空穴传输性的有机化合物。具体而言，优选使用空穴迁移率-6 2为10 cm/Vs以上的物质。注意，只要是空穴传输性大于电子传输性的物质，就还可以使用上述物质之外的物质。下面，例举可以用于复合材料的有机化合物的具体例子。

[0139] 作为可以用于该复合材料的有机化合物，例如可以使用如下材料：芳族胺化合物，诸如TDATA、MTDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(缩写：TPD)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(缩写：BPAFLP)等；咔唑衍生物，诸如4，4’-二(N-咔唑基)联苯(缩写：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(缩写：TCPB)、9-[4-(N-咔唑基)苯基-10-苯基蒽(缩写：CzPA)、9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(缩写：PCzPA)、1，4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等。

[0140] 此外，可以使用如下芳香烃化合物，诸如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(缩写：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(缩写：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：DNA)、9，10-二苯基蒽(缩写：DPAnth)、2-叔丁基蒽(缩写：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(缩写：DMNA)、9，10-双[2-(1-萘基)苯基)]-2-叔丁基蒽、9，10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽等。

[0141] 再者，可以使用如下芳香烃化合物，诸如2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，9’-联蒽、10，10’-二苯基-9，9’-联蒽、10，10’-双(2-苯基苯基)-9，9’-联蒽、10，
10’-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝、并五苯、晕苯、4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(缩写：DPVPA)等。

[0142] 作为电子受体，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(缩写：F4-TCNQ)、氯醌等有机化合物或过渡金属氧化物。另外，还可以举出属于周期表第4族至第
8族的金属的氧化物。具体而言，优选使用氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰和氧化铼，因为这些金属氧化物具有高电子接受性。其中，尤其优选使用氧化钼，因为氧化钼在大气中也稳定，吸湿性低，容易处理。

[0143] 另外，也可以使用上述高分子化合物例如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD以及上述电子受体形成复合材料，并将其用于空穴注入层。

[0144] 空穴传输层是包含具有高空穴传输性的物质的层。作为具有高空穴传输性的物质，可以使用芳族胺化合物，诸如NPB、TPD、BPAFLP、4，4’-双[N-(9，9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DFLDPBi)或4，4’-双[N-(螺环-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：BSPB)等。在此所述的物质主要是其空穴迁移率为-6 2
10 cm/Vs以上的物质。注意，只要是空穴传输性大于电子传输性的物质，就还可以使用上述物质之外的物质。另外，包含具有高空穴传输性的物质的层不限于单层，还可以层叠两层以上的由上述物质构成的层。

[0145] 另外，作为空穴传输层，也可以使用CBP、CzPA、PCzPA等咔唑衍生物或t-BuDNA、DNA、DPAnth等蒽衍生物。

[0146] 此外，作为空穴传输层，也可以使用PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD等高分子化合物。

[0147] 发光层102是包含发光物质的层。本实施方式的发光层102作为客体具有磷光化合物，作为主体具有n型主体及p型主体。n型主体(或p型主体)可以使用两种以上。

[0148] 作为磷光化合物，优选使用有机金属配合物，尤其优选使用铱配合物。此外，在考虑到上述福斯特机理的能量转移时，位于磷光化合物的最长波长一侧的吸收带的摩尔吸光-1 -1 -1 -1系数优选为2000M ·cm 以上，尤其优选为5000M ·cm 以上。

[0149] 作为具有这样大的摩尔吸光系数的化合物，例如，可以举出[Ir(mppr-Me)2(dpm)]-1 -1或[Ir(dppm)2(acac)]等。尤其是通过使用摩尔吸光系数达到5000M ·cm 以上的材料如[Ir(dppm)2(acac)]，可以获得外量子效率达到30％左右的发光元件。

[0150] 作为n型主体，除了上述2mDBTPDBq-II之外，还可以使用2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：7mDBTPDBq-II)、6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：6mDBTPDBq-II)等容易接受电子的化合物中的任一个。

[0151] 另外，作为p型主体，除了上述PCBNBB之外，还使用容易接受空穴的化合物诸如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB或α-NPD)及4-苯基-4’-(9-苯
基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(缩写：PCBA1BP)，即可。但是，不局限于此，例如可以使用满足实施方式1或实施方式2所示的能级的关系的n型主体与p型主体的组合。

[0152] 电子传输层是包含具有高电子传输性的物质的层。作为高电子传输性的物质，可以举出金属配合物诸如Alq3、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(缩写：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-羟基喹啉)铍(缩写：BeBq2)、BAlq、Zn(BOX)2、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(缩写：Zn(BTZ)2)等。

[0153] 此外，也可以使用杂芳族化合物诸如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(缩写：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(缩写：
OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：p-EtTAZ)、红菲绕啉(缩写：BPhen)、浴铜灵(缩写：BCP)、4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯(缩写：
BzOs)等。

[0154] 此外，也可以使用高分子化合物诸如聚(2，5-吡啶-二基)(缩写：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共聚-(吡啶-3，5-二基)](缩写：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](缩写：PF-BPy)。在此所述的物质-6 2
主要是具有10 cm/Vs以上的电子迁移率的物质。注意，只要是其电子传输性高于空穴传输性，就可以使用上述物质之外的其他物质作为电子传输层。

[0155] 另外，电子传输层不限于单层，也可以是包含上述物质的两个以上的层的叠层。

[0156] 电子注入层是包含具有高电子注入性的物质的层。电子注入层可以使用碱金属、碱土金属或者其化合物，诸如有锂、铯、钙、氟化锂、氟化铯、氟化钙或者氧化锂。此外，可以使用氟化铒等稀土金属化合物。或者，还可以使用上述构成电子传输层的物质。

[0157] 或者，可以将有机化合物与电子供体(donor)混合形成的复合材料用于电子注入层。这种复合材料因为通过电子供体在有机化合物中产生电子而具有优异的电子注入性和电子传输性。在此情况下，有机化合物优选在传输产生的电子方面性能优异的材料。具体而言，例如，可以使用上述构成电子传输层的物质(如，金属配合物或杂芳族化合物等)。

[0158] 使用对有机化合物显示供电子性的物质作为电子供体，即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属或稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒或镱等。此外，优选使用碱金属氧化物或碱土金属氧化物，可以举出氧化锂、氧化钙或氧化钡等。也可以使用路易斯碱如氧化镁。此外，也可以使用有机化合物如四硫富瓦烯(缩写：TTF)等。

[0159] 注意，上述空穴注入层、空穴传输层、发光层102、电子传输层和电子注入层分别可以通过蒸镀法(包括真空蒸镀法)、喷墨法或涂覆法等形成。

[0160] 另外，如图1C所示，在阳极和阴极之间也可以层叠多个EL层110a、110b。在此情况下，EL层110a、110b分别至少具有发光层。优选的是，在被层叠的第一EL层110a和第二EL层110b之间设置电荷发生层111。电荷发生层111可以使用上述复合材料来形成。另外，电荷发生层111还可以采用层叠由复合材料构成的层和由其他材料构成的层的叠层结构。

[0161] 在此情况下，作为由其他材料构成的层，可以使用包含具有供电子性的物质和具有高电子传输性的物质的层，还可以使用由透明导电膜构成的层等。具有这种结构的发光元件不容易发生能量的转移或猝灭等的问题。并且，由于可以选择的材料的范围更广，从而容易得到兼有高发光效率和长寿命的发光元件。另外，也容易从一方的EL层得到磷光发光，并从另一方的EL层得到荧光发光。这种结构可以与上述EL层的结构组合而使用。

[0162] 另外，通过使每个EL层的发光颜色互不相同，可以使发光元件整体发射所需颜色的光。例如，使第一EL层110a和第二EL层110b发射的光互补，因此作为整体发光元件可以得到发射白光的发光元件。同样原理可以应用于具有三个以上的EL层的发光元件。

[0163] 或者，如图1D所示，也可以形成EL层210，该EL层210在阳极201和阴极209之间具有空穴注入层202、空穴传输层203、发光层204、电子传输层205、电子注入缓冲层206、电子继电层207以及接触于阴极209的复合材料层208。

[0164] 通过设置接触于阴极209的复合材料层208，尤其当使用溅射法形成阴极时，可以减轻EL层210所受到的损伤，所以是优选的。作为复合材料层208，也可以使用在具有高空穴传输性的有机化合物中包含有受主物质的复合材料。

[0165] 并且，通过设置电子注入缓冲层206，可以削弱复合材料层208与电子传输层205之间的注入壁垒，而可以将产生在复合材料层208的电子容易注入到电子传输层205。

[0166] 作为电子注入缓冲层206，可以使用如下具有高电子注入性的物质：碱金属；碱土金属；稀土金属以及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等。

[0167] 此外，当包括具有高电子传输性的物质和施主物质来形成电子注入缓冲层206时，优选添加相对于具有高电子传输性的物质的质量比为0.001以上且0.1以下的施主物质。作为具有高电子传输性的物质，可以使用与上述电子传输层205同样的材料来形成。

[0168] 另外，作为施主物质，可以使用如下物质：碱金属；碱土金属；稀土金属及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等。除此之外，还可以使用四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)(缩写：TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。

[0169] 再者，优选在电子注入缓冲层206和复合材料层208之间形成电子继电层207。电子继电层207并不是必须要设置的，但是通过设置具有高电子传输性的电子继电层207，可以将电子迅速传输到电子注入缓冲层206。

[0170] 在复合材料层208和电子注入缓冲层206之间夹持电子继电层207的结构是复合材料层208所包含的受主物质和电子注入缓冲层206所包含的施主物质彼此不容易相互作用，并且不容易互相影响各自的功能的结构。因而，可以防止驱动电压增高。

[0171] 电子继电层207包含具有高电子传输性的物质，并且将该具有高电子传输性的物质的LUMO能级设定为复合材料层208所包含的受主物质的LUMO能级与电子传输层205所包含的具有高电子传输性的LUMO能级之间的值。

[0172] 另外，当电子继电层207包含施主物质时，将该施主物质的施主能级也设定为复合材料层208所包含的受主物质的LUMO能级与电子传输层205所包含的具有高电子传输性的LUMO能级之间的值。至于能级的具体数值，优选将电子继电层207所包含的具有高电子传输性的物质的LUMO能级设定为-5.0eV以上，更优选设定为-5.0eV以上且-3.0eV以下。

[0173] 作为电子继电层207所包含的具有高电子传输性的物质，优选使用酞菁类的材料或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物。

[0174] 作为电子继电层207所包含的酞菁类材料，具体而言，优选使用CuPc；SnPc(Phthalocyanine tin(II)complex：酞菁锡(II)配合物)；ZnPc(Phthalocyanine zinc complex：酞菁锌配合物)；CoPc(Cobalt(II)phthalocyanine，β-form：酞菁钴(II)，β型)；FePc(Phthalocyanine Iron：酞菁铁)以及PhO-VOPc(Vanadyl 2，9，16，
23-tetraphenoxy-29H，31H-phthalocyanine：2，9，16，23-四苯氧基-29H，31H-酞菁氧钒)中的任一种。

[0175] 作为电子继电层207所包含的具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物，优选使用具有金属-氧的双键的金属配合物。由于金属-氧的双键具有受主性(容易接受电子的性质)，因此电子的转移(授受)变得更加容易。并且，可以认为具有金属-氧的双键的金属配合物是稳定的。因而，通过使用具有金属-氧的双键的金属配合物，可以使发光元件以低电压进行更稳定的驱动。

[0176] 作为具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物，优选使用酞菁类材料。具体而言，优选使用VOPc(Vanadyl phthalocyanine：钒氧酞菁)、SnOPc(Phthalocyanine tin(IV)oxide complex：酞菁锡(IV)氧化配合物)以及TiOPc(Phthalocyanine titanium oxide complex：酞菁钛氧化配合物)中的任一种，因为在分子结构上金属-氧的双键容易与其他分子相互作用而具有高受主性。

[0177] 另外，作为上述酞菁类材料，优选使用具有苯氧基的材料。具体而言，优选使用PhO-VOPc等具有苯氧基的酞菁衍生物。具有苯氧基的酞菁衍生物可以溶解于溶剂。因此，当形成发光元件时容易处理。并且，由于可以溶解于溶剂，容易维修用于成膜的装置。

[0178] 电子继电层207还可以包含施主物质。作为施主物质，可以使用如下物质：碱金属；碱土金属；稀土金属及其化合物(碱金属化合物(包括氧化锂等氧化物、卤化物、碳酸锂或碳酸铯等碳酸盐)、碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐)、稀土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐))等。除此之外，还可以使用四硫萘并萘(tetrathianaphthacene)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物。通过将这些施主物质包含在电子继电层207中，使电子容易转移而能够以更低的电压驱动发光元件。

[0179] 当使施主物质包含在电子继电层207中时，作为具有高电子传输性的物质，除了上述物质以外还可以使用具有其LUMO能级高于含有在复合材料层208的受主物质的受主能级的物质。作为具体能级，优选使用在-5.0eV以上，更优选在-5.0eV以上且-3.0eV以下的范围内具有LUMO能级的物质。作为这种物质，例如可以举出苝衍生物、含氮稠环芳香化合物等。另外，因为含氮稠环芳香化合物具有稳定性，所以作为用来形成电子继电层207的材料是优选的。

[0180] 作为苝衍生物的具体例子，可以举出如下物质：3，4，9，10-苝四羧酸二酐(缩写：PTCDA)；3，4，9，10-苝四羧酸双苯并咪唑(缩写：PTCBI)；N，N’-二辛基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(缩写：PTCDI-C8H)；N，N’-二己基-3，4，9，10-苝四羧酸二酰亚胺(缩写：Hex PTC)等。

[0181] 另外，作为含氮稠环芳香化合物的具体例子，可以举出如下物质：吡嗪并[2，3-f][1，10]菲咯啉-2，3-二甲腈(缩写：PPDN)、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂苯并菲(缩写：HAT(CN)6)；2，3-二苯基吡啶并[2，3-b]吡嗪(缩写：2PYPR)；2，3-双(4-氟苯基)吡啶并[2，3-b]吡嗪(缩写：F2PYPR)等。

[0182] 除了上述物质以外，还可以使用如下物质：7，7，8，8-四氰基对醌二甲烷(缩写：TCNQ)；1，4，5，8-萘四羧酸二酐(缩写：NTCDA)、全氟并五苯(perfluoropentacene)；十六氟代酞菁铜(缩写：F16CuPc)；N，N’-双(2，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8，8，8-十五氟代辛基)-1，4，5，8-萘四羧酸二酰亚胺(缩写：NTCDI-C8F)、3’，4’-二丁基-5，5”-双(二氰基亚甲基)-5，5”-二氢-2，2’：5’，2”-三噻吩(缩写：DCMT)、亚甲基富勒烯(例如，[6，6]-苯基C61酪酸甲酯)等。

[0183] 另外，当使电子继电层207包含施主物质时，通过对具有高电子传输性的物质和施主物质进行共蒸镀等来形成电子继电层207，即可。

[0184] 空穴注入层202、空穴传输层203、发光层204以及电子传输层205分别使用上述材料形成，即可。通过上述步骤，可以制造本实施方式的EL层210。

[0185] 在上述发光元件中，因在阳极和阴极之间产生的电位差，而电流流过，并因在EL层中空穴和电子复合而发光。而且，该发光穿过阳极和阴极中的任一方或双方被取出到外部。因此，阳极和阴极中的任一方或双方成为具有对可见光的透光性的电极。

[0186] 另外，设置在阳极和阴极之间的层的结构不局限于上述结构。也可以采用不同于上述的结构，只要在远离阳极和阴极的部分中具有空穴和电子复合的发光区，以防止发光区接近金属而产生的猝灭。

[0187] 也就是说，对层的叠层结构没有特别限制。将由具有高电子传输性的物质、具有高空穴传输性的物质、具有高电子注入性的物质、具有高空穴注入性的物质、具有双极性的物质(具有高电子传输性和高空穴传输性的物质)或者空穴阻挡材料等构成的层与发光层自由组合而构成，即可。

[0188] 通过使用本实施方式所示的发光元件，可以制造被动矩阵型发光装置或由晶体管控制发光元件的驱动的主动矩阵型发光装置。此外，可以将该发光装置应用于电子设备或照明装置等。

[0189] 实施例1

[0190] 在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件。以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。

[0191]

[0192] 以下示出本实施例的发光元件1及对比发光元件2的制造方法。

[0193] (发光元件1)

[0194] 首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成含氧化硅的氧化锡铟(ITSO)，由此形成用作阳极的第一电极。另外，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。

[0195] 接着，作为为了在衬底上形成发光元件的预处理，在用水洗涤衬底表面并在200℃下进行焙烧1小时之后，进行UV臭氧处理370秒。

[0196] 然后，在将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置内的加热室中，并以170℃进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底进行30分钟左右的冷却。

[0197] 接着，将衬底引入到真空蒸镀装置内的蒸镀室。在形成有第一电极的衬底固定在设置在真空蒸镀装置内的衬底支架上来使形成有第一电极的面成为下面的状态下，减压到10-4Pa左右，然后在第一电极上共蒸镀BPAFLP和氧化钼(VI)，从而形成空穴注入层。空穴注入层的厚度设定为40nm，BPAFLP与氧化钼的重量比调节为4∶2(＝BPAFLP∶氧化钼)。

[0198] 接着，在空穴注入层上形成厚度为20nm的BPAFLP，来形成空穴传输层。

[0199] 再者，共蒸镀2mDBTPDBq-II、PCBNBB、[Ir(mppr-Me)2(dpm)]来在空穴传输层上形成发光层。在此，2mDBTPDBq-II、PCBNBB、[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的重量比调节为0.8∶0.2∶0.05(＝2mDBTPDBq-II∶PCBNBB∶[Ir(mppr-Me)2(dpm)])。发光层的厚度设定为40nm。

[0200] 接着，在发光层上形成厚度为10nm的2mDBTPDBq-II膜，来形成第一电子传输层。

[0201] 接着，在第一电子传输层上形成厚度为20nm的BPhen膜，来形成第二电子传输层。

[0202] 然后，在第二电子传输层上蒸镀厚度为1nm的氟化锂(LiF)膜，来形成电子注入层。

[0203] 最后，作为用作阴极的第二电极，蒸镀厚度为200nm的铝膜，而制造本实施例的发光元件1。

[0204] (对比发光元件2)

[0205] 对比发光元件2的发光层共蒸镀2mDBTPDBq-II和[Ir(mppr-Me)2(dpm)]来形成。在此，2mDBTPDBq-II和[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的重量比调节为1∶0.05(＝2mDBTPDBq-II∶[Ir(mppr-Me)2(dpm)])。发光层的厚度设定为40nm。除了发光层之外，采用与发光元件1同样的方式制造。

[0206] 注意，在上述蒸镀过程中，均采用电阻加热法进行蒸镀。

[0207] 表1示出通过上述步骤获得的发光元件1及对比发光元件2的元件结构。在本实施例中，2mDBTPDBq-II是n型主体，PCBNBB是p型主体，[Ir(mppr-Me)2(dpm)]是客体。即，在发光元件1中n型主体和p型主体均存在于发光层内，反之，在对比发光元件2中p型主体不存在于发光层内。

[0208] [表1]

[0209]

[0210] 在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式对发光元件1及对比发光元件2进行密封，然后对这些发光元件的工作特性进行测量。此外，在室温下(在保持于25℃的气氛中)进行测量。

[0211] 图4示出发光元件1及对比发光元件2的电流密度-亮度特性。在图4中，横轴2 2
表示电流密度(mA/cm)，而纵轴表示亮度(cd/m)。另外，图5示出电压-亮度特性。在图
5中，横轴表示电压(V)，而纵轴表示亮度(cd/m2)。另外，图6示出亮度-电流效率特性。
2
在图6中，横轴表示亮度(cd/m)，而纵轴表示电流效率(cd/A)。另外，图7示出亮度-外
2
量子效率特性。在图7中，横轴表示亮度(cd/m)，而纵轴表示外量子效率(％)。

[0212] 此外，表2示出发光元件1及对比发光元件2在亮度大约1000cd/m2时的电压(V)、2
电流密度(mA/cm)、CIE色坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)和外量子效率(％)。

[0213] [表2]

[0214]

[0215] 另外，图8示出在发光元件1及对比发光元件2中以0.1mA使电流流过时的发射光谱。在图8中，横轴表示波长(nm)，而纵轴表示发光强度(任意单位)。另外，如表2所2
示那样，1200cd/m 的亮度下的发光元件1的CIE色坐标为(x，y)＝(0.56，0.44)，960cd/
2
m 的亮度下的对比发光元件2的CIE色坐标为(x，y)＝(0.55，0.44)。从上述结果可知，发光元件1和对比发光元件2显示来自[Ir(mppr-Me)2(dpm)]的橙色光。

[0216] 从表2及图4至图7可知，发光元件1的电流效率、功率效率、外量子效率都比对比发光元件2高。一般认为，当将从发光体发射的光提取到外部时，在衬底等与大气之间产生全反射，而将只有内量子效率的25％至30％的光提取到外部。

[0217] 考虑到上述情况，对比发光元件2的内量子效率被估计为不足60％，但是发光元件1的内量子效率可以被估计提高到80％左右。从上述结果可知，通过应用本发明的一个方式，可以实现外量子效率高的元件。

[0218] 接着，进行发光元件1及对比发光元件2的可靠性测试。图9示出可靠性测试的结果。在图9中，纵轴表示以初始亮度为100％的情况下的归一化亮度(％)，而横轴表示元2
件的驱动时间(h)。在可靠性测试中，将初始亮度设定为5000cd/m，并且在电流密度恒定的条件下驱动发光元件1。

[0219] 对比发光元件2的120小时后的亮度为初始亮度的58％。此外，发光元件1的630小时后的亮度为初始亮度的65％。从上述结果可知，发光元件1的寿命比对比发光元件2长。从上述结果可知，通过应用本发明的一个方式，可以实现可靠性高的元件。

[0220] 实施例2

[0221] 在本实施例中，说明本发明的一个方式的发光元件。以下示出在本实施例中使用的材料的化学式。注意，省略在上述实施例中使用的材料的化学式。

[0222]

[0223] 以下示出本实施例的发光元件3的制造方法。

[0224] (发光元件3)

[0225] 首先，在玻璃衬底上通过溅射法形成ITSO，由此形成用作阳极的第一电极。另外，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm。

[0226] 接着，作为为了在衬底上形成发光元件的预处理，在用水洗涤衬底表面并在200℃下进行焙烧1小时之后，进行UV臭氧处理370秒。

[0227] 然后，在将衬底放入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并在真空蒸镀装置的加热室中，以170℃进行30分钟的真空焙烧之后，对衬底进行30分钟左右的冷却。

[0228] 接着，以使形成有第一电极的面成为下面的方式将形成有第一电极的衬底固定-4在设置在真空蒸镀装置内的衬底支架上，并减压到10 Pa左右，然后在第一电极上共蒸镀BPAFLP和氧化钼(VI)，从而形成空穴注入层。空穴注入层的厚度设定为40nm，BPAFLP与氧化钼的重量比调节为4∶2(＝BPAFLP∶氧化钼)。

[0229] 接着，在空穴注入层上形成厚度为20nm的BPAFLP，来形成空穴传输层。

[0230] 再者，共蒸镀2mDBTPDBq-II、PCBNBB、[Ir(dppm)2(acac)]来在空穴传输层上形成发光层。在此，2mDBTPDBq-II、PCBNBB、[Ir(dppm)2(acac)]的重量比调节为0.8∶0.2∶0.05(＝2mDBTPDBq-II∶PCBNBB∶[Ir(dppm)2(acac)])。发光层的厚度设定为40nm。

[0231] 接着，在发光层上形成厚度为10nm的2mDBTPDBq-II膜，来形成第一电子传输层。

[0232] 接着，在第一电子传输层上形成厚度为20nm的BPhen膜，来形成第二电子传输层。

[0233] 然后，在第二电子传输层上蒸镀厚度为1nm的LiF膜，来形成电子注入层。

[0234] 最后，作为用作阴极的第二电极，蒸镀厚度为200nm的铝膜，而制造本实施例的发光元件3。

[0235] 注意，在上述蒸镀过程中，均采用电阻加热法进行蒸镀。

[0236] 表3示出通过上述步骤获得的发光元件3的元件结构。

[0237] [表3]

[0238]

[0239] 在氮气氛的手套箱中，以不使发光元件暴露于大气的方式对发光元件3进行密封，然后对该发光元件的工作特性进行测量。此外，在室温下(在保持于25℃的气氛中)进行测量。

[0240] 图10示出发光元件3的电流密度-亮度特性。在图10中，横轴表示电流密度(mA/2 2
cm)，而纵轴表示亮度(cd/m)。另外，图11示出电压-亮度特性。在图11中，横轴表示电
2
压(V)，而纵轴表示亮度(cd/m)。另外，图12示出亮度-电流效率特性。在图12中，横轴
2
表示亮度(cd/m)，而纵轴表示电流效率(cd/A)。另外，图13示出亮度-外量子效率特性。
2
在图13中，横轴表示亮度(cd/m)，而纵轴表示外量子效率(％)。

[0241] 此外，表4示出发光元件3在亮度1100cd/m2时的电压(V)、电流密度(mA/cm2)、CIE色坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、功率效率(lm/W)和外量子效率(％)。

[0242] [表4]

[0243]

[0244] 图14示出在发光元件3中以0.1mA使电流流过时的发射光谱。在图14中，横轴2
表示波长(nm)，而纵轴表示发光强度(任意单位)。另外，如表4所示那样，1100cd/m 的亮度下的发光元件3的CIE色坐标为(x，y)＝(0.54，0.46)。从上述结果可知，发光元件3显示来源于[Ir(dppm)2(acac)]的橙色光。

[0245] 从表4及图10至图13可知，发光元件3的电流效率、功率效率、外量子效率分别2
较高。尤其是，1100cd/m 的亮度时的外量子效率高，即28％。该数值换算为90％以上的内量子效率。从上述结果可知，通过应用本发明的一个方式，可以实现外量子效率高的元件。

[0246] 接着，进行发光元件3的可靠性测试。图15示出可靠性测试的结果。在图15中，纵轴表示以初始亮度为100％的情况下的归一化亮度(％)，而横轴表示元件的驱动时间(h)。

[0247] 在可靠性测试中，将初始亮度设定为5000cd/m2，并且在电流密度恒定的条件下驱动发光元件3。发光元件3在320小时后保持初始亮度的92％的亮度。从上述结果可知，通过应用本发明的一个方式，可以实现可靠性高的元件。

[0248] 实施例3

[0249] 有机材料的T1能级虽然可以根据该有机材料的薄膜或溶液的光学测量而决定，但是也可以通过分子轨道计算来得到。例如，为了估计未知的材料的T1能级，可以利用分子轨道计算。在本实施例中，分别算出用作客体的Ir(dppm)2acac、Ir(mppr-Me)2dpm、用作n型主体的2mDBTPDBq II及用作p型主体的PCBNBB的T1能级。

[0250] 以下示出计算方法。首先，利用密度泛函法(DFT)计算出每个分子的单重基态(S0)和三重激发态(T1)的最稳定结构。再者，对S0和T1的最稳定结构进行振动分析，而求得被进行零点校正的能量。从S0和T1的被进行零点校正的能量差，算出T1能级。

[0251] 在n型主体分子及p型主体分子的计算中，作为所有原子的基底函数(basis function)，应用6-311G(对每个原子价层轨道使用三个收缩函数的三重分裂价层基组(triple-split valence basis set)的基底函数)。通过利用上述基底函数，例如，在H原子的情况下考虑1s至3s的轨道，而在C原子的情况下考虑1s至4s、2p至4p的轨道。此外，为了提高计算准确度，分别向H原子和H原子以外的原子添加作为极化基组(polarization basis set)的p函数和d函数。作为泛函数利用B3LYP来规定涉及交换相关能的各参数的权重。

[0252] 在客体分子的计算中，作为Ir原子的基底函数利用LanL2DZ。Ir原子之外的基底函数利用6-311G。此外，为了提高计算准确度，分别向H原子和H原子以外的原子添加作为极化基组的p函数和d函数。作为泛函数利用B3PW91来规定涉及交换相关能的各参数的权重。

[0253] 另外，作为量子化学计算程序，使用Gaussian09。使用高性能计算机(日本SGI株式会社制，Altix4700)进行计算。

[0254] 通过计算而得到的Ir(dppm)2acac的T1能级为2.13eV，Ir(mppr-Me)2dpm的T1能级为2.13eV，2mDBTPDBq II的T1能级为2.42eV，PCBNBB的T1能级为2.31eV。这些数值近于通过光学测量而得到的数值。

[0255] 从如上结果可知，用作n型主体的2mDBTPDBq II及用作p型主体的PCBNBB的T1能级比用作客体的Ir(dppm)2acac、Ir(mppr-Me)2dpm的T1能级高0.15eV以上。由此，可以充分防止从客体分子的三重激发态到n型主体分子或p型主体分子的三重激发态的转移，而可以得到外量子效率高的发光元件。

[0256] 如上所述，通过光学测量而得到的T1能级非常近于通过分子轨道计算而得到的T1能级。从而，即使不合成新有机化合物，也可以通过进行分子轨道计算评价其有机化合物的T1能级，判定在提高其有机化合物的发光效率的方面有用或不有用。

[0257] 符号说明

[0258] 101 衬底

[0259] 102 发光层

[0260] 103 第一电极

[0261] 104 第二电极

[0262] 105 第一载流子注入层

[0263] 106 第一载流子传输层

[0264] 107 第二载流子注入层

[0265] 108 第二载流子传输层

[0266] 110 EL层

[0267] 110a EL层

[0268] 110b EL层

[0269] 111 电荷发生层

[0270] 201 阳极

[0271] 202 空穴注入层

[0272] 203 空穴传输层

[0273] 204 发光层

[0274] 205 电子传输层

[0275] 206 电子注入缓冲层

[0276] 207 电子继电层

[0277] 208 复合材料层

[0278] 209 阴极

[0279] 210 EL层

标题	发布/更新时间	阅读量
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发光元件

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