CN102655225A

CN102655225A - 发光装置

Info

Publication number: CN102655225A
Application number: CN2012101534596A
Authority: CN
Inventors: 牛洼孝洋; 濑尾哲史
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-10-17
Also published as: JP5300405B2; KR20090040233A; EP2051310A1; US8251765B2; US20090102366A1; KR101598440B1; TW201212332A; JP2013214523A; KR20160026958A; CN102655225B; TWI479710B; US20120040482A1; JP2009117356A; CN101414665A; US8040047B2; CN101414665B; TW200935637A; JP5576534B2; KR101710355B1; TWI479712B

Abstract

本发明的目的在于提供一种使用寿命长的发光元件。尤其是提供一种使用寿命长的白色发光元件。另外，本发明的目的还在于提供一种发光效率高的发光元。尤其是提供一种发光效率高的白色发光元件。在阳极和阴极之间具有包含第一发光物质的第一发光层、和与第一发光层接触而设置的且包含第二发光物质的第二发光层的发光元件中，将第一发光层分成位于阳极侧的层和位于阴极侧的层。此时，对位于阳极侧的层使用空穴传输性的宿主材料，而对位于阴极侧的层使用电子传输性的宿主材料。

Description

发光装置

本申请是2008年10月17日提交的申请号为200810169425.X的、名称为“发光装置”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电流激发型发光元件。另外，本发明还涉及一种具有所述发光元件的发光装置、以及电子设备。

背景技术

近年来，对于利用电致发光（Electroluminescence）的发光元件的研究开发正热火朝天地进行着。这些发光元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光物质的层。通过对该元件施加电压，可以获得来自发光物质的发光。

利用电致发光的发光元件根据其发光物质是有机化合物还是无机化合物，而分为两大类。

在发光物质为有机化合物的情况下，通过对发光元件施加电压，将来自一对电极的电子及空穴分别注入到包含发光物质的层中，由此通过电流。然后，通过这些载流子（电子及空穴）复合，使发光物质形成激发态，并且在该激发态回到基态时发光。由于这样的机理，这种发光元件被称为电流激发型发光元件。

像这样，使用有机化合物作为发光物质的电流激发型发光元件可以制造成薄型且轻量的，并且可以用低电压驱动，所以被认为适合用作下一代的平板显示元件。另外，响应速度极快也是其特征之一，若应用到显示器中，还具有可以实现高图像质量的优点。

而且，由于这些发光元件可以形成为膜状，所以能够容易地获得大面积的面发光。这意味着容易获得以白炽灯或LED为代表的点光源、或以荧光灯为代表的线光源所难以获得的“面光源”。因此，作为可应用于照明等的面光源的利用价值也很高。

然而，尽管这些发光元件可以根据发光物质的种类提供各种发光颜色，但在考虑应用到平板显示器或照明时，对呈现白色光的发光元件的开发是重要的。这不仅仅是因为通过将彩色滤光片组合到白色发光元件上，可以实现全彩色显示，还因为白色光是在照明中需求最高的发光颜色。

通过对多种呈现不同发光颜色的有机化合物进行组合，可以获得具有宽光谱的发光或白色发光。然而，上述的发光元件的发光效率和使用寿命是主要问题，对于白色发光元件也是一样的。

为了解决这些问题，例如在专利文献1中通过应用特定的物质来改善白色发光元件的发光效率和使用寿命。但是若考虑到实际使用，则可以说措施还是不充分的。

[专利文献1]日本专利申请公开2007-201491号公报

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种使用寿命长的发光元件。尤其是提供一种使用寿命长的白色发光元件。另外，本发明的目的还在于提供一种发光效率高的发光元件。尤其是提供一种发光效率高的白色发光元件。

再者，本发明的目的还在于通过将本发明的发光元件应用到发光装置或电子设备中，而提供一种可靠性高的发光装置或电子设备。另外，本发明的目的还在于提供一种耗电量低的发光装置或电子设备。

通过在阳极和阴极之间设置包含第一发光物质的第一发光层，还设置包含第二发光物质的第二发光层并与所述第一发光层接触，可以制造可获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光双方的发光元件。

本发明人进行了反复的深入研究，结果发现利用如下方法可以解决问题：在上述元件结构中，将第一发光层分成位于阳极侧的层和位于阴极侧的层的两个层，在前述位于阳极侧的层中，使其含有第一有机化合物和第一发光物质，在前述位于阴极侧的层中，使其含有与第一有机化合物不同的第二有机化合物和第一发光物质，并且在与第一发光层接触而设置的第二发光层中，使其不仅含有第二发光物质，还包含第三有机化合物。

而且，由于与第一发光层接触而设置的第二发光层不仅含有第二发光物质，还包含第三有机化合物，所以可以控制载流子的传输性。据此，第二发光层既可以设置在第一发光层的阳极侧，又可以设置在阴极侧。

因此，本发明的结构之一是这样一种发光元件，即在阳极和阴极之间具有第一发光层和与前述第一发光层的阳极侧接触而设置的第二发光层，前述第一发光层由位于阳极侧的层和位于阴极侧的层构成，前述位于阳极侧的层包含第一有机化合物和第一发光物质，前述位于阴极侧的层包含第二有机化合物和前述第一发光物质，前述第二发光层包含第三有机化合物和第二发光物质，并且可以获得来自前述第一发光物质的发光和来自前述第二发光物质的发光。

在此情况下，第一发光层中的载流子的复合区域优选位于第一发光层内部，而不是位于第一发光层的界面。因此，前述位于阳极侧的层优选具有空穴传输性，而前述位于阴极侧的层优选具有电子传输性。另外，在此情况下，由于第二发光层设置在第一发光层的阳极侧，所以第一发光层也具有传输空穴的功能。因此，第二发光层优选具有空穴传输性。

在此，在上述结构中，由于第一有机化合物、第二有机化合物、以及第三有机化合物控制各个层中的载流子的传输性，所以优选为所谓的宿主材料。因此，本发明的结构之一是这样一种发光元件，即在阳极和阴极之间具有第一发光层和与前述第一发光层的阳极侧接触而设置的第二发光层，前述第一发光层由位于阳极侧的层和位于阴极侧的层构成，前述位于阳极侧的层包含第一有机化合物和第一发光物质，前述位于阳极侧的层中的前述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，前述位于阴极侧的层包含第二有机化合物和前述第一发光物质，前述位于阴极侧的层中的前述第二有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，前述第二发光层包含第三有机化合物和第二发光物质，前述第二发光层中的前述第三有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下。

在此情况下，第一发光层中的载流子的复合区域优选位于第一发光层内部，而不是位于第一发光层的界面。由此，前述第一有机化合物优选具有空穴传输性，而前述第二有机化合物优选具有电子传输性。另外，在此情况下，由于第二发光层设置在第一发光层的阳极侧，所以第一发光层也具有传输空穴的功能。由此，前述第三有机化合物优选具有空穴传输性。

在此，在上述本发明的发光元件中，前述位于阳极侧的层和前述位于阴极侧的层的界面是空穴和电子双方的密度高的区域。由此，包含在前述位于阳极侧的层中的第一有机化合物、和包含在前述位于阴极侧的层中的第二有机化合物，优选为对于氧化和还原双方稳定，所以优选都是3环以上、6环以下的稠合芳香化合物。其中，蒽衍生物是稳定的，所以尤其合适。

另外，如上述结构那样在第一发光层的阳极侧设置第二发光层的情况下，空穴从第二发光层注入到第一发光层中。由此，为了顺利注入空穴，包含在第一发光层的位于阳极侧的层中的第一有机化合物和包含在第二发光层中的第三有机化合物优选为相同物质。

在上文中对在第一发光层的阳极侧设置有第二发光层的结构进行了说明。然而，如上所述那样，也可以在第一发光层的阴极侧设置第二发光层。

由此，本发明的结构之一是这样一种发光元件，即在阳极和阴极之间包括第一发光层和与前述第一发光层的阴极侧接触而设置的第二发光层，前述第一发光层由位于阳极侧的层和位于阴极侧的层构成，前述位于阳极侧的层包含第一有机化合物和第一发光物质，前述位于阴极侧的层包含第二有机化合物和前述第一发光物质，前述第二发光层包含第三有机化合物和第二发光物质，并且可获得来自前述第一发光物质的发光和来自前述第二发光物质的发光。

在此情况下，第一发光层中的载流子的复合区域优选位于第一发光层内部，而不是位于第一发光层的界面。由此，前述位于阳极侧的层优选具有空穴传输性，而前述位于阴极侧的层优选具有电子传输性。另外，在此情况下，由于第二发光层设置在第一发光层的阴极侧，所以第一发光层也具有传输电子的功能。由此，第二发光层优选具有电子传输性。

在此，在上述结构中，由于第一有机化合物、第二有机化合物、以及第三有机化合物控制各个层中的载流子的传输性，所以优选为所谓的宿主材料。由此，本发明的结构之一是这样一种发光元件，即在阳极和阴极之间包括第一发光层和与前述第一发光层的阴极侧接触而设置的第二发光层，前述第一发光层由位于阳极侧的层和位于阴极侧的层构成，前述位于阳极侧的层包含第一有机化合物和第一发光物质，前述位于阳极侧的层中的前述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，前述位于阴极侧的层包含第二有机化合物和前述第一发光物质，前述位于阴极侧的层中的前述第二有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，前述第二发光层包含第三有机化合物和第二发光物质，前述第二发光层中的前述第三有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下。

在此情况下，第一发光层中的载流子的复合区域优选位于第一发光层内部，而不是位于第一发光层的界面。由此，前述第一有机化合物优选具有空穴传输性，而前述第二有机化合物优选具有电子传输性。另外，在此情况下，由于第二发光层设置在第一发光层的阴极侧，所以第一发光层也具有传输电子的功能。由此，前述第三有机化合物优选具有电子传输性。

在此，在第二发光层位于第一发光层的阴极侧的结构中，前述位于阳极侧的层和前述位于阴极侧的层的界面也是空穴和电子双方的密度高的区域。由此，由于包含在前述位于阳极侧的层中的第一有机化合物、和包含在前述位于阴极侧的层中的第二有机化合物，优选为对于氧化和还原双方稳定，所以优选都是3环以上、6环以下的稠合芳香化合物。其中，蒽衍生物是稳定的，所以尤其优选。

另外，如上述结构那样在第一发光层的阴极侧设置有第二发光层的情况下，电子从第二发光层注入到第一发光层中。由此，为了顺利注入电子，包含在第一发光层的位于阴极侧的层中的第二有机化合物和包含在第二发光层中的第三有机化合物优选为相同物质。

利用上述结构构成本发明的发光元件，但是，本发明的发光元件中的载流子的复合区域很多时候主要是在第一发光层内部。由此，当考虑能量移动时，第一发光层中的发光的波长优选比第二发光层中的发光的波长要短。换言之，在本发明的发光元件中，优选前述第一发光物质的发光峰值波长比前述第二发光物质的发光峰值波长要短。

另外，由于本发明的发光元件的结构可以获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光双方，所以适用于具有宽光谱的发光元件，尤其可以适用于白色发光元件。因此，在以上所述的本发明的发光元件中，前述第一发光物质的发光颜色和前述第二发光物质的发光颜色为互补色关系的发光元件也是本发明之一。

当考虑到白色光时，更具体而言，优选为以下结构，即前述第一发光物质的发光颜色为蓝色，前述第二发光物质的发光颜色为黄色。或者，优选第一发光物质的发光峰值波长在400nm以上、且低于480nm的范围内，并优选第二发光物质的发光峰值波长在540nm以上、且低于600nm的范围内。

另外，作为考虑到白色光的其他结构，优选第一发光物质的发光颜色为蓝绿色，第二发光物质的发光颜色为红色。或者，优选第一发光物质的发光峰值波长在480nm以上、且低于520nm的范围内，第二发光物质的发光峰值波长在600nm以上、且低于700nm的范围内。

另外，以上所述的本发明的发光元件可以应用到各种各样的发光装置中。由此，上述具有本发明的发光元件的发光装置也包括在本发明中。本说明书中的发光装置包括图像显示装置、照明设备等。另外，发光装置还包括如下所有的模块：在形成有发光元件的面板上安装有例如FPC（Flexible printedcircuit：柔性印刷电路）、TAB（Tape Automated Bonding：带式自动键合）带或TCP（Tape Carrier Package：载带封装）的连接器的模块；在TAB带或TCP前端设置有印刷线路板的模块；或利用COG（Chip On Glass：玻板基芯片）方式将IC（集成电路）直接安装在发光元件上的模块等。

尤其是，本发明的发光元件适合制造具有宽光谱的发光元件或白色发光元件，因而作为上述发光装置优选为照明设备。

另外，上述本发明的发光装置尤其可用作为电子设备的显示部。因此，具备本发明的发光装置的电子设备也包括在本发明中。

通过制造本发明的发光元件，可以获得使用寿命长的发光元件。尤其可以获得使用寿命长的白色发光元件。另外，通过制造本发明的发光元件，可以获得发光效率高的发光元件。尤其可以获得发光效率高的白色发光元件。

而且，通过将本发明的发光元件应用到发光装置或电子设备中，可以获得可靠性高的发光装置或电子设备。另外，还可以获得耗电量低的发光装置或电子设备。

附图说明

图1为说明本发明的发光元件的图。

图2为说明本发明的发光元件的图。

图3为说明本发明的发光元件的图。

图4为说明本发明的发光元件的图。

图5为说明本发明的发光元件的图。

图6为说明本发明的发光装置的图。

图7为说明本发明的发光装置的图。

图8为说明本发明的发光装置的图。

图9为说明本发明的发光装置的图。

图10为说明本发明的电子设备的图。

图11为说明实施例的发光元件的图。

图12为表示实施例1中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图13为表示实施例1中制造的发光元件的发射光谱的图。

图14为表示实施例1中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

图15为表示实施例1中制造的发光元件的以恒定电流驱动而进行的连续点灯测试的结果图。

图16为表示实施例2中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图17为表示实施例2中制造的发光元件的发射光谱的图。

图18为表示实施例2中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

图19为表示实施例2中制造的发光元件的以恒定电流驱动而进行的连续点灯测试的结果图。

图20为表示出实施例3中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图21为表示实施例3中制造的发光元件的发射光谱的图。

图22为表示出实施例3中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

图23为表示实施例3中制造的发光元件的以恒定电流驱动而进行的连续点灯测试的结果图。

图24为说明实施例的发光元件的图。

图25为表示实施例4中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图26为表示实施例4中制造的发光元件的发射光谱的图。

图27为表示出实施例4中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

图28为表示实施例4中制造的发光元件的以恒定电流驱动而进行的连续点灯测试的结果图。

图29为表示2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的¹H NMR图。

图30为表示4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）的¹H NMR图。

图31为表示2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA）的¹H NMR图。

图32为表示2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA）的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的图。

图33为表示9-苯基-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCC）的¹H NMR图。

图34为表示9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCCPA）的¹H NMR图。

图35为表示9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCCPA）的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的图。

图36为表示9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCCPA）的薄膜的吸收光谱及发射光谱的图。

图37为表示4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯胺（简称：PCBA）的¹H NMR图。

图38为表示4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）的¹H NMR图。

图39为表示4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱的图。

图40为表示4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）的薄膜的吸收光谱及发射光谱的图。

图41为表示实施例5中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图42为表示实施例5中制造的发光元件的发射光谱的图。

图43为表示实施例5中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

图44为表示实施例6中制造的发光元件的电流密度-亮度特性及电压-亮度特性的图。

图45为表示实施例6中制造的发光元件的发射光谱的图。

图46为表示实施例6中制造的发光元件的亮度-电流效率特性及亮度-功率效率特性的图。

(标号说明)

101阳极

102阴极

111第一发光层

112第二发光层

121位于阳极侧的层

122位于阴极侧的层

201阳极

202阴极

203包含发光物质的层

211第一发光层

212第二发光层

213空穴注入层

214空穴传输层

215电子传输层

216电子注入层

221位于阳极侧的层

222位于阴极侧的层

300衬底

301阳极

302阴极

303包含发光物质的层

501阳极

502阴极

503发光单元

504电荷产生层

601源极侧驱动电路

602像素部

603栅极侧驱动电路

604密封衬底

605密封剂

607空间

608布线

609FPC(柔性印刷电路)

610元件衬底

611开关用TFT

612电流控制用TFT

613阳极

614绝缘物

616包含发光物质的层

617阴极

618发光元件

623n沟道型TFT

624p沟道型TFT

751衬底

752电极

753绝缘层

754分隔层

755包含发光物质的层

756电极

801框体

802液晶层

803背光灯

804框体

805驱动器IC

806端子

901框体

902光源

911照明装置

912电视装置

1001框体

1002支撑台

1003显示部

1004扬声器部

1005视频输入端子

1101主体

1102框体

1103显示部

1104键盘

1105外部连接端口

1106定点设备

1201主体

1202框体

1203显示部

1204音频输入部

1205音频输出部

1206操作键

1207外部连接端口

1208天线

1301主体

1302显示部

1303框体

1304外部连接端口

1305遥控接收部

1306图像接收部

1307电池

1308音频输入部

1309操作键

1310取景部

2000玻璃衬底

2000衬底

2001阳极

2002阴极

2011第一发光层

2012第二发光层

2013空穴注入层

2014空穴传输层

2015电子传输层

2016电子注入层

2021位于阳极侧的层

2022位于阴极侧的层

2100玻璃衬底

2100衬底

2101阳极

2102阴极

2103发光单元

2104电荷产生层

2111第一发光层

2112第二发光层

2113空穴注入层

2114空穴传输层

2115电子传输层

2116电子注入层

2121位于阳极侧的层

2122位于阴极侧的层

2131第一层

2132第二层

具体实施方式

下面，一边参照附图一边对本发明的实施方式及实施例进行说明。但是，本发明可以通过多种不同的方式来实施，在不脱离本发明的宗旨及其范围内，只要是所属技术领域的普通技术人员就能很容易地理解对其方式和详细内容进行种种变更后所得的实施方式。因此，本发明并不限定于本实施方式及实施例所记载的内容而被解释。

实施方式1

在本实施方式1中，对本发明的概念进行说明。图1表示本发明的发光元件的概念图。

图1(A)是表示本发明的发光元件的一种结构的图，该发光元件在阳极101和阴极102之间具有第一发光层111、和与第一发光层111的阳极侧接触而设置的第二发光层112，并且第一发光层111由位于阳极侧的层121和位于阴极侧的层122构成。在阳极101和第二发光层112之间还可以设置空穴注入层和空穴传输层，但因为它们不是必需的，所以在图1A中省略。另外，在阴极102和第一发光层111之间还可以设置电子注入层和电子传输层，但因为它们不是必需的，所以在图1A中省略。

在第一发光层111中，位于阳极侧的层121包含第一有机化合物和第一发光物质，而位于阴极侧的层122包含不同于第一有机化合物的第二有机化合物和第一发光物质。换言之，从第一发光层111可以获得来自第一发光物质的发光。另一方面，第二发光层112包含第三有机化合物和第二发光物质。换言之，从第二发光层112可以获得来自第二发光物质的发光。本发明的发光元件就是通过对该发光元件施加电压，从阳极101注入的空穴和从阴极102注入的电子复合，从而获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光的双方。

首先，本发明的发光元件的重要之处在于：第一发光层111分成位于阳极侧的层121和位于阴极侧的层122的两个层，并且该两个层都包含第一发光物质。而且，本发明的发光元件的重要之处还在于采用以下结构：通过使位于阳极侧的层121还包含第一有机化合物并使位于阴极侧的层122还包含第二有机化合物，调节第一发光层111内部的载流子传输性，以使位于阳极侧的层121和位于阴极侧的层122的界面附近成为载流子的主要复合区域。通过采用这种结构，因为载流子的复合不是在第一发光层111的端部界面而是在其内部发生的，所以第一发光层111中的载流子平衡不容易随时间变化，第一发光层111不容易损耗。

从上述观点来看，优选的是，使位于阳极侧的层121包含第一有机化合物来调节空穴传输性，并且使位于阴极侧的层122包含第二有机化合物来调节电子传输性。

另一方面，第二发光层112包含第二发光物质，并且以与来自第一发光层111的发光（来自第一发光物质的发光）不同颜色的光而发光。而且，如上所述，由于载流子的主要复合区域是在位于阳极侧的层121和位于阴极侧的层122的界面附近，所以在图1A中，第二发光层112还具有将空穴传输到第一发光层111的功能。因此，优选的是，使第二发光层112还包含第三有机化合物来调节空穴传输性。

在此，在本发明的发光元件中，必须使包含在第一发光层111中的第一发光物质和包含在第二发光层112中的第二发光物质双方发光。如图1(A)所示，虽然包含在第二发光层112中的第二发光物质离载流子的主要复合区域稍有距离，但通过调节位于阳极侧的层121的膜厚，使得一部分电子到达第二发光层112。由此，第二发光物质也可以发光。

或者，通过使第一发光物质的发光波长比第二发光物质的发光波长短，可以将第一发光物质的一部分激发能量传递到第二发光物质，而使第二发光物质发光。由于已知能量传递效率与物质间距离的6次方成反比，所以通过调节位于阳极侧的层121的膜厚，可以调节第一发光物质的发光和第二发光物质的发光的比例。

无论采用何种机理，从阳极101注入的空穴和从阴极102注入的电子都没有浪费地分配到用于第一发光层111或第二发光层112中的任一方的激发状态的形成，从而有助于发光。由此，本发明的发光元件可以实现高发光效率。

另一方面，图1(B)表示本发明的发光元件的一种结构，它与图1(A)相反，第二发光层112是与第一发光层111的阴极侧接触而设置的结构。在阳极101和第一发光层111之间还可以设置空穴注入层和空穴传输层，但因为它们不是必需的，所以在图1(B)中省略。另外，在阴极102和第二发光层112之间也可以设置电子注入层和电子传输层，但因为它们不是必需的，所以在图1(B)中省略。

在第一发光层111中，位于阳极侧的层121包含第一有机化合物和第一发光物质，而位于阴极侧的层122包含不同于第一有机化合物的第二有机化合物和第一发光物质。换言之，从第一发光层111可以获得来自第一发光物质的发光。另一方面，第二发光层112包含第三有机化合物和第二发光物质。换言之，从第二发光层112可以获得来自第二发光物质的发光。本发明的发光元件是通过对该发光元件施加电压，从阳极101注入的空穴和从阴极102注入的电子复合，从而可以获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光。

第一发光层111与图1(A)的结构一样，优选的是，使位于阳极侧的层121包含第一有机化合物来调节空穴传输性，并且使位于阴极侧的层122包含第二有机化合物来调节电子传输性。

另一方面，第二发光层112包含第二发光物质，并且是以与来自第一发光层111的发光（来自第一发光物质的发光）不同的颜色的光而发光。而且，由于载流子的主要复合区域是在位于阳极侧的层121和位于阴极侧的层122的界面附近，所以在图1(B)中，第二发光层112还具有将电子传输到第一发光层111的功能。由此，优选的是，通过使第二发光层112还包含第三有机化合物，来调节电子传输性。

在此，在本发明的发光元件中，必须使包含在第一发光层111中的第一发光物质和包含在第二发光层112中的第二发光物质双方发光。如图1(B)所示，虽然包含在第二发光层112中的第二发光物质离载流子的主要复合区域稍有距离，但通过调节位于阴极侧的层122的膜厚，一部分空穴到达第二发光层112。由此，第二发光物质也可以发光。

或者，通过使第一发光物质的发光波长比第二发光物质的发光波长短，可以将第一发光物质的一部分激发能量传递到第二发光物质，而使第二发光物质发光。由于已知能量传递效率与物质间距离的6次方成反比，所以通过调节位于阴极侧的层122的膜厚，可以调节第一发光物质的发光和第二发光物质的发光的比例。

无论采用任何机理，从阳极101注入的空穴和从阴极102注入的电子都没有浪费地分配到用于第一发光层111或第二发光层112中的任一方的激发状态的形成，有助于发光。由此，本发明的发光元件可以实现高发光效率。

另外，由于本发明的发光元件可以获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光，所以可以获得具有宽光谱的发光。因此，也可以获得白色发光。

从上述可知，通过应用本发明的结构，可以获得使用寿命长的发光元件。尤其是可以获得使用寿命长的白色发光元件。另外，通过制造本发明的发光元件，还可以获得发光效率高的发光元件。尤其是可以获得发光效率高的白色发光元件。

如上所述，在本实施方式中对本发明的发光元件的概念进行了说明。接下来，在下文中，列举具体材料并对本发明的发光元件的结构进行更详细的描述。

实施方式2

在实施方式2中，利用图2(A)说明图1(A)中所说明的本发明的发光元件的具体结构。

图2(A)是表示本发明的发光元件的元件结构的示意图，其中在阳极201和阴极202之间设置有包含发光物质的层203，该包含发光物质的层203至少具有第一发光层211、和与第一发光层211的阳极侧接触而设置的第二发光层212。第一发光层211由位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222构成。

另外，在实施方式2的发光元件中，在阳极201和第二发光层212之间设置有空穴注入层213及空穴传输层214。另外，在阴极202和第一发光层211之间设置有电子传输层215及电子注入层216。然而，空穴注入层213、空穴传输层214、电子传输层215、电子注入层216并不是必需的。另外，这些层也可以由多个层构成。

在下文中，首先对第一发光层211及第二发光层212的结构进行具体说明。

在第一发光层211中，位于阳极侧的层221包含第一有机化合物和第一发光物质，而位于阴极侧的层222包含不同于第一有机化合物的第二有机化合物和第一发光物质。

如实施方式1所述，第一有机化合物及第二有机化合物具有如下功能，即调节第一发光层211内部的载流子的传输性，而使位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222的界面附近成为载流子的主要复合区域。这是因为通过采用这种结构，第一发光层211中的载流子平衡就不容易随时间变化，而第一发光层211也不容易损耗。

为了调节载流子的传输性，第一有机化合物及第二有机化合物优选都是宿主材料。就是说，更具体而言，将位于阳极侧的层221中的第一有机化合物的含量优选设定为50重量%以上、99.9重量%以下。另外，将位于阴极侧的层222中的第二有机化合物的含量设定为50重量%以上、99.9重量%以下即可。

另外，如实施方式1所述，为了使位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222的界面附近成为载流子的主要复合区域，位于阳极侧的层221优选具有空穴传输性，而位于阴极侧的层222优选具有电子传输性。若考虑该点，则作为位于阳极侧的层221中的宿主材料的第一有机化合物优选具有空穴传输性，而作为位于阴极侧的层222中的宿主材料的第二有机化合物优选具有电子传输性。

由此，作为第一有机化合物的具体例子，优选使用4,4'-双[N-(1-萘基)N-苯基氨基]联苯（简称：NPB或α-NPD）、4,4'-双[N-(9,9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯（简称：DFLDPBi）、N,N'-双(4-甲基苯基)-N,N'-二苯基-对苯二胺（简称：DTDPPA）、4,4'-双[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯（简称：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（简称：DNTPD）、1,3,5-三[N-(4-二苯氨基苯基)-N-苯基氨基]苯（简称：DPA3B）、N,N'-双(螺-9,9'-二芴-2-基)-N,N'-二苯基联苯胺（简称：BSPB）、4,4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯（简称：TPD）、4,4',4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺（简称：TDATA）、4,4',4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺（简称：MTDATA）、1,3,5-三[N,N-二(间甲苯基)氨基]苯（简称：m-MTDAB）、4,4',4”-三(N-咔唑基)三苯胺（简称：TCTA）、9,10-二苯基蒽（简称：DPAnth）、N,N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺（简称：CzA1PA）、9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCCPA）、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺（简称：DPhPA）、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺（简称：YGAPA）、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺（简称：PCAPA）、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺（简称：PCAPBA）、N,9-二苯基-N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺（简称：2PCAPA）、6，12-二甲氧基-5,11-二苯基

N,N,N',N',N”,N”,N’”,N’”-八苯基二苯并[g,p]

-2,7,10,15-四胺（简称：DBC1）之类的空穴传输性化合物。另外，由于位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222的界面是空穴和电子双方的密度高的区域，所以第一有机化合物优选为对氧化和还原双方稳定。由此，作为第一有机化合物，更优选的是以DPAnth、CzA1PA、PCCPA、DPhPA、YGAPA、PCAPA、PCAPBA、2PCAPA、DBC1为代表的3环以上、6环以下的稠合芳香化合物。其中，尤其是DPAnth、CzA1PA、PCCPA、DPhPA、YGAPA、PCAPA、PCAPBA、2PCAPA之类的蒽衍生物十分稳定，而且能隙也大，所以优选作为宿主材料的第一有机化合物。

另外，作为第二有机化合物的具体例子，优选使用三(8-羟基喹啉)铝(Ⅲ)（简称：Alq）、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(Ⅲ)（简称：Almq₃）、双(10-羟基苯[h]喹啉)铍(Ⅱ)（简称：BeBq₂）、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(Ⅲ)（简称：BAlq）、双(8-羟基喹啉)锌(Ⅱ)（简称：Znq）、双[2-(2-苯并唑基)苯酚]锌)(Ⅱ)（简称：ZnPBO）、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(Ⅱ)（简称：ZnBTZ）、2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-

二唑（简称：PBD）、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-

二唑-2-基]苯（简称：OXD-7）、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑（简称：TAZ01）、2,2',2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)（简称：TPBI）、红菲咯啉（简称：BPhen）、浴铜灵（简称：BCP）、9-[4-(5-苯基-1,3,4-

二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑（简称：CO11）、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑（简称：CzPA）、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑（简称：DPCzPA）、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽（简称：DPPA）、9,10-二(2-萘基)蒽（简称：DNA）、2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽（简称：t-BuDNA）、9,9'-联蒽（简称：BANT）、9,9'-(茋-3,3'-二基)二菲（简称：DPNS）、9,9'-(茋-4,4'-二基)二菲（简称：DPNS2）、3,3',3”-(苯-1,3,5-三基)三芘（简称：TPB3）之类的电子传输性化合物。另外，由于位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222的界面是空穴和电子双方的密度高的区域，所以第二有机化合物优选为对氧化和还原双方稳定。因此，作为第二有机化合物更优选的是以CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2、TPB3为代表的3环以上、6环以下的稠合芳香化合物。其中尤其是CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT之类的蒽衍生物十分稳定，而且能隙也大，所以优选作为宿主材料的第二有机化合物。

另外，第一发光层除了包含第一有机化合物、第二有机化合物和第一发光物质以外，还可以包含其它其他物质。

另一方面，第二发光层212包含第三有机化合物和第二发光物质。如实施方式1所述，由于载流子的主要复合区域是在位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222的界面附近，所以在图2(A)的结构中，第二发光层212还具有将空穴传输到第一发光层211的功能。为了易于实现该功能，第三有机化合物与第一有机化合物和第二有机化合物同样，优选为第二发光层212中的宿主材料。就是说，更具体而言，将第二发光层212中的第三有机化合物的含量设定为50重量%以上、99.9重量%以下即可。

另外，若考虑第二发光层212还具有传输空穴的功能，则作为第二发光层212中的宿主材料的第三有机化合物优选具有空穴传输性。

由此，作为第三有机化合物的具体例子，与第一有机化合物相同，优选使用NPB（或α-NPD）、DFLDPBi、DTDPPA、DPAB、DNTPD、DPA3B、BSPB、TPD、TDATA、MTDATA、m-MTDAB、TCTA、DPAnth、CzA1PA、PCCPA、DPhPA、YGAPA、PCAPA、PCAPBA、2PCAPA、DBC1之类的空穴传输性化合物。其中，尤其是DPAnth、CzA1PA、PCCPA、DPhPA、YGAPA、PCAPA、PCAPBA、2PCAPA之类的蒽衍生物十分稳定，而且能隙也大，所以优选作为宿主材料的第三有机化合物。

另外，第二发光层除了包含第三有机化合物和第二发光物质以外，还可以包含其它物质。

再者，为了降低从第二发光层212到第一发光层211的空穴注入势垒，包含在第一发光层211的位于阳极侧的层221中的第一有机化合物和包含在第二发光层212中的第三有机化合物优选为相同物质。

接着，对发光物质进行说明。第一发光层211包含第一发光物质，第二发光层212包含第二发光物质，而为了获得具有宽光谱的发光或白色发光，第一发光物质和第二发光物质使用不同的物质。

第一发光物质及第二发光物质只要是互不相同的物质，就没有特别限制，例如从以下列举的材料中适当地选择即可。作为呈现蓝色发光的物质，例如使用发光峰值波长在400nm以上、且低于480nm的物质即可，可以举出N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基芪-4,4’-二胺（简称：YGA2S）、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺（简称：YGAPA）、2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA）、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺（简称：PCAPA）、二萘嵌苯、2,5,8,11-四-叔丁基二萘嵌苯（简称：TBP）、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）等。另外，也可以使用双[2-(4',6’-二氟苯基)吡啶醇-N,C²’]铱(Ⅲ)四(1-吡唑基)硼酸盐（简称：FIr6）、双[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶醇-N,C²’]铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯（简称：FIrpic）之类的发出磷光的材料。作为呈现蓝绿色发光的物质，例如使用发光峰值波长在480nm以上、且低于520nm的物质即可，可以举出N,N”-(2-叔丁基蒽-9,10-二基二-4,1-亚苯基)双[N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺]（简称：DPABPA）、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺（简称：2PCAPPA）、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺（简称：2DPAPPA）、N,N,N',N',N”,N”,N’”,N’”-八苯基二苯并[g,p]

-2,7,10,15-四胺（简称：DBC1）、香豆素30等。另外，也可以使用双[2-(3',5'-双三氟甲基苯基)吡啶醇-N,C²’]铱(Ⅲ)吡啶甲酸酯（简称：Ir(CF₃ppy)₂(pic)）、双[2-(4',6'-二氟苯基)]吡啶醇-N,C²’]铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：FIracac）之类的发出磷光的材料。作为呈现黄色发光的物质，例如使用发光峰值波长在540nm以上、且低于600nm的物质即可，可以举出红荧稀、5,12-双(1,1’-联苯-4-基)-6,11-二苯基并四苯（简称：BPT）、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈（简称：DCM1）、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈（简称：DCM2）等。另外，也可以使用双(苯并[h]喹啉)铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(bzq)₂(acac)）、双(2,4-二苯基-1,3-

唑-N,C²')铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(dpo)₂(acac)）、双[2-(4’-全氟苯基苯基)吡啶醇]铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(p-PF-ph)₂(acac)）、双(2-苯基苯并噻唑-N,C²')铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(bt)₂(acac)）之类的发出磷光的材料。作为呈现红色发光的物质，例如使用发光峰值波长在600nm以上且低于700nm的物质即可，可以举出N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺（简称：p-mPhTD）、7,13-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺（简称：p-mPhAFD）、2-{2-异丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈（简称：DCJTI）、2-{2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈（简称：DCJTB）、2-(2,6-双{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈（简称：BisDCM）、2-{2,6-双[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈（简称：BisDCJTM）等。另外，也可以使用双[2-(2’-苯并[4,5-α]噻吩基)吡啶醇-N,C³’]铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(btp)₂(acac)）、双(1-苯基异喹啉-N,C²’)铱(Ⅲ)乙酰丙酮（简称：Ir(piq)₂(acac)）、(乙酰丙酮)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合]铱(Ⅲ)（简称：Ir(Fdpq)₂(acac)）、2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(Ⅱ)（简称：PtOEP）、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)(一菲咯啉)铕(Ⅲ)（简称：Eu(DBM)₃(Phen)）、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟丙酮](一菲咯啉)铕(Ⅲ)之类的发出磷光的材料。另外，虽然没有举出发光波长在520nm～540nm的范围内的材料，但当然也可以使用具有该范围的发光波长的发光材料（也包括发出磷光的材料）。例如，可以举出香豆素545T、N,N'-二苯基喹吖酮（简称：DPQd）、三(2-苯基吡啶醇)铱(Ⅲ)（简称：Ir(ppy)₃）等。可以从上述物质中分别选择具有不同发光波长的物质，以从发光元件获得所希望的发光颜色。

在此，在本发明的发光元件中，必须使包含在第一发光层211中的第一发光物质和包含在第二发光层212中的第二发光物质的双方发光。虽然包含在第二发光层212中的第二发光物质离载流子的主要复合区域稍有距离，但通过调节位于阳极侧的层221的膜厚，一部分电子到达第二发光层212。由此，第二发光物质也可以发光。因此，位于阳极侧的层221的膜厚优选为1nm以上、20nm以下。

另外，通过使第一发光物质的发光波长比第二发光物质的发光波长短，可以将第一发光物质的一部分激发能量传递到第二发光物质，而使第二发光物质发光。由此，在本发明的发光元件中，优选第一发光物质的发光峰值波长比第二发光物质的发光峰值波长要短。还有，由于已知能量传递效率与物质间距离的6次方成反比，所以通过调节位于阳极侧的层221的膜厚，可以调节第一发光物质的发光和第二发光物质的发光的比例。从该观点来看，位于阳极侧的层221的膜厚也优选为1nm以上、20nm以下。

另外，由于可以获得来自第一发光物质的发光和来自第二发光物质的发光的双方，所以本发明的发光元件的结构适于具有宽光谱的发光元件，尤其适用于白色发光元件。由此，在以上所述的本发明的发光元件中，第一发光物质的发光颜色和第二发光物质的发光颜色为互补色的关系的发光元件也是本发明之一。作为补色关系，可以举出蓝色和黄色、蓝绿色和红色等。作为发出蓝色光、黄色光、蓝绿色光和红色光的物质，例如从以上列举的发光物质中适当地选择出即可。

作为组合例子，当使用呈现蓝色发光的PCBAPA作为第一发光物质，并且使用呈现黄色发光的红荧稀作为第二发光物质时，可以获得白色。另外，例如，当使用呈现蓝绿色发光的2PCAPPA作为第一发光物质，并且使用呈现红色发光的BisDCM作为第二发光物质时，也可以获得白色。另外，作为白色光以外的发光颜色，例如当使用呈现蓝色发光的2YGAPPA作为第一发光物质，并且使用呈现红色发光的BisDCM作为第二发光物质时，可以获得像紫色那样的中间颜色。

在此，如上所述，当考虑利用从第一发光物质向第二发光物质的能量传递时，优选第一发光物质的发光峰值波长比第二发光物质的发光峰值波长要短。

由此，例如，优选采用第一发光物质的发光颜色为蓝色（发光峰值波长为400nm以上、且低于480nm）、第二发光物质的发光颜色为黄色（发光峰值波长为540nm以上、且低于600nm）的结构。若考虑这一点，则作为第一发光物质，优选使用上述的YGA2S、YGAPA、2YGAPPA、PCAPA、二萘嵌苯、TBP、PCBAPA、FIr6、FIrpic等，而作为第二发光物质，优选使用红荧稀、BPT、DCM1、DCM2、Ir(bzq)₂(acac)、Ir（dpo）₂(acac)、Ir(p-PF-ph)₂(acac)、Ir(bt)₂(acac)等。

另外，例如，优选采用第一发光物质的发光颜色为蓝绿色（发光峰值波长为480nm以上、且低于520nm）、第二发光物质的发光颜色为红色（发光峰值波长为600nm以上、且低于700nm）的结构。若考虑这一点，则作为第一发光物质，优选使用上述的DPABPA、2PCAPPA、2DPAPPA、DBC1、香豆素30、Ir(CF₃ppy)₂(pic)、FIracac等，而作为第二发光物质，优选使用p-mPhTD、p-mPhAFD、DCJTI、DCJTB、BisDCM、BisDCJTM、Ir(btp)₂(acac)、Ir(piq)₂(acac)、Ir(Fdpq)₂(acac)、PtOEP、Eu(DBM)₃(Phen)、三[1-(2-噻吩甲酰基)]-3,3,3-三氟丙酮(一菲咯啉)铕(Ⅲ)等。

通过采用如上所述的第一发光层211及第二发光层212的结构，从阳极201注入的空穴和从阴极202注入的电子都没有浪费地分配到用于第一发光层211或第二发光层212中的任一方的激发状态的形成，有助于发光。由此，本发明的发光元件可以实现高发光效率。

接下来，在下文中，具体地举出可以应用于阳极201、空穴注入层213、空穴传输层214、电子传输层215、电子注入层216、以及阴极202的材料。

作为阳极201，优选使用功函数大（具体是4.0eV以上）的金属、合金、导电化合物、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（IZO：Indium Zinc Oxide：氧化铟锌）、含有氧化硅及氧化锡的氧化铟（ITSO：Indium Tin Silicon Oxide：硅氧化铟锡）、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通常由溅射法成膜，但也可以用溶胶-凝胶法等并通过喷墨法、旋涂法等来制造。例如，氧化铟-氧化锌（IZO）可以使用将1～20wt%的氧化锌加入到氧化铟中的靶，通过溅射法而形成。另外，含有氧化钨及氧化锌的氧化铟（IWZO）可以使用含有0.5～5wt%的氧化钨和0.1～1wt%的氧化锌的氧化铟的靶，通过溅射法而形成。另外，也可以举出金（Au）、铂（Pt）、镍（Ni）、钨（W）、铬（Cr）、钼（Mo）、铁（Fe）、钴（Co）、铜（Cu）、钯（Pd）、钛（Ti）、或金属材料的氮化物（例如氮化钛）等。

另外，在使用包含下列复合材料的层作为与阳极201接触的层的情况下，作为阳极201可以使用各种金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等，而不考虑其功函数。例如，可以使用铝（Al）、银（Ag）、含铝的合金（例如，AlSi、AlTi、AlNd等）等。另外，也可以使用功函数小的材料，如属于元素周期表的第1族或第2族的元素，即锂（Li）或铯（Cs）等的碱金属；镁（Mg）、钙（Ca）和锶（Sr）等的碱土金属；包含这些元素的合金（MgAg、AlLi）；铕（Eu）、镱（Yb）等的稀土金属；以及包含这些元素的合金等。上述金属或合金可以通过真空蒸镀法或溅射法形成。另外，也可以通过喷墨法等而使糊料（银糊料等）成膜。

空穴注入层213是包含空穴注入性高的物质的层。作为空穴注入性高的物质，可以使用氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化锰等。此外，作为低分子有机化合物，除了酞菁（简称：H₂Pc）、铜(Ⅱ)酞菁（简称：CuPc）、钒氧酞菁（简称：VOPc）之类的酞菁化合物以外，还可以举出NPB（或α-NPD）、DFLDPBi、DTDPPA、DPAB、DNTPD、DPA3B、BSPB、TPD、TDATA、MTDATA、m-MTDAB、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基）-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCA1）、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCA2）、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑（简称：PCzPCN1）等的芳香胺化合物。

另外，作为空穴注入层213可以使用使空穴传输性高的物质中含有受主物质的复合材料。另外，通过使用使空穴传输性高的物质中含有受主物质的复合材料，可以选择形成电极的材料而不考虑电极的功函数。换句话说，作为阳极201，不仅可以使用功函数大的材料，还可以使用功函数小的材料。这些复合材料可以通过共蒸镀空穴传输性高的物质和受主物质来形成。

作为用于复合材料的空穴传输性高的物质，可以使用芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳烃、高分子化合物（低聚物、树枝状聚合物、聚合物等）等各种化合物。具体而言，优选是具有10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率的物质。但是，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。在下文中，具体地列举可用于复合材料的空穴传输性高的物质。

作为可用于空穴传输性高的物质的有机化合物，例如可以举出上述的NPB（或α-NPD）、DFLDPBi、DTDPPA、DPAB、DNTPD、DPA3B、BSPB、TPD、TDATA、MTDATA、m-MTDAB、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、TCTA等的芳香胺化合物；4,4’-二(N-咔唑基)-联苯（简称：CBP）、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯（简称：TCPB）、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑（简称：CzPA）、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等的咔唑衍生物；DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT、DPAnth、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽（简称：t-BuDBA）、2-叔丁基蒽（简称：t-BuAnth）、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽（简称：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、2,3,6,7-四甲基-9,10-二(2-萘基)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、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯、并五苯、六苯并苯、4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯（简称：DPVBi）、以及9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽（简称：DPVPA）等的芳香烃化合物。

另外，作为受主物质，可以举出7,7,8,8-四氰-2,3,5,6-四氟二甲基对苯醌（简称：F₄-TCNQ）、氯醌等的有机化合物；以及过渡金属氧化物。另外，还可以举出属于元素周期表的第4族～第8族的金属的氧化物。具体而言，由于氧化钒、氧化铌、氧化钽、氧化铬、氧化钼、氧化钨、氧化锰、氧化铼的电子接受性高，所以为优选。其中，尤其优选氧化钼，因为它在大气中也十分稳定、吸湿性低且易于处理。

另外，作为空穴注入层213，可以使用高分子化合物（低聚物、树枝状聚合物、聚合物等）。例如，可以举出聚(N-乙烯咔唑)（简称：PVK）、聚(4-乙烯三苯胺)（简称：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]（简称：PTPDMA）、以及聚[N,N'-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺]（简称：Poly-TPD）等的高分子化合物。另外，还可以使用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)（PEDOT/PSS）、以及聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)（PAni/PSS）等的添加了酸的高分子化合物。

另外，也可以使用上述的PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等的高分子化合物和上述受主物质形成复合材料，而用作为空穴注入层213。

空穴传输层214是包含空穴传输性高的物质的层。作为空穴传输性高的物质的低分子有机化合物，可以使用上述的NPB（或α-NPD）、DFLDPBi、BSPB、TPD、TCTA等的芳香胺化合物。这里所述的物质主要是具有10^-6cm²/Vs以上的空穴迁移率的物质。然而，只要是其空穴传输性高于电子传输性的物质，就可以使用上述以外的物质。

另外，作为空穴传输层214可以使用上述的PVK、PVTPA、PTPDMA、Poly-TPD等的高分子化合物。

电子传输层215是包含电子传输性高的物质的层。例如，作为低分子有机化合物，可以使用Alq、Almq₃、BeBq₂、BAlq、Znq、ZnPBO和ZnBTZ之类的金属络合物；或是PBD、OXD-7、TAZ01、TPBI、BCP、BPhen、CO11之类的杂环化合物。另外，也可以使用CzPA、DPCzPA、TPB3之类的稠合芳香化合物。这里所述的物质主要是具有10^-6cm²/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，只要是其电子传输性高于空穴传输性的物质，就可以使用上述以外的物质作为电子传输层。

另外，作为电子传输层215，可以使用高分子化合物。例如，可以使用聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)]（简称：PF-Py）、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2’-联吡啶-6,6’-二基)]（简称：PF-BPy）等。

电子注入层216是包含电子注入性高的物质的层。作为电子注入性高的物质，可以使用氟化锂（LiF）、氟化铯（CsF）、氟化钙（CaF₂）等的碱金属、碱土金属或它们的化合物。或者，可以使用在由具有电子传输性的物质构成的层中含有施主物质的物质。作为具有电子传输性的物质，使用上述电子传输层215中可使用的物质即可。另一方面，作为施主物质，可以使用碱金属、碱土金属或它们的化合物。或者，作为施主物质，还可以使用四硫并四苯（简称：TTN）、十甲基二茂镍（简称：DMN）之类的有机化合物。施主物质可以通过共蒸镀而包含在电子注入层216中。

作为用于形成阴极202的物质，可以使用功函数小（具体是优选为3.8eV以下。）的金属、合金、导电化合物、以及它们的混合物等。作为这种阴极材料的具体例子，可以举出属于元素周期表的第1族或第2族的元素，即锂（Li）和铯（Cs）等的碱金属；镁（Mg）、钙（Ca）、锶（Sr）等的碱土金属；包含这些元素的合金（MgAg、AlLi）；铕（Eu）和镱（Yb）等的稀土金属；以及包含这些元素的合金等。另外，还可以使用铝（Al）、铟（In）、银（Ag）或它们的合金。上述的金属、合金也可以通过真空蒸镀法或溅射法来形成。另外，还可以通过喷墨法等使糊料(银糊料)成膜。

另外，通过使由上述具有电子传输性的物质所构成的层包含施主物质，将由此获得的物质作为电子注入层216，可以使用Al、Ag、ITO、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等各种导电化合物作为阴极202，而不用考虑其功函数。这些导电化合物可以通过溅射法、喷墨法或旋涂法等来成膜。

此外，也可以使用包含导电高分子（也称为导电聚合物）的导电组成物作为阳极201或阴极202。在形成为阳极或阴极的情况下，其薄膜中的薄层电阻优选为10000Ω/□以下，并且其波长为550nm的透光率优选为70%以上。另外，所包含的导电高分子的电阻率优选为0.1Ω·cm以下。

作为导电高分子，可以使用所谓的π电子共轭类导电高分子。例如，可以举出聚苯胺及/或其衍生物、聚吡咯及/或其衍生物、聚噻吩及/或其衍生物、或者由这些中的两种以上构成的共聚物等。

作为共轭类导电高分子的具体例子，可以举出聚吡咯、聚(3-甲基吡咯)、聚(3-丁基吡咯)、聚(3-辛基吡咯)、聚(3-癸基吡咯)、聚(3，4-二甲基吡咯)、聚(3，4-二丁基吡咯)、聚(3-羟基吡咯)、聚(3-甲基-4-羟基吡咯)、聚(3-甲氧基吡咯)、聚(3-乙氧基吡咯)、聚(3-辛氧基吡咯)、聚(3-羧基吡咯)、聚(3-甲基-4-羧基吡咯)、聚N-甲基吡咯、聚噻吩、聚(3-甲基噻吩)、聚(3-丁基噻吩)、聚(3-辛基噻吩)、聚(3-癸基噻吩)、聚(3-十二烷基噻吩)、聚(3-甲氧基噻吩)、聚(3-乙氧基噻吩)、聚(3-辛氧基噻吩)、聚(3-羧基噻吩)、聚(3-甲基-4-羧基噻吩)、聚(3，4-乙烯二氧噻吩)、聚苯胺、聚(2-甲基苯胺)、聚(2-辛基苯胺)、聚(2-异丁基苯胺)、聚(3-异丁基苯胺)、聚(2-氨基苯磺酸)、聚(3-氨基苯磺酸)等。

既可以将上述导电高分子单独地用于阳极或阴极，又可以为了调整膜特性，对其添加有机树脂而作为导电组成物使用。

作为有机树脂，只要能够与导电高分子互相溶化或混合分散，就可以是热固性树脂、热可塑性树脂、光固性树脂。例如，可以举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯类树脂；聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺等聚酰亚胺类树脂；聚酰胺6、聚酰胺6，6、聚酰胺12、聚酰胺11等聚酰胺树脂；聚偏二氟乙烯、聚氟化乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯等氟树脂；聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯、聚氯乙烯等乙烯树脂；环氧树脂；二甲苯树脂；芳族聚酰胺（aramid）树脂；聚氨酯类树脂；聚脲类树脂；蜜胺树脂；酚醛类树脂；聚醚；丙烯酸类树脂；以及它们的共聚物等。

再者，为了调整上述导电高分子或导电组成物的导电率，也可以通过掺杂受主或施主掺杂剂，来改变共轭导电高分子的共轭电子的氧化还原电位。

作为受主掺杂剂，可以使用卤素化合物、路易斯酸（Lewis acid）、质子酸（protonic acid）、有机氰化合物、有机金属化合物等。作为卤素化合物，可以举出氯、溴、碘、氯化碘、溴化碘、氟化碘等。作为路易斯酸，可以举出五氟化磷、五氟化砷、五氟化锑、三氟化硼、三氯化硼、三溴化硼等。作为质子酸，可以举出盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、氟硼酸、氢氟酸、高氯酸等无机酸；以及有机羧酸、有机磺酸等有机酸。作为有机羧酸以及有机磺酸，可以使用前述羧酸化合物以及磺酸化合物。作为有机氰化合物，可以使用在共轭键中包括两个以上的氰基的化合物。例如，可以举出四氰基乙烯、四氰基环氧乙烷、四氰基苯、四氰基对醌二甲烷、四氰基氮杂萘等。

作为施主掺杂剂，可以举出碱金属、碱土金属、和季胺化合物等。

可以通过将上述导电高分子或导电组成物溶解于水或有机溶剂（醇类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、烃类溶剂、芳香类溶剂等）中，并且利用湿法来形成成为阳极或阴极的薄膜。

作为溶解上述导电高分子或导电组成物的溶剂，并没有特别的限制，使用溶解上述导电高分子及有机树脂等的高分子树脂化合物的溶剂即可。例如，在水、甲醇、乙醇、碳酸异丙烯酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、环己酮、丙酮、甲乙酮、甲异丁酮、甲苯等的单一或混合溶剂中进行溶解即可。

将导电高分子或者导电组成物溶解于溶剂中的溶液的成膜，可以利用涂布法、涂敷法、液滴喷射法（也称为喷墨法）、印刷法等湿法来形成。溶剂的干燥既可以通过热处理来进行，又可以在减压下进行。另外，在有机树脂为热固化性的情况下，进行进一步的加热处理，而在光固化性的情况下，进行光照射处理即可。

接下来，描述发光元件的制造方法。作为包含发光物质的层203的形成方法，不论是干法还是湿法，可以使用各种方法。例如，也可以使用真空蒸镀法、喷墨法或旋涂法等。另外，也可以对各层采用不同的成膜方法来形成。

例如，上述材料中的高分子化合物可以通过喷墨法或旋涂法等的湿法来形成。另外，低分子有机化合物既可以通过湿法形成，也可以通过真空蒸镀法等的干法形成。

如上所述，本发明的发光元件的载流子平衡不易随时间变化，可以实现长使用寿命。另外，由于可以将空穴和电子没有浪费地用于激发状态的形成，所以发光效率高。另外，由于可以使第一发光物质和第二发光物质的双方发光，所以可以获得具有宽光谱的发光或白色发光。

因此，通过制造本发明的发光元件，可以获得使用寿命长的发光元件。尤其是可以获得使用寿命长的白色发光元件。另外，通过制造本发明的发光元件，可以获得发光效率高的发光元件。尤其是可以获得发光效率高的白色发光元件。

实施方式3

在本实施方式3中，利用图2(B)对图1(B)所说明的本发明的发光元件的具体结构进行说明。

图2(B)是表示本发明的发光元件的元件结构的示意图，其中在阳极201和阴极202之间设置有包含发光物质的层203，该包含发光物质的层203至少具有第一发光层211和与第一发光层211的阴极侧接触而设置的第二发光层212。第一发光层211由位于阳极侧的层221和位于阴极侧的层222构成。

另外，在本实施方式3的发光元件中，在阳极201和第一发光层211之间设置有空穴注入层213及空穴传输层214。另外，在阴极202和第二发光层212之间设置有电子传输层215及电子注入层216。然而，空穴注入层213、空穴传输层214、电子传输层215、以及电子注入层216并不是必需的。另外，这些层也可以由多个层构成。

在图2(B)所示的本实施方式3的发光元件中，阳极201、空穴注入层213、空穴传输层214、电子传输层215、电子注入层216、阴极202、以及第一发光层211的结构可以应用与实施方式2所述的发光元件相同的结构。另一方面，第二发光层212的结构优选为与实施方式2所述的发光元件不同。

换言之，第二发光层212包含第三有机化合物和第二发光物质，这一点与实施方式2相同，而其不同之处在于，第二发光层212具有将电子而不是空穴传输到第一发光层211的功能。为了易于实现该功能，第三有机化合物与第一有机化合物和第二有机化合物相同，优选为第二发光层212中的宿主材料。换言之，更具体而言，将第二发光层212中的第三有机化合物的含量设定为50重量%以上、99.9重量%以下即可。另外，若考虑第二发光层212具有传输电子的功能，则作为第二发光层212中的宿主材料的第三有机化合物优选具有电子传输性。

由此，作为本实施方式3中的第三有机化合物的具体例子，与包含在第一发光层211的位于阴极侧的层222中的第二有机化合物相同，优选使用Alq、Almq₃、BeBq₂、BAlq、Znq、ZnPBO、ZnBTZ、PBD、OXD-7、TAZ01、TPBI、BPhen、BCP、CO11、CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2、TPB3之类的电子传输性化合物。尤其是CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT之类的蒽衍生物十分稳定且能隙也大，所以优选作为宿主材料的第三有机化合物。

而且，为了降低从第二发光层212向第一发光层211的空穴注入势垒，包含在第一发光层211的位于阴极侧的层222中的第二有机化合物、和包含在第二发光层212中的第三有机化合物优选为相同物质。

另外，作为第二发光物质，可以使用与实施方式2中所述的相同的物质。

另外，在本发明的发光元件中，必须使包含在第一发光层211中的第一发光物质和包含在第二发光层212中的第二发光物质的双方发光。虽然包含在第二发光层212中的第二发光物质离载流子的主要复合区域稍有距离，但在本实施方式3中通过调节位于阴极侧的层222的膜厚，一部分空穴到达第二发光层212。由此，第二发光物质也可以发光。因此，位于阴极侧的层222的膜厚优选为1nm以上、20nm以下。

另外，通过使第一发光物质的发光波长比第二发光物质的发光波长要短，可以将第一发光物质的一部分激发能量传递到第二发光物质中，而使第二发光物质发光。由此，在本发明的发光元件中，优选第一发光物质的发光峰值波长比第二发光物质的发光峰值波长要短。另外，由于已知能量传递效率与物质间距离的6次方成反比，所以通过调节位于阴极侧的层222的膜厚，可以调节第一发光物质的发光和第二发光物质的发光的比例。从该观点来看，位于阴极侧的层222的膜厚也优选为1nm以上且20nm以下。

本实施方式3的发光元件也与实施方式2的发光元件同样，载流子平衡不易随时间变化而可以实现长使用寿命。另外，由于可以将空穴和电子没有浪费地用于激发状态的形成，所以发光效率高。另外，由于可以使第一发光物质和第二发光物质的双方发光，所以可以获得具有宽光谱的发光或白色发光。

实施方式4

本实施方式4中使用图3及图4，对在衬底上形成实施方式2或实施方式3所述的本发明的发光元件时的层叠顺序和发光方向进行说明。

图3及图4为在衬底300上形成由阳极301、阴极302、以及包含发光物质的层303构成的本发明的发光元件时的示意图。图3为在衬底300上形成阳极301的图，而图4为在衬底300上形成阴极302的图。另外，阳极301、阴极302、以及包含发光物质的层303采用实施方式2或实施方式3所述的结构即可。

发光是经阳极301和阴极302中的任一方或双方而发出到外部的。由此，阳极301和阴极302中的任一方或双方是具有透光性的电极。作为具有透光性的电极，相当于实施方式2中所记载的ITO、IZO、ITSO、IWZO、或包含导电高分子的导电组成物等。另外，也可以通过对金属或合金进行薄膜化到具有透光性的程度而形成。

首先，说明在衬底300上形成有阳极301的情况（图3）。在阳极301及衬底300具有透光性、而阴极302具有遮光性的情况下，如图3(A)所示，从衬底300侧发光。另外，在阳极301和衬底300至少一方具有遮光性、而只有阴极302具有透光性的情况下，如图3(B)所示，从与衬底300相反的一侧发光。在阳极301、阴极302、以及衬底300都具有透光性的情况下，如图3(C)所示，从衬底300侧及与衬底300相反的一侧的双方发光。

接下来，说明在衬底300上形成有阴极302的情况（图4）。在阴极302及衬底300具有透光性、而阳极301具有遮光性的情况下，如图4(A)所示，从衬底300侧发光。另外，在阴极302和衬底300至少一方具有遮光性、而只有阳极301具有透光性的情况下，如图4(B)所示，从与衬底300相反的一侧发光。在阳极301、阴极302、以及衬底300都具有透光性的情况下，如图4(C)所示，发光从衬底300侧及与衬底300相反的一侧的双方发光。

另外，衬底300用作发光元件的支撑体。作为衬底300，例如可以使用玻璃或塑料等。在不需要具有透光性的情况下（图3(B)和图4(B)的情况），也可以使用硅衬底或金属箔衬底等。另外，只要是在发光元件的制造工序中起到支撑体的功能的衬底，就可以使用上述以外的衬底。

另外，在本实施方式中，在由玻璃、塑料等构成的衬底上制造发光元件。通过在同一个衬底上制造多个这种发光元件，可以制造无源矩阵型发光装置。另外，也可以在由玻璃、塑料等构成的衬底上，例如形成薄膜晶体管（TFT），在与TFT电连接的电极上制造发光元件。由此，可以制造由TFT控制发光元件的驱动的有源矩阵型发光装置。另外，TFT的结构没有特别限制。可以是交错型的TFT，也可以是反交错型TFT。另外，对于形成在TFT衬底上的驱动电路，既可以是由N型TFT及P型TFT构成的电路，又可以是仅由N型TFT及P型TFT中的任一方构成的电路。另外，对于用于TFT的半导体膜的结晶性也没有特别限制。既可以使用非晶半导体膜，又可以使用晶体半导体膜。

实施方式5

本实施方式5参照图5，对层叠了根据本发明的多个发光单元的结构的发光元件（以下称为叠层型发光元件）的方式进行说明。该发光元件是在阳极和阴极之间具有多个发光单元的叠层型发光元件。作为各个发光单元的结构，可以采用与图2（实施方式2～3）所示的包含发光物质的层203相同的结构。换言之，实施方式2～3所示的发光元件为具有一个发光单元的发光元件。在本实施方式中，是对具有多个发光单元的发光元件进行说明。

图5中，在阳极501和阴极502之间层叠有第一发光单元503-1和第二发光单元503-2。作为阳极501和阴极502，可以采用与实施方式2所述相同的电极。另外，第一发光单元503-1和第二发光单元503-2可以是相同的结构，也可以是不同的结构，并且其结构与实施方式2～3所示的包含发光物质的层203的结构相同。

对于夹在第一发光单元503-1和第二发光单元503-2之间的电荷产生层504，只要是在对阳极501和阴极502施加电压时、将电子注入到第一发光单元503-1中且将空穴注入到第二发光单元503-2中，就可以是任何结构。然而，电荷产生层504的优选例子是如下结构，即至少具有可注入电子的层和可注入空穴的层的两个层，并且该可注入电子的层与第一发光单元503-1接触，而该可注入空穴的层与第二发光单元503-2接触。

作为该可注入电子的层，可以使用与实施方式2所述的阴极或电子注入层的结构相同的层。尤其是，优选使用如实施方式2所述的、使具有电子传输性的物质构成的层中含有施主物质的复合材料。

另一方面，作为该可注入空穴的层，可以使用具有与实施方式2所述的阳极或空穴注入层的结构相同的层。尤其是，优选使用如实施方式2所述的、使具有空穴传输性的物质构成的层中含有受主物质的复合材料。

据此，作为电荷产生层504的具体一例，例如可以举出以下结构，即从阳极501侧依次层叠在具有电子传输性的物质即BPhen中添加锂的层、和在具有空穴传输性的物质即NPB中添加氧化钼的层。

在本实施方式5中，虽然说明了具有两个发光单元的发光元件，但同样地也可以制造层叠三个以上的发光单元的发光元件。如根据本实施方式5的发光元件，通过在一对电极之间用电荷产生层间隔配置多个发光单元，可以在保持低电流密度的同时进行高亮度区域的发光，从而可以实现长使用寿命的元件。另外，在以照明为应用例子的情况下，因为可以减小电极材料的电阻引起的电压降，所以可以实现大面积的均匀发光。另外，还可以实现能够进行低电压驱动且耗电量低的发光装置。

另外，本实施方式5可以与其他实施方式进行适当组合。例如，可以适当地选择如实施方式4所述的衬底、层叠顺序或发光方向并进行组合。

实施方式6

在本实施方式6中，利用图6对具有本发明的发光元件的发光装置进行说明。另外，图6(A)为表示发光装置的俯视图，图6(B)为沿线A-A'及B-B'切割图6(A)的截面图。该发光装置作为控制发光元件的发光的装置，包括由虚线表示的驱动电路部（源极侧驱动电路）601、像素部602、以及驱动电路部（栅极侧驱动电路）603。另外，604为密封衬底、605为密封剂，由密封剂605所包围的内侧为空间607。

另外，引线608是用来传送输入到源极侧驱动电路601及栅极侧驱动电路603的信号的布线，它从成为外部输入端子的FPC（柔性印刷电路）609接收视频信号、时钟信号、启动信号、复位信号等。还有，虽然在此仅图示了FPC，但也可以在该FPC上安装印刷线路板（PWB）。本说明书中的发光装置中，不仅仅包括发光装置主体，还包括对其安装有FPC或PWB的状态。

接下来，使用图6(B)说明截面结构。在元件衬底610上形成有驱动电路部及像素部，但是在这里，示出作为驱动电路部的源极侧驱动电路601和像素部602中的一个像素。

另外，源极侧驱动电路601形成有组合了n沟道型TFT623和p沟道型TFT624的CMOS电路。此外，驱动电路也可以使用各种CMOS电路、PMOS电路或者NMOS电路来形成。此外，虽然在本实施方式中表示在衬底上形成有驱动电路的驱动器一体型，但是这并不是必须的，也可以不在衬底上而是在外部形成驱动电路。

此外，像素部602由多个包括开关用TFT611、电流控制用TFT612、以及与其漏极电连接的阳极613的像素形成。另外，覆盖阳极613的端部而形成有绝缘物614。在这里，是通过使用正型光敏性丙烯酸树脂膜来形成绝缘物614。

此外，为了获得良好的覆盖性，在绝缘物614的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型光敏性丙烯酸树脂作为绝缘物614的材料的情况下，优选只使绝缘物614的上端部为具有曲率半径（0.2μm～3μm）的曲面。此外，作为绝缘物614，可以使用通过光的照射而对蚀刻剂呈不溶解性的负型树脂、或通过光的照射而对蚀刻剂呈溶解性的正型树脂中的任一种。

在阳极613上分别形成有包含发光物质的层616以及阴极617。在这里，作为用于阳极613的材料，希望使用功函数大的材料。例如，除了ITO膜、含硅的铟锡氧化物膜、包含2～20wt%的氧化锌的氧化铟膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等的单层膜之外，还可以使用氮化钛膜和以铝为主要成分的膜的叠层以及氮化钛膜、以铝为主要成分的膜和氮化钛膜的三层结构等。另外，若采用叠层结构，则作为布线的电阻低，可以实现良好的欧姆接触，并且可以使其作为阳极而发挥功能。

此外，包含发光物质的层616通过使用蒸镀掩模的蒸镀法、喷墨法、旋涂法等各种方法来形成。包含发光物质的层616具有实施方式2～5所示的本发明的发光元件的结构。

另外，作为用于形成在包含发光物质的层616上的阴极617的材料，优选使用功函数小的材料（Al、Mg、Li、Ca或它们的合金或化合物，MgAg、MgIn、AlLi、LiF、CaF₂等）。另外，当在包含发光物质的层616中产生的光透过阴极617时，作为阴极617，优选使用减小了膜厚的金属薄膜和透明导电膜（ITO、包含2～20wt%的氧化锌的氧化铟、含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化锌（ZnO）等）的叠层。

另外，通过用密封剂605将密封衬底604和元件衬底610贴合在一起，从而成为在由元件衬底610、密封衬底604以及密封剂605围绕而成的空间607中、具备实施方式2～3所示的本发明的发光元件618的结构。另外，在空间607中填充有填充剂，除了填充惰性气体（氮或氩等）的情况以外，还有填充密封剂605的情况。

另外，对于密封剂605优选使用环氧类树脂。此外，希望这些材料尽可能地是不透过水分和氧的材料。此外，作为用于密封衬底604的材料，除了玻璃衬底、石英衬底以外，还可以使用由FRP（Fiberglass-Reinforced Plastic：玻璃纤维增强塑料）、PVF（聚氟乙烯）、聚酯或丙烯酸等形成的塑料衬底。

通过上述工序，可以获得具有本发明的发光元件和作为控制该发光元件的装置的TFT的本发明的发光装置。本实施方式6的发光装置可以用作图像显示装置。

由于本发明的发光装置使用长寿命的本发明的发光元件，所以其可靠性高。另外，由于使用发光效率高的本发明的发光元件，所以其耗电量低。

另外，本发明的发光元件可以呈现白色光。因此，通过使用本发明的白色发光元件作为本实施方式6的发光元件，可以制造白色的图像显示装置。另外，通过在密封衬底604或元件衬底610上设置红色、蓝色、绿色的滤色片，并使本发明的发光元件的白色光透过，可以获得作为光的三原色的红色、蓝色、绿色的像素。由此，本发明的发光装置可以用作为全彩色图像显示装置。另外，通过采用将滤色片仅设置在一部分像素中、而在其他像素中不设置滤色片的结构，可以形成红色、蓝色、绿色、白色四种像素，从而获得全彩色图像。这种使用四种像素的方式对耗电量的降低是有效的。

如上所述，本实施方式中对由TFT控制发光元件的驱动的有源矩阵型的发光装置进行了说明，但也可以是其他无源矩阵型的发光装置。图7中表示具有本发明的发光元件的无源矩阵型发光装置。另外，图7(A)为表示发光装置的立体图，图7(B)为沿线X-Y切割图7(A)的截面图。图7中，在衬底751上的电极752和电极756之间设置有包含发光物质的层755。包含发光物质的层采用如上述实施方式2所述的结构即可。电极752的端部由绝缘层753覆盖。并且，在绝缘层753上设置有分隔层754。分隔层754的侧壁具有坡度，越接近衬底表面，则一方侧壁和另一方侧壁的间隔越小。换言之，分隔层754的短边方向的截面为梯形，其底边（朝与绝缘层753的面方向相同的方向且与绝缘层753接触的一边）短于上边（朝与绝缘层753的面方向相同的方向且与绝缘层753不接触的一边）。像这样，通过设置分隔层754，可以防止由于静电等引起的发光元件缺陷。在无源矩阵型发光装置中，也通过包含本发明的发光元件，从而可以获得可靠性高的发光装置。另外，还可以获得耗电量低的发光装置。

实施方式7

在本实施方式7中，作为具有本发明的发光元件的发光装置的一个例子，例示出将本发明的发光元件用作为背光灯的液晶显示装置。

图8是表示将本发明的发光元件用作为背光灯的液晶显示装置的一个例子。图8所示的液晶显示装置包括框体801、液晶层802、背光灯803、以及框体804，其中液晶层802与驱动器IC805连接。另外，背光灯803使用如实施方式2～5所述的本发明的发光元件，并且由端子806提供电流。

通过使用本发明的发光元件作为液晶显示装置的背光灯，可以获得使用寿命长的背光灯，从而可以获得可靠性高的液晶显示装置。另外，由于本发明的发光元件是薄型且耗电量低的，因而还可以实现液晶显示装置的薄型化、低耗电量化。而且，由于本发明的发光元件是面发射的发光元件、也可以实现大面积化，所以可以实现背光灯的大面积化，还可以实现液晶显示装置的大面积化。

实施方式8

在本实施方式8中，作为具有本发明的发光元件的发光装置的一个例子，对照明装置进行说明。

图9(A)是将具有本发明的发光元件的发光装置应用到作为照明装置的台灯的例子。图9(A)所示的台灯具有框体901和光源902，作为光源902使用如实施方式2～5所示的本发明的发光元件。由于本发明的发光装置（照明装置）可以进行高亮度的发光，所以当作精密的工作等时，可以将手头照亮。

图9(B)是将具有如实施方式2～5所示的本发明的发光元件的发光装置应用到室内照明装置911的例子。由于本发明的发光元件可以实现大面积化，所以可以用于大面积的照明装置。此外，由于本发明的发光元件是薄型且耗电量低的，所以可以用于薄型且低耗电量的照明装置。像这样，通过在将本发明的发光元件用于室内照明装置911的房间内设置电视装置912（详细的会在实施方式9中说明），该电视装置912使用如图6、图7或图8所说明的本发明的发光装置作为图像显示装置，从而可以欣赏公共广播和电影。在此情况下，由于两个装置都耗电量低，所以可以不用担心电费就在明亮的房间内欣赏扣人心弦的图像。

实施方式9

在本实施方式9中，对在其一部分中包含本发明的发光装置的本发明的电子设备进行说明。尤其是对包含本发明的发光装置作为其显示部的本发明的电子设备进行说明。由于本发明的电子设备包含如实施方式6～8所示的本发明的发光装置，所以具有高可靠性的显示部。另外，还具有低耗电量的显示部。

作为具有本发明的发光装置的电子设备，可以举出摄影机或数字照相机等摄像机、护目镜型显示器、导航系统、音频再现装置（汽车音响或音频组件等）、计算机、游戏机、便携式信息终端（移动计算机、便携式电话、便携式游戏机或电子书等）、具备记录媒质的图像再现装置（具体地说，是再现数字化通用光盘（DVD：Digital Versatile Disc）等记录媒质、并且具有能够显示其图像的显示装置的装置）等。图10中表示这些电子设备的具体例子。

图10(A)是根据本发明的电视装置，其包括框体1001、支撑台1002、显示部1003、扬声器部1004、以及视频输入端子1005等。在该电视装置中，显示部1003由如实施方式6～7所示的本发明的发光装置构成。由此，显示部1003的图像质量不会降低许多，并且实现了低耗电量化。由于这些特征，可以在电视装置中大幅度地减少或缩小损耗补偿功能电路和电源电路，所以可以实现框体1001和支撑台1002的小型轻量化。由于本发明的电视装置实现了高可靠性、低耗电量、高图像质量以及小型轻量化，因此可以提供适于居住环境的产品。

图10(B)是根据本发明的计算机，其包括主体1101、框体1102、显示部1103、键盘1104、外部连接端口1105、以及定点设备1106等。在该计算机中，显示部1103由如实施方式6～7所示的本发明的发光装置构成。由此，显示部1103的图像质量不会降低许多，并且实现了低耗电量化。由于这些特征，可以在计算机中大幅度地减少或缩小损耗补偿功能电路和电源电路，所以可以实现主体1101和框体1102的小型轻量化。由于本发明的计算机实现了高可靠性、低耗电量、高图像质量以及小型轻量化，因此可以提供适于环境的产品。

图10(C)是根据本发明的便携式电话，其包括主体1201、框体1202、显示部1203、音频输入部1204、音频输出部1205、操作键1206、外部连接端口1207、以及天线1208等。在该便携式电话中，显示部1203由如实施方式6～7所示的本发明的发光装置构成。由此，显示部1203的图像质量不会降低许多，并且实现了低耗电量化。由于这些特征，可以在便携式电话中大幅度地减少或缩小损耗补偿功能电路和电源电路，所以可以实现主体1201和框体1202的小型轻量化。由于本发明的便携式电话实现了高可靠性、低耗电量、高图像质量以及小型轻量化，因此可以提供适于携带的产品。

图10(D)是根据本发明的摄像机，其包括主体1301、显示部1302、框体1303、外部连接端口1304、遥控接收部1305、图像接收部1306、电池1307、音频输入部1308、操作键1309、以及取景部1310等。在该摄像机中，显示部1302由如实施方式6～7所示的本发明的发光装置构成。由此，显示部1302的图像质量不会降低许多，并且实现了低耗电量化。由于这些特征，可以在摄像机中大幅度地减少或缩小损耗补偿功能电路和电源电路，所以可以实现主体1301的小型轻量化。由于本发明的摄像机实现了高可靠性、低耗电量、高画质以及小型轻量化，因此可以提供适于携带的产品。

如上所述，本发明的发光装置的应用范围非常广泛，该发光装置可以应用到所有领域的电子设备中。因此，通过将本发明的发光装置应用到电子设备中，可以提供具有可靠性高的显示部的电子设备。另外，可以提供具有耗电量低的显示部的电子设备。

实施例1

在本实施例1中，使用图11对本发明的发光元件的制造例子进行说明。另外，以下示出本实施例中所使用的物质的结构式。

（发光元件1的制造）

使用图11(A)说明发光元件1的制造例子。首先准备玻璃衬底2000，并在其上以110nm的膜厚形成有铟锡硅氧化物（ITSO）作为阳极2001。用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周，使其表面以2mm×2mm的大小露出，则电极面积为2mm×2mm。作为用于在该衬底上形成发光元件的预处理，用水清洗衬底表面，并且在200℃下焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。之后，将衬底引入内部压力降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底放冷30分钟左右。

接着，将形成有阳极2001的玻璃衬底2000固定到设置在真空蒸镀装置内的成膜室中的衬底支架上，以使形成有阳极2001的表面朝下。然后，首先通过在阳极2001上共蒸镀4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯（简称：NPB）和氧化钼(Ⅵ)，形成由有机化合物和无机化合物复合而成的复合材料构成的空穴注入层2013。蒸镀是用电阻加热。另外，将空穴注入层2013的膜厚设定为50nm，并且调节蒸镀速率使得NPB和氧化钼的重量比为4:1（NPB:氧化钼）。另外，共蒸镀法是指在一个处理室内从多个蒸发源同时进行蒸镀的蒸镀法。

接着，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm厚的NPB膜，从而形成空穴传输层2014。

然后，通过在空穴传输层2014上用电阻加热共蒸镀9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCCPA）和红荧稀，形成第二发光层2012。调节蒸镀速率使得PCCPA和红荧稀的重量比为1:0.01（PCCPA:红荧稀）。膜厚为10nm。在该第二发光层2012中，由于红荧稀成为发光物质，所以成为呈现黄色发光的发光层。

在该第二发光层2012上形成第一发光层2011。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA），形成第一发光层2011中位于阳极侧的层2021。调节蒸镀速率使得PCCPA和2YGAPPA的重量比为1:0.05（PCCPA:2YGAPPA）。将该位于阳极侧的层2021的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑（简称：CzPA）和2YGAPPA，形成第一发光层2011中位于阴极侧的层2022。调节蒸镀速率使得CzPA和2YGAPPA的重量比为1:0.05（CzPA:2YGAPPA）。将该位于阴极侧的层2022的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2011中，由于2YGAPPA成为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。

之后，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm的三(8-羟基喹啉)铝(Ⅲ)（简称：Alq），接着形成20nm的红菲咯啉（简称：BPhen），而形成电子传输层2015。

进而，通过用电阻加热的蒸镀法在电子传输层2015上形成1nm厚的氟化锂（LiF）膜，来形成电子注入层2016。

最后，通过用电阻加热的蒸镀法形成200nm厚的铝膜，来形成阴极2002，从而制造本发明的发光元件1。

（发光元件2的制造）

本发明的发光元件2是除了将第一发光层2011中的位于阳极侧的层2021的膜厚设定为20nm以外，其他都与发光元件1同样地成膜来制造的。

（对比发光元件3的制造）

为了进行比较，制造了其中没有设置第一发光层2011中的位于阳极侧的层2021的对比发光元件3。图11(B)中表示其元件结构。如图11(B)所示，对比发光元件3中的第一发光层2011仅由发光元件1中的位于阴极侧的层2022构成。

首先，对比发光元件3中的阳极2001、空穴注入层2013、空穴传输层2014、电子传输层2015、电子注入层2016、以及阴极2002，都设定为与发光元件1和发光元件2相同的结构。

另一方面，对比发光元件3中的第二发光层2012是通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和红荧稀来形成的。调节蒸镀速率使得PCCPA和红荧稀的重量比为1:0.0025（PCCPA:红荧稀）。膜厚与发光元件1相同，为10nm。在该第二发光层2012中，由于红荧稀成为发光物质，所以成为呈现黄色发光的发光层。还有，对比发光元件3中的红荧稀的比率（1:0.0025）比发光元件1中的红荧稀的比率（1:0.01）要少，是因为在对比发光元件3之类的结构中，若红荧稀的添加浓度高，就黄色光增强，从而无法呈现白色光。

另外，对比发光元件3中的第一发光层2011是通过用电阻加热共蒸镀CzPA和2YGAPPA而形成的。调节蒸镀速率使得CzPA和2YGAPPA的重量比为1:0.05（CzPA:2YGAPPA），膜厚为20nm。因此，对比发光元件3中的第一发光层2011与发光元件1中的位于阴极侧的层2022，是完全相同的结构。在以上述工序形成的第一发光层2011中，由于2YGAPPA成为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。

（发光元件1、发光元件2和对比发光元件3的特性比较）

在氮气气氛的手套箱内，对由上述工序获得的本发明的发光元件1、本发明的发光元件2、以及对比发光元件3进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对这些发光元件的工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图12(A)表示发光元件1、发光元件2和对比发光元件3的电流密度-亮度特性。另外，图12(B)表示电压-亮度特性。还有，图13表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件1施加3.8[V]的电压，电流以9.01[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件1以870[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为9.7[cd/A]，功率效率为8.0[lm/W]，外部量子效率为4.0[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x=0.30、y=0.35），呈现白色发光。而且，从图13的发射光谱也可知，可以平衡地获得460nm附近的蓝色发光和550nm附近的黄色发光，发光元件1呈现宽的发射光谱。

另外，通过对发光元件2施加4.0[V]的电压，电流以9.17[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件2以850[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为9.3[cd/A]，功率效率为7.3[lm/W]，外部量子效率为4.1[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x=0.30、y=0.33），呈现白色发光。而且，从图13的发射光谱也可知，可以平衡地获得460nm附近的蓝色发光和550nm附近的黄色发光，发光元件2呈现宽的发射光谱。

另外，通过对对比发光元件3施加3.4[V]的电压，电流以24.5[mA/cm²]的电流密度通过，且对比发光元件3以1500[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为6.2[cd/A]，功率效率为5.7[lm/W]，外部量子效率为2.4[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x=0.28、y=0.36），呈现黄白色发光。从图13的发射光谱也可知，与460nm附近的蓝色发光相比，550nm附近的黄色发光略强。如此，在对比发光元件3之类的元件结构中，即便将作为黄色发光物质的红荧稀的浓度降低到极限，黄色也略强。另一方面，发光元件1和发光元件2具有即便红荧稀的浓度升高到某一程度、也可以获得白色发光的重要特征。这一点也可以认为是下述的发光效率差异和使用寿命差异的原因之一。

为了在图表上比较发光元件1～3的发光效率，将亮度-电流效率特性示于图14(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图14(B)。如图14(A)所示，本发明的发光元件1及2的电流效率比对比发光元件3的高。另外，虽然发光元件1及2的驱动电压比对比发光元件3的稍高（参照图12(B)），但如图14(B)所示，它们的功率效率要比对比发光元件3的高，从而发光元件1及2的耗电量低。这是因为电流效率高。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高。

接下来，图15表示对于发光元件1、发光元件2和对比发光元件3，将起始亮度设定为1000[cd/m²]，利用恒定电流驱动进行连续发光测试的结果（纵轴为以1000cd/m²为100%时的标准化亮度）。

从图15的结果可知，发光元件1即便经过1000小时后也保持起始亮度的75%的亮度，所以是使用寿命长的发光元件。另外，发光元件2即便经过1000小时后也保持起始亮度的79%的亮度，所以是使用寿命长的发光元件。另一方面，对比发光元件3的亮度经过500小时后已就降低到起始亮度的60%，其使用寿命短。如此，可以明确本发明的发光元件的使用寿命长。

实施例2

在本实施例2中，具体地举例表示本发明的发光元件的制造例子，其中使用实施例1中所使用的2YGAPPA不同的蓝色发光物质4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）。以下表示PCBAPA的结构式。

（发光元件4的制造）

使用图11(A)说明发光元件4的制造例子。首先，准备玻璃衬底2000，并在其上以110nm的膜厚形成铟锡硅氧化物（ITSO）作为阳极2001。用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周，使其表面以2mm×2mm的大小露出，电极面积为2mm×2mm。作为用于在该衬底上形成发光元件的预处理，用水清洗衬底表面，并且在200℃下焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。之后，将衬底引入其内部压力降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底放冷30分钟左右。

接着，将形成有阳极2001的玻璃衬底2000固定到设置在真空蒸镀装置内的成膜室中的衬底支架上，以使形成有阳极2001的表面朝下。然后，首先通过在阳极2001上共蒸镀NPB和氧化钼(Ⅵ)，形成由有机化合物和无机化合物复合而成的复合材料构成的空穴注入层2013。蒸镀是用电阻加热。另外，将空穴注入层2013的膜厚设定为50nm，并且调节蒸镀速率使得NPB和氧化钼的重量比为4:1（NPB:氧化钼）。另外，共蒸镀法是指在一个处理室中从多个蒸发源同时进行蒸镀的蒸镀法。

接着，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm厚的NPB膜，来形成空穴传输层2014。

然后，通过在空穴传输层2014上用电阻加热共蒸镀PCCPA和红荧稀，来形成第二发光层2012。调节蒸镀速率使得PCCPA和红荧稀的重量比为1:0.01（PCCPA:红荧稀）。膜厚为20nm。在该第二发光层2012中，由于红荧稀成为发光物质，所以成为呈现黄色发光的发光层。

在该第二发光层2012上形成第一发光层2011。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阳极侧的层2021。调节蒸镀速率使得PCCPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（PCCPA:PCBAPA）。将该位于阳极侧的层2021的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀CzPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阴极侧的层2022。调节蒸镀速率使得CzPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（CzPA:PCBAPA）。将该位于阴极侧的层2022的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2011中，由于PCBAPA为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。

之后，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm厚的Alq膜，接着形成20nm厚的BPhen膜，来形成电子传输层2015。

最后，通过用电阻加热的蒸镀法形成200nm厚的铝膜，来形成阴极2002，从而制造本发明的发光元件4。

（发光元件4的特性评估）

在氮气气氛的手套箱中，对由上述工序获得的本发明的发光元件4进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对其工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图16(A)中表示发光元件4的电流密度-亮度特性。另外，图16(B)中表示电压-亮度特性。还有，图17表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件4施加3.8[V]的电压，电流以6.66[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件4以750[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为11[cd/A]，功率效率为9.3[lm/W]，外部量子效率为5.0[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x＝0.31、y＝0.33），呈现白色发光。而且，从图17的发射光谱也可知，可以平衡地获得460nm附近的蓝色发光和560nm附近的黄色发光，发光元件4呈现宽的发射光谱。

为使用图表对发光元件4的发光效率进行评估，将亮度-电流效率特性示于图18(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图18(B)。如图18(A)所示，本发明的发光元件4在实际使用的亮度区域（100[cd/m²]～10000[cd/m²]左右）中，呈现极高的电流效率及功率效率。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高，并且耗电量也低。

接下来，图19中表示对发光元件4将起始亮度设定为1000[cd/m²]，利用恒定电流驱动进行连续发光测试的结果（纵轴为以1000cd/m²为100%时的标准化亮度）。

从图19的结果可知，发光元件4即便经过1000小时后也保持起始亮度的86%的亮度，所以是使用寿命长的发光元件。亮度半衰期预测为2万小时左右。如此，可以明确本发明的发光元件的使用寿命长。

实施例3

在本实施例3中制造发光元件5，其结构除了对电子传输层2015及电子注入层2016进行如下改变以外，其他与实施例2的发光元件4相同。

发光元件5中的电子传输层2015通过用电阻加热蒸镀10nm的Alq来形成。另外，电子注入层2016通过共蒸镀BPhen和锂（Li）来形成。蒸镀是用电阻加热。将电子注入层2016的膜厚设定为20nm，并且调节蒸镀速率使得BPhen和Li的重量比为1:0.01（BPhen:Li）。

（发光元件5的特性评估）

在氮气气氛的手套箱内，对由上述工序获得的本发明的发光元件5进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对其工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图20(A)中表示发光元件5的电流密度-亮度特性。另外，图20(B)中表示电压-亮度特性。还有，图21表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件5施加4.2[V]的电压，电流以10.9[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件5以1000[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为9.3[cd/A]，功率效率为7.0[lm/W]，外部量子效率为3.8[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x＝0.32、y＝0.35），呈现白色发光。而且，从图21的发射光谱也可知，可以平衡地获得460nm附近的蓝色发光和560nm附近的黄色发光，发光元件5呈现宽的发射光谱。

为使用图表对发光元件5的发光效率进行评估，将亮度-电流效率特性示于图22(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图22(B)。如图22(A)所示，本发明的发光元件5在实际使用的亮度区域（100[cd/m²]～10000[cd/m²]左右）中，呈现极高的电流效率及功率效率。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高，并且耗电量也低。

接下来，图23表示对发光元件5将起始亮度设定为1000[cd/m²]，利用恒定电流驱动而进行连续发光测试的结果（纵轴为以1000cd/m²为100%时的标准化亮度）。

从图23的结果可知，发光元件5即便经过740小时后也保持起始亮度的92%的亮度，所以是使用寿命长的发光元件。亮度半衰期预测为4～5万小时左右。如此，可以明确本发明的发光元件的使用寿命长。

实施例4

在本实施例4中，使用图24对如实施方式5所示的具有多个发光单元的叠层型发光元件的制造例子进行说明。如图24所示，在本实施例的叠层型发光元件（发光元件6）中，在阳极2101和阴极2102之间层叠有第一发光单元2103-1和第二发光单元2103-2。另外，在第一发光单元2103-1和第二发光单元2103-2之间形成有电荷产生层2104。

（发光元件6的制造）

首先，准备玻璃衬底2100，并在其上以110nm的膜厚形成铟锡硅氧化物（ITSO）作为阳极2101。用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周，使其表面以2mm×2mm的大小露出，电极面积为2mm×2mm。作为用于在该衬底上形成发光元件的预处理，用水清洗衬底表面，并且在200℃下焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。之后，将衬底引入其内部压力降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底放冷30分钟左右。

接着，将形成有阳极2101的玻璃衬底2100固定到设置在真空蒸镀装置内的成膜室中的衬底支架上，以使形成有阳极2101的表面朝下。然后，通过下述步骤形成第一发光单元2103-1。

首先，通过在阳极2101上共蒸镀NPB和氧化钼(Ⅵ)，形成由有机化合物和无机化合物复合而成的复合材料构成的空穴注入层2113。蒸镀是用电阻加热。另外，将空穴注入层2113的膜厚设定为50nm，并且调节蒸镀速率使得NPB和氧化钼的重量比为4:1（NPB:氧化钼）。另外，共蒸镀法是指在一个处理室中从多个蒸发源同时进行蒸镀的蒸镀法。

接着，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm厚的NPB膜，来形成空穴传输层2114-1。

然后，通过在空穴传输层2114-1上用电阻加热共蒸镀PCCPA和红荧稀，来形成第二发光层2112-1。调节蒸镀速率使得PCCPA和红荧稀的重量比为1:0.01（PCCPA:红荧稀）。膜厚为20nm。在该第二发光层2112-1中，由于红荧稀为发光物质，所以成为呈现黄色发光的发光层。

在该第二发光层2112-1上形成第一发光层2111-1。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和PCBAPA，形成第一发光层2111-1中位于阳极侧的层2121-1。调节蒸镀速率使得PCCPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（PCCPA:PCBAPA）。将该位于阳极侧的层2121-1的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀CzPA和PCBAPA，形成第一发光层2111-1中位于阴极侧的层2122-1。调节蒸镀速率使得CzPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（CzPA:PCBAPA）。将该位于阴极侧的层2122-1的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2111-1中，由于PCBAPA成为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。

之后，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm的Alq膜，来形成电子传输层2115-1。以上形成第一发光单元2103-1。

接下来，形成电荷产生层2104。电荷产生层2104由第一层2131和第二层2132的叠层结构构成。首先，通过共蒸镀BPhen和锂（Li）来形成第一层2131。蒸镀是用电阻加热。将第一层2131的膜厚设定为20nm，并且调节蒸镀速率使得BPhen和Li的重量比为1:0.01（BPhen:Li）。然后，通过共蒸镀NPB和氧化钼(Ⅵ)，来形成由有机化合物和无机化合物复合而成的复合材料构成的第二层2132。蒸镀是用电阻加热。另外，将第二层2132的膜厚设定为50nm，并且调节蒸镀速率使得NPB和氧化钼的重量比为4:1（NPB:氧化钼）。以上是电荷产生层的结构。

接着，通过下述步骤形成第二发光单元2103-2。

首先，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm厚的NPB膜，来形成空穴传输层2114-2。

然后，通过在空穴传输层2114-2上用电阻加热共蒸镀PCCPA和红荧稀，来形成第二发光层2112-2。调节蒸镀速率使得PCCPA和红荧稀的重量比为1:0.01（PCCPA:红荧稀）。膜厚为20nm。在该第二发光层2112-2中，由于红荧稀成为发光物质，所以成为呈现黄色发光的发光层。

在该第二发光层2112-2上形成第一发光层2111-2。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和PCBAPA，形成第一发光层2111-2中位于阳极侧的层2121-2。调节蒸镀速率使得PCCPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（PCCPA:PCBAPA）。将该位于阳极侧的层2121-2的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀CzPA和PCBAPA，形成第一发光层2111-2中位于阴极侧的层2122-2。调节蒸镀速率使得CzPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（CzPA:PCBAPA）。将该位于阴极侧的层2122-2的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2111-2中，由于PCBAPA成为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。

之后，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm的Alq膜，来形成电子传输层2115-2。然后，通过共蒸镀BPhen和锂（Li）形成电子注入层2116。蒸镀是用电阻加热。将电子注入层2116的膜厚设定为20nm，并且调节蒸镀速率使得BPhen和Li的重量比为1:0.01（BPhen:Li）。以上形成第二发光单元2103-2。

最后，通过用电阻加热的蒸镀法形成200nm厚的铝膜，来形成阴极2102，从而制造本发明的发光元件6。

（发光元件6的特性评估）

在氮气气氛的手套箱内，对由上述工序获得的本发明的发光元件6进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对其工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图25(A)表示发光元件6的电流密度-亮度特性。另外，图25(B)表示电压-亮度特性。还有，图26表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件6施加7.8[V]的电压，电流以4.89[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件6以860[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为18[cd/A]，功率效率为7.1[lm/W]，外部量子效率为7.0[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x=0.29、y=0.34），呈现白色发光。而且，从图26的发射光谱也可知，可以平衡地获得460nm附近的蓝色发光和560nm附近的黄色发光，发光元件6呈现宽的发射光谱。

为使用图表对发光元件6的发光效率进行评估，将亮度-电流效率特性示于图27(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图27(B)。如图27(A)所示，本发明的发光元件6在实际使用的亮度区域（100[cd/m²]～10000[cd/m²]左右）中呈现极高的电流效率及功率效率。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高，并且耗电量也低。

接下来，图28表示对发光元件6将起始亮度设定为1000[cd/m²]，利用恒定电流驱动来进行连续发光测试的结果（纵轴为以1000cd/m²为100%时的标准化亮度）。

从图28的结果可知，发光元件6即便经过740小时后也保持起始亮度的94%的亮度，所以是使用寿命长的发光元件。亮度半衰期预测为10万小时左右。如此，可以明确本发明的发光元件的使用寿命长。

实施例5

在本实施例5中，具体地举例表示使用绿色发光物质的N,9-二苯基-N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺（简称：2PCAPA）作为第二发光层的本发明的发光元件的制造例子。以下表示2PCAPA的结构式。

（发光元件7的制造）

使用图11(A)说明发光元件7的制造例子。首先，准备玻璃衬底2000，在其上以110nm的膜厚形成铟锡硅氧化物（ITSO）作为阳极2001。用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周，使其表面以2mm×2mm的大小露出，电极面积为2mm×2mm。作为用于在该衬底上形成发光元件的预处理，用水清洗衬底表面，并且在200℃下焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。之后，将衬底引入其内部压力降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底放冷30分钟左右。

然后，通过在空穴传输层2014上用电阻加热共蒸镀PCCPA和2PCAPA，来形成第二发光层2012。调节蒸镀速率使得PCCPA和2PCAPA的重量比为1:0.02（PCCPA:2PCAPA）。膜厚为10nm。在该第二发光层2012中，由于2PCAPA成为发光物质，所以成为呈现绿色发光的发光层。

在该第二发光层2012上形成第一发光层2011。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阳极侧的层2021。调节蒸镀速率使得PCCPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（PCCPA:PCBAPA）。将该位于阳极侧的层2021的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀CzPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阴极侧的层2022。调节蒸镀速率使得CzPA和PCBAPA的重量比为1:0.05（CzPA:PCBAPA）。将该位于阴极侧的层2022的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2011中，由于PCBAPA成为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。另外，PCCPA是调节位于阳极侧的层2021的传输性的第一有机化合物，而CzPA是调节位于阴极侧的层2022的传输性的第二有机化合物。

之后，通过用电阻加热的蒸镀法形成10nm的Alq膜，接着形成20nm的BPhen膜，来形成电子传输层2015。

进而，通过用电阻加热在电子传输层2015上蒸镀1nm厚的氟化锂（LiF）膜，来形成电子注入层2016。

最后，通过用电阻加热的蒸镀法形成200nm厚的铝膜，来形成阴极2002，从而制造本发明的发光元件7。

（发光元件7的特性评估）

在氮气气氛的手套箱内，对以上述工序获得的本发明的发光元件7进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对其工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图41(A)表示发光元件7的电流密度-亮度特性。另外，图42(B)表示电压-亮度特性。还有，图42表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件7施加3.8[V]的电压，电流以8.77[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件7以1000[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为11[cd/A]，功率效率为9.4[lm/W]，外部量子效率为4.3[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x=0.23、y=0.41）。从图42的发射光谱可知，可获得460nm附近的蓝色发光和520nm附近的绿色发光，发光元件7呈现宽的发射光谱。由此，在进行层叠了发光元件7的发光单元和可获得红色发光的发光单元的叠层型发光元件的制造的情况下，可以获得宽发射光谱的白色发光元件。

为使用图表对发光元件7的发光效率进行评估，将亮度-电流效率特性示于图43(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图43(B)。如图43(A)所示，本发明的发光元件7在实际使用的亮度区域（100[cd/m²]～10000[cd/m²]左右）中呈现极高的电流效率及功率效率。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高，并且耗电量也低。

实施例6

在本实施例6中，具体地举例表示使用绿色发光物质的N,9-二苯基-N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-9H-咔唑-3-胺（简称：2PCAPA）作为第二发光层的本发明的发光元件的制造例子。

（发光元件8的制造）

使用图11(A)说明发光元件8的制造例子。首先准备玻璃衬底2000，并在其上以110nm的膜厚形成铟锡硅氧化物（ITSO）作为阳极2001。用聚酰亚胺膜覆盖ITSO表面的四周，使其表面以2mm×2mm的大小露出，电极面积为2mm×2mm。作为用于在该衬底上形成发光元件的预处理，用水清洗衬底表面，并且在200℃下焙烧1小时，然后进行370秒的UV臭氧处理。之后，将衬底引入其内部压力降低到10^-4Pa左右的真空蒸镀装置中，在真空蒸镀装置内的加热室中，在170℃下进行30分钟的真空焙烧。然后，将衬底放冷30分钟左右。

然后，通过在空穴传输层2014上用电阻加热共蒸镀PCBAPA和2PCAPA，来形成第二发光层2012。调节蒸镀速率使得PCBAPA和2PCAPA的重量比为1:0.02（PCBAPA:2PCAPA）。膜厚为10nm。在该第二发光层2012中，由于PCBAPA为空穴传输性物质，而2PCAPA成为发光物质，所以成为呈现绿色发光的发光层。

在该第二发光层2012上形成第一发光层2011。首先，通过用电阻加热共蒸镀PCCPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阳极侧的层2021。调节蒸镀速率使得PCCPA和PCBAPA的重量比为1:0.10（PCCPA:PCBAPA）。将该位于阳极侧的层2021的膜厚设定为10nm。接着，通过用电阻加热共蒸镀CzPA和PCBAPA，形成第一发光层2011中位于阴极侧的层2022。调节蒸镀速率使得CzPA和PCBAPA的重量比为1:0.05（CzPA:PCBAPA）。将该位于阴极侧的层2022的膜厚设定为20nm。在以上述工序形成的第一发光层2011中，由于PCBAPA为发光物质，所以成为呈现蓝色发光的发光层。另外，PCCPA是调节位于阳极侧的层2021的传输性的第一有机化合物，CzPA是调节位于阴极侧的层2022的传输性的第二有机化合物。

最后，通过用电阻加热的蒸镀法形成200nm厚的铝膜，来形成阴极2002，从而制造本发明的发光元件8。

（发光元件8的特性评估）

在氮气气氛的手套箱内，对以上述工序获得的本发明的发光元件8进行密封作业，以使发光元件不暴露于大气中，然后对其工作特性进行测定。另外，测定是在室温（保持为25℃的气氛）下进行。

图44(A)中表示发光元件8的电流密度-亮度特性。另外，图44(B)表示电压-亮度特性。还有，图45表示通过1mA的电流时的发射光谱。

通过对发光元件8施加3.4[V]的电压，电流以7.15[mA/cm²]的电流密度通过，且发光元件8以1000[cd/m²]的亮度发光。此时的电流效率为9.3[cd/A]，功率效率为8.6[lm/W]，外部量子效率为4.3[%]。另外，此时的CIE色度坐标为（x＝0.19、y＝0.30）。从图45的发射光谱可知，可获得460nm附近的蓝色发光和560nm附近的绿色发光，呈现宽的发射光谱。由此，在进行层叠了发光元件8的发光单元和可获得红色发光的发光单元的叠层型发光元件的制造的情况下，可以获得宽发射光谱的白色发光元件。

为使用图表对发光元件8的发光效率进行评估，将亮度-电流效率特性示于图46(A)，并且将亮度-功率效率特性示于图46(B)。如图46(A)所示，本发明的发光元件8在实际使用的亮度区域（100[cd/m²]～10000[cd/m²]左右）中呈现极高的电流效率及功率效率。如此，可以明确本发明的发光元件的发光效率高，并且耗电量也低。

实施例7

在本实施例7中，对上述实施例中所使用的材料进行说明。

（合成例1）

具体说明2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA）的合成方法。

[步骤1：2-溴-9,10-二苯基蒽的合成]

（i）2-溴-9,10-蒽醌的合成

2-溴-9,10-蒽醌的合成图解示于（C-1）。

将46g（0.20mol）的溴化铜(Ⅱ)、500mL的乙腈装入1L三口烧瓶中。然后加入17g（0.17mol）的亚硝酸叔丁酯，将该混合物加热到65℃。在该混合物中添加25g（0.11mol）的2-氨基-9,10-蒽醌，在相同温度下搅拌6小时。在反应结束后，将反应溶液注入到500mL的3mol/L的盐酸中，将该悬浊液搅拌3小时后，固体析出。通过抽滤回收该析出物，在进行抽滤的同时用水和乙醇清洗。将过滤出的物质溶于甲苯中，然后通过硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）、硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、矾土进行抽滤，将所获得的滤液浓缩而获得固体。用氯仿、己烷的混合溶剂使该固体再结晶后，以58%的收率获得18.6g的作为目标物的2-溴-9,10-蒽醌的乳白色粉末状固体。

（ii）2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇的合成

2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇的合成图解示于（C-2）。

将4.9g（17mmol）的2-溴-9,10-蒽醌装入到300mL三口烧瓶中，将烧瓶内部替换成氮气，加入100mL的四氢呋喃（THF），使其充分溶解。然后，在该溶液中滴加18mL（37mmol）的苯基锂，在室温下搅拌约12小时。在反应结束后，用水清洗溶液，然后将水层用乙酸乙酯萃取。将萃取液与有机层合并，用硫酸镁干燥。在干燥之后，对该混合物进行抽滤，将滤液浓缩，获得目标物2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇（约7.6g）。

（iii）2-溴-9,10-二苯基蒽的合成

2-溴-9,10-二苯基蒽的合成图解示于（C-3）。

将约7.6g（17mmol）的所获得的2-溴-9,10-二苯基-9,10-二氢蒽-9,10-二醇、5.1g（31mmol）的碘化钾、9.7g（92mmol）的膦酸钠一水合物以及50mL的冰乙酸装入到500mL的三口烧瓶中，在120℃下回流2小时。然后，在反应混合物中添加30mL的50%膦酸，在120℃下搅拌1小时。在反应结束后，用水清洗溶液，然后将水层用乙酸乙酯萃取。将萃取液与有机层合并，用硫酸镁干燥。在干燥之后，对该混合物进行抽滤，将所获得的滤液浓缩后，获得固体。将该固体溶于甲苯中后，通过硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）、矾土过滤。将获得的滤液浓缩而得的固体用氯仿、己烷的混合溶剂再结晶后，获得5.1g的目标物的2-溴-9,10-二苯基蒽的淡黄色粉末状固体。（ii）和（iii）这两个阶段中的收率为74%。

[步骤2：2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成]

（i）2-碘-9,10-二苯基蒽的合成

2-碘-9,10-二苯基蒽的合成图解示于（C-4）。

将10g（24mmol）的2-溴-9,10-二苯基蒽装入到500mL的三口烧瓶中，将该烧瓶内部替换成氮气，然后将150mL的四氢呋喃添加到烧瓶中并溶解。在-78℃下搅拌该溶液。用注射器将19mL的1.6mmol/L的正丁基锂溶液滴加到该溶液中，在-78℃下搅拌1小时使其反应，然后析出白色固体。在反应结束后，用滴液漏斗在该反应混合物中滴加将12g（49mmol）的碘溶于80mL的四氢呋喃而获得的溶液。在滴加之后，将该混合物在-78℃下搅拌1小时，再在室温下搅拌12小时。在反应结束之后，在反应溶液中添加硫代硫酸钠水溶液，在室温下搅拌1小时。在该混合物中添加乙酸乙酯，进行萃取。将水层和有机层分离，对有机层依次用硫代硫酸钠水溶液、饱和盐水清洗。将水层和有机层分离，对有机层用硫酸镁干燥。对该混合物进行抽滤并去除硫酸镁。将所获得的滤液浓缩后，获得固体。在该固体中添加甲醇，照射超音波清洗后析出固体。通过抽滤回收该固体后，以90%的收率获得9.9g的淡黄色粉末状固体。

（ii）2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成

2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的合成图解示于（C-5）。

将2.0g（9.9mmol）的4-溴苯基硼酸、0.02g（0.089mmol）醋酸钯(0)、5.0g（11mmol）的2-碘-9,10-二苯基蒽、0.30g（0.99mmol）的三(邻甲苯基)膦装入到200mL三口烧瓶中，将该烧瓶内部替换成氮气。在该混合物中添加50mL的甲苯、20mL的碳酸钾水溶液（2mol/L）以及10mL的乙醇。将该混合物在100℃下加热搅拌8小时，使其反应。在反应结束后，在反应混合物中添加甲苯，将该悬浊液依次用饱和碳氢钠水、饱和食盐水洗涤。将有机层和水层分离，对有机层通过硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、矾土、硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）进行抽滤，获得滤液。将获得的滤液浓缩后，获得固体。在该固体中添加甲醇，照射超音波清洗后析出固体。通过抽滤回收该固体后，以87%的收率获得收量为4.6g的淡黄色粉末状固体。利用核磁共振测定（NMR）确认该化合物为2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽。

2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽的¹H NMR数据如下所示。¹H NMR（CDCl₃，300MHz）:δ=7.33-7.36（m，2H），7.40（d，J=8.4Hz，2H），7.49-7.72（m，15H），7.78（d，J=9.3Hz，1H），7.85（d，J=1.5Hz，1H）。另外，¹H NMR图示于图29(A)和图29(B)。另外，图29(B)是表示图29(A)中的7.0ppm～8.5ppm范围的放大图。

[步骤3：4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）的合成]

（i）N-(4-溴苯基)咔唑的合成

N-(4-溴苯基)咔唑的合成图解示于（E-1）。

首先，对N-(4-溴苯基)咔唑的合成方法进行说明。将56g（0.24mol）的1,4-二溴苯、31g（0.18mol）的咔唑、4.6g（0.024mol）的碘化铜(Ⅰ)、66g（0.48mol）的碳酸钾、2.1g（0.008mol）的18-冠-6-醚装入到300mL三口烧瓶中，进行氮气置换，添加8mL的1,3-二甲基-3,4,5,6-四氢-2(1H)-嘧啶酮（简称：DMPU），在180℃下搅拌6小时。在将反应混合物冷却至室温之后，通过抽滤去除沉淀物，将所获得的滤液依次用稀盐酸、饱和碳酸氢钠水溶液、饱和食盐水清洗。用硫酸镁干燥有机层，干燥后将该混合物自然过滤。将所获得的滤液浓缩，获得油状物。使用硅胶柱层析法（己烷:乙酸乙酯=9:1）纯化该油状物，将所获得的固体用氯仿、己烷的混合溶剂再结晶后，以35%的收率获得21g的N-(4-溴苯基)咔唑的淡褐色片状结晶。利用核磁共振测定（NMR）确认该化合物为N-(4-溴苯基)咔唑。

该化合物的¹H NMR数据如下所示。¹H NMR（300MHz，CDCl₃）；δ=8.14（d，J=7.8Hz，2H），7.73（d，J=8.7Hz，2H），7.46（d，J=8.4Hz，2H），7.42-7.26（m，6H）。

（ii）4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）的合成

4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）的合成图解示于（E-2）。

将5.4g（17.0mmol）由上述（i）所获得的N-(4-溴苯基)咔唑、1.8mL（20.0mmol）的苯胺、100mg（0.17mmol）的双(二亚苄基丙酮)钯(0)、3.9g（40mmol）的叔丁醇钠装入到200mL三口烧瓶中，将该烧瓶内部替换成氮气。在该混合物中添加0.1mL的三叔丁基膦（10wt%己烷溶液）和50mL的甲苯。将该混合物在80℃下搅拌6小时。在反应结束后，将反应混合物通过硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）、硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、矾土过滤，将滤液用水、饱和食盐水清洗。用硫酸镁干燥有机层，将该混合物自然过滤。使用硅胶柱层析法（己烷:乙酸乙酯=9:1）纯化将滤液浓缩而获得的油状物，以73%的收率获得4.1g作为目标物的4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）。通过核磁共振测定（NMR）确认该化合物是N-(4-咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）。

该化合物的¹H NMR数据如下所示。¹H NMR（300MHz，DMSO-d₆）；δ=8.47（s，1H），8.22（d，J=7.8Hz，2H），7.44-7.16（m，14H），6.92-6.87（m，1H）。另外，¹H NMR图示于图30(A)和30(B)中。另外，图30(B)是图30(A)中的6.5ppm～8.5ppm范围的放大图。

[步骤4：2YGAPPA的合成]

2YGAPPA的合成图解示于（E-3）。

将0.51g（1.1mmol）步骤2中合成的2-(4-溴苯基)-9,10-二苯基蒽、0.20g（2.1mmol）的叔丁醇钠、0.35g（1.1mmol）的在步骤3中合成的4-(咔唑-9-基)二苯胺（简称：YGA）、0.02g（0.04mmol）的双(二亚苄基丙酮)钯(0)装入到50mL三口烧瓶中，将该烧瓶内部替换成氮气。在该混合物中添加10mL的甲苯、0.02mL的三叔丁基膦的10wt%己烷溶液。将该混合物在80℃下加热搅拌3小时使其反应。在反应结束后，在反应混合物中添加甲苯，将该悬浊液通过硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）、硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、矾土进行抽滤。对所获得的滤液用水、饱和食盐水清洗之后，在有机层中添加硫酸镁干燥。对该混合物进行抽滤，去除硫酸镁，并将所获得的滤液浓缩获得固体。用硅胶柱层析法纯化所获得的固体。柱层析法先使用甲苯:己烷=1:10作为展开溶剂，接着使用甲苯:己烷=1:5的混合溶剂作为展开溶剂来实施。将所获得的部分浓缩，获得固体。将该固体用二氯甲烷和甲醇的混合溶剂再结晶后，以65%的收率获得收量为0.51g的粉末状黄色固体。利用核磁共振测定（NMR）确认该化合物为2-(4-{N-[4-(咔唑-9-基)苯基]-N-苯基氨基}苯基)-9,10-二苯基蒽（简称：2YGAPPA）。

利用梯度升华法（train sublimation method）对所获得的1.4g的黄色固体进行升华纯化。升华纯化是在333℃于7.0Pa的减压下进行9小时，设定氩气的流量为3mL/min。收量为1.2g，收率为86%。

另外，所获得的化合物的¹H NMR数据如下所示。¹H NMR（CDCl₃，300MHz）:δ=7.06-7.15（m，1H），7.17-7.74（m，33H），7.78（d，J=9.8Hz，1H），7.90（s，1H），8.14（d，J=7.8Hz，2H）。另外，¹H NMR图示于图31(A)和31(B)中。另外，图31(B)是表示图31(A)中的7.0ppm～8.5ppm范围的放大图。

另外，图32中表示2YGAPPA的甲苯溶液的吸收光谱及发射光谱。测定中使用紫外可见分光光度计（日本分光株式会社制、V-550型）。将溶液添加到石英池中来测定溶液及石英池的吸收光谱。图32中表示从溶液及石英池的吸收光谱减去了石英池的吸收光谱而得的溶液的吸收光谱。在图32中，横轴表示波长（nm），纵轴表示强度（任意单位）。在甲苯溶液的情况下，在286nm、293nm、312nm、357nm附近观察到吸收。此外，在甲苯溶液的情况下，最大发光波长为454nm（激发波长：356nm）。

（合成例2）

具体地说明9-苯基-9'-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-3,3'-双(9H-咔唑)（简称：PCCPA）的合成方法。

[步骤1：9-苯基-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCC）的合成]

9-苯基-3,3'-联(9H-咔唑)（简称：PCC）的合成图解示于（b-1）。

将2.5g（10mmol）的3-溴咔唑、2.9g（10mmol）的N-苯基咔唑-3-硼酸、152mg（0.50mmol）的三(邻-甲苯基)膦装入200mL的三口烧瓶中。将烧瓶内部替换成氮气，并且在该混合物中加入50mL的二甲氧基乙醇（DME：dimethoxyethanol）、10mL的碳酸钾水溶液（2mol/L）。通过在减压下搅拌该混合物来进行脱气，脱气后加入50mg（0.2mmol）的醋酸钯。在氮气气流中于80℃搅拌该混合物3小时。搅拌后，在该混合物中加入大约50mL的甲苯，搅拌30分钟左右，依次利用水、饱和盐水清洗该混合物。在清洗后，利用硫酸镁干燥有机层。通过自然过滤该混合物，并浓缩获得的滤液，从而获得油状物质。通过将所获得的油状物质溶于甲苯中，并经过硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）、矾土、硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）过滤该溶液，且浓缩获得的滤液，以80%的收率获得3.3g的目标物的白色固体。

此外，测定在上述步骤1中获得的固体的核磁共振分光法（¹H NMR）。下面给出测定数据。此外，图33表示¹H NMR图。从测定结果可知在本合成例中获得了PCC。

¹H NMR（DMSO-d₆，300MHz）：δ=7.16-7.21（m，1H），7.29-7.60（m，8H），7.67-7.74（m，4H），7.81-7.87（m，2H），8.24（d，J=7.8Hz，1H），8.83（d，J=7.8Hz，1H），8.54（d，J=1.5Hz，1H），8.65（d，J=1.5Hz，1H），11.30（s，1H）

[步骤2：PCCPA的合成]

PCCPA的合成图解示于（b-2）。

将1.2g（3.0mmol）的9-苯基-10-(4-溴苯基)蒽、1.2g（3.0mmol）的PCC、1.0g（10mmol）的叔丁醇钠装入100mL的三口烧瓶中。将烧瓶内部替换成氮气，并且在该混合物中加入20mL的甲苯、0.1mL的三(叔丁基)膦（10wt%己烷溶液）。通过在减压下搅拌该混合物来进行脱气，脱气后在该混合物中加入96mg（0.17mmol）的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。在氮气气流中于110℃下对该混合物进行8小时的回流。回流后，在该混合物中加入大约50mL的甲苯，搅拌30分钟左右，依次利用水、饱和盐水清洗该混合物。在清洗后，利用硫酸镁干燥有机层。通过自然过滤该混合物，并且浓缩获得的滤液，而获得油状物质。通过利用硅胶柱层析法（展开剂为己烷：甲苯＝1：1）纯化获得的油状物质。通过利用氯仿/己烷使获得的淡黄色固体再结晶，以54%的收率获得1.2g的作为目标物的PCCPA的淡黄色粉末状固体。通过利用梯度升华方法对所获得的2.4g的淡黄色粉末状固体进行升华纯化。升华纯化条件如下：压力为8.7Pa，并且一边使氩气以3.0mL/min的流量流过，一边在350℃下加热PCCPA。在升华纯化之后，以94%的收率获得2.2g的PCCPA的淡黄色固体。

此外，测定在上述步骤2中获得的固体的¹H NMR。下面给出测定数据。此外，图34表示¹H NMR图。从测定结果可知在本合成例中获得了PCCPA。

¹H NMR（CDCl₃，300MHz）：δ=7.34-7.91（m，32H），8.27（d，J=7.2Hz，1H），8.31（d，J=7.5Hz，1H），8.52（dd，J₁=1.5Hz，J₂=5.4Hz，2H）

接下来，测定PCCPA的吸收光谱。吸收光谱的测定是通过利用紫外可见分光光度计（日本分光株式会社制、V550型），且使用甲苯溶液在室温下进行的。此外，测定PCCPA的发射光谱。发射光谱的测定是通过利用荧光光度计（日本滨松光子学株式会社（Hamamatsu Photonics K.K.）制、FS920，），且使用甲苯溶液在室温下进行的。图35表示测定结果。另外，通过利用蒸镀法形成PCCPA的膜，并且在薄膜状态下进行同样的测定。图36表示测定结果。其中，横轴表示波长，而纵轴表示吸光系数（任意单位）以及发光强度（任意单位）。

从图35以及图36可知，来自PCCPA的发光在处于薄膜状态时在454nm具有峰值，而在甲苯溶液中在436nm具有峰值。由此可知PCCPA也特别适合呈现蓝色类发光的发光物质。

（合成例3）

具体说明4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺（简称：PCBAPA）的合成方法。

[步骤1：9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸的合成]

9-苯基-9H-咔唑-3-硼的合成图解示于（b-1）。

将10g（31mmol）的3-溴基-9-苯基-9H-咔唑装入500mL的三口烧瓶中，并且将烧瓶内部替换成氮气。将150mL的四氢呋喃（THF）添加到烧瓶中，溶解3-溴基-9-苯基-9H-咔唑。将该溶液冷却到-80℃。用注射器（syringe）将20mL（32mmol）的n-丁锂（1.58mol/L己烷溶液）滴加到该溶液中。在滴下结束后，以相同温度搅拌该溶液1小时。在搅拌之后，将3.8mL（34mmol）的硼酸三甲酯添加到该溶液中，并且在退回到室温的同时搅拌大约15小时。然后，将大约150mL的稀盐酸（1.0mol/L）添加到该溶液中，并且搅拌1小时。然后，利用乙酸乙酯萃取该混合物的水层，将萃取液和有机层合并，利用饱和碳酸氢钠水溶液进行清洗。利用硫酸镁干燥有机层，然后自然过滤该混合物。浓缩所获得的滤液后，获得淡褐色的油状物。在减压下干燥该油状物，从而以86%的收率获得7.5g的目标物的淡褐色固体。

[步骤2：4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯胺（简称：PCBA）的合成]

4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)二苯胺（简称：PCBA）的合成图解示于（b-2）。

将6.5g（26mmol）的4-溴基二苯胺、7.5g（26mmol）的9-苯基-9H-咔唑-3-硼酸、400mg（1.3mmol）的三（邻甲苯基）膦装入500mL的三口烧瓶中，并且将烧瓶内部替换成氮气。对该混合物加入100mL的甲苯、50mL的乙醇和14mL的碳酸钾水溶液（0.2mol/L）。在减压下进行搅拌的同时使该混合物脱气，然后加入67mg（30mmol）的醋酸钯(Ⅱ)。对该混合物进行100℃且10小时的回流。然后，利用甲苯萃取该混合物的水层，并将萃取溶液和有机层合并，且用饱和盐水清洗。利用硫酸镁干燥有机层，然后自然过滤该混合物，并且浓缩获得的滤液，而获得淡褐色的油状物。通过利用硅胶柱层析法（展开剂为己烷:甲苯=4:6）纯化该油状物，然后利用二氯甲烷/己烷使纯化后获得的白色固体再结晶，从而以45%的收率获得4.9g的目标物的白色固体。

此外，测定了在上述步骤2中获得的固体的核磁共振分光法（¹H NMR）。下面表示测定数据。此外，图37表示¹H NMR图表。从测定结果可知在本合成例中获得了PCBA。

¹H NMR（DMSO-d₆，300MHz）：δ=6.81-6.86（m，1H），7.12（dd，J₁=0.9Hz，J₂=8.7Hz，2H），7.19（d，J=8.7Hz，2H），7.23-7.32（m，3H），7.37-7.47（m，3H），7.51-7.57（m，1H），7.61-7.73（m，7H），8.28（s，1H）、8.33（d，J＝7.2Hz，1H），8.50（d，J＝1.5Hz，1H）

[步骤3：PCBAPA的合成]

PCBAPA的合成图解示于（b-3）。

将7.8g（12mmol）的9-(4-溴苯基)-10-苯基蒽、4.8g（12mmol）的PCBA、5.2g（52mmol）的叔丁醇钠装入300mL的三口烧瓶中，并且将烧瓶内部替换成氮气。对该混合物加入60mL的甲苯、0.30mL的三(叔丁基)膦化氢（10wt%己烷溶液）。在减压下进行搅拌使该混合物脱气，然后对该混合物加入136mg（0.24mmol）的双(二亚苄基丙酮)钯(0)。对该混合物进行100℃且3小时的搅拌。然后，对该混合物加入大约50mL的甲苯，并经过硅藻土（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：531-16855）、矾土、硅酸镁（日本和光纯药工业株式会社、目录号码：540-00135）进行抽滤。通过浓缩获得的滤液，来获得黄色固体。通过利用甲苯/己烷使该固体再结晶，以75%的收率获得6.6g的目标物的PCBAPA的淡黄色固体。通过利用梯度升华法对所获得的3.0g的淡黄色粉末状固体进行升华纯化。升华纯化条件为，压力为8.7Pa，并且一边以3.0mL/min的流量使氩气流过，一边以350℃加热PCBAPA。在进行升华纯化之后，以90%的收率获得2.7g的PCBAPA的淡黄色固体。

此外，测定了在上述步骤3中获得的固体的¹H NMR。下面表示测定数据。此外，图38表示¹H NMR图表。从测定结果可知，在本合成例中获得了PCBAPA。

¹H NMR（CDCl₃，300MHz）：δ＝7.09-7.14（m，1H），7.28-7.72（m，33H），7.88（d，J＝8.4Hz，2H），8.19（d，J＝7.2Hz，1H），8.37（d，J＝1.5Hz，1H）

接下来，测定PCBAPA的吸收光谱。吸收光谱的测定是通过利用紫外可见分光光度计（日本分光株式会社制、V550型）、且使用甲苯溶液在室温下测定而进行的。此外，还测定了PCBAPA的发射光谱。发射光谱的测定是通过利用荧光光度计（日本滨松光子学株式会社（Hamamatsu Photonics K.K.）制、FS920）、且使用甲苯溶液在室温下测定而进行的。图39表示测定结果。另外，通过利用蒸镀法形成PCBAPA，并且在薄膜状态下进行同样的测定。图40表示测定结果。此外，横轴表示波长（nm），而纵轴表示吸收强度（任意单位）以及发光强度（任意单位）。

从图39以及图40可知，来自PCBAPA的发光在甲苯溶液中在459nm具有峰值，而在薄膜状态下在473nm具有峰值。如此，可知PCBAPA显示色纯度高的蓝色发光。

Claims

1.一种发光元件的制造方法，包括：

形成包含第一有机化合物和第一发光物质的第一层在阳极上；

形成包含第二有机化合物和第二发光物质的第二层在所述第一层上并与所述第一层接触；

形成包含所述第二有机化合物和第三发光物质的第三层在所述第二层上并与所述第二层接触；以及

形成阴极在所述第三层上，

所述第一有机化合物具有空穴传输性，并且，

所述第二有机化合物具有电子传输性。

2.一种发光元件的制造方法，包括：

形成包含所述第一有机化合物和第二发光物质的第二层在所述第一层上并与所述第一层接触；

形成包含第二有机化合物和第三发光物质的第三层在所述第二层上并与所述第二层接触；以及

形成阴极在所述第三层上，

所述第一有机化合物具有空穴传输性，并且，

所述第二有机化合物具有电子传输性。

3.如权利要求1所述的制造方法，所述第一发光物质与所述第二发光物质相同。

4.如权利要求2所述的制造方法，所述第二发光物质与所述第三发光物质相同。

5.如权利要求1或2所述的制造方法，还包括在形成所述第一层之前形成空穴注入层在阳极上，所述空穴注入层包含具有空穴传输性的有机化合物和氧化钼。

6.如权利要求1所述的制造方法，所述第一层的所述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，

所述第二层的所述第二有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，并且，

所述第三层的所述第二有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下。

7.如权利要求2所述的制造方法，所述第一层的所述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，

所述第二层的所述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，并且，

8.如权利要求1或2所述的制造方法，所述第一层、所述第二层和所述第三层都是通过共蒸镀法形成的。

9.如权利要求1或2所述的制造方法，所述发光元件的发光颜色是白色。

10.如权利要求1或2所述的制造方法，所述第一有机化合物为3环、4环、5环或6环稠合芳香化合物。

11.如权利要求1或2所述的制造方法，所述第一有机化合物为蒽衍生物。

12.如权利要求1或2所述的制造方法，所述第二层的膜厚为1nm以上、20nm以下。

13.如权利要求1所述的制造方法，所述第一层具有空穴传输性，并且，

所述第二层和第三层具有电子传输性。

14.如权利要求2所述的制造方法，所述第一层和所述第二层都具有空穴传输性，并且，

所述第三层具有电子传输性。

15.一种发光元件，包括

阳极；

第一层，所述第一层设置于所述阳极上且包含第一有机化合物和第一发光物质；

第二层，所述第二层设置于所述第一层上且与所述第一层接触，并且包含第二有机化合物和第二发光物质；

第三层，所述第三层设置于所述第二层上且与所述第二层接触，并且包含所述第二有机化合物和第三发光物质；以及

阴极，该阴极设置于所述第三层；

所述第一有机化合物具有空穴传输性，并且，

所述第二有机化合物具有电子传输性。

16.一种发光元件，包括：

阳极；

第一层，该第一层设置于所述阳极上且包含第一有机化合物和第一发光物质；

第二层，该第二层设置在所述第一层上并与所述第一层接触，并且包含所述第一有机化合物和第二发光物质；

第三层，该第三层设置在所述第二层上并与所述第二层接触，并且包含第二有机化合物和第三发光物质；以及

阴极，该阴极设置在所述第三层上；

所述第一有机化合物具有空穴传输性，并且，

所述第二有机化合物具有电子传输性。

17.如权利要求15所述的发光元件，所述第一发光物质与所述第二发光物质相同。

18.如权利要求16所述的发光元件，所述第二发光物质与所述第三发光物质相同。

19.如权利要求15或16所述的发光元件，还包括空穴注入层，该空穴注入层是在形成所述第一层之前设置在阳极上的，且包含具有空穴传输性的有机化合物和氧化钼。

20.如权利要求15所述的发光元件，所述第一层的所述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，

21.如权利要求16所述的发光元件，所述第一层的所述第一有机化合物的含量为50重量%以上、99.9重量%以下，

22.如权利要求15或16所述的发光元件，所述发光元件的发光颜色是白色。

23.如权利要求15或16所述的发光元件，所述第一有机化合物为3环、4环、5环或6环稠合芳香化合物。

24.如权利要求15或16所述的发光元件，所述第一有机化合物为蒽衍生物。

25.如权利要求15或16所述的发光元件，所述第二层的膜厚为1nm以上、20nm以下。

26.如权利要求15所述的发光元件，所述第一层具有空穴传输性，并且，

所述第二层和第三层具有电子传输性。

27.如权利要求16所述的发光元件，所述第一层和所述第二层都具有空穴传输性，并且，

所述第三层具有电子传输性。