发光元件

摘要

本发明的一个方式提供一种将荧光材料用作发光物质的发光元件，其中进一步提高发光效率。本发明的一个方式提供一种混合使用热活化延迟荧光物质和荧光材料的发光元件。通过对荧光材料的S1能级的吸收中的最长波长一侧的吸收带重叠热活化延迟荧光物质的发射光谱，可以将热活化延迟荧光物质的S1的能量转移到荧光材料的S1。此外，也可以由热活化延迟荧光物质的T1能级的能量的一部分生成热活化延迟荧光物质的S1，而使热活化延迟荧光物质的S1转移到荧光材料的S1。

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EL层，

其中，所述EL层包括发光层，

所述发光层包括热活化延迟荧光物质及荧光材料，所述热活化延迟荧光物质由三重激发态生成单重激发态，所述热活化延迟荧光物质的发光与所述荧光材料的最低能量一侧的吸收带重叠，并且，能量从所述热活化延迟荧光物质的所述单重激发态的能级转移到所述荧光材料的单重激发态的能级。

2.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述热活化延迟荧光物质包括第一有机化合物和第二有机化合物，并且，所述第一有机化合物和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，在所述激基复合物中，所述三重激发态和所述单重激发态的能级之间的差异为0.2eV以下。

4.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述荧光材料的最低能量一侧的所述吸收带的峰值波长和所述热活化延迟荧光物质的发光的峰值波长之间的能量换算值的差异为

0.2eV以下。

5.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述热活化延迟荧光物质的发光的峰值波长大于或等于所述荧光材料的最低能量一侧的所述吸收带的峰值波长。

6.根据权利要求1所述的发光元件，其中所述热活化延迟荧光物质的发光的峰值波长和所述荧光材料的发光的峰值波长之间的差异为30nm以下。

7.一种发光元件，包括：

一对电极；以及

所述一对电极之间的EL层，

其中，所述EL层包括发光层，

所述发光层包括第一有机化合物、第二有机化合物以及荧光材料，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，该激基复合物显示热活化延迟荧光，所述激基复合物由三重激发态生成单重激发态，并且，能量从所述激基复合物的所述单重激发态的能级转移到所述荧光材料的单重激发态的能级。

8.一种发光元件，包括：

一对电极；以及

所述一对电极之间的EL层，

其中，所述EL层包括发光层，

所述发光层包括热活化延迟荧光物质及荧光材料，所述热活化延迟荧光物质包括第一有机化合物和第二有机化合物，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物形成激基复合物，该激基复合物显示热活化延迟荧光，所述激基复合物由三重激发态生成单重激发态，并且，能量从所述激基复合物的所述单重激发态的能级转移到所述荧光材料的单重激发态的能级。

9.根据权利要求7或8所述的发光元件，其中在所述激基复合物中，所述三重激发态和所述单重激发态的能级之间的差异为0.2eV以下。

10.根据权利要求7或8所述的发光元件，其中所述激基复合物的发光与所述荧光材料的最低能量一侧的吸收带重叠。

11.根据权利要求10所述的发光元件，其中所述荧光材料的最低能量一侧的所述吸收带的峰值波长和所述激基复合物的峰值波长之间的能量的差异为0.2eV以下。

12.根据权利要求10所述的发光元件，其中所述激基复合物的发光的峰值波长大于或等于所述荧光材料的最低能量一侧的所述吸收带的峰值波长。

13.根据权利要求10所述的发光元件，其中所述激基复合物的发光的峰值波长和所述荧光材料的发光的峰值波长之间的差异为30nm以下。

14.根据权利要求2、7和8中任一项所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物中的一个为具有电子传输性的材料，另一个为具有空穴传输性的材料。

15.根据权利要求2、7和8中任一项所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物和所述第二有机化合物中的一个为缺π电子型杂芳族化合物，另一个是富π电子型杂芳族化合物或芳香胺化合物。

16.根据权利要求2、7和8中任一项所述的发光元件，其中，所述第一有机化合物与所述第二有机化合物不同。

说明书

发光元件

技术领域

[0001] 本发明涉及一种将有机化合物用作发光物质的发光元件。

背景技术

[0002] 近年来，对利用电致发光(EL：Electroluminescence)的发光元件的研究开发日益火热。在这些发光元件的基本结构中，在一对电极之间夹有包含发光物质的层(EL层)。通过对该元件施加电压，可以获得来自发光物质的发光。

[0003] 由于这种发光元件是自发光型，因此具有如下优点，即其像素的可见度高于液晶显示器并且不需要背光灯等。由此，适合用作平面显示元件。另外，使用这种发光元件的显示器可以被制造成薄且轻，这也是极大的优点。

[0004] 因为这种发光元件的发光层可以以膜状形成，所以可以获得面发光。因此，可以容易地形成大面积的光源。在由白炽灯和LED为代表的点光源或由荧光灯为代表的线光源中难以获得该特征，从而作为能够应用于照明等的面光源的利用价值也高。

[0005] 在将有机化合物用于发光物质且在一对电极之间设置有包含该发光物质的EL层的有机EL元件中，通过对一对电极之间施加电压，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到发光EL层，而使电流流过。而且，被注入了的电子与空穴复合而使发光有机化合物成为激发态，由此可以从被激发的发光有机化合物得到发光。

[0006] 作为由有机化合物形成的激发态的种类，可以举出单重激发态和三重激发态，来自单重激发态(S1)的发光被称为荧光，而来自三重激发态(T1)的发光被称为磷光。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是S1：T1=1：3。因此，近年来，积极地进行使用能够将三重激发态转换为发光的磷光化合物的发光元件的研究开发。

[0007] 然而，现有的磷光化合物的大部分是以铱等的稀少金属为中心金属的配合物，并且其成本及供应的稳定性不安。

[0008] 因此，作为能够不使用稀少金属地将三重激发态的一部分转换为发光的材料，进行了发射延迟荧光的材料的研究开发。在发射延迟荧光的材料中，通过反系间窜跃(reverse intersystem crossing)由三重激发态生成单重激发态，而单重激发态被转换为发光。

[0009] 专利文献1及专利文献2公开了发射热活化延迟荧光(TADF：Thermally activated delayed fluorescence)的材料。

[0010] [专利文献1]日本专利申请公开2004-241374号公报

[0011] [专利文献2]日本专利申请公开2006-24830号公报

[0012] 注意，为了提高发光元件的发光效率，重要的是：不仅由三重激发态生成单重激发态，而且能够从单重激发态高效地得到发光，即荧光量子效率高。因此，为了在上述专利文献1等的结构中进一步提高发光效率，需要发射TADF荧光量子收率高的材料，然而设计同时满足该两个条件的材料是非常困难的。

发明内容

[0013] 于是，本发明的一个方式的目的之一是提供一种将发射荧光的材料(下面称为荧光材料)用作发光物质的发光元件，其中进一步提高发光效率。

[0014] 为了实现上述目的，在本发明的一个方式中使不同的材料分别具有由三重激发态生成单重激发态的功能及从单重激发态高效地得到发光的功能。

[0015] 更具体而言，将能够由三重激发态生成单重激发态的材料和从单重激发态高效地得到发光的材料混合用于发光层。

[0016] 作为能够由三重激发态生成单重激发态的材料应用热活化延迟荧光物质。

[0017] 在本说明书等中，热活化延迟荧光物质是指能够利用热活化通过反系间窜跃由三重激发态生成单重激发态的材料。例如，热活化延迟荧光物质如发射TADF的材料那样也可以包含单独地通过系间窜跃由三重激发态生成单重激发态的材料。此外，热活化延迟荧光物质还可以包含形成激基复合物(exciplex)的两种材料的组合。

[0018] 热活化延迟荧光物质也可以是三重激发态和单重激发态接近的材料。更具体而言，热活化延迟荧光物质优选是三重激发态和单重激发态的能级之间的差异为0.2eV以内的材料。换言之，优选的是，如发射TADF的材料那样能够单独地通过反系间窜跃由三重激发态生成单重激发态的材料中的三重激发态和单重激发态的能级之间的差异为0.2eV以内或激基复合物中的三重激发态和单重激发态的能级之间的差异为0.2eV以内。

[0019] 作为从单重激发态高效地得到发光的材料应用已知的荧光材料。尤其是，优选使用荧光量子收率高的材料，例如使用荧光量子收率为50％以上的材料。

[0020] 如上所述，本发明的一个方式提供一种发光元件，其中将热活化延迟荧光物质用作能量供体且将荧光材料用作能量受体。通过采用这种结构且对荧光材料的单重激发态的吸收中的最长波长一侧的吸收带重叠热活化延迟荧光物质的发射光谱，可以将热活化延迟荧光物质的单重激发态的能量转移到荧光材料的单重激发态。此外，可以由热活化延迟荧光物质的三重激发态的能量的一部分生成热活化延迟荧光物质的单重激发态，而使该单重激发态转移到荧光材料的单重激发态。

[0021] 例如，在将发射TADF的材料用作能量受体的结构中，为了提高发光效率需要发射TADF且荧光量子收率高的材料。但是，如上所述，通过将热活化延迟荧光物质用作能量供体，可以与TADF的有无无关地选择荧光量子收率高的材料作为能量受体。

[0022] 由此，可以将热活化延迟荧光物质的单重激发态和由热活化延迟荧光物质的三重激发态的能量的一部分生成的热活化延迟荧光物质的单重激发态经过荧光材料的单重激发态更高效地转换成发光。从而，可以形成发光效率更高的发光元件。

[0023] 本发明的一个方式是一种发光元件，包括：一对电极；以及夹在一对电极之间的EL层，其中，EL层至少包括发光层，并且，发光层至少包括热活化延迟荧光物质及荧光材料。

[0024] 此外，在上述发光元件中，优选的是，热活化延迟荧光物质包括第一有机化合物和第二有机化合物，并且第一有机化合物和第二有机化合物是形成激基复合物的组合。

[0025] 此外，在上述发光元件中，优选的是，荧光材料的最低能量一侧的吸收带和热活化延迟荧光物质的发光重叠。

[0026] 此外，在上述发光元件中，优选的是，荧光材料的最低能量一侧的吸收带的峰值波长和热活化延迟荧光物质的发光的峰值波长之间的能量换算值的差异为0.2eV以下。

[0027] 此外，在上述发光元件中，优选的是，热活化延迟荧光物质的发光的峰值波长和荧光材料的发光的峰值波长之间的差异为30nm以内。

[0028] 此外，在上述发光元件中，优选的是，第一有机化合物和第二有机化合物中的一个是具有电子传输性的材料，另一个是具有空穴传输性的材料。

[0029] 此外，在上述发光元件中，优选的是，第一有机化合物和第二有机化合物中的一个是缺π电子型杂芳族，另一个是富π电子型杂芳族或芳香胺。

[0030] 根据本发明的一个方式，可以提供一种将荧光材料用作发光物质的发光元件，其中进一步提高发光效率。

附图说明

[0031] 图1A至1C是发光元件的概念图；

[0032] 图2是示出发光层的能量转移的图；

[0033] 图3A和3B是照明装置的概念图；

[0034] 图4A和4B是被动矩阵型发光装置的概念图；

[0035] 图5A和5B是主动矩阵型发光装置的概念图；

[0036] 图6是主动矩阵型发光装置的概念图；

[0037] 图7A至7E是示出电子设备的图；

[0038] 图8A和8B是示出照明装置的图；

[0039] 图9A至9C是示出车载显示装置及电子设备的图；

[0040] 图10A和10B是说明激基复合物的发光波长的图；

[0041] 图11是示出实施例1的发光元件1及比较发光元件1的结构的图；

[0042] 图12是示出实施例1的发光元件1及比较发光元件1的电压-亮度特性的图；

[0043] 图13是示出实施例1的发光元件1及比较发光元件1的亮度-电流效率特性的图；

[0044] 图14是示出实施例1的发光元件1及比较发光元件1的亮度-电力效率特性的图；

[0045] 图15是示出实施例1的发光元件1及比较发光元件1的亮度-外部量子效率的图；

[0046] 图16是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的电压-亮度特性的图；

[0047] 图17是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的亮度-电流效率特性的图；

[0048] 图18是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的电压-电流特性的图；

[0049] 图19是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的亮度-电力效率特性的图；

[0050] 图20是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的亮度-外部量子效率特性的图；

[0051] 图21是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的发射光谱的图；

[0052] 图22是示出实施例2的发光元件2及比较发光元件2的可靠性测试的结果的图；

[0053] 图23是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的电压-亮度特性的图；

[0054] 图24是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的亮度-电流效率特性的图；

[0055] 图25是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的电压-电流特性的图；

[0056] 图26是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的亮度-电力效率特性的图；

[0057] 图27是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的亮度-外部量子效率特性的图；

[0058] 图28是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的发射光谱的图；

[0059] 图29是示出实施例3的发光元件3及比较发光元件3的可靠性测试的结果的图；

[0060] 图30是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的电压-亮度特性的图；

[0061] 图31是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的亮度-电流效率特性的图；

[0062] 图32是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的电压-电流特性的图；

[0063] 图33是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的亮度-电力效率特性的图；

[0064] 图34是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的亮度-外部量子效率特性的图；

[0065] 图35是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的发射光谱的图；

[0066] 图36是示出实施例4的发光元件4及比较发光元件4的可靠性测试的结果的图。

[0067] 本发明的选择图是图2。

具体实施方式

[0068] 以下，参照附图详细地说明本发明的实施方式。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。

[0069] 实施方式1

[0070] 混合使用热活化延迟荧光物质和荧光材料的发光元件经过下述能量过程产生发光。

[0071] (1)在荧光材料中电子及空穴复合，且荧光材料处于激发态的情况(直接复合过程)。

[0072] (1-1)荧光材料的激发态是单重激发态的情况：发射荧光

[0073] (1-2)荧光材料的激发态是三重激发态的情况：发生热失活

[0074] 在上述(1)的直接复合过程中，荧光量子效率越高，可以得到越高的发光效率。另外，热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级优选高于荧光材料的单重激发态的能级。

[0075] (2)在热活化延迟荧光物质中电子及空穴复合，热活化延迟荧光物质处于激发态的情况(能量转移过程)。

[0076] (2-1)热活化延迟荧光物质的激发态是单重激发态的情况

[0077] 当热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级高于荧光材料的单重激发态的能级时，激发能从热活化延迟荧光物质转移到荧光材料，且荧光材料处于单重激发态。处于单重激发态的荧光材料发射荧光。另外，由于在荧光材料中从单重基态到三重激发态的直接迁移是禁戒跃迁，因此从热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级向荧光材料的三重激发态的能级的能量转移不容易成为主要的能量转移过程，所以在此省略描述。也就是说，如下述公式(2-1)所示，从热活化延迟荧光物质的单重激发态(1H*)到荧光材料的单重激发态(1G*)
1 1
的能量迁移是重要的(在公式中，G表示荧光材料的单重激发态，H表示热活化延迟荧光物质的单重激发态)。

[0078] 1H*+1G→1H+1G*    (2-1)

[0079] (2-2)热活化延迟荧光物质的激发态是三重激发态的情况

[0080] 当热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级高于荧光材料的单重激发态的能级时，经过下述过程产生发光。首先，激发能通过反系间窜跃从热活化延迟荧光物质的三重激发态的能级转移到热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级。然后，激发能从热活化延迟荧光物质的单重激发态的能级转移到荧光材料的单重激发态的能级，且荧光材料处于单重激发态。处于单重激发态的荧光材料发射荧光。

[0081] 换言之，如下述公式(2-2)所示，通过反系间窜跃由热活化延迟荧光物质的三重激3 * 1 * 1 *
发态(H)生成单重激发态(H)，然后产生向荧光材料的单重激发态(G)的能量转移。

[0082] 3H*+1G→(反系间窜跃)→1H*+1G→1H+1G*   (2-2)

[0083] 由于当上述(2)所示的所有能量过程高效地产生时，热活化延迟荧光物质的三重激发态能和单重激发态能的双方都高效地被转换为荧光材料的单重激发态(1G*)，因此可以得到高效的发光。与此相反，当在激发能从热活化延迟荧光物质转移到荧光材料之前，热活化延迟荧光物质本身作为光或热释放其激发能而失活时，发光效率降低。

[0084] 接着，对上述热活化延迟荧光物质和荧光材料的分子间的能量转移过程的控制因素进行说明。作为分子间的能量转移机理，提出了两个机理，即福斯特 机理及德克斯特机理。

[0085] 首先，第一机理的福斯特机理(偶极-偶极相互作用)是在能量转移中不需要分子间的直接接触，通过热活化延迟荧光物质和荧光材料间的偶极振荡的共振现象发生能量转移的机理。通过偶极振荡的共振现象，热活化延迟荧光物质给荧光材料供应能量，热活化延迟荧光物质处于基态，且荧光材料处于激发态。另外，算式(1)示出福斯特机理的速度常数kh*→g。

[0086]

[0087] 在算式(1)中，v表示振荡数，f’h(v)表示热活化延迟荧光物质的被标准化了的发射光谱(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(v)表示荧光材料的摩尔吸光系数，N表示阿伏伽德罗数，n表示介质的折射率，R表示热活化延迟荧光物质和荧光材料的分子间距离，τ表示所测量的激发态的寿命(荧光寿命或磷光寿命)，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收率，从三重激发态的能量转移中的磷光量子收率)，K2是表示热活化延迟荧光物质和荧光材料的迁移偶极矩的取向的系数(0至4)。此外，在无规取向中，K2=2/3。

[0088] 接着，在第二机理的德克斯特机理(电子交换互相作用)中，热活化延迟荧光物质和荧光材料接近于产生轨道的重叠的接触有效距离，通过交换激发态的热活化延迟荧光物质的电子和基态的荧光材料的电子，发生能量转移。另外，算式(2)示出德克斯特机理的速度常数kh*→g。

[0089]

[0090] 在算式(2)中，h表示普朗克常数，K表示具有能量维数(energy dimension)的常数，v表示振荡数，f’h(v)表示热活化延迟荧光物质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(v)表示荧光材料的被标准化的吸收光谱，L表示有效分子半径，R表示热活化延迟荧光物质和荧光材料的分子间距离。

[0091] 在此，可以认为以算式(3)表示从热活化延迟荧光物质到荧光材料的能量转移效率ΦET。kr表示热活化延迟荧光物质的发光过程(从单重激发态的能量转移中的荧光，从三重激发态的能量转移中的磷光)的速度常数，kn表示热活化延迟荧光物质的非发光过程(热失活或系间窜跃)的速度常数，τ表示所检测出的热活化延迟荧光物质的激发态的寿命。

[0092]

[0093] 由算式(3)可知，为了提高能量转移效率ΦET，增大能量转移的速度常数kh*→g，其他竞争的速度常数kr+kn(=1/τ)相对变小，即可。

[0094] 因为在上述(2-1)和(2-2)的能量转移过程中都产生从热活性延迟荧光体的单重激发态(1H*)到荧光材料的能量转移，所以可以考虑利用福斯特机理(算式(1))和德克斯特机理(算式(2))双方的机理的能量转移。

[0095] 首先，考虑利用福斯特机理的能量转移。当从算式(1)及算式(3)删掉τ时，可以说：当量子产率φ(从单重激发态的能量转移中的荧光量子产率)高时，能量转移效率ΦET也高。
但是，实际上，作为更重要的因素，需要的是，热活化延迟荧光物质的发射光谱(从单重激发态的能量转移中的荧光光谱)和荧光材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的
迁移的吸收)的重叠大(另外，荧光材料的摩尔吸光系数也优选为高)。这事实表示热活化延迟荧光物质的发射光谱和呈现在荧光材料的最长波长一侧的吸收带重叠。

[0096] 接着，考虑利用德克斯特机理的能量转移。由算式(2)可知，为了增大速度常数kh*→g，热活化延迟荧光物质的发射光谱(从单重激发态的能量转移中的荧光光谱)和荧光材料的吸收光谱(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)的重叠优选为大。

[0097] 由此，在(2-1)和(2-2)的过程中，能量转移效率的最优化都通过热活化延迟荧光物质的发射光谱和呈现在荧光材料的最长波长一侧的吸收带重叠而实现。

[0098] 注意，为了提高作为发光元件的发光效率，重要的是：不仅热活化延迟荧光物质由三重激发态生成单重激发态，而且荧光材料的荧光量子收率高。

[0099] 然而，可以由三重激发态生成单重激发态且荧光量子收率高的材料的设计是非常困难的。

[0100] 注意，当(2)的能量转移过程的比例高，且(1)的直接复合过程的比例低时，可以进一步减少(1-2)的热活化过程，所以是优选的。因此，荧光材料的浓度优选为5wt％以下，更优选为1wt％以下。

[0101] 于是，本发明的一个方式提供一种有用的方法，其中可以克服将荧光材料用于发光物质时的关于从热活化延迟荧光物质的三重激发态到荧光材料的能量转移效率及荧光材料的单重激发态的荧光量子效率的问题。下面说明其具体的方式。

[0102] 本发明的一个方式提供一种使用热活化延迟荧光物质的发光元件作为能量能够高效地转移到荧光材料的能量供体。热活化延迟荧光物质具有其单重激发态和三重激发态接近的特征。因此，热活化延迟荧光物质容易产生从三重激发态到单重激发态的迁移。再者，通过对能量受体的荧光材料的单重激发态的吸收中的最长波长一侧的吸收带(相当于从单重基态到单重激发态的迁移的吸收)重叠热活化延迟荧光物质的荧光发射光谱，可以提高由热活化延迟荧光物质的三重激发态及单重激发态到荧光材料的单重激发态的能量
转移效率。

[0103] 此外，通过使不同的材料分别具有由三重激发态生成单重激发态的功能及从单重激发态高效地得到发光的功能，可以与热活化延迟的有无无关地选择荧光量子收率高的材料(例如，荧光量子收率为50％以上的材料)作为发光物质。

[0104] 由此，可以将热活化延迟荧光物质的三重激发态及单重激发态的能量经过荧光材料的单重激发态高效地转换为发光，从而可以实现发光效率高的发光元件。

[0105] 如图2所示，具有上述结构的发光元件高效地产生能量转移。在图2中表示在电极101和电极102之间设置有发光层113的情况。各电极和发光层113之间也可以存在任意的
层。能量从热活性延迟荧光体113D的单重激发态SD转移到发光物质113A的单重激发态SA。此外，热活化延迟荧光物质113D的三重激发态TD进行反系间窜跃到热活化延迟荧光物质113D的单重激发态SD，然后产生向发光物质113A的单重激发态SA的能量转移。而且，从发光物质
113A的单重激发态SA产生发光。如上所述，在本实施方式的发光元件中，通过使不同的材料分别具有由三重激发态生成单重激发态的功能及从单重激发态高效地得到发光的功能，分别良好地进行能量转移及发光而可以提供发光效率高的发光元件。

[0106] 图1A至1C示出本实施方式中的发光元件的概念图。图1A是发光元件的图，图1B及1C是只有扩大发光层113而示出的图。

[0107] 发光元件包括被夹在第一电极101和第二电极102的一对电极之间的EL层103，EL层103包含有机化合物作为发光物质。此外，EL层包括发光层113，发光物质至少被包含在发光层113中。对于发光层113之外的层没有限制而也可以使用任何层。作为典型的叠层结构，有空穴注入层111、空穴传输层112、电子传输层114和电子注入层115的叠层结构等。此外，也可以设置载流子阻挡层等或设置多个发光层。

[0108] 发光层113包含热活化延迟荧光物质113D及发光物质113A。如图1B所示，热活化延迟荧光物质113D也可以由能够单独地通过反系间窜跃由三重激发态生成单重激发态的材料构成。此外，热活性延迟荧光体113D也可以由多种材料构成。尤其优选的是，如图1C所示，由第一有机化合物113D1和第二有机化合物113D2的两种材料构成，且它们是形成激基复合物的组合。因为激基复合物具有单重激发态的能级和三重激发态的能级之间的差异容易变得非常小的性质，所以容易产生从三重激发态的能级到单重激发态的能级的能量转移。由此，作为本发明的一个方式中的热活化延迟荧光物质，组合形成激基复合物的第一有机化合物和第二化合物构成的热活化延迟荧光物质是最合适的。此外，因为当第一有机化合物和第二有机化合物中的一个为空穴传输材料，另一个为电子传输材料时，通过调整第一有机化合物和第二有机化合物的混合比率，可以容易使发光层中的空穴和电子的载流子平衡最优化，所以不仅从发光效率的观点来看，而且从可靠性的观点来看也是优选的。注意，在本实施方式的发光元件中包括发光层113包含其他物质的情况。

[0109] 热活化延迟荧光物质处于其单重激发态和三重激发态接近的状态，特别优选的是，单重激发态和三重激发态之间的能量差为OeV以上且0.2eV以下。

[0110] 再者，如上所述，该热活化延迟荧光物质和荧光材料优选是热活化延迟荧光物质的发光和发光物质113A的最长波长一侧的吸收带重叠的组合。由此，高效地进行从热活化延迟荧光物质的单重激发态到荧光材料的单重激发态的能量转移。

[0111] 作为能够用作上述发光物质113A的荧光材料，例如可以举出如下材料：5，6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2，2’-联吡啶(简称：PAP2BPy)、5，6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯基-4-基]-2，2’-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、N，N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-芘-1，6-二胺(简称：1，6FLPAPrn)、N，N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基二苯乙烯-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)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9，10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(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)、N，N”-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-苯撑基)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]屈(chrysene)-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、香豆素30、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：
2PCAPA)、N-[9，10-双(1，1’-联苯基-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：
2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPAPA)、N-[9，
10-双(1，1’-联苯-2-基)-2-蒽基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-苯二胺(简称：2DPABPhA)、9，10-双(1，1’-联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称：2YGABPhA)、N，N，
9-三苯基蒽-9-胺(简称：DPhAPhA)、香豆素545T、N，N’-二苯基喹吖酮(简称：DPQd)、红荧烯、
5，12-双(1，1’-联苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(简称：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙烷二腈(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}丙烷二腈(简称：DCM2)、N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(简称：p-mPhTD)、7，14-二苯基-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}丙烷二腈(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}丙烷二腈(简称：DCJTB)、2-(2，6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙烷二腈(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}丙烷二腈(简称：BisDCJTM)等。

[0112] 上述荧光材料的发光层113中的浓度优选为5wt％以下，更优选为1wt％以下。通过设定为这种浓度，可以增高(2)的能量转移过程的比例且降低(1)的直接复合过程的比例，来减少(1-2)的热失活过程。

[0113] 作为热活化延迟荧光物质，例如当由-种材料构成时可以使用下述材料。

[0114] 首先，可以举出可以具体地举出富勒烯或其衍生物、硫酸原黄素等吖啶衍生物、曙红(eosin)等。此外，可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉。作为该含金属卟啉，例如也可以举出由下面的结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Proto IX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲基酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))、八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2(OEP))等。

[0115] [化学式1]

[0116]

[0117] 此外，作为由一种材料构成的热活化延迟荧光物质，也可以使用由下面的结构式表示的2-(联苯基-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(PIC-TRZ)等具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环的杂环化合物。因为该杂环化合物具有富π电子型杂芳环及缺π电子型杂芳环，所以电子传输性及空穴传输性高，所以是优选的。另外，在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环的杂环化合物直接结合的物质中，富π电子型杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都强，而单重激发态的能级和三重激发态的能级之间的差异变小，所以是特别优选的。

[0118] [化学式2]

[0119]

[0120] 此外，作为热活化延迟荧光物质，可以使用两种形成激基复合物的组合的有机化合物，即第一有机化合物和第二有机化合物。在此情况下，可以适当地使用已知的载流子传输材料。特别优选的是，为了高效地形成激基复合物，组合容易受到电子的化合物(具有电子传输性的材料)和容易受到空穴的化合物(具有空穴传输性的材料)。

[0121] 这是因为如下缘故：通过组合具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料而用作热活化延迟荧光物质，且调节具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料的混合比率，容易使发光层中的空穴和电子之间的载流子平衡最优化。通过使发光层中的空穴和电子之间的载流子平衡最优化，可以抑制电子和空穴复合的区域偏于发光层的一侧面。通过抑制产生复合的区域偏于发光层的一侧面，可以提高发光元件的可靠性。

[0122] 作为容易受到电子的化合物(具有电子传输性的材料)，可以使用缺π电子型杂芳族或金属配合物等。具体而言，可以举出如下物质：双(10-羟基苯并[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-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称：ZnBTZ)等的金属配合物；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(简称：TAZ)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1，3，4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称：CO11)、2，2’，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称：TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：mDBTBIm-II)等的具有多唑骨架的杂环化合物；2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：
2mDBTPDBq-II)、2-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：
2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：
2mCzBPDBq)、4，6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mPnP2Pm)、4，6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称：4，6mDBTP2Pm-II)等的具有二嗪骨架的杂环化合物；以及3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称：
TmPyPB)等的具有吡啶骨架的杂环化合物。其中，具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好可靠性，所以是优选的。尤其是，具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物具有高电子传输性，也有助于降低驱动电压。

[0123] 作为容易受到空穴的化合物(具有空穴传输性的材料)，可以适当地使用富π电子型杂芳族或芳香胺等。具体而言，可以举出如下物质：2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺环-9，9’-联芴(简称：PCASF)、4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-
9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBBilBP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBNBB)、9，9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-芴-2-胺(简称：PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-螺-9，9’-联芴-2-胺(简称：PCBASF)等的具有芳香胺骨架的化合物；1，3-双(N-咔唑基)苯(简称：mCP)、4，4’-二(N-咔唑基)联苯(简称：CBP)、3，6-双(3，5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称：CzTP)、9-苯基-9H-3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)咔唑(简称：PCCP)等的具有咔唑骨架的化合物；4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并噻吩)(简称：DBT3P-II)、
2，8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称：DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称：DBTFLP-IV)等的具有噻吩骨架的化合物；以及4，4’，4”-(苯-1，3，5-三基)三(二苯并呋喃)(简称：DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-
9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等的具有呋喃骨架的化合物。其中，具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物具有良好的可靠性和高空穴传输性并有助于降低驱动电压，所以是优选的。

[0124] 第一有机化合物和第二有机化合物不局限于上述物质，而可以使用能够传输载流子并形成激基复合物的组合的物质，其中该激基复合物的发光可以与发光物质的吸收光谱中的最长波长一侧的吸收带(相当于从发光物质的单重基态到单重激发态的迁移的吸收)重叠，或者还可以使用已知的其他材料。

[0125] 另外，当使用具有电子传输性的材料和具有空穴传输性的材料构成第一有机化合物及第二有机化合物时，可以以其混合比控制载流子平衡。具体而言，优选采用第一有机化合物：第二有机化合物=1：9至9：1的范围的混合比。

[0126] 在此，详细地说明形成激基复合物的各种化合物(第一有机化合物113D1及第二有机化合物113D2)以及激基复合物。

[0127] 图10A、10B示出了四种有机化合物的单独的发射光谱以及由该有机化合物形成的激基复合物的发射光谱。注意，在附图中，化合物1是2-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：DBTBIm-II)，化合物2是2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)，化合物3是4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)，并且化合物4是2，7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-螺环-9，9’-联芴(简称：DPA2SF)。激基复合物1是化合物1和化合物3的激基复合物，激基复合物2是化合物2和化合物3的激基复合物，激基复合物3是化合物2和4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)的激基复合物，并且激基复合物4是化合物2和化合物4的激基复合物。

[0128] 下面示出各种化合物的结构式。

[0129] [化学式3]

[0130]

[0131] 在图10A中，除了激基复合物1及激基复合物2之外，还示出化合物1至化合物3的发射光谱。由激基复合物1表示的光谱示出测量以化合物1为基础并对其添加少量的化合物3的材料的发光而得到的结果，由激基复合物2表示的光谱示出测量以化合物2为基础并对其添加少量的化合物3的材料的发光而得到的结果。换言之，在进行激基复合物1的测量的样品中，化合物1和化合物3中的任一个相当于第一有机化合物113D1，另一个相当于第二有机化合物113D2。此外，在进行激基复合物2的测量的样品中，化合物2和化合物3的任一个相当于第一有机化合物113D1，另一个相当于第二有机化合物113D2。

[0132] 由图10A可知，即使少量成分的化合物3相同，激基复合物1和激基复合物2的发光之间也有100nm以上的差异。换言之，通过改变基础物质，可以容易调整激基复合物的发光波长。

[0133] 另外，因为激基复合物1的发射光谱的峰值波长为520nm左右，所以包含化合物1和化合物3的热活性延迟荧光体可以与呈现从蓝绿色至红色的荧光的材料混合而适当地使用。

[0134] 此外，因为激基复合物2的发射光谱的峰值波长为610nm左右，所以包含化合物2和化合物3的热活性延迟荧光体可以与呈现红色的荧光的材料混合而适当地使用。

[0135] 在图10B中，除了激基复合物3及激基复合物4之外，还示出化合物2和化合物4的发射光谱。由激基复合物3表示的光谱示出测量以化合物2为基础并对其添加少量的NPB的材料的发光而得到的结果，由激基复合物4表示的光谱示出测量以化合物2为基础并对其添加少量的化合物4的材料的发光而得到的结果。换言之，在进行激基复合物3的测量的样品中，化合物2和NPB中的任一个相当于第一有机化合物113D1，另一个相当于第二有机化合物113D2。此外，在进行激基复合物4的测量的样品中，化合物2和化合物4的任一个相当于第一有机化合物113D1，另一个相当于第二有机化合物113D2。

[0136] 由图10B可知，即使基础材料相同，激基复合物3和激基复合物4的发光之间也有近100nm的差异。换言之，通过改变少量成分的物质，也可以容易调整激基复合物的发光波长。

[0137] 另外，因为激基复合物3的发射光谱的峰值波长为520nm左右，所以包含化合物2和NPB的热活性延迟荧光体可以与呈现从蓝绿色至红色的荧光的材料混合而适当地使用。

[0138] 此外，因为激基复合物4的发射光谱的峰值波长为580nm左右，所以包含化合物2和化合物4的热活性延迟荧光体可以与呈现从橙色至红色的荧光的材料混合而适当地使用。

[0139] 具有上述结构的发光元件是对荧光材料的能量转移效率高且发光效率良好的发光元件。

[0140] 此外，当作为热活化延迟荧光物质使用形成激基复合物的组合的两种有机化合物时，可以降低发光元件的驱动电压。这一点也是优选的。通过降低驱动电压，可以实现低耗电量的发光元件。下面说明使用激基复合物来可以降低驱动电压的理由。

[0141] 当作为热活化延迟荧光物质使用形成激基复合物的组合的有机化合物时，通过载流子的复合(或单重态激子)形成激基复合物的电压的阈值根据该激基复合物的发射光谱的峰值的能量来决定。例如，激基复合物的发射光谱的峰值为620nm(2.0eV)时，使用电能形成该激基复合物所需要的电压的峰值也为2.0V左右。

[0142] 在此，若激基复合物的发射光谱的峰值的能量太高(波长太短)，则形成激基复合物的电压的阈值也增大。在此情况下，由于为了使能量从激基复合物转移到荧光材料而使荧光材料发光，需要更多的电压，耗费多余的能量，所以不是优选的。从上述观点来看，激基复合物的发射光谱的峰值的能量越低(波长越长)，上述电压的阈值越小，所以是优选的。

[0143] 因此，通过将激基复合物的发射光谱的峰值波长设定为位于荧光材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带的峰值波长以上，可以得到驱动电压低的发光元件。因为在此情况下也能够利用激基复合物的发射光谱和位于荧光材料的吸收光谱的最长波长一侧的吸收带的重叠进行能量转移，所以可以得到高发光效率。像这样，通过减少驱动电压并得到高发光效率(外部量子效率)，可以实现高电力效率。

[0144] 在上述发光元件中，通过载流子的复合形成激基复合物时的阈值电压小于通过载流子的复合荧光材料开始发光时的阈值电压。也就是说，即使施加到发光元件的电压小于荧光材料开始发光时的阈值电压，也通过载流子复合而形成激基复合物，在发光元件中复合电流开始流过。从而，可以实现驱动电压更低(电压-电流特性良好)的发光元件。

[0145] 此外，由此，当电压达到荧光材料开始发光的阈值电压时，在发光层中存在足够的数量的载流子，多次顺利进行能够有助于荧光材料的发光的载流子的复合。因此，在荧光材料的阈值电压(发光开始电压)附近，亮度急剧上升。换言之，由于可以使电压-亮度特性所示的曲线在发光开始电压附近的上升部分成为较陡，因此也可以降低所希望的亮度所需要的驱动电压。此外，由于为了获得实用的亮度，使用荧光材料的阈值电压(发光开始电压)以上的电压而驱动发光元件，因此发光大多来源于荧光材料，发光元件也可以实现高电流效率。

[0146] 上述低电压化的效果在激基复合物的发射光谱的峰值为荧光材料的发射光谱的峰值的+30nm以内或者激基复合物的发射光谱的峰值波长和荧光材料的发光的峰值波长的能量换算值的差异为+0.2eV以下的区域中很明显。此外，在激基复合物的发射光谱的峰值为荧光材料的发射光谱的峰值的-30nm以内或者激基复合物的发射光谱的峰值波长和荧光材料的发光的峰值波长的能量换算值的差异为-0.2eV以上的区域中，也可以保持较高的发光效率。

[0147] 实施方式2

[0148] 在本实施方式中，下面参照图1A至1C说明实施方式1所说明的发光元件的详细结构的例子。

[0149] 本实施方式的发光元件在一对电极之间包括由多个层构成的EL层。在本实施方式中，发光元件由第一电极101、第二电极102、设置在第一电极101与第二电极102之间的EL层103构成。注意，在本实施方式中，以下假设第一电极101用作阳极且第二电极102用作阴极而进行说明。就是说，当以使第一电极101的电位高于第二电极102的电位的方式对第一电极101和第二电极102施加电压时，可以得到发光。

[0150] 由于第一电极101用作阳极，所以优选使用功函数大(具体为4.0eV以上)的金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等形成。具体地，例如可以举出氧化铟-氧化锡(ITO：铟锡氧化物)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)等。虽然通常通过溅射法形成这些导电金属氧化物膜，但是也可以应用溶胶-凝胶法等来制造。作为制造方法的例子，可以举出如下方法：使用对氧化铟添加有1wt％至20wt％的氧化锌的靶材通过溅射法形成氧化铟-氧化锌的方法。另外，可以使用在氧化铟中含有0.5wt％至5wt％的氧化钨和0.1wt％至1wt％的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧
化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)。另外，可以举出金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如，氮化钛)等。也可以使用石墨烯。另外，通过将后述的复合材料用于EL层103中的接触于第一电极101的层，可以与功函数无关地选择电极材料。

[0151] EL层103的叠层结构只要具有实施方式1所示的发光层113的结构就没有特别的限制。例如，可以适当地组合空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、载流子阻挡层、中间层等来构成EL层103的叠层结构。在本实施方式中，说明如下结构：EL层103包括在第一电极101上依次层叠的空穴注入层111、空穴传输层112、发光层113、电子传输层
114、电子注入层115。以下，示出构成各层的具体材料。

[0152] 空穴注入层111是包含空穴注入性高的材料的层。空穴注入层111可以使用钼氧化物、钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等。另外，也可以使用如下材料等来形成空穴注入层111：酞菁类化合物诸如酞菁(简称：H2Pc)、铜酞菁(简称：CuPc)等；芳香胺化合物诸如4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N’-双(4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N’-二苯基-(1，1’-联苯])-4，4’-二胺(简称：DNTPD)等；或者高分子诸如聚(乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等。

[0153] 另外，作为空穴注入层111，可以使用在具有空穴传输性的材料中含有受体物质的复合材料。注意，通过使用在空穴传输物质中含有受体物质的复合材料，可以与电极的功函数无关地选择形成电极的材料。就是说，作为第一电极101，除了功函数大的材料以外，还可以使用功函数小的材料。作为受体物质，可以举出7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟醌二甲烷(简称：F4-TCNQ)、氯醌等、过渡金属氧化物或属于元素周期表中的第4族至第8族的金属的氧化物。具体地，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、氧化铼，因为其电子接受性高。特别优选使用氧化钼，因为其在大气中也稳定，吸湿性低，并且容易处理。

[0154] 作为用于复合材料的空穴传输物质，可以使用各种有机化合物如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等。另外，作为用于复合材料的有机化合物，优选使用空穴传输性高的有机化合物。具体地，优选使用空穴迁移率为10-6cm2/Vs以上的物质。以下，具体地列举可以用作复合材料中的空穴传输物质的有机化合物。

[0155] 例如，作为芳香胺化合物，可以举出N，N’-二(p-甲苯基)-N，N’-二苯基-p-亚苯基二胺(简称：DTDPPA)、4，4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称：DPAB)、N，N’-双{4-[双(3-甲基苯基)氨基]苯基}-N，N’-二苯基-(1，1’-联苯)-4，4’-二胺(简称：DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)等。

[0156] 作为可以用于复合材料的咔唑衍生物，可以具体地举出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。

[0157] 另外，作为可以用于复合材料的咔唑衍生物，还可以举出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。

[0158] 另外，作为可以用于复合材料的芳香烃，例如可以举出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(简称：t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(简称：DPPA)、2-叔丁基-9，10-双(4-苯基苯基)蒽(简称：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(简称：DNA)、9，10-二苯基蒽(简称：DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称：t-BuAnth)、9，10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称：DMNA)、2-叔丁基-9，10-双[2-(1-萘基)苯基]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、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、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯等。除此之外，还可以使用并五苯、晕苯等。像这样，更优选使用具有1×10-6cm2/Vs以上的空穴迁移率的碳原子数为14至42的芳香烃。

[0159] 注意，可以用于复合材料的芳香烃也可以具有乙烯基骨架。作为具有乙烯基的芳香烃，例如可以举出4，4’-双(2，2-二苯基乙烯基)联苯(简称：DPVBi)、9，10-双[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称：DPVPA)等。

[0160] 另外，也可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(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)、聚[N，N’-双(4-丁基苯基)-N，N’-双(苯基)联苯胺](简称：Poly-TPD)等高分子化合物。

[0161] 通过形成空穴注入层111，使空穴注入性变为良好，从而可以获得驱动电压小的发光元件。

[0162] 空穴传输层112是包含具有空穴传输性的材料的层。作为空穴传输物质，例如可以使用芳香胺化合物等诸如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(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)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-联芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称：BPAFLP)等。在此所述的物质具有高空穴传输性，空穴迁移率主要是10-6cm2/Vs以上的物质。另外，也可以将作为上述复合材料中的空穴传输物质举出的有机化合物用于空穴传输层112。另外，也可以使用诸如聚(N-乙烯基咔唑)(简称：PVK)或聚(4-乙烯基三苯胺)(简称：PVTPA)等的高分子化合物。另外，包含空穴传输物质的层不限于单层，也可以为由上述物质构成的层的两层以上的叠层。

[0163] 发光层113是至少包含发光物质和热活化延迟荧光物质的层。由于发光层113包括实施方式1所说明的结构，所以本实施方式中的发光元件可以具有极高的发光效率。作为发光层113的主要结构，参照实施方式1的记载。

[0164] 具有如上所述的结构的发光层113可以通过利用真空蒸镀法的共蒸镀、使用混合溶液的喷墨法、旋涂法、浸渍涂布法等进行成膜来制造。

[0165] 电子传输层114是包含具有电子传输性的材料的层。例如，电子传输层114是由如下具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等构成的层：三(8-羟基喹啉)铝(简称：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(简称：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(简称：BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚盐)铝(简称：BAlq)等。除此之外，还可以使用双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简称：Zn(BOX)2)、双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简称：Zn(BTZ)2)等具有噁唑类、噻唑类配位体的金属配合物等。再者，除了金属配合物之外，还可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称：PBD)、1，3-双[5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-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：TAZ)、红菲绕啉(简称：BPhen)、浴铜灵(简称：BCP)等。这里所述的物质具有高电子传输性，并是主要具有10-6cm2/Vs以上的电子迁移率的物质。另外，也可以将上述具有电子传输性的热活化延迟荧光物质用于电子传输层114。

[0166] 另外，电子传输层114可以是单层或由上述物质构成的层的两层以上的叠层。

[0167] 另外，也可以在电子传输层和发光层之间设置控制电子的转移的层。这是对如上所述的电子传输性高的材料添加了少量的电子捕捉性高的物质而成的层，并且通过抑制电子载流子的转移，可以调节载流子平衡。这种结构对由于电子穿过发光层而发生的问题(例如，元件的使用寿命的降低)的抑制发挥很大的效果。

[0168] 另外，也可以在电子传输层114和第二电极102之间以接触于第二电极102的方式设置电子注入层115。作为电子注入层115，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。例如，可以使用其中包含有碱金属、碱土金属或它们的化合物的由具有电子传输性的物质构成的层。另外，通过作为电子注入层115使用其中包含有碱金属或碱土金属的由具有电子传输性的物质构成的层，可以从第二电极
102有效地注入电子，因此是更优选的。

[0169] 作为形成第二电极102的物质，可以使用功函数小(具体为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：锂(Li)或铯(Cs)等碱金属；镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr)等的属于元素周期表中的第1族或第2族的元素；包含它们的合金(MgAg、AlLi)；铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属；以及包含它们的合金等。然而，通过在第二电极102和电子传输层之间设置电子注入层，可以与功函率的大小无关地将各种导电材料诸如Al、Ag、ITO、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等用作第二电极102。可以通过溅射法、喷墨法、旋涂法等进行这些导电材料的成膜。

[0170] 另外，作为EL层103的形成方法，不论干式法或湿式法都可以使用各种方法。例如，也可以使用真空蒸镀法、喷墨法或旋涂法等。此外，也可以使用彼此不同的成膜方法形成每个电极或每个层。

[0171] 电极既可以通过利用溶胶-凝胶法等湿式法形成，又可以通过利用金属材料的膏剂的湿式法形成。另外，电极也可以通过溅射法、真空蒸镀法等干式法形成。

[0172] 在具有上述结构的发光元件中，电流因产生在第一电极101与第二电极102之间的电位差而流过，并且空穴与电子在包含发光物质的层的发光层113中复合，以进行发光。换句话说，在发光层113中形成发光区域。

[0173] 光经过第一电极101和第二电极102中的任一方或双方被取出到外部。因此，第一电极101和第二电极102中的任一方或双方是具有透光性的电极。当只有第一电极101具有透光性时，光经过第一电极101被取出。另外，当只有第二电极102具有透光性时，光经过第二电极102被取出。当第一电极101和第二电极102都具有透光性时，光经过第一电极101及第二电极102被取出。

[0174] 注意，设置在第一电极101与第二电极102之间的层的结构不局限于上述结构。但是，优选采用在离第一电极101及第二电极102远的部分设置空穴与电子复合的发光区域的结构，以便抑制由于发光区域与用于电极或载流子注入层的金属接近而发生的猝灭。

[0175] 另外，为了抑制从在发光层中产生的激子的能量转移，接触于发光层113的空穴传输层或电子传输层，尤其是接触于发光层113中的离发光区域近的一侧的载流子传输层优选使用其带隙比发光物质所具有的带隙大的物质构成。

[0176] 本实施方式中的发光元件设置在由玻璃、塑料、金属等构成的衬底上。作为在来自发光元件的光透过的衬底，使用在可见光区域具有高透光性的衬底。在衬底上制造发光元件的顺序，既可从第一电极101一侧依次层叠，又可从第二电极102一侧依次层叠。发光装置既可以在一个衬底上形成有一个发光元件，又可以在一个衬底上形成有多个发光元件。通过在一个衬底上制造多个这种发光元件，可以制造元件被分割了的照明装置或被动矩阵型发光装置。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)，并且在与TFT电连接的电极上制造发光元件。由此，可以制造通过TFT控制发光元件的驱动的主动矩阵型发光装置。注意，对TFT的结构没有特别的限制。TFT可以为交错型或反交错型。另外，对用于TFT的半导体的结晶性也没有特别的限制，而可以使用非晶半导体或结晶半导体。另外，形成在TFT衬底的驱动电路既可以由N型及P型TFT构成，又可以只由N型和P型TFT中的任一个构成。

[0177] 本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。

[0178] 实施方式3

[0179] 在本实施方式中，参照图3A和3B对将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件用于照明装置的例子进行说明。图3B是照明装置的俯视图，图3A是沿着图3B中的线e-f切割的截面图。

[0180] 在本实施方式的照明装置中，在用作支撑体的具有透光性的衬底400上形成有第一电极401。第一电极401相当于实施方式2中的第一电极101。

[0181] 在第一电极401上设置有辅助电极402。本实施方式示出从第一电极401一侧取出光的例子，所以第一电极401使用具有透光性的材料形成。辅助电极402是为了补偿具有透光性的材料的导电率的不足而设置的，所以抑制第一电极401的高电阻引起电压下降而使发光表面的亮度变得不均匀。辅助电极402使用导电率至少比第一电极401的材料高的材料形成，优选使用铝等导电率高的材料形成。另外，优选辅助电极402中的不与第一电极401接触的表面被绝缘层覆盖。通过采用上述结构，可以抑制不能取出的来自辅助电极402的上部的光，结果可以降低无效电流，抑制电力效率的下降。另外，也可以在形成辅助电极402的同时形成用来对第二电极404供应电压的焊盘412。

[0182] 在第一电极401及辅助电极402上形成有EL层403。EL层403包括实施方式1或实施方式2所说明的结构。另外，优选当从平面看时，将EL层403形成为比第一电极401稍微大，因为这样可以使EL层403具有抑制第一电极401与第二电极404之间的短路的作为绝缘层的功能。

[0183] 以覆盖EL层403的方式形成第二电极404。第二电极404相当于实施方式2中的第二电极102，包括相同的结构。在本实施方式中，从第一电极401一侧取出光，所以第二电极404优选使用反射率高的材料形成。在本实施方式中，通过使第二电极404与焊盘412连接，将电压供应到第二电极404。

[0184] 如上所述，本实施方式所示的照明装置具备包括第一电极401、EL层403以及第二电极404(以及辅助电极402)的发光元件。由于该发光元件是发光效率高的发光元件，所以本实施方式的照明装置可以为耗电量小的照明装置。

[0185] 通过使用密封材料405、406固定密封衬底407进行包括上述结构的发光元件的密封来制造照明装置。也可以仅使用密封材料405和406中的一个。另外，也可以在内侧的密封材料406中混合干燥剂，由此可以吸收水分而提高可靠性。

[0186] 另外，通过以延伸到密封材料405、406的外部的方式设置焊盘412、第一电极401以及辅助电极402的一部分，可以将其用作外部输入端子。另外，也可以在其上设置安装有转换器等的IC芯片420等。

[0187] 由于本实施方式所记载的照明装置在EL元件中包括实施方式1或实施方式2所记载的发光元件，所以可以实现发光效率高且耗电量小的照明装置。

[0188] 实施方式4

[0189] 在本实施方式中，参照图4A和4B说明应用实施方式1或实施方式2所记载的发光元件制造的被动矩阵型发光装置。图4A是示出发光装置的透视图，图4B是沿着图4A中的X-Y截断的截面图。在图4A和4B中，在衬底951上的电极952和电极956之间设置有EL层955。电极952的端部被绝缘层953覆盖。而且，在绝缘层953上设置有分隔壁层954。分隔壁层954的侧壁倾斜，使得一个侧壁与另一个侧壁之间的间隔朝向衬底表面变窄。换言之，分隔壁层954窄边方向的截面是梯形，底边(朝向与绝缘层953的平面方向同样的方向并且与绝缘层953接触的边)比上边(朝向与绝缘层953的平面方向同样的方向并且与绝缘层953不接触的边)短。这样，可以通过设置分隔壁层954防止静电等所引起的发光元件的缺陷。此外，在被动矩阵型发光装置中也通过具有实施方式1或实施方式2所记载的发光元件而可以实现发光效
率高且耗电量小的照明装置。

[0190] 实施方式5

[0191] 在本实施方式中，参照图5说明应用实施方式1或实施方式2所记载的发光元件制造的主动矩阵型发光装置。

[0192] 图5A和5B是通过设置着色层等实现全彩色化的发光装置的例子。图5A示出衬底1001、基底绝缘膜1002、栅极绝缘膜1003、栅电极1006、1007、1008、第一层间绝缘膜1020、第二层间绝缘膜1021、周边部1042、像素部1040、驱动电路部1041、发光元件的第一电极
1024W、第一电极1024R、第一电极1024G、第一电极1024B、分隔壁1025、EL层1028、发光元件的第二电极1029、密封衬底1031、密封材料1032a、密封材料1032b等。也可以对密封材料
1032b混合干燥剂。另外，将着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层
1034B)设置在透明基材1033上。另外，还可以设置黑色层(黑矩阵)1035。对设置有着色层及黑色层的透明基材1033进行对准将其固定到衬底1001。另外，着色层及黑色层被覆盖层
1036覆盖。另外，本实施方式包括光不透过着色层而透射到外部的发光层及光透过各颜色的着色层而透射到外部的发光层，不透过着色层的光成为白色光且透过着色层的光成为红色光、蓝色光、绿色光，因此能够以四个颜色的像素呈现图像。

[0193] 另外，虽然以上说明了具有在形成有TFT的衬底1001一侧取出光的结构(底部发射型)的发光装置，但是也可以采用具有在密封衬底1031一侧取出发光的结构(顶部发射型)的发光装置。图6示出顶部发射型发光装置的截面图。在此情况下，衬底1001可以使用不使光透过的衬底。到制造连接TFT与发光元件的阳极的连接电极为止的工序与底部发射型发光装置同样地进行来形成顶部发射型发光装置。然后，以覆盖电极1022的方式形成第三层间绝缘膜1037。该绝缘膜也可以具有平坦化的功能。第三层间绝缘膜1037可以使用与第二层间绝缘膜1021相同的材料或其他已知的材料形成。

[0194] 虽然在此发光元件的第一电极1024W、1024R、1024G、1024B是阳极，但是也可以是阴极。另外，在采用如图6所示的顶部发射型发光装置的情况下，第一电极优选为反射电极。EL层1028采用实施方式1或实施方式2所说明的结构，还采用能够获得白色发光的元件结
构。当使用两层的EL层时，作为能够获得白色发光的结构，可以举出如下结构等：从一方EL层中的发光层能够获得蓝色光，且从另一方EL层中的发光层能够获得橙色光；以及从一方EL层中的发光层能够获得蓝色光，且从另一方EL层中的发光层能够获得红色光及绿色光。
另外，当使用三层的EL层时，通过采用从各发光层能够获得红色发光、绿色发光、蓝色发光的结构，可以获得呈现白色发光的发光元件。另外，当采用实施方式1或实施方式2所示的结构时，获得白色发光的结构当然不局限于此。

[0195] 着色层设置在来自发光元件的光透射到外部的光路上。在图5A所示的底部发射型发光装置中，可以将着色层1034R、1034G、1034B设置在透明基材1033上并固定到衬底1001。另外，如图5B所示，也可以在栅极绝缘膜1003和第一层间绝缘膜1020之间设置着色层。在采用图6所示的顶部发射结构的情况下，也可以使用设置有着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)的密封衬底1031进行密封。密封衬底1031也可以设置有位于像素与像素之间的黑色层(黑矩阵)1035。着色层(红色着色层1034R、绿色着色层1034G、蓝色着色层1034B)、黑色层(黑矩阵)也可以被覆盖层1036覆盖。另外，作为密封衬底1031使用具有透光性的衬底。

[0196] 通过对以如上所述的方式获得的发光元件的一对电极之间施加电压，能够获得白色发光区域1044W。另外，通过组合着色层，能够获得红色发光区域1044R、蓝色发光区域1044B、绿色发光区域1044G。由于本实施方式的发光装置使用实施方式1或实施方式2所述的发光元件，所以能够实现驱动电压低且耗电量小的发光装置。

[0197] 另外，虽然在此示出了以红色、绿色、蓝色、白色的四个颜色进行全彩色显示的例子，但是并不局限于此。也可以以红色、绿色、蓝色的三个颜色进行全彩色显示。

[0198] 此外，本实施方式可以与其他实施方式自由地组合。

[0199] 实施方式6

[0200] 在本实施方式中，对在其一部分包括实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的电子设备的例子进行说明。实施方式1或实施方式2所记载的发光元件是发光效率高且耗电量被降低了的发光元件。其结果是，本实施方式所记载的电子设备可以实现包括耗电量被降低了的发光部的电子设备。

[0201] 作为采用上述发光元件的电子设备，可以例如举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机等影像拍摄装置、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。以下，示出这些电子设备的具体例子。

[0202] 图7A示出电视装置的一个例子。在电视装置中，框体7101中组装有显示部7103。另外，在此示出能够利用固定附件7105在壁面支撑框体7101的结构。可以利用显示部7103显示图像，并且将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状构成显示部7103。该发光元件可以实现高发光效率。因此，包括由该发光元件构成的显示部7103的电视装置可以实现耗电量的降低。

[0203] 可以通过利用框体7101所具备的操作开关或另行提供的遥控操作机7110进行电视装置的操作。通过利用遥控操作机7110所具备的操作键7109，可以进行频道及音量的操作，由此可以对显示在显示部7103中的图像进行操作。另外，也可以在遥控操作机7110中设置用来显示从该遥控操作机7110输出的信息的显示部7107。

[0204] 图7B示出计算机，该计算机包括主体7201、框体7202、显示部7203、键盘7204、外部连接端口7205、指向装置7206等。另外，该计算机通过将与实施方式1或实施方式2所说明的发光元件相同的发光元件排列为矩阵状并用于显示部7203而制造。图7B中的计算机也可以为如图7C所示的方式。图7C所示的计算机设置有第二显示部7210代替键盘7204及指向装置7206。第二显示部7210是触摸屏，通过利用手指或专用笔操作显示在第二显示部7210上的输入用显示，能够进行输入。另外，第二显示部7210不仅能够显示输入用显示，而且还可以显示其他图像。另外，显示部7203也可以是触摸屏。因为两个屏面通过铰链部连接，所以可以防止当收纳或搬运时发生问题如屏面受伤、破坏等。此外，该计算机通过将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状而用于显示部7203来制造。该发光元件可以实现高发光效率。因此，具备包括该发光元件的显示部7203的计算机可以实现耗电量的降低。

[0205] 图7D示出便携式游戏机，该便携式游戏机由框体7301和框体7302的两个框体构成，并且通过连接部7303可以开闭地连接。框体7301中组装有将实施方式1或实施方式2所说明的发光元件排列为矩阵状而制造的显示部7304，并且框体7302中组装有显示部7305。
另外，图7D所示的便携式游戏机还具备扬声器部7306、记录介质插入部7307、LED灯7308、输入单元(操作键7309、连接端子7310、传感器7311(包括测定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线)、麦克风7312)等。当然，便携式游戏机的结构不局限于上述结构，只要在显示部7304和显示部7305中的一方或双方中使用将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为矩阵状制造的显示部即可，而可以采用适当地设置有其他附属设备的结构。图7D所示的便携式游戏机具有如下功能：读出储存在记录介质中的程序或数据并将其显示在显示部上；以及通过与其他便携式游戏机之间进行无线通信而实现信息共享。图7D所示的便携式游戏机的功能不局限于此，可以具有各种各样的功能。由于在上述包括显示部7304的便携式游戏机中，用于显示部7304的发光元件具有良好的发光效率，从而该便携式游戏机可以实现耗电量的降低。另外，因为可以以低驱动电压驱动用于显示部7304的发光元件，所以该便携式游戏机可以实现低驱动电压。另外，因为用于显示部7304的发光元件为长使用寿命的发光元件，所以该便携式游戏机可以实现高可靠性。

[0206] 图7E示出移动电话机的一个例子。移动电话机具备组装在框体7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，移动电话机
7400包括将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件排列为成矩阵状而制造的显示部
7402。该发光元件可以实现发光效率高的发光元件。另外，该发光元件可以实现低驱动电压。另外，该发光元件可以实现长使用寿命。因此，具备包括该发光元件的显示部7402的移动电话机可以实现耗电量的降低。另外，该移动电话机可以实现低驱动电压。另外，该移动电话机可以实现高可靠性。

[0207] 图7E所示的移动电话机也可以具有用手指等触摸显示部7402来输入信息的结构。在此情况下，能够用手指等触摸显示部7402来进行打电话或编写电子邮件等的操作。

[0208] 显示部7402主要有三种屏面模式。第一是以图像的显示为主的显示模式，第二是以文字等的信息的输入为主的输入模式，第三是混合显示模式和输入模式的两个模式的显示输入模式。

[0209] 例如，在打电话或编写电子邮件的情况下，可以采用将显示部7402设定为以文字的输入为主的文字输入模式而输入在屏面上显示的文字。在此情况下，优选在显示部7402的屏面的大多部分中显示键盘或号码按钮。

[0210] 另外，通过在移动电话机内部设置具有陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器的检测装置，可以判断移动电话机的方向(纵或横)而自动进行显示部7402的屏面显示的切换。

[0211] 另外，通过触摸显示部7402或对框体7401的操作按钮7403进行操作，来进行屏面模式的切换。或者，也可以根据显示在显示部7402上的图像的种类切换屏面模式。例如，当显示在显示部上的图像信号为动态图像的数据时，将屏面模式切换成显示模式，而当该图像信号为文字数据时，将屏面模式切换成输入模式。

[0212] 另外，当在输入模式下通过检测出显示部7402的光传感器所检测的信号而得知在一定期间内没有显示部7402的触摸操作输入时，也可以进行控制以将屏面模式从输入模式切换成显示模式。

[0213] 也可以将显示部7402用作图像传感器。例如，通过用手掌或手指触摸显示部7402，来拍摄掌纹、指纹等，能够进行个人识别。另外，通过在显示部中使用发射近红外光的背光灯或发射近红外光的感测用光源，也能够拍摄手指静脉、手掌静脉等。

[0214] 另外，本实施方式所示的结构可以适当地与实施方式1至5所示的结构组合而使用。

[0215] 图8A所示的台灯2003是将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件用于照明装置的例子。台灯2003包括框体2001和光源2002，并且作为光源2002使用实施方式1及实施方式2所记载的发光装置。此外，图8B示出将实施方式1及实施方式2所记载的发光元件用于室内的照明装置3001及电视装置3002的例子。通过将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件用于这些照明装置，可以用作减少耗电量的照明装置、大面积的照明装置或薄型的照明装置。

[0216] 还可以将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件安装在汽车的挡风玻璃或仪表盘上。图9A示出将实施方式1及实施方式2所记载的发光元件用于汽车的挡风玻璃或仪表盘的一个方式。

[0217] 显示5000和显示5001是设置在汽车的挡风玻璃上的安装有实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的显示装置。通过使用具有透光性的电极制造第一电极和第二电极，可以将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件形成为能看到对面的景色的所谓的透视式
显示装置。若采用透视式显示，即使设置在汽车的挡风玻璃上，也不妨碍视界。另外，在设置用来驱动的晶体管等的情况下，优选使用具有透光性的晶体管，诸如使用有机半导体材料的有机晶体管或使用氧化物半导体的晶体管等。

[0218] 显示5002是设置在立柱部分的安装有实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的显示装置。通过在显示5002上显示来自设置在车厢上的成像单元的图像，可以补充被立柱遮挡的视界。另外，同样地，设置在仪表盘部分上的显示5003通过显示来自设置在汽车外侧的成像单元的图像，能够补充被车厢遮挡的视界的死角，而提高安全性。通过以补充不看到的部分的方式显示图像，更自然且简单地确认安全。

[0219] 显示5004和显示5005可以提供导航信息、速度表、转速计、行车距离、加油量、排档状态、空调器的设定以及其他各种信息。使用者可以适当地改变显示项目及布置。另外，这些信息也可以显示在显示5000至显示5003上。另外，也可以将显示5000至显示5005用作照明装置。

[0220] 此外，如图9B所示，也可以将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件应用于汽车牌照5011的表示部。由此，可以提高汽车牌照5011的可见度。

[0221] 另外，如图9C所示，也可以将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件安装在手表的表针5021或显示部5022。由此，即使如现有的发光型手表那样不使用氚等的放射物质也可以提高黑暗中的可见度。

[0222] 如上所述，安装有实施方式1或实施方式2所记载的发光元件的发光装置的应用范围极宽，而且可以将该发光装置应用于所有领域的电子设备。通过将实施方式1或实施方式2所记载的发光元件，可以得到耗电量小的电子设备。

[0223] 实施例1

[0224] 在本实施例中，参照图11至图15说明在实际上制造混合热活化延迟荧光物质和荧光材料而用于发光层的发光元件以及混合不发射热活化延迟荧光的材料和荧光材料而用于发光层的比较发光元件，并对它们进行比较来得到的结果。

[0225] 下面，发光元件1是混合热活性延迟荧光体和荧光材料而用于发光层的发光元件。此外，比较发光元件1是混合不发射热活化延迟荧光的材料和荧光材料而用于发光层的发光元件。

[0226] 用于发光元件1及比较发光元件1的荧光材料是5，6，11，12-四苯基并四苯(俗名：红荧烯)。

[0227] 在发光元件1中，作为热活化延迟荧光物质使用形成激基复合物的组合的两种有机化合物。具体而言，作为第一有机化合物使用2-[3-(二苯并噻吩-4-基)-苯基]-二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)，并且作为第二有机化合物使用2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9，9’-联芴(简称：PCASF)。

[0228] 在比较发光元件1中，作为不发射热活化延迟荧光的材料使用2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]苯并[f，h]喹喔啉(简称：2mDBTPDBq-II)。也就是说，作为不发射热活化延迟荧光的材料仅使用发光元件1中的第一有机化合物。

[0229] 下面示出在本实施例中使用的材料的化学式。

[0230] [化学式4]

[0231]

[0232] 下面示出发光元件1及比较发光元件1的制造方法。

[0233] (发光元件1)

[0234] 首先，在玻璃衬底1100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1101。另外，将其厚度设定为110nm，且将其电极面积设定为2mm×2mm(参照图11)。

[0235] 接着，作为用来在衬底1100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。

[0236] 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1100进行30分钟左右的冷却。

[0237] 接着，以使形成有第一电极1101的面成为下面的方式将形成有第一电极1101的衬底1100固定在设置在真空蒸镀装置内的衬底支架上，并减压到10-4Pa左右，然后在第一电极1101上共蒸镀1，3，5-三(二苯并噻吩-4-基)-苯(简称：DBT3P-II)和氧化钼，从而形成空穴注入层1111。将空穴注入层1111的厚度设定为40nm，DBT3P-II与氧化钼的质量比调节为1：
0.5(=DBT3P-II：氧化钼)。

[0238] 接着，在空穴注入层1111上形成厚度为20nm的BPAFLP(简称)，来形成空穴传输层1112。

[0239] 再者，共蒸发2mDBTPDBq-II(简称)、PCASF(简称)和红荧烯来在空穴传输层1112上形成发光层1113。在此，2mDBTPDBq-II、PCASF和红荧烯的重量比调节为0.8：0.2：0.01(=2mDBTPDBq-II：PCASF：红荧烯)。将发光层1113的厚度设定为30nm。

[0240] 接着，在发光层1113上形成厚度为20nm的2mDBTPDBq-II(简称)，来形成第一电子传输层1114a。

[0241] 接着，在第一电子传输层1114a上形成厚度为20nm的红菲绕啉(简称：BPhen)膜，来形成第二电子传输层1114b。

[0242] 然后，在第二电子传输层1114b上蒸镀厚度为1nm的氟化锂(LiF)膜，来形成电子注入层1115。

[0243] 最后，作为用作阴极的第二电极1103，蒸镀厚度为200nm的铝膜，来制造本实施例的发光元件1。

[0244] (比较发光元件1)

[0245] 通过共蒸镀2mDBTPDBq-II(简称)和红荧烯形成比较发光元件1的发光层1113。在此，2mDBTPDBq-II(简称)和红荧烯的重量比调节为1：0.01(=2mDBTPDBq-II：红荧烯)。此外，将发光层1113的厚度设定为30nm。发光层1113之外的部分与发光元件1同样地制造。

[0246] 另外，在上述蒸镀过程中的蒸镀都使用电阻加热法。

[0247] 表1示出通过上述步骤得到的发光元件1及比较发光元件1的元件结构。

[0248] [表1]

[0249]

[0250] *第一电极：包含氧化硅的铟锡氧化物110nm，

[0251] 第二电极：Al200nm

[0252] 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进行密封，然后对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。

[0253] 图12示出发光元件1及比较发光元件1的电压-亮度特性。在图12中，横轴表示电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图13示出亮度-电流效率特性。在图13中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电流效率(cd/A)。此外，图14示出亮度-电力效率特性。在图14中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电力效率(lm/W)。此外，图15表示亮度-外部量子效率。在图15中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示外部量子效率(％)。

[0254] 此外，表2示出发光元件1及比较发光元件1中的亮度为1000cd/m2附近时的电压(V)、电流密度(mA/cm2)、CIE色度坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、电力效率(lm/W)以及外部量子效率(％)。

[0255] [表2]

[0256]  发光元件1 比较发光元件1
电压(V) 3.6 4.2
电流密度(mA/cm2) 6.5 10.5
色度(x，y) (0.47，0.52) (0.46，0.50)
亮度(cd/m2) 950 1130
电流效率(cd/A) 15 11
电力效率(lm/W) 13 8
外部量子效率(％) 4.3 3.2

[0257] 如表2所示，亮度为1000cd/m2附近时的发光元件1的CIE色度坐标为(x，y)=(0.47，0.52)，而亮度为1000cd/m2附近时的比较发光元件1的CIE色度坐标为(x，y)=(0.46，0.50)。
由该结果可知，发光元件1及比较发光元件1得到来源于红荧烯的黄色发光。

[0258] 由表2、图12至图15可知，发光元件1的开始发光的阈值电压(发光开始电压)比比较发光元件1低，且发光元件1的电流效率、电力效率及外部量子效率比比较发光元件1高。由于用于发光层1113的2mDBTPDBq-II和PCASF形成激基复合物，因此由发光层1113中的激基复合物的三重激发态的一部分生成激基复合物的单重激发态。可以认为是：通过该激基复合物的单重激发态的能量转移到荧光材料的单重激发态，可以提高发光效率。另外，还可以认为足：形成该激基复合物的影响导致发光开始电压的降低。

[0259] 实施例2

[0260] 与实施例1同样，在本实施例中也参照图16至图22说明在实际上制造混合热活化延迟荧光物质和荧光材料而用于发光层的发光元件以及混合不发射热活化延迟荧光的材
料和荧光材料而用于发光层的比较发光元件，并对它们进行比较来得到的结果。

[0261] 下面，发光元件2是混合热活性延迟荧光体和荧光材料而用于发光层的发光元件。此外，比较发光元件2是混合不发射热活化延迟荧光的材料和荧光材料而用于发光层的发光元件。

[0262] 用于发光元件2及比较发光元件2的荧光材料是5，6，11，12-四苯基并四苯(俗名：红荧烯)。

[0263] 在发光元件2中，作为热活化延迟荧光物质使用形成激基复合物的组合的两种有机化合物。具体而言，作为第一有机化合物使用4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)，并且作为第二有机化合物使用N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)。

[0264] 在比较发光元件2中，作为不发射热活化延迟荧光的材料使用4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)。也就是说，作为不发射热活化延迟荧光的材料仅使用发光元件2中的第一有机化合物。

[0265] 下面示出在本实施例中使用的材料的化学式。

[0266] [化学式5]

[0267]

[0268] 下面示出发光元件2及比较发光元件2的制造方法。

[0269] (发光元件2)

[0270] 首先，以与发光元件1同样的材料及条件在玻璃衬底1100上形成第一电极1101、空穴注入层1111以及空穴传输层1112。

[0271] 接着，共蒸发4，6mCzP2Pm(简称)、PCBBiF(简称)和红荧烯来在空穴传输层1112上形成发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm、PCBBiF和红荧烯的重量比调节为0.8：0.2：0.0075(=4，6mCzP2Pm：PCBBiF：红荧烯)。将发光层1113的厚度设定为40nm。

[0272] 接着，在发光层1113上形成厚度为10nm的4，6mCzP2Pm(简称)，来形成第一电子传输层1114a。

[0273] 接着，在第一电子传输层1114a上形成厚度为15nm的红菲绕啉(简称：BPhen)膜，来形成第二电子传输层1114b。

[0274] 再者，通过以与发光元件1相同的材料以及条件形成电子注入层1115及第二电极，制造本实施例的发光元件2。

[0275] (比较发光元件2)

[0276] 通过共蒸镀4，6mCzP2Pm(简称)和红荧烯形成比较发光元件2的发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm和红荧烯的重量比调节为1：0.005(=4，6mCzP2Pm：红荧烯)。此外，将发光层1113的厚度设定为40nm。发光层1113之外的部分与发光元件2同样地制造。

[0277] 另外，在上述蒸镀过程中的蒸镀都使用电阻加热法。

[0278] 表3示出通过上述步骤得到的发光元件2及比较发光元件2的元件结构。

[0279] [表3]

[0280]

[0281] *第一电极：包含氧化硅的铟锡氧化物110nm，

[0282] 第二电极：Al200nm

[0283] 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进行密封，然后对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。

[0284] 图16示出发光元件2及比较发光元件2的电压-亮度特性。在图16中，横轴表示电压2
(V)，纵轴表示亮度(cd/m)。此外，图17示出亮度-电流效率特性。在图17中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电流效率(cd/A)。此外，图18示出电压-电流特性。在图18中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流(mA)。此外，图19示出亮度-电力效率特性。在图19中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电力效率(lm/W)。此外，图20表示亮度-外部量子效率。在图20中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示外部量子效率(％)。

[0285] 此外，表4示出发光元件2及比较发光元件2中的亮度为1000cd/m2附近时的电压(V)、电流密度(mA/cm2)、CIE色度坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、电力效率(lm/W)以及外部量子效率(％)。

[0286] [表4]

[0287]  发光元件2 比较发光元件2
电压(V) 3.5 4.2
电流密度(mA/cm2) 4.4 9.1
色度(x，y) (0.47，0.52) (0.47，0.50)
亮度(cd/m2) 972 1076
电流效率(cd/A) 22 12
电力效率(lm/W) 20 9
外部量子效率(％) 6.5 3.6

[0288] 如表4所示，亮度为1000cd/m2附近时的发光元件2的CIE色度坐标为(x，y)=(0.47，0.52)，而亮度为1000cd/m2附近时的比较发光元件2的CIE色度坐标为(x，y)=(0.47，0.50)。

[0289] 另外，图21示出使0.1mA的电流流过发光元件2及比较发光元件2中时的发射光谱。在图21中，纵轴表示发光强度(任意单位)，而横轴表示波长(nm)。作为发光强度示出以1为最大发光强度时的相对值。如图21所示，发光元件2及比较发光元件2的发射光谱呈现在
558nm附近具有最大发光波长的来源于红荧烯的光谱，从而由此情况和表4所示的结果可知发光元件2及比较发光元件2是呈现黄色的发光的发光元件。

[0290] 此外，图22示出将初始亮度设定为5000cd/m2并以电流密度为一定的条件驱动发光元件2及比较发光元件2来进行可靠性测试而得到的结果。图22示出将初始亮度设定为
100％的归一化亮度的变化。

[0291] 由从表4、图16至图22得到的结果可知，发光元件2的开始发光的阈值电压(发光开始电压)比比较发光元件2低，且发光元件2的电流效率、电力效率及外部量子效率比比较发光元件2高。再者，还可知的是，发光元件2是随着驱动时间经过发生的亮度下降小且具有良好的可靠性的发光元件。

[0292] 由于用于发光层1113的4，6mCzP2Pm和PCBBiF形成激基复合物，因此由发光层1113中的激基复合物的三重激发态的一部分生成激基复合物的单重激发态。可以认为是：通过该激基复合物的单重激发态的能量转移到荧光材料的单重激发态，可以提高发光效率。另外，还可以认为是：形成该激基复合物的影响导致发光开始电压的降低。

[0293] 实施例3

[0294] 与实施例1同样，在本实施例中也参照图23至图29说明在实际上制造混合热活化延迟荧光物质和荧光材料而用于发光层的发光元件以及混合不发射热活化延迟荧光的材
料和荧光材料而用于发光层的比较发光元件并对它们进行比较来得到的结果。

[0295] 下面，发光元件3是混合热活性延迟荧光体和荧光材料而用于发光层的发光元件。此外，比较发光元件3是混合不发射热活化延迟荧光的材料和荧光材料而用于发光层的发光元件。

[0296] 用于发光元件3及比较发光元件3的荧光材料是香豆素6(俗名)。

[0297] 在发光元件3中，作为热活化延迟荧光物质使用形成与实施例2相同的激基复合物的组合的两种有机化合物。具体而言，作为第一有机化合物使用4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)，并且作为第二有机化合物使用N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)。

[0298] 在比较发光元件3中，作为不发射热活化延迟荧光的材料使用与实施例2相同的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)。也就是说，作为不发射热活化延迟荧光的材料仅使用发光元件3中的第一有机化合物。

[0299] 至于在本实施例中使用的材料的化学式，可以参照实施例2的化学式。

[0300] 下面示出发光元件3及比较发光元件3的制造方法。

[0301] (发光元件3)

[0302] 首先，以与发光元件1同样的材料及条件在玻璃衬底1100上形成第一电极1101、空穴注入层1111以及空穴传输层1112。

[0303] 接着，共蒸发4，6mCzP2Pm(简称)、PCBBiF(简称)和香豆素6来在空穴传输层1112上形成发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm、PCBBiF和香豆素6的重量比调节为0.8：0.2：0.005(=4，6mCzP2Pm：PCBBiF：香豆素6)。将发光层1113的厚度设定为40nm。

[0304] 接着，在发光层1113上形成厚度为10nm的4，6mCzP2Pm(简称)，来形成第一电子传输层1114a。

[0305] 接着，在第一电子传输层1114a上形成厚度为15nm的红菲绕啉(简称：BPhen)膜，来形成第二电子传输层1114b。

[0306] 再者，通过以与发光元件1相同的材料以及条件形成电子注入层1115及第二电极，制造本实施例的发光元件3。

[0307] (比较发光元件3)

[0308] 通过共蒸镀4，6mCzP2Pm(简称)和香豆素6形成比较发光元件3的发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm和香豆素6的重量比调节为1：0.005(=4，6mCzP2Pm：香豆素6)。此外，将发光层1113的厚度设定为40nm。发光层1113之外的部分与发光元件3同样地制造。

[0309] 另外，在上述蒸镀过程中的蒸镀都使用电阻加热法。

[0310] 表5示出通过上述步骤得到的发光元件3及比较发光元件3的元件结构。

[0311] [表5]

[0312]

[0313] *第一电极：包含氧化硅的铟锡氧化物110nm，

[0314] 第二电极：Al200nm

[0315] 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进行密封，然后对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。

[0316] 图23示出发光元件3及比较发光元件3的电压-亮度特性。在图23中，横轴表示电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图24示出亮度-电流效率特性。在图24中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电流效率(cd/A)。此外，图25示出电压-电流特性。在图25中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流(mA)。此外，图26示出亮度-电力效率特性。在图26中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电力效率(lm/W)。此外，图27表示亮度-外部量子效率。在图27中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示外部量子效率(％)。

[0317] 此外，表6示出发光元件3及比较发光元件3中的亮度为1000cd/m2附近时的电压(V)、电流密度(mA/cm2)、CIE色度坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、电力效率(lm/W)以及外部量子效率(％)。

[0318] [表6]

[0319]  发光元件3 比较发光元件3
电压(V) 3.5 3.9
电流密度(mA/cm2) 7.6 10.8
色度(x，y) (0.28，0.60) (0.26，0.58)
亮度(cd/m2) 1087 865
电流效率(cd/A) 14 8
电力效率(lm/W) 13 6
外部量子效率(％) 4.5 2.6

[0320] 如表6所示，亮度为1000cd/m2附近时的发光元件3的CIE色度坐标为(x，y)=(0.28，0.60)，而亮度为1000cd/m2附近时的比较发光元件3的CIE色度坐标为(x，y)=(0.26，0.58)。

[0321] 另外，图28示出使0.1mA的电流流过发光元件3及比较发光元件3中时的发射光谱。在图28中，纵轴表示发光强度(任意单位)，而横轴表示波长(nm)。作为发光强度示出以1为最大发光强度时的相对值。如图28所示，发光元件3及比较发光元件3的发射光谱呈现在
500nm附近具有最大发光波长的来源于香豆素6的光谱，从而由此情况和表6所示的结果可知发光元件3及比较发光元件3是呈现绿色的发光的发光元件。

[0322] 此外，图29示出将初始亮度设定为5000cd/m2并以电流密度为一定的条件驱动发光元件3及比较发光元件3来进行可靠性测试而得到的结果。图29示出将初始亮度设定为
100％的归一化亮度的变化。

[0323] 由从表6、图23至图29得到的结果可知，发光元件3的开始发光的阈值电压(发光开始电压)比比较发光元件3低，且发光元件3的电流效率、电力效率及外部量子效率比比较发光元件3高。再者，还可知的是，发光元件3是随着驱动时间经过发生的亮度下降小且具有良好的可靠性的发光元件。

[0324] 由于用于发光层1113的4，6mCzP2Pm和PCBBiF形成激基复合物，因此由发光层1113中的激基复合物的三重激发态的一部分生成激基复合物的单重激发态。可以认为是：通过该激基复合物的单重激发态的能量转移到荧光材料的单重激发态，可以提高发光效率。另外，还可以认为是：形成该激基复合物的影响导致发光开始电压的降低。

[0325] 实施例4

[0326] 与实施例1同样，在本实施例中也参照图30至图35说明在实际上制造混合热活化延迟荧光物质和荧光材料而用于发光层的发光元件以及混合不发射热活化延迟荧光的材
料和荧光材料而用于发光层的比较发光元件，并对它们进行比较来得到的结果。

[0327] 下面，发光元件4是混合热活性延迟荧光体和荧光材料而用于发光层的发光元件。此外，比较发光元件4是混合不发射热活化延迟荧光的材料和荧光材料而用于发光层的发光元件。

[0328] 用于发光元件3及比较发光元件3的荧光材料是{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)。

[0329] 在发光元件4中，作为热活化延迟荧光物质使用形成与实施例2相同的激基复合物的组合的两种有机化合物。具体而言，作为第一有机化合物使用4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)，并且作为第二有机化合物使用N-(1，1’-联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9，9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)。

[0330] 在比较发光元件4中，作为不发射热活化延迟荧光的材料使用与实施例2相同的4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)。也就是说，作为不发射热活化延迟荧光的材料仅使用发光元件4中的第一有机化合物。

[0331] 至于在本实施例中使用的材料的化学式，可以参照实施例2的化学式。

[0332] 下面示出发光元件4及比较发光元件4的制造方法。

[0333] (发光元件4)

[0334] 首先，以与发光元件1同样的材料及条件在玻璃衬底1100上形成第一电极1101、空穴注入层1111以及空穴传输层1112。

[0335] 接着，共蒸发4，6mCzP2Pm(简称)、PCBBiF(简称)和DCJTB(简称)来在空穴传输层1112上形成发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm、PCBBiF和DCJTB的重量比调节为0.8：0.2：0.005(=4，6mCzP2Pm：PCBBiF：DCJTB)。将发光层1113的厚度设定为40nm。

[0336] 接着，在发光层1113上形成厚度为10nm的4，6mCzP2Pm(简称)，来形成第一电子传输层1114a。

[0337] 接着，在第一电子传输层1114a上形成厚度为15nm的红菲绕啉(简称：BPhen)膜，来形成第二电子传输层1114b。

[0338] 再者，通过以与发光元件1相同的材料以及条件形成电子注入层1115及第二电极，制造本实施例的发光元件4。

[0339] (比较发光元件4)

[0340] 通过共蒸镀4，6mCzP2Pm(简称)和DCJTB(简称)形成比较发光元件3的发光层1113。在此，4，6mCzP2Pm和DCJTB的重量比调节为1：0.005(=4，6mCzP2Pm：DCJTB)。此外，将发光层
1113的厚度设定为40nm。发光层1113之外的部分与发光元件4同样地制造。

[0341] 另外，在上述蒸镀过程中的蒸镀都使用电阻加热法。

[0342] 表7示出通过上述步骤得到的发光元件4及比较发光元件4的元件结构。

[0343] [表7]

[0344]

[0345] *第一电极：包含氧化硅的铟锡氧化物110nm，

[0346] 第二电极：Al200nm

[0347] 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进行密封，然后对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。

[0348] 图30示出发光元件3及比较发光元件3的电压-亮度特性。在图30中，横轴表示电压(V)，纵轴表示亮度(cd/m2)。此外，图31示出亮度-电流效率特性。在图31中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电流效率(cd/A)。此外，图32示出电压-电流特性。在图32中，横轴表示电压(V)，纵轴表示电流(mA)。此外，图33示出亮度-电力效率特性。在图33中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示电力效率(lm/W)。此外，图34表示亮度-外部量子效率。在图34中，横轴表示亮度(cd/m2)，纵轴表示外部量子效率(％)。

[0349] 此外，表8示出发光元件4及比较发光元件4中的亮度为1000cd/m2附近时的电压(V)、电流密度(mA/cm2)、CIE色度坐标(x，y)、电流效率(cd/A)、电力效率(lm/W)以及外部量子效率(％)。

[0350] [表8]

[0351]  发光元件4 比较发光元件4
电压(V) 4.4 6.2
电流密度(mA/cm2) 8.2 16.8
色度(x，y) (0.57，0.43) (0.56，0.41)
2
亮度(cd/m) 1075 976
电流效率(cd/A) 13 6
电力效率(lm/W) 9 3
外部量子效率(％) 5.4 2.5

[0352] 如表8所示，亮度为1000cd/m2附近时的发光元件4的CIE色度坐标为(x，y)=(0.57，0.43)，而亮度为1000cd/m2附近时的比较发光元件4的CIE色度坐标为(x，y)=(0.56，0.41)。

[0353] 另外，图35示出使0.1mA的电流流过发光元件4及比较发光元件4中时的发射光谱。在图35中，纵轴表示发光强度(任意单位)，而横轴表示波长(nm)。作为发光强度示出以1为最大发光强度时的相对值。如图35所示，发光元件4及比较发光元件4的发射光谱呈现在
595nm附近具有最大发光波长的来源于DCJTB的光谱，从而由此情况和表8所示的结果可知发光元件4及比较发光元件4是呈现黄色的发光的发光元件。

[0354] 此外，图36示出将初始亮度设定为5000cd/m2并以电流密度为一定的条件驱动发光元件4及比较发光元件4来进行可靠性测试而得到的结果。图36示出将初始亮度设定为
100％的归一化亮度的变化。

[0355] 由从表8、图30至图36得到的结果可知，发光元件4的开始发光的阈值电压(发光开始电压)比比较发光元件4低，且发光元件4的电流效率、电力效率及外部量子效率比比较发光元件4高。再者，还可知的是，发光元件4是随着驱动时间经过发生的亮度下降小且具有良好的可靠性的发光元件。

[0356] 由于用于发光层1113的4，6mCzP2Pm和PCBBiF形成激基复合物，因此由发光层1113中的激基复合物的三重激发态的一部分生成激基复合物的单重激发态。可以认为是：通过该激基复合物的单重激发态的能量转移到荧光材料的单重激发态，可以提高发光效率。另外，还可以认为是：形成该激基复合物的影响导致发光开始电压的降低。