CN113812013A - 发光器件、发光装置、发光模块、电子设备及照明装置 - Google Patents

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大泽信晴
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Abstract

本发明的一个方式提高发射近红外光的发光器件的可靠性。本发明的一个方式是一种发光器件，该发光器件在一对电极之间依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层。空穴注入层包含第一化合物及第二化合物。第一化合物对第二化合物具有电子接收性。第二化合物的HOMO能级为‑5.7eV以上且‑5.4eV以下。发光层包含发光性有机化合物。发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长为760nm以上且900nm以下。电子传输层包含第三化合物及含金属物质。第三化合物为电子传输性材料。含金属物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。

Description

发光器件、发光装置、发光模块、电子设备及照明装置
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光器件、发光装置、发光模块、电子设备及照明装置。
注意，本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域的一个例子，可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、电子设备、照明装置、输入装置(例如，触摸传感器等)、输入输出装置(例如，触摸面板等)以及上述装置的驱动方法或制造方法。
背景技术
对利用有机电致发光(EL：Electro Luminescence)现象的发光器件(也称为有机EL器件、有机EL元件)的研究开发日益火热。有机EL器件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层(以下，也记载为发光层)的结构。通过将电压施加到该有机EL器件，可以获得来自发光性有机化合物的发光。
作为发光性有机化合物，例如可以举出能够将三重激发态转换为发光的化合物(也称为磷光性化合物、磷光材料)。在专利文献1中，作为磷光材料公开了以铱等为中心金属的有机金属配合物。
此外，图像传感器被用于各种用途，例如个人识别、缺陷分析、医疗诊断、安全领域等。在图像传感器中，根据用途适当地选择所使用的光源的波长。在图像传感器中，例如使用可见光、X射线等短波长的光、近红外光等长波长的光等各种波长的光。
除了显示装置，发光器件也有望应用于上述那样的图像传感器的光源。
[先行技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2007-137872号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明的一个方式的目的之一是提高发射近红外光的发光器件的可靠性。本发明的一个方式的目的之一是延长发射近红外光的发光器件的寿命。本发明的一个方式的目的之一是提高发射近红外光的发光器件的发光效率。
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。
解决技术问题的手段
本发明的一个方式的发光器件在一对电极之间依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层。空穴注入层包含第一化合物及第二化合物。第一化合物对第二化合物具有电子接收性。第二化合物的最高占据分子轨道能级(HOMO能级)为-5.7eV以上且-5.4eV以下。发光层包含发光性有机化合物。发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长为760nm以上且900nm以下。电子传输层包含第三化合物及含金属物质。第三化合物为电子传输性材料。含金属物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。
第三化合物的HOMO能级优选为-6.0eV以上。
电子传输层优选包括第一区域及第二区域。第一区域优选比第二区域更靠近发光层一侧。第一区域及第二区域的含金属物质的浓度优选互不相同。第一区域的含金属物质的浓度优选比第二区域高。此时，第二区域也可以不包含含金属物质。或者，第二区域的含金属物质的浓度优选比第一区域高。此时，第一区域也可以不包含含金属物质。
发光层优选还包含第四化合物及第五化合物。第四化合物及第五化合物优选为形成激基复合物的组合。第四化合物优选为空穴传输性材料。第五化合物优选为电子传输性材料。
本发明的一个方式的发光器件优选还包括空穴传输层。空穴传输层优选位于空穴注入层与发光层之间。空穴传输层优选包含第六化合物。第六化合物的HOMO能级优选为第二化合物的HOMO能级以下的值。第六化合物的HOMO能级与第二化合物的HOMO能级的差优选为0.2eV以内。优选的是，第二化合物及第六化合物各自具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。第二化合物与第六化合物优选为相同的化合物。
含金属物质优选为包含碱金属或碱土金属的金属配合物。
含金属物质优选为包含含有氮及氧的配体、碱金属或碱土金属的金属配合物。
含金属物质优选为包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。
含金属物质优选为包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物。
发光性有机化合物优选为具有金属-碳键合的有机金属配合物。有机金属配合物优选具有2环以上且5环以下的稠合杂芳环。稠合杂芳环优选配位于金属。
发光性有机化合物优选为环金属配合物。发光性有机化合物优选为邻位金属配合物。发光性有机化合物优选为铱配合物。
发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长优选为780nm以上且880nm以下。
本发明的一个方式是一种发光装置，该发光装置包括具有上述任一结构的发光器件、以及晶体管和衬底中的一方或双方。
本发明的一个方式是一种包括上述发光装置的发光模块，该发光模块安装有柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，以下记载为FPC)或TCP(Tape Carrier Package：带载封装)等连接器或者利用COG(Chip On Glass：玻璃覆晶封装)方式或COF(Chip OnFilm：薄膜覆晶封装)方式等安装有集成电路(IC)。此外，本发明的一个方式的发光模块既可以只包括连接器和IC中的一方，也可以包括连接器和IC中的双方。
本发明的一个方式是一种电子设备，该电子设备包括上述发光模块、以及天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
本发明的一个方式是一种照明装置，该照明装置包括上述发光装置、以及框体、覆盖物和支架中的至少一个。
发明效果
通过本发明的一个方式，可以提高发射近红外光的发光器件的可靠性。通过本发明的一个方式，可以延长发射近红外光的发光器件的寿命。通过本发明的一个方式，可以提高发射近红外光的发光器件的发光效率。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述效果以外的效果。
附图简要说明
图1A至图1E是示出发光器件的一个例子的截面图。
图2A至图2C是说明发光器件的发光模型的示意图。
图3A至图3D是说明电子传输层中的含金属物质的浓度的图。
图4A是示出发光装置的一个例子的俯视图。图4B及图4C是示出发光装置的一个例子的截面图。
图5A是示出发光装置的一个例子的俯视图。图5B是示出发光装置的一个例子的截面图。
图6A至图6E是示出电子设备的一个例子的图。
图7是示出实施例的发光器件的图。
图8是示出器件1的电流密度-辐射度特性的图。
图9是示出器件1的电压-电流密度特性的图。
图10是示出器件1的电流密度-辐射通量特性的图。
图11是示出器件1的电压-辐射度特性的图。
图12是示出器件1的电流密度-外部量子效率特性的图。
图13是示出器件1的发射光谱的图。
图14A及图14B是示出器件1的可靠性测试结果的图。
图15是示出仅电子器件的结构的图。
图16是示出仅电子器件的电流密度-电压特性的图。
图17是示出直流电压为7.0V、ZADN：Liq为1：1时算出的电容C的频率特性的图。
图18是示出直流电压为7.0V、ZADN：Liq为1：1时的-ΔB的频率特性的图。
图19是示出各有机化合物中的电子迁移率的电场强度依赖特性的图。
实施发明的方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在以下说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，在表示具有相同功能的部分时，有时使用相同的阴影线而不特别附加附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”。此外，可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，使用图1至图3说明本发明的一个方式的发光器件。
本发明的一个方式的发光器件在一对电极(阳极及阴极)之间依次包括空穴注入层、发光层及电子传输层。空穴注入层包含第一化合物及第二化合物。第一化合物对于第二化合物具有电子接收性。第二化合物的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下。电子传输层包含第三化合物及含金属物质。第三化合物为电子传输性高的材料(也称作电子传输性材料)。含金属物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。
本发明的一个方式的发光器件具有空穴容易注入到发光层且电子不容易注入到发光层的结构。由于空穴容易从阳极一侧注入且电子从阴极一侧注入到发光层的量被抑制，所以可以抑制发光层成为电子过多的状态。另外，随着时间推移电子注入到发光层而亮度提高，该亮度的提高可以抵消初始劣化。由此，可以提供一种初始劣化得到抑制而驱动寿命极长的发光器件。
本发明的一个方式的发光器件在发光层包含发光性有机化合物。发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长(也称为峰值强度最高的波长)为760nm以上且900nm以下，优选为780nm以上，优选为880nm以下。
因为本发明的一个方式的发光器件能够形成为薄膜状且容易实现大面积化，所以可以用作发射近红外光的面光源。
发光性有机化合物发射磷光时可以提高发光器件的发光效率，所以是优选的。尤其是，发光性有机化合物优选为具有金属-碳键合的有机金属配合物。其中，发光性有机化合物更优选为环金属配合物。再者，发光性有机化合物优选为邻位金属配合物。由于这些有机化合物容易发射磷光，所以可以提高发光器件的发光效率。由此，本发明的一个方式的发光器件优选为发射磷光的磷光器件。
再者，具有金属-碳键合的有机金属配合物与卟啉类化合物等相比，发光率高且化学稳定性高，因此适合用作发光性有机化合物。
另外，在发光层中作为客体材料使用发光性有机化合物且作为主体材料使用其他有机化合物的情况下，如果在发光性有机化合物的吸收光谱出现深的波谷(出现强度低的部分)，根据主体材料的激发能量的值，有时从主体材料到客体材料的能量转移无法顺利进行而能量转移效率降低。在此，在具有金属-碳键合的有机金属配合物的吸收光谱中，来源于三重MLCT(Metal to Ligand Charge Transfer：从金属到配体的电荷转移)跃迁的吸收带、来源于单重MLCT跃迁的吸收带及来源于三重π-π*跃迁的吸收带等多数吸收带重叠，所以该吸收光谱中不易出现深的波谷。因此，可以扩大能够用于主体材料的材料的激发能量的值的范围，并扩大主体材料的选择范围。
另外，发光性有机化合物优选为铱配合物。例如，发光性有机化合物优选为作为中心金属使用铱的环金属配合物。由于铱配合物与白金配合物等相比化学稳定性高，通过作为发光性有机化合物使用铱配合物，可以提高发光器件的可靠性。从这样的稳定性的观点来看，铱的环金属配合物是优选的，铱的邻位金属配合物是更优选的。
注意，从获得近红外光的观点来看，上述有机金属配合物的配体优选具有2环以上且5环以下的稠合杂芳环配位于金属的结构。稠合杂芳环优选为3环以上。另外，稠合杂芳环优选为4环以下。稠合杂芳环所具有的环越多，越可以降低LUMO能级(最低空分子轨道能级)并使有机金属配合物的发光波长变长。另外，稠合杂芳环越少，越可以提高升华性。因此，通过使用2环以上且5环以下的稠合杂芳环，可以在适当地降低配体的LUMO能级并维持高升华性的同时，使来源于(三重)MLCT跃迁的有机金属配合物的发光波长变长至近红外光。此外，稠合杂芳环所具有的氮原子(N)的数量越多，越可以降低LUMO能级。因此，稠合杂芳环所具有的氮原子(N)的数量优选为两个以上，尤其优选为两个。
发光层优选还包含第四化合物及第五化合物。第四化合物及第五化合物优选为形成激基复合物的组合。优选的是，第四化合物和第五化合物中的一个为空穴传输性材料，另一个为电子传输性材料。通过采用这种结构，可以提高发光器件的发光效率。
[发光器件的结构例子]
<<发光器件的基本结构>>
图1A至图1E示出在一对电极之间包括EL层的发光器件的一个例子。
图1A所示的发光器件具有EL层103夹在第一电极101与第二电极102之间的结构(单层结构)。EL层103至少包括发光层。
发光器件也可以在一对电极之间包括多个EL层。图1B示出具有串联结构的发光器件，该发光器件在一对电极之间包括两个EL层(EL层103a及EL层103b)，两个EL层之间包括电荷产生层104。具有串联结构的发光器件可以实现低电压驱动且降低功耗。
电荷产生层104具有如下功能：在对第一电极101及第二电极102施加电压时，对EL层103a和EL层103b中的一个注入电子并对另一个注入空穴的功能。由此，在图1B中，当以使第一电极101的电位比第二电极102高的方式施加电压时，电子从电荷产生层104注入到EL层103a中，空穴注入到EL层103b中。
另外，从光提取效率的观点来看，电荷产生层104优选使近红外光透过(具体而言，电荷产生层104的近红外光透过率为40％以上)。另外，电荷产生层104即使其电导率比第一电极101或第二电极102低也发挥功能。
图1C至图1E分别示出EL层103的叠层结构的一个例子。在本实施方式中，以第一电极101被用作阳极而第二电极102被用作阴极的情况为例进行说明。
在图1C至图1E所示的发光器件中，作为EL层103，从第一电极101一侧包括空穴注入层121、空穴传输层122、发光层123、电子传输层124及电子注入层125。注意，虽然在图1C至图1E中未图示，但是发光器件也可以包括光学调整层。
第一电极101、第二电极102、空穴注入层121、空穴传输层122、发光层123、电子传输层124及电子注入层125也可以各为单层结构或叠层结构。注意，即使是如图1B所示的串联结构那样包括多个EL层，也可以将与图1C至图1E所示的EL层103同样的叠层结构用于各EL层。另外，在第一电极101为阴极且第二电极102为阳极的情况下，叠层顺序相反。
图1D及图1E所示的发光器件所包括的空穴传输层122具有空穴注入层121一侧的空穴传输层122a与发光层123一侧的空穴传输层122b的两层结构。
图1E所示的发光器件所包括的电子传输层124具有发光层123一侧的电子传输层124a与电子注入层125一侧的电子传输层124b的两层结构。
发光层123适当地组合发光物质及多个物质而能够获得所希望的波长的荧光发光或磷光发光。另外，发光层123也可以具有发光波长不同的叠层结构。注意，在此情况下，用于层叠的各发光层的发光物质或其他物质可以分别使用不同材料。另外，图1B所示的EL层103a及EL层103b也可以具有呈现互不相同的波长的结构。在此情况下，用于各发光层的发光物质或其他物质可以分别使用不同材料。
在本发明的一个方式的发光器件中，可以采用使在EL层中获得的光在一对电极之间发生谐振，从而增强所获得的光的结构。例如，在图1C中，通过使第一电极101为反射电极(对近红外光具有反射性的电极)且使第二电极102为半透射-半反射电极(对近红外光具有透过性及反射性的电极)，形成光学微腔谐振器(微腔)结构，从而可以增强从EL层103获得的光。
注意，在发光器件的第一电极101为由对近红外光具有反射性的导电膜和对近红外光具有透过性的导电膜的叠层结构构成的反射电极的情况下，可以通过控制该具有透过性的导电膜的厚度来进行光学调整。具体而言，优选以如下方式进行调整：相对于从发光层123获得的光的波长λ，第一电极101与第二电极102的电极间距离为mλ/2(注意，m为自然数)左右。
另外，为了使从发光层123获得的所希望的光(波长：λ)放大，优选调整为如下：从第一电极101到能够获得发光层123的所希望的光的区域(发光区域)的光学距离及从第二电极102到能够获得发光层123的所希望的光的区域(发光区域)的光学距离都成为(2m’+1)λ/4(注意，m’为自然数)左右。注意，在此说明的“发光区域”是指发光层123中的空穴与电子的复合区域。
通过进行上述光学调整，可以使能够从发光层123获得的光的光谱变窄，由此获得所希望的波长的光。
另外，在上述情况下，严格地说，第一电极101和第二电极102之间的光学距离可以说是从第一电极101中的反射区域到第二电极102中的反射区域的总厚度。但是，因为难以准确地决定第一电极101或第二电极102中的反射区域的位置，所以通过假定第一电极101及第二电极102中的任意的位置为反射区域可以充分得到上述效果。另外，严密地说，第一电极101和可以获得所希望的光的发光层之间的光学距离可以说是第一电极101中的反射区域和可以获得所希望的光的发光层中的发光区域之间的光学距离。但是，因为难以准确地决定第一电极101中的反射区域或可以获得所希望的光的发光层中的发光区域的位置，所以通过假定第一电极101中的任意的位置为反射区域且假定可以获得所希望的光的发光层的任意的位置为发光区域，可以充分得到上述效果。
第一电极101和第二电极102中的至少一个为对近红外光具有透过性的电极。对近红外光具有透过性的电极的近红外光透过率为40％以上。注意，在对近红外光具有透过性的电极为上述半透射-半反射电极的情况下，该电极的近红外光的反射率为20％以上，优选为40％以上，或低于100％，优选为95％以下，也可以为80％以下或70％以下。例如，该电极的近红外光的反射率为20％以上且80％以下，优选为40％以上且70％以下。此外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
在第一电极101或第二电极102为反射电极的情况下，反射电极的近红外光反射率为40％以上且100％以下，优选为70％以上且100％以下。另外，该电极的电阻率优选为1×10-2Ωcm以下。
<<发光器件的材料及制造方法>>
接着，对可用于发光器件的材料及制造方法进行说明。在此，使用具有图1E所示的单层结构的发光器件进行说明。
<电极>
作为形成发光器件的一对电极的材料，如果可以满足上述两个电极的功能则可以适当地组合下述材料。例如，可以适当地使用金属、合金、导电化合物以及它们的混合物等。具体而言，可以举出In-Sn氧化物(也称为ITO)、In-Si-Sn氧化物(也称为ITSO)、In-Zn氧化物、In-W-Zn氧化物。除了上述以外，还可以举出铝(Al)、钛(Ti)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、镓(Ga)、锌(Zn)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、钽(Ta)、钨(W)、钯(Pd)、金(Au)、铂(Pt)、银(Ag)、钇(Y)、钕(Nd)等金属以及适当地组合它们的合金。除了上述以外，可以使用以上没有列举的属于元素周期表中第1族或第2族的元素(例如，锂(Li)、铯(Cs)、钙(Ca)、锶(Sr))、铕(Eu)、镱(Yb)等稀土金属、适当地组合它们的合金以及石墨烯等。
在制造具有微腔结构的发光器件的情况下，例如，将第一电极101和第二电极102中的一个形成为反射电极，将另一个形成为半透射-半反射电极。由此，可以单独使用所希望的导电材料或者使用多个所希望的导电材料以单层或叠层形成上述电极。另外，第二电极102在形成EL层103之后，与上述同样地选择材料而形成。另外，上述电极可以利用溅射法或真空蒸镀法形成。
<空穴注入层>
空穴注入层121具有易于对EL层103注入空穴的功能。例如，空穴注入层121可以具有将从阳极注入的空穴注入到空穴传输层122(或发光层123等)的功能。例如，空穴注入层121可以具有生成空穴并将该空穴注入到空穴传输层122(或发光层123等)的功能。
第一化合物为电子受体性材料(受体性材料)，对第二化合物具有电子受体性。
第二化合物为空穴传输性材料。空穴传输性材料的空穴传输性比电子传输性高。
第二化合物的HOMO能级优选较低(深)。具体而言，第二化合物的HOMO能级优选为-5.7eV以上且-5.4eV以下。在第二化合物的HOMO能级较低时，空穴容易注入到空穴传输层122，所以是优选的。
作为第一化合物，可以使用包括吸电子基团(尤其是，氟基等卤基或氰基)的有机化合物。
作为第一化合物，例如可以举出醌二甲烷衍生物、四氯苯醌衍生物、六氮杂三亚苯衍生物等有机受体。具体而言，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、2，3，6，7，10，11-六氰-1，4，5，8，9，12-六氮杂三亚苯(简称：HAT-CN)、1，3，4，5，7，8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称：F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亚甲基-1，3，4，5，6，8，9，10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。尤其是，HAT-CN这样的吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物热稳定，所以是优选的。另外，包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基、氰基)的[3]轴烯衍生物的电子受体性非常高所以是特别优选的。作为包括吸电子基团的[3]轴烯衍生物，例如可以举出：α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[4-氰-2，3，5，6-四氟苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，6-二氯-3，5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α，α’，α”-1，2，3-环丙烷三亚基三[2，3，4，5，6-五氟苯乙腈]等。
第二化合物优选具有空穴传输性骨架。作为该空穴传输性骨架，优选使用空穴传输性材料的HOMO能级不成为过高(浅)的咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架。
第二化合物优选具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。空穴传输性材料也可以为具有包含二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的取代基的芳香胺、具有萘环的芳香单胺或9-芴基通过亚芳基键合于胺的氮的芳香单胺。
在第二化合物具有N，N-双(4-联苯)氨基时，可以制造长寿命的发光器件，所以是优选的。
作为第二化合物，例如可以举出N-(4-联苯)-6，N-二苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BnfABP)、N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)、4，4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(简称：BnfBB1BP)、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-胺(简称：BBABnf(6))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf(8))、N，N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2，3-d]呋喃-4-胺(简称：BBABnf(II)(4))、N，N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-p-三联苯(简称：DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称：ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’，4”-二苯基三苯基胺(简称：BBAβNBi)、4，4’-二苯基-4”-(6；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB)、4，4’-二苯基-4”-(7；1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBAαNβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称：BBAPβNB-03)、4，4’-二苯基-4”-(6；2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBA(βN2)B)、4，4’-二苯基-4”-(7；2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称：BBA(βN2)B-03)、4，4’-二苯基-4”-(4；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB)、4，4’-二苯基-4”-(5；2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称：BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称：TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBA1BP)、4，4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称：αNBB1BP)、4，4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称：YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1，1’-联苯-4-基)胺(简称：YGTBi1BP-02)、4-二苯基-4’-(2-萘基)-4”-{9-(4-联苯基)咔唑)}三苯基胺(简称：YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9，9'-螺双(9H-芴)-2-胺(简称：PCBNBSF)、N，N-双(4-联苯基)-9，9’-螺双[9H-芴]-2-胺(简称：BBASF)、N，N-双(1，1’-联苯-4-基)-9，9’-螺双[9H-芴]-4-胺(简称：BBASF(4))、N-(1，1’-联苯-2-基)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9，9’-螺双(9H-芴)-4-胺(简称：oFBiSF)、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)二苯并呋喃-4-胺(简称：FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称：mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称：mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称：BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBA1BP)、4，4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBANB)、4，4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称：PCBNBB)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]螺-9，9’-二芴-2-胺(简称：PCBASF)、N-(1，1’-联苯-4-基)-9，9-二甲基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9H-芴-2-胺(简称：PCBBiF)、3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCzN2)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-芴-9-基)三苯基胺(简称：FLPAPA)等。
<空穴传输层>
空穴传输层122是将由空穴注入层121注入的空穴传输到发光层123的层。
空穴传输层122优选包含第六化合物。
第六化合物为空穴传输性材料。作为空穴传输性材料，能够使用可用于第二化合物的空穴传输性材料。
第六化合物的HOMO能级优选为第二化合物的HOMO能级以下的值。第六化合物的HOMO能级与第二化合物的HOMO能级之差优选为0.2eV以内。
第二化合物和第六化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
当第二化合物与第六化合物具有同一空穴传输性骨架(尤其是，二苯并呋喃骨架)时，可以顺利地注入空穴，所以是优选的。
当第二化合物与第六化合物相同时，可以顺利地注入空穴，所以是更优选的。
在空穴传输层122具有叠层结构的情况下，构成空穴传输层122的各层是将空穴传输到发光层123的层。
图1D和图1E中的空穴传输层122a可以具有与图1C中的空穴传输层122同样的结构。
图1D和图1E中的空穴传输层122b(即，空穴传输层122中的最靠近发光层123一侧的层)优选被用作电子阻挡层。
空穴传输层122b优选包含第七化合物。
第七化合物为空穴传输性材料。作为空穴传输性材料，能够使用可用于第二化合物的空穴传输性材料。
第七化合物的HOMO能级与第六化合物的HOMO能级之差优选为0.2eV以内。
第二化合物、第六化合物及第七化合物优选都具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
当第二化合物、第六化合物及第七化合物具有同一空穴传输性骨架(尤其是，二苯并呋喃骨架)时，可以顺利地注入空穴，所以是优选的。
当用于空穴注入层121、空穴传输层122a及空穴传输层122b的空穴传输性材料具有上述关系时，可以顺利地对各层进行空穴注入，从而可以防止驱动电压上升以及发光层123中的空穴过少状态。
<发光层>
发光层123为包含发光物质的层。
本发明的一个方式的发光器件作为发光物质包含发光性有机化合物。该发光性有机化合物发射近红外光。具体而言，发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长为760nm以上且900nm以下，优选为780nm以上，并且优选为880nm以下。
作为发射近红外光的发光性有机化合物，例如可以使用实施方式2所示的有机金属配合物。
发光层123可以包含一种或多种发光物质。
此外，本发明的一个方式的发光器件也可以包括除了发射近红外光的发光物质以外的发光物质。例如，本发明的一个方式的发光器件除了发射近红外光的发光物质，还可以包括发射可见光(红色、蓝色、绿色等)的发光物质。
发光层123除了发光物质(客体材料)以外还可以包含一种或多种有机化合物(主体材料、辅助材料等)。作为一种或多种有机化合物，可以使用在本实施方式中说明的空穴传输性材料和电子传输性材料中的一方或双方。此外，作为一种或多种有机化合物，也可以使用双极性材料。
对可用于发光层123的发光物质没有特别的限制，可以使用将单重激发能量转换为近红外光区域的光的发光物质或者将三重激发能量转换为近红外光区域的光的发光物质。
作为将单重激发能量转换成发光的发光物质，可以举出发射荧光的物质(荧光材料)，例如可以举出芘衍生物、蒽衍生物、三亚苯衍生物、芴衍生物、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、喹喔啉衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、菲衍生物、萘衍生物等。尤其是芘衍生物的发光量子产率高，所以是优选的。作为芘衍生物的具体例子，可以举出N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称：1,6FLPAPrn)、N,N’-双(二苯并呋喃-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称：1,6FrAPrn)、N,N’-双(二苯并噻吩-2-基)-N,N’-二苯基芘-1,6-二胺(简称：1,6ThAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-6-胺](简称：1,6BnfAPrn)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(N-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1,6BnfAPrn-02)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称：1,6BnfAPrn-03)等。尤其是，这些以1，6FLPAPrn、1，6mMemFLPAPrn、1，6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有合适的空穴俘获性且良好的发光效率及可靠性，所以是优选的。
除了上述以外，可以使用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-4-基]-2，2'-联吡啶(简称：PAPP2BPy)、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)、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)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPA)、4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称：PCBAPBA)、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯(简称：TBP)、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)、3，10-双[N-(9-苯基-9H-咔唑-2-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10PCA2Nbf(IV)-02)、3，10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2，3-b；6，7-b’]双苯并呋喃(简称：3，10FrA2Nbf(IV)-02)等。
作为将三重激发能量转换为发光的发光物质，例如可以举出发射磷光的物质(磷光材料)或呈现热活化延迟荧光的热活化延迟荧光(Thermally Activated DelayedFluorescence：TADF)材料。
作为磷光材料，例如可以举出具有4H-***骨架、1H-***骨架、咪唑骨架、嘧啶骨架、吡嗪骨架或吡啶骨架的有机金属配合物(尤其是，铱配合物)、包括吸电子基团的苯基吡啶衍生物作为配体的有机金属配合物(尤其是，铱配合物)、铂配合物、稀土金属配合物等。
作为呈现蓝色或绿色且其发射光谱的峰值波长为450nm以上且570nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2，6-二甲基苯基)-4H-1，2，4-***-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3，4-二苯基-4H-1，2，4-***(triazolato))铱(III)(简称：[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1，2，4-***(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(iPrptz-3b)3])、三[3-(5-联苯)-5-异丙基-4-苯基-4H-1，2，4-***(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(iPr5btz)3])等具有4H-***骨架的有机金属配合物；三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1，2，4-***(triazolato)]铱(III)(简称：[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1，2，4-***(triazolato))铱(III)(简称：[Ir(Prptz1-Me)3])等具有1H-***骨架的有机金属配合物；fac-三[1-(2，6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称：[Ir(iPrpmi)3])、三[3-(2，6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1，2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称：[Ir(dmpimpt-Me)3])等具有咪唑骨架的有机金属配合物；以及双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)四(1-吡唑基)硼酸盐(简称：FIr6)、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)吡啶甲酸盐(简称：FIrpic)、双{2-[3'，5'-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N，C2'}铱(III)吡啶甲酸盐(简称：[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4'，6'-二氟苯基)吡啶根-N，C2']铱(III)乙酰丙酮(简称：FIr(acac))等以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属配合物等。
作为呈现绿色或黄色且其发射光谱的峰值波长为495nm以上且590nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出三(4-甲基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降莰基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶]铱(III)(简称：[Ir(mpmppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双{4，6-二甲基-2-[6-(2，6-二甲基苯基)-4-嘧啶基-κN3]苯基-κC}铱(III)(简称：[Ir(dmppm-dmp)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4，6-二苯基嘧啶)铱(III)(简称：[Ir(dppm)2(acac)])等具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物；(乙酰丙酮根)双(3，5-二甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物；三(2-苯基吡啶根-N，C2')铱(III)(简称：[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称：[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N，C2＇)铱(III)(简称：[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(pq)2(acac)])、[2-(4-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称：[Ir(ppy)2(4dppy)])、双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC][2-(4-甲基-5-苯基-2-吡啶基-κN)苯基-κC]等具有吡啶骨架的有机金属铱配合物；双(2，4-二苯基-1，3-噁唑-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-N，C2'}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)])等有机金属配合物、三(乙酰丙酮根)(单菲罗啉)铽(III)(简称：[Tb(acac)3(Phen)])等稀土金属配合物。
作为呈现黄色或红色且其发射光谱的峰值波长为570nm以上且750nm以下的磷光材料，可以举出如下物质。
例如可以举出(二异丁酰甲烷根)双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4，6-双(3-甲基苯基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4，6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(d1npm)2(dpm)])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称：[Ir(tBuppm)3])等具有嘧啶骨架的有机金属配合物；(乙酰丙酮)双(2，3，5-三苯基吡嗪)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(acac)])、双(2，3，5-三苯基吡嗪)(二新戊酰甲烷)铱(III)(简称：[Ir(tppr)2(dpm)])、双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-5-苯基-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2，6-二甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-P)2(dibm)])、双{4，6-二甲基-2-[5-(4-氰基-2，6-二甲基苯基)-3-(3，5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-dmCP)2(dpm)])、(乙酰丙酮)双[2-甲基-3-苯基喹喔啉合(quinoxalinato)-N，C2’]铱(III)(简称：[Ir(mpq)2(acac)])、(乙酰丙酮)双(2，3-二苯基喹喔啉合-N，C2’)铱(III)(简称：[Ir(dpq)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)])、双{4，6-二甲基-2-[5-(5-氰-2-甲基苯基)-3-(3，5-二甲基苯基)-2-吡嗪基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdppr-m5CP)2(dpm)])等具有吡嗪骨架的有机金属配合物；三(1-苯基异喹啉-N，C2’)铱(III)(简称：[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N，C2')铱(III)乙酰丙酮(简称：[Ir(piq)2(acac)])、双[4，6-二甲基-2-(2-喹啉基-κN)苯基-κC](2，4-戊二酮根-κ2O，O’)铱(III)等具有吡啶骨架的有机金属配合物；2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(II)(简称：[PtOEP])等铂配合物；以及三(1，3-二苯基-1，3-丙二酮(propanedionato))(单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(DBM)3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3，3，3-三氟丙酮](单菲罗啉)铕(III)(简称：[Eu(TTA)3(Phen)])等稀土金属配合物。
作为用于发光层123的有机化合物(主体材料、辅助材料等)，可以使用选择一种或多种其能隙比发光物质大的物质。
当用于发光层123的发光物质是荧光材料时，作为与荧光发光物质组合使用的有机化合物，优选使用单重激发态的能级大且三重激发态的能级小的有机化合物。
虽然一部分与上述具体例子重复，但是，从与发光物质(荧光材料、磷光材料)的优选组合的观点来看，以下示出有机化合物的具体例子。
作为可以与荧光材料组合而使用的有机化合物，可以举出蒽衍生物、并四苯衍生物、菲衍生物、芘衍生物、
Figure BDA0003347219400000241
(chrysene)衍生物、二苯并[g，p]
Figure BDA0003347219400000242
衍生物等稠合多环芳香化合物。
作为与荧光材料组合而使用的有机化合物(主体材料)的具体例子，可以举出9-苯基-3-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：PCzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：DPCzPA)、PCPN、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)、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-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：2PCAPA)、6,12-二甲氧基-5,11-二苯基
Figure BDA0003347219400000251
、N，N，N’，N’，N”，N”，N”’，N”’-八苯基二苯并[g，p]
Figure BDA0003347219400000252
-2，7，10，15-四胺(简称：DBC1)、CzPA、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)、6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称：2mBnfPPA)、9-苯基-10-{4-(9-苯基-9H-芴-9-基)联苯-4’-基}蒽(简称：FLPPA)、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’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(简称：DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(简称：DPNS2)、1,3,5-三(1-芘)苯(简称：TPB3)、5,12-二苯基并四苯、5,12-双(联苯-2-基)并四苯、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)等。
作为与磷光材料组合而使用的有机化合物，选择其三重激发能量大于发光物质的三重激发能量(基底状态和三重激发态的能量差)的有机化合物即可。
注意，当为了形成激基复合物组合而使用多个有机化合物(例如，第一主体材料及第二主体材料(或辅助材料)等)与发光物质时，优选与磷光材料(尤其是有机金属配合物)混合而使用这些多个有机化合物。
通过采用这样的结构，可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer：激基复合物-三重态能量转移)的发光。作为多个有机化合物的组合，优选使用容易形成激基复合物的组合，特别优选组合容易接收空穴的化合物(空穴传输性材料)与容易接收电子的化合物(电子传输性材料)。另外，通过作为该激基复合物选择形成发射与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的光的激基复合物的组合，可以使能量转移变得顺利，从而高效地得到发光。另外，作为空穴传输性材料及电子传输性材料的具体例子，可以使用本实施方式所示的材料。通过采用上述结构，可以同时实现高效率、低电压驱动以及长寿命的发光器件。
关于形成激基复合物的材料的组合，空穴传输性材料的HOMO能级优选为电子传输性材料的HOMO能级以上的值。空穴传输性材料的LUMO能级优选为电子传输性材料的LUMO能级以上的值。注意，材料的LUMO能级及HOMO能级可以从通过循环伏安(CV)测量测得的材料的电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。
注意，激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认：对空穴传输性材料的发射光谱、电子传输性材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较，当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰值)的现象时说明形成有激基复合物。或者，对空穴传输性材料的瞬态光致发光(PL)、电子传输性材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较，当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外，可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之，与对空穴传输性材料的瞬态EL、具有电子传输性的材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较，观察瞬态响应的不同，可以确认激基复合物的形成。
作为可以与磷光材料组合而使用的有机化合物，可以举出芳香胺(具有芳香胺骨架的化合物)、咔唑衍生物(具有咔唑骨架的化合物)、二苯并噻吩衍生物(噻吩衍生物)、二苯并呋喃衍生物(呋喃衍生物)、锌类金属配合物或铝类金属配合物、噁二唑衍生物、***衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、嘧啶衍生物、三嗪衍生物、吡啶衍生物、联吡啶衍生物、菲罗啉衍生物等。
作为空穴传输性高的有机化合物的芳香胺、咔唑衍生物、二苯并噻吩衍生物、二苯并呋喃衍生物的具体的一个例子，可以举出如下物质。
作为联咔唑衍生物(例如，3，3’-联咔唑衍生物)，具体而言，可以举出3，3’-双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCCP)、9，9’-双(1，1’-联苯-4-基)-3，3’-联-9H-咔唑、9，9’-双(1，1’-联苯-3-基)-3，3’-联-9H-咔唑、9-(1，1’-联苯-3-基)-9’-(1，1’-联苯-4-基)-9H，9’H-3，3’-联咔唑(简称：mBPCCBP)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H，9’H-3，3’-联咔唑(简称：βNCCP)等。
此外，作为具有咔唑基的芳香胺，具体而言，可以举出PCBA1BP、N-(4-联苯)-N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-9-苯基-9H-咔唑-3-胺(简称：PCBiF)、PCBBiF、PCBBi1BP、PCBANB、PCBNBB、4-苯基二苯基-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)胺(简称：PCA1BP)、N，N’-双(9-苯基咔唑-3-基)-N，N’-二苯基苯-1，3-二胺(简称：PCA2B)、N，N’，N”-三苯基-N，N’，N”-三(9-苯基咔唑-3-基)苯-1，3，5-三胺(简称：PCA3B)、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)、PCBASF、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)、3-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA1)、3，6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzDPA2)、3，6-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-(1-萘基)氨基]-9-苯基咔唑(简称：PCzTPN2)、2-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]螺-9，9’-二芴(简称：PCASF)、N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-(4-苯基)苯基苯胺(简称：YGA1BP)、N，N’-双[4-(咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基-9，9-二甲基芴-2，7-二胺(简称：YGA2F)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(简称：TCTA)等。
作为咔唑衍生物，除了上述以外，还可以举出3-[4-(9-菲基)-苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称：PCPPn)、PCPN、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)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称：TCPB)、CzPA等。
作为上述噻吩衍生物(具有噻吩骨架的化合物)及呋喃衍生物(具有呋喃骨架的化合物)，具体而言，可以举出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)等具有噻吩骨架的化合物、以及4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称：mmDBFFLBi-II)等具有呋喃骨架的化合物等。
作为上述芳香胺，具体而言，可以举出4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称：NPB或α-NPD)、N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(简称：TPD)、4，4’-双[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(简称：BSPB)、BPAFLP、mBPAFLP、N-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-N-{9，9-二甲基-2-[N’-苯基-N’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)氨基]-9H-芴-7-基}苯基胺(简称：DFLADFL)、N-(9，9-二甲基-2-二苯基氨基-9H-芴-7-基)二苯基胺(简称：DPNF)、2-[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]螺-9，9’-二芴(简称：DPASF)、2，7-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]-螺-9，9’-二芴(简称：DPA2SF)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(简称：1’-TNATA)、TDATA、m-MTDATA、N，N’-二(对甲苯基)-N，N’-二苯基-对苯二胺(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)、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-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称：DPA3B)等。
作为空穴传输性高的有机化合物，还可以使用聚(N-乙烯咔唑)(简称：PVK)、聚(4-乙烯三苯基氨基)(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。
作为电子传输性高的有机化合物的锌类金属配合物、铝类金属配合物的具体例子，可以举出：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)等具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属配合物等。
除此之外，还可以使用如双[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)等具有噁唑基类配体、噻唑类配体的金属配合物等。
此外，作为电子传输性高的有机化合物的噁二唑衍生物、***衍生物、苯并咪唑衍生物、苯并咪唑衍生物、喹喔啉衍生物、二苯并喹喔啉衍生物、菲罗啉衍生物的具体例子，可以举出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-(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)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-***(简称：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-***(简称：p-EtTAZ)、2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)、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)、4，4’-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)二苯乙烯(简称：BzOs)、红菲绕啉(简称：Bphen)、浴铜灵(简称：BCP)、2，9-双(萘-2-基)-4，7-二苯基-1，10-菲罗啉(简称：NBphen)、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)、2-[4-(3，6-二苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：2CzPDBq-III)、7-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：7mDBTPDBq-II)及6-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f，h]喹喔啉(简称：6mDBTPDBq-II)等。
此外，作为电子传输性高的有机化合物的具有二嗪骨架的杂环化合物、具有三嗪骨架的杂环化合物、具有吡啶骨架的杂环化合物的具体例子，可以举出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)、4，6-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]嘧啶(简称：4，6mCzP2Pm)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PCCzPTzn)、9-[3-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2，3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)、2-[3’-(9，9-二甲基-9H-芴-2-基)-1，1’-联苯-3-基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mFBPTzn)、2-[(1，1’-联苯)-4-基]-4-苯基-6-[9，9’-螺二(9H-芴)-2-基]-1，3，5-三嗪(简称：BP-SFTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mBnfBPTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-6-基)苯基]苯基}-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：mBnfBPTzn-02)、3，5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称：35DCzPPy)、1，3，5-三[3-(3-吡啶)苯基]苯(简称：TmPyPB)等。
此外，作为电子传输性高的有机化合物，还可以使用聚(2，5-吡啶二基)(简称：PPy)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共-(吡啶-3，5-二基)](简称：PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共-(2，2’-联吡啶-6，6’-二基)](简称：PF-BPy)等高分子化合物。
TADF材料是指S1能级(单重激发态的能级)和T1能级(三重激发态的能级)之差较小且具有通过反系间窜越将三重激发能转换为单重激发能的功能的材料。因此，能够通过微小的热能量将三重激发能上转换(up-convert)为单重激发能(反系间窜越)并能够高效地产生单重激发态。此外，可以将三重激发能转换为发光。另外，可以高效地获得热活化延迟荧光的条件为如下：S1能级与T1能级的能量差为0eV以上且0.2eV以下，优选为0eV以上且0.1eV以下。TADF材料所呈现的延迟荧光是指其光谱与一般的荧光同样但其寿命非常长的发光。其寿命为10-6秒以上，优选为10-3秒以上。
以两种物质形成激发态的激基复合物因S1能级和T1能级之差极小而具有将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
注意，作为T1能级的指标，可以使用在低温(例如，77K至10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料，优选的是，当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时，S1与T1之差为0.3eV以下，更优选为0.2eV以下。
TADF材料可以被用作客体材料或主体材料。
作为TADF材料，例如可以举出富勒烯或其衍生物、普鲁黄素等吖啶衍生物、伊红等。另外，还可以举出包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等含金属卟啉。作为含金属卟啉，例如，也可以举出原卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(ProtoIX))、中卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(简称：SnF2(Copro III-4Me))、八乙基卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(简称：SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(简称：PtCl2OEP)等。
除此之外，可以使用2-(联苯-4-基)-4，6-双(12-苯基吲哚[2，3-a]咔唑-11-基)-1，3，5-三嗪(简称：PIC-TRZ)、PCCzPTzn、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪(简称：PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5，10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4，5-二苯基-1，2，4-***(简称：PPZ-3TPT)、3-(9，9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称：ACRXTN)、双[4-(9，9-二甲基-9，10-二氢吖啶)苯基]砜(简称：DMAC-DPS)、10-苯基-10H，10’H-螺[吖啶-9，9’-蒽]-10’-酮(简称：ACRSA)、4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzBfpm)、4-[4-(9’-苯基-3，3’-联-9H-咔唑-9-基)苯基]苯并呋喃并[3，2-d]嘧啶(简称：4PCCzPBfpm)、9-[3-(4，6-二苯基-1，3，5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2，3’-联-9H-咔唑(简称：mPCCzPTzn-02)等具有富π电子杂芳环及缺π电子杂芳环的杂环化合物。该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环，电子传输性和空穴传输性都高，所以是优选的。另外，也可以使用键合有氰基等吸电子基团的芳环代替缺π电子型杂芳环。此外，可以使用缺π电子骨架代替缺π电子杂芳环。同样地，可以使用富π电子骨架代替富π电子杂芳环。
在具有缺π电子杂芳环的骨架中，吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好，所以是优选的。尤其是，苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的电子受体性高且可靠性良好，所以是优选的。
在具有富π电子型杂芳环的骨架中，吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好，所以优选具有上述骨架中的至少一个。尤其是，优选使用二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架、吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。
在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中，富π电子杂芳环的供体性和缺π电子型杂芳环的受体性都高而单重激发态与三重激发态之间的能量差变小，所以是特别优选的。
作为富π电子骨架，可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。作为缺π电子骨架，可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthene dioxide)骨架、噁二唑骨架、***骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。
另外，在作为发光物质使用TADF材料的情况下，可以组合其他有机化合物使用。尤其是，可以与上述主体材料(空穴传输性材料、电子传输性材料)组合。在使用TADF材料时，主体材料的S1能级优选高于TADF材料的S1能级。此外，主体材料的T1能级优选比TADF材料的T1能级高。
另外，也可以使用TADF材料作为主体材料且使用荧光材料作为客体材料。当使用TADF材料作为主体材料时，由TADF材料生成的三重激发能经反系间窜越转换为单重激发能并进一步能量转移到发光物质，由此可以提高发光器件的发光效率。此时，TADF材料被用作能量供体，发光物质被用作能量受体。由此，作为主体材料使用TADF材料在作为客体材料使用荧光材料时很有效。此外，此时，为了得到高发光效率，TADF材料的S1能级优选比荧光材料的S1能级高。此外，TADF材料的T1能级优选比荧光材料的S1能级高。因此，TADF材料的T1能级优选比荧光材料的T1能级高。
此外，优选使用呈现与荧光材料的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的TADF材料。由此，激发能顺利地从TADF材料转移到荧光材料，可以高效地得到发光，所以是优选的。
为了高效地从三重激发能通过反系间窜越生成单重激发能，优选在TADF材料中产生载流子复合。此外，优选的是在TADF材料中生成的三重激发能不转移到荧光材料。为此，荧光材料优选在荧光材料所具有的发光体(成为发光的原因的骨架)的周围具有保护基。作为该保护基，优选为不具有π键的取代基，优选为饱和烃，具体而言，可以举出碳数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳数为3以上且10以下的环烷基、碳数为3以上且10以下的三烷基硅基，更优选具有多个保护基。不具有π键的取代基由于几乎没有传输载流子的功能，所以对载流子传输或载流子复合几乎没有影响，可以使TADF材料与荧光材料的发光体彼此远离。在此，发光体是指在荧光材料中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体优选为具有π键的骨架，优选包含芳香环，并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。作为稠合芳香环或稠合杂芳环，可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架等。尤其是，具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、
Figure BDA0003347219400000341
骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光材料具有高荧光量子产率，所以是优选的。
<电子传输层>
电子传输层124是将从第二电极102注入的电子传送到发光层123的层。
电子传输层124包含第三化合物和含金属物质。
第三化合物为电子传输性材料。电子传输性材料的电子传输性比空穴传输性高。
第三化合物的HOMO能级优选为-6.0eV以上。
第三化合物的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选为1×10-7cm2/Vs以上且1×10-5cm2/Vs以下，更优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。
第三化合物的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率优选小于发光层123的主体材料的电场强度[V/cm]的平方根为600时的电子迁移率。通过降低电子传输层124中的电子传输性可以控制向发光层123的电子的注入量，由此可以防止发光层123变成电子过多的状态。
第三化合物优选具有蒽骨架，更优选具有蒽骨架及杂环骨架。作为该杂环骨架优选使用含氮五元环骨架。该含氮五元环骨架尤其优选具有如吡唑环、咪唑环、噁唑环、噻唑环那样在环中具有两个杂原子的含氮五元环骨架。
除此之外，可以将可用于上述主体材料的电子传输性材料的一部分以及作为可以与上述荧光材料组合而用于主体材料的材料举出的物质用于电子传输层124。
作为第三化合物，例如可以举出2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称：αN-βNPAnth)，9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称：CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c，g]咔唑(简称：cgDBCzPA)等。
含金属物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。
作为金属，可以举出碱金属、碱土金属及稀土金属。具体而言，可以举出Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba等。
作为金属盐，例如可以举出上述金属的卤化物及上述金属的碳酸盐。具体而言，可以举出LiF、NaF、KF、RbF、CsF、MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiCl、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2、Li2CO3、Cs2CO3等。
作为金属氧化物，例如可以举出上述金属的氧化物。具体而言，可以举出Li2O、Na2O、Cs2O、MgO、CaO等。
作为有机金属盐，例如可以举出有机金属配合物。
含金属物质优选为包含碱金属或碱土金属的金属配合物。
含金属物质优选为包含含有氮及氧的配体、碱金属或碱土金属的金属配合物。
含金属物质优选为包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。8-羟基喹啉结构是指在取代或未取代的8-羟基喹啉中脱离羟基(-OH基、羟基)的质子而成的结构。作为具有8-羟基喹啉结构的配体，可以举出8-羟基喹啉及8-羟基喹啉的甲基取代物(例如2-甲基取代物、5-甲基取代物)等。
含金属物质优选为包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物。
作为上述金属配合物，可以举出8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)、8-(羟基喹啉)钠(简称：Naq)、8-(羟基喹啉)钾(简称：Kq)、(8-羟基喹啉)镁(简称：Mgq2)、(8-羟基喹啉)锌(简称：Znq2)等。
作为含金属物质，尤其优选使用Liq。
如图1E所示，电子传输层124也可以包括发光层123一侧的电子传输层124a和第二电极102一侧的电子传输层124b。电子传输层124a中的第三化合物与含金属物质的浓度比优选与电子传输层124b不同。例如，电子传输层124a中的含金属物质的浓度优选高于电子传输层124b。或者，电子传输层124b中的含金属物质的浓度也可以高于电子传输层124a。注意，电子传输层124a和电子传输层124b中的一个也可以不包含含金属物质。
<电子注入层>
电子注入层125是提高从第二电极102注入电子的效率的层。第二电极102的材料的功函数的值与用于电子注入层125的材料的LUMO能级的值之差优选小(0.5eV以内)。
因此，作为电子注入层125，可以使用锂、铯、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、氟化钙(CaF2)、8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)、2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPP)、2-(2-吡啶基)-3-羟基吡啶(pyridinolato)锂(简称：LiPPy)、4-苯基-2-(2-吡啶基)苯酚锂(简称：LiPPP)、锂氧化物(LiOx)、碳酸铯等碱金属、碱土金属或者它们的化合物。此外，可以使用氟化铒(ErF3)等稀土金属化合物。另外，也可以将电子盐用于电子注入层125。作为该电子盐，例如可以举出对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等。此外，也可以使用上述构成电子传输层124的物质。
另外，作为电子注入层125也可以使用包括电子传输性材料及供体性材料(电子供体性材料)的复合材料。这种复合材料在电子注入性能和电子传输性能方面优良，因为电子给体导致电子的生成。在该情况下，有机化合物优选为在将生成的电子传输方面优良的材料。在此情况下，有机化合物优选是在传输所产生的电子方面性能优异的材料，具体而言，例如，可以使用用于如上所述的电子传输性材料(金属配合物、杂芳族化合物等)。作为电子给体，只要使用对有机化合物呈现电子给体性的物质，即可。具体而言，优选使用碱金属、碱土金属和稀土金属，可以举出锂、铯、镁、钙、铒、镱等。此外，可以使用氧化镁等路易斯碱。另外，也可以使用四硫富瓦烯(简称：TTF)等有机化合物。
<电荷产生层>
在图1B所示的发光器件中，电荷产生层104具有在对第一电极101(阳极)与第二电极102(阴极)之间施加电压时向EL层103a注入电子且向EL层103b注入空穴的功能。
电荷产生层104既可以具有包含空穴传输性材料和受体性材料(电子接收性材料)的结构，也可以具有包含电子传输性材料和供体性材料的结构。通过形成这种结构的电荷产生层104，可以抑制在层叠EL层时驱动电压上升。
作为空穴传输性材料、受体性材料、电子传输性材料及供体性材料，可以使用上述材料。
另外，当制造本发明的一个方式的发光器件时，可以利用蒸镀法等真空工艺或旋涂法、喷墨法等溶液工艺。作为蒸镀法，可以利用溅射法、离子镀法、离子束蒸镀法、分子束蒸镀法、真空蒸镀法等物理蒸镀法(PVD法)或化学气相沉积法(CVD法)等。尤其是，用于发光器件的功能层(空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层)可以利用蒸镀法(真空蒸镀法)、涂敷法(浸涂法、染料涂布法、棒式涂布法、旋涂法、喷涂法)、印刷法(喷墨法、丝网印刷(孔版印刷)法、胶版印刷(平版印刷)法、柔版印刷(凸版印刷)法、照相凹版印刷法、微接触印刷法等)等方法形成。
构成发光器件的功能层的材料都不局限于上述材料。例如，也可以使用高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)、中分子化合物(介于低分子与高分子之间的化合物：分子量为400至4000)、无机化合物(量子点材料等)等。作为量子点材料，可以使用胶状量子点材料、合金型量子点材料、核壳(Core Shell)型量子点材料、核型量子点材料等。
[发光器件的发光模型]
对可用于本实施方式的显示装置的发光器件的发光模型进行说明。
在此，使用图1C所示的空穴传输层122、发光层123及电子传输层124说明发光器件的发光模型。发光器件不局限于图1C的结构，在其他结构中也可以采用该发光模型。
如图2A所示，在发光层123处于电子过多状态时，发光区域123-1形成在发光层123的局部区域中。换言之，发光层123中的发光区域123-1的宽度窄。因此，在发光层123的局部区域中，电子(e-)与空穴(h+)集中地进行复合，劣化被促进。另外，当在发光层123中不能够进行复合的电子经过发光层123时，有时寿命或发光效率下降。
另一方面，在本发明的一个方式的发光器件中，通过降低电子传输层124的电子传输性，可以扩大发光层123中的发光区域123-1的宽度(图2B、图2C)。通过扩大发光区域123-1的宽度，可以分散发光层123中的电子与空穴的复合区域。因此，可以提供寿命长且发光效率高的发光器件。
如图2B所示，在本发明的一个方式的发光器件中，复合区域有时在驱动初期扩大到电子传输层124一侧。图2B示出电子传输层124中的复合区域作为区域124-1。具体而言，在本发明的一个方式的发光器件中，由于在驱动初期空穴的注入势垒较小且电子传输层124的电子传输性较低，所以有时发光区域123-1(即复合区域)形成在发光层123整体，且复合区域还形成在电子传输层124中。
另外，在本发明的一个方式的发光器件中，由于电子传输层124所包含的第三化合物的HOMO能级较高，即为-6.0eV以上，所以有时空穴的一部分到达电子传输层124而在电子传输层124中也发生复合。注意，当发光层123中的主体材料(或辅助材料)与第三化合物的HOMO能级之差为0.2eV以内时也有可能发生该现象。
如图2C所示，在本发明的一个方式的发光器件中，随着驱动时间的推移载流子平衡变化，而不容易发生电子传输层124的复合。通过在发光层123整体中形成有发光区域123-1的状态下抑制电子传输层124的复合，复合的载流子的能量可以有效地用于发光。由此，亮度有可能与驱动初期相比上升。该亮度上升与发光器件的驱动初期出现的亮度急剧下降(即，所谓的初始劣化)相抵消，由此可以提供初始劣化小驱动寿命长的发光器件。注意，在本说明书等中，有时将上述发光器件称为Recombination-Site TailoringInjection结构(ReSTI结构)。
在本发明的一个方式的发光器件中，通过电流密度恒定的条件下的驱动测试来得到的亮度的劣化曲线有时具有极大值。也就是说，本发明的一个方式的发光器件有时呈现随着时间推移亮度上升的举动。该举动可以使其与驱动初期的急剧劣化(所谓的初始劣化)相抵消。但是，本发明的一个方式不局限于上述发光器件，例如，可以不具有亮度的极大值，换言之，可以不发生亮度上升地减小劣化曲线的倾斜度。因此，通过使发光器件具有呈现该举动的结构，可以实现初始劣化小且具有非常长的驱动寿命的发光器件。
注意，在取具有极大值的劣化曲线的微分时，存在有其值为0的部分。因此，可以将存在劣化曲线的微分为0的部分的发光器件换称为本发明的一个方式的发光器件。
在本发明的一个方式的发光器件中，电子传输层124优选在厚度方向上具有第三化合物与含金属物质的混合比(浓度)不同的部分。具体而言，优选具有电子传输性材料与金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐的混合比(浓度)不同的部分。
电子传输层124中的含金属物质的浓度可以通过飞行时间二次离子质谱分析(ToF-SIMS：Time-of-flight secondary ion mass spectrometry)所得到的原子或分子的检测量估计。在由相同的两种材料构成且混合比例互不相同的部分中，通过ToF-SIMS分析检测出的各值的大小相当于所着眼的原子或分子的存在量的大小。因此，通过比较电子传输性材料及有机金属配合物的检测量，可以估计混合比例的大小。
在本发明的一个方式的发光器件中，作为电子传输层124中的含金属物质的含量，第二电极102一侧的含量优选少于第一电极101一侧的含量。就是说，优选以含金属物质的浓度从第二电极102一侧向第一电极101一侧上升的方式形成电子传输层124。就是说，电子传输层124在比第三化合物的浓度较高的部分更靠近发光层123一侧具有第三化合物的浓度较低的部分。换言之，电子传输层124在比含金属物质的浓度较低的部分更靠近发光层123一侧具有含金属物质的浓度较高的部分。
在电子传输层124中，第三化合物的浓度较高的部分(含金属物质的浓度较低的部分)的电子迁移率在电场强度[V/cm]的平方根为600时优选为1×10-7cm2/Vs以上且5×10- 5cm2/Vs以下。
例如，电子传输层124中的含金属物质的含量(浓度)可以具有图3A至图3D所示的结构。注意，图3A和图3B示出在电子传输层124内没有含金属物质的含量(浓度)的明确的边界的情况，图3C和图3D示出在电子传输层124内有明确的边界的情况。
当在电子传输层124内没有明确的边界时，第三化合物和含金属物质的浓度分别连续变化。图3A和图3B示出含金属物质的浓度连续变化的例子。当在电子传输层124内有明确的边界时，第三化合物和含金属物质的浓度分别以台阶状变化。图3C和图3D示出含金属物质的浓度以台阶状变化的例子。注意，在第三化合物和含金属物质的浓度以台阶状变化时，意味着电子传输层124由多个层构成。例如，图3C示出电子传输层124具有两层的叠层结构的情况，图3D示出电子传输层124具有三层的叠层结构的情况。注意，在图3C和图3D中，虚线表示多个层的边界的区域。
本发明的一个方式的发光器件中的载流子平衡的变化可认为是由电子传输层124的电子迁移率的变化导致的。
在本发明的一个方式的发光器件中，在电子传输层124内部存在含金属物质的浓度差。电子传输层124在该含金属物质的浓度较低的区域与发光层123之间具有该含金属物质的浓度较高的区域。就是说，含金属物质的浓度较低的区域比含金属物质的浓度较高的区域更靠近第二电极102一侧。
具有上述结构的本发明的一个方式的发光器件的寿命非常长。尤其是，在初始亮度为100％时，能够使直到亮度减少到95％的亮度为止的时间(也称为LT95)极长。
电子传输层124的电子迁移率根据含金属物质的浓度而改变。例如，含金属物质的浓度越高，电子传输层124的电子迁移率变得越高。当在电子传输层124中存在两个以上含金属物质的浓度互不相同的区域时，含金属物质的浓度较低的区域的电子迁移率低于其他区域。并且，电子传输层124的电子迁移率取决于含金属物质的浓度较低的区域。
当对发光器件施加电压并驱动时，有时含金属物质从阳极一侧向阴极一侧扩散。例如，通过含金属物质从其浓度较高的区域向该浓度较低的区域扩散，可以提高电子传输层的电子迁移率。就是说，本发明的一个方式的发光器件伴随驱动提高电子传输层的电子迁移率。由此，发光器件内的载流子平衡改变而复合区域移动。由于难以在电子传输层124中发生复合，所以可以使复合的载流子的能量有效地促进发光。因此，与驱动初期相比亮度有可能上升。该亮度上升与发光器件的驱动初期出现的亮度急剧下降(即，所谓的初始劣化)相抵消，由此可以提供初始劣化小驱动寿命长的发光器件。
如上所述，本实施方式的发光器件具有空穴容易注入到发光层且电子不容易注入到发光层的结构。由此，可以提供一种初始劣化得到抑制而驱动寿命极长并且能够发射近红外光的发光器件。
(实施方式2)
在本实施方式中，说明可用于本发明的一个方式的发光器件的有机金属配合物。
[有机金属配合物的结构]
本实施方式的有机金属配合物具有下述结构，即具有苯并喹喔啉骨架或萘并喹喔啉骨架的配体配位于中心金属铱。具体而言，本实施方式的有机金属配合物为以通式(G1)表示的有机金属配合物。尤其优选为以通式(G2)表示的有机金属配合物。
[化学式1]
Figure BDA0003347219400000441
在通式(G1)中，R1至R11分别独立地表示氢或者碳原子数为1以上且6以下的烷基，R1至R4中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，R5至R9中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，X表示取代或未取代的苯环或萘环，n为2或3，并且L表示单阴离子配体。
[化学式2]
Figure BDA0003347219400000451
在通式(G2)中，R1、R3、R6及R8分别独立地表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，R10及R11分别独立地表示氢或者碳原子数为1以上且6以下的烷基，X表示取代或未取代的苯环或萘环，n为2或3，并且L表示单阴离子配体。
在通式(G1)及通式(G2)中，X表示取代或未取代的苯环或萘环，就是说，通过使苯环或萘环稠合于喹喔啉，可以使π共轭扩展并加深LUMO能级，因为其可以保持能量稳定，所以可以使发光波长变长。由此，可以获得发射近红外光的有机金属配合物。
由于R1、R3、R6及R8分别独立地为碳原子数为1以上且6以下的烷基，与R1、R3、R6及R8为氢时相比，有机金属配合物的升华性得到提高且可以降低升华温度，所以是优选的。尤其优选的是，R1、R3、R6及R8分别为甲基。因此，优选的是，R1、R3、R6及R8都是甲基。
在本实施方式的有机金属配合物中，X为取代或未取代的苯环或萘环且与X不是稠环的情况相比，有机金属配合物的升华性容易变低。但是，由于R1、R3、R6及R8是碳原子数为1以上且6以下的烷基，所以可以提高有机金属配合物的升华性。因此，可以获得具有良好的升华性且发射近红外光的有机金属配合物。
由于R1及R3是碳原子数为1以上且6以下的烷基，所以可以使键合于铱的苯环的二面角变大。由此，在理论上可以实现有机金属配合物的发射光谱的第二峰值的减少，而可以缩小半宽度。由此，可以有效地得到所希望的波长的光。
在通式(G1)及通式(G2)中，作为碳原子数为1以上且6以下的烷基，可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、1,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基等。
在通式(G1)及通式(G2)中，在苯环或萘环具有取代基的情况下，作为该取代基，可以举出碳原子数为1以上且6以下的烷基。作为碳原子数为1以上且6以下的烷基，可以援用上述记载。
作为单阴离子配体，可以举出具有β-二酮结构的单阴离子双齿螯合配体、具有羧基的单阴离子双齿螯合配体、具有酚羟基的单阴离子双齿螯合配体、两个配体元素都是氮的单阴离子双齿螯合配体或者能够通过环金属化与铱形成金属-碳键的双齿配体等。
单阴离子配体优选为通式(L1)至通式(L7)中的任一个。尤其是当使用通式(L1)所示的配体时升华性得到提高，所以是优选的。另外，通式(Ll)所示的配体的一个例子的结构式(L8)所示的配体(二叔戊酰甲烷)与具有苯并喹喔啉骨架或萘并喹喔啉骨架的配体是适当的组合，能够提高本实施方式的有机金属配合物的升华性且降低升华温度，因此是优选的。
[化学式3]
Figure BDA0003347219400000471
在通式(L1)至通式(L7)中，R51至R89分别独立地表示氢、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷基、卤代基、乙烯基、取代或未取代的碳原子数为1至6的卤代烷基、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为1至6的烷硫基或者取代或未取代的碳原子数为6至13的芳基。A1至A13分别独立地表示氮、与氢键合的sp2杂化碳或者具有取代基的sp2杂化碳，该取代基表示碳原子数为1至6的烷基、卤代基、碳原子数为1至6的卤代烷基以及苯基中的任一个。
本实施方式的有机金属配合物所发射的光的最大峰值波长(也就是峰值强度最高的波长)优选为760nm以上且900nm以下。该波长尤其优选为780nm以上。另外，该波长优选为880nm以下。
作为本实施方式的有机金属配合物的具体例子，可以举出以结构式(100)至结构式(111)表示的有机金属配合物。但是，本发明不局限于此。
[化学式4]
Figure BDA0003347219400000491
[化学式5]
Figure BDA0003347219400000501
[化学式6]
Figure BDA0003347219400000511
[化学式7]
Figure BDA0003347219400000521
[有机金属配合物的合成方法]
作为本实施方式的有机金属配合物的合成方法，可以使用各种反应。下面示出以通式(G1)表示的有机金属配合物的合成方法。
首先说明以通式(G0)表示的有机金属配合物的合成方法例子，然后说明使用以该通式(G0)示出的有机化合物合成以通式(G1)表示的有机金属配合物的方法。注意，下面分为通式(G1)中的n为2的情况(以通式(G1-1)表示的有机金属配合物)和通式(G1)中的n为3的情况(以通式(G1-2)表示的有机金属配合物)进行说明。注意，本实施方式的有机金属配合物的合成方法不限于以下的合成方法。
<<以通式(G0)表示的有机化合物的合成方法例子>>
以通式(G0)表示的有机化合物是喹唑啉衍生物的一种。例如，可以使用下述三种合成方案(A-1)、(A-1’)、(A-1”)中的任意一个合成以通式(G0)表示的有机化合物。
[化学式8]
Figure BDA0003347219400000531
在通式(G0)以及后面说明的合成方案(A-1)、(A-1’)、(A-1”)中，R1至R11分别独立地表示氢或者碳原子数为1以上且6以下的烷基，R1至R4中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，R5至R9中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，X表示取代或未取代的苯环或萘环。
例如，如下述合成方案(A-1)所示那样，使用烷基锂等使卤化苯衍生物(A1)锂化，并使其与喹唑啉衍生物(A2)起反应，由此可以得到以通式(G0)表示的有机化合物。此外，在合成方案(A-1)中，Z1表示卤素。
[化学式9]
Figure BDA0003347219400000541
另外，如下述合成方案(A-1’)所示那样，通过使苯衍生物的硼酸(A1’)与喹喔啉的卤化物(A2’)耦合，可以得到以通式(G0)表示的有机化合物。此外，在合成方案(A-1’)中，Z2表示卤素。
[化学式10]
Figure BDA0003347219400000542
此外，如下述合成方案(A-1”)所示那样，通过使苯衍生物取代的二酮(A1”)与二胺(A2”)起反应，可以得到以通式(G0)表示的有机化合物。
[化学式11]
Figure BDA0003347219400000551
以通式(G0)表示的有机化合物的合成方法不限于上述三种合成方法，也可以使用其他合成方法。
此外，上述的化合物(A1)、(A2)、(A1’)、(A2’)、(A1”)、(A2”)在市场上销售的种类很多或能够进行合成，所以可以合成多种的以通式(G0)表示的有机化合物。因此，本实施方式的有机金属配合物具有其配体的种类丰富的特征。
<<以通式(G1-1)表示的有机金属配合物的合成方法>>
接着，说明以通式(G1-1)表示的有机金属配合物的合成方法例子。以通式(G1-1)表示的有机金属配合物相当于在通式(G1)中n为2的情况。
[化学式12]
Figure BDA0003347219400000561
在通式(G1-1)以及后面说明的合成方案(A-2)、(A-3)中，R1至R11分别独立地表示氢或者碳原子数为1以上且6以下的烷基，R1至R4中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，R5至R9中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，X表示取代或未取代的苯环或萘环，并且L表示单阴离子配体。
首先，如以下合成方案(A-2)所示，通过无溶剂、单独使用醇类溶剂(甘油、乙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇等)或者使用一种以上的醇类溶剂和水的混合溶剂且在惰性气体气氛下对以通式(G0)表示的有机化合物和含有卤素的铱化合物(氯化铱、溴化铱、碘化铱等)进行加热，可以得到以通式(B)表示的双核配合物。对加热方法没有特别的限制，也可以使用油浴(oil bath)、沙浴(sand bath)或铝块。此外，还可以使用微波作为加热单元。
以通式(B)表示的双核配合物是一种具有由卤素交联的结构的有机金属配合物。
[化学式13]
Figure BDA0003347219400000571
再者，如下述合成方案(A-3)所示，在惰性气体气氛下使以通式(B)表示的双核配合物和单阴离子配体的原料HL起反应，使得HL的质子脱离而L配位到中心金属(Ir)，从而得到以通式(G1-1)表示的有机金属配合物。对加热方法没有特别的限制，也可以使用油浴、沙浴或铝块。此外，还可以使用微波作为加热单元。
[化学式14]
Figure BDA0003347219400000581
注意，在合成方案(A-2)、(A-3)中，Z表示卤素。
<<以通式(G1-2)表示的有机金属配合物的合成方法>>
接着，说明以通式(G1-2)表示的有机金属配合物的合成方法例子。以通式(G1-2)表示的有机金属配合物相当于在通式(G1)中n为3的情况。
[化学式15]
Figure BDA0003347219400000591
在通式(G1-2)以及后面说明的合成方案(A-4)中，R1至R11分别独立地表示氢或者碳原子数为1以上且6以下的烷基，R1至R4中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，R5至R9中的至少两个表示碳原子数为1以上且6以下的烷基，X表示取代或未取代的苯环或萘环。
如下述合成方案(A-4)所示，通过将含有卤素的铱化合物(氯化铱水合物、溴化铱、碘化铱、醋酸铱、六氯铱酸铵等)或有机铱配合物(乙酰丙酮配合物、二乙硫醚配合物、二-μ-氯架桥二核配合物、二-μ-羟基架桥二核配合物等)与以通式(G0)表示的有机金属配合物混合后在使其溶解于无溶剂或醇类溶剂(甘油、乙二醇、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇等)后再进行加热，可以得到以通式(G1-2)表示的有机金属配合物。
[化学式16]
Figure BDA0003347219400000601
以上，说明本实施方式的有机金属配合物的合成方法，但是本发明不局限于此，也可以通过其他的合成方法进行合成。
如上所述，本实施方式的有机金属配合物发射近红外光且升华性高，因此适合被用于发射近红外光的发光材料或发光器件用材料。通过使用本实施方式的有机金属配合物，可以提高发射近红外光的发光器件的发光效率。通过使用本实施方式的有机金属配合物，可以提高发射近红外光的发光器件的可靠性。
(实施方式3)
在本实施方式中，使用图4及图5说明本发明的一个方式的发光装置。
本实施方式的发光装置包括实施方式1所示的发光器件。因此，可以提高发光装置的可靠性。
[发光装置的结构例子1]
图4A示出发光装置的俯视图，图4B、图4C示出沿着图4A的点划线X1-Y1及X2-Y2的截面图。可以将图4A至图4C所示的发光装置例如用于照明装置。发光装置也可以具有底部发射结构、顶部发射结构或双面发射结构。
图4B所示的发光装置包括衬底490a、衬底490b、导电层406、导电层416、绝缘层405、有机EL器件450(第一电极401、EL层402及第二电极403)及粘合层407。可以将实施方式1所示的发光器件用于有机EL器件450。
有机EL器件450包括衬底490a上的第一电极401、第一电极401上的EL层402、EL层402上的第二电极403。由衬底490a、粘合层407及衬底490b密封有机EL器件450。
第一电极401、导电层406及导电层416的端部由绝缘层405覆盖。导电层406与第一电极401电连接，而导电层416与第二电极403电连接。将隔着第一电极401由绝缘层405覆盖的导电层406用作辅助布线，并且该导电层406与第一电极401电连接。当包括与有机EL器件450的电极电连接的辅助布线时，能够抑制起因于电极的电阻的电压下降，所以是优选的。导电层406也可以设置在第一电极401上。另外，也可以在绝缘层405上等设置有与第二电极403电连接的辅助布线。
衬底490a及衬底490b可以使用玻璃、石英、陶瓷、蓝宝石以及有机树脂等。通过将具有柔性的材料用于衬底490a及衬底490b，可以提高发光装置的柔性。
发光装置的发光面也可以配置有用来提高光提取效率的光提取结构、抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等。
作为可用于绝缘层405的绝缘材料，例如可以举出丙烯酸树脂或环氧树脂等树脂、无机绝缘材料如氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅或氧化铝等。
作为粘合层407，可以使用紫外线固化粘合剂等光固化粘合剂、反应固化粘合剂、热固化粘合剂、厌氧粘合剂等各种固化粘合剂。作为这些粘合剂，可以举出环氧树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、酰亚胺树脂、PVC(聚氯乙烯)树脂、PVB(聚乙烯醇缩丁醛)树脂、EVA(乙烯-醋酸乙烯酯)树脂等。尤其优选使用环氧树脂等透湿性低的材料。另外，也可以使用两液混合型树脂。此外，也可以使用粘合薄片等。
图4C所示的发光装置包括阻挡层490c、导电层406、导电层416、绝缘层405、有机EL器件450、粘合层407、阻挡层423及衬底490b。
图4C所示的阻挡层490c包括衬底420、粘合层422及阻挡性高的绝缘层424。
在图4C所示的发光装置中，阻挡性高的绝缘层424与阻挡层423之间配置有有机EL器件450。因此，即使将防水性较低的树脂薄膜等用于衬底420及衬底490b，也可以抑制水等杂质进入有机EL器件而导致寿命降低。
作为衬底420及衬底490b，例如可以使用如下材料：聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等聚酯树脂、聚丙烯腈树脂、丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚碳酸酯(PC)树脂、聚醚砜(PES)树脂、聚酰胺树脂(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚硅氧烷树脂、环烯烃树脂、聚苯乙烯树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚氨酯树脂、聚氯乙烯树脂、聚偏二氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚四氟乙烯(PTFE)树脂、ABS树脂以及纤维素纳米纤维等。衬底420及衬底490b也可以使用其厚度为具有柔性程度的玻璃。
作为阻挡性高的绝缘层424优选使用无机绝缘膜。作为无机绝缘膜，例如可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜、氮化铝膜等。此外，也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜及氧化钕膜等。此外，也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
阻挡层423优选包括至少一个无机膜。例如，阻挡层423可以采用无机膜的单层结构或者无机膜和有机膜的叠层结构。作为无机膜，上述无机绝缘膜是优选的。作为该叠层结构，例如，可以举出依次形成氧氮化硅膜、氧化硅膜、有机膜、氧化硅膜、氮化硅膜的结构等。通过作为阻挡层采用无机膜和有机膜的叠层结构，可以适当地抑制有可能进入有机EL器件450的杂质(典型的是，氢、水等)。
阻挡性高的绝缘层424及有机EL器件450可以直接形成在具有柔性的衬底420上。此时，不需要粘合层422。另外，绝缘层424及有机EL器件450可以在隔着剥离层形成在刚性衬底上之后转置到衬底420。例如，可以通过对剥离层施加热、力量以及激光等，从刚性衬底剥离绝缘层424及有机EL器件450，然后利用粘合层422贴合衬底420，由此将绝缘层424及有机EL器件450转置到衬底420。作为剥离层，例如可以使用包括钨膜及氧化硅膜等无机膜的叠层或者聚酰亚胺等有机树脂膜等。当利用刚性衬底时，与树脂衬底等相比，可以以更高的温度形成绝缘层424，所以可以实现致密且阻挡性极高的绝缘层424。
[发光装置的结构例子2]
本发明的一个方式的发光装置也可以是无源矩阵型发光装置或有源矩阵型发光装置。使用图5对有源矩阵型发光装置进行说明。
图5A示出发光装置的俯视图。图5B是图5A中的点划线A-A’间的截面图。
图5A及图5B所示的有源矩阵型发光装置包括像素部302、电路部303、电路部304a及电路部304b。
电路部303、电路部304a及电路部304b可以被用作扫描线驱动电路(栅极驱动器)或信号线驱动电路(源极驱动器)的功能。或者，也可以是电连接外置的栅极驱动器或源极驱动器与像素部302的电路。
第一衬底301上设置有引线307。引线307与作为外部输入端子的FPC308电连接。FPC308对电路部303、电路部304a及电路部304b传递来自外部的信号(例如，视频信号、时钟信号、起始信号或复位信号等)或电位。此外，FPC308也可以安装有印刷线路板(PWB)。可以将图5A及图5B所示的结构称为包括发光器件(或发光装置)及FPC的发光模块。
像素部302包括包含有机EL器件317、晶体管311及晶体管312的多个像素。可以将实施方式1所示的发光器件用作有机EL器件317。晶体管312与有机EL器件317所包括的第一电极313电连接。晶体管311被用作开关用晶体管。晶体管312被用作电流控制用晶体管。注意，对各像素所包括的晶体管的个数没有特别的限制，可以根据需要适当地设置。
电路部303包括晶体管309、晶体管310等多个晶体管。电路部303既可以由包含单极性(N型和P型中的任一个)晶体管的电路形成，也可以由包含N型晶体管及P型晶体管的CMOS电路形成。此外，也可以采用外部具有驱动电路的结构。
对本实施方式的发光装置所包括的晶体管结构没有特别的限制。例如可以使用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外，还可以采用顶栅型或底栅型的晶体管结构。或者，也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
对用于晶体管的半导体材料的结晶性也没有特别的限制，可以使用非晶半导体或具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。当使用具有结晶性的半导体时可以抑制晶体管的特性劣化，所以是优选的。
晶体管的半导体层优选使用金属氧化物(氧化物半导体)。此外，晶体管的半导体层也可以包含硅。作为硅，可以举出非晶硅、结晶硅(低温多晶硅、单晶硅等)等。
例如，半导体层优选包含铟、M(M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨或镁中的一种或多种)和锌。尤其是，M优选为选自铝、镓、钇或锡中的一种或多种。
尤其是，作为半导体层，优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(IGZO)。
当半导体层为In-M-Zn氧化物时，优选用来形成In-M-Zn氧化物的溅射靶材中的In的原子数比为M的原子数比以上。作为这种溅射靶材的金属元素的原子数比，可以举出In：M：Zn＝1：1：1、In：M：Zn＝1：1：1.2、In：M：Zn＝2：1：3、In：M：Zn＝3：1：2、In：M：Zn＝4：2：3、In：M：Zn＝4：2：4.1、In：M：Zn＝5：1：6、In：M：Zn＝5：1：7、In：M：Zn＝5：1：8、In：M：Zn＝6：1：6、In：M：Zn＝5：2：5等。
电路部303、电路部304a及电路部304b所包括的晶体管和像素部302所包括的晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有不同的结构。电路部303、电路部304a及电路部304b所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。与此同样，像素部302所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构，又可以具有两种以上的不同结构。
第一电极313的端部由绝缘层314覆盖。绝缘层314可以使用负型感光树脂或正型感光树脂(丙烯酸树脂)等有机化合物或者氧化硅、氧氮化硅、氮化硅等无机化合物。绝缘层314的上端部或下端部优选有具有曲率的曲面。由此，可以使形成在绝缘层314上的膜具有良好的覆盖性。
第一电极313上设置有EL层315，EL层315上设置有第二电极316。EL层315具有发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层、电荷产生层等。
多个晶体管及多个有机EL器件317由第一衬底301、第二衬底306及密封剂305密封。由第一衬底301、第二衬底306及密封剂305围绕的空间318也可以填充有惰性气体(氮或氩等)或有机物(包括密封剂305)。
可以将环氧类树脂或玻璃粉用作密封剂305。另外，作为密封剂305，优选使用尽量未使水分和氧透过的材料。从粘合性的观点来看，在作为密封剂使用玻璃粉的情况下，作为第一衬底301及第二衬底306优选使用玻璃衬底。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，使用图6说明能够使用本发明的一个方式的发光器件的电子设备。
本实施方式的电子设备包括实施方式1所示的发光器件。因此，可以提高电子设备的可靠性。
图6A是以手指静脉为对象的生物识别***，该生物识别***包括框体911、光源912、检测台913等。通过在检测台913上放置手指，可以拍摄静脉形状。检测台913的上方设置有发射近红外光的光源912，检测台913的下方设置有摄像装置914。检测台913由使近红外光透过的材料构成，可以利用摄像装置914拍摄从光源912照射且透过手指的近红外光。此外，也可以在检测台913和摄像装置914之间设置光学***。可以将上述机器的结构还用于以掌静脉为对象的生物识别***。
可以将本发明的一个方式的发光器件用于光源912。本发明的一个方式的发光器件可以以弯曲形状设置，可以向对象物高均匀地照射光。尤其是，优选为发射在760nm以上且900nm以下的波长中具有最强的峰值强度的近红外光的发光器件。通过接收透过手指或手掌等的光并进行成像，可以检测出静脉位置。将该作用用作生物识别。另外，通过与全局快门方式组合，即使被摄体移动，也可以进行精度高的检测。
另外，光源912可以包括如图6B所示的发光部915、916、917那样的多个发光部。发光部915、916、917各自所发射的光的波长可以不同。另外，发光部915、916、917也可以以不同时序照射光。因此，通过改变照射光的波长或角度可以连续地拍摄不同图像，可以将多个图像用于识别来实现高安全性。
图6C是以掌静脉为对象的生物识别***，该生物识别***包括框体921、操作按钮922、检测部923以及发射近红外光的光源924等。通过在检测部923上刷手，可以检测出掌静脉的形状。另外，可以利用操作按钮输入密码等。检测部923的周围配置有光源924，向对象物(手掌)照射光。然后，被对象物反射的光入射到检测部923。可以将本发明的一个方式的发光器件用于光源924。检测部923正下配置有摄像装置925，可以捕捉到对象物的图像(手掌的全体图)。此外，也可以在检测部923和摄像装置925之间设置光学***。可以将上述机器的结构还用于以手指静脉为对象的生物识别***。
图6D是无损检测设备，该无损检测设备包括框体931、操作面板932、传送机构933、显示器934、检测单元935、发射近红外光的光源938等。可以将本发明的一个方式的发光器件用于光源938。用传送机构933将被检测构件936传送到检测单元935正下。近红外光从光源938照射到被检测构件936，利用设置在检测单元935中的摄像装置937拍摄该透过光。所拍摄的图像显示在显示器934上。然后，将被检测构件936传送到框体931的出口，分类并回收次品。通过利用近红外光进行拍摄，可以以无损的方式高速地检测出被检测构件中的缺陷或异物等不良要素。
图6E是移动电话机，该移动电话机包括框体981、显示部982、操作按钮983、外部连接接口984、扬声器985、麦克风986、第一摄像头987及第二摄像头988等。该移动电话机在显示部982中具有触摸传感器。框体981及显示部982具有柔性。通过用手指或触屏笔等触摸显示部982可以进行打电话或输入文字等各种操作。可以利用第一摄像头987取得可见光图像，可以利用第二摄像头988取得红外光图像(近红外光图像)。图6E所示的移动电话机或显示部982也可以包括本发明的一个方式的发光器件。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的发光器件并进行评价的结果。
图7示出本实施例所使用的器件1的结构，表1示出具体结构。另外，下面示出在本实施例中使用的材料的化学式。
[表1]
Figure BDA0003347219400000691
*9mDBtBPNfpr:PCBBiF:[Ir(dmdpbq)2(dpm)](0.4:0.6:0.1 40nm)
**ZADN:Liq(0.8:1.2 17.5nm)
***ZADN:Liq(1.2:0.8 17.5nm)
[化学式17]
Figure BDA0003347219400000701
<<制造器件1>>
本实施例所示的器件1如图7所示那样具有如下结构：在衬底800上形成第一电极801，在第一电极801上依次层叠空穴注入层811、空穴传输层812a、空穴传输层812b、发光层813、电子传输层814a、电子传输层814b及电子注入层815，并且在电子注入层815上层叠第二电极803。
首先，在衬底800上形成第一电极801。电极面积为4mm2(2mm×2mm)。另外，作为衬底800使用玻璃衬底。至于第一电极801，利用溅射法形成膜厚度为110nm的包含氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)膜。在本实施例中，第一电极801被用作阳极。
在此，作为预处理，用水对衬底的表面进行洗涤，以200℃焙烧1小时，然后进行UV臭氧处理370秒。此后，将衬底引入到其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中，并且在真空蒸镀装置内的加热室中以170℃进行30分钟的真空焙烧，然后冷却衬底30分钟左右。
接着，在第一电极801上形成空穴注入层811。空穴注入层811以如下方法形成：将真空蒸镀装置内部减压到10-4Pa，然后将N，N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1，2-d]呋喃-8-胺(简称：BBABnf)与ALD-MP001Q(分析工房株式会社，材料序列号：1S20180314)以重量比为1：0.1(＝BBABnf：ALD-MP001Q)且膜厚度为10nm的方式共蒸镀。ALD-MP001Q对BBABnf具有电子接收性。
接着，在空穴注入层811上形成空穴传输层812a。使用BBABnf以膜厚度为115nm的方式进行蒸镀，来形成空穴传输层812a。
接着，在空穴传输层812a上形成空穴传输层812b。使用3，3’-(萘-1，4-二基)双(9-苯基-9H-咔唑)(简称：PCzN2)以膜厚度为20nm的方式进行蒸镀，来形成空穴传输层812b。
接着，在空穴传输层812b上形成发光层813。使用9-[(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’，2’：4，5]呋喃并[2，3-b]吡嗪(简称：9mDBtBPNfpr)、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)及发光物质(磷光材料)的双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2(dpm)])以重量比为9mDBtBPNfpr：PCBBiF：[Ir(dmdpbq)2(dpm)]＝0.4：0.6：0.1的方式进行共蒸镀，来形成发光层813。注意，膜厚度为40nm。
接着，在发光层813上形成电子传输层814a。使用2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)和8-(羟基喹啉)锂(简称：Liq)(高化化成株式会社(Chemipro Kasei Kaisha,Ltd)，材料序列号：181201)以重量比为0.8：1.2(＝ZADN：Liq)且膜厚度为17.5nm的方式进行蒸镀，来形成电子传输层814a。
接着，在电子传输层814a上形成电子传输层814b。使用ZADN和Liq以重量比为1.2：0.8(＝ZADN：Liq)且膜厚度为17.5nm的方式进行蒸镀，来形成电子传输层814b。
接着，在电子传输层814b上形成电子注入层815。使用Liq以膜厚度为1nm的方式进行蒸镀，来形成电子注入层815。
接着，在电子注入层815上形成第二电极803。第二电极803通过以膜厚度为200nm的方式利用蒸镀法沉积铝而形成。在本实施例中，第二电极803被用作阴极。
通过上述工序在衬底800上形成在一对电极之间夹有EL层802的发光器件。另外，上述工序中说明的空穴注入层811、空穴传输层812a、空穴传输层812b、发光层813、电子传输层814a、电子传输层814b及电子注入层815是构成本发明的一个方式的EL层的功能层。另外，在上述制造方法的蒸镀过程中，都利用电阻加热法进行蒸镀。
此外，使用另一衬底(未图示)密封如上所述那样制造的发光器件。当使用另一衬底(未图示)进行密封时，在氮气氛的手套箱内将涂敷有因紫外光线而固化的粘合剂的另一衬底(未图示)固定于衬底800上，并以粘合剂附着于形成在衬底800上的发光器件的周围的方式将衬底彼此粘合。在密封时以6J/cm2照射365nm的紫外光使粘合剂固化，并且以80℃进行1小时的加热处理来使粘合剂稳定化。
<<器件1的工作特性>>
测量器件1的工作特性。注意，测量是在室温(保持为25℃的气氛)下使用近红外分光辐射计(拓普康公司制造，SR-NIR)而进行。
图8示出器件1的电流密度-辐射度特性。图9示出器件1的电压-电流密度特性。图10示出器件1的电流密度-辐射通量特性。图11示出器件1的电压-辐射度特性。图12示出器件1的电流密度-外部量子效率特性。注意，将器件的配光特性假设为兰伯特型，使用辐射亮度算出辐射度、辐射通量及外部量子效率。
表2示出电流密度10mA/cm2附近的器件1的主要初始特性值。
[表2]
Figure BDA0003347219400000731
如图8至图12及表2所示，可知器件1呈现良好的特性。
另外，图13示出以10mA/cm2的电流密度使电路流过器件1时的发射光谱。如图13所示，器件1呈现在798nm附近具有最大峰值的发射光谱，该发射光谱来源于发光层813所包含的[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的发光。
<<器件1的可靠性测试>>
接着，对器件1进行可靠性测试。图14A及图14B示出可靠性测试的结果。在图14A中，纵轴表示初始亮度为100％时的归一化亮度(％)，横轴表示驱动时间(h)。在图14B中，纵轴表示初始电压为0时的归一化电压(V)，横轴表示驱动时间(h)。注意，在可靠性测试中，将电流密度设为75mA/cm2来驱动器件1。
如图14A所示，可知器件1的亮度的初始劣化较小，另外，亮度的长期变化较小并呈现高可靠性。
另外，可知器件1的劣化曲线在其初期发生亮度上升并具有极大值。由于这样的劣化举动，器件1为初始劣化得到抑制且寿命极长的发光器件。
如图14B所示，可知器件1的电压的长期变化较小且电压不易上升。
<参考例1>
在本参考例中，对本发明的一个方式的发光器件中的有机化合物的HOMO能级、LUMO能级及电子迁移率的计算方法进行说明。
HOMO能级及LUMO能级可以根据循环伏安法(CV)测量算出。
在本参考例中，作为测量装置，使用电化学分析仪(BAS株式会社制造，型号：ALS型600A或600C)。在用于CV测量的溶液中，作为溶剂，使用脱水二甲基酰胺(DMF)(株式会社Aldrich制造，99.8％，目录号码：22705-6)，使作为支持电解质的高氯酸四正丁铵(n-Bu4NClO4)(东京化成工业株式会社(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.)制造，目录号码：T0836)以100mmol/L的浓度溶解，且使测量对象以2mmol/L的浓度溶解而调制。作为工作电极使用铂电极(BAS株式会社制造，PTE铂电极)，作为辅助电极使用铂电极(BAS株式会社制造，VC-3用Pt对电极(5cm))，作为参考电极使用Ag/Ag+电极(BAS株式会社制造，RE7非水溶剂型参考电极)。在室温(20℃至25℃)下进行测量。CV测量时的扫描速度统一为0.1V/sec，测量相对于参考电极的氧化电位Ea[V]及还原电位Ec[V]。Ea为氧化-还原波的中间电位，Ec为还原-氧化波的中间电位。在此，已知在本参考例中使用的参考电极的相对于真空能级的势能为-4.94eV，因此可以利用HOMO能级[eV]＝-4.94-Ea、LUMO能级[eV]＝-4.94-Ec这两个算式分别求得HOMO能级及LUMO能级。
电子迁移率可以通过阻抗谱法(Impedance Spectroscopy：IS法)测量。
作为EL材料的载流子迁移率的测量方法，已知有飞行时间法(Time-of-flight：TOF法)或从空间电荷限制电流(Space-charge-limited current：SCLC)的I-V特性来求出的方法(SCLC法)等。TOF法与实际上的有机EL器件相比需要膜厚度更厚的样品。SCLC法具有不能得到载流子迁移率的电场强度依赖性等的缺点。在IS法中，由于测量所需要的有机膜的厚度薄，即几百nm左右，所以可以使用较少量的EL材料形成膜，可以在采用近于实际上的有机EL器件的膜厚度的情况下测量迁移率，可以得到载流子迁移率的电场强度依赖性。
在IS法中，对EL器件施加微小正弦波电压信号(V＝V0[exp(jωt)])，从其响应电流信号
Figure BDA0003347219400000751
的电流振幅与输入信号的相位差求出EL器件的阻抗(Z＝V/I)。通过从高频电压变化到低频电压而将其施加到EL器件，可以使具有有助于阻抗的各种弛豫时间的成分分离并进行测量。
在此，阻抗的倒数的导纳Y(＝1/Z)如下述算式(1)那样可以由导电G及电纳B表示。
[算式1]
Figure BDA0003347219400000761
再者，通过单一电荷注入(single injection)模型，可以算出下述算式(2)及(3)。在此，g(算式(4))为微分电导。注意，在算式中C表示静电电容(电容)、θ表示渡越角(ωT)，ω表示角频率。T表示渡越时间。作为分析使用电流方程、泊松方程、电流连续方程，并忽略扩散电流及陷阱态的存在。
[算式2]
Figure BDA0003347219400000762
Figure BDA0003347219400000763
Figure BDA0003347219400000764
从静电电容的频率特性算出迁移率的方法为-ΔB法。此外，从导电的频率特性算出迁移率的方法为ωΔG法。
实际上，首先，制造想要算出电子迁移率的材料的仅电子器件。仅电子器件是以作为载流子只流过电子的方式设计的器件。在本说明书中，对从静电电容的频率特性算出迁移率的方法(-ΔB法)进行说明。
图15示出用来测量而制造的仅电子器件的结构，表3示出具体的结构。在本参考例中制造的仅电子器件在第一电极851(阳极)与第二电极852(阴极)间包括第一层860、第二层861及第三层862。将想要算出其电子迁移率的材料用作第二层861的材料即可。在本参考例中，对2-{4-[9，10-二(萘-2-基)-2-蒽基]苯基}-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称：ZADN)与8-(羟基喹啉)-锂(简称：Liq)(重量比为1：1)的共蒸镀膜的电子迁移率进行测量。另外，在本参考例中，也对7-[4-(10-苯基-9-蒽)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称：cgDBCzPA)及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)的电子迁移率进行测量。
[表3]
Figure BDA0003347219400000771
图16示出了使用ZADN及Liq的共蒸镀膜作为第二层861形成的仅电子器件的电流密度-电压特性。
阻抗测量在5.0V至9.0V的范围内施加直流电压的同时在交流电压为70mV、频率为1Hz至3MHz的条件下进行测量。从这里得到的阻抗的倒数的导纳(上述(1)算式)算出电容。图17示出施加电压为7.0V时算出的电容C的频率特性。
由于由微小电压信号注入的载流子所产生的空间电荷不能完全跟上微小交流电压，电容C的频率特性是从电流产生相位差得到的。在此，膜中的载流子的渡越时间被所注入的载流子到达对置电极的时间T定义，由以下算式(5)表示。
[算式3]
Figure BDA0003347219400000781
负电纳变化(-ΔB)对应于静电电容变化-ΔC乘以角频率ω的值(-ωΔC)。由算式(3)导出最低频率一侧的峰频率f’max(＝ωmax/2π)与渡越时间T之间满足以下算式(6)的关系。
[算式4]
Figure BDA0003347219400000782
图18示出从上述测量算出的(即直流电压为7.0V时的)-ΔB的频率特性。在附图中以箭头示出从图18求出的最低频率一侧的峰频率f’max。
由于从由上述测量及分析得到的f’max求出渡越时间T(参照上述算式(6))，所以可以从上述算式(5)求出这里的电压为7.0V时的电子迁移率。通过在直流电压为5.0V至9.0V范围内进行同样的测量，可以算出各电压(电场强度)的电子迁移率，因此也可以测量迁移率的电场强度依赖性。
图19示出通过上述算出法获得的各有机化合物的电子迁移率的电场强度依赖性，表4示出从图19读出的电场强度[V/cm]的平方根为600[V/cm]1/2时的电子迁移率的值。在图19中，正方形表示cgDBCzPA的结果，三角形表示2mDBTBPDBq-II的结果，菱形表示ZADN与Liq的共蒸镀膜的结果。
[表4]
Figure BDA0003347219400000791
如上所述可以算出电子迁移率。注意，关于详细的测量方法，可以参照TakayukiOkachi等人的“Japanese Journal of Applied Physics”Vol.47，No.12，2008，pp.8965-8972。
<参考例2>
具体说明在上述实施例1中使用的双{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮-κ2O，O’)铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2(dpm)])的合成方法。以下示出[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的结构。
[化学式18]
Figure BDA0003347219400000801
<步骤1；2，3-双(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉(简称：Hdmdpbq)的合成>
首先，在步骤1中，合成Hdmdpbq。将3.20g的3，3’，5，5’-四甲基苯偶酰、1.97g的2，3-二氨基萘以及60mL的乙醇放入到具备回流管的三口烧瓶中，将烧瓶内气氛置换为氮气，然后以90℃搅拌7.5小时。在经过指定时间之后，去除溶剂。然后，利用以甲苯为展开溶剂的硅胶柱色谱法进行纯化，得到目的物(黄色固体，产量为3.73g，收率为79％)。步骤1的合成方案如下(a-1)所示。
[化学式19]
Figure BDA0003347219400000802
下面示出通过上述步骤1得到的黄色固体的核磁共振法(1H-NMR)的分析结果。根据分析结果，可知得到了Hdmdpbq。
所得到物质的1H NMR数据如下：
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：2.28(s,12H),7.01(s,2H),7.16(s,4H),7.56-7.58(m,2H),8.11-8.13(m,2H),8.74(s,2H).
<步骤2；二-μ-氯-四{4，6-二甲基-2-[3-(3，5-二甲基苯基)-2-苯并[g]喹喔啉基-κN]苯基-κC}二铱(III)(简称：[Ir(dmdpbq)2Cl]2)的合成>
然后，在步骤2中合成[Ir(dmdpbq)2Cl]2。接着，将15mL的2-乙氧基乙醇、5mL的水、1.81g的通过步骤1得到的Hdmdpbq及0.66g的氯化铱水合物(IrCl3·H2O)(日本古屋金属公司制造)放入到具备回流管的茄形烧瓶中，用氩气置换烧瓶内的空气。然后，将微波(2.45GHz、100W)照射2小时来使起反应。过了规定时间之后，对所得到的残渣用甲醇进行抽滤并洗涤，由此得到目的物(黑色固体，产量为1.76g，产率为81％)。步骤2的合成方案如下(a-2)所示。
[化学式20]
Figure BDA0003347219400000821
<步骤3；[Ir(dmdpbq)2(dpm)]的合成>
然后，在步骤3中合成[Ir(dmdpbq)2(dpm)]。将20mL的2-乙氧基乙醇、1.75g的通过步骤2得到的[Ir(dmdpbq)2Cl]2、0.50g的二叔戊酰甲烷(简称：Hdpm)以及0.95g的碳酸钠放入到具备回流管的茄形烧瓶中，将烧瓶内气氛置换为氩气。然后，照射3小时的微波(2.45GHz，100W)。在使用甲醇对所得到的残渣进行抽滤之后，使用水、甲醇洗涤。利用以二氯甲烷为展开溶剂的硅胶柱层析纯化所得到的固体，然后使用二氯甲烷和甲醇的混合溶剂重结晶，由此得到目的物(暗绿色固体，产量为0.42g，产率为21％)。利用梯度升华方法对所得到的0.41g的暗绿色固体进行升华纯化。在升华纯化中，在压力为2.7Pa且氩气体流量为10.5mL/min的条件下，以300℃对暗绿色固体进行加热。在该升华纯化之后，以78％的产率得到暗绿色固体。步骤3的合成方案如下(a-3)所示。
[化学式21]
Figure BDA0003347219400000831
下面示出通过步骤3得到的深绿色固体的核磁共振波谱法(1H-NMR)的分析结果。根据分析结果，可知得到了[Ir(dmdpbq)2(dpm)]。
1H-NMR.δ(CD2Cl2)：0.75(s，18H)，0.97(s，6H)，2.01(s，6H)，2.52(s，12H)，4.86(s，1H)，6.39(s，2H)，7.15(s，2H)，7.31(s，2H)，7.44-7.51(m，4H)，7.80(d，2H)，7.86(s，4H)，8.04(d，2H)，8.42(s，2H)，8.58(s，2H).
[符号说明]
101：第一电极、102：第二电极、103：EL层、103a：EL层、103b：EL层、104：电荷产生层、121：空穴注入层、122：空穴传输层、122a：空穴传输层、122b：空穴传输层、123：发光层、123-1：发光区域、124：电子传输层、124-1：区域、124a：电子传输层、124b：电子传输层、125：电子注入层、301：衬底、302：像素部、303：电路部、304a：电路部、304b：电路部、305：密封剂、306：衬底、307：布线、308：FPC、309：晶体管、310：晶体管、311：晶体管、312：晶体管、313：第一电极、314：绝缘层、315：EL层、316：第二电极、317：有机EL器件、318：空间、401：第一电极、402：EL层、403：第二电极、405：绝缘层、406：导电层、407：粘合层、416：导电层、420：衬底、422：粘合层、423：阻挡层、424：绝缘层、450：有机EL器件、490a：衬底、490b：衬底、490c：阻挡层、800：衬底、801：第一电极、802：EL层、803：第二电极、811：空穴注入层、812a：空穴传输层、812b：空穴传输层、813：发光层、814a：电子传输层、814b：电子传输层、815：电子注入层、851：第一电极、852：第二电极、860：第一层、861：第二层、862：第三层、911：框体、912：光源、913：检测台、914：摄像装置、915：发光部、916：发光部、917：发光部、921：框体、922：操作按钮、923：检测部、924：光源、925：摄像装置、931：框体、932：操作面板、933：传送机构、934：显示器、935：检测单元、936：被检测构件、937：摄像装置、938：光源、981：框体、982：显示部、983：操作按钮、984：外部连接端口、985：扬声器、986：麦克风、987：照相机、988：照相机。

Claims (26)

1.一种发光器件，在一对电极之间依次包括：
空穴注入层；
发光层；以及
电子传输层，
其中，所述空穴注入层包含第一化合物及第二化合物，
所述第一化合物对所述第二化合物具有电子接收性，
所述第二化合物的HOMO能级为-5.7eV以上且-5.4eV以下，
所述发光层包含发光性有机化合物，
所述发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长为760nm以上且900nm以下，
所述电子传输层包含第三化合物及含金属物质，
所述第三化合物为电子传输性材料，
并且，所述含金属物质为金属、金属盐、金属氧化物或有机金属盐。
2.根据权利要求1所述的发光器件，
其中所述第三化合物的HOMO能级为-6.0eV以上。
3.根据权利要求1或2所述的发光器件，
其中所述电子传输层包括第一区域及第二区域，
所述第一区域比所述第二区域更靠近所述发光层一侧，
并且所述第一区域及所述第二区域的所述含金属物质的浓度互不相同。
4.根据权利要求3所述的发光器件，
其中所述第一区域的所述含金属物质的浓度比所述第二区域高。
5.根据权利要求3或4所述的发光器件，
其中所述第二区域不包含所述含金属物质。
6.根据权利要求5所述的发光器件，
其中所述第二区域的所述含金属物质的浓度比所述第一区域高。
7.根据权利要求6所述的发光器件，
其中所述第一区域不包含所述含金属物质。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光器件，
其中所述发光层还包含第四化合物及第五化合物，
并且所述第四化合物及所述第五化合物为形成激基复合物的组合。
9.根据权利要求8所述的发光器件，
其中所述第四化合物为空穴传输性材料，
并且所述第五化合物为电子传输性材料。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光器件，还包括：
空穴传输层，
其中所述空穴传输层位于所述空穴注入层与所述发光层之间，
所述空穴传输层包含第六化合物，
所述第六化合物的HOMO能级为低于所述第二化合物的HOMO能级以下的值，
并且所述第六化合物的HOMO能级与所述第二化合物的HOMO能级的差为0.2eV以内。
11.根据权利要求10所述的发光器件，
其中所述第二化合物及所述第六化合物各自具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架和蒽骨架中的至少一个。
12.根据权利要求10或11所述的发光器件，
其中所述第二化合物与所述第六化合物为相同的化合物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光器件，
其中所述含金属物质为包含碱金属或碱土金属的金属配合物。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述含金属物质为包含含有氮及氧的配体、碱金属或碱土金属的金属配合物。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的发光器件，
其中所述含金属物质为包含具有8-羟基喹啉结构的配体和一价的金属离子的金属配合物。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的发光器件，
其中所述含金属物质为包含具有8-羟基喹啉结构的配体的锂配合物。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的发光器件，
其中所述发光性有机化合物为具有金属-碳键合的有机金属配合物。
18.根据权利要求17所述的发光器件，
其中所述有机金属配合物具有2环以上且5环以下的稠合杂芳环，
并且所述稠合杂芳环配位于所述金属。
19.根据权利要求1至18中任一项所述的发光器件，
其中所述发光性有机化合物为环金属配合物。
20.根据权利要求1至19中任一项所述的发光器件，
其中所述发光性有机化合物为邻位金属配合物。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的发光器件，
其中所述发光性有机化合物为铱配合物。
22.根据权利要求1至21中任一项所述的发光器件，
其中所述发光性有机化合物所发射的光的最大峰值波长为780nm以上且880nm以下。
23.一种发光装置，包括：
权利要求1至22中任一项所述的发光器件；以及
晶体管和衬底中的一方或双方。
24.一种发光模块，包括：
权利要求23所述的发光装置；以及
连接器和集成电路中的一方或双方。
25.一种电子设备，包括：
权利要求24所述的发光模块；以及
天线、电池、框体、照相机、扬声器、麦克风和操作按钮中的至少一个。
26.一种照明装置，包括：
权利要求23所述的发光装置；以及
框体、覆盖物和支架中的至少一个。
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