專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光裝置和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電流激勵(lì)型發(fā)光元件，還涉及具有此類發(fā)光元件的發(fā)光裝置和電子裝置。
2.相關(guān)技術(shù)描述 近年來(lái)，已經(jīng)對(duì)使用電熒光的發(fā)光元件進(jìn)行了積極研究和開(kāi)發(fā)。這種發(fā)光元件的基本結(jié)構(gòu)滿足發(fā)光化合物夾在一對(duì)電極之間。通過(guò)給這種元件施加電壓，可以由所述發(fā)光化合物獲得光發(fā)射。
此類自發(fā)光型發(fā)光元件具有的優(yōu)點(diǎn)是具有它比液晶顯示器高的像素可見(jiàn)性，并且不必使用背燈。因此，此類發(fā)光元件認(rèn)為是適合平板顯示元件的。此外，此類發(fā)光元件具有的有點(diǎn)在于它可以形成得薄又輕質(zhì)，并且具有相當(dāng)快的響應(yīng)速度。
另外，因?yàn)榇祟惏l(fā)光元件可以按薄膜形式形成，所以通過(guò)形成大面積的元件就能容易地獲得平面光發(fā)射。采用以白熾燈或LED為代表的點(diǎn)光源或采用以熒光燈為代表的線光源不可能容易地達(dá)到這一點(diǎn)。因此，所述發(fā)光元件具有作為可以應(yīng)用于照明的平面光源的高利用價(jià)值。
使用電熒光的發(fā)光元件可以大致分為其發(fā)光化合物是有機(jī)化合物的發(fā)光元件和其發(fā)光化合物是無(wú)機(jī)化合物的發(fā)光元件。本發(fā)明涉及其發(fā)光化合物是有機(jī)化合物的前一種發(fā)光元件。在這種情況下，當(dāng)將電壓施加到發(fā)光元件上時(shí)，電子和空穴從一對(duì)電極注入包含發(fā)光有機(jī)化合物的層，藉此電流流到那里。然后，載流子(電子和空穴)重新結(jié)合并且發(fā)光有機(jī)化合物達(dá)到激發(fā)態(tài)。當(dāng)所述有機(jī)化合物從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)，獲得光發(fā)射。
由于這種機(jī)理，該發(fā)光元件稱作電流激勵(lì)型發(fā)光元件。作為由有機(jī)化合物獲得的激發(fā)態(tài)類型，存在單激發(fā)態(tài)和三激發(fā)態(tài)。從單激發(fā)態(tài)發(fā)射的光稱為熒光，從三激發(fā)態(tài)發(fā)射的光稱為磷光。
為了改進(jìn)元件特性，此類發(fā)光元件具有許多材料依賴性問(wèn)題，并且為了克服所述問(wèn)題，已進(jìn)行了元件結(jié)構(gòu)、材料開(kāi)發(fā)等方面的改進(jìn)。例如，在參考文獻(xiàn)1(Tetsuo TSUTSUI，and eight others，Japanese Journalof Applied Physics，Vol.38，L1502-L1504(1999))中，通過(guò)提供空穴阻擋層改進(jìn)使用發(fā)磷光材料的發(fā)光元件的發(fā)光效率。
然而，因?yàn)閰⒖嘉墨I(xiàn)1中公開(kāi)的空穴阻擋層不持久，所以發(fā)光元件具有短的壽命。因此，希望改進(jìn)發(fā)光元件的壽命。鑒于上文所述，本發(fā)明的目的是提供具有長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有長(zhǎng)壽命的發(fā)光裝置和電子裝置。
發(fā)明概述 由于深入研究，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，通過(guò)提供控制載流子移動(dòng)的層，即控制電子或空穴移動(dòng)的層，可以抑制隨著時(shí)間載流子平衡的改變。本發(fā)明人也發(fā)現(xiàn)通過(guò)提供此種層可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
因此，本發(fā)明的發(fā)光元件的一個(gè)方面包括第一電極，第二電極，發(fā)光層，和控制載流子移動(dòng)的層。發(fā)光層和控制載流子移動(dòng)的層夾在第一電極和第二電極之間，所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，在所述發(fā)光層和第二電極之間提供這種控制載流子移動(dòng)的層，所述第一有機(jī)化合物是具有電子遷移性能的有機(jī)化合物，所述第二有機(jī)化合物是具有電子俘獲性能的有機(jī)化合物，在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高，和當(dāng)按第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，所述發(fā)光層發(fā)光。
在上述結(jié)構(gòu)中，第二有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)優(yōu)選比第一有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)低0.3eV或更多。此外，所述發(fā)光層優(yōu)選具有電子遷移性能。例如，優(yōu)選發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量百分率高于第四有機(jī)化合物的重量百分率，第三有機(jī)化合物具有電子遷移性能。此外，所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物優(yōu)選是不同的有機(jī)化合物。在上述結(jié)構(gòu)中，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是金屬配合物。此外，第二有機(jī)化合物優(yōu)選按0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％包含在所述控制載流子移動(dòng)的層中。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是香豆素衍生物。
本發(fā)明的發(fā)光元件的一個(gè)方面包括第一電極，第二電極，發(fā)光層，和控制載流子移動(dòng)的層。發(fā)光層和控制載流子移動(dòng)的層夾在第一電極和第二電極之間，所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，在所述發(fā)光層和第一電極之間提供這種控制載流子移動(dòng)的層，所述第一有機(jī)化合物是具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物，所述第二有機(jī)化合物是具有空穴俘獲性能的有機(jī)化合物，在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高，和當(dāng)按第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，所述發(fā)光層發(fā)光。
在上述結(jié)構(gòu)中，第二有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)優(yōu)選比第一有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)高0.3eV或更多。此外，所述發(fā)光層優(yōu)選具有空穴遷移性能。例如，優(yōu)選發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量百分率高于第四有機(jī)化合物的重量百分率，第三有機(jī)化合物具有空穴遷移性能。此外，所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物優(yōu)選是不同的有機(jī)化合物。第二有機(jī)化合物優(yōu)選按0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％包含在所述控制載流子移動(dòng)的層中。因此，受俘獲的載流子的量可以適當(dāng)?shù)丶右钥刂?。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是芳族胺化合物。
在上述結(jié)構(gòu)中，控制載流子移動(dòng)的層的厚度優(yōu)選為5-20nm。即，不管具有載流子輸送性能的第一有機(jī)化合物是否具有電子遷移性能或空穴遷移性能或者不管具有載流子俘獲性能的化合物是否具有電子俘獲性能或空穴俘獲性能，所述控制載流子移動(dòng)的層的厚度優(yōu)選為5-20nm。無(wú)論如何，優(yōu)選提供所述控制載流子移動(dòng)的層與所述發(fā)光層接觸。
此外，本發(fā)明包括發(fā)光裝置，它包括上述發(fā)光元件。本說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光裝置包括所有圖像顯示裝置、發(fā)光裝置和光源(包括照明裝置)。此外，本發(fā)明還包括以下組件其中連接器如FPC(撓性印刷電路)、TAB(帶自動(dòng)連接)帶或TCP(帶載流子包裝)附著于其上形成了發(fā)光元件的面板的組件、其中印刷線路板與TAB帶或TCP的末端連接的組件，和其中通過(guò)COG(玻璃覆晶)方法直接地將IC(集成電路)安裝在發(fā)光元件上的組件。
此外，本發(fā)明還包括具有顯示器部分的電子裝置，該顯示器部分包括本發(fā)明的發(fā)光元件。因此，本發(fā)明的電子裝置包括顯示器部分，該顯示器部分包括上述發(fā)光元件和控制所述發(fā)光元件發(fā)光的控制器。
如上所述，在本發(fā)明中，通過(guò)將具有載流子遷移性能(即，電子遷移性能或空穴遷移性能)的第一有機(jī)化合物和具有載流子俘獲性能(即，電子俘獲性能或空穴俘獲性能)的第二有機(jī)化合物結(jié)合而形成控制載流子移動(dòng)的層。本說(shuō)明書(shū)中涉及的載流子俘獲性能不是絕對(duì)性能，而是相對(duì)于載流子遷移性能的相對(duì)性能。即，載流子俘獲性能具有的功用是降低在控制載流子移動(dòng)的層中在預(yù)定范圍內(nèi)使用的第一有機(jī)化合物的載流子遷移性能。
為了測(cè)定性能，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物具有電子俘獲性能時(shí)，可以借鑒最低未占分子軌道能級(jí)，而當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物具有空穴遷移性能時(shí)，可以借鑒使用最高未占分子軌道能級(jí)。例如，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物具有電子遷移性能時(shí)，優(yōu)選具有電子俘獲性能的第二有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的小0.3eV或更多。同時(shí)，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物具有空穴遷移性能時(shí)，優(yōu)選具有空穴俘獲性能的第二有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的高0.3eV或更多。
本發(fā)明的發(fā)光元件具有控制載流子移動(dòng)的層，藉此可以抑制隨著時(shí)間載流子平衡的改變。因此，可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。此外，當(dāng)本發(fā)明的發(fā)光元件應(yīng)用于發(fā)光裝置和電子裝置時(shí)，有可能提供具有高發(fā)光效率和降低功耗的發(fā)光裝置和電子裝置。此外，可以獲得具有長(zhǎng)壽命的發(fā)光裝置和電子裝置。
附圖簡(jiǎn)述 在附圖中

圖1A和1B說(shuō)明實(shí)施方案模式1所示的本發(fā)明的發(fā)光元件； 圖2A和2B說(shuō)明具有與實(shí)施方案模式1的圖1A和1B中的那些不同結(jié)構(gòu)的本發(fā)明發(fā)光元件； 圖3A-3C說(shuō)明實(shí)施方案模式1所示的本發(fā)明發(fā)光元件的光發(fā)射的實(shí)例； 圖4說(shuō)明圖1A所示的本發(fā)明發(fā)光元件的能帶圖的實(shí)例； 圖5A和5B說(shuō)明實(shí)施方案模式2所示的本發(fā)明的發(fā)光元件； 圖6A和6B說(shuō)明具有與實(shí)施方案模式2的圖5A和5B中的那些不同結(jié)構(gòu)的本發(fā)明發(fā)光元件； 圖7A-7C說(shuō)明實(shí)施方案模式2所示的本發(fā)明發(fā)光元件的光發(fā)射的實(shí)例； 圖8說(shuō)明圖5A所示的本發(fā)明發(fā)光元件的能帶圖的實(shí)例； 圖9說(shuō)明其中將實(shí)施方案模式3中的多個(gè)發(fā)光單元堆疊的發(fā)光元件； 圖10A和10B說(shuō)明實(shí)施方案模式4所示的本發(fā)明的有源矩陣發(fā)光裝置； 圖11A和11B說(shuō)明實(shí)施方案模式4所示的本發(fā)明的無(wú)源矩陣發(fā)光裝置； 圖12A-12D說(shuō)明本發(fā)明的電子裝置； 圖13說(shuō)明使用本發(fā)明的發(fā)光裝置作為背燈的電子裝置； 圖14說(shuō)明使用本發(fā)明的照明裝置的臺(tái)燈； 圖15說(shuō)明使用本發(fā)明的照明裝置的室內(nèi)照明裝置； 圖16說(shuō)明實(shí)施方案的發(fā)光元件。
圖17示出了發(fā)光元件1的電流密度對(duì)亮度特性； 圖18示出了發(fā)光元件1的電壓對(duì)亮度特性； 圖19示出了發(fā)光元件1的亮度對(duì)電流效率特性； 圖20示出了發(fā)光元件1的發(fā)射光譜； 圖21示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件1和參考發(fā)光元件2連續(xù)地發(fā)光； 圖22示出了發(fā)光元件3的電流密度對(duì)亮度特性； 0圖23示出了發(fā)光元件3的電壓對(duì)亮度特性； 圖24示出了發(fā)光元件3的亮度對(duì)電流效率特性； 圖25示出了發(fā)光元件3的發(fā)射光譜； 圖26示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件3、發(fā)光元件4、發(fā)光元件5和參考發(fā)光元件6連續(xù)地發(fā)光； 圖27示出了發(fā)光元件4的電流密度對(duì)亮度特性； 圖28示出了發(fā)光元件4的電壓對(duì)亮度特性； 圖29示出了發(fā)光元件4的亮度對(duì)電流效率特性； 圖30示出了發(fā)光元件4的發(fā)射光譜； 圖31示出了發(fā)光元件5的電流密度對(duì)亮度特性； 圖32示出了發(fā)光元件5的電壓對(duì)亮度特性； 圖33示出了發(fā)光元件5的亮度對(duì)電流效率特性； 圖34示出了發(fā)光元件5的發(fā)射光譜； 圖35示出了Alq的還原反應(yīng)特性； 圖36示出了DPQd的還原反應(yīng)特性； 圖37示出了香豆素6的還原反應(yīng)特性； 圖38示出了發(fā)光元件7的電流密度對(duì)亮度特性； 圖39示出了發(fā)光元件7的電壓對(duì)亮度特性； 圖40示出了發(fā)光元件7的亮度對(duì)電流效率特性； 圖41示出了發(fā)光元件7的發(fā)射光譜； 圖42示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件7連續(xù)地發(fā)光； 圖43示出了發(fā)光元件8的電流密度對(duì)亮度特性； 圖44示出了發(fā)光元件8的電壓對(duì)亮度特性； 圖45示出了發(fā)光元件8的亮度對(duì)電流效率特性； 圖46示出了發(fā)光元件8的發(fā)射光譜； 圖47示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件8連續(xù)地發(fā)光； 圖48說(shuō)明實(shí)施方案的發(fā)光元件； 圖49示出了發(fā)光元件9的電流密度對(duì)亮度特性； 圖50示出了發(fā)光元件9的電壓對(duì)亮度特性； 圖51示出了發(fā)光元件9的亮度對(duì)電流效率特性； 圖52示出了發(fā)光元件9的發(fā)射光譜； 圖53示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件9連續(xù)地發(fā)光； 圖54示出了發(fā)光元件10的電流密度對(duì)亮度特性； 圖55示出了發(fā)光元件10的電壓對(duì)亮度特性； 圖56示出了發(fā)光元件10的亮度對(duì)電流效率特性； 圖57示出了發(fā)光元件10的發(fā)射光譜； 圖58示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件10連續(xù)地發(fā)光； 圖59示出了發(fā)光元件11的電流密度對(duì)亮度特性； 圖60示出了發(fā)光元件11的電壓對(duì)亮度特性； 圖61示出了發(fā)光元件11的亮度對(duì)電流效率特性； 圖62示出了發(fā)光元件11的發(fā)射光譜； 圖63示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，其中通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件11連續(xù)地發(fā)光； 圖64示出了BPAPQ的還原反應(yīng)特性；和 圖65示出了DNTPD的還原反應(yīng)特性。
發(fā)明詳述 下面將參照附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方案模式，它們包括實(shí)施本發(fā)明的最佳模式。應(yīng)指出本發(fā)明不限于以下描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易理解的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出各種改變和修改。因此，本發(fā)明不應(yīng)理解為限于以下實(shí)施方案模式中的描述。
首先，將描述發(fā)光元件的亮度衰減因素。發(fā)光元件一般且通常地由恒定電流驅(qū)動(dòng)。在那種情況下，亮度衰減是指電流效率的降低。電流效率是指輸出光相對(duì)于電流的比例。因此，電流效率顯著地受到以下因素影響正在發(fā)光元件中流動(dòng)的載流子中的多少可以在發(fā)光層中再結(jié)合(載流子平衡)，或已經(jīng)在發(fā)光層中再結(jié)合的載流子(即，激發(fā)子)中的多少可以導(dǎo)致發(fā)光(量子效率)。
因此，認(rèn)為隨著時(shí)間載流子平衡的變化或隨著時(shí)間量子效率的降低是亮度衰減的主要因素。鑒于上文所述，已經(jīng)通過(guò)研究隨著時(shí)間載流子平衡的變化作出了本發(fā)明。因此，可能開(kāi)發(fā)出其中隨著時(shí)間載流子平衡的變化可以得到抑制的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案模式1) 將參照?qǐng)D1A描述本發(fā)明發(fā)光元件的一個(gè)實(shí)例。這一實(shí)施方案模式說(shuō)明包括控制電子移動(dòng)的層作為控制載流子移動(dòng)的層的發(fā)光元件。即，在本發(fā)明中，通過(guò)使用控制載流子移動(dòng)的層抑制隨著時(shí)間載流子平衡的改變，以致載流子在離開(kāi)電極的位置再結(jié)合，藉此延長(zhǎng)發(fā)光元件的壽命。
本發(fā)明的發(fā)光元件具有在一對(duì)電極之間的多個(gè)層。通過(guò)將由具有高載流子注入性能的化合物和具有高載流子遷移性能的化合物制成的層結(jié)合而將所述多個(gè)層堆疊，以致在離開(kāi)電極的位置形成發(fā)光區(qū)域，即以致載流子在離開(kāi)電極的位置再結(jié)合。
在這個(gè)實(shí)施方案模式中，發(fā)光元件包括第一電極202、第二電極204和在第一電極202和第二電極204之間提供的EL層203。應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中，將在假設(shè)第一電極202起陽(yáng)極作用，第二電極204起陰極作用的情況下進(jìn)行描述。即，當(dāng)在滿足第一電極202的電勢(shì)高于第二電極204的電勢(shì)情況下將電壓施加到第一電極202和第二電極204上時(shí)，獲得光發(fā)射。
基材201用作發(fā)光元件的支撐體?；?01可以由例如玻璃、塑料等制成。應(yīng)指出，本發(fā)明發(fā)光元件的基材201可以保留在發(fā)光裝置或電子裝置中，所述發(fā)光裝置或電子裝置是使用該發(fā)光元件的制品?；蛘?，基材201可以僅用作形成發(fā)光元件過(guò)程中的支撐體。在那種情況下，基材201不保留在成品中。
第一電極202優(yōu)選使用具有高功函(即，4.0eV或更高)的材料形成，例如金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。特別地，可以給出氧化銦錫(ITO)、含硅或氧化硅的ITO、氧化銦鋅(IZO)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。
此類導(dǎo)電性金屬氧化物薄膜一般通過(guò)濺鍍形成，但是也可以通過(guò)噴墨法、旋涂法等等或通過(guò)應(yīng)用溶膠-凝膠法等等形成。例如，可以通過(guò)使用靶材的濺鍍方法沉積氧化銦鋅(IZO)，其中將1-20wt％氧化鋅添加到氧化銦中。此外，可以通過(guò)使用靶材的濺鍍方法沉積含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)，其中將0.5-5wt％氧化鎢和0.1-1wt％氧化鋅添加到氧化銦中。此外，可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)、金屬材料的氮化物(例如，氮化鈦)等。
當(dāng)使用將描述的含復(fù)合材料的層作為與第一電極接觸的層時(shí)，該第一電極可以使用各種金屬、合金、導(dǎo)電性化合物、它們的混合物等形成，這與它們的功函無(wú)關(guān)。例如，可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、鋁合金(AlSi)等。應(yīng)指出，在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“復(fù)合”是指電荷可以在材料之間遷移的狀態(tài)，所述材料不單單是兩種材料的簡(jiǎn)單混合物而且是許多材料的混合物。
此外，也可以使用具有低功函的屬于元素周期表第1或2族的元素，即堿金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和堿土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)；它們的合金(例如MgAg和AlLi)；稀土金屬如銪(Eu)和鐿(Yb)；它們的合金等。由堿金屬、堿土金屬、或它們的合金制成的薄膜可以通過(guò)真空沉積法形成。此外，由堿金屬或堿土金屬的合金制成的薄膜可以通過(guò)濺鍍法形成。也可能通過(guò)噴墨法等沉積銀糊劑等。
所述EL層203包括第一層211、第二層212、第三層213、第四層214、第五層215和第六層216。在EL層203中，第三層213是發(fā)光層，第四層214是控制載流子移動(dòng)的層。應(yīng)指出，只要所述EL層203包括在這個(gè)實(shí)施方案模式中示出的控制載流子移動(dòng)的層和發(fā)光層，就是可接受的。因此，其它堆疊層的結(jié)構(gòu)不受特別限制。例如，EL層203可以通過(guò)將空穴注入層、空穴遷移層、發(fā)光層、控制載流子移動(dòng)的層、電子遷移層、電子注入層等適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合而形成。
第一層211是包含具有高空穴注入性能的化合物的層。作為具有高空穴注入性能的化合物，可以使用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢、氧化錳等。此外，作為低分子有機(jī)化合物，還可以給出酞菁化合物如酞菁(簡(jiǎn)稱H2PC)、酞菁銅(II)(簡(jiǎn)稱CuPc)和氧釩基(IV)酞菁(VOPc)。
此外，可以使用以下低分子有機(jī)化合物芳族胺化合物如4，4′，4″-三(N，N-二苯氨)三苯胺(簡(jiǎn)稱TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡(jiǎn)稱MTDATA)、4，4′-雙[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DPAB)、4，4′-雙(N-{4-[N′-(3-甲基苯基)-N′-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DNTPD)、1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(簡(jiǎn)稱DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡(jiǎn)稱PCzPCA1)、3，6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡(jiǎn)稱PCzPCA2)、和3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(簡(jiǎn)稱PCzPCN1)。
或者，第一層211可以使用復(fù)合材料形成，其中將具有受體性能的化合物混入具有高空穴遷移性能的化合物中。應(yīng)指出，當(dāng)使用其中具有受體性能的化合物混入具有高空穴遷移性能的化合物的復(fù)合材料時(shí)，可以選擇形成電極的材料而不考慮其功函。即，不但可以將具有高功函的材料，而且可以將具有低功函的材料用于第一電極202。此種復(fù)合材料可以通過(guò)將具有高空穴遷移性能的化合物和具有受體性能的化合物共沉積而形成。
作為用于復(fù)合材料的有機(jī)化合物，可以使用各種化合物如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳族烴和高分子化合物(例如，低聚物、枝狀體或聚合物)。用于復(fù)合材料的有機(jī)化合物優(yōu)選是所有高空穴遷移性能的有機(jī)化合物。特別地，優(yōu)選使用空穴遷移率為10-6cm2/Vs或更高的化合物。然而，也可以使用其它化合物，只要它們的空穴遷移性能比它們的電子遷移性能高?？梢杂糜趶?fù)合材料的具體有機(jī)化合物描述如下。
例如，以下有機(jī)化合物可以用于復(fù)合材料芳族胺化合物如MTDATA、TDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB或α-NPD)、和N，N′-雙(3-甲基苯基)-N，N′-二苯基-[1，1′-聯(lián)苯]-4，4′-二胺(簡(jiǎn)稱TPD)；和咔唑衍生物如4，4′-二(N-咔唑基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡(jiǎn)稱TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和1，4-雙[4-(N-咔唑基)苯基-2，3，5，6-四苯基苯。
或者，也可以使用以下芳族烴化合物2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱t-BuDNA)、2-叔丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-雙(3，5-二苯基苯基)蒽(簡(jiǎn)稱DPPA)、2-叔丁基-9，10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡(jiǎn)稱t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱DNA)、9，10-二苯基蒽(簡(jiǎn)稱DPAnth)、2-叔丁基蒽(簡(jiǎn)稱t-BuAnth)、9，10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱DMNA)、9，10-雙[2-(1-萘基)苯基)-2-叔丁基-蒽、9，10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽等。
此外，也可以使用以下芳族烴化合物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′-聯(lián)蒽、10，10′-二苯基-9，9′-聯(lián)蒽、10，10′-雙(2-苯基苯基)-9，9′-聯(lián)蒽、10，10′-雙[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-聯(lián)蒽、蒽、并四苯、紅熒烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔丁基)二萘嵌苯、并五苯、六苯并苯、4，4′-雙(2，2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DPVBi)、9，10-雙[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡(jiǎn)稱DPVPA)等。
作為具有受體性能的化合物，可以給出有機(jī)化合物如7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟對(duì)苯醌二甲烷(簡(jiǎn)稱F4-TCNQ)和四氯化苯醌和過(guò)渡金屬氧化物。此外，還可以給出屬于元素周期表第4-8族金屬的氧化物。特別地，優(yōu)選使用具有高電子接受性能的氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸。特別是，氧化鉬是尤其優(yōu)選的，因?yàn)樗词乖诖髿庵幸彩欠€(wěn)定的，具有低的吸濕性并且易于處理。
對(duì)于第一層211，可以使用高分子化合物(例如，低聚物、枝狀體或聚合物)。例如，可以使用以下高分子化合物聚(N-乙烯基咔唑)(簡(jiǎn)稱PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡(jiǎn)稱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](簡(jiǎn)稱PTPDMA)和聚[N，N′-雙(4-丁基苯基)-N，N′-雙(苯基)聯(lián)苯胺(簡(jiǎn)稱Poly-TPD)。此外，也可以使用混有酸的高分子化合物如聚(3，4-亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸鹽)(PEDOT/PSS)和聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸鹽)(PAni/PSS)。應(yīng)指出，還可能使用復(fù)合材料形成第一層211，所述復(fù)合材料由上述高分子化合物如PVK、PVTAP、PTPDMA或Poly-TPD和上述具有受體性能的化合物形成。
第二層212是包含具有高空穴遷移性能的化合物的層。作為具有高空穴遷移性能的化合物，可以使用以下低分子有機(jī)化合物芳族胺化合物如NPB(或α-NPD)、TPD、4，4′-雙[N-(9，9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DFLDPBi)和4，4′-雙[N-(螺-9，9′-二芴-2-基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱BSPB)。在此描述的化合物主要是空穴遷移率為10-6cm2/Vs或更高的化合物。
此外，也可以將其它化合物用于第二層212，只要它們的空穴遷移性能比它們的電子遷移性能高。應(yīng)指出，所述含具有高空穴遷移性能的化合物的層不限于單一層，也可以具有由上述化合物制成的兩個(gè)或更多個(gè)層的堆疊結(jié)構(gòu)。此外，第二層212也可以用高分子化合物如PVK、PVTPA、PTPDMA和Poly-TPD形成。
第三層213是含高發(fā)光化合物的層，其相應(yīng)于本發(fā)明的發(fā)光層。第三層213可以使用各種材料如低分子有機(jī)化合物形成。特別地，作為顯示藍(lán)光的發(fā)光材料，可以使用以下物質(zhì)N，N′-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N′-二苯基二苯乙烯-4，4′-二胺(簡(jiǎn)稱(YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4′-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(簡(jiǎn)稱YGAPA)等。
作為顯示綠發(fā)射光的發(fā)光材料，可以使用以下物質(zhì)N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)、N-[9，10-雙(1，1′-聯(lián)苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCABPhA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，N′，N′-三苯基-1，4-亞苯基二胺(簡(jiǎn)稱2DPAPA)、N-[9，10-雙(1，1′-聯(lián)苯-2-基)-2-蒽基]-N，N′，N′-三苯基-1，4-亞苯基二胺(簡(jiǎn)稱2DPABPhA)、N-[9，10-雙(1，1′-聯(lián)苯-2-基)]-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡(jiǎn)稱2YGABPhA)、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(簡(jiǎn)稱DPhAPhA)等。
作為顯示發(fā)黃光的發(fā)光材料，可以使用紅熒烯、5，12-雙(1，1′-聯(lián)苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(簡(jiǎn)稱BPT)等。此外，作為顯示紅發(fā)射光的發(fā)光材料，可以使用N，N，N′，N′-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(簡(jiǎn)稱p-mPhTD)；7，13-二苯基-N，N，N′，N′-四(4-甲基苯基)苊基[1，2-a]熒蒽-3，10-二胺(簡(jiǎn)稱p-mPhAFD)等。或者，也可以使用發(fā)磷光物質(zhì)如雙[2-(2′-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶-N，C3′]乙酰丙酮合銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(btp)2(acac))。
應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中，將控制載流子移動(dòng)的層設(shè)置在發(fā)光層和用作陰極的第二電極之間。因此，所述發(fā)光層優(yōu)選具有電子遷移性能。通常，當(dāng)發(fā)光層具有電子遷移性能時(shí)，為了防止電子穿透發(fā)光層，在發(fā)光層和陽(yáng)極之間提供電子阻擋層。然而，當(dāng)電子阻擋層隨著時(shí)間而劣化時(shí)，再結(jié)合區(qū)域擴(kuò)大到電子阻擋層的內(nèi)部(或保持遷移層的內(nèi)部)，這可能導(dǎo)致電流效率的顯著降低(即，亮度衰減)。同時(shí)，在本發(fā)明中，在電子到達(dá)發(fā)光層之前(在發(fā)光層和陰極之間)，將電子的移動(dòng)加以控制。因此，即使當(dāng)電子的平衡(例如，電子相對(duì)于空穴的遷移率或量)稍微損失時(shí)，在發(fā)光層中的再結(jié)合的比例幾乎不變，這是有利的，因?yàn)榱炼炔蝗菀姿p。
應(yīng)指出，發(fā)光層也可以具有其中上述高度發(fā)光的化合物分散在另一種化合物中的結(jié)構(gòu)。對(duì)于其中分散了發(fā)光化合物的材料，可以使用各種化合物。具體來(lái)說(shuō)，優(yōu)選使用其最低未占分子軌道(LUMO)能級(jí)高于發(fā)光化合物且其最高已占分子軌道(HOMO)能級(jí)低于發(fā)光化合物的化合物。
應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中，發(fā)光層優(yōu)選具有電子遷移性能，原因在于控制載流子移動(dòng)的層設(shè)置在該發(fā)光層和用作陰極的第二電極之間。即，發(fā)光層的電子遷移性能優(yōu)選高于其空穴遷移性能。因此，上述其中分散了高度發(fā)光性化合物的材料優(yōu)選是具有電子遷移性能的有機(jī)化合物。
特別地，可以使用以下金屬配合物三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉)鈹(II)(簡(jiǎn)稱BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚氧基)鋁(III)(BAlq)、雙(8-羥基喹啉)鋅(II)(簡(jiǎn)稱Znq)、雙[2-(2-苯并唑基)苯酚氧基]鋅(II)(簡(jiǎn)稱ZnPBO)和雙[2-(2-苯并噻唑基)苯酚氧基]鋅(II)(簡(jiǎn)稱Zn(BTZ)2)。
此外，也可以使用以下雜環(huán)化合物2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(簡(jiǎn)稱PBD)、1，3-雙[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(簡(jiǎn)稱OXD-7)、3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(簡(jiǎn)稱TAZ)、2，2′，2″-(1，3，5-苯三基)-三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(簡(jiǎn)稱TPBI)、4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)和2，9-二甲基-4，7-聯(lián)苯-1，10-鄰二氮雜菲(簡(jiǎn)稱BCP)。
或者，也可以使用以下縮合的芳族化合物9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱DPCzPA)、9，10-雙(3，5-二苯基苯基)蒽(簡(jiǎn)稱DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(簡(jiǎn)稱t-BuDNA)、9，9′-聯(lián)蒽(簡(jiǎn)稱BANT)、9，9′-(二苯乙烯-3，3′-二基)二菲(簡(jiǎn)稱DPNS)、9，9′-(二苯乙烯-4，4′-二基)二菲(簡(jiǎn)稱DPNS2)和3，3′，3″-(苯-1，3，5-三基)三芘(簡(jiǎn)稱DPB3)。
作為其中分散了發(fā)光性化合物的材料，可以使用許多種類的材料。例如，為了控制結(jié)晶，可以進(jìn)一步添加控制紅熒烯等的結(jié)晶的化合物。此外，為了有效地將能量轉(zhuǎn)移到發(fā)光化合物，可以進(jìn)一步添加NPB、Alq等。當(dāng)使用其中高度發(fā)光性化合物分散在另一種化合物中的結(jié)構(gòu)時(shí)，可以抑制第三層213的結(jié)晶。此外，也可以抑制由于發(fā)光性化合物的高濃度產(chǎn)生的濃縮猝滅。
此外，可以將高分子化合物用于第三層213，即發(fā)光層。特別地，作為顯示藍(lán)發(fā)射光的發(fā)光材料，可以使用以下物質(zhì)聚(9，9-二辛基芴-2，7-二基)(簡(jiǎn)稱POF)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基-共聚-(2，5-二甲氧苯-1，4-二基)](簡(jiǎn)稱RF-DMOP)、聚{(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-[N，N′-二(對(duì)-丁基苯基)-1，4-苯二胺]}(簡(jiǎn)稱TAB-PFH)等。
作為顯示綠發(fā)射光的發(fā)光材料，可以使用以下物質(zhì)聚(對(duì)亞苯基亞乙烯基)(簡(jiǎn)稱PPV)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-交替-共聚-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，7-二基)](簡(jiǎn)稱PFBT)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二亞乙烯基亞芴基)-交替-共聚-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亞苯基)]等。
作為顯示橙至紅發(fā)射光的發(fā)光材料，可以使用以下物質(zhì)聚[2-甲氧基-5-(2′-乙基己氧基)-1，4-亞苯基亞乙烯基](簡(jiǎn)稱MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2，5-二基)、聚{9，9-二己基-2，7-雙(1-氰基亞乙烯基)亞芴基]-交替-共聚-[2，5-雙(N，N′-二苯基氨基)-1，4-亞苯基]}、聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-雙(1-氰基亞乙烯基亞苯基)]-交替-共聚-[2，5-雙(N，N′-二苯基氨基)-1，4-亞苯基]}(簡(jiǎn)稱CN-PPV-DPD)等。
第四層214是控制載流子移動(dòng)的層，和至少含有兩種化合物。本發(fā)明最重要的特征是提供了控制載流子移動(dòng)的層，此外，該層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，所述第一有機(jī)化合物是具有載流子遷移性能的有機(jī)化合物，所述第二有機(jī)化合物具有載流子俘獲性能。具有載流子遷移性能的有機(jī)化合物分為具有電子遷移性能的化合物或具有空穴遷移性能的化合物。類似地，具有載流子遷移性能的有機(jī)化合物分為具有電子俘獲性能的化合物或具有空穴俘獲性能的化合物。
在這個(gè)實(shí)施方案模式中的第四層214包含比第二有機(jī)化合物的重量百分率更高重量百分率的第一有機(jī)化合物。這一實(shí)施方案模式將描述此種情形，與具有發(fā)光功用的層(即，發(fā)光層)相比，將控制載流子移動(dòng)的層提供在更接近用作陰極的第二電極的位置。即，將描述將控制載流子移動(dòng)的層提供在具有發(fā)光功用的第三層213和第二電極204之間的情形。
當(dāng)將控制載流子移動(dòng)的層提供在比發(fā)光層更接近用作陰極的第二電極的位置時(shí)，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是具有電子遷移性能的有機(jī)化合物。即，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是其電子遷移性能高于空穴遷移性能的化合物。此外，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是具有俘獲電子的功用的有機(jī)化合物。即，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是其最低未占分子軌道(LUMO)能級(jí)比第一有機(jī)化合物的低0.3eV或更多的有機(jī)化合物。當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層包括第二有機(jī)化合物，該層作為整體的電子遷移速度可能比該層僅由第一有機(jī)化合物制成的情形低。即，添加第二有機(jī)化合物使得有可能控制載流子的移動(dòng)。此外，控制第二有機(jī)化合物的濃度使得有可能控制載流子的移動(dòng)速度。第二的濃度優(yōu)選為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
優(yōu)選發(fā)光層和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色。例如，當(dāng)包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物是顯示藍(lán)發(fā)射光的有機(jī)化合物如YGA2S或YGAPA時(shí)，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是顯示藍(lán)至藍(lán)綠發(fā)射光的化合物如吖啶酮、香豆素102、香豆素6H、香豆素480D或香豆素30。這樣，即使第二有機(jī)化合物不希望地發(fā)光，發(fā)射光的色純度也可能處于良好狀態(tài)。
此外，當(dāng)包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物是顯示綠發(fā)射光的有機(jī)化合物如2PCAPA、2PCABPhA、2DPAPA、2DPABPhA、2YGABPhA或DPhAPhA時(shí)，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是顯示藍(lán)綠至黃綠發(fā)射光的化合物如N，N′-二甲基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DMQd)、N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)、9，18-二氫-苯并[h]苯并[7，8]喹啉并[2，3-b]吖啶-7，16-二酮(簡(jiǎn)稱DMNQd-1)、9，18-二氫-9，18-二甲基-苯并[h]苯并[7，8]喹啉并[2，3-b]吖啶-7，16-二酮(簡(jiǎn)稱DMNQd-2)、香豆素30、香豆素6、香豆素545T或香豆素153。
此外，當(dāng)包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物是顯示發(fā)黃光的有機(jī)化合物如紅熒烯或BPT時(shí)，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是顯示黃綠至金發(fā)黃光的化合物如DMQd或(2-{2-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]乙烯基}-6-[2-(4-二甲基氨基苯基)乙烯基]-4H-吡喃-4-叉基)丙二腈(簡(jiǎn)稱DCMCz)。
此外，當(dāng)包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物是顯示紅發(fā)射光的有機(jī)化合物如p-mPhTD或p-mPhAFD時(shí)，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是顯示橙至紅發(fā)射光的化合物如2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-叉基)丙二腈(簡(jiǎn)稱DCM1)、{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氫化-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-叉基}丙二腈(簡(jiǎn)稱DCM2)、{2-(1，1-二甲基乙基)-6-[2-(2，3，6，7-四氫-1，1，7，7-四甲基-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-叉基}丙二腈(簡(jiǎn)稱DCJTB)或Nile紅。
此外，當(dāng)包含在發(fā)光層中的發(fā)光材料是發(fā)磷光的物質(zhì)時(shí)，第二有機(jī)化合物還優(yōu)選是發(fā)磷光的材料。例如，當(dāng)發(fā)光材料是上述顯示紅發(fā)射光的Ir(btp)2(acac)時(shí)，第二有機(jī)化合物可以紅發(fā)磷光的物質(zhì)如(乙酰丙酮)雙[2，3-雙(4-氟代苯基)喹喔啉]銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(Fdpq)2(acac))。應(yīng)指出，在用于發(fā)光元件的化合物之中，上述化合物是具有尤其低LUMO能級(jí)的化合物。因此，當(dāng)將此類化合物添加到后面將描述的第一有機(jī)化合物中時(shí)，可以獲得優(yōu)異的俘獲性能。
應(yīng)指出，在上述為第二有機(jī)化合物示例性說(shuō)明的化合物之中，喹吖啶酮衍生物如DMQd、DPQd、DMNQd-1和DMNQd-2是化學(xué)穩(wěn)定的并因此是優(yōu)選的。即，當(dāng)使用喹吖啶酮衍生物時(shí)，可以尤其延長(zhǎng)發(fā)光元件的壽命。此外，因?yàn)猷灌ね苌镲@示綠發(fā)射光，所以本發(fā)明發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)對(duì)綠色的發(fā)光元件是尤其有效的。在形成完色顯示器中，綠色要求最高的亮度水平，并且存在綠發(fā)光元件的化速度比其它發(fā)光元件更快的情形。然而，此種問(wèn)題可以通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明而改善。
此外，包含在第四層214中的第一有機(jī)化合物是具有電子遷移性能的有機(jī)化合物。即，第一有機(jī)化合物是其電子遷移性能高于空穴遷移性能的化合物。特別地，可以使用以下物質(zhì)金屬配合物如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、Znq、BAlq、ZnPBO和ZnBTZ；雜環(huán)化合物如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、BPhen和BCP；和縮合芳族化合物如CzPA，DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2和TPB3。
此外，也可以使用以下高分子化合物聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共聚-(吡啶-3，5-二基)](簡(jiǎn)稱PF-Py)和聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，2′-吡啶-6，6′-二基)](簡(jiǎn)稱PF-BPy)。特別是，優(yōu)選使用對(duì)電子穩(wěn)定的金屬配合物。
此外，如前述，第二有機(jī)化合物的LUMO能級(jí)優(yōu)選比第一有機(jī)化合物的低0.3eV或更多。因此，只要根據(jù)用于第二有機(jī)化合物的化合物的種類適當(dāng)?shù)剡x擇第一有機(jī)化合物使得滿足上述條件，就是可接受的。例如，當(dāng)將DPQ或香豆素6用于后面將在實(shí)施方案中描述的第二有機(jī)化合物時(shí)，可以通過(guò)將Alq用于第一有機(jī)化合物而滿足上述條件。
應(yīng)指出，優(yōu)選包含在第三層213中的高度發(fā)光性化合物和包含在第四層214中的第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色。因此，優(yōu)選該高度發(fā)光性化合物的發(fā)射光譜和第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜之間的峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)。當(dāng)峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)時(shí)，高度發(fā)光性化合物和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當(dāng)?shù)诙袡C(jī)化合物由于電壓等變化發(fā)光時(shí)，發(fā)射顏色的變化可能得到抑制。
應(yīng)指出，第二有機(jī)化合物不一定必須發(fā)光。例如，當(dāng)高度發(fā)光性化合物具有比第二有機(jī)化合物高的發(fā)光效率時(shí)，優(yōu)選控制第二有機(jī)化合物在第四層214中的濃度以致僅可以實(shí)質(zhì)上獲得高度發(fā)光性化合物的光發(fā)射(通過(guò)將第二有機(jī)化合物的濃度設(shè)置到略低于高度發(fā)光性化合物的濃度以致可以抑制第二有機(jī)化合物的光發(fā)射)。在那種情況下，高度發(fā)光性化合物和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色(即，它們具有幾乎相同水平的能帶寬度)。因此，幾乎不存在能量將從高度發(fā)光性化合物轉(zhuǎn)移到第二有機(jī)化合物的可能性，并且因此可以獲得高的發(fā)光效率。
應(yīng)指出，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是香豆素衍生物如香豆素102、香豆素6H、香豆素480D、香豆素30、香豆素6、香豆素545T和香豆素153。香豆素衍生物具有低的電子俘獲性能。因此，添加到第一有機(jī)化合物中的第二有機(jī)化合物的濃度可能較高。即，第二有機(jī)化合物的濃度可以容易地加以控制，因此可以容易地獲得具有所需性能的控制載流子移動(dòng)的層。此外，因?yàn)橄愣顾匮苌锞哂懈叩陌l(fā)光效率，所以即使當(dāng)?shù)诙袡C(jī)化合物發(fā)光時(shí)也可能抑制整個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光效率的降低。
圖4作為模范地說(shuō)明了圖1A所示的本發(fā)明發(fā)光元件的能帶圖。在圖4中，從第一電極202注射的空穴穿過(guò)第一層211并進(jìn)一步穿過(guò)第二層212，所述第一層211包含具有高空穴注入性能的化合物，所述第二層212包含具有高空穴遷移性能的化合物。然后，將空穴注入包含高度發(fā)光性化合物的第三層213。另一方面，從第二電極204注射的電子穿過(guò)第六層216并進(jìn)一步穿過(guò)第五層215，所述第六層216包含具有高電子注入性能的化合物，所述第五層215包含具有高電子遷移性能的化合物。然后，將電子注入第四層214，即控制載流子移動(dòng)的層。注入控制載流子移動(dòng)的層的電子的移動(dòng)速度被具有電子俘獲性能的第二有機(jī)化合物阻滯。移動(dòng)速度受阻的電子注入包含高度發(fā)光性化合物的第三層213，然后與空穴再結(jié)合。因此，獲得光發(fā)射。
當(dāng)?shù)谌龑?13具有電子遷移性能時(shí)，例如，從第二層212注入第三層213的空穴的移動(dòng)速度受到阻滯。此外，從第四層214注入第三層213的電子的移動(dòng)速度甚至在第三層213中也較慢，原因在于它已在第四層214中受到阻滯。因此，緩慢移動(dòng)速度的空穴和緩慢移動(dòng)速度的電子在第三層213中再結(jié)合，藉此再結(jié)合概率獲得增加并且發(fā)光效率得到改進(jìn)。
在不包括第四層214的常規(guī)發(fā)光元件的情況下，不阻滯電子的移動(dòng)速度而是將電子直接地注入第三層213。因此，電子到達(dá)第二層212和第三層213之間的界面附近。因此，在第二層212和第三層213之間的界面附近形成發(fā)光區(qū)域。在那種情況下，存在電子可能到達(dá)第二層212并使該層劣化的可能性。此外，當(dāng)已經(jīng)到達(dá)第二層212的電子的量隨著時(shí)間增加時(shí)，發(fā)光層中的再結(jié)合概率隨著時(shí)間減少，這導(dǎo)致元件的壽命更短(隨著時(shí)間亮度衰減)。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，從第二電極204注射的電子穿過(guò)第六層216并進(jìn)一步穿過(guò)第五層215，所述第六層216包含具有高電子注入性能的化合物，所述第五層215包含具有高電子遷移性能的化合物。然后，將電子注入第四層214，即控制載流子移動(dòng)的層。在此，第四層214具有此種結(jié)構(gòu)，即其中將具有俘獲電子功用的第二有機(jī)化合物添加到具有電子遷移性能的第一有機(jī)化合物中。因此，注入第四層214的電子的移動(dòng)速度受到阻滯并控制了向第三層213的電子注入。
結(jié)果，從第三層213到第三層213和第四層214之間的界面附近的區(qū)域周?chē)纬闪税l(fā)光區(qū)域，該發(fā)光區(qū)域曾經(jīng)通常在第二層212和第三層213之間的界面附近形成，所述第二層212包含具有高空穴遷移性能的化合物。因此，存在低的電子可能到達(dá)包含高空穴遷移性能的化合物的第二層212并使該第二層212劣化的可能性。類似地，至于空穴，還存在低的空穴可能到達(dá)包含高電子遷移性能的化合物的第五層215并使該層劣化的可能性，原因在于第四層214包含具有電子遷移性能的第一有機(jī)化合物。
此外，本發(fā)明的要點(diǎn)是不只將具有低電子遷移率的化合物應(yīng)用于第四層214，而且還將具有俘獲電子功用的有機(jī)化合物，即具有載流子俘獲性能的有機(jī)化合物添加到具有電子遷移性能的有機(jī)化合物，即具有載流子遷移性能的有機(jī)化合物中。采用此種結(jié)構(gòu)，不但可能控制向第三層213的電子注入而且可能抑制隨著時(shí)間電子注入的控制量的變化。因此，本發(fā)明的發(fā)光元件可以防止隨著時(shí)間載流子平衡損失的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能另外降低再結(jié)合概率。因此，可以改進(jìn)元件的壽命(可以抑制隨著時(shí)間亮度衰減)。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，不在發(fā)光層和空穴遷移層之間的界面或發(fā)光層和電子遷移層之間的界面處形成發(fā)光區(qū)域。因此，不存在如果發(fā)光區(qū)域位于接近空穴遷移層或電子遷移層位置而將另外引起的不利的化影響。此外，可以抑制隨著時(shí)間載流子平衡的變化(具體來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)間電子注入量的變化)。因此，可以獲得不容易劣化的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
此外，優(yōu)選包含在第四層214中的第二有機(jī)化合物和包含在第三層213中的高度發(fā)光性化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色。特別地，優(yōu)選第二有機(jī)化合物和高度發(fā)光性化合物的發(fā)射光譜之間的峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)。當(dāng)峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)時(shí)，第二有機(jī)化合物和高度發(fā)光性化合物的發(fā)射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當(dāng)?shù)诙袡C(jī)化合物由于電壓等變化發(fā)光時(shí)，發(fā)射顏色的變化可能得到抑制。應(yīng)指出，第二有機(jī)化合物不一定必須發(fā)光。
此外，第四層214的厚度優(yōu)選為5-20nm。當(dāng)?shù)谒膶?14過(guò)厚時(shí)，載流子的移動(dòng)速度變得太慢，這可能導(dǎo)致高的驅(qū)動(dòng)電壓。另一方面，當(dāng)?shù)谒膶?14過(guò)薄時(shí)，不可能實(shí)現(xiàn)控制載流子移動(dòng)的功用。因此，第四層214的厚度優(yōu)選為5-20nm。
第五層215是包含具有高電子遷移性能的化合物的層。例如，作為低分子有機(jī)化合物，可以使用金屬配合物如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、ZnPBO和ZnBTZ。此外，除金屬配合物之外，還可以使用雜環(huán)化合物如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、BPhen和BCP。在此描述的化合物主要是電子遷移率為10-6cm2/Vs或更高的化合物。此外，除上述化合物以外的化合物也可以用于電子遷移層，只要其電子遷移性能比其空穴遷移性能高。另外，電子遷移層不限于單個(gè)層，還可以具有由上述化合物制成的兩個(gè)或更多個(gè)層的堆疊結(jié)構(gòu)。
此外，也可以使用高分子化合物形成第五層215。例如，可以使用以下化合物 聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-共聚-(吡啶-3，5-二基)](簡(jiǎn)稱PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，2′-吡啶-6，6′-二基)](簡(jiǎn)稱PF-BPy)等。
第六層216是包含具有高電子注入性能的化合物的層。作為具有高電子注入性能的化合物，可以使用堿金屬、堿土金屬或它們化合物如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)和氟化鈣(CaF2)。例如，有可能使用由具有電子遷移性能的化合物制成的層，該化合物中混有堿土金屬，堿土金屬或它們的化合物，如Alq和鎂(Mg)的混合物。應(yīng)指出，當(dāng)使用由具有電子遷移性能的化合物制成的層，且該化合物中混有堿土金屬，堿土金屬或它們的化合物時(shí)，電子可以有效地從第二電極204注射，這是優(yōu)選的。
第二電極204優(yōu)選使用具有低功函(即，3.8eV或更低)的化合物形成，如金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們混合物。此類陰極材料的具體實(shí)例包括屬于元素周期表第1或2族的元素，即堿金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和堿土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)；它們的合金(例如，MgAg和AlLi)；稀土金屬如銪(Eu)和鐿(Yb)；它們的合金等。由堿金屬、堿土金屬、或它們的合金制成的薄膜可以通過(guò)真空沉積法形成。此外，由堿金屬或堿土金屬的合金制成的薄膜可以通過(guò)濺鍍法形成。也可能通過(guò)噴墨法等沉積銀糊劑等。
當(dāng)在第二電極204和第五層215之間提供具有促進(jìn)電子注入功用的第六層216時(shí)，可以使用各種導(dǎo)電性材料如Al、Ag、ITO和含硅或氧化硅的ITO形成第二電極204，不需要考慮這些材料的功函。此外，可以通過(guò)濺鍍法、噴墨法、旋涂法等沉積這些導(dǎo)電性材料。
作為形成EL層的方法，可以使用各種方法，無(wú)需考慮干法或濕法。例如，可以使用真空沉積法、噴墨法、旋涂法等。此外，對(duì)于不同的電極或不同的層，可以使用不同的沉積方法。例如，在上述材料之中，可以選擇高分子化合物通過(guò)濕法形成EL層?；蛘?，可以選擇低分子有機(jī)化合物通過(guò)濕法形成EL層。此外，也可能通過(guò)選擇低分子有機(jī)化合物和使用干法如真空沉積法形成EL層。類似地，可以通過(guò)濕法如溶膠凝膠法或通過(guò)采用金屬材料的糊劑的濕法形成所述電極。或者，可以通過(guò)干法如濺鍍法或蒸汽沉積法形成所述電極。
形成發(fā)光元件的具體方法將在下面進(jìn)行描述。當(dāng)將本發(fā)明的發(fā)光元件應(yīng)用于顯示裝置并且根據(jù)各種顏色選擇性地沉積其發(fā)光層時(shí)，優(yōu)選通過(guò)濕法形成發(fā)光層。當(dāng)通過(guò)噴墨法形成發(fā)光層時(shí)，即使當(dāng)使用大基材時(shí)也可以容易地對(duì)各種顏色進(jìn)行發(fā)光層的選擇性沉積。
例如，圖1A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得 通過(guò)是干法的濺鍍方法形成第一電極，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第一層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第二層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第三層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第四層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第五層和第六層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極。
或者，圖1A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得 通過(guò)是濕法的噴墨法形成第一電極，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第一層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第三層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第四層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第五層和第六層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極。應(yīng)指出，沉積方法不限于上述方法，視情況可以將濕法和干法結(jié)合。
例如，圖1A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得 通過(guò)是干法的濺鍍方法形成第一電極，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第一和第二層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成是發(fā)光層的第三層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第四層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第五層和第六層，和通過(guò)是干法的真空沉積法形成第二電極。
即，有可能在具有預(yù)先按所需形狀形成的第一電極的基材上通過(guò)濕法形成第一層至第三層，并在其上通過(guò)干法形成第四層至第二電極。通過(guò)這一方法，可以在常壓下形成第一層至第三層并且可以選擇性地根據(jù)各種顏色容易地沉積第三層。此外，可以在真空中連續(xù)地形成第四層至第二電極。因此，可以簡(jiǎn)化所述方法并且可以改進(jìn)生產(chǎn)率。
下面將示例性地描述所述方法。首先，在第一電極上沉積作為第一層的PEDOT/PSS。因?yàn)镻EDOT/PSS可溶于水，所以可以通過(guò)旋涂法、噴墨法等將它作為水溶液沉積。不提供第二層，但是在第一層上提供作為發(fā)光層的第三層?？梢酝ㄟ^(guò)噴墨法使用其中發(fā)光性化合物溶于溶劑(例如，甲苯、十二烷基苯或十二烷基苯和萘滿的混合溶劑)的溶液形成發(fā)光層，已經(jīng)形成的第一層(PEDOT/PSS)不會(huì)溶于該溶劑中。接下來(lái)，在第三層上形成第四層。當(dāng)通過(guò)濕法形成第四層時(shí)，應(yīng)使用已經(jīng)形成了的第一層和第三層不會(huì)溶解于其中的溶劑形成第四層。在那種情況下，溶劑的選擇范圍受限制。因此，為了形成第四層，使用干法是更容易的。因此，通過(guò)是干法的真空沉積在真空中連續(xù)地形成第四層至第二電極，該方法可以得到簡(jiǎn)化。
同時(shí)，圖2A中所示的結(jié)構(gòu)可以按上述步驟的反向次序形成通過(guò)是干法的濺鍍法或真空沉積法形成第二電極，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第六層和第五層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第四層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第三層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二層和第一層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第一電極。通過(guò)這一方法，可以通過(guò)干法在真空中連續(xù)地形成第二電極至第四層，可以在常壓下形成第三層至第一電極。因此，可以簡(jiǎn)化方法并且可以改進(jìn)生產(chǎn)率。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光元件中，電流由于第一電極202和第二電極204之間產(chǎn)生的電位差而流動(dòng)，藉此空穴和電子在EL層203中再結(jié)合并且獲得光發(fā)射。發(fā)射光通過(guò)第一電極202和第二電極204中之一或兩者射出。因此，第一電極202和第二電極204中之一或兩者是光透射性電極。
當(dāng)僅第一電極202是光透射性電極時(shí)，如圖3A所示，發(fā)射光通過(guò)第一電極202從基材一側(cè)射出。同時(shí)，當(dāng)僅第二電極204是光透射性電極時(shí)，如圖3B所示，發(fā)射光通過(guò)第二電極204從與基材一側(cè)相反的那側(cè)射出。當(dāng)?shù)谝浑姌O202和第二電極204都是光透射性電極時(shí)，如圖3C所示，發(fā)射光通過(guò)第一電極202和第二電極204從基材一側(cè)和與基材一側(cè)相反的那側(cè)射出。
應(yīng)指出，在第一電極202和第二電極204之間提供的層的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)?？梢允褂贸鲜鼋Y(jié)構(gòu)以外的任何結(jié)構(gòu)，只要空穴和電子再結(jié)合的發(fā)光區(qū)域位于離開(kāi)第一電極202和第二電極204的位置，此外，提供控制載流子移動(dòng)的層從而防止猝滅，所述猝滅將另外地由發(fā)光區(qū)域接近金屬而引起。
即，層的堆疊結(jié)構(gòu)不受特別限制。只要由具有高電子遷移性能的化合物、具有高空穴遷移性能的化合物、具有高電子注入性能的化合物、具有高空穴注入性能的化合物和具有雙極性的化合物(同時(shí)具有高電子遷移性能和空穴遷移性能的化合物)制成的層適當(dāng)?shù)嘏c這個(gè)實(shí)施方案模式中示出的控制載流子移動(dòng)的層和發(fā)光層結(jié)合，則就是可接受的。
應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中示出的控制載流子移動(dòng)的層是控制電子移動(dòng)的層。因此，它優(yōu)選比發(fā)光層提供在更接近用作陰極的電極的位置。例如，如圖1B所示，可以在具有發(fā)光功用的第三層213和是控制載流子移動(dòng)的層的第四層214之間提供含有具有高電子遷移性能的化合物的第七層217。
更優(yōu)選，所述控制載流子移動(dòng)的層令人希望地經(jīng)提供與所述發(fā)光層接觸。當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層經(jīng)提供與發(fā)光層接觸時(shí)，可以直接地控制向發(fā)光層的電子注入。因此，可以更加有效地控制發(fā)光層中隨著時(shí)間載流子平衡的變化，藉此可以更加有效地延長(zhǎng)元件的壽命。此外，因?yàn)椴恍枰懈唠娮舆w移性能的化合物的第七層217，所以該方法可以得到簡(jiǎn)化。
應(yīng)指出，當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層經(jīng)提供與發(fā)光層接觸時(shí)，優(yōu)選包含在控制載流子移動(dòng)的層中的第一有機(jī)化合物與大量包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物不同。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)發(fā)光層含有高度發(fā)光性化合物分散于其中的化合物(第三有機(jī)化合物)和高度發(fā)光性化合物(第四有機(jī)化合物)時(shí)，該第三有機(jī)化合物和第一有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物是合乎需要的。采用此種結(jié)構(gòu)，從控制載流子移動(dòng)的層移動(dòng)到發(fā)光層的載流子(在這個(gè)實(shí)施方案模式中，電子)的移動(dòng)可以甚至在第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物之間加以控制。因此，提供控制載流子移動(dòng)的層的有利效果可以進(jìn)一步提高。
此外，圖2A中所示的發(fā)光元件具有其中用作陰極的第二電極204、EL層203和用作陽(yáng)極的第一電極202順序地堆疊在基材201上的結(jié)構(gòu)。所述EL層203包括第一層211、第二層212、第三層213、第四層214、第五層215和第六層216。第四層214提供在比第三層213更接近用作陰極的第二電極的位置。
在這個(gè)實(shí)施方案模式中，在由玻璃、塑料等制成的基材上形成發(fā)光元件。當(dāng)在一個(gè)基材上形成許多此類發(fā)光元件時(shí)，可以形成無(wú)源矩陣發(fā)光裝置。此外，還可能在由玻璃、塑料等制成的基材上形成，例如，薄膜晶體管(TFT)和在與該TFT電連接的電極上形成發(fā)光元件。因此，可以形成其中用TFT控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的有源矩陣發(fā)光裝置。
應(yīng)指出，TFT的結(jié)構(gòu)不受特別限制?？梢允褂媒诲e(cuò)的TFT或反交錯(cuò)的TFT。此外，在TFT基材上形成的驅(qū)動(dòng)器電路可以同時(shí)由n型溝道和p型溝道TFT構(gòu)成或由n型溝道和p型溝道TFT中之一構(gòu)成。此外，用于形成TFT的半導(dǎo)體薄膜的結(jié)晶度不受特別限制?？梢允褂脽o(wú)定形半導(dǎo)體薄膜或結(jié)晶半導(dǎo)體薄膜。
本發(fā)明的發(fā)光元件包括控制載流子移動(dòng)的層。該控制載流子移動(dòng)的層包含至少兩種化合物。因此，通過(guò)控制化合物的相容性、它們的混合比例、層厚度等，可以精確地控制載流子平衡。此外，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)控制化合物的相容性、它們的混合比例、層厚度等控制載流子平衡，所以比在常規(guī)發(fā)光元件中更加容易地控制載流子平衡。即，載流子的移動(dòng)可以不通過(guò)改變材料的物理性能而通過(guò)控制混合比例、層厚度等加以控制。
當(dāng)通過(guò)使用控制載流子移動(dòng)的層改進(jìn)載流子平衡時(shí)，發(fā)光元件的發(fā)光效率可以得到改進(jìn)。此外，使用控制載流子移動(dòng)的層使得防止過(guò)多的電子被注射以及防止電子穿透發(fā)光層到達(dá)空穴遷移層或空穴注入層成為可能。當(dāng)電子到達(dá)了空穴遷移層或空穴注入層時(shí)，發(fā)光層中的再結(jié)合概率減小(即，載流子平衡損失)，這可能導(dǎo)致發(fā)光效率隨著時(shí)間降低。即，發(fā)光元件的壽命變得更短。
然而，通過(guò)如這一實(shí)施方案模式所示使用控制載流子移動(dòng)的層，變得可能防止過(guò)多的電子被注射以及防止電子穿透發(fā)光層到達(dá)空穴遷移層或空穴注入層。因此，可以抑制發(fā)光效率隨著時(shí)間的降低。即，可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。更具體地，在包含在控制載流子移動(dòng)的層中的兩種或更多種化合物之間，使用具有比第一有機(jī)化合物的重量百分率更低重量百分率的第二有機(jī)化合物控制載流子的移動(dòng)。因此，可以采用包含在控制載流子移動(dòng)的層中的所有組分的最低重量百分率的組分控制載流子的移動(dòng)。因此，可以獲得不容易隨著時(shí)間而劣化的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
即，與其中采用單一化合物控制載流子平衡的情況相比，載流子平衡更不容易改變。例如，當(dāng)通過(guò)由單一化合物制成的層控制載流子的移動(dòng)時(shí)，整個(gè)層的平衡由于形態(tài)的部分變化或由于部分結(jié)晶而改變。因此，此種發(fā)光元件將容易地隨著時(shí)間而劣化。然而，如這一實(shí)施方案模式所示，當(dāng)采用包含在控制載流子移動(dòng)的層中的所有組分的最低重量百分率的組分控制載流子的移動(dòng)時(shí)，有可能降低形態(tài)變化、結(jié)晶、聚集等的影響，藉此可以抑制隨著時(shí)間的化。因此，可以獲得發(fā)光效率不容易隨著時(shí)間而降低的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
如這一實(shí)施方案模式所示，其中在發(fā)光層和用作陰極的第二電極之間提供控制載流子移動(dòng)的層的結(jié)構(gòu)對(duì)于具有過(guò)多電子的發(fā)光元件是尤其有效的。例如，在這個(gè)實(shí)施方案模式中所示的結(jié)構(gòu)對(duì)于以下情形是尤其有效的即發(fā)光層具有電子遷移性能并且從第二電極注射的會(huì)穿透該發(fā)光層的電子的比例可能地隨著時(shí)間而增加。應(yīng)指出，視情況而定，這一實(shí)施方案模式可以與其它實(shí)施方案模式結(jié)合。
(實(shí)施方案模式2) 這一實(shí)施方案模式將描述本發(fā)明的不同于實(shí)施方案模式1所示的發(fā)光元件的一個(gè)實(shí)例，參照?qǐng)D5A。這一實(shí)施方案模式說(shuō)明包括控制空穴移動(dòng)的層作為控制載流子移動(dòng)的層的發(fā)光元件。本發(fā)明的發(fā)光元件具有在一對(duì)電極之間的多個(gè)層。通過(guò)將由具有高載流子注入性能的化合物和具有高載流子遷移性能的化合物制成的層結(jié)合而將所述多個(gè)層堆疊，以致在離開(kāi)電極的位置形成發(fā)光區(qū)域，即以致載流子在離開(kāi)電極的位置再結(jié)合。
在這個(gè)實(shí)施方案模式中，發(fā)光元件包括第一電極402、第二電極404和在第一電極402和第二電極404之間提供的EL層403。應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中，將在假設(shè)第一電極402起陽(yáng)極作用，第二電極404起陰極作用的情況下進(jìn)行描述。即，當(dāng)在滿足第一電極402的電勢(shì)高于第二電極404的電勢(shì)情況下將電壓施加到第一電極402和第二電極404上時(shí)，獲得光發(fā)射。
基材401可以與實(shí)施方案模式1中描述的相似。第一電極402優(yōu)選使用具有高功函(即，4.0eV或更高)的材料形成，例如金屬、合金、導(dǎo)電化合物或它們的混合物。因此，可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的材料。
所述EL層403包括第一層411、第二層412、第三層413、第四層414、第五層415和第六層416。應(yīng)指出，只要所述EL層403包括在這個(gè)實(shí)施方案模式中示出的控制載流子移動(dòng)的層和發(fā)光層，就是可接受的。因此，其它堆疊層的結(jié)構(gòu)不受特別限制。例如，EL層403可以通過(guò)將空穴注入層、空穴遷移層、發(fā)光層、控制載流子移動(dòng)的層、電子遷移層、電子注入層等適當(dāng)?shù)亟Y(jié)合而形成。
第一層411是包含具有高空穴注入性能的化合物的層，并且可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的材料。第二層412是包含具有高空穴遷移性能的化合物的層，并且可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的材料。
第三層413是控制載流子移動(dòng)的層。第三層413包含至少兩種化合物。在第三層413中，第一有機(jī)化合物的重量百分率高于第二有機(jī)化合物的重量百分率。這一實(shí)施方案模式將描述以下情形，即在比發(fā)光層更接近用作陽(yáng)極的第一電極的位置提供控制載流子移動(dòng)的層。即，將描述其中在具有發(fā)光功用的第四層414和第一電極402之間提供控制載流子移動(dòng)的層的情形。
當(dāng)將控制載流子移動(dòng)的層提供在比發(fā)光層更接近用作陽(yáng)極的第二電極的位置時(shí)，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物。即，第一有機(jī)化合物優(yōu)選是其空穴遷移性能高于電子遷移性能的化合物。此外，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是具有俘獲空穴的功用的有機(jī)化合物。即，第二有機(jī)化合物優(yōu)選是其最高已占分子軌道(HOMO)能級(jí)比第一有機(jī)化合物的高0.3eV或更多的有機(jī)化合物。當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層包括第二有機(jī)化合物，該層作為整體的電子遷移速度可能比該層僅由第一有機(jī)化合物制成的情形低。即，添加第二有機(jī)化合物使得有可能控制載流子的移動(dòng)。此外，控制第二有機(jī)化合物的濃度使得有可能控制載流子的移動(dòng)速度。第二的濃度優(yōu)選為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
第二有機(jī)化合物的實(shí)例包括CuPC、DNTPD、DPAB、雙[2-苯基吡啶-N，C2′]乙酰丙酮合銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(ppy)2acac)、(乙酰丙酮)雙[10-(2-吡啶基)酚嗪]銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(ppx)2(acac))、三(2-苯基吡啶-N，C2′)銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(ppy)3)、雙[2-(2′-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶-N，C3′]乙酰丙酮合銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(btp)2(acac))、N，N″-(2-叔丁基蒽-9，10-二基二-4，1-亞苯基)雙[N，N′，N′-三苯基-1，4-亞苯基二胺](簡(jiǎn)稱DPABPA)等。
應(yīng)指出，在用于發(fā)光元件的化合物之中，上述化合物是具有尤其高的HOMO能級(jí)的化合物。因此，當(dāng)將此類化合物添加到后面將描述的第一有機(jī)化合物中時(shí)，可以獲得優(yōu)異的空穴俘獲性能。第二有機(jī)化合物可以發(fā)光。在那種情況下，優(yōu)選發(fā)光層和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色以保持發(fā)光元件的色純度。
此外，包含在第三層413中的第一有機(jī)化合物是具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物。即，第一有機(jī)化合物是其空穴遷移性能高于電子遷移性能的化合物。特別地，可以使用縮合芳族烴如9，10-二苯基蒽(簡(jiǎn)稱DPAnth)和6，12-二甲氧基-5，11-二苯基屈。
或者，可以使用以下芳族胺化合物N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡(jiǎn)稱DPhPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱PCAPA)、N，9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱PCAPBA)、N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB和2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)。此外，也可以使用高分子化合物如PVK、PVTPA、PTPDMA和Poly-TPD。
特別是，優(yōu)選使用對(duì)空穴穩(wěn)定的芳族胺化合物。此外，如前述，在實(shí)施方案模式2中，第二有機(jī)化合物應(yīng)該是具有空穴俘獲性能的化合物。因此，第二有機(jī)化合物的HOMO能級(jí)優(yōu)選比第一有機(jī)化合物的高0.3eV或更多。因此，只要根據(jù)用于第二有機(jī)化合物的化合物的種類適當(dāng)?shù)剡x擇第一有機(jī)化合物使得滿足上述條件，就是可接受的。
應(yīng)指出，優(yōu)選包含在第四層414中的高度發(fā)光性化合物和包含在第三層413中的第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色。因此，優(yōu)選該高度發(fā)光性化合物的發(fā)射光譜和第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜之間的峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)。當(dāng)峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)時(shí)，高度發(fā)光性化合物和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當(dāng)?shù)诙袡C(jī)化合物由于電壓等變化不希望地發(fā)光時(shí)，發(fā)射顏色的變化可能得到抑制。
例如，當(dāng)高度發(fā)光性化合物具有比第二有機(jī)化合物高的發(fā)光效率時(shí)，優(yōu)選控制第二有機(jī)化合物在第三層413中的濃度以致僅可以實(shí)質(zhì)上獲得高度發(fā)光性化合物的光發(fā)射(通過(guò)將第二有機(jī)化合物的濃度設(shè)置到略低于高度發(fā)光性化合物的濃度以致可以抑制第二有機(jī)化合物的光發(fā)射)。在那種情況下，高度發(fā)光性化合物和第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色(即，它們具有幾乎相同水平的能帶寬度)。因此，幾乎不存在能量將從高度發(fā)光性化合物轉(zhuǎn)移到第二有機(jī)化合物的可能性，并且因此可以獲得高的發(fā)光效率。
圖8示例性地說(shuō)明了圖5A所示的本發(fā)明發(fā)光元件的能帶圖。在圖8中，從第二電極404注射的電子穿過(guò)第六層416并進(jìn)一步穿過(guò)第五層415，所述第六層416包含具有高電子注入性能的化合物，所述第五層415包含具有高電子遷移性能的化合物。然后，將電子注入包含高度發(fā)光性化合物的第四層414。另一方面，從第一電極402注射的空穴穿過(guò)第一層411并進(jìn)一步穿過(guò)第二層412，所述第一層411包含具有高空穴注入性能的化合物，所述第二層412包含具有高空穴遷移性能的化合物。然后，將空穴注入是控制載流子移動(dòng)的層的第三層413。注入控制載流子移動(dòng)的層的空穴的移動(dòng)速度受到具有空穴俘獲性能的第二有機(jī)化合物阻滯。移動(dòng)速度受阻的電子注入包含高度發(fā)光性化合物的第四層414，然后與空穴再結(jié)合。因此，獲得光發(fā)射。
當(dāng)?shù)谒膶?14具有空穴遷移性能時(shí)，例如，從第五層145注入第四層414的電子的移動(dòng)速度受到阻滯。此外，從第三層413注入第四層414的空穴的移動(dòng)速度甚至在第四層414中也較慢，原因在于它已在第三層413中受到阻滯。因此，緩慢移動(dòng)速度的空穴和緩慢移動(dòng)速度的電子在第四層414中再結(jié)合，藉此再結(jié)合概率獲得增加并且發(fā)光效率得到改進(jìn)。
在不包括第三層413的常規(guī)發(fā)光元件的情況下，不阻滯空穴的移動(dòng)速度而是將空穴直接地注入第四層414。因此，空穴到達(dá)第四層414和第五層415之間的界面附近。在那種情況下，存在空穴可能到達(dá)第五層415并使該層劣化的可能性。此外，當(dāng)已經(jīng)到達(dá)第五層415的空穴的量隨著時(shí)間增加時(shí)，發(fā)光層中的再結(jié)合概率隨著時(shí)間減少，這導(dǎo)致元件的壽命更短(隨著時(shí)間亮度衰減)。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，從第一電極402注射的空穴穿過(guò)第一層411并進(jìn)一步穿過(guò)第二層412，所述第一層411包含具有高空穴注入性能的化合物，所述第二層412包含具有高空穴遷移性能的化合物。然后，將空穴注入是控制載流子移動(dòng)的層的第三層413。在此，第三層413具有此種結(jié)構(gòu)，即其中將具有俘獲空穴功用的第二有機(jī)化合物添加到具有空穴遷移性能的第一有機(jī)化合物中。因此，注入第四層413的空穴的移動(dòng)速度受到阻滯并控制了向第四層414的空穴注入。
結(jié)果，從第四層414到第四層414和第三層413之間的界面附近的區(qū)域周?chē)纬闪税l(fā)光區(qū)域，該發(fā)光區(qū)域曾經(jīng)通常在第五層415和第四層414之間的界面附近形成，所述第五層415包含具有高電子遷移性能的化合物。因此，存在低的電子可能到達(dá)包含高電子遷移性能的化合物的第五層415并使該第五層415劣化的可能性。類似地，至于電子，還存在低的電子可能到達(dá)包含高空穴遷移性能的化合物的第二層412并使該層劣化的可能性，原因在于第三層413包含具有空穴遷移性能的第一有機(jī)化合物。
此外，本發(fā)明的要點(diǎn)是不是僅將具有低空穴遷移率的化合物應(yīng)用于第三層413而是將具有俘獲空穴功用的有機(jī)化合物添加到具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物中。采用此種結(jié)構(gòu)，不但可能控制向第四層414的空穴注入而且可能抑制隨著時(shí)間空穴注入的控制量的變化。因此，本發(fā)明的發(fā)光元件可以防止隨著時(shí)間載流子平衡損失的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象可能另外降低再結(jié)合概率。因此，可以改進(jìn)元件的壽命(可以抑制隨著時(shí)間亮度衰減)。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，不在發(fā)光層和空穴遷移層之間的界面或發(fā)光層和電子遷移層之間的界面處形成發(fā)光區(qū)域。因此，不存在如果發(fā)光區(qū)域位于接近空穴遷移層或電子遷移層位置而將另外引起的不利的化影響。此外，可以抑制隨著時(shí)間載流子平衡的變化(具體來(lái)說(shuō)，隨著時(shí)間電子注入量的變化)。因此，可以獲得不容易劣化的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
此外，優(yōu)選包含在第三層413中的第二有機(jī)化合物和包含在第四層414中的高度發(fā)光性化合物的發(fā)射顏色是相似的顏色。特別地，優(yōu)選第二有機(jī)化合物和高度發(fā)光性化合物的發(fā)射光譜之間的峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)。當(dāng)峰值差異在30nm的范圍之內(nèi)時(shí)，第二有機(jī)化合物和高度發(fā)光性化合物的發(fā)射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當(dāng)?shù)诙袡C(jī)化合物由于電壓等變化不希望地發(fā)光時(shí)，發(fā)射顏色的變化可能得到抑制。
此外，第三層413即控制載流子移動(dòng)的層的厚度優(yōu)選為5-20nm。當(dāng)?shù)谌龑?13過(guò)厚時(shí)，載流子的移動(dòng)速度變得太慢，這可能導(dǎo)致高的驅(qū)動(dòng)電壓。另一方面，當(dāng)?shù)谌龑?13過(guò)薄時(shí)，不可能實(shí)現(xiàn)控制載流子移動(dòng)的功用。因此，第三層413的厚度優(yōu)選為5-20nm。第四層414是包含具有高空穴遷移性能的化合物的層，并且可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的材料。此外，也可以使用發(fā)磷光的物質(zhì)如(乙酰丙酮)雙[2，3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(Fdpq)2(acac))。
當(dāng)發(fā)磷光的材料用作高度發(fā)光性化合物時(shí)，包含在第三層413中的第二有機(jī)化合物也優(yōu)選是發(fā)磷光的材料如Ir(ppy)2(acac)、Ir(ppx)2(acac)、Ir(ppy)3或Ir(btp)2(acac)。例如，當(dāng)將顯示紅發(fā)射光的Ir(Fdpq)2(acac)用于高度發(fā)光性化合物時(shí)，優(yōu)選將顯示相似的紅顏色的發(fā)射光的Ir(btp)2(acac)用于包含在第三層413中的第二有機(jī)化合物。此外，如實(shí)施方案模式1中所述那樣，發(fā)光層也可以具有其中高度發(fā)光的化合物分散在另一種化合物中的結(jié)構(gòu)。
應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中，在發(fā)光層和用作陽(yáng)極的第一電極之間提供控制載流子移動(dòng)的層。因此，所述發(fā)光層優(yōu)選具有空穴遷移性能。即，發(fā)光層的電子遷移性能優(yōu)選高于其電子遷移性能。通常，當(dāng)發(fā)光層具有空穴遷移性能時(shí)，為了防止空穴穿透發(fā)光層，已在該發(fā)光層和陰極之間提供了空穴阻擋層。然而，當(dāng)空穴阻擋層隨著時(shí)間而劣化時(shí)，再結(jié)合區(qū)域擴(kuò)大到空穴阻擋層的內(nèi)部(或電子遷移層的內(nèi)部)，這可能導(dǎo)致電流效率的顯著降低(即，亮度衰減)。同時(shí)，在本發(fā)明中，在空穴到達(dá)發(fā)光層之前(在發(fā)光層和陽(yáng)極之間)，將空穴的移動(dòng)加以控制。因此，即使當(dāng)空穴的平衡(例如，空穴相對(duì)于電子的遷移率或量)稍微損失時(shí)，在發(fā)光層中的再結(jié)合的比例幾乎不變，這是有利的，因?yàn)榱炼炔蝗菀姿p。
因此，優(yōu)選使用具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物作為高度發(fā)光性化合物分散于其中的材料，該材料在實(shí)施方案模式1中進(jìn)行了描述。特別地，可以使用以下化合物縮合芳族烴如DPAnth和6，12-二甲氧基-5，11-二苯基屈，或芳族胺化合物如CzA1PAA、DPhPA、PCAPA、PCAPBa、2PCAPA、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi和BSPB。
第五層415是包含具有高電子遷移性能的化合物的層，并且可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的化合物。第六層416是包含具有高電子注入性能的化合物的層，并且可以使用與實(shí)施方案模式1中描述的相似的化合物。
作為形成EL層的方法，可以使用各種方法，無(wú)需考慮干法或濕法。例如，可以使用真空沉積法、噴墨法、旋涂法等。此外，對(duì)于不同的電極或不同的層，可以使用不同的沉積方法。例如，在上述材料之中，可以選擇高分子化合物通過(guò)濕法形成EL層?；蛘?，可以選擇低分子有機(jī)化合物通過(guò)濕法形成EL層。此外，也可能通過(guò)選擇低分子有機(jī)化合物和使用干法如真空沉積法形成EL層。類似地，可以通過(guò)濕法如溶膠凝膠法或通過(guò)采用金屬材料的糊劑的濕法形成電極?；蛘?，可以通過(guò)干法如濺鍍法或蒸汽沉積法形成電極。
形成發(fā)光元件的具體方法將在下面進(jìn)行描述。當(dāng)將本發(fā)明的發(fā)光元件應(yīng)用于顯示裝置并且根據(jù)各種顏色選擇性地沉積其發(fā)光層時(shí)，優(yōu)選通過(guò)濕法形成發(fā)光層。當(dāng)通過(guò)噴墨法形成發(fā)光層時(shí)，即使當(dāng)使用大基材時(shí)也可以容易地對(duì)各種顏色進(jìn)行發(fā)光層的選擇性沉積。
例如，圖5A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得 通過(guò)是干法的濺鍍方法形成第一電極，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第一層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第二層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第三層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第四層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第五層和第六層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極。
或者，圖5A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得 通過(guò)是濕法的噴墨法形成第一電極，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第一層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第三層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第四層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第五層和第六層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極。應(yīng)指出，沉積方法不限于上述方法，視情況可以將濕法和干法結(jié)合。
更具體地，圖5A所示的結(jié)構(gòu)可以通過(guò)以下步驟獲得通過(guò)是干法的濺鍍方法形成第一電極，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第一層和第二層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第三層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成是發(fā)光層的第四層，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第五層，不形成第六層，和通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極。
即，第一電極至第三層可以通過(guò)干法形成，而第四層至第二電極可以通過(guò)濕法形成。通過(guò)這一方法，可以在真空中連續(xù)地形成第一電極至第三層，可以在常壓下形成第四層至第二電極。此外，可以容易地進(jìn)行第四層對(duì)于各種顏色的選擇性沉積。因此，可以簡(jiǎn)化方法并且可以改進(jìn)生產(chǎn)率。
同時(shí)，圖6A中所示的結(jié)構(gòu)可以按上述步驟的反向次序形成通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第二電極，通過(guò)是濕法的噴墨法或旋涂法形成第六層和第五層，通過(guò)是濕法的噴墨法形成第四層，通過(guò)是干法的共沉積法形成第三層，通過(guò)是干法的真空沉積法形成第二層和第一層，和通過(guò)是干法的真空沉積法形成第一電極。通過(guò)這一方法，可以在常壓下形成第二電極至第四層，可以在真空中通過(guò)干法連續(xù)地形成第三層至第一電極。因此，可以簡(jiǎn)化方法并且可以改進(jìn)生產(chǎn)率。
在具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光元件中，電流由于第一電極402和第二電極404之間產(chǎn)生的電位差而流動(dòng)，藉此空穴和電子在EL層403中再結(jié)合并且獲得光發(fā)射。發(fā)射光通過(guò)第一電極402和第二電極404中之一或兩者提取出來(lái)。因此，第一電極402和第二電極404中之一或兩者是光透射性電極。
當(dāng)僅第一電極402是光透射性電極時(shí)，如圖7A所示，發(fā)射光通過(guò)第一電極402從基材一側(cè)射出。同時(shí)，當(dāng)僅第二電極404是光透射性電極時(shí)，如圖7B所示，發(fā)射光通過(guò)第二電極404從與基材一側(cè)相反的那側(cè)射出。當(dāng)?shù)谝浑姌O402和第二電極404都是光透射性電極時(shí)，如圖7C所示，發(fā)射光通過(guò)第一電極402和第二電極404從基材一側(cè)和與基材一側(cè)相反的那側(cè)射出。
應(yīng)指出，在第一電極402和第二電極404之間提供的層的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。即，在本發(fā)明和中和在這個(gè)實(shí)施方案模式中，可能使用除上述結(jié)構(gòu)以外的任何結(jié)構(gòu)，只要空穴和電子再結(jié)合的發(fā)光區(qū)域位于離開(kāi)第一電極402和第二電極404的位置，此外，提供控制載流子移動(dòng)的層使得防止猝滅，這將另外地由發(fā)光區(qū)域接近金屬而引起。
即，層的堆疊結(jié)構(gòu)不受特別限制。只要由具有高電子遷移性能的化合物、具有高空穴遷移性能的化合物、具有高電子注入性能的化合物、具有高空穴注入性能的化合物和具有雙極性的化合物(同時(shí)具有高電子遷移性能和空穴遷移性能的化合物)制成的層適當(dāng)?shù)嘏c這個(gè)實(shí)施方案模式中示出的控制載流子移動(dòng)的層和發(fā)光層結(jié)合，則就是可接受的。
應(yīng)指出，在這個(gè)實(shí)施方案模式中所示的控制載流子移動(dòng)的層是控制空穴移動(dòng)的層。因此，它優(yōu)選比發(fā)光層提供在更接近用作陽(yáng)極的電極的位置。例如，如圖5B所示，可以將包含具有高空穴遷移性能的化合物的第七層417提供在具有發(fā)光功用的第四層414和是控制載流子移動(dòng)的層的第三層413之間。
更優(yōu)選，所述控制載流子移動(dòng)的層令人希望地經(jīng)提供與所述發(fā)光層接觸。當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層經(jīng)提供與發(fā)光層接觸時(shí)，可以直接地控制向發(fā)光層的空穴注入。因此，可以更加有效地控制發(fā)光層中隨著時(shí)間載流子平衡的變化，藉此可以更加有效地延長(zhǎng)元件的壽命。此外，因?yàn)椴恍枰懈呖昭ㄟw移性能的化合物的第七層，所以該方法可以得到簡(jiǎn)化。
應(yīng)指出，當(dāng)控制載流子移動(dòng)的層經(jīng)提供與發(fā)光層接觸時(shí)，優(yōu)選包含在控制載流子移動(dòng)的層中的第一有機(jī)化合物與大量包含在發(fā)光層中的有機(jī)化合物不同。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)發(fā)光層含有高度發(fā)光性化合物分散于其中的化合物(第三有機(jī)化合物)和高度發(fā)光性化合物(第四有機(jī)化合物)時(shí)，該第三有機(jī)化合物和第一有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物是合乎需要的。采用此種結(jié)構(gòu)，甚至可以在第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物之間控制載流子(在這個(gè)實(shí)施方案模式中，空穴)的移動(dòng)。因此，提供控制載流子移動(dòng)的層的有利效果可以進(jìn)一步提高。
此外，圖6A中所示的發(fā)光元件具有其中用作陰極的第二電極404、EL層203和用作陽(yáng)極的第一電極402順序地堆疊在基材401上的結(jié)構(gòu)。所述EL層403包括第一層411、第二層412、第三層413、第四層414、第五層415和第六層416。第四層413提供在比第四層414更接近用作陽(yáng)極的第一電極的位置。
本發(fā)明的發(fā)光元件包括控制載流子移動(dòng)的層。該控制載流子移動(dòng)的層包含至少兩種化合物。因此，通過(guò)控制化合物的相容性、它們的混合比例、層厚度等，可以精確地控制載流子平衡。此外，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)控制化合物的相容性、它們的混合比例、層厚度等控制載流子平衡，所以比在常規(guī)發(fā)光元件中更加容易地控制載流子平衡。即，載流子的移動(dòng)可以不通過(guò)改變材料的物理性能而通過(guò)控制混合比例、層厚度等加以控制。
當(dāng)通過(guò)使用控制載流子移動(dòng)的層改進(jìn)載流子平衡時(shí)，發(fā)光元件的發(fā)光效率可以得到改進(jìn)。此外，使用控制載流子移動(dòng)的層使得防止過(guò)多的電子被注射以及防止電子穿透發(fā)光層到達(dá)電子遷移層或電子注入層成為可能。當(dāng)空穴到達(dá)了電子遷移層或電子注入層時(shí)，發(fā)光層中的再結(jié)合概率減小(即，載流子平衡損失)，這可能導(dǎo)致發(fā)光效率隨著時(shí)間降低。即，發(fā)光元件的壽命變得更短。
然而，通過(guò)如這一實(shí)施方案模式所示使用控制載流子移動(dòng)的層，變得可能防止過(guò)多的電子被注射以及防止電子穿透發(fā)光層到達(dá)電子遷移層或空穴注入層。因此，可以抑制發(fā)光效率隨著時(shí)間的降低。即，可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
更具體地，在包含在控制載流子移動(dòng)的層中的兩種或更多種化合物之間，使用具有比第一有機(jī)化合物的重量百分率更低重量百分率的第二有機(jī)化合物控制載流子的移動(dòng)。因此，可以采用包含在控制載流子移動(dòng)的層中的所有組分的最低重量百分率的組分控制載流子的移動(dòng)。因此，可以獲得不容易隨著時(shí)間而劣化的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
例如，當(dāng)通過(guò)由單一化合物制成的層控制載流子的移動(dòng)時(shí)，整個(gè)層的平衡由于形態(tài)的部分變化或由于部分結(jié)晶而改變。因此，此種發(fā)光元件將容易地隨著時(shí)間而劣化。然而，如這一實(shí)施方案模式所示，當(dāng)采用包含在控制載流子移動(dòng)的層中的所有組分的最低重量百分率的組分控制載流子的移動(dòng)時(shí)，有可能降低形態(tài)變化、結(jié)晶、聚集等的影響，藉此可以抑制隨著時(shí)間的化。因此，可以獲得發(fā)光效率不容易隨著時(shí)間而降低的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
如這一實(shí)施方案模式所示，其中在發(fā)光層和用作陽(yáng)極的第一電極之間提供控制載流子移動(dòng)的層的結(jié)構(gòu)對(duì)于具有過(guò)多空穴的發(fā)光元件是尤其有效的。例如，在這個(gè)實(shí)施方案模式中所示的結(jié)構(gòu)對(duì)于以下情形是尤其有效的即發(fā)光層具有空穴遷移性能并且從第一電極注射的會(huì)穿透該發(fā)光層的空穴的比例可能地隨著時(shí)間而增加。
應(yīng)指出，視情況而定，這一實(shí)施方案模式可以與其它實(shí)施方案模式結(jié)合。例如，可以將控制空穴移動(dòng)的層提供在發(fā)光層和用作陽(yáng)極的第一電極之間，此外還可以將控制電子移動(dòng)的層提供在發(fā)光層和用作陰極的第二電極之間。即，當(dāng)使用此種結(jié)構(gòu)時(shí)，變得可能在發(fā)光層的相對(duì)側(cè)上提供控制載流子移動(dòng)的層，這是更加優(yōu)選的，因?yàn)檩d流子可以在離開(kāi)電極的位置處在發(fā)光層的相對(duì)側(cè)上再結(jié)合。結(jié)果，在發(fā)光層的相對(duì)側(cè)上控制載流子的移動(dòng)，其中形態(tài)變化、結(jié)晶、聚集等的影響可以進(jìn)一步降低，并且可以抑制隨著時(shí)間的化。因此，可以獲得發(fā)光效率不容易隨著時(shí)間而降低的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件。
(實(shí)施方案模式3) 這一實(shí)施方案模式將描述其中將根據(jù)本發(fā)明的許多發(fā)光裝置堆疊的發(fā)光元件，參照?qǐng)D9。發(fā)光元件是堆疊型發(fā)光元件，其具有許多在第一電極和第二電極之間的發(fā)光裝置。對(duì)于每個(gè)發(fā)光裝置，可以使用與實(shí)施方案模式1中示出的EL層203的或?qū)嵤┓桨改Ｊ?中示出的EL層403的結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)。換言之，在實(shí)施方案模式1和2中的每一個(gè)中描述的發(fā)光元件是具有單個(gè)發(fā)光裝置的發(fā)光元件。在這個(gè)實(shí)施方案模式中，將描述具有許多發(fā)光裝置的發(fā)光元件。
在圖9中，第一發(fā)光裝置511和第二發(fā)光裝置512堆疊在第一電極501和第二電極502之間。電荷產(chǎn)生層513提供在第一發(fā)光裝置511和第二發(fā)光裝置512之間。與實(shí)施方案模式1中示出的電極相似的電極可以應(yīng)用于第一電極501和第二電極502。第一發(fā)光裝置511和第二發(fā)光裝置512可以具有相同的結(jié)構(gòu)或不同的結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用與實(shí)施方案模式1和2中示出的那些相似的結(jié)構(gòu)。
電荷產(chǎn)生層513包含有機(jī)化合物和金屬氧化物的復(fù)合材料。有機(jī)化合物和金屬氧化物的復(fù)合材料在實(shí)施方案模式1中進(jìn)行了描述，和包括有機(jī)化合物和金屬氧化物如氧化釩、氧化鉬或氧化鎢。作為有機(jī)化合物，可以使用各種化合物如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳族烴和高分子化合物(例如，低聚物、枝狀體或聚合物)。優(yōu)選使用空穴遷移率大于或等于10-6cm2/Vs的有機(jī)化合物，因?yàn)檫@種有機(jī)化合物具有空穴遷移性能。然而，也可以使用除了這些化合物以外的其它化合物，只要它們的空穴遷移性能比它們的電子遷移性能高。有機(jī)化合物和金屬氧化物的復(fù)合材料在載流子注入性能和載流子遷移性能方面是優(yōu)異的，因此，可以實(shí)現(xiàn)低電壓驅(qū)動(dòng)和低電流驅(qū)動(dòng)。
應(yīng)指出，電荷產(chǎn)生層513可以用包含有機(jī)化合物和金屬氧化物和其它材料的復(fù)合材料的層的組合形成。例如，電荷產(chǎn)生層513可以用以下層的組合形成包含有機(jī)化合物和金屬氧化物的復(fù)合材料的層，和包含一種選自供電子化合物和具有高電子遷移性能的化合物的化合物的層。此外，電荷產(chǎn)生層513可以用包含有機(jī)化合物和金屬氧化物的復(fù)合材料的層和透明導(dǎo)電性薄膜的組合形成。
無(wú)論如何，只要當(dāng)將電壓施加在第一電極501和第二電極502之間時(shí)電子注入一個(gè)發(fā)光裝置并且空穴注入另一個(gè)發(fā)光裝置，則夾在第一發(fā)光裝置511和第二發(fā)光裝置512之間的電荷產(chǎn)生層513是可接受的。例如，當(dāng)以滿足第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，只要層513分別將電子和空穴注入第一發(fā)光裝置511和第二發(fā)光裝置512，則用于電荷產(chǎn)生層513的任何結(jié)構(gòu)是可接受的。
雖然這一實(shí)施方案模式說(shuō)明具有兩個(gè)發(fā)光裝置的發(fā)光元件，但是本發(fā)明可以類似地適用于其中將三個(gè)或更多發(fā)光裝置堆疊的發(fā)光元件。通過(guò)在一對(duì)電極之間布置多個(gè)發(fā)光裝置滿足所述多個(gè)發(fā)光裝置被電荷產(chǎn)生層分隔，可以獲得具有長(zhǎng)壽命和高亮度的發(fā)光元件雖然維持低電流密度。此外，當(dāng)發(fā)光元件應(yīng)用于照明時(shí)，可以抑制將由電極材料的電阻所引起的電壓降。因此，在大面積上的均勻的發(fā)射光變成可能。換言之，可以獲得。能夠低電壓驅(qū)動(dòng)和低功率消耗的發(fā)光裝置 當(dāng)發(fā)光裝置經(jīng)形成具有彼此不同的發(fā)射顏色時(shí)，所需顏色的發(fā)射光可以整體上從發(fā)光元件獲得。例如，在具有兩個(gè)發(fā)光裝置的發(fā)光元件中，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光裝置的發(fā)射顏色和第二發(fā)光裝置的發(fā)射顏色是互補(bǔ)色時(shí)，可以獲得整體上發(fā)射白光的發(fā)光元件。應(yīng)指出，″互補(bǔ)色″是指當(dāng)混合時(shí)可以產(chǎn)生無(wú)色的顏色。即，當(dāng)將從發(fā)射互補(bǔ)色的光的化合物的發(fā)射光混合時(shí)，可以獲得白色發(fā)射。具有三個(gè)發(fā)光裝置的發(fā)光元件也可以如此。例如，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光裝置的發(fā)射顏色是紅色，第二發(fā)光裝置的發(fā)射顏色是綠色，第三發(fā)光裝置的發(fā)射顏色是藍(lán)色時(shí)，可以從發(fā)光元件獲得整體上的白色發(fā)射。應(yīng)指出，視情況而定，這一實(shí)施方案模式可以與其它的實(shí)施方案模式結(jié)合。
(實(shí)施方案模式4) 這一實(shí)施方案模式將描述具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置。在這個(gè)實(shí)施方案模式中，將參照?qǐng)D10A和10B描述具有像素部分的包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。圖10A是發(fā)光裝置的俯視圖，圖10B是沿著圖4A的線A-A′和B-B′取的剖視圖。參考榮譽(yù)年號(hào)601、602和603分別表示驅(qū)動(dòng)器電路部分(電源驅(qū)動(dòng)器電路)、像素部分和驅(qū)動(dòng)器電路部分(門(mén)驅(qū)動(dòng)器電路)，它們通過(guò)虛線表示。此外，參考編號(hào)604和605分別表示密封基材和密封材料，被密封材料605圍繞的部分對(duì)應(yīng)于空間607。
導(dǎo)線608是是將信號(hào)遷移到電源驅(qū)動(dòng)器電路601和門(mén)驅(qū)動(dòng)器電路603的線路，該線路608從FPC(撓性印刷電路)609即外部輸入端接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起動(dòng)信號(hào)、復(fù)位信號(hào)等。雖然在此僅示出了FPC，但是FPC可以裝備有印刷線路板(PWB)。本說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光裝置不但包括發(fā)光裝置本身而且包括具有與其連接的FPC或PWB的發(fā)光裝置。
接下來(lái)，將參照?qǐng)D10B描述橫截面結(jié)構(gòu)。在基材610上形成驅(qū)動(dòng)器電路部分和像素部分。在此，示出了電源驅(qū)動(dòng)器電路601(其是驅(qū)動(dòng)器電路部分)和在像素部分602中的一個(gè)像素。形成作為電源驅(qū)動(dòng)器電路601的CMOS電路，它是n型溝道TFT623和p型溝道TFT624的組合?？梢允褂酶鞣NCMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成驅(qū)動(dòng)器電路。雖然在這個(gè)實(shí)施方案模式中示出了驅(qū)動(dòng)器集成型裝置，其中驅(qū)動(dòng)器電路與像素部分在同一個(gè)基材上形成，但是驅(qū)動(dòng)器電路不一定與像素部分在同一個(gè)基材上形成并且可以在基材的外部形成。
像素部分602具有多個(gè)像素，它們中的每一個(gè)包括開(kāi)關(guān)TFT611、電流控制TFT612和第一電極613，該第一電極613與該電流控制TFT612的排放口電連接。應(yīng)指出，絕緣體614經(jīng)形成以覆蓋第一電極613的端部。在此，將正型光敏丙烯酸樹(shù)脂薄膜用于絕緣體614。
絕緣體614經(jīng)形成以致具有曲面，該曲面在其上端部分或下端部分具有曲度以獲得有利的覆蓋度。例如，在使用正型光敏丙烯酸樹(shù)脂作為絕緣體614的材料的情況下，該絕緣體614優(yōu)選經(jīng)形成以致具有曲面，該曲面僅在其上端部分具有曲率半徑(0.2-3μm)?？梢詫⑼ㄟ^(guò)光輻射在蝕刻劑中變得不溶解的負(fù)型光致抗蝕劑或通過(guò)光輻射在蝕刻劑中變得可溶的正型光致抗蝕劑用于絕緣體614。
在第一電極613上形成EL層616和第二電極617。對(duì)于用于形成第一電極613的材料，可以使用各種金屬、合金、導(dǎo)電性化合物或它們的混合物。當(dāng)?shù)谝浑姌O613用作陽(yáng)極時(shí)，尤其優(yōu)選在這些金屬、合金、導(dǎo)電性化合物和它們的混合物之中選擇具有高功函(功函的4.0eV或更高)的材料。
例如，第一電極613可以通過(guò)使用單層薄膜如由含硅的ITO制成的薄膜、由氧化銦鋅(IZO)制成的薄膜、氮化鈦薄膜、鉻薄膜、鎢薄膜、Zn薄膜或Pt薄膜；氮化鈦薄膜和包含鋁作為其主組分的薄膜的堆疊層；氮化鈦薄膜、包含鋁作為其主組分的薄膜和氮化鈦薄膜的三層構(gòu)造等來(lái)形成。當(dāng)?shù)谝浑姌O613具有堆疊結(jié)構(gòu)時(shí)，電極613顯示出低到足以充當(dāng)線路的電阻，從而獲得良好的歐姆接觸。此外，第一電極613可以起陽(yáng)極作用。
此外，通過(guò)各種方法如使用蒸發(fā)掩模的蒸氣沉積法、噴墨法和旋涂法形成EL層616。EL層616包括控制載流子移動(dòng)的層和在實(shí)施方案模式1和2中描述的發(fā)光層。作為形成EL層616的其它材料，還可以使用低分子化合物或高分子化合物(例如，低聚物或枝狀體)。此外，對(duì)于形成EL層的材料，不但可以使用有機(jī)化合物而且可以使用無(wú)機(jī)化合物。
作為形成第二電極617的材料，可以使用各種金屬、合金、導(dǎo)電性化合物或它們的混合物。當(dāng)?shù)诙姌O617用作陰極時(shí)，尤其優(yōu)選在這些金屬、合金、導(dǎo)電性化合物和它們的混合物之中選擇具有低功函(功函為3.8eV或更低)的材料。例如，可以使用屬于元素周期表第1或2族的元素，即堿金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和堿土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)；它們的合金(例如，MgAg和AlLi)等。
當(dāng)在EL層616中產(chǎn)生的光透過(guò)第二電極617時(shí)，第二電極617也可以使用金屬薄膜和透明導(dǎo)電性薄膜(例如，氧化銦錫(ITO)、含硅或氧化硅的ITO、氧化銦鋅(IZO)或包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO))的堆疊層來(lái)形成。
在這個(gè)實(shí)施方案模式的發(fā)光裝置中，采用密封材料605將密封基材604附著到元件基材610，其中在由元件基材610、密封基材604和密封材料605圍繞的空間607中提供發(fā)光元件618。應(yīng)指出，該空間607充滿惰性氣體(例如，氮?dú)饣驓鍤?。還存在該空間607充滿密封材料605的情形。
應(yīng)指出，環(huán)氧樹(shù)脂優(yōu)選用于密封材料605。此類材料優(yōu)選允許盡可能少的水分和氧氣穿透。作為形成密封基材604的材料，可以使用玻璃基材或石英基材，以及由FRP(玻纖增強(qiáng)塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸系樹(shù)脂等制成的塑料基材。
通過(guò)上述方法，可以獲得具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置。本發(fā)明這樣獲得的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件；因此，裝置本身也具有長(zhǎng)壽命。此外，因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)光元件是具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件，可以達(dá)到高亮度，并且可以獲得具有降低功率消耗的發(fā)光裝置。
雖然這個(gè)實(shí)施方案模式說(shuō)明了其中發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)由晶體管控制的有源矩陣發(fā)光裝置，但是也可能使用無(wú)源矩陣發(fā)光裝置，其中不用驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的元件如晶體管驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件，如圖11A和11B中所示的結(jié)構(gòu)。圖11A和11B分別示出了通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明形成的無(wú)源矩陣發(fā)光裝置的透視圖和剖視圖。圖11A是發(fā)光裝置的剖視圖，圖11B是沿著圖11A的線X-Y取的剖視圖。在圖11A和11B中，在基材951上的電極952和電極956之間提供EL層955。電極952的邊緣被絕緣層953覆蓋。
在絕緣層953上提供分隔層954。分隔層954側(cè)壁傾斜以致一個(gè)側(cè)壁和另一個(gè)側(cè)壁之間的距離朝著基材表面變窄。換言之，分隔層954在較短一側(cè)的方向上的橫截面是梯形的，并且下底(順著絕緣層953的平面方向展開(kāi)并且與該絕緣層953接觸的那側(cè))比上底(順著絕緣層953的平面方向展開(kāi)并且不與該絕緣層953接觸的那側(cè))短。這樣提供的分隔層954可以防止發(fā)光元件由于靜電等產(chǎn)生缺陷。此外，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的長(zhǎng)壽命發(fā)光元件，也可以將無(wú)源矩陣發(fā)光裝置形成為長(zhǎng)壽命的發(fā)光裝置。此外，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的發(fā)光裝置。
(實(shí)施方案模式5) 這個(gè)實(shí)施方案模式將描述包括實(shí)施方案模式4中描述的發(fā)光裝置作為組件的本發(fā)明的電子裝置。本發(fā)明的電子裝置包括實(shí)施方案模式1-3中任一個(gè)描述的發(fā)光元件，并且因此具有長(zhǎng)壽命的顯示部分。此外，因?yàn)槭褂镁哂懈甙l(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分。
使用本發(fā)明的發(fā)光裝置形成的電子裝置的典型實(shí)例包括照相機(jī)如攝像機(jī)和數(shù)字照相機(jī)，護(hù)目顯示器，導(dǎo)航系統(tǒng)，聲音再生裝置((例如，汽車(chē)聲頻成分立體聲系統(tǒng)和聲頻成分立體聲系統(tǒng))，計(jì)算機(jī)，游戲機(jī)，便攜式信息端(例如，便攜式電腦、移動(dòng)式電話、便攜式游戲機(jī)和電子圖書(shū))和裝備有記錄介質(zhì)的圖像再生裝置(特別地，能夠使記錄媒體如數(shù)字通用唱片(DVD)的內(nèi)容再生并且裝備有可以顯示再生的圖像的顯示裝置的裝置)等。這些電子裝置的具體實(shí)例在圖12A-12D中示出。
圖12A示出了根據(jù)本發(fā)明的電視機(jī)，其包括外殼9101、支撐底座9102、顯示部分9103、揚(yáng)聲器部分9104、視頻輸入端9105等。在該電視機(jī)中，顯示部分9103具有按矩陣排列的與實(shí)施方案模式1-3中示出的那些相似的發(fā)光元件。發(fā)光元件的特征表現(xiàn)為長(zhǎng)壽命。包括發(fā)光元件的顯示部分9103具有相似的特征。因此，這一電視機(jī)也具有長(zhǎng)壽命的特征。即，可以提供長(zhǎng)時(shí)間耐用的電視機(jī)。此外，因?yàn)槭褂镁哂懈甙l(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的電視機(jī)。
圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)，其包括主體9201、外殼9202、顯示部分9203、鍵盤(pán)9204、外接端口9205、定點(diǎn)裝置9206等。在該計(jì)算機(jī)中，顯示部分9203具有按矩陣排列的與實(shí)施方案模式1-3中示出的那些相似的發(fā)光元件。發(fā)光元件的特征表現(xiàn)為長(zhǎng)壽命。包括發(fā)光元件的顯示部分9203具有相似的特征。因此，這一計(jì)算機(jī)也具有長(zhǎng)壽命的特征。即，可以提供長(zhǎng)時(shí)間耐用的計(jì)算機(jī)。此外，因?yàn)槭褂镁哂懈甙l(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的計(jì)算機(jī)。
圖12C示出了根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)式電話，其包括主體9401、外殼9402、顯示部分9403、聲音輸入部分9404、聲頻輸出部分9405、操作鍵9406、外接端口9407、天線9408等。在該移動(dòng)式電話中，顯示部分9403具有按矩陣排列的與實(shí)施方案模式1-3中示出的那些相似的發(fā)光元件。發(fā)光元件的特征表現(xiàn)為長(zhǎng)壽命。包括發(fā)光元件的顯示部分9403具有相似的特征。因此，這一移動(dòng)式電話也具有長(zhǎng)壽命的特征。即，可以提供長(zhǎng)時(shí)間耐用的移動(dòng)式電話。此外，因?yàn)槭褂镁哂懈甙l(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的移動(dòng)式電話。
圖12D示出了根據(jù)本發(fā)明的攝像機(jī)，其包括主體9501、顯示部分9502、外殼9503、外接端口9504、遙控接收部分9505、圖像接收部分9506、電池9507、聲音輸入部分9508、操作鍵9509、目鏡部分9510等。在該攝像機(jī)中，顯示部分9502具有按矩陣排列的與實(shí)施方案模式1-3中示出的那些相似的發(fā)光元件。發(fā)光元件的特征表現(xiàn)為長(zhǎng)壽命。包括發(fā)光元件的顯示部分9502具有相似的特征。因此，這一攝像機(jī)也具有長(zhǎng)壽命的特征。即，可以提供長(zhǎng)時(shí)間耐用的攝像機(jī)。此外，因?yàn)槭褂镁哂懈甙l(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的攝像機(jī)。
如上所述，本發(fā)明的發(fā)光裝置的可應(yīng)用范圍非常寬以致該發(fā)光裝置可以應(yīng)用于各種領(lǐng)域中的電子裝置。通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光裝置，可以提供具有長(zhǎng)時(shí)間耐用的長(zhǎng)壽命顯示部分的電子裝置。此外，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的電子裝置。
本發(fā)明的發(fā)光裝置也可以用作照明裝置。將參照?qǐng)D13描述使用本發(fā)明發(fā)光元件用于照明裝置的實(shí)例。圖13示出了使用本發(fā)明的發(fā)光裝置作為背燈的液晶顯示器。圖13所示的液晶顯示器包括外殼901、液晶層902、背燈903和外殼904，并且該液晶層902與驅(qū)動(dòng)器IC905連接。本發(fā)明的發(fā)光裝置用于背燈903，并且通過(guò)端子906供給電流。
通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光裝置作為液晶顯示器的背燈，可以獲得具有長(zhǎng)壽命的背燈。本發(fā)明的發(fā)光裝置是具有平面發(fā)射光的照明裝置，并且可以具有較大面積。因此，該背燈可以具有較大面積，并且可以獲得具有較大面積的液晶顯示器。另外，本發(fā)明的發(fā)光裝置具有薄的形狀，并且具有較低功耗；因此，還可以獲得顯示裝置的較薄形狀和較低功耗。此外，由于使用具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件，可以獲得具有高亮度的發(fā)光裝置。另外，由于本發(fā)明的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)的壽命，可以獲得具有長(zhǎng)壽命的液晶顯示器。
圖14示出了將本發(fā)明的發(fā)光裝置用于屬于照明裝置的臺(tái)燈的一個(gè)實(shí)施例。圖14中示出的臺(tái)燈具有外殼2001和光源2002，并且本發(fā)明的發(fā)光裝置用作該光源2002。本發(fā)明的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)的壽命；因此，臺(tái)燈也具有長(zhǎng)的壽命。圖15示出了將本發(fā)明的發(fā)光裝置用于室內(nèi)照明裝置3001的一個(gè)實(shí)施例。因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)光裝置可以具有較大面積，因此本發(fā)明的發(fā)光裝置可以用作具有較大發(fā)光面積的照明裝置。另外，由于本發(fā)明的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)的壽命，可以獲得具有長(zhǎng)壽命的照明裝置。
當(dāng)將圖12A中所示的那樣的根據(jù)本發(fā)明的電視機(jī)3002放入其中將本發(fā)明的發(fā)光裝置用作室內(nèi)照明裝置3001的室內(nèi)時(shí)，可以觀看公眾電視廣播和電影。在這種情況下，由于這兩種裝置均具有長(zhǎng)的壽命，可以降低照明裝置和電視機(jī)的置換頻率，并且可以降低對(duì)環(huán)境造成的破壞。
(實(shí)施方案1) 這個(gè)實(shí)施方案將參照?qǐng)D16中的堆疊結(jié)構(gòu)具體地描述本發(fā)明的發(fā)光元件的制造實(shí)施例和所制造的發(fā)光元件的特征。此外，將參照顯示測(cè)量結(jié)果的曲線圖對(duì)特征進(jìn)行具體的描述。在實(shí)施方案1中使用的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)通式在以下示出。

(發(fā)光元件1的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足該第一電極的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來(lái)，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211?？刂瞥练e速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。應(yīng)指出，共同沉積方法是其中在一個(gè)處理室中同時(shí)使用多個(gè)蒸發(fā)源進(jìn)行沉積的沉積方法。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。然后，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在該發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)共同沉積至10nm的厚度形成用于控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1∶0.003(＝Alq∶DPQd)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件1。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件1放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量該發(fā)光元件1的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖17示出了發(fā)光元件1的電流密度對(duì)亮度特性。
圖18示出了發(fā)光元件1的電壓對(duì)亮度特性；圖19示出了發(fā)光元件1的亮度對(duì)電流效率特性；圖20示出了在1mA的供電下該發(fā)光元件1的發(fā)射光譜。
圖21示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在5000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件1連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在5000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件1的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.30，y＝0.64)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在5000cd/m2的亮度下發(fā)光元件1的電流效率和驅(qū)動(dòng)電壓分別為14cd/A和8.1V。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件1連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在740小時(shí)之后，仍保留93％的初始亮度。因此，證明了該發(fā)光元件1具有長(zhǎng)的壽命。
(參考發(fā)光元件2的制造) 接下來(lái)，為了進(jìn)行對(duì)比，形成了沒(méi)有上述發(fā)光元件1具有的控制載流子移動(dòng)的層的參考發(fā)光元件2。將在以下描述制造方法。首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材上，從而形成了第一電極。應(yīng)指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來(lái)，將具有該第一電極的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足第一電極的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極上，從而形成了含復(fù)合材料的層?？刂瞥练e速率以便該含復(fù)合材料的層的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層。然后，在該空穴遷移層上形成發(fā)光層。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至40nm的厚度形成該發(fā)光層。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在該發(fā)光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層。即，與發(fā)光元件1不同，在該發(fā)光層上形成該電子遷移層，而在它們之間沒(méi)有設(shè)置控制載流子移動(dòng)的層。然后，通過(guò)在該電子遷移層上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發(fā)光元件2。
將通過(guò)上述方法獲得的參考發(fā)光元件2放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量該參考發(fā)光元件2的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。在亮度為5000cd/m2下，該參考發(fā)光元件2的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.29，y＝0.62)；參考發(fā)光元件2的電流效率為13cd/A；并且它顯示類似于發(fā)光元件1的來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。
然而，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓參考光元件2連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，在740小時(shí)之后，亮度已經(jīng)降低至初始亮度的73％。因此，發(fā)現(xiàn)參考發(fā)光元件2具有比發(fā)光元件1短的壽命。因此，證明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案2) 這個(gè)實(shí)施方案將參照?qǐng)D16中的堆疊結(jié)構(gòu)具體地描述本發(fā)明的發(fā)光元件的制造實(shí)施例和所制造的發(fā)光元件的特征。此外，將參照顯示測(cè)量結(jié)果的曲線圖對(duì)特征進(jìn)行具體的描述。在實(shí)施方案2中使用的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)通式在以下示出。應(yīng)指出，省略了在實(shí)施方案1中已經(jīng)描述過(guò)的有機(jī)化合物。

(發(fā)光元件3的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足該第一電極2202的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來(lái)，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211?？刂瞥练e速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。
接下來(lái)，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在該發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)共同沉積至10nm的厚度形成用于控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1∶0.005(＝Alq∶DPQd)。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件3。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件3放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件3的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖22示出了發(fā)光元件3的電流密度對(duì)亮度特性。圖23示出了發(fā)光元件3的電壓對(duì)亮度特性。圖24示出了發(fā)光元件3的亮度對(duì)電流效率特性。圖25示出了在1mA的供電下該發(fā)光元件3的發(fā)射光譜。
圖26示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在5000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件3連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在5000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件3的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.30，y＝0.63)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件3的電流效率和驅(qū)動(dòng)電壓分別為13cd/A和5.5V。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件3連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在570小時(shí)之后，仍保留83％的初始亮度。因此，證明發(fā)光元件3具有長(zhǎng)壽命。
(發(fā)光元件4的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并且讓該第一電極2202的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來(lái)，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211?？刂瞥练e速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。
接下來(lái)，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和9，18-二氫-9，18-二甲基-苯并[h]苯并[7，8]喹啉并[2，3-b]吖啶-7，16-二酮(簡(jiǎn)稱DMNQd-2)共同沉積至10nm的厚度形成控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與DMNQd-2的重量比可以為1∶0.005(＝Alq∶DMNQd-2)。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件4。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件4放入含氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件4的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖27示出了發(fā)光元件4的電流密度對(duì)亮度特性。圖28示出了發(fā)光元件4的電壓對(duì)亮度特性。圖29示出了發(fā)光元件4的亮度對(duì)電流效率特性。圖30示出了在1mA的供電下該發(fā)光元件4的發(fā)射光譜。
圖26示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在5000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件4連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在5000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件4的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.30，y＝0.64)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件4的電流效率和驅(qū)動(dòng)電壓分別為17cd/A和4.2V。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件4連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在570小時(shí)之后，仍保留87％的初始亮度。因此，證明發(fā)光元件4具有長(zhǎng)壽命。
(發(fā)光元件5的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并且讓該第一電極2202的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來(lái)，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211。控制沉積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。
接下來(lái)，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在該發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和香豆素6共同沉積至10nm的厚度形成用于控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與香豆素6的重量比可以為1∶0.01(＝Alq∶香豆素6)。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件5。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件5放入含氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件5的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖31示出了發(fā)光元件5的電流密度對(duì)亮度特性。圖32示出了發(fā)光元件5的電壓對(duì)亮度特性。圖33示出了發(fā)光元件5的亮度對(duì)電流效率特性。圖34示出了在1mA的供電下該發(fā)光元件5的發(fā)射光譜。
圖26示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在5000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件5連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在5000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件5的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.30，y＝0.63)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發(fā)光元件5的電流效率和驅(qū)動(dòng)電壓分別為16cd/A和4.5V。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件5連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在150小時(shí)之后，仍保留93％的初始亮度。因此，證明發(fā)光元件5具有長(zhǎng)壽命。
(參考發(fā)光元件6的制造) 接下來(lái)，為了比較，形成參考發(fā)光元件6，它與上述發(fā)光元件3-5的唯一區(qū)別在于不使用具有電子俘獲性能的有機(jī)化合物形成控制載流子移動(dòng)的層2214(即，僅使用Alq形成層2214)。因此，按與發(fā)光元件3-5相似的方式形成參考發(fā)光元件6除了那一點(diǎn)之外。將在以下描述制造方法。首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材上，從而形成了第一電極。應(yīng)指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來(lái)，將具有該第一電極的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足第一電極的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極上，從而形成了含復(fù)合材料的層。控制沉積速率以便該含復(fù)合材料的層的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層。然后，在該空穴遷移層上形成發(fā)光層。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
接下來(lái)，在發(fā)光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)至10nm的厚度。即，與發(fā)光元件3-5不同，形成僅由Alq制成的層。然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在僅由Alq制成的層上將4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)沉積至30nm的厚度而形成電子遷移層。此外，通過(guò)在該電子遷移層上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層。
最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發(fā)射光元件6。將通過(guò)上述方法獲得的參考發(fā)光元件6放入含氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量參考發(fā)光元件6的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。
在5000cd/m2的亮度下，該參考發(fā)光元件6的發(fā)射顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.28，y＝0.64)；該參考發(fā)光元件6的電流效率為18cd/A；并且它顯示來(lái)源于2PCAPA的類似于發(fā)光元件3-5的綠色發(fā)射光。然而，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在5000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓參考光元件6連續(xù)地發(fā)射光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，在260小時(shí)之后，亮度已經(jīng)降低至初始亮度的75％。因此，發(fā)現(xiàn)該參考發(fā)射光元件6具有比發(fā)光元件3-5短的壽命。因此，證明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案3) 在這個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)、N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)和香豆素6的還原反應(yīng)特征，它們用于實(shí)施方案1和2中制造的發(fā)光元件1、3和5中的控制載流子移動(dòng)的層。此外，根據(jù)測(cè)量結(jié)果測(cè)定Alq、DPQd和香豆素6的LUMO能級(jí)。應(yīng)指出，使用電化學(xué)分析器(ALS model 600A或600C，BAS Inc.的產(chǎn)品)進(jìn)行測(cè)量。
至于在CV測(cè)量中使用的溶液，將去水二甲基甲酰胺(DMF，Sigma-Aldrich Inc.的產(chǎn)品，99.8％，目錄No.22705-6)用于溶劑，將高氯酸四正丁基銨(n-Bu4NClO4，Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.的產(chǎn)品，目錄號(hào)T0836)(其是協(xié)助電解質(zhì))溶于該溶劑中滿足高氯酸四正丁基銨的濃度為100mmol/L。此外，還將待測(cè)量的對(duì)象溶于該溶劑中滿足其濃度為1mmol/L。此外，將鉑電極(PTE鉑電極，BAS Inc.的產(chǎn)品)用作工作電極；將鉑電極(VC-3Pt平衡電極(5cm)，BAS Inc.的產(chǎn)品)用作輔助電極；并且將Ag/Ag+電極(RE5非水性溶劑參考電極，BAS Inc.的產(chǎn)品)用作參考電極。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(20-25℃)進(jìn)行。
[計(jì)算參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能] 首先，計(jì)算在實(shí)施方案3中使用的參考電極(Ag/Ag+電極)相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能(eV)。即，計(jì)算Ag/Ag+電極的費(fèi)密能級(jí)(Fermi level)。眾所周知，二聚環(huán)戊二烯鐵在甲醇中的氧化還原電勢(shì)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極為+0.610V[對(duì)SHE](參考文獻(xiàn)Christian R.Goldsmith etal.，J.Am.Chem.Soc.，Vol.124，No.1，pp.83-96，2002)。另一方面，當(dāng)使用實(shí)施方案3中使用的參考電極計(jì)算二聚環(huán)戊二烯鐵在甲醇中的氧化還原電勢(shì)時(shí)，結(jié)果是+0.20V[對(duì)Ag/Ag+]。
因此，發(fā)現(xiàn)在實(shí)施方案3中使用的參考電極的勢(shì)能比標(biāo)準(zhǔn)氫電極的低0.41[eV]。在此，還已知的是，標(biāo)準(zhǔn)氫電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是-4.44eV(參考文獻(xiàn)Toshihiro Ohnishi and Tamami Koyama，Highmolecular EL material，Kyoritsu shuppan，pp.64-67)。因此，實(shí)施方案3中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能可以確定為-4.44-0.41＝-4.85[eV]。
(測(cè)量實(shí)施例1Alq) 在測(cè)量實(shí)施例1中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察Alq的還原反應(yīng)特征。掃描速率設(shè)置在0.1V/秒。圖35示出了測(cè)量結(jié)果。應(yīng)指出，還原反應(yīng)特征的測(cè)量通過(guò)以下步驟進(jìn)行在(1)-0.69V至-2.40V，然后(2)-2.40V至-0.69V的范圍內(nèi)掃描工作電極相對(duì)于參考電極的電勢(shì)。
如圖35所示，可以看出還原峰電勢(shì)Epc是-2.20V，氧化峰電勢(shì)Epa是-2.12V。因此，半波電勢(shì)(Epc和Epa之間的中間電勢(shì))可以測(cè)定為-2.16V。這表明Alq可以還原-2.16V[對(duì)Ag/Ag+]的電能，并且這一能量相應(yīng)于LUMO能級(jí)。在此，實(shí)施方案3中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是如上所述的-4.85[eV]。因此，Alq的LUMO能級(jí)可以測(cè)定為-4.85-(-2.16)＝-2.69[eV]。
(測(cè)量實(shí)施例2DPQd) 在測(cè)量實(shí)施例2中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察DPQd的還原反應(yīng)特征。掃描速率設(shè)置在0.1V/秒。圖36示出了測(cè)量結(jié)果。應(yīng)指出，還原反應(yīng)特征的測(cè)量通過(guò)以下步驟進(jìn)行在(1)-0.40V至-2.10V，然后(2)-2.10V至-0.40V的范圍內(nèi)掃描工作電極相對(duì)于參考電極的電勢(shì)。此外，因?yàn)榧词巩?dāng)將溶液調(diào)節(jié)到以1mmol/L的濃度包含DPQd時(shí)，具有低溶解性的DPQd仍不能完全地溶于溶劑，所以通過(guò)取上層清液進(jìn)行測(cè)量而不溶解的部分沉淀在底部。
如圖36所示，可以看出還原峰電勢(shì)Epc是-1.69V，氧化峰電勢(shì)Epa是-1.63V。因此，半波電勢(shì)(Epc和Epa之間的中間電勢(shì))可以測(cè)定為-1.66V。這表明DPQd可以還原-1.16V[對(duì)Ag/Ag+]的電能，并且這一能量對(duì)應(yīng)于LUMO能級(jí)。在此，實(shí)施方案3中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是如上所述的-4.85[eV]。因此，DPQd的LUMO能級(jí)可以測(cè)定為-4.85-(-1.16)＝-3.19[eV]。
應(yīng)指出，當(dāng)將按上述方式計(jì)算的Alq和DPQd的LUMO能級(jí)進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)DPQd的LUMO能級(jí)比Alq的低0.50[eV]之多。這意味著DPQd當(dāng)添加到Alq中時(shí)可以起電子捕集劑的作用。因此，對(duì)于本發(fā)明的發(fā)光元件，使用實(shí)施方案1和2示出的的元件結(jié)構(gòu)是相當(dāng)有利的，其中DPQd用作第二層的第二有機(jī)化合物并且Alq用作該層的第一有機(jī)化合物。
應(yīng)指出，用于發(fā)光元件4的9，18-二氫-9，18-二甲基-苯并[h]苯并[7，8]喹啉并[2，3-b]吖啶-7，16-二酮(簡(jiǎn)稱DMNQd-2)具有極低的溶解性，并且因此它不能通過(guò)CV測(cè)量。DMNQd-2像DPQd一樣是喹吖啶酮衍生物。因此，它在其分子骨架中具有羰基并且因此具有強(qiáng)的電子俘獲性能。因此，DMNQd-2可以認(rèn)為與DPQd具有相似的物理性能。
(測(cè)量實(shí)施例3香豆素6) 在測(cè)量實(shí)施例3中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察香豆素6的還原反應(yīng)特征。掃描速率設(shè)置在0.1V/秒。圖37示出了測(cè)量結(jié)果。應(yīng)指出，還原反應(yīng)特征的測(cè)量通過(guò)以下步驟進(jìn)行在(1)-0.31V至-2.00V，然后(2)-2.00V至-0.31V的范圍內(nèi)掃描工作電極相對(duì)于參考電極的電勢(shì)。
如圖37所示，可以看出還原峰電勢(shì)Epc是-1.85V，氧化峰電勢(shì)Epa是-1.77V。因此，半波電勢(shì)(Epc和Epa之間的中間電勢(shì))可以測(cè)定為-1.81V。這表明香豆素6可以還原-1.81V[對(duì)Ag/Ag+]的電能，并且這一能量對(duì)應(yīng)于LUMO能級(jí)。在此，實(shí)施方案3中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是如上所述的-4.85[eV]。因此，香豆素6的LUMO能級(jí)可以測(cè)定為-4.85-(-1.81)＝-3.04[eV]。
應(yīng)指出，當(dāng)將按上述方式計(jì)算的Alq和香豆素6的LUMO能級(jí)進(jìn)行比較時(shí)，發(fā)現(xiàn)香豆素6的LUMO能級(jí)比Alq的低0.35[eV]之多。這意味著當(dāng)添加到Alq中時(shí)香豆素6可以起電子捕集劑的作用。因此，對(duì)于本發(fā)明的發(fā)光元件，使用實(shí)施方案2示出的的元件結(jié)構(gòu)是相當(dāng)有利的，其中將香豆素6用作控制載流子移動(dòng)的層的第二有機(jī)化合物，并且將Alq用作該層的第一有機(jī)化合物。
(實(shí)施方案4) 這個(gè)實(shí)施方案將參照?qǐng)D16中的堆疊結(jié)構(gòu)具體地描述本發(fā)明的發(fā)光元件的制造實(shí)施例和所制造的發(fā)光元件的特征。此外，將參照顯示測(cè)量結(jié)果的曲線圖對(duì)特征進(jìn)行具體的描述。
(發(fā)光元件7的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足該第一電極2202的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211。控制沉積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。應(yīng)指出，共同沉積方法是其中在一個(gè)處理室中同時(shí)使用多個(gè)蒸發(fā)源進(jìn)行沉積的沉積方法。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。然后，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在該發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)共同沉積至10nm的厚度形成用于控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1∶0.002(＝Alq∶DPQd)。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。
最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件7。將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件7放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件7的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖38示出了發(fā)光元件7的電流密度對(duì)亮度特性。圖39示出了發(fā)光元件7的電壓對(duì)亮度特性。圖40示出了發(fā)光元件7的亮度對(duì)電流效率特性。圖41示出了在1mA的供電下發(fā)光元件7的發(fā)射光譜。
圖42示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置為1000cd/m2的情況下，通過(guò)在80℃下恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件7連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在1000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在1040cd/m2的亮度下，發(fā)光元件7的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.28，y＝0.65)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在1040cd/m2的亮度下，發(fā)光元件7的電流效率、驅(qū)動(dòng)電壓和功率系數(shù)分別為16cd/A、5.4V和9.11m/W。
此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在1000cd/m2，在80℃下通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件7連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在1000小時(shí)之后，仍保留96％的初始亮度，甚至在1700小時(shí)之后仍然維持94％的初始亮度。因此，甚至在80℃的高溫環(huán)境中也可能獲得很長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。因此，證明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案5) 這個(gè)實(shí)施方案將參照?qǐng)D16中的堆疊結(jié)構(gòu)具體地描述本發(fā)明的發(fā)光元件的制造實(shí)施例和所制造的發(fā)光元件的特征，該發(fā)光元件與實(shí)施方案4中示出的不同。此外，將參照顯示測(cè)量結(jié)果的曲線圖對(duì)特征進(jìn)行具體的描述。
(發(fā)光元件8的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2201上，從而形成了第一電極2202。應(yīng)指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來(lái)，將具有該第一電極2202的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并且讓該第一電極2202的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第1電極2202上，從而形成了含復(fù)合材料的層2211?？刂瞥练e速率以便該層2211的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2212。此外，在該空穴遷移層2212上形成發(fā)光層2213。通過(guò)將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡(jiǎn)稱CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡(jiǎn)稱2PCAPA)共同沉積至30nm的厚度形成該發(fā)光層2213。在此，控制沉積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。
此外，通過(guò)在該發(fā)光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和N，N′-二苯基喹吖啶酮(簡(jiǎn)稱DPQd)共同沉積至10nm的厚度形成用于控制載流子移動(dòng)的層2214。在此，控制沉積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1∶0.002(＝Alq∶DPQd)。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在用于控制載流子移動(dòng)的層2214上將4，7-二苯基-二苯基-1，10-菲繞啉(簡(jiǎn)稱BPhen)沉積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然后，通過(guò)在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沉積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發(fā)光元件8。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件8放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件8的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖43示出了發(fā)光元件8的電流密度和亮度。圖44示出了發(fā)光元件8的電壓對(duì)亮度特性。圖45示出了發(fā)光元件8的亮度對(duì)電流效率特性。圖46示出了在1mA的供電下發(fā)光元件8的發(fā)射光譜。
此外，圖47示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在1000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件8連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在1000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。在1440cd/m2的亮度下，發(fā)光元件8的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.27，y＝0.65)，并且獲得了來(lái)源于2PCAPA的綠色發(fā)射光。此外，在1440cd/m2的亮度下，發(fā)光元件8的電流效率、驅(qū)動(dòng)電壓和功率系數(shù)分別為17cd/A、3.8V和141m/W。
此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在1000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件8連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在3300小時(shí)之后，仍保留99％的初始亮度。因此，發(fā)現(xiàn)發(fā)光元件8具有長(zhǎng)壽命。因此，證明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案6) 這個(gè)實(shí)施方案將參照?qǐng)D48中的堆疊結(jié)構(gòu)具體地描述本發(fā)明的發(fā)光元件的制造實(shí)施例和所制造的發(fā)光元件的特征，該發(fā)光元件與實(shí)施方案4和5中示出的不同。此外，將參照顯示測(cè)量結(jié)果的曲線圖對(duì)特征進(jìn)行具體的描述。在實(shí)施方案6中使用的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)通式在下面示出。應(yīng)指出，省略了在上述實(shí)施方案中已經(jīng)描述過(guò)的有機(jī)化合物。


(發(fā)光元件9的制造) 首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材2401上，從而形成了第一電極2402。應(yīng)指出，該第一電極2402的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來(lái)，將具有該第一電極2402的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足該第一電極2402的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。
然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極2402上，從而形成了含復(fù)合材料的層2411?？刂瞥练e速率以便該層2411的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。
接下來(lái)，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層2412。此外，通過(guò)在空穴遷移層2412上將2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和4，4′-雙(N-{4-[N′-(3-甲基苯基)-N′-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DNTPD)共同沉積至10nm的厚度而形成控制載流子移動(dòng)的層2413。
在此，控制沉積速率以便BPAPQ與DNTPD的重量比可以為1∶0.1(＝BPAPQ∶DNTPD)。
然后，在控制載流子移動(dòng)的層2413上形成發(fā)光層2414。通過(guò)將2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和(乙酰丙酮)雙[2，3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(Fdpq)2(acac))共同沉積至20nm的厚度形成了發(fā)光層2414。在此，將沉積速率加以控制使得BPAPQ與Ir(Fdpq)2(acac)的重量比可以為1∶0.07(＝BPAPQ∶Ir(Fdpq)2(acac))。
然后，通過(guò)在該發(fā)光層2414上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)沉積至10nm的厚度形成電子遷移層2415。然后，通過(guò)在該電子遷移層2415上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和鋰(Li)共同沉積至50nm的厚度形成了電子注入層2416。在此，將制沉積速率加以控制使得Alq與Li的重量比可以為1∶0.01(＝Alq∶Li)。
最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成了第二電極2404。因此，形成了發(fā)光元件9。將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件9放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件9的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。
圖49示出了發(fā)光元件9的電流密度對(duì)亮度特性。圖50示出了發(fā)光元件9的電壓對(duì)亮度特性。圖51示出了發(fā)光元件9的亮度對(duì)電流效率特性。圖52示出了在1mA的供電下發(fā)光元件9的發(fā)射光譜。此外，圖53示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在1000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件9連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在1000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。
在1060cd/m2的亮度下，發(fā)光元件9的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.70，y＝0.30)，并且獲得了來(lái)源于Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發(fā)射光。此外，在1060cd/m2的亮度下，發(fā)光元件9的電流效率、驅(qū)動(dòng)電壓和功率系數(shù)分別為4.7cd/A、6.2V和2.41m/W。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在1000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件9連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在2400小時(shí)之后，仍保留74％的初始亮度。因此，證明發(fā)光元件9具有長(zhǎng)壽命。
(發(fā)光元件10的制造) 通過(guò)將2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和4，4′，4″-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡(jiǎn)稱1-TNATA)用于發(fā)光元件9的控制載流子移動(dòng)的層2413形成發(fā)光元件10。
即，通過(guò)在空穴遷移層2412上將2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和4，4′，4″-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡(jiǎn)稱1-TNATA)共同沉積至10nm的厚度形成控制載流子移動(dòng)的層2413。在此，將沉積速率加以控制使得BPAPQ與1-TNATA的重量比可以為1∶0.1(＝BPAPQ∶1-TNATA)。應(yīng)指出，按與發(fā)光元件9的那些類似的方式形成除控制載流子移動(dòng)的層2413以外的層。
將通過(guò)上述方法獲得的本發(fā)明的發(fā)光元件10放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件10的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。圖54示出了發(fā)光元件10的電流密度對(duì)亮度特性。圖55示出了發(fā)光元件10的電壓對(duì)亮度特性。圖56示出了發(fā)光元件10的亮度對(duì)電流效率特性。圖57示出了在1mA的供電下發(fā)光元件10的發(fā)射光譜。此外，圖58示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在1000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件10連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在1000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。
在960cd/m2的亮度下，發(fā)光元件10的發(fā)光顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.70，y＝0.30)，并且獲得了來(lái)源于Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發(fā)射光。此外，在960cd/m2的亮度下，發(fā)光元件10的電流效率、驅(qū)動(dòng)電壓和功率系數(shù)分別為5.1cd/A、7.0V和2.31m/W。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在1000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓發(fā)光元件10連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，甚至在1100小時(shí)之后，仍保留84％的初始亮度。因此，證明發(fā)光元件10具有長(zhǎng)壽命。
(參考發(fā)光元件11的制造) 接下來(lái)，為了比較，形成參考發(fā)光元件11，與上述發(fā)光元件9和10不同，其不包括控制載流子移動(dòng)的層2413。首先，通過(guò)濺鍍方法將含氧化硅的ITO沉積于玻璃基材上，從而形成了第一電極。應(yīng)指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來(lái)，將具有該第一電極的基材固定到設(shè)置于真空沉積裝置中的基片座上，并滿足第一電極的表面朝下，然后將壓力降低至大約10-4Pa。然后，將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)和氧化鉬(VI)共同沉積在該第一電極上，從而形成了含復(fù)合材料的層?？刂瞥练e速率以便該含復(fù)合材料的層的厚度可以為50nm，并且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4∶1(＝NPB∶氧化鉬)。然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱NPB)沉積至10nm的厚度而形成空穴遷移層。
接下來(lái)，在該空穴遷移層上形成發(fā)光層。通過(guò)將2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和(乙酰丙酮)雙[2，3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡(jiǎn)稱Ir(Fdpq)2(acac))共同沉積至30nm的厚度形成了發(fā)光層。在此，將沉積速率加以控制使得BPAPQ與Ir(Fdpq)2(acac)的重量比可以為1∶0.07(＝BPAPQ∶Ir(Fdpq)2(acac))。即，與發(fā)光元件9和10不同，在空穴遷移層上形成發(fā)光層，而不在它們之間提供控制載流子移動(dòng)的層。
然后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法在該發(fā)光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)沉積至10nm的厚度形成電子遷移層。然后，通過(guò)在該電子遷移層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡(jiǎn)稱Alq)和鋰(Li)共同沉積至50nm的厚度形成了電子注入層。在此，將制沉積速率加以控制使得Alq與Li的重量比可以為1∶0.01(＝Alq∶Li)。
最后，通過(guò)使用電阻加熱的沉積方法將鋁沉積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發(fā)射光元件11。將通過(guò)上述方法獲得的參考發(fā)光元件11放入氮?dú)鈿夥盏氖痔紫渲幸员銓⒃摪l(fā)射參考光元件密封，與大氣隔絕。然后，測(cè)量發(fā)光元件11的工作特性。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(大氣保持在25℃)進(jìn)行。
圖59示出了發(fā)光元件11的電流密度對(duì)亮度特性。圖60示出了發(fā)光元件11的電壓對(duì)亮度特性。圖61示出了發(fā)光元件11的亮度對(duì)電流效率特性。圖62示出了在1mA的供電下發(fā)光元件11的發(fā)射光譜。此外，圖63示出了連續(xù)照明試驗(yàn)的結(jié)果，在該試驗(yàn)中，在初始亮度設(shè)置在1000cd/m2的情況下，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件11連續(xù)地發(fā)光(縱軸表示在1000cd/m2為100％的假定下的相對(duì)亮度)。
在1140cd/m2的亮度下，參考發(fā)光元件11的發(fā)射顏色位于CIE色度座標(biāo)的(x＝0.65，y＝0.34)，并且獲得了來(lái)源于Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發(fā)射光。然而，從圖62可以看出，還看到與發(fā)光層接觸的Alq的發(fā)射，這意味著參考發(fā)光元件11的色純度低于發(fā)光元件9和10的色純度。即，可以說(shuō)參考發(fā)光元件11具有比發(fā)光元件9和10差的載流子平衡。
此外，在1140cd/m2的亮度下，參考發(fā)光元件11的電流效率、驅(qū)動(dòng)電壓和功率系數(shù)分別為2.9cd/A、4.8V和1.91m/W。此外，當(dāng)進(jìn)行其中初始亮度設(shè)置在1000cd/m2，通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)讓參考發(fā)光元件11連續(xù)地發(fā)光的連續(xù)照明試驗(yàn)時(shí)，在1300小時(shí)之后，亮度已經(jīng)降低至初始亮度的73％。因此，發(fā)現(xiàn)參考發(fā)光元件11具有比發(fā)光元件9和10短的壽命。因此，證明通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以獲得長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。
(實(shí)施方案7) 在這個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察2，3-雙{4-[N-(4-聯(lián)苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡(jiǎn)稱BPAPQ)和4，4′-雙(N-{4-[N′-(3-甲基苯基)-N′-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)聯(lián)苯(簡(jiǎn)稱DNTPD)的氧化反應(yīng)特征，它們用于實(shí)施方案6中形成的發(fā)光元件9中的控制載流子移動(dòng)的層。此外，根據(jù)該測(cè)量結(jié)果測(cè)定BPAPQ和DNTPD的HOMO能級(jí)。應(yīng)指出，使用電化學(xué)分析器(ALS model 600A或600C，BAS Inc.的產(chǎn)品)進(jìn)行測(cè)量。
按與實(shí)施方案4類似的方式進(jìn)行CV測(cè)量。至于在CV測(cè)量中使用的溶液，將去水二甲基甲酰胺(DMF，Sigma-Aldrich Co.的產(chǎn)品，99.8％，目錄No.22705-6)用于溶劑，將高氯酸四正丁基銨(n-Bu4NClO4，TokyoChemical Industry Co.，Ltd.的產(chǎn)品，目錄號(hào)T0836)(其是協(xié)助電解質(zhì))溶于該溶劑中滿足高氯酸四正丁基銨的濃度為100mmol/L。此外，還將待測(cè)量的對(duì)象溶于該溶劑中滿足其濃度為1mmol/L。此外，將鉑電極(PTE鉑電極，BAS Inc.的產(chǎn)品)用作工作電極；將鉑電極(VC-3Pt平衡電極(5cm)，BA5 Inc.的產(chǎn)品)用作輔助電極；并且將Ag/Ag+電極(RE5非水性溶劑參考電極，BAS Inc.的產(chǎn)品)用作參考電極。應(yīng)指出，該測(cè)量在室溫下(20-25℃)進(jìn)行。
[計(jì)算參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能] 首先，通過(guò)實(shí)施方案3中描述的方法計(jì)算在實(shí)施方案7中使用的參考電極(Ag/Ag+電極)相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能(eV)。結(jié)果，實(shí)施方案7中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能可以測(cè)定為-4.44-0.41＝-4.85[eV]。
(測(cè)量實(shí)施例4BPAPQ) 在測(cè)量實(shí)施例4中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察BPAPQ的氧化反應(yīng)特征。掃描速率設(shè)置在0.1V/秒。圖64示出了測(cè)量結(jié)果。應(yīng)指出，氧化反應(yīng)特征的測(cè)量通過(guò)以下步驟進(jìn)行在(1)-0.16V至1.00V，然后(2)1.00V至-0.16V的范圍內(nèi)掃描工作電極相對(duì)于參考電極的電勢(shì)。
如圖64所示，可以看出氧化峰電勢(shì)Epa是0.78V，還原峰電勢(shì)Epc是0.60V。因此，半波電勢(shì)(Epc和Epa之間的中間電勢(shì))可以測(cè)定為0.69V。這表明BPAPQ可以氧化0.69V[對(duì)Ag/Ag+]的電能，并且這一能量對(duì)應(yīng)于HOMO能級(jí)。在此，實(shí)施方案7中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是如上所述的-4.85[eV]。因此，BPAPQ的HOMO能級(jí)可以測(cè)定為-4.85-0.69＝-5.54[eV]。
(測(cè)量實(shí)施例5DNTPD) 在測(cè)量實(shí)施例5中，通過(guò)循環(huán)伏安法(CV)測(cè)量觀察DNTPD的氧化反應(yīng)特征。掃描速率設(shè)置在0.1V/秒。圖65示出了測(cè)量結(jié)果。應(yīng)指出，氧化反應(yīng)特征的測(cè)量通過(guò)以下步驟進(jìn)行在(1)-0.05V至1.20V，然后(2)1.20V至-0.05V的范圍內(nèi)掃描工作電極相對(duì)于參考電極的電勢(shì)。
如圖65所示，可以看出氧化峰電勢(shì)Epa是0.16V，還原峰電勢(shì)Epc是0.26V。因此，半波電勢(shì)(Epc和Epa之間的中間電勢(shì))可以測(cè)定為0.21V。這表明DPQd可以氧化0.21V[對(duì)Ag/Ag+]的電能，并且這一能量對(duì)應(yīng)于HOMO能級(jí)。在此，實(shí)施方案7中使用的參考電極相對(duì)于真空能級(jí)的勢(shì)能是如上所述的-4.85[eV]。因此，DPQd的HOMO能級(jí)可以測(cè)定為-4.85-0.21＝-5.06[eV]。
應(yīng)指出，當(dāng)將按上述方式計(jì)算BPAPQ和DNTPD的HOMO能級(jí)進(jìn)行比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)DNTPD的HOMO能級(jí)比BPAPQ的低0.48[eV]之多。這意味著DNTPD當(dāng)添加到BPAPQ中時(shí)可以起空穴捕集劑的作用。因此，對(duì)于本發(fā)明的發(fā)光元件，使用實(shí)施方案6示出的的元件結(jié)構(gòu)是相當(dāng)有利的，其中DNTPD用作第二層的第二有機(jī)化合物并且BPAPQ用作該層的第一有機(jī)化合物。
本申請(qǐng)基于向日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)No.2006-184653(于2006年7月4日提交)；No.2006-327610(于2006年12月4日提交)和No.2007-073089(于2007年3月20日提交)，它們的全部?jī)?nèi)容在此引入供參考。
權(quán)利要求
1.發(fā)光裝置，包括
第一電極；
第二電極；
在所述第一電極和第二電極之間形成的發(fā)光層；和
在所述發(fā)光層和第二電極之間形成的控制載流子移動(dòng)的層，
其中所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物；
其中所述第一有機(jī)化合物具有電子遷移性能；
其中所述第二有機(jī)化合物具有電子俘獲性能；
其中在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中當(dāng)按第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，所述發(fā)光層發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)低0.3eV或更多。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中控制載流子移動(dòng)的層的厚度為5nm-20nm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的濃度為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層具有電子遷移性能。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物；
其中第三有機(jī)化合物的重量百分率比第四有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中所述第三有機(jī)化合物具有電子遷移性能。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物是金屬配合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述第二有機(jī)化合物是香豆素衍生物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是照明裝置。
11.包括根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光裝置的電子裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的電子裝置，其中在顯示器部分提供所述發(fā)光裝置。
13.發(fā)光裝置，包括
陽(yáng)極；
陰極；
在所述陽(yáng)極和陰極之間形成的發(fā)光層；和
在所述發(fā)光層和陰極之間形成的控制載流子移動(dòng)的層，
其中所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物；
其中這種第一有機(jī)化合物具有電子遷移性能；
其中所述第二有機(jī)化合物具有電子俘獲性能；和
其中在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的最低未占分子軌道能級(jí)低0.3eV或更多。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中控制載流子移動(dòng)的層的厚度為5nm-20nm。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的濃度為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層具有電子遷移性能。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物；
其中第三有機(jī)化合物的重量百分率比第四有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中所述第三有機(jī)化合物具有電子遷移性能。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物是金屬配合物。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述第二有機(jī)化合物是香豆素衍生物。
22.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述控制載流子移動(dòng)的層與所述發(fā)光層接觸。
23.根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是照明裝置。
24.包括根據(jù)權(quán)利要求13的發(fā)光裝置的電子裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的電子裝置，其中在顯示器部分提供所述發(fā)光裝置。
26.發(fā)光裝置，包括
第一電極；
第二電極；
在所述第一電極和第二電極之間形成的發(fā)光層；和
在所述發(fā)光層和第一電極之間形成的控制載流子移動(dòng)的層，
其中所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物；
其中所述第一有機(jī)化合物具有空穴遷移性能；
其中第二有機(jī)化合物具有空穴俘獲性能；
其中在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中當(dāng)按第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，所述發(fā)光層發(fā)光。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)高0.3eV或更多。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中控制載流子移動(dòng)的層的厚度為5nm-20nm。
29.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的濃度為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
30.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層具有空穴遷移性能。
31.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物；
其中第三有機(jī)化合物的重量百分率比第四有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中所述第三有機(jī)化合物具有空穴遷移性能。
32.根據(jù)權(quán)利要求31的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物。
33.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物是芳族胺化合物。
34.根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是照明裝置。
35.包括根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光裝置的電子裝置。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的電子裝置，其中在顯示器部分提供所述發(fā)光裝置。
37.發(fā)光裝置，包括
陽(yáng)極；
陰極；
在所述陽(yáng)極和陰極之間形成的發(fā)光層；和
在所述發(fā)光層和陽(yáng)極之間形成的控制載流子移動(dòng)的層，
其中所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物；
其中所述第一有機(jī)化合物具有空穴遷移性能；
其中第二有機(jī)化合物具有空穴俘獲性能；和
其中在控制載流子移動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的重量百分率比第二有機(jī)化合物的重量百分率高。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)比第一有機(jī)化合物的最高未占分子軌道能級(jí)高0.3eV或更多。
39.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中控制載流子移動(dòng)的層的厚度為5nm-20nm。
40.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中第二有機(jī)化合物的濃度為0.1wt％-5wt％或0.1mol％-5mol％。
41.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層具有空穴遷移性能。
42.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物；
其中第三有機(jī)化合物的重量百分率比第四有機(jī)化合物的重量百分率高；和
其中所述第三有機(jī)化合物具有空穴遷移性能。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物是不同的有機(jī)化合物。
44.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中所述第一有機(jī)化合物是芳族胺化合物。
45.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中所述控制載流子移動(dòng)的層與所述發(fā)光層接觸。
46.根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置，其中所述發(fā)光裝置是照明裝置。
47.包括根據(jù)權(quán)利要求37的發(fā)光裝置的電子裝置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的電子裝置，其中在顯示器部分提供所述發(fā)光裝置。
全文摘要
發(fā)光元件包括發(fā)光層和在第一電極和第二電極之間的控制載流子移動(dòng)的層。所述控制載流子移動(dòng)的層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，并且提供在所述發(fā)光層和第二電極之間。所述第一有機(jī)化合物具有電子遷移性能，第二有機(jī)化合物具有電子俘獲性能。第一有機(jī)化合物的重量百分率高于第二有機(jī)化合物的重量百分率。當(dāng)按第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)的方式施加電壓時(shí)，所述發(fā)光層發(fā)光。具有電子遷移性能的第一有機(jī)化合物可以被具有空穴遷移性能的有機(jī)化合物替代，具有電子俘獲性能的第二有機(jī)化合物可以被具有空穴俘獲性能的有機(jī)化合物替代。
文檔編號(hào)H01L51/54GK101101974SQ200710127178
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者鈴木恒德, 瀨尾哲史, 野村亮二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所