发光元件， 发光器件， 照明器件和电子器件 技术领域 以下公开的本发明内容涉及一种发光元件， 该发光元件包括位于一对电极之间的 发光层。本发明还涉及使用所述发光元件的发光器件， 和各自使用所述发光器件的照明器 件和电子器件。
背景技术
近年来， 人们一直在积极开发其中使用发光有机化合物或发光无机化合物作为发 光物质的发光元件。具体地， 称为电致发光 ( 以下称为 EL) 元件的发光元件具有简单结构， 在该结构中包含发光物质的发光层设置在电极之间， 该发光元件作为下一代平板显示器元 件而吸引了人们的注意， 这是因为这种发光元件具有以下特性 ： 尺寸薄、 重量轻、 高响应速 度、 直流低压驱动。此外， 使用这种发光元件的显示器具有如下特征 ： 其对比质量和图形质 量优异， 并且具有宽的视角。 此外， 这种发光元件是平面光源 ； 因此， 认为这种发光元件可以 用作例如液晶显示器的背光和照明之类的光源。
向发光元件中一对电极之间设置的发光层施加电流， 以激发包含在所述发光层中 的发光物质， 从而可以得到预定的发射色。向所述发光层施加大量电流以增加这种发光元 件的发光亮度 ； 但是， 这种方法会阻碍降低功率消耗。此外， 施加大量电流还导致所述发光 元件的劣化加速。
因此， 人们提出了一种发光元件， 通过堆叠多个发光层和施加电流来增加所述发 光元件的发光亮度， 所述发光元件的电流密度与单层发光层的发光元件的情况下施加的电 流相同 ( 例如， 专利文献 1)。
[ 参考文献 ]
[ 专利文献 1] 日本公开专利申请第 2003-272860 号 发明内容 在专利文献 1 中， 人们提出一种发光元件， 其中设置有多个发光单元 ( 在以下本说 明书中， 所述发光单元也称为 “EL 层” )， 该发光元件由电荷产生层分隔。更具体地， 公开了 一种发光元件， 其中由五氧化二钒形成的电荷产生层设置在金属掺杂层上， 该金属掺杂层 作为第一发光单元的电子注入层， 此外第二发光单元堆叠在所述金属掺杂层上， 所述第二 发光单元和所述金属掺杂层之间设置有电荷产生层。 但是， 在具有这种结构的发光元件中， 所述金属掺杂层和由氧化物形成的电荷产生层之间在其界面处发生相互作用， 所述界面具 有高电场 ； 因此， 不幸的是需要高电压来驱动所述发光元件。
如果在波长范围 400nm-800nm 的可见光区域处具有吸收光谱峰的层存在于电子 产生层中会出现问题， 来自发光物质的光发射被吸收到所述层中， 导致光提取效率降低。 具 体地， 波长范围为 420nm-720nm 的吸收光谱峰导致效率明显降低。当多个发光单元堆叠时 这一问题变得更加严重。
考虑到上述问题， 本发明的一个目的是提供一种可以在低电压下驱动的发光元
件。本发明的另一个目的是提供一种具有高发光效率的发光元件。本发明的另一个目的是 提供一种发光器件， 通过使用所述发光元件制造发光器件来降低其功率消耗。本发明的另 一个目的是提供一种使用所述发光器件来降低其功率消耗的电子器件或照明器件。
本说明书中公开的一个实施方式是一种具有以下结构的发光元件， 其中， 在阳 极 和 阴 极 之 间 设 置 n 个 (n 是 大 于 或 等 于 2 的 自 然 数 )EL 层， 在 第 m 层 (m 是 自 然 数， 1 ≤ m ≤ n-1)EL 层和第 (m+1) 层 EL 层之间， 在所述阳极上依次设置有包含碱金属、 碱土金 属、 稀土金属、 碱金属化合物、 碱土金属化合物和稀土金属化合物中任一种的第一层， 包含 具有高电子传输性质的物质并且与所述第一层相接触的第二层， 和包含具有高空穴传输性 质的物质和受体物质并且与所述第二层相接触的电荷产生层。 所述电荷产生层在可见光区 域不具有吸收光谱峰。
本说明书中公开的一个实施方式是一种具有以下结构的发光元件， 其中， 在阳 极 和 阴 极 之 间 设 置 n 个 (n 是 大 于 或 等 于 2 的 自 然 数 )EL 层， 在 第 m 层 (m 是 自 然 数， 1 ≤ m ≤ n-1)EL 层和第 (m+1) 层 EL 层之间， 在所述阳极上依次设置有包含具有高电子传输 性质的物质和供体物质的第一层， 包含具有高电子传输性质的物质并且与所述第一层相接 触的第二层， 和包含具有高空穴传输性质的物质和受体物质并且与所述第二层相接触的电 荷产生层。所述电荷产生层在可见光区域不具有吸收光谱峰。 此外， 在上述包含具有高电子传输性质的物质和供体物质的第一层中， 可以 添加所述供体物质以使所述供体物质与所述具有高电子传输性质的物质的质量比为 0.001 ∶ 1-0.1 ∶ 1。此外， 所述供体物质优选碱金属、 碱土金属、 稀土金属、 碱金属化合物、 碱土金属化合物、 或稀土金属化合物。
此外， 在上述结构中， 包含具有高空穴传输性质的物质和受体物质的层中可以 添加所述受体物质以使所述受体物质与所述具有高空穴传输性质的物质的质量比为 0.1 ∶ 1-4.0 ∶ 1。在所述层中产生的载流子中， 空穴注入第 (m+1) 层 EL 层中， 电子移动至 第二层。优选所述具有高空穴传输性质的物质是咔唑衍生物或芳烃。此外， 优选所述具有 高空穴传输性质的物质不包含胺骨架。
此外， 在上述结构中， 由于具有高电子传输性质的物质包含在第二层中， 优选使用 其 LUMO 能级大于或等于 -5.0eV 的物质， 更优选 LUMO 能级大于或等于 -5.0eV 且小于或等 于 -3.0eV 的物质。
另外， 使用具有上述结构的发光元件， 可以实现低驱动电压 ； 因此， 可以实现使用 所述发光元件作为发光元件的发光器件 ( 例如， 显示器器件或发光器件 ) 的低功率消耗。 因 此， 各自使用具有上述结构的发光元件的发光器件和电子器件也包括在本发明的一个实施 方式中。
采用上述结构实现至少一个上述发明目的。
应注意， 本说明书中的发光器件以其分类包括各自使用发光元件的电子器件如显 示器器件和照明器件。此外， 所述发光器件的分类包括包含与连接器相连的发光元件的模 块， 如与各向异性导电膜、 TAB( 带式自动结合 ) 带或 TCP( 卷带式封装 ) 相连的模块 ； 在其 端部具有 TAB 带或者提供有印刷线路板的 TCP 的模块 ； 或者具有采用 COG( 玻璃上芯片 ) 法 直接安装在发光元件上的 IC( 集成电路 ) 的模块等。
注意， 在此说明书中， “第一” 和 “第二” 之类的序数是出于方便的目的， 并不是用来
表示步骤的顺序以及层的叠置顺序。另外， 在此说明书中的序数并不表示本发明所述的特 定名称。
可提供具有多个发光层并且可以在低电压下驱动的发光元件。此外， 可以降低由 于吸收发射光导致的光提取效率损失 ； 因此， 可以提供具有高发光效率的发光元件。
此外， 使用上述发光元件制造发光器件， 可以提供低功率消耗的发光器件。此外， 这种发光器件应用于照明器件和电子器件， 从而可以提供低功率消耗的照明器件和低功率 消耗的电子器件。
附图简述
附图中 ：
图 1A 和 1B 分别显示发光元件的元件结构和其能带图的例子 ；
图 2A 和 2B 分别显示发光元件的元件结构和其能带图的例子 ；
图 3A 和 3B 分别显示发光元件的元件结构和其能带图的例子 ；
图 4A-4C 显示有源矩阵发光器件 ；
图 5A 和 5B 显示无源矩阵发光器件 ；
图 6A-6E 是显示电子器件的图 ；
图 7 是显示照明器件的图 ；
图 8A 和 8B 分别显示实施例中发光元件的元件结构和实施例中比较发光元件的元 件结构 ；
图 9 显示实施例 1 的发光元件特征 ；
图 10 显示实施例 1 的发光元件特征 ；
图 11 显示实施例 1 的发光元件的透光性 ；
图 12A 和 12B 分别显示发光元件的元件结构的例子和其发射光谱 ；
图 13 显示实施例 2 的发光元件特征 ；
图 14 显示实施例 2 的发光元件特征 ；
图 15 显示实施例 2 的发光元件的透光性 ；
图 16 显示实施例 3 的发光元件的特征 ；
图 17 显示实施例 3 的发光元件的特征 ；
图 18 显示实施例 3 的发光元件的特征 ； 和
图 19 显示实施例 3 的发光元件的特征。
本发明最佳实施方式
下面将结合附图对本发明的实施方式和实施例进行描述。应注意， 本领域技术人 员容易理解本说明书中公开的本发明可以多种不同的方法进行实施， 本文中公开的方法和 具体内容可以以多种方式进行变化， 而不偏离本发明公开的精神和范围。 因此， 本发明不应 被解释为限制于以下给出的实施方式和实施例的描述。在解释实施方式和实施例的附图 中， 同样的部件或具有相似功能的部件用同样的附图标记表示， 省略对这类部件的描述。
( 实施方式 1)
在实施方式 1 中， 将参照附图 1A 和 1B 描述发光元件的一个实施方式。
在图 1A 所示的元件结构中， 在一对电极 ( 即阳极 101 和阴极 102) 之间放置各自 包括发光区域的第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107， 在所述第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 之间， 在阳极 101 上依次堆叠电子注入缓冲层 104、 电子中继层 105 和电荷产生层 106。
电荷产生层 106 包含具有高空穴传输性质的物质和受体物质， 其中空穴和电子是 所述发光元件产生的载流子。在电荷产生层 106 中产生的空穴移动至第二 EL 层 107 中， 同 时电子移动至电子中继层 105。此外， 由于电子中继层 105 具有高电子传输性质， 能迅速将 电子传输至电子注入缓冲层 104 中。此外， 由于电子注入缓冲层 104 可以在电子注入至第 一 EL 层 103 时降低注入能垒， 可以增加向第一 EL 层 103 注入电子的效率。
可以用于电子注入缓冲层 104 的是具有高电子传输性质的物质 ： 例如， 碱金属、 碱 土金属、 稀土金属、 上述金属的化合物 ( 例如碱金属化合物 ( 氧化物， 如氧化锂， 卤化物， 或 碳酸盐， 如碳酸锂或碳酸铯 )， 碱土金属化合物 ( 例如氧化物， 卤化物或碳酸盐 )， 或稀土金 属化合物 ( 例如氧化物， 卤化物或碳酸盐 )。或者， 电子注入缓冲层 104 可以包含具有高电 子传输性质的物质和供体物质。
图 1B 是图 1A 所示的元件结构的能带图。在图 1B 中， 附图标记 111 表示阳极 101 的费米能级 ； 112 表示阴极 102 的费米能级 ； 113 表示第一 EL 层 103 的最低未占分子轨道 (LUMO) 能级 ； 114 表示电子中继层 105 的 LUMO 能级 ； 115 表示电荷产生层 106 中受体的受 体能级 ； 116 表示第二 EL 层 107 的 LUMO 能级。 在图 1B 中， 空穴从阳极 101 注入第一 EL 层 103 中。相反， 电荷产生层 106 中产生 的电子移动至电子中继层 105， 再通过电子注入缓冲层 104 注入第一 EL 层 103 中， 并与空穴 重组， 从而发射光。此外， 电荷产生层 106 中产生的空穴移动至第二 EL 层 107 中， 并与从阳 极 102 注入到第二 EL 层 107 中的电子重组， 从而发射光。
在本实施方式中描述的发光元件中， 由于电子中继层 105 起到足以将电荷产生层 106 中产生的电子注入第一 EL 层 103 中的作用， 电子中继层 105 优选使用 LUMO 能级处于 电荷产生层 106 中受体的受体能级和第一 EL 层 103 的 LUMO 能级 113 之间的材料来形成。 具体地， 优选使用 LUMO 能级大于或等于约 -5.0eV 的材料， 更优选使用 LUMO 能级大于或等 于 -5.0eV 且小于或等于 -3.0eV 的材料。
电荷产生层 106 中包含的受体物质具有强受体性质， 电子注入缓冲层 104 中包含 的具有高电子注入性质的物质或供体物质具有强供体性质 ； 因此， 当电荷产生层 106 和电 子注入缓冲层 104 彼此接触时， 电子在电荷产生层 106 和电子注入缓冲层 104 之间的界面 上给出和接受， 这导致所述发光元件的驱动电压增加。此外， 当电荷产生层 106 和电子注入 缓冲层 104 之间的界面处形成 PN 结时， 所述发光元件的驱动电压可能增加。 但是， 在本实施 方式所述的发光元件中， 可以通过电子中继层 105 防止电荷产生层 106 和电子注入缓冲层 104 彼此接触 ； 因此， 可以通过电子中继层 105 防止电荷产生层 106 中包含的受体物质和电 子注入缓冲层 104 中包含的具有高电子注入性质的物质或供体物质发生相互作用。此外， 使用 LUMO 能级落入上述范围的材料形成电子中继层 105， 从而防止在电子中继层 105 和电 子注入缓冲层 104 之间的界面处形成高电场， 电荷产生层 106 中产生的电子可以有效地注 入第一 EL 层 103 中。
此外， 如图 1B 的能带图所示， 由于电子注入缓冲层 104 使得注入势垒降低， 从电荷 产生层 106 移动到电子中继层 105 的电子能容易地注入第一 EL 层 103 的 LUMO 能级 113 中。 应注意电荷产生层 106 中产生的空穴移动至第二 EL 层 107 中。
接着， 将具体描述可用于上述发光元件的材料。
阳极 101 优选使用具有高功函 ( 具体地， 功函大于或等于 4.0eV) 的金属、 合金、 导 电化合物或它们的混合物等形成。具体来说， 可以使用例如氧化铟锡 (ITO)， 包含硅或者氧 化硅的氧化铟锡， 氧化铟锌 (IZO)， 包含氧化钨和氧化锌的氧化铟 (IWZO) 等。
这些导电金属氧化物的膜通常由溅射法形成。或者， 可以通过溶胶 - 凝胶法等方 法形成膜。例如， 氧化铟锌 (IZO) 膜可采用溅射法， 使用在氧化铟中加入 1-20 重量％氧化 锌的靶形成。可以使用其中氧化钨和氧化锌分别以 0.5-5 重量％和 0.1-1 重量％的量加入 氧化铟的靶， 通过溅射法形成包含氧化钨和氧化锌的氧化铟。
此外， 可以使用以下物质 ： 金 (Au)、 铂 (Pt)、 镍 (Ni)、 钨 (W)、 铬 (Cr)、 钼 (Mo)、 铁 (Fe)、 钴 (Co)、 铜 (Cu)、 钯 (Pd)、 钛 (Ti)、 金属材料的氮化物 ( 例如氮化钛 )、 氧化钼、 氧化 钒、 氧化钌、 氧化钨、 氧化锰、 氧化钛等。或者， 可以使用导电聚合物， 例如， 聚 (3， 4- 亚乙基 二氧噻吩 )/ 聚 ( 苯乙烯磺酸 )(PEDOT/PSS) 或聚苯胺 / 聚 ( 苯乙烯磺酸 )(PAni/PSS)。注 意， 当与阳极 101 接触的电荷产生层设置为第一 EL 层 103 的一部分时， 可以将很多种导电 材料， 例如 Al 和 Ag 用于阳极 101， 而不考虑它们的功函大小。
阴极 102 可以使用具有低功函 ( 具体地， 功函小于或等于 3.8eV) 的金属、 合金、 导电化合物或它们的混合物等形成。作为这种阴极材料的具体例子， 给出以下物质 ： 属于 元素周期表第 1 和第 2 族的元素， 即碱金属， 如锂 (Li) 或铯 (Cs)， 碱土金属， 如镁 (Mg)、 钙 (Ca) 或锶 (Sr)， 包含它们的合金 ( 例如， MgAg 合金或 AlLi 合金 )， 稀土金属， 如铕 (Eu) 或 镱 (Yb)， 包含它们的合金等。可以通过真空蒸发法形成包含碱金属、 碱土金属或其合金的 膜。或者， 可以通过溅射法形成包含碱金属或碱土金属的合金。另外， 或者还可以使用喷墨 法等方法， 使用银糊料等材料形成膜。
或者， 所述阴极 102 可以使用如铝之类的金属膜与碱金属化合物、 碱土金属化合 物、 或稀土金属化合物 ( 例如氟化锂 (LiF)， 氧化锂 (LiOx)， 氟化铯 (CsF)， 氟化钙 (CaF2) 或 氟化铒 (ErF3)) 的膜叠层形成。 注意， 当与阴极 102 接触的电荷产生层设置为第二 EL 层 107 的一部分时， 可以将很多种导电材料， 例如 Al、 Ag、 ITO 和包含硅或氧化硅的氧化铟锡用于 阴极 102， 而不考虑它们的功函大小。
注意在本实施方式所述的发光元件中， 阳极和阴极中的至少一种可以具有光传输 性质。可以通过使用 ITO 之类的透明电极， 或者通过减小电极的厚度， 确保光传输性质。
第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 可各自包括至少一层发光层， 并且还可以具有发光 层和除发光层之外的层堆叠的结构。应注意第一 EL 层 103 中包括的发光层可以与第二 EL 层 107 中包括的发光层不同。或者， 第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 可以独立地具有发光 层和除发光层之外的层堆叠的结构。具有高空穴注入性质的物质、 具有高空穴传输性质的 物质、 具有高电子传输性质的物质、 具有高电子注入性质的物质、 具有双极性的物质 ( 具有 高电子传输和空穴传输性质的物质 ) 等形成的层作为除发光层之外的层。具体地， 假使是 空穴注入层、 空穴传输层、 发光层、 空穴阻挡层、 电子传输层、 电子注入层等， 它们可以根据 适当的情况组合并堆叠在阳极上。此外， 电荷产生层可以设置为第一 EL 层 103 的一部分， 位于第一 EL 层 103 与阳极 101 相接触的一侧。
以下将具体描述用于分别形成 EL 层中包括的上述各层的材料。
空穴注入层是包含具有高空穴注入性质的物质的层。 可以使用以下物质作为具有 空穴注入性质的物质 ： 例如氧化钼、 氧化钒、 氧化钌、 氧化钨或氧化锰等。此外， 基于酞菁的化合物如酞菁 ( 缩写 ： H2Pc) 或铜酞菁 ( 缩写 ： CuPc)， 高分子化合物如聚 (3， 4- 亚乙基二氧 噻吩 )/ 聚 ( 苯乙烯磺酸 )(PEDOT/PSS) 等也可以用于形成所述空穴注入层。
空穴传输层是包含具有高空穴传输性质的物质的层。以下给出具有高空穴传输 性质的物质， 例如 ： 芳族胺化合物如 4， 4’ - 二 [N-(-1- 萘基 )-N- 苯基氨基 ]- 联苯 ( 缩写 ： NPB 或 α-NPD)、 N， N’ - 二 (3- 甲基苯基 )-N， N’ - 二苯基 -[1， 1’ - 联苯基 ]-4， 4’ - 二胺 ( 缩写 ： TPD)、 4， 4’ ， 4” - 三 ( 咔唑 -9- 基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： TCTA)、 4， 4’ ， 4” - 三 (N， N- 二 苯基氨基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： TDATA)、 4， 4’ ， 4” - 三 [N-(3- 甲基苯基 )-N- 苯基氨基 ] 三苯 基胺 ( 缩写 ： MTDATA) 和 4， 4’ - 二 [N-( 螺 -9， 9’ - 二芴 -2- 基 )-N- 苯基氨基 ] 联苯 ( 缩 写： BSPB) ； 3-[N-(9- 苯基咔唑 -3- 基 )-N- 苯基氨基 ]-9- 苯基咔唑 ( 缩写 ： PCzPCA1) ； 3， 6- 二 [N-(9- 苯基咔唑 -3- 基 )-N- 苯基氨基 ]-9- 苯基咔唑 ( 缩写 ： PCzPCA2)、 3-[N-(1- 萘 基 )-N-(9- 苯基咔唑 -3- 基 ) 氨基 ]-9- 苯基咔唑 ( 缩写 ： PCzPCN1) 等。或者， 可以使用以 下咔唑衍生物 ： 4， 4’ - 二 (N- 咔唑基 ) 联苯 ( 缩写 ： CBP)、 1， 3， 5- 三 [4-(N- 咔唑基 ) 苯基 ] 苯 ( 缩写 ： TCPB) 和 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA)。在此列出 -6 2 的物质主要是空穴迁移率大于或等于 10 cm /V 的材料。但也可以使用除此之外的物质， 只 要其空穴传输性质高于电子传输性质即可。含高空穴传输性质的物质的层不限于单层， 可 以是含上述物质的两层或更多个层的叠层。 除上述物质之外， 可以使用高分子化合物， 例如聚 (N- 乙烯基咔唑 )( 缩写 ： PVK)、 聚 (4- 乙烯基三苯基胺 )( 缩写 ： PVTPA)、 聚 [N-(4-{N’ -[4-(4- 二苯基氨基 ) 苯基 ] 苯 基 -N’ - 苯基氨基 } 苯基 ) 甲基丙烯酰胺 ]( 缩写 ： PTPDMA) 或聚 [N， N’ - 二 (4- 丁基苯 基 )-N， N’ - 二 ( 苯基 ) 联苯胺 ]( 缩写 ： 聚 -TPD) 用于空穴传输层。
发光层是包含发光物质的层。可以使用以下荧光化合物作为发光物质， 例如 N， N’ - 二 [4-(9H- 咔唑 -9- 基 ) 苯基 ]-N， N’ - 二苯基 -4， 4’ - 二胺 ( 缩写 ： YGA2S)， 4-(9H- 咔 唑 -9- 基 )-4’ -(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： YGAPA)， 4-(9H- 咔唑 -9- 基 )-4’ -(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： 2YGAPPA)， N， 9- 二苯基 -N-[4-(10- 苯基 -9- 蒽 基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： PCAPA)， ， 2， 5， 8， 11- 四叔丁基 ( 缩写 ： TBP)， 4-(10- 苯 基 -9- 蒽基 )-4’ -(9- 苯基 -9H- 咔唑 -3- 基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： PCBAPA)， N， N” -(2- 叔丁 基蒽 -9， 10- 二基二 -4， 1- 亚苯基 ) 二 [N， N’ ， N’ - 三苯基 -1， 4- 苯二胺 ]( 缩写 ： DPABPA)， N， 9- 二苯基 -N-[4-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCAPPA)， N-[4-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 ) 苯基 ]-N， N’ ， N’ - 三苯基 -1， 4- 苯二胺 ( 缩写 ： 2DPAPPA)， N， N， N’ ， N’ ， N” ， N” ， N” ’ ， N” ’ - 八苯基二苯并 [g， p]-2， 7， 10， 15- 四胺 ( 缩写 ： DBC1)， 香豆 素 30， N-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 )-N， 9- 二苯基 -9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCAPA)， N-[9， 10- 二 (1.1’ - 联苯 -2- 基 )-2- 蒽基 ]-N， 9- 二苯基 -9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCABPhA)， N-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 )-N， N’ ， N” - 三苯基 -1， 4- 苯二胺 ( 缩写 ： 2DPAPA)， N-[9， 10- 二 (1， 1’ - 联苯 -2- 基 )-2- 蒽基 ]-N， N’ ， N’ - 三苯基 -1， 4- 苯二胺 ( 缩写 ： 2DPABPhA)， 9， 10- 二 (1， 1’ - 联 苯 -2- 基 )-N-[4-(9H- 咔 唑 -9- 基 ) 苯 基 ]-N- 苯 基 蒽 -2- 胺 ( 缩 写 ： 2YGABPhA)， N， N， 9- 三苯基蒽 -9- 胺 ( 缩写 ： DPhAPhA)， 香豆素 545T， N， N’ - 二苯基喹吖酮 ( 缩写 ： DPQd)， 红荧烯， 5， 12- 二 (1， 1’ - 联苯 -4- 基 )-6， 11- 二苯基并四苯 ( 缩写 ： BPT)， 2-(2-{2-[4-( 二甲基氨基 ) 苯基 ] 乙烯基 }-6- 甲基 -4H- 吡喃 -4- 亚基 ) 丙烷二腈 ( 缩写 ： DCM1)， 2-{2- 甲基 -6-[2-(2， 3， 6， 7- 四氢 -1H， 5H- 苯并 [ij] 喹啉 (quinolizin)-9- 基 ) 乙
烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基 } 丙烷二腈 ( 缩写 ： DCM2)， N， N， N’ ， N’ - 四 (4- 甲基苯基 ) 并四 苯 -5， 11- 二胺 ( 缩写 ： p-mPhTD)， 7， 14- 二苯基 -N， N， N’ ， N’ - 四 (4- 甲基苯基 ) 苊并 [1， 2-a] 荧蒽 -3， 10- 二胺 ( 缩写 ： p-mPhAFD)， 2-2- 异丙基 -6-[2-(1， 1， 7， 7- 四甲基 -2， 3， 6， 7- 四氢 -1H， 5H- 苯并 [ij] 喹啉 (quinolizin)-9- 基 ) 乙烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基丙烷二腈 ( 缩写 ： DCJTI)， 2-2- 叔丁基 -6-[2-(1， 1， 7， 7- 四甲基 -2， 3， 6， 7- 四氢 -1H， 5H- 苯并 [ij] 喹 啉 (quinolizin)-9- 基 ) 乙烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基丙烷二腈 ( 缩写 ： DCJTB)， 2-(2， 6- 二 2-[4-( 二甲基氨基 ) 苯基 ] 乙烯基 -4H- 吡喃 -4- 亚基 ) 丙烷二腈 ( 缩写 ： BisDCM)， 2-2， 6- 二 [2-(8- 甲氧基 -1， 1， 7， 7- 四甲基 -2， 3， 6， 7- 四氢 -1H， 5H- 苯并 [ij] 喹啉 -9- 基 ) 乙 烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基丙烷二腈 ( 缩写 ： BisDCJTM) 等。
或者， 可以使用以下磷光化合物作为发光物质， 例如 ： 二 [2-(4’ ， 6’ - 二氟苯基 ) 2 吡啶合 (pyridinato)-N， C’ ] 铱 (III) 四 (1- 吡唑基 ) 硼酸盐 ( 缩写 ： FIr6)， 二 [2-(4’ ， 2 6’ - 二氟苯基 ) 吡啶合 -N， C’ ] 铱 (III) 皮考啉酸盐 ( 缩写 ： FIrpic)， 二 [2-(3’ ， 5’ - 二三 2 氟甲基苯基 ) 吡啶合 -N， C’ ] 铱 (III) 皮考啉酸盐 ( 缩写 ： Ir(CF3ppy)2(pic))， 二 [2-(4’ ， 2 6’ - 二氟苯基 ) 吡啶合 -N， C’ ] 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： FIr(acac))， 三 (2- 苯基 吡啶合 ) 铱 (III)( 缩写 ： Ir(ppy)3)， 二 (2- 苯基吡啶合 ) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(ppy)2(acac))， 二 ( 苯并 [h] 喹啉合 (quinolinato)) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(bzq)2(acac))， 二 (2， 4- 二苯基 -1， 3- 噁唑合 -N， C2’ ) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(dpo)2(acac))， 二 [2-(4’ - 全氟苯基苯基 ) 吡啶合 ] 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(p-PF-ph)2(acac))， 二 (2- 苯基苯并噻唑合 -N， C2’ ) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(bt)2(acac))， 二 [2-(2’ - 苯并 [4， 5-α] 噻吩基 ) 吡啶合 -N， C3’ ] 铱 (III) 乙酰丙酮 2 酸盐 ( 缩写 ： Ir(btp)2(acac))， 二 (1- 苯基异喹啉合 -N， C’ ) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩 写： Ir(piq)2(acac))， ( 乙酰丙酮酸根合 ) 二 [2， 3- 二 (4- 氟苯基 ) 喹喔啉合 ] 铱 (III) ( 缩写 ： Ir(Fdpq)2(acac))， ( 乙酰丙酮酸根合 ) 二 (2， 3， 5- 三苯基吡嗪合 ) 铱 (III)( 缩写 ： Ir(tppr)2(acac))， 2， 3， 7， 8， 12， 13， 17， 18- 八乙基 -21H， 23H- 卟啉铂 (II)( 缩写 ： PtOEP)， 三 ( 乙 酰 丙 酮 酸 根 合 )( 单 菲 咯 啉 ) 铽 (III)( 缩 写 ： Tb(acac)3(Phen))， 三 (1， 3- 二 苯 基 -1， 3- 丙烷二根合 (propanedionato))( 单菲咯啉 ) 铒 (III)( 缩写 ： Eu(DBM)3(Phen))， 三 [1-(2- 噻 吩 甲 酰 基 )-3， 3， 3- 三 氟 乙 酰 丙 酮 酸 根 合 ]( 单 菲 咯 啉 ) 铒 (III)( 缩 写 ： Eu(TTA)3(Phen)) 等。
应注意这些发光物质优选分散在使用的主体材料中。可以使用以下物质作为 主 体 材 料， 例如 ： 芳 族 胺 化 合 物， 如 NPB( 缩 写 )、 TPD( 缩 写 )、 TCTA( 缩 写 )、 TDATA( 缩 写 )、 MTDATA( 缩写 ) 或 BSPB( 缩写 ) ； 咔唑衍生物， 如 PCzPCA1( 缩写 )、 PCzPCA2( 缩写 )、 PCzPCN1( 缩 写 )、 CBP( 缩 写 )、 TCPB( 缩 写 )、 CzPA( 缩 写 ) 或 4-(1- 萘 基 )-4’ -(9- 苯 基 -9H- 咔唑 -3- 基 )- 三苯基胺 ( 缩写 ： PCBANB) ； 具有高空穴传输性质的物质， 其包含高分 子化合物如 PVK( 缩写 )、 PVTPA( 缩写 )、 PTPDMA( 缩写 ) 或聚 -TPD( 缩写 ) ； 具有喹啉骨架或 苯并喹啉骨架的金属络合物， 如三 (8- 羟基喹啉 ) 铝 ( 缩写 ： Alq)、 三 (4- 甲基 -8- 羟基喹 啉 ) 铝 ( 缩写 ： Almq3)、 二 (10- 羟基苯并 [h] 喹啉 ) 铍 ( 缩写 ： BeBq2) 或二 (2- 甲基 -8- 羟 基喹啉 )(4- 苯基酚酸 ) 铝 ( 缩写 ： BAlq) ； 具有噁唑基配体或噻唑基配体的金属络合物， 如 二 [2-(2- 羟基苯基 ) 苯并噁唑合 ] 锌 ( 缩写 ： Zn(BOX)2) 或二 [2-(2- 羟基苯基 ) 苯并噻唑 合 ] 锌 ( 缩写 ： Zn(BTZ)2) ； 或具有高电子传输性质的材料， 如 2-(4- 联苯基 )-5-(4- 叔丁基苯基 )-1， 3， 4- 噁二唑 ( 缩写 ： PBD)、 1， 3- 二 [5-( 对 - 叔丁基苯基 )-1， 3， 4- 噁二唑 -2- 基 ] 苯 ( 缩写 ： OXD-7)、 9-[4-(5- 苯 基 -1， 3， 4- 噁 二 唑 -2- 基 ) 苯 基 ] 咔 唑 ( 缩 写 ： CO11)、 3-(4- 联苯基 )-4- 苯基 -5-(4- 叔丁基苯基 )-1， 2， 4- 三唑 ( 缩写 ： TAZ)、 红菲绕啉 ( 缩写 ： BPhen)、 浴铜灵 ( 缩写 ： BCP)、 聚 [(9， 9- 二己基芴 -2， 7- 二基 )- 共 -( 吡啶 -3， 5- 二基 )] ( 缩写 ： PF-Py) 或聚 [(9， 9- 二辛基芴 -2， 7- 二基 )- 共 -(2， 2′ - 联吡啶 -6， 6′ - 二基 )] ( 缩写 ： PF-BPy)。
电子传输层是包含具有高电子传输性质的物质的层。 可以使用例如具有喹啉骨架 或苯并喹啉骨架的金属配合物， 如 Alq( 缩写 )、 Almq3( 缩写 )、 BeBq2( 缩写 ) 或 BAlq( 缩写 ) 作为具有高电子传输性质的物质。此外， 还可以使用具有噁唑基配体或噻唑基配体的金属 络合物， 例如 Zn(BOX)2( 缩写 ) 或 Zn(BTZ)2( 缩写 )。另外， 除上述金属配合物之外， 可以使 用 PBD( 缩写 )、 OXD-7( 缩写 )、 CO11( 缩写 )、 TAZ( 缩写 )、 BPhen( 缩写 )、 BCP( 缩写 ) 等。 -6 2 在此列出的物质主要是电子迁移率大于或等于 10 cm /V 的材料。注意可以使用除此之外 的物质， 只要其电子传输性质高于空穴传输性质即可。 此外， 所述电子传输层可以具有由上 述物质形成的两层或更多层堆叠的结构， 而不限于单层结构。
除上述物质之外， 高分子化合物如 PF-Py( 缩写 ) 或 PF-BPy( 缩写 ) 可以用于电子 传输层。 电子注入层是包含具有高电子注入性质的物质的层。 以下给出具有电子注入性质 的物质的例子 ： 碱金属或碱土金属， 例如氟化锂 (LiF)， 氟化铯 (CsF) 和氟化钙 (CaF2)， 以及 它们的配混物 (compound)。 此外， 可以使用包含具有电子传输性质的物质和碱金属、 碱土金 属或其配混物 ( 例如含镁 (Mg) 的 Alq) 的层。通过所述结构， 使得可以提高由阴极 102 注 入电子的效率。
对于在第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 中提供电荷产生层的情况， 所述电荷产生 层包含具有高空穴传输性质的物质和受体物质。所述电荷产生层在第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 中形成， 从而形成阳极 101 或阴极 102， 而不考虑形成电极的材料的功函。
可以给出过渡金属氧化物或者周期表第 4-8 族中任意金属的氧化物作为用于电 荷产生层的受体物质的例子。具体地， 特别优选氧化钼。注意氧化钼具有低吸湿性。
可以使用多种有机化合物如咔唑衍生物、 芳烃和高分子化合物 ( 如低聚物、 枝状 聚合物或聚合物 ) 中的任一种作为用于电荷产生层的具有高空穴传输性质的物质。具体 地， 优选空穴迁移率大于或等于 10-6cm2/V 的材料。但也可以使用除此之外的物质， 只要其 空穴传输性质高于电子传输性质即可。
注意这些层以适当组合的方式堆叠， 从而可以形成第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107。另外， 可以根据使用的材料， 适当选择各种方法 ( 例如干法或湿法 ) 中的任一种作为 形成第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 的方法。例如， 可以使用真空蒸发法， 喷墨法， 旋涂法 等等。注意这些层可以用不同的方法形成。
此外， 在第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 之间， 在阳极 101 上依次设置电子注入缓 冲层 104、 电子中继层 105 和电荷产生层 106。形成电荷产生层 106 与第二 EL 层 107 相接 触， 形成电子中继层 105 与电荷产生层 106 相接触， 形成电子注入缓冲层 104 与第一 EL 层 103 相接触并位于电子中继层 105 和第一 EL 层 103 之间。
电荷产生层 106 是包含具有高电子传输性质的物质和受体物质的层。使用在可
见光区域不具有吸收光谱峰的物质用于电荷产生层 106 和可在上述第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 的一部分中形成的电荷产生层 106， 从而能提高发光层发射光的提取效率。具体 地， 使用在波长范围 420 纳米 -720 纳米的可见光区域中没有吸收峰的物质用于电荷产生层 106， 从而可以明显提高发光效率。
可以使用多种有机化合物如咔唑衍生物、 芳烃和高分子化合物 ( 如低聚物、 枝状 聚合物或聚合物 ) 中的任一种作为用于电荷产生层 106 的具有高空穴传输性质的物质。优 选咔唑衍生物和芳烃， 这是由于其通常较深的 HOMO 能级， 它们具有向 EL 层注入空穴的优 异性质。此外， 优选这些物质是由于它们的深 HOMO 能级， 在这些物质和受体物质如氧化钼 之间不容易发生基于电荷转移相互作用导致的吸收。具体地， 优选空穴迁移率大于或等于 -6 2 10 cm /V 的物质。但也可以使用除此之外的物质， 只要其空穴传输性质高于电子传输性质 即可。
以下给出咔唑衍生物的具体例子 ： 3-[N-(9- 苯 基 咔 唑 -3- 基 )-N- 苯 基 氨 基 ]-9- 苯基咔唑 ( 缩写 ： PCzPCA1)， 3， 6- 二 [N-(9- 苯基咔唑 -3- 基 )-N- 苯基氨基 ]-9- 苯 基咔唑 ( 缩写 ： PCzPCA2)， 3-[N-(1- 萘基 )-N-(9- 苯基咔唑 -3- 基 ) 氨基 ]-9- 苯基咔唑 ( 缩 写： PCzPCN1) 等。 另外， 可以包括以下的物质 ： 4， 4′ - 二 (N- 咔唑基 ) 联苯 ( 缩写 ： CBP)， 1， 3， 5- 三 [4-(N- 咔唑基 ) 苯基 ] 苯 ( 缩写 ： TCPB)， 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔 唑 ( 缩写 ： CzPA)， 9- 苯基 -3-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： PCzPA)， 1， 4- 二 [4-(N- 咔唑基 ) 苯基 ]-2， 3， 5， 6- 四苯基苯等。 以下给出芳烃的具体例子 ： 2- 叔丁基 -9， 10- 二 (2- 萘基 ) 蒽 ( 缩写 ： t-BuDNA)、 2- 叔丁基 -9， 10- 二 (1- 萘基 ) 蒽、 9， 10- 二 (3， 5- 二苯基苯基 ) 蒽 ( 缩写 ： DPPA)、 2- 叔丁 基 -9， 10- 二 (4- 苯基苯基 ) 蒽 ( 缩写 ： t-BuDBA)、 9， 10- 二 (2- 萘基 ) 蒽 ( 缩写 ： DNA)、 9， 10- 二苯基蒽 ( 缩写 ： DPAnth)、 2- 叔丁基蒽 ( 缩写 ： t-BuAnth)、 9， 10- 二 (4- 甲基 -1- 萘 基 ) 蒽 ( 缩写 ： DMNA)、 9， 10- 二 [2-(1- 萘基 ) 苯基 )-2- 叔丁基蒽、 9， 10- 二 [2-(1- 萘基 ) 苯基 ] 蒽、 2， 3， 6， 7- 四甲基 -9， 10- 二 (1- 萘基 ) 蒽、 2， 3， 6， 7- 四甲基 -9， 10- 二 (2- 萘基 ) 蒽、 9， 9’ - 联蒽、 10， 10’ - 二苯基 -9， 9’ - 联蒽、 10， 10’ - 二 (2- 苯基苯基 )-9， 9’ - 联蒽、 10， 10’ - 二 [(2， 3， 4， 5， 6- 五苯基 ) 苯基 ]-9， 9’ - 联蒽、 蒽、 并四苯、 红荧烯、 、 2， 5， 8， 11- 四 ( 叔丁基 ) 等。另外还可以使用并五苯或蔻 (coronene) 等。这样， 更优选空穴流动性等于 -6 2 或大于 1×10 cm /Vs 且包含 14-42 个碳原子的芳烃。
另外， 所述芳烃可以具有乙烯基骨架。 给出包含乙烯基基团的芳烃的例子， 例如 4， 4’ - 双 (2， 2- 二苯基乙烯基 ) 联苯 ( 缩写 ： DPVBi)、 9， 10- 双 [4-(2， 2- 二苯基乙烯基 ) 苯 基 ] 蒽 ( 缩写 ： DPVPA) 等。
此外， 可以使用高分子化合物如聚 (N- 乙烯基咔唑 )( 缩写 ： PVK) 或聚 (4- 乙烯基 三苯基胺 )( 缩写 ： PVTPA)。
具体来说， 本发明中优选所述具有高空穴传输性质的物质不包含胺骨架。本发明 发明人发现使用受体物质和不包含胺骨架的化合物形成电荷产生层 106 的情况下， 虽然基 于具有高空穴传输性质的物质和受体物质之间的电荷转移相互作用的吸收未发生， 电荷产 生层 106 具有电荷产生层的作用。这使得在可见光区域不具有吸收峰的电荷产生层容易形 成； 因此， 可以阻止由于光吸收导致的发光效率降低。
应注意如专利文献 1 所述， 通常通过氧化还原反应在电荷产生层中形成的电荷转
移配合物非常重要。另外， 根据专利文献 1， 当有机化合物的电离势等于或高于 5.7eV 的时 候， 在有机化合物和受体物质之间发生氧化 - 还原反应的可能性较低。因此， 为了促进氧 化 - 还原反应的发生， 用作有机化合物的物质的电离势需要等于或低于 5.7eV， 具体来说是 需要具有高电子 - 供体性质的物质， 例如芳基胺。但是， 当所述包含芳基胺骨架的化合物与 受体物质之间发生氧化 - 还原反应的时候， 在可见光区域和红外区域发生基于电荷转移相 互作用的吸收。实际上， 专利文献 1 所公开的吸收光谱显示， 通过将具有芳基胺骨架的化合 物与氧化钒混合， 在波长为大约 500 纳米和 1300 纳米处产生新的吸收。另外， 当具有芳基 胺骨架的化合物与 7， 7， 8， 8- 四氰基 -2， 3， 5， 6- 四氟喹啉并二甲烷 ( 缩写 ： F4-TCNQ) 混合 的时候， 在大约 700nm， 900nm 和 1200nm 的波长处产生新的吸收。在此情况下， 特别是在可 见光区域的吸收峰会造成发光效率的降低。但是， 通常认为电荷转移配合物的形成对于电 荷产生层是必不可少的， 吸收是不可避免的。
相反， 在本发明的一个实施方式中， 电荷产生层 106 使用受体物质和不包含胺骨 架的化合物形成 ； 但是， 虽然在可见光区域和红外区域不显示基于电荷转移相互作用的吸 收， 电荷产生层 106 具有电荷产生层的作用。在这种电荷产生层中， 可以通过施加电场产生 电荷， 空穴和电子可以被注入 EL 层。该方面不同于常规的电荷产生层。实际上， 即使不包 含胺骨架的咔唑衍生物 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA) 与受体物 质氧化钼混合， 可能由于 CzPA 的电离电势为 5.7eV(AC-2， 理研计器有限公司 (Riken Keiki Co.， Ltd.) 的产品 )， 是很高的电离电势， 它不产生基于电荷转移相互作用的吸收。但是， 电 荷产生层 106 用作电荷产生层 ； 因此， 不包含胺骨架和受体物质的化合物可以在本发明的 一个实施方式中使用。因此， 不包含胺骨架的化合物的电离电势优选大于或等于 5.7eV。 应注意， 优选使用以下物质作为不包括胺骨架的化合物的例子 ： 上述咔唑衍生物 如 CBP( 缩写 )、 TCPB( 缩写 )、 CzPA( 缩写 )、 PCzPA( 缩写 ) 和 1， 4- 二 [4-(N- 咔唑基 ) 苯 基 ]-2， 3， 5， 6- 四苯基苯 ； 以及芳烃， 例如 t-BuDNA( 缩写 )、 DPPA( 缩写 )、 t-BuDBA( 缩写 )、 DNA( 缩写 )、 DPAnth( 缩写 )、 t-BuAnth( 缩写 )、 DMNA( 缩写 )、 2- 叔丁基 -9， 10- 二 (1- 萘基 ) 蒽、 9， 10- 二 [2-(1- 萘基 ) 苯基 ]-2- 叔丁基蒽、 9， 10- 二 [2-(1- 萘基 ) 苯基 ] 蒽、 2， 3， 6， 7- 四甲基 -9， 10- 二 (1- 萘基 ) 蒽、 2， 3， 6， 7- 四甲基 -9， 10- 二 (2- 萘基 ) 蒽、 9， 9′ - 联蒽、 10， 10′ - 二苯基 -9′， 9′ - 联蒽、 10， 10′ - 二 (2- 苯基苯基 )-9， 9′ - 联蒽、 10， 10′ - 二 [(2， 3， 4， 5， 6- 五苯基 ) 苯基 ]-9， 9′ - 联蒽、 蒽、 DPVBi( 缩写 ) 和 DPVPA( 缩写 )。另外， 可 以使用咔唑衍生物的聚合物， 例如 PVK。
可以给出过渡金属氧化物或者周期表第 4-8 族中任意金属的氧化物作为用于电 荷产生层 106 的受体物质的例子。具体来说， 优选使用氧化钒、 氧化铌、 氧化钽、 氧化铬、 氧 化钼、 氧化钨、 氧化锰和氧化铼， 这是因为它们具有高电子传输性质。 其中特别优选氧化钼。 氧化钼具有低吸湿性。此外， 可使用如 7， 7， 8， 8- 四氰基 -2， 3， 5， 6- 四氟喹啉并二甲烷 ( 缩 写： F4-TCNQ)、 氯醌之类的有机化合物。
此外， 在光学设计中， 当各层厚度改变时， 驱动电压可能增加。 处于这种原因， 优选 在电荷产生层 106 上进行光学设计， 这是因为即使在改变电荷产生层 106 的厚度的情况下， 驱动电压的变化也很小。但是， 在可见光区域具有吸收光谱峰的电荷产生层 106 的厚度增 加， 发光层发射的光被电荷产生层 106 吸收， 导致光提取效率降低。因此， 用于电荷产生层 106 的物质优选在可见光区域不具有吸收光谱峰的物质。将在可见光区域不具有吸收光谱
峰的物质用于电荷产生层 106 能改善发光层中发射光的提取效率。此外， 增加电荷产生层 106 的厚度能防止发光元件短路。
应注意， 优选在电荷产生层 106 中加入受体物质， 以使受体物质和具有高空穴传 输性质的物质的质量比为 0.1 ∶ 1-4.0 ∶ 1。
应注意上述在第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 的一部分中形成的电荷产生层可以 使用与电荷产生层 106 类似的材料形成， 并且可以具有与电荷产生层 106 类似的结构。此 外， 使用在可见光区域不具有吸收光谱峰的物质用于在第一 EL 层 103 或第二 EL 层 107 的 一部分中形成的电荷产生层和电荷产生层 106， 从而能进一步提高发光层发射光的提取效 率。具体地， 使用在波长范围 420 纳米 -720 纳米的可见光区域中没有吸收峰的物质用于电 荷产生层 106， 从而可以明显提高发光效率。
电子中继层 105 能迅速接收被电荷产生层 106 中受体物质引发的电子。因此， 电 子中继层 105 包含具有高电子传输性质的物质， 优选使用这样的材料形成 ： 其 LUMO 能级位 于电荷产生层 106 中受体的受体能级和第一 EL 层 103 的 LUMO 能级之间。具体地， 优选使 用 LUMO 能级大于或等于约 -5.0eV 的材料， 更优选使用 LUMO 能级大于或等于约 -5.0eV 且 小于或等于 -3.0eV 的材料。给出
衍生物和含氮稠合芳族化合物作为用于电子中继层 105 的材料。应注意由于含氮 稠合芳族化合物的稳定性， 优选使用含氮稠合芳族化合物用于电子中继层 105。此外， 在含 氮稠合芳族化合物中， 优选使用具有吸电子基团如氰基团或氟基团的化合物， 在这种情况 下在电子中继层 105 中能更容易地接收电子。
本文中， 优选电子中继层 105 的厚度减小， 以降低驱动电压。此外， 减少电子中继 层 105 的厚度能改进发光层发射光的提取效率。具体地， 大部分优选用于电子中继层的化 合物 ( 例如下述衍生物 ) 在可见光区域具有强吸收 ； 因此， 考虑到光提取效率， 优选电子中 继层的厚度约为 1 纳米 -10 纳米。注意， 如上所述， 由于优选减少电子中继层的厚度， 优选 在进行光学设计时改变电荷产生层的厚度。 此外， 在本发明的一个实施方式中， 电荷产生层 在可见光区域不具有吸收峰， 因此即使在电荷产生层厚度增加的情况下也不会使光提取效 率受损。换言之， 降低驱动电压的电子中继层和在可见光区域不具有吸收峰的电荷产生层 的组合非常有效， 采用这种组合可以达到较高的效率。
以下给出衍生物的具体例子 ： 3， 4， 9， 10- 四 羧 酸 二 酐 ( 缩 写 ： PTCDA)、 3， 4， 9， 10- 四羧酸 - 二 - 苯并咪唑 ( 缩写 ： PTCBI)、 N， N’ - 二辛基 -3， 4， 9， 10- 四羧酸二酰亚胺 ( 缩 写： PTCDI-C8H)、 N， N’ - 二己基 -3， 4， 9， 10- 四羧酸二酰亚胺 (HexPTC) 等。
给出以下物质作为含氮稠合芳族化合物的例子 ： 吡嗪并 [2， 3-f][1， 10] 菲咯 啉 -2， 3- 二腈 ( 缩写 ： PPDN)、 2， 3， 6， 7， 10， 11- 六氰基 -1， 4， 5， 8， 9， 12- 六氮杂苯并 [9， 10] 菲 (hexaazatriphenylene)( 缩 写 ： HAT(CN)6)、 2， 3- 二 苯 基 吡 啶 并 [2， 3-b] 吡 嗪 ( 缩 写 ： 2PYPR)、 2， 3- 二 (4- 氟苯基 ) 吡啶并 [2， 3-b] 吡嗪 ( 缩写 ： F2PYPR) 等。 此外， 可以使用全氟 并五苯、 7， 7， 8， 8- 四氰基喹啉并二甲烷 (tetracyanoquinodimethane)( 缩写 ： TCNQ)、 1， 4， 5， 8- 萘四羧酸二酐 ( 缩写 ： NTCDA)、 铜十六氟酞菁 ( 缩写 ： F16CuPc)、 N， N’ - 二 (2， 2， 3， 3， 4， 4， 5， 5， 7， 7， 8， 8， 8- 十五氟辛基 -1， 4， 5， 8- 萘四羧酸二酰亚胺 ( 缩写 ： NTCDI-C8F)、 3’ ， 4’ -二 丁基 -5， 5” - 二 ( 二氰基亚甲基 )-5， 5” - 二氢 -2， 2’ :5’ ， 2” - 三噻吩 (terthiophen))( 缩 写： DCMT)、 亚甲基富勒烯 (methanofullerene) 如 [6， 6]- 苯基 C61 丁酸甲酯等用于电子中继层 105。 电子注入缓冲层 104 是能将从电子中继层 105 接收到的电子注入第一 EL 层 103 中的层。提供电子注入缓冲层 104 能降低电荷产生层 106 和第一 EL 层 103 之间的注入势 垒； 因此， 电荷产生层 106 中产生的电子能容易地注入第一 EL 层 103 中。
可以用于电子注入缓冲层 104 的是具有高电子注入性质的物质 ： 例如， 碱金属、 碱 土金属、 稀土金属、 上述金属的化合物 ( 例如碱金属化合物 ( 例如氧化物如氧化锂， 卤化物， 或碳酸盐如碳酸锂或碳酸铯 )， 碱土金属化合物 ( 例如氧化物， 卤化物或碳酸盐 )， 或稀土金 属化合物 ( 例如氧化物， 卤化物或碳酸盐 )。
此外， 在上述包含具有高电子传输性质的物质和供体物质的电子注入缓冲层 104 中， 优选添加所述供体物质以使所述供体物质与所述具有高电子传输性质的物质的质量比 为 0.001 ∶ 1-0.1 ∶ 1。注意对于给体物质， 可以使用有机化合物， 例如四硫并四苯 ( 缩写 ： TTN)、 二茂镍或十甲基二茂镍， 以及碱金属， 碱土金属， 稀土金属， 上述金属的化合物 ( 例 如碱金属化合物 ( 例如氧化物如氧化锂、 卤化物、 或碳酸盐如碳酸锂或碳酸铯 )， 碱土金属 化合物 ( 例如氧化物， 卤化物和碳酸盐 ) 或稀土金属化合物 ( 例如氧化物， 卤化物和碳酸 盐 ))。注意对于具有高电子传输性质的物质， 可以使用类似于上述用于可以在第一 EL 层 103 的一部分中形成的电荷产生层的材料。
本实施方式中所述的发光元件可以采用上述材料的组合而制造。 虽然该发光元件 可以获得来自上述发光物质的发射光， 改变用于发光层的发光物质的种类可以得到多种发 射色。 另外， 可以将发射不同颜色的光的多种发光物质用作发光物质， 由此也可以获得具有 宽光谱或者发射白光的发射光。
应注意， 虽然本实施方式中描述了设置有两层 EL 层的发光元件， EL 层的数量不限 于两层， 例如可以是三层。当发光元件中设置 n 个 (n 是大于或等于 2 的自然数 )EL 层时， 在第 m 层 (m 是自然数， 1 ≤ m ≤ n-1) 和第 (m+1) 层 EL 层之间， 电子注入缓冲层、 电子中继 层和电荷产生层依次堆叠在阳极上， 从而可以抑制发光元件的驱动电压增加。
另外， 此实施方式所述的发光元件可以在多种基片中的任一种上形成。可以将以 下物质用作基片 ： 例如玻璃、 塑料、 金属板、 金属箔等制造的基片。 从基片侧提取发光元件的 发射光时， 可以使用具有透光性质的基片。 注意还可以使用上述以外的基片， 只要它们可以 在发光元件的制造工艺中作为载体即可。
注意其中两个电极在同一基片上以网格图案形成的无源矩阵发光器件可以采用 本实施方式所述的发光元件的元件结构制造。 此外， 也可以制造有源矩阵发光器件， 包括与 用作开关等的薄膜晶体管 (TFT) 电连接并且由 TFT 控制驱动的发光元件。注意对 TFT 的结 构没有特别限制。可以使用交错 TFT(staggered TFT) 或反转交错 TFT 中的一种。此外， 用 TFT 形成的驱动电路可以使用 n- 沟道 TFT 和 p- 沟道 TFT 形成， 或使用 n- 沟道 TFT 和 p- 沟 道 TFT 中的任一种形成。对用于 TFT 的半导体膜的结晶度也没有特别限制。可以使用无定 形半导体膜， 或者可以使用晶体半导体膜。或者， 可以使用单晶半导体膜或微晶半导体。再 或者， 可以使用氧化物半导体， 例如含铟、 镓和锌的氧化物半导体。
此外， 本实施方式中所述的发光元件可以采用多种方法 ( 无论是干法 ( 例如真空 蒸发法或溅射法 ) 或湿法 ( 例如喷墨法、 旋涂法或施涂法 )) 中的任一种制造。
另外， 采用本实施方式所述的元件结构时， 电子中继层 105 位于电荷产生层 106 和
电子注入缓冲层 104 之间。在这种情况下， 可以得到这样的结构 ： 其中包含在电荷产生层 106 中的受体和包含在电子注入缓冲层 104 中的具有高电子注入性质的物质或供体物质不 容易相互作用， 因此比较不容易使其功能受到抑制。因此， 可以在低电压驱动所述发光元 件。
应注意， 本实施方式中所述的结构可以与其它实施方式中所述的任意结构适当组 合。
( 实施方式 2)
在实施方式 2 中， 将参照图 2A 和 2B 描述属于实施方式 1 中所述的基本结构的发 光元件的实例。具体地， 将描述实施方式 1 中所述的发光元件中的电子注入缓冲层 104 具 有单层碱金属、 碱土金属、 稀土金属或其化合物的情况。
如图 2A 所示， 在本实施方式所述的发光元件中， 各自包括发光区域的第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 位于一对电极 ( 即阳极 101 和阴极 102) 之间， 在所述第一 EL 层 103 和所述第二 EL 层 107 之间， 电子注入缓冲层 104、 电子中继层 105 和电荷产生层 106 依次堆 叠在阳极 101 上。
实施方式 2 中的阳极 101、 阴极 102、 第一 EL 层 103、 第二 EL 层 107、 电荷产生层 106 和电子中继层 102 可以使用类似实施方式 1 中所述的材料形成。 在本实施方式中， 给出以下物质作为用于电子注入缓冲层 104 的物质的例子 ： 具 有高电子注入性质的物质， 例如碱金属， 如锂 (Li) 和铯 (Cs) ； 碱土金属， 如镁 (Mg)、 钙 (Ca) 和锶 (Sr) ； 稀土金属， 如铒 (Eu) 和镱 (Yb) ； 碱金属化合物 ( 例如氧化物如氧化锂、 卤化物以 及碳酸盐如碳酸锂和碳酸铯 ) ； 碱土金属化合物 ( 例如氧化物、 卤化物和碳酸盐 ) ； 稀土金 属化合物 ( 例如氧化物、 卤化物和碳酸盐 ) 等。
在本实施方式所述的发光元件中， 任一种上述金属或其化合物的单层设置为电子 注入缓冲层 104。形成厚度极小 ( 具体小于或等于 1 纳米 ) 的电子注入缓冲层 104， 以防止 驱动电压增加。注意在本实施方式中， 优选形成电子传输层 108 与第一 EL 层 103 中的电子 注入缓冲层 104 相接触， 并且电子注入缓冲层 104 设置成几乎是电子中继层 105 和电子传 输层 108 之间的界面， 是 EL 层 103 的一部分。但是， 在形成电子传输层 108 之后在电子传 输层 108 上形成电子注入缓冲层 104 的情况下， 用于形成电子注入缓冲层 104 的物质也可 以部分存在于电子传输层 108 中， 电子传输层 108 是 EL 层 103 的一部分。类似地， 用于形 成电子注入缓冲层 104 的物质也可以部分存在于电子中继层 105 中。
图 2B 是图 2A 所示的元件结构的能带图。在图 2B 中， 电子注入缓冲层 104 设置在 电子中继层 105 和第一 EL 层 103 之间的界面上， 从而可以降低电荷产生层 106 和第一 EL 层 103 之间的注入势垒 ； 因此， 电荷产生层 106 中产生的电子可以容易地注入第一 EL 层 103 中。此外， 电荷产生层 106 中产生的空穴移动至第二 EL 层 107 中。
与实施方式 3 所述的电子注入缓冲层的结构 ( 即， 向具有高电子传输性质的物质 中加入供体物质来形成电子注入缓冲层 ) 相比， 本实施方式中所述的电子注入缓冲层的结 构能降低发光元件的驱动电压。注意在本实施方式中， 优选使用碱金属化合物 ( 例如氧化 物如氧化锂、 卤化物或碳酸盐如碳酸锂或碳酸铯 )， 碱土金属化合物 ( 例如氧化物、 卤化物 或碳酸盐 )， 稀土金属化合物 ( 例如氧化物、 卤化物或碳酸盐 ) 等作为电子注入缓冲层 104 中具有高电子注入性质的物质。所述具有高电子注入性质的物质在空气中是稳定的， 因此
能提供高产量， 适于大规模生产。
应注意， 本实施方式中所述的结构可以与其它实施方式中所述的任意结构适当组 合。
( 实施方式 3)
在实施方式 3 中， 将参照图 3A 和 3B 描述属于实施方式 1 中所述的基本结构的发 光元件的实例。具体地， 将描述实施方式 1 所述的发光元件中的电子注入缓冲层 104 包含 具有高电子传输性质的物质和供体物质的情况。
如图 3A 所示， 在本实施方式所述的发光元件中， 各自包括发光区域的第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 位于一对电极 ( 即阳极 101 和阴极 102) 之间， 在所述第一 EL 层 103 和所述第二 EL 层 107 之间， 电子注入缓冲层 104、 电子中继层 105 和电荷产生层 106 依次堆 叠在阳极 101 上。另外， 电子注入缓冲层 104 包含具有高电子传输性质的物质和供体物质。
应注意， 在本实施方式中， 优选加入供体物质， 以使供体物质与具有高电子传输性 质的物质的质量比为 0.001 ∶ 1-0.1 ∶ 1。相应地， 电子注入缓冲层 104 可以具有高的膜质 量和高反应活性。
实施方式 3 中的阳极 101、 阴极 102、 EL 层 103、 电荷产生层 106 和电子中继层 102 可以使用类似实施方式 1 中所述的材料形成。 在本实施方式中， 可以使用以下物质作为用于电子注入缓冲层 104 的具有高电子 传输性质的物质， 例如 ： 具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物， 例如三 (8- 羟基喹 啉 ) 合铝 ( 缩写 ： Alq)、 三 (4- 甲基 -8- 羟基喹啉 ) 合铝 ( 缩写 ： Almq3)、 二 (10- 羟基苯并 [h]- 喹啉 ) 合铍 ( 缩写 ： BeBq2) 或二 (2- 甲基 -8- 羟基喹啉 )(4- 苯基酚酸根 ) 合铝 ( 缩 写： BAlq) 等。此外， 可以使用包含唑基或噻唑基配体的金属络合物等， 例如二 [2-(2- 羟基 苯基 ) 苯并唑合 ] 锌 ( 缩写 ： Zn(BOX)2) 或二 [2-(2- 羟基苯基 ) 苯并噻唑合 ] 锌 ( 缩写 ： Zn(BTZ)2)。 除了金属配合物以外， 可以使用 2-(4- 联苯基 )-5-(4- 叔丁基苯基 )-1， 3， 4- 二 唑 ( 缩写 ： PBD)、 1， 3- 二 [5-( 对 - 叔丁基苯基 )-1， 3， 4- 噁二唑 -2- 基 ] 苯 ( 缩写 ： OXD-7)、 9-[4-(5- 苯 基 -1， 3， 4- 二 唑 -2- 基 ) 苯 基 ] 咔 唑 ( 缩 写 ： CO11)、 3-(4- 联 苯 基 )-4- 苯 基 -5-(4- 叔丁基苯基 )-1， 2， 4- 三唑 ( 缩写 ： TAZ)、 红菲绕啉 ( 缩写 ： BPhen)、 浴铜灵 ( 缩 -6 2 写： BCP) 等。在此描述的物质主要是电子迁移率大于或等于 10 cm /V 的物质。
除上述物质之外， 可以使用高分子化合物， 例如聚 [(9， 9- 二己基芴 -2， 7- 二 基 )- 共 -( 吡啶 -3， 5- 二基 )]( 缩写 ： PF-Py) 或聚 [(9， 9- 二辛基芴 -2， 7- 二基 )- 共 -(2， 2’ - 联吡啶 -6， 6’ - 二基 )]( 缩写 ： PF-BPy)。
此外， 在本实施方式中， 作为用于电子注入缓冲层 104 的具有高电子注入性质的 物质， 可以使用碱金属、 碱土金属、 稀土金属、 上述金属的化合物 ( 例如碱金属化合物 ( 例如 氧化物如氧化锂、 卤化物或碳酸盐如碳酸锂或碳酸铯 )， 碱土金属化合物 ( 例如氧化物、 卤 化物或碳酸盐 )， 或稀土金属化合物 ( 例如氧化物、 卤化物或碳酸盐 ) 等。 此外， 可以使用有 机化合物如四硫并四苯 ( 缩写 ： TTN)、 二茂镍或十甲基二茂镍。此外， 用于形成电子注入缓 冲层 104 的物质也可以部分存在于电子中继层 105 中。
注意在本实施方式中， 在第一 EL 层 103 中， 可以形成与电子注入缓冲层 104 相接 触的电子传输层 108， 在形成电子传输层 108 的情况下， 用于电子注入缓冲层 104 的具有高 电子传输形成的物质和用于属于 EL 层 103 的一部分的电子传输层 108 的具有高电子传输
性质的物质可以相同或不同。
如图 3A 所示， 本实施方式中所述的发光元件具有如下特征 ： 包含具有高电子传输 性质的物质和供体物质的电子注入缓冲层 104 在 EL 层 103 和电子中继层 105 之间形成。 图 3B 是该元件结构的能带图。
换言之， 形成电子注入缓冲层 104， 从而可以降低电子中继层 105 和第一 EL 层 103 之间的注入势垒 ； 因此， 电荷产生层 106 中产生的电子可以容易地注入第一 EL 层 103 中。 此外， 电荷产生层 106 中产生的空穴移动至第二 EL 层 107 中。
应注意， 本实施方式中所述的结构可以与其它实施方式中所述的任意结构适当组 合。
( 实施方式 4)
在实施方式 4 中， 将参照图 12A 和 12B 描述属于实施方式 1 中所述的基本结构的 发光元件的另一实例。
如图 12A 所示， 在本实施方式所述的发光元件具有如下结构 ： 各自包括发光区域 的第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 位于一对电极 ( 即阳极 101 和阴极 102) 之间， 在第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 之间， 电子注入缓冲层 104、 电子中继层 105 和电荷产生层 106 依次 堆叠在阳极 101 上。
本实施方式中的阳极 101、 阴极 102、 电子注入缓冲层 104、 电子中继层 105 和电荷 产生层 106 可以使用类似实施方式 1 所述的材料形成。
在本实施方式中， 所述第一 EL 层 103 包括 ： 第一发光层 103a， 其发射光谱具有在 蓝色到蓝绿色波长范围的峰值 ； 第二发光层 103b， 其发射光谱具有在黄色到橙色波长范围 的峰值。此外， 所述第二 EL 层 107 包括 ： 第三发光层 107a， 其发射光谱具有在蓝绿色到绿 色波长范围的峰值 ； 第四发光层 107b， 其发射光谱具有在橙色到红色波长范围的峰值。注 意所述第一发光层 103a 和第二发光层 103b 可以以相反的顺序堆叠。也要注意所述第三发 光层 107a 和第四发光层 107b 可以以相反的顺序堆叠。
当这种发光元件中阳极 101 一侧正偏压和阴极 102 一侧负偏压时， 从阳极 101 注 入的空穴和电荷产生层 106 中产生并通过电子中继层 105 和电子注入缓冲层 104 注入的电 子在第一发光层 103a 或第二发光层 103b 中重新组合， 从而获得第一光发射 330。另外， 从 阴极 102 注入的电子以及在电荷产生层 106 中产生的空穴在第三发光层 107a 或第四发光 层 107b 中重新结合， 从而得到第二光发射 340。
第一光发射 330 是从第一发光层 103a 和第二发光层 103b 发出的光发射的组合 ； 因此， 如图 12B 所示， 第一光发射 330 显示的发射光谱同时具有在蓝色到蓝绿色波长范围和 黄色到橙色波长范围的峰。换言之， 第一 EL 层 103 具有双波长型白色或双波长型接近白色 颜色的光发射。此外， 第二光发射 340 是从第三发光层 107a 和第四发光层 107b 发出的光 发射的组合 ； 因此， 如图 12B 所示， 第二光发射 304 显示的发射光谱同时具有在蓝绿色到绿 色波长范围和橙色到红色波长范围的峰。换言之， 第二 EL 层 107 具有双波长型白色或双波 长型接近白色颜色的光发射， 其不同于第一 EL 层 103 的光发射。
相应地， 通过将第一光发射 330 和第二光发射 340 合并， 可以由本实施方式的发光 元件得到覆盖蓝色到蓝绿色波长范围、 蓝绿色到绿色波长范围、 黄色到橙色波长范围和橙 色到红色波长范围的光发射。在本实施方式中， 例如， 即使第一发光层 103a 的发光亮度 ( 其发射光谱具有蓝色 到蓝绿色波长范围的峰 ) 随着时间减弱或者由于电流密度的原因而变化， 由于第一发光层 103a 对整个发射光谱的贡献约为四分之一， 其色度的偏离较小。
注意， 尽管以上所述的实施例中， 第一 EL 层 103 的发射光谱具有蓝色到蓝绿色波 长范围以及黄色到橙色波长范围的峰， 第二 EL 层 107 的发射光谱具有蓝绿色到绿色波长范 围以及橙色到红色波长范围的峰， 但是第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 可以各自具有相反 的光谱。换而言之， 可以使用一种结构， 其中第二 EL 层 107 的发射光谱在蓝色至蓝绿色波 长范围以及黄色至橙色波长范围具有峰， 而第一 EL 层 103 的发射光谱在蓝绿色至绿色波长 范围以及橙色至红色波长范围具有峰。另外， 第一 EL 层 103 和第二 EL 层 107 可以各自具 有发光层和除发光层之外的层堆叠的结构。
接下来描述可以用作本实施方式所述的发光元件的 EL 层的发光有机化合物的材 料。但是， 可以用于该实施方式所述的发光元件的材料不限于下文所述的那些。
例如， 使用、 2， 5， 8， 11- 四叔丁基 ( 缩写 ： TBP) 或 9， 10- 二苯基蒽等作为客体材 料并将所述客体材料分散在合适的主体材料中可以得到蓝色到蓝绿色的光发射。也可以 从苯乙烯基亚芳基衍生物如 4， 4’ - 双 (2， 2- 二苯基乙烯基 ) 联苯 ( 缩写 ： DPVBi) 或蒽 衍生物如 9， 10- 二 -2- 萘基蒽 ( 缩写 ： DNA) 或 9， 10- 二 (2- 萘基 )-2- 叔丁基蒽 ( 缩写 ： t-BuDBA) 得到蓝色到蓝绿色的光发射。也可以使用聚合物， 例如聚 (9， 9- 二辛基芴 )(9， 9-dioctylfluolene)。此外， 优选苯乙烯基亚芳基衍生物作为蓝光发射的客体材料。给出 以下物质作为苯乙烯基亚芳基衍生物的例子 ： N， N’ - 二 [4-(9H- 咔唑 -9- 基 ) 苯基 ]-N， N’ - 二苯基芪 -4， 4’ - 二胺 ( 缩写 ： YGA2S)、 N， N’ - 二苯基 -N， N’ - 二 (9- 苯基 -9H- 咔 唑 -3- 基 ) 芪 -4， 4′ - 二胺 ( 缩写 ： PCA2S) 等。具体来说， YGA2S 是优选的， 因为其在 450 纳米左右具有峰。此外， 优选蒽衍生物作为客体材料 ； 优选 9， 10- 二 (2- 萘基 )-2- 叔丁基 蒽 ( 缩写 ： t-BuDBA) 和 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA)。具体来 说， 由于 CzPA 的电化学稳定性， CzPA 是优选的。
例如可以通过使用香豆素染料， 如香豆素 30 或香豆素 6 ； 二 [2-(2， 4- 二氟苯基 ) 吡啶 ] 甲基吡啶合铱 (picolinatoiridium)( 缩写 ： FIrpic) ； 二 (2- 苯基吡啶合 ) 乙酰丙酮 酸合铱 ( 缩写 ： Ir(ppy)2(acac)) ； 或类似物作为客体材料并将客体材料分散在主体材料中 获得蓝绿色到绿色的光发射。通过将上述或 TBP 以大于或等于 5 重量％的高浓度分散在合 适的主体材料中， 可以获得蓝绿色至绿色的光发射。也可以由以下金属配合物获得蓝绿色 到绿色的光发射， 例如 BAlq， Zn(BTZ)2 或二 (2- 甲基 -8- 羟基喹啉合 (quinolinolato)) 氯 化镓 (Ga(mq)2Cl)。也可以使用聚合物， 例如聚 ( 对亚苯基亚乙烯基 )。另外， 优选将蒽衍 生物用作蓝绿色至绿色发光层的客体材料， 在此情况下可以获得高发光效率。 例如， 使用 9， 10- 二 {4-[N-(4- 二苯基氨基 ) 苯基 -N- 苯基 ] 氨基苯基 }-2- 叔丁基蒽 ( 缩写 ： DPABPA) 时， 可以得到高效率的蓝绿光发射。另外， 优选使用在 2 位取代有氨基的蒽衍生物， 在此情况下 可以获得高效的绿光发射。具体地， 由于 N-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 )-N， 9- 二苯基 -9H- 咔 唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCAPA) 寿命长， 因此是合适的。对于这些材料的主体材料， 优选蒽衍生 物； 其中上文描述的 CzPA 具有电化学稳定性， 因此是优选的。 另外， 对于通过将绿光发射和 蓝光发射结合而制造在蓝色到绿色波长范围具有两个峰的发光元件， 优选使用具有电子传 输性质的蒽衍生物 ( 例如 CzPA) 作为用于蓝光发射层的主体材料， 优选使用具有高空穴传输性质的芳族胺化合物 ( 例如 NPB) 作为绿光发射层的主体材料， 在此情况下， 可以在蓝光 发射层和绿光发射层之间的界面处获得光发射。换句话说， 在此情况下， 对于 2PCAPA 之类 的绿光发射材料， 优选将 NPB 之类的芳胺化合物用作主体材料。
可以采用以下方式获得黄色到橙色的光发射， 例如， 通过使用红荧烯、 4-( 二氰基 亚甲基 )-2-[ 对 -( 二甲基氨基 ) 苯乙烯基 ]-6- 甲基 -4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM1)， 4-( 二氰 基亚甲基 )-2- 甲基 -6-(9- 久洛尼定基 (julolidyl)) 乙烯基 -4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM2)、 二 [2-(2- 噻吩基 ) 吡啶合 ] 乙酰丙酮酸根合铱 ( 缩写 ： Ir(thp)2(acac))、 二 (2- 苯基喹啉合 ) 乙酰丙酮酸根合铱 ( 缩写 ： Ir(pq)2(acac)) 等作为客体材料并将所述客体材料分散在合适 的主体材料中。具体来说， 优选将并四苯衍生物 ( 例如红荧烯 ) 作为客体材料， 因为其具有 高效率和化学稳定性。在此情况下， 优选将 NPB 之类的芳族胺化合物用作主体材料。可以 将金属络合物， 例如二 (8- 羟基喹啉合 ) 锌 ( 缩写 ： Znq2) 或二 [2- 肉桂酰基 -8- 羟基喹啉 合 ] 锌 ( 缩写 ： Znsq2) 等用作另一主体材料。再或者， 可以使用聚合物， 例如聚 (2， 5- 二烷 氧基 -1， 4- 亚苯基亚乙烯基 )。
可以采用以下方式获得橙色到红色的光发射， 例如， 通过使用 4-( 二氰基亚甲 基 )-2， 6- 二 [ 对 -( 二甲基氨基 ) 苯乙烯基 ]-4H- 吡喃 ( 缩写 ： BisDCM)、 4-( 二氰基亚甲 基 )-2， 6- 二 [2-( 久洛尼定 -9- 基 ) 乙炔基 ]-4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM1)、 4-( 二氰基亚甲 基 )-2- 甲基 -6-(9- 久洛尼定基 ) 乙烯基 -4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM2)、 二 [2-(2- 噻吩基 ) 吡啶 合 ] 乙酰丙酮酸根合铱 ( 缩写 ： Ir(thp)2(acac)) 等作为客体材料并将所述客体材料分散在 合适的主体材料中。也可以从以下金属配合物获得橙色到红色的光发射， 例如二 (8- 羟基 喹啉合 ) 锌 ( 缩写 ： Znq2) 或二 [2- 肉桂酰基 -8- 羟基喹啉合 ] 锌 ( 缩写 ： Znsq2)。也可以使 用聚合物， 例如聚 (3- 烷基噻吩 )。 4H- 吡喃衍生物如 4-( 二氰基亚甲基 )-2， 6- 二 [ 对 -( 二 甲基氨基 ) 苯乙烯基 ]-4H- 吡喃 ( 缩写 ： BisDCM)、 4-( 二氰基亚甲基 )-2， 6- 二 [2-( 久洛 尼定 -9- 基 ) 乙炔基 ]-4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM1)、 4-( 二氰基亚甲基 )-2- 甲基 -6-(9- 久洛 尼定基 ) 乙烯基 -4H- 吡喃 ( 缩写 ： DCM2)、 {2- 异丙基 -6-[2-(2， 3， 6， 7- 四氢 -1， 1， 7， 7- 四 甲基 -1H， 5H- 苯并 [ij] 喹嗪 (quinolizin)-9- 基 ) 乙烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基 } 丙烷二 腈 ( 缩写 ： DCJTI) 或 {2， 6- 二 [2-(2， 3， 6， 7- 四氢 -8- 甲氧基 -1， 1， 7， 7- 四甲基 -1H， 5H- 苯 并 [ij] 喹嗪 -9- 基 ) 乙烯基 ]-4H- 吡喃 -4- 亚基 } 丙烷二腈 ( 缩写 ： BisDCJTM) 具有高效 率， 因此优选作为呈红光发射的客体材料。具体来说， DCJTI 和 BisDCJTM 是优选的， 因为它 们在大约 620 纳米具有光发射峰。
作为上述结构中的合适的主体材料， 优选使用波长比发光有机化合物短的主体材 料， 或者具有大的能带隙的主体材料。具体来说， 实施方式 1 的例子中给出的空穴传输材料 或者电子传输材料可以适当选择。也可以使用 4， 4′ - 二 (N- 咔唑基 ) 联苯 ( 缩写 ： CBP)、 4， 4’ ， 4” - 三 (N- 咔唑基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： TCTA)、 1， 3， 5- 三 [4-(N- 咔唑基 ) 苯基 ] 苯 ( 缩写 ： TCPB) 等。
通过将第一 EL 层的发射光谱和第二 EL 层的发射光谱合并， 可以由本实施方式所 述的发光元件得到覆盖蓝色到蓝绿色波长范围、 蓝绿色到绿色波长范围、 黄色到橙色波长 范围和橙色到红色波长范围的白光发射。
注意， 可以通过以下方式使光更接近具有连续发射光谱的自然光 ： 对各个层叠的 层的厚度进行调节， 故意略微地对光进行干涉， 使得突出的尖峰的产生受到抑制， 获得梯形的发射光谱。 另外， 还可以通过调节各个层叠的层的厚度以及故意使得光略微干涉， 从而改 变发射光谱的峰的位置。通过调节各个层叠的层的厚度， 使得发射光谱中出现的多个峰的 强度基本上相同， 通过减小峰之间的间隔， 可以获得具有形状更接近梯形的发射光谱的白 光发射。
注意在本实施方式中， 描述了这样的 EL 层 ： 其中在多个发光层的各层中， 互补色 的发射光组合起来得到白光发射。以下将描述因互补色关系呈白光发射的 EL 层的具体结 构。
设置在本实施方式中所述的发光元件中的 EL 层具有如下结构 ： 例如， 包含具有高 空穴传输性质的物质和第一发光物质的第一层 ； 包含具有高空穴传输性质的物质和第二发 光物质的第二层 ； 和包含具有高电子传输性质的物质和第二发光物质的第三层依次堆叠在 阳极 101 上。
第一发光物质和第二发光物质都要发射光， 结果在本实施方式所述的发光元件的 EL 层中获得白光发射。因此， 为了调节 EL 层中载流子的传输性质， 具有高电子传输性质的 物质和具有高电子传输性质的物质都优选用作主体材料。 注意对于具有高电子传输性质的 物质和可以用于 EL 层的具有高电子传输性质的物质， 可以根据适当情况使用实施方式 1 中 给出作为例子的物质。
另外， 可以选择发射互补色光的物质作为所述第一发光物质和第二发光物质。对 于互补色， 可给出蓝色和黄色、 蓝绿色和红色等的颜色组合。 可以从例如上述发光物质中适 当选择发射蓝光、 黄光、 蓝绿光或红光的物质。 注意使得第二发光物质的发射波长比第一发 光物质的发射波长短， 这样第二发光物质的部分激发能转移至第一发光物质， 从而可以使 得第一发光物质发射光。 因此， 在本实施方式的发光元件中， 第二发光物质的发射峰波长优 选小于第一发光物质的发射峰波长。
在本实施方式所述的发光元件的结构中， 可以得到来自第一发光物质的光发射和 来自第二发光物质的光发射， 第一发光物质的发射色和第二发光物质的发射色是互补色， 因此可以得到白色光发射。 此外， 采用本实施方式所述的发光元件结构， 可以得到具有长寿 命的发光元件。
应注意， 本实施方式中所述的结构可以与其它实施方式中所述的任意结构适当组 合。
( 实施方式 5)
在实施方式 5 中， 将参照附图 4A-4C 描述包括任意以上实施方式所述的发光元件 的发光器件的一个实施方式。图 4A-4C 是发光器件的截面图。
在图 4A-4C 的各图中， 虚线框围成的部分对应于用来驱动发光元件 12 的晶体管 11。发光元件 12 包括位于第一电极 13 和第二电极 14 之间的包含有机化合物的层 15。包 含有机化合物的层包括 n 层 (n 是大于或等于 2 的自然数 )EL 层， 其中在第 m 层 (m 是自然 数， 1 ≤ m ≤ n-1)EL 层和第 (m+1) 层 EL 层之间， 电子注入层、 电子中继层和电荷产生层依次 设置在阳极上。此外， 在各 EL 层中， 至少设置发光层， 除了发光层之外， 根据适当情况设置 空穴注入层、 空穴传输层、 电子传输层或电子注入层。换言之， 发光元件 12 的结构与实施方 式 1-4 中任一种所述的结构类似。晶体管 11 的漏区 (drain region) 通过穿过第一层间绝 缘膜 16(16a， 16b 和 16c) 的导线 17 与第一电极 13 电连接。发光元件 12 通过分隔层 18 与邻近发光元件 12 设置的其它发光元件隔开。本实施方式中具有这种结构的发光器件设置 在本实施方式的基片 10 上。
图 4A-4C 中各图所示的晶体管是顶栅型晶体管， 其中栅电极设置在基片的相对 侧， 半导体层介于所述基片和栅电极之间。但是， 对晶体管 11 的结构没有具体限制 ； 例如， 晶体管 11 可以是底栅型。在晶体管 11 是底栅型的情况下， 晶体管 11 可以具有在用来形成 沟道的半导体层上形成保护膜的结构 ( 沟道保护型 )， 或者用来形成沟道的部分半导体层 具有凹陷的结构 ( 沟道蚀刻型 )。注意附图标记 21 表示栅电极 ； 22 表示栅绝缘膜 ； 23 表示 半导体层 ； 24 表示 n- 半导体层 ； 25 表示电极 ； 和 26 表示保护膜。
此外， 包括在晶体管 11 中的半导体层是可以晶体或者非晶体。或者， 可以使用微 晶半导体或氧化物半导体等。
对于氧化物半导体层， 可以使用选自铟、 镓、 铝、 锌和锡元素的复合氧化物。例如， 可以使用氧化锌 (ZnO)、 包含氧化锌的氧化铟 (IZO) 和包含氧化铟、 氧化镓和氧化铝的氧化 物 (IGZO)。 可以使用由单晶硅或多晶硅或锗硅等作为晶体半导体层的具体例子。 其可以通 过激光结晶形成或者通过使用例如镍的固相生长法而结晶形成。
在使用无定形物质 ( 例如无定形硅 ) 形成半导体层的情况下， 优选发光器件的电 路中晶体管 11 和其它晶体管 ( 晶体管构成驱动发光元件的电路 ) 都是 n- 沟道晶体管。此 外， 多种氧化物半导体， 例如氧化锌 (ZnO)、 包含氧化锌的氧化铟 (IZO)、 包含氧化铟、 氧化 镓和氧化铝的氧化物 (IGZO) 是 n- 型半导体 ； 因此， 活性层中包含任一种这些化合物的晶体 管都是 n- 沟道晶体管。除上述情况之外， 发光器件可以具有包括 n- 沟道晶体管或 p- 沟道 晶体管的电路， 或者可以包括同时具有 n- 沟道晶体管和 p- 沟道晶体管的电路。
此外， 第一层间绝缘膜 16 可以是如图 4A 和 4C 所示的多层， 或者是单层。注意第 一层间绝缘膜 16a 由无机材料， 例如氧化硅或氮化硅形成 ； 第一层间绝缘膜 16b 由可以通过 施用方法形成为膜的丙烯酸类物质、 硅氧烷物质 ( 包括硅 - 氧键 (Si-O 键 ) 骨架并且至少 包含氢作为取代基的有机基团 ) 或者自平坦化物质 (self-planarizing substance) 如氧 化硅形成。另外， 第一层间绝缘层 16c 由含氩 (Ar) 的氮化硅膜形成。注意对形成各层的物 质没有特别限制， 除上述物质之外的其它物质也可以使用。使用除上述物质之外的其它物 质形成的层可以进一步组合。如上所述， 第一层间绝缘膜 16a-16c 可以同时使用无机材料 和有机材料形成， 或使用无机膜或有机膜形成。
对于分隔层 18， 边缘部分的曲率半径优选连续地变化。此外， 分隔层 18 使用丙烯 酸类物质、 硅氧烷、 抗蚀膜 (resist) 或氧化硅等形成。应注意分隔层 18 可以使用无机膜或 有机膜， 或者同时使用无机膜和有机膜形成。
应注意， 虽然图 4A 和 4C 各自描述了在晶体管 11 和发光元件 12 之间仅设置有第 一层间绝缘膜 16a-16c 的结构， 但也可以使用如 4B 所示的结构， 其中除了第一层间绝缘膜 16(16a 和 16b) 之外还设置有第二层间绝缘膜 19(19a 和 19b)。 在图 4B 所示的发光器件中， 第一电极 13 穿过与导线 17 相连的第二层间绝缘膜 19。
第二层间绝缘膜 19 可以是类似第一层间绝缘膜 16 的多层， 或者可以是单层。第 二层间绝缘膜 19 由可以通过施用方法形成为膜的丙烯酸类物质、 硅氧烷物质 ( 包括硅 - 氧 键 (Si-O 键 ) 骨架并且至少包含氢作为取代基的有机基团 ) 或者自平坦化物质如氧化硅形 成。第二层间绝缘层 19b 由含氩 (Ar) 的氮化硅膜形成。注意对形成各层的物质没有特别限制， 除上述物质之外的其它物质也可以使用。使用除上述物质之外的其它物质形成的层 可以进一步组合。如上所述， 第二层间绝缘膜 19a 和 19b 可以同时使用无机材料和有机材 料形成， 或使用无机膜或有机膜形成。
在发光元件 12 中第一电极和第二电极都使用透光物质形成的情况下， 发射的光 可以通过第一电极 13 和第二电极 14 提取， 如图 4A 中箭头所示。此外， 在仅仅第二电极 14 使用透光物质形成的情况下， 发射的光可以仅通过第二电极 14 被提取， 如图 4B 中箭头所 示。这种情况下， 第一电极 13 优选使用具有高反射率的材料形成， 或者优选使用具有高反 射率的材料形成的膜设置在第一电极 13 下方。此外， 在仅仅第一电极 13 使用透光物质形 成的情况下， 发射的光可以仅通过第一电极 13 被提取， 如图 4C 中箭头所示。这种情况下， 第二电极 14 优选使用具有高反射率的材料形成， 或者高反射率膜优选在第二电极 14 上方 形成。
此外， 在发光元件 12 中， 可以堆叠层 15， 使得当施加电压使第二电极 14 的电势高 于第一电极 13 时， 发光元件 12 运行 ； 或者可以堆叠层 15， 使得当施加电压使第二电极 14 的电势低于第一电极 13 时， 发光元件 12 运行。在前一种情况中， 晶体管 11 是 n- 沟道晶体 管， 而在后一种情况中， 晶体管 11 是 p- 沟道晶体管。 注意， 虽然图 4A-4C 的各截面图中仅示出一个发光元件， 但也可以在像素部分的 阵列中排列多个发光元件。此外， 在进行颜色组分 R( 红 )、 G( 绿 ) 和 B( 蓝 ) 的彩色显示情 况下， 在像素部分中形成提供三种光发射 (R， G 和 B) 的多个发光元件。此外， 颜色组分不 限于三种颜色， 可以使用四种或更多种颜色的颜色组分， 或者可以使用除 R， G 和 B 之外的颜 色。例如， 可添加白色， 这样可以使用 R， G， B 和 W(W 表示白色 )。
可以使用以下方法作为不同颜色组分的发光元件的制造方法 ： 其中分别设置有不 同颜色 EL 层的方法 ； 其中形成所有 EL 层来发射白光并且用滤色片组合 EL 层的方法， 从而 得到不同颜色组分的发光元件 ； 其中形成所有 EL 层来发射蓝光或波长小于蓝光的光， 并且 用色转换层组合 EL 层的方法， 从而得到不同颜色组分的发光元件 ； 或者类似方法。
如上所述， 在本实施方式中， 描述通过晶体管控制发光元件驱动的有源矩阵发光 器件。 但是， 也可以使用驱动发光元件的无源矩阵发光器件， 在无源矩阵发光器件中不在同 样的基片上提供用于驱动的元件如晶体管作为发光元件。 图 5A 是使用任一实施方式 1-4 所 述的发光元件制造的无源矩阵发光器件的立体图。此外， 图 5B 是沿图 5A 中破折线 X-Y 的 截面图。
在 5A 和 5B 中， 在基片 951 上， 在电极 952 和电极 956 之间设置含有机化合物的层 955。包含有机化合物的层包括 n 层 (n 是大于或等于 2 的自然数 )EL 层， 其中在第 m 层 (m 是自然数， 1 ≤ m ≤ n-1)EL 层和第 (m+1) 层 EL 层之间， 电子注入层、 电子中继层和电荷产生 层依次设置在阳极上。此外， 在各 EL 层中， 至少设置发光层， 除了发光层之外， 根据适当情 况设置空穴注入层、 空穴传输层、 电子传输层或电子注入层。电极 952 的端部被绝缘层 953 覆盖。接着， 在绝缘层 953 上提供分隔层 954。分隔层 954 优选具有这样斜率的倾斜侧壁 ： 相对侧壁之间的距离朝向基片表面降低。换言之， 沿窄侧面方向的分隔层 954 的截面是梯 形， 基底 ( 朝向绝缘层 953 的平面方向的类似方向并且与绝缘层 953 相接触的侧面 ) 短于 上侧 ( 朝向绝缘层 953 的平面方向的类似方向并且与绝缘层 953 不相接触的侧面 )。以这 种方式设置分隔层 954， 从而可以防止由于静电等原因导致的发光元件缺陷。 当无源矩阵发
光器件包括任一实施方式 1-4 所述的发光元件时， 它也可以以低功率消耗驱动。
在本实施方式中所述的发光器件中使用任意上述实施方式中描述为实例的发光 元件 ； 这样， 发光器件可以具有高亮度， 可以在低电压下驱动并且消耗较少的功率。
( 实施方式 6)
在实施方式 6 中， 将描述各自包括实施方式 5 所述的发光器件作为其一部分的电 子器件。实施方式 6 所述的电子器件各自包括具有任意实施方式 1-4 所述的发光元件的显 示器部分， 它具有高亮度， 在低电压下驱动并且消耗较少的功率。
以下给出本实施方式的电子器件的例子 ： 摄像机如摄影机和数码相机 ； 眼镜式显 示器、 导航系统、 音频重放装置 ( 例如车载音频立体声系统或音频立体声装置 )、 计算机、 游 戏机、 便携式信息终端 ( 如， 移动计算机、 移动电话机、 便携式游戏机、 电子书阅读器等 )、 装 有记录介质的图像重现装置 ( 具体地， 能够对数字通用盘 (DVD) 之类的记录介质进行重现、 并装配有能显示图像的显示装置的装置 ) 等。 这些电子器件的具体例子显示在图 6A-6E 中。
图 6A 显示便携式信息终端器件的一个例子。便携式信息终端器件 9200 结合有计 算机， 因此可以处理各种类型的数据。给出个人数字助理 (PDA) 作为便携式信息终端器件 9200 的一个例子。
便携式信息终端器件 9200 具有两个外壳 ： 外壳 9201 和外壳 9203。外壳 9201 和 外壳 9203 用连接部分 9207 连接， 这样便携式信息终端器件 9200 可折叠。显示器部分 9202 结合在外壳 9201 中， 外壳 9203 设置有键盘 9205。无须再言， 便携式信息终端器件 9200 的 结构不限于上述结构， 便携式信息终端器件 9200 可以根据适当情况设置另外的附件。在显 示器部分 9202 中， 与任意上述实施方式中所述的发光元件类似的发光元件设置成阵列。所 述发光元件具有高亮度、 低驱动电压和低功率消耗的特征。包括这些发光元件的显示器部 分 9202 具有类似这些发光元件的特征 ； 因此， 这种便携式信息终端器件可以获得低功率消 耗。
图 6B 示出根据本实施方式的数码摄像机的例子。数码摄像机 9500 包括结合在外 壳 9501 中的显示器部分 9503 和多个操作部分。注意数码摄像机 9500 的结构没有特别限 制， 数码摄像机 9500 可以根据适当情况设置另外的附件。
在该数码摄像机中， 显示器部分 9503 包括与任意上述实施方式中所述的发光元 件类似的发光元件， 所述发光元件设置成阵列。 所述发光元件具有低驱动电压、 高亮度和低 功率消耗的特征。 包括这些发光元件的显示器部分 9503 具有类似这些发光元件的特征 ； 因 此， 这种数码摄像机可以获得低功率消耗。
图 6C 示出根据本实施方式的移动电话机的例子。 移动电话机 9100 具有两个外壳 ： 外壳 9101 和外壳 9102。外壳 9101 和外壳 9102 用连接部分 9103 连接， 这样移动电话机可 折叠。显示器部分 9104 结合在外壳 9102 中， 外壳 9101 设置有操作键 9106。注意移动电话 机 9100 的结构没有特别限制， 移动电话机 9100 可以根据适当情况设置另外的附件。
在该移动电话机中， 显示器部分 9104 包括与任意上述实施方式中所述的发光元 件类似的发光元件， 所述发光元件设置成阵列。 所述发光元件具有高亮度、 低驱动电压和低 功率消耗的特征。 包括这些发光元件的显示器部分 9104 具有类似这些发光元件的特征 ； 因 此， 这种移动电话机可以获得较低的功率消耗。可以使用任意上述实施方式中所述的发光 元件作为用于移动电话机等的显示器的背光。图 6D 显示便携式计算机的一个例子。计算机 9400 具有两个外壳 ： 彼此连接的外 壳 9401 和外壳 9404， 这样计算机 9400 可以打开和关闭。 显示器部分 9402 结合在外壳 9404 中， 外壳 9401 设置有键盘 9403 等。注意计算机 9400 的结构没有特别限制， 计算机 9400 可 以根据适当情况设置另外的附件。
在该计算机中， 显示器部分 9402 包括与任意上述实施方式中所述的发光元件类 似的发光元件， 所述发光元件设置成阵列。 所述发光元件具有高亮度、 低驱动电压和低功率 消耗的特征。包括这些发光元件的显示器部分 9402 具有类似这些发光元件的特征 ； 因此， 这种计算机可以获得较低的功率消耗。
图 6E 显示电视接收机的一个例子。在电视接收机 9600 中， 显示器部分 9603 结合 在外壳 9601 之内。所述显示器部分 9603 可以显示图像。这里， 所述外壳 9601 由支架 9605 支撑。
可以用外壳 9601 的操作开关或者独立的遥控器 9610 操纵所述电视接收机 9600。 可以使用遥控器 9610 的操控键 9609 选择频道和控制音量， 由此控制显示器部分 9603 上显 示的图像。另外， 可以在所述遥控器 9610 上提供显示器部分 9607， 用来显示从遥控器 9610 输出的显示信息。
注意， 电视接收机 9600 设置有接收器、 调制解调器等。可以用接收器接收一般的 电视广播。 另外， 当通过调制解调器， 在有线或无线的情况下将电视接收机与通信网络连接 的时候， 可以进行单路 ( 从发送者到接收者 )、 或双路 ( 在发送者和接收者之间， 在接收者之 间 ) 信息通讯。
在该电视接收机的至少一个显示器部分 9603 和显示器部分 9607 中， 与任意上述 实施方式所述的发光元件类似的发光元件设置成阵列。所述发光元件具有高亮度、 低驱动 电压和低功率消耗的特征。包含这些发光元件的显示器部分具有类似这些发光元件的特 征。
如上所述， 上述实施方式所述的发光器件的应用范围非常宽， 因此该发光器件可 以应用于所有领域的电子器件中。使用实施方式 1-4 所述的发光元件， 可以提供显示高发 光量的具有低功率消耗显示器部分的电子器件。
此外， 上述实施方式所述的发光器件也可以用作照明器件。将参照图 7 描述用作 照明器件的一个实施方式， 该实施方式中使用上述实施方式所述的发光器件。
图 7 示出其中使用上述实施方式所述的发光器件的一个例子作为台灯的实例， 所 述台灯是照明器件并且是内部照明器件。图 7 所示的台灯包括光源 3000。使用上述实施方 式所述的发光器件的一个例子用于光源 3000。因此， 可以获得低功率消耗的发光器件。由 于该发光器件具有较大的面积， 该发光器件可以用作具有大面积的照明器件。 另外， 该发光 器件薄并且消耗的功率较低， 因此可以用作一种照明器件， 其能使得照明器件的厚度减少 和功率消耗降低。此外， 该发光器件可以是挠性的， 因此可以用作例如类似照明器件 3002 的卷动型照明器件。如本实施方式所述， 参照图 6E 描述的电视接收机可以放置在房间内， 本实施方式所述的发光器件用作室内照明器件 3001 和 3002。
如上所述， 实施方式 5 所述的发光器件的应用范围非常宽， 因此该发光器件可以 应用于所有领域的电子器件中。应注意该实施方式可以根据适当情况与任意实施方式 1-5 结合。[ 实施例 1]
在实施例 1 中， 参照图 8A 描述本发明一个实施方式的发光元件。在本实施例中使 用的材料的化学式如下。
[ 化学式 1]
以下将描述发光元件 1、 比较发光元件 1 和比较发光元件 2 的制作方法。
首先， 将描述发光元件 1( 见图 8A)。含氧化硅的氧化铟锡通过溅射法沉积在玻璃 基片 2100 上， 形成第一电极 2101。第一电极 2101 的厚度为 110 纳米， 面积为 2 毫米 ×2 毫 米。
接着， 其上形成第一电极 2101 的基片固定于设置在真空蒸镀设备的基片夹具中， 通过这种方式使得其上形成第一电极 2101 的基片表面朝下， 再将压力降至约 10-4 帕。 之后， 具有高空穴传输性质的物质 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA) 和 受体物质氧化钼 (VI) 共蒸发在第一电极 2101 上， 形成包含有机化合物和无机化合物的复 合材料的第一电荷产生层 2103a。第一电荷产生层 2103a 的厚度为 50 纳米。调整 CzPA 与 氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( CzPA ∶氧化钼 )。应注意， 共蒸发法是一种蒸镀方法， 该方法中， 在一个处理室中同时由多个蒸发源进行蒸镀。
接下来， 通过使用电阻加热的蒸发法在第一电荷产生层 2103a 上沉积 10 纳米厚的 NPB， 形成空穴传输层 2103b。
此外， 在空穴传输层 2103B 上共蒸发 CzPA 和 N-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 )-N， 9- 二 苯基 -9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCAPA)， 形成厚度为 30 纳米的发光层 2103c。在此将 CzPA 与 2PCAPA 的重量比调节到 1 ∶ 0.05( ＝ CzPA ∶ 2PCAPA)。注意 CzPA 是具有电子传输性质 的物质， 2PCAPA 是呈绿光发射的客体材料。
之后， 使用电阻加热蒸发法， 在发光层 2103c 上蒸发 Alq 至厚度为 10 纳米， 然后蒸 发 BPhen 堆叠其上至厚度为 20 纳米， 从而形成电子传输层 2103d。 这样， 形成包括第一电荷 产生层 2103a、 空穴传输层 2103b、 发光层 2103c 和电子传输层 2103d 的第一 EL 层 2103。
接着， 在电子传输层 2103d 上蒸发氧化锂 (Li2O) 至厚度为 0.1 纳米， 形成电子注 入缓冲层 2104。
接着， 在电子注入缓冲层 2104 上蒸发 3， 4， 9， 10- 四羧酸 - 二 - 苯并咪唑 ( 缩写 ： PTCBI) 形成厚度为 3 纳米的电子中继层 2105。注意， 根据循环伏安法 (CV) 的结果， PTCBI 的 LUMO 能级约为 -4.0eV。
接着， 具有高空穴传输性质的物质 CzPA 和受体物质氧化钼 (VI) 在电子中继层 2105 上共蒸发， 形成第二电荷产生层 2106。第二电荷产生层 2106 的厚度为 60 纳米。调整 CzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2(
CzPA ∶氧化钼 )。接着， 在第二电荷产生层 2106 上形成第二 EL 层 2107。制造第二 EL 层 2107 的方 法如下 ： 首先， 通过使用电阻加热的蒸发法在第二电荷产生层 2106 上沉积 NPB 至厚度为 10 纳米。 之后， 在空穴传输层 2107a 上共蒸发 CzPA 和 2PCAPA 形成厚度为 30 纳米的发光层 2107b。在此将 CzPA 与 2PCAPA 的重量比调节到 1 ∶ 0.05( ＝ CzPA ∶ 2PCAPA)。注意 CzPA 是具有电子传输性质的物质， 2PCAPA 是呈绿光发射的客体材料。
接着， 通过蒸发将厚度为 10 纳米的 Alq 和厚度为 20 纳米的 BPhen 堆叠在发光层 2107b 上， 形成电子传输层 2107c。接着， 在电子传输层 2107c 上蒸发氟化锂 (LiF) 至厚度 为 1 纳米， 形成电子注入缓冲层 2107d。 这样， 形成包括空穴传输层 2107a、 发光层 2107b、 电 子传输层 2107c 和电子注入层 2107d 的第二 EL 层 2107。
最后， 通过使用电阻加热的蒸发法在电子注入层 2107d 上沉积厚度为 200 纳米的
铝， 形成第二电极 2102。从而制得发光元件 1。
接着， 将描述比较发光元件 1( 见图 8A)。本实施例的比较发光元件 1 采用与发光 元件 1 类似的方式制造， 不同之处在于第一 EL 层 2103 的第一电荷产生层 2103a 和第二电 荷产生层 2106。对于比较发光元件 1， 在第一电极 2101 上共蒸发具有高空穴传输性质的物 质 4， 4’ - 二 [N-(1- 萘基 )-N- 苯基氨基 ] 联苯 ( 缩写 ： NPB) 和受体物质氧化钼 (VI)， 形成 厚度为 50 纳米的第一电荷产生层 2103a。 另外， 以与第一电荷产生层 2103a 类似的方式， 在 电子中继层 2105 上共蒸发 NPB 和氧化钼 (VI)， 形成厚度为 60 纳米的第二电荷产生层 2106。 在各第一电荷产生层 2103a 和第二电荷产生层 2106 中， 调节 NPB 和氧化钼 (VI) 的重量比 为 4 ∶ 2( ＝ NPB ∶氧化钼 (VI))。从而制得比较发光元件 1。
接着， 将描述比较发光元件 2( 见图 8B)。比较发光元件 2 具有从发光元件 1 中去 除电子中继层 2105 的结构。通过与发光元件 1 类似的制造方法形成其它层。在比较发光 元件 2 中， 形成电子注入缓冲层 2104 之后， 在电子注入缓冲层 2104 上形成第二电荷产生层 2106。从而制得本实施例的比较发光元件 2。
以下表 1 显示发光元件 1、 比较发光元件 1 和比较发光元件 2 的元件结构。
[ 表 1]
将这样得到的发光元件 1、 比较发光元件 1 和比较发光元件 2 在氮气气氛的手套箱 中密封， 以使发光元件不与空气接触。然后， 测量所述发光元件的操作特性。注意测量在室 温下进行 ( 气氛保持在 25℃ )。
图 9 示出发光元件 1、 比较发光元件 1 和比较发光元件 2 的电流密度 - 电压特性。
在图 9 中， 横轴表示施加的电压 (V)， 纵轴表示电流密度 (mA/cm2)。图 10 示出电流效率 - 电 流密度特征。在图 10 中， 横轴表示电流密度 (mA/cm2)， 纵轴表示电流效率 (cd/A)。
图 9 示出各自设置有电子中继层的发光元件 1 和比较发光元件 1， 与比较发光元件 2 相比在较低的电压下驱动。此外， 图 10 示出各自的电荷产生层中包含 CzPA 的发光元件 1 和比较发光元件 2， 与比较发光元件 1 相比具有较高的电流效率。
接下来， 参照图 11 描述本实施例中使用的包含 CzPA 和氧化钼的层以及包含 NPB 和氧化钼的层的透光性测试结果。
将玻璃基片固定于设置在真空蒸镀设备中的基片夹具上， 然后将压力降至约 10-4 帕。之后， 共蒸发 CzPA 和氧化钼 (VI) 形成包含 CzPA 和氧化钼的层。该层的厚度为 50 纳 米。调整 CzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( CzPA ∶氧化钼 )。
以上述方法类似的方式， 将玻璃基片固定于设置在真空蒸镀设备中的基片夹具 -4 上， 然后将压力降至约 10 帕。 之后， 共蒸发 NPB 和氧化钼 (VI) 形成包含 NPB 和氧化钼 (VI) 的层。该层的厚度为 50 纳米。调整 NPB 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( ＝ NPB ∶氧化 钼 )。
测量这样形成的包含 CzPA 和氧化钼的层以及包含 NPB 和氧化钼的层的透光性。 图 11 示出包含 CzPA 和氧化钼的层的吸收光谱和包含 NPB 和氧化钼的层的吸收光谱。如图 11 所示， 包含 NPB 和氧化钼的层的吸收光谱峰存在于可见光区域 ( 波长约 500 纳米 )。同时， 发现即使在可见光区域和近红外区域都不存在基于包含 CzPA 和氧化钼的层的电荷转移相 互作用的吸收光谱峰。此外， 发现波长范围为 420 纳米至 720 纳米处不存在吸收光谱峰。
如图 11 所示， 包含芳基胺化合物 NPB 和氧化钼的层在可见光区域具有吸收峰。这 样， 在该层用作图 8A 和 8B 所示的发光元件的电荷产生层的情况下， 来自发光层的部分发射 光被吸收， 这导致如图 10 所示的比较发光元件 2 中发光效率降低。但是， 如图 11 所示， 包 含不具有胺骨架的咔唑衍生物 CzPA 和氧化钼的层即使在可见光区域也不具有基于电荷转 移相互作用的吸收峰 ； 这样， 即使该层用作图 8A 和 8B 所示的发光元件的电荷产生层， 来自 发光层的发射光很难被电荷产生层吸收。因此， 如图 10 所示， 发光元件 1 和比较发光元件 1 与比较发光元件 2 相比具有较高的发光效率。
图 10 和图 11 的结果显示使用含 CzPA 和氧化钼的层作为电荷产生层的发光元件 1 与使用含 NPB 和氧化钼的层作为电荷产生层的比较发光元件 1 相比具有较高的发光效率。
根据上述结果， 证明本实施例的发光元件 1 是能在低电压下驱动并且具有高发光 效率的发光元件。
[ 实施例 2]
在实施例 2 中， 参照图 8A 描述本发明一个实施方式的发光元件。在本实施例中使 用的材料的化学式如下。
[ 化学式 2]
以下将描述发光元件 2 和比较发光元件 3 的制作方法。
首先， 将描述发光元件 2( 见图 8A)。含氧化硅的氧化铟锡通过溅射法沉积在玻璃 基片 2100 上， 形成第一电极 2101。第一电极 2101 的厚度为 110 纳米， 面积为 2 毫米 ×2 毫 米。
接着， 其上形成第一电极 2101 的基片固定于设置在真空蒸镀设备的基片夹具中， 通过这种方式使得其上形成第一电极 2101 的基片表面朝下， 再将压力降至约 10-4 帕。之 后， 具有高空穴传输性质的物质 9- 苯基 -3-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩 写： PCzPA) 和受体物质氧化钼 (VI) 共蒸发在第一电极 2101 上， 形成包含有机化合物和无 机化合物的复合材料的第一电荷产生层 2103a。第一电荷产生层 2103a 的厚度为 50 纳米。
调整 PCzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( ＝ PCzPA ∶氧化钼 )。
接下来， 通过使用电阻加热的蒸发法在第一电荷产生层 2103a 上沉积 10 纳米厚的 NPB， 形成空穴传输层 2103b。
另外， 在空穴传输层 2103b 上共蒸发 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA) 和 N-(9， 10- 二苯基 -2- 蒽基 )-N， 9- 二苯基 -9H- 咔唑 -3- 胺 ( 缩写 ： 2PCAPA)， 形成厚度为 30 纳米的发光层 2103c。在此将 CzPA 与 2PCAPA 的重量比调节到 1 ∶ 0.05( ＝ CzPA ∶ 2PCAPA)。注意 CzPA 是具有电子传输性质的物质， 2PCAPA 是呈绿光发射的客体材 料。
之后， 使用电阻加热蒸发法， 在发光层 2103c 上蒸发 Alq 至厚度为 10 纳米， 然后蒸 发 BPhen 堆叠其上至厚度为 10 纳米， 从而形成电子传输层 2103d。 这样， 形成包括第一电荷 产生层 2103a、 空穴传输层 2103b、 发光层 2103c 和电子传输层 2103d 的第一 EL 层 2103。
接着， 在电子传输层 2103d 上蒸发氧化锂 (Li2O) 至厚度为 0.1 纳米， 形成电子注 入缓冲层 2104。
接着， 在电子注入缓冲层 2104 上蒸发 3， 4， 9， 10- 四羧酸 - 二 - 苯并咪唑 ( 缩写 ： PTCBI) 形成厚度为 3 纳米的电子中继层 2105。注意， 根据循环伏安法 (CV) 的结果， PTCBI 的 LUMO 能级约为 -4.0eV。
接着， 具有高空穴传输性质的物质 PCzPA 和受体物质氧化钼 (VI) 在电子中继层 2105 上共蒸发， 形成第二电荷产生层 2106。第二电荷产生层 2106 的厚度为 60 纳米。调整 PCzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2(
PCzPA ∶氧化钼 )。接着， 在第二电荷产生层 2106 上形成第二 EL 层 2107。制造第二 EL 层 2107 的方 法如下 ： 首先， 通过使用电阻加热的蒸发法在第二电荷产生层 2106 上沉积 NPB 至厚度为 10 纳米。
之后， 在空穴传输层 2107a 上共蒸发 CzPA 和 2PCAPA 形成厚度为 30 纳米的发光层 2107b。在此将 CzPA 与 2PCAPA 的重量比调节到 1 ∶ 0.05( ＝ CzPA ∶ 2PCAPA)。注意 CzPA 是具有电子传输性质的物质， 2PCAPA 是呈绿光发射的客体材料。
接着， 通过蒸发将厚度为 10 纳米的 Alq 和厚度为 20 纳米的 BPhen 堆叠在发光层 2107b 上， 形成电子传输层 2107c。接着， 在电子传输层 2107c 上蒸发氟化锂 (LiF) 至厚度 为 1 纳米， 形成电子注入缓冲层 2107d。 这样， 形成包括空穴传输层 2107a、 发光层 2107b、 电 子传输层 2107c 和电子注入层 2107d 的第二 EL 层 2107。
最后， 通过使用电阻加热的蒸发法在电子注入层 2107d 上沉积厚度为 200 纳米的 铝， 形成第二电极 2102。从而制得发光元件 2。
接着， 将描述比较发光元件 3( 见图 8A)。本实施例的比较发光元件 3 采用与本实 施例所述的发光元件 2 类似的方式制造， 不同之处在于第一 EL 层 2103 的第一电荷产生层 2103a 和第二电荷产生层 2106。对于比较发光元件 3， 在第一电极 2101 上共蒸发具有高空 穴传输性质的物质 4， 4’ - 二 [N-(1- 萘基 )-N- 苯基氨基 ] 联苯 ( 缩写 ： NPB) 和受体物质氧 化钼 (VI)， 形成厚度为 50 纳米的第一电荷产生层 2103a。 另外， 以与第一电荷产生层 2103a 类似的方式， 在电子中继层 2105 上共蒸发 NPB 和氧化钼 (VI)， 形成厚度为 60 纳米的第一电 荷产生层 2106。在各第一电荷产生层 2103a 和第二电荷产生层 2106 中， 调节 NPB 和氧化钼 (VI) 的重量比为 4 ∶ 2( ＝ NPB ∶氧化钼 (VI))。从而制得比较发光元件 1。以下表 2 列出了发光元件 2 和比较发光元件 3 的元件结构。 [ 表 2]
将这样得到的发光元件 2 和比较发光元件 3 在氮气气氛的手套箱中密封， 以使发 光元件不与空气接触。然后， 测量所述发光元件的操作特性。注意测量在室温下进行 ( 气 氛保持在 25℃ )。
图 13 示出发光元件 2 和比较发光元件 3 的电流密度 - 电压特性。在图 13 中， 横 2 轴表示施加的电压 (V)， 纵轴表示电流密度 (mA/cm )。 图 14 示出电流效率 - 电流密度特征。 2 在图 14 中， 横轴表示电流密度 (mA/cm )， 纵轴表示电流效率 (cd/A)。
图 13 示出电荷产生层中包含 PCzPA 的发光元件 2， 与比较发光元件 3 相比其在较 低的电压下驱动。 此外， 图 14 示出电荷产生层中包含 PCzPA 的发光元件 2， 与比较发光元件 3 相比其具有较高的电流效率。
接下来， 参照图 15 描述本实施例中使用的包含 PCzPA 和氧化钼的层的透光性测试 结果。
将玻璃基片固定于设置在真空蒸镀设备中的基片夹具上， 然后将压力降至约 10-4 帕。之后， 共蒸发 PCzPA 和氧化钼 (VI) 形成包含 PCzPA 和氧化钼的层。该层的厚度为 50 纳米。调整 PCzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( ＝ PCzPA ∶氧化钼 )。
测量这样形成的包含 PCzPA 和氧化钼的层的透光性。 图 15 显示包含 PCzPA 和氧化 钼的层的吸收光谱。 如图 15 所示， 即使在可见光区域和近红外区域都不存在基于包含 CzPA 和氧化钼的层的电荷转移相互作用的吸收光谱峰。此外， 波长范围为 420 纳米至 720 纳米 处不存在吸收光谱峰。注意， PCzPA 的电离电势为 5.7eV(AC-2， 理研计器有限公司 (Riken Keiki Co.， Ltd.) 的产品 )， 是相对高的电离电势。
如图 15 所示， 包含不具有胺骨架的咔唑衍生物 PCzPA 和氧化钼的层即使在可见光 区域也不具有基于电荷转移相互作用的吸收峰 ； 这样， 即使该层用作发光元件 2 的电荷产 生层， 来自发光层的发射光很难被电荷产生层吸收。注意， 第二发光元件 2 可以具有提高的 发光效率。
图 13-15 的结果显示包含 PCzPA 和氧化钼的层用作电荷产生层的发光元件 2 具有 高发光效率。
根据上述结果， 证明本实施例的发光元件 2 是能在低电压下驱动并且具有高发光 效率的发光元件。 [ 实施例 3]
在实施例 3 中， 参照图 8A 描述本发明一个实施方式的发光元件。在本实施例中使 用的材料的化学式如下。
[ 化学式 3]
以下将描述发光元件 3 的制作方法。
将描述发光元件 3( 见图 8A)。含氧化硅的氧化铟锡通过溅射法沉积在玻璃基片 2100 上， 形成第一电极 2101。第一电极 2101 的厚度为 110 纳米， 面积为 2 毫米 ×2 毫米。
接着， 其上形成第一电极 2101 的基片固定于设置在真空蒸镀设备的基片夹具中， 通过这种方式使得其上形成第一电极 2101 的基片表面朝下， 再将压力降至约 10-4 帕。之 后， 具有高空穴传输性质的物质 9-[4-(10- 苯基 -9- 蒽基 ) 苯基 ]-9H- 咔唑 ( 缩写 ： CzPA) 和受体物质氧化钼 (VI) 共蒸发在第一电极 2101 上， 形成包含有机化合物和无机化合物的 复合材料的第一电荷产生层 2103a。第一电荷产生层 2103a 的厚度为 50 纳米。调整 CzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( ＝ CzPA ∶氧化钼 )。
接下来， 通过使用电阻加热的蒸发法在第一电荷产生层 2103a 上沉积 10 纳米厚的
NPB， 形成空穴传输层 2103b。
此外， 共蒸发 4-(10- 苯基 -9- 蒽基 )-4’ -(9- 苯基 -9H- 咔唑基 -3- 基 ) 三苯基胺 ( 缩写 ： PCBAPA) 和 4-(1- 萘基 )-4’ (9- 苯基 -9H- 咔唑 -3- 基 )- 三苯基胺 ( 缩写 ： PCBANB) 至厚度为 20 纳米， 再在其上共蒸发 CzPA 和 SD1( 商品名 ； 由 SFC 有限公司 (SFCCo.， Ltd) 制造 ) 至厚度为 10 纳米， 从而形成发光层 2103c。注意调整 PCBAPA 与 PCBANB 的重量比 为 1 ∶ 1( ＝ PCBAPA ∶ PCBANB)。还应注意将 CzPA 与 SD1 的重量比调整到 1 ∶ 0.05( ＝ CzPA ∶ SD1)。
之后， 通过使用电阻加热的蒸发法， 蒸发 BPhen 至厚度为 30 纳米， 堆叠在发光层 2103c 上， 从而形成电子传输层 2103d。这样， 形成包括第一电荷产生层 2103a、 空穴传输层 2103b、 发光层 2103c 和电子传输层 2103d 的第一 EL 层 2103。
接着， 在电子传输层 2103d 上蒸发氧化锂 (Li2O) 至厚度为 0.1 纳米， 形成电子注 入缓冲层 2104。
接着， 在电子注入缓冲层 2104 上蒸发 3， 4， 9， 10- 四羧酸 - 二 - 苯并咪唑 ( 缩写 ： PTCBI) 形成厚度为 3 纳米的电子中继层 2105。注意， 根据循环伏安法 (CV) 的结果， PTCBI 的 LUMO 能级约为 -4.0eV。
接着， 具有高空穴传输性质的物质 CzPA 和受体物质氧化钼 (VI) 在电子中继层 2105 上共蒸发， 形成第二电荷产生层 2106。第二电荷产生层 2106 的厚度为 60 纳米。调整 CzPA 与氧化钼 (VI) 的重量比至 4 ∶ 2( ＝ CzPA ∶氧化钼 )。
接着， 在第二电荷产生层 2106 上形成第二 EL 层 2107。制造第二 EL 层 2107 的方 法如下 ： 首先， 通过使用电阻加热的蒸发法在第二电荷产生层 2106 上沉积 NPB 至厚度为 10 纳米， 形成空穴传输层 2107a。
之 后， 共 蒸 发 2-(4-{N-[4-( 咔 唑 -9- 基 ) 苯 基 ]-N- 苯 基 氨 基 } 苯 基 )-5- 苯 基 -1， 3， 4- 二唑 ( 缩写 ： YGAO11) 和 ( 乙酰丙酮根 ) 二 (2， 3， 5- 三苯基吡嗪 ) 合铱 (III) ( 缩写 ： Ir(tppr)2(acac)) 至厚度为 10 纳米， 再共蒸发 YGAO11 和二 (2- 苯基吡啶合 -N， 2 C ′ ) 铱 (III) 乙酰丙酮酸盐 ( 缩写 ： Ir(ppy)2acac) 至厚度为 20 纳米， 从而在空穴传 输 层 2107a 上 形 成 发 光 层 2107b。 注 意 调 整 YGAO11 与 Ir(tppr)2(acac) 的 重 量 比 为 1 ∶ 0.06( ＝ YGAO11 ∶ Ir(tppr)2(acac))。还应注意调整 YGAO11 与 Ir(ppy)2acac 的重量 比为 1 ∶ 0.06( ＝ YGAO11 ∶ Ir(ppy)2acac)。
接着， 通过蒸发将厚度为 10 纳米的 BAlq 和厚度为 20 纳米的 BPhen 堆叠在发光层 2107b 上， 形成电子传输层 2107c。接着， 在电子传输层 2107c 上蒸发氟化锂 (LiF) 至厚度 为 1 纳米， 形成电子注入缓冲层 2107d。 这样， 形成包括空穴传输层 2107a、 发光层 2107b、 电 子传输层 2107c 和电子注入层 2107d 的第二 EL 层 2107。
最后， 通过使用电阻加热的蒸发法在电子注入层 2107d 上沉积厚度为 200 纳米的 铝， 形成第二电极 2102。从而制得发光元件 3。
以下表 3 示出发光元件 3 的元件结构。
[ 表 3]
将这样得到的发光元件 3 在氮气气氛的手套箱中密封， 以使发光元件不与空气接 触。然后， 测量所述发光元件的操作特性。注意测量在室温下进行 ( 气氛保持在 25℃ )。
图 16 显示发光元件 3 的亮度 - 电流效率特性。 在图 16 中， 横轴表示亮度 (cd/m2)， 纵轴表示电流效率 (cd/A)。图 17 显示电压 - 亮度特征。在图 17 中， 横轴表示电压 (V)， 纵 2 2 轴表示亮度 (cd/m )。图 18 显示亮度 - 功率效率特征。在图 18 中， 横轴表示亮度 (cd/m )， 纵轴表示功率效率 (lm/W)。图 19 示出 0.1mA 的电流流过发光元件 3 的发射光谱。
此外， 发光元件 1 在 950cd/m2 亮度下的 CIE 色坐标为 (x ＝ 0.34， y ＝ 0.39)， 发射 2 光为白色。亮度为 950cd/m 的外部量子效率高达 21.1％。一般显色指数 (general color rendering index)(Ra) 为 91， 表示具有良好的显色性质。
根据上述结果， 证明本实施例的发光元件 3 是能在低电压下驱动并且具有高发光 效率的发光元件。
( 参考例 )
在本参考例中， 将具体描述在上述实施例中使用的材料的合成方法。
<4-(1- 萘基 )-4’ -(9- 苯基 -9H- 咔唑 -3- 基 )- 三苯基胺 ( 缩写 ： PCBANB) 的合 成例 >
以下 (A-1) 示出 4-(1- 萘基 )-4’ -(9- 苯基 -9H- 咔唑 -3- 基 )- 三苯基胺的合成 方案
[ 化学式 5]
在 一 个 50 毫 升 三 颈 烧 瓶 中 加 入 1.2 克 (3.0 毫 摩 尔 )3-(4- 溴 苯 基 )-9- 苯 基 -9H- 咔唑、 0.9 克 (3.0 毫摩尔 )4-(1- 萘基 )- 二苯基胺、 0.5 克 (5.0 毫摩尔 ) 叔丁醇钠 和 6.0 毫克 (0.01 毫摩尔 ) 二 ( 二亚苄基丙酮 ) 钯 (0)。然后在该混合物中加入 15 毫升 无水二甲苯。在减压条件下搅拌并同时对混合物脱气， 脱气之后， 在混合物中加入 0.06 毫 升 (0.03 毫摩尔 ) 三 ( 叔丁基 ) 膦 (10 重量％己烷溶液 )。在氮气气氛中于 120℃搅拌该 混合物 4.5 小时使之反应。
反应之后， 向该反应混合物中加入 250 毫升甲苯， 将该悬浮液通过 Florisil、 硅 胶、 氧化铝、 然后 Celite 进行过滤。用水洗涤得到的滤液， 加入硫酸镁以去除水分。该悬浮 液通过 Florisil、 硅胶、 氧化铝、 然后 Celite 进行过滤得到滤液。浓缩得到的滤液， 并向其 中加入丙酮和甲醇。使混合物暴露于超声波并进行重结晶得到 1.5 克目标白色粉末， 产率 为 82％。
目 标 物 质 的 Rf 值 是 0.34， 3-(4- 溴 苯 基 )-9- 苯 基 -9H- 咔 唑 的 Rf 值 是 0.46， 4-(1- 萘基 )- 二苯基胺的 Rf 值是 0.25， 这些测量值是通过硅胶柱薄层层析 (TLC) 测得的 ( 洗脱溶剂， 乙酸乙酯∶己烷＝ 1 ∶ 10)。
将通过上面步骤获得的化合物进行核磁共振 (1H-NMR) 测定。测量数据如下所示。 测试结果显示得到目标物质 PCBANB( 缩写 )。 1
H NMR(CDCl3， 300MHz) ： δ(ppm) ＝ 7.07(t， J ＝ 6.6Hz， 1H)， 7.25-7.67(m， 26H)， 7.84(d， J ＝ 7.8Hz， 1H)， 7.89-7.92(m， 1H)， 8.03-8.07(m， 1H)， 8.18(d， J ＝ 7.8Hz， 1H)， 8.35(d， J ＝ 0.9Hz， 1H)。
此申请基于 2009 年 9 月 7 日向日本专利局提交的日本专利申请第 2009-206431 号， 其整个内容通过引用结合于此。