CN102214805A - 发光元件,发光器件,电子器件和喹喔啉衍生物 - Google Patents

Abstract

本发明提供具有长寿命的发光元件，以及具有长寿命的发光器件和电子器件。所述发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一层在第二层和第二电极之间形成，第一层中第一有机化合物的含量大于第二有机化合物，第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物，第二有机化合物是具有电子捕集性质的有机化合物，第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙；施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势，因此发光层发射光。

Description

发光元件,发光器件,电子器件和喹喔啉衍生物

本申请是国际申请号为PCT/JP2008/052593，国际申请日为2008年2月8日的PCT国际申请进入中国国家阶段后的申请，申请号为200880005357.1，发明名称为“发光元件，发光器件，电子器件和喹喔啉衍生物”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及电流激发型发光元件。本发明还涉及具有该发光元件的发光器件和电子器件。

背景技术

近年来，对利用电致发光的发光元件进行了积极的研究和开发。在这种发光元件的基本结构中，将包含具有发光性质的物质的层插在一对电极之间。通过在该元件上施加电压，由该具有发光性质的物质可实现光发射。

因为这种发光元件是自发光型，所以人们认为这种发光元件与液晶显示器件相比具有许多优点，因为像素的可见度高，不需要背光，因此适合作为平板显示元件。此外，这种发光元件的其他优点是制造的元件体积薄、重量轻、响应速度高。

因为可以将这种发光元件成形为薄膜形状，所以通过形成大面积的元件可以容易地获得平面光发射。这一特征很难通过以白炽灯和LED为典型的点光源或者以荧光灯为典型的线光源实现。因此，该发光元件能极有效地用作可应用于照明等的平面光源。

利用电致发光的发光元件可以根据是使用有机化合物还是无机化合物作为具有发光性质的物质广义地分类。

当使用有机化合物作为发光物质时，通过向发光元件施加电压，将电子和空穴从一对电极注入包含发光有机化合物的层中，从而使电流从中流过。电子和空穴(即，载流子(carrier))重新结合，因此该发光有机化合物被激发。发光有机化合物从激发态返回基态，因而发射光。根据这种机理，这种发光元件 被称作电流激发型发光元件。

应注意，由有机化合物产生的激发态可以是单激发态或三激发态，来自单激发态的发光称作荧光，来自三激发态的发光称作磷光。

在改进这种发光元件的元件特性时，存在许多与使用的材料有关的问题，为解决这些问题，已经改进了元件结构、开发了材料等。

例如，在文献1中，在发光元件中形成空穴阻挡层，使利用磷光材料的发光元件可以有效发射光。但是，这种空穴阻挡层如文献1所述其耐久性差，发光元件的寿命短(文献1：Tetsuo Tsutsui and eight others，Japanese Journal of Applied Physics，第38卷，L1502-L1504(1999))。因此，需要具有较长寿命的发光元件。

发明内容

鉴于上述问题，发明了本发明。本发明的一个目的是提供长寿命的发光元件。此外，本发明的另一个目的是提供具有长寿命的发光器件和电子器件。

本发明人经过深入研究后发现，在电子传输层中加入具有电子捕集性质的物质来控制电子传输，使得可以抑制载流子平衡随时间的变化。此外，发明人发现，结果可以获得具有长寿命的发光元件。而且，发明人发现，使具有电子捕集性质的物质的能隙大于发光物质的能隙，可以防止从具有电子捕集性质的物质发射光，并且该发光元件具有优异的色纯度。

因此，本发明一个方面提供一种发光元件，该发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，且第一层在第二层和第二电极之间形成。在第一层中，第一有机化合物的含量大于第二有机化合物，且第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物，而第二有机化合物是具有电子捕集性质的有机化合物。第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙。当施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层可发射光。

此外，显示电子捕集性质的特定值优选是大于或等于0.3eV的捕集深度。因此，本发明一个方面是一种发光元件，该发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一层在第二层和第二电极之间形成。在第一层中，第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物，其含量大于第二有机化合物。第二有机化合 物的最低未占分子轨道(LUMO)能级比第一有机化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级低0.3eV或以上，第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙。当施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层可发射光。

此外，发射蓝光至红光的可见光的发光元件能有效应用于各种用途，例如显示器件。因为第二有机化合物具有的能隙高于可见光，因此可以防止第二有机化合物发射光，因此该发光元件具有优异的色纯度。因此，在上述发光元件中，第二有机化合物的能隙优选为3.0eV或更高。此外，当第二有机化合物发射的光在紫外光至紫光范围时，即使第二有机化合物被激发，能量也可以传递至该发光物质；因此可以获得具有优异色纯度的发光元件。因此，在上述发光元件中，第二有机化合物的发射峰优选在350-450纳米范围之内。因此，更优选第二有机化合物的能隙大于或等于3.0eV，发射峰波长在350-450纳米范围之内，包括端点。

在上述发光元件中，当第二层具有电子传输性质时，长寿命效应尤其显著。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二层具有电子传输性质，更优选，第二层包含发光物质和第三有机化合物，所述第三有机化合物的含量大于发光物质，且第三有机化合物具有电子传输性质。此时，为了避免驱动电压升高，优选第三有机化合物不仅具有电子传输性质，而且具有空穴接受性质。考虑到这点，第三有机化合物优选是蒽衍生物。

此外，当第一层和第二层相互接触时具有显著优异的色纯度。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第一层和发光层设置为相互接触。

此外，因为第一层具有电子捕集性质，如果厚度太大则驱动电压增大，另一方面，如果厚度太小，则不能很好保证本发明的有效性。因此，在上述发光元件中，第一层厚度优选为5-20纳米，包括端点。

应当注意第一有机化合物具有电子传输性质，但是从电稳定性和适当电子传输性质方面考虑，第一有机化合物优选是金属配合物。

此外，本发明人发现，喹喔啉衍生物是能满足第二有机化合物条件的特别优选的物质。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二有机化合物是喹喔啉衍生物。从化学稳定性方面考虑，喹喔啉衍生物优选2，3-二苯基喹喔啉衍生物。此外，在2，3-二苯基喹喔啉衍生物中，特别优选2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉衍生物，该化合物具有相对高的分子量和高耐热性。

对2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉衍生物，本发明人发现，其苯基被吸 电子基团(氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基、酰氧基等)取代的2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉衍生物具有相对高的电子捕集性质和分子量。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二有机化合物是由通式(1)表示的喹喔啉衍生物。通式(1)表示的喹喔啉衍生物是本发明人开发的新颖材料，包括在本发明内。

式中，R¹至R²⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的任意一个，其余是氢。

具体地，通式(1)表示的喹喔啉衍生物中，优选通式(2)表示的喹喔啉衍生物。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二有机化合物是通式(2)表示的喹喔啉衍生物。通式(2)表示的喹喔啉衍生物是本发明人开发的新颖物质，包括在本发明内。

式中，R21至R24中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的任意一个，其余是氢。

在通式(2)中，优选其中R²¹至R²⁴都被取代的情况，原因是可以获得高电子 捕集性质。也就是说，优选R²¹至R²⁴独立地表示氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的至少一个。此外，更优选其中R²¹至R²⁴独立地表示氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的至少一个，而且R²¹至R²⁴都是相同的取代基的情况。

注意到上述发光元件可应用于不同类型的发光器件。因此，包括如上所述本发明的发光元件和控制该发光元件的光发射的控制装置的发光器件包括在本发明之内。在本说明书中“发光器件”包括图像显示器件，发光器件和光源(包括照明器件)。此外，“发光器件”包括：其中有连接器例如FPC(软性印刷电路)、TAB(带式自动接合)带或TCP(带载封装)与形成有发光元件的板相连的模块；其中有印刷线路板与TAB带或TCP的端部相连的模块；以及其中IC(集成电路)通过COG(芯片置于玻璃上)法直接安装在发光元件上的模块。

本发明的发光元件能特别有效用于电子器件的显示部分，因为所述发光元件具有高可见度和长寿命。因此，本发明包括具有显示部分的电子器件，其中的显示部分包括如上所述的本发明的发光元件以及控制该发光元件的光发射的控制装置。

本发明的发光元件包括控制电子传输和抑制载流子平衡随时间变化的层。因此，可以获得具有长寿命的发光元件。

通过将本发明的发光元件应用于发光器件，该发光器件可以具有长寿命。此外，通过将本发明的发光元件应用于电子器件的显示部分，该电子器件的显示部分可具有长寿命。

附图说明

附图中：

图1是根据本发明一个方面的发光元件的能带图；

图2A和2B各自示出根据本发明的一个方面的发光元件；

图3A和3B各自示出根据本发明的一个方面的发光元件；

图4A至4C各自示出根据本发明的一个方面的发光元件；

图5示出根据本发明的一个方面的发光元件；

图6A和6B示出根据本发明的一个方面的发光器件；

图7A和7B示出根据本发明的一个方面的发光器件；

图8A至8D示出根据本发明的一个方面的电子器件；

图9示出根据本发明的一个方面的发光器件的应用例子；

图10示出根据本发明的一个方面的发光器件的应用例子；

图11示出根据本发明的一个方面的发光器件的应用例子；

图12示出根据本发明的一个方面的发光元件的结构；

图13是显示根据本发明的一个方面的发光元件1的电流密度与亮度特性关系的图；

图14是显示根据本发明的一个方面的发光元件1的电压与亮度特性关系的图；

图15是显示根据本发明的一个方面的发光元件1的亮度与电流效率关系的图；

图16示出本发明的发光元件1和参比发光元件2的发射光谱；

图17示出连续发光测试的结果，该测试中，本发明的发光元件1和参比发光元件2通过恒定电流驱动连续发光；

图18示出参比发光元件2的结构；

图19是显示根据本发明的一个方面的发光元件3的电流密度与亮度特性关系的图；

图20是显示根据本发明的一个方面的发光元件3的电压与亮度特性关系的图；

图21是显示根据本发明的一个方面的发光元件3的亮度与电流效率关系的图；

图22示出本发明的发光元件3的发射光谱；

图23示出连续发光测试的结果，该测试中，本发明的发光元件3通过恒定电流驱动连续发光；

图24是根据本发明的一个方面的喹喔啉衍生物(FDPQ2)的¹H NMR谱图；

图25是根据本发明的一个方面的喹喔啉衍生物(FDPQ2)在甲苯溶液中的吸收光谱和发射光谱；

图26是显示根据本发明的一个方面的喹喔啉衍生物(FDPQ2)作为沉积膜的吸收光谱和发射光谱；

图27是显示发光物质2PCAPA的吸收光谱；

图28是显示根据本发明的喹喔啉衍生物(FDPQ2)的还原特性图；

图29是显示Alq的还原特性图；

图30是显示喹喔啉衍生物(FDPQ)作为沉积膜的吸收光谱和发射光谱；

图31是显示喹喔啉衍生物(FDPQ)的还原特性图；

图32是显示根据本发明的一个方面的发光元件4的电流密度与亮度特性关系的图；

图33是显示根据本发明的一个方面的发光元件4的电压与亮度特性关系的图；

图34是显示根据本发明的一个方面的发光元件4的亮度与电流效率关系的图；

图35示出本发明的一个方面的发光元件4的发射光谱；

图36示出连续发光测试的结果，该测试中，本发明的发光元件4通过恒定电流驱动连续发光；

图37是显示根据本发明的一个方面的发光元件5的电流密度与亮度特性关系的图；

图38是显示根据本发明的一个方面的发光元件5的电压与亮度特性关系的图；

图39是显示根据本发明的一个方面的发光元件5的亮度与电流效率关系的图；

图40示出本发明的一个方面的发光元件5的发射光谱；和

图41示出连续发光测试的结果，该测试中，本发明的发光元件5通过恒定电流驱动连续发光。

具体实施方式

实施方式

首先，描述发光元件的亮度衰减的一个因素。一般而言，许多发光元件是通过恒定量电流驱动，在这种情况，亮度衰减表明电流效率下降。电流效率是相对于流动电流的光输出量，因此很大程度上取决于流动载流子中有多少载流子参与重新结合(载流子平衡)或者在发光层中重新结合的载流子(即激发子)中有多少载流子参与光发射(量子产量)。

因此，作为亮度衰减的因素，发明人认为载流子平衡随时间的变化或者量子产量随时间的下降是主要因素。本发明着重于载流子平衡随时间的变化。

下面，参见附图详细描述实施方式。本领域技术人员可以很容易地理解， 在不背离本发明原理和范围的前提下可以各种方式对本文揭示的实施方式和细节进行各种改进。因此，本发明不限于以下对实施方式的描述。

注意到在说明书中，术语“组合物”不仅表示两种材料的简单混合态，还表示多种材料混合因此在多种材料之间存在电子传输的状态。

[实施方式1]

首先描述本发明的发光元件的原理。图1是作为例子的发光元件的能带图。本发明的发光元件包括在第一电极101和第二电极102之间的第一层114和第二层113，所述第二层包含发光物质。第一层114在第二层113和第二电极102之间形成。第一层114包含第一有机化合物141和第二有机化合物142，它们各自具有电子传输性质，并且第一有机化合物141的含量大于第二有机化合物142。此外，如图1中所示，第二有机化合物142的LUMO能级低于第一有机化合物141的LUMO能级，因此，第二有机化合物142具有电子捕集性质。此外，图1所示的第二层113具有的结构中，将发光物质132加入第三有机化合物131，但是只包含发光物质。此外，附图标记112和115分别表示空穴传输层和电子传输层，但是这些层并不是必需提供的，可以适当提供。

在具有这种能带结构的发光元件上施加电压，使第二电极102的电势高于第一电极101的电势。此时，从第一电极101的费米能级注入的空穴通过空穴传输层112的HOMO能级并注入第二层113。另一方面，从第二电极202的费米能级注入的电子通过电子传输层115的LUMO能级并注入第一层114。从第一层114注入的电子移动得更慢，因为第二有机化合物142具有电子捕集性质。慢电子被注入包含发光物质132的第二层113，与空穴重新结合而发射光。

例如，当第二层113具有电子传输性质(即，当图1中的第三有机化合物131具有电子传输性质)时，从空穴传输层112注入第二层113的空穴移动缓慢。因此，如果在常规发光元件中没有第一层114，则电子注入第二层113而没有减慢，并到达空穴传输层112的界面附近。因此，在空穴传输层112和第二层113之间的界面附近形成发光区。此时，电子可到达空穴传输层112，因而空穴传输层112很可能不幸劣化。此外，可以到达空穴传输层的电子量随时间增加导致在发光层中重新结合的可能性随时间下降，因此造成发光元件的寿命缩短(亮度随时间衰减)。

另一方面，本发明的发光元件中，形成第一层114，在该第一层114中，将具有电子捕集功能的第二有机化合物加入到具有电子传输性质的第一有机 化合物中。因此，注入第一层114的电子更缓慢移动并控制注入第二层113的电子。结果，通常在空穴传输层112和第二层113之间界面附近形成的发光区，在本发明中是在第二层113和第一层114之间界面附近的部分第二层113上形成。因此，电子到达空穴传输层112的可能性较小，因而空穴传输层212可能劣化。此外，空穴几乎不可能到达电子传输层115，因而电子传输层115可能劣化，因为第一层114包含具有电子传输性质的第一有机化合物。

此外，本发明的重要一点是，不仅将具有低电子迁移率的化合物应用于第一层114，而且将具有捕集电子功能的有机化合物加入具有电子传输性质的有机化合物中。以这种结构，不仅控制电子注入第二层213成为可能，而且还能抑制受控的电子注入量随时间的变化。因此，本发明的发光元件可以防止载流子平衡随时间丧失的现象，而这种现象可能降低重新结合的可能性。因此，可以改进元件的寿命(可以抑制亮度随时间的衰减)。

在本发明的发光元件中，发光区不在发光层和空穴传输层之间的界面形成，也不在发光层和电子传输层之间的界面形成。因此，即使发光区位置靠近空穴传输层或电子传输层，也不会象常规元件那样对劣化造成负面影响。此外，可以抑制载流子平衡随时间的变化(特别是，电子注入量随时间的变化)。因此，可以获得不易劣化的长寿命的发光元件。

此外，对本发明的发光元件重要的一点是，第一层114中包含的第二有机化合物的能隙E2高于第二层113中发光物质132的能隙E1。原因是，通过使E2大于E1(E2＞E1)，虽然第二有机化合物142具有高电子捕集性质并可能在该元件中被激发，但是仍然可以抑制在第二有机化合物142中形成激发子。因此，可以实现从发光物质132发射光，而不会与第二有机化合物142发射的颜色混合；因此，可以获得具有优异色纯度的发光元件。

下面，参见图2A描述本发明发光元件的一种模式。本发明的发光元件具有在一对电极之间的多个层。通过组合由具有高载流子注射性质的化合物和具有高载流子传输性质的化合物构成的层，堆叠多个层，从而在离开电极的位置形成发光区，即，使载流子在离开电极的位置重新结合。

在该实施方式中，所述发光元件包括第一电极201、第二电极202、以及在第一电极201和第二电极202之间形成的EL层203。EL层203包括第一层214和第二层213，所述第二层包含发光物质，第一层214在第二层213和第二电极202之间形成。第一层214包含第一有机化合物和第二有机化合物，它 们各自具有电子传输性质，在第一层214中，第一有机化合物141的含量大于第二有机化合物。此外，第二有机化合物具有电子捕集性质。在该实施方式中，有以下描述，其中，第一电极201用作阳极，第二电极202用作阴极。也可以说，当向第一电极201和第二电极202施加电压、使第一电极201的电势高于第二电极202的电势时，发射光。描述了这种情况。

使用基板200作为发光元件的支承。例如可以使用玻璃、塑料等作为基板200。除了上述材料外，可以使用在发光元件制造过程中用作支承的任何材料。

第一电极201优选使用高功函数(即，大于或等于4.0eV)材料如金属、合金、导电化合物，或它们的混合物形成。具体地，有氧化铟锡(ITO)，含硅或氧化硅的ITO，氧化铟锌(IZO)，含氧化钨和氧化锌的氧化铟等。这种导电金属氧化物膜一般是通过溅射形成，但是也可以通过喷墨法、旋涂法或者溶胶-凝胶施涂法等形成。例如，氧化铟锌(IZO)可以通过溅射法使用靶体进行沉积，所述靶体中，将1-20重量％氧化锌加入氧化铟中。此外，含氧化钨和氧化锌的氧化铟可以通过溅射方法使用靶体进行沉积，所述靶体中在氧化铟中加入0.5-5重量％氧化钨和0.1-1重量％氧化锌。此外，可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、钛(Ti)、金属氮化物材料(如氮化钛)等。

当使用包含复合材料的层(下面描述)作为与第一电极201接触的层时，第一电极201可以使用各种金属、合金、导电化合物、它们的混合物等形成，而与其功函数无关。例如，可以使用铝(Al)、银(Ag)、铝合金(AlSi)等。此外，还可以使用属于元素周期表第1或第2族的具有低功函数的元素，即：碱金属如锂(Li)和铯(Cs)以及碱土金属如镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr)，它们的合金(如，MgAg和AlLi)；稀土金属如铕(Eu)和镱(Yb)；它们的合金；等等。由碱金属、碱土金属或它们的合金构成的膜可以采用真空蒸镀法形成。此外，由碱金属或碱土金属的合金构成的膜可以采用溅射法形成。还可以采用喷墨法等沉积银糊等。

EL层203包括空穴注入层211、空穴传输层212、电子传输层215和电子注入层216，以及第一层214和包含发光物质的第二层213。注意，EL层203应至少包括第一层214和包含发光物质的第二层，将在该实施方式中具体描述，但是对其他层没有特别的限制。例如，空穴注入层、空穴传输层、电子传输层、电子注入层和/或等可以适当组合。

空穴注入层211是包含具有高空穴注入性质的物质的层。作为这类具有高空穴注入性质的物质，可以使用氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化锰等。此外， 酞菁化合物如酞菁(缩写：H₂PC)、酞菁铜(II)(缩写：CuPc)和酞菁氧钒(vanadyl phthalocyanine)(VOPc)也可以作为低分子有机化合物。此外，可以使用以下低分子有机化合物：芳族胺化合物如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)、4，4’-二[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DPAB)、4，4’-二(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)联苯(缩写：DNTPD)，1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(缩写：DPA3B)、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)和3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(缩写：PCzPCN1)。

或者，空穴注入层211可以采用复合材料形成，所述复合材料中，具有受体性质的物质与具有高空穴传输性质的物质混合。应当注意，当使用具有受体性质的物质与具有高空穴传输性质的物质混合的复合材料时，选择形成电极的材料，而不考虑其功函数。即，不仅可以使用高功函数的材料，还可以使用低功函数的材料用于第一电极201。这种复合材料可以通过共沉积具有高空穴传输性质的物质和具有受体性质的物质形成。

作为用于该复合材料的具有高空穴传输性质的物质，可以使用各种化合物如芳族胺化合物，咔唑衍生物，芳烃和高分子化合物(如，低聚物、枝状聚合物(dendrimer)或聚合物)。具体地，优选使用空穴迁移率为10^-6厘米²/V或更高的物质。但是，也可以使用上述物质之外的其他物质，只要其空穴传输性质高于其电子传输性质即可。下面将描述可用于复合材料的具有高空穴传输性质的特定物质。

例如，以下有机化合物可以用于这类具有高空穴传输性质的物质：除MTDATA之外，TDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1、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)以及N，N’-二(3-甲基苯基)-N，N’-二苯基-[1，1’-二苯基]-4，4’-二胺(缩写：TPD)；咔唑衍生物如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)以及1，4-二[4-(N-咔唑基)苯基-2，3，5，6-四苯基苯。或者还可以使用以下芳烃化合物：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、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝、并五苯、晕苯、4，4’-二(2，2-二苯基乙烯基)联苯(缩写：DPVBi)、9，10-二[4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(缩写：DPVPA)等。

作为具有受体性质的物质，有例如以下的有机化合物：7，7，8，8-四氰基-2，3，5，6-四氟喹啉并二甲烷(quinodimethane)(缩写：F₄-TCNQ)和氯醌，以及过渡金属氧化物。此外，还有属于元素周期表中第4至第8族的金属的氧化物。具体地，优选使用具有高电子受体性质的以下氧化物：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。尤其是，特别优选氧化钼，因为氧化钼即使在大气空气中仍是稳定的，具有低吸湿性质，并且容易处理。

对空穴注入层211，可以使用高分子化合物(如，低聚物，枝状聚合物或聚合物)。例如，可以使用以下高分子化合物：聚(N-乙烯基咔唑)(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)和聚[N，N’-二(4-丁基苯基)-N，N’-二(苯基)对二氨基联苯(缩写：Poly-TPD)。此外，还可以使用与酸混合的高分子化合物，如聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)和聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸酯)(PAni/PSS)。

注意，还可以使用某种复合材料形成空穴注入层211，该复合材料由上述高分子化合物如PVK、PVTAP、PTPDMA或Poly-TPD以及上述具有受体性质的物质形成。

空穴传输层212是包含具有高空穴传输性质的物质的层。作为具有高空穴传输性质的物质，除了上述NPB(或α-NPD)和TPD外，还可以使用以下低分子有机化合物：芳族胺化合物如4，4’-二[N-(9，9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：DFLDPBi)和4，4’-二[N-(螺-9，9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：BSPB)。在此所述的物质主要是空穴迁移率大于或等于10^-6厘米²/V的物质。此外，也可以使用上述物质之外的其他物质，只要其空穴传输性质大于其电子传输性质即可。应当注意，包含高空穴传输性质物质的层不限于单层，而可以是由上述物质构成的两层或更多层的堆叠结构。

此外，空穴传输层212还可以由如PVK、PVTPA、PTPDMA或Poly-TPD的高分子化合物形成。

第二层213是包含发光物质的层，即发光层。第二层213可以采用各种材料形成。具体地，作为显示蓝色光的发光材料，可以使用以下物质：N，N’-二[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N’-二苯基芪茋-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)等。作为显示绿色光的发光材料，可以使用以下物质：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’-二苯基-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-亚苯基二胺(缩写：2DPAPA)、N-[9，10-二(1，1’-二苯基-2-基)-2-蒽基]-N，N’，N’-三苯基-1，4-亚苯基二胺(缩写：2DPABPhA)、N-[9，10-二(1，1’-二苯基-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)等。作为显示黄色光发射的发光材料，可以使用：红荧烯、5，12-二(1，1’-二苯基-4-基)-6，11-二苯基并四苯(缩写：BPT)等。作为显示红色光发射的发光材料，还可以使用N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-二胺(缩写：p-mPhTD)、7，13-二苯基-N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)苊并(acenaphtho)[1，2-a]荧蒽-3，10-二胺(缩写：p-mPhAFD)等。或者，还可以使用磷光材料如二[2-(2’-苯并[4，5-a]噻吩基)吡啶根合(pyridinato)-N，C³’]乙酰丙酮(acetylacetonate)铱(III)(缩写：Ir(btp)₂(acac))。

注意到在本发明的发光元件中，第二层213即发光层优选具有电子传输性质。通常，当发光层具有电子传输性质时，在发光层和阳极之间提供电子阻挡(electron-blocking)层，以防止电子穿过发光层。但是，当电子阻挡层随时间劣化时，重新结合区延伸到电子阻挡层的内部(或者空穴传输层的内部)，这可能导致电流效率明显下降(即，亮度衰减)。而在本发明中，在电子到达发光层(在发光层和阴极之间)之前，电子的移动受到控制。因此，即使电子平衡发生一定程度的损失，发光层中重新结合的部分也几乎不会变化，这是使亮度不易衰减的优点。如上所述，当第二层213即发光层具有电子传输性质时，长寿命的效应明显。

应当注意，第二层213还可以具有上述发光物质分散在另一种物质中的结构。例如，如图1所示，发光物质可以分散在第三有机化合物中。各种类型的物质可以用于第三有机化合物，优选使用的物质是，其最低未占分子轨道(LUMO)能级高于发光物质的LUMO能级，而且其最高已占分子轨道(HOMO)能级低于发光物质的HOMO能级。

应当注意在本发明的发光元件中，发光层优选具有上述电子传输性质。即， 发光层的电子传输性质优选高于其空穴传输性质。因此，作为第三有机化合物，优选使用具有电子传输性质的有机化合物。具体地，可以使用以下金属配合物：三(8-羟基喹啉)铝(III)(缩写：Alq)、三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(III)(缩写：Almq₃)、二(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(II)(缩写：BeBq₂)、二(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(BAlq)、二(8-羟基喹啉)锌(II)(缩写：Znq)、二[2-(2-苯并 

唑基)苯酚]锌(II)(缩写：ZnPBO)和二[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(缩写：Zn(BTZ)₂)。此外，还可以使用以下杂环化合物：2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4- 

二唑(缩写：PBD)，1，3-二[5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4- 

二唑-2-基]苯(缩写：OXD-7)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)、2，2′，2″-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(缩写：TPBI)、红菲绕啉(bathophenanthroline)(缩写：BPhen)和浴铜灵(bathocuproine)(缩写：BCP)。或者，还可以使用以下稠合芳族化合物：9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(缩写：CzPA)、3，6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(缩写：DPCzPA)、9，10-二(3，5-二苯基苯基)蒽(缩写：DPPA)、9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：DNA)、2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)、9，9’-联蒽(缩写：BANT)、9，9’-(芪-3，3’-二基)二菲(缩写：DPNS)、9，9’-(芪-4，4’-二基)二菲(缩写：DPNS2)和3，3’，3”-(苯-1，3，5-三基)三芘(缩写：TPB3)。

具体地，虽然第三有机化合物具有电子传输性质，但是优选其还具有空穴受体性质，以防止驱动电压提高。考虑到这点，第三有机化合物优选是蒽衍生物，如上面所述的CzPA，DPCzPA，DNA或t-BuDNA。

作为分散有发光物质的材料，可以使用各种材料以及第三有机化合物。例如，还可以加入控制结晶的化合物，例如红荧烯等，以控制结晶。此外，还可以加入NPB、Alq等，以将能量有效传输给发光物质。

当使用这类发光物质分散在另一种化合物中的结构时，可以抑制第二层213结晶。此外，还可以抑制由高浓度的发光物质导致的浓度猝灭(concentration quenching)。

此外，高分子化合物可用于第三层213。具体地，作为显示蓝色光发射的发光材料，可以使用以下化合物：聚(9，9-二辛基芴-2，7-二基)(缩写：PFO)、共聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-(2，5-二甲氧基苯-1，4-二基)](缩写：RF-DMOP)、共聚{(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-[N，N’-二-(对-丁基苯基)-1，4-二氨基苯]}(缩写：TAB-PFH)等。作为显示绿色光发射的发光材料，可以使用以下化合物：聚(对-亚苯基亚乙烯 基)(缩写：PPV)、交替共聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-(苯并[2，1，3]噻二唑-4，7-二基)](缩写：PFBT)、交替共聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二亚乙烯基亚芴基(fluorenylene))-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-亚苯基)]等。作为显示橙色光至红色光发射的发光材料，可以使用以下化合物：聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1，4-亚苯基亚乙烯基](缩写：MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2，5-二基)、交替共聚{[9，9-二己基-2，7-二(1-氰基亚乙烯基)亚芴基]-[2，5-二(N,N’-二苯基氨基)-1，4-亚苯基]}，交替共聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4-二(1-氰基亚乙烯基亚苯基)]-[2，5-二(N，N’-二苯基氨基)-1，4-亚苯基]}(缩写：CN-PPV-DPD)等。

第一层214是控制电子传输的层。第一层214包含两种或更多种类型的物质。第一层214包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一层214中第一有机化合物的含量大于第二有机化合物。

与用作发光层的第二层213相比，形成的第一层214更靠近用作阴极的第二电极202，因此第一有机化合物是具有电子传输性质的化合物。也就是说，第一有机化合物优选是其电子传输性质大于其空穴传输性质的物质。通常，可使用以下物质：金属配合物，如Alq，Almq₃，BeBq₂，BAlq，Znq，BAlq，ZnPBO和ZnBTZ；杂环化合物，如PBD，OXD-7，TAZ，TPBI，BPhen和BCP；以及稠合芳族化合物，如CzPA，DPCzPA，DPPA，DNA，t-BuDNA，BANT，DPNS，DPNS2和TPB3。此外，还可以使用以下高分子化合物：共聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-(吡啶-3，5-二基)](缩写：PF-Py)和共聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-(2，2’-吡啶-6，6’-二基)](缩写：PF-BPy)。在电稳定性(具体是对电子的稳定性)和适当电子传输性质方面，尤其优选使用金属配合物。

第二有机化合物是具有捕集电子功能的化合物。具体地，第二有机化合物优选是其LUMO能级比第一有机化合物的LUMO能级低0.3eV或以上的有机化合物。因为包含第二有机化合物，所以整个层的电子传输速度小于只包含第一有机化合物的层的速度。也就是说，通过添加第二有机化合物，可以控制电子传输。此外，控制第二有机化合物的浓度，以控制电子传输速度。

此外，作为本发明发光元件的特征，第二有机化合物的能隙大于第二层213中包含的发光物质的能隙。因此，可以获得来自该发光物质的光发射，而不会与第二有机化合物发射的颜色混合；因此，可以获得具有优异色纯度的发光元件。

优选大于可见光(蓝光至红光)能隙的能隙，该范围能隙适合实际使用。因此，第二有机化合物的能隙优选大于或等于3.0eV。此外，当第二有机化合物发射的 光为紫外光至紫光时，即使第二有机化合物被激发，能量也能传递给第二层213中包含的发光物质；因此，可获得具有优异色纯度的发光元件。因此，第二有机化合物的发射峰优选在350-450纳米范围之内，包括端点。

作为具有上述能隙的第二有机化合物，本发明人发现特别优选的化合物是喹喔啉衍生物。从化学稳定性方面考虑，喹喔啉衍生物中优选2，3-二苯基喹喔啉衍生物。例如，2，3-二苯基喹喔啉(缩写：DPQ)、2，3-二(4-氟苯基)喹喔啉(缩写：FDPQ)、2，3-二(4-三氟甲基苯基)喹喔啉(缩写：CF₃-DPQ)、2，3，5，8-四苯基喹喔啉(缩写：TPQ)、2，3-二[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]喹喔啉(缩写：PAPQ)等。

此外，在2，3-二苯基喹喔啉衍生物中，特别优选2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉衍生物，该化合物具有相对高分子量和高耐热性。除2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉(缩写：DPQ2)以外，具体例子有通式(1)表示的喹喔啉衍生物。

式中，R¹至R²⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

在通式(1)表示的喹喔啉衍生物中，2，3，2′，3′-四苯基-6，6′-二喹喔啉的苯基被吸电子基团(如氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基、酰氧基等)取代。通式(1)表示的喹喔啉衍生物具有相对高的电子捕集性质和分子量。应当注意，通式(1)表示的喹喔啉衍生物是本发明人开发的新颖物质，包括在本发明之内。

具体地，在通式(1)表示的喹喔啉衍生物中，优选通式(2)表示的喹喔啉衍生物。通式(2)表示的喹喔啉衍生物是本发明人开发的新颖物质，包括在本发明之内。

式中，R²¹至R²⁴中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

在通式(2)中，优选其中R²¹至R²⁴都被取代的情况，因为能获得高电子捕集性质。也就是说，优选R²¹至²⁴独立地表示以下基团中的至少一种：氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基。此外，为进行合成，优选其中的R²¹至R²⁴是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的至少一种且R²¹至R²⁴都是相同的取代基的情况。

应当注意，酰基优选有1-4个碳原子的酰基，如乙酰基。但是，通过湿法形成发光元件的情况不限于此。此外，酰氧基是有1-4个碳原子的酰氧基，如乙酰氧基。但是，通过湿法形成发光元件的情况不限于此。

作为上面通式(1)或(2)表示的喹喔啉衍生物的特定结构，有以下结构式(101)至(211)。但是，本发明的喹喔啉衍生物不限于这些结构式。

如上所述，优选第二有机化合物的LUMO能级比第一有机化合物的LUMO能级低0.3eV或以上。因此，依据将使用的第二有机化合物的类型，选择物质，以满足作为适当第一有机化合物的条件。例如，如以下实施例中所述，可通过使用由结构式(101)表示的2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉(缩写：FDPQ2)或者2，3-二(4-氟苯基)喹喔啉(缩写：FDPQ)作为第二有机化合物并使用Alq作为第一有机化合物满足这些条件。

此外，第一层214厚度优选在5-20纳米范围之内，包括端点。如果厚度太大，则可能使电子传输速度太慢，导致驱动电压增加。另一方面，如果厚度太小，则可能无法控制电子传输速度。为此原因，第一层214的厚度优选在5-20纳米范围之内，包括端点。

电子传输层215是包含具有高电子传输性质的物质的层。例如，作为低分子有机化合物，可以使用金属配合物如Alq，Almq₃，BeBq₂，BAlq，ZnPBO或ZnBTZ，此外，除了这类金属配合物外，可以使用杂环化合物如PBD，OXD-7，TAZ，TPBI，BPhen或BCP。上述物质主要是电子迁移率大于或等于10^-6cm²/V的物质。应当注意，可以使用其电子传输性质高于空穴传输性质的任何物质作为电子传输物质，以及上述物质。此外，电子传输层可以是包括由上述物质形成的两层或更多层的多层结构，而不是单层。

作为电子传输层215，可使用高分子化合物。例如，共聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-(吡啶-3，5-二基)](缩写：PF-Py)或共聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-(2，2’-吡啶-6，6’-二基)](缩写：PF-BPy)。

电子注入层216是包含具有高电子注入性质的物质的层。作为具有高电子注入性质的物质，可以使用碱金属或碱土金属如氟化锂(LiF)，氟化铯(CsF)，氟化钙(CaF₂)或它们的混合物。碱金属或碱土金属或者其化合物可包含在由电 子传输物质构成的层中，例如，在Alq中包含有镁(Mg)的层可以用作电子注入层。当碱金属或碱土金属包含在由电子传输物质构成的层中时，从第二电极202有效地注入电子，这种方式是优选的。

第二电极202优选使用低功函数(即，小于或等于3.8eV)的物质，如金属，合金，导电化合物或它们的混合物形成。这种阴极材料的具体例子包括：属于元素周期表第1族或第2族的元素，即，碱金属如锂(Li)和铯(Cs)，碱土金属如镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr)；它们的合金(如，MgAg和AlLi)；稀土金属如铕(Eu)和镱(Yb)；它们的合金等。由碱金属、碱土金属或者它们的合金构成的膜可以通过真空蒸镀法形成。此外，由碱金属或碱土金属的合金构成的膜可以通过溅射法形成。也可以通过喷墨法等沉积银糊料等。

作为电子注入层216，可以使用在由电子传输物质形成的层中包含有供体物质如碱金属、碱土金属或稀土金属的层。这种情况下，不考虑功函数，可以使用各种导电化合物如Al，Ag，ITO或者含硅或氧化硅的氧化铟锡作为第二电极202。这类导电化合物可以通过溅射法，喷墨法，旋涂法等形成。应当注意，有机化合物如四硫富瓦烯(缩写：TTF)可以用作供体物质。

例如，如图2B所示，包含具有高电子传输性质的物质的层217可以在用作发光层的第二层213与作为控制电子传输的层的第一层214之间形成。

应当注意，如图2A所示，优选形成能与第二层213接触的第一层214。这种情况下，具有优异色纯度的发射作用显著。此外，通过使第一层214和第二层213相互接触，可以直接控制向作为发光层的第二层213的电子注入，并可以抑制发光层中载流子平衡随时间的变化，这样能够使元件的寿命明显提高。此外，因为不形成包含高电子传输性质的物质的层217，因此可以简化工艺。

注意到，当第一层214和第二层213相互接触时，包含在第一层214中的第一有机化合物和大量包含在第二层213中的有机化合物优选是相互不同的。具体地，当第二层213包含一种物质(第三有机化合物)，以分散具有高发光性质的物质和发光物质时，第三有机化合物和第一有机化合物优选是有机化合物。这种结构中，还可以抑制在第一有机化合物和第三有机化合物之间从第一层214向第二层213的电子传输，因此提供一个层将能更显著地控制电子传输的作用。

下面描述发光元件的制造方法。作为形成EL层203的方法，可以采用各种方法，无论是干法还是湿法。可以采用例如，真空蒸镀法，喷墨法，旋涂法等。此外， 可以采用不同的沉积方法用于不同的电极或不同的层。

例如，在上述材料中，可以选择高分子化合物，以通过湿法形成EL层。或者，可以选择低分子有机化合物，通过湿法形成EL层。此外，还可以通过选择低分子有机化合物并采用干法如真空蒸镀法形成EL层。

类似地，电极可以通过湿法如溶胶-凝胶法形成或者通过湿法用金属材料的糊料形成。或者，电极可以通过干法如溅射法或真空蒸镀法形成。

下面描述形成发光元件的具体方法。在将本发明的发光元件应用于显示器件并根据每一种颜色选择沉积其发光层时，各发光层优选通过湿法形成。当发光层通过喷墨法形成时，即使使用大的基板，也可以容易地对每一种颜色的发光层进行选择沉积。

例如，图2A中所示的结构可以通过以下步骤获得：通过溅射法(为干法)形成第一电极201；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成空穴注入层211；通过真空蒸镀法(为干法)形成空穴传输层212；通过喷墨法(为湿法)形成第二层213；通过共沉积法(为干法)形成第一层214；通过真空蒸镀法(为干法)形成电子传输层215和电子注入层216；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成第二电极202。或者，所述结构可以通过以下步骤获得：通过喷墨法(为湿法)形成第一电极201；通过真空蒸镀法(为干法)形成空穴注入层211；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成空穴传输层212；通过喷墨法(为湿法)形成第二层213；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成第一层214，通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成电子传输层215和电子注入层216；和通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成第二电极202。应当注意，所述沉积方法不限于上述方法，湿法和干燥可以适当组合。

例如，优选通过以下步骤获得图2A中所示的结构：通过溅射法(为干法)形成第一电极201；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成空穴注入层211和空穴传输层212；通过喷墨法(为湿法)形成为发光层的第二层213；通过共沉积法(为干法)形成第一层214；通过真空蒸镀法(为干法)形成电子传输层215和电子注入层216；和通过真空蒸镀法(为干法)形成第二电极202。即，在具有预先形成的所需形状的第一电极201的基板上通过湿法形成空穴注入层211至第二层213，并通过干法在其上形成第一层214至第二电极202。采用这种方法，空穴注入层211至第二层213可以在大气压下形成，可以根据每一种颜色选择性沉积第二层213。此外，第一层214至第二电极202可以在真空条件下连续地形成。因此，该工艺可以简化，并可以提高生产量。下面举例描述该工艺。首先，在第一电极201上沉积PEDOT/PSS 作为空穴注入层211。因为PEDOT/PSS可溶于水，因此能够通过旋涂法、喷墨法等，以水溶液进行沉积。在空穴注入层211上不提供空穴传输层212，但提供第二层213作为发光层。第二层可以采用喷墨法，使用将发光物质溶解于溶剂(如，甲苯，十二烷基苯，或者十二烷基苯和四氢化萘的混合溶剂)形成的溶液形成，已经形成的空穴注入层211(PEDOT/PSS)不溶解于该溶剂。然后，在第二层213上形成第一层214。当通过湿法形成第一层214时，第一层应使用特定溶剂形成，已经形成的空穴注入层211和第二层213不溶于该溶剂。这种情况中，溶剂的选择范围受到限制。因此，采用干法更便于形成第一层214。因此，通过真空蒸镀法(为干法)，在真空条件下连续形成第一层214至第二电极202，可以简化该工艺。

在具有上述结构的本发明的发光元件中，由于在第一电极201和第二电极202之间产生的电势差而导致电流流动，从而使空穴和电子在EL层203中重新结合，使光发射。

通过第一电极201和/或第二电极202向外取光。因此，第一电极201和/或第二电极202是光导电极。当只有第一电极201是光导电极时，从基板200侧通过如图4A所示的第一电极201取光。其间，当只有第二电极202是光导电极时，从与基板200侧相反的一侧通过第二电极202取光，如图4B所示。当第一电极201和第二电极202都是光导电极时，可以从基板200侧和与该基板200侧相反的一侧通过第一电极201和第二电极202取光，如图4C所示。

图2A和2B示出以下结构，其中第一电极201在基板200上形成，而第二电极202可在基板200上形成。换句话说，如图3A所示，在基板200上，连续堆叠用作阴极的第二电极202、EL层203、以及用作阳极的第一电极201。类似于图2A和2B，EL层203包括电子注入层216、电子传输层215、第一层214、第二层213、空穴传输层212和空穴注入层211。此外，如图3B所示，提供层217，其包含具有高电子传输性质的物质，与图2B类似。

于此同时，图3A和3B所示结构可以通过以下步骤形成：通过溅射法或真空蒸镀法(为干法)形成第二电极202；通过真空蒸镀法(为干法)形成电子注入层216和电子传输层215；通过共沉积法(为干法)形成第一层214；通过喷墨法(为湿法)形成第二层213；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成空穴传输层212和空穴注入层211；通过喷墨法或旋涂法(为湿法)形成第一电极201。采用这种方法，可以通过干法，在真空条件下，连续形成第二电极202至第一层214，并且在大气压下形成第二层213至第一电极201。因此，可以简化该工艺并提高生产量。

在此实施方式中，在玻璃、塑料等构成的基板上形成发光元件。当在一个基板上形成多个这种发光元件时，可以形成无源矩阵发光器件。此外，可以在玻璃、塑料等构成的基板上形成例如薄膜晶体管(TFT)，并在与TFT电连接的电极上形成发光元件。因此，可以形成用TFT控制发光元件的驱动的有源矩阵发光器件。应当注意，对TFT结构没有特别的限制。可以使用交错的TFT或者反交错的TFT。此外，在TFT基板上形成的驱动电路可同时由n-沟道和p-沟道的TFT构成，或者由n-沟道TFT或p-沟道TFT构成。此外，对用于形成TFT的半导体膜的结晶度没有特别的限制。可以使用非晶形半导体膜或者结晶半导体膜。

如上所述的本发明的发光元件包括控制电子移动的层(如上所述的第一层)。第一层包含至少两种物质。因此，通过控制物质的组合、混合物的比例、该层的厚度等，可以精确控制载流子平衡。

此外，因为载流子平衡可以通过控制化合物组合、混合物比例、层厚度等加以控制，因此载流子平衡的控制较常规发光元件更容易。即，并非通过改变材料的物理性质对载流子的移动加以控制，而是通过控制混合物比例、层厚度等加以控制。

因此，能够防止过多的电子注入，还能防止电子穿透发光层到达空穴传输层或空穴注入层。因此，可以抑制发光效率随时间下降。即，可以获得长寿命的发光元件。

在第一层包含的两种或更多种化合物中，采用使第二有机化合物含量(重量％)小于第一有机化合物的方式，控制电子移动。因此，电子移动可以用第一层包含的组分中重量百分含量最低的组分加以控制。因此，可以获得不易随时间劣化的长寿命的发光元件。与由单一物质控制载流子移动的情况相比，本发明中，载流子平衡几乎没有变化。例如，当载流子移动是由单一物质构成的层控制时，整个层的平衡通过形态的部分变化或者部分结晶而改变。因此，这种发光元件容易随时间劣化。但是，如此实施方式所示，当载流子移动由第一层包含的所有组分中重量百分含量最低的组分控制时，形态变化、结晶度、聚集等的作用可能降低，因此可以抑制随时间的劣化。因此，获得的长寿命发光元件的发光效率不易随时间下降.

[实施方式2]

实施方式2描述了上述本发明喹喔啉衍生物的合成方法。下面用通式(1)表示的喹喔啉衍生物作为例子描述合成方法。

通式(1)表示的喹喔啉衍生物可以由3，3′-二氨基对二氨基联苯，通式(3) 表示的α-二酮A以及通式(4)表示的α-二酮B合成。

应当注意，R¹至R¹⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中的任意一个，其余是氢。

应当注意，R¹¹至R²⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

换句话说，如合成路线(a)所示，搅拌3，3′-二氨基对二氨基联苯、通式(3)表示的α-二酮A以及α-二酮B，同时在适当溶剂(如，氯仿)中加热，以获得通式(1)表示的喹喔啉衍生物。应当注意，如果α-二酮A和α-二酮B是相同的化合物，则一个反应步骤就足以进行合成，而不是合成路线(a)中所示的两步反应。

应当注意，R¹至R²⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

[实施方式3]

此实施方式将参照图5描述其中堆叠有按照本发明的多个发光单元的发光元件(下面称作堆叠元件)。该发光元件是堆叠型发光元件，具有多个在第一电极和第二电极之间的发光单元。对每个发光单元采用类似于实施方式1中所示的EL层203的结构。也就是说，在实施方式1和实施方式2中所述的发光元件是具有单一发光单元的发光元件。但是，在该实施方式中，将描述具有多个发光单元的发光元件。

在图5中，将第一发光单元511和第二发光单元512堆叠在第一电极501和第二电极502之间。在第一发光单元511和第二发光单元512之间提供电荷产生层513。类似于实施方式1所示的电极可应用于第一电极501和第二电极502。第一发光单元511和第二发光单元512可具有相同结构或者不同结构，可应用与实施例1所示类似的结构。

电荷产生层513包含有机化合物和金属氧化物的复合材料。有机化合物和金属氧化物的复合材料在实施方式1中描述，该复合材料包含有机化合物以及金属氧化物如氧化钒，氧化钼或氧化钨。作为有机化合物，可以使用各种化合物，如芳族 胺化合物，咔唑衍生物，芳烃以及高分子化合物(如，低聚物，枝状聚合物或聚合物)。优选使用空穴迁移率大于或等于10^-6cm²/V的有机化合物作为具有空穴传输性质的有机化合物。但是，也可以使用这些物质以外的其他物质，只要其空穴传输性质大于其电子传输性质即可。有机化合物和金属氧化物的复合材料具有优异的载流子注入性质和载流子传输性质，因此，可以实现低电压驱动和低电流驱动。

应当注意，电荷产生层513可以通过将有机化合物和金属氧化物的复合材料与另一种材料组合形成。例如，电荷产生层513可以由包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层以及包含选自电子供体物质的化合物和具有高电子传输性质的化合物的层的组合形成。此外，电荷产生层513可以由包含有机化合物和金属氧化物的复合材料的层以及透明导电膜的组合形成。

在任何情况下，作为夹在第一发光单元511和第二发光单元512之间的电荷产生层513，可以使用这类材料，当在第一电极501和第二电极502之间施加电压时该材料能将电子注入一个发光单元并能将空穴注入另一个发光单元。例如，在图5中，当施加电压使第一电极的电势大于第二电极的电势时，可以将任何结构用于电荷产生层513，只要电荷产生层513将电子和空穴分别注入第一发光单元511和第二发光单元512即可。

虽然该实施方式说明了具有两个发光单元的发光元件，但是，本发明同样可应用于堆叠了三个或更多个发光单元的发光元件。通过以这种方式在一对电极之间设置多个发光单元，使多个发光单元被电荷产生层分隔，可以获得具有长寿命和高亮度同时保持低电流密度的发光元件。此外，当将该发光元件应用于照明器件时，可以抑制由电极材料的电阻引起的电压下降。因此，在大面积上的均匀光发射是可能的。也就是说，可以实现能够低电压驱动和低功率消耗的发光器件。

当形成的发光单元各自发射相互不同的颜色时，由整个发光元件可以获得所需颜色的光发射。例如，在具有两个发光单元的发光元件中，当第一发光单元的发射色和第二发光单元的发射色是互补色时，可以获得整体发射白光的发光元件。应当注意“互补色”表示混合时能产生消色差颜色的颜色。即，当将发射互补色光的物质所发射的光混合时，获得白光发射。这一原理同样可应用于具有3个发光单元的发光元件。例如，当第一发光单元的发射色是红色，第二发光单元的发射色是绿色，第三发光单元的发射色是蓝色时，由整体发光元件可获得白光发射。

应当注意这种实施方式可以与其他任何实施方式适当组合。

[实施方式4]

本实施方式将描述具有本发明的发光元件的发光器件。

在此实施方式中将参照图6A和6B描述像素部分中包括本发明的发光元件的发光器件。图6A是该发光器件的顶视图，图6B是沿图6A的A-A’和B-B’线的截面图。附图标记601，602和603分别指驱动电路部分(源侧驱动电路)、像素部分、驱动电路部分(栅侧驱动电路)，它们由虚线表示。此外，附图标记604和605分别指密封基板和密封材料，由该密封材料605包围的部分对应于空间607。

引线608是将信号传输至源侧驱动电路601和栅侧驱动电路603的电线，该电线608从作为外部输入终端的FPC(软性印刷电路)609接收视频信号、时钟信号、启动信号和复位信号等。尽管此处仅显示了FPC，但是可以将印刷线路板(PWB)与FPC相连。本说明书中的发光器件不仅包括发光器件本身，而且还包括具有与之相连的FPC或PWB的发光器件。

下面将参照图6B描述截面结构。驱动电路部分和像素部分在基板610上形成。图中显示了所述驱动电路部分的源侧驱动电路601和所述像素部分602中的一个像素。

在源侧驱动电路601中，形成了其中组合有n-沟道TFT 623和p-沟道TFT 624的CMOS电路。所述驱动电路可以使用各种类型的电路，例如CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。虽然在该实施方式中示出驱动电路在作为像素部分的同一基板上形成的驱动-集成型器件，但是并不一定总是需要在作为像素部分的同一基板上形成驱动电路，还可以在基板外形成驱动电路。

像素部分602包括多个像素。这些像素各自包括开关TFT 611、电流控制TFT612、以及与电流控制TFT612的漏极电连接的第一电极613。应当注意，形成了绝缘体614来覆盖第一电极613的端部。此处，使用正性光敏丙烯酸树脂膜形成绝缘体614。

使形成的所述绝缘体614的上端部或下端部具有一定曲率的曲面，以达到有益覆盖。例如，当使用正性光敏丙烯酸树脂作为绝缘体614的材料时，优选仅使绝缘体614的上端部成为具有一定曲率半径(0.2-3微米)的曲面。可以使用以下光刻胶中的一种作为绝缘体614：通过光辐照而不溶于蚀刻剂中的负性光刻胶，以及通过光辐照而溶于蚀刻剂中的正性光刻胶。

在第一电极613上，形成了EL层616和第二电极617，因此形成本发明的发光元件618。具体地，可以使用实施方式1或实施方式3中所示的发光元件作为发 光元件618。

可以使用各种类型的材料，如金属、合金、导电化合物或者它们的混合物作为形成第一电极613的材料。当第一电极613用作阳极时，在这些金属、合金、导电化合物或者它们的混合物中特别优选高功函数(功函数大于或等于4.0eV)的材料。例如，第一电极613可以使用单层膜如含硅的氧化铟锡构成的膜、氧化铟锌构成的膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜或Pt膜形成；使用氮化钛膜和含铝作为主要组分的膜的叠层形成；使用氮化钛膜、含铝作为主要组分的膜以及氮化钛膜的三层结构等形成。当第一电极613为堆叠结构时，电极613具有足以作为电线的较低电阻，得到良好的欧姆接触。此外，第一电极613可以用作阳极。

此外，EL层616是通过各种方法形成的，例如使用蒸发掩模的气相沉积法，喷墨法和旋涂法。EL层616包括实施方式1所示的第一层和第二层(发光层)。还可以使用低分子化合物或高分子化合物(包括低聚物和枝状聚合物)作为形成EL层616的其他材料。另外，不仅可以使用有机化合物还可以使用无机化合物作为形成EL层的材料。

作为形成第二电极617的材料，可以使用各种材料，如金属、合金、导电化合物或者它们的混合物。当第二电极617用作阴极时，在这些金属、合金、导电化合物或者它们的混合物中特别优选使用具有低功函数(功函数小于或等于3.8eV)的材料。可以使用例如，属于周期表第1族或第2族的元素，即，碱金属如锂(Li)和铯(Cs)，碱土金属如镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr)；它们的合金(如，MgAg和AlLi)等。在EL层616中产生的光透射通过第二电极617的情况中，第二电极617还可以用厚度较小的金属薄膜和透明导电膜(如，氧化铟锡(ITO)，含硅或氧化硅的氧化铟锡，氧化铟锌(IZO)，或含氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO))的叠层形成。

用密封材料605将所述密封基板604贴附于元件基板610，使发光元件618位于被元件基板610、密封基板604和密封材料605所包围形成的空间607中。应当注意用填料填充该空间607，所述空间607可以填充惰性气体(如氮气、氩气)或者填充密封材料605。

应当注意，优选使用环氧树脂作为所述密封材料605。这种材料能够有益地使渗透的水分和氧气尽可能少。可使用玻璃基板和石英基板以及使用由FRP(玻璃纤维强化的塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸类材料等构成的塑料基板作为形成密封基板604的材料。

采用上述方法，可以获得具有本发明发光元件的发光器件。因此本发明获得 的发光器件具有长寿命的发光元件；因此该器件本身也具有长寿命。

虽然此实施方式说明了由晶体管控制发光元件驱动的有源矩阵发光器件，但是也可以使用无源矩阵发光器件，其中发光元件在没有用于驱动发光元件的元件如晶体管条件下被驱动。图7A和7B分别示出无源矩阵发光器件的透视图和截面图，该无源矩阵发光器件是应用本发明而形成。图7A是该发光器件的截面图，图7B是沿图7A的X-Y线的截面图。在图7A和7B中，EL层705在基板701上在电极702和电极706之间提供。电极702的端部覆盖以绝缘层703。在该绝缘层703上有分隔层704。该分隔层704的侧壁为倾斜，使一个侧壁与其他侧壁间的距离向基板表面方向变小。也就是说，分隔层704在短侧方向的截面为梯形，并且底边(在和绝缘层703平面相同方向并与绝缘层703接触的一侧)的长度小于顶边(在和绝缘层703平面相同方向并不与绝缘层703接触的一侧)的长度。这种方式的分隔层704可以防止发光元件因为静电学等产生缺陷。此外，无源矩阵发光器件通过应用本发明的长寿命发光元件也可以形成为长寿命的发光器件。

[实施方式5]

实施方式5将描述包括实施方式4中所述的发光器件作为组件的本发明的电子器件。本发明的电子器件包括实施方式1或3所述的发光元件，因此具有长寿命的显示部分。此外，因为使用高发光效率的发光元件，可以获得功率消耗降低的显示部分。

使用本发明的发光器件形成的电子器件的典型例子包括：摄像机，例如摄影机和数码相机；眼镜式显示器、导航系统、放声装置(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、电子书等)、装有记录介质的图像重现装置(具体来说，是能够对数字通用盘(DVD)之类的记录介质进行重现、并显示图像的具有显示装置的装置)等。图8A-8D显示了这些电子器件的具体例子。

图8A显示了按照本发明的电视接收机，其包括外壳9101、支承基座9102、显示部分9103、扬声器部分9104、视频输入终端9105等。在该电视接收机中，显示部分9103具有类似于实施方式1或3中所示的发光元件的发光元件矩阵设置。该发光元件具有长寿命的特征。包括该发光元件的显示部分9103具有同样的特征。因此，该电视接收机也具有长寿命的特征。也就是说，可以提供能长时期使用的耐久性的电视接收机。

图8B显示了根据本发明的计算机，其包括机身9201、外壳9202、显示部分9203、键盘9204、外接端口9205、指示鼠标9206等。该计算机中，显示部分9203具有类似于实施方式1或3中所示的发光元件的发光元件矩阵设置。该发光元件具有长寿命的特征。包括该发光元件的显示部分9203具有同样的特征。因此，该计算机也具有长寿命的特征。也就是说，可以提供能长时期使用的耐久性的计算机。

图8C显示了根据本发明的移动电话机，其包括机身9401、外壳9402、显示部分9403、音频输入部分9404、音频输出部分9405、操作键9406、外接端口9407、天线9408等。该移动电话机中，显示部分9403具有类似于实施方式1或3中所示的发光元件的发光元件矩阵设置。该发光元件具有长寿命的特征。包括该发光元件的显示部分9403具有同样的特征。因此，该移动电话机也具有长寿命的特征。也就是说，可以提供能长时期使用的耐久性的移动电话机。

图8D显示了根据本发明的摄像机，其包括机身9501、显示部分9502、外壳9503、外接端口9504、遥控接收部分9505、图像接收部分9506、电池9507、音频输入部分9508、操作键9509、目镜部分9510等。该摄像机中，显示部分9502具有类似于实施方式1或3中所示的发光元件的发光元件矩阵设置。该发光元件具有长寿命的特征。包括该发光元件的显示部分9502具有同样的特征。因此，该摄像机也具有长寿命的特征。也就是说，可以提供能长时期使用的耐久性的摄像机。

如上所述，本发明的发光器件的应用范围极广，所述发光器件可应用于各种电子器件领域。通过使用本发明的发光器件，可以提供能长时期使用的具有长寿命显示部分的耐久性的电子器件。

本发明的发光器件还可以用作照明器件。下面参照图9描述将本发明的发光元件用于照明器件的一个例子。

图9示出使用本发明的发光元件作为背光的液晶显示器件的例子。图9所示的液晶显示器件包括外壳901，液晶层902，背光903和外壳904，该液晶层902与驱动IC 905相连。本发明的发光器件用于背光903，电流通过终端906供给。

通过使用本发明的发光器件作为液晶显示器件的背光，可以获得长寿命的背光。本发明的发光器件是具有平面光发射的照明器件，并且可具有大面积。因此，背光具有大面积，可获得大面积的液晶显示器件。此外，本发明的发光器件的形状很薄，并且功率消耗低；因此，还能实现显示器件的较薄形状和低功率消耗。此外，因为本发明的发光器件具有长寿命，通过结合本发明的发光器件可以提供长寿命的 液晶显示器件。

图10示出用作台灯的照明器件的本发明的发光器件。图10中所示的照明器件具有外壳1001和光源1002，本发明的发光器件用作光源1002。本发明的发光器件具有长寿命；因此，该台灯也具有长寿命。

图11示出使用本发明的发光器件作为室内照明器件1003的例子。因为本发明的发光器件具有大面积，所以本发明的发光器件可以用作具有大发射面积的照明器件。此外，因为本发明的发光器件具有长寿命，因此可以获得长寿命的照明器件。将如图8A中所示的按照本发明的电视机1004放置在使用本发明的发光器件作为室内照明器件1003的室内时，可以观看公营广播和电影。这种情况下，两种器件都具有长寿命，可以降低替换照明器件和电视机的频率，减小对环境的伤害。

[实施例1]

实施例1将参照图12描述本发明的发光元件。在此实施例中使用的材料的结构式如下。

(发光元件1)

首先，通过溅射法在玻璃基板1100上沉积含氧化硅的氧化铟锡，形成第一电极1101。应当注意，第一电极1101的厚度为110纳米，电极面积为2毫米×2毫米。

然后，将具有第一电极1101的基板固定在真空蒸镀设备的基板夹具中，使第一电极的表面向下，然后降低压力至约10^-4帕。之后，在第一电极1101上共沉积4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB)和氧化钼(VI)，因此形成包含有机化合物和无机化合物的复合材料的层1111。该层1111的厚度设定为50纳米，NPB与氧化钼(VI)的重量比值设定为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。应当注意，共沉积法是一种蒸镀方法，该方法中，在一个处理室中同时使用多个蒸发源进行蒸镀。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积10纳米厚度的NPB，形成空穴传输层1112。

之后，在空穴传输层1112上形成发光层1113。该发光层1113通过在空穴传输层1112上共沉积30纳米厚度的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。在此，控制沉积速度，使CzPA与2PCAPA的重量比值为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。

此外，通过在发光层1113上共沉积10纳米厚度的三(8-羟基喹啉)铝(III)(缩写：Alq)和2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉(缩写：FDPQ2)(为具有电子捕集性质的第二有机化合物)，形成控制电子传输的层1114。在此，控制沉积速度，使Alq与FDPQ2的重量比值为1∶0.005(＝Alq∶FDPQ2)。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，在控制电子传输的层1114上沉积30纳米厚度的红菲绕啉(缩写：BPhen)，形成电子传输层1115。

然后，通过在电子传输层1115上沉积1纳米厚度的氟化锂(LiF)，形成电子注入层1116。

最后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积200纳米厚度的铝，形成第二电极1102。因此，形成本发明的发光元件1。

将上述获得的本发明发光元件1置于在氮气氛下的手套箱中，使发光元件与大气空气隔绝。然后，测定该发光元件1的操作特性。应当注意，测定在室温条件(气氛保持在25℃)下进行。

图13显示发光元件1的电流密度-亮度特性。图14显示发光元件1的电压-亮度特性。图15显示发光元件1的亮度-电流效率特性。图16显示在1毫安电流下发光元件1的发射光谱。发光元件1的发射色在2910坎/平方米亮度下位于(x＝0.29，y＝0.60)的CIE色度坐标，获得源自2PCAPA的绿光发射。此外，在2910坎/米²亮度条件下，发光元件1的电流效率和驱动电压分别为11.1坎/安和5.8伏。

图17显示连续照明试验结果，该试验中，发光元件1通过恒定电流驱动连续发光，初始亮度设定为5000坎/米²(纵轴表示根据5000坎/米²为100％的假设的相对亮度)。由图17的结果可知，即使160小时后，发光元件1显示的亮度仍然为初始亮度的93％，证实该发光元件具有长寿命。

(比较例1)

下面，为进行比较，形成参比发光元件2，该发光元件中没有上述发光元件1中形成的用于控制电子传输的层1114。下面参照图18描述参比发光元件2。

首先，通过溅射法，在玻璃基板2100上沉积含氧化硅的氧化铟锡，形成第一电极2101。应当注意，第一电极2101的厚度为110纳米，电极面积为2毫米×2毫米。

然后，将具有第一电极的基板固定在真空蒸镀设备的基板夹具中，使第一电极的表面向下，然后降低压力至约10^-4帕。之后，在第一电极上共沉积NPB和氧化钼(VI)，因此形成包含有机化合物和无机化合物的复合材料的层2111。该包含复合材料的层2111的厚度设定为50纳米，NPB与氧化钼(VI)的重量比值设定为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。应当注意，共沉积法是一种蒸镀方法，该方法中，在一个处理室中同时使用多个蒸发源进行蒸镀。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积10纳米厚度的NPB，形成空穴传输层2112。

之后，在空穴传输层2112上形成发光层2113。该发光层2113通过在空穴传输层2112上共沉积40纳米厚度的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。在此，控制沉积速度，使CzPA与2PCAPA的重量比值为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，在发光层2113上沉积30纳米厚度的红菲绕啉(缩写：BPhen)，形成电子传输层2115。

然后，通过在电子传输层2115上沉积1纳米厚度的氟化锂(LiF)，形成电子注入层2116。

最后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积200纳米厚度的铝，形成第二电极2102。因此，形成参比发光元件2。

将上述获得的参比发光元件2置于在氮气氛下的手套箱中，使发光元件与大气空气隔绝。然后，测定该参比发光元件2的操作特性。应当注意，测定在室温条件(气氛保持在25℃)下进行。

参比发光元件2的发射色在3440坎/米²(cd/m²)亮度下位于(x＝0.29，y＝0.62)的CIE色度坐标；该发光元件与发光元件1类似，显示源自2PCAPA的绿光发射。图16除了显示本发明的发光元件1的结果外还显示在1毫安电流下参比发光元件2的发射光谱。从色度坐标和图16的发射光谱，表明本发明的发光元件1显示与参比发光元件2几乎相同的颜色，并且没有因FDPQ2引起的混合色。因此，通过应用本发明，可以获得具有优异色纯度的发光元件。

此外，进行连续照明试验，试验中，参比发光元件2通过恒定电流驱动连续发光，初始亮度设定为5000坎/米²。结果示于图17中，图17还示出本发明发光元件1的结果(纵轴表示根据5000坎/米²为100％的假设的相对亮度)。由图17可知，参比发光元件2在120小时后的亮度降低为初始亮度的72％，证实参比发光 元件2的寿命小于发光元件1。因此，通过应用本发明，可以获得长寿命的发光元件。

[实施例2]

实施例2参照图12具体描述了本发明的发光元件。在此实施例中使用的材料的结构式如下。应当注意，在此省略实施例1中所述的有机化合物。

(发光元件3)

首先，通过溅射法，在玻璃基板1100上沉积含氧化硅的氧化铟锡，形成第一电极。应当注意，第一电极1101的厚度为110纳米，电极面积为2毫米×2毫米。

然后，将具有第一电极的基板固定在真空蒸镀设备的基板夹具中，使第一电极的表面向下，然后降低压力至约10^-4帕。之后，在第一电极1101上共沉积NPB和氧化钼(VI)，因此形成包含有机化合物和无机化合物的复合材料的层1111。该包含复合材料的层的厚度设定为50纳米，NPB与氧化钼(VI)的重量比值设定为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。应当注意，共沉积法是一种蒸镀方法，该方法中，在一个处理室中同时使用多个蒸发源进行蒸镀。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积10纳米厚度的NPB，形成空穴传输层1112。

之后，在空穴传输层1112上形成发光层1113。该发光层1113通过在空穴传输层1112上共沉积30纳米厚度的CzPA和2PCAPA形成。在此，控制沉积速度，使CzPA与2PCAPA的重量比值为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。

此外，通过在发光层1113上共沉积10纳米厚度的Alq和2，3-二(4-氟苯基)喹喔啉(缩写：FDPQ)(为具有电子捕集性质的第二有机化合物)，形成控制电子传输的层1114。在此，控制沉积速度，使Alq与FDPQ的重量比值为1∶0.05(＝Alq∶FDPQ)

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，在控制电子传输的层1114上沉积30纳米厚度的BPhen，形成电子传输层1115。

然后，通过在电子传输层1115上沉积1纳米厚度的氟化锂(LiF)，形成电子注入层1116。

最后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积200纳米厚度的铝，形成第二电极1102。因此，形成本发明的发光元件3。

将上述获得的本发明发光元件3置于在氮气氛下的手套箱中，使发光元件与大气空气隔绝。然后，测定该发光元件3的操作特性。应当注意，测定在室温条件(气氛保持在25℃)下进行。

图19显示发光元件3的电流密度-亮度特性。图20显示发光元件3的电压-亮度特性。图21显示发光元件3的亮度-电流效率特性。图22显示在1毫安电流下发光元件3的发射光谱。发光元件3的发射色在3010坎/平方米亮度下位于(x＝0.29，y＝0.61)的CIE色度坐标，获得源自2PCAPA的绿光发射，类似于实施例1的发光元件和参比发光元件2。因此，与发光元件1类似，发光元件3具有优异的色纯度。此外，在3010坎/米²亮度条件下，发光元件3的电流效率和驱动电压分别为12.9坎/安和4.8伏。

图23显示连续照明试验结果，该试验中，发光元件3通过恒定电流驱动连续发光，初始亮度设定为5000坎/米²(纵轴表示根据5000坎/米²为100％的假设的相对亮度)。由图23的结果可知，即使160小时后，发光元件3显示的亮度仍然为初始亮度的92％，证实该发光元件与发光元件1类似，具有长寿命。因此，通过应用本发明，可以获得长寿命的发光元件。

[实施例3]

实施例3将具体描述本发明的喹喔啉衍生物的合成例子，该衍生物是结构式(101)表示的2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉(缩写：FDPQ2)，在实施例1中使用。应当注意，使用FDPQ2作为实施例1的发光元件1中用于控制电子传输的层1114中具有电子捕集性质的第二有机化合物(参见图12)。

<FDPQ2合成例>

首先，将2.2克(10毫摩尔)3，3′-二氨基对二氨基联苯，5.2克(20毫摩尔)4，4′-二氟甲苯(benzyl)和100毫升氯仿置于500毫升的三颈烧瓶中。该溶液于80℃回流约12小时，沉淀出淡黄色固体。通过抽滤收集该固体。另一方面，滤液用水和盐酸(1.0摩尔/升)洗涤，然后，有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤，用硫酸镁干燥。将该混合物自然过滤，去除硫酸镁，将滤液浓缩获得淡黄色固体。将该固体和反应后即刻收集的淡黄色固体合并，并且用乙醇进行重结晶，获得6.0克目标物质，2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉(缩写：FDPQ2)，为淡黄色粉状固体，产率为94％。然后，将2.4克所获的淡黄色粉状固体通过梯度升华(train sublimation)法纯化。升华纯化条件为，压力为7.8帕，氩气流速为3.0毫升/分钟，加热温度为300℃。升华纯化后，获得2.2克FDPQ2，为淡黄色粉状固体，产率为94％。FDPQ2的合成路线如下。

示出采用上述合成方法获得的该淡黄色粉状固体的¹H-NMR(核磁共振谱)分 析结果。图24是¹H-NMR谱图。该分析结果说明在此合成例中获得上面结构式(101)表示的本发明喹喔啉衍生物，即2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉(缩写：FDPQ2)。

¹H-NMR(CDCl₃，300MHz)：δ＝7.05-7.12(m，8H)，7.54(d，J＝5.4Hz，4H)，7.57(d，J＝5.4Hz，4H)，8.24(dd，J₁＝1.8Hz，J₂＝8.8Hz，2H)，8.30(d，J＝8.3Hz，2H)

图25示出FDPQ2在甲苯溶液中的吸收光谱和发射光谱。图26示出为沉积膜的FDPQ2的吸收光谱和发射光谱。在图25和26中，横轴代表波长(纳米)，纵轴代表吸收强度和发射强度。使用紫外光-可见光分光光度计(V550型，由日本光度计公司(Japan Spectroscopy Corporation)制造)测定吸收光谱，该测定在室温下进行。使用分光荧光计(FS920，由Hamamatsu Photonics K.K.制造)测定发射光谱，该测定在室温下进行。测定发射光谱时，甲苯溶液和沉积膜的激发波长分别为384纳米和313纳米。

[实施例4]

在实施例4中，评价FDPQ2的能隙，发射波长和电子捕集性质，FDPQ2在实施例1的发光元件1中作为用于控制电子传输的层1114中具有电子捕集性质的第二有机化合物。

<FDPQ2的能隙>

评价FDPQ2的能隙。将图26中吸收光谱的数据转换为tauc图，假定直接转变以估算FDPQ2在固态的能隙。结果，证实FDPQ2的能隙为3.0eV。

另一方面，图27显示2PCAPA为沉积膜的吸收光谱，2PCAPA在实施例1中用作发光元件1的发光物质。将图27的吸收光谱数据转换为tauc图，假定直接转变以估算2PCAPA在固态的能隙。结果，证实2PCAPA的能隙为2.5eV。

因此，发现用作具有电子捕集性质的第二有机化合物的FDPQ2的能隙大于发光物质的能隙。此外，FDPQ2的能隙大于或等于3.0eV，优选FDPQ2用于本发明。

<FDPQ2的发射波长>

根据图25和图26，FDPQ2在甲苯溶液中的发射波长峰在415纳米，FDPQ2的沉积膜的发射波长峰在430纳米，因此，可以说FDPQ2具有优选用于本发明的发射波长峰(大于或等于350纳米且小于或等于450纳米)。

<FDPQ2的电子捕集性质>

评价FDPQ2的电子捕集性质。通过循环伏安法(cyclic voltammetry)(CV)测定，测定Alq(在实施例1中用作具有电子传输性质的第一有机化合物)和FDPQ2(是具有电子捕集性质的第二有机化合物)的还原特性，由该测定获得Alq和FDPQ2的LUMO能级。该测定中使用电化学分析仪(ALS型600A或600C，由BAS公司制造)。

对用于CV测定的溶液，可使用脱水的二甲基甲酰胺(DMF，西格玛-奥德里奇公司(Sigma-Aldrich Inc.)产品，99.8％，目录号22705-6)作为溶剂，高氯酸四正丁基铵是一负载型电解质，将高氯酸四正丁基铵(n-Bu₄NClO₄，东京化学工业公司(Tokyo Chemical Industry Co.，Ltd.)的产品，目录号T0836)溶解在该溶剂中，使高氯酸四正丁基铵浓度为100毫摩尔/升。此外，将要测定的目标物也溶解在该溶剂中，使其浓度为1毫摩尔/升。此外，使用铂电极(PTE铂电极，为BAS公司产品)作为工作电极；铂电极(VC-3Pt反电极(5cm)，BAS公司产品)作为辅助电极；使用Ag/Ag⁺电极(RE5非水溶剂参比电极，BAS公司产品)作为参比电极。应当注意，该测定在室温(20-25℃)下进行。

[计算参比电极相对于真空能级的势能]

首先，计算实施例4中的参比电极(Ag/Ag⁺电极)相对于真空能级的势能(eV)。即，计算Ag/Ag⁺电极的费米能级。已知二茂铁在甲醇中的氧化-还原电势相对于标准氢电极为+0.610V[相对于SHE](参考文献：Christian R.Goldsmith等，J.Am.Chem.Soc.，第124卷，第1期，第83-96页，2002)。另一方面，当使用实施例4中所用的参比电极计算二茂铁在甲醇中的氧化-还原电势时，结果为+0.20V[相对于Ag/Ag⁺]。因此，发现在实施例4中所用的参比电极的势能比标准氢电极的势能低0.41[eV]。应当注意二茂铁的浓度为1毫摩尔/升。

在此，还已知标准氢电极相对于真空能级的势能为-4.44eV(参考文献：Toshihiro Ohnishi and Tamami Koyama，High molecular EL material，Kyoritsu Shuppan，第64-67页)。因此，在实施例4中所用的参比电极相对于真空能级的势能可如下计算：-4.44-0.41＝-4.85[eV]。

(FDPQ2的CV测定例)

通过循环伏安法(CV)测定观察FDPQ2的还原特性。扫描速度设定为0.1伏/秒。图28示出该测定的结果。应当注意还原特性测定中进行以下步骤：扫描工作电极相对于参比电极在(1)-0.48V至-1.90V的电势，然后在(2)-1.90 V至-0.48V的电势。应当注意FDPQ2的浓度为10毫摩尔/升。

如图28所示，由该图可知，还原峰电势E_pc为-1.81V，氧化峰电势E_pa为-1.69V。因此，可以确定半波电势(E_pc和E_pa之间的中间电势)为-1.75V。这说明FDPQ2可以被-1.75V电能[相对于Ag/Ag⁺]还原，该能量对应于LUMO能级。在此，如上所述，实施例3中所用的参比电极相对于真空能级的势能为-4.85[eV]。因此，FDPQ2的LUMO能级如下计算：-4.85-(-1.75)＝-3.10[eV]。

(Alq的CV测定例)

通过循环伏安法(CV)测定观察Alq的还原特性。扫描速度设定为0.1伏/秒。图29示出该测定的结果。应当注意还原特性测定中进行以下步骤：扫描工作电极相对于参比电极在(1)-0.69V至-2.40V的电势，然后在(2)-2.40V至-0.69V的电势。Alq的浓度为1毫摩尔/升。

如图29所示，由该图可知，还原峰电势E_pc为-2.20V，氧化峰电势E_pa为-2.12V。因此，可以确定半波电势(E_pc和E_pa之间的中间电势)为-2.16V。这说明Alq可以被-2.16V电能[相对于Ag/Ag⁺]还原，该能量对应于LUMO能级。在此，如上所述，实施例3中所用的参比电极相对于真空能级的势能为-4.85[eV]。因此，Alq的LUMO能级如下计算：-4.85-(-2.16)＝-2.69[eV]。

比较上面获得的FDPQ2和Alq的LUMO能级，因此发现，FPDQ2的LUMO能级比Alq的LUMO能级低0.41[eV]。这表明，将FDPQ2添加到Alq中的结果是，FDPQ2可用作电子阱。因此，在实施例1的发光元件1中用于控制电子传输的层1114中，FDPQ2用作对电子的阱。该阱深度大于或等于0.3eV。

[实施例5]

在实施例5中，评价FDPQ的能隙，发射波长和电子捕集性质，FDPQ在实施例2的发光元件3中作为用于控制电子传输的层1114中具有电子捕集性质的第二有机化合物。

<FDPQ的能隙>

评价FDPQ的能隙。图30示出FDPQ的沉积膜的吸收光谱。将图30中吸收光谱的数据转换为tauc图，假定直接转变以估算FDPQ在固态的能隙。结果，证实FDPQ的能隙为3.2eV。

另一方面，2PCAPA在实施例2中用作发光元件3的发光物质，按照实施例4所述，2PCAPA的能隙为2.5eV。因此，发现用作具有电子捕集性质的第二有 机化合物的FDPQ的能隙大于发光物质的能隙。此外，FDPQ的能隙大于或等于3.0eV，优选FDPQ用于本发明。

<FDPQ的发射波长>

图30示出FDPQ沉积膜的发射光谱。应当注意，激发波长设定为357纳米。根据图30，FDPQ沉积膜的发射波长峰为406纳米，因此FDPQ具有本发明优选的发射波长的峰(大于或等于350纳米且小于或等于450纳米)。

<FDPQ的电子捕集性质>

评价FDPQ的电子捕集性质。通过循环伏安法(CV)测定，测定Alq(在实施例2中用作具有电子传输性质的第一有机化合物)和FDPQ(是具有电子捕集性质的第二有机化合物)的还原特性，由该测定获得Alq和FDPQ的LUMO能级。该测定按照与实施例4相同的方式进行。

(FDPQ的CV测定例)

通过循环伏安法(CV)测定观察FDPQ的还原特性。扫描速度设定为0.1伏/秒。图31示出该测定的结果。应当注意还原特性测定中进行以下步骤：扫描工作电极相对于参比电极在-0.37V至-2.30V的电势，然后在-2.30V至-0.37V的电势。FDPQ的浓度为10毫摩尔/升。

如图31所示，由该图可知，还原峰电势E_pc为-1.86V，氧化峰电势E_pa为-1.78V。因此，可以确定半波电势(E_pc和E_pa之间的中间电势)为-1.82V。这说明FDPQ可以被-1.82V电能[相对于Ag/Ag⁺]还原，该能量对应于LUMO能级。在此，如上所述，参比电极相对于真空能级的势能为-4.85[eV]。因此，FDPQ的LUMO能级如下计算：-4.85-(-1.82)＝-3.03[eV]。

此外，如实施例4所述，Alq的LUMO能级为-2.69eV。比较上面获得的FDPQ和Alq的LUMO能级，因此发现，FPDQ的LUMO能级比Alq的LUMO能级低0.34[eV]。这表明，将FDPQ添加到Alq中的结果是，FDPQ可用作电子阱。因此，在实施例1的发光元件1中用于控制电子传输的层1114中，FDPQ用作对电子的阱。该阱深度大于或等于0.3eV。

[实施例6]

实施例6中参照图12具体地描述了本发明的发光元件(发光元件4和发光元件5)。在实施例6中使用的材料的结构式如下。应当注意，省略了实施例1中所述的有机化合物。

(发光元件4和发光元件5)

首先，通过溅射法，在玻璃基板1100上沉积含氧化硅的ITO，形成第一电极1101。应当注意，第一电极1101的厚度为110纳米，电极面积为2毫米×2毫米。

然后，将具有第一电极的基板固定在真空蒸镀设备的基板夹具中，使形成了第一电极的表面向下，然后降低真空蒸镀设备中的压力至约10^-4帕。之后，在第一电极1101上共蒸镀NPB和氧化钼(VI)，因此形成包含有机化合物和无机化合物的复合材料的层1111。该层1111的厚度为50纳米，NPB与氧化钼(VI)的重量比值设定为4∶1(＝NPB∶氧化钼)。应当注意，共蒸镀法是一种蒸镀方法，该方法中，在一个处理室中同时使用多个蒸发源进行蒸镀。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，形成10纳米厚度的NPB膜，形成空穴传输层1112。

之后，在空穴传输层1112上形成发光层1113。该发光层1113通过在空穴传输层1112上共蒸镀30纳米厚度的CzPA和2PCAPA形成。调节蒸镀速度，使CzPA与2PCAPA的重量比值为1∶0.05(＝CzPA∶2PCAPA)。

此外，在发光层1113上形成10纳米厚度的用于控制电子传输的层1114。在发光元件4的情况中，Alq是具有电子传输性质的第一有机化合物，2，3，5，8-四苯基喹喔啉(缩写：TPQ)是具有电子捕集性质的第二有机化合物，将这两种化合物共蒸镀，形成用于控制电子传输的层1114。在发光元件5的情况中，Alq是具有电子传输性质的第一有机化合物，2，3-二[4-(10-苯基-9-蒽基(antryl))苯基]喹喔啉(缩写：PAPQ)是具有电子捕集性质的第二有机化合物，将这两种化合物共蒸镀，形成用于控制电子传输的层1114。此时，调节蒸镀速度，使发光元件4中Alq和TPQ的重量比为1∶0.05(＝Alq∶TPQ)。发现，按照与实施例4和5相同的方式，测定在发光元件4中使用的TPQ(缩写)的能隙以及在发光元件5中使用的PAPQ(缩写)的能隙。证实TPQ和PAPQ的能隙分别为3.1[eV]和2.9[eV]。TPQ和PAPQ都是喹喔啉衍生物，且是具有电子捕集性质的有机化合物。

然后，采用蒸镀法，使用电阻加热，在控制电子传输的层1114上沉积30纳米厚度的Alq，形成电子传输层1115。

然后，通过在电子传输层1115上形成1纳米厚度的氟化锂(LiF)膜，形成电子注入层1116。

最后，采用蒸镀法，使用电阻加热，沉积200纳米厚度的铝膜，形成第二电极1102。因此，制造发光元件4和5。

将上述获得的发光元件4和5置于在氮气氛下的手套箱中，使发光元件与空气隔绝。然后，测定这些发光元件的操作特性。应当注意，测定在室温条件(气氛保持在25℃)下进行。

图32显示发光元件4的电流密度-亮度特性。图33显示其电压-亮度特性。图34显示发光元件的亮度-电流效率特性。图35显示在1毫安电流下发光元件4的发射光谱。发光元件4的CIE色度坐标在3000坎/平方米亮度下位于(x＝0.30，y＝0.62)。发光元件4显示源自2PCAPA的绿光发射，类似于实施例1的发光元件1和参比发光元件2以及实施例2的发光元件3。因此，与发光元件1和3类似，发光元件4具有优异的色纯度。在3000坎/米²亮度条件下，电流效率和驱动电压分别为13.6坎/安和6.8伏。

图36显示连续照明试验结果，该试验中，发光元件4通过恒定电流驱动连续发光，初始亮度设定为5000坎/米²(纵轴表示根据5000坎/米²为100％的假设的相对亮度)。由图36的结果可知，即使100小时后，发光元件4显 示的亮度仍然为初始亮度的92％，证实该发光元件4与发光元件1和3类似，具有长寿命。因此，按照本发明，可以制造长寿命的发光元件。

图37显示发光元件5的电流密度-亮度特性。图38显示其电压-亮度特性。图39显示发光元件5的亮度-电流效率特性。图40显示在1毫安电流下发光元件的发射光谱。应当注意，发光元件5的CIE色度坐标在3280坎/平方米亮度下位于(x＝0.30，y＝0.62)。观察到发光元件5显示源自2PCAPA的绿光发射，类似于实施例1的发光元件1和参比发光元件2以及实施例2的发光元件3。因此，与发光元件1和3类似，发光元件5具有优异的色纯度。在3280坎/米²亮度条件下，电流效率和驱动电压分别为13.6坎/安和7.2伏。

图41显示连续照明试验结果，该试验中，发光元件5通过恒定电流驱动连续发光，初始亮度设定为5000坎/米²(纵轴表示根据5000坎/米²为100％的假设的相对亮度)。由图41的结果可知，即使100小时后，发光元件5显示的亮度仍然为初始亮度的93％，证实该发光元件5与发光元件1和3类似，具有长寿命。因此，按照本发明，可以制造长寿命的发光元件。

本申请是基于2007年2月21日提交日本专利局的日本专利申请序列第2007-040379号，其全部内容通过参考结合于本文。 

Claims (10)

1.一种制造发光器件的方法，其包括：

在基板上形成第一电极；

在第一电极上形成空穴传输层；

在空穴传输层上形成发光层；

在发光层上通过共沉积第一有机化合物和第二有机化合物来形成控制电子传输的层，其中，第一有机化合物具有电子传输性质，第二有机化合物具有电子捕集性质；

在控制电子传输的层上形成电子传输层；和

在电子传输层上形成第二电极。

2.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，该方法还包括在发光层和控制电子传输的层之间形成包含具有高电子传输性质的物质的层。

3.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第二有机化合物的能隙大于发光层的能隙。

4.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第一有机化合物是三(8-羟基喹啉)铝(III)，第二有机化合物是2，3，2′，3′-四(4-氟苯基)-6，6′-二喹喔啉。

5.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第一电极是阳极，第二电极是阴极。

6.一种通式(1)表示的喹喔啉衍生物，

式中，R¹至R²⁰中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

7.一种通式(2)表示的喹喔啉衍生物，

式中，R²¹至R²⁴中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个，其余是氢。

8.一种通式(2)表示的喹喔啉衍生物，

式中，R²¹至R²⁴各自独立地是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个。

9.使用权利要求6-8任一项所述喹喔啉衍生物的发光器件。

10.一种电子器件，它使用权利要求9所述的发光器件，其中，所述电子器件是选自下组中的一个：电视机，计算机，移动电话机，摄像机和台灯。

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