TW201442562A - 發光元件，發光裝置，和電子裝置 - Google Patents

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Abstract

發光元件包括：發光層和在第一電極和第二電極之間的控制載流子移動的層。所述控制載流子移動的層包含第一有機化合物和第二有機化合物，並且提供在所述發光層和第二電極之間。所述第一有機化合物具有電子遷移性能，第二有機化合物具有電子俘獲性能。第一有機化合物的重量百分率高於第二有機化合物的重量百分率。當按第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓時，所述發光層發光。具有電子遷移性能的第一有機化合物可以被具有電洞遷移性能的有機化合物替代，具有電子俘獲性能的第二有機化合物可以被具有電洞俘獲性能的有機化合物替代。

Description

發光元件，發光裝置，和電子裝置
本發明係關於電流激勵型發光元件，還關於具有此類發光元件的發光裝置和電子裝置。
近年來，已經對使用電致發光的發光元件進行了積極研究和開發。這種發光元件的基本結構滿足發光化合物夾在一對電極之間。藉由對這種元件施加電壓，可以由所述發光化合物獲得光發射。
此類自發光型發光元件具有的優點是具有它比液晶顯示器高的像素可見性，並且不必使用背光。因此，此類發光元件認為是適合平板顯示元件的。此外，此類發光元件具有的優點在於它可以形成得薄又輕質，並且具有相當快的回應速度。
另外，因為此類發光元件可以按薄膜形式形成，所以藉由形成大面積的元件就能容易地獲得平面光發射。採用以白熾燈或LED為代表的點光源或採用以熒光燈為代表的線光源不可能容易地達到這一點。因此，所述發光元件 具有作為可以應用於照明的平面光源的高利用價值。
使用電致發光的發光元件可以大致分為其發光化合物是有機化合物的發光元件和其發光化合物是無機化合物的發光元件。本發明係關於其發光化合物是有機化合物的前一種發光元件。在這種情況下，當將電壓施加到發光元件上時，電子和電洞從一對電極注入包含發光有機化合物的層，藉此電流流到那裏。然後，載流子(電子和電洞)重新結合並且發光有機化合物達到激發態。當所述有機化合物從激發態返回到基態時，獲得光發射。
由於這種機理，該發光元件稱作電流激勵型發光元件。作為由有機化合物獲得的激發態類型，存在單激發態和三激發態。從單激發態發射的光稱為熒光，從三激發態發射的光稱為磷光。
為了改進元件特性，此類發光元件具有許多材料依賴性問題，並且為了克服所述問題，已進行了元件結構、材料開發等方面的改進。例如，在參考文獻1(Tetsuo TSUTSUI等八人，Japanese Journal of Applied Physics,Vol.38,L1502-L1504(1999))中，透過提供電洞阻擋層改進使用發磷光材料的發光元件的發光效率。
然而，因為參考文獻1中公開的電洞阻擋層不持久，所以發光元件具有短的壽命。因此，希望改進發光元件的壽命。鑒於上文所述，本發明的目的是提供具有長壽命的發光元件。本發明的另一個目的是提供具有長壽命的發光裝置和電子裝置。
由於深入研究，本發明人發現，透過提供控制載流子移動的層，即控制電子或電洞移動的層，可以抑制隨著時間載流子平衡的改變。本發明人也發現透過提供此種層可以獲得長壽命的發光元件。
因此，本發明的發光元件的一個觀點包括：第一電極，第二電極，發光層，和控制載流子移動的層。發光層和控制載流子移動的層夾在第一電極和第二電極之間，所述控制載流子移動的層包含第一有機化合物和第二有機化合物，在所述發光層和第二電極之間提供這種控制載流子移動的層，所述第一有機化合物是具有電子遷移性能的有機化合物，所述第二有機化合物是具有電子俘獲性能的有機化合物，在控制載流子移動的層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，和當按第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓時，所述發光層發光。
在上述結構中，第二有機化合物的最低未占分子軌道能級較佳的比第一有機化合物的最低未占分子軌道能級低0.3eV或更多。此外，所述發光層較佳的具有電子遷移性能。例如，較佳的發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物，第三有機化合物的重量百分率高於第四有機化合物的重量百分率，第三有機化合物具有電子遷移性能。此外，所述第一有機化合物和第三有機化合物較佳的是不同 的有機化合物。在上述結構中，第一有機化合物較佳的是金屬複合物。此外，第二有機化合物較佳的按0.1wt%-5wt%或0.1mol%-5mol%包含在所述控制載流子移動的層中。此外，在上述結構中，第二有機化合物較佳的是香豆素衍生物。
本發明的發光元件的一個觀點包括：第一電極，第二電極，發光層，和控制載流子移動的層。發光層和控制載流子移動的層夾在第一電極和第二電極之間，所述控制載流子移動的層包含第一有機化合物和第二有機化合物，在所述發光層和第一電極之間提供這種控制載流子移動的層，所述第一有機化合物是具有電洞遷移性能的有機化合物，所述第二有機化合物是具有電洞俘獲性能的有機化合物，在控制載流子移動的層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，和當按第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓時，所述發光層發光。
在上述結構中，第二有機化合物的最高未占分子軌道能級較佳的比第一有機化合物的最高已占分子軌道能級高0.3eV或更多。此外，所述發光層較佳的具有電洞遷移性能。例如，較佳的發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物，第三有機化合物的重量百分率高於第四有機化合物的重量百分率，第三有機化合物具有電洞遷移性能。此外，所述第一有機化合物和第三有機化合物較佳的是不同的有機化合物。第二有機化合物較佳的按0.1wt%-5wt%或 0.1mol%-5mol%包含在所述控制載流子移動的層中。因此，受俘獲的載流子的量可以適當地加以控制。此外，在上述結構中，第一有機化合物較佳的是芳族胺化合物。
在上述結構中，控制載流子移動的層的厚度較佳的為5-20nm。即，不管具有載流子輸送性能的第一有機化合物是否具有電子遷移性能或電洞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電洞俘獲性能，所述控制載流子移動的層的厚度較佳的為5-20nm。無論如何，較佳的提供所述控制載流子移動的層與所述發光層接觸。
此外，本發明包括發光裝置，它包括上述發光元件。本說明書中的發光裝置包括所有影像顯示裝置、發光裝置和光源(包括照明裝置)。此外，本發明還包括以下元件：其中連接器如FPC(撓性印刷電路)、TAB(帶自動連接)帶或TCP(帶載體封裝)附著於其上形成了發光元件的面板的元件、其中印刷線路板與TAB帶或TCP的末端連接的元件，和其中透過COG(玻璃覆晶)方法直接地將IC(積體電路)安裝在發光元件上的元件。
此外，本發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明的發光元件。因此，本發明的電子裝置包括顯示器部分，該顯示器部分包括上述發光元件和控制所述發光元件發光的控制器。
如上所述，在本發明中，透過將具有載流子遷移性能(即，電子遷移性能或電洞遷移性能)的第一有機化合物 和具有載流子俘獲性能(即，電子俘獲性能或電洞俘獲性能)的第二有機化合物結合而形成控制載流子移動的層。本說明書中涉及的載流子俘獲性能不是絕對性能，而是相對於載流子遷移性能的相對性能。即，載流子俘獲性能具有的功用是降低在控制載流子移動的層中在預定範圍內使用的第一有機化合物的載流子遷移性能。
為了測定性能，當第一有機化合物具有電子俘獲性能時，可以參考最低未占分子軌道能級，而當第一有機化合物具有電洞遷移性能時，可以參考使用最高未占分子軌道能級。例如，當第一有機化合物具有電子遷移性能時，較佳的具有電子俘獲性能的第二有機化合物的最低未占分子軌道能級比第一有機化合物的小0.3eV或更多。同時，當第一有機化合物具有電洞遷移性能時，較佳的具有電洞俘獲性能的第二有機化合物的最高已占分子軌道能級比第一有機化合物的高0.3eV或更多。
本發明的發光元件具有控制載流子移動的層，藉此可以抑制隨著時間載流子平衡的改變。因此，可以獲得長壽命的發光元件。此外，當本發明的發光元件應用於發光裝置和電子裝置時，有可能提供具有高發光效率和降低功耗的發光裝置和電子裝置。此外，可以獲得具有長壽命的發光裝置和電子裝置。
1-11‧‧‧發光元件
201‧‧‧基板
202‧‧‧第一電極
203‧‧‧EL層
204‧‧‧第二電極
211‧‧‧第一層
212‧‧‧第二層
213‧‧‧第三層
214‧‧‧第四層
215‧‧‧第五層
216‧‧‧第六層
217‧‧‧第七層
401‧‧‧基板
402‧‧‧第一電極
403‧‧‧EL層
404‧‧‧第二電極
411‧‧‧第一層
412‧‧‧第二層
413‧‧‧第三層
414‧‧‧第四層
415‧‧‧第五層
416‧‧‧第六層
417‧‧‧第七層
501‧‧‧第一電極
502‧‧‧第二電極
511‧‧‧第一發光元件
512‧‧‧第二發光元件
513‧‧‧電荷產生層
601‧‧‧源極驅動器電路
602‧‧‧像素部份
603‧‧‧閘極驅動器電路
604‧‧‧密封基板
605‧‧‧密封材料
607‧‧‧空間
608‧‧‧導線
609‧‧‧FPC
610‧‧‧基板
623‧‧‧n通道TFT
624‧‧‧p通道TFT
611‧‧‧開關TFT
612‧‧‧電流控制TFT
613‧‧‧第一電極
614‧‧‧絕緣體
616‧‧‧EL層
617‧‧‧第二電極
618‧‧‧發光元件
951‧‧‧基板
952‧‧‧電極
963‧‧‧絕緣層
954‧‧‧分隔層
955‧‧‧EL層
956‧‧‧電極
9101‧‧‧外殼
9102‧‧‧支撐底座
9103‧‧‧顯示部份
9104‧‧‧揚聲器部份
9105‧‧‧視頻輸入部份
9201‧‧‧主體
9202‧‧‧外殼
9203‧‧‧顯示部份
9204‧‧‧鍵盤
9205‧‧‧外接埠
9206‧‧‧定點裝置
9401‧‧‧主體
9402‧‧‧外殼
9403‧‧‧顯示部份
9404‧‧‧聲音輸入部份
9405‧‧‧聲音輸出部份
9406‧‧‧操作鍵
9407‧‧‧外接埠
9408‧‧‧天線
9501‧‧‧主體
9502‧‧‧顯示部份
9503‧‧‧外殼
9504‧‧‧外接埠
9505‧‧‧遙控接收部份
9506‧‧‧影像接收部份
9507‧‧‧電池
9508‧‧‧聲音輸入部份
9509‧‧‧操作鍵
9510‧‧‧目鏡部份
901‧‧‧外殼
902‧‧‧液晶層
903‧‧‧背光
904‧‧‧外殼
905‧‧‧IC
906‧‧‧端子
2001‧‧‧外殼
2002‧‧‧光源
3001‧‧‧室內照明裝置
3002‧‧‧電視機
2201‧‧‧玻璃基板
2202‧‧‧第一電極
2211‧‧‧含複合材料的層
2212‧‧‧電洞遷移層
2213‧‧‧發光層
2214‧‧‧用於控制載流子移動的層
2215‧‧‧電子遷移層
2204‧‧‧第二電極
2216‧‧‧電子注入層
2401‧‧‧玻璃基板
2402‧‧‧第一電極
2411‧‧‧含複合材料的層
2412‧‧‧電子遷移層
2413‧‧‧用於控制載流子移動的層
2414‧‧‧發光層
2415‧‧‧電子遷移層
2416‧‧‧電子注入層
在附圖中： 圖1A和1B說明實施例模式1所示的本發明的發光元件；圖2A和2B說明具有與實施例模式1的圖1A和1B中的那些不同結構的本發明發光元件；圖3A-3C說明實施例模式1所示的本發明發光元件的光發射的實例；圖4說明圖1A所示的本發明發光元件的能帶圖的實例；圖5A和5B說明實施例模式2所示的本發明的發光元件；圖6A和6B說明具有與實施例模式2的圖5A和5B中的那些不同結構的本發明發光元件；圖7A-7C說明實施例模式2所示的本發明發光元件的光發射的實例；圖8說明圖5A所示的本發明發光元件的能帶圖的實例；圖9說明其中將實施例模式3中的多個發光單元堆疊的發光元件；圖10A和10B說明實施例模式4所示的本發明的主動矩陣發光裝置；圖11A和11B說明實施例模式4所示的本發明的被動矩陣發光裝置；圖12A-12D說明本發明的電子裝置；圖13說明使用本發明的發光裝置作為背光的電子裝 置；圖14說明使用本發明的照明裝置的臺燈；圖15說明使用本發明的照明裝置的室內照明裝置；圖16說明實施例的發光元件；圖17顯示發光元件1的電流密度對亮度特性；圖18顯示發光元件1的電壓對亮度特性；圖19顯示發光元件1的亮度對電流效率特性；圖20顯示發光元件1的發射光譜；圖21顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件1和參考發光元件2連續地發光；圖22顯示發光元件3的電流密度對亮度特性；圖23顯示發光元件3的電壓對亮度特性；圖24顯示發光元件3的亮度對電流效率特性；圖25顯示發光元件3的發射光譜；圖26顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件3、發光元件4、發光元件5和參考發光元件6連續地發光；圖27顯示發光元件4的電流密度對亮度特性；圖28顯示發光元件4的電壓對亮度特性；圖29顯示發光元件4的亮度對電流效率特性；圖30顯示發光元件4的發射光譜；圖31顯示發光元件5的電流密度對亮度特性；圖32顯示發光元件5的電壓對亮度特性；圖33顯示發光元件5的亮度對電流效率特性； 圖34顯示發光元件5的發射光譜；圖35顯示Alq的還原反應特性；圖36顯示DPQd的還原反應特性；圖37顯示香豆素6的還原反應特性；圖38顯示發光元件7的電流密度對亮度特性；圖39顯示發光元件7的電壓對亮度特性；圖40顯示發光元件7的亮度對電流效率特性；圖41顯示發光元件7的發射光譜；圖42顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件7連續地發光；圖43顯示發光元件8的電流密度對亮度特性；圖44顯示發光元件8的電壓對亮度特性；圖45顯示發光元件8的亮度對電流效率特性；圖46顯示發光元件8的發射光譜；圖47顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件8連續地發光；圖48說明實施例的發光元件；圖49顯示發光元件9的電流密度對亮度特性；圖50顯示發光元件9的電壓對亮度特性；圖51顯示發光元件9的亮度對電流效率特性；圖52顯示發光元件9的發射光譜；圖53顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件9連續地發光；圖54顯示發光元件10的電流密度對亮度特性； 圖55顯示發光元件10的電壓對亮度特性；圖56顯示發光元件10的亮度對電流效率特性；圖57顯示發光元件10的發射光譜；圖58顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件10連續地發光；圖59顯示發光元件11的電流密度對亮度特性；圖60顯示發光元件11的電壓對亮度特性；圖61顯示發光元件11的亮度對電流效率特性；圖62顯示發光元件11的發射光譜；圖63顯示連續照明試驗的結果，其中透過恒定電流驅動讓發光元件11連續地發光；圖64顯示BPAPQ的還原反應特性；和圖65顯示DNTPD的還原反應特性。
下面將參照附圖詳細地說明本發明的實施例模式，它們包括實施本發明的最佳模式。應指出本發明不限於以下說明，本領域技術人員將容易理解的是，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下可以作出各種改變和修改。因此，本發明不應理解為限於以下實施例模式中的說明。
首先，將說明發光元件的亮度衰減因素。發光元件一般且通常地由恒定電流驅動。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於電流的比例。因此，電流效率顯著地受到以下因素影響：正在發光 元件中流動的載流子中的多少可以在發光層中再結合(載流子平衡)，或已經在發光層中再結合的載流子(即，激發子)中的多少可以導致發光(量子效率)。
因此，認為隨著時間載流子平衡的變化或隨著時間量子效率的降低是亮度衰減的主要因素。鑒於上文所述，已經透過研究隨著時間載流子平衡的變化作出了本發明。因此，可能開發出其中隨著時間載流子平衡的變化可以得到抑制的發光元件。
[實施例模式1]
將參照圖1A說明本發明發光元件的一個實例。這一實施例模式說明包括控制電子移動的層作為控制載流子移動的層的發光元件。即，在本發明中，透過使用控制載流子移動的層抑制隨著時間載流子平衡的改變，以致載流子在離開電極的位置再結合，藉此延長發光元件的壽命。
本發明的發光元件具有在一對電極之間的多個層。透過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製成的層結合而將所述多個層堆疊，以致在離開電極的位置形成發光區域，即以致載流子在離開電極的位置再結合。
在這個實施例模式中，發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。應指出，在這個實施例模式中，將在假設第一電極202起陽極作用，第二電極204起陰極作用的情 況下進行說明。即，當在滿足第一電極202的電位高於第二電極204的電位情況下將電壓施加到第一電極202和第二電極204上時，獲得光發射。
基板201用作發光元件的支撐體。基板201可以由例如玻璃、塑膠等製成。應指出，本發明發光元件的基板201可以保留在發光裝置或電子裝置中，所述發光裝置或電子裝置是使用該發光元件的製品。或者，基板201可以僅用作形成發光元件過程中的支撐體。在那種情況下，基板201不保留在成品中。
第一電極202較佳的使用具有高功函(即，4.0eV或更高)的材料形成，例如金屬、合金、導電化合物或它們的混合物。特別地，可以給出氧化銦錫(ITO)、含矽或氧化矽的ITO、氧化銦鋅(IZO)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。
此類導電性金屬氧化物薄膜一般透過濺鍍形成，但是也可以透過噴墨法、旋塗法等等或透過應用溶膠-凝膠法等等形成。例如，可以透過使用靶材的濺鍍方法沈積氧化銦鋅(IZO)，其中將1-20wt%氧化鋅添加到氧化銦中。此外，可以透過使用靶材的濺鍍方法沈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。
當使用將說明的含複合材料的層作為與第一電極接觸的層時，該第一電極可以使用各種金屬、合金、導電性化合物、它們的混合物等形成，這與它們的功函無關。例如，可以使用鋁(Al)、銀(Ag)、鋁合金(AlSi)等。應指出，在本說明書中，術語“複合”是指電荷可以在材料之間遷移的狀態，所述材料不單單是兩種材料的簡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於元素周期表第1或2族的元素，即鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和鹼土金屬如鎂(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。由鹼金屬、鹼土金屬、或它們的合金製成的薄膜可以透過真空沈積法形成。此外，由鹼金屬或鹼土金屬的合金製成的薄膜可以透過濺鍍法形成。也可能透過噴墨法等沈積銀糊劑等。
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是發光層，第四層214是控制載流子移動的層。應指出，只要所述EL層203包括在這個實施例模式中示出的控制載流子移動的層和發光層，就是可接受的。因此，其他堆疊層的結構不受特別限制。例如，EL層203可以透過將電洞注入層、電洞遷移層、發光層、控制載流子移動的層、電子遷移層、電子注入層等適當地結合而形成。
第一層211是包含具有高電洞注入性能的化合物的層。作為具有高電洞注入性能的化合物，可以使用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢、氧化錳等。此外，作為低分子有機化合物，還可以給出酞菁化合物如酞菁(簡稱：H2PC)、酞菁銅(II)(簡稱：CuPc)和氧釩基(IV)酞菁(VOPc)。
此外，可以使用以下低分子有機化合物：芳族胺化合物如4,4’,4”-三(N,N-二苯氨)三苯胺(簡稱：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：DPAB)、4,4’-雙(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)聯苯(簡稱：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(簡稱：DPA3B)、3-[N-(9-苯基哢唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基哢唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基哢唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基哢唑(簡稱：PCzPCA2)、和3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基哢唑-3-基)氨基]-9-苯基哢唑(簡稱：PCzPCN1)。
或者，第一層211可以使用複合材料形成，其中將具有受體性能的化合物混入具有高電洞遷移性能的化合物中。應指出，當使用其中具有受體性能的化合物混入具有高電洞遷移性能的化合物的複合材料時，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於第一電極202。此種複合材料可以透過將具有高電洞遷移性能的化合物和具有受體性能的化合物共沈積而形成。
作為用於複合材料的有機化合物，可以使用各種化合物如芳族胺化合物、哢唑衍生物、芳族烴和高分子化合物(例如，低聚物、枝狀體或聚合物)。用於複合材料的有機化合物較佳的是所有高電洞遷移性能的有機化合物。特別地，較佳的使用電洞遷移率為10-6cm2/Vs或更高的化合物。然而，也可以使用其他化合物，只要它們的電洞遷移性能比它們的電子遷移性能高。可以用於複合材料的具體有機化合物說明如下。
例如，以下有機化合物可以用於複合材料：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]聯苯(簡稱：NPB或α-NPD)、和N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)；和哢唑衍生物如4,4’-二(N-哢唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1,3,5-三[4-(N-哢唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和1,4-雙[4-(N-哢唑基)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 稱：DPPA)、2-叔丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-叔丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：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’-聯蒽、10,10’-二苯基-9,9’-聯蒽、10,10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯蒽、10,10’-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-聯蒽、蒽、並四苯、紅熒烯、二萘嵌苯、2,5,8,11-四(叔丁基)二萘嵌苯、並五苯、六苯並苯、4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。
作為具有受體性能的化合物，可以給出有機化合物如7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟對苯醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)和四氯化苯醌和過渡金屬氧化物。此外，還可以給出屬於元素周期表第4-8族金屬的氧化物。特別地，較佳的使用具有高電子接受性能的氧化釩、氧化鈮、氧化組、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳和氧化錸。特別是，氧化鉬是尤其較佳的的，因為它即使在大氣中也是穩定的，具有低的吸濕性並且易於處理。
對於第一層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-乙烯基哢唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)和聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺(簡稱：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)。應指出，還可能使用複合材料形成第一層211，所述複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是包含具有高電洞遷移性能的化合物的層。作為具有高電洞遷移性能的化合物，可以使用以下低分子有機化合物：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]聯苯(簡稱：DFLDPBi)和4,4’-雙[N-(螺-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：BSPB)。在此說明的化合物主要是電洞遷移率為10-6cm2/Vs或更高的化合物。
此外，也可以將其他化合物用於第二層212，只要它們的電洞遷移性能比它們的電子遷移性能高。應指出，所述含具有高電洞遷移性能的化合物的層不限於單一層，也可以具有由上述化合物製成的兩個或更多個層的堆疊結 構。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是含高發光化合物的層，其相應於本發明的發光層。第三層213可以使用各種材料如低分子有機化合物形成。特別地，作為顯示藍光的發光材料，可以使用以下物質：N,N’-雙[4-(9H-哢唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(簡稱：(YGA2S)、4-(9H-哢唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(簡稱：YGAPA)等。
作為顯示綠發射光的發光材料，可以使用以下物質：N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-亞苯基二胺(簡稱：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-亞苯基二胺(簡稱：2DPABPhA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)]-N-[4-(9H-哢唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱：DPhAPhA)等。
作為顯示發黃光的發光材料，可以使用紅熒烯、5,12-雙(1,1’-聯苯-4-基)-6,11-二苯基並四苯(簡稱：BPT)等。此外，作為顯示紅發射光的發光材料，可以使用N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)並四苯-5,11-二胺(簡稱：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(簡稱：p-mPhAFD)等。或者，也可以使用發磷光物質如雙[2-(2’-苯並[4,5-a]噻吩基)吡啶-N,C3’]乙醯丙酮合銥(III)(簡稱：Ir(btp)2(acac))。
應指出，在這個實施例模式中，將控制載流子移動的層設置在發光層和用作陰極的第二電極之間。因此，所述發光層較佳的具有電子遷移性能。通常，當發光層具有電子遷移性能時，為了防止電子穿透發光層，在發光層和陽極之間提供電子阻擋層。然而，當電子阻擋層隨著時間而劣化時，再結合區域擴大到電子阻擋層的內部(或保持遷移層的內部)，這可能導致電流效率的顯著降低(即，亮度衰減)。同時，在本發明中，在電子到達發光層之前(在發光層和陰極之間)，將電子的移動加以控制。因此，即使當電子的平衡(例如，電子相對於電洞的遷移率或量)稍微損失時，在發光層中的再結合的比例幾乎不變，這是有利的，因為亮度不容易衰減。
應指出，發光層也可以具有其中上述高度發光的化合物分散在另一種化合物中的結構。對於其中分散了發光化合物的材料，可以使用各種化合物。具體來說，較佳的使用其最低未占分子軌道(LUMO)能級高於發光化合物且其最高已占分子軌道(HOMO)能級低於發光化合物的化合物。
應指出，在這個實施例模式中，發光層較佳的具有電子遷移性能，原因在於控制載流子移動的層設置在該發光層和用作陰極的第二電極之間。即，發光層的電子遷移性 能較佳的高於其電洞遷移性能。因此，上述其中分散了高度發光性化合物的材料較佳的是具有電子遷移性能的有機化合物。
特別地，可以使用以下金屬複合物：三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]-喹啉)鈹(II)(簡稱：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)(簡稱：Znq)、雙[2-(2-苯並唑基)苯酚氧基]鋅(II)(簡稱：ZnPBO)和雙[2-(2-苯並噻唑基)苯酚氧基]鋅(II)(簡稱：Zn(BTZ)2)。
此外，也可以使用以下雜環化合物：2-(4-聯苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(簡稱：TPBI)、4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉(簡稱：BPhen)和2,9-二甲基-4,7-聯苯-1,10-鄰二氮雜菲(簡稱：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-哢唑(簡稱：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：DPCzPA)、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、2-叔丁 基-9,10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、9,9’-聯蒽(簡稱：BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)二菲(簡稱：DPNS)、9,9’-(二苯乙烯-4,4’-二基)二菲(簡稱：DPNS2)和3,3’,3”-(苯-1,3,5-三基)三芘(簡稱：DPB3)。
作為其中分散了發光性化合物的材料，可以使用許多種類的材料。例如，為了控制結晶，可以進一步添加控制紅熒烯等的結晶的化合物。此外，為了有效地將能量轉移到發光化合物，可以進一步添加NPB、Alq等。當使用其中高度發光性化合物分散在另一種化合物中的結構時，可以抑制第三層213的結晶。此外，也可以抑制由於發光性化合物的高濃度産生的濃縮猝滅。
此外，可以將高分子化合物用於第三層213，即發光層。特別地，作為顯示藍發射光的發光材料，可以使用以下物質：聚(9,9-二辛基芴-2,7-二基)(簡稱：POF)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基-共聚-(2,5-二甲氧苯-1,4-二基)](簡稱：RF-DMOP)、聚{(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-共聚-[N,N’-二(對-丁基苯基)-1,4-苯二胺]}(簡稱：TAB-PFH)等。
作為顯示綠發射光的發光材料，可以使用以下物質：聚(對亞苯基亞乙烯基)(簡稱：PPV)、聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-交替-共聚-(苯並[2,1,3]噻二唑-4,7-二基)](簡稱：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。
作為顯示橙至紅發射光的發光材料，可以使用以下物質：聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-亞苯基亞乙烯基](簡稱：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]}(簡稱：CN-PPV-DPD)等。
第四層214是控制載流子移動的層，和至少含有兩種化合物。本發明最重要的特徵是提供了控制載流子移動的層，此外，該層包括第一有機化合物和第二有機化合物，所述第一有機化合物是具有載流子遷移性能的有機化合物，所述第二有機化合物具有載流子俘獲性能。具有載流子遷移性能的有機化合物分為具有電子遷移性能的化合物或具有電洞遷移性能的化合物。類似地，具有載流子遷移性能的有機化合物分為具有電子俘獲性能的化合物或具有電洞俘獲性能的化合物。
在這個實施例模式中的第四層214包含比第二有機化合物的重量百分率更高重量百分率的第一有機化合物。這一實施例模式將說明此種情形，與具有發光功用的層(即，發光層)相比，將控制載流子移動的層提供在更接近用作陰極的第二電極的位置。即，將說明將控制載流子移動的層提供在具有發光功用的第三層213和第二電極 204之間的情形。
當將控制載流子移動的層提供在比發光層更接近用作陰極的第二電極的位置時，第一有機化合物較佳的是具有電子遷移性能的有機化合物。即，第一有機化合物較佳的是其電子遷移性能高於電洞遷移性能的化合物。此外，第二有機化合物較佳的是具有俘獲電子的功用的有機化合物。即，第二有機化合物較佳的是其最低未占分子軌道(LUMO)能級比第一有機化合物的低0.3eV或更多的有機化合物。當控制載流子移動的層包括第二有機化合物，該層作為整體的電子遷移速度可能比該層僅由第一有機化合物製成的情形低。即，添加第二有機化合物使得有可能控制載流子的移動。此外，控制第二有機化合物的濃度使得有可能控制載流子的移動速度。第二的濃度較佳的為0.1wt%-5wt%或0.1mol%-5mol%。
較佳的發光層和第二有機化合物的發射顏色是相似的顏色。例如，當包含在發光層中的有機化合物是顯示藍發射光的有機化合物如YGA2S或YGAPA時，第二有機化合物較佳的是顯示藍至藍綠發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，即使第二有機化合物不希望地發光，發射光的色純度也可能處於良好狀態。
此外，當包含在發光層中的有機化合物是顯示綠發射光的有機化合物如2PCAPA、2PCABPhA、2DPAPA、2DPABPhA、2YGABPhA或DPhAPhA時，第二有機化合 物較佳的是顯示藍綠至黃綠發射光的化合物如N,N’-二甲基喹吖啶酮(簡稱：DMQd)、N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)、9,18-二氫-苯並[h]苯並[7,8]喹啉並[2,3-b]吖啶-7,16-二酮(簡稱：DMNQd-1)、9,18-二氫-9,18-二甲基-苯並[h]苯並[7,8]喹啉並[2,3-b]吖啶-7,16-二酮(簡稱：DMNQd-2)、香豆素30、香豆素6、香豆素545T或香豆素153。
此外，當包含在發光層中的有機化合物是顯示發黃光的有機化合物如紅熒烯或BPT時，第二有機化合物較佳的是顯示黃綠至金髮黃光的化合物如DMQd或(2-{2-[4-(9H-哢唑-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(簡稱：DCMCz)。
此外，當包含在發光層中的有機化合物是顯示紅發射光的有機化合物如p-mPhTD或p-mPhAFD時，第二有機化合物較佳的是顯示橙至紅發射光的化合物如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(簡稱：DCM1)、{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫化-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-叉基}丙二腈(簡稱：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-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-叉基}丙二腈(簡稱：DCJTB)或Nile紅。
此外，當包含在發光層中的發光材料是發磷光的物質 時，第二有機化合物還較佳的是發磷光的材料。例如，當發光材料是上述顯示紅發射光的Ir(btp)2(acac)時，第二有機化合物可以紅發磷光的物質如(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟代苯基)喹喔啉]銥(III)(簡稱：Ir(Fdpq)2(acac))。應指出，在用於發光元件的化合物之中，上述化合物是具有尤其低LUMO能級的化合物。因此，當將此類化合物添加到後面將說明的第一有機化合物中時，可以獲得優異的俘獲性能。
應指出，在上述為第二有機化合物示例性說明的化合物之中，喹吖啶酮衍生物如DMQd、DPQd、DMNQd-1和DMNQd-2是化學穩定的並因此是較佳的的。即，當使用喹吖啶酮衍生物時，可以尤其延長發光元件的壽命。此外，因為喹吖啶酮衍生物顯示綠發射光，所以本發明發光元件的元件結構對綠色的發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，並且存在綠發光元件的惡化速度比其他發光元件更快的情形。然而，此種問題可以透過應用本發明而改善。
此外，包含在第四層214中的第一有機化合物是具有電子遷移性能的有機化合物。即，第一有機化合物是其電子遷移性能高於電洞遷移性能的化合物。特別地，可以使用以下物質：金屬複合物如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、Znq、BAlq、ZnPBO和ZnBTZ；雜環化合物如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)](簡稱：PF-BPy)。特別是，較佳的使用對電子穩定的金屬複合物。
此外，如前述，第二有機化合物的LUMO能級較佳的比第一有機化合物的低0.3eV或更多。因此，只要根據用於第二有機化合物的化合物的種類適當地選擇第一有機化合物使得滿足上述條件，就是可接受的。例如，當將DPQ或香豆素6用於後面將在實施例中說明的第二有機化合物時，可以透過將Alq用於第一有機化合物而滿足上述條件。
應指出，較佳的包含在第三層213中的高度發光性化合物和包含在第四層214中的第二有機化合物的發射顏色是相似的顏色。因此，較佳的該高度發光性化合物的發射光譜和第二有機化合物的發射光譜之間的峰值差異在30nm的範圍之內。當峰值差異在30nm的範圍之內時，高度發光性化合物和第二有機化合物的發射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當第二有機化合物由於電壓等變化發光時，發射顏色的變化可能得到抑制。
應指出，第二有機化合物不一定必須發光。例如，當高度發光性化合物具有比第二有機化合物高的發光效率時，較佳的控制第二有機化合物在第四層214中的濃度以 致僅可以實質上獲得高度發光性化合物的光發射(透過將第二有機化合物的濃度設置到略低於高度發光性化合物的濃度以致可以抑制第二有機化合物的光發射)。在那種情況下，高度發光性化合物和第二有機化合物的發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光性化合物轉移到第二有機化合物的可能性，並且因此可以獲得高的發光效率。
應指出，第二有機化合物較佳的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，添加到第一有機化合物中的第二有機化合物的濃度可能較高。即，第二有機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的層。此外，因為香豆素衍生物具有高的發光效率，所以即使當第二有機化合物發光時也可能抑制整個發光元件的發光效率的降低。
圖4作為範例的說明瞭圖1A所示的本發明發光元件的能帶圖。在圖4中，從第一電極202注射的電洞穿過第一層211並進一步穿過第二層212，所述第一層211包含具有高電洞注入性能的化合物，所述第二層212包含具有高電洞遷移性能的化合物。然後，將電洞注入包含高度發光性化合物的第三層213。另一方面，從第二電極204注射的電子穿過第六層216並進一步穿過第五層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。然後，將電子注入第四層214，即控制載流子移動的層。注入控制載流子移動的層的電子的移動速度被具有電子俘獲性能的第二有機化合物阻滯。移動速度受阻的電子注入包含高度發光性化合物的第三層213，然後與電洞再結合。因此，獲得光發射。
當第三層213具有電子遷移性能時，例如，從第二層212注入第三層213的電洞的移動速度受到阻滯。此外，從第四層214注入第三層213的電子的移動速度甚至在第三層213中也較慢，原因在於它已在第四層214中受到阻滯。因此，緩慢移動速度的電洞和緩慢移動速度的電子在第三層213中再結合，藉此再結合概率獲得增加並且發光效率得到改進。
在不包括第四層214的習知發光元件的情況下，不阻滯電子的移動速度而是將電子直接地注入第三層213。因此，電子到達第二層212和第三層213之間的介面附近。因此，在第二層212和第三層213之間的介面附近形成發光區域。在那種情況下，存在電子可能到達第二層212並使該層劣化的可能性。此外，當已經到達第二層212的電子的量隨著時間增加時，發光層中的再結合概率隨著時間減少，這導致元件的壽命更短(隨著時間亮度衰減)。
在本發明的發光元件中，從第二電極204注射的電子穿過第六層216並進一步穿過第五層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。然後，將電子注入第四層214，即控制載流子移動的層。在此，第四層214具有此種結構，即其中將具有俘獲電子功用的第二有機化合物添加到具有電子遷移性能的第一有機化合物中。因此，注入第四層214的電子的移動速度受到阻滯並控制了向第三層213的電子注入。
結果，從第三層213到第三層213和第四層214之間的介面附近的區域周圍形成了發光區域，該發光區域曾經通常在第二層212和第三層213之間的介面附近形成，所述第二層212包含具有高電洞遷移性能的化合物。因此，存在低的電子可能到達包含高電洞遷移性能的化合物的第二層212並使該第二層212劣化的可能性。類似地，至於電洞，還存在低的電洞可能到達包含高電子遷移性能的化合物的第五層215並使該層劣化的可能性，原因在於第四層214包含具有電子遷移性能的第一有機化合物。
此外，本發明的要點是不只將具有低電子遷移率的化合物應用於第四層214，而且還將具有俘獲電子功用的有機化合物，即具有載流子俘獲性能的有機化合物添加到具有電子遷移性能的有機化合物，即具有載流子遷移性能的有機化合物中。採用此種結構，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間電子注入的控制量的變化。因此，本發明的發光元件可以防止隨著時間載流子平衡損失的現象，這種現象可能另外降低再結合概率。因此，可以改進元件的壽命(可以抑制隨著時間亮度衰 減)。
在本發明的發光元件中，不在發光層和電洞遷移層之間的介面或發光層和電子遷移層之間的介面處形成發光區域。因此，不存在如果發光區域位於接近電洞遷移層或電子遷移層位置而將另外引起的不利的變化影響。此外，可以抑制隨著時間載流子平衡的變化(具體來說，隨著時間電子注入量的變化)。因此，可以獲得不容易劣化的長壽命發光元件。
此外，較佳的包含在第四層214中的第二有機化合物和包含在第三層213中的高度發光性化合物的發射顏色是相似的顏色。特別地，較佳的第二有機化合物和高度發光性化合物的發射光譜之間的峰值差異在30nm的範圍之內。當峰值差異在30nm的範圍之內時，第二有機化合物和高度發光性化合物的發射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當第二有機化合物由於電壓等變化發光時，發射顏色的變化可能得到抑制。應指出，第二有機化合物不一定必須發光。
此外，第四層214的厚度較佳的為5-20nm。當第四層214過厚時，載流子的移動速度變得太慢，這可能導致高的驅動電壓。另一方面，當第四層214過薄時，不可能實現控制載流子移動的功用。因此，第四層214的厚度較佳的為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，作為低分子有機化合物，可以使用金屬複合物 如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、ZnPBO和ZnBTZ。此外，除金屬複合物之外，還可以使用雜環化合物如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、BPhen和BCP。在此說明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於電子遷移層，只要其電子遷移性能比其電洞遷移性能高。另外，電子遷移層不限於單個層，還可以具有由上述化合物製成的兩個或更多個層的堆疊結構。
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，可以使用鹼金屬、鹼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製成的層，該化合物中混有鹼土金屬，鹼土金屬或它們的化合物，如Alq和鎂(Mg)的混合物。應指出，當使用由具有電子遷移性能的化合物製成的層，且該化合物中混有鹼土金屬，鹼土金屬或它們的化合物時，電子可以有效地從第二電極204注射，這是較佳的。
第二電極204較佳的使用具有低功函(即，3.8eV或 更低)的化合物形成，如金屬、合金、導電化合物或它們混合物。此類陰極材料的具體實例包括屬於元素周期表第1或2族的元素，即鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和鹼土金屬如鎂(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。由鹼金屬、鹼土金屬、或它們的合金製成的薄膜可以透過真空沈積法形成。此外，由鹼金屬或鹼土金屬的合金製成的薄膜可以透過濺鍍法形成。也可能透過噴墨法等沈積銀糊劑等。
當在第二電極204和第五層215之間提供具有促進電子注入功用的第六層216時，可以使用各種導電性材料如Al、Ag、ITO和含矽或氧化矽的ITO形成第二電極204，不需要考慮這些材料的功函。此外，可以透過濺鍍法、噴墨法、旋塗法等沈積這些導電性材料。
作為形成EL層的方法，可以使用各種方法，無需考慮乾法或濕法。例如，可以使用真空沈積法、噴墨法、旋塗法等。此外，對於不同的電極或不同的層，可以使用不同的沈積方法。例如，在上述材料之中，可以選擇高分子化合物透過濕法形成EL層。或者，可以選擇低分子有機化合物透過濕法形成EL層。此外，也可能透過選擇低分子有機化合物和使用乾法如真空沈積法形成EL層。類似地，可以透過濕法如溶膠凝膠法或透過採用金屬材料的糊劑的濕法形成所述電極。或者，可以透過乾法如濺鍍法或蒸汽沈積法形成所述電極。
形成發光元件的具體方法將在下面進行說明。當將本發明的發光元件應用於顯示裝置並且根據各種顏色選擇性地沈積其發光層時，較佳的透過濕法形成發光層。當透過噴墨法形成發光層時，即使當使用大基板時也可以容易地對各種顏色進行發光層的選擇性沈積。
例如，圖1A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是乾法的濺鍍方法形成第一電極，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第一層，透過是乾法的真空沈積法形成第二層，透過是濕法的噴墨法形成第三層，透過是乾法的共沈積法形成第四層，透過是乾法的真空沈積法形成第五層和第六層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極。
或者，圖1A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是濕法的噴墨法形成第一電極，透過是乾法的真空沈積法形成第一層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二層，透過是濕法的噴墨法形成第三層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第四層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第五層和第六層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極。應指出，沈積方法不限於上述方法，視情況可以將濕法和乾法結合。
例如，圖1A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是乾法的濺鍍方法形成第一電極，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第一和第二層，透過是濕法的噴墨法形成是發光層的第三層，透過是乾法的共沈積法形成第四 層，透過是乾法的真空沈積法形成第五層和第六層，和透過是乾法的真空沈積法形成第二電極。
即，有可能在具有預先按所需形狀形成的第一電極的基板上透過濕法形成第一層至第三層，並在其上透過乾法形成第四層至第二電極。透過這一方法，可以在常壓下形成第一層至第三層並且可以選擇性地根據各種顏色容易地沈積第三層。此外，可以在真空中連續地形成第四層至第二電極。因此，可以簡化所述方法並且可以改進生産率。
下面將示例性地說明所述方法。首先，在第一電極上沈積作為第一層的PEDOT/PSS。因為PEDOT/PSS可溶於水，所以可以透過旋塗法、噴墨法等將它作為水溶液沈積。不提供第二層，但是在第一層上提供作為發光層的第三層。可以透過噴墨法使用其中發光性化合物溶於溶劑(例如，甲苯、十二烷基苯或十二烷基苯和萘滿的混合溶劑)的溶液形成發光層，已經形成的第一層(PEDOT/PSS)不會溶於該溶劑中。接下來，在第三層上形成第四層。當透過濕法形成第四層時，應使用已經形成了的第一層和第三層不會溶解於其中的溶劑形成第四層。在那種情況下，溶劑的選擇範圍受限制。因此，為了形成第四層，使用乾法是更容易的。因此，透過是乾法的真空沈積在真空中連續地形成第四層至第二電極，該方法可以得到簡化。
同時，圖2A中所示的結構可以按上述步驟的反向次序形成：透過是乾法的濺鍍法或真空沈積法形成第二電 極，透過是乾法的真空沈積法形成第六層和第五層，透過是乾法的共沈積法形成第四層，透過是濕法的噴墨法形成第三層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二層和第一層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第一電極。透過這一方法，可以透過乾法在真空中連續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，可以簡化方法並且可以改進生産率。
在具有上述結構的本發明的發光元件中，電流由於第一電極202和第二電極204之間産生的電位差而流動，藉此電洞和電子在EL層203中再結合並且獲得光發射。發射光透過第一電極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。
當僅第一電極202是光透射性電極時，如圖3A所示，發射光透過第一電極202從基板一側射出。同時，當僅第二電極204是光透射性電極時，如圖3B所示，發射光透過第二電極204從與基板一側相反的那側射出。當第一電極202和第二電極204都是光透射性電極時，如圖3C所示，發射光透過第一電極202和第二電極204從基板一側和與基板一側相反的那側射出。
應指出，在第一電極202和第二電極204之間提供的層的結構不限於上述結構。可以使用除上述結構以外的任何結構，只要電洞和電子再結合的發光區域位於離開第一電極202和第二電極204的位置，此外，提供控制載流子 移動的層從而防止猝滅，所述猝滅將另外地由發光區域接近金屬而引起。
即，層的堆疊結構不受特別限制。只要由具有高電子遷移性能的化合物、具有高電洞遷移性能的化合物、具有高電子注入性能的化合物、具有高電洞注入性能的化合物和具有雙極性的化合物(同時具有高電子遷移性能和電洞遷移性能的化合物)製成的層適當地與這個實施例模式中示出的控制載流子移動的層和發光層結合，則就是可接受的。
應指出，在這個實施例模式中示出的控制載流子移動的層是控制電子移動的層。因此，它較佳的比發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，可以在具有發光功用的第三層213和是控制載流子移動的層的第四層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。
更佳的，所述控制載流子移動的層令人希望地經提供與所述發光層接觸。當控制載流子移動的層經提供與發光層接觸時，可以直接地控制向發光層的電子注入。因此，可以更加有效地控制發光層中隨著時間載流子平衡的變化，藉此可以更加有效地延長元件的壽命。此外，因為不需要含有高電子遷移性能的化合物的第七層217，所以該方法可以得到簡化。
應指出，當控制載流子移動的層經提供與發光層接觸時，較佳的包含在控制載流子移動的層中的第一有機化合 物與大量包含在發光層中的有機化合物不同。具體來說，當發光層含有高度發光性化合物分散於其中的化合物(第三有機化合物)和高度發光性化合物(第四有機化合物)時，該第三有機化合物和第一有機化合物是不同的有機化合物是合乎需要的。採用此種結構，從控制載流子移動的層移動到發光層的載流子(在這個實施例模式中，電子)的移動可以甚至在第一有機化合物和第三有機化合物之間加以控制。因此，提供控制載流子移動的層的有利效果可以進一步提高。
此外，圖2A中所示的發光元件具有其中用作陰極的第二電極204、EL層203和用作陽極的第一電極202順序地堆疊在基板201上的結構。
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。
在這個實施例模式中，在由玻璃、塑膠等製成的基板上形成發光元件。當在一個基板上形成許多此類發光元件時，可以形成被動矩陣發光裝置。此外，還可能在由玻璃、塑膠等製成的基板上形成，例如，薄膜電晶體(TFT)和在與該TFT電連接的電極上形成發光元件。因此，可以形成其中用TFT控制發光元件的驅動的主動矩陣發光裝置。
應指出，TFT的結構不受特別限制。可以使用交錯的TFT或反交錯的TFT。此外，在TFT基板上形成的驅動器 電路可以同時由n型通道和p型通道TFT構成或由n型通道和p型通道TFT中之一構成。此外，用於形成TFT的半導體薄膜的結晶度不受特別限制。可以使用非晶半導體薄膜或結晶半導體薄膜。
本發明的發光元件包括控制載流子移動的層。該控制載流子移動的層包含至少兩種化合物。因此，透過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，因為可以透過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，所以比在習知發光元件中更加容易地控制載流子平衡。即，載流子的移動可以不透過改變材料的物理性能而透過控制混合比例、層厚度等加以控制。
當透過使用控制載流子移動的層改進載流子平衡時，發光元件的發光效率可以得到改進。此外，使用控制載流子移動的層使得防止過多的電子被注射以及防止電子穿透發光層到達電洞遷移層或電洞注入層成為可能。當電子到達了電洞遷移層或電洞注入層時，發光層中的再結合概率減小(即，載流子平衡損失)，這可能導致發光效率隨著時間降低。即，發光元件的壽命變得更短。
然而，透過如這一實施例模式所示使用控制載流子移動的層，變得可能防止過多的電子被注射以及防止電子穿透發光層到達電洞遷移層或電洞注入層。因此，可以抑制發光效率隨著時間的降低。即，可以獲得長壽命的發光元件。更具體地，在包含在控制載流子移動的層中的兩種或 更多種化合物之間，使用具有比第一有機化合物的重量百分率更低重量百分率的第二有機化合物控制載流子的移動。因此，可以採用包含在控制載流子移動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。因此，可以獲得不容易隨著時間而劣化的長壽命發光元件。
即，與其中採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，當透過由單一化合物製成的層控制載流子的移動時，整個層的平衡由於形態的部分變化或由於部分結晶而改變。因此，此種發光元件將容易地隨著時間而劣化。然而，如這一實施例模式所示，當採用包含在控制載流子移動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時，有可能降低形態變化、結晶、聚集等的影響，藉此可以抑制隨著時間的變化。因此，可以獲得發光效率不容易隨著時間而降低的長壽命發光元件。
如這一實施例模式所示，其中在發光層和用作陰極的第二電極之間提供控制載流子移動的層的結構對於具有過多電子的發光元件是尤其有效的。例如，在這個實施例模式中所示的結構對於以下情形是尤其有效的：即發光層具有電子遷移性能並且從第二電極注射的會穿透該發光層的電子的比例可能地隨著時間而增加。應指出，視情況而定，這一實施例模式可以與其他實施例模式結合。
[實施例模式2]
這一實施例模式將說明本發明的不同於實施例模式1所示的發光元件的一個實例，參照圖5A。這一實施例模式說明包括控制電洞移動的層作為控制載流子移動的層的發光元件。本發明的發光元件具有在一對電極之間的多個層。透過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製成的層結合而將所述多個層堆疊，以致在離開電極的位置形成發光區域，即以致載流子在離開電極的位置再結合。
在這個實施例模式中，發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。應指出，在這個實施例模式中，將在假設第一電極402起陽極作用，第二電極404起陰極作用的情況下進行說明。即，當在滿足第一電極402的電位高於第二電極404的電位情況下將電壓施加到第一電極402和第二電極404上時，獲得光發射。
基板401可以與實施例模式1中說明的相似。第一電極402較佳的使用具有高功函(即，4.0eV或更高)的材料形成，例如金屬、合金、導電化合物或它們的混合物。因此，可以使用與實施例模式1中說明的相似的材料。
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。應指出，只要所述EL層403包括在這個實施例模式中示出的控制載流子移動的層和發光層，就是可接受的。因此，其他堆疊層的結構不受特別限制。例如，EL層403可以透過將電 洞注入層、電洞遷移層、發光層、控制載流子移動的層、電子遷移層、電子注入層等適當地結合而形成。
第一層411是包含具有高電洞注入性能的化合物的層，並且可以使用與實施例模式1中說明的相似的材料。第二層412是包含具有高電洞遷移性能的化合物的層，並且可以使用與實施例模式1中說明的相似的材料。
第三層413是控制載流子移動的層。第三層413包含至少兩種化合物。在第三層413中，第一有機化合物的重量百分率高於第二有機化合物的重量百分率。這一實施例模式將說明以下情形，即在比發光層更接近用作陽極的第一電極的位置提供控制載流子移動的層。即，將說明其中在具有發光功用的第四層414和第一電極402之間提供控制載流子移動的層的情形。
當將控制載流子移動的層提供在比發光層更接近用作陽極的第二電極的位置時，第一有機化合物較佳的是具有電洞遷移性能的有機化合物。即，第一有機化合物較佳的是其電洞遷移性能高於電子遷移性能的化合物。此外，第二有機化合物較佳的是具有俘獲電洞的功用的有機化合物。即，第二有機化合物較佳的是其最高已占分子軌道(HOMO)能級比第一有機化合物的高0.3eV或更多的有機化合物。當控制載流子移動的層包括第二有機化合物，該層作為整體的電子遷移速度可能比該層僅由第一有機化合物製成的情形低。即，添加第二有機化合物使得有可能控制載流子的移動。此外，控制第二有機化合物的濃度使 得有可能控制載流子的移動速度。第二的濃度較佳的為0.1wt%-5wt%或0.1mol%-5mol%。
第二有機化合物的實例包括CuPC、DNTPD、DPAB、雙[2-苯基吡啶-N,C2’]乙醯丙酮合銥(III)(簡稱：Ir(ppy)2acac)、(乙醯丙酮)雙[10-(2-吡啶基)酚惡嗪]銥(III)(簡稱：Ir(ppx)2(acac))、三(2-苯基吡啶-N,C2' )銥(III)(簡稱：Ir(ppy)3)、雙[2-(2’-苯並[4,5-a]噻吩基)吡啶-N,C3’]乙醯丙酮合銥(III)(簡稱：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](簡稱：DPABPA)等。
應指出，在用於發光元件的化合物之中，上述化合物是具有尤其高的HOMO能級的化合物。因此，當將此類化合物添加到後面將說明的第一有機化合物中時，可以獲得優異的電洞俘獲性能。第二有機化合物可以發光。在那種情況下，較佳的發光層和第二有機化合物的發射顏色是相似的顏色以保持發光元件的色純度。
此外，包含在第三層413中的第一有機化合物是具有電洞遷移性能的有機化合物。即，第一有機化合物是其電洞遷移性能高於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-哢唑-3-胺(簡稱： CzA1PA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱：DPhPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑-3-胺(簡稱：PCAPA)、N,9-二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基}-9H-哢唑-3-胺(簡稱：PCAPBA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、NPB(或α-NPD)、TPD、DFLDPBi、BSPB和2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：BPAPQ)。此外，也可以使用高分子化合物如PVK、PVTPA、PTPDMA和Poly-TPD。
特別是，較佳的使用對電洞穩定的芳族胺化合物。此外，如前述，在實施例模式2中，第二有機化合物應該是具有電洞俘獲性能的化合物。因此，第二有機化合物的HOMO能級較佳的比第一有機化合物的高0.3eV或更多。因此，只要根據用於第二有機化合物的化合物的種類適當地選擇第一有機化合物使得滿足上述條件，就是可接受的。
應指出，較佳的包含在第四層414中的高度發光性化合物和包含在第三層413中的第二有機化合物的發射顏色是相似的顏色。因此，較佳的該高度發光性化合物的發射光譜和第二有機化合物的發射光譜之間的峰值差異在30nm的範圍之內。當峰值差異在30nm的範圍之內時，高度發光性化合物和第二有機化合物的發射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當第二有機化合物由於電壓等變化不 希望地發光時，發射顏色的變化可能得到抑制。
例如，當高度發光性化合物具有比第二有機化合物高的發光效率時，較佳的控制第二有機化合物在第三層413中的濃度以致僅可以實質上獲得高度發光性化合物的光發射(透過將第二有機化合物的濃度設置到略低於高度發光性化合物的濃度以致可以抑制第二有機化合物的光發射)。在那種情況下，高度發光性化合物和第二有機化合物的發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光性化合物轉移到第二有機化合物的可能性，並且因此可以獲得高的發光效率。
圖8示例性地說明瞭圖5A所示的本發明發光元件的能帶圖。在圖8中，從第二電極404注射的電子穿過第六層416並進一步穿過第五層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。然後，將電子注入包含高度發光性化合物的第四層414。另一方面，從第一電極402注射的電洞穿過第一層411並進一步穿過第二層412，所述第一層411包含具有高電洞注入性能的化合物，所述第二層412包含具有高電洞遷移性能的化合物。然後，將電洞注入是控制載流子移動的層的第三層413。注入控制載流子移動的層的電洞的移動速度受到具有電洞俘獲性能的第二有機化合物阻滯。移動速度受阻的電子注入包含高度發光性化合物的第四層414，然後與電洞再結合。因此，獲得 光發射。
當第四層414具有電洞遷移性能時，例如，從第五層145注入第四層414的電子的移動速度受到阻滯。此外，從第三層413注入第四層414的電洞的移動速度甚至在第四層414中也較慢，原因在於它已在第三層413中受到阻滯。因此，緩慢移動速度的電洞和緩慢移動速度的電子在第四層414中再結合，藉此再結合概率獲得增加並且發光效率得到改進。
在不包括第三層413的習知發光元件的情況下，不阻滯電洞的移動速度而是將電洞直接地注入第四層414。因此，電洞到達第四層414和第五層415之間的介面附近。在那種情況下，存在電洞可能到達第五層415並使該層劣化的可能性。此外，當已經到達第五層415的電洞的量隨著時間增加時，發光層中的再結合概率隨著時間減少，這導致元件的壽命更短(隨著時間亮度衰減)。
在本發明的發光元件中，從第一電極402注射的電洞穿過第一層411並進一步穿過第二層412，所述第一層411包含具有高電洞注入性能的化合物，所述第二層412包含具有高電洞遷移性能的化合物。然後，將電洞注入是控制載流子移動的層的第三層413。在此，第三層413具有此種結構，即其中將具有俘獲電洞功用的第二有機化合物添加到具有電洞遷移性能的第一有機化合物中。因此，注入第四層413的電洞的移動速度受到阻滯並控制了向第四層414的電洞注入。
結果，從第四層414到第四層414和第三層413之間的介面附近的區域周圍形成了發光區域，該發光區域曾經通常在第五層415和第四層414之間的介面附近形成，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包含高電子遷移性能的化合物的第五層415並使該第五層415劣化的可能性。類似地，至於電子，還存在低的電子可能到達包含高電洞遷移性能的化合物的第二層412並使該層劣化的可能性，原因在於第三層413包含具有電洞遷移性能的第一有機化合物。
此外，本發明的要點是不是僅將具有低電洞遷移率的化合物應用於第三層413而是將具有俘獲電洞功用的有機化合物添加到具有電洞遷移性能的有機化合物中。採用此種結構，不但可能控制向第四層414的電洞注入而且可能抑制隨著時間電洞注入的控制量的變化。因此，本發明的發光元件可以防止隨著時間載流子平衡損失的現象，這種現象可能另外降低再結合概率。因此，可以改進元件的壽命(可以抑制隨著時間亮度衰減)。
在本發明的發光元件中，不在發光層和電洞遷移層之間的介面或發光層和電子遷移層之間的介面處形成發光區域。因此，不存在如果發光區域位於接近電洞遷移層或電子遷移層位置而將另外引起的不利的變化影響。此外，可以抑制隨著時間載流子平衡的變化(具體來說，隨著時間電子注入量的變化)。因此，可以獲得不容易劣化的長壽命發光元件。
此外，較佳的包含在第三層413中的第二有機化合物和包含在第四層414中的高度發光性化合物的發射顏色是相似的顏色。特別地，較佳的第二有機化合物和高度發光性化合物的發射光譜之間的峰值差異在30nm的範圍之內。當峰值差異在30nm的範圍之內時，第二有機化合物和高度發光性化合物的發射顏色可能是相似的顏色。因此，即使當第二有機化合物由於電壓等變化不希望地發光時，發射顏色的變化可能得到抑制。
此外，第三層413即控制載流子移動的層的厚度較佳的為5-20nm。當第三層413過厚時，載流子的移動速度變得太慢，這可能導致高的驅動電壓。另一方面，當第三層413過薄時，不可能實現控制載流子移動的功用。因此，第三層413的厚度較佳的為5-20nm。第四層414是包含具有高電洞遷移性能的化合物的層，並且可以使用與實施例模式1中說明的相似的材料。此外，也可以使用發磷光的物質如(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡稱：Ir(Fdpq)2(acac))。
當發磷光的材料用作高度發光性化合物時，包含在第三層413中的第二有機化合物也較佳的是發磷光的材料如Ir(ppy)2(acac)、Ir(ppx)2(acac)、Ir(ppy)3或Ir(btp)2(acac)。例如，當將顯示紅發射光的Ir(Fdpq)2(acac)用於高度發光性化合物時，較佳的將顯示相似的紅顏色的發射光的Ir(btp)2(acac)用於包含在第三層413中的第二有機化合物。此外，如實施例模式1中所述那樣，發光層也可以具 有其中高度發光的化合物分散在另一種化合物中的結構。
應指出，在這個實施例模式中，在發光層和用作陽極的第一電極之間提供控制載流子移動的層。因此，所述發光層較佳的具有電洞遷移性能。即，發光層的電子遷移性能較佳的高於其電子遷移性能。通常，當發光層具有電洞遷移性能時，為了防止電洞穿透發光層，已在該發光層和陰極之間提供了電洞阻擋層。然而，當電洞阻擋層隨著時間而劣化時，再結合區域擴大到電洞阻擋層的內部(或電子遷移層的內部)，這可能導致電流效率的顯著降低(即，亮度衰減)。同時，在本發明中，在電洞到達發光層之前(在發光層和陽極之間)，將電洞的移動加以控制。因此，即使當電洞的平衡(例如，電洞相對於電子的遷移率或量)稍微損失時，在發光層中的再結合的比例幾乎不變，這是有利的，因為亮度不容易衰減。
因此，較佳的使用具有電洞遷移性能的有機化合物作為高度發光性化合物分散於其中的材料，該材料在實施例模式1中進行了說明。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，並且可以使用與實施例模式1中說明的相似的化合物。第六層416是包含具有高電子注入性能的化合物的 層，並且可以使用與實施例模式1中說明的相似的化合物。
作為形成EL層的方法，可以使用各種方法，無需考慮乾法或濕法。例如，可以使用真空沈積法、噴墨法、旋塗法等。此外，對於不同的電極或不同的層，可以使用不同的沈積方法。例如，在上述材料之中，可以選擇高分子化合物透過濕法形成EL層。或者，可以選擇低分子有機化合物透過濕法形成EL層。此外，也可能透過選擇低分子有機化合物和使用乾法如真空沈積法形成EL層。類似地，可以透過濕法如溶膠凝膠法或透過採用金屬材料的糊劑的濕法形成電極。或者，可以透過乾法如濺鍍法或蒸汽沈積法形成電極。
形成發光元件的具體方法將在下面進行說明。當將本發明的發光元件應用於顯示裝置並且根據各種顏色選擇性地沈積其發光層時，較佳的透過濕法形成發光層。當透過噴墨法形成發光層時，即使當使用大基板時也可以容易地對各種顏色進行發光層的選擇性沈積。
例如，圖5A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是乾法的濺鍍方法形成第一電極，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第一層，透過是乾法的真空沈積法形成第二層，透過是濕法的噴墨法形成第三層，透過是乾法的共沈積法形成第四層，透過是乾法的真空沈積法形成第五層和第六層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極。
或者，圖5A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是濕法的噴墨法形成第一電極，透過是乾法的真空沈積法形成第一層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二層，透過是濕法的噴墨法形成第三層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第四層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第五層和第六層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極。應指出，沈積方法不限於上述方法，視情況可以將濕法和乾法結合。
更具體地，圖5A所示的結構可以透過以下步驟獲得：透過是乾法的濺鍍方法形成第一電極，透過是乾法的真空沈積法形成第一層和第二層，透過是乾法的共沈積法形成第三層，透過是濕法的噴墨法形成是發光層的第四層，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第五層，不形成第六層，和透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極。
即，第一電極至第三層可以透過乾法形成，而第四層至第二電極可以透過濕法形成。透過這一方法，可以在真空中連續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，可以容易地進行第四層對於各種顏色的選擇性沈積。因此，可以簡化方法並且可以改進生産率。
同時，圖6A中所示的結構可以按上述步驟的反向次序形成：透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第二電極，透過是濕法的噴墨法或旋塗法形成第六層和第五層，透過是濕法的噴墨法形成第四層，透過是乾法的共沈積法形成第 三層，透過是乾法的真空沈積法形成第二層和第一層，和透過是乾法的真空沈積法形成第一電極。透過這一方法，可以在常壓下形成第二電極至第四層，可以在真空中透過乾法連續地形成第三層至第一電極。因此，可以簡化方法並且可以改進生産率。
在具有上述結構的本發明的發光元件中，電流由於第一電極402和第二電極404之間産生的電位差而流動，藉此電洞和電子在EL層403中再結合並且獲得光發射。發射光透過第一電極402和第二電極404中之一或兩者提取出來。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。
當僅第一電極402是光透射性電極時，如圖7A所示，發射光透過第一電極402從基板一側射出。同時，當僅第二電極404是光透射性電極時，如圖7B所示，發射光透過第二電極404從與基板一側相反的那側射出。當第一電極402和第二電極404都是光透射性電極時，如圖7C所示，發射光透過第一電極402和第二電極404從基板一側和與基板一側相反的那側射出。
應指出，在第一電極402和第二電極404之間提供的層的結構不限於上述結構。即，在本發明和中和在這個實施例模式中，可能使用除上述結構以外的任何結構，只要電洞和電子再結合的發光區域位於離開第一電極402和第二電極404的位置，此外，提供控制載流子移動的層使得防止猝滅，這將另外地由發光區域接近金屬而引起。
即，層的堆疊結構不受特別限制。只要由具有高電子遷移性能的化合物、具有高電洞遷移性能的化合物、具有高電子注入性能的化合物、具有高電洞注入性能的化合物和具有雙極性的化合物(同時具有高電子遷移性能和電洞遷移性能的化合物)製成的層適當地與這個實施例模式中示出的控制載流子移動的層和發光層結合，則就是可接受的。
應指出，在這個實施例模式中所示的控制載流子移動的層是控制電洞移動的層。因此，它較佳的比發光層提供在更接近用作陽極的電極的位置。例如，如圖5B所示，可以將包含具有高電洞遷移性能的化合物的第七層417提供在具有發光功用的第四層414和是控制載流子移動的層的第三層413之間。
更佳的，所述控制載流子移動的層令人希望地經提供與所述發光層接觸。當控制載流子移動的層經提供與發光層接觸時，可以直接地控制向發光層的電洞注入。因此，可以更加有效地控制發光層中隨著時間載流子平衡的變化，藉此可以更加有效地延長元件的壽命。此外，因為不需要含有高電洞遷移性能的化合物的第七層，所以該方法可以得到簡化。
應指出，當控制載流子移動的層經提供與發光層接觸時，較佳的包含在控制載流子移動的層中的第一有機化合物與大量包含在發光層中的有機化合物不同。具體來說，當發光層含有高度發光性化合物分散於其中的化合物(第 三有機化合物)和高度發光性化合物(第四有機化合物)時，該第三有機化合物和第一有機化合物是不同的有機化合物是合乎需要的。採用此種結構，甚至可以在第一有機化合物和第三有機化合物之間控制載流子(在這個實施例模式中，電洞)的移動。因此，提供控制載流子移動的層的有利效果可以進一步提高。
此外，圖6A中所示的發光元件具有其中用作陰極的第二電極404、EL層203和用作陽極的第一電極402順序地堆疊在基板401上的結構。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更接近用作陽極的第一電極的位置。
本發明的發光元件包括控制載流子移動的層。該控制載流子移動的層包含至少兩種化合物。因此，透過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，因為可以透過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，所以比在習知發光元件中更加容易地控制載流子平衡。即，載流子的移動可以不透過改變材料的物理性能而透過控制混合比例、層厚度等加以控制。
當透過使用控制載流子移動的層改進載流子平衡時，發光元件的發光效率可以得到改進。此外，使用控制載流子移動的層使得防止過多的電子被注射以及防止電子穿透發光層到達電子遷移層或電子注入層成為可能。當電洞到 達了電子遷移層或電子注入層時，發光層中的再結合概率減小(即，載流子平衡損失)，這可能導致發光效率隨著時間降低。即，發光元件的壽命變得更短。
然而，透過如這一實施例模式所示使用控制載流子移動的層，變得可能防止過多的電子被注射以及防止電子穿透發光層到達電子遷移層或電洞注入層。因此，可以抑制發光效率隨著時間的降低。即，可以獲得長壽命的發光元件。
更具體地，在包含在控制載流子移動的層中的兩種或更多種化合物之間，使用具有比第一有機化合物的重量百分率更低重量百分率的第二有機化合物控制載流子的移動。因此，可以採用包含在控制載流子移動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。因此，可以獲得不容易隨著時間而劣化的長壽命發光元件。
例如，當透過由單一化合物製成的層控制載流子的移動時，整個層的平衡由於形態的部分變化或由於部分結晶而改變。因此，此種發光元件將容易地隨著時間而劣化。然而，如這一實施例模式所示，當採用包含在控制載流子移動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時，有可能降低形態變化、結晶、聚集等的影響，藉此可以抑制隨著時間的變化。因此，可以獲得發光效率不容易隨著時間而降低的長壽命發光元件。
如這一實施例模式所示，其中在發光層和用作陽極的第一電極之間提供控制載流子移動的層的結構對於具有過 多電洞的發光元件是尤其有效的。例如，在這個實施例模式中所示的結構對於以下情形是尤其有效的：即發光層具有電洞遷移性能並且從第一電極注射的會穿透該發光層的電洞的比例可能地隨著時間而增加。
應指出，視情況而定，這一實施例模式可以與其他實施例模式結合。例如，可以將控制電洞移動的層提供在發光層和用作陽極的第一電極之間，此外還可以將控制電子移動的層提供在發光層和用作陰極的第二電極之間。即，當使用此種結構時，變得可能在發光層的相對側上提供控制載流子移動的層，這是更加較佳的，因為載流子可以在離開電極的位置處在發光層的相對側上再結合。結果，在發光層的相對側上控制載流子的移動，其中形態變化、結晶、聚集等的影響可以進一步降低，並且可以抑制隨著時間的變化。因此，可以獲得發光效率不容易隨著時間而降低的長壽命發光元件。
[實施例模式3]
這一實施例模式將說明其中將根據本發明的許多發光裝置堆疊的發光元件，參照圖9。發光元件是堆疊型發光元件，其具有許多在第一電極和第二電極之間的發光裝置。對於每個發光裝置，可以使用與實施例模式1中示出的EL層203的或實施例模式2中示出的EL層403的結構相似的結構。換言之，在實施例模式1和2中的每一個中說明的發光元件是具有單個發光裝置的發光元件。在這 個實施例模式中，將說明具有許多發光裝置的發光元件。
在圖9中，第一發光裝置511和第二發光裝置512堆疊在第一電極501和第二電極502之間。電荷産生層513提供在第一發光裝置511和第二發光裝置512之間。與實施例模式1中示出的電極相似的電極可以應用於第一電極501和第二電極502。第一發光裝置511和第二發光裝置512可以具有相同的結構或不同的結構，可以應用與實施例模式1和2中示出的那些相似的結構。
電荷産生層513包含有機化合物和金屬氧化物的複合材料。有機化合物和金屬氧化物的複合材料在實施例模式1中進行了說明，和包括有機化合物和金屬氧化物如氧化釩、氧化鉬或氧化鎢。作為有機化合物，可以使用各種化合物如芳族胺化合物、哢唑衍生物、芳族烴和高分子化合物(例如，低聚物、枝狀體或聚合物)。較佳的使用電洞遷移率大於或等於10-6cm2/Vs的有機化合物，因為這種有機化合物具有電洞遷移性能。然而，也可以使用除了這些化合物以外的其他化合物，只要它們的電洞遷移性能比它們的電子遷移性能高。有機化合物和金屬氧化物的複合材料在載流子注入性能和載流子遷移性能方面是優異的，因此，可以實現低電壓驅動和低電流驅動。
應指出，電荷産生層513可以用包含有機化合物和金屬氧化物和其他材料的複合材料的層的組合形成。例如，電荷産生層513可以用以下層的組合形成：包含有機化合物和金屬氧化物的複合材料的層，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，電荷産生層513可以用包含有機化合物和金屬氧化物的複合材料的層和透明導電性薄膜的組合形成。
無論如何，只要當將電壓施加在第一電極501和第二電極502之間時電子注入一個發光裝置並且電洞注入另一個發光裝置，則夾在第一發光裝置511和第二發光裝置512之間的電荷産生層513是可接受的。例如，當以滿足第一電極的電位高於第二電極的電位的方式施加電壓時，只要層513分別將電子和電洞注入第一發光裝置511和第二發光裝置512，則用於電荷産生層513的任何結構是可接受的。
雖然這一實施例模式說明具有兩個發光裝置的發光元件，但是本發明可以類似地適用於其中將三個或更多發光裝置堆疊的發光元件。透過在一對電極之間佈置多個發光裝置滿足所述多個發光裝置被電荷産生層分隔，可以獲得具有長壽命和高亮度的發光元件雖然維持低電流密度。此外，當發光元件應用於照明時，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射光變成可能。換言之，可以獲得能夠低電壓驅動和低功率消耗的發光裝置。
當發光裝置經形成具有彼此不同的發射顏色時，所需顏色的發射光可以整體上從發光元件獲得。例如，在具有兩個發光裝置的發光元件中，當第一發光裝置的發射顏色和第二發光裝置的發射顏色是互補色時，可以獲得整體上 發射白光的發光元件。應指出，”互補色“是指當混合時可以産生無色的顏色。即，當將從發射互補色的光的化合物的發射光混合時，可以獲得白色發射。具有三個發光裝置的發光元件也可以如此。例如，當第一發光裝置的發射顏色是紅色，第二發光裝置的發射顏色是綠色，第三發光裝置的發射顏色是藍色時，可以從發光元件獲得整體上的白色發射。應指出，視情況而定，這一實施例模式可以與其他的實施例模式結合。
[實施例模式4]
這一實施例模式將說明具有本發明發光元件的發光裝置。在這個實施例模式中，將參照圖10A和10B說明具有像素部分的包括本發明的發光元件的發光裝置。圖10A是發光裝置的俯視圖，圖10B是沿著圖4A的線A-A’和B-B’取的剖視圖。參考元件編號601、602和603分別表示驅動器電路部分(源極驅動器電路)、像素部分和驅動器電路部分(閘極驅動器電路)，它們透過虛線表示。此外，參考編號604和605分別表示密封基板和密封材料，被密封材料605圍繞的部分對應於空間607。
導線608是是將信號遷移到源極驅動器電路601和閘極驅動器電路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、時鐘信號、啟動信號、重置信號等。雖然在此僅顯示FPC，但是FPC可以裝備有印刷線路板(PWB)。本說明書中的發光裝置不但 包括發光裝置本身而且包括具有與其連接的FPC或PWB的發光裝置。
接下來，將參照圖10B說明橫截面結構。在基板610上形成驅動器電路部分和像素部分。在此，顯示源極驅動器電路601(其是驅動器電路部分)和在像素部分602中的一個像素。形成作為源極驅動器電路601的CMOS電路，它是n型通道TFT623和p型通道TFT624的組合。可以使用各種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成驅動器電路。雖然在這個實施例模式中顯示驅動器整合型裝置，其中驅動器電路與像素部分在同一個基板上形成，但是驅動器電路不一定與像素部分在同一個基板上形成，而是可以在基板的外部形成。
像素部分602具有多個像素，它們中的每一個包括開關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的汲極電連接。應指出，絕緣體614經形成以覆蓋第一電極613的端部。在此，將正型光敏丙烯酸樹脂薄膜用於絕緣體614。
絕緣體614經形成以致具有曲面，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脂作為絕緣體614的材料的情況下，該絕緣體614較佳的經形成以致具有曲面，該曲面僅在其上端部分具有曲率半徑(0.2-3μm)。可以將透過光輻射在蝕刻劑中變得不溶解的負型光致抗蝕劑或透過光輻射在蝕刻劑中變得可溶的正型光致抗蝕劑用於絕緣體614。
在第一電極613上形成EL層616和第二電極617。對於用於形成第一電極613的材料，可以使用各種金屬、合金、導電性化合物或它們的混合物。當第一電極613用作陽極時，尤其較佳的在這些金屬、合金、導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可以透過使用單層薄膜如由含矽的ITO製成的薄膜、由氧化銦鋅(IZO)製成的薄膜、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造等來形成。當第一電極613具有堆疊結構時，電極613顯示出低到足以充當線路的電阻，從而獲得良好的歐姆接觸。此外，第一電極613可以起陽極作用。
此外，透過各種方法如使用蒸發掩模的蒸氣沈積法、噴墨法和旋塗法形成EL層616。EL層616包括控制載流子移動的層和在實施例模式1和2中說明的發光層。作為形成EL層616的其他材料，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，對於形成EL層的材料，不但可以使用有機化合物而且可以使用無機化合物。
作為形成第二電極617的材料，可以使用各種金屬、合金、導電性化合物或它們的混合物。當第二電極617用作陰極時，尤其較佳的在這些金屬、合金、導電性化合物 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，可以使用屬於元素周期表第1或2族的元素，即鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)和鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)；它們的合金(例如，MgAg和AlLi)等。
當在EL層616中産生的光透過第二電極617時，第二電極617也可以使用金屬薄膜和透明導電性薄膜(例如，氧化銦錫(ITO)、含矽或氧化矽的ITO、氧化銦鋅(IZO)或包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO))的堆疊層來形成。
在這個實施例模式的發光裝置中，採用密封材料605將密封基板604附著到元件基板610，其中在由元件基板610、密封基板604和密封材料605圍繞的空間607中提供發光元件618。應指出，該空間607充滿惰性氣體(例如，氮氣或氬氣)。還存在該空間607充滿密封材料605的情形。
應指出，環氧樹脂較佳的用於密封材料605。此類材料較佳的允許盡可能少的水分和氧氣穿透。作為形成密封基板604的材料，可以使用玻璃基板或石英基板，以及由FRP(玻纖增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸系樹脂等製成的塑膠基板。
透過上述方法，可以獲得具有本發明發光元件的發光裝置。本發明這樣獲得的發光裝置具有長壽命的發光元件；因此，裝置本身也具有長壽命。此外，因為本發明的 發光元件是具有高發光效率的發光元件，可以達到高亮度，並且可以獲得具有降低功率消耗的發光裝置。
雖然這個實施例模式說明其中發光元件的驅動由電晶體控制的主動矩陣發光裝置，但是也可能使用被動矩陣發光裝置，其中不用驅動發光元件的元件如電晶體驅動發光元件，如圖11A和11B中所示的結構。圖11A和11B分別顯示透過應用本發明形成的被動矩陣發光裝置的透視圖和剖視圖。圖11A是發光裝置的剖視圖，圖11B是沿著圖11A的線X-Y取的剖視圖。在圖11A和11B中，在基板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側壁傾斜以致一個側壁和另一個側壁之間的距離朝著基板表面變窄。換言之，分隔層954在較短一側的方向上的橫截面是梯形的，並且下底(順著絕緣層953的平面方向展開並且與該絕緣層953接觸的那側)比上底(順著絕緣層953的平面方向展開並且不與該絕緣層953接觸的那側)短。這樣提供的分隔層954可以防止發光元件由於靜電等産生缺陷。此外，透過應用本發明的長壽命發光元件，也可以將被動矩陣發光裝置形成為長壽命的發光裝置。此外，透過應用本發明的具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的發光裝置。
[實施例模式5]
這個實施例模式將說明包括實施例模式4中說明的發光裝置作為元件的本發明的電子裝置。本發明的電子裝置包括實施例模式1-3中任一個說明的發光元件，並且因此具有長壽命的顯示部分。此外，因為使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分。
使用本發明的發光裝置形成的電子裝置的典型實例包括相機如視頻相機和數位相機，護目顯示器，導航系統，聲音再生裝置((例如，汽車聲頻成分身歷聲系統和聲頻成分身歷聲系統)，電腦，遊戲機，攜帶型資訊終端(例如，攜帶型電腦、行動電話、攜帶型遊戲機和電子書)和裝備有記錄媒體的影像再生裝置(特別地，能夠使記錄媒體如數位通用盤(DVD)的內容再生並且裝備有可以顯示再生的影像的顯示裝置的裝置)等。這些電子裝置的具體實例在圖12A-12D中示出。
圖12A顯示根據本發明的電視機，其包括外殼9101、支撐底座9102、顯示部分9103、揚聲器部分9104、視頻輸入部份9105等。在該電視機中，顯示部分9103具有按矩陣排列的與實施例模式1-3中示出的那些相似的發光元件。發光元件的特徵表現為長壽命。包括發光元件的顯示部分9103具有相似的特徵。因此，這一電視機也具有長壽命的特徵。即，可以提供長時間耐用的電視機。此外，因為使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的電視機。
圖12B顯示根據本發明的電腦，其包括主體9201、 外殼9202、顯示部分9203、鍵盤9204、外接埠9205、定點裝置9206等。在該電腦中，顯示部分9203具有按矩陣排列的與實施例模式1-3中示出的那些相似的發光元件。發光元件的特徵表現為長壽命。包括發光元件的顯示部分9203具有相似的特徵。因此，這一電腦也具有長壽命的特徵。即，可以提供長時間耐用的電腦。此外，因為使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的電腦。
圖12C顯示根據本發明的行動電話，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、外接埠9407、天線9408等。在該行動電話中，顯示部分9403具有按矩陣排列的與實施例模式1-3中示出的那些相似的發光元件。發光元件的特徵表現為長壽命。包括發光元件的顯示部分9403具有相似的特徵。因此，這一行動電話也具有長壽命的特徵。即，可以提供長時間耐用的行動電話。此外，因為使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的行動電話。
圖12D顯示根據本發明的相機，其包括主體9501、顯示部分9502、外殼9503、外接埠9504、遙控接收部分9505、影像接收部分9506、電池9507、聲音輸入部分9508、操作鍵9509、目鏡部分9510等。在該相機中，顯示部分9502具有按矩陣排列的與實施例模式1-3中示出的那些相似的發光元件。發光元件的特徵表現為長壽命。 包括發光元件的顯示部分9502具有相似的特徵。因此，這一相機也具有長壽命的特徵。即，可以提供長時間耐用的相機。此外，因為使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有降低功率消耗的顯示部分的相機。
如上所述，本發明的發光裝置的可應用範圍非常寬以致該發光裝置可以應用於各種領域中的電子裝置。透過使用本發明的發光裝置，可以提供具有長時間耐用的長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。
本發明的發光裝置也可以用作照明裝置。將參照圖13說明使用本發明發光元件用於照明裝置的實例。圖13顯示使用本發明的發光裝置作為背光的液晶顯示器。圖13所示的液晶顯示器包括外殼901、液晶層902、背光903和外殼904，並且該液晶層902與驅動器IC905連接。本發明的發光裝置用於背光903，並且透過端子906供給電流。
透過使用本發明的發光裝置作為液晶顯示器的背光，可以獲得具有長壽命的背光。本發明的發光裝置是具有平面發射光的照明裝置，並且可以具有較大面積。因此，該背光可以具有較大面積，並且可以獲得具有較大面積的液晶顯示器。另外，本發明的發光裝置具有薄的形狀，並且具有較低功耗；因此，還可以獲得顯示裝置的較薄形狀和較低功耗。此外，由於使用具有高發光效率的發光元件，可以獲得具有高亮度的發光裝置。另外，由於本發明的發 光裝置具有長的壽命，可以獲得具有長壽命的液晶顯示器。
圖14顯示將本發明的發光裝置用於屬於照明裝置的臺燈的一個實施例。圖14中示出的臺燈具有外殼2001和光源2002，並且本發明的發光裝置用作該光源2002。本發明的發光裝置具有長的壽命；因此，臺燈也具有長的壽命。圖15顯示將本發明的發光裝置用於室內照明裝置3001的一個實施例。因為本發明的發光裝置可以具有較大面積，因此本發明的發光裝置可以用作具有較大發光面積的照明裝置。另外，由於本發明的發光裝置具有長的壽命，可以獲得具有長壽命的照明裝置。
當將圖12A中所示的那樣的根據本發明的電視機3002放入其中將本發明的發光裝置用作室內照明裝置3001的室內時，可以觀看公衆電視廣播和電影。在這種情況下，由於這兩種裝置均具有長的壽命，可以降低照明裝置和電視機的置換頻率，並且可以降低對環境造成的破壞。
[實施例1]
這個實施例將參照圖16中的堆疊結構具體地說明本發明的發光元件的製造實施例和所製造的發光元件的特徵。此外，將參照顯示測量結果的曲線圖對特徵進行具體的說明。在實施例1中使用的有機化合物的結構通式在以下示出。
(發光元件1的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基 板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足該第一電極的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極2202上，從而形成了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。應指出，共同沈積方法是其中在一個處理室中同時使用多個蒸發源進行沈積的沈積方法。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。然後，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在該發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)共同沈積至10nm的厚度形成用於控制載流子 移動的層2214。在此，控制沈積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1：0.003(=Alq：DPQd)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件1。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件1放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量該發光元件1的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖17顯示發光元件1的電流密度對亮度特性。
圖18顯示發光元件1的電壓對亮度特性；圖19顯示發光元件1的亮度對電流效率特性；圖20顯示在1mA的供電下該發光元件1的發射光譜。
圖21顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在5000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件1連續地發光(縱軸表示在5000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發光元件1的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.30，y=0.64)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在5000cd/m2的亮度下發光元件1的電流效率和驅動 電壓分別為14cd/A和8.1V。此外，當進行其中初始亮度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件1連續地發光的連續照明試驗時，甚至在740小時之後，仍保留93%的初始亮度。因此，證明該發光元件1具有長的壽命。
(參考發光元件2的製造)
接下來，為了進行對比，形成了沒有上述發光元件1具有的控制載流子移動的層的參考發光元件2。將在以下說明製造方法。首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板上，從而形成了第一電極。應指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來，將具有該第一電極的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足第一電極的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極上，從而形成了含複合材料的層。控制沈積速率以便該含複合材料的層的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層。然後，在該電洞遷移層上形成發光層。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑 (簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至40nm的厚度形成該發光層。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法在該發光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層。即，與發光元件1不同，在該發光層上形成該電子遷移層，而在它們之間沒有設置控制載流子移動的層。然後，透過在該電子遷移層上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發光元件2。
將透過上述方法獲得的參考發光元件2放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量該參考發光元件2的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。在亮度為5000cd/m2下，該參考發光元件2的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.29，y=0.62)；參考發光元件2的電流效率為13cd/A；並且它顯示類似於發光元件1的來源於2PCAPA的綠色發射光。
然而，當進行其中初始亮度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓參考光元件2連續地發光的連續照明試驗時，在740小時之後，亮度已經降低至初始亮度的73%。因此，發現參考發光元件2具有比發光元件1短的壽命。 因此，證明透過應用本發明可以獲得長壽命的發光元件。
[實施例2]
這個實施例將參照圖16中的堆疊結構具體地說明本發明的發光元件的製造實施例和所製造的發光元件的特徵。此外，將參照顯示測量結果的曲線圖對特徵進行具體的說明。在實施例2中使用的有機化合物的結構通式在以下示出。應指出，省略了在實施例1中已經說明過的有機化合物。
(發光元件3的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足該第一電極2202的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極 2202上，從而形成了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。然後，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。
接下來，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在該發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)共同沈積至10nm的厚度形成用於控制載流子移動的層2214。在此，控制沈積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1：0.005(=Alq：DPQd)。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉(簡稱：BPhen)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件3。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件3放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件3的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖22顯示發光元件3的電流密度對亮度特性。圖23顯示發光元件3的電壓對亮度特性。圖24顯示發光元件3的亮度對電流效率特性。圖25顯示在1mA的供電下該發光元件3的發射光譜。
圖26顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在5000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件3連續地發光(縱軸表示在5000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發光元件3的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.30，y=0.63)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發光元件3的電流效率和驅動電壓分別為13cd/A和5.5V。此外，當進行其中初始亮度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件3連續地發光的連續照明試驗時，甚至在570小時之後，仍保留83%的初始亮度。因此，證明發光元件3具有長壽命。
(發光元件4的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈 積裝置中的基板座上，並且讓該第一電極2202的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極2202上，從而形成了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。然後，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。
接下來，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和9,18-二氫-9,18-二甲基-苯並[h]苯並[7,8]喹啉並[2,3-b]吖啶-7,16-二酮(簡稱：DMNQd-2)共同沈積至10nm的厚度形成控制載流子移動的層2214。在此，控制沈積速率以便Alq與DMNQd-2的重量比可以為1：0.005(=Alq：DMNQd-2)。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉 (簡稱：BPhen)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件4。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件4放入含氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件4的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖27顯示發光元件4的電流密度對亮度特性。圖28顯示發光元件4的電壓對亮度特性。圖29顯示發光元件4的亮度對電流效率特性。圖30顯示在1mA的供電下該發光元件4的發射光譜。
圖26顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在5000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件4連續地發光(縱軸表示在5000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發光元件4的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.30，y=0.64)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發光元件4的電流效率和驅動電壓分別為17cd/A和4.2V。此外，當進行其中初始亮度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件4連續地發光的連續照明試驗時，甚至在570小時之後，仍保留87%的初始亮度。因此，證明發光元件4具有長壽命。
(發光元件5的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並且讓該第一電極2202的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。
接下來，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極2202上，從而形成了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。然後，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。
接下來，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在該發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和香豆素6共同沈積至10nm的厚度形成用於控制載流子移動的層2214。在此，控制沈 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)。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉(簡稱：BPhen)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件5。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件5放入含氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件5的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖31顯示發光元件5的電流密度對亮度特性。圖32顯示發光元件5的電壓對亮度特性。圖33顯示發光元件5的亮度對電流效率特性。圖34顯示在1mA的供電下該發光元件5的發射光譜。
圖26顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在5000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件5連續地發光(縱軸表示在5000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在5000cd/m2的亮度下，發光元件5的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.30，y=0.63)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在5000cd/m2的亮度下，發光元件5的電流效率和驅動電壓分別為16cd/A和4.5V。此外，當進行其中初始亮 度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件5連續地發光的連續照明試驗時，甚至在150小時之後，仍保留93%的初始亮度。因此，證明發光元件5具有長壽命。
(參考發光元件6的製造)
接下來，為了比較，形成參考發光元件6，它與上述發光元件3-5的唯一區別在於不使用具有電子俘獲性能的有機化合物形成控制載流子移動的層2214(即，僅使用Alq形成層2214)。因此，除了那一點之外，按與發光元件3-5相似的方式形成參考發光元件6。將在以下說明製造方法。首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板上，從而形成了第一電極。應指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來，將具有該第一電極的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足第一電極的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極上，從而形成了含複合材料的層。控制沈積速率以便該含複合材料的層的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層。然後，在該電洞遷移層上形成 發光層。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
接下來，在發光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)至10nm的厚度。即，與發光元件3-5不同，形成僅由Alq製成的層。然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在僅由Alq製成的層上將4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉(簡稱：BPhen)沈積至30nm的厚度而形成電子遷移層。此外，透過在該電子遷移層上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層。
最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發射光元件6。將透過上述方法獲得的參考發光元件6放入含氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量參考發光元件6的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。
在5000cd/m2的亮度下，該參考發光元件6的發射顏色位於CIE色度座標的(x=0.28，y=0.64)；該參考發光元件6的電流效率為18cd/A；並且它顯示來源於2PCAPA的類似於發光元件3-5的綠色發射光。然而，當進行其中初始亮度設置在5000cd/m2，透過恒定電流驅動讓參考光元件6連續地發射光的連續照明試驗時，在260小時之 後，亮度已經降低至初始亮度的75%。因此，發現該參考發射光元件6具有比發光元件3-5短的壽命。因此，證明透過應用本發明可以獲得長壽命的發光元件。
(實施例3)
在這個實施例中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)、N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)和香豆素6的還原反應特徵，它們用於實施例1和2中製造的發光元件1、3和5中的控制載流子移動的層。此外，根據測量結果測定Alq、DPQd和香豆素6的LUMO能級。應指出，使用電化學分析器(ALS model 600A或600C，BAS Inc.的産品)進行測量。
至於在CV測量中使用的溶液，將去水二甲基甲醯胺(DMF，Sigma-Aldrich Inc.的産品，99.8%，目錄No.22705-6)用於溶劑，將高氯酸四正丁基銨(n-Bu4NClO4，Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的産品，目錄號T0836)(其是協助電解質)溶於該溶劑中滿足高氯酸四正丁基銨的濃度為100mmol/L。此外，還將待測量的物件溶於該溶劑中滿足其濃度為1mmol/L。此外，將鉑電極(PTE鉑電極，BAS Inc.的産品)用作工作電極；將鉑電極(VC-3Pt平衡電極(5cm)，BAS Inc.的産品)用作輔助電極；並且將Ag/Ag+電極(RE5非水性溶劑參考電極，BAS Inc.的産品)用作參考電極。應指出，該測量在 室溫下(20-25℃)進行。
[計算參考電極相對於真空能級的電位能]
首先，計算在實施例3中使用的參考電極(Ag/Ag+電極)相對於真空能級的電位能(eV)。即，計算Ag/Ag+電極的費密能級(Fermi level)。衆所周知，二聚環戊二烯鐵在甲醇中的氧化還原電位相對於標準氫電極為+0.610V[對SHE](參考文獻：Christian R.Goldsmith et al.,J.Am.Chem.Soc.,Vol.124,No.1,pp.83-96,2002)。另一方面，當使用實施例3中使用的參考電極計算二聚環戊二烯鐵在甲醇中的氧化還原電位時，結果是+0.20V[對Ag/Ag+]。
因此，發現在實施例3中使用的參考電極的電位能比標準氫電極的低0.41[eV]。在此，還已知的是，標準氫電極相對於真空能級的電位能是-4.44eV(參考文獻：Toshihiro Ohnishi and Tamami Koyama,High molecular EL material,Kyoritsu shuppan,pp.64-67)。因此，實施例3中使用的參考電極相對於真空能級的電位能可以確定為-4.44-0.41=-4.85[eV]。
(測量實施例1：Alq)
在測量實施例1中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察Alq的還原反應特徵。掃描速率設置在0.1V/秒。圖35顯示測量結果。應指出，還原反應特徵的測量透過以下步 驟進行：在(1)-0.69V至-2.40V，然後(2)-2.40V至-0.69V的範圍內掃描工作電極相對於參考電極的電位。
如圖35所示，可以看出還原峰電位Epc是-2.20V，氧化峰電位Epa是-2.12V。因此，半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)可以測定為-2.16V。這表明Alq可以還原-2.16V[對Ag/Ag+]的電能，並且這一能量相應於LUMO能級。在此，實施例3中使用的參考電極相對於真空能級的電位能是如上所述的-4.85[eV]。因此，Alq的LUMO能級可以測定為-4.85-(-2.16)=-2.69[eV]。
(測量實施例2：DPQd)
在測量實施例2中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察DPQd的還原反應特徵。掃描速率設置在0.1V/秒。圖36顯示測量結果。應指出，還原反應特徵的測量透過以下步驟進行：在(1)-0.40V至-2.10V，然後(2)-2.10V至-0.40V的範圍內掃描工作電極相對於參考電極的電位。此外，因為即使當將溶液調節到以1mmol/L的濃度包含DPQd時，具有低溶解性的DPQd仍不能完全地溶於溶劑，所以透過取上層清液進行測量而不溶解的部分沈澱在底部。
如圖36所示，可以看出還原峰電位Epc是-1.69V，氧化峰電位Epa是-1.63V。因此，半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)可以測定為-1.66V。這表明DPQd可以還原-1.16V[對Ag/Ag+]的電能，並且這一能量對應於LUMO能 級。在此，實施例3中使用的參考電極相對於真空能級的電位能是如上所述的-4.85[eV]。因此，DPQd的LUMO能級可以測定為-4.85-(-1.16)=-3.19[eV]。
應指出，當將按上述方式計算的Alq和DPQd的LUMO能級進行比較時，發現DPQd的LUMO能級比Alq的低0.50[eV]之多。這意味著DPQd當添加到Alq中時可以起電子捕集劑的作用。因此，對於本發明的發光元件，使用實施例1和2示出的的元件結構是相當有利的，其中DPQd用作第二層的第二有機化合物並且Alq用作該層的第一有機化合物。
應指出，用於發光元件4的9,18-二氫-9,18-二甲基-苯並[h]苯並[7,8]喹啉並[2,3-b]吖啶-7,16-二酮(簡稱：DMNQd-2)具有極低的溶解性，並且因此它不能透過CV測量。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並且因此具有強的電子俘獲性能。因此，DMNQd-2可以認為與DPQd具有相似的物理性能。
(測量實施例3：香豆素6)
在測量實施例3中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察香豆素6的還原反應特徵。掃描速率設置在0.1V/秒。圖37顯示測量結果。應指出，還原反應特徵的測量透過以下步驟進行：在(1)-0.31V至-2.00V，然後(2)-2.00V至-0.31V的範圍內掃描工作電極相對於參考電極的 電位。
如圖37所示，可以看出還原峰電位Epc是-1.85V，氧化峰電位Epa是-1.77V。因此，半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)可以測定為-1.81V。這表明香豆素6可以還原-1.81V[對Ag/Ag+]的電能，並且這一能量對應於LUMO能級。在此，實施例3中使用的參考電極相對於真空能級的電位能是如上所述的-4.85[eV]。因此，香豆素6的LUMO能級可以測定為-4.85-(-1.81)=-3.04[eV]。
應指出，當將按上述方式計算的Alq和香豆素6的LUMO能級進行比較時，發現香豆素6的LUMO能級比Alq的低0.35[eV]之多。這意味著當添加到Alq中時香豆素6可以起電子捕集劑的作用。因此，對於本發明的發光元件，使用實施例2示出的的元件結構是相當有利的，其中將香豆素6用作控制載流子移動的層的第二有機化合物，並且將Alq用作該層的第一有機化合物。
[實施例4]
這個實施例將參照圖16中的堆疊結構具體地說明本發明的發光元件的製造實施例和所製造的發光元件的特徵。此外，將參照顯示測量結果的曲線圖對特徵進行具體的說明。
(發光元件7的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基 板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足該第一電極2202的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極2202上，從而形成了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。應指出，共同沈積方法是其中在一個處理室中同時使用多個蒸發源進行沈積的沈積方法。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。然後，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在該發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)共同沈積至10nm的厚度形成用於控制載流子 移動的層2214。在此，控制沈積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1：0.002(=Alq：DPQd)。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。
最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件7。將透過上述方法獲得的本發明的發光元件7放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件7的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖38顯示發光元件7的電流密度對亮度特性。圖39顯示發光元件7的電壓對亮度特性。圖40顯示發光元件7的亮度對電流效率特性。圖41顯示在1mA的供電下發光元件7的發射光譜。
圖42顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置為1000cd/m2的情況下，透過在80℃下恒定電流驅動使發光元件7連續地發光(縱軸表示在1000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在1040cd/m2的亮度下，發光元件7的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.28，y=0.65)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在1040cd/m2的亮度下，發光元件7的電流效率、驅動電壓和功率係數分別為16cd/A、5.4V和 9.11m/W。
此外，當進行其中初始亮度設置在1000cd/m2，在80℃下透過恒定電流驅動讓發光元件7連續地發光的連續照明試驗時，甚至在1000小時之後，仍保留96%的初始亮度，甚至在1700小時之後仍然維持94%的初始亮度。因此，甚至在80℃的高溫環境中也可能獲得很長壽命的發光元件。因此，證明透過應用本發明可以獲得長壽命的發光元件。
[實施例5]
這個實施例將參照圖16中的堆疊結構具體地說明本發明的發光元件的製造實施例和所製造的發光元件的特徵，該發光元件與實施例4中示出的不同。此外，將參照顯示測量結果的曲線圖對特徵進行具體的說明。
(發光元件8的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板2201上，從而形成了第一電極2202。應指出，該第一電極2202的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。
接下來，將具有該第一電極2202的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並且讓該第一電極2202的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第1電極2202上，從而形成 了含複合材料的層2211。控制沈積速率以便該層2211的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2212。此外，在該電洞遷移層2212上形成發光層2213。透過將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-哢唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-哢唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)共同沈積至30nm的厚度形成該發光層2213。在此，控制沈積速率以便CzPA與2PCAPA的重量比可以為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
此外，透過在該發光層2213上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)共同沈積至10nm的厚度形成用於控制載流子移動的層2214。在此，控制沈積速率以便Alq與DPQd的重量比可以為1：0.002(=Alq：DPQd)。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在用於控制載流子移動的層2214上將4,7-二苯基-二苯基-1,10-菲繞啉(簡稱：BPhen)沈積至30nm的厚度形成電子遷移層2215。然後，透過在該電子遷移層2215上將氟化鋰(LiF)沈積至1nm的厚度形成電子注入層2216。最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極2204。因此，形成了發光元件8。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件8放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件8的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖43顯示發光元件8的電流密度和亮度。圖44顯示發光元件8的電壓對亮度特性。圖45顯示發光元件8的亮度對電流效率特性。圖46顯示在1mA的供電下發光元件8的發射光譜。
此外，圖47顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在1000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件8連續地發光(縱軸表示在1000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。在1440cd/m2的亮度下，發光元件8的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.27，y=0.65)，並且獲得了來源於2PCAPA的綠色發射光。此外，在1440cd/m2的亮度下，發光元件8的電流效率、驅動電壓和功率係數分別為17cd/A、3.8V和141m/W。
此外，當進行其中初始亮度設置在1000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件8連續地發光的連續照明試驗時，甚至在3300小時之後，仍保留99%的初始亮度。因此，發現發光元件8具有長壽命。因此，證明透過應用本發明可以獲得長壽命的發光元件。
[實施例6]
這個實施例將參照圖48中的堆疊結構具體地說明本 發明的發光元件的製造實施例和所製造的發光元件的特徵，該發光元件與實施例4和5中示出的不同。此外，將參照顯示測量結果的曲線圖對特徵進行具體的說明。在實施例6中使用的有機化合物的結構通式在下面示出。應指出，省略了在上述實施例中已經說明過的有機化合物。
(發光元件9的製造)
首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板2401上，從而形成了第一電極2402。應指出，該第一電極2402的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mm。接下來，將具有該第一電極2402的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足該第一電極2402的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。
然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極2402上，從而形成了含複合材料的層2411。控制沈積速 率以便該層2411的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接下來，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層2412。此外，透過在電洞遷移層2412上將2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：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)聯苯(簡稱：DNTPD)共同沈積至10nm的厚度而形成控制載流子移動的層2413。
在此，控制沈積速率以便BPAPQ與DNTPD的重量比可以為1：0.1(=BPAPQ：DNTPD)。
然後，在控制載流子移動的層2413上形成發光層2414。透過將2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：BPAPQ)和(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡稱：Ir(Fdpq)2(acac))共同沈積至20nm的厚度形成了發光層2414。在此，將沈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))。
然後，透過在該發光層2414上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)沈積至10nm的厚度形成電子遷移層2415。然後，透過在該電子遷移層2415上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和鋰(Li)共同沈積至50nm的厚度形成了電子注入層2416。在此，將制沈積 速率加以控制使得Alq與Li的重量比可以為1：0.01(=Alq：Li)。
最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成了第二電極2404。因此，形成了發光元件9。將透過上述方法獲得的本發明的發光元件9放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件9的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。
圖49顯示發光元件9的電流密度對亮度特性。圖50顯示發光元件9的電壓對亮度特性。圖51顯示發光元件9的亮度對電流效率特性。圖52顯示在1mA的供電下發光元件9的發射光譜。此外，圖53顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在1000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件9連續地發光(縱軸表示在1000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。
在1060cd/m2的亮度下，發光元件9的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.70，y=0.30)，並且獲得了來源於Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發射光。此外，在1060cd/m2的亮度下，發光元件9的電流效率、驅動電壓和功率係數分別為4.7cd/A、6.2V和2.41m/W。此外，當進行其中初始亮度設置在1000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件9連續地發光的連續照明試驗時，甚至在2400小時之後，仍保留74%的初始亮度。因此，證明發光元件9具有長壽命。
(發光元件10的製造)
透過將2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：BPAPQ)和4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱：1-TNATA)用於發光元件9的控制載流子移動的層2413形成發光元件10。
即，透過在電洞遷移層2412上將2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：BPAPQ)和4,4’,4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱：1-TNATA)共同沈積至10nm的厚度形成控制載流子移動的層2413。在此，將沈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)。應指出，按與發光元件9的那些類似的方式形成除控制載流子移動的層2413以外的層。
將透過上述方法獲得的本發明的發光元件10放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件10的工作特性。應指出，該測量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。圖54顯示發光元件10的電流密度對亮度特性。圖55顯示發光元件10的電壓對亮度特性。圖56顯示發光元件10的亮度對電流效率特性。圖57顯示在1mA的供電下發光元件10的發射光譜。此外，圖58顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在1000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件10連續地發光(縱軸表示在1000cd/m2 為100%的假定下的相對亮度)。
在960cd/m2的亮度下，發光元件10的發光顏色位於CIE色度座標的(x=0.70，y=0.30)，並且獲得了來源於Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發射光。此外，在960cd/m2的亮度下，發光元件10的電流效率、驅動電壓和功率係數分別為5.1cd/A、7.0V和2.31m/W。此外，當進行其中初始亮度設置在1000cd/m2，透過恒定電流驅動讓發光元件10連續地發光的連續照明試驗時，甚至在1100小時之後，仍保留84%的初始亮度。因此，證明發光元件10具有長壽命。
(參考發光元件11的製造)
接下來，為了比較，形成參考發光元件11，與上述發光元件9和10不同，其不包括控制載流子移動的層2413。首先，透過濺鍍方法將含氧化矽的ITO沈積於玻璃基板上，從而形成了第一電極。應指出，該第一電極的厚度是110nm，電極面積是2mm×2mum。
接下來，將具有該第一電極的基板固定到設置於真空沈積裝置中的基板座上，並滿足第一電極的表面朝下，然後將壓力降低至大約10-4Pa。然後，將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和氧化鉬(VI)共同沈積在該第一電極上，從而形成了含複合材料的層。控制沈積速率以便該含複合材料的層的厚度可以為50nm，並且NPB與氧化鉬(VI)的重量比可以為4：1(=NPB：氧 化鉬)。然後，透過使用電阻加熱的沈積方法將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)沈積至10nm的厚度而形成電洞遷移層。
接下來，在該電洞遷移層上形成發光層。透過將2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：BPAPQ)和(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹喔啉]銥(III)(簡稱：Ir(Fdpq)2(acac))共同沈積至30nm的厚度形成了發光層。在此，將沈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，與發光元件9和10不同，在電洞遷移層上形成發光層，而不在它們之間提供控制載流子移動的層。
然後，透過使用電阻加熱的沈積方法在該發光層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)沈積至10nm的厚度形成電子遷移層。然後，透過在該電子遷移層上將三(8-羥基喹啉)鋁(III)(簡稱：Alq)和鋰(Li)共同沈積至50nm的厚度形成了電子注入層。在此，將制沈積速率加以控制使得Alq與Li的重量比可以為1：0.01(=Alq：Li)。
最後，透過使用電阻加熱的沈積方法將鋁沈積至200nm的厚度形成第二電極。因此，形成了參考發射光元件11。將透過上述方法獲得的參考發光元件11放入氮氣氣氛的手套箱中以便將該發射參考光元件密封，與大氣隔絕。然後，測量發光元件11的工作特性。應指出，該測 量在室溫下(大氣保持在25℃)進行。
圖59顯示發光元件11的電流密度對亮度特性。圖60顯示發光元件11的電壓對亮度特性。圖61顯示發光元件11的亮度對電流效率特性。圖62顯示在1mA的供電下發光元件11的發射光譜。此外，圖63顯示連續照明試驗的結果，在該試驗中，在初始亮度設置在1000cd/m2的情況下，透過恒定電流驅動使發光元件11連續地發光(縱軸表示在1000cd/m2為100%的假定下的相對亮度)。
在1140cd/m2的亮度下，參考發光元件11的發射顏色位於CIE色度座標的(x=0.65，y=0.34)，並且獲得了來源於Ir(Fdpq)2(acac)的紅色發射光。然而，從圖62可以看出，還看到與發光層接觸的Alq的發射，這意味著參考發光元件11的色純度低於發光元件9和10的色純度。即，可以說參考發光元件11具有比發光元件9和10差的載流子平衡。
此外，在1140cd/m2的亮度下，參考發光元件11的電流效率、驅動電壓和功率係數分別為2.9cd/A、4.8V和1.91m/W。此外，當進行其中初始亮度設置在1000cd/m2，透過恒定電流驅動讓參考發光元件11連續地發光的連續照明試驗時，在1300小時之後，亮度已經降低至初始亮度的73%。因此，發現參考發光元件11具有比發光元件9和10短的壽命。因此，證明透過應用本發明可以獲得長壽命的發光元件。
[實施例7]
在這個實施例中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察2,3-雙{4-[N-(4-聯苯基)-N-苯基氨基]苯基}喹啉(簡稱：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)聯苯(簡稱：DNTPD)的氧化反應特徵，它們用於實施例6中形成的發光元件9中的控制載流子移動的層。此外，根據該測量結果測定BPAPQ和DNTPD的HOMO能級。應指出，使用電化學分析器(ALS model 600A或600C，BAS Inc.的産品)進行測量。
按與實施例4類似的方式進行CV測量。至於在CV測量中使用的溶液，將去水二甲基甲醯胺(DMF，Sigma-Aldrich Co.的産品，99.8%，目錄No.22705-6)用於溶劑，將高氯酸四正丁基銨(n-Bu4NClO4，Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.的産品，目錄號T0836)(其是協助電解質)溶於該溶劑中滿足高氯酸四正丁基銨的濃度為100mmol/L。此外，還將待測量的物件溶於該溶劑中滿足其濃度為1mmol/L。此外，將鉑電極(PTE鉑電極，BAS Inc.的産品)用作工作電極；將鉑電極(VC-3Pt平衡電極(5cm)，BA5 Inc.的産品)用作輔助電極；並且將Ag/Ag+電極(RE5非水性溶劑參考電極，BAS Inc.的産品)用作參考電極。應指出，該測量在室溫下(20-25℃)進行。
[計算參考電極相對於真空能級的電位能]
首先，透過實施例3中說明的方法計算在實施例7中使用的參考電極(Ag/Ag+電極)相對於真空能級的電位能(eV)。結果，實施例7中使用的參考電極相對於真空能級的電位能可以測定為-4.44-0.41=-4.85[eV]。
(測量實施例4：BPAPQ)
在測量實施例4中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察BPAPQ的氧化反應特徵。掃描速率設置在0.1V/秒。圖64顯示測量結果。應指出，氧化反應特徵的測量透過以下步驟進行：在(1)-0.16V至1.00V，然後(2)1.00V至-0.16V的範圍內掃描工作電極相對於參考電極的電位。
如圖64所示，可以看出氧化峰電位Epa是0.78V，還原峰電位Epc是0.60V。因此，半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)可以測定為0.69V。這表明BPAPQ可以氧化0.69V[對Ag/Ag+]的電能，並且這一能量對應於HOMO能級。在此，實施例7中使用的參考電極相對於真空能級的電位能是如上所述的-4.85[eV]。因此，BPAPQ的HOMO能級可以測定為-4.85-0.69=-5.54[eV]。
(測量實施例5：DNTPD)
在測量實施例5中，透過迴圈伏安法(CV)測量觀察DNTPD的氧化反應特徵。掃描速率設置在0.1V/秒。 圖65顯示測量結果。應指出，氧化反應特徵的測量透過以下步驟進行：在(1)-0.05V至1.20V，然後(2)1.20V至-0.05V的範圍內掃描工作電極相對於參考電極的電位。
如圖65所示，可以看出氧化峰電位Epa是0.16V，還原峰電位Epc是0.26V。因此，半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)可以測定為0.21V。這表明DPQd可以氧化0.21V[對Ag/Ag+]的電能，並且這一能量對應於HOMO能級。在此，實施例7中使用的參考電極相對於真空能級的電位能是如上所述的-4.85[eV]。因此，DPQd的HOMO能級可以測定為-4.85-0.21=-5.06[eV]。
應指出，當將按上述方式計算BPAPQ和DNTPD的HOMO能級進行比較時，可以發現DNTPD的HOMO能級比BPAPQ的低0.48[eV]之多。這意味著DNTPD當添加到BPAPQ中時可以起電洞捕集劑的作用。因此，對於本發明的發光元件，使用實施例6示出的的元件結構是相當有利的，其中DNTPD用作第二層的第二有機化合物並且BPAPQ用作該層的第一有機化合物。
201‧‧‧基板
203‧‧‧EL層
204‧‧‧第二電極
216‧‧‧第六層
215‧‧‧第五層
214‧‧‧第四層
213‧‧‧第三層
212‧‧‧第二層
211‧‧‧第一層
202‧‧‧第一電極

Claims (14)

  1. 一種發光裝置，包含：第一電極；第二電極；在該第一電極和第二電極之間形成的第一發光單元和第二發光單元；和在該第一發光單元和該第二發光單元之間形成的電荷產生層，其中該第二發光單元包含一發光層和一層，其中該發光層和該層係自該第一電極側依此順序形成，其中該層包含第一有機化合物和第二有機化合物；其中該第一有機化合物具有電子輸送性能；其中該第二有機化合物具有電子俘獲性能；其中在該層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，其中該發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物；其中該第二有機化合物是發磷光的材料，和其中該第四有機化合物是發磷光的材料。
  2. 一種發光裝置，包含：第一電極；第二電極；在該第一電極和第二電極之間形成的第一發光單元和 第二發光單元；和在該第一發光單元和該第二發光單元之間形成的電荷產生層，其中該第二發光單元包含一發光層和一層，其中該層和該發光層係自該第一電極側依此順序形成，其中該層包含第一有機化合物和第二有機化合物；其中該第一有機化合物具有電洞輸送性能；其中該第二有機化合物具有電洞俘獲性能；其中在該層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，其中該發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物；其中該第二有機化合物是發磷光的材料，和其中該第四有機化合物是發磷光的材料。
  3. 一種發光裝置，包含：第一電極；第二電極；在該第一電極和第二電極之間形成的第一發光單元和第二發光單元；和在該第一發光單元和該第二發光單元之間形成的電荷產生層，其中該第二發光單元包含一發光層和一層，其中該發光層和該層係自該第一電極側依此順序形 成，其中該層包含第一有機化合物和第二有機化合物；其中該第一有機化合物具有電子輸送性能；其中該第二有機化合物具有電子俘獲性能；其中在該層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，其中該發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物；其中該第二有機化合物是發磷光的材料，其中該第四有機化合物是發磷光的材料，和其中該第一發光單元的發光顏色和該第二發光單元的發光顏色是互補色。
  4. 一種發光裝置，包含：第一電極；第二電極；在該第一電極和第二電極之間形成的第一發光單元和第二發光單元；和在該第一發光單元和該第二發光單元之間形成的電荷產生層，其中該第二發光單元包含一發光層和一層，其中該層和該發光層係自該第一電極側依此順序形成，其中該層包含第一有機化合物和第二有機化合物；其中該第一有機化合物具有電洞輸送性能； 其中該第二有機化合物具有電洞俘獲性能；其中在該層中第一有機化合物的重量百分率比第二有機化合物的重量百分率高，其中該發光層包含第三有機化合物和第四有機化合物；其中該第二有機化合物是發磷光的材料，其中該第四有機化合物是發磷光的材料，和其中該第一發光單元的發光顏色和該第二發光單元的發光顏色是互補色。
  5. 如申請專利範圍第2或4項的發光裝置，其中該第一有機化合物是芳族胺化合物。
  6. 如申請專利範圍第2或4項的發光裝置，其中該第二有機化合物的最高占分子軌道能級比該第一有機化合物的最高占分子軌道能級高0.3eV或更多。
  7. 如申請專利範圍第2或4項的發光裝置，其中該發光層具有電洞輸送性能。
  8. 如申請專利範圍第1或3項的發光裝置，其中該第二有機化合物的最低未占分子軌道能級比該第一有機化合物的最低未占分子軌道能級低0.3eV或更多。
  9. 如申請專利範圍第1或3項的發光裝置，其中該發光層具有電子輸送性能。
  10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項的發光裝置，其中該層能控制載流子移動。
  11. 如申請專利範圍第1至4項中任一項的發光裝 置，其中該層的厚度是在5nm至20nm範圍中。
  12. 如申請專利範圍第1至4項中任一項的發光裝置，其中該第二有機化合物的濃度係在0.1wt%至5wt%範圍中或在0.1mol%至5mol%範圍中。
  13. 一種電子裝置，包含如申請專利範圍第1至4項中任一項的發光裝置。
  14. 一種照明裝置，包含如申請專利範圍第1至4項中任一項的發光裝置。
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