TW201444807A - 發光元件、發光裝置、電子裝置及喹□啉衍生物 - Google Patents

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Abstract

本發明提供具有長壽命之發光元件，及具有長壽命之發光裝置和電子裝置。發光元件包括介於第一電極和第二電極之間的第一層和含有發光物質的第二層。第一層包括第一種有機化合物和第二種有機化合物，第一層形成於第二層和第二電極之間，第一層包括比第二種有機化合物多的第一種有機化合物，第一種有機化合物為具有電子傳輸性質的有機化合物，第二種有機化合物為具有電子捕捉性質的有機化合物，第二種有機化合物的能隙大於發光物質的能隙；和施加電壓使得第一電極的電位高於第二電極的電位，致使發光層發光。

Description

發光元件、發光裝置、電子裝置及喹 啉衍生物
本發明係關於現有激發類型的發光元件。另外，本發明係關於具有發光元件之發光裝置和電子裝置。
近年來，研究和發展已積極地使用電激發光處理發光元件。於此一發光元件的基本結構中，含有具有發光性質之物質的層被插入在一對電極之間。藉由將電壓施加至此元件，可從具有發光性質之物質得到。
因為此發光元件為自身發光類型，咸認為發光元件具有優於液晶顯示裝置之優點，因為像素的可見度高，不要求背光等等，且因此適宜作為平面顯示器元件。此外此發光元件的其他優點為，元件可被製成薄而輕且反應速度非常快。
因為此發光元件可被製成薄膜形狀，可藉由形成大面積元件而輕易地得到平面光發射。此乃是不易由以熾熱檯燈為代表的點光源和螢光檯燈為代表的LED或線性光源 得到的特徵。據此，發光元件是極有效地用於作為應用於照明和諸如此類者之平面光源。
使用電激發光的發光元件依據其是否使用有機化合物或無機化合物作為具有發光性質之物質而予以廣泛地分類。
當有機化合物作為發光物質，電子和電洞係藉由施加電壓至發光元件而從一對電極被注入至含有發光有機化合物之層，致使電流因此流動。電子和電洞(即，載子)再結合，且因此激發發光有機化合物。發光有機化合物從激發態返回至基態，藉此發光。基於此機構，此發光元件被稱為電流激發類型發光元件。
應注意的是，由有機化合物所產生的激發態可為單一激發態或三重激發態，和來自單一激發態的發光稱為螢光，和來自三重激發態的發光稱為磷光。
於改善此一發光元件的元件特性時，有需多因所使用的材料而產生問題，和為了解決問題，已完成元件結構的改良、材料的開發和諸如此類者。
例如，於參考文獻1中，電洞阻礙層形成於發光元件中，致使使用磷光材料的發光元件可有效率地發光。然而，此電洞阻礙層的耐用性差，如參考文獻1所述，且發光元件為短壽命(參考文獻1：Tetsuo Tsutsui and eight others,Japanese Journal of Applied Physics,vol.38,L1502-L1504(1999))。因此，想要具有較長壽命的發光元件。
鑒於上面問題完成本發明。本發明的目的係提供具有長壽命之發光元件。另外，本發明的另一目的係提供具有長壽命之發光裝置和電子裝置。
本案發明人已認真地研究且發現具有電子捕捉性質之物質被加入至電子傳輸層以控制電子轉移，使得載子平衡隨著時間的改變可被抑制。另外，我們因此已發現可得到具有長壽命之發光元件。再者，我們已發現具有電子捕捉性質之物質的能隙比發光物質的能隙大，使得來自具有電子捕捉性質之物質的光發射可被預防，且發光元件可具有優異的顏色純度。
因此，本發明的觀點為發光元件，其包括介於第一電極和第二電極之間的第一層和含有發光物質的第二層。第一層包括第一種有機化合物和第二種有機化合物，且形成於第二層和第二電極之間。於第一層中，所包括的第一種有機化合物比第二種有機化合物多，且第一種有機化合物為具有電子傳輸性質之有機化合物，然而第二種有機化合物為具有電子捕捉性質之有機化合物。第二種有機化合物的能隙比發光物質的能隙大。當施加電壓使得第一電極的電位比第二電極的電位高時，發光層可發光。
此外，顯示電子捕捉性質之比值較佳地為0.3eV或更高的捕捉深度。因此，本發明的觀點為發光元件，其包括介於第一電極和第二電極之間的第一層和含有發光物質 的第二層。包括第一層和第二層之發光元件，該第二層包括之發光物質。第一層包括第一種有機化合物和第二種有機化合物，且形成於第二層和第二電極之間。於第一層中，所包括的第一種有機化合物(其為具有電子傳輸性質之有機化合物)比第二種有機化合物多。第二種有機化合物的最低未佔用分子軌域(LUMO)能階比第一種有機化合物的最低未佔用分子軌域(LUMO)能階小0.3eV或更多，且第二種有機化合物的能隙比發光物質的能隙大。當施加電壓使得第一電極的電位比第二電極的電位高時，發光層可發光。
另外，發出藍色至紅色之可見光的發光元件對廣泛的種種應用是有效的，例如顯示裝置。因為第二種有機化合物的能隙高於可見光的能隙，可預防來自第二種有機化合物的光發射，使得發光元件可具有優異的顏色純度。據此，於上面發光元件中，第二種有機化合物的能隙較佳地為3.0eV或更高。此外，當第二種有機化合物的光發射是在紫外線至紫色的範圍內，能量可轉移至發光物質，即使第二種有機化合物是在激發態；據此，可得到具有優異顏色純度之發光元件。因此，於上面發光元件中，第二種有機化合物的發射波峰較佳地在350nm至450nm的範圍內。因此，更佳者為第二種有機化合物的能隙是3.0eV或更高，且發射波峰波長在350nm至450nm的範圍內，此二端值亦包括在內。
於上面發光元件中，當第二層具有電子傳輸性質，長 壽命的效果是特別傑出的。因此，依據本發明的觀點，於發光元件中，第二層具有電子傳輸性質，更佳地，第二層包括發光物質和第三種有機化合物，所包括的第三種有機化合物比發光物質多，且第三種有機化合物具有電子傳輸性質。且同時為了避免增加驅動電壓，第三種有機化合物較佳地不僅具有電子傳輸性質而且具有電洞接受性質。鑒於此，第三種有機化合物較佳地為蒽衍生物。
此外，當第一層和第二層互相接觸時，優異的顏色純度的效果是傑出的。因此，依據本發明的觀點，於發光元件中，第一層和發光層係以互相接觸方式配置。
另外，因為第一層具有電子捕捉性質，假如厚度太厚時，增加驅動電壓，另一方面，假如厚度太薄時，無法保證本發明的效果會非常地好。因此，於上面發光元件中，第一層的厚度較佳地在5nm至20nm內，此二端值亦包括在內。
注意：第一種有機化合物具有電子傳輸性質，但就電子安定性和適當的電子傳輸性質而言，第一種有機化合物較佳地為金屬錯合物。
此外，本案發明人已發現，喹啉衍生物特別佳地作為符合第二種有機化合物的條件之物質。因此，依據本發明的觀點，於發光元件中，第二種有機化合物為喹啉衍生物。就化學安定性而言，喹啉衍生物較佳地為2,3-二苯基喹啉衍生物。另外，於2,3-二苯基喹啉衍生物中，特別地，具有比較高分子量和高耐熱性之2,3,2’,3’ -四苯基-6,6’-聯喹啉衍生物是較佳的。
關於2,3,2’,3’-四苯基-6,6’-聯喹啉衍生物，本案發明人已發現，2,3,2’,3’-四苯基-6,6’-聯喹啉衍生物(其苯基經拉電子基(氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基、醯氧基等等)取代)具有比較高電子捕捉性質和分子量。因此，依據本發明的觀點，於發光元件中，第二種有機化合物為通式(1)所示之喹啉衍生物。通式(1)所示之喹啉衍生物為新穎物質，其係本案發明人開發且被包括於本發明中。
於式中，R1至R20中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
特別地，於通式(1)所示之喹啉衍生物中，通式(2)所示之喹啉衍生物是較佳的。因此，依據本發明的觀點，於發光元件中，第二種有機化合物為通式(2)所示之喹啉衍生物。通式(2)所示之喹啉衍生物為 新穎物質，其係本案發明人開發且被包括於本發明中。
於式中，R21至R24中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
於通式(2)中，以R21至R24皆被取代之案例是較佳的，因為得到高電子捕捉性質。換言之，較佳地，R21至R24獨立地表示氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中至少一者。再者，以R21至R24獨立地表示氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中至少一者且R21至R24皆為相同取代基之案例是更佳的。
注意：如上述之發光元件可被應用至各種類型的發光裝置。因此，含有如上述之本發明發光元件的發光裝置和控制發光元件光發射的控制手段被包括在本發明中。本說明書中的"發光裝置"包括影像顯示裝置、發光裝置和光源(包括照明裝置(illumination devices，lighting devices))。此外，"發光裝置"包括下面所有模組：模組，其中連接器(例如，FPC(撓性印刷電路)、TAB(卷帶式自動接合)膠帶、或TCP(捲帶式封裝))被連 接至有發光元件形成的嵌板；模組，其中印刷電路板配置在模組前面，其中此TAB膠帶中的一者或一些或這些TCPs中的一者被連接；和模組，其中IC(積體電路)係藉由COG(玻璃覆晶接合)方法而直接安裝在發光元件。
本發明的發光元件特別對電子裝置的顯示器部分是有效的，因為發光元件具有高可見度和長壽命。因此，本發明包括具有顯示器部分之電子裝置，且其中顯示器部分包括如上述之本發明發光元件和控制發光元件光發射的控制手段。
本發明的發光元件包括控制電子轉移和抑制載子平衡隨著時間改變的層。因此，可得到具有長壽命之發光元件。
藉由將本發明發光元件應用至發光裝置，發光裝置可具有長壽命。另外，藉由將本發明發光元件應用至電子裝置的顯示器部分，電子裝置的顯示部可具有長壽命。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧第二電極
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧第二層
114‧‧‧第一層
115‧‧‧電子傳輸層
131‧‧‧有機化合物
132‧‧‧發光物質
141‧‧‧有機化合物
142‧‧‧有機化合物
200‧‧‧基板
201‧‧‧第一電極
202‧‧‧第二電極
203‧‧‧EL層
211‧‧‧電洞注入層
212‧‧‧電洞傳輸層
213‧‧‧第二層
214‧‧‧第一層
215‧‧‧電子傳輸層
216‧‧‧電子注入層
217‧‧‧含有具有高電子傳輸性質之物質的層
501‧‧‧第一電極
502‧‧‧第二電極
511‧‧‧第一發光單元
512‧‧‧第二發光單元
513‧‧‧電荷產生層
601‧‧‧源極驅動電路
602‧‧‧像素部分
603‧‧‧柵極驅動電路
604‧‧‧密封基板
605‧‧‧密封材料
607‧‧‧空間
608‧‧‧佈線
609‧‧‧FPC(撓性印刷電路)
610‧‧‧元件基板
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
623‧‧‧n-通道TFT
624‧‧‧p-通道TFT
701‧‧‧基板
702‧‧‧電極
703‧‧‧絕緣層
704‧‧‧隔層
705‧‧‧EL層
706‧‧‧電極
901‧‧‧框體
902‧‧‧液晶層
903‧‧‧背光
904‧‧‧框體
905‧‧‧驅動器IC
906‧‧‧端子
1001‧‧‧框體
1002‧‧‧光源
1003‧‧‧照明裝置
1004‧‧‧電視裝置
1100‧‧‧玻璃基質
1101‧‧‧第一電極
1102‧‧‧第二電極
1111‧‧‧含有複合材料的層
1112‧‧‧電洞傳輸層
1113‧‧‧發光層
1114‧‧‧用於控制電子轉移的層
1115‧‧‧電子傳輸層
1116‧‧‧電子注入層
2100‧‧‧玻璃基質
2101‧‧‧第一電極
2102‧‧‧第二電極
2111‧‧‧含有複合材料的層
2112‧‧‧電洞傳輸層
2113‧‧‧發光層
2115‧‧‧電子傳輸層
2116‧‧‧電子注入層
9101‧‧‧框體
9102‧‧‧支撐體
9103‧‧‧顯示器部分
9104‧‧‧揚聲器部分
9105‧‧‧視訊輸入端子
9201‧‧‧主體
9202‧‧‧框體
9203‧‧‧顯示器部分
9204‧‧‧鍵盤
9205‧‧‧外部連接埠
9206‧‧‧定位裝置
9401‧‧‧主體
9402‧‧‧框體
9403‧‧‧顯示器部分
9404‧‧‧音頻輸入部分
9405‧‧‧音頻輸出部分
9406‧‧‧操作鍵
9407‧‧‧外部連接埠
9408‧‧‧天線
9501‧‧‧主體
9502‧‧‧顯示器部
9503‧‧‧框體
9504‧‧‧外部連接埠
9505‧‧‧遙控接收部分
9506‧‧‧圖像接受部分
9507‧‧‧電池
9508‧‧‧音頻輸入部分
9509‧‧‧操作鍵
9510‧‧‧目鏡部分
於附圖中：圖1為依據本發明觀點的發光元件的能帶圖；圖2A和2B各自顯示依據本發明觀點的發光元件；圖3A和3B各自顯示依據本發明觀點的發光元件；圖4A至4C各自顯示依據本發明觀點的發光元件；圖5顯示依據本發明觀點的發光元件； 圖6A和6B顯示依據本發明觀點的發光裝置；圖7A和7B顯示依據本發明觀點的發光裝置；圖8A至8D顯示依據本發明觀點的電子裝置；圖9顯示依據本發明觀點的發光裝置的應用實例；圖10顯示依據本發明觀點的發光裝置的應用實例；圖11顯示依據本發明觀點的發光裝置的應用實例；圖12顯示依據本發明觀點的發光元件的結構；圖13為顯示依據本發明觀點的發光元件1的電流對亮度特性的圖；圖14為顯示依據本發明觀點的發光元件1的電壓對亮度特性的圖；圖15為顯示依據本發明觀點的發光元件1的亮度對電流效率特性的圖；圖16顯示本發明發光元件1和參考發光元件2的發射光譜；圖17顯示連續照明試驗的結果，其中本發明發光元件1和參考發光元件2藉由固定電流驅動而被連續地點亮；圖18顯示參考發光元件2的結構；圖19為顯示依據本發明觀點的發光元件3的電流密度對亮度特性的圖；圖20為顯示依據本發明觀點的發光元件3的電壓對亮度特性的圖；圖21為顯示依據本發明觀點的發光元件3的亮度對 電流效率特性的圖；圖22顯示本發明發光元件3的發射光譜；圖23顯示連續照明試驗的結果，其中本發明發光元件3藉由固定電流驅動而被連續地點亮；圖24為依據本發明觀點的喹啉衍生物(FDPQ2)的1H-NMR圖；圖25為顯示依據本發明觀點的喹啉衍生物(FDPQ2)於甲苯溶液中的吸收光譜和發射光譜的圖；圖26為顯示依據本發明觀點的喹啉衍生物(FDPQ2)作為沉積膜的吸收光譜和發射光譜的圖；圖27為顯示發光物質之2PCAPA的吸收光譜的圖；圖28為顯示本發明喹啉衍生物(FDPQ2)的還原特性的圖；圖29為顯示Alq的還原特性的圖；圖30為顯示喹啉衍生物(FDPQ)作為沉積膜的吸收光譜和發射光譜的圖；圖31為顯示喹啉衍生物(FDPQ)的還原特性的圖；圖32為顯示依據本發明觀點的發光元件4的電流密度對亮度特性的圖；圖33為顯示依據本發明觀點的發光元件4的電壓對亮度特性的圖；圖34為顯示依據本發明觀點的發光元件4的亮度對電流效率特性的圖； 圖35顯示依據本發明觀點的發光元件4的發射光譜；圖36顯示連續照明試驗的結果，其中本發明發光元件4藉由固定的電流驅動而被連續地點亮；圖37為顯示依據本發明觀點的發光元件5的電流密度對亮度特性的圖；圖38為顯示依據本發明觀點的發光元件5的電壓對亮度特性的圖；圖39為顯示依據本發明觀點的發光元件5的亮度對電流效率特性的圖；圖40顯示依據本發明觀點的發光元件5的發射光譜；和圖41顯示連續照明試驗的結果，其中本發明發光元件5藉由固定電流驅動而被連續地點亮。
實施本發明的最佳模式 具體模式
首先，現在將描述於發光元件中亮度衰退的因素。一般地，許多發光元件係藉由固定量電流予以驅動，且於此案例中，亮度衰退指出電流效率的減低。關於流動電流，電流效率是光輸出，且因此大大地取決於流動載子中的多少載子貢獻至再結合(載子平衡)或於發光層中的經再結合的載子(即，激發)中的多少載子貢獻至光發射(量子 產率)。
因此，作為亮度衰退的因素，載子平衡隨著時間的改變或量子產率隨著時間的惡化被視為主要因素。本發明聚焦在載子平衡隨著時間的改變。
下文，將參考附圖詳細說明具體模式。熟習該領域之技術者應輕易理解文中所揭示之模式和細節可在未背離本發明的精神和範圍以各種方式修飾。因此，本發明應不會被理解為限於下面所提供之具體模式的說明。
注意：於本說明書中，術語"組成物"不僅指出2種材料被簡單地混合之狀態，而且亦指出多個材料被混合且因此電子轉移在多個材料間進行之狀態。
[具體模式1]
首先將描述本發明發光元件的原則。圖1為作為實例之發光元件的能帶圖。本發明發光元件包括介於第一電極101和第二電極102之間的第一層114和第二層113，該第二層包括發光物質。第一層114係形成於第二層113和第二電極102間。第一層114包括第一種有機化合物141和第二種有機化合物142，其各具有電子傳輸性質，且所包括的第一種有機化合物141多於第二種有機化合物142。此外，如圖1所示，第二種有機化合物142的LUMO能階比第一種有機化合物141的LUMO能階小，且因此第二種有機化合物142具有電子捕捉性質。此外，顯示於圖1中的第二層113具有發光物質132被加入至第 三種有機化合物131中之結構，但只可包括發光物質。此外，參考數字112和115分別表示電洞傳輸層和電子傳輸層，但這些層並非必然地被提供，但若適當可被提供。
關於具有此一能帶結構之發光元件，施加電壓，使得第二電極102的電位比第一電極101的電位高。同時，由第一電極101的費米能階所注入的電洞通過電洞傳輸層112的HOMO能階，且被注入至第二層113。另一方面，由第二電極202的費米能階所注入的電子通過電子傳輸層115的LUMO能階，且被注入至第一層114。由第一層114所注入的電子更緩慢地移動，由於第二種有機化合物142具有電子捕捉性質。緩慢電子被注入至包括發光物質132之第二層113，且與電洞再結合以發光。
例如，當第二層113具有電子傳輸性質，即，當於圖1中第三種有機化合物131具有電子傳輸性質，由電洞傳輸層112注入至第二層113的電洞緩慢地移動。因此，假如於無第一層114之傳統發光元件中，電子未減速地被注入至第二層113，且到達電洞傳輸層112介面的附件。因此，發光區域形成於電洞傳輸層112和第二層113之間介面的附近。同時，電子可到達電洞傳輸層112且藉此電洞傳輸層112可能不幸地惡化。另外，可到達電洞傳輸層的電子的數量隨著時間增加導致於發光層中的再結合機率隨著時間減少，且因此造成發光元件壽命的減少(亮度隨著時間衰退)。
另一方面，於本發明的發光元件中，形成第一層 114，且於第一層114中，具有電子捕捉功能之第二種有機化合物被加入至具有電子傳輸性質之第一種有機化合物中。因此，注入至第一層114之電子更緩慢地移動，注射電子至第二層113被控制。結果，於本發明中，慣於傾向於在電洞傳輸層112和第二層113之間介面的附件形成的發光區域形成於第二層113內的部分區域至第二層113和第一層114之間介面的附近。據此，電子可到達電洞傳輸層112且藉此電洞傳輸層212可能惡化的機率較小。此外，電洞可到達電子傳輸層115且藉此電子傳輸層115可能惡化的機率幾乎沒有，因為第一層114包括具有電子傳輸性質之第一種有機化合物。
另外，本發明的重點不僅在於具有低電子移動性之化合物被應用至第一層114，而且在於具有捕捉電子功能之有機化合物被加入至具有電子傳輸性質之有機化合物中。具有此一結構，不僅控制電子注入第二層213且抑制電子注入所控制的量隨著時間的改變皆變成可能。因此，本發明的發光元件可預防載子平衡隨著時間而失去的現象，不然其可能減低再結合的機率。因此，可改善元件的壽命(可抑制亮度隨著時間的衰退)。
於本發明的發光元件中，發光區域不是形成在發光層和電洞傳輸層間的介面，或發光層和電子傳輸層間的介面。因此，無惡化的反效果，該惡化係發生在假如發光區域被定位在靠近電洞傳輸層或電子傳輸層。另外，可抑制載子平衡隨著時間的改變(特別地，電子注入的數量隨著 時間的改變)。因此，可得到長壽命的發光元件，其不容易惡化。
另外，於第一層114中所包括的第二種有機化合物的能隙E2高於第二層113中所包括的發光物質132的能隙E1，對本發明發光元件是重要的。理由是，藉由使E2大於E1(E2>E1)，可抑制激發態於第二種有機化合物142中形成，雖然第二種有機化合物142具有高電子捕捉性質且可在元件中被激發。因此，可得到來自發光物質132的光發射，其不會與第二種有機化合物142的發射顏色混合；據此，可得到具有優異顏色純度之發光元件。
其次，現在將參考圖2A描述一種模式的本發明發光元件。本發明發光元件具有介於一對電極間之多數層。多數層係藉由使具有高載子注入性質之化合物和具有該載子傳輸性質之化合物所製得的層結合而堆疊，以致發光區域形成在遠離電極的位置，即，以致載子在遠離電極的位置再結合。
於此具體模式中，發光元件包括第一電極201、第二電極202、和形成於第一電極201和第二電極202間之EL層203。EL層203包括第一層214和含有發光物質之第二層213，且第一層214形成於第二層213和第二電極202間。第一層214包括第一種有機化合物和第二種有機化合物，其各自具有電子傳輸性質，且於第一層214中，所包括的第一種有機化合物141比第二種有機化合物多。此外，第二種有機化合物具有電子捕捉性質。於此具體模式 中，說明於下，其中第一電極201作為陽極，和第二電極202作為陰極。換言之，當電壓被施加至第一電極201和第二電極202，使得第一電極201的電位高於第二電極202的電位，光被發射。描述此一案例。
基板200作為發光元件的載體。關於基板200，例如，可使用玻璃、塑膠等等。除了上述材料之外，可使用可於製備發光元件之方法中作為載體之任何材料。
第一電極201係較佳地使用具有高工作函數之材料(即，4.0eV或更高)如金屬、合金、導電化合物、或其混合物予以形成的。具體地，銦錫氧化物(ITO)、含有矽或氧化矽之ITO、銦鋅氧化物(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅之氧化銦等等可被提供。該導電金屬氧化物膜一般係藉由噴濺予以形成的，但亦可藉由噴墨法、旋轉塗布法等等、或應用溶膠-凝膠法等等而予以形成的。例如，銦鋅氧化物(IZO)可藉由噴濺法使用靶而被沉積，其中1至20重量%的氧化鋅被加入至氧化銦。此外，含有氧化鎢和氧化鋅之氧化銦可藉由噴濺法使用靶而被沉積，其中0.5至5重量%的氧化鎢和0.1至1重量%的氧化鋅被加入至氧化銦。另外，可使用金(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)等等。
當含有複合材料(其將被描述於後)之層作為與第一電極201接觸的層，第一電極201可使用很多種金屬、合 金、導電化合物、其混合物等等予以形成，不管其工作函數。例如，可使用鋁(Al)、銀(Ag)、鋁合金(AlSi)等等。此外，亦可使用屬於周期表第1或2族之元素(其具有低工作函數)即，鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)，和鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)、和鍶(Sr)；其合金(例如，MgAg和AlLi)；稀土金屬如銪(Eu)和鐿(Yb)；其合金；和諸如此類者。由鹼金屬、鹼土金屬、或其合金所製得之膜可藉由真空蒸鍍法予以形成。另外，由鹼金屬或鹼土金屬的合金所製得之膜可藉由噴濺法予以形成。亦可能藉由噴墨法等等沉積銀糊等等。
EL層203包括電洞注入層211、電洞傳輸層212、電子傳輸層215、和電子注入層216、及第一層214和含有發光物質之第二層213。注意：EL層203應至少包括第一層214和含有發光物質之第二層，其被具體地描述於此具體模式中，但對其他層無特別限制。例如，電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層、電子注入層和/或諸如此類者可被適當地組合。
電洞注入層211為含有具有高電洞注入性質之物質的層。就具有高電洞注入性質之物質而言，可使用氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢、氧化錳等等。此外，酞青素化合物如酞青素(縮寫：H2PC)、銅(II)酞青素(縮寫：CuPc)、和釩酞青素(VOPc)亦可被提供作為低分子有機化合物。另外，可使用下面低分子有機化合物：芳族胺化合物如4,4’,4”-三(N,N-二苯基胺基)三苯基胺(縮 寫：TDATA)、4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基胺基]三苯基胺(縮寫：MTDATA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]聯苯基(縮寫：DPAB)、4,4’-雙(N-{4-[N’-(3-甲基苯基)-N’-苯基胺基]苯基}-N-苯基胺基)聯苯基(縮寫：DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基胺基苯基)-N-苯基胺基]苯(縮寫：DPA3B)、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基胺基]-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCA2)、和3-(N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)胺基)-9-苯基咔唑(縮寫：PCzPCN1)。
或者，電洞注入層211可使用複材料予以形成，其中具有受體性質之物質被混入至具有高電洞傳輸性質之物質中。注意：當使用複合材料(其中具有受體性質之物質被混入至具有高電洞傳輸性質之物質)時，可選擇用於形成電極之材料，不管其工作函數。那就是，不僅具有高工作函數之材料而且具有低工作函數之材料可用於第一電極201。此複合材料可藉由共沉積具有高電洞傳輸性質之物質和具有受體性質之物質而予以形成。
就用於複合材料之具有高電洞傳輸性質之物質而言，可使用很多種化合物如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳族烴、和高分子化合物(例如，寡聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物)。具體地，較佳地使用具有電洞移動率為 10-6cm2/Vs或更高之物質。然而，亦可使用其他非上面物質之物質，只要其電洞傳輸性質比其電子傳輸性質高。下面描述具有高電洞傳輸性質之特定物質，其可用於複合材料。
例如，下面有機化合物可用於此具有高電洞傳輸性質之物質：除了MTDATA、TDATA、DPAB、DNTPD、DPA3B、PCzPCA1、PCzPCA2、PCzPCN1之外，芳族胺化合物如4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基(縮寫：NPB或α-NPD)、和N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺(縮寫：TPD)；和咔唑衍生物如4,4’-二(N-咔唑基)聯苯基(縮寫：CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(縮寫：TCPB)、和1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基-2,3,5,6-四苯基苯。或者，亦可使用下面芳族烴化合物：2-特丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t--BuDNA)、2-特丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(縮寫：DPPA)、2-特丁基-9,10-雙(4-苯基苯基)蒽(縮寫：t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、9,10-二苯基蒽(縮寫：DPAnth)、2-特丁基蒽(縮寫：t-BuAnth)、9,10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(縮寫：DMNA)、9,10-雙[2-(1-萘基)苯基]-2-特丁基-蒽、9,10-雙[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’-聯蒽基、10,10’-二苯基-9,9’-聯蒽基、10,10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯蒽基、10,10’-雙[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-聯蒽基、蒽、稠四苯、紅烯(rubrene)、苝、2,5,8,11-四(特丁基)苝、稠五苯、蔻、4,4’-雙(2,2-二苯基乙烯基)聯苯基(縮寫：DPVBi)、9,10-雙[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(縮寫：DPVPA)等等。
關於具有受體性質之物質，可提供有機化合物如7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟二甲基對苯醌(quinodimethane)(縮寫：F4-TCNQ)和氯醌，和過渡金屬氧化物。此外，亦可提供屬於周期表第4至8族之金屬之氧化物。具體地，以使用具有高電子接受性質之氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻，氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、和氧化錸為較佳。尤其以氧化鉬為特別佳，因為其即使在大氣中仍為安定的、具有低吸濕性質、和容易處理。
關於電洞注入層211，可使用高分子化合物(例如，寡聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物)。例如，可使用下面高分子化合物：聚(N-乙烯基咔唑)(縮寫：PVK)、聚(4-乙烯基三苯基胺)(縮寫：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基胺基)苯基]苯基-N’-苯基胺基}苯基)甲基丙烯醯胺](縮寫：PTPDMA)、和聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺(縮寫：Poly-TPD)。另外，亦可使用與酸混合的高分子化合物，例如聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸 酯)(PEDOT/PSS)和聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸酯)(PAni/PSS)。
注意：亦可能使用複合材料形成電洞注入層211，該複合材料係由上述高分子化合物如PVK、PVTAP、PTPDMA、或Poly-TPD和具有受體性質之上述物質所形成的。
電洞傳輸層212為含有具有高電洞傳輸性質之物質的層。就此一具有高電洞傳輸性質之物質而言，除了上述NPB(或α-NPD)和TPD之外，可使用下面低分子有機化合物：芳族胺化合物如4,4’-雙[N-(9,9-二甲基茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯基(縮寫：DFLDPBi)、和4,4’-雙[N-(螺-9,9’-聯茀-2-基)-N-苯基胺基]聯苯基(縮寫：BSPB)。於此所述之物質主要為具有電洞移動率為10-6cm2/Vs或更高之物質。另外，亦可使用其他非上面物質之物質，只要其電洞傳輸性質高於其電子傳輸性質。注意：含有具有高電洞傳輸性質之物質的層未被限制至單層，但可具有由上述物質製備之2或多層的堆疊結構。
另外，電洞傳輸層212亦可使用高分子化合物如PVK、PVTPA、PTPDMA、或Poly-TPD予以形成。
第二層213為含有發光物質的層，即，發光層。第二層213可使用很多種材料予以形成。具體地，關於顯示藍光的發光材料，可使用下述者：N,N’-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺 (縮寫：(YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯基胺(縮寫：YGAPA)等等。關於顯示綠光發射的發光材料，可使用下述者：N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯基-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-伸苯基二胺(縮寫：2DPAPA)、N-[9-,10-雙(1,1’-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-伸苯基二胺(縮寫：2DPABPhA)、N-[9,10-雙(1,1’-聯苯基-2-基)]-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(縮寫：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(縮寫：DPhAPhA)等等。關於顯示黃光發射的發光材料，可使用紅烯、5,12-雙(1,1’-聯苯基-4-基)-6,11-二苯基稠四苯(縮寫：BPT)等等。另外，關於顯示紅光發射的發光材料，可使用N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)稠四苯-5,11-二胺(縮寫：p-mPhTD)；7,13-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)二氫苊並(acenaphtho)[1,2-a]1,2-苯並二氫苊-3,10-二胺(縮寫：p-mPhAFD)等等。或者，亦可使用磷光材料如雙[2-(2’-苯並[4,5-a]噻吩基)吡啶根(pyridinato)-N,C3’]乙醯丙酮銥(III)(縮寫：Ir(btp)2(acac))。
注意：於本發明的發光元件中，第二層213，即，發 光層，較佳地具有電子傳輸性質。慣例地，當發光層具有電子傳輸性質，電子阻礙層被設置在發光層和陽極間，以防止電子穿過發光層。然而，當電子阻礙層隨著時間惡化，再結合區域擴張至電子阻礙層的內部(或電洞傳輸層的內部)，其可能導致電流效率的顯著減少(即，亮度衰退)。同時，於本發明中，在電子到達發光層(介於發光層和陰極間)前，控制電子的移動。因此，即使當電子的平衡有些損失，於發光層中的再結合比例幾乎不會改變，其有利於：亮度不會輕易衰退。如上所述，當第二層213，即，發光層，具有電子傳輸性質，長壽命的效果是傑出的。
注意：第二層213亦可具有一結構，其中上述發光物質被分散於另一物質中。例如，如圖1說明，發光物質可被分散於第三種有機化合物中。各種類型的物質可被用於第三種有機化合物，且以使用其最低未佔用分子軌域(LUMO)能階高於發光物質的最低未佔用分子軌域且其最高佔用分子軌域(HOMO)能階低於發光物質的最高佔用分子軌域之物質為較佳。
注意：於本發明的發光元件中，發光層較佳地具有電子傳輸性質，如上述。那就是，發光層的電子傳輸性質較佳地高於其電洞傳輸性質。因此，關於第三種有機化合物，較佳地使用具有電子傳輸性質之有機化合物。具體地，可使用下面金屬錯合物：三(8-羥基喹啉根)鋁(III)(縮寫：Alq)；三(4-甲基-8-羥基喹啉根) 鋁(III)(縮寫：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]-喹啉根(quinolinato)鈹(II)(縮寫：BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉根)(4-苯基苯酚根)鋁(III)(BAlq)、雙(8-羥基喹啉根)鋅(II)(縮寫：Znq)、雙[2-(2-苯並 唑基)苯酚根]鋅(II)(縮寫：ZnPBO)、和雙[2-(2-苯並噻唑基)苯酚根]鋅(II)(縮寫：Zn(BTZ)2)。另外，亦可使用下面雜環化合物：2-(4-聯苯基)-5-(4-特丁基苯基)-1,3,4-二唑(縮寫：PBD)、1,3-雙[5-(4-特丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(縮寫：OXD-7)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-特丁基苯基)-1,2,4-三唑(縮寫：TAZ)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基(benzenetriyl)三(1-苯基-1H-苯並咪唑)(縮寫：TPBI)、二苯基二氮雜菲(bathophenanthroline)(縮寫：BPhen)、和2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10鄰二氮菲(bathocuproine)(縮寫：BCP)。或者，亦可使用下面縮合芳香族化合物：9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)、3,6-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：DPCzPA)、9,10-雙(3,5-二苯基苯基)蒽(縮寫：DPPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：DNA)、2-特丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫：t-BuDNA)、9,9’-聯蒽基(縮寫：BANT)、9,9’-(二苯乙烯-3,3’-二基)聯菲(縮寫：DPNS)、9,9’-(二苯乙烯- 4,4’-二基)聯菲(縮寫：DPNS2)、和3,3’,3”-(苯-1,3,5-三基)三芘(tripyrene)(縮寫：TPB3)。
特別地，為了預防驅動電壓的增加，第三種有機化合物亦較佳地具有電洞接受性質，雖然其具有電子傳輸性質。鑒於此，第三種有機化合物較佳地為蒽衍生物如CzPA、DPCzPA、DNA、或t-BuDNA，如上述。
關於發光物質被分散之材料，可使用多數種類的材料及第三種有機化合物。例如，可另外加入用於控制結晶作用之化合物如紅烯等等，以控制結晶作用。此外，可另外加入NPB、Alq等等，以有效率地轉移能量至發光物質。
當使用此一發光物質被分散於另一化合物中的結構時，可抑制第二層213的結晶作用。另外，由於發光物質的高濃度所引起的濃度驟冷亦可被抑制。
另外，高分子化合物可用於第三層213。具體地，關於顯示藍光發射的發光材料，可使用下述者：聚(9,9-二辛基茀-2,7-二基)(縮寫：PFO)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基-共聚-(2,5-二甲氧基苯-1,4-二基))(縮寫：RF-DMOP)、聚{(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-[N,N’-二-(對-丁基苯基)-1,4-二胺基苯]}(縮寫：TAB-PFH)等等。關於顯示綠光發射的發光材料，可使用下述者：聚(對-苯乙烯)(縮寫：PPV)、聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-交替-共聚-(苯並[2,1,3]噻二唑-4,7-二基)](縮寫：PFBT)、聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二伸乙烯基伸茀 基)-交替-共聚-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-伸苯基)]等等。關於顯示橙光至紅光發射的發光材料，可使用下述者：聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯基](縮寫：MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2,5-二基)、聚{[9,9-二己基-2,7-雙(1-氰基伸乙烯基)伸茀]-交替-共聚-[2,5-雙(N,N’-二苯基胺基)-1,4-伸苯基]}、聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-雙(1-氰基伸乙烯基伸苯基)]-交替-共聚-[2,5-雙(N,N’-二苯基胺基)-1,4-伸苯基]}(縮寫：CN-PPV-DPD)等等。
第一層214為控制電子轉移的層。第一層214包括2或多種類型的物質。第一層214包括第一種有機化合物和第二種有機化合物，且於第一層214中，所包括的第一種有機化合物比第二種有機化合物多。
第一層214係形成於比較靠近第二電極202(作為陰極)而非第二層213(作為發光層)，因此第一種有機化合物為具有電子傳輸性質之化合物。換言之，第一種有機化合物較佳地為其電子傳輸性質高於其電洞傳輸性質的物質。典型地，可使用下述者：金屬錯合物如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、Znq、BAlq、ZnPBO、和ZnBTZ；雜環化合物如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、BPhen、和BCP；和縮合的芳香族化合物如CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t-BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2、和TPB3。另外，亦可使用下面高分子化合物：聚[(9,9-二 己基茀-2,7-二基)-共聚-(吡啶-3,5-二基)](縮寫：PF-Py)和聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-(2,2’-吡啶-6,6’-二基)](縮寫：PF-BPy)。尤其，就電子安定性(特別地，對電子的安定性)和適當的電子傳輸性質而言，較佳地使用金屬錯合物。
第二種有機化合物為具有捕捉電子功能之化合物。具體地，第二種有機化合物較佳地為具有LUMO能階比第一種有機化合物的LUMO能階小0.3eV或更多之有機化合物。因為包括第二種有機化合物，整層的電子轉移速度小於只包括第一種有機化合物之層的電子轉移速度。換言之，藉由加入第二種有機化合物，可控制電子轉移。另外，控制第二種有機化合物的濃度，以便控制電子轉移速度。
另外，關於本發明發光元件的特徵，第二種有機化合物的能隙高於第二層213中所包括的發光物質的能隙。結果是，無須與第二種有機化合物的發射顏色混合，可得到來自發光物質的光發射；據此，可得到具有優異顏色純度的發光元件。
較佳者為能隙大於可見光、藍光至紅光的能隙且適於實用。因此，第二種有機化合物的能隙較佳地為3.0eV或更大。此外，當第二種有機化合物的發射是在紫外線至紫色的光，能量可轉移至第二層213中所包括的發光物質，即使第二種有機化合物被激發；據此，可得到具有優異顏色純度的發光元件。因此，第二種有機化合物的發射 波峰較佳地在350nm至450nm範圍內，此二端值亦包括在內。
關於具有如上述之能隙的第二種有機化合物，本案發明人已發現，喹啉衍生物是特別佳的。喹啉衍生物較佳地為2,3-二苯基喹啉衍生物，就化學安定性而言。例如，提供2,3-二苯基喹啉(縮寫：DPQ)、2,3-雙(4-氟苯基)喹啉(縮寫：FDPQ)、2,3-雙(4-三氟甲基苯基)喹啉(縮寫：CF3-DPQ)、2,3,5,8-四苯基喹啉(縮寫：TPQ)、2,3-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]喹啉(縮寫：PAPQ)等等。
另外，於2,3-二苯基喹啉衍生物中，具有比較高分子量和高耐熱性之2,3,2’,3’-四苯基-6,6’-聯喹啉衍生物是特別佳的。關於特定實例，除了2,3,2’,3’-四苯基-6,6’-聯喹啉(縮寫：DPQ2)之外，提供通式(1)所示之喹啉衍生物。
於式中，R1至R20中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
於通式(1)所示之喹啉衍生物中，2,3,2’,3’-四苯基-6,6’-聯喹啉的苯基被拉電子基(如氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基、醯氧基等等)取代。通式(1)所示之喹啉衍生物具有比較高電子捕捉性質和分子量。注意：通式(1)所示之喹啉衍生物為新穎物質，其係本案發明人開發且被包括在本發明中。
特別地，於通式(1)所示之喹啉衍生物中，通式(2)所示之喹啉衍生物是較佳的。通式(2)所示之喹啉衍生物為新穎物質，其係本案發明人開發且被包括於本發明中。
於式中，R21至R24中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
於通式(2)中，R21至R24皆被取代之案例係是較佳的，因為得到高電子捕捉性質。換言之，較佳地，R21至R24獨立地表示氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中至少一者。再者，R21至R24為氟基、氰基、三氟 甲基、硝基、醯基和醯氧基中至少一者且R21至R24皆為相同取代基之案例對合成而言是較佳的。
注意：醯基較佳地為具有1至4個碳原子之醯基如乙醯基。然而，未被限制至藉由濕法所形成的發光元件之案例。此外，醯氧基為具有1至4個碳原子之醯氧基如乙醯氧基。然而，未被限制至藉由濕法所形成的發光元件之案例。
關於上面通式(1)或(2)所示之喹啉衍生物的具體結構，提供下面結構式(101)至(211)。然而，本發明的喹啉衍生物並非被限制至該等結構式。
如上述，第二種有機化合物的LUMO能階較佳地比第一種有機化合物的LUMO能階小0.3eV或更多。因此，依據使用的第二種有機化合物的種類，可選擇物質以便盡適當地符合第一種有機化合物的條件。例如，如下面實例所述，藉由使用結構式(101)所示之2,3,2’,3’-四(4-氟苯基)-6,6’-聯喹啉(縮寫：FDPQ2)或2,3-雙(4-氟苯基)喹啉(縮寫：FDPQ)作為第二種有機化合物，和使用Alq作為第一種有機化合物可符合條件。
此外，第一層214的厚度較佳地在5nm至20nm範圍內，此二端值亦包括在內。假如厚度太厚，電子轉移速度可能變的太慢，其導致驅動電壓的增加。另一方面，假如厚度太薄，可能無法控制電子轉移速度。為此理由，第一層214的厚度較佳地在5nm至20nm範圍內，此二端值亦包括在內。
電子傳輸層215為含有高電子傳輸性質的層。例如，關於低分子有機化合物，可使用金屬錯合物如Alq、Almq3、BeBq2、BAlq、ZnPBO或ZnBTZ。另外，除了此金屬錯合物之外，可使用雜環化合物如PBD、OXD-7、TAZ、TPBI、Bphen或BCP。上述物質主要為具有電子移動率為10-6cm2/Vs或更高之物質。注意：可使用具有電子傳輸性質高於電洞傳輸性質之任何物質及上述物質作為電子傳輸物質。此外，電子傳輸層可為含有由上面物質所形成的二或多層之多層，替代單一層。
關於電子傳輸層215，可使用高分子化合物。例如，可使用聚[(9,9-二己基茀-2,7-二基)-共聚-(吡啶-3,5-二基)](縮寫：PF-Py)或聚[(9,9-二辛基茀-2,7-二基)-共聚-(2,2’-吡啶-6,6’-二基)](縮寫：PF-BPy)。
電子注入層216為含有具有高電子注入性質之物質的層。關於此具有高電子注入性質之物質，可使用鹼金屬或鹼土金屬如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)或其混合物。鹼金屬或鹼土金屬或其混合物可被包括於由電子傳輸物質所製備的層，例如，鎂(Mg)被包括於Alq中的層等等可被作為電子注入層。當鹼金屬或鹼土金屬被包括於由電子傳輸物質所製備的層，由第二電極202有效率地注入電子，其為較佳的。
第二電極202係較佳地使用具有低工作函數(即，3.8eV或更低)之物質如金屬、合金、導電化合物、或其混合物予以形成。此陰極材料的具體實例包括屬於周期表第1或2族之元素，即，鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)，和鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)；其合金(例如，MgAg和AlLi)；稀土金屬如銪(Eu)和鐿(Yb)；其合金；和諸如此類者。由鹼金屬、鹼土金屬或其合金所製備的膜可藉由真空蒸鍍法予以形成。另外，由鹼金屬或鹼土金屬的合金所製備的膜可藉由噴濺法予以形成。亦可能藉由噴墨法等等沉積銀糊等等。
關於電子注入層216，使用層，其中施體物質如鹼金 屬、鹼土金屬、或稀土金屬被包括於由電子傳輸物質所形成的層中。於此案例中，不管工作函數，可使用各種導電化合物如Al、Ag、ITO、或含有矽或氧化矽之銦錫氧化物作為第二電極202。此導電化合物可藉由噴濺法、噴墨法、旋轉塗布法等等予以形成。注意：可使用有機化合物如四硫富瓦烯(縮寫：TTF)作為施體物質。
例如，如圖2B所示，含有具有高電子傳輸性質之物質的層217可被形成於第二層213(作為發光層)和第一層214(作為控制電子轉移的層)之間。
注意：更佳地，如圖2A所示，較佳地形成第一層214以便與第二層213接觸，於案例中，具有優異顏色純度的發射效果是傑出的。此外，藉由使第一層214和第二層213互相接觸，可直接控制電子注入至第二層213(作為發光層)，且可抑制於發光層中載子平衡隨著時間的改變，其導致元件壽命大大地增加。此外，因為未形成含有高電子傳輸性質之層217，簡化方法。
注意：當第一層214和第二層213互相接觸，第一層214所包括的第一種有機化合物和第二層213所包括的大量有機化合物較佳地互為不同。特別地，當第二層213包括用於分散具有高發光性質之物質的物質(第三種有機化合物)和發光物質，第三種有機化合物和第一種有機化合物較佳地為有機化合物。於此結構中，從第一層214至第二層213的電子轉移亦被抑制於第一種有機化合物和第三種有機化合物之間，因此提供層以控制電子轉移的效果變 的更強。
現在將描述發光元件的製備方法。關於形成EL層203的方法，可使用各種方法，不管乾法或濕法。例如，可使用真空蒸鍍法、噴墨法、旋轉塗布法等等。另外，不同的沉積法可用於不同的電極或不同的層。
例如，於上述材料中，可選擇高分子化合物藉由濕法形成EL層。或者，可選擇低分子有機化合物藉由濕法形成EL層。另外，亦可能藉由選擇低分子有機化合物且使用乾法如真空蒸鍍法形成EL層。
類似地，電極可藉由濕法如溶膠-凝膠法或藉由使用金屬材料糊之濕法予以形成。或者，電極可藉由乾法如噴濺法或真空蒸鍍法予以形成。
現在將描述用於形成發光元件之具體方法。於本發明發光元件被應用至顯示裝置且其發光層依據每一顏色選擇性被沉積之案例中，每一發光層較佳地藉由濕法予以形成。當發光層藉由噴墨法予以形成，可輕易地完成發光層對每一顏色的選擇性沉積，即使當使用大基板時。
例如，圖2A所示之結構可藉由下面步驟而予以得到：藉由為乾法之噴濺法形成第一電極201；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成電洞注入層211；藉由為乾法之真空蒸渡法形成電洞傳輸層212；藉由為濕法之噴墨法形成第二層213；藉由為乾法之共沉積法形成第一層214；藉由為乾法之真空蒸鍍法形成電子傳輸層215和電子注入層216；和藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成 第二電極202。或者，結構可藉由下面步驟而予以得到：藉由為濕法之噴墨法形成第一電極201；藉由為乾法之真空蒸鍍法形成電洞注入層211；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成電洞傳輸層212；藉由為濕法之噴墨法形成第二層213；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成第一層214；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成電子傳輸層215和電子注入層216；和藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成第二電極202。注意：沉積法未被限制至上面方法，且濕法和乾法可適當地組合。
例如，較佳地，圖2A所示之結構可藉由下面步驟而予以得到：藉由為乾法之噴濺法形成第一電極201；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成電洞注入層211和電洞傳輸層212；藉由為濕法之噴墨法形成為發光層之第二層213；藉由為乾法之共沉積法形成第一層214；藉由為乾法之真空蒸鍍法形成電子傳輸層215和電子注入層216；和藉由為乾法之真空蒸鍍法形成第二電極202。那就是，可能藉由濕法使電洞注入層211至第二層213形成於具有第一電極201之基板上，其預先以所欲之形狀予以形成，和藉由乾法使第一層214至第二電極202形成於其上。藉由此方法，電洞注入層211至第二層213可在大氣壓力予以形成，且第二層213可輕易地依據每一顏色選擇性地予以沉積。此外，第一層214至第二電極202可於真空中予以連續地形成。因此，可簡化方法，可改善生產率。下面將示範性地描述方法。首先，PEDOT/PSS被沉積在第一 電極201上作為電洞注入層211。因為PEDOT/PSS溶於水，其可以水性溶液藉由旋轉塗布法、噴墨法等等予以沉積。未提供電洞傳輸層212，但在電洞注入層211上提供第二層213作為之發光層。第二層可藉由噴墨法使用溶液予以形成，其中發光物質被溶解於溶劑中(例如，甲苯、十二烷基苯、或十二烷基苯和四氫萘的混合溶劑)，其中已形成的電洞注入層211(PEDOT/PSS)將不會溶解。其次，第一層214形成在第二層213之上。當第一層214藉由濕法予以形成時，第一層將使用溶劑予以形成，其中已形成的電洞注入層211和第二層213將不會溶解。於該案例中，限制了溶劑的選擇範圍。因此，使用乾法輕易地形成第一層214。因此，藉由為乾法之真空蒸鍍法在真空中連續地形成第一層214至第二電極202，可簡化方法。
於具有上面結構之本發明發光元件中，電流由於第一電極201和第二電極202之間所產生的電位差而流動，且藉此電洞和電子於EL層203中再結合，使得光被發射。
透過第一電極201和第二電極202之一者或兩者外部得到光。因此，第一電極201和第二電極202之一者或兩者為光傳送電極。當只有第一電極201為光傳送電極時，透過第一電極201從基板200側得到光，如圖4A所示。同時，當只有第二電極202為光傳送電極，透過第二電極202從基板200側的對面側得到光，如圖4B所示。當第一電極201和第二電極202兩者皆為光傳送電極時，透過第一電極201和第二電極202，從基板200側和基板200 側的對面側兩側得到光，如圖4C所示。
圖2A和2B顯示結構，其中第一電極201形成於基板200之上，但第二電極202可形成於基板200之上。換言之，如圖3A所示，於基板200之上，相繼地堆疊第二電極202(作為陰極)、EL層203、和第一電極201(作為陽極)。類似於圖2A和2B，EL層203包括電子注入層216、電子傳輸層215、第一層214、第二層213、電洞傳輸層212和電洞注入層211。此外，如圖3B所示，可提供含有高電子傳輸性質之物質的層217，其類似於圖2B者。
同時，圖3A和3B所示之結構可藉由下面步驟予以形成：藉由為乾法之噴濺法或真空蒸鍍法形成第二電極202；藉由為乾法之真空蒸鍍法形成電子注入層216和電子傳輸層215；藉由為乾法之共沉積法形成第一層214；藉由為濕法之噴墨法形成第二層213；藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成電洞傳輸層212和電洞注入層211；和藉由為濕法之噴墨法或旋轉塗布法形成第一電極201。藉由此方法，可藉由乾法於真空中連續地形成第二電極202至第一層214，且第二層213至第一電極201可在大氣壓力予以形成。因此，可簡化方法和可改善生產率。
於此具體模式中，發光元件被形成於由玻璃、塑膠等等所製備的基板上。當多數個此發光元件被形成於一個基板上，可形成被動矩陣發光裝置。此外，可能形成，例如，薄膜電晶體(TFFs)於由玻璃、塑膠等等所製備的基 板上，和形成發光元件於直接連接至TFTs之電極上。據此，可形成主動矩陣發光裝置，其中發光元件的驅動用TFTs控制。注意：TFTs的結構並無特別限制。可使用堆疊式TFTs或反堆疊式TFTs。此外，TFT基板上所形成的驅動電路可從n-通道和p-通道TFTs兩者或從n-通道TFTs或p-通道TFTs構成。另外，並未具體地限制用於形成TFTs的半導體膜的結晶性。可使用非晶質半導體膜或結晶性半導體膜。
如上述，本發明發光元件包括用於控制電子移動的層(第一層，如上述)。第一層包括至少2種物質。因此，藉由控制物質的組合、其混合比例、層之厚度等等，可精確地控制載子平衡。
另外，因為藉由控制化合物的組合、其混合比例、層之厚度等等，可控制載子平衡，載子平衡可比在慣用的發光元件中更易於控制。那就是，載子的移動不是藉由改變材料的物理性質而是藉由控制混合比例、層之厚度等等而予以控制的。
因此，防止過量的電子被注入和防止電子穿過發光層且到達電洞傳輸層或電洞注入層變成可能。因此，可抑制亮度效率隨著時間減少。那就是，可得到長壽命的發光元件。
於第一層中所包括的二或多種化合物中，所包括的第二種有機化合物(比第一種有機化合物少重量百分比)係用於控制電子的移動。因此，電子的移動可用一成分(其 於第一層所包括的成分中具有最低重量百分比)予以控制。因此，可得到不易隨著時間惡化的長壽命發光元件。於本發明中，幾乎不會發生載子平衡的改變，與載子的移動係藉由單一物質予以控制的案例相比。例如，當載子的移動藉由由單一物質所製備的層予以控制時，整層的平衡係藉由型態學的部分改變或藉由部分結晶作用而予以改變的。因此，此發光元件將輕易地隨著時間惡化。然而，如此具體模式所示，當載子的移動用一成份(其具有於第一層中所包括的所有成份的最小百分比)予以控制，可能減少型態學改變、結晶作用、聚集等等的效果，且藉此可抑制隨著時間的惡化。因此，可得到長壽命的發光元件，其亮度效率將不會輕易地隨著時間減少。
[具體模式2]
具體模式2將描述上面本發明喹啉衍生物的合成方法。下面描述合成方法，使用通式(1)所示之喹啉衍生物作為實例。
通式(1)所示之喹啉衍生物可從3,3’-二胺基聯苯胺、通式(3)所示之α-二酮A和通式(4)所示之α-二酮B予以合成。
注意：R1至R10中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
注意：R11至R20中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
換言之，如合成流程圖(a)所示，3,3’-二胺基聯苯胺、通式(3)所示之α-二酮A和α-二酮B在適當的溶劑(例如，氯仿)中受熱攪拌，可得到通式(1)所示之喹啉衍生物。注意：假如α-二酮A和α-二酮B為相同化合物，一步驟反應是足以合成，不是如合成流程圖(a)所示之2步驟反應。
注意：R1至R20中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中任一者，且其餘者為氫。
[具體模式3]
此具體模式將描述發光元件，其中多數個的本發明發光單元被堆疊(下文稱為堆疊元件)，參考圖5。發光元件為堆疊類型的發光元件，其在第一電極和第二電極之間具有多數個發光單元。結構(類似於具體模式1所示之EL層203的結構)可用於每一發光單元。換言之，具體模式1和2各自所述之發光元件為具有單一發光單元之發光元件。然而，於此具體模式中，將描述具有多數個發光 單元之發光元件。
於圖5中，第一發光單元511和第二發光單元512被堆疊在第一電極501和第二電極502之間。電荷產生層513被配置在第一發光單元511和第二發光單元512之間。電極(類似於具體模式1所示之電極)可被應用至第一電極501和第二電極502。第一發光單元511和第二發光單元512可具有相同結構或不同結構，且可應用結構(類似於具體模式1所示之結構)。
電荷產生層513包括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被描述於具體模式1中，且包括有機化合物和金屬氧化物如氧化釩、氧化鉬、或氧化鎢。關於有機化合物，可使用很多種的化合物如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳族烴、和高分子化合物(例如，寡聚物、樹枝狀聚合物、或聚合物)。較佳地使用具有電洞移動率大於或等於10-6cm2/Vs之有機化合物作為具有電洞傳輸性質之有機化合物。然而，亦可使用非這些物質的其他物質，只要其電洞傳輸性質高於其電子傳輸性質。有機化合物和金屬氧化物的複合材料在載子注入性質和載子傳輸性質上是優異的，且因此，低電壓驅動和低電流驅動可被實現。
注意：電荷產生層513可藉由使有機化合物和金屬氧化物的複合材料與另一材料組合而予以形成。例如，電荷產生層513可用層(包括有機化合物和金屬氧化物的複合材料)與層(包括一種化合物，該化合物係選自電子供給 物質和具有高電子傳輸性質之化合物)的組合而予以形成。另外，電荷產生層513可用層(包括有機化合物和金屬氧化物的複合材料)與透明導電膜的組合而予以形成。
於任何案例中，關於夾層在第一發光單元511和第二發光單元512之間的電荷產生層513，當在第一電極501和第二電極502之間施加電壓時，可注射電子至一個發光單元和電洞至其他發光單元之此一材料可被使用。例如，於圖5中，當施加電壓，使得第一電極的電位高於第二電極的電位，任何結構可用於電荷產生層513，只要電荷產生層513分別注射電子和電洞至第一發光單元511和第二發光單元512。
雖然此具體模式說明具有2個發光單元之發光元件，可類似地應用本發明至三或多個發光單元所堆疊之發光元件。藉由用電荷產生層分開多數個發光單元之方式將多數個發光單元配置在一對電極間，可實現具有長壽命和高亮度之發光元件，當維持低電流密度時。此外，當發光元件被應用至照明裝置時，可抑制由電極材料的電阻所造成的電壓下降。因此，大範圍的均勻光發射是可能的。換言之，可實現能低電壓驅動和低電力消耗之發光裝置。
當發光單元被形成以具有互相不同的發射顏色時，可由整個光發射元件得到所欲顏色的光發射。例如，於具有2個發光單元之發光元件，當第一發光單元的發射顏色和第二發光單元的發射顏色為互補顏色時，可得到發出白光(以整體看來)之發光元件。注意：“互補顏色”意指當混 合時可產生無色的顏色。那就是，當由發出互補顏色的光的物質所發出的光被混合時，可得到白光發射。彼可應用至具有3個發光單元之發光元件。例如，可由整個發光元件得到白色發射，當第一發光單元的發射顏色為紅色，第二發光單元的發射顏色為綠色，和第三發光單元的發射顏色為藍色時。
注意：此具體模式可適當地與任何具體模式組合。
[具體模式4]
此具體模式將描述具有本發明發光元件之發光裝置。
於此具體模式中，將參考圖6A和6B描述具有包括本發明發光元件之像素部分的發光裝置。圖6A為發光裝置的俯視圖，和圖6B為沿著圖6A的線A-A’和B-B’的剖視圖。參考數字601、602、和603分別表示驅動電路部份(源極驅動電路)、像素部分、和驅動電路部份(柵極驅動電路)，其由虛線指出。此外，參考數字604和605分別表示密封基板和密封材料，和由密封材料605所圍繞的部分對應至空間607。
引繞佈線608為用來傳送輸入到源極驅動電路601及柵極驅動電路603的信號的佈線，且此佈線608收到來自作為外部輸入端子的FPC(撓性印刷電路)609的視頻信號、時鐘信號、起始信號、重定信號等等。雖然在此僅說明FPC，但是此FPC可裝有印刷線路板(PWB)。於說明書中的發光裝置種類不僅包括發光裝置本身，亦包括附 有FPC或PWB的發光裝置。
其次，將參照圖6B描述剖視結構。在基板610上形成驅動電路部分分和像素部分。在此顯示為驅動電路部分的源極驅動電路601和在像素部分602中的一個像素。
為n-通道TFT623和p-通道TFT624的組合的CMOS電路被形成以作為源極側驅動電路601。可使用各種類型的電路如CMOS電路、PMOS電路、和NMOS電路形成驅動電路。雖然於此具體模式顯示在與像素部分相同之基板上形成驅動電路的驅動器整合類型裝置，驅動電路並不一定要在與像素部分相同之基板上形成，可在基板外部形成。
像素部分602具有多數個像素，每一者包括開關TFT611、電流控制TFT612、及直接連接到電流控制TFT612的汲極的第一電極613。注意：形成絕緣體614以便覆蓋第一電極613的端部。在此，正型感光性丙烯酸樹脂膜被用於絕緣體614。
形成絕緣體614以便具有曲面，該曲面在其上端部或下端部具有曲率，以得到適合的覆蓋。例如，在使用正型感光性丙烯酸系樹脂作為絕緣體614的材料的案例中，較佳地形成絕緣體414以便具有只在其上端部具有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。由於光照射而變成不溶於蝕刻劑的負型光阻劑或由於光照射而變成可溶於蝕刻劑的正型光阻劑可用於絕緣體614。
在第一電極613上形成EL層616及第二電極617， 使得本發明的發光元件618被形成。具體地，關於發光元件618，顯示於具體模式1或具體模式3之發光元件可被使用。
很多種類型的材料如金屬、合金、導電化合物、或其混合物可被用於供形成第一電極613用之材料。當第一電極613被作為陽極時，於此金屬、合金、導電化合物、和其混合物中，特別佳地選擇具有高工作函數(工作函數為4.0eV或更高)之材料。例如，可藉由使用下面之單一層膜形成第一電極613：例如，含有矽之銦錫氧化物所製備的膜、由銦鋅氧化物所製備的膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、或Pt膜；氮化鈦膜和含有鋁作為主要成份之膜所堆疊的層；氮化鈦膜、含有鋁作為主要成份之膜、和氮化鈦膜之三層結構；或諸如此類者。當第一電極613具有堆疊結構時，電極613具有足夠低電阻以作為佈線，提供良好歐姆接觸。另外，第一電極613可作為陽極。
此外，EL層616可藉由各種方法予以形成，例如使用蒸發掩罩之蒸氣沉積法、噴墨法、和旋轉塗布法。EL層616包括顯示於具體模式1中之第一層和第二層(發光層)。關於用於形成EL層616之其他材料，低分子化合物或高分子化合物(包括寡聚物和樹枝狀聚合物)亦可被使用。此外，不只有機化合物，而且無機化合物可被用於供形成EL層用之材料。
關於用於形成第二電極617之材料，可使用很多種材料，例如，金屬、合金、導電化合物、或其混合物。當第 二電極617作為陰極時，於此金屬、合金、導電化合物、和其混合物中，特別佳地選擇具有低工作函數(工作函數為3.8eV或更低)之材料。例如，可使用屬於週期表第1或2族之元素，即，鹼金屬如鋰(Li)和銫(Cs)，和鹼土金屬如鎂(Mg)、鈣(Ca)、和鍶(Sr)；其合金(例如，MgAg和AlLi)；和諸如此類者。於EL層616所產生的光被傳送通過第二電極617之案例中，第二電極617亦可使用堆疊層予以形成，該層為具有薄厚度之薄金屬膜和透明導電膜(例如，銦錫氧化物(ITO)、含有矽或氧化矽之銦錫氧化物、銦鋅氧化物(IZO)、或含有氧化鎢和氧化鋅之氧化銦(IWZO))所組成的。
密封基板604連接至具有密封材料605的元件基板610，且藉此發光元件618被設置在由元件基板610、密封基板604、及密封材料605所圍繞的空間607中。注意：空間607用填料予以填充，且空間607用惰性氣體(如氮或氬等)或密封材料605予以填充。
注意：較佳地使用環氧樹脂作為密封材料605。此一材料較佳地容許盡可能地不透過水分和氧。關於用於形成密封基板604的材料，可以使用玻璃基板或石英基板，及由FRP(玻璃纖維增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸系等等所構成的塑膠基板。
藉由上述方法，可以得到具有本發明發光元件的發光裝置。藉此所得到的本發明發光裝置具有長壽命發光元件；因此，裝置本身亦具有長壽命。
雖然此具體模式說明主動矩陣發光裝置，其中發光元件的驅動由電晶體予以控制，亦可能使用被動矩陣發光裝置，其中發光元件無需使用用於驅動發光元件之元件如電晶體，予以驅動。圖7A和7B分別顯示被動矩陣發光裝置透視圖和剖視圖，該被動矩陣發光裝置係藉由應用本發明而予以形成。圖7A為發光裝置的剖視圖，而圖7B為沿著圖7A的線X-Y的剖視圖。於圖7A和7B中，在基板701上設置介於電極702和706之間的EL層705。電極702的端部用絕緣層703覆蓋。在絕緣層703上設置有隔層704。傾斜隔層704的側壁致使一方側壁和另一方側壁之間的距離朝向基板表面變窄。換言之，隔層704在短邊方向上的剖面是梯形的，及底邊(與絕緣層703的面方向相同的方向且與絕緣層703接觸的邊)比上邊(與絕緣層703的面方向相同的方向但不與絕緣層703接觸的邊)短。以此方式所提供的隔層704可以防止由靜電等等所引起的發光元件的缺點。此外，被動矩陣發光裝置亦可藉由應用本發明的長壽命發光元件而予以形成作為長壽命發光裝置。
[具體模式5]
具體模式5將描述本發明的電子裝置，其包括具體模式4中所述之發光裝置作為組件。本發明的電子裝置包括具體模式1或3中任一者所述之發光元件，且因此具有長壽命之顯示器部分。此外，因為使用具有高亮度效率之發 光元件，可得到具有減低電力消耗之顯示器部分。
使用本發明發光裝置所形成的電子裝置的典型實例包括相機如攝影機或數位相機、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再現裝置(例如，汽車音響組件和音響組件)、電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端(例如，攜帶型電腦、攜帶型電話、攜帶型遊戲機、和電子書籍)、及配備有記錄介質的圖像再現裝置(具體地，能夠再現紀錄介質如數位光碟(DVD)及配有能顯示再製圖像的顯示器裝置的裝置)等等。這些電子裝置的具體例顯示於圖8A至8D。
圖8A是根據本發明的電視機，其包括框體9101、支撐體9102、顯示器部分9103、揚聲器部分9104、視訊輸入端子9105等等。在電視機中，顯示器部分9103具有與具體模式1或3所示之發光元件類似的發光元件的矩陣排列。發光元件具有長壽命的特徵。含有發光元件的顯示器部分9103具有相同的特徵。因此，此電視機亦具有長壽命之特徵。換言之，可提供長時間使用的耐用型電視機。
圖8B顯示根據本發明的電腦，其包括主體9201、框體9202、顯示器部分9203、鍵盤9204、外部連接埠9205、及定位裝置9206等等。在此電腦中，顯示器部分9203具有與具體模式1或3所述之發光元件類似的發光元件的矩陣排列。發光元件具有長壽命的特徵。含有發光元件的顯示器部分9203具有相同的特徵。因此，此電腦亦具有長壽命之特徵。換言之，可提供長時間使用的耐用型電腦。
圖8C顯示根據本發明的攜帶型電話，其包括主體9401、框體9402、顯示器部分9403、音頻輸入部分9404、音頻輸出部分9405、操作鍵9406、外部連接埠9407、及天線9408等等。在攜帶型電話中，顯示器部分9403具有與具體模式1或3所述之發光元件類似的發光元件的矩陣排列。發光元件具有長壽命的特徵。含有發光元件的顯示器部分9403具有相同的特徵。因此，此攜帶型電話亦具有長壽命之特徵。換言之，可提供長時間使用的耐用型攜帶型電話。
圖8D顯示根據本發明的相機，其包括主體9501、顯示器部分9502、框體9503、外部連接埠9504、遙控接收部分9505、圖像接受部分9506、電池9507、音頻輸入部分9508、操作鍵9509、及目鏡部分9510等等。在相機中，顯示器部分9502具有與具體模式1或3所述之發光元件類似的發光元件的矩陣排列。發光元件具有長壽命的特徵。含有發光元件的顯示器部分9502具有相同的特徵。因此，此相機亦具有長壽命之特徵。換言之，可提供長時間使用的耐用型相機。
如上述，本發明的發光裝置的適用範圍是如此的寬廣以致發光裝置可應用於很多種領域的電子裝置。藉由使用本發明的發光裝置，可提供具有長壽命顯示器部分之電子裝置，該顯示器部分為長時間使用的耐用型。
本發明的發光裝置亦可以作為照明裝置。將參照圖9描述使用本發明的發光元件作為照明裝置的實例。
圖9說明使用本發明的發光裝置作為背光模組的液晶顯示裝置的一個例子。顯示於圖9之液晶顯示裝置包括框體901、液晶層902、背光模組903、及框體904，並且液晶層902與驅動器IC905連接。本發明的發光裝置用於背光模組903，並且透過端子906供給電流。
藉由使用本發明的發光裝置作為液晶顯示裝置的背光模組，可得到具有長壽命之背光模組。本發明的發光裝置是具有面發光的照明裝置，且可以具有大面積。所以，背光模組具有大面積，和可得到具有大面積的液晶顯示裝置。再者，本發明的發光裝置是薄型且低電力消耗；因此可以實現顯示裝置的薄型化及低電力消耗。此外，因為本發明的發光裝置具有長壽命，可藉由併入本發明的發光裝置而得到具有長壽命的液晶顯示裝置。
圖10顯示將本發明的發光裝置作為照明裝置的檯燈的一個例子。圖10所示之臺燈具有框體1001、及光源1002，並且本發明的發光裝置作為光源1002。本發明的發光裝置具有長壽命；因此，檯燈亦具有長壽命。
圖11顯示將本發明的發光裝置作為室內照明裝置1003的一個例子。因為本發明的發光裝置可以具有大面積，從而本發明的發光裝置可以作為具有大發射面積的照明裝置。再者，因為本發明的發光裝置具有長壽命，可得到具有長壽命之照明裝置。當像圖8A所說明者之本發明電視機1004被置於室內，其中本發明的發光裝置作為室內照明裝置1003，可以觀看公眾廣播和電影等。在這種 案例中，因為這兩種裝置具有長壽命，可減低照明裝置和電視機的替代頻率，和可減低對環境的損害。
[實例1]
實例1將參照圖12描述本發明發光元件。此實例所使用的材料的結構式顯示於下面。
(發光元件1)
首先，含有氧化矽之銦錫氧化物藉由噴濺法被沉積在玻璃基板1100上，形成第一電極1101。注意：第一電極1101的厚度為110nm和電極面積為2mm×2mm。
其次，具有第一電極1101之基板被固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上致使第一電極的表面面朝下，且之後壓力減至近乎10-4Pa。接著，4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯基(縮寫：NPB)和氧化鉬(VI)被共沉積在第一電極1101上，藉此形成含有有機化合物和無機化合物的複合材料的層1111。層1111的厚度為50nm，且NPB對氧化鉬(VI)的重量比被設定為 4：1(=NPB：氧化鉬)。注意：共沉積法是指在一個處理室內同時使用多數個蒸發源進行蒸鍍的蒸鍍法。
其次，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法，電洞傳輸層1112係藉由沉積NPB至厚度10nm而予以形成。
之後，發光層1113被形成在電洞傳輸層1112上。發光層1113係藉由將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCAPA)共沉積在電洞傳輸層1112上至厚度30nm而予以形成。在此，控制沉積速率，致使CzPA對2PCAPA的重量比可為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
另外，用於控制電子轉移的層1114係藉由將三(8-羥基喹啉根)鋁(III)(縮寫：Alq)和2,3,2’,3’-四(4-氟苯基)-6,6’-聯喹啉(縮寫：FDPQ2)(其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)共沉積於發光層1113上至厚度10nm而予以形成。在此，控制沉積速率，致使Alq對FDPQ2的重量比可為1：0.005(=Alq：FDPQ2)。
其次，電子傳輸層1115係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而將二苯基二氮雜菲(縮寫：BPhen)沉積在用於控制電子轉移之層1114上至厚度30nm而予形成。
然後，電子注入層1116係藉由將氟化鋰(LiF)沉積在電子傳輸層1115上至厚度1nm而予以形成。
最後，第二電極1102藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而 沉積鋁至厚度200nm而予以形成。因此，形成本發明的發光元件1。
藉此所得到的本發明發光元件1在氮氣下被置於手套箱內，致使發光元件被密封，遠離大氣空氣。然後，測量發光元件1的操作特性。注意：在室溫(氛圍保持在25℃)進行測量。
圖13顯示發光元件1的電流密度對亮度特性。圖14顯示發光元件1的電壓對亮度特性。圖15顯示發光元件1的亮度對電流效率特性。圖16顯示發光元件1在電流供應1mA的發射光譜。發光元件1的發射顏色被確定在CIE色度座標(x=0.29，y=0.60)，在亮度為2910cd/m2，和得到衍生自2PCAPA的綠色發射。此外，發光元件1在亮度為2910cd/m2的電流效率和驅動電壓分別為11.1cd/A和5.8V。
圖17顯示連續照明試驗的結果，其中發光元件1以固定電流驅動連續點亮，起始亮度設定為5000cd/m2之(縱軸表示假設5000cd/m2為100%時的相對亮度)。由圖17所示之結果可知，發光元件1顯示93%的起始亮度，即使160小時之後，且被證實具有長壽命。
(比較實例1)
其次，為了比較，形成參考發光元件2，其未配置用於控制電子轉移之層1114，其形成於上述發光元件1中。將參考圖18描述參考發光元件2。
首先，含有氧化矽之銦錫氧化物係藉由噴濺法被沉積在玻璃基板2100上形成第一電極2101。注意：第一電極2101的厚度為110nm，且電極面積為2mm×2mm。
其次，具有第一電極之基板被固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上，致使第一電極的表面面朝下，且之後壓力減至約10-4Pa。然後，NPB和氧化鉬(VI)被共沉積在第一電極上，藉此形成含有有機化合物和無機化合物的複合材料的層2111。含有複合材料的層的厚度被設定為50nm，且NPB對氧化鉬(VI)的重量比被設定為4：1(=NPB：氧化鉬)。注意：共沉積方法是指在一個處理室內同時使用多數個蒸發源進行蒸鍍的蒸鍍法。
其次，電洞傳輸層2112係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而沉積NPB至厚度10nm予以形成。
之後，發光層2113形成在電洞傳輸層2112上。發光層2113係藉由將9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫：CzPA)和N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫：2PCAPA)沉積在電洞傳輸層2112上至厚度40nm而予以形成的。在此，控制沉積速率，致使CzPA對2PCAPA的重量比可為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
其次，電子傳輸層2115係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而使二苯基二氮雜菲(縮寫：BPhen)沉積在發光層2113上至厚度30nm而予以形成。
然後，電子注入層2116係藉由使氟化鋰(LiF)沉積 在電子傳輸層2115上至厚度1nm而予以形成。
最後，第二電極2102係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而沉積鋁至厚度200nm而予以形成。因此，形成參考發光元件2。
藉此所得之參考發光元件2在氮氣下被置於手套箱內，致使發光元件被密封，遠離大氣空氣。然後，測量參考發光元件2的操作特性。注意：在室溫(氛圍保持在25℃)進行測量。
參考發光元件2的發射顏色被確定在CIE色度座標(x=0.29，y=0.62)，在亮度為3440cd/m2；且其顯示衍生自類似發光元件1之2PCAPA的綠色發射。圖16顯示參考發光元件2在電流供應1mA時的發射光譜，和本發明發光元件1的結果。由色度座標和圖16發射光譜，其證實本發明發光元件1幾乎顯示與參考發光元件2相同的顏色，且未發生由於FDPQ2的混合顏色。因此，藉由應用本發明，可得到具有優異顏色純度的發光元件。
另外，進行連續照明試驗，其中參考發光元件2係藉由固定電流驅動予以連續點亮，起始亮度設定為5000cd/m2。結果和本發明發光元件1的結果一起顯示於圖17(縱軸表示在假設5000cd/m2為100%之相對亮度)。由圖17的結果，參考發光元件2的亮度在120小時之後減低至72%的起始亮度，且因此參考發光元件2的壽命被證實比發光元件1的壽命短。因此，藉由應用本發明，可得到長壽命的發光元件。
[實例2]
實例2將參考圖12具體地描述本發明的發光元件。下面顯示此實例所使用的材料的結構式。注意：在此省略實例1所述之有機化合物。
(發光元件3)
首先，含有氧化矽之銦錫氧化物係藉由噴濺法被沉積在玻璃基板1100上形成第一電極。注意：第一電極1101的厚度為110nm，且電極面積為2mm×2mm。
其次，具有第一電極之基板被固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上致使第一電極的表面面朝下，且之後壓力減至近乎10-4Pa。接著，NPB和氧化鉬(VI)被共沉積在第一電極1101上，藉此形成含有有機化合物和無機化合物的複合材料的層1111。含有複合材料的層的厚度被設定為50nm，且NPB對氧化鉬(VI)的重量比被設定為4：1(=NPB：氧化鉬)。注意：共沉積法是指在一個處理室內同時使用多數個蒸發源進行蒸鍍的蒸鍍法。
其次，電洞傳輸層1112係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法沉積NPB至厚度10nm而予以形成。
其次，發光層1113形成於電洞傳輸層1112上。發光層1113係藉由使CzPA和2PCAPA共沉積在電洞傳輸層1112上至厚度30nm而予以形成。在此，控制沉積速率，致使CzPA對2PCAPA的重量比可為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
另外，用於控制電子轉移的層1114係藉由使Alq和2,3-雙(4-氟苯基)喹啉(縮寫：FDPQ，其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)沉積在發光層1113上至厚度10nm而予以形成。在此，控制沉積速率，致使Alq對FDPQ的重量比可為1：0.05(=Alq：FDPQ)。
之後，電子傳輸層1115係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法使Bphen沉積在用於控制電子轉移之層1114上至厚度30nm而予以形成。
然後，電子注入層1116係使氟化鋰(LiF)沉積在電子傳輸層1115上至厚度1nm而予以形成。
最後，第二電極1102係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而沉積鋁至厚度200nm而予以形。因此，形成本發明的發光元件3。
藉此所得之發光元件3在氮氣下被置於手套箱內，致使發光元件被密封，遠離大氣空氣。然後，測量發光元件3的操作特性。注意：在室溫(氛圍保持在25℃)進行測量。
圖19顯示發光元件3的電流密度對亮度特性。圖20顯示發光元件3的電壓對亮度特性。圖21顯示發光元件3的亮度對電流效率特性。圖22顯示發光元件3在電流供應1mA時的發射光譜。發光元件3的發射顏色被確定在CIE色度座標(x=0.29，y=0.61)，在亮度為3010cd/m2；且得到衍生自2PCAPA的綠色發射，類似於實例1的發光元件和參考發光元件2。因此，類似於發光元件1，發光元件3具有優異的顏色純度。此外，發光元件3的電流效率和驅動電壓在亮度3010cd/m2時分別為12.9cd/A和4.8V。
圖23顯示連續照明試驗的結果，其中發光元件3係藉由固定電流驅動予以連續點亮，起始亮度設定在5000cd/m2(縱軸表示在假設5000cd/m2為100%時的相對亮度)。由圖23的結果，發光元件3顯示92%的起始亮度，即使在160小時之後，被證實具有長壽命，類似於發光元件1。因此，藉由應用本發明，可得到長壽命的發光元件。
[實例3]
實例3將具體地描述本發明喹啉衍生物(結構式(101)所示之2,3,2’,3’-四(4-氟苯基)-6,6’-聯喹啉(縮寫：FDPQ2)，其用於實例1)的合成實例。注意：FDPQ2作為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物，該化合物係在用於控制電子轉移之層1114內，該層在實 例1中之發光元件1內(參考圖12)。
<FDPQ2的合成實例>
首先，2.2g(10mmol)的3,3’-二胺基聯苯胺、5.2g(20mmol)的4,4’-二氟苯甲基、和100mL氯仿被置於500mL三頸燒瓶中。此溶液在80℃回流約12小時，和沉澱出淺黃色固體。此固體被抽氣過濾收集。另一方面，濾液用水和鹽酸(1.0mol/L)清洗，之後有機層用飽和碳酸氫鈉水溶液清洗且用硫酸鎂乾燥。此混合物當然被過濾移除硫酸鎂，且濾液被濃縮得到淺黃色固體。此固體和反應後立即收集的淺黃色固體放在一起，和用乙醇進行再結晶作用，得到6.0g的目標物質，2,3,2’,3’-四(4-氟苯基)-6,6’-聯喹啉(縮寫：FDPQ2)，其為淺黃色粉末狀固體，產率為94%。然後，2.4g的所得淺黃色粉末狀固體藉由梯度昇華予以純化。昇華純化條件為：壓力為7.8Pa，氬氣流速為3.0mL/min、和加熱溫度為300℃。昇華純化後，得到2.2g的FDPQ2(淺黃色粉末狀固體)，產率為94%。FDPQ2的合成流程圖如下所示。
顯示藉由上面合成方法所得之淺黃色粉末狀固體的1H-NMR(核磁共振光譜學)分析結果。圖24為1H-NMR圖。此分析結果說明上面結構式(101)所示之本發明喹啉衍生物，於此合成實例得到2,3,2’,3’-四(4-氟苯基)-6,6’-聯喹啉(縮寫：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)
圖25顯示FDPQ2於甲苯溶液的吸收光譜和發射光譜。圖26顯示FDPQ2作為沉積膜的吸收光譜和發射光譜。於圖25和26中，橫軸表示波長(nm)，和縱軸表示吸收強度和發射強度。使用紫外線-可見光分光光度計 (類型V550，Japan Spectroscopy Corporation製造)測量吸收光譜，且測量在室溫進行。使用分光光度計(FS920，Hamamatsu Photonics K.K.)測量發射光譜，且測量在室溫進行。當測量發射光譜時，激發波長在甲苯溶液為384nm，作為沉積膜為313nm。
[實例4]
於實例4中，評估FDPQ2的能隙、發射波長和電子捕捉性質，該FDPQ2作為用於控制電子轉移之層1114中具有電子捕捉性質之第二種有機化合物，該層在實例1中的發光元件1內。
<FDPQ2的能隙>
評估FDPQ2的能隙。圖26的吸收光譜數據被轉換成tauc圖，假設直接轉變以估計固態FDPQ2的能隙。結果，證實FDPQ2的能隙為3.0eV。
另一方面，圖27顯示2PCAPA作為沉積膜的吸收光譜，該2PCAPA作為實例1中之發光元件1的發光物質。圖27的吸收光譜數據被轉換成tauc圖，假設直接轉變以估計固態2PCAPA的能隙。結果，證實2PCAPA的能隙為2.5eV。
據此，發現作為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物的FDPQ2的能隙大於發光物質的能隙。此外，FDPQ2的能隙為3.0eV或更大，且FDPQ2係較佳地用於本發 明。
<FDPQ2的發射波長>
依據圖25和圖26，FDPQ2發射波長的波峰在甲苯溶液中為415nm，和在沉積膜中為430nm，因此據說FDPQ2具有發射波長的波峰(大於或等於350nm，和小於或等於450nm)，其在本發明中係較佳的。
<FDPQ2的電子捕捉性質>
評估FDPQ2的電子捕捉性質。藉由循環伏安(CV)測量法測量Alq(其為具有電子傳輸性質之第一種有機化合物，用於實例1)和FDPQ2(其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)的還原特性，且由該測量，得到Alq和FDPQ2的LUMO能階。電化學分析儀(ALS模式600A或6000，BAS Inc製造)被用於測量。
關於用於CV測量的溶液，脫水的二甲基甲醯胺(DMF，Sigma-Aldrich Inc.，的產品，99.8%，目錄編號22705-6)作為溶劑，和過氯酸四正丁基銨鹽(n-Bu4NC1O4，Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.，的產品，目錄編號T0836，其為支援電解質)被溶解於溶劑中，致使過氯酸四正丁基銨鹽的濃度為100mmol/L。另外，欲測量的標的物亦被溶解於溶劑中，致使其濃度為1mmol/L。此外，鉑電極(PTE鉑電極，BAS Inc.的產品)作為工作電極；鉑電極(VC-3 Pt相對電極(5cm)，BAS Inc.的 產品)作為輔助電極；和Ag/Ag+電極(RE5非水溶性溶劑參考電極，BAS Inc.的產品)作為參考電極。注意：在室溫(20至25℃)進行測量。
[計算參考電極的位能，相對於真空能階]
首先，計算實例4中所使用參考電極(Ag/Ag+電極)的位能(eV)，相對於真空能階。那就是，計算Ag/Ag+電極的費米能階。已知二茂鐵在甲醇中的氧化-還原電位為+0.610V[vs.SHE]，相對於標準氫電極(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，當使用實例4中所使用的參考電極計算二茂鐵在甲醇中的氧化-還原電位時，結果為+0.20V[vs.Ag/Ag+]。因此，發現實例4中所使用的參考電極的位能比標準氫電極的位能小0.41[eV]。注意：二茂鐵的濃度為1mmol/L。
在此，亦已知，標準氫電極的位能為-4.44eV，相對於真空能階(參考文獻：Toshihiro Ohnishi and Tamami Koyama,High molecular EL material,Kyoritsu Shuppan,pp.64-67)。據此，相對於真空能階，實例4中所使用的參考電極的位能可被計算如下：-4.44-0.41=-4.85[eV]。
(FDPQ2的CV測量實例)
藉由循環伏安(CV)測量法觀察FDPQ2的還原特性。掃描速率設定為0.1V/sec。圖28顯示測量結果。注 意：藉由下面步驟進行還原特性的測量：於(1)-0.48V至-1.90V，和之後(2)-1.90V至-0.48V之範圍內，掃描工作電極的電位，相對於參考電極。注意：FDPQ2的濃度為10mmol/L。
如圖28所示，可看到還原波峰電位Epc為-1.81V，和氧化波峰電位Epa為-1.69V。因此，可測定半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)為-1.75V。此說明：FDPQ2可藉由-1.75V[vs.Ag/Ag+]的電能予以還原，和此能量對應至LUMO能階。在此，相對於真空能階，實例3中所使用的參考電極的位能為-4.85[eV]，如上述。因此，FDPQ2的LUMO能階被計算如下：-4.85-(-1.75)=-3.10[eV]。
(Alq的CV測量實例)
藉由循環伏安(CV)測量法觀察到Alq的還原特性。掃描速率設定在0.1V/sec。圖29顯示測量結果。注意：藉由下面步驟進行還原特性的測量：於(1)-0.69V至-2.40V，和之後(2)-2.40V至-0.69V之範圍內，掃描工作電極的電位，相對於參考電極。Alq的濃度為1mmol/L。
如圖29所示，可看到還原波峰電位Epc為-2.20V，和氧化波峰電位Epa為-2.12V。因此，可測定半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)為-2.16V。此顯示：Alq可藉由-2.16V[vs.Ag/Ag+]的電能予以還原，和此能量對應至LUMO能階。在此，相對於真空能階，實例3中所使用的 參考電極的位能為-4.85[eV]，如上述。因此，Alq的LUMO能階可被計算為-4.85-(-2.16)=-2.69[eV]。
比較上面所得到的FDPQ2和Alq的LUMO能階，且因此發現，FPDQ2的LUMO能階比Alq的LUMO能階小0.41[eV]。此意謂著，由於FDPQ2加入至Alq，FDPQ2作為電子捕捉阱。因此，在實例1中的發光元件1中用於控制電子轉移之層1114中，FDPQ2作為電子捕捉阱。捕捉阱的深度為0.3eV或更高。
[實例5]
於實例5，評估FDPQ的能隙、發射波長、和電子捕捉性質，該FDPQ作為用於控制電子轉移之層1114中具有電子捕捉性質之第二種有機化合物，該層係在實例2中之發光元件3中。
<FDPQ的能隙>
評估FDPQ的能隙。圖30顯示FDPQ的沉積膜的吸收光譜。圖30中吸收光譜的數據被轉換成tauc圖，假設直接轉變以計算固態FDPQ的能隙。結果證實FDPQ的能隙為3.2eV。
另一方面，2PCAPA的能隙為2.5eV，該2PCAPA作為實例2中之發光元件3的發光物質，如描述於實例4。據此，發現作為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物的FDPQ的能隙大於發光物質的能隙。此外，FDPQ的能隙 為3.0eV或更大，和FDPQ較佳地用於本發明。
<FDPQ的發射波長>
圖30顯示FDPQ的沉積膜的發射光譜。注意：激發波長設定為357nm。依據圖30，關於沉積膜，發射波長的波峰為406nm，且因此FDPQ具有發射波長的波峰(大於或等於350nm，和小於或等於450nm)，其於本發明中是較佳的。
<FDPQ的電子捕捉性質>
評估FDPQ的電子捕捉性質。藉由循環伏安(CV)測量法測定Alq(其為實例2中所使用之具有電子傳輸性質之第一種有機化合物)和FDPQ(其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)的還原特性，和由該測量得到Alq和FDPQ的LUMO能階。以相同於實例4方式進行測量。
(FDPQ的CV測量實例)
藉由循環伏安(CV)測量法觀察到FDPQ的還原特性。掃描速率設定在0.1V/sec。圖31顯示測量結果。注意：藉由下面步驟進行還原特性的測量：於從-0.37V至-2.30V，和之後從-2.30V至-0.37V，掃描工作電極的電位，相對於參考電極。FDPQ的濃度為10mmol/L。
如圖31所示，可看到還原波峰電位Epc為-1.86V，和 氧化波峰電位Epa為-1.78V。因此，可測定半波電位(Epc和Epa之間的中間電位)為-1.82V。此顯示：FDPQ可藉由-1.82V[vs.Ag/Ag+]的電能予以還原，和此能量對應至LUMO能階。在此，相對於真空能階，參考電極的位能為-4.85[eV]，如上述。因此，FDPQ的LUMO能階被計算如下：-4.85-(-1.82)=-3.03[eV]。
此外，Alq的LUMO能階為-2.69eV，如描述於實例4。比較上面所得到的FDPQ和Alq的LUMO能階，且因此發現，FPDQ的LUMO能階比Alq的LUMO能階小0.34[eV]。此意謂著由於FDPQ加入至Alq，FDPQ作為電子捕捉阱。因此，在實例1中的發光元件1中用於控制電子轉移之層1114中，FDPQ2作為電子捕捉阱。捕捉阱的深度為0.3eV或更高。
[實例6]
實例6將參考圖12具體地描述本發明發光元件(發光元件4和發光元件5)。下面顯示實例6中所使用的物質的結構式。注意：省略實例1中所述之有機化合物。
(發光元件4和發光元件5)
首先，含有氧化矽之ITO係藉由噴濺法被沉積在玻璃基板1100上，且藉此形成第一電極1101。注意：第一電極1101的厚度為110nm，且電極面積為2mm×2mm。
其次，具有第一電極1101之基板被固定在設置在真空蒸鍍裝置內的基板支架上致使第一電極的表面面朝下，且之後真空蒸鍍裝置中的壓力減至近乎10-4Pa，含有複合材料的層1111藉由共蒸鍍NPB和氧化鉬(VI)而被形成在第一電極1101上，該複合材料係由有機化合物和無機 化合物予以形成的。層1111的厚度為50nm，且NPB對氧化鉬(VI)的重量比被調整為4：1(=NPB：氧化鉬)。注意：共蒸鍍法是指在一個處理室內同時使用多數個蒸發源進行蒸鍍的蒸鍍法。
接著，NPB膜係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法而予以形成，其厚度為10nm，藉此形成電洞傳輸層1112。
之後，發光層1113被形成在電洞傳輸層1112上。藉由共蒸鍍CzPA和2PCAPA，具有厚度為30nm之發光層1113形成於電洞傳輸層1112上。調整蒸鍍速率，致使CzPA對2PCAPA的重量比調整為1：0.05(=CzPA：2PCAPA)。
另外，具有厚度為10nm之用於控制電子轉移的層1114被形成於發光層1113上。於發光元件4之案例中，Alq(其為具有電子傳輸性質之第一種有機化合物)和2,3,5,8-四苯基喹啉(縮寫：TPQ，其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)被共蒸鍍以形成用於控制電子轉移的層1114。於發光元件5的案例中，Alq(其為具有電子傳輸性質之第一種有機化合物)和2,3-雙[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]喹啉(縮寫：PAPQ，其為具有電子捕捉性質之第二種有機化合物)被共蒸鍍以形成用於控制電子轉移的層1114。同時，調整蒸鍍速率，致使於發光元件4中Alq和TPQ的重量比為1：0.05(=Alq：TPQ)。發現，發光元件4中所使用的TPQ(縮寫)和發光元件5中所使用的PAFQ(縮寫)的能隙係以相同於實 例4和5之方式予以測量。TPQ和PAPQ的能隙被證實分別為3.1[eV]和2.9[eV]。TPQ和PAPQ為喹啉衍生物和具有電子捕捉性質之有機化合物兩者。
然後，30nm厚度之Alq係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法被沉積在用於控制電子轉移之層1114上，形成電子傳輸層1115。
再者，具有厚度為1nm之氟化鋰(LiF)膜被形成在電子傳輸層1115上，以形成電子注入層1116。
最後，具有厚度為200nm之鋁膜係藉由使用電阻加熱的蒸鍍法被沉積，以形成第二電極1102。據此，製造發光元件4和5。
藉此所得到的發光元件4和5在氮氣下被密封於手套箱內，以不使發光元件暴露於空氣中，和之後，測量發光元件的操作特性。注意：在室溫(氛圍保持在25℃)進行測量。
圖32顯示發光元件4的電流密度-亮度特性，和圖33顯示其電壓-亮度特性。圖34顯示發光元件的亮度-電流效率性。圖35顯示發光元件4在電流供應1mA的發射光譜。發光元件4的CIE色度座標在亮度為3000cd/m2時為(x，y)=(0.30，0.62)。發光元件4顯示源自2PCAPA的綠色發射，類似於實例1中的發光元件1，和實例2中的比較發光元件2和發光元件3。因此，發光元件4具有優異的顏色純度，類似於發光元件1和3。電流效率和驅動電壓在亮度為3000cd/m2時分別為13.6cd/A和6.8V。
圖36顯示連續照明試驗的結果，其中發光元件4係藉由固定電流驅動予以連續點亮，起始亮度設定在5000cd/m2(縱軸表示在假設5000cd/m2為100%時的相對亮度)。由圖36的結果，發光元件4顯示92%的起始亮度，即使在100小時之後，其導致發光元件4具有長壽命，類似於發光元件1和3。因此，依據本發明，可製造具有長壽命之發光元件。
圖37顯示發光元件5的電流-亮度特性，和圖38顯示其電壓-亮度特性。圖39顯示發光元件5的亮度-電流效率性。圖40顯示發光元件在電流供應1mA的發射光譜。注意：發光元件5的CIE色度座標在亮度為3280cd/m2時為(x，y)=(0.30，0.62)，和觀察到來自發光元件5的綠色發射，其衍生自2PCAPA，類似於實例1中的發光元件1和參考發光元件2，和實例2中的發光元件3。因此，發光元件5具有優異的顏色純度，類似於發光元件1和3。電流效率和驅動電壓在亮度為3280cd/m2時分別為13.6cd/A和7.2V。
圖41顯示連續照明試驗的結果，其中發光元件5係藉由固定電流驅動予以連續點亮，起始亮度設定在5000cd/m2(縱軸表示在假設5000cd/m2為100%時的相對亮度)。由圖41的結果，發光元件5顯示93%的起始亮度，即使在100小時之後，其導致發光元件5具有長壽命，類似於發光元件1和3。因此，依據本發明，可製造具有長壽命之發光元件。
本案係基於在2007年2月21日向日本專利局申請日本專利申請案序號2007-040379，其整體內容併入本文中作為參考。
101‧‧‧第一電極
102‧‧‧第二電極
112‧‧‧電洞傳輸層
113‧‧‧第二層
114‧‧‧第一層
115‧‧‧電子傳輸層
131‧‧‧有機化合物
132‧‧‧發光物質
141‧‧‧有機化合物
142‧‧‧有機化合物

Claims (3)

  1. 一種通式(1)所示之喹啉衍生物 其中R1至R20中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中的任一者，和其餘者為氫。
  2. 一種通式(2)所示之喹啉衍生物 其中R21至R24中至少一者為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中的任一者，和其餘者為氫。
  3. 一種通式(2)所示之喹啉衍生物 其中R21至R24獨立地為氟基、氰基、三氟甲基、硝基、醯基和醯氧基中的任一者。
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