專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光裝置和電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流激勵(lì)型發(fā)光元件。本發(fā)明亦涉及具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置和 電子裝置。更確切地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種具有長(zhǎng)使用壽命的電流激勵(lì)型發(fā)光元件。此外，本 發(fā)明亦涉及具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置和電子裝置。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，對(duì)于電致發(fā)光的發(fā)光元件進(jìn)行了廣泛的研究和開(kāi)發(fā)。這些發(fā)光元件的 基本結(jié)構(gòu)，就是將具有發(fā)光特性的物質(zhì)插在一對(duì)電極之間。通過(guò)在這個(gè)元件上施加電壓，具 有發(fā)光特性的物質(zhì)就會(huì)發(fā)光。因?yàn)檫@種發(fā)光元件是自激勵(lì)型，其優(yōu)點(diǎn)在于例如像素可見(jiàn)性比液晶顯示更高，以 及不需要背光源。因而，這樣一種發(fā)光元件被認(rèn)為是適合用作平板顯示元件的。另外，這樣 一種發(fā)光元件的很大一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于能被制造得薄而輕。而且，發(fā)光元件的特征還在于響應(yīng) 速度非?？臁４送?，因?yàn)檫@種發(fā)光元件能形成為膜狀，所以通過(guò)形成大面積元件就可以輕易得 到平面型發(fā)光。該特性很難通過(guò)以白熾燈或LED為代表的點(diǎn)光源、或者以熒光燈為代表的 線光源來(lái)獲得。因此，發(fā)光元件作為平面光源在照明等方面具有高利用價(jià)值。電致發(fā)光的發(fā)光元件可以根據(jù)它們是否使用有機(jī)化合物或無(wú)機(jī)化合物作為具有 發(fā)光特性的物質(zhì)來(lái)進(jìn)行粗略分類。在本發(fā)明中，具有發(fā)光特性的物質(zhì)是有機(jī)化合物。如果具有發(fā)光特性的物質(zhì)是有機(jī)化合物，通過(guò)施加電壓到發(fā)光元件上，將電子和 空穴從一對(duì)電極注入到含有具有發(fā)光特性的有機(jī)化合物的層中以產(chǎn)生電流。然后，通過(guò)這 些載流子(電子和空穴)的復(fù)合，使得具有發(fā)光特性的有機(jī)化合物達(dá)到受激態(tài)，并且當(dāng)受激 態(tài)返回到基態(tài)時(shí)就會(huì)發(fā)射光。由于這種機(jī)制，這種發(fā)光元件被稱為電流激勵(lì)型發(fā)光元件。需要注意的是通過(guò)有 機(jī)化合物形成的受激態(tài)可以為單重受激態(tài)或者三重受激態(tài)。從單重受激態(tài)發(fā)射的光被稱為 熒光，而從三重受激態(tài)發(fā)射的光被稱為磷光。為了克服諸多源于這種發(fā)光元件材料的問(wèn)題并且改進(jìn)其元件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行了改善元 件結(jié)構(gòu)、材料開(kāi)發(fā)等。例如，在非專利文獻(xiàn)1中，提供了空穴阻擋層使得使用磷光材料的發(fā)光元件有效 地發(fā)射光。[非專利文獻(xiàn)]Tetsuo TSUTSUI et al. , Japanese Journal of Applied Physics, vol.38, L1502-L1504(1999)

發(fā)明內(nèi)容
然而，如非專利文獻(xiàn)中所揭示的那樣，空穴阻擋層耐用性差，而發(fā)光元件使用壽命 短。因此，發(fā)光元件需要具有長(zhǎng)使用壽命?？紤]到前述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一 種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。此外，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光 裝置和電子裝置。作為勤勉研究的結(jié)果，本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)提供用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層時(shí)，可 以抑制載流子平衡隨時(shí)間的變化。因此，本發(fā)明人也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以得到一種具有長(zhǎng)使用壽 命的發(fā)光元件。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制一對(duì)電極之 間的載流子運(yùn)動(dòng)的層，其中用于控制一對(duì)電極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層包括具有載流子傳輸 性質(zhì)的第一有機(jī)化合物和用于減少第一有機(jī)化合物的載流子傳輸性質(zhì)的第二有機(jī)化合物， 并且第二有機(jī)化合物散布在第一有機(jī)化合物中。在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)載流子為電子時(shí)，第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)和第 二有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)之間的差優(yōu)選小于0. 3eV。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)載 流子為電子時(shí)，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為金屬絡(luò)合物，而第二有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合 物。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，當(dāng)載流子為空穴時(shí)，第一有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和 第二有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的差別優(yōu)選小于0. 3eV。另外，在上述結(jié)構(gòu) 中，當(dāng)載流子為空穴時(shí)，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合物，而第二有機(jī)化合物優(yōu)選為一 種金屬絡(luò)合物。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和兩層用于在第一電極和第二 電極之間控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中的一層設(shè)在發(fā)光層與第二電極 之間，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中的另一層設(shè)在發(fā)光層與第一電極之間。用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層中的一層包括具有載流子傳輸性質(zhì)的第一有機(jī)化合物和用于降低第一有機(jī)化合 物的載流子傳輸性質(zhì)的第二有機(jī)化合物，并且第二有機(jī)化合物散布在第一有機(jī)化合物中。 而用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層則包括具有載流子傳輸性質(zhì)的第三有機(jī)化合物和用 于降低第三有機(jī)化合物的載流子傳輸性質(zhì)的第四有機(jī)化合物，并且第四有機(jī)化合物散布在 第三有機(jī)化合物中。用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中的一層的載流子傳輸性質(zhì)不同于用于控制 載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制一對(duì)電極之間的載 流子運(yùn)動(dòng)的層，其中用于控制一對(duì)電極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二 有機(jī)化合物，并且第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物具有相互不同極性的傳輸載流子。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制一對(duì)電極之間載流 子運(yùn)動(dòng)的層，其中用于控制一對(duì)電極間載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化 合物，第一有機(jī)化合物是具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，而第二有機(jī)化合物是具有空穴 傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制第一電極和第二電 極之間載流子運(yùn)動(dòng)的層，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層處于發(fā)光層和第二電極之間，用于控制 載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，第一有機(jī)化合物為具有電子傳輸 性質(zhì)的有機(jī)化合物，第二有機(jī)化合物為具有空穴傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，在用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例，而當(dāng)施加電 壓以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光層發(fā)射光。在上述結(jié)構(gòu)中，在第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)和第二有機(jī)化合物的最 低空分子軌道能級(jí)之間的差優(yōu)選小于0. 3eV。另外，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為金屬絡(luò)合物，而 第二有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合物。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光層優(yōu)選具有電子傳輸性 質(zhì)。更優(yōu)選是，發(fā)光層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量比例 大于第四有機(jī)化合物的重量比例，而第三有機(jī)化合物具有電子傳輸性質(zhì)。在這種情況下，第 一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不同。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于在第一電極和第二電極 之間控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層處于發(fā)光層和第一電極之間，用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，第一有機(jī)化合物為具有空穴傳 輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，第二有機(jī)化合物為具有電子傳輸性質(zhì)的有機(jī)化合物，在用于控制載 流子運(yùn)動(dòng)的層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例，而當(dāng)施加 電壓以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光層發(fā)射光。在上述結(jié)構(gòu)中，第一有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和第二有機(jī)化合物的最 高占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的差優(yōu)選小于0. 3eV。此外，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合 物，而第二有機(jī)化合物優(yōu)選為金屬絡(luò)合物。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光層優(yōu)選具有空穴傳輸 性質(zhì)。另外，發(fā)光層優(yōu)選包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量比 例大于第四有機(jī)化合物的重量比例，而第三有機(jī)化合物具有空穴傳輸性質(zhì)。在這種情況下， 第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物在結(jié)構(gòu)上優(yōu)選為彼此不同的化合物。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和兩層用于控制第一電極和第 二電極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層。用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中的一層設(shè)在發(fā)光層和第二電極 之間，而用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層設(shè)在發(fā)光層和第一電極之間。用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層中的一層包括具有電子傳輸性質(zhì)的第一有機(jī)化合物和具有空穴傳輸性質(zhì)的第二 有機(jī)化合物，而在該用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的一層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于 第二有機(jī)化合物的重量比例。在用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層中包括具有空穴傳輸性 質(zhì)的第三有機(jī)化合物和具有電子傳輸性質(zhì)的第四有機(jī)化合物，而在該用于控制載流子運(yùn)動(dòng) 的層的另一層中，第三有機(jī)化合物的重量比例大于第四有機(jī)化合物的重量比例。當(dāng)施加電 壓以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光層發(fā)射光。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制一對(duì)電極之間載流 子運(yùn)動(dòng)的層，其中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，并且 當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物的偶極距大小為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距大小為P2時(shí)，滿足關(guān)系 P1A32 彡 3 或 P1A32 ^ 0. 33ο本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制第一電極和第二電 極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層設(shè)在發(fā)光層和第二電極之間，用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物的偶極距大 小為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距大小為P2時(shí)，滿足關(guān)系P1A32 ^ 3 ；而在用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例，而當(dāng)施加電壓 以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光層發(fā)射光。
在上述結(jié)構(gòu)中，第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)和第二有機(jī)化合物的最低 空分子軌道能級(jí)之間的差優(yōu)選小于0. 3eV。另外，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為金屬絡(luò)合物，而第 二有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合物。此外，在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光層優(yōu)選具有電子傳輸性質(zhì)。 另外，發(fā)光層優(yōu)選包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量比例大 于第四有機(jī)化合物的重量比例，而第三有機(jī)化合物具有電子傳輸性質(zhì)。在這種情況下，第一 有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不同的有機(jī)化合物。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和用于控制第一電極和第二電 極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層設(shè)在發(fā)光層和第一電極之間，用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物的偶極距大 小為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距大小為P2時(shí)，滿足關(guān)系P/P2 ^ 0. 33，在用于控制載流 子運(yùn)動(dòng)的層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例，而當(dāng)施加電 壓以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光層發(fā)射光。在上述結(jié)構(gòu)中，第一有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和第二有機(jī)化合物的最 高占據(jù)分子軌道能級(jí)之間的差優(yōu)選小于0. 3eV。此外，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為芳香胺化合 物，而第二有機(jī)化合物優(yōu)選為金屬絡(luò)合物。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，發(fā)光層優(yōu)選具有空穴傳輸 性質(zhì)。另外，發(fā)光層優(yōu)選包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，第三有機(jī)化合物的重量比 例大于第四有機(jī)化合物的重量比例，而第三有機(jī)化合物具有空穴傳輸性質(zhì)。在這種情況下， 第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不同的有機(jī)化合物。本發(fā)明的另一方面是一種發(fā)光元件，其包括發(fā)光層和兩層用于控制第一電極和第 二電極之間的載流子運(yùn)動(dòng)的層。用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中的一層設(shè)在發(fā)光層和第二電極 之間，而用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層設(shè)在發(fā)光層和第一電極之間。用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層中的一層包括第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物；當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物的偶極距大 小為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距大小為P2時(shí)，滿足關(guān)系P1A32 ^ 3 ；而在該用于控制載流 子運(yùn)動(dòng)的層一層中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例。在用于 控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層中包括第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物；當(dāng)?shù)谌袡C(jī)化合 物的偶極距大小為P3而第四有機(jī)化合物的偶極距大小為P4時(shí)，滿足關(guān)系P3/P4 ≤ 0. 33 ；而 在該用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的另一層中，第三有機(jī)化合物的重量比例大于第四有機(jī)化合 物的重量比例。當(dāng)施加電壓以使得第一電極的電勢(shì)高于第二電極的電勢(shì)時(shí)，就可以使發(fā)光 層發(fā)射光。 在上述結(jié)構(gòu)中，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的厚度優(yōu)選大于或等于5nm而小于或等 于20nm。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層和發(fā)光層優(yōu)選彼此相接觸。此外，本發(fā)明包括一種發(fā)光裝置，其包括上述發(fā)光元件。本說(shuō)明書中的發(fā)光裝置包 括圖像顯示裝置、發(fā)光裝置、或者光源(包括照明裝置)。另外，本發(fā)明中的發(fā)光裝置包括下 列所有模塊其中連接器諸如FPC (柔性印刷電路)、TAB (卷帶式自動(dòng)接合)載帶或TCP (卷 帶式封裝)被連接到具有發(fā)光元件的面板上的模塊；其中在TAB載帶或者TCP的末端處具 有印刷布線板的模塊；以及其中IC (集成電路)通過(guò)COG (玻璃上芯片)技術(shù)直接安裝到其 上形成了發(fā)光元件的基板上的模塊。此外，本發(fā)明包括一種電子裝置，其使用本發(fā)明的發(fā)光元件作為其顯示部分。因 而，本發(fā)明的電子裝置的一個(gè)特征就是包括具有上述發(fā)光元件的顯示部分和用于控制發(fā)光裝置發(fā)光的控制器。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，設(shè)有用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，并且能夠抑制載流子平 衡隨時(shí)間的變化。因此，就能得到具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。此外，本發(fā)明的發(fā)光元件被 應(yīng)用于發(fā)光裝置和電子裝置，由此可以得到具有高發(fā)光效率和低功耗的發(fā)光裝置和電子裝 置。另外，還可以得到具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光裝置和電子裝置。


附圖IA和IB顯示了本發(fā)明實(shí)施方式1中的發(fā)光元件。附圖2A和2B顯示了本發(fā)明實(shí)施方式1中的發(fā)光元件，其具有與附圖IA和IB的 發(fā)光元件不同的堆疊結(jié)構(gòu)。附圖3A到3C顯示了本發(fā)明實(shí)施方式1中發(fā)光元件的發(fā)光方式。附圖4顯示了本發(fā)明實(shí)施方式1中發(fā)光元件的用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的概念。附圖5A和5B顯示了本發(fā)明實(shí)施方式2中發(fā)光元件。附圖6A和6B顯示了本發(fā)明實(shí)施方式2中發(fā)光元件，其具有與附圖5A和5B的發(fā) 光元件不同的堆疊結(jié)構(gòu)。附圖7A到7C顯示了本發(fā)明實(shí)施方式2中發(fā)光元件的發(fā)光方式。附圖8顯示了本發(fā)明實(shí)施方式2中發(fā)光元件的用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的一個(gè)概
O附圖9顯示了本發(fā)明實(shí)施方式3中，其中堆疊了多個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光元件。附圖IOA和IOB顯示了本發(fā)明實(shí)施方式4中的有源矩陣發(fā)光裝置。附圖IlA和IlB顯示了本發(fā)明實(shí)施方式4中的無(wú)源矩陣發(fā)光裝置。附圖12A至12D是本發(fā)明的電子裝置。附圖13顯示了電子裝置，其中使用本發(fā)明的發(fā)光裝置作為背光源。附圖14顯示了作為本發(fā)明的照明裝置的臺(tái)燈。附圖15顯示了使用作為本發(fā)明照明裝置的室內(nèi)照明裝置。附圖16顯示了一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)光元件。附圖17顯示了發(fā)光元件1的電流密度與亮度的關(guān)系特性圖。附圖18顯示了發(fā)光元件1的電壓與亮度的關(guān)系特性圖。附圖19顯示了發(fā)光元件1的亮度與電流效率的關(guān)系特性圖。附圖20顯示了發(fā)光元件1的發(fā)射光譜圖。附圖21顯示了由恒定電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件1和參考發(fā)光元件2的連續(xù)發(fā)光測(cè)試 結(jié)果對(duì)比圖。附圖22顯示了發(fā)光元件3的電流密度與亮度的關(guān)系特性圖。附圖23顯示了發(fā)光元件3的電壓與亮度的關(guān)系特性圖。附圖24顯示了發(fā)光元件3的亮度與電流效率的關(guān)系特性圖。附圖25顯示了發(fā)光元件3的發(fā)射光譜圖。附圖26顯示了 Alq的還原反應(yīng)特性圖。附圖27顯示了 2PCAPA的還原反應(yīng)特性圖。附圖28顯示了香豆素30的還原反應(yīng)特性圖。
具體實(shí)施例方式首先，說(shuō)明發(fā)光元件的亮度衰減因素。發(fā)光元件通常通過(guò)恒定電流驅(qū)動(dòng)，而這種情 況中，亮度衰減表示電流效率降低。因?yàn)殡娏餍适敲繂挝浑娏髦档墓獾牧炼龋娏餍曙@ 著依賴于發(fā)光層中有多少流動(dòng)的載流子對(duì)載流子復(fù)合(載流子平衡)有貢獻(xiàn)或者發(fā)光層中 有多少被復(fù)合的載流子(即激子)對(duì)發(fā)光(量子產(chǎn)額)有貢獻(xiàn)。因而，認(rèn)為載流子平衡隨時(shí)間的變化或者量子產(chǎn)額的時(shí)間衰減是主要的亮度衰減 因素。在本發(fā)明中，主要關(guān)注于載流子平衡隨時(shí)間的變化。在下文中，會(huì)結(jié)合附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的實(shí)施方式。然而，本發(fā)明并不只限于以下 的解釋，并且本發(fā)明很容易被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解而可以有諸多改變和修改，除非這樣 的改變和修改不屬于本發(fā)明的內(nèi)容和范圍。因此，本發(fā)明不被解釋為只限于以下實(shí)施方式 的描述。(實(shí)施方式1)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方式會(huì)結(jié)合附圖IA在以下進(jìn)行解釋。在該實(shí)施方式中， 會(huì)解釋一種發(fā)光元件，其具有用于控制電子運(yùn)動(dòng)的層作為用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。即在 本發(fā)明中，為了抑制載流子平衡隨時(shí)間的變化和使得發(fā)光元件具有長(zhǎng)使用壽命，載流子使 用控制載流子運(yùn)動(dòng)的層在遠(yuǎn)離電極的部分被復(fù)合。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，在一對(duì)電極之間具有多個(gè)層。多個(gè)層是通過(guò)組合包含具 有高載流子注入特性的物質(zhì)或者具有高載流子傳輸特性的物質(zhì)的層而被堆疊的，以使得發(fā) 光區(qū)形成于遠(yuǎn)離電極的部分中，換句話說(shuō)，載流子在遠(yuǎn)離電極的部分中被復(fù)合。在本實(shí)施方式中，發(fā)光元件包括第一電極202，第二電極204，和在第一電極202與 第二電極204之間的EL層203。需要注意的是本實(shí)施方式以下的解釋基于假設(shè)第一電極用 作陽(yáng)極而第二電極204用作陰極。即本實(shí)施方式以下的解釋基于以下假設(shè)，電壓被施加到 第一電極202和第二電極204上使得第一電極202的電勢(shì)高于第二電極204的電勢(shì)，從而 能發(fā)射光。襯底201被用作發(fā)光元件的基體。諸如玻璃、塑料等材料可以被用作襯底201。在 本發(fā)明的發(fā)光元件中，襯底201可以被留在使用發(fā)光元件的發(fā)光裝置或電子裝置中。此外， 襯底201還可以用作發(fā)光元件制造過(guò)程中的基體。在這種情況下，襯底201不會(huì)留在最終 的制造成品中。金屬、合金、導(dǎo)電化合物、它們的混合物等具有高功函數(shù)(確切地說(shuō)，功函數(shù)大于 或等于4. OeV)的材料適合被用作第一電極202的材料。確切地說(shuō)，可以使用例如氧化 銦_氧化錫(ΙΤ0 氧化銦錫)、含硅或氧化硅的氧化銦_氧化錫、氧化銦_氧化鋅(ΙΖ0 氧 化銦鋅)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等材料。這樣的導(dǎo)電金屬氧化物膜一般通過(guò)濺射來(lái)形成，但是也可以通過(guò)應(yīng)用溶膠凝膠法 的噴墨、旋涂方法來(lái)形成。例如，氧化銦_氧化鋅(IZO)可以通過(guò)使用在氧化銦中摻入1到 20wt%氧化鋅的靶材進(jìn)行濺射來(lái)形成。含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)可以通過(guò)使用 在氧化銦中摻入0. 5到5襯％氧化鎢和0. 1到1襯％氧化鋅的靶材的濺射來(lái)形成。除了這 些以外，還可以使用金(Au)、鉬(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(諸如氮化鈦=TiN)等。
當(dāng)包含以下所述合成材料的層被用作與第一電極接觸的層時(shí)，那么各種金屬、合 金、導(dǎo)電化合物、和它們的混合物可以被用作第一電極而不考慮其功函數(shù)。例如，可以使用 鋁(Al)、銀(Ag)、含有鋁的合金(AlSi等)等材料。需要注意的是術(shù)語(yǔ)“合成”并不只是簡(jiǎn) 單混合兩種材料，而是一種狀態(tài)，其中通過(guò)混合多種材料使得電荷在材料之間被施予和接受。此外，屬于元素周期表中第一組或第二組元素的金屬是低功函數(shù)材料，即堿金屬 諸如鋰(Li)或銫(Cs)，堿土金屬諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)、或者鍶(Sr)，含這些金屬的合金(諸 如MgAg合金或MgLi合金)，稀土金屬諸如銪(Eu)或鐿(Yb)，含這種稀土金屬的合金等材 料都可以被使用?？梢酝ㄟ^(guò)真空蒸鍍法形成由堿金屬、堿土金屬或含有這些金屬的合金制 成的膜。另外，包含堿金屬或堿土金屬的合金可以通過(guò)濺射來(lái)形成。此外，銀膏等可以通過(guò) 噴墨來(lái)形成。EL層203具有第一層211，第二層212，第三層213，第四層214，第五層215，和第 六層216。在這個(gè)EL層203中，第三層213是發(fā)光層，而第四層214是用于控制載流子運(yùn)動(dòng) 的層。如本實(shí)施方式中所示只要EL層203包括本實(shí)施方式所示的用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的 層和發(fā)光層就可以，對(duì)其它層不做特別限制。例如，EL層203可以通過(guò)適當(dāng)組合空穴注入 層、空穴傳輸層、發(fā)光層、用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層、電子傳輸層、電子注入層等來(lái)形成。第一層211是包括具有高空穴注入特性的物質(zhì)的層。具有高空穴注入特性的物質(zhì) 可以使用氧化鉬(MoOx)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錳(MnOx)等作 為材料。另外，作為低分子有機(jī)化合物，可以使用酞菁化合物諸如酞菁染料(縮寫H2Pc)、 酞菁銅(II)(縮寫CuPc)，或者釩氧酞菁(縮寫V0Pc)。此外，還可以使用芳香胺化合物，諸如4，4’，4”_三(N，N-二苯基氨基)-三 苯胺(縮寫TDATA)、4，4，，4”_三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]-三苯胺(縮寫 MTDATA)、4，4，- 二 [N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫DPAB)、4，4，- 二 (N-{4-[N' -(3-甲基苯基)-N’ -苯基氨基]苯基}-N-苯基氨基)聯(lián)苯(縮寫DNTPD)、 1，3，5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(縮寫DPA3B)、3-[N-(9-苯基 咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(縮寫PCzPCAl)、3，6-二 [N_(9_苯基咔 唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(縮寫PCzPCA2)、以及3-[N- (1-萘基)-N- (9-苯 基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(縮寫PCzPCNl)。另外，也可以使用其它化合物。第一層211的材料可以使用其中受主物質(zhì)被混合入具有高空穴傳輸特性的物質(zhì) 的合成材料。需要注意的是，通過(guò)使用這種其中受主物質(zhì)被混合入具有高空穴傳輸特性的 物質(zhì)的合成材料，可以選擇用于形成電極的金屬而不考慮其功函數(shù)。換句話說(shuō)，除了具有高 功函數(shù)的金屬之外，還可以使用具有低功函數(shù)的金屬作為第一電極202。這樣的合成材料可 以通過(guò)具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)和受主物質(zhì)的共蒸鍍來(lái)形成?？梢允褂酶鞣N化合物作為用于合成材料的有機(jī)化合物，諸如芳香胺化合物，咔唑 衍生物，芳香烴，和高分子化合物(諸如低聚物、樹(shù)枝狀聚合物、以及高聚物)。優(yōu)選使用具 有高空穴傳輸特性的有機(jī)化合物作為用于合成材料的有機(jī)化合物。確切地說(shuō)，優(yōu)選用空穴 遷移率大于或等于10_6Cm2/VS的物質(zhì)。然而，也可以使用除此之外的其它空穴傳輸特性高 于電子傳輸特性的物質(zhì)。用于合成材料的有機(jī)化合物將在以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明?？梢允褂孟铝胁牧献鳛橛糜诤铣刹牧系挠袡C(jī)化合物，例如芳香胺化合物諸如 MTDATA、TDATA, DPAB, DNTPD, DPA3B、PCzPCAU PCZPCA2、PCZPCNI、4，4，- 二 [N_(l_ 萘 基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫NPB或α -NPD)、以及N，N’ - 二(3-甲基苯基)-N, N’ - 二 苯基-[1，1’_聯(lián)苯基]-4，4’_ 二胺(縮寫TPD)；或者咔唑衍生物諸如4，4’-二(N-咔唑 基)_聯(lián)苯(縮寫CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(縮寫TCPB)、9-[4-(10-苯 基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(縮寫CzPA)、以及1，4_ 二 [4_(咔唑基)苯基]_2，3，5， 6-四苯基苯。此外，還可以使用以下芳香烴化合物，諸如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(縮 寫t-BuDNA)、2_ 叔丁基-9，10- 二(1-萘基)蒽、9，10- 二(3，5- 二苯基苯基)蒽(縮寫 DPPA)、2_ 叔丁基-9，10- 二 (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-叔丁基蒽(縮寫:t_BuAnth)、9，10-二 (4-甲 基-1-萘基)蒽(縮寫DMNA)、9，10-二 [2-(1_萘基)苯基]_2_叔丁基-蒽、9，10-二 [2-(1_萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1_萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9， 10-二(2-萘基)蒽、9，9，- 二蒽基、10，10，- 二苯基 _9，9，- 二蒽基、10，10，- 二(2-苯基 苯基)-9，9，- 二蒽基、10，10，- 二 [(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]_9，9’ - 二蒽基、蒽、并四 苯、紅熒烯、二萘嵌苯、2，5，8，11_四(叔丁基)二萘嵌苯、并五苯、六苯并苯、4，4’ - 二(2， 2-二苯基乙烯基)聯(lián)苯(縮寫DPVBi)、&&9，10-: [4-(2，2-二苯基乙烯基)苯基]蒽 (縮寫DPVPA)。受主物質(zhì)的材料可以使用有機(jī)化合物諸如7，7，8，8_四氰_2，3，5，6_四氟二甲基 對(duì)苯醌(縮寫=F4-TCNQ)以及氯醌。另外，還可以使用過(guò)渡金屬氧化物。另外，還可以使用 屬于元素周期表第4組到第8組元素的金屬的氧化物。確切地說(shuō)，優(yōu)選使用氧化釩、氧化鈮、 氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳以及氧化錸，因?yàn)樗鼈兊碾娮咏邮芴匦愿摺Ｔ谒鼈?之中，氧化鉬是尤其優(yōu)選的，因?yàn)槠湓诳諝庵谢瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而且吸濕特性低所以最容易被 處理。第一層211的材料可以使用高分子化合物(諸如低聚物、樹(shù)枝狀聚合物、以及高 聚物)。例如，可以使用以下高分子化合物聚(N-乙烯咔唑)(縮寫PVK)；聚(4-乙烯三 苯胺)(縮寫PVTPA)；聚[N-(4-{N' -[4-(4- 二苯基氨基)苯基]苯基-N’ -苯基氨基} 苯基)甲基丙烯酰胺](縮寫PTPDMA)；以及聚[N，N’ - 二(4- 丁基苯基)-N，N’ - 二(苯 基)聯(lián)苯胺](縮寫=Poly-TPD)。另外，還可以使用摻雜了酸的高分子化合物諸如聚(3， 4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PED0T/PSS)、以及聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/ PSS)。此外，第一層211的形成可以使用利用上述高分子化合物諸如PVK、PVTPA、PTPDMA、 或Poly-TPD以及上述受主物質(zhì)形成的合成材料。第二層212是包含具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)的層。作為具有高空穴傳輸特性 的物質(zhì)的低分子有機(jī)化合物，可以使用芳香胺化合物諸如NPB (或α -NPD)、TPD、4，4’ - 二 [N-(9，9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫DFLDPBi)、W&4，4’_: [N-(螺-9， 9’ - 二芴-2-基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫B(tài)SPB)。這些物質(zhì)大體上是具有空穴遷移率 大于或等于10_6cm7Vs的物質(zhì)。然而，也可以使用除了這些物質(zhì)之外的其它空穴傳輸特性高于電子傳輸特性的物 質(zhì)。包含具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)的層并不只限于單層，而是可以堆疊兩層或多層包含 上述物質(zhì)的層。此外，作為第二層212的材料，還可以使用高分子化合物諸如PVK、PVTPA、PTPDMA、以及 PoIy-TPD。第三層213是包括具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的層，其相當(dāng)于本發(fā)明的發(fā)光層，并且 可以使用許多材料。確切地說(shuō)，作為發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光材料的低分子有機(jī)化合物，可以使用N， N，-二 [4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N，-二苯基 stylbene-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。作為發(fā)射綠 光的發(fā)光材料，可以使用N-(9，10- 二苯基-2-蒽基)-N，9- 二苯基-9H-咔唑-3-胺(縮 寫2PCAPA)、N-[9，10-二 (1，1，-聯(lián)苯-2-基)-2-蒽基]-N，9-二苯基-9H-咔唑-3-胺 (縮寫:2PCABPhA)、^(9，10-二苯基-2-蒽基)-隊(duì)N，，N，-三苯基-1，4-苯二胺(縮寫 2DPAPA)、N- [9，10- 二(1，1，-聯(lián)苯-2-基)-2-蒽基]-N, N，，N，-三苯基-1，4-亞苯基二胺 (縮寫:2DPABPhA)、N-9，10-二 (1，1 ’_ 聯(lián)苯 _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。作為發(fā)射黃光 的發(fā)光材料，可以使用紅熒烯、5，12- 二(1，1’-聯(lián)苯-4-基)-6，11- 二苯基并四苯(縮寫 BPT)等。作為發(fā)射紅光的發(fā)光材料，可以使用N，N，N’，N’-四(4-甲基苯基)并四苯_5， 11-二胺(縮寫印-1^^1))、7，13-二苯基-^^-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]熒 蒽-3，10- 二胺(縮寫p-mPhAFD)等。因?yàn)橛糜诳刂戚d流子運(yùn)動(dòng)的層設(shè)在發(fā)光層和用作本實(shí)施方式中陰極的第二電極 之間，所以發(fā)光層優(yōu)選具有電子傳輸特性。如果發(fā)光層具有電子傳輸特性，那么為了防止電 子穿透發(fā)光層通常會(huì)在發(fā)光層和陽(yáng)極之間提供電子阻擋層。然而，當(dāng)電子阻擋功能隨時(shí)間 退化的時(shí)候，復(fù)合區(qū)會(huì)延伸到電子阻擋層的內(nèi)部(或者空穴傳輸層的內(nèi)部)并且電流效率 會(huì)顯著減小(也就是亮度衰減)。另一方面，在本發(fā)明中，在發(fā)光層之前(在陰極側(cè))提供 電子阻擋層以用來(lái)控制電子運(yùn)動(dòng)。因此，即使當(dāng)電子平衡(例如，遷移率或者電子相對(duì)于空 穴的數(shù)量)或多或少損失了的時(shí)候，也有發(fā)光層中的復(fù)合比率基本不改變而亮度基本不降 低的優(yōu)點(diǎn)。需要注意的是發(fā)光層可以具有其中具有高發(fā)光特性的上述物質(zhì)分布于另一物質(zhì) 中的結(jié)構(gòu)。作為其中分布了具有發(fā)光特性的物質(zhì)的材料，可以使用許多種材料，但優(yōu)選使用 一種物質(zhì)，其最低空分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))高于具有發(fā)光特性的物質(zhì)的最低空分子軌 道能級(jí)而其最高占據(jù)分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))低于具有發(fā)光特性的物質(zhì)的最高占據(jù)分子 軌道能級(jí)。因?yàn)橛糜诳刂戚d流子運(yùn)動(dòng)的層設(shè)在發(fā)光層和用作本實(shí)施方式中陰極的第二電極 之間，所以發(fā)光層優(yōu)選具有電子傳輸特性。即優(yōu)選電子傳輸特性高于空穴傳輸特性。因此， 優(yōu)選使用具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物作為其中分布了具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的材料。 確切地說(shuō)，可以使用下列材料金屬絡(luò)合物諸如三(8-羥基喹啉)鋁(III)(縮寫Alq)、 三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III)(縮寫=Almq3)、二(10-羥基苯并[h]羥基喹啉)鈹 (II)(縮寫=BeBq2)、二(2_甲基_8_羥基喹啉)(4_苯基苯酚合)鋁(III)(縮寫B(tài)Alq)、二 (8-羥基喹啉)鋅(II)(縮寫Znq)、二 [2_(2_苯并噁唑基)苯酚]鋅(II)(縮寫ZnPBO)、 以及二 [2-(2_苯并噻唑基)苯酚]鋅(II)(縮寫ZnBTZ)；雜環(huán)化合物諸如2_(4_聯(lián)苯 基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁唑(縮寫PBD)、1，3-二 [5-(對(duì)-叔丁基苯基)-1，3， 4-噁唑基-2-基]苯(縮寫:0XD-7)、3-(4-聯(lián)苯基)-4_苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2， 4-三唑(縮寫:丁八2)、2，2，，2”-(1，3，5-苯三基)三(1-苯基-IH-苯并咪唑)(縮寫=TPBI),向紅菲咯啉(縮寫B(tài)Phen)、以及浴銅靈(縮寫B(tài)CP)；或者稠合芳烴諸如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)、9，10-二(3，5_ 二苯基苯基)蒽(縮寫DPPA)、9，10-二 (2-萘基)蒽(縮寫0嫩)、2叔丁基-9，10-二(4-苯基苯基)蒽(縮寫t-BuDBA)、9，9，_ 二 蒽基(縮寫B(tài)ANT)、9，9’ _(芪 _3，3’ - 二基)二苯蒽(縮寫DPNS)、9，9’ -(芪 _4，4’ - 二 基)二苯蒽(縮寫DPNS2)、以及3，3，，3”-(苯-I，3，5-三基)三芘(縮寫TPB3)。此外，可以使用多種材料作為其中分布了具有發(fā)光特性的物質(zhì)的材料。例如，為了 抑制晶化，可以額外添加用于抑制紅熒烯等物質(zhì)晶化的物質(zhì)。此外，為了有效地給具有發(fā)光 特性的物質(zhì)傳輸能量，可以額外添加NPB、Alq等。當(dāng)具有高發(fā)光特性的物質(zhì)分布于另一物 質(zhì)中的時(shí)候，可以抑制第三層213的晶化。另外，還可以抑制由于高濃度的具有高發(fā)光特性 的物質(zhì)引起的濃度淬滅。作為第三層213，可以使用高分子化合物。確切地說(shuō)，作為發(fā)射藍(lán)光的發(fā)光材 料，可以使用聚(9，9- 二辛基芴-2，7- 二基)(縮寫P0F)、聚[(9，9- 二辛基芴-2，7- 二 基)-co-(2，5-二甲氧基苯-1，4-二基)](縮寫=PF-DMOP), M {(9，9-二辛基芴-2，7-二 基)-co- [N，N’ - 二 -(對(duì)-丁基苯基)-1，4- 二氨基苯]}(縮寫TAB-PFH)等。作為發(fā)射 綠光的發(fā)光材料，可以使用聚(對(duì)_苯撐乙烯)(縮寫PPV)、聚[(9，9- 二己基芴-2，7- 二 基)-alt-C0-(苯并[2,1,3]噻二唑-4，7-二基)](縮寫PFBT)、聚[(9，9_ 二辛基-2， 7-二乙烯亞芴)-alt-C0-(2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-l，4-苯撐)]等。作為發(fā)射橙 光到紅光的發(fā)光材料，可以使用聚[2-甲氧基_5-(2’ -乙基己氧基)-1，4_苯撐乙烯](縮 寫MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2，5-二基)、聚{[9，9-二己基-2，7-二(1_氰基乙烯)亞 芴]-alt-CO-[2，5-二(N，N，- 二苯基氨基)-1，4_苯撐]}、聚{[2-甲氧基_5_(2_乙基己 氧基)-1，4_ 二 (I-氰基乙烯苯撐)]-alt-co-[2，5-二 (N，N，_ 二苯基氨基)_1，4_苯撐]} (縮寫=CN-PPV-DPD)等。第四層214是用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。第四層214包括兩種以上物質(zhì)。在第四 層214中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物的重量比例，并且第一有機(jī)化 合物和第二有機(jī)化合物傳輸載流子的極性互不相同。在本實(shí)施方式中，將解釋關(guān)于用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層處于具有發(fā)光功能的第三層213(發(fā)光層)和作為陰極的第二電極204 之間的情況。如果相比于與發(fā)光層之間的距離，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層更靠近作為陰極的第 二電極的話，那么第一有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物，而第二有機(jī)化 合物優(yōu)選為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物。即，第一有機(jī)化合物優(yōu)選為電子傳輸特性高 于空穴傳輸特性的物質(zhì)。第二有機(jī)化合物優(yōu)選為空穴傳輸特性高于電子傳輸特性的物質(zhì)。 此外，第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))和第二有機(jī)化合物的最低空分 子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))之間的差別優(yōu)選小于0. 3eV，更優(yōu)選小于或等于0. 2eV。S卩，從熱動(dòng) 力學(xué)角度來(lái)說(shuō)，優(yōu)選電子作為載流子容易在第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物之間運(yùn)動(dòng)。附圖4是顯示了本實(shí)施方式中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的概念視圖。在附圖4中， 因?yàn)榈谝挥袡C(jī)化合物221具有電子傳輸特性，所以電子可以輕易地被注入其中并移動(dòng)到相 鄰的其它第一有機(jī)化合物中。即，電子被注入第一有機(jī)化合物的速率以及電子從第一有機(jī) 化合物中流出的速率都很高。
另一方面，因?yàn)榈诙袡C(jī)化合物222為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物，并且其 LUMO能級(jí)靠近第一有機(jī)化合物的LUMO能級(jí)，所以從熱動(dòng)力學(xué)上，電子可以被注入到第一有 機(jī)化合物221中。然而，電子以速率(V1)從具有電子傳輸特性的第一有機(jī)化合物221注入 到具有空穴傳輸特性的第二有機(jī)化合物222中，或者電子以速率(V2)從具有空穴傳輸特性 的第二有機(jī)化合物222注入到具有電子傳輸特性的第一有機(jī)化合物221中，它們都小于電 子從第一有機(jī)化合物221注入到另一第一有機(jī)化合物221的速率(ν)。因此，通過(guò)包含第二有機(jī)化合物，整個(gè)層的電子傳輸速率變得低于只包含第一有 機(jī)化合物的層的電子傳輸速率。即，通過(guò)加入第二有機(jī)化合物，就可以控制載流子的運(yùn)動(dòng)。 此外，通過(guò)控制第二有機(jī)化合物的濃度，就可以控制載流子的運(yùn)動(dòng)速率。例如，在現(xiàn)有的發(fā)光元件中不提供用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的第四層214，電子以電子 運(yùn)動(dòng)速率不被降低的狀態(tài)被注入到第三層213中，并且電子到達(dá)了第三層213和第二層212 之間的界面附近。因此，發(fā)光區(qū)形成于第二層212和第三層213之間的界面附近。在這種 情況下，電子到達(dá)第二層212，并且可能使第二層212退化。由于到達(dá)第二層212的電子的 數(shù)量隨時(shí)間增加，載流子復(fù)合概率相應(yīng)隨時(shí)間減小，所以使得元件使用壽命減少(亮度隨 時(shí)間衰減)。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，從第二電極204注入的電子經(jīng)過(guò)包含高電子注入特性物 質(zhì)的第六層216和包含高電子傳輸特性物質(zhì)的第五層215，并被注入到用于控制載流子運(yùn) 動(dòng)的第四層214。被注入到第四層214的電子運(yùn)動(dòng)速率變慢，因而控制了向第三層213的電 子注入。這樣，本發(fā)明的發(fā)光元件中從第三層213到第三層213和第四層214之間的界面 附近的區(qū)域內(nèi)還是形成了一個(gè)發(fā)光區(qū)，盡管現(xiàn)有的發(fā)光元件中在具有高空穴傳輸特性的第 二層212和第三層213之間界面附近內(nèi)形成了發(fā)光區(qū)。因而，電子到達(dá)第二層212并使具 有高空穴傳輸特性的第二層212退化的可能性被降低了。此外，關(guān)于空穴，由于第四層214 包括具有高電子傳輸特性的第一有機(jī)化合物，所以發(fā)生包含高電子傳輸特性物質(zhì)的第五層 215被到達(dá)第五層215的空穴所退化的情況的概率較低。另外，本發(fā)明中重要的是具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物被添加到第四層214中 的具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物里，而不是只添加低電子遷移率的物質(zhì)。當(dāng)采用這樣一 種結(jié)構(gòu)的時(shí)候，除了只控制電子注入到第三層213即發(fā)光層外，還可以抑制受控的電子注 入數(shù)量隨時(shí)間的變化。因而，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，可以防止一種現(xiàn)象即載流子平衡隨時(shí) 間退化而降低復(fù)合概率；因此可以實(shí)現(xiàn)改善元件使用壽命(抑制亮度隨時(shí)間衰減)。如上所述，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，因?yàn)榘l(fā)光區(qū)難以在發(fā)光層和空穴傳輸層之間 的界面上或者在發(fā)光層和電子傳輸層的界面上形成，所以由于發(fā)光區(qū)鄰近空穴傳輸層或電 子傳輸層使得發(fā)光元件難以退化。另外，還可以抑制載流子平衡隨時(shí)間的變化(特別是電 子注入量隨時(shí)間的變化)。因此，可以得到一種具有低退化和長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。如上所述，本實(shí)施方式中第一有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電子傳輸特性的有機(jī)化合 物。確切地說(shuō)，可以使用金屬絡(luò)合物諸如Alq、Almq3> BeBq2, Balq, Znq, ZnPBO和ZnBTZ ；雜 環(huán)化合物諸如 PBD、0)(D-7、TAZ、TPBI、Bphen 和 BCP ；或者稠合芳烴諸如 CzPA、DPCzPA、DPPA、 DNA、t-BuDNA、BANT、DPNS, DPNS2和TPB3。此外，還可以使用高分子化合物，諸如聚[(9， 9-二己基芴-2，7_二基)-co-(吡啶-3，5_二基)](縮寫PF-Py)和聚[(9，9-二辛基芴-2， 7-基)-co-(2，2，-聯(lián)吡啶-6，6，-二基)](縮寫=PF-Bpy) 0
作為第二有機(jī)化合物，優(yōu)選使用具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物。確切地說(shuō)，可以 使用稠合芳烴諸如9，10-二苯基蒽(縮寫DPAnth)和6，12-二甲氧基-5，11-二苯基屈； 芳香胺化合物諸如N，N-二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(縮 寫:CzAlPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(縮寫DphPA)、N，9_ 二苯基-N-[4_(10-苯 基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(縮寫 04 4)、隊(duì)9-二苯基4-{4-[4-(10-苯基-蒽 基)苯基]苯基}-9H-咔唑-3-胺(縮寫=PCAPBA)、N-(9，10- 二苯基-2-蒽基)_N，9_ 二 苯基-9H-咔唑-3-胺(縮寫:2PCAPA)、NPB (或 α -NPD)、TPD、DFLDPBi 和 BSPB ；或者包含 氨基基團(tuán)的化合物諸如香豆素7或香豆素30。此外，也可以使用高分子化合物諸如PVK、 PVTPA、PTPDMA 和 Poly-TPD。通過(guò)上述組合，抑制了電子從第一有機(jī)化合物到第二有機(jī)化合物的運(yùn)動(dòng)或者電子 從第二有機(jī)化合物到第一有機(jī)化合物的運(yùn)動(dòng)，這樣就可以抑制用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中 電子的運(yùn)動(dòng)速率。通過(guò)將第二有機(jī)化合物分散在第一有機(jī)化合物中來(lái)形成用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層；因此，很難隨時(shí)間引起晶化或凝聚。因而，上述對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的抑制效果很難隨時(shí) 間發(fā)生變化，這樣載流子平衡就難以隨時(shí)間變化。這就使發(fā)光元件的使用壽命得到了改善， 換句話說(shuō)，可靠性得到了改善。需要注意的是，在上述組合中，優(yōu)選合作為第一有機(jī)化合物的金屬絡(luò)合物和作為 第二有機(jī)化合物的芳香胺化合物。金屬絡(luò)合物具有高的電子傳輸特性以及大的偶極距，而 芳香胺化合物具有高的空穴傳輸特性以及相對(duì)小的偶極距。以這種方式，通過(guò)組合偶極距 彼此相差很大的物質(zhì)，使得上述對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的抑制效果更加顯著。確切地說(shuō)，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化 合物的偶極距值為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距值為P2的時(shí)候，優(yōu)選滿足P1A32 ^ 3或者 Ρ/Ρ2彡0. 33。例如金屬絡(luò)合物Alq的偶極距為9. 40debye,而芳香胺化合物2PCAPA的偶 極距為1. 15debye。因而，當(dāng)一種具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物例如金屬絡(luò)合物被用作第 一有機(jī)化合物而具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物例如芳香胺化合物被用作第二有機(jī)化合 物的時(shí)候，優(yōu)選滿足P1A32 ^ 3。第四層214中包含的第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與第三層213中包含的具有高 發(fā)光特性的物質(zhì)的發(fā)光顏色優(yōu)選為近似顏色。確切地說(shuō)，第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高 峰值的波長(zhǎng)與具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)之間的差優(yōu)選在30nm以 內(nèi)。當(dāng)差在30nm以內(nèi)的時(shí)候，第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的發(fā)光 顏色就會(huì)為相似顏色。因而，即使當(dāng)由于電壓等的變化使第二有機(jī)化合物發(fā)射光時(shí)，也能抑 制發(fā)光顏色的改變。但是，第二有機(jī)化合物不一定發(fā)光。此外，第四層214的厚度優(yōu)選大于或等于5nm而小于或等于20nm。當(dāng)?shù)谒膶?14 太厚時(shí)，載流子的運(yùn)動(dòng)速率將過(guò)大地減少，并且增大了驅(qū)動(dòng)電壓。另外，還可以增加第四層 的發(fā)光強(qiáng)度。而當(dāng)?shù)谒膶犹r(shí)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制載流子運(yùn)動(dòng)的功能了。因此，厚度優(yōu)選大 于或等于5nm而小于或等于20nm。第五層215是包括具有高電子傳輸特性物質(zhì)的層。例如，作為低分子有機(jī)化合物， 可以使用金屬絡(luò)合物諸如Alq、Almq3、BeBq2, Balq、Znq, ZnPBO和SiBTZ。除了金屬絡(luò)合物 之外，還可以使用雜環(huán)化合物諸如PBD、0XD-7、TAZ、TPBI、Bphen和BCP。這里提到的物質(zhì)主 要是電子遷移率大于或等于l(T6Cm7VS的物質(zhì)。如果一種物質(zhì)其電子傳輸特性高于空穴傳 輸特性，那么也可以使用除了上述物質(zhì)之外的其他物質(zhì)作為電子傳輸層。另外，除了單層結(jié)構(gòu)之外，電子傳輸層還可以是由上述物質(zhì)的兩層或多層構(gòu)成的堆疊層。作為第五層215，可以使用高分子化合物。例如，使用聚[(9，9-二己基芴-2，7-二 基)-co-(吡啶-3，5_二基)](縮寫PF-Py)和聚[(9，9-二辛基芴-2，7-基)-co-(2，2’-聯(lián) 吡啶 _6，6’ - 二基)](縮寫PF-Bpy)等。第六層216是包含具有高電子注入特性物質(zhì)的層。作為具有高電子注入特性的物 質(zhì)，可以使用堿金屬、堿土金屬、或它們的化合物諸如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)和氟化鈣 (CaF2)。此外，還可以使用具有電子傳輸特性的物質(zhì)，其包含堿金屬、堿土金屬、或它們的化 合物諸如含鎂(Mg)的Alq。當(dāng)優(yōu)選使用具有電子傳輸特性的物質(zhì)例如堿金屬或堿土金屬的 層作為電子注入層時(shí)，來(lái)自第二電極204的電子注入會(huì)更有效地進(jìn)行。作為用于形成第二電極204的物質(zhì)，可以使用金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或它們的 混合物等具有低功函數(shù)的物質(zhì)(確切地說(shuō)，功函數(shù)低于或等于3. 8eV)。作為這樣一種特定 的陰極材料的例子，可以使用屬于元素周期表第1組或第2組的元素，即堿金屬諸如鋰(Li) 和銫(Cs)，堿土金屬諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)，含有這些元素的合金(MgAg、AlLi等)， 稀土金屬諸如銪(Eu)和鐿( )，含有這些元素的合金等。堿金屬、堿土金屬、含這些元素的 合金的薄膜可以通過(guò)濺射法形成。此外，還可以通過(guò)濺射法形成含有堿金屬或堿土金屬的 合金。可以通過(guò)噴墨法等形成銀膏等。此外，通過(guò)將具有增進(jìn)電子注入的功能的第六層216配備于第二電極204和第五 層215之間，使得可以用各種導(dǎo)電材料諸如Al、Ag、ITO或含硅或氧化硅的氧化銦-氧化錫 作為第二電極204而不用考慮它們的功函數(shù)。這些導(dǎo)電材料可以通過(guò)濺射、噴墨、旋涂等方 法形成?？梢允褂酶鞣N方法來(lái)形成EL層，不管是干法還是濕法。例如，可以使用真空蒸鍍、 噴墨、旋涂等。此外，可以用其它不同的成膜法形成電極或?qū)?。例如，EL層可以通過(guò)使用從 上述材料中選擇的高分子化合物的濕法形成。此外，EL層也可以通過(guò)使用低分子化合物的 濕法形成。另外，EL層還可以通過(guò)干法諸如使用低分子化合物的真空蒸鍍來(lái)形成。電極可以通過(guò)使用溶膠-凝膠法的濕法形成，或者通過(guò)使用金屬材料的膏的濕法 形成。此外，電極還可以通過(guò)干法諸如濺射或真空蒸鍍來(lái)形成。以下將描述形成發(fā)光元件的特定方法。如果本發(fā)明的發(fā)光元件被用于顯示裝置而 發(fā)光層通過(guò)單獨(dú)應(yīng)用包含用于發(fā)光層的材料的混合物來(lái)形成，那么發(fā)光層優(yōu)選通過(guò)濕法形 成。當(dāng)發(fā)光層使用噴墨形成的時(shí)候，即使是在大尺寸的襯底上也容易通過(guò)單獨(dú)應(yīng)用包含用 于發(fā)光層的材料的混合物來(lái)形成發(fā)光層。例如，在附圖IA和IB中所示的結(jié)構(gòu)中，第一電極可以通過(guò)濺射來(lái)形成，其為一種 干法，第一層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，第二層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形 成，其為一種干法，第三層可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第四層可以通過(guò)共蒸鍍來(lái) 形成，其為一種干法，第五層和第六層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，而第二電 極可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法。另外，第一電極可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第一層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái) 形成，其為一種干法，第二層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，第三層可以通過(guò) 噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第四層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，第五層和 第六層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，而第二電極可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法。用于形成發(fā)光元件的方法并不特定局限于上述方法，可以適當(dāng)?shù)亟M合濕 法和干法。例如，在附圖IA和IB所示結(jié)構(gòu)的情況中，第一電極可以通過(guò)濺射來(lái)形成，其為一 種干法，第一層和第二層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，作為發(fā)光層的第三層 可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第四層可以通過(guò)共蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，第五 層和第六層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，而第二電極可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形 成，其為一種干法。即，在其上形成了預(yù)定形狀的第一電極的襯底上，第一層到第三層可以 通過(guò)濕法來(lái)形成，而第四層到第二電極可以通過(guò)干法來(lái)形成。通過(guò)這個(gè)方法，第一層到第三 層可以在大氣壓下形成，并且很容易通過(guò)單獨(dú)地應(yīng)用包含用于發(fā)光層的材料的混合物來(lái)形 成第三層。此外，第四層到第二電極可以連續(xù)地在真空中形成。因此，簡(jiǎn)化了步驟并提高了 生產(chǎn)率。下面列舉一個(gè)例子。PED0T/PSS作為第一層形成于第一電極上。因?yàn)镻ED0T/PSS 具有水溶性，所以PED0T/PSS可以作為水溶液通過(guò)旋涂法、噴墨法等來(lái)形成。第三層作為發(fā) 光層被置于第一層上而不提供第二層。發(fā)光層可以通過(guò)使用溶液的噴墨法來(lái)形成，該溶液 中具有發(fā)光特性的物質(zhì)已經(jīng)溶解于不會(huì)溶解先前形成的第一層(PED0T/PSQ的溶劑(諸如 甲苯、十二烷基苯、或十二烷基苯與萘滿的混合溶劑)中。接下來(lái)，第四層形成于第三層上。 如果通過(guò)濕法形成第四層，那么第四層需要使用不會(huì)溶解先前形成的第一層以及第三層的 溶劑來(lái)形成。這樣，溶劑的可供選擇范圍變窄了，而第四層容易使用干法形成。因此，當(dāng)?shù)?四層到第二電極連續(xù)地在真空中通過(guò)真空蒸鍍這種干法來(lái)形成的時(shí)候，可以簡(jiǎn)化步驟。在附圖2A和2B所示結(jié)構(gòu)的情況中，發(fā)光元件可以通過(guò)上述方法的倒序來(lái)形成第 二電極可以通過(guò)濺射法或真空蒸鍍法來(lái)形成，其為一種干法；第六層和第五層可以通過(guò)真 空蒸鍍法來(lái)形成，其為一種干法；第四層可以通過(guò)共蒸鍍法來(lái)形成，其為一種干法；第三層 可以通過(guò)噴墨法來(lái)形成，其為一種濕法；第二層和第一層可以通過(guò)噴墨法和旋涂法來(lái)形成， 其為一種濕法；而第一電極可以通過(guò)噴墨法或旋涂法來(lái)形成，其為一種濕法。通過(guò)這個(gè)方 法，第二電極到第四層可以連續(xù)地在真空中通過(guò)干法來(lái)形成，而第三層到第一電極可以在 大氣壓下形成。因此，可以簡(jiǎn)化步驟并改善生產(chǎn)率。在具有本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，通過(guò)第一電極202和第二電極204之間產(chǎn) 生的電勢(shì)差引起電流，而空穴和電子在EL層203中被復(fù)合，由此使得發(fā)光元件發(fā)光。光發(fā) 射經(jīng)過(guò)第一電極202或/和第二電極204被提取到外部。因而，第一電極202或/和第二 電極204中為具有透光特性的電極。當(dāng)只有第一電極202具有透光特性時(shí)，如附圖3A中所示光發(fā)射從襯底側(cè)經(jīng)過(guò)第一 電極202被提取到外部。當(dāng)只有第二電極204具有透光特性時(shí)，如附圖:3B中所示光發(fā)射從 襯底的相反一側(cè)經(jīng)過(guò)第二電極204被提取到外部。當(dāng)?shù)谝浑姌O202和第二電極204都具有 透光特性時(shí)，如附圖3C中所示光發(fā)射從襯底側(cè)和襯底的相反一側(cè)經(jīng)過(guò)第一電極202和第二 電極204被提取到外部。設(shè)在第一電極202和第二電極204之間的層的結(jié)構(gòu)并不只限于上述結(jié)構(gòu)。除了上 述結(jié)構(gòu)之外的任何結(jié)構(gòu)都可以被采用，只要在遠(yuǎn)離第一電極202和第二電極204的部分中 提供空穴和電子在其中復(fù)合的發(fā)光區(qū)以防止由于發(fā)光區(qū)鄰近金屬引起的淬滅，以及提供用 于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。
即EL層的堆疊結(jié)構(gòu)并不受特定限制。EL層的形成可以通過(guò)適當(dāng)組合包含具有高 電子傳輸特性的物質(zhì)、具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)、具有高電子注入特性的物質(zhì)、具有高空 穴注入特性的物質(zhì)、具有雙極特性的物質(zhì)(同時(shí)具有高電子和高空穴傳輸特性的物質(zhì))等 的層；如本實(shí)施方式中所示的用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層；以及發(fā)光層。因?yàn)槿绫緦?shí)施方式中所示用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層為用于控制電子運(yùn)動(dòng)的層，所 以優(yōu)選在用作陰極的電極和發(fā)光層之間配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。例如，如附圖IB中 所示，可以在具有發(fā)光功能的第三層213和用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的第四層214之間配備包 含具有高電子傳輸特性的物質(zhì)的第七層217。此外優(yōu)選配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層以與發(fā)光層相接觸。當(dāng)配備用于控制載流 子運(yùn)動(dòng)的層以接觸發(fā)光層的時(shí)候，可以直接控制發(fā)光層的電子注入。因此，可以進(jìn)一步抑制 發(fā)光元件中載流子平衡隨時(shí)間的變化，并且進(jìn)一步改善元件使用壽命。另外，不需要提供包 含具有高電子傳輸特性物質(zhì)的第七層217，由此簡(jiǎn)化了工藝。需要注意的是優(yōu)選配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層以用于接觸發(fā)光層，在這種情況 下，用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中第一有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與占據(jù)發(fā)光層大部分的有機(jī)化合物 優(yōu)選彼此不同。特別是如果發(fā)光層包含其中分散了具有高發(fā)光特性物質(zhì)(第三有機(jī)化合 物)的物質(zhì)以及具有高發(fā)光特性的物質(zhì)(第四有機(jī)化合物)，那么第三有機(jī)化合物和第四有 機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不同。在這種結(jié)構(gòu)中，從用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層到發(fā)光層的載 流子的運(yùn)動(dòng)(本實(shí)施方式中為電子的運(yùn)動(dòng))同樣也在第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物之 間被抑制，配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的效果進(jìn)一步被增強(qiáng)。此外，如附圖2A中所示的發(fā)光元件具有一種結(jié)構(gòu)，其中作為陰極的第二電極204、 EL層203、以及作為陽(yáng)極的第一電極202在襯底201上被順序堆疊。EL層203具有第一層 211、第二層212、第三層213、第四層214、第五層215、以及第六層216。第四層214被配備 于作為陰極的第二電極和第三層之間。在本實(shí)施方式中，在由玻璃、塑料等制成的襯底上制造發(fā)光元件。當(dāng)在襯底上制造 多個(gè)這種發(fā)光元件的時(shí)候，可以制造有源矩陣發(fā)光裝置。此外例如可以在由玻璃、塑料等制 成的襯底上形成薄膜晶體管(TFT)使得發(fā)光元件被電連接到TFT。因此，可以制造有源矩陣 發(fā)光裝置，其中發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)受到TFT控制。TFT的結(jié)構(gòu)并不受特定限制。TFT可以為交錯(cuò)型和逆交錯(cuò)型。另外，形成于TFT襯 底上的驅(qū)動(dòng)電路可以使用N溝道TFT和P溝道TFT中的全部或者一種。用于TFT的半導(dǎo)體 膜的結(jié)晶度也不受特定限制。可以使用非晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜或者使用晶態(tài)半導(dǎo)體薄膜。本發(fā)明的發(fā)光元件具有用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。因?yàn)橛糜诳刂戚d流子運(yùn)動(dòng)的層 包括兩種以上的物質(zhì)，通過(guò)控制物質(zhì)的組合、混合物比例、厚度等可以精確的控制載流子平 衡。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)控制物質(zhì)的組合、混合物比例、厚度等來(lái)控制載流子平衡，所以與現(xiàn)有技 術(shù)相比可以更容易控制載流子平衡。也就是說(shuō)，即使材料自身的物理特性不改變，也可以通 過(guò)控制混合物比例、厚度等來(lái)控制載流子運(yùn)動(dòng)。當(dāng)使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層來(lái)控制載流子平衡時(shí)，可以改善發(fā)光元件的發(fā)光 效率。通過(guò)使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，可以抑制過(guò)量注入電子到發(fā)光層中以及電子穿 透發(fā)光層到達(dá)空穴傳輸層或空穴注入層。當(dāng)電子到達(dá)空穴傳輸層或空穴注入層時(shí)，減小了 發(fā)光層中載流子的復(fù)合概率(換句話說(shuō)，載流子平衡變差)，其導(dǎo)致隨時(shí)間降低發(fā)光效率。即發(fā)光元件的使用壽命變短。然而，如實(shí)施方式中所示，當(dāng)使用用于控制載流子的層時(shí)，可以抑制電子過(guò)量注入 到發(fā)光層中以及電子穿透發(fā)光層到達(dá)空穴傳輸層或空穴注入層。即本發(fā)明中可以得到具有 長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。更確切地說(shuō)，使用第二有機(jī)化合物控制載流子的運(yùn)動(dòng)，在用于控制 載流子運(yùn)動(dòng)的層中包含的兩種以上物質(zhì)中第二有機(jī)化合物的重量比例低于第一有機(jī)化合 物的重量比例。因此，可以通過(guò)其重量比例低于用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中包含的其它成 分的成分來(lái)控制載流子的運(yùn)動(dòng)。這樣，實(shí)現(xiàn)了一種難以隨時(shí)間退化并且具有長(zhǎng)使用壽命的 發(fā)光元件。即與通過(guò)單一物質(zhì)控制載流子平衡的情況相比，在發(fā)光元件中難以引起載流子平 衡的改變。例如，如果通過(guò)由單一物質(zhì)形成的層來(lái)控制載流子運(yùn)動(dòng)，整個(gè)層的載流子平衡由 于形態(tài)的部分改變或部分晶化而被改變。因此，這種情況下用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層容易 隨時(shí)間退化。然而，如本實(shí)施方式中所示，通過(guò)其重量比例低于用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中 包含的其它成分的成分來(lái)控制載流子的運(yùn)動(dòng)，由此減小了形態(tài)的改變或晶化作用、凝聚等， 并且因此難以引起隨時(shí)間的退化。因此，得到了一種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件其中很難 引起發(fā)光效率隨時(shí)間的降低。如本實(shí)施方式中所示，當(dāng)被應(yīng)用于具有過(guò)量電子的發(fā)光層時(shí)，其中用于控制載流 子運(yùn)動(dòng)的層被配備于發(fā)光層和作為陰極的第二電極之間的結(jié)構(gòu)是特別有效的。例如，當(dāng)發(fā) 光層具有電子傳輸特性而電子從第二電極穿透發(fā)光層注入的概率可能隨時(shí)間增加時(shí)，應(yīng)用 本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)將特別有效。本實(shí)施方式可以適當(dāng)與其它實(shí)施方式組合。(實(shí)施方式2)在本實(shí)施方式中，本發(fā)明的發(fā)光元件的不同于實(shí)施方式1的方式，結(jié)合附圖5A進(jìn) 行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，會(huì)說(shuō)明一種發(fā)光元件，其配備了用于控制空穴運(yùn)動(dòng)的層作為控制 載流子運(yùn)動(dòng)的層。本發(fā)明的發(fā)光元件在一對(duì)電極之間具有多個(gè)層。通過(guò)組合包含具有高載 流子注入特性物質(zhì)和高載流子傳輸特性物質(zhì)的層來(lái)堆疊上述多個(gè)層從而使得發(fā)光區(qū)形成 于遠(yuǎn)離電極的部分中，換句話說(shuō)，載流子在遠(yuǎn)離電極的部分中被復(fù)合。在本實(shí)施方式中，發(fā)光元件包括第一電極402，第二電極404，以及在第一電極402 和第二電極404之間配備的EL層403。本實(shí)施方式的說(shuō)明基于假設(shè)第一電極402作為陽(yáng) 極而第二電極404作為陰極。即本實(shí)施方式以下的說(shuō)明基于假設(shè)第一電極402和第二電極 404之間施加電壓使得第一電極402的電勢(shì)高于第二電極404的電勢(shì)。作為襯底401，可以 使用與實(shí)施方式1中類似的襯底。作為第一電極402，優(yōu)選使用金屬、合金、導(dǎo)電化合物、它們的混合物、或其它具有 高功函數(shù)(確切地說(shuō)，功函數(shù)大于或等于4. OeV)的材料，以及與實(shí)施方式1中類似的材料。EL層403具有第一層411，第二層412，第三層413，第四層414，第五層415，以及 第六層416。需要注意的是任何堆疊結(jié)構(gòu)都可以，只要EL層403具有本實(shí)施方式中用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層和與實(shí)施方式1中相似的發(fā)光層，并且除了上述之外的其它層堆疊結(jié)構(gòu) 不受特定限制。例如，可以適當(dāng)組合空穴注入層，空穴傳輸層，發(fā)光層，用于控制載流子運(yùn)動(dòng) 的層，電子傳輸層，電子注入層等。第一層411為包含具有高空穴注入特性的物質(zhì)的層，可以使用與實(shí)施方式1中類似的物質(zhì)。第二層412為包含具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)的層，可以使用與實(shí)施方式1中類 似的物質(zhì)。第三層413為用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。第三層413包含兩種以上的物質(zhì)。在第 三層413中，第一有機(jī)化合物的重量比例大于第二有機(jī)化合物，并且第一有機(jī)化合物和第 二有機(jī)化合物傳輸?shù)妮d流子極性互不相同。在本實(shí)施方式中，將說(shuō)明的一種情況是用于控 制載流子運(yùn)動(dòng)的層被配備于作為陽(yáng)極的第一電極和發(fā)光層之間。即說(shuō)明的情況是用于控制 載流子運(yùn)動(dòng)的層配備于具有發(fā)光功能的第四層414和第一電極402之間。如果將用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層配備于作為陽(yáng)極的第一電極和發(fā)光層之間，那么 第一有機(jī)化合物優(yōu)選為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物，而第二有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電 子傳輸特性的有機(jī)化合物。即第一有機(jī)化合物優(yōu)選為一種空穴傳輸特性高于電子傳輸特性 的物質(zhì)。第二有機(jī)化合物優(yōu)選為一種電子傳輸特性高于空穴傳輸特性的物質(zhì)。此外，第一 有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))與第二有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道 能級(jí)(HOMO能級(jí))之間的差優(yōu)選小于0. :3eV，如果小于0. 2eV更好。即從熱動(dòng)力學(xué)的角度來(lái) 說(shuō)，優(yōu)選空穴作為載流子在第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物之間容易運(yùn)動(dòng)。附圖8為本實(shí)施方式中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的概念視圖。附圖8中，因?yàn)榈?一有機(jī)化合物422具有空穴傳輸特性，所以空穴很容易被注入其中并且運(yùn)動(dòng)到相鄰的另一 個(gè)第一有機(jī)化合物。即空穴被注入到第一有機(jī)化合物的速率和空穴從第一有機(jī)化合物中流 出的速率(ν)都很高。另一方面，因?yàn)榫哂须娮觽鬏斕匦缘牡诙袡C(jī)化合物421具有的HOMO能級(jí)與第一 有機(jī)化合物的HOMO能級(jí)相近，所以空穴可以被熱力學(xué)注入。然而，空穴從具有空穴傳輸特 性的第一有機(jī)化合物422注入到具有電子傳輸特性的第二有機(jī)化合物421的速率(V1)或 者空穴從第二有機(jī)化合物421注入到第一有機(jī)化合物422的速率(V2)低于空穴從第一有 機(jī)化合物422注入到另一個(gè)第一有機(jī)化合物422的速率(ν)。因此，通過(guò)包含第二有機(jī)化合物，整個(gè)層的空穴傳輸速率變得低于只包含第一有 機(jī)化合物的層的空穴傳輸速率。即通過(guò)添加第二有機(jī)化合物，可以控制載流子運(yùn)動(dòng)。此外， 通過(guò)控制第二有機(jī)化合物的濃度可以控制載流子的運(yùn)動(dòng)速率。例如，在現(xiàn)有的發(fā)光元件中，沒(méi)有配備第三層413，空穴被注入到第四層414時(shí)空 穴率沒(méi)有減少，并且空穴到達(dá)了第五層415界面附近。因此發(fā)光區(qū)形成于第四層414和第五 層415之間的界面附近。在這種情況中，空穴到達(dá)了第五層415，并且有可能使第五層415 退化。由于到達(dá)第五層415的空穴數(shù)量隨時(shí)間增加，所以復(fù)合概率隨時(shí)間減少；因而減少了 元件使用壽命(亮度隨時(shí)間衰減)。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，從第一電極注入的空穴被注入到用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的 第三層413，途經(jīng)包含高空穴注入特性物質(zhì)的第一層411和包含高空穴傳輸特性物質(zhì)的第 二層412。注入到第三層413的空穴運(yùn)動(dòng)速率減小了，并且控制了到第四層414的空穴注入。 這樣，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，發(fā)光區(qū)形成于第四層414中以及第四層414和第三層413之 間的界面附近，元件區(qū)形成于包含高電子傳輸特性物質(zhì)的第五層415和現(xiàn)有發(fā)光元件中的 第四層414之間的界面附近。因而，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，由于到達(dá)第五層415的空穴而造成的包含高電子傳輸特性物質(zhì)的第五層415的退化的可能性降低了。另外，關(guān)于電子，因?yàn)榈谌龑?13包含 具有空穴傳輸特性的第一有機(jī)化合物，所以因電子到達(dá)第二層412而造成的包含高空穴傳 輸特性物質(zhì)的第二層412退化的可能性減小了。另外，本發(fā)明中重要的是沒(méi)有只用低空穴遷移率的物質(zhì)，而是將具有電子傳輸特 性的物質(zhì)添加到第三層413中具有空穴傳輸特性的物質(zhì)里。當(dāng)采用這樣一種結(jié)構(gòu)的時(shí)候， 除了控制到第四層414的空穴注入外，還可以抑制受控空穴注入數(shù)量隨時(shí)間的變化。根據(jù) 以上所述，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，可以防止載流子平衡隨時(shí)間退化和復(fù)合概率降低的現(xiàn) 象；因此，改善了元件使用壽命(抑制了亮度隨時(shí)間衰減)。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，因?yàn)榘l(fā)光區(qū)沒(méi)有形成于發(fā)光層和空穴傳輸層的界面處或 者發(fā)光層和電子傳輸層的界面處，發(fā)光元件就不受由于發(fā)光區(qū)鄰近空穴傳輸層或電子傳輸 層引起的退化的影響。另外，還能抑制載流子平衡隨時(shí)間的變化(確切地說(shuō)，電子注入數(shù)量 隨時(shí)間的變化)。因而，得到了一種具有低退化和長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。如上所述，本實(shí)施方式中第一有機(jī)化合物優(yōu)選為具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合 物。確切地說(shuō)，可以使用如下材料稠合芳烴諸如DPAnth和6，12- 二甲氧基-5，11- 二苯 基屈；或者芳香胺化合物諸如 CzAlPA、DphPA、PCAPA、PCABA、2PCAPA、NPB (或 α -NPD)、TPD、 DFLDPBi和BSPB。此外，還可以使用高分子化合物諸如PVK、PVTPA, PTPDMA和Poly-TPD。第二有機(jī)化合物優(yōu)選為一種具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物。確切地說(shuō)，可以使 用如下材料金屬絡(luò)合物諸如Alq、Almq3> BeBq2, Balq, Znq, ZnPBO和ZnBTZ ；雜環(huán)化合物諸 如 PBD、0XD-7、TAZ、Bphen 和 BCP ；或者稠合芳烴諸如 CzPA、DPCzPA、DPPA, DNA, t-BuDNA、 BANT、DPNS、DPNS2和TPB3。此外，還可以使用高分子化合物，諸如聚[(9，9- 二己基芴-2， 7-二基)-co-(吡啶-3，5_ 二基)](縮寫 PF-Py)和聚[(9，9-二辛基芴-2，7-基)-co-(2， 2，-聯(lián)吡啶 _6，6，- 二基)](縮寫=PF-Bpy)。通過(guò)上述組合，抑制了空穴從第一有機(jī)化合物運(yùn)動(dòng)到第二有機(jī)化合物或者空穴從 第二有機(jī)化合物運(yùn)動(dòng)到第一有機(jī)化合物，于是可以抑制用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中空穴的 運(yùn)動(dòng)速率。形成了用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，其中第二有機(jī)化合物分散在第一有機(jī)化合物 中；因此，很難隨時(shí)間引起晶化或凝聚。因而，上述對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的抑制效果很難隨時(shí)間發(fā)生 變化，這樣載流子平衡就難以隨時(shí)間變化。這就使發(fā)光元件的使用壽命得到了改善，換句話 說(shuō)，可靠性得到了改善。需要注意的是，在上述組合中，優(yōu)選組合作為第一有機(jī)化合物的芳香胺化合物和 作為第二有機(jī)化合物的金屬絡(luò)合物。芳香胺化合物具有高的空穴傳輸特性以及相對(duì)小的偶 極距，而金屬絡(luò)合物具有高的電子傳輸特性以及大的偶極距。以這種方式，通過(guò)合成偶極距 彼此相差很大的物質(zhì)，使得上述對(duì)空穴運(yùn)動(dòng)的抑制效果更加顯著。確切地說(shuō)，當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化 合物的偶極距值為P1而第二有機(jī)化合物的偶極距值為P2的時(shí)候，優(yōu)選滿足P1A32 ^ 3或者 P1ZP2彡0. 33。例如芳香胺化合物NPB的偶極距為0. 86debye,而金屬絡(luò)合物Alq的偶極距 為9. 40debye。因而，當(dāng)具有空穴傳輸特性的有機(jī)化合物例如芳香胺化合物被用作第一有機(jī) 化合物而具有電子傳輸特性的有機(jī)化合物例如金屬絡(luò)合物被用作第二有機(jī)化合物的時(shí)候， 優(yōu)選滿足P1A32 < 0. 33。第三層413中包含的第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與第四層414中包含的具有高發(fā) 光特性物質(zhì)的發(fā)光顏色優(yōu)選為近似顏色。確切地說(shuō)，第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)與具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)之間的差優(yōu)選在30nm以內(nèi)。 當(dāng)差別在30nm以內(nèi)的時(shí)候，第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與具有高發(fā)光特性的物質(zhì)的發(fā)光 顏色就會(huì)為相似顏色。因而，即使當(dāng)由于電壓等的變化使第二有機(jī)化合物發(fā)射光時(shí)，也能抑 制發(fā)光顏色的改變。然而，第二有機(jī)化合物不需要發(fā)光。此外，第三層413的厚度優(yōu)選大于或等于5nm而小于或等于20nm。當(dāng)?shù)谌龑?13 太厚時(shí)，載流子的運(yùn)動(dòng)速率將極大減少，并且增大了驅(qū)動(dòng)電壓。另外，還可以增加第三層的 發(fā)光強(qiáng)度。而當(dāng)?shù)谌龑犹r(shí)，就無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制載流子運(yùn)動(dòng)的功能了。因此，厚度優(yōu)選大于 或等于5nm而小于或等于20nm。第四層414為包含具有高發(fā)光特性物質(zhì)的層，換句話說(shuō)，為發(fā)光層，而且實(shí)施方式 1中所示的具有高發(fā)光特性的物質(zhì)可以被用于第四層414。此外，如實(shí)施方式1中所示發(fā)光 層可以具有其中具有高發(fā)光特性的物質(zhì)被分散在另一物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方式中，因?yàn)橛糜诳刂戚d流子運(yùn)動(dòng)的層被配備于發(fā)光層和作為陽(yáng)極的第 一電極之間，所以發(fā)光層優(yōu)選具有空穴傳輸特性。即優(yōu)選其空穴傳輸特性高于電子傳輸特 性。如果發(fā)光層具有空穴傳輸特性，那么通常在陰極和發(fā)光層之間配備空穴阻擋層以用來(lái) 防止空穴穿透發(fā)光層。然而，當(dāng)空穴阻擋功能隨時(shí)間退化時(shí)，復(fù)合區(qū)延伸到空穴阻擋層內(nèi)部 (或者電子傳輸層內(nèi)部)，并因此顯著降低了電流效率(換句話說(shuō)，亮度衰減)。另一方面， 在本發(fā)明中因?yàn)榭昭ㄔ陉?yáng)極和發(fā)光層(陽(yáng)極側(cè))之間的運(yùn)動(dòng)受到控制，所以即使空穴的平 衡(例如，電子相對(duì)空穴的數(shù)量或遷移率)或多或少損失了，但發(fā)光層中載流子復(fù)合比也很 難被改變，并且優(yōu)點(diǎn)在于亮度很難被降低。因此，作為如實(shí)施方式1中所示分散具有高發(fā)光特性物質(zhì)的材料，優(yōu)選使用具有 空穴傳輸特性的有機(jī)化合物。確切地說(shuō)，可以使用如下材料稠合芳烴諸如DPAnth和6， 12- 二甲氧基-5，11- 二苯基屈；或者芳香胺化合物諸如CzAlPA、DphPA, PCAPA, PCABA, 2PCAPA、NPB (或 α -NPD)、TPD、DFLDPBi 和 BSPB。第五層415為包含具有高電子傳輸特性物質(zhì)的層，可以使用與實(shí)施方式1中類似 的物質(zhì)。第六層416為包含具有高電子注入特性物質(zhì)的層，可以使用與實(shí)施方式1中類似 的物質(zhì)。可以使用各種方法來(lái)形成EL層，不管是干法還是濕法。例如，可以使用真空蒸鍍、 噴墨、旋涂等。此外，可以用其它不同的成膜法形成電極或?qū)?。例如，EL層可以通過(guò)使用從 上述材料中選擇的高分子化合物的濕法形成。此外，EL層也可以通過(guò)使用低分子化合物的 濕法形成。另外，EL層還可以通過(guò)使用低分子化合物的干法諸如真空蒸鍍來(lái)形成。電極可以通過(guò)使用溶膠-凝膠法的濕法形成，或者通過(guò)使用金屬材料的膏的濕法 形成。此外，電極還可以通過(guò)干法諸如濺射或真空蒸鍍來(lái)形成。以下將描述形成發(fā)光元件的具體方法。如果本發(fā)明的發(fā)光元件被用于顯示裝置而 發(fā)光層通過(guò)單獨(dú)地應(yīng)用包含用于發(fā)光層的材料的混合物來(lái)形成，那么發(fā)光層優(yōu)選通過(guò)濕法 形成。當(dāng)發(fā)光層使用噴墨形成的時(shí)候，發(fā)光層容易通過(guò)單獨(dú)應(yīng)用包含用于發(fā)光層的材料的 混合物來(lái)形成，即使是在大尺寸的襯底上。例如，在附圖5Α和5Β所示的結(jié)構(gòu)中，第一電極可以通過(guò)濺射來(lái)形成，其為一種干 法，第一層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，第二層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，第三層可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第四層可以通過(guò)共蒸鍍來(lái)形 成，其為一種干法，第五層和第六層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，而第二電極 可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法。作為選擇，第一電極可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其 為一種濕法，第一層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，第二層可以通過(guò)噴墨或旋涂 來(lái)形成，其為一種濕法，第三層可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第四層可以通過(guò)噴墨 或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，第五層和第六層可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕 法，而第二電極可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法。用于形成發(fā)光元件的方法并不 特定局限于上述方法，可以適當(dāng)?shù)慕M合濕法和干法。例如，在附圖5A和5B所示結(jié)構(gòu)的情況中，第一電極可以通過(guò)濺射來(lái)形成，其為一 種干法，第一層和第二層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法，第三層可以通過(guò)共蒸鍍 來(lái)形成，其為一種干法，第四層發(fā)光層可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法，第五層可以通 過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法，而第二電極可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕 法。即第一層到第三層可以通過(guò)干法來(lái)形成，而第四層到第二電極可以通過(guò)濕法來(lái)形成。通 過(guò)這個(gè)方法，第一層到第三層可以真空中形成，而第四層到第二電極可以在大氣壓下形成。 此外很容易通過(guò)單獨(dú)應(yīng)用包含用于第四層的材料的混合物來(lái)形成第四層。因此，簡(jiǎn)化了步 驟并提高了生產(chǎn)率。此外，在附圖6A和6B所示結(jié)構(gòu)的情況中，發(fā)光元件可以通過(guò)上述方法的倒序來(lái) 形成第二電極可以通過(guò)噴墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法；第六層和第五層可以通過(guò)噴 墨或旋涂來(lái)形成，其為一種濕法；第四層可以通過(guò)噴墨來(lái)形成，其為一種濕法；第三層可以 通過(guò)共蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法；第二層和第一層可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干 法；而第一電極可以通過(guò)真空蒸鍍來(lái)形成，其為一種干法。通過(guò)這個(gè)方法，第二電極到第四 層可以在大氣壓下形成，而第三層到第一電極可以連續(xù)地在真空中通過(guò)干法來(lái)形成。因此， 可以簡(jiǎn)化步驟并改善生產(chǎn)率。在具有本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，由第一電極402和第二電極404之間電勢(shì) 差產(chǎn)生電流，而空穴和電子在EL層403中復(fù)合，由此使得發(fā)光元件發(fā)光。光發(fā)射經(jīng)過(guò)第一 電極402或/和第二電極404被提取到外部。因而，第一電極402或/和第二電極404具 有透光特性的電極。當(dāng)只有第一電極402具有透光特性時(shí)，如附圖7A中所示光發(fā)射從襯底側(cè)經(jīng)過(guò)第一 電極402被提取到外部。當(dāng)只有第二電極404具有透光特性時(shí)，如附圖7B中所示光發(fā)射從 襯底相反一側(cè)經(jīng)過(guò)第二電極404被提取到外部。當(dāng)?shù)谝浑姌O402和第二電極404都具有透 光特性時(shí)，如附圖7C中所示光發(fā)射從襯底側(cè)和襯底相反一側(cè)經(jīng)過(guò)第一電極402和第二電極 404被提取到外部。配備于第一電極402和第二電極404之間的層的結(jié)構(gòu)并不只限于上述結(jié)構(gòu)。即在 本發(fā)明和本實(shí)施方式中，可以采用除了上述結(jié)構(gòu)之外的其它結(jié)構(gòu)，只要將其中空穴和電子 被復(fù)合的發(fā)光區(qū)配備于遠(yuǎn)離第一電極402和第二電極404之間的部分以用來(lái)防止因發(fā)光區(qū) 與金屬鄰近引起的淬滅，并且配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。即EL層的堆疊結(jié)構(gòu)不受特定限制。EL層可以通過(guò)適當(dāng)組合包含具有高電子傳輸 特性的物質(zhì)、具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)、具有高電子注入特性的物質(zhì)、具有高空穴注入特 性的物質(zhì)、具有雙極特性的物質(zhì)(同時(shí)具有高電子和高空穴傳輸特性的物質(zhì))等的層；一層本實(shí)施方式中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層；以及發(fā)光層來(lái)形成。需要注意的是，因?yàn)楸緦?shí)施方式中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層為用于控制空穴運(yùn)動(dòng) 的層，所以用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層優(yōu)選配備于作為陽(yáng)極的電極和發(fā)光層之間。例如，如附 圖5B中所示，包含具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)的第七層417可以配備于具有發(fā)光功能的第 四層414和用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的第三層413之間。優(yōu)選配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層以接觸發(fā)光層。當(dāng)配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的 層以接觸發(fā)光層時(shí)，可以直接控制到發(fā)光層的空穴注入。因而，可以進(jìn)一步抑制發(fā)光元件中 載流子平衡隨時(shí)間的變化，并且可以使元件使用壽命得到改善。這樣就不需要額外配備包 含具有高空穴傳輸特性的物質(zhì)的第七層417 了，由此簡(jiǎn)化了工藝。如果配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層以接觸發(fā)光層，那么用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層 中的第一有機(jī)化合物與占據(jù)大部分發(fā)光層的第二有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不同。特別是 如果發(fā)光層包含用于分散具有高發(fā)光特性物質(zhì)的物質(zhì)(第三有機(jī)化合物)和具有高發(fā)光特 性的物質(zhì)(第四有機(jī)化合物)，那么第三有機(jī)化合物和第一有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)優(yōu)選彼此不 同。在這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)中，從用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層到發(fā)光層之間的載流子運(yùn)動(dòng)(本實(shí)施 方式中為空穴的運(yùn)動(dòng))也在第一有機(jī)化合物和第三有機(jī)化合物和之間被抑制了，并且配備 用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層的效果進(jìn)一步被增強(qiáng)。如附圖6A和6B中所示的發(fā)光元件包括在襯底401上依次堆疊作為陰極的第二電 極404，EL層403，以及作為陽(yáng)極的第一電極402。EL層403具有第一層411、第二層412、 第三層413、第四層414、第五層415、和第六層416。第三層413配備于作為陽(yáng)極的第一電 極和第四層414之間。本發(fā)明的發(fā)光元件具有用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。因?yàn)橛糜诳刂戚d流子運(yùn)動(dòng)的層 包含兩種以上的物質(zhì)，所以可以通過(guò)控制物質(zhì)的組合、混合比、厚度等來(lái)精確的控制載流子 平衡。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)控制物質(zhì)的組合、混合比、厚度等來(lái)控制載流子平衡，所以與現(xiàn)有技術(shù) 相比更容易控制載流子平衡。也就是說(shuō)，即使材料自身的物理特性沒(méi)有發(fā)生改變，也可以通 過(guò)控制物質(zhì)的組合、混合比、厚度等來(lái)控制載流子的運(yùn)動(dòng)。使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層來(lái) 改善載流子平衡，由此改善發(fā)光元件的發(fā)光效率。使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，可以抑制空穴的過(guò)量注入和空穴穿透發(fā)光層到達(dá) 電子傳輸層或電子注入層。當(dāng)空穴到達(dá)電子傳輸層或電子注入層時(shí)，發(fā)光層中復(fù)合概率被 降低(換句話說(shuō)，損失了載流子平衡)，這導(dǎo)致發(fā)光效率隨時(shí)間減少。即發(fā)光元件的使用壽 命變短。然而，如本實(shí)施方式中所示，當(dāng)使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層時(shí)，可以抑制空穴的 過(guò)量注入和空穴穿透發(fā)光層到達(dá)電子傳輸層或電子注入層，而且可以抑制發(fā)光效率隨時(shí)間 的減少。即得到了一種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。使用用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層中包含的兩種以上物質(zhì)中重量比例低于第一有機(jī) 化合物重量比例的第二有機(jī)化合物來(lái)控制載流子的運(yùn)動(dòng)。因此，由于通過(guò)用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層中包含的成分中重量比例低于其它成分的成分來(lái)控制載流子的運(yùn)動(dòng)，所以可以實(shí) 現(xiàn)一種長(zhǎng)使用壽命的很難隨時(shí)間退化的發(fā)光元件。即，與通過(guò)單一物質(zhì)控制載流子平衡相 比難以引起載流子平衡的變化。例如，如果載流子的運(yùn)動(dòng)通過(guò)由單一物質(zhì)形成的層來(lái)控制，那么整個(gè)層的平衡會(huì) 由于形態(tài)的部分變化或部分晶化而改變。因此，在這種情況中用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層容易隨時(shí)間退化。然而，如本實(shí)施方式中所示，載流子的運(yùn)動(dòng)通過(guò)其重量比例低于用于控制載 流子運(yùn)動(dòng)的層中包含的其它成分的成分來(lái)控制，由此減少了形態(tài)的變化或晶化作用、凝聚 等，于是難以引起隨時(shí)間的變化。因此，得到了一種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件，其中難以 引起發(fā)光效率隨時(shí)間減小。如本實(shí)施方式中所示，當(dāng)被應(yīng)用于具有過(guò)量空穴的發(fā)光層時(shí)，將用于控制載流子 運(yùn)動(dòng)的層配備于發(fā)光層和作為陽(yáng)極的第一電極之間的結(jié)構(gòu)是特別有效的。例如，當(dāng)發(fā)光層 具有空穴傳輸特性并且從第一電極穿透發(fā)光層注入的空穴比率有可能隨時(shí)間增加時(shí)，應(yīng)用 本實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)將特別有效。本實(shí)施方式可以適當(dāng)結(jié)合另一實(shí)施方式。例如，將用于控制空穴運(yùn)動(dòng)的層配備于 發(fā)光層和作為陽(yáng)極的第一電極之間，而將用于控制電子運(yùn)動(dòng)的層配備于發(fā)光層和作為陰極 的第二電極之間。即通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，發(fā)光層的兩側(cè)可以都配備用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。然 后，載流子在與電極隔開(kāi)的部分中被復(fù)合，優(yōu)選在發(fā)光層全部?jī)蓚?cè)部分上被復(fù)合。這樣，通 過(guò)控制發(fā)光層全部?jī)蓚?cè)上載流子的運(yùn)動(dòng)，可以進(jìn)一步減少形態(tài)的改變或晶化作用、凝聚等。 因而，可以得到一種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件，其中很難引起隨時(shí)間的變化以及很難引 起發(fā)光效率隨時(shí)間的減小。(實(shí)施方式3)在本實(shí)施方式中，會(huì)結(jié)合附圖9說(shuō)明一種發(fā)光元件的實(shí)施方式，發(fā)光元件中堆疊 了多個(gè)本發(fā)明的發(fā)光單元(以下這種發(fā)光元件被稱為堆疊型元件)。該發(fā)光元件為在第一 電極和第二電極之間包含了多個(gè)發(fā)光單元的堆疊型發(fā)光元件。每個(gè)發(fā)光單元可以具有與實(shí) 施方式1和實(shí)施方式2中所示EL層相似的結(jié)構(gòu)。即實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中所示的發(fā) 光元件每個(gè)都為具有一個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光元件，然而在本實(shí)施方式中所說(shuō)明的發(fā)光元件具 有多個(gè)發(fā)光單元。如附圖9中所示，在第一電極501和第二電極502之間堆疊了第一發(fā)光單元511和 第二發(fā)光單元512。第一電極501和第二電極502可以類似于實(shí)施方式1中所示電極。第 一發(fā)光單元511和第二發(fā)光單元512可以為相同結(jié)構(gòu)也可以為不同結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可以類 似于實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中所示的結(jié)構(gòu)。電荷產(chǎn)生層513包含由有機(jī)化合物和金屬氧化物組成的合成材料。由有機(jī)化合物 和金屬氧化物組成的復(fù)合材料為實(shí)施方式1中所示的合成材料，而且包含有機(jī)化合物和金 屬氧化物諸如氧化釩、氧化鉬或氧化鎢。作為有機(jī)化合物，可以使用各種化合物諸如芳香胺 化合物、咔唑衍生物、芳香烴、以及高分子化合物(諸如低聚物、樹(shù)枝狀聚合物、高聚物等)。 作為有機(jī)化合物，優(yōu)選使用具有空穴傳輸特性以及空穴遷移率大于或等于10-6cm7Vs的有 機(jī)化合物。然而，也可以使用除此之外的其它物質(zhì)，只要其空穴傳輸特性高于電子傳輸特 性。有機(jī)化合物和金屬氧化物的合成材料可以實(shí)現(xiàn)低驅(qū)動(dòng)電壓和低驅(qū)動(dòng)電流，因?yàn)槠渚哂?出眾的載流子注入特性和載流子傳輸特性。作為選擇，電荷產(chǎn)生層513可以通過(guò)組合包含有機(jī)化合物和金屬氧化物的合成材 料的層以及使用另一種材料形成的層。例如，包含有機(jī)化合物和金屬氧化物的合成材料的 層可以組合包含具有供電子特性的化合物和具有高電子傳輸特性的化合物的層。此外，包 含有機(jī)化合物和金屬氧化物的合成材料的層可以與透明導(dǎo)電薄膜相結(jié)合。無(wú)論如何，只要當(dāng)電壓施加到第一電極501和第二電極502時(shí)夾在第一發(fā)光單元511和第二發(fā)光單元512之間的電荷產(chǎn)生層513向這些發(fā)光單元中的一個(gè)注入電子而向其 它單元注入空穴就行。例如，在附圖9中，只要當(dāng)施加電壓使得第一電極電勢(shì)高于第二電極 電勢(shì)時(shí)電荷產(chǎn)生層513向第一發(fā)光單元511注入電子而向第二發(fā)光單元512注入空穴就 行。本實(shí)施方式會(huì)說(shuō)明具有兩個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光元件。然而，本發(fā)明可以類似的應(yīng)用 到堆疊了三個(gè)以上發(fā)光單元的發(fā)光元件上。當(dāng)電荷產(chǎn)生層配備于那對(duì)電極之間使得像本 發(fā)明方式的發(fā)光元件那樣劃分多個(gè)發(fā)光單元時(shí)，可以在高亮度區(qū)中實(shí)現(xiàn)一種長(zhǎng)使用壽命的 元件同時(shí)保持低電流密度。當(dāng)該發(fā)光元件被用于照明時(shí)，可以減少由于電極材料的電阻引 起的電壓降，由此在大面積區(qū)域上實(shí)現(xiàn)了均勻發(fā)光。而且，還可以實(shí)現(xiàn)一種低功耗的發(fā)光裝 置，其可被一個(gè)低電壓驅(qū)動(dòng)。當(dāng)發(fā)光單元具有不同發(fā)光顏色時(shí)，作為整個(gè)發(fā)光元件可以得到所需的發(fā)光顏色。 例如，在具有兩個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光元件中，當(dāng)?shù)谝话l(fā)光單元的發(fā)光顏色和第二發(fā)光單元的 發(fā)光顏色互為補(bǔ)色時(shí)，可以得到整體發(fā)白光的發(fā)光元件。需要注意的是“補(bǔ)色”為顏色間的 一種關(guān)系，其通過(guò)混合變?yōu)闊o(wú)色。即可以通過(guò)混合從發(fā)射補(bǔ)色光的物質(zhì)中得到的光來(lái)得到 白色光。與此相似，在包含三個(gè)發(fā)光單元的發(fā)光元件中，例如如果第一發(fā)光單元發(fā)紅光、第 二發(fā)光單元發(fā)綠光、而第三發(fā)光單元發(fā)藍(lán)光，整個(gè)發(fā)光元件的白色發(fā)光也可以通過(guò)類似方 法得到。本實(shí)施方式可以適當(dāng)與其它實(shí)施方式組合。(實(shí)施方式4)在本實(shí)施方式中，會(huì)說(shuō)明一種具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。在本實(shí)施方式 中，會(huì)結(jié)合附圖IOA和IOB說(shuō)明一種在像素部分中具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。附 圖IOA為發(fā)光裝置的俯視圖，而附圖IOB為從附圖IOA中沿線A-A’和線B-B’剖開(kāi)的橫截 面視圖。附圖IOA中，附圖標(biāo)記601表示驅(qū)動(dòng)電路部分(源極驅(qū)動(dòng)電路)，602表示像素部 分，而603表示驅(qū)動(dòng)電路部分(柵極驅(qū)動(dòng)電路)，每個(gè)都用虛線標(biāo)示出來(lái)。附圖標(biāo)記604表 示密封襯底、605表示密封件、而607表示由密封件605包圍的空間。引線608為用于傳輸 信號(hào)到源極驅(qū)動(dòng)電路601和柵極驅(qū)動(dòng)電路603中的布線，接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、復(fù)位信 號(hào)等來(lái)自作為外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)609的信號(hào)。盡管這里只顯示了 FPC， 但是也可以將印刷線路板(PWB)附加到FPC。本說(shuō)明書中的發(fā)光裝置不僅包括發(fā)光裝置自 身，而且還包括附加到發(fā)光裝置的FPC或PWB。接下來(lái)，結(jié)合附圖IOB說(shuō)明橫截面結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)電路部分和像素部分形成于元件襯 底610上，但附圖IOB顯示了作為驅(qū)動(dòng)電路部分的源極驅(qū)動(dòng)電路601和像素部分602中的 一個(gè)像素。源極驅(qū)動(dòng)電路601包含通過(guò)組合N-溝道TFT 623和P-溝道TFT 6M形成的 CMOS電路。驅(qū)動(dòng)電路還可以使用CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路來(lái)形成。在本實(shí)施方式 中，顯示了形成于襯底上的集成驅(qū)動(dòng)電路；然而，驅(qū)動(dòng)電路不需要形成于襯底上而可以形成 于襯底外部。像素部分602包括多個(gè)像素，其中每個(gè)都具有開(kāi)關(guān)TFT 611、電流控制TFT 612、以 及電連接到電流控制TFT 612的漏極的第一電極613。形成絕緣體614以覆蓋第一電極613 的邊緣部分。這里絕緣體614使用正型感光丙烯酸樹(shù)脂薄膜來(lái)形成。
為了改善覆蓋，形成絕緣體614的上部邊緣部分或下部邊緣部分使其具有包括一 定曲率的曲面。例如，當(dāng)正型感光丙烯酸用于絕緣體時(shí)614，優(yōu)選只有絕緣體614的上部邊 緣部分具有曲率范圍為0. 2到3μπι的曲面。不管是通過(guò)光輻照變得不溶于蝕刻劑的負(fù)型 還是通過(guò)光輻照變得溶于蝕刻劑的正型都可以被用作絕緣體614。EL層616和第二電極617形成于第一電極613上。作為用于第一電極613的材 料，可以使用各種金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或它們的混合物。當(dāng)?shù)谝浑姌O被用作陽(yáng)極時(shí)，優(yōu) 選使用這些材料中具有高功函數(shù)(功函數(shù)大于或等于4. OeV)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或 它們的混合物等。例如，可以使用含硅的氧化銦-氧化錫單層膜、氧化銦-氧化鋅膜、氮化 鈦膜、層鉻膜、鎢膜、鋅膜、鉬膜等。還可以使用堆疊薄膜，諸如堆疊了含氮化鈦的膜和主要 含鋁的膜，或者堆疊了氮化鈦膜、主要含鋁的膜和氮化鈦膜的三層結(jié)構(gòu)。用這種堆疊結(jié)構(gòu)， 可以實(shí)現(xiàn)具有低布線電阻、良好歐姆接觸的電極作為陽(yáng)極。EL層616通過(guò)各種方法形成，諸如使用蒸鍍掩膜的蒸鍍法、一種噴墨法、以及旋涂 法。EL層616包括實(shí)施方式1和實(shí)施方式2中所示的用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層和發(fā)光層。 作為EL層616中包含的另一種材料，可以使用低分子化合物或高分子化合物(包括低聚物 或樹(shù)枝狀聚合物)。作為EL層的材料，不僅可以使用有機(jī)化合物而且還可以使用無(wú)機(jī)化合 物。作為用于第二電極617的材料，可以使用各種金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或它們的 混合物。當(dāng)?shù)诙姌O用作陰極時(shí)，優(yōu)選使用這些材料中具有低功函數(shù)(功函數(shù)小于或等于 3. 8eV)的金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或它們的混合物等。例如，屬于元素周期表第1組或第2 組的元素，即堿金屬諸如鋰(Li)或銫(Cs)，堿土金屬諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)，或者 含有這些元素的合金(鎂-銀、鋁-鋰)等。當(dāng)EL層616中產(chǎn)生的光經(jīng)過(guò)第二電極617發(fā)射 出來(lái)時(shí)，可以用金屬膜和透明導(dǎo)電膜(氧化銦-氧化錫(ITO)、含硅或氧化硅的氧化銦-氧 化錫、氧化銦-氧化鋅(IZO)、含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等)堆疊形成第二電極 617。當(dāng)密封襯底604和元件襯底610被密封件605附著起來(lái)時(shí)，發(fā)光元件618被配備 于由元件襯底610、密封襯底604和密封件605包圍形成的空間607中。空間607可以用填 充物填充，也可以用惰性氣體(諸如氮?dú)夂蜌鍤?、密封件605等填充。密封件605優(yōu)選使用環(huán)氧樹(shù)脂作材料。材料優(yōu)選不允許潮氣和氧氣透過(guò)。作為密 封襯底604的材料，除了玻璃襯底或石英襯底外還可以使用由FRP (玻璃纖維強(qiáng)化塑料)、 PVF(聚氟乙烯)、聚酯、丙烯酸等材料制成的塑料襯底。如上所述，可以得到具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置。由此得到的本發(fā)明的發(fā)光 裝置具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件；因此，發(fā)光裝置就具有長(zhǎng)使用壽命。另外，本發(fā)明的發(fā)光 裝置具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件；因此，可以得到降低了功耗并可以發(fā)射高亮度光的發(fā)光
直ο如上所述，本實(shí)施方式中，說(shuō)明了一種有源矩陣發(fā)光裝置，其中發(fā)光元件的操作受 到晶體管的控制。作為選擇，也可以使用一種無(wú)源矩陣發(fā)光裝置，其中發(fā)光元件的操作不需 要專門的元件例如晶體管，這種結(jié)構(gòu)如附圖IlA和IlB中所示。附圖IlA和IlB分別顯示 了應(yīng)用本發(fā)明制造的無(wú)源矩陣發(fā)光裝置的透視圖和橫截面視圖。需要注意的是附圖IlA是 發(fā)光裝置的透視圖，而附圖IlB是沿附圖IlA和IlB中線X-Y剖開(kāi)的橫截面視圖。在附圖IlA中，在襯底951上，在電極952和電極956之間配備了 EL層955。電極952的邊緣部分 被絕緣層953覆蓋。此外，在絕緣層953上配備了隔離層954。隔離層954的側(cè)壁是傾斜 的，使得側(cè)壁和其它側(cè)壁之間的距離向著襯底方向縮小。換句話說(shuō)，隔離層％4沿短邊方向 上的橫截面是梯形的，底面(平行于絕緣層953并與絕緣層953接觸的那側(cè)平面)短于上 面(平行于絕緣層953并不與絕緣層953接觸的那側(cè)平面)。通過(guò)以這種方式提供的隔離 層954，可以防止發(fā)光元件由于靜電或其它引起的缺陷。同樣在無(wú)源矩陣發(fā)光裝置中，通過(guò) 包含本發(fā)明的長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件，可以得到一種長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光裝置。此外，通過(guò)包 含本發(fā)明的具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件，可以得到一種低功耗的發(fā)光裝置。(實(shí)施方式5)在本實(shí)施方式中，會(huì)說(shuō)明本發(fā)明的電子裝置，其將實(shí)施方式4中所示的發(fā)光裝置 作為組成部分。本發(fā)明的電子裝置具有如實(shí)施方式1到3所示的發(fā)光元件以及具有長(zhǎng)使用 壽命的顯示部分。此外，由于發(fā)光元件具有高發(fā)光效率，所以可以得到具有低功耗的顯示部 分。通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光裝置制造的電子裝置示例如下照相機(jī)諸如攝影機(jī)或數(shù)碼 相機(jī)，護(hù)目鏡式顯示器，導(dǎo)航系統(tǒng)，聲音再現(xiàn)系統(tǒng)(車載音響系統(tǒng)、音響部件等)，電腦、游戲 機(jī)、移動(dòng)式信息終端(手提電腦、手機(jī)、掌上游戲機(jī)、電子書等)，配備了記錄媒介的圖像顯 示裝置(確切地說(shuō)，一種用于重放記錄媒介諸如數(shù)字通用光盤(DVD)以及具有顯示裝置的 裝置)等。附圖12A到12D顯示了這些電子裝置的一些例子。附圖12A顯示了依照本發(fā)明的電視機(jī)，其包括底板9101、底座9102、顯示部分 9103、揚(yáng)聲器部分9104、視頻輸出端子9105等。在該電視機(jī)中，顯示部分9103包含排列成 矩陣的發(fā)光元件，其類似于實(shí)施方式1到3中所說(shuō)的那些發(fā)光元件。這些發(fā)光元件具有長(zhǎng) 使用壽命的功能。因?yàn)榘l(fā)光元件的顯示部分9103也具有類似功能，所以電視機(jī)也具有 長(zhǎng)使用壽命。即可以實(shí)現(xiàn)一種能經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間使用的電視機(jī)。此外，由于發(fā)光元件具有高發(fā) 光效率，所以可以得到一種具有低功耗顯示部分的電視機(jī)。附圖12B顯示了依照本發(fā)明的電腦，其包括機(jī)身9201、底板9202、顯示部分9203、 鍵盤9204、外部連接端口 9205、定點(diǎn)設(shè)備9206。在該電腦中，顯示部分9203包含排列成矩 陣的發(fā)光元件，其類似于實(shí)施方式1到3中所說(shuō)的那些發(fā)光元件。這些發(fā)光元件具有長(zhǎng)使 用壽命的功能。因?yàn)榘l(fā)光元件的顯示部分9203也具有類似功能，所以電腦也具有長(zhǎng)使 用壽命。即可以實(shí)現(xiàn)一種能經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間使用的電腦。此外，由于發(fā)光元件具有高發(fā)光效率， 所以可以得到一種具有低功耗顯示部分的電腦。附圖12C顯示了依照本發(fā)明的手機(jī)，其包括機(jī)身9401、底板9402、顯示部分9403、 音頻輸入部分9404、音頻輸出部分9405、操作鍵9406、外部連接端口 9407、天線9408等。在 該手機(jī)中，顯示部分9403包含排列成矩陣的發(fā)光元件，其類似于實(shí)施方式1到3中所說(shuō)的 那些發(fā)光元件。這些發(fā)光元件具有長(zhǎng)使用壽命的功能。因?yàn)榘l(fā)光元件的顯示部分9403 也具有類似功能，所以手機(jī)也具有長(zhǎng)使用壽命。即可以實(shí)現(xiàn)一種能經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間使用的手機(jī)。 此外，由于發(fā)光元件具有高發(fā)光效率，所以可以得到一種具有低功耗顯示部分的手機(jī)。附圖12D顯示了依照本發(fā)明的相機(jī)，其包括機(jī)身9501、顯示部分9502、底板9503、 外部連接端口 9504、遙控接收部分9505、圖像接收部分9506、電池9507、音頻輸入部分 9508、操作鍵9509、接目鏡部分9510等。在該相機(jī)中，顯示部分9502包含排列成矩陣的發(fā)光元件，其類似于實(shí)施方式1到3中所說(shuō)的那些發(fā)光元件。這些發(fā)光元件具有長(zhǎng)使用壽命的 功能。因?yàn)榘l(fā)光元件的顯示部分9502也具有類似功能，所以相機(jī)也具有長(zhǎng)使用壽命。 即可以實(shí)現(xiàn)一種能經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間使用的相機(jī)。此外，由于發(fā)光元件具有高發(fā)光效率，所以可以 得到一種具有低功耗顯示部分的相機(jī)。如上所述，本發(fā)明的發(fā)光裝置的應(yīng)用范圍很廣，發(fā)光裝置可被用于許多領(lǐng)域的電 子裝置。通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光裝置，可以得到耐用的并具有長(zhǎng)使用壽命顯示部分的電子 裝置。此外還可以得到具有低功耗顯示部分的電子裝置。作為選擇，本發(fā)明的發(fā)光裝置還可以用作照明裝置。使用本發(fā)明發(fā)光元件作為照 明裝置的方式會(huì)結(jié)合附圖13進(jìn)行說(shuō)明。附圖13中顯示了使用本發(fā)明的發(fā)光裝置作為背光 源的液晶顯示器。附圖13中顯示的液晶顯示器包括底板901、液晶層902、背光源903和底 板904，而且液晶層902連接到驅(qū)動(dòng)IC 905上。本發(fā)明的發(fā)光裝置被用于背光源903，而電 流通過(guò)端子906供應(yīng)。通過(guò)使用本發(fā)明發(fā)光元件作為液晶顯示器的背光源，可以得到長(zhǎng)使用壽命的背光 源。本發(fā)明的發(fā)光裝置是一種平面發(fā)光的照明裝置，可以為大面積。因此，背光源就可以具 有大面積，并得到一種大面積的液晶顯示器。此外，本發(fā)明的發(fā)光裝置不僅薄而且功耗低； 因此，可以實(shí)現(xiàn)一種薄而低功耗的顯示裝置。另外，由于發(fā)光元件具有高發(fā)光效率，所以可 以得到一種發(fā)射高亮度光的發(fā)光裝置。此外，由于本發(fā)明的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)使用壽命，所以 可以得到一種長(zhǎng)使用壽命的液晶顯示器。附圖14顯示了使用依照本發(fā)明的發(fā)光裝置作為照明裝置的臺(tái)燈。如附圖14中所 示臺(tái)燈具有底板2001和光源2002，而本發(fā)明的發(fā)光裝置被用作光源2002。由于本發(fā)明的 發(fā)光裝置具有長(zhǎng)使用壽命，所以桌燈的使用壽命也長(zhǎng)。附圖15顯示了使用依照本發(fā)明的發(fā)光裝置作為室內(nèi)照明裝置3001的例子。由 于本發(fā)明的發(fā)光裝置可以為大面積，所以本發(fā)明的發(fā)光裝置可以被用作一種大面積照明裝 置。此外，由于本發(fā)明的發(fā)光裝置具有長(zhǎng)使用壽命，所以本發(fā)明的發(fā)光裝置也可以被用作長(zhǎng) 使用壽命的照明裝置。如附圖12A中所示的依照本發(fā)明的電視機(jī)3002被放置于一個(gè)房間 內(nèi)，其中本發(fā)明的發(fā)光裝置被用作室內(nèi)照明裝置3001。因此，可以觀看公共廣播和電影。在 這種情況中，由于每個(gè)裝置都具有長(zhǎng)使用壽命，所以可以減少更換照明裝置和電視機(jī)的次 數(shù)，其可以降低環(huán)境負(fù)荷。[實(shí)施例1]在本實(shí)施例中，將結(jié)合附圖16詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)光元件。會(huì)在下面顯示方案1 和方案2中使用的一種有機(jī)化合物的分子式。[化學(xué)式]
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，包含 第一電極；第二電極；位于所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光層，其中所述發(fā)光層包含具有發(fā)光特性 的物質(zhì)；以及位于所述第二電極和所述發(fā)光層之間的第一層，其中，所述第一層包含具有載流子傳輸特性的第一有機(jī)化合物；以及用于降低所述第一有機(jī)化合物的載流子傳輸特性的第二有機(jī)化合物，并且 其中，所述第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)與所述物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰 值的波長(zhǎng)之間的差在30nm以內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，還包含 位于所述第一電極和所述發(fā)光層之間的第二層， 其中，所述第二層包含具有載流子傳輸特性的第三有機(jī)化合物；以及用于降低所述第三有機(jī)化合物的載流子傳輸特性的第四有機(jī)化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其中，所述第二層中所述第三有機(jī)化合物的重量 比例大于所述第四有機(jī)化合物的重量比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其中，所述第一層與所述發(fā)光層相接觸，并且 所述第二層與所述發(fā)光層相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件， 其中，所述第一層與所述發(fā)光層相接觸。
6.一種發(fā)光元件，包含 第一電極；第二電極；位于所述第一電極和所述第二電極之間的第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元；以及 位于所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元之間的電荷產(chǎn)生層， 其中，所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元中的至少一個(gè)包含發(fā)光層以及位于所述 第二電極和所述發(fā)光層之間的第一層，所述發(fā)光層包含具有發(fā)光特性的物質(zhì)，并且所述第一層包含具有載流子傳輸特性的第一有機(jī)化合物；以及用于降低所述第一有 機(jī)化合物的載流子傳輸特性的第二有機(jī)化合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其中，所述第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)與所述物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰 值的波長(zhǎng)之間的差在30nm以內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，所述第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與所述物質(zhì)的發(fā)光顏色為相似顏色。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其中，所述第一層中所述第一有機(jī)化合物的重量比例大于所述第二有機(jī)化合物的重量 比例。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述載流子為電子，并且所述第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)和所述第二有機(jī)化合物的最低空分子軌 道能級(jí)之間的差小于0. 3eV。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述載流子為電子，所述第一有機(jī)化合物為金屬絡(luò)合物，并且 所述第二有機(jī)化合物為芳香胺化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述載流子為空穴，并且所述第一有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和所述第二有機(jī)化合物的最高占據(jù)分 子軌道能級(jí)之間的差小于0. 3eV。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述載流子為空穴，所述第一有機(jī)化合物為芳香胺化合物，并且 所述第二有機(jī)化合物為金屬絡(luò)合物。
14.一種發(fā)光元件，包含 第一電極；第二電極；位于所述第一電極和所述第二電極之間的發(fā)光層，其中所述發(fā)光層包含具有發(fā)光特性 的物質(zhì)；以及位于所述第二電極和所述發(fā)光層之間的第一層， 其中，所述第一層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物， 所述第一有機(jī)化合物具有電子傳輸特性和空穴傳輸特性中的一種， 所述第二有機(jī)化合物具有電子傳輸特性和空穴傳輸特性中的另一種，并且 所述第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)與所述物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰值的 波長(zhǎng)之間的差在30nm以內(nèi)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件，還包含 位于所述第一電極和所述發(fā)光層之間的第二層，其中，所述第二層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物， 所述第一有機(jī)化合物具有電子傳輸特性， 所述第二有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性， 所述第三有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性，并且 所述第四有機(jī)化合物具有電子傳輸特性。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光元件，還包含 位于所述第一電極和所述發(fā)光層之間的第二層，其中，所述第二層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物，所述第一有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性， 所述第二有機(jī)化合物具有電子傳輸特性， 所述第三有機(jī)化合物具有電子傳輸特性，并且 所述第四有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的發(fā)光元件，其中，所述第二層中所述第三有機(jī)化合物的重量比例大于所述第四有機(jī)化合物的重量 比例，并且所述第一電極為陽(yáng)極而所述第二電極為陰極。
18.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的發(fā)光元件， 其中，所述第一層與所述發(fā)光層相接觸，并且 所述第二層與所述發(fā)光層相接觸。
19.一種發(fā)光元件，包含 第一電極；第二電極；位于所述第一電極和所述第二電極之間的第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元；以及 位于所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元之間的電荷產(chǎn)生層， 其中，所述第一發(fā)光單元和所述第二發(fā)光單元中的至少一個(gè)包含發(fā)光層以及位于所述 第二電極和所述發(fā)光層之間的第一層， 所述發(fā)光層包含具有發(fā)光特性的物質(zhì)， 所述第一層包含第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物， 所述第一有機(jī)化合物具有電子傳輸特性和空穴傳輸特性中的一種，并且 所述第二有機(jī)化合物具有電子傳輸特性和空穴傳輸特性中的另一種。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光元件，其中，所述第二有機(jī)化合物的發(fā)射光譜最高峰值的波長(zhǎng)與所述物質(zhì)的發(fā)射光譜最高峰 值的波長(zhǎng)之間的差在30nm以內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光元件，其中所述第二有機(jī)化合物的發(fā)光顏色與所述物質(zhì)的發(fā)光顏色為相似顏色。
22.根據(jù)權(quán)利要求14以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述第一有機(jī)化合物具有電子傳輸特性，所述第二有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性，并且所述第一層中所述第一有機(jī)化合物的重量比例大于所述第二有機(jī)化合物的重量比例。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光元件，其中，所述第一有機(jī)化合物的最低空分子軌道能級(jí)和所述第二有機(jī)化合物的最低空分 子軌道能級(jí)之間的差小于0. 3eV。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光元件，其中，所述第一有機(jī)化合物為金屬絡(luò)合物，并且 所述第二有機(jī)化合物為芳香胺化合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光元件， 其中，所述發(fā)光層具有電子傳輸特性。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光元件，其中，當(dāng)所述第一有機(jī)化合物的偶極距大小為P1且所述第二有機(jī)化合物的偶極距大小 為己時(shí)，滿足關(guān)系P1A32彡3。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的發(fā)光元件，還包含 位于所述第一電極和所述第二電極之間的第二層，其中，所述第二層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物， 所述第三有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性， 所述第四有機(jī)化合物具有電子傳輸特性，并且所述第二層中所述第三有機(jī)化合物的重量比例大于所述第四有機(jī)化合物的重量比例。
28.根據(jù)權(quán)利要求14以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中，所述第一有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性，所述第二有機(jī)化合物具有電子傳輸特性，并且所述第一層中所述第一有機(jī)化合物的重量比例大于所述第二有機(jī)化合物的重量比例。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)光元件，其中，所述第一有機(jī)化合物的最高占據(jù)分子軌道能級(jí)和所述第二有機(jī)化合物的最高占 據(jù)分子軌道能級(jí)之間的差小于0. 3eV。
30.根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)光元件，其中，所述第一有機(jī)化合物為芳香胺化合物，并且 所述第二有機(jī)化合物為金屬絡(luò)合物。
31.根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)光元件， 其中，所述發(fā)光層具有空穴傳輸特性。
32.根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)光元件，其中，當(dāng)所述第一有機(jī)化合物的偶極距大小為P1且第二有機(jī)化合物的偶極距大小為P2 時(shí)，滿足關(guān)系P1A32 ^ 0. 33ο
33.根據(jù)權(quán)利要求28所述的發(fā)光元件，還包含 位于所述第一電極和所述第二電極之間的第二層，其中，所述第二層包含第三有機(jī)化合物和第四有機(jī)化合物， 所述第三有機(jī)化合物具有電子傳輸特性， 所述第四有機(jī)化合物具有空穴傳輸特性，并且所述第二層中所述第三有機(jī)化合物的重量比例大于所述第四有機(jī)化合物的重量比例。
34.根據(jù)權(quán)利要求1-8、14-16以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件， 其中所述第一層的厚度大于等于5nm且小于等于20nm。
35.一種發(fā)光裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求1-8、14-16以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件；以及 用于控制所述發(fā)光元件的發(fā)光的控制器。
36.一種包含顯示部分的電子裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求1-8、14-16以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件；以及 用于控制所述發(fā)光元件的發(fā)光的控制器。
37.一種照明裝置，包含根據(jù)權(quán)利要求1-8、14-16以及19-21中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)涉及發(fā)光元件、發(fā)光裝置和電子裝置。本發(fā)明的發(fā)光元件包括在一對(duì)電極之間的發(fā)光層和用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層。用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層包括具有載流子傳輸特性的第一有機(jī)化合物，和用于降低第一有機(jī)化合物的載流子傳輸特性的第二有機(jī)化合物，并且第二有機(jī)化合物分散在第一有機(jī)化合物中。以這種方式提供用于控制載流子運(yùn)動(dòng)的層，由此可以抑制載流子平衡隨時(shí)間的變化。因此可以得到一種具有長(zhǎng)使用壽命的發(fā)光元件。
文檔編號(hào)H01L51/50GK102117892SQ201110026329
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月4日
發(fā)明者瀨尾哲史, 野村亮二, 鈴木恒徳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所