專(zhuān)利名稱(chēng):菲咯啉衍生物與使用其的發(fā)光元件和發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及可用作電子注入材料的菲咯啉衍生物,涉及使用菲咯啉衍生物的發(fā)光元件和使用菲咯啉衍生物的發(fā)光裝置。
背景技術(shù):
當(dāng)今,許多用于顯示等的發(fā)光元件都具有以下結(jié)構(gòu),其中包含發(fā)光材料的層插在一對(duì)電極之間。在這種發(fā)光元件的情形中,當(dāng)從一個(gè)電極注入的電子與從另一個(gè)電極注入的空穴結(jié)合所形成的激子回復(fù)到基態(tài)時(shí),就有光發(fā)出。
在發(fā)光元件領(lǐng)域,已進(jìn)行了各種研究,以獲得具有有利的特性如高發(fā)光效率的發(fā)光元件。
例如,專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1中公開(kāi)了使用菲咯啉衍生物的有機(jī)電致發(fā)光元件。在專(zhuān)利文件1所述的元件中,菲咯啉衍生物用于電子傳輸層。
但是,在專(zhuān)利文件1所描述的元件的情形中,雖然如各實(shí)施方案所示,當(dāng)將Mg-Ag合金用于電極時(shí)可獲得有利的特性,但有可能當(dāng)使用由鋁組成的電極時(shí),電子沒(méi)有被很好地注入到電子傳輸層中以使驅(qū)動(dòng)電壓更高。
(專(zhuān)利參考文獻(xiàn)1)日本專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)5-331459
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供可用作電子注入材料的新型材料。另外,本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供能夠拓寬電極材料的選擇范圍的發(fā)光元件。
本發(fā)明的一個(gè)方面是以下通式(1)表示的菲咯啉衍生物。
在通式(1)中,R1至R5的各自選自氫原子、具有1-4個(gè)碳原子的烷基和鹵素基團(tuán)。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是以下通式(2)表示的電子注入材料。
在通式(2)中,R6選自具有1-4個(gè)碳原子的烷基、具有1-4個(gè)碳原子的烯基和具有6-10個(gè)碳原子的的芳基,其中所述烯基和芳基可具有取代基。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是具有層的發(fā)光元件,所述層包含以下通式(3)表示的菲咯啉衍生物和至少一種選自堿金屬和堿土金屬的元素。
在通式(3)中,R7選自具有1-4個(gè)碳原子的烷基、具有1-4個(gè)碳原子的烯基和具有6-10個(gè)碳原子的的芳基,其中所述烯基和芳基可具有取代基。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是在電極對(duì)之間具有層的發(fā)光元件,所述層包含以上通式(3)表示的菲咯啉衍生物和至少一種選自堿金屬和堿土金屬的元素。
根據(jù)本發(fā)明,可獲得可用于電子注入材料的新型材料,因此材料的選擇范圍得以拓寬。另外,根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)將所述新型材料與堿金屬或堿土金屬組合使用,可獲得能夠很好地注入電子的電子注入材料。
此外,根據(jù)本發(fā)明,通過(guò)使用具有高功函的材料,可形成用作陰極的電極,因此可獲得能夠拓寬電極材料的選擇范圍的發(fā)光元件。另外,根據(jù)本發(fā)明,可獲得低功耗驅(qū)動(dòng)的發(fā)光裝置。
附圖簡(jiǎn)述在各附圖中
圖1是說(shuō)明本發(fā)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的圖;圖2是描述制造本發(fā)明發(fā)光元件的方法的圖;
圖3是說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置的圖;圖4是說(shuō)明包括在應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置中的電路的圖;圖5是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置的俯視圖;圖6是說(shuō)明應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置的每幀操作的圖;圖7A-7C是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置的橫截面視圖;圖8A-8C是應(yīng)用本發(fā)明的電子裝置的圖;圖9是顯示本發(fā)明發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖;圖10是顯示本發(fā)明發(fā)光元件的亮度-電流效率特性的圖;圖11是顯示本發(fā)明發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖;圖12是顯示本發(fā)明發(fā)光元件的亮度-電流效率特性的圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式 以下描述本發(fā)明的各實(shí)施方式。但是,本發(fā)明可用許多不同的形式來(lái)體現(xiàn),且很容易理解的是,各種變化和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的,除非這些變化和修改背離本發(fā)明的范圍。因此,本發(fā)明不能被解釋為只限于各實(shí)施方式中所描述的內(nèi)容。
(實(shí)施方式1)本發(fā)明的菲咯啉衍生物的各方面由以下結(jié)構(gòu)式(4)-(7)表示。
結(jié)構(gòu)式(4)-(7)表示的菲咯啉衍生物可按合成方案(a-1)合成。
在合成方案(a-1)中,R8和R10各自選自氫原子、具有1-4個(gè)碳原子的烷基和鹵素基團(tuán)。
本實(shí)施方式的菲咯啉衍生物可用作電子注入材料,用于形成電子注入層。另外,本發(fā)明拓寬了用于形成電子注入層的材料的選擇范圍。
(實(shí)施方式2)現(xiàn)參考圖1描述本發(fā)明發(fā)光元件的實(shí)施方式。
圖1是說(shuō)明在第一電極101和第二電極102之間具有發(fā)光層113的發(fā)光元件的圖。
在該發(fā)光元件中,從第一電極101發(fā)射的空穴和從第二電極102注入的電子在發(fā)光層113結(jié)合,使發(fā)光材料達(dá)到激發(fā)態(tài)。然后,當(dāng)激發(fā)態(tài)的發(fā)光材料回復(fù)到基態(tài)時(shí)就有光發(fā)出。應(yīng)指出的是,第一電極101和第二電極102在本實(shí)施方式的發(fā)光元件中分別充當(dāng)陽(yáng)極和陰極,發(fā)光材料是能夠以有利的發(fā)光效率產(chǎn)生所需發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光的材料。
本文對(duì)發(fā)光層113無(wú)具體限制。但是,優(yōu)選發(fā)光層113是這樣的層其中所包含的發(fā)光材料分散于由能隙比發(fā)光材料大的材料組成的層。這使得可以防止因發(fā)光材料本身的濃度而導(dǎo)致發(fā)光材料發(fā)光的猝滅。應(yīng)指出的是,能隙指LUMO能級(jí)與HOMO能級(jí)之間的能隙。
對(duì)發(fā)光材料無(wú)具體限制,發(fā)光效率極好、能夠產(chǎn)生所需發(fā)射波長(zhǎng)的發(fā)光的材料均可使用。例如,當(dāng)需要獲得紅色或淡紅色發(fā)光時(shí),可使用產(chǎn)生發(fā)射譜峰位于600nm-680nm之間的發(fā)光的材料,如4-二氰基亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-9-久洛里定基(julolidyl))-乙烯基]-4H-吡喃(縮寫(xiě)DCJTI)、4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-9-久洛里定基)-乙烯基]-4H-吡喃(縮寫(xiě)DCJT)、4-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-9-久洛里定基)-乙烯基]-4H-吡喃(縮寫(xiě)DCJTB)、periflanthene或者2,5-二氰基-1,4-雙-[2-(10-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-9-久洛里定基)-乙烯基]-苯。當(dāng)需要獲得綠色或淡綠色發(fā)光時(shí),可使用產(chǎn)生發(fā)光譜峰位于500nm-550nm之間的發(fā)光的材料,如N,N’-二甲基喹吖啶酮(縮寫(xiě)DMQd)、香豆素6、香豆素545T、或者三(8-羥基喹啉根)合鋁(縮寫(xiě)Alq3)。當(dāng)需要獲得藍(lán)色或淡藍(lán)色發(fā)光時(shí),可使用產(chǎn)生發(fā)光譜峰位于420nm-500nm之間的發(fā)光的材料,如9,10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(縮寫(xiě)t-BuDNA)、9,9’-聯(lián)蒽(bianthryl)、9,10-二苯基蒽(縮寫(xiě)DPA)、9,10-二(2-萘基)蒽(縮寫(xiě)DNA)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉根)-4-苯基酚根合(phenolato)-鎵(縮寫(xiě)B(tài)Gaq)或者雙(2-甲基-8-羥基喹啉根)-4-苯基酚根合-鋁(縮寫(xiě)B(tài)Alq)。
對(duì)用于分散發(fā)光材料的材料無(wú)具體限制。除蒽衍生物如9,10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(縮寫(xiě)t-BuDNA)和咔唑衍生物如4,4′-雙(N-咔唑基)-聯(lián)苯(縮寫(xiě)CBP)外,還可使用金屬絡(luò)合物如雙[2-(2’-羥基苯基)-吡啶根合(pyridinato)]鋅(縮寫(xiě)Znpp2)和雙[2-(2′-羥基苯基)-苯并唑]合鋅(縮寫(xiě)ZnBOX)。
雖然對(duì)第一電極101無(wú)具體限制,但優(yōu)選當(dāng)?shù)谝浑姌O101如在本實(shí)施方式中起到陽(yáng)極的作用時(shí),第一電極101用功函較大的材料來(lái)形成。具體的說(shuō),除氧化銦錫(ITO)、包含氧化硅的氧化銦錫和包含2-20%氧化鋅的氧化銦外,還可使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)等。第一電極101可例如通過(guò)濺射法或蒸發(fā)法來(lái)形成。
另外,雖然對(duì)第二電極102無(wú)具體限制,但優(yōu)選當(dāng)?shù)诙姌O102如在本實(shí)施方式中起到陰極的作用時(shí),第二電極102用功函較小的材料來(lái)形成。具體的說(shuō),優(yōu)選使用鋁等,且在鋁中可包含堿金屬或堿土金屬如鋰(Li)或鎂。第二電極102可例如通過(guò)濺射法或蒸發(fā)法來(lái)形成。
此外,為將發(fā)射光傳出到外面,優(yōu)選第一電極101和第二電極102之一或兩者是由例如氧化銦錫的材料組成的電極,或者是形成的厚度為幾納米或幾十納米的電極,從而使可見(jiàn)光得以傳導(dǎo)。
另外,如圖1所示,在第一電極101和發(fā)光層113之間提供空穴傳輸層112。本文的空穴傳輸層是具有將從第一電極101注入的空穴傳輸?shù)桨l(fā)光層113的功能的層。通過(guò)提供空穴傳輸層112來(lái)以這種方式使第一電極101與發(fā)光元件113保持距離,可防止因金屬導(dǎo)致的發(fā)射猝滅。
對(duì)空穴傳輸層112無(wú)具體限制,可以使用例如用芳族胺化合物(即包含苯環(huán)-氮鍵的化合物)來(lái)形成的層,所述芳族胺化合物如4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫(xiě)α-NPD)、4,4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫(xiě)TPD)、4,4’,4”-三(N,N-二苯基-氨基)-三苯胺(縮寫(xiě)TDATA)或者4,4’,4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(縮寫(xiě)MTDATA)。
另外,空穴傳輸層112也可以是具有多層結(jié)構(gòu)的層,所述多層結(jié)構(gòu)通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)各自包含上述材料的層組合在一起來(lái)形成。
此外,如圖1所示,可在第二電極102和發(fā)光層113之間提供電子傳輸層114。本文的電子傳輸層為具有將從第二電極102注入的電子傳輸?shù)桨l(fā)光層113的功能的層。通過(guò)提供電子傳輸層114來(lái)以這種方式使第一電極102與發(fā)光元件113保持距離,可防止因金屬導(dǎo)致的發(fā)射猝滅。
對(duì)電子傳輸層114無(wú)具體限制,可以使用例如用包含喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物來(lái)形成的層,所述金屬絡(luò)合物如三(8-羥基喹啉根)合鋁(縮寫(xiě)Alq3)、三(4-甲基-8-羥基喹啉根)合鋁(縮寫(xiě)Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]喹啉根合(quinolinato))鈹(縮寫(xiě)B(tài)eBq2)或者雙(2-甲基-8-羥基喹啉根)-4-苯基酚根合-鋁(縮寫(xiě)B(tài)Alq)。另外,也可使用例如用包含唑配體或基于噻唑的配體的金屬絡(luò)合物來(lái)形成的層,所述金屬絡(luò)合物如雙[2-(2’-羥基苯基)-苯并唑]合鋅(縮寫(xiě)ZnBOX)或者雙[2-(2’-羥基苯基)-苯并噻唑]合鋅(縮寫(xiě)Zn(BTZ)2)。此外,還可使用用2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-二唑(縮寫(xiě)PBD)、1,3-雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-1,3,4-二唑-2-基]苯(縮寫(xiě)OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1,2,4-三唑(縮寫(xiě)TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-聯(lián)苯基)-1,2,4-三唑(縮寫(xiě)p-EtTAZ)、紅菲咯啉(bathophenanthroline,縮寫(xiě)B(tài)Phen)、浴銅靈(bathocuproin,縮寫(xiě)B(tài)CP)等來(lái)形成的層。優(yōu)選用其中電子遷移率高于上述空穴遷移率的材料來(lái)形成電子傳輸層114。此外,更優(yōu)選用電子遷移率為10-6cm2/V或更高的材料來(lái)形成電子傳輸層114。另外,電子傳輸層114還可以是具有多層結(jié)構(gòu)的層,所述多層結(jié)構(gòu)通過(guò)將兩個(gè)或多個(gè)各自包含上述材料的層組合在一起來(lái)形成。
此外,如圖1所示,在第一電極101和空穴傳輸層112之間可提供空穴注入層。本文的空穴注入層是具有幫助將空穴從充當(dāng)陽(yáng)極的電極注入到空穴傳輸層112的功能的層。
對(duì)空穴注入層111無(wú)具體限制,可以使用例如用金屬氧化物來(lái)形成的層,所述金屬氧化物如氧化鉬(MoOx)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錳(MnOx)。另外,空穴注入層111可用酞菁化合物如酞菁(縮寫(xiě)H2Pc)、酞菁銅(縮寫(xiě)CuPc),芳族胺化合物如4,4’-雙[N-{4-(N,N-二間甲苯基氨基)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫(xiě)DNTPD)或者聚合物如聚(亞乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)水溶液(PEDOT/PSS)來(lái)形成。
此外,如圖1所示,在第二電極102和電子傳輸層114之間可提供電子注入層115。本文的電子注入層是具有幫助將電子從充當(dāng)陰極的電極注入到電子傳輸層114的功能的層。應(yīng)指出的是,當(dāng)沒(méi)有特別提供電子傳輸層時(shí),可通過(guò)在充當(dāng)陰極的電極和發(fā)光層之間提供電子注入層來(lái)幫助電子注入到發(fā)光層中。
電子注入層115是包含本發(fā)明的菲咯啉衍生物的層。雖然對(duì)電子注入層115無(wú)具體限制,但優(yōu)選電子注入層115是包含以下通式(8)表示的菲咯啉衍生物和堿金屬(如鋰)和堿土金屬(如鎂)之一的層。另外,在通式(8)表示的菲咯啉衍生物當(dāng)中,更優(yōu)選的是以下結(jié)構(gòu)式(4)-(7)、(9)和(10)中的任一式表示的菲咯啉衍生物。通過(guò)使用通式(8)表示的菲咯啉衍生物作為電子注入材料來(lái)形成上述電子注入層115,即使當(dāng)?shù)诙姌O102用功函較大的材料來(lái)形成時(shí),也可獲得被很好地驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件。因此,例如,還可更容易地使用氧化銦錫作為電極材料,從而電極材料的選擇范圍得以拓寬。另外,通過(guò)使用通式(8)表示的菲咯啉衍生物作為電子注入材料來(lái)形成上述電子注入層115,即使當(dāng)?shù)诙姌O102不是用昂貴材料(如包含鎂的銀或包含鋰的鋁)而是用廉價(jià)材料(如鋁)來(lái)形成時(shí),也可獲得被很好地驅(qū)動(dòng)的發(fā)光元件。
在通式(8)中,R9選自具有1-4個(gè)碳原子的烷基、具有1-4個(gè)碳原子的烯基和具有6-10個(gè)碳原子的的芳基,其中所述烯基和芳基可具有取代基。
在上述本發(fā)明發(fā)光元件中,空穴注入層111、空穴傳輸層112、發(fā)光層113、電子傳輸層114和電子注入層115各自都可通過(guò)蒸發(fā)法、噴墨法和涂布法中的任一方法來(lái)形成。另外,第一電極101和第二電極也可通過(guò)濺射法和蒸發(fā)法中的任一方法來(lái)形成。
上述本發(fā)明發(fā)光元件能夠有效地進(jìn)行電子注入。因此,本發(fā)明發(fā)光元件能以低驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。另外,由于本發(fā)明發(fā)光元件對(duì)電極材料的選擇范圍寬,可用廉價(jià)的材料來(lái)形成電極。因此,本發(fā)明發(fā)光元件可以低成本制造。
(實(shí)施方式3)實(shí)施方式2所描述的本發(fā)明發(fā)光元件能有效地進(jìn)行電子注入,且能以低驅(qū)動(dòng)電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。因此,通過(guò)將本發(fā)明發(fā)光元件應(yīng)用于象素部分等,可獲得低功耗驅(qū)動(dòng)的發(fā)光裝置。另外,由于本發(fā)明發(fā)光元件可以低成本制造,通過(guò)將本發(fā)明發(fā)光元件應(yīng)用于象素部分等,可獲得廉價(jià)的發(fā)光裝置。
在本實(shí)施方式中,參考圖3-6描述具有顯示功能的發(fā)光裝置的電路結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法。
圖3是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置的俯視示意圖。在圖3中,在襯底6500上提供象素部分6511、源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514。源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514各自通過(guò)一組連線與FPC(撓性印制電路)6503即外部輸入終端連接。此外,源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514各自從FPC 6503接收信號(hào),如視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和重置信號(hào)。另外,印制線路板(PWB)6504與FPC6503連接。應(yīng)指出的是,并不總是有必要在如上所述提供象素部分6511的同一襯底上提供驅(qū)動(dòng)電路部分。例如,可通過(guò)使用在FPC(其上形成有布線圖)上具有IC芯片的TCP,在襯底外部提供驅(qū)動(dòng)電路部分。
在象素部分6511中,眾多縱向延伸的源信號(hào)線橫向排列在一起,各電流供應(yīng)線橫向排列在一起,眾多橫向延伸的柵信號(hào)線縱向排列在一起。此外,在象素部分6511中,還排列了各自都包含發(fā)光元件的眾多電路。
圖4是顯示用于操作一個(gè)象素的電路的圖。圖4所顯示的電路包括第一晶體管901、第二晶體管902和發(fā)光元件903。
第一晶體管901和第二晶體管902各自是包括柵電極、漏區(qū)和源區(qū)的三端元件,且在漏區(qū)和源區(qū)之間包括溝道區(qū)。在本文中,由于源區(qū)和漏區(qū)根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)和操作條件相互轉(zhuǎn)換,難以鑒別出哪一個(gè)是漏區(qū)還是源區(qū)。因此,在本實(shí)施方式中,將充當(dāng)源區(qū)或漏區(qū)的區(qū)分別稱(chēng)為晶體管的第一電極和第二電極。
提供柵信號(hào)線911和寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913以由開(kāi)關(guān)918進(jìn)行電連接或斷開(kāi),提供柵信號(hào)線911和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914以由開(kāi)關(guān)919進(jìn)行電連接或斷開(kāi),提供源信號(hào)線912以由開(kāi)關(guān)920將其與源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915和電源916任一者進(jìn)行電連接。此外,第一晶體管901的柵與柵信號(hào)線911電連接,第一電極與源信號(hào)線912電連接,第二電極與第二晶體管902的柵電極電連接。第二晶體管902的第一電極與電流供應(yīng)線917電連接,第二電極與包括在發(fā)光元件903的一個(gè)電極電連接。應(yīng)指出的是,開(kāi)關(guān)918可包括在寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913中,開(kāi)關(guān)919可包括在擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914中,開(kāi)關(guān)920可包括在源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915中。
另外,對(duì)晶體管、發(fā)光元件等的排列方式無(wú)具體限制。例如,可采用圖5俯視圖所示的排列方式。在圖5中,第一晶體管1001的第一電極與源信號(hào)線1004連接,第二電極與第二晶體管1002的柵電極連接。此外,第二晶體管1002的第一電極與電流供應(yīng)線1005連接,第二電極與發(fā)光元件的電極1006連接。柵信號(hào)線1003的一部分充當(dāng)?shù)谝痪w管1001的柵電極。
接著描述驅(qū)動(dòng)方法。圖6是說(shuō)明每幀操作與時(shí)間的圖。在圖6中,橫向表示時(shí)間的推移,縱向表示柵信號(hào)線的序數(shù)。
當(dāng)用本發(fā)明的發(fā)光裝置來(lái)顯示圖像時(shí),在顯示周期中對(duì)某一屏重復(fù)進(jìn)行重寫(xiě)操作和圖像顯示操作。雖然對(duì)重寫(xiě)次數(shù)無(wú)具體限制,但優(yōu)選重寫(xiě)次數(shù)達(dá)每秒約60次,以使圖像瀏覽者不能辨認(rèn)出閃爍現(xiàn)象。在本文中,對(duì)某一屏(單幀)進(jìn)行重寫(xiě)操作和顯示操作的周期稱(chēng)為單幀周期。
如圖6所示,單幀分成四個(gè)子幀501、502、503和504,分別包括寫(xiě)周期501a、502a、503a和504a及保持周期501b、502b、503b和504b。在保持周期中,發(fā)光元件收到了發(fā)光信號(hào)而處于發(fā)光狀態(tài)。每個(gè)子幀中保持周期長(zhǎng)度之比為,第一子幀501∶第二子幀502∶第三子幀503∶第四子幀504=23∶22∶21∶20=8∶4∶2∶1。這使得4位灰度成為可能。但是,位數(shù)和灰度數(shù)并不限于本文所述。例如,可提供八個(gè)子幀,以顯示8位灰度。
現(xiàn)描述單幀中的操作。首先,在子幀501中,寫(xiě)操作是對(duì)第一行到最后一行的各行按順序進(jìn)行的。因此,寫(xiě)周期501a的開(kāi)始時(shí)間隨各行的不同而不同。各行完成寫(xiě)周期501a后按順序進(jìn)入保持周期501b。在保持周期501b中,發(fā)光元件收到了發(fā)光信號(hào)而處于發(fā)光狀態(tài)。此外,各行完成保持周期501b后按順序進(jìn)入下一子幀502,如同子幀501的情況對(duì)第一行到最后一行的每一行按順序進(jìn)行寫(xiě)操作。重復(fù)上述操作至完成子幀504的保持周期504b。各行完成子幀504的操作后進(jìn)入下一幀。因此,每個(gè)子幀的發(fā)光時(shí)間的總和是每個(gè)發(fā)光元件在單幀中的發(fā)光時(shí)間。通過(guò)改變各發(fā)光元件的該發(fā)光時(shí)間,以在一個(gè)象素中獲得各種組合,可產(chǎn)生出多種發(fā)光度和色度不同的顯示顏色。
如子幀504中,當(dāng)在最后一行完成寫(xiě)操作之前要求強(qiáng)制終止已完成寫(xiě)操作而進(jìn)入保持時(shí)間的行的保持周期時(shí),優(yōu)選在保持周期504b之后提供擦除周期504c,控制行以強(qiáng)制使其處于非發(fā)光狀態(tài)。此外,使被強(qiáng)制處于非發(fā)光狀態(tài)的行保持在非發(fā)光狀態(tài)一定周期(此周期稱(chēng)為非發(fā)光周期504d)。然后,最后一行的寫(xiě)周期504a一完成,從第一行開(kāi)始各行就按順序進(jìn)入下一寫(xiě)周期(或下一幀)。這使得可以防止子幀504的寫(xiě)周期504a與下一子幀的寫(xiě)周期重疊。
雖然在本實(shí)施方式中子幀501至504是按保持周期從最長(zhǎng)到最短的順序排列的,但并不總是有必要采取本實(shí)施方式的排列方式。例如,子幀501至504可按保持周期從最短到最長(zhǎng)的順序排列,或者可按隨機(jī)順序排列。另外,各子幀還可再細(xì)分成多個(gè)幀。也就是說(shuō),雖然是發(fā)出相同的圖像信號(hào),但可不止一次地進(jìn)行柵信號(hào)線的掃描。
現(xiàn)描述圖4所示的電路在寫(xiě)周期和擦除周期中的操作。
首先描述寫(xiě)周期中的操作。在寫(xiě)周期中,第n條(n是自然數(shù))柵信號(hào)線911通過(guò)開(kāi)關(guān)918與寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913電連接,與擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914斷開(kāi)。另外,源信號(hào)線912通過(guò)開(kāi)關(guān)920與源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915電連接。在這種情況下,向與第n條(n是自然數(shù))柵信號(hào)線911連接的第一晶體管901的柵輸入信號(hào),以開(kāi)啟第一晶體管901。而在此時(shí)刻,同時(shí)向第一條到最后一條源信號(hào)線912輸入圖像信號(hào)。應(yīng)指出的是,從各條源信號(hào)線912輸入的圖像信號(hào)互相獨(dú)立。從各條源信號(hào)線912輸入的圖像信號(hào),通過(guò)與源信號(hào)線912連接的第一晶體管901輸入到第二晶體管902的柵電極。在此時(shí)刻,待從電流供應(yīng)線917供應(yīng)到發(fā)光元件903的電流,其值由輸入到第二晶體管902的信號(hào)決定。然后,視電流值決定發(fā)光元件903是否發(fā)光。例如,當(dāng)?shù)诙w管902是P溝道晶體管時(shí),通過(guò)向第二晶體管902的柵電極輸入低電平信號(hào)使發(fā)光元件903發(fā)光。另一方面,當(dāng)?shù)诙w管902是N溝道晶體管時(shí),通過(guò)向第二晶體管902的柵電極輸入高電平信號(hào)使發(fā)光元件903發(fā)光。
接著描述擦除周期中的操作。在擦除周期中,第n條(n是自然數(shù))柵信號(hào)線911通過(guò)開(kāi)關(guān)919與擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914電連接。另外,源信號(hào)線912通過(guò)開(kāi)關(guān)920與電源916電連接。在這種情況下,向與第n條(n是自然數(shù))柵信號(hào)線911連接的第一晶體管901的柵輸入信號(hào),以開(kāi)啟第一晶體管901。而在此時(shí)刻,同時(shí)向第一條到最后一條源信號(hào)線912輸入擦除信號(hào)。從各條源信號(hào)線912輸入的擦除信號(hào),通過(guò)與源信號(hào)線912連接的第一晶體管901輸入到第二晶體管902的柵電極。在這一時(shí)刻,根據(jù)輸入到第二晶體管902的信號(hào)中斷從電流供應(yīng)線917到發(fā)光元件903的電流供應(yīng)。然后,使發(fā)光元件903強(qiáng)制地處于非發(fā)光狀態(tài)。例如,當(dāng)?shù)诙w管902是P溝道晶體管時(shí),通過(guò)向第二晶體管902的柵電極輸入高電平信號(hào)使發(fā)光元件903不發(fā)光。另一方面,當(dāng)?shù)诙w管902是N溝道晶體管時(shí),通過(guò)向第二晶體管902的柵電極輸入低電平信號(hào)使發(fā)光元件903不發(fā)光。
應(yīng)指出的是,對(duì)于第n行(n是自然數(shù)),擦除信號(hào)在擦除周期中按上述操作輸入。但是,如上所述,在第n行(n是自然數(shù))處于擦除周期時(shí),另一行(稱(chēng)為第m行(m是自然數(shù)))可能處于寫(xiě)周期。在這種情況下,有必要使用相同的源信號(hào)線,來(lái)將擦除信號(hào)輸入到第n行和將寫(xiě)信號(hào)輸入到第m行。因此,優(yōu)選進(jìn)行以下描述的操作。
第n個(gè)發(fā)光元件903一通過(guò)上述擦除周期的操作被造成不發(fā)光,就使柵信號(hào)線911和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914互相斷開(kāi),并且將開(kāi)關(guān)920轉(zhuǎn)換至使源信號(hào)線912與源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915連接。然后,除使源信號(hào)線912與源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915連接的之外,使柵信號(hào)線911與寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913連接。接著,從寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913選擇性地向第m條柵信號(hào)線911輸入信號(hào),以開(kāi)啟第一晶體管901,并且從源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915向第一條到最后一條源信號(hào)線912輸入寫(xiě)信號(hào)。這一信號(hào)使得第m個(gè)發(fā)光元件903處于發(fā)光或不發(fā)光狀態(tài)。
第m行的寫(xiě)周期一如上所述完成,就開(kāi)始第(n+1)行的寫(xiě)周期。對(duì)于此目的,使柵信號(hào)線911和寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913互相不連接,將開(kāi)關(guān)920轉(zhuǎn)換至使源信號(hào)線912與電源916連接。此外,使與寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913斷開(kāi)的柵信號(hào)線911與擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914連接。接著,從擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914選擇性地向第(n+1)柵信號(hào)線911輸入信號(hào),以開(kāi)啟第一晶體管901,并且從電源916輸入擦除信號(hào)。第(n+1)行的擦除周期一完成,就開(kāi)始第(m+1)行的寫(xiě)周期。然后,可以按相同方式重復(fù)擦除周期和寫(xiě)周期,直到最后一行的擦除周期完成為止。
雖然本實(shí)施方式描述的實(shí)例是第m行的寫(xiě)周期在第n行的擦除周期和第(n+1)行的擦除周期之間提供,但本發(fā)明并不限于此。第m行的寫(xiě)周期可在第(n-1)行的擦除周期和第n行的擦除周期之間提供。
另外,在本實(shí)施方式中,由于在子幀504中提供非發(fā)光周期504d,重復(fù)進(jìn)行將擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914和一條柵信號(hào)線911互相斷開(kāi),以及將寫(xiě)柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913和另一條柵信號(hào)線911互相連接的操作。在沒(méi)有特別提供非發(fā)光周期的子幀中也可進(jìn)行這類(lèi)操作。
(實(shí)施方式4)現(xiàn)參考圖7A-7C描述包括本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置的橫截面視圖實(shí)例。
在圖7A-7C的各圖中,虛線所包圍的部分是供以驅(qū)動(dòng)本發(fā)明發(fā)光元件12的晶體管11。發(fā)光元件12是本發(fā)明發(fā)光元件,其在第一電極13和第二電極14之間具有發(fā)光層15。在發(fā)光層15中提供包含本發(fā)明的菲咯啉衍生物的層。第一電極13和晶體管11的漏區(qū)通過(guò)穿過(guò)第一夾層絕緣膜16(16a-16c)的線路17互相電連接。另外,發(fā)光元件12與鄰近提供的另一發(fā)光元件被分隔層18隔開(kāi)。具有根據(jù)本發(fā)明的這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光裝置提供在襯底10上。
在圖7A-7C的各圖中所示的晶體管11是頂柵型TFT(薄膜晶體管),其中柵電極在半導(dǎo)體層的對(duì)側(cè)上提供,作為襯底的中心。但是,對(duì)晶體管11的結(jié)構(gòu)無(wú)具體限制。例如,可使用底柵型TFT。在底柵型TFT的情況下,可使用在形成溝道的半導(dǎo)體層上形成有保護(hù)膜的TFT(溝道保護(hù)型TFT),或者可使用形成溝道的半導(dǎo)體層的一部分是凹面的TFT(溝道蝕刻型TFT)。
另外,形成晶體管11的半導(dǎo)體層可以是晶體層、非晶層或者半非晶層。
以下描述半非晶半導(dǎo)體。半非晶半導(dǎo)體是具有非晶結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)(如單晶結(jié)構(gòu)或多晶結(jié)構(gòu))之間的中間結(jié)構(gòu),且具有在自由能方面穩(wěn)定的第三狀態(tài)的半導(dǎo)體,其包括具有短程有序結(jié)構(gòu)和晶格畸變結(jié)構(gòu)的結(jié)晶區(qū)。此外,在半非晶半導(dǎo)體膜的至少某個(gè)區(qū)中包含有0.5-20nm的晶粒。半非晶半導(dǎo)體的拉曼光譜偏移向520cm-1以下的低波數(shù)側(cè)。在X-射線衍射圖中,觀察到由Si晶格引起的衍射峰(111)和(220)。半非晶半導(dǎo)體中包含有的1原子%或更高的氫或鹵素,以終止懸鍵。因此,半非晶半導(dǎo)體也稱(chēng)為微晶半導(dǎo)體。通過(guò)輝光放電分解硅化物氣體(等離子體CVD),來(lái)形成半非晶半導(dǎo)體。作為硅化物氣體,除可使用SiH4外,還可使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiF4等氣體。硅化物氣體可用H2或者用H2和一種或多種選自He、Ar、Kr和Ne的稀有氣體元素來(lái)稀釋?zhuān)♂尡仍?∶1-1000∶1的范圍內(nèi)。輝光放電過(guò)程中的壓力約在0.1Pa-133Pa的范圍內(nèi),電源頻率在1MHz-120MHz的范圍內(nèi),優(yōu)選13MHz-60MHz。襯底加熱溫度可為300℃或更低,優(yōu)選100-250℃。宜控制大氣組分雜質(zhì)如氧、氮或碳,使膜中的雜質(zhì)元素濃度為1×1020/cm3或更低,具體的說(shuō),氧濃度控制在5×1019/cm3或更低,優(yōu)選1×1019/cm3或更低。
此外,用于半導(dǎo)體層的晶體半導(dǎo)體的具體實(shí)例包括單晶或多晶硅和硅-鍺,這些材料可通過(guò)進(jìn)行激光晶化來(lái)形成,或者可通過(guò)使用例如鎳的元素進(jìn)行固相生長(zhǎng)晶化來(lái)形成。
在使用非晶材料例如非晶硅來(lái)形成半導(dǎo)體層的情況下,優(yōu)選發(fā)光裝置具有以下電路,其中晶體管11和另一個(gè)晶體管(用于形成驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的電路的晶體管)都是N溝道晶體管。若不是這種情況,則發(fā)光裝置具有包括N溝道晶體管和P溝道晶體管之一的電路,或者可具有同時(shí)包括N溝道晶體管和P溝道晶體管的電路。
此外,第一夾層絕緣膜16可以是圖7A和7C所示的多層,或者可以是單層。第一夾層絕緣膜16a包含無(wú)機(jī)材料,如氧化硅或氮化硅。第一夾層絕緣膜16b包含可用于涂層沉積的自流平性(self-flatness)材料,如丙烯酸、硅氧烷或氧化硅。另外,第一夾層絕緣膜16c具有包含氬(Ar)的氮化硅膜。對(duì)各層中包含的材料無(wú)具體限制,因此也可使用本文所提到的材料之外的材料。此外,可將包含這些材料之外的材料的層結(jié)合在一起。這樣,可用無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩者,或者用無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料之一來(lái)形成第一夾層絕緣膜16。
至于分隔層18,優(yōu)選其邊緣部分具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀。另外,使用例如丙烯酸、硅氧烷、抗蝕劑(resist)或氧化硅的材料來(lái)形成分隔層18。可用無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料之一或兩者來(lái)形成分隔層18。
在圖7A和7C的各圖中,在晶體管11和發(fā)光元件12之間只提供第一夾層絕緣膜16。但是,如圖7B所示,除第一夾層絕緣膜16(16a和16b)外還可提供第二夾層絕緣膜19(19a和19b)。在圖7B所示的發(fā)光裝置中,第一電極13通過(guò)第二夾層絕緣膜19與線路17連接。
第二夾層絕緣膜19如同第一夾層絕緣膜16一樣可以是多層或單層。第二夾層絕緣膜19a包含可用于涂層沉積的自流平性材料,如丙烯酸、硅氧烷(這種化合物具有由硅(Si)和氧(O)之間的鍵形成的框架結(jié)構(gòu),包含有機(jī)基團(tuán)如烷基作為取代基)、氧化硅。另外,第二夾層絕緣膜19b具有包含氬(Ar)的氮化硅膜。對(duì)各層中包含的材料無(wú)具體限制,因此也可使用本文所提到的材料之外的材料。此外,可將包含這些材料之外的材料的層組合在一起。這樣,可用無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料兩者,或者用無(wú)機(jī)材料和有機(jī)材料之一來(lái)形成第二夾層絕緣膜19。
在發(fā)光元件12中,在第一電極13和第二電極14都用光傳輸材料來(lái)形成的情況下,如圖7A的兩個(gè)輪廓箭頭所示,發(fā)射光可同時(shí)從第一電極13側(cè)和第二電極14側(cè)傳出。在只有第二電極14用光傳輸材料來(lái)形成的情況下,如圖7B的輪廓箭頭所示,發(fā)射光可只從第二電極14側(cè)傳出。在這種情況下,優(yōu)選第一電極13包含高反射材料,或者在第一電極13的下面提供由高反射材料組成的膜(反射膜)。在只有第一電極13用光傳輸材料來(lái)形成的情況下,如圖7C的輪廓箭頭所示,發(fā)射光可只從第一電極13側(cè)傳出。在這種情況下,優(yōu)選第二電極14包含高反射材料,或者優(yōu)選在第二電極14的上面提供反射膜。
另外,在發(fā)光元件12中,第一電極13可充當(dāng)陽(yáng)極,而第二電極14充當(dāng)陰極,或者第一電極13可充當(dāng)陰極,而第二電極14充當(dāng)陽(yáng)極。但是,在前一情況下晶體管11是P溝道晶體管,在后一情況下晶體管11是N溝道晶體管。
如上所述,在本實(shí)施方式中描述有源發(fā)光裝置,其中發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)由晶體管來(lái)控制。但是,除這種有源發(fā)光裝置外,還可使用無(wú)源發(fā)光裝置,其中驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件而沒(méi)有特別提供驅(qū)動(dòng)元件例如晶體管。無(wú)源發(fā)光裝置也可通過(guò)包括在低驅(qū)動(dòng)電壓下操作的本發(fā)明發(fā)光元件而低功耗驅(qū)動(dòng)。
(實(shí)施方式5)通過(guò)安裝根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置,可獲得能夠在低驅(qū)動(dòng)電壓下操作的電子裝置。
圖8A-8C顯示安裝有應(yīng)用本發(fā)明發(fā)光裝置的電子裝置的實(shí)例。
圖8A顯示根據(jù)本發(fā)明制造的筆記本個(gè)人計(jì)算機(jī),其包括主體5521、框體5522、顯示部分5523和鍵盤(pán)5524。該個(gè)人計(jì)算機(jī)可通過(guò)將具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置結(jié)合到顯示部分5523來(lái)制成。
圖8B顯示根據(jù)本發(fā)明制造的便攜式電話,其包括主體5552、顯示部分5551、聲音輸出部分5554、聲音輸入部分5555、操作鍵5556和5557以及天線5553。該便攜式電話可通過(guò)將具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置結(jié)合到顯示部分5551來(lái)制成。
圖8C根據(jù)本發(fā)明制造的電視機(jī),其包括顯示部分5531、框體5532和揚(yáng)聲器5533。該電視機(jī)可通過(guò)將具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置結(jié)合到顯示部分5531來(lái)制成。
如上所述,本發(fā)明的發(fā)光裝置適合用作各種電子裝置的顯示部分。
此外,除上述電子裝置外,具有本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置還可安裝在例如導(dǎo)航系統(tǒng)和照明器械等裝置上。
(合成實(shí)施例1)這里介紹結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物即5,6-二氫-4,7-二甲基-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉的合成方法。
將催化量(大約5mol%)的一水合對(duì)甲苯磺酸加入到2’-氨基苯乙酮(24.6g,182mmol)和1,2-環(huán)己二酮(10.2g,91mmol)的乙二醇一乙基醚(100mL)溶液中,加熱回流48小時(shí)(合成方案b-1)。將反應(yīng)溶液冷卻至室溫,濾出沉淀固體。濾液用四氫呋喃重結(jié)晶,獲得化合物,產(chǎn)率為38%。所得化合物經(jīng)NMR測(cè)定,可證實(shí)是5,6-二氫-4,7-二甲基-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉。
以下是所得化合物的NMR數(shù)據(jù)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.43(d,2H,J=8.4Hz),7.97(d,2H,J=8.0Hz),7.66(dd,2H,J=8.4,15Hz),7.53(dd,2H,J=8.0,15Hz),3.19(s,4H),2.67(s,6H) 此外,所得化合物用蒸發(fā)法進(jìn)行沉積,用光電子能譜儀(RikenKeiki Co.,Ltd的AC-2型)進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)該薄膜化合物的電離勢(shì)是-5.26eV。另外,用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(JASCO公司的V-550型)測(cè)量該薄膜化合物的吸收光譜,將吸收光譜的較長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)上的吸收邊的波長(zhǎng)造成能隙(3.09eV),發(fā)現(xiàn)該化合物的LUMO能級(jí)是-2.17eV。
(合成實(shí)施例2)這里介紹結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物即5,6-二氫-4,7-二苯基-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉的合成方法。
向2’-氨基苯乙酮(19.3g,98mmol)和1,2-環(huán)己二酮(5.0g,45mmol)的乙二醇一乙基醚(100mL)溶液中加入一水合對(duì)甲苯磺酸(890mg,4.7mmol),加熱回流24小時(shí)。將反應(yīng)溶液冷卻至室溫,過(guò)濾獲得沉淀晶體(合成方案c-1)。所得晶體用氯仿重結(jié)晶,獲得化合物,產(chǎn)率為52%。所得化合物經(jīng)NMR測(cè)定,可證實(shí)是5,6-二氫-4,7-二苯基-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉。
以下是所得化合物的NMR數(shù)據(jù)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.53(d,2H,J=8.4Hz),7.70(ddd,2H,J=2.0,6.3,10.5Hz),7.38-7.56(m,10H),7.31(dd,4H,J=2.0,8.4Hz),2.84(s,4H) 此外,所得化合物用蒸發(fā)法進(jìn)行沉積,用光電子能譜儀(RikenKeiki Co.,Ltd的AC-2型)進(jìn)行測(cè)量,發(fā)現(xiàn)該薄膜化合物的電離勢(shì)是-5.32eV。另外,用紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)(JASCO公司的V-550型)測(cè)量該薄膜化合物的吸收光譜,將吸收光譜的較長(zhǎng)波長(zhǎng)側(cè)上的吸收邊的波長(zhǎng)造成能隙(3.22eV),發(fā)現(xiàn)該化合物的LUMO能級(jí)是-2.10eV。
(合成實(shí)施例3)這里介紹結(jié)構(gòu)式(4)表示的化合物即5,6-二氫-4,7-二[2-(3-氟)苯基乙烯基]-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉的合成方法。
將結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物即5,6-二氫-4,7-二甲基-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉(7.7g,25mmol)和3-氟苯甲醛(9.2g,74mmol)的乙酸酐(大約50mL)溶液加熱回流36小時(shí)(合成方案d-1)。用10%氫氧化鈉溶液使反應(yīng)溶液成堿性,然后用乙酸乙酯進(jìn)行萃取。有機(jī)層用硫酸鎂干燥,過(guò)濾,濃縮,殘余物通過(guò)氧化鋁色譜法(展開(kāi)劑二氯甲烷)純化兩次,獲得化合物。接著,將所得化合物用制備型液相色譜法(JapanAnalytical Industry Co.,Ltd,循環(huán)制備高效液相色譜儀,LC-908W-C60型,展開(kāi)劑氯仿)再作純化,然后,用己烷/乙酸乙酯混合溶液進(jìn)行重結(jié)晶,獲得化合物,產(chǎn)率為15%。所得化合物經(jīng)NMR測(cè)定,可證實(shí)是5,6-二氫-4,7-二[2-(3-氟)苯基乙烯基]-二苯并[b,j]-1,10-菲咯啉。
以下是所得化合物的NMR數(shù)據(jù)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ8.49(d,2H,J=8.7Hz),6.08(d,2H,J=8.4Hz),7.26-7.80(m,12H),7.07(dd,2H,J=7.2,17.0Hz),6.83(d,2H,J=17.0Hz),3.28(s,4H) [實(shí)施方案2] 現(xiàn)參考圖2描述用結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物制造的發(fā)光元件。
將包含硅的氧化銦錫通過(guò)濺射法沉積在襯底701上,形成第一電極702,其中使第一電極702的膜厚為110nm,由玻璃組成的襯底用作襯底701。
接著,將4,4’-雙[N-{4-(N,N-二間甲苯基氨基)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫(xiě)DNTPD)通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第一電極702上,形成由DNTPD組成的第一層703,其中使第一層703的膜厚為50nm。
接著,將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫(xiě)α-NPD)通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第一層703上,形成由α-NPD組成的第二層704,其中使第二層704的膜厚為10nm。
接著,將三(8-羥基喹啉根)合鋁(縮寫(xiě)Alq3)和香豆素6通過(guò)共蒸發(fā)法沉積在第二層704上,形成包含Alq3和香豆素6的第三層705,其中Alq3與香豆素6的重量比控制在1∶0.003。這使得香豆素6分散于Alq3中。另外,使第三層705的膜厚為37.5nm。應(yīng)指出的是,共蒸發(fā)法是從多個(gè)蒸發(fā)源同時(shí)進(jìn)行蒸發(fā)的蒸發(fā)方法。
接著,將Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第三層705上,形成由Alq3組成的第四層706,其中使第四層706的膜厚為20nm。
接著,將結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物和鋰通過(guò)共蒸發(fā)法沉積在第四層706上,形成包含結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物和鋰的第五層707,其中結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物與鋰的重量比控制在1∶0.01。這使得鋰分散于結(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物中。另外,使第五層707的膜厚為20nm。
接著,將鋁通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第五層707上,形成第二電極708。使第二電極708的膜厚為100nm。
在這樣制造出的發(fā)光元件中,當(dāng)向第一電極702和第二電極708施加電壓以使電流流動(dòng)時(shí),香豆素6即產(chǎn)生發(fā)光。在這種情況下,第一電極702充當(dāng)陽(yáng)極,二電極708充當(dāng)陰極。另外,第一層703、第二層704、第三層705、第四層706和第五層707分別充當(dāng)空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。
圖9和10分別顯示本實(shí)施方案中發(fā)光元件的電壓-亮度特性和亮度-電流效率特性。在圖9中,橫軸表示電壓,縱軸表示亮度。此外,圖10中橫軸表示亮度,縱軸表示電流效率。由圖10確定出,本實(shí)施方案的發(fā)光元件在1000cd/m2的亮度下提供大約11cd/A的電流效率,因此是電流效率極好的發(fā)光元件。另外,該發(fā)光元件顯示發(fā)光的CIE色度坐標(biāo)為(x,y)=(0.29,0.63)。
從上述結(jié)果可以看出,從本實(shí)施方案的發(fā)光元件可很好地獲得衍生自香豆素6的發(fā)光,且該發(fā)光元件的電流效率極好。據(jù)認(rèn)為這是因?yàn)榘Y(jié)構(gòu)式(9)表示的化合物和鋰的層能很好地起到電子注入層的作用。
以下描述用結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物制造的發(fā)光元件。應(yīng)指出的是,圖2用于描述,因?yàn)楸緦?shí)施方案的發(fā)光元件和實(shí)施方案2的發(fā)光元件一樣,具有在第一電極和第二電極之間包含五個(gè)層的相同結(jié)構(gòu)。
將包含硅的氧化銦錫通過(guò)濺射法沉積在襯底701上,形成第一電極702,其中使第一電極702的膜厚為110nm,由玻璃組成的襯底用作襯底701。
接著,將4,4’-雙[N-{4-(N,N-二間甲苯基氨基)苯基}-N-苯基氨基]聯(lián)苯(縮寫(xiě)DNTPD)通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第一電極702上,形成由DNTPD組成的第一層703,其中使第一層703的膜厚為50nm。
接著,將4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(縮寫(xiě)α-NPD)通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第一層703上,形成由α-NPD組成的第二層704,其中使第二層704的膜厚為10nm。
接著,將三(8-羥基喹啉根)合鋁(縮寫(xiě)Alq3)和香豆素6通過(guò)共蒸發(fā)法沉積在第二層704上,形成包含Alq3和香豆素6的第三層705,其中Alq3與香豆素6的重量比控制在1∶0.003。這使得香豆素6分散于Alq3中。另外,使第三層705的膜厚為37.5nm。
接著,將Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第三層705上,形成由Alq3組成的第四層706,其中使第四層706的膜厚為20nm。
接著,將結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物和鋰通過(guò)共蒸發(fā)法沉積在第四層706上,形成包含結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物和鋰的第五層707,其中結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物與鋰的重量比控制在1∶0.01。這使得鋰分散于結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物中。另外,使第五層707的膜厚為20nm。
接著,將鋁通過(guò)真空蒸發(fā)法沉積在第五層707上,形成第二電極708。
如上所述,本實(shí)施方案的發(fā)光元件與實(shí)施方案2的發(fā)光元件的不同之處在于第五層707所包含的物質(zhì)。但是,本實(shí)施方案的發(fā)光元件的其余部分制造成具有與實(shí)施方案2的發(fā)光元件相同的結(jié)構(gòu)。
在這樣制造出的發(fā)光元件中,當(dāng)向第一電極702和第二電極708施加電壓以使電流流動(dòng)時(shí),香豆素6即產(chǎn)生發(fā)光。在這種情況下,第一電極702充當(dāng)陽(yáng)極,第二電極708充當(dāng)陰極。另外,由DNTPD組成的第一層703、由α-NPD組成的第二層704、包含Alq3和香豆素6的第三層705、由Alq3組成的第四層706和包含結(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物和鋰(Li)的第五層707,分別充當(dāng)空穴注入層、空穴傳輸層、發(fā)光層、電子傳輸層和電子注入層。
圖11和12分別顯示本實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性和亮度-電流效率特性。在圖11中,橫軸表示電壓,縱軸表示亮度。而在圖12中,橫軸表示亮度,縱軸表示電流效率。由圖11和12確定出,本實(shí)施方案的發(fā)光元件在1000cd/m2的亮度下提供大約8.5cd/A的電流效率,因此是電流效率極好的發(fā)光元件,且本實(shí)施方案的發(fā)光元件當(dāng)施加10V的電壓時(shí)能以10000cd/m2的高亮度發(fā)光。另外,該發(fā)光元件顯示發(fā)光的CIE色度坐標(biāo)為(x,y)=(0.29,0.62)。
從上述結(jié)果可以看出,從本實(shí)施方案的發(fā)光元件可很好地獲得衍生自香豆素6的發(fā)光,且該發(fā)光元件的電流效率極好。據(jù)認(rèn)為這是因?yàn)榘Y(jié)構(gòu)式(10)表示的化合物和鋰的層能很好地起到電子注入層的作用。
雖然已參考附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了完整的描述,但應(yīng)認(rèn)識(shí)到,本發(fā)明的各種變化和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。因此,除非這種變化和修改背離了以下權(quán)利要求書(shū)確定的本發(fā)明的范圍,否則它們應(yīng)被解釋為包括在本發(fā)明范圍內(nèi)。
本申請(qǐng)基于2004年7月7日向日本專(zhuān)利局提交的系列號(hào)為2004-200059的日本專(zhuān)利申請(qǐng),該專(zhuān)利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合到本文中。
權(quán)利要求
1.一種通式(1)表示的菲咯啉衍生物, 其中R1-R5各自選自氫原子、具有1-4個(gè)碳原子的烷基和鹵素基團(tuán)。
2.一種通式(2)表示的電子注入材料, 其中R6選自具有1-4個(gè)碳原子的烷基、具有1-4個(gè)碳原子的烯基和具有6-10個(gè)碳原子的的芳基。
3.一種發(fā)光元件,所述發(fā)光元件包含權(quán)利要求1的菲咯啉衍生物和至少一種選自堿金屬和堿土金屬的元素。
4.一種發(fā)光元件,所述發(fā)光元件包括的層包含通式(3)表示的菲咯啉衍生物和至少一種選自堿金屬和堿土金屬的元素 其中R7選自具有1-4個(gè)碳原子的烷基、具有1-4個(gè)碳原子的烯基和具有6-10個(gè)碳原子的芳基。
5.一種發(fā)光裝置,所述發(fā)光裝置包含權(quán)利要求3或4的發(fā)光元件。
6.一種具有顯示功能的發(fā)光裝置,所述發(fā)光裝置包括象素部分,所述象素部分中排列有包括權(quán)利要求3或4的發(fā)光元件的電路。
7.一種電子裝置,所述電子裝置將權(quán)利要求5的發(fā)光裝置用于顯示部分。
8.一種電子裝置,所述電子裝置將權(quán)利要求6的發(fā)光裝置用于顯示部分。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供可用作電子注入材料的新型材料。另外,本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供能夠拓寬電極材料的選擇范圍的發(fā)光元件。本發(fā)明的一個(gè)方面是通式(2)表示的電子注入材料。在通式(2)中,R
文檔編號(hào)H05B33/14GK1980928SQ200580022560
公開(kāi)日2007年6月13日 申請(qǐng)日期2005年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者野村亮二, 熊木大介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所