專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光設(shè)備和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種其中發(fā)光物質(zhì)被插入在一對(duì)電極之間的電流激勵(lì)(currentexcitation)型發(fā)光元件、一種具有該發(fā)光元件的發(fā)光設(shè)備、以及一種電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)使用電致發(fā)光的發(fā)光元件進(jìn)行了廣泛的研究和開發(fā)。在該發(fā)光元件的基本結(jié)構(gòu)中，包含具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的層被插入在一對(duì)電極之間。通過(guò)將電壓施加到該元件，可以獲得來(lái)自具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)光。由于該發(fā)光元件具有自發(fā)光類型，因此其具有優(yōu)于液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)，諸如像素的高可見(jiàn)性以及不需要背光，并且其被認(rèn)為適于用作平板顯示器元件。此外，該發(fā)光元件可被制造為是薄且輕的，這是極大的優(yōu)點(diǎn)。而且，該發(fā)光元件還具有響應(yīng)速度特別快的特征。而且，由于該發(fā)光元件可被形成為膜的形式，因此通過(guò)形成大面積的元件可以容易地獲得平面發(fā)光。而通過(guò)以白熾燈或LED為代表的點(diǎn)光源，或者通過(guò)以熒光燈為代表的線光源，不能容易地實(shí)現(xiàn)這一特征。因此，該發(fā)光元件具有作為可應(yīng)用于照明等的平面光源的高的利用價(jià)值。根據(jù)具有發(fā)光屬性的物質(zhì)是有機(jī)化合物還是無(wú)機(jī)化合物，對(duì)利用電致發(fā)光的發(fā)光元件進(jìn)行大致的分類。在本發(fā)明中，有機(jī)化合物用作具有發(fā)光屬性的物質(zhì)。在該情況中，通過(guò)將電壓施加到發(fā)光元件，電子和空穴被從一對(duì)電極注入到包含具有發(fā)光屬性的有機(jī)化合物的層中，從而使得電流流動(dòng)。隨后，通過(guò)這些載流子(電子和空穴)復(fù)合，具有發(fā)光屬性的有機(jī)化合物形成激發(fā)態(tài)，并且當(dāng)激發(fā)態(tài)返回基態(tài)時(shí)發(fā)射光?；谠摍C(jī)制，該發(fā)光元件被稱為電流激勵(lì)型發(fā)光元件。應(yīng)當(dāng)注意，作為有機(jī)化合物形成的激發(fā)態(tài)的類型，可以存在單重激發(fā)態(tài)和三重激發(fā)態(tài)，并且單重激發(fā)態(tài)的情況中發(fā)射的光被稱為熒光，而三重激發(fā)態(tài)的情況中發(fā)射的光被稱為磷光。在改進(jìn)該發(fā)光元件的元件特性時(shí)存在取決于物質(zhì)的許多問(wèn)題。因此，已經(jīng)進(jìn)行了元件結(jié)構(gòu)、物質(zhì)開發(fā)等改進(jìn)以解決這些問(wèn)題。例如，在非專利文獻(xiàn)I (:Tetsuo TSUTSUI和其他八位作者，Japanese Journal ofApplied physics (日本應(yīng)用物理雜志)，Vol. 38，L1502-L1504(1999))中，通過(guò)提供空穴阻擋層，使用磷光物質(zhì)的發(fā)光元件高效地發(fā)光。然而，如非專利文獻(xiàn)I中所描述的，存在如下問(wèn)題，即，該空穴阻擋層不具有耐久性(durability)并且發(fā)光元件的壽命是特別短的。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到前述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于通過(guò)形成元件結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，提供一種具有高的發(fā)光效率和比傳統(tǒng)發(fā)光元件更長(zhǎng)的壽命的發(fā)光元件。另一目的在于提供一種具有高的發(fā)光效率的發(fā)光設(shè)備和電子設(shè)備。本發(fā)明的一個(gè)特征是這樣的發(fā)光元件，其包括在一對(duì)電極之間的EL層，其中該EL層至少包括具有空穴注入屬性的第一層(空穴注入層)和具有空穴輸運(yùn)屬性的第二層(空穴輸運(yùn)層)，該第一層和第二層在具有發(fā)光屬性的第三層(發(fā)光層)和用作該對(duì)電極的陽(yáng)極的電極之間；并且第二層的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))的絕對(duì)值大于第一層的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))。應(yīng)當(dāng)注意,在上述結(jié)構(gòu)中第二層的HOMO能級(jí)的絕對(duì)值比第一層的HOMO能級(jí)的絕
對(duì)值大出大于或等于0. IeV0在本發(fā)明中，具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的形成使得可以形成第一層(空穴注入層)和第二層(空穴輸運(yùn)層)之間的能隙，并且可以抑制從第一層(空穴注入層)到第二層(空穴輸運(yùn)層)中的空穴注入量，該空穴是從用作陽(yáng)極的電極側(cè)注入的。因此，可以使發(fā)光元件的發(fā)光效率增加。本發(fā)明的另一特征在于，除了上述結(jié)構(gòu)之外，在用作陰極的電極和第三層(發(fā)光層)之間包括控制電子輸運(yùn)的第四層(載流子控制層);第四層由具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物和具有空穴輸運(yùn)屬性的第二有機(jī)化合物形成；并且第二有機(jī)化合物的含量在質(zhì)量比上小于總量的50%。應(yīng)當(dāng)注意，優(yōu)選的是，控制第二有機(jī)化合物的濃度以使得第二有機(jī)化合物的含量變?yōu)榭偭康膌wt%至20wt%。本發(fā)明的另一特征在于，在上述結(jié)構(gòu)中，在使第四層(載流子控制層)發(fā)揮動(dòng)力學(xué)作用的情況中，第二有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))的絕對(duì)值相對(duì)于第一有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))的絕對(duì)值具有小于或等于0. 3eV的差，并且當(dāng)?shù)谝挥袡C(jī)化合物的偶極矩是P1并且第二有機(jī)化合物的偶極矩是P2時(shí)，滿足關(guān)系PiA^ >3。優(yōu)選的是，在上述結(jié)構(gòu)中，金屬絡(luò)合物被用于第一有機(jī)化合物并且芳族胺化合物被用于第二有機(jī)化合物。本發(fā)明的另一特征在于，除了上述結(jié)構(gòu)之外，在使第四層(載流子控制層)發(fā)揮熱力學(xué)作用時(shí)，第四層由具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物和具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物形成；并且第二有機(jī)化合物的含量在質(zhì)量比上小于總量的50%。應(yīng)當(dāng)注意，更優(yōu)選的是，控制第二有機(jī)化合物的濃度以使得第二有機(jī)化合物的含量變?yōu)榭偭康?. ^^%至5wt%。本發(fā)明的另一特征在于，第二有機(jī)化合物的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值比第一有機(jī)化合物的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值高出大于或等于0. 3eV。此外，優(yōu)選的是，金屬絡(luò)合物用于第一有機(jī)化合物并且香豆素衍生物或喹吖啶酮衍生物用于第二有機(jī)化合物。優(yōu)選的是，在上述結(jié)構(gòu)中，第四層的厚度大于或等于5nm并且小于或等于20nm。優(yōu)選的是，在每個(gè)上述結(jié)構(gòu)中，第三層(發(fā)光層)包含具有電子輸運(yùn)屬性的材料。本發(fā)明在其范疇中包括一種具有上述發(fā)光元件的發(fā)光設(shè)備和具有該發(fā)光設(shè)備的電子設(shè)備。本說(shuō)明書中的發(fā)光設(shè)備意指圖像顯示設(shè)備、發(fā)光設(shè)備或者光源(包括照明系統(tǒng))。此外，該發(fā)光設(shè)備在其范疇中包括任何如下模塊其中諸如柔性印刷電路(FPC)、帶式自動(dòng)接合(TAB)帶、或者帶式載體封裝(TCP)的連接器附連到發(fā)光設(shè)備的模塊；具有在末端處配備有印刷布線板的TAB帶或TCP的模塊；和具有通過(guò)玻璃上芯片(COG)方法直接安裝在發(fā)光元件上面的集成電路(IC)的模塊。本發(fā)明使得可以抑制從第一層(空穴注入層)到第二層(空穴輸運(yùn)層)中的作為發(fā)光元件的載流子的空穴的注入量；因此，可以增加發(fā)光層中的復(fù)合概率并且可以增加發(fā)光元件的發(fā)光效率。而且，通過(guò)組合能夠減小電子輸運(yùn)率(transport rate)的結(jié)構(gòu),可以獲得具有高效率和長(zhǎng)壽命的發(fā)光元件。而且，通過(guò)將本發(fā)明的發(fā)光元件應(yīng)用于發(fā)光設(shè)備和電子設(shè)備，可以獲得具有減小的功耗的發(fā)光設(shè)備和電子設(shè)備。


在附圖中圖I是示出實(shí)施模式I中的發(fā)光元件的能帶結(jié)構(gòu)的視圖；圖2A和2B是均示出實(shí)施模式I中的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的視圖；圖3A至3C是均示出實(shí)施模式I中的發(fā)光元件的發(fā)射模式的視圖；圖4是示出實(shí)施模式2中的發(fā)光元件的能帶結(jié)構(gòu)的視圖；圖5A和5B是均示出實(shí)施模式2中的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的視圖；圖6A和6B均示出實(shí)施模式2中的發(fā)光元件的發(fā)射模式的視圖；圖7是示出實(shí)施模式2中的發(fā)光元件的能帶結(jié)構(gòu)的視圖；圖8是示出實(shí)施模式3中的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的視圖；圖9A和9B是示出實(shí)施模式4中的有源矩陣發(fā)光設(shè)備的視圖；圖IOA和IOB是示出實(shí)施模式4中的無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備的視圖；圖IlA至IlD是示出實(shí)施模式5中的電子設(shè)備的視圖；圖12是示出使用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備作為背光的液晶顯示設(shè)備的視圖；圖13是示出使用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的臺(tái)燈的視圖；圖14是示出本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的室內(nèi)照明設(shè)備的視圖；圖15是示出實(shí)施例I中的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的視圖；圖16A和16B是均示出實(shí)施例2中的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)的視圖；圖17是示出發(fā)光元件I至5的電流密度對(duì)亮度特性的曲線圖；圖18是示出發(fā)光元件I至5的電壓對(duì)亮度特性的曲線圖；圖19是示出發(fā)光元件I至5的亮度對(duì)電流效率特性的曲線圖；圖20是示出發(fā)光元件I至4的發(fā)射譜的曲線圖；圖21是示出發(fā)光元件6至9的電流密度對(duì)亮度特性的曲線圖；圖22是示出發(fā)光元件6至9的電壓對(duì)亮度特性的曲線圖；圖23是示出發(fā)光元件6至9的亮度對(duì)電流效率特性的曲線圖；圖24是示出發(fā)光元件6至8的發(fā)射譜的曲線圖；圖25是示出通過(guò)恒流驅(qū)動(dòng)使發(fā)光元件6至9持續(xù)點(diǎn)亮的連續(xù)照明測(cè)試的結(jié)果的曲線圖；圖26是示出YGASF的CV特性的曲線圖；圖27是示出YGABP的CV特性的曲線圖；圖28是示出O-YGAlBP的CV特性的曲線圖；圖29是示出m-YGAlBP的CV特性的曲線圖30是示出NPB的CV特性的曲線圖；圖31是示出Alq的CV特性的曲線圖；圖32是示出DPQd 的CV特性的曲線圖；并且圖33是示出2PCAPA的CV特性的曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施模式。應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不限于下文的描述并且可以用多種方式修改本發(fā)明的模式和細(xì)節(jié)而不偏離本發(fā)明的目的和范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)被理解為限于下面的實(shí)施方式的描述。[實(shí)施模式I]在實(shí)施模式I中，將描述具有能夠抑制從發(fā)光兀件的第一層(空穴注入層)到第二層(空穴輸運(yùn)層)的空穴注入量的結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光元件。實(shí)施模式I中的發(fā)光元件包括作為陽(yáng)極的第一電極、作為陰極的第二電極和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的EL層。對(duì)于EL層，只要從第一電極側(cè)順序至少堆疊空穴注入層、空穴輸運(yùn)層和發(fā)光層；空穴注入層由使得不管第一電極的功函數(shù)都易于注入空穴的復(fù)合材料(composite material)形成；并且空穴輸運(yùn)層和空穴注入層被提供為使得空穴輸運(yùn)層的HOMO能級(jí)(絕對(duì)值)變得比空穴注入層的HOMO能級(jí)(絕對(duì)值)深(大)，即是可接受的。對(duì)其他層不存在特別限制。在將電壓施加到第一電極102和第二電極104，從而使第一電極102的電位變得高于第二電極104的電位時(shí)，實(shí)施模式I中的發(fā)光元件發(fā)光。將描述如圖I中所示的情況，其中EL層103具有這樣的結(jié)構(gòu)從第一電極102側(cè)起，包括第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112、第三層(發(fā)光層)113、第四層(電子輸運(yùn)層)114、和第五層(電子注入層)115。在圖I中示出的發(fā)光元件的EL層103中，第一層(空穴注入層)111是使用復(fù)合材料形成的，在該復(fù)合材料中在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含具有受主屬性的物質(zhì)；因此，費(fèi)米能級(jí)被移位并且在第一層(空穴注入層)111和第一電極102之間的界面附近出現(xiàn)能帶成頭(band heading)。因此,第一電極102和第一層(空穴注入層)111之間的界面附近的注入勢(shì)壘變小(或者實(shí)際上消失)，并且因此從第一電極102到第一層(空穴注入層)111中的空穴的隧穿注入變?yōu)榭赡?，如同形成了歐姆接觸。第二層(空穴輸運(yùn)層)112和第一層(空穴注入層)111被提供為使得第二層(空穴輸運(yùn)層)112的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)變得比第一層(空穴注入層)111的深(大)。該結(jié)構(gòu)使得可以抑制從第一層(空穴注入層)111到第二層(空穴輸運(yùn)層)112中的空穴注入量。因此，相比于其中未提供第二層(空穴輸運(yùn)層)112的能隙的情況，在該結(jié)構(gòu)的情況中可以更加抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量。應(yīng)當(dāng)注意，具體地，第二層112的HOMO能級(jí)的絕對(duì)值優(yōu)選地比第一層111的HOMO能級(jí)大出大于或等于0. IeV0應(yīng)當(dāng)注意，圖I中示出的結(jié)構(gòu)的形成使得可以抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量；因此，可以實(shí)現(xiàn)更高效率的發(fā)光元件。因此，在本發(fā)明中，如上文所述，通過(guò)使用其中在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含具有受主屬性的物質(zhì)的復(fù)合材料來(lái)形成第一層(空穴注入層)111，相比于使用其中第二層(空穴輸運(yùn)層)112的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)比第一層(空穴注入層)111的深(大)的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)來(lái)嘗試增加元件效率的情況，可以使驅(qū)動(dòng)電壓的增加保持最小。圖I中示出的本發(fā)明的該結(jié)構(gòu)在第三層(發(fā)光層)113包含具有電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的情況中是特別有效的。在第三層(發(fā)光層)113包含具有電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的情況中，發(fā)光區(qū)域位于第三層(發(fā)光層)113和第二層(空穴輸運(yùn)層)112之間的界面附近。這樣，如果因過(guò)多的空穴而在該界面附近生成陽(yáng)離子，則由于陽(yáng)離子用作淬滅劑，因此發(fā)光效率顯著下降。然而，由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)抑制了空穴的注入量，因此可以抑制第三層(發(fā)光層)113周圍的陽(yáng)離子生成和發(fā)光效率的下降。因此，可以形成具有高的發(fā)光效率的發(fā)光元件。將參照?qǐng)D2A和2B描述實(shí)施模式I中的發(fā)光兀件的結(jié)構(gòu)。基板101用作發(fā)光兀件的支撐物。例如，玻璃、石英、塑料等可用于基板101?；?01可以保留在作為利用本發(fā)明的發(fā)光元件的產(chǎn)品的發(fā)光設(shè)備或電子設(shè)備 中。替代的，基板101可以僅用作發(fā)光元件的制造工藝中的支撐物，不保留在最終產(chǎn)品中。在基板101上方形成的第一電極102優(yōu)選地由均具有高的功函數(shù)(具體地，大于或等于4. OeV的功函數(shù))的金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或其混合物等形成。具體地，給出如下示例氧化銦錫(IT0)、包含娃或氧化娃的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZ0)、包含氧化鶴和氧化鋅的氧化銦(IWZO)等。此外，金(Au)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鑰(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。然而，在本發(fā)明中，由于被形成為與第一電極102接觸的EL層103中的第一層111是使用使得不管第一電極102的功函數(shù)都易于注入空穴的復(fù)合材料形成的，因此可以使用每種已知的材料，只要該材料可以用作電極材料(例如，金屬、合金、導(dǎo)電化合物、其混合物，以及屬于元素周期表的族I或族2的元素)。這些材料通常通過(guò)濺射方法形成。例如，可以通過(guò)使用其中1*〖％至20wt%的氧化鋅混合到氧化銦中的靶的濺射方法，來(lái)形成氧化銦鋅(IZ0)，或者，可以通過(guò)使用其中0. 5wt%至5wt%的氧化鶴和0. lwt%至lwt%的氧化鋅混合到氧化銦中的革巴的派射方法,來(lái)形成包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZ0)。替代的，可以使用真空蒸發(fā)方法、涂覆方法、噴墨方法、或旋涂方法等。在第一電極102上方形成的EL層103可以使用已知的材料形成，并且可以使用低分子化合物或高分子化合物。應(yīng)當(dāng)注意，用于形成EL層103的材料不僅包括有機(jī)化合物而且還部分地包括無(wú)機(jī)化合物。EL層103通過(guò)如下方式形成，即適當(dāng)?shù)亟M合和堆疊包含具有高的空穴注入屬性的物質(zhì)的空穴注入層、包含具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的空穴輸運(yùn)層、由發(fā)光物質(zhì)形成的發(fā)光層、包含具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的電子輸運(yùn)層、包含具有高的電子注入屬性的物質(zhì)的電子注入層等。應(yīng)當(dāng)注意,在實(shí)施模式I中，對(duì)于EL層103,需要從第一電極102側(cè)起至少順序堆疊空穴注入層、空穴輸運(yùn)層和發(fā)光層，空穴注入層是使用復(fù)合材料形成的，并且空穴輸運(yùn)層和空穴注入層被提供為使得空穴輸運(yùn)層的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)變得比空穴注入層的HOMO能級(jí)深(大)。參照?qǐng)D2A和2B，將描述如下情況，其中EL層103包括通過(guò)與圖I相似的方式從第一電極102側(cè)起順序堆疊的第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112、第三層(發(fā)光層)113、第四層(電子輸運(yùn)層)114和第五層(電子注入層)115。在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含受主物質(zhì)的復(fù)合材料被用于本發(fā)明中的第一層(空穴注入層)111。使用在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含受主物質(zhì)的復(fù)合材料，從而可以不管電極的功函數(shù)來(lái)選擇用于形成電極的材料。即，不僅具有高的功函數(shù)的材料，而且具有低的功函數(shù)的材料，也可用于第一電極102。該復(fù)合材料可以通過(guò)具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)和受主物質(zhì)的共同蒸發(fā)形成。應(yīng)當(dāng)注意，在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)“復(fù)合”不僅意指其中兩種材料簡(jiǎn)單地混合的狀態(tài)，而且還意指其中多種材料混合并且因此電荷在多種材料之間轉(zhuǎn)移的狀態(tài)?？梢允褂弥T如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳烴和高分子化合物(低聚物、樹狀化合物、聚合物等)的多種化合物，作為用于該復(fù)合材料的有機(jī)化合物。用于該復(fù)合材料的有機(jī)化合物優(yōu)選地是具有高的空穴輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物。具體地，優(yōu)選地使用具有大于或等于10-6cm2/Vs的空穴遷移率的物質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意，可以使用其他材料，只要這些材料具有高于電子輸運(yùn)屬性的空穴輸運(yùn)屬性。下文將具體描述可用于該復(fù)合材料的有機(jī)化合物。 可以給出如下示例作為可用于該復(fù)合材料的有機(jī)化合物諸如4，4'，4〃_三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(MTDATA)、4，4'，4〃-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、4，4' -二 [N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(DPBA)、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(DNTH))、1，3，5-三[N- (4- 二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(DPA3B )、3- [N- (9-苯基咔唑_3_基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCAI)、3，6- 二 [N_(9_苯基咔唑_3_基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCA2)、3- [N- (I-萘基)-N- (9-苯基咔唑_3_基)氨基]-9-苯基咔唑(PCzPCNl )、4,4' -二 [N-(I-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(NPB或a-NPD)和N，N' -二(3-甲基苯基)-N，N' - 二苯基_[1，1'-聯(lián)苯基]-4，4' -二胺(TH))等芳族胺化合物；和諸如4,4' -二 (N-咔唑基)聯(lián)苯(CBP)、1，3，5-三[4_(N_咔唑基)苯基]苯(TCPB)、9-[4_(N_咔唑基)]苯基-10-苯基蒽(CzPA)和1,4-二 [4-(N-咔唑基)苯基]-2，3，5，6-四苯基苯等咔唑衍生物。而且，可以給出諸如2_叔丁基_9，10- 二(2_蔡基)惠(t_BuDNA)、2_叔丁基-9，10- 二(I-萘基)蒽、9，10- 二(3，5- 二苯基苯基)蒽(DPPA)、2-叔丁基-9，10- 二(4-苯基苯基)蒽(t-BuDBA)、9, 10-二(2-萘基)蒽(DNA) ;9，10-二苯基蒽(DPAnth)、2-叔丁基蒽(t-BuAnth) ;9，10-二 (4-甲基 _1_ 萘基)蒽(DMNA)、9，10-二 [2-(1-萘基)苯基]2-叔丁基蒽、9，10-二 [2-(I-萘基)苯基]蒽和2，3,6, 7-四甲基-9，10-二(I-萘基)蒽等芳烴化合物。而且，可以給出諸如2，3，6，7-四甲基-9，10-二(I-萘基)蒽、9，9'-聯(lián)蒽、
10,10' - _■苯基-9，9' _ 聯(lián)恩、10，10' - _■ (2-苯基苯基)-9，9' _ 聯(lián)恩、10，10' - _.[(2, 3, 4, 5, 6-五苯基)苯基]_9，9'-聯(lián)蒽、蒽、并四苯、紅突烯、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(DPVBi);和9，10- 二 [4-(2，2- 二苯基乙烯基)苯基]蒽(DPVPA)等芳烴化合物。作為受主物質(zhì)，可以給出諸如7，7，8，8，-四氰基_2，3，5，6_四氟1，6_ 二亞甲基環(huán)己 2，5- 二烯(7，7, 8, 8, -tetracyano-2, 3, 5, 6-tetrafluoroquinodimethane, F4-TCNQ)和四氯代苯對(duì)醌(chloranil)等有機(jī)化合物、過(guò)渡金屬氧化物。此外，可以給出屬于元素周期表的族4至組8的金屬的氧化物。具體地，由于氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鑰、氧化鎢、氧化錳和氧化錸具有高的電子接受屬性，因此它們是優(yōu)選的。在它們中間，由于氧化鑰在空氣中是穩(wěn)定的、具有低的吸濕屬性、并且易于加工，因此是特別優(yōu)選的。
應(yīng)當(dāng)注意，可以使用上述受主物質(zhì)和用于第一層111的諸如聚(N-乙烯基咔唑)(PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(？￥了 八)、聚[^(4-{^ -[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](PTPDMA)或聚[N，N' -二(4-丁基苯基)-N，N' -二(苯基)聯(lián)苯胺](聚-TPD)等高分子化合物形成所述復(fù)合材料。作為空穴輸運(yùn)層的第二層112包含具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)?？梢允褂萌缦率纠鳛榫哂懈叩目昭ㄝ斶\(yùn)屬性的物質(zhì)諸如NPB (或a-NPD)、TPD、4，4' -二[N-(9，9-二甲基芴-2-基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(DFLDPBi)或 4，4' -二 [N-(螺-9，9' -二芴-2-基)-N-苯基氨基]-聯(lián)苯(BSPB);4，4' -二(N-咔唑基)聯(lián)苯(CBP);2，7-二(N-咔唑基)-螺_9，9'-聯(lián)芴(SFDCz) ;4，4'，4〃-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(MTDATA) ;N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基-螺-9,9'-聯(lián)芴-2-胺(YGASF)、N，N' -二 [4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N，V - 二苯基乙烯基 _4，f -聯(lián)胺(YGABP);4-(9H-咔唑-9-基)-2,-苯基三苯胺(o-YGAlBP) ;4-(9H-咔唑-9-基)-3,-苯基三苯胺(m-YGAlBP);4-(9H-咔唑-9-基)-苯基三苯胺(p-YGAlBP); 1，3，5-三(N-咔唑基)苯(TCzB)等芳族胺化合物；或者作為低分子有機(jī)化合物的4，4'，4〃-三(N-咔唑基)三苯胺(TCTA);或者作為高分子化合物的PVK、PVTPA, PTPDMA或聚-TH)。應(yīng)當(dāng)注意，上述材料均主要具有大于或等于10_6挪2/\的空穴遷移率。應(yīng)當(dāng)注意，可以使用不同于上述材料的已知材料，只要該材料具有高于電子輸運(yùn)屬性的空穴輸運(yùn)屬性。在實(shí)施模式I中，盡管上述物質(zhì)可以用于第一層111和第二層112，但是需要對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇使得用于第二層112的材料的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)變得比用于第一層111的材料的深(大)。應(yīng)當(dāng)注意，在上述材料中，NPB的HOMO能級(jí)是_5. 27 [eV]，YGASF的HOMO能級(jí)是-5. 44 [eV]，YGABP 的 HOMO 能級(jí)是-5. 40 [eV]，O-YGAlBP 的 HOMO 能級(jí)是-5. 43 [eV]，并且m-YGAlBP的H0M0能級(jí)是-5. 50[eV]。因此，在圖IA中示出的結(jié)構(gòu)中，例如，可以采用如下組合，其中H0M0能級(jí)是-5. 27的NPB和氧化鑰的復(fù)合材料用于第一層111并且H0M0能級(jí)是-5. 44的YGASF用于第二層112。通過(guò)上述結(jié)構(gòu)，可以抑制從第一層(空穴注入層)111到第二層(空穴輸運(yùn)層)112中的空穴注入量，而且，可以抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量。因此，可以實(shí)現(xiàn)元件效率的增加。第三層113是包含具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)光層。下文描述的低分子有機(jī)化合物可用于第三層113?？梢越o出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì)N，N ' -二[4- (9H-咔唑-9-基)苯基]-N，N ' -二苯基芪-4，4 '-聯(lián)胺(YGA2S)、4_ (9H-咔唑-9-基)-4' -(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(YGAPA)等。可以給出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡綠色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì)N_(9，10-二苯基-2-蒽基)-隊(duì)9-二苯基-911-咔唑-3-胺(2 04 八)、N-[9, 10-二 (I, I '-聯(lián)苯-2-基)_2_ 蒽基]-隊(duì)9-二苯基-911-咔唑-3-胺(2 048 1^)、^(9，10-二苯基-2-蒽基)州州/，N'-三苯基-1,4-苯二胺(2DPAPA)、N-[9, 10-二(1，I'-聯(lián)苯-2-基)-2-蒽基]-N，N' ,N'-三苯基-1,4-苯二胺(2DPABPhA)、9, 10-二 (I, T -聯(lián)苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(2YGABPhA )、N，N，9-三苯基蒽-9-胺(DPhAPhA )等。可以給出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡黃色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì)紅熒烯、5，12-二(1，I'-聯(lián)苯-4-基)-6，11-二苯基并四苯(BPT)等?？梢越o出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡紅色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì)N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)并四苯-5，11-聯(lián)胺(p-mPhTD)、7，13-二苯基-N，N，N'，N'-四(4-甲基苯基)苊并[l，2-a]熒蒽-3，10-聯(lián)胺(7，13-diphenyl-N，N，N'，N' -tetrakis(4-methyIphenyI)acenaphtho[I, 2~a]fluoranthene-3, 10-diamine,p-mPhAFD)等。第三層113可以具有如下結(jié)構(gòu)，其中具有高的發(fā)光屬性的上述物質(zhì)分散在另一物質(zhì)中。應(yīng)當(dāng)注意，在使上述物質(zhì)分散的情況中，該物質(zhì)優(yōu)選地被分散為使得該物質(zhì)的濃度在質(zhì)量比上變得小于或等于總量的20%。盡管可以使用已知的物質(zhì)作為分散具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的物質(zhì)，但是優(yōu)選的是，使用最低未被占用分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))(絕對(duì)值)比具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的深(大)并且最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)比具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的淺(小)的物質(zhì)。具體地，可以使用如下金屬絡(luò)合物三(8-羥基喹啉)鋁(III) (Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III) (Almq3)、二(10-羥基苯并[h]羥基喹啉)鈹(II) (BeBq2),或二(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(III) (BAlq)、二(8_羥基喹啉)鋅(II)(Znq)、二 [2-(2-苯并嗔唑基)苯酚]鋅(II) (ZnPBO)、或二 [2_(2_苯并噻唑基)苯酚]鋅(II) (ZnBTZ)0替代的，可以使用如下雜環(huán)化合物2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)_1，3，4_.緣.二唑(PBD)、1，3-二 [5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4_ ,嚅二唑-2-基]苯(0XD_7)、3_ (4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-5.(142),2,2'，2〃-(1，3，5-苯三基)三(I-苯基-IH-苯并咪唑)(TPBI)、向紅菲咯啉(BPhen)或浴銅靈(BCP)。替代的，也可以使用如下稠合芳族化合物9-[4-(10_苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(CzPA)、3, 6- 二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(DPCzPA)、9，10- 二(3，5- 二苯基苯基)蒽(DPPA)、9，10- 二(2-萘基)蒽(DNA)、2_ 叔丁基-9，10- 二(2-萘基)蒽(t-BuDNA)、9.9'-聯(lián)蒽(BANT)、9，9 '-(芪-3,3' - 二基)聯(lián)菲(DPNS)、9,9' _(芪-4,4' _二基)聯(lián)菲(0卩吧2)或3，3'，3〃-(苯-1，3，5-三基)三芘(TPB3)。替代的，可以使用多種物質(zhì)作為用于分散具有發(fā)光屬性的物質(zhì)的物質(zhì)。例如，為了控制結(jié)晶，可以進(jìn)一步添加諸如紅熒烯的控制結(jié)晶的物質(zhì)。而且，可以添加NPB或ALq等以便于高效地向具有發(fā)光屬性的物質(zhì)轉(zhuǎn)移能量。利用其中具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)如此分散 在另一物質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，可以抑制第三層113的結(jié)晶。而且，還可以抑制具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的高濃度所弓I起的濃度淬滅。而且，特別地，在上述物質(zhì)當(dāng)中，優(yōu)選使用具有電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)，以使得具有發(fā)光屬性的物質(zhì)分散在其中以形成第三層113。具體地，上述稠合芳族化合物中的CzPA、DNA和t-BuDNA，而且，后面將給出的作為用于第四層114的物質(zhì)的高分子化合物。替代的，對(duì)于第三層113，可以使用下文給出的高分子化合物。
可以給出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡藍(lán)色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì) 聚(9，9- 二辛基芴-2，7- 二基)(PF0)、聚[(9，9_ 二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，5-二甲氧基苯-1，4-二基)](PF-DM0P)、聚{(9，9-二辛基芴-2,7-二基)-共聚-[N，N' -二 - (p-丁基苯基)-1，4-二氨基苯]} (TAB-PHO等。
可以給出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡綠色發(fā)光的發(fā)光物質(zhì) 聚(p-亞苯基亞乙烯基)(PPV)、聚[(9，9-二己基芴-2，7-二基)-交替-共聚-(苯并[2，1,3]噻二唑-4，7-二基)](PFBT)、聚[(9，9- 二辛基-2，7- 二亞乙烯亞芴基)-交替-共聚_(2_甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-亞苯基)]等?？梢越o出如下物質(zhì)作為呈現(xiàn)淡橙色至淡紅色發(fā)光范圍中的發(fā)光的發(fā)光材料 聚[2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-1,4-亞苯基亞乙烯基](MEH-PPV)、聚(3-丁基噻吩-2，5-二基)(R4-PAT)、聚{[9，9-二己基-2，7-二(1_氰基亞乙烯基)亞芴基]-交替-共聚-[2，5-二(N，N' -二苯基氨基)-1，4-亞苯基]}、聚{[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1，4_ 二(I-氰基亞乙烯基亞苯基)]_交替-共聚-[2，5_ 二(N，N' -二苯基氨基)-1,4-亞苯基]} (CN-PPV-DPD)等。第四層114是包含具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的電子輸運(yùn)層。對(duì)于第四層114，例如，可以使用諸如Alq、Almq3、BeBq2, BAlq、Znq、ZnPBO或ZnBTZ等的金屬絡(luò)合物作為低分子有機(jī)化合物。替代的，作為金屬絡(luò)合物的替代，可以使用諸如PBD、0XD-7、TAZ、TPBI,BPhen或BCP的雜環(huán)化合物。這里給出的物質(zhì)主要是具有大于或等于10_6cm2/Vs的電子遷移率的物質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于電子輸運(yùn)層可以使用不同于上述物質(zhì)的任何物質(zhì)，只要該物質(zhì)是電子輸運(yùn)屬性高于空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)。而且，電子輸運(yùn)層不限于單個(gè)層，而是可以具有由上述物質(zhì)形成的兩個(gè)或更多個(gè)層的堆疊結(jié)構(gòu)。對(duì)于第四層114，還可以使用高分子化合物。例如，可以使用聚[(9，9_ 二己基荷-2,1- 二基)-共聚_(卩比唳-3, 5- 二基)](PF-Py)、聚[(9，9- 二辛基荷-2, 7- 二基)-共聚-(2，2'-吡啶-6，6' -二基)](PF-BPy)等。第五層115是包含具有高的電子注入屬性的物質(zhì)的電子注入層。對(duì)于第五層115,可以使用堿金屬、堿土金屬、或者其化合物,諸如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)或氟化隹丐(CaF2)。替代的，可以使用由包含堿金屬、堿土金屬或其化合物的具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)形成的層，具體地，由包含鎂(Mg)的Alq形成的層等。應(yīng)當(dāng)注意，在該情況中，可以從第二電極104更加高效地注入電子。對(duì)于第二電極104，可以使用具有低的功函數(shù)(具體地大于或等于3. SeV的功函數(shù))的金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或其混合物等。作為該陰極材料的特定示例，給出了屬于元素周期表的族I和2的元素，S卩，諸如鋰(Li)和銫(Cs)的堿金屬，諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)和鍶(Sr)的堿土金屬，包含這些金屬的合金(MgAg或AlLi)，諸如銪(Eu)和鐿(Yb)的稀土金屬，包含這些金屬的合金等。應(yīng)當(dāng)注意，在使用堿金屬、堿土金屬或其合金形成第二電極104的情況中，可以使用真空蒸發(fā)方法或?yàn)R射方法。替代的，在使用銀漿等的情況中，可以使用涂覆方法或噴墨方法等。應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)提供第五層115，可以使用諸如Al、Ag、IT0和包含硅或氧化硅的氧化銦錫的多種導(dǎo)電材料中的任何導(dǎo)電材料形成第二電極104，而不管功函數(shù)是高還是低。這些導(dǎo)電材料可以通過(guò)濺射方法、噴墨方法、或旋涂方法等淀積。作為EL層103其中第一層111、第二層112、第三層113、第四層114和第五層115以此順序堆疊的形成方法，可以使用多種方法中的任何方法，而不管該方法是干法工藝還是濕法工藝。例如，可以使用真空蒸發(fā)方法、噴墨方法、或旋涂方法等。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于每個(gè)層可以使用不同的形成方法。第二電極104不僅可以通過(guò)諸如濺射方法或真空蒸發(fā)方法的干法工藝形成，而且還可以通過(guò)使用金屬材料漿的溶膠-凝膠方法的濕法工藝形成。在本發(fā)明的上述發(fā)光元件中，電流因在第一電極102和第二電極104之間生成的電位差而流動(dòng)，并且空穴和電子在EL層103中復(fù)合，從而發(fā)射光。然后，通過(guò)第一電極102和第二電極104之一或兩者提取該發(fā)射的光。因此，第一電極102和第二電極104之一或兩者是具有光透射屬性的電極。

應(yīng)當(dāng)注意，在僅有第一電極102是具有光透射屬性的電極的情況中，如圖3A中所示，通過(guò)第一電極102從基板101側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。替代的，在僅有第二電極104是具有光透射屬性的電極的情況中，如圖3B中所示，通過(guò)第二電極104從基板101側(cè)的相反側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。另外替代的，當(dāng)?shù)谝浑姌O102和第二電極104均為具有光透射屬性的電極時(shí)，如圖3C中所不,通過(guò)第一電極102和第二電極104從基板101側(cè)和相反側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。應(yīng)當(dāng)注意，第一電極102和第二電極104之間提供的層的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，可以使用不同于上述結(jié)構(gòu)的任何結(jié)構(gòu)，只要該結(jié)構(gòu)至少包括作為空穴注入層的第一層111、作為空穴輸運(yùn)層的第二層112和作為發(fā)光層的第三層113,并且第一層111由復(fù)合材料形成，并且對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇使得用于第二層112的物質(zhì)的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)比用于第一層111的物質(zhì)的深(大)。替代的，如圖2B中所示，可以使用如下結(jié)構(gòu)，其中用作陰極的第二電極104、EL層103和用作陽(yáng)極的第一電極102以此順序堆疊在基板101上方。應(yīng)當(dāng)注意，在該情況中EL層103具有如下結(jié)構(gòu)，其中第五層115、第四層114、第三層113、第二層112、第一層111和第一電極102以此順序堆疊在第二電極104上方。應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光元件，可以制造無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備或其中通過(guò)薄膜晶體管(TFT)控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的有源矩陣發(fā)光設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，在制造有源矩陣發(fā)光設(shè)備的情況中對(duì)TFT的結(jié)構(gòu)不存在特別的限制。例如，適當(dāng)時(shí)可以使用交錯(cuò)(staggered)TFT或者反向交錯(cuò)(inverted staggered)TFT。而且，在TFT基板上方形成的驅(qū)動(dòng)器電路可以由n型TFT和p型TFT兩者形成或者僅由n型TFT或p型TFT形成。而且，對(duì)用于TFT的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性不存在特別的限制。可以使用非晶半導(dǎo)體膜，或者可以使用晶體半導(dǎo)體膜。在該實(shí)施模式中描述的發(fā)光元件中，可以通過(guò)將第一層(空穴注入層)111和第二層(空穴輸運(yùn)層)112提供為使得第二層112的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)比第一層(空穴注入層)111的深(大)，可以控制從第一層(空穴注入層)111到第二層(空穴輸運(yùn)層)112中的空穴注入量。因此，可以抑制到第三層(發(fā)光層)113的空穴注入量；從而，可以實(shí)現(xiàn)元件效率的增加。而且，第一層(空穴注入層)111是使用這樣的復(fù)合材料形成的，其中受主物質(zhì)被包含在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中，由此不僅可以增加元件效率，而且還可以使驅(qū)動(dòng)電壓的增加保持最小。[實(shí)施模式2]在實(shí)施模式2中，將描述本發(fā)明的這樣的發(fā)光元件，其除了控制空穴注入量的實(shí)施模式I中描述的結(jié)構(gòu)之外還具有減小電子輸運(yùn)率的結(jié)構(gòu)。實(shí)施模式2中的發(fā)光元件包括第一電極、第二電極和設(shè)置在第一電極和第二電極之間的EL層。在該EL層中，從第一電極側(cè)起順序堆疊空穴注入層、空穴輸運(yùn)層、發(fā)光層和載流子控制層；并且只要空穴注入層由復(fù)合材料形成，并且空穴輸運(yùn)層和空穴注入層被提供為使得空穴輸運(yùn)層的HOMO能級(jí)(絕對(duì)值)變得比空穴注入層的深(高)，即是可接受的。對(duì)其他層不存在特別的限制。將描述如下情況，其中如圖4中所示，EL層103具有如下結(jié)構(gòu)，其中從第一電極102側(cè)起堆疊第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112、第三層(發(fā)光層)113、第 六層(載流子控制層)116、第四層(電子輸運(yùn)層)114和第五層(電子注入層)115。在圖4中示出的發(fā)光元件的EL層103中，第一層(空穴注入層)111由復(fù)合材料形成，在該復(fù)合材料中受主物質(zhì)被包含在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中；因此，費(fèi)米能級(jí)被移位并且在第一層(空穴注入層)111和第一電極102之間的界面附近出現(xiàn)能帶成頭。因此，第一電極102和第一層(空穴注入層)111之間的界面附近的注入勢(shì)壘變小(或者實(shí)際上消失)，并因此從第一電極102到第一層(空穴注入層)111的空穴的隧穿注入變?yōu)榭赡?，如同形成了歐姆接觸。第二層(空穴輸運(yùn)層)112和第一層(空穴注入層)111被提供為使得第二層(空穴輸運(yùn)層)112的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)變得比第一層(空穴注入層)111的高(大)。該結(jié)構(gòu)使得可以抑制從第一層(空穴注入層)111到第二層(空穴輸運(yùn)層)112中的空穴注入量。因此，相比于其中未提供第二層(空穴輸運(yùn)層)112的能隙的情況，在該結(jié)構(gòu)的情況中可以更加抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量。應(yīng)當(dāng)注意，具體地，第二層112的HOMO能級(jí)的絕對(duì)值優(yōu)選地比第一層111的HOMO能級(jí)的絕對(duì)值大出大于或等于0. IeV0應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)圖4中示出的結(jié)構(gòu)，可以抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量。而且，通過(guò)在第二電極104和第三層(發(fā)光層)113之間提供第六層(載流子控制層)116，可以減小從第二電極104到達(dá)第三層(發(fā)光層)113之前的電子輸運(yùn)率；因此，可以改善第三層(發(fā)光層)113中復(fù)合的載流子(電子和空穴)的平衡并且可以實(shí)現(xiàn)更高的元件效率。圖4中示出的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)在第三層(發(fā)光層)113包含具有電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的情況中是特別有效的。在第三層(發(fā)光層)113包含具有電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的情況中，發(fā)光區(qū)域位于第三層(發(fā)光層)113和第二層(空穴輸運(yùn)層)112之間的界面附近。于是，如果因過(guò)多的空穴而在該界面附近生成陽(yáng)離子，則由于陽(yáng)離子作為淬滅劑，因此發(fā)光效率顯著下降。然而，由于本發(fā)明的結(jié)構(gòu)抑制了空穴的注入量，因此可以抑制第三層(發(fā)光層)113周圍陽(yáng)離子的生成和發(fā)光效率的下降。因此，可以形成具有高的發(fā)光效率的發(fā)光元件。在實(shí)施模式2中，第一電極102用作陽(yáng)極并且第二電極104用作陰極。換言之，在將電壓施加到每個(gè)電極從而使第一電極102的電位高于第二電極104的電位時(shí),可以發(fā)射光。下面將參照?qǐng)D5A和5B描述實(shí)施模式2中的發(fā)光兀件的結(jié)構(gòu)?；?01用作發(fā)光元件的支撐物。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于基板101，可以使用實(shí)施模式I中描述的任何基板。對(duì)于在基板101上方形成的第一電極102，優(yōu)選地使用具有高的功函數(shù)(具體地，大于或等于4. OeV的功函數(shù))的金屬、合金、導(dǎo)電化合物、或其混合物等，并且可以使用與實(shí)施模式I中描述的類似的物質(zhì)。
在第一電極102上方形成的EL層103中，從第一電極102側(cè)起第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112和第三層(發(fā)光層)113以此順序堆疊的結(jié)構(gòu)，以及對(duì)于每個(gè)層可以使用的形成方法和材料，與實(shí)施模式I中的類似。因此，在實(shí)施模式2中省略其描述。除了實(shí)施模式I中描述的結(jié)構(gòu)之外，實(shí)施模式2還具有如下特征在第三層(發(fā)光層)113和第二電極104之間提供減小載流子(電子)輸運(yùn)率的第六層(在下文中該層被稱為“載流子控制層”)116 ;然而，對(duì)于載流子控制層的結(jié)構(gòu)，可以使用兩種方法(用于動(dòng)力學(xué)地控制載流子輸運(yùn)率的方法和用于熱力學(xué)地控制載流子輸運(yùn)率的方法)。對(duì)于第一方法，將描述通過(guò)第六層(載流子控制層)116動(dòng)力學(xué)地減小載流子(電子)輸運(yùn)率的情況。圖6A和6B是其概念示圖。EL層103形成在第一電極102和第二電極104之間。作為EL層103中包括的多個(gè)層，從第一電極102側(cè)起，第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112、第三層(發(fā)光層)113、第六層(載流子控制層)116、第四層(電子輸運(yùn)層)114和第五層(電子注入層)115被以此順序形成。第六層(載流子控制層)116由兩種或更多種有機(jī)化合物形成。這里，描述了如圖6B中所示的第六層(載流子控制層)116由兩種有機(jī)化合物(即第一有機(jī)化合物201和第二有機(jī)化合物202)形成的情況。應(yīng)當(dāng)注意，具有高的電子輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物(電子輸運(yùn)有機(jī)化合物)用作第一有機(jī)化合物201，并且具有高的空穴輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物(空穴輸運(yùn)有機(jī)化合物)用作第二有機(jī)化合物202。用于第二有機(jī)化合物202和第一有機(jī)化合物201的有機(jī)化合物具有相互接近的LUMO能級(jí)。具體地，第二有機(jī)化合物202的最低未被占用分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))的絕對(duì)值和第一有機(jī)化合物201的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值之間的差優(yōu)選小于或等于0. 3eV，更優(yōu)選小于或等于0. 2eV。即，優(yōu)選的是，使作為載流子的電子容易地在第一有機(jī)化合物201和第二有機(jī)化合物202之間輸運(yùn)。在該情況中，由于第二有機(jī)化合物202具有與第一有機(jī)化合物201接近的LUMO能級(jí)，因此可以注入電子。從具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物201到具有空穴輸運(yùn)屬性的第二有機(jī)化合物202中的電子注入的速率(V1)或者從第二有機(jī)化合物202到第一有機(jī)化合物201中的電子注入的速率(V2)小于第一有機(jī)化合物201之間的電子注入的速率(V)。因此，通過(guò)利用具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物201和具有空穴輸運(yùn)屬性的第二有機(jī)化合物202形成第六層116,相比于其中第六層116僅由第一有機(jī)化合物201形成的情況，可以減小第六層116中的電子輸運(yùn)率。即，通過(guò)使用第一有機(jī)化合物201和第二有機(jī)化合物202形成第六層116，可以減小第六層116的載流子(電子)輸運(yùn)率。應(yīng)當(dāng)注意，在第六層116由第一有機(jī)化合物201和第二有機(jī)化合物202形成的情況中，濃度被優(yōu)選地控制為使得第二有機(jī)化合物202的含量在質(zhì)量比上小于總量的50%。更優(yōu)選地，濃度被控制為使得第二有機(jī)化合物202的含量大于或等于總量的lwt%并且小于或等于總量的20wt%。應(yīng)當(dāng)注意，具體地，可以使用如下物質(zhì)作為第七層117中包含的第一有機(jī)化合物201 :諸如 Alq、Almq3、BeBq2, BAlq、Znq、ZnPBO 或 ZnBTZ 等金屬絡(luò)合物；諸如 PBD、0XD-7、TAZ、TPBI、BPhen 或 BCP 等雜環(huán)化合物；和諸如 CzPA、DPCzPA、DPPA, DNA, t-BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2或TPB3等稠合芳族化合物。替代的，可以使用諸如聚[(9，9- 二己基芴-2，7- 二基)_共聚-(吡啶-3，5-二基)](PF-Py)或聚[(9，9_ 二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，2'-吡啶-6，6' -二基)](PF-BPy)等高分子化合物。而且，對(duì)于第六層116中包含的第二有機(jī)化合物202，具體地，可以使用如下物質(zhì)諸如9，10-二苯基蒽(DPAnth)或6，12-二甲氧基-5，11_ 二苯基_1，2-苯并菲等稠合芳族烴；諸如N，N- 二苯基-9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(CzAlPA)、4-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(DPhPA)、N，9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(PCAPA)、N，9- 二苯基-N-{4-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]苯基} 9H-咔唑-3-胺(PCAPBA)、N- (9，10- 二苯基-2-蒽基)-N, 9- 二苯基-9H-咔唑-3-胺(2PCAPA)、NPB (或a -NPD)、TPD、DFLDPBi或BSPB等芳族胺化合物；諸如香豆素7或香豆 素30等具有氨基的化合物可被使用。替代的，可以使用諸如PVK、PVTPA、PTPDMA或聚-TH)的高分子化合物。上述材料可以相互組合以形成第六層116，并且因此抑制從第一有機(jī)化合物201到第二有機(jī)化合物202或者從第二有機(jī)化合物202到第一有機(jī)化合物201的電子輸運(yùn)，從而可以抑制第六層116的電子輸運(yùn)率。而且，由于第六層116具有其中第二有機(jī)化合物202分散在第一有機(jī)化合物201中的結(jié)構(gòu)，因此不易引發(fā)隨時(shí)間的結(jié)晶和聚集。因此，上述抑制電子輸運(yùn)的效果不易隨時(shí)間改變。結(jié)果，載流子平衡也不易隨時(shí)間改變。這導(dǎo)致增加了發(fā)光元件的壽命，即，提高了可靠性。應(yīng)當(dāng)注意，在上述組合當(dāng)中，作為第一有機(jī)化合物201的金屬絡(luò)合物和作為第二有機(jī)化合物202的芳族胺化合物的組合是優(yōu)選的。金屬絡(luò)合物具有大的偶極矩以及高的電子輸運(yùn)屬性，而芳族胺化合物具有相對(duì)小的偶極矩以及高的空穴輸運(yùn)屬性。因此，通過(guò)組合偶極矩彼此極大不同的物質(zhì)，可以進(jìn)一步增加上述抑制電子輸運(yùn)的效果。具體地，在第一有機(jī)化合物201的偶極矩是P1并且第二有機(jī)化合物202的偶極矩是P2的情況下，則滿足P1/P2彡3是優(yōu)選的。例如，作為金屬絡(luò)合物的Alq的偶極矩是9. 40德拜(debye)，并且作為芳族胺化合物的2PCAPA的偶極矩是I. 15德拜。因此，在諸如金屬絡(luò)合物的具有電子輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物用作第一有機(jī)化合物201并且諸如芳族胺化合物的具有空穴輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物用作第二有機(jī)化合物202的情況下，優(yōu)選獲得P1A32 ^ 3。第六層116中包含的第二有機(jī)化合物的發(fā)射顏色和第三層(發(fā)光層)113中包含的具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射顏色優(yōu)選是類似的顏色。具體地，第二有機(jī)化合物202的發(fā)射譜的峰值和具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射譜的峰值之間的差優(yōu)選在30nm內(nèi)。30nm內(nèi)的差允許第二有機(jī)化合物202的發(fā)射顏色和具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射顏色是類似的顏色。因此，即使第二有機(jī)化合物202因電壓改變等而發(fā)射光，仍可以抑制發(fā)射顏色的改變。對(duì)于第二方法，將描述通過(guò)第六層(載流子控制層)116熱力學(xué)地減小載流子(電子)輸運(yùn)率的情況。圖7是其概念示圖(能帶圖)。EL層103被包括在第一電極102和第二電極104之間。作為EL層103中包括的多個(gè)層，從第一電極102側(cè)起，第一層(空穴注入層)111、第二層(空穴輸運(yùn)層)112、第三層 (發(fā)光層)113、第六層(載流子控制層)116、第四層(電子輸運(yùn)層)114和第五層(電子注入層)115被以此順序形成。第六層(載流子控制層)116由兩種或更多種有機(jī)化合物形成。這里，描述了這樣的情況，其中第六層(載流子控制層)116由兩種有機(jī)化合物(即第一有機(jī)化合物203和第二有機(jī)化合物204)形成。應(yīng)當(dāng)注意，具有高的電子輸運(yùn)屬性的有機(jī)化合物(電子輸運(yùn)有機(jī)化合物)用作第一有機(jī)化合物203，并且具有電子俘獲功能的有機(jī)化合物(電子俘獲有機(jī)化合物)用作第二有機(jī)化合物204。用作第一有機(jī)化合物203和第二有機(jī)化合物204的有機(jī)化合物具有相互遠(yuǎn)離的LUMO能級(jí)。具體地，第二有機(jī)化合物204的最低未被占用分子軌道能級(jí)(LUM0能級(jí))的絕對(duì)值優(yōu)選地比第一有機(jī)化合物203的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值大出大于或等于0. 3eV。如圖7中所示，空穴通過(guò)第一層111和第二層112從第一電極102注入到第三層(發(fā)光層)114。另一方面，電子通過(guò)第五層115和第四層114從第二電極104注入到第六層(載流子控制層)116中。由于第六層116由具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物203和具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物204形成，因此注入到第六層116中的電子進(jìn)入第二有機(jī)化合物204的LUMO能級(jí)，而非第一有機(jī)化合物203的LUMO能級(jí)。因此，可以減小電子輸運(yùn)率。因此，通過(guò)利用具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物203和具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物204形成第六層116,相比于第六層116僅由第一有機(jī)化合物203形成的情況，可以減小第六層116中的電子輸運(yùn)率。即，通過(guò)使用第一有機(jī)化合物203和第二有機(jī)化合物204形成第六層116，可以減小第六層116的載流子(電子)輸運(yùn)率。應(yīng)當(dāng)注意，在第六層116由第一有機(jī)化合物203和第二有機(jī)化合物204形成的情況中，濃度被控制為使得第二有機(jī)化合物204的含量在質(zhì)量比上小于總量的50%。更優(yōu)選地，濃度被控制為使得第二有機(jī)化合物204的含量大于或等于總量的0. lwt%并且小于或等于總量的5wt%。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于第六層116中包含的第一有機(jī)化合物203，具體地，可以使用金屬絡(luò)合物，諸如 Alq、Almq3、BeBq2, BAlq、Znq、BAlq、ZnPBO 或 ZnBTZ ;雜環(huán)化合物，諸如 PBD、0XD-7、TAZ、TPBI、BPhen 或 BCP ;或稠合芳族化合物，諸如 CzPA、DPCzPA、DPPA、DNA、t_BuDNA、BANT、DPNS、DPNS2 或 TPB3。替代的，可以使用諸如聚[(9，9-二己基芴-2,7-二基)_共聚_(吡啶-3，5-二基)](PF-Py)、聚[(9，9-二辛基芴-2，7-二基)-共聚-(2，2'-吡啶 _6，6' -二基)](PF-BPy)等高分子化合物。特別地，優(yōu)選金屬絡(luò)合物相對(duì)于電子是穩(wěn)定的。對(duì)于第六層116中包含的第二有機(jī)化合物204，可以使用下文給出的任何物質(zhì)。應(yīng)當(dāng)注意，盡管第二有機(jī)化合物204自身可以發(fā)射光，但是在該情況中，第三層(發(fā)光層)113的發(fā)射顏色和第二有機(jī)化合物204的發(fā)射顏色優(yōu)選是類似的顏色以便于保持發(fā)光元件的色純。例如，在第三層113中包含的有機(jī)化合物是諸如YGA2S或YGAPA的呈現(xiàn)淡藍(lán)色發(fā)光的有機(jī)化合物的情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選是諸如吖啶酮、香豆素102、香豆素6H、香豆素480D或香豆素30的呈現(xiàn)在藍(lán)光到藍(lán)綠光范圍中的發(fā)射的化合物。
而且，在第三層(發(fā)光層)113中包含的有機(jī)化合物是諸如2PCAPA、2PCABPhA、2DPAPA、2DPABPhA、2YGABPhA或DPhAPhA的呈現(xiàn)淡綠色發(fā)光的有機(jī)化合物的情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選是諸如N，N' -二甲基喹吖啶酮(DMQd)、N，N' -二苯基喹吖啶酮(DPQd),9, 18-二氫苯并[h]苯并[7,8]喹[2，3-b]吖啶 _7，16-二酮(DMNQd-I )、9，18-二氫-9，18- 二氫苯并[h]苯并[7，8]喹[2，3-b]吖啶-7，16- 二酮(DMNQd_2)、香豆素30、香豆素6、香豆素545T或香豆素153等呈現(xiàn)藍(lán)綠色到黃綠色范圍中的發(fā)光的化合物。替代的，當(dāng)?shù)谌龑?發(fā)光層)113中包含的有機(jī)化合物是諸如紅熒烯或BPT的呈現(xiàn)淡黃色發(fā)光的有機(jī)化合物的情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選是諸如DMQd或(2-{2-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]乙烯基}-6_甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(DCMCz)等呈現(xiàn)黃綠色到黃橙色范圍中的發(fā)光的化合物。替代的，當(dāng)?shù)谌龑?發(fā)光層)113中包含的有機(jī)化合物是諸如p-mPhTD或p-mPhAFD的呈現(xiàn)淡紅色發(fā)光的有機(jī)化合物的情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選是諸如2-{2-[4-( 二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6_甲基-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(DCM1)、{2-甲基-6-[2-(2，3，6，7-四氫-111，511-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(DCM2)、{2-(1, I-二甲基乙基)-6-[2-(2，3，6，7_ 四氫 _1，1，7，7-四甲基-1H，5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(DCJTB)或尼羅紅(Nile red)的呈現(xiàn)橙色到紅色范圍中的發(fā)光的化合物。在第三層(發(fā)光層)113中包含的發(fā)光材料是磷光材料的情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選也是磷光化合物。例如，當(dāng)發(fā)光材料是呈現(xiàn)紅色發(fā)光的上文給出的Ir (btp)2(acac)時(shí)，第二有機(jī)化合物204可以是諸如(乙酰丙酮)二 [2，3-二(4-氟苯基)喹喔啉]銥(Ir(Fdpq)2(acac))的紅色磷光材料。應(yīng)當(dāng)注意，這些化合物是用于發(fā)光元件的化合物當(dāng)中的具有低的LUMO能級(jí)的化合物。因此，通過(guò)將該化合物添加到上述第一有機(jī)化合物203，可以呈現(xiàn)優(yōu)秀的電子俘獲屬性。對(duì)于第二有機(jī)化合物204，在上文給出的化合物當(dāng)中，優(yōu)選地使用諸如DMQd、DPQcUDMNQd-I或DMNQd-2的喹吖啶酮衍生物因?yàn)槠涫腔瘜W(xué)穩(wěn)定的。即，通過(guò)應(yīng)用喹吖啶酮衍生物，特別地可以延長(zhǎng)發(fā)光元件的壽命。而且，由于喹吖啶酮衍生物呈現(xiàn)淡綠色發(fā)光，因此本發(fā)明的發(fā)光元件的元件結(jié)構(gòu)對(duì)于淡綠色發(fā)光元件是特別有效的。由于在制造全彩色顯示器時(shí)綠色是需要最高亮度的顏色，因此存在淡綠色發(fā)光元件在一些情況中比其他顏色的發(fā)光元件更快劣化的情形。然而，通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明可以抑制該問(wèn)題。應(yīng)當(dāng)注意，如上文所述，第二有機(jī)化合物204的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值優(yōu)選比第一有機(jī)化合物203的LUMO能級(jí)的絕對(duì)值大出大于或等于0. 3eV。因此，依賴于用于第二有機(jī)化合物204的物質(zhì)的種類，可以適當(dāng)?shù)剡x擇第一有機(jī)化合物203以便于滿足上述條件。而且，第三層113中包含的具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射顏色和第六層116中包含的第二有機(jī)化合物204的發(fā)射顏色優(yōu)選是類似的顏色。因此，具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射譜的峰值和第二有機(jī)化合物204的發(fā)射譜的峰值之間的差優(yōu)選在30nm內(nèi)。30nm內(nèi)的差允許具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射顏色和第二有機(jī)化合物204的發(fā)射顏色是類似的顏色。因此，即使第二有機(jī)化合物因電壓改變等而發(fā)射光，仍可以抑制發(fā)射顏色的改變。應(yīng)當(dāng)注意，第二有機(jī)化合物204并非必需發(fā)射光。例如，在具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)具有較高的發(fā)光效率時(shí)，優(yōu)選的是將第六層116中的第二有機(jī)化合物204的濃度控制為使得僅基本上獲得具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)光(以將第二有機(jī)化合物204的濃度設(shè)定為略微低于具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的濃度，從而可以抑制第二有機(jī)化合物204的發(fā)光)。在該情況中，具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)的發(fā)射顏色和第二有機(jī)化合物204的發(fā)射顏色是類似的顏色(即，它們具有基本上相同的能隙的能級(jí))。因此，能量不易于從具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)傳輸?shù)降诙袡C(jī)化合物204，并且因此可以獲得高的發(fā)光效率。應(yīng)當(dāng)注意，在該情況中，第二有機(jī)化合物204優(yōu)選是香豆素衍生物，諸如香豆素102、香豆素6H、香豆素480D、香豆素30、香豆素6、香豆素545T或香豆素153。由于香豆素衍生物具有相對(duì)低的電子俘獲屬性，因此添加到第一有機(jī)化合物203的香豆素衍生物的濃度可以是相對(duì)高的。即，可以容易地控制濃度，并且可以形成具有用于控制載流子輸運(yùn)的所需屬性的層。而且，由于香豆素衍生物具有高的發(fā)光效率，因此即使第二有機(jī)化合物204發(fā)射光，仍可以抑制整個(gè)發(fā)光元件的效率下降。 應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明中的第六層116可以通過(guò)上述兩種方法(用于動(dòng)力學(xué)地控制載流子輸運(yùn)的方法和用于熱力學(xué)地控制載流子輸運(yùn)的方法)形成，并且在任一結(jié)構(gòu)中第六層116的厚度優(yōu)選大于或等于5nm并且小于或等于20nm。這是因?yàn)椋绻摵穸仁歉蟮?，則電子輸運(yùn)率的過(guò)度下降導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓的增加，而如果該厚度是更小的，則可能削弱控制載流子輸運(yùn)的功能。由于本發(fā)明中的第六層116是用于控制電子輸運(yùn)率的層，因此第六層116可以形成在第二電極104和第三層(發(fā)光層)113之間。更優(yōu)選地，第六層116被形成為與第三層(發(fā)光層)113接觸。第六層116被提供為與第三層(發(fā)光層)113接觸，可以直接控制到第三層(發(fā)光層)113中的電子注入；因此可以進(jìn)一步抑制第三層(發(fā)光層)113中的載流子平衡隨時(shí)間的改變，并且在提高元件壽命方面可以獲得大的效果。應(yīng)當(dāng)注意，在第六層116被形成為與第三層(發(fā)光層)113接觸的情況中，第六層116中包含的第一有機(jī)化合物(201和203)和第三層(發(fā)光層)113中大量包含的有機(jī)化合物優(yōu)選是不同的有機(jī)化合物。特別地，在第三層(發(fā)光層)113包含具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)被分散在其中的物質(zhì)(第三有機(jī)化合物)和所述具有高的發(fā)光屬性的物質(zhì)(第四有機(jī)化合物)的情況中，第三有機(jī)化合物和第一有機(jī)化合物(201和203)優(yōu)選是不同的有機(jī)化合物。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，也抑制了第一有機(jī)化合物(201和203)和第三有機(jī)化合物之間的從第六層116到第三層(發(fā)光層)113的載流子(電子)輸運(yùn)，并且可以進(jìn)一步增強(qiáng)通過(guò)提供第六層116獲得的效果。而且，由于第六層116包含兩種或更多種物質(zhì)，因此通過(guò)控制物質(zhì)的組合、其混合t匕、或?qū)拥暮穸鹊?，可以精確地控制載流子平衡。因此，相比于傳統(tǒng)方式可以更加容易地控制載流子平衡。而且，由于使用有機(jī)化合物控制載流子輸運(yùn)，在第六層116中其混合比是較小的，因此相比于使用一種物質(zhì)進(jìn)行控制的情況，載流子平衡不易改變。因此，可以實(shí)現(xiàn)不易隨時(shí)間改變并且具有長(zhǎng)的壽命的發(fā)光元件。在EL層103中，盡管第四層(電子輸運(yùn)層)114和第五層(電子注入層)115以此順序堆疊在上述第六層(載流子控制層)116上方，但是其結(jié)構(gòu)、形成方法和可用于每個(gè)層的材料與實(shí)施模式I中描述的類似。因此，實(shí)施模式2中省略了相關(guān)描述。接著，在第五層(電子注入層)115上方形成第二電極104。應(yīng)當(dāng)注意，可用于第二電極104的形成方法和材料也與實(shí)施模式I中描述的類似。因此，實(shí)施模式2中省略了相關(guān)描述。而且，在實(shí)施模式2中，在僅有第一電極102是具有光透射屬性的電極的情況中，如圖3A中所示，通過(guò)第一電極102從基板101側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。替代的，在僅有第二電極104是具有光透射屬性的電極的情況中，如圖3 B中所示，通過(guò)第二電極104從基板101側(cè)的相反側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。另外替代的，當(dāng)?shù)谝浑姌O102和第二電極104均為具有光透射屬性的電極時(shí),如圖3C中所不,通過(guò)第一電極102和第二電極104從基板101側(cè)和相反側(cè)提取從EL層103發(fā)射的光。應(yīng)當(dāng)注意，在第一電極102和第二電極104之間提供的層的結(jié)構(gòu)不限于上述結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，可以使用不同于上述結(jié)構(gòu)的任何結(jié)構(gòu)，只要該結(jié)構(gòu)至少包括作為空穴注入層的第一層111、作為空穴輸運(yùn)層的第二層112、作為發(fā)光層的第三層113和作為載流子控制層的第六層116，并且對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇使得用于第二層112的物質(zhì)的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)比用于第一層111的物質(zhì)的深(大)。替代的，如圖5B中所示，可以使用如下結(jié)構(gòu)，其中用作陰極的第二電極104、EL層103和用作陽(yáng)極的第一電極102以此順序堆疊在基板101上方。應(yīng)當(dāng)注意，在該情況中EL層103具有如下結(jié)構(gòu)，其中第五層115、第四層114、第六層116、第三層113、第二層112、第一層111和第一電極102以此順序堆疊在第二電極104上方。應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光元件，可以制造無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備或其中通過(guò)薄膜晶體管(TFT)控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的有源矩陣發(fā)光設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，在制造有源矩陣發(fā)光設(shè)備的情況中對(duì)TFT結(jié)構(gòu)不存在特別的限制。例如，可以適當(dāng)?shù)厥褂媒诲e(cuò)TFT或者反向交錯(cuò)TFT。而且，在TFT基板上方形成的驅(qū)動(dòng)器電路可由n型TFT和p型TFT兩者形成或者僅由n型TFT或p型TFT形成。而且，對(duì)用于TFT的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶性不存在特別的限制?？梢允褂梅蔷О雽?dǎo)體膜，或者可以使用晶體半導(dǎo)體膜。在實(shí)施模式2中描述的發(fā)光元件中，通過(guò)將第一層(空穴注入層)111和第二層(空穴輸運(yùn)層)112提供為使得第二層112的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))(絕對(duì)值)t匕第一層(空穴注入層)111的深(大)，可以抑制從第一層(空穴注入層)111到第二層(空穴輸運(yùn)層)112中的空穴注入量。因此，可以抑制到第三層(發(fā)光層)113中的空穴注入量；因此，可以增加元件效率。而且，第一層(空穴注入層)111是使用這樣的復(fù)合材料形成的，其中受主物質(zhì)被包含在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中，從而不僅可以增加元件效率，而且還可以使驅(qū)動(dòng)電壓的增加保持最小。另一方面，在第二電極104和第三層(發(fā)光層)113之間提供第六層116以減小載流子(電子)的輸運(yùn)率；因此，相比于傳統(tǒng)方式，因快的輸運(yùn)率目前形成在第三層(發(fā)光層)113和第四層(空穴輸運(yùn)層)114之間的界面附近的發(fā)射區(qū)域可以更加集中地形成在第三層(發(fā)光層)113中。而且，提供第六層116以減小載流子(電子)輸運(yùn)率；因此，可以防止因從第三層(發(fā)光層)113到達(dá)第二層(空穴輸運(yùn)層)112的對(duì)發(fā)光沒(méi)有貢獻(xiàn)的載流子(電子)所引起的第二層(空穴輸運(yùn)層)112的劣化。而且，通過(guò)減小載流子(電子)輸運(yùn)率，不僅可以控制到第三層(發(fā)光層)113中的載流子(電子)注入量，還可以阻止被抑制的載流子(電子)注入量隨時(shí)間改變。因此，由于可以防止因平衡隨時(shí)間的劣化而導(dǎo)致的復(fù)合概率的下降，因此還可以實(shí)現(xiàn)元件壽命的提高(抑制亮度隨時(shí)間的劣化)。在該實(shí)施模式中描述的結(jié)構(gòu)的情況中，由于注入到第三層113中的載流子(空穴或電子)被抑制，因此改進(jìn)了第三層113中的載流子平衡并且同時(shí)增加了復(fù)合的概率；因此,可以增加發(fā)光效率。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施模式2可以適當(dāng)?shù)嘏c實(shí)施模式I中描述的任何結(jié)構(gòu)組合。[實(shí)施模式3]在實(shí)施模式3中,將參照?qǐng)D8描述具有實(shí)施模式I和2中描述的發(fā)光兀件的多個(gè)EL層的發(fā)光元件(在下文中，該發(fā)光元件被稱為“堆疊型發(fā)光元件”)。該發(fā)光元件是在第一 電極801和第二電極802之間具有多個(gè)EL層(第一 EL層803和第二 EL層804)的堆疊型發(fā)光元件。應(yīng)當(dāng)注意，盡管實(shí)施模式3中描述了兩個(gè)EL層的結(jié)構(gòu)，但是可以使用具有三個(gè)或更多個(gè)EL層的結(jié)構(gòu)。在實(shí)施模式3中，第一電極801用作陽(yáng)極并且第二電極802用作陰極。應(yīng)當(dāng)注意，可以使第一電極801和第二電極802具有與實(shí)施模式I中描述的類似的結(jié)構(gòu)。而且,對(duì)于多個(gè)EL層(第一 EL層803和第二 EL層804)，可以使用與實(shí)施模式I和2中描述的類似的結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)注意，第一 EL層803和第二 EL層804的結(jié)構(gòu)可以彼此相同或不同，并且可以與實(shí)施模式I或2中描述的類似。而且，在多個(gè)EL層(第一 EL層803和第二 EL層804)之間提供了電荷生成層805。電荷生成層805具有在電壓被施加到第一電極801和第二電極802時(shí)將電子注入到一個(gè)EL層中并且將空穴注入到另一 EL層中的功能。在實(shí)施模式3中，當(dāng)施加電壓從而使第一電極801的電位高于第二電極802的電位時(shí)，電荷生成層805將電子注入到第一 EL層803中并且將空穴注入到第二 EL層804中。應(yīng)當(dāng)注意，就光提取效率而言，電荷生成層805優(yōu)選具有光透射屬性。而且，即使在電荷生成層805具有比第一電極801和第二電極802低的導(dǎo)電率時(shí)，電荷生成層805仍起作用。電荷生成層805可以具有其中受主物質(zhì)被添加到具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或者其中施主物質(zhì)被添加到具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。替代的，可以堆疊這兩種結(jié)構(gòu)。
在受主物質(zhì)被添加到具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的情況中，可以使用諸如4，4' -二 [N-(l-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(NPB或a-NPD)、N，N' -二(3-甲基苯基)-N，N' - 二苯基-[l，r -聯(lián)苯基]-4,4'-聯(lián)胺(TPD)、4，4'，4〃_三(N，N_ 二苯基氨基)三苯胺(TDATA)、4，4'，4〃_三[N_(3_甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(MTDATA)或4，4' -二 [N-(螺-9，9'-聯(lián)芴-2-基)-N-苯基氨基]-1，I'-聯(lián)苯(BSPB)等的芳族胺化合物作為具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)。這里給出的物質(zhì)主要是具有大于或等于10-6cm2/Vs的空穴遷移率的物質(zhì)。然而，可以使用不同于上述物質(zhì)的任何物質(zhì)，只要該物質(zhì)是空穴輸運(yùn)屬性高于電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)。而且，可以給出7，7，8，8，-四氰基-2，3，5，6-四氟1，6_ 二亞甲基環(huán)己2，5_ 二烯(f4-tcnq)、四氯代苯對(duì)醌等作為受主物質(zhì)。此外，可以給出過(guò)渡金屬氧化物。此外，可以給出屬于元素周期表中的族4至族8的金屬的氧化物。具體地，由于氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鑰、氧化鎢、氧化錳和氧化錸的電子接受屬性是高的，因此它們是優(yōu)選的。由于氧化鑰即使在空氣中也是穩(wěn)定的、具有低的吸濕屬性并且易于加工，因此是特別優(yōu)選的。另一方面，在施主物質(zhì)被添加到具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的情況中，可以使用具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物作為具有高的電子輸運(yùn)屬性的物質(zhì)，諸如三(8-羥基喹啉)鋁(III) (Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(III) (Almq3)、二(10-羥基苯并[h]_羥基喹啉 )鈹(II) (BeBq2)、或二(2-甲基_8_羥基喹啉)(4_苯基苯酚)鋁(III) (BAlq)等。替代的，可以使用具有基于噴V唑的或基于噻唑的配位體的金屬絡(luò)合物，諸如二 [2-(2-苯并#卩坐基)苯酚]鋅(Zn(BOX)2)、或二 [2-(2-苯并噻唑基)苯酚]鋒(Zn (BTZ) 2)等。而且，替代的，還可以使用2- (4-聯(lián)苯基)-5- (4-叔丁基苯基)-I, 3, 4-鳴二唑(PBD)、1，3-二 [5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4_ 蟋二唑-2-基]苯((《0-7)、3-(4-聯(lián)苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1，2，4-三唑(TAZ)、向紅菲咯啉(BPhen)或浴銅靈(BCP)等，而不是金屬絡(luò)合物。這里給出的物質(zhì)主要是具有10_6cm2/Vs或更大的電子遷移率的物質(zhì)。然而，可以使用不同于上述物質(zhì)的任何物質(zhì)，只要該物質(zhì)是電子輸運(yùn)屬性高于空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)。而且,對(duì)于施主物質(zhì),可以使用堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、屬于兀素周期表的族13的金屬、或者其氧化物或碳酸鹽。具體地,優(yōu)選使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、^(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰、或碳酸銫等。替代的，對(duì)于施主物質(zhì)可以使用諸如四硫雜并四苯(tetrathianaphthacene )的有機(jī)化合物。應(yīng)當(dāng)注意，通過(guò)利用任何上述材料形成電荷生成層805，可以抑制堆疊EL層的情況中的驅(qū)動(dòng)電壓的增加。盡管實(shí)施模式3中描述了具有兩個(gè)EL層的發(fā)光元件，但是本發(fā)明可以類似地應(yīng)用于堆疊三個(gè)或更多個(gè)EL層的發(fā)光元件。如實(shí)施模式3的發(fā)光元件那般，多個(gè)EL層被配置為通過(guò)在一對(duì)電極之間的電荷生成層相互分隔，從而可以在高亮度的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)具有長(zhǎng)壽命的元件，同時(shí)電流密度保持為低的。而且，作為應(yīng)用實(shí)例，在將發(fā)光元件應(yīng)用于照明時(shí)，可以抑制因電極材料的電阻引起的電壓下降，并且因此可以實(shí)現(xiàn)大面積的均勻發(fā)射。而且，可以實(shí)現(xiàn)可以在低電壓下驅(qū)動(dòng)并且具有低功耗的發(fā)光設(shè)備。而且，當(dāng)EL層具有不同的發(fā)射顏色時(shí)，可以從整個(gè)發(fā)光元件獲得所需的發(fā)射顏色。例如，在具有兩個(gè)EL層的發(fā)光元件中，在使第一 EL層的發(fā)射顏色和第二 EL層的發(fā)射顏色是互補(bǔ)色時(shí)，可以獲得如下發(fā)光元件，從整個(gè)該發(fā)光元件發(fā)射白色光。應(yīng)當(dāng)注意，互補(bǔ)色意指在被混合時(shí)可以產(chǎn)生消色差顏色的顏色。即，通過(guò)混合來(lái)自其發(fā)射顏色是互補(bǔ)色的物質(zhì)的光，可以獲得白色發(fā)光。而且在例如具有三個(gè)EL層的發(fā)光元件中，當(dāng)?shù)谝?EL層的發(fā)射顏色是紅色，第二 EL層的發(fā)射顏色是綠色并且第三EL層的發(fā)射顏色是藍(lán)色時(shí)，可以類似地從整個(gè)發(fā)光元件獲得白色光。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施模式3可以適當(dāng)?shù)嘏c實(shí)施模式I或2中描述的任何結(jié)構(gòu)組合。[實(shí)施模式4]在實(shí)施模式4中，將參照?qǐng)D9A和9B描述在像素部分中具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，圖9A是示出發(fā)光設(shè)備的頂視圖，而圖9B是沿圖9A的線A-A'和B-B'截取的截面視圖。在圖9A中，虛線指示的部分901是驅(qū)動(dòng)器電路部分(源極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路)；虛線指示的部分902是像素部分；并且虛線指示的部分903是驅(qū)動(dòng)器電路部分(柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路)。而且，參考數(shù)字904表示密封基板；參考數(shù)字905表示密封劑；并且密封劑905包圍的部分是空間907。應(yīng)當(dāng)注意，引線908是用于傳送待輸入到源極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路901和柵極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路903的信號(hào)的布線，并且從將成為外部輸入端子的柔性印刷電路(FPC) 909接收諸如視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、啟動(dòng)信號(hào)和重置信號(hào)的信號(hào)。應(yīng)當(dāng)注意，盡管這里僅示出了 FPC，但是FPC可以配備有印刷布線板(PWB)。而且，本說(shuō)明書中的發(fā)光設(shè)備不僅包括發(fā)光設(shè)備自身而 且還包括配備有FPC或PWB的發(fā)光設(shè)備。接著，將參照?qǐng)D9B描述截面結(jié)構(gòu)。盡管驅(qū)動(dòng)器電路部分和像素部分是在元件基板910上方形成的，但是這里示出了像素部分902中的一個(gè)像素和作為驅(qū)動(dòng)器電路部分的源極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路901。應(yīng)當(dāng)注意，作為n溝道TFT 923和p溝道TFT 924的組合的CMOS電路被形成為源極側(cè)驅(qū)動(dòng)器電路901。而且，每個(gè)驅(qū)動(dòng)器電路部分可以是多種電路中的任何電路，諸如CMOS電路、PMOS電路和NMOS電路。在該實(shí)施模式中，盡管描述了驅(qū)動(dòng)器電路形成在基板上方的驅(qū)動(dòng)器集成型結(jié)構(gòu)，但是驅(qū)動(dòng)器電路并不必需要形成在基板上方，而是可以形成在基板外部。而且，像素部分902由多個(gè)像素形成，每個(gè)像素包括開關(guān)TFT911、電流控制TFT912和第一電極913，第一電極913電氣連接到電流控制TFT 912的漏極。應(yīng)當(dāng)注意，絕緣體914被形成為覆蓋第一電極913的端部。而且，絕緣體914優(yōu)選被形成為具有彎曲表面，該彎曲表面具有在其上端部和下端部處的彎曲，以便于實(shí)現(xiàn)有利的覆蓋。例如，正性光敏丙烯酸用作絕緣體914的材料，從而使絕緣體914可被形成為具有彎曲表面，該彎曲表面僅在上端部處具有曲率半徑(大于或等于0. 2 y m并且小于或等于3 y m)。而且，通過(guò)光照射變得不溶于蝕刻劑的負(fù)性材料或者通過(guò)光照射變得可溶于蝕刻劑的正性材料可以用作絕緣體914。EL層916和第二電極917在第一電極913上方形成。這里,可以使用多種金屬、合金和導(dǎo)電化合物或者它們的混合物中的任何材料作為用于第一電極913的材料。應(yīng)當(dāng)注意，作為具體材料，可以使用實(shí)施模式I中描述的材料作為用于第一層的材料。而且，通過(guò)諸如使用蒸發(fā)掩模的蒸發(fā)方法、噴墨方法和旋涂方法的多種方法中的任何方法，來(lái)形成EL層916。EL層916具有實(shí)施模式I或2中描述的結(jié)構(gòu)。而且，可以使用低分子化合物或高分子化合物(包括低聚物和樹形化合物)作為用于EL層916的材料。而且，對(duì)于用于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。而且，可以使用多種金屬、合金和導(dǎo)電化合物或者它們的混合物中的任何材料作為用于第二電極917的材料。當(dāng)?shù)诙姌O917用作陰極時(shí)，優(yōu)選的是，使用這些材料當(dāng)中的具有低的功函數(shù)(小于或等于3. SeV的功函數(shù))的任何金屬、合金和導(dǎo)電化合物或者它們的混合物。例如，可以給出屬于元素周期表的族I或2的元素，即諸如鋰(Li)和銫(Cs)的堿金屬和諸如鎂(Mg)、|丐(Ca)和銀(Sr)的堿土金屬；或包含這些金屬的合金(MgAg或AlLi)
坐寸o
應(yīng)當(dāng)注意，在EL層916中生成的光透射通過(guò)第二電極917的情況中，對(duì)于第二電極917，還可以使用堆疊的具有減小的厚度的金屬薄膜和透明導(dǎo)電膜(氧化銦錫(IT0)、包含娃或氧化娃的氧化銦錫、氧化銦鋅(IZ0)、或者包含氧化鶴和氧化鋅的氧化銦(IWZ0))。而且，提供了如下結(jié)構(gòu)，其中使用密封劑905使密封基板904附著到元件基板910，從而在元件基板910、密封基板904和密封劑905所圍繞的空間907中提供發(fā)光元件918。應(yīng)當(dāng)注意，空間907填充有填料。存在如下情況空間907填充有惰性氣體(氮或氬等)，以及空間907填充有密封劑905。應(yīng)當(dāng)注意，基于環(huán)氧的樹脂優(yōu)選用于密封劑905。而且，優(yōu)選的是，這些材料幾乎不傳送水或氧。而且，可以使用由玻璃纖維強(qiáng)化塑料(FRP)、聚氟乙烯(PVF)、聚酯、或丙烯酸 等形成的塑料基板，而不是玻璃基板或石英基板，來(lái)作為密封基板904。如上文所述，可以獲得具有本發(fā)明的發(fā)光元件的有源矩陣發(fā)光設(shè)備。而且，本發(fā)明的發(fā)光元件可以用于無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備而非上述有源矩陣發(fā)光設(shè)備。圖IOA和IOB是使用本發(fā)明的發(fā)光元件的無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備的透視圖和截面視圖。應(yīng)當(dāng)注意，圖IOA是發(fā)光設(shè)備的透視圖，而圖IOB是沿圖IOA的線X-Y截取的截面視圖。在圖IOA和IOB中，在基板1001上方在第一電極1002和第二電極1003之間提供EL層1004。并且第一電極的端部被絕緣層1005覆蓋。此外，在絕緣層1005上方提供分隔層1006。分隔層1006的側(cè)壁具有傾斜，以使得一個(gè)側(cè)壁和另一側(cè)壁之間的距離隨著側(cè)壁接近于基板表面而變窄。換言之，在分隔層1006的較短邊的方向中截取的截面具有梯形形狀，并且該梯形的底邊(與絕緣層1005的表面平行并且與絕緣層1005接觸的梯形的邊)比該梯形的頂邊(與絕緣層1005的表面平行并且未與絕緣層1005接觸的梯形的邊)短。以該方式提供分隔層1006可以防止發(fā)光元件因靜電等而有缺陷。因此，可以獲得利用本發(fā)明的發(fā)光元件的無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，該實(shí)施模式中描述的任何發(fā)光設(shè)備(有源矩陣發(fā)光設(shè)備和無(wú)源矩陣發(fā)光設(shè)備)是使用具有高的發(fā)光效率的本發(fā)明的發(fā)光元件形成的，并且因此可以獲得具有減小的功耗的發(fā)光設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施模式4可以適當(dāng)?shù)嘏c實(shí)施模式I至3中描述的任何結(jié)構(gòu)組合。[實(shí)施模式5]在實(shí)施模式5中，將描述包括實(shí)施模式4中描述的本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備作為其一部分的電子設(shè)備。電子設(shè)備的示例包括相機(jī)(諸如攝像機(jī)或數(shù)字照相機(jī))、護(hù)目鏡型顯示器、導(dǎo)航系統(tǒng)、音頻重放設(shè)備(例如，汽車音頻系統(tǒng)和音頻系統(tǒng))、計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(例如，移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、便攜式游戲機(jī)和電子書)、其中提供記錄介質(zhì)的圖像重放設(shè)備(具體地，能夠重放諸如數(shù)字多用途光盤(DVD)的記錄媒體并且配備有可以顯示圖像的顯示單元的設(shè)備)等。圖IlA至IlD中示出了這些電子設(shè)備的具體示例。圖IlA示出了根據(jù)本發(fā)明的電視機(jī)，其包括殼體9101、支撐底座9102、顯示部分9103、揚(yáng)聲器部分9104、視頻輸入端子9105等。在該電視機(jī)中，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以應(yīng)用于顯示部分9103。由于本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的特征，因此通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以獲得具有減小的功耗的電視機(jī)。圖IlB示出了根據(jù)本發(fā)明的計(jì)算機(jī)，其包括主體9201、殼體9202、顯示部分9203、鍵盤9204、外部連接端口 9205、指向設(shè)備9206等。在該計(jì)算機(jī)中，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以應(yīng)用于顯示部分9203。由于本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的特征，因此通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以獲得具有減小的功耗的計(jì)算機(jī)。圖IlC示出了根據(jù)本發(fā)明的蜂窩電話，其包括主體9401、殼體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。在該蜂窩電話中，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以應(yīng)用于顯示部分9403。由于本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的特征，因此通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以獲得具有減小的功耗的蜂窩電話。圖IlD示出了根據(jù)本發(fā)明的相機(jī)，其包括主體9501、顯示部分9502、殼體9503、夕卜部連接端口 9504、遠(yuǎn)程控制接收器9505、圖像接收器9506、電池9507、音頻輸入部分9508、操作鍵9509、目鏡部分9510等。在該相機(jī)中，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以應(yīng)用于顯示部分9502。由于本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的特征，因此通過(guò)應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可以獲得具有減小的功耗的相機(jī)。

如上文所述，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備的可應(yīng)用范圍是廣的，從而使該發(fā)光設(shè)備可以應(yīng)用到多種領(lǐng)域的電子設(shè)備。通過(guò)使用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備，可以獲得具有減小的功耗的電子設(shè)備。而且，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備還可以用作照明裝置。圖12示出了使用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備作為背光的液晶顯示設(shè)備的示例。圖12中示出的液晶顯示設(shè)備包括殼體1201、液晶層1202、背光1203和殼體1204。液晶層1202連接到驅(qū)動(dòng)器IC 1205。而且，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備用作背光1203，通過(guò)端子1206向背光1203提供電流。使用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備作為如上文所述的液晶顯示設(shè)備的背光，可以獲得具有低功耗的背光。而且，由于本發(fā)明的發(fā)光顯示設(shè)備是表面發(fā)射照明裝置并且可被形成為具有大的面積，因此還可以獲得較大面積的背光。因此，可以獲得具有低功耗的較大面積的液晶顯示設(shè)備。圖13示出了應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備被用作作為照明裝置的臺(tái)燈的示例。圖13中示出的臺(tái)燈包括殼體1301和光源1302，并且本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備被用作光源1302。本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件并且因此可以用作具有低功耗的臺(tái)燈。圖14示出了應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備被用作室內(nèi)照明裝置3001的示例。本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備可被形成為具有大的面積并且因此可以用作大面積照明設(shè)備。而且，本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件并且因此可以用作具有低功耗的照明裝置。如上文所述，在應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備被用作室內(nèi)照明設(shè)備1401的房間中，安放如使用圖IlA描述的本發(fā)明的電視機(jī)1402，并且因此可以觀看公共廣播和電影。應(yīng)當(dāng)注意，實(shí)施模式5可以適當(dāng)?shù)嘏c實(shí)施模式I至4中描述的任何結(jié)構(gòu)組合。[實(shí)施例I]在實(shí)施例I中，將描述作為本發(fā)明的發(fā)光元件的具有實(shí)施模式I中描述的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件的制造方法，以及其元件特性的測(cè)量結(jié)果。應(yīng)當(dāng)注意，圖15中示出了該實(shí)施例中所描述的發(fā)光元件(發(fā)光元件I至4)的元件結(jié)構(gòu)和將與這些發(fā)光元件比較的發(fā)光元件5的元件結(jié)構(gòu)。而且，下文示出了實(shí)施例I中使用的有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式。[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光兀件，包括 陽(yáng)極和陰極之間的EL層， 其中所述EL層包括具有空穴注入屬性的第一層、具有空穴輸運(yùn)屬性的第二層、具有發(fā)光屬性的第三層、以及控制電子輸運(yùn)的第四層， 其中所述第一層和所述第二層插入在所述陽(yáng)極和所述第三層之間， 其中所述第四層插入在所述陰極和所述第三層之間， 其中所述第四層包括具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物以及具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物，并且其中所述第四層中第二有機(jī)化合物的濃度為大于或等于0. 1被％且小于或等于5wt%。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其中所述具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物是金 屬絡(luò)合物。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其中所述具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物是香豆素衍生物或喹吖啶酮衍生物。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其中所述第二層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值大于所述第一層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其中所述第一層包括復(fù)合材料，在該復(fù)合材料中在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含有受主物質(zhì)。
6.—種包括如權(quán)利要求I所述的發(fā)光兀件的發(fā)光設(shè)備。
7.一種包括如權(quán)利要求6所述的發(fā)光設(shè)備的電子設(shè)備。
8.一種包括如權(quán)利要求6所述的發(fā)光設(shè)備的照明設(shè)備。
9.一種發(fā)光兀件，包括 陽(yáng)極和陰極之間的EL層， 其中所述EL層包括具有空穴注入屬性的第一層、具有空穴輸運(yùn)屬性的第二層、具有發(fā)光屬性的第三層和控制電子輸運(yùn)的第四層， 其中所述第一層和所述第二層插入在所述陽(yáng)極和所述第三層之間， 其中所述第四層插入在所述陰極和所述第三層之間， 其中所述第四層包括具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物和具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物，并且 其中所述第二有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值比所述第一有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值大出大于或等于0. 3eV。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，所述具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物是金屬絡(luò)合物。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，其中所述具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物是香豆素衍生物或喹吖啶酮衍生物。
12.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，其中所述第二層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值大于所述第一層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值。
13.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光兀件,其中所述第一層包括復(fù)合材料,在該復(fù)合材料中在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含有受主物質(zhì)。
14.一種包括如權(quán)利要求9所述的發(fā)光兀件的發(fā)光設(shè)備。
15.—種包括如權(quán)利要求14所述的發(fā)光設(shè)備的電子設(shè)備。
16.一種包括如權(quán)利要求14所述的發(fā)光設(shè)備的照明設(shè)備。
17.—種發(fā)光兀件,包括 陽(yáng)極和陰極之間的EL層， 其中所述EL層包括具有空穴注入屬性的第一層、具有空穴輸運(yùn)屬性的第二層、具有發(fā)光屬性的第三層、具有電子輸運(yùn)屬性的第四層，具有電子注入屬性的第五層、以及用作載流子控制層的第六層， 其中所述第一層、第二層、第三層、第六層、第四層、第五層以此順序形成， 其中所述第六層包括具有電子輸運(yùn)屬性的第一有機(jī)化合物和具有電子俘獲屬性的第二有機(jī)化合物， 其中所述第三層包括發(fā)光材料， 其中所述發(fā)光材料是磷光材料，并且 其中所述第二有機(jī)化合物是磷光材料。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件，其中所述發(fā)光材料的發(fā)射譜的峰值和所述第二有機(jī)化合物的發(fā)射譜的峰值之間的差在30nm內(nèi)。
19.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件，其中所述第二有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值比所述第一有機(jī)化合物的最低未被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值大出大于或等于0. 3eVo
20.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件，其中所述第六層的厚度為大于或等于5nm并且小于或等于20nm。
21.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件，其中所述第二層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值大于所述第一層的最高被占用分子軌道能級(jí)的絕對(duì)值。
22.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光兀件,其中所述第一層包括復(fù)合材料,在該復(fù)合材料中在具有高的空穴輸運(yùn)屬性的物質(zhì)中包含有受主物質(zhì)。
23.—種包括如權(quán)利要求17所述的發(fā)光兀件的發(fā)光設(shè)備。
24.—種包括如權(quán)利要求23所述的發(fā)光設(shè)備的電子設(shè)備。
25.—種包括如權(quán)利要求23所述的發(fā)光設(shè)備的照明設(shè)備。
全文摘要
在包括處在一對(duì)電極之間的EL層的發(fā)光元件中，形成如下結(jié)構(gòu)，其中該EL層至少包括在用作陽(yáng)極的電極和具有發(fā)光屬性的第三層(發(fā)光層)之間的具有空穴注入屬性的第一層(空穴注入層)和具有空穴輸運(yùn)屬性的第二層(空穴輸運(yùn)層)；并且第二層的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))的絕對(duì)值大于第一層的最高被占用分子軌道能級(jí)(HOMO能級(jí))的絕對(duì)值，從而使從用作陽(yáng)極的電極側(cè)注入的空穴量被抑制，并且因此增加了發(fā)光元件的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L51/50GK102655223SQ20121015650
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日
發(fā)明者下垣智子, 瀨尾哲史, 鈴木恒德 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所