专利名称：发光元件,发光器件,电子器件和喹喔啉衍生物的制作方法
技术领域：
本发明涉及电流激发型发光元件。本发明还涉及具有该发光元件的发光器件和电子器件。
背景技术：
近年来，对利用电致发光的发光元件进行了积极的研究和开发。在这种发光元件的基本结构中，将包含具有发光性质的物质的层插在一对电极之间。通过在该元件上施加电压，由该具有发光性质的物质可实现光发射。因为这种发光元件是自发光型，所以人们认为这种发光元件与液晶显示器件相比具有许多优点，因为像素的可见度高，不需要背光，因此适合作为平板显示元件。此外，这种发光元件的其他优点是制造的元件体积薄、重量轻、响应速度高。因为可以将这种发光元件成形为薄膜形状，所以通过形成大面积的元件可以容易地获得平面光发射。这一特征很难通过以白炽灯和LED为典型的点光源或者以荧光灯为典型的线光源实现。因此，该发光元件能极有效地用作可应用于照明等的平面光源。利用电致发光的发光元件可以根据是使用有机化合物还是无机化合物作为具有发光性质的物质广义地分类。当使用有机化合物作为发光物质时，通过向发光元件施加电压，将电子和空穴从一对电极注入包含发光有机化合物的层中，从而使电流从中流过。电子和空穴(即，载流子 (carrier))重新结合，因此该发光有机化合物被激发。发光有机化合物从激发态返回基态， 因而发射光。根据这种机理，这种发光元件被称作电流激发型发光元件。应注意，由有机化合物产生的激发态可以是单激发态或三激发态，来自单激发态的发光称作荧光，来自三激发态的发光称作磷光。在改进这种发光元件的元件特性时，存在许多与使用的材料有关的问题，为解决这些问题，已经改进了元件结构、开发了材料等。例如，在文献1中，在发光元件中形成空穴阻挡层，使利用磷光材料的发光元件可以有效发射光。但是，这种空穴阻挡层如文献1所述其耐久性差，发光元件的寿命短(文献 1 :Tetsuo Tsutsui and eight others,Japanese Journal of Applied Physics，第38卷， L1502-L1504 (1999))。因此，需要具有较长寿命的发光元件。
发明内容
鉴于上述问题，发明了本发明。本发明的一个目的是提供长寿命的发光元件。此外，本发明的另一个目的是提供具有长寿命的发光器件和电子器件。
本发明人经过深入研究后发现，在电子传输层中加入具有电子捕集性质的物质来控制电子传输，使得可以抑制载流子平衡随时间的变化。此外，发明人发现，结果可以获得具有长寿命的发光元件。而且，发明人发现，使具有电子捕集性质的物质的能隙大于发光物质的能隙，可以防止从具有电子捕集性质的物质发射光，并且该发光元件具有优异的色纯度。因此，本发明一个方面提供一种发光元件，该发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，且第一层在第二层和第二电极之间形成。在第一层中，第一有机化合物的含量大于第二有机化合物，且第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物，而第二有机化合物是具有电子捕集性质的有机化合物。第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙。当施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层可发射光。此外，显示电子捕集性质的特定值优选是大于或等于0. 3eV的捕集深度。因此，本发明一个方面是一种发光元件，该发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一层在第二层和第二电极之间形成。在第一层中，第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物， 其含量大于第二有机化合物。第二有机化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级比第一有机化合物的最低未占分子轨道(LUMO)能级低0. 3eV或以上，第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙。当施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层可发射光。此外，发射蓝光至红光的可见光的发光元件能有效应用于各种用途，例如显示器件。因为第二有机化合物具有的能隙高于可见光，因此可以防止第二有机化合物发射光，因此该发光元件具有优异的色纯度。因此，在上述发光元件中，第二有机化合物的能隙优选为 3. OeV或更高。此外，当第二有机化合物发射的光在紫外光至紫光范围时，即使第二有机化合物被激发，能量也可以传递至该发光物质；因此可以获得具有优异色纯度的发光元件。因此，在上述发光元件中，第二有机化合物的发射峰优选在350-450纳米范围之内。因此，更优选第二有机化合物的能隙大于或等于3. OeV，发射峰波长在350-450纳米范围之内，包括端点。在上述发光元件中，当第二层具有电子传输性质时，长寿命效应尤其显著。因此， 根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二层具有电子传输性质，更优选，第二层包含发光物质和第三有机化合物，所述第三有机化合物的含量大于发光物质，且第三有机化合物具有电子传输性质。此时，为了避免驱动电压升高，优选第三有机化合物不仅具有电子传输性质，而且具有空穴接受性质。考虑到这点，第三有机化合物优选是蒽衍生物。此外，当第一层和第二层相互接触时具有显著优异的色纯度。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第一层和发光层设置为相互接触。此外，因为第一层具有电子捕集性质，如果厚度太大则驱动电压增大，另一方面， 如果厚度太小，则不能很好保证本发明的有效性。因此，在上述发光元件中，第一层厚度优选为5-20纳米，包括端点。应当注意第一有机化合物具有电子传输性质，但是从电稳定性和适当电子传输性质方面考虑，第一有机化合物优选是金属配合物。此外，本发明人发现，喹喔啉衍生物是能满足第二有机化合物条件的特别优选的物质。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二有机化合物是喹喔啉衍生物。从化学稳定性方面考虑，喹喔啉衍生物优选2，3- 二苯基喹喔啉衍生物。此外，在2，3- 二苯基喹喔啉衍生物中，特别优选2，3，2' ,3'-四苯基-6，6' -二喹喔啉衍生物，该化合物具有相对高的分子量和高耐热性。对2，3，2'，3'-四苯基_6，6' -二喹喔啉衍生物，本发明人发现，其苯基被吸电子基团(氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基、酰氧基等)取代的2，3，2' ,3'-四苯基_6，6' - 二喹喔啉衍生物具有相对高的电子捕集性质和分子量。因此，根据本发明的一个方面，在发光元件中，第二有机化合物是由通式(1)表示的喹喔啉衍生物。通式(1)表示的喹喔啉衍生物是本发明人开发的新颖材料，包括在本发明内。
权利要求
1.一种制造发光器件的方法，其包括在基板上形成第一电极；在第一电极上形成空穴传输层；在空穴传输层上形成发光层；在发光层上通过共沉积第一有机化合物和第二有机化合物来形成控制电子传输的层， 其中，第一有机化合物具有电子传输性质，第二有机化合物具有电子捕集性质；在控制电子传输的层上形成电子传输层；和在电子传输层上形成第二电极。
2.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，该方法还包括在发光层和控制电子传输的层之间形成包含具有高电子传输性质的物质的层。
3.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第二有机化合物的能隙大于发光层的能隙。
4.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第一有机化合物是三(8-羟基喹啉)铝(III)，第二有机化合物是2，3，2' ,3'-四氟苯基)-6，6' -二喹喔啉。
5.如权利要求1所述制造发光器件的方法，其特征在于，第一电极是阳极，第二电极是阴极。
6.一种通式(1)表示的喹喔啉衍生物，式中，R1至R2°中至少一个是氟基团、氰基、三氟甲基、硝基、酰基和酰氧基中任意一个， 其余是氢。
7. 一种通式( 表示的喹喔啉衍生物，
8. 一种通式( 表示的喹喔啉衍生物，
9.使用权利要求6-8任一项所述喹喔啉衍生物的发光器件。
10.一种电子器件，它使用权利要求9所述的发光器件，其中，所述电子器件是选自下组中的一个电视机，计算机，移动电话机，摄像机和台灯。
全文摘要
本发明提供具有长寿命的发光元件，以及具有长寿命的发光器件和电子器件。所述发光元件包括在第一电极和第二电极之间的第一层和第二层，第二层包含发光物质。第一层包含第一有机化合物和第二有机化合物，第一层在第二层和第二电极之间形成，第一层中第一有机化合物的含量大于第二有机化合物，第一有机化合物是具有电子传输性质的有机化合物，第二有机化合物是具有电子捕集性质的有机化合物，第二有机化合物的能隙大于发光物质的能隙；施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势，因此发光层发射光。
文档编号C07D241/42GK102214805SQ20111015083
公开日2011年10月12日 申请日期2008年2月8日 优先权日2007年2月21日
发明者川上祥子, 濑尾哲史, 铃木恒德 申请人:株式会社半导体能源研究所