专利名称：用于发光元件的电子注入成分、发光元件及发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于发光元件的电子注入成分、使用该电子注入成分而形成的发光元件、以及包含该发光元件的发光器件。
背景技术：
使用具有以下特征的材料作为发光体的发光元件已被期望应用于下一代平板显示器中，该材料的特征在于厚度薄、重量轻、响应快、低电压直流驱动等。此外，由于宽视角和优良的能见度，其内发光元件排列成矩阵构形的显示器件被认为比常规的液晶显示器件更有优势。
据称发光元件通过下面的机理发光也就是，在夹着包含发光物质的层的一对电极之间施加电压，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在包含发光物质的层的发光中心复合从而形成分子激子，当分子激子返回到基态时，同时释放能量使发光元件发光。众所周知的激发态是单重激发态和三重激发态，可以认为在两种类型的任何一种状态中都可以实现发光。
像这样的发光元件，在提高元件特性上，有很多依赖材料的问题，为克服这些问题，改善元件的结构或开发材料的工作一直在进行。
作为依赖材料的一个问题，可以举出一个例子是适合形成透明导电膜的材料很少。已知ITO(indium tin oxide，氧化铟锡)、氧化铟与2-20％氧化锌(ZnO)混合的IZO(indium zinc oxide、氧化铟锌)等功函数大(具体地说，功函数是4.0eV或更多)的材料是适合形成透明导电膜的材料。由于用这些透明导电膜作为获取从发光元件发出的光的透明电极，因此一般来说，透明电极作为发光元件的阳极发挥功能。
与此相反，有报告说如果形成提高从电极来的电子的注入性的层(下文中称为电子注入层)，并使其和透明电极连接，则可以提高来自透明电极的电子的注入性，并可以使由功函数大的ITO等形成的透明电极作为阴极发挥作用(例如，参考非专利文件1、2)。在这种情况下，在有电子传输性的材料(例如三(8-喹啉酸)铝(以下称为Alq3)、2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉(也称为浴铜灵(以下称为BCP))、铜酞箐(以下称为Cu-Pc)中掺杂碱性金属来形成电子注入层。
另外，还有报告说即使在电子注入层中，如在闻名的仅对电子有优越传输性的材料BCP中掺杂Li，则可以显著提高来自电极的电子注入性。
但是，BCP有一个问题是其在形成膜时很难维持非晶状态，有随着时间的迁移容易晶化的缺点，所以在用其形成元件时，不仅会导致因发光效率变化的如亮度不均匀等的元件特性降低，而且还会因亮度的降低而使元件的寿命缩短。
非专利文件1Junji Kido，Toshio Matsumoto，Applied Physics Letters，Vol.73，No.20(16 November 1998)，2866-2868非专利文件2G.Parthasarathy，C.Adachi，P.E.Burrows，S.R.Forrest，Applied Physics Letters，Vol.76，No.15(10 April 2000)，2128-2130发明内容鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种用于发光元件的电子注入成分，该电子注入成分具有优越的电子注入性，并且在形成膜时不容易随着时间的迁移而被晶化。而且，本发明通过使用这样的电子注入成分，提供一种发光元件，该发光元件具有比常规的发光元件优越的电子特性，且元件寿命长。本发明还提供使用该发光元件的发光器件。
本发明的发明人发现苯并恶唑衍化物(benzoxazole derivative)是具有优越的电子注入性且在形成膜时不容易被晶化的材料，该苯并恶唑衍化物如包含碱性金属、碱性土金属、以及过渡金属中的至少一种，则可以形成在电子传输性上优越的层。因此，本发明的发明人提出了在包含发光物质的层被夹在一对电极的发光元件中，使用苯并恶唑衍化物作为包含发光物质的层的一部分。
换言之，本发明提供一种用于发光元件的电子注入成分，其包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一，并且，所述通用公式(1)表示的物质和所述碱性金属、碱性土金属和过渡金属中之一的摩尔比率为1∶0.1至1∶10，优选摩尔比率为1∶0.5至1∶2。
通用公式(1) 其中，Ar表示芳基；R1-R4分别独立表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。
而且，上述通用公式(1)表示的物质的物质量和合计碱金属的物质量、碱土金属的物质量、过渡金属的物质量所得的物质量的比例为1∶0.1至1∶10，优选为1∶0.5至1∶10。
另外，由于上述用于发光元件的电子注入成分具有优越的电子注入性，本发明还包括一种发光元件，该发光元件包含使用所述用于发光元件的电子注入成分的电子注入层。
也就是说，一种在一对电极之间至少包括包含发光物质的层的发光元件，其中，所述包含发光物质的层包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一的层。
根据上述结构的发光元件，在所述包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一的层中，上述通用公式(1)表示的物质和碱金属的物质量、碱土金属的物质量、过渡金属中的其中之一的摩尔比率为1∶0.1至1∶10，优选为1∶0.5至1∶10。
根据上述结构的发光元件，其中所述包含通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一的电子注入层和所述一对电极中的一个电极连接而形成，并且，该一个电极作为阴极发挥作用，而另一个电极是作为阳极发挥作用的电极。另外，当和所述作为阴极发挥作用的电极连接的所述层作为电子注入层发挥功能时，所述作为阴极发挥作用的电极相对于可视光有70％或更多的透过率。
而且，本发明还包括一个结构，其中所述一对电极中的每一个电极相对于可视光有70％或更多的透过率。
而且，本发明还包括将上述发光元件作为其一部分的发光器件。
图1是说明本发明的发光元件的示意图；图2是说明双面发射结构的发光元件的示意图；图3是说明顶面发射结构的发光元件的示意图；图4是说明顶面发射结构的发光元件的示意图；图5A和5B是说明发光器件的示意图；图6A至6G是说明电子器件的示意图；以及图7是表示本发明的发光元件和常规发光元件的标准化亮度(normalized luminance)随时间变化的图。
注本发明的选择图为图具体实施方式
实施方式图1示出了本发明的发光元件的元件结构，如图1所示，其基本结构是在一对电极(第一电极101和第二电极103)之间夹持包含发光物质的层102，该包含发光物质的层102至少包括发光层104和本发明的由用于发光元件的电子注入成分构成的电子注入层105，在该结构的基础上，也可以适当组合空穴注入层、空穴传输层、空穴阻挡层(hole blockinglayer)、电子传输层等。另外，在此将说明当在衬底100上形成的第一电极101作为阳极发挥作用，第二电极103作为阴极发挥作用时的情况。
另外，在本发明中，在下面通用公式(1)所示的苯并恶唑衍化物(表示为BzOS)中掺杂碱性金属、碱性土金属、或过渡金属从而形成用于发光元件的电子注入成分，提供电子注入层105并使其和发光元件的阴极连接。
通用公式(1)
(其中，Ar表示芳基；R1-R4分别独立表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。)作为包含在通用公式(1)所示的苯并恶唑衍化物(BzOS)的具体材料，可以举出结构公式(2)至(4)所示的物质。
结构公式(2) 4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯4，4’-Bis(5-methyl benzoxazol-2-yl)stilbene结构公式(3) 2-(4-联苯基)-6-苯基苯并恶唑2-(4-Biphenylyl)-6-pheylbenzoxazole
结构公式(4) 2，5-双(5’-叔丁基-2’-苯并恶唑基)噻吩2，5-Bis(5′-tert-butyl-2′-benzoxazolyl)thiophene另外，在此作为和苯并恶唑衍化物一起被包含的金属(碱性金属、碱性土金属、或过渡金属)具体可以使用Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Mg、Ca、Sr、Ce、Yb等，使苯并恶唑衍化物和这些金属的摩尔比率为1∶0.1至1∶10，优选1∶0.5至1∶2。另外，理想的是设定电子注入层105的膜的厚度为5-50nm，更优选10-30nm。
另外，用于第一电极101的阳极材料，优选使用功函数大(功函数为4.0eV或更多)的金属、合金、导电性化合物、以及这些的混合物。除了ITO(indium tin oxide，氧化铟锡)、氧化铟与2-20％氧化锌(ZnO)混合的IZO(indium zinc oxide，氧化铟锌)以外、金(Au)、铂(Pt)、钛(Ti)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)等的金属或金属材料的氮化物(TiN)等可以作为阳极材料的具体例子。
另一方面，用于第二电极103的阴极材料，优选使用功函数小(功函数为3.8eV或更少)的金属、合金、导电性化合物、以及这些的混合物。作为阴极材料的具体例子，除了可以使用归属于元素周期表1族或2族的元素，也就是Li或Cs等碱金属；Mg、Ca、Sr等碱土金属；以及包含这些的合金(Mg∶Ag、Al∶Li)或化合物(LiF、CsF、CaF2)；以及包含稀土金属的过渡金属，还可以使用层叠Al、Ag、ITO等金属(包含合金)而形成的叠层。
另外，在本发明中，由于提供和阴极连接的具有优越的电子注入性的电子注入层，所以可以使用上述作为阳极材料列举的ITO或IZO等功函数大的材料。
上述阳极材料和阴极材料通过蒸发淀积、溅射法等形成薄膜，从而分别形成阳极和阴极。其膜的厚度优选为5-500nm。
本发明的发光元件是在包含发光物质的层102通过载流子的复合而产生的光从第一电极101(阳极)和第二电极103(阴极)中的一方或双方发射向外界的结构。换言之，从第一电极101发射光时，用透光材料形成第一电极101；从第二电极103一侧发射光时，用透光材料形成第二电极103；从两个电极侧发射光时，用透光材料形成两个电极。
另外，包含发光物质的层102可以用众所周知的材料形成，也可以使用低分子材料和高分子材料中的任何一个来形成。另外，形成包含发光物质的层102的材料不仅仅是只由有机化合物材料构成，还可以是包含一部分无机化合物的结构。
在本发明中，构成形成在一对电极之间的包含发光物质的层102的空穴注入层、空穴传输层、发光层、或电子传输层所使用的具体材料将在下文中给出。
作为形成空穴注入层的空穴注入性材料，如是有机化合物，则卟啉基化合物是有效的，因此可使用酞菁(以下称作H2-Pc)、铜酞菁(以下称作Cu-Pc)等。另外，通过对导电聚合化合物执行化学掺杂处理获得的一些材料也是有效的，因此可使用掺杂有聚苯乙烯磺酸盐(以下称作PSS)的聚亚乙基二氧基噻吩(polyethylenedioxythiophene)(以下称作PEDOT)等。
芳族胺基化合物(即那些具有苯环氮键的化合物)可适用于形成空穴传输层的空穴传输材料。广泛使用的材料包括星爆式(starburst)芳族胺化合物，例如N，N’-双(3-甲基苯基)-N，N’-联苯-[1，1’-联苯]-4，4’-二胺(以下简称TPD，芳族二胺)；其衍生物的4，4’-双〔N-(1-萘基)-N-苯氨基〕联苯(以下称作α-NPD)；4，4’，4”-三(N-carbazolyl)-三苯胺(以下称作TCTA)；4，4’，4”-三(N，N-联苯氨基)三苯胺(以下称作TDATA)；以及4，4’，4”-三〔N-(3-甲基苯基(methylphenyl))-N苯胺〕-三苯胺(以下称作MTDATA)。
另外，作为形成发光层的有效的发光材料除了金属络合物，例如三(8-羟基喹啉)铝(以下称作Alq3)；三(4-甲基-8-羟基喹啉)铝(以下称作Almq3)；二(10-羟基苯〔h〕-羟基喹啉)铍(bis(10-hydroxybenzo[h]-quinolinato)beryllium，以下称作BeBq2)；二(2-甲基-8-喹啉醇)-(4-羟基-联苯)铝(bis(2-methyl-8-quinolinolate)-(4-hydroxy-biphenylyl)aluminum，以下称作BAlq)；二〔2-(2-羟苯基)-苯并噁唑〕锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolato]zinc以下称作Zn(BOX)2)；以及二〔2-(2-羟苯基)-苯并噻唑〕锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolato]zinc以下称作Zn(BTZ)2)，各种荧光颜料也是有效的。
另外，当和客体材料组合形成发光层时，除了喹吖啶酮(quinacridone)、二乙基喹吖啶酮(diethyl quinacridone，以下简称为(DEQD))、二甲基喹吖啶酮(dimethyl quinacridone，以下简称为(DMQD))、四苯基四苯并(rubrene)、二萘嵌苯、香豆精、香豆精545T(C545T)、DPT、Co-6、PMDFB、BTX、ABTX、DCM、以及DCJT以外，三重发光材料，比如三(2-苯基吡啶)铱)以下称作Ir(ppy)3)、2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H卟啉铂(以下称作PtOEP)等也可以作为客体材料来使用。
诸如上述Alq3、Almp3以及BeBq2之类的具有喹啉骨架或者苯并喹啉骨架的金属络合物，或混合配合基的络合物的BAlq等是合适的形成电子传输层的电子传输材料。具有诸如Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2的唑基配合基或者噻唑基配合体的金属络合物也是适用的。而且，除了金属络合物之外，还可使用诸如2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯)-1，3，4-噁二唑(以下称作PBD)和1，3-二〔5-(p-叔-丁基苯)-1，3，4-噁二唑-2-yl〕苯(1，3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole-2-yl]benzene，以下称作OXD-7)之类噁二唑衍生物；诸如3-(4-叔丁基苯)-4-苯-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-5-(4-biphenylyl)-1，2，4-triazole，以下称作TAZ)和3-(4-叔丁基苯)4-(4-乙烷基苯)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(3-(4-tert-butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)5-(4-biphenylyl)-1，2，4-triazole，以下称作p-EtTAZ)之类的三唑衍生物。
依据以上所述，可以获得本发明的发光元件，其中，包含发光物质的层102的一部分包括由本发明的用于发光元件的电子注入成分构成的电子注入层105，并且，电子注入层105和阴极(本实施方式中为第二电极103)连接而形成。
实施例下面介绍本发明的实施例。
实施例1本实施例将用图2说明在从发光元件的第一电极和第二电极的两侧发射包含发光物质的层所产生的光的结构(以下称为双面发射结构)中，提供电子注入层作为包含发光物质的层的一部分的本发明的发光元件。
首先，在衬底200上形成发光元件的第一电极201。注意，本实施例中第一电极201作为阳极发挥功能。使用透明导电膜ITO作为材料，用溅射法形成厚110nm的第一电极201。
其次，在第一电极(阳极)201上形成包含发光物质的层202。注意，本实施例中包含发光物质的层202是由空穴注入层211、空穴传输层212、发光层213、电子传输层214、电子注入层215构成的叠层结构。
将形成有第一电极201的衬底固定到市场上出售的真空蒸发淀积设备的衬底夹持物(holder)上并使形成有第一电极201的面朝下，接着在提供于蒸发淀积设备的内部的蒸发源放入铜酞菁(以下称作Cu-Pc)，通过使用电阻加热法的蒸发淀积方式，形成厚20nm的空穴注入层211。注意，形成空穴注入层211的材料可以使用熟知的空穴注入性材料。
接着，用有优越空穴传输性的材料形成空穴传输层212。形成空穴传输层212的材料虽然可以使用熟知的空穴传输材料，但在本实施例中通过相同的方法使用4，4’-双[N-(1-萘基)N-苯基-氨基]-二苯基(以下称为“α-NPD”)形成厚40nm的空穴传输层。
然后，形成发光层213。注意，在发光层213中，空穴和电子复合，从而产生发光。在本实施例中，在形成发光层213的材料中，使用作为主体材料的Alq3；以及作为客体材料的香豆精545T(C545T)，并使C545T成为1wt％，通过共同蒸发淀积法，从而形成厚40nm的发光层。
其次，形成电子传输层214。形成电子传输层214的材料虽然可以使用熟知的电子传输性材料，但在本实施例中，使用Alq3通过蒸发淀积法形成厚20nm的电子传输层。
然后，形成电子注入层215。电子注入层215使用本发明的电子注入性成分。电子注入性成分包括通用公式(1)所示的苯并恶唑衍化物；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的一种，其中，所述通用公式(1)所示的材料和所述碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的一种的摩尔比率为1∶0.1至1∶10。注意，在本实施例中，通过共同蒸发淀积法，形成厚20nm的电子注入层215，并使以下所示结构公式(2)所示的苯并恶唑衍化物和碱性金属的Li的摩尔比率为1∶2。
结构公式(2) 4，4’-双(5-甲基苯并恶唑-2-基)二苯乙烯4，4’-Bis(5-methyl benzoxazol-2-yl)stilbene如此，在层叠空穴注入层211、空穴传输层212、发光层213、电子传输层214、以及电子注入层215以形成包含发光物质的层202后，用溅射法或蒸发淀积法形成作为阴极发挥作用的第二电极203。
请注意，第二电极203由于是和有优越电子注入性的电子注入层215连接形成，所以在本实施例中，在包含发光物质的层202上用溅射法形成ITO(厚度为110nm)，从而获得第二电极203。
根据以上步骤，形成双面发射结构的发光元件。
另外，本实施例所示的用于发光元件的电子注入层的电子注入成分包含的苯并恶唑衍化物由于具有优越的电子注入性，并在形成膜时不容易被晶化，所以可以形成元件特性优越且元件寿命长的发光元件。
比较例1为了和实施例1所示的发光元件进行比较，制作常规的用BCP作为电子注入层的发光元件。
和实施例1所示的发光元件用相同方法完成一直到形成电子传输层的步骤，使用BCP和碱性金属的Li并使其摩尔比率比为1∶2，通过共同蒸发淀积法，从而形成厚20nm的电子注入层，之后，用溅射法或蒸发淀积法在电子注入层上形成作为阴极发挥作用的第二电极。在本比较例中用溅射法形成ITO(厚度为110nm)作为第二电极。
图7是一个曲线图，表示本比较例制作的发光元件[比较例1]和实施例1制作的发光元件[实施例1]的标准化亮度(normalized luminance)的时间变化。另外，标准化亮度的时间变化意指在设定起始亮度为100％，且设定电流密度为一定的值时测定随时间变化的标准化亮度。
根据图7，可以得知[实施例1]的发光元件跟[比较例1]的发光元件相比，其亮度更不容易随时间降低，也就是说[实施例1]的发光元件的寿命更长。更具体地说，[比较例1]的发光元件的标准化亮度转变为58％的寿命是560小时，相对与此，[实施例1]的发光元件的标准化亮度转变为60％的寿命是1800小时。由于可知，本发明通过使用包含苯并恶唑衍化物；以及碱性金属、碱性土金属、过渡金属中的至少一种的用于发光元件的电子注入成分来形成电子注入层，从而可以形成元件特性优越，且元件寿命长的发光元件。
实施例2本实施例将用图3说明从发光元件的单侧发射包含发光物质的层所产生的光的情况，尤其说明从形成在包含发光物质的层上的第二电极一侧发射光的结构(以下称为顶面发射结构)。
注意，在此只说明和实施例1不同的部分，本实施例并且将省略第一电极以外的和实施例1相同结构的说明。
本实施例的第一电极301作为阳极发挥作用，是不使包含发光物质的层302所产生的光发射过去的电极。换言之，第一电极可以使用功函数大且有遮光性的归属于元素周期表的第4族、第5族或第6族的氮化物或碳化物，具体地说，可以使用氮化钛、氮化锆、碳化钛、碳化锆、氮化钽、碳化钽、氮化钼、碳化钼等。另外，层叠功函数大的透明导电膜和有反射性(包括有遮光性的情况)的导电膜(反射性导电膜)而组成的叠层也可以形成第一电极301。
本实施例将说明层叠反射性导电膜和功函数大的透明导电膜以形成第一电极301的情况。
具体来说，在衬底300上形成厚300nm的Al-Si膜，然后层叠100nm的Ti膜，从而形成反射性导电膜304，随后在该反射性导电膜304上形成厚20nm的ITO作为透明导电膜305。
在形成第一电极301后，和实施例1同样，按顺序形成空穴注入层311、空穴传输层312、发光层313、电子传输层314、电子注入层315、以及第二电极303。
按照上述步骤，可以形成只从第二电极一侧发光的顶面发射结构的发光元件。
另外，本实施例的情况和实施例1相同，其所示的用于发光元件的电子注入层的电子注入成分包含的苯并恶唑衍化物由于具有优越的电子注入性，并在形成膜时不容易被晶化，所以可以形成元件特性优越且元件寿命长的发光元件。
实施例3本实施例将说明和实施例2同样从发光元件的单侧发射包含发光物质的层所产生的光的情况，如图4所示，本发明也可以是从包含发光物质的层502所包括的电子注入层515一侧发射光的结构(以下称为顶面发射结构)。
和实施例2同样，在衬底500上形成反射性导电膜504，并在其上形成透明导电膜505，将这样层叠的叠层作为第一电极501，然后，和实施例1以及实施例2同样，按顺序形成空穴注入层511、空穴传输层512、发光层513、电子传输层514、电子注入层515、以及第二电极503。
在本实施例中，由于在包含发光物质的层502的一部分之上形成作为辅助电极的第二电极(阴极)503，所以是包含发光物质的层502所产生的光从没有形成第二电极503的部分发射出去的结构。另外，在本实施例中，第二电极503所使用的材料只要是功函数小的阴极材料，不一定必须是透光性的材料，也可以是遮光性的材料。
实施例4本实施例将参考图5A和5B描述在其像素部分提供根据本发明而形成的发光元件的发光器件。进一步，图5A是表示发光器件的俯视图，而图5B是沿A-A’线切割图5A而得到的截面图。用虚线表示的401表示驱动电路部分(源信号侧驱动电路)；402表示像素部分；以及403表示驱动电路部分(栅信号侧驱动电路)。另外，404表示密封衬底、405表示密封材料，并且由密封材料405包围的内侧构成了空间407。
此外，引出布线408是用于传送输入到源信号侧驱动电路401和栅信号侧驱动电路403的信号的布线，并且从用于构成外部输入末端的FPC(柔性印刷电路)409接收视频信号、时钟信号、起始信号以及复位信号。注意，虽然此处只表示了FPC，但FPC可附带印刷线路衬底(PWB)。本说明书的发光器件不仅包括发光器件的主体，还包括其上附带FPC或PWB状态的发光器件。
其次，将参考图5B说明截面结构。在衬底410上形成驱动电路部分和像素部分，但此处表示出的是作为驱动电路部分的源信号侧驱动电路401，以及像素部分402。
此外，源信号侧驱动电路401由n-沟道型TFT 423和p-沟道型TFT 424组合的CMOS电路而形成。此外，用于形成驱动电路的TFT可由已知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，虽然本实施例描述的是在衬底上形成驱动电路的集成型驱动器，但集成型驱动器不是必需的，驱动器电路可不在衬底上而在衬底外形成。
此外，像素部分402由多个像素组成，每个像素包括开关TFT 411、电流控制TFT 412和电连接到电流控制TFT 412的漏区的第一电极413。另外，形成绝缘物414并使其覆盖第一电极413的边沿部分，这里的绝缘物414使用正型的光敏性丙烯酸树脂膜而形成。
在第一电极413上先后形成包含发光物质的层416以及第二电极417。这里，用于作为阳极的第一电极413的材料优选功函数大的材料。比如，ITO(氧化铟锡)膜、氧化铟锌(IZO)膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等单层膜，此外，还可以采用氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层；氮化钛膜和以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的3层结构的膜。如果采用叠层结构，作为布线的电阻低，所以能够取得优良的欧姆接触，而且，还可以使该叠层作为阳极发挥功能。
另外，包含发光物质的层416是通过使用蒸发淀积掩膜的蒸发淀积法，或者喷墨法而形成。由本发明的用于发光元件的电子注入成分组成的电子注入层包括在包含发光物质的层416之内。发光层、空穴注入层、空穴传输层、电子传输层等也包括在包含发光物质的层416之内。另外，在形成这些层时，可以使用低分子基材料、中分子基材料(包括低聚物(oligomer)、树枝状高聚物(dendrimer))、或高分子基材料。另外在形成包含发光物质的层时，一般使用有机化合物的单层或叠层的情况较多，但本发明中还包括在由有机化合物构成的膜的一部分中包含无机化合物的结构。
第二电极(阴极)417形成于包含发光物质的层416之上，其材料采用透明导电膜的ITO。
然后进一步用密封材料405将密封衬底404和元件衬底410键合在一起，这样，发光元件418提供在元件衬底410，密封衬底404，以及密封材料405围成的空间407中。另外，空间407中可以填充惰性气体(氮或氩等)，也可以填充密封材料405。
另外，密封材料405优选使用环氧基树脂。还有，这些材料优选尽量不透湿气和氧气的材料。作为构成密封衬底404的材料，除了玻璃衬底或石英衬底之外，还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、迈拉(Mylar)、聚酯、或丙烯酸等制成的塑料衬底。
通过以上步骤，可以获得包括根据本发明形成的发光元件的发光器件。
此外，本实施例说明的发光器件可自由与实施例1、实施例2、实施例3描述的发光元件的结构组合而使用。
实施例5本实施例将说明将比如在实施例4形成的发光器件作为其一部分的各种各样的电子器件。
根据本发明制造的上述电子器件包括摄像机、数字照相机、护目镜型显示器(头戴显示器)、导航系统、声音重放设备(汽车音响设备、音响设备等)、笔记本型个人计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、蜂窝电话、便携式游戏机、电子书等)、包括记录介质(更具体地说，可再现记录介质如数字通用盘(DVD)等的装置，并包括用于显示再现图像的显示器)的图像再现装置等。
图6A至6G示出了这些电子器件的具体例子。
图6A表示显示器件，其包括框架2001、支撑台2002、显示部分2003、扬声器部分2004、视频输入终端2005等。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2003。另外，该显示器件包括用于显示信息的所有显示器件，如个人计算机、TV广播的接收机、广告显示器。
图6B表示笔记本型个人计算机，其包括主体2201、外壳2202、显示部分2203、键盘2204、外部连接口2205、点击鼠标2206等。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2203。
图6C表示移动计算机，其包括主体2301、显示部分2302、开关2303、操作键2304、红外端口2305等。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2302。
图6D表示包括记录介质的图像再现装置(更具体地说为DVD再现装置)，其包括主体2401、外壳2402、显示部分A 2403、另一显示部分B2404、记录介质(DVD等)读取部分2405、操作键2406、扬声器部分2407等。显示部分A 2403主要用于显示图像信息，而显示部分B 2404主要用于显示文本信息。由本发明制造的发光器件可用于显示部分A 2403和显示部分B 2404。注意包括记录介质的图像再现装置还包括家用游戏机等。
图6E表示护目镜型显示器(头戴显示器)，其包括主体2501、显示部分2502、臂部2503。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2502。
图6F表示摄像机，其包括主体2601、显示部分2602、外壳2603、外部连接口2604、遥控接收部分2605、图像接收部分2606、电池2607、声音输入部分2608、操作键2609、目镜部分2610等。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2602。
图6G表示蜂窝电话，其包括主体2701、外壳2702、显示部分2703、声音输入部分2704、声音输出部分2705、操作键2706、外部连接口2707、天线2708等。由本发明制造的发光器件可用于显示部分2703。
如上所述，根据本发明形成的发光器件的适用范围极其广泛，另外，发光器件包括的发光元件的包含发光物质的层的一部分包括提高来自电极的电子的注入性的电子注入层，该电子注入层由于使用不易晶化的材料而形成，所以有低驱动电压，且长寿命的特点。因此，如将本发明的发光器件应用于所有领域中的电子器件，可以实现电子器件的低功耗化和长寿命化。
本发明使用一种用于发光元件的电子注入成分以形成电子注入层，该电子注入成分包括苯并恶唑衍化物；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少一种，其结果是可以提高来自作为阴极发挥作用的电极的电子注入性。而且，由于苯并恶唑衍化物是在形成膜时不容易被晶化的材料，所以可以提供一种具有比常规元件更优越的元件特性且元件寿命长的发光元件，本发明并且提供使用该发光元件的发光器件。
请注意，本发明可以参考附图以多种不同形式被执行，并且只要是同一领域工作人员，就很容易了解一个事实，即，可以将本发明的形式和内容更改而不脱离本发明的宗旨和范围。所以，更改和修改的内容包括在本发明的权利要求中。
权利要求
1.一种电子注入成分，包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一，其中，所述物质和所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属中之一的摩尔比率为1∶0.1至1∶10，通用公式(1) 其中，Ar表示芳基；R1-R4分别表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。
2.根据权利要求1的电子注入成分，其中，所述物质和所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属中之一的摩尔比率为1∶0.5至1∶2。
3.一种电子注入成分，包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一，其中，所述通用公式(1)表示的物质的物质量和合计所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属所得的物质量的比例为1∶0.1至1∶10，通用公式(1) 其中，Ar表示芳基；R1-R4分别表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。
4.根据权利要求3的电子注入成分，其中，所述通用公式(1)表示的物质的物质量和合计所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属所得的物质量的比例为1∶0.5至1∶2。
5.一种发光元件，包括至少在一对电极之间包括包含发光物质的层，其中，所述包含发光物质的层包括包含通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一的层，通用公式(1) 其中，Ar表示芳基；R1-R4分别表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。
6.根据权利要求5的发光元件，其中，所述物质和所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属中之一的摩尔比率为1∶0.1至1∶10。
7.根据权利要求5的发光元件，其中，所述物质和所述碱性金属、碱性土金属、过渡金属中之一的摩尔比率为1∶0.5至1∶2。
8.根据权利要求5的发光元件，其中，所述包含通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一的层和所述一对电极中的一个电极连接而形成，并且，该电极作为阴极发挥作用。
9.根据权利要求5的发光元件，其中所述一对电极中的一个电极相对于可视光有70％或更多的透过率。
10.根据权利要求5的发光元件，其中所述一对电极中的每一个电极相对于可视光有70％或更多的透过率。
11.一种包括根据权利要求5的发光元件的电子器件，所述电子器件包括摄像机、数字照相机、护目镜型显示器、导航系统、声音重放设备、笔记本型个人计算机、游戏机、个人数字助理、蜂窝电话、便携式游戏机、电子书、图像再现装置。
12.一种电子注入成分，包括通用公式(1)表示的物质；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的至少其中之一，通用公式(1) 其中，Ar表示芳基；R1-R4分别表示氢、卤、氰基、包含1-10个碳原子的烷基、包含1-10个碳原子的haloalkyl、包含1-10个碳原子的烷氧基、取代或非取代的芳基、取代或非取代的杂环基。
13.一种包括根据权利要求12的电子注入成分的电子器件，所述电子器件包括摄像机、数字照相机、护目镜型显示器、导航系统、声音重放设备、笔记本型个人计算机、游戏机、个人数字助理、蜂窝电话、便携式游戏机、电子书、图像再现装置。
全文摘要
本发明的目的是提供一种用于发光元件的电子注入成分，该电子注入成分具有优越的电子注入性，且在形成膜时不易被晶化。本发明并且提供使用该用于发光元件的电子注入成分而形成的在元件特性上比常规元件更优越，且寿命更长的发光元件。本发明还提供使用该发光元件的发光器件。本发明使用一种用于发光元件的电子注入成分从而形成电子注入层作为发光元件的包含发光物质的层的一部分，该电子注入成分包括通用公式(1)表示的苯并恶唑衍化物；以及碱性金属、碱性土金属和过渡金属中的其中之一。通用公式(1)其中，Ar表示芳基；R
文档编号H01L51/30GK1575069SQ20041004903
公开日2005年2月2日 申请日期2004年6月11日 优先权日2003年6月13日
发明者中村康男 申请人:株式会社半导体能源研究所