專利名稱：發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件的層狀結(jié)構(gòu)，該發(fā)光元件具有包含位于陽極和 陰極之間的發(fā)光材料的層，且該發(fā)光元件在施加電場時(shí)可發(fā)光。
背景技術(shù)：
作為使用有機(jī)半導(dǎo)體材料作為功能有機(jī)材料的光電器件的示例，可 提到發(fā)光元件、太陽能電池等。這些器件利用了有機(jī)半導(dǎo)體材料的電學(xué) 性能(載流子輸運(yùn)性能)或光學(xué)性能(光吸收或發(fā)光性能)。尤其是， 發(fā)光元件已經(jīng)得到顯著的發(fā)展。
發(fā)光元件包含一對電極(陽極和陰極)和包含插在該對電極之間的 發(fā)光材料的層。該發(fā)光機(jī)制如下所述。對該對電極施加電壓時(shí)，從陽極 注入的空穴和從陰極注入的電子在包含發(fā)光材料的層內(nèi)的發(fā)光中心相互 復(fù)合以形成分子激子，該分子激子返回到基態(tài)同時(shí)以光的形式輻射能量。 該發(fā)光材料存在兩種可能的受激狀態(tài)，即單重態(tài)和三重態(tài)。認(rèn)為可通過 單重態(tài)也可通過三重態(tài)實(shí)現(xiàn)光發(fā)射。
最近，通過形成由有機(jī)化合物制成的電子注入層而成功地降低了驅(qū)
動(dòng)電壓(見未審查專利公開No. 10-270171 )，其中有機(jī)化合物摻雜了功 函數(shù)低的金屬(具有電子施主性能的金屬)諸如堿金屬、堿土金屬、或 稀土金屬以降低將電子從陰極注入到有機(jī)化合物內(nèi)的能壘。根據(jù)該技術(shù) 可降低驅(qū)動(dòng)電壓，盡管使用了諸如A1的穩(wěn)定金屬形成陰極。
通過采用該技術(shù)的應(yīng)用，可成功地控制發(fā)光元件的發(fā)射光語(見未 審查專利公開No. 2001-102175 )。在未審查專利公開No. 2001-102175 中，提供了由有機(jī)化合物制成的電子注入層，該有機(jī)化合物摻雜了對其 而言具有電子施主性能的金屬。該未審查專利公開已經(jīng)公開了增大該電 子注入層的厚度以改變陰極和發(fā)光層之間的光路，使得發(fā)射到外部的發(fā) 射光語由于光干涉效應(yīng)而得到控制。
根據(jù)該未審查專利公開No. 2001-102175，盡管增大電子注入層的厚 度以控制發(fā)射光譜，通過采用前述電子注入層引起的驅(qū)動(dòng)電壓增大較小。 然而實(shí)際上，除非使用諸如bathocuproin ( BCP )的用作配位體的特殊有機(jī)化合物，才能大幅降低驅(qū)動(dòng)電壓。因此，在未審查專利公開No. 10-270171和2001-102175中公開的電 子注入層技術(shù)存在這樣的問題，即使增大電子注入層從而改善制造成品 率，或者控制發(fā)射光i普以改善顏色純度，除非選用充當(dāng)配位體的有機(jī)化 合物，否則功耗將增大。下面參考圖2解釋在未審查專利公開No. 10-270171和2001-102175 中公開的工作原理。圖2闡述了使用如未審查專利公開No. 10-270171和2001-102175 中所公開的電子注入層的傳統(tǒng)發(fā)光元件的基本配置。在傳統(tǒng)發(fā)光元件(圖2)中，從陽極201注入的空穴和從陰極204 注入的電子在施加正向偏壓時(shí)復(fù)合，從而在包含發(fā)光材料202的層內(nèi)發(fā) 光。在該示例中，電子注入層203由摻雜了金屬的有機(jī)化合物制成，該 金屬(堿金屬或堿土金屬)具有高電子施主性能。電子注入層203用于使電子流動(dòng)，將其注入到包含發(fā)光材料的層 202。然而，由于有機(jī)化合物的電子遷移率比其空穴遷移率^f氐兩個(gè)數(shù)量級， 如果將電子注入層制成厚度與可見光波長(亞微米量級)相當(dāng)以便例如 控制發(fā)射光語，則驅(qū)動(dòng)電壓將增大。發(fā)明內(nèi)容鑒于前述描述，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種發(fā)光元件，該發(fā)光元件能 夠增大厚度，通過與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用充當(dāng)配位體的材料的發(fā)光元件不 同的新穎方法，該發(fā)光元件工作于低的驅(qū)動(dòng)電壓。本發(fā)明更具體的目標(biāo) 是提供功耗更低且發(fā)射具有良好顏色純度的光的發(fā)光元件。本發(fā)明的更 為具體的目標(biāo)是提供低功耗且制造成品率高的發(fā)光元件。發(fā)明者經(jīng)過認(rèn)真考慮之后發(fā)現(xiàn)，通過提供具有下述配置的發(fā)光元件 可解決前述問題。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及包含 發(fā)光材料的第一層、包含n型半導(dǎo)體的第二層、和包含p型半導(dǎo)體的第 三層，這些層均插在該對電極之間；其中第一層、笫二層、和笫三層依 次形成于陽極之上以夾在該陽極和陰極之間，使得第三層與該陰極接觸 形成。該n型半導(dǎo)體優(yōu)選為金屬氧化物，特別地為從包括氧化鋅、氧化錫、和氧化鈦的組中選擇的一種化合物或兩種或更多種化合物。該P(yáng)型半導(dǎo) 體優(yōu)選為金屬氧化物，特別地為從包括氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧化 鈷、及氧化鎳的組中選擇的一種化合物或兩種或更多種化合物。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及包 含發(fā)光材料的第一層、包含有機(jī)化合物和對于該有機(jī)化合物具有電子施 主性能的材料的第二層、和包含p型半導(dǎo)體的第三層，這些層均插在該 對電極之間；其中第一層、第二層、和第三層依次形成于陽極之上以夾 在該陽極和陰極之間，使得第三層與該陰極接觸形成。該p型半導(dǎo)體優(yōu)選為金屬氧化物，特別地為從包括氧化釩、氧化鉻、 氧化鉬、氧化鈷、及氧化鎳的組中選擇的一種化合物或兩種或更多種化 合物。在第二層中，該有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物，特別地為具有7T共軛骨架的具有配位體的金屬絡(luò)合物。具有電子施主性能的該材料優(yōu)選為堿金屬、堿土金屬、或稀土金屬。本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及包 含發(fā)光材料的第一層、包含n型半導(dǎo)體的第二層、和包含有機(jī)化合物和 具有電子受主性能的材料的第三層，這些層均插在該對電極之間；其中 第一層、第二層、和第三層依次形成于陽極之上以夾在該陽極和陰極之 間，使得笫三層與該陰極接觸形成。該n型半導(dǎo)體優(yōu)選為金屬氧化物，特別地為從包括氧化鋅、氧化錫、 和氧化鈦的組中選擇的一種化合物或兩種或更多種化合物。在笫三層中， 該有機(jī)化合物優(yōu)選為具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物，特別地為具有芳 香胺骨架的有機(jī)化合物。具有電子受主性能的材料優(yōu)選為金屬氧化物。本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及包 含發(fā)光材料的第一層、包含第一有機(jī)化合物和對于該有機(jī)化合物具有電 子施主性能的材料的第二層、和包含第二有機(jī)化合物和具有電子受主性 能的材料的第三層，這些層均插在該對電極之間；其中第一層、第二層、 和第三層依次形成于陽極之上以夾在該陽極和陰極之間，使得第三層與 該陰極接觸形成。該第一有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物，特別地為具有7T共軛骨架的具有配位體的金屬絡(luò)合物。具有電子施主性能的材料優(yōu)選為堿金屬、堿土金屬、或稀土金屬。另外，第二有機(jī)化合物優(yōu)選 為具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物，特別地為具有芳香胺骨架的有機(jī)化合物。具有電子受主性能的該材料優(yōu)選為金屬氧化物。本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及包 含發(fā)光材料的第一層、包含有機(jī)化合物和金屬的第二層、和由金屬氧化 物制成的第三層，這些層均插在該對電極之間；其中第一層、第二層、 和第三層依次形成于陽極之上以夾在該陽極和陰極之間，使得第三層與 該陰極接觸形成。備選地，所提供的發(fā)光元件包含陽極和陰極、以及 包含發(fā)光材料的第一層、包含有機(jī)化合物和金屬的第二層、和包含與前 述有機(jī)化合物不同的有機(jī)化合物和金屬氧化物的第三層，這些層均插在 該對電極之間；其中第一層、第二層、和第三層依次形成于陽極之上以 夾在該陽極和陰極之間，使得第三層與該陰極接觸形成。第二層中包含的有機(jī)化合物優(yōu)選為具有電子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物，特別地為具有7T共軛骨架的具有配位體的金屬絡(luò)合物。另外，第三層中的包含的第二有機(jī)化合物優(yōu)選為具有空穴輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物， 特別地為具有芳香胺骨架的有機(jī)化合物。該金屬優(yōu)選為堿金屬、堿土金 屬、或稀土金屬。該金屬氧化物優(yōu)選為從包括氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、 氧化鈷、及氧化鎳的組中選擇的一種化合物或兩種或更多種化合物。盡管使用濺射方法形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件中的陰極，但可獲得 具有良好特性且由于該濺射所遭受損傷很少的發(fā)光元件。因此，可使用 主要由濺射形成的諸如IT0 (氧化銦錫)的對可見光是透明的導(dǎo)電材料 形成陰極。對于使用由對可見光是透明的導(dǎo)電材料形成的這種透明電極 的情形，可獲得從陰極發(fā)光的發(fā)光元件。通過根據(jù)本發(fā)明的新穎方法，該方法不同于使用充當(dāng)配位體的材料 的傳統(tǒng)發(fā)光元件，可以獲得容易增大厚度并工作于低驅(qū)動(dòng)電壓的發(fā)光元 件。因此可以獲得功耗低且發(fā)光顏色純度良好的發(fā)光元件。同時(shí)可獲得 低功耗且制造成品率高的發(fā)光元件。通過使用前述發(fā)光元件制造發(fā)光裝置，可以高成品率地制造發(fā)光顏 色純度良好且功耗低的發(fā)光裝置。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖； 圖2為根據(jù)傳統(tǒng)發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖； 圖3A至3C為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖4A至4C為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖5為發(fā)光裝置的解釋性視圖；圖6為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的比較例發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的比較例發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖9A和9B為發(fā)光裝置的解釋性視圖；圖IOA至IOC為電器的解釋性視圖；圖11為示出發(fā)光元件的電壓-亮度特性的視圖；圖12為示出發(fā)光元件的電流-電壓特性的視圖；圖13為示出發(fā)光元件的發(fā)射光*的視圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的比較例發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)的解釋性視圖；圖16為示出發(fā)光元件的發(fā)射光譜的視圖；以及 圖17為示出發(fā)光元件的發(fā)射光語的視圖。
具體實(shí)施方式
在下文中參考本發(fā)明實(shí)施例詳細(xì)解釋工作原理和具體結(jié)構(gòu)示例。參考圖1解釋根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的工作原理。圖1闡述了根據(jù) 本發(fā)明的發(fā)光元件的基本結(jié)構(gòu)。才艮據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件(圖1)制成具有如下結(jié)構(gòu)第一層102、第 二層103、和第三層104依次形成于陽極101之上以夾在該陽極101和 陰極105之間。這里使用的術(shù)語"陽極'，指用于注入空穴的電極。這里 使用的術(shù)語"陰極"指用于注入電子或接收空穴的電極。第二層103為用于產(chǎn)生和輸運(yùn)電子的層。第二層103由n型半導(dǎo)體、 包含n型半導(dǎo)體的混合物、或具有載流子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物與具有 高電子施主性能的材料的混合物制成。同樣，第三層104為用于產(chǎn)生和 輸運(yùn)空穴的層。第三層104由p型半導(dǎo)體、包含p型半導(dǎo)體的混合物、 或具有載流子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物與具有高電子受主性能的材料的混 合物制成。另外，第一層102為包含發(fā)光材料的層，并由單層或多層制成，使得在第一層102內(nèi)形成發(fā)光區(qū)域。對具有前述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件施加正向偏壓時(shí)，電子和空穴分別從第 二層103和第三層104之間的界面附近沿相反的方向彼此相向流動(dòng)，如 圖1所示。在由此產(chǎn)生的載流子中，電子與從陽極101注入的空穴在第 一層102內(nèi)復(fù)合。另一方面，空穴穿過第三層104到達(dá)陰極105。對于 將注意力集中到第二層103和第三層104的情形，對p-n結(jié)施加反向偏 壓。此外，所產(chǎn)生的載流子的數(shù)量并不是非常多，但是足以使該發(fā)光元 件工作。根據(jù)本發(fā)明的這種發(fā)光元件可以通過增大第三層的厚度而控制光學(xué) 路徑，其中該第三層可產(chǎn)生并移動(dòng)空穴。在這一點(diǎn)上，根據(jù)本發(fā)明的發(fā) 光元件不同于通過增大包含BCP的電子注入層203 (即，產(chǎn)生并輸運(yùn)電 子的層)的厚度而控制光學(xué)路徑的傳統(tǒng)發(fā)光元件(圖2)。通常用作空穴輸運(yùn)材料的有機(jī)化合物的空穴遷移率高于通常用作電 子輸運(yùn)材料的有機(jī)化合物的電子遷移率。因此，更好的是通過增大可移 動(dòng)空穴的層(第三層)的厚度以控制光學(xué)路徑，從而防止驅(qū)動(dòng)電壓隨第 三層厚度的增大而提高。在閱讀下述詳細(xì)描速以及附圖之后，本發(fā)明的這些和其它目的、特 征、和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。將會(huì)了解到，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言，本發(fā)明的各種改變和調(diào)整是顯而易見的。因此，除非這些改變和調(diào) 整偏離下文所述本發(fā)明的范圍，應(yīng)認(rèn)為這些改變和調(diào)整被包含在該范圍 內(nèi)。實(shí)施例1在實(shí)施例1中參考圖3A至3C描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件。 如圖3A至3C所示，發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)包含形成于襯底300上的陽極 301、形成于陽極301上包含發(fā)光材料的第一層302、形成于第一層302 上的第二層303、形成于第二層303上的第三層304、以及形成于第三層 304上的陰極305。至于襯底300的材料，可以使用傳統(tǒng)發(fā)光元件中使用的任何襯底。例如可以使用玻璃襯底、石英襯底、透明塑料襯底、或柔性襯底。
至于形成陽極301的陽極材料,優(yōu)選使用具有大功函數(shù)(至少4. OeV) 的金屬、合金、具有導(dǎo)電性能的化合物、以及這些材料的混合物。至于 該陽極材料的具體示例，除了 ITO (氧化銦錫)、包含硅的ITO、包含混 合了 2至20%的氧化鋅(ZnO)的氧化銦的IZO (氧化銦鋅)之外，還可 以使用金Uu)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、 鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料氮化物(TiN)等。
另一方面，至于形成陰極305的陰極材料，優(yōu)選使用具有小功函數(shù) (最大3. 8eV)的金屬、合金、具有導(dǎo)電性能的化合物、以及這些材料 的混合物。至于該陰極材料的具體示例，除了元素周期表中第一列和第 二列的元素(即諸如Li或Cs的堿金屬、諸如Mg、 Ca或Sr的堿土金屬)、 這些元素的合金(Mg: Ag、 Al:Li)或化合物(LiF、 CsF、 CaF2)之外，還 可以使用包含稀土金屬的過渡金屬。備選地，可使用包含Al、 Ag、 ITO (包含合金)等的疊層形成陰極305。
通過氣相沉積或?yàn)R射分別沉積上述陽極和陰極材料，從而形成用作 陽極301和陰極305的薄膜。優(yōu)選地將這些薄膜制成厚度為10至500nm。 可最后使用諸如SiN的無機(jī)材料或例如Teflon或苯乙烯聚合物的有機(jī)材 料形成保護(hù)層(阻擋層)。該阻擋層可以是透明的，或者是不透明的。 通過氣相沉積、濺射等使用前述無機(jī)材料或有機(jī)材料形成該阻擋層。
為了防止發(fā)光元件的有機(jī)層或電極被氧化或變濕，通過電子束輻射、 氣相沉積、濺射、溶膠-凝膠等方法形成諸如SrOx或SiOx的干燥劑。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件具有如下結(jié)構(gòu)，即在用作第一層的包含發(fā)光 材料的層內(nèi)通過載流子復(fù)合而產(chǎn)生的光，可從陽極301、或從陰極305、 或者這兩個(gè)電極發(fā)射到外部，如圖3A至3C所示(各圖中的箭頭示出了 發(fā)光方向)。當(dāng)光從陽極301出射時(shí)(圖3A)，陽極301由具有透光屬 性的材料制成。當(dāng)光線從陰極305出射時(shí)(圖3B)，陰極305由具有透 光性能的材料制成。當(dāng)光線從陽極301和陰極305出射時(shí)(圖3C),陽 極301和陰極305由具有透光性能的材料制成。
通過堆疊多個(gè)層而形成第一層302。在實(shí)施例1中，通過堆疊第四 層311、第五層312、和第六層313形成第一層302。第四層311為包含 空穴注入材料的空穴注入層。第五層312為包含空穴輸運(yùn)材料的空穴輸運(yùn)層。第六層313為包含發(fā)光材料的發(fā)光層，當(dāng)施加電場時(shí)形成發(fā)光區(qū) 域。
用作第一層的包含發(fā)光材料的層可以使用已知材料。至于該已知材 料，可以使用基于低分子的材料或基于高分子的材料。
至于形成第四層311的空穴注入材料，可以使用酞菁化合物。例如 可以使用酞菁(下文中稱為H2-Pc)、銅酞菁(下文中稱為Cu-Pc)等。
至于形成第五層312的空穴輸運(yùn)材料，優(yōu)選使用芳香胺(即具有苯 環(huán) - 氮鍵(benzene ring-nitrogen bond )的芳香胺)基化合物。例如, 廣泛使用4，4，-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(筒寫為TPD) 及其諸如4， 4，-二 [N- (1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(簡寫為a -NPD ) 的衍生物。還可以使用星爆型芳香胺化合物，例如4， 4，， 4"-三(N， N-二苯 基-氨基)-三苯基胺(簡寫為TDATA)，以及4，4，，4，，-三[N-(3-甲基苯 基)-N-苯基氨基]-三苯基胺(簡寫為MTDATA)。備選地，可以使用諸如 氧化鉬的導(dǎo)電無機(jī)化合物或者該導(dǎo)電無機(jī)化合物與前述有機(jī)化合物的復(fù) 合材料。
至于第六層313中包含的發(fā)光材料，可以使用諸如喹吖啶酮、香豆 素、紅熒烯、基于苯乙烯基的顏料、四苯基-丁二烯、蒽、茈、六苯并 苯、12-phthaloperinone乎汴生物。另外，可以推薦諸如三(8-羥基會(huì)啉 (quinolinolate))鋁(下文中稱為Alq3)的金屬絡(luò)合物。
第二層303可由諸如氧化鋅、氧化錫、氧化鈦、硫化鋅、硒化鋅、 或碲化鋅的n型半導(dǎo)體制成?；蛘?，第二層303可包含前述n型半導(dǎo)體。 另外備選地，可由有機(jī)化合物制成第二層303,其中該有機(jī)化合物摻雜 了對其而言具有電子施主性能的材料。至于本示例中的有機(jī)化合物，優(yōu) 選使用電子輸運(yùn)材料，例如2-(4-二苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1， 3, 4-惡二唑(簡寫為PBD);可推薦前述的0XD-7、 TAZ、 p-EtTAZ、 BPhen、 BCP。另外，可以推薦具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物，例如 通常導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓增大的Alq3;三(5-曱基-8-羥基喹啉)鋁(簡寫為 Almq3)或二(10-羧基苯(hydroxybenzo ) [h]-會(huì)啉(quinolinato )) 鈹(簡寫為BeBq2 )、或二 (2-甲基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚 (phenylphenolato)-鋁(簡寫為BAlq)。另一方面，至于電子施主 材料，可推薦諸如Li或Cs的堿金屬、諸如Mg、 Ca或Sr的堿土金屬、或諸如Er或Yb的稀土金屬。另外，可以使用具有電子施主性能的有機(jī) 化合物，例如對于Alq3,可使用四硫富瓦烯或四甲基硫富瓦烯
(tetramethylthiafulvalene )。
第三層304可由例如氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧化鈷、或氧化鎳 的p型半導(dǎo)體制成。備選地，第三層304可包含前述p型半導(dǎo)體。另外 備選地，第三層304可由有機(jī)化合物制成，該有機(jī)化合物摻雜了對其而 言具有電子受主性能的材料。至于本示例中的有機(jī)化合物，優(yōu)選使用空 穴輸運(yùn)材料。特別地，優(yōu)選使用芳香胺基化合物。例如，除了 TPD之外， 還可推薦為TPD衍生物的ot-NPD，或諸如TDATA、 MTDATA等的星爆型芳 香胺化合物。另一方面，至于具有電子受主性能的材料，對于oc-NPD， 可以推薦具有電子受主性能的諸如氧化鉬或氧化釩的金屬氧化物。備選 地，對于oc-NPD，可以使用具有電子受主性能的諸如四氰基對醌二曱烷
(tetracyanoquinodimethan )(簡寫為TCNQ )或2， 3-二氰基對覼 (dicyanonaphtoqui廳)(DCNNQ )的有機(jī)化合物。
因此可以形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件。在本實(shí)施例中，可將由具有 良好電子輸運(yùn)性能的材料制成的層提供到第一層302的一部分，從而與 第二層303接觸。至于具有良好電子輸運(yùn)性能的材料，優(yōu)選使用具有喹 啉骨架或苯并喹啉骨架的金屬絡(luò)合物，例如三(8-羥基喹啉)鋁(簡寫為 Alq3)、三(5-曱基-8-羥基喹啉)鋁(簡寫為Almq3) 、 二(10-絲苯[h]-喹啉)鈹(簡寫為BeBqJ 、或二(2-曱基-8-羥基喹啉)-4-苯基苯酚鋁(簡 寫為BAlq)。備選地，可以使用具有唑基或噻唑基配位體的金屬絡(luò)合物， 例如二 [2- (2-羥苯基)-苯峻]鋅(簡寫為Zn (BOX) 2)或二 [2- (2-羥苯基)-苯瘞唑]鋅(簡寫為Zn(BTZ)J 。除了該金屬絡(luò)合物之外，還可以使用 2(4-二苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-l，3,4-惡二唑(簡寫為PBD) 、 1， 3-二 [5- (p-叔—丁基苯基)-1， 3， 4-惡二唑-2 -基]苯(簡寫為0XD-7 )、 3- (4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5- (4-聯(lián)苯基)-1， 2， 4-三唑(簡寫為TAZ )、 3- (4-叔—丁基苯基)-4- (4-乙基苯基)-5- (4-聯(lián)苯基)-1 ， 2， 4-三哇(簡寫 為p-EtTAZ)、紅菲繞啉(簡寫為BPhen) 、 bathocuproin (筒寫為BCP )等。
在根據(jù)本發(fā)明的前述發(fā)光元件中，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電 材料制成陰極的情形，光可以從陰極出射，如圖3B所示。備選地，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電材料制成陽極的情形，光可以從陽極出射，
如圖3A所示。另外備選地，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電材料制成陰 極和陽極的情形，光可以從陰極和陽極出射，如圖3C所示。
至于對可見光是透明的并具有比較高導(dǎo)電性能的導(dǎo)電材料，可推薦 上面提到的ITO、 IZO等。前述材料通常不適合用于形成陰極。
由于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中提供了用于產(chǎn)生和輸運(yùn)空穴的 層以及用于產(chǎn)生和輸運(yùn)電子的層，因此即使當(dāng)使用諸如ITO或IZO的具 有高功函數(shù)的材料時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓也不會(huì)增大。因此，ITO或IZO可作為 用于形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的陰極的材料。
盡管使用濺射形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的陰極，但可獲得具有良 好特性且由于該濺射所遭受損傷很少的發(fā)光元件。因此，可使用主要由 濺射形成的諸如ITO的對可見光是透明的導(dǎo)電材料形成陰極。
實(shí)施例2
在實(shí)施例2中參考圖4A至4C描述根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。 可使用與實(shí)施例1中所解釋的相同材料和相同工藝形成襯底400、
陽極401、第一層402、第二層403、第三層404、和陰極405，因此不
再詳細(xì)解釋。
如圖4A至4C所示，該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)包含形成于襯底400上的陰 極405、形成于陰極405上的第三層404、形成于第三層4(M上的笫二層 403、形成于第二層403上的包含發(fā)光材料的第一層402、以及形成于第 一層402上的陽極401。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件具有如下結(jié)構(gòu)，在包含發(fā)光材料的第一層內(nèi) 載流子復(fù)合所產(chǎn)生的光從陽極401、或陰極405、或這兩個(gè)電極出射到外 部，如圖4A至4C所述。當(dāng)光線從陽極401出射時(shí)(圖4A)，陽極401 由具有透光性能的材料制成。當(dāng)光線從陰極405出射時(shí)(圖4B),陰極 405由具有透光性能的材料制成。當(dāng)光線從陽極401和陰極405出射時(shí) (圖4C),陽極401和陰極405由具有透光性能的材料制成。 因此，可以制造根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件。
在根據(jù)本發(fā)明的前述發(fā)光元件中，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電 材料制成陽極的情形，光可從該陽極出射，如圖4A所示。備選地，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電材料制成陰極的情形，光可從該陰極出射，
如圖4B所示。另外備選地，對于使用對可見光是透明的導(dǎo)電材料制成陰極和陽極的情形，光可從該陰極和陽極出射，如圖4C所示。
如實(shí)施例2所述，作為對光是透明的并具有相對高導(dǎo)電性能的導(dǎo)電材料，可推薦上面提到的ITO、 IZO等。前述材料通常不適合用于形成陰極，因?yàn)檫@些材料具有高的功函數(shù)。
由于根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件具有如下結(jié)構(gòu)，其中提供了用于產(chǎn)生和輸運(yùn)空穴的層以及用于產(chǎn)生和輸運(yùn)電子的層，因此即使當(dāng)使用諸如ITO或IZO的具有高功函數(shù)的材料時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓也不會(huì)增大。因此，ITO或IZO可作為用于形成根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的陰極的材料。
實(shí)施例3
在本實(shí)施例中，在例如玻璃、石英、金屬、體半導(dǎo)體、透明塑料、或柔性襯底的村底500上制造發(fā)光元件。可通過一個(gè)襯底上的多個(gè)這種發(fā)光元件制造無源發(fā)光裝置?？蓪l(fā)光元件制成與薄膜晶體管(TFT)陣列接觸，如圖5所示，而不是在諸如玻璃、石英、透明塑料、或柔性襯底的襯底上制造發(fā)光元件。這里，參考數(shù)字511表示TFT， 512表示TFT，513表示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件。發(fā)光元件513包含陽極514、第一層、第二層、和第三層515，和陰極516;并通過布線517電連接到TFT511。因此，可以制造通過TFT控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的有源矩陣發(fā)光裝置。另外，該TFT的結(jié)構(gòu)沒有特別限制。例如，可以使用交錯(cuò)TFT或反向交錯(cuò)TFT。此外，組成該TFT的半導(dǎo)體層的結(jié)晶性沒有特別限制?？梢允褂脝尉Щ蚍蔷О雽?dǎo)體層。
示例1
在本示例中特別地列舉了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的一個(gè)模式。參考圖6解釋該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
在襯底600上形成發(fā)光元件的陽極601。由濺射形成的、為透明導(dǎo)電薄膜的ITO制成陽極601，其厚度為110nm，尺寸為2 x 2mm。
接著，在陽極601上形成包含發(fā)光材料的第一層602。根據(jù)本示例的包含發(fā)光材料的第一層602形成為具有分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)包含三200910170468.4
說明書第12/20頁
層，即空穴注入層611、空穴輸運(yùn)層612、以及發(fā)光層613。
使用真空沉積系統(tǒng)的襯底架固定設(shè)有陽極601的襯底，使得設(shè)有陽極601的表面朝下。接著，將銅酞菁(下文中稱為Cu-Pc)放置到安裝在該真空沉積系統(tǒng)內(nèi)部的蒸發(fā)源內(nèi)。隨后，通過使用電阻加熱方法的氣相沉積形成厚度為20nm的空穴注入層611。作為該空穴注入層611的材料，可以使用已知的空穴注入材料。
由具有良好空穴輸運(yùn)性能的材料制成空穴輸運(yùn)層612。作為該空穴輸運(yùn)層612的材料，可以使用已知的空穴輸運(yùn)材料。在本示例中，使用和形成空穴注入層611相同的過程制備的厚度為40nm的oc-NPD。
隨后形成發(fā)光層613。作為用于形成發(fā)光層613的材料，可以使用已知的發(fā)光材料。在本示例中，使用和形成空穴輸運(yùn)層612相同的過程制備的厚度為40nm的Alq3。這里，Alqs用作發(fā)光材料。
在形成空穴注入層611、空穴輸運(yùn)層612、和發(fā)光層613這三層之后形成第二層603。在本示例中，使用用作電子輸運(yùn)材料的Alq3并采用Mg作為Al(b的電子施主材料，通過共蒸發(fā)方法形成厚度為30nm的第二層603。第二層603的材料中存在lwt。/。的Mg。
形成第三層604。在本示例中，使用用作空穴輸運(yùn)材料的oc-NPD并采用氧化鉬作為oc-NPD的電子受主材料，通過共蒸發(fā)方法形成厚度為150nm的第三層604。第三層604的材料中存在"wt %的氧化鉬。使用氧化鉬(VI)作為該氧化鉬的原材料。
通過濺射或氣相沉積形成陰極605。通過在第三層604上氣相沉積形成(150nm)鋁而獲得陰極605。
因此獲得根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件。圖11示出了所獲得的發(fā)光元件的亮度-電壓特性。圖12示出了所獲得的發(fā)光元件的電流-電壓特性。圖13示出了施加lmA電流時(shí)所獲得的發(fā)光元件的發(fā)射光譜。
對所獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)的開始電壓(亮度至少為lcd/m'時(shí)的電壓)為6. 0V。施加lmA電流時(shí)獲得1130cd/i^的亮度。該發(fā)光元件獲得具有良好顏色純度的綠光發(fā)射，CIE色度坐標(biāo)為x-O. 29， y=0. 63。
比較例1
在比較例1中具體解釋設(shè)有電子注入層703而非設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的前述第二和第三層的傳統(tǒng)發(fā)光元件。參考圖7解釋該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。和示例1中第二層603相同，使用摻雜了 lwt% Mg的電子輸運(yùn)材料Al(b制成電子注入層703,其中對于Alq3, Mg具有電子施主性能。和示例1中的第二層603相同，電子注入層703的厚度為30nm。形成村底700;陽極701;由空穴注入層711、空穴輸運(yùn)層712和發(fā)光層713構(gòu)成的包含發(fā)光材料的層702;以及陰極704，從而具有和示例l相同的結(jié)構(gòu)。因此，根據(jù)示例1的發(fā)光元件的厚度比根據(jù)比較例1的發(fā)光元件的厚度大第三層604的厚度(150nm)。
圖11示出了所獲得的發(fā)光元件的亮度-電壓特性。圖12示出了所獲得的發(fā)光元件的電流-電壓特性。圖13示出了施加lmA電流時(shí)所獲得的發(fā)光元件的發(fā)射光謙。對所獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)，開始電壓為5. 4V。施加lmA電流時(shí)獲得1360cd/i^的亮度。該發(fā)光元件獲得具有不佳顏色純度的黃綠色光發(fā)射，CIE色度坐標(biāo)為x-O. 34， y-O. 58。
上述結(jié)果表明，根據(jù)示例1的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(6. OV)幾乎和根據(jù)比較例1的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(5. 4V)相同，盡管根據(jù)示例1的發(fā)光元件的總厚度比根據(jù)比較例1的發(fā)光元件的厚度大150nm。另外，將圖13中的發(fā)射光i普相互比較，根據(jù)示例1的發(fā)射光譜窄于才艮據(jù)比較例1的發(fā)射光鐠。因此可以認(rèn)為，該窄的發(fā)射光i普導(dǎo)致了根據(jù)示例1的發(fā)光元件的顏色純度的改善。
比較例2
在本比較例2中具體地解釋一傳統(tǒng)發(fā)光元件，該發(fā)光元件i殳有分別具有和根據(jù)示例l相同的結(jié)構(gòu)的襯底800;陽極801;包含發(fā)光材料的層802,其包括空穴注入層811、空穴輸運(yùn)層812和發(fā)光層813;和陰極804;該發(fā)光元件還設(shè)有電子注入層803。電子注入層803具有和根據(jù)比較例1的電子注入層相同的結(jié)構(gòu)。電子注入層803形成的厚度為180nm，使得該發(fā)光元件的總厚度等于根據(jù)示例1的發(fā)光元件的總厚度。
圖11示出了所獲得的發(fā)光元件的亮度-電壓特性。圖12示出了所獲得的發(fā)光元件的電流-電壓特性。圖13示出了施加lmA電流時(shí)所獲得的發(fā)光元件的發(fā)射光譜。對所獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)的開始電壓為14. 0V。施加lmA電流時(shí)獲得1050cd/i^的亮度。該發(fā)光元件獲得具有良好顏色純度的綠色發(fā)光，CIE色度坐標(biāo)為x-O. 25， y=0. 63。
上述結(jié)果表明，根據(jù)比較例2的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓和4艮據(jù)本發(fā)明示例1的具有相同厚度的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓相比大幅增大，盡管如圖13所示，根據(jù)比較例2的發(fā)光元件的發(fā)射光譜窄且具有良好的顏色純度。因此，實(shí)踐本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中將第一層602、第二層603、和第三層604依次提供在一對電極(陽極601和陰極605 )之間)可允許通過增大這些層的總厚度而改善發(fā)光元件的顏色純度，同時(shí)防止由于增大這些層的總厚度而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓增大。
示例2
在本示例2中特別地示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的一個(gè)實(shí)施例。參考圖14解釋該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
在襯底2400上形成發(fā)光元件的陽極2401。由濺射形成的、為透明導(dǎo)電薄膜的IT0制成陽極2401，其厚度為110nm，尺寸為2 x 2mm。
接著，在陽極2401上形成包含發(fā)光材料的第一層2402。根據(jù)本示例的包含發(fā)光材料的第一層2402具有分層結(jié)構(gòu)，其包含三層，即空穴注入層24U、空穴輸運(yùn)層2412、以及發(fā)光層2413。
使用真空沉積系統(tǒng)的襯底架固定設(shè)有陽極2401的襯底，使得設(shè)有陽極2401的表面朝下。接著，將Cu-Pc放置到安裝在該真空沉積系統(tǒng)內(nèi)部的蒸發(fā)源內(nèi)。隨后，通過使用電阻加熱方法的氣相沉積形成厚度為20nm的空穴注入層2411。作為該空穴注入層2411的材料，可以4吏用已知的空穴注入材料。
由具有良好空穴輸運(yùn)性能的材料制成空穴輸運(yùn)層2412。作為該空穴輸運(yùn)層2412的材料，可以使用已知的空穴輸運(yùn)材料。在本示例中，使用和形成空穴注入層2411相同的過程制備的厚度為40nm的ct -NPD。
形成發(fā)光層2413。作為用于形成發(fā)光層2413的材料，可以使用已知的發(fā)光材料。在本示例中，通過共蒸發(fā)厚度為40nm的Alcb和香豆素6，形成發(fā)光層2413。這里，香豆素6用作發(fā)光材料。分別使用1: 0.003的質(zhì)量比共蒸發(fā)Ald3和香豆素6。
在形成空穴注入層2411、空穴輸運(yùn)層2412、和發(fā)光層2413這三層之后形成第二層2403。在本示例中，使用用作電子輸運(yùn)材料的Al(b并采用Li作為對于Alq3具有電子施主性能的材料，通過共蒸發(fā)方法形成厚度為30nm的第二層2403。第二層2403的材料中存在lwt %的Li。
形成第三層2404。在本示例中，使用用作空穴輸運(yùn)材料的a-NPD并采用氧化鉬作為對于oc-NPD具有電子受主性能的材料，通過共蒸發(fā)方法形成厚度為180nm的第三層2404。第三層2404的材料中存在25wt %的氧化鉬。使用氧化鉬(VI)作為該氧化鉬的原材料。
通過濺射或氣相沉積形成陰極2405。通過在第三層2404上氣相沉積形成鋁(200nm)而獲得陰極2405。
對所獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)的開始電壓(亮度至少為lcd/n^時(shí)的電壓)為3. 4V。施加lmA電流時(shí)獲得2700cd/m"的亮度。如圖16所示，發(fā)射光謙呈尖銳線。該發(fā)光元件獲得具有極好顏色純度的綠光發(fā)射，CIE色度坐標(biāo)為x = 0. 21, y = 0. 69。
比較例3
在本比較例3中，使用圖15具體地解釋設(shè)有電子注入層2503而非設(shè)有根據(jù)本發(fā)明的前述第二和第三層的傳統(tǒng)發(fā)光元件。和示例2中第二層2503相同，使用摻雜了lwt。/。 Li的電子輸運(yùn)材料Alq3制成電子注入層2503,其中Li對于Ald3具有電子施主性能。和示例2中的第二層相同，電子注入層2503的厚度為30nm。形成和示例2中結(jié)構(gòu)相同的襯底2500;陽極2501;包含發(fā)光材料的層2502,其包括空穴注入層2511，空穴輸運(yùn)層2512，和發(fā)光層2513;以及陰極2504。因此，根據(jù)示例2的發(fā)光元件的厚度比根據(jù)比較例3的發(fā)光元件的厚度大第三層2404的厚度(180nm)。
對根據(jù)比較例3獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)的開始電壓為3. 2V。施加lmA電流時(shí)獲得3300cd/W的亮度。如圖16所示，發(fā)射光鐠呈寬線。該發(fā)光元件獲得具有不佳顏色純度的綠光發(fā)射，CIE色度坐標(biāo)為x =0. 30， y = 0. 64。
上述結(jié)果表明，根據(jù)示例2的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(3. 4V)幾乎和根據(jù)比較例3的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(3. 2V)相同，盡管根據(jù)示例2的發(fā)光元件的厚度比根據(jù)比較例3的發(fā)光元件的厚度大180nm。另外，將圖16中的發(fā)射光鐠相互比較，根據(jù)示例2的發(fā)射光譜窄于根據(jù)比較例3的發(fā)射光謙。因此，該窄的發(fā)射光鐠導(dǎo)致了根據(jù)示例2的發(fā)光元件的顏 色純度的改善。
示例3
在本示例3中示出了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的一個(gè)實(shí)施例。參考圖 14解釋該發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在示例3中，除了第三層2404以外，根據(jù) 與示例2相同的方法形成其它各層。另外，通過氣相沉積由氧化鉬形成 厚度為260nm的第三層2404。使用氧化鉬(VI)作為該氧化鉬的原材料。
對所獲得的發(fā)光元件施加電壓時(shí)的開始電壓(亮度至少為lcd/i^時(shí) 的電壓)為4. 6V。施加lmA電流時(shí)獲得2800cd/n^的亮度。如圖17所示， 發(fā)射光譜呈尖銳線。該發(fā)光元件獲得具有極好顏色純度的綠光發(fā)射，CIE 色度坐標(biāo)為x = 0. 23， y-O. 71。為了比較，在圖17中示出了比較例3 的上述發(fā)射光鐠。
上述結(jié)果表明，根據(jù)示例3的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(4. 6V)和根據(jù) 比較例3的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓(3. 2V)相比沒有大幅增大，盡管根據(jù) 示例3的發(fā)光元件的厚度比根據(jù)比較例3的發(fā)光元件的厚度大260nm。 另夕卜，將圖17中的發(fā)射光語相互比較，根據(jù)示例3的發(fā)射光語窄于根據(jù) 比較例3的發(fā)射光鐠。因此，該窄的發(fā)射光鐠導(dǎo)致了才艮據(jù)示例3的發(fā)光 元件的顏色純度的改善。
示例4
在本示例中，將參考圖9A和9B解釋像素部分中具有根據(jù)本發(fā)明的 發(fā)光元件的發(fā)光裝置。圖9A為發(fā)光裝置的俯視圖。圖9B為沿線A-A，截 取的圖9A的截面視圖。由虛線所示參考數(shù)字901表示驅(qū)動(dòng)電路單元(源 側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)；參考數(shù)字902表示像素部分；903代表驅(qū)動(dòng)電路單元(柵 側(cè)驅(qū)動(dòng)電路)；904代表密封村底；905代表密封劑。密封劑905圍繞的 內(nèi)部為空間907。
參考數(shù)字908代表用于傳輸信號(hào)的布線，該信號(hào)將被輸入到源側(cè)驅(qū) 動(dòng)電路901和柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路903。該布線從用作外部輸入端的FPC (柔性 印刷電路)909接收視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、開始信號(hào)、或復(fù)位信號(hào)。盡 管只在該圖中示出了 FPC，可將PWB (印刷線路板)連接到該FPC。本說明書中使用的術(shù)語"發(fā)光裝置"不僅指發(fā)光裝置的主體，還指設(shè)有FPC 909 或PWB的主體。
接著將參考圖9B解釋截面結(jié)構(gòu)。在襯底910上形成驅(qū)動(dòng)電路和像素 部分。在圖9B中，源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路901和像素部分902 ;陂示成驅(qū)動(dòng)電路單 元。
源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路901 i殳有通過組合n溝道TFT 923和p溝道TFT 924 而形成的CMOS電路。可由已知的CMOS、 PMOS、或NMOS電路形成用于形 成驅(qū)動(dòng)電路的TFT。在本示例中，描述了其中在襯底上形成驅(qū)動(dòng)電路的 驅(qū)動(dòng)器集成型，但并非是唯一的，驅(qū)動(dòng)電路可形成于外部而非在襯底上。
像素部分902包含多個(gè)像素，所述像素包含開關(guān)TFT 911、電流控 制TFT912、和電連接到電流控制TFT 912的漏極的陽極913。另外，形 成絕緣體914以覆蓋陽極913的邊緣。這里，使用正型光敏丙烯酸樹脂 薄膜形成絕緣體914。
為了形成有利的覆蓋，絕緣體914的上邊緣部分和下邊緣部分制成 具有曲率半徑的彎曲面。例如，對于正型光敏丙烯酸樹脂被用作形成絕 緣體914的材料時(shí)，優(yōu)選地僅絕緣體914的上邊緣部分具有曲率半徑(0. 2 至3nim)。作為絕緣體914，可以使用通過光線照射變得不溶解于腐蝕 劑的負(fù)光敏樹脂或通過光線照射可溶解于腐蝕劑的正光敏樹脂。例如， 不僅可以使用有機(jī)化合物，還可以使用無機(jī)化合物，例如氧化硅、氧氮 化硅、或硅氧烷。
分別在陽極913上形成第一至第三層916和陰極917。作為陽極913 的材料，優(yōu)選使用具有大功函數(shù)的材料。例如，可由下述形成陽極913: 諸如ITO (氧化銦錫)薄膜、ITSO (氧化銦錫硅)薄膜、IZO (氧化銦鋅) 薄膜、氮化鈦薄膜、鉻薄膜、鎢薄膜、Zn薄膜、或Pt薄膜的單層；包 含上述單層之一以及含有氮化鈦和鋁為主要成分的薄膜的疊層；包含上 述單層之一、包含氮化鈦和鋁為主要成分的薄膜、以及氮化鈦薄膜的三 層疊層等。在陽極913制成具有分層結(jié)構(gòu)的情形下，該陽極可制成具有 和布線一樣的低電阻，形成良好的歐姆接觸，并用作陽極。
通過使用蒸發(fā)掩模的氣相沉積或噴墨形成第一至第三層916。第一 至第三層916包含含有發(fā)光材料的第一層、包含n型半導(dǎo)體的第二層、 以及包含p型半導(dǎo)體的第三層。該第一層、第二層、和第三層依次形成于陽極之上以夾在該陽極和陰極之間，使得第三層與該陰極接觸。此外， 至于包含發(fā)光材料的層所使用的材料，通常使用單層、疊層、或混合層 的有機(jī)化合物。然而，本發(fā)明包含薄膜由部分包含無機(jī)化合物的有機(jī)化 合物制成的情形。
對于形成于該第一至第三層916上的陰極917的材料，可以使用具 有小功函數(shù)的材料(Al、 Ag、 Li、 Ca;或這些元素的合金例如MgAg、 Mgln、 AlLi; CaF2、或CaN)。對于第一至第三層916內(nèi)產(chǎn)生的光線穿過陰極 917的情形，優(yōu)選將陰極917制成分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)包含薄金屬薄 膜和透明導(dǎo)電ITO (氧化銦錫合金、ITSO (氧化銦錫硅)、ln203 - ZnO (氧 化銦鋅)、ZnO (氧化鋅)等)。
使用密封劑905將密封村底904粘貼到襯底910上，從而將發(fā)光元 件918封裝到由襯底910、密封襯底904、和密封劑905所包圍的空間 907內(nèi)。本發(fā)明不僅包含用惰性氣體填充空間907的情形，還包含用密 封劑905填充空間907的情形。
該密封劑905優(yōu)選使用環(huán)氧基樹脂。此外，理想地用于密封劑的材 料阻止水氣和氧氣滲透。至于密封村底904的材料，除了玻璃襯底或石 英襯底之外，還可以使用塑料襯底，例如FRP (玻璃纖維增強(qiáng)塑料)、 PVF (聚氟乙烯)、Myler、聚酯、或丙烯酸樹脂。
因此，可以獲得具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光裝置。
通過自由地組合在示例1至3中解釋的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)而實(shí)踐本示 例中所描述的發(fā)光裝置。如果需要，根據(jù)本示例的發(fā)光裝置可設(shè)有諸如 濾色器的顏色轉(zhuǎn)換薄膜。
示例5
在本示例中將參考圖10A至10C解釋使用具有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元 件的發(fā)光裝置實(shí)現(xiàn)的各種電器。
這里給出了使用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置制造的這種電器的示例電 視機(jī)、諸如攝像機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的攝影機(jī)、護(hù)目鏡型顯示器(頭戴式顯示 器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音再現(xiàn)裝置(汽車音頻設(shè)備、組合音響等)、個(gè)人 計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、便攜式游 戲機(jī)、電子圖書等)、包含記錄媒介的圖像再現(xiàn)裝置(更為具體地為能 夠再現(xiàn)諸如數(shù)字化多功能盤(DVD)等記錄介質(zhì)且包含用于顯示再現(xiàn)圖像的顯示部分的裝置)等等。圖IOA至IOC示出了這些電器的各種具體示 例。
圖IOA示出了顯示裝置，其包含框架IOOI、支撐臺(tái)1002、顯示部分 1003、揚(yáng)聲器部分1004、視頻輸入端子1005等。通過將根據(jù)本發(fā)明的 發(fā)光裝置用于顯示部分1003，制造該顯示裝置。該顯示裝置包含用于顯 示信息的所有顯示裝置，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、TV廣播接收機(jī)、以及廣告顯 示器。
圖IOB示出了攝像機(jī)，其包含主體1301、顯示部分1302、外殼1303、 外部連接端口 1304、遙控接收部分1305、圖^象接收部分1306、電池1307、 聲音輸入部分1308、操作鍵1309、目鏡部分1310等。通過將根據(jù)本發(fā) 明的發(fā)光裝置用于顯示部分1302,制造該攝像機(jī)。
圖10C示出了蜂窩電話，其包含主體1501、外殼1502、顯示部分 1503、聲音輸入部分1504、聲音輸出部分1505、操作鍵1506、外部連 接端口 1507、天線1508等。通過將根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光裝置用于顯示部 分1503,由此制造該蜂窩電話。
如前所述，具有根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的發(fā)光裝置的應(yīng)用范圍極為廣 泛。由于通過使用根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件形成用于發(fā)光裝置的發(fā)光元件， 該發(fā)光裝置具有驅(qū)動(dòng)電壓低和壽命長的特性。101:陽極，102:第一層，103:第二層，104:第三層，i05: 陰極，201:陽極，202:包含發(fā)光材料的層，203:電子注入層，204 陰極，300:村底，301:陽極，302:第一層，303:第二層，304 第三層，305:陰極，311:笫四層，312:第五層，313:第六層，400 村底，401:陽極，402:第一層，403:第二層，405:陰極，500 村底，511: TFT ， 512: TFT , 513:發(fā)光元件，514:陽極，515: 第一、笫二、和第三層，516:陰極，517:布線，600:襯底，601: 陽極，602:第一層，603:笫二層，604:第三層，605:陰極，611: 空穴注入層，612:空穴輸運(yùn)層，613:發(fā)光層，700:村底，701: 陽極，702:包含發(fā)光材料的層，703:電子注A^ ， 704:陰極，711: 空穴注入層，712:空穴注入層，713:發(fā)光層，800:襯底，801: 陽極，803:電子注入層，804:陰極，811:空穴注入層，812:空 穴輸運(yùn)層，813:發(fā)光層，901:源側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，902:像素部分，903: 柵側(cè)驅(qū)動(dòng)電路，904:密封襯底，905:密封劑，908:布線，909: FPC (柔性印刷電路)，910:襯底，911:開關(guān)TFT，912:電流控制TFT ， 913:陽極，914:絕緣體，916:笫一至第三層，917:陰極，918: 發(fā)光元件，923: n溝道TFT， 924: p溝道TFT， 1001:外殼，1002: 支持介質(zhì)，1003:顯示部分， 1004:揚(yáng)聲器部分，1005:視頻輸入 終端，1301:主體，1302:顯示部分，1303:外殼，1304:外部連 接端口， 1305:遙控接收部分，1306:圖像接收部分，1307:電池，1308: 聲音輸入部分，1309:操作鍵，1310:目鏡部分，1501:主體，1502: 外殼，1503:顯示部分，1504:聲音輸入部分，1505:聲音輸出部分 1506: ^Mt鍵，1507:外部連接端口， 1508:天線，2400:村底，2401: 陽極，2402:第一層，2403:笫二層，2404:笫三層，2405:陰極， 2411:空穴注入層，2412:空穴輸運(yùn)層，2413:發(fā)光層2500:襯底，2501: 陽極，2502:包含發(fā)光材料的層，2503:電子注入層，2504:陰極，2511: 空穴注入層，2512:空穴輸運(yùn)層，2513:發(fā)光層
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，包含陽極；形成在該陽極上的第一層，所述第一層包含發(fā)光材料；形成在該第一層上的第二層，所述第二層包含第一有機(jī)化合物和對該第一有機(jī)化合物具有電子施主性能的材料；形成在該第二層上的第三層，所述第三層包含具有電子受主性能的材料；以及形成在該第三層上的陰極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料選自氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧 化鈷和氧化鎳。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料是氧化鉬。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件，其中該第三層還含有呈現(xiàn)空穴傳輸性能的化合物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件，其中該第三層還含有芳香胺化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的發(fā)光元件， 其中該第三層與該陰極接觸。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件， 其中該陰極具有對可見光透明的導(dǎo)電材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件， 其中該陰極為分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)包含金屬薄膜；以及選自氧化錮錫，氧化銦錫硅，氧化銦錫-氧化鋅和氧化鋅中的透明 導(dǎo)電膜。
9. 一種發(fā)光元件，包含 陽極；形成在該陽極上的第一層，所述第一層包含無機(jī)化合物； 形成在該第一層上的第二層，所述第二層包含發(fā)光材料； 形成在該第二層上的第三層，所述第三層包含第一有機(jī)化合物和對該第一有機(jī)化合物具有電子施主性能的材料；形成在該第三層上的第四層，所述第四層包含具有電子受主性能的 材料；以及形成該第四層上的陰極。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料選自氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧 化鈷和氧化鎳。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該具有電子受主性能的材料是氧化鉬。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件，其中該第四層還含有呈現(xiàn)空穴傳輸性能的化合物。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該第四層還含有芳香胺化合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該第四層與該陰極接觸。
15. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該無機(jī)化合物是氧化鉬。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該第 一層還含有芳香胺化合物。
17. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該陰極具有對可見光透明的導(dǎo)電材料。
18. 根據(jù)權(quán)利要求9的發(fā)光元件， 其中該陰極為分層結(jié)構(gòu)，該分層結(jié)構(gòu)包含金屬薄膜；以及選自氧化銦錫，氧化銦錫硅，氧化銦錫-氧化鋅和氧化鋅中的透明 導(dǎo)電膜。
19. 一種發(fā)光元件，包含 陰極；形成在該陰極上的第三層，所述第三層包含具有電子受主性能的材料；形成在該第三層上的第二層，所述第二層包含第一有機(jī)化合物和對 該第 一有機(jī)化合物具有電子施主性能的材料；形成在該第二層上的第一層，所述第一層包含發(fā)光材料；以及 形成該第一層上的陽極。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料選自氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧 化鈷和氧化鎳。
21. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料是氧化鉬。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件，其中該第三層還含有呈現(xiàn)空穴傳輸性能的化合物。
23. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件， 其中該第三層還含有芳香胺化合物。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件， 其中該第三層與該陰極接觸。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光元件，其中該陰極具有對可見光透明的導(dǎo)電材料。
26. —種發(fā)光元件，包含 陰極；形成在該陰極上的第四層，所述第四層包含具有電子受主性能的材料；形成在該第四層上的第三層，所迷第三層包含第一有機(jī)化合物和對 該第一有機(jī)化合物具有電子施主性能的材料；形成在該第三層上的第二層，所述第二層包含發(fā)光材料； 形成在該第二層上的第一層，所述第一層包含無機(jī)化合物；以及 形成在該第一層上的陽極。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料選自氧化釩、氧化鉻、氧化鉬、氧 化鈷和氧化鎳。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該具有電子受主性能的材料是氧化鉬。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該第四層還含有呈現(xiàn)空穴傳輸性能的化合物。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該第四層還含有芳香胺化合物。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該第四層與該陰極接觸。
32. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該無機(jī)化合物是氧化鉬。
33. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該第 一層還含有芳香胺化合物。
34. 根據(jù)權(quán)利要求26的發(fā)光元件，其中該陰極具有對可見光透明的導(dǎo)電材料。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是“發(fā)光元件”。在本發(fā)明中，可以獲得工作于低驅(qū)動(dòng)電壓且功耗低的發(fā)光元件，該發(fā)光元件發(fā)射的光線具有良好的顏色純度且制造成品率高。公開的一種發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)包含依次形成于陽極上的包含發(fā)光材料的第一層、第二層、第三層，這些層夾在該陽極和一陰極之間，使得第三層與該陰極接觸。第二層由n型半導(dǎo)體、包含n型半導(dǎo)體的混合物、或具有載流子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物與具有高電子施主性能的材料的混合物制成。第三層104由p型半導(dǎo)體、包含p型半導(dǎo)體的混合物、或具有載流子輸運(yùn)性能的有機(jī)化合物與具有高電子受主性能的材料的混合物制成。
文檔編號(hào)H05B33/22GK101673808SQ200910170468
公開日2010年3月17日 申請日期2004年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者瀨尾哲史, 熊木大介 申請人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所