專利名稱：發(fā)光元件、顯示器件及電子器具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由兩個(gè)電極之間夾著含發(fā)光材料的薄膜組成并通過(guò)施加電流發(fā)光的發(fā)光元件。再有，本發(fā)明涉及采用該發(fā)光元件的顯示器件和電子器具。
背景技術(shù)：
采用自發(fā)光式，即，當(dāng)施加電流時(shí)本身能發(fā)光，的薄膜發(fā)光元件的顯示器已取得廣泛發(fā)展。
此種薄膜發(fā)光元件通過(guò)將電極連接到采用有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)化合物之一或二者成形的單層或多層薄膜上并加上電流，便能發(fā)光。此種薄膜發(fā)光元件預(yù)計(jì)將減少能耗、占據(jù)空間較小和增加可見(jiàn)度，因此其市場(chǎng)預(yù)計(jì)還將進(jìn)一步擴(kuò)展。
現(xiàn)已能夠通過(guò)將發(fā)光元件每一層的功能細(xì)分，制成多層結(jié)構(gòu)元件從而制造出比以往發(fā)光效率更高的元件(例如，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)1《應(yīng)用物理通訊》，卷51，第12期，913-915(1987)，C.W.Tang等人)。
一種具有多層結(jié)構(gòu)的薄膜發(fā)光元件具有發(fā)光層合體，被夾在陽(yáng)極和陰極之間。該發(fā)光層合體包含空穴注入層、空穴運(yùn)輸層、發(fā)光層、電子運(yùn)輸層、電子注入層等。在這些層當(dāng)中，空穴注入層、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層和電子注入層不總是使用，具體取決于元件結(jié)構(gòu)。
如上所述發(fā)光層合體中的空穴注入層是通過(guò)選用一種能比較容易地從金屬電極向主要含有機(jī)化合物的層中注入空穴的材料成形的。發(fā)光層合體中的電子運(yùn)輸層則是選用電子運(yùn)輸性能優(yōu)異的材料制成的。因此，發(fā)光層合體中每一層是通過(guò)選用在各自功能上優(yōu)異的材料成形的。
然而，能比較容易地從電極向主要含有機(jī)化合物的材料注入電子的材料，或者能以規(guī)定或更高遷移率運(yùn)輸電子的主要含有機(jī)化合物的材料非常有限。正如從對(duì)材料的限制清楚地看出的，電子從電極注入到主要含有機(jī)化合物的層中，本來(lái)是很少發(fā)生的。這會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間急劇升高。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光元件，其具有驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間增加得很少的結(jié)構(gòu)。
另外，本發(fā)明的目的是提供一種顯示器件，它具有驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間增加得少以及能耐受長(zhǎng)期使用。
按照本發(fā)明，在發(fā)光元件中接觸電極的層是空穴發(fā)生層，例如，含有P-型半導(dǎo)體的層或者含有具有電子接受性質(zhì)的材料的有機(jī)化合物層，而發(fā)光層則夾在空穴發(fā)生層之間，電子發(fā)生層成形在陰極側(cè)空穴發(fā)生層與發(fā)光層之間。這能使得上的驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的增加得少。
一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)之一的發(fā)光元件，其包含一對(duì)電極，包括陽(yáng)極和陰極，用于發(fā)生空穴的第一層和第二層，含發(fā)光材料的第三層，以及用于發(fā)生電子的第四層，其中第三層被夾在第一層和第二層之間，后二層設(shè)在二電極之間，其中第四層設(shè)在第三層和第二層之間，且其中第二層接觸陰極。
一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)之一的發(fā)光元件，其包含一對(duì)電極，包括陽(yáng)極和陰極，包含P-型半導(dǎo)體的第一層和第二層，含發(fā)光材料的第三層，以及包含N-型半導(dǎo)體的第四層，其中第三層被夾在第一層和第二層之間，后二層設(shè)在二電極之間，其中第四層設(shè)在第三層和第二層之間，且其中第二層接觸陰極。
一種具有另一種本發(fā)明結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件，其包含一對(duì)電極，包括陽(yáng)極和陰極，包含第一有機(jī)化合物和具有，對(duì)第一有機(jī)化合物而言，電子接受性質(zhì)的材料的第一層和第二層，含發(fā)光材料的第三層，以及包含第二有機(jī)化合物和具有對(duì)于第二有機(jī)化合物而言電子給予性質(zhì)的材料的第四層，其中第三層被夾在第一層和第二層之間，后二層設(shè)在二電極之間，其中第四層設(shè)在第三層和第二層之間，且其中第二層接觸陰極。
在一種具有本發(fā)明結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的增加可予以抑制。
另外，可提供一種顯示器件，其中驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間增加少并且能耐長(zhǎng)期使用。


在附圖中
圖1顯示一種本發(fā)明發(fā)光元件；圖2顯示一種本發(fā)明發(fā)光元件；圖3顯示一種本發(fā)明發(fā)光元件；圖4顯示一種本發(fā)明發(fā)光元件；圖5A～5E顯示一種制造本發(fā)明薄膜發(fā)光元件的方法；圖6A～6C顯示一種制造本發(fā)明薄膜發(fā)光元件的方法；圖7A和7B顯示本發(fā)明顯示器件的結(jié)構(gòu)的例子；圖8A和8B是本發(fā)明發(fā)光器件的俯視圖和斷面視圖；圖9A～9E顯示本發(fā)明適用的電子器具的例子；圖10A～10C顯示本發(fā)明顯示器件的結(jié)構(gòu)的例子；圖11A～11F顯示本發(fā)明顯示器件的象素電路的例子；圖12顯示本發(fā)明顯示器件的保護(hù)電路的例子；圖13是顯示實(shí)施方案1中的元件的電壓-亮度特性的曲線圖；圖14是顯示實(shí)施方案1中的元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖15是顯示實(shí)施方案2中的元件的電壓-亮度特性的曲線圖；圖16是顯示實(shí)施方案2中的元件的電流密度-亮度特性的曲線圖；圖17是顯示實(shí)施方案2中的元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖18是顯示實(shí)施方案2中的元件的電壓隨時(shí)間變化的曲線圖；圖19是顯示實(shí)施方案2中的元件的亮度隨時(shí)間變化的曲線圖；圖20是顯示實(shí)施方案3中的元件的電壓-亮度特性的曲線圖；圖21是顯示實(shí)施方案3中的元件的電壓-電流特性的曲線圖；圖22A～22C顯示包含α-NPD和氧化鉬的復(fù)雜材料的吸收光譜；圖23A～23C顯示包含DNTPD和氧化鉬的復(fù)雜材料的吸收光譜；圖24是顯示光學(xué)距離和電流效率之間的關(guān)系的圖；以及圖25是顯示光學(xué)距離和發(fā)光光譜的圖。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖描述實(shí)施模式和實(shí)施方案。然而，鑒于本發(fā)明可按照多種不同模式實(shí)施，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)懂得，這些模式和細(xì)節(jié)可以修改而仍不偏離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不應(yīng)視為局限于關(guān)于下面實(shí)施模式和實(shí)施方案的描述。
本實(shí)施模式參考著圖1和2描述本發(fā)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明發(fā)光元件中，包含發(fā)光材料的發(fā)光層104與電子發(fā)生層105疊摞，發(fā)光層104和電子發(fā)生層105被夾在第一空穴發(fā)生層102和第二空穴發(fā)生層103之間。第一空穴發(fā)生層102和第二空穴發(fā)生層103進(jìn)而被夾在陽(yáng)極101和陰極106之間，并疊摞到絕緣體100如基材或絕緣薄膜上。在絕緣體100如基材或絕緣薄膜上，陽(yáng)極101、第一空穴發(fā)生層102、發(fā)光層104、電子發(fā)生層105、第二空穴發(fā)生層103以及陰極106依次疊摞(圖1)。替代地，該順序可以是反過(guò)來(lái)陰極106、第二空穴發(fā)生層103、電子發(fā)生層105、發(fā)光層104、第一空穴發(fā)生層102和陽(yáng)極101依次疊摞(圖2)。
第一空穴發(fā)生層102和第二空穴發(fā)生層103可用不同材料或相同材料成形。例如，采用一種既包含空穴運(yùn)輸材料又包含能接受來(lái)自空穴運(yùn)輸材料的電子的電子接受材料的層、P-型半導(dǎo)體層或者含P-型半導(dǎo)體的層。作為空穴運(yùn)輸材料，例如，可采用芳族胺化合物(具有苯環(huán)與氮的鍵)、酞菁(略作H2Pc)，或者酞菁化合物如酞菁銅(略作CuPc)或者氧釩基酞菁(略作VOPc)。芳族胺化合物例如是4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(略作α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(略作TPD)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(略作TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]三苯基胺(略作MTDATA)、4，4’-雙(N-(4-(N，N-二-間甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯(略作DNTPD)、1，3，5-三[N，N-二(間甲苯基)氨基]苯(略作m-MTDAB)或者4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯基胺(略作TCTA)。作為可從空穴運(yùn)輸材料接收電子的電子接受材料，例如，可舉出氧化釩、氧化鉬、7，7，8，8-四氰基奎諾二甲烷(tetracyanoquinodimethane)(略作TCNQ)、2，3-二氰基萘醌(naphtoquinone)(略作DCNNQ)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基奎諾二甲烷(略作F4-TCNQ)等。電子接受材料應(yīng)選擇那些符合與空穴運(yùn)輸材料的組合地接收電子的材料。另外，金屬氧化物如氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳或氧化銅可用作P-型半導(dǎo)體。
作為電子發(fā)生層105，可采用既包含電子運(yùn)輸材料又包含能給電子運(yùn)輸材料提供電子的電子給予材料的層、N-型半導(dǎo)體層或含N-型半導(dǎo)體的層。作為電子運(yùn)輸材料，例如可使用下列材料具有喹啉主鏈或苯并喹啉主鏈的金屬絡(luò)合物，例如，三-(8-喹啉醇(quinolinolato))鋁(略作Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇)鋁(略作Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇)鈹(略作BeBq2)，或者雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚(phenolato)-鋁(略作BAlq)。此外，具有噁唑或噻唑配體的金屬絡(luò)合物如雙[2-(2-羥基苯基)苯并噁唑氧基(benzoxazolate)]鋅(略作Zn(BOX)2)或雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑氧基]鋅(略作Zn(BTZ)2)可以使用。除了金屬絡(luò)合物之外，還可使用2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(略作PBD)、1，3-雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(略作OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(略作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(略作p-EtTAZ)、紅菲繞啉(略作BPhen)、浴銅靈(略作BCP)等。作為可給予電子運(yùn)輸材料電子的電子給予材料，例如，可采用堿金屬如鋰或銫、鎂、堿土金屬如鈣，或者稀土金屬如鉺或釔?？山o予電子的電子給予材料應(yīng)根據(jù)與電子運(yùn)輸材料的組合來(lái)選擇。另外，金屬化合物如金屬氧化物，也可用作N-型半導(dǎo)體，例如，氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅、氧化鈦等。
含發(fā)光材料的發(fā)光層104分為兩種類型。其一是這樣一層，其中作為發(fā)光中心的發(fā)光材料擴(kuò)散在由一種禁帶寬度比發(fā)光材料寬的材料形成的層中。另一類型是由發(fā)光材料組成的層。前者的結(jié)構(gòu)是優(yōu)選的，因?yàn)殡y以發(fā)生濃縮猝滅。作為要成為發(fā)光中心的發(fā)光材料，可采用以下材料4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[-2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基(julolidyl))乙烯基]-4H-吡喃(略作DCJT)；4-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃；periflanthene；2，5-二氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-久洛尼定-9-基)乙烯基]苯；N，N′-二甲基喹吖啶酮(略作DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、9，9′-二蒽基、9，10-二苯基蒽(略作DPA)、9，10-雙(2-萘基)蒽(略作DNA)、2，5，8，11-四叔丁基苝(略作TBP)或諸如此類。作為要當(dāng)作成形在其中擴(kuò)散發(fā)光材料的工況中的基材的材料，可采用下面的材料蒽衍生物如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(略作t-BuDNA)，咔唑衍生物如4，4’-雙(N-咔唑基)聯(lián)苯(略作CBP)或金屬絡(luò)合物如三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇)鋁(略作Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇)鈹(略作BeBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚-鋁(略作BAlq)、雙[2-(2-羥苯基)吡啶醇(pyridinato)]鋅(略作Znpp2)或雙[2-(2-羥苯基)苯并噁唑氧基]鋅(略作ZnBOX)。作為可單獨(dú)構(gòu)成發(fā)光層104的材料，可采用三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、9，10-雙(2-萘基)蒽(略作DNA)，或者雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚-鋁(略作BAlq)或者諸如此類。
發(fā)光材料層104可成形為單層結(jié)構(gòu)或者多層結(jié)構(gòu)。一個(gè)空穴運(yùn)輸層可設(shè)在第一空穴發(fā)生層102與發(fā)光層104中的里面擴(kuò)散著發(fā)光材料的層之間。另外，一個(gè)電子運(yùn)輸層可設(shè)在電子發(fā)生層105和發(fā)光層104中的里面擴(kuò)散著發(fā)光材料的層之間。這些層不必須設(shè)置。替代地，可僅設(shè)空穴運(yùn)輸層和電子運(yùn)輸層之一。該空穴運(yùn)輸層和電子運(yùn)輸層的材料分別與空穴發(fā)生層中的空穴運(yùn)輸層的材料和電子發(fā)生層中的空穴運(yùn)輸層的那些一致；故在此不再贅述。參見(jiàn)有關(guān)那些層的說(shuō)明。
陽(yáng)極101優(yōu)選用金屬、合金、導(dǎo)電化合物，每種都應(yīng)具有高功函(4.0eV或更高的功函)，或者它們的混合物。作為陽(yáng)極材料的具體例子，可采用以下材料ITO(銦錫氧化物)、含硅ITO、在氧化銦中混入2～20％氧化鋅(ZnO)的IZO(銦鋅氧化物)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)，或金屬氮化物如TiN。同時(shí)，作為用于成形陰極106的陰極材料，優(yōu)選采用金屬、合金、導(dǎo)電化合物，每一種都具有低功函(3.8eV或更低的功函)，或者這些的混合物。作為陰極材料的具體例子可采用下列材料屬于周期表中族1或2的元素；堿金屬如Li或Cs、Mg或堿土金屬如Ca或Sr。
另外，含上述元素的合金如Mg:Ag或Al:Li，含以上元素的化合物如LiF、CsF或CaF2或含稀土金屬的過(guò)渡金屬也可使用。再有，含以上元素和另一種金屬(包括合金)如Al、Ag或ITO的多層可以使用。
除了陽(yáng)極101、第一空穴發(fā)生層102、發(fā)光層104、電子發(fā)生層105、第二空穴發(fā)生層103和陰極106之外，發(fā)光層可具有空穴注入層107，夾在陽(yáng)極101和第一空穴發(fā)生層102之間(圖3和4)。酞菁化合物是空穴注入層107的有效材料。例如，酞菁(略作H2-Pc)、酞菁銅(略作Cu-Pc)等之類可以使用。
以上的材料只是例子而已，材料可任技術(shù)人員酌定，只要能夠達(dá)到本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。
在具有以上本發(fā)明結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，在外加電壓作用下，空穴從第二空穴發(fā)生層103注入到第二電極中。另外，電子從電子發(fā)生層105注入到發(fā)光層104中。再有，空穴從第一空穴發(fā)生層102注入到發(fā)光層104中。隨后，注入的電子和空穴在發(fā)光層內(nèi)復(fù)合，當(dāng)受激發(fā)光材料返回到地狀態(tài)時(shí)便得到發(fā)光。這里，在本發(fā)明的發(fā)光元件中，電子不是從電極注入到主要含有機(jī)化合物的層中，而是從主要含有機(jī)化合物的層注入到主要含有機(jī)化合物的層中。電子要從電極注入到主要含有機(jī)化合物的層中很困難。在傳統(tǒng)發(fā)光元件中，當(dāng)電子從電極注入到主要含有機(jī)化合物的層中時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓就升高。然而，鑒于本發(fā)明發(fā)光元件不具有此過(guò)程，因此可提供一種具有低驅(qū)動(dòng)電壓的發(fā)光元件。況且，已從實(shí)驗(yàn)得知，驅(qū)動(dòng)電壓在發(fā)光元件具有較高驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)將隨時(shí)間急劇升高；因此具有低驅(qū)動(dòng)電壓的發(fā)光元件也起到一種驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間增加得少的發(fā)光元件的作用。
下面描述本發(fā)明另一種實(shí)施模式。本實(shí)施模式描述一種通過(guò)調(diào)節(jié)第一空穴發(fā)生層102和第二空穴發(fā)生層103的厚度改善發(fā)光元件和顯示器件的視角特性的例子。鑒于本實(shí)施模式中的發(fā)光元件的多層結(jié)構(gòu)和材料與實(shí)施模式1中的那些相同，故在此不再贅述。參見(jiàn)實(shí)施模式1。
從發(fā)光元件發(fā)射的光包括從發(fā)光層104直接射出的光和經(jīng)過(guò)一次或多次反射之后發(fā)出的光。直接發(fā)射的光和反射后發(fā)出的光根據(jù)它們的相位之間的關(guān)系彼此干涉，從而使它們?cè)鰪?qiáng)或減弱。因此，從發(fā)光元件發(fā)射的光乃是由于干涉的結(jié)果合并而成的光。
從具有低折射指數(shù)的介質(zhì)進(jìn)入到具有高折射指數(shù)的介質(zhì)時(shí)反射光的相位發(fā)生倒置。由于這樣的原因，在具有如實(shí)施模式1所示結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，光的相位當(dāng)光在電極如陽(yáng)極101，或陰極106與電極所接觸的層之間界面被反射時(shí)將發(fā)生倒置。當(dāng)在電極反射的光與從發(fā)光層發(fā)出的光相干時(shí)，有可能減少光譜形狀隨光射出表面的視角而變化，且有可能增加發(fā)光元件的電流效率，只要發(fā)光層與電極之間的光學(xué)距離(折射指數(shù)x物理距離)滿足(2m-1)λ/4(m是1或更高的自然數(shù)，而λ是從發(fā)光層發(fā)出光的中心波長(zhǎng)。電流效率表示每單位流過(guò)電流的亮度。當(dāng)電流效率較高時(shí)，可獲得規(guī)定的亮度，即便用較小電流。加之，元件的衰退也趨于極小。
鑒于在二薄膜之間當(dāng)折射指數(shù)相差較小時(shí)反射也小，故除了電極與接觸電極的薄膜之間界面處的反射之外，其它反射都可忽略不計(jì)。因此，在本實(shí)施模式中，僅把注意力放在電極與接觸電極的薄膜之間的反射上。
在光從陽(yáng)極101這一側(cè)抽出的發(fā)光元件的工況中，光在陰極106處被反射。正因?yàn)槿绱耍瑸榱嗽黾影l(fā)光元件的電流效率和減少光譜形狀隨觀看光抽出表面的視角改變，從光發(fā)射位置到陰極106表面的光學(xué)距離(折射指數(shù)x物理距離)必須是(2m-1)λ/4(m是1或更高的自然數(shù)，并且λ是從發(fā)光層發(fā)出的光的中心波長(zhǎng))。
發(fā)光層104可用含發(fā)光材料的層成形為單層結(jié)構(gòu)，或者可成形為多層結(jié)構(gòu)，包括諸如電子運(yùn)輸層或空穴運(yùn)輸層和含發(fā)光材料的層等之類的層。含發(fā)光材料的層可以是一種其中擴(kuò)散著準(zhǔn)備作發(fā)光中心的發(fā)光材料的層或者可以是由發(fā)光材料組成的層。
在發(fā)光位置與陰極106之間可設(shè)置多個(gè)由不同材料成形的層。在本實(shí)施模式中，這多個(gè)層對(duì)應(yīng)于電子發(fā)生層105和第二空穴發(fā)生層103。含發(fā)光材料的層的一部分，對(duì)應(yīng)于其一半厚，可看作位于發(fā)光位置與陰極106之間的層。在成形具有多個(gè)層的發(fā)光層的情況下，可包括用不同材料成形的較多層。在此種結(jié)構(gòu)中，從發(fā)光位置到陰極106的光學(xué)距離可通過(guò)各個(gè)薄膜的厚度乘其折射指數(shù)并將乘積加在一起算出。該總和應(yīng)調(diào)節(jié)到等于(2m-1)λ/4(m是1或更高的自然數(shù)，并且λ是從發(fā)光層發(fā)出的光的中心波長(zhǎng))。就是說(shuō)，應(yīng)滿足下式(1)。在式(1)中，含發(fā)光材料的層假定是1，而陰極106假定是j(j是4或更高的整數(shù))，并且存在于含發(fā)光材料層與陰極106之間的層按照從含發(fā)光材料層開(kāi)始的順序用數(shù)字代號(hào)表示。另外，被賦予某一數(shù)字代號(hào)的折射指數(shù)n和厚度d表示被賦予同一代號(hào)的層的折射指數(shù)和厚度(就是說(shuō)，n1是含發(fā)光材料層的折射指數(shù)，而dj是陰極的厚度)。
Σk=2j-1nkdk≤(2m-1)λ4≤n1d1+Σk=2j-1nkdk]]>(式1)這里，必須將薄膜的厚度調(diào)節(jié)到使式(1)滿足。鑒于主要含有機(jī)化合物的層具有低電子遷移率，所以當(dāng)以電子作為載流子的電子運(yùn)輸材料和電子發(fā)生層105很厚時(shí)，驅(qū)動(dòng)電壓將增加。于是，在本實(shí)施模式中，調(diào)節(jié)第二空穴發(fā)生層103的厚度，因?yàn)樵谠搶又?，主要含有機(jī)化合物的該層中的遷移率高，借此就滿足了式(1)，又不顯著增加驅(qū)動(dòng)電壓。
在在發(fā)光元件中光從陰極106這側(cè)抽出的情況下，光在陽(yáng)極101處發(fā)生反射。因此，為了增加發(fā)光元件的電流效率和減少光譜形狀隨觀看光抽出表面的視角而改變，從發(fā)光位置到陽(yáng)極101表面的光學(xué)距離(折射指數(shù)x物理距離)可調(diào)節(jié)到(2m-1)λ/4(m是1或更高的自然數(shù)，并且λ是從發(fā)光層發(fā)出的光的中心波長(zhǎng))。
發(fā)光層104可成形為含發(fā)光材料的層的單層結(jié)構(gòu)，或者包括含發(fā)光材料的層和諸如電子運(yùn)輸層或空穴運(yùn)輸層等之類層的多層結(jié)構(gòu)。含發(fā)光材料的層可以是一種其中擴(kuò)散著要作為發(fā)光中心的發(fā)光材料的層或者是由發(fā)光材料組成的層。然而，在任何一種上面提到的結(jié)構(gòu)中，含發(fā)光材料的層都具有某一程度的厚度并存在著無(wú)限數(shù)目的發(fā)光中心，要確定發(fā)生光發(fā)射的確切部位是不可能的。因此，在本實(shí)施模式中，將含發(fā)光材料的薄膜的對(duì)應(yīng)于其厚度一半的一部分的位置視為發(fā)生光發(fā)射的位置。
在發(fā)生光發(fā)射的位置與陽(yáng)極101之間設(shè)有一個(gè)或多個(gè)層。在本實(shí)施模式中，該層對(duì)應(yīng)于第一空穴發(fā)生層102。進(jìn)而，可以說(shuō)，對(duì)應(yīng)于其一半厚度的含發(fā)光材料層的一部分也是位于發(fā)生光發(fā)射的位置與陽(yáng)極101之間的層。另外，在發(fā)光層被成形為多層的情況下還可包括更多的層。在此種結(jié)構(gòu)中，從發(fā)光位置到陽(yáng)極101的光學(xué)距離可通過(guò)各個(gè)薄膜的厚度乘其折射指數(shù)并將乘積加在一起算出。就是說(shuō)，應(yīng)滿足下式(2)。在式(2)中，含發(fā)光材料的層假定是1，而陽(yáng)極101假定是j(j是4或更高的整數(shù))，并且存在于含發(fā)光材料層與陽(yáng)極101之間的層按照從含發(fā)光材料層開(kāi)始的順序用數(shù)字代號(hào)表示。另外，被賦予某一數(shù)字代號(hào)的折射指數(shù)n和厚度d表示被賦予同一代號(hào)的層的折射指數(shù)和厚度(就是說(shuō)，n1是含發(fā)光材料層的折射指數(shù)，而dj是陽(yáng)極的厚度)。
Σk=2j-1nkdk≤(2m-1)λ4≤n1d1+Σk=2j-1nkdk]]>(式2)這里，必須將薄膜的厚度調(diào)節(jié)到使式(2)滿足。在本實(shí)施模式中，式(2)可以得到滿足而不會(huì)顯著增加驅(qū)動(dòng)電壓，只需調(diào)節(jié)第一空穴發(fā)生層102的厚度，在該層中，主要含有機(jī)化合物的層的遷移率比較高。
在從陽(yáng)極101和陰極106兩面抽出光的結(jié)構(gòu)的情況下，可使式(1)和(2)都得到滿足。
就本實(shí)施模式中所示發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)中，有可能提供一種發(fā)光元件，其中發(fā)光譜隨著觀看光抽出表面的角度的改變減少了。
本實(shí)施模式可與實(shí)施模式1組合起來(lái)。
本實(shí)施模式在參考圖5A～6C展示其制造方法的同時(shí)描述本發(fā)明的顯示器件。雖然本實(shí)施模式展示的是制造一種有源矩陣顯示器件的例子，但是本發(fā)明發(fā)光元件也適用于無(wú)源矩陣顯示器件。
首先，在基材50上成形第一基底絕緣層51a和第二基底絕緣層51b，隨后在第二基底絕緣層51b上成形半導(dǎo)體層(圖5A)。
作為基材50的材料，可采用玻璃、石英、塑料(如聚酰亞胺、丙烯酸類、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯或聚醚砜)或諸如此類。這些基材可在用CMP或諸如此類方法拋光，若需要的話，之后再使用。在本實(shí)施模式中，采用玻璃基材。
第一基底絕緣層51a和第二基底絕緣層51b設(shè)置的目的在于防止對(duì)半導(dǎo)體薄膜的特性產(chǎn)生負(fù)面影響的元素，例如，基材50中的堿金屬或堿土金屬，擴(kuò)散到半導(dǎo)體層中。作為此種基底絕緣層的材料，可采用氧化硅、氮化硅、含氮的氧化硅、含氧的氮化硅或諸如此類。在本實(shí)施模式中，第一基底絕緣層51a用氮化硅形成，而第二基底絕緣層51b則用氧化硅形成。雖然在本實(shí)施模式中基底絕緣層是成形為2層結(jié)構(gòu)，包括第一基底絕緣層51a和第二基底絕緣層51b的形式，但是基底絕緣層可以成形為單層結(jié)構(gòu)或包括3或更多層的多層結(jié)構(gòu)。當(dāng)來(lái)自基材的雜質(zhì)不造成明顯的問(wèn)題時(shí)，基底絕緣層就沒(méi)有必要了。
在本實(shí)施模式中，隨后成形的半導(dǎo)體層可利用激光束使無(wú)定形硅膜結(jié)晶來(lái)制取。無(wú)定形硅膜是通過(guò)公知的方法如濺射法、減壓CVD方法或等離子CVD法在第二基底絕緣層51b上成形為25～100nm厚(優(yōu)選30～60nm厚)的。成形后，在500℃實(shí)施1h熱處理以便脫氫。
接著，無(wú)定形硅膜以激光輻照設(shè)備輻照而結(jié)晶形成結(jié)晶硅膜。在本實(shí)施模式中，采用準(zhǔn)分子激光器來(lái)實(shí)施激光結(jié)晶。在發(fā)出的激光束采用光學(xué)系統(tǒng)調(diào)制成線性光束斑之后，以該線性光束斑輻照無(wú)定形硅膜。于是，就形成可用作半導(dǎo)體層的結(jié)晶硅膜。
替代地，無(wú)定形硅膜可采用另一種方法實(shí)現(xiàn)結(jié)晶，例如，采用僅依靠熱處理來(lái)達(dá)到結(jié)晶的方法，或者在熱處理進(jìn)行期間采用催化劑元素來(lái)誘導(dǎo)結(jié)晶。作為誘導(dǎo)結(jié)晶的元素，可舉出鎳、鐵、鈀、錫、鉛、鈷、鉑、銅、金或諸如此類。通過(guò)此種元素的采用，結(jié)晶可在比僅靠熱處理達(dá)到結(jié)晶的方法低的溫度和短的時(shí)間內(nèi)完成；因此，對(duì)玻璃基材的損傷得到抑制。在僅靠熱處理實(shí)現(xiàn)結(jié)晶的情況下，優(yōu)選采用耐高溫的石英基材作為基材50。
隨后，根據(jù)需要向半導(dǎo)體層中加入少量雜質(zhì)以控制閾值，這就是所謂的溝道摻雜。為了獲得所要求的閾值，通過(guò)離子摻雜法等之類的方法加入表現(xiàn)出N-型或P-型的雜質(zhì)(例如，磷或硼)。
那以后，如圖5A所示，將半導(dǎo)體層刻蝕成規(guī)定形狀的圖案，結(jié)果獲得島嶼-形狀的半導(dǎo)體層52。圖案的成形是通過(guò)采用掩模腐蝕半導(dǎo)體層來(lái)實(shí)施的。掩模是這樣成形的，即，在半導(dǎo)體層上施涂光刻膠，然后讓光刻膠曝光并烘干，從而在半導(dǎo)體層上形成具有要求掩模圖案的抗蝕劑掩模。
下一步，成形門(gate)絕緣層53以便覆蓋半導(dǎo)體層52。門絕緣層53采用等離子CVD法或?yàn)R射法成形為含硅絕緣層，厚度介于40～150nm。在本實(shí)施模式中，采用氧化硅。
隨后，在門絕緣層53上成形門電極54。門電極54可采用選自鉭、鎢、鈦、鉬、鋁、銅、鉻和鈮的元素成形，或者可采用含有以上元素作為其主要組分的合金材料或者化合物材料來(lái)成形。再者，可采用以多晶硅膜摻雜以例如，磷等之類的雜質(zhì)元素為典型的半導(dǎo)體薄膜。Ag-Pd-Cu合金也可采用。
雖然門電極54在本實(shí)施模式中被成形為單層，但門電極54可具有包括二或更多層的多層結(jié)構(gòu)，例如，以鎢作為下層，而鉬作為上層。即使在門電極成形為多層結(jié)構(gòu)的情況下，也優(yōu)選使用上面提到的材料。也可恰當(dāng)?shù)剡x擇以上材料的組合。門電極54在以光刻膠形成掩模的條件下進(jìn)行腐蝕加工。
隨后，以門電極54為掩模在半導(dǎo)體層52中加入高濃度雜質(zhì)。按照這一步驟，制成一種薄膜晶體管70，包含半導(dǎo)體層52、門絕緣層53和門電極54。
薄膜晶體管的制造方法不局限于任何特定形式，并且可以適當(dāng)?shù)匦薷模员隳苤圃斐鼍哂幸蠼Y(jié)構(gòu)的晶體管。
雖然，這里的實(shí)施模式采用一種使用經(jīng)激光結(jié)晶制取的結(jié)晶硅膜的頂面-門薄膜晶體管，但也可在象素部分上采用無(wú)定形半導(dǎo)體薄膜施涂底面-門薄膜晶體管。不僅硅，而且硅鍺也可被用來(lái)制造無(wú)定形半導(dǎo)體。在采用硅鍺的情況下，鍺的濃度優(yōu)選介于約0.01～4.5％(原子)。
另外，也可使用由直徑0.5～20nm的晶粒分散在無(wú)定形半導(dǎo)體中構(gòu)成的微晶半導(dǎo)體(半-無(wú)定形半導(dǎo)體)薄膜。晶體直徑介于0.5～20nm的微晶又稱作所謂微晶(μc)。
半無(wú)定形硅(也稱作SAS)，屬于半無(wú)定形半導(dǎo)體，可通過(guò)按照輝光放電(glow discharging)來(lái)分解硅化物氣體獲得。作為典型硅化物可舉出氣體SiH4。此外，還可使用Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4或諸如此類。采用以氫氣或氫氣和一種或多種選自氦、氬、氪和氖的稀有氣體稀釋以后的硅化物氣體，可輕易地生成SAS。硅化物氣體優(yōu)選地按照1∶10～1∶1000的稀釋比稀釋。按照輝光放電通過(guò)分解形成薄膜的反應(yīng)可在0.1～133Pa的壓力范圍進(jìn)行。用于生成輝光放電的電功率可以以1～120兆赫，優(yōu)選13～60兆赫的高頻供應(yīng)。基材加熱溫度優(yōu)選等于或小于300℃，優(yōu)選介于100～250℃。
如此生成的SAS的拉曼光譜向低于520cm-1的波數(shù)一側(cè)移動(dòng)。按照X-射線衍射，將觀察到在(111)和(220)的硅晶格的衍射峰。作為懸空鍵的終止劑，加入至少1％(原子)或更多氫或鹵素。作為薄膜中的雜質(zhì)元素，空氣中的雜質(zhì)，例如，氧、氮和碳理想地在等于或小于1×1020cm-1，尤其是，氧氣濃度等于或小于1019/cm3，優(yōu)選等于或小于1×1019/cm3。以此種薄膜制造的TFT(薄膜晶體管)的遷移率是μ＝1～10cm2/Vsec。
此種SAS可在進(jìn)一步以激光束結(jié)晶以后使用。
隨后，用氮化硅形成絕緣膜(氫化物膜)59，以便覆蓋門電極54和門絕緣層53。在形成絕緣膜(氫化物膜)59以后，在480℃下進(jìn)行約1h的熱處理，以便激活雜質(zhì)元素和將半導(dǎo)體層52氫化。
隨后，形成第一層間絕緣層60以便覆蓋絕緣膜(氫化物膜)59。作為形成第一層間絕緣層60的材料，優(yōu)選采用氧化硅、丙烯酸類、聚酰亞胺、聚硅氧烷、低-k材料或諸如此類。在本實(shí)施模式中，形成氧化硅膜作為第一層間絕緣層。在本說(shuō)明中，聚硅氧烷是這樣的材料，其主鏈結(jié)構(gòu)包括硅和氧的鍵并且它具有含至少氫的有機(jī)基團(tuán)(例如，烷基基團(tuán)或芳基基團(tuán))、氟基團(tuán)或含至少氫和氟基團(tuán)作為其取代基的有機(jī)基團(tuán)(圖5B)。
接著，形成能達(dá)及半導(dǎo)體層52的接觸孔。接觸孔可通過(guò)在抗蝕劑掩模存在下的腐蝕直至暴露出半導(dǎo)體層52來(lái)成形。濕腐蝕和干腐蝕都適用。腐蝕可進(jìn)行一次或多次，取決于條件。當(dāng)進(jìn)行多次腐蝕時(shí)，可既實(shí)施濕腐蝕又實(shí)施干腐蝕(圖5C)。
隨后，形成導(dǎo)電層，以便覆蓋接觸孔和第一層間絕緣層60。連接部分61a，接線61b以及諸如此類可通過(guò)將導(dǎo)電層加工成要求的形狀而制成。該接線可以是單層鋁、銅或諸如此類。在本實(shí)施模式中，接線成形為從地面開(kāi)始依次是鉬/鋁/鉬的多層結(jié)構(gòu)。替代地，也可采用鈦/鋁/鈦或者鈦/氮化鈦/鋁/鈦的結(jié)構(gòu)(圖5D)。
成形第二層間絕緣層63，以便覆蓋連接部分61a、接線61b和第一層間絕緣層60。作為第二層間絕緣層63的材料，優(yōu)選施加具有自-展平性質(zhì)的薄膜，例如，丙烯酸類、聚酰亞胺、聚硅氧烷等之類的薄膜。在本實(shí)施模式中，第二層間絕緣層63用聚硅氧烷成形(圖5E)。
接著，在第二層間絕緣層63上用氮化硅成形一個(gè)絕緣層。這層是為了防止在稍后的腐蝕象素電極的步驟中第二層間絕緣層63被腐蝕得超過(guò)所需要的程度。因此，該絕緣層，特別是當(dāng)象素電極和第二層間絕緣層之間腐蝕速率差異很大時(shí)將不需要。接著，成形穿透第二層間絕緣層63到達(dá)連接部分61a的接觸孔。
接著，在成形了透光導(dǎo)電層以便覆蓋接觸孔和第二層間絕緣層63(或絕緣層)之后，將透光導(dǎo)電層加工成薄膜發(fā)光元件的陽(yáng)極101。這里，陽(yáng)極101與連接部分61a處于電氣接觸。作為陽(yáng)極101的材料，優(yōu)選采用金屬、合金、導(dǎo)電化合物或者它們的混合物，它們當(dāng)中每一種都具有高功函(4.0eV或更高的功函)。例如，ITO(銦錫氧化物)、含硅ITO(ITSO)、在氧化銦中混入2～20％氧化鋅(ZnO)的IZO(銦鋅氧化物)、氧化鋅、在氧化鋅中含有鎵的GZO(鎵鋅氧化物)、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)或金屬氮化物如TiN。在本實(shí)施模式中，陽(yáng)極101用ITSO構(gòu)成(圖6A)。
接著，用有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料成形絕緣層以便覆蓋第二絕緣層63(或絕緣層)和陽(yáng)極101。隨后，將絕緣層加工以便部分地暴露出陽(yáng)極101，借此形成間隔壁65。作為間隔壁65的材料，優(yōu)選采用感光有機(jī)材料(例如，丙烯酸類或聚酰亞胺)。此外，非感光有機(jī)材料或無(wú)機(jī)材料也可使用。另外，間隔壁65可通過(guò)讓黑色顏料或染料如鈦黑或氮化碳在采用擴(kuò)散材料的情況下擴(kuò)散到間隔壁65的材料中而使間隔壁65變成黑色從而作為黑色矩陣使用。理想的是，間隔壁65具有錐形的形狀，其端表面朝向第一電極，其曲率連續(xù)變化(圖6B)。
接著，成形發(fā)光層合體66以便覆蓋從間隔壁65中暴露的那部分陽(yáng)極101。在本實(shí)施模式中，發(fā)光層合體66可通過(guò)蒸發(fā)等之類的方法成形。發(fā)光層合體66由第一空穴發(fā)生層102、發(fā)光層104、電子發(fā)生層105和第二空穴發(fā)生層103依次疊摞構(gòu)成。
第一空穴發(fā)生層102和第二空穴發(fā)生層103可用不同材料或者相同材料成形。例如，采用既包含空穴運(yùn)輸材料又包含可從空穴運(yùn)輸材料接受電子的電子接受材料的層、P-型半導(dǎo)體層，或含P-型半導(dǎo)體的層。作為空穴運(yùn)輸材料，例如，可采用芳族胺化合物(具有苯環(huán)與氮的鍵)、酞菁(略作H2Pc)或酞菁化合物，例如，酞菁銅(略作CuPc)或者氧釩基酞菁(略作VOPc)。芳族胺化合物例如是4，4′-雙[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(略作α-NPD)、4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-聯(lián)苯(略作TPD)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(略作TDATA)、4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]三苯基胺(略作MTDATA)、4，4’-雙(N-(4-(N，N-二-間甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)聯(lián)苯(略作DNTPD)。作為可從空穴運(yùn)輸材料接受電子的電子-接受材料，例如，可采用氧化鉬、氧化釩、7，7，8，8-四氰基奎諾二甲烷(略作TCNQ)、2，3-二氰基萘醌(略作DCNNQ)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基奎諾二甲烷(略作F4-TCNQ)等。電子接受材料應(yīng)選擇那些能與空穴運(yùn)輸材料的組合一致地接收電子的材料。另外，氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳或氧化銅可用作P-型半導(dǎo)體。要知道，上面提到的材料不過(guò)是例子，技術(shù)人員可恰當(dāng)?shù)剡x擇。關(guān)于空穴運(yùn)輸材料和可從空穴運(yùn)輸材料接受電子的電子接受材料，電子接受材料與空穴運(yùn)輸材料的混合比優(yōu)選等于或大于0.5，更優(yōu)選介于0.5～2，按摩爾比計(jì)。在本實(shí)施模式中，第一空穴發(fā)生層和第二空穴發(fā)生層采用α-NPD作為電子運(yùn)輸材料并采用氧化鉬(MoO3)作為可從α-NPD接受電子的電子接受材料。α-NPD和MoO3采用共沉積方法按照α-NPD∶MoO3＝4∶1的混合比(對(duì)應(yīng)于摩爾比1)進(jìn)行沉積。在本實(shí)施模式中，第一空穴發(fā)生層成形為50nm厚，而第二空穴發(fā)生層成形為20nm厚。
當(dāng)發(fā)光層104由這樣的層構(gòu)成，即，在該層中要作為發(fā)光中心的發(fā)光材料擴(kuò)散在含禁帶寬度大于發(fā)光材料的材料的層中時(shí)，可采用下列材料作為要作為發(fā)光中心的發(fā)光材料4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[-2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(略作DCJT)；4-二氰基亞甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃；periflanthene；2，5-二氰基-1，4-雙[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-久洛尼定-9-基)乙烯基]苯；N，N′-二甲基喹吖啶酮(略作DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、9，9′-二蒽基、9，10-二苯基蒽(略作DPA)、9，10-雙(2-萘基)蒽(略作DNA)、2，5，8，11-四叔丁基苝(略作TBP)或諸如此類。作為要當(dāng)作成形在其中擴(kuò)散發(fā)光材料的基材的材料，可采用下面的材料蒽衍生物如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(略作t-BuDNA)，咔唑衍生物如4，4’-雙(N-咔唑基)聯(lián)苯(略作CBP)或金屬絡(luò)合物如三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇)鋁(略作Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇)鈹(略作BeBq2)、雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚-鋁(略作BAlq)、雙[2-(2-羥苯基)吡啶醇(pyridinato)]鋅(略作Znpp2)或雙[2-(2-羥苯基)苯并噁唑氧基]鋅(略作ZnBOX)。作為可單獨(dú)構(gòu)成發(fā)光層104的材料，可采用三(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、9，10-雙(2-萘基)蒽(略作DNA)，或者雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚-鋁(略作BAlq)或者諸如此類。
發(fā)光層104可成形為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。而且，一個(gè)空穴運(yùn)輸層可設(shè)在第一空穴發(fā)生層102和在發(fā)光層104中的擴(kuò)散著發(fā)光材料的層(或含發(fā)光材料的層)之間。另外，一個(gè)電子運(yùn)輸層可設(shè)在電子發(fā)生層105和在發(fā)光層104中的擴(kuò)散著發(fā)光材料的層(或含發(fā)光材料的層)之間。這些層不總是需要設(shè)置，可設(shè)置空穴運(yùn)輸層和電子運(yùn)輸層之一或二者?？昭ㄟ\(yùn)輸層和電子運(yùn)輸層的材料與空穴發(fā)生層中的空穴運(yùn)輸層，和電子發(fā)生層中的電子運(yùn)輸層的那些材料一致；因此不再贅述。參見(jiàn)有關(guān)那些層的描述。
在本實(shí)施模式中，空穴運(yùn)輸層、里面擴(kuò)散著發(fā)光材料的層以及電子運(yùn)輸層，作為發(fā)光層104成形在空穴發(fā)生層102上。α-NPD沉積到10nm厚，作為空穴運(yùn)輸層；Alq和香豆素6按照1∶0.005的質(zhì)量比沉積為35nm厚，作為里面擴(kuò)散著發(fā)光材料的層，以及Alq沉積為10nm厚作為電子運(yùn)輸層。
作為電子發(fā)生層105，可采用包含電子運(yùn)輸材料和能給予電子運(yùn)輸材料電子的電子給予材料的層、N-型半導(dǎo)體層或含N-型半導(dǎo)體的層。作為電子運(yùn)輸材料，例如，可采用下列材料包含具有喹啉主鏈或苯并喹啉主鏈的金屬絡(luò)合物的材料，例如，三-(8-喹啉醇)鋁(略作Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇)鋁(略作Almq3)、雙(10-羥基苯并[h]-喹啉醇)鈹(略作BeBq2)，或者雙(2-甲基-8-喹啉醇)-4-苯基苯酚-鋁(略作BAlq)。此外，具有噁唑或噻唑配體的金屬絡(luò)合物如雙[2-(2-羥基苯基)苯并噁唑氧基]鋅(略作Zn(BOX)2)或雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑氧基]鋅(略作Zn(BTZ)2)可以使用。除了金屬絡(luò)合物之外，還可使用2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(略作PBD)、1，3-雙[5-(對(duì)叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(略作OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(略作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(略作p-EtTAZ)、紅菲繞啉(略作BPhen)、浴銅靈(略作BCP)等。作為可給予電子運(yùn)輸材料電子的電子給予材料，例如，可采用堿金屬如鋰或銫、鎂、堿土金屬如鈣，或者稀土金屬如鉺或釔?？山o予電子的電子給予材料應(yīng)根據(jù)與電子運(yùn)輸材料的組合來(lái)選擇。另外，氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅、氧化鈦等也可用作N-型半導(dǎo)體。
電子運(yùn)輸材料和能給予電子運(yùn)輸材料電子的電子給予材料之間的混合比介于約1∶0.5～1∶2，優(yōu)選1∶1，按摩爾比計(jì)。在本實(shí)施模式中，在電子發(fā)生層中，電子運(yùn)輸材料由Alq構(gòu)成，而能給予Alq電子的電子給予材料由鋰(Li)構(gòu)成。沉積是采用共-蒸發(fā)方法，按照Alq∶Li＝1∶0.01的質(zhì)量比進(jìn)行的。膜厚設(shè)定在10nm。
可為每一個(gè)象素成形能發(fā)射具有不同發(fā)射波長(zhǎng)的光的發(fā)光元件，以便進(jìn)行彩色顯示。就典型而言，成形分別對(duì)應(yīng)于R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))的各個(gè)顏色的發(fā)光元件。即便在此種工況中，顏色純度也可提高并且可以防止象素部分具有鏡子表面(反射)，只要，在發(fā)出該光的象素一側(cè)提供能透過(guò)所發(fā)射波長(zhǎng)的濾光器(彩色層)。有了濾光器(彩色層)，就可省略傳統(tǒng)上要求的圓偏振片，并且能抑制從發(fā)光元件發(fā)出的光的損失。另外，還可減少當(dāng)斜視象素部分(顯示屏)時(shí)色調(diào)的改變。
發(fā)光元件可具有能發(fā)射單色或多色光的結(jié)構(gòu)。在采用白色發(fā)光元件的工況中，在發(fā)出光的象素一側(cè)設(shè)有能透過(guò)特定波長(zhǎng)的光的濾光器(彩色層)。于是，便可進(jìn)行彩色顯示了。
為了成形一種發(fā)射白光的發(fā)生層，白光可通過(guò)順序疊摞各層來(lái)獲得，例如，按照蒸發(fā)方法順序沉積Alq3、部分摻雜以尼羅紅的Alq3，該顏料用于發(fā)射紅光，Alq3、p-EtTAZ和TPD(芳族二胺)。
另外，發(fā)光層的成形不僅可采用單態(tài)激勵(lì)的發(fā)光材料，而且可采用含金屬絡(luò)合物等之類的三態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料。例如，在紅光-發(fā)射象素、綠光-發(fā)射象素和藍(lán)光-發(fā)射象素當(dāng)中，紅光-發(fā)射象素，由于具有比較短的半衰期，故用三態(tài)激勵(lì)的發(fā)光材料成形，而其它則用單態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料成形。由于具有高發(fā)光效率，三態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料具有獲得同樣亮度功耗低的特點(diǎn)。就是說(shuō)，在把三態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料施加到紅象素上的情況下，流過(guò)發(fā)光元件的電流小；因此可靠性提高。由于功耗較低，紅光-發(fā)射象素和綠光-發(fā)射象素可采用三態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料成形，而藍(lán)光-發(fā)射象素可采用單態(tài)-激勵(lì)的發(fā)光材料成形。通過(guò)對(duì)人眼可見(jiàn)度高的綠光-發(fā)光元件也采用三態(tài)激勵(lì)的發(fā)光材料來(lái)成形，可達(dá)到降低功耗的效果。
作為三態(tài)激勵(lì)的發(fā)光材料的例子，可采用下列材料以金屬絡(luò)合物作為摻雜劑，例如，含鉑，即第三過(guò)渡元素之一，作為金屬中心的金屬絡(luò)合物，或者含銥作為金屬中心的金屬絡(luò)合物，的材料。三態(tài)激勵(lì)的發(fā)光材料不限于這些化合物，其它具有上述結(jié)構(gòu)并含有屬于周期表族8～10中任何一個(gè)的元素作為金屬中心的化合物皆可使用。
用以上材料成形的發(fā)光材料在施加前向偏壓后將發(fā)光。采用該發(fā)光元件成形的顯示器件的象素可采用簡(jiǎn)單矩陣方法或有源矩陣方法驅(qū)動(dòng)。在任何一種情況下，通過(guò)在特定時(shí)刻施加前向偏壓使相應(yīng)象素發(fā)光，并且在某一時(shí)段不發(fā)光。該發(fā)光元件的可靠性通過(guò)在此非發(fā)光時(shí)段施加反向偏壓而提高。發(fā)光元件具有某種衰退模式，即，此時(shí)發(fā)光強(qiáng)度在某驅(qū)動(dòng)條件下減弱或亮度由于非發(fā)光區(qū)間在象素內(nèi)的擴(kuò)展看上去下降了。然而，當(dāng)通過(guò)施加前向和反向偏壓來(lái)實(shí)施交替驅(qū)動(dòng)時(shí)，衰退進(jìn)程可減慢，同時(shí)發(fā)光器件的可靠性可以提高。
隨后，成形陰極106，以便覆蓋發(fā)光層合體66。綜上所述，便可制成包含陽(yáng)極101、發(fā)光層合體66和陰極106的發(fā)光元件93。作為成形陰極106用的陰極材料，優(yōu)選采用金屬、合金、導(dǎo)電化合物或其混合物等，每一種都具有低功函(3.8eV或更低的功函)。作為陰極材料的具體例子可采用下列材料屬于周期表中族1或2的元素，也就是，堿金屬如Li或Cs、Mg，堿土金屬如Ca或Sr，含上述元素的合金如Mg:Ag或Al:Li，含以上元素的化合物如LiF、CsF或CaF2。另外，陰極也可用含稀土金屬的過(guò)渡金屬成形。再有，含以上元素和另一種金屬(包括合金)如Al、Ag或ITO的多層可以使用。在此實(shí)施模式中，陰極是由鋁形成的。
在具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的升高小。
在本實(shí)施模式中，與連接部分61a處于電氣接觸的電極是陽(yáng)極101；然而，與連接部分61a處于電氣接觸的電極可以是陰極106。在此種工況中，發(fā)光層合體66可通過(guò)依次疊摞第二空穴發(fā)生層103、電子發(fā)生層105、發(fā)光層104和第一空穴發(fā)生層102來(lái)成形，并可在發(fā)光層合體66上成形陽(yáng)極101。
這以后，通過(guò)等離子CVD方法成形氧氮化硅膜作為第二鈍化膜。在采用氧氮化硅膜的情況下，優(yōu)選成形用SiH4、N2O和NH3經(jīng)等離子CVD方法制造的氧氮化硅膜、用SiH4和N2O經(jīng)等離子CVD方法制造的氧氮化硅膜，或者用以Ar稀釋的SiH4和N2O氣體經(jīng)等離子CVD方法制造的氧氮化硅膜。
作為第一鈍化膜，用SiH4、N2O和H2制造的氧氮化硅氫化物膜也適用。第一鈍化膜的結(jié)構(gòu)不局限于單層結(jié)構(gòu)，而第一鈍化膜可以成形為單層結(jié)構(gòu)或者另一含硅絕緣層的多層結(jié)構(gòu)。也可成形氮化碳膜和氮化硅膜的多層膜，苯乙烯聚合物、氮化硅膜或鉆石似的碳膜的多層膜以替代氧氮化硅膜。
隨后，為了保護(hù)發(fā)光元件免遭衰退-加速材料如潮濕的侵襲，將顯示部分封裝。在采用相反基材密封的情況下，將相反基材和元件基材被絕緣密封材料粘貼在一起，并露出外部連接部分。相反基材與元件基材之間的空間可充填惰性氣體如干氮?dú)?，或者可在象素部分的整個(gè)表面涂滿密封材料以便粘貼相反基材。優(yōu)選采用紫外固化樹(shù)脂等之類作為密封材料?？稍诿芊獠牧现谢烊敫稍飫┗蝾w粒以保持基材之間間隙的均一。隨后，將撓性接線基材粘貼到尾部連接部分上，于是就完成了顯示器件。
下面將結(jié)合圖7A和7B說(shuō)明如此制造的顯示器件結(jié)構(gòu)的例子。雖然形狀不同，但同樣功能的同樣零件將用相同數(shù)字代號(hào)表示，并省略對(duì)此種零件的描述。在本實(shí)施模式中，具有LDD結(jié)構(gòu)的薄膜晶體管70通過(guò)連接部分61a連接在發(fā)光元件93上。
在圖7A中，陽(yáng)極101用透光導(dǎo)電膜構(gòu)成并具有一種結(jié)構(gòu)，其中從發(fā)光層合體66發(fā)出的光被抽出到基材50這一側(cè)。數(shù)字代號(hào)94代表相反基材，后者，在成形了發(fā)光元件93以后，用密封材料等之類固定到基材50上。通過(guò)以透光樹(shù)脂88等之類材料充填相反基材94與元件之間的間隙并密封該空間，就可以防止發(fā)光元件93因濕氣侵入而衰退。再者，樹(shù)脂88理想地具有吸濕性能。另外，更理想的是，讓具有高透光性能的干燥劑89擴(kuò)散到樹(shù)脂88中，因?yàn)檫@樣可進(jìn)一步抑制潮濕的影響。
在圖7B中，陽(yáng)極101和陰極106都由透光導(dǎo)電膜構(gòu)成并具有可將光朝著基材50和相反基材94兩個(gè)方向抽出的結(jié)構(gòu)。在此種結(jié)構(gòu)中，通過(guò)在基材50和相反基材94外面設(shè)置起偏振片90就可以防止屏幕變得透明，借此增加可見(jiàn)度。護(hù)膜91優(yōu)選地設(shè)置在起偏振片90外面。
模擬視頻信號(hào)或數(shù)字視頻信號(hào)都可用于具有本發(fā)明顯示功能的顯示器件中。數(shù)字視頻信號(hào)包括采用電壓的視頻信號(hào)和采用電流的視頻信號(hào)。當(dāng)發(fā)光元件發(fā)光時(shí)，輸入到象素中的視頻信號(hào)采用恒定電壓或恒定電流。當(dāng)視頻信號(hào)采用恒定電壓時(shí)，施加在發(fā)光元件上的電壓或者在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流是恒定的。另一方面，當(dāng)視頻信號(hào)采用恒定電流時(shí)，施加在發(fā)光元件上的電壓或者在發(fā)光元件中流動(dòng)的電流是恒定的。被加上恒定電壓的發(fā)光元件由該恒定電壓驅(qū)動(dòng)，而其中流過(guò)恒定電流的發(fā)光元件則由恒定電流驅(qū)動(dòng)。該恒定電流在發(fā)光元件中的流動(dòng)由恒定電流驅(qū)動(dòng)，而不受發(fā)光元件電阻的改變的影響。這兩種中任何一種方法皆可用于本發(fā)明發(fā)光顯示器件及其驅(qū)動(dòng)方法中。
在用本實(shí)施模式中的方法制造的本發(fā)明顯示器件中，驅(qū)動(dòng)電壓低，并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的升高小。
本實(shí)施模式結(jié)合圖8A和8B描述對(duì)應(yīng)于本發(fā)明一個(gè)方面的發(fā)光器件板的外部視圖。圖8A是一塊板的俯視圖，其中成形在基材上的一個(gè)晶體管和發(fā)光元件被成形在基材和相反基材4006之間的密封材料密封。圖8B對(duì)應(yīng)于圖8A的斷面視圖。安裝在該板上的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)是這樣的結(jié)構(gòu)，其中接觸電極的層是空穴發(fā)生層，而在空穴發(fā)生層之間夾著發(fā)光層。再有，在發(fā)光元件中，一個(gè)電子發(fā)生層設(shè)在陰極表面的空穴發(fā)生層與發(fā)光層之間。
提供密封材料4005，以便將設(shè)在基材4001上的象素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004包圍起來(lái)。另外，相反基材4006設(shè)在象素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004上。因此，象素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004借助充填材料4007被基材4001、密封材料4005和相反基材4006封裝在一起。
位于基材4001上的象素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004具有大量薄膜晶體管。圖8B顯示信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003包括的薄膜晶體管4008，和象素部分4002包括的薄膜晶體管4010。
發(fā)光元件4011被電連接到薄膜晶體管4010上。
進(jìn)而，引線4014對(duì)應(yīng)于給象素部分4002、信號(hào)線驅(qū)動(dòng)器電路4003和掃描線驅(qū)動(dòng)器電路4004供應(yīng)信號(hào)或電源電壓的布線。引線4014通過(guò)引線4015a和引線4015b連接到連接端子4016上。連接端子4016通過(guò)各向異性導(dǎo)電膜4019連接到撓性印刷電路(FPC)4018的端子上。
作為充填材料4007，除了惰性氣體如氮?dú)饣驓鍤庵猓€可使用紫外固化樹(shù)脂或熱固化樹(shù)脂。可使用，例如，聚氯乙烯、丙烯酸類、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、硅樹(shù)脂、聚乙烯醇縮丁醛或乙烯-醋酸乙烯酯。
特別是，本發(fā)明顯示器件在其類別中包括其中成形了具有發(fā)光元件的象素部分的板，和在板上安裝了集成電路的模塊。
在具有本實(shí)施模式中所示結(jié)構(gòu)的板和模塊中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高少。
作為安裝了模塊，例如，在實(shí)施模式4中作為例子舉出的模塊的本發(fā)明電子器具，可舉出以下器具照相機(jī)，例如，視頻照相機(jī)或數(shù)字照相機(jī)、眼鏡式顯示器(頭戴式顯示器)、導(dǎo)航系統(tǒng)、聲音復(fù)制器具(汽車音響零部件等之類)、電腦、游戲機(jī)、移動(dòng)式信息終端(便攜式電腦、移動(dòng)式電話、便攜式游戲機(jī)、電子書(shū)籍等之類)、配備記錄介質(zhì)的圖象復(fù)制裝置(特別是復(fù)制記錄介質(zhì)如數(shù)字多用途光盤(DVD)和配備顯示圖象的顯示器的裝置)或諸如此類。圖9A～9E顯示這些電子器具的具體例子。
圖9A顯示發(fā)光顯示器件，它對(duì)應(yīng)于，例如，電視接收裝置或個(gè)人電腦顯示器。本發(fā)明發(fā)光顯示器件包括外殼2001、顯示部分2003、揚(yáng)聲器部分2004以及諸如此類。在本發(fā)明發(fā)光顯示器件中，顯示部分2003的驅(qū)動(dòng)電壓低并且顯示部分2003的驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高小。在象素部分中，起偏振片或圓偏振片優(yōu)選地設(shè)在象素部分中以提高對(duì)比度。例如，薄膜優(yōu)選地依次配備四分之一波長(zhǎng)片、半波長(zhǎng)片和起偏振片來(lái)密封基材。再有，可在起偏振片上設(shè)置防反射膜。
圖9B顯示移動(dòng)式電話，包括主體2101、外殼2102、顯示部分2103、音頻輸入部分2104、音頻輸出部分2105、操作鍵2106、天線2108以及諸如此類。在本發(fā)明移動(dòng)電話的顯示部分2103中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高小。
圖9C顯示一種電腦，包括主體2201、外殼2202、顯示部分2203、鍵盤2204、外接口2205、鼠標(biāo)2206以及諸如此類。在本發(fā)明電腦的顯示部分2203中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高小。雖然圖9C顯示筆記本式電腦，但本發(fā)明也適用于硬盤與顯示部分集成在一起的臺(tái)式電腦。
圖9D顯示一種便攜式電腦，包括主體2301、顯示部分2302、開(kāi)關(guān)2303、操作鍵2304、紅外口2305以及諸如此類。在本發(fā)明該便攜式電腦的顯示部分2302中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高少。
圖9E顯示一種便攜式游戲機(jī)，包括外殼2401、顯示部分2402、揚(yáng)聲器部分2403、操作鍵2404、記錄介質(zhì)插入口2405以及諸如此類。在本發(fā)明便攜式游戲機(jī)的顯示部分2402中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高少。
如上所述，本發(fā)明適用于多種領(lǐng)域，并且可用于每一領(lǐng)域的電子器具中。
圖10A～10分別顯示底發(fā)射、雙向發(fā)射和頂發(fā)射的例子。按照實(shí)施模式2中所述方法制造的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖10C的結(jié)構(gòu)。圖10A和10B顯示一種結(jié)構(gòu)，其中圖10C中的第一層間絕緣層900用具有自-展平性質(zhì)的材料成形，并且一種準(zhǔn)備連接薄膜晶體管901和發(fā)光元件的陽(yáng)極101的布線被成形在同一層間絕緣層中。在圖10A中，發(fā)光元件中的陽(yáng)極101用發(fā)光材料成形，并且光朝著發(fā)光元件的下面射出，這被稱作底發(fā)射結(jié)構(gòu)。在圖10B中，陰極106用發(fā)光材料如ITO、ITSO或IZO成形，而光從兩面抽出，這稱作雙向-發(fā)射結(jié)構(gòu)。當(dāng)薄膜以鋁或銀厚厚地成形時(shí)，該薄膜將不透光；然而，當(dāng)薄膜成形得很薄時(shí)，薄膜則透光。因此，通過(guò)用鋁或銀成形陰極106，并控制厚度在允許光穿過(guò)的范圍內(nèi)，則可達(dá)到雙向發(fā)射。
本實(shí)施模式描述實(shí)施模式4中所示板和模塊中的象素電路和保護(hù)電路，及其操作。圖5A～6C顯示圖11A～11F中的驅(qū)動(dòng)器TFT1403和發(fā)光元件1405的橫斷面。
圖11A中顯示的象素包括沿列方向的信號(hào)線1410和電源線1411和1412，以及沿行方向的掃描線1414。該象素還包括開(kāi)關(guān)TFT1401、驅(qū)動(dòng)器TFT1403、電流控制TFT1404、電容器元件1402和發(fā)光元件1405。
在圖11C中所示象素具有與圖11A中同樣的結(jié)構(gòu)，不同的是，驅(qū)動(dòng)器TFT1403的門電極連接到沿行方向鋪設(shè)的電源線1412上。換句話說(shuō)，圖11A和11C所示象素具有同一等效電路圖。然而，在將電源線1412沿列方向布置(圖11A)的情況下，和將電源線1412沿行方向布置的情況下(圖11C)，各自的電源線由具有不同層的導(dǎo)電膜構(gòu)成。這里，要注意，連接驅(qū)動(dòng)器TFT1403的門電極的布線，并將其結(jié)構(gòu)分別表示在圖11A和11C中，旨在展示制造這些布線的層是不同的。
作為圖11A和11C所示象素的特征，驅(qū)動(dòng)器TFT1403和電流控制TFT1404串聯(lián)在象素內(nèi)并且優(yōu)選的是，調(diào)整驅(qū)動(dòng)器TFT1403的溝道長(zhǎng)度L(1403)和溝道寬度W(1403)以及電流控制TFT1404的溝道長(zhǎng)度L(1404)和溝道寬度W(1404)，使之滿足L(1403)/W(1403)∶L(1404)/W(1404)＝5～6000∶1。
驅(qū)動(dòng)器TFT1403操作在飽和區(qū)并起到控制流入到發(fā)光元件1405中的電流值的作用。電流控制TFT1404操作在線性區(qū)并且起到控制對(duì)發(fā)光元件1405的電流供應(yīng)的作用。這兩個(gè)TFT優(yōu)選在制造步驟中具有相同導(dǎo)電性-類型，而在本實(shí)施模式中，TFT是n-溝道型TFT。驅(qū)動(dòng)器TFT1403可以是增強(qiáng)型或耗盡型。鑒于電流控制TFT1404操作在具有本發(fā)明以上結(jié)構(gòu)的線性區(qū)，故電流控制TFT1404輕微的波動(dòng)Vgs不影響發(fā)光元件1405的電流值。就是說(shuō)，發(fā)光元件1405的電流值可由操作在飽和區(qū)的驅(qū)動(dòng)器TFT1403決定。憑借以上結(jié)構(gòu)，因TFT特性的波動(dòng)造成的發(fā)光元件亮度的不均勻性可以改善，因此能提供一種圖象質(zhì)量提高的顯示器件。
在圖11A～11D中所示象素中，開(kāi)關(guān)TFT1401用于控制象素的視頻信號(hào)輸入，當(dāng)開(kāi)關(guān)TFT1401接通時(shí)該視頻信號(hào)被輸入到象素中。隨后，視頻信號(hào)的電壓被保持在電容器元件1402中。雖然圖11A和11C顯示的結(jié)構(gòu)中設(shè)有電容器元件1402，但本發(fā)明不限于此情況。當(dāng)門電容器等能涵蓋保持視頻信號(hào)的電容器時(shí)，電容器元件1402就不必設(shè)置了。
圖11B所示象素具有與圖11A中相同的象素結(jié)構(gòu)，不同的是增加了TFT1406和掃描線1414。同樣，圖11D中所示象素具有與圖11C中相同的象素結(jié)構(gòu)，不同的是，增加了TFT1406和掃描線1414。
TFT1406的通斷由另外設(shè)置的掃描線1414控制。當(dāng)TFT1406導(dǎo)通時(shí)，電容器元件1402中保持的電荷放掉，從而關(guān)斷電流控制TFT1404。換句話說(shuō)，通過(guò)設(shè)置TFT1406，可強(qiáng)制產(chǎn)生一種狀態(tài)，此時(shí)電流不流到發(fā)光元件1405中。正因?yàn)槿绱?，TFT1406可稱作擦除TFT。結(jié)果，在圖11B和11D中所示結(jié)構(gòu)中，點(diǎn)亮?xí)r間可與寫入時(shí)間同時(shí)或剛好在其開(kāi)始以后開(kāi)始，而不必等待信號(hào)寫入到所有象素中；因此負(fù)載比(duty ratio)可得到提高。
在圖11E所示象素中，信號(hào)線1410和電源線1411布置在列方向，而掃描線1414布置在行方向。再有，象素包括開(kāi)關(guān)TFT1401，驅(qū)動(dòng)器TFT1403、電容器元件1402和發(fā)光元件1405。圖11F所示象素具有與圖7E所示相同的象素結(jié)構(gòu)，不同的是，增加了TFT1406和掃描線1415。在圖11F中所示結(jié)構(gòu)中，負(fù)載比也因設(shè)置TFT1406而提高。
如上所述，各種不同象素電路皆可使用。具體地說(shuō)，在由無(wú)定形半導(dǎo)體薄膜成形薄膜晶體管的情況下，用于驅(qū)動(dòng)器TFT1403的半導(dǎo)體薄膜優(yōu)選要大。因此在以上象素電路中，優(yōu)選這樣的頂發(fā)射型，其中來(lái)自發(fā)光層的光從密封基材這一側(cè)射出。
此種有源矩陣發(fā)光器件當(dāng)象素密度增加時(shí)可在低電壓下驅(qū)動(dòng)，因?yàn)樵诿恳粋€(gè)象素中都設(shè)有TFT。因此，據(jù)認(rèn)為，有源矩陣發(fā)光器件是有利的。
雖然，本實(shí)施模式描述的是有源矩陣發(fā)光器件，其中每一個(gè)象素都有自己的TFT，但也可成形一種無(wú)源矩陣發(fā)光器件，其中每一列設(shè)有一個(gè)TFT。鑒于在無(wú)源矩陣發(fā)光器件中不是每個(gè)象素都設(shè)有TFT，因此可獲得高孔徑比。在從電致發(fā)光層兩面射出光的發(fā)光器件的情況下，無(wú)源矩陣顯示器件的透射率得到提高。
在還含有此種本發(fā)明象素電路的顯示器件中，驅(qū)動(dòng)電壓低并且驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的升高少。加之，顯示器件還具有各自的特性。
下面，描述一種工況，其中設(shè)有二極管作為掃描線和信號(hào)線的保護(hù)電路，同時(shí)采用圖11E所示等效電路。
在圖12中，在象素部分1500中設(shè)有開(kāi)關(guān)TFT1401和1403、電容器元件1402和發(fā)光元件1405。二極管1561和1562設(shè)置在信號(hào)線1410上。類似于開(kāi)關(guān)TFT1401和1403，二極管1561和1562根據(jù)以上實(shí)施模式制造并具有門電極、半導(dǎo)體層、源極、漏極(drainelectrode)等。二極管1561和1562通過(guò)將門電極與漏極或源極連接而作為二極管工作。
連接二極管的共用電位線1554和1555由與門電極同一層形成。因此，為了連接二極管的源極或漏極，必須在門絕緣層中形成一個(gè)接觸孔。
給掃描線1414設(shè)置的二極管具有類似的結(jié)構(gòu)。
如上所述，按照本發(fā)明，要給輸入級(jí)設(shè)置的保護(hù)二極管可按類似方式制造。保護(hù)二極管成形的位置不限于此，而二極管也可設(shè)在驅(qū)動(dòng)器電路與象素之間。
在具有此種本發(fā)明保護(hù)電路的顯示器件中，驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間的增加小，并且作為顯示器件的可靠性可以提高。
本實(shí)施方案顯示本發(fā)明發(fā)光元件的測(cè)定數(shù)據(jù)。
首先，描述本實(shí)施方案中的發(fā)光元件制造方法。本實(shí)施方案中的發(fā)光元件符合實(shí)施模式1中所示發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方案中，用玻璃基材作為絕緣體100。在玻璃基材上通過(guò)濺射法形成含硅ITO，從而形成陽(yáng)極101。陽(yáng)極101的厚度設(shè)定為110nm。
隨后，用氧化鉬和α-NPD在陽(yáng)極101上經(jīng)共-蒸發(fā)氧化物和α-NPD形成第一空穴發(fā)生層102。這里，將第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在50nm。
接著，在第一空穴發(fā)生層102上成形發(fā)光層104。發(fā)光層104被成形為三層結(jié)構(gòu)，其中空穴運(yùn)輸層、擴(kuò)散著發(fā)光材料的層和電子運(yùn)輸層從第一空穴發(fā)生層102的一側(cè)依次疊摞。空穴運(yùn)輸層用α-NPD通過(guò)真空蒸發(fā)法成形為10nm厚。擴(kuò)散著發(fā)光材料的層用Alq3和香豆素6按照共-蒸發(fā)方法成形到35nm厚。電子運(yùn)輸層只用Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法成形到10nm厚。將擴(kuò)散著發(fā)光材料的層調(diào)節(jié)到使Alq3和香豆素6之間的比例等于1∶0.005，按質(zhì)量比計(jì)。
隨后，用Alq3和鋰通過(guò)在發(fā)光層104上共-蒸發(fā)Alq3和鋰至10nm而形成電子發(fā)生層105。Alq3與鋰調(diào)節(jié)到使Alq3與鋰之間的質(zhì)量比等于1∶0.01。
接著，用氧化鉬和α-NPD成形第二空穴發(fā)生層103，這是通過(guò)在電子發(fā)生層105上共-蒸發(fā)氧化鉬和α-NPD完成的。這里，第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在20nm。α-NPD與氧化鉬之間的摩爾比等于1∶1。
陰極106用鋁在第二空穴發(fā)生層105上成形至100nm厚。
當(dāng)電壓施加到具有本發(fā)明以上結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件上時(shí)，空穴從第二空穴發(fā)生層103注入到第二電極中。再有，電子從電子發(fā)生層105注入到發(fā)光層104中。另外，空穴從第一空穴發(fā)生層102注入到發(fā)光層104中。隨后，所注入的空穴和電子在發(fā)光層內(nèi)復(fù)合，借此提供發(fā)自香豆素6的光。
圖13顯示如此制造的本實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性，而圖14顯示其電壓-電流特性。在圖13中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示亮度(cd/m2)。在圖14中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示電流(mA)。
于是，本實(shí)施方案中的發(fā)光元件表現(xiàn)出卓越的特性。
圖22A顯示作為本實(shí)施方案中的空穴發(fā)生層的含α-NPD和氧化鉬復(fù)雜材料的吸收光譜。圖22B顯示單獨(dú)的α-NPD的吸收光譜，而圖22C則顯示單獨(dú)的氧化鉬的吸收光譜。正如從圖中看出的，含α-NPD和氧化鉬復(fù)雜材料的吸收光譜具有一個(gè)在單獨(dú)α-NPD和單獨(dú)氧化鉬的其它吸收光譜中都未出現(xiàn)的峰。據(jù)認(rèn)為，這個(gè)峰是α-NPD和氧化鉬相互作用而發(fā)生空穴所產(chǎn)生的。
本實(shí)施方案描述4種發(fā)光元件的制造方法，它們?cè)诳昭òl(fā)生層中具有不同的空穴運(yùn)輸材料與表現(xiàn)出對(duì)空穴運(yùn)輸材料而言電子接受性質(zhì)的材料之間的混合比。這4種發(fā)光元件分別用發(fā)光元件(1)、發(fā)光元件(2)、發(fā)光元件(3)和發(fā)光元件(4)表示。另外，本實(shí)施方案還描述這些元件的特性。
首先，描述本實(shí)施方案中的發(fā)光元件的制造方法。在本實(shí)施方案中，發(fā)光元件符合實(shí)施模式1中所示發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方案中，用玻璃基材作為絕緣體100。含硅ITO通過(guò)濺射法成形在玻璃基材上，從而形成陽(yáng)極101。陽(yáng)極101的厚度設(shè)定在110nm。
隨后，用氧化鉬通過(guò)真空蒸發(fā)法在陽(yáng)極101上成形第一空穴發(fā)生層102。這里，第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在5nm。
接著，在第一空穴發(fā)生層102上成形發(fā)光層104。發(fā)光層104成形為3層結(jié)構(gòu)，其中空穴運(yùn)輸層、擴(kuò)散著發(fā)光材料的層和電子運(yùn)輸層依次從空穴發(fā)生層102這一側(cè)疊摞。空穴發(fā)生層按照真空蒸發(fā)法以α-NPD成形至55nm厚。擴(kuò)散著發(fā)光材料的層用Alq3和香豆素6按照共-蒸發(fā)法成形至35nm厚。電子運(yùn)輸層用單獨(dú)的Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法成形為10nm厚。擴(kuò)散著發(fā)光材料的層被調(diào)節(jié)到使Alq3和香豆素6之間的比例等于1∶0.005的質(zhì)量比。
隨后，用Alq3和鋰通過(guò)在發(fā)光層104上共-蒸發(fā)Alq3和鋰成形至10nm厚而制成電子發(fā)生層105。調(diào)節(jié)Alq3和鋰，使Alq3和鋰之間的質(zhì)量比是1∶0.01。
接著，用氧化鉬和α-NPD通過(guò)在電子發(fā)生層105上共蒸發(fā)氧化鉬和α-NPD而成形第二空穴發(fā)生層103。這里，發(fā)光元件(1)被調(diào)節(jié)為使α-NPD與氧化鉬之間的摩爾比等于0.5(＝α-NPD/氧化鉬)。發(fā)光元件(2)被調(diào)節(jié)為使α-NPD與氧化鉬之間的摩爾比等于1.0(＝α-NPD/氧化鉬)。發(fā)光元件(3))被調(diào)節(jié)為使α-NPD與氧化鉬之間的摩爾比等于1.5(＝α-NPD/氧化鉬)。發(fā)光元件(4)被調(diào)節(jié)為使α-NPD與氧化鉬之間的摩爾比等于2.0(＝α-NPD/氧化鉬)。第二空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在20nm。
陰極106用鋁在第二空穴發(fā)生層103上成形至100nm厚。
當(dāng)電壓加在具有本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件上時(shí)，空穴從第二空穴發(fā)生層103注入到第二電極。另外，電子從電子發(fā)生層105注入到發(fā)光層104中。另外，空穴從第一空穴發(fā)生層102注入到發(fā)光層104中。隨后，注入的空穴和電子在發(fā)光層中復(fù)合，從而提供發(fā)自香豆素6的光。
圖15顯示本實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性。圖16顯示其電流密度-亮度特性，而圖17顯示其電壓-電流特性。在圖15中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示亮度(cd/m2)。在圖16中，橫軸顯示電流密度(mA/cm2)，而縱軸顯示亮度(cd/m2)。在圖17中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示電流(mA)。在圖15～17中，▲表示發(fā)光元件(1)的特性，●表示發(fā)光元件(2)的特性，○表示發(fā)光元件(3)的特性，■表示發(fā)光元件(4)的特性。
從圖15～17可以看出，所有發(fā)光元件都工作得很好。在發(fā)光元件(2)～(4)中，其中α-NPD與氧化鉬的摩爾比(＝α-NPD/氧化鉬)在1～2的范圍內(nèi)，高亮度可通過(guò)加任何電壓獲得，也可獲得高電流值。于是，可獲得一種發(fā)光元件，它，通過(guò)調(diào)節(jié)α-NPD與氧化鉬的摩爾比(＝α-NPD/氧化鉬)到1～2的范圍內(nèi)，可操作在較低驅(qū)動(dòng)電壓。
接著，描述本實(shí)施方案的發(fā)光元件的連續(xù)點(diǎn)亮試驗(yàn)。在如上所述制造的發(fā)光元件被在氮?dú)夥障路庋b后，按照以下方式在常溫進(jìn)行連續(xù)發(fā)光試驗(yàn)。
正如從圖16清楚地看出的，當(dāng)在本發(fā)明發(fā)光元件初始狀態(tài)，光以3000cd/m2的亮度發(fā)出時(shí)，要求26.75mA/cm2的電流密度。在該實(shí)施方案中，26.75mA/cm2的電流維持流動(dòng)一段時(shí)間，并收集有關(guān)為維持26.75mA/cm2的電流所要求的電壓隨時(shí)間的變化，以及亮度隨時(shí)間的變化。圖18和19顯示收集的數(shù)據(jù)。在圖18中，橫軸表示過(guò)去的時(shí)間(h)，而縱軸表示為保持26.75mA/cm2的電流流動(dòng)所要求的電壓(V)。在圖19中，橫軸表示過(guò)去的時(shí)間(h)，而縱軸表示亮度(任何度量單位)。要指出的是，亮度(任何度量單位)是假定初始亮度為100表示的相對(duì)于初始亮度的數(shù)值。該相對(duì)值是用特定時(shí)間的亮度除以初始亮度，再乘上100。
從圖18可以看出，在經(jīng)過(guò)100h后，為保持具有26.75mA/cm2的電流密度的電流流動(dòng)所要求的電壓比初始狀態(tài)的電壓僅高出約1V。這表明，本發(fā)明發(fā)光元件是一種優(yōu)異元件，其中驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高很小。
在實(shí)施方案1和2中所示發(fā)光元件中，除了作為發(fā)光層的層之外，還成形了作為空穴注入層、空穴運(yùn)輸層、電子運(yùn)輸層等之類的層。然而，這些層并非總是必須的。再者，在實(shí)施方案1和2中，在成形了作為發(fā)光層的層之后，成形電子發(fā)生層，隨后再成形空穴發(fā)生層。然而，本發(fā)明發(fā)光元件的制造方法不限于此做法。例如，在成形了空穴發(fā)生層以后，可成形電子發(fā)生層，隨后可成形作為發(fā)光層的層。
本實(shí)施方案顯示采用不同于實(shí)施方案1的材料的本發(fā)明發(fā)光元件的測(cè)定數(shù)據(jù)。
首先，描述本實(shí)施方案中的發(fā)光元件的制造方法。在本實(shí)施方案中，發(fā)光元件符合實(shí)施模式1中所示發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方案中，用玻璃基材作為絕緣體100。含硅ITO通過(guò)濺射法成形在玻璃基材上，從而形成陽(yáng)極101至110nm厚。
隨后，用氧化鉬和DNTPD通過(guò)在陽(yáng)極101上共蒸發(fā)氧化鉬和DNTPD成形第一空穴發(fā)生層102。這里，第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在50nm。DNTPD與氧化鉬之間的質(zhì)量比規(guī)定在2∶1。
接著，在第一空穴發(fā)生層102上成形發(fā)光層104。發(fā)光層104成形為3層結(jié)構(gòu)，包括依次從空穴發(fā)生層102這一側(cè)開(kāi)始空穴運(yùn)輸層、擴(kuò)散著發(fā)光材料的層和電子運(yùn)輸層?？昭ㄟ\(yùn)輸層按照真空蒸發(fā)法以α-NPD成形至10nm厚。擴(kuò)散著發(fā)光材料的層用Alq3和香豆素6按照共蒸發(fā)法成形至35nm厚。電子運(yùn)輸層用單獨(dú)的Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法成形為10nm厚而成形。特別是，擴(kuò)散著發(fā)光材料的層被調(diào)節(jié)到使Alq3和香豆素6之間的質(zhì)量比等于1∶0.005。
隨后，用Alq3和鋰通過(guò)在發(fā)光層104上共-蒸發(fā)Alq3和鋰成形至10nm厚而制成電子發(fā)生層105。調(diào)節(jié)Alq3和鋰，使Alq3和鋰之間的質(zhì)量比是1∶0.01。
接著，用氧化鉬和DNTPD在電子發(fā)生層105上通過(guò)共蒸發(fā)氧化鉬和DNTPD來(lái)成形第二空穴發(fā)生層103。這里，第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在20nm。另外，DNTPD與氧化鉬之間的質(zhì)量比調(diào)節(jié)到4∶2。
用鋁在第二空穴發(fā)生層103上成形陰極106。其膜厚設(shè)定在100nm。
在具有本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，通過(guò)施加電壓，空穴從第二空穴發(fā)生層103注入到第二電極。另外，電子從電子發(fā)生層105注入到發(fā)光層104中。另外，空穴從第一空穴發(fā)生層102注入到發(fā)光層104中。隨后，注入的空穴和電子在發(fā)光層中復(fù)合，從而提供發(fā)自香豆素6的光。
圖20顯示本實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性。圖21顯示其其電壓-電流特性。在圖20中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示亮度(cd/m2)。同時(shí)，在圖21中，橫軸顯示電壓(V)，而縱軸顯示電流(mA)。
于是，本實(shí)施方案中的發(fā)光元件具有優(yōu)異特性。
圖23A顯示含DNTPD和氧化鉬的復(fù)雜材料，作為本實(shí)施方案中的空穴發(fā)生層，的吸收光譜。圖23B顯示單獨(dú)DNTPD的吸收光譜，而圖23C顯示單獨(dú)氧化鉬的吸收光譜。正如從圖中看出的，含DNTPD和氧化鉬的復(fù)雜材料的吸收光譜具有一個(gè)在單獨(dú)DNTPD和單獨(dú)氧化鉬的其它吸收光譜中都未出現(xiàn)的峰。據(jù)認(rèn)為，這個(gè)峰是DNTPD和氧化鉬相互作用而發(fā)生空穴所產(chǎn)生的。
本實(shí)施方案結(jié)合圖24和25描述通過(guò)改變空穴發(fā)生層的厚度來(lái)控制發(fā)光光譜和光發(fā)射的視角依賴性，即所謂發(fā)光元件的光學(xué)設(shè)計(jì)的例子。
首先，描述本實(shí)施方案中的發(fā)光元件的制造方法。在本實(shí)施方案中，發(fā)光元件符合實(shí)施模式1中所示發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施方案中，用玻璃基材作為絕緣體100。含硅ITO通過(guò)濺射法成形在玻璃基材上，從而形成陽(yáng)極101至110nm厚。
隨后，用氧化鉬和α-NPD在陽(yáng)極101上經(jīng)共-蒸發(fā)氧化鉬和α-NPD形成第一空穴發(fā)生層102。這里，將第一空穴發(fā)生層102的厚度設(shè)定在50nm。α-NPD與氧化鉬之間的質(zhì)量比設(shè)定在4∶1。
接著，在第一空穴發(fā)生層102上成形發(fā)光層104。發(fā)光層104具有3層結(jié)構(gòu)，包括從第一空穴發(fā)生層102的一側(cè)依次空穴運(yùn)輸層、擴(kuò)散著發(fā)光材料的層和電子運(yùn)輸層?？昭ㄟ\(yùn)輸層用α-NPD通過(guò)真空蒸發(fā)法成形為10nm厚。擴(kuò)散著發(fā)光材料的層用Alq3和香豆素6按照共-蒸發(fā)方法成形到40nm厚。電子運(yùn)輸層只用Alq3通過(guò)真空蒸發(fā)法成形到10nm厚。要指出的是，將擴(kuò)散著發(fā)光材料的層調(diào)節(jié)到使Alq3和香豆素6之間的比例等于1∶0.01，按質(zhì)量比計(jì)。
隨后，用Alq3和鋰通過(guò)在發(fā)光層104上共-蒸發(fā)Alq3和鋰至10nm而形成電子發(fā)生層105。Alq3與鋰調(diào)節(jié)到使Alq3與鋰之間的質(zhì)量比等于1∶0.01。
接著，用氧化鉬和α-NPD成形第二空穴發(fā)生層103，這是通過(guò)在電子發(fā)生層105上共-蒸發(fā)氧化鉬和α-NPD完成的。再有，α-NPD與氧化鉬之間的質(zhì)量比等于2∶1。
陰極106用鋁在第二空穴發(fā)生層103上成形。膜厚設(shè)定在100nm厚。
在具有本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，通過(guò)施加電壓，空穴從第二空穴發(fā)生層103注入到第二電極。另外，電子從電子發(fā)生層105注入到發(fā)光層104中。另外，空穴從第一空穴發(fā)生層102注入到發(fā)光層104中。隨后，注入的空穴和電子在發(fā)光層中復(fù)合，從而提供發(fā)自香豆素6的光。
在本實(shí)施方案中，光被從發(fā)光元件朝玻璃基材的成形發(fā)光元件的一側(cè)抽出，而陰極106起反射電極的作用。另外，通過(guò)改變第二空穴發(fā)生層103的厚度，可調(diào)節(jié)在反射電極上反射后返回光的光學(xué)長(zhǎng)度。據(jù)此，在反射電極上反射后射向玻璃基材方向的光與直接從發(fā)光元件射出的光之間的干涉狀態(tài)發(fā)生改變。
圖24是一幅曲線圖，顯示，當(dāng)通過(guò)改變第二空穴發(fā)生層103的厚度來(lái)改變光學(xué)距離時(shí)，電流效率與從擴(kuò)散著發(fā)光材料的層到反射電極的光學(xué)距離之間的關(guān)系。于是，可以看出，改變從擴(kuò)散著發(fā)光材料的層到反射電極的光學(xué)距離，則發(fā)光效率周期地改變。調(diào)節(jié)光學(xué)距離，就可以改善或抑制發(fā)光效率。
圖25是表示，在140nm～280nm之間改變第二空穴發(fā)生層103的厚度的情況下發(fā)光光譜的變化。第二空穴發(fā)生層103的厚度在元件1中是140nm，在元件2中是160nm，在元件3中是180nm，在元件4中是200nm，在元件5中是220nm，在元件6中是240nm，在元件7中是260nm，并且在元件8中是280nm。從圖中可以看出，當(dāng)從擴(kuò)散著發(fā)光材料的層到反射電極的光學(xué)距離通過(guò)改變第二空穴發(fā)生層103的厚度而改變時(shí)，光的最大波長(zhǎng)和光譜形狀發(fā)生了改變。據(jù)此，就有可能通過(guò)調(diào)節(jié)光學(xué)距離控制從發(fā)光元件發(fā)出的光的顏色或顏色純度。
本申請(qǐng)基于日本專利申請(qǐng)序列號(hào)2004-227734，2004年08月04日提交到日本專利辦公室，在此將其全部?jī)?nèi)容收作參考。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，包含陽(yáng)極和陰極；第一層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第一層發(fā)生空穴；第二層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第二層發(fā)生空穴并接觸陰極；第三層，介于第一層與第二層之間，所述第三層包括發(fā)光材料；以及第四層，介于第二層和第三層之間，所述第四層發(fā)生電子。
2.一種發(fā)光元件，包含陽(yáng)極和陰極；第一層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第一層包括第一P-型半導(dǎo)體材料；第二層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第二層包括第二P-型半導(dǎo)體材料；第三層，介于第一層與第二層之間，所述第三層包括發(fā)光材料；以及第四層，介于第二層和第三層之間，所述第四層包括N-型半導(dǎo)體材料。
3.一種發(fā)光元件，包含陽(yáng)極和陰極；第一層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第一層包括P-型半導(dǎo)體材料；第二層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第二層包括P-型半導(dǎo)體材料；第三層，介于第一層與第二層之間，所述第三層包括發(fā)光材料；以及第四層，介于第二層和第三層之間，所述第四層包括N-型半導(dǎo)體材料。
4.權(quán)利要求2的發(fā)光元件，其中第一P-型半導(dǎo)體材料和第二P-型半導(dǎo)體材料是金屬氧化物。
5.權(quán)利要求3的發(fā)光元件，其中P-型半導(dǎo)體材料是金屬氧化物。
6.權(quán)利要求2的發(fā)光元件，其中第一P-型半導(dǎo)體材料和第二P-型半導(dǎo)體材料每一種是至少一種選自氧化釩、氧化鉬、氧化鈷和氧化鎳的化合物。
7.權(quán)利要求3的發(fā)光元件，其中P-型半導(dǎo)體材料是至少一種選自氧化釩、氧化鉬、氧化鈷和氧化鎳的化合物。
8.權(quán)利要求2的發(fā)光元件，其中N-型半導(dǎo)體材料是金屬氧化物。
9.權(quán)利要求3的發(fā)光元件，其中N-型半導(dǎo)體材料是金屬氧化物。
10.權(quán)利要求2的發(fā)光元件，其中N-型半導(dǎo)體材料是至少一種選自氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅和氧化鈦的化合物。
11.權(quán)利要求3的發(fā)光元件，其中N-型半導(dǎo)體材料是至少一種選自氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅和氧化鈦的化合物。
12.一種發(fā)光元件，包含陽(yáng)極和陰極；第一層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第一層包括第一有機(jī)化合物和具有，對(duì)第一有機(jī)化合物而言，電子接受性質(zhì)的第一材料；第二層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第二層包括第二有機(jī)化合物和具有，對(duì)第二有機(jī)化合物而言，電子接受性質(zhì)的第二材料；第三層，介于第一層與第二層之間，所述第三層包括發(fā)光材料；以及第四層，介于第二層和第三層之間，所述第四層包括第四有機(jī)化合物和具有對(duì)于第四有機(jī)化合物而言給予電子性質(zhì)的第三材料。
13.一種發(fā)光元件，包含陽(yáng)極和陰極；第一層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第一層包括第一有機(jī)化合物和具有，對(duì)第一有機(jī)化合物而言，電子接受性質(zhì)的第一材料；第二層，介于陽(yáng)極與陰極之間，所述第二層包括第一有機(jī)化合物和具有，對(duì)第一有機(jī)化合物而言，電子接受性質(zhì)的第一材料；第三層，介于第一層與第二層之間，所述第三層包括發(fā)光材料；以及第四層，介于第二層和第三層之間，所述第四層包括第二有機(jī)化合物和具有對(duì)于第二有機(jī)化合物而言給予電子的性質(zhì)的第二材料。
14.權(quán)利要求12的發(fā)光元件，其中第四有機(jī)化合物是具有電子運(yùn)輸性質(zhì)的有機(jī)化合物。
15.權(quán)利要求13的發(fā)光元件，其中第四有機(jī)化合物是具有電子運(yùn)輸性質(zhì)的有機(jī)化合物。
16.權(quán)利要求12的發(fā)光元件，其中第三材料包括堿金屬、堿土金屬和稀土金屬之一。
17.權(quán)利要求13的發(fā)光元件，其中第二材料包括堿金屬、堿土金屬和稀土金屬之一。
18.權(quán)利要求12的發(fā)光元件，其中第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物每一個(gè)是具有空穴運(yùn)輸性質(zhì)的有機(jī)化合物。
19.權(quán)利要求13的發(fā)光元件，其中第一有機(jī)化合物是具有空穴運(yùn)輸性質(zhì)的有機(jī)化合物。
20.權(quán)利要求12的發(fā)光元件，其中第一材料和第二材料每一個(gè)是金屬氧化物。
21.權(quán)利要求13的發(fā)光元件，其中第一材料是金屬氧化物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有驅(qū)動(dòng)電壓比較低的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件和驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高少的發(fā)光元件。另外，本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電壓隨時(shí)間升高小并且可耐長(zhǎng)期使用的顯示器件。發(fā)光元件中接觸電極的層是含P－型半導(dǎo)體的層或空穴發(fā)生層，例如，含具有電子接受性質(zhì)的材料的有機(jī)化合物層。發(fā)光層被夾在空穴發(fā)生層之間，并且電子發(fā)生層被夾在發(fā)光層與陽(yáng)極側(cè)空穴發(fā)生層之間。
文檔編號(hào)H01L51/50GK1735298SQ200510088559
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2005年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者熊木大介, 瀨尾哲史 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所