專利名稱：發(fā)光元件和使用它的發(fā)光器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在一對(duì)電極之間包括層的發(fā)光元件，其中層包括發(fā)光物質(zhì)，特別地，涉及發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，大量用于顯示器件等的發(fā)光元件各自具有在一對(duì)電極之間夾入包括發(fā)光物質(zhì)的層的結(jié)構(gòu)。當(dāng)通過一個(gè)電極發(fā)射的電子和另一個(gè)電極發(fā)射的空穴的重組形成的激發(fā)電子返回到基態(tài)時(shí)，這種發(fā)光元件就發(fā)光。
大量這些發(fā)光元件存在驅(qū)動(dòng)電壓隨著發(fā)光時(shí)間累積而增加的問題。
為了解決這個(gè)問題，例如，專利文獻(xiàn)1公開了使用具有一定結(jié)構(gòu)的化合物的有機(jī)EL元件，其中在驅(qū)動(dòng)有機(jī)EL元件時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓的增加等得到抑制。
國際公布WO98/30071發(fā)明公開內(nèi)容本發(fā)明的一個(gè)目的是提供隨著發(fā)光時(shí)間的累積驅(qū)動(dòng)電壓增加較少的發(fā)光元件。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供隨著薄膜厚度的增加電阻值增加較少的發(fā)光元件。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，發(fā)光元件包括在彼此相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。第一、第二和第三層被順序堆疊，將第二層插在第一和第三層之間。第一層接觸第一電極，第三層接觸第二電極。第一層為產(chǎn)生空穴的層，而第二層為產(chǎn)生電子的層。第三層包括發(fā)光物質(zhì)。第二層和第三層彼此接觸，從而當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)將第二層中產(chǎn)生的電子注入到第三層內(nèi)。按照這種方式，發(fā)射光。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，發(fā)光元件包括在彼此相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。第一、第二和第三層被順序堆疊，將第二層插在第一和第三層之間。第一層接觸第一電極，第三層接觸第二電極。第一層為包括芳香胺化合物和對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層。第二層包括電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和對(duì)電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)。而且，第三層包括發(fā)光物質(zhì)。第二層和第三層彼此接觸，從而當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)將第二層中產(chǎn)生的電子注入到第三層內(nèi)。按照這種方式，發(fā)射光。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，發(fā)光元件包括在彼此相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。設(shè)置第一層比第二層更靠近第一電極，設(shè)置第三層比第二層更靠近第二電極。第一層為產(chǎn)生空穴的層，第二層為產(chǎn)生電子的層。第三層包括發(fā)光物質(zhì)。第二層和第三層彼此接觸，從而當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)將第二層中產(chǎn)生的電子注入到第三層內(nèi)。按照這種方式，發(fā)射光。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，發(fā)光元件包括在彼此相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。設(shè)置第一層比第二層更靠近第一電極，設(shè)置第三層比第二層更靠近第二電極。第一層為包括芳香胺化合物和對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層。第二層包括電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和對(duì)電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)。而且，第三層包括發(fā)光物質(zhì)。第二層和第三層彼此接觸，從而當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)將第二層中產(chǎn)生的電子注入到第三層內(nèi)。按照這種方式，發(fā)射光。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，發(fā)光元件包括在彼此相對(duì)設(shè)置的第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。第一、第二和第三層被順序堆疊，將第二層插在第一和第三層之間。第一層為包括芳香胺化合物和對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層。第二層包括電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和對(duì)電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)。第三層具有包括發(fā)光層的x個(gè)層(x為給定的正整數(shù))。第三層中包括的一個(gè)層接觸第二層，其第x層接觸第二電極。第一電極包括具有高反射率的導(dǎo)電材料。在第三層的發(fā)光層和第二層之間有y個(gè)層(y＜x，其中y為正整數(shù))。第二層和第三層的所述接觸第二層的上面一個(gè)層彼此接觸，從而當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)將第二層中產(chǎn)生的電子注入到第三層的所述上面一個(gè)層內(nèi)。按照這種方式，發(fā)射光。而且，調(diào)整第一層和第二層的厚度以滿足下面的表達(dá)式1、2和3nidi+niidii+Σk-1ynkdk+njdj=(2m-1)λ4---1]]>0≤dj≤demi-----------2di≥dii-----------3在表達(dá)式1、2和3中，ni表示第一層的折射率；di，第一層的厚度；nii，第二層的折射率；dii，第二層的厚度；nk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層(k為自然數(shù))的折射率；dk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層的厚度；nj，發(fā)光層的折射率；dj，發(fā)光層的第一電極側(cè)表面和發(fā)光區(qū)域之間的距離；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)；demi，發(fā)光層的厚度。
根據(jù)本發(fā)明，可得到驅(qū)動(dòng)電壓隨著發(fā)光時(shí)間的累積增加較少的非?？煽康陌l(fā)光元件。
另外，根據(jù)本發(fā)明可得到電阻值隨產(chǎn)生空穴的層的厚度增加較少的發(fā)光元件。因此，可得到電極之間的距離能容易變化的發(fā)光元件。而且，可通過增加電極之間的距離防止由于電極表面的不平引起的電極之間的短路。另外，通過控制電極之間的距離，可容易地控制光程，從而得到最大光提取效率。另外，通過控制電極之間的距離，可容易地控制光程，從而減少發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間角度的變化。
此外，通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明得到的發(fā)光元件到發(fā)光器件，可得到能承受長時(shí)間使用的非?？煽康陌l(fā)光器件。此外，通過應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明得到的發(fā)光元件到具有顯示功能的發(fā)光器件，可得到能有效地發(fā)射光到外部并且顯示發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間角度變化較小的高清晰度圖象的發(fā)光器件。
附圖簡述在附圖中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的一種方式；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的一種方式；圖3顯示了應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的一種方式；圖4為說明應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件中所包括電路的一種方式的圖；圖5為應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的頂視圖；圖6為說明應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的幀操作一種方式的圖；圖7A-7C各自為應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的橫截面圖；圖8A-8C顯示了應(yīng)用了本發(fā)明的電子設(shè)備；圖9為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖；圖10為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電流密度-亮度特性的圖；圖11為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓-電流特性的圖；圖12為通過測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓隨時(shí)間的變化得到的結(jié)果的圖；圖13為通過測(cè)量根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的亮度隨時(shí)間的變化得到的結(jié)果的圖；圖14顯示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)；圖15顯示了作為對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)；圖16為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件和作為對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖；圖17為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件和作為對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的電壓-電流特性的圖；圖18顯示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)；圖19為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖；圖20為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓-電流特性的圖；圖21為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的亮度-電流效率特性的圖；圖22為顯示通過測(cè)量電流效率(cd/A)相對(duì)于層775和第一電極778之間的距離(nm)的變化得到的結(jié)果的圖；圖23A-23C為顯示通過測(cè)量光發(fā)射光譜形狀隨光提取表面和觀察者視線之間角度的變化得到的結(jié)果的圖；圖24顯示了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)的一種方式；圖25顯示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的堆疊結(jié)構(gòu)；圖26為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電壓-亮度特性的圖；圖27為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的電流密度-亮度特性的圖；圖28為顯示根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的亮度-電流特性的圖；圖29A-29C各自為顯示樣品1-7的透射光譜的圖；和圖30為應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的透視圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下文中將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式。注意本發(fā)明可以以多種不同的方式實(shí)施。本領(lǐng)域那些技術(shù)人員能容易地認(rèn)識(shí)到，只要不脫離本發(fā)明的精神和范圍，就能以各種方式改變本文公開的實(shí)施方式和細(xì)節(jié)。本發(fā)明不應(yīng)被解釋為限制于下面給出的實(shí)施方式的描述。
實(shí)施方式1將參考圖1所示的發(fā)光元件的橫截面圖描述本發(fā)明的一種方式。
發(fā)光元件包括在第一電極301和第二電極302之間的第一層311、第二層312和第三層313。第一層311、第二層312和第三層313被順序堆疊。第一層311接觸第一電極301，第三層313接觸第二電極302。
這種實(shí)施方式的發(fā)光元件按如下工作。當(dāng)施加電壓使得第二電極302的電勢(shì)高于第一電極301的電勢(shì)時(shí)，空穴被從第一層311注入到第一電極301內(nèi)，而電子被從第二層312注入到第三層313內(nèi)。而且，空穴被從第二電極302注入到第三層313內(nèi)。從第二電極302注入的空穴和從第二層312注入的電子在第三層313中重組，從而激發(fā)發(fā)光物質(zhì)。發(fā)光物質(zhì)在從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)發(fā)射光。
下文中，將更詳細(xì)地描述每個(gè)層、電極等。
第一層311為產(chǎn)生空穴的層。對(duì)于產(chǎn)生空穴的層，例如，優(yōu)選使用包含芳香胺化合物和對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層。本文中，芳香胺化合物為具有芳基胺骨架的物質(zhì)。在這類芳香胺化合物中，骨架中包括三苯基胺并具有400或以上的分子量的物質(zhì)是尤其優(yōu)選的。另外，在骨架中包括三苯基胺的芳香胺化合物中，骨架中包括稠合芳環(huán)如萘基的芳香胺是尤其優(yōu)選的。通過使用骨架中包括三苯基胺和稠合芳環(huán)的芳香胺化合物，增加了發(fā)光元件的熱阻。例如，可給出芳香胺化合物，如4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(α-NPD)；4，4’-雙[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(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)；和4，4’-雙{N-[4-(N，N-二-間甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基聯(lián)苯}(DNTPD)；1，3，5-三[N，N-二(間甲苯基)氨基]苯(m-MTDAB)；4，4’，4”-三(N-咔唑基)-三苯胺(TCTA)；2，3-雙(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉(TPAQn)；2，2’，3，3’-四(4-二苯基氨基苯基)-6，6’-雙喹喔啉(D-TriPhAQn)；2，3-雙{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉(NPADiBzQn)；等等。而且，對(duì)相對(duì)于芳香胺化合物具有電子接受性質(zhì)的物質(zhì)沒有特殊限制。例如，可使用氧化鉬、氧化釩、7，7，8，8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基醌二甲烷(F4-TCNQ)等。第一層311優(yōu)選包括對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)使得摩爾比值(即對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)/芳香胺化合物)在0.5-2的范圍內(nèi)。
第二層312為產(chǎn)生電子的層。對(duì)于產(chǎn)生電子的層，例如，可給出包括具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和對(duì)具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)的層。具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)為電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)。對(duì)具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)沒有特殊限制。例如，可使用金屬絡(luò)合物，如三(8-喹啉醇合)鋁(Alq3)；三(4-甲基-8-喹啉醇合)鋁(Almq3)；雙(10-羥基苯并[h]喹啉合)鈹(BeBq2)；雙(2-甲基-8-羥基喹啉醇合)-4-苯基苯酚合-鋁(BAlq)；雙[2-(2-羥基苯基)苯并唑合]鋅(Zn(BOX)2)；和雙[2-(2-羥基苯基)苯并噻唑合]鋅(Zn(BTZ)2)。另外，還可使用以下的物質(zhì)作為具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)2-(4-聯(lián)苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑(PBD)；1，3-雙[5-(對(duì)-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-基]苯(OXD-7)；3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯(lián)苯基)-1，2，4-三唑(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(p-EtTAZ)；紅菲繞啉(Bphen)；浴銅靈(BCP)等。而且，對(duì)相對(duì)于具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)沒有特殊限制。例如，可使用堿金屬如鋰和銫、堿土金屬如鎂和鈣、稀土金屬如鉺和鐿等。另外，可使用選自堿金屬氧化物或堿土金屬氧化物的物質(zhì)作為對(duì)電子傳輸物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)，如氧化鋰(Li2O)、氧化鈣(CaO)、氧化鈉(Na2O)、氧化鉀(K2O)和氧化鎂(MgO)。注意堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物等易于處理，因?yàn)樗鼈兎磻?yīng)性較小。優(yōu)選地，第二層312包括相對(duì)于具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)具有電子給予性質(zhì)的物質(zhì)使得摩爾比值(即相對(duì)于具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)具有電子給予性質(zhì)的物質(zhì)/具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì))在0.5-2的范圍內(nèi)。另外，第二層312可為n-型半導(dǎo)體，如氧化鋅、硫化鋅、硒化鋅、氧化錫和氧化鈦。
第三層313包含發(fā)光層。對(duì)第三層313的層結(jié)構(gòu)沒有特殊限制，它可包括單一層或多個(gè)層。例如，如圖1所示，第三層313可包括電子傳輸層321、空穴傳輸層323和空穴注入層324以及發(fā)光層322?；蛘撸谌龑?13可只包括發(fā)光層。
發(fā)光層322包含發(fā)光物質(zhì)。本文中，發(fā)光物質(zhì)為能發(fā)射具有所需波長的光并具有良好的發(fā)射效率的物質(zhì)。對(duì)第三層313沒有特殊限制，但它優(yōu)選為發(fā)光物質(zhì)分散在該層中的層，其中形成該層的物質(zhì)的能隙大于發(fā)光物質(zhì)的能隙。因此，可防止發(fā)光物質(zhì)發(fā)射的光由于發(fā)光物質(zhì)的濃縮(concentration)而熄滅(go out)。此外，能隙表示LUMO級(jí)和HOMO級(jí)之間的能隙。
對(duì)發(fā)光物質(zhì)沒有特殊限制?？墒褂媚馨l(fā)射具有所需波長的光并具有良好發(fā)射效率的物質(zhì)。為了得到紅色發(fā)光，例如，可使用表現(xiàn)出峰在600-680nm的發(fā)射光譜的以下物質(zhì)4-二氰基亞甲基-2-異丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(DCJTI)；4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(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(DCJTB)；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]苯等。為了得到綠色發(fā)光，可使用表現(xiàn)出峰在500-550nm的發(fā)射光譜的物質(zhì)，如N，N’-二甲基喹吖啶酮(DMQd)；香豆素6；香豆素545T；和三(8-喹啉醇合)鋁(Alq3)。為了得到藍(lán)色發(fā)光，可使用表現(xiàn)出峰在420-500nm的發(fā)射光譜的以下物質(zhì)9，10-雙(2-萘基)-叔丁基蒽(t-BuDNA)；9，9’-聯(lián)蒽；9，10-二苯基蒽(DPA)；9，10-雙(2-萘基)蒽(DNA)；雙(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚合-鎵(BGaq)；雙(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚合-鋁(BAlq)等。如上所述，除了發(fā)射熒光的這類物質(zhì)外，還可使用發(fā)射磷光的物質(zhì)作為發(fā)光物質(zhì)，如雙[2-(3，5-雙(三氟甲基)苯基吡啶合-N，C2)銥(III)吡啶甲酸合(Ir(CF3ppy)2(pic))；雙[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合]-N，C2’]銥(III)乙?；?Fir(acac))；雙[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合]-N，C2’]銥(III)吡啶甲酸合(Fir(pic))；和三(2-苯基吡啶合-N，C2)銥(Ir(ppy)3)。
對(duì)用于分散發(fā)光物質(zhì)的物質(zhì)沒有特殊限制。例如，可使用蒽衍生物如9，10-雙(2-萘基)-叔丁基蒽(t-BuDNA)、咔唑衍生物如4，4’-雙(N-咔唑基)聯(lián)苯(CBP)、金屬絡(luò)合物如雙[2-(2-羥基苯基)吡啶合]鋅(Znpp2)和雙[2-(2-羥基苯基)苯并唑合]鋅(ZnBOX2)等。
在如上所述的發(fā)光元件中，第二層312內(nèi)具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和在第三層313的一個(gè)層，即接觸第二層312的層，內(nèi)的物質(zhì)之間電子親合勢(shì)的差異優(yōu)選設(shè)為2eV或更少；更優(yōu)選1.5eV或更少。當(dāng)使用n-型半導(dǎo)體制造第二層312時(shí)，n型半導(dǎo)體的逸出功和第三層313的接觸第二層312的層內(nèi)的物質(zhì)的電子親合勢(shì)之間的差異優(yōu)選設(shè)為2eV或更少；更優(yōu)選1.5eV或更少。
另外，當(dāng)?shù)谌龑?13具有這種實(shí)施方式中所示的結(jié)構(gòu)時(shí)，接觸第二層312的第三層313的層對(duì)應(yīng)于電子傳輸層321。當(dāng)?shù)谌龑?13只包括發(fā)光層時(shí)，或當(dāng)?shù)谌龑?13不包括電子傳輸層321等時(shí)，發(fā)光層對(duì)應(yīng)于接觸第二層312的這個(gè)層。當(dāng)發(fā)光層接觸第二層312時(shí)，與第二層312接觸的第三層313的層內(nèi)的物質(zhì)對(duì)應(yīng)于分散發(fā)光物質(zhì)的物質(zhì)或發(fā)光物質(zhì)本身。這是因?yàn)椋谑褂每砂l(fā)光而不會(huì)被分散并且具有良好載流子傳輸性質(zhì)的發(fā)光物質(zhì)如Alq3時(shí)，由發(fā)光物質(zhì)本身制成的層可用作不被分散的發(fā)光層。因此，通過使第三層313接觸第二層312，可容易地將電子從第二層312注入到第三層313內(nèi)。
優(yōu)選地，通過使用能透射可見光的導(dǎo)電物質(zhì)形成第一電極301和第二電極302中的一個(gè)或兩個(gè)。因此，發(fā)光層中產(chǎn)生的光可通過第一電極301和第二電極302中的至少一個(gè)被發(fā)射到外部。
對(duì)第一電極301沒有特殊限制。例如，可使用鋁、氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫、含2-20wt％氧化鋅的氧化銦作為第一電極。另外，可使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)等。
另外，對(duì)第二電極302沒有特殊限制；但是，當(dāng)?shù)诙姌O302具有具有注入空穴到第三層313內(nèi)的功能時(shí)，象這種實(shí)施方式的發(fā)光元件一樣，第二電極302優(yōu)選由具有高逸出功的物質(zhì)制成。具體地，可使用氧化銦錫(ITO)、含氧化硅的氧化銦錫、含2-20wt％氧化鋅的氧化銦、金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)等。另外，可通過例如濺射、蒸發(fā)等形成第二電極302。
如上所述，在這種實(shí)施方式中，電子傳輸層321被插入在第二層312和發(fā)光層322之間。電子傳輸層321具有傳輸注入的電子到發(fā)光層322內(nèi)的功能。通過提供電子傳輸層321將第一電極301和第二層312與發(fā)光層322分開，可防止發(fā)光層中產(chǎn)生的光被金屬猝滅。
對(duì)電子傳輸層321沒有特殊限制，并可使用電子傳輸物質(zhì)形成，例如Alq3、Almq3、BeBq2、BAlq、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、PBD、OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等。特別地，在這類電子傳輸物質(zhì)中，優(yōu)選使用電子遷移率為1×10-6cm2/Vs或更高的電子傳輸物質(zhì)形成電子傳輸層321。因此，可降低發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓。另外，電子傳輸層321可具有通過堆疊包括上述物質(zhì)的兩個(gè)或多個(gè)層形成的多層結(jié)構(gòu)。
在這種實(shí)施方式中，如圖1中所示，在第二電極302和發(fā)光層322之間提供空穴傳輸層323?？昭▊鬏攲?23具有將從第二電極302注入的空穴傳輸?shù)桨l(fā)光層322的功能。通過提供空穴傳輸層323來形成第二電極302和發(fā)光層322之間的距離，發(fā)光層中產(chǎn)生的光可被防止被金屬猝滅。
對(duì)空穴傳輸層323沒有特殊限制，并可使用空穴傳輸物質(zhì)形成。本文中，空穴傳輸物質(zhì)為空穴遷移率高于電子遷移率的物質(zhì)?？墒褂肨PD、TDATA、MTDATA、DNTPD、m-MTDAB、TCTA、酞菁(H2PC)、銅酞菁(CuPc)、釩酞菁(VOPc)等作為這種空穴傳輸物質(zhì)。而且，在這類空穴傳輸物質(zhì)中，優(yōu)選使用空穴遷移率為1×10-6cm2/Vs或更高的物質(zhì)形成空穴傳輸層323。因此，可降低發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電壓。另外，空穴傳輸層323可具有通過堆疊由上述物質(zhì)形成的兩個(gè)或多個(gè)層形成的多層結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，可在第二電極302和空穴傳輸層323之間設(shè)置空穴注入層324。空穴注入層324具有幫助空穴從第二電極302注入到空穴傳輸層323內(nèi)的功能。
對(duì)空穴注入層324沒有特殊限制。可通過使用金屬氧化物如氧化鉬、氧化釩、氧化釕、氧化鎢或氧化錳形成空穴注入層。另外，可通過使用上述酞菁化合物如H2Pc、CuPC和VOPc、芳香胺化合物如DNTPD、或高分子量材料如聚(乙撐二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)混合物(PEDOT/PSS)形成空穴注入層324。此外，可通過混合選自芳香胺化合物或空穴傳輸物質(zhì)中的至少一種物質(zhì)和對(duì)該物質(zhì)表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)來形成空穴注入層324。
本發(fā)明的上述發(fā)光元件為非常可靠的發(fā)光元件，其中驅(qū)動(dòng)電壓隨發(fā)光時(shí)間累積的增加小。另外，為得到一定亮度施加的電壓在本文中稱為驅(qū)動(dòng)電壓。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，在供給所需的電流時(shí)，施加電壓的變化很少，這取決于產(chǎn)生空穴的層(第一層311)的薄膜厚度。因此，例如，通過增加第一層311的厚度來增加第一和第二電極之間的距離，可容易地防止第一電極301和第二電極302之間的短路。
實(shí)施方式2這種實(shí)施方式將描述這樣一種發(fā)光元件，其中，通過控制產(chǎn)生空穴的層的厚度，光提取效率增加，并控制反射表面和光提取表面(或發(fā)光區(qū)域)之間的光程來減少發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間角度的變化，參考圖24。
圖24顯示的發(fā)光元件在第一電極201和第二電極202之間包括產(chǎn)生空穴的第一層211、產(chǎn)生電子的第二層212和包含發(fā)光物質(zhì)的第三層213。第一層211、第二層212和第三層213被順序堆疊，第二層212插在第一和第三層之間。第一層211接觸第一電極201，而第三層213接觸第二電極202。
第一電極201為用具有高反射率的導(dǎo)電材料制成的電極或反射電極。作為具有高反射率的導(dǎo)電材料，可使用鋁、銀、這些金屬的合金(例如Al:Li合金、Mg:Ag合金等)等。導(dǎo)電材料優(yōu)選具有50-100％的反射率。第二電極202用可透射可見光的導(dǎo)電材料制成。對(duì)可透射可見光的導(dǎo)電材料沒有特殊限制，可使用氧化銦錫、含氧化硅的氧化銦錫、含2-20wt％氧化鋅的氧化銦等。
當(dāng)施加電壓使得第二電極202的電勢(shì)高于第一電極201的電勢(shì)時(shí)，空穴從第一層211被注入到第一電極201內(nèi)，而電子從第二層212被注入到第三層213內(nèi)。而且，空穴從第二電極202被注入到第三層213內(nèi)。
電子和空穴在第三層213中重組，從而激發(fā)發(fā)光物質(zhì)。當(dāng)從激發(fā)態(tài)返回到基態(tài)時(shí)，發(fā)光物質(zhì)發(fā)射光。按照這種方式產(chǎn)生光的區(qū)域被稱為發(fā)光區(qū)域。包括形成發(fā)光區(qū)域的發(fā)光物質(zhì)的層被稱為發(fā)光層。另外，在發(fā)光層的至少一部分中形成發(fā)光區(qū)域。
在這種實(shí)施方式的發(fā)光元件中，第三層213包括電子傳輸層221、空穴傳輸層223和空穴注入層224以及發(fā)光層222。另外，第三層213的結(jié)構(gòu)不限制于圖24中所示的那種。例如，第三層213可具有只包括發(fā)光層的單一層結(jié)構(gòu)。
可使用分別與實(shí)施方式1中所述的第一層311、第二層312和第三層313相同的材料形成第一層211、第二層212和第三層213。類似地，可使用分別與實(shí)施方式1中所述的電子傳輸層321、發(fā)光層322、空穴傳輸層323和空穴注入層324相同的材料形成電子傳輸層221、發(fā)光層222、空穴傳輸層223和空穴注入層224。
當(dāng)光進(jìn)入反射電極時(shí)，在發(fā)射光中引起倒相。通過倒相引起的光干涉的作用，當(dāng)發(fā)光區(qū)域和反射電極之間的光程(即折射率x距離)為發(fā)射波長乘以(2m-1)/4(m為給定的正整數(shù))時(shí)，或當(dāng)光程為發(fā)射波長乘以1/4、3/4、5/4...時(shí)，光提取效率增加。同時(shí)，當(dāng)之間的光程為發(fā)射波長乘以m/2(m為給定的正整數(shù))時(shí)，或發(fā)射波長乘以1/2、1、3/2...時(shí)，光提取效率降低。
因此，在發(fā)光區(qū)域置于這種實(shí)施方式的發(fā)光元件中發(fā)光層222和空穴傳輸層223間界面附近的情況下，各自優(yōu)選調(diào)整第一層211、第二層212、電子傳輸層221和發(fā)光層222的厚度以滿足下面的表達(dá)式4。因此，光可被有效地發(fā)射到外部。而且，可抑制電阻值隨薄膜厚度di和dii的增加而增加。這里，電阻值表示通過用施加電壓(V)除以與施加電壓相應(yīng)的流過發(fā)光元件的電流(mA)得到的值。
nidi+niidii+n1d1+npdp=(2m-1)λ4---4]]>在表達(dá)式4中，ni表示第一層211的折射率；di，第一層211的厚度；nii，第二層212的折射率；dii，第二層212的厚度；n1，電子傳輸層221的折射率；d1，電子傳輸層211的厚度；np，發(fā)光層222的折射率；dp，發(fā)光層222的厚度；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)。
同時(shí)，在發(fā)光區(qū)域置于這種實(shí)施方式的發(fā)光元件中發(fā)光層222和電子傳輸層221間界面附近的情況下，優(yōu)選調(diào)整第一層211、第二層212和電子傳輸層221的厚度以滿足表達(dá)式5。因此，光可被有效地發(fā)射到外部。另外，可抑制電阻值隨薄膜厚度di和dii的增加而增加。
nidi+niidii+n1d1=(2m-1)λ4---5]]>在表達(dá)式5中，ni表示第一層211的折射率；di，第一層211的厚度；nii，第二層212的折射率；dii，第二層212的厚度；n1，電子傳輸層221的折射率；d1，電子傳輸層211的厚度；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)。
另外，當(dāng)發(fā)光區(qū)域形成在這種實(shí)施方式的發(fā)光元件中發(fā)射層222的整個(gè)區(qū)域中時(shí)，優(yōu)選調(diào)整第一層211、第二層212和電子傳輸層221的厚度以滿足下面的表達(dá)式6。因此，光可被有效地發(fā)射到外部。
(2m-1)λ4-niidii-n1d1-npdp≤nidi≤(2m-1)λ4-niidii-n1d1---6]]>在表達(dá)式6中，ni表示第一層211的折射率；di，第一層211的厚度；nii，第二層212的折射率；dii，第二層212的厚度；n1，電子傳輸層221的折射率；d1，電子傳輸層211的厚度；np，發(fā)光層222的折射率；dp，發(fā)光層222的厚度；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)。
在表達(dá)式4、5和6中，m優(yōu)選為在1-10范圍內(nèi)的值(1≤m≤10)。具體地，發(fā)光元件發(fā)射的光指發(fā)光物質(zhì)產(chǎn)生并發(fā)射到發(fā)光元件外部的光。另外，光發(fā)射的波長是指有關(guān)在發(fā)射光譜中顯示最大值的波長的理論數(shù)值。
特別地，當(dāng)使用芳香胺化合物形成第一層211和使用電子遷移率高于空穴遷移率的物質(zhì)形成第二層212時(shí)，在上述表達(dá)式4、5和6中，dii優(yōu)選等于或大于di(di≥dii)。因此，可進(jìn)一步抑制電阻值隨薄膜厚度的增加而增加。這是因?yàn)椋嬖诖罅總鬏斂昭ǘ皇请娮拥姆枷惆坊衔?，與具有較高電子遷移率的芳香胺化合物相比，更容易得到具有較高空穴遷移率的芳香胺化合物。因此，本發(fā)明的發(fā)光元件可有效地利用芳香胺化合物。通過有效利用芳香胺化合物，擴(kuò)大了用于形成發(fā)光元件的材料的選擇范圍，因此，可容易地制造發(fā)光元件。
這種實(shí)施方式中已經(jīng)解釋了具有電子傳輸層221插在第二層212和發(fā)光層222之間的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。或者，發(fā)光元件可在第二層212和發(fā)光層222之間包括不同的層代替電子傳輸層221。在這種情況下，表達(dá)式6中的n1d1可表示如下n1d1+n2d2...+nkdk...。
實(shí)施方式3本發(fā)明的發(fā)光元件為驅(qū)動(dòng)電壓隨著發(fā)光時(shí)間的累積增加較少的非?？煽康脑?。因此，通過應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光元件到例如像素部分，可得到具有較低功率消耗的發(fā)光器件。而且，本發(fā)明的發(fā)光元件可容易地防止電極之間的短路。因此，通過應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光元件到像素部分，可得到能顯示具有較少因短路引起的缺陷的有利圖象的發(fā)光器件。此外，本發(fā)明的發(fā)光元件可容易地提高光提取效率。通過應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)光元件到像素部分，可得到能在低功率消耗下進(jìn)行顯示操作的發(fā)光器件。
在這種實(shí)施方式中，將參考圖3-6描述具有顯示功能的發(fā)光器件的電路結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方法。
圖3為應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的示意頂視圖。在圖3中，在基底6500上形成像素部分6511、源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514。源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514各自通過配線組連接到作為外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)6503上。源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6512、寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6513和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路6514接受來自FPC 6503的視頻信號(hào)、時(shí)鐘信號(hào)、起動(dòng)信號(hào)、重置信號(hào)等。印刷電路板(PWB)6504連接到FPC 6503上。另外，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路沒必要都形成在與像素部分6511相同的基底上。例如，通過利用其中IC芯片安裝在具有布線圖案的FPC上的TCP等可將驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置在基底外部。
在像素部分6511中成行排列大量成列延伸的源信號(hào)線。而且，成行排列電源線。在像素部分6511中成列排列大量成行延伸的柵信號(hào)線。另外，在像素部分6511中排列各自包括發(fā)光元件的大量電路。
圖4為顯示操作一個(gè)像素的電路的圖。圖4中顯示的電路包括第一晶體管901、第二晶體管902和發(fā)光元件903。
第一和第二晶體管901和902中的每一個(gè)都為包括柵電極、漏區(qū)域和源區(qū)域的三端子元件。通道區(qū)域插在漏區(qū)域和源區(qū)域之間。用作源區(qū)域的區(qū)域和用作漏區(qū)域的區(qū)域根據(jù)晶體管的結(jié)構(gòu)、操作條件等可被互換，因此，難以確定哪個(gè)區(qū)域用作源區(qū)域或漏區(qū)域。因此，在這種實(shí)施方式中，用作源和漏的區(qū)域各自被表示為每個(gè)晶體管的第一電極和第二電極。
通過開關(guān)918使柵信號(hào)線911和寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913彼此電連接或斷開。通過開關(guān)919使柵信號(hào)線911和擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914彼此電連接或斷開。通過開關(guān)920使源信號(hào)線912電連接到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915上或電源916上。第一晶體管901的柵電連接到柵信號(hào)線911上。第一晶體管901的第一電極電連接到源信號(hào)線912上，而其第二電極電連接到第二晶體管902的柵電極上。第二晶體管902的第一電極電連接到電源線917上，而其第二電極電連接到發(fā)光元件903中包括的電極上。此外，開關(guān)918可以包括在寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913中。開關(guān)919也可以包括在擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914中。另外，開關(guān)920也可以包括在源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915中。
對(duì)像素部分中晶體管、發(fā)光元件等的布置沒有特殊限制。例如，可使用圖5的頂視圖中所示的布置。在圖5中，第一晶體管1001的第一電極連接到源信號(hào)線1004上，而第一晶體管的第二電極連接到第二晶體管1002的柵電極上。第二晶體管1002的第一電極連接到電源線1005上，第二晶體管的第二電極連接到發(fā)光元件的電極1006上。柵信號(hào)線1003的一部分用作第一晶體管1001的柵電極。
下面，將描述驅(qū)動(dòng)方法。圖6為說明幀隨時(shí)間操作的圖。在圖6中，水平方向指示時(shí)間推移，而垂直方向指示柵信號(hào)線掃描級(jí)的數(shù)目。
當(dāng)用應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件顯示圖象時(shí)，在顯示階段反復(fù)進(jìn)行圖象的重寫操作和顯示操作。對(duì)重寫操作的次數(shù)沒有特殊限制；但是，優(yōu)選每秒進(jìn)行大約60次重寫操作，以便觀看圖象的人不會(huì)發(fā)現(xiàn)閃爍。本文中，進(jìn)行一個(gè)圖象(一幀)的重寫和顯示操作的周期被稱為一個(gè)幀周期。
如圖6所示，一個(gè)幀周期在時(shí)間上被分成四個(gè)子幀周期501、502、503和504，它們包括寫入期501a、502a、503a和504a和保留期501b、502b、503b和504b。接受發(fā)光信號(hào)的發(fā)光元件在保留期發(fā)射光。第一子幀周期501、第二子幀周期502、第三子幀周期503和第四子幀周期504中的保留期的長度比為23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。因此，可實(shí)現(xiàn)4-位灰度等級(jí)。位數(shù)或灰度等級(jí)水平不限制于此。例如，通過提供8個(gè)子幀周期可提供8-位灰度等級(jí)。
解釋一個(gè)幀周期中的操作。首先，在子幀周期501中從第一行到最后一行依次進(jìn)行寫入操作。因此，寫入期的開始時(shí)間隨行數(shù)不同。保留期501b在寫入期501a結(jié)束的行處開始。在保留期，接受發(fā)光信號(hào)的發(fā)光元件發(fā)射光。子幀周期502在保留期501b結(jié)束的行處開始，并從第一行到最后一行依次進(jìn)行寫入操作，與子幀周期501情況一樣。反復(fù)進(jìn)行上述操作，完成子幀周期504的保留期504b。當(dāng)子幀周期504中的操作完成時(shí)，就開始下一幀周期的操作。每個(gè)子幀周期中發(fā)光時(shí)間的和為一個(gè)幀周期中每個(gè)發(fā)光元件的發(fā)光時(shí)間。通過根據(jù)將在一個(gè)像素中進(jìn)行各種組合的每個(gè)發(fā)光元件來改變發(fā)光時(shí)間，可顯示具有不同亮度和色度的各種顏色。
如在子幀504中，當(dāng)意欲在結(jié)束最后一行的寫入前強(qiáng)制終止寫入已經(jīng)完成且保留期已經(jīng)開始的行中的保留期時(shí)，優(yōu)選在保留期504b后提供擦除期504c來強(qiáng)制停止發(fā)光。被強(qiáng)制停止發(fā)光的行在固定期(這個(gè)期被稱為非發(fā)光期504d)中不發(fā)光。當(dāng)完成最后行的寫入期時(shí)，下一子幀(或幀周期)的寫入期從第一行開始。這使得能夠防止子幀504的寫入期與下一子幀周期的寫入期重疊。
在這種實(shí)施方式中，子幀周期501-504從最長的保留期按順序排列；但是，本發(fā)明不限制于此。例如，子幀周期501-504可從最短的保留期按順序排列。子幀周期501-504可隨機(jī)排列，以組合短子幀周期和長子幀周期。子幀周期可被進(jìn)一步分成多個(gè)幀周期。也就是說，在提供相同視頻信號(hào)期間，柵信號(hào)線的掃描可進(jìn)行多次。
下面說明圖4中所示電路的寫入周期和擦除周期中的操作。
首先，說明寫入周期中的操作。在寫入周期中，第n行(n為自然數(shù))中的柵信號(hào)線911通過開關(guān)918電連接到寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913上。柵信號(hào)線911不連接到擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914上。源信號(hào)線912通過開關(guān)920電連接到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915上。信號(hào)被輸入到與第n行的柵信號(hào)線911連接的第一晶體管901的柵上，因此，第一晶體管901被打開。此時(shí)，視頻信號(hào)同時(shí)被輸入到第一列至最后一列中的源信號(hào)線上。從每一列處的源信號(hào)線912輸入的視頻信號(hào)彼此獨(dú)立。從源信號(hào)線912輸入的視頻信號(hào)通過連接到每個(gè)源信號(hào)線的第一晶體管901被輸入到第二晶體管902的柵電極。此時(shí)，輸入到第二晶體管902的信號(hào)確定發(fā)光元件903的發(fā)射或不發(fā)射。例如，在第二晶體管902為p-通道類型的情況下，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極極時(shí)發(fā)光元件903發(fā)光。另一方面，在第二晶體管902為n-通道類型的情況下，當(dāng)高電平信號(hào)被輸入到第二晶體管902的柵電極極時(shí)發(fā)光元件903發(fā)光。
下面，說明擦除周期中的操作。在擦除周期中，第n行(n為自然數(shù))的柵信號(hào)線911通過開關(guān)919被電連接到擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914上。柵信號(hào)線911不電連接到寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913上。源信號(hào)線912通過開關(guān)920電連接到電源916上。信號(hào)被輸入到與第n行中柵信號(hào)線911連接的第一晶體管901的柵上，因此，第一晶體管901被打開。此時(shí)，擦除信號(hào)同時(shí)被輸入到第一列到最后一列中的源信號(hào)線上。從源信號(hào)線912輸入的擦除信號(hào)通過連接到每個(gè)源信號(hào)線的第一晶體管901被輸送到第二晶體管902的柵電極上。利用輸入到第二晶體管902的信號(hào)，停止從電源線917到發(fā)光元件903的電流供應(yīng)。發(fā)光元件903沒有強(qiáng)制發(fā)光。例如，在第二晶體管902為p-通道類型的情況下，當(dāng)高電平信號(hào)被輸入到第二晶體管902的柵極時(shí)發(fā)光元件903不發(fā)光。另一方面，在第二晶體管902為n-通道類型的情況下，當(dāng)?shù)碗娖叫盘?hào)被輸入到第二晶體管902的柵極時(shí)發(fā)光元件903不發(fā)光。
在擦除周期中，按如上所述操作將擦除信號(hào)輸入到第n(n為自然數(shù))行。但是，存在第n行處于擦除周期而另一行(第m行，m為自然數(shù))處于寫入周期的情況。在這種情況下，需要通過利用相同列的源信號(hào)線將擦除信號(hào)輸入到第n行和將寫入信號(hào)輸入到第m行。因此，優(yōu)選進(jìn)行按如下所說的操作。
在通過上述擦除狀態(tài)的操作將第n行的發(fā)光元件903帶到不發(fā)射狀態(tài)后，立即將柵信號(hào)線911與擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914斷開，并通過改變開關(guān)920將源信號(hào)線912連接到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915上。與連接源信號(hào)線912到源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915上一樣，將柵信號(hào)線911連接到寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913上。從寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913選擇性地輸入信號(hào)到第m行的信號(hào)線上，并當(dāng)?shù)谝痪w管被打開時(shí)，寫入信號(hào)被從源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路915輸入到第1列到最后一列的源信號(hào)線上。第m行中的發(fā)光元件根據(jù)該信號(hào)發(fā)光或不發(fā)光。
在完成如上所述的第m行的寫入周期后，立即開始第(n+1)行的擦除周期。為此，斷開柵信號(hào)線911和寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913，并通過改變開關(guān)920連接源信號(hào)線912和電源916。另外，斷開柵信號(hào)線911和寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913，并將柵信號(hào)線911連接到擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914上。當(dāng)信號(hào)從擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914被選擇性輸入到第(n+1)行的柵信號(hào)線并且第一晶體管打開時(shí)，擦除信號(hào)從電源916被輸入。在結(jié)束第(n+1)行的擦除周期后，立即開始第(m+1)行的寫入周期。下文中，可反復(fù)進(jìn)行擦除周期和寫入周期來操作以完成最后一行的擦除周期。
在這種實(shí)施方式中，說明了在第n行的擦除周期和第(n+1)行的擦除周期之間提供第m行的寫入周期的方式。但是，不限制于此，可在第(n-1)行的擦除周期和第n行的擦除周期之間提供第m行的寫入周期。
在這種實(shí)施方式中，當(dāng)在子幀周期504中提供非發(fā)光周期504d時(shí)，反復(fù)進(jìn)行從特定柵信號(hào)線電斷開擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路914和電連接寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路913到另外柵信號(hào)線上的操作。這種操作可在不包括不發(fā)光周期的幀周期中進(jìn)行。
實(shí)施方式4將參考圖7A-7C描述包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件的橫截面圖的例子。
在圖7A-7C的每一個(gè)中，被虛線包圍的區(qū)域代表晶體管11，其被提供用于驅(qū)動(dòng)本發(fā)明的發(fā)光元件12。本發(fā)明的發(fā)光元件12包括層15，其中產(chǎn)生空穴的層、產(chǎn)生電子的層和包括發(fā)光物質(zhì)的層被堆疊在第一電極13和第二電極14之間。晶體管11的漏極和第一電極13通過接線17彼此電連接，接線17穿過第一層間絕緣薄膜16(16a、16b和16c)。發(fā)光元件12被間隔層18與靠近發(fā)光元件12設(shè)置的其它發(fā)光元件隔開。在這種實(shí)施方式中，在基底10上提供具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的發(fā)光器件。
圖7A-7C每一個(gè)中所示的晶體管11為頂柵極型晶體管，其中柵電極提供在與基底相對(duì)的半導(dǎo)體層的側(cè)上。另外，對(duì)晶體管11的結(jié)構(gòu)沒有特殊限制。例如，可使用底柵極型晶體管。在使用底柵極型晶體管的情況下，可使用在形成通道的半導(dǎo)體層上形成保護(hù)薄膜的晶體管(通道保護(hù)型晶體管)或形成通道的半導(dǎo)體層的一部分被蝕刻的晶體管(通道蝕刻型晶體管)。附圖標(biāo)記21表示柵電極，22表示柵絕緣薄膜；23表示半導(dǎo)體層；24表示n-型半導(dǎo)體層；25表示電極；26表示保護(hù)薄膜。
構(gòu)成晶體管11一部分的半導(dǎo)體層可為結(jié)晶半導(dǎo)體、非結(jié)晶半導(dǎo)體、半無定形(semiamorphous)半導(dǎo)體等中的任何一種。
具體地說，半無定形半導(dǎo)體具有介于無定形結(jié)構(gòu)和結(jié)晶結(jié)構(gòu)(包括單晶結(jié)構(gòu)和多晶結(jié)構(gòu))之間的中間結(jié)構(gòu)，并且有在自由能方面穩(wěn)定的第三條件。半無定形半導(dǎo)體還包括具有連同點(diǎn)陣畸變的短程有序的結(jié)晶區(qū)域。在半無定形薄膜至少一部分中包括尺寸為0.2-20nm的晶粒。拉曼光譜移向比520cm-1低的波數(shù)。通過X-射線衍射在半無定形半導(dǎo)體中觀察到被認(rèn)為源于Si晶格的(111)和(220)的衍射峰。半無定形半導(dǎo)體包含1原子％或更高的氫或鹵素用于端接懸空鍵。半無定形半導(dǎo)體還稱為微晶半導(dǎo)體。半無定形半導(dǎo)體通過硅源氣體的輝光放電分解(等離子CVD)形成。至于硅源氣體，可使用SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4等。還可用H2或H2和選自He、Ar、Kr和Ne中的一種或多種稀有氣體元素的混合物稀釋硅源氣體。稀釋比例設(shè)定在1∶2至1∶1000的范圍內(nèi)。壓力設(shè)定在大約在0.1-133Pa的范圍內(nèi)。電源頻率設(shè)定為1-120MHz，優(yōu)選13-60MHz?；准訜釡囟瓤稍O(shè)定為300℃或以下，更優(yōu)選100-250℃。至于薄膜中包含的雜質(zhì)元素，大氣成分如氧、氮和碳的各自雜質(zhì)濃度優(yōu)選設(shè)定為1×1020/cm3或以下。特別地，氧濃度設(shè)定為5×1019/cm3或更少，優(yōu)選1×1019/cm3或更少。使用半無定形半導(dǎo)體形成的薄膜晶體管(TFT)的遷移率為約1-10m2/Vsec。
對(duì)于結(jié)晶半導(dǎo)體層的具體例子，可舉出由單晶硅、多晶硅、或者硅鍺等制成的半導(dǎo)體層。這些材料可通過激光結(jié)晶形成。例如，這些材料可通過利用使用鎳等的固相生長方法的結(jié)晶來形成。
當(dāng)用無定形物質(zhì)例如無定形硅形成半導(dǎo)體層時(shí)，優(yōu)選使用電路只包括n-通道晶體管作為晶體管11和另一晶體管(用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的電路中包括的晶體管)的發(fā)光器件。或者，可使用電路包括n-通道晶體管或p-通道晶體管的發(fā)光器件。而且，可使用電路既包括n-通道晶體管又包括p-通道晶體管的發(fā)光器件。
第一層間絕緣薄膜16可包括如圖7A-7C所示的多個(gè)層(例如層間絕緣薄膜16a、16b和16c)或單個(gè)層。層間絕緣薄膜16a由無機(jī)材料如氧化硅和氮化硅制成。層間絕緣薄膜16b用丙烯酸或硅氧烷(其為具有通過硅(Si)-氧(O)鍵形成的骨架并包括氫或有機(jī)基團(tuán)如烷基作為它的取代基的化合物)或可通過涂敷方法形成的具有自行共平面(self-planarizing)特性的物質(zhì)如氧化硅制成。層間絕緣薄膜16c用包含氬(Ar)的氮化硅薄膜制成。對(duì)構(gòu)成每個(gè)層的物質(zhì)沒有特殊限制。因此，可使用除上述物質(zhì)以外的物質(zhì)?；蛘撸陕?lián)合使用除上述物質(zhì)以外的物質(zhì)制成的層。因此，可同時(shí)使用無機(jī)材料和有機(jī)材料或使用無機(jī)材料或使用有機(jī)材料形成第一層間絕緣薄膜16。
間隔層18的邊緣部分優(yōu)選具有曲率半徑連續(xù)變化的形狀。使用丙烯酸、硅氧烷、抗蝕劑、或者氧化硅等形成該間隔層18。另外，可利用無機(jī)薄膜和有機(jī)薄膜中的一個(gè)或兩個(gè)制成間隔層18。
圖7A和7C各自顯示了只有第一層間絕緣薄膜16(包括第一層間絕緣薄膜16a-16c)夾在晶體管11和發(fā)光元件12之間的結(jié)構(gòu)。或者，如圖7B所示，除了第一層間絕緣薄膜16(16a和16b)外，可在晶體管11和發(fā)光元件12之間提供第二層間絕緣薄膜19(19a和19b)。在如圖7B所示的發(fā)光器件中，第一電極13通過第二層間絕緣薄膜19連接到接線17上。
第二層間絕緣薄膜19可包括多個(gè)層或單個(gè)層，如第一層間絕緣薄膜16一樣。層間絕緣薄膜19a用丙烯酸、硅氧烷或可通過涂敷方法形成的具有自行共平面特性的物質(zhì)如氧化硅制成。層間絕緣薄膜19b用包含氬(Ar)的氮化硅薄膜制成。對(duì)構(gòu)成每個(gè)層的物質(zhì)沒有特殊限制。因此，可使用除上述物質(zhì)以外的物質(zhì)?；蛘撸陕?lián)合使用除上述物質(zhì)以外的物質(zhì)制成的層。因此，可同時(shí)使用無機(jī)材料和有機(jī)材料或使用無機(jī)材料或有機(jī)材料形成第二層間絕緣薄膜19。
當(dāng)在發(fā)光元件12中使用具有發(fā)光性質(zhì)的物質(zhì)形成第一電極和第二電極每一個(gè)時(shí)，光可通過第一電極13和第二電極14兩者發(fā)射，如圖7A中的輪廓箭頭所示。當(dāng)只有第二電極14用具有發(fā)光性質(zhì)的物質(zhì)制成時(shí)，光可只通過第二電極14發(fā)射，如圖7B的輪廓箭頭所示。在這種情況下，第一電極13優(yōu)選用具有高反射率的材料制成，或優(yōu)選在第一電極13下面提供用具有高反射率的材料制成的薄膜(反射薄膜)。當(dāng)只有第一電極13用具有發(fā)光性質(zhì)的物質(zhì)制成時(shí)，光可只通過第一電極13發(fā)射，如圖7C的輪廓箭頭所示。在這種情況下，第二電極14優(yōu)選用具有高反射率的材料制成，或優(yōu)選在第二電極14上方提供反射薄膜。
此外，發(fā)光元件12可為通過堆疊層15形成的發(fā)光元件，從而可在施加電壓到其上使得第二電極14的電勢(shì)高于第一電極13的電勢(shì)時(shí)使發(fā)光元件工作?；蛘撸l(fā)光元件12可為通過堆疊層15形成的發(fā)光元件，從而可在施加電壓到其上使得第二電極14的電勢(shì)低于第一電極13的電勢(shì)時(shí)使發(fā)光元件工作。在前一情況下，晶體管11為n-通道晶體管。在后一情況下，晶體管11為p-通道晶體管。
如上所述，這種實(shí)施方式中已經(jīng)描述了使用晶體管控制發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)的有源發(fā)光器件。另外，可使用不提供驅(qū)動(dòng)元件如晶體管就驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件的無源發(fā)光器件。圖30顯示了根據(jù)本發(fā)明制造的無源發(fā)光器件的透視圖。在圖30中，在基底951上電極952和電極956之間提供層955，該層中順序堆疊了包含發(fā)光物質(zhì)的層、產(chǎn)生電子的層和產(chǎn)生空穴的層。電極952的邊緣部分覆蓋有絕緣層953。間隔層954設(shè)在絕緣層953上。間隔層954的側(cè)壁是斜的，從而兩個(gè)側(cè)壁之間的距離向著基底的表面逐漸變窄。也就是說，間隔層954的短側(cè)橫截面為梯形，并且下側(cè)(該側(cè)接觸絕緣層953)比上側(cè)(該側(cè)不接觸絕緣層953)短。通過按照這種方式提供間隔層954，可防止由于靜電荷等造成的發(fā)光元件缺陷。另外，通過對(duì)于無源發(fā)光器件利用能在低驅(qū)動(dòng)電壓下工作的本發(fā)明的發(fā)光元件，可在較低的功率消耗下驅(qū)動(dòng)無源發(fā)光器件。
實(shí)施方式5通過安裝本發(fā)明的發(fā)光器件，可得到在顯示部分等中功率消耗增加較少的電子設(shè)備。而且，通過安裝本發(fā)明的發(fā)光器件，可得到能顯示像素等中缺陷較少的有利圖象的電子設(shè)備如顯示器件。此外，通過安裝本發(fā)明的發(fā)光器件，可得到具有較低功率消耗的電子設(shè)備。
安裝應(yīng)用了本發(fā)明的發(fā)光器件的電子設(shè)備的例子圖示在圖8A-8C中。
圖8A為制造的應(yīng)用了本發(fā)明的膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)，包括主體5521、外殼5522、顯示部分5523和鍵盤5524等。可通過在顯示部分5523中結(jié)合包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件完成膝上型個(gè)人計(jì)算機(jī)。
圖8B為制造的應(yīng)用了本發(fā)明的電話機(jī)，包括主體5552、顯示部分5551、音頻輸出部分5554、音頻輸入部分5555、操作開關(guān)5556和5557和天線5553等?？赏ㄟ^在顯示部分5551中結(jié)合包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件完成電話機(jī)。
圖8C為制造的應(yīng)用了本發(fā)明的電視機(jī)，包括顯示部分5531、外殼5532和揚(yáng)聲器5533等。可通過在顯示部分5531中結(jié)合包括本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件完成電視機(jī)。
如上所述，本發(fā)明的發(fā)光器件非常適合于各種電子設(shè)備的顯示部分。
另外，除了這種實(shí)施方式中描述的電子設(shè)備外，具有本發(fā)明的發(fā)光元件的發(fā)光器件可被安裝到導(dǎo)航系統(tǒng)和照明用具等上面。
實(shí)施方案1在這個(gè)實(shí)施方案中將參考圖2描述制造四個(gè)發(fā)光元件(即發(fā)光元件(1)、發(fā)光元件(2)、發(fā)光元件(3)和發(fā)光元件(4))的方法和這些元件的特性，每個(gè)元件在具有產(chǎn)生空穴功能的層中都具有芳香胺化合物對(duì)相對(duì)于該芳香胺化合物具有電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的不同混合物比例。
在基底701上通過濺射形成包含硅的氧化銦錫來形成第二電極702。形成厚度為110nm的第二電極702。另外，使用玻璃制成的基底作為基底701。
然后，通過真空蒸發(fā)氧化鉬在第二電極702上形成包括氧化鉬(VI)的層703。形成厚度為5nm的層703。
然后，通過真空蒸發(fā)NPB(或α-NPD)在層703上形成包括4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯(lián)苯(NPB或α-NPD)的層704。形成層704具有55nm的厚度。
通過Alq3和香豆素6的共蒸發(fā)在層704上形成包括三(8-喹啉醇合)鋁(Alq3)和香豆素6的層705。調(diào)整Alq3-香豆素6重量比滿足1∶0.005。因此，香豆素6分散在Alq3中。層705的厚度設(shè)定為35nm。另外，共蒸發(fā)為從多個(gè)蒸發(fā)源同時(shí)進(jìn)行的蒸發(fā)方法。
通過真空蒸發(fā)Alq3在層705上形成包括Alq3的層706。層706的厚度被設(shè)定為10nm。
然后，通過共蒸發(fā)Alq3和鋰在層706上形成包括Alq3和鋰(Li)的第二層707。調(diào)整Alq3-鋰重量比以滿足1∶0.01，并且摩爾比(＝Alq3/Li)為1.5。第二層707的厚度被設(shè)定為10nm。
隨后，通過共蒸發(fā)NPB和氧化鉬在第二層707上形成包括NPB和氧化鉬(VI)的第一層708。此時(shí)，對(duì)于發(fā)光元件(1)，調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(＝氧化鉬/NPB)為0.5。對(duì)于發(fā)光元件(2)，調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(＝氧化鉬/NPB)為1.0。對(duì)于發(fā)光元件(3)，調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(＝氧化鉬/NPB)為1.5。對(duì)于發(fā)光元件(4)，調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(＝氧化鉬/NPB)為2.0。各個(gè)發(fā)光元件的第一層708的厚度被設(shè)為20nm。
然后，通過真空蒸發(fā)鋁在第一層708上形成第一電極709。第一電極708的厚度被設(shè)為100nm。
當(dāng)通過施加電壓到按上述制造的每個(gè)發(fā)光元件使得第二電極702的電勢(shì)高于第一電極709的電勢(shì)而使電流流過每個(gè)發(fā)光元件時(shí)，第一層708中產(chǎn)生的空穴被注入到第一電極709內(nèi)，而第二層707中產(chǎn)生的電子被注入到層706內(nèi)?？昭ū粡牡诙姌O702注入到層703內(nèi)。從第二電極702注入的空穴和從第二層707注入的電子在層705中重組，使得香豆素6發(fā)射光。因此，層705用作發(fā)光層。另外，層703用作空穴注入層。層704用作空穴傳輸層。層706用作電子傳輸層。在這種實(shí)施方案的每個(gè)發(fā)光元件中，層706中包括的物質(zhì)和第二層707中包括的具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)都為Alq3，它們的電子親和勢(shì)相等。
圖9顯示了這種實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性，圖10顯示了其電流密度-亮度特性，圖11顯示了其電壓-電流特性。在圖9中，水平軸表示電壓(V)，而垂直軸表示亮度(cd/m2)。在圖10中，水平軸表示電流密度(mA/cm2)，而垂直軸表示亮度(cd/m2)。在圖11中，水平軸表示電壓(V)，而垂直軸表示電流(mA)。在圖9、10和11中，用符號(hào)▲標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(1)的特性，用符號(hào)●標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(2)的特性，用符號(hào)○標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(3)的特性，用符號(hào)■標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(4)的特性。
根據(jù)圖9、10和11，得知各個(gè)發(fā)光元件都能順利地工作。特別地，已知發(fā)光元件2、3和4具有通過施加預(yù)定電壓到發(fā)光元件上得到的較高亮度和較大的電流量，其中各個(gè)第一層708的NPB和氧化鉬之間的摩爾比(即NPB/氧化鉬)滿足1-2。因此，通過調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(即NPB/氧化鉬)到1-2，可得到能在低驅(qū)動(dòng)電壓下工作的發(fā)光元件。
然后，將描述對(duì)這種實(shí)施方案的發(fā)光元件進(jìn)行連續(xù)發(fā)光試驗(yàn)的結(jié)果。在氮?dú)鈿夥障旅芊馍厦嬷圃斓陌l(fā)光元件后在常溫下如下面所示進(jìn)行連續(xù)發(fā)光試驗(yàn)。
從圖10中看出，本發(fā)明的發(fā)光元件在初始條件下需要26.75mA/cm2的電流密度以發(fā)射亮度為3000cd/m2的光。在這種實(shí)施方案中，在保持供給26.75mA/cm2的電流一段時(shí)間的同時(shí)，檢查流過26.75mA/cm2的電流要求的電壓隨時(shí)間的變化和亮度隨時(shí)間的變化。測(cè)量結(jié)果顯示在圖12和圖13中。在圖12中，水平軸代表時(shí)間推移(小時(shí))，而垂直軸代表流過26.75mA/cm2的電流所需的電壓(V)。另外，在圖13中，水平軸代表時(shí)間推移(小時(shí))，而垂直軸代表亮度(指定單位)。另外，亮度(指定單位)為對(duì)初始亮度的相對(duì)值(即指定時(shí)間時(shí)的亮度除以初始亮度然后乘以100)，其中初始條件的亮度表達(dá)為100。
根據(jù)圖12，得知從初始條件后經(jīng)過100小時(shí)，流過電流密度為26.75mA/cm2的電流所需要的電壓僅僅增加1V。因此，得知本發(fā)明的發(fā)光元件為電壓隨時(shí)間推移增加較少的有利元件。
實(shí)施方案2下面參考圖14描述制造本發(fā)明的發(fā)光元件的方法。
在基底731上通過濺射形成包含硅的氧化銦錫來形成第二電極732。第二電極732的厚度設(shè)為110nm。另外，使用玻璃制成的基底作為基底731。
然后，通過共蒸發(fā)氧化鉬和NPB在第二電極732上形成包括氧化鉬(VI)和NPB的層733。層733的厚度設(shè)為50nm。調(diào)整氧化鉬-NPB重量比滿足0.2∶2(＝氧化鉬∶NPB)。
然后，通過真空蒸發(fā)NPB在層733上形成包括NPB的層734。層734的厚度設(shè)為10nm。
通過Alq3和香豆素6的共蒸發(fā)在層734上形成包括三(8-喹啉醇合)鋁(Alq3)和香豆素6的層735。調(diào)整Alq3對(duì)香豆素6重量比滿足1∶0.005(即Alq3∶香豆素6)，從而香豆素6分散在Alq3中。層735的厚度設(shè)為35nm。另外，共蒸發(fā)為從多個(gè)蒸發(fā)源同時(shí)進(jìn)行的蒸發(fā)方法。
通過真空蒸發(fā)Alq3在層735上形成包括Alq3的層736。層736的厚度被設(shè)為10nm。
通過共蒸發(fā)Alq3和鋰在層736上形成包括Alq3和鋰(Li)的第二層737。調(diào)整Alq3-鋰重量比滿足1∶0.01(＝Alq3∶Li)，并且摩爾比(＝Alq3/Li)為1.5。第二層737的厚度被設(shè)定為10nm。
隨后，通過共蒸發(fā)NPB和氧化鉬在第二層737上形成包括NPB和氧化鉬(VI)的第一層738。調(diào)整NPB和氧化鉬之間的摩爾比(即NPB/氧化鉬)為1.0。第一層738的厚度被設(shè)為20nm。
通過真空蒸發(fā)鋁在第一層738上形成第一電極739。第一電極739的厚度被設(shè)為100nm。
當(dāng)通過施加電壓到上面制造的發(fā)光元件使得第二電極732的電勢(shì)高于第一電極739的電勢(shì)而使電流流過發(fā)光元件時(shí)，第一層738中產(chǎn)生的空穴被注入到第一電極739內(nèi)，而第二層737中產(chǎn)生的電子被注入到層736內(nèi)?？昭ū粡牡诙姌O732注入到層733內(nèi)。從第二電極732注入的空穴和從第二層737注入的電子在層735中重組，使得香豆素6發(fā)射光。因此，層735用作發(fā)光層。另外，層733用作空穴注入層。層734用作空穴傳輸層。層736用作電子傳輸層。在這種實(shí)施方案的發(fā)光元件中，層736中包括的物質(zhì)和第二層737中包括的具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)都為Alq3，它們的電子親和勢(shì)相等。
(對(duì)比實(shí)施例)下面，將參考圖15描述制造作為對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的方法。
在基底751上通過濺射形成包含硅的氧化銦錫來形成第二電極752。第二電極752的厚度設(shè)為110nm。另外，使用玻璃制成的基底作為基底751。
然后，通過共蒸發(fā)氧化鉬和NPB在第二電極752上形成包括氧化鉬(VI)和NPB的層753。層753的厚度設(shè)為50nm。氧化鉬對(duì)NPB重量比(＝氧化鉬∶NPB)為0.2∶1。
通過真空蒸發(fā)NPB在層753上形成包括NPB的層754。層754的厚度設(shè)為10nm。
通過Alq3和香豆素6的共蒸發(fā)在層754上形成包括Alq3和香豆素6的層755。調(diào)整Alq3對(duì)香豆素6重量比為1∶0.005(＝Alq3∶香豆素6)，從而使香豆素6分散在Alq3中。層755的厚度設(shè)為35nm。
通過真空蒸發(fā)Alq3在層755上形成包括Alq3的層756。層756的厚度被設(shè)為10nm。
然后，通過共蒸發(fā)Alq3和鋰在層756上形成包括Alq3和鋰(Li)的第二層757。調(diào)整Alq3-鋰重量比滿足1∶0.01(＝Alq3∶Li)，并且其摩爾比為1.5(＝Alq3/Li)。第二層757的厚度被設(shè)定為10nm。
隨后，通過真空蒸發(fā)鋁在第二層757上形成第一電極758。第一電極758的厚度被設(shè)為100nm。
按與本發(fā)明實(shí)施方案2的發(fā)光元件類似的這種方式制造對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件。從上面看出，對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件不包括與實(shí)施方案2的第一層738對(duì)應(yīng)的層。
實(shí)施方案2中的發(fā)光元件和對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的電壓-亮度特性顯示在圖16中，而它們的電壓-電流特性顯示在圖17中。在圖16中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表亮度(cd/m2)。在圖17中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表電流(mA)。在圖16和17中，用·標(biāo)記的線代表實(shí)施方案2的發(fā)光元件(本發(fā)明)的特性，而用▲標(biāo)記的線代表對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的特性。
根據(jù)圖16，通過施加預(yù)定電壓到本發(fā)明的發(fā)光元件上得到的它的亮度高于對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的亮度。另外，根據(jù)圖17得知，當(dāng)施加預(yù)定電壓到本發(fā)明的發(fā)光元件時(shí)，流過它的電流量大于對(duì)比實(shí)施例的發(fā)光元件的電流量。因此，本發(fā)明的發(fā)光元件為能在低驅(qū)動(dòng)電壓下工作的有利元件。
如實(shí)施方案1和實(shí)施方案2所示的發(fā)光元件中的每一個(gè)都包括用作空穴注入層、空穴傳輸層和電子傳輸層等的層以及用作發(fā)光層的層。但是，這些層不是必須形成的。另外，在實(shí)施方案1和實(shí)施方案2中，在形成用作發(fā)光層的層后，形成產(chǎn)生電子的層，然后形成產(chǎn)生空穴的層。但是，制造根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件的方法不限制于此。例如，在形成產(chǎn)生空穴的層后，可形成產(chǎn)生電子的層，然后形成包括用作發(fā)光層的層的層。
實(shí)施方案3在這個(gè)實(shí)施方案中，將參考圖18描述制造產(chǎn)生空穴的層具有不同厚度的七種發(fā)光元件(即發(fā)光元件(5)、發(fā)光元件(6)、發(fā)光元件(7)、發(fā)光元件(8)、發(fā)光元件(9)、發(fā)光元件(10)和發(fā)光元件(11))的方法和這些元件的特性。
在基底771上通過濺射形成氧化銦錫來形成厚度為110nm的第二電極772。使用玻璃制成的基底作為基底771。
通過真空蒸發(fā)CuPC在第二電極772上形成包括CuPC的層773。層773的厚度設(shè)為20nm。
然后，通過真空蒸發(fā)NPB在層773上形成包括NPB的層774。層774的厚度設(shè)為40nm。
然后，通過Alq3和香豆素6的共蒸發(fā)在層774上形成包括Alq3和香豆素6的層775。調(diào)整Alq3對(duì)香豆素6重量比以滿足1∶0.003(即Alq3∶香豆素6)，從而使香豆素6分散在Alq3中。層775的厚度設(shè)為40nm。
通過共蒸發(fā)Alq3和鋰在層775上形成包括Alq3和鋰(Li)的第二層776。調(diào)整Alq3-鋰重量比以滿足1∶0.01，并且其摩爾比為1.5(＝Alq3/Li)。第二層776的厚度被設(shè)定為30nm。
隨后，通過共蒸發(fā)NPB和氧化鉬在第二層776上形成包括NPB和氧化鉬的第一層777。設(shè)定NPB和氧化鉬的摩爾比(即氧化鉬/NPB)為1.25。此時(shí)，在發(fā)光元件(5)中，第一層777的厚度被設(shè)為0nm。也就是說，在發(fā)光元件(5)中沒有形成第一層777。在發(fā)光元件(6)中，第一層777的厚度被設(shè)為100nm。在發(fā)光元件(7)中，第一層777的厚度被設(shè)為120nm。在發(fā)光元件(8)中，第一層777的厚度被設(shè)為140nm。在發(fā)光元件(9)中，第一層777的厚度被設(shè)為160nm。在發(fā)光元件(10)中，第一層777的厚度被設(shè)為180nm。在發(fā)光元件(11)中，第一層777的厚度被設(shè)為200nm。
隨后，通過真空蒸發(fā)鋁在第一層777上形成第一電極778。第一電極778的厚度被設(shè)為100nm。
當(dāng)通過施加電壓到這樣形成的發(fā)光元件使得第二電極772的電勢(shì)高于第一電極778的電勢(shì)而使電流流過每個(gè)發(fā)光元件時(shí)，第一層777中產(chǎn)生的空穴被注入到第一電極778內(nèi)，而第二層776中產(chǎn)生的電子被注入到層775內(nèi)?？昭ū粡牡诙姌O772注入到層773內(nèi)。從第二電極772注入的空穴和從第二層776注入的電子在層775中重組，使得香豆素6發(fā)射光。因此，層775用作發(fā)光層。另外，層773用作空穴注入層。層774用作空穴傳輸層。在這種實(shí)施方案的每個(gè)發(fā)光元件中，層775中包括的物質(zhì)和第二層776中包括的具有電子傳輸性質(zhì)的物質(zhì)都為Alq3，它們的電子親和勢(shì)相等。
圖19顯示了這種實(shí)施方案的發(fā)光元件的電壓-亮度特性，圖20顯示了其電壓-電流特性，圖21顯示了其亮度-電流效率特性。在圖19中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表亮度(cd/m2)。在圖20中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表電流(mA)。在圖21中，水平軸代表亮度(cd/m2)，垂直軸代表電流效率(cd/A)。在圖19、20和21中，用·標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(5)的特性，用▲標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(6)的特性，用△標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(7)的特性，用■標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(8)的特性，用□標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(9)的特性，用◇標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(10)的特性，用○標(biāo)記的曲線代表發(fā)光元件(11)的特性。
根據(jù)圖20，得知當(dāng)施加指定電壓到發(fā)光元件時(shí)，即使在具有產(chǎn)生空穴功能的第一層777的厚度變化時(shí)，流過每個(gè)發(fā)光元件的電流量也幾乎沒有變化。同時(shí)，根據(jù)圖19還得知，施加指定電壓到每個(gè)發(fā)光元件時(shí)的亮度隨第一層777的厚度變化很大。
圖22為繪制電流效率(cd/A)相對(duì)于層775和第一電極778之間距離(nm)的曲線(用·標(biāo)記)的圖。圖22中的曲線為顯示電流效率變化的近似曲線。另外，當(dāng)發(fā)光元件發(fā)射亮度為1000cd/m2的光時(shí)得到電流效率。在圖22中，水平軸代表距離(nm)，垂直軸代表電流效率(cd/A)。根據(jù)圖22，得知電流效率隨層775和第一電極778之間的距離(即層775、第二層776和第一層777的薄膜厚度的和)變化，并且當(dāng)層775和第一電極778之間的距離超過200nm時(shí)，電流效率逐漸增加。認(rèn)為這種現(xiàn)象是由于光干涉效應(yīng)引起，其中當(dāng)發(fā)光區(qū)域和第一電極之間的光程(即反射率×距離)為發(fā)射波長乘以(2m-1)/4(即1/4、3/4、5/4...)時(shí)，光提取效率增加，而當(dāng)其間的光程為發(fā)射波長乘以m/2(即1/2、1、3/2...)時(shí)，光提取效率降低。因此，在這種實(shí)施方案中，通過設(shè)定第一層777的厚度超過160nm，發(fā)光層中產(chǎn)生的光可被有效地發(fā)射到外部，并防止電極間的短路。另外，可得到厚度增加引起的電阻值增加較小的發(fā)光元件。
對(duì)于發(fā)光元件(5)、(7)和(11)，測(cè)量發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間角度變化的結(jié)果分別顯示在圖23A、23B和23C中。在圖23A、23B和23C中，水平軸代表波長(nm)，垂直軸代表發(fā)射強(qiáng)度(指定單位)。
在0-70度的范圍內(nèi)，每10度地改變光提取表面和觀察者視線之間的角度來測(cè)量發(fā)射光譜，光提取表面和觀察者視線之間的角度即光提取表面的法線和測(cè)量裝置測(cè)量表面法線之間的角度。
圖23A顯示了測(cè)量發(fā)光元件(5)的發(fā)射光譜變化的結(jié)果。圖23B顯示了測(cè)量發(fā)光元件(7)的發(fā)射光譜變化的結(jié)果。圖23C顯示了測(cè)量發(fā)光元件(11)的發(fā)射光譜變化的結(jié)果。
在圖23B中，發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間的角度變化。換句話說，當(dāng)角度小于30度時(shí)，約507nm的發(fā)射光譜表現(xiàn)出發(fā)射強(qiáng)度的最大值，而當(dāng)角度超過40度時(shí)，約555nm的發(fā)射光譜表現(xiàn)出發(fā)射強(qiáng)度的最大值。因此，可知發(fā)光元件(7)的發(fā)射光譜的形狀隨角度變化而變化很大；因此，隨光提取表面和觀察者視線之間的角度存在大的發(fā)射光譜變化。另一方面，在圖23A和23C中，盡管隨著增加光提取表面和觀察者視線之間的角度發(fā)射強(qiáng)度減小，但顯示發(fā)射強(qiáng)度最大值的波長沒有變化。因此，可知對(duì)于發(fā)光元件(5)和(11)，隨角度變化幾乎沒有發(fā)射光譜形狀的變化，導(dǎo)致發(fā)射光譜隨光提取表面和觀察者視線之間角度變化較小。
實(shí)施方案4在實(shí)施方案4中，參考圖25-28描述制造根據(jù)本發(fā)明的使用氧化鋰形成的兩個(gè)發(fā)光元件(12)和(13)的方法以及兩個(gè)發(fā)光元件(12)和(13)的特性。
在基底551上通過濺射形成包含硅的氧化銦錫薄膜來形成厚度為110nm的第二電極552。這里，使用玻璃制成的基底作為基底551。
然后，通過共蒸發(fā)氧化鉬和NPB在第二電極552上形成包括氧化鉬(VI)和NPB的層553。這里，調(diào)整層553中氧化鉬和TPAQn的重量比為1∶4(＝氧化鉬∶NPB)。在每個(gè)發(fā)光元件中，層553的厚度都設(shè)為50nm。注意這里提到的共蒸發(fā)為一種真空蒸發(fā)方法，并為同時(shí)進(jìn)行一個(gè)處理室中提供的多個(gè)蒸發(fā)源的蒸發(fā)的蒸發(fā)方法。
隨后通過真空蒸發(fā)NPB在層553上形成包括NPB的層554。層554的厚度設(shè)為10nm。
通過Alq3和香豆素6的共蒸發(fā)在層554上形成包括三(8-喹啉醇合)鋁(Alq3)和香豆素6的層555。調(diào)整Alq3對(duì)香豆素6重量比(即Alq3∶香豆素6)為1∶0.01，從而使香豆素6分散在Alq3中。層555的厚度設(shè)為40nm。
然后，通過真空蒸發(fā)在層555上沉積Alq3以形成厚度為20nm的包括Alq3的層556。
通過共蒸發(fā)Alq3和氧化鋰在層556上形成包括Alq3和氧化鋰(LiO2)的第二層557。在發(fā)光元件(12)中調(diào)整Alq3對(duì)氧化鋰重量比(即Alq3∶氧化鋰)為1∶0.01。在發(fā)光元件(13)中調(diào)整Alq3對(duì)氧化鋰重量比(即Alq3∶氧化鋰)為1∶0.05，當(dāng)轉(zhuǎn)換成摩爾比時(shí)，摩爾比為1.3(＝Alq3∶氧化鋰)。使層557的厚度為10nm。
然后，通過共蒸發(fā)NPB和氧化鉬形成包括NPB和氧化鉬(VI)的第一層558。NPB和氧化鉬的摩爾比(＝NPB4/氧化鉬)為1，其重量比(＝NPB∶氧化鉬)為4∶1。使薄膜厚度為10nm。
通過真空蒸發(fā)方法在層558上沉積鋁形成第一電極559。使薄膜厚度為100nm。
當(dāng)通過施加電壓到上面制造的發(fā)光元件使得第二電極552的電勢(shì)高于第一電極559的電勢(shì)而使電流流過每個(gè)發(fā)光元件時(shí)，第一層558中產(chǎn)生的空穴被注入到第一電極559內(nèi)，而第二層557中產(chǎn)生的電子被注入到層556內(nèi)，空穴被從第二電極552注入到層553內(nèi)。另外，從第二電極552注入的空穴和從第二層557注入的電子在層555中重組，使得香豆素6發(fā)射光。因此，層555用作發(fā)光層。另外，層553用作空穴注入層。層554用作空穴傳輸層。層556用作電子傳輸層。在這種實(shí)施方案的每個(gè)發(fā)光元件中，形成層556的物質(zhì)和層557中包括的電子傳輸物質(zhì)都為Alq3，它們的電子親和勢(shì)相等。
圖26顯示了這種實(shí)施方案中制造的發(fā)光元件的電壓-亮度特性。圖27顯示了這種實(shí)施方案中制造的發(fā)光元件的電流密度-亮度特性。圖28顯示了這種實(shí)施方案中制造的發(fā)光元件的電壓-電流特性。在圖26中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表亮度(cd/m2)。在圖27中，水平軸代表電流密度(mA/cm2)，垂直軸代表亮度(cd/m2)。在圖28中，水平軸代表電壓(V)，垂直軸代表電流(mA)。在圖26-28中，用符號(hào)·標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(12)的特性，用符號(hào)○標(biāo)記的線代表發(fā)光元件(13)的特性。
從圖26-28中明顯看出，具有本實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)的每個(gè)發(fā)光元件都能有效地工作。如這個(gè)實(shí)施方案中所示，即使使用氧化鋰形成層557，也可制造本發(fā)明的發(fā)光元件。
實(shí)施方案5
實(shí)施方案5描述了用于證實(shí)包括芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物具有電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層產(chǎn)生空穴的實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果。
在這個(gè)實(shí)施方案中，制備7個(gè)樣品，它們是只使用芳香胺化合物形成的樣品1、樣品2和樣品3；使用芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)形成的樣品4、樣品5和樣品6；和只使用對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)形成的樣品7。
對(duì)于樣品1-3，通過真空蒸發(fā)方法在玻璃基底上沉積含芳香胺化合物的層至具有厚度50nm。對(duì)于樣品4-6，通過共蒸發(fā)方法在玻璃基底上沉積包含芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層至具有厚度50nm。在樣品4-6中，芳香胺化合物與對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的摩爾比(即芳香胺化合物∶對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì))為1∶1。對(duì)于樣品7，通過真空蒸發(fā)方法在玻璃基底上沉積包含對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層至具有厚度50nm。
表1顯示了樣品中包含的芳香胺化合物(A)和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)(B)。
表1

用光照射樣品1-7，在照射過程中，光波長在約300nm-800nm的范圍內(nèi)變化，檢查經(jīng)過每個(gè)樣品中形成的層的光的透射率。這樣得到的透射光譜顯示在圖29A-29C中。
在圖29A-29C中，水平軸代表發(fā)射光的波長(nm)，垂直軸代表透射率(％)。圖29A顯示了樣品1、4和7的透射光譜；圖29B顯示了樣品2、5和7的透射光譜；圖29C顯示了樣品3、6和7的透射光譜。根據(jù)圖29A-29C，可認(rèn)識(shí)到，在400nm-600nm的波長段內(nèi)，當(dāng)比較樣品4-6的透射光譜和樣品1-3和7的那些時(shí)，樣品4-6顯示出透射率降低然后增加的趨勢(shì)(用虛線圈起的部分)，而樣品1-3和7顯示出透射率只降低或增加的趨勢(shì)并且沒有最大值。這種結(jié)果意味著在樣品4-6中，在芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)之間進(jìn)行了電子轉(zhuǎn)移。因此，對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)從芳香胺化合物接受電子，因此芳香胺化合物帶正電。換句話說，可認(rèn)為在樣品4-6中產(chǎn)生了空穴。
附圖標(biāo)記解釋10基底，11晶體管，12發(fā)光元件，13第一電極，14第二電極，15層，16層間絕緣薄膜，16a層間絕緣薄膜，16b層間絕緣薄膜，16c層間絕緣薄膜，17接線，18間隔層，19層間絕緣薄膜；19a層間絕緣薄膜，19b層間絕緣薄膜，201第一電極，202第二電極，211第一層，212第二層，213第三層，221電子傳輸層，222發(fā)光層，223空穴傳輸層，224空穴注入層，301第一電極，302第二電極，311第一層，312第二層，313第三層，321電子傳輸層，322發(fā)光層，323空穴傳輸層，324空穴注入層，501子幀周期，502子幀周期，503子幀周期，504子幀周期，501a寫入期，501b保留期，502a寫入期，502b保留期，503a寫入期，503b保留期，504a寫入期，504b保留期，504c擦除期，504d非發(fā)光周期，551基底，552第二電極，553層，554層，555層，556層，557；第二層，558第一層，559第一電極，701基底，702第二電極，703層，704層，705層，706層，707第二層，708第一層，709第一電極，731基底，732第二電極，733層，734層，735層，736層，737第二層，738第一層，739第一電極，751基底，752第二電極，753層，754層，755層，756層，757第二層，758第一電極，771基底，772第二電極，773層，774層，775層，776第二層，777第一層，778第一電極，901第一晶體管，902第二晶體管，903發(fā)光元件，911柵信號(hào)線，912源信號(hào)線，913寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，914擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，915源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，916電源，917電源線，918開關(guān)，919開關(guān)，920開光，951基底，952電極，953絕緣層，954間隔層，955層，956電極，1001第一晶體管，1002第二晶體管，1003柵信號(hào)線，1004源信號(hào)線，1005電源線，1006電極，5521主體，5522外殼，5523顯示部分，5524鍵盤，5531顯示部分，5532外殼，5533揚(yáng)聲器，5551顯示部分，5552主體，5553天線，5554音頻輸出部分，5555音頻輸出部分，5556操作開關(guān)，5557操作開關(guān)，6500基底，6503FPC(柔性印刷版)，6504印刷線路板(PWB)，6511像素部分，6512源信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，6513寫入柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路，6514擦除柵信號(hào)線驅(qū)動(dòng)電路。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中第一層包括TPAQn和對(duì)TPAQn表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包含發(fā)光物質(zhì)；其中第一層、第二層和第三層被順序堆疊；其中第一層接觸第一電極；其中第三層接觸第二電極；和其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光。
2.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中第一層包括TPAQn和對(duì)TPAQn表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包含發(fā)光物質(zhì)；其中設(shè)置第一層比第二層更靠近第一電極；其中設(shè)置第三層比第二層更靠近第二電極；和其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件，其中第一層包括第一物質(zhì)使得第一物質(zhì)對(duì)TPAQn的摩爾比為0.5或以上和2或以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)光元件，其中第三物質(zhì)為選自堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物中的一種物質(zhì)。
5.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中使用反射率為50％或以上和100％或以下的導(dǎo)電材料形成第一電極；其中使用透射可見光的導(dǎo)電材料形成第二電極；其中第一層包括TPAQn和對(duì)TPAQn表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包括含有發(fā)光層的x個(gè)層(x為指定正整數(shù))；其中第一層、第二層和第三層被順序堆疊；其中第一層接觸第一電極；其中第三層中的一個(gè)層接觸第二層；其中第三層中的第x層接觸第二電極；其中第y層(y≤x，y為正整數(shù))夾在發(fā)光層和第二層之間；其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光；和其中調(diào)整第一電極和第二電極的厚度滿足表達(dá)式1、2和3nidi+niidii+Σk=1ynkdk+njdj=(2m-1)λ4---1]]>0≤dj≤demi.....2di≥dii....3其中，在表達(dá)式1、2和3中，ni表示第一層的折射率；di，第一層的厚度；nii，第二層的折射率；dii，第二層的厚度；nk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層(k為自然數(shù))的折射率；dk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層的厚度；nj，發(fā)光層的折射率；dj，第一電極側(cè)的發(fā)光層表面和發(fā)光區(qū)域之間的距離；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)；demi，發(fā)光層的厚度。
6.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)光元件。
7.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求6的發(fā)光器件用于顯示部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光元件，其中第一層包括第一物質(zhì)使得第一物質(zhì)對(duì)TPAQn的摩爾比為0.5或以上和2或以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的發(fā)光元件，其中第三物質(zhì)為選自堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物中的一種物質(zhì)。
10.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)光元件。
11.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求10的發(fā)光器件用于顯示部分。
12.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求5的發(fā)光元件。
13.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求12的發(fā)光器件用于顯示部分。
14.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中第一層包括芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包含發(fā)光物質(zhì)；其中第一層、第二層和第三層被順序堆疊；其中第一層接觸第一電極；其中第三層接觸第二電極；和其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光。
15.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中第一層包括芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包含發(fā)光物質(zhì)；其中設(shè)置第一層比第二層更靠近第一電極；其中設(shè)置第三層比第二層更靠近第二電極；和其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光元件，其中第一層包括第一物質(zhì)使得第一物質(zhì)對(duì)該芳香胺化合物的摩爾比為0.5或以上和2或以下。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的發(fā)光元件，其中第三物質(zhì)為選自堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物中的一種物質(zhì)。
18.一種發(fā)光元件，包括第一層；第二層；和第三層，其中第一層、第二層和第三層被夾在彼此面對(duì)的第一電極和第二電極之間；其中使用反射率為50％或以上和100％或以下的導(dǎo)電材料形成第一電極；其中使用透射可見光的導(dǎo)電材料形成第二電極；其中第一層包括芳香胺化合物和對(duì)該芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的第一物質(zhì)；其中第二層包括電子傳輸性質(zhì)高于空穴傳輸性質(zhì)的第二物質(zhì)，和對(duì)第二物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的第三物質(zhì)；其中第三層包括含有發(fā)光層的x個(gè)層(x為指定正整數(shù))；其中第一層、第二層和第三層被順序堆疊；其中第一層接觸第一電極；其中第三層中的一個(gè)層接觸第二層；其中第三層中的第x層接觸第二電極；其中第y層(y≤x，y為正整數(shù))夾在發(fā)光層和第二層之間；其中當(dāng)施加電壓使得第二電極的電勢(shì)高于第一電極的電勢(shì)時(shí)發(fā)射光；和其中調(diào)整第一電極和第二電極的厚度以滿足表達(dá)式1、2和3nidi+niidii+Σk=1ynkdk+njdj=(2m-1)λ4---1]]>0≤dj≤demi.....2di≥dii....3其中，在表達(dá)式1、2和3中，ni表示第一層的折射率；di，第一層的厚度；nii，第二層的折射率；dii，第二層的厚度；nk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層(k為自然數(shù))的折射率；dk，插在發(fā)光層和第二層之間的層的第k層的厚度；nj，發(fā)光層的折射率；dj，第一電極側(cè)的發(fā)光層表面和發(fā)光區(qū)域之間的距離；λ，發(fā)光元件發(fā)射的光的波長；m，給定的正整數(shù)；demi，發(fā)光層的厚度。
19.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求14的發(fā)光元件。
20.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求19的發(fā)光器件用于顯示部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光元件，其中第一層包括第一物質(zhì)使得第一物質(zhì)對(duì)該芳香胺化合物的摩爾比為0.5或以上和2或以下。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的發(fā)光元件，其中第三物質(zhì)為選自堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物中的一種物質(zhì)。
23.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求15的發(fā)光元件。
24.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求23的發(fā)光器件用于顯示部分。
25.一種發(fā)光器件，在像素部分中包括根據(jù)權(quán)利要求18的發(fā)光元件。
26.一種電子設(shè)備，使用根據(jù)權(quán)利要求25的發(fā)光器件用于顯示部分。
全文摘要
本發(fā)明提供隨著發(fā)光時(shí)間的累積驅(qū)動(dòng)電壓增加較少的發(fā)光元件，和提供隨著薄膜厚度的增加電阻值增加較少的發(fā)光元件。發(fā)光元件包括在第一電極和第二電極之間的第一層、第二層和第三層。設(shè)置第一層比第二層更靠近第一電極，設(shè)置第三層比第二層更靠近第二電極。第一層為包括芳香胺化合物和對(duì)芳香胺化合物表現(xiàn)出電子接受性質(zhì)的物質(zhì)的層。第二層包括電子傳輸性質(zhì)強(qiáng)于空穴傳輸性質(zhì)的物質(zhì)和對(duì)上述物質(zhì)表現(xiàn)出電子給予性質(zhì)的物質(zhì)。
文檔編號(hào)H05B33/26GK101053091SQ20058003762
公開日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5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