发光元件、发光元件的制造方法、电子设备及电子机器技术

本发明专利技术提供发光效率等特性优良的发光元件、可以制造该发光元件的发光元件的制造方法、具备该发光元件的电子设备及可靠性高的电子机器。发光元件是具有阴极、阳极、设于阴极与阳极之间的发光层、在阴极与发光层之间以与它们双方接触的方式设置的中间层的发光元件，中间层包括：以金属氧化物系半导体材料为主而构成的层状的基部、担载于该基部的至少发光层侧的面中并与发光层接触的色素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光元件、发光元件的制造方法、电子设备及电子机器。
技术介绍
使用了有机半导体材料的电致发光元件(以下简称为「有机EL元 件」。)被认为有望用作固体发光型的廉价的大面积全色显示元件(发光元 件)，进行了大量的开发。一般来说，有机EL元件是在阴极与阳极之间具有发光层的构成，当 对阴极与阳极之间施加电场时，就会从阴极侧向发光层注入电子，从阳极 侧向发光层注入空穴。此时，在有机EL材料(发光层材料)的分子构造或分子的集合状态 为特定的状态的情况下，上述被注入的电子与空穴不会立即结合，而是作 为特别的激发状态保持一定的时间。由此，与作为通常的状态的基态相比， 分子的总能量会以激发能的量增加。将保持着该特别的激发状态的电子和 空穴的对称作激子(exciton)。此后，当经过上述被保持的一定时间后，激子被破坏而电子与空穴结 合时，则所增加的激发能就会作为热或光向外部释放。该光释放是在发光层附近进行的，上述激发能之中的进行光释放的比 例受有机EL材料的分子构造或分子的集合状态的很大影响。另外判明，在此种有机EL元件中，为了获得高发光，有效的元件构 造是将由载流子(电子或空穴)的载流子输送性不同的有机半导体材料构 成的有机半导体层叠层于发光层与阴极及/或阳极之间。所以，在阳极与阴极之间叠层了发光层和有机半导体层(以下将它们 合并称作「有机半导体层」。)的构成的有机EL元件中，为了获得高发光 效率，对有机EL材料及有机半导体材料的分子构造或分子的集合状态以 及发光层及有机半导体层所叠层的数目或位置等进行了研究。但是，实际情况是，即使在此种构成的有机EL元件中，也无法像所 期待的那样获得发光效率等特性的提高(例如参照专利文献1:特开平9—255774号公报。)。此外，该结果被判断是因为，由于与有机半导体材料与电极的构成材 料(金属材料)的相互作用相比，有机半导体材料之间的相互作用更大， 因此无法充分地获得有机半导体层与电极的密接性，在有机半导体层与电 极之间无法顺利地进行载流子的传送。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供发光效率等特性优良的发光元件、可以制造 该发光元件的发光元件的制造方法、具备该发光元件的电子设备及可靠性 高的电子机器。为了实现上述目的，本专利技术的发光元件是具有阴极、阳极、设于上述 阴极与上述阳极之间的发光层、在上述阴极与上述发光层之间以与它们双 方接触的方式设置的中间层的发光元件，其特征是，上述中间层包括以金属氧化物系半导体材料为主而构成的层状的基部、和担载于该基部的至少上述发光层侧的面中并与上述发光层接触的色 素。这样，就会顺利地进行经由中间层的电子从阴极向发光层的传送，形 成发光效率等特性优良的发光元件。本专利技术的发光元件中，上述金属氧化物系半导体材料优选氧化锌及氧 化镉中的至少一种。这些材料由于是电子输送能力及与色素的密接性特别优良的材料，因 此可以作为金属氧化物系半导体材料合适地使用。本专利技术的发光元件中，上述基部由具有空孔的多孔体构成，上述色素 优选担载于上述基部的上述发光层侧的面和上述空孔的内面上。这样，就可以实现基部的色素的担载量的增大。本专利技术的发光元件中，上述空孔最好在上述基部的厚度方向上偏置于 上述发光层侧。这样，就可以更为有效地进行发光层侧的发光层与色素之间的电子的传送、阴极侧的阴极与基部之间的电子的传送。本专利技术的发光元件中，上述多孔体的上述基部的平均空孔率优选20 60%。这样，就可以在防止基部的机械强度降低的同时，增大空孔的内面的 表面积，使更多的色素附着于该内面上，并且可以使发光层更多地进入空 孔内。本专利技术的发光元件中，上述发光层的一部分最好浸入上述空孔内。这样，色素与发光层的接触面积增大，中间层与发光层的密接性提高， 并且可以更为顺利地进行它们之间的电子的传送。本专利技术的发光元件中，上述色素优选以连结多环系色素及连续多环系 色素当中的至少一方为主。这些材料对金属氧化物系半导体材料显示出优良的亲和性，并且由于 在其构造中含有很多共轭系的键，因此电子输送能力特别优良，所以可以 作为色素合适地使用。本专利技术的发光元件中，上述连结多环系色素优选为四硫代富瓦烯、香 豆素6、红荧烯、1， 1， 4， 4一四苯基一1， 3 — 丁二烯、2— (4一叔丁基 苯基)—5— (4 —联苯基)一l， 3， 4一噁二唑、2， 5 —双(1 —萘基)一 1， 3， 4一噁二唑、3— (4一联苯基)一4一苯基一5— (4一叔丁基苯基) 一l， 3， 4一三唑及1， 3 —双[5— (p—4一叔丁基苯基)一l， 3， 4一噁二 唑一2—基]苯当中的至少一种。这些材料对金属氧化物系半导体材料显示出优良的亲和性，并且由于 在其构造中含有很多共轭系的键，因此电子输送能力特别优良，所以可以 作为色素合适地使用。本专利技术的发光元件中，上述连续多环系色素优选为香豆素343、尼罗 红、芘、喹吖酮及N， N' — 二甲基喹吖酮当中的至少一种。这些材料对金属氧化物系半导体材料显示出优良的亲和性，并且由于 在其构造中含有很多共轭系的键，因此电子输送能力特别优良，所以可以 作为色素合适地使用。本专利技术的发光元件中，上述中间层的平均厚度优选为1 500nm。这样，就可以在可靠地进行经由中间层的从阴极向发光层的电子的传送的同时，实现发光元件的薄型化。本专利技术的发光元件中，上述阴极优选以导电性金属氧化物为主构成。 这样，就可以将阴极制成对氧或水分比较稳定的材料。由此就可以省略密封构造的形成。其结果是，可以实现发光元件的小型化及制造成本的削减等。本专利技术的发光元件的制造方法是具有阴极、阳极、设于上述阴极与上 述阳极之间的发光层、在上述阴极与上述发光层之间以与它们双方接触的 方式设置的中间层的发光元件的制造方法，其特征是，该制造方法包括在上述阴极的一方的面侧，利用电镀法形成了层状的基部后，在该基 部的至少与上述阴极相反一侧的面上担载色素而设置上述中间层的工序；在上述中间层的与上述阴极相反一侧，以与上述色素接触的方式获得 发光层，并且在该发光层的与上述中间层相反一侧设置上述阳极的工序。这样，就可以顺利地进行经由中间层的从阴极向发光层的电子的传 送，可以制造发光效率等特性优良的发光元件。本专利技术的发光元件的制造方法中，在上述形成中间层的工序中，最好 在使用含有有机物的镀液形成了镀层后，从该镀层中除去上述有机物，将 上述基部制成具有空孔的多孔体。根据该方法，可以很容易地控制形成于基部的空孔的大小(尺寸)， 并且可以形成更为微细的空孔。本专利技术的发光元件的制造方法中，在上述形成中间层的工序中，最好 在上述基部的与上述阴极相反一侧的面和上述空孔的内面上担载上述色 素。本专利技术的发光元件的制造方法中，上述有机物优选以具有9一苯基咕 吨骨架的化合物及具有二苯基甲烷骨架的化合物当中的至少一方为主。通过使用该化合物，就可以在使有机物与金属氧化物系半导体材料一 起向镀层中析出后，从该镀层中不使金属氧化物系半导体材料溶出而将有 机物除去。本专利技术的发光元件的制造方法中，上述具有9一苯基口占吨骨架的化合物优选为2'， 4'， 5'， 7' —四溴荧光素一2钠盐、荧光素一2钠盐、若丹明 B及赤藓红中的至少一种。 通过使用该化合物，就可以在使有机物与金属氧化物系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，具有阴极、阳极、设于上述阴极与上述阳极之间的发光层、和在上述阴极与上述发光层之间以与它们双方接触的方式设置的中间层，其特征是，上述中间层包括：以金属氧化物系半导体材料为主而构成的层状的基部；以及担载于该基部的至少上述发 光层侧的面中并与上述发光层接触的色素。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2005-6-10 170457/20051.一种发光元件，具有阴极、阳极、设于上述阴极与上述阳极之间的发光层、和在上述阴极与上述发光层之间以与它们双方接触的方式设置的中间层，其特征是，上述中间层包括以金属氧化物系半导体材料为主而构成的层状的基部；以及担载于该基部的至少上述发光层侧的面中并与上述发光层接触的色素。2. 根据权利要求1所述的发光元件，其中，上述金属氧化物系半导体材料是氧化锌及氧化镉中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的发光元件，其中，上述基部由具有空孔的 多孔体构成，上述色素担载于上述基部的上述发光层侧的面和上述空孔的 内面中。4. 根据权利要求3所述的发光元件，其中，上述空孔在上述基部的 厚度方向上偏置于上述发光层一侧。5. 根据权利要求3所述的发光元件，其中，上述多孔体的上述基部 的平均空孔率为20 60%。6. 根据权利要求3所述的发光元件，其中，上述发光层的一部分浸 入上述空孔内。7. 根据权利要求1所述的发光元件，其中，上述色素以连结多环系 色素及连续多环系色素当中的至少一方为主。8. 根据权利要求7所述的发光元件，其中，上述连结多环系色素为 四硫代富瓦烯、香豆素6、红荧烯、1， 1， 4， 4一四苯基一1， 3 — 丁二烯、 2— (4一叔丁基苯基)—5— (4一联苯基)一l， 3， 4一噁二唑、2， 5 — 双(l一萘基) 1， 3， 4一噁二唑、3— (4—联苯基)一4一苯基一5— (4 —叔丁基苯基)一l， 3， 4一三唑及1， 3 —双[5— (p—4—叔丁基苯基) 一l， 3， 4一噁二唑一2—基]苯当中的至少一种。9. 根据权利要求7所述的发光元件，其中，上述连续多环系色素为 香豆素343、尼罗红、茈、喹吖酮及N， N' — 二甲基喹吖酮当中的至少一 种。10. 根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：上原正光，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]