发光元件、显示器件及电子器具制造技术

本发明专利技术提供一种具有驱动电压比较低的结构的发光元件和驱动电压随时间升高少的发光元件。另外，本发明专利技术提供一种驱动电压和驱动电压随时间升高小并且可耐长期使用的显示器件。发光元件中接触电极的层是含Ｐ－型半导体的层或空穴发生层，例如，含具有电子接受性质的材料的有机化合物层。发光层被夹在空穴发生层之间，并且电子发生层被夹在发光层与阳极侧空穴发生层之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及由两个电极之间夹着含发光材料的薄膜组成并通过施加电流发光的发光元件。再有，本专利技术涉及采用该发光元件的显示器件和电子器具。
技术介绍
采用自发光式，即，当施加电流时本身能发光，的薄膜发光元件的显示器已取得广泛发展。此种薄膜发光元件通过将电极连接到采用有机化合物和无机化合物之一或二者成形的单层或多层薄膜上并加上电流，便能发光。此种薄膜发光元件预计将减少能耗、占据空间较小和增加可见度，因此其市场预计还将进一步扩展。现已能够通过将发光元件每一层的功能细分，制成多层结构元件从而制造出比以往发光效率更高的元件(例如，参见参考文献1《应用物理通讯》，卷51，第12期，913-915(1987)，C.W.Tang等人)。一种具有多层结构的薄膜发光元件具有发光层合体，被夹在阳极和阴极之间。该发光层合体包含空穴注入层、空穴运输层、发光层、电子运输层、电子注入层等。在这些层当中，空穴注入层、空穴运输层、电子运输层和电子注入层不总是使用，具体取决于元件结构。如上所述发光层合体中的空穴注入层是通过选用一种能比较容易地从金属电极向主要含有机化合物的层中注入空穴的材料成形的。发光层合体中的电子运输层则是选用电子运输性能优异的材料制成的。因此，发光层合体中每一层是通过选用在各自功能上优异的材料成形的。然而，能比较容易地从电极向主要含有机化合物的材料注入电子的材料，或者能以规定或更高迁移率运输电子的主要含有机化合物的材料非常有限。正如从对材料的限制清楚地看出的，电子从电极注入到主要含有机化合物的层中，本来是很少发生的。这会导致驱动电压随时间急剧升高。
技术实现思路
据此，本专利技术的目的是提供一种发光元件，其具有驱动电压随时间增加得很少的结构。另外，本专利技术的目的是提供一种显示器件，它具有驱动电压低并且驱动电压随时间增加得少以及能耐受长期使用。按照本专利技术，在发光元件中接触电极的层是空穴发生层，例如，含有P-型半导体的层或者含有具有电子接受性质的材料的有机化合物层，而发光层则夹在空穴发生层之间，电子发生层成形在阴极侧空穴发生层与发光层之间。这能使得上的驱动电压随时间的增加得少。一种具有本专利技术结构之一的发光元件，其包含一对电极，包括阳极和阴极，用于发生空穴的第一层和第二层，含发光材料的第三层，以及用于发生电子的第四层，其中第三层被夹在第一层和第二层之间，后二层设在二电极之间，其中第四层设在第三层和第二层之间，且其中第二层接触阴极。一种具有本专利技术结构之一的发光元件，其包含一对电极，包括阳极和阴极，包含P-型半导体的第一层和第二层，含发光材料的第三层，以及包含N-型半导体的第四层，其中第三层被夹在第一层和第二层之间，后二层设在二电极之间，其中第四层设在第三层和第二层之间，且其中第二层接触阴极。一种具有另一种本专利技术结构的发光元件，其包含一对电极，包括阳极和阴极，包含第一有机化合物和具有，对第一有机化合物而言，电子接受性质的材料的第一层和第二层，含发光材料的第三层，以及包含第二有机化合物和具有对于第二有机化合物而言电子给予性质的材料的第四层，其中第三层被夹在第一层和第二层之间，后二层设在二电极之间，其中第四层设在第三层和第二层之间，且其中第二层接触阴极。在一种具有本专利技术结构的发光元件中，驱动电压随时间的增加可予以抑制。另外，可提供一种显示器件，其中驱动电压随时间增加少并且能耐长期使用。附图说明在附图中 图1显示一种本专利技术发光元件；图2显示一种本专利技术发光元件；图3显示一种本专利技术发光元件；图4显示一种本专利技术发光元件；图5A～5E显示一种制造本专利技术薄膜发光元件的方法；图6A～6C显示一种制造本专利技术薄膜发光元件的方法；图7A和7B显示本专利技术显示器件的结构的例子；图8A和8B是本专利技术发光器件的俯视图和断面视图；图9A～9E显示本专利技术适用的电子器具的例子；图10A～10C显示本专利技术显示器件的结构的例子；图11A～11F显示本专利技术显示器件的象素电路的例子；图12显示本专利技术显示器件的保护电路的例子；图13是显示实施方案1中的元件的电压-亮度特性的曲线图；图14是显示实施方案1中的元件的电压-电流特性的曲线图；图15是显示实施方案2中的元件的电压-亮度特性的曲线图；图16是显示实施方案2中的元件的电流密度-亮度特性的曲线图；图17是显示实施方案2中的元件的电压-电流特性的曲线图；图18是显示实施方案2中的元件的电压随时间变化的曲线图；图19是显示实施方案2中的元件的亮度随时间变化的曲线图；图20是显示实施方案3中的元件的电压-亮度特性的曲线图；图21是显示实施方案3中的元件的电压-电流特性的曲线图；图22A～22C显示包含α-NPD和氧化钼的复杂材料的吸收光谱；图23A～23C显示包含DNTPD和氧化钼的复杂材料的吸收光谱；图24是显示光学距离和电流效率之间的关系的图；以及图25是显示光学距离和发光光谱的图。具体实施例方式下面将结合附图描述实施模式和实施方案。然而，鉴于本专利技术可按照多种不同模式实施，因此本领域技术人员应懂得，这些模式和细节可以修改而仍不偏离本专利技术的范围。因此，本专利技术不应视为局限于关于下面实施模式和实施方案的描述。本实施模式参考着图1和2描述本专利技术发光元件的结构。在本专利技术发光元件中，包含发光材料的发光层104与电子发生层105叠摞，发光层104和电子发生层105被夹在第一空穴发生层102和第二空穴发生层103之间。第一空穴发生层102和第二空穴发生层103进而被夹在阳极101和阴极106之间，并叠摞到绝缘体100如基材或绝缘薄膜上。在绝缘体100如基材或绝缘薄膜上，阳极101、第一空穴发生层102、发光层104、电子发生层105、第二空穴发生层103以及阴极106依次叠摞(图1)。替代地，该顺序可以是反过来阴极106、第二空穴发生层103、电子发生层105、发光层104、第一空穴发生层102和阳极101依次叠摞(图2)。第一空穴发生层102和第二空穴发生层103可用不同材料或相同材料成形。例如，采用一种既包含空穴运输材料又包含能接受来自空穴运输材料的电子的电子接受材料的层、P-型半导体层或者含P-型半导体的层。作为空穴运输材料，例如，可采用芳族胺化合物(具有苯环与氮的键)、酞菁(略作H2Pc)，或者酞菁化合物如酞菁铜(略作CuPc)或者氧钒基酞菁(略作VOPc)。芳族胺化合物例如是4，4′-双-联苯(略作α-NPD)、4，4’-双-联苯(略作TPD)、4，4′，4″-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(略作TDATA)、4，4′，4″-三三苯基胺(略作MTDATA)、4，4’-双(N-(4-(N，N-二-间甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)联苯(略作DNTPD)、1，3，5-三苯(略作m-MTDAB)或者4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯基胺(略作TCTA)。作为可从空穴运输材料接收电子的电子接受材料，例如，可举出氧化钒、氧化钼、7，7，8，8-四氰基奎诺二甲烷(tetracyanoquinodimethane)(略作TCNQ)、2，3-二氰基萘醌(naphtoquinone)(略作DCNNQ)、2，3，5，6-四氟-7，7，8，8-四氰基奎诺二甲烷(略作F4-TCNQ)等。电子接受材料应选择那些符合与空穴运输材料的组合地接收本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包含：阳极和阴极；第一层，介于阳极与阴极之间，所述第一层发生空穴；第二层，介于阳极与阴极之间，所述第二层发生空穴并接触阴极；第三层，介于第一层与第二层之间，所述第三层包括发光材料；以及第 四层，介于第二层和第三层之间，所述第四层发生电子。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊木大介，濑尾哲史，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]