有机电致发光元件以及使用它的显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种有机电致发光元件（１），其在作为一对电极的阳极（１２）和阴极（１７）之间具有发光层（１４），其特征在于，在电极和发光层（１４）之间设置抑制层，该抑制层用于调整提供给发光层（１４）的电子或者空穴的量。例如，形成电子注入抑制层（１５）或者空穴注入抑制层作为抑制层的有机电致发光元件。该有机电致发光元件改善了发光效率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及有机电致发光元件以及使用它的显示装置。
技术介绍
有机电致发光元件(以下，把电致发光简记为“EL”)由于自身发光而辨识性高，而且完全是固体元件，具有耐冲击性极好等优点，所以用作各种显示装置中的发光元件而引人注目。有机EL元件在由阳极和阴极组成的一对电极间夹持发光层，如果向两电极间施加电场，则从阴极侧向发光层注入电子，从阳极侧向发光层注入空穴，通过在发光层中电子和空穴进行复合而发光。作为有机EL元件高效率化的技术，有向发光层中进行掺杂的技术、阴极材料的改进等，从而改善了电流效率。另一方面，为了降低消耗电力，开发了低电压化技术，通过使用电子或者空穴的移动度高的有机材料，可以确认有机EL元件的明显低电压化。但是，同时实现高电流效率和低电压化这两者未必容易实现。另外，同时达到长寿命非常难。尤其是对进行蓝色发光的有机EL元件来说非常难，迄今为止尽管进行了各种改进，但仍不够充分。作为高效率低电压化的技术，提出了使用空穴阻止层(例如，参考特开平2-195683号公报。)。空穴阻止层是为了防止被注入到发光层的空穴向阴极方向扩散而设置的层。但是，如蓝色发光那样，在发光层宽隙化的情况下，由于电离电势变大，所以用于与其组合的空穴阻止层的电离电势必然变得更大。该结果，由于难以选择材料、且寿命短的情况较多，所以不实用。另外，为了调整阻止空穴的比例，有必要选择不同的空穴阻止材料，在发光层不同的情况下，必须选择与其一致的空穴阻止材料。可是，作为电子注入层，报导了电子移动度非常高的层，确认通过使用它们，可以使有机EL元件明显低电压化(例如，参考特开平9-087616号公报、特开平9-194487号公报)。但是，此时，向发光层注入的电子的量由于比空穴的量还多，所以往往电子从发光层穿行的比例变高。因此，由于电流是使空穴和电子的流动合在一起形成的，所以尽管电流流动得较多，但是发光量不会那么多。即，存在不能获得足够的发光效率，且寿命也短的问题。
技术实现思路
本专利技术是鉴于该课题而提出的，其目的在于，提供使发光效率改善的有机EL元件。特别地，其目的还在于，提供低电压且高发光效率的有机EL元件。为了解决上述课题，本专利技术人等进行了潜心研究，结果发现，如果不使向发光层注入的空穴和电子的量平衡，则电流不能有效地转换为光。即，发现当电子相对于空穴过量时，可以非常有效地抑制过量的电子，使空穴和电子平衡。这样一来，如果不使空穴和电子平衡，即使使用非常好的材料作为发光层，也不能充分地发挥其性能。但是，要取得空穴和电子的平衡就需要进行微妙的调整。有机材料中的导电因为与金属或半导体不同，所以不遵循欧姆法则，具有电流从阈电压开始剧烈流动的特性，并且电流与电压的指数成比例。通常，在如有机材料那样的绝缘体中流动的电流，一般认为是空间电荷限制电流。其特性就空穴和电子来说通常不相同，所以使空穴和电子平衡非常困难。为了保持这种微妙的平衡，对空穴和电子分别使用各种材料，要想研究其组合调整平衡，需要研究庞大的材料的组合，从而需要很多时间。另一方面，通过改变材料的调整虽然可以通过改变材料的分子结构来进行，但是稍微变化成为任意的移动度通常很困难。因此，本专利技术人等发现，通过在电极和发光层之间形成空穴或者电子注入抑制层，可以很容易地调整被注入到发光层的空穴和电子的量的平衡。即，根据本专利技术，提供一种有机EL元件，其在作为一对电极的阳极和阴极之间具有发光层，其特征在于，在电极和发光层之间设置用于调整被提供给发光层的电子或者空穴的量的抑制层。在该元件中，由于通过抑制层可以调整被注入到发光层的空穴和电子的量的平衡，所以可以最大限度地显现出发光材料的性能。因此，没有必要为了控制空穴和电子的平衡，而改变空穴注入层、电子注入层等的材料，可以比较容易地控制平衡，所以作为实用方面的技术非常好。具体地讲，当向发光层注入的电子的量相对于空穴来说过量时，通过在阴极和发光层之间设置电子注入层、和电子移动度比电子注入层小的电子注入抑制层，可以抑制电子向发光层的注入量，从而调整与空穴的平衡。例如，如果选择单独在电子注入层中电子过量的材料和仅在电子注入抑制层中空穴过量的材料，在与发光层之间插入电子注入抑制层，其膜厚由0开始一点一点地变厚，则在某种膜厚下空穴和电子的量取得平衡，电流效率达到最大值。这样一来，在本专利技术中，可以通过仅仅改变电子注入抑制层的膜厚，无阶段地调整电子的注入量。同样，当空穴的量过量时，通过在阴极和发光层之间设置空穴注入层、和空穴移动度比空穴注入层小的空穴注入抑制层，可以抑制空穴向发光层的注入量，从而获得与电子的平衡。本专利技术是在蓝色发光中非常有效的技术。蓝色发光材料能量高，能隙比较大。因此，当通过使空穴输送层和发光层组合，使发光层中的复合集中于界面时，发光层的亲和性水平和空穴输送层的差存在变小的倾向，可以说电子很容易由发光层进入空穴输送层。因此，与使发出其它颜色光的发光层相比，有必要对空穴和电子的注入平衡进行微调整。另外，发光层往往被进行掺杂，可以通过掺杂剂改变载波平衡(carrier balance)。但是，在是进行蓝色发光的发光层的情况下，由于掺杂剂没有有效地起到作为捕集器的作用，所以在电子过量的情况下，仅用蓝色掺杂剂来改善平衡非常困难。与此相反，本专利技术通过电子注入抑制层的膜厚进行平衡调整，从而具有可以在与用于发光层的材料无关的情况下适应的极好的优点。这种抑制层的插入可以采用比较简单的方法来改善空穴和电子的平衡，所以非常有效，由于其简单，所以可作为实用方面的技术，非常强且极其出色。此外，本申请人在先提出新的含氮环化合物作为电子移动度非常高的电子注入层(特愿2003-004193号)。通过这样地组合电子移动度高的材料和本专利技术的电子注入抑制层组合，可以实现低电压且发光效率高的有机EL元件。还有，本专利技术的有机EL元件，可以用于民用TV、大型显示器、移动电话用显示画面等各种显示装置的显示画面。附图说明图1是本专利技术一个实施方式的有机EL元件的剖面图。图2是本专利技术一个实施方式的有机EL元件的能级图。具体实施例方式下面，对本专利技术进行详细地说明。首先，使用附图对本专利技术的有机EL元件进行说明。图1是作为本专利技术一个实施方式的有机EL元件的剖面图，图2是该EL元件的能级图。本实施方式是由于从电子注入层供给的电子比从空穴注入层供给的空穴多，所以设置电子注入抑制层的例子。作为这种材料的组合，可以举出电子注入层为ET1、空穴注入层为α-NPD、电子注入抑制层是Alq的组合。它们的化学式如下所示。有机EL元件1具有在基板11上按顺序层叠阳极12、空穴注入层13、发光层14、电子注入抑制层15、电子注入层16和阴极17形成的结构。基板11是支撑有机EL元件的基板。阳极12担负着将空穴注入到空穴注入层13或者发光层14中的任务。空穴注入层13是帮助空穴注入发光层14，并输送至发光区域的层。发光层14主要提供电子和空穴复合的场所，由此产生发光。电子注入抑制层15是用于调整电子向发光层14的注入，从而获得与空穴的平衡的层。电子注入层16是帮助电子向发光层14的注入的层。阴极17担负着将电子注入到电子注入层16或者发光层14中的任务。在本实施方式中，为了发挥电子注入抑制层15的功能，需要将电子注入到发光层14的性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机电致发光元件，其在作为一对电极的阳极和阴极之间具有发光层，在上述电极和发光层之间设置抑制层，该抑制层用于调整提供给上述发光层的电子或者空穴的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：福冈贤一，山本弘志，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]