本发明专利技术提供采用了可得到良好的空穴传导效率的空穴注入层的有机EL元件。有机EL元件（1）在阳极（2）与阴极（6）之间，具有包含有机材料而成的功能层（4、5）和用于向所述功能层（4、5）注入空穴的空穴注入层（3），空穴注入层（3）为包含金属氧化物的金属氧化物膜；构成金属氧化物的金属元素以该金属元素能够取得的最大化合价的状态以及比该最大化合价低的化合价的状态包含于金属氧化物膜；并且金属氧化物膜包含粒径为纳米量级的大小的金属氧化物的晶体（9）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为电发光元件的有机场致发光元件(以下称为“有机EL元件”)，尤其涉及在空穴注入层中使空穴传导效率提高的技术。
技术介绍
近年来，使用了有机半导体的各种功能元件的研究开发不断取得进展，作为代表性的功能元件，可举出有机EL元件。有机EL元件为电流驱动型的发光元件，具有在包括阳极及阴极的一对电极之间设置有包括由有机材料构成的发光层的功能层的结构。并且，在电极对之间施加电压，使从阳极向功能层注入的空穴与从阴极向功能层注入的电子再结合，通过由此产生的场致发光现象而发光。有机EL元件由于进行自发光，所以可见性高，且由于是固体元件，所以耐振动性优异，所以作为各种显示装置中的发光元件和/或光源的利用受到关注。 要使有机EL元件以高辉度发光，从电极向功能层高效地注入载流子(空穴及电子)很重要。一般地，为了高效地注入载流子，在各个电极与功能层之间，设置用于降低注入时的能量势垒的注入层是有效的。在其中配设于功能层与阳极之间的空穴注入层，使用铜酞菁和/或PEDOT (导电性高分子)等有机物、氧化钥和/或氧化钨等金属氧化物。此外，在配设于功能层与阴极之间的电子注入层，使用金属配合物和/或噁二唑等有机物、钡等金属。其中，关于将包括氧化钥和/或氧化钨等金属氧化物的金属氧化物膜用作空穴注入层的有机EL元件，有关于空穴传导效率的改善和/或寿命的改善的报告(专利文献1、2，非专利文献I)。专利文献1:日本特开2005-203339号公报专利文献2 日本特开2007-288074号公报非专利文献1:Jingze Ii 等，Synthetic Metalsl51、141 (2005)。非专利文献2 M. Stolze 等，Thin Solid Films409、254 (2002)。非专利文献3 :Kaname Kanai 等，Organic ElectronicslK 188 (2010)。非专利文献4 :1. N. Yakovkin 等，Surface Science601、1481 (2007)。
技术实现思路
作为形成上述的金属氧化物膜的方法，一般使用蒸镀法或者溅射法。在该情况下，考虑在金属氧化物膜成膜的时刻已经成膜于基板的层等的耐热性，通常在200°C以下的低温的基板温度下进行金属氧化物膜的成膜。在溅射法中，在低的基板温度下进行成膜的情况下，因为在成膜气体到达成膜基板时产生的热能被成膜基板迅速吸收，所以容易形成秩序性差的非晶构造的金属氧化物膜。进而，也有在低的基板温度下进行成膜的情况下，难以保持膜组成和/或膜厚的均匀性的报告(非专利文献2)。在金属氧化物膜为非晶构造的情况下，因为对注入于金属氧化物膜的空穴的传导起作用的部位、例如类似于氧缺陷的部位分散存在，所以空穴的传导主要通过跳跃式传导来进行。在跳跃式传导中，空穴在分散存在的空穴传导部位彼此之间进行跳跃，但是要将其用于有机EL元件的驱动，需要对有机EL元件施加高的驱动电压，结果，存在空穴传导效率变低的问题。本专利技术鉴于上述的问题点而实现，目的在于提供采用了可得到良好的空穴传导效率的空穴注入层的有机EL元件。为了达到上述目的，本专利技术的一方案所涉及的有机EL元件在阳极与阴极之间具有包含有机材料而形成的功能层和用于向所述功能层注入空穴的空穴注入层，所述空穴注入层为包含金属氧化物的金属氧化物膜；构成所述金属氧化物的金属元素以该金属元素能够取得的最大化合价的状态以及比该最大化合价低的化合价的状态包含于所述金属氧化物膜；并且所述金属氧化物膜包含粒径为纳米量级的大小的所述金属氧化物的晶体。在本专利技术的一方案所涉及的有机EL元件中，由包含金属氧化物的金属氧化物膜 构成空穴注入层，并且使构成该金属氧化物的金属元素成为最大化合价的状态及比该最大化合价低的化合价的状态，由此可以使金属氧化物膜具有成为空穴的传导部位的类似于氧缺陷的构造。此外，使金属氧化物的晶体粒径为纳米量级的大小，由此，伴随于此可使大量存在类似于氧缺陷的构造的晶界大量存在于金属氧化物膜内。由此，因为可以使空穴传导路径遍布于金属氧化物膜的膜厚方向，所以可以以低的驱动电压实现有效的空穴的传导。因此，可以提供采用了可得到良好的空穴传导效率的空穴注入层的有机EL元件。附图说明图1 (a)是表示实施方式所涉及的有机EL元件I的结构的示意性剖面图，(b)是空穴注入层3附近的局部放大图。图2是表示单空穴元件IA的结构的示意性剖面图。图3是表示单空穴元件的施加电压与电流密度的关系曲线的器件特性图。图4是表示有机EL元件的施加电压与电流密度的关系曲线的器件特性图。图5是表示通过氧化钨膜表面的XPS测定得到的归属于W5p3/2、W4f5/2、W4f7/2的谱的图。图6 Ca)是表示与图5所示的样本A有关的波峰拟合分析结果的图，(b)是表示与样本E有关的波峰拟合分析结果的图。图7是表示氧化钨膜表面的UPS谱的图。图8是表示氧化钨膜表面的UPS谱的图。图9是用于说明氧化钨膜表面的构造的图。图10是氧化钨膜剖面的TEM照片。图11是表示图10所示的TEM照片的2维傅立叶变换像的图。图12是说明根据图11所示的2维傅立叶变换像制作辉度变化曲线的过程的图。图13是表示样本A、B、C的傅立叶变换像和辉度变化曲线的图。图14是表示样本D、E的傅立叶变换像和辉度变化曲线的图。图15是样本A、样本E的辉度变化曲线((a)、(b))、各辉度变化曲线中的距中心点最近出现的标准化辉度的波峰附近的放大图((al)、(bl))和表示(al)及(bl)的各曲线的I次微分的图((a2)、(b2))。图16 (a)是示意地表示氧化钨膜为纳米晶体构造的情况下的空穴传导的图，图16(b)是示意地表示氧化钨膜为非晶构造的情况下的空穴传导的图。符号说明1:有机EL元件，IA :单空穴元件，2 :阳极，3 :空穴注入层，4 :缓冲层(功能层)，5 发光层(功能层)，6 :阴极，6a :钡层，6b :铝层，6A :阴极(金层)，7 :基板，8 :直流电源，9 :纳米晶体，10 :空穴，11 :偏析的晶体，12 :非晶部分。具体实施方式 [实施方案]作为本专利技术的一方案的有机EL元件在阳极与阴极之间具有包含有机材料而形成的功能层和用于向所述功能层注入空穴的空穴注入层，所述空穴注入层为包含金属氧化物的金属氧化物膜；构成所述金属氧化物的金属元素以该金属元素能够取得的最大化合价的状态以及比该最大化合价低的化合价的状态包含于所述金属氧化物膜；并且所述金属氧化物膜包含粒径为纳米量级的大小的所述金属氧化物的晶体。在本专利技术的一方案所涉及的有机EL元件中，由金属氧化物的晶体构成空穴注入层，并且使构成该金属氧化物的金属元素成为最大化合价的状态及比该最大化合价低的化合价的状态，由此可以使空穴注入层膜具有类似于氧缺陷的构造。此外，使氧化钨的晶体粒径为纳米量级的大小，由此伴随于此，可使大量存在类似于氧缺陷的构造的晶界大量存在于氧化钨层内。在此，所谓“纳米量级的大小”，指3 10nm左右的大小，设定为比空穴注入层的膜厚小。在此，既可以所述金属氧化物为氧化钨，所述最大化合价的状态的所述金属元素为6价的钨元素；也可以比所述最大化合价低的化合价的所述金属元素为5价的钨元素。另外，使所述5价的钨元素的原子数除以所述6价本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种有机EL元件，其在阳极与阴极之间具有包含有机材料而形成的功能层和用于向所述功能层注入空穴的空穴注入层，所述空穴注入层为金属氧化物膜；构成所述金属氧化物的金属元素以该金属元素能够取得的最大化合价的状态以及比该最大化合价低的化合价的状态包含于所述金属氧化物膜；并且所述金属氧化物膜包含粒径为纳米量级的大小的所述金属氧化物的晶体。2.如权利要求1所述的有机EL元件，所述金属氧化物为氧化钨；所述最大化合价的状态的所述金属元素为6价的钨元素。3.如权利要求2所述的有机EL元件，比所述最大化合价低的化合价的所述金属元素为5价的钨元素。4.如权利要求3所述的有机EL元件，使所述5价的钨元素的原子数除以所述6价的钨元素的原子数而得到的值即W5+/W6+为3.2%以上。5.如权利要求4所述的有机EL元件，所述W5VW6+为3. 2%以上且7. 4%以下。6.如权利要求2所述的有机EL元件，在所述氧化钨膜表面的硬X射线光电子分光谱中，在比与6价钨的4f7/2能级对应的第 I波峰低的结合能区域存在第2波峰。7.如权利要求6所述的有机EL元件，所述第2波峰存在于比所述第I波峰的结合能值低O. 3^1. SeV的结合能区域。8.如权利要求6或者7所述的有机EL元件，所述第2波峰的面积强度相对于所述第I波峰的面积强度为3. 29Γ7. 4%。9.如权利要求2 8的任意一项所述的有机EL元件，通过比所述最大化合价低的化合价的状态的钨元素的存在，在所述空穴注入层的能带构造中，在比价电子带中最低的结合能低1. 8^3. 6eV的结合能区域内具有占有能级。10.如权利要求2 9的任意一项所述的有机EL元件，所述氧化钨膜包含多个粒径为3 10纳米的大小的所述氧化钨的晶体。11.如权利要求2 10的任意一项所述的有机EL元件，在所述氧化钨膜剖面的通过透射型电子显微镜观察得到的晶格像中，呈现以 I J5-5.55A的间隔规则地排列的线状构造。12.如权利要求11所述的有机EL元件，在所述晶格像的2维傅立叶变换像中，呈现以该2维傅立叶变换像的中心点为中心的同心圆状的图案。13.如权利要求12所述的有机EL元件，在表示距所述中心点的距离与所述距离处的标准化辉度的关系的曲线中，所述标...
【专利技术属性】
技术研发人员：藤村慎也，大内晓，小松隆宏，藤田浩史，冢本义朗，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：
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