專利名稱：發(fā)光元件、發(fā)光裝置、顯示裝置和電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件、利用該發(fā)光元件的發(fā)光裝置、顯示裝置以及電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
有機(jī)電致發(fā)光元件(所謂的有機(jī)EL元件)是具有在陽極與陰極之間插入至少I層發(fā)光性有機(jī)層作為發(fā)光層而得的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件。在這種發(fā)光元件中，通過在陰極與陽極之間施加電場，從而將電子從陰極側(cè)注入至發(fā)光層，并且將空穴從陽極側(cè)注入至發(fā)光層；在發(fā)光層中，通過電子與空穴復(fù)合而生成激子，在該激子返回基態(tài)時，激子所帶有的能量作為光被釋放出。在這種發(fā)光元件中，一般而言，為了提高空穴的注入性和輸送性，在陽極與發(fā)光層 之間設(shè)置空穴注入層和空穴輸送層(例如參照專利文獻(xiàn)I)。另外，在這種發(fā)光元件中，通過調(diào)整空穴輸送層的HOMO(最高被占軌道)和LUMO(最低空軌道)的大小，從而在空穴輸送層中阻擋來自陰極側(cè)(發(fā)光層側(cè))的電子，將電子和空穴封閉在發(fā)光層內(nèi)，實(shí)現(xiàn)發(fā)光效率的提高。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :特許第3654909號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在現(xiàn)有的發(fā)光元件中，存在以下問題空穴輸送層無法充分地阻擋來自陰極側(cè)的電子，伴隨長時間的使用，由于侵入并通過空穴輸送層的電子而導(dǎo)致空穴輸送層、空穴注入層發(fā)生劣化。驅(qū)動電壓越高(電流密度越大)，空穴輸送層阻擋電子的功能因能帶彎曲效果而下降得越多，因此，所述問題變得明顯。因此，在需要高密度電流的高亮度的發(fā)光元件中，難以實(shí)現(xiàn)長壽命。另外，為了提高電子阻擋效果，考慮將HOMO與LUMO的能隙大的材料用于空穴輸送層，但是能夠用作空穴輸送層的材料的種類有限，因此，存在這種辦法在現(xiàn)實(shí)中難以實(shí)現(xiàn)這樣的課題。本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的發(fā)明，能夠按照以下的方式或應(yīng)用例而實(shí)現(xiàn)。[應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，具有陽極、陰極、設(shè)置于上述陽極與上述陰極之間的發(fā)光層、和設(shè)置于上述陽極與上述發(fā)光層之間的具有輸送空穴的功能的有機(jī)層，上述有機(jī)層具有空穴注入層和空穴輸送層，所述空穴注入層設(shè)置成與上述陽極相接且含有空穴注入性材料，所述空穴輸送層設(shè)置成與上述空穴注入層和上述發(fā)光層相接且含有空穴輸送性材料，上述空穴注入層和上述空穴輸送層分別含有具有電子輸送性的電子輸送性材料而構(gòu)成，上述電子輸送性材料的含量在上述空穴注入層與上述空穴輸送層中不同。根據(jù)本應(yīng)用例的發(fā)光元件，具有輸送空穴功能的有機(jī)層能夠高效率地從陽極向發(fā)光層輸送空穴。因此，能夠提高發(fā)光元件的發(fā)光效率。特別地，在本應(yīng)用例的發(fā)光元件中，有機(jī)層含有電子輸送性材料并且分別與陽極和發(fā)光層相接，因此，即使電子從發(fā)光層向有機(jī)層內(nèi)侵入(注入)，有機(jī)層也能夠迅速地將該電子向陽極側(cè)輸送并使其通過。由此，能夠防止電子停留在有機(jī)層中，結(jié)果能夠防止有機(jī)層因電子而發(fā)生劣化。因此，即使在以高電流密度的電流進(jìn)行驅(qū)動時，也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光元件的長壽命。另外，通過使電子輸送性材料的混合比在空穴注入層與空穴輸送層中不同，能夠?qū)Πl(fā)光特性、壽命特性采取適當(dāng)?shù)钠胶?。[應(yīng)用例2]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述有機(jī)層具有阻擋電子的功倉泛。由此，有機(jī)層在從陽極向發(fā)光層輸送空穴的同時，能夠阻擋來自發(fā)光層的電子。因 此，能夠高效率地將電子和空穴封閉在發(fā)光層中，提高發(fā)光效率。這樣，即使有機(jī)層具有阻擋電子的功能，在采用高電流密度的驅(qū)動中，也存在有機(jī)層未完全阻擋電子，結(jié)果電子侵入(注入)到有機(jī)層中的情況。即使在這種情況下，在本應(yīng)用例的發(fā)光元件中，由于有機(jī)層含有電子輸送性材料，因此，有機(jī)層能夠迅速地向陽極側(cè)輸送在有機(jī)層中未被完全阻擋而侵入到有機(jī)層內(nèi)的電子并使其通過。[應(yīng)用例3]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述空穴輸送層中的上述電子輸送性材料的含量低于上述空穴注入層中的上述電子輸送性材料的含量。由此，能夠高效率地進(jìn)行從發(fā)光層向陽極的電子的輸送，因此，能夠在實(shí)現(xiàn)長壽命的同時，抑制驅(qū)動電壓的上升。[應(yīng)用例4]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述空穴輸送層的膜厚比上述空
穴注入層的膜厚厚。與空穴輸送層相比，空穴注入層的電子輸送性材料的含量高，因此，空穴移動性變低，驅(qū)動電壓容易上升。因此，通過使空穴輸送層的膜厚比空穴注入層的膜厚厚，與空穴注入層具有與空穴輸送層同等以上的膜厚時相比，能夠抑制驅(qū)動電壓的上升。[應(yīng)用例5]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述電子輸送性材料為并苯系材料。并苯系材料的電子輸送性優(yōu)異。因此，含有并苯系材料的有機(jī)層能夠迅速地向陽極輸送來自發(fā)光層的電子。另外，并苯系材料對電子的耐性優(yōu)異。因此，能夠防止或抑制因電子而導(dǎo)致的有機(jī)層的劣化。[應(yīng)用例6]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述有機(jī)層含有胺系材料。胺系材料的空穴輸送性優(yōu)異。因此，含有胺系材料的有機(jī)層能夠向發(fā)光層迅速地輸送來自陽極的空穴。[應(yīng)用例7]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述有機(jī)層由混合并苯系材料和胺系材料而得的混合材料構(gòu)成。由此，能夠比較簡單地將有機(jī)層的空穴輸送性和電子輸送性的平衡調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶應(yīng)用例8]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述并苯系材料由蒽系材料和并四苯系材料中的至少一方構(gòu)成。這種并苯系材料具有優(yōu)異的電子輸送性和電子耐久性，并且能夠比較簡單地以高品質(zhì)的膜質(zhì)成膜。[應(yīng)用例9]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述空穴注入層與上述空穴輸送層所含的電子輸送性材料是相同的。由此，能夠使來自陽極的空穴注入性和空穴輸送性良好，并且能夠防止因電子而導(dǎo)致的空穴注入層和空穴輸送層的劣化。[應(yīng)用例10]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述空穴注入層中的上述電子輸送性材料的含量、上述空穴輸送層中的上述電子輸送性材料的含量分別為30wt% 70wt%。由此，能夠使有機(jī)層的電子輸送性與空穴輸送性平衡的良好。另外，在有機(jī)層具有電子阻擋性時，能夠使有機(jī)層的電子阻擋性與電子輸送性的平衡良好。[應(yīng)用例11]上述應(yīng)用例的發(fā)光元件的特征在于，上述有機(jī)層的平均厚度為20nm lOOnm。由此，能夠使來自陽極的空穴注入性和空穴輸送性良好，并且能夠防止因電子而導(dǎo)致的空穴注入層和空穴輸送層的劣化。[應(yīng)用例12]—種發(fā)光裝置，其特征在于，具備上述應(yīng)用例的發(fā)光元件。這種發(fā)光裝置由于具備長壽命的發(fā)光元件，所以可靠性優(yōu)異。[應(yīng)用例13]—種顯示裝置，其特征在于，具備上述應(yīng)用例的發(fā)光裝置。這種顯示裝置經(jīng)過長時間仍能夠顯示出高品質(zhì)的圖像，并且可靠性優(yōu)異。[應(yīng)用例14]一種電子設(shè)備，其特征在于，具備上述應(yīng)用例的顯示裝置。這種電子設(shè)備的可靠性優(yōu)異。


圖I是示意地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。圖2是表示應(yīng)用了本發(fā)明顯示裝置的顯示器裝置的實(shí)施方式的縱剖面圖。圖3是表示應(yīng)用了本發(fā)明電子設(shè)備的移動型(或者筆記本型)的個人計(jì)算機(jī)的構(gòu)成的立體圖。圖4是表示應(yīng)用了本發(fā)明電子設(shè)備的便攜式電話(還包括PHS)的構(gòu)成的立體圖。圖5是表示應(yīng)用了本發(fā)明電子設(shè)備的數(shù)碼相機(jī)的構(gòu)成的立體圖。圖6是表示實(shí)施例與比較例的發(fā)光元件中的空穴注入層和空穴輸送層的構(gòu)成、以及發(fā)光特性的評價(jià)結(jié)果的表。符號說明I…lK、lB、le :發(fā)光兀件；2…基板；3…陽極；4…空穴注入層；5…空穴輸送層；6…發(fā)光層；7…電子輸送層；8…電子注入層；9…陰極；10…密封構(gòu)件；14…層疊體；19B、19e、19K*“濾色器；45…功能層;100…顯不器裝置;101…發(fā)光裝置;100K、100G、10(V..子像素；20…密封基板；21…基板；22…平坦化層；24…驅(qū)動用晶體管；241…半導(dǎo)體層；242…柵極絕緣層；243…柵電極；244…源電極；245…漏電極；27…配線；31…隔壁；32…反射膜；33…抗腐蝕膜；34…陰極罩；35…環(huán)氧樹脂層；36…遮光層；1100…個人計(jì)算機(jī)；1102…鍵盤;1104…主體部;1106…顯示單元;1200…便攜式電話；1202…操作按鈕;1204…聽筒；1206…話筒；1300…數(shù)碼相機(jī)；1302…機(jī)體(機(jī)身);1304…受光單兀；1306…快門按鈕;1308…電路基板；1312…視頻信號輸出端子；1314…數(shù)據(jù)通信用的輸入輸出端子；1430…電視監(jiān)視器；1440…個人計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式以下，對附圖所表示的本發(fā)明的發(fā)光元件、發(fā)光裝置、顯示裝置和電子設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說明。在以下的各圖中，為了達(dá)到能夠辨認(rèn)各層、各構(gòu)件的程度的大小，使各層、各構(gòu)件的尺寸與實(shí)際尺寸不同。(實(shí)施方式I)圖I是示意地表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式所涉及的發(fā)光元件的剖面圖。應(yīng)予說明，為了說明方便，以下以圖I中的上側(cè)為“上”、下側(cè)為“下”來進(jìn)行說明。圖I所示的發(fā)光元件(電致發(fā)光元件)I是按照陽極3、空穴注入層4、空穴輸送層
5、發(fā)光層6、電子輸送層7、電子注入層8和陰極9的順序進(jìn)行層疊而成的。即，在發(fā)光元件I中，在陽極3與陰極9之間插入從陽極3側(cè)向陰極9側(cè)按照空穴注入層4、空穴輸送層5、發(fā)光層6、電子輸送層7和電子注入層8的順序進(jìn)行層疊而得的層疊體14。應(yīng)予說明，在本實(shí)施方式中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層45構(gòu)成具有從陽極3向發(fā)光層6輸送空穴的功能的有機(jī)層。而且，將發(fā)光元件I整體設(shè)置于基板2上，并且用密封構(gòu)件10進(jìn)行密封。當(dāng)為這種發(fā)光元件I時，通過對陽極3和陰極9施加驅(qū)動電壓，可分別從陰極9側(cè)對發(fā)光層6供給(注入)電子，并且從陽極3側(cè)對發(fā)光層6供給(注入)空穴。而且，在發(fā)光層6中，空穴和電子復(fù)合，通過在該復(fù)合時釋放的能量生成激子(exciton)，激子返回基態(tài)時釋放能量(熒光、磷光)(發(fā)光)。由此，發(fā)光元件I發(fā)光。此時，在發(fā)光元件I中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)能夠高效率地從陽極3向發(fā)光層6輸送空穴。因此，能夠提高發(fā)光元件I的發(fā)光效率。特別地，如后所述，在發(fā)光元件I中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層含有電子輸送性材料，并且分別與陽極3和發(fā)光層6相接，因此，即使電子從發(fā)光層6向空穴輸送層5內(nèi)侵入(注入)，空穴注入層4和空穴輸送層5也能夠迅速地向陽極3側(cè)輸送該電子并使其通過。由此，能夠防止電子停留在空穴注入層4和空穴輸送層5中，結(jié)果能夠防止空穴注入層4和空穴輸送層5因電子而發(fā)生劣化。因此，即使在以高電流密度的電流進(jìn)行驅(qū)動的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光元件I的長壽命。另外，通過使電子輸送性材料的混合比在空穴注入層4與空穴輸送層5中不同，能夠?qū)Πl(fā)光特性、壽命特性采取適當(dāng)?shù)钠胶??；?是支撐陽極3的構(gòu)件。本實(shí)施方式的發(fā)光元件I為從基板2側(cè)取出光的結(jié)構(gòu)(底部發(fā)射型)，因此，基板2和陽極3分別形成實(shí)質(zhì)上透明(無色透明、著色透明或半透明)。作為基板2的構(gòu)成材料，例如可舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、環(huán)烯烴聚合物、聚酰胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚芳酯這樣的樹脂材料，石英玻璃、鈉玻璃這樣的玻璃材料等，可以使用其中的I種或組合2種以上使用。這種基板2的平均厚度沒有特別的限定，優(yōu)選為0. Imm 30mm左右，更優(yōu)選為0. Imm 10mm 左右。應(yīng)予說明，在發(fā)光元件I為從與基板2相反側(cè)取出光的結(jié)構(gòu)(頂部發(fā)射型)時，基板2使用透明基板和不透明基板均可。作為不透明基板，例如，可舉出由氧化鋁這種陶瓷材料構(gòu)成的基板、在不銹鋼這種金屬基板的表面形成氧化膜(絕緣膜)的基板、由樹脂材料構(gòu)成的基板等。另外，在這種發(fā)光元件I中，陽極3與陰極9之間的距離(即層疊體14的平均厚度)優(yōu)選為IOOnm 300nm,更優(yōu)選為IOOnm 250nm,進(jìn)一步優(yōu)選為IOOnm 200nm。由此，能夠簡單且可靠地實(shí)現(xiàn)發(fā)光元件I的低驅(qū)動電壓。以下依次說明構(gòu)成發(fā)光元件I的各部分。[陽極]陽極3是介由后述的空穴注入層4向發(fā)光層6注入空穴的電極。作為該陽極3的 構(gòu)成材料，優(yōu)選使用功函數(shù)大且導(dǎo)電性優(yōu)異的材料。作為陽極3的構(gòu)成材料，例如，可舉出IT0(Indium Tin Oxide,氧化銦錫)、IZO (Indium Zinc Oxide,氧化銦鋅)、In303、Sn02、含有 Sb 的 SnO2、含有 Al 的 ZnO 等氧化物，Au、Pt、Ag、Cu或含有它們的合金等,可以使用其中的I種或組合使用2種以上。特別優(yōu)選陽極3由ITO構(gòu)成。ITO是具有透明性且功函數(shù)大、導(dǎo)電性優(yōu)異的材料。由此，能夠高效率地從陽極3向空穴注入層4注入空穴。另外，陽極3的空穴注入層4側(cè)的表面(在圖I中為上表面)優(yōu)選實(shí)施等離子體處理。由此，能夠提高陽極3與空穴注入層4的接合面的化學(xué)和機(jī)械的穩(wěn)定性。結(jié)果，能夠提高從陽極3向空穴注入層4的空穴注入性。應(yīng)予說明，對于所述的等離子體處理，在后述的發(fā)光元件I的制造方法的說明中進(jìn)行詳細(xì)敘述。這種陽極3的平均厚度沒有特別的限定，優(yōu)選為IOnm 200nm左右，更優(yōu)選為50nm 150nm 左右。[陰極]另一方面，陰極9是介由后述的電子注入層8向電子輸送層7注入電子的電極。作為該陰極9的構(gòu)成材料，優(yōu)選使用功函數(shù)小的材料。作為陰極9 的構(gòu)成材料，例如，可舉出 Li、Mg、Ca、Sr、La、Ce、Er、Eu、Sc、Y、Yb、Ag、Cu、Al、Cs、Rb或含有它們的合金等，可以使用其中的I種或組合2種以上(例如，以多層的層疊體、多種的混合層等的形式)使用。特別地，在使用合金作為陰極9的構(gòu)成材料時，優(yōu)選使用含有Ag、Al、Cu等穩(wěn)定的金屬元素的合金，具體為MgAg、AlLi、CuLi等合金。通過使用所述的合金作為陰極9的構(gòu)成材料，能夠?qū)崿F(xiàn)陰極9的電子注入效率和穩(wěn)定性的提高。這種陰極9的平均厚度沒有特別的限定，優(yōu)選為50nm IOOOnm左右，更優(yōu)選為IOOnm 500nm 左右。應(yīng)予說明，本實(shí)施方式的發(fā)光元件I為底部發(fā)射型，因此對陰極9不特別要求光透過性。[空穴注入層]空穴注入層4具有提高來自陽極3的空穴注入效率的功能(即具有空穴注入性)。另外，如后所述，空穴注入層4還具有輸送電子的功能。該空穴注入層4含有具有空穴注入性的材料(即空穴注入性材料)和具有電子輸送性的材料(即電子輸送性材料)。應(yīng)予說明，對于空穴注入層4含有的電子輸送性材料，與空穴輸送層5含有的電子輸送性材料的說明一起在后面進(jìn)行詳述。作為該空穴注入層4含有的空穴注入材料，沒有特別的限定，例如可舉出銅酞菁、4，4’，4”-三(N，N-苯基-3-甲基苯基氨基)三苯基胺(m-MTDATA)、下式(I)表示的N，N’ -雙(4-二苯基氨基-苯基)-N，N’ - 二苯基-聯(lián)苯-4，4’ -二胺等。
O/=,…⑴ b d其中，從空穴注入性和空穴輸送性優(yōu)異的觀點(diǎn)看，作為空穴注入層4含有的空穴注入性材料，優(yōu)選使用胺系材料，更優(yōu)選使用二氨基苯衍生物、聯(lián)苯胺衍生物(具有聯(lián)苯胺骨架的材料)、分子內(nèi)具有“二氨基苯”單元和“聯(lián)苯胺”單元兩者的三胺系化合物、四胺系化合物。這種空穴注入層4的平均厚度沒有特別的限定，優(yōu)選為5nm 90nm左右，更優(yōu)選為IOnm 70nm左右。[空穴輸送層]空穴輸送層5具有將從陽極3介由空穴注入層4注入的空穴輸送到發(fā)光層6的功能(即具有空穴輸送性)。另外，如后所述，空穴輸送層5還具有輸送電子的功能。該空穴輸送層5含有具有空穴輸送性的材料(即空穴輸送性材料)和具有電子輸送性的材料(即電子輸送性材料)而構(gòu)成。應(yīng)予說明，對于空穴輸送層5所含的電子輸送性材料，與空穴注入層4所含的電子輸送層性材料的說明一起在后面進(jìn)行詳述。該空穴輸送層5所含的空穴輸送性材料中，可以單獨(dú)或組合使用各種p型高分子材料、各種P型低分子材料，例如可舉出下式⑵表示的N，N’ - 二(I-萘基)_N，N’ - 二苯基 _1，1’ -聯(lián)苯 _4，4’ 二胺(NPD)、N，N’ - 二苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基-聯(lián)苯-4，4’_ 二胺(TPD)等四芳基聯(lián)苯胺衍生物，四芳基二氨基芴化合物或其衍生物(胺系化合物)等，可以使用其中的I種或組合使用2種以上。
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/N N\ …⑵其中，從空穴注入性和空穴輸送性優(yōu)異的觀點(diǎn)看，作為空穴輸送層5含有的空穴輸送性材料，優(yōu)選為胺系材料，更優(yōu)選為聯(lián)苯胺衍生物(具有聯(lián)苯胺骨架的材料)。
另外，作為空穴輸送層5所含的空穴輸送性材料，優(yōu)選使用具有能夠阻擋來自發(fā)光層6的電子的帶隙(HOMO能級與LUMO能級的能量差)的空穴輸送性材料。即，優(yōu)選空穴輸送層5具有阻擋電子的功能。由此,空穴輸送層5在從陽極3向發(fā)光層6輸送空穴的同時,能夠阻擋來自發(fā)光層6的電子。因此，能夠高效率地將電子和空穴封閉在發(fā)光層6中，提高發(fā)光效率。這樣，即使空穴輸送層5具有阻擋電子的功能，在采用高電流密度的驅(qū)動中，也存在空穴輸送層5未完全阻擋電子，結(jié)果電子侵入(注入)到空穴輸送層5中的情況。即使在這樣的情況下，在發(fā)光兀件I中，也因?yàn)榭昭ㄗ⑷雽?和空穴輸送層5分別含有電子輸送性材料，因此空穴注入層4和空穴輸送層5可以將未被空穴輸送層5完全阻擋而侵入到空穴輸送層5內(nèi)的電子迅速地向陽極3側(cè)輸送并使其通過。
這樣的空穴輸送層5的平均厚度沒有特別限定，優(yōu)選為IOnm 90nm左右，更優(yōu)選為30nm 70nm左右。(空穴注入層和空穴輸送層的電子輸送性材料)在此，對空穴注入層4和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料進(jìn)行詳細(xì)敘述。在本實(shí)施方式的發(fā)光元件I中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層45是設(shè)置于陽極3與發(fā)光層6之間并與它們相接、且具有輸送空穴的功能的有機(jī)層。而且，空穴注入層4和空穴輸送層5分別含有電子輸送性材料。即，由功能層45構(gòu)成的有機(jī)層含有具有電子輸送性的電子輸送性材料而構(gòu)成，其中所述功能層45由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成。由此，能夠使來自陽極3的空穴注入性和空穴輸送性良好，同時防止因電子導(dǎo)致的空穴注入層4和空穴輸送層5的劣化。若更具體地說明，在這種發(fā)光元件I中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)45能夠高效率地從陽極3向發(fā)光層6輸送空穴。因此，能夠提高發(fā)光元件I的發(fā)光效率。特別地，在發(fā)光元件I中，由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層45含有電子輸送性材料，并且分別與陽極3和發(fā)光層6相接，因此，即使電子從發(fā)光層6向空穴輸送層5內(nèi)侵入(注入)，空穴注入層4和空穴輸送層5也能夠?qū)⒃撾娮友杆俚叵蜿枠O3側(cè)輸送并使其通過。由此，能夠防止電子停留在空穴注入層4和空穴輸送層5中，結(jié)果能夠防止空穴注入層4和空穴輸送層5因電子而發(fā)生劣化。因此，即使以高電流密度的電流進(jìn)行驅(qū)動的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光元件I的長壽命。如前所述，在電子通過空穴注入層4中和空穴輸送層5中時，電子輸送性材料對電子的耐性高，因此，空穴注入層4中和空穴輸送層5中的電子輸送性材料基本不會因電子而發(fā)生劣化。另外，空穴注入層4中和空穴輸送層5中的電子主要通過電子輸送性材料進(jìn)行輸送，而不是通過空穴輸送性材料、空穴注入性材料輸送，因此，能夠防止空穴注入層4中的空穴注入材料和空穴輸送層5中的空穴輸送性材料因電子而發(fā)生劣化。作為空穴注入層4和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料，只要分別為具有電子輸送性的材料即可，沒有特別限定，可以使用公知的電子輸送性材料，例如可舉出并苯系材料、三(8-羥基喹啉)鋁(Alq3)等將8-羥基喹啉或其衍生物作為配位體的有機(jī)金屬配位化合物等喹啉衍生物、氮雜吲哚嗪衍生物、I 二唑衍生物、茈衍生物、吡啶衍生物、嘧啶衍生物、喹喔啉衍生物、二苯基苯醌衍生物、硝基取代芴衍生物等，可以使用其中的I種或組合使用2種以上。其中，空穴注入層4和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料分別優(yōu)選為并苯系材料。并苯系材料的電子輸送性優(yōu)異，還具有空穴輸送性。因此，含有并苯系材料的空穴注入層4、空穴輸送層5能夠迅速地向陽極3輸送來自發(fā)光層6的電子。另外，并苯系材料對電子和空穴的耐性優(yōu)異。因此，能夠防止或抑制因電子和空穴而導(dǎo)致的空穴注入層4、空穴輸送層5的劣化。這種并苯系材料只要具有并苯骨架，并且發(fā)揮如前所述的效果，就沒有特別限定，例如可舉出萘衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物(丁省衍生物)、并五苯衍生物、并六苯衍生物、并七苯衍生物等，可以使用其中的I種或組合2種以上使用，優(yōu)選使用蒽衍生物、并四苯 衍生物，更優(yōu)選使用蒽衍生物(尤其是具有單蒽或者雙蒽作為主骨架的蒽衍生物)。蒽衍生物在具有優(yōu)異的電子輸送性的同時，能夠通過氣相成膜法簡單地進(jìn)行成膜。因而，通過使用蒽衍生物作為并苯系材料，能夠使空穴注入層4和空穴輸送層5的電子輸送性優(yōu)異，同時容易形成均質(zhì)的空穴注入層4和空穴輸送層5。另外，優(yōu)選空穴注入層4和空穴輸送層5分別含有胺系材料。胺系材料的空穴輸送性優(yōu)異。因此，由含有胺系材料的空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)45能夠迅速地向發(fā)光層6輸送來自陽極3的空穴。在這種情況下，優(yōu)選空穴注入層4和空穴輸送層5分別由混合并苯系材料和胺系材料而得的混合材料構(gòu)成。由此，能夠比較簡單地將由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)45的空穴輸送性與電子輸送性的平衡調(diào)整到適當(dāng)?shù)姆秶?。另外，作為空穴注入?和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料，優(yōu)選使用僅由碳元素和氫元素構(gòu)成的烴化合物(電介體)。這種化合物的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗角正切均比較低，介質(zhì)特性優(yōu)異。另外，這種化合物不具有羥基、羧基等極性基團(tuán)，因此，一般而言，缺乏反應(yīng)性，化學(xué)上比較穩(wěn)定，另外，與空穴注入性材料和空穴輸送性材料的相互作用也少。因此，能夠使發(fā)光元件I的特性長期優(yōu)異。另外，空穴注入層4所含的電子輸送性材料和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料可以相同也可以不同。另外，空穴注入層4和空穴輸送層5所含的電子輸送性材料的玻璃化溫度(Tg)優(yōu)選為盡可能高，具體而言，優(yōu)選為120°C以上，更優(yōu)選為150°C以上。由此，在以高電流密度的電流進(jìn)行驅(qū)動的情況下，即使發(fā)光元件I處于高溫，也能夠防止發(fā)光元件I因熱而性能下降。另外，空穴注入層4中和空穴輸送層5中的電子輸送性材料的含量分別優(yōu)選為30wt% 70wt%,更優(yōu)選為40wt% 60wt%。由此,能夠使由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)45的電子輸送性與空穴輸送性的平衡良好。另外，在所述有機(jī)層具有電子阻擋性時，能夠使所述有機(jī)層的電子阻擋性與電子輸送性的平衡良好。與此相對，當(dāng)所述含量不足上述下限值時，有時空穴注入層4中和空穴輸送層5中的電子輸送性材料容易被激發(fā)，導(dǎo)致電子輸送性材料自身發(fā)光，對發(fā)光元件I整體的發(fā)光光譜帶來不良影響。另一方面，若所述的含量超過上述上限值，則構(gòu)成發(fā)光元件I的層的整體的厚度變得過厚，顯示出發(fā)光元件I的驅(qū)動電壓上升的趨勢。應(yīng)予說明,優(yōu)選空穴注入層4中的電子輸送性材料的含量與空穴輸送層5中的電子輸送性材料的含量不同。另外，優(yōu)選空穴輸送層5中的電子輸送性材料的含量少于空穴注入層4中的電子輸送性材料的含量。由此，能夠在提高在空穴輸送層5與發(fā)光層6的界面的電子的輸送 注入性的同時，抑制因空穴輸送性的降低而導(dǎo)致的發(fā)光元件I的驅(qū)動電壓的上升。由空穴注入層4和空穴輸送層5構(gòu)成的功能層(有機(jī)層)45的平均厚度(空穴注 入層4和空穴輸送層5的總厚度)優(yōu)選為20nm IOOnm,更優(yōu)選為30nm 80nm,進(jìn)一步優(yōu)選為30nm 70nm。由此，能夠在抑制驅(qū)動電壓的同時，防止因電子而導(dǎo)致的空穴注入層4和空穴輸送層5的劣化。另外，能夠易于形成可良好地在發(fā)光元件I內(nèi)進(jìn)行光的取出的光學(xué)帶隙。與此相對，若所述的平均厚度不足上述下限值，則因空穴注入層4、空穴輸送層5的厚度、構(gòu)成材料等而顯示出空穴注入層4的空穴注入性、空穴輸送層的空穴輸送性下降的趨勢。另一方面，若所述的平均厚度超過上述上限值，則難以形成上述光學(xué)帶隙，另外，顯示出發(fā)光元件I的驅(qū)動電壓上升的趨勢。另外，優(yōu)選空穴輸送層5的平均厚度比空穴注入層4中的平均厚度厚。由此，能夠抑制空穴注入層4與空穴輸送層5的空穴輸送性的降低，能夠抑制發(fā)光元件I的驅(qū)動電壓的上升。(發(fā)光層)該發(fā)光層6通過在上述陽極3與陰極9之間進(jìn)行通電而發(fā)光。這種發(fā)光層6含有發(fā)光材料而構(gòu)成。作為這種發(fā)光材料，沒有特別限定，可以使用I種或組合使用2種以上各種熒光材料、各種磷光材料。作為發(fā)出紅色熒光的熒光材料，沒有特別限定，例如可舉出下式(3)表示的四芳基二茚并茈衍生物等茈衍生物、銪配位化合物、苯并吡喃衍生物、羅丹明衍生物、苯并噻噸衍生物、卟啉衍生物、尼羅紅、2-(1，I-二甲基乙基)-6-(2-(2, 3，6，7-四氫_1，1，7，7-四甲基-1H，5H-苯并(ij)喹嗪-9-基)乙烯基)-4H-吡喃-4H-亞基)丙二腈(DCJTB)、4_( 二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(對二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM)等。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光兀件，其特征在于，具有 陽極， 陰極， 設(shè)置于所述陽極和所述陰極之間的發(fā)光層，和 設(shè)置于所述陽極和所述發(fā)光層之間的具有輸送空穴的功能的有機(jī)層； 所述有機(jī)層具有空穴注入層和空穴輸送層，所述空穴注入層設(shè)置成與所述陽極相接且含有空穴注入性材料，所述空穴輸送層設(shè)置成與所述空穴注入層和所述發(fā)光層相接且含有空穴輸送性材料； 所述空穴注入層和所述空穴輸送層分別含有具有電子輸送性的電子輸送性材料而構(gòu)成， 所述電子輸送性材料的含量在所述空穴注入層與所述空穴輸送層中不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層具有阻擋電子的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述空穴輸送層中的所述電子輸送性材料的含量低于所述空穴注入層中的所述電子輸送性材料的含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述空穴輸送層的平均厚度比所述空穴注入層的平均厚度厚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，所述電子輸送性材料為并苯系材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層含有胺系材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層由混合并苯系材料和胺系材料而得的混合材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述并苯系材料由蒽系材料和并四苯系材料中的至少一方構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，在所述空穴注入層與所述空穴輸送層中含有的電子輸送性材料是相同的。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 9中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述空穴注入層中的所述電子輸送性材料的含量、所述空穴輸送層中的所述電子輸送性材料的含量分別為30wt % 70wt %。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 10中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述有機(jī)層的平均厚度為 20nm lOOnm。
12.一種發(fā)光裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求I 11中任一項(xiàng)所述的發(fā)光元件。
13.—種顯示裝置，其特征在于，具備權(quán)利要求12所述的發(fā)光裝置。
14.一種電子設(shè)備，其特征在于，具備權(quán)利要求13所述的顯示裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供發(fā)光效率優(yōu)異并且即使在以高電流密度的電流進(jìn)行驅(qū)動時也能夠?qū)崿F(xiàn)長壽命的發(fā)光元件、具備所述發(fā)光元件的發(fā)光裝置、顯示裝置和電子設(shè)備。發(fā)光元件(1)具有陽極(3)、陰極(9)、設(shè)置于陽極(3)與陰極(9)之間且通過在陽極(3)與陰極(9)之間通電而進(jìn)行發(fā)光的發(fā)光層(6)、和設(shè)置在陽極(3)與發(fā)光層(6)之間并與它們相接且具有輸送空穴的功能的有機(jī)層(空穴注入層(4)和空穴輸送層(5))，空穴注入層(4)和空穴輸送層(5)分別含有具有電子輸送性的電子輸送性材料而構(gòu)成。另外，空穴注入層(4)與空穴輸送層(5)所含的電子輸送性材料的含量不同。
文檔編號H01L51/50GK102655221SQ20121005395
公開日2012年9月5日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者山本英利, 藤田徹司 申請人:精工愛普生株式會社