专利名称：发光器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用一有机发光元件的发光器件，该发光元件具有阳极，阴极和一包括在施加电场时适于产生发光的有机化合物的薄膜(下面称为“有机化合物层”)。特别地，本发明涉及一种使用一有机发光元件的发光器件，它比现有的器件驱动电压更低和使用寿命更长。此外，在本申请的说明书中说明的发光器件指出使用一有机发光元件作为发光元件的一种图像显示器件或一种发光器件。同样，此发光器件包括所有模块，其中连接器，例如一各向异性导电膜(FPC软性印刷电路)或TAB(条带自动键合TapeAutomated Bonding)带或TCP(条带载体封装Tape CarrierPackage)，被安装到有机发光元件上的模块，其中印刷电路板被提供在TAB带上或TCP尖端上的模块，或其中IC(集成电路)被直接安装在COG(芯片在玻璃上Chip On Glass)系统中有机发光元件上的模块。
背景技术：
有机发光元件是一种适于在施加电场时产生发光的元件。一直认为的发光机理在于，一有机化合物层放入电极之间，在那里施加电压时从阴极填充的电子和从阳极填充的空穴在有机化合物层中的发光中心复合在一起形成受激分子(下面称为“分子激子”)，并且当分子激子回到基态时放出能量产生发光。
此外，由有机化合物形成的各种分子激子可以包括单重激发态和三重激发态，而本发明的说明书包含任何一种激发态对发光有贡献的情况。
在这种有机发光元件中，有机化合物层通常形成为小于1μm的薄膜。同样，由于有机发光元件为有机化合物层本身发射光的自发光类型发光元件，用在常规液晶显示中的背景光不再需要。因此，有机发光元件可被非常有利地形成为薄且重量轻的。
同样，对于例如厚度约为100-200nm的有机化合物层，考虑到有机化合物层中载流子的运动范围，从载流子填充到其复合所经过的时间周期约为几十纳秒，而即使包括从载流子复合到发光的步骤时，发光在约少于一微秒内实现。因此，特点之一是响应速度非常大。
另外，因为有机发光元件是一载流子填充类型的发光元件，它可以用直流电压驱动，并且难于产生噪声。就驱动电压而言，通过首先制作有机化合物层的厚度为大约100nm的均匀、超薄膜，选择电极材料，这将减少与有机化合物层有关的载流子填充势垒，并进一步引入单异质结构(双结构)，在5.5V可获得100cd/m2的充分辉光(luminance)(文献1C.W.Tang和S.A.Vanslyke，“有机场致发光二极管”，应用物理通讯，第51卷，第12期，第913-915页(1987))(″Organic electroluminescent diodes″，Applied PhysicsLetters，Vol.51，No.12，913-915(1987))。
归因于如薄且重量轻，高速响应度，直流低压驱动以及类似的这些性能，有机发光元件作为下一代平板显示元件已受到关注。同样，由于有机发光元件为自发光类型并且视界角大，它们在能见度方面是比较有利的并相信作为用于便携设备中显示器的元件是可行的。
于是，在文献1中所描述的有机发光元件的构成中，通过使用相对稳定的低功函数的Mg:Ag合金作为阴极提高电子注入品质，使得与有机化合物层有关的载流子填充势垒小。这使得将大量载流子填充进入有机化合物层成为可能。
另外，借助应用单异质结构载流子的复合效率通过跳跃和约束被改善，在该结构中，由二胺化合物组成的空穴输运层和由三(8-羟基喹啉基)铝(tris(8-quinolinolato)aluminium，缩写；Alq3)组成的电子输运发光层被层叠作为有机化合物层，这将在下面说明。
在例如有机发光元件仅具有单一Alq3层的情况下，因为Alq3为电子输运品质，较大部分从阴极填充的电子在没有与空穴复合的情况下到达阳极，使得发光效率非常低。即为了使单层的有机发光元件有效地发射光(或在低电压驱动)，需要使用一种能够以平衡的方式运载电子和空穴的材料(下面称为“双极材料”)，而Alq3不满足这种要求。
但是，应用文献1中所述的单异质结构使得从阴极填充的电子被空穴输运层和电子输运发光层间的界面阻挡，被包围在电子输运发光层中。因此，载流子在电子输运发光层中有效复合提供有效发光。
当这种载流子阻挡功能的概念被发展后，控制载流子复合的区域成为可能。作为实例，有一报道，据此通过在空穴输运层和电子输运层间插入一能够阻挡空穴的层(空穴阻挡层)，将空穴包围在空穴输运层中并使空穴输运层发光获得成功(文献2YasunoriKIJIMA，Nobutoshi ASAI和Shin-ichiro TAMURA，“蓝色有机光发射二极管”，日本应用物理杂志，第38卷，5274-5277(1999))(″A Blue Organic Light Emitting Diode″，Japanese Journal ofApplied Physics，Vol.38，5274-5277(1999))。
同样，可以认为文献1中所述的有机发光元件是基于，可以说，功能分离的思想，据此空穴的运载由空穴输运层进行，而电子的运载和发光由电子输运发光层进行。这种功能分离的概念已进一步发展为双异质结构(三层结构)的概念，据此发光层被插入空穴输运层和电子输运层之间(文献3Chihaya ADACHI，Shizuo TOKITO，Tetsuo TSUTSUI和Shogo SAITO，“具有三层结构的有机膜中的场致发光”，日本应用物理杂志，第27卷，第二期，第L269-L271页(1988))(″Electroluminescence in Organic Films with Three-Layered Structure″，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.27，No2，L269-L271(1988))。
这种功能分离的优点在于，功能分离使一种有机材料不需要同时具有多种功能(发光，载流子运载品质，来自电极的载流子的填充品质，等)，这为分子设计或类似问题提供充分自由(例如，不需要过度寻找双极材料)。即通过组合分别具有良好发光品质和载流子运载品质的材料，可容易地获得高发光效率。
归因于这些优点，文献1中所述的叠层结构(载流子阻挡功能或功能分离)的概念本身被广泛采用至今。
但是，作为不同种类物质间的接合处(特别是绝缘材料间的接合处)，上述叠层结构将必定在物质的界面产生能量势垒。因为能量势垒的存在抑制载流子在界面的运动，将导致下述两个问题。
问题之一在于，它造成导致进一步降低驱动电压的势垒。实际上已有报道，就现有的有机发光元件而言，利用共轭聚合物的单层结构的元件在驱动电压方面很好并且在功率效率(单位“lm/W”)方面保持最高数据(与来自单重激发态的发光比较)(文献4TetsuoTsutsui“有机分子/生物电子学简报”应用物理学会分会，第11卷，第1期，第8页(2000))。(″bulletin of organicmolecular/bioelectronics″subcommittee of Society of Applied Physics，Vol.11，P.8(2000))此外，文献4中所述的共轭聚合物是一种双极材料，并且就载流子的复合效率而言可以获得相当于叠层结构的水平。因此，它说明，只要在不使用任何叠层结构的情况下，利用双极材料的方法可以提供相当的载流子复合效率，具有较少界面的单层结构实际上驱动电压低。
这可被解释为由于载流子的运动在有机化合物层中各层间的界面(例如，在在空穴输运层和发光层之间，并在下面称为“有机界面”)受到阻止，所以需要较高驱动电压。
例如，有一种方法，其中用于缓和能量势垒的材料被插入电极和有机化合物层之间的界面以提高载流子填充品质降低驱动电压(文献5Takeo Wakimoto，Yoshinori Fukuda，Kenichi Nagayama，AkiraYokoi，Hitoshi Nakada，和Masami Tsuchida，“使用碱金属化合物作为电子注入材料的有机场致发光单元”，电气工程师协会电子器件会刊，第44卷，第8期，第1245-1248页(1977))(″Organic ELCells Using Alkaline Metal Compounds as Electron InjectionMaterials″，IEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES，VOL.44，NO.8.1245-1248(1977))。在文献5中，使用Li2O作为电子注入层已成功地降低了驱动电压。
但是，存在有机界面的载流子运动品质尚未解决的领域，并且该领域为在利用双极材料的单层结构中达到低驱动电压提出重点。
另外，由能量势垒导致的另一问题被认为是对有机发光元件的使用寿命的影响。即载流子的运动被阻止，并且由于电荷的堆积亮度下降。
当对于这种品质降低的机制尚未建立任何明确的理论时，有一报道，通过在阳极和空穴输运层之间插入一个空穴注入层，并且不使用直流驱动而用矩形波的交流驱动，可抑制亮度的下降(文献6S.A.VanSlyke，C.H.Chen，和C.W.Tang，“具有改善了的稳定性的有机场致发光器件”，应用物理通讯，第69卷，第15期，第2160-2162页(1996))(″Organic electroluminescent devices with improvedstability″，Applied Physics Letters，Vol.69，No.15，2160-2162(1996))。可以认为该文献给出了实验证据，即因为插入空穴注入层和交流电压驱动，通过消除电荷积累可以抑制亮度的下降。
从上述说明可以认为，一方面叠层结构的优点在于，根据功能分离能够容易地提高载流子的复合效率并且扩大了材料选择范围，而另一方面形成多个有机界面(特别是，为阻挡载流子以复合载流子形成有机界面)阻止了载流子的运动并对降低驱动电压和亮度有影响。
发明内容
因此本发明的目的在于提供一种有机发光元件，该元件最佳利用在相关技术中使用的叠层结构的优点(功能分离)并通过缓和存在于有机化合物层中的能量势垒提高载流子的迁移率，并且与相关技术中的元件相比，该元件驱动电压更低同时使用寿命更长。
特别地，本发明的目的在于，通过制造具有与常规使用的叠层结构不同概念的元件，去除存在于有机化合物层中的有机界面并提高载流子的迁移率，其中发光层中的载流子被阻挡以复合，并且同时以与叠层结构中涉及的功能分离相同的方式实现多种不同材料的功能(下面称为“功能构造”(functional realization))。由此，本发明的目的在于提供一种有机发光元件，它比相关技术中的元件驱动电压更低和使用寿命更长。
另外，本发明的目的在于提供一种发光器件，它利用这种有机发光元件由此比相关技术中的器件驱动电压更低和使用寿命更长。另外，本发明的目的在于提供一种电气装置，它用这种发光器件制造以由此比相关技术中的装置功率消耗更低和更耐用。
叠层结构中能量势垒的缓和在如文献5所述的插入载流子填充层的技术中明显找到。利用图1B中的能带图示意性说明空穴注入层。
图1A中，阳极101和空穴注入层102直接互相接合，在这种情况下与阳极101和空穴注入层102有关的能量势垒104大。但是，通过插入一种其最高被占据分子轨道能级(下面称为“HOMO”)位于阳极的电离电位(在金属情况下相当于功函数)和空穴输运层的HOMO能级之间的中部的材料作为空穴注入层103，能量势垒可以分段的方式(图1B)设计。
设计如图1B所示的分段能量势垒使提高来自电极的载流子的填充品质，并一定降低驱动电压至某种程度成为可能。但是，产生的问题在于，层的数目的增加造成有机界面数目的增加。这在文献4中被认为是单层结构在驱动电压和功率效率方面保持最高数据的原因。
相反，通过克服这种问题，当最佳利用叠层结构中的优点(各种材料可被组合，并且不需要复杂的分子设计)时，达到与单层结构中相同驱动电压和功率效率水平是可能的。
基础概念因此可在于，在不增加有机界面数目的情况下能够缓和存在于有机化合物层中的能量势垒，并且不阻止载流子的运动。发明者已设计出能够按下述方式实现此概念的一种元件结构。
首先，缓和与空穴有关的能量势垒的方法可以是提供一层(下面称为“空穴输运混合层”)，该层通过将高HOMO能级(电离电位小)的空穴注入材料和高空穴迁移率的空穴输运材料混合在一起得到。该方法使单层实现包括常规的空穴注入层和常规的空穴输运层的两层的功能成为可能，使得在空穴输运混合层中，空穴注入材料用于接收来自阳极一侧的空穴而空穴输入材料用于运载空穴。
同样，优选在上述空穴输运混合层中形成浓度梯度。即如图2所示，朝阳极方向空穴注入材料比例增加，而随着远离阳极空穴运输材料比例增加。由于形成这种浓度梯度，在不产生任何大能量势垒的情况下空穴被从阳极一侧平稳接收和运载，这对降低驱动电压和延长使用寿命有贡献。
此外，为方便起见在图2中用直线示出浓度梯度但不一定需要要求限定为这种直线，而浓度梯度被形成为增加或降低就足够了。事实上，一般认为在很多情况下浓度梯度由控制时的曲线确定。上述情况也适用于本申请说明书中所述的其它浓度梯度。
其次，缓和与电子有关的能量势垒的方法可以是提供一层(下面称为“电子输运混合层”)，该层通过将低最低未被占据分子轨道(下面称为“LUMO”)能级(电子亲和性大)的电子注入材料和高电子迁移率的电子输运材料混合在一起得到。该方法使单层实现包括常规电子注入层和常规电子输运层两层的功能成为可能，使得在电子输运混合层中，电子注入材料用于接收来自阴极一侧的电子而电子输运材料用于运载电子。
同样，优选在上述电子输运混合层中形成浓度梯度。即如图3所示，朝阴极方向电子注入材料比例增加，而随着远离阴极电子输运材料比例增加。由于形成这种浓度梯度，电子被从阴极一侧平稳接收并在不产生任何大能量势垒的情况下被运载，这对降低驱动电压和延长使用寿命有贡献。
另外，有一种缓和与发光层有关的能量势垒的方法。即发光层可由双极层(下面称为“双极特性的混合层”)提供，该层通过将高空穴迁移率的空穴输运材料和高电子迁移率的电子输运材料混合在一起得到。在这种情况下，发光层降低其两端界面处的载流子阻挡功能，但因为电子输运层和双极特性混合层之间，以及空穴输运层和双极特性混合层之间迁移率的不同，载流子的复合频率较高。
同样，优选在上述双极特性混合层中形成浓度梯度。即如图4所示，朝阳极方向空穴输运材料比例增加，而朝阴极方向电子运输材料比例增加。由于形成这种浓度梯度，在不产生任何大能量势垒的情况下，空穴和电子从运载到复合的步骤平稳进行，这对降低驱动电压和延长使用寿命有贡献。
此外可以认为，在双极特性混合层中，具有较低激发能的材料发射光更多。在本申请说明书中所述的激发能指HOMO和LUMO之间的能量差。HOMO可用光电子光谱测量，并可认为等同于电离电位。同样，为方便起见，将激发能定义在吸收光谱的末端，可以从激发能和HOMO能级值计算LUMO。
另外，有一种在上面的双极特性混合层中掺杂发光材料用于光发射的方法。在这种情况下，作为掺杂物的发光材料必须具有比包含在双极特性混合层中的空穴输运材料和电子输运材料的激发能低的激发能。特别地，优选使用一种载流子俘获类型的掺杂物(红萤烯)用于进一步增加载流子复合效率。
同样，文献2中所述的空穴阻挡层通常由阻挡材料组成。阻挡材料通常为一种具有比发光材料(即能够防止分子激子弥散)的激发能更大激发能的材料，并且材料能够阻挡载流子。在很多情况下，是空穴被阻挡。
本申请的发明者已设计一种形成一层(下面称为“阻挡性质混合层”)的方法，该层通过混合阻挡材料和发光层的材料(或发光层的基质材料)获得。在这种情况下，阻挡性质混合层可同样起发光层的作用，同样可被认为是一能够将载流子和分子激子有效阻挡其中的发光层。
特别地，阻挡性质混合层优选形成为具有浓度梯度。这是因为多层之一中未被阻挡的载流子(在空穴阻挡材料情况下的电子)可借助随着远离发光层渐渐增加的阻挡材料的浓度平稳移动。
于是，近些年中，能够将从三重激发态回到基态时放出的能量(下面称为“三重激发能”)转换为辉光的有机发光元件已被成功地提出，并已注意到它们的发光效率(文献7D.F.O′Brien，M.A.Baldo，M.E.Thompson和S.R.Forrest，“场控磷光(eletrophosphorescent)器件中改进的能量转换”，应用物理通讯，第74卷，第3期，第442-444页(1999)(″Improved energy transferin electrophosphorescent devices″，Applied Physics Letters，Vol.74.No.3，442-444(1999))，(文献8Tetsuo TSUTSUI，Moon-Jae YANG，Masayuki YAHIRO，Kenji NAKAMURA，Teruichi WATANABE，Taishi TSUJI，Yoshinori FUKUDA，Takeo WAKIMOTO和SatoshiMIYAGUCHI，“用铱络合物作为三重发射中心的有机发光器件中的高量子效率”，日本应用物理杂志，第38卷，第L1502-L1504页(1999)(″High Quantum Efficiency in Organic Luminescent deviceswith Iridium-Complex as a Triplet Emissive Center″，JapaneseJournal of Applied Physics，Vol.38，L1502-L1504(1999))。
文献7中使用一种其中心金属为铂的金属络合物，而文献8中使用一种其中心金属为铱的金属络合物。这些能够将三重激发能转换为辉光的有机发光元件(下面称为“三重发光二极管”)可获得比相关技术中更高强度的辉光和更高的发光效率。
但是，文献8给出在初始辉光设定为500cd/m2的情况下，辉光的半衰期约为170小时的实例，因此产生元件使用寿命的问题。于是，本发明应用于三重光发射二极管可以提供高功能发光元件，基于来自三重激发态的辉光，它除具有高强度的辉光和高发光效率外还使用寿命长。
因此，本发明涉及将其概念应用于三重光发射二极管，按照此概念载流子运载层和发光层制成一混合层以减少界面的数目(或缓和能量势垒)来平稳载流子的运动。
好，本申请的发明者有将两种下述机制作为一模型的考虑，其中通过形成有机界面阻止载流子的运动。
首先，所考虑到的机制之一是由有机界面的形态产生的。有机发光元件中的有机化合物层通常由非晶态膜组成，有机化合物的这种分子由于主要基于偶极-偶极相互作用的分子间力而聚集。但是，当分子的这种聚集被用于形成异质结构(叠层结构)时，分子大小和分子构造形式的差异可能对异质结构的界面(即有机界面)非常大的影响。
特别地，在分子大小非常不同的材料被用于形成异质结构的情况下，可以相信在有机界面的连接处的对准变坏。该概念在图21中示出。在图21中，由小分子2101组成的第一层2111和由大分子2102组成的第二层2112被层叠在一起。在这种情况下，差的对准区域2114产生在形成的有机界面2113上。
由于图21中示出的差的对准区域2114可能造成阻止载流子运动的势垒(或能量势垒)，这意味着它们为进一步降低驱动电压制造了障碍。同样，不能越过能量势垒的载流子作为电荷积累可能如上所述诱发减少发光。
所考虑到的另一机制产生在形成叠层结构(即有机界面)的工艺中。从阻挡载流子和功能分离的观点来看，叠层结构的有机发光元件常常用如图22所示的多室型(直列型)淀积设备制造以避免在各层形成时污染。
图22为一概念性视图，示出用于形成由空穴输运层，发光层，和电子输运层组成的三层结构(双异质结构)的淀积设备的实例。首先，带有阳极(铟锡氧化物(下面称为“ITO”)或类似氧化物)的衬底被装入装入室，并在紫外线照射室中在真空环境下受紫外线照射清洗阳极表面。特别是，当阳极由例如ITO的氧化物制成时，需要在预处理室中进行氧化。另外，为了形成叠层结构的各层，空穴输运层需在淀积室2201中进行淀积，发光层(在图22中包括红，绿和蓝三种颜色)在淀积室2202至2204中淀积，电子输运层在淀积室2205中淀积，而阴极在淀积室2206中淀积。最后，在密封室中进行密封，并从取出室中取出，得到一有机发光元件。
这种直列型淀积设备的特点在于，各层的淀积分别在不同的淀积室2201至2205中进行。即设备被这样构成使得各层的材料几乎不被互相混合。
虽然淀积设备的内部通常被减压至约10-4-10-5Pa，但存在微量气体组分(氧气，水等)。在这种真空度情况下，一般认为，即使微量气体组分也将容易在几秒钟内形成一相当于约为单分子层的吸附层。
因此，在图22所示设备被用于制造叠层结构的有机发光元件的情况下，在形成各层时产生的大时间间隔成为问题。即担心由微量气体组分导致的吸附层(下面称为“杂质层”)可能在形成各层过程中的时间间隔内，特别是在经第二取出室运输的时候形成。
图23示出上述概念。图23示出一状态，其中当由第一有机化合物2301组成的第一层2311和由第二有机化合物2302组成的第二层2312被层叠在一起时，由微量杂质2303(水，氧或类似杂质)组成的杂质层2313形成在第一和第二层之间。
以这种方式形成在各层(有机界面)之间的杂质层使得在完成有机发光元件后成为易于俘获载流子的杂质区域，由此阻止载流子的运动，于是造成驱动电压的升高。另外，当存在易于俘获载流子的杂质区域时，电荷在该区域积累，如上所述可能诱发降低辉光。
考虑到这些机制，为克服在上述有机界面产生的问题(有机界面的形态变坏和杂质层的形成)，需要元件结构和制造工艺都与叠层结构的常规元件无关。作为有机界面被从其完全除去的有机发光元件的一个实例，一种有机发光元件已被报道，该元件中只有仅由空穴输运材料和电子输运材料的混合物组成的单一层(下面称为“单混合层”)被提供在两电极之间。(文献9Shigeki NAKA，KazuhisaSHINNO，Hiroyuki OKADA，Hiroshi ONNAGAWA和KazuoMIYASHITA，“使用混合的单层的有机场致发光器件”，日本应用物理杂志，第33卷，第12B期，第L1772-L1774页(1994))(″OrganicElectroluminescent Devices Using a Mixed Single Layer″，JapaneseJournal of Applied Physics，Vol.33，No.12B，L1772-1774(1994))。
在文献9中，通过按1∶4的比例混合具有空穴输运品质的4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(4，4′-bis[N-(3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl，下面称为“TPD”)，和具有电子输运品质的Alq3形成单层结构。但是，将单层结构与叠层结构(即由TPD和Alq3组成的有机界面形成的异质结构)相比表明，就发光效率而言，前者不如叠层结构。
其原因被认为是，对于单混合层，从阳极填充的空穴和从阴极填充的电子经常没有复合即传到对面电极。由于叠层结构作用在于阻挡载流子，不会导致这种问题。
换句话说，可以认为这是因为在文献9所述的单混合层中没有产生功能构造。即除非在有机化合物层中提供有能够实现各种功能的区域，例如靠近阳极用作空穴输运的区域，靠近阴极用作电子输运的区域，和远离两电极的发光区域(即载流子复合的区域)，即使在有机界面被除去时，也不会产生有效的光发射。因为整个有机化合物层用作发光层，光发射有可能靠近电极。结果，在能量传给电极的过程中导致猝灭。
如此，考虑到单混合层不能完全显示其功能，本申请的发明者已设计一种实现有机发光元件的方法，其中当图4中所示双极特性混合层形成为发光区域时，去除任何有机界面，并且功能构造可能不同于文献7公开的内容。图24示出上述概念。
图24中，提供在由包括空穴输运材料和电子输运材料的两种材料组成的有机化合物层2403中的是，由空穴输运材料组成的空穴输运区域2405，由电子输运材料组成的电子输运区域2406，和其中空穴输运材料和电子输运材料混合在一起的混合区域2407。虽然阳极2402提供在衬底2401上，可以采用阴极2404提供在衬底上的反转结构。此外，借助这种元件，没有形成例如空穴输运层的确定的层结构，从而使用术语“区域”表示每种功能。
在形成这种元件的情况下，空穴输运材料可以在阳极侧接收并运载空穴，同时电子输运材料可以在阴极侧接收并运载电子。另外，由于混合区域2407是双极特性的，空穴和电子都可往混合区域2407里移动，并且载流子在混合区域2407中复合产生辉光。即与文献9中公开的单混合层不同，能够显示各种功能的区域存在于有机化合物层2403中。
另外，对于图24所示的元件，功能构造是可能的，但不存在常规叠层结构中的有机界面。同样，通过将发光区域尽可能远地与两电极分开可以防止猝灭。因此，解决在上述有机界面产生的问题(有机界面形态变坏和杂质层的形成)是可能的。
首先，参照图25将给出解决有机界面形态变坏的解释。图25示出一有机发光元件，它具有图24的特征，并且包括由小分子2501组成的区域2511，由大分子2502组成的区域2512，和包含小分子2501和大分子2502两者的混合区域2513。从图25显而易见的，不仅不存在图21中示出的有机界面2113，也不存在差的对准区域2114。
同样，形成杂质层的解决方案简单并且清晰。在如图24中所示的有机发光元件的制造中，空穴输运材料被淀积在阳极上，中途附加地淀积电子输运材料以共淀积的形式形成混合区域，并且在形成混合区域后，可停止空穴输运材料的淀积以容许电子输运材料的淀积。因此，不存在使用图22中所示淀积设备制造有机发光元件的过程中产生的时间间隔。即没有形成任何杂质层的机会。
如此，按照本发明的有机发光元件没有形成有机界面，所以载流子的运动是平缓的并且对元件的驱动电压和使用寿命没有负面影响。另外，借助涉及象叠层结构的功能分离，在发光效率方面没有问题。
同样，常规的叠层结构具有不同物质间的简单异质节，而按照本发明的结构具有所谓的混合节并可以认为是一种基于新概念的有机发光元件。
因此，本发明提供一种包括一有机发光元件的发光器件，该发光元件包括阳极，阴极和提供在阳极和阴极之间的有机化合物层，并且其中有机化合物层包括由其空穴迁移率比电子迁移率高的空穴输运材料组成的空穴输运区域，由其电子迁移率比空穴迁移率高的电子输运材料组成的电子输运区域，空穴输运区域比电子输运区域靠近阳极布置，以及提供在空穴输运区域和电子输运区域之间并且包含空穴输运材料和电子输运材料的混合区域。
此外，对于图24所示的结构，由用于提高空穴载流子填充品质的材料(下面称为“空穴注入材料”)组成的空穴注入区域可被插入阳极和有机化合物层之间。同样，由用于提高电子载流子填充品质的材料(下面称为“电子注入材料”)组成的电子注入区域可被插入阴极和有机化合物层之间。另外，空穴注入区域和电子注入区域可都被插入。
在这种情况下，由于空穴注入材料或电子注入材料是一种用于降低从电极到有机化合物层的载流子填充势垒的材料，它平稳了载流子从电极到有机化合物层的运动，因此在消除电荷积累方面是有效的。但是，为了避免上述任何杂质层的形成，优选在各填充材料和有机化合物层之间没有时间间隔地进行淀积。
于是，就载流子平衡控制而言，优选在包含空穴输运材料和电子输运材料的混合区域中形成浓度梯度，使得沿从阳极到阴极的方向空穴输入材料浓度逐渐减少而电子输运材料的浓度逐渐增加。同样，由于混合区域同样是载流子复合区域，它具有10nm或更厚的厚度是本发明所希望的。
同样，本发明涉及如图26A中所示的结构，其中提供在有机化合物层2603中的有，由空穴输运材料组成的空穴输运区域2605，由电子输运材料组成的电子输运区域2606，以及其中空穴输运材料和电子输运材料被混合在一起的混合区域2607，并且提供辉光的发光材料2608作为掺杂物加入混合区域2607。此外，虽然阳极2602被提供在衬底2601上，可以采用阴极2604提供在衬底上的反转结构。同样空穴注入区域和电子注入区域可被提供在电极和有机化合物层之间。
当发光材料2608加入混合区域2607时，发光材料2608俘获载流子，使得复合效率提高并且可以期望高发光效率。可以认为特征之一在于，可以由发光材料2608控制发光颜色。但在这种情况下，优选发光材料2608在包含在混合区域2607中的化合物之中激发能最低。
通过将发光区域尽可能远离两电极可防止能量传到电极材料时导致的猝灭。因此，掺杂发光材料的区域不是混合区域中的整个区域而可能是混合区域的一部分(特别是，中心部分)。
另外，本发明涉及如图26B中所示一结构，其中提供在有机化合物层2603中的有，由空穴输运材料组成的空穴输运区域2605，由电子输运材料组成的电子输运区域2606，以及其中空穴输运材料和电子输运材料被混合在一起的混合区域2607，并且阻挡材料2609被加入混合区域2607。此外，虽然阳极2602被提供在衬底2601上，可以采用其中阴极2604被配置在衬底上的反转结构。同样，空穴注入区域和电子注入区域可被提供在电极和有机化合物层之间。
当阻挡材料2609加入混合区域2607时，混合区域2607中载流子复合效率提高并且防止分子激子的弥散，使得可以期望高的发光效率。但在这种情况下，优选阻挡材料在包含在混合区域2607中的材料之中激发能级最高。
同样，由于阻挡材料在多数情况下起到阻挡空穴和电子之一的作用，当在整个混合区域中掺杂时它有时破坏该混合区域中的载流子平衡。因此，掺杂阻挡材料的区域不是混合区域中的整个区域而可能是混合区域的一部分(特别是，边界部分)。
此外，作为图26B中更为优选的实例，添加发光材料2608。即该构造形式包括与图26A中构造形式的组合。在阻挡材料2609具有空穴阻挡品质的情况下，通过在比添加发光材料2608的区域更靠近阴极的一侧添加空穴阻挡材料，如图26B所示，使发光材料2608有效发光。
同样，将本发明应用于三重光发射二极管可提供一种高功能的发光元件，该发光元件除具有基于来自三重激发态辉光的高强度的辉光和高发光效率，与文献8中公开的元件相比还具有长的使用寿命。
此外，由于与单重分子激子相比三重分子激子扩散长度大，优选地，阻挡材料包含在混合区域中。即参照图26B说明，能够将三重激发能转换为辉光的材料(下面称为“三重发光材料”)被用作发光材料2608并且同时添加阻挡材料2609是所希望的。
其后，适于制造的实例将在如图26A和26B所示的涉及添加发光材料的结构中描述。图27示出这种元件结构。
对于图27中所示元件，提供在包和空穴输运材料和电子输运材料的有机化合物层2703中的是，由空穴输运材料组成的空穴输运区域2705，由电子输运材料组成的电子输运区域2706，和其中中空穴输运材料和电子输运材料按一定比率混合在一起的混合区域2707，并且提供辉光的发光材料2708加入混合区域2707形成发光区域。虽然阳极2702被提供在衬底2701上，可以采用阴极2704提供在衬底上的反转结构。
此外，图28示出混合区域中空穴输运材料和电子输运材料的浓度比为x∶y的情况下的浓度分布。
在形成这种元件的情况下，空穴输运材料可在阳极侧接收和运载空穴而电子输运材料可在阴极侧接收和运载电子。另外，由于混合区域2707是双极特性的，空穴和电子都可往混合区域2707里移动。同样，归因于混合区域2707中的一定比例x∶y，制造是容易的。
在此，包含发光材料的发光区域形成在混合区域2707中是基本的。即在混合区域2707中加入发光材料防止载流子没有复合而穿过混合区域，并且同时使发光区域远离电极以防止由电极导致的猝灭。
因此，本发明提供一种包括一有机发光元件的发光器件，该发光元件包括阳极，阴极，和提供在阳极和阴极之间的有机化合物层，并且其中有机化合物层包括由空穴输运材料组成的空穴输运区域，由电子输运材料组成的电子输运区域，和提供在空穴输运区域和电子输运区域之间并按特定比例的包含空穴输运材料和电子输运材料的混合区域，以及提供在混合区域中并在其中添加适于提供辉光的发光材料的发光区域。
此外，与空穴输运材料和电子输运材料相比，优选发光材料的激发能是小的。这是为防止分子激子中的能量转移。
同样，对于图27中所示结构，由用于提高空穴填充品质的材料(下面称为“空穴注入材料”)组成的空穴注入区域可被插入阳极和有机化合物层之间。同样，由用于提高电子填充品质的材料(下面称为“电子注入材料”)组成的电子注入区域可被插入阴极和有机化合物层之间。另外，空穴注入区域和电子注入区域可都被插入。
在这种情况下，由于空穴注入材料或电子注入材料是一种用于降低从电极到有机化合物层载流子填充势垒的材料，它平稳了载流子从电极到有机化合物层的运动，因此在消除电荷积累方面是有效的。但是，为避免上述任何杂质层的形成，优选在各填充材料和有机化合物层之间无时间间隔地进行淀积。
同样，用于复合载流子的部分(当它变为双极特性时，基本上是位于中间的)取决于其混合比地基本上确定在混合区域中。因此，发光材料可在整个混合区域中添加(图29A)，但也可在混合区域的一部分中添加(图29B)。此外，图27中参考数字用来表示图29A和29B。
另外，本发明涉及如图30A中所示一结构，其中提供在有机化合物层2703中的有，由空穴输运材料组成的空穴输运区域2705，由电子输运材料组成的电子输运区域2706，和其中空穴输运材料和电子输运材料被混合在一起，并且发光材料被加入其中的混合区域2707，并且阻挡材料2709被加入混合区域2707。此外，虽然阳极2702被提供在衬底2701上，可以采用其中阴极2704被提供在衬底上的反转结构。同样，空穴注入区域和电子注入区域可被提供在电极和有机化合物层之间。
在这种情况下，优选阻挡材料在包含在混合区域2707中的材料之中激发能级为最大，并是一种具有阻挡载流子或防止分子激子弥散功能的材料。当阻挡材料2709被加入混合区域2707时，混合区域2707中的载流子复合效率被提高并且分子激子的弥撒可被防止，使得高发光效率是可期望的。但是，由于阻挡材料在多数情况下起到阻挡空穴和电子之一的作用，当在整个混合区域中添加时它有时破坏该混合区域中的载流子平衡。因此，添加阻挡材料的区域不是混合区域中的整个区域而是混合区域的一部分。
同样，通常对阻挡材料有效的是一种HOMO能级低，即能够阻挡空穴的材料。因此，如图30B所示，将阻挡材料加入阴极侧而不是加入发光材料2708的区域的方法是有用的。
另外，应用三重光发射材料作为加入这种元件结构的发光材料可以提供一种高功能发光元件，基于来自三重激发态的辉光，它除具有高强度的辉光和高发光效率外还具有长使用寿命。此外，由于与单重分子激子相比三重分子激子扩散长度大，优选阻挡材料包含在混合区域中。
于是，由于由空穴输运材料和电子输运材料组成的上述混合区域需要具有双极特性，优选混合区域中空穴输运材料的质量与空穴输运材料和电子输运材料的总质量的比为大于或等于10％和小于或等于90％。但是，可以相信取决于材料的组合，该比例的变化范围很大。
同样，由于由空穴输运材料和电子输运材料组成的混合区域包含一发光区域，即载流子复合区域，它需要具有一些厚度以便不允许载流子穿过。因此，混合区域具有10nm或更厚的厚度是所希望的。同样，应注意到成为双极特性的区域电阻高，上述厚度为100nm或更薄是所希望的。
一种比现有器件驱动电压更低和使用寿命更长的发光器件，可通过实践上述发明提供。另外，一种电气装置，它比现有技术中的装置功率消耗更低并且更耐用，可在使用这种发光器件制造时提供。
图1A和1B为示出空穴注入层作用的视图。
图2为示出浓度梯度的视图。
图3为示出浓度梯度的视图。
图4为示出浓度梯度的视图。
图5为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图6为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图7为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图8为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图9为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图10为示出一种有机发光元件的结构的视图。
图11为示出一种淀积设备的视图。
图12A和12B为示出一发光器件剖面构造的视图。
图13A和13B为示出一发光器件顶部表面构造和剖面构造的视图。
图14A至14C为示出一发光器件顶部表面构造和剖面构造的视图。
图15A和15B为示出一发光器件构造的视图。
图16A和16B为示出一发光器件构造的视图。
图17A至17F为示出电气装置具体实例的视图。
图18A和18B为示出电气装置具体实例的视图。
图19A和19B为示出能带图的视图。
图20A和20B为示出能带图的视图。
图21为示出有机化合物层状态的视图。
图22为示出一淀积设备的视图。
图23为示出形成杂质层的视图。
图24为示出有机发光元件的结构的视图。
图25为示出有机化合物层状态的视图。
图26A和26B为示出有机发光元件的结构的视图。
图27为示出有机发光元件的结构的视图。
图28为示出浓度分布的视图。
图29A和29B为示出有机发光元件的结构的视图。
图30A和30B为示出有机发光元件的结构的视图。
图31A和31B为示出一淀积设备的视图。
图32A和32B为示出一淀积设备的视图。
图33为示出有机发光元件的结构的视图。
图34为示出一发光器件剖面构造的视图。
图35为示出一发光器件剖面构造的视图。
图36A至36C为示出一发光器件构造形式的视图。
图37为示出电路结构的视图。
具体实施例方式
下面将说明本发明的实施例。此外，有机发光元件中的阳极和阴极中的至少一个可为充分透明以取出发光，而实施例将就其中透明的阳极被形成在衬底上并且光被从阳极取出的元件结构进行说明。实际上，其中光从阴极取出的结构，和其中从与衬底相对一侧取出光的结构都是可适用的。
首先，参照图5给出形成为具有空穴输运混合层的一种有机发光元件的实施例的解释。图5中示出一种结构，其中空穴输运混合层503，发光层504，电子输运层505，和阴极506被层叠在具有阳极502的衬底501上。此外，发光层504不被插入是可能的，但空穴输运混合层503或电子输运层505负责发光。空穴输运混合层503由空穴注入材料和空穴输运材料的混合物形成。
此外，如图2所示，由空穴注入材料和空穴输运材料组成的空穴输运混合层503被形成为具有浓度梯度。在这种情况下，当高绝缘材料例如氧化铝被用作空穴注入材料时，优选空穴注入材料具有陡的浓度梯度(快速减弱至阳极侧)。
其后，参照图6给出形成为电子输运混合层的一种有机发光元件的实施例的解释。图6中示出一种结构，其中空穴输运层603，发光层604，电子输运混合层605，和阴极606被层叠在具有阳极602的衬底601上。此外，发光层604不被插入是可能的，但电子输运混合层605或空穴输运层603负责发光。电子输运混合层605由电子注入材料和电子输运材料的混合物形成。
此外，如图3所示，由电子注入材料和电子输运材料组成的电子输运混合层605可被形成为具有浓度梯度。在这种情况下，当高绝缘材料例如氟化锂被用作电子注入材料时，优选电子注入材料具有陡的浓度梯度(快速减弱至阳极侧)。
其后，参照图7给出形成为具有双极特性混合层的一种有机发光元件的实施例的解释。图7中示出一种结构，其中空穴注入层703，双极特性的混合层704，电子注入层705，和阴极706被层叠在具有阳极702的衬底701上。双极特性的混合层704由空穴输运材料和电子输运材料的混合物形成。
此外，如图4所示，由空穴输运材料和电子输运材料组成的双极特性的混合层704可被形成为具有浓度梯度。
同样，如图24所示，通过将空穴输运区域2405的构成材料用于包含在混合区域2407中的空穴输运材料并将电子输运区域2406的构成材料用于包含在混合区域2407中的电子输运材料，可以将混合区域2407，空穴输运区域2405和电子输运区域2406依次接合。在这种情况下有一优点，两种化合物(空穴输运材料和电子输运材料)可起到现有技术中包括空穴输运区域，发光区域，和电子输运区域的三层的作用。此外，虽然未在图24中示出，空穴注入层可插入阳极2402和空穴输运区域2405之间，而电子注入层可插入阴极2404和电子输运区域2406之间。
实施这种元件结构以防止形成杂质层。在这种情况下，有机发光元件的制造工艺是重要的。在此，将描述一种适于制造这种元件结构的方法的实例。
图31A和31B为示出淀积设备的概念性视图。图31A示出设备的顶视图。淀积设备为单室类型，其中单一的真空室3110作为淀积室安装，而多个淀积源提供在真空容器中。分别安放在多个淀积源中的是具有不同功能的各种材料，例如空穴注入材料，空穴输运材料，电子输运材料，电子注入材料，阻挡材料，发光材料和阴极的构成材料。
在这种具有淀积室的淀积设备中，带有阳极(ITO或类似材料)的衬底首先被运送到运送室，并且在阳极为例如ITO的氧化物的情况下在预处理室中进行氧化(此外，虽然未在图31A中示出，安装一紫外线照射室用于清洗阳极表面是可能的)。另外，形成有机发光元件的所有材料在真空室3110中进行淀积。但是，阴极可在真空室3110中形成，或可为形成阴极提供一分开的淀积室。总之，在单一真空室3110中实现淀积直到形成阴极是足够的。最后，在密封室进行密封并经载运室从运送室中取出后得到有机发光元件。
参照图31B(真空室3110剖面图)将给出利用这种单室类型的淀积设备制造本发明有机发光元件的步骤的解释。为说明简单起见，图31B示出利用具有两个淀积源(有机化合物淀积源a3118和有机化合物淀积源b3119)的真空室3110，形成包括空穴输运材料3116和电子输运材料3117的有机化合物层的步骤。
首先，带有阳极3102的衬底3101被装入真空室3110并被固定在固定基座3111上(在淀积过程中衬底通常旋转)。随后，在真空室3110减压(优选10-4Pa或更低)后，加热容器a3112以蒸发空穴输运材料3116并且在达到预定的淀积速率(单位[nm/s])后，打开挡板a3114开始淀积。同时，也加热容器b3113而挡板b3115关闭。
其后，在挡板a3114打开的情况下，打开挡板b3115允许电子输运材料3117进行共淀积(图31B示出的状态)并迟于空穴输运区域3103形成混合区域3104。该操作避免在空穴输运区域3103和混合区域3104之间混合杂质层。
另外，为了形成电子输运区域，在挡板b3115打开的情况下，关闭挡板a3114停止加热容器a3112。该操作避免在混合区域3104和电子输运区域之间形成杂质层。
另外，有一种在图26A示出的混合区域2607中掺杂发光材料以产生相同发光的方法。在这种情况下，需要作为掺杂物的发光材料具有的激发能比包含在混合区域2607中的空穴输运材料的和电子输运材料的低。
在将掺杂发光材料的情况下，为了防止形成杂质，制造有机发光元件的工艺是重要的。制造步骤将在下面描述。
图32A为示出单室类型淀积设备的顶视图，其中真空室3210作为淀积室安装，而多个淀积源提供在真空室中。分别安放在多个淀积源中的是具有不同功能的各种材料，例如包括空穴注入材料，空穴输运材料，电子输运材料，电子注入材料，阻挡材料，发光材料，阴极的构成材料。
在具有这种淀积室的淀积设备中，带有阳极(ITO或类似材料)的衬底被首先装入运送室，并且在阳极为例如ITO的氧化物的情况下在预处理室中进行氧化(此外，虽然未在图32A中示出，提供一紫外线照射室用于清洗阳极表面是可能的)。另外，形成有机发光元件的所有材料在真空室3210中进行淀积。但是，阴极可在真空室3210中形成，或可为形成阴极提供一分开的淀积室。总之，在单一真空室3210中实现淀积直到形成阴极是足够的。最后，在密封室进行密封并经载运室从运送室中取出后得到有机发光元件。
参照图32B(真空室3210剖面图)将给出利用这种单室类型的淀积设备制造本发明有机发光元件的步骤的解释。图32B示出，作为最简单的实例，利用具有三个淀积源(有机化合物淀积源a3216，有机化合物淀积源b3217，和有机化合物淀积源c3218)的真空室3210，形成包括空穴输运材料3221，电子输运材料3222和发光材料3223的有机化合物层的步骤。
首先，带有阳极3202的衬底3201被装入真空室3210并被固定在固定基座3211上(在淀积过程中衬底通常旋转)。随后，在真空室3210减压(优选10-4Pa或更低)后，加热容器a3212以蒸发空穴输运材料3221并且在达到预定的淀积速率(单位[nm/s])后，打开挡板a3214开始淀积。同时，也加热容器b3213而挡板b3215关闭。
其后，在挡板a3214打开的情况下，打开挡板b3215允许电子输运材料3222进行共淀积以在空穴输运区域3203之后形成混合区域3204。该操作避免在空穴输运区域3203和混合区域3204之间混合杂质层。在此，在形成混合区域3204的过程中添加非常少量的发光材料3223(图32B所示状态)。
另外，为了形成电子输运区域，在挡板b3215打开的情况下，关闭挡板a3214停止加热容器a3212。该操作避免在混合区域3204和电子输运区域之间形成杂质层。
就解决问题的措施而言，应用该步骤使得制造前面所述所有有机发光元件成为可能。例如，在将阻挡材料加入混合区域3204的情况下，如图32B所示安装用于淀积阻挡材料的淀积源并在形成混合区域的过程中蒸发该材料就足够了。
同样，在形成空穴注入区域或电子注入区域的情况下，在同一真空器3210中安装用于各填充材料的淀积源就足够了。例如在图32B中，在通过淀积在阳极3202和空穴输运区域3203之间提供空穴注入区域的情况下，通过与空穴注入材料淀积在阳极3202上的时刻无时间间隔地蒸发空穴输运材料3221，可以避免形成杂质层。
此外，由于可以在上述混合区域中形成浓度梯度，参考一种形成浓度梯度示范性的方法。在此，所述是由于电阻加热可用真空淀积进行淀积的情况。就形成浓度梯度的方法而言，在材料的蒸发温度和淀积速率(通常，单位为nm/s)建立相互关系的情况下，借助温度控制来控制淀积速率是可能的。但是，特别是使用颗粒形式的有机材料通常热传导性较差，用温度控制易于产生不均匀性。因此，优选在分开的淀积源中准备两种用于形成浓度梯度的材料，并利用挡板进行淀积速率控制(用晶体振荡器监测薄膜厚度)。图11示出这种构造形式。
在图11中，将给出形成作为图24所示元件结构的浓度梯度的解释。因此，图24中所用参考数字用来表示图11。首先，带有阳极1102的衬底1101被装入薄膜形成室1110并固定在固定基座1111上(在淀积过程中衬底通常旋转)。
随后，加热安放空穴输运材料1116的样品室a1112并且打开挡板a1114，导致淀积由空穴输运材料1116组成的空穴输运区域2405。同时，也同时加热安放电子输运材料1117的样品室b1113而关闭挡板b1115。
在空穴输运区域2405达到预定的薄膜厚度后，逐渐关闭挡板a1114并同时逐渐打开挡板b1115。这时打开和关闭的速度形成了混合区域2407的浓度梯度。打开和关闭的速度可被设定，使得当挡板a1114完全关闭时，混合区域2407达到预定的薄膜厚度，而电子输运材料1117达到预定的淀积速率(淀积电子输运区域2406时的速率)。其后，挡板b1115保持打开形成电子输运区域2406，由此在图24所示元件结构中形成的元件具有浓度梯度是可能的。
此外，这种方法可全部适用于在除图24所示结构外的其它元件结构中形成浓度梯度的情况。同样，在发光材料被加入双极特性混合层或混合区域的情况下，在图11中多增加一个淀积源并仅在掺杂的时间周期内打开用于掺杂物淀积源的挡板就足够了。
但是，用于形成浓度梯度的措施不限于上面的方法。
于是，上述几种实施例可组合使用。例如，空穴输运混合层，电子输运混合层和双极特性混合层组合施加。为此的实例在图8中示出。
在图8所示的元件结构中，层叠在具有阳极802的衬底801上的是，由空穴注入材料811和空穴输运材料812组成的空穴输运混合层803，由空穴输运材料812和电子输运材料813组成的双极特性混合层804，由电子输运材料813和电子注入材料814组成的电子输运混合层805，以及阴极806。
此外，对于本实施例，其中掺杂少量发光材料815的发光区域807提供在双极特性混合层804中。同样，图形810所示浓度梯度形成在各层中。此外，图19B为示出在形成这种浓度梯度的情况下所期望的能带图的示意图。
对于该元件结构，三层结构(图19B)包含现有技术中由空穴注入层，空穴输运层，电子输运层和电子注入层组成的四层结构(图19A)。此外，如图19B所示，在各混合层中仅存在平缓的能量势垒，并且各混合层由有利于载流子运动的空穴输运材料812和电子输运材料813依次连接。
随后，将给出一种实施例的解释，该实施例是，其中各混合层以上面的方式组合的元件被应用于三重光发射二极管的情况。通常，三重光发射二极管的基本结构是如文献8中提出的图9中所示的结构。即该结构由衬底901，阳极902，空穴输运层903，通过在基质材料中掺杂三重光发射材料形成的发光层904，阻挡层905，电子输运层906，和阴极907组成。阻挡层905由阻挡材料制成，并阻挡空穴以提高发光层904中载流子的复合效率和用来防止在发光层904中产生的分子激子散射。同样，该层同样是用于运载电子的材料。
在图9所示元件结构中，通过提供空穴注入层和电子注入层可进一步提高发光效率。但是，在图9所示五层结构中加入一层或多层，导致界面数目的增加。于是，适用本发明。
即，提供这些措施，其中图9中的空穴输运层903被制成由空穴注入材料和空穴输运材料组成的空穴输运混合层，发光层904被制成由由空穴输运材料和发光层基质材料组成的双极特性混合层，以及电子输运层906被制成由电子输运材料和电子注入材料组成的电子输运混合层。三重光发射材料可掺入存在发光层基质材料的部分。同样，如图2至4所示在各混合层中形成浓度梯度是有效的。
此外，当阻挡层905以图9中单层形式使用时，在本发明的实践中它可以与发光层的基质材料混合(即可形成阻挡混合层)。但是，从防止分子激子弥撒的观点看，优选形成浓度梯度使得阻挡材料在阴极一侧浓度高。
考虑到上面所述，图10示出实施例的一实例，其中组合各混合层的元件被应用于三重光发射二极管。更为特别地，层叠在带有阳极1002的衬底1001上的是，由空穴注入材料1011和空穴输运材料1012组成的空穴输运混合层1003，由空穴输运材料1012和基质材料1013组成的双极特性混合层1004，由基质材料1013和阻挡材料1014组成的阻挡混合层1005，由阻挡材料1014(在这种情况下同样用作电子输运材料)和电子注入材料1015组成的电子输运混合层1006，以及阴极1007。形成在各层中的浓度梯度如图形1010所示。
此外，由于实施例包括一三重光发射二极管，提供有其中掺杂少量三重光发射材料1016的发光区域1008。发光区域1008优选排列在如图10所示基质材料1013浓度高的区域中。同样，图20B为示出在形成如图形1010所示浓度梯度的情况下所期望的能带图的示意图。
对于该元件结构，四层结构(图20B)包含现有技术中由空穴注入层，空穴输运层，发光层，阻挡层(同样用作电子输运层)，和电子注入层组成的五层结构(图20A)。此外，如图20B所示，在各混合层中仅存在平缓的能量势垒，并且各混合层由有利于载流子运动的空穴输运材料1012，基质材料1013和阻挡材料1014(同样用作电子输运材料)依次连接。
最后，下面列举的是适于作为构成材料，例如空穴注入材料，空穴输运材料，电子输运材料，电子注入材料，阻挡材料，发光材料和阴极，的材料。但是，用于本发明有机发光元件的材料不限于上述材料。
作为空穴注入材料，有机化合物中的基于卟啉的化合物是有效的，并且包括酞菁(缩写；H2Pc)，铜酞菁(缩写；CuPc)等。同样，有通过向导电高分子化合物施加化学掺杂得到的材料，并包括用聚磺化苯乙烯(polystyrene sulfonate，缩写；PSS)掺杂的聚二羟基噻吩乙烯(polyethylene dioxythiophene，缩写；PEDOT)，聚苯胺(polyaniline，缩写；PAni)，聚乙烯咔唑(缩写；PVK)等。同样，作为绝缘体的高分子化合物对阳极平整是有效的，并且经常使用聚酰亚胺(缩写；PI)。另外，使用无机化合物，并且包括铝氧化物(氧化铝)超薄膜以及金，铂等类似金属的薄金属膜。
最广泛用作空穴输运材料的是基于芳香胺的(aromatic amine-based)化合物(即具有苯环氮偶联(benzene ring-nitrogen coupling)的化合物)。广泛使用的材料包括，除前面所述的TPD，其衍生物，即4，4′-双[N-1-萘基-N-苯基氨基]联苯(4，4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]-biphenyl，缩写；α-NPD)，和星星闪光型(star-bursttype)芳香胺化合物例如4，4′，4″-三(N，N-联苯基氨基)三苯胺(4，4′，4″-tris(N，N-diphenyl-amino)-triphenylamine，缩写；TDATA)，4，4′，4″-三[N-3-甲基苯基-N-苯基氨基]三苯胺(4，4′，4″-tris[N，(3-methylphenyl)-N-phenyl-amino]-triphenylamine，缩写；MTDATA)以及类似的化合物。
金属络合物经常被用作电子输运材料，除前面所述Alq3外，还包括喹啉骨架或苯并喹啉骨架金属络合物，例如三(4-甲基-8-羟基喹啉基)铝(tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminium，缩写；Al(mq3))，双(10-羟苯基并喹啉基)铍(bis(10-hydrexybenzo[h]-quinolinato)beryllium，缩写；Be(Bq)3)，以及混合配位络合物例如双(2-甲基-8-羟基喹啉基-(4-苯基酚盐)铝(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-(4-phenylphenolate)-aluminium，缩写；BAlq)等类似的络合物。同样，金属络合物中具有基于噻唑的配位体和基于唑的配位体的络合物，例如双[2-(2-羟苯基)苯并唑基]锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzoxazolato]zinc，缩写；Zn(BOX)2)，双[2-(2-羟苯基)苯并噻唑基]锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)-benzothiazolato]zinc，缩写；Zn(BTZ)2)等类似的络合物。另外，除金属络合物，有二唑衍生物例如2-4-联苯基-5-4-叔丁基苯基-1，3，4-二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole，缩写；PBD)，1，3-双[5-(p-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑-2-偶酰]苯(1，3-bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1，3，4-oxadiazole-2-il]benzene，缩写；OXD-7)等类似的衍生物，三唑衍生物例如5-4-联苯基-3-4-叔丁基苯基-4-苯基-1，2，4-三唑(5-(4-biphenylyl)-3-(4-tert-butylphenyl)-4-phenyl-1，2，4-triazole，缩写；TAZ)，5-4-联苯基-3-4-叔丁基苯基-4-4-乙基苯基-1，2，4-三唑(5-(4-biphenylyl)-3-(4-tert-butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl-1，2，4-triazole)(缩写；p-EtTAZ)等类似的衍生物，以及菲咯啉衍生物例如红菲绕啉(bathophenanthroline，缩写；BPhen)，浴铜灵(bathocuproine，缩写，BCP)等类似衍生物，这些衍生物具有电子输运性质。
上述电子输运材料可被用作电子注入材料。此外，经常使用由碱金属卤化物例如氟化锂等类似化合物，碱金属氧化物例如氧化锂等类似化合物制成的绝缘体超薄膜。同样，碱金属络合物例如乙酰丙酮锂(lithum acetylacetonate，缩写，Li(acac))，8-羟基喹啉基锂(8-quinolinolato-lithium，缩写；Liq)等类似络合物是便于使用的。
作为阻挡材料，因为它们的激发能级高，上述BAlq，OXD-7，TAZ，p-EtTAZ，BPhen，BCP等是便于使用的。
作为发光材料(包括用作掺杂物的材料)，各种荧光染料以及上述的金属络合物例如Alq3，Al(mq)3，Be(Bq)2，BAlq，Zn(BOX)2，Zn(BTZ)2等是便于使用的。同样，主要由其中心金属为铂或铱的络合物组成的三重光发射材料是便于使用的。已知作为三重光发射材料的是三2-苯基吡啶铱(tris(2-phenylpyridine)iridium，缩写；Ir(ppy)3)，2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基-21H，23H-卟啉铂(2，3，7，8，12，13，17，18-octaethyl-21H，23H-porphyrin-platinum，缩写；PtOEP)等。
通过分别组合具有相应功能的上述材料，并将这些材料应用于本发明的有机发光元件，制造比现有元件驱动电压更低和寿命更长的有机发光元件是可能的。
在本实施例中，具体说明一应用图5所示空穴输运混合层的元件。
首先，用溅射将铟锡氧化物(下面称为“ITO”)淀积在玻璃衬底501上至膜厚约100nm以提供阳极502。随后，作为空穴注入材料的CuPc，以及作为空穴输运材料的α-NPD以淀积速率比1∶1进行共淀积以形成膜厚为50nm的空穴输运混合层503。
另外，通过在Alq3上掺杂5wt％的红萤烯得到的层被层叠至膜厚为10nm以提供发光层504。最后，Alq3被淀积至膜厚为40nm以提供电子输运层505，并且Al∶Li合金(Li的质量比为0.5wt％)被淀积至膜厚约150nm以提供阴极506，使得制造由红萤烯产生黄色光的有机发光元件成为可能。
在本实施例中，具体说明一应用图6所示电子输运混合层的元件。
首先，用溅射将ITO淀积在玻璃衬底601上至膜厚约100nm以提供阳极602。随后，作为空穴输运材料的α-NPD被淀积至膜厚为50nm以由此形成空穴输运层603。
另外，二萘嵌苯(perylene)被层叠至膜厚为10nm以提供一发光层604，然后作为电子输运材料的BPhen，和作为电子注入材料的Alq3以淀积速率比1∶1进行共淀积以形成膜厚为40nm的电子输运混合层605。最后，Al∶Li合金(Li的质量比为0.5wt％)被淀积至膜厚约150nm以提供阴极606，使得制造由二萘嵌苯产生蓝色光的有机发光元件成为可能。
在本实施例中，具体说明一有机发光元件，通过在图24所示有机发光元件中的阳极2402和有机化合物层2403之间插入一由空穴注入材料组成的空穴注入区域得到该元件。
首先，准备一玻璃衬底2401，用溅射将ITO淀积在该玻璃衬底上至膜厚约100nm形成阳极2402。带有阳极2402的玻璃衬底2401被装入如图31A和31B所示的真空室中。在该实施例中，淀积四种材料(其中三种是有机化合物以及一种是形成阴极的金属)，因此需要四个淀积源。
首先，淀积作为空穴注入材料的CuPc至膜厚20nm，并且与达到膜厚20nm并且停止淀积CuPc时的时刻没有时间间隔地，以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为空穴输运材料的α-NPD。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
在形成仅由α-NPD组成的空穴输运层2405具有膜厚30nm后，开始以淀积速率0.3nm/sec淀积作为电子输运材料的Alq3，而α-NPD的淀积速率保持固定在0.3nm/sec。即通过共淀积形成α-NPD和Alq3的比例为1∶1的混合区域2407。
在混合区域2407达到膜厚30nm后，停止α-NPD的淀积而仅继续淀积Alq3形成膜厚将为40nm的电子输运区域2406。最后，Al∶Li合金被淀积至膜厚约150nm作为阴极以得到由Alq3产生绿色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明一有机发光元件，通过在图29A所示有机发光元件中的阳极2702和有机化合物层2703之间插入一由空穴注入材料组成的空穴注入区域得到该元件。
首先，准备一玻璃衬底2701，用溅射将ITO淀积在该玻璃衬底上至膜厚约100nm形成阳极2702。带有阳极2702的玻璃衬底2701被装入如图32A和32B所示的真空室中。在该实施例中，淀积五种材料(其中四种是有机化合物以及一种是形成阴极的金属)，因此需要五个淀积源。
首先，淀积作为空穴注入材料的CuPc至膜厚20nm，并且与达到膜厚20nm并且停止淀积CuPc时的时刻没有时间间隔地，以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为空穴输运材料的α-NPD。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
在形成仅由α-NPD组成的空穴输运层2705至膜厚为30nm后，以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为电子输运材料的Alq3，而α-NPD的淀积速率保持固定在0.3nm/sec。即通过共淀积形成α-NPD和Alq3的比例为1∶1的混合区域2707。同时，添加荧光染料(4-二氰亚甲基-2-甲基-6-(p-双甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran，缩写；DCM)作为发光材料2708。控制淀积速率以实现比例α-NPD∶Alq3∶DCM＝50∶50∶1。
在混合区域2707达到膜厚30nm后，α-NPD和DCM的淀积停止，而只有Alq3继续淀积以形成膜厚为40nm的电子输运区域2706。最后，Al∶Li合金被淀积至膜厚约150nm作为阴极以得到由DCM产生红色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明图29B示出的有机发光元件。
首先，准备一玻璃衬底2701，用溅射将ITO淀积在该玻璃衬底上至膜厚约100nm形成阳极2702。带有阳极2702的玻璃衬底2701被装入图32A和32B所示的真空器中。在该实施例中，淀积四种材料(其中三种是有机化合物以及一种是形成阴极的金属)，因此需要四个淀积源。
在形成仅由作为空穴输运材料的α-NPD组成的空穴输运层2705至膜厚为40nm后，以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为电子输运材料的Alq3，而α-NPD的淀积速率保持固定在0.3nm/sec。即通过共淀积形成α-NPD和Alq3的比例为1∶1的混合区域2707。
混合区域2707形成为具有膜厚30nm后，此时在混合区域2707中膜厚为10nm的中间区域(即膜厚30nm的混合区域2707中10nm至20nm的部分)用荧光染料(4-二氰亚甲基-2-甲基-6-(p-双甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(缩写；DCM)作为发光材料2708以1wt％的比例进行掺杂。
在混合区域2707达到膜厚30nm后，α-NPD的淀积停止，而只有Alq3继续淀积以形成膜厚为40nm的电子输运区域2706。最后，Al∶Li合金被淀积至膜厚约150nm作为阴极以得到由DCM产生红色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明通过向已应用图29B所示混合区域的元件施加浓度梯度得到的元件。此外，为了形成浓度梯度，图11所示设备被用于制造该元件。在本实施例中，空穴输运材料，电子输运材料和发光材料需要三个淀积源。
首先，用溅射将ITO淀积在玻璃衬底2601上至膜厚具有20nm膜厚约100nm形成阳极2602。随后，淀积作为空穴输运材料的α-NPD至膜厚40nm形成空穴输运区域2605。
另外，如就该实施例所述，通过逐渐打开电子输运材料(在本实施例中为Alq3)淀积源的挡板同时逐渐关闭空穴输运材料(α-NPD)淀积源的挡板，淀积由α-NPD和Alq3组成的并具有浓度梯度的混合区域2607至膜厚20nm。此时，20nm厚度的混合区域2607中的10nm中间区域用红萤烯作为发光材料2608以5wt％的比例进行掺杂。
在混合区域达到20nm的膜厚后，在只有电子输运材料(Alq3)淀积源的挡板是打开的状态下形成由Alq3组成的电子输运区域2606。最后，Al∶Li合金(Li按重量计为0.5wt％)被淀积至膜厚约150nm作为阴极2604以得到由红萤烯产生黄色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明一有机发光元件，该元件通过在图26B所示有机发光元件中，在阳极2602和有机化合物层2603之间插入一由空穴注入材料组成的空穴注入区域，以及在阴极2604和有机化合物层2603之间插入一由电子注入材料组成电子注入区域得到。
首先，准备一玻璃衬底2601，用溅射将ITO淀积在该玻璃衬底上至膜厚约100nm形成阳极2602。带有阳极2602的玻璃衬底2601被装入如图31A和31B所示的真空室中。在该实施例中，淀积七种材料(其中六种是有机化合物以及一种是形成阴极的金属)，因此需要七个淀积源。
首先，淀积作为空穴注入材料的CuPc至膜厚20nm，并且与达到膜厚20nm和停止淀积CuPc时的时刻没有时间间隔地，开始以淀积速率0.2nm/sec淀积作为空穴输运材料的TPD。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
在形成仅由TPD组成的空穴输运层2605至膜厚30nm后，同样以淀积速率0.8nm/sec开始淀积作为电子输运材料的BeBq2，而TPD的淀积速率保持固定在0.2nm/sec。即通过共淀积形成TPD和BeBq2的比例为1∶4的混合区域2607。
混合区域2607形成为具有膜厚30nm后，此时在混合区域2607中10nm的中间区域(即30nm的混合区域2607中10nm至20nm的部分)用作为荧光染料的红萤烯作为发光材料2608以5wt％比例进行掺杂。同样，混合区域2607中10nm的最后区域(即30nm的混合区域中20nm至30nm的部分)用BCP掺杂作为阻挡材料2609。在用BCP掺杂时各种材料的淀积速率为TDP∶BeBq2∶BCP＝1∶4∶3[nm/s]。
在混合区域2607达到膜厚30nm后，TPD和BCP的淀积停止，而只有BeBq2继续被淀积形成膜厚为40nm的电子输运区域2606。与停止BeBq2的淀积时的时刻没有时间间隔地，开始淀积作为电子注入材料的Li(acac)至膜厚约2nm。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
最后，淀积铝至膜厚约150nm作为阴极以得到由红萤烯产生黄色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明图30B示出的有机发光元件。
首先，准备一玻璃衬底2701，用溅射将ITO淀积在该玻璃衬底上至约100nm形成阳极2702。带有阳极2702的玻璃衬底2701被装入如图32A和32B所示的真空器中。在该实施例中，淀积五种材料(其中四种是有机化合物以及一种是形成阴极的金属)，因此需要五个淀积源。
在形成仅由作为空穴输运材料的MTDATA组成的空穴输运层2705至膜厚为40nm后，以淀积速率0.3nm/see开始淀积作为电子输运材料的PBD，而MTDATA的淀积速率保持固定在0.3nm/sec。即通过共淀积形成MTDATA和PBD的比例为1∶1的混合区域2707。
混合区域2707形成为具有膜厚30nm后，此时作为荧光染料的二萘嵌苯加入混合区域2707中10nm的中间区域(即30nm的混合区域2707中10nm至20nm的部分)用作为发光材料2708，控制淀积速率使得这种添加的比例为MTDATA∶PBD∶二萘嵌苯＝4∶16∶1。同样，BCP被加入混合区域2707中的最后10nm区域(即30nm混合区域中20nm至30nm的部分)作为阻挡材料2709，比例为MTDATA∶PBD∶BCP＝1∶4∶5。
在混合区域达到膜厚30nm后，MTDATA和BCP的淀积停止，而只有PBD继续淀积以形成膜厚40nm的电子输运区域2706。最后，Al∶Li合金被淀积至约150nm作为阴极以得到由二萘嵌苯产生蓝色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明图8所示空穴输运混合层，双极特性混合层，和电子输运混合层被组合并应用其上的一元件。此外，为了在本实施例中形成浓度梯度(图8中图形810)，使用图11中所示带有挡板的淀积源。
首先，用溅射将ITO淀积在玻璃衬底801上至约100nm形成阳极802。随后，淀积由作为空穴注入材料811的CuPC和作为空穴输运材料812的α-NPD组成的空穴输运混合层803至40nm。此时，通过打开和关闭挡板形成图形810所示浓度梯度。
此时，通过在逐渐关闭α-NPD淀积源的挡板的同时逐渐打开作为电子输运材料813的Alq3淀积源的挡板，淀积具有浓度梯度的双极特性混合层804至20nm。此时，在20nm的双极特性混合层804中10nm的中间区域807用(4-二氰亚甲基-2-甲基-6-(p-双甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(缩写；DCM)作为发光材料815以1wt％的比例进行掺杂。
在双极特性混合层804达到20nm厚度后，在只有Alq3的挡板打开的状态下淀积Alq3至35nm。通过在最后5nm区域中逐渐关闭Alq3淀积源的挡板的同时逐渐打开作为电子注入材料814的Li(acac)淀积源的挡板，形成总计为40nm的电子输运混合层805。即，Li(acac)的浓度梯度设定为是陡的(虽然图形810中示出电子注入材料814的斜度恒定，本实施例的最后部分急剧升高)。
最后，铝被淀积作为阴极806至约150nm以得到由DCM产生红色光的有机发光元件。
在本实施例中，具体说明一有机发光元件的实例，该元件通过在图29B中所示的有机发光元件中，在阳极2702和有机化合物层2703之间插入由空穴注入材料组成的空穴注入区域，在阴极2704和有机化合物层之间插入由电子注入材料组成的电子注入区域，并施加三重光发射材料作为发光材料得到。这种元件结构在图33中示出。
首先，准备一玻璃衬底，用溅射将ITO淀积在玻璃衬底上至约100nm形成ITO(阳极)。带有ITO的玻璃衬底被装入图32A和32B所示的真空室中。在该实施例中，淀积七种材料(其中五种是有机化合物以及两种是形成阴极的无机材料)，因此需要七个淀积源。
首先，淀积作为空穴注入材料的CuPc至20nm，并且与达到20nm和停止淀积CuPc时的时刻之间没有时间间隔地，以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为空穴输运材料的α-NPD。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
在形成仅由α-NPD组成的空穴输运层至30nm厚后，同样以淀积速率0.3nm/sec开始淀积作为电子输运材料的BAlq，而α-NPD的淀积速率保持固定在0.3nm/sec。即通过共淀积形成α-NPD和BAlq的比例为1∶1的混合区域(α-NPD+BAlq)。
混合区域被形成为具有厚度20nm，并且此时作为三重光发射材料的Ir(ppy)3加入混合区域中10nm的中间区域(即20nm混合区域中5nm至15nm的部分)作为发光材料。这种添加的比例为α-NPD∶BAlq∶Ir(ppy)3＝50∶50∶7。
在混合区域达到20nm厚度后，α-NPD和Ir(ppy)3的淀积停止，而只有BAlq继续淀积形成厚度为20nm的电子输运区域。与停止淀积BAlq时的时刻没有时间间隔地，开始淀积作为电子注入材料的Alq3至约30nm。没有这样时间间隔地开始淀积的原因是为防止形成上述的杂质层。
最后，LiF被淀积至约1nm并且铝被淀积至约150nm形成阴极并得到由Ir(ppy)3产生绿色光的三重光发射材料。
在本实施例中，具体说明一通过将本发明应用于图9所示三重光发射二极管得到的元件。元件结构在图10中示出。此外，为了在本实施例中形成浓度梯度(图10中图形1010)，使用图11中所示的带有挡板的淀积源。
首先，用溅射将ITO淀积到玻璃衬底1001上至约100nm形成阳极1002。随后，淀积由作为空穴注入材料1011的CuPc和作为空穴输运材料1012的α-NPD组成的空穴输运混合层1003至40nm。此时通过打开和关闭挡板形成如图形1010所示的浓度梯度。
接着，通过逐渐降低α-NPD的淀积速率并增加三重光发射材料的基质材料1013，4-4′-N，N-双咔唑联苯(4-4′-N，N′-dicarbazole-biphenyl)(下面称为“CBP”)的淀积速率，形成由α-NPD和CBP组成并具有浓度梯度的双极特性混合层1004至厚度20nm。此时，通过降低CBP的淀积速率并增加阻挡材料1014BCP的淀积速率，形成由CBP和BCP组成并具有浓度梯度的阻挡混合层1005。于是阻挡混合层的膜厚为10nm。
由于本实施例涉及一种三重光发射二极管，为三重光发射材料1016的三2-苯基吡啶铱(tris(2-phenylpyridine)iridium)(下面称为lr(ppy)3)，在形成双极特性混合层1004和阻挡混合层1005的过程中被掺杂。作为基质材料的CBP的浓度高的区域，即靠近双极特性混合层1004和阻挡混合层1005之间间界的区域最适合作为掺杂的区域1008。在本实施例中，间界附近±5nm的区域，即总计宽度为10nm的区域被制成达到6wt％掺杂的掺杂区域1008。
另外，电子输运混合层1006由电子输运能力高的BCP和Alq3组成。形成浓度梯度，使得随着远离阳极BCP浓度减少，而随着远离阳极Alq3浓度反而增加。即在这种情况下，BCP用作阻挡材料和电子输运材料，而Alq3用作电子注入材料1015。电子输运混合层1006具有40nm厚度。
最后，Al∶Li合金(Li按重量计为0.5wt％)被淀积至约150nm作为阴极1007，可以形成呈现由Ir(ppy)3产生绿色光的有机发光元件。
本实施例描述一种包括按照本发明的有机发光元件的发光器件。图12A为使用本发明的有机发光元件的有源矩阵发光器件的剖面图。在此使用薄膜晶体管(在下文称为TFT)作为有源元件，但有源元件可以是MOS晶体管。
所示作为实例的TFT为顶部栅极TFT(具体地说，平面型TFT)，但底部栅极TFT(典型为一反向交错(reverse stagger)TFT)可替代使用。
图12A中，1201表示衬底。在此使用的衬底可透过可见光。具体地，可以使用玻璃衬底，石英衬底，晶体玻璃衬底，或塑料衬底(包括塑料薄膜)。衬底1201指衬底加上形成在衬底表面上的绝缘膜。
在衬底1201上，提供了像素部分1211和驱动电路1212。首先描述像素部分1211。
像素部分1211是显示图像的区域。许多像素被设置在衬底上，并且每个像素配有一TFT 1202用于控制有机发光元件中的电流流动(在下文称为电流控制TFT)，一像素电极(阳极)1203，一有机化合物层1204，和一阴极1205。虽然在图12A中仅示出电流控制TFT，但每个像素有一TFT用于控制施加给电流控制TFT栅极的电压的TFT(在下文称为开关TFT)。
电流控制TFT 1202在此优选为一P沟道TFT。虽然n沟道TFT可替代使用，如果如图12A所示电流控制TFT与有机发光元件的阳极连接，p沟道TFT作为电流控制TFT在降低电流消耗方面更成功。注意，开关TFT可由n沟道TFT或p沟道TFT形成。
电流控制TFT 1202的漏极与像素电极1203电连接。在本实施例中，具有4.5-5.5eV功函数的导电材料被用作像素电极1203的材料，并因此，像素电极1203起有机发光元件阳极的作用。光透射材料，典型地，氧化铟，氧化锡，氧化锌，或这些的化合物(例如，ITO)，被用于像素电极1203。在像素电极1203上，形成有机化合物层1204。
在有机化合物层1204上，提供阴极1205。阴极1205的材料理想为功函数在2.5-3.5eV的导电材料。典型地，阴极1205由包含碱金属元素或碱土金属元素的导电膜，或由包括铝的导电膜，或由通过将铝或银膜在上述导电膜之一上成层得到的叠层，形成。
由像素电极1203，有机化合物层1204，和阴极1205组成的层被覆以保护膜1206。提供保护膜1206以保护有机发光元件免于氧和湿气。可用作保护膜1206的材料包括氮化硅，氮氧化硅，氧化铝，氧化钽，和碳(具体地，类金刚石碳)。
下面，将描述驱动电路1212。驱动电路1212是用于控制将被送至像素部分1211的信号(门信号和数据信号)的定时的区域，并配有移位寄存器，缓存器，和锁存器，以及模拟开关(传输门)或电平移动器。图12A中，这些电路的基本单元是由n沟道TFT 1207和p沟道TFT 1208组成的CMOS电路。
已知的电路结构可被应用于移位寄存器，缓存器，锁存器和模拟开关或电平移动器。虽然在图12A中像素部分1211和驱动电路1212提供在同一衬底上，但IC或LSI可与衬底电连接，替代将驱动电路1212设置在衬底上。
图12A中像素电极(阳极)1203与电流控制TFT 1202电连接，但阴极可以代替与电流控制TFT连接。在这种情况下，像素电极由阴极1205的材料形成而阴极由像素电极(阳极)1203的材料形成。在这种情况下电流控制TFT优选为n沟道TFT。
借助在形成布线线条1209之前形成像素电极1203的工艺，制造图12A中所示发光元件。但是，该工艺可能使像素电极1203的表面变粗糙。因为它是一电流驱动型元件，像素电极1203粗糙的表面可能降低有机发光元件的性能。
在形成布线线条1209后形成像素电极1203以得到图12B中所示发光器件。在这种情况下，与图12A的结构相比，电流从像素电极1203的注入可被改善。
在图12A和12B中，正向锥形的触排结构(forward-tapered bankstructure)1210将设置在像素部分1211中的像素相互分开。如果该触排结构是反向锥形的，可以避免触排结构与像素电极之间的接触。其实例在图34中示出。
在图34中，布线线条同样起分隔部分的作用，形成布线线条和分隔部分3410。通过将构成布线线条的金属和刻蚀速率比金属低的材料(例如，金属氮化物)成层并随后刻蚀该叠层，得到图34中所示布线线条和分隔部分3410的形状(即，带檐的结构)。该形状可以防止阴极3405和像素电极3403或布线线条之间的短路。与通常的有源矩阵发光器件不同，图34的器件中像素上的阴极3405是条纹的(类似于无源矩阵器件中的阴极)。
图13(a)和13(b)示出图12B中图示的有源矩阵发光器件的外部。图13A是其顶视图而图13B是沿图13A线P-P′的剖面图。图12A和12B中的符号用在图13A和13B中。
图13A中，1301表示像素部分，1302表示门信号侧驱动电路，而1303表示数据信号侧驱动电路。发送至门信号侧驱动电路1302和数据信号侧驱动电路1303的信号从TAB(条带自动键合)带1305经输入布线线条1304输入。虽然未在附图中示出，TAB带1305可由通过给TAB带配置IC(集成电路)得到的TCP(条带载体封装)取代。
由1306表示的是提供在图12B所示发光元件上部，并与由树脂形成的密封件1307结合的覆盖件。覆盖件1306可为只要不透过氧和水的任何材料。在本实施例中，如图13B所示，覆盖件1306由塑料件1306a和分别形成在塑料件1306a前部和后部上的碳膜(具体地，类金刚石碳膜)1306b和1306c组成。
如图13B所示，密封件1307被由树脂制成的焊封件(sealingmember)1308所覆盖，使得有机发光元件完全密封在气密空间1309中。用不活泼气体(典型地，氮气或惰性气体)，树脂，或不活泼液体(例如，其典型实例为全氟链烷(perfluoro alkane)的液态碳氟化合物)填充气密空间1309。在该空间中放入吸附剂或脱氧剂同样是有效的。
一极化板可被提供在本实施例所示发光器件的显示面上(观众观看其上显示图像的面)。极化板具有一个减少外部入射光的反射以由此防止显示面示出观众的反射的效果。通常，采用一圆形极化板。但是，极化板优选具有通过调整折射率有较小内部反射的结构，以防止从有机化合物层发射的光在极化板处被反射并反向运动。
按照本发明的任何有机发光元件可被用作包括在本实施例发光器件中的有机发光元件。
本实施例示出一有源矩阵发光器件，作为包括按照本发明有机发光元件的发光器件的实例。与实施例12不同，在本实施例的发光器件中，光从其上形成有源元件的衬底的对边取出(在下文称为向上发射)。图35为其剖面图。
薄膜晶体管(在下文称为TFT)在此用作有源元件，但有源元件可为MOS晶体管。示为实例的TFT是顶部栅极TFT(具体地说，平面型TFT)，但底部栅极TFT(典型为一反向交错TFT)可替代使用。
本实施例的衬底3501，形成在像素部分中电流控制TFT 3502，和驱动电路3512与实施例12的具有相同的结构。
本实施例中与电流控制TFT 3502的漏极连接的第一电极3503用作阳极，并因此优选由具有大功函数的导电材料形成。导电材料典型的实例包括例如镍，钯，钨，金，和银的金属。在本实施例中，理想的第一电极3503不透光。更为理想的，电极是由高光反射的材料形成的。
有机化合物层3504形成在第一电极3503上。在本实施例中提供在有机化合物层3504上的是起阴极作用的第二电极3505。因此，第二电极3505的材料理想地为功函数在2.5-3.5eV的导电材料。典型地，使用包含碱金属元素或碱土金属元素的导电膜，或包含铝的导电膜，或通过将铝或银膜在上述导电膜之一上成层得到的叠层。由于在本实施例中使用向上发射发光器件，对于第二电极3505的材料，光透射是必不可少的。因此，当用作第二电极时，金属优选形成为厚度约20nm非常薄的膜。
由第一电极3503组成的层，有机化合物层3504，和第二电极3505被覆以保护膜3506。提供保护膜3506以保护有机发光元件免于接触氧和湿气。在本实施例中，只要它透光，任何材料都可用来作保护膜。
图35中，第一电极(阳极)3503与电流控制TFT 3502电连接，但阴极可以代替与电流控制TFT连接。在这种情况下，第一电极可由阴极的材料形成而第二电极可由阳极的材料形成。在这种情况下电流控制TFT优选为n沟道TFT。
3507表示一覆盖件并与由树脂形成的密封件3508结合。覆盖件3507可以是只要它透光但不透氧和水的任何材料。在本实施例中，使用玻璃。用不活泼气体(典型地，氮气或惰性气体)，树脂，或不活泼液体(例如，其典型实例为全氟链烷(perfluoro alkane)的液态碳氟化合物)填充气密空间3509。在该空间中放入吸附剂或脱氧剂同样是有效的。
发送至门信号侧驱动电路和数据信号侧驱动电路的信号从TAB(条带自动键合)带3514经输入布线线条3513输入。虽然在附图中未示出，TAB带3514可由通过给TAB带配置IC(集成电路)得到的TCP(条带载体封装)取代。
一极化板可被提供在本实施例所示发光器件的显示面上(观众观看其上显示图像的面)。极化板具有一个减少外部入射光的反射以由此防止显示面示出观众的反射的效果。通常，采用一圆形极化板。但是，极化板优选具有通过调整折射率有较小内部反射的结构，以防止从有机化合物层发射的光在极化板处被反射并反向运动。
按照本发明的任何有机发光元件可被用作包括在本实施例发光器件中的有机发光元件。
本实施例示出一无源矩阵发光器件，它作为包括在本发明中公开的有机发光元件的发光器件的实例。图14A是其顶视图而图14B是沿图14A线P-P′的剖面图。
在图14A中，1401在此表示由塑料材料形成的衬底。可以使用的塑料材料为聚酰亚胺，聚酰胺，丙烯酸树脂，环氧树脂，PES(polyethylene sulfile)，PC(聚碳酸酩)，PET(聚乙烯对苯二甲酸酯)，或PEN(polyethylene naphthalate)的板或膜。
1402表示由导电氧化物膜形成的扫描线(阳极)。在本实施例中，通过在氧化锌中掺杂氧化镓得到导电氧化物膜。在本实施例中1403表示由金属膜，铋膜形成的数据线(阴极)。1404表示由丙烯酸树脂形成的触排。触排用作将数据线1403相互分开的隔墙。多条扫描线1402和多条数据线1403分别形成为条形图案并且图案相互成直角交叉。虽然在图14A中未示出，有机化合物层被夹在扫描线1402和数据线1403之间而交点部分1405用作像素。
扫描线1402和数据线1403经TAB带1407与外部驱动电路连接。1408表示包括大量扫描线1402的一组布线线条。1409表示包括大量与数据线1403连接的连接布线线条1406的一组布线线条。虽然未示出，TAB带1407可由通过给TAB带配置IC(集成电路)得到的TCP取代。
图14B中，1410表示密封件，而1411表示借助密封件1410与塑料件1401结合的覆盖件。可光愈合(photo-curable)的树脂可用于密封件1410。密封件优选材料为允许少量气体渗漏并吸收少量湿气的材料。覆盖件优选由与衬底1401相同的材料制成，并可使用玻璃(包括石英玻璃)或塑料。在此，塑料材料用于覆盖件。
图14C为像素区域结构的放大视图。1413表示有机化合物层。触排1404的下层比上层窄，并且触排可将数据线1403物理上相互分开。被密封件1410包围的像素部分1414通过由树脂形成的焊封件1415与外部空气脱离以防止有机化合物层退化。
在如根据本发明上面所述构造的发光器件中，像素部分1414包括扫描线1402，数据线1403，触排1404，和有机化合物层1413。因此发光器件可通过非常简单的工艺制造。
一极化板可被提供在本实施例所示发光器件的显示面上(观众观看其上显示图像的面)。极化板具有一个减少外部入射光的反射以由此防止显示面示出观众的反射的效果。通常，采用一圆形极化板。但是，极化板优选具有通过调整折射率有较小内部反射的结构，以防止从有机化合物层发射的光在极化板处被反射并反向运动。
按照本发明的任何有机发光元件可被用作包括在本实施例发光器件中的有机发光元件。
本实施例示出将印刷线路板安装在实施例14中所示发光器件上以将器件制成一个模块的实例。
在图15A所示的一个模块中，TAB带1504被安装在衬底1501(在此包括像素部分1502和布线线条1503a和1503b)上，而印刷线路板1505经TAB带1504安装在衬底上。
图15B中示出印刷线路板1505的功能方框图。在印刷线路板1505内提供有用作至少I/O接口(输入或输出部分)1506和1509的IC，数据信号侧驱动电路1507，和门信号侧驱动电路1508。
在本说明书中，如上所述通过将TAB带安装在具有形成在其表面上的像素部分的衬底上，以及通过将用作驱动电路的印刷线路板经TAB带安装在衬底上构造的模块被特别命名为具有外部驱动电路的模块。
任何在本发明中公开的有机发光元件可用作本实施例发光器件中包括的有机发光元件。
本实施例示出将印刷线路板安装在实施例12，13，或14中所示发光器件上以将该器件制成一个模块的实例。
在图16A所示模块中，TAB带1605被安装在衬底1601(在此包括像素部分1602，数据信号侧驱动电路1603，门信号侧驱动电路1604，和布线线条1603a和1604a)上，并且印刷电路板1606经TAB带1605安装在衬底上。图16B中示出印刷电路板1606的功能方框图。
如图16B所示，在印刷电路板1606内提供有用作至少I/O接口1607和1610的IC，和控制单元1608。在此提供存储单元1609，但它不总是需要的。控制单元1608是具有控制驱动电路和修正图像数据功能的部分。
在本说明书中，如上所述通过将具有作为控制器功能的印刷电路板安装在在其上形成有机发光元件的衬底上构造的模块被特别命名为具有外部控制器的模块。
任何在本发明中公开的有机发光元件可用作本实施例发光器件中包括的有机发光元件。
本实施例示出一发光器件的实例，其中实施例10和11中示出的三重发光二极管根据数字时间灰度级显示驱动。本实施例的发光器件通过使用从三重激发状态的发光可在数字时间灰度级显示中提供均匀图像，并因此非常有用。
图36A示出使用有机发光元件的像素的电路结构。Tr代表晶体管而Cs代表存储电容器。在本电路中，当栅极线被选择时，电流从源极线流入Tr1同时对应于信号的电压在Cs中积累。然后由Tr2的栅-源电压(Vgs)控制的电流流入Tr2和有机发光元件。
在当Tr1被选择后，Tr1被断开以保持Cs的电压(Vgs)。因此，电流以一个与Vgs有关的量继续流动。
图36B示出根据数字时间灰度级显示驱动本电路的略图。在数字时间灰度级显示中，一个帧被分为多于一个的子帧。图36B示出其中一个帧被分为六个子帧的六位灰度级。在这种情况下，子帧的光发射周期比为32∶16∶8∶4∶2∶1。
图36C示意性示出本实施例中TFT衬底的驱动电路。栅驱动器和源驱动器被提供在同一衬底上。在本实施例中，像素电路和驱动器被设计为是数字式驱动的。因此，TFT性能的波动不会影响器件并且器件可显示均匀图像。
已在上面实施例中描述过的本发明发光器件，具有低功率消耗和长使用寿命的优点。因此，包括那些发光器件作为其显示单元的电气装置可比常规装置功率消耗低运行并且耐用。特别对于使用电池作为电源的电气装置，例如便携式装置，该优点非常有用，因为低功率消耗直接带来方便(电池持续时间长)。
发光器件是自发光的以消除如液晶显示器中对背景光的需要，并具有其厚度为小于1μm的有机化合物层。因此发光器件可被制成薄且重量轻的。包括发光器件作为其显示单元的电气装置因此比常规的设备更薄和更轻。这也直接带来方便(到处携带时轻便且小型化)并且特别对于便携设备和其它电气装置非常有用。此外，就运输(大量的设备可被运输)和安装(节省室内空间)而言，毫无疑问，薄(非体积大的(unvoluminous))对于所有电气装置都是有用的。
因为自发光，发光器件以在光亮处具有比液晶显示器件更好的清晰度和具有宽的视角为特征。因此包括发光器件作为其显示单元的电气装置，同样就易于观看显示而言，是非常有利的。
总之，使用本发明发光器件的电气装置，除具有常规有机发光元件的优点，即薄/轻和高清晰度外，还具有低功率消耗和长使用寿命的新特点，并因此非常有用。
本实施例示出包括作为显示单元的本发明发光器件的电气装置的实例。其特定的实例在图17A至17F和18A至18B中示出。在本发明中公开的任何金属络合物可用于包括在本发明电气装置中的有机发光元件。包括在本发明电气装置中的发光器件可具有图12至16和34至36所示任一构造形式。
图17A示出使用一有机发光元件的显示装置。该显示器件由壳体1701a，支撑基座1702a，和显示单元1703a组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1703a，显示器件可以是薄，重量轻，且耐用的。因此，简化了运输，安装是节省了空间，并且使用寿命长。
图17B示出一摄像机，它由主体1701b，显示单元1702b，和音频输入单元1703b，操作开关1704b，电池1705b，和图像接收单元1706b组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1702b，摄像机可重量轻并且功率消耗低。因此，电池消耗可被降低并且携带摄像机较为方便。
图17C示出一数字式照相机，它由主体1701c，显示单元1702c，目镜单元1703c，操作开关1704c组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1702c，数字式照相机可重量轻并且功率消耗低。因此，电池消耗可被降低并且携带数字式照相机较为方便。
图17D示出配有记录媒体的图像再现装置。该装置由主体1701d，记录媒体(例如，CD，LD，或DVD)1702d，操作开关1703d，显示单元(A)1704d，和显示单元(B)1705d组成。显示单元(A)1704d主要显示图像信息而显示单元(B)1705d主要显示文本信息。通过将本发明的发光器件用作显示单元(A)1704d和显示单元(B)1705d，图像再现装置的功耗更低并且重量轻且耐用。配有记录媒体的图像再现装置同样包括CD唱机和游戏机。
图17E示出一(移动的)便携式计算机，它由主体1701e，显示单元1702e，图像接收单元1703e，操作开关1704e，存储器插槽1705e组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1702e，便携式计算机可为薄且重量轻的，并且功耗低。因此，电池消耗降低并且携带计算机较为方便。便携式计算机可将信息存入快闪存储器或通过集成非易失存储器得到的记录媒体中，并可再现存储的信息。
图17F示出一个人计算机，它由主体1701f，壳体1702f，显示单元1703f，和键盘1704f组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1703f，个人计算机可为薄且重量轻的，并功耗低。就电池消耗和轻而言，特别对于到处携带的笔记本型个人计算机，发光器件是很大的长处。
现在这些电气装置显示经例如国际互联网的电子通信线路和经例如无线电波的无线电通信发送的频繁信息，特别是动画信息(animation information)的机会在增加。由于有机发光元件具有非常快的响应速率，发光器件适用于动画显示。
图18A示出一蜂窝电话，它由主体1801a，声频输出单元1802a，声频输入单元1803a，显示单元1804a，操作开关1805a，和天线1806a组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1804a，蜂窝电话可为薄且重量轻的，并功耗低。因此，电池消耗可被降低，携带蜂窝电话容易，并且主体可以小型化。
图18B示出一音响设备(特别是车载音响设备)，它由主体1801b，显示单元1802b，以及操作开关1803b和1804b组成。通过将本发明的发光器件用作显示单元1802b，音响设备可为重量轻的并功耗低。虽然将车载音响设备作为本实施例中的实例，但音响设备可为家用音响设备。
给图17A至17F和18A至18B中所示的电气装置提供这一功能是有效的，即通过给电气装置提供光敏器件作为检测周围环境亮度的手段，根据电气装置使用的周围环境的亮度调节发射光的辉光。如果发射光的辉光与周围亮度的对比度系数为100-150，用户可没有困难地识别图像或文本信息。借助此功能，当周围环境亮时可升高图像的辉光以更好地观看，而当周围环境暗时可降低图像的辉光以减少功率消耗。
采用本发明的发光器件作为光源的各种电气装置同样可为薄且重量轻的并且可以消耗更少功率运行，这使其成为非常有用的装置。液晶显示器件的光源，例如背景光或前光，或照明夹紧装置的光源被包括在本发明的发光器件中作为光源。因此，发光器件可为薄的，重量轻的，并且功率消耗低。
按照本实施例，当液晶显示器被用作图17A至17F和18A至18B中所示电气装置的显示单元时，如果那些液晶显示器使用本发明发光器件作为背景光或前光，电气装置可为薄且重量轻的并且功耗更低。
在本实施例中，描述一有源矩阵型恒定电流驱动电路的实例，该电路由在本发明有机发光元件中流动的恒定电流驱动。其电路结构在图37中示出。
图37中所示的像素1810具有信号线Si，第一扫描线Gj，第二扫描线Pj和电源线Vi。此外，像素1810具有晶体管(下面称为“Tr”)1，Tr2，Tr3，Tr4，混合接合类型的有机发光元件1811和保持电容器(retention capacitor)1812。
Tr3和Tr4的两个栅极与第一扫描线Gj连接。至于Tr3的源极和漏极，一个与信号线Si连接，另一个与Tr2的源极连接。另外，Tr4的源极和漏极，一个与Tr2的源极连接，另一个与Tr1的栅极连接。于是，Tr3源极和漏极中的任意一个与Tr4的源极或者漏极相互连接。
Tr1的源极与电源线Vi连接并且Tr1的漏极与Tr2的源极连接。Tr2的栅极与第二扫描线Pj连接。并且，Tr2的漏极与有机发光元件1811中的像素电极连接。有机发光元件1811具有像素电极，反向电极和提供在像素电极和反向电极间的有机发光层。有机发光元件1811的反向电极由提供在光发射板外部的电源施加恒定电压。
Tr3和Tr4既可采用n沟道型TFT也可采用p沟道型TFT。但是，Tr3和Tr4的极性是相同的。另外，Tr1既可采用n沟道型TFT也可采用p沟道型TFT。Tr2既可采用n沟道型TFT也可采用p沟道型TFT。至于极性，在有机发光元件中有像素电极和反向电极的情况下，一个是阳极而另一个是阴极。在Tr2是p沟道型TFT的情况下，优选用阳极作为像素电极，而阴极作为反向电极。相反，在Tr2是n沟道型TFT的情况下，优选用阴极作为像素电极，而阳极作为反向电极。
保持电容器1812形成在Tr1的栅极和源极之间。提供保持电容器1812用于更为一定地保持Tr1栅极和源极之间的电压(VGS)。但是，它不需要总是提供。
在图37所示像素中，供给信号线Si的电流在信号线驱动电路中的电流源处控制。
通过应用上述电路结构，可以实现恒定电流驱动，藉此在有机发光元件中流动的恒定电流可保持的亮度。具有本发明混合区域的有机发光元件具有比现有有机发光元件更长的使用寿命。因为通过实施上述的恒定电流驱动可以实现非常长的使用寿命，有机发光元件是有效的。
本发明的实践能够提供一种功率消耗小并且寿命极好的发光器件。另外，通过将这种发光器件用于光源或显示部分可以得到，亮且功率消耗小且长时间耐用的电气装置。
权利要求
1.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括设置在所述阳极和所述阴极之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；以及部分地包括于所述发光区域中的杂质。
2.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域；包括靠近阴极的电子输运材料的电子输运区域；包括设置在所述空穴输运区域和所述电子输运区域之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；以及部分地包括于所述发光区域中的杂质。
3.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括设置在所述阳极和所述阴极之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；部分地包括于所述发光区域中的杂质，其中，所述杂质是三重发光材料。
4.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域；包括靠近阴极的电子输运材料的电子输运区域；包括设置在所述空穴输运区域和所述电子输运区域之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；以及部分地包括于所述发光区域中的杂质，其中，所述杂质是三重发光材料。
5.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括设置在所述阳极和所述阴极之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；包括于所述发光区域的中间区域中的杂质。
6.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域；包括靠近阴极的电子输运材料的电子输运区域；包括设置在所述空穴输运区域和所述电子输运区域之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；以及包括于所述发光区域的中间区域中的杂质。
7.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括设置在所述阳极和所述阴极之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；包括于所述发光区域的中间区域中的杂质，其中，所述杂质是三重发光材料。
8.一种发光器件，包括阳极；阴极；包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域；包括靠近阴极的电子输运材料的电子输运区域；包括设置在所述空穴输运区域和所述电子输运区域之间的有机化合物的发光区域，所述的发光区域具有输运空穴和电子的能力；以及包括于所述发光区域的中间区域中的杂质，其中，所述杂质是三重发光材料。
9.根据权利要求1的发光器件，还包括包括靠近所述阳极的空穴输运材料的空穴输运区域。
10.根据权利要求1的发光器件，还包括包括靠近所述阴极的电子输运材料的电子输运区域。
11.根据权利要求1的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
12.根据权利要求1的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述阳极或所述阴极之间的界面起的10nm的厚度中。
13.根据权利要求1的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组由显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备组成。
14.根据权利要求2的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
15.根据权利要求2的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述空穴输运区域或所述电子输运区域之间的界面起的10nm的厚度中。
16.根据权利要求2的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
17.根据权利要求3的发光器件，还包括包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域。
18.根据权利要求3的发光器件，还包括包括靠近所述阴极的所述电子输运材料的电子输运区域。
19.根据权利要求3的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
20.根据权利要求3的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述阳极或所述阴极之间的界面起的10nm的厚度中。
21.根据权利要求3的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
22.根据权利要求4的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
23.根据权利要求4的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述空穴输运区域或所述电子输运区域之间的界面起的10nm的厚度中。
24.根据权利要求4的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
25.根据权利要求5的发光器件，还包括包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域。
26.根据权利要求5的发光器件，还包括包括靠近所述阴极的所述电子输运材料的电子输运区域。
27.根据权利要求5的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
28.根据权利要求5的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述阳极或所述阴极之间的界面起的10nm的厚度中。
29.根据权利要求5的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
30.根据权利要求6的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
31.根据权利要求6的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述阳极或所述阴极之间的界面起的10nm的厚度中。
32.根据权利要求6的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
33.根据权利要求7的发光器件，还包括包括靠近阳极的空穴输运材料的空穴输运区域。
34.根据权利要求7的发光器件，还包括包括靠近所述阴极的所述电子输运材料的电子输运区域。
35.根据权利要求7的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
36.根据权利要求7的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述阳极或所述阴极之间的界面起的10nm的厚度中。
37.根据权利要求7的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
38.根据权利要求8的发光器件，其中所述发光区域的厚度是30nm或以上。
39.根据权利要求8的发光器件，其中所述杂质包括于从所述发光区域和所述空穴输运区域或所述电子输运区域之间的界面起的10nm的厚度中。
40.根据权利要求8的发光器件，其中所述的发光器件是从这样的组中选出的电气装置，该组包括显示装置，摄像机，数字照相机，图像再现装置，移动便携式计算机，个人计算机，蜂窝电话，和音响设备。
41.根据权利要求1的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
42.根据权利要求2的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
43.根据权利要求3的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
44.根据权利要求4的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
45.根据权利要求5的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
46.根据权利要求6的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
47.根据权利要求7的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
48.根据权利要求8的发光器件，其中所述杂质包括一种有机化合物。
全文摘要
本发明涉及一种发光器件。通过应用包括空穴注入材料811和空穴输运材料812的空穴输运混合层，包括空穴输运材料812和电子输运材料813的双极特性混合层，或包括电子输运材料813和电子注入材料814的电子输运混合层，以及进一步，形成如图形810所示的浓度梯度，有机发光元件中各层间的载流子填充品质得以提高。借助这种措施，提供低功耗和长寿命的有机发光元件，并且该有机发光元件用于制造发光器件和电气装置。
文档编号H05B33/22GK1551697SQ200410063290
公开日2004年12月1日 申请日期2001年12月28日 优先权日2000年12月28日
发明者濑尾哲史, 山崎舜平, 平 申请人:株式会社半导体能源研究所