专利名称：有机发光元件和使用该元件的显示设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机发光元件，其具有阳极，阴极和其中包括发光M过施加 电场获得之有机化合物的膜(以后称为有机化合物膜)，和涉及^ffi该有机发 光元件的显示设备。本发明特另蛾及包括用作为象素的用于激寸红，绿和 应颜色光的有机发光元件的显示设备，其中用于发射红颜色光的元件的发射效 率是高的并且元件寿命是长的。注意，本说明书中的显示设备表示fOT有机发 光元件作为发光元件的图象显示设备。而且，其中有丰几发光元件被固定到连接 器例如各向异性导电膜(FPC:柔性印刷电路)，TAB (带自动焊接)带或者TCP (带载流子封装)的模±央，其中印刷电路板被提供在TAB带或者TCP—端的 模块，和其中有机发光元件通过COG (玻璃上芯片)方法被直接用IC (集成 电路)安装的模块，所有这些都被包括 示设备中。
背景技术：
有机发光元件是M;施加电场来发射光的元件。发光机理如后面说明。电压被施加在夹有有机化合物膜的电极，由此从阴极注入的电子和从阳极注入的 空穴在有机化合物膜中复合以形成激发状态的分子(M激子)。然后，分子 激子释放能量返回到基态，发光。通常，在这种有机发光元件中，有机化合物膜被形成为小于lum厚度的 薄膜。而且，有机发光元件是其中有机化合物膜本身发光的自身发光元件，并 且因此不需要被用于传统液晶显示中的背景光。因此，其最大优点是有机发光 元件育,被做成极薄和极轻。而且，例如，在具有近似为100到200nm厚度的有机化合物膜中，考虑有 机化合物膜载流子迁移，从载流子注入到载流子复合的时间近似为几十纳秒。 即使考虑从载流子复合到发光的过程，发光也在微秒内超'J。因此，强点之一 是响i^I度是非常高的。 而且，有机发光元件是载流子注入型发光元件。因此，可用直流电压驱动， 并且噪声难于发生。至于驱动电压，有下述报告；第一，有机化合物膜被形成为均匀和非常薄，具有近似100nm的厚度；而且，选择电极材料，其iW有机 化合物膜的载流子注入阻挡很小；另外，引入异质结构(这里为两层结构)； 因此，在5.5V时实现100cd/m2的足够亮度。(参考1: C.WTang和S A.VanSlyke, "有机电致发光二极管"应用物理十射艮，51巻，12期，913-915 (1987))。除了上述诸如薄和轻，高速响应和直流低电压驱动的元件特征之外，其具 有的巨大优点之一是有机发光元件具有大量各种^t颜色。该优点的因素是有 机化合物本身的多样性。艮P，用于各种Mt颜色的材料會,舰肝设计(例 如，引入取代基)开发出的灵活性等导繊色的丰富。利用颜色丰富之有机发光元件的最大应用领域是全彩色平板显示。其理由 是，因为有大量的育,发射三基色红绿蓝光的有机材料，能够通过将有机材料 形成图案而容易地得到全彩色。诸如上述薄和轻，高速响应和直流低电压驱动 的元件特征育^被考虑为适合于平板显示的特征。另外，能够通过鄉所有对应红绿蓝色的光获得白色光。在刻寸白色光中 需要考虑三基色光的平衡。因此，示出了相对于每个颜色的最小要求效率(这 里为功率效率，单位是lm/W)(参考2: Yoshiharu:"应用物理协会有机分子 ——生物电子学部分"，11巻，l期，P.88(2000))。根据参考2，可见有大量的报告，其中对于绿色和蓝色超过了要求值，但 就于红色的值却脇达不到要求值。因此，红色魏效率的提高是开发全彩 色平板显示的基本要素。然后，激寸效率的提高育的對吏功率消耗降低。作为在低发射效率时的因素之一，给出荧光材料不仅被用于红色之发光材 料而且被用于一般有机发光元件。在有机发光元件中，当分子激子返回到基态 时发生发光。从单重激发态(S"的发光(荧光)和/AH重麟态(T"的发 光(磷光)作为发光是可能的。在〗顿荧光材料的情况下，仅仅从S,发光(荧 光)是有贡献的。但是，有机发光元件中3*对1*的统计产生比率被认为是3*: T*=l: 3 (参 考3: Teteuo Tsuteui，"应用物理助会有机^ ^生物电子学部^~第三次 报告会文"，P.31(1993))。因此，使用荧光材料的有机发光元件中内部量子效 率的理论极限(所产生的光子对注入载流子的比率)是以S*: T*=l: 3为基础 被建立为25%。换言之，在〗OT荧光材料的有机发光元件盼瞎况下，注入载流 子的至少75%被浪费了。相反， 一般认为，如果能够利用从，的发光即磷光的话，鄉效率被提高了 (简单地说，为3到4倍)。但是，在一般有机化合物中，从P的发光(磷 光)在室温时观察不到，而一般仅有从S,发光鄉见察到。其原因是，由于有 机化合物的基态通常是单重基态(So)， T*-So转换是禁止转换，而S^So转换 是允许转换。但是，近年来，有关能够将在从P返回至瞎态释放的能量(以后称为"三 重态lCt能量")转换成发光的有机发光元件的文献在不断地给出，并且高的 划寸效率也已经引起关注(参考4: D.F.O，BriergVI.A.Baldo, M.E.Thompson和 S.R.Fonest "电致磷光设备中的舰的肯g量转銜，,应用物理附良74巻,3期,442-444(1999)),(参考5: Tetsuo Tsutsui, Moon國Jae Yang, Masayuki Yahiro^enji Nakamura^Teruichi Watanabe,Taishi Tsuji,Yoshinori Fukuda^ Takeo Wakimono禾口Satoshi Myaguchi,"用铱络合物作为三重态鄉中心的有机发光设备中的高量子 效率"，Japanese Journal of Applied Physics ， Vol.38山1502-L1504(1999))在参考4和参考5中，用铂作为中心金属的金属络合物(以后称为"铂络 合物")禾口用铱作为中心金属的金属络合物(以后称为"铱络合物")被分别用 作为发光材料。肯,认为这些金属络合物有这种特征，其使得第三过l系列元 素被作为中心金属引入。这两种络合物是能够在室温时将三重态激发转换成发 光的材料(以后称为"三重态发光材料")。正如参考4和参考5所示，与现有技斜目比，育,将三重态 能量转换 至拨光的有机发光元件能够达到较高的内部量子效率。然后，因为内部量子效 率变得更高，发射效率(lm/W)被提高了。因此，如果用于红色的发光元件是 ffl^顿能够将三重态激发能量转换到发光的有机发光元件(此后称为"三重 态发光元件")制造的，贝iJ红色发光元件的发射效率會,被提高。从上述可见，从单重激发态出现发光的有机发光元件(此后称为"单重态 发光元件")被用于绿色和蓝色，同时三重态发光元件适用于红色，由此有希 望制造全彩色平板显示器，其具有足够高的亮度和低的功率消耗，其中考虑了 三原色光的平衡。但是，根据参考5的报告，当初始亮度被设置为500cd/m2时，在恒定电流 驱动下亮度的半衰期近似为170小时，因此，三重态发光元件在元件寿命上存在问题。另一方面，在单重态发光元件的情况下，当初始亮度被设置为500cd/m2 时，在恒定电流驱动下亮度的半衰期近似为几千小时到一万小时。因此，能够 说单重态发光元件在元件M方面到达了实际阶段。因此，在现有技术中，当单重态发光元件被用于绿色和蓝色同时三重态发 光元件适用于红色以由此制造全彩色平板显示时，亮度随着时间的变化在绿色 或者蓝色的象素和红色的象素之间剤艮大的差别。艮口，这说明随着时间的流逝(几百小时之后)三原色光的平衡被极大地破 坏了，并且与此一起，红色发光中的功率消耗增加了。因此，能够说最为重要 的技术目的是延长三重态发光元件的寿命，特别是红色光的三重态发光元件的 寿命。发明内容鉴于上述提出了本发明，因此，本发明的目的是抑制用于红色光的三重态 发光元件亮度的降低和延长元件的寿命，并且本发明的另一个目的是提供用于 红色的有机发光元件，其具有较高的发光效率和较长的寿命。另外，本发明的又一个目的是提供显示设备，其中，M使用用于红色光 的三重态发光元件和用于绿色和蓝色光的单重态发光元件，与现有技术相比， 三原色光的平衡更为有利，此外，功率消耗更低，颜色之间随着时间的波动变 化更小。而且，本发明的又一个目的^M31使用该显示设备，提供具有比现有 技术更小的功率消耗的电子设备和展示即使随着时间的流逝不会衰减的清楚显 示的显示部分。与单重态发光元件和三重态发光元件之间的差别无关，有机发光元件通常 具有形成如参考l中所示的层叠结构(异质结构)的特征。参考l中，例如， 其中由芳香二元胺化合物构成的空穴传输层和由三(8-羟 #)-铝(以后称 为"Met")构成的电子传输发光层被层叠在一起的单一异质结构适用于有机 化合物膜，由此载流子复合效率显著提高。这将在后面说明。例如，在仅仅包括Alqa单层的有机发光元件的情况下，从阴极注入的大部 分电子不与空穴复合和到达阳极，因为Alq3具有电子传$餅寺性。因此，鄉效 率是极其低的。艮口，使用育,传输电子和空穴具有保持稳定平衡的材料(以后 称为"双极材料")是必需的，目的是使具有单层的有机发光元件有效率地发
光(或者在低电压下驱动)。Alq3不满足要求。但是，当参考1中所示的单异质结构被i顿时，从阴极注入的电子在空穴 传输层和电子传输发光层的界面上被阻挡，并且在电子传输发光层中被密封。 因此，载流子的复合是在电子输发光层中高效i爐行，导致有效率的发光。 即，因异质结构的引入导致的载流子阻挡功能是技术的杨亡、。另外，在参考1的有机发光元件中，实现了功能的分离，艮P，空穴传输层 进行空穴的传输，电子传输发光层进行电子的传输和发光。这种功能分离的优点是M实现功能分离， 一种有机材料不需要同时具有各种功能(发光特性， 载流子传输特性，从电极的载流子注入特性等)，因此，分子设计能够具有宽 的自由度(例如，极力寻找双极材料是不必要的)。即，具有满意发光特征的 材料，具有优良载流子传输特性的材料等被相互组合，由此育,容易地实现高 鄉效率。但是，上述的叠层结构是不同物质的接合。因此，界面(以后称为"有机 界面")被发生在各个层之间。对有机发光元件寿命的影响被考虑为源于有机 界面形成的问题。艮口，载流子运动在有机界面上被干扰了，并且亮度因电荷的 积累被下降了。尽管关于这个衰减没有粒确定的理论，但是已经报道亮度的降低能够通过在阳极和空穴传输层之间插入空穴注入层和另夕卜ilii实现矩，的ac驱动 代替dc驱动被抑制(参考5: S.A.VanSlyke, C.H.Ch叫和C.WTang"具有改善 稳定性的有机电致发光设备"^Applied Physics Letters,Vol.69,No. 15,2160-2162(1996))。这倉,说是实验证据，即亮度的斷氐能够根据消除电荷积累通过 施加空穴注入层和aa fra ac驱动被抑制。这里，参考4中所示的用于红色的三重态发光元件的元件结构被示于图1。 图1中，4,4，-双[N-(l-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(以后称为"a-NPD")被用于 空穴传输层。4,4'-双咔唑-联苯(以后称为"CBP")被用作为发光层的基质材 料。2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟脉铀(以后称为"ROEP")被用于三 重态发光材料。浴铜灵(basocuproin)(以后称为"BCP")用于阻挡层， 被用于电子传输层，以及Mg: Ag合金被用于阴极。三重态发光元件通常需要适用于发光材料的基i^才料(图1中，CBP)和 用于防止舒激子扩散的阻挡材料(图1中，BCP)，因此，其^鹹如图1所
示的多层结构。因此，产生大量的有机界面。所以，可以认为这^H重态发光 元件寿命短的一个因素。为了解决上述问题，考虑载流子运动在有机界面上被干扰的原因和改善该 问题是重要的。这样，本发明人首先考虑了下述作为模型的两个机理，模型中 载流子运动是因有机界面形成而被干扰的。首先，作为机理之一，可以给出源于有机界面形态的机理。有机发光元件 中的有机化合物膜通常是非晶态的膜，并且题过用主要由偶极相互作用构成 的分子之间的力将有机化合物舒相互凝聚而形成的。但是，如果异质结构是 ffl^顿肝的聚合来形成，贝瞎在的可能性是針之间在大小和微的差 异极大地影响着异质结构的界面(即有机界面)。特别是，在通过使用其中分子在大小上相互有极大差别的材料来形成异质结构的情况下，可以认为有机界面中结的一致性变坏。图2示出相i^r性示意图。 图2中，由小分子201构成的第一层211和由大好202构成的第二层212形 成叠层。在这种情况下，具有弱一致性的区域214就被发生在所形成的有机界 面213上。图2中所示的具有弱一致性的区域214可以变成干扰载流子运动的阻挡层 (或者能量阻挡层)，并且因此，有可能区域214变成用于进一步降低驱动电 压的障碍。而且，存在的可能性是不眘 能量阻挡层的载流子被作为电荷聚集，其招iLM亮度的降低。作为另一个机理，育g够给出源于形成层叠结构工艺(即形成有机界面)的 机理。具有层叠结构的有机发光元件通常^131使用图3所示的多腔室类型(一 列式)蒸发设备制造的，从阻挡载流子和功能分离的观点看，其目的题免在 各个层形成中的污染。图3是用于形成空穴传输层，发光层和电子4专tr层三层结构(双异质结构) 的蒸发设备的概念性示意图。第一，具有阳极(铟锡氧化物(以后称为"HO") 等)的基片被载运到装载室，然后，在紫外线辐射室的真空环境下用紫外线辐 射，由此清洁处理阳极的表面。特别是在阳极为诸如ITO氧化物的情况下，氧 化处理是在预处理室中完成的。而且，为了形成层叠结构的各个层，空穴传输 层是在蒸发室301中形成的，发光层是在蒸发室302到304中形成的(图3中， 为红绿蓝三色)，电子传输层是在蒸发室305中形成的，以及阴极^lil在蒸
发室306中的蒸发形成的。最后，在密封室中完成密封，然后基片从卸载室中运出。因此获得了有机发光元件。这种一列式蒸发體的特征是各个层^131在不同的蒸发室301到305中 进行蒸发形成的。即，，具有的结构是使得用于^^层的材料不容易相互混合。这样，尽管蒸发装置的内部通常被降压到大约104到10-5帕，但存在非常 小量的气体成分(氧，水气等)。因此，在上述真空度情况下，可以说即使非 常小量的气体成分也容易仅仅在几秒内形^5似为单层的吸收层。在fflil使用图3装置制造具有层叠结构的有机发光元件的情况下， 一个问 题是在各个层的形成之间产生大量的间隔。即，令人担心的是由非常小量的气 体成分构成的吸收层(以后称为"杂质层")被形成在各个层的形成之间的间 隔中，特别M过第二传递室传递基片时更是这样。在各个层之间(即在有机界面上)形成的杂质层变成杂质区域，其在有机 发光元件完成之后俘获载流子以干扰载流子的运动。因此，杂质层也弓胞驱动 电压的升高。而且，当俘获载流子的杂质区蹄在时，电荷就被聚餘该区中。 因此，存在招致Jl^亮度陶氐的可能性。考虑上述机理，要求传统的层叠结构被根据元件结构和制造工艺两者的新 的层叠结构所代替，目的是解决有机界面上的问题(有机界面形态的破坏和杂 质层的形成)。另外，在三重态发光元件的情况下，存在这种限制，即功能分离应当被实 现为层叠结构元件的情况。其原因是需要提供其中掺杂被安排至隨当基质材料 的发光区域，因为三重态发光材料具有弱的载流子传输特性禾环得不被用作为 掺杂剂。而且，由于三重态分子激子的扩散长度比单重絲子激子的扩散长度 长，还要求用于防止分子激子扩散的阻挡材料。艮P，即itt机界面被去掉了， 在没有有机化合物膜的功會^分离的情况下，三重态发光元件仍然达不至陏效率 的发光。考虑上述，本发明人发明了用于实现三重态发光元件的技术，其中有机界 面被去掉了并且在有机化合物膜中实现功能分离。概念性的示意图示于图4A 和4B以及图5中。图4A中，在有机化，膜403内，提供了由空穴传fl^才料构成的空穴传 输区域405，由电子传输材料构成的电子传输区域406，以及其中混合了空穴 传lrf才料和电子传trf才料的混合区域407。而且，三重态发光材料408被掺杂 在混合区域407中。这里，尽管阳极402被提供在基片401上，可以采用其中 阴极404被提供在基片上的相反结构。在形成这种元件的情况下，空穴传输材料在阳极侧能够接收和传输空穴， 同时电子传^^才料在阴极侧能够接收和传输电子。而且，由于混合区域407具 有双极特性，空穴和电子旨,在混合区域407中运动。因此，在混合区域407 中的载流子复合导致发光。但是，在这种情况下，从防止三重态舒激子扩散 的观点看，在三重态发光丰才料的最高占有^f轨道(HOMO)和最低非占有分 子轨道(LUMO)之间的能量差与空穴传^rf才料和电子传输材料相比为小是优 选的。而且，在图4A所示的元件中，其中各个功能能够被表达的区域存在于有 机化合物膜403中。实现了功能的表达，并且ltl^卜，不存在在传统层叠结构中 所见的有机界面。因此，源于战有机界面的问题(有机界面形态的破坏和杂 JM层的形成)能够被解决。首先，参考图6解释有机界面^^破坏的解决方案。图6 g本发明中公 开的有机发光元件，其是由包括小分子601的区域611，由大^T602构成的 区域612和包括小分子601与大分子602的混合区域613构成的。从图6可见， 图2中存在的有机界面213不存在了 ，并且具有弱一致性的区域214也不存在。另外，用于杂质层形成的解决方案是简单和清楚的。在形成图4A和4B的 有机发光元件的情况下，最好进行下述工艺。空穴传输材料被蒸发在阳极上， 电子传输材料在中途开始以共同蒸发状态在其上蒸发以形成混合区域，空穴传 trf才料的蒸发在混合区娜成之后停止，并且然后，蒸发电子传输材料。因此， 不存在图2所示的间隔，其是当有机发光元件ffl5^[顿蒸发體制造时产生的。 即，形成杂质层的时间不存在了。正如上述，在本发明的三重态发光元件中，因为不形成有机界面，载流子 运动愚顿利的。因此，元件寿命不会受到负面影响。而且，在层叠结构中实现 功能分离，因此，在发射效率上也没有问题。注意，在图4A中，由用于增强空穴注入特性的材料(以后称为"空穴注 入材料")构成的空穴注入区域可以被插入在阳极和有机化合物膜之间。而且，
由用于增强电子注入特性的才才料(以后称为"电子注入材料")构成的电子注 入区域可以被插入在阴极和有机化合物膜之间。另外，可以插入空穴注入区域 和电子注入区域两者。在这种情况下，空穴注入材料或者电子注入材料是用于使从电极到有机化 合物膜之载流子注入的P且挡变小的材料，因此具有使从电极至陏机化合物膜之 载流子运动变为顺利和去掉电荷积累的效果。但是，从，避免杂质层形成的 观点看，优选是在其间不设置间隔的情况下沉积各个注入木才料和有机化合物 膜。而且，发光区域尽可能地与两个电极保持距离，由此能够防止因能量移动导致的对电极材料的淬火。因此，在图4A所示的有机发光元件中，三重态发 光材料被搀入的区域可以不是混合区域407的整个区域，但可以是该区域的一 部分游别是中心部分)。另外，正如图4B所示，{雄地是，除了三重态发光材料408之外，阻挡 材料409也被搀到混合区域407。阻挡材料409是具有P且挡载流子或者^激 子之功能的材料，并且imt也在包含于混合区域407的材料中具有最^C激发能 级。阻挡材料的掺杂能够改善混合区域407中的载流子复^I率和防止M激 子的扩散。因此，可以认为鄉效率提高了。注意，阻挡材料409可以被掺杂在混合区域407上。但是，在许多情况下， 阻挡材料通常具有阻挡空穴和电子之一的功能，并且因此，如果掺杂 个混 合区域上进行，贝何以失去混合区域中的载流子平衡。因此，被掺杂阻挡材料 的区域可以不是 "混合区域但是该区域的一部分(特别是端部区域)。特别是，在阻挡材料409具有空穴阻挡特性盼清况下，空穴阻挡材料被掺 杂到比如图4B所示的掺杂了三重态发光材料408之区域更M阴极侧的区域 中，由此获《骄效率的发光。这样，从控制载流子平衡的观点看，在从阳极到阴极的方向上，包含有空 穴传^i^才料和电子传输材料两者的混合区域中形成浓度梯度，选的，结果使 得空穴传 餅指斗的浓度 :也下降，而电子传11#料的浓度渐船也增加。而且， 在本发明中，混合区域也是载流子复合区域。因此，希望混合区域具有10nm 或更大的厚度。这样，就去掉了有机界面，并且除此之外，功能用元件结构来展现，该元
件结构中，三重态发光材糾皮掺杂到由空穴传输材料和电子传输材料构成的混 合区域中。另外，在以图1传统层叠结构为基础的层叠结构的有机界面中掛共混合区域是有效的手段。m性示意图示于图5中。图5标有机发光元件，其中在基片501上提供了阳极502，由空穴注入 材料构成的空穴注入区域503，由空穴传输材料构成的空穴传输区域504，包 括掺杂了三重态发光材料:t^M^料的发光区域505，由阻挡材料构成的阻挡 区域506，由电子传输材料构成的电子传输区域507，由电子注入材料构成的 电子注入区域508以及阴极509。所有的区域503到508不需要被用在本发明 中，并且至少区域504到507 ^fc就足够了。但是，为了方便的缘故示出了所 有的区域。注意，在这里阳极502被提供在基片501上，但是也可以采用相反 的结构，其中阴极509被^f共在基片上。此时，本发明的特征是用于所涉及空间之上和下区域的各个材料(例如在 空间512情况下的空穴传l^才料和基Mt才料)被混合在^h区域之间的任何一 个空间511到515的*中。换言之，尽管在於区船间的空间511到515 用图5中的虚线示出，实际上不存在有机界面。可以说提供了混合区域。仍然在三重态发光元件中，由于不形成有机界面，载流子运动是顺畅的。 因此，元件寿命不产生负面影响。而且，功能分离被实现为在层叠结构中，因 此，划寸效率也没有问题。正如战，传统层叠结构是不同物质的简单结(异质结)，而由图4A和4B 以及图5所示例的本发明结构可以说是混合结构。因此，育g够说图4A和4B 以及图5所示的有机发光元件是基于新推膽的有机发光元件。而且，用于红色光的三重态发光材料被用于基于图4A和4B以及图5所示 推j^的三重态发光元件，由此倉,提供用于红色光的有机发光元件，其中皿 效率比现有技术高，寿命比现有技术长。而且，通过舰用于红色的三重态发 光元件和用于绿色和蓝色的单重态发光元件，能够制造其中三原色光的平衡是 更优的显示设备，除此之外，其功耗更低，并且颜色波动随时间的变化比现有 技术的小。而且，在，显示设备中，优选的是如本发明中公开的混合结是在用于绿 色和蓝色的单重态发光元件实现的，而不是用传统的层叠结构。艮卩，在图4A 和4B或者图5中，要被掺杂的三重态发光材料ffi31用于绿色或者蓝色的单重态发光材料被替换是有利的，或者载流子传输材料被做皿不掺杂瞎况下发光 (或者选择用于Mf绿色或者蓝色光的材料)是有利的。
附图中图1表示传统有机发光元件的结构；图2 g有机化合物膜的状态；图3表示蒸发^g的结构；图4A和4B标有机发光元件的结构；图5表示有机发光元件的结构；图6表示有机化，膜的状态；图7A和7B标蒸发装置的结构；图8 蒸发 的结构；图9A到9E表示形成显彌置的过程；图10A到10C 各个象素的结构；图11 显^置的剖面结构；图12标显碟置的咅腼结构；图13 g显^g的剖面结构；图14A和14B标显^g的顶部表面结构和剖面结构；图15A到15C^显g置的顶部表面结构和剖面结构；图16A和16B表示显碟置的结构；图17A和17B标显碟置的结构；图18A到18C标显^S的结构；图19A到19F表示电子设备的特例；禾口图20A和20B表示电子设备的特例。
具体实施方式
下面，将说明实现本发明的实施例模式。注意，在有机发光元件中，为了 获得发光，阳极和阴极的至少一个是透明的就足够了。在本实施例模式中，说 明是以其中透明阳极被形皿基片上以从阳极中取出光的元件结构为基础进行 的。实际上，也可将本发明适用于其中透明阴极被形Jtt基片上以从阴极中取 出光的结构和其中光/A^着基片侦陬出的结构。
在实现本发明中，为了防止杂质层的形成，有机发光元件的制造工艺是重 要的。这样，首先将说明制造具有在本发明中公开的混合区歡三重态发光元 件的方法，但重点集中在混合区域的形成上。图7A是蒸发體的顶视图。该蒸发驢是单翅的，其中一个真空罐710 被设置为蒸发室，并且多个蒸发源被提供在该真空罐中。然后，具有不同功能 的各种材料，例如空穴注入材料，空穴传输材料，电子传输材料，电子注入材 料，阻挡材料，发光材料和用于阴极的构成材料被分离地分别被提供在多个蒸 发源中。在具有上述蒸发室的蒸发装置中，首先，具有阳极(ITO等)的基片被装 ^A^载室中。在阳极是诸如ITO氧化物盼瞎况下，氧化过程是在预鹏室中 进行的(注意,尽管图7A中没有示出，为了净化阳极表面，提供紫外线辐射 室也是可能的)。而且，用于形成有机发光元件的所有材料都在真空罐710中 被蒸发。但是，在真空罐710中可以形成阴极，或者在其中可以提供另一个蒸 发室以形成该阴极。简言之，在真空罐710中进行蒸趙到阴娜成是有利的。 最后，在密封室中进行密封，并且基片从卸载室中取出以获得有机发光元件。参考图7B (真空罐710的剖面视图)说明制造根据本发明使用这种单， 蒸发装置:tH重态发光元件的过程。图7B作为最简单的例子，^!^顿 真空罐710形成由空穴传irf才料721 ，电子传输材料722和三重态发光材料723 构成的有机化合物膜的工艺，该真空罐710具有三个蒸发源(有机化合物蒸发 源a716，有机化合物蒸发源b717，和有机化，蒸发源c718)。首先，具有阳极702的基片701被装载入真空罐710，并且舰固定台711 固定(基片在蒸发时通常被做^^转)。接着，真空罐710的内部被降压(IO4 帕斯卡或者更低是雌的)，然后，加热容器a 712以蒸发空穴传输材料721。 在得到预定的蒸^il率(单位埃/秒)之后，挡板a 714被打开，由此开始蒸 发。此时，容器b713也随挡板b715被关闭而加热。此后，挡板b 715随挡板a 714打开被打开，因此，在空穴传输区域703形 成之后，电子传^#料722被共蒸发形成混合区域704。因此，杂质层在空穴 传输区域703和混合区域704之间是不被混合的。注意，在形成混合区域704 时，非常少量的三重态发光材料723也被掺杂(图7B中所示的状态)。而且，为了形成电子传输区域，挡板a714随挡板b715被关闭，并且完成
容器a712的加热。因此，杂质层在混合区域704和电子传输区域之间不被形 成。注意，在形成空穴注入区域或者电子注入区域的情况下，用于於注入材 料的蒸发源可以被提供在相同的蒸发箱710中。图7B中，例如，在空穴注入 区i^l皮提供在阳极702和空穴传输区域703之间的情况下，在没有空穴注入材 茅4I皮蒸发到阳极702上之后的时间间隔的情况下，空;A:传输丰才料721被蒸发。 因此，能够避免杂质层的形成。如果4OT上述方法，有可能制造在"发明概述"部份中描述的所有有机发 光元件。例如，即使在混合区域被提供在如图5所示的M区域之间的情况下， 有可能利用类似的共蒸发法。仍然在该瞎况下，因为不存在间隔，旨滩避免杂 质层的形成。而且，仍然在混合区域被提供在单重态发光元件的情况下，能够 舰类似的技术制造有机发光元件。下面，在制腿示设备中对每个象素的蒸^31程被表示在图8和图9A到9E 的示意图中。图8 g蒸发，的例子，利用它，能够制itM示设备。初看起 来该蒸发装置类似于图3所示的，但是在它们之间有极大的不同点。与其中分 离蒸发室被提供用于层叠结构的各个层(即各个材料)之图3所示蒸发，不 同，在图8所示的蒸发装置中，蒸发室被分离地提供用于^^颜色(红，绿禾口 蓝)之象素的形成，并且用于形成某种颜色象素的所有材料(除了阴极材料之 夕卜)的蒸发源被掛共在一个蒸发室(801， 802或803)中。重要的是，对于某种颜色象素，所有功能性材料(空穴传输材料，电子传 ftf才料等)都被没有间隔地蒸趙到形成阴极，由此防止杂质层的形成。注意， 阴极在阴极蒸发室804中与象素共同地被最后沉积是有禾啲。在这种情况下，杂质层被形成在阴极和电子传输区域(或者电子注入区域) 之间。但是，随着在蒸发阴极时的M中，阴极材料以一定禾號被注AI'j电子 传输区域中。该效果使杂质层育,被去掉，并且因此不产生问题。当然，阴极 的沉积可以在每一个蒸发室(801到803)中进行。己知技术的遮蔽掩膜被用于各个颜色象素的应用中。其状态示于图9A到 9E。首先，如图9A中所示，其上的透明电极(阳极)902被麟微的结构 903分成红象素911，绿象素912和蓝象素913之基片901 l皮载入用于红象素 的蒸发室801中以形成用于红象素的有机化合物膜904 (空穴注入区域或者电
子注入区域可以存在或不存在，但在这里被省略)。此时，基片被图形化的金^ 属 914覆盖，使得该材料不被混合到其它颜色的象素中(蓝象素和绿象素)(图9B)。接着，基片被载入用于绿象素的蒸发室802中以形成用于绿象素的有机化 合物膜905。金属繊914位于偏离先前位置的位置上，使得该材料不被混合 到其它象素中(图9C)。这类似于形鹏于蓝象素的有机化合物膜906的情况 (图9D)。最后，在阴极蒸发室804中，阴极907与三象素相同地被沉积(图 9E)。注意，各颜色象素之有机化合物膜的形成次序可以是任何次序。在显示设 备的战制造方法中，形成是以红，绿和蓝的7娘进行的。用于空穴注入材料，空穴传输材料，电子传输材料，电子注入材料，阻挡材料，发光材料，用于阴极构^t才料^i材料被列在下面。但是，用于本发明有机发光元件的材料不局限于此。 卟啉基的化合物在作为空穴注入材料的有机化合物中是有效的，并且给出了酞菁(以后称为"H2Pc")，铜酞菁(以后称为"CuPc")等。存在有其中对 导电的聚合物化合物进行化学掺杂的材料，并且能够给出掺杂有聚苯乙烯磺酸(以后称为"PSS")的聚乙烯二氧噻吩(以后称为"PEDOT")，聚苯胺，聚 乙烯咔唑(以后称为"PVK")等。而且，由于阳极的平面性，绝缘体的聚合 物化合物是有效的，并且聚酰亚胺(以后称为"PI")是经常使用的。另外， 寸顿无机化合物，并且除了由金，铂等构成的金属薄膜之外，给出了铝氧化物(以后称为"氧化铝")的超级薄膜。芳香胺基(即，具有苯环和氮的键)的化合物被最广泛地用作为空穴传输 材料。作为广泛使用的材料，除了上述的TPD之外，能够给出星形裂开(starburst)类型的芳香胺基化合物，例如是其衍生物的4,4，-双[^(1-萘基)咎 苯基-ES]-联苯(以后称为"a-NPD")， 4， 4，， 4"-三(N， N-联苯-氨基)-三苯胺(以后称为"TDADA")，和4， 4，， 4"-三[N- (3-甲苯)-N-苯基-氨闺-三苯胺(以后称为"MTDATA")。金属络合物经常被用作为电子传11#料，并且给出例如战的Alq3，三(4-甲基-8-羟 #)铝(以后称为"Almq3")和双(lO-羟基苯并[h]-喹啉铍(以 后称为"BeBq/)的具有喹啉骨架或者苯并喹啉骨架的金属络合物，作为混合
配合基化，的双(2-甲基-8-羟基PM木)- (4-羟基-联苯)-铝(以后称为"BAlq") 等。另外，给出具有噁唑或者噻唑配合基的金属络合物，例如二[2- (2-羟基苯 基)-苯并噁唑]锌(以后称为"Zn (BOX) 2")和二[2- (2-羟基苯基)-苯并噻 嘴锌(以后称为"Zn (BTX) 2")。而且，除了金属络合物之外，诸如2- (4-双苯基)-5- (4-叔-丁基苯基)-1,3， 4-噁二唑(以后称为"PBD")和1， 3-双[5- (p-叔-丁基苯基)-1,3， 4-噁二阵2-yl]苯(以后称为"OXD-7")的噁二 唑衍生物，诸如3- (4画叔國丁基苯基)4國苯基-5陽(4國二苯基)-1， 2， 4画噻唑(以 后称为"TAZ")和3- (4-叔-丁基苯基)4- (4-乙基苯基)-5- (4-二苯基)-1， 2， 4-噻唑(以后称为"p-EtTAZ")的噻唑衍生物，和诸如红菲咯啉(以后称 为"BPhen")和浴铜灵(以后称为"BCP")的菲咯啉衍生物具有电子传输年寺 性。战电子传^t才料旨,被用作为电子注入材料。另外，经常^顿超级薄膜， 其是由绝缘体形成的，例如为诸如氟化锂的碱金属卤化物或者诸如氧化锂的碱 金属氧化物。而且，诸如乙酰丙酮锂(以后称为"Li (acac)")和8-羟基喹啉 锂(以后称为"Liq")的碱金属络合物也是有效的。作为P且挡材料，因为高的激发能级，，BAlq， OXD-7， TAZ， p-EtTAZ， BPhen， BCP等是有效的。作为用于红色的三重态发光材料，已知的有2， 3， 7， 8， 12， 13， 17， 18-八乙基-21H^3H-卟啉-铀(以后称为"PtOEP")， 二[2- (2-吡啶基)-苯并问噻吩]-乙酰丙酮-铱(以后称为"Ir (btp) 2 (acac)")等。实施例[实施例1]该实施例中，特别说明图4A中所示的有机发光元件，其中由电子注入材 料构成的电子注入区域，魁菌入在阴极404和有机化合物膜403之间。首先，fflil鹏寸，HO被沉积皿有近似为100nm厚度的膜中，并且制备 其上形成了阳极402的玻璃基片401。具有阳极402的玻璃基片401被装载入 如图7A和7B所示的真空罐中。在该实施例中，需要5个蒸发源，因为要蒸 发5种材料(四种对应于有机化合物， 一种对应于作为阴极的金属)。然后，作为空穴传itf才料的a-NPD以3A/s的蒸发速率被蒸发以形成具有 40nm厚度的空穴传输区域。此后，在a-NPD的蒸发速率被固定在3A/s的同
时，作为电子传输材料的BAlq2也被以3A/s的蒸发速率开始蒸发。即，混合 区域407^iiii共蒸发形成，其中a-NPD和Alq3速率之比为l: 1。混合区域407被形成为具有30nm的厚度，并且此时，混合区域407中对 应于20nm的中间区域(g卩，混合区域的30nm中的5nm到25nm)以4wt。/。的 比率被掺杂有作为用于红色的三重态发光材料的PtOEP，其用作为发光材料 408。 a-NPD和BA1化^h都具有高的激发能级，并且因此，图4B所示的阻 挡材料409在该实施例中是不要求的。在混合区域407的厚度至ij达30nm之后，尽管a -NPD的蒸发完成，但BAlq2 的蒸发继续，由此形成电子传输区域406。其厚度被设置为10nm。另外，BAk^ 的蒸发完成，并且此时，在没有时间间隔的情况下开始蒸发作为电子注入材料 的Akfe,蒸发到近似为40nm。不设置时间间隔的原因是防止，的^^质层的 形成。最后，作为阴极的Ah U合金被蒸发为具有近似为150nm的厚度。因 此，获得了用于鄉红色光的源于ROEP的三重态发光元件。[实施例2]该实施例中，特别说明图5中所示的有t服光元件。首先，ffi31溅射，HO被沉积成具有近似为100nm厚度的膜中，并且制备 其上形成了阳极502的玻璃基片501。具有阳极502的玻璃基片501被装载入 如图7A和7B所示的真空罐中。在该实施例中，需要8个蒸发源，因为要蒸 发8种材料(7种对应于有机化合物， 一种对应于作为阴极的金属)。然后，在作为空穴注入材料的CuPc被蒸发为10nm以形成空穴注入区域503 之后，在蒸发CuPc的同时，开始蒸发作为空穴传li^才料的a-NPD，由此形成 由CuPc和a -NPD构成的混合区域511 。混合区域511被设置为具有10nm的 厚度。接着，停止CuPc的蒸发，并且仅仅ci -NPD被蒸发为30nm以形成空穴传 输区域504。此后，在蒸发a-NPD的同时，开始蒸发作为基M+才料的CBP， 由此形成由a -NPD和CBP构成的混合区域512。混合区域512被设置为具有 lOnm的厚度。接着，停止a -NPD的蒸发，并且CBP被蒸发为20nm以形成发光区域505。 在发光区域505形成期间，作为用于红色光之三重态发光材料的PtOEP以4wtM 比例被掺入。此后，完成ROEP的蒸发，并且在蒸发CBP的同时，开始蒸发 作为阻挡材料的BCP，由此形成由CBP和BCP构成的混合区域513。混合区 域513被设置为具有5nm的厚度。然后，停止CBP的蒸发，并且BCP被蒸发为10nm以形成阻挡区域506。 此后，在蒸发BCP的同时，开始蒸发作为电子传li^料的Mb,由此形成由 BCP和Akj3构成的混合区域514。混合区域514被设置为具有5nm的厚度。随后，停止BCP的蒸发，并且Alq3被蒸发形成具有40nm厚度的电子传输 区域507。 Alq3的蒸发完成，并且此时，在没有任何时间间隔的情况下开始蒸 发作为电子注入材料的Li (acac)，蒸发到近似为2nm。不设置时间间隔的原 因仅仅是防iLi^的杂质层的形成。最后，作为阴极的铝被蒸发为近似是150nm。因此，获得了用于发射红色 光的源于PtOEP的三重态发光元件。[实施例3〗在该实施例中，特别说明在图9A到9E所示的显示设备之^h象素的结构。 图8所示的蒸发驢被用作为蒸发錢以由此形成每个象素。注意，图8和图 9A到9E中的参考标号在下面涉及。首先，图9A所示的基片被装载入用于红色象素的蒸发室801中，并且制 造如图10A所示的用于红色的三重态发光元件。这里，CuPc是空穴注入材料， ot -NPD是空穴传ift才料，BAlc^是电子传输材料，以及Akfe是电子注入材料。 PtOEP被掺入到由a -NPD和BAlq2构成的混合区域中。其M比被设置为a 一 NPD: BAlqs: PtOEI^=20: 80: 4。注意，在次序上应注意在CuPc和a-NPD 之间和在BAkb和Alq3之间不产生时间间隔，由此防止了杂质层的形成。接着，基片被装载入用于绿色象素的蒸发室802中，并且制造具有图10B 所示混合区域的绿色单重态发光元件。这里，CuPc是空穴注入材料，a -NPD 是空穴传lit才料，以及Alq3是电子传辦才料和也是发光材料。混合区域中的重 量比被设置为a-NPD: Alq3=50: 50。注意，在次序上应注意在CuPc和a-NPD 之间不产生时间间隔，由此防止了杂质层的形成。另外，基片被装载入用于蓝色象素的蒸发室803中，并且制造包括图IOC 所示混合区域的蓝色单重态发光元件。这里，CuPc是空穴注At才料，a -NPD 是空穴传trt才料和也是发光材料，是电子传li^才料，以及Met是电子注 入材料。混合区域中的重量比被设置为a-NPD: BAlq^20: 80。注意，在次 序上应注意在CuPc和a -NPD之间和在BAlq2和Alc^之间不产生时间间隔， 由此防止了杂质层的形成。最后，Ah Li合金被蒸发为150nm作为阴极。因此，育辦实现全彩M示 设备，其中f柳了源于PtOEP的红色发光的象素，源于Alq3的纟絶发光的象 素和源于a -NPD的蓝色发光的象素。[实施例4]在实施例3中所示的全彩色发光设备的旨结构在本实施例中说明。图11是使用本发明有机发光元件的有源矩阵发光设备的剖面示意图。注意，尽管薄膜晶体管(以后称为TFT)在这里被用作为有源元件，MOS晶体管也可以使用。而且，这里所示的例子i柳了顶部栅极TFT (top gate TFT)(具体地是平 面TFT)作为TFT，但是底部栅极TFT (典型地是反向排列TFT (reverse stagger TFT))也育,舰。参考标号1101 g图11中的基片，并且可见光離多M的基片被用作为 该基片。具体地说，可以使用玻璃基片，石英基片，结晶玻璃基片或者塑料基片(包括塑料膜)。注意，在表面上形成的绝缘膜也被包括在该基片1101中。 象素部分1111和驱动器电路部分1112被形，基片1101上。首先解释象素部分im。象素部分mi是用于完成图象显示的区域。多个象素存在于基片上，并且在^h象素中形鹏于控制在有t服光元件中流动的电流量的TFT 1102 (以后 称为电流控制TFT)、象素电极(阳极)1103、有机化合物膜1104和阴极1105。 注意，尽管图11中仅仅示出了电流控制TFT，但也可以形卿于控制施加在 电流控制TFT之栅极的电压量的TFT (以后称为开关TFT)。,的是p沟道TFT应当被使用为电流控制TFT1102。尽管有可能使用n 沟道TFT，使用p沟道TFT在有机发光元件的阳极被连接到电流控制TFT的 情况下能够更有效地抑制电流消耗量，如图11所示。而且，象素电极1103被电连接到电流控制TFT1102的漏极。具有4.5到5.5eV 功系数的导电材料被用作为实施例4中象素电极1103的材料，并且因此象素 电极1103起有机发光元件阳极的作用。氧化铟、氧化锡、氧化锌或者这些材 料的化合物(诸如ITO) —般可以被用作为象素电极1103。有机化合物膜1104 被形自象素电极1103上。另外，阴极1105被形鹏有机化合物膜1104上。雌{顿具有从2.5到3.5eV 功系数的导电材料作为阴极1105的材料。包含碱金属元素或者碱土金属元素 的导电膜，包含铝的导电膜，具有铝或者银的这些导电膜的层叠结构等可以被 典型地用作为阴极1105。另外，由象素电极U03，有机化合物膜1104和阴极1105构成的层被傲户 膜1106覆盖。形成保护膜1106以将有机发光元件与氧气禾咏隔离开。氮化硅， ,化硅，氧化铝，氧化钽，或者碳(一般为,刚石碳)被用作为^^户膜1106 的材料。下面解释驱动器电路1112。驱动器电路1112是用于控制送到象素部分1111 之信号(栅信号和 信号)的时序的区域，并且形成雜寄存器，缓存器， 锁存器，模拟开关(转换栅)和电平移位器。由n沟道TFT1107和p沟道TFT1108 构成的CMOS电路作为这些电路的基本元件被示于图11中。注意，公知的结构可以被用作为移位寄存器，缓存器，锁存器，模拟开关 (转换栅)和电平移位器电路的电路结构。而且，尽管象素部分1111和驱动 器电路1112在图11中被形自相同的基片上，IC或者LSI在不形成驱动器电 路的情况下也能够被电连接。而且，尽管在图11中象素电极(阳极)1103被电连接到电流控制TFT1102， 也育,使用其中阴极被连接到电流控制TFT的结构。在这种情况下，象素电极 可以用与阴极1105材料相同的材料形成，并且阴极可以用与象素电极(阳极) 1103材料相同的材料形成。,的是在这种情况下电流控制TFT应当是n沟 道TFT。图11中所示的发光设备^il过在形成象素电极1103之后形成布线1109的 步骤制造的设备。在这种情况下，有象素电极1103将具有表面粗糙度的可能 性。有机发光元件是电流驱动元件，并且因此认为，象素电丰及1103的表面粗 糙度舰坏其特性。也倉,考虑其中象素电极1203是在形 线1209之后形成的发光设备， 如图12中所示。在这种情况下，与图11的结构相比，来自象素电极1203的 电流注入被改善了。另外，在象素部分1111和象素部分1211中布置的齡象素分别被图11和
图12中的正锥麟结构mo和mo分开。例如 :{顿反向锥结构，该堤 岸结构也育辦被构造成使得该麟结构不接触象素电极。其例子示于图13中。两者被用作为布线和分离部分的布线和分离部分1310被形成在图13中。 图13中所示的布线和分离部分1310的微(具有突出部分的结构)育嫩舰 将构鹏线的金属和具剤氐于该金属亥'J鹏率之刻鹏率的材料(例如金属氮 化物)层叠在一起，然后在其Jlit行刻1:妹形成。这种微肯,防止緣素电 极1303或者布线和阴极1305之间的短路。注意，不同于通常的有源矩阵发光 设备，象素上的阴极1305被给出条形(类似于无源矩阵发光设备中的阴极) 的结构被示于图13中。图12有源矩阵发光设备的外部视图被舒图14中。注意，图14A表示顶 表面示意图，其中图14A沿线P-P被截取的剖面示意图被示于图14B中。另 夕卜，图12中^[顿的符号也丰細于图14A和14B。图14A中的参考标号1401表示象素部分，参考标号1402 ^^栅信号线驱 动器电路，以及参考标号1403 ,数据信号线驱动器电路。而且，被送到栅 信号线驱动器电路1402和 信号线驱动器电路1403的信号Mil输入布线 1404从TAB (带自动粘接(tape automated bonding))带(tape) 1405输入。注 意，尽管在图中没有示出，可以连接其中TAB带中形成IC (集成电路)的TCP (带i^t装(tapecanierpackage))，其代替TAB带1405。参考标号1406表示在图12所示有机发光元件上形成的S^材料，使用由 树脂制造的密封胶1407，该鶴材料1406被粘结。任何材料可以被用作为该 覆盖材料1406，鹏是氧气和7jC不育^lii该材料。正如图14B所示，由塑料 材料1406a制成的并且在塑料材料1406a的正反面上形成的具WW 1406b和 1406c (具体为幾刚石繊)的盖!細在实施例4中。另外，密封胶1407被由树脂制成的密封材料1408覆盖，并且有机发光元 件被完全地密封4^f闭空间1409中，如图14B所示。然后，密封空间1409可 以被填充有惰性气体(一般为氮气或者惰性气体)，树脂，或者惰性液体(例 如，液态碳氟化合物， 一般为全氟烷烃)。另外，形成吸湿剂或者脱氧剂也是 有效的。另夕卜，偏振板(polarization plate)也可以被形，根据实施例4的发光设 备的显示表面(在其上可以观看图象的表面)。该偏振板抑制从外部入射的光
的反射，并且在防止用户自己的图象被投射到显示表面上是有效的。通常4顿 圆形偏振板。但是， 4顿给出少的内部础的结构，通过调^J斤射率，目 的是防止从有机化合物层发射的光被偏振板所反射和返回到内部。注意，本发明所公开的任何有机发光元件可以被用作为在实施例4的发光 设备中包含的有机发光元件。[实施例5]本实施例中，无源矩阵发光设备将被说明作为包括由本发明公开的有机EL设备之发光设备的例子。图15A是其顶视亂图15B是Mil沿虚线P-P，截取 图15A获得的剖面视图。图15A中，参考标号1501 g基片，并且这里j顿塑料单元。作为塑料 单元，倉g够l顿由聚酰亚胺，聚醐安，丙烯酸树脂，环 脂，PES (聚醚砜)， PC (聚碳酸酯)，PET (聚对苯二甲酸乙二酯)或者PEN (聚醚腈)制成的板 微或者膜微单元。参考标号1502表示由导电氧化物膜帝喊的扫描线(阳极层)。在该实施例 中，f顿其中氧化镓被加至瞎化锌的导电氧化物膜。参考标号1503表示由金 属膜制成的娜线(阴极层)。在该实施例中，{顿铋膜。参考标号1504表示 由丙烯酸树脂制成的堤岸。该堤岸1504起绝缘壁作用，用于分开麵线1503。 扫描线1502和娜线1503两者都被形成为条形并且鄉为相互正交。注意， 尽管在图15A中没有示出，有机化合物层被夹在扫描线1502和数据线1503之 间，交叉部分1505 ^^象素。扫描线1502和 线1503 i!3lTAB带1507被连接至(J外部驱动器电路。 注意，参考标号1508表示由一组扫描线1502构成的布线组，参考标号1509 表示由一组与数据线1503连接的连接布线1506构成的布线组。另外，尽管没 有示出，代替TAB带1507，其中IC被提供在TAB带中的TCP可以与扫描线 和麵线相连接。图15B中，参考标号1510表示密封单元，参考标号1511表示皿该密封 单元1510被粘到塑料基片1501上的 单元。光固化树制tM被用作为密 封单元1510，并且其中脱气^!>且具剤氐吸湿性的材料是雌的。雌的是， 覆盖单元是由与基片1501相同的材料制成，育,使用玻璃(包括石英玻璃) 或者塑料。这里，4OT塑料单元。 下面，象素区域1512结构的放大视图被示于图15C中。参考标号1513表 示有机化合物层。注意，正如图15C中所示，堤岸1504用这种形鄉成，其 中下层的宽度比上层的宽度窄，并且因此 线1503倉,被物理地相互M。 由密封单元1510包围的象素部分1514 M由树脂制成的密封单元1515而与 外部空气隔开，并且因此获得了这种结构，使有机化合物层的破坏被防止。在具有上述结构的本发明的发光设备中，象素部分1514是通过扫描线 1502，,线1503，麟1504，和有机化合物层1513构成的。因此，该发光 设备育,舰非常简单的工艺制造。而且，偏振板可以被提供在本实施例中描述的发光设备的显示表面(图象 观看表面)。该偏振板具有抑制从外部入射的光的反射和防止观看者在显示屏 中被g的效果。通常，使用圆形偏振板。注意，为了防止从有机化合物层发 射的光被偏振板反射和回到内部部分盼瞎况， 使用其中折射率被调整以减 少内部反射的结构。注意，作为该实施例的发光设备中包括的有机EL元件，可以使用由本发 明公开的招可一种有机EL元件。[实施例6]在该实施例中，将说明其中印刷布线板被提供在实施例5中说明的发光设 备中的模块的例子。在图16A所示的模块中，TAB带1604被固定到基片1601 (这里，包括象 素部分1602和布线1603a和1603b)，并且印刷布线板1605通过TAB带1604 被固定到基片1601。这里，印刷布线板1605的功能土央视图被舒图16B。起到至少I/0端口 (输 入部分和输出部分)1606和1609、娜信号侦鹏动器电路1607和栅信号侧驱 动器电路1608作用的IC被提供在印刷布线板1605的内部部分。因此，在本说明书中，特别地，该模块被叫做驱动器电路外部模±央，在该 模块中，TAB带被固定到其中象素部分被形鹏基片表面上的基片上，并且具 有起驱动器电路功能的印刷布线feffi过该TAB带被固定到基片。注意，作为该实施例的发光设备中的有机EL元件，可以4顿由本发明公 开的任何一种有机EL元件。[实翻7〗
在该实施例中，将说明其中印刷布线板被提供在实施例4或5中说明的发 光设备中的模块的例子。在图17A所示的模块中，TAB带1705被固定到基片1701 (这里，包括象 素部分1702， 信号侧驱动器电路1703，栅信号侧驱动器电路1704和布线 1703a和1704a)，并且印刷布线板1706 1 TAB带1705被固定到基片1701 。 印刷布线板1706的功能i央视图被舒图17B正如图17B所示，起到至少I/O端口 1707和1710和控制部分1708作用的 IC被提供在印刷布线板1706的内部部分。注意，尽管这里提供了存储器部分 1709，但其是不必要提供的。另外，控制部分1708具有控制操作驱动器电路、 校正图象数据等功能。因此，在本说明书中，特别地，该模i央被叫做控制器外部模块，在该模块 中，具有起至啦制器功能的印刷布线板被固定至U其中形成有机EL元件的基片。注意，作为该实施例的发光设备中包括的有机EL元件，可以使用由本发 明公开的任何一种有机EL元件。[实施例8]其中类似于由实施例1和2表示的三重态发光元件被数字时间被显示驱 动的发光设备例子被^实施例8。实施例8的发光设备是极其有用的，因为 Mil禾,从三重激发态发射的光，育^够获得高效率的发光，并且同时，通过采 用数字时间總显示能够获得均匀的图象。在有机发光元件中〗顿的象素的电路结构!际于图18A。参考符号Trl和 Tr2表示晶体管，参考符号Cs ^存储电容器。如麟择了栅极线，电流在该 电路中从源极线流到晶体管Trl，并且对应于该信号的电压被存储在存储电容 器Cs中。由在晶体管Tr2的栅极和源极之间的电压Vgs控制的电流然后在晶 体管Tr2中和在有机发光元件中流动。在Trl已经被选择之后晶体管Trl被置于截止状态，并且存储电容器Cs的 电压Vgs被存储。仅仅 于电压Vgs的电流育,因此继续流动。用于表示皿数字时间灰度显示来驱动该类型电路的图被示于图18B。 一 帧被分成多W帧，并且6位M用被分成6个子帧的一帧被示于图18B。对每一付帧之发光周期的比率在该清况下 32:: 16:: 8:: 4:: 2:: 1。实施例8中TFT基片驱动器电路的概念被示于图18C。栅驱动器和源驱动 器皮形成在相同基片上。體象素电路和驱动器使得完微字驱动，并且因此 育^l多获得不受TFT特性偏移影响的均匀图象。[实施例9]在上述实施例中已经说明的本发明发光设备具剤氐功耗和长寿命的优点。 因此，包括那些发光设备作为它们显示单元的电设备能够比传统设备在更小功 率消耗下工作和是耐用的。这些优点是非常有用的，尤其对使用电池作为电源 的电设备更是这样，例如便携式體，因为低功耗直接导致了方便性(电池持 续更长时间)。该发光设备是自发光的，以去掉如液晶显示中所需要的背景光，并且具有 其厚度小于l拜的有机化合物膜。因此，该发光设备能够被1鹏薄和轻的。 包括该发光设备作为它们显示单元的电设备因此是比传统的电设备薄和轻。这 也直接导致了方便性(携带它们轻而小巧)和是非常有用的，特别^t于便携 式装置和类似的其它电子设备。而且，由于运输(大量的设备能够批量运输) 和安装(节省空间)，对于所有电子设备，薄(非庞大的)无疑是有用的。因为自发光，该发光设备的特征在于在亮的地方具有比液晶显示设备更 好的可视性和宽的视角。因此，包括该发光设备作为它们显示单元的电设备在 观看显示的容易性方面也是有禾啲。概括地说，除了具有传统有机发光元件的优点即薄/轻和高可视性之外，使 用本发明发光设备的电子设备还具剤氐功耗禾帐寿命的新寺性，因此是非常有 用的。本实施例表示了包括本发明发光设备作为显示单元的电子设备的例子。其特定例子被示于图19和20中。在本实施例电子设备中包括的有机发光元件能够是根据本发明的任何元件。在本实施例电子设备中包括的发光设备t,具有在图11到18中示出的任何一种结构。图19A表示^f顿有机发光元件的显g备。该显示器由夕卜壳1901a，支座 1902a，和显示单元1903a构成。通过使用本发明的发光设备作为显示单元 1903a，该显示器能够是薄和轻以及耐用的。因此，运输被简单化了，并且在 安装中节省了空间和寿命长。图19B标摄像机，其由主体1901b，显示单元1902b，音频输入单元1903b， 操作开关1904b，电池1905b，以及图象接收单元1906b构成。通过{顿本发 明的发光设备作为显示单元1902b，摄像机能够是薄和轻的，并且消耗较少的 功率。因此，电池消耗被M^了且携带摄像机方便了。图19C^^数字摄像机，其由主体1901c，显示单元1902c，目镜单元1903c 和操作开关1904c构成。通过^fOT本发明的发光设备作为显示单元1902c，数 字摄像机會,是薄和轻的，并且消耗较少的功率。因此，电池消耗被减少了且 携带数字摄像机方便了。图19D ^^用记录媒体装备的图象再现装置。该驢由主体1901d,记录 ^fls(例如CD， LD或者DVD)1902d，操作开关1903d，显示单元(A) 1904d， 和显示单元(B) 1905d构成。显示单元(A) 1904d主要显示图象信息，而显 示单元(B) 1905d主要显示文本信息。M使用本发明的发光设备作为显示 单元(A) 1904d和显示单元(B) 1905d，图象再现装置消耗较少的功率且能 够是薄和轻以及耐用。安装有记录媒体的图象再现，还包括CD播放器和游 激几。图19E表示(便携式)移动计算机，其由主体1901e，显示单元1902e，图 象接收单元1903e，开关1904e，和存储 槽1905e构成。通过使用本发明的 发光设备作为显示单元1902e，便携式计算机能够是薄和轻的，并且消耗较少 的功率。因此，电池消耗被减少了且携銜十算机方便了。便携式计算机能够将 信息存储在闪烁存储器或者通过集成非易失性存储器获得的记录媒体中，并且 會鹏鹏存储的信息。图19F标个人计算机，其由主体1901f，外壳1902f，显示单元1903f， 和键盘1904f构成。通过JOT本发明的发光设备作为显示单元1903f，个人计 對几能够是薄和轻的，并且消耗较少的功率。由于电池消耗小和轻，尤其对随 身携带的笔记本个人计穀几或者其它个人计算机，该发光设备有巨大的优点。这些电子设备现在是用渐增的频率信息尤其是活动信息来显示的，这些频 率信息是通过诸如因特网的电子通讯线路和诸如无线电波的无线电通讯传送 的。由于有机发光元件具有非常快的响^3I度，该发光设备题合于活动显示 的。图20A表示蜂窝式电话，其由主体2001a，音频输出单元2002a，音频输入 单元2003a，显示单元2004a，操作开关2005a，和，2006a构成。通过fOT 本发明的发光设备作为显示单元2004a，蜂窝式电话能够是薄和轻的，并且消
耗较少的功率。因此，电池消耗被M^、了，携带蜂窝式电话容易了，并且主体 紧凑。图20Bg收音机(特别是汽车收音机)，其由主体2001b，显示单元2002b， 和操作开关2003b和2004b构成。通过〗OT本发明的发光设备作为显示单元 2002b，收音机能够是薄和轻的，并且消耗较少的功率。尽管本实施例中以汽 车收音机作为例子，但该收音机可以是家庭收音机。对图19到20所示电子设备给出根据周围亮度调制发射光的发光之功能是 有效的，在这里电子设备题舰供具有光传感器作为检测周围亮度之测量手 段被j顿的。如果鄉光的发光和周围环境的亮度的对比度是100比150，则 用户倉鄉不困难地识别图誠者文本信息。利用该功能，当周围环境是亮时为 更好观看育,增加图象的亮度，而当周围环境是暗时能够降低图象的亮度以降 低功耗。通过实现本发明，肯g够抑制用于红色光的三重态发光元件亮度的降低以延 长元件寿命。因此，与现有技斜目比，旨,提供用于红色的有机发光元件，其 中发射效率是高的， ^是长的。而且，能够提供该显示设备，其中光的三原色的平衡是有利的，此外，通 逝柳用于红色的三重态发光元件和用于绿色和蓝色的单重态发光元件，其功 耗是低的，并且与现有技斜目比颜色波动随时间的变化是小的。而且，育滩提 供电子装置，其中iiiK顿上腿示设备，与现有技术相比功耗低，并且具有 显示不随时间流逝而变暗之清楚图象的显示部分。
权利要求
1.一种发光器件，包括一个阳极；一个阴极；和一个在所述阳极和阴极之间的混合区域；其中该混合区域包括空穴传输材料和电子传输材料；其中用于展示来自三重激发态之红色发光的材料被加到该混合区域；并且其中该混合区域中的空穴传输材料和电子传输材料之一是用于展示来自三重激发态之红色发光的材料的主体材料。
2. —种发光器件，包括 一个阳极；一个^E^述阳极和阴极之间的空穴传输层；一个在所述空穴传输层和所述阴fet间的电子传输层；一个在所述空穴传输层和电子传输层之间的混合区域；其中该混合区域包括空穴传输材料和电子传lrt才料；其中用于展示来自三重激发态之红色发光的材料被加到该混合区域；并且其中该混合区域中的空穴传输材料和电子传输材料之一是用于展示来自 三重皿态之红色发光的材料的主体材料。
3. —种发光器件，包括 一个阳极；一个^^f述阳极和阴极之间的混合区域； 其中该混合区域包括空穴传输材料和电子传 餅才料； 其中包括用于展示来自三重激发态之红色发光的铱络合物的材料被加到 该混合区域；并且其中该混合区域中的空穴传输材料和电子传输材料之一是包括用于展示来自三重、 态之红色发光的铱络合物的材料的主体材料。
4. —种发光器件，包括 一个阳极；一个在所述阳极和阴极之间的空穴传输层； 一个在所述空穴传输层和所述阴fet间的电子传输层； 一个舒万述空穴传输层和电子传输层之间的混合区域； 其中该混合区域包括空穴传输材料和电子传ttf才料； 其中包括用于展示来自三重激发态之红色发光的铱络合物的材料被加到 该混合区域；并且其中该混合区域中的空穴传输材料和电子传输材料之一是包括用于展示 来自三重>皿态之红色发光的铱络合物的材料的主体材料。
5. 根据权利要求1或2的发光器件，其中所述空穴传输层包括包含在所 述混合区域中的空穴传ttf才料。
6. 根据权利要求1或2的发光器件，其中所述电子传输层包括包含在所 述混合区域中的电子传^Tt才料。
7. 根据权利要求1到4的任何一个的发光器件，其中用于脇来自三重 、麟态之红色发光的材料被掺杂到所述混合区域的一部分。
8. 根据权利要求1到4的任何一个的发光器件，还包括^^f述阳极上的 空穴注入区域。
9. 根据权利要求1到4的招可一个的发光器件，还包括在所述阴t肚的 电子注入区域。
全文摘要
有机化合物膜中提供有由空穴传输材料制成的空穴传输区域，由电子传输材料制成的电子传输区域，以及其中空穴传输材料和电子传输材料二者被混合的且被掺有用于红色光的三重态发光材料的混合区域(发光区域)，由此在传统层叠结构中存在的各层之间的界面被消除了，并且显示出空穴传输，电子传输和发光的各个功能。根据上述方法，能够获得用于红色的有机发光元件，其中功耗是低的，其寿命是长的。因此，显示设备和电子设备是通过使用该有机发光元件被制造的。
文档编号H01L51/50GK101159318SQ20071018228
公开日2008年4月9日 申请日期2002年2月1日 优先权日2001年2月1日
发明者山崎舜平, 濑尾哲史 申请人:株式会社半导体能源研究所