专利名称：发光元件、显示装置和电子设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及发光元件、显示装置和电子设备。
背景技术：
在有机电致发光元件(所谓的有机EL元件)的制造中，提出了用涂布法形成发出各色光的有机EL元件具有的红色发光层和绿色发光层、并用真空蒸镀法(蒸镀法)形成了蓝色发光层的显示装置(例如，参照专利文献1)。其是着眼于如下方面的技术，S卩，就使用喷墨法之类的涂布法制作的有机EL元件而言，虽然对于发出红色和绿色光的有机EL元件而言，具有实用水平的发光寿命(亮度寿命)、发光效率(电流效率或外部量子效率)，但是对于发出蓝色光的有机EL元件而言，往往未达到实用水平的发光寿命、发光效率，而使用真空蒸镀法制作的发出蓝色光的有机EL 元件与使用涂布法制作的有机EL元件相比，其发光寿命延长数倍以上，多达到实用水平。 即，即使在使用喷墨法之类的液相工艺制作的某发光色的有机EL元件未达到实用水平的发光寿命、发光效率的情况下，使用真空蒸镀法之类的气相工艺制作的同样的发光色的有机EL元件有时也具有实用水平的发光寿命、发光效率。在这样的显示装置中，红色有机EL元件(红色像素)和绿色有机EL元件(绿色像素)采用分别在它们所具有的红色发光层和绿色发光层上使用真空蒸镀法形成蓝色发光层的构成，即，在包含红色发光层和绿色发光层的整个面上通过真空蒸镀法形成蓝色发光层的构成。因此，该构成的显示装置的制造方法无需使用高精细掩模选择性地仅在蓝色有机EL元件(蓝色像素)上蒸镀(成膜)蓝色发光层，因此最适于制造具有大型面板的显示装置。然而，这时，在红色有机EL元件和绿色有机EL元件中，蓝色发光层设置为分别与红色发光层和绿色发光层上接触，因此，无法从蓝色发光层向红色发光层和绿色发光层充分注入电子的情况很多。因此，红色有机EL元件(红色像素)和绿色有机EL元件(绿色像素)中，有时由于非目标的蓝色发光层发光，各自作为红色和绿色的色纯度降低。S卩，在阴极和阳极之间具备多个具有发光功能的层(发光功能层)的发光元件中， 存在无法选择性或支配性地使上述具有发光功能的层中的所需层发光的课题。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2007-73532号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供在阴极和阳极之间具备多个具有发光功能的层的发光元件中，能够选择性或支配性地使这些多个具有发光功能的层中的所需层发光的发光元件， 显示装置和电子设备。
这样的目的通过下述的本发明达成。本发明的发光元件，其特征在于，具备阳极，阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的、具有发出第1色光的功能的第1层，在所述阳极和所述第1层之间设置的第2层，以及在所述阳极和所述第2层之间设置的第3层，所述第2层具有根据所述第3层的功能来选择载流子的流动的功能。由此，由于第2层根据第3层的功能来选择适当的载流子流动，因此能够通过第3 层选择想要使第1层发光的情况和想要抑制发光的情况。本发明的发光元件中，优选上述第2层具有配置于上述阴极侧的空穴输送层和配置于上述阳极侧的电子注入层。由此，能够适当调整空穴和电子的流动。本发明的发光元件中，优选上述第2层和上述第3层直接相接。通过第2层与第3层直接相接，由第3层的功能所决定的第2层的功能所发挥的作用得到强化。本发明的发光元件中，优选上述第3层具有发出第2色的光的功能。第3层可以是具有发出第2色的光的功能的层。本发明的发光元件中，优选上述第2层具有使载流子流动的功能。第3层是具有发出第2色的光的功能的层时，第2层就具有使载流子流动的功能， 可以使在第3层内发生空穴和电子的再结合的概率高于在第1层内发生的概率。由此，能够有效发出第2色的光。本发明的发光元件中，优选上述第3层为空穴注入层。第3层可以是空穴注入层。 本发明的发光元件中，优选上述空穴注入层具有离子传导性。另外，较理想的是，该空穴注入层是具有离子传导性的层。本发明的发光元件中，优选上述第2层具有抑制载流子流动的功能。第3层为空穴注入层时，进而尤其是该空穴注入层具有离子传导性时，第2层具有抑制载流子流动的功能，可以提高在第1层发生空穴和电子的再结合的概率。由此，能够有效发出第1色的光。本发明的发光元件中，优选上述电子注入层由碱金属、碱土金属或它们的化合物构成。由此，能够进一步提高介由空穴输送层和电子注入层从第1层向第3层注入电子的注入性。本发明的发光元件中，优选上述第1层使用气相工艺形成。具备经气相工艺形成的第1层的发光元件，充分具备实用水平的发光寿命特性。本发明的发光元件中，优选上述空穴输送层使用气相工艺形成。具备经气相工艺形成的空穴输送层的发光元件，与具备经液相工艺形成的空穴输送层的发光元件相比，具备优良的发光寿命特性。
本发明的发光元件中，优选上述第1色为蓝色。对于像这样具备具有发出蓝色光的功能的第1层的发光元件，优选应用本发明的发光元件。本发明的发光元件中，优选上述第2色为红色或绿色。对于像这样具备具有发出红色或绿色光的功能的第3层的发光元件，优选应用本发明的发光元件。本发明的发光元件中，优选上述第3层使用液相工艺形成。具备具有经液相工艺形成的第3层的发光元件的显示装置，能够容易地大面积化。本发明的显示装置，其特征在于，具备本发明的发光元件。由此，能够得到可靠性高的显示装置。本发明的电子设备，其特征在于，具备本发明的显示装置。由此，能够得到可靠性高的电子设备。
图1是表示应用了本发明的显示装置的显示器装置的实施方式的纵剖面图。图2是表示应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人电脑的构成的立体图。图3表示应用了本发明的电子设备的移动电话(也包含PHS)的构成的立体图。图4是表示应用了本发明的电子设备的数码照相机的构成的立体图。图5是示意地表示实施例1、2的显示装置的纵剖面图。图6是示意地表示比较例1的显示装置的纵剖面图。图7是示意地表示比较例2的显示装置的纵剖面图。图8是示意地表示比较例3的显示装置的纵剖面图。图9是示意地表示比较例4R、7R的显示装置的纵剖面图。图10是示意地表示比较例4G、7G的显示装置的纵剖面图。图11是示意地表示比较例4B、7B的显示装置的纵剖面图。图12是示意地表示比较例5B的显示装置的纵剖面图。图13是示意地表示比较例6B的显示装置的纵剖面图。符号说明1R、301R、401R、501R、601R、701R......红色发光元件1G、301G、401G、501G、601G、801G......绿色发光元件1B、301B、401B、501B、601B、901B、2101B、2201B......蓝色发光元件3R、3G、3B、303R、303G、303B、403R、403G、403B、503R、503G、503B、603R、603G、603B、 703R、803G、903B、2103B、2203B......阳极41R、41G、41B、341R、341G、341B、441R、441G、441B、541R、541G、541B、641R、641G、 641B、741R、841G、941B、2141B、2241B......空穴注入层42R、42G、342R、342G、442R、442G、542R、542G、642R、642G、742R、842G......中间层43、343、443B、543B、643、943B、2143B、2243B......空穴输送层0072]46..... 载流子选择层0073]5R、305R、405R、505R、605R、705R......红色发光功能层0074]5G、305G、405G、505G、605G、805G......绿色发光功能层0075]5B、305B、405B、505B、605B、905B、2105B、2205B......蓝色发光功能层0076]61、361、56U2261B......第1电子注入层0077]63、363、463、563、663、763、863、963、2163、2263......第 2 电子注入层0078]62、362、462、562、662、962、2162、2262......电子输送层0079]8、308、408、508、608、708、808、908、2108、2208......阴极0080]100......显示器装置0081]100RU00GU00B......亚像素0082]20..... 密封基板0083]21、321、421、521、621、721、821、921、2121、2221......基板0084]22......平毋化层0085]24......驱动用晶体管0086]241.... ·半导体层0087]242.....·栅绝缘层0088]243......栅电极0089]244......源电极0090]245......漏电极0091]27......配线0092]31......间隔壁0093]35..... 环氧层0094]1100......个人电脑0095]1102......键盘0096]1104......主体部0097]1106... · ·显示单元0098]1200......移动电话机0099]1202... · ·操作按键0100]1204......受话口0101]1206......送话口0102]1300....· ·数码照相机0103]1302......壳体(机身)0104]1304....· ·受光单元0105]1306......快门按键0106]1308......电路基板0107]1312. . · · ·视频信号输出端子0108]1314. . ·...数据通信用的输入输出端子0109]1430......电视监视器0110]1440......个人电脑
具体实施例方式以下，就附图所示的优选的实施方式对本发明的发光元件、显示装置和电子设备进行说明。此外，本实施方式、本实施例、本比较例中的发光效率是指电流效率或外部量子效率。显示装置首先，在说明本发明的发光元件之前，对本发明的显示装置进行说明。此外，以下中，以在显示器装置中应用了本发明的显示装置的情况为一例进行说明。图1表示应用了本发明的显示装置的显示器装置的实施方式的纵剖面图。图1所示的显示器装置100具有基板21，与亚像素100R、100G、100B对应设置的多个发光元件1R、1G、1B和用于分别驱动各发光元件1R、1G、1B的多个驱动用晶体管24。此外，本实施方式中，显示器装置100是如果各发光元件1R、1G、IB发出光R、G、B， 则该光R、G、B从基板21侧透射的底部发光结构的显示器面板。在基板21上设有多个驱动用晶体管24，为了覆盖这些驱动用晶体管24，形成了由绝缘材料构成的平坦化层22。各驱动用晶体管24具有由硅等半导体材料构成的半导体层241、在半导体层241 上形成的栅绝缘层242、在栅绝缘层242上形成的栅电极243、源电极244和漏电极245。另外，在平坦化层22上，与各驱动用晶体管24对应地设有发光元件(有机EL元件)1R、1G、1B。发光元件1R、1G、1B分别在阳极3R、3G、3B与阴极8之间从阴极8侧依次具备第1
层、第2层禾口第3层。第1层是具有发出第1色的光的功能的层。以下，将具有发出某色光的功能的层称为发光功能层。本实施方式中，第1色为蓝色，第1层为蓝色发光功能层5B。第2层为载流子选择层46。所谓载流子选择层，是具有根据第3层的功能而选择载流子流动的功能的层，以下，将具有根据第3层的功能而选择载流子流动的功能的层称为载流子选择层。本实施方式中，载流子选择层46由从阳极(3R、3G、3B)侧依次层叠有第 1电子注入层61和空穴输送层43的层叠体构成。在发光元件IR和IG中，第3层是具有发出第2色的光的功能的层，分别为红色发光功能层5R和绿色发光功能层5G。即，本实施方式中的第2色在发光元件IR和IG中分别为红色和绿色。另外，在发光元件IB中，第3层为空穴注入层41B。发光元件IR在平坦化层22上依次层叠有阳极3R、空穴注入层41R、中间层42R、作为第3层的红色发光功能层5R、作为第2层的载流子选择层46、作为第1层的蓝色发光功能层5B、电子输送层62、第2电子注入层63和阴极8。另外，发光元件IG在平坦化层22上依次层叠有阳极3G、空穴注入层41G、中间层 42G、作为第3层的绿色发光功能层5G、作为第2层的载流子选择层46、作为第1层的蓝色发光功能层5B、电子输送层62、第2电子注入层63和阴极8。进而，发光元件IB在平坦化层22上依次层叠有阳极3B、作为第3层的空穴注入层 41B、作为第2层的载流子选择层46、作为第1层的蓝色发光功能层5B、电子输送层62、第2电子注入层63和阴极8。上述构成的发光元件1R、1G、1B的相邻发光元件彼此之间设有间隔壁31，由此，各发光元件1R、1G、IB被单个设置。本实施方式中，在各发光元件1R、1G、IB中，各阳极3R、3G、3B，各空穴注入层41R、 41G、41B，各中间层42R、42G和各发光功能层5R、5G通过用间隔壁31划分而被单个设置，第 1电子注入层61、空穴输送层43、蓝色发光功能层5B、电子输送层62、第2电子注入层63和阴极8被一体化地设置。通过采用该构成，各发光元件1R、1G、1B的各阳极3R、3G、3B构成像素电极(单个电极)，进而，各发光元件1R、1G、1B的阴极8构成共用电极。另外，各发光元件1R、1G、1B的各阳极3R、3G、3B通过导电部(配线)27与各驱动用晶体管24的漏电极 245电连接。这样，在具备发光元件1R、1G、1B的显示器装置100中，通过使用驱动用晶体管24 控制各发光元件1R、1G、IB的发光亮度、即通过控制对各发光元件1R、1G、IB施加的电压，能够实现显示器装置100的全彩显示。上述构成的发光元件1R、1G、1B中应用了本发明的发光元件，对于这些发光元件 1R、1G、1B的详细内容，在后进行说明。进而，本实施方式中，在这些发光元件1R、1G、1B上，以覆盖它们的方式形成有由环氧树脂构成的环氧层35。此外，在环氧层35上，以覆盖它的方式形成有密封基板20。由此，可确保发光元件1R、1G、1B的气密性，防止氧、水分的浸入，因此可以实现发光元件1R、1G、1B的可靠性的提尚。以上说明的显示器装置100通过使各发光元件1R、1G、1B同时发光而能够进行单色显示，通过将各发光元件1R、1G、1B组合而使其发光，也能够进行全彩显示。在上述构成的显示器装置100中应用了本发明的发光元件。以下，对于各发光元件1R、1G、1B，依次进行说明。发光元件IR发光元件(红色发光元件)IR是在阳极3R和阴极8之间插入从阳极3R侧依次层叠有空穴注入层41R、中间层42R、红色发光功能层5R、载流子选择层46、蓝色发光功能层 5B、电子输送层62和第2电子注入层63的层叠体而成的发光元件。发光元件IR中，载流子选择层46由从阳极3R侧依次层叠有第1电子注入层61 和空穴输送层43的层叠体构成。另外，发光元件IR中，阳极3R和阴极8分别构成单个电极和共用电极，阳极3R作为向空穴注入层41R中注入空穴的电极发挥功能，阴极8作为介由第2电子注入层63向电子输送层62注入电子的电极发挥功能。以下，对构成发光元件IR的各部分依次进行说明。阳极3R阳极3R是向空穴注入层41R注入空穴的电极。作为该阳极3R的构成材料，并无特别限定，优选使用功函数大、导电性优异的材料。作为阳极3R的构成材料，例如可举出ITO(氧化铟锡)、IZO(氧化铟锌)、Ιη303、 SnO2、添加有氟的SnO2、添加有Sb的Sn02、Zn0、添加有Al的ZnO、添加有Ga的ZnO等金属氧化物，Au、Pt、Ag、Cu或包含它们的合金等，可以使用这些中的1种或将2种以上组合使用。这样的阳极3R的平均厚度，并无特别限定，优选为IOnm 200nm左右，更优选为 30nm 150nm 左右。此外，在使显示器装置100为底部发光结构的显示器面板时，对阳极3R要求透光性，因此，优选使用上述的构成材料中具有透光性的金属氧化物。空穴注入层41R空穴注入层41R具有使从阳极3R的空穴注入容易的功能。作为该空穴注入层41R的构成材料(空穴注入材料)，并无特别限定，但为了在后述的空穴注入层41R的形成工序中能够使用液相工艺形成，优选使用在导电性高分子材料 (或导电性低聚物材料)中添加了受电子性掺杂剂的离子传导性空穴注入材料。作为这样的离子传导性空穴注入材料，例如可举出聚(3，4_乙撑二氧噻吩)_聚 (苯乙烯磺酸)(PED0T/PSS)之类的聚噻吩系空穴注入材料、聚苯胺-聚(苯乙烯磺酸) (PANI/PSS)之类的聚苯胺系空穴注入材料、下述通式(1)所示的低聚苯胺衍生物和下述通式(4)所示的受电子性掺杂剂形成盐而成的低聚苯胺系空穴注入材料。
权利要求
1.一种发光元件，其特征在于，具备 阳极，阴极，在所述阳极和所述阴极之间设置的、具有发出第1色光的功能的第1层，在所述阳极和所述第1层之间设置的第2层，以及在所述阳极和所述第2层之间设置的第3层，所述第2层具有根据所述第3层的功能来选择载流子的流动的功能。
2.根据权利要求1所述的发光元件，其特征在于，所述第2层具有配置于所述阴极侧的空穴输送层和配置于所述阳极侧的电子注入层。
3.根据权利要求1或2所述的发光元件，其特征在于， 所述第2层和所述第3层直接相接。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第3层具有发出第2色的光的功能。
5.根据权利要求4所述的发光元件，其特征在于， 所述第2层具有使载流子流动的功能。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第3层为空穴注入层。
7.根据权利要求6所述的发光元件，其特征在于， 所述空穴注入层具有离子传导性。
8.根据权利要求6或7所述的发光元件，其特征在于， 所述第2层具有抑制载流子流动的功能。
9.根据权利要求2 8中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述电子注入层由碱金属、碱土金属或它们的化合物构成。
10.根据权利要求1 9中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第1层使用气相工艺形成。
11.根据权利要求6 10中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述空穴输送层使用气相工艺形成。
12.根据权利要求1 11中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第1色为蓝色。
13.根据权利要求1 12中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第2色为红色或绿色。
14.根据权利要求1 13中任一项所述的发光元件，其特征在于， 所述第3层使用液相工艺形成。
15.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求1 14中任一项所述的发光元件。
16.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求15所述的显示装置。
全文摘要
本发明提供发光元件、显示装置和电子设备。发光元件(1R)具有设于阳极(3R)和阴极(8)之间的蓝色发光功能层(5B)、以及设于阳极(3R)和蓝色发光功能层(5B)之间的红色发光功能层(5R)，进而，在蓝色发光功能层(5B)和红色发光功能层(5R)之间，具有由从该蓝色发光功能层(5B)侧依次层叠有空穴输送层(43)和第1电子注入层(61)的层叠体构成的载流子选择层(46)。
文档编号H01L51/50GK102347449SQ20111021320
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月25日 优先权日2010年7月27日
发明者小田敏宏 申请人:精工爱普生株式会社