专利名称：发光元件、发光装置、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、发光装置、显示装置和电子设备。
背景技术：
有机电致发光元件(所谓的有机EL元件)是具有在阳极与阴极之间插入至少I层发光性有机层的结构的发光元件。在这种发光元件中，对阴极与阳极之间施加电场，从而从阴极侧向发光层注入电子，并且从阳极侧向发光层注入空穴；在发光层中，通过电子与空穴复合而生成激子，在该激子返回基态时，其能量作为光被释放出。作为这种发光元件，例如，已知在阴极与阳极之间具有2层以上发光层的发光元件，所述发光层包括发出磷光的磷光发光层和发出突光的突光发光层。但是,在所述构成的发光兀件中，若以使这些磷光发光层与突光发光层相互接触的方式进行层叠，则磷光发光层的三重态能量转移至荧光发光层侧，然后，不以用于发光的能量的形式发挥作用就失活了，因此，无法得到充分的发光效率。因此，以防止或抑制上述那种三重态能量的转移为目的，提出了在这些磷光发光层与突光发光层之间设置含有电子输送性材料和空穴输送性材料两者的I层的中间层、或考虑到三重态能量与磷光发光层和荧光发光层的关系的中间层(例如，參照专利文献I、2)。但是，若设置这些中间层，则存在发光元件的驱动电压上升，或无法使磷光发光层和荧光发光层中的某一方高效率地进行发光的问题。专利文献专利文献I :日本特开2006-172762号公报专利文献2 W0 2008/123178号公报
发明内容
本发明的目的在于提供即使在低电压的驱动下也能够使发出磷光的磷光发光层和发出荧光的荧光发光层高效率地发光的发光元件、具备该发光元件的发光装置、显示装置和电子设备。通过下述的本发明实现这种目的。本发明的发光元件的特征在于，具有阳极，阴极，设置于上述阳极与上述阴极之间且通过对这些电极通电而发出磷光的磷光发光层和发出荧光的荧光发光层，和设置于上述磷光发光层与上述荧光发光层之间的中间层；上述中间层具备相互接触的空穴输送层和电子输送层，上述电子输送层位于上述阳极侧，上述空穴输送层位于上述阴极侧。根据这种本发明的发光元件，即使在低电压的驱动下也能够使发出磷光的磷光发光层和发出荧光的荧光发光层高效率地发光。在本发明的发光元件中，优选上述磷光发光层位于上述阳极与上述中间层之间，上述荧光发光层位于上述阴极与上述中间层之间。
在此，为了高效率地取出各发光层中发出的光，需要调整光路长，此时，通过在阴极配置短波长的光路、在阳极侧配置长波长的光路，而能够实现光取出效率的提高。另外，作为发出短波长(尤其是蓝色)的光的发光材料，一般而言，发出荧光的发光材料一方的发光色、发光效率和寿命均比发出磷光的发光材料优异，因此，通过使荧光发光层和磷光发光层的位置关系成为如上所述的关系，能够更可靠地使各发光层发光，并且能够实现发出光的取出效率的提高。在本发明的发光元件中，优选上述空穴输送层的三重态能量和上述电子输送层的三重态能量均大于上述磷光发光层的三重态能量。由此，能够确实可靠地抑制或防止磷光发光层的三重态能量转移至荧光发光层侦牝结果所述三重态能量不以用于发光的能量的形式发挥作用就失活的情況。因此，发光元 件发挥特别优异的发光效率。在本发明的发光元件中，优选上述空穴输送层的平均膜厚为2nm 10nm。由此，能够可靠地防止从电子输送层侧注入的空穴向荧光发光层侧的输送效率的降低，同时能够可靠地防止因隧道效应而导致的、介由空穴输送层的从荧光发光层向电子输送层的电子注入效率的降低。在本发明的发光元件中，上述电子输送层的平均膜厚为2nm 10nm。由此，能够可靠地防止从空穴输送层侧注入的电子向磷光发光层侧的输送效率的降低，同时能够可靠地防止因隧道效应而导致的、介由电子输送层的从磷光发光层向电子输送层的空穴注入效率的降低。在本发明的发光元件中，优选上述空穴输送层和上述电子输送层的膜厚之和为15nm以下。由此，能够更可靠地防止发光元件的驱动电压变高，同时能够使磷光发光层和荧光发光层高效率地发光。在本发明的发光兀件中，优选具有第2磷光发光层,所述第2磷光发光层设置于上述阳极与上述磷光发光层之间且通过在上述阳极与上述阴极之间通电而发出磷光。由此,能够使第I磷光发光层、第2磷光发光层和突光发光层平衡良好地发光。另夕卜，例如，通过将这些发光层的发光色设为红色、緑色和蓝色，能够实现发白色光的发光元件。本发明的发光装置的特征在干，具备本发明的发光元件。由此，能够提供即使在恒定电流下的长时间驱动中，也能够抑制驱动电压上升的发光装置。本发明的显示装置的特征在干，具备本发明的发光装置。由此，能够提供可以稳定地进行驱动且可靠性优异的显示装置。本发明的电子设备的特征在于，具备本发明的显示装置。由此，能够提供可靠性优异的电子设备。
图I是示意地表示本发明的优选的实施方式所涉及的发光元件的纵剖面的图。图2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3是表示应用了本发明的电子设备的移动型(或笔记本型)的个人计算机的构成的立体图。图4是表示应用了本发明的电子设备的便携式电话(还包括PHS)的构成的立体图。图5是表示应用了本发明的电子设备的数码相机的构成的立体图。符号说明1、1G、1R、1B. · ·发光元件；2. · ·基板；3. · ·阳极；4...第I发光部41. · ·空穴
输送层；42...第2磷光发光层；43...第I磷光发光层；5...中间层；51...电子输送层；52...空穴输送层；6...第2发光部；61...突光发光层；62...电子输送层；7...阴极；8...密封构件；15...层叠体；19B、19G、19R. . ·滤色器；100...显示器装置；100R、100GU00B...子像素；20·..密封基板；21·..基板；22·..平坦化层；24·..驱动用晶体管；241...半导体层；242. .·栅极绝缘层；243. .·栅电极；244. .·源电极；245. .·漏电极；27...配线；31...隔壁；32...反射膜；33...抗腐蚀膜；34...阴极罩；35...环氧树脂层；36. · ·遮光层；1100. · ·个人计算机；1102. · ·键盘；1104. · ·主体部；1106. · ·显示単元；1200...便携式电话；1202...操作按钮；1204. ·.听筒；1206. · ·话筒；1300···数码相机；1302. · ·机体(机身)；1304. · ·受光单元；1306. · ·快门按钮；1308. · ·电路基板；
1312...视频信号输出端子；1314...数据通信用的输入输出端子；1430...电视监视器；
1440...个人计算机；W...白色光
具体实施例方式以下，对附图所表示的本发明的发光元件、发光装置、显示装置和电子设备的优选实施方式进行说明。发光元件图I是示意地表示本发明的优选实施方式所涉及的发光元件的纵剖面的图。应予说明，在下述中，为了便于说明，以图I中的上侧为“上”、下侧为“下”而进行说明。发光元件(电致发光元件)I是按照阳极3、第I发光部(第I发光单元)4、中间层5、第2发光部(第2发光单元)6和阴极7的顺序进行层叠而成的。換言之，发光元件I是在2个电极间(阳极3与阴极7之间)插入层叠体15而构成的，所述层叠体15是按照第I发光部4、中间层5和第2发光部6的顺序以层叠方式进行层叠而得的。另外，第I发光部4为从阳极3侧向阴极7侧按照空穴输送层41、第2磷光发光层(磷光发光层)42和第I磷光发光层43的顺序进行层叠而得的层叠体,第2发光部6为从阳极3侧向阴极7侧按照荧光发光层61和电子输送层62的顺序进行层叠而得的层叠体。而且，将发光元件I整体设置在基板2上，并且用密封构件8进行密封。当为这种发光元件I时，通过对阳极3与阴极7之间施加驱动电压，从而从阳极3供给(注入)空穴，并且从阴极7供给(注入)电子。由此，分别介由空穴输送层41对第I磷光发光层43和第2磷光发光层42供给空穴,介由中间层5对第I磷光发光层43和第2磷光发光层42供给电子；介由中间层5对荧光发光层61供给空穴，介由电子输送层62对荧光发光层61供给电子。结果在各发光层中，空穴与电子复合，通过在该复合时所释放的能量生成激子(exciton)，激子返回基态时释放能量(荧光、磷光)(发光)。这样,能够分别使第I磷光发光层43、第2磷光发光层42和突光发光层61发光。因此，这种发光元件I与发光层仅为I层的发光元件相比，能够提高发光效率，并且降低驱动电压。尤其是在发光兀件I中，后述的中间层5位于第I磷光发光层43与突光发光层61之间，利用该中间层5能够可靠地抑制或防止能量从第I磷光发光层43向荧光发光层61漏出，因此，能够形成发光效率优异的发光元件I。另外，在这种发光元件I中，例如，通过将这些发光层42、43、61的发光色分别设为红色、緑色和蓝色，能够实现发白色光的发光元件I。基板2支撑阳极3。本实施方式的发光元件I为从基板2侧取出光的构成(底部 发射型)，因此，基板2和阳极3分别形成实质上透明(无色透明、着色透明或半透明)。作为基板2的构成材料，例如可举出聚对苯ニ甲酸こニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酷、聚丙烯、环烯烃聚合物、聚酰胺、聚醚砜、聚甲基丙烯酸甲酷、聚碳酸酷、聚芳酯这样的树脂材料；石英玻璃、钠玻璃这样的玻璃材料等，可以使用其中的I种或组合2种以上使用。这种基板2的平均厚度没有特别的限定，优选为O. Imm 30mm,更优选为O. Imm IOmm0应予说明，在发光元件I为从与基板2相反侧取出光的结构(顶部发射型)时，基板2使用透明基板和不透明基板均可。作为不透明基板，例如，可举出由氧化铝这种陶瓷材料构成的基板、在不锈钢这种金属基板的表面形成氧化膜(绝缘膜)的基板、由树脂材料构成的基板等。在该基板2上形成有发光元件I。下面依次对构成发光元件I的各部分进行说明。阳极3阳极3为向后述的第I发光部4注入空穴的电极。作为该阳极3的构成材料，优选使用功函数大且导电性优异的材料。作为阳极3的构成材料，例如，可举出IT0(Indium Tin Oxide,氧化铟锡)、IZO (Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)、In303、Sn02、含有 Sb 的 SnO2、含有 Al 的 ZnO 等氧化物，Au、Pt、Ag、Cu或含有它们的合金等,可以使用其中的I种或组合使用2种以上。这种阳极3的平均厚度没有特别的限定，但优选为IOnm 200nm，更优选为50nm 150nmo第I发光部如上所述，第I发光部4具有空穴输送层41、第2磷光发光层42和第I磷光发光层43。在所述构成的第I发光部4中，若分别从空穴输送层41侧对第2磷光发光层42和第I磷光发光层43供给(注入)空穴,从中间层5侧对第2磷光发光层42和第I磷光发光层43供给(注入)电子，则在第2磷光发光层42和第I磷光发光层43中，空穴与电子复合，通过在该复合时释放的能量生成激子，激子返回基态时释放能量(磷光)，因此，第2磷光发光层42和第I磷光发光层43分别发出磷光。下面，对构成所述第I发光部4的各层依次进行说明。空穴输送层
空穴输送层41具有将从阳极3注入的空穴输送至第2磷光发光层42的功能。该空穴输送层41的构成材料能够单独或组合使用各种P型的高分子材料、各种P型的低分子材料，例如可举出N，N’ - ニ(I-萘基)-N，N’ -ニ苯基-1，I’ -联苯-4，4’ - ニ胺(NPD)、N，N’ - ニ苯基-N，N’ -双(3-甲基苯基)-1，I’ -联苯-4，4’ - ニ胺(TPD)等四芳基联苯胺衍生物，4，4’，4” -三(N-咔唑基)-三苯胺(TC TA)、4，4，，4” -三(N-苯基-N-间甲苯基氨基)三苯胺(m-MTDATA)这样的三苯胺化合物，四芳基ニ氨基芴化合物或它们的衍生物(胺系化合物)等，可以使用其中的I种或者组合2种以上使用。在上述中，空穴输送性材料更优选为三苯胺化合物或其衍生物。由此，能够从阳极向空穴输送层41高效率地注入空穴，并且能够将空穴高效率地输送至第2磷光发光层42。这种空穴输送层41的平均厚度没有特别的限定，但优选为IOnm 150nm，更优选为 IOnm lOOnm。第2磷光发光层该第2磷光发光层42含有磷光材料而构成。磷光材料从阴极7侧供给(注入)电子，并且从阳极3侧供给(注入)空穴，从而空穴与电子复合，通过在该复合时释放的能量生成激子，成为三重态激发状态的激子返回至基态时以磷光的形式释放三重态能量。作为这种磷光材料，没有特别的限定，可根据第2磷光发光层42中应该发出的发光色进行适当选择，能够使用I种或组合使用2种以上各种磷光材料。具体而言，作为红色的磷光材料，例如，可举出铱、钌、钼、锇、铼、钯等的金属配位化合物，还可举出上述金属配位化合物的配位体中的至少ー个具有苯基吡啶骨架、联吡啶骨架、叶啉骨架等的金属配位化合物。更具体而言，可举出三(I-苯基异喹啉)铱(Ir (Piq) 3)、下式(I)表示的双[2_(2’ -苯并[4，5_α]噻吩基)吡啶-N，C3’](こ酰丙酮)合铱 0^ロ211"(&。&。))、2，3，7，8，12，13，17，18-八こ基-12!1，23!1-卟啉-钼(II)、双[2-(2’ -苯并[4，5_α]噻吩基)吡啶-N，C3’]铱、双(2_苯基吡啶)(こ酰丙酮)合铱。
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Vf
Ol ^作为蓝色的磷光材料，例如，可举出铱、钌、钼、锇、铼、钯等的金属配位化合物。更具体而言，可举出双[4，6-ニ氟苯基吡啶-N，C2’]-吡啶甲酰合铱、三[2-(2，4_ ニ氟苯基)吡啶-N，C2’]铱、双[2-(3，5-三氟甲基)吡啶-N，C2’]-吡啶甲酰合铱、双(4，6-ニ氟苯基吡啶-N，C2’)(こ酰丙酮)合铱。作为绿色的磷光材料，例如可举出铱、钌、钼、锇、铼、钯等的金属配位化合物。其中，优选为上述金属配位化合物的配位体中的至少ー个具有苯基吡啶骨架、联吡啶骨架、ロ卜啉骨架等的金属配位化合物。更具体而言，可举出下式(2)表示的面式-三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)、双(2-苯基吡啶-N，C2’)(こ酰丙酮)合铱、面式-三[5-氟-2-(5-三氟甲基-2-吡啶)苯基-C，N]铱。
权利要求
1.一种发光兀件，其特征在于，具有 阳极， 阴极， 设置于所述阳极与所述阴极之间、通过对这些电极通电而发出磷光的磷光发光层和发出荧光的荧光发光层，和 设置于所述磷光发光层与所述突光发光层之间的中间层； 所述中间层具备相互接触的空穴输送层和电子输送层，所述电子输送层位于所述阳极侧，所述空穴输送层位于所述阴极侧。
2.根据权利要求I所述的发光元件，其中，所述磷光发光层位于所述阳极与所述中间层之间，所述荧光发光层位于所述阴极与所述中间层之间。
3.根据权利要求I或2所述的发光元件，其中，所述空穴输送层的三重态能量和所述电子输送层的三重态能量均大于所述磷光发光层的三重态能量。
4.根据权利要求I 3中任一项所述的发光元件，其中，所述空穴输送层的平均膜厚为2nm IOnm0
5.根据权利要求I 4中任一项所述的发光元件，其中，所述电子输送层的平均膜厚为2nm IOnm0
6.根据权利要求I 5中任一项所述的发光兀件,其中,所述空穴输送层与所述电子输送层的膜厚之和为15nm以下。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的发光兀件,其中，具有第2磷光发光层,所述第2磷光发光层设置于所述阳极与所述磷光发光层之间且通过在所述阳极与所述阴极之间通电而发出磷光。
8.一种发光装置，其特征在于，具备权利要求I 7中任一项所述的发光元件。
9.一种显示装置，其特征在于，具备权利要求8所述的发光装置。
10.一种电子设备，其特征在于，具备权利要求9所述的显示装置。
全文摘要
本发明提供发光元件、发光装置、显示装置和电子设备。本发明提供即使在低电压的驱动下也能够使发出磷光的磷光发光层和发出荧光的荧光发光层高效率地发光的发光元件、具备该发光元件的发光装置、显示装置和电子设备。发光元件(1)的特征在于，具有阳极(3)、阴极(7)、设置于阳极(3)与阴极(7)之间且通过在阳极(3)与阴极(7)之间通电而发出磷光的第1磷光发光层(43)和发出荧光的荧光发光层(61)、和设置于第1磷光发光层(43)与荧光发光层(61)之间的中间层(5)，中间层(5)具备相互接触的空穴输送层(52)和电子输送层(51)，该电子输送层(51)位于阳极(3)侧，空穴输送层(52)位于阴极(7)侧。
文档编号H01L51/50GK102683605SQ20121005867
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月7日 优先权日2011年3月9日
发明者三矢将之 申请人:精工爱普生株式会社