CN100484351C - 发光元件及其制造方法、显示装置 - Google Patents
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Abstract
发光元件具备:透明或半透明的第1基板、与上述第1基板相对地设置的第2基板、设在上述第1基板上的透明或半透明的第1电极、与上述第1电极相对地设在上述第2基板上的第2电极、夹在上述第1电极和上述第2电极之间的发光体层,发光体层包括金属氧化物半导体多孔体,在金属氧化物半导体多孔体的表面上担持有发光性有机材料。在上述第1电极和上述第2电极之间,除了上述发光体层之外,还具备至少1个有机层,上述有机层含有具有粘接性的有机材料,将上述含有具有粘接性的有机材料的有机层作为粘接层,使其上下的层相贴合。
Description
技术领域
本发明涉及可以作为在发光显示器、通信、照明等中使用的各种光源来使用的发光元件以及应该了该发光元件的显示装置。
背景技术
近年来,在平面型的显示装置中,对电致发光(EL)元件寄予期望。该EL元件有如下特征,即,具有自发发光性、可视性优异、视角宽、响应速度快等优点。
在当前被实用化的EL元件中,有作为发光材料利用了无机材料的无机EL元件、和作为发光元件利用了有机材料的有机EL元件。使用了硫化锌等无机材料的无机EL元件,存在有因为其驱动需要较高的交流电压所以驱动电路复杂、或者亮度低等问题,实用化无法进展。
另一方面,以有机材料为发光材料的有机EL元件,通过在1987年由Tang等提出的将空穴输送层和有机发光层顺次层叠而成的2层构成的元件(例如、Applied Physics Letters,51,1987,P913),以10V或其以下的驱动电压,得到亮度1000Cd/m2或其以上的发光,以此为契机,直至近日,研究开发在快速地进展。
以下,对于当前一般所讨论的有机EL元件,利用图23进行说明。该有机EL元件200,是在透明的基板1上顺次层叠透明或半透明的空穴注入电极2、空穴输送层3、发光体层6、电子注入电极7而形成的。另外,有时也在空穴注入电极2和空穴输送层3之间设置空穴注入层,或者在发光体层6和电子注入电极7之间设置电子输送层,进而在与电子注入电极7的界面上设置电子注入层。
作为空穴注入电极,使用作为透明导电膜的ITO(铟锡氧化物)膜。ITO膜,出于使其透明性提高、或者降低电阻率的目的,通过溅射法、电子束蒸镀法、离子镀法等来成膜。
作为空穴输送层,使用了N,N’—双(3—甲基苯基)—N,N’—二苯基联苯胺(TPD)等、tang们使用的二胺衍生物。这些材料,一般透明性优异,即使是80nm左右的膜厚也基本上透明。
作为发光体层,与tang们的报告同样,通常是将三(8-喹啉合)铝(Alq3)等的电子输送性发光材料通过真空蒸镀形成为数十nm膜厚而采用的结构。出于实现各种各样的发光颜色等的目的,发光体层有时设为较薄的膜,采用将电子输送层层叠20nm左右的、所谓双重异质构造。
作为电子注入电极,多采用如tang等提出的MgAg合金或AlLi合金等那样,功函数低电子注入势垒低的金属和功函数相对较大且稳定的金属的合金,或者LiF等各种电子注入层和铝等的层叠电极。
另外,已知有在各像素的驱动上采用低温多晶硅薄膜晶体管(TFT)的有机EL显示装置(例如,Journal of the Society for InformationDisplay,Vol.8,No.2,P93-97)。
进而,在实现显示装置时,一般一并采用圆偏振片。这是为了防止在应用于电子注入电极的MgAg合金等的合金电极表面,向显示装置内入射过来的外光反射,对比度降低的情况。
以往的使用了有机EL元件的显示装置,在透明基板上顺次形成透明空穴注入电极、有机层、电子注入电极,成为从空穴注入电极侧取出发光的结构。进而在设有驱动各像素的薄膜晶体管的有源矩阵型的显示装置的情况下,存在难以通过在透明基板上配置薄膜晶体管而取得较大的开口率的缺点。
为了提高有源矩阵型显示装置的开口率实现高亮度化,提出了将形成有薄膜晶体管的基板配置在下面,从对向的上面取出光的构造(《有利于高亮度、高精细的Top Emission构造》,Trigger,10月号(2001)pp12—13)。
利用图24说明从上面取出光的构造的有机EL元件。该有机EL元件210,是在基板1上顺次层叠空穴注入电极2、空穴输送层3、发光体层6、透明的电子注入电极7、保护层211而形成的。该有机EL元件,与图23所示的有机EL元件200不同,在电子注入电极上需要透过性。在上述的提案中,作为透明电子注入电极,将tang等提出的MgAg合金设为10nm左右的薄层来使用。另外,作为保护层使用透明树脂膜等。
在从上面取出光的构造的发光元件的情况下,对于配置在上面的电极就必须要求透过性。因此,就要在配置在下面的背面基板上形成了薄膜晶体管之后,顺次层叠包括有机材料的发光层等,进而在其后形成透明电极,但是一般作为透明电极所采用的ITO的情况下由于成膜时的热影响,就产生了下层的有机层劣化、或者得不到充分的载流子注入这样的问题。另外,如图24所示,在光从上面取出的构造的有机EL元件210的情况下,为了将电子注入电极7设为透明电极,在光取出面上就要使用薄的金属膜或树脂膜。一般有机EL元件,会因受到水分及氧的影响而产生亮度降低以及暗点增多等劣化,但是当在光的取出面上使用薄金属膜或树脂膜的情况下,与玻璃基板等相比,因为在水分及氧的阻挡性上较差,所以就会产生元件寿命变短的问题。这样,从上面取出光的构造的发光元件,在易于实现较大的开口率相反一面,就是难以同时满足高亮度以及高可靠性、长寿性。
另外,作为显示装置的特性,希望高亮度且长寿。但是在使用了有机EL元件的显示装置中,产生了如下的问题,即,当为了提高亮度而增加流过作为发光材料的有机材料上的电流密度时,有机材料容易劣化,寿命就会变短。
另一方面,作为通过增加由有机EL元件的发光体层得到的光束而实现高亮度化的方法,有增大电极和发光体层的接触面积的方法。为了增大电极和发光体层的接触面积,例如有在发光元件的透明基板的表面上形成凹凸的方法,以及进而将空穴注入电极图案形成在凹凸上的方法等。但是,在上述的方法中,有机EL元件的表面积,只不过增大为以往的2~3倍左右,没能使表面积飞越性地增加。
另外,在以往的有机EL显示装置中,由于各有机层为薄膜,所以,需要对其膜厚进行精密地控制,在各有机层的膜厚不均匀时,有时发光亮度的面内均匀性不充分。
进而,在以往的有机EL显示装置中,虽然提出了由圆偏振片实现的外光反射对策,但是存在有由于圆偏振片来自有机EL元件的发光也衰减的问题,在这一点上,也难以实现高亮度。
发明内容
本发明的目的是提供一种高亮度、发光亮度的面内均匀性良好、且使用寿命长、发光品质稳定的上面取光构造的发光元件,以及其制造方法,和使用了该发光元件的显示装置。
本发明的发光元件,其特征在于,具备:
透明或半透明的第1基板;
与上述第1基板相对地设置的第2基板;
设在上述第1基板上的透明或半透明的第1电极;
与上述第1电极相对地设在上述第2基板上的第2电极;
夹在上述第1电极和上述第2电极之间的发光体层,上述发光体层包括金属氧化物半导体多孔体,金属氧化物半导体多孔体的表面上担持有发光性有机材料。
另外,上述金属氧化物半导体多孔体,也可以是由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体。进而,上述金属氧化物半导体粒子粉末,是由n型半导体材料构成的粒子粉末。进而,上述发光性有机材料,优选利用化学吸附被担持在上述金属氧化物半导体多孔体表面上。
另外,其特征在于,在上述第1电极和上述第2电极之间,除了上述发光体层之外,进一步具备至少1个有机层,上述有机层含有具有粘接性的有机材料,将上述含有具有粘接性的有机材料的有机层作为粘接层,将其上下的层相贴合。另外,上述具有粘接性的有机材料,也可以至少包括高分子系材料。
另外,其特征在于,上述透明或半透明基板是玻璃基板。
另外,其特征在于,进一步具备夹持在上述透明或半透明基板与上述电子注入层之间的低折射率层。
另外,其特征在于,进一步具备在遍布整个上述有机层内地分散开的隔离物,由上述隔离物,规定上述有机层的厚度。进而其特征在于,上述隔离物是粒状,并且是透明或半透明的。进而其特征在于上述隔离物由绝缘性材料构成。进而其特征在于上述隔离物的粒径在0.01μm~10μm的范围内。
另外,其特征在于,上述第1电极是电子注入电极,上述第2电极是空穴注入电极,且上述有机层是空穴输送层,将上述空穴输送层作为粘接层,将其上下的层相贴合。进而,也可以进一步具备被夹持在上述电子注入电极和上述发光体层之间的电子输送层。另外,也可以进一步具备被夹持在上述空穴注入电极和上述空穴输送层之间的空穴注入层。
另外,其特征在于,上述第1电极是空穴注入电极,上述第2电极是电子注入电极,并且上述有机层是空穴输送层,将上述空穴输送层作为粘接层,使其上下的层相贴合。进而,也可以进一步具备夹持在上述电子注入电极和上述发光体层之间的电子输送层。另外,也可以进一步具备被夹持在上述空穴注入电极和上述空穴输送层之间的空穴注入层。
另外,其特征在于,上述第1电极是电子注入电极,上述第2电极是空穴注入电极,并且除了上述发光体层之外,在上述发光体层和上述空穴注入电极之间还具备空穴输送层,并且,上述有机层是电子输送层,将上述电子输送层作为粘接层,使其上下的层相贴合。进而,也可以进一步具备被夹持在上述空穴注入电极和上述空穴输送层之间的空穴注入层。
另外,其特征在于,上述第1电极是空穴注入电极,上述第2电极是电子注入电极,并且,除了上述发光体层之外,在上述发光体层和上述空穴注入电极之间还具备空穴输送层,并且,上述有机层是电子输送层,将上述电子输送层作为粘接层,使其上下的层相贴合。进而,也可以进一步具备被夹持在上述空穴注入电极和上述空穴输送层之间的空穴注入层。
另外,其特征在于,上述第1电极是电子注入电极,上述第2电极是空穴注入电极,并且,除了上述发光体层之外,在上述发光体层和上述有机层之间还具备空穴输送层,并且,上述有机层是空穴注入层,将上述空穴注入层作为粘接层,使其上下的层相贴合。进而,也可以进一步具备被夹持在上述电子注入电极和上述发光体层之间的电子输送层。
另外,其特征在于,上述第1电极是空穴注入电极,上述第2电极是电子注入电极,并且,除了上述发光体层之外,在上述发光体层和上述有机层之间还具备空穴输送层,并且,上述有机层是空穴注入层,将上述空穴注入层作为粘接层,使其上下的层相贴合。进而,也可以在进一步具备被夹持在上述电子注入电极和上述发光体层之间的电子输送层。
另外,在上述第2电极是空穴注入电极的情况下,其特征在于上述空穴注入电极呈黑色。进而,其特征在于,上述呈黑色的空穴注入电极是由p型半导体构成的电极。由此,能够防止向发光元件内入射的外光的反射。
另外,当在上述电子注入电极之上形成有包括上述金属氧化物半导体多孔体的发光体层的情况下,其特征在于,在上述电子注入电极和上述包含金属氧化物半导体多孔体的发光体层之间进一步具备金属氧化物半导体层。进而,其特征在于上述金属氧化物半导体层由n型半导体构成。
另外,其特征在于,进一步具备与上述第2电极连接的薄膜晶体管。进而,上述薄膜晶体管也可以是由包含有机材料的薄膜构成的有机薄膜晶体管。
本发明的显示装置,其特征在于,具备
二维配列有多个上述发光元件的发光元件阵列;
沿着与上述发光元件阵列的面平行的第1方向相互平行地延伸的多个x电极;
沿着与上述发光元件阵列的面平行、且与上述第1方向正交的第2方向平行地延伸的多个y电极;
上述发光元件阵列的上述薄膜晶体管,分别与上述x电极以及上述y电极连接。
另外,其特征在于,通过在表面担持有黑色染料的金属氧化物半导体多孔体的区域,形成划分被二维配列的多个发光元件的边界。
另外,其特征在于,进一步具备与上述第2电极相连接的薄膜晶体管,和夹在包括上述薄膜晶体管的上述第2基板和上述第2电极之间的粘接层,并使其上下的层相贴合。
另外,其特征在于,进一步具备在上述粘接层内分散开的隔离物,并由上述隔离物规定上述粘接层的厚度。进而,其特征在于上述隔离物由绝缘性材料构成。
本发明的发光元件的制造方法,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴输送层的工序;
使上述第1基板之上的上述多孔体和上述第2基板之上的上述空穴输送层彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,本发明的发光元件的制造方法,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴输送层的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
使上述第1基板之上的上述空穴输送层和上述第2基板之上的上述多孔体彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,在用上述空穴输送层使上述第1基板和上述第2基板贴合的情况下,进一步具备使隔离物遍布上述空穴输送层内地分散的工序。
另外,本发明的发光元件的制造方法,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成电子输送层的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴输送层的工序;
在上述空穴输送层之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
使上述第1基板之上的上述电子输送层和上述第2基板之上的上述多孔体彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,本发明的发光元件的制造方法,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴输送层的工序;
在上述空穴输送层之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成电子输送层的工序;
使上述第1基板之上的上述多孔体和上述第2基板之上的上述电子输送层彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,在用上述电子输送层使上述第1基板和上述第2基板贴合的情况下,进一步具备使隔离物遍布上述电子输送层地分散的工序。
另外,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
在包括上述多孔体的发光体层之上形成空穴输送层的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴注入层的工序;
使上述第1基板之上的上述空穴输送层和上述第2基板之上的上述空穴注入层彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的空穴注入电极的工序;
在上述空穴注入电极之上形成空穴注入层的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
在包括上述多孔体的发光体层之上形成空穴输送层的工序;
使上述第1基板之上的上述空穴注入层和上述第2基板之上的上述空穴输送层彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,在用上述空穴注入层使上述第1基板和上述第2基板贴合的情况下,进一步具备遍布上述空穴注入层地使隔离物分散的工序。
另外,其特征在于,包括:
准备透明或半透明的第1基板的工序;
在上述第1基板之上形成透明或半透明的电子注入电极的工序;
在上述电子注入电极之上形成由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体的工序;
使发光性有机材料担持在上述多孔体表面上的工序;
在包括上述多孔体的发光体层之上形成空穴输送层的工序;
在上述空穴输送层之上形成空穴注入电极的工序;
准备第2基板的工序;
在上述第2基板之上形成薄膜晶体管的工序;
在上述薄膜晶体管之上形成粘接层的工序;
使上述第1基板之上的上述空穴注入电极和上述第2基板之上的上述粘接层彼此相对并配合像素间距地对正的工序;
使上述第1基板和上述第2基板相贴合的工序。
另外,在用上述粘接层使上述第1基板和上述第2基板相贴合的情况下,进一步具备使隔离物遍布上述粘接层内地分散的工序。
如以上所述,根据本发明的构成的发光元件,作为发光体层,将在表面担持有发光性有机材料的金属氧化物半导体多孔体设置在电子注入电极之上。因此,能够增大发光性有机材料的接触面积,增加有助于发光的面积,能够提高作为发光元件的亮度。另外,在将作为发光元件的亮度设为同等程度的情况下,能够减少流经发光性有机材料的电流密度,抑制有机材料的劣化。进而,因为是将包含具有粘接性的有机材料的有机层作为粘接层来使其上下的层贴合的构造,所以在上部光取出面上可以使用由玻璃以及ITO电极等构成的透明基板,能够提供对水分或氧的阻挡性优异的、可靠性高的发光元件。因为是将作为粘接层的有机层设为平面(ベタ)薄膜,且使隔离物分散在有机层中的结构,因此能够通过简单且廉价的涂布工艺进行一体成膜,并且在设为玻璃显示装置的情况下,相对于各像素,没有必要进行贴合时的高度的对准,还能够实现制造工艺的简洁化。进而,因为通过隔离物规定膜厚,所以能够获得亮度面内均匀的良好的发光。进而,作为空穴注入电极可使用黑色电极,能够提供排除了圆偏振片的光取出效率高的发光元件。如以上所述,除了使高亮度和高可靠性二者并存以外,还能够提供容易制造的、上面光取出构造的发光元件以及显示装置。
附图说明
图1是本发明的实施形态1中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图2(a)~(e)是展示本发明的实施形态1中的发光元件的制造工序的剖面图。
图3是本发明的实施形态2中的发光元件的立体图。
图4是本发明的实施形态3中的显示装置的平面概略图。
图5是本发明的实施形态3中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图6是本发明的实施形态4中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图7(a)~(e)是展示本发明的实施形态4中的发光元件的制造工序的剖面图。
图8是本发明的实施形态5中的发光元件的立体图。
图9是本发明的实施形态6中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图10是本发明的实施形态7中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图11(a)~(f)是展示本发明的实施形态7中的发光元件的制造工序的剖面图。
图12是本发明的实施形态9中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图13是本发明的实施形态10中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图14(a)~(f)是展示本发明的实施形态10中的发光元件的制造工序的剖面图。
图15是本发明的实施形态12中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图16是本发明的实施形态13中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图17(a)~(f)是展示本发明的实施形态13中的发光元件的制造工序的剖面图。
图18是本发明的实施形态15中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图19本发明的实施形态16中的发光元件的是垂直于发光面的剖面图。
图20(a)~(f)是展示本发明的实施形态16中的发光元件的制造工序的剖面图。
图21是本发明的实施形态18中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图22是本发明的实施形态19中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图23是以往的有机EL元件的垂直于发光面的剖面图。
图24是以往的上面光取出结构的有机EL元件的垂直于发光面的剖面图。
图25是本发明的实施形态20中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图26(a)~(e)是展示本发明的实施形态20中的发光元件的制造工序的剖面图。
图27是本发明的实施形态22中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图28是本发明的实施形态23中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图29(a)~(e)是展示本发明的实施形态23中的发光元件的制造工序的剖面图。
图30是本发明的实施形态25中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图31是本发明的实施形态26中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图32(a)~(f)是展示本发明的实施形态26中的发光元件的制造工序的剖面图。
图33是本发明的实施形态28中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图34是本发明的实施形态29中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图35(a)~(f)是展示本发明的实施形态29中的发光元件的制造工序的剖面图。
图36是本发明的实施形态31中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图37是本发明的实施形态32中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图38(a)~(f)是展示本发明的实施形态32中的发光元件的制造工序的剖面图。
图39是本发明的实施形态34中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图40是本发明的实施形态35中的发光元件的垂直于发光面的剖面图。
图41(a)~(f)是展示本发明的实施形态35中的发光元件的制造工序的剖面图。
图42是本发明的实施形态37中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
图43是本发明的实施形态38中的显示装置的垂直于发光面的剖面图。
具体实施形态
以下,利用附图对本发明的实施形态的发光元件及其制造方法、使用了该发光元件的显示装置及其制造方法进行说明。另外,在附图中,对实质上相同的部件采用相同的标号。
(实施形态1)
对于本发明的实施形态1的发光元件,利用图1进行说明。图1是该发光元件的与发光面垂直的剖面图。该发光元件10,在发光材料上采用发光性有机材料5。该发光元件10,具备透明基板8,与上述透明基板8对向的设置的基板1,夹持在透明基板8和基板1之间的、包含在表面担持发光性有机材料5的金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的发光体层6。进一步详细地说,该发光元件10,顺次地层叠有形成在透明基板8上的透明的电子注入电极7、形成在基板1上的空穴注入电极2、和在上述电子注入电极7和空穴注入电极2之间层叠的发光体层6和空穴输送层3。另外,光,如箭头所示,被从透明基板8一侧取出。另外,除了上述的结构以外,也可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层或导电层等。另外,也可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层或导电层。进而,空穴注入电极2可以呈黑色。由此,能够防止向发光元件内入射来的外光在空穴注入电极2的表面反射,能够改善外光对比度。进而,也可以在电子注入电极7和透明基板8之间具备低折射率层。由此,能够增大向发光元件外部的光取出效率。进而,可以在电子注入电极7和包括金属氧化物半导体微粒子4的多孔体发光体层6之间具备由n型半导体材料构成的薄层。由此,就能够作为空穴阻碍层来起作用,防止空穴通过金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的间隙、不与电子进行再结合就到达透明电子注入电极7,提高空穴与电子的再结合效率。进而,在该发光元件10中,作为发光体层6,因为使用表面担持着发光性有机材料5的金属氧化物半导体微粒子4的多孔体,所以能够取得较大的发光性有机材料5的接触面积。因为电流经由金属氧化物半导体微粒子4的多孔体而流到发光性有机材料,所以通过增加金属氧化物半导体微粒子4的多孔体和发光性有机材料5的接触面积,能够增加有助于发光的面积,提高作为发光元件10的亮度。在将作为发光元件10的亮度设为相同程度的情况下,能够减小经由发光体层6的发光性有机材料5流过的电流密度,能够抑制发光性有机材料5的劣化。
接着,对发光元件10的各构成部件详细说明。
首先,对透明基板8进行说明。透明基板8,只要是能够支撑包括金属氧化物半导体微粒子4的多孔体和在其表面担持的发光性有机材料5的发光体层6的即可。另外,为了在载发光体层6内产生的发光取出到元件外部,只要是透明或半透明的材料即可。作为透明基板8,可以使用例如科宁1737等通常的玻璃基板,或者聚酯等其他的树脂薄膜等。作为特别优选的例子,为了避免通常的玻璃中所包含的碱离子等对发光元件的影响,优选使用无碱玻璃、硅玻璃、陶瓷基板、硅基板等,但不限于此。另外,也可以在玻璃表面上涂布氧化铝等作为离子阻挡层。作为树脂薄膜,只要使用耐久性、柔软性、透明性、电绝缘性、防潮性的材料即可,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯类、及聚三氟氯乙烯类和尼龙6的组合、以及氟树脂类材料等。另外,在发光元件10中,通过将基板1及空穴注入电极2设为透明或半透明,从而能够从两面取出发光。
接着,对电子注入电极7进行说明。作为电子注入电极7,可以使用ITO、InZnO(铟锌氧化物)、SnO2(氧化锡)、ZnO(氧化锌)、聚苯胺等。作为特别优选的例子,优选使用ITO、InZnO、SnO2、ZnO等无机化合物。但不限于此。但是,在图23所示的有机EL元件200以及图24所示的有机EL元件210中,作为电子注入电极,使用了功函数低、相对于发光层等有机材料层电子注入势垒少的碱金属以及碱土类金属、与功函数相对较高且稳定的A1、Ag等金属的合金。另一方面,作为透明导电膜,一般的ITO功函数高达4.3~4.7eV,相对于发光层等有机材料层电子注入势垒较高,因此不能进行高效率的电子注入。在本发明中,通过后述的发光体层6的构成,即使功函数高的ITO等,对发光体层等有机材料层也可实现高效率的电子注入。
ITO膜,出于使其透明性提高、或者降低电阻率的目的,可通过溅射法、电子束蒸镀法、离子镀法等成膜方法来成膜。另外,在成膜后,出于控制电阻率及功函数等特性的目的,可以施加等离子处理等表面处理。电子注入电极7的膜厚,由被视为必要的膜电阻值和可视光透过率决定。另外,在有机EL元件中,相对而言由于驱动电流密度高因而配线电阻成为问题,所以为了减小膜电阻值大多采用100nm或其以上的厚度。
如上所述在本发明中,作为电子注入电极7可以使用ITO等,作为透明基板8可以使用玻璃基板等。另一方面,在图24所示的有机EL元件210中,因为使应用了碱金属或碱土类金属和A1、Ag等金属的合金的电极具有透过性,所以使用10nm左右的薄层。由此,作为保护电极的目的,就需要透明树脂膜等的保护层。但是,因为在较薄的金属膜和树脂膜的结构中,对水分及氧的阻挡性较差,所以它们就会向发光元件内部浸透。发光性有机材料等,已知存在如下所述的现象,即,在存在水分和氧的情况下,由于电场的加载和光照射等,分子结合会断裂,导致发光性能降低。在本发明中,通过作为电子注入电极7使用ITO,作为透明基板8使用玻璃基板等,能够提高对水分和氧的阻挡性,实现高可靠性、长寿命的发光元件。
另外,在透明基板8和电子注入电极7之间优选具备低折射率层。由此,就能够增大向元件外部的光取出效率。作为低折射率层,利用可以例如二氧化硅气凝胶。光取出效率ηe和折射率n的关系,一般由下式(1)来表示。
ηe=1/2n2····(1)
在一般的玻璃基板中,折射率约为1.6,在二氧化硅气凝胶中折射率为1.03,因此在将二氧化硅气凝胶作为低折射率层导入的情况下,光取出效率能够提高2倍以上。
接着,对发光体层6进行说明。发光体层6包括在表面上担持发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体。另外,金属氧化物半导体多孔体也可以分散在由有机材料构成的矩阵内。
首先,作为金属氧化物半导体多孔体,采用电子注入性好、在可视光区域不具备吸收的n型半导体材料。主要可以使用Mg、Sr、Ba、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W、Mn、Ru、Zn、In、La、Ce等的氧化物。作为特别优选的例子,可采用由TiO2(氧化钛)、ZnO(氧化锌)、Nb2O5(氧化铌)、SnO2(氧化锡)、In2O3(氧化铟)、WO3(氧化钨)、ZrO2(氧化锆)、Ta2O5(氧化钽)、La2O3(氧化镧)等的氧化物、或SrTiO3、BaTiO3、CaTiO3、MgTiO3、KNbO3、SrPbO3、(Ba、Sr)PbO3、(Sr、La)PbO3、Sr(Ti、Nb)O3等具有钙钛矿构造的氧化物等的单晶体、多晶体、以及其粒子粉末所得到的多孔体等。另外,也可以是以上述金属氧化物为主体的复合氧化物,例如有MgIn2O4、CdSnO3、CdIn2O4、ZnIn2O4、InGaZnO4、In4Sn3O12等。进而,也可以是将2种或其以上的上述金属氧化物以任意的比率混合而成的复合体,例如可以使用Nb2O5/SrTiO3、Nb2O5/Ta2O5、Nb2O5/ZrO2、Nb2O5/TiO2、CeO2/SnO2、ZnO/SnO2等的组合。进而,也可以使上述金属氧化物含有出于提高导电性的目的而成为施主的异种金属氧化物及氟、氢等,例如可以使用在ZnO中掺杂Al、In、Ga、Si,在TiO2中掺杂Ta,在BaTiO3中掺杂La、Ta,在In2O3中Sn、Ti,在SnO2中掺杂Sb、P、F,在SrTiO3中掺杂Nb、Ta、La,在MgIn2O4中掺杂H等,但不限于此。
金属氧化物半导体多孔体的表面,为了增加在其表面上担持的发光性有机材料5的量,成为层叠有直径为5nm~200nm左右的金属氧化物半导体微粒子4的多孔体构造。通过形成该多孔体构造,每个电极单位面积的金属氧化物半导体的表面积增大,所担持的发光性有机材料5的量增加。
对该金属氧化物半导体多孔体层的制造方法进行说明。
(1)金属氧化物半导体微粒子4的粉末,利用金属卤化物或金属烷氧化物、或者将它们加水分解成的金属氧化物溶胶,通过溶胶—凝胶法得到。
(2)将金属氧化物半导体微粒子4的粉末利用涂料分配器、均化器、超声波搅拌装置、研钵等分散在溶剂中。这种情况下,例如,添加聚乙二醇等,制成均匀的糊料。作为金属氧化物半导体微粒子4的粉末的使用量,更优选5~60质量%。
(3)将该金属氧化物半导体微粒子4的糊料涂布在透明基本8上的电子注入电极7上,使其干燥。金属氧化物半导体微粒子4的糊料的涂布法,可以使用喷墨法、浸泡法、旋涂法、刮棒涂布法、刮刀涂布法、气刀涂布法、逆转辊涂布法、凹版辊涂布法、挤压涂布法、落帘涂布法、喷涂法、芯片涂布法等已知的涂布法。
通过以上的工序,能够形成具备机械强度和历时稳定性(经过一定时间仍稳定的性能)的金属氧化物半导体多孔体层,但不限于此。另外,金属氧化物半导体微粒子4以及包括金属氧化物半导体微粒子的糊料也可以是市场上销售的。另外,在涂布了金属氧化物半导体微粒子4的糊料之后,虽然根据基板材料不同,但若在400℃~500℃的温度范围内的温度下,烧固5~60分钟,则可进一步增强机械强度,因此更为优选。进而,金属氧化物半导体多孔体,在烧固之后,也可以进行等离子处理、电晕处理、UV处理、酸或碱处理等,或者其他的后处理。
作为在金属氧化物半导体多孔体的表面上担持的发光性有机材料5,从大体上区分,可以列举低分子类发光材料和高分子系发光材料。作为低分子类发光材料,使用萘、蒽、芘、并四苯等的稠环及其衍生物,香豆素以及4H—亚吡喃基丙烷二腈、吩噁嗪酮等的杂环芳香族类化合物的衍生物。作为其他的低分子类发光材料,可使用聚甲炔类化合物、芪类化合物、螯合金属络合物、螯合镧族络合物、氧杂蒽类化合物、以及它们的衍生物,但不限于此。另外,作为高分子系发光材料,可使用π共轭聚合物或。共轭聚合物、将色素聚合物化而成的物质、高分子金属络合物等。例如有聚对苯撑乙烯撑衍生物(PPV衍生物)、聚噻吩衍生物(PAT衍生物)、聚对苯撑衍生物(PPP衍生物)、聚烷基苯撑(PDAF)、聚乙炔衍生物(PA衍生物)、聚硅烷衍生物(PS衍生物)、聚—N—乙烯基咔唑(PVK)等,但不限于此。进而,也可以是具有分子量中等的低聚物或具有树枝构造的树枝状聚合物。进而,在上述高分子材料中也可以加入载流子输送性的低分子材料以及用于改变发光颜色的掺杂色素。
在此,对使上述发光性有机材料5担持在金属氧化物半导体多孔体的表面上,形成发光体层6的方法进行说明。另外,后述的制造方法只是例子,不限于这些方法。作为使发光性有机材料5向上述多孔体的表面担持的方法,可使用使其化学吸附的方法。作为化学吸附的方法,例如,首先,可以将羧基(—COOH)导入发光性有机材料5,使其与金属氧化物半导体多孔体的表面的羟基(—OH)酯键而固定。酯化,可以通过使发光性有机材料5溶解或分散在溶剂中,使金属氧化物半导体多孔体浸渍在该溶液或分散液中来进行。另外,通过使用喷墨法、浸泡法、旋涂法及其他的已知的涂布方法也可以同样地实现。通过以上的处理,就能够形成包含在表面担持了发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体的发光体层6。另外,代替羧基,可以使用硫代羧基(-CSOH)、二硫代羧酸(-CSSH)、磺基(-SO3H)、亚磺基(-SO2H)、次磺基(-SOH)、膦酰基(-PO(OH)2)、膦基(-PH2O2)、巯基(-SH)、三甲氧甲硅烷基(-Si(OCH3))、三氯甲硅烷基(SiCl3)、酰胺基(-CONH2)、氨基(-NH2)。进而,也可以是与金属氧化物半导体多孔体的金属元素的配位键。另外,也可以在使发光性有机材料5吸附在表面上之后,进行酸或碱基处理。
以上对电子注入电极7和包含担持发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体的发光体层6进行了详细叙述。在此,对即使是功函数高的ITO等也能够对发光体层等有机材料层进行高效率的电子注入的这一点进行说明。发光性有机材料5,虽然是单体但是是具有电子输送性的材料,具有负责电子输送的π电子云的广度较大的分子结构。如前所述,因为发光性有机材料5相对于金属氧化物半导体多孔体的表面进行化学吸附,所以发光性有机材料5的π电子云的广度,作用到金属氧化物半导体多孔体的表面上,因此能够不被注入势垒妨碍而引起电子注入。进而,对金属氧化物半导体使用n型半导体,从而能够由电子注入电极7进行高效率的电子注入。
进而,发光性有机材料5和金属氧化物半导体多孔体的表面的化学吸附,在防止因为在有机材料和电极界面的剥离而引起的发光元件的劣化方面也有效。
另外,也可以在电子注入电极7和包含由金属氧化物半导体微粒子4得到的多孔体的发光体层6之间具备由于n型半导体材料构成的薄层。由此,就能够作为防止空穴通过金属氧化物半导体多孔体的间隙、不与电子进行再结合就到达电子注入电极的情况发生的空穴阻碍层来起作用,提高空穴与电子的再结合效率。对于在此所使用的金属氧化物半导体,使用与金属氧化物半导体微粒子4同样的复合氧化物、或者混合物等。
其次,对空穴输送层3进行说明。对于空穴输送层3,优选包含如下所述的高分子系材料,所述高分子系材料是作为与上述的包括发光体层6和空穴注入电极2的基板1接触的接触层而发挥功能的材料。作为该空穴输送层3,只要是导电性聚合物即可,进而优选只要是霍尔移动率高的空穴输送性的高分子材料即可。对于空穴输送性的高分子材料,π共轭聚合物或。共轭聚合物、进而低分子类且在分子链组入有显示空穴输送性的分子构造的聚合物等,例如组入有丙烯胺类化合物等的聚合物。作为这些的具体例子,可以列举在侧链上具有芳香族胺的聚甲基丙烯酰胺(PTPAMMA、PTPDMA)、在主链上具有芳香族胺的聚醚(TPDPES、TPDPEK)等,但不限于此,作为其中特别优选的例子,聚—N—乙烯基咔唑(PVK)显示出高达10-6cm2/Vs的极高的霍尔移动率。进而,作为其他的优选例子,有聚丙烯二羟基噻吩(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚甲基苯基硅烷(PMPS)等。
另外,使低分子类的空穴输送性材料以分子形式分散在导电性或非导电性聚合物中的方式同样也可以。作为低分子类的空穴输送材料,可以列举TPD、N,N’-双(α-萘基)-N,N’-二苯基联苯胺(NPD)等,Tang等所使用的二胺衍生物,特别是日本专利第2037475号中所公开的Q1-G-Q2构造的二胺衍生物等,但不限于此。另外,Q1以及Q2是单独地具有氮原子以及至少3个碳链(它们的至少1个是芳香族的)的基。G,是环烷撑基、芳烯基、烷撑基或由碳—碳键构成的连结基。作为分子分散类的具体例子,有将TPD高浓度地分子分散在聚碳酸酯中的例子,其霍尔移动率为10-4cm2/Vs~10-5cm2/Vs左右。
进而优选为,最好在空穴输送层3中包含在其界面附近可借助光或热进行交联或聚合的交联性或聚合性材料。由此,在基板1上的空穴注入电极2和透明基板8上的发光体层6贴合时,通过施加光或热,就能够提高粘接力。
作为空穴输送层3的成膜方法,可以使用喷墨法、浸泡法、旋涂法以及其他的公知的涂布方法。
接着,对空穴注入电极2进行说明。作为空穴注入电极2,可适用功函数较大且稳定、在可视光区域反射率基本一定的、由Al、Ag、Cr、Mo、W、Ta、Nb、Ni、Pt等金属构成的,但不限于此。另外,空穴注入电极2,更优选呈现黑色。作为该黑色电极,更优选具有空穴注入性、且在可视光区域具有吸收的p型半导体材料。该黑色电极,用空穴注入电极2的表面反射向显示装置内入射的外光,起到防止显示装置的外光对比度恶化的效果。在实现显示装置时,一般发光元件的光取出面上设置圆偏振片。这是为了通过相位差来消除基板1上的电极表面中的上述反射光,防止外光对比度的恶化。但是,圆偏振片具有固有的透过率,存在使来自发光元件的发光本身衰减的弊端。现在一般所使用的圆偏振片的透过率为50%左右,因此从发光元件的光取出效率就成为约1/2,成为高亮度化的障碍。本发明的黑色电极,吸光度大,吸收向显示装置内入射来的外光。通过该效果,即使没有圆偏振片也能够实现外光对比度良好的显示装置。
作为黑色电极的具体例子,可以使用CuO和Cu2O的混合物等。一般在非定比金属氧化物中,氧过剩型或金属不足型的氧化物成为p型半导体,这是因为,在结晶内相对于成为空缺(空孔)的不足的金属离子,均衡空穴共存的缘故。上述的CuO和Cu2O的混合物的情况下,Cu2O是金属不足型的非定比氧化物。因为在结晶中存在Cu的空缺,所以显示出将空穴作为载流子的p型半导体的性质。一方的CuO是黑色物质,它们的混合物具有两者的性质。另外,作为其他的例子,可以使用NiO(p型半导体)和Ni2O3(黑色物质)的混合物、Fe2O3(p型半导体)和FeO或Fe3O4(黑色物质)的混合物等。作为这些电极的形成方法,有溅射法等干式方法、或者镀膜、制作糊料然后进行涂敷等的湿式方法。进而,上述的黑色电极,也可以使用碳黑等碳素材料。
其次,利用图2对该发光元件10的制造方法进行说明。该发光元件10,通过以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的电子注入电极7(图2(a))。
(c)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括在表面上担持上述的发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图2(d))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板A。
(d)另一方面,准备基板1。
(e)接着,在上述基板1之上,形成空穴注入电极2(图2(c))。
(f)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴输送层3(图2(b))。由此准备基板B。
(f)接着,使基板B的空穴输送层3,和基板A的发光体层6彼此相对地贴合在一起(图2(e))。
通过以上的工序,可以形成发光元件10,但不限于此。如以往的上面光取出构造的发光元件那样,在从配置薄膜晶体管的基板1一侧开始的顺次层叠方式的情况下,必须在形成空穴输送层3和发光体层6之后层叠电子注入电极7,否则就不能不使发光性有机材料5劣化地形成优质的电子注入电极7。相反,即使在从透明基板8开始的顺次层叠的方式中,也不能不使空穴输送层3劣化地形成薄膜晶体管。与此相对,根据本发明的发光元件的制造方法,通过预先在基板A上形成发光体层6,并与形成了空穴注入电极2的基板B贴合,能够较容易地形成发光元件10。
另外,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而优选在低氧环境下进行。由此,能够谋求动作电压低、高效率、使用寿命长等特性改善。
其次,对这样制作的发光元件10的发光的机构进行说明。首先,从电子注入电极7注入的电子,在发光体层6中通过金属氧化物半导体多孔体向其表面移动,进而向通过酯键进行化学吸附的发光性有机材料5移动。另一方面,从空穴注入电极2注入的空穴,在空穴输送层3中移动,达到发光性有机材料5,在此与上述的电子再结合而显示发光。
(实施形态2)
利用图3对本发明的实施形态2的发光元件进行说明。图3是表示该发光元件20的电极构成的立体图。该发光元件20,进一步具备与空穴注入电极2连接的薄膜晶体管21。在薄膜晶体管上连接着x电极22和y电极23。在该发光元件20中,因为光从透明基板8一侧取出,所以能够不取决于向基板1之上的薄膜晶体管21的配置地取得较大的开口率。另外,通过使用薄膜晶体管21,能够使发光元件20具有存储器功能。作为该薄膜晶体管21,可使用低温多晶硅或非晶硅薄膜晶体管等。进而,也可以是由包含有机材料的薄膜构成的有机薄膜晶体管。
(实施形态3)
利用图4对本发明的实施形态3的显示装置进行说明。图4是表示该显示装置30的由相互正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图。该显示装置30,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该有源矩阵型显示装置30具备:二维地配列有多个图3所示的实施形态2的发光元件的发光元件阵列;在与该发光元件阵列的面平行的第1方向上相互平行地延伸的多个x电极22;在与该发光元件阵列的面平行、且与第1方向垂直的第2方向上延伸的多个y电极23。该发光元件阵列的薄膜晶体管21,分别与x电极22和y电极23连接。由一对x电极22和y电极23所特定的发光元件构成一个像素。根据该有源矩阵显示装置30,如前所述,构成各像素的显示元件的发光体层6,包含在表面担持发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体。由此,能够取得较大的担持发光性有机材料5的表面积,能够减少通过发光性有机材料的电流密度,所以能够取得长寿命的显示装置。
其次,利用图5说明该实施形态3的显示装置的制作方法。图5是进一步具有不同的多个像素41R、41G、41B的另一例的显示装置40的、与y电极23垂直且与发光面垂直的剖面图。在基板1上,顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23之后,与实施形态1的发光元件10同样地,形成空穴注入电极2,接着,利用例如喷墨法涂布形成空穴输送层3。对于一方的透明基板8,也与实施形态1的发光元件10同样地,形成透明的电子注入电极7、发光体层6,并与基板1贴合。通过以上的工序,就能够形成显示装置30,但不限于这些方法。在彩色显示装置的情况下,在形成发光体层6时,利用例如喷墨法,将包含RGB的各发光性有机材料的涂布液,与像素间距相适应地,分颜色地涂布在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,进而更优选该像素分离区域42呈黑色。例如,通过将包含绝缘性高分子材料和黑色染料的涂布液,利用喷墨法进行涂布,从而就能够形成像素分离区域42。由此,在涂布RGB的各发光性有机材料时,能够防止向邻接的像素进入。进而,通过呈黑色,可取得与上述的黑色电极同样的效果。
(实施形态4)
用图6对本发明的实施形态4中的发光元件进行说明。图6是该发光元件的垂直于发光面的剖面图。该发光元件50,与实施形态1中的发光元件10相比,不同点在于:在透明基板8之上设置透明的空穴注入电极2,在基板1之上设置电子注入电极7,并相对于箭头所示的光取出方向成反极性。另外,在该发光元件50中,不同点在于:在将形成在基板1上的发光体层6,和形成在透明基板8上的空穴注入电极2,用具有粘接性的空穴输送层3贴合在一起。再者,对于其他的构成部件,实质上与实施形态1中的发光元件相同,因此省略说明。进而,除了上述的构成之外,还可以在透明的空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层或导电层等。另外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层或导电层。再进而,还可以在透明的空穴注入电极2和透明基板8之间具备低折射率层。由此,可以增大向发光元件外部的光取出效率。再进而,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备由n型半导体材料构成的薄层。由此,可以作为防止空穴通过金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的间隙后不与电子再结合就到达电子注入电极7的情况的空穴阻碍层起作用,并可以提高空穴和电子的再结合效率。
其次,对发光元件50的各构成部件详细地进行说明。再者,对于实质上与实施形态1中的发光元件10相同的部件,省略说明。
首先,对空穴注入电极2进行说明。作为空穴注入电极2,与实施形态1中的发光元件10相比,在是透明或半透明的这一点上不同。作为空穴注入电极2,采用功函数较高的金属,特别是作为比较适合的透明电极的粒子,可以采用ITO或SnO2。作为其他的例子,可以列举Ni、Au、Pt、Pd、Cr、Mo、W、Ta、Nb等金属,或者它们的合金。进而,还可以采用聚苯胺等导电性树脂,但也不限于此。ITO为了提高其透明性,或者降低电阻率,可以用溅射法、电子束蒸镀法、离子镀法等成膜方法成膜。另外,在成膜后,为了控制电阻率和功函数,也可以实施等离子处理等表面处理。空穴注入电极2的膜厚虽然由所需的膜电阻值和可视光透过率决定,但在发光元件50中,由于驱动电流密度较高,配线电阻是问题,因此为了减小膜电阻值,多使用100nm或其以上的厚度。再者,在该发光元件50中,通过将基板1以及电子注入电极2制成透明或半透明的,可以从两面取出发光。
如以上所述,在本发明的实施形态4中,作为透明的空穴注入电极2,可以使用ITO等,作为透明基板8,可以使用玻璃基板等。由此,与实施形态1中的发光元件10同样地,可以实现高信赖性、长寿命的发光元件。
其次,对电子注入电极7进行说明。作为电子注入电极7,与实施形态1中的发光元件10相比,在是非透明的这一点上不同。作为电子注入电极7,可以采用功函数较低且电子注入势垒较少的碱金属或碱性土类金属,和功函数较大的、稳定的A1、Ag等金属的合金。由该合金构成的电子注入电极7,稳定且电子注入较容易。特别是作为比较合适的例子,可以采用MgAg、AlLi等,但不限于此。另外,作为电子注入电极7的其他的构成,可以采用在有机层侧形成低功函数的金属薄膜,并在其上作为保护电极层叠由稳定的金属构成的金属膜的构成,和在形成LiF或Al2O3的薄膜后较厚地形成A1的层叠构成等各种电极。
另外,作为电子注入电极6的成膜方法,可以用真空蒸镀法或溅射法、丝网印刷法等众所周知的成膜方法。
其次,对发光体层6进行说明。作为发光体层6,与实施形态1中的发光元件10相比,在形成在非透明的电子注入电极7上这一点上不同。另外,对于包括金属氧化物半导体多孔体的发光体层6的制造方法,与实施形态1中的发光元件10相比,在涂布形成在基板1上的电子注入电极7上这一点上不同。再者,对于它们所采用的构成部件,由于实质上与实施形态1中的发光元件10相同,因此省略说明。
其次,对空穴输送层3进行说明。作为空穴输送层3,与实施形态1中的发光元件10相比,在形成在透明的空穴注入电极2之上这一点上不同。另外,最好含有作为透明的空穴注入电极2和发光体层6的粘接层起作用的高分子系材料。再者,对于它们所采用的构成部件,由于实质上与实施形态1中的发光元件10相同,因此省略说明。
其次,用图7对该发光元件50的制造方法进行说明。该发光元件50,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图7(a))。
(c)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴输送层3(图7(b))。由此准备基板C。
(d)另一方面,准备基板1。
(e)接着,在上述基板1之上,形成电子注入电极7(图7(c))。
(f)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图7(d))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板D。
(g)接着,使基板C的空穴输送层3,和基板D的发光体层6彼此相对地贴合在一起(图7(e))。
用以上的工序,可以形成发光元件50,但不限于此。
再者,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而更好的是在低氧环境下进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
(实施形态5)
用图8对本发明的实施形态5中的发光元件进行说明。图8,是展示该发光元件60的电极构成的立体图。该发光元件60,与实施形态2中的发光元件20相比,虽然在还具备连接在实施形态4中的发光元件50的电子注入电极7上的薄膜晶体管21这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
(实施形态6)
用图4对本发明的实施形态6中的显示装置进行说明。图4是展示由实施形态3中的显示装置30的彼此正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图,该显示装置,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该实施形态6中的显示装置,与实施形态3中的显示装置30相比,虽然在具备将多个实施形态5中的发光元件60二维配列的发光元件阵列这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
其次,用图9说明该实施形态6中的显示装置的制造方法。图9是具有不同的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态6中的显示装置70的垂直于y电极23并且垂直于发光面的剖面图。在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态4中的发光元件50同样地,形成电子注入电极7,接着,形成发光体层6。对于一方的透明基板8,也与实施形态4中的发光元件50同样地,形成透明的空穴注入电极2,接着,例如用喷墨法涂布形成空穴输送层3,之后,使空穴输送层3和发光体层6彼此相对,然后使基板1和透明基板8贴合在一起。用以上的工序,可以形成显示装置70,但不限于此。在彩色的显示装置的情况下,在形成发光体层6时,例如用喷墨法,将含有RGB各发光性有机材料的涂布液,配合像素间距,分色涂布形成在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,可以采用与实施形态3同样的装置。
另外,在该显示装置70中,发光体层6由于被形成在基板1之上,因此需要按照像素间距对正的只有基板1侧,透明基板8侧,透明的空穴注入电极2和空穴输送层3可以作为平面薄膜制造。由此,可以缓和贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。
(实施形态7)
用图10对本发明的实施形态7中的发光元件进行说明。图10,是该发光元件的垂直于发光面的剖面图。该发光元件80,与实施形态1中的发光元件10相比,不同点在于:在发光体层6和透明的电子注入电极7之间还具备电子输送层81,将形成在基板1之上的发光体层6和形成在透明基板8之上的电子注入电极7,用具有粘接性的电子输送层81贴合在一起。另外,这时,空穴输送层3不需要具有粘接性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态1中的发光元件10相同,因此省略说明。进而,除了上述的构成之外,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层或导电层等。再进而,还可以在电子注入电极7和透明基板8之间具备低折射率层。由此,可以增大向发光元件外部的光取出效率。再进而,空穴注入电极2也可以是黑色电极。由此,可以改善外光对比度。
其次,对发光元件80的各构成部件详细地进行说明。再者,对于实质上与实施形态1中的发光元件10相同的部件,省略说明。
首先,对电子输送层81进行说明。作为电子输送层81,最好含有作为发光体层6和电子注入电极7的粘接层起作用的高分子系材料。作为该电子输送层81,只要是导电性聚合物即可,更好的是,只要是电子移动性较高的电子输送性的高分子材料即可。作为具备电子输送性的高分子系材料,特别是作为比较合适的例子,可以列举聚—[2—(6—氰基—6—甲基庚氧基)—1、4—苯撑](CN—PPV)和聚喹喔啉等,但不限于此。另外,即使是低分子且在分子链中组入了显示电子输送性的分子构造的聚合物同样也可以。进而,在导电性或非导电性聚合物中分子分散有低分子类电子输送性材料的形态同样也可以。作为具备电子输送性的低分子材料,可以列举噁二唑衍生物、三唑衍生物、苯乙烯苯基衍生物、シロ—ル衍生物、1,10—菲绕啉衍生物、羟基喹啉类金属络合物等,以及它们的二聚体、三聚体。作为特别优选的例子,可以列举2—(4—联苯)—5—(4—tert—丁苯基)—1,3,4—噁二唑(PBD)、3—(4—联苯)—4—苯基—5—(4—tert—丁苯基)—1,2,4—三唑(TAZ)、2,9—二甲基—4,7—二苯基—1,10—菲绕啉(BCP)、Alq3等,但不限于此。
进而优选为,最好在电子输送层81上包含在其界面附近利用光或热进行交联或聚合的交联性或聚合性材料。由此,在将基板1上的发光体层6和透明基板8上的电子注入电极7贴合之际,通过施加光或热,就能够提高粘接力。
另外,作为电子输送层81的成膜方法,可以使用喷墨法、浸泡法、旋涂法、其他的众所周知的涂布方法。
其次,用图11对该发光元件80的制造方法进行说明。该发光元件80,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的电子注入电极7(图11(a))。
(c)接着,在上述电子注入电极7之上,形成电子输送层8(图11(b))。由此准备基板E。
(d)另一方面,准备基板1。
(e)接着,在上述基板1之上,形成空穴注入电极2(图11(c))。
(f)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴输送层3(图11(d))。
(g)接着,在上述空穴输送层3之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图11(e))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板F。
(h)接着,使基板E的电子输送层81和基板F的发光体层6彼此相对地贴合在一起(图11(f))。
用以上的工序,可以形成发光元件80,但不限于此。
再者,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而更好的是在低氧环境下进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
(实施形态8)
用图3对本发明的实施形态8中的发光元件进行说明。图3,虽然是展示实施形态2中的发光元件20的电极构成的立体图,但实施形态8中的发光元件,与实施形态2中的发光元件20相比,除了在还具备连接在实施形态7中的发光元件80的空穴注入电极2上的薄膜晶体管21这一点上不同之外,实质上是相同的构成。因而,省略详细的说明。
(实施形态9)
用图4对本发明的实施形态9中的显示装置进行说明。图4,是展示由实施形态3中的显示装置30的彼此正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图,该显示装置,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该实施形态9中的显示装置,与实施形态3中的显示装置30相比,虽然在具备将多个实施形态8中的发光元件二维配列的发光元件阵列这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
其次,用图12说明该实施形态9中的显示装置的制造方法。图12,是具有不同的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态9中的显示装置90的垂直于y电极23,并且垂直于发光面的剖面图。在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态7中的发光元件80同样地,形成空穴注入电极2,接着,形成空穴输送层3,接着,形成发光体层6。对于一方的透明基板8,也与实施形态7中的发光元件80同样地,形成透明的电子注入电极7,接着,例如用喷墨法涂布形成电子输送层81,之后,使其与基板1贴合在一起。用以上的工序,可以形成显示装置90,但不限于此。在彩色的显示装置的情况下,在形成发光体层6时,例如用喷墨法,将含有RGB各发光性有机材料的涂布液,配合像素间距,分色涂布形成在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,可以采用与实施形态3同样的装置。
另外,在该显示装置90中,与实施形态6同样地,需要按照像素间距对正的只有基板1侧,透明基板8侧,透明的电子注入电极7和电子输送层81可以作为平面薄膜制造。由此,可以缓和贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。
(实施形态10)
用图13对本发明的实施形态10中的发光元件进行说明。图13,是该发光元件的垂直于发光面的剖面图。该发光元件100,与实施形态4中的发光元件50相比,不同点在于:在发光体层6和电子注入电极7之间还具备电子输送层81,将形成在基板1之上的电子注入电极7,和形成在透明基板8之上的发光体层6,用具有粘接性的电子输送层81贴合在一起。另外,这时,空穴输送层3不需要具有粘接性。再者,对于其他的构成部件,由于实质上与实施形态4中的发光元件50相同,因此省略说明。进而,除了上述的构成之外,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层或导电层等。再进而,还可以在空穴注入电极2和透明基板8之间具备低折射率层。由此,可以增大向发光元件外部的光取出效率。
其次,对发光元件100的各构成部件进行说明。再者,对于实质上与实施形态4中的发光元件50相同的部件,省略说明。另外,构成该发光元件100的电子输送层81的部件,由于实质上与实施形态7中的发光元件80相同,因此省略说明。
其次,用图14对该发光元件100的制造方法进行说明。该发光元件100,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图14(a))。
(c)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴输送层3(图14(b))。
(d)进而,在上述空穴输送层3之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图14(c))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板G。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上,形成电子注入电极7(图14(d))。
(g)接着,在上述电子注入电极7之上,形成电子输送层81(图14(e))。由此准备基板H。
(h)使基板G的发光体层6,和基板H的电子输送层81彼此相对地贴合在一起(图14(f))。
用以上的工序,可以形成发光元件100,但不限于此。
再者,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而更好的是在低氧环境下进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
(实施形态11)
用图7对本发明的实施形态11中的发光元件进行说明。图7,虽然是展示实施形态5中的发光元件60的电极构成的立体图,但实施形态11中的发光元件,与实施形态5中的发光元件60相比,除了在还具备连接在实施形态10中的发光元件100的电子注入电极7上的薄膜晶体管21这一点上不同之外,实质上是相同的构成。因而,省略详细的说明。
(实施形态12)
用图4对本发明的实施形态12中的显示装置进行说明。图4,是展示由实施形态3中的显示装置30的彼此正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图,该显示装置,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该实施形态12中的显示装置,与实施形态3中的显示装置30相比,虽然在具备将多个实施形态11中的发光元件二维配列的发光元件阵列这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
其次,用图15说明该实施形态12中的显示装置的制造方法。图15,是具有不同的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态12中的显示装置110的垂直于y电极23并且垂直于发光面的剖面图。在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态10中的发光元件100同样地,形成电子注入电极7,接着,例如用喷墨法涂布形成电子输送层81。对于一方的透明基板8,也与实施形态10中的发光元件100同样地,形成透明的空穴注入电极2,接着,形成空穴输送层3,接着,在形成发光体层6之后,使其与基板1贴合在一起。用以上的工序,可以形成显示装置110,但不限于此。在彩色的显示装置的情况下,在形成发光体层6时,例如用喷墨法,将含有RGB各发光性有机材料的涂布液,配合像素间距,分色涂布形成在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,可以采用与实施形态3同样的装置。
(实施形态13)
用图16对本发明的实施形态13中的发光元件进行说明。图16,是该发光元件的垂直于发光面的剖面图。该发光元件120,与实施形态1中的发光元件10相比,不同点在于:在空穴注入电极2和空穴输送层3之间还具备空穴注入层121,将形成在基板1之上的空穴注入电极2和形成在透明基板8之上的空穴输送层3,用具有粘接性的空穴注入层121贴合在一起。另外,这时,空穴输送层3不需要具有粘接性。再者,对于其他的构成部件,由于实质上与实施形态1中的发光元件10相同,因此省略说明。进而,除了上述的构成之外,还可以在电子注入电极7和发光体层6之间具备电子输送层或导电层等。再进而,还可以在电子注入电极7和透明基板8之间具备低折射率层。由此,可以增大向发光元件外部的光取出效率。进而,还可以在电子注入电极7和包括金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的发光体层6之间具备由n型半导体材料构成的薄层。由此,可以作为防止空穴通过金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的间隙后不与电子再结合就到达电子注入电极7的情况的空穴阻碍层起作用,并可以提高空穴和电子的再结合效率。再进而,空穴注入电极2也可以是黑色电极。由此,可以改善外光对比度。
其次,对发光元件120的各构成部件进行详细的说明。再者,对于实质上与实施形态1中的发光元件10相同的部件,省略说明。
首先,对空穴注入层121进行说明。作为空穴注入层121,最好含有作为基板1之上的空穴注入电极2和透明基板8之上的空穴输送层3的粘接层起作用的高分子系材料。更好的是,只要是在空穴注入层121的最高占有分子轨道(HOMO),和空穴注入电极2的功函数之间没有势垒,且容易进行空穴注入的高分子材料即可。特别是作为比较合适的例子,可以采用聚苯胺衍生物等,但不限于此。另外,在高分子材料中掺杂电子受主而提高了导电性的复合层也有同样的效果,例如,可以列举在聚丙烯二羟基噻吩(PEDOT)中掺杂了聚苯乙烯磺酸(PSS)的材料,但不限于此。再进而,使低分子类的空穴注入层材料在导电性或非导电性聚合物中分子分散的形态同样也是可以的。作为低分子类的空穴注入层材料,可以采用离子化势能较小的、被称为酞菁铜(CuPc)星形胺(スタ—バ—ストアミン)的高分子量丙烯胺,但不限于此。
更好的是,最好在空穴注入层121中,包含在其界面附近可借助光或热进行交联或聚合的交联性或聚合性材料。由此,在基板1上的空穴注入电极2和透明基板8上的空穴输送层3的贴合之际,通过施加光或热,可提高粘接力。
另外,作为空穴注入层121的成膜方法,可以使用喷墨法、浸泡法、旋涂法、其他的众所周知的涂布方法。
其次,用图17对该发光元件120的制作方法进行说明。该发光元件120,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上形成透明的电子注入电极7(图17(a))。
(c)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图17(b))。再者,发光体层6的形成方法如上述。
(d)接着,在上述发光体层6之上,形成空穴输送层3(图17(c))。由此准备基板I。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上,形成空穴注入电极2(图17(d))。
(g)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴注入层121(图17(e))。由此准备基板J。
(h)接着,使基板I的空穴输送层3,和基板J的空穴注入层121彼此相对地贴合在一起(图17(f))。
用以上的工序,可以形成发光元件120,但不限于此。
再者,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而更好的是在低氧环境下进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
(实施形态14)
用图3对本发明的实施形态14中的发光元件进行说明。图3,虽然是展示实施形态2中的发光元件20的电极构成的立体图,但实施形态14中的发光元件,与实施形态2中的发光元件20相比,除了在还具备连接在实施形态13中的发光元件120的空穴注入电极2上的薄膜晶体管21这一点上不同之外,实质上是相同的构成。因而,省略详细的说明。
(实施形态15)
用图4对本发明的实施形态15中的显示装置进行说明。图4,是展示由实施形态3中的显示装置30的彼此正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图,该显示装置,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该实施形态15中的显示装置,与实施形态3中的显示装置30相比,虽然在具备将多个实施形态14中的发光元件二维配列的发光元件阵列这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
其次,用图18说明该实施形态15中的显示装置的制造方法。图18是具有不同的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态15中的显示装置130的垂直于y电极23,并且垂直于发光面的剖面图。在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态13中的发光元件120同样地,形成空穴注入电极2,接着,例如用喷墨法涂布形成空穴注入层121。对于一方的透明基板8,也与实施形态13中的发光元件120同样地,形成透明的电子注入电极7,接着,形成发光体层6,接着,在形成空穴输送层3之后,使其与基板1贴合在一起。用以上的工序,可以形成显示装置130,但不限于此。在彩色的显示装置的情况下,在形成发光体层6时,例如用喷墨法,将含有RGB各发光性有机材料的涂布液,配合像素间距,分色涂布形成在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,可以采用与实施形态3同样的装置。
(实施形态16)
用图19对本发明的实施形态16中的发光元件进行说明。图19,是该发光元件的垂直于发光面的剖面图。该发光元件140,与实施形态4中的发光元件50相比,不同点在于:在空穴注入电极2和空穴输送层3之间还具备空穴注入层121,将形成在基板1之上的空穴输送层3,和形成在透明基板8之上的空穴注入电极2,用具有粘接性的空穴注入层121贴合在一起。另外,这时,空穴输送层3不需要具有粘接性。再者,对于其他的构成部件,由于实质上与实施形态4中的发光元件50相同,因此省略说明。进而,除了上述的构成之外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层或导电层等。再进而,还可以在空穴注入电极2和透明基板8之间具备低折射率层。由此,可以增大向发光元件外部的光取出效率。再进而,还可以在电子注入电极7和包括金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的发光体层6之间,具备由n型半导体材料构成的薄层。由此,可以作为防止空穴通过金属氧化物半导体微粒子4的多孔体的间隙后不与电子再结合就到达电子注入电极7的情况的空穴阻碍层起作用,并可以提高空穴和电子的再结合效率。进而,空穴注入电极2也可以是黑色电极。由此,可以改善外光对比度。
其次,对发光元件140的各构成部件进行详细的说明。再者,对于实质上与实施形态4中的发光元件50相同的部件,省略说明。另外,构成该发光元件140的空穴注入层121的部件,由于实质上与实施形态13中的发光元件120相同,因此省略说明。
其次,用图20对该发光元件140的制造方法进行说明。该发光元件140,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图20(a))。
(c)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴注入层121(图20(b))。由此准备基板K。
(d)另一方面,准备基板1。
(e)接着,在上述基板1之上,形成电子注入电极7(图20(c))。
(f)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图20(d))。再者,发光体层6的形成方法如上述。
(g)接着,在上述发光体层6之上,形成空穴输送层3(图20(e))。由此准备基板L。
(h)接着,使基板K的空穴注入层121,和基板L的空穴输送层3彼此相对地贴合在一起(图20(f))。
用以上的工序,可以形成发光元件140,但不限于此。
再者,上述的工序,最好在干燥环境下进行,进而更好的是在低氧环境下进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
(实施形态17)
用图8对本发明的实施形态17中的发光元件进行说明。图8,虽然是展示实施形态5中的发光元件60的电极构成的立体图,但实施形态17中的发光元件,与实施形态5中的发光元件60相比,除了在还具备连接在实施形态16中的发光元件140的电子注入电极7上的薄膜晶体管21这一点上不同之外,实质上是相同的构成。因而,省略详细的说明。
(实施形态18)
用图4对本发明的实施形态18中的显示装置进行说明。图4,是展示由实施形态3中的显示装置30的彼此正交的x电极22和y电极23构成的有源矩阵的概略平面图,该显示装置,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该实施形态18中的显示装置,与实施形态3中的显示装置30相比,虽然在具备将多个实施形态17中的发光元件二维配列的发光元件阵列这一点上不同,但实质上是相同的构成,因此省略说明。
其次,用图21说明该实施形态18中的显示装置的制造方法。图21,是具有不同的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态18中的显示装置130的垂直于y电极23,并且垂直于发光面的剖面图。在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态16中的发光元件140同样地,形成电子注入电极7,接着,形成发光体层6,接着,形成空穴输送层3。对于一方的透明基板8,也与实施形态16中的发光元件140同样地,形成透明的空穴注入电极2,接着,例如用喷墨法涂布形成空穴注入层121,之后,使其与基板1贴合在一起。用以上的工序,可以形成显示装置150,但不限于此。在彩色的显示装置的情况下,在形成发光体层6时,例如用喷墨法,将含有RGB各发光性有机材料的涂布液,配合像素间距,分色涂布形成在各像素41R、41G、41B上。在该工序之前,也可以形成划分各像素的像素分离区域42,可以采用与实施形态3同样的装置。
另外,在该显示装置150中,与实施形态6同样地,需要按照像素间距对正的只有基板1侧,透明基板8侧,透明的空穴注入电极2和空穴注入层121可以作为平面薄膜制造。由此,可以缓和贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。
(实施形态19)
用图22对本发明的实施形态19中的显示装置进行说明。图22,是具有不同的多个像素41R、41G、41B的实施形态19中的显示装置160的垂直于y电极23,并且垂直于发光面的剖面图。该显示装置160,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该显示装置160,与实施形态3中的显示装置30相比,在将空穴注入电极2和薄膜晶体管相连的部分作为粘接层161,然后使基板1侧和透明基板8侧贴合在一起这一点上不同。另外,粘接层161,具备作为空穴注入电极2和薄膜晶体管21的连接部的导电性区域162,和除此之外的非导电性区域163。由此,可以一面使用从透明基板8侧顺次层叠电子注入电极7、发光体层6、空穴输送层3、空穴注入电极2的以往的有机EL元件的制作方法,一面很容易地提供上面光取出结构的显示装置。另外,这时,空穴输送层3不需要具有粘接性。对于其他的构成部件,由于实质上与实施形态1中的发光元件10相同,因此省略说明。再者,上述的显示装置的层构成,是发光体层/空穴输送层的2层构成,但也可以是只有发光体层,或空穴输送层/发光体层/电子输送层、空穴注入层/空穴输送层/发光体层/电子输送层等,将1层或其以上的有机层层叠的构成。另外,电子注入电极也可以是和薄膜晶体管连接在一起的反极性的构成。
其次,对显示装置160的各构成部件进行说明。再者,对于实质上与实施形态1中的发光元件10相同的部件,省略说明。
对于粘接层161内的导电性区域162,可以采用Ag糊料或碳糊料等众所周知的导电性糊料。另外,作为成膜方法,可以用丝网印刷或喷墨法等众所周知的涂布方法。另一方面,对于非导电性区域163,最好含有作为基板1,和透明基板8上的空穴注入电极2或空穴输送层3的粘接层起作用的高分子系材料。例如,可以采用聚乙烯、聚乙烯醇、聚酰亚胺等众所周知的高分子系材料。另外,对于成膜方法,可以用丝网印刷或喷墨法等众所周知的涂布方法。更好的是,在非导电性区域163中,包含可以利用光或热进行交联或聚合的交联性或聚合性材料。由此,在基板1和透明基板8上的空穴注入电极2或空穴输送层3的贴合之际,通过施加光或热,可以提高粘接力。
其次,根据具体的实施例详细地进行说明。
(实施例1)
用图1对本发明的实施例1的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态1中的发光元件相同的构成,因此省略对该构成的说明。在该发光元件中,作为形成电子注入电极7的透明基板8,采用市场销售的带有ITO膜玻璃基板。另外,在金属氧化物半导体多孔体上,采用TiO2薄膜多孔体。作为担持在上述多孔体的表面上的发光性有机材料5,使用3—(2—苯并噻唑基)—7—二乙胺基香豆素—4—羧酸(BDCC)。在基板1上使用玻璃基板,在空穴注入电极2上使用A1,在空穴输送层3上使用PVK。
其次,用图2对该发光元件的制造方法进行说明。该发光元件,用以下的工序制造。
(a)作为形成电子注入电极7的透明基板8,准备市场销售的带有ITO膜的玻璃基板(图2(a))。将其用碱性洗剂、水、丙酮、异丙醇(IPA)进行超声波清洗,接着从沸腾的IPA溶液中提起后干燥。最后,进行UV/O3清洗。
(b)在上述带有ITO膜的玻璃基板的上面作为金属氧化物半导体多孔体层,形成TiO2薄膜多孔体层。
以下,对该TiO2薄膜多孔体层的制造方法进行说明。
(1)首先,在室温下将异丙醇钛滴入硝酸水溶液中,然后使其加水分解,加热到80℃,再搅拌8小时左右,从而得到溶胶溶液。
(2)其次,通过用高压锅在250℃下使其熟化12小时,制作含有粒径10nm~20nm左右的TiO2微粒子的胶态溶液。
(3)在将该胶态溶液用旋转式蒸发器浓缩后,添加30%左右的聚乙二醇,然后制作最终的TiO2糊料。
(4)其次,用刮墨法将TiO2糊料涂布在基板1上,在室温下,将该TiO2膜在空气中干燥10分钟后,用450℃熟化30分钟。
(5)进而,在将该TiO2薄膜浸泡在TiCl4水溶液内放置一晚后,进行水清洗,并再次用450℃熟化30分钟。
通过以上的工序,作为金属氧化物半导体多孔体,形成TiO2薄膜多孔体。
(c)在形成在上述带有ITO膜玻璃基板的ITO膜之上的TiO2薄膜多孔体的表面上,用以下的步骤使其吸附发光性有机材料5。首先,用超声波搅拌装置使BDCC在乙醇中分散。一面连续搅拌该分散液,一面将形成了TiO2薄膜多孔体的上述带有ITO膜玻璃基板在其中浸泡一晚。由此,使发光性有机材料的BDCC担持在TiO2薄膜多孔体层的表面上,从而形成发光体层6(图2(b))。将其作为基板A。
(d)另一方面,作为基板1,使用玻璃基板。在将其与上述带有ITO膜玻璃基板同样地清洗之后,作为空穴注入电极2,准备用真空蒸镀法将A1在基板1上成膜的部件(图2(c))。
(e)使PVK在氯仿中溶解,并用旋涂法涂布在上述空穴注入电极上,作为空穴输送层6(图2(d))。将其作为基板B。
(f)其次,在刚涂布了空穴输送层3之后,将基板B的空穴输送层3重叠在基板A的发光体层6的上面,然后在常温下静置,使基板A和基板B贴合在一起,从而制作发光元件(图2(e))。
当在以这种方式制作的发光元件上附加直流电压来评价时,用8V发光亮度显示500cd/m2,发光效率显示3.5cd/A,并显示了与以下所示的比较例的发光元件相同的发光特性。另外,当用BET比表面积测定法检查在该实施例1中制成的金属氧化物半导体多孔体的表面积时,具有平面电极的约800倍的面积。当将初期发光亮度设为300cd/m2而对该发光元件实施寿命试验时,亮度减半寿命是13000小时。这与比较例1相比变长了。
(实施例2)
用图5对本发明的实施例2中的显示装置进行说明。该显示装置40,与实施形态3中的显示装置同样地具有薄膜晶体管21,但在具有RGB这3色的像素41R、41G、41B这一点上不同。在各像素41R、41G、41B中,以分别对应发光性有机材料的方式改变。另外,在该显示装置40中,设有分隔各像素之间的像素分离区域42。在该像素分离区域42中,使黑色染料担持在金属氧化物半导体粒子4的表面上,从而将各像素分离。
对该显示装置40的制造方法进行说明。该显示装置40,是二维地配列有实施形态1中的发光元件的装置,因此实质上可以与实施形态1中的发光元件的制造方法同样地进行。在该显示装置40的制造方法中,在各个像素上使用不同的发光性有机材料。另外,在与各像素之间的像素分离区域42相对应的部位,将黑色染料担持在金属氧化物半导体粒子4的表面上。这时,在透明基板8的一侧形成发光体层6,将空穴输送层3作为粘接层,然后将基板1的一侧的空穴注入电极2和透明基板8侧的发光体层6贴合在一起。因此,必须进行担持了各自的发光性有机材料5的发光体层6和空穴注入电极2的对正。这时,在像素分离区域42和各像素41的配置中,通过预先稍宽地设定像素分离区域42,即便像素41的位置稍微偏离,也可以不影响相邻的像素的部分。
(实施例3)
用图1对本发明的实施例3中的发光元件进行说明。在该发光元件中,与实施例1中的发光元件相比,在作为空穴注入电极,用CuO和Cu2O的混合物代替A1这一点上不同。由此,空穴注入电极呈黑色。该空穴注入电极,与实施例1的空穴注入电极同样地,用溅射法形成。
对比度的评价,是相对于元件的发光面从45度的角度照射1001x的白色光,在发光亮度为300cd/m2的条件下,用打开/关闭发光元件时的、和非发光亮度的比进行。本实施例3中的对比度是300∶1或其以上。这比后述的比较例1好。
(实施例4)
用图6对本发明的实施例4中的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态4中的发光元件相同的构成,因此省略对其构成的说明。在该发光元件中,与实施例1中的发光元件相比,在作为形成了透明的空穴注入电极2的透明基板8,使用市场销售的带有ITO膜玻璃基板,而作为电子注入电极7使用MgAg这一点上不同。电子注入电极7用真空蒸镀法形成。再者,对于实质上与实施例1中的发光元件相同的部件、制造方法,省略说明。当将制作的发光元件与实施例1同样地进行评价时,得到了550cd/m2的亮度的发光。另外,亮度减半寿命是13000小时。
(实施例5)
用图10对本发明的实施例5中的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态7中的发光元件相同的构成,因此省略对其构成的说明。在该发光元件中,与实施例1中的发光元件相比,在作为处于发光体层6和电子注入电极7之间的电子输送层81使用CN—PPV,而作为电子注入电极7使用InZnO这一点上不同。电子输送层81用旋涂法成膜,而电子注入电极7用溅射法成膜。再者,对于实质上与实施例1中的发光元件相同的部件、制造方法,省略说明。当将制作的发光元件与实施例1同样地进行评价时,得到了520cd/m2的亮度的发光。另外,亮度减半寿命是12000小时。
(实施例6)
用图13对本发明的实施例6中的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态10中的发光元件相同的构成,因此省略对其构成的说明。在该发光元件中,与实施例4中的发光元件相比,在作为处于发光体层6和电子注入电极7之间的电子输送层81使用CN—PPV这一点上不同。电子输送层81用旋涂法成膜。再者,对于实质上与实施例4中的发光元件相同的部件、制造方法,省略说明。当将制作的发光元件与实施例1同样地进行评价时,得到了510cd/m2的亮度的发光。另外,亮度减半寿命是12000小时。
(实施例7)
用图16对本发明的实施例7中的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态13中的发光元件相同的构成,因此省略对其构成的说明。在该发光元件中,与实施例1中的发光元件相比,在作为处于空穴注入电极2和空穴输送层3之间的空穴注入层121使用PEDOT/PSS这一点上不同。空穴注入层121用旋涂法成膜。再者,对于实质上与实施例1中的发光元件相同的部件、制造方法,省略说明。当将制作的发光元件与实施例1同样地进行评价时,得到了560cd/m2的亮度的发光。另外,亮度减半寿命是11000小时。
(实施例8)
用图19对本发明的实施例8中的发光元件进行说明。在该发光元件中,由于具有与实施形态16中的发光元件相同的构成,因此省略对其构成的说明。在该发光元件中,与实施例4中的发光元件相比,在作为处于空穴注入电极2和空穴输送层3之间的空穴注入层121使用PEDOT/PSS这一点上不同。空穴注入层121用旋涂法成膜。再者,对于实质上与实施例1中的发光元件相同的部件、制造方法,省略说明。当将制作的发光元件与实施例1同样地进行评价时,得到了540cd/m2的亮度的发光。另外,亮度减半寿命是12000小时。
再者,在以上的说明中,除了包括金属氧化物半导体多孔体的发光体层6之外,还展示了包括有机材料的层是1或2层的构成例,但包括有机材料的层也可以由多数层构成。
(比较例1)
将市场销售的带有ITO膜玻璃基板与实施例1的透明基板8同样清洗,之后,利用真空蒸镀,将TPD、3—(2—苯并噻唑基)—7—二乙胺基香豆素(香豆素6)蒸镀后顺次将空穴输送层、发光体层成膜,进而蒸镀MgAg后形成电子注入电极。再者,在形成了电子注入电极后,在低湿度低氧浓度环境下,用玻璃板和环氧粘接剂封装后得到发光元件。
当在以这种方式制作的发光元件上附加直流电压来评价时,用7V发光亮度显示350cd/m2,发光效率显示2.0cd/A。当在初期的亮度和实施例1相同的条件下对该发光元件实施寿命试验时,亮度减半寿命是8000小时。进而,当与实施例3同样地评价对比度时,是170∶1。
(实施形态20)
用图25对本发明的实施形态20中的发光元件进行说明。图25,是该发光元件300的垂直于发光面的剖面图。该发光元件300,与实施例1中的发光元件10相比,在进一步具备遍布空穴输送层3内地分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述空穴输送层3的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态1中的发光元件10相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层以及/或导电层等。进而,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层以及/或导电层等。再进而,还可以在空穴输送层3和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
其次,对该发光元件10的各构成部件进行说明。再者,对于实质上与实施形态1中的发光元件10相同的构成部件,省略说明。
首先,对隔离物301进行说明。作为隔离物301,可以使用以往的液晶显示面板等上所使用的玻璃珠隔离物。另外,最好是由透明性和绝缘性良好的材料构成,且粒径的均匀性良好的材料。作为玻璃珠隔离物,一般有二氧化硅制的和树脂制的,但从不易起低温泡沫、防止成膜时的缺陷这一点来看,更好的是和空穴输送层材料的热膨胀率没有太大差异的树脂制隔离物。这时作为隔离物301所使用的材料,最好是以二乙烯基苯、苯乙烯、丙烯酸聚合物等为主要成分的交联共聚物,但也不限于此。另外,隔离物301的垂直于电极面的剖面的形状,可以是圆形、椭圆形、梯形、三角形等任意的形状,但膜厚的均匀性较好的圆形是最合适的。再进而,为了提高与电极面的紧贴性,也可以是实施了表面处理的材料。就表面处理而言,有用聚烯烃或聚丙烯酸等热塑性树脂覆盖隔离物301的表面等方法。
由隔离物301的粒径规定空穴输送层3的膜厚。该隔离物301的粒径,最好在0.01μm~10μm的范围内,更好的是在0.1μm~5μm的范围内。如果空穴输送层3的膜厚在0.01μm以下,空穴注入电极2的表面粗糙度便成为问题。为了减小表面粗糙度,不得不追加新的制造工序,制造成本便增加。另一方面,如果空穴输送层3的膜厚超过10μm,则驱动电压上升。在空穴输送层内移动的空穴的数,与空穴移动性、附加电压的平方、空穴输送层膜厚的—3次方成比例。在使用上述的空穴输送层材料的情况下,用可以实现薄膜晶体管的驱动的10V左右的电压,如果空穴输送层的膜厚超过10μm,则不会流过充分确保亮度的电流。
另外,作为包括隔离物301的空穴输送层3的成膜方法,可以使用与上述空穴输送层3的成膜方法相同的方法。在成膜时,作为前处理将空穴输送层材料溶解在有机溶剂中,并制作用超声波分散等众所周知的方法使隔离物分散在该溶液中的分散液。在树脂制隔离物的情况下,必须进行在有机溶剂中不溶解的材料或有机溶剂的选定。另一方面,在二氧化硅制隔离物的情况下,就有机溶剂的选择项较多这一点而言,更理想。再者,为了辅助分散的目的,也可以添加界面活性剂或使其共分散。
这样,在贴合时作为粘接层起作用的空穴输送层3,除了成膜时不能进行严密的膜厚的限制以外,考虑贴合后的机械强度等,最好是厚膜。另一方面,为了再现性良好地提供发光等级稳定的发光元件,有机层的膜厚的均匀化是必需的,特别是与其他的有机层相比,将需要厚膜的空穴输送层4的膜厚均匀化非常重要。如上述那样,通过在空穴输送层3的层内导入隔离物301,可以容易地限制空穴输送层3的膜厚。
其次,用图26对该发光元件300的制造方法进行说明。该发光元件300,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的电子注入电极7(图26(a))。
(c)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括在表面上担持有上述发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图26(b))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板M。
(d)另一方面,准备基板1。
(e)接着,在上述基板1之上,形成空穴注入电极2(图26(c))。
(f)接着,将空穴输送层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(g)接着,在上述空穴注入电极2之上,将分散了上述隔离物301的空穴输送层材料的溶液涂布成膜,然后形成空穴输送层3(图26(d))。由此准备基板N。
(h)接着,使基板M的发光体层6,和基板N的空穴输送层3彼此相对地贴合在一起(图26(e))。
用以上的工序可以制作发光元件300,但也不限于此。
(实施形态21)
用图3对本发明的实施形态21中的发光元件进行说明。实施形态21中的发光元件,与图3所示的实施形态2中的发光元件20相比,在用实施形态20中的发光元件300代替实施形态1中的发光元件10这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态2中的发光元件20相同,省略说明。
(实施形态22)
用图4对本发明的实施形态22中的显示装置进行说明。实施形态22中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态21中的发光元件代替实施形态2中的发光元件20这一点上不同。根据该实施形态22的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的空穴输送层3使其贴合在一起。由此,空穴输送层3的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图27对该实施形态22中的显示装置的制造方法进行说明。图27,是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态22中的显示装置310的垂直于发光面,并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,便成为3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态21的发光元件300同样地,形成空穴注入电极2,接着,形成内置有隔离物301的空穴输送层3。对于一方的透明基板8,也和实施形态21的发光元件300同样地,形成透明的电子注入电极7,接着,形成发光体层6。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、空穴注入电极2按照各像素41定位后形成,在一方的透明基板8之上,将发光体层6按照各像素41定位后形成。内置有隔离物301空穴输送层3,由于可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。接着,一面将空穴输送层3和发光体层6彼此相对地定位,一面使基板1和透明基板8贴合在一起。通过以上的工序,可以形成该显示装置310,但也不限于此。
(实施形态23)
用图28对本发明的实施形态23中的发光元件进行说明。图28,是该发光元件320的垂直于发光面的剖面图。该发光元件320,与实施形态4中的发光元件50相比,在进一步具备在整个空穴输送层3内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述空穴输送层3的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态4中的发光元件50相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层以及/或导电层等。进而,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层以及/或导电层等。再进而,还可以在空穴输送层3和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
对于该发光元件320的各构成部件,由于实质上与实施形态4中的发光元件50以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
其次,用图29对该发光元件320的制造方法进行说明。该发光元件320,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图29(a))。
(c)接着,将空穴输送层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(d)接着,在上述空穴注入电极2之上,将分散了上述隔离物301的空穴输送层材料的溶液涂布成膜,然后形成空穴输送层3(图29(b))。由此准备基板O。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上,形成电子注入电极7(图29(c))。
(g)接着,在上述电子注入电极7之上,形成包括在上述的表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图29(d))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板P。
(h)接着,使基板O的空穴输送层3和基板P的发光体层6彼此相对地贴合在一起(图29(e))。
用以上的工序可以制作发光元件320,但也不限于此。
(实施形态24)
用图8对本发明的实施形态24中的发光元件进行说明。实施形态24中的发光元件,与图8所示的实施形态5中的发光元件60相比,在用实施形态23中的发光元件320代替实施形态4中的发光元件50这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态4中的发光元件50相同,省略说明。
(实施形态25)
用图4对本发明的实施形态25中的显示装置进行说明。实施形态25中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态24中的发光元件代替实施形态5中的发光元件60这一点上不同。根据该实施形态25的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的空穴输送层3使其贴合在一起。由此,空穴输送层3的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图30对该实施形态25中的显示装置的制造方法进行说明。图30,是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态25中的显示装置330的垂直于发光面并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,便成为3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态24的发光元件320同样地,形成电子注入电极7,接着,形成发光体层6。对于一方的透明基板8,也和实施形态24的发光元件320同样地,形成透明的空穴注入电极2,接着,形成内置有隔离物301的空穴输送层3。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、电子注入电极7、进而发光体层6按照各像素41定位后形成。因此,只要将从薄膜晶体管21到发光体层6用连续的制造工序层叠即可。另一方面,由于透明基板8之上的空穴注入电极2和空穴输送层3可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。由此,可以缓和使空穴输送层3和发光体层6彼此相对、然后使基板1和透明基板8贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。通过以上的工序,可以形成该显示装置330,但也不限于此。
(实施形态26)
用图31对本发明的实施形态26中的发光元件进行说明。图31,是该发光元件340的垂直于发光面的剖面图。该发光元件340,与实施形态7中的发光元件80相比,在进一步具备在整个电子输送层81内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述电子输送层81的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态7中的发光元件80相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层以及/或导电层等。进而,还可以在电子输送层81和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
对于该发光元件340的各构成部件,由于实质上与实施形态7中的发光元件80以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
其次,用图32对该发光元件340的制造方法进行说明。该发光元件340,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的电子注入电极7(图32(a))。
(c)接着,将电子输送层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(d)接着,在上述电子注入电极7之上,将分散了上述隔离物301的电子输送层材料的溶液涂布成膜,然后形成电子输送层81(图32(b))。由此准备基板Q。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上形成空穴注入电极2(图32(c))。
(g)接着,在上述空穴注入电极2之上形成空穴输送层3(图32(d))。
(h)接着,在上述空穴输送层3之上形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图32(e))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板R。
(i)接着,使基板Q的电子输送层81和基板R的发光体层6彼此相对地贴合在一起(图32(f))。
用以上的工序可以制作发光元件340,但也不限于此。
(实施形态27)
用图3对本发明的实施形态27中的发光元件进行说明。实施形态27中的发光元件,与图3所示的实施形态2中的发光元件20相比,在用实施形态26中的发光元件340代替实施形态1中的发光元件10这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态2中的发光元件20相同,省略说明。
(实施形态28)
用图4对本发明的实施形态28中的显示装置进行说明。实施形态28中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态27中的发光元件代替实施形态2中的发光元件20这一点上不同。根据该实施形态28的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的电子输送层81使其贴合在一起。由此,电子输送层81的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图33对该实施形态28中的显示装置的制造方法进行说明。图33是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态28中的显示装置350的垂直于发光面并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,便成为3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态26的发光元件340同样地,形成空穴注入电极2,接着,形成空穴输送层3、发光体层6。对于一方的透明基板8,也和实施形态26的发光元件340同样地,形成内置有隔离物301的电子输送层81。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、空穴注入电极2、进而发光体层6按照各像素41定位后形成。因此,只要将从薄膜晶体管21到发光体层6用连续的制造工序层叠即可。另一方面,由于透明基板8之上的电子注入电极7和电子输送层81可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。由此,可以缓和使发光体层6和电子输送层81彼此相对、然后使基板1和透明基板8贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。通过以上的工序,可以形成该显示装置350,但也不限于此。
(实施形态29)
用图34对本发明的实施形态29中的发光元件进行说明。图34,是该发光元件360的垂直于发光面的剖面图。该发光元件360,与实施形态10中的发光元件100相比,在进一步具备在整个电子输送层81内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述电子输送层81的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态10中的发光元件100相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在空穴注入电极2和空穴输送层3之间具备空穴注入层以及/或导电层等。进而,还可以在电子输送层81和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
对于该发光元件360的各构成部件,由于实质上与实施形态10中的发光元件100以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
其次,用图35对该发光元件360的制造方法进行说明。该发光元件360,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图35(a))。
(c)接着,在上述空穴注入电极2之上,形成空穴输送层3(图35
(b))。
(d)接着,在上述空穴输送层3之上,形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图35(c))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板S。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上形成电子注入电极7(图35(d))。
(g)接着,将电子输送层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(h)接着,在上述电子注入电极7之上,将分散了上述隔离物301的电子输送层材料的溶液涂布成膜,然后形成电子输送层81(图35(e))。由此准备基板T。
(i)接着,使基板S的发光体层6,和基板T的电子输送层81彼此相对地贴合在一起(图35(f))。
用以上的工序可以制作发光元件360,但也不限于此。
(实施形态30)
用图7对本发明的实施形态30中的发光元件进行说明。实施形态30中的发光元件,与图7所示的实施形态5中的发光元件60相比,在用实施形态29中的发光元件360代替实施形态4中的发光元件50这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态5中的发光元件60相同,省略说明。
(实施形态31)
用图4对本发明的实施形态31中的显示装置进行说明。实施形态31中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态30中的发光元件代替实施形态2中的发光元件20这一点上不同。根据该实施形态31的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的电子输送层81使其贴合在一起。由此,电子输送层81的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图36对该实施形态31中的显示装置的制造方法进行说明。图36,是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态31中的显示装置370的垂直于发光面并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,便成为3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态29的发光元件360同样地,形成电子注入电极7,接着,形成内置有隔离物301的电子输送层81。对于一方的透明基板8,也和实施形态29的发光元件360同样地,形成空穴注入电极2,接着,形成空穴输送层3、发光体层6。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、电子注入电极7,按照各像素41定位后形成,在一方的透明基板8之上,将发光体层6按照各像素41定位后形成。内置有隔离物301的电子输送层81,由于可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。接着,一面将电子输送层81和发光体层6彼此相对地定位,一面使基板1和透明基板8贴合在一起。通过以上的工序,可以形成该显示装置370,但也不限于此。
(实施形态32)
用图37对本发明的实施形态32中的发光元件进行说明。图37,是该发光元件380的垂直于发光面的剖面图。该发光元件380,与实施形态13中的发光元件120相比,在进一步具备在整个空穴注入层121内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述空穴注入层121的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态13中的发光元件120相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层以及/或导电层等。进而,还可以在空穴注入层121和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
对于该发光元件380的各构成部件,由于实质上与实施形态13中的发光元件120以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
其次,用图38对该发光元件380的制造方法进行说明。该发光元件380,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上形成透明的电子注入电极7(图38(a))。
(c)接着,在上述电子注入电极7之上形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图38(b))。再者,发光体层6的形成方法如上述。由此准备基板U。
(d)接着,在上述发光体层6之上形成空穴输送层3(图38(c))。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上形成空穴注入电极2(图38(d))。
(g)接着,将空穴注入层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(h)接着,在上述空穴注入电极2之上,将分散了上述隔离物301的电子输送层材料的溶液涂布成膜,然后形成空穴注入层121(图38(e))。由此准备基板U。
(i)接着,使基板U的空穴输送层3,和基板V的空穴注入层121彼此相对地贴合在一起(图38(f))。
用以上的工序可以制作发光元件380,但也不限于此。
(实施形态33)
用图3对本发明的实施形态33中的发光元件进行说明。实施形态33中的发光元件,与图3所示的实施形态2中的发光元件20相比,在用实施形态32中的发光元件380代替实施形态1中的发光元件10这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态2中的发光元件20相同,省略说明。
(实施形态34)
用图4对本发明的实施形态34中的显示装置进行说明。实施形态34中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态33中的发光元件代替实施形态2中的发光元件20这一点上不同。根据该实施形态34的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的空穴注入层121使其贴合在一起。由此,空穴注入层121的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图39对该实施形态34中的显示装置的制造方法进行说明。图39,是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态34中的显示装置390的垂直于发光面并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,可以制成3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态32的发光元件380同样地,形成空穴注入电极2,接着,形成内置有隔离物301的空穴注入层121。对于一方的透明基板8,也和实施形态32的发光元件380同样地,形成电子注入电极7,接着,形成发光体层6、空穴输送层3。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、空穴注入电极2,按照各像素41定位后形成,在一方的透明基板8之上,将发光体层6按照各像素41定位后形成。内置有隔离物301的空穴注入层121,由于可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。接着,一面将空穴注入层121和空穴输送层3彼此相对地定位,一面使基板1和透明基板8贴合在一起。通过以上的工序,可以形成该显示装置390,但也不限于此。
(实施形态35)
用图40对本发明的实施形态35中的发光元件进行说明。图40,是该发光元件400的垂直于发光面的剖面图。该发光元件400,与实施形态16中的发光元件140相比,在进一步具备在整个空穴注入层121内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述空穴注入层121的厚度的不均,并可以大致控制在均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态16中的发光元件140相同,省略说明。再者,除了上述的构成之外,还可以在发光体层6和电子注入电极7之间具备电子输送层以及/或导电层等。进而,还可以在空穴注入层121和其他的有机层或电极之间,具备用于防止与隔离物301的擦伤的保护层。
对于该发光元件400的各构成部件,由于实质上与实施形态16中的发光元件140以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
其次,用图41对该发光元件400的制造方法进行说明。该发光元件400,用以下的工序制作。
(a)准备透明基板8。
(b)接着,在上述透明基板8之上,形成透明的空穴注入电极2(图41(a))。
(c)接着,将空穴注入层材料溶解在有机溶剂中,并使隔离物301超声波分散。
(d)接着,在上述空穴注入电极2之上,将分散了上述隔离物301的空穴注入层材料的溶液涂布成膜,然后形成空穴注入层121(图41(b))。由此准备基板W。
(e)另一方面,准备基板1。
(f)接着,在上述基板1之上形成电子注入电极7(图41(c))。
(g)接着,在上述电子注入电极7之上形成包括上述在表面上担持有发光性有机材料5的金属氧化物半导体多孔体4的发光体层6(图41(d))。再者,发光体层6的形成方法如上述。
(h)接着,在上述发光体层6之上,形成空穴输送层3(图41(e))。由此准备基板X。
(i)接着,使基板W的空穴注入层121和基板X的空穴输送层3彼此相对地贴合在一起(图41(f))。
用以上的工序可以制作发光元件400,但也不限于此。
(实施形态36)
用图3对本发明的实施形态36中的发光元件进行说明。实施形态36中的发光元件,与图3所示的实施形态2中的发光元件20相比,在用实施形态35中的发光元件400代替实施形态1中的发光元件10这一点上不同。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态2中的发光元件20相同,省略说明。
(实施形态37)
用图4对本发明的实施形态37中的显示装置进行说明。实施形态37中的显示装置,与图4所示的实施形态3中的显示装置30相比,在用实施形态36中的发光元件代替实施形态2中的发光元件20这一点上不同。根据该实施形态37的显示装置,如上述那样通过内置有隔离物301的空穴注入层121使其贴合在一起。由此,空穴注入层121的膜厚均匀化,从而可以得到发光亮度均匀的、上面光取出结构的显示装置。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态3中的显示装置30相同,省略说明。
其次,用图42对该实施形态37中的显示装置的制造方法进行说明。图42,是具有RGB3色的多个像素41R、41G、41B的其他例子的实施形态37中的显示装置410的垂直于发光面,并且垂直于y电极23的剖面图。通过在各像素41R、41G、41B上,将发光体层6内的发光性有机材料5与其发光色相对应地配置,便成为3原色全彩显示装置。其制造方法如下,即首先在基板1上顺次形成薄膜晶体管21和x电极22、y电极23,之后,与实施形态35的发光元件400同样地,形成电子注入电极7,接着,形成发光体层6、空穴输送层3。对于一方的透明基板8,也和实施形态35的发光元件400同样地,形成内置有隔离物301的空穴注入层121。这时,在基板1之上,将薄膜晶体管21、x电极22、y电极23、电子注入电极7、进而发光体层6按照各像素41定位后形成。因此,只要将从薄膜晶体管21到发光体层6用连续的制造工序层叠即可。另一方面,在透明基板8之上,形成空穴注入电极2和空穴注入层121的平面薄膜。由于内置有隔离物301的空穴注入层121可以是平面薄膜,因此可以用丝网印刷或喷墨法、其他的众所周知的涂布工序一体成膜。由此,可以缓和使空穴注入层121和发光体层6彼此相对、然后使基板1和透明基板8贴合在一起时的定位精度的要求,并可以将工序简单化。通过以上的工序,可以形成该显示装置410,但也不限于此。
(实施形态38)
用图43对本发明的实施形态38中的显示装置进行说明。图43是平行于实施形态38中的显示装置420的x电极22,且垂直于发光面的剖面图。该显示装置420,是具有薄膜晶体管的有源矩阵型显示装置。该显示装置420,与实施形态19中的显示装置160相比,在进一步具备在整个粘接层161内分散开的隔离物301这一点上不同。通过该隔离物301,可以抑制上述粘接层161的厚度的不均,并可以大致控制成均匀的厚度。由此,可以提高亮度的面内均匀性。再者,对于其他的构成,实质上与实施形态19中的发光元件160相同,省略说明。再者,该显示装置420的层构成,是发光体层/空穴输送层的2层构成,但也可以是只有发光体层,或者发光体层/电子输送层、空穴输送层/发光体层/电子输送层、空穴注入层/空穴输送层/发光体层/电子输送层、空穴注入层/空穴输送层/发光体层/空穴阻塞层/电子输送层等,将1层或其以上的有机层层叠的构成。另外,电子注入电极也可以是和薄膜晶体管连接在一起的反极性的构成。
对于该显示装置420的各构成部件,由于实质上与实施形态19中的发光元件160以及实施形态20中的发光元件300相同,故省略说明。
再者,本发明的从实施形态20~38中的发光元件以及显示装置的制造工序,最好在干燥环境中进行,进而更好的是在低氧环境中进行。由此,可以获得工作电压的降低、高效率化、长寿命化等特性改善。
另外,在本发明的实施形态22、25、28、31、34、37以及38中的显示装置中,也可以设置分隔各像素之间的像素分离区域42。另外,通过在所有的像素41上形成使用发出单一色的发光性有机材料5的发光体层6,并且在光取出面的前方设置滤色器或色变换层,可以得到其他例子的3原色全彩显示装置。
另外,上述的各实施形态是展示了一例的形态,其构成并不限于各实施形态的构成。
其次,根据具体的实施例进一步详细地说明。
(实施例9)
用图25对本发明的实施例9中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态20中的发光元件300相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物3之外,实质上与实施例1相同。就隔离物3而言使用市场销售的液晶显示器用隔离物(积水化学工业制ミクロパ—ルSI、数平均径4μm)。
其次,用图26对该发光元件的制造方法进行说明。该发光元件,用以下的工序制作。
(a)作为透明基板8,将市场销售的无碱玻璃基板(日本电气硝子制OA—10)用碱性洗剂、水、丙酮、异丙醇(IPA)超声波清洗,接着从沸腾的IPA溶液中提起后干燥。最后,进行UV/O3清洗。
(b)其次,在该玻璃基板上,作为电子注入电极1用溅射法将ITO成膜(厚度:150nm、膜电阻:10Ω/□)(图26(a))。
(c)其次,在上述带有ITO膜玻璃基板之上作为金属氧化物半导体多孔体层形成TiO2薄膜多孔体层(图26(b))。将其作为基板M。再者,TiO2薄膜多孔体层的制造方法与实施例1相同,省略详细的说明。
(d)作为基板1,准备与透明基板8相同的玻璃基板,并同样地清洗。
(e)其次,在该玻璃基板上作为电子注入电极7用真空蒸镀法将MgAg合金以厚度成为100nm的方式成膜(图26(c))。
(f)其次,用1wt%的浓度使PVK溶解在氯仿中,将在该溶液中使隔离物粒子相对于PVK添加10wt%而超声波分散的溶液,用丝网印刷法在上述带有ITO膜玻璃基板上成膜,并作为空穴输送层3(图26(d))。将其作为基板N。
(g)其次,使基板M上的发光体层6和基板N上的空穴输送层3彼此相对地重合,然后在氮环境下,用150℃加热固定,从而使基板M和基板N贴合在一起(图26(e))。
(h)其次,用环氧粘接剂将贴合在一起的基板的周边部封装。
由此,制作发光元件300。
当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为500cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是11000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例1相比,得到了面内均匀性更好的发光。
(实施例10)
用图28对本发明的实施例10中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态23中的发光元件320相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物301之外,实质上与实施例4相同,因此省略说明。进而,对于隔离物301,使用与实施例9相同的隔离物,对于内置有隔离物301的空穴输送层3的制膜方法,实质上也与实施例9相同,因此省略详细的说明。当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为600cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是13000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例4相比,得到了面内均匀性更好的发光。
(实施例11)
用图31对本发明的实施例11中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态26中的发光元件340相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物301之外,实质上与实施例5相同,因此省略说明。进而,对于隔离物301,使用与实施例9相同的隔离物,对于内置有隔离物301的电子输送层81的制膜方法,实质上也与实施例9的空穴输送层3的成膜方法相同,因此省略详细的说明。当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为530cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是12000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例5相比,得到了面内均匀性更好的发光。
(实施例12)
用图34对本发明的实施例12中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态29中的发光元件360相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物301之外,实质上与实施例6相同,因此省略说明。进而,对于隔离物301,使用与实施例9相同的隔离物,对于内置有隔离物301的电子输送层81的制膜方法,实质上也与实施例9的空穴输送层3的成膜方法相同,因此省略详细的说明。当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为550cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是13000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例6相比,得到了面内均匀性更好的发光。
(实施例13)
用图37对本发明的实施例13中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态32中的发光元件380相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物301之外,实质上与实施例7相同,因此省略说明。进而,对于隔离物301,使用与实施例9相同的隔离物,对于内置有隔离物301的空穴注入层121的制膜方法,实质上也与实施例9的空穴输送层3的成膜方法相同,因此省略详细的说明。当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为540cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是11000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例7相比,得到了面内均匀性更好的发光。
(实施例14)
用图40对本发明的实施例14中的发光元件进行说明。该发光元件的构成以及制造方法,实质上与实施形态35中的发光元件400相同。另外,对于使用的各构成部件,除了隔离物301之外,实质上与实施例8相同,因此省略说明。进而,对于隔离物301,使用与实施例9相同的隔离物,对于内置有隔离物301的空穴注入层121的制膜方法,实质上也与实施例9的空穴输送层3的成膜方法相同,因此省略详细的说明。当与实施例1同样地评价制作的发光元件时,得到了发光亮度为580cd/m2的绿色的发光。另外,亮度减半寿命是12000小时。这与上述比较例1相比,发光亮度高,寿命长。进而,与没有使用隔离物而同样制作的实施例8相比,得到了面内均匀性更好的发光。
如上述所述,本发明用理想的实施形态进行了详细的说明,但本发明并不限于此,对于同业者来说,当然在权利要求范围所记载的本发明的技术的范围内,可以实现许多理想的变形例以及修正例。
Claims (17)
1.一种发光元件,其中,具备:
透明或半透明的第1基板;
与上述第1基板相对地设置的第2基板;
设在上述第1基板上的透明或半透明的第1电极;
与上述第1电极相对地设置在上述第2基板上的第2电极;和
夹在上述第1电极和上述第2电极之间的发光体层,
上述发光体层包括金属氧化物半导体多孔体,上述金属氧化物半导体多孔体的表面上担持有发光性有机材料,
在上述第1电极和上述第2电极之间,除了上述发光体层之外,还具备至少1个有机层,上述有机层含有具有粘接性的有机材料,将上述含有具有粘接性的有机材料的有机层作为粘接层,使其上下的层相贴合。
2.如权利要求1所述的发光元件,其特征在于,上述金属氧化物半导体多孔体是由金属氧化物半导体粒子粉末构成的多孔体。
3.如权利要求2所述的发光元件,其特征在于,上述金属氧化物半导体粒子粉末是由n型半导体材料构成的粒子粉末。
4.如权利要求1所述的发光元件,其特征在于,上述发光性有机材料,通过化学吸附被担持在上述金属氧化物半导体多孔体表面上。
5.如权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还具备在上述有机层内分散开的隔离物,由上述隔离物规定上述有机层的厚度。
6.如权利要求5所述的发光元件,上述隔离物是粒状,并且是透明或半透明的。
7.如权利要求5所述的发光元件,其特征在于,上述隔离物由绝缘性材料构成。
8.如权利要求5所述的发光元件,其特征在于,上述隔离物的粒径在0.01~10μm的范围内。
9.如权利要求5所述的发光元件,其特征在于,包含在上述有机层内的具有粘接性的有机材料至少含有高分子系材料。
10.如权利要求5所述的发光元件,其特征在于,上述第1电极是电子注入电极,上述第2电极是空穴注入电极,并且,上述有机层是空穴输送层,将上述空穴输送层作为粘接层,使其上下的层相贴合。
11.如权利要求5所述的发光元件,其特征在于,上述第1电极是空穴注入电极,上述第2电极是电子注入电极,并且,上述有机层是空穴输送层,将上述空穴输送层作为粘接层,使其上下的层相贴合。
12.如权利要求10所述的发光元件,其特征在于,还具备夹在上述空穴注入电极和上述空穴输送层之间的空穴注入层。
13.如权利要求10所述的发光元件,其特征在于,还具备夹在上述电子注入电极和上述发光体层之间的电子输送层。
14.如权利要求1所述的发光元件,其特征在于,还具备连接在上述第2电极上的薄膜晶体管。
15.如权利要求14所述的发光元件,其特征在于,上述薄膜晶体管,是由含有有机材料的薄膜构成的有机薄膜晶体管。
16.一种显示装置,其特征在于,具备:
二维配列有权利要求14所述的多个发光元件的发光元件阵列;
沿着平行于上述发光元件阵列的面的第1方向彼此平行地延伸的多个x电极;
沿着平行于上述发光元件阵列的面并且与上述第1方向正交的第2方向平行地延伸的多个y电极;
上述发光元件阵列的上述薄膜晶体管,分别被连接在上述x电极以及上述y电极上。
17.如权利要求16所述的显示装置,其特征在于,通过在表面上担持有黑色染料的金属氧化物半导体多孔体的区域,来形成用于区分被二维配列的多个发光元件的边界。
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