CN101552323B - 场致发光元件以及包括其的发光器件 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是降低掺杂型元件的驱动电压，其中所述掺杂型元件应用给主体材料掺杂少量客体材料的发光层。本发明的目的尤其是降低以具有吸电子基的红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压。另外，本发明的另一个目的是在降低掺杂型元件的驱动电压的同时，提高掺杂型元件的颜色纯度。本发明的目的尤其是在降低以具有吸电子基的红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压的同时，提高该掺杂型元件的颜色纯度。在具有包含主体材料521和具有吸电子基的客体材料522的发光层513的场致发光元件中，使用具有空穴输运性的有机化合物作为主体材料521。

Description

场致发光元件以及包括其的发光器件
本申请是申请日为2004年8月30日、申请号为200410074850.2、发明名称为“场致发光元件以及包括其的发光器件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种场致发光元件，该场致发光元件包括阳极、阴极、以及包含借助施加电场能够获得发光的有机化合物的层(下文中称为场致发光层，electroluminescent layer)。本发明尤其涉及显示红色发光的场致发光元件。
背景技术
以有机化合物为发光体的场致发光元件是通过施加电场流通电流而发光的元件，其发光机理被认为是在电极之间夹持场致发光层，并给一对电极施加电压，从而使从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在电场发光层中重新结合(复合)形成受激状态的分子(下文中简称为“受激分子”)，该受激分子返回基态时，释放出能源而发光。受激状态被认为包括单重激态和三重激态，可以认为发光能够从任何一种受激状态获取。
在象这样的场致发光元件中，通常场致发光层由100nm-200nm左右的薄膜构成。另外，场致发光元件因场致发光层本身发射光，所以是自发光型元件，不需要常规的液晶显示器所使用的背光灯。因此，能够将场致发光元件制作得极薄、极轻是一个相当大的优势。
还有，在例如厚约100nm的场致发光层中，从载流子注入到复合这段时间，若考虑载流子迁移度，则是几十纳秒。即便把从载流子复合到发光过程所需时间也包括在这段时间内，发光过程也将在微秒数量级之内完成。可见，极快的响应速度也是该发光元件的特征之一。
由于以有机化合物为发光体的场致发光元件是载流子注入型的发光元件，故不需要施加无机EL所需的高压交流电压，只需几伏(V)至几十伏左右的低直流电压就可以进行驱动。
如上所述，以有机化合物为发光体的场致发光元件具有厚度薄、重量轻、高响应速度和直流低电压驱动等特性，其作为下一代平面显示元件倍受关注。尤其是，将该场致发光元件按矩阵形状排列的发光器件跟常规的液晶显示器件相比，具有视角宽，可视性高的优越性。
但是，当将上述场致发光元件应用到平面面板显示器等时，有必要控制发光颜色使其成为所希望的颜色。作为控制场致发光元件的发光颜色的方法，近几年尤其盛行使用一种方法是：利用给主体材料掺杂少量客体材料(又称为掺杂剂材料)的发光层，从而获取所希望的来自客体材料的颜色(以下称为掺杂法)(例如，参考专利文件1)。
专利文件1
美国专利2,814,435号
以专利文件1为典型的掺杂方法可以抑制发光分子的浓度猝灭(concentration quenching)，从而获得高亮度和高效率，所以尤其在用浓度猝灭容易发生的红色发光材料发光时，是有效的方法。例如，在下面的非专利文件1中，合成各种红色发光材料的4-亚甲氰-4H-吡喃衍生物，并以该材料作为客体材料使用(例如，参考非专利文件1)。
非专利文件1
C.H.Chen，其他3位，高分子研讨会文集(Macromolecular Symposia)，No.125，49-58(1997).
但是，像这样适用掺杂法的场致发光元件(以下称为掺杂型元件)的大部分存在着驱动电压上升的缺点。尤其是掺杂以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件，该缺点更加明显(例如，参考非专利文件2)。
非专利文件2
佐藤佳晴(Yoshiharu SATO)，“日本应用物理学会有机分子和生物电子学”，vol.11，，No.1(2000)，86-99
另外，在掺杂型元件中，经常有一种情况是不仅仅是客体材料发光，主体材料也发光，因而不能很好地控制发光色，其结果是发光的颜色纯度降低。这可以认为是当主体材料的激发能源和客体材料的激发能源之间存在较大差时产生的现象，该现象在以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件中经常可以看到。通过在主体材料和客体材料的中间位置进一步掺杂具有激发能源的助理掺杂材料，可以消除该现象(例如，参考非专利文件3)。
非专利文件3
Yuji HAMADA其他4位，应用物理刊物(Applied Physics Letters)，Vol.75，No.12，1682-1684(1999)
但是，在上述非专利文件3的方法中，除了主体材料和客体材料，必须进一步掺杂助理掺杂材料。所以，如果是用真空汽相淀积法来制作元件，那么就需要执行使用三个蒸发源的共同汽相淀积，这样，元件的制作工艺就会变得复杂。也会因此出现元件的再现性等问题。
如上所述，掺杂型元件存在驱动电压上升，或不能控制发光颜色而导致颜色纯度下降的问题，所以期待有解决上述问题的对策。
发明内容
本发明的目的是降低掺杂型元件的驱动电压。尤其是降低以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压。
另外，本发明的另一个目的是在降低掺杂型元件的驱动电压的同时提高掺杂型元件的颜色纯度。尤其是在降低以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压的同时，提高该掺杂型元件的颜色纯度。
本发明的发明者们着眼于以上述专利文件1使用的4-亚甲氰-4H-吡喃衍生物为客体材料掺杂的场致发光元件的驱动电压的上升特别大这一点上。并且认为该场致发光元件的驱动电压上升的原因在于包含在4-亚甲氰-4H-吡喃衍生物中的吸电子基。
据此，本发明的发明者们经过深入研究，发现掺杂具有吸电子基的客体材料的场致发光元件如为以下的结构，则可以降低驱动电压。
换言之，本发明的特征是，一种场致发光元件，包括：
包含主体材料和具有吸电子基的客体材料的发光层；以及
和所述发光层连接的电子输运层，
其中，所述主体材料是具有空穴输运性的有机化合物。
注意，只要是具有空穴输运性的有机化合物就可以被用作主体材料，但是主体材料更优选具有芳香胺骨骼的有机化合物。
另外，上述结构对于具有各种吸电子基的客体材料是有效的，尤其对导入氰基、卤基、或羰基的客体材料是有效的。例如，对具有4-亚甲氰-4H-吡喃骨骼的客体材料是有效的。
而且，具有吸电子基的客体材料的大部分因为其取代基的效果，在黄色-红色区域发光。所以，本发明的特征特别是所述客体材料的发光光谱的峰值波长在560nm至700nm的范围。
但是，上述结构在降低驱动电压上极有效果，但除此以外，还可以控制和发光层连接的电子输运层发光，所以该结构并且是可以提高颜色纯度的结构。
换言之，本发明的其他结构为，根据上述结构的场致发光元件，其中所述主体材料的电离电势(ionic potential)比构成所述电子输运层的电子输运性材料的电离电势大0.3eV或更多。在这种情况下，主体材料的电离电势优选是5.1eV或更少。或者，电子输运性材料的电离电势优选是5.6eV或更多。
另外，本发明的其他结构为，根据上述结构的场致发光元件，其中在所述发光层和所述电子输运层之间，提供可以俘获空穴，并且由比构成所述电子输运层的电子输运性材料能隙小的空穴陷阱材料构成的空穴陷阱区域。为了更加有效地俘获空穴，所述空穴陷阱材料优选具有比所述主体材料和所述电子输运性材料小的电离电势。另外，如果空穴陷阱区域的厚度厚，则有电流不容易流通的情况，所以，空穴陷阱区域优选是5nm或薄于5nm的层，或形成为小岛形状。
注意，作为空穴陷阱的材料，优选以并四苯、二萘嵌苯、或红荧烯(rubrene)等为典型的碳元素的数目为18或更多的芳香碳氢化合物、或以富勒烯(Fullerene，C60)为典型的碳同素异形体。
本发明的发明者们发现：当给主体材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成发光层时，元件的发光光谱的峰值波长根据主体材料分子的偶极矩变化。具体来说，是主体材料分子的偶极矩越小，发光光谱的峰值波长就越有蓝向移位(blue shift)的现象。所以，当采用具有吸电子基且显示红色发光的客体材料来制作红色发光元件时，因为如果使用偶极矩小的主体材料，则有发出橙色或黄色光的可能，所以，这样的主体材料有可能不合适。
因此，在本发明中的具有上述结构的场致发光元件中，主体材料的发光光谱的峰值波长存在于600nm至700nm的红色区域范围内，并且，主体材料分子的偶极矩是4德拜(debye)或更多。
上述场致发光元件具有驱动电压低，并且因其结构具有颜色纯度高的特征，所以如果使用这样的场致发光元件，可以制作出消费功耗低，颜色纯度高的发光器件。因此，具有本发明的场致发光元件的发光器件也包括在本发明的范畴内。
应当注意，本说明书中的发光器件是指使用作为发光元件的场致发光元件的图像显示器件或发光器件。另外，在场致发光元件上附带有连接器，比如各向异性导电性膜或TAB(卷带式自动结合，Tape Automated Bonding)或TCP(薄膜封装，Tape Carrier Package)的模块，或在TAB胶带或TCP的前端提供了印刷线路板的模块；或场致发光元件通过COG(玻璃上载芯片，chip on glass)方式直接安装IC(集成电路)的模块全都包括在发光器件的范围中。
通过执行本发明，可以降低掺杂型元件的驱动电压。尤其是可以降低掺杂以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压。
另外，通过执行本发明，可以在降低掺杂型元件的驱动电压的同时提高掺杂型元件的颜色纯度。尤其是可以在降低以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件的驱动电压的同时，提高该掺杂型元件的颜色纯度。
本发明的各个目的、特征以及优势通过下文的参考附图的详细说明将会更加明确。
附图说明
图1A-1C表示常规的场致发光元件的能带图；
图2表示本发明的场致发光元件的能带图；
图3表示本发明的场致发光元件的能带图；
图4表示本发明的场致发光元件的能带图；
图5是本发明的场致发光元件的元件结构图；
图6是本发明的场致发光元件的元件结构图；
图7是常规的场致发光元件的元件结构图；
图8A和8B是说明使用本发明的场致发光元件的发光器件的图；
图9A-9G是说明使用本发明的发光器件的电子器件的图；
图10是显示实施例1以及比较例1的电流-电压特性的图；
图11是显示实施例2以及比较例2的电流-电压特性的图；
图12是显示实施例5以及比较例3的电流-电压特性的图；
图13是显示实施例6以及比较例4的电流-电压特性的图；
图14是显示实施例7以及比较例5的电流-电压特性的图；
注：本发明的选择图为图5
具体实施方案模式
首先，图1A是一个能带图，表示场致发光元件通常使用的叠层结构，也就是层叠空穴输运层和电子输运层的结构。如图1A所示，为了使空穴输运层101中的具有空穴输运性材料的HOMO水准的空穴和电子输运层102中的具有电子输运性材料的LUMO水准的电子分别被顺利地输运，空穴和电子的载流子的重新结合区域103a位于空穴输运层101和电子输运层102之间的界面附近。
常规上，以图1A所示结构为基础，给电子输运层102掺杂具有吸电子基的客体材料。图1B表示这种情况下的能带图。具有吸电子基的客体材料受强大的吸电子特性的影响而具有极大的电子亲和力，所以，如图1B所示，LUMO水准104位于低位置，从而形成极深的电子陷阱水准。
这种情况下，在掺杂具有吸电子基的客体材料的区域105中，可以预测电子因该极深的电子陷阱水准而很难移动，载流子重新结合区域103b偏离叠层结构的界面附近而向电子输运层102侧扩张。于是，由电子输运性材料构成的电子输运层必须载运空穴(图中的虚线箭头)，本发明的发明者们认为其结果是电流很难流通，载流子重新结合而发光的电压(也就是驱动电压)上升。
实际上，当4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]-联苯(简称α-NPD)作为空穴输运材料被用于空穴输运层；三(8-喹啉醇合)铝(简称Alq3)作为电子输运材料被用于电子输运层；4-氰亚甲基-2，6-双[p-(N-咔唑)苯乙烯基]-4H-吡喃(简称BisDCCz)被用于具有吸电子基的氰基的客体材料时，形成如图1C所示的能带图，从极深的电子陷阱水准(-3.3eV)可以预测出驱动电压的上升。
注意，用光电子光谱仪AC-2(日本理研测量仪公司制造，RIKEN KEIKI Co.，Ltd.)测量各个材料的薄膜状态的电离电势，并将获取的值改换为负值就算出了图1C所示的HOMO水准的值(为负值，其绝对值相当于电离电势)。另外，用紫外/可视分光光度仪(日本分光社制造，JASCO International Co.，Ltd.)测量各个材料的薄膜的吸收光谱，并从其吸收限推算出能隙的值，加到HOMO水准的值就推算出了LUMO水准的值。
另一方面，本发明的基本概念是掺杂具有吸电子基的客体材料到空穴输运层以形成发光层的结构，从而避免上述现象。图2示出这种情况下的能带图。其中，201表示空穴输运层；202表示电子输运层；205表示在空穴输运层中掺杂具有吸电子基的客体材料的区域，也就是发光层。
在构成图2的结构的情形中，电子穿过电子输运层202，之后，在发光层205中的和电子输运层202的界面附近203被客体材料的LUMO水准204俘获。但是，这种结构中，发光层205的主体材料是用于空穴输运层201的空穴输运性材料，所以和图1不同，空穴的输运很容易。换言之，即使电子在界面附近203被俘获而不能移动，由于空穴很容易被输运到该界面附近203，所以可以认为载流子的重新结合变得容易。结果是，跟图1所示的情况相比，电流可以更加容易流通，并可以降低驱动电压。
注意，图2表示空穴输运层201和发光层205双方使用相同的空穴输运性材料的结构，然而也可以分别使用不同的空穴输运性材料。
在此，作为可以被用于发光层205的主体材料的空穴输运材料，优选使用具有芳族胺骨骼的有机化合物。除了上述α-NPD，还可以举出4，4’-双(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-联苯(简称TPD，芳族二胺)、4，4’，4”-三(N，N-联苯-氨基)-三苯基胺(简称TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(简称MTDATA)、4，4’，4”-三[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-三苯胺(简称1-TNATA)等。另外，具有芳族胺骨骼的金属络合物的三(5-联苯氨基-8-羟基羟基喹啉)铝(简称Al(daq)3)、双(5-联苯氨基-8-羟基羟基喹啉)锌(简称Zn(daq)3)以及有机金属络合物之一种的三(1-苯基吡拉唑)钴(III)(简称Co(PPZ)3)、三(1-(4-甲基苯基)吡拉唑)钴(III)(简称Co(m-PPZ)3)等也有空穴输运性。
另一方面，发光层205中的具有吸电子基的客体材料可以使用具有氰基、卤基、或羰基等吸电子基的发光材料。具有氰基的发光材料除了香豆精337，还可以举出4-(氰亚甲基)-2-(p-二甲基氨苯乙烯基)-6-甲烷基-4H-吡喃(简称DCM1)、4-(氰亚甲基)-2-甲烷基-6-(久洛里定-4-yl-乙烯)-4H-吡喃(简称DCM2)、4-(氰亚甲基)-2，6-双[p-(二甲氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃(简称BisDCM)、以及上面提到的BisDCCz等的具有4-亚甲氰-4H-吡喃骨骼的发光材料。作为具有卤基的发光材料，典型的是香豆精152、香豆精153等的具有卤烷基的发光材料。作为具有羰基的发光材料，可以举出具有酯基的发光材料如香豆精314、具有酰基的发光材料如香豆精334、以及具有羧基的发光材料如香豆精343或香豆精-3-碳酸。
作为形成电子输运层202的电子输运性材料，可以举出金属络合物如先前所述的Alq3、三(5-甲基-8-喹啉醇合)铝(以下称Almq3)、以及双(2-甲基-8-喹啉醇合)-(4-羟基-联苯基)-铝(以下称BAlq)、三(8-羟基喹啉)镓(简称Gaq3)、双(2-甲烷基-8-羟基喹啉)-4-苯基酚-镓(简称  BGaq)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(以下称BeBq2)、双[2-(2-羟苯基)-苯并噁唑醇合]锌(以下称Zn(BOX)2)、以及双[2-(2-羟苯基)-苯并噻唑醇合]锌(以下称Zn(BTZ)2)。除了金属络合物外，还可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简称PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简称OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简称p-EtTAZ)、以及红菲绕啉(简称BPhen)和浴铜灵(简称BCP)。
然而，如果是图2所示的结构，根据材料的组合，电子输运层202有可能发光。这是由于重新结合区域在界面附近203，一部分空穴进入到电子输运层202从而激发电子输运层202的材料的缘故。如果发生这样的现象，不仅仅是本来希望发光的客体材料发光，电子输运层202的材料也发光，结果是导致颜色纯度降低。
在此，图3所示结构可以认为是本发明的优选结构之一。换言之，将发光层205的主体材料(空穴输运性材料)的电离电势和电子输运层202的电子输运性材料的电离电势之间的差(隔离物206)扩大就可以。具体来说，使隔离物206为0.3eV或更多。根据这样的结构，可以防止空穴进入到电子输运层202的现象，从而抑制电子输运层202的电子输运性材料因被激发而发光的现象。
要增大隔离物206，可以减小发光层205的主体材料(空穴输运性材料)的电离电势或增大电子输运层202的电子输运性材料的电离电势。
通常，大多数电子输运性材料具有5.4eV左右或更大的电离电势(例如典型的电子输运性材料的Alq3具有5.4eV的电离电势)。所以，主体材料(空穴输运性材料)的电离电势只要是5.1eV或更小就足够。具体的例子是上述TDATA、MTDATA、1-TNATA、Al(daq)3、Zn(daq)3等。例如，1-TNATA的电离电势为5.0eV。
相反地，大多数空穴输运性材料具有5.3eV左右或更小的电离电势(例如典型的空穴输运性材料的α-NPD具有5.3eV的电离电势)。所以，电子输运性材料的电离电势只要是5.6eV或更大就足够。具体的例子是上述BAlq、BGaq、PBD、OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等。例如，BAlq的电离电势为5.6eV。
图4所示结构可以认为是本发明的另一个优选结构。换言之，在发光层205和电子输运层202之间提供能够俘获空穴的空穴陷阱区域207，该区域由比构成电子输运层202的电子输运性材料更小的能隙值的空穴陷阱材料构成。根据该结构，可以防止空穴进入到电子输运层202的现象，并且，即使空穴陷阱材料被激发，也可以防止该被激发的能源移动到电子输运层202的电子输运性材料的现象。所以可以抑制电子输运层202的电子输运性材料因被激发而发光的现象。
作为空穴陷阱材料，只要使用电离电势比发光层205的主体材料以及电子输运层202的电子输运性材料更小的材料，就可以如图4的箭头所示那样有效地俘获空穴。但是，空穴陷阱材料并不局限于此，只要是能够防止空穴进入到电子输运层202，并且抑制电子输运层202的电子输运性材料发光的材料，就可以成为空穴陷阱材料。作为空穴陷阱的材料，以并四苯、并五苯、二萘嵌苯、晕苯、红荧烯等为典型的碳元素的数目为18或更多的芳香碳氢化合物因电离电势小是具体优选的材料。另外，富勒烯(Fullerene，C60)或碳纳米管、类金刚石碳(简称DLC)等碳同素异形体因能隙小也是优选的材料。
另外，当空穴陷阱区域的厚度过厚时，容易因空穴陷阱材料的性质而导致妨碍电子的流通，或因空穴陷阱材料自身被激发而导致发光的弊病。尤其为了避免空穴陷阱材料发光的弊病，考虑福斯特(Foerster)型能源能够足够地从空穴陷阱材料移动到客体材料的距离，优选空穴陷阱区域形成为5nm或更薄的层。
另外，从5nm或更薄的观点出发，空穴陷阱区域也可以被形成为岛的形状而不是层状。形成岛状结构的方法可以使用众所周知的方法，例如日本专利公开第2001-267077号所公开的真空汽相淀积方法，该方法通过真空汽相淀积使膜厚度监测仪的平均膜厚度膜比单分子膜的厚度还要薄。
但是，如上所述，当给主体材料掺杂具有吸电子基的发红色光的客体材料而形成发光层以制作红色发光元件时，如使用偶极矩小的主体材料，跟使用偶极矩大的主体材料相比，发光趋向蓝向移位(blue shift)，甚至有可能不能达到颜色纯度高的红色。这可以认为是溶剂效应。
常规主体材料使用的Alq3包括两种结构异构体，通常称作fac异构体。而且，用市场上出售的分子轨道计算软件WinMOPAC 3.5(日本富士通公司制造，FUJITSU Co.，Ltd.)计算其偶极矩得出的结果是9.398德拜(顺便提一下，另一个结构异构体的mer异构体的偶极矩为5.788德拜)。从实验得知：掺杂具有吸电子基的红色发光客体材料到以Alq3为主体材料的元件的驱动电压虽然上升，但是跟用偶极矩小的材料(具体是比4德拜小的材料)作为主体材料的元件相比，更能显示良好的红色发光色。
据此可以得知：为了实现颜色纯度好的红色发光，主体材料的偶极矩的大小很重要。但是，因为Alq3是电子输运性材料，所以不适合用作本发明中的主体材料。
所以，当使用本发明制作红色发光元件时，优选使用如Alq3那样偶极矩大，并且显示空穴输运性的材料。虽然通常大多数具有芳香胺骨骼的有机化合物的偶极矩小，但是只要是如上述Al(daq)3、Zn(daq)3、Co(PPZ)3、或Co(m-PPZ)3那样的显示空穴输运性的金属络合物，因为具有大的偶极矩，所以是合适的材料。例如，计算Al(daq)3的偶极矩得出结果是：fac异构体为9.221德拜(顺便提一下，另一个结构异构体的mer异构体的偶极矩为4.639德拜)。
因此，在本发明的具有上述结构的场致发光元件中，当客体材料的发光光谱的峰值波长存在于600nm以上700nmn以下的红色发光范围时，主体材料的分子的偶极矩优选是4德拜或更多。
接下来，将在下文中详细说明本发明的场致发光元件的实施方案模式。本发明的场致发光元件的场致发光层至少包含上述发光层和电子输运层。也就是说，也可以如一般熟知的常规场致发光元件那样，适当地组合具有发光功能以外的层(空穴注入层、空穴输运层、电子输运层、电子注入层)。
实施方案模式1
在实施方案模式1中，将用图5说明包括空穴注入层、空穴输运层、发光层、电子输运层和电子注入层的场致发光元件的元件结构。图5表示在衬底500上形成第一电极501，并在该第一电极501上形成场致发光层502，并在其上形成第二电极503的场致发光元件。
注意，作为基底500，只要是用于常规的场致发光元件的材料，就可以采用任何材料，例如可以采用玻璃、石英、透明塑料等材料。
在本实施方案模式1中，第一电极501用作阳极，第二电503用作阴极。
换言之，第一电极501由阳极材料形成。具有高功函数(至少为4.0eV)的金属、合金、导电性化合物和这些材料的混合物优选用作阳极材料。可以采用的阳极材料的具体实例除了ITO(氧化铟锡)、由氧化铟混合2-20％的氧化锌(ZnO)组成的IZO(氧化铟锌)，还包括金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、金属材料的氮化物(例如TiN)等。
另一方面，作为形成第二电极503的阴极材料，优选使用低功函数(至多为3.8eV)金属、合金、导电性化合物以及这些材料的混合物等。作为阴极材料的具体实例包括在第一或第二周期列中的金属，即碱金属如Li、Cs等；碱土金属如Mg、Ca、Sr等；或这些元素的合金(Mg:Ag、Al:Li)；Er、Yb等稀土类金属以及包含其的合金等。但是，通过应用将在后面叙述的电子注入层，可以用Al、Ag、ITO等金属/导电性无机化合物形成第二电极503。
注意，通过汽相淀积或溅镀法来形成上述第一电极501和第二电极503。膜的厚度优选为10-500nm。
另外，在本发明的场致发光元件中，在场致发光层502中因载流子的重新组合而产生的光是从第一电极501或第二电极503之一或这两个电极二者发射出的。当光从第一电极501发出时，第一电极501由具有光透射性能的材料形成。当光从第二电极503发出时，第二电极503由具有光透射性能的材料形成。
通过堆叠多个层形成场致发光层502。在本实施方案模式中，通过堆叠空穴注入层511、空穴输运层512、发光层513、电子输运层514、电子注入层515形成场致发光层502。这些层可以用真空汽相淀积法或湿式涂敷法形成。
作为能够被用于空穴注入层511的空穴注入性材料，如果是有机化合物，则卟啉基的化合物是有效的，可使用酞菁(以下称H2-Pc)、酞菁铜(以下称Cu-Pc)之类。还有预先经过化学掺杂处理的导电高分子化合物材料，掺杂了聚苯乙烯砜(简称PSS)的聚乙烯二氧基噻吩(简称PEDOT)、聚苯胺(简称PAni)等，可作为例子给出。另外，如VOX、MoOX那样的无机半导体层、或Al2O3等无机绝缘体的超薄膜也是有效的。
作为能够被用于形成空穴输运层512的空穴输运材料，可以举出上述的α-NPD、TPD、TDATA、MTDATA、1-TNATA、Al(daq)3、Zn(daq)3、Co(PPZ)3、Co(m-PPZ)3等。
发光层513由显示空穴输运性的主体材料521和具有吸电子基的客体材料522构成。显示空穴输运性的主体材料521可以应用上述空穴输运性材料，该空穴输运性材料可以相同于空穴输运层512的空穴输运材料，也可以是不同的材料。具有吸电子基的客体材料522可以举出上述的DCM1、DCM2、BisDCM、BisDCCz、香豆精337、香豆精152、香豆精153、香豆精314、香豆精334、香豆精343、香豆精-3-羧酸。
作为能够用于电子输运层514的电子输运性材料，可以举出上述的Alq3、Almq3、BAlq、Gaq3、BGaq、BeBq2、Zn(BOX)2、Zn(BTZ)2、PBD、OXD-7、TAZ、p-EtTAZ、BPhen、BCP等。
作为能够形成电子注入层515的电子注入材料，可以使用上述电子输运材料。除此以外，还经常使用如LiF、CsF等碱性金属卤化物，或CaF2等碱性土卤化物，或Li2O等碱性金属氧化物那样的绝缘体的超薄膜。另外，碱性金属络合体也是有效的，如乙酸丙酮锂(lithiumacetylacetonate)(简称Li(acac))或8-羟基喹啉-锂(简称Liq)。而且，电子注入层515还可以使用上述电子输运性材料和Mg、Li、Cs等功函数小的金属混合而形成的层。
根据上述，可以形成本发明的场致发光元件，该元件包括：包含具有空穴输运性的主体材料521和具有吸电子基的客体材料522的发光层513；以及和该发光层513连接形成的电子输运层514。
实施方案模式2
在本实施方案模式2中，将用图6说明给在实施方案模式1公开的元件结构中增加空穴陷阱区域的结构。图6引用图5的符号。
如图6所示，在本实施方案模式2中，在发光层513和电子输运层514之间提供空穴陷阱区域516。空穴陷阱区域虽然在图6中形成为岛的形状，但也可以是5nm或少于5nm的层状。
作为构成空穴陷阱区域516的空穴陷阱材料523，如以上所述，可以使用并四苯、并五苯、二萘嵌苯、晕苯、红荧烯、富勒烯(C60)、碳纳米管、DLC等。
根据上述，可以形成本发明的场致发光元件，该元件包括：包含具有空穴输运型的主体材料521和具有吸电子基的客体材料522的发光层513；和该发光层513连接形成的电子输运层514；以及提供在发光层513和电子输运层514之间的空穴陷阱区域516。根据这样的结构，可以抑制电子输运层514的电子输运性材料发光的现象。
实施例1
本实施例1将具体描述图5所示的本发明的场致发光元件的制作例子。
首先，在有绝缘表面的玻璃衬底500上形成阳极501。阳极的材料使用透明导电膜的ITO，用溅镀法形成110nm厚的膜。阳极501的大小为2mm×2mm。
清洁、干燥该形成有阳极501的衬底，之后，在阳极501上形成场致发光层502。首先，将衬底的形成有阳极501的面面朝下地固定在真空汽相淀积装置的衬底支架上，然后用使用电阻加热的真空汽相淀积法将Cu-Pc形成为厚20nm的膜，并将该膜用作空穴注入层511。然后，用同样的方法将空穴输运性材料的α-NPD形成为厚25nm的膜，并以该膜作为空穴输运层512。
然后，使用作为主体材料521的空穴输运材料的α-NPD和作为具有吸电子基的客体材料522的BisDCM，在使BisDCM的浓度成为2wt％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为15nm。
接着，用真空汽相淀积法形成75nm厚的电子输运性材料的Alq3作为电子输运层514。而且，用真空汽相淀积法将CaF2形成为1nm厚的膜作为电子注入层515。以上所述为场致发光层502，总厚度为136nm。
最后，形成阴极503。在本实施例中，用使用电阻加热的真空汽相淀积法将铝(Al)形成为200nm厚的膜作为阴极503。
当施加10V的电压到根据上述步骤制作的本发明的场致发光元件时，电流以6.83mA/cm2的电流密度流通并发出127cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为642nm。
比较例1
另一方面，制作常规的场致发光元件，该元件包括的发光层是给电子输运性材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成，将该常规的场致发光元件和实施例1进行比较。图7表示本比较例的元件结构。
和上述实施例1同样，在形成有110nm厚的作为阳极701的ITO的玻璃衬底700上形成场致发光层702。在清洁、干燥该衬底之后，将衬底的形成有阳极701的面以面朝下的方式固定在真空汽相淀积装置的衬底支架上，然后用使用电阻加热的真空汽相淀积法将Cu-Pc形成为厚20nm的膜作为空穴注入层711。然后，用同样的方法将空穴输运性材料的α-NPD形成为厚40nm的膜，并以该膜作为空穴输运层712。
然后，使用作为主体材料721的电子输运材料的Alq3和作为具有吸电子基的客体材料722的和实施例1相同的BisDCM，在使BisDCM的浓度成为2wt％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层713。发光层的厚度为15nm。
接着，用真空汽相淀积法形成60nm厚的电子输运性材料的Alq3作为电子输运层714。而且，用真空汽相淀积法将CaF2形成为1nm厚的膜作为电子注入层715。以上所述层为场致发光层702，总厚度为136nm，和实施例1相同。
最后，形成阴极703。和实施例1相同，用使用电阻加热的真空汽相淀积法将铝(Al)形成为200nm的膜作为阴极703。
当施加10V的电压到根据上述步骤制作的常规的场致发光元件时，电流以2.84mA/cm2的电流密度流通并发出27.1cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为666nm。
根据上述结果，应用本发明的场致发光元件虽然发光光谱的峰值波长有些蓝向移位，但是可以降低驱动电压。图10表示实施例1和比较例1的电流-电压特性。从图10可以得知，通过应用本发明，正如所希望的，电流变得更容易流通。
实施例2
本实施例2将具体说明使用和实施例1不同的主体材料的元件的例子。
元件结构是表示在图5的结构，衬底500、阳极501、以及阴极503是和实施例1同样的结构。场致发光层502包括：作为空穴注入层511的20nm厚的CuPc、作为空穴输运层512的30nm厚的α-NPD、作为发光层513的30nm厚的在2，3-双(4-联苯-氨基苯基)喹喔啉(简称TPAQn)中以1wt％的比例掺杂BisDCM的层、作为电子输运层的厚20nm的Alq3、作为电子注入层的厚2nm的CaF2。场致发光层502的总厚度为102nm。注意，TPAQn因为是双极材料，所以具有空穴输运性。
当施加10V的电压到根据上述步骤制作的本发明的场致发光元件时，电流以283mA/cm2的电流密度流通并发出1350cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为616nm。
比较例2
另一方面，制作常规的场致发光元件，该元件的发光层是给电子输运性材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成，将该常规的场致发光元件和实施例2进行比较。本比较例的元件结构和图7所示结构相同。
和上述实施例2同样，衬底700、阳极701、以及阴极703和实施例2完全相同。场致发光层702包括：作为空穴注入层711的20nm厚的CuPc、作为空穴输运层712的30nm厚的α-NPD、作为发光层713的30nm厚的以1wt％的比例掺杂BisDCM到电子述运性材料的Bal的层、作为电子输运层的厚20nm的Alq3、作为电子注入层的厚2nm的CaF2。场致发光层702的总厚度为102nm，和实施例2相同。
当施加10V的电压到根据上述步骤制作的常规的场致发光元件时，电流以4.23mA/cm2的电流密度流通并发出30.9cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为619nm。
根据上述结果，应用本发明的场致发光元件的发光光谱的峰值波长和常规相同，并且可以降低驱动电压。图11表示实施例2和比较例2的电流-电压特性。从图11可以得知，通过应用本发明，正如所希望的，电流变得更容易流通。
实施例3
本实施例将参考图8A和8B描述在其像素部分使用根据本发明而形成的场致发光元件的发光器件。注意，图8A是表示发光器件的俯视图，而图8B是沿A-A’线切割图8A而得到的截面图。用虚线表示的801表示驱动电路部分(源信号侧驱动电路)；802表示像素部分；以及803表示驱动电路部分(栅信号侧驱动电路)。另外，804表示密封衬底、805表示密封材料，并且由密封材料805包围的内侧构成了空间807。
此外，808是用于传送输入到源信号侧驱动电路801和栅信号侧驱动电路803的信号的布线，并且从用于构成外部输入末端的FPC(柔性印刷电路)809接收视频信号、时钟信号、起始信号以及复位信号。注意，虽然此处只表示了FPC，但FPC可附带印刷线路衬底(PWB)。本说明书的发光器件不仅包括发光器件的主体，还包括其上附带FPC或PWB状态的发光器件。
其次，将参考图8B说明截面结构。在衬底810上形成驱动电路部分和像素部分，但此处表示出的是作为驱动电路部分的源信号侧驱动电路801，以及像素部分802。
此外，源信号侧驱动电路801由n-沟道型TFT 823和p-沟道型TFT 824组合的CMOS电路而形成。此外，用于形成驱动电路的TFT可由已知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成。此外，虽然本实施例描述的是在衬底上形成驱动电路的集成型驱动器，但集成型驱动器不是必需的，驱动器电路可不在衬底上而在衬底外形成。
此外，像素部分802由多个像素组成，每个像素包括开关TFT 811、电流控制TFT 812和电连接到电流控制TFT 812的漏区的第一电极813。另外，形成绝缘物814并使其覆盖第一电极813的边沿部分，这里的绝缘物814使用正型的光敏性丙烯酸树脂膜而形成。
为了获得完善的覆盖度，形成绝缘物814并使其的上末端或下末端成为具有曲率的弯曲面。比如，在采用正型光敏性丙烯酸树脂膜作为绝缘物814的材料的情形中，优选的是，仅使绝缘物814的上末端部分是具有曲率半径(0.2μm~3μm)的弯曲面。另外，绝缘物814可以采用通过在腐蚀剂中幅照光敏性的光使其成为不溶解的负型材料和通过在腐蚀剂中幅照光使其成为溶解性的正型材料
在第一电极813上先后形成场致发光层816以及第二电极817。这里，用于作为阳极的第一电极813的材料优选功函数大的材料。比如，ITO(氧化铟锡)膜、氧化铟锌(IZO)膜、氮化钛膜、铬膜、钨膜、Zn膜、Pt膜等单层膜，此外，还可以采用氮化钛膜和以铝为主要成分的膜构成的叠层；氮化钛膜和以铝为主要成分的膜和氮化钛膜构成的3层结构的膜。如果采用叠层结构，作为布线的电阻低，所以能够取得优良的欧姆接触，而且，还可以使该叠层作为阳极发挥功能。
另外，场致发光层816是通过使用汽相淀积掩膜的汽相淀积法，或者喷墨法而形成。场致发光层816的结构可以是实施例1或实施例2所示的场致发光层的结构。
作为形成在场致发光层816上的第二电极(阴极)817的材料，可以采用小功函数的材料(Al、Ag、Li、Ca，或这些材料的合金，如MgAg、MgIn、AlLi、CaF2或CaN)，在此，为了在场致发光层816发射的光穿过第二电极817，第二电极(阴极)817采用由厚度薄的金属薄膜，以及透明导电膜(例如ITO、IZO、氧化锌(ZnO)等)层叠构成的叠层。
然后进一步用密封材料805将密封衬底804和元件衬底810键合在一起，这样，场致发光元件818提供在元件衬底810、密封衬底804、以及密封材料805围成的空间807中。另外，空间807中可以填充惰性气体(氮或氩等)，也可以填充密封材料805。
另外，密封材料805优选使用环氧基树脂。还有，这些材料优选尽量不透湿气和氧气的材料。作为构成密封衬底804的材料，除了玻璃衬底或石英衬底之外，还可以使用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、迈拉(Mylar)、聚酯、或丙烯酸等制成的塑料衬底。
通过以上步骤，可以获得包含本发明的场致发光元件的发光器件。
实施例4
本实施例将说明将包含本发明的场致发光元件的发光器件作为显示部分应用到各种电子器件的例子。
利用包含本发明的场致发光元件的发光器件而制作的电子器件包括摄像机、数字照相机、护目镜型显示器(头戴显示器)、导航系统、声音重放设备(汽车音响设备、音响设备等)、笔记本型个人计算机、游戏机、便携式信息终端(移动计算机、手提电话、便携式游戏机、电子书等)、包括记录介质的图像再现装置(更具体地说，可再现如数字通用盘(DVD)等记录介质，并包括能够显示其图像的显示器的装置)等。图9A至9G示出了这些电子器件的具体例子。
图9A表示显示器件，其包括框架9101、支撑台9102、显示部分9103、扬声器部分9104、视频输入终端9105等。该显示器件通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9103而完成。另外，该显示器件包括用于显示信息的所有显示器件，如个人计算机、TV广播的接收机、广告显示器。
图9B表示笔记本型个人计算机，其包括主体9201、外壳9202、显示部分9203、键盘9204、外部连接口9205、点击鼠标9206等。该笔记本型个人计算机通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9203而完成。
图9C表示移动计算机，其包括主体9301、显示部分9302、开关9303、操作键9304、红外端口9305等。该移动计算机通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9302而完成。
图9D表示包括记录介质的便携式图像再现装置(更具体地说为DVD再现装置)，其包括主体9401、外壳9402、显示部分A 9403、另一显示部分B 9404、记录介质(DVD等)读取部分9405、操作键9406、扬声器部分9407等。显示部分A 9403主要用于显示图像信息，而显示部分B 9404主要用于显示文本信息。该图像再现装置通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分A 9403和显示部分B 9404而完成。注意包括记录介质的图像再现装置还包括家用游戏机等。
图9E表示护目镜型显示器(头戴显示器)，其包括主体9501、显示部分9502、臂部9503。该护目镜型显示器通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9502而完成。
图9F表示摄像机，其包括主体9601、显示部分9602、外壳9603、外部连接口9604、遥控接收部分9605、图像接收部分9606、电池9607、声音输入部分9608、操作键9609、目镜部分9610等。该摄像机通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9602而完成。
图9G表示手提电话，其包括主体9701、外壳9702、显示部分9703、声音输入部分9704、声音输出部分9705、操作键9706、外部连接口9707、天线9708等。该手提电话通过将包含本发明的场致发光元件的发光器件用于显示部分9703而完成。注意，显示部分9703通过在黑色背景上显示白色文字可以抑制手提电话的功耗。
如上所述，本发明的包含场致发光元件的发光器件的应用范围极其广泛，可以应用于所有领域中的电子器件。
实施例5
在本实施例5中，将具体描述使用和实施例1、2不同的具有吸电子基的客体材料的场致发光元件的制作例子。元件结构为图5所示。
首先，在有绝缘表面的玻璃衬底500上形成阳极501。阳极的材料使用掺杂了氧化硅的铟锡氧化物(ITSO)，用溅镀法形成110nm厚的膜。阳极501的大小为2mm×2mm。
清洁、干燥上述形成有阳极501的衬底，之后，在阳极501上形成场致发光层502。首先，将衬底的形成有阳极501的面以面朝下的方式固定在真空汽相淀积装置的衬底支架上，然后用使用电阻加热的真空汽相淀积法将4，4’-双[N-[4-{N，N-双(3-甲烷苯基)氨基}苯基]-N-苯氨基]联苯(简称DNTPD)形成为厚50nm的膜，并将该膜用作空穴注入层511。然后，用同样的方法将空穴输运性材料的α-NPD形成为厚10nm的膜，并以该膜作为空穴输运层512。
然后，使用作为主体材料521的空穴输运材料的α-NPD和作为具有吸电子基的客体材料522的香豆精153，在使香豆精153的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。注意，香豆精153由于具有三氟甲基，所以是包含吸电子基的卤基的化合物。
接着，用真空汽相淀积法形成30nm厚的电子输运性材料的Alq3作为电子输运层514。而且，用真空汽相淀积法将CaF2形成为1nm厚的膜作为电子注入层515。以上所述层为场致发光层502，总厚度为121nm。
最后，形成阴极503。在本实施例中，用使用电阻加热的真空汽相淀积法将铝(Al)形成为150nm的膜作为阴极503。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的本发明的场致发光元件时，电流以51.3mA/cm2的电流密度流通并发出1590cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为518nm。
比较例3
另一方面，制作常规的场致发光元件，该元件的发光层是给电子输运性材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成，将该常规的场致发光元件和实施例5进行比较。元件结构除了发光层513以外，和实施例5的结构相同。
本比较例中的发光层513使用空穴输运材料的Alq3作为主体材料521，并使用和实施例5相同的香豆精153作为具有吸电子基的客体材料522，在使香豆精153的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。场致发光层502的总厚度和实施例5相同，为121nm。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的常规的场致发光元件时，电流以18.8mA/cm2的电流密度流通并发出1250cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为530nm。
根据上述结果，应用本发明的场致发光元件虽然发光光谱的峰值波长有些蓝向移位，但是可以降低驱动电压。图12表示实施例5和比较例3的电流-电压特性。从图12可以得知，通过应用本发明，正如所希望的，电流变得更容易流通。
实施例6
在本实施例6中，将具体描述使用和实施例1、2不同的具有吸电子基的客体材料的场致发光元件的制作例子。元件结构为图5所示。
首先，在有绝缘表面的玻璃衬底500上形成阳极501。阳极的材料使用ITSO，用溅镀法形成110nm厚的膜。阳极501的大小为2mm×2mm。
清洁、干燥上述形成有阳极501的衬底，之后，在阳极501上形成场致发光层502。首先，将衬底的形成有阳极501的面以面朝下的方式固定在真空汽相淀积装置的衬底支架上，然后用使用电阻加热的真空汽相淀积法将DNTPD形成为厚50nm的膜，并将该膜用作空穴注入层511。然后，用同样的方法将空穴输运性材料的α-NPD形成为厚10nm的膜，并以该膜作为空穴输运层512。
然后，使用作为主体材料521的空穴输运材料的α-NPD和作为具有吸电子基的客体材料522的香豆精153，在使香豆精153的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。注意，香豆精153由于具有三氟甲基，所以是包含吸电子基的卤基的化合物。
接着，用真空汽相淀积法将电子输运性材料的BAlq形成为10nm厚、Alq3形成为20nm厚的膜作为电子输运层514。而且，用真空汽相淀积法将CaF2形成为1nm厚的膜作为电子注入层515。以上所述层为场致发光层502，总厚度为121nm。
最后，形成阴极503。在本实施例中，用使用电阻加热的真空汽相淀积法将铝(Al)形成为150nm的膜作为阴极503。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的本发明的场致发光元件时，电流以30.3mA/cm2的电流密度流通并发出659cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为499nm。
比较例4
另一方面，制作常规的场致发光元件，该元件包括给电子输运性材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成的发光层，将该常规的场致发光元件和实施例6进行比较。元件结构除了发光层513和电子输运层514以外，和实施例6的结构相同。
本比较例中的发光层513使用电子输运材料的BAlq作为主体材料，并使用和实施例6相同的香豆精153作为具有吸电子基的客体材料，在使香豆精153的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。另外，电子输运层514是将Alq3用真空汽相淀积法形成的，其厚度为30nm。场致发光层502的总厚度和实施例6相同，为121nm。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的常规的场致发光元件时，电流以0.262mA/cm2的电流密度流通并发出14.4cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为517nm。
根据上述结果，应用本发明的场致发光元件虽然发光光谱的峰值波长有些蓝向移位，但是可以降低驱动电压。图13表示实施例6和比较例4的电流-电压特性。从图13可以得知，通过应用本发明，正如所希望的，电流变得更容易流通。
实施例7
在本实施例7中，将具体描述使用和实施例1、2、5、6不同的具有吸电子基的客体材料的场致发光元件的制作例子。元件结构为图5所示。
首先，在有绝缘表面的玻璃衬底500上形成阳极501。阳极的材料使用ITSO，用溅镀法形成110nm厚的膜。阳极501的大小为2mm×2mm。
清洁、干燥上述形成有阳极501的衬底，之后，在阳极501上形成场致发光层502。首先，将衬底的形成有阳极501的面以面朝下的方式固定在真空汽相淀积装置的衬底支架上，然后用使用电阻加热的真空汽相淀积法将DNTPD形成为厚50nm的膜。该膜为空穴注入层511。然后，用同样的方法将空穴输运性材料的α-NPD形成为厚10nm的膜，并以该膜作为空穴输运层512。
然后，使用作为主体材料521的空穴输运材料的α-NPD和作为具有吸电子基的客体材料522的香豆精334，在使香豆精334的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。注意，香豆精334由于具有乙酰基，所以是包含吸电子基的羰基的化合物。
接着，用真空汽相淀积法将电子输运性材料的BAlq形成为10nm厚、Alq3形成为20nm厚的膜作为电子输运层514。而且，用真空汽相淀积法将CaF2形成为1nm厚的膜作为电子注入层515。上述层为场致发光层502，总厚度为121nm。
最后，形成阴极503。在本实施例中，用使用电阻加热的真空汽相淀积法将铝(Al)形成为150nm的膜作为阴极503。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的本发明的场致发光元件时，电流以11.0mA/cm2的电流密度流通并发出220cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为477nm。
比较例5
另一方面，制作常规的场致发光元件，该元件包括给电子输运性材料掺杂具有吸电子基的客体材料而形成的发光层，将该常规的场致发光元件和实施例7进行比较。元件结构除了发光层513和电子输运层514以外，和实施例7的结构相同。
本比较例中的发光层513使用电子输运材料的BAlq作为主体材料，并使用和实施例7相同的香豆精334作为具有吸电子基的客体材料，在使香豆精334的浓度成为0.5质量％的情况下执行共同汽相淀积以形成发光层513。发光层的厚度为30nm。另外，电子输运层514是将Alq3用真空汽相淀积法形成的，其厚度为30nm。场致发光层502的总厚度和实施例7相同，为121nm。
当施加6.0V的电压到根据上述步骤制作的常规的场致发光元件时，电流以1.07mA/cm2的电流密度流通并发出42.5cd/m2的亮度。发光光谱的峰值波长为485nm。
根据上述结果，应用本发明的场致发光元件虽然发光光谱的峰值波长有些蓝向移位，但是可以降低驱动电压。图14表示实施例7和比较例5的电流-电压特性。从图14可以得知，通过应用本发明，正如所希望的，电流变得更容易流通。
虽然上述实施方案模式和实施例参考附图给出了本发明的全部说明。正如本领域技术人员很容易理解的，本发明包括各种形式，在不脱离本发明的目的和范围的条件下，可以对实施模式及其细节进行更改或修正。所以，对本发明的解释不应认为限制于上述实施方式和实施例中提到的说明。

Claims (13)

1.一种发光器件，包括：
第一电极；
在所述第一电极上的空穴输运层；
在所述空穴输运层上的发光层，该发光层包含主体材料和具有吸电子基的客体材料；
在所述发光层上的电子输运层；以及
在所述电子输运层上的第二电极，
其中所述主体材料是具有空穴输运性的有机化合物；并且
其中在所述发光层和所述电子输运层之间提供岛状空穴陷阱区域，该区域可以俘获空穴，并且由能隙比用于所述电子输运层的电子输运性材料小的空穴陷阱材料构成。
2.一种发光器件，包括：
第一电极；
在所述第一电极上的空穴注入层；
在所述空穴注入层上的空穴输运层；
在所述空穴输运层上的发光层，该发光层包含主体材料和具有吸电子基的客体材料；
在所述发光层上的电子输运层；
在所述电子输运层上的电子注入层；以及
在所述电子注入层上的第二电极，
其中所述主体材料是具有空穴输运性的有机化合物；并且
其中在所述发光层和所述电子输运层之间提供岛状空穴陷阱区域，该区域可以俘获空穴，并且由能隙比用于所述电子输运层的电子输运性材料小的空穴陷阱材料构成。
3.一种发光器件，包括：
衬底；和
在所述衬底上的像素部分，该像素部分包括：
第一晶体管；
第二晶体管；
与所述第二晶体管电连接的第一电极；
在所述第一电极上的空穴输运层；
在所述空穴输运层上的发光层，该发光层包含主体材料和具有吸电子基的客体材料；
在所述发光层上形成的电子输运层；以及
在所述电子输运层上的第二电极，
其中所述主体材料是具有空穴输运性的有机化合物；并且
其中在所述发光层和所述电子输运层之间提供岛状空穴陷阱区域，该区域可以俘获空穴，并且由能隙比用于所述电子输运层的电子输运性材料小的空穴陷阱材料构成。
4.根据权利要求3的发光器件，其中所述第一晶体管是开关晶体管，所述第二晶体管是电流控制晶体管。
5.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述主体材料是具有芳香胺骨骼的有机化合物。
6.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述客体材料的发光光谱的峰值波长在560至700nm的范围。
7.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述主体材料的电离电势比用于所述电子输运层的电子输运性材料的电离电势大0.3eV或更多。
8.根据权利要求7的发光器件，其中所述主体材料的电离电势至多是5.1eV。
9.根据权利要求7的发光器件，其中所述电子输运性材料的电离电势至少是5.6eV。
10.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述空穴陷阱材料具有比所述主体材料和所述电子输运性材料小的电离电势。
11.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述空穴陷阱材料是碳数至少为18的芳香碳氢化合物或碳同素异形体。
12.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述客体材料的发光光谱的峰值波长在600至700nm的范围内，并且主体材料分子的偶极矩至少是4德拜。
13.根据权利要求1-3中任一项的发光器件，其中所述客体材料具有选自氰基、卤基和羰基中的一种或多种。
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