CN101656302B - 发光元件和使用该发光元件的显示器件 - Google Patents

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Abstract

本发明一个目的是提供具有低驱动电压和具有比传统发光元件更长寿命的高可靠发光元件，以及采用该发光元件的显示器件。根据本发明的发光元件包含插入一对电极间的许多层，其中所述许多层的至少一层由含有发光材料的层形成，且该含有发光材料的层插在含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的层，与含有氧化物半导体和/或金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料和能给该电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料的层之间。

Description

发光元件和使用该发光元件的显示器件
本申请是申请日为2005年9月26日，申请号为200580033416.2(国际申请号为PCT/JP2005/018215)，发明名称为“发光元件和使用该发光元件的显示器件”的专利申请的分案申请。 
发明领域
本发明涉及其中在一对电极间插入许多层的发光元件。本发明还涉及采用该发光元件的显示器件。 
背景技术
近年来，利用来自场致发光元件(发光元件)的光发射的器件作为用于显示、发光等的器件已引起注意。对于用于这种器件的发光元件，公知的是其中在一对电极间插入含发光化合物的层的发光元件。 
在这种发光元件中，从一个电极注入的空穴与从另一个电极注入的电子复合(recombined)，形成受激分子。当受激分子返回基态时，就发光。 
同时，特别强烈要求降低近年来快速发展的各种信息处理器件中显示器件的功耗。为了实现这一点，曾试图降低发光元件的驱动电压。从商业化角度看，不仅降低驱动电压，同时延长发光元件的寿命也很重要。因此，实现这一点的发光元件也在研究中。 
例如，参考文献1旨在通过用诸如氧化钼的高功函(work function)金属氧化物作为正极，来实现较低驱动电压和延长的发光元件寿命(参考文献1：日本专利未审公开号9-63771)。 
然而，参考文献1中公开的方法不能提供具有足够可靠性的元件，尚未达到实际应用水平。因此，需要发展能提高可靠性或进一步延长的元件寿命的技术。 
发明内容
本发明一个目的是提供具有低驱动电压和比传统发光元件更长的寿命的高可靠发光元件，以及采用该发光元件的显示器件。 
根据本发明的发光元件的一个特征是包含插入相对布置的一对电极间的许多层，其中所述许多层的至少一层由含有发光材料的层形成，且含有发光材料的层插在含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的层与含有氧化物半导体和/或金属氧化物和电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料的层之间。 
注意，以上结构中的所述许多层通过结合由高载体注入材料、高载体迁移材料等形成的层形成，从而使得远离电极形成发光区。 
根据本发明的发光元件的另一个特征是包含顺序层压在相对布置的第一电极和第二电极之间的第一层、第二层和第三层，其中第一层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料，第二层含有发光材料，而第三层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料。 
根据本发明的发光元件的又一个特征是包含顺序层压在相对布置的第一电极和第二电极之间的第一层、第二层、第三层和第四层，其中第一层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料，第二层含有发光材料，第三层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料，而第四层含有氧化物半导体和/或金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料以及能给该电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料。 
根据本发明的发光元件还有另一个特征是包含顺序层压在相对布置的第一电极和第二电极之间的第一层、第二层、第三层和第四层，其中第一层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料，第二层含有发光材料，第三层含有氧化物半导体和/或金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料以及能给该电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料，而第四层含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料。 
此外，根据上述发光元件结构的发光元件的另一个特征是新提供含有氧化物半导体和/或金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的层，以便与第二电极接触。注意，新提供的层可用与第一层相同的材料形成。 
具有增加很小的与发光元件中层的加厚相关的电阻的发光元件可通过将有机材料与无机材料结合形成该层的协同效应获得。于是，电极间的距离可通过形成插入一对电极间的厚发光元件来增加，而没有提高驱动电压。因此，可防止电极间的短路，并改善发光元件的可靠性。 
另外，能避免与电极间短路相关的缺陷并承受长时间使用的高可靠显示器件可通过在显示器件上使用根据本发明获得的发光元件来获得。 
附图简述 
图1A至1C示出根据本发明的发光元件的结构。 
图2A至2C示出根据本发明的发光元件的结构。 
图3A至3C示出根据本发明的发光元件的结构。 
图4A至4C示出根据本发明的发光元件的结构。 
图5A至5C示出根据本发明的发光元件的结构。 
图6A至6C示出采用根据本发明的发光元件的显示器件的截面图。 
图7示出根据本发明的显示器件的面板上表面。 
图8示出根据本发明的显示器件的像素部分中的电路。 
图9示出采用根据本发明的发光元件的显示器件的像素部分。 
图10A至10H示出采用根据本发明的发光元件的显示器件。 
图11示出发光元件的MoOx浓度-驱动电压特性。 
图12示出发光元件的MoOx浓度-电流效率特性。 
图13A至13C表示根据本发明的元件结构的特征。 
本发明最佳实施方式 
本发明的实施方式和实施方案将参考附图进行解释。然而，本发明并不限于以下描述。本领域普通技术人员很容易知道，本发明的方式和细节可在不脱离本发明的精神和范围下进行各种变化。因此，本发明并不能理解为限于以下实施方式和实施方案的描述。注意，下述本发明结构的不同附图中相同的参考数字往往用于指相同部件。 
(实施方式1) 
在本实施方式中，下面参考图1A至1C解释一种方式的发光元件。 
在本实施方式中，在支承该元件的基材101上提供发光元件110，发光元件110包括第一电极102，依次层压在第一电极102上的第一层103、第二层104和第三层105，以及在其上提供的第二电极106(图1A至1C)。 
基材101可以是例如硼硅酸钡玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等的玻璃基材，石英基材、陶瓷基材等。作为选择，可采用由诸如塑料的柔性合成树脂制成的基材。注意，基材101表面可通过用CMP方法抛光而预先平整化。 
第一电极102优选由高功函(优选4.0eV或更高)金属、合金、导电化合物或它们的混合物等形成。具体可采用诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、含硅氧化铟锡或搀杂镓的氧化锌(GZO)的透光导电氧化物材料。作为选择，第一电极102可具有诸如金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、铝(Al)、锰(Mn)和钛(Ti)的元素之一、含有许多所述元素的合金或含有所述元素和碳(C)的层的单层或层压结构。对于含有许多所述元素的合金，可采用含有Al、Ti和C的合金、含有Al和Ni或Al和C的合金、含有Al、Ni和C的合金、含有Al和Mo的合金等。当铝用作电极时，其优点是在电极试图反射从发光层发出的光的情况下具有高反射率。 
第一层103是含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高空穴迁移材料的层。所述氧化物半导体或金属氧化物的具体实例可给出氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化钴(CoOx)、氧化镍(NiOx)、氧化铜(CuOx)等。作为选择，可采用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)等。作为高空穴迁移材料，可采用诸如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简写为：α-NPD)、4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简写为：TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简写为：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简写为：MTDATA)或4，4’-双(N-(4-(N，N-二间甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)联苯(简写为：DNTPD)的芳香胺化合物(换句话说，具有苯环-氮键的化合物)；或诸如酞菁(简写 为：H2Pc)、铜酞菁(简写为：CuPc)或酞菁氧钒(简写为：VOPc)的酞菁化合物。这里描述的材料主要是空穴迁移率为10-6cm2/Vs或更高的材料。然而，也可采用除上述材料以外的材料，只要其空穴迁移性能高于电子迁移性能即可。 
具有上述这种结构的第一层103是高空穴注入层。在第一层103中，氧化物半导体或金属氧化物的聚集被该层中包含的高空穴迁移材料抑制。换句话说，第一层103的结晶被抑制。注意，第一层103不仅可具有上述这种单层结构，也可具有两层或多层的层压结构，例如含有半导体和高空穴迁移化合物且它们的混合比率不同的层。由于上述结构可抑制含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的层的结晶，因此可形成即使当形成得很厚时电阻增加也很小的层。 
除含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高空穴迁移化合物外，第一层103还可含有具有大位阻的化合物(不具有平面结构，而具有空间结构)。具有大位阻的化合物优选5，6，11，12-四苯基并四苯(简写为：红荧烯)。作为选择，可采用六苯基苯、叔丁基苝、9，10-二(苯基)蒽、香豆素545T或类似物。此外，树枝形分子(dendrimer)或类似物也有效。 
第二层104由含有高发光材料的层形成。含有发光材料的第二层104可大致分成两类。一类是这样的层，其含有作为发光中心的发光材料而所述发光材料分散在由能带宽度(energy gap)大于该发光材料的能带宽度的材料形成的层中。另一类是其中发光层仅由发光材料形成的层。前者是优选的结构，因为在前者中几乎不会发生浓度猝灭(quenching)。作为发光中心的发光材料可采用4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃(简写为：DCJT)、4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]-4H-吡喃、periflanthene、2，5-二氰基-1，4-双[2-(10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基久洛尼定-9-基)乙烯基]苯、N，N’-二甲基喹吖啶酮(简写为：DMQd)、香豆素6、香豆素545T、三(8-喹啉醇合)铝(tris(8-quinolinolato)aluminum)(简写为：Alq3)、9，9’-联蒽(bianthryl)、9，10-二苯基蒽(简写为：DPA)、9，10-双(2-萘基)蒽(简写为：DNA)、2，5，8，11-四叔丁基苝(简写为：TBP)或类似物。在形 成其中分散发光材料的层的情况下作为基底材料的材料可采用诸如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(简写为：t-BuDNA)的蒽衍生物、诸如4，4’-双(N-咔唑基)联苯(简写为：CBP)的咔唑衍生物；诸如三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(简写为：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(简写为：BeBq2)、双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(bis(2-methyl-8-quinolinolato)-4-phenylphenolate-aluminum)(简写为：BAlq)、双[2-(2-羟基苯基)吡啶合]锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)pyridinato]zinc)(简写为：Znpp2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(bis[2-(2-hydroxyphenyl)benzoxazolate]zinc)(简写为：ZnBOX)的金属络合物，或类似物。可形成仅含发光材料的第二层104的材料可采用三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、9，10-双(2-萘基)蒽(简写为：DNA)、双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(简写为：BAlq)或类似物。 
第二层104可作为单层或许多层形成。可在第二层104中的其中分散有发光材料的层与第一层103之间提供空穴迁移层，和可在第二层1 04中的其中分散有发光材料的层与第三层105之间提供电子迁移层。可提供这两种层之一或这两种层都提供或都不提供。作为空穴迁移层的材料，可采用诸如4，4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简写为：α-NPD)、4，4’-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简写为：TPD)、4，4’，4”-三(N，N-二苯基氨基)三苯胺(简写为：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯胺(简写为：MTDATA)或4，4’-双(N-(4-(N，N-二间甲苯基氨基)苯基)-N-苯基氨基)联苯(简写为：DNTPD)的芳香胺化合物(换句话说，具有苯环-氮键的化合物)；或诸如酞菁(简写为：H2Pc)、铜酞菁(简写为：CuPc)或酞菁氧钒(简写为：VOPc)的酞菁化合物。作为电子迁移层的材料，可采用诸如三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(简写为：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(简写为：BeBq2)或双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(简写为：BAlq)的具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物或类似物。作为选择，可以使用诸如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简写为：Zn(BOX)2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简写为：Zn(BTZ)2)的具有噁唑或噻唑配体的 金属络合物材料或类似物。除金属络合物外，还可采用诸如2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简写为：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简写为：OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简写为：BPhen)或浴铜灵(简写为：BCP)的化合物或类似物。 
第三层105可由含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高电子迁移材料的层形成。在这种情况下，例如氧化锂(LiOx)、氧化钠(NaOx)或类似物可用作氧化物半导体或金属氧化物。 
本发明不限于以上结构，且第三层105可由含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物、高电子迁移材料、可向该电子迁移材料供给电子的电子供给材料的层形成。在这种情况下，作为氧化物半导体或金属氧化物，可采用氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化钴(CoOx)、氧化镍(NiOx)、氧化铜(CuOx)或类似物。作为选择，可采用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锂(LiOx)、氧化钠(NaOx)或类似物。 
作为以上结构中的高电子迁移材料，可采用由诸如三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(简写为：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(简写为：BeBq2)或双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(简写为：BAlq)的具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物或类似物形成的材料。作为选择，可采用诸如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简写为：Zn(BOX)2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简写为：Zn(BTZ)2)的具有噁唑或噻唑配体的金属络合物或类似物的材料。除金属络合物外，可采用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简写为：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简写为：OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简写为：BPhen)、浴铜灵(简写为：BCP)或类似物。这里描述的材料主要是电子迁移率为10-6cm2/Vs或更高的材料。除上述材料以外的材料也可用于第三层105，只要其电子迁移性能高于空穴迁移性能即 可。作为能向电子迁移材料供给电子的电子供给材料，可采用诸如锂(Li)或铯(Cs)的碱金属；诸如镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr)的碱土金属；诸如铒或镱的稀土金属；诸如它们的氧化物或卤化物的化合物，或类似物。此外，第三层105可以不仅是由以上材料形成的单层，也可以是由以上材料形成的两层或多层的层压层。除上述结构外，还可采用含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物、高空穴迁移材料以及能向该空穴迁移材料供给电子的电子供给材料(具有促进电子注入功能的材料)的层作为第三层105。 
由于上述结构能抑制第三层105的结晶，因此可形成即使当形成得很厚时也能使电阻增加很小的层。 
第二电极106优选由具有低功函(优选为3.8eV或更低)的金属、合金、导电化合物、它们的混合物或类似物形成。作为这种负极材料的具体实例，可采用包含稀土金属的过渡金属以及属于元素周期表1族或2族的元素，换句话说就是诸如Li或Cs的碱金属，诸如Mg、Ca或Sr的碱土金属，含有以上材料的合金(Mg:Ag或Al:Li)或化合物(LiF、CsF或CaF2)。此外，第二电极106可通过层压以上材料和用于第一电极102的任何材料形成，或可使用用于第一电极102的任何材料形成。 
第一层103、第二层104和第三层105可通过蒸发法、电子束蒸发法或溅射法形成。另外，在这些层中，含有多种材料的层可通过同时沉积每种材料形成。其可通过相同种类或不同种类的组合方法形成：采用电阻加热蒸发的共蒸发法、采用电子束蒸发的共蒸发法、采用电阻加热蒸发和电子束蒸发的共蒸发法、采用电阻加热蒸发和溅射的成膜法、采用电子束蒸发和溅射的成膜法或类似方法。通过类似地组合这些方法也可形成包含三种或更多种材料的层。 
作为选择，这些层可通过旋涂法、液滴卸料法(droplet dischargingmethod)或它们与上述方法的组合形成。液滴卸料法是选择性释放(喷射)包含导电膜、绝缘膜或类似物的材料的组合物的液滴(也称为点)以在任意位置上形成膜的方法，根据其方式不同也称为喷墨法。可用不同方法形成每个电极或每一层。 
在具有以上结构的发光元件中，由于在第一电极102与第二电极106之间产生的电势差而产生电流流动，空穴和电子在作为含有高发 光材料的层的第二层104中复合，然后发光。换句话说，在第二层104中形成发光区。然而，并不需要整个第二层104都作为发光区。发光区可仅在例如第二层104的第一层103一侧或第三层105一侧上形成。 
从第二层104发出的光穿过第一电极102和第二电极106之一或这二者引出。因此，第一电极102和第二电极106之一或这二者由透光材料形成。当只有第一电极102由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102引出到基材101一侧，如图1A所示。当只有第二电极106由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第二电极106引出到基材101相对一侧，如图1B所示。当第一电极102和第二电极106都由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102和第二电极106引出到基材101的一侧和相对一侧，如图1C所示。 
注意，在本实施方式中，第一电极102、第一层103、第二层104、第三层105和第二电极106依次层压在基材101上。然而，本发明并不限于这种结构，它们可以以与以上结构相反的次序层压在基材101上。换句话说，可在基材101上形成第二电极106，第三层105、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，而可在它们上面提供第一电极102，如图5A至5C所示。即使在这种情况下，通过由透光材料形成第一电极102和第二电极106之一或该二者，从第二层104发出的光可就穿过第一电极102和第二电极106之一或该二者引出，如图5A至5C所示。 
在本实施方式中，发光元件在由玻璃、塑料或类似物形成的基材上制造。可通过在基材上制造许多这种发光元件来制造被动式显示器件。除由玻璃、塑料或类似物形成的基材外，发光元件可在例如薄膜晶体管(TFT)阵列基材上形成。据此，可制造其中发光元件的驱动通过TFT控制的有源矩阵显示器件。注意，TFT的结构没有具体限定，且TFT可以是交错型(staggered type)或反向交错型(inverselystaggered type)。此外，在TFT阵列基材上形成的驱动器电路可包括n型TFT或p型TFT，或同时包括这两种类型。 
如上所述，通过形成其中有机与无机材料混合的第一层和第三层，即使这些层形成得很厚时，电阻增加也很少。因此，可形成即使 形成得很厚，驱动电压也不增加的发光元件。由于上述结构可防止第一层和第三层的结晶，因此可延长发光元件的寿命。此外，通过形成厚的发光元件，可防止电极间短路；因此，可获得高度可靠的发光元件。 
(实施方式2) 
在本实施方式中，参考图2A至2C解释了与以上实施方式不同的另一种方式的发光元件。注意，在本实施方式中，相同参考数字用于表示与以上实施方式中的部件相同的部件。 
在本实施方式中，在支承它的基材101上提供发光元件210，发光元件210包括第一电极102，依次层压在第一电极102上的第一层103、第二层104、第三层205和第四层206，以及在它们上面提供的第二电极106(图2A至2C)。注意，第四层206用与图1A至1C中的第三层105相同的材料形成。换句话说，在本实施方式中，在图1A至1C所示发光元件110的结构中第二层104与第三层105之间新提供了一层。 
第三层205由包含选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高电子迁移材料的层形成。作为氧化物半导体或金属氧化物，可采用氧化钼(MoOx)、氧化钒(VOx)、氧化钌(RuOx)、氧化钨(WOx)、氧化钴(CoOx)、氧化镍(NiOx)、氧化铜(CuOx)或类似物。作为选择，可采用氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化锂(LiOx)、氧化钠(NaOx)或类似物。作为高电子迁移材料，可采用由诸如三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(简写为：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(简写为：BeBq2)或双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(简写为：BAlq)的具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物或类似物形成的材料。作为选择，可采用诸如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简写为：Zn(BOX)2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简写为：Zn(BTZ)2)的具有噁唑或噻唑配体的金属络合物或类似物的材料。除金属络合物外，可采用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简写为：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简写为：OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4- 乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简写为：BPhen)、浴铜灵(简写为：BCP)或类似物。这里描述的材料主要是电子迁移率为10-6cm2/Vs或更高的材料。除上述材料以外的材料也可用于第三层205，只要其电子迁移性能高于空穴迁移性能即可。另外，第三层205不仅可以是由以上材料形成的单层，也可以是由以上材料形成的两层或多层的层压层。 
由于上述结构可抑制第三层205的结晶，因此可形成即使形成得很厚，其电阻增加也很少的层。 
注意，第一电极102、第二电极106、第一层103、第二层104和第四层206各自可由以上实施方式中描述的任何材料形成。从第二层104发出的光穿过第一电极102和第二电极106之一或该二者引出。因此，第一电极102和第二电极106之一或该二者由透光材料形成。当只有第一电极102由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102引出到基材101一侧，如图2A所示。当只有第二电极106由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第二电极106引出到基材101相对一侧，如图2B所示。当第一电极102和第二电极106都由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102和第二电极106引出到基材101一侧和相对一侧，如图2C所示。 
注意，在图2A至2C中，第一电极102、第一层103、第二层104、第三层205、第四层206和第二电极106依次层压在基材101上。然而，本发明并不限于这种结构，它们可以以与以上结构相反的次序层压在基材101上。换句话说，可在基材101上形成第二电极106，第四层206、第三层205、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，并且可在它们上面提供第一电极102。 
如上所述，通过形成其中有机与无机材料混合的第一层、第三层和第四层，即使当这些层形成得很厚时，电阻增加也很小。因此，可形成即使当形成得很厚时，驱动电压也不增加的发光元件。由于上述结构可防止第一层、第三层和第四层的结晶，因此可延长发光元件的寿命。此外，通过形成厚的发光元件，可防止电极间短路；因此，可获得可靠的发光元件。 
注意，本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
(实施方式3) 
在本实施方式中，参考图3A至3C解释了与以上实施方式不同的另一种方式的发光元件。注意，在本实施方式中，相同参考数字用于表示与以上实施方案中的部件相同的部件。 
在本实施方案中，在支承它的基材101上提供发光元件310，发光元件310包括第一电极102，依次层压在第一电极102上的第一层103、第二层104、第三层205和第四层207，并在它们上面提供第二电极106，如图3A至3C所示。换句话说，在图2A至2C所示发光元件210的结构中第四层206被由不同的材料形成的层代替。 
第四层207由既含有高电子迁移材料又含有能给该电子迁移材料提供电子的电子供给材料(具有促进电子注入功能的材料)的层形成。作为电子迁移材料，可采用由诸如三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)、三(4-甲基-8-喹啉醇合)铝(简写为：Almq3)、双(10-羟基苯并[h]-喹啉醇合)铍(简写为：BeBq2)或双(2-甲基-8-喹啉醇合)-4-苯基苯酚铝(简写为：BAlq)的具有喹啉骨架或苯并喹啉骨架的金属络合物或类似物形成的材料。作为选择，可采用诸如双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑]锌(简写为：Zn(BOX)2)或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑]锌(简写为：Zn(BTZ)2)的具有噁唑或噻唑配体的金属络合物或类似物的材料。除金属络合物外，可采用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(简写为：PBD)、1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(简写为：OXD-7)、3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：TAZ)、3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(简写为：p-EtTAZ)、红菲绕啉(简写为：BPhen)、浴铜灵(简写为：BCP)或类似物。作为能给该电子迁移材料提供电子的电子供给材料，可采用诸如锂(Li)或铯(Cs)的碱金属；诸如镁(Mg)、钙(Ca)或锶(Sr)的碱土金属；诸如铒或镱的稀土金属；诸如它们的氧化物或卤化物的化合物，或类似物。每种能供给电子的电子供给材料根据与电子迁移材料的组合进行选择。 
本发明并不限于以上结构，且第四层207可仅由能供给电子的电子供给材料形成。 
注意，第一电极102、第二电极106、第一层103、第二层104 和第三层205各自可由以上实施方式中描述的任何材料形成。从第二层104发出的光穿过第一电极102和第二电极106之一或该二者引出。因此，第一电极102和第二电极106之一或该二者由透光材料形成。当只有第一电极102由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102引到基材101一侧，如图3A所示。当只有第二电极106由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第二电极106引出到基材101相对一侧，如图3B所示。当第一电极102和第二电极106都由透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102和第二电极106引出到基材101一侧和相对一侧，如图3C所示。 
注意，在图3A至3C中，第一电极102、第一层103、第二层104、第三层205、第四层207和第二电极106依次层压在基材101上。然而，本发明并不限于这种结构，它们可以以与以上结构相反的次序层压在基材101上。换句话说，可在基材101上形成第二电极106，第四层207、第三层205、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，并且可在它们上面提供第一电极102。 
如上所述，通过形成其中有机与无机材料相混合的第一层和第三层，即使当这些层形成得很厚时，电阻增加也很少。因此，可形成即使当形成得很厚时，驱动电压也不增加的发光元件。由于上述结构可防止第一层和第三层的结晶，因此可延长发光元件的寿命。此外，通过形成厚的发光元件，可避免电极间短路；因此，可获得高度可靠的发光元件。 
注意，本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
(实施方式4) 
在本实施方式中，参考图4A至4C解释了与以上实施方式不同的另一种方式的发光元件。注意，在本实施方式中，相同参考数字用于表示与以上实施方式中的部件相同的部件。 
在本实施方式中，在以上实施方案中描述的结构中新提供了与第二电极接触的层(图4A至4C)。换句话说，图4A表示其中在图1A至1C中的第三层105与第二电极106之间新提供第四层208a的结构。图4B表示其中在图2A至2C中的第四层206与第二电极106之间新 提供第五层208b的结构。图4C表示其中在图3A至3C中的第四层207与第二电极106之间新提供第五层208c的结构。 
新提供的层208a至208c用与第一层103相同的材料形成。换句话说，它们中的每一个都由包含选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高空穴迁移材料的层形成。 
注意，同样在本实施方式中，如同以上实施方式中那样，当第一电极102和第二电极106之一或该二者用透光材料形成时，从第二层104发出的光就穿过第一电极102和第二电极106之一或二者引出。 
在图4A中，第一电极102、第一层103、第二层104、第三层105、第四层208a和第二电极106依次层压在基材101上。然而，本发明并不限于这种结构，它们可以以与以上结构相反的次序层压在基材101上。换句话说，可在基材101上形成第二电极106，第四层208a、第三层105、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，并且可在它们上面提供第一电极102。同样在图4B中，可在基材101上形成第二电极106，第五层208b、第四层206、第三层205、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，并且可在它们上面提供第一电极102。同样在图4C中，可在基材101上形成第二电极106，第五层208c、第四层207、第三层205、第二层104和第一层103可依次层压在第二电极106上，并且可在它们上面提供第一电极102。 
如上所述，通过形成其中有机材料与无机材料相混合的层，即使当这些层形成得很厚时，电阻增加也很少。因此，可形成即使当形成得很厚时，驱动电压也不增加的发光元件。由于上述结构可防止其中有机材料与无机材料相混合的层的结晶，因此可延长发光元件的寿命。此外，通过形成厚的发光元件，可防止电极间短路；因此，可获得高可靠性发光元件。 
注意，本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
(实施方式5) 
在本实施方式中，参考图6A至6C解释包含以上实施方式中描述的发光元件的一种方式的显示器件的截面图。 
在图6A至6C中，被长方形点划线包围的部分是为驱动本发明 的发光元件12提供的晶体管11。其中在第一电极13和第二电极14间插入其中层压了许多层的层15的发光元件12具有以上实施方式中描述的任意一种结构。晶体管11的漏极通过穿过第一夹层绝缘膜16(16a、16b和16c)的布线17与第一电极13电连接。发光元件12通过阻挡层18与其他邻近提供的发光元件分开。具有这种结构的显示器件在本实施方式中在基材10上提供。 
注意，图6A至6C中所示的每个晶体管11都是其中栅电极在基材对面提供，并在它们之间插入半导体层的顶栅型(top gate type)。然而，对晶体管11的结构没有具体限制；例如也可采用底栅型。在底栅型情况下，晶体管11可具有在提供有沟道的半导体层上形成保护膜的结构(沟道保护型)，或提供有沟道的一部分半导体层具有凹陷的结构(沟道蚀刻型)。注意参考数字21指栅电极、22是栅极绝缘膜、23是半导体层、24是n型半导体层、17是电极，而16a是保护膜。 
作为选择，晶体管11中包括的半导体层可以是结晶的或非晶形的。此外，它可以是半非晶形的或类似结构的。 
注意，半非晶形半导体的特征如下。它具有在非晶形结构与晶体结构(包括单晶和多晶)之间的中间结构和就自由能而言稳定的第三态，并且它包括具有短程有序和晶格畸变的结晶区。膜中的至少部分区域含有0.5nm-20nm的晶粒。拉曼光谱向低于520cm-1的波数侧位移。在X射线衍射中观察到由硅的晶格引起的衍射峰(111)或(220)。含有1原子％或更多的氢或卤素以封端悬空键。其也称为微晶半导体。半非晶形半导体通过在硅化物气体上进行辉光放电分解(等离子CVD)形成。SiH4被用作硅化物气体。另外，Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4或类似物也可用作硅化物气体。硅化物气体可用H2，或H2与一种或多种氦气、氩气、氪气和氖气的稀有气体元素稀释。其稀释比可在2倍-1000倍；压力约0.1Pa-133Pa；电源频率1MHz-120MHz，优选13MHz-60MHz。基材加热温度可为300℃或更低，优选100℃-250℃。作为膜中杂质元素的诸如氧、氮或碳的气氛构成杂质的浓度优选1×1020/cm3或更低；具体地，氧浓度为5×1019/cm3或更低，优选1×1019/cm3或更低。注意，采用半非晶形半导体的TFT(薄膜晶体管)的迁移率约1cm2/Vsec-10cm2/Vsec。 
结晶半导体层的具体实例可给出由单晶或多晶硅、硅锗或类似物形成的层。它可通过激光结晶形成或借助采用例如镍的固相生长法通过结晶形成。 
当半导体层由非晶形物质，例如非晶硅形成时，显示器件优选具有其中晶体管11和所有其他晶体管(电路中包含的用于驱动发光元件的晶体管)都是n沟道晶体管的电路。除此以外，显示器件可具有包含n沟道晶体管或p沟道晶体管的电路，或显示器件可具有包含这两种晶体管的电路。 
第一夹层绝缘膜16可具有如图6A至6C所示的多层结构，或可具有单层结构。注意夹层绝缘膜16a由诸如氧化硅或氮化硅的无机材料制成；夹层绝缘膜16b由丙烯酸类树脂、诸如硅氧烷树脂的硅氧烷材料，或可通过涂覆形成膜的诸如氧化硅的自流平物质制成。另外，夹层绝缘膜16c由含氩(Ar)的氮化硅膜制成。硅氧烷材料对应于包含Si-O-Si键的材料。硅氧烷具有由硅(Si)和氧(O)键形成的骨架。作为取代基，采用含有至少氢的有机基团(例如烷基或芳烃)。氟基也可用作取代基。作为选择，可采用含有至少氢的有机基团和氟基。注意对形成每一层的材料没有具体限制，也可采用除以上材料以外的材料。可进一步结合由除以上材料以外的材料制成的层。如上所述，第一夹层绝缘膜16可用有机材料或无机材料形成，或用这二者形成。 
阻挡层18优选具有其中在边沿部分中曲率半径连续变化的形状。另外，阻挡层18用丙烯酸类树脂、诸如硅氧烷树脂的硅氧烷材料、抗蚀刻剂、氧化硅或类似物形成。注意阻挡层18可用无机材料形成或有机材料形成或二者同时使用来形成。 
在图6A和6C中，在晶体管11与发光元件12间仅提供第一夹层绝缘膜16。然而，如图6B所示，除第一夹层绝缘膜16(16a和16b)外，还可提供第二夹层绝缘膜19(19a和19b)。在图6B所示显示器件中，第一电极13穿过第二夹层绝缘膜19并与布线17连接。 
第二夹层绝缘膜19可具有类似于第一夹层绝缘膜16的多层结构或单层结构。第二夹层绝缘膜19a由丙烯酸类树脂、诸如硅氧烷树脂的硅氧烷材料，或可通过涂覆形成膜的诸如氧化硅的自流平物质制成。第二夹层绝缘膜19b由含氩(Ar)的氮化硅膜制成。注意对形成每一层的材料没有具体限制，也可采用除以上材料以外的材料。可 进一步结合由除以上材料以外的材料制成的层。如上所述，第二夹层绝缘膜19可用有机材料或无机材料形成，或用这二者形成。 
当发光元件12中的第一电极13和第二电极14都由透光材料形成时，如图6A中轮廓箭头所示，光发射可穿过第一电极13和第二电极14引出。当仅第二电极14由透光材料形成时，如图6B中轮廓箭头所示，光发射就仅能穿过第二电极14引出。在这种情况下，优选用高反射率材料形成第一电极13，或在第一电极13下面提供由高反射率材料形成的膜(反射膜)。当仅第一电极13由透光材料形成时，如图6C中轮廓箭头所示，光发射就仅能穿过第一电极13引出。在这种情况下，优选用高反射率材料形成第二电极14，或在第二电极14上面提供反射膜。 
当第一电极或第二电极由透光材料形成时，诸如氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铟锌(IZO)、含硅氧化铟锡或镓搀杂的氧化锌(GZO)的透光导电氧化物材料可用作第一电极或第二电极材料。 
另一方面，当第一电极或第二电极由高反射率材料形成时，选自金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)、碳(C)、铝(Al)、锰(Mn)和钛(Ti)的元素或含有许多这些元素的合金可用作形成第一电极或第二电极的材料，形成单层或具有层压结构。作为选择，可采用例如含Al、Ti和C的合金、含Al和Ni的合金、含Al和C的合金、含Al、Ni和C的合金、含Al和Mo的合金或类似物。当用Al或Al合金作电极时，可获得高反射率。在形成反射膜的情况下，也可用类似材料形成反射膜。 
在发光元件12中，层15可具有这样的层压结构，使得施加电压时发光元件12工作，使第二电极14的电势变得高于第一电极13的电势，或层15可具有这样的层压结构，使得施加电压时发光元件12工作，使第二电极14的电势变得低于第一电极13的电势。在前者情况下，晶体管11是n沟道晶体管，而在后者情况下，晶体管11是p沟道晶体管。 
如上所述，本实施方式中解释了其中发光元件的驱动由晶体管控制的有源显示器件。然而，也可采用其中发光元件的驱动没有具体提 供诸如晶体管的驱动元件的被动显示器件。当被动显示器件包括在低驱动电压工作的本发明发光元件时，被动显示器件也可以低功耗进行驱动。 
注意本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
(实施方式6) 
在本实施方式中，参考图7至9解释具有显示功能的显示器件的电路结构。 
图7是其中应用了以上实施方式中描述的发光元件的显示器件的顶视示意图。在图7中，在基材6500上提供了像素部分6511、源极信号线驱动器电路6512、写入栅极信号线驱动器电路6513和擦除栅极信号线驱动器电路6514。每个源极信号线驱动器电路6512、写入栅极信号线驱动器电路6513和擦除栅极信号线驱动器电路6514都通过线路组与作为外部输入终端的柔性印刷电路(FPC)6503连接。每个源极信号线驱动器电路6512、写入栅极信号线驱动器电路6513和擦除栅极信号线驱动器电路6514都从FPC 6503接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号或类似信号。FPC 6503提供有印刷线路板(PWB)6504。注意驱动器电路部分不必在与上述像素部分6511相同的基材上提供，可通过采用例如安装在提供了线路图的FPC上的IC芯片(TCP)或类似物在基材以外提供。 
在像素部分6511中，横向排布了纵向延伸的许多源极信号线。电流供应线也以横向进行排布。另外，在像素部分6511中纵向排布了横向延伸的许多栅极信号线。此外，在像素部分6511中排布了许多组各自包含发光元件的电路。 
图8表示用于操作一个像素的电路。图8中所示电路包括第一晶体管901、第二晶体管902和发光元件903。 
第一晶体管901和第二晶体管902各自都是包括栅电极、漏极区和源极区的三端元件，并在漏极区和源极区间具有沟道区。源极区和漏极区根据晶体管的结构、操作条件等互换；这样就很难确定哪个是源极区或漏极区。因此，在本实施方式中，各自用作源极或漏极的区被称为第一电极和第二电极。 
栅极信号线911和写入栅极信号线驱动器电路913通过开关918 相互间电连接或不连接。栅极信号线911和擦除栅极信号线驱动器电路914通过开关919相互间电连接或不连接。源极信号线912通过开关920与源极信号线驱动器电路915或电源916电连接。第一晶体管901的栅极与栅极信号线911电连接。第一晶体管901的第一电极与源极信号线912电连接，而第一晶体管901的第二电极与第二晶体管902的栅电极电连接。第二晶体管902的第一电极与电流供应线917电连接，而第二晶体管902的第二电极与发光元件903中包含的一个电极电连接。开关918可包含在写入栅极信号线驱动器电路913中。此外，开关919可包含在擦除栅极信号线驱动器电路914中。此外，开关920可包含在源极信号线驱动器电路915中。 
像素部分中晶体管、发光元件等的布置不具体限定。例如，这些元件可如图9的顶视图所示进行布置。在图9中，第一晶体管1001的第一电极与源极信号线1004连接，而第一晶体管1001的第二电极与第二晶体管1002的栅电极连接。第二晶体管1002的第一电极与电流供应线1005连接，而第二晶体管的第二电极与发光元件的电极1006连接。一部分栅极信号线1003用作第一晶体管1001的栅电极。 
以上实施方式中描述的发光元件是随着发光时间的累积，驱动电压增加很少的高可靠性元件。因此，通过在像素部分应用该发光元件，可获得功耗增加很小的显示器件。另外，以上实施方式中描述的发光  元件可加厚，同时抑制驱动电压升高，且可很容易防止电极间短路。因此，通过在像素部分应用以上实施方式中描述的发光元件，可获得能显示几乎没有短路引起的缺陷的有利图像的显示器件。 
注意本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
(实施方式7) 
用以上实施方式中描述的发光元件形成的显示器件的实例可给出如下：摄像机、数码相机、风镜型(goggle type)显示器(头部安装的显示器)、导航系统、音频再现装置(车用音频、音频组件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(移动式电脑、手机、便携式游戏机、电子书等)、包含记录介质的影像再现装置(特别是能处理诸如数字通用光盘(DVD)的记录介质中的数据并具有能显示数据图像的显示器的装置)等。这些显示器件的具体实例示于图10A至10H中。 
图10A表示电视机，其包括机壳2001、支座2002、显示部分2003、扬声器部分2004、视频输入端2005等。该电视机可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2003来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2003，可以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。 
图10B表示数码相机，其包括主体2101、显示部分2102、图像接收部分2103、操作按钮2104、外部接口2105、快门2106等。该数码相机可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2102来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2102，可显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，所以可以延长电池寿命。 
图10C表示计算机，其包括主体2201、外壳2202、显示部分2203、键盘2204、外部接口2205、点击鼠标2206等。该计算机可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2203来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2203，可以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，所以可以延长电池寿命。 
图10D表示移动式电脑，其包括主体2301、显示部分2302、开关2303、操作按钮2304、红外端口2305等。该移动式电脑可通过将以上实施方案中描述的发光元件用于显示部分2302来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2302，可以以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，所以可以延长电池寿命。 
图10E表示具有记录介质的便携式影像再现装置(DVD再现装置或类似物)，其包括主体2401、外壳2402、显示部分A 2403、显示部分B 2404、记录介质(DVD或类似物)读取部分2405、操作按钮2406、扬声器部分2407等。显示部分A 2403主要显示图像信息，而显示部分B 2404主要显示文本信息。该影像再现装置可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分A 2403和/或显示部分B2404来制造。注意，该具有记录介质的影像再现装置包括游戏机等。通过将本发明的发光元件用于显示部分A 2403和/或显示部分B2404，可以以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以 以低驱动电压显示，因此可以延长电池寿命。 
图10F表示风镜型显示器(头部安装的显示器)，其包括主体2501、显示部分2502、镜腿部分2503等。该风镜型显示器可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2502来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2502，可以以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，因此可以延长电池寿命。 
图10G表示摄像机，包括主体2601、显示部分2602、机壳2603、外部接口2604、遥控接收部分2605、图像接收部分2606、电池2607、音频输入部分2608、操作按钮2609、目镜部分2610等。该摄像机可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2602来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2602，可以以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，因此可以延长电池寿命。 
图10H表示手机，其包括主体2701、机壳2702、显示部分2703、音频输入部分2704、音频输出部分2705、操作按钮2706、外部接口2707、天线2708等。该手机可通过将以上实施方式中描述的发光元件用于显示部分2703来制造。通过将本发明的发光元件用于显示部分2703，可以以低驱动电压显示几乎没有缺陷的清晰图像。由于它可以以低驱动电压显示，所以可以延长电池寿命。 
注意，所述发光元件也可用于前投投影仪或背投投影仪以及上述电子器件。 
如上所述，本发明可应用的范围如此广泛，使本发明能应用于各个领域的显示器件。注意本实施方式可与上面的实施方式自由结合。 
[实施方案1] 
在本实施方案中，以上实施方式中描述的元件结构特征的解释如下。 
在本实施方案中，在基材上溅射含硅氧化铟锡形成第一电极。然后，在第一电极上共蒸发氧化钼(VI)和NPB，形成含氧化钼(MoOx)和NPB的第一层。这里将氧化钼与NPB的质量比调节到1∶4，并形成厚度50nm的第一层。注意共蒸发是其中从许多蒸发源同时进行蒸 发的蒸发方法。随后，在第一层上真空蒸发NPB，形成厚度10nm的含NPB的第二层。然后，在第二层上共蒸发三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)和香豆素6，形成含Alq3和香豆素6的第三层。这里将Alq3和香豆素6的质量比调节到1∶0.005。这使香豆素6分散在Alq3中。另外，第三层形成40nm的厚度。此后在第三层上真空蒸发Alq3，形成含Alq3的厚度20nm的第四层。然后在第四层上共蒸发Alq3和Li2O(氧化锂)，形成含Alq3和Li2O的第五层。这里将Alq3与Li2O的质量比调节到1∶0.01(元件结构1)或1∶0.05(元件结构2)，而这两种情况下第五层都形成10nm的厚度。接着在第五层上真空蒸发铝，形成厚度200nm的第二电极。 
下面参考图13A至13C描述元件结构1和元件结构2的每种元件结构的特征。注意图13A表示电流密度-发光度特征；图13B表示电压-发光度特征；而图13C表示发光度-电流效率特征。在图13A至13C中，●标记和○标记分别代表元件结构1和元件结构2的发光元件特征。 
对于元件结构1，当施加4.6V的电压时，电流以11.1mA/cm2的电流密度流动，而光以960cd/m2的发光度发出。对于元件结构2，当施加4.6V的电压时，电流以12.3mA/cm2的电流密度流动，而光以1100cd/m2的发光度发出。此时的电流效率为8.9cd/A。这样就发现通过实施本发明可在低电压下获得高发光度。 
[实施方案2] 
在本实施方案中，下文将解释当以上实施方式中描述的含有选自氧化物半导体或金属氧化物的化合物和高空穴迁移材料的层中氧化物半导体或金属氧化物的浓度变化时的元件特征。 
在本实施方案中，用氧化钼(MoOx)作为氧化物半导体或金属氧化物，用DNTPD和α-NPD两种材料作为高空穴迁移材料。制造元件结构3和元件结构4两种元件结构。然后针对每种元件结构测定氧化钼浓度改变时的元件特征。 
首先，下文将解释元件结构3的制造方法。 
在基材上溅射含硅氧化铟锡形成第一电极。然后在第一电极上共蒸发氧化钼、DNTPD和红荧烯形成含有氧化钼、DNTPD和红荧烯 的第一层。这里第一层以120nm厚度形成。注意共蒸发是其中从许多蒸发源同时进行蒸发的蒸发方法。接着在第一层上真空蒸发α-NPB形成含α-NPB的第二层。这里第二层以10nm的厚度形成。然后在第二层上共蒸发三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)和香豆素6形成含有Alq3和香豆素6的第三层。这里Alq3与香豆素6的质量比调节到1∶0.005。这使香豆素6分散在Alq3中。第三层以40nm的厚度形成。此后在第三层上真空蒸发Alq3形成含有Alq3的第四层。这里第四层以40nm的厚度形成。然后在第四层上真空蒸发LiF形成含LiF的第五层。这里第五层以1nm的厚度形成。接着在第五层上真空蒸发铝形成第二电极。第二电极以200nm的厚度形成。具有以上构造的结构称为元件结构3。 
接下来，下文将解释元件结构4的制造方法。 
在基材上溅射含硅氧化铟锡形成第一电极。然后在第一电极上共蒸发氧化钼、α-NPD和红荧烯形成含有氧化钼、α-NPD和红荧烯的第一层。这里第一层以120nm厚度形成。注意共蒸发是其中从许多蒸发源同时进行蒸发的蒸发方法。接着在第一层上真空蒸发α-NPB形成含α-NPB的第二层。这里第二层以10nm的厚度形成。然后在第二层上共蒸发三(8-喹啉醇合)铝(简写为：Alq3)和香豆素6形成含有Alq3和香豆素6的第三层。这里Alq3与香豆素6的质量比调节到1∶0.0025。这使香豆素6分散在Alq3中。第三层以37nm的厚度形成。此后在第三层上真空蒸发Alq3形成含有Alq3的第四层。这里第四层以37nm的厚度形成。然后在第四层上真空蒸发CaF2形成含CaF2的第五层。这里第五层以1nm的厚度形成。接着在第五层上真空蒸发铝形成第二电极。第二电极以200nm的厚度形成。具有以上构造的结构称为元件结构4。 
图11和图12分别表示氧化钼浓度-驱动电压特性和氧化钼浓度-电流效率特性，此时元件结构3和元件结构4的每个发光元件都具有1000cd/m2的发光度。在图11中，横坐标代表氧化钼浓度(wt％)，纵坐标代表1000cd/m2发光度下的驱动电压(V)。在图12中，横坐标代表氧化钼浓度(wt％)，纵坐标代表1000cd/m2发光度下的电流效率(cd/A)。在图11和12中，标记●和标记▲分别代表元件结构3(发光元件1)的发光元件特性和元件结构4(发光元件2)的发光 元件特性。 
图11显示当MoOx浓度在10wt％-30wt％范围内时，发光元件1和发光元件2在1000cd/m2发光度下的驱动电压急剧降低，此后保持恒定。另一方面，图12显示随着MoOx浓度增加，发光元件1和发光元件2在1000cd/m2发光度下的电流效率降低。因此，在采用本实施方案中描述的元件结构3和元件结构4的情况下，第一层中包含的MoOx的浓度可调节到优选5wt％-50wt％，更优选15wt％-40wt％，以形成元件结构。 
注意本实施方案可与以上实施方式自由结合。 
附图中参考数字的解释 
101：基材，102：第一电极，103：第一层，104：第二层，105：第三层，106：第二电极，205：第三层，206：第四层，207：第四层，110：发光元件，210：发光元件，310：发光元件，208a：第四层，208b：第五层，208c：第五层，10：基材，11：晶体管，12：发光元件，13：第一电极，14：第二电极，15：层，16：夹层绝缘膜，17：布线，18：阻挡层，19：夹层绝缘膜，6500：基材，6503：柔性印刷电路(FPC)，6504：印刷线路板(PWB)，6511：像素部分，6512：源极信号线驱动器电路，6513：写入栅极信号线驱动器电路，6514：擦除栅极信号线驱动器电路，901：第一晶体管，902：第二晶体管，903：发光元件，911：栅极信号线，912：源极信号线，913：写入栅极信号线驱动器电路，914：擦除栅极信号线驱动器电路，915：源极信号线驱动器电路，916：电源，917：电流供应线，918：开关，919：开关，920：开关，1001：第一晶体管，1002：第二晶体管，1003：栅极信号线，1004：源极信号线，1005：电流供应线，1006：电极，2001：机壳，2002：支座，2003：显示部分，2004：扬声器部分，2005：视频输入端，2101：主体，2102：显示部分，2103：图像接收部分，2104：操作按钮，2105：外部接口，2106：快门，2201：主体，2202：外壳，2203：显示部分，2204：键盘，2205：外部接口，2206：点击鼠标，2301：主体，2302：显示部分，2303：开关，2304：操作按钮，2305：红外端口，2401：主体，2402：外壳，2403：显示部分A，2404：显示部分B，2405：记录介质(DVD)读取部分，2406：操作按钮，2407：扬声器部分，2501：主体，2502：显示部分，2503：镜腿部分；2601：主体，2602：显示部分，2603：机壳，2604：外部接口，2605：遥控接收部分，2606：图像接收部分，2607：电池，2608：音频输入部分，2609：操作按钮，2610：目镜部分，2701：主体，2702：机壳，2703：显示部分，2704：音频输入部分，2705：音频输出部分，2706：操作按钮，2707：外部接口，2708：天线，1：发光元件，和2：发光元件。 

Claims (12)

1.一种发光元件，其包括：
第一电极；
第二电极；
第一电极和第二电极之间的含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的第一层；
第一层和第二电极之间的含有发光材料的第二层；和
第二层和第二电极之间的含有金属氧化物和电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料的第三层，
其中所述第一层所含的金属氧化物选自氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化铟锡和氧化锌。
2.权利要求1的发光元件，其进一步包括第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料、和能向该第四层中的电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料。
3.权利要求1的发光元件，其进一步包括第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料、和能向该第四层中的电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料。
4.权利要求1的发光元件，其进一步包括第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料。
5.权利要求1的发光元件，其进一步包括：
第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料、和能向该第四层中的电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料；和
第四层和第二电极之间的第五层，所述第五层含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料。
6.权利要求1的发光元件，其进一步包括：
第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料、和能向该第四层中的电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料；和
第四层和第二电极之间的第五层，所述第五层含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料。
7.一种在像素部分中包含权利要求1的发光元件的显示器件。
8.权利要求1的发光元件，其中第一层中包含的金属氧化物是氧化钼。
9.一种发光元件，其包括：
第一电极；
第二电极；
第一电极和第二电极之间的含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料的第一层；
第一层和第二电极之间的含有发光材料的第二层；和
第二层和第二电极之间的第三层，所述第三层含有金属氧化物、电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料和能向该电子迁移性能高于空穴迁移性能的材料供给电子的材料，
其中所述第一层所含的金属氧化物选自氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化钨、氧化钴、氧化镍、氧化铜、氧化铟锡和氧化锌。
10.权利要求9的发光元件，其进一步包括第三层和第二电极之间的第四层，所述第四层含有金属氧化物和空穴迁移性能高于电子迁移性能的材料。
11.一种在像素部分中包含权利要求9的发光元件的显示器件。
12.权利要求9的发光元件，其中第一层中包含的金属氧化物是氧化钼。
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