CN108476573B - 发光元件和显示装置 - Google Patents

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Abstract

[问题]提供一种发光元件，其具有抑制发生电流密度相关的颜色变化的配置。[解决方案]一种发光元件，其具有堆叠正极(51)、由有机材料形成的并且设置有发光层的有机层(70)、和负极(52)的结构，其中，所述发光层从发光层的正电极侧到负极侧由发射不同颜色光的两个或多个发光区域配置而成，每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料，并且包含在靠近负极的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值大于包含在靠近正极的发光域中的主体材料的电离电势的绝对值。

Description

发光元件和显示装置
技术领域
本公开涉及一种发光元件和一种显示装置。
背景技术
目前，使用有机电致发光元件(在下文中，有时简称为“有机EL元件”)的有机电致发光显示装置(在下文中，有时简称为“有机EL显示装置”)作为显示装置引人注目，将取代液晶显示装置。有机EL显示装置具有自发光型且低功耗的性质，并且还被认为对于高清晰度、高速视频信号具有足够的响应性；并且用于有机EL显示装置的实际使用和商业化的发展广泛地进展。
在有机EL显示装置中，例如，一个像素包括三个子像素(发光元件)，即，包括包含红色发光层并发射红光的发光元件的子像素、包括包含绿色发光层并发射绿光的发光元件的子像素以及包括包含蓝色发光层并发射蓝光的发光元件的子像素；从而有机EL显示装置可以实现高对比度并且还实现高颜色再现性。另一方面，为了实现更高的分辨率，需要减小像素间距；但是随着像素间距变得更精细，一个像素包括这样的三个子像素变得更加困难。
因此，开发了一种方法，其中，在所有像素中形成白色发光层，并且使用滤色片层对白光进行着色，即，一个像素包括三个子像素(发光元件)的技术在进行中，即，基于包括白色发光层(称为“白色发光元件”)的发光元件和红色滤色片层的发光元件的组合的红色子像素(称为“红色发光元件”)、基于白色发光元件和绿色滤色片层的组合的绿色子像素(称为“绿色发光元件”)和基于白色发光元件和蓝色滤色片层的组合的蓝色子像素(称为“蓝色发光元件”)。白色发光层在全部白色发光元件上形成为连续层。不需要以子像素为基础形成红色发光层、绿色发光层或蓝色发光层，因此，可以使像素间距更精细。在每个白色发光元件中，白色发光层形成在阳极和阴极之间，并且从阳极侧到阴极侧包括发射不同颜色光的两个或多个发光区域(例如，参见JP 2013-258022A)。
引文列表
专利文献
专利文献1：JP 2013-258022A
发明内容
技术问题
同时，发现由白色发光元件发射的白光的色度坐标(u'、v')的值取决于在阳极与阴极之间通过的电流量(电流密度)发生较大变化。这种现象被认为是由于从阳极侧到阴极侧形成的并且发射不同颜色光的两个或多个发光区域之间的载流子迁移率的差异以及发光区域中的重组区域的差异造成的。然后，如果发生这种现象，则会出现以下问题：例如，当显示一个图像时，在电流密度高的区域中的图像与电流密度低的区域中的图像之间发生颜色变化，并导致图像质量下降。
因此，本公开的目的是提供一种具有根据电流密度而难以发生颜色变化的构造的发光元件以及一种使用该发光元件的显示装置。
解决问题的方法
用于实现上述目的的根据本公开的第一方面至第三方面中的任一方面的发光元件包括：堆叠阳极、包含有机材料并包括发光层的有机层和阴极的结构。所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括被配置为两个或多个发射不同颜色的光的发光区域。每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料(客体材料)。
在根据本公开的第一方面的发光元件中，包含在靠近阴极的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值大于包含在靠近阳极的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值。
此外，在根据本公开的第二方面的发光元件中，当在阳极和阴极之间通过0.1毫安/cm2的电流时由发光层发射的白光的色度坐标的值与当在阳极和阴极之间通过50毫安/cm2的电流时由该发光层发射的白光的色度坐标的值之间的差值Δu'v'小于或等于0.02。
此外，在根据本公开的第三方面的发光元件中，包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料抑制了来自于与邻近阴极的发光区域相邻的发光区域的空穴的移动。
在用于实现上述目的的本公开的显示装置中，根据本公开的第一方面至第三方面中的任一方面的多个发光元件以二维矩阵配置设置。
发明的有益效果
在根据本公开的第一方面的发光元件中，规定了发光区域的电离电势的值之间的关系；在根据本公开的第二方面的发光元件中，规定了基于电流密度的白光的色度坐标的值的变化量Δu'v'；在根据本公开的第三方面的发光元件中，规定了与阴极相邻的发光区域中包含的主体材料的特性，因此，由白色发光元件发射的白光的色度坐标的值将根据在阳极和阴极之间通过的电流量(电流密度)而很难发生很大的变化。注意，本说明书中描述的效果仅仅是示例而不是限制性的，并且还具有额外效果。
附图说明
图1是示例1的发光元件的示意性局部剖视图；
图2是示例2的显示装置的示意性局部剖视图；
图3A是示例1的发光元件中的发光层的示意性局部剖视图和发光层的能级图；
图3B是示例1的发光元件中的发光层的示意性局部剖视图和发光层的能级图；
图4是示出在示例1的发光元件中根据50毫安/cm2的电流在阳极与阴极之间通过时的电流密度的Δu'v'的变化的示图。
具体实施方式
在下文中，参考附图，基于示例来说明本公开；但是本公开不限于示例，并且示例中的各种数值和材料仅是示例。注意，按以下顺序给出描述。
1、根据本公开的第一方面至第三方面的发光元件以及本公开的显示装置的总体描述
2、示例1(根据本公开的第一方面至第三方面的发光元件以及本公开的显示装置)
3、示例2(示例1的修改)
4、其他项目
<根据本公开的第一方面至第三方面的发光元件以及本公开的显示装置的总体描述>
在根据本公开的第一方面的发光元件或包括在本公开的显示装置中的根据本公开的第一方面的发光元件(在下文中，将这些发光元件统称为“根据本公开的第一方面的发光元件等”)中，包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值大于或等于6.1eV的形式是可能的；从而甚至更可靠地降低由白光发射元件发射的白光的色度坐标的值根据在阳极和阴极之间通过的电流量(电流密度)而经历很大变化的可能性。然后，在这种情况下，当包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip1|表示，并且包含在与邻近阴极的发光区域相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip2|表示时，优选地满足|Ip1|-|Ip2|≥0.1。此外，在这些情况下，优选地，包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的带隙的值大于或等于3.1eV。
在包括上述优选形式的根据本公开的第一方面的发光元件等中，在根据本公开第二方面至第三方面的发光元件或包括在本公开的显示装置中的根据本公开的第二方面至第三方面的发光元件(在下文中，将这些发光元件统称为“本公开的发光元件等”)中，与阴极相邻的发光区域中的主体材料包含吖嗪类化合物的形式是可能的。将在后面描述吖嗪类化合物。
此外，在包括上述优选形式的本公开的发光元件等中，其中，发光层发射白光的形式是可能的。
发光区域是在向阳极和阴极施加电压期间从阳极侧注入的空穴和从阴极侧注入的电子重组的区域。可以基于每个发光区域的载流子传输特性、根据光提取的发光波长的光路长度的调整等来酌情确定发射不同颜色的光的发光区域的发光层中的设置顺序。然后，在包括上述优选形式的本公开的发光元件等中，发光层包括从阳极侧到阴极侧的第一发光区域、第二发光区域和第三发光区域的形式是可能的。在这种情况下，例如，其中，第一发光区域发射红光(波长：620nm至750nm)、第二发光区域发射绿光(波长：495nm至570nm)、第三发光区域发射蓝光、并且整体上发射白光(波长：450nm至495nm)的形式是可能的。或者，第一发光区域发射红光、第二发光区域发射蓝光、第三发光区域发射绿光、并且整体上发射白光的形式是可能的。或者，发光层包括从阳极侧到阴极侧的第一发光区域和第二发光区域的形式是可能的。然后，在这种情况下，第一发光区域发射蓝光、第二发光区域发射黄光、并且整体上发射白光的形式是可能的。或者，第一发光区域发射黄光、第二发光区域发射蓝光的形式、并且整体上发射白光的形式是可能的。或者，第一发光区域发射蓝光、第二发光区域发射橙光、并且整体上发射白光的形式是可能的。或者，第一发光区域发射橙光、第二发光区域发射蓝光、并且整体上发射白光的形式是可能的。此外，上述发光颜色的组合仅是示例，并且可以根据设置为发光元件或显示装置的色域，来酌情确定该组合。注意，实际上存在发射不同颜色的光的发光区域混合并且没有明确分到每个发光区域内的情况。在发光层包括从阳极侧到阴极侧的第一发光区域、第二发光区域和第三发光区域的情况下，根据情况，中间区域(缓冲区域)可以设置在第一发光区域和第二发光区域之间。稍后将描述中间区域(缓冲区域)。
然后，发射白光的这种发光元件(白色发光元件)设置有红色滤色片层，从而获得红色发光元件；白色发光元件设置有绿色滤色片层，从而获得绿色发光元件；并且白色发光元件设置有蓝色滤色片层，从而获得蓝色发光元件。一个像素包括红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件。根据情况，一个像素可以包括红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件以及发射白色的发光元件(或者发射互补色光的发光元件)。
在本公开的显示装置中，在一个像素(或一个子像素)包括一个发光元件(一个显示元件)的形式中，像素(或子像素)的设置可以是但不限于条纹设置、对角设置、三角形设置或矩形设置。此外，在一个像素(或一个子像素)包括组装的多个发光元件(显示元件)的形式中，像素(或子像素)的设置可以是但不限于条纹设置。
滤色片层包含添加了含有所希望的颜料或染料的着色剂并且通过选择颜料或染料来调整的树脂，以使得在兴趣(例如，红色、绿色或蓝色)波长范围内的透光率较高，在其他波长范围内的透光率较低。透明滤波器可以放置在发射白光的发光元件中。黑色矩阵层(光阻挡层)可以形成在滤色片层之间。黑色矩阵层例如包括混合有黑色着色剂(具体地，例如，含有黑色聚酰亚胺树脂)的光密度大于或等于1的黑色树脂膜或利用薄膜的干涉的薄膜滤波器。薄膜滤波器包括例如两个或多个堆叠薄膜，并且通过利用薄膜的干涉来衰减光，其中，每个堆叠薄膜包含金属、金属氮化物或金属氧化物。作为薄膜滤波器，具体地，可以给出Cr和氧化铬(III)(Cr2O3)交替堆叠的滤波器。
此外，在包括上述优选形式的本公开的发光元件等中，发光元件包括有机电致发光元件(有机EL元件)的形式是可能的。此外，包括上述各种优选形式的本公开的显示装置可以具有包括有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)的配置。
在另一表达方式中，本公开的显示装置包括第一衬底、第二衬底以及由第一衬底和第二衬底夹持的图像显示部分，并且多个发光元件以二维矩阵配置设置在图像显示部分中，其中，每个发光元件是包括上述优选形式的根据本公开的第一方面至第三方面中的任何一个的发光元件。在此处，发光元件形成在第一衬底侧。第一电极形成在第一衬底侧，而第二电极形成在第二衬底侧。存在阳极对应于第一电极并且阴极对应于第二电极的情况，相反，存在阳极对应于第二电极并且阴极对应于第一电极的情况。
在包括上述优选形式的本公开的发光元件等中，整个有机层的厚度的示例包括1.2×10-7m至2×10-7m。此外，发光区域的厚度的示例包括大约10-8m的厚度，例如，1×10-8m的厚度。更具体地，红色发光区域的膜厚的示例包括5nm至15nm，绿色发光区域的膜厚的示例包括5nm至15nm，并且蓝色发光区域的膜厚的示例包括5nm至15nm；但膜厚不限于这些。
此外，在包括包含上述优选形式的根据本公开的第一方面至第三方面中的任一个的发光元件的本公开的显示装置中，在多个发光元件之间共享有机层和第二电极的形式是可能的。
可以在阳极和与阳极相邻的发光区域之间的区域(空穴传输区域)中形成一个或多个空穴供应层(也称为空穴注入层或空穴传输层)等。此外，可以在阴极和与阴极相邻的发光区域之间的区域(电子传输区域)中形成一个或多个电子传输层(也称为电子注入层或电子供应层)等。有机层可以部分含有无机化合物。将在后面描述空穴传输区域和电子传输层。注意，“与阳极相邻的发光区域”是指最接近阳极的发光区域，并不意味着发光区域与阳极直接接触。类似地，“与阴极相邻的发光区域”是指最靠近阴极的发光区域，并不意味着发光区域与阴极直接接触。此外，当与阴极相邻的发光区域被称为“发光区域A”并且与邻近阴极的发光区域相邻的发光区域被称为“发光区域B”时，发光区域A和发光区域B从阴极侧朝向阳极侧依次设置。
包含有机材料的有机层包括发光层，并且具体可以包括例如空穴传输层、发光层和电子传输层的堆叠结构、空穴注入层、空穴传输层、发光层、电子传输层和电子注入层的堆叠结构等。用于形成包括发光层的有机层的方法的示例包括物理气相沉积法(PVD法)，例如，真空气相沉积法；印刷方法，例如，丝网印刷方法和喷墨印刷方法；激光转印方法，其中，形成在用于转印的衬底上的激光吸收层和有机层的堆叠结构被激光照射，以分离激光吸收层上的有机层，并且转印有机层；以及各种应用方法。在基于真空气相沉积法形成有机层的情况下，可以通过例如使用所谓的金属掩模并沉积穿过设置在金属掩模中的开口的材料，来获得有机层；但优选的是，在整个表面上形成有机层，没有图案化。根据情况，有机层的一部分(具体地，例如，空穴传输层)的至少一部分可以处于不连续状态；在这种情况下，用于形成电荷注入和传输层的方法的示例包括诸如真空气相沉积法等PVD法。
空穴传输层(空穴供应层)的厚度和电子传输层(电子供应层)的厚度优选地大致相等。或者，电子传输层(电子供应层)可以比空穴传输层(空穴供应层)厚；由此可以以低驱动电压向发光层提供实现高效率所需的并且更是足够的电子。即，通过在阳极与发光层之间设置空穴传输层、并且形成膜厚小于电子传输层的膜厚的空穴传输层，可以增加空穴的供应。然后，因此，可以获得载流子平衡，其中，空穴和电子的量既不过量也不不足，此外，载流子的供给量足够大；因此可以获得高的发光效率。此外，由于空穴和电子的量既不过量也不不足，因此不易失去载流子平衡，抑制驱动劣化，并且可以延长发光寿命。
此外，包括上述优选形式的本公开的发光元件等可以采用但不限于以下：
基底包括其上形成有晶体管(具体地，例如，MOSFET)的硅半导体衬底和形成在硅半导体衬底上的层间绝缘层或者基底包括其上形成有晶体管(具体地，例如，薄膜晶体管TFT)的衬底和形成在衬底上的层间绝缘层的形式，
在层间绝缘层上形成第一电极和第一绝缘层，并且
形成在硅半导体衬底(或衬底)上的第一电极和晶体管经由形成在层间绝缘层中的接触孔连接在一起。
在本公开的发光元件等中，从第一电极侧向外部发射，或者从第二电极侧向外部发射，或者从第一电极侧和第二电极侧向外部发射来自发光层的光。位于发光侧的衬底和电极需要对发光元件发射的光是透明的。即，本公开的显示装置可以是从第二衬底发射光的顶部发射系统(上表面发光系统)的显示装置(上表面发光显示装置)，或者可以是从第一衬底发射光的底部发射系统(下表面发光系统)的显示装置(下表面发光显示装置)。在上表面发光显示装置中，滤色片层和黑色矩阵层可以形成在第二衬底的朝着第一衬底的表面的一侧上。另一方面，在下表面发光显示装置中，滤色片层和黑色矩阵层可以形成在第一衬底的朝着第二衬底的表面的一侧上。在如上所述基底包括其上形成有晶体管的硅半导体衬底(或衬底)以及形成在硅半导体衬底上的层间绝缘层的情况下，硅半导体衬底(或衬底)对应于第一衬底。在下文中，仅基于显示装置包括上表面发光显示装置的示例给出描述；但是在显示装置包括下表面发光显示装置的情况下，以下描述的措辞可以酌情改变。
第一衬底或第二衬底可以包括高应变点玻璃衬底、钠钙玻璃(Na2O·CaO·SiO2)衬底、硼硅酸盐玻璃(Na2O·B2O3·SiO2)衬底、镁橄榄石(2MgO·SiO2)衬底、铅玻璃(Na2O·PbO·SiO2)衬底、形成有绝缘膜的表面上的各种玻璃衬底中任何一个、石英衬底、形成有绝缘膜的表面上的石英衬底、硅半导体衬底、形成有绝缘膜的表面上的硅半导体衬底、有机聚合物(具有高分子材料的形态，例如，塑料膜、塑料片或含有高分子材料的柔性塑料衬底)，其示例包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯苯酚(PVP)、聚醚砜(PES)、聚酰亚胺、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)和聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)或金属箔。包含在第一衬底和第二衬底中的材料可以相同或可以不同。然而，在上表面发光显示装置中，第二衬底需要对来自发光元件的光是透明的；并且在下表面发光显示装置中，第一衬底需要对来自发光元件的光是透明的。在衬底包含有机聚合物的情况下，为了抑制透水性和透气性，优选地形成堆叠结构或进行表面处理。
在使第一电极用作阳极(阳电极)的情况下，来自真空级别的具有大功函数的电极材料优选地用作包含在第一电极中的材料，以便高效率地注入空穴。具体示例包括具有高功函数的金属和合金，例如，铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、银(Ag)合金、铬(Cr)、钨(W)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、钽(Ta)、钼(Mo)和钛(Ti)(例如，包含作为主要成分的银且包含0.3质量％至1质量％的钯(Pd)和0.3质量％至1质量％的铜(Cu)的Ag-Pd-Cu合金、Al-Nd合金、Al-Ni合金)。第一电极的厚度的示例包括0.1μm至1μm。或者，可以给出空穴注入特性优异的透明导电材料，例如，铟和锡(ITO)的氧化物、铟和锌(IZO)的氧化物、锡和锑的氧化物以及锌和铝的氧化物，并且可以给出空穴注入特性优异的透明导电材料(例如，铟和锡(ITO)的氧化物或者铟和锌(IZO)的氧化物)堆叠在具有高光反射率的反射膜(例如，介电多层膜或铝(Al))上的结构。
或者，具有光反射率优异的第一层和具有透光率和大功函数的第二层的堆叠结构是可能的。第二层位于有机层侧。第一层优选使用铝合金，其主要含有铝(Al)，作为主要成分。作为次要成分，优选地使用功函数小于作为主要成分的铝的元素。作为这种次要成分，可以给出镧系元素。虽然镧系元素的功函数不大，但含有这些元素，可以提高第一电极的稳定性，而且提高第一电极的空穴注入性。此外，作为次要成分，可以使用诸如硅(Si)、铜(Cu)、镍(Ni)和钛(Ti)等元素以及镧系元素。
在次要成分为使铝稳定的钕(Nd)、镍(Ni)、钛(Ti)和/或类似材料的情况下，第一电极的第一层中所含的铝合金中的次要成分的含有量例如优选地大致小于或等于10质量％。由此，在保持包含铝合金的第一层的反射率的同时，在发光元件的制造过程中，第一层可以保持稳定。此外，获得了高加工精度和化学稳定性。此外，也提高了第一电极的导电性。注意，钕(Nd)等金属的功函数小，因此，如果将通常使用的胺基材料用于空穴供应层，则空穴注入势垒增加。在这种情况下，通过混合受主材料(例如，7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(F4-TCNQ))和胺基材料，或者在第一电极的界面处形成聚乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT-PSS)的p掺杂层等，减少空穴注入势垒，并且可以抑制驱动电压的增加。除了上述以外，通过使用氮杂苯并菲衍生物，可以在抑制驱动电压的增加的同时，稳定发光元件。
除了上述以外，第一电极的第二层可以包含Al合金的氧化物、钼(Mo)的氧化物、锆的氧化物(Zr)、铬(Cr)的氧化物和钽(Ta)的氧化物。例如，在第二层包括含有镧系元素作为次要成分的铝合金的氧化物层(包括自然氧化物膜)的情况下，含有镧系元素氧化物的第二层的透光率良好，因为这种氧化物具有高透光率。然后，因此，在第一层的表面的反射率保持很高。此外，第一电极的电子注入特性可以通过包括ITO、IZO等的透明导电层的第二层来提高。或者，由于ITO和IZO具有大功函数，所以通过将这些材料用于第一层，可以提高载流子注入的效率。
另一方面，在第一电极用作阴极(阴电极)的情况下，第一电极优选包含功函数值小并且光反射率高的导电材料；还可以通过设置适当的电子注入层等来将用作第二电极的具有高反光率的导电材料用作阴极，以提高电子注入特性。
在使第二电极用作阴极(阴电极)的情况下，包含在第二电极中的材料(半透光材料或透光材料)优选地包含具有小功函数值的导电材料，使得可以透射发射光并且电子可以有效地注入有机层内；示例包括铝(Al)、银(Ag)、镁(Mg)、钙(Ca)、钠(Na)、锶(Sr)、碱金属的合金或碱土金属和银(Ag)的合金(例如，镁(Mg)和银(Ag)的合金(Mg-Ag合金))、镁和钙的合金(Mg-Ca合金)以及铝(Al)和锂(Li)的合金(Al-Li合金)；其中，Mg-Ag合金是优选的，并且镁和银之间的体积比的示例包括Mg:Ag＝5:1至30:1。或者，镁和钙的体积比的示例包括Mg:Ca＝2：1至10：1。第二电极的厚度的示例包括4nm至50nm，优选地，4nm至20nm，并且更优选地，6nm至12nm。或者，第二电极可以具有从有机层侧依次设置的上述任何材料的层以及例如所谓的包含ITO或IZO的透明电极(厚度例如为3×10-8m至1×10-6m)的堆叠结构。或者，第二电极可以包括包含有机发光材料的混合物层，例如，喹啉铝络合物、苯乙烯胺衍生物或酞菁衍生物。在这种情况下，可以进一步提供具有类似于Mg-Ag的透光性的层。在经由第二电极发射光的情况下，第二电极的平均透光率为50％至90％，优选地，60％至90％。
第二电极可以具有两层结构；在这种情况下，在第二层位于有机层侧的情况下，第一层优选包含功函数小且透光性良好的材料。包含在第一层中的材料的具体示例包括碱金属氧化物、碱金属氟化物、碱土金属氧化物和碱土金属氟化物，例如，Li2O、Cs2Co3、Cs2SO4、MgF、LiF和CaF2。此外，作为包含在第二层中的材料，可以给出具有透光性并且还具有良好导电性的材料，例如，Mg-Ag(体积比例如为Mg:Ag＝5:1至30:1)、Mg-Ca(体积比例如为Mg:Ca＝2:1至10:1)以及Ca。
另一方面，在使第二电极用作阳极(阳电极)的情况下，第二电极优选含有透射发射光并且功函数值大的导电材料。
第二电极可以设置有包含低电阻材料(例如，铝、铝合金、银、银合金、铜、铜合金、金或金合金)的总线电极(辅助电极)，以整体上减少第二电极的电阻。
用于形成阳极和阴极(第一电极和第二电极)的方法的示例包括气相沉积法(包括电子束气相沉积法、热丝气相沉积法和真空气相沉积法)、溅射方法、化学气相沉积法(CVD法)、MOCVD法、以及离子电镀法和蚀刻法的组合；各种印刷方法，例如，丝网印刷方法、喷墨印刷方法和金属掩模印刷方法；电镀方法(电镀方法和无电电镀方法)；剥离方法；激光烧蚀法；溶胶-凝胶法等。通过使用各种印刷方法和电镀方法，可以直接形成具有期望形状(图案)的阳极和阴极(第一电极和第二电极)。注意，在形成有机层之后形成第二电极的情况下，基于成膜粒子具有小能量的成膜法(特别是例如真空气相沉积法)以及诸如MOCVD法等成膜法的形成从防止发生对有机层的损坏的观点出发是优选的。如果发生对有机层的损坏，则存在会发生由于产生泄漏电流而导致的被称为“黑点”的非发光像素(或非发光子像素)的问题。此外，从防止由于空气中的湿气引起的有机层劣化的观点来看，优选地在不暴露于空气的情况下执行从形成有机层到形成这些电极的过程。如上所述，第二电极可以不图案化，并且可以是所谓的公共电极。
如上所述，第一电极设置在层间绝缘层上。然后，层间绝缘层覆盖形成在第一衬底中(或在第一衬底上)的发光元件驱动部分。发光元件驱动部分包括一个或多个晶体管(例如，MOSFET或TFT)，并且晶体管和第一电极经由设置在层间绝缘层中的接触孔(接触插头)电连接在一起。发光元件驱动部分可以具有公知的电路配置。作为层间绝缘层中含有的材料，基于SiO2的材料，例如，SiO2、BPSG、PSG、BSG、AsSG、PbSG、SOG(旋涂玻璃)、低熔点玻璃、玻璃膏；基于SiN的材料，包括基于SiON的材料；绝缘树脂，例如，丙烯酸树脂和聚酰亚胺树脂等，可以酌情单独或组合使用。诸如CVD法、涂布方法、溅射方法和各种印刷方法等已知工艺可用于形成层间绝缘层。
优选的是，为了防止水分到达有机层，在第二电极上方设置绝缘或导电保护膜。优选地基于成膜颗粒具有小能量的成膜方法，特别是例如真空气相沉积法或诸如CVD法或MOCVD法等成膜方法来形成保护膜，因为可以减少对底层的影响。或者，优选的是，为了防止由于有机层的劣化而引起的亮度降低，将成膜温度设定为常温；此外，优选的是，为了防止保护膜的剥离，在保护膜的应力最小化的条件下形成保护膜。此外，优选地形成保护膜，而不将已经形成的电极暴露于空气；由此，可以防止由于空气中的湿气和氧气引起的有机层的劣化。此外，保护膜优选地包含例如透射由发光层生成的大于或等于80％的光的材料；具体示例包括无机非晶绝缘材料，例如，下面所示的材料。这种无机非晶绝缘材料不会产生颗粒，因此具有低渗水性并形成良好的保护膜。具体地，对由发光层发射的光透明的、致密的并且不允许水分透过其中的材料优选地用作包含在保护膜中的材料；更具体地，示例包括非晶硅(α-Si)、非晶碳化硅(α-SiC)、非晶硅氮化物(α-Si1-xNx)、非晶硅氧化物(α-Si1-yOy)、非晶碳(α-C)、非晶氮氧化硅(α-SiON)和Al2O3。在保护膜包含导电材料的情况下，保护膜可以包含诸如ITO或IZO等透明导电材料。
保护膜和第二衬底经由例如树脂层(密封树脂层)接合在一起。作为树脂层(密封树脂层)中含有的材料，可以给出热固性粘合剂和紫外线固化型粘合剂，例如，丙烯酸类粘合剂、环氧类粘合剂、聚氨酯类粘合剂、硅类粘合剂以及氰基丙烯酸酯类粘合剂。
在显示装置的最外表面(第二衬底的外表面)上，可以形成紫外线吸收层、防污层、硬涂层和抗静电层，或者可以设置保护元件。
显示装置还可以包括谐振器结构，以便更多地提高光提取效率。具体地，促使发光层发射的光在第一界面和第二界面之间谐振，并且促使一部分光从第二电极发射，其中，第一界面包括第一电极和有机层之间的界面(或者经由层间绝缘层设置在第一电极下方的光反射层与层间绝缘层之间的界面)，第二界面包括第二电极和有机层之间的界面。然后，当从发光层的最大发光位置到第一界面的距离由L1表示，其光学距离由OL1表示，距离发光层的最大发光位置到第二界面的距离由L2表示，其光学距离由OL2表示，并且m1和m2均表示整数时，下面满足公式(A-1)、公式(A-2)、公式(A-3)和公式(A-4)。
0.7{-Φ1/(2π)+m1}≤2×OL1/λ≤1.2{-Φ1/(2π)+m1}
(A-1)
0.7{-Φ2/(2π)+m2}≤2×OL2/λ≤1.2{-Φ2/(2π)+m2}
(A-2)
L1<L2(A-3)
m1<m2(A-4)
其中，
λ：由发光层生成的光谱的最大峰值波长(或由发光层生成的光中的期望波长)
Φ1：在第一界面处反射的光的相移量(单位：弧度)
条件是-2π<Φ1≤0
Φ2：在第二界面处反射的光的相移量(单位：弧度)，
条件是-2π<Φ2≤0。
在此处，可以使光提取效率最大化的m1＝0和m2＝1的形式是可能的。
注意，从发光层的最大发光位置到第一界面的距离L1是指从发光层的最大发光位置到第一界面的实际距离(物理距离)，并且从发光层的最大发光位置到第二界面的距离L2是指从发光层的最大发光位置到第二界面的实际距离(物理距离)。此外，光学距离也被称为光学路径长度，并且当光束已经穿过折射率为n的介质达距离L时，通常是指n×L。这同样适用于以下内容。因此，当有机层(或有机层和层间绝缘层)的平均折射率由nave表示时，存在OL1＝L1×nave和OL2＝L2×nave的关系。在此处，平均折射率nave是通过将折射率与有机层(或有机层和层间绝缘层)中包含的层的厚度的乘积相加并将所得值除以有机层(或有机层和层间绝缘层)的厚度而获得的值。
第一电极、第二电极和光反射层吸收一部分入射光并反射其余部分。因此，反射光发生相移。可以通过使用例如椭圆偏振仪来测量第一电极、第二电极和光反射层中包含的材料的复数折射率的实数部分和虚数部分的值，并基于这些值进行计算，来找出相移量Φ1和Φ2(例如，参见MaxBorn和Emil Wolf的“Principles of Optic”，1974(PERGAMONPRESS))。注意，也可以通过使用椭圆偏振仪进行测量，来找出有机层、各种层间绝缘层等的折射率。
因此，实际上，在具有谐振器结构的有机EL显示装置中，红色发光元件(包括设置有红色滤色片层的白色发光元件)促使发光层发射的红光谐振，并从第二电极中发射微红光(具有红色区域中的光谱的峰值的光)。此外，绿色发光元件(包括设置有绿色滤色片层的白色发光元件)促使发光层发射的绿光谐振，并从第二电极中发射绿光(具有绿色区域中的光谱的峰值的光)。此外，包括蓝色发光元件(设置有蓝色滤色片层的白色发光元件)促使发光层发射的蓝光谐振，并且从第二电极中发射蓝光(具有蓝色区域中的光谱的峰值的光)。即，可以通过确定由发光层生成的光中的期望波长λ(具体地，红色的波长、绿色的波长和蓝色的波长)并且通过基于公式(A-1)、公式(A-2)、公式(A-3)和公式(A-4)找到红色发光元件、绿色发光元件和蓝色发光元件中的每一个中的各种参数，例如，OL1和OL2，来设计每个发光元件。
作为包含在光反射层中的材料，可以给出铝、铝合金(例如，Al-Nd)，Ti/Al堆叠结构、铬(Cr)、银(Ag)和银合金(例如，Ag-Pd-Cu和Ag-Sm-Cu)；光反射层例如可以由气相沉积法(诸如电子束气相沉积法、热丝气相沉积法以及真空气相沉积法等)、溅射法、CVD法、离子电镀法；电镀方法(电镀方法和无电电镀方法)；剥离方法；激光烧蚀法；溶胶-凝胶法等形成。
中间区域(中间层)例如包含由下式(1)表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0001696234700000131
在公式(1)中，Ar1至Ar3均表示成环碳原子数为6至50的取代或未取代的芳香族烃基或成环原子数为5至30的取代或未取代的杂环基。然而，存在Ar1和Ar2、Ar1和Ar3以及Ar2和Ar3中的任何一组键合在一起以形成在公式(1)中含有氮原子的取代或未取代的含氮杂环的情况。含氮杂环的示例包括咔唑环等。注意，“成环碳原子”是指包含在饱和环中。不饱和环或芳香环中的碳原子，“成环原子”是指包含在杂环(包括饱和环、不饱和环和芳香环)中的碳原子和杂原子。
公式(1)的Ar1、Ar2和Ar3中的至少一个是由下式(2)表示的杂环基。即，公式(1)的化合物包含一个或多个二苯并呋喃环或二苯并噻吩环。
[化学式2]
Figure BDA0001696234700000132
在公式(2)中，X表示氧原子或硫原子。Y1至Y8均表示碳原子，Y1至Y8中的一个为与L1键合的碳原子。L1表示与公式(1)中的氮原子键合的连接基团，为单键或成环碳原子数为6至50的取代或未取代的芳香族烃基。除与L1键合的碳原子以外的Y1至Y8中的7个均是下面与R键合的碳原子，或者均形成含有相邻碳原子的取代或未取代的环。R表示氢原子、碳原子数为1至10的取代或未取代的烷基、成环碳原子数为3至10的取代或未取代的环烷基、碳原子数为3至10的取代或未取代的三烷基甲硅烷基、成环碳原子数为18至30的取代或未取代的三芳基甲硅烷基、碳原子数为8至15的取代或未取代的烷基芳基甲硅烷基(条件是芳基部分的成环碳原子数为6至14)、成环碳原子数为6至16的取代或未取代的芳基、取代氨基、包含取代氨基的基团、卤素原子或氰基。作为含有相邻碳原子的环，可以给出苯环等。
对于中间区域(中间层)，期望在相对于中间区域位于阴极侧的发光区域(为了方便起见，被称为“阴极侧发光区域”)与中间区域之间的界面处阻挡电子，以提高阴极侧发光区域中的发光效率，并且期望充分地执行电子相对于中间区域向位于阳极侧的发光区域(为了方便起见，被称为“阳极侧发光区域”)的移动，以提高阳极侧发光区域中的发光效率；而且期望防止在阴极侧发光区域与中间区域之间的界面处的阴极侧发光区域的劣化。作为包含在这种中间区域中的材料所需的特性，可以给出以下特性：例如，具有空穴传输特性、并且具有足够的能隙、具有足够的LUMO能级以阻挡电子到阴极侧发光区域、还具有足够的能隙以限制发光区域的发光能量，并且还可以给出具有空穴传输特性以及具有合适的电子传输能力。
公式(1)的化合物是具有二苯并呋喃结构或二苯并噻吩结构的胺化合物。由于该化合物含有二苯并呋喃或二苯并噻吩，所以该化合物具有较大的能隙，并且适合于限制激子能量。即，如果如公式(1)那样含有二苯并呋喃或二苯并噻吩的胺化合物用作中间区域，则限制激子能量；从而获得高发光效率，可以以良好的平衡进行空穴的传输和电子的传输，并且可以以良好的平衡获得两个或多个发光区域的发光。而且，电子密度高；因此，具有促进电子传输的效果。另一方面，由于公式(1)的化合物是胺化合物，所以该化合物具有空穴传输特性。即，含有由公式(1)表示的化合物的中间区域具有以良好的平衡阻挡和移动电子的功能；因此，在阴极侧发光区域和中间区域之间的界面处阻挡电子的同时，充分地执行电子向阳极侧发光区域的移动。因此，电子不会积聚在中间区域和阴极侧发光区域之间的界面处，并且发光区域不太可能劣化；从而可以获得长寿命的发光元件。此外，也充分进行电子向阳极侧发光区域的分布，因此可以将中间区域的膜厚设定得大；此外，相对于中间区域的膜厚变化，颜色之间的光发射平衡的变化小，因此，中间区域的膜厚边缘可以设定得大；从而可以获得批量生产率高的发光元件。此外，可以通过与发光区域的最佳载流子传输特性组合，来获得所有发光区域以良好的平衡发光的发光元件。
在下文中，描述了上述公式(1)的化合物的每个基团的示例。
具有6至50个成环碳原子的芳香族烃基优选具有6至20个成环碳原子，更优选具有6至16个成环碳原子，特别优选具有6至12个成环碳原子。作为一价芳香族烃基(芳基)，可以给出苯基、萘基、菲基、芘基、
Figure BDA0001696234700000141
基、苯并蒽基、苯并[c]菲基、苯并[g]
Figure BDA0001696234700000142
基、三亚苯基、芴基、苯并芴基、二苯并芴基、联苯基、三联苯基、荧蒽基等；并且苯基、联苯基和萘基是优选的。作为具有取代基的芳香族烃基，可以给出甲苯基、二甲苯基、9,9-二甲基芴基等。
作为由L1表示的芳族烃基，可以给出上述一价芳族烃基的一个氢原子变成单键的二价基团。由R表示的芳族烃基是在上述芳族烃基中具有6至16个成环碳原子的芳族烃基。
具有5至30个成环原子的杂环基优选具有5至20个成环原子，更优选具有5至14个成环原子。一价芳香族杂环基(杂芳基)的具体示例包括吡咯基、吡唑基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、吡啶基、三嗪基、吲哚基、异吲哚基、苯并咪唑基、苯并咪唑基、吲唑基、咪唑并[1,2-a]吡啶基、呋喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、氮杂二苯并呋喃基、噻吩基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、氮杂二苯并噻吩基、喹啉基、异喹啉基、喹喔啉基、喹唑啉基、萘啶基、咔唑基、氮杂咔唑基、菲啶基、吖啶基、菲咯啉基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩恶嗪基、恶唑基、恶二唑基、呋吖基、苯并恶唑基、噻吩基、噻唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、三唑基、四唑基等；并且二苯并呋喃基、二苯并噻吩基和咔唑基是优选的。
作为碳原子数1至10的烷基，可以给出直链烷基、支链烷基。作为直链和支链烷基，可以给出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基等；优选地，给出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基等；进一步优选地，给出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基和叔丁基。
作为成环碳原子数为3至10的环烷基，可以给出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等；并且优选地，可以给出环戊基和环己基。
具有3至10个碳原子的三烷基甲硅烷基表示为-Si(Ra)(Rb)(Rc)，并且(Ra)、(Rb)和(Rc)的示例包括上述烷基。具体地、可以给出三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基等。
具有18至30个成环碳原子的三芳基甲硅烷基表示为-Si(Ara)(Arb)(Arc)，并且(Ara)、(Arb)和(Arc)的示例包括上述芳基。具体地，可以给出三苯基甲硅烷基等。
作为具有8至15个碳原子的烷基芳基甲硅烷基(条件是芳基部分的成环碳原子数为6至14)，可以给出二烷基芳基甲硅烷基和烷基二芳基甲硅烷基。二烷基芳基甲硅烷基表示为-Si(Ra)(Rb)(Arc)；(Ra)和(Rb)的示例包括上述烷基，并且(Arc)的示例包括上述芳族烃基。具体地，可以给出苯基二甲基甲硅烷基等。
烷基二芳基甲硅烷基表示为-Si(Ra)(Arb)(Arc)；Ra的示例包括上述烷基，并且(Arb)和(Arc)的示例包括上述芳基。具体地，可以给出甲基二苯基甲硅烷基等。
取代的氨基表示为-N(Ara)(Arb)；(Ara)和(Arb)的示例包括上述芳基和杂芳基。具体地，可以给出二苯基氨基、二苯基氨基、二苯并呋喃基联苯基氨基等。作为含有取代氨基的基团，可以给出被上述取代氨基取代的芳基。
作为卤素原子，可以给出F、Cl、Br、I等。
作为公式(1)表示的化合物的每个基团的取代基，可以给出上述烷基、环烷基、取代甲硅烷基、芳香族烃基、杂环基和卤素原子，此外，还给出烷氧基、芳烷基、甲硅烷基、羟基、硝基、氰基、羧基、芳氧基、取代氨基等。此外，“未取代的”表示氢原子键合。
在公式(1)的化合物中，Ar1、Ar2和Ar3中的一个或多个可以与包含取代氨基、或取代或未取代的咔唑基的基团键合，以形成二胺化合物、三胺化合物等。作为含有取代氨基的基团，可以给出含有具有取代或未取代的芳香族烃基的氨基或上述成环原子数为5至30的取代或未取代的杂环基的基团。具体地，可以给出二苯基氨基、二苯基氨基、二苯并呋喃基联苯基氨基以及这些取代氨基中的任一个与芳香族烃基键合的基团(苯、萘、蒽、9,9-二甲基芴基等)。
由公式(1)表示的化合物的具体示例如下所示。
[化学式3]
Figure BDA0001696234700000161
[化学式4]
Figure BDA0001696234700000171
[化学式5]
Figure BDA0001696234700000181
[化学式6]
Figure BDA0001696234700000182
[化学式7]
Figure BDA0001696234700000191
[化学式8]
Figure BDA0001696234700000192
对于公式(1)的化合物，例如，可以给出JP 2006-151844A、JP 2008-021687A、WO2007/125714、WO 2010-061824和JP 2005-112765A，作为参考文献。
中间区域的厚度为0.1nm至20nm，优选地，5nm至10nm。通过将由公式(1)表示的化合物用作中间区域，可以在阻挡在阴极侧发光区域和中间区域之间的界面处的电子的同时，以良好的平衡向阳极侧发光区域供应电子；因此，中间区域的厚度可以设定得比以前更大。在中间区域中由公式(1)表示的化合物的含量比没有特别限定，优选为1质量％至100质量％，更优选为80质量％至100质量％，特别优选为100质量％。作为可用于中间区域的其他化合物，可以给出发光区域的主体材料和空穴传输区域或电子传输区域中使用的化合物。
作为上述吖嗪类化合物，可以给出下述公式(3)所示的化合物。
[化学式9]
Figure BDA0001696234700000201
在此处，X1表示-CH或氮原子，X2表示-CH或氮原子，并且X3表示-CH或氮原子，条件是X1、X2和X3不同时为-CH；l的值为0或1，m的值为0、1或2，并且n的值为0、1或2，条件是当m＝0时，l＝0；A表示咔唑基、二苯并呋喃基或二苯并噻吩基；B表示成环碳原子数大于或等于6且小于或等于30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环碳原子数大于或等于5且小于或等于30的取代或未取代的杂环基；C表示成环碳原子数大于或等于6且小于或等于30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环碳原子数大于或等于5且小于或等于30的取代或未取代的杂环基；D表示成环碳原子数大于或等于6且小于或等于30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环碳原子数大于或等于5且小于或等于30的取代或未取代的杂环基；LA表示成环碳原子数大于或等于6且小于或等于30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环碳原子数大于或等于5且小于或等于30的取代或未取代的杂环基；LC表示成环碳原子数大于或等于6且小于或等于30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环碳原子数大于或等于5且小于或等于30的取代或未取代的杂环基；上述取代基均单独且独立地选自甲基、乙基、异丙基、叔丁基、苯基、萘基、联苯基、三联苯基、菲基、蒽基、芘基、
Figure BDA0001696234700000202
基、芴基、9,9-二甲基芴基、9,9-二苯基芴基、螺芴基、吡啶、嘧啶、三嗪、吲哚、咪唑、嘌呤、异喹啉、喹啉、喹唑啉、咔唑、菲啶、吖啶、菲咯啉、氟、氯、氰基、甲硅烷基以及氘。
注意，优选地，X1为氮原子，X2为氮原子，X3为-CH。此外，A优选为3-咔唑基、9-咔唑基、2-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、2-二苯并噻吩基和4-二苯并噻吩基中的任一种。此外，B的芳族烃优选为苯基、萘基、联苯、三联苯、菲基、蒽基、芘基、
Figure BDA0001696234700000212
基、芴基、9,9-二苯基芴基和螺芴基中的任何一种。此外，B的杂环基优选为吡啶、嘧啶、三嗪、吲哚、咪唑、嘌呤、异喹啉、喹啉、喹唑啉、咔唑、菲啶、吖啶和菲咯啉中的任一种。此外，C、D、LA和LC的芳香族烃优选地均独立地选自上述B的芳香族烃的配方。此外，C、D、LA和LC的杂环基优选地均独立地选自上述B的杂环基的配方。此外，当m＝0时，A直接与含有X1的吖嗪环键合。当l＝0时，B不存在。当n＝时，C直接键合到含有X1的吖嗪环。
公式(3)的化合物的具体示例如下所示。
[化学式10]
Figure BDA0001696234700000211
[化学式11]
Figure BDA0001696234700000221
[化学式12]
Figure BDA0001696234700000231
[化学式13]
Figure BDA0001696234700000241
[化学式14]
Figure BDA0001696234700000251
[化学式15]
Figure BDA0001696234700000261
[化学式16]
Figure BDA0001696234700000271
优选地，包含在发光区域中的材料优选具有电荷注入功能(在电场施加期间能够从阳极或空穴供应层注入空穴并且能够从阴极或电子供应层注入电子的功能)、电荷传输功能(通过电场的作用力而促使注入的空穴和电子移动的功能)、以及发光功能(提供电子和空穴的重组空间并引导这些载流子发光的功能)。
发光区域可以是荧光发光区域，或者可以是磷光发光区域。
除吖嗪类化合物之外的包含在荧光发光区域中的主体材料的示例包括苯乙烯基衍生物、并四苯衍生物和芳族胺。作为苯乙烯衍生物，可以给出联苯乙烯衍生物、三苯乙烯衍生物、四苯乙烯衍生物、苯乙烯胺衍生物。作为芳族胺，可以给出具有均被芳族环基团取代的2至4个氮原子的化合物。
优选的是，在多个发光区域中，除包含作为上述主体材料的吖嗪类化合物的发光区域之外的至少一个发光区域包含具有小于5.6eV的电离电势的材料，作为主体材料。此外，该发光区域优选为多个发光区域中最靠近阳极侧的发光区域。由此，来自阳极的空穴注入稳定。作为具有小于5.6eV的电离电势的化合物(空穴传输材料)，可以给出母体骨架具有4至7个环元素的多环芳香族烃化合物。母体骨架优选为芘、苯并芘、
Figure BDA0001696234700000282
、并四苯、苯并四苯、二苯并环戊二烯、苝或晕苯。
更具体地，可以给出由以下公式(4)表示的化合物，作为示例。使用这种化合物可以稳定来自阳极的空穴注入。
[化学式17]
Figure BDA0001696234700000281
在此处，在公式(4)中，R21至R28均表示氢原子、氟原子、碳原子数为1至10的取代或未取代的烷基、碳原子数为3至10的取代或未取代的环烷基、碳原子数为3至30的取代或未取代的烷基甲硅烷基、成环碳原子数为8至30的取代或未取代的芳基甲硅烷基、碳原子数为1至20的取代或未取代的烷氧基、成环碳原子数为6至20的取代或未取代的芳氧基成环碳原子、成环碳原子数为6至30的取代或未取代的芳香族烃基、或成环原子数为5至30的取代或未取代的杂环基。注意，这些基团的具体示例包括与作为上述公式(1)和(3)的化合物的示例所示的基团相似的基团。
具体地，可以给出以下公式(6-1)至公式(6-5)的化合物等。
[化学式18]
Figure BDA0001696234700000291
荧光发光区域的掺杂剂材料的示例包括诸如苯乙烯基苯系染料、恶唑系染料、苝系染料、香豆素系染料以及吖啶系染料等荧光材料(例如，激光染料)、诸如蒽衍生物、并四苯衍生物、并五苯衍生物、
Figure BDA0001696234700000292
衍生物、二酮吡咯并吡咯衍生物、吡喃衍生物和苯乙烯衍生物等多环芳香族烃系材料、亚甲基吡咯骨架化合物、金属络合物、喹吖啶酮衍生物、基于氰亚甲基吡喃的衍生物(DCM和DCJTB)、苯并噻唑类化合物、苯并咪唑类化合物、金属螯合喔星类化合物等。这些荧光材料中的每一个的掺杂浓度在膜厚比方面优选地大于或等于0.5％且小于或等于15％。
含有空穴传输材料的发光区域优选含有作为掺杂剂材料的苝衍生物、二酮吡咯并吡咯衍生物、吡咯亚甲基络合物、吡喃衍生物或苯乙烯基衍生物。
适合于磷光发光区域的主体是具有由于从主体的激发态向磷光发光性化合物发生能量转移而使磷光发光性化合物发光的功能的化合物。不特别限制主体化合物，只要是三重态能隙大且可以将激子能量转移至磷光发光化合物的化合物即可，并且可以根据目的酌情地适当选择。这种主体化合物的具体示例包括含有苯环、萘环和杂环的组合的稠环化合物、咔唑衍生物、三唑衍生物、恶唑衍生物、恶二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷烃衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑啉酮衍生物、苯二胺衍生物、芳基胺衍生物、氨基取代查耳酮衍生物、苯乙烯基蒽衍生物、芴酮衍生物、腙衍生物、二苯基乙烯衍生物、硅氮烷衍生物、芳香族叔胺化合物、苯乙烯胺化合物、芳香族二亚甲基系化合物、卟啉系化合物、蒽醌二甲烷衍生物、蒽酮衍生物、二苯基醌衍生物、二氧化噻喃衍生物、碳二亚胺衍生物、亚芴基甲烷衍生物、二苯乙烯基吡嗪衍生物、萘、苝等的杂环四羧酸酐、以酞菁衍生物或8-羟基喹啉衍生物的金属络合物、金属酞菁以及含有苯并恶唑或苯并噻唑作为配体的金属络合物为代表的各种金属络合物聚硅烷系化合物、诸如聚(N-乙烯基咔唑)衍生物、苯胺系共聚物、噻吩低聚物以及聚噻吩等导电性高分子低聚物、诸如聚噻吩衍生物、聚亚苯基衍生物、聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚芴衍生物等高分子化合物等。主体化合物可以单独使用，或者两种或更多种主体化合物可以组合使用。具体示例包括如下的化合物。
[化学式19]
Figure BDA0001696234700000301
磷光发光化合物(磷光发光掺杂剂)是可以从三重态激子发光的化合物。不特别限制磷光发光性化合物，只要从三重态激子发光；但优选为含有选自由Ir、Ru、Pd、Pt、Os和Re组成的基团中的至少一种金属的金属络合物，更优选为卟啉金属络合物或邻位金属化金属络合物。卟啉铂络合物可以作为卟啉金属络合物给出。磷光发光化合物可以单独使用，或者可以组合使用两种或更多种磷光发光化合物。
作为邻位金属化金属络合物中所含的配体，虽然存在各种配体，但优选地，可以给出2-苯基吡啶衍生物、7,8-苯并喹啉衍生物、2-(2-噻吩基)吡啶衍生物、2-(1-萘基)吡啶衍生物、2-苯基喹啉衍生物等。必要时，这些衍生物可以含有取代基。特别地，引入氟化物或三氟甲基的配体作为蓝色基掺杂剂是优选的。此外，作为辅助配体，可以含有上述配体以外的配体，例如，乙酰丙酮化物或苦味酸。另外，也可以使用具有所需发光颜色的已知磷光掺杂剂。具体示例包括具有芪结构的胺、芳香胺、苝衍生物、香豆素衍生物、硼烷衍生物和吡喃衍生物。其中，优选使用铱络合物、铂络合物或铼络合物的磷光掺杂剂材料。
发光区域中的磷光发光性化合物(磷光发光性掺杂剂)的含量没有特别限制，可以根据目的酌情选择，例如，为0.1质量％至70质量％，优选为1质量％至30质量％。由于磷光发光性化合物的含量大于或等于0.1质量％，所以防止发光变弱，可以充分显示含有该化合物的效果。另一方面，通过将含量设定为小于或等于70质量％，可以抑制称为浓度猝灭的现象，并且可以防止发光元件的性能下降。
红色发光区域优选包含上述空穴传输材料。绿色发光区域可以包含荧光发光材料或磷光发光材料。在蓝色发光区域中，通过例如将上述吖嗪化合物用作主体材料并且将吖嗪化合物掺杂有蓝色荧光掺杂剂材料，可以促使发生蓝色发光。注意，优选地，将上述公式(3)所示的吖嗪衍生物用作蓝色发光区域和绿色发光区域中包含的主体材料。
作为蓝色掺杂剂材料，可以给出具有在约400nm至490nm范围内的发光峰值的化合物。作为这种化合物，可以给出诸如萘衍生物、蒽衍生物、并四苯衍生物、苯乙烯基胺衍生物以及双(吖嗪基)亚甲基硼络合物等有机物。其中，优选使用氨基萘衍生物、氨基蒽衍生物、氨基蒽衍生物、氨基芘衍生物、苯乙烯基胺衍生物以及双(吖嗪基)亚甲基硼络合物。
优选地，有机层具有从阳极侧依次堆叠第一发光区域、中间区域、第二发光区域和第三发光区域的配置；第一发光区域至少包含上述空穴传输材料，作为主体材料，第二发光区域和第三发光区域包含上述吖嗪衍生物，作为主体材料。
此外，除了包含作为主体材料的上述吖嗪衍生物的发光区域以外的至少一个发光区域可以包含至少磷光发光材料，作为主体材料。在这种情况下，磷光发光材料优选为咔唑衍生物或喹啉络合物衍生物。特别地，优选的是，在有机层中，从阳极侧开始依次堆叠第一发光区域、中间区域和第二发光区域；第一发光区域至少包含磷光发光材料，作为主体材料，并且第二发光区域包含吖嗪衍生物，作为主体材料。
包含在空穴传输区域中的层(空穴供应层等)用作缓冲层，用于提高将空穴注入发光区域的效率并防止泄漏。根据整个发光元件的配置，特别是根据与电子供应层的关系，空穴供应层的膜厚例如为5nm至300nm，优选10nm至200nm。
包含在空穴供应层中的材料可以根据与包含在电极和相邻层中的材料的关系酌情选择，并且示例包括汽油、苯乙烯胺、三苯胺、卟啉、三亚苯、氮杂三亚苯、四氰基对苯醌二甲烷、三唑、咪唑、恶二唑、聚芳基烷烃、苯二胺、芳基胺、恶唑、蒽、芴酮、腙和二苯基乙烯、这些的衍生物、聚硅烷系化合物、杂环共轭系单体、低聚物、以及聚合物，例如，乙烯基咔唑系化合物、噻吩系化合物和苯胺系化合物。
在空穴供应层具有双层配置的情况下，作为第一层(阳极侧)和第二层(发光区域侧)中包含的材料，可以给出α-萘基苯基亚苯基二胺、卟啉、金属四苯基卟啉、金属萘酞菁、六氰基氮杂苯并菲、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷(TCNQ)、F4-TCNQ、四氰基-4,4,4-三(3-甲基苯基苯氨基)三苯胺、N,N,N',N'(对甲苯基)对苯二胺、N,N,N',N'-四苯基-4,4'-二氨基联苯、N-苯基咔唑、4-二对甲苯基氨基二苯基乙烯、聚对苯乙炔、聚噻吩乙烯、聚(2,2'-噻吩基吡咯)等。
此外，通过使用以下公式(21)、公式(22)、公式(23)和公式(24)所示的化合物，由于从电子供应层向发光区域供应电子，所以可以优化从空穴供应层到发光区域的空穴供应。
[化学式20]
Figure BDA0001696234700000321
[化学式21]
Figure BDA0001696234700000331
[化学式22]
Figure BDA0001696234700000332
[化学式23]
Figure BDA0001696234700000333
在公式(21)中，R1至R6均独立地表示选自由选自氢原子、卤素原子、羟基、氨基、芳基氨基、具有小于或等于20个碳原子的羰基、具有小于或等于20个碳原子的羰基酯基、具有小于或等于20个碳原子的烷基、具有小于或等于20个碳原子的烯基、具有小于或等于20个碳原子的烷氧基、具有小于或等于30个碳原子的芳基、小于或等于30个碳原子的杂环基、腈基、氰基、硝基和甲硅烷基组或其衍生物的取代基组成的基团的取代基；R1至R6中相邻的可以彼此键合，以形成环状结构。此外，X1至X6均独立地表示碳原子或氮原子。注意，上述公式(21)所示的氮杂苯并菲衍生物适合用于空穴供应层，因为通过X被氮原子取代而提高了化合物中的氮的含量比。在公式(21)所示的氮杂苯并菲衍生物的具体示例包括下面公式(21-1)的化合物等。
[化学式24]
Figure BDA0001696234700000341
在公式(22)中，A0至A2均独立地表示芳香族烃基，其碳原子数为6至30，并且被氢原子、卤素原子、羟基、醛基、羰基、羰基酯基、烷基、链烯基、环状烷基、烷氧基、芳基、氨基、杂环基、氰基、腈基、硝基或甲硅烷基取代。在公式(22)中所示的胺衍生物的具体示例包括以下公式(22-1)至公式(22-9)的化合物等。
[化学式25]
Figure BDA0001696234700000351
在公式(23)中，A3至A6均独立地表示芳香族烃基，其碳原子数为6至20，并且被氢原子、卤原子、羟基、醛基、羰基、羰基酯基、烷基、链烯基、环状烷基、烷氧基、芳基、氨基、杂环基、氰基、腈基、硝基或甲硅烷基取代。A3和A4以及A5和A6可以均经由连接基团键合在一起。Y表示含有苯、萘、蒽、菲、并四苯、荧蒽或苝的二价芳香族烃基，其中，除了与氮(N)的键合部分以外的环碳原子均独立地被氢原子、卤素原子、羟基、醛基、羰基、羰基酯基、烷基、链烯基、环状烷基、烷氧基、芳基、氨基、杂环基、氰基、腈基、硝基或甲硅烷基取代。m表示1以上的整数。在公式(23)中所示的二胺衍生物的具体示例包括以下公式(23-1)至公式(23-84)的化合物等。
[化学式26]
Figure BDA0001696234700000361
[化学式27]
Figure BDA0001696234700000371
[化学式28]
Figure BDA0001696234700000381
[化学式29]
Figure BDA0001696234700000391
在公式(24)中，A7至A12均独立地表示芳香族烃基，其碳原子数为6至20，并且被氢原子、卤素原子、羟基、醛基、羰基、羰基酯基、烷基、链烯基、环状烷基、烷氧基、芳基、氨基、杂环基、氰基、腈基、硝基或甲硅烷基取代。相邻的A7和A9、A9和A10以及A11和A12可以均经由连接基团键合在一起。Z1至Z3均表示含有苯、萘、蒽、菲、并四苯、荧蒽或苝的二价芳香族烃基原子，其中，除了与氮(N)的键合部分以外的环碳原子均独立地被氢原子、卤素原子、羟基、醛基、羰基、羰基酯基、烷基、链烯基、环状烷基、烷氧基、芳基、氨基、杂环基团、氰基、腈基、硝基或甲硅烷基取代。p、q和r均表示1以上的整数。在公式(24)中所示的三芳基胺多聚体的具体示例包括以下公式(24-1)至公式(24-15)的化合物等。
[化学式30]
Figure BDA0001696234700000401
上述各种化合物可用于空穴供应层的第一层和第二层中的任一层，但优选地，具有高氮含量比成分的化合物用于第一层。
作为包含在电子传输区域中的层，可以给出电子注入层和电子传输层(在下文中，有时称为电子注入层-传输层)。电子注入层-传输层是帮助电子注入发光区域内并且将电子传输到发光区域的层，并且具有大电子迁移率。作为电子注入层-传输层的厚度，可以给出几纳米至几微米；特别是在膜厚较厚时，优选地，为了避免电压上升，在施加104V/cm至106V/cm的电场时，电子迁移率至少大于或等于10-5cm2/V·s。
作为用于电子注入层-传输层的材料，8-羟基喹啉或其衍生物与含氮杂环衍生物的金属络合物是合适的。8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物的具体示例包括含有喔星(通常为8-羟基喹啉或8-羟基喹啉)螯合物的金属螯合喔星类化合物，例如，三(8-羟基喹啉)铝。含氮杂环衍生物的示例包括恶唑、噻唑、恶二唑、噻二唑、三唑、吡啶、嘧啶、三嗪、菲咯啉、苯并咪唑、咪唑并吡啶等；其中，苯并咪唑衍生物、菲咯啉衍生物以及咪唑并吡啶衍生物是优选的。
电子供应层是用于将从阴极注入的电子传输到发光区域的层，并且根据发光元件的通常配置，电子供应层的膜厚是例如10nm至200nm，优选地，20nm至180nm。作为电子传输层的材料，优选地，使用电子传输能力优异的有机材料。通过提高向发光区域(特别是向红色发光区域和绿色发光区域)传输电子的效率，抑制由于电场强度而引起的红色发光区域和绿色发光区域中的发光颜色的变化。作为这种有机材料，具体地，可以给出电子迁移率大于或等于10-6cm2/V·s并且小于或等于1.0×10-1cm2/V·s的含氮杂环衍生物。
作为具体的材料，可以给出由以下公式(9)表示的苯并咪唑衍生物，但该材料并不限定于这些。
[化学式31]
Figure BDA0001696234700000411
在公式(9)中，A14表示氢原子、卤原子、碳原子数为1至20的烷基或其衍生物、或碳原子数为6至60的烃基或具有3至40个芳族环稠合的多环芳族烃基或其衍生物的含氮杂环基。B表示单键或二价芳族环基团或其衍生物。R31和R32均独立地表示氢原子、卤素原子、具有1至20个碳原子的烷基或其衍生物、具有6至60个碳原子的芳族烃基或其衍生物、含氮杂环基团或其衍生物、或具有1至20个碳原子的烷氧基或其衍生物。
在公式(9)中所示的化合物的具体示例包括以下公式(9-1)至公式(9-49)的化合物等。注意，“Ar(α)”对应于包括公式(9)中的R31和R32的苯并咪唑骨架，并且“B”对应于公式(9)中的B。此外，“Ar(1)”和“Ar(2)”对应于公式(9)中的A14，并且Ar(1)和Ar(2)依次与B键合。
[表1]
(表2)
Figure BDA0001696234700000421
[表2]
(表3)
Figure BDA0001696234700000431
[表3]
(表4)
Figure BDA0001696234700000441
[表4]
(表5)
Figure BDA0001696234700000451
[表5]
(表6)
Figure BDA0001696234700000461
[化学式32]
Figure BDA0001696234700000471
注意，用于电子传输层的有机材料优选为如上提到的化合物——包含蒽骨架的化合物，但不限于这些。例如，可以使用含有代替蒽骨架的芘骨架或
Figure BDA0001696234700000472
骨架的苯并咪唑衍生物。此外，除了用于电子传输层的一种有机材料以外，还可以通过混合或堆叠来使用多种有机材料。此外，上述化合物可以用于电子注入层。
本公开的显示装置可以用作包括在个人计算机中的监视器装置，或者可以用作包含在例如电视机、移动电话、个人数字助理(PDA)或游戏机中的监视器装置。或者，显示装置可以用于电子取景器(EVF)或头戴式显示器(HMD)。
[示例1]
示例1涉及根据本公开的第一方面至第三方面的发光元件以及本公开的显示装置。在此处，发光元件具体包括有机电致发光元件(有机EL元件)，并且示例1的显示装置具体包括有机电致发光显示装置(有机EL显示装置)。示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置是有源矩阵型彩色显示器的显示装置，并且是上表面发光型显示装置。即，经由阴极(第二电极)发射光。
如图1的示意性局部剖视图所示，示例1的发光元件具有堆叠阳极51(在示例中，对应于第一电极)、包含有机材料并包括发光层80的有机层70和阴极52(在示例中，对应于第二电极)的结构。然后，如图3A的示意性局部剖视图所示，发光层80从阳极51侧到阴极52侧包括发射不同颜色光的两个或多个发光区域，并且每个发光区域82或83包含主体材料和掺杂剂材料(客体材料)。此外，示例1的显示装置包括以二维矩阵配置设置的示例1的多个发光元件。
发光区域81、82和83中的每一个是在向阳极51和阴极52施加电压期间从阳极51侧注入的空穴和从阴极52侧注入的电子重组的区域。然后，更具体地，发光层80从阳极51侧到阴极52侧包括第一发光区域81、中间区域(缓冲区域)84、第二发光区域82和第三发光区域83。在示例1的发光元件中，具体地，第一发光区域81发射红光(波长：620nm至750nm)，第二发光区域82发射蓝光(波长：450nm到495nm)，并且第三发光区域83发射绿光(波长：495nm到570nm)，并且整体上发射白光。即，发光层80发射白光。然而，该配置不限于这种配置。设置中间区域(缓冲区域)84，以便抑制第一发光区域81与第二发光区域82以及第三发光区域83之间的多余载流子的移动。
在示例1的发光元件中，更具体地，以下结构式(41)(Ip＝5.57eV)表示的材料被用作包含在发射红光的第一发光区域81中的主体材料，由以下结构式(42)表示的材料被用作掺杂剂材料。此外，由以下结构式(43)表示的材料(Ip＝6.0eV)被用作包含在发射蓝光的第二发光区域82中的主体材料，并且由以下结构式(44)表示的材料被用作掺杂剂材料。此外，在以下表1中所示的各种材料(具体地，吖嗪类化合物)被用作包含在发射绿光的第三发光区域83中的主体材料，并由以下结构式(45)表示的材料被用作掺杂剂材料。
表1还示出了包含在第三发光区域83中的主体材料的电离电势Ip的绝对值Ip3(单位：eV)、通过从包含在第三发光区域83中的主体材料的电离电势的绝对值中减去包含在第二发光区域82中的主体材料的电离电势的绝对值而获得的值ΔIp(单位：eV)、带隙Eg的值(单位：eV)、LUMO能量Ea的值(单位：eV)、三重激发态的能量T1(单位：eV)、Δu'v'以及在色度图中的(x、y)(在表1中，示为CIE_x和CIE_y)的值。此外，在图3B中示出发光层80的能级图。
在此处，Δu'v'的值基于CIE1976的u'v'系统UCS色度图。然后，具体地，通过测量找出当在阳极51和阴极52之间通过0.1毫安/cm2的电流时由发光层80发射的白光的色度坐标(u'1、v'1)的值，并且通过测量找出当在阳极51和阴极52之间通过50毫安/cm2的电流时由发光层80发射的白光的色度坐标(u'2、v'2)的值。然后，基于以下公式找出差值Δu'v'。注意，在图4中示出当在阳极51和阴极52之间通过50毫安/cm2的电流时取决于电流密度的Δu'v'的变化。在图4中，虚线表示示例1A的数据，实线表示比较示例1B的数据。从图4可以看出，取决于电流密度的Δu'v'的变化在比较示例1B中较大，在示例1A中较小。在此处，在图4所示的示例中，当在阳极51和阴极52之间通过0.1毫安/cm2的电流时由发光层80发射的白光的色度坐标的值与当在阳极51和阴极52之间通过50毫安/cm2的电流时由发光层80发射的白光的色度坐标的值之间的差值Δu'v'小于或等于0.01。
Δu’v’＝{(u’1-u’2)2+(v’1-v’2)2}1/2
[表6]
<表1>
Figure BDA0001696234700000491
[化学式33]
Figure BDA0001696234700000492
[化学式34]
Figure BDA0001696234700000501
[化学式35]
Figure BDA0001696234700000502
[化学式36]
Figure BDA0001696234700000503
[化学式37]
Figure BDA0001696234700000511
[化学式38]
Figure BDA0001696234700000512
[化学式39]
Figure BDA0001696234700000513
[化学式40]
Figure BDA0001696234700000521
[化学式41]
Figure BDA0001696234700000522
[化学式42]
Figure BDA0001696234700000523
[化学式43]
Figure BDA0001696234700000524
[化学式44]
Figure BDA0001696234700000531
在阳极(第一电极)51与阴极(第二电极)52之间通过0.1毫安/cm2的电流的显示装置的区域(为了方便，称为“区域A”)以及在阳极51和阴极52之间通过50毫安/cm2的电流的显示装置的区域(为了方便，称为“区域B”)中观察到显示的各种颜色。结果，在差值Δu'v'小于或等于0.02的情况下，在区域A和区域B中显示的颜色之间没有看到大的差异。
或者，包含在靠近阴极52的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料的电离电势的绝对值大于包含在靠近阳极51的发光区域(在示例1中，第二发光区域82)中的主体材料的电离电势的绝对值，或者包含在与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料的电离电势的绝对值大于包含在与邻近阴极52的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)相邻的发光区域(在示例1中，第二发光区域82)中的主体材料的电离电势的绝对值；从而在区域A和区域B中显示的颜色之间没有看到大的差异。
或者，包含在与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料抑制空穴从与邻近阴极52的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)相邻的发光区域(在示例1中，第二发光区域82)移动；即，向与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)提供抑制空穴从与邻近阴极52的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)相邻的发光区域(在示例1中，第二发光区域82)移动的功能；从而在区域A和区域B中显示的颜色之间没有看到大的差异。
此外，包含在与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料的电离电势的绝对值大于或等于6.1eV；当包含在与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip1|表示，并且包含在与邻近阴极52的发光区域相邻的发光区域(在示例1中，第二发光区域82)中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip2|表示时，满足|Ip1|-|Ip2|≥0.1。此外，优选的是，包含在与阴极52相邻的发光区域(在示例1中，第三发光区域83)中的主体材料的带隙的值大于或等于3.1eV。然后，通过满足这些，在区域A和区域B中显示的颜色之间没有看到大的差异。
如上所述，规定了发光区域之间的电离电势的值的关系，还规定了基于电流密度的白光的色度坐标的值的变化量Δu'v'，并且还规定了包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的特性；从而即使在阳极与阴极之间通过的电流量(电流密度)改变，也可以抑制空穴从第二发光区域向第三发光区域移动的大变化，并且在发光区域中的重组区域的位置中不太可能发生变化；结果，可以获得这样结构的发光元件：在由白光发射元件发射的白光的色度坐标的值中不太可能发生大变化。
如图1所示，示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置包括第一衬底11、第二衬底12和位于第一衬底11和第二衬底12之间并且以二维矩阵配置设置的多个发光元件(显示元件)10；经由第二衬底12发射光；每个发光元件10包括从第一衬底侧堆叠的阳极(第一电极)51、包括发光层80的有机层70、阴极(第二电极)52以及密封层15。作为发光元件的有机EL元件在第一方向以及在与第一方向正交的方向上延伸的第二方向上以二维矩阵配置设置。
或者，示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置在另一表示方式中包括第一衬底11、第二衬底12以及由第一衬底11和第二衬底12夹持的图像显示部分13，并且多个发光元件10在图像显示部分13中以二维矩阵配置设置。
在示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置中，在密封层15与第二衬底12之间形成有滤色片层CF，并且在滤色片层CF(CFR、CFG或CFB)和滤色片层CF之间形成有光阻挡层(黑色矩阵层)BM。滤色片层CF和光阻挡层BM形成为与第二衬底12接触。
一个像素包括红色显示子像素SPR(红色发光元件10R)、绿色显示子像素SPG(绿色发光元件10G)和蓝色显示子像素SPB(蓝色发光元件10B)这三个子像素(三个发光元件)。每个颜色发光子像素包括发射白光并且设置有滤色片层CFR、CFG或CFB的发光元件(有机EL元件)。即，发光层本身整体上发射白光。除了滤色片层CF之外，红色发光元件(红色显示元件)10R、绿色发光元件(绿色显示元件)10G和蓝色发光元件(蓝色显示元件)10B具有相同的配置和结构。像素的数量例如是1920×1080；一个发光元件10包括一个子像素，并且发光元件(具体地，有机EL元件)10的数量是像素数量的三倍。
在示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置中，第一衬底11包括玻璃衬底，并且阳极(第一电极)51包含光反射材料，具体地，Al-Nd合金或Al-Ni合金。此外，在示例1的显示装置或稍后描述的示例2的显示装置中，第二衬底12包括玻璃衬底，并且阴极(第二电极)52包括诸如ITO等透明导电材料。基于真空气相沉积法和蚀刻法的组合，形成阳极51。通过成膜颗粒具有小能量的成膜方法，特别是例如真空气相沉积法，阴极52形成为薄膜，并且未被图案化。有机层70也未被图案化。
阳极(第一电极)51设置在包含基于CVD法形成的SiON的层间绝缘层40上。然后，层间绝缘层40覆盖形成在第一衬底11上的有机EL元件驱动部分。有机EL元件驱动部分包括多个薄膜晶体管(TFT)20，并且TFT 20和阳极51经由设置在层间绝缘层40中的接触插头26电连接在一起。实际发射光的有机层70的部分被包含SiO2的绝缘层60包围。注意，在附图中，对于一个有机EL元件驱动部分，显示了一个TFT 20。
发光元件10可以具有将有机层70用作谐振部分的谐振器结构。在这种情况下，为了适当调整从发光面到反射面的距离(具体地，例如，从阳极51到阴极52)，有机层70的厚度优选地大于或等于8×10-8m且小于或等于5×10-7m，更优选地，大于或等于1.5×10-7m且小于或等于3.5×10-7m。
在阴极(第二电极)52的上方，即，在阴极52与密封层15之间，设置绝缘或导电保护膜14(具体地，例如，包含基于SiO2的材料或基于SiN的材料)，以防止水分到达有机层70为目的。保护膜14和第二衬底12经由例如包含基于丙烯酸基的粘合剂或基于环氧基的粘合剂的密封层(密封树脂层)15接合在一起。
TFT 20包括形成在第一衬底11上的栅电极21、形成在第一衬底11和栅电极21上的栅极绝缘层22、形成在栅极绝缘层22上的源极/漏极区域24以及形成在源极/漏极区域24之间的沟道形成区域23，以便朝着栅电极21。
在下文中，描述示例1的显示装置(有机EL显示装置)的制造方法的概要。
制备第二衬底12。具体地，基于公知的方法，在第二衬底12上形成滤色片层CF和光阻挡层BM。
[步骤100]
另一方面，基于公知的TFT制造工艺，在第一衬底11上形成发光元件驱动部分，然后，基于CVD法，在整个表面上形成层间绝缘层40。然后，基于光刻技术和蚀刻技术，在位于TFT 20的一个源极/漏极区域24上方的层间绝缘层40的一部分中形成连接空穴。之后，基于例如溅射方法，在包括连接空穴的层间绝缘层40上形成金属层，接下来，基于光刻技术和蚀刻技术来图案化金属层；由此，可以在层间绝缘层40上形成阳极51。此外，可以在层间绝缘层40中形成接触插头26。阳极51对于每个发光元件是隔离的。
[步骤110]
之后，基于CVD法，在整个表面上形成包含SiO2的绝缘层60；然后，基于光刻技术和蚀刻技术，在位于阳极51上方的绝缘层60的一部分中形成开口部分61，并且阳极51暴露在开口部分61的底部。开口部分61的平面形状的示例包括正方形、具有圆形四个角的正方形、矩形、具有圆形四个角的矩形、圆形和椭圆形。
[步骤120]
之后，例如，通过诸如真空气相沉积法或者溅射法等PVD法、诸如旋涂法或模涂法等涂布法等，有机层70在暴露于开口部分61的底部处的阳极51的一部分和绝缘层60上形成为薄膜。接下来，基于例如真空气相沉积法等，在有机层70的整个表面上形成阴极52。以这种方式，有机层70和阴极52可以在阳极51上连续地形成为薄膜(例如，在真空气氛中)。之后，通过例如CVD法或PVD法在整个表面上形成保护膜14。
[步骤130]
最后，经由密封层(密封树脂层)15将保护膜14和第二衬底12粘合在一起。因此，可以获得在图1中显示的显示装置。
[示例2]
示例2是示例1的修改。在示例2中，经由阳极(第一电极)之下的层间绝缘层，形成光反射层，并且在光反射层与阴极(第二电极)之间获得谐振器结构。在图2中示出了示例2的显示装置(修改示例1的显示装置)的示意性局部剖视图。
示例2的发光元件10包括
下层-层间绝缘层31，
光反射层37，其形成在下层-层间绝缘层31上，
上层-层间绝缘层32，其覆盖下层-层间绝缘层31和光反射层37，
阳极51，其形成在上层-层间绝缘层32上，
绝缘层60，其形成在至少未形成阳极51的上层-层间绝缘层32的区域上，
有机层70，其形成在从阳极51上到绝缘层60上并且包括包含有机发光材料的发光层，以及
阴极52，其形成在有机层70上。
此外，示例2的显示装置
是多个像素以二维矩阵配置设置的显示装置，所述多个像素均包括第一发光元件10R、第二发光元件10G和第三发光元件10B，
其中，像素具有最下层-层间绝缘层33、第一层间绝缘层34、第二层间绝缘层35和最上层-层间绝缘层36依次堆叠的堆叠结构。然后，发光元件10R、10G和10B中的每一个包括
阳极51，其形成在最上层-层间绝缘层36上，
绝缘层60，其形成在至少未形成阳极51的最上层-层间绝缘层36的区域上，
有机层70，其形成在从阳极51上到绝缘层60上并且包括包含有机发光材料的发光层，以及
阴极52，其形成在有机层70上，
第一发光元件10R包括形成在最下层-层间绝缘层33与第一层间绝缘层34之间的第一光反射层38R，
第二发光元件10G包括形成在第一层间绝缘层34与第二层间绝缘层35之间的第二光反射层38G，并且
第三发光元件10B包括形成在第二层间绝缘层35与最上层-层间绝缘层36之间的第三光反射层38B。
注意，第一层间绝缘层34、第二层间绝缘层35和最上层-层间绝缘层36被统称为层间绝缘层-堆叠结构体30。
此外，示例2的显示装置在另一表示方式中包括第一衬底11、第二衬底12以及由第一衬底11和第二衬底12夹持的图像显示部分13，并且示例2的多个发光元件10(10R、10G和10B)以二维矩阵配置设置在图像显示部分13中。在此处，发光元件形成在第一衬底侧。
阳极51包含ITO。光反射层37(第一光反射层38R、第二光反射层38G和第三光反射层38B)具有钛(Ti)/铝(Al)的堆叠结构。此外，第一衬底11包括硅半导体衬底，并且第二衬底12包括玻璃衬底。此外，代替TFT，在硅半导体衬底上形成MOSFET。
从有机层70发射的光是白色的。具体地，发光层具有发射红光的红光发射区域、发射绿光的绿光发射区域和发射蓝光的蓝光发射区域这三个区域。除了滤色片层的配置和光反射层的位置以外，红色发光元件10R、绿色发光元件10G和蓝色发光元件10B具有相同的配置和结构。
在多个发光元件之间共享最下层-层间绝缘层33、层间绝缘层-堆叠结构体30、有机层70和阴极52。即，最下层-层间绝缘层33、层间绝缘层-堆叠结构体30、有机层70和阴极52未被图案化，而是处于所谓的固体膜的状态中。因此，不是为发光元件单独形成具有不同颜色的发光层(执行图案形成)，而是在所有发光元件中形成作为固体膜的共同发光层；从而可能适合于具有小尺寸和高分辨率的显示装置，其中，例如，视角为几英寸或更小，并且像素间距为几十微米或更小。
发光元件10具有有机层70用作谐振部分的谐振器结构。注意，为了酌情调整从发光面到反射面的距离(具体地，从发光面到光反射层37和阴极52的距离)，有机层70的厚度优选地大于或等于8×10-8m且小于或等于5×10-7m，并且更优选地大于或等于1.5×10-7m且小于或等于3.5×10-7m。实际上，在具有谐振器结构的有机EL显示装置中，红色发光元件10R促使发光层发射的红光谐振，并从阴极52中发射微红光(具有红色区域中的光谱的峰值的光)。另外，绿色发光元件10G促使发光层发射的绿光谐振，并从阴极52中发射绿光(具有绿色区域中的光谱的峰值的光)。而且，蓝色发光元件10B促使发光层发射的蓝光谐振，并从阴极52发射蓝光(具有蓝色区域中的光谱的峰值的光)。
在示例2中，在下层-层间绝缘层31(最下层-层间绝缘层33)的下方设置形成在硅半导体衬底(第一衬底11)上的晶体管(具体地，例如，MOSFET)120。然后，形成在硅半导体衬底(第一衬底11)上的阳极51和晶体管120经由形成在最下层-层间绝缘层33和层间绝缘层-堆叠结构体30中的接触孔(接触插头)26连接在一起。在此处，包括MOSFET的晶体管120包括栅电极121、栅极绝缘层122、沟道形成区域123和源极/漏极区域124，并且在晶体管120之间形成元件隔离区域125；由此，晶体管120彼此隔离。
除了上述各方面之外，示例2的显示装置的配置和结构可以与示例1的显示装置的配置和结构相似，因此，省略详细描述。
在上文中，基于优选示例，描述了本公开的发光元件和显示装置；然而，本公开的发光元件和显示装置不限于这些示例。在示例中描述的显示装置和发光元件的配置和结构、包含在显示装置和发光元件中的各种材料、制造显示装置和发光元件的方法等仅仅是示例，并且可以酌情改变。尽管在示例中，一个像素仅包括基于白色发光元件和滤色片层的组合的三个子像素，但是一个像素可以包括例如还包括发射白色的发光元件的四个子像素。尽管在示例中，仅基于从第二衬底发射光的顶部发射系统(上表面发光系统)的显示装置(上表面发光显示装置)，给出描述，但是也可以产生从第一衬底发射光的底部发射系统(下表面发光系统)的显示装置(下表面发光显示装置)。此外，尽管在上面，将滤色片层设置在第二衬底上，但是也可以产生片上滤色片(OCCF)结构的显示装置，其中，可替换地，在第一衬底上设置滤色片层。
另外，本技术也可以如下配置。
[A01]<<发光元件：第一方面>>
一种发光元件，包括：
堆叠阳极、包含有机材料并包括发光层的有机层和阴极的结构，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括两个或多个被配置为发射不同颜色的光的发光区域，
每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料，并且
包含在靠近阴极的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值大于包含在靠近阳极的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值。
[A02]根据[A01]所述的发光元件，
其中，包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值大于或等于6.1eV。
[A03]根据[A02]所述的发光元件，
其中，当包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip1|表示，并且包含在与邻近阴极的发光区域相邻的发光区域中的主体材料的电离电势的绝对值由|Ip2|表示时，满足|Ip1|-|Ip2|≥0.1。
[A04]根据[A02]或[A03]所述的发光元件，
其中，包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料的带隙的值大于或等于3.1eV。
[A05]<<发光元件：第二方面>>
一种发光元件，包括：
堆叠阳极、包含有机材料并包括发光层的有机层和阴极的结构，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括两个或多个被配置为发射不同颜色的光的发光区域，
每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料，并且
当在阳极和阴极之间通过0.1毫安/cm2的电流时由发光层发射的白光的色度坐标(u'1、v'1)的值与当在阳极和阴极之间通过50毫安/cm2的电流时由该发光层发射的白光的色度坐标(u'2、v'2)的值之间的差值Δu'v'小于或等于0.02。
[A06]<<发光元件：第三方面>>
一种发光元件，包括：
堆叠阳极、包含有机材料并包括发光层的有机层和阴极的结构，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括两个或多个被配置为发射不同颜色的光的发光区域，
每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料，并且
包含在与阴极相邻的发光区域中的主体材料抑制来自与邻近阴极的发光区域相邻的发光区域的空穴的移动。
[A07]根据[A01]至[A06]中任一项所述的发光元件，
其中，与阴极相邻的发光区域中的主体材料包含吖嗪类化合物。
[A08]根据[A01]至[A07]中任一项所述的发光元件，
其中，所述发光层发射白光。
[A09]根据[A01]至[A08]中任一项所述的发光元件，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括第一发光区域、中间区域、第二发光区域和第三发光区域。
[A10]根据[A01]至[A09]中任一项所述的发光元件，
其中，所述发光元件包括有机电致发光元件。
[B01]<<显示装置>>
一种显示装置，包括：
多个发光元件，其以二维矩阵配置排列，每个发光元件是根据[A01]至[A10]中任一项所述的发光元件。
附图标记列表
10发光元件(显示元件) 10R红色发光元件(第一发光元件) 10G绿色发光元件(第二发光元件) 10B蓝色发光元件(第三发光元件) SPR红色显示子像素 SPG绿色显示子像素SPB蓝色显示子像素 11第一衬底 12第二衬底 13图像显示部分 14保护膜 15密封层(密封树脂层) 20薄膜晶体管(TFT) 120 MOSFET 21、121栅电极 22、122栅极绝缘层 23、123沟道形成区域 24、124源极/漏极区域 125元件隔离区域 26接触孔(接触插头) 30层间绝缘层-堆叠结构体 31下层-层间绝缘层 32上层-层间绝缘层 33最下层-层间绝缘层 34第一层间绝缘层 35第二层间绝缘层 36最上层-层间绝缘层 37光反射层 38R第一光反射层 38G第二光反射层 38B第三光反射层 40层间绝缘层 51阳极(第一电极) 52阴极(第二电极) 60绝缘层 61开口部分 70有机层 80发光层 81第一发光区域 82第二发光区域 83第三发光区域 84中间区域(缓冲区域) CF、CFR、CFG、CFB滤色片层 BM 光阻挡层(黑色矩阵层)。

Claims (6)

1.一种发光元件，包括：
堆叠阳极、包含有机材料并包括发光层的有机层、和阴极的结构，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括被配置为发射不同颜色的光的两个或多个发光区域，
每个发光区域包含主体材料和掺杂剂材料，并且
包含在与所述阴极相邻的发光区域中的主体材料抑制了来自于与邻近所述阴极的发光区域相邻的发光区域的空穴向所述阴极的移动，
使得当在阳极和阴极之间通过0.1毫安/cm2的电流时由发光层发射的白光的色度坐标的值与当在阳极和阴极之间通过50毫安/cm2的电流时由所述发光层发射的白光的色度坐标的值之间的差值Δu'v'小于或等于0.02。
2.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，与阴极相邻的发光区域中的主体材料包含吖嗪类化合物。
3.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述发光层发射白光。
4.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述发光层从阳极的一侧到阴极的一侧包括第一发光区域、中间区域、第二发光区域和第三发光区域。
5.根据权利要求1所述的发光元件，
其中，所述发光元件包括有机电致发光元件。
6.一种显示装置，包括：
以二维矩阵配置排列的多个发光元件，每个发光元件是根据权利要求1至5中任一项所述的发光元件。
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