CN1885585A - 发光器件和使用该发光器件的电子器具 - Google Patents
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Abstract
发光器件包括一对电极和在一对电极之间提供的混合层。混合层包含不含氮原子的有机化合物，即不含有芳胺骨架的有机化合物，和金属氧化物。作为有机化合物，优选使用含有蒽骨架的芳烃。作为这样的芳烃，列举t－BuDNA、DPAnth、DPPA、DNA、DMNA、t－BuDBA等。作为金属氧化物，优选使用氧化钼、氧化钒、氧化钌、氧化铼等。此外，当测量吸收光谱时混合层优选显示每1μm的吸光度是1或更小或在450－650nm的光谱中不显示明显的吸收峰。
Description
发明背景
1.发明领域
[0001]本发明涉及含有层的发光元件，该层包含在一对电极之间形成的发光物质，包括发光元件的发光器件，和电子器具。
2.相关技术的描述
[0002]发光元件(它近来作为显示器件的像素或照明设备的光源已经引起注意)含有在一对电极之间的发光层。当电流在一对电极之间流过时，发光层中包含的发光物质发射光。
[0003]在这样的发光元件的开发中，一个重要的问题是防止在发光元件的一对电极之间引起的短路。在一对电极之间引起的短路的一个原因是在电极每个表面上产生的投射(projection)。例如当ITO等结晶时产生这样的投射。可以通过采用厚层覆盖投射，降低电极每个表面的粗糙度而抑制在一对电极之间的短路。然而，由于提供厚层，有时增加发光元件的驱动电压。因此，已经开发由其提供厚层而不增加驱动电压的技术。例如，专利文献1公开了一种技术，由该技术提供混合膜，其中混合五氧化二钒和α-NPD(注意α-NPD也称为NPB)。在专利文献1中提出可以通过提供这样的混合膜防止短路。
[0004]认为在专利文献1中公开的技术特别有效地降低在一对电极之间引起的短路。然而，关于其中混合五氧化二钒和α-NPD的混合膜的吸收光谱特性，存在吸收强度的大的变化，该吸收强度依赖于特别地在可见光区域中的吸收波长。因此，混合膜中吸收的光量依赖于光发射的波长而变化，因此对于每个发光波长引起光提取效率的差异。
专利文献1：日本专利申请未决公开No.2005-123095
发明概述
[0005]本发明的目的是提供发光元件，该发光元件可降低由于在一对电极之间提供的层中包含的化合物的结晶的操作缺陷，和使用发光元件的发光器件和电子器具。此外，本发明的另一个目的是提供发光元件，该发光元件可防止光提取效率的变化，该光提取效率依赖于光发射的颜色，和使用发光元件的发光器件和电子器具。
[0006]本发明的发光元件的一个特征在于在一对电极之间提供混合层，该混合层包含有机化合物如不包含氮原子的芳烃，更具体地不含有芳胺骨架的有机化合物，和金属氧化物。此外，当测量吸收光谱时，混合层优选显示每1μm的吸光度是1或更小，或在450-650nm的光谱中不显示明显的吸收峰。
[0007]在本发明的一方面，发光元件包括在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-95％，或450-650nm的光谱中每1μm的吸光度是1或更小，和具体地0.3-0.8。
[0008]在本发明的另一方面，发光元件包括在第一电极和第二电极之间的发光层，和在发光层和第一电极之间包含芳烃和金属氧化物的层。当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-95％，或450-650nm的光谱中每1μm的吸光度是1或更小，和具体地0.3-0.8。
[0009]在本发明的另一方面，发光元件包括在第一电极和第二电极之间的发光层，第一混合层，和第二混合层，和当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。在这样的发光元件中，与第一混合层相比更接近第一电极提供发光层。与第一混合层相比更接近第二电极提供第二混合层。第一混合层包含一种或多种如下物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、或碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。作为碱金属，例如在此可以给出锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等。作为碱土金属，例如可以给出镁(Mg)、钙(Ca)等。作为碱金属氧化物，可以给出氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等。作为碱土金属氧化物，可以给出氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等。作为碱金属氟化物，可以给出氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。作为碱土金属氟化物，可以给出氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等。此外，第二混合层包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的芳烃。作为这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-95％，或450-650nm的光谱中每1μm的吸光度是1或更小，和具体地0.3-0.8。
[0010]在本发明的另一方面，发光元件包含在第一和第二电极之间的n个(n是给定自然数)发光层；和在第m个发光层(m是1≤m≤n的给定自然数)和第(m+1)个发光层之间形成的第一混合层和第二混合层，和当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。与第二混合层相比更接近第一电极提供第一混合层。第一混合层包含选自碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物的物质；和具有电子传递性能的物质。作为碱金属，例如在此可以给出锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等。作为碱土金属，例如可以给出镁(Mg)、钙(Ca)等。作为碱金属氧化物，可以给出氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等。作为碱土金属氧化物，可以给出氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等。作为碱金属氟化物，可以给出氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。作为碱土金属氟化物，可以给出氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等。此外，第二混合层包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的芳烃。作为这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。作为这样的金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-95％，或450-650nm的光谱中每1μm的吸光度是1或更小，和具体地0.3-0.8。
[0011]在本发明的另一方面，发光元件包括在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-100％。
[0012]在本发明的另一方面，发光元件包括在第一电极和第二电极之间的发光层，和在发光层和第一电极之间包含芳烃和金属氧化物的层。当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-100％。
[0013]在本发明的另一方面，发光元件包括在第一电极和第二电极之间的发光层，第一混合层，和第二混合层，和当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。在发光元件中，与第一混合层相比更接近第一电极提供发光层。与第一混合层相比更接近第二电极提供第二混合层。第一混合层包含选自如下的物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。作为碱金属，例如在此可以给出锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等。作为碱土金属，例如可以给出镁(Mg)、钙(Ca)等。作为碱金属氧化物，可以给出氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等。作为碱土金属氧化物，可以给出氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等。作为碱金属氟化物，可以给出氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。作为碱土金属氟化物，可以给出氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等。此外，第二混合层包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的芳烃。作为具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-100％。
[0014]在本发明的另一方面，发光元件包含在第一和第二电极之间的n个(n是给定自然数)发光层；和在第m个发光层(m是1≤m≤n的给定自然数)和第(m+1)个发光层之间形成的第一混合层和第二混合层，和当对第一和第二电极的每个施加电压使得第一电极的电势高于第二电极的电势时，发光层中包含的发光物质发射光。与第二混合层相比更接近第一电极提供第一混合层。第一混合层包含选自碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物的物质；和具有电子传递性能的物质。作为碱金属，例如在此可以给出锂(Li)、钠(Na)、钾(K)等。作为碱土金属，例如可以给出镁(Mg)、钙(Ca)等。作为碱金属氧化物，可以给出氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等。作为碱土金属氧化物，可以给出氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)等。作为碱金属氟化物，可以给出氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。作为碱土金属氟化物，可以给出氟化镁(MgF2)、氟化钙(CaF2)等。此外，第二混合层包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的芳烃。作为具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示衍生自不成对电子的共振的峰，，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-100％。
[0015]在本发明的另一方面，发光元件包括在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。优选在层中混合芳烃和金属氧化物使得当包含这些物质的层由电子自旋共振技术测量时，层显示g-值为2.0027-2.0030的光谱，和在450-650nm的光谱中的透光度是80％或更大，和具体地80-100％。
[0016]在本发明的另一方面，发光器件包括上述的任何发光元件。
[0017]在本发明的另一方面，电子器具使用发光器件用于显示部分，该发光器件包括上述的任何发光元件作为像素。
[0018]在本发明的另一方面，电子器具使用发光器件用于照明部分，该发光器件包括上述的任何发光元件作为光源。
[0019]通过实施本发明，可以获得发光元件，该发光元件的由在一对电极之间提供的层的结晶导致的操作缺陷得到降低。由于在层中混合芳烃和金属氧化物，可以形成不容易结晶的层。
[0020]通过实施本发明，可以获得发光元件，其中可以容易地改变发射的光通过的光程长度。这是由于在一对电极之间提供包含芳烃和金属氧化物的混合层使得可以获得要求较少驱动电压的发光元件，它依赖于混合层厚度的增加。结果是，可以容易地改变在发光层和一个电极之间的距离。
[0021]通过实施本发明，可以获得发光元件，其中不容易在一对电极之间引起短路。由于在一对电极之间提供包含芳烃和金属氧化物的混合层，可以获得要求极低驱动电压的发光元件，它依赖于混合层厚度的增加。结果是，通过增加混合层的厚度，可以容易地降低在一个电极表面上产生的凹面和凸面(即表面的不平度)。
[0022]通过实施本发明，可以获得发光元件，其中可以防止依赖于发射波长引起的光提取效率的变化。由于用于本发明的包含芳烃和金属氧化物的混合层具有吸光度较少变化的特性，它依赖于波长，即使光发射的波长不同，由在发光层和一个电极之间提供的混合层中吸收引起的光发射损失的量不太变化。
[0023]通过实施本发明，可以获得发射高颜色纯度的光的发光元件，因此获得能够提供具有有利颜色的图像的发光器件。这是由于可以容易地将光通过的光程长度改变和调节到合适的长度而不增加驱动电压。
附图简述
图1是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图2是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图3是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图4是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图5是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图6是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图7是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图8是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图9是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图10是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图11是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图12是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图13是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图14是解释本发明的发光元件的一个模式的图；
图15是解释本发明的发光元件的一个模式的顶视图；
图16是解释本发明的发光器件中提供的为驱动像素的电路的一个模式的图；
图17是解释包括在本发明的发光器件中的像素部分的的一个模式的图；
图18是解释本发明的发光器件中包括的为驱动像素的方法的框图；
图19A-19C是解释本发明的发光器件的横截面模式的横截面视图；
图20是解释本发明的发光器件的一个模式的图；
图21A-21C是解释本发明对其应用的电子器具的模式的图；
图22是解释本发明对其应用的照明设备的图；
图23是解释制造实施方案1的发光器件的方法的图；
图24是显示实施方案1的发光元件的电压-亮度特性的图；
图25是显示实施方案1的发光元件的电压-电流特性的图；
图26是显示实施方案1的发光元件的亮度-电流效率特性的图；
图27是显示实施方案2的发光元件的电压-电流特性的图；
图28是显示实施方案3的元件的吸收光谱的图；
图29是显示实施方案3的元件的每1μm吸光度的图；
图30是显示实施方案3的元件的透光度的图；
图31是显示样品7的ESR光谱的图；
图32是显示样品8的ESR光谱的图；
图33是显示样品9和10的透光度的波长依赖性的图；
图34是显示样品11-14的透光度的波长依赖性的图；
图35是显示样品15-17的透光度的波长依赖性的图；
图36是显示样品18-20的透光度的波长依赖性的图；
图37是显示样品21的电压-电流特性的图；
图38是显示发光元件3-5的电压-亮度特性的图；
图39是显示发光元件3-5的电压-电流特性的图；
图40是显示发光元件3-5的亮度-电流效率特性的图；
图41是显示发光元件3-5的亮度-电功率效率特性的图；
图42是显示发光元件4，6和7的亮度-电功率效率特性的图；
图43A和43B是发光元件4，6和7随光发射时间的累积的亮度变化和随光发射时间的累积的驱动电压变化的图；
图44A和44B是发光元件8和9随光发射时间的累积的亮度变化和随光发射时间的累积的驱动电压变化的图；
图45是显示发光元件10-12的电压-亮度特性的图；和
图46是显示发光元件13-15的电压-亮度特性的图。
发明详述
实施方案模式
[0024]以下参考附图解释根据本发明的实施方案模式。本领域技术人员容易理解在此公开的实施方案模式和详细情况可以采用各种方式改进而不背离本发明的目的和范围。本发明应当不解释为限于以下给出的实施方案模式的描述。
实施方案模式1
参考图1描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。
[0025]图1显示含有在第一电极101和第二电极102之间的发光层113的发光元件。在图1所示的发光元件中，在发光层113和第一电极101之间提供混合层111。在发光层113和混合层111之间提供空穴传递层112。在发光层113和第二电极102之间提供电子传递层114和电子注入层115。在此发光元件中，当对第一电极101和第二电极102两者施加电压使得第一电极101的电势高于第二电极102的电势时，从第一电极101的侧面向发光层113注入空穴而从第二电极102的侧面向发光层113注入电子。然后，注入发光层113的空穴和电子复合。发光层113包含发光物质。发光物质由空穴和电子的复合产生的激发能量激发。处于激发态的发光物质返回到基态时发射光。
[0026]以下详细解释第一电极101，第二电极102，和在第一电极101和第二电极102之间的每个层。
[0027]不特别限制用于形成第一电极101的物质。除具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽以外可以使用具有低功函的物质如铝和镁。这是由于当对本发明的发光元件施加电压时从混合层111产生空穴。
[0028]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极102。当在第二电极102和发光层113之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极102和发光层113之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极102。
[0029]注意优选形成第一电极101和第二电极102之一或两者使得一个或两个电极可透光。
[0030]混合层111包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。当芳烃的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大时，可以有效地传递从金属氧化物注入的空穴。作为空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。此外，也可以使用并五苯、晕苯等。优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大和含有14-42个碳原子的芳烃如列举的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。此外，也可以使用金属氧化物如氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化钨、或氧化银。通过混合以上提及的金属氧化物和芳烃，可以产生电荷转移，它导致电荷转移配合物的产生。其中产生电荷转移配合物的混合层111包含不成对电子。此外，与其中混合五氧化二钒和α-NPD，在上述相关技术(日本专利申请未决公开2005-123095)中公开的混合膜和其中混合七氧化二铼和α-NPD的混合膜相比，包含金属氧化物和芳烃的混合层111显示吸光度的极少变化，它依赖于450-650nm可见光区域中的吸收波长(即可见光区域中透光度的较少变化)，和因此，由混合层111中的光发射的吸收引起的光发射损失的量较少依赖于光发射波长。因此，提供混合层111使得可以防止光提取效率对于发光射的每种颜色(即对于每个波长)变化。优选在混合层111中包含金属氧化物使得金属氧化物相对于芳烃的质量比(＝金属氧化物/芳烃)是0.5-2或其摩尔比是1-4。当混合层111包含具有这样混合物比例的金属氧化物和芳烃时，在混合层111中可以设定450-650nm的光谱中光的透光度为80％或更大，和具体地80-95％。这样的透光度允许发光元件更有效地提取光发射。此外，芳烃通常具有容易结晶的性能；然而，当如这个实施方案模式将芳烃与金属氧化物混合时，芳烃不容易结晶。此外，氧化钼在金属氧化物中特别容易结晶；然而，当如这个实施方案模式将氧化钼与芳烃混合时，氧化钼不容易结晶。通过采用此方式混合芳烃和金属氧化物，芳烃和金属氧化物相互抑制结晶，结果可以获得不容易结晶的层。另外，由于芳烃具有高玻璃化转变温度，当如这个实施方案模式将包含芳烃的混合层111作为混合层施加时，与使用4，4′，4″-三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺(缩写：TDATA)；4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(缩写：MTDATA)；4，4′-双{N-[4-(N，N-二-间甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基}联苯(缩写：DNTPD)等形成的空穴注入层相比，可以获得具有更优异耐热性能以及也更有利地注入空穴到空穴传递层112的功能的混合层。关于t-BuDNA的玻璃化转变温度，为参考它是用于本发明的一个芳烃，t-BuDNA的玻璃化转变温度是127℃，和已知玻璃化转变温度高于α-NPD的98℃玻璃化转变温度，它描述于专利文献1。
[0031]空穴传递层112具有传递空穴的功能。在此实施方案模式的发光元件中，空穴传递层112具有从混合层111传递空穴到发光层113的功能。提供空穴传递层112使得可以在混合层111和发光层113之间产生距离。因此，可以防止混合层111中包含的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有空穴传递性能的物质形成空穴传递层112。特别地，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成空穴传递层112。注意到具有空穴传递性能的物质是空穴迁移率高于电子迁移率的物质，和优选对应于其中空穴迁移率对电子迁移率的比例(即空穴迁移率/电子迁移率)大于100的物质。作为具有空穴传递性能的物质的具体例子，可以给出4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB)；4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：TPD)；1，3，5-三[N，N-二(间甲苯基)氨基]苯(缩写：m-MTDAB)；4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯基胺(缩写：TCTA)等。此外，双极性物质是其中一个载流子迁移率对其它载体迁移率的比例是100或更小，和优选10或更小的物质。作为双极性物质，例如可以给出2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉(缩写：TPAQn)；和2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：NPADiBzQn)等。在双极性物质中，特别地优选使用空穴和电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的双极性物质。
[0032]发光层113包含发光物质。发光物质是具有有利发光效率的物质，它可采用所需的波长发射光。可以仅使用发光物质形成发光层113。当引起由于浓度的猝灭时，发光层113优选是其中在能隙大于发光物质的物质中分散发光物质的层。通过在发光层113中分散发光物质，可以防止由于浓度的光发射的猝灭。在此，能隙指在LUMO能级和HOMO能级之间的能隙。
[0033]不特别限制发光物质，和可以使用具有有利发光效率的物质，它可采用所需的光发射波长发射光。例如，为获得红色光发射，例如显示峰值在600-680nm的光谱中的发射光谱的如下物质可以用作发光物质：4-二氰基亚甲基-2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基(julolidyl))乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTI)；4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJT)；4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTB)；periflanthene；2，5-二氰基-1，4-双(2-[10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基]乙烯基)苯等。为获得绿色光发射，显示峰值在500-550nm的光谱中的发射光谱的物质如N，N′-二甲基喹吖啶酮(缩写：DMQd)、香豆素6、香豆素545T、或三(8-羟基喹啉合)铝(缩写：Alq3)可以用作发光物质。为获得蓝色光发射，显示峰值在420-500nm的光谱中的发射光谱的如下物质可以用作发光物质：9，10-双(2-萘基)-叔丁基蒽(缩写：t-BuDNA)；9，9′-联蒽；9，10-二苯基蒽(缩写：DPA)；9，10-双(2-萘基)蒽(缩写：DNA)；双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-镓(缩写：BGaq)；双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-铝(缩写：BAlq)等。除发射荧光的上述物质以外，发射磷光的如下物质可以用作发光材料：双[2-(3，5-双(三氟甲基)苯基)吡啶合-N，C2′]甲基吡啶合铱(III)(缩写：Ir(CF3ppy)2(pic))；双[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合-N，C2′]乙酰丙酮合铱(III)(缩写：FIr(acac))；双[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合-N，C2′]甲基吡啶合铱(III)(缩写：FIr(pic))；三(2-苯基吡啶合-N，C2′)铱)(缩写：Ir(ppy)3)等。
[0034]与发光物质一起包含在发光层113中，用于分散发光物质的物质(也称为主体)不特别受限制，和可以考虑用于发光物质的能隙等适当地选择。例如，可以使用蒽衍生物如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(缩写：t-BuDNA)；咔唑衍生物如4，4′-双(N-咔唑基)联苯(缩写：CBP)；喹喔啉衍生物如2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉(缩写：TPAQn)，或2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：NPADiBzQn)；金属配合物如双[2-(2-羟基苯基)吡啶合]锌(缩写：Znpp2)，或双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑合]锌(缩写：Zn(BOX)2)等。注意发光物质称为相对于主体被称为客体。
[0035]电子传递层114具有传递电子的功能。在此实施方案模式的发光元件中，电子传递层114具有传递从第二电极102侧面注入的电子到发光层113的功能。提供电子传递层114使得可以在第二电极102和发光层113之间产生距离。因此，可以防止第二电极102中包含的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有电子传递性能的物质形成电子传递层。特别地，优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成电子传递层。此外，具有电子传递性能的物质是电子迁移率高于空穴迁移率的物质，和对应于其中电子迁移率对空穴迁移率的比例(即电子迁移率/空穴迁移率)大于100的物质。作为具有电子传递性能的物质的具体例子，可以给出金属配合物如三(8-羟基喹啉合)铝(缩写：Alq3)，三(4-甲基-8-羟基喹啉合)铝(缩写：Almq3)，双(10-羟基苯并[h]-喹啉合)铍(缩写：BeBq2)，双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-铝(缩写：BAlq)，双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑合]锌(缩写：Zn(BOX)2)，或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑合]锌(缩写：Zn(BTZ)2)；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(缩写：PBD)；1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(缩写：OXD-7)；TAZ；p-EtTAZ；BPhen；BCP；4，4′-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)茋(缩写：BzOS)等。此外，双极性物质与上述相同。注意可以使用相同的双极性物质形成电子传递层114和空穴传递层112。
[0036]电子注入层115具有帮助从第二电极102注入电子到电子传递层114的功能。通过提供电子注入层115，可以降低在第二电极102和电子传递层114之间电子亲合力的差异，因此容易地注入电子。电子注入层115优选使用如下物质形成：电子亲合力大于用于形成电子传递层114的物质和小于用于形成第二电极102的物质的物质，或当它作为厚度为约1-2nm的薄膜在电子传递层114和第二电极102之间提供时其能带弯曲的物质。作为可用于形成电子注入层115的物质的具体例子，可以给出如下无机材料：碱金属，如锂(Li)等；碱土金属，如镁(Mg)等；碱金属氟化物，如氟化铯(CsF)等；碱土金属氟化物，如氟化钙(CaF2)等；碱金属氧化物，如氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等；碱土金属氧化物，如氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)等。当这些物质作为薄膜形成时，它们的能带可能弯曲和可以容易地进行电子的注入，和因此这些物质是优选的。除无机材料以外，通过从它们中选择电子亲合力高于用于形成电子传递层114的物质的物质，可用于形成电子传递层114的有机材料如红菲咯啉(缩写：BPhen)，浴铜灵(缩写：BCP)，3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：p-EtTAZ)，和3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)可用于形成电子注入层115。即，可以从具有电子传递性能的物质选择电子亲合力相对高于电子传递层114的物质形成电子注入层115。此外，在提供电子注入层115的情况下，优选使用具有低功函的物质如铝形成第二电极102。
[0037]分别选择用于电子传递层114的具有电子传递性能的物质和包含在上述发光元件中的混合层111中的芳烃，使得当用于电子传递层114具有电子传递性能的物质的迁移率与包含在混合层111中的芳烃的迁移率比较时，将具有电子传递性能的物质和芳烃的一种的迁移率对其它物质的迁移率的比例设定为1000或更小。通过采用这样的方式选择各自物质，可以改进发光层中的复合效率。
[0038]注意在此实施方案模式中显示除混合层111和发光层113以外，含有空穴传递层112，电子传递层114，电子注入层115等的发光元件；然而，发光元件的模式不限于此。例如，如图2所示，可以提供电子产生层116等作为电子注入层115的替代。电子产生层116产生电子，和可以通过混合如下物质形成：具有电子传递性能的物质和双极性物质的一种或多种，和相对于以上物质显示给电子性能的物质。在此情况下，在具有电子传递性能的物质和双极性物质中优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质。作为具有电子传递性能的物质和双极性物质，可以分别使用以上提及的物质。此外，作为显示给电子性能的物质，可以使用至少一种选自如下的物质：碱金属和碱土金属如锂(Li)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)等。此外，至少一种选自如下的物质可以用作显示给电子性能的物质：碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物等如氧化锂(Li2O)、氧化钙(CaO)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化镁(MgO)、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。
[0039]此外，如图3所示，空穴阻断层117可以在发光层113和电子传递层114之间提供。提供空穴阻断层117使得可以防止空穴通过发光层113向第二电极102流动，因此改进载流子的复合效率。此外，可以防止在发光层113中产生的激发能转移到其它层如电子传递层114。可以从可用于形成电子传递层114的物质，如BAlq，OXD-7，TAZ，和BPhen特别选择电离电位和激发能大于用于形成发光层113的物质的物质形成空穴阻断层117。即，空穴阻断层117可以通过选择物质形成使得空穴阻断层117的电离电位相对大于电子传递层114的电离电位。相似地，可以在发光层113和空穴传递层112之间提供阻断电子通过发光层113流向第二电极102的层。
[0040]注意本发明的操作者可适当地选择是否提供电子注入层115，电子传递层114，和空穴传递层112。例如，在其中不引起缺陷如由于金属的光学猝灭而不提供空穴传递层112，电子传递层114等的情况下，或在其中可以优选从电极进行电子的注入而不提供电子注入层115的情况下，不必须要求提供这些层。
[0041]通过形成含有混合层111的发光层，其中混合层111包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，由于混合层111可产生空穴，通过提供包含芳烃和金属氧化物的混合层111，可以获得驱动电压变化较少的发光元件，它依赖于混合层111的厚度。结果是，可以通过改变混合层111的厚度容易地调节在发光层113和第一电极101之间的距离。即，可以容易地调节发射的光通过的光程的长度(光程长度)使得可以有效地提取光发射到外部或改进提取到外部的光的颜色纯度。此外，通过增加混合层111的厚度，可以降低第一电极101的表面上的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0042]上述发光元件可以使用一种方法形成，由该方法在第一电极101上以此顺序堆叠混合层111，空穴传递层112，发光层113，电子传递层114，电子注入层115等之后形成第二电极102。或者，上述发光元件可以使用一种方法形成，由该方法在第二电极102上以此顺序堆叠电子注入层115，电子传递层114，发光层113，空穴传递层112，混合层111。在其中在形成发光层113之后形成混合层111的情况下如后面的方法，甚至当由溅射形成第一电极101时，混合层111用作保护层，和因此，可以形成有利的发光元件，其中由于使用有机化合物形成的层如发光层113的溅射的损害不容易产生。
[0043]实施方案模式2
参考图4描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。
[0044]图4显示含有在第一电极201和第二电极202之间的发光层213，第一混合层215，第二混合层216的发光元件，其中与第一混合层215相比更接近第一电极201提供发光层213和与第一混合层215相比更接近第二电极202提供第二混合层216。在此发光元件中，在发光层213和第一电极201之间提供空穴注入层211和空穴传递层212，和在发光层213和第一混合层215之间提供电子传递层214。第一混合层215包含至少一种选自如下的物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、或碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。第二混合层216包含芳烃和金属氧化物。发光层213包含发光物质。当对第一电极201和第二电极202每个施加电压使得第一电极201的电势高于第二电极202的电势时，从第一混合层215注入电子到电子传递层214，从第二混合层216注入空穴到第二电极202，和从第一电极201注入空穴到空穴注入层211。此外，从第一电极201侧面注入发光层213的空穴和从第二电极202注入发光层213的电子复合。包含在发光层213中的发光物质由复合产生的激发能量激发。激发的发光物质返回到基态时发射光。
[0045]以下详细解释第一电极201，第二电极202，和在第一电极201和第二电极202之间的每个层。
[0046]优选使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽形成第一电极201。
[0047]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极202。当在第二电极202和发光层213之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极202和发光层213之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极202。
[0048]注意优选形成第一电极201和第二电极202之一或两者使得一个或两个电极可透光。
[0049]此实施方案模式的空穴注入层211具有帮助从第一电极201注入空穴到空穴传递层212的功能。提供空穴注入层211使得可以降低在第一电极201和空穴传递层212之间电离电位的差异使得容易注入空穴。优选使用其电离电位小于用于形成空穴传递层223的物质和大于用于形成第一电极201的物质的物质形成空穴注入层211。作为可用于形成空穴注入层211的物质的具体例子，可以给出低分子量材料如酞菁(缩写：H2Pc)或铜酞菁(缩写：CuPc)，高分子量材料如聚(亚乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸盐)溶液(PEDOT/PSS)等。
[0050]空穴传递层212具有传递空穴的功能。在此实施方案模式的发光元件中，空穴传递层212具有从空穴注入层211传递空穴到发光层213的功能。提供空穴传递层212使得可以在第一电极201和发光层213之间产生距离。因此，可以防止由于第一电极201中的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有空穴传递性能的物质形成空穴传递层212。特别地，优选使用具有空穴传递性能及空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的物质，或双极性物质形成空穴传递层212。此外，已经在实施方案模式1中描述了具有空穴传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0051]发光层213包含发光物质。可以仅使用发光物质形成发光层213。当引起由于浓度的猝灭时，发光层213优选是其中在能隙大于发光物质的物质中分散发光物质的层。通过在发光层213中分散发光物质，可以防止由于浓度的光发射的猝灭。在此，能隙指在LUMO能级和HOMO能级之间的能隙。已经在实施方案模式1中描述了发光物质和用于分散发光物质的物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0052]电子传递层214具有传递电子的功能。在此实施方案模式的发光元件中，电子传递层214具有传递从第一混合层215注入的电子到发光层213的功能。提供电子传递层214使得可以在第二混合层216和发光层213之间产生距离。因此，可以防止由于第二混合层216中的金属导致的光发射的猝灭(当金属包含在第一混合层215中时，由于金属的光发射的猝灭)。优选使用具有电子传递性能的物质形成电子传递层214。特别地，优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成电子传递层。此外，已经在实施方案模式1中描述了具有电子传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0053]第一混合层215产生电子。第一混合层215可通过使用至少一种如下物质的混合物形成：具有电子传递性能的物质和双极性物质的一种或多种，和相对于物质显示给电子性能的物质。在此情况下，在具有电子传递性能的物质和双极性物质中优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质。此外，已经在实施方案模式1中描述了具有电子传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。另外，已经在实施方案模式1中描述了相对于具有电子传递性能的物质显示给电子性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0054]第二混合层216包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的芳烃。当芳烃的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)时，可以有效地传递从金属氧化物注入的空穴。作为空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的这样的芳烃，例如可以给出2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)、蒽、9，10-二苯基蒽、并四苯、红荧烯、苝、2，5，8，11-四(叔丁基)苝等。此外，也可以使用并五苯、晕苯等。优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大和含有14-42个碳原子的芳烃如列举的芳烃。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。此外，也可以使用金属氧化物如氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化钨、或氧化银。通过混合以上提及的金属氧化物和芳烃，可以产生电荷转移，它导致电荷转移配合物的产生。包含金属氧化物和芳烃的第二混合层216显示吸光度的极少变化，它依赖于450-650nm可见光区域中的吸收波长(即可见光区域中透光度的较少变化)，和因此，由第二混合层216中的光发射的吸收引起的光发射损失的量较少依赖于光发射波长。因此，提供第二混合层216使得可以防止光提取效率对于发光射的每种颜色(即对于每个波长)变化。优选在第二混合层216中包含金属氧化物使得金属氧化物相对于芳烃的质量比(＝金属氧化物/芳烃)是0.5-2或其摩尔比是1-4。此外，芳烃通常具有容易结晶的性能；然而，当如这个实施方案模式将芳烃与金属氧化物混合时，芳烃不容易结晶。此外，氧化钼在金属氧化物中特别容易结晶；然而，当如这个实施方案模式将氧化钼与芳烃混合时，氧化钼不容易结晶。通过采用此方式混合芳烃和金属氧化物，芳烃和金属氧化物相互抑制结晶，结果可以获得不容易结晶的层。
[0055]注意在此实施方案模式中显示除发光层213，第一混合层215，和第二混合层216以外含有空穴注入层211，空穴传递层212，电子传递层114等的发光元件；然而，发光元件的模不限于此。例如，如图5所示，可以提供包含芳烃和金属氧化物的层217(它几乎与第一混合层215相同)等作为空穴注入层211的替代。提供包含芳烃和金属氧化物的层217使得可以有利地操作发光元件，甚至当使用具有低功函的物质如铝和镁形成第一电极201时。此外，如图6所示，可以在电子传递层214和发光层213之间提供空穴阻断层218。空穴阻断层218与实施方案模式1中所述的空穴阻断层117相同，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0056]注意本发明的操作者可适当地选择是否提供空穴注入层211，空穴传递层212，和电子传递层214。例如，在其中不引起缺陷如由于金属的光学猝灭而不提供空穴传递层212，电子传递层214等的情况下，或在其中可以优选从电极进行空穴的注入而不提供空穴注入层211的情况下，不必须要求提供这些层。
[0057]通过形成含有第二混合层216的发光层，其中第二混合层216包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，由于第二混合层216可产生空穴，通过提供包含芳烃和金属氧化物的第二混合层216，可以获得驱动电压变化较少的发光元件，它依赖于第二混合层216的厚度。结果是，可以通过改变第二混合层216的厚度容易地调节在发光层213和第二电极202之间的距离。即，可以容易地调节发射的光通过的光程的长度(光程长度)使得可以有效地提取光发射到外部或改进提取到外部的光的颜色纯度。此外，通过增加第二混合层216的厚度，可以降低第二电极202的表面上的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0058]当也在第一电极201的侧面上提供包含芳烃和金属氧化物的层代替空穴注入层211时，可以容易地调节在第一电极201和发光层213之间的距离。此外，可以降低第一电极201的表面上产生的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0059]上述发光元件可以通过使用一种方法形成，由该方法首先形成第一电极201，和在形成各自的层如发光层213之后，形成第二电极202。或者，发光层可以通过使用一种方法形成，由该方法首先形成第二电极202，和在形成各自的层如发光层213之后，形成第一电极201。在每种方法中，在形成发光层213之后通过形成包含芳烃和金属氧化物的层，甚至当由溅射形成电极(第一电极201或第二电极202)时，包含芳烃和金属氧化物的层用作保护层。因此，可以形成有利的发光元件，其中由于使用有机化合物形成的层如发光层213的溅射的损害不容易产生。
[0060]实施方案模式3
参考图7描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。图7显示在第一电极401和第二电极402之间含有多个发光层，即第一发光层413a，第二发光层413b，和第三发光层413c的多个发光层。此发光元件含有在第一发光层413a和第二发光层413b之间的第一混合层421a和第二混合层422a，和在第二发光层413b和第三发光层413c之间的第一混合层421b和第二混合层422b。每个第一混合层421a和421b包含至少一种选自如下的物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、或碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。第二混合层422a和422b包含芳烃和金属氧化物。此外，与第二混合层422a相比更接近第一电极401提供第一混合层421a，而与第二混合层422b相比更接近第一电极401提供第一混合层421b。在第一电极401和第一发光层413a之间提供空穴传递层412a，在第二混合层422a和第二发光层413b之间提供空穴传递层412b，和在第二混合层422b和第三发光层413c之间提供空穴传递层412c。此外，在第一发光层413a和第一混合层421a之间提供电子传递层414a，在第二发光层413b和第一混合层421b之间提供电子传递层414b，和在第三发光层413c和第二电极402之间提供电子传递层414c。此外，在第一电极401和空穴传递层412a之间提供空穴注入层411，和在第二电极402和电子传递层414c之间提供电子注入层415。第一发光层413a，第二发光层413b，和第三发光层413c每个包含发光物质。当对第一电极401和第二电极402每个施加电压使得第一电极401的电势高于第二电极402的电势时，空穴和电子在每个发光层中复合，和激发在每个发光层中包含的发光物质。激发的发光物质在返回到基态时发射光。此外，包含在每个发光层中的发光物质可以彼此相同或不同。
[0061]优选使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽形成第一电极401。注意当提供包含芳烃和金属氧化物的层作为空穴注入层411的替代时，可以使用具有低功函的物质如铝和镁形成第一电极401。
[0062]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极402。当在第二电极402和第三发光层413c之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极402和第三发光层413c之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极402。
[0063]在此实施方案模式的发光元件中，第一混合层421a和421b几乎与实施方案模式2中所述的第一混合层215相同。此外，第二混合层422a和422b几乎与实施方案模式2中所述的第一混合层216相同。另外，第一发光层413a，第二发光层413b，和第三发光层413c几乎与实施方案模式2中所述的发光层213相同。另外，空穴传递层411，空穴传递层412a，412b，和412c，电子传递层414a，414b，和414c，和电子注入层415也更与由实施方案模式1或2中相同层表示的各自层相同。
[0064]通过形成含有上述第二混合层422a和422b的发光层，其中第二混合层422a和422b每个包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，通过提供每个包含芳烃和金属氧化物的第二混合层422a和422b，可以获得发光元件，其中与具有结构的发光层相比，其中由溅射形成的层如从氧化铟锡制备的层在各自的发光层之间提供，由于使用有机化合物形成的层如发光层的溅射的损害不容易产生。
[0065]实施方案模式4
参考图8描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。
[0066]图8显示含有在第一电极3101和第二电极3102之间的发光层3113的发光元件。在图8所示的发光元件中，在发光层3113和第一电极3101之间提供混合层3111。在发光层3113和混合层3111之间提供空穴传递层3112。在发光层3113和第二电极3102之间提供电子传递层3114和电子注入层3115。在此发光元件中，当对第一电极3101和第二电极3102两者施加电压使得第一电极3101的电势高于第二电极3102的电势时，从第一电极3101的侧面向发光层3113注入空穴而从第二电极3102的侧面向发光层3113注入电子。然后，注入发光层3113的空穴和电子复合。发光层3113包含发光物质，发光物质由空穴和电子的复合产生的激发能量激发。处于激发态的发光物质返回到基态时发射光。
[0067]以下详细解释第一电极3101，第二电极3102，和在第一电极3101和第二电极3102之间的每个层。
[0068]不特别限制用于形成第一电极3101的物质。除具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽以外可以使用具有低功函的物质如铝和镁。这是由于当对本发明的发光元件施加电压时从混合层3111产生空穴。
[0069]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极3102。当在第二电极3102和发光层3113之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极3102和发光层3113之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极3102。
[0070]注意优选形成第一电极3101和第二电极3102之一或两者使得一个或两个电极可透光。
[0071]混合层3111包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。当芳烃的空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大时，可以有效地传递从金属氧化物注入的空穴。作为用于形成混合层3111，具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(缩写：t-BuDNA)、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽(缩写：DPAnth)、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽(缩写：DPPA)、9，10-二(萘-2-基)蒽(缩写：DNA)、2-叔丁基蒽(缩写：t-BuAnth)、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽(缩写：DMNA)、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽(缩写：t-BuDBA)。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。当使用含有26-60个碳原子的芳烃时，改进混合层的耐热性。特别地，当使用含有34-60个碳原子的芳烃时，可以获得显示特别有利耐热性能的混合层3111。混合层3111的耐热性能的改进在制造发光元件中是特别有效的，其中抑制由于电流产生的焦耳热在电特性中的劣化，如电阻的增加。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。此外，也可以使用金属氧化物如氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化钨、或氧化银。通过混合以上提及的金属氧化物和芳烃，可以产生电荷转移，它导致电荷转移配合物的产生。其中产生电荷转移配合物的混合层3111包含不成对电子。此外，与其中混合五氧化二钒和α-NPD，在上述相关技术(日本专利申请未决公开2005-123095)中公开的混合膜和其中混合七氧化二铼和α-NPD的混合膜相比，包含金属氧化物和芳烃的混合层3111显示吸光度的极少变化，它依赖于450-650nm可见光区域中的吸收波长(即可见光区域中透光度的较少变化)，和因此，由混合层3111中的光发射的吸收引起的光发射损失的量较少依赖于光发射波长。因此，提供混合层3111使得可以防止光提取效率对于发光射的每种颜色(即对于每个波长)变化。优选在混合层3111中包含金属氧化物使得金属氧化物相对于芳烃的质量比(＝金属氧化物/芳烃)是0.5-2或其摩尔比是1-4。当混合层3111包含具有这样混合物比例的金属氧化物和芳烃时，在混合层3111中可以设定450-650nm的光谱中光的透光度为80％或更大，和具体地80-100％。这样的透光度允许发光元件更有效地提取光发射。此外，芳烃通常具有容易结晶的性能；然而，当如这个实施方案模式将芳烃与金属氧化物混合时，芳烃不容易结晶。此外，氧化钼在金属氧化物中特别容易结晶；然而，当如这个实施方案模式将氧化钼与芳烃混合时，氧化钼不容易结晶。通过采用此方式混合芳烃和金属氧化物，芳烃和金属氧化物相互抑制结晶，结果可以获得不容易结晶的层。另外，由于芳烃具有高玻璃化转变温度，当如这个实施方案模式将包含芳烃的混合层3111作为混合层施加时，与使用4，4′，4″-三(N，N-二苯基氨基)三苯基胺(缩写：TDATA)；4，4′，4″-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]三苯基胺(缩写：MTDATA)；4，4′-双{N-[4-(N，N-二-间甲苯基氨基)苯基]-N-苯基氨基}联苯(缩写：DNTPD)等形成的空穴注入层相比，可以获得具有更优异耐热性能以及也更有利地注入空穴到空穴传递层3112的功能的混合层。
[0072]空穴传递层3112具有传递空穴的功能。在此实施方案模式的发光元件中，空穴传递层3112具有从混合层3111传递空穴到发光层3113的功能。提供空穴传递层3112使得可以在混合层3111和发光层3113之间产生距离。因此，可以防止由于混合层3111中的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有空穴传递性能的物质形成空穴传递层3112。特别地，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成空穴传递层3112。注意到具有空穴传递性能的物质是空穴迁移率高于电子迁移率的物质，和优选对应于其中空穴迁移率对电子迁移率的比例(即空穴迁移率/电子迁移率)大于100的物质。作为具有空穴传递性能的物质的具体例子，可以给出4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：NPB)；4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯(缩写：TPD)；1，3，5-三[N，N-二(间甲苯基)氨基]苯(缩写：m-MTDAB)；4，4′，4″-三(N-咔唑基)三苯基胺(缩写：TCTA)等。此外，双极性物质是其中一个载流子迁移率对其它载体迁移率的比例是100或更小，和优选10或更小的物质。作为双极性物质，例如可以给出2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉(缩写：TPAQn)；和2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：NPADiBzQn)等。在双极性物质中，特别地优选使用空穴和电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的双极性物质。
[0073]发光层3113包含发光物质。发光物质是具有有利发光效率的物质，它可采用所需的波长发射光。可以仅使用发光物质形成发光层3113。当引起由于浓度的猝灭时，发光层3113优选是其中在能隙大于发光物质的物质中分散发光物质的层。通过在发光层3113中分散发光物质，可以防止由于浓度的光发射的猝灭。在此，能隙指在LUMO能级和HOMO能级之间的能隙。
[0074]不特别限制发光物质，和可以使用具有有利发光效率的物质，它可采用所需的光发射波长发射光。例如，为获得红色光发射，例如显示峰值在600-680nm的光谱中的发射光谱的如下物质可以用作发光物质：4-二氰基亚甲基-2-异丙基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTI)；4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DC JT)；4-二氰基亚甲基-2-叔丁基-6-[2-(1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基)乙烯基]-4H-吡喃(缩写：DCJTB)；periflanthene；2，5-二氰基-1，4-双(2-[10-甲氧基-1，1，7，7-四甲基-9-久洛尼定基]乙烯基)苯等。为获得绿色光发射，显示峰值在500-550nm的光谱中的发射光谱的物质如N，N′-二甲基喹吖啶酮(缩写：DMQd)、香豆素6、香豆素545T、或三(8-羟基喹啉合)铝(缩写：Alq3)可以用作发光物质。为获得蓝色光发射，显示峰值在420-500nm的光谱中的发射光谱的如下物质可以用作发光物质：9，10-双(2-萘基)-叔丁基蒽(缩写：t-BuDNA)；9，9′-联蒽；9，10-二苯基蒽(缩写：DPA)；9，10-双(2-萘基)蒽(缩写：DNA)；双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-镓(缩写：BGaq)；双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-铝(缩写：BAlq)等。除发射荧光的上述物质以外，发射磷光的如下物质可以用作发光材料：双[2-(3，5-双(三氟甲基)苯基)吡啶合-N，C2′]甲基吡啶合铱(III)(缩写：Ir(CF3ppy)2(pic))；双[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合-N，C2′]乙酰丙酮合铱(III)(缩写：FIr(acac))；双[2-(4，6-二氟苯基)吡啶合-N，C2′]甲基吡啶合铱(III)(缩写：FIr(pic))；三(2-苯基吡啶合-N，C2′)铱)(缩写：Ir(ppy)3)等。
[0075]与发光物质一起包含在发光层3113中，用于分散发光物质的物质(也称为主体)不特别受限制，和可以考虑用于发光物质的能隙等适当地选择。例如，可以使用蒽衍生物如9，10-二(2-萘基)-2-叔丁基蒽(缩写：t-BuDNA)；咔唑衍生物如4，4′-双(N-咔唑基)联苯(缩写：CBP)；喹喔啉衍生物如2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉(缩写：TPAQn)，或2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉(缩写：NPADiBzQn)；金属配合物如双[2-(2-羟基苯基)吡啶合]锌(缩写：Znpp2)，或双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑合]锌(缩写：ZnBOX)等。注意发光物质称为相对于主体被称为客体。
[0076]电子传递层3114具有传递电子的功能。在此实施方案模式的发光元件中，电子传递层3114具有传递从第二电极3102侧面注入的电子到发光层3113的功能。提供电子传递层3114使得可以在第二电极3102和发光层3113之间产生距离。因此，可以防止由于第二电极3102中的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有电子传递性能的物质形成电子传递层。特别地，优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成电子传递层。此外，具有电子传递性能的物质是电子迁移率高于空穴迁移率的物质，和对应于其中电子迁移率对空穴迁移率的比例(即电子迁移率/空穴迁移率)大于100的物质。作为具有电子传递性能的物质的具体例子，可以给出金属配合物如三(8-羟基喹啉合)铝(缩写：Alq3)，三(4-甲基-8-羟基喹啉合)铝(缩写：Almq3)，双(10-羟基苯并[h]-喹啉合)铍(缩写：BeBq2)，双(2-甲基-8-羟基喹啉合)-4-苯基苯酚合-铝(缩写：BAlq)，双[2-(2-羟基苯基)苯并噁唑合]锌(缩写：Zn(BOX)2)，或双[2-(2-羟基苯基)苯并噻唑合]锌(缩写：Zn(BTZ)2)；2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(缩写：PBD)；1，3-双[5-(对叔丁基苯基)-1，3，4-噁二唑-2-基]苯(缩写：OXD-7)；TAZ；p-EtTAZ；BPhen；BCP；4，4′-双(5-甲基苯并噁唑-2-基)茋(缩写：BzOS)等。此外，双极性物质与上述相同。注意可以使用相同的双极性物质形成电子传递层3114和空穴传递层3112。
[0077]电子注入层3115具有帮助从第二电极3102注入电子到电子传递层3114的功能。通过提供电子注入层3115，可以降低在第二电极3102和电子传递层3114之间电子亲合力的差异，因此容易地注入电子。电子注入层3115优选使用如下物质形成：电子亲合力大于用于形成电子传递层3114的物质和小于用于形成第二电极3102的物质的物质，或当它作为厚度为约1-2nm的薄膜在电子传递层3114和第二电极3102之间提供时其能带弯曲的物质。作为可用于形成电子注入层3115的物质的具体例子，可以给出如下无机材料：碱金属，如锂(Li)等；碱土金属，如镁(Mg)等；碱金属氟化物，如氟化铯(CsF)等；碱土金属氟化物，如氟化钙(CaF2)等；碱金属氧化物，如氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)等；碱土金属氧化物，如氧化钙(CaO)和氧化镁(MgO)等。当这些物质作为薄膜形成时，它们的能带可能弯曲和可以容易地进行电子的注入，和因此这些物质是优选的。除无机材料以外，通过从它们中选择电子亲合力高于用于形成电子传递层3114的物质的物质，可用于形成电子传递层3114的有机材料如红菲咯啉(缩写：BPhen)，浴铜灵(缩写：BCP)，3-(4-叔丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：p-EtTAZ)，和3-(4-叔丁基苯基)-4-苯基-5-(4-联苯基)-1，2，4-三唑(缩写：TAZ)可用于形成电子注入层3115。即，可以从具有电子传递性能的物质选择电子亲合力相对高于电子传递层3114的物质形成电子注入层3115。此外，在提供电子注入层3115的情况下，优选使用具有低功函的物质如铝形成第二电极3102。
[0078]在上述发光元件中，分别选择用于电子传递层3114具有电子传递性能的物质和包含在上述发光元件中的混合层3111中的芳烃，使得当用于电子传递层3114具有电子传递性能的物质的迁移率与包含在混合层3111中的芳烃的迁移率比较时，将具有电子传递性能的物质和芳烃的一种的迁移率对其它物质的迁移率的比例设定为1000或更小。通过采用这样的方式选择各自物质，可以改进发光层中的复合效率。
[0079]注意在此实施方案模式中显示除混合层3111和发光层3113以外，含有空穴传递层3112，电子传递层3114，电子注入层3115等的发光元件；然而，发光元件的模式不限于此。例如，如图9所示，可以提供电子产生层3116等作为电子注入层3115的替代。电子产生层3116产生电子，和可以通过混合如下物质形成：具有电子传递性能的物质和双极性物质的一种或多种，和相对于以上物质显示给电子性能的物质。在此情况下，在具有电子传递性能的物质和双极性物质中优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质。作为具有电子传递性能的物质和双极性物质，可以分别使用以上提及的物质。此外，作为显示给电子性能的物质，可以使用至少一种选自如下的物质：碱金属和碱土金属如锂(Li)、钙(Ca)、钠(Na)、钾(K)、镁(Mg)等。此外，至少一种选自如下的物质可以用作显示给电子性能的物质：碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物等如氧化锂(Li2O)、氧化钙(CaO)、氧化钠(Na2O)、氧化钾(K2O)、氧化镁(MgO)、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)等。
[0080]此外，如图10所示，空穴阻断层3117可以在发光层3113和电子传递层3114之间提供。提供空穴阻断层3117使得可以防止空穴通过发光层3113向第二电极3102流动，因此改进载流子的复合效率。此外，可以防止在发光层3113中产生的激发能转移到其它层如电子传递层3114。可以从可用于形成电子传递层3114的物质，如BAlq，OXD-7，TAZ，和BPhen特别选择电离电位和激发能大于用于形成发光层3113的物质的物质形成空穴阻断层3117。即，空穴阻断层3117可以通过选择物质形成使得空穴阻断层3117的电离电位相对大于电子传递层3114的电离电位。相似地，可以在发光层3113和空穴传递层3112之间提供阻断电子通过发光层3113流向第二电极3102的层。
[0081]注意本发明的操作者可适当地选择是否提供电子注入层3115，电子传递层3114，和空穴传递层3112。例如，在其中不引起缺陷如由于金属的光学猝灭而不提供空穴传递层3112，电子传递层3114等的情况下，或在其中可以优选从电极进行电子的注入而不提供电子注入层3115的情况下，不必须要求提供这些层。
[0082]通过形成含有混合层3111的发光层，其中混合层3111包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，由于混合层可产生空穴，通过提供包含芳烃和金属氧化物的混合层3111，可以获得驱动电压变化较少的发光元件，它依赖于混合层3111的厚度。结果是，可以通过改变混合层3111的厚度容易地调节在发光层3113和第一电极3101之间的距离。即，可以容易地调节发射的光通过的光程的长度(光程长度)使得可以有效地提取光发射到外部或改进提取到外部的光的颜色纯度。此外，通过增加混合层3111的厚度，可以降低第一电极3101的表面上的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0083]上述发光元件可以使用一种方法形成，由该方法在第一电极3101上以此顺序堆叠混合层3111，空穴传递层3112，发光层3113，电子传递层3114，电子注入层3115等之后形成第二电极3102。或者，上述发光元件可以使用一种方法形成，由该方法在第二电极3102上以此顺序堆叠电子注入层3115，电子传递层3114，发光层3113，空穴传递层3112，混合层3111。在其中在形成发光层3113之后形成混合层3111的情况下如后面的方法，甚至当由溅射形成第一电极3101时，混合层3111用作保护层，和因此，可以形成有利的发光元件，其中由于使用有机化合物形成的层如发光层3113的溅射的损害不容易产生。
[0084]实施方案模式5
参考图11描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。
[0085]图11显示含有发光层3213，第一混合层3215，在第一电极3201和第二电极3202之间的第二混合层3216的发光元件，其中与第一混合层3215相比更接近第一电极3201提供发光层3213和与第一混合层3215相比更接近第二电极3202提供第二混合层3216。在此发光元件中，在发光层3213和第一电极3201之间提供空穴注入层3211和空穴传递层3212，和在发光层3213和第一混合层3215之间提供电子传递层3214。第一混合层3215包含至少一种选自如下的物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、或碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。第二混合层3216包含芳烃和金属氧化物。发光层3213包含发光物质。当对第一电极3201和第二电极3202每个施加电压使得第一电极3201的电势高于第二电极3202的电势时，从第一混合层3215注入电子到电子传递层3214，从第二混合层3216注入空穴到第二电极3202，和从第一电极3201注入空穴到空穴注入层3211。此外，从第一电极3201侧面注入发光层3213的空穴和从第二电极3202注入发光层3213的电子复合。包含在发光层3213中的发光物质由复合产生的激发能量激发。激发的发光物质返回到基态时发射光。
[0086]以下详细解释第一电极3201，第二电极3202，和在第一电极3201和第二电极3202之间的每个层。
[0087]优选使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽形成第一电极3201。
[0088]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极3202。当在第二电极3202和发光层3213之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极3202和发光层3213之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极3202。
[0089]注意优选形成第一电极3201和第二电极3202之一或两者使得一个或两个电极可透光。
[0090]此实施方案模式的空穴注入层3211具有帮助从第一电极3201注入空穴到空穴传递层3212的功能。提供空穴注入层3211使得可以降低在第一电极3201和空穴传递层3212之间电离电位的差异使得容易注入空穴。优选使用其电离电位小于用于形成空穴传递层223的物质和大于用于形成第一电极3201的物质的物质形成空穴注入层3211。作为可用于形成空穴注入层3211的物质的具体例子，可以给出低分子量材料如酞菁(缩写：H2Pc)或铜酞菁(缩写：CuPc)，高分子量材料如聚(亚乙二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸盐)溶液(PEDOT/PSS)等。
[0091]空穴传递层3212具有传递空穴的功能。在此实施方案模式的发光元件中，空穴传递层3212具有从空穴注入层3211传递空穴到发光层3213的功能。提供空穴传递层3212使得可以在第一电极3201和发光层3213之间产生距离。因此，可以防止由于第一电极3201中的金属导致的光发射的猝灭。优选使用具有空穴传递性能的物质形成空穴传递层3212。特别地，优选使用具有空穴传递性能及空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的物质，或双极性物质形成空穴传递层3212。此外，已经在实施方案模式4中描述了具有空穴传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0092]发光层3213包含发光物质。可以仅使用发光物质形成发光层3213。当引起由于浓度的猝灭时，发光层3213优选是其中在能隙大于发光物质的物质中分散发光物质的层。通过在发光层3213中分散发光物质，可以防止由于浓度的光发射的猝灭。在此，能隙指在LUMO能级和HOMO能级之间的能隙。已经在实施方案模式4中描述了发光物质和用于分散发光物质的物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0093]电子传递层3214具有传递电子的功能。在此实施方案模式的发光元件中，电子传递层3214具有传递从第一混合层3215注入的电子到发光层3213的功能。提供电子传递层3214使得可以在第二发光层3216和发光层3213之间产生距离。因此，可以防止由于第二发光层3216中的金属导致的光发射的猝灭(当金属包含在第一混合层3215中时，由于金属的光发射的猝灭)。优选使用具有电子传递性能的物质形成电子传递层3214。特别地，优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(和更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的物质，或双极性物质形成电子传递层。此外，已经在实施方案模式4中描述了具有电子传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0094]第一混合层3215产生电子。第一混合层3215可通过使用如下物质的混合物形成：具有电子传递性能的物质和双极性物质的一种或多种，和相对于物质显示给电子性能的物质。在此情况下，在具有电子传递性能的物质和双极性物质中优选使用电子迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大的物质。此外，已经在实施方案模式4中描述了具有电子传递性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。另外，已经在实施方案模式4中描述了相对于具有电子传递性能的物质显示给电子性能的物质和双极性物质，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0095]第二混合层3216包含芳烃和金属氧化物。不特别限制芳烃，然而，优选使用空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs或更大(更优选，1×10-6-1×100cm2/Vs)的芳烃。作为用于形成第二混合层3216，具有有利空穴迁移率的这样的芳烃，例如可以给出含有14-60个碳原子和包含蒽骨架的芳烃如2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。在含有14-60个碳原子的芳烃中，特别优选使用含有26-60个碳原子的芳烃。更优选，使用含有34-60个碳原子的芳烃。当使用含有26-60个碳原子的芳烃时，改进混合层的耐热性。特别地，当使用含有34-60个碳原子的芳烃时，可以获得显示特别有利耐热性能的第二混合层3216。第二混合层3216的耐热性能的改进在制造发光元件中是特别有效的，其中抑制由于电流产生的焦耳热在电特性中的劣化，如电阻的增加。作为金属氧化物，优选是相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物。作为这样的金属氧化物，例如可以给出氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼等。此外，也可以使用金属氧化物如氧化钛、氧化铬、氧化锆、氧化铪、氧化钽、氧化钨、或氧化银。通过混合以上提及的金属氧化物和芳烃，可以产生电荷转移，它导致电荷转移配合物的产生。包含金属氧化物和芳烃的第二混合层3216显示吸光度的极少变化，它依赖于450-650nm可见光区域中的吸收波长(即可见光区域中透光度的较少变化)，和因此，由第二混合层3216中的光发射的吸收引起的光发射损失的量较少依赖于光发射波长。因此，提供第二混合层3216使得可以防止光提取效率对于发光射的每种颜色(即对于每个波长)变化。优选在第二混合层3216中包含金属氧化物使得金属氧化物相对于芳烃的质量比(＝金属氧化物/芳烃)是0.5-2或其摩尔比是1-4。此外，芳烃通常具有容易结晶的性能；然而，当如这个实施方案模式将芳烃与金属氧化物混合时，芳烃不容易结晶。此外，氧化钼在金属氧化物中特别容易结晶；然而，当如这个实施方案模式将氧化钼与芳烃混合时，氧化钼不容易结晶。通过采用此方式混合芳烃和金属氧化物，芳烃和金属氧化物相互抑制结晶，结果可以获得不容易结晶的层。
[0096]注意在此实施方案模式中显示除发光层3213，第一混合层3215，和第二混合层3216以外含有空穴注入层3211，空穴传递层3212，电子传递层3214等的发光元件；然而，发光元件的模式不限于此。例如，如图12所示，可以提供包含芳烃和金属氧化物的层3217等作为空穴注入层3211的替代。提供包含芳烃和金属氧化物的层3217使得可以有利地操作发光元件，甚至当使用具有低功函的物质如铝和镁形成第一电极3201时。此外，如图13所示，可以在电子传递层3214和发光层3213之间提供空穴阻断层3218。空穴阻断层3218与实施方案模式4中所述的空穴阻断层3117相同，和在此实施方案模式中不进一步描述。
[0097]注意本发明的操作者可适当地选择是否提供空穴注入层3211，空穴传递层3212，和电子传递层3214。例如，在其中不引起缺陷如由于金属的光学猝灭而不提供空穴传递层3212，电子传递层3214等的情况下，或在其中可以优选从电极进行电子的注入而不提供空穴注入层3211的情况下，不必须要求提供这些层。
[0098]通过形成含有第二混合层3216的发光层，其中第二混合层3216包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，由于第二混合层3216可产生空穴，通过提供包含芳烃和金属氧化物的第二混合层3216，可以获得驱动电压变化较少的发光元件，它依赖于第二混合层3216的厚度。结果是，可以通过改变第二混合层3216的厚度容易地调节在发光层3213和第二电极3202之间的距离。即，可以容易地调节发射的光通过的光程的长度(光程长度)使得可以有效地提取光发射到外部或改进提取到外部的光的颜色纯度。此外，通过增加第二混合层3216的厚度，可以降低第二电极3202的表面上的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0099]当也在第一电极3201的侧面上提供包含芳烃和金属氧化物的层代替空穴注入层3211时，可以容易地调节在第一电极3201和发光层3213之间的距离。此外，可以降低第一电极3201的表面上产生的凹面和凸面，因此降低一对电极之间的短路。
[0100]上述发光元件可以通过使用一种方法形成，由该方法首先形成第一电极3201，和在形成各自的层如发光层3213之后，形成第二电极3202。或者，发光层可以通过使用一种方法形成，由该方法首先形成第二电极3202，和在形成各自的层如发光层3213之后，形成第一电极3201。在每种方法中，在形成发光层3213之后通过形成包含芳烃和金属氧化物的层，甚至当由溅射形成电极(第一电极3201或第二电极3202)时，包含芳烃和金属氧化物的层用作保护层。因此，可以形成有利的发光元件，其中由于使用有机化合物形成的层如发光层3213的溅射的损害不容易产生。
[0101]实施方案模式6
参考图14描述本发明的发光元件的一个实施方案模式。图14显示在第一电极3401和第二电极3402之间含有多个发光层，即第一发光层3413a，第二发光层3413b，和第三发光层3413c的多个发光层。此发光元件含有在第一发光层3413a和第二发光层3413b之间的第一混合层3421a和第二混合层3422a，和在第二发光层3413b和第三发光层3413c之间的第一混合层3421b和第二混合层3422b。每个第一混合层3421a和3421b包含至少一种选自如下的物质：碱金属、碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、或碱土金属氟化物；和具有电子传递性能的物质。第二混合层3422a和3422b包含芳烃和金属氧化物。此外，与第二混合层3422a相比更接近第一电极3401提供第一混合层3421a，而与第二混合层3422b相比更接近第一电极3401提供第一混合层3421b。在第一电极3401和第一发光层3413a之间提供空穴传递层3412a，在第二混合层3422a和第二发光层3413b之间提供空穴传递层3412b，和在第二混合层3422b和第三发光层3413c之间提供空穴传递层3412c。此外，在第一发光层3413a和第一混合层3421a之间提供电子传递层3414a，在第二发光层3413b和第一混合层3421b之间提供电子传递层3414b，和在第三发光层3413c和第二电极3402之间提供电子传递层3414c。此外，在第一电极3401和空穴传递层3412a之间提供空穴注入层3411，和在第二电极3402和电子传递层3414c之间提供电子注入层3415。第一发光层3413a，第二发光层3413b，和第三发光层3413c每个包含发光物质。当对第一电极3401和第二电极3402每个施加电压使得第一电极3401的电势高于第二电极3402的电势时，空穴和电子在每个发光层中复合，和激发在每个发光层中包含的发光物质。激发的发光物质在返回到基态时发射光。注意包含在每个发光层中的发光物质可以彼此相同或不同。
[0102]优选使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽形成第一电极3401。注意当提供包含芳烃和金属氧化物的层作为空穴注入层3411的替代时，可以使用具有低功函的物质如铝和镁形成第一电极3401。
[0103]优选使用具有低功函的物质如铝和镁形成第二电极3402。当在第二电极3402和第三发光层3413c之间提供产生电子的层时，然而，也可以使用具有高功函的物质如氧化铟锡、包含氧化硅的氧化铟锡、包含2-20wt％氧化锌的氧化铟、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、铂(Pd)、或氮化钽等。因此，可以根据在第二电极3402和第三发光层3413c之间提供的层的特性，通过适当地选择具有高功函的物质或具有低功函的物质形成第二电极3402。
[0104]在此实施方案模式的发光元件中，第一混合层3421a和3421b几乎与实施方案模式5中所述的第一混合层3215相同。此外，第二混合层3422a和3422b几乎与实施方案模式5中所述的第一混合层3216相同。另外，第一发光层3413a，第二发光层3413b，和第三发光层3413c几乎与实施方案模式5中所述的发光层3213相同。另外，空穴传递层3411，空穴传递层3412a，3412b，和3412c，电子传递层3414a，3414b，和3414c，和电子注入层3415也更与由实施方案模式4或5中相同层表示的各自层相同。
[0105]通过形成含有上述第二混合层3422a和3422b的发光层，其中第二混合层3422a和3422b每个包含芳烃和金属氧化物，可以降低由于在一对电极之间形成的层的结晶的缺陷。更具体地，与含有仅包含芳烃或金属氧化物的层的发光元件相比，可以降低由于结晶产生凹面和凸面而引起的在一对电极之间的短路。此外，通过提供每个包含芳烃和金属氧化物的第二混合层3422a和3422b，可以获得发光元件，其中与具有结构的发光层相比，其中由溅射形成的层如从氧化铟锡制备的层在各自的发光层之间提供，由于使用有机化合物形成的层如发光层的溅射的损害不容易产生。
[0106]实施方案模式7
本发明的发光元件可以降低由于在一对电极之间提供的层的结晶的操作缺陷。此外，通过增加在一对电极之间提供，包含芳烃和金属氧化物的混合层的厚度，可以防止一对电极之间的短路。另外，通过改变混合层的厚度，可以调节光程长度或可以改进到外部分的光提取效率，和可以获得精细颜色纯度的光发射。因此，通过使用本发明的发光元件作为像素，可以获得由于发光元件的操作缺陷的显示器缺陷较少的有利发光器件。另外，通过使用本发明的发光元件作为像素，可以获得能够提供具有有利颜色的图像的发光器件。通过使用本发明的发光元件作为光源，可以获得由于发光元件的操作缺陷的缺陷较少能够有利地照明的发光器件。
[0107]在此实施方案模式中，参考图15-18描述具有显示功能的发光器件及其驱动方法。
[0108]图15是显示从本发明对其应用的发光器件的顶表面看到的概要框图。在图15中，像素部分6511，源信号线驱动电路6512，接线栅信号线驱动电路6513，和擦除栅信号线驱动电路6514在衬底6500上提供。源信号线驱动电路6512，接线栅信号线驱动电路6513，和擦除栅信号线驱动电路6514分别通过接线组连接到FPC(柔性印刷电路)6503，它是外部输入端子。源信号线驱动电路6512，接线栅信号线驱动电路6513，和擦除栅信号线驱动电路6514分别从FPC 6503接收视频信号，开始信号，重置信号等。FPC 6503与印刷接线板(PWB)6504连接。此外，驱动电路部分不必须在与上述像素部分6511相同的衬底上形成。例如，可以通过采用其中IC芯片安装在具有接线图案的FPC上的TCP等在衬底以外提供驱动电路部分。
[0109]在像素部分6511的行中排列在列中延伸的多个源信号线。同样，电源线在行中排列。在像素部分6511的列中排列在行中延伸的多个栅信号线。此外，在像素部分6511中排列每个包括发光元件的多个电路。
[0110]图16是显示操作一个像素的电路的图。图16中显示的电路包括第一晶体管901，第一晶体管902，和发光元件903。
[0111]第一和第二晶体管901和902每个是包括栅电极，漏区域，和源区域的三端子元件。在漏区域和源区域之间布置槽区域。由于用作源区域的区域和用作漏区域的区域依赖于晶体管的结构，操作条件等变化，难以确定哪个区域用作源区域或漏区域。因此，用作源极或漏极的区域在此实施方案模式中分别指示为晶体管的第一电极和晶体管的第二电极。
[0112]提供栅信号线911和书写栅信号线驱动电路913以由开并918彼此电连接或断开。提供栅信号线911和擦除栅信号线驱动电路914以由开并919彼此电连接或断开。提供源信号线912以由开关920电连接到源信号线驱动电路915或电源916。第一晶体管901的栅极电连接到栅信号线911。第一晶体管的第一电极电连接到源信号线912而第一晶体管的第二电极连接到第二晶体管902的栅电极。第二晶体管902的第一电极电连接到电流供应线917而第二晶体管的第二电极电连接到发光元件903中包括的一个电极。此外，开关918可以包括在书写栅信号线驱动电路913中。开在919也可以包括在擦除栅信号线驱动电路914中。此外，开关920可以包括在源信号线驱动电路915中。
[0113]不特别限制晶体管，发光元件等在像素部分中的布置。例如，可以采用如图17的顶视图中所示的布置。在图17中，第一晶体管1001的第一电极连接到源信号线1004而第一晶体管的第二电极连接到第二晶体管1002的栅电极。第二晶体管的第一电极连接到电流供应线1005和第二晶体管的第二电极连接到发光元件的电极1006。一部分栅信号线1003用作第一晶体管1001的栅电极。
[0114]然后，以下描述驱动发光器件的方法。图18是解释一个框架随时间的操作的图。在图18中，水平方向指示时间通路而纵向指示栅信号线的扫描阶段。
[0115]当在本发明的发光器件上显示图像时，在显示周期期间交替进行重写操作和显示操作。重写操作的数目不特别受限制。然而，重写操作优选一秒进行约60次使得观察显示的图像的人们检测不到图像中的闪烁。操作一个图像的重写操作和显示操作的周期(一个框)在此称为框周期。
[0116]如图18所示，一个框分成包括书写周期501a，502a，503a和504a和保持周期501b，502b，503b和504b的四个子框501，502，503和504。采用发射光的信号施加的发光元件在保持周期期间发射光。在第一子框501，第二子框502，第三子框503和第四子框504中的保持周期的比度比满足23∶22∶21∶20＝8∶4∶2∶1。这使得发光器件显示4位灰度。此外，位的数目和灰度的数目不限于在此实施方案模式中显示的那些。例如，一个框可以分成八个子框以达到8位灰度。
[0117]描述在一个框中的操作。在子框501中，首先按顺序在第1行到最后一行进行书写操作。因此，书写周期的开始时间对于每行变化。保持周期501b在其中终止书写周期501a的行中按顺序开始。在保持周期501b中，采用发射光的信号施加的发光元件保持发光状态。在终止保持周期501b时，子框501按顺序在行中变化到下一子框502。在子框502中，采用与子框501相同的方式按顺序在第1行到最后一行进行书写操作。上述操作重复进行直到子框504的保持周期504b和然后终止。在子框504中终止操作之后，开始在下一框中的操作。因此，各自子框中的发光时间的总和对应于每个发光元件在一个框中的发光时间。通过改变每个发光元件的发光时间和在像素部分中以各种方式结合这样的发光元件，可以获得具有不同亮度和不同色度的各种显示器颜色。
[0118]当希望在行中强制终止保持周期时，其中已经终止书写周期和在终止书写周期之前直到最后一行开始保持周期，如在子框504中所示，优选在保持周期504b之后提供擦除周期504c以强制停止光发射。其中强制停止光发射的行对于某些周期(此周期称为非发光周期504d)不发射光。在最后一行中终止书写周期时，按顺序下一子框(或下一框)的书写周期立即从第一行开始。这可防止子框504中的书写周期与下一子框中的书写周期重叠。
[0119]尽管在此实施方案模式中以保持周期长度下降的顺序布置子框501-504，它们不必须采用此顺序布置。例如，子框可以采用保持长度增加的顺序布置。或者，子框可以采用随机方式布置。此外，这些子框可进一步分成多个框。即，在供应相同视频信号的周期期间可以在几个时间进行栅信号线的扫描。
[0120]以下描述图16所示的电路的书写周期和擦除周期的操作。
[0121]首先，描述在书写周期中的操作。在书写周期中，在第n行(n是自然数)中的栅信号线911通过开关918电连接到书写栅信号线驱动电路913。在第n行中的栅信号线911电连接到擦除栅信号线驱动电路914。源信号线912通过开关920电连接到源信号线驱动电路915。在此情况下，信号是连接到第n行(n是自然数)中的栅信号线911的第一晶体管901的栅极中的输入，因此打开第一晶体管901。在此时刻，视频信号同时是第一到最后一列中源信号线中的输入。此外，从每列中源信号线912的视频信号输入彼此是独立的。从源信号线912的视频信号是通过连接到各自源信号线的第一晶体管901，第二晶体管902的栅电极中的输入。依赖于第二晶体管902中的信号输入，决定发光元件903是否发射光。例如，当第二晶体管902是P-沟道类型时，通过在第二晶体管902的栅电极中输入低水平信号而使发光元件903发光。另一方面，当当第二晶体管902是N-沟道类型时，通过在第二晶体管902的栅电极中输入高水平信号而使发光元件903发光。
[0122]然后，描述在擦除周期中的操作。在擦除周期中，在第n行(n是自然数)中的栅信号线911通过开关919电连接到擦除栅信号线驱动电路914。在第n行中的栅信号线911电连接到书写栅信号线驱动电路913。源信号线912通过开关920电连接到源信号线驱动电路916。在此情况下，在第一晶体管901的栅极中输入信号时，它连接到第n行中的栅信号线911，打开第一晶体管901。在此时刻，擦除信号同时是第一到最后一列中源信号线中的输入。从源信号线912的擦除信号输入是通过连接到每个源信号线的第一晶体管901，第二晶体管902的栅电极中的输入。在此时，电流供应线917和发光元件903由第二晶体管902中的信号输入成为非导电状态。这强制使发光元件903不发射光。例如，当第二晶体管902是P-沟道类型时，通过在第二晶体管902的栅电极中输入高水平信号而使发光元件903不发光。另一方面，当当第二晶体管902是N-沟道类型时，通过在第二晶体管902的栅电极中输入低水平信号而使发光元件903不发光。
[0123]此外，在擦除周期中，由上述操作用于擦除的信号是第n行(n是自然数)中的输入。然而，如上所述，第n行有时在擦除周期中保留而另一行(如第m行(m是自然数))在书写周期中保留。在此情况下，由于通过在相同的列中采用相同的信号线用于擦除的信号必须是第n行的输入的用于书写的信号必须是第m行的输入，优选进行上述操作。
[0124]由擦除周期中的上述操作在第n行中的发光元件903成为不发光状态之后，在擦除周期中，通过开启/关闭开关920将栅信号线911和擦除栅信号线驱动电路914立即彼此断开和源信号线912连接到源信号线驱动电路915。将栅信号线911和书写栅信号线驱动电路913彼此连接同时将源信号线和源信号线驱动电路915彼此连接。信号选择性地是从书写栅信号线驱动电路913在第m行中信号线中的输入和开启第一晶体管而用于书写的信号是从源信号线驱动电路915在第一到最后一列中源信号线中的输入。通过输入这些信号，第m行中的发光元件发光或不发光。
[0125]在如上所述终止第m行中的书写周期之后，擦除周期立即在第n+1行中开始。因此，通过将开关920开启/关闭将栅信号线911和书写栅信号线驱动电路913彼此断开而源信号线连接到电源916。同样，栅信号线911和书写栅信号线驱动电路913彼此断开同时将将栅信号线911连接到擦除栅信号线驱动电路914。信号选择性地是从擦除栅信号线驱动电路914为输入用于开启第一晶体管的信号在第n+1行中信号线中的输入，而擦除信号是其中从电源916的输入。采用此方式在第n+1行中终止擦除周期时，书写周期立即在第m+1行中开始。可以采用相同的方式交替重复擦除周期和书写周期直到最后一行的擦除周期。
[0126]尽管在此实施方案模式中在第n行中的擦除周期和第n+1行中的擦除周期之间提供第m行中的书写周期，本发明不限于此。第m行的书写周期可以在第n-1行中的擦除周期和第n行中的擦除周期之间提供。
[0127]此外，在此实施方案模式中，当如同子框504提供非发光周期504d时，从一个栅信号线断开擦除栅信号线驱动电路914同时连接书写栅信号线驱动电路913到另一个栅信号线的操作重复进行。可以在其中不特别提供不发光周期的框中进行此操作。
[0128]实施方案模式8
参考图19A-19C的横截面视图描述包括本发明的发光元件的发光器件的一个模式。
[0129]在图19A-19C的每个图中，为驱动本发明的发光元件12提供的晶体管11由虚线围绕。发光元件12是在实施方案模式1-6中描述的本发明的发光元件，它包括在第一电极13和第二电极14之间的层15，其中层压发光层和包括芳烃和金属氧化物的混合层。晶体管11的漏极和第一电极13通过接线17彼此电连接，接线17通过夹层绝缘膜16(16a，16b和16c)。发光元件12由分隔壁层18与其它相邻的发光元件隔离。在此实施方案模式中在衬底10上提供具有这样结构的发光器件。
[0130]在图19A-19C的每个图中显示的晶体管11具有顶部栅类型，其中在与衬底相对的侧面在半导体层上提供栅电极。此外，晶体管11的结构不特别限于此，和例如，可以采用底部栅类型结构。在底部栅类型的情况下，可以使用其中在形成沟道的半导体层上形成保护膜的结构(沟道保护类型)或其中部分蚀刻形成沟道的半导体层的类型(沟道蚀刻类型)。
[0131]另外，可以使用结晶半导体、无定形半导体、半无定形半导体等的任何一种形成包括在晶体管11中的半导体层。
[0132]具体地，半无定形半导体具有在无定形结构和结晶结构(包括单晶结构和多晶结构)之间的中间结构，和相对自由能来说是稳定的第三状况。半无定形半导体进一步包括具有短范围次序与晶格形变的结晶区域。尺寸为0.5-20nm的晶粒包括在至少一部分半无定形半导体膜中。拉曼光谱移动到低于520cm-1的波数。在半无定形半导体中由X射线衍射观察到(111)和(220)的衍射峰，相信这些峰衍生自Si晶格。半无定形半导体包含至少1原子％或更大的氢或卤素以终止悬空键。半无定形半导体也称为所谓的微晶半导体。半无定形半导体由辉光放电分解(等离子体CVD)采用气体如SiH4、Si2H6、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4或SiF4形成。含硅的气体也可以由H2或H2与一种或多种如下稀有气体元素的混合物稀释：He、Ar、Kr和Ne。设定稀释比为1∶2-1∶1000。设定压力为0.1-133Pa。设定电源频率为1-120MHz，和优选13-60MHz。可以设定衬底加热温度为300℃或更小，和优选100-250℃。关于膜中包含的杂质元素，对于大气成分的杂质如氧气，氮气或碳的每种浓度优选设定为1×1020/cm3或更小。特别地，氧气浓度设定为5×1019/cm3或更小，和优选1×1019/cm3或更小。
[0133]作为结晶半导体层的具体例子，可以给出从单晶硅、多晶硅、硅锗等制备的半导体层。结晶半导体层可以由激光结晶形成。例如，结晶半导体层可以由使用固相生产方法等的结晶形成，该固相生产方法使用镍。
[0134]当使用无定形物质，如无定形硅形成半导体时，优选使用包括电路的发光器件，该电路仅包括N-沟道晶体管晶体管11和其它晶体管(包括在电路中用于驱动发光元件的晶体管)。或者，可以采用包括电路的发光器件，该电路包括N-沟道晶体管或P-沟道晶体管。同样，可以使用包括电路的发光器件，该电路包括N-沟道晶体管和P-沟道晶体管两者。
[0135]第一夹层绝缘膜16可包括如图19A-19C所示的多个层或单个层。具体地，使用无机材料如氧化硅和氮化硅形成夹层绝缘膜16a。使用丙烯酸类、硅氧烷(它是含有由硅(Si)-氧(O)键形成的骨架结构和在取代基中包括至少一个氢的物质)，或可以通过施加液体形成的物质如氧化硅形成夹层绝缘层16b。使用包含氩(Ar)的氮化硅形成夹层绝缘膜16c。此外，构成各自层的物质不特别限于此。因此，也可以采用上述物质以外的物质。或者，也可以与上述层结合提供使用上述物质以外的物质形成的层。因此，可以通过使用无机材料和有机材料两者或通过使用无机材料或有机材料形成第一夹层绝缘膜16。
[0136]分隔壁层18的边缘部分具有其中曲率半径连续变化的形状。通过使用丙烯酸类、硅氧烷、抗蚀剂、氧化硅等形成此分隔壁层18。此外，可以使用无机膜和有机膜的任何一种或两种形成分隔壁层18。
[0137]图19A和19C的每个显示结构，其中在晶体管11和发光元件12之间仅提供第一夹层绝缘膜16。或者，如图19B所示，第一夹层绝缘膜16(第一夹层绝缘层16a和16b)和第二夹层绝缘膜19(第二夹层绝缘层19a和19b)可以在晶体管11和发光元件12之间提供。在图19B所示的发光器件中，第一电极13通过第二夹层绝缘膜19以连接到接线17。
[0138]第二夹层绝缘膜19可包括多个层或单个层，和第一夹层绝缘膜16一样。使用丙烯酸类、硅氧烷、或可以通过施加液体形成的物质如氧化硅形成第二夹层绝缘膜19a。使用包含氩(Ar)的氮化硅形成第二夹层绝缘膜19b。构成第二夹层绝缘膜的各自层的物质不特别限于此。因此，可以采用上述物质以外的物质。或者，也可以与膜19a和19b结合提供使用上述物质以外的物质形成的层。因此，可以通过使用无机材料和有机材料两者或通过使用无机材料或有机材料形成第二夹层绝缘膜19。
[0139]当使用具有透光性能的物质在发光元件12中形成第一电极和第二电极两者时，可以通过第一电极13和第二电极14发射发光元件中产生的光，如图19A中箭头所示。当使用具有透光性能的物质仅形成第二电极14时，可以仅通第二电极14发射发光元件中产生的光，如图19B中箭头所示。在此情况下，优选使用具有高反射比的材料形成第一电极13。或者，优选在第一电极13以下提供使用具有高反射比的材料形成的膜(反射膜)。当使用具有透光性能的物质仅形成第一电极13时，可以仅通第一电极13发射发光元件12中产生的光，如图19C中箭头所示。在此情况下，优选使用具有高反射比的材料形成第二电极14或优选在第二电极14上提供反射膜。
[0140]另外，可以在发光元件12中堆叠层15，其中层压包含发光物质的层和具有电导率的低活化能的层，以当对其施加电压时操作发光元件，使得第一电极13的电势高于第二电极14的电势。或者，可以在发光元件12中堆叠层15，其中层压包含发光物质的层和具有电导率的低活化能的层，以当对发光元件施加电压时操作发光元件，使得第二电极14的电势低于第一电极13的电势。在前者的情况下，晶体管11是N-沟道晶体管。在后者的情况下，晶体管11是P-沟道晶体管。
[0141]如上所说明的那样，在此实施方案模式中描述有源矩阵发光器件，它通过使用晶体管控制发光元件。或者，也可以采用无源发光器件，它驱动发光元件而不提供驱动元件如晶体管。图20显示根据本发明制造的无源发光器件的透视图。在图20中，在电极952和电极953之间提供具有多层结构的层955，它包括含有芳烃和金属氧化物的层，发光层等。电极952的边缘部分由绝缘层953覆盖。分隔壁层954在绝缘层953上提供。分隔壁层954的侧壁倾斜使得在一个侧壁和另一个侧壁之间的间隙对衬底的表面变窄。即，在短侧方向中分隔壁层954的横截面具有梯形形状，其中下侧(面对与绝缘层953相同的方向和与绝缘层953接触的侧面)短于上侧(面对与绝缘层953相同的方向和与绝缘层953不接触的侧面)。因此，通过提供分隔壁层954，可以防止由于静电的发光元件的缺陷。在无源发光器件中，采用在低驱动电压下驱动的本发明的发光元件，使得可以在低功率消耗下驱动发光元件。
[0142]实施方案模式9
在包括层的发光元件中，其中该层包含芳烃和金属氧化物，在一对电极之间提供，可以降低由一对电极之间提供的层的结晶形成的凹面和凸面或由于凹面和凸面在一对电极之间的短路引起的操作缺陷。因此，使用这样发光元件作为像素的发光器件有利地采用较少显示缺陷操作。因此，通过施加这样的发光器件到显示部分，可以获得由于显示器缺陷的显示图像的错误识别等较少的电子器具。另外，使用本发明的发光元件作为光源的发光器件可以采用较少的缺陷(它由发光元件的操作缺陷引起)有利地发射光。因此，通过使用本发明的这样的发光器件作为照明部分如景面光，可以降低操作缺陷如暗点，它由于发光元件的缺陷局部形成，因此优选地显示图像。另外，由于其中通过改变包含芳烃和金属氧化物的层的厚度控制在发光层和每个电极之间距离的发光元件，由于包含芳烃和金属氧化物的层厚度的驱动电压变化较少，和因此可以获得发光器件，它在低驱动电压下驱动和采用良好的颜色纯度发射光。因此，通过使用这样的发光器件用于显示部分，可以获得要求较少功率和能够提供具有良好颜色的图像的电子器具。
[0143]在图21A-21C中描述采用本发明的发光器件组装的电子器具的例子。
[0144]图21A显示根据本发明制造，包括主体5521，外壳5522，显示部分5523，键盘5524等的个人电脑。通过使用实施方案模式1或2中描述的本发明的发光元件在显示部分中引入发光器件(如包括实施方案3或4中所述结构的发光器件)，可以完成具有显示部分的个人电脑，它可提供具有优异颜色以及较少缺陷和较少显示图像错误识别的显示图像。此外，当将使用本发明的发光元件作为光源的发光器件作为景面光引入时，完成个人电脑。具体地，如图22所示，其中液晶器件5512和发光器件5513分别在外壳5511和外壳5514中构造的照明器件可以作为显示部分引入。如图22所示，将外部输入端子5515在液晶器件5512上安装，然而在发光器件5513上安装外部输入端子5516。
[0145]图21B显示根据本发明制造的电话，包括主体5552，显示部分5551，音频输出部分5554，音频输入部分5555，操作开关5556和5557，天线5553等。通过引入包括本发明发光元件的发光器件作为显示部分，可以完成具有显示部分的电话，它可提供具有优异颜色以及较少缺陷和较少显示图像错误识别的显示图像。
[0146]图21C显示根据本发明制造的电视机，包括显示部分5531，外壳5532，扬声器5533等。通过引入包括本发明发光元件的发光器件作为显示部分，可以完成具有显示部分的电视机，它可提供具有优异颜色以及较少缺陷和较少显示图像错误识别的显示图像。
[0147]如上所述，本发明的发光器件特别适于用作各种类别电子器具有显示部分。此外，电子器具有不限于此实施方案模式中描述的器具，和可以是图像记录器，导航设备等。
实施方案1
[0148]以下描述含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层的发光元件的制造方法及其操作特性。在此实施方案中，制造具有相同结构区别在于在芳烃和金属氧化物之间的摩尔比彼此不同的两个发光元件(发光元件1和发光元件2)。注意在此实施方案中，t-BuDNA用作芳烃和氧化钼用作金属氧化物。
[0149]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。由溅射形成第一电极。
[0150]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含t-BuDNA和氧化钼的第一层311。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。第一层311的厚度设定为120nm。此外，包含在发光元件1中在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为1∶0.5＝t-BuDNA∶氧化钼(摩尔比是1∶1.7＝t-BuDNA∶氧化钼)。包含在发光元件2中在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为1∶0.75＝t-BuDNA∶氧化钼(摩尔比是1∶2.5＝t-BuDNA∶氧化钼)。注意共蒸发指蒸发方法，由该蒸发方法从一个加工室中提供的多个蒸发源蒸发材料，和在物体上沉积蒸发的材料以形成其中混合多种物质的层。
[0151]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0152]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和香豆素6的第三层313。第三层313的厚度设定为37.5nm。此外，在Alq3和香豆素6之间的重量比设定为1∶0.01＝Alq3∶香豆素6(摩尔比是1∶0.013＝Alq3∶香豆素6)。因此，在由Alq3形成的层中分散香豆素6。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0153]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为37.5nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0154]然后，在第四层314上使用氟化锂由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0155]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0156]在图24-26中显示以上制造的发光元件的操作特性的测量结果。通过施加电压到每个发光元件使得第一电极301的电势高于第二电极302的电势，测量其操作特性。图24是显示发光元件的电压-亮度特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示亮度(cd/m2)。图25是显示发光元件的电压-电流特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示电流(mA)。图26是显示发光元件的亮度-电流效率特性的图，其中水平轴指示亮度(cd/m2)和垂直轴指示电流效率(cd/A)。在图24-26中，由黑圆圈表示的图代表发光元件1的特性而由白圆圈表示的图代表发光元件2的特性。
[0157](对比例)
作为相对于实施方案1中制造的发光元件的对比例，描述发光元件，其中在一对电极之间提供仅包括t-BuDNA的层。注意不同于实施方案1中描述的发光元件1和2，在对比例的发光元件中，提供仅包括t-BuDNA的层代替含有t-BuDNA和氧化钼的第一层311；然而，对比例的发光元件的其它结构与实施方案1中描述的发光元件1和2相同。在此不描述制造对比例的发光元件的方法。当驱动对比例的发光元件时，可以获得由三角形表示的图的结果。
[0158]当比较实施方案1与对比例时，发现可以获得在低驱动电压下驱动的有利发光元件，其中通过在一对电极之间提供包含芳烃和金属氧化物的层，光发射开始电压(在1cd/m2的亮度下开始光发射的时间称为光发射开始，和在此时施加的电压称为光发射开始电压)低和在预定亮度下使发光元件发射光要求的施加电压也低。此外，发现通过在一对电极之间提供包含芳烃和金属氧化物的层，可以获得当在预定亮度下使发光元件发射光时具有高电流效率的有利发光元件。
实施方案2
[0159]测量每个含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层的样品1-3和含有在一对电极之间仅包含芳烃的层的样品4的电压-电流特性。结果是，与仅包括芳烃的层相比，发现载流子更容易从电极注入和在包含芳烃和金属氧化物的层中电导率高。
[0160]在图27中显示电压-电流特的测量结果。在图27中，水平轴指示电压(V)和垂直轴指示电流(mA)。此外，在图27中，由黑圆圈表示的图代表样品1的特性，由黑正方形表示的图代表样品2的特性，由白正方形表示的图代表样品3的特性，和由白三角形表示的图代表样品4的特性。
[0161]用于测量的每个样品1-3具有一种结构，其中在从包含氧化硅的氧化铟锡制备的电极(110nm厚度)和从铝制备的电极(200nm厚度)之间提供包含芳烃和金属氧化物两者的混合层(200nm厚度)。样品4具有一种结构，其中在从包含氧化硅的氧化铟锡制备的电极(110nm厚度)和从铝制备的电极(200nm厚度)之间提供从芳烃(在此实施方案中t-BuDNA用作芳烃)制备的层(200nm厚度)。在样品1-3中在一对电极之间提供的每个层中包含的芳烃和金属氧化物之间的重量比不同。在样品1中，在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为1∶0.5＝t-BuDNA∶氧化钼。在样品2中，在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为2∶0.75＝t-BuDNA∶氧化钼。在样品3中，在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为1∶1＝t-BuDNA∶氧化钼。注意在此实施方案中，通过使用t-BuDNA作为芳烃和使用氧化钼作为金属氧化物形成每个混合层。
实施方案3
[0162]测量如下样品的吸收光谱：其中在玻璃衬底上由共蒸发形成包含芳烃和金属氧化物的混合层的样品5和其中在玻璃衬底上由蒸发形成仅包含芳烃的层的样品6。测量的结果是，发现样品5和6在600-1200nm的光谱中显示衍生自电荷转移的吸收。此外，在此实施方案中，使用t-BuDNA作为芳烃和使用三氧化钼作为金属氧化物形成样品5的混合层，使得在t-BuDNA和三氧化钼之间的重量比设定为4∶2＝t-BuDNA∶三氧化钼和混合层的厚度设定到100nm。此外，通过使用t-BuDNA作为芳烃形成仅包括与样品6相同芳烃的层以具有100nm的厚度。在图28中显示每个样品的吸收光谱的测量结果。在图28中，水平轴指示波长(nm)而垂直轴指示吸光度(无单位)。此外，粗的曲线指示样品5的吸收光谱而细的曲线指示样品6的吸收光谱。图29是显示根据图28的数据每1μm混合层厚度的吸光度(无单位)。在图29中，水平轴指示波长(nm)而垂直轴指示每1μm厚度的吸光度(无单位)。根据图29，发现在450-650nm的波长范围中每1μm厚度的吸光度是0.3-0.8。此外，图30是显示透光度的波长依赖性的图，它根据吸收光谱的测量结果获得。在图29中，水平轴指示波长(nm)而垂直轴指示透光度(％)。根据图30，发现相对于450-650nm光谱中的光的透光度是83-93％和在两个极端值之间的差值是10％或更小，即透光度的变化特别小，它依赖于透射光的波长。
实施方案4
[0163]由电子自旋共振(ESR)技术在室温下测量样品7，其中在石英衬底上由共蒸发形成包含芳烃和金属氧化物的混合层和样品8，其中在石英衬底上由蒸发形成仅包括芳烃的层。结果是，发现在包含芳烃和金属氧化物的混合层中存在不成对电子，即，其中产生电荷转移配合物。注意在此实施方案模式中，使用t-BuDNA作为芳烃和使用三氧化钼作为金属氧化物，使得在t-BuDNA和三氧化钼之间的重量比设定为4∶2＝t-BuDNA∶三氧化钼，形成厚度为200nm的样品7的混合层。此外，通过使用t-BuDNA作为芳烃形成仅包括与样品8相同芳烃的层以具有200nm的厚度。在图31和图32中显示各自样品的测量结果。图31显示样品7的ESR光谱而图32显示样品8的ESR光谱。根据图31和图32，发现检测到显示不成对电子存在的ESR光谱。此外，根据ESR测量，发现在样品7中，g值是2.0027，线宽度(ΔH)是0.58mT，和自旋浓度是1.7×1020自旋/cm3。注意自旋浓度是在混合层的厚度设定到200nm的情况下由计算获得的数值。
实施方案5
[0164]在制造样品9-20之后，在每个样品中在玻璃衬底上形成混合层或仅包括芳烃的层，测量各自样品的吸收光谱以根据测量结果获得透光度的波长依赖性。在每个样品9，10，12，13，14，16，17，19和20中，在玻璃衬底上由共蒸发形成包含芳烃和金属氧化物两者的混合层以具有100nm的厚度。每个样品11，15和18是样品，其中在玻璃衬底上由蒸发形成仅包括芳烃的层以具有10nm的厚度。在每个样品9-20中，用作芳烃的物质，用作金属氧化物的物质，和这些物质的混合物比例见表1。注意在此实施方案中，在氧化钼中使用三氧化钼(MoO3)作为金属氧化物。
[0165]表1
| 样品 | 芳烃 | 金属氧化物 | 混合物比例(重量比)芳烃∶金属氧化物 |
| 9 | t-BuDNA | 氧化钼 | 4∶4 |
| 10 | t-BuDNA | 氧化钼 | 4∶4 |
| 11 | DNA | 无 | 4∶0 |
| 12 | DNA | 氧化钼 | 4∶1 |
| 13 | DNA | 氧化钼 | 4∶2 |
| 14 | DNA | 氧化钼 | 4∶4 |
| 15 | DPPA | 无 | 4∶0 |
| 16 | DPPA | 氧化钼 | 4∶2 |
| 17 | DPPA | 氧化钼 | 4∶4 |
| 18 | DPAnth | 无 | 4∶0 |
| 19 | DPAnth | 氧化钼 | 4∶2 |
| 20 | DPAnth | 氧化钼 | 4∶4 |
[0166]注意每个t-BuDNA，DNA，DPPA，和DPAnth是含有26-60个碳原子的芳烃，包括以下所示的结构。
[0167]
[0168]显示透光度的波长依赖性的图在图33-36中显示。在每个图33-36中，水平轴表示波长(nm)而垂直轴表示透光度(％)。根据图33-36，发现在通过结合含有26-60个碳原子的任何一种芳烃与金属氧化物形成混合层的情况下，在450-650nm的光谱中相对于光的透光度是83-98％，和因此这样的透光度特别有利。此外，还发现透光度的变化特别小，它依赖于透射光的波长，和因此可以有利地透射具有任何波长的光。
实施方案6
[0169]测量含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物两者的混合层的样品21的电压-电流特性。结果是，发现包含芳烃和金属氧化物两者的混合层显示有利的电导率。
[0170]图37显示电压-电流特性的测量结果。在图37中，水平轴表示电压(V)而垂直轴表示电流(mA)。
[0171]在用于测量的样品21中，在玻璃衬底上形成具有如下结构的元件：其中在从包含氧化硅的氧化铟锡制备的电极(110nm厚度)和从铝制备的电极(200nm厚度)之间插入包含芳烃和金属氧化物两者的混合层(200nm厚度)。在混合物层中包括的物质的混合比设定为1∶0.5＝DNA∶氧化钼。注意在此实施方案中DNA用作芳烃。此外，作为金属氧化物，在氧化钼中使用三氧化钼(MoO3)。
实施方案7
[0172]以下描述含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层的发光元件的制造方法及其操作特性。注意在此实施方案中，制造具有相同结构区别在于混合层的厚度彼此不同的三个发光元件(发光元件3-5)。此外在此实施方案中，t-BuDNA用作芳烃而氧化钼用作金属氧化物。
[0173]此外，此实施方案的每个发光元件相似于实施方案1中描述的发光元件，这是由于每个发光元件具有一种结构，其中在一对电极之间提供混合层，空穴传递层，发光层，电子传递层，和电子注入层。因此，参考图23描述此实施方案的发光元件，它用于实施方案1的解释。
[0174]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。注意由溅射形成第一电极。
[0175]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含t-BuDNA和氧化钼的第一层311。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。发光元件的第一层311的厚度彼此不同。在发光元件3中，形成第一层311以具有20的厚度。在发光元件4中，形成第一层311以具有50nm的厚度。在发光元件5中，形成第一层311以具有150nm的厚度。此外，在每个发光元件3-5的第一层311中，氧化钼的浓度设定为10体积％。优选，在蒸发之前，将氧化钼在450-550℃下在包含氮气或惰性气体的气氛下加热以脱除蒸发材料中包含的水分。这可防止真空程度的降低使得可以在更稳定的状态进行蒸发。
[0176]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0177]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和N，N′-二苯基喹吖啶酮(缩写：DPQd)的第三层313。第三层313的厚度设定为40nm。此外，在Alq3和DPQd之间的重量比设定为1∶0.005＝Alq3∶DPQd。因此，在由Alq3形成的层中分散DPQd。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0178]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为30nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0179]然后，在第四层314上使用氟化锂由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0180]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0181]在图38-41中显示以上制造的发光元件3-5的操作特性的测量结果。通过施加电压到每个发光元件使得第一电极301的电势高于第二电极302的电势，测量其操作特性。图38是显示发光元件的电压-亮度特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示亮度(cd/m2)。图39是显示发光元件的电压-电流特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示电流(mA)。图40是显示发光元件的亮度-电流效率特性的图，其中水平轴指示亮度(cd/m2)和垂直轴指示电流效率(cd/A)。图41是显示发光元件的亮度-电功率效率特性的图，其中水平轴指示亮度(cd/m2)和垂直轴指示电功率效率(1m/W)。
[0182]根据上述结果，发现发光元件3-5的电压-亮度特性和电压-电流特性两者彼此相等，和根据本发明的每个发光元件的驱动电压不随混合层厚度的增加而增加。
实施方案8
[0183]以下描述含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层的发光元件的制造方法及其操作特性。在此实施方案中，制造具有相同结构区别在于用作芳烃的物质彼此不同的两个发光元件(发光元件6和发光元件7)。此外在此实施方案中，DPPA和t-BuDBA用作芳烃而氧化钼用作金属氧化物。
[0184]此外，此实施方案的每个发光元件相似于实施方案1中描述的发光元件，这是由于每个发光元件具有一种结构，其中在一对电极之间提供混合层，空穴传递层，发光层，电子传递层，和电子注入层。因此，参考图23描述此实施方案的发光元件，它用于实施方案1的解释。
[0185]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。注意由溅射形成第一电极。
[0186]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含芳烃和氧化钼的第一层311。在样品6中，DPPA用作芳烃。在样品7中，t-BuDBA用作芳烃。注意t-BuDBA是由如下结构式表示的物质。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。每个样品的第一层311的厚度设定到50nm。在每个发光元件6和7的第一层311中，混合物中包含的氧化钼的浓度设定为10体积％。
[0187]
[0188]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0189]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和N，N′-二苯喹吖啶酮(缩写：DPQd)的第三层313。第三层313的厚度设定为40nm。此外，在Alq3和DPQd之间的重量比设定为1∶0.005＝Alq3∶DPQd。因此，在由Alq3形成的层中分散DPQd。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0190]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为30nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0191]然后，在第四层314上使用氟化锂由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0192]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0193]在图42中显示以上制造的发光元件6和7的操作特性的测量结果。通过施加电压到每个发光元件使得第一电极301的电势高于第二电极302的电势，测量其操作特性。图42是显示发光元件的亮度-电功率效率特性的图，其中水平轴指示亮度(cd/m2)和垂直轴指示电功率效率(1m/W)。注意也在图42中显示发光元件4的特性。
[0194]根据图42，发现根据本发明的发光元件在使用芳烃和金属氧化物的任何组合的情况下有利地操作。
实施方案9
[0195]测量发光元件4，6，和7随光发射时间的累积的亮度变化和随光发射时间的累积的驱动电压变化。测量进行如下。将制造的发光元件在氮气气氛下移入手套箱，和通过在手套箱中使用密封材料密封发光元件。其后，首先测量在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度。然后，将具有在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度的电流供给确定的时间以使发光元件连续发射光。因此，将光发射亮度和施加的电压对过去的时间作图。注意在此实施方案中，对于每个发光元件4，6，和7在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度是24mA/cm2。此外，在室温(约25℃)下进行测量。
[0196]在图43A和43B中显示测量结果。图43A是显示随光发射时间的累积的亮度变化的图，其中水平轴指示光发射时间(小时)和垂直轴指示亮度(当设定初始亮度为100时相对于初始亮度的数值)。此外，图43B是显示随光发射时间的累积的驱动电压变化的图，其中水平轴指示光发射时间(小时)和垂直轴指示施加到发光元件以供给具有在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度的电流的电压(V)。根据图43A，发现每个发光元件4，6，和7具有随光发射时间累积的亮度降低和有利的寿命。此外，根据图43B，发现每个发光元件4，6，和7具有随光发射时间累积的电压降低，即随光发射时间的电阻增加较少。
实施方案10
[0197]在此实施方案中，制造含有在一对电极之间包含芳烃和金属氧化物的层的本发明发光元件(发光元件8)和含有仅包含芳烃的层的对比例的发光元件(发光元件9)。描述每个发光元件随光发射时间累积的亮度和电压的变化的测量结果。
[0198]首先，描述制造发光元件8的方法。此外，发光元件8相似于图23所示的发光元件，这是由于在发光元件8中在一对电极之间提供五个层。因此，也参考图23描述发光元件8。
[0199]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。注意由溅射形成第一电极。
[0200]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含t-BuDNA和氧化钼的第一层311。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。第一层311的厚度设定为120nm。此外，在t-BuDNA和氧化钼之间的重量比设定为1∶0.5＝t-BuDNA∶氧化钼(摩尔比是1∶1.7＝t-BuDNA∶氧化钼)。
[0201]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0202]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和香豆素6的第三层313。第三层313的厚度设定为37.5nm。此外，在Alq3和香豆素6之间的重量比设定为1∶0.01＝Alq3∶香豆素6。因此，在由Alq3形成的层中分散香豆素6。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0203]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为37.5nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0204]然后，在第四层314上使用Alq3由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0205]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0206]发光元件8的制造方法如上所述。发光元件9的结构相似于发光元件8的结构，区别在于第一层311的结构。因此，以下仅描述形成发光元件9的第一层311的方法，和其它部分基于涉及发光元件8的解释。
[0207]仅使用t-BuDNA形成发光元件9的第一层311。即，第一层311不包含金属氧化物。第一层311的厚度设定为50nm。
[0208]在制造上述发光元件8和9之后，使用密封材料在密封设备内部在氮气气氛下密封发光元件。然后，测量发光元件8和9随光发射时间的累积的亮度变化和随光发射时间的累积的驱动电压变化。测量进行如下。首先，测量在初始状态下在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度。然后，将具有在初始状态下在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度的电流供给确定的时间以使发光元件连续发射光。因此，将光发射亮度和施加的电压对过去的时间作图。注意在此实施方案中，在3000cd/m2的亮度下使发光元件8发射光要求的电流密度是23.05mA/cm2。在此实施方案中，在3000cd/m2的亮度下使发光元件9发射光要求的电流密度是24.75mA/cm2。此外，在室温(约25℃)下进行测量。
[0209]在图44A和44B中显示测量结果。图44A是显示随光发射时间的累积的亮度变化的图，其中水平轴指示光发射时间(小时)和垂直轴指示亮度(当设定初始亮度为100时相对于初始亮度的数值)。此外，图44B是显示随光发射时间的累积的驱动电压变化的图，其中水平轴指示光发射时间(小时)和垂直轴指示施加到发光元件以供给具有在3000cd/m2的亮度下使发光元件发射光要求的电流密度的电流的电压(V)。
[0210]根据图44A，发现与对比例的发光元件9相比，发光元件8随光发射时间的累积具有亮度特别更少的降低和更有利的寿命。此外，根据图44B，发现与对比例的发光元件9相比，发光元件8随光发射时间的累积具有电压的特别更少的降低，即随光发射时间的电阻增加较少。
实施方案11
[0211]描述根据本发明使用DPAnth作为芳烃的发光元件的实施例。在此实施方案中，制造在与DPAnth结合使用的金属氧化物和DPAnth之间的混合物比例不同的三个发光元件(发光元件10-12)。注意制造发光元件10-12的方法彼此相似，区别在于在金属氧化物和DPAnth之间的混合物比例彼此改变。
[0212]首先，描述制造发光元件10-12的方法。此外，每个发光元件相似于图23所示的发光元件，这是由于在每个发光元件中在一对电极之间提供五个层。因此，也参考图23描述发光元件。
[0213]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。注意由溅射形成第一电极。
[0214]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含芳烃和氧化钼的第一层311。DPAnt用作芳烃。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。每个发光元件的第一层311的厚度设定到50nm。在发光元件10中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为4体积％。在发光元件11中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为7体积％。在发光元件12中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为10体积％。
[0215]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0216]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和N，N′-二苯基喹吖啶酮(缩写：DPQd)的第三层313。第三层313的厚度设定为40nm。此外，在Alq3和DPQd之间的重量比设定为1∶0.005＝Alq3∶DPQd。因此，在由Alq3形成的层中分散DPQd。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0217]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为30nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0218]然后，在第四层314上使用氟化锂由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0219]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0220]在图45中显示以上制造的发光元件10-12的操作特性的测量结果。通过施加电压到每个发光元件使得第一电极301的电势高于第二电极302的电势，测量其操作特性。图45是显示发光元件的电压-亮度特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示亮度(cd/m2)。此外，由白三角形表示的图代表发光元件10的特性，由白圆形表示的图代表发光元件11的特性，和由黑菱形表示的图代表发光元件12的特性。根据图45，发现电压-亮度特性中几乎没有变化，它依赖于每个第一层331中包含的氧化钼的比率，和包含4-10体积％氧化钼的每个发光元件10-12有利地操作。
[0221]实施方案12
[0222]描述根据本发明使用DNA作为芳烃的发光元件的实施例。在此实施方案中，制造在与DNA结合使用的金属氧化物和DNA之间的混合物比例不同的三个发光元件(发光元件13-15)。注意制造发光元件13-15的方法彼此相似，区别在于在金属氧化物和DNA之间的混合物比例彼此改变。
[0223]首先，描述制造发光元件13-15的方法。此外，每个发光元件相似于图23所示的发光元件，这是由于在每个发光元件中在一对电极之间提供五个层。因此，也参考图23描述发光元件。
[0224]如图23所示，在衬底300上使用包含氧化硅的氧化铟锡形成第一电极301以具有110nm的厚度。注意由溅射形成第一电极。
[0225]然后，在第一电极301上由共蒸发形成包含芳烃和氧化钼的第一层311。DNA用作芳烃。注意在此实施方案中，通过使用氧化钼中的三氧化钼作为蒸发材料形成第一层311。每个发光元件的第一层311的厚度设定到50nm。在发光元件13中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为4体积％。在发光元件14中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为7体积％。在发光元件15中，第一层311中包含的氧化钼的浓度设定为10体积％。
[0226]然后在第一层311上使用NPB由蒸发形成第二层312。第二层312的厚度设定为10nm。当驱动每个发光元件时第二层312用作空穴传递层。
[0227]随后，在第二层312上由蒸发形成包含Alq3和N，N′-二苯基喹吖啶酮(缩写：DPQd)的第三层313。第三层313的厚度设定为40nm。此外，在Alq3和DPQd之间的重量比设定为1∶0.005＝Alq3∶DPQd。因此，在由Alq3形成的层中分散DPQd。当驱动每个发光元件时，第三层313用作发光层。
[0228]然后，在第三层313上使用Alq3由蒸发形成第四层314。第四层314的厚度设定为30nm。当驱动每个发光元件时，第四层314用作电子传递层。
[0229]然后，在第四层314上使用氟化锂由蒸发形成第五层315。第五层315的厚度设定为1nm。当驱动每个发光元件时，第五层315用作电子注入层。
[0230]然后，使用铝在第五层315上由蒸发形成第二电极302以具有200nm的厚度。
[0231]在图46中显示以上制造的发光元件13-15的操作特性的测量结果。通过施加电压到每个发光元件使得第一电极301的电势高于第二电极302的电势，测量其操作特性。图46是显示发光元件的电压-亮度特性的图，其中水平轴指示电压(V)和垂直轴指示亮度(cd/m2)。此外，由白三角形表示的图代表发光元件13的特性，由白圆形表示的图代表发光元件14的特性，和由黑菱形表示的图代表发光元件15的特性。根据图46，发现电压-亮度特性中几乎没有变化，它依赖于每个第一层331中包含的氧化钼的比率，和包含4-10体积％氧化钼的每个发光元件13-15有利地操作。
[0232]注意在此说明书的实施方案中，混合层中包含的氧化钼的比率在一些情况下由体积比表示。例如，当按10体积％的体积比包含氧化钼和将体系比转化成质量比时，在有机化合物和氧化钼之间的质量比变成4∶1＝有机化合物∶氧化钼)。
此申请是基于2005年6月22日向日本专利局提交的日本专利申请系列No.2005-181806和2005年7月25日向日本专利局提交的日本专利申请系列No.2005-213708，该文献的整个内容在此引入作为参考。
Claims (22)
1.一种发光器件，包括：
第一电极；
第二电极；
在第一和第二电极之间形成的发光层；和
在第一电极和发光层之间形成的混合层，
其中混合层包含芳烃和相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物，和
其中芳烃是蒽衍生物。
2.根据权利要求1的发光器件，其中芳烃具有14-60个碳原子。
3.根据权利要求1的发光器件，其中蒽衍生物是任何一种如下物质：2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。
4.根据权利要求1的发光器件，进一步包括在混合层和发光层之间形成的空穴传递层。
5.根据权利要求4的发光器件，其中通过使用任何一种如下物质形成空穴传递层：4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯、4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯、1，3，5-三[N，N-二(间甲苯基)氨基]苯、4，4′，4″-三[N-咔唑基]三苯基胺、2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉、和2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉。
6.根据权利要求1的发光器件，其中混合层与第一电极接触。
7.一种电子器具，包括根据权利要求1的发光器件。
8.一种发光器件，包括：
第一电极；
第二电极；
在第一和第二电极之间形成的发光层；和
在第一电极和发光层之间形成的混合层，
其中混合层包含芳烃和选自氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼的金属氧化物，和
其中芳烃是蒽衍生物。
9.根据权利要求8的发光器件，其中芳烃具有14-60个碳原子。
10.根据权利要求8的发光器件，其中蒽衍生物是任何一种如下物质：2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。
11.根据权利要求8的发光器件，其中混合层与第一电极接触。
12.根据权利要求8的发光器件，进一步包括在混合层和发光层之间形成的空穴传递层。
13.根据权利要求12的发光器件，其中空穴传递层包含任何一种如下物质：4，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯、4，4′-双[N-(3-甲基苯基)-N-苯基氨基]联苯、1，3，5-三[N，N-二(间甲苯基)氨基]苯、4，4′，4″-三[N-咔唑基]三苯基胺、2，3-双(4-二苯基氨基苯基)喹喔啉、和2，3-双{4-[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]苯基}-二苯并[f，h]喹喔啉。
14.一种电子器具，包括根据权利要求8的发光器件。
15.一种发光器件，包括：
第一电极；
第二电极；
在第一和第二电极之间形成的n个(n是2或更大的给定自然数)发光层；和
在第m个发光层(m是1≤m≤n-1的给定自然数)和第(m+1)个发光层之间形成的第一混合层；和
在第m个发光层和第(m+1)个发光层之间形成的第二混合层，和
其中与第二电极相比更接近第一电极提供第一混合层，
其中第一混合层包含具有电子传递性能的物质或双极性物质，和选自碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物的物质，
其中第二混合层包含芳烃和相对于芳烃显示电子接收性能的金属氧化物，和
其中芳烃是蒽衍生物。
16.根据权利要求15的发光器件，其中芳烃具有14-60个碳原子。
17.根据权利要求15的发光器件，其中蒽衍生物是任何一种如下物质：2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。
18.一种电子器具，包括根据权利要求15的发光器件。
19.一种发光器件，包括：
第一电极；
第二电极；
在第一和第二电极之间形成的n个(n是2或更大的给定自然数)发光层；和
在第m个发光层(m是1≤m≤n-1的给定自然数)和第(m+1)个发光层之间形成的第一混合层；和
在第m个发光层和第(m+1)个发光层之间形成的第二混合层，和
其中与第二电极相比更接近第一电极提供第一混合层，
其中第一混合层包含具有电子传递性能的物质或双极性物质，和选自碱土金属、碱金属氧化物、碱土金属氧化物、碱金属氟化物、和碱土金属氟化物的物质，
其中第二混合层包含芳烃和选自氧化钼、氧化钒、氧化钌、和氧化铼的金属氧化物，和
其中芳烃是蒽衍生物。
20.根据权利要求19的发光器件，其中芳烃具有14-60个碳原子。
21.根据权利要求19的发光器件，其中蒽衍生物是任何一种如下物质：2-叔丁基-9，10-二(2-萘基)蒽、9，10-二(萘-1-基)-2-叔丁基蒽、蒽、9，10-二苯基蒽、9，10-双(3，5-二苯基苯基)蒽、9，10-二(萘-2-基)蒽、2-叔丁基蒽、9，10-二(4-甲基萘-1-基)蒽、9，10-双[2-(萘-1-基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-1-基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(萘-2-基)蒽、联蒽、10，10′-二(2-苯基苯基)-9，9′-联蒽、10，10′-双[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9′-联蒽、和9，10-二(4-苯基苯基)-2-叔丁基蒽。
22.一种电子器具，包括根据权利要求1-19的发光器件。
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