TWI596809B - 發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置 - Google Patents

發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置 Download PDF

Info

Publication number
TWI596809B
TWI596809B TW100109714A TW100109714A TWI596809B TW I596809 B TWI596809 B TW I596809B TW 100109714 A TW100109714 A TW 100109714A TW 100109714 A TW100109714 A TW 100109714A TW I596809 B TWI596809 B TW I596809B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
light
emitting element
substance
abbreviation
Prior art date
Application number
TW100109714A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201214822A (en
Inventor
能渡廣美
瀨尾哲史
Original Assignee
半導體能源研究所股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 半導體能源研究所股份有限公司 filed Critical 半導體能源研究所股份有限公司
Publication of TW201214822A publication Critical patent/TW201214822A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI596809B publication Critical patent/TWI596809B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • G09G3/3208—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED]
    • G09G3/3225—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix
    • G09G3/3258—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED] organic, e.g. using organic light-emitting diodes [OLED] using an active matrix with pixel circuitry controlling the voltage across the light-emitting element
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H10K50/155—Hole transporting layers comprising dopants
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H10K50/157—Hole transporting layers between the light-emitting layer and the cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/30—Coordination compounds
    • H10K85/311—Phthalocyanine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17—Carrier injection layers
    • H10K50/171—Electron injection layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6572—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only nitrogen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. phenanthroline or carbazole
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps
    • Y02B20/30—Semiconductor lamps, e.g. solid state lamps [SSL] light emitting diodes [LED] or organic LED [OLED]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917—Electroluminescent

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Description

發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置
本發明關於一種具有電致發光(Electroluminescence，也稱為EL)層的發光元件(也稱為EL元件)以及具有該發光元件的發光裝置及具有該發光裝置的電子設備及照明裝置。
在EL元件中，EL層被夾在一對電極之間。藉由對一對電極施加電壓可以由EL層獲得發光。EL層由有機化合物形成。
對EL元件的發光結構進行說明。藉由對一對電極施加電壓，由陰極注入的電子及由陽極注入的電洞在EL層的發光中心重新結合。藉由該重新結合，釋放出能量而發光。發光被分類為來自單重激發態的發光和來自三重激發態的發光。
降低驅動電壓是發光元件的各種課題之一。
在專利文獻1中公開來了以下一種方法：在以接觸於陰極的方式設置的電子注入層中，對構成電子注入層的有機化合物摻雜鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬等的功函數低的金屬。藉由摻雜上述功函數低的金屬，可以降低當從陰極向電子注入層注入電子時的注入勢壘，並降低驅動電壓。
在專利文獻2中，能夠在不使驅動電壓上升的條件下實現發射光譜的光學調整。明確地說，在發光元件的陰極與EL層之間，以接觸於陰極的方式形成有電洞傳輸有機化合物中摻雜有金屬氧化物的層。接觸於該層形成有電子傳輸有機化合物中摻雜有鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬等功函數低的金屬的層。並且，藉由調整該摻雜有金屬氧化物的層的厚度，邊抑制驅動電壓的上升邊進行發光的光學調整。
[專利文獻1]　日本專利申請公開第平10-270171號公報
[專利文獻2]　日本專利申請公開第2005-209643號公報
在專利文獻2中，電洞傳輸有機化合物中摻雜有金屬氧化物的層接觸於電子傳輸有機化合物中摻雜有鹼金屬、鹼土金屬或稀土金屬等功函數低的金屬的層。上述電洞傳輸有機化合物是施主物質，上述金屬氧化物是受主物質。另外，上述功函數低的金屬是施主物質，上述電子傳輸有機化合物是受主物質。所以，包含受主物質的層與包括施主物質的層接觸。
當包含受主物質的層與包括施主物質的層接觸時，形成p-n結而形成耗盡層。另外受主物質與施主物質相互作用，而阻礙該受主物質的功能及該施主物質的功能。由於上述原因導致驅動電壓上升。
本發明的一個方式的目的之一在於提供一種能夠抑制驅動電壓的上升的發光元件。另外，本發明的一個方式的目的之一在於提供一種藉由含有這種發光元件而降低耗電量的發光裝置。
本發明的一個方式的目的之一在於抑制具有包含受主物質的層和包含施主物質的層的發光元件中的驅動電壓的上升。另外，本發明的一個方式的目的之一在於提供一種藉由含有這種發光元件而降低耗電量的發光裝置。
根據本發明的第一方式的發光元件在陽極與陰極之間具有EL層，在陰極與EL層之間具有第一層、第二層及第三層，其中第一層被設置在陰極與第二層之間並接觸於陰極及第二層且含有孔穴傳輸物質，第二層被設置在第一層與第三層之間並接觸於第一層及第三層且由具有金屬-氧鍵及芳香配體的金屬配合物構成，第三層被設置在第二層與EL層之間並接觸於第二層及EL層且包含鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物。由於第二層所含有的金屬配合物具有金屬-氧鍵，所以從第一層的電子的遷移及向第三層的電子的遷移變得容易。
根據本發明的第二方式的發光元件在陽極與陰極之間具有EL層，在陰極與EL層之間具有第一層、第二層及第三層，其中第一層被設置在陰極與第二層之間並接觸於陰極及第二層且由孔穴傳輸物質和相對於電洞傳輸物質的受主物質構成，第二層被設置在第一層與第三層之間並接觸於第一層及第三層且由具有金屬-氧鍵及芳香配體的金屬配合物構成，第三層被設置在第二層與EL層之間並接觸於第二層及EL層且包含鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物。由於第二層包含的金屬配合物具有金屬-氧鍵，所以從第一層的電子的遷移及向第三層的電子的遷移變得容易。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，金屬配合物具有金屬-氧的雙鍵。這是因為可以認為金屬-氧的雙鍵的受主性好(即，容易接受電子)並且具有金屬-氧的雙鍵的金屬配合物比較穩定的緣故。
由於具有金屬-氧鍵及芳香配體的金屬配合物是具有比第一層含有的受主物質的受主能級更高的LUMO能級(最好為-5.0eV以上，更佳的是-5.0eV以上且-3.0eV以下)的電子傳輸物質，因此電子容易從第一層遷移到第二層。由此，第二層可以抑制發光元件的驅動電壓上升。金屬配合物最好為酞菁類材料。
第一層包含受主物質及施主物質，第三層至少包括施主物質，第二層在第一層與第三層之間，由此可以防止p-n結的形成及耗盡層的形成。另外，可以防止包含受主物質的層與包括施主物質的層的相互作用。
下面示出第二層所含有的金屬配合物的結構式。金屬配合物的中心金屬(V、Sn或Ti)與氧原子接合而具有金屬-氧鍵。有此電子的接受變得更容易，即使第二層的厚度較大(例如10nm以上且15nm以下)也可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，第二層包括鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物。該金屬或化合物在第二層中成為施主物質而形成施主能級。施主能級影響第二層的LUMO能級，而電子能夠容易地從第一層的受主能級遷移到第二層的LUMO能級。由此，可以容易地將電子注入到EL層，並可以抑制發光元件的驅動電壓的 上升。
在第二層中，還可以以相對於金屬配合物質量比為0.001以上且0.1以下的比率包含上述金屬或化合物。由此，可以使上述效果更顯著。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，第三層包括電子傳輸物質。第三層緩和當電子注入到EL層時的注入勢壘。並且，當包括電子傳輸物質時，在第三層中，可以高效地傳輸電子。
在第三層中，還可以以相對於電子傳輸物質質量比為0.001以上且0.1以下的比率包含鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物。由此，可以使上述效果更顯著。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，EL層包括具有電子傳輸物質的第四層，並且第四層與第三層接觸。由此，可以使上述效果更顯著。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，在第一層中相對於電洞傳輸物質以質量比為0.1以上且4.0以下的比率包含受主物質。第一層成為電荷產生區，在上述條件下可以高效地產生電荷。另外，雖然即使將第一層的厚度形成為厚其導電率的變化也不大，但是在上述條件下效果顯著。由於第一層的導電率的變化小，藉由調整其厚度即可以在不使驅動電壓上升的條件下進行發光的光學調整，但是在上述條件下其效果更為顯著。
在根據本發明的第二方式的發光元件的較佳的例子中 ，第一層具有包含電洞傳輸物質的層與包含受主物質的層的疊層結構。在第一層中形成有電荷遷移配合物，利用該電荷遷移配合物產生電荷。另一方面，電荷遷移配合物在可見區域中具有光吸收特性。在上述情況中，由於電荷遷移配合物僅形成在介面中，來自EL層的發光不容易被該電荷遷移配合物吸收。
在根據本發明的第一方式或第二方式的發光元件的較佳的例子中，EL層包括包含電洞傳輸物質和相對於電洞傳輸物質的受主物質的第五層，並且第五層接觸於陽極。第五層與第一層同樣地成為電荷產生區。藉由在陰極側和陽極側設置電荷產生區，可以提高載子平衡。另外，當接觸於陰極的層與接觸於陽極的層採用相同結構時，可以提高應力平衡。
第五層可以相對於電洞傳輸物質以質量比為0.1以上且4.0以下的比率包含所述受主物質。在上述條件下，可以高效地產生電荷。另外，雖然即使將第五層的厚度形成為厚其導電率的變化也不大，但是在上述條件下效果顯著。由於第五層的導電率的變化小，藉由調整其厚度即可以在不使驅動電壓上升的條件下進行發光的光學調整，但是在上述條件下其效果更為顯著。
第五層可以具有包含電洞傳輸物質的層和包含受主物質的層的疊層結構。在第五層中形成有電荷遷移配合物，利用該電荷遷移配合物產生電荷。另一方面，電荷遷移配合物在可見區域中具有光吸收特性。在上述情況中，由於 電荷遷移配合物僅形成在介面中，來自EL層的發光不容易被該電荷遷移配合物吸收。
在根據本發明的第二方式的發光元件的較佳的例子中，在第一層中含有的受主物質是元素週期表中的第四族至第八族的金屬的氧化物。這是由於在上述情況中作為電荷產生區的功能更顯著的緣故。
在根據本發明的第二方式的發光元件的較佳的例子中，第一層所含有的受主物質為氧化鉬。這是由於作為電荷產生區的效果顯著而且吸濕性低的緣故。
還可以利用上述發光元件形成發光裝置。另外，還可以使用該發光裝置形成電子設備或照明裝置。這是由於由此可以提供降低了耗電量的發光裝置、電子設備及照明裝置的緣故。
本說明書中的發光裝置是指影像顯示裝置、發光裝置及光源(包括照明裝置)。此外，如下模組也都包括在發光裝置中：安裝有連接器如FPC(撓性印刷電路，Flexible Printed Circuit)、TAB(帶式自動接合，Tape Automated Bonding)膠帶或TCP(帶載封裝，Tape Carrier Package)的模組；TAB膠帶或TCP的前端設置有印刷線路板的模組；或利用COG(玻璃上晶片，Chip On Glass)方式直接安裝有積體電路(IC)的模組。
根據本發明的第一方式的發光元件可以利用第二層抑制驅動電壓的上升。由於第二層所包含的金屬配合物具有金屬-氧鍵，所以電子可以容易地從第一層遷移到第三層。
由於第二層位於第一層與第三層之間，所以可以防止p-n結的形成及耗盡層的形成。另外，還可以防止第一層與第三層的相互作用。
以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施例模式。本發明不侷限於以下說明的內容，其方式及詳細內容在不脫離本發明的宗旨及其範圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因此，本發明不應該被解釋為僅限定在下文示出的實施例模式所記載的內容中。
實施例模式1
使用圖1A和圖1B及圖2對本發明的一個方式的發光元件的元件結構進行說明。
如圖1A所示，在發光元件中，在一對電極(陽極101與陰極102)之間夾有包括發光區域的EL層103，在陰極102與EL層103之間從陰極102一側包括第一層106、第二層105及第三層104。
第一層106位於陰極102與第二層105之間，並且接觸於陰極102及第二層105。第一層106由電洞傳輸物質和受主物質構成而成為電荷產生區。電洞傳輸物質與受主物質形成電荷遷移配合物，藉由受主物質從電洞傳輸物質中抽出電子而產生電洞及電子。第一層106的厚度為10nm以上且200nm以下。由於即使將第一層106的厚度形成為厚其導電率的變化也不大，從而可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。藉由調整第一層106的厚度，可以在不使驅動電壓上升的情況下進行發光的光學調整。
第二層105位於第一層106與第三層104之間，並且接觸於第一層106及第三層104。第二層105由具有金屬-氧鍵與芳香族配體的金屬配合物構成，其接收第一層106中產生的電子並將其傳給第三層104。由此第二層105成為電子中繼層。金屬-氧鍵使電子的接受變得更容易。第二層105防止第一層106與第三層104相互作用。第二層105可以防止p-n結的形成及耗盡層的形成。
最好金屬配合物具有金屬-氧的雙鍵。這是由於可以認為金屬-氧的雙鍵的受主性好(即，容易接受電子)並且具有金屬-氧雙鍵的金屬配合物比較穩定的緣故。
金屬配合物最好為酞菁類材料，具體地最好為具有以下結構式的酞菁類材料。
第三層104位於第二層105與EL層103之間，並且接觸於第二層105及EL層103。第三層104包括鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物，並將由第二層105接收的電子傳到EL層103。第三層成為電子注入緩衝層。
在第一層106中產生作為發光元件的電荷(載子)的電洞和電子，並且電洞遷移到陰極102，而電子遷移到第二層105。由於第二層105的電子傳輸性高，可以將電子迅速地傳送至第三層104。第三層104可以緩和向EL層103注入電子時的注入勢壘。由此可以提高向EL層103注入電子的效率。下面使用能帶圖進行說明。
圖1B示出圖1A的元件結構中的能帶圖。在圖1B中，111表示陽極101的費米能級、112表示陰極102的費米能級、113表示EL層103的LUMO(最低未佔據分子軌道，即Lowest Unoccupied Molecular Orbital)能級、114表示第二層105的LUMO能級、115表示第一層106的受主物質的受主能級。
為了使第二層105高效地將第一層106中產生的電子注入到EL層103，將第二層105的LUMO能級114設定為佔據第一層106的受主物質的受主能級115與EL層103的LUMO能級113之間的能級。具體地，將其設定為-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，藉由第二層所含有的金屬配合物所具有的金屬-氧鍵，電子的接受變得更容易。第二層105防止第一層106與第三層104之間的相互作用，並防止pn結的形成及耗盡層的形成，以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
由於從第一層106的受主能級115遷移到第二層105的LUMO能級114的電子藉由第三層104注入勢壘被緩和，所以電子可以容易地注入到EL層103的LUMO能級113。電子與從陽極101注入的電洞重新結合，而EL層103發光。另一方面，在第一層106中產生的電洞遷移到陰極102。
如上所述第二層105由具有金屬-氧鍵與芳香族配體的金屬配合物構成，但是其還可以含有鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物。對於金屬配合物該金屬、金屬化合物成為施主物質。圖2示出該種情況的能帶圖。120表示第二層105的施主物質的施主能級。施主能級120以佔據第一層106的受主物質的受主能級115與EL層103的LUMO能級113之間的能級的方式形成。具體地，將其設定為-5.0eV以上且-3.0eV以下。
施主能級120影響第二層105的LUMO能級114。電子可以容易地從第一層106的受主能級115遷移到第二層105的LUMO能級114。遷移到第二層105的LUMO能級114的電子藉由第三層104注入勢壘被緩和，所以電子可以容易地注入到EL層103的LUMO能級113。由此，當第二層105包括該金屬、金屬化合物時，可以更容易地將電子注入到EL層103，從而可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
下面，對第一層106、第二層105及第三層104所使用的材料等進行說明。
第一層106由電洞傳輸物質與受主物質構成，並成為電荷產生區。作為電洞傳輸物質，可以使用如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴及高分子化合物(低聚物、樹枝狀聚合物、聚合物等)等各種有機化合物。明確而言，最好使用電洞遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是其電洞傳輸性高於其電子傳輸性的物質，就可以使用這些以外的物質。
作為芳香胺化合物的具體例子，可以舉出4,4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB或α-NPD)、N,N’-雙(3-甲基苯基)-N,N’-二苯基-[1,1’-聯苯基]-4,4’-二胺(簡稱：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱：TCTA)、4，4’，4”-三(N,N-二苯胺)三苯胺(簡稱：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯)-N-苯胺]三苯胺(簡稱：MTDATA)、N,N’-雙(4-甲基苯基)-N,N’-二苯基-對苯二胺(簡稱：DTDPPA)、4,4’-雙[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：DPAB)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(簡稱：DPA3B)等。
作為咔唑衍生物的具體例子，可以舉出3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCAl)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。除上述以外，還可以使用4,4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)、1,4-雙[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
作為芳香烴的具體例子，可以舉出2-叔-丁基-9，10-二(2-萘基)蒽(簡稱：t-BuDNA)、2-叔-丁基-9，10-二(1-萘基)蒽、9，10-雙(3，5-二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2-叔-丁基-9，10-雙(4-苯基苯基)蒽(簡稱：t-BuDBA)、9，10-二(2-萘基)蒽(簡稱：DNA)、9，10-二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2-叔-丁基蒽(簡稱：t-BuAnth)、9，10-雙(4-甲基-1-萘基)蒽(簡稱：DMNA)、9，10-雙[2-(1-萘基)苯基]-2-叔-丁基蒽、9，10-雙[2-(1-萘基)苯基]蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(1-萘基)蒽、2，3，6，7-四甲基-9，10-二(2-萘基)蒽、9,9’-聯蒽、10，10’-二苯基-9,9’-聯蒽、10，10’-雙(2-苯基苯基)-9,9’-聯蒽、10，10’-雙[(2，3，4，5，6-五苯基)苯基]-9，9'-聯蒽、蒽、並四苯、紅熒烯、二萘嵌苯、2，5，8，11-四(叔-丁基)二萘嵌苯等。此外還可以使用並五苯、暈苯等。如上所述，使用其電洞遷移率為1×10-6cm2/Vs以上且其碳數為14至42的芳香烴是更佳的。
另外，芳香烴還可以具有乙烯基骨架。作為具有乙烯基的芳香烴，例如可以舉出4,4’-雙(2,2-二苯乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9，10-雙[4-(2,2-二苯乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)等。
再者，還可以使用聚(N-乙烯咔唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯三苯胺)(簡稱：PVTPA)等高分子化合物。
作為用於形成第一層106的受主物質可以舉出過渡金屬氧化物。另外，可以舉出屬於元素週期表中第4族至第8族的金屬的氧化物。明確而言，最好使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸，因為它們的電子接收性高。其中尤其最好使用氧化鉬，因為其吸濕性低。此外，可以舉出7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(簡稱：F4-TCNQ)、氯醌等。
最好在第一層106中以與電洞傳輸物質的質量比為0.1以上且4.0以下的比率添加受主物質。
第一層106可以採用如下兩種結構：在同一個膜中含有電洞傳輸物質和受主物質；層疊包含電洞傳輸物質的層和包含受主物質的層。但是，當採用疊層結構時，採用包含電洞傳輸物質的層接觸於陰極102的結構。
第一層106的厚度為10nm以上且200nm以下。由於即使將第一層106的厚度形成為厚，導電率的變化也不大，所以可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。藉由調整第一 層106的厚度，可以在不使驅動電壓上升的情況下進行發光的光學調整。
第二層105及時接收第一層106中被受主物質抽出的電子。第二層105由具有金屬-氧鍵與芳香族配體的金屬配合物構成，其LUMO能級佔據第一層106的受主物質的受主能級與EL層103的LUMO能級之間的能級。具體地，最好其LUMO能級為-5.0eV以上且-3.0eV以下。另外，由於金屬配合物具有金屬-氧鍵，所以更易於接受電子。金屬配合物最好為酞菁類材料，明確而言可以使用VOPc、SnOPc及TiOPc中的一種。
在第二層105中，可以以與金屬配合物的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加施主物質。作為施主物質，可以舉出：鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬及它們的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))等。並且還可以舉出四硫並四苯(tetrathianaphthacene)(簡稱：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。
第二層105的厚度為1nm以上且15nm以下，最好為1nm以上且10nm以下。由於金屬配合物具有金屬-氧鍵，所以第二層105的厚度可以為10nm以上且15nm以下。第二層105防止第一層106與第三層104之間的相互作用，並防止pn結的形成及耗盡層的形成，從而抑制發光元件的驅動電 壓的上升。藉由添加施主物質，可以更容易地將電子注入到EL層103，由此可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
第三層104將第二層105接收的電子注入到EL層103。作為第三層104，可以使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬以及它們的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等的氧化物、鹵化物、碳酸鋰和碳酸銫等的碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)等的高電子注入性物質。
當第三層104還含有電子傳輸物質時，最好以與電子傳輸物質的質量比為0.001以上且1.0以下的比率添加高電子注入性的物質。
作為電子傳輸物質，例如可以使用三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(簡稱：BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱：BAlq)等具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬配合物等。或者，可以使用具有基於噁唑或者基於噻唑的配體的金屬配合物，例如雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑合]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)或雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑合]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等。再者，除了金屬配合物以外，也可以使用2-(4-聯苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(對-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡 稱：CO11)、3-(4-聯苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅菲繞啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等。上述的物質主要是具有10-6cm2/Vs以上的電子遷移率的物質。但是，只要是電子傳輸性高於電洞傳輸性的物質，就可以採用上述以外的物質。另外，電子傳輸層不限於單層，還可以層疊兩層以上的由上述物質構成的層。此外，還可以使用聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)](簡稱：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](簡稱：PF-BPy)等高分子化合物。
第三層104的厚度為0.1nm以上且10nm以下。由於第三層104可以緩和第一層106與EL層103之間的注入勢壘，所以第一層106中產生的電子可以容易地注入到EL層103中。
第一層106、第二層105及第三層104可以使用幹製程(真空蒸鍍法等)、濕製程(噴墨法、旋塗法等)等各種方法來形成。
接下來，對發光元件的其他結構進行說明。
陽極101最好由具有高功函數(明確地說，4.0eV以上是較佳的)的金屬、合金、導電化合物和它們的混合物等形成。明確地說，例如，可以舉出氧化銦-氧化錫(ITO，即Indium Tin Oxide)、包含矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫、氧化銦-氧化鋅(IZO，即Indium Zinc Oxide)、包含氧化鎢和氧化鋅的氧化銦等。
雖然陽極101通常藉由濺射法形成，但還可以應用溶膠-凝膠法等方法形成。例如，藉由濺射法，使用相對於氧化銦添加1wt%至20wt%的氧化鋅的靶材，能夠形成氧化銦-氧化鋅(IZO)膜。另外，藉由濺射法，使用相對於氧化銦包含0.5wt%至5wt%的氧化鎢和0.1wt%至1wt%的氧化鋅的靶材，能夠形成含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦膜。
作為陽極101，還可以使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鈦(Ti)或金屬材料的氮化物(例如氮化鈦等)、鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物、鈦氧化物等。另外，還可以使用諸如聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)、以及聚苯胺/聚(苯乙烯磺酸)(PAni/PSS)等導電聚合物。但是，在接觸陽極101地設置後面描述的第五層的情況下，可以使用Al、Ag等各種導電材料作為陽極101，而與功函數的大小無關。
作為陰極102，可以使用功函數小(明確地說，最好為3.8eV以下)的金屬、合金、導電化合物、以及它們的混合物等。例如，可以使用屬於元素週期表中第1族或第2族的元素，即鋰(Li)或銫(Cs)等鹼金屬、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)等鹼土金屬、包含它們的合金(MgAg、AlLi)、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬和包含它們的合金等。另外，可以藉由真空蒸鍍法形成鹼金屬、鹼土金屬、含有它們的合金的膜。另外，包含鹼金屬或鹼土金屬的合金的膜可以藉由濺射法來形成。另外，還可以使用銀膏等藉由噴墨法來形成。
除上述以外，還可以藉由層疊鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物或稀土金屬化合物(例如氟化鋰(LiF)、氧化鋰(LiOx)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)、氟化鉺(ErF3)等)的薄膜和鋁等金屬膜，形成陰極102。但是，如本實施例模式所示的結構那樣，在接觸陰極102地設置成為電荷產生區域的第一層106的情況下，作為陰極102可以使用Al、Ag、ITO、含有矽或氧化矽的氧化銦-氧化錫等各種導電材料，而與功函數的大小無關。
另外，在本實施例模式所示的發光元件中，只要陽極和陰極中的至少一方具有對可見光的透光性，即可。透光性能夠藉由使用如ITO等透光電極或者藉由減薄電極的厚度而確保。
只要EL層103形成為至少包括發光層，即可，從而還可以採用形成有發光層以外的層的疊層結構。作為發光層以外的層，可以舉出由電洞注入物質、電洞傳輸物質或電子傳輸物質、電子注入物質、雙極性(電子及電洞傳輸性高的)物質等構成的層。明確地說，可以舉出電洞注入層、電洞傳輸層、發光層、電洞阻止層(電洞阻擋層)、電子傳輸層(第四層)、電子注入層等，這些層可以適當地組合而構成。再者，還可以在EL層103中的接觸陽極101一側設置電荷產生區域(第五層)。
以下，示出構成上述EL層103中含有的各層的材料的具體例子。
電洞注入層是包含電洞注入物質的層。作為電洞注入物質，例如可以使用鉬氧化物、釩氧化物、釕氧化物、鎢氧化物、錳氧化物等。除了上述以外，還可以使用諸如酞菁(簡稱：H2Pc)和銅酞菁(簡稱：CuPc)等的酞菁類化合物或諸如聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)等的高分子等來形成電洞注入層。
電洞傳輸層是包含電洞傳輸物質的層。作為電洞傳輸物質，例如可以舉出4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB或α-NPD)、N,N’-雙(3-甲基苯)-N,N’-二苯基-[1，1’-聯苯]-4，4’-二胺(簡稱：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱：TCTA)、4，4’，4”-三(N,N-二苯胺)三苯胺(簡稱：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯)-N-苯胺]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4’-雙[N-(螺-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：BSPB)等芳香胺化合物、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。除上述以外，還可以使用4，4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)等的咔唑衍生物等。這裏提到的物質主要是電洞遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以採用上述以外的物質。另外，包含電洞傳輸物質的層不限於單層，還可以將由上述物質構成的層層疊兩層以上。
除了上述以外，還可以使用聚(N-乙烯咔唑)(簡稱：PVK)、聚(4-乙烯三苯胺)(簡稱：PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等高分子化合物作為電洞傳輸層。
發光層是含有發光物質的層。作為發光物質，可以使用以下所示的螢光化合物。例如，可以舉出N,N'-雙[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N'-二苯基二苯乙烯-4,4'-二胺(簡稱：YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(簡稱：YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4'-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(簡稱：2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：PCAPA)、二萘嵌苯、2,5,8,11-四-叔-丁基二萘嵌苯(簡稱：TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4'-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(簡稱：PCBAPA)、N,N"-(2-叔-丁基蒽-9,10-二基二-4,1-亞苯基)雙[N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺](簡稱：DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPPA)、N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPPA)、N,N,N',N',N",N",N''',N'''-八苯基二苯並[g,p]屈(chrysene)-2,7,10,15-四胺(簡稱：DBCl)、香豆素30、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N',N'-三苯基-1,4-苯二胺(簡稱：2DPAPA)、N-[9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-2-蒽基]-N,N',N'-三苯基-1,4-亞苯基二胺(簡稱：2DPABPhA)、9,10-雙(1,1'-聯苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(簡稱：2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(簡稱：DPhAPhA)、香豆素545T、N,N’-二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)、紅熒烯、5,12-雙(1,1'-聯苯-4-基)-6,11-二苯基並四苯(簡稱：BPT)、2-(2-{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亞基(ylidene))丙二腈(簡稱：DC M1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪(quinolizin)-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCM2)、N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)並四苯-5,11-二胺(簡稱：p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N',N'-四(4-甲基苯基)苊並(acenaphtho)[1,2-a]熒蒽-3,10-二胺(簡稱：p-mPhAFD)、2-{2-異丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTI)、2-{2-叔-丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：DCJTB)、2-(2,6-雙{2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亞基)丙二腈(簡稱：BisDCM)、2-{2,6-雙[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氫-1H,5H-苯並[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亞基}丙二腈(簡稱：BisDCJTM)等。
作為發光物質，還可以使用以下所示的磷光化合物。例如，可以舉出雙[2-(4',6'-二氟)吡啶醇-N,C2']銥(Ⅲ)四(1-吡唑基)硼酸鹽(簡稱：FIr6)、雙[2-(4',6'-二氟苯基)吡啶醇-N,C2']銥(Ⅲ)吡啶甲酸酯(簡稱：FIrpic)、雙[2-(3',5'-雙三氟甲基苯基)吡啶醇-N,C2']銥(Ⅲ)吡啶甲酸酯(簡稱：Ir(CF3ppy)2(pic))、雙[2-(4',6'-二氟苯基)]吡啶醇-N,C2']銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：FIracac)、三(2-苯基吡啶醇)銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(ppy)3)、雙(2-苯基吡啶)銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(ppy)2(acac))、雙(苯並[h]喹啉)銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(bzq)2(acac))、雙(2,4-二苯基-1,3-噁唑-N,C2')銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(dpo)2(acac))、雙[2-(4'-全氟烷苯基苯基)吡啶醇]銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(p-PF-ph)2(acac))、雙(2-苯基苯並噻唑-N,C2')銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(bt)2(acac))、雙[2-(2'-苯並[4,5-α]噻吩基)吡啶醇-N,C3']銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(btp)2(acac))、雙(1-苯基異喹啉-N,C2')銥(Ⅲ)乙醯丙酮(簡稱：Ir(piq)2(acac))、(乙醯丙酮)雙[2,3-雙(4-氟苯基)喹喔啉合]銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(Fdpq)2(acac))、(乙醯丙酮)雙(2,3,5-三苯基吡嗪根合)銥(Ⅲ)(簡稱：Ir(tppr)2(acac))、2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉鉑(Ⅱ)(簡稱：PtOEP)、三(乙醯丙酮)(單菲咯啉)鋱(Ⅲ)(簡稱：Tb(acac)3(Phen))、三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮)(單菲咯啉)合銪(Ⅲ)(簡稱：Eu(DBM)3(Phen))、三[1-(2-噻吩甲醯基)-3,3,3-三氟丙酮](單菲咯啉)合銪(Ⅲ)(簡稱：Eu(TTA)3(Phen))等。
另外，較佳的是，這些發光物質被分散在主體材料中而使用。作為主體材料，例如可以舉出4，4’-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB或α-NPD)、N,N’-雙(3-甲基苯)-N,N’-二苯基-[1，1’-聯苯]-4，4’-二胺(簡稱：TPD)、4，4’，4”-三(咔唑-9-基)三苯胺(簡稱：TCTA)、4，4’，4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯胺(簡稱：TDATA)、4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯)-N-苯基氨基]三苯胺(簡稱：MTDATA)、4,4’-雙[N-(螺環-9,9’-二芴-2-基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：BSPB)等芳香胺化合物、3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6-雙[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)等。除上述以外，還可以使用4，4’-二(N-咔唑基)聯苯(簡稱CBP)、1，3，5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(簡稱TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)等的咔唑衍生物；聚[N-(4-{N'-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N'-苯基氨基}苯基)甲基丙烯醯胺](簡稱：PTPDMA)、聚[N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺](簡稱：Poly-TPD)等包含高分子化合物的電洞傳輸性高的物質。另外，可以使用三(8-羥基喹啉合)鋁(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(簡稱：Almq3)、二(10-羥基苯並[h]喹啉酸合(quinolinato))鈹(簡稱：BeBq2)或二(2-甲基-8-羥基喹啉合)(4-苯基苯酚合)鋁(簡稱：BAlq)等具有喹啉結構或苯並喹啉結構的金屬配合物、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等具有噁唑類或噻唑類配體的金屬配合物、2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(p-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅菲繞啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等電子傳輸物質。
電子傳輸層是包含電子傳輸物質的層。作為電子傳輸物質，例如可以使用三(8-羥基喹啉合)鋁(簡稱Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉合)鋁(簡稱：Almq3)、二(10-羥基苯並[h]喹啉酸合(quinolinato))鈹(簡稱：BeBq2)或二(2-甲基-8-羥基喹啉合)(4-苯基苯酚合)鋁(簡稱：BAlq)等具有喹啉結構或苯並喹啉結構的金屬配合物、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等具有噁唑類或噻唑類配體的金屬配合物、2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二噁(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(p-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅菲繞啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等。這裏提到的物質主要是電子遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電子傳輸性高於電洞傳輸性的物質，就可以採用上述以外的物質。另外，電子傳輸層不限於單層，還可以將由上述物質構成的層層疊兩層以上。
另外，還可以將聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co-(吡啶-3,5-二基)](簡稱：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](簡稱：PF-BPy)等高分子化合物用於電子傳輸層。
電子注入層是包含電子注入物質的層。作為電子注入物質，可以舉出鋰(Li)、銫(Cs)、鈣(Ca)、氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)、氟化鈣(CaF2)等鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物。另外，還可以使用其中含有鹼金屬、鹼土金屬或它們的化合物的電子傳輸物質，例如其中含有鎂(Mg)的Alq等。
另外，如上所述，可以在EL層103中的接觸陽極101一側設置用作電荷產生區域的第五層。電荷產生區域包含電洞傳輸物質和相對於電洞傳輸物質的受主物質。另外，電荷產生區域可以採用如下結構：在同一個膜中含有電洞傳輸物質和受主物質；層疊有包含電洞傳輸物質的層和包含受主物質的層。但是，採用包含受主物質的層接觸陽極101的結構。
藉由形成第五層，能夠形成陽極101，而不考慮形成陽極101的材料的功函數。就是說，除了功函數大的材料以外，還可以使用功函數小的材料作為形成陽極101的材料。
作為用於第五層的受主物質，可以舉出元素週期表中的第四族至第八族的金屬的氧化物。明確而言，最好使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸，因為它們的電子接收性高。尤其較佳的是氧化鉬。氧化鉬具有吸濕性低的特點。因為水分會對EL元件造成不良影響，所以較佳的是吸濕性低的材料。
作為用於第五層的電洞傳輸物質，可以使用各種有機化合物諸如芳香胺化合物、咔唑衍生物、芳香烴和高分子化合物(低聚物、樹狀聚合物、聚合體等)。具體地，最好使用電洞遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。但是，只要是電洞傳輸性高於電子傳輸性的物質，就可以採用上述以外的物質。
另外，藉由適當地組合而層疊這些層，能夠形成EL層103。作為EL層103的形成方法，可以根據使用的材料適當地選擇各種方法(乾法或濕處理等)。可以採用真空蒸鍍法、噴墨法、旋塗法等。另外，還可以使用各層之間不同的方法而形成。
藉由組合上述材料，能夠製造本實施例模式所示的發光元件。能夠從該發光元件得到來自上述發光物質的發光，但是藉由改變發光物質的種類而能夠得到各種發光顏色。另外，還能夠藉由使用發光顏色不相同的多個發光物質作為發光物質而得到寬光譜的發光和白色發光。另外，在得到白色發光的情況下，可以採用層疊有呈現彼此成為互補色的發光顏色的多個層的結構等。作為具體的互補色的關係，例如可以舉出藍色與黃色、藍綠色與紅色等。
另外，本實施例模式所示的發光元件可以形成在各種基板上。作為基板，例如可以使用玻璃、塑膠、金屬板、金屬箔等。在從基板一側抽出發光元件的發光的情況下，只要使用具有透光性的基板，即可。但是，只要是在發光元件的製造製程中能夠用作支撐體的基板，就還可以使用除上述以外的材料。
另外，可以將本實施例模式所示的發光元件的元件結構用於兩者電極以格子形狀形成在同一個基板上的被動矩陣型發光裝置。注意，當將發光裝置用於照明裝置時，不需要將電極形成為格子形狀。另外，還能夠用於具有電連接於用作開關的薄膜電晶體(TFT)等的發光元件並由該TFT等控制發光元件的驅動的主動矩陣型發光裝置。另外，對該TFT的結構沒有特別的限定。既可使用交錯型TFT，又可使用反交錯型TFT。另外，由該TFT構成的驅動電路既可由N型及P型TFT構成，又可以僅由N型TFT或P型TFT的任一方構成。另外，對用於該TFT的半導體膜的結晶性沒有特別的限制。既可使用非晶半導體膜，又可使用結晶半導體膜。另外，還可以使用單晶半導體膜。單晶半導體膜能夠藉由智慧切割法等而製造。再者，還可以使用氧化物半導體如包含銦、鎵和鋅的氧化物半導體。
藉由採用本實施例模式所示的元件結構，可以降低EL元件的驅動電壓。由於第二層105具有金屬-氧鍵，所以即使厚度較厚也可以抑制EL元件的驅動電壓的上升。另外，由於採用第一層106與第三層104之間夾有第二層105的結構，所以可以防止第一層106與第三層104的相互作用，並防止pn結的形成及耗盡層的形成，從而可以能夠抑制EL元件的驅動電壓的上升。
實施例模式2
在本實施例模式中，參照圖3A和3B說明實施例模式1中說明的發光元件的一個例子。
如圖3A所示，在發光元件中，在一對電極(陽極101、陰極102)之間夾有包含發光區域的EL層103，並且在陰極102與EL層103之間從陰極102一側依次層疊有成為電荷產生區域的第一層106、成為電子中繼層的第二層105和成為電子注入緩衝層的第三層104。
陽極101、陰極102、EL層103、第一層106和第二層105可以使用與實施例模式1同樣的材料。
作為用於第三層104的物質，可以舉出鋰(Li)或銫(Cs)等鹼金屬、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鍶(Sr)等鹼土金屬、銪(Eu)、鐿(Yb)等稀土金屬、鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)等高電子注入性物質。
在陽極101上形成EL層103之後，在其上依次形成第三層104、第二層105及第一層106。為了避免驅動電壓的上升將第三層104的厚度形成為極薄(具體地將其形成為1nm以下且0.1nm以上)。第三層104大致位於第二層105與為EL層103的一部分的成為電子傳輸層的第四層107之間的介面上。但是，當在形成第四層107之後，在第四層107上形成第三層104的情況下，形成第三層104的物質的一部分有可能存在於第四層107。
另外，圖3B示出從陽極101一側依次層疊形成圖3A所示的元件時的能帶圖。X表示第三層104所包含的物質。由於第三層104非常薄，所以第三層104所包含的物質也可能存在於第四層107中。
藉由在第二層105與EL層103的介面上設置第三層104，可以緩和注入勢壘。由此第一層106中產生的電子可以容易地從第二層105注入到EL層103。此外，在第一層106中產生的電洞遷移到陰極。
與實施例模式1所示的藉由添加電子傳輸物質來形成第三層104的情況相比，藉由採用本實施例模式所示的結 構，即：使用上述物質形成第三層104，並將其厚度設定為0.1nm以上且1nm以下，並使第三層與第四層接觸，可以降低發光元件的驅動電壓。
由於在作為用於第三層104的電子注入物質的上述物質中，鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)等物質是在空氣中穩定的物質，所以適用於批量生產。
本實施例模式2所示的結構藉由適當地組合實施例模式1所示的結構而使用。
例如，可以如實施例模式1所示那樣在第二層105中以與金屬配合物的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加施主物質。其中，施主物質使用實施例模式1所示的物質。
實施例模式3
在本實施例模式中，參照圖4A和4B對實施例模式1中說明的發光元件的一個例子進行說明。
該發光元件，如圖4A所示，在一對電極(陽極101、陰極102)之間夾有包含發光區域的EL層103，並且在陰極102與EL層103之間從陰極102一側依次層疊有成為電荷產生區域的第一層106、成為電子中繼層的第二層105及成為電子注入緩衝層的第三層104，第三層104包含電子傳輸物 質和施主物質。
在第三層104中，最好以與電子傳輸物質的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加施主物質。由此，獲得作為電子注入緩衝的功能。
本實施例模式3中的陽極101、陰極102、EL層103、第一層106及第二層105可以使用與實施例模式1同樣的材料。
作為用於第三層104的電子傳輸物質，例如可以使用三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)、三(4-甲基-8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Almq3)、雙(10-羥基苯並[h]喹啉)鈹(簡稱：BeBq2)、雙(2-甲基-8-羥基喹啉)(4-苯基苯酚)鋁(簡稱：BAlq)等具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬配合物等。另外，除了上述以外，還可以使用雙[2-(2-羥基苯基)苯並噁唑]鋅(簡稱：Zn(BOX)2)、雙[2-(2-羥基苯基)苯並噻唑]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2)等具有噁唑類或噻唑類配體的金屬配合物等。再者，除了金屬配合物以外，還可以使用2-(4-聯苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑(簡稱：PBD)、1,3-雙[5-(p-叔-丁基苯基)-1,3,4-惡二唑-2-基]苯(簡稱：OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CO11)、3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4-聯苯基)-1,2,4-三唑(簡稱：TAZ)、紅菲繞啉(簡稱：BPhen)、浴銅靈(簡稱：BCP)等。這裏提到的物質主要是電子遷移率為10-6cm2/Vs以上的物質。
此外，還可以使用聚[(9,9-二己基芴-2,7-二基)-co- (吡啶-3,5-二基)](簡稱：PF-Py)、聚[(9,9-二辛基芴-2,7-二基)-co-(2,2'-聯吡啶-6,6'-二基)](簡稱：PF-BPy)等高分子化合物。
作為用於第三層104的施主物質，除了鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬和它們的化合物(鹼金屬化合物(包括氧化鋰等氧化物、鹵化物、碳酸鋰或碳酸銫等碳酸鹽)、鹼土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽)或稀土金屬化合物(包括氧化物、鹵化物、碳酸鹽))以外，還可以使用四硫並四苯(tetrathianaphthacene)(簡稱：TTN)、二茂鎳、十甲基二茂鎳等有機化合物。
作為用於第三層104的電子傳輸物質與用於EL層103的一部分的成為電子傳輸層的第四層107的電子傳輸物質，既可使用相同的物質也可以使用不同的物質。
實施例模式3的發光元件如圖4A所示，在EL層103與第二層105之間形成有包含電子傳輸物質和施主物質的第三層104。圖4B示出該元件結構的能帶圖。X表示施主物質。
藉由形成第三層104，可以緩和第二層105與EL層103之間的注入勢壘。由此可以將在第一層106中產生的電子由第二層105容易地注入到EL層103。
另外，本實施例模式所示的結構可以與實施例模式1或實施例模式2所示的結構適當地組合而使用。
例如，可以如實施例模式1所示那樣在第二層105中以與金屬配合物的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加 施主物質。其中，施主物質使用實施例模式1所示的物質。
實施例模式4
在本實施例模式中，作為實施例模式1中說明的發光元件的一個例子，參照圖5A和5B對第一層106的結構進行說明。
在一對電極(陽極101、陰極102)之間夾有包含發光區域的EL層103，並且在陰極102與EL層103之間從陰極102一側依次層疊有第一層106、第二層105及第三層104。另外，陽極101、陰極102、EL層103、第二層105及第三層104可以使用與實施例模式1至3同樣的材料。
第一層106是包含電洞傳輸物質和受主物質的區域。在第一層106中，受主物質從電洞傳輸物質抽出電子，而產生電洞和電子。
圖5A所示的第一層106具有在一個膜中含有電洞傳輸物質和受主物質的結構。在此情況下，藉由以與電洞傳輸物質的質量比為0.1以上且4.0以下的比率添加受主物質，而容易在第一層106中產生載子，所以是較佳的。
另一方面，圖5B所示的第一層106具有層疊有包含電洞傳輸物質的層106a和包含受主物質的層106b的結構。第一層106中形成的電荷遷移配合物在可見區域中具有光吸收特性。當採用層疊包含電洞傳輸物質的層106a和包含受主物質的層106b的結構時，該電荷遷移配合物僅形成於層 106a與層106b的介面上而不是形成於第一層106的整體。由於電荷遷移配合物僅形成於介面，來自EL層103的發光不容易被該電荷遷移配合物吸收，所以該結構是較佳的。
作為用於第一層106的電洞傳輸物質及受主物質，可以使用實施例模式1中記載的物質。
另外，本實施例模式所示的結構可以與實施例模式1至3所示的結構適當地組合而使用。
例如，可以如實施例模式1所示那樣在第二層105中以與金屬配合物的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加施主物質。其中，施主物質使用實施例模式1所示的物質。
實施例模式5
在本實施例模式中，作為實施例模式1中說明的發光元件的一個例子，參照圖6A和6B對在EL層103的一部分中以接觸陽極101的方式形成電荷產生區域的情況進行說明。發光元件包括：EL層103的一部分的接觸於陽極101形成的成為電荷產生區域的第五層108以及實施例模式1中說明的成為電荷產生區域的第一層116。
發光元件在一對電極(陽極101、陰極102)之間夾有包含發光區域的EL層103，並且在EL層103的一部分中具有以接觸於陽極101的方式形成的成為電荷產生區域的第五層108。在發光元件中，在陰極102與EL層103之間從陰極102一側依次層疊有第一層116、第二層105及第三層104 。陽極101、陰極102、EL層103、第三層104、第二層105及第一層116可以使用與實施例模式1至4同樣的材料。
在圖6A和圖6B所示的發光元件中，第五層108與第一層116同樣，都是包含電洞傳輸物質和受主物質的區域。因此，在第五層108中，受主物質從電洞傳輸物質抽出電子，而產生電洞和電子。電洞注入到EL層103，電子遷移到陽極101。
圖6A所示的第五層108具有在一個膜中含有電洞傳輸物質和受主物質的結構。在此情況下，藉由以與電洞傳輸物質的質量比為0.1以上且4.0以下的比率添加受主物質，而容易在第五層108中產生載子，因此是最好的。另外，在圖6A中，藉由使用相同材料形成第五層108和第一層116，發光元件的陽極101一側與陰極102一側的應力變均勻，因此是最好的。
另一方面，圖6B所示的第五層108具有層疊有包含電洞傳輸物質的層108a和包含受主物質的層108b的結構。第五層108中形成的電荷遷移配合物在可見區域中具有光吸收特性。當層疊包含電洞傳輸物質的層108a和包含受主物質的層108b時，該電荷遷移配合物僅形成於層108a與層108b的介面上而不是形成於第五層108的整體。由於電荷遷移配合物僅形成於介面，來自EL層103的發光不容易被該電荷遷移配合物吸收，所以該結構是最好的。另外，如圖6B所示，第一層116也可以採用層疊包含電洞傳輸物質的層116a和包含受主物質的層116b的結構。
另外，作為用於第五層108的電洞傳輸物質，可以使用在實施例模式1中舉出的用於第一層106的電洞傳輸物質。另外，作為用於第五層108的受主物質，可以使用在實施例模式1中舉出的用於第一層106的受主物質。
另外，本實施例模式5所示的結構可以與實施例模式1至4所示的結構適當地組合而使用。
例如，可以如實施例模式1所示那樣在第二層105中以與金屬配合物的質量比為0.001以上且0.1以下的比率添加施主物質。其中，施主物質使用實施例模式1所示的物質。
實施例模式6
在本實施例模式中，作為使用實施例模式1至5所示的發光元件而製造的發光裝置的一個例子，說明被動矩陣型發光裝置及主動矩陣型發光裝置。
圖7A至圖7D和圖8示出被動矩陣型發光裝置的例子。
在被動矩陣型(單純矩陣型)發光裝置中，並列為條形(帶形)的多個陽極和並列為條形的多個陰極設置為互相正交，並且具有發光層被夾在其交叉部的結構。從而，在被選擇(施加了電壓)的陽極和被選擇的陰極的交叉點上的像素發光。
圖7A至圖7C示出密封之前的像素部的俯視圖，而圖7D是沿圖7A至圖7C中的鏈條線A-A'的截面圖。
在基板601上作為基底絕緣層形成絕緣層602。另外，若不需要基底絕緣層，則不必特意形成絕緣層。在絕緣層602上以條形等間距地設置有多個第一電極603(參照圖7A)。
另外，在第一電極603上設置有具有對應於各個像素的開口部的分隔壁604。具有開口部的分隔壁604由絕緣材料(例如，光敏或非光敏有機材料(聚醯亞胺、丙烯酸樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺醯胺、抗蝕劑或苯並環丁烯)或Spin-On-Glass(SOG)膜(例如包含烷基的SiOx膜))構成。另外，對應於各像素的開口部605成為發光區域(參照圖7B)。
在具有開口部的分隔壁604上設置與第一電極603交叉並彼此平行的多個倒錐形的分隔壁606(參照圖7C)。根據光刻法利用將未被曝光的部分作為圖案的正型光敏樹脂，並藉由調節曝光量或顯影時間，以使圖案下方的部分更多地被蝕刻，來形成倒錐形的分隔壁606。
在如圖7C所示那樣形成倒錐形的分隔壁606之後，如圖7D所示那樣依次形成包含有機化合物的層607和第二電極608。另外，本實施例模式所示的包含有機化合物的層607至少包括在實施例模式1至5中作為形成在陽極與陰極之間的層而示出的EL層、第一層、第二層及第三層。因為將具有開口部的分隔壁604和倒錐形的分隔壁606的總高度設定為大於包含有機化合物的層607和第二電極608的厚度，所以如圖7D所示那樣形成有分割為多個區域的包含有機化合物的層607和第二電極608。另外，被分離為多個的區域彼此電隔離。
第二電極608是在與第一電極603交叉的方向上延伸的彼此平行的條形電極。另外，包含有機化合物的層607的一部分和形成第二電極608的導電層的一部分還形成在倒錐形的分隔壁606上，但是它們與包含有機化合物的層607和第二電極608分離。
只要本實施例模式中的第一電極603和第二電極608中的一方為陽極，而另一方為陰極，就可以採用陽極和陰極中的任何一個。另外，構成包含有機化合物的層607的疊層結構可以根據電極的極性適當地調整，以使它成為實施例模式1至5所示的結構，即可。
根據需要，還可以使用密封材料等黏合劑將密封罐或玻璃基板等的密封材料貼合到基板601來進行密封，以將發光元件配置在被密封的空間中。因此，能夠防止發光元件的退化。另外，還可以對被密封的空間填充填充劑或乾燥了的惰性氣體。另外，還可以在基板和密封材料之間封裝乾燥劑等，以便防止因水分等的發光元件的退化。借助於用乾燥劑清除少量的水分，而完全乾燥。作為乾燥劑，可以使用藉由化學吸附來吸收水分的物質如氧化鈣或氧化鋇等的鹼土金屬的氧化物。除了上述以外，諸如沸石和矽膠之類的由物理吸附作用吸收水分的物質也可以用作乾燥劑。
接下來，圖8示出在圖7A至圖7D所示的被動矩陣型發光裝置中安裝有FPC等時的俯視圖。
在圖8中，構成圖像顯示的像素部具有彼此正交的掃描線組和資料線組。
這裏，圖7A至圖7D中的第一電極603相當於圖8的掃描線703，圖7A至圖7D中的第二電極608相當於圖8的資料線708，而倒錐形的分隔壁606相當於圖8的分隔壁706。在資料線708與掃描線703之間夾有圖7A至7D的包含有機化合物的層607，並且由區域705表示的交叉部對應於一個像素。
另外，掃描線703在端部與連接佈線709電連接，且連接佈線709藉由輸入端子710連接到FPC711b。並且，資料線708藉由輸入端子712連接到FPC711a。
如有必要，光學薄膜例如偏光板、圓形偏光板(包含橢圓偏光板)、相位差板(λ/4板、λ/2板)和濾色片等可適當地設置在從發光層發射的光的發射面上。另外，也可以將抗反射膜設置在偏光板或者圓形偏光板上。例如，可以執行防眩光處理，即由於表面的不平坦擴散反射光來降低眩光的處理。
另外，在圖8中雖然示出了在基板上不設置驅動電路的例子，但是，也可以在基板上安裝具有驅動電路的IC晶片。
在安裝IC晶片的情況下，利用COG方式在像素部的周圍(外側)區域中分別安裝資料線側IC和掃描線側IC，該資料線側IC和掃描線側IC形成有用來將各個信號傳送到像素部的驅動電路。除了COG法以外，還可以採用TCP或引線結合法來安裝各個IC。TCP是一種配備有IC的TAB膠帶。TCP是將TAB膠帶連接到形成元件的基板上的佈線來安裝IC的。資料線側IC及掃描線側IC可以使用矽基板，也可以使用在其上形成了由TFT形成的驅動電路的玻璃基板、石英基板、或塑膠基板。
接著，使用圖9A和圖9B說明主動矩陣型發光裝置的例子。另外，圖9A示出發光裝置的俯視圖，圖9B是以圖9A的虛線A-A'切割的截面圖。根據本實施例模式的主動矩陣型發光裝置具有設置在元件基板801上的像素部802、驅動電路部(源極電極線驅動電路)803以及驅動電路部(閘極線驅動電路)804。將像素部802、驅動電路部803和驅動電路部804用密封材料805密封在元件基板801和密封基板806之間。
另外，在元件基板801上設置用於連接外部輸入端子的引線807，所述外部輸入端子將來自外部的信號(例如，視頻信號、時鐘信號、起始信號、或重設信號等)或電位傳送到驅動電路部803及驅動電路部804。在此示出了作為外部輸入端子設置FPC(撓性印刷電路)808的例子。雖然在這裏僅示出了FPC，但印刷線路板(PWB)也可以附著於該FPC上。根據本說明書中的發光裝置不僅包括發光裝置本體，而且還包括其中FPC或PWB貼附到其上的狀態。
以下，參照圖9B說明截面結構。雖然在元件基板801上形成有驅動電路部以及像素部，但是這裏示出作為源極電極線驅動電路的驅動電路部803和像素部802。
在此示出在驅動電路部803中形成有組合n通道型TFT809和p通道型TFT810而形成的CMOS電路的例子。此外，形成驅動電路部的電路也可以由多種CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路形成。此外，在本實施例模式中，雖然示出了將驅動電路形成在基板上的驅動器一體型，但是並不一定要如此，驅動電路也可以不形成在基板上而形成在外部。
此外，像素部分802具有多個像素，每個都包括開關用TFT811、電流控制用TFT812和電連接至電流控制用TFT812的佈線(源極電極或汲極電極)的陽極813。另外，形成絕緣物814以覆蓋陽極813的端部。在此，絕緣物814採用正型光敏丙烯酸樹脂形成。
此外，為了改善層疊在上層的膜的覆蓋性，最好在絕緣物814的上端部或下端部形成具有曲率的曲面。例如，在使用正型光敏丙烯酸類樹脂作為絕緣物814的材料的情況下，最好將絕緣物814成型為在其上端部分具有有曲率半徑(0.2μm至3μm)的曲面。因光照變得不溶於蝕刻劑的負型光敏材料或因光照變得可溶於蝕刻劑的正型光敏材料都可用於該絕緣物814，並且除了有機化合物以外，還可以使用諸如氧化矽或氧氮化矽之類的無機化合物。
在陽極813上層疊形成有包含有機化合物的層815和陰極816。另外，當使用ITO薄膜作為陽極813，並且使用氮化鈦薄膜和含有鋁作為其主要成分的薄膜的堆疊薄膜或者氮化鈦薄膜、含有鋁作為其主要成分的薄膜和氮化鈦薄膜的堆疊薄膜作為連接到陽極813上的電流控制用TFT812的佈線時，該佈線的電阻低，並且可以與ITO薄膜實現良好的歐姆接觸。另外，雖然這裏未圖示，但陰極816電連接到作為外部輸入端子的FPC808。
另外，本實施例模式所示的包含有機化合物的層815至少包括在實施例模式1至5中作為形成在陽極與陰極之間的層而示出的EL層、第一層、第二層及第三層。EL層至少設置有發光層，並且具有除了發光層以外，適當地設置電洞注入層、電洞傳輸層、電子傳輸層或電子注入層的結構。發光元件817由陽極813、包含有機化合物的層815和陰極816的疊層結構形成。
另外，雖然在圖9B所示的截面圖中僅示出一個發光元件817，但在像素部802中，以矩陣形狀設置有多個發光元件。另外，在進行由R(紅)、G(綠)、B(藍)的彩色成分構成的彩色顯示的情況下，將能夠獲得三種(R、G、B)發光的多個發光元件分別形成在像素部802中。此外，彩色成分不侷限於三種顏色，而既可使用四種顏色以上，又可使用RGB以外的顏色。例如，可以加上白色來實現RGBW(W是白色)。
作為彩色成分不同的發光元件的製造方法，可以使用如下方法：分別塗敷每個EL層的方法；將所有EL層形成為能夠獲得白色發光的形式，並且與濾色片組合而獲得彩色成分不同的發光元件的方法；將所有EL層形成為能夠獲得藍色發光或比它短波長的發光的形式，並且與顏色轉換層組合而獲得彩色成分不同的發光元件的方法。
並且，當密封基板806和元件基板801被密封材料805貼合起來時，發光元件817被設置於由元件基板801、密封基板806和密封材料805包圍形成的空間818中。除了其中空間818充滿惰性氣體(如氮或氬)的情況以外，還存在這樣一種情況，其中空間818充滿了密封材料805。
另外，最好使用環氧樹脂用於密封材料805。另外，最好這些材料為盡可能地不使水分、氧透過的材料。此外，作為用於密封基板806的材料，除了玻璃基板、石英基板以外，還可以使用由FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics；玻璃纖維增強塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯或丙烯酸樹脂等形成的塑膠基板。
藉由上述方法，可以獲得主動矩陣型發光裝置。
另外，本實施例模式6所示的結構可以與實施例模式1至實施例模式5所示的結構適當地組合而使用。
實施例模式7
在本實施例模式中，使用圖10A至圖10E及圖11說明使用利用本發明的一個方式製造的發光裝置來完成的各種各樣的電子設備以及照明裝置。
作為應用本發明的一個方式的發光裝置的電子設備，例如可舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、用於電腦等的監視器、數位相機及數碼攝影機等影像拍攝裝置 、數碼相框、行動電話機(也稱為行動電話、行動電話裝置)、可攜式遊戲機、可攜式資訊終端、音頻再現裝置、彈珠機等的大型遊戲機等。在圖10A至圖10E中示出這些電子設備以及照明裝置的具體例子。
圖10A示出電視裝置的一個例子。在電視裝置9100中，框體9101嵌入有顯示部9103。由顯示部9103能夠顯示圖像，並可以將根據本發明的一個方式形成的發光裝置用於顯示部9103。此外，在此示出利用支架9105支撐框體9101的結構。
可以藉由利用框體9101所具備的操作開關、另外提供的遙控操作機9110進行電視裝置9100的操作。藉由利用遙控操作機9110所具備的操作鍵9109，可以進行頻道及音量的操作，並可以對在顯示部9103上顯示的影像進行操作。此外，也可以採用在遙控操作機9110中設置顯示從該遙控操作機9110輸出的資訊的顯示部9107的結構。
注意，電視裝置9100採用具備接收機及數據機等的結構。可以藉由利用接收機接收一般的電視廣播。再者，藉由數據機連接到有線或無線方式的通信網路，從而進行單向(從發送者到接收者)或雙向(在發送者和接收者之間或在接收者之間等)的資訊通信。
另外，因為應用本發明的一個方式形成的發光裝置降低了耗電量，所以藉由將它應用於電視裝置的顯示部9103，能夠提供長壽命的電視裝置。
圖10B示出一種電腦，其包括主體9201、框體9202、顯示部9203、鍵盤9204、外接埠9205、定位裝置9206等。該電腦是藉由將使用本發明的一個方式形成的發光裝置用於其顯示部9203來製造的。
另外，因為應用本發明的一個方式形成的發光裝置降低了耗電量，所以藉由將它應用於電腦的顯示部9203，能夠提供長壽命的電腦。
圖10C示出一種可攜式遊戲機，其由框體9301和框體9302的兩個框體構成，並且藉由連接部9303可以開閉地連接。在框體9301中組裝顯示部9304，而在框體9302中組裝顯示部9305。此外，圖10C所示的可攜式遊戲機還具備揚聲器部9306、記錄媒體插入部9307、LED燈9308、輸入單元(操作鍵9309、連接端子9310、感測器9311(包括測定如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線)、麥克風9312)等。當然，可攜式遊戲機的結構不侷限於上述結構，只要在顯示部9304及9305的兩者或一方中使用根據本發明的一個方式形成的發光裝置，即可，而可以採用適當地設置有其他附屬設備的結構。圖10C所示的可攜式遊戲機具有如下功能：讀出存儲在記錄媒體中的程式或資料並將其顯示在顯示部上；以及藉由與其他可攜式遊戲機進行無線通信而實現資訊共用。圖10C中的可攜式遊戲機的功能不侷限於此，而可以具有各種功能。
另外，因為應用本發明的一個方式形成的發光裝置降低了耗電量，所以藉由將它應用於可攜式遊戲機的顯示部(9304及9305)，能夠提供長壽命的可攜式遊戲機。
圖10D示出行動電話的一個例子。行動電話機9400除了安裝在框體9401的顯示部9402之外還具備操作按鈕9403、外部連接埠9404、揚聲器9405、麥克9406等。另外，行動電話機9400是藉由將使用本發明的一個方式形成的發光裝置用於其顯示部9402來製造的。
圖10D所示的行動電話機9400可以用手指等觸摸顯示部9402來輸入資訊。此外，可以用手指等觸摸顯示部9402來進行打電話或寫電子郵件的操作。
顯示部9402的螢幕主要有如下三個模式：第一是以圖像顯示為主的顯示模式；第二是以文字等資訊輸入為主的輸入模式；第三是混合了顯示模式與輸入模式的兩個模式的顯示及輸入模式。
例如，在打電話或製作電子郵件的情況下，將顯示部9402設定為以文字輸入為主的文字輸入模式，並進行在螢幕上顯示的文字的輸入操作，即可。在此情況下，較佳的是，在顯示部9402的螢幕的大部分中顯示鍵盤或號碼按鈕。
另外，藉由在行動電話機9400內部設置具有陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器的檢測裝置，判斷行動電話機9400的方向(縱向還是橫向)，而可以對顯示部9402的螢幕顯示進行自動切換。
藉由觸摸顯示部9402或對框體9401的操作按鈕9403進行操作，切換螢幕模式。還可以根據顯示在顯示部9402上的圖像種類切換螢幕模式。例如，當顯示在顯示部上的視頻信號為動態圖像的資料時，將螢幕模式切換成顯示模式，而當顯示在顯示部上的視頻信號為文字資料時，將螢幕模式切換成輸入模式。
另外，當在輸入模式中藉由檢測出顯示部9402的光感測器所檢測的信號得知在一定期間中沒有顯示部9402的觸摸操作輸入時，也可以以將螢幕模式從輸入模式切換成顯示模式的方式來進行控制。
還可以將顯示部9402用作圖像感測器。例如，藉由用手掌或手指觸摸顯示部9402，來拍攝掌紋、指紋等，而可以進行個人識別。此外，藉由在顯示部中使用發射近紅外光的背光燈或發射近紅外光的感測光源，也可以拍攝手指靜脈、手掌靜脈等。
另外，因為應用本發明的一個方式形成的發光裝置降低了耗電量，所以藉由將它應用於行動電話機9400的顯示部9402，能夠提供長壽命的行動電話機。
圖10E示出照明裝置(臺式照明裝置)，其包括照明部9501、燈罩9502、可調支架(adjustable arm)9503、支柱9504、底台9505、電源開關9506。另外，照明裝置是藉由將使用本發明的一個方式形成的發光裝置用於照明部9501來製造的。另外，除了圖10E所示的臺式照明裝置以外，照明裝置還包括固定在天花板上的照明裝置(天花板固定式照明裝置)或掛在牆上的照明裝置(壁掛式照明裝置)等。
另外，因為應用本發明的一個方式形成的發光裝置降低了耗電量，所以藉由將它應用於照明裝置(臺式照明裝置)的照明部9501，能夠提供長壽命的照明裝置(臺式照明裝置)。
圖11示出將應用本發明的一個方式而形成的發光裝置用作室內照明裝置的例子。本發明的一個方式的發光裝置還可以實現大面積化，從而如天花板固定式照明裝置1001那樣可以用作大面積的照明裝置。除了上述以外，還可以用作壁掛式照明裝置1002。另外，應用本發明的一個方式而形成的發光裝置具有驅動電壓低的發光元件，從而可以用作低耗電量的照明裝置。另外，如圖11所示，在具備室內照明裝置的房間內同時使用圖10E所示的臺式照明裝置1003。
如上所述，可以使用本發明的一個方式的發光裝置製造電子設備和照明裝置。本發明的一個方式的發光裝置的應用範圍極為寬，以至於該發光裝置可用在各個領域中的電子設備中。
另外，本實施例模式所示的結構可以與實施例模式1至實施例模式6所示的結構適當地組合而使用。
實施例1
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件進行說明。在本實施例中製造發光元件A-C及比較發光元件a，並對發光元件A-C及比較發光元件a的電壓-亮度特性及電壓-電流密度特性進行比較。該比較示出發光元件A-C的驅動電壓低於比較發光元件a的驅動電壓，由此可知設置在發光元件A-C中的第二層具有顯著作用。
在發光元件A中作為第二層使用VOPc，在發光元件B中作為第二層使用SnOPc，在發光元件C中作為第二層使用TiOPc，而在比較發光元件a中不設置第二層。
在發光元件A-C及比較發光元件a中，作為陽極使用含有氧化矽的銦錫氧化物，作為陰極使用鋁，作為第一層使用NPB和氧化鉬，並且作為第三層使用氧化鋰(Li2O)。在EL層中，使用NPB和氧化鉬作為第五層，使用NPB作為電洞傳輸層，使用CzPA和2PCAPA作為發光層，並使用Alq和BPhen作為第四層。下面示出在本實施例中使用的材料的結構式。
(發光元件A-C及比較發光元件a的製造)
首先，利用濺射法在玻璃基板上以110nm的膜厚形成包含矽或氧化矽的銦錫氧化物膜來形成陽極(電極面積為2mm×2mm)。
接著，將形成有陽極的玻璃基板固定於設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室內的基板支架上，使形成有陽極的面朝下，並且減壓到約10-4Pa左右，然後藉由共蒸鍍電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第五層。該薄膜的厚度為50nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。此外，共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個加工室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍。
接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法形成10nm厚的NPB來形成電洞傳輸層。
接著，藉由以CzPA：2PCAPA=1：0.05的方式共蒸鍍 9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)來形成發光層。CzPA是具有電子傳輸性的物質，而2PCAPA是呈現綠色發光的物質。該發光層的厚度是30nm。
之後，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)膜，接著同樣地藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成紅菲繞啉(簡稱：BPhen)膜，來形成第四層。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以0.1nm左右的膜厚形成氧化鋰(Li2O)膜，以形成第三層。
接著藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以3nm左右的膜厚形成VOPc、SnOPc和TiOPc中的任一個來形成第二層。在發光元件A中形成VOPc，在發光元件B中形成SnOPc，在發光元件C中形成TiOPc。在比較發光元件a中不形成第二層。
然後，藉由共蒸鍍電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第一層。該薄膜的厚度為20nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，以200nm的膜厚形成鋁膜來形成陰極，以製造發光元件A-C及比較發光元件a。
下面在表1中示出發光元件A-C與比較發光元件a的元件結構的一部分。發光元件A-C相當於實施例模式1、2、4及5所示的發光元件。另外，由於所有元件的陽極、第五 層、電洞傳輸層、發光層、第四層的結構都相同，所以省略第五層、電洞傳輸層、發光層及第四層。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件A-C及比較發光元件a密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上述發光元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。注意，在所有發光元件中都能在波長520nm附近獲得來自發光物質2PCAPA的綠色發光。
圖12示出發光元件A-C及比較發光元件a的電壓-亮度特性，圖13示出電壓-電流密度特性。另外，下面使用表2示出1000cd/m2附近的各元件的主要初期特性值。
由圖12可知：作為發光元件A-C，與比較發光元件a相比，藉由利用第二層，可以在相同的電壓下得到更高的亮度。
由圖13所示的電壓-電流密度特性也可知：發光元件A-C與比較發光元件a相比，可以在相同的電壓下實現更高的電流密度。
在表2所示的1000cd/m2附近，發光元件A-C的驅動電壓(A:3.7V、B:3.8V、C:3.8V)比比較發光元件a的驅動電壓(4.4V)低。發光元件A-C的色度與比較發光元件a的色度大致相同。發光元件A-C的電流效率與比較發光元件a的電流效率大致相同。發光元件A-C的外部量子效率與比較發光元件a的外部量子效率大致相同。
有上述結果可知：利用第二層可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
實施例2
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件進行說明。在本實施例中製造第二層的厚度為10nm的發光元件D-E及比較發光元件b，並對發光元件D-E及比較發光元件b的電壓-亮度特性及電壓-電流密度特性進行比較。該比較示出發光元件D-E的驅動電壓低於比較發光元件b的驅動電壓，由此可知第二層具有顯著作用。
在發光元件D中作為第二層使用VOPc(10nm)，在發光元件E中作為第二層使用SnOPc(10nm)，而在比較發光元件b中不設置第二層。
在發光元件D-E及比較發光元件b中，作為陽極使用含有氧化矽的銦錫氧化物，作為陰極使用鋁，作為第一層使用NPB和氧化鉬，並且作為第三層使用氧化鋰(Li2O)。在EL層中，使用NPB和氧化鉬作為第五層，使用NPB作為電洞傳輸層，使用CzPA和2PCAPA作為發光層，並使用Alq和BPhen作為第四層。本實施例所使用的材料的結構式在實施例1中有示出。
(發光元件D-E及比較發光元件b的製造)
首先，利用濺射法在玻璃基板上以110nm的膜厚形成包含矽或氧化矽的銦錫氧化物膜來形成陽極(電極面積為2mm×2mm)。
接著，將形成有陽極的玻璃基板固定於設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室內的基板支架上，使形成有陽極的面朝下，並且減壓到約10-4Pa左右，然後藉由共蒸鍍電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第五層。該薄膜的厚度為50nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。此外，共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個加工室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍。
接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法形成10nm厚的NPB來形成電洞傳輸層。
接著，藉由以CzPA：2PCAPA=1：0.05的方式共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)來形成發光層。CzPA是具有電子傳輸性的物質，而2PCAPA是呈現綠色發光的物質。該發光層的厚度是30nm。
之後，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)膜，接著同樣地藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成紅菲繞啉(簡稱：BPhen)膜，來形成第四層。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以0.1nm左右的膜厚形成氧化鋰(Li2O)膜，以形成第三層。
接著藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm左右的膜厚形成VOPc或SnOPc來形成第二層。在發光元件D中形成VOPc，在發光元件E中形成SnOPc。在比較發光元件b中不形成第二層。
然後，藉由共蒸鍍電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第一層。該薄膜的厚度為20nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ) 之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，以200nm的膜厚形成鋁膜來形成陰極，以製造發光元件D-E及比較發光元件b。
下面在表3中示出發光元件D-E與比較發光元件b的元件結構的一部分。發光元件D-E相當於實施例模式1、2、4及5所示的發光元件。另外，由於所有元件的陽極、第五層、電洞傳輸層、發光層、第四層的結構都相同，所以省略第五層、電洞傳輸層、發光層及第四層。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件D-E及比較發光元件b密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上述發光元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。注意，在所有發光元件中都能在波長520nm附近獲得來自發光物質2PCAPA的綠色發光。
圖14示出發光元件D-E及比較發光元件b的電壓-亮度特性，圖15示出電壓-電流密度特性。另外，下面使用表4示出1000cd/m2附近的各元件的主要初期特性值。
由圖14可知：作為發光元件D-E，與比較發光元件b相比，藉由利用第二層，可以在相同的電壓下得到更高的亮度。
由圖15所示的電壓-電流密度特性也可知：發光元件D-E與比較發光元件b相比，可以在相同的電壓下實現更高的電流密度。
在表4所示的1000cd/m2附近，發光元件D-E的驅動電壓(D:3.9V、E:4.1V)比比較發光元件b的驅動電壓(4.4V)低。發光元件D-E的色度與比較發光元件b的色度大致相同。發光元件D-E的電流效率與比較發光元件b的電流效率大致相同。發光元件D-E的外部量子效率與比較發光元件b的外部量子效率大致相同。
有上述結果可知：即使第二層的厚度為10nm也可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
實施例3
在本實施例模式中，示出用作第二層的具有金屬-氧鍵的材料比不具有金屬-氧鍵的材料容易抽出電子。明確而言，製造包括具有金屬-氧鍵與芳香族配體的金屬配合物的發光元件F-H以及包括不具有金屬-氧鍵而具有芳香族配體的金屬配合物的比較發光元件c，並對發光元件F-H及比較發光元件c的電壓-電流密度特性進行比較。該比較示出發光元件F-H的驅動電壓低於比較發光元件c的驅動電壓，由此可知金屬-氧鍵具有顯著作用。
在發光元件F中作為第二層使用VOPc(40nm)，在發光元件G中作為第二層使用SnOPc(40nm)，在發光元件H中作為第二層使用TiOPc，而在比較發光元件c中使用具有以下結構式的CuPc作為第二層。VOPc、SnOPc及TiOPc是具有金屬-氧鍵與芳香族配體的金屬配合物，CuPc是不具有金屬-氧鍵而具有芳香族配體的金屬配合物。
在發光元件F-H及比較發光元件c中，作為陽極使用包含氧化矽的銦錫氧化物，作為陰極使用鋁，作為第一層使用NPB及氧化鉬，作為第三層使用氧化鋰(Li2O)。作為第四層使用BPhen。
為了確認金屬-氧鍵的有效性，在第一層與第二層之間設置由NPB構成的層。從由NPB構成的層至由CuPc構成的層難以抽出電子，而導致驅動電壓的上升。
(發光元件F-H及比較發光元件c的製造)
首先，在玻璃基板上利用濺射法形成厚度為110nm的包含矽或氧化矽的銦錫氧化物而形成陽極(電極面積為2mm×2mm)。
接下來，以形成有陽極的面朝下的方式將形成有陽極的玻璃基板固定在設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室中的基板支架上，減壓至10-4Pa左右之後，形成厚度為20nm的紅菲繞啉(簡稱：BPhen)而形成第四層。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法形成厚度為0.1nm左右的氧化鋰(Li2O)而形成第三層。
然後藉由利用電阻加熱的蒸鍍法形成厚度為40nm左右的VOPc、SnOPc或TiOPc來形成第二層。在發光元件F中形成VOPc，在發光元件G中形成SnOPc，在發光元件H中形成TiOPc而在比較發光元件c中形成CuPc。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法形成厚度為10nm左右的電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)。
接下來，藉由共蒸鍍電洞傳輸物質的4,4'-雙[N-(1-萘 基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)來形成第一層。該薄膜的厚度為20nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，形成厚度為200nm的鋁膜來形成陰極，以製造發光元件F-H及比較發光元件c。
下面在表5中示出發光元件F-H與比較發光元件c的元件結構。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件F-G及比較發光元件c密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上述元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。
圖16示出發光元件F-G及比較發光元件c的電壓-電流密度特性。由圖16可知發光元件F-G與比較發光元件c相比可以在相同電壓下獲得高電流密度。由此可知具有金屬-氧鍵的VOPc、SnOPc、TiOPc與不具有金屬-氧鍵的CuPc相 比更容易從NPB抽出電子。
即使在第一層的氧化鉬濃度降低而不容易從第一層抽出電子的情況下，也可以期待抑制發光元件的驅動電壓的上升。
實施例4
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件進行說明。在本實施例中製造發光元件I及比較發光元件d，並對發光元件I及比較發光元件d的電壓-亮度特性及電壓-電流密度特性進行比較。該比較示出發光元件I的驅動電壓低於比較發光元件d的驅動電壓，由此可知設置在發光元件I中的第二層具有顯著作用。
在發光元件I中作為第二層使用VOPc，在比較發光元件d中不設置第二層。
在發光元件I及比較發光元件d中，作為陽極使用含有氧化矽的銦錫氧化物，作為陰極使用鋁，作為第一層使用NPB和氧化鉬，並且作為第三層使用BPhen和Ca。在EL層中，使用NPB和氧化鉬作為第五層，使用NPB作為電洞傳輸層，使用CzPA和2PCAPA作為發光層，並使用BPhen作為第四層。由於本實施例中使用的材料的結構式已在實施例1中示出，所以省略。
(發光元件I及比較發光元件d的製造)
首先，利用濺射法在玻璃基板上以110nm的膜厚形成 包含矽或氧化矽的銦錫氧化物膜來形成陽極(電極面積為2mm×2mm)。
接著，將形成有陽極的玻璃基板固定於設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室內的基板支架上，使形成有陽極的面朝下，並且減壓到約10-4Pa左右，然後藉由共蒸鍍高電洞傳輸性物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第五層。該薄膜的厚度為50nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。此外，共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個加工室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍。
接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法形成10nm厚的NPB來形成電洞傳輸層。
接著，藉由以CzPA：2PCAPA=1：0.05的方式共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)來形成發光層。CzPA是具有電子傳輸性的物質，而2PCAPA是呈現綠色發光的物質。該發光層的厚度是20nm。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成紅菲繞啉(簡稱：BPhen)膜，來形成第四層。
接下來，藉由共蒸鍍BPhen和Ca形成第三層。將其厚度設定為10nm並將以BPhen與Ca的質量比為1：0.1(=BPhen：Ca)的方式對其比率進行了調節。
接著藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以2nm左右的膜厚形 成VOPc來形成第二層。在發光元件I中形成VOPc，在比較發光元件d中不形成第二層。
然後，藉由共蒸鍍高電洞傳輸性物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第一層。該薄膜的厚度為20nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，以200nm的膜厚形成鋁膜來形成陰極，以製造發光元件I及比較發光元件d。
下面在表6中示出發光元件I與比較發光元件d的元件結構的一部分。發光元件I相當於實施例模式1、2、4及5所示的發光元件。另外，由於所有元件的陽極、第五層、電洞傳輸層、發光層、第四層的結構都相同，所以省略第五層、電洞傳輸層、發光層及第四層。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件I及比較發光元件d密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上 述發光元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。注意，在所有發光元件中都能在波長520nm附近獲得來自發光物質2PCAPA的綠色發光。
圖17示出發光元件I及比較發光元件d的電壓-亮度特性，圖18示出電壓-電流密度特性。另外，下面使用表7示出1000cd/m2附近的各元件的主要初期特性值。
由圖17可知：作為發光元件I，與比較發光元件d相比，藉由利用第二層，可以在相同的電壓下得到更高的亮度。
由圖18所示的電壓-電流密度特性也可知：發光元件I與比較發光元件d相比，可以在相同的電壓下實現更高的電流密度。
在表7所示的1000cd/m2附近，發光元件I的驅動電壓(3.1V)比比較發光元件d的驅動電壓(3.6V)低。發光元件I的色度與比較發光元件d的色度大致相同。發光元件I的電流效率與比較發光元件d的電流效率大致相同。發光元件I的外部量子效率與比較發光元件d的外部量子效率大致相同。
有上述結果可知：利用第二層可以抑制發光元件的驅 動電壓的上升。
實施例5
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件進行說明。在本實施例中製造發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f，並對這些發光元件的電壓-亮度特性及電壓-電流密度特性進行比較。該比較示出發光元件J及發光元件K的驅動電壓低於比較發光元件e及比較發光元件f的驅動電壓，由此可知設置在發光元件J及發光元件K中的第二層具有顯著作用。
在發光元件J及發光元件K中作為第二層使用VOPc，而在比較發光元件e及比較發光元件f中不設置第二層。
在發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f中，作為陽極使用含有氧化矽的銦錫氧化物，作為陰極使用鋁，作為第一層使用PCzPA和氧化鉬，並且作為第三層使用Li2O。在EL層中，使用NPB和氧化鉬作為第五層，使用NPB作為電洞傳輸層，使用CzPA和2PCAPA作為發光層，並使用BPhen和Alq的疊層作為第四層。本實施例所使用的材料的結構式在實施例1中有示出，所以省略。
(發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f的製造)
首先，利用濺射法在玻璃基板上以110nm的膜厚形成 包含矽或氧化矽的銦錫氧化物膜來形成陽極(電極面積為2mm×2mm)。
接著，將形成有陽極的玻璃基板固定於設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室內的基板支架上，使形成有陽極的面朝下，並且減壓到約10-4Pa左右，然後藉由共蒸鍍高電洞傳輸性物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第五層。該薄膜的厚度為50nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。此外，共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個加工室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍。
接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法形成10nm厚的NPB來形成電洞傳輸層。
接著，藉由以CzPA：2PCAPA=1：0.05的方式共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)來形成發光層。CzPA是具有電子傳輸性的物質，而2PCAPA是呈現綠色發光的物質。該發光層的厚度是20nm。
之後，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成三(8-羥基喹啉)鋁(簡稱：Alq)膜，接著同樣地藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成紅菲繞啉(簡稱：BPhen)膜，來形成第四層。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以0.1nm左右的膜厚形成氧化鋰(Li2O)膜，以形成第三層。
接著藉由利用電阻加熱的蒸鍍法形成厚度為2nm左右的VOPc來形成第二層。在發光元件J及發光元件K中形成VOPc，而在比較發光元件e及比較發光元件f中不形成第二層。
然後，藉由共蒸鍍電洞傳輸性高的物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第一層。該薄膜的厚度為20nm，至於NPB與氧化鉬(Ⅵ)的比率，在發光元件J及比較發光元件e中將其質量比調節為4：0.5(=NPB：氧化鉬)，在發光元件K及比較發光元件f中將其質量比調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，形成厚度為200nm的鋁膜來形成陰極，以製造發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f。
下面在表8中示出發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f的元件結構的一部分。發光元件J及發光元件K相當於實施例模式1、2、4及5所示的發光元件。另外，由於所有元件的陽極、第五層、電洞傳輸層、發光層、第四層的結構都相同，所以省略第五層、電洞傳輸層、發光層及第四層。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上述發光元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。注意，在所有發光元件中都能在波長520nm附近獲得來自發光物質2PCAPA的綠色發光。
圖19示出發光元件J、發光元件K、比較發光元件e及比較發光元件f的電壓-亮度特性，圖20示出電壓-電流密度特性。另外，下面使用表9示出1000cd/m2附近的各元件的主要初期特性值。
由圖19可知：發光元件J及發光元件K與比較發光元件e及比較發光元件f相比，藉由利用第二層，可以在相同的電壓下得到更高的亮度。
由圖20所示的電壓-電流密度特性也可知：發光元件J及發光元件K與比較發光元件e及比較發光元件f相比，可以在相同的電壓下實現更高的電流密度。
在表9所示的1000cd/m2附近，發光元件J的驅動電壓(3.7V)及發光元件K的驅動電壓(3.8V)比比較發光元件e(4.4V)及比較發光元件f(4.2V)低。發光元件J及發光元件K的色度與比較發光元件e及比較發光元件f的色度大致相同。發光元件J及發光元件K的電流效率與比較發光元件e及比較發光元件f的電流效率大致相同。發光元件J及發光元件K的外部量子效率與比較發光元件e及比較發光元件f的外部量子效率大致相同。
另外，在本實施例中發光元件J及比較發光元件e與發光元件K及比較發光元件f相比第一層所包含的氧化鉬的濃度低，但是，當對表9中的發光元件J與比較發光元件e和發光元件K與比較發光元件f的結果進行比較時，其都示出同樣的效果。
有上述結果可知：藉由第二層可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
實施例6
在本實施例中，對本發明的一個方式的發光元件進行說明。在本實施例中製造發光元件L及比較發光元件g，並對發光元件L及比較發光元件g的電壓-電流密度特性進行比較。藉由該比較可知：發光元件L的驅動電壓低於比較發光元件g的驅動電壓，並且對此設置在發光元件L的第二層具有顯著的效果。
在發光元件L中作為第二層使用VOPc，在比較發光元件g中不設置第二層。
在發光元件L及比較發光元件g中，作為陰極使用含有氧化矽的銦錫氧化物，作為陽極使用鋁，作為第一層使用NPB和氧化鉬，並且作為第三層使用BPhen和Li。在EL層中，使用NPB和氧化鉬作為第五層，使用NPB作為電洞傳輸層，使用CzPA和2PCAPA作為發光層，並使用Alq作為第四層。由於本實施例中使用的材料的結構式已在實施例1中示出，所以省略。
(發光元件L及比較發光元件g的製造)
首先，利用濺射法在玻璃基板上以110nm的膜厚形成包含矽或氧化矽的銦錫氧化物膜來形成陰極(電極面積為2mm×2mm)。
接著，將形成有陰極的玻璃基板固定於設置在真空蒸鍍裝置內的沉積室內的基板支架上，使形成有陰極的面朝下，並且減壓到約10-4Pa左右，然後藉由共蒸鍍高電洞傳輸性物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第一層。該薄膜的厚度為60nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。此外，共蒸鍍法是一種蒸鍍法，其中在一個加工室中從多個蒸發源同時進行蒸鍍。
接著藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以2nm左右的膜厚形成VOPc來形成第二層。在發光元件L中形成VOPc，而在比較發光元件g中不形成第二層。
接下來，藉由共蒸鍍BPhen和Li形成第三層。將其厚度設定為10nm並將以BPhen與Li的質量比為1：0.02(=BPhen：Li)的方式對其比率進行了調節。
接著，藉由利用電阻加熱的蒸鍍法以10nm的膜厚形成三(8-羥基喹啉合)鋁(簡稱：Alq)，來形成第四層。
接著，藉由以CzPA：2PCAPA=1：0.05的方式共蒸鍍9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(簡稱：CzPA)和N-(9，10-二苯基-2-蒽基)-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(簡稱：2PCAPA)來形成發光層。CzPA是具有電子傳輸性的物質，而2PCAPA是呈現綠色發光的物質。該發光層的厚度是30nm。
接著，藉由使用電阻加熱的蒸鍍法形成10nm厚的NPB 來形成電洞傳輸層。
然後，藉由共蒸鍍高電洞傳輸性物質的4,4'-雙[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]聯苯(簡稱：NPB)和受主物質的氧化鉬(Ⅵ)，形成第五層。該薄膜的厚度為30nm，NPB和氧化鉬(Ⅵ)之間的質量比被調節為4：1(=NPB：氧化鉬)。
接著，以200nm的膜厚形成鋁膜來形成陽極，以製造發光元件L及比較發光元件g。
下面在表10中示出發光元件L與比較發光元件g的元件結構的一部分。發光元件L相當於實施例模式1、2、4及5所示的發光元件。另外，由於所有元件的陽極、第五層、電洞傳輸層、發光層、第四層的結構都相同，所以省略第五層、電洞傳輸層、發光層及第四層。
以不暴露於大氣的方式將藉由上述方法獲得的發光元件L及比較發光元件g密封在氮氣圍的手套箱內，然後對上述發光元件的工作特性進行測定。該測定在室溫下(在維持25℃的氣圍下)進行。注意，在所有發光元件中都能在波長520nm附近獲得來自發光物質2PCAPA的綠色發光。
圖21示出發光元件L及比較發光元件g的電壓-電流密度特性。另外，下面使用表11示出1000cd/m2附近的各元件的主要初期特性值。
由圖21可知：作為發光元件L，與比較發光元件g相比，藉由利用第二層，可以在相同的電壓下得到更高的電流密度。
在表11所示的1000cd/m2附近，發光元件L的驅動電壓(4.4V)比比較發光元件g的驅動電壓(4.6V)低。發光元件L的色度與比較發光元件g的色度大致相同。發光元件L的電流效率與比較發光元件g的電流效率大致相同。發光元件L的外部量子效率與比較發光元件g的外部量子效率大致相同。
有上述結果可知：利用第二層可以抑制發光元件的驅動電壓的上升。
101．．．陽極
102．．．陰極
103．．．EL層
104．．．第三層
105．．．第二層
106．．．第一層
106a．．．包含電洞傳輸物質的層
106b．．．包含受主物質的層
107．．．第四層
108．．．第五層
108a．．．包含電洞傳輸物質的層
108b．．．包含受主物質的層
111．．．陽極101的費米能級
112．．．陰極102的費米能級
113．．．EL層103的LUMO能級
114．．．第二層105的LUMO能級
115．．．第一層106的受主物質的受主能級
116．．．第一層
116a．．．包含電洞傳輸物質的層
116b．．．包含受主物質的層
120．．．第二層105的施主物質的施主能級
601．．．基板
602．．．絕緣層
603．．．第一電極
604．．．分隔壁
605．．．開口部
606．．．倒錐形的分隔壁
607．．．包含有機化合物的層
608．．．第二電極
703．．．掃描線
705．．．區域
706．．．分隔壁
708．．．數據線
709．．．連接佈線
710．．．輸入端子
711a、711b．．．FPC
712．．．輸入端子
801．．．元件基板
802．．．像素部
803．．．驅動電路部(源極電極線驅動電路)
804．．．驅動電路部(閘極線驅動電路)
805．．．密封材料
806．．．密封基板
807．．．引線
808．．．FPC(撓性印刷電路)
809．．．n通道型TFT
810．．．p通道型TFT
811．．．開關用TFT
812．．．電流控制用TFT
813．．．陽極
814．．．絕緣物
815．．．包含有機化合物的層
816．．．陰極
817．．．發光元件
818．．．空間
9100．．．電視裝置
9101．．．框體
9103．．．顯示部
9105．．．支架
9107．．．顯示部
9109．．．操作鍵
9110．．．遙控操作機
9201．．．主體
9202．．．框體
9203．．．顯示部
9204．．．鍵盤
9205．．．外部連接埠
9206．．．定位裝置
9301．．．框體
9302．．．框體
9303．．．連接部
9304．．．顯示部
9305．．．顯示部
9306．．．揚聲器部
9307．．．記錄媒體插入部
9308．．．LED燈
9309．．．操作鍵
9310．．．連接端子
9311．．．感測器
9312．．．麥克風
9400．．．行動電話機
9401．．．框體
9402．．．顯示部
9403．．．操作按鈕
9404．．．外部連接埠
9405．．．揚聲器
9406．．．麥克
9501．．．照明部
9502．．．燈罩
9503．．．可調支架
9504．．．支柱
9505．．．底台
9506．．．電源開關
1001．．．天花板固定式照明裝置
1002‧‧‧壁掛式照明裝置
1003‧‧‧臺式照明裝置
在附圖中：
圖1A和圖1B是示出發光元件的元件結構及能帶圖的圖；
圖2是示出發光元件的能帶圖的圖；
圖3A和圖3B是示出發光元件的元件結構及能帶圖的圖；
圖4A和圖4B是示出發光元件的元件結構及能帶圖的圖；
圖5A和圖5B是示出發光元件的元件結構的圖；
圖6A和圖6B是示出發光元件的元件結構的圖；
圖7A至圖7D是示出被動矩陣型發光裝置的圖；
圖8是示出被動矩陣型發光裝置的圖；
圖9A和圖9B是示出主動矩陣型發光裝置的圖；
圖10A至圖10E是示出電子設備的圖；
圖11是示出照明裝置的圖；
圖12是示出實施例1的發光元件的特性的圖；
圖13是示出實施例1的發光元件的特性的圖；
圖14是示出實施例2的發光元件的特性的圖；
圖15是示出實施例2的發光元件的特性的圖；
圖16是示出實施例3的發光元件的特性的圖；
圖17是示出實施例4的發光元件的特性的圖；
圖18是示出實施例4的發光元件的特性的圖；
圖19是示出實施例5的發光元件的特性的圖；
圖20是示出實施例5的發光元件的特性的圖；
圖21是示出實施例6的發光元件的特性的圖。
101．．．陽極
102．．．陰極
103．．．EL層
104．．．第三層
105．．．第二層
106．．．第一層

Claims (21)

  1. 一種發光元件，其包括：陽極與陰極之間的EL層；該陰極與該EL層之間的第一層，該第一層含有具有電洞傳輸性的物質；該第一層與該EL層之間的第二層，該第二層含有具有金屬-氧鍵和芳香配體的金屬配合物；以及該第二層與該EL層之間的第三層，該第三層含有鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物和稀土金屬化合物中的一種，其中該第一層與該陰極接觸，其中該第二層與該第一層和該第三層接觸，及其中該第三層與該EL層接觸。
  2. 一種發光元件，其包括：陽極與陰極之間的EL層；該陰極與該EL層之間的第一層，該第一層含有具有電洞傳輸性的物質以及相對於該具有電洞傳輸性的物質之受主物質；該第一層與該EL層之間的第二層，該第二層含有具有金屬-氧鍵和芳香配體的金屬配合物；以及該第二層與該EL層之間的第三層，該第三層含有鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物和稀土金屬化合物中的一種，其中該第一層與該陰極接觸， 其中該第二層與該第一層和該第三層接觸，及其中該第三層與該EL層接觸。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之發光元件，其中該金屬配合物具有金屬-氧雙鍵。
  4. 根據申請專利範圍第1或2項之發光元件，其中該金屬配合物為酞菁類材料。
  5. 根據申請專利範圍第4項之發光元件，其中該酞菁類材料由下述結構式中的任一個表示：
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之發光元件，其中該第二層還含有鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物和稀土金屬化合物中的一種。
  7. 根據申請專利範圍第6項之發光元件，其中該金屬配合物為酞菁類材料，並且在該第二層中，鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物和稀土金屬化合物中的一種與該酞菁類材料的質量比為0.001：1以上且0.1：1以下。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之發光元件，其中該第三層還含有具有電子傳輸性的物質。
  9. 根據申請專利範圍第8項之發光元件，其中在該第三層中，鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、鹼金屬化合物、鹼土金屬化合物和稀土金屬化合物中的一種與該具有電子傳輸性的物質的質量比為0.001：1以上且0.1：1以下。
  10. 根據申請專利範圍第1或2項之發光元件，其中該EL層包括含有具有電子傳輸性的物質的第四層，並且該第四層接觸於該第三層。
  11. 根據申請專利範圍第2項之發光元件，其中在該第一層中，該受主物質與該具有電洞傳輸性的物質的質量比為0.1：1以上且4.0：1以下。
  12. 根據申請專利範圍第2項之發光元件，其中該第一層具有含有該具有電洞傳輸性的物質的層以及含有該受主物質的層之疊層結構。
  13. 根據申請專利範圍第1或2項之該發光元件，其中該FL層包括含有具有電洞傳輸性的第二物質及相對於該具有電洞傳輸性的第二物質的第二受主物質的第五層， 並且該第五層接觸於該陽極。
  14. 根據申請專利範圍第13項之發光元件，其中在該第五層中，該第二受主物質與該具有電洞傳輸性的第二物質的質量比為0.1：1以上且4.0：1以下。
  15. 根據申請專利範圍第13項之發光元件，其中該第五層具有含有該具有電洞傳輸性的第二物質的層以及含有該第二受主物質的層之疊層結構。
  16. 根據申請專利範圍第2項之發光元件，其中該第一層中含有的該受主物質是過渡金屬氧化物。
  17. 根據申請專利範圍第2項之發光元件，其中該第一層中含有的該受主物質是元素週期表中的第四族至第八族的金屬的氧化物。
  18. 根據申請專利範圍第2項之發光元件，其中該第一層中含有的該受主物質是氧化鉬。
  19. 一種發光裝置，該發光裝置包括根據申請專利範圍第1或2項之發光元件。
  20. 一種電子設備，該電子設備包括根據申請專利範圍第19項之發光裝置。
  21. 一種照明裝置，該照明裝置包括根據申請專利範圍第19項之發光裝置。
TW100109714A 2010-03-23 2011-03-22 發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置 TWI596809B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010066296 2010-03-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201214822A TW201214822A (en) 2012-04-01
TWI596809B true TWI596809B (zh) 2017-08-21

Family

ID=44655318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100109714A TWI596809B (zh) 2010-03-23 2011-03-22 發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9023491B2 (zh)
JP (1) JP5905202B2 (zh)
KR (1) KR101753565B1 (zh)
CN (1) CN102201541B (zh)
TW (1) TWI596809B (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2481264B1 (en) 2009-09-07 2020-05-27 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic device
EP2365556B1 (en) 2010-03-08 2014-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
TWI506121B (zh) 2010-03-31 2015-11-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置
JP5801579B2 (ja) 2010-03-31 2015-10-28 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
KR102098563B1 (ko) 2010-06-25 2020-04-08 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 디스플레이 및 전자 기기
KR101657057B1 (ko) * 2012-05-31 2016-09-13 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
KR101653212B1 (ko) * 2012-05-31 2016-09-01 엘지디스플레이 주식회사 유기발광소자
JP2013258223A (ja) * 2012-06-12 2013-12-26 Ricoh Co Ltd フォトトランジスタ
CN104051653A (zh) * 2013-03-11 2014-09-17 海洋王照明科技股份有限公司 倒置型有机电致发光器件及其制备方法
KR102084170B1 (ko) * 2013-07-25 2020-03-04 삼성디스플레이 주식회사 유기발광소자, 이를 포함하는 유기 발광 표시장치 및 그 제조방법
KR101789069B1 (ko) 2013-09-17 2017-10-23 엘지디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
TWI713447B (zh) * 2014-04-30 2020-12-21 日商半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、照明裝置、及電子設備
WO2016015810A1 (de) * 2014-07-29 2016-02-04 Merck Patent Gmbh Materialien f?r organische elektrolumineszenzvorrichtungen
JP6471308B2 (ja) * 2014-09-30 2019-02-20 株式会社Ｊｏｌｅｄ 表示装置および表示装置の製造方法
CN108632514A (zh) * 2018-06-08 2018-10-09 昆山丘钛微电子科技有限公司 摄像头模组及移动终端

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270171A (ja) * 1997-01-27 1998-10-09 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
TW200306762A (en) * 2002-03-26 2003-11-16 Junji Kido Organic electroluminescent device
JP2005209643A (ja) * 2003-12-26 2005-08-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子
US20070001570A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic device
US20070210322A1 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element, light emitting device, and electronic device

Family Cites Families (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04297076A (ja) 1991-01-31 1992-10-21 Toshiba Corp 有機ｅｌ素子
US5998803A (en) 1997-05-29 1999-12-07 The Trustees Of Princeton University Organic light emitting device containing a hole injection enhancement layer
JPH10321373A (ja) * 1997-05-19 1998-12-04 Canon Inc 電界発光素子
US6137223A (en) * 1998-07-28 2000-10-24 Eastman Kodak Company Electron-injecting layer formed from a dopant layer for organic light-emitting structure
WO2001015244A1 (en) 1999-08-20 2001-03-01 Emagin Corporation Organic light emitting diode device with high work function metal-oxide anode layer and method of fabrication of same
KR100842989B1 (ko) 1999-09-30 2008-07-01 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 유기 전기발광 소자
KR100898304B1 (ko) 2001-03-02 2009-05-19 더 트러스티즈 오브 프린스턴 유니버시티 이중 도우프층, 인광 유기 발광 디바이스
US7071615B2 (en) * 2001-08-20 2006-07-04 Universal Display Corporation Transparent electrodes
JP4447445B2 (ja) * 2001-11-27 2010-04-07 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子
SG142163A1 (en) 2001-12-05 2008-05-28 Semiconductor Energy Lab Organic semiconductor element
JP2004031212A (ja) 2002-06-27 2004-01-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 有機電界発光素子
WO2004086821A1 (ja) 2003-03-25 2004-10-07 Kyoto University 発光素子及び有機エレクトロルミネセンス発光素子
US6936961B2 (en) * 2003-05-13 2005-08-30 Eastman Kodak Company Cascaded organic electroluminescent device having connecting units with N-type and P-type organic layers
US7053412B2 (en) 2003-06-27 2006-05-30 The Trustees Of Princeton University And Universal Display Corporation Grey scale bistable display
JP2004346082A (ja) * 2003-09-16 2004-12-09 Tetsuya Nishio 第３級アミン化合物およびそれを使用した有機半導体装置
CN101789497B (zh) 2003-09-26 2013-03-13 株式会社半导体能源研究所 发光元件及其制造方法
JP4243237B2 (ja) * 2003-11-10 2009-03-25 淳二 城戸 有機素子、有機ｅｌ素子、有機太陽電池、及び、有機ｆｅｔ構造、並びに、有機素子の製造方法
US7138763B2 (en) 2003-11-14 2006-11-21 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent devices having a stability-enhancing layer
US6972431B2 (en) 2003-11-26 2005-12-06 Trustees Of Princeton University Multilayer organic photodetectors with improved performance
CN101673808B (zh) 2003-12-26 2012-05-23 株式会社半导体能源研究所 发光元件
US7192659B2 (en) 2004-04-14 2007-03-20 Eastman Kodak Company OLED device using reduced drive voltage
CN1965613B (zh) 2004-05-21 2010-06-16 株式会社半导体能源研究所 发光元件及使用该元件的发光装置
CN101640254B (zh) 2004-05-21 2016-01-20 株式会社半导体能源研究所 发光元件和发光设备
JP4925569B2 (ja) 2004-07-08 2012-04-25 ローム株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子
US7388100B2 (en) 2004-07-16 2008-06-17 Tetsuya Nishio Tertiary amine compounds
JP2006295104A (ja) * 2004-07-23 2006-10-26 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子およびそれを用いた発光装置
US8008651B2 (en) 2004-08-03 2011-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element and light-emitting device
JP4684042B2 (ja) * 2004-08-04 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置および電子機器
EP1624502B1 (en) 2004-08-04 2015-11-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, display device, and electronic appliance
JP4513060B2 (ja) * 2004-09-06 2010-07-28 富士電機ホールディングス株式会社 有機ｅｌ素子
WO2006035958A1 (en) * 2004-09-30 2006-04-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element
WO2006035973A1 (en) 2004-09-30 2006-04-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element and light-emitting device
US7560862B2 (en) 2004-10-22 2009-07-14 Eastman Kodak Company White OLEDs with a color-compensated electroluminescent unit
US7564052B2 (en) 2004-11-05 2009-07-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element and light emitting device using the same
US20060115673A1 (en) 2004-12-01 2006-06-01 Au Optronics Corporation Organic light emitting device with improved electrode structure
US7494722B2 (en) 2005-02-23 2009-02-24 Eastman Kodak Company Tandem OLED having an organic intermediate connector
US7683536B2 (en) 2005-03-31 2010-03-23 The Trustees Of Princeton University OLEDs utilizing direct injection to the triplet state
US20060251921A1 (en) 2005-05-06 2006-11-09 Stephen Forrest OLEDs utilizing direct injection to the triplet state
US8906517B2 (en) 2005-04-04 2014-12-09 Sony Corporation Organic electroluminescence device
US7629741B2 (en) * 2005-05-06 2009-12-08 Eastman Kodak Company OLED electron-injecting layer
US7960038B2 (en) 2005-05-20 2011-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
US7728517B2 (en) 2005-05-20 2010-06-01 Lg Display Co., Ltd. Intermediate electrodes for stacked OLEDs
US8017252B2 (en) 2005-06-22 2011-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic appliance using the same
KR100806812B1 (ko) 2005-07-25 2008-02-25 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 ｅｌ 소자 및 그 제조방법
GB0522645D0 (en) * 2005-11-07 2005-12-14 Nuko 70 Ltd Electroluminescent devices
US8021763B2 (en) 2005-11-23 2011-09-20 The Trustees Of Princeton University Phosphorescent OLED with interlayer
CN104497054B (zh) 2005-12-05 2017-09-22 株式会社半导体能源研究所 有机金属配合物和使用它的发光元件、发光设备和电子设备
JP4853010B2 (ja) 2005-12-15 2012-01-11 コニカミノルタホールディングス株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子および有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ
EP1808909A1 (de) 2006-01-11 2007-07-18 Novaled AG Elekrolumineszente Lichtemissionseinrichtung
US9112170B2 (en) 2006-03-21 2015-08-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, and electronic device
EP2016633A1 (en) 2006-05-08 2009-01-21 Eastman Kodak Company Oled electron-injecting layer
JP4905022B2 (ja) 2006-09-25 2012-03-28 カシオ計算機株式会社 情報表示制御装置及び情報表示制御プログラム
JP2010514174A (ja) * 2006-12-22 2010-04-30 ノヴァレッド・アクチエンゲゼルシャフト 少なくとも１つの有機層配列を有する電子素子
JP2008282610A (ja) * 2007-05-09 2008-11-20 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
WO2009013282A1 (de) 2007-07-23 2009-01-29 Basf Se Photovoltaische tandem-zelle
TWI479712B (zh) 2007-10-19 2015-04-01 Semiconductor Energy Lab 發光裝置
EP2075860A3 (en) 2007-12-28 2013-03-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device and electronic device
JP5194950B2 (ja) * 2008-03-31 2013-05-08 住友化学株式会社 発光性組成物
JP4734368B2 (ja) * 2008-03-31 2011-07-27 株式会社 日立ディスプレイズ 有機発光表示装置
JP5759669B2 (ja) 2008-12-01 2015-08-05 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、および照明装置
TWI522007B (zh) 2008-12-01 2016-02-11 半導體能源研究所股份有限公司 發光元件、發光裝置、照明裝置、及電子裝置
EP2416628A4 (en) * 2009-04-01 2013-08-14 Ason Technology Co Ltd ORGANIC ELECTROLUMINESCENT ELEMENT
KR101703524B1 (ko) 2009-05-29 2017-02-07 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 발광 소자, 발광 장치, 전자기기 및 조명 장치
US8389979B2 (en) 2009-05-29 2013-03-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
EP2481264B1 (en) 2009-09-07 2020-05-27 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, lighting device, and electronic device
EP2365556B1 (en) 2010-03-08 2014-07-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element, light-emitting device, electronic device, and lighting device
JP5801579B2 (ja) 2010-03-31 2015-10-28 株式会社半導体エネルギー研究所 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
TWI506121B (zh) 2010-03-31 2015-11-01 Semiconductor Energy Lab 發光元件，發光裝置，電子裝置以及照明裝置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10270171A (ja) * 1997-01-27 1998-10-09 Junji Kido 有機エレクトロルミネッセント素子
TW200306762A (en) * 2002-03-26 2003-11-16 Junji Kido Organic electroluminescent device
JP2005209643A (ja) * 2003-12-26 2005-08-04 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子
US20070001570A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and electronic device
US20070210322A1 (en) * 2006-03-08 2007-09-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting element, light emitting device, and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
TW201214822A (en) 2012-04-01
US9023491B2 (en) 2015-05-05
CN102201541A (zh) 2011-09-28
KR101753565B1 (ko) 2017-07-04
KR20110106808A (ko) 2011-09-29
CN102201541B (zh) 2015-11-25
JP5905202B2 (ja) 2016-04-20
JP2011222976A (ja) 2011-11-04
US20110233530A1 (en) 2011-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7254124B2 (ja) 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置
JP6805290B2 (ja) 発光素子、発光装置、電子機器および照明装置
TWI596809B (zh) 發光元件、發光裝置、電子設備及照明裝置
TWI471383B (zh) 發光元件，發光裝置，電子裝置，和照明裝置
JP5825746B2 (ja) 発光素子、発光装置、電子機器、照明装置
TWI609604B (zh) 發光元件、發光裝置、照明裝置、及電子裝置
JP5801579B2 (ja) 発光素子、発光装置、電子機器、及び照明装置
KR20130097647A (ko) 발광 소자, 발광 장치, 디스플레이 및 전자 기기
JP6567856B2 (ja) 発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees