发光器件及其制造方法

1.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
包含第一有机化合物的与阳极接触的空穴注入层；以及
包含第二有机化合物的空穴输运层，
其中空穴注入层与空穴输运层之间的区域包含第一有机化合物 和第二有机化合物。
2.根据权利要求1的发光器件，其中该区域中的第一有机化合 物的浓度从空穴注入层到空穴输运层是下降的。
3.根据权利要求1的发光器件，其中该区域是混合层。
4.根据权利要求3的发光器件，其中混合层中的第一有机化合 物的浓度从空穴注入层到空穴输运层是下降的。
5.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
包含第一有机化合物的与阴极接触的电子注入层；以及
包含第二有机化合物的电子输运层，
其中电子注入层与电子输运层之间的区域包含第一有机化合物 和第二有机化合物。
6.根据权利要求5的发光器件，其中该区域中的第一有机化合 物的浓度从电子注入层到电子输运层是下降的。
7.根据权利要求5的发光器件，其中该区域是混合层。
8.根据权利要求7的发光器件，其中混合层中的第一有机化合 物的浓度从电子注入层到电子输运层是下降的。
9.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
包含第一有机化合物的发光层；以及
包含第二有机化合物的空穴输运层，
其中发光层与空穴输运层之间的区域包含第一有机化合物和第 二有机化合物。
10.根据权利要求9的发光器件，其中该区域中的第一有机化合 物的浓度从发光层到空穴输运层是下降的。
11.根据权利要求9的的发光器件，其中该区域是混合层。
12.根据权利要求11的发光器件，其中混合层中的第一有机化 合物的浓度从发光层到空穴输运层是下降的。
13.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
包含第一有机化合物的发光层；以及
包含第二有机化合物的电子输运层，
其中发光层与电子输运层之间的区域包含第一有机化合物和第 二有机化合物。
14.根据权利要求13的发光器件，其中该区域中的第一有机化 合物的浓度从发光层到电子输运层是下降的。
15.根据权利要求13的发光器件，其中该区域是混合层。
16.根据权利要求15的发光器件，其中混合层中的第一有机化 合物的浓度从发光层到电子输运层是下降的。
17.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
包含第一有机化合物的发光层；以及
包含第二有机化合物的空穴输运层；
包含第三有机化合物的电子输运层；
处在发光层与空穴输运层之间的包含第一有机化合物和第二有 机化合物的第一区；以及
处在发光层与电子输运层之间的包含第一有机化合物和第三有 机化合物的第二区。
18.根据权利要求17的发光器件，
其中第一区中的第一有机化合物的第一浓度从发光层到空穴输 运层是下降的，且
其中第二区中的第一有机化合物的第二浓度从发光层到电子输 运层是下降的。
19.根据权利要求17的发光器件，其中第一区是第一混合层， 第二区是第二混合层。
20.根据权利要求19的发光器件，
其中第一混合层中的第一有机化合物的第一浓度从发光层到空 穴输运层是下降的，且
其中第二混合层中的第一有机化合物的第二浓度从发光层到电 子输运层是下降的。
21.根据权利要求17的发光器件，其中第一有机化合物的最高 被占据分子轨道与最低未被占据的分子轨道之间的能量差小于第二 有机化合物的最高被占据分子轨道与最低未被占据分子轨道之间的 能量差，并小于第三有机化合物的最高被占据分子轨道与最低未被占 据分子轨道之间的能量差。
22.根据权利要求19的发光器件，其中第一有机化合物的最高 被占据分子轨道与最低未被占据的分子轨道之间的能量差小于第二 有机化合物的最高被占据分子轨道与最低未被占据分子轨道之间的 能量差，并小于第三有机化合物的最高被占据分子轨道与最低未被占 据分子轨道之间的能量差。
23.根据权利要求17的发光器件，
其中发光层包含母体材料以及一种其最高被占据分子轨道与最 低未被占据的分子轨道之间的能量差小于母体材料的发光材料，且
其中发光材料的最高被占据分子轨道与最低未被占据的分子轨 道之间的能量差小于第二有机材料的最高被占据分子轨道与最低未 被占据分子轨道之间的能量差，并小于第三有机材料的最高被占据分 子轨道与最低未被占据分子轨道之间的能量差。
24.根据权利要求19的发光器件，
其中发光层包含母体材料以及一种其最高被占据分子轨道与最 低未被占据的分子轨道之间的能量差小于母体材料的发光材料，且
其中发光材料的最高被占据分子轨道与最低未被占据的分子轨 道之间的能量差小于第二有机材料的最高被占据分子轨道与最低未 被占据分子轨道之间的能量差，并小于第三有机材料的最高被占据分 子轨道与最低未被占据分子轨道之间的能量差。
25.根据权利要求1的发光器件，其中的有机发光元件由三重激 发态发光。
26.根据权利要求3的发光器件，其中的有机发光元件由三重激 发态发光。
27.根据权利要求5的发光器件，其中的有机发光元件由三重激 发态发光。
28.根据权利要求7的发光器件，其中的有机发光元件由三重激 发态发光。
29.根据权利要求9的发光器件，其中的有机发光元件由三重激 发态发光。
30.根据权利要求11的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
31.根据权利要求13的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
32.根据权利要求15的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
33.根据权利要求17的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
34.根据权利要求19的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
35.一种包含根据权利要求1的发光器件的电器。
36.一种包含根据权利要求3的发光器件的电器。
37.一种包含根据权利要求5的发光器件的电器。
38.一种包含根据权利要求7的发光器件的电器。
39.一种包含根据权利要求9的发光器件的电器。
40.一种包含根据权利要求11的发光器件的电器。
41.一种包含根据权利要求13的发光器件的电器。
42.一种包含根据权利要求15的发光器件的电器。
43.一种包含根据权利要求17的发光器件的电器。
44.一种包含根据权利要求19的发光器件的电器。
45.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含插入在阳极与阴 极之间的有机化合物膜，
其中的有机化合物膜包含空穴输运材料、电子输运材料、和发光 材料，
其中的有机化合物膜包含空穴输运区、第一混合区、发光区、第 二混合区、以及电子输运区，它们被连接成这样的顺序，以便使空穴 输运区最靠近阳极而电子输运区最靠近阴极，且
其中的空穴输运区包含空穴输运材料，第一混合区包含空穴输运 材料和发光材料二者，发光区包含发光材料，第二混合区包含电子输 运材料和发光材料二者，电子输运区包含电子输运材料。
46.根据权利要求45的发光器件，其中空穴注入区与阳极接触。
47.根据权利要求45的发光器件，其中电子注入区与阴极接触。
48.根据权利要求45的发光器件，其中空穴注入区与阳极接触， 电子注入区与阴极接触。
49.一种包含有机发光元件的发光器件，它包含：
插入在阳极与阴极之间的有机化合物膜，
其中的有机化合物膜包含空穴输运材料、电子输运材料、发光材 料、以及发光材料的母体材料，
其中的有机化合物膜包含空穴输运区、第一混合区、发光区、第 二混合区、以及电子输运区，它们被连接成这样的顺序，从而使空穴 输运区最靠近阳极而电子输运区最靠近阴极，且
其中的空穴输运区包含空穴输运材料，第一混合区包含空穴输运 材料和母体材料二者，发光区包含用发光材料掺杂的母体材料，第二 混合区包含电子输运材料和母体材料二者，电子输运区包含电子输运 材料。
50.根据权利要求49的发光器件，其中空穴注入区与阳极接触。
51.根据权利要求49的发光器件，其中电子注入区与阴极接触。
52.根据权利要求49的发光器件，其中空穴注入区与阳极接触， 电子注入区与阴极接触。
53.根据权利要求46的发光器件，其中的空穴注入区包含用路 易斯酸掺杂的共轭系有机化合物。
54.根据权利要求48的发光器件，其中的空穴注入区包含用路 易斯酸掺杂的共轭系有机化合物。
55.根据权利要求50的发光器件，其中的空穴注入区包含用路 易斯酸掺杂的共轭系有机化合物。
56.根据权利要求52的发光器件，其中的空穴注入区包含用路 易斯酸掺杂的共轭系有机化合物。
57.根据权利要求53的发光器件，其中的共轭系有机化合物是 聚合化合物。
58.根据权利要求54的发光器件，其中的共轭系有机化合物是 聚合化合物。
59.根据权利要求55的发光器件，其中的共轭系有机化合物是 聚合化合物。
60.根据权利要求56的发光器件，其中的共轭系有机化合物是 聚合化合物。
61.根据权利要求53的发光器件，其中的路易斯酸是包含卤素 元素的化合物。
62.根据权利要求54的发光器件，其中的路易斯酸是包含卤素 元素的化合物。
63.根据权利要求55的发光器件，其中的路易斯酸是包含卤素 元素的化合物。
64.根据权利要求56的发光器件，其中的路易斯酸是包含卤素 元素的化合物。
65.根据权利要求47的发光器件，其中的电子注入区包含用路 易斯碱掺杂的共轭系有机化合物。
66.根据权利要求48的发光器件，其中的电子注入区包含用路 易斯碱掺杂的共轭系有机化合物。
67.根据权利要求51的发光器件，其中的电子注入区包含用路 易斯碱掺杂的共轭系有机化合物。
68.根据权利要求52的发光器件，其中的电子注入区包含用路 易斯碱掺杂的共轭系有机化合物。
69.根据权利要求65的发光器件，其中的路易斯碱是包含碱金 属元素的化合物。
70.根据权利要求66的发光器件，其中的路易斯碱是包含碱金 属元素的化合物。
71.根据权利要求67的发光器件，其中的路易斯碱是包含碱金 属元素的化合物。
72.根据权利要求68的发光器件，其中的路易斯碱是包含碱金 属元素的化合物。
73.根据权利要求45的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
74.根据权利要求46的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
75.根据权利要求47的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
76.根据权利要求48的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
77.根据权利要求49的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
78.根据权利要求50的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
79.根据权利要求51的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
80.根据权利要求52的发光器件，其中的有机发光元件由三重 激发态发光。
81.根据权利要求45的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
82.根据权利要求46的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
83.根据权利要求47的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
84.根据权利要求48的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
85.根据权利要求49的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
86.根据权利要求50的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
87.根据权利要求51的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
88.根据权利要求52的发光器件，其中第一混合区和第二混合 区中的至少一个具有浓度梯度。
89.一种包含根据权利要求45的发光器件的电器。
90.一种包含根据权利要求46的发光器件的电器。
91.一种包含根据权利要求47的发光器件的电器。
92.一种包含根据权利要求48的发光器件的电器。
93.一种包含根据权利要求49的发光器件的电器。
94.一种包含根据权利要求50的发光器件的电器。
95.一种包含根据权利要求51的发光器件的电器。
96.一种包含根据权利要求52的发光器件的电器。

技术领域\n本发明涉及到采用有机发光元件的发光器件，此有机发光元件具 有一种薄膜，此薄膜含有当施加电场时发光的有机化合物(以下称为 有机化合物层)以及阳极和阴极。具体地说，本发明涉及到一种驱动 电压比以前更低而寿命更长的采用有机发光元件的发光器件。本说明 书中的术语发光器件指的是一种采用有机发光元件作为发光元件的 图象显示器件或发光器件。包括在此发光器件定义中的还有：一种模 块，其中诸如各向异性导电膜(FPC：柔性印刷电路)、TAB(带自动 键合)带、或TCP(带载体封装件)等的连接体被固定到有机发光元 件；一种模块，其中印刷电路板被提供在TAB带或TCP的末端上；以 及一种模块，其中用COG(玻璃上芯片)方法将IC(集成电路)直接 安装到有机发光元件。\n背景技术\n有机发光元件是一种施加电场时发光的元件。其发光机制被认为 如下。电压被施加到夹在电极之间的有机化合物层，从而引起从阴极 注入的电子与从阳极注入的空穴在有机化合物层的发光中心处复 合，形成的分子激子在返回基态时以发光的形式释放能量。\n有机化合物有二种分子激子：一种是单重态激子，另一种是三重 态激子。本说明书包括单重态激发引起发光和三重态激发引起发光的 二种情况。\n在上述的有机发光元件中，其有机化合物层通常是一种厚度小于 1微米的薄膜。此外，由于是自发光元件且有机化合物层本身发光， 故有机发光元件不需要常规液晶显示器中所用的后照光。因此，有机 发光元件的很大优点是能够被制造成非常薄而轻的器件。\n当有机化合物层的厚度约为100-200nm时，基于载流子在有机化 合物层中的迁移率，复合例如在几十毫微秒内就会发生。即使考虑从 载流子复合到发光的过程，有机发光元件也可以在约为微秒量级的时 间之内发光。因此，快速响应也是有机发光元件的一个特点。\n由于有机发光元件是载流子注入型的，故能够用直流电压来驱 动，并不容易产生噪声。关于驱动电压，有报道指出，利用均匀厚度 约为100nm的非常薄的有机化合物层薄膜，选择能够降低载流子对有 机化合物层的注入势垒的电极材料，并引入异质结构(叠层结构)， 在5.5V下获得了100cd/m2的足够的亮度(参考文献1：C.W.Tang and S.A.VanSlyke，“有机电致发光二极管(Organic Electroluminescent diodes)”，Applied Physics Letters，vol.51，no.12，913- 915(1987))。\n有了这些特点，包括薄而轻、响应快速、以及直流低电压驱动， 有机发光元件作为下一代平板显示元件受到了注意。此外，由于是视 角宽广的自发光器件，故有机发光元件具有更好的可视性，并被认为 能够用作电子设备的显示屏。\n在参考文献1所公开的有机发光元件中，利用Mg:Ag合金降低了 载流子注入势垒，Mg:Ag合金的功函数低且作为阴极比较稳定，致使 更多的电子被注入。这使得有可能将大量的载流子注入到有机化合物 层中。\n而且，为了按指数地改善载流子复合效率，采用了单个异质结 构，其中由双胺化合物构成的空穴输运层和由三(8-喹啉)铝复合物 (以下称为Alq3)构成的电子输运层，被叠层成有机化合物层。其解 释如下。\n在有机化合物层由例如单层Alq3组成的有机发光元件的情况 下，从阴极注入的大部分电子到达阳极而不与空穴复合，发光效率因 而很低。简而言之，为了使单层有机发光元件能够有效地发光(亦即 为了在低电压下驱动)，必须使用能够以平衡的数量输运电子和空穴 二者的材料(以下称为双极材料)，而Alq3不满足这一要求。\n另一方面，当采用参考文献1所述的单个异质结构(二层结构) 时，从阴极注入的电子被阻挡在空穴输运层与电子输运发光层之间的 界面处，并被捕获在电子输运发光层中。载流子于是在电子输运发光 层中发生高效率复合，引起有效的发光。\n将载流子阻挡功能的这一概念加以扩展，就有可能控制载流子复 合区域。作为一个例子，有报道指出，借助于在空穴输运层与电子输 运层之间插入一个能够阻挡空穴的层(空穴阻挡层)，并将空穴捕获 在空穴输运层中，成功地使空穴输运层发光了。(参考文献2： Yasunori KUJIMA，Nobutoshi ASAI and Shin-ichiro TAMURA，“蓝 有机光发射二极管(A Blue Organic Light Emitting Diode)”， Japanese Journal of Applied Physics，vol.38，5274- 5277(1999))。由参考文献2所示的材料构成的空穴阻挡层的激发能 大于发光层的激发能，因此还防止了分子激子的扩散。\n可以认为，参考文献1中的有机发光元件的特征是各种功能的分 离，其中空穴输运层被指定来输运空穴，而电子输运发光层被指定来 输运电子并发光。此分离功能的概念已经被扩展，直至提出了一种方 法，其中由三种不同的材料来进行空穴输运、电子输运和发光这三种 功能。利用这一方法，在载流子输运方面表现很差但发光效率高的材 料，能够被用作发光材料，从而改善了有机发光元件的发光效率。\n其典型的方法是颜料掺杂(参考文献3：C.W.Tang，S.A.VanSlyke and C.H.Chen，“掺杂的有机薄膜的电致发光(Electroluminescence of doped organic thin films)”，Journal of Applied Physics， vol.65，no.9，3610-3616(1989))。如图13A所示，在空穴输运层 1101和电子输运层1102(1102还用作发光层)提供的单个异质结构 中，电子输运层1102用颜料1103掺杂，以便提供颜料1103颜色的 发光。空穴输运层1101侧可以代替用颜料1103掺杂。\n与此相反，存在着双重异质结构(三层结构)，其中，如图13B 所示，发光层被夹在空穴输运层与电子输运层之间(参考文献4： Chihaya ADACHI，Shizuo TOKITO，Tetsuo TSUTSUI and Shogo SAITO， “带有三层结构的有机薄膜的电致发光(Electroluminescence in Organic Films with Three-layered Structure)”，Japanese Journal of Applied Physics，Vol.27，No.2，L269-L271(1988))。 在此方法中，空穴从空穴输运层1101被注入到发光层1104，而电子 从电子输运层1102被注入到发光层1104。因此，载流子在发光层1104 中发生复合，从而发射用作发光层1104的材料的颜色的光。\n分离功能的一个优点是，由于功能的分离使一种有机材料无须同 时起不同的功能(诸如发光、载流子输运、以及从电极注入载流子) (例如，功能的分离使得无须寻找双极材料)。换言之，借助于简单 地组合发光特性优良的材料与载流子输运能力优良的材料，就能够容 易地获得高的发光效率。\n由于这些优点，参考文献1-4所述的叠层结构概念(载流子阻挡 功能或功能分离)本身继续被广泛地利用。\n然而，上述叠层结构被加入不同的物质，因而无法避免在界面处 形成能量势垒。这些能量势垒阻挡着载流子在界面处的运动，从而引 起下列二个问题。\n一个问题是能量势垒阻碍进一步降低驱动电压。实际上，有报道 指出，对于目前的有机发光元件，就驱动电压而言，具有采用共轭系 聚合物的单层结构的元件优于具有叠层结构的元件，并保持着最高的 功率效率(单位为lm/w)(注意文章中的比较是对单重态激发发光 进行的，且此文章不涉及到三重态激发发光)(参考文献5：Tetsuo Tsutsui，“日本应用物理学会的有机分子电子学和双电子学分部杂 志(Journal of Organic Molecular Electronics and Bioelectronics Division of The Japan Society of Applied Physics)”，vol.11，no.1，p.8(2000))。\n参考文献5所指出的共轭系聚合物是双极材料，可以提供与叠层 结构材料相同水平的载流子复合效率。因此，若利用双极材料或利用 不使用叠层结构的其它方法，单层结构能够提供相同水平的载流子复 合，则在界面比叠层结构更少的单层结构中，驱动电压实际上更低。\n例如，借助于在电极界面处插入能够降低能量势垒的材料，以便 能够注入更多的载流子，就能够降低驱动电压(参考文献6：Takeo Wakimoto，Yoshinori Fukuda，Kenichi Nagayama，Akira Yokoi， Hitoshi Nakada，and Masami Tsuchida，“利用碱金属化合物作为 电子注入材料的有机EL单元(Organic EL Cells Using Alkaline Metal Compounds as Electron Injection Materials)”，IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES，vol.44，no.8，1245- 1248(1997))。在参考文献6中，利用LiO2作为电子注入层，已经 成功地降低了驱动电压。\n然而，关于有机材料之间(例如在空穴输运层与发光层之间，以 下称为“在有机层之间”)的载流子迁移率的问题仍然没有解决，并 被认为是获得单层结构的低驱动电压的关键。\n能量势垒引起的其它问题是对有机发光元件寿命的影响。换言 之，由于禁止载流子注入和引起的电荷积累，故降低了亮度。\n虽然尚不存在能清楚地解释这种退化的理论，但有报道指出，借 助于在阳极与空穴输运层之间插入空穴注入层以及借助于以方波交 流驱动代替直流驱动，能够限制亮度的降低(参考文献7： S.A.VanSylke，C.H.Chen，and C.W.Tang，“具有改进的稳定度的有 机电致发光器件(Organic electroluminescent devices with improved stability)”，Applied Physics Letters，Vol.69，No.15， 2160-2162(1996))。实验证实，借助于通过插入空穴注入层以及交 流驱动而避免电荷积累，能够限制亮度降低。\n从上面得到的结论是，从功能分离的观点看，叠层结构能够容易 地增强载流子复合效率并能够扩大材料的选择，但在另一方面，由于 在多个有机层之间存在着多个界面而阻碍了载流子运动并影响驱动 电压和亮度降低。\n发明内容\n根据上面所述提出了本发明，本发明的目的因而是提供这样一种 有机发光元件，借助于降低有机层之间的能量势垒，同时利用常规使 用的叠层结构的优点(载流子阻挡功能或功能的分离)，此有机发光 元件的驱动电压比常规元件更低，且元件寿命更长。\n本发明的另一目的是提供这样一种发光器件，借助于采用这种有 机发光元件，此有机发光器件的驱动电压比常规器件更低，且寿命更 长。本发明的又一目的是提供一种用这种发光器件制作的较现有技术 功耗少和更经久耐用的电子设备。\n图13A所述的颜料1103的掺杂方法具有使有机发光元件能够使 用一种当为固体时不发光但仅仅当以低浓度分散在溶液中时被观察 到发光的材料(例如喹吖啶)的优点。因此，此方法能够被认为对易 于浓度淬火的发光材料有效。\n此方法的缺点是，用来掺杂的颜料的量通常非常少(某些情况下 少于1％重量比)，而且若采用广泛使用的真空蒸发方法来制造有机 发光元件，则难以控制蒸发量。发光效率对用来掺杂的颜料的量特别 敏感，可以想象用真空蒸发制造的元件之间发光效率会有起伏。\n而且，在颜料掺杂方法中，颜料是客体。在这种情况下，母体材 料的最高被占据分子轨道(HOMO)与最低未被占据分子轨道(LUMO) 之间的能量差(以下称为激发能级)必须大于客体的激发能级。此外， 母体必须擅长输运载流子。为了增强发光效率，更希望母体的最大发 射波长与客体的最大吸收波长匹配。\n然而，例如与蓝色客体有关的母体被要求具有远大于诸如蓝光的 短波可见光的激发能级，因此母体材料的选择余地是非常有限的。关 于红色客体的母体，尚未找到满足所有上述要求的材料。颜料掺杂的 另一个缺点是，必须选择掺杂所用的颜料的最佳母体材料。\n考虑到上述情况，图13B所述的双异质结构(空穴输运层+发光 层+电子输运层)可能较好。虽然甚至在固体状态下能够发光的欲选 择(换言之，不能使用浓度淬火材料)为发光层材料，但不必总是能 够输运大量载流子。因此，材料的选择余地比较大。\n然而，图13B所述的双异质结构加入三种不同的物质，并在每二 个层之间(空穴输运层1101与发光层1104之间以及电子输运层1102 与发光层1104之间)存在着界面(以下称为有机界面)。因此，此 结构遭遇到由于有机界面引起的上述二个问题。\n总而言之，图13B所述的双异质结构具有一个很到的优点，亦即 能够分离功能而无须使用颜料掺杂方法，然而另一方面，在发光层的 两边具有有机界面，阻碍载流子运动进入发光层，从而强烈地影响驱 动电压和元件寿命。\n因此，本发明的目的是借助于清除常规使用的双异质结构中的有 机界面来特别增强载流子的迁移率，并同时利用双异质结构中功能分 离的概念来表示各个功能(以下称为功能表示)。本发明的另一目的 是从而提供一种有机发光元件，此有机发光元件的驱动电压比常规元 件更低，且元件寿命更长。\n本发明的又一目的是提供一种发光器件，借助于采用这种有机发 光元件，此发光器件的驱动电压比常规器件更低，且寿命更长。本发 明的再一目的是提供一种电器，借助于用这种发光器件来加以制造， 此电器比现有技术消耗的功率更少，且使用寿命更长。\n本发明人曾经考虑下面二种机制作为有机界面对载流子运动进 行阻挡的模型。\n一种机制涉及到有机界面的形貌。有机发光元件中的有机化合物 薄膜通常是一种非晶薄膜，它是由被分子间力(主要是偶极子相互作 用)聚集的有机化合物分子构成的。然而，当用这种分子聚集建立异 质结构时，各个分子的尺寸和性质方面的差并能够强烈地影响叠层结 构的各个界面(亦即有机界面)。\n若用分子尺寸有大的差异的材料建立叠层结构，则有机界面中的 连接一致性可能很差。图14示出了其概念图。在图14中，由小分子 1401组成的第一层1411和由大分子1402组成的第二层1412被叠 层。在此情况下，在层1411与1412之间的有机界面1413处就形成 一致性很差的区域1414。\n图14所示的很差的一致性区域1414可以起势垒(即能量势垒) 的作用，此势垒阻挡载流子的运动，因而可以成为降低驱动电压的障 碍。而且，无法跨越此能量势垒的载流子积累成为电荷，能够引起上 述的亮度降低。\n另一个机制涉及到建立叠层结构(亦即形成有机界面)的工艺。 为了避免在各个层的制作过程中的沾污，具有叠层结构的有机发光元 件通常是用图15所示的多工作室类型(在线类型)蒸发设备来制造 的。\n图15所示的例子是用来制作双异质结构的蒸发设备的概念图， 此双异质结构由空穴输运层、发光层、和电子输运层组成。首先，具 有阳极的衬底(例如由氧化铟锡(以下称为ITO)构成)被送入装料 工作室。在紫外线辐照工作室中的真空气氛中，用紫外线辐照衬底， 以便清洗阳极表面。特别是当阳极是ITO之类的氧化物时，在预处理 工作室中进行氧化处理。然后制作叠层结构的各个层。在蒸发工作室 1501中制作空穴输运层，在蒸发工作室1502-1504中制作发光层(图 15中的红、绿、蓝层)，并在蒸发工作室1505中制作电子输运层。 借助于在蒸发工作室1506中进行蒸发而制作阴极。最后，在密封工 作室中进行密封，并将衬底取出卸料工作室，从而得到有机发光元 件。符号1511-1516表示各个蒸发源。\n上述在线类型蒸发设备的特征是借助于在不同的工作室1501- 1505中进行蒸发而制作不同的层。换言之，此设备被构造成使得几 乎完全避免了各个层的材料发生混合。\n虽然蒸发设备内部的压力通常被降低到大约10-4-10-5帕，但仍然 存在少量的气体成分(诸如氧和水)。一般认为，以这种程度的真空， 这些少量的气体成分能够在几秒钟之内轻易地形成单分子吸收层。\n因此，当使用图15所示的设备来制造具有叠层结构的有机发光 元件时，问题是一个层的制作与另一个层的制作之间的大的间隔时 间。换言之，在各个层的制作之间的间隔时间内，可能形成少量气体 成分造成的不希望有的吸附层(以下称为杂质层)，特别是当衬底通 过第二转移工作室被转移时更是如此。\n图16示出了其概念图。在图16中，当第二层被层叠在第一层上 时，少量的杂质1603(诸如水和氧)在由第一有机化合物1601构成 的第一层1611与由第二有机化合物1602构成的第二层1612之间形 成杂质层1613。\n杂质层以这种方式被形成在各个层之间(亦即有机界面)，并在 完成有机发光元件之后起捕获载流子的杂质区的作用，从而阻挡载流 子的运动并提高驱动电压。而且，捕获载流子的杂质区的存在导致电 荷的积累，因而能够引起上述的亮度降低。\n考虑到这种结构，本发明人曾经设计了一种图1B和1D所示的措 施作为解决上述问题的方法。此措施是，在有机化合物层(1)102 和有机化合物层(2)103被层叠在有机发光元件的阳极101与阴极 104之间的情况下，在有机化合物层(1)102和有机化合物层(2) 103之间制作一个结构(图1B)，其中混合层105含有组成有机化合 物层(1)102的材料以及组成有机化合物层(2)103的材料二者。 此结构(图1B)是其中存在确定界面的常规叠层结构(图1A)的一 种替换。此处的术语混合层包括含有组成有机化合物层(1)102的 材料以及组成有机化合物层(2)103的材料二者的区域，即使与有 机化合物层(1)102的界面以及与有机化合物层(2)103的界面不 清楚也是这样。\n这种元件基本上没有上述常规叠层结构的有机界面。因而能够解 决有机界面引起的上述问题(退化的有机界面形貌以及杂质层的形 成)。\n首先，参照图20来解释如何解决有机界面形貌的退化。图20是 由区域1811、区域1812、混合区域1813组成的有机化合物薄膜的剖 面图。区域1811由小分子1801组成。区域1812由大分子1802组 成。混合区域1813含有小分子1801和大分子1802二者。如从图20 可见，图14中不存在有机界面1413，也不存在一致性很差的区域 1414。\n如何解决形成杂质层的问题是简单而明显的。当要制造图17所 示的有机发光元件时，用蒸发方法将空穴输运材料淀积在阳极上，并 用协同蒸发方法额外淀积发光材料以便在完成淀积之前形成第一混 合区。在完成第一混合区之后，停止用蒸发方法淀积空穴输运材料而 仅仅继续用蒸发方法淀积发光材料。后续的各个步骤与此相似，用蒸 发方法连续淀积一种或二种材料而不形成有机界面，直至完成电子输 运区域。因此，当用图15所示的蒸发设备制造有机发光元件时，不 存在通常出现的间隔时间。简而言之，不存在形成杂质层的时间。\n利用图1B所示的结构，比之图1A所示的常规结构，有机层之间 的能量势垒被降低了，从而能够注入更多的载流子。具体地说，图1A 的结构的能带图如图1C所示，而图1B的能带图如图1D所示，其中 一个混合层被提供在有机层之间。图1C和1D表明，借助于建立连续 的连接结构从而产生连续的能量变化，能够降低有机层之间的能量势 垒。因此，能够降低驱动电压，并能够防止亮度降低。\n从上面所述，根据本发明的发光器件具有一种有机发光元件，它 包括至少一个由有机化合物组成的第一层和一个由不同于组成第一 层的有机化合物的有机化合物组成的第二层，其特征是，含有组成第 一层的有机化合物和组成第二层的有机化合物二者的混合层被提供 在第一层与第二层之间。\n表1示出了上述第一层与第二层的组合。可以由组合A-E得到单 个组合(例如仅仅组合A)或多个组合(例如组合A和B二者)。\n表1   组合   第一层   第二层   A   空穴注入层   空穴输运层   B   电子注入层   电子输运层   C   空穴输运层   发光层   D   电子输运层   发光层   E   电子输运层   空穴阻挡层\n若组合C和D都被引入(换言之，若发光层在其二侧上都具有混 合层)，则由于防止了发光层中形成的分子激子的扩散而能够进一步 提高发光效率。因此，发光层的激发能最好低于空穴输运层的激发能 并低于电子输运层的激发能。在此情况下，载流子输运能力很差的发 光材料能够被用作发光层，以有利地扩大材料的选择余地。本说明书 中的术语激发能指的是分子的最高被占据分子轨道(HOMO)与最低未 被占据分子轨道(LUMO)之间的能量差。\n更可取的是，发光层由母体材料以及激发能低于母体材料的发光 材料(掺杂剂)组成，致使空穴输运层的激发能和电子输运层的激发 能各自超过掺杂剂的激发能。这就防止了掺杂剂的分子激发的扩散， 并使掺杂剂有效地发光。若掺杂剂是载流子捕获型材料，则载流子复 合效率也被提高。\n在上述的本发明中，连续地连接混合层被认为是进一步提高载流 子迁移率的一种有效措施。混合层最好被制作成具有浓度梯度。因 此，本发明的特征是混合层具有浓度梯度。\n本发明人还设计了一种措施来提供有机发光元件，其中清除了双 异质结构的有机界面，同时使功能表示有可能。图17示出了其概念 图。虽然在图17中阳极1702位于衬底1701上，但此结构可以翻转 过来，使阴极1704位于衬底上。\n在图17的元件中，含有空穴输运材料、发光材料、电子输运材 料的有机化合物薄膜1703，配备有空穴输运区域1705、发光区域 1706、以及电子输运区域1707。空穴输运区域1705由空穴输运材料 组成。发光区域1706由发光材料组成。电子输运区域1707由电子输 运材料组成。作为本发明的一个特征，有机化合物薄膜还配备有第一 混合区域1708和第二混合区域1709。空穴输运材料和发光材料在第 一混合区域1708中被混合，电子输运材料和发光材料在第二混合区 域1709中被混合。\n图18和19示出了图17的元件中沿薄膜厚度方向的浓度分布的 例子。图18所示的是第一混合区域1708中的空穴输运材料与发光材 料的组分比为x∶z1且恒定，而第二混合区域1709中的电子输运材料 与发光材料的组分比为y∶z2且恒定时的分布。图19示出了第一混合 区域1708和第二混合区域1709具有浓度梯度时的分布。\n图17的元件也不存在有机界面，因而载流子平稳地运动，且如 上所述，驱动电压以及元件寿命不受影响。而且，由于如常规双异质 结构中那样的功能分离，就发光效率而言，此元件也没有问题。\n与简单地连接各种不同的物质(异质结)的常规异质结构(叠层 结构)相反，本发明的结构是一种能够称为混合结的结构，它基于一 种新颖的概念而提供有机发光元件。\n因此，根据本发明的发光器件具有有机发光元件，此有机发光元 件具有插入在阳极和阴极间的有机化合物薄膜。此有机化合物薄膜包 含空穴输运材料、电子输运材料和发光材料，且此发光器件的特征是 有机化合物薄膜由顺序连接的空穴输运区域、第一混合区域、发光区 域、第二混合区域、和电子输运区域组成，空穴输运区域最靠近阳极， 而电子输运区域最靠近阴极，空穴输运区域包含空穴输运材料，第一 混合区域包含空穴输运材料和发光材料二者，发光区域包含发光材 料，第二混合区域包含电子输运材料和发光材料二者，电子输运区域 包含电子输运材料。\n如图21A所示，由提高被注入的空穴的数目的材料(以下称为空 穴注入材料)组成的空穴注入区域1710，可以被插入在阳极1702与 有机化合物薄膜1703之间。作为变通，如图21B所示，由提高被注 入的电子的数目的材料(以下称为电子注入材料)组成的电子注入区 域1711，可以被插入在阴极1704与有机化合物薄膜1703之间。可 以同时使用空穴注入区和电子注入区二者。\n在这种情况下，空穴注入材料或电子注入材料是一种用来在将载 流子从电极注入到有机化合物薄膜的过程中降低势垒的材料，因而 具有使载流子从电极平稳地运动到有机化合物薄膜并避免电荷积累 的效果。然而，从避免形成如上所述的杂质层的观点看，注入材料在 形成有机化合物薄膜之前或之后被制作成薄膜而不要有时间间隔。\n上述的本发明的有机发光元件可以具有母体材料被发光材料掺 杂的发光区。具体地说，如图22所示，有机化合物薄膜11003包含 空穴输运材料、电子输运材料、发光材料、以及用作发光材料母体的 母体材料，并配备有空穴输运区11005、发光区11006和电子输运区 11007。空穴输运区由空穴输运材料组成。发光区由掺有发光材料 11012的母体材料组成。电子输运区由电子输运材料组成。作为本发 明的一个特征，有机化合物薄膜还配备有第一混合区11008和第二混 合区11009。空穴输运材料与母体材料在第一混合区11008中被混 合，而电子输运材料与母体材料在第二混合区11009中被混合。\n如参照图13A所解释的那样，此元件的缺点是难以控制掺杂过程 中使用的发光材料11012的数量。然而，由于比之图13A的结构，输 运大量载流子的能力不那么必要，故具有母体材料选择余地宽广的优 点。由于母体材料被发光材料11012掺杂，故此元件也能够有效防止 载流子不停地通过发光区，当为了降低驱动电压而减小发光区11006 的厚度时，这一现象通常是可能出现的。\n在图22的元件中，由空穴注入材料组成的空穴注入区11010， 可以被插入在阳极11002与有机化合物薄膜11003之间。作为变通， 由电子注入材料组成的电子注入区11011，可以被插入在阴极11004 与有机化合物薄膜11003之间。也可以同时使用空穴注入区和电子注 入区二者。图22所示的是制作空穴注入区11010和电子注入区11011 二者的例子。\n当空穴注入区被提供在上述的有机发光元件中时，最好采用p型 导电的材料。作为其一个例子，可以采用这样一种方法，其中用路易 斯酸对δ电子共轭系有机化合物进行掺杂以改善电导率。从薄膜制作 方法的观点看，最好使用能够用湿法制作成薄膜的聚合物化合物。优 选的路易斯酸是含有诸如碘的卤素的化合物。\n当电子注入区被提供在上述的有机发光元件中时，最好采用n型 导电的材料。作为其一个例子，可以采用这样一种方法，其中用路易 斯碱对δ电子共轭系有机化合物进行掺杂以改善电导率。优选的路易 斯碱是含有诸如铯的碱金属的化合物。\n近年来，能够将从三重态返回到基态时放出的能量(以下称为三 重态激发能)转换成光发射的有机发光元件，由于其高的发光效率而 受到了注意(参考文献8：D.F.O’Brien，M.A.Baldo，M.E.Thompson and S.R.Forrest，“改进电致发光器件中的能量传送(Improved energy transfer in electrophosphorescent devices)”，Applied Physics Letters，vol.74，no.3，442-444(1999))(参考文献9： Tetsuo TSUTSUI，Moon-Jae YANG，Masayuki YAHIRO，Kenji NAKAMURA，Teruichi WATANABE，Taishi TSUJI，Yoshinori FUKUDA， Takeo WAKIMOTO and Satoshi MIYAGUCHI，“在带有作为三重态发射 中心的铟络合物的有机光发射器件中的高量子效率(High Quantum Efficiency in Organic Light-Emitting Devices with Iridium- Complex as a Triplet Emissive Center)”，Japanese Journal of Applied Physics，vol.38，L1502-L1504(1999))。\n在参考文献8中采用了以铂作为中心金属的金属络合物，而在参 考文献9中采用了以铱作为中心金属的金属络合物。这些能够将三重 态激发能转换成光发射的有机发光元件(以下称为三重态发光元件) 能够以高于常规元件的亮度和发光效率发光。\n然而，根据参考文献9的报道，当起始亮度被设定为500cd/m2 时，亮度的半衰期约为170小时，这一元件寿命是不能令人满意的。 三重态发光元件的元件寿命短的原因可能是必须有适当的发光材料 的母体材料以及用来防止分子激子扩散导致形成多层结构和多个有 机界面的阻挡材料。\n然后将本发明的概念亦即在各个有机层之间引入混合层的概念 应用于三重态发光元件。这样得到的元件由三重态激发发光，不仅亮 度和发光效率高，而且元件寿命长，能够构成功能极强的发光元件。\n三重态分子激子的扩散长度比单重态分子激子的更大，因此，需 要一种作用相似于阻挡材料的材料(通常，激发能级大于发光颗粒的 分子激子的激发能级的材料是合适的)。考虑到元件结构，电子输运 材料最好起此作用。\n上述本发明的有机发光元件使用的第一混合层和第二混合层，可 以具有图19所示的浓度梯度。由于希望浓度梯度能够几乎完全清除 发光区二个边界处对载流子的能量势垒，故这是更可取的。\n本发明的一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器件，它 包含：包含第一有机化合物的与阳极接触的空穴注入层；以及包含第 二有机化合物的空穴输运层，其中空穴注入层与空穴输运层之间的区 域包含第一有机化合物和第二有机化合物。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含：包含第一有机化合物的与阴极接触的电子注入层；以及 包含第二有机化合物的电子输运层，其中电子注入层与电子输运层之 间的区域包含第一有机化合物和第二有机化合物。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含：包含第一有机化合物的发光层；以及包含第二有机化合 物的空穴输运层，其中发光层与空穴输运层之间的区域包含第一有机 化合物和第二有机化合物。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含：包含第一有机化合物的发光层；以及包含第二有机化合 物的电子输运层，其中发光层与电子输运层之间的区域包含第一有机 化合物和第二有机化合物。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含：包含第一有机化合物的发光层；以及包含第二有机化合 物的空穴输运层；包含第三有机化合物的电子输运层；处在发光层与 空穴输运层之间的包含第一有机化合物和第二有机化合物的第一 区；以及处在发光层与电子输运层之间的包含第一有机化合物和第三 有机化合物的第二区。\n本发明的又一个目的是提供一种包含上述类型的发光器件的电 器。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含插入在阳极与阴极之间的有机化合物膜，其中的有机化合 物膜包含空穴输运材料、电子输运材料、和发光材料，其中的有机化 合物膜包含空穴输运区、第一混合区、发光区、第二混合区、以及电 子输运区，它们被连接成这样的顺序，以便使空穴输运区最靠近阳极 而电子输运区最靠近阴极，且其中的空穴输运区包含空穴输运材料， 第一混合区包含空穴输运材料和发光材料二者，发光区包含发光材 料，第二混合区包含电子输运材料和发光材料二者，电子输运区包含 电子输运材料。\n本发明的又一个目的是提供一种包含有机发光元件的发光器 件，它包含：插入在阳极与阴极之间的有机化合物膜，其中的有机化 合物膜包含空穴输运材料、电子输运材料、发光材料、以及发光材料 的母体材料，其中的有机化合物膜包含空穴输运区、第一混合区、发 光区、第二混合区、以及电子输运区，它们被连接成这样的顺序，从 而使空穴输运区最靠近阳极而电子输运区最靠近阴极，且其中的空穴 输运区包含空穴输运材料，第一混合区包含空穴输运材料和母体材料 二者，发光区包含用发光材料掺杂的母体材料，第二混合区包含电子 输运材料和母体材料二者，电子输运区包含电子输运材料。\n本发明的又一个目的是提供一种包含上述发光器件的电器。\n附图说明\n图1A-1D示出了本发明的混合层；\n图2A和2B示出了混合层中的浓度梯度；\n图3A-3D示出了混合层的制作；\n图4示出了根据本发明的有机发光元件中的元件结构；\n图5示出了根据本发明的有机发光元件中的元件结构；\n图6示出了根据本发明的有机发光元件中的元件结构；\n图7A-7D示出了制造工艺；\n图8A-8C示出了制造工艺；\n图9A-9C示出了制造工艺；\n图10A和10B示出了发光器件的密封结构；\n图11的剖面图示出了发光器件；\n图12A-12H示出了电器的例子；\n图13A和13B示出了常规有机发光元件；\n图14示出了有机界面的状态；\n图15示出了蒸发设备；\n图16示出了杂质层的形成；\n图17示出了有机发光元件的结构；\n图18示出了浓度分布；\n图19示出了浓度分布；\n图20示出了混合层的状态；\n图21A和21B示出了有机发光元件的结构；\n图22示出了有机发光元件的结构；\n图23A和23B示出了蒸发设备；\n图24A和24B示出了发光器件的剖面结构；\n图25示出了发光器件的剖面结构；\n图26A和26B示出了发光器件的剖面结构；\n图27A和27B分别示出了发光器件的俯视结构和剖面结构；\n图28示出了发光器件的俯视结构和剖面结构；\n图29A-29C是发光器件图，其中图29A示出了其俯视结构，而图 29B和29C示出了其剖面结构；\n图30A和30B示意地示出了采用滤色片的发光器件；\n图31A和31B示意地示出了采用彩色转换层的发光器件；\n图32A和32B示出了发光器件的结构；\n图33A和33B示出了发光器件的结构；\n图34A-34C示出了发光器件的结构；\n图35A-35F示出了电器的具体例子；\n图36A和36B示出了电器的具体例子；而\n图37示出了有源矩阵型恒流驱动电路的例子。\n具体实施方式\n下面参照图2A和2B以及图3A-3D来描述根据本发明的有机发光 元件的制造方法。\n首先，用溅射或蒸发方法在衬底200上制作阳极201。在阳极201 上制作有机化合物层(1)202。有机化合物层(1)202是利用真空 蒸发方法用有机化合物1制作的。\n接着制作混合层205。混合层205是用构成有机化合物层(1) 202的材料(有机化合物1)以及构成有机化合物层(2)203的材料 (有机化合物2)在真空下协同蒸发而形成的。协同蒸发是一种蒸发 的方法，其中各个蒸发器被同时加热以便在薄膜制作过程中混合不同 的物质。\n当利用同时蒸发方法用多个有机化合物制作混合层时，混合层中 所含各个有机化合物的浓度能够被控制。图2B示出了混合层205中 所含的有机化合物1和有机化合物2具有浓度梯度的情况。\n图2B所示的是混合层中的多个有机化合物的比率(浓度为％)与 混合层到接触该混合层的有机化合物层的距离之间的关系。在图2B 中，横轴表示混合层205中所含有机化合物的浓度(％)，而纵轴表 示从混合层到与此混合层接触的有机化合物层(1)202和有机化合 物层(2)203的距离。\n在图2B所示的混合层205中，用来形成有机化合物层(1)202 的有机化合物1的浓度在混合层205与有机化合物层(1)202之间 的界面附近几乎是100％。这一浓度随到有机化合物层(1)202的距 离的增大而下降，并在混合层205与有机化合物层(2)203之间的 界面附近达到几乎0％。用来形成有机化合物层(2)203的有机化合 物2的浓度的行为相反，随到有机化合物层(1)202的距离的增大 而上升，在混合层205与有机化合物层(2)203之间的界面附近接 近100％。\n借助于如上所述引入构成混合层205的材料的浓度梯度，混合层 205能够降低各个有机层之间的能量势垒。因而能够改善载流子的迁 移率。\n在混合层205上制作有机化合物层(2)203。有机化合物层(2) 203的材料是有机化合物2，且此化合物被用真空下的蒸发方法制作 成薄膜。\n通过上述各个步骤就完成了有各个有机化合物组成的叠层结 构。随后用蒸发或溅射方法制作阴极以完成有机发光元件。\n现参照图3A-3D来详细描述如何制作各个有机化合物层(有机化 合物层(1)202和有机化合物层(2)203)以及混合层。在图3A-3D 中，用相同的符号表示与图2A和2B完全相同的元件。\n在图3A中，阳极201被制作在衬底200上，并在阳极201上由 有机化合物1形成有机化合物层(1)202。在图3D所示的薄膜制作 工作室中，用蒸发方法制作有机化合物层(1)202。在薄膜制作工作 室310中其上要制作薄膜的衬底被置于固定的基座311上，并在固定 或旋转的情况下在衬底上进行蒸发。\n在图3D中，薄膜制作工作室310配备有多个样品腔。每个样品 腔含有用来形成有机化合物层的有机化合物。图3D所示的是其中有 二个样品腔的情况，但样品腔的数目也可以是3或更多。\n图3D中的样品腔(a)312含有有机化合物1(316)。亦即，当 提供在样品腔(a)312中的快门(a)314打开时，有机化合物1(316) 用作蒸发源以形成有机化合物层(1)202。\n接着，如图3B所示制作混合层205。用作混合层205蒸发源的 有机化合物1(316)包含在样品腔(a)312中，而有机化合物2(317) 包含在样品腔(b)313中。提供在样品腔(a)312中的快门(a)314 以及提供在样品腔(b)313中的快门(b)315被打开，并用协同蒸 发方法将用作蒸发源的有机化合物1(316)和有机化合物2(317) 制作成薄膜。\n若要如上所述控制混合层中的有机化合物的浓度，则调整快门 (a)314和快门(b)315的开启以获得图2B所示的混合层浓度梯度。\n接着，关闭样品腔(a)312的快门(a)314，同时保持样品腔 (b)313的快门(b)315开启。于是由作为蒸发源的有机化合物2 形成有机化合物层(2)203(图3C)。\n有机发光元件的有机化合物层被制作成由诸如空穴注入层、空穴 输运层、发光层、空穴阻挡层、电子输运层、电子注入层之类的多个 有机化合物层组成的叠层，以便处置不同的功能。若混合层要制作在 各个有机化合物层之间的界面处，则由于各个有机发光元件中间的叠 层结构有变化，故在设计有机发光元件的元件结构的过程中，待要制 作的混合层的位置是重要的。下面将给出有关具有具体元件结构的有 机发光元件的详细描述。\n[实施方案模式1]\n实施方案模式1描述了在有机发光元件中的有机化合物层与发 光层的界面处形成混合层的情况，此有机发光元件在阳极401与阴极 402之间具有有机化合物层403，如图4所示。\n在此实施方案模式中，有机化合物层403具有由多个有机化合物 层组成的叠层结构。具体地说，用来改善空穴从阳极的注入的空穴注 入层404被制作在阳极401上，而用来改善被注入的空穴的输运的空 穴输运层405被制作在空穴注入层404上。\n利用协同蒸发方法，用构成空穴输运层405的材料以及构成发光 层406的材料，来制作混合层(1)407。协同蒸发是用上述的方式进 行的。此时，混合层(1)407可以具有浓度梯度。\n借助于提供混合层(1)407，能够降低空穴输运层405与发光层 406之间的能量势垒。更多的空穴因而能够从空穴输运层405被注入 到发光层406。\n发光层406被制作在混合层(1)407上。在实施方案模式1所 示的有机化合物层的叠层结构的情况下，形成发光层的有机化合物的 激发能最好分别低于形成空穴输运层405的材料和形成电子输运层 408的材料的激发能。这是因为借助于在发光层与有机化合物层之间 的界面处提供混合层而改善了载流子到发光层的注入，结果是载流子 容易通过发光层。除了采用激发能低的有机化合物作为发光层之外， 也可以使用激发能低的掺杂剂。\n利用协同蒸发方法，用形成发光层406的材料和形成电子输运层 408的材料，在发光层406上制作混合层(2)409。混合层(2)409 最好具有相似于混合层(1)407的浓度梯度。\n利用蒸发方法，在混合层(2)409上制作电子输运层408，然后 用蒸发或溅射方法制作阴极402，从而完成有机发光元件。\n上述的有机发光元件具有这样一种结构，其中的混合层被提供在 有机化合物层与发光层的界面(具体地说是发光层与空穴输运层之间 的界面以及发光层与电子输运层之间的界面)处。借助于提供具有这 种结构的有机发光元件，改善了空穴从空穴输运层到发光层的注入以 及电子从电子输运层到发光层的注入，从而增强了发光层中载流子的 复合。\n[实施方案模式2]\n实施方案模式2描述了制造元件结构不同于实施方案模式1所示 的有机发光元件的情况。\n实施方案模式2描述的是当有机发光元件为三重态发光元件 时，混合层被制作在具有叠层结构的有机化合物层的界面处的情况。\n在实施方案模式2中，如图5所示，具有多个有机化合物层的叠 层有机化合物层503被制作在阳极501与阴极502之间。具体地说， 用来改善空穴从阳极501的注入的空穴注入层504被制作在阳极501 上，而用来改善被注入的空穴的输运的空穴输运层505被制作在空穴 注入层504上。\n利用协同蒸发方法，用构成空穴输运层505的材料以及构成发光 层506的材料，来制作混合层(1)507。协同蒸发是用上述的方式进 行的。此时，混合层(1)507可以具有浓度梯度。\n借助于提供混合层(1)507，能够降低空穴输运层505与发光层 506之间的能量势垒。更多的空穴因而能够从空穴输运层505被注入 到发光层506。\n发光层506被制作在混合层(1)507上。在实施方案模式2所 示的有机化合物层的叠层结构的情况下，形成发光层的有机化合物由 利用从三重态激发返回基态过程中释放的能量而发光的材料组成。因 此，利用母体材料和激发能低于母体材料的三重态发光材料(掺杂 剂)的协同蒸发，来形成发光层。\n在发光层506上制作空穴阻挡层508。空穴阻挡层508具有防止 从空穴输运层505注入到发光层506的空穴通过发光层以及防止空穴 与电子在发光层506中的复合所产生的分子激子从发光层506扩散的 作用。\n利用协同蒸发方法，用形成空穴阻挡层508的材料和形成电子输 运层509的材料在空穴阻挡层508上制作混合层(2)510。混合层(2) 510最好具有相似于混合层(1)507的浓度梯度。\n在混合层(2)510上，用蒸发方法制作电子输运层509，然后用 蒸发或溅射方法制作阴极502，从而完成有机发光元件。\n上述的有机发光元件具有这样一种结构，其中的混合层被提供在 各个有机化合物层的界面(具体地说是发光层506与空穴输运层505 之间的界面以及空穴阻挡层508与电子输运层509之间的界面)处。 借助于提供具有这种结构的有机发光元件，改善了空穴从空穴输运层 505到发光层506的注入以及电子从电子输运层509到空穴阻挡层 508的注入，从而增强了发光层中载流子的复合。\n具有实施方案模式2所示结构的有机发光元件适合于发光层中 使用三重态发光材料的情况。然而，不必局限于此，当采用利用单重 态激发能发光的有机化合物时，也能够采用它。适当的三重态发光材 料是参考文献7介绍的以铂作为中心金属的金属络合物、参考文献8 介绍的以铱作为中心金属的金属络合物等等。\n[实施方案模式3]\n实施方案模式3参照图6描述了制造元件结构不同于实施方案模 式1或实施方案2所示的有机发光元件的情况。\n实施方案模式3描述的是有机发光元件在阳极601与阴极602之 间具有有机化合物层603且混合层被制作在有机化合物层中的注入 层与输运层之间的界面处的情况。\n在实施方案模式3中，有机化合物层603具有这样的结构，其中 多个有机化合物层被层叠。具体地说，用来改善空穴从阳极601的注 入的空穴注入层604被制作在阳极601上。\n利用协同蒸发方法，用构成空穴注入层604的材料以及构成空穴 输运层605的材料，来制作混合层(1)606。空穴输运层605被制作 在混合层(1)606上。\n借助于提供混合层(1)606，能够降低空穴注入层604与空穴输 运层605之间的能量势垒。更多的空穴因而能够从空穴输运层605 被注入到发光层607。此时，混合层(1)606可以具有浓度梯度。\n发光层607被制作在空穴输运层605上。而且，电子输运层608 被制作在发光层607上。\n利用协同蒸发方法，用形成电子输运层608的材料和形成电子注 入层609的材料，来制作混合层(2)610。混合层(2)610最好具 有相似于混合层(1)606的浓度梯度。电子注入层609被制作在混 合层(2)610上。\n在用蒸发方法制作电子注入层609之后，利用蒸发或溅射方法制 作阴极602，从而完成有机发光元件。\n上述的有机发光元件具有这样一种结构，其中的混合层被提供在 注入层与输运层之间的界面(具体地说是空穴注入层与空穴输运层之 间的界面以及电子输运层与电子注入层之间的界面)处。借助于提供 具有这种结构的有机发光元件，改善了被注入在有机化合物层中的载 流子的迁移率，而混合层降低了能量势垒，从而明显地减少了界面。 因此，上述结构在增强载流子复合方面是有优点的。\n下面将进一步描述实施本发明过程中所需的模式。在一种有机发 光元件中，为了将发射的光引出到外面，阳极与阴极中的至少一个是 透明的。根据这一实施方案模式的元件结构，透明阳极被制作在衬底 上，以便从阳极引出光。然而，本发明也能够采用从阴极引出光的结 构以及从衬底反面引出光的结构。\n在实施本发明的过程中，为了避免形成杂质层，制造有机发光元 件的工艺变得重要。因此，首先描述根据本发明的有机发光器件的制 造方法。\n图23A是蒸发设备的俯视图。此设备是单工作室型的，其中一个 真空容器1110被建立成蒸发工作室，多个蒸发源被提供在真空容器 中。分别存储在多个蒸发源中的是具有不同功能的材料，包括空穴注 入材料、空穴输运材料、电子输运材料、电子注入材料、阻挡材料、 发光材料、以及形成阴极的材料。\n在具有蒸发工作室的蒸发设备中，具有阳极的衬底(由ITO之类 制成)被放置到装料工作室中。若阳极是ITO之类的氧化物，则在预 处理工作室中进行氧化处理(虽然在图23A中未示出，但此设备可以 配备有紫外线辐照工作室以便清洗氧化物表面)。在真空容器11110 中，对形成有机发光元件的所有材料进行蒸发。阴极可以在真空容器 11110中制作，或也可以在分离的蒸发工作室中制作。简而言之，在 制作阴极之前，在单真空容器11110中用蒸发方法制作各个层就足够 了。最后，在密封工作室中进行密封，并将衬底取出卸料工作室，从 而得到有机发光元件。\n下面将参照图23B(真空容器11110的剖面图)来描述这种用单 工作室型蒸发设备制造根据本发明的有机发光元件的过程。作为最简 单的例子的图23B所示的，是一种用真空工作室11110制作有机化合 物薄膜的工艺，此薄膜包含空穴输运材料11121、电子输运材料 11122、和发光材料11123，此真空工作室具有3个蒸发源(有机化 合物蒸发源a 11116、有机化合物蒸发源b  11117、以及有机化合物 蒸发源c 11118)。\n首先，具有阳极11102的衬底11101被放置到真空容器11110 中，并被固定基座11111固定(在蒸发过程，衬底通常被旋转)。接 着，真空容器11110的压力被降低(最好达到10-4帕或更低)，然后 将容器11112加热，以便蒸发空穴输运材料11121。当达到给定的蒸 发速率(单位为/s)时，打开快门a 11114，以便用蒸发方法开 始淀积。\n在空穴输运区11103达到给定厚度之后，开始蒸发发光材料 11123，同时继续蒸发空穴输运材料11121，以便形成第一混合区 11105(对应于图23B所示的状态)。若第一混合区11105要具有浓 度梯度，则逐渐地关闭快门a 11114，以便降低空穴输运材料的蒸发 速率。\n然后完全关闭快门a 11114，以终止空穴输运材料11121的蒸发 并形成由发光材料11123组成的发光区。此时，在关闭快门a 11115 的情况下加热容器b 11113。\n在发光区达到给定厚度之后，打开快门a 11115，开始蒸发电子 输运材料11122，以便形成第二混合区。若第二混合区要具有浓度梯 度，则逐渐地降低发光材料11123的蒸发速率。\n最后，终止发光材料11123的蒸发，从而形成由电子输运材料 11122组成的电子输运区。上述的操作被连续地进行而不能有任何的 间隔时间，从而在任何区域中都不形成杂质层。\n利用此方法，能够制造“发明内容”中所述的所有有机发光元件。 例如，在图22所述的包括作为与母体材料相关的客体的发光材料的 元件的制造过程中，用来蒸发母体材料的蒸发源被增加到图23B的组 成部分中。母体材料被用来形成混合区和形成发光区，而在蒸发母体 材料的过程中(严格地说是在形成发光区的过程中)，发光材料被少 量蒸发，以便对母体材料进行掺杂。\n在制作空穴注入区或电子注入区的情况下，注入材料的蒸发源被 建立在同一个真空容器11110中。例如，若利用蒸发方法在图23B 中的阳极11102与空穴输运区11105之间形成空穴注入区，则在用蒸 发方法在阳极11102上淀积空穴注入材料之后，立即蒸发空穴输运材 料11121。从而避免了杂质层的形成。\n现列出的是优选的空穴注入材料、空穴输运材料、电子输运材 料、电子注入材料、以及发光材料。但可用于本发明有机发光元件的 材料不局限于此。\n在有机化合物的范围内，有效的空穴注入材料是卟啉基化合物， 常常使用酞青(以下称为H2Pc)和酞青铜(以下称为CuPc)。在聚 合物中，聚乙烯咔唑(以下称为PVK)以及借助于在共轭系导电聚合 物上进行化学掺杂得到的上述材料是有用的。这些聚合物的例子包括 用聚磺基苯乙烯(polystyrene sulfonic)(以下称为PSS)掺杂的 聚乙烯二氧噻吩(以下称为PEDOT)以及用碘或其它路易斯酸掺杂的 聚苯胺或聚吡咯。就阳极整平而言，绝缘体聚合物也是有用的，常常 使用聚酰亚胺(以下称为PI)。在无机化合物中也可找到有用的材 料，其例子包括金、铂或相似的其它金属的薄膜以及非常薄的氧化铝 薄膜(以下称为氧化铝)。\n最广泛地用作空穴输运材料的是芳香族胺基(亦即具有苯环氮键 者)化合物。其中使用得特别广泛的是：4-4’-二(二苯基氨基)-联苯 (以下称为TAD)；其衍生物亦即4，4’-二[N-(3-甲基苯基)-N-苯基- 氨基]-联苯(以下称为TPD)；以及4，4’-二[N-(1-萘基)-N-苯基- 氨基]-联苯(以下称为α-NPD)。还被使用的是星球爆炸芳香族胺化 合物，包括：4，4’，4”-三(N，N-二苯基-氨基)-三苯基胺(以下称为 TDATA)；以及4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯基)-N-苯基-氨基]-三苯基 胺氨(以下称为MTDATA)。\n金属络合物常常被用作电子输运材料。其例子包括：具有喹啉骨 架或苯并喹啉骨架的金属络合物，例如前述的Alq、三(4-甲基-8-喹 啉醇化物)铝(以下称为Almq)和二(10-羟基苯并[h]-喹啉)铍(以 下称为Bebq)；以及混合的配合基络合物二(2-甲基-8-喹啉醇化 物)-(4-羟基-联苯基)-铝(以下称为BAlq)。例子还包括具有噁唑 基和噻唑基配合基的金属络合物，例如二[2-(2-羟基苯基)-苯并噁唑] 锌(以下称为Zn(BOX)2)以及二[2-(2-羟基苯基)-苯并噻唑]锌(以 下称为Zn(BTZ)2)。金属络合物之外的能够输运电子的材料是：噁二 唑衍生物，例如2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4-噁二唑 (以下称为PBD)以及1，3-二[5-(p-叔-丁基苯基)-1，3，4-噁二唑- 2-il]苯(以下称为OXD-7)；三唑衍生物，例如5-(4-联苯基)-3- (4-叔-丁基苯基)-4-苯基-1，2，4-三唑(以下称为TAZ)和5-(4-联 苯基)-3-(4-叔-丁基苯基)-4-(4-乙基苯基)-1，2，4-三唑(以下称为 p-EtTAZ)；以及菲咯啉衍生物，例如红菲绕啉(以下称为Bphen) 和浴铜灵(bathocupuroin)(以下称为BCP)。\n上面提出的电子输运材料可以被用作电子注入材料。除了这些以 外，常常使用由包括诸如氟化锂的碱金属卤化物和诸如氧化锂的碱金 属氧化物的绝缘体组成的非常薄的薄膜。诸如乙酰丙酮锂(以下称为 Li(acac))和8-喹啉锂(以下称为Liq)之类的碱金属络合物也有 用。\n除了包括Alq、BeBq、Balq、Zn(BOX)2和Zn(BTZ)2的上述金属络 合物之外，可用作发光材料的材料是各种荧光颜料。荧光颜料的例子 包括蓝色4，4’-二(2，2-联苯-乙烯基)-联苯(以下称为DPVBi)以及 橘红色4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-甲二基氨基stylyl)-4H-吡 喃(以下称为DCM)。也可以使用三重态发光材料主要是以铂或铱作 为中心金属的络合物。已知的三重态发光材料包括三(2-苯基吡啶) 铱(以下称为Ir(ppy)3)以及2，3，7，8，12，13，17，18-八乙基- 21H，23H-卟啉-铂(以下称为PtOEP)。\n各个功能的上述材料被组合来构成本发明的有机发光元件，从而 能够制造驱动电压比常规发光元件更低而寿命更长的有机发光元 件。\n[实施方案1]\n此实施方案描述了制作实施方案模式1所示结构的有机发光元 件的情况。参照图4来对此实施方案进行描述。\n用混合2-20％氧化锌(ZnO)和氧化铟得到的氧化铟锡(ITO)薄 膜，即透明导电膜，被用于作为有机发光元件组成部分的阳极401。 在此实施方案中，阳极401的厚度最好是80-200nm。\n在阳极401上制作空穴注入层404。诸如酞青铜(CuPc)或酞青 非金属(H2Pc)的酞青基材料被用于空穴注入层404。在此实施方案 中，空穴注入层404由酞青铜制作。空穴注入层404的厚度最好是 10-30nm。\n在制作空穴注入层404之后，制作空穴输运层405。诸如4，4’- 二[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]-联苯(α-NPD)或1，1-二[4-二(4- 甲基苯基)-氨基-苯基]环己烷(TPAC)或4，4’，4”-三[N-(3-甲基苯 基)-N-苯基-氨基]-三苯基胺(MTDATA)的芳香族胺基材料，可以被 用作此实施方案的空穴输运层405。在此实施方案中，空穴输运层405 由α-NPD制作成厚度为30-60nm。\n接着制作混合层(1)407。利用蒸发方法，用形成空穴输运层 405的α-NPD和形成发光层406的Alq3来制作混合层(1)407。混 合层(1)407的厚度最好为1-10nm。\n接着，制作发光层406。用蒸发方法由Alq3制作发光层406。发 光层406的厚度最好为30-60nm。\n根据此实施方案中的有机发光元件的结构，发光层必须由激发能 低于空穴输运层405材料和电子输运层408材料的材料制作。否则， 必须用激发能低的掺杂剂对发光层材料进行掺杂。\n除了Alq3之外，借助于将苯基原子团引入Alq3而得到的Alpq3 也是适合于制作此实施方案的发光层406的材料。包括苝、红荧烯、 香豆素、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(p-二甲基氨基)-4H-吡喃 (DCM)和奎吖啶酮的已知材料，可以被用作对发光层的掺杂剂。\n接着制作混合层(2)409。利用协作蒸发方法，用形成发光层 406的Alq3或Alpq3以及形成电子输运层408的材料，来制作混合层 (2)409。混合层(2)409的厚度最好为1-10nm。\n接着，制作电子输运层408。此处可以使用1，3，4-噁二唑衍生物、 1，2，4-三唑衍生物等。具体地说，可用作电子输运层的材料包括： 2-(4-联苯基)-5-(4-叔-丁基苯基)-1，3，4-噁二唑(PBD)；2，5-(-1-1’- 二萘基)-1，3，4-噁二唑(BND)；1，3-二[5-(p-叔-丁基苯基)-1，3，4-噁 二唑-2-il]苯(OXD-7)；以及3-(4-叔-丁基苯基)-4-苯基-5-(4- 联苯基)-1，2，4-三唑(TAZ)。电子输运层408的厚度最好是30-60nm。\n在制作所有上述膜之后，用蒸发方法制作有机发光元件的阴极。 在此实施方案中，MgAg被用作构成有机发光元件阴极的导电膜。然 而，也可以使用Al膜、Yb膜、以及Al:Li合金膜(由铝和锂组成的 合金膜)或借助于协同蒸发铝和周期表1族或2族元素得到的膜。\n[实施方案2]\n此实施方案描述了制作实施方案模式2所示结构的有机发光元 件的情况。参照图5来对此实施方案进行描述。\n用混合2-20％氧化锌(ZnO)和氧化铟得到的氧化铟锡(ITO)薄 膜，即透明导电膜，被用于作为有机发光元件组成部分的阳极501。 在此实施方案中，阳极501的厚度最好是80-200nm。\n在阳极501上制作空穴注入层504。诸如酞青铜(CuPc)或酞青 非金属(H2Pc)的酞青基材料被用于空穴注入层504。在此实施方案 中，空穴注入层504由酞青铜制作。空穴注入层504的厚度最好是 10-30nm。\n在制作空穴注入层504之后，制作空穴输运层505。诸如α-NPD、 TPAC或MTDATA的芳香族胺基材料，可以被用作此实施方案的空穴输 运层505。在此实施方案中，空穴输运层505由层叠MTDATA与α-NPD 到厚度为30-60nm而制作。MTDATA膜(下层)被制作在空穴输运层 505上，厚度为10-20nm，然后在其上制作α-NPD膜(上层)，厚度 为5-20nm。\n接着制作混合层(1)507。利用协同蒸发方法，用形成空穴输运 层505的上层的α-NPD以及形成发光层506的4，4’-N，N’-二咔唑-联 苯(CBP)和三(2-苯基吡啶)铱(Ir(ppy)3)，来制作混合层(1)507。 混合层(1)507的厚度最好为1-10nm。\n接着，制作发光层506。用协同蒸发方法由作为掺杂剂的CBP和 作为母体材料的铱络合物(Ir(ppy)3)，来制作发光层506。可用铂 络合物替代铱络合物为母体材料。发光层506的厚度最好为10- 30nm。\n在发光层506上制作空穴阻挡层508。在此实施方案中，空穴阻 挡层由BCP制作成厚度为10-30nm。\n接着制作混合层(2)510。利用协同蒸发方法，用形成空穴阻挡 层508的BCP以及形成电子输运层509的Alq3，来制作混合层(2) 510。混合层(2)510的厚度最好为1-10nm。\n接着，制作电子输运层509。此处可以使用Alq3、Alpq3之类。 在此实施方案中，电子输运层509由Alq3制作成厚度为30-60nm。\n在制作所有上述膜之后，用蒸发方法制作有机发光元件的阴极 502。在此实施方案中，MgAg被用作构成有机发光元件阴极502的导 电膜。然而，也可以使用Al膜、Yb膜、以及Al:Li合金膜(由铝和 锂组成的合金膜)或借助于协同蒸发铝和周期表1族或2族元素得到 的膜。此实施方案中的阴极502的厚度为100-500nm。\n在根据此实施方案的元件结构的情况下，最好使用三重态发光材 料作为发光层。\n[实施方案3]\n此实施方案描述了制作实施方案模式3所示结构的有机发光元 件的情况。参照图6来对此实施方案进行描述。\n用混合2-20％氧化锌(ZnO)和氧化铟得到的氧化铟锡(ITO)薄 膜，即透明导电膜，被用于有机发光元件的阳极601。在此实施方案 中，阳极601的厚度最好是80-200nm。\n在阳极601上制作空穴注入层604。诸如酞青铜(CuPc)或酞青 非金属(H2Pc)的酞青基材料，被用于空穴注入层604。在此实施方 案中，空穴注入层604由酞青铜制作。在此实施方案中，空穴注入层 604的厚度最好是10-30nm。\n接着制作混合层(1)606。利用协同蒸发方法，用形成空穴注入 层604的酞青铜以及形成空穴输运层605的α-NPD，来制作混合层 (1)606。混合层(1)606的厚度最好为1-10nm。\n在制作混合层(1)606之后，制作空穴输运层605。诸如α-NPD、 TPAC或MTDATA的芳香族胺基材料，可以被用作此实施方案的空穴输 运层605。在此实施方案中，空穴输运层605由α-NPD制作成厚度为 30-60nm。\n接着，制作发光层607。用蒸发方法由Alq3制作发光层607。此 处发光层607的厚度最好为30-60nm。\n接着，制作电子输运层608。此处可以使用1，3，4-噁二唑衍生物、 1，2，4-噻唑衍生物之类。具体地说，可用作电子输运层的材料包括 PBD、BND、OXD-7和TAZ。电子输运层608的厚度为30-60nm。\n接着制作混合层(2)610。利用协同蒸发方法，用形成电子输运 层608的TAZ以及形成电子注入层609的材料，来制作混合层(2) 610。混合层(2)610的厚度最好为1-10nm。\n在混合层(2)610上制作电子注入层609。此处可以使用Alq3、 Alpq3之类。在此实施方案中，电子注入层609的厚度为30-60nm。\n在制作所有上述膜之后，用蒸发方法制作有机发光元件的阴极。 在此实施方案中，MgAg被用作构成有机发光元件阴极的导电膜。然 而，也可以使用Al膜、Yb膜、以及Al:Li合金膜(由铝和锂组成的 合金膜)或借助于同时蒸发铝和周期表1族或2族元素得到的膜。\n[实施方案4]\n接着描述同时在同一个衬底上制造具有本发明的有机发光元件 的象素部分的TFT以及提供在象素部分周围的驱动电路的TFT(n沟 道TFT和p沟道TFT)的方法的例子。此描述将参照图7A-9C来进行。\n首先，此实施方案使用由钡硼硅酸盐玻璃，典型是Corning #7059 玻璃(Corning公司生产)或铝硼硅酸盐玻璃制成的衬底900。对衬 底材料没有限制，只要透光即可，可以使用石英衬底。塑料衬底若能 够承受住此实施方案工艺温度的热，则也可以使用。\n接着，如图7A所示，在衬底900上制作诸如氧化硅膜、氮化硅 膜、和氮氧化硅膜之类的绝缘膜作为基底膜901。在此实施方案中， 基底膜901具有二层结构，但也可以是单层或由上述绝缘膜组成的叠 层。基底膜901的第一层是用等离子体CVD方法，用SiH4、NH3和N2O作为反应气体制作的氮氧化硅膜901a，其厚度为10-200nm(最好是 50-100nm)。在此实施方案中，氮氧化硅膜901a(组分比为：Si＝32％， O＝27％，N＝24％，H＝17％)的厚度为50nm。基底膜901的第二层是用等 离子体CVD方法，用SiH4和N2O作为反应气体制作的氮氧化硅膜 901b，其厚度为50-200nm(最好是100-150nm)。在此实施方案中， 氮氧化硅膜901b(组分比为：Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)的厚度 为100nm。\n在基底膜901上制作半导体层902-905。借助于将结晶半导体膜 图形化成所希望的形状，来制作半导体层902-905，此结晶半导体膜 是借助于通过已知的方法(溅射、LPCVD、或等离子体CVD)形成非 晶结构半导体膜，然后对非晶膜进行已知的晶化处理(激光晶化、热 晶化、或使用镍或其它催化剂的热晶化)而得到的。半导体层902- 905的厚度各为25-80nm(最好是30-60nm)。虽然对结晶半导体膜 的材料没有限制，但最好是硅、硅锗(SixGe1-x(x＝0.0001-0.02)) 合金等。在此实施方案中，用等离子体CVD方法来制作厚度为55nm 的非晶硅膜，然后将含有镍的溶液置于非晶硅膜顶面上。非晶硅膜被 脱水(500℃下1小时)，然后承受热晶化(550℃下4小时)，再承 受激光退火处理以改善结晶性，从而获得结晶硅膜。此结晶硅膜接受 光刻图形化处理，以便形成半导体层902-905。\n在制作半导体层902-905之后，可以用少量杂质元素(硼或磷) 对半导体层902-905进行掺杂，以便控制TFT的阈值。\n若使用激光晶化来形成结晶半导体膜，则可以使用脉冲振荡型或 连续波型准分子激光器、YAG激光器、或YVO4激光器。当使用这些激 光器时，在辐照半导体膜之前，使用光学系统将激光振荡器发射的激 光收集成线状束是恰当的。虽然晶化条件可以由操作人员适当地选 择，但优选条件如下。当使用准分子激光器时，脉冲振荡频率被设定 为300Hz，而激光能量密度被设定为100-400mJ/cm2(典型为200- 300mJ/cm2)。当使用YAG激光器时，利用其二次谐波，脉冲振荡频 率被设定为30-300Hz，而激光能量密度被设定为300-600mJ/cm2(典 型为350-500mJ/cm2)。收集成线状束形状的激光的宽度为100- 1000μm，例如400μm，衬底整个表面被光束辐照。辐照过程中线状激 光的重叠比被设定为50-90％。\n接着，制作栅绝缘膜906，以便覆盖半导体层902-905。此栅绝 缘膜906是用等离子体CVD或溅射方法制作的厚度为40-150nm的含 硅的绝缘膜。在此实施方案中，用等离子体CVD方法制作厚度为110nm 的氮氧化硅膜(组分比为：Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。当然， 栅绝缘膜不局限于氮氧化硅膜，也可以是其它含硅绝缘膜组成的单层 或叠层。\n当使用氧化硅膜时，则采用等离子体CVD，其中用TEOS(原硅酸 四乙酯)与O2的混合物形成放电，并将反应压力设定为40Pa，衬底 温度为300-400℃，而高频(13.56MHz)功率密度为0.5-0.8W/cm2。 这样制作的氧化硅膜若在400-500℃下接受后续的热退火，则能够提 供极好的栅绝缘膜特性。\n在栅绝缘膜906上，制作厚度为200-400nm(最好是250-350nm) 用来形成栅电极的抗热导电层907。此抗热导电层907可以是单层或 具有多个层的叠层结构，如有需要，例如二层结构或三层结构。抗热 导电层包含选自Ta、Ti、W、或以上述元素作为其组成部分的合金、 或上述元素组合成的合金膜。用溅射或CVD方法来制作抗热导电层。\n为了降低电阻，最好减少此层中所含的杂质的浓度。特别是氧浓度最 好是30ppm或更低。在此实施方案中，制作了厚度为300nm的W膜。 借助于用W作为靶进行溅射，或利用六氟化钨(WF6)的热CVD方法， 可以制作W膜。无论如何，W膜的电阻必须低，以便用作栅电极，且 W膜的电阻率最好被设定为20μΩcm或更低。借助于增大晶粒尺寸， 能够降低W膜的电阻率，但若W膜中的诸如氧之类的杂质元素太多， 则晶化受阻，提高了电阻率。因此，当利用溅射方法来制作W膜时， 使用纯度为99.9999％的W靶，并要特别注意不使空气中的杂质混入 到正在制作的W膜中。结果，W膜能够具有9-20μΩcm的电阻率。\n抗热导电层907也可以是Ta膜，同样能够用溅射方法制作。当 制作Ta膜时，用Ar作为溅射气体。若将适当数量的Xe或Kr加入到 溅射气体中，则可减弱待要形成的膜的内应力，从而防止膜剥离。α 相Ta膜的电阻率约为20μΩcm，因而可用作栅电极。另一方面，β 相Ta膜的电阻率约为180μΩcm，因而不适合于用作栅电极。由于 TaN膜的晶格结构接近α相Ta膜的晶格结构，故借助于形成一个TaN膜作为Ta膜的基底，能够容易地获得α相Ta膜。虽然图中未示出， 但可以在抗热导电层907下方制作厚度约为2-20nm的掺磷(P)的硅 膜。这改善了制作在其上的导电膜的粘附性并防止了导电膜的氧化， 同时，防止了抗热导电层907中所含少量碱金属元素扩散进入第一形 状栅绝缘膜906。在任何一种情况下，抗热导电层907的电阻率最好 被设定为10-50μΩcm。\n接着，用光刻技术制作抗蚀剂掩模908。然后进行第一腐蚀处理。 在此实施方案中，，使用ICP腐蚀器件，CF4和Cl2被混合作为腐蚀气 体，并在1Pa的压力下提供3.2W/cm2的RF(13.56MHz)功率，以便 产生等离子体。衬底侧(样品台)也接收224mW/cm2的RF(13.56MHz) 功率，致使施加基本上负的自偏压。在这些条件下，W膜的腐蚀速率 约为100nm/min。根据这一腐蚀速率，来估计腐蚀W膜所需的时间。 估计的时间被延长20％，就成为第一腐蚀处理的腐蚀时间。\n通过第一腐蚀处理，形成第一锥形导电层909-912。导电层 909-912的锥形部分的角度为15-30度。为了腐蚀导电膜而不留下任 何残留物，采用过度腐蚀，其中腐蚀时间被延长大约10-20％。W膜对 氮氧化硅膜(栅绝缘膜906)的选择比是2-4(典型为3)，因而氮 氧化硅膜被暴露的区域被过度腐蚀处理腐蚀掉大约20-50nm(图 7B)。\n接着，进行第一掺杂处理，用一种导电类型的杂质元素对半导体 层进行掺杂。提供n型电导率的杂质元素被用于这一掺杂步骤中。已 经被用来形成第一形状导电层的掩模908被保留原封不动，并用离子 掺杂方法，以自对准方式，用第一锥形导电层909-912作为掩模，用 提供n型电导率的杂质元素对半导体层进行掺杂。在掺杂过程中，剂 量被设定为1×1013-5×1014原子/cm2，而加速电压被设定为80- 160keV，以便提供n型电导率的杂质元素通过锥形部分和栅绝缘膜， 到达栅电极边沿处锥形部分下方以及栅绝缘膜906下方的半导体 层。用作提供n型电导率的杂质元素的是V族的元素，典型的是磷(P) 或砷(As)。此处采用磷(P)。通过这一离子掺杂，第一杂质区914-917 被制作成包含浓度为1×1020-1×1021原子/cm3的提供n型电导率的杂 质元素(图7C)。\n在这一步骤中，依赖于掺杂条件，杂质可以到达第一形状导电层 909-912下方，致使第一杂质区914-917与第一形状导电层909-912 重叠。\n接着，如图7D所示，进行第二腐蚀处理。第二腐蚀处理也使用 ICP腐蚀器件，用CF4和Cl2组成的混合气体作为腐蚀气体，在1.0Pa 的压力下，以3.2W/cm2的RF功率(13.56MHz)，45mW/cm2的偏置功 率(13.56MHz)进行腐蚀。在这些条件下，形成第二形状导电层 918-921。导电层918-921的边沿处具有锥形部分，且层的厚度从边 沿到内部逐渐增加。第二腐蚀处理过程中施加到衬底侧的偏置功率比 第一腐蚀处理的小，且各向同性腐蚀比率被提高到使锥形部分的角度 设定为30-60度。掩模908被腐蚀至失去边沿并成为掩模922。在图 7D的步骤中，栅绝缘膜906的表面被腐蚀大约40nm。\n然后，用提供n型电导率的杂质元素，在小于第一掺杂处理的剂 量下，以高的加速电压，对半导体层进行掺杂。例如，加速电压被设 定为70-120keV，而剂量被设定为1×1013原子/cm2，以便形成杂质浓 度提高了的第一杂质区924-927以及与第一杂质区924-927接触的第 二杂质区928-931。在这一步骤中，依赖于掺杂条件，杂质可以到达 第二形状导电层918-921下方，致使第二杂质区928-931与第二形状 导电层918-921重叠。第二杂质区中的杂质浓度被设定为1×1016-1 ×1018原子/cm3(图8A)。\n然后如图8B所示，在要形成p沟道TFT的半导体层902和905 中，分别制作各自均包含二个相反的导电类型区的杂质区933(933a 和933b)以及934(934a和934b)。在这种情况下，用第二形状导 电层918和921作为掩模，用提供p型电导率的杂质元素，也对半导 体层进行掺杂，以便以自对准的方式形成杂质区。在这一掺杂过程 中，要形成n沟道TFT的半导体层903和904被抗蚀剂掩模932完全 覆盖。此处利用离子掺杂方法，用双硼烷(B2H6)来形成杂质区933 和934。在杂质区933和934中提供p型电导率的杂质元素的浓度被 设定为2×1020-2×1021原子/cm3。\n当更仔细地观察时，杂质区933和934可以被分成含有提供n型 电导率的杂质元素的二个区域。第三杂质区933a和934a包含浓度为 1×1020-1×1021原子/cm3的提供n型电导率的杂质元素。第四杂质区 933b和934b包含浓度为1×1017-1×1020原子/cm3的提供n型电导率 的杂质元素。然而，若杂质区933b和934b中提供p型电导率的杂质 元素的浓度被设定为1×1019原子/cm3或更高，且若第三杂质区933a 和934a包含的提供p型电导率的杂质元素的浓度比提供n型电导率 的杂质元素的浓度高1.5-3倍，则第三杂质区作为p沟道TFT的源区 和漏区不成问题。\n然后，如图8C所示，在第二形状导电层918-921以及栅绝缘膜 906上，制作第一层间绝缘膜937。第一层间绝缘膜937可以是氧化 硅膜、氮氧化硅膜、氮化硅膜、或这些膜组合的叠层。在每一种情况 下，第一层间绝缘膜937都由无机绝缘材料制作。第一层间绝缘膜 937的厚度为100-200nm。当氧化硅膜被用作第一层间绝缘膜937时， 采用等离子体CVD，其中用TEOS与O2的混合物来产生放电，并设定 反应压力为40pa，衬底温度为300-400℃，高频(13.56MHz)功率 密度为0.5-0.8W/cm2。当氮氧化硅膜被用作第一层间绝缘膜937时， 选择用等离子体CVD由SiH4、N2O和NH3来制作或用等离子体CVD由 SiH4、N2O来制作。此时的薄膜制作条件包括设定反应压力为20- 200Pa，衬底温度为300-400℃，而高频(60MHz)功率密度为0.1- 1.0W/cm2。由SiH4、N2O和H2形成的含氢氮氧化硅膜还被用作第一层 间绝缘膜937。同样，可以用等离子体CVD方法，由SiH4和NH3来制 作氮化硅膜作为第一层间绝缘膜。\n用于以各自浓度提供n型和p型电导率的掺杂过程中的各个杂质 元素被激活。利用热退火方法，用退火炉来执行激活步骤。可以使用 的其他激活方法包括激光退火和快速热退火(RTA)。热退火是在氮 气氛中进行的，氮中含有氧浓度为1ppm或更低，最好是0.1ppm，温 度为400-700℃，典型为500-600℃。在此实施方案中，在550℃的 温度下对衬底进行热处理4个小时。但若使用抗热性差的塑料衬底作 为衬底900，则激光退火较好。\n激活步骤之后，气氛被改变为包含3-100％的氢气，并在300-450 ℃下进行热处理1-12小时，从而使半导体层氢化。氢化步骤是为了 用热激发的氢来终止半导体层中所含的浓度为1016-1018原子/cm3的 悬挂键。也可以使用等离子体氢化方法(使用等离子体激发的氢)。 无论在哪种情况下，半导体层902-905中的缺陷密度都如所希望的那 样被降低到1016原子/cm3或更低，而为了将密度降低到这一水平，提 供了大约0.01-0.1原子百分比的氢。\n接着，由有机绝缘材料制作平均厚度为1.0-2.0μm的第二层间绝 缘膜939。可以使用诸如聚酰亚胺、丙烯酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺酰 胺、BCB(苯并环丁烯)之类的有机树脂材料。例如，若采用涂敷到 衬底之后热聚合这种类型的聚酰亚胺，则利用在300℃洁净炉子中燃 烧衬底的方法来形成此膜。若采用丙烯酸酯，则选择双包型。在主要 成分与固化剂混合之后，用甩涂机将树脂涂敷到衬底的整个表面，然 后在80℃的热板上预热衬底60秒钟，在洁净炉子中于250℃下燃烧 60分钟，从而形成绝缘膜。\n当这样从有机绝缘材料制作第二层间绝缘膜939时，能够满意地 匀平表面。由于有机树脂材料通常具有低的介电常数，故还能够减小 寄生电容。然而，有机树脂材料是吸湿的，因此，如在此实施方案中 那样，最好是将有机树脂膜与制作成第一层间绝缘膜937的氧化硅 膜，或氨氧化硅膜，或氮化硅膜组合起来。\n然后，制作具有给定图形的抗蚀剂掩模，并制作达及作为各个半 导体层中的源区与漏区的杂质区的各个接触孔。这些接触孔是用干法 腐蚀方法形成的。在这种情况下，首先用作为腐蚀气体的由CF4、O2 和He组成的混合气体来腐蚀由有机树脂材料组成的第二层间绝缘膜 939。然后，腐蚀气体被改变为CF4、O2，以便腐蚀第一层间绝缘膜937。 腐蚀气体被进一步转换成CHF3，以便提高相对于半导体层的选择比， 并腐蚀栅绝缘膜906以形成接触孔。\n然后，利用溅射或真空蒸发方法，制作为导电金属膜的布线层 940。在布线层940上，由提高腐蚀过程中相对于布线层和腐蚀剂的 选择比的材料制作分隔层941。分隔层941可以由诸如氮化物膜和氧 化物膜之类的无机材料或诸如聚酰亚胺、聚酰胺、BCB(苯并环丁烯) 之类的有机材料来制作。\n利用掩模，对分隔层941进行图形化，然后腐蚀以形成源布线 942-945、漏布线946-948、以及分隔部分942b-948b。在此说明书 中，由分隔层和布线组成的结构被称为分隔壁。虽然图中未示出，但 此实施方案中的布线是由厚度为50nm的Ti膜与厚度为500nm的合金 膜(Al和Ti组成的合金膜)组成的。\n接着，在其上制作厚度为80-120nm的透明导电膜，并对其进行 图形化以形成象素电极949(图9B)。在此实施方案中，氧化铟锡 (ITO)膜或借助于在氧化铟中混合2-20％的氧化锌(ZnO)而得到的 透明导电膜，被用作透明电极。\n象素电极949与电连接到漏布线946a的接触布线923重叠并相 接触。这样就形成了象素电极949与电流控制TFT 963的漏区之间 的电连接。\n接着，如图9B所示，利用蒸发方法制作有机化合物层950、阴 极951和钝化膜952。在制作有机化合物层950之前，最好对象素电 极947进行热处理，以便完全清除潮气。在此实施方案中，有机发光 元件的阴极是MgAg电极。但其它已知的材料也可以用于阴极。\n除了发光层之外，有机化合物层950还具有多个层，例如空穴注 入层、空穴输运层、电子输运层、电子注入层、以及缓冲层的组合。 下面将对此实施方案使用的有机化合物层的结构进行详细的描述。\n在此实施方案中，酞青铜被用于空穴注入层，而αNPD被用于空 穴输运层，这些层都用蒸发方法制作。用协同蒸发方法，在空穴注入 层与空穴输运层之间的界面处形成由酞青铜与αNPD组成的混合层。 此处形成的混合层希望具有浓度梯度。\n接着制作发光层。在此实施方案中，发光层由不同的材料制作， 以便形成发光颜色不同的各个有机化合物层。此实施方案中制作的有 机化合物层分别发射红光、绿光和蓝光。\n发射红光的发光层由掺DCM的Alq3制作。但也可以采用掺Eu的 络合物(1，10-菲咯啉)-三(1，3-二苯基丙烷-1，3-dionato)铕(■) (Eu(DBM)3(Phen))的N，N’-二水杨酸亚基-1，6-hexanediaminato) 锌(■)(Zn(salhn))。也可采用其它已知材料。\n发射绿光的发光层用协同蒸发方法，由CBP和Ir(ppy)3制作。 此时最好由BCP制作空穴阻挡层。也可以使用喹啉铝络合物(Alq3) 和苯并喹啉醇铍(BeBq)。可以用香豆素6、喹吖啶等作为掺杂剂， 由喹啉铝络合物(Alq3)制作此层。也可以使用其它已知的材料。\n发射蓝光的发光层可以由distylyl衍生物DPVBi、以甲亚胺化 合物作为配合基的锌络合物N，N’-二水杨酸亚基-1，6- hexanediaminato)锌(■)(Zn(salhn))、或掺二萘嵌苯的4，4’-二 (2，2-联苯-乙烯基)-联苯(DPVBi)。也可以使用其它已知的材料。\n在此实施方案中，利用以前制作空穴输运层的材料αNPD以及上 述发光层各个材料的协同蒸发，在空穴输运层与发光层之间的界面处 形成混合层。希望此处制作的混合层具有浓度梯度。\n在制作混合层之后，制作电子输运层。1，3，4-噁二唑衍生物、 1，2，4-三唑衍生物(例如TAZ)等能够被用于电子输运层。在此实施 方案中，用蒸发方法将1，2，4-三唑衍生物(TAZ)制作成厚度为30- 60nm。\n利用协同蒸发方法，由发光层的上述材料和1.2.4-三唑衍生物 (TAZ)，在发光层与电子输运层之间的界面处形成另一个混合层。 希望此处形成的混合层具有浓度梯度。\n通过上述各个步骤，完成了具有混合层位于界面处的叠层结构的 有机化合物层。在此实施方案中，有机化合物层950的厚度(包括层 叠的有机化合物层和混合层)为10-400nm(典型为60-150nm)，而 阴极951的厚度为80-200nm(典型为100-150nm)。\n在制作有机化合物层之后，用蒸发方法制作有机发光元件的阴 极。在此实施方案中，MgAg被用于构成有机发光元件阴极的导电膜。 但也可以使用Al:Li合金膜(由铝和锂组成的合金膜)以及借助于协 同蒸发铝和周期表1族或2族元素而得到的膜。在制作阴极951之 后，制作钝化膜952。借助于提供钝化膜952，能够保护有机化合物 层950和阴极951免受潮气和氧的影响。在此实施方案中，厚度为 300nm的氮化硅膜被制作为钝化膜952。钝化膜952可以在制作阴极 951之后连续地制作而不使衬底暴露于空气。\n这样完成的是具有图9C所示结构的发光器件。象素电极949、 有机化合物层950、阴极951重叠的部分954对应于有机发光元件。\nP沟道TFT 960和n沟道TFT 961是驱动电路的TFT，并构成一 个CMOS。开关TFT 962和电流控制TFT 963是象素部分的TFT。驱 动电路的各个TFT与象素部分的各个TFT可以被制作在同一个衬底 上。\n在采用有机发光元件的发光器件的情况下，其驱动电路可以用电 压为5-6V，最高为10V的电源来工作。因此，热电子造成的TFT退 化不是严重问题。由于驱动电路需要高速工作，故较小的栅电容对 TFT较好。因此，在如本实施方案那样采用有机发光元件的发光器件 的驱动电路中，TFT的半导体层的第二杂质区929和第四杂质区933b 最好分别不重叠栅电极918和栅电极919。\n如图9C所示，这样就制作了具有形成在衬底上的有机发光元件 的发光平板。\n在制作发光平板之后，平板被密封，并通过FPC被电连接到外部 电源，从而完成本发明的发光器件。\n此实施方案中的结构可以与实施方案1-3中的任何一种元件结 构进行组合。\n[实施方案5]\n此实施方案详细描述了完成发光平板的方法，此发光平板作为发 光器件已经通过实施方案4中直到图9C的步骤而结束制造。此描述 将参照图10A和10B来进行。\n图10A是俯视图，示出了已经完成到密封步骤的有机发光元件。 图10B是沿图10A中A-A’线的剖面图。被虚线包围并由1001、1002 和1003表示的分别是源侧驱动电路、象素部分、和栅侧驱动电路。 1004表示覆盖元件，而1005表示密封元件。间隔1007被提供在密 封元件1005内。\n1008是布线，用来将输入信号送到源侧驱动电路1001和栅侧驱 动电路1003。布线1008从作为外部输入端的FPC(柔性印刷电路) 接收视频信号和时钟信号。虽然此处单独示出了FPC，印刷布线板是 与FPC相连的。在此说明书中，术语发光器件不仅包括具有与发光平 板相连的FPC或PWB的发光模块，而且包括具有IC的发光模块。\n接着，参照图10B来描述剖面图。在衬底1000上制作象素部分 1002和栅侧驱动电路1003。象素部分1002由多个象素组成，每个象 素包括电流控制TFT 1011和电连接到TFT的漏的透明电极1012。栅 侧驱动电路1003由CMOS电路构成(见图9C)，n沟道TFT 1013和 p沟道TFT 1014被组合在CMOS中。\n透明电极1012起有机发光元件的阳极的作用。层间绝缘膜1006 被制作在透明电极1012的各侧。在透明电极1012上，制作有机化合 物层1016和有机发光元件的阴极1017。\n阴极1017还用作多个象素的公共布线，并通过连接布线1009被 电连接到FPC 1010。包括在象素部分1002中的所有元件以及栅侧驱 动电路1003，都被钝化膜1018覆盖。\n覆盖元件1004被密封元件1005键合。可以提供由树脂膜组成的 间隔，以便确保覆盖元件1004与有机发光元件之间的距离。气密性 间隔被提供在密封元件1005内部，并充以氮气和氩气之类的惰性气 体。在这一气密性间隔中放置典型为氧化钡的吸气剂也是有效的。\n覆盖元件可以是玻璃、陶瓷、塑料、或金属。但当向着覆盖元件 侧发射光时，覆盖元件的材料必须是透光的。可以用作覆盖元件的塑 料包括FRP(玻璃纤维加固的塑料)、PVF(聚乙烯氟化物)、Mylar、 聚酯、和丙烯酸酯。\n借助于用覆盖元件和密封元件以上述方式密封发光平板，有机发 光元件被完全隔绝于外界，诸如潮气和氧之类的借助于氧化而加速有 机化合物层退化的外部物质被防止进入元件。因而能够得到高可靠性 的发光器件。\n此实施方案中的结构能够与实施方案1-4中的任何一种结构自 由组合。\n[实施方案6]\n此实施方案示出了一个具体例子，其中图17所示的有机发光元 件的第一混合区1708和第二混合区1709具有浓度梯度。\n首先，用溅射方法将ITO制作成厚度为大约100nm，以便形成玻 璃衬底1701上的阳极1702。将具有阳极1702的玻璃衬底1701置于 图23A和23B所示的真空容器中。在此实施方案中，为了用蒸发方法 淀积4种材料(3种有机化合物和一种形成阴极的金属)，必须有4 个蒸发源。\n首先，以3/s的蒸发速率，制作厚度为30nm的仅仅由TAD的 螺旋二聚物(以下称为S-TAD)组成的空穴输运区1705。然后开始蒸 发发光材料DPVBi的螺旋二聚物(以下称为S-DPVBi)，并逐渐地提 高其蒸发速率。\n在开始蒸发S-DPVBi之后，立即逐渐地降低S-TAD的蒸发速率， 从而形成具有浓度梯度的第一混合区1708。第一混合区1708要具有 10nm的厚度。S-TAD和S-DPVBi的蒸发速率的改变速率被调节成使 当完成第一混合区的制作时，S-TAD结束蒸发而S-DPVBi的蒸发达到 3/s的速率。\n在制作厚度为20nm的由S-DPVBi组成的发光区1706之后，开始 蒸发电子输运材料Alq，其蒸发速率被逐渐地提高。在开始蒸发Alq 之后，立即逐渐地降低S-PDVBi的蒸发速率，从而形成具有浓度梯度 的第二混合区1709。第二混合区1709要具有10nm的厚度。S-DPVBi 和Alq的蒸发速率的改变速率被调节成使当完成第二混合区的制作 时，S-DPVBi结束蒸发而Alq的蒸发达到3/s的速率。\n然后仅仅继续Alq的蒸发，以便形成电子输运区1707。此区域 的厚度为30nm。最后，用蒸发方法淀积厚度约为150nm的Al:Li合 金作为阴极。这样完成的是用来发射来自S-DPVBi的蓝光的有机发光 元件。\n[实施方案7]\n此实施方案示出了图21B所述的有机发光元件的一个具体例 子。\n首先，用溅射方法将ITO制作成厚度为大约100nm，以便形成玻 璃衬底1701上的阳极1702。将具有阳极1702的玻璃衬底1701置于 图23A和23B所示的真空容器中。在此实施方案中，为了用蒸发方法 淀积5种材料(3种有机化合物和二种金属)，必须有5个蒸发源。\n首先，以3/s的蒸发速率，制作厚度为30nm的仅仅由α-NPD 组成的空穴输运区1705。在保持α-NPD的蒸发速率为3/s的情况 下，开始以3/s的蒸发速率蒸发发光材料Alq。换言之，用蒸发方 法制作含有1∶1比率的α-NPD和Alq的第一混合区1708。第一混合 区的厚度为10nm。\n在完成第一混合区1708时，α-NPD结束蒸发，但继续蒸发Alq， 以便形成发光区1706。发光区的厚度为20nm。进一步继续蒸发Alq， 开始以3/s的蒸发速率蒸发电子输运材料Bphen。换言之，用协同 蒸发方法制作含有1∶1比率的Alq和BPhen的第二混合区1709。第 二混合区的厚度为10nm。\n在完成第二混合区1709时，Alq结束蒸发，但继续蒸发BPhen， 以便形成厚度为30nm的电子输运区1707。进一步继续蒸发Bphen， 加入大约1％重量比的Li，以便形成电子注入区1711。电子注入区的 厚度为10nm。\n最后，用蒸发方法淀积厚度约为150nm的Al:Li合金作为阴极。 这样完成的是用来发射来自Alq的绿光的有机发光元件。\n[实施方案8]\n此实施方案示出了图22所述的有机发光元件的一个具体例子。\n首先，用溅射方法将ITO制作成厚度为大约100nm，以便形成玻 璃衬底11001上的阳极11002。将具有阳极11002的玻璃衬底11001 置于图23A和23B所示的真空容器中。在此实施方案中，为了用蒸发 方法淀积7种材料(5种有机化合物和二种金属)，必须有7个蒸发 源。\n首先，用蒸发方法淀积厚度为20nm的CuPC作为空穴注入材料， 从而形成空穴注入区11010。当CuPC膜达到20nm时，结束蒸发CuPC， 不间断地开始以3/s的蒸发速率蒸发空穴输运材料α-NPD。如上所 述，不允许间断的理由是必须避免形成杂质层。\n在仅仅由α-NPD组成的空穴输运区11005被制作成厚度为20nm 之后，在保持α-NPD的蒸发速率为3/s的情况下，开始以3/s的 蒸发速率蒸发与发光材料有关的母体材料。换言之，用协同蒸发方法 制作含有1∶1比率的α-NPD和Alq的第一混合区11008。第一混合区 的厚度为10nm。\n在完成第一混合区11008时，α-NPD结束蒸发，但继续蒸发Alq， 以便形成发光区11006。发光区的厚度为20nm。此时，用1％重量比 的作为发光材料11012的荧光颜料DCM，对发光区11006进行掺杂。\n在完成发光区11006时，DCM结束蒸发，但进一步继续蒸发Alq。 同时，开始以3/s的蒸发速率蒸发电子输运材料Bphen。换言之， 用协同蒸发方法制作含有1∶1比率的Alq和BPhen的第二混合区 11009。第二混合区的厚度为10nm。\n在完成第二混合区11009时，Alq结束蒸发，但继续蒸发BPhen， 以便形成厚度为30nm的电子输运区11007。进一步继续蒸发BPhen， 加入大约1％重量比的Li，以便形成电子注入区11011。电子注入区 的厚度为10nm。\n最后，用蒸发方法淀积厚度约为150nm的Al:Li合金作为阴极。 这样完成的是用来发射来自DCM的红光的有机发光元件。\n[实施方案9]\n此实施方案示出了一个具体例子，其中三重态发光材料被用作图 22所述有机发光元件的发光材料11012。\n首先，用溅射方法将ITO淀积成厚度约为100nm，以便在玻璃衬 底上形成ITO电极(阳极)。在玻璃衬底上，用甩涂方法将碘掺杂的 聚(3-己基)噻吩制作成厚度为20nm的膜作为空穴注入区。苯被用作 溶剂，而碘被溶解在同一个溶剂中用来掺杂。在制作此膜之后，用加 热的方法清除用作溶剂的碘。\n将这样用导电聚合物材料涂敷的具有ITO电极的衬底置于图23A 和23B所示的真空容器中。在此实施方案中，为了用蒸发方法淀积6 种材料(5种有机化合物和一种形成阴极的金属)，必须有6个蒸发 源。\n首先，以3/s的蒸发速率制作厚度为40nm的仅仅由α-NPD组 成的空穴注入区。然后，在保持α-NPD的蒸发速率为3/s的情况下， 开始以3/s的蒸发速率蒸发与发光材料有关的母体材料BAlq。换言 之，用协同蒸发方法制作含有1∶1比率的α-NPD和BAlq的第一混合 区11008。第一混合区11008的厚度为10nm。\n在完成第一混合区11008时，α-NPD结束蒸发，但继续蒸发 BAlq，以便形成发光区11006。发光区的厚度为20nm。此时，用5％ 重量比的作为发光材料11012的三重态发光材料Ir(ppy)3，对发光 区11006进行掺杂。\n在完成发光区11006时，Ir(ppy)3结束蒸发，但进一步继续蒸发 BAlq。同时，开始以3/s的蒸发速率蒸发电子输运材料Alq。换言 之，用协同蒸发方法制作含有1∶1比率的BAlq和Alq的第二混合区 11009。第二混合区11009的厚度为10nm。\n在完成第二混合区11009时，BAlq结束蒸发，但继续蒸发Alq， 以便形成厚度为30nm的电子输运区。然后，用蒸发方法淀积厚度为 2nm的Li(acac)作为电子注入区。\n最后，用蒸发方法淀积厚度约为150nm的Al作为阴极。这样完 成的是用来发射来自Ir(ppy)3的绿光的有机发光元件。\n[实施方案10]\n此实施方案描述一种发光器件，它包括根据本发明的有机发光元 件。图24A和24B是采用本发明的有机发光元件的有源矩阵发光器件 的剖面图。\n此处，薄膜晶体管(以下称为TFT)被用作有源元件，但有源元 件也可以是MOS晶体管。示为例子的TFT是一种顶部栅极TFT(具体 地说是平面TFT)，但也可以使用底部栅极TFT(典型是倒置TFT)。\n在图24A中，11201表示衬底。此处使用的衬底能够透过可见光， 使光从衬底侧被送到外部。具体地说，能够使用玻璃衬底、石英衬底、 晶体玻璃衬底、或塑料衬底(包括塑料膜)。衬底11201指的是衬底 加上制作在衬底表面上的绝缘膜。\n象素部分11211和驱动电路11212被提供在衬底11201上。首先 描述象素部分11211。\n象素部分11211是用来显示图象的区域。多个象素被置于衬底 上，且每个象素配备有用来控制有机发光元件中流动的电流的TFT 11202(以下称为电流控制TFT)、象素电极(阳极)11203、有机化 合物膜11204、以及阴极11205。虽然图24A仅仅示出了电流控制 TFT，但每个象素还具有用来控制施加到电流控制TFT的栅的电压的 TFT(以下称为开关TFT)。\n此处的电流控制TFT最好是p沟道TFT。虽然也可以采用n沟道 TFT，但若如图24A和24B所示，电流控制TFT被连接到有机发光元 件，则p沟道TFT作为电流控制TFT在降低电流消耗方面更为成功。 注意，开关TFT可以由n沟道TFT或p沟道TFT中的任何一种来形成。\n电流控制TFT 11202的漏被电连接到象素电极11203。在此实施 方案中，功函数为4.5-5.5eV的导电材料被用作象素电极11203，象 素电极11203因而起有机发光元件阳极的作用。透光的材料，典型是 氧化铟、氧化锡、氧化锌、或它们的化合物(例如ITO)，被用于象 素电极11203。在象素电极11203上制作有机化合物膜11204。\n阴极11205被提供在有机化合物膜11204上。阴极11205的材料 最好是功函数为2.5-3.5eV的导电材料。典型地说，阴极11205由含 有碱金属或碱土金属元素的导电膜，或含铝的导电膜，或借助于在上 述一种导电膜上层叠铝膜或银膜而得到的叠层而组成。\n用保护膜11206覆盖由象素电极11203、有机化合物膜11204和 阴极11205组成的层。保护膜11206被提供来保护有机发光元件免受 氧和潮气的影响。可用于保护膜11206的材料包括氮化硅、氮氧化 硅、氧化铝、氧化钽、和碳(具体地说是类金刚石碳)。\n接着描述驱动电路11212。驱动电路11212是用来控制待要送到 象素部分11211的信号(栅信号和数据信号)的定时的区域，并配备 有移位寄存器、缓冲器、锁存器、以及模拟开关(传送门)或电平移 位器。在图24A中，这些电路的基本单元是由n沟道TFT 11207和p 沟道TFT 11208组成的CMOS电路。\n已知的电路结构能够被用于移位寄存器、缓冲器、锁存器、和模 拟开关(传送门)或电平移位器。虽然象素部分11211和驱动电路 11212被提供在图24A和24B中的同一个衬底上，但IC或LSI可以 被电连接到衬底而不是将驱动电路11212置于衬底上。\n在图24A和24B中，象素电极(阳极)11203被电连接到电流控 制TFT11202，但也可以将阴极连接到电流控制TFT。在这种情况下， 象素电极由阴极11205的材料制作，而阴极由象素电极(阳极)11203 的材料制作。此时的电流控制TFT最好是n沟道TFT。\n图24A所示的发光器件用这样一种工艺制造，其中象素电极 11203的制作先于布线11209的制作。然而，这一工艺会使象素电极 11203的表面变粗糙。由于有机发光元件是电流驱动型元件，故象素 电极11203的变粗糙了的表面可能使其特性退化。\n因此在制作布线11209之后，制作象素电极11203，以便获得图 24B所示的发光器件。在这种情况下，比之图24A的结构，能够改善 从象素电极11203的电流注入。\n在图24A和24B中，正锥形堤坝结构11210将位于象素部分11211 中的各个象素彼此分隔开。若这一堤坝结构是反锥形的，则能够避免 堤坝结构与象素电极之间发生接触。图25示出了其例子。\n在图25中，布线还用作分隔部分，形成布线和分隔部分11310。 借助于层叠构成布线的金属和腐蚀速率低于此金属的材料(例如金属 氮化物)，然后腐蚀此叠层，得到了图25所示的布线与分隔部分11310 的形状(亦即一种具有屋檐的结构)。这一形状能够防止阴极11305 与象素电极11303或布线之间的短路。与通常的有源矩阵不同，象素 上的阴极11305在图25的器件中成条形(相似于无源矩阵器件中的 阴极)。\n图26A示出了一个例子，其中当导电聚合物材料被用于空穴注入 区并被引入到有源矩阵发光器件时实施了一种电极结构。图26A示出 了其剖面图。图26B示出了各个象素中的电极结构的俯视图。根据所 示的结构，各个象素11413中的阳极不制作在整个表面上，而是成条 形，并在条形电极11403的各个条之间形成缝隙。\n当有机化合物膜被直接制作在这一结构上时，没有光从不存在电 极的缝隙发射。然而，若如图26A所示放置一个由导电聚合物11414 组成的涂层，则象素的整个表面发光。换言之，导电聚合物11414 形成一个空穴注入区并同时用作电极。\n图26A和26B那样的发光器件的优点是不必使用透明材料作为阳 极11403。若缝隙的孔径比为80-90％，则能够取出足够量的发射光。 而且，导电聚合物11414形成一个平坦的表面，因而均匀的电场被施 加到有机化合物膜，从而减小了击穿的危险。\n图27A和27B示出了图24B所示有源矩阵发光器件的外部。图 27A是其俯视图，而图27B是沿图27A的P-P’线的剖面图。图24A和 24B中的符号被用于图27A和27B中。\n在图27A中，11501表示象素部分，11502表示栅信号侧驱动电 路，而11503表示数据信号侧驱动电路。待要送到栅信号侧驱动电路 11502和数据信号侧驱动电路的信号，通过输入布线11504，从TAB (带自动键合)带11505被输入。虽然图中未示出，但可以用借助于 提供具有IC(集成电路)的TAB带而得到的TCP(带载体封装件)来 取代TAB带11505。\n11506所示的是提供在图24B所示发光器件上部并与树脂构成的 密封元件11507键合的覆盖元件。此覆盖元件11506可以是任何材 料，只要不透氧和水即可。在此实施方案中，如图27B所示，覆盖元 件11506由塑料元件11506a以及分别制作在塑料元件11506a的正 面和反面上的碳膜(具体地说是类金刚石碳膜)11506b和11506c组 成。\n如图27B所示，密封元件11507被树脂制成的密封元件11508 覆盖，致使有机发光元件被完全密封在气密性空间11509中。此气密 性空间11509被惰性气体(典型的是氮气或稀有气体)、树脂、或惰 性液体(例如液态碳氟化合物，其典型例子是全氟烷)。将吸气剂或 去氧剂放置到此空间中也是有效的。\n可以在此实施方案所示的发光器件的显示面(其上显示观看者待 要观察的图象的面)上提供偏振片。此偏振片具有降低来自外部的入 射光的反射的作用，从而防止显示面显示出观察者的反射影象。通常 使用圆形偏振片。但偏振片最好借助于调整折射率而具有内反射较小 的结构，以便防止有机化合物膜发射的光在偏振片处被反射并反向行 进。\n根据本发明的任何一种有机发光元件，都能够被用作包括在此实 施方案的发光器件中的有机发光元件。\n[实施方案11]\n此实施方案示出了一种有源矩阵发光器件作为包括根据本发明 的有机发光元件的发光器件的例子。与实施方案5不同，在此实施方 案的发光器件中，光从其上制作有源元件的衬底反侧取出(以下称为 向上发射)。图28是其剖面图。\n此处用薄膜晶体管(以下称为TFT)作为有源元件，但有源元件 也可以是MOS晶体管。示作例子的TFT是顶部栅极TFT(具体地说是 平面TFT)，但也可以采用底部栅极TFT(典型地说是倒置TFT)。\n此实施方案的衬底11601、制作在象素部分的电流控制TFT 11602、以及驱动电路11612，具有与实施方案5相同的结构。\n连接到电流控制TFT 11602的漏的第一电极11603被用作此实施 方案中的阳极，因而最好由功函数大的导电材料制作。此导电材料的 典型例子包括诸如镍、钯、钨、金、和银之类的金属。在此实施方案 中，第一电极11603最好不透光。用反光强的材料来制作此电极更 好。\n在第一电极11603上制作有机化合物膜11604。提供在有机化合 物膜11604上的是作为此实施方案中的阴极的第二电极11605。因 此，第二电极11605的材料最好是功函数为2.5-3.5eV的导电材料。 典型地说，最好是含有碱金属或碱土金属元素的导电膜，或含有铝的 导电膜，或借助于在上述一种导电膜上层叠铝膜或银膜而得到的叠 层。但第二电极11605的材料要透光是必不可少的。因此，当用于第 二电极时，最好将金属制作成厚度约为20nm的非常薄的膜。\n用保护膜11606覆盖由第一电极11603、有机化合物膜11604和 第二电极11605组成的层。保护膜11606被提供来保护有机发光元件 免受氧和潮气的影响。在此实施方案中，任何材料都可用于保护膜， 只要透光即可。\n第一电极(阳极)11603被电连接到图28中的电流控制TFT 11602，但也可以将阴极连接到电流控制TFT。此时，第一电极由阴 极材料制作，而第二电极由阳极材料制作。此时，电流控制TFT最好 是n沟道TFT。\n11607所示的是与由树脂构成的密封元件11608键合的覆盖元 件。此覆盖元件11607可以是任何材料，只要透光但不透氧和水即 可。在此实施方案中采用玻璃。气密性空间11609被惰性气体(典型 的是氮气或稀有气体)、树脂、或惰性液体(例如液态碳氟化合物， 其典型例子是全氟烷)填充。也可以将吸气剂或去氧剂放置到此空间 中。\n待要送到栅信号侧驱动电路和数据信号侧驱动电路的信号，通过 输入布线11613，从TAB(带自动键合)带11614被输入。虽然图中 未示出，但可以用借助于提供具有IC(集成电路)的TAB带而得到 的TCP(带载体封装件)来取代TAB带11614。\n可以在此实施方案所示的发光器件的显示面(其上显示观看者待 要观察的图象的面)上提供偏振片。此偏振片具有降低来自外部的入 射光的反射的作用，从而防止显示面显示出观察者的反射影象。通常 使用圆形偏振片。但偏振片最好借助于调整折射率而具有内反射较小 的结构，以便防止有机化合物膜发射的光在偏振片处被反射并反向行 进。\n根据本发明的任何一种有机发光元件，都能够被用作包括在此实 施方案的发光器件中的有机发光元件。\n[实施方案12]\n此实施方案描述将本发明应用到无源(简单矩阵)发光器件的情 况。参照图11来进行描述。在图11中，1301表示玻璃衬底，而1302 表示由透明导电膜制作的阳极。在此实施方案中，透明导电膜是用蒸 发方法淀积的氧化铟和氧化锌的化合物。虽然图11中未示出，但沿 垂直于图面的方向安排了多个阳极条，以形成条形图形。\n制作堤坝(1303a和1303b)，以便填充安排形成条形图形的各 个阳极1302之间的间隙。堤坝(1303a和1303b)在垂直于图面的方 向沿阳极1302制作。\n接着制作具有叠层结构的有机化合物层。在此实施方案中，首先 用蒸发方法淀积厚度为30-50nm的酞青铜作为第一有机化合物层 1304。\n然后用蒸发方法淀积厚度为30-60nm的α-NPD作为第二有机化 合物层1305。\n再制作第三有机化合物层1306。为了形成此实施方案的第三有 机化合物层，分别制作发射红光的象素1306a、发射绿光的象素 1306b、以及发射蓝光的象素1306c。\n首先制作发射红光的象素1306a。借助于通过用金属掩模协同蒸 发Alq3和DCM，形成厚度为30-60nm的膜，从而得到发射红光的象素 1306a。\n接着制作发射绿光的象素1306b。借助于通过用金属掩模蒸发 Alq3，形成厚度为30-60nm的膜，从而得到发射绿光的象素1306b。\n接着制作发射蓝光的象素1306c。借助于通过用金属掩模蒸发 BCP，形成厚度为30-60nm的膜，从而得到发射蓝光的象素1306c。 此时可以将Alq3膜层叠在BCP膜上。\n在此实施方案中，也在各个有机层之间形成混合层。具体地说， 第一混合层被形成在第一有机化合物层与第二有机化合物层之间的 界面处，而第二混合层被形成在第二有机化合物层与第三有机化合物 层之间的界面处。可以用各个实施方案模式所示的方法来形成混合 层。\n通过上述各个步骤得到了发射不同颜色的光的有机发光元件。由 于这些有机化合物层是沿堤坝(1303a和1303b)确定的沟槽制作的， 故各个层被排列形成沿垂直于图面方向的条形图形。\n然后，虽然未示出，但安排了多个阴极条1307，其方向平行于 图面纵向，以便形成与阳极1302相交成直角的条形图形。此实施方 案中的阴极1307是用蒸发方法由MgAg制作的。虽然未示出，但布线 从阴极1307被引出至达及稍后固定FPC的部分，使给定的电压被施 加到阴极。\n在制作阴极1307之后，可以制作氮化硅膜作为钝化膜(未示 出)。\n以上述方式在衬底1301上制作了有机发光元件。在此实施方案 中，下电极用作透光的阳极，因此，有机化合物层产生的光向下(向 着衬底1301)发射。然而，有机发光元件可以具有相反的结构，下 电极可以用作遮光的阴极。在这种情况下，有机化合物层产生的光向 上(向着与衬底1301的反侧)发射。\n接着，制备陶瓷衬底作为覆盖元件1308。在此实施方案的结构 中，覆盖元件不必透光，因而采用陶瓷衬底。当有机发光元件具有上 述的相反的结构时，覆盖元件最好是透光的，因而采用塑料或玻璃衬 底。\n用可紫外固化的树脂形成的密封元件1310来键合这样制备的覆 盖元件1308。气密性空间1309被提供在密封元件1310内部，并充 以氮气和氩气之类的惰性气体。也可以将吸气剂，典型地说是氧化钡 置于气密性空间1309中。最后，固定各向异性膜(FPC)1311，从而 完成无源发光器件。\n借助于自由组合本发明公开的有机发光元件的任何一种结构，能 够实施此实施方案。\n[实施方案13]\n此实施方案示出了一种无源矩阵发光器件，作为包括本发明公开 的有机发光元件的发光器件的例子。图29A是其俯视图，而图29B 是沿图29A中的P-P’线的剖面图。\n在图29A中，11701表示的是衬底，此处由塑料材料组成。能够 使用的塑料材料是聚酰亚胺、聚酰胺、丙烯酸树脂、环氧树脂、PES (聚乙烯sulfile)、PC(聚碳酸酯)、PET(聚苯二甲酸乙二醇酯)、 或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)组成的片或膜。\n11702表示由导电氧化物膜组成的扫描线(阳极)。在此实施方 案中，此导电氧化物膜是借助于用氧化镓对氧化锌进行掺杂而获得 的。11703表示数据线(阴极)，在此实施方案中由金属膜、铋膜组 成。11704表示由丙烯酸树脂组成的堤坝。这些堤坝起分隔壁的作 用，使各个数据线11703彼此分隔开。扫描线11702和数据线11703 分别形成条形图形，且这些图形以直角彼此交叉。虽然图29A中未示 出，但有机化合物膜被夹在扫描线11702与数据线11703之间，交叉 的部分11705用作象素。\n扫描线11702与数据线11703通过TAB带11707被连接到外部驱 动电路。11708表示包括大量扫描线11702的一组布线。11709表示 包括大量连接到数据线11703的连接布线11706的一组布线。虽然未 示出，但可以用借助于提供具有IC的TAP带而得到的TCP来代替TAB 带11707。\n在图29B中，11710表示密封元件，而11711表示用密封元件 11710键合到塑料元件11701的覆盖元件。可光固化的树脂能够被用 作密封元件11710。密封元件的优选材料是能够少量漏气和吸收少量 潮气的材料。覆盖元件最好由与衬底11701相同的材料制成，可以使 用玻璃(包括石英玻璃)或塑料。此处用塑料材料作覆盖元件。\n图29C是象素区11712的结构的放大图。11713表示有机化合物 膜。堤坝11704的下层比上层窄，因此，堤坝能够将各个数据线11703 物理上彼此分隔开。密封元件11710环绕的象素部分11714，被树脂 制成的密封元件11715隔绝于外界空气。于是防止了有机化合物膜的 退化。\n在根据本发明如上构成的发光器件中，象素部分11714由扫描线 11702、数据线11703、堤坝11704、以及有机化合物膜11713组成。 因此，能够用非常简单的工艺来制造发光器件。\n可以在此实施方案所示的发光器件的显示面(其上显示观看者待 要观察的图象的面)上提供偏振片。此偏振片具有降低来自外部的入 射光的反射的作用，从而防止显示面显示出观察者的反射影象。通常 使用圆形偏振片。但偏振片最好借助于调整折射率而具有内反射较小 的结构，以便防止有机化合物膜发射的光在偏振片处被反射并反向行 进。\n根据本发明的任何一种有机发光元件，都能够被用作包括在此实 施方案的发光器件中的有机发光元件。\n[实施方案14]\n此实施方案示出了全色发光器件的例子。此实施方案中的全色发 光器件指的是能够用光的原色亦即红、绿、蓝来表现各种各样色彩的 器件。\n获得全色显示的大多数典型方法是用常规的遮挡掩模技术分别 制作发射红光的有机发光元件、发射绿光的有机发光元件、以及发射 蓝光的有机发光元件。为明了起见，如实施方案6-8所述那样的红、 绿、蓝有机发光元件被制作在如实施方案10、11和13所述那样的发 光器件的衬底上。\n获得全色显示的另一种方法是使用彩色滤光器。在此方法中，如 图30A所示，发射白光的有机发光元件被制作在具有彩色滤光器的衬 底上。在衬底上，彩色滤光器被图形化，并形成如实施方案10、11 和13所示的电路。图30B示出了根据本发明的白色发光元件的例子。\n还有可能用彩色转换方法来获得全色显示。在此方法中，发射蓝 光的有机发光元件被制作在具有彩色转换层的衬底上。彩色转换层是 由荧光颜料或吸收可见光而发射波长比吸收的可见光的波长更长的 光的材料组成的膜。在衬底上，彩色转换层被图形化，并形成如实施 方案10、11和13所示的电路。图31B示出了根据本发明的蓝光发光 元件的例子。\n除了这些典型的方法之外，若选择适当的材料，则利用光漂白的 彩色转换方法也能够被用于本发明。\n[实施方案15]\n此实施方案示出了将印刷布线板固定到实施方案13所示发光器 件以便将器件做成模块的例子。\n在图32A所示的模块中，TAB带12004被固定到衬底12001(此 处包括象素部分12002以及布线12003a和12003b)，而印刷布线板 12005通过TAB带12004被固定到衬底。\n图32B示出了印刷布线板12005的功能方框图。用作至少I/O 端口(输入或输出部分)12006和12009、数据信号侧驱动电路12007、 以及栅信号侧驱动电路12008的IC，被提供在印刷布线板12005中。\n在本说明书中，借助于如上所述将TAB带固定到其表面上制作有 象素部分的衬底以及借助于将用作驱动电路的印刷布线板通过TAB 带固定到衬底而构成的模块，被特别称为具有外部驱动电路的模块。\n本发明公开的任何一种有机发光元件，都能够被用作包括在此实 施方案的发光器件中的有机发光元件。\n[实施方案16]\n此实施方案示出了将印刷布线板固定到实施方案10、11、或13 所示发光器件以便将器件做成模块的例子。\n在图33A所示的模块中，TAB带12105被固定到衬底12102(此 处包括象素部分12102、数据信号侧驱动电路12103、栅信号侧驱动 电路12104、以及布线12103a和12104a)，而印刷布线板12106通 过TAB带12105被固定到衬底。图33B示出了印刷布线板12106的 功能方框图。\n如图33B所示，用作至少I/O端口12107和12110以及控制单元 12108的IC，被提供在印刷布线板12106中。此处提供了存储器单元 12109，但它不总是必须的。控制单元12108是具有控制驱动电路和 图象数据修正功能的部分。\n在本说明书中，借助于如上所述将用作控制器的印刷布线板固定 到其上制作有机发光元件的衬底而构成的模块，被特别称为具有外部 控制器的模块。\n本发明公开的任何一种有机发光元件，都能够被用作包括在此实 施方案的发光器件中的有机发光元件。\n[实施方案17]\n此实施方案示出了发光器件的例子，其中的有机发光元件根据数 字时间灰度显示被驱动。本发明的发光器件能够以数字时间灰度显示 方式提供均匀的图象，因而非常有用。\n图34A示出了采用有机发光元件的象素的电路结构。Tr表示晶 体管，而Cs表示存储电容器。在此电路中，当栅线被选择时，电流 从源线流入到Tr1中，而对应于信号的电压积累在Cs中。然后，Tr2 的被栅-源电压(Vgs)控制的电流流入到Tr2和有机发光元件。\n在Tr1被选择之后，Tr1被关闭以保持Cs的电压(Vgs)。因此， 电流继续流动，其电流量取决于Vgs。\n图34B示出了根据数字时间灰度显示来驱动此电路的示意图。在 数据时间灰度显示中，一帧被分成多个子帧。图34B示出了6位灰度， 其中一帧被分成6个子帧。在此情况下，各个子帧的发光周期比为 32∶16∶8∶4∶2∶1。\n图34C示意地示出了此实施方案中TFT衬底的驱动电路。栅驱动 器和源驱动器被提供在同一个衬底上。在此实施方案中，象素电路和 驱动器被设计成数字驱动。因此，TFT特性的起伏不影响器件，器件 从而能够显示均匀的图象。\n[实施方案18]\n由于是自发光器件，故比之液晶显示器件，采用有机发光元件的 发光器件在明亮处具有更好的可识别性和更宽广的视角。因此，这种 发光器件能够被用于各种各样电器的显示单元。\n作为采用根据本发明制造的发光器件的电器的例子，有摄象机、 数码相机、风镜式显示器(头戴显示器)、导航系统、声音重放装置 (诸如汽车音响和音响组成部分)、笔记本计算机、游戏机、便携信 息终端(诸如移动计算机、蜂窝电话、便携游戏机、和电子记事本)、 以及配备有记录媒质的放象设备(具体地说是诸如数字视频盘机 (DVD)之类的具有能够重放记录媒质中的数据以显示数据的图象的 显示器件的装置)。对于便携信息终端来说，由于其屏幕在观察时常 常被倾斜，故宽广的视角是特别重要的。因此，便携信息终端最好采 用用有机发光元件的发光器件。图12A-12H示出了这些电器的具体例 子。\n图12A示出了一种显示器件，它包含机壳2001、支座2002、显 示单元2003、扬声器单元2004、视频输入端子2005等。根据本发明 制造的发光器件可以用于显示单元2003。由于具有有机发光元件的 发光器件是自发光的，故此器件无需后照光，且显示单元能够制得比 液晶显示器更薄。此显示器件指的是用来显示信息的所有显示器件， 包括个人计算机、电视广播接收机以及广告的显示器。\n图12B示出了一种数码静止摄影机，它包含主体2101、显示单 元2102、图象接收单元2103、操作开关2104、外部连接端口2105、 快门2106等。根据本发明制造的发光器件可以用于显示单元2102。\n图12C是一种笔记本个人计算机，它包含主体2201、机壳2202、 显示部分2203、键盘2204、外部连接端口2205、鼠标2206等。根 据本发明制造的发光器件可以用于显示单元2203。\n图12D示出了一种移动计算机，包含主体2301、显示单元2302、 开关2303、操作键2304、红外端口2305等。根据本发明制造的发光 器件可用于显示单元2302。\n图12E示出了一种配备有记录媒质的便携式放象机(具体地说是 DVD放象机)，此装置包含主体2401、机壳2402、显示单元A 2403、 显示单元B 2404、记录媒质(DVD等)读出单元2405、操作键2406、 扬声器单元2407等。显示部分A 2403主要显示图象信息，而显示部 分B 2404主要显示文本信息。根据本发明制造的发光器件可以用于 显示单元A 2403和B 2404。配备有记录媒质的放象机还包括家用视 频游戏机。\n图12F示出了一种风镜式显示器(头戴显示器)，它包含主体 2501、显示单元2502、镜臂单元2503。根据本发明制造的发光器件 可以用于显示单元2502。\n图12G示出了一种录象机，包含主体2601、显示单元2602、机 壳2603、外部连接端口2604、遥控接收单元2605、图象接收单元 2606、电池2607、声音输入单元2608、操作键2609等。根据本发 明制造的发光器件可以用于显示单元2602。\n图12H示出了一种蜂窝电话，它包含主体2701、机壳2702、显 示单元2703、声音输入单元2704、声音输出单元2705、操作键2706、 外部连接端口2707、天线2708等。根据本发明制造的发光器件可以 用于显示单元2703。若显示单元2703在黑色背景上显示白色字，则 蜂窝电话消耗较少的功率。\n如果从有机材料发射的光的亮度将来得到提高，则借助于通过棱 镜等增强含有图象信息的输出光而投射光，发光器件能够被用于正面 或背面投影仪。\n这些电器目前显示着通过诸如互连网和CATV(有线电视)之类 的电子通信线路传送的频率越来越高的信息，特别是动画信息。由于 有机材料具有非常快的响应速度，故发光器件适合于动画显示。\n在发光器件中，发光部分消耗功率，因此，最好以要求较少的发 光部分的方式来显示信息。当在便携式信息终端，特别是主要显示文 本信息的蜂窝电话和声音重放装置的显示单元中使用发光器件时，最 好将器件驱动成没有发光部分形成背景，发光部分仅仅形成文本信 息。\n如上所述，根据本发明制造的发光器件的应用范围是如此之广， 以至于可应用于任何领域的电器。此实施方案的电器能够采用具有本 发明公开的有机发光器件的任何发光器件作为其显示单元。\n[实施方案19]\n上述各个实施方案中已经描述过的本发明的发光器件具有功耗 低和寿命长的优点。因此，包含这些发光器件作为其显示单元的电器 能够以低于常规电器的功耗而工作，且更耐用。特别是对于诸如便携 式设备的采用电池作为电源的电器，由于低功耗直接导致便利(电池 的持续更长)，这些优点是非常有用的。\n由于发光器件是自发光的，故无需液晶显示器中那样的后照光， 并具有厚度小于1微米的有机化合物膜。因此，发光器件能够做得薄 而轻。包括发光器件作为其显示单元的电器因而比常规电器更加薄而 轻。这也直接导致便利(在随处携带它们时轻而紧凑)，特别对于便 携式设备等其它电器，是非常有用的。而且，对于所有的电器，就运 输(能够大批量运输大量电器)和安装(节省空间)而言，薄(不占 体积)无疑是有用的。\n由于发光器件是自发光的，故发光器件的特征是具有比液晶显示 器更好的清晰度和宽广的视角。因此，包括发光器件作为其显示单元 的电器就观看显示容易而言也是有利的。\n总之，采用本发明的发光器件的电器除了具有常规有机发光元件 的优点亦即薄而轻以及高的清晰度之外，还具有功耗低和寿命长的新 特点，因而非常有用。\n此实施方案示出了包括本发明的发光器件作为显示单元的电器 的例子。图35A-36B示出了其具体例子。包括在此实施方案的电器中 的有机发光元件可以是根据本发明的任何元件。包括在此实施方案的 电器中的发光器件可以具有图24A-34C所述的任何结构。\n图35A示出了一种采用有机发光元件的显示器件，此显示器包含 机壳12301a、支座12302a、和显示单元12303a。采用本发明的发光 器件作为显示单元12303a，此显示器可以薄而轻，而且耐用。因此， 简化了运输，节省了安装空间，而且寿命长。\n图35B是摄象机，它包含主体12301b、显示单元12302b、声音 输入单元12303b、操作开关12304b、电池12305b、以及图象接收单 元12306b。利用本发明的发光器件作为显示单元12302b，此摄象机 能够薄而轻，且消耗较少的功率。因此，降低了电池消耗且携带摄象 机更方便。\n图35C示出了一种数码相机，它包含主体12301c、显示单元 12302c、目镜单元12303c、以及操作开关12304c。利用本发明的发 光器件作为显示单元12302c，此数码相机能够薄而轻，且消耗较少 的功率。因此，降低了电池消耗且携带数码相机更方便。\n图35D示出了一种配备有记录媒质的放象机。此装置包含主体 12301d、记录媒质(诸如CD、LD、或DVD)12302d、操作开关12303d、 显示单元(A)12304d、显示单元(B)12305d。显示单元(A)12304d 主要显示图象信息，而显示单元(B)12305d主要显示文本信息。利 用本发明的发光器件作为显示单元(A)12304d和显示单元(B) 12305d，此放象机消耗较少的功率，并能够薄而轻，以及耐用。配备 有记录媒质的放象机还包括CD机和游戏机。\n图35E示出了一种(便携式)移动计算机，包含主体12301e、 显示单元12302e、图象接收单元12303e、开关12304e、以及存储器 插口12305e。利用本发明的发光器件作为显示单元12302e，此便携 式计算机能够薄而轻，且消耗较少的功率。因此，降低了电池消耗且 携带此计算机更方便。此便携式计算机能够将信息存储在快速存储器 中或借助于集成非易失存储器而得到的记录媒质中，并能够重现存储 的信息。\n图35F是一种个人计算机，它包含主体12301f、机壳12302f、 显示单元12303f、以及键盘12304f。利用本发明的发光器件作为显 示单元12303f，此个人计算机能够薄而轻，且消耗较少的功率。就 电池消耗以及重量轻而言，此发光器件是一个很大的优点，特别对于 随处携带的笔记本个人计算机或其它个人计算机更是如此。\n这些电器目前显示着通过诸如互联网的电子通信和诸如无线电 波的无线通信传送的频率越来越高的信息，特别是动画信息。由于有 机材料具有非常快的响应速度，故此发光器件适合于动画显示。\n图36A示出了一种蜂窝电话，它包含主体12401a、声音输出单 元12402a、声音输入单元12403a、显示单元12404a、操作开关 12405a、以及天线12406a。利用本发明的发光器件作为显示单元 12404a，此蜂窝电话能够薄而轻，且消耗较少的功率。因此，降低 了电池消耗，携带此蜂窝电话方便，且主体紧凑。\n图36B示出了音响(具体地说是汽车音响)设备，它包含主体 12401b、显示单元12402b、操作开关12403b和12404b。利用本发 明的发光器件作为显示单元12402b，此音响能够薄而轻，且消耗较 少的功率。虽然在此实施方案中以汽车音响作为例子，但此音响也可 以是家用音响。\n借助于提供具有光传感器作为探测周围亮度的装置的电器，可以 为图35A-36B所示的电器提供根据该电器被使用场所周围的亮度而 调制发射光的亮度的功能。若发射光的亮度对周围亮度的反差比为 100-150，则用户能够识别图象或文本信息而不遇到困难。利用这一 功能，当周围明亮时，为了更好观看，可以提高图象的亮度，而当周 围黑暗时，可以降低图象的亮度以减少功耗。\n采用本发明的发光器件作为光源的各种各样的电器也是薄而轻 的，并能够在消耗较少功率的情况下工作，使之成为非常有用的电 器。诸如后照光或前照光的液晶显示器的光源，或照明装置的光源， 是本发明的发光器件作为光源的典型应用。\n当液晶显示器被用作根据此实施方案的图35A-36B的电器的显 示单元时，若这些液晶显示器采用本发明的发光器件作为后照光或前 照光，则此电器能够薄而轻，且消耗较少的功率。\n[实施方案20]\n在此实施方案中，描述了有源矩阵型恒流驱动电路的例子，借助 于在本发明的有机发光元件中流过恒定的电流而驱动此电路。图37 示出了其电路结构。\n图37所示的象素1810具有信号线Si、第一扫描线Gj、第二扫 描线Pj、以及电源线Vi。此外，象素1810具有Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、 混合结型有机发光元件1811、以及保持电容器1812。\nTr3和Tr4的栅都被连接到第一扫描线Gj。至于Tr3的源和漏， 一个被连接到信号线Si，另一个被连接到Tr2的源。而且，Tr4的源 和漏，一个被连接到Tr2的源，另一个被连接到Tr1的栅。于是，T3 的源和漏中的任何一个以及Tr4的源和漏中的任何一个被彼此连 接。\nTr1的源被连接到电源线Vi，漏被连接到Tr2的源。Tr2的栅被 连接到第二扫描线Pj。而且，Tr2的漏被连接到有机发光元件1811 中的象素电极。有机发光元件1811具有象素电极、反电极、以及提 供在象素电极与反电极之间的有机发光层。有机发光元件1811的反 电极被提供在发光平板外部的电源施加恒定的电压。\nTr3和Tr4可以采用n沟道TFT和p沟道TFT二者。但Tr3和Tr4 的极性是相同的。而且Tr1可以采用n沟道TFT和p沟道TFT二者。 Tr2可以采用n沟道TFT和p沟道TFT二者。关于极性，在发光电极 的象素电极和反电极的情况下，一个是阳极，另一个是阴极。在Tr2 是n沟道TFT的情况下，最好用阴极作为象素电极，而阳极作为反电 极。\n保持电容器1812被制作在Tr1的栅与源之间。保持电容器1812 被用来更确定地保持Tr1的栅与源之间的电压(VGS)。但这不总是必 须提供的。\n在图37所示的象素中，馈送到信号线Si的电流在信号线驱动电 路的电流源处被控制。\n利用上述电路结构，能够实现恒流驱动，藉此，借助于使恒定的 电流在有机发光元件中流动，能够保持亮度。具有本发明的混合区的 有机发光元件，具有比现有技术有机发光元件更长的寿命。由于借助 于实现上述恒流驱动能够实现更长的寿命，故这种有机发光元件是有 效的。\n如上所述，借助于在具有叠层结构的有机化合物层中各有机层之 间的各界面中放入由构成一有机层的有机化合物和构成另一有机层 的有机化合物组成的混合层，能够降低上述各有机层之间界面处的能 量势垒。这改善了载流子在各个有机层之间的注入，因而能够获得驱 动电压低且元件寿命长的有机发光元件。\n而且，借助于实施本发明，能够获得功耗更小而寿命更长的发光 器件。而且，采用这种发光器件作为光源或显示单元，得到了功耗更 小且更耐用的电器(且若用此发光器件作为光源，则可使电器明亮)。