[發明專利]有機發光元件和使用該元件的顯示設備

有效

• 申請號: 02118312.0
• 申請日: 2002-02-01
• 公開（公告）號: CN1378409A
• 公開（公告）日: 2002-11-06
• 發明（設計）人: 瀨尾哲史;山崎舜平
• 申請（專利權）人: 株式會社半導體能源研究所
• 主分類號: H05B33/14
• 分類號: H05B33/14;H01L33/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 羅朋,梁永

發明背景

1發明領域

本發明涉及有機發光元件，其具有陽極，陰極和其中包括發光是通過施加電場獲得之有機化合物的膜(以后稱為有機化合物膜)，和涉及使用該有機發光元件的顯示設備。本發明特別涉及包括用作為象素的用于發射紅，綠和籃對應顏色光的有機發光元件的顯示設備，其中用于發射紅顏色光的元件的發射效率是高的并且元件壽命是長的。注意，本說明書中的顯示設備表示使用有機發光元件作為發光元件的圖象顯示設備。而且，其中有機發光元件被固定到連接器例如各向異性導電膜(FPC：柔性印刷電路)，TAB(帶自動焊接)帶或者TCP(帶載流子封裝)的模塊，其中印刷電路板被提供在TAB帶或者TCP一端的模塊，和其中有機發光元件通過COG(玻璃上芯片)方法被直接用IC(集成電路)安裝的模塊，所有這些都被包括在顯示設備中。

2現有技術說明

有機發光元件是通過施加電場來發射光的元件。發光機理如后面說明。電壓被施加在夾有有機化合物膜的電極，由此從陰極注入的電子和從陽極注入的空穴在有機化合物膜中復合以形成激發狀態的分子(分子激子)。然后，分子激子釋放能量返回到基態，發光。

通常，在這種有機發光元件中，有機化合物膜被形成為小于1μm厚度的薄膜。而且，有機發光元件是其中有機化合物膜本身發光的自身發光元件，并且因此不需要被用于傳統液晶顯示中的背景光。因此，其最大優點是有機發光元件能夠被做成極薄和極輕。

而且，例如，在具有近似為100到200nm厚度的有機化合物膜中，考慮有機化合物膜載流子遷移，從載流子注入到載流子復合的時間近似為幾十納秒。即使考慮從載流子復合到發光的過程，發光也在微秒內達到。因此，強點之一是響應速度是非常高的。

而且，有機發光元件是載流子注入型發光元件。因此，可用直流電壓驅動，并且噪聲難于發生。至于驅動電壓，有下述報告；第一，有機化合物膜被形成為均勻和非常薄，具有近似100nm的厚度；而且，選擇電極材料，其使對有機化合物膜的載流子注入阻擋很小；另外，引入異質結構(這里為兩層結構)；因此，在5.5V時實現100cd/m²的足夠亮度。(參考1：C.W.Tang和S.A.VanSlyke，“有機電致發光二極管”應用物理快報，51卷，12期，913-915(1987))。

除了上述諸如薄和輕，高速響應和直流低電壓驅動的元件特征之外，其具有的巨大優點之一是有機發光元件具有大量各種發射顏色。該優點的因素是有機化合物本身的多樣性。即，用于各種發射顏色的材料能夠通過分子設計(例如，引入取代基)開發出的靈活性等導致顏色的豐富。

利用顏色豐富之有機發光元件的最大應用領域是全彩色平板顯示。其理由是，因為有大量的能夠發射三基色紅綠藍光的有機材料，能夠通過將有機材料形成圖案而容易地得到全彩色。諸如上述薄和輕，高速響應和直流低電壓驅動的元件特征能夠被考慮為適合于平板顯示的特征。

另外，能夠通過發射所有對應紅綠藍色的光獲得白色光。在發射白色光中需要考慮三基色光的平衡。因此，示出了相對于每個顏色的最小要求效率(這里為功率效率，單位是lm/W)(參考2：Yoshiharu：“應用物理協會有機分子——生物電子學部分”，11卷，1期，P.88(2000))。

根據參考2，可見有大量的報告，其中對于綠色和藍色超過了要求值，但是對于紅色的值卻遠遠達不到要求值。因此，紅色發射效率的提高是開發全彩色平板顯示的基本要素。然后，發射效率的提高能夠使功率消耗降低。

作為在低發射效率時的因素之一，給出熒光材料不僅被用于紅色之發光材料而且被用于一般有機發光元件。在有機發光元件中，當分子激子返回到基態時發生發光。從單重激發態(S^*)的發光(熒光)和從三重激發態(T^*)的發光(磷光)作為發光是可能的。在使用熒光材料的情況下，僅僅從S^*的發光(熒光)是有貢獻的。