[發明專利]發光元件、發光裝置和利用它們的電器

有效

• 申請號: 200680009418.2
• 申請日: 2006-03-17
• 公開（公告）號: CN101147274A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發明（設計）人: 加藤熏;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: H01L51/50
• 分類號: H01L51/50;H05B33/12;G09F9/30;H05B33/24;H01L27/32
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李玲

技術領域

本發明涉及利用電致發光的發光元件以及含有該發光元件的發光裝置。此外，本發明涉及利用發光元件的電器。

背景技術

利用發光材料的發光元件具有諸如薄、輕質、高速響應、直流低壓驅動等特征，并期望用于下一代平板顯示器。據說其中發光元件被排列成矩陣的發光裝置在更寬的視角和更高的可見度方面具有超過常規的液晶顯示裝置的優勢。

發光元件的基本結構是一種其中包含置于在一對電極之間的發光有機化合物的層(發光層)的結構。通過將電壓施加到元件，電子從一對電極中的一個傳輸到發光層且空穴從另一個電極傳輸到發光層，使得電流流動。載流子(電子和空穴)復合，因此激發了發光有機化合物。當發光有機化合物從激發態返回基態時，發出光。

應注意，由有機化合物生成的激發態可以是單激發態或三重激發態，來自單激發態光發射稱為熒光，而來自三重激發態的光發射稱為磷光。

因為這一發光元件通常利用厚度例如約0.1μm的有機薄膜形成，所以十分有利的是可將發光元件制造得薄且重量輕。此外，因為從載流子注入到光發射的時間約為幾微秒或更短，所以響應速度十分快也是特征之一。另外，因為可在幾伏至幾十伏的直流電壓下獲得足夠的光發射，所以功耗相對較低。由于這些優點，發光元件作為下一代平板顯示元件而受到關注。

此外，因為將發光元件形成為膜狀，所以可通過形成大面積元件來容易地獲得平面光發射。該特征很難由以白熾燈為代表的點光源和以熒光為代表的LED或線性光源獲得。因此，發光元件作為可用于照明等的表面光源還具有高的實用價值。

然而，這些發光元件具有關于持久性和耐熱性的問題，這阻礙了該發光元件的發展。因為發光元件通常通過層疊包含以下面的非專利文獻1為代表的有機化合物的薄膜來形成，所以有機化合物的低持久性和有機薄膜的脆性被認為是上述問題的原因。

另一方面，試圖利用混合有機化合物和無機化合物混合而代替有機薄膜的層來形成發光元件。例如，以下的專利文獻1公開了一種利用熒光有機分子分散在金屬氧化物中的發光層的發光元件。此外，以下的專利文獻2公開了一種發光元件，該發光元件是通過層疊有機化合物(諸如空穴傳輸化合物、電子傳輸化合物以及發光化合物)分散在氧化硅矩陣中同時共價接合到氧化硅矩陣的層來形成的。在這些參考文獻中，報導了元件的持久性和耐熱性的提高。

在上述專利文獻1和2中公開的發光元件中，有機化合物簡單地分散在絕緣的金屬氧化物中。因此，這些發光元件與常規的發光元件相比具有電流難以流動的問題(即，施加一定量的電流所需的電壓增加)。

在這些發光元件中，因為光發射亮度的增加與施加的電流密度成比例，所以電流難以流動的事實導致同樣要增加用于獲得一定亮度的電壓(即，驅動電壓)的問題。因此，當有機化合物簡單地分散在金屬氧化物中時，即使可獲得持久性和耐熱性，但也引起了驅動電壓的增加和功耗的增加。

此外，為了抑制發光元件由于灰塵等引起的短路，有效地使發光元件的膜厚度變厚。然而，當如專利文獻1和2中所示的采用膜厚度變厚的結構時，進一步增加了驅動電壓。即，在常規的結構中，實際上難以制造較厚的膜厚度。

[非專利文獻1]C.W.Tang等人，Applied?Physics?Letters，第51(12)卷，第913-915頁，1987年

[專利文獻1]日本專利公布第H2-288092號

[專利文獻2]日本專利公布第2000-306669號

發明公開

鑒于上述的問題，本發明的目的是提供一種具有低驅動電壓的發光元件。此外，另一個目的是提供包含該發光元件的發光裝置。此外，另一個目的是提供包含具有低驅動電壓發光元件的電器。

本發明人發現可利用包含混合材料的層來降低發光元件的驅動電壓，該混合材料包含由無機化合物形成的導電材料和由無機化合物形成的絕緣材料，它的電阻率是5×10⁴至1×10⁶Ω·cm。

即，本發明的發光元件包括一對電極和置于該對電極之間的包含發光材料的層以及該對電極之間包含含有由無機化合物形成的導電材料和由無機化合物形成的絕緣材料的混合材料的層，其中含有混合材料的層的電阻率較佳的是5×10⁴至1×10⁶Ω·cm，2×10⁵至5×10⁵Ω·cm更佳。

在上述的結構中，包含混合材料的層與一對電極中的至少一個接觸。

在上述的結構中，包含混合材料的層的可見光透射率是80％至100％。