[發明專利]發光元件、發光設備和電子設備

有效

• 申請號: 200880107366.1
• 申請日: 2008-10-10
• 公開（公告）號: CN101803058A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 下垣智子;鈴木恒德;瀨尾哲史
• 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
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉倜

技術領域

本發明涉及一種其中發光物質被插入在一對電極之間的電流激勵(current?excitation)型發光元件、一種具有該發光元件的發光設備、以及一種電子設備。?

背景技術

近年來，對使用電致發光的發光元件進行了廣泛的研究和開發。在該發光元件的基本結構中，包含具有發光屬性的物質的層被插入在一對電極之間。通過將電壓施加到該元件，可以獲得來自具有發光屬性的物質的發光。?

由于該發光元件具有自發光類型，因此其具有優于液晶顯示器的優點，諸如像素的高可見性以及不需要背光，并且其被認為適于用作平板顯示器元件。此外，該發光元件可被制造為是薄且輕的，這是極大的優點。而且，該發光元件還具有響應速度特別快的特征。?

而且，由于該發光元件可被形成為膜的形式，因此通過形成大面積的元件可以容易地獲得平面發光。而通過以白熾燈或LED為代表的點光源，或者通過以熒光燈為代表的線光源，不能容易地實現這一特征。因此，該發光元件具有作為可應用于照明等的平面光源的高的利用價值。?

根據具有發光屬性的物質是有機化合物還是無機化合物，對利用電致發光的發光元件進行大致的分類。在本發明中，有機化合物用作具有發光屬性的物質。在該情況中，通過將電壓施加到發光元件，電子和空穴被從一對電極注入到包含具有發光屬性的有機化合物的層中，從而使得電流流動。隨后，通過這些載流子(電子和空穴)復合，具有發光屬性的有機化合物形成激發態，并且當激發態返回基態時發射光。?

基于該機制，該發光元件被稱為電流激勵型發光元件。應當注意，作為有機化合物形成的激發態的類型，可以存在單重激發態和三重激發態，并且單重激發態的情況中發射的光被稱為熒光，而三重激發態的情況中發射的光被稱為磷光。?

在改進該發光元件的元件特性時存在取決于物質的許多問題。因此，已經進行了元件結構、物質開發等改進以解決這些問題。?

例如，在非專利文獻1(：Tetsuo?TSUTSUI和其他八位作者，Japanese?Journal?of?Applied?physics(日本應用物理雜志)，Vol.38，L1502-L1504(1999))中，通過提供空穴阻擋層，使用磷光物質的發光元件高效地發光。然而，如非專利文獻1中所描述的，存在如下問題，即，該空穴阻擋層不具有耐久性(durability)并且發光元件的壽命是特別短的。?

發明內容

考慮到前述問題，本發明的一個目的在于：通過形成元件結構不同于傳統結構的發光元件，提供一種具有高的發光效率和比傳統發光元件更長的壽命的發光元件。另一目的在于提供一種具有高的發光效率的發光設備和電子設備。?

本發明的一個特征是這樣的發光元件，其包括在一對電極之間的EL層，其中該EL層至少包括具有空穴注入屬性的第一層(空穴注入層)和具有空穴輸運屬性的第二層(空穴輸運層)，該第一層和第二層在具有發光屬性的第三層(發光層)和用作該對電極的陽極的電極之間；并且第二層的最高被占用分子軌道能級(HOMO能級)的絕對值大于第一層的最高被占用分子軌道能級(HOMO能級)。?

應當注意，在上述結構中第二層的HOMO能級的絕對值比第一層的HOMO能級的絕對值大出大于或等于0.1eV。?

在本發明中，具有上述結構的發光元件的形成使得可以形成第一層(空穴注入層)和第二層(空穴輸運層)之間的能隙，并且可以抑制從第一層(空穴注入層)到第二層(空穴輸運層)中的空穴注入量，該空穴是從用作陽極的電極側注入的。因此，可以使發光元件的發光效率增加。?

本發明的另一特征在于，除了上述結構之外，在用作陰極的電極和第三層(發光層)之間包括控制電子輸運的第四層(載流子控制層)；第四層由具有電子輸運屬性的第一有機化合物和具有空穴輸運屬性的第二有機化合物形成；并且第二有機化合物的含量在質量比上小于總量的50％。應當注意，優選的是，控制第二有機化合物的濃度以使得第二有機化合物的含量變為總量的1wt％至20wt％。?

本發明的另一特征在于，在上述結構中，在使第四層(載流子控制層)發揮動力學作用的情況中，第二有機化合物的最低未被占用分子軌道能級(LUMO能級)的絕對值相對于第一有機化合物的最低未被占用分子軌道能級(LUMO能級)的絕對值具有小于或等于0.3eV的差，并且當第一有機化合物的偶極矩是P₁并且第二有機化合物的偶極矩是P₂時，滿足關系P₁/P₂≥3。?