[发明专利]发光元件

说明书

技术领域

本发明涉及发光元件的层状结构，该发光元件具有包含位于阳极和 阴极之间的发光材料的层，且该发光元件在施加电场时可发光。

背景技术

作为使用有机半导体材料作为功能有机材料的光电器件的示例，可 提到发光元件、太阳能电池等。这些器件利用了有机半导体材料的电学 性能(载流子输运性能)或光学性能(光吸收或发光性能)。尤其是， 发光元件已经得到显著的发展。

发光元件包含一对电极(阳极和阴极)和包含插在该对电极之间的 发光材料的层。该发光机制如下所述。对该对电极施加电压时，从阳极 注入的空穴和从阴极注入的电子在包含发光材料的层内的发光中心相互 复合以形成分子激子，该分子激子返回到基态同时以光的形式辐射能量。 该发光材料存在两种可能的受激状态，即单重态和三重态。认为可通过 单重态也可通过三重态实现光发射。

最近，通过形成由有机化合物制成的电子注入层而成功地降低了驱 动电压(见未审查专利公开No.10-270171)，其中有机化合物掺杂了功 函数低的金属(具有电子施主性能的金属)诸如碱金属、碱土金属、或 稀土金属以降低将电子从阴极注入到有机化合物内的能垒。根据该技术 可降低驱动电压，尽管使用了诸如Al的稳定金属形成阴极。

通过采用该技术的应用，可成功地控制发光元件的发射光谱(见未 审查专利公开No.2001-102175)。在未审查专利公开No.2001-102175 中，提供了由有机化合物制成的电子注入层，该有机化合物掺杂了对其 而言具有电子施主性能的金属。该未审查专利公开已经公开了增大该电 子注入层的厚度以改变阴极和发光层之间的光路，使得发射到外部的发 射光谱由于光干涉效应而得到控制。

根据该未审查专利公开No.2001-102175，尽管增大电子注入层的厚 度以控制发射光谱，通过采用前述电子注入层引起的驱动电压增大较小。 然而实际上，除非使用诸如bathocuproin(BCP)的用作配位体的特殊 有机化合物，才能大幅降低驱动电压。

因此，在未审查专利公开No.10-270171和2001-102175中公开的电 子注入层技术存在这样的问题，即使增大电子注入层从而改善制造成品 率，或者控制发射光谱以改善颜色纯度，除非选用充当配位体的有机化 合物，否则功耗将增大。

下面参考图2解释在未审查专利公开No.10-270171和2001-102175 中公开的工作原理。

图2阐述了使用如未审查专利公开No.10-270171和2001-102175 中所公开的电子注入层的传统发光元件的基本配置。

在传统发光元件(图2)中，从阳极201注入的空穴和从阴极204 注入的电子在施加正向偏压时复合，从而在包含发光材料202的层内发 光。在该示例中，电子注入层203由掺杂了金属的有机化合物制成，该 金属(碱金属或碱土金属)具有高电子施主性能。

电子注入层203用于使电子流动，将其注入到包含发光材料的层 202。然而，由于有机化合物的电子迁移率比其空穴迁移率低两个数量级， 如果将电子注入层制成厚度与可见光波长(亚微米量级)相当以便例如 控制发射光谱，则驱动电压将增大。

发明内容

鉴于前述描述，本发明的目标是提供一种发光元件，该发光元件能 够增大厚度，通过与根据现有技术使用充当配位体的材料的发光元件不 同的新颖方法，该发光元件工作于低的驱动电压。本发明更具体的目标 是提供功耗更低且发射具有良好颜色纯度的光的发光元件。本发明的更 为具体的目标是提供低功耗且制造成品率高的发光元件。

发明者经过认真考虑之后发现，通过提供具有下述配置的发光元件 可解决前述问题。

本发明的一个实施例提供的发光元件包含：阳极和阴极、以及包含 发光材料的第一层、包含n型半导体的第二层、和包含p型半导体的第 三层，这些层均插在该对电极之间；其中第一层、第二层、和第三层依 次形成于阳极之上以夹在该阳极和阴极之间，使得第三层与该阴极接触 形成。

该n型半导体优选为金属氧化物，特别地为从包括氧化锌、氧化锡、 和氧化钛的组中选择的一种化合物或两种或更多种化合物。该p型半导 体优选为金属氧化物，特别地为从包括氧化钒、氧化铬、氧化钼、氧化 钴、及氧化镍的组中选择的一种化合物或两种或更多种化合物。