[发明专利]发光元件、发光设备和电子设备

说明书

本申请是于2008年10月10日提交、于2010年3月17日进入中国国家阶段、PCT申请号为PCT/JP2008/068921、国家申请号为200880107366.1、发明名称为“发光元件、发光设备和电子设备”的申请之分案申请 

技术领域

本发明涉及一种其中发光物质被插入在一对电极之间的电流激励（current excitation）型发光元件、一种具有该发光元件的发光设备、以及一种电子设备。 

背景技术

近年来，对使用电致发光的发光元件进行了广泛的研究和开发。在该发光元件的基本结构中，包含具有发光属性的物质的层被插入在一对电极之间。通过将电压施加到该元件，可以获得来自具有发光属性的物质的发光。 

由于该发光元件具有自发光类型，因此其具有优于液晶显示器的优点，诸如像素的高可见性以及不需要背光，并且其被认为适于用作平板显示器元件。此外，该发光元件可被制造为是薄且轻的，这是极大的优点。而且，该发光元件还具有响应速度特别快的特征。 

而且，由于该发光元件可被形成为膜的形式，因此通过形成大面积的元件可以容易地获得平面发光。而通过以白炽灯或LED为代表的点光源，或者通过以荧光灯为代表的线光源，不能容易地实现这一特征。因此，该发光元件具有作为可应用于照明等的平面光源的高的利用价值。 

根据具有发光属性的物质是有机化合物还是无机化合物，对利用电 致发光的发光元件进行大致的分类。在本发明中，有机化合物用作具有发光属性的物质。在该情况中，通过将电压施加到发光元件，电子和空穴被从一对电极注入到包含具有发光属性的有机化合物的层中，从而使得电流流动。随后，通过这些载流子（电子和空穴）复合，具有发光属性的有机化合物形成激发态，并且当激发态返回基态时发射光。 

基于该机制，该发光元件被称为电流激励型发光元件。应当注意，作为有机化合物形成的激发态的类型，可以存在单重激发态和三重激发态，并且单重激发态的情况中发射的光被称为荧光，而三重激发态的情况中发射的光被称为磷光。 

在改进该发光元件的元件特性时存在取决于物质的许多问题。因此，已经进行了元件结构、物质开发等改进以解决这些问题。 

例如，在非专利文献1（:Tetsuo TSUTSUI和其他八位作者，Japanese Journal of Applied physics（日本应用物理杂志），Vol.38,L1502-L1504(1999)）中，通过提供空穴阻挡层，使用磷光物质的发光元件高效地发光。然而，如非专利文献1中所描述的，存在如下问题，即，该空穴阻挡层不具有耐久性（durability）并且发光元件的寿命是特别短的。 

发明内容

考虑到前述问题，本发明的一个目的在于：通过形成元件结构不同于传统结构的发光元件，提供一种具有高的发光效率和比传统发光元件更长的寿命的发光元件。另一目的在于提供一种具有高的发光效率的发光设备和电子设备。 

本发明的一个特征是这样的发光元件，其包括在一对电极之间的EL层，其中该EL层至少包括具有空穴注入属性的第一层（空穴注入层）和具有空穴输运属性的第二层（空穴输运层），该第一层和第二层在具有发光属性的第三层（发光层）和用作该对电极的阳极的电极之间；并且第二层的最高被占用分子轨道能级（HOMO能级）的绝对值大于第一层的最高被占用分子轨道能级（HOMO能级）。 

应当注意，在上述结构中第二层的HOMO能级的绝对值比第一层的HOMO能级的绝对值大出大于或等于0.1eV。 

在本发明中，具有上述结构的发光元件的形成使得可以形成第一层（空穴注入层）和第二层（空穴输运层）之间的能隙，并且可以抑制从第一层（空穴注入层）到第二层（空穴输运层）中的空穴注入量，该空穴是从用作阳极的电极侧注入的。因此，可以使发光元件的发光效率增加。 

本发明的另一特征在于，除了上述结构之外，在用作阴极的电极和第三层（发光层）之间包括控制电子输运的第四层（载流子控制层）；第四层由具有电子输运属性的第一有机化合物和具有空穴输运属性的第二有机化合物形成；并且第二有机化合物的含量在质量比上小于总量的50%。应当注意，优选的是，控制第二有机化合物的浓度以使得第二有机化合物的含量变为总量的1wt%至20wt%。