[发明专利]发光材料、发光器件和电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及发光材料。本发明还涉及利用电致发光的发光元件。此外，本发明涉及各自具有发光元件的发光器件和电子设备。

背景技术

最近几年中，需要薄且平的显示器件作为电视、蜂窝电话、数码相机等中的显示器件，并且作为满足该要求的显示器件，利用自发光元件的显示器件已经引起注意。自发光元件之一是利用电致发光(EL)的发光元件，该发光元件包括置于一对电极之间的发光材料，可通过施加电压从发光材料提供光发射。

这种自发光元件优于液晶显示元件，诸如高的像素可见度及不需要背光，并被认为适于平板显示元件。这种发光元件的另一个主要优点是可将其制造得薄且质量轻。此外，极高的响应速度也是特征。

此外，可将这种自发光元件形成膜形状；因此，可通过形成大面积元件容易地获取平面光发射。因为该特征难以从以白炽灯或LED为代表的点光源或以荧光灯为代表的线光源获取，所以自发光元件作为可适用于照明系统等的平面光源具有很多用途。

利用电致发光的发光元件可根据发光材料是有机化合物还是无机化合物来分类。一般而言，前者被称为有机EL元件，后者被称为无机EL元件。

无机EL元件根据其元件结构可分成分散无机EL元件和薄膜无机EL元件。它们彼此的不同之处在于前者包括其中发光材料的粒子分散在粘合剂中的发光层，而后者包括由磷光材料的薄膜形成的发光层。然而，它们的机制是通用的，光发射是通过基体材料或发光中心被高电场加速的电子碰撞激发获得的。为此，高电场对于一般的无机EL元件提供光发射是必须的，且必须将几百伏的电压施加到发光元件。例如，全色显示器所必须的高亮度蓝色发光无机EL元件最近几年中已被开发；然而，需要100V至200V的驱动电压(例如，参考文献1：日本期刊Applied Physics，1999，卷38，页L1291-L1292)。因此，无机EL元件消耗很多电能，且难以用于中小尺寸的显示器，例如，蜂窝电话的显示器等。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的一个目的是提供一种新颖的发光材料。另一个目的是提供能以低电压驱动的发光元件。又一个目的是提供具有降低的功耗的发光器件和电子设备。再一个目的是提供能以低成本制造的发光器件和电子设备。

本发明的一个方面是包括基体材料、第一杂质元素、第二杂质元素和第三杂质元素的发光元件，其中基体材料是硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫化钙(CaS)、硫化钇(Y₂S₃)、硫化镓(Ga₂S₃)、硫化锶(SrS)、硫化钡(BaS)、氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y₂O₃)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、氮化铟(InN)、硒化锌(ZnSe)、碲化锌(ZnTe)以及硫化锶镓(SrGa₂S₄)中的任一种；第一杂质元素是铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)和硅(Si)中的任一种；第二杂质元素是氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)中的任一种；第三杂质元素是锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)中的任一种。

在以上的结构中，第一杂质元素、第二杂质元素和第三杂质元素各自相对于基体材料的浓度较佳是0.01原子％至10原子％。相对于基体材料该浓度更佳的是0.1原子％至5原子％。