[发明专利]场致发光元件以及包括其的发光器件

说明书

本申请是申请日为2004年8月30日、申请号为200410074850.2、发明名称为“场致发光元件以及包括其的发光器件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种场致发光元件，该场致发光元件包括阳极、阴极、以及包含借助施加电场能够获得发光的有机化合物的层(下文中称为场致发光层，electroluminescent layer)。本发明尤其涉及显示红色发光的场致发光元件。

背景技术

以有机化合物为发光体的场致发光元件是通过施加电场流通电流而发光的元件，其发光机理被认为是在电极之间夹持场致发光层，并给一对电极施加电压，从而使从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在电场发光层中重新结合(复合)形成受激状态的分子(下文中简称为“受激分子”)，该受激分子返回基态时，释放出能源而发光。受激状态被认为包括单重激态和三重激态，可以认为发光能够从任何一种受激状态获取。

在象这样的场致发光元件中，通常场致发光层由100nm-200nm左右的薄膜构成。另外，场致发光元件因场致发光层本身发射光，所以是自发光型元件，不需要常规的液晶显示器所使用的背光灯。因此，能够将场致发光元件制作得极薄、极轻是一个相当大的优势。

还有，在例如厚约100nm的场致发光层中，从载流子注入到复合这段时间，若考虑载流子迁移度，则是几十纳秒。即便把从载流子复合到发光过程所需时间也包括在这段时间内，发光过程也将在微秒数量级之内完成。可见，极快的响应速度也是该发光元件的特征之一。

由于以有机化合物为发光体的场致发光元件是载流子注入型的发光元件，故不需要施加无机EL所需的高压交流电压，只需几伏(V)至几十伏左右的低直流电压就可以进行驱动。

如上所述，以有机化合物为发光体的场致发光元件具有厚度薄、重量轻、高响应速度和直流低电压驱动等特性，其作为下一代平面显示元件倍受关注。尤其是，将该场致发光元件按矩阵形状排列的发光器件跟常规的液晶显示器件相比，具有视角宽，可视性高的优越性。

但是，当将上述场致发光元件应用到平面面板显示器等时，有必要控制发光颜色使其成为所希望的颜色。作为控制场致发光元件的发光颜色的方法，近几年尤其盛行使用一种方法是：利用给主体材料掺杂少量客体材料(又称为掺杂剂材料)的发光层，从而获取所希望的来自客体材料的颜色(以下称为掺杂法)(例如，参考专利文件1)。

专利文件1

美国专利2,814,435号

以专利文件1为典型的掺杂方法可以抑制发光分子的浓度猝灭(concentration quenching)，从而获得高亮度和高效率，所以尤其在用浓度猝灭容易发生的红色发光材料发光时，是有效的方法。例如，在下面的非专利文件1中，合成各种红色发光材料的4-亚甲氰-4H-吡喃衍生物，并以该材料作为客体材料使用(例如，参考非专利文件1)。

非专利文件1

C.H.Chen，其他3位，高分子研讨会文集(Macromolecular Symposia)，No.125，49-58(1997).

但是，像这样适用掺杂法的场致发光元件(以下称为掺杂型元件)的大部分存在着驱动电压上升的缺点。尤其是掺杂以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件，该缺点更加明显(例如，参考非专利文件2)。

非专利文件2

佐藤佳晴(Yoshiharu SATO)，“日本应用物理学会有机分子和生物电子学”，vol.11，，No.1(2000)，86-99

另外，在掺杂型元件中，经常有一种情况是不仅仅是客体材料发光，主体材料也发光，因而不能很好地控制发光色，其结果是发光的颜色纯度降低。这可以认为是当主体材料的激发能源和客体材料的激发能源之间存在较大差时产生的现象，该现象在以红色发光材料为客体材料的掺杂型元件中经常可以看到。通过在主体材料和客体材料的中间位置进一步掺杂具有激发能源的助理掺杂材料，可以消除该现象(例如，参考非专利文件3)。

非专利文件3

Yuji HAMADA其他4位，应用物理刊物(Applied Physics Letters)，Vol.75，No.12，1682-1684(1999)

但是，在上述非专利文件3的方法中，除了主体材料和客体材料，必须进一步掺杂助理掺杂材料。所以，如果是用真空汽相淀积法来制作元件，那么就需要执行使用三个蒸发源的共同汽相淀积，这样，元件的制作工艺就会变得复杂。也会因此出现元件的再现性等问题。