TWI475737B - 發光元件、發光裝置及電子裝置 - Google Patents

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Satoshi Seo
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Description

發光元件、發光裝置及電子裝置
本發明關於電流激發發光元件。此外，本發明關於各別含有該發光元件的發光裝置和電子裝置。
近年來，已積極研究並開發使用發光有機化合物的發光元件。此種發光元件的基本結構係藉由將含有發光有機化合物層置入一對電極之間所形成。藉由對該元件施加電壓，電子和空穴係分別自該電極對注入該含有發光有機化合物層，且電流流動。然後，這些載體(電子和空穴)的複合係致使該發光有機化合物處於激發態並在該激發態返回至基態時發光。由於此種機構，上述的發光元件係稱為電流激發發光元件。
應注意的是，藉由有機化合物所形成的激發態可為單重峰激發態或三重峰激發態。自單重峰激發態的光發射係稱為螢光，而自三重峰激發態的光發射係稱為磷光。
該發光元件的一個大優點係在於，該發光元件可被製成薄且重量輕，因為該發光元件係由厚度(例如約0.1 μm)的有機薄膜所形成。此外，非常高的回應速度是另一優點，因為介於載體注射與光發射之間的時間是約1微秒或更少。此等特性被認為係適用於平板顯示元件。
該發光元件經成型為膜形。因此，平面發射可易於藉由形成大面積元件而得到。此一特性在以白熾燈或LED為代表的點光源中或以螢光燈為代表的線光源中難以得到。因此，上述發光元件亦具有作為適用於照明等的平面光源的高實用價值。
對於上述的發光元件，一般而言，至少一對電極之一係使用光傳導材料所形成而另一電極係使用各種不同材料所形成。自發光物質的光發射係通過經使用光傳導材料所形成的電極並被提取至外部。
然而，當具有高反射率的材料係用於另一電極(即非使用光傳導材料所形成的電極)時，則問題係在於，使用具有高反射率的材料所形成的電極亦反射來自外部源的光，因此對比度降低。
為解決該對比度降低之問題，已提出一種結構，其中偏振元件、四分之一波板、或類似物係被置於該發光元件的外部。
然而，使用該偏振元件或波板則因波板的波長依賴性和視角依賴性而造成諸如色度特性改變之問題。甚者，元件(諸如偏振元件和波板)之提供會增加成本並使製造過程複雜化，此亦是問題。
 發明簡述
鑒於上述問題，本發明的一個目的是提供一種實現高對比度的發光元件。特定地，本發明的一個目的是提供一種可易於製造之具有高對比度的發光元件。甚者，本發明的另一目的是藉由使用具有優異對比度的發光元件而提供實現高對比度的發光裝置。
根據預定研究之結果，本案發明人已發現，在具有光傳導性能的第一電極與第二電極之間置入一層發光層的發光元件中，將能吸收可見光層置於該發光層與第二電極之間，可達成該等目的。本發明人亦發現，當該第二電極的反射率高時，本發明特別有效。
換言之，本發明之發光元件的一個特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、含有第一有機化合物層及含有第二有機化合物層；該第一電極具有光傳導性能；該含有第一有機化合物層和含有第二有機化合物層係設置在該第二電極與發光層之間；且該第一有機化合物的顏色與第二有機化合物的顏色係呈互補。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、含有第一有機化合物層及含有第二有機化合物層；該第一電極具有光傳導性能；該含有第一有機化合物層和含有第二有機化合物層係設置在該第二電極與發光層之間；且該第一有機化合物具有在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長範圍內的吸收峰且該第二有機化合物具有在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長範圍內的吸收峰。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、含有第一有機化合物層及含有第二有機化合物層；該第一電極具有光傳導性能；該含有第一有機化合物層和含有第二有機化合物層係設置在該第二電極與發光層之間；該第一有機化合物係3,4,9,10－苝四羧酸衍生物、1,4,5,8－萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者；且，該第二有機化合物係酞花青衍生物、稠五苯衍生物、3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑衍生物或紫蒽酮(violanthrone)衍生物中的任一者。
於上述結構中，較佳的是，含有導電材料的第三層被置於該含有第一有機化合物層與含有第二有機化合物層之間。作為導電材料者的是氧化錫銦、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化錫銦、或類似物。
此外，於上述結構中，較佳的是，含有半導體材料的第三層被置於該含有第一有機化合物層與含有第二有機化合物層之間。作為半導體材料者的是氧化鈦、氧化釩、氧化鈮、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅、氧化銅、氧化錫、硫化鋅、氮化鎵、氮化鋁鎵、或類似物。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、N－型半導體層及P－型半導體層；該第一電極、發光層、N－型半導體層、P－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該N－型半導體層的顏色與P－型半導體層的顏色係呈互補。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、N－型半導體層及P－型半導體層；該第一電極、發光層、N－型半導體層、P－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該N－型半導體層具有在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內的吸收峰，且該P－型半導體層具有在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內的吸收峰。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、N－型半導體層及P－型半導體層；該第一電極、發光層、N－型半導體層、P－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能；該N－型半導體層含有3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐、3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺、N,N’－二甲基－3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺、1,4,5,8－萘四羧酸二酸酐或1,4,5,8－萘四羧酸二醯亞胺中的任一者；且，該P－型半導體層含有酞花青、銅酞花青、鋅酞花青、氧釩基酞花青、鈦氧基酞花青、鎳酞花青、稠五苯或6,13－二苯基稠五苯中的任一者。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、N－型半導體層及P－型半導體層；該第一電極、發光層、N－型半導體層、P－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該N－型半導體層具有在大於或等於540 nm且低於760 nm的波長區域內的吸收峰，且該P－型半導體層具有在大於或等於380 nm且低於或等於540 nm的波長區域內的吸收峰。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、N－型半導體層及P－型半導體層；該第一電極、發光層、N－型半導體層、P－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能；該N－型半導體層含有(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)銅、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)鋅、全氟稠五苯或3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑中的任一者；且該P－型半導體層含有萘並萘、5,12－二苯基萘並萘或紅螢烯中的任一者。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、P－型半導體層及N－型半導體層；該第一電極、發光層、P－型半導體層、N－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該P－型半導體層的顏色與N－型半導體層的顏色係呈互補。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、P－型半導體層及N－型半導體層；該第一電極、發光層、P－型半導體層、N－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該P－型半導體層具有在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內的吸收峰，且該N－型半導體層具有在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內的吸收峰。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、P－型半導體層及N－型半導體層；該第一電極、發光層、P－型半導體層、N－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能；該P－型半導體層含有萘並萘、5,12－二苯基萘並萘或紅螢烯中的任一者；且該N－型半導體層含有(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)銅、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)鋅、全氟稠五苯或3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑中的任一者。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、P－型半導體層及N－型半導體層；該第一電極、發光層、P－型半導體層、N－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能，且該P－型半導體層具有在大於或等於540 nm且低於760 nm的波長區域內的吸收峰，且該N－型半導體層具有在大於或等於380 nm且低於或等於540 nm的波長區域內的吸收峰。
本發明之發光元件的另一特徵係包括設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層，其中該含有發光物質層包括發光層、P－型半導體層及N－型半導體層；該第一電極、發光層、P－型半導體層、N－型半導體層及第二電極係依該順序形成；該第一電極具有光傳導性能；該P－型半導體層含有酞花青、銅酞花青、鋅酞花青、氧釩基酞花青、鈦氧基酞花青、鎳酞花青、稠五苯或6,13－二苯基稠五苯中的任一者；且，該N－型半導體層含有3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐、3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺、N,N’－二甲基－3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺、1,4,5,8－萘四羧酸二酸酐或1,4,5,8－萘四羧酸二醯亞胺中的任一者。
於上述結構中，較佳的是，含有導電材料的第三層被置於該P－型半導體層與N－型半導體層之間。作為導電材料者的是氧化錫銦、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化錫銦、或類似物。
此外，於上述結構中，較佳的是，含有半導體材料的第三層被置於該P－型半導體層與N－型半導體層之間。作為半導體材料者的是氧化鈦、氧化釩、氧化鈮、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅、氧化銅、氧化錫、硫化鋅、氮化鎵、氮化鋁鎵、或類似物。
進一步，於上述結構中，較佳的是，該P－型半導體層更含有受體材料。作為受體材料者的是7,7,8,8－四氰基－2,3,5,6－四氟醌二甲烷、氯醌、或類似物。此外，提供的是過渡金屬氧化物。例如，可使用氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳、氧化錸、或類似物。
進一步，於上述結構中，較佳的是，該N－型半導體層更含有給體材料。作為給體材料者的是鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、或屬於周期表第13族的金屬。例如，可使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)或銦(In)。
進一步，本發明包括具有上述在其範圍內的發光元件之發光裝置。於本案說明書中的發光裝置包括圖像顯示裝置、發光裝置或光源(包括光裝置)。此外，本發明之發光裝置包括所有下述之模組：其中連接器(諸如FPC(撓性印刷電路)、TAB(帶自動黏結)帶或TCP(帶載體包裝))與含有發光元件的板連接之模組；在TAB帶或TCP的末端含有印刷電路板的模組；及其中IC(積體電路)係藉由COG(玻璃上的晶片)方法被直接安裝至發光元件上之模組。
進一步，本發明包括在其範圍內使用本發明之發光元件以工顯示部分用之電子裝置。因此，本發明之電子裝置的一個特徵係包括含有上述發光元件的顯示部分及用於控制該發光元件的光發射之控制器。
本發明之發光元件含有在發光區域與電極之間的吸收發射光層，因此可減少被電極反射的光且可實現高對比度。
進一步，本發明之發光裝置含有對比度優異的發光元件，因此可實現高對比度。
進一步，本發明之發光元件可提高對比度而無需在該元件之外部使用偏振板、四分之一波板、或類似物。對此，對比度可被提高而未增加製造步驟的數目。此外，因為無需使用偏振板、四分之一波板、或類似物，可在低成本之條件下製造具有高對比度之發光元件。
 發明詳述及實施方式
本發明之實施模式係以下述之參考附圖詳細描述。但本發明並不局限於下述之敘述，且熟習此技藝之人士可容易理解該模式和細節可依各種方式改變而不背離本發明的精神和範圍。因此，本發明不應理解為局限於下述實施模式的敘述。
應注意的是在本說明書中，“組成物”不僅係表示兩種材料的簡單混合物，且亦表示多種材料的混合物(只要在材料之間給定並接受電荷之條件下)。
(實施模式1)
本發明之發光元件具有設置在第一電極與第二電極之間的含有發光物質層。該含有發光物質層包括發光層、第一層及第二層。該第一電極具有光傳導性能，且該第一層和第二層係設置在該第二電極與發光層之間。在此實施模式中，將描述本發明之發光元件中所包括的第一層和第二層。
該第一層和第二層係各別含有在可見光區域中具有吸收峰的有機化合物且係吸收可見光之層。該第一層含有第一有機化合物且該第二層含有第二有機化合物。該第一有機化合物的顏色與第二有機化合物的顏色係呈互補。為此，該第一層和第二層的疊層可吸收在寬波長區域內的可見光。特定言之，該第一有機化合物具有在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內的吸收峰，且該第二有機化合物具有在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內的吸收峰。
作為該第一層所含的第一有機化合物，可以使用各種不同之材料，只要該材料係在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內具有吸收峰的有機化合物。尤其是，較佳使用具有優異的載體遷移性能的有機化合物。具體的是3,4,9,10－苝四羧酸衍生物、1,4,5,8－萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物、鎳複合物、或類似物。例如是3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐(簡稱：PTCDA)、3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：PTCDI)、N,N’－二甲基－3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：Me－PTCDI)、1,4,5,8－萘四羧酸二酸酐(簡稱：NTCDA)、1,4,5,8－萘四羧酸二醯亞胺(簡稱：NTCDI)、萘並萘、5,12－二苯基萘並萘、紅螢烯、N,N’亞二水楊基乙二胺根絡鎳(II)(簡稱：[Ni(salen)])、N,N’－亞二水楊基－鄰－亞苯基二胺根絡鎳(II)(簡稱：[Ni(saloph)])、或類似物。下述係該等有機化合物之結構式。
作為該第二層所含的第二有機化合物，可以使用各種不同之材料，只要該材料是在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰的有機化合物。尤其是，較佳使用具有優異的載體遷移性能的有機化合物。具體的是酞花青衍生物、稠五苯衍生物、3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑衍生物、紫蒽酮衍生物、或類似物。例如是酞花青(簡稱：H2 Pc)、銅酞花青(簡稱：CuPc)、鋅酞花青(簡稱：ZnPc)，氧釩基酞花青(簡稱：VOPc)、鈦氧基酞花青(簡稱：TiOPc)、鎳酞花青(簡稱：NiPc)、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)銅(簡稱：F16 －CuPc)、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)鋅(簡稱：F16 －ZnPc)、稠五苯、6,13－二苯基稠五苯、全氟稠五苯、3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑(簡稱：PTCBI，亦稱為雙苯並咪唑並[2,1－a：2’,1’－a]蒽[2,1,9－def：6,5,10－d’e’f’]二異喹啉－10,21－二酮)、紫蒽酮、異紫蒽酮、或類似物。下述係該等有機化合物之結構式。
該第一層和第二層係置於發光層之一面上，該面係與提供具有光傳導性能的電極(即第一電極)的發光層面相對。換言之，該第一層和第二層係置於與該電極(即第一電極)面相對之面上，且通過該面將來自發光層的光發射提取至外部。因此，如果該第二電極具有高反射率，則該第一層和第二層可吸收自發光層發出的光和來自外部源的光。如此，可減少被該第二電極反射的光且可提高發光元件的對比度。
藉由製造厚的第一層及/或第二層，可增加在可見光區域中的吸光率。若在可見光區域中的吸光率增加，則可較佳吸收自發光層發出的光。如此，可更加改進發光元件的對比度。
甚者，可將給體材料或受體材料加入該第一層及/或第二層中。藉由加入給體材料或受體材料，可提高導電率並可降低發光元件的驅動電壓。如果製造厚的第一層及/或第二層，驅動電壓的增加可特別藉由加入給體材料或受體材料而受抑制。如此，可在抑制驅動電壓增加的同時進一步改善對比度。
作為給體材料，可使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於周期表第13族的金屬、或該等金屬的氧化物或碳酸鹽。特別的是可使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰(LiOx)、碳酸銫(CsCO3 )、或類似物。
此外，可作為受體材料的是7,7,8,8－四氰基－2,3,5,6－四氟醌二甲烷(簡稱：F4 －TCNQ)、氯醌、或類似物。
進一步，可作為受體材料的是過渡金屬氧化物。此外，可為屬於周期表第4至8族的金屬之氧化物。具體言之，較佳的是氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸，因為其電子接受性能高。其中，特別較佳的是氧化鉬，因為其在空氣中穩定且其吸濕性低，使得其可被容易處理。
應注意的是疊放第一層和第二層的順序並不特別限定。例如，具有光傳導性能的電極(即第一電極)、發光層、第一層、第二層及第二電極可依該順序提供。另一方面，具有光傳導性能的電極(即第一電極)、發光層、第二層、第一層及第二電極可依該順序提供。
進一步，含有半導體材料或導電材料之層可被置於該第一層與第二層之間。作為導電材料的是例如氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物。此外，例如，可使用金屬(諸如鋁(Al)或銀(Ag))的膜(其厚度為1至50 nm，較佳約5至20 nm)以藉此具有光傳導性能。此外，作為半導體材料的是氧化鈦(TiOx)、氧化釩(VOx)、氧化鈮(NbOx)、氧化鉬(MoOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錸(ReOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鋅(ZnOx)、氧化銅(CuOx)、氧化錫(SnOx)、硫化鋅(ZnS)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、或類似物。
任何方法，濕式方法或乾式方法，可用於形成該第一層和第二層。例如，可使用真空蒸發方法、噴墨方法、旋塗方法、或類似方法。
該實施模式可與其他實施模式適當地組合。
(實施模式2)
在此實施模式中，所參閱之圖1係描述發光元件的一種模式，該模式具有實施模式1所述之吸收可見光層。
本發明之發光元件具有介於一對電極之間的多個層。該多個層係由具有高載體注射性能的材料和具有高載體遷移性能的材料所形成之層疊放組合，使得發光區域係在遠離電極的區域中形成，載體的複合係在遠離電極的區域中進行。該電極之間所形成之層於下文中稱為含有發光物質層。
在此實施模式中，發光元件包括第一電極102、第一層103、第二層104，按序疊放在該第一電極102上的第三層105、及提供在其上的第二電極106。應注意的是，作為陽極的第一電極102和作為陰極的第二電極106係說明如下。
基材101係作為發光元件之基底。可使用例如玻璃、塑膠、或類似物以作為基材101。可使用上述之外的其他材料，只要該材料在製造發光元件的過程中係作為基底。
較佳的是，第一電極102是具有高光傳導性能的電極。此外，較佳使用分別具有高自由能(具體地4.0 eV或更高)的金屬、合金、導電化合物、或彼等之混合物、或類似物。具體的是例如氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物。該等導電金屬氧化物膜通常係藉由濺射而形成，但亦可藉由使用溶膠－凝膠方法或類似方法而形成。例如，形成氧化鋅銦(IZO)可藉由濺射方法且使用其中將1至20重量%氧化鋅加入至氧化銦中的靶。形成含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)可藉由濺射方法且使用含有0.5至5重量%氧化鎢和0.1至1重量%氧化鋅(相對氧化銦)的靶。此外，可使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、銅(Cu)、鈀(Pd)、金屬材料之氮化物(諸如氮化鈦：TiN)、或類似物以形成具有厚度1至50 nm(較佳約5至20 nm)的膜，如此以作為第一電極102。
第一層103是含有發光物質層。第一層103可為單層，或可將多層疊放以形成該第一層103。層狀結構並不特別限定，且可將分別由具有高電子遷移性能的材料、具有高空穴遷移性能的材料、具有高電子注射性能的材料、具有高空穴注射性能的材料、偶極材料(即具有高電子遷移和空穴遷移性能的材料)、及類似物所形成之層適當地組合。例如，可將空穴注射層、空穴遷移層、空穴阻斷層、發光層、電子遷移層、電子注射層，及類似層適當地組合以構成該第一層103。用於形成各個該層的特定材料係說明如下。
空穴注射層是含有具有高空穴注射性能的材料之層。可使用氧化鉬(MoOx)、氧化釩(VOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錳(MnOx)、或類似物以作為具有高空穴注射性能的材料。此外，可使用酞花青為底之化合物(諸如酞花青(H2 Pc)或銅酞花青(CuPc))、高分子(諸如聚(3,4－亞乙基二氧基噻吩)/聚(苯乙烯磺酸酯)(PEDOT/PSS)、或類似物以形成空穴注射層。
另一方面，可使用含有受體材料的具有高空穴遷移性能的材料的複合材料以作為空穴注射層。應注意的是，藉由使用含有受體材料的具有高空穴遷移性能的材料，可選擇用於形成電極的材料而不顧其自由能。換言之，除了具有高自由能的材料外，亦可使用具有低自由能的材料以作為第一電極102。可作為受體材料的是7,7,8,8－四氰基2,3,5,6－四氟醌二甲烷(簡稱：F4 －TCNQ)、氯醌、或類似物。此外，可使用過渡金屬氧化物。此外，可使用屬於周期表第4至8族的金屬之氧化物。特定言之，較佳的是氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸，因為彼等之電子接受性能高。其中，氧化鉬是尤其為佳，因為其在空氣中穩定且其吸濕性低，使得其可被容易處理。
可使用各種不同之化合物(諸如芳族胺化合物、咔唑衍生物、芳族烴及高分子化合物(諸如低聚物、樹枝聚體或聚合物))以作為用於該複合材料的有機化合物。用於該複合材料的有機化合物較佳地是具有高空穴遷移性能的有機化合物。特定言之，較佳地使用具有空穴遷移率為10－6 cm2 /Vs或更高的材料。亦可使用上述之外的其他材料，只要該材料具有高於電子遷移性能的空穴遷移性能。可用於該複合材料的有機化合物係特定說明如下。
例如，下述者可作為芳族胺化合物：N,N’－二(4－甲基苯基)(對－甲苯基)－N,N’－二苯基－對－亞苯基二胺(簡稱：DTDPPA)、4,4’－二[N－(4－二苯基胺基苯基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：DPAB)、4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)、1,3,5－三[N－(4－二苯基胺基苯基)－N－苯基胺基]苯(簡稱：DPA3B)、及類似物。
作為可用於該複合材料的咔唑衍生物，可具體說明者如下：3－[N－(9－苯基咔唑－3－基)－N－苯基胺基]－9－苯基咔唑(簡稱：PCzPCA1)、3,6－二[N－(9－苯基咔唑－3－基)－N－苯基胺基]－9－苯基咔唑(簡稱：PCzPCA2)、3－[N－(1－萘基)－N－(9－苯基咔唑－3－基)胺基]－9－苯基咔唑(簡稱：PCzPCN1)、及類似物。
進一步，亦可使用4,4’－二(N－咔唑基)聯苯(簡稱：CBP)、1,3,5－三[4－(N－咔唑基)苯基]苯(簡稱：TCPB)、9－[4－(N－咔唑基)]苯基－10－苯基蒽(簡稱：CzPA)、1,4－二[4－(N－咔唑基)苯基]－2,3,5,6－四苯基苯、及類似物。
作為可用於該複合材料的芳族烴，可說明者係例如：2－特丁基－9,10－二(2－萘基)蒽(簡稱：t－BuDNA)、2－特丁基－9,10－二(1－萘基)蒽、9,10－二(3,5－二苯基苯基)蒽(簡稱：DPPA)、2－特丁基－9,10－二(4－苯基苯基)蒽(簡稱：t－BuDBA)、9,10－二(2－萘基)蒽(簡稱：DNA)、9,10－二苯基蒽(簡稱：DPAnth)、2－特丁基蒽(簡稱：t－BuAnth)、9,10－二(4－甲基－1－萘基)蒽(簡稱：DMNA)、9,10－二[2－(1－萘基)苯基]－2－特丁基－蒽、9,10－二[2－(1－萘基)苯基]蒽、2,3,6,7－四甲基－9,10－二(1－萘基)蒽、2,3,6,7－四甲基－9,10－二(2－萘基)蒽、9,9’－聯蒽、10,10’－二苯基－9,9’－聯蒽、10,10’－二(2－苯基苯基)－9,9’－聯蒽、10,10’－二[(2,3,4,5,6－五苯基)苯基]－9,9’－聯蒽、蒽、萘並萘、紅螢烯、苝、2,5,8,11－四(特丁基)苝、及類似物。除了上述之外，亦可使用稠五苯、蔻、或類似物。特別地，尤其較佳的是具有空穴遷移率為1x10－6 cm2 /Vs或更高且具有14至42個碳原子的芳族烴。
可用於該複合材料的芳族烴可具有乙烯基骨架。作為具有乙烯基的芳族烴係例如4,4’－二(2,2－二苯基乙烯基)聯苯(簡稱：DPVBi)、9,10－二[4－(2,2－二苯基乙烯基)苯基]蒽(簡稱：DPVPA)、及類似物。
此外，亦可使用高分子化合物(諸如聚(N－乙烯基咔唑)(簡稱：PVK)或聚(4－乙烯基三苯基胺)(簡稱：PVTPA))。
空穴遷移層是含有具有高空穴遷移性能的材料之層。可使用例如芳族胺化合物(諸如4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB或α－NPD)、N,N’－二(3－甲基苯基)－N,N’－二苯基－[1,1’－聯苯基]－4,4’－二胺(簡稱：TPD)、4,4’,4”－三(N,N－二苯基胺基)三苯基胺(簡稱：TDATA)、4,4’,4”－三[N－(3－甲基苯基)－N－苯基胺基]三苯基胺(簡稱：MTDATA)、或4,4’－二[N－(螺－9,9’－聯芴－2－基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：BSPB))以作為具有高空穴遷移性能的材料。該等材料主要是各別具有空穴遷移率為10－6 cm2 /Vs或更高的材料。但亦可使用上述之外的其他材料，只要其空穴遷移性能係高於電子遷移性能。含有具有高空穴遷移性能的材料之層並不限於單層，且含有上述材料的兩層或多層可被疊放。
發光層係含有具有高發光性能的材料層且可由各種不同之材料所製成。例如，具有高發光性能的材料可自由地與具有高載體遷移性能和良好膜質性的材料(即難結晶的材料)(諸如三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)、2－特丁基－9,10－二(2－萘基)蒽(簡稱：t－BuDNA)或4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB))組合。特定言之，具有高發光性能的材料可以是單重峰發光材料(螢光材料)(諸如N,N’－二甲基喹吖啶酮(簡稱：DMQd)、N,N’－二苯基喹吖啶酮(簡稱：DPQd)、香豆素6、4－(二氰基亞甲基)－2－甲基－6－(對－二甲基胺基苯乙烯基)－4H－吡喃(簡稱：DCM1)、4－(二氰基亞甲基)－2－甲基－6－[2－(久洛尼定－9－基)乙烯基]－4H－吡喃(簡稱：DCM2)、9,10－二苯基蒽、5,12－二苯基萘並萘(簡稱：DPT)、苝、或紅螢烯)或三重峰發光材料(磷光材料)(諸如二[2－(2’－苯並[4,5－α]噻吩基)吡啶根絡－N,C3’ ]銥(乙醯基丙酮)(簡稱：Ir(btp)2 (acac))。然而，因為Alq和DNA係具有高發光性能的材料，僅可由該等材料中的一種形成該第三層105。
電子遷移層係含有具有高電子遷移性能的材料之層。例如，可使用含有具有喹啉骨架或苯並喹啉骨架的金屬複合物(諸如三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)、三(4－甲基－8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Almq3 )、二(10－羥基苯並[h]－喹啉根絡)鈹(簡稱：BeBq2 )或二(2－甲基－8－喹啉醇根絡)(4－苯基苯酚)鋁(簡稱：BAlq))之層。此外，可使用具有噁唑為底或噻唑為底之配體的金屬複合物，諸如二[2－(2－羥基苯基)苯並噁唑根絡]鋅(簡稱：Zn(BOX)2 )或二[2－(2－羥基苯基)－苯並噻唑根絡]鋅(簡稱：Zn(BTZ)2 )。除了上述之金屬複合物之外，亦可使用2－(4－聯苯基)－5－(4－特丁基苯基)－1,3,4－噁二唑(簡稱：PBD)、1,3－二[5－(對－特丁基苯基)－1,3,4－噁二唑－2－基]苯(簡稱：OXD－7)、3－(4－聯苯基)－4－苯基－5－(4－特丁基苯基)－1,2,4－三唑(簡稱：TAZ)、浴菲咯啉(bathophenanthroline；簡稱：BPhen)，浴銅靈(bathocuproine；簡稱：BCP)、或類似物。本文所述之材料主要是各別具有電子遷移率為10－6 cm2 /Vs或更高的材料。電子遷移層可由上述以外的其他材料所形成，只要該材料具有高於空穴遷移性能的電子遷移性能。此外，該電子遷移層不限於單層，且由上述材料所製成的兩層或多層可被疊放。
此外，可提供電子注射層。可使用鹼金屬、鹼土金屬、或彼等之化合物(諸如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)或氟化鈣(CaF2 ))以作為電子注射層。例如，可使用含有鹼金屬、鹼土金屬、或彼等之化合物且具有電子遷移性能的材料之層，諸如含有鎂(Mg)的Alq層。藉由使用包含鹼金屬或鹼土金屬且具有電子遷移性能的材料之層，自作為第二層104的N－型半導體層的電子注射可有效地進行，此係較佳的。
第二層104係N－型半導體層。作為第二層104，在可見光區域內具有吸收峰且描述於實施模式1的有機化合物可用於形成作用為N－型半導體層之層。第二層104並不限於單層，且多個層可被疊放以形成第二層104。
第三層105係P－型半導體層。作為第三層105，在可見光區域內具有吸收峰且描述於實施模式1的有機化合物可用於形成作用為P－型半導體層之層。第三層105並不限於單層，且多個層可被疊放以形成第三層105。
較佳的是，第二層104的顏色與第三層105的顏色係呈互補。換言之，較佳的是，構成第二層104的材料或構成第三層105的材料之一在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內具有吸收峰，而另一材料在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰。
更特定言之，若在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第二層104，較佳的是在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第三層105。在上述組合之情況下，可使用例如3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐(簡稱：PTCDA)、3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：PTCDI)、N,N’－二甲基－3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：Me－PTCDI)、1,4,5,8－萘四羧酸二酸酐(簡稱：NTCDA)、1,4,5,8－萘四羧酸二醯亞胺(簡稱：NTCDI)、或類似物以作為第二層104。可使用酞花青(簡稱：H2 Pc)、銅酞花青(簡稱：CuPc)、鋅酞花青(簡稱：ZnPc)、氧釩基酞花青(簡稱：VOPc)、鈦氧基酞花青(簡稱：TiOPc)、鎳酞花青(簡稱：NiPc)、稠五苯、6,13－二苯基稠五苯、或類似物以作為第三層105。
此外，若在大於或等於540 nm且低於760 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第二層104，較佳的是在大於或等於380 nm且低於或等於540 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第三層105。在上述組合之情況下，可使用例如(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)銅(簡稱：F16 －CuPc)、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)鋅(簡稱：F16 －ZnPc)、全氟稠五苯、3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑(簡稱：PTCBI)、或類似物以作為第二層104。可使用萘並萘、5,12－二苯基萘並萘、紅螢烯、或類似物以作為第三層105。
由於上述之結構，第二層104和第三層105之堆疊可吸收寬波長區域內的可見光。如此，可減少被第二電極106反射之光且可改善發光元件的對比度。
應注意的是進一步可將給體材料加入至N－型半導體層中。N－型半導體層的導電率可藉由加入給體材料而增加，因而可降低發光元件的驅動電壓。可使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於周期表第13族的金屬、或彼等的氧化物或碳酸鹽以作為給體材料。特定言之，較佳地使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰(LiOx)、碳酸銫(CsCO3 )、或類似物。
此外，進一步可將受體材料加入至P－型半導體層中。P－型半導體層的導電率可藉由加入受體材料而增加，因而可降低發光元件的驅動電壓。可使用7,7,8,8－四氰基－2,3,5,6－四氟醌二甲烷(簡稱：F4 －TCNQ)、氯醌、或類似物以作為受體材料。此外，可使用過渡金屬氧化物以作為受體材料。此外，可使用屬於周期表第4至8族的金屬之氧化物。特定言之，氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸係較佳的，因為其電子接受性能高。其中，氧化鉬係尤佳的，因為其在空氣中穩定且其吸濕性低，使得其可被容易處理。
進一步，藉由使用添加有受體材料的P－型半導體層及/或添加有給體材料的N－型半導體層可抑制驅動電壓的增加，即使是形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層時亦然。因此，藉由形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層，可防止由微小外來物體、衝擊等所造成的短路，因而可得到具有高可靠性的發光元件。一般發光元件的電極間之膜厚度係100至150 nm，然而在使用該P－型半導體層和N－型半導體層的發光元件的情況下，該厚度可以是100至500 nm，較佳地係例如200至500 nm。
此外，添加有受體材料的P－型半導體層和添加有給體材料的N－型半導體層具有相對於電極之小觸點電阻。為此，可在選擇電極材料時無需考慮其自由能或類似因素；因此，對電極材料的選擇性增加。
可使用各種不同之金屬、合金、導電化合物、彼等之混合物、或類似物以作為第二電極106。其實例係氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物。該等導電金屬氧化物膜一般係藉由濺射所形成。例如，形成氧化鋅銦(IZO)可藉由濺射方法且使用將1至20重量%氧化鋅加入至氧化銦中的靶。形成含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)可藉由濺射方法且使用含有0.5至5重量%氧化鎢和0.1至1重量%氧化鋅(相對氧化銦)的靶。此外，可使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鋁－矽(Al－Si)、鋁－鈦(Al－Ti)、鋁－矽氧烷－銅(Al－Si－Cu)、金屬材料的氮化物(諸如TiN)、或類似物。
可使用各種不同之方法以形成第一層103、第二層104及第三層105。例如，可使用真空蒸發方法、噴墨方法、旋塗方法、或類似方法。此外，每一電極或每一層皆可藉由不同的成膜方法而形成。
若因第一電極102與第二電極106之間產生電位差而使電流流動，具有上述結構之本發明之發光元件發出光，且空穴和電子在第一層103(即含有具有高發光性能的材料之層)中複合。換言之，本發明之發光元件具有發光區域係在第一層103中形成之結構。
如圖1所示之發光元件中，光發射係通過第一電極102而被提取至外部。因此，第一電極102係使用光遷移材料所形成。於是，光發射係通過第一電極102自基材側被提取至外部。
應注意的是，置於第一電極102與第二電極106之間的層結構並不限於上述之結構。只要空穴和電子複合的區域係遠離第一電極102和第二電極106的區域進而藉以抑制當發光區域與金屬相互靠近時產生的淬滅，且只要提供可吸收可見光的第二層104和第三層105，可使用上述以外之結構。
換言之，層狀結構並不特別限定，且各別由具有高電子遷移性能的材料、具有高空穴遷移性能的材料、具有高電子注射性能的材料、具有高空穴注射性能的材料、雙極材料(即具有高電子遷移和空穴遷移性能的材料)或類似物所形成之層可與能吸引可見光的第二層104和第三層105適當地組合。此外，可使用的結構係其中由氧化矽膜或類似物所形成之層係在第一電極102上藉以控制進行載體複合的部分。
另一方面，可使用的結構係其中層按照與圖1相反的順序疊放且光發射係自與基材相對之面被提取至外部。圖2所示的發光元件具有的結構係其中第三層105(其係P－型半導體層)、第二層104(其係N－型半導體層)、第一層103(其係含有發光物質層)及作為陽極之第一電極102係依該順序疊放在作為陰極的第二電極106上。若使用圖2所示之結構，源自第一層103的光發射係自與基材101相對的第一電極側被提取至外部。
此外，如圖8所示，第四層107可被置於第二層104與第三層105之間。藉由提供第四層107，可降低驅動電壓。可使用半導體材料或導電材料以作為用於形成第四層107的材料。可使用例如氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物以作為導電材料。此外，可使用例如金屬(諸如鋁(Al)或銀(Ag))膜(厚度為1至50 nm，較佳為約5至20 nm)藉以具有光傳導性能。此外，氧化鈦(TiOx)、氧化釩(VOx)、氧化鈮(NbOx)、氧化鉬(MoOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錸(ReOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鋅(ZnOx)、氧化銅(CuOx)、氧化錫(SnOx)、硫化鋅(ZnS)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、或類似物可作為半導體材料。
在此實施模式中，發光元件係在玻璃、塑膠、或類似物的基材上製造。藉由在一個基材上製造多個如此的發光元件，可製造出被動發光裝置。此外，薄膜電晶體(TFT)可在玻璃、塑膠、或類似物的基材上形成且發光元件可在與TFT電連接的電極上製造。如此，可製造出主動矩陣型發光裝置，其中TFT控制發光元件的驅動。應注意的是，TFT的結構並不特別限定。可採用交錯型TFT或相反交錯型TFT。此外，在TFT基材上形成的驅動電路可使用N－型和P－型TFT或使用N－型或P－型TFT而形成。用於TFT的半導體膜的結晶度亦不特別受限。可使用無定形半導體膜，或可使用結晶半導體膜。
本發明之發光元件具有介於發光層與第二電極之間且吸收可見光的第二層104和第三層105。因此，可減少第二電極所反射的光並可改善對比度。
進一步，本發明之發光元件可進行光學設計而無需考慮被第二電極反射的光，此意味可更易於進行該光學設計。
進一步，用於本發明之發光元件的P－型半導體層和N－型半導體層可藉由真空蒸發而形成。若含有發光物質層係藉由真空蒸發所形成，則任何層可在相同的真空裝置中形成，且該發光元件可在一致之真空條件下形成。因此，可在製造過程中防止微小外來物體的附著且可提高產率。
此實施模式可與其他實施模式適當地組合。
(實施模式3)
在此實施模式中，具有不同於實施模式2所述結構的結構之發光元件係參考圖3加以說明。
於此模式中，發光元件包括第一電極302、依順序疊放在該第一電極302上的第一層303、第二層304及第三層305以及置於其上的第二電極306。應注意的是，下述係描述此模式中作為陰極的第一電極302和作為陽極的第二電極306。
基材301係作為發光元件的基底。可使用例如玻璃、塑膠、或類似物以作為基材301。可使用上述以外的其他材料，只要該材料在製造發光元件的過程中係作為基底。
較佳的是，第一電極302係具有高光傳導性能的電極。此外，較佳地係使用各別具有低自由能(特定地3.8 eV或更低)的金屬、合金、導電化合物、或彼等之混合物、或類似物。特定地，可使用屬於周期表第1族或第2族的元素(即鹼金屬(諸如鋰(Li)或銫(Cs))、鹼土金屬(諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)))、含彼等之合金(諸如MgAg合金或AlLi合金)、或類似物以形成作為第一電極302的薄膜以遷移光。另一方面，可使用堆疊之金屬薄膜和透明導電膜(氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物)。例如，厚度為1至50 nm(較佳地為約5至20 nm)的AlLi合金、MgAg合金、或類似物之膜可作為第一電極302。
第一層303係含有發光物質之層。第一層303可構成為單層，或多層經堆疊以形成第一層303。層狀結構並不特別限定，且各別由具有高電子遷移性能的材料、具有高空穴遷移性能的材料、具有高電子注射性能的材料、具有高空穴注射性能的材料、雙極材料(具有高電子遷移和空穴遷移性能的材料)或類似物所形成之層可經適當地組合。例如，空穴注射層、空穴遷移層、空穴阻斷層、發光層、電子遷移層、電子注射層、及類似層可經適當地組合以構成第一層103。下述係說明用於形成各層的特定材料。
電子注射層是含有具有高電子注射性能的材料之層。可使用實施模式2所示之材料以作為具有高電子注射性能的材料。特定言之，可使用鹼金屬、鹼土金屬、或彼等之化合物(諸如氟化鋰(LiF)、氟化銫(CsF)或氟化鈣(CaF2 ))。例如，可使用含有鹼金屬、鹼土金屬、或彼等之化合物(諸如含有鎂(Mg)的Alq)且具有電子遷移性能的材料之層。作為電子注射層，藉由使用含有鹼金屬或鹼土金屬且具有電子遷移性能的材料之層，可選擇用於形成電極的材料而無需取決於電極的自由能。換言之，不僅可使用具有低自由能的材料且可使用具有高自由能的材料以作為第一電極302。
電子遷移層係含有具有高電子遷移性能的材料之層。可使用實施模式2所示之材料以作為具有高電子遷移性能的材料。
發光層係含有具有高發光性能的材料之層，且各種不同之材料可用於發光層。特定地，可使用實施模式2所示之材料。
空穴遷移層係含有具有高空穴遷移性能的材料之層。可使用實施模式2所示之材料以作為具有高空穴遷移性能的材料。
此外，可提供空穴注射層。可使用實施模式2所示之材料以作為用於形成空穴注射層的材料。
第二層304係P－型半導體層。作為第二層304，可使用實施模式1所示之在可見光範圍內具有吸收峰的有機化合物以形成作為P－型半導體之層。第二層304並不限於單層且可具有多層堆疊的結構。
第三層305係N－型半導體層。作為第三層305，可使用實施模式1所示之在可見光範圍內具有吸收峰的有機化合物以形成作為N－型半導體之層。第三層305並不限於單層且可具有多層堆疊的結構。
較佳的是，第二層304的顏色與第三層305的顏色係呈互補。換言之，較佳的是，構成第二層304的材料或構成第三層305的材料之一係在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內具有吸收峰且另一材料係在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰。
更特定言之，若在大於或等於380 nm且低於540 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第二層304，較佳的係在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第三層305。在上述組合之情況下，可使用例如萘並萘、5,12－二苯基萘並萘、紅螢烯、或類似物以作為第二層304。可使用(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)銅(簡稱：F16 －CuPc)、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25－十六氟酞花青根絡)鋅(簡稱：F16 －ZnPc)、3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑(簡稱：PTCBI)、或類似物以作為第三層305。
此外，若在大於或等於540 nm且低於或等於760 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第二層304，較佳的係在大於或等於380 nm且低於或等於540 nm的波長區域內具有吸收峰的材料係作為第三層305。在上述組合之情況下，例如酞花青(簡稱：H2 Pc)、銅酞花青(簡稱：CuPc)、鋅酞花青(簡稱：ZnPc)、氧釩基酞花青(簡稱：VOPc)、鈦氧基酞花青(簡稱：TiOPc)、鎳酞花青(簡稱：NiPc)、稠五苯，6,13－二苯基稠五苯、或類似物可用於第二層304。對第三層305，可使用3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐(簡稱：PTCDA)、3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：PTCDI)、N,N’－二甲基－3,4,9,10－苝四羧酸二醯亞胺(簡稱：Me－PTCDI)、1,4,5,8－萘四羧酸二酸酐(簡稱：NTCDA)、1,4,5,8－萘四羧酸二醯亞胺(簡稱：NTCDI)、或類似物。
基於上述之結構，堆疊之第二層304和第三層305可吸收自第一層303發出之光。如此，可減少被第二電極306反射之光且可改善發光元件的對比度。
應注意的是，進一步可將給體材料加入至N－型半導體層中。N－型半導體層的導電率可藉由加入給體材料而增加，因而可降低發光元件的驅動電壓。可使用鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、屬於周期表第13族的金屬，或彼等之氧化物或碳酸鹽以作為給體材料。特定言之，較佳地係使用鋰(Li)、銫(Cs)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、鐿(Yb)、銦(In)、氧化鋰(LiOx)、碳酸銫(CsCO3 )、或類似物。
此外，進一步可將受體材料加入至P－型半導體層中。P－型半導體層的導電率可藉由加入受體材料而增加，因而可降低發光元件的驅動電壓。進一步，電極的觸點電阻可藉由加入受體材料而降低。為此，選擇電極材料時無需考慮其自由能或類似因素；因此，對電極材料的選擇性增加。可使用7,7,8,8－四氰基－2,3,5,6－四氟醌二甲烷(簡稱：F4 －TCNQ)、氯醌、或類似物以作為受體材料。此外，可使用過渡金屬氧化物以作為受體材料。此外，可使用屬於周期表第4至8族的金屬之氧化物。特定地，氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳及氧化錸係較佳的，因為其電子接受性能高。其中，氧化鉬是尤佳的，因為其在空氣中穩定且吸濕性低，使得其可被容易處理。
此外，藉由使用添加有受體材料的P－型半導體層及/或添加有給體材料的N－型半導體層，可抑制驅動電壓的增加，即使係形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層時亦然。因此，藉由形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層，可防止微小外來物體、衝擊等所造成的短路；因而可得到具有高可靠性的發光元件。一般發光元件的電極間的膜厚度係100至150 nm，但在使用P－型半導體層和N－型半導體層的發光元件之情況下，該膜厚度可為例如100至500 nm，較佳地200至500 nm。
此外，添加有受體材料的P－型半導體層和添加有給體材料的N－型半導體層具有相對於電極的小觸點電阻。為此，選擇電極材料時可無需考慮其自由能或類似因素；因此，對電極材料的選擇性增加。
可使用各種不同之金屬、合金、導電化合物、或彼等之混合金屬、化合物或合金以作為第二電極306。其實例係氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物。形成該等導電金屬氧化物膜一般係藉由濺射方法。例如，形成氧化鋅銦(IZO)可藉由濺射方法且使用將1至20重量%氧化鋅加入至氧化銦中的靶。形成含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)可藉由濺射方法且使用將包含0.5至5重量%氧化鎢和0.1至1重量%氧化鋅(相對氧化銦)的靶。此外，可使用金(Au)、鉑(Pt)、鎳(Ni)、鎢(W)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鈦(Ti)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鋁－矽(Al－Si)、鋁－鈦(Al－Ti)、鋁－矽氧烷－銅(Al－Si－Cu)、金屬材料之氮化物(諸如TiN)、或類似物。
用於形成第一層303、第二層304及第三層305的方法可為不同於上述蒸發方法之其他方法。例如，可使用噴墨方法、旋塗方法、或類似方法。此外，每個電極或每層可藉由不同的成膜方法而形成。
當因第一電極302與第二電極306之間產生電位差而使電流流動時，具有上述結構的本發明之發光元件發出光，且空穴和電子係在第一層303(其係含有具有高發光性能的材料之層)中複合。即，本發明之發光元件具有發光區域係在第一層303中形成的結構。
於圖3所示之發光元件中，光發射係通過第一電極302被提取至外部。因此，形成第一電極302係使用光遷移材料。於是，光發射係通過第一電極302自基材側被提取至外部。
應注意的是，置於第一電極302與第二電極306之間的層結構並不限於上述之結構。只要空穴和電子複合的區域係遠離第一電極302和第二電極306的區域，藉以抑制當發光區域和金屬相互靠近時產生的淬滅，且只要提供可吸收可見光的第二層304和第三層305，可採用上述以外之結構。
換言之，層狀結構並不特別限定，且各別由具有高電子遷移性能的材料、具有高空穴遷移性能的材料、具有高電子注射性能的材料、具有高空穴注射性能的材料、雙極材料(具有高電子遷移和空穴遷移性能的材料)及類似物所形成之層可與可吸收可見光的第二層304和第三層305適當地組合。另一方面，可使用之結構係氧化矽膜或類似物所形成之層置於第一電極302上，藉以控制進行載體複合之部分。
另一方面，可使用之結構係各層係依照與圖3相反的順序堆疊且光發射係自與基材相對之面被提取至外部。圖4所示之發光元件具有之結構係第三層305(其係N－型半導體層)、第二層304(其係P－型半導體層)、第一層303(其係含有發光物質層)及作為陽極的第一電極302係依照此順序堆疊在作為陰極的第二電極306上。若採用圖4所示之結構，自第一層303的光發射係自與基材301相對的第一電極側被提取至外部。
此外，如圖9所示，第四層307可置於第二層304與第三層305之間。藉由提供第四層307，可降低驅動電壓。可使用半導體材料或導電材料以作為用於形成第四層307的材料。可使用例如氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物以作為導電材料。此外，可使用例如金屬(諸如鋁(Al)或銀(Ag))的膜(厚度為1至50 nm，且較佳為約5至20 nm)，因而具有光傳導性能。此外，使用氧化鈦(TiOx)、氧化釩(VOx)、氧化鈮(NbOx)、氧化鉬(MoOx)、氧化鎢(WOx)、氧化錸(ReOx)、氧化釕(RuOx)、氧化鈷(CoOx)、氧化鎳(NiOx)、氧化鋅(ZnOx)、氧化銅(CuOx)、氧化錫(SnOx)、硫化鋅(ZnS)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、或類似物以作為半導體材料。
本發明之發光元件具有介於發光層與第二電極之間且吸收可見光的第二層304和第三層305。因此，可減少第二電極所反射的光並可改善對比度。
此外，本發明之發光元件可進行光學設計而無需考慮被第二電極反射之光，此意謂可更易於進行光學設計。
此外，用於本發明之發光元件的P－型半導體層和N－型半導體層可藉由真空蒸發而形成。當含有發光物質層係藉由真空蒸發所形成時，任何層可在相同的真空裝置中形成，且發光元件可在一致的真空條件下形成。因此，可在製造過程中防止微小外來物體的附著並可改善產率。
此實施模式可與其他實施模式適當地組合。
(實施模式4)
在此實施模式中，將描述包括本發明之發光元件的發光裝置。
在此實施模式中，包括本發明之發光元件的發光裝置於圖素部分係參考圖5A和5B。圖5A係顯示發光裝置的頂視圖且圖5B係沿圖5A的線A－A’和線B－B’的橫截面視圖。參考數字601表示驅動器電路部分(源驅動器電路)、602表示圖素部分且603表示驅動器電路部分(閘驅動器電路)，且其係分別由虛線顯示。參考數字604表示密封基材、605表示密封元件且607表示被密封元件605包圍的空間。
引線608係用於傳輸被輸入至源驅動器電路601和閘驅動器電路603的信號且自外部輸入端的FPC(撓性印刷電路)609接受視頻信號、時鐘信號、起動信號、重設信號及類似信號之導線。雖然在此僅顯示FPC，但是印刷線路板(PWB)可與FPC連接。本說明書之發光裝置不僅包括該發光裝置自身，且包括該FPC或PWB與該發光裝置連接的狀態。
隨後，參閱圖5B描述橫截面結構。雖然驅動器電路部分和圖素部分係於元件基材610上形成，但是圖5B係顯示源驅動器電路601(其係驅動器電路部分)和圖素部分602中的一個圖素。
源驅動器電路601包括藉由組合N－通道TFT 623和P－通道TFT 624所形成之CMOS電路。另一方面，可使用CMOS電路、PMOS電路或NMOS電路以形成驅動器電路。於此實施模式中，顯示在基材上形成的集成驅動器電路；然而，該驅動器電路無需在基材上形成且可在基材外形成。
圖素部分602包括各別具有轉換TFT 611、電流控制TFT 612及第一電極613(其係與電流控制TFT 612的漏極電連接)的多個圖素。形成絕緣體614以覆蓋第一電極613的邊緣部分。在此實施模式中，絕緣體614係由正性光敏性丙烯酸樹脂膜所形成。
為改善覆蓋率，形成絕緣體614的上緣部分或下緣部分以得到具有曲率的彎曲表面。例如，若正性光敏性丙烯酸係用於絕緣體614，較佳的是僅絕緣體614的上緣部分具有曲率半徑為0.2至3 μm的曲表面。可使用在刻蝕劑中不因光照射而可溶的負型或在刻蝕劑中因為光照射而可溶的正性型以作為絕緣體614。
含有發光物質之層616和第二電極617係在第一電極613上形成。第一電極613可由各種不同之金屬、合金、導電化合物、或彼等之混合金屬、化合物或合金所製成。若該第一電極係作為陽極，則在該等材料中較佳地係使用具有高自由能(及自由能為4.0 eV或更高)的金屬、合金、導電化合物、彼等之混合物，或類似物。例如，可使用含有矽的氧化錫銦的單層膜、氧化鋅銦膜、氮化鈦膜、鉻膜、鎢膜、Zn膜、Pt膜、或類似物。亦可使用含有氮化鈦的膜和主要含有鋁的膜的堆疊層結構；氮化鈦膜、主要含有鋁的膜及氮化鈦膜的三層結構；或類似物。堆疊層結構能具有低電線電阻、有利的歐姆接觸並作為陽極。
形成含有發光物質之層616係藉由各種不同之方法，諸如使用蒸發掩模的蒸發方法、噴墨方法及旋塗方法。含有發光物質之層616包括吸收可見光之層和實施模式1中顯示之發光層。作為構成含有發光物質之層616的另一材料，可使用低分子化合物或高分子化合物(諸如低聚物、樹枝聚體或聚合物)。作為用於含有發光物質之層的材料，不僅可使用有機化合物，且亦可使用無機化合物。
可使用各種不同之金屬、合金、導電化合物、或彼等之混合金屬、化合物或合金以作為用於第二電極617的材料。若第二電極係作為陰極，較佳的係使用具有低自由能(即自由能為3.8 eV或更低)的金屬、合金、導電化合物、彼等之混合物、或類似物。例如，可使用屬於周期表第1或2族的元素(即鹼金屬(諸如鋰(Li)或銫(Cs))和鹼土金屬(諸如鎂(Mg)、鈣(Ca)或鍶(Sr)))、含有彼等之的合金(Mg：Ag，Al：Li)、或類似物。若含有發光物質之層616所產生之光係通過第二電極617遷移，則形成第二電極617可使用金屬薄膜和透明導電膜(氧化錫銦(ITO)、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦(IZO)、含有氧化鎢和氧化鋅的氧化銦(IWZO)、或類似物)的堆疊層結構。
當密封基材604和元件基材610相互與密封元件605連接時，發光元件618係置於由該元件基材610、密封基材604及密封元件605所包圍的空間607中。該空間607可填充填料並可填充惰性氣體(諸如氮和氬)、密封元件605、或類似物。
環氧基為底之樹脂係較佳地用於密封元件605。該材料較佳地係使儘可能少的水分和氧滲透。作為用於密封基材604的材料，除了玻璃基材或石英基材以外，可使用由FRP(纖維玻璃強化塑膠)、PVF(聚氟乙烯)、聚酯薄膜、聚酯、丙烯酸、或類似物所製成之塑膠基材。
如此，可得到包括本發明之發光元件的發光裝置。
本發明之發光裝置具有實施模式1所述之吸收可見光之層。因此，可減少電極所反射的光並可改善對比度。
此外，本發明之發光裝置可進行光學設計而無需考慮被第二電極所反射之光，此意謂可更易於進行光學設計。
此外，藉由使用添加有受體材料的P－型半導體層及/或添加有給體材料的N－型半導體層，可抑制驅動電壓的增加，即使是形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層時亦然。因此，藉由形成厚的P－型半導體層及/或N－型半導體層，可防止微小外來物體、衝擊等所造成的短路；因而可得到具有高可靠性的發光元件。一般發光元件之電極間的膜厚度係100至150 nm，但在使用該P－型半導體層和N－型半導體層之發光元件的情況下，該膜厚度可為例如100至500 nm，較佳地200至500 nm。
此外，添加有受體材料的P－型半導體層和添加有給體材料的N－型半導體層具有相對於電極為小的觸點電阻。為此，選擇電極材料時可無需考慮其自由能或類似因素；因此，對電極材料的選擇性增加。
進一步，本發明之發光裝置可改善對比度而無需在發光元件的外部使用偏振板、四分之一波板、或類似物。為此，在無需增加製造步驟的數目之情況下可改善對比度。此外，因為無需使用偏振板或四分之一波板，可在低成本下製造具有高對比度之發光元件。
如上，藉由電晶體控制發光元件的驅動之主動發光裝置係描述於此實施模式中。然而，本發明亦可為被動發光裝置，其中驅動發光元件係無需驅動元件(諸如電晶體)。圖6顯示藉由實施本發明所製造之被動發光裝置的透視圖。於圖6中，含有發光物質之層955係置於基材951之上的電極952與電極956之間。電極952的邊緣部分係被絕緣層953所覆蓋。此外，分隔層954係置於絕緣層953之上。分隔層954的側壁傾斜，使得一個側壁與另一側壁之間的距離隨著該等側壁愈接近基材表面而變得越來越窄。換言之，分隔層954在短側方向上的橫截面是呈梯形，其下底部(該面朝向與絕緣層953的平面方向相同的方向並與絕緣層953接觸)係短於上底部(該面朝向與絕緣層953的平面方向相同的方向但不與絕緣層953接觸)。如此，藉由提供分隔層954，可預防靜電電性或類似現象所造成的發光元件的缺陷。進一步，當被動發光裝置包括本發明之具有高對比度的發光元件時，該被動發光裝置甚至可具有高對比度。
(實施模式5)
於此實施模式中，將描述本發明之電子裝置，其包括一部分描述於實施模式4之發光裝置。本發明之電子裝置的顯示部分具有優異的對比度，該部分包括實施模式1所述之吸收可見光之層。此外，亦可提供一種具有高可靠性的顯示部分之電子裝置，其中藉由製造厚的實施模式1所述之吸收可見光之層以抑制微小外來物體、外部源的衝擊等所造成的短路。
藉由使用本發明之發光裝置所製造之電子裝置的實例如下：照相機(諸如視頻照相機或數位照相機)、護目鏡型顯示器、導航系統、聲音再生裝置(汽車音響系統、聲頻元件或類似物)、電腦、遊戲機、攜帶型資訊終端機(移動電腦、攜帶型電話、移動遊戲機、電子書籍、或類似物)、具有記錄介質的圖像再現裝置(具體地係用於再現記錄介質(諸如數位化視頻光碟(DVD)和具有用於顯示圖像的顯示器)的裝置)、及類似物。該等電子裝置的具體實例係示於圖7A至7D。
圖7A顯示根據本發明之電視裝置，其包括底架9101、支撐基底9102、顯示部分9103、喇叭部分9104、視頻輸入端9105、及類似物。於該電視裝置中，顯示部分9103包括排列成矩陣且類似於實施模式2和3所述的發光元件。該發光元件具有優異的對比度。此外，可防止因微小外來物體、外部源的衝擊、或類似現象所造成的短路。包括該發光元件的顯示部分9103亦具有類似之特性。因此，電視裝置可實現高對比度並顯示高質量影像。此外，本發明之電視裝置可實現高對比度，即使當其元件的數目小於常規情形時亦然；因此，可在低成本下製造該電視裝置。進一步，當元件的數目減少時，可減少底架9101的大小和重量。因為本發明之電視裝置改善圖像品質並降低大小和重量，故可提供適用於生活環境之產品。
圖7B顯示根據本發明之電腦，其包括主體9201、底盤9202、顯示部分9203、鍵盤9204、外接埠9205、滑鼠9206、及類似物。在該電腦中，顯示部分9203包括排列成矩陣且類似於實施模式2和3所述之發光元件。該發光元件具有優異的對比度。此外，可防止因微小外來物體、外部源的衝擊、或類似現象所造成的短路。包括該發光元件之顯示部分9203亦具有類似之特性。因此，電腦可具有高對比度並顯示高品質影像。此外，本發明之電腦可具有高對比度，即使是其元件的數目小於常規情形時亦然；因此，可在低成本下製造該電腦。進一步，當元件的數目減少時，可減少底架9202的大小和重量。因為本發明之電腦提高影像品質並降低大小和重量，故可提供適用於生活環境之產品。此外，可提供手提式電腦。
圖7C顯示根據本發明之攜帶型電話，其包括主體9401、底盤9402、顯示部分9403、聲頻輸入部分9404、聲頻輸出部分9405、操作鍵9406、外接埠9407、天線9408、及類似物。在該攜帶型電話中，顯示部分9403包括排列成矩陣且類似於實施模式2和3所述之發光元件。該發光元件具有優異的對比度。此外，可防止因微小外來物體、外部源衝擊、或類似現象所造成的短路。包括該發光元件之顯示部分9403亦具有類似之特性。因此，攜帶型電話可具有高對比度並顯現高品質圖像。此外，本發明之攜帶型電話可具有高對比度，即使是當元件的數目小於常規情形時亦然；因此，可在低成本下製造該攜帶型電話。進一步，當元件的數目減少時，可減少底架9402的大小和重量。因為本發明之攜帶型電話提高圖像品質並降低尺寸和重量，故可提供適用於攜帶之產品。此外，可提供包括攜帶時能耐受外部源衝擊之顯示部分的產品。
圖7D顯示根據本發明之照相機，其包括主體9501、顯示部分9502、底盤9503、外接埠9504、遙控接受部分9505、圖像接受部分9506、電池9507、聲頻輸入部分9508、操作鍵9509、接目鏡部分9510、及類似物。在該照相機中，顯示部分9502包括排列成矩陣且類似於實施模式2和3所述之發光元件。該發光元件具有優異之對比度。此外，可防止因微小外來物體、外部源衝擊、或類似現象所造成的短路。包括該發光元件的顯示部分9502亦具有類似之特性。因此，該照相機可具有高對比度並顯示高品質圖像。此外，本發明之照相機可具有高對比度，即使是當其元件的數目小於常規情形時亦然；因此，可在低成本下製造該照相機。進一步，當元件的數目減少時，可減少底架9503的大小和重量。因為本發明之照相機提高圖像品質並降低大小和重量，故可提供適用於攜帶之產品。此外，可提供包括攜帶時能耐受外部源衝擊之顯示部分的產品。
如上所述，本發明之發光裝置的可應用範圍係如此的寬，使得該發光裝置可應用於各種領域的電子裝置。藉由使用本發明之發光裝置，可提供包括具有高對比度之顯示部分的電子裝置。
[實施方案1]
在此實施方案中，本發明之發光元件將參閱圖10具體地加以描述。該實施方案所使用之有機化合物的結構式係說明如下。應注意的是，於該實施方案中所製造的所有發光元件係在相同的基材上製造。
(發光元件1)
首先，藉由濺射方法在玻璃基材510上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極511。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極511的基材固定於基材夾具上且該基材夾具被置於真空蒸發裝置中，使得其上形成第一電極511的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發第一電極511上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成含有複合材料之層512。厚度係50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱以形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層513。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層513上形成厚度為40 nm的發光層514。該Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層514上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層515。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層515上形成厚度為10 nm之電子注射層516。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
藉由共同蒸發3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐(簡稱：PTCDA)和鋰而於電子注射層516上形成厚度為70 nm之N－型半導體層517。PTCDA與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝PTCDA：鋰)。
此外，藉由共同蒸發銅酞花青(簡稱：CuPc)和氧化鉬(VI)而形成厚度為80 nm之P－型半導體層518。CuPc與氧化鉬的重量比經調節為1：0.5(＝CuPc：氧化鉬)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極519。如此，製造發光元件1。
(對比發光元件2)
首先，藉由濺射方法而於玻璃基材上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極的基材固定於基材夾具上並將該基材夾具置於真空蒸發裝置中，使得於其上形成第一電極的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發在第一電極上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成含有複合材料之層。厚度是50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層上形成厚度為40 nm之發光層。Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層上形成厚度為20 nm的電子注射層。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極。如此，製造對比發光元件2。
(對比發光元件3)
首先，藉由濺射方法而於玻璃基材上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極的基材固定於基材夾具上並將該基材夾具置於真空蒸發裝置中，使得其上形成第一電極的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發在第一電極上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成含有複合材料之層。厚度是50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層上形成厚度為40 nm的發光層。Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層上形成厚度為10 nm的電子注射層。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
藉由共同蒸發3,4,9,10－苝四羧酸二酸酐(簡稱：PTCDA)和鋰而於電子注射層上形成厚度為150 nm之層。PTCDA與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝PTCDA：鋰)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極。如此，製造對比發光元件3。
(對比發光元件4)
首先，藉由濺射方法而於玻璃基材上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極的基材固定於基材夾具上並將該基材夾具置於真空蒸發裝置中，使得其上形成第一電極的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發在第一電極上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成包含複合材料之層。厚度是50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層上形成厚度為40 nm的發光層。Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層上形成厚度為20 nm的電子注射層。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
此外，藉由共同蒸發DNTPD和氧化鉬(VI)而形成厚度為140 nm之層。DNTPD與氧化鉬的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極。如此，製造對比發光元件4。
發光元件1、對比發光元件2、對比發光元件3及對比發光元件4的電流效率－亮度特性係示於圖11。此外，其電流－電壓特性係示於圖12。此外，其發射光譜係示於圖13。由圖11可知，發光元件1和對比發光元件3的電流效率幾乎是對比發光元件2和對比發光元件4的一半。此意謂在發光層的第二電極側上所形成之層吸收發光元件1和對比發光元件3中的發光層所發出的光。
圖14顯示用於發光元件1、對比發光元件3或對比發光元件4的PTCDA、CuPc及DNTPD的吸收光譜。圖14所示的吸收光譜係藉由測量PTCDA、CuPc及DNTPD的樣品所得到，且該樣品係分別在石英基材上藉由蒸發方法而形成為厚度為50 nm。如圖14所示，用於發光元件1的PTCDA和CuPc在可見光區域內的相互不同的區域中具有吸收峰。特定地，PTCDA具有在485 nm和559 nm處的吸收峰，而CuPc具有在624 nm和695 nm處的吸收峰。此外，由圖14可知，DNTPD在可見光區域中不具有吸收峰。
此外，發光元件1、對比發光元件2及對比發光元件3的對比度比率係在照明度100(1x)下經測定。其結果是，若對比發光元件2的對比度是1，則對比發光元件3和發光元件1的對比度比率分別係26和78。應用本發明之發光元件的對比度比率係高於對比發光元件2和對比發光元件3者。為此，具有高對比度比率之發光元件可藉由應用本發明而得到。
對比發光元件2係具有一般製造之結構的發光元件。儘管其電流效率高，但對比度比率低。對比發光元件4具有將DNTPD層置於發光層與第二電極之間的結構。含有DNTPD之層遷移大部分之可見光；因此，認為電流效率高但對比度低，即類似於對比發光元件2。
另一方面，對比發光元件3使用含有PTCDA之層且可部分吸收可見光。尤其是，因為用於該實施方案之發光元件的發光層之香豆素6的光發射具有圖13所示之光譜，故自發光層發出的光(綠光)可由含有PTCDA之層所吸收。因此，電流效率低(如圖11所示)。然而，不可能在寬波長範圍內吸收可見光；因此，來自外部源的部分光被第二電極反射。於是，對比發光元件3的對比度係低於發光元件1。
另一方面，發光元件1可由含有PTCDA的N－型半導體層和含有CuPc的P－型半導體層在整個可見光區域內吸收自發光層發出的光及來自外部源的入射光。因此可實現高對比度。
進一步，由圖13可知，自對比發光元件的發光層所發出的光影響被第二電極反射的光並改變發射光譜。特定地，對比發光元件2、對比發光元件3及對比發光元件4之發射光譜的峰係比發光元件1者為寬。換言之，發射光譜的形狀係由第二電極所造成的干涉效應所改變。另一方面，發光元件1可抑制第二電極所反射的光；因此，光學設計可無需考慮干涉效應。此外，因為反射光的干涉被抑制，故發射光譜的形狀不變且可得到具有高顏色純度的光發射。
此外，由圖12可知，發光元件1、對比發光元件2、對比發光元件3及對比發光元件4的電流－電壓特性無過多不同之處。設置在發光元件1的電極之間的含有發光物質之層的厚度整體上比對比發光元件2者厚140 nm。儘管如此，發光元件1之電流－電壓特性未明顯不同於對比發光元件2者。因此，可抑制驅動電壓的增加，即使是製造厚的P－型半導體層和N－型半導體層時亦然。
[實施方案2]
於此實施方案中，將參閱圖10以描述本發明之發光元件。該實施方案所使用之有機化合物的結構式係說明如下。應注意的是，發光元件5和對比發光元件6係在相同之基材上製造。
(發光元件5)
首先，藉由濺射方法而於玻璃基材510上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極511。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極511的基材固定於基材夾具上並將該基材夾具置於真空蒸發裝置中，使得其上形成第一電極511的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發在第一電極511上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成含有複合材料之層512。厚度是50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層513。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層513上形成厚度為40 nm的發光層514。Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層514上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層515。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層515上形成厚度為10 nm的電子注射層516。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
藉由共同蒸發3,4,9,10－苝四羧酸－雙－苯並咪唑(簡稱：PTCBI)和鋰而於電子注射層516上形成厚度為60 nm之N－型半導體層517。PTCBI與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝PTCBI：鋰)。
此外，藉由共同蒸發紅螢烯和氧化鉬(VI)而形成厚度為90 nm之P－型半導體層518。紅螢烯與氧化鉬的重量比經調節為1：0.5(＝紅螢烯：氧化鉬)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極519。如此，製造發光元件5。
(對比發光元件6)
首先，藉由濺射方法而於玻璃基材上形成含有氧化矽的氧化錫銦膜；因而形成第一電極。厚度是110 nm且電極面積是2 mm x 2 mm。
然後，將其上形成第一電極的基材固定於基材夾具上並將該基材夾具置於真空蒸發裝置中，使得其上形成第一電極的表面到達下側。經壓力降低至約10－4 Pa後，共同蒸發在第一電極上之4,4’－二(N－{4－[N’－(3－甲基苯基)－N’－苯基胺基]苯基}－N－苯基胺基)聯苯(簡稱：DNTPD)和氧化鉬(VI)；因而形成含有複合材料之層。厚度是50 nm且DNTPD與氧化鉬(VI)的重量比經調節為1：0.5(＝DNTPD：氧化鉬)。應注意的是，共同蒸發方法是同時在一個處理室中進行多個蒸發源的蒸發之方法。
然後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為10 nm之4,4’－二[N－(1－萘基)－N－苯基胺基]聯苯(簡稱：NPB)；因而形成空穴遷移層。
此外，藉由共同蒸發三(8－喹啉醇根絡)鋁(簡稱：Alq)和香豆素6而於空穴遷移層上形成厚度為40 nm的發光層。Alq與香豆素6的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：香豆素6)。
此後，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而於發光層上形成厚度為10 nm的Alq膜；因而形成電子遷移層。
藉由共同蒸發Alq和鋰(Li)而於電子遷移層上形成厚度為20 nm的電子注射層。Alq與鋰的重量比經調節為1：0.01(＝Alq：鋰)。
最終，藉由蒸發方法並使用電阻加熱而形成厚度為200 nm的鋁膜；因而形成第二電極。如此，製造對比發光元件6。
發光元件5和對比發光元件6的電流效率－亮度特性係示於圖15。此外，其電流－電壓特性係示於圖16。此外，其發射光譜係示於圖17。自圖15可知，發光元件5的電流效率幾乎是對比發光元件6者的一半。此意謂在發光層的第二電極側上所形成之層吸收發光元件5中的發光層所發出的光。
圖18顯示用於發光元件5的PTCBI和紅螢烯的吸收光譜。圖18所示的吸收光譜係藉由測量PTCBI和紅螢烯的樣品所得到，該樣品係分別在石英基材上藉由蒸發方法所形成。如圖18所示，用於發光元件5的PTCBI和紅螢烯在可見光區域內的相互不同的區域中具有吸收峰。特定地，PTCBI具有在548 nm處的吸收峰且紅螢烯具有在496 nm和531 nm處的吸收峰。
此外，發光元件5和對比發光元件6的對比度比率係在照明度100(1x)下經測定。其結果是若對比發光元件6的對比度被設定為1，則發光元件5的對比度比率是17。應用本發明的發光元件的對比度比率係高於對比發光元件6者。為此，具有高對比度比率的發光元件可藉由應用本發明而得到。
對比發光元件6係具有一般製造之結構的發光元件，其中電流效率高但對比度低。
另一方面，發光元件5可由含有PTCBI的N－型半導體層和含有紅螢烯的P－型半導體層在整個可見光區域內吸收自發光層所發出的光和來自外部源的入射光。因此可實現高對比度。
此外，自圖17可知，自對比發光元件的發光層所發出的光係影響被第二電極反射的光並改變發射光譜。特定地，對比發光元件6的發射光譜的峰係比發光元件5者為寬。換言之，發射光譜的形狀係由第二電極所造成的干涉效應所改變。另一方面，發光元件5可抑制第二電極所反射的光；因此，光學設計可無需考慮干涉效應。此外，因為反射光的干涉被抑制，發射光譜的形狀不變且可得到具有高顏色純度的光發射。
進一步，自圖16可知，發光元件5和對比發光元件6的電流－電壓特性並無明顯不同之處。設置在發光元件5的電極之間的含有發光物質之層的厚度整體上比對比發光元件6者厚140 nm。儘管如此，發光元件5的電流－電壓特性並未明顯不同於對比發光元件6者。因此，可抑制驅動電壓的增加，即使是製造厚的P－型半導體層和N－型半導體層時亦然。
本申請案係基於日本專利申請案號2006－061969(於2006年3月8日向日本特許廳申請，其內容係併入本發明作為參考)。
101．．．基材
102．．．第一電極
103．．．第一層
104．．．第二層
105．．．第三層
106．．．第二電極
301．．．基材
302．．．第一電極
303．．．第一層
304．．．第二層
305．．．第三層
306．．．第二電極
601．．．源驅動器電路
602．．．圖素
603．．．閘驅動器電路
604．．．密封基材
605．．．密封元件
607．．．空間
608．．．引線
609．．．撓性印刷電路
610．．．元件基材
611．．．轉換TFT
612．．．電流控制TFT
613．．．第一電極
614．．．絕緣體
616．．．層
617．．．第二電極
618．．．發元件
623．．．N－通道TFT
624．．．P－通道TFT
951．．．基材
952．．．電極
953．．．絕緣層
954．．．分隔層
955．．．層
956．．．電極
9101．．．底架
9102．．．支撐基底
9103．．．顯示部分
9104．．．喇叭部分
9105．．．視頻輸入端
9201．．．主體
9202．．．底盤
9203．．．顯示部分
9204．．．鍵盤
9205．．．外接埠
9206．．．滑鼠
9401．．．主體
9402．．．底盤
9403．．．顯示部分
9404．．．聲頻輸入部分
9405．．．聲頻輸出部分
9406．．．操作鍵
9407．．．外接埠
9408．．．天線
9501．．．主體
9502．．．顯示部分
9503．．．底盤
9504．．．外接埠
9505．．．遙控接受部分
9506．．．圖像接受部分
9507．．．電池
9508．．．聲頻輸入部分
9509．．．操作鍵
9510．．．接目鏡部分
107．．．第四層
307．．．第四層
510．．．玻璃基材
511．．．第一電極
512．．．層
513．．．空穴遷移層
514．．．發光層
515．．．電子遷移層
516．．．電子注射層
517．．．N－型半導體層
518．．．P－型半導體層
519．．．第二電極
於附圖中：圖1是說明本發明之發光元件的圖；圖2是說明本發明之發光元件的圖；圖3是說明本發明發之光元件的圖；圖4是說明本發明之發光元件的圖；圖5A和5B是分別說明本發明之發光裝置的圖；圖6是說明本發明之發光裝置的圖；圖7A至7D是分別說明本發明之電子裝置的圖；圖8是說明本發明之發光元件的圖；圖9是說明本發明之發光元件的圖；圖10是說明實施方案1和2之發光元件的圖；圖11顯示實施方案1所製造之元件的電流效率－亮度特性；圖12顯示實施方案1所製造之元件的電流－電壓特性；圖13顯示實施方案1所製造之元件的發射光譜；圖14顯示實施方案1所使用之材料的吸收光譜；圖15顯示實施方案2所製造之元件的電流效率－亮度特性；圖16顯示實施方案2所製造之元件的電流－電壓特性；圖17顯示實施方案2所製造之元件的發射光譜；及圖18顯示實施方案2所使用之材料的吸收光譜。

Claims (25)

  1. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含：發光層；含有第一有機化合物的第二層；及含有第二有機化合物的第三層，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第二層和第三層係設置在該第二電極與發光層之間，其中該第一有機化合物是3,4,9,10-苝四羧酸衍生物、1,4,5,8-萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者，且其中該第一有機化合物的顏色與第二有機化合物的顏色係呈互補，使得自該發光層發出之光的一部分被該第二層和第三層吸收。
  2. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層， 其中該第一層包含：發光層；含有第一有機化合物的第二層；及含有第二有機化合物的第三層，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第二層與第三層係設置在該第二電極與發光層之間，其中該第一有機化合物是3,4,9,10-苝四羧酸衍生物、1,4,5,8-萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者，且其中該第一有機化合物具有在大於或等於380nm且低於540nm的波長區域內的吸收峰，且該第二有機化合物具有在大於或等於540nm且低於或等於760nm的波長區域內的吸收峰，使得自該發光層發出之光的一部分被該第二層和第三層吸收。
  3. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含：發光層；含有第一有機化合物的第二層；及含有第二有機化合物的第三層， 其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第二層與第三層係設置在該第二電極與發光層之間，其中該第一有機化合物是3,4,9,10-苝四羧酸衍生物、1,4,5,8-萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者，且其中該第二有機化合物是酞花青衍生物、稠五苯衍生物、3,4,9,10-苝四羧酸-雙-苯並咪唑衍生物或紫蒽酮(violanthrone)衍生物中的任一者。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的發光元件，其更包含：在該第二層與第三層之間的第四層，其中該第四層含有導電材料。
  5. 如申請專利範圍第4項的發光元件，其中該導電材料係選自氧化錫銦、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦、或含有氧化鎢和氧化鋅的氧化錫銦。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項的發光元件，其更包含：在該第二層與第三層之間的第四層，其中該第四層含有半導體材料。
  7. 如申請專利範圍第6項的發光元件，其中該半導體材料係選自氧化鈦、氧化釩、氧化鈮、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅、氧化銅、氧化錫、硫化鋅、氮化鎵或氮化鋁鎵。
  8. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含：發光層；第一半導體層；及第二半導體層，其中該第一電極、發光層、第一半導體層、第二半導體層及第二電極係依此順序形成，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第一有機化合物是3,4,9,10-苝四羧酸衍生物、1,4,5,8-萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者，其中該第一半導體層的顏色與第二半導體層的顏色係呈互補，使得自該發光層發出之光的一部分被該第一半導體層和第二半導體層吸收，且其中該第一半導體層和第二半導體層之一係N-型半導體層且另一第一半導體層或第二半導體層係P-型半導體層。
  9. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及 設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含：發光層；第一半導體層；及第二半導體層，其中該第一電極、發光層、第一半導體層、第二半導體層及第二電極係依此順序形成，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第一半導體層和第二半導體層之一係N-型半導體層且另一第一半導體層或第二半導體層係P-型半導體層，其中該第一有機化合物是3,4,9,10-苝四羧酸衍生物、1,4,5,8-萘四羧酸衍生物、萘並萘衍生物或鎳複合物中的任一者，且其中該N-型半導體層在大於或等於380nm且低於540nm的波長區域內具有吸收峰且該P-型半導體層在大於或等於540nm且低於或等於760nm的波長區域內具有吸收峰，使得自該發光層發出之光的一部分被該第一半導體層和第二半導體層吸收。
  10. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的 第一層，其中該第一層包含：發光層；第一半導體層；及第二半導體層，其中該第一電極、發光層、第一半導體層、第二半導體層及第二電極係依此順序形成，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第一半導體層和第二半導體層之一係N-型半導體層且另一第一半導體層或第二半導體層係P-型半導體層，其中該N-型半導體層含有3,4,9,10-苝四羧酸二酸酐、3,4,9,10-苝四羧酸二醯亞胺、N,N’-二甲基-3,4,9,10-苝四羧酸二醯亞胺、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐或1,4,5,8-萘四羧酸二醯亞胺中的任一者，且其中該P-型半導體層含有酞花青、銅酞花青、鋅酞花青、氧釩基酞花青、鈦氧基酞花青、鎳酞花青、稠五苯或6,13-二苯基稠五苯中的任一者。
  11. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含： 發光層；第一半導體層；及第二半導體層，其中該第一電極、發光層、第一半導體層、第二半導體層及第二電極係依此順序形成，其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第一半導體層和第二半導體層之一係N-型半導體層且另一第一半導體層或第二半導體層係P-型半導體層，其中該N-型半導體層在大於或等於540nm且低於760nm的波長區域內具有吸收峰，且其中該P-型半導體層在大於或等於380nm且低於540nm的波長區域內具有吸收峰。
  12. 一種發光元件，其包含：第一電極；第二電極；及設置在該第一電極與第二電極之間的含有發光物質的第一層，其中該第一層包含：發光層；第一半導體層；及第二半導體層，其中該第一電極、發光層、第一半導體層、第二半導體層及第二電極係依此順序形成， 其中該第一電極具有光傳導性能，其中該第一半導體層和第二半導體層之一係N-型半導體層且另一第一半導體層或第二半導體層係P-型半導體層，其中該N-型半導體層含有(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-十六氟酞花青根)銅、(1,2,3,4,8,9,10,11,15,16,17,18,22,23,24,25-十六氟酞花青根)鋅、全氟稠五苯或3,4,9,10-苝四羧酸-雙-苯並咪唑中的任一者，且其中該P-型半導體層含有萘並萘，5,12-二苯基萘並萘或紅螢烯中的任一者。
  13. 如申請專利範圍第8至12項中任一項的發光元件，其更包含：介於該第一半導體層與第二半導體層之間的第二層，且其中該第二層含有導電材料。
  14. 如申請專利範圍第13項的發光元件，其中該導電材料係選自氧化錫銦、含有矽或氧化矽的氧化錫銦、氧化鋅銦、或含有氧化鎢和氧化鋅的氧化錫銦。
  15. 如申請專利範圍第8至12項中任一項的發光元件，其更包含：介於該第一半導體層與第二半導體層之間的第二層，其中該第二層含有半導體材料。
  16. 如申請專利範圍第15項的發光元件，其中該半導 體材料係選自氧化鈦、氧化釩、氧化鈮、氧化鉬、氧化鎢、氧化錸、氧化釕、氧化鈷、氧化鎳、氧化鋅、氧化銅、氧化錫、硫化鋅、氮化鎵或氮化鋁鎵。
  17. 如申請專利範圍第8至12項中任一項的發光元件，其中該P-型半導體層更含有受體材料。
  18. 如申請專利範圍第17項的發光元件，其中該受體材料是7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷或氯醌。
  19. 如申請專利範圍第17項的發光元件，其中該受體材料係過渡金屬氧化物。
  20. 如申請專利範圍第17項的發光元件，其中該受體材料係選自氧化釩、氧化鈮、氧化鉭、氧化鉻、氧化鉬、氧化鎢、氧化錳或氧化錸。
  21. 如申請專利範圍第8至12項中任一項的發光元件，其中該N-型半導體層更含有給體材料。
  22. 如申請專利範圍第21項的發光元件，其中該給體材料係選自鹼金屬、鹼土金屬、稀土金屬、或屬於周期表第13族的金屬。
  23. 如申請專利範圍第21項的發光元件，其中該給體材料係選自鋰、銫、鎂、鈣、鐿或銦。
  24. 一種發光裝置，其包含如申請專利範圍第1至3及8至12項中任一項的發光元件和用於控制該發光元件的光發射之控制器。
  25. 一種包含顯示部分之電子裝置，其中該顯示部分包括如申請專利範圍第1至3及8至12項中任一項的發光元 件和用於控制該發光元件的光發射之控制器。
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