CN118119206A - 发光器件、显示装置、显示模块、电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。提供一种显示装置、显示模块、电子设备。该发光器件包括第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料,第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物,第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第二有机化合物的酸度系数pKa小于4。
Description
技术领域
本发明的一个方式涉及一种发光器件、显示装置、显示模块、电子设备或半导体装置。
注意,本发明的一个方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个方式的技术领域涉及一种物体、方法或制造方法。此外,本发明的一个方式涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。由此,更具体而言,作为本说明书所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。
背景技术
近年来,高清晰显示器面板被需求。作为被要求高清晰显示器面板的设备,例如有智能手机、平板终端、笔记本型计算机等。此外,电视装置、显示器装置等固定式显示器装置也随着高分辨率化被要求高清晰化。作为最需求高清晰度的设备,例如有应用于虚拟现实(VR:Virtual Reality)或增强现实(AR:Augmented Reality)的设备。
此外,作为可以应用于显示器面板的显示装置,典型地可以举出液晶显示装置、包括有机EL(Electro Luminescence:电致发光)元件或发光二极管(LED:Light EmittingDiode)等发光元件的发光装置、以电泳方式等进行显示的电子纸等。
例如,有机EL元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光性有机化合物的层的结构。通过对该元件施加电压,可以得到来自发光性有机化合物的发光。由于应用上述有机EL元件的显示装置不需要液晶显示装置等所需要的背光源,所以可以实现薄型、轻量、高对比度且低功耗的显示装置。例如,专利文献1公开了使用有机EL元件的显示装置的例子。
专利文献2公开了使用有机EL器件的应用于VR的显示装置。
作为在用于有机EL元件的电子注入层的情况下可得到良好的电子注入性、电子传输性的有机薄膜,例如已知包含六氢嘧啶并嘧啶化合物及传送电子的第二材料的单膜或者包含六氢嘧啶并嘧啶化合物的膜与包含第二材料的膜的叠层膜(专利文献3)。
[专利文献1]日本专利申请公开第2002-324673号公报
[专利文献2]WO2018/087625号小册子
[专利文献3]WO2021/045178号小册子
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示装置。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示模块。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖电子设备。此外,本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖发光器件、新颖显示装置、新颖显示模块、新颖电子设备或新颖半导体装置。
注意,这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意,本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。此外,可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的目的。
(1)本发明的一个方式是一种发光器件,包括:第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第二有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环。
(2)本发明的一个方式是一种发光器件,包括:第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第二有机化合物的酸度系数pKa小于4。
(3)本发明的一个方式是一种发光器件,包括:第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第二有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下。
(4)另外,本发明的一个方式是一种上述发光器件,其中第一有机化合物具有胍骨架。
(5)另外,本发明的一个方式是一种上述发光器件,其中第一有机化合物包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基。
(6)另外,本发明的一个方式是一种上述发光器件,其中第一有机化合物对第二有机化合物不呈现电子供给性。
(7)另外,本发明的一个方式是一种上述发光器件,其中第一中间层包括第一层及第二层。
第一层被夹在第二单元与第二层之间,第一层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料。
第二层包含第一有机化合物及第二有机化合物,第二层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下、更优选低于1×1016spins/cm3的自旋密度的材料。
由此,第一中间层可以对第二单元供应空穴并对第一单元供应电子。另外,可以构成第一中间层而无需使用碱金属或碱土金属等活性高的物质。另外,可以提高对大气或水等杂质的耐性。另外,可以抑制大气或水等杂质所引起的发光效率下降。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。
(8)本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一发光器件及第二发光器件。
第一发光器件包括第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。
第二发光器件包括第三电极、第四电极、第三单元、第四单元及第二中间层。
第三电极与第一电极相邻,在第三电极与第一电极之间包括第一间隙。
第三单元被夹在第三电极与第四电极之间,第三单元包含第三发光性材料。第四单元被夹在第三单元与第四电极之间,第四单元包含第四发光性材料。
第二中间层被夹在第三单元与第四单元之间,在第二中间层与第一中间层之间包括第二间隙,第二间隙与第一间隙重叠,第二中间层包含第三有机化合物及第四有机化合物。
第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第三有机化合物的酸度系数pKa为8以上。第二有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环,第四有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环。
(9)本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一发光器件及第二发光器件。
第一发光器件包括第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。
第二发光器件包括第三电极、第四电极、第三单元、第四单元及第二中间层。
第三电极与第一电极相邻,在第三电极与第一电极之间包括第一间隙。
第三单元被夹在第三电极与第四电极之间,第三单元包含第三发光性材料。第四单元被夹在第三单元与第四电极之间,第四单元包含第四发光性材料。
第二中间层被夹在第三单元与第四单元之间,在第二中间层与第一中间层之间包括第二间隙,第二间隙与第一间隙重叠,第二中间层包含第三有机化合物及第四有机化合物。
第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第三有机化合物的酸度系数pKa为8以上。第二有机化合物的酸度系数pKa小于4,第四有机化合物的酸度系数pKa小于4。
(10)本发明的一个方式是一种显示装置,包括:第一发光器件及第二发光器件。
第一发光器件包括第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。
第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料。第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。
第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物。
第二发光器件包括第三电极、第四电极、第三单元、第四单元及第二中间层。
第三电极与第一电极相邻,在第三电极与第一电极之间包括第一间隙。
第三单元被夹在第三电极与第四电极之间,第三单元包含第三发光性材料。第四单元被夹在第三单元与第四电极之间,第四单元包含第四发光性材料。
第二中间层被夹在第三单元与第四单元之间,在第二中间层与第一中间层之间包括第二间隙,第二间隙与第一间隙重叠,第二中间层包含第三有机化合物及第四有机化合物。
第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,第三有机化合物的酸度系数pKa为8以上。第二有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下,第四有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下。
(11)另外,本发明的一个方式是一种上述显示装置,其中第一有机化合物和第三有机化合物中的至少一个具有胍骨架。
(12)另外,本发明的一个方式是一种上述显示装置,其中第一有机化合物和第三有机化合物中的至少一个包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基。
(13)另外,本发明的一个方式是一种上述显示装置,其中第一有机化合物对第二有机化合物不呈现电子供给性,第三有机化合物对第四有机化合物不呈现电子供给性。
(14)另外,本发明的一个方式是一种上述显示装置,其中第一中间层包括第一层及第二层。
第一层被夹在第二单元与第二层之间,第一层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料。
第二层包含第一有机化合物及第二有机化合物,第二层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下、更优选低于1×1016spins/cm3的自旋密度的材料。
第二中间层包括第三层及第四层。
第三层被夹在第四单元与第四层之间,第三层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料。
第四层包含第三有机化合物及第四有机化合物,第四层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下、更优选低于1×1016spins/cm3的自旋密度的材料。
由此,可以抑制流过第一中间层与第二中间层之间的电流。另外,可以抑制发生伴随第一发光器件的工作而与其相邻的第二发光器件非意图性地发光的现象。此外,可以抑制在发光器件之间发生串扰现象。此外,可以扩大显示装置能够显示的色域。此外,可以提高显示装置的清晰度。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示装置。
(15)此外,本发明的一个方式是上述显示装置,该显示装置包括第一绝缘层、导电膜以及第二绝缘层。
第一绝缘层与导电膜重叠,第一绝缘层与导电膜之间夹有第一电极及第三电极。此外,导电膜包括第二电极及第四电极。
第二绝缘层被夹在导电膜与第一绝缘层之间,第二绝缘层与第一间隙重叠,第二绝缘层充塞第二间隙。此外,第二绝缘层具有第一开口部及第二开口部,第一开口部与第一电极重叠,并且第二开口部与第三电极重叠。
由此,可以使用第二绝缘层填充第二间隙。此外,可以使形成在第一发光器件与第二发光器件之间的台阶大致平坦。此外,可以抑制因台阶而在导电膜中产生切口或裂缝的现象。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖的显示装置。
(16)此外,本发明的一个方式是一种显示模块,包括:上述显示装置;以及连接器和集成电路中的至少一个。
(17)此外,本发明的一个方式是一种电子设备,包括:上述显示装置;以及电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
在本说明书的附图中,根据其功能对构成要素进行分类而示出为彼此独立的方框的方框图,但是,实际上的构成要素难以根据其功能完全划分,而一个构成要素会涉及多个功能。
在本说明书中,发光装置包括使用发光器件的图像显示器件。此外,发光装置有时还包括如下模块:发光器件安装有连接器诸如各向异性导电膜或TCP(Tape CarrierPackage:带载封装)的模块;在TCP的端部设置有印刷线路板的模块;或者通过COG(Chip OnGlass:玻璃覆晶封装)方式在发光器件上直接安装有IC(集成电路)的模块。再者,照明装置等有时包括发光装置。
根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示装置。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示模块。此外,根据本发明的一个方式,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖电子设备。此外,可以提供一种新颖发光器件。此外,可以提供一种新颖显示装置。此外,可以提供一种新颖显示模块。此外,可以提供一种新颖电子设备。
注意,这些效果的记载并不妨碍其他效果的存在。此外,本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。注意,可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并抽出上述以外的效果。
附图说明
图1A至图1D是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图2A及图2B是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图3是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图4是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图5是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图6是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图7是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图8是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图9是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图10是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图11是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图12是说明根据实施方式的显示装置的制造方法的图;
图13是说明根据实施方式的发光器件的结构的图;
图14A至图14C是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图15是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图16是说明根据实施方式的显示模块的结构的图;
图17A及图17B是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图18是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图19是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图20是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图21是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图22是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图23是说明根据实施方式的显示模块的结构的图;
图24A至图24C是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图25是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图26是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图27是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图28是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图29是说明根据实施方式的显示装置的结构的图;
图30A至图30D是说明根据实施方式的电子设备的一个例子的图;
图31A至图31F是说明根据实施方式的电子设备的一个例子的图;
图32A至图32G是说明根据实施方式的电子设备的一个例子的图;
图33A及图33B是说明根据实施例的显示装置的结构的图;
图34是说明根据实施例的发光器件的电流密度-亮度特性的图;
图35是说明根据实施例的发光器件的亮度-电流效率特性的图;
图36是说明根据实施例的发光器件的电压-亮度特性的图;
图37是说明根据实施例的发光器件的电压-电流特性的图;
图38是说明根据实施例的发光器件的发射光谱的图;
图39是说明根据实施例的发光器件的电流密度-亮度特性的图;
图40是说明根据实施例的发光器件的亮度-电流效率特性的图;
图41是说明根据实施例的发光器件的电压-亮度特性的图;
图42是说明根据实施例的发光器件的电压-电流特性的图;
图43是说明根据实施例的发光器件的发射光谱的图;
图44是说明根据实施例的发光器件的归一化亮度的经时变化的图;
图45是说明根据实施例的发光器件的归一化亮度的经时变化的图;
图46A至图46H是说明根据实施例的发光器件的发光状态的图;
图47是说明根据实施例的样品的ESR测量结果的图。
具体实施方式
本发明的一个方式的发光器件包括第一电极、第二电极、第一单元、第二单元及第一中间层。第一单元被夹在第一电极与第二电极之间,第一单元包含第一发光性材料,第二单元被夹在第一单元与第二电极之间,第二单元包含第二发光性材料。第一中间层被夹在第一单元与第二单元之间,第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物,第一有机化合物具有8以上的酸度系数pKa,第二有机化合物具有小于4的酸度系数pKa。
由此,第一中间层可以对第二单元供应空穴并对第一单元供应电子。另外,可以构成第一中间层而无需使用碱金属或碱土金属等活性高的物质。另外,可以提高对大气或水等杂质的耐性。另外,可以抑制大气或水等杂质所引起的发光效率下降。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。
参照附图对实施方式进行详细说明。注意,本发明不局限于以下说明,所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此,本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。注意,在下面说明的发明结构中,在不同的附图中共同使用相同的符号来表示相同的部分或具有相同功能的部分,而省略反复说明。
实施方式1
在本实施方式中,参照图1A至图1D及图2说明本发明的一个方式的显示装置的结构。
图1A是说明本发明的一个方式的显示装置的结构的立体图,图1B是说明图1A的一部分的俯视图。此外,图1C是沿着图1B所示的截断线P-Q的截面图,图1D是说明与图1C不同的结构的截面图。
图2A是说明本发明的一个方式的显示装置的结构的截面图,图2B是说明图2A的一部分的截面图。
<显示装置的结构例子1>
本实施方式中说明的显示装置700包括一组像素703(参照图1A)。此外,显示装置700包括衬底510及功能层520。
一组像素703包括像素702A、像素702B及像素702C(参照图1B)。
像素702A包括发光器件550A及像素电路530A,发光器件550A与像素电路530A电连接(参照图1C及图1D)。
像素702B包括发光器件550B及像素电路530B,发光器件550B与像素电路530B电连接。
像素702C包括发光器件550C及像素电路530C,发光器件550C与像素电路530C电连接。
功能层520包括像素电路530A、像素电路530B及像素电路530C。此外,像素电路530A被夹在发光器件550A与衬底510之间,像素电路530B被夹在发光器件550B与衬底510之间,像素电路530C被夹在发光器件550C与衬底510之间。
在本发明的一个方式的显示装置700中,例如,发光器件550A向没有配置像素电路530A的方向发射光ELA,发光器件550B向没有配置像素电路530B的方向发射光ELB,发光器件550C向没有配置像素电路530C的方向发射光ELC(参照图1C)。换言之,本发明的一个方式的显示装置700为顶部发射型显示装置。
此外,在本发明的一个方式的显示装置700中,例如,发光器件550A例如向配置有像素电路530A的方向发射光ELA,发光器件550B向配置有像素电路530B的方向发射光ELB,发光器件550C向配置有像素电路530C的方向发射光ELC(参照图1D)。换言之,本发明的一个方式的显示装置700为底部发射型显示装置。
<<发光器件550A的结构例子>>
发光器件550A包括电极551A、电极552A、单元103A、单元103A2及中间层106A(参照图2A及图2B)。另外,发光器件550A包括层104A。层104A被夹在电极551A与单元103A之间。
单元103A被夹在电极551A与电极552A之间,单元103A包含发光性材料EMA。
单元103A2被夹在单元103A与电极552A之间,单元103A2包含发光性材料EMA2。
换言之,发光器件550A在电极551A与电极552A之间包括层叠的多个单元。注意,层叠的多个单元的数量不局限于2,也可以为3以上。有时将包括位于电极551A与电极552A之间的层叠的多个单元及位于多个单元之间的中间层106A的结构称为叠层型发光器件或串联型发光器件。
由此,能够在将电流密度保持为低的同时获得高亮度发光。此外,可以提高可靠性。此外,可以降低在以同一亮度进行比较时的驱动电压。此外,可以抑制功耗。
注意,在实施方式3说明可用于单元103A及单元103A2的结构的详细内容。
另外,在实施方式4说明可用于电极551A及层104A的结构的详细内容。
<<中间层106A的结构例子>>
中间层106A被夹在单元103A与单元103A2之间。中间层106A具有对单元103A和单元103A2中的一个供应电子并向另一个供应空穴的功能。
中间层106A具有通过施加电压向阳极一侧供应电子并向阴极一侧供应空穴的功能。此外,可以将中间层106A称为电荷产生层。
可以将层叠层106A1及层106A2的叠层膜用于中间层106A。层106A1具有夹在单元103A与单元103A2之间的区域,层106A2具有夹在单元103A与层106A1之间的区域。
另外,可以将层叠层106A1、层106A2及层106A3的叠层膜用于中间层106A。层106A3具有夹在层106A1与层106A2之间的区域。
<<层106A1的结构例子>>
例如,可以将可用于在实施方式4说明的层104X的空穴注入性材料用于层106A1。具体而言,可以将电子接收性材料或复合材料用于层106A1。注意,电子接收性材料与空穴传输性材料的非共用电子对起到相互作用,从而可以在用于层106A1的材料的膜中观测到自旋密度。具体而言,可以观测到1×1017spins/cm3以上、优选为1×1018spins/cm3以上、更优选为1×1019spins/cm3以上并且为1×1021spins/cm3以下的自旋密度。例如,将用于层106A1的材料的膜形成在石英衬底上,可以利用电子自旋共振法(ESR:Electron spinresonance)通过在g值2.00附近观测到的信号来观测该膜的自旋密度。另外,可以将具有1×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率的膜用于层106A1。另外,层106A1优选具有5×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率,更优选具有1×105Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率。
<<层106A2的结构例子>>
层106A2包含有机化合物OCA及有机化合物ETMA。注意,可以将电子传输性高的物质用作有机化合物ETMA。电子传输性高的物质是指电子迁移率比空穴迁移率高的物质。具体而言,优选为电场强度V/cm的平方根为600时的电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上的物质,更优选为电子迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的物质。另外,作为电子传输性高的有机化合物,例如可以使用杂芳族化合物。注意,杂芳族化合物是指环中包含至少两种不同的元素的环式化合物。注意,作为环结构,包括三元环、四元环、五元环、六元环等,尤其优选为五元环或六元环,作为所包含的元素除了碳以外优选为氮、氧和硫等中的任一个或多个的杂芳族化合物。尤其优选为包含氮的杂芳族化合物(含氮杂芳族化合物),优选使用含氮杂芳族化合物或包含该含氮杂芳族化合物的具有缺π电子型杂芳环的有机化合物等电子传输性高的材料(电子传输性材料)。
[有机化合物OCA]
例如,可以将具有8以上的酸度系数pKa的材料用作有机化合物OCA。优选的是,可以将具有12以上的酸度系数pKa的材料用作有机化合物OCA。
作为酸度系数pKa高的有机化合物,优选为具有吡咯烷骨架、哌啶骨架或六氢嘧啶并嘧啶骨架的有机化合物。另外,优选为具有胍骨架的有机化合物。具体而言,可以例示出下述结构式(120)至(123)所示的具有碱性骨架的有机化合物。
[化学式1]
另外,优选的是,上述酸度系数pKa为8以上的有机化合物具体而言是具有成环的原子包括2以上的氮的联环结构以及成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环或成环的碳原子数为6至30的芳烃环的有机化合物,更具体而言,包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基以及成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环或成环的碳原子数为6至30的芳烃环的有机化合物。注意,更优选的是,具有成环的原子包括2以上的氮的联环结构以及成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环的有机化合物,更具体而言,包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基以及成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环的有机化合物。
另外,更具体而言,优选为下述通式(G1)所示的有机化合物。
[化学式2]
注意,在上述通式(G1)所示的有机化合物中,X为下述通式(G1-1)所示的基,Y为下述通式(G1-2)所示的基。另外,R1及R2分别独立地表示氢或氘,h表示1至6的整数,Ar表示取代或未取代的成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环或者成环的碳原子数为6至30的芳烃环。注意,Ar优选为取代或未取代的成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环。
[化学式3]
注意,在上述通式(G1-1)及(G1-2)中,R3至R6分别独立地表示氢或氘,m表示0至4的整数,n表示1至5的整数,并且m+1≥n(m+1为n以上)。注意,在m或n为2以上时,多个R3既可以彼此相同也可以彼此不同,R4、R5及R6也是同样的。
另外,上述通式(G1)所示的有机化合物优选为下述通式(G2-1)至(G2-6)中的任一个。
[化学式4]
注意,R11至R26分别独立地表示氢或氘,h表示1至6的整数,Ar表示取代或未取代的成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环或者取代或未取代的成环的碳原子数为6至30的芳烃环。注意,Ar优选为取代或未取代的成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环。
注意,在上述通式(G1)及通式(G2-1)至(G2-6)中,作为Ar所示的取代或未取代的成环的碳原子数为2至30的杂芳烃环或者成环的碳原子数为6至30的芳烃环,具体而言可以举出吡啶环、联吡啶环、嘧啶环、联嘧啶环、吡嗪环、联吡嗪环、三嗪环、喹啉环、异喹啉环、苯并喹啉环、菲罗啉环、喹喔啉环、苯并喹喔啉环、二苯并喹喔啉环、氮芴环、二氮芴环、咔唑环、苯并咔唑环、二苯并咔唑环、二苯并呋喃环、苯并萘并呋喃环、二萘并呋喃环、二苯并噻吩环、苯并萘并噻吩环、二萘并噻吩环、苯并呋喃并吡啶环、苯并呋喃并嘧啶环、苯并噻吩并吡啶环、苯并噻吩并嘧啶环、萘并呋喃并吡啶环、萘并呋喃并嘧啶环、萘并噻吩并吡啶环、萘并噻吩并嘧啶环、吖啶环、氧杂蒽环、吩噻嗪环、吩恶嗪环、吩嗪环、三嗪环、噁唑环、噁二唑环、噻唑环、噻二唑环、咪唑环、苯并咪唑环、吡唑环、吡咯环等。另外,在上述通式(G1)及通式(G2-1)至(G2-6)中,作为Ar所示的取代或未取代的成环的碳原子数为6至30的芳烃环,具体而言可以举出苯环、萘环、芴环、二甲基芴环、二苯基芴环、螺芴环、蒽环、菲环、三亚苯环、芘环、四苯环、环、苯并[a]蒽环等。此外,其中优选为下述结构式(Ar-1)至(Ar-27)中的任一个。
[化学式5]
注意,优选的是,上述Ar作为成环的原子包含氮,该Ar通过上述氮或相邻于上述氮的碳的键与上述通式(G1)中的括号内的骨架键合。
作为上述通式(G1)及通式(G2-1)至(G2-6)所示的有机化合物,具体而言,可以例示出1,1’-(9,9’-螺二[9H-芴]-2,7-二基)双(1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶)(简称:2,7hpp2SF)(结构式108)及1-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(简称:2hppSF)(结构式109)等下述结构式(101)至(117)所示的有机化合物。
[化学式6]
与碱金属或碱土金属或者它们的化合物不同,上述有机化合物除了稳定以外具有如下优点:生产线中有关金属污染的担忧少;蒸镀容易;等,因此更适用于利用光刻工序制造的发光器件。当然,也适用于通过不利用光刻的工序制造的发光器件。
注意,为了抑制从层106A3注入到层106A2的电子与从单元103A注入且被层106A2阻挡的空穴在酸度系数为pKa8以上的具有强碱性的物质中再结合,酸度系数为pKa8以上的具有强碱性的物质优选不具有电子传输性骨架。作为酸度系数为pKa8以上的具有强碱性的物质,具体而言可以使用1-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(简称:2hppSF)、2,9-双(1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶-1-基)-1,10-菲罗啉(简称:2,9hpp2Phen)、4,7-二-1-吡咯烷基-1,10-菲罗啉(简称:Pyrrd-Phen)或8,8’-吡啶-2,6-二基-双(5,6,7,8-四氢咪唑并[1,2-a]嘧啶)(简称:2,6tip2Py)等有机化合物等。
酸度系数pKa大的材料具有大偶极矩。具有大偶极矩的材料与空穴相互作用。例如,在将具有8以上的酸度系数pKa的材料用作有机化合物OCA时,有机化合物OCA与空穴相互作用而可以大大降低层106A2的空穴传输性。
另外,酸度系数pKa大的材料的亲核性高。有时亲核性高的材料与收到空穴变成阳离子基的分子起反应而生成新分子或新中间状态。例如,在将具有8以上的酸度系数pKa的材料用作有机化合物OCA时,有机化合物OCA生成新分子或新中间状态而可以大大降低层106A2的空穴传输性。
从电极551A穿过单元103A到达层106A2的部分空穴滞留在单元103A与层106A2的界面或层106A2中。由此,电子从层106A1吸引,在层106A2的层106A1一侧形成双电层。另外,单元103A与层106A2之间或者层106A2与层106A1之间的真空能级被扭曲,电子从层106A2供应到单元103A。
注意,酸度系数pKa大的材料对水的溶解性高。例如,在将酸度系数pKa为8以上的材料用作有机化合物OCA时,层106A2的耐水性下降,在制造工序中发生层106A2从其他层剥离等问题。有时因此在发光器件中产生缺陷。
例如,可以将具有胍骨架的含氮杂环化合物用作有机化合物OCA。具体而言,可以将包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基的有机化合物、包含5,6,7,8-四氢咪唑并[1,2-a]嘧啶基的有机化合物或包含吡咯烷基的含氮杂环化合物用作有机化合物OCA。
例如,可以将1-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(简称:2hppSF)、2,9-双(1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶-1-基)-1,10-菲罗啉(简称:2,9hpp2Phen)、4,7-二-1-吡咯烷基-1,10-菲罗啉(简称:Pyrrd-Phen)或8,8’-吡啶-2,6-二基-双(5,6,7,8-四氢咪唑并[1,2-a]嘧啶)(简称:2,6tip2Py)用作有机化合物OCA。以下示出2hppSF、2,9hpp2Phen、Pyrrd-Phen及2,6tip2Py的结构。
注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95,2,9hpp2Phen的酸度系数pKa为13.35,Pyrrd-Phen的酸度系数pKa为11.23,2,6tip2Py的酸度系数pKa为9.58。
[化学式7]
另外,有机化合物OCA优选不具有电子供给性。有机化合物OCA优选对有机化合物ETMA不具有电子供给性。在有机化合物OCA具有电子供给性时,容易因水或氧等大气成分起反应,因此稳定性变低。包含有机化合物OCA及有机化合物ETMA的本发明的一个方式的中间层可以大大降低层106A2的空穴传输性,因此即使有机化合物OCA不具有电子供给性也可以用作串联的中间层。由此,可以制造对于水或氧等大气成分稳定的中间层及串联型发光器件。另外,优选的是,包含有机化合物OCA及有机化合物ETMA的层106A2的通过电子自旋共振法(ESR:Electron Spin Resonance)观测到的信号小或者观测不到信号。例如,来源于在g值2.00附近观测的信号的自旋密度优选为1×1017spins/cm3以下,更优选低于1×1016spins/cm3。注意,在石英衬底上形成用于层106A2的材料的膜来得到样品,可以利用电子自旋共振法测量该膜的自旋密度。例如,可以使用电子自旋共振测量仪E500型(布鲁克公司制造)在如下条件下进行测量:谐振频率(9.56GHz),输出(1mW),调制磁场(50mT),调制宽度(0.5mT),时间常数(0.04秒),扫描时间(1分钟),室温下。作为对层106A2的利用电子自旋共振法的观测信号的方法,可以使用该方法。
[有机化合物ETMA的例子1]
例如,可以将不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环的材料用于有机化合物ETMA。吡啶分子的酸度系数pKa为5.25,菲罗啉分子的酸度系数pKa为4.8。在有机化合物具有吡啶环或菲罗啉环时,有机化合物对水的溶解性变高,吡啶环或菲罗啉环的数量越多,有机化合物对水的溶解性越高。例如,与具有两个以上的吡啶环或两个以上的菲罗啉环的有机化合物的对水的溶解性相比,不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或具有一个菲罗啉环的有机化合物的对水的溶解性低。另外,与将具有两个以上的吡啶环或两个以上的菲罗啉环的有机化合物用作有机化合物ETMA的情况相比,在将不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或具有一个菲罗啉环的材料用作有机化合物ETMA时可以提高层106A2的耐水性。此外,可以抑制在制造工序中层106A2从其他层剥离等问题。由此,可以抑制发生使发光器件产生缺陷的问题。
例如,可以将9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)、2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称:NBPhen)、9-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]萘并[1’,2’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:9mDBtBPNfpr)、8-(联苯-4-基)-4-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:8BP-4mDBtPBfpm)、9-[3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基]-9’-苯基-2,3’-联-9H-咔唑(简称:mPCCzPTzn-02)、4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)、4-[3,5-双(9H-咔唑-9-基)苯基]-2-苯基-6-(联苯-4-基)嘧啶(简称:6BP-4Cz2PPm)、2-[3-(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTBPDBq-II)、11-[4-(联苯-4-基)-6-苯基-1,3,5-三嗪-2-基]-11,12-二氢-12-(联苯-4-基)吲哚[2,3-a]咔唑(简称:BP-BPIcz(II)Tzn)或11-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:11mDBtBPPnfpr)用作有机化合物ETMA。以下示出结构式。
注意,αN-βNPAnth、9mDBtBPNfpr、8BP-4mDBtPBfpm、mPCCzPTzn-02、4,8mDBtP2Bfpm、6BP-4Cz2PPm、2mDBTBPDBq-II、BP-BPIcz(II)Tzn及11mDBtBPPnfpr都不具有吡啶环或菲罗啉环。此外,NBPhen具有一个菲罗啉环。
[化学式8]
[化学式9]
[有机化合物ETMA的例子2]
例如,可以将酸度系数pKa小于4的材料用作有机化合物ETMA。例如,与酸度系数pKa为4以上的有机化合物的对水的溶解性相比,酸度系数pKa小于4的有机化合物的对水的溶解性低。另外,与将酸度系数pKa为4以上的有机化合物用作有机化合物ETMA的情况相比,在将酸度系数pKa小于4的材料用作有机化合物ETMA时可以提高层106A2的耐水性。此外,可以抑制在制造工序中层106A2从其他层剥离等问题。由此,可以抑制发生使发光器件产生缺陷的问题。
例如,可以将αN-βNPAnth、9mDBtBPNfpr、8BP-4mDBtPBfpm、mPCCzPTzn-02、4,8mDBtP2Bfpm、6BP-4Cz2PPm、2mDBTBPDBq-II、BP-BPIcz(II)Tzn或11mDBtBPPnfpr等用作有机化合物ETMA。
注意,4,8mDBtP2Bfpm的酸度系数pKa为0.60。11mDBtBPPnfpr的酸度系数pKa为-1.85。另外,在有机化合物的酸度系数pKa不详时,调查该有机化合物所具有的各骨架的酸度系数pKa,可以将其中最大的酸度系数pKa看作该有机化合物的酸度系数pKa。
注意,使用下述计算方法算出酸度系数pKa。
作为各材料中的分子结构的初始结构,即计算模型,采用通过第一性原理计算得出的最稳定结构(单重基态)。
作为上述第一性原理计算,使用Schrodinger,Inc.制造的量子化学计算软件Jaguar,通过密度泛函理论(DFT:Density Functional Theory)计算单重基态下的最稳定结构。作为基函数使用6-31G**,作为泛函数使用B3LYP-D3。作为进行量子化学计算的结构,使用Schrodinger,Inc.制造的Maestro GUI,用Mixed torsional/Low-mode sampling进行构象分析而进行采样。
在pKa计算中,各分子中的一个以上的原子被指定为碱性位置,使用Macro Model来探索质子化分子在水中的稳定结构,进行使用OPLS2005力场的构象探索,使用作为最低能量的构象异构体。另外,使用Jaguar的pKa计算模块,在用B3LYP/6-31G**进行结构最优化后用cc-pVTZ(+)进行单点计算,利用对官能团的经验校正计算pKa值。在一个以上的原子被指定为碱性位置的分子中,将所得到的结果中的最大值采用为pKa值。示出所得到的pKa的值。
[表1]
[有机化合物ETMA的例子3]
例如,可以将溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下的材料用作有机化合物ETMA。例如,与溶解度参数δ的极化项δp大于4.0MPa0.5的有机化合物的对水的溶解性相比,极化项δp为4.0MPa0.5以下的有机化合物的对水的溶解性低。另外,与将极化项δp大于4.0MPa0.5的有机化合物用作有机化合物ETMA的情况相比,在将极化项δp为4.0MPa0.5以下的材料用作有机化合物ETMA时可以提高层106A2的耐水性。此外,可以抑制在制造工序中层106A2从其他层剥离等问题。由此,可以抑制发生使发光器件产生缺陷的问题。
例如,可以将αN-βNPAnth、NBPhen、9mDBtBPNfpr、8BP-4mDBtPBfpm、mPCCzPTzn-02、4,8mDBtP2Bfpm、6BP-4Cz2PPm、2mDBTBPDBq-II、BP-BPIcz(II)Tzn或11mDBtBPPnfpr用作有机化合物ETMA。
注意,αN-βNPAnth的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5,NBPhen的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5,9mDBtBPNfpr的溶解度参数δ的极化项δp为3.8MPa0.5,8BP-4mDBtPBfpm的溶解度参数δ的极化项δp为3.5MPa0.5,mPCCzPTzn-02的溶解度参数δ的极化项δp为3.5MPa0.5,6BP-4Cz2PPm的溶解度参数δ的极化项δp为3.4MPa0.5,4,8mDBtP2Bfpm的溶解度参数δ的极化项δp为3.4MPa0.5,2mDBTBPDBq-II的溶解度参数δ的极化项δp为3.2MPa0.5,BP-BPIcz(II)Tzn的溶解度参数δ的极化项δp为3.2MPa0.5,11mDBtBPPnfpr的溶解度参数δ的极化项δp为3.1MPa0.5。
注意,参照下述计算方法算出溶解度参数δ的极化项δp。
作为经典分子动力学计算软件使用Schrodinger,Inc.制造的Desmond。另外,使用OPLS2005力场。计算使用慧与(HPE)公司制造的Apollo6500进行。
作为计算模型使用具有32个左右的分子的标准单元。作为各材料中的分子结构的初始结构,以相同程度的比率混合通过第一性原理计算得到的最稳定结构(单重基态)和具有近似最稳定结构的能量的结构中的多个,将其以分子不碰撞的方式无规律地配置。然后,通过作为力场使用OPLS2005的Monte Carlo simulated annealing无规律地使结构移动并旋转,由此使分子移动。再者,以使其密度最大化的方式使分子向标准单元的中心移动,将其作为初始配置。
作为上述第一性原理计算,使用量子化学计算软件Jaguar,通过密度泛函理论(DFT:Density Functional Theory)计算单重基态下的最稳定结构。作为基函数使用6-31G**,作为泛函数使用B3LYP-D3。作为进行量子化学计算的结构,使用Schrodinger,Inc.制造的Maestro GUI,用Mixed torsional/Low-mode sampling进行构象分析而进行采样。计算使用慧与(HPE)公司制造的Apollo6500进行。
对上述初始配置进行布朗运动模拟,接着对其进行NVT系综,然后在1atm且300K的条件下以比再现分子振动的时间间隔(2fs)充分长的弛豫时间(30ns)进行NPT系综的计算,由此计算出非晶固体。所得到的非晶固体的溶解度参数δ用以下算式定义。
[算式1]
在此,ΔHv表示蒸发热,即从标准单元的能量减去分子动力学计算整体中被平均化的各分子的总能量的值,Vm表示摩尔体积,R表示气体常数,T表示温度。溶解度参数δ有如下倾向:用作溶剂的物质与用作溶质的物质之差分越大,溶解性越低。
此外,溶解度参数δ可以分为扩散项δd与极化项δp。范德华相互作用对于扩散项δd具有影响,静电相互作用对于极化项δp具有影响。尤其是,在溶质与水分子的偶极子之间产生的静电相互作用对于溶质的对水的溶解性具有很大影响。实际上,可用作有机化合物ETMA的材料的对水的溶解性与通过计算得到的溶解度参数δ的极化项δp呈现良好的相关。
下表示出通过计算得到的溶解度参数δ的极化项δp的值。注意,作为水的溶解度参数δ的极化项δp的值,引用了日本专利申请公开第2017-173056号公报中记载的值。
[表2]
比较上述表所记载的溶解度参数δ的极化项δp,有机化合物与作为溶剂的水之间的差分越大,其对水的溶解性越低。
因此,中间层106A可以对单元103A2供应空穴并对单元103A供应电子。此外,可以构成中间层106A而无需使用碱金属或碱土金属等活性高的物质。另外,可以提高对大气或水等杂质的耐性。另外,可以抑制大气或水等杂质所引起的发光效率下降。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖发光器件。
<<层106A3的结构例子>>
例如,可以将电子传输性材料用于层106A3。另外,可以将层106A3称为电子中继层。在使用层106A3时,可以使接触于层106A3的阳极一侧的层远离接触于层106A3的阴极一侧的层。可以减少接触于层106A3的阳极一侧的层与接触于层106A3的阴极一侧的层之间的相互作用。可以顺利地向接触于层106A3的阳极一侧的层供应电子。
<<发光器件550B的结构例子>>
发光器件550B包括电极551B、电极552B、单元103B、单元103B2及中间层106B。另外,发光器件550B包括层104B。层104B被夹在电极551B与单元103B之间。
电极551B与电极551A相邻,在电极551B与电极551A之间包括间隙551AB。
单元103B被夹在电极551B与电极552B之间,单元103B包含发光性材料EMB。
单元103B2被夹在单元103B与电极552B之间,单元103B2包含发光性材料EMB2。
<<中间层106B的结构例子>>
中间层106B被夹在单元103B与单元103B2之间,中间层106B包含有机化合物OCB及有机化合物ETMB。注意,在中间层106B与中间层106A之间包括间隙106AB。另外,可以将可用于中间层106A的结构用于中间层106B。
可以将层叠有层106B1及层106B2的叠层膜用于中间层106B。层106B1包括夹在单元103B与单元103B2之间的区域,层106B2包括夹在单元103B与层106B1之间的区域。注意,可以将可用于层106A1的结构用于层106B1,可以将可用于层106A2的结构用于层106B2。
另外,可以将层叠有层106B1、层106B2及层106B3的叠层膜用于中间层106B。层106B3包括夹在层106B1与层106B2之间的区域。注意,可以将可用于层106A3的结构用于层106B3。
[有机化合物OCB]
例如,可以将酸度系数pKa为8以上的材料用作有机化合物OCB。
例如,可以将具有胍骨架的含氮杂环化合物用作有机化合物OCB。具体而言,可以将包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基的有机化合物用作有机化合物OCB。注意,可以将可用作有机化合物OCA的材料用作有机化合物OCB。
另外,有机化合物OCB优选不具有电子供给性。有机化合物OCB优选对有机化合物ETMB不具有电子供给性。优选的是,包含有机化合物OCB及有机化合物ETMB的层106B2的通过电子自旋共振观测到的信号小或观测不到信号。例如,来源于在g值2.00附近观测到的信号的自旋密度优选为1×1017spins/cm3以下,更优选低于1×1016spins/cm3。
[有机化合物ETMB的例子1]
例如,可以将不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或具有一个菲罗啉环的材料用作有机化合物ETMB。注意,可以将可用作有机化合物ETMA的材料用作有机化合物ETMB。
[有机化合物ETMB的例子2]
例如,可以将酸度系数pKa小于4的材料用作有机化合物ETMB。注意,可以将可用作有机化合物ETMA的材料用作有机化合物ETMB。
[有机化合物ETMB的例子3]
例如,可以将溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下的材料用作有机化合物ETMB。注意,可以将可用作有机化合物ETMA的材料用作有机化合物ETMB。
由此,可以抑制流过中间层106A与中间层106B之间的电流。另外,可以抑制伴随发光器件550A的工作而与其相邻的发光器件550B非意图性地发光的现象。此外,可以抑制在发光器件之间发生串扰现象。此外,可以扩大显示装置能够显示的色域。此外,可以提高显示装置的清晰度。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示装置。
<<发光器件550C的结构例子>>
发光器件550C包括电极551C、电极552C、单元103C、单元103C2及中间层106C。发光器件550C包括层104C。层104C被夹在电极551C与单元103C之间。
电极551C与电极551B相邻,在电极551C与电极551B之间包括间隙551BC。
单元103C被夹在电极551C与电极552C之间,单元103C包含发光性材料EMC。
单元103C2被夹在单元103C与电极552C之间,单元103C2包含发光性材料EMC2。
<<中间层106C的结构例子>>
中间层106C被夹在单元103C与单元103C2之间,中间层106C包含有机化合物OCC及有机化合物ETMC。注意,可以将可用于中间层106A的结构用于中间层106C。
<显示装置的结构例子2>
另外,本实施方式所说明的显示装置700包括绝缘层521及导电膜552(参照图2A)。另外,显示装置700包括层105、层SCRA1、层SCRB1、层SCRC1、层SCRA2、层SCRB2、层SCRC2、层529_1及绝缘层529_2。
<<绝缘层521的结构例子>>
绝缘层521与导电膜552重叠,电极551A及电极551B被夹在绝缘层521与导电膜552之间。
<<导电膜552的结构例子>>
导电膜552包括电极552A及电极552B。
例如,可以将导电材料用于导电膜552。具体而言,可以将包含金属、合金或导电性化合物的材料的单层或叠层用于导电膜552。注意,在实施方式5中详细说明可用于导电膜552的结构例子。
<<层105的结构例子>>
层105包括层105A及层105B。可以将容易从电极552A及电极552B注入载流子的材料用于层105。例如,可以将电子注入性材料用于层105。注意,在实施方式5中详细说明可用于层105的结构例子。
在本说明书等中,有时将使用金属掩模或FMM(Fine Metal Mask,高精细金属掩模)而制造的器件称为具有MM(Metal Mask)结构的器件。此外,在本说明书等中,有时将不使用金属掩模或FMM而制造的器件称为具有MML(Metal Mask Less)结构的器件。
<<层SCRA1、层SCRB1、层SCRC1的结构例子>>
层SCRA1被夹在导电膜552与单元103A之间。另外,层SCRA1具有开口部,该开口部与电极551A重叠。
例如,可以将包含金属、金属氧化物、有机材料或无机绝缘材料的膜用于层SCRA1。具体而言,可以使用遮光性金属膜。由此,可以遮蔽加工工序中照射的光并抑制因该光发光器件特性降低。
层SCRB1被夹在导电膜552与单元103B之间。另外,层SCRB1具有开口部,该开口部与电极551B重叠。例如,可以将可用于层SCRA1的材料用于层SCRB1。
层SCRC1被夹在导电膜552与单元103C之间。另外,层SCRC1具有开口部,该开口部与电极551C重叠。例如,可以将可用于层SCRA1的材料用于层SCRC1。
<<层SCRA2、层SCRB2、层SCRC2的结构例子>>
层SCRA2被夹在层SCRA1与单元103A之间。另外,层SCRA2具有开口部,该开口部与电极551A重叠,也与层SCRA1的开口部重叠。
例如,可以将包含有机材料或无机绝缘材料的膜用于层SCRA2。具体而言,可以使用水溶性材料。由此,可以去除在加工工序中暴露于等离子体等的层SCRA2。另外,在加工工序中,层SCRA2可以减少等离子体等对比层SCRA2更靠近衬底510一侧的构成要素带来的影响。
层SCRB2被夹在层SCRB1与单元103B之间。另外,层SCRB2具有开口部,该开口部与电极551B重叠,也与层SCRB1的开口部重叠。例如,可以将可用于层SCRA2的材料用于层SCRB2。
层SCRC2被夹在层SCRC1与单元103C之间。另外,层SCRC2具有开口部,该开口部与电极551C重叠,也与层SCRC1的开口部重叠。例如,可以将可用于层SCRA2的材料用于层SCRC2。
<<层529_1的结构例子>>
层529_1具有开口部,其中一个开口部与电极551A,另一个开口部与电极551B重叠。另外,层529_1与间隙551AB重叠。
层529_1包括与单元103A接触的区域及与单元103B接触的区域。另外,层529_1包括与绝缘层521接触的区域。
例如,可以利用原子层沉积(ALD:Atomic Layer Deposition)法或化学气相沉积(CVD:Chemical Vapor Deposition)法形成层529_1。由此,可以形成覆盖性良好的膜。
具体而言,可以将金属氧化物或金属氮化物等用于层529_1。例如,可以使用氧化铝或氮化硅等。
<<绝缘层529_2的结构例子>>
绝缘层529_2被夹在导电膜552与绝缘层521之间,绝缘层529_2与间隙551AB重叠,绝缘层529_2嵌入间隙106AB。
绝缘层529_2具有开口部529_2A及开口部529_2B,开口部529_2A与电极551A重叠,开口部529_2B与电极551B重叠。
例如,可以使用感光性树脂形成绝缘层529_2。具体而言,可以使用丙烯酸树脂等。
由此,可以使用绝缘层529_2填充间隙106AB。另外,可以使来源于间隙551AB及间隙106AB的台阶接近平坦。另外,可以抑制来源于台阶而在导电膜552中产生切口或裂缝的现象。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖显示装置。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式2
在本实施方式中,参照图3至图12说明本发明的一个方式的显示装置的结构。
图3是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图4是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图5是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图6是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图7是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图8是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图9是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图10是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图11是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
图12是说明本发明的一个方式的显示装置的制造方法的图。
<显示装置700的制造方法>
本实施方式所说明的显示装置的制造方法包括如下步骤。
[步骤S1]
在步骤S1,在绝缘层521上形成电极551A、电极551B以及夹在电极551A与电极551B之间的间隙551AB(参照图3)。另外,在绝缘层521上形成电极551C以及夹在电极551B与电极551C之间的间隙551BC。
例如,可以利用溅射法形成导电膜且利用光刻法将其加工为规定形状。
[步骤S2]
在步骤S2,在电极551A、电极551B及电极551C上形成膜104a、膜103a、膜106a2、膜106a3、膜106a1、膜103a2及膜SCRa2(参照图4)。
例如,可以利用电阻加热法形成规定膜。具体而言,可以蒸镀或共蒸镀有机化合物。
[步骤S3]
在步骤S3,形成与电极551A重叠的层SCRA1。例如,可以对作为包括利用ALD法沉积的膜和利用溅射法沉积的膜的叠层膜的膜SCRa1进行加工且将其用于层SCRA1。具体而言,可以使用层叠利用ALD法沉积的包含氧化铝的膜和利用溅射法沉积的包含钼的膜而成的叠层膜。
例如,可以利用使用光敏高分子形成的抗蚀剂RES通过蚀刻法将层SCRA1加工为规定形状。
注意,可以通过在膜103a的表面上形成膜SCRa2之后在膜SCRa2的表面上形成膜SCRa1,保护膜103a免受膜SCRa1的形成工序中的损伤。
例如,当利用ALD法在膜103a的表面上形成膜SCRa1时,膜103a中的有机化合物的分子结构有可能发生变化。通过利用ALD法,膜103a的表面被交替暴露于包含前体的气体和包含氧化剂的气体。例如,当ALD法中使用包含三甲基铝的气体以及包含氧或水等作为氧化剂的气体时,有时膜103a中的有机化合物与三甲基铝起反应而在该有机化合物上加成甲基。另外,有时有机化合物与氧化剂起反应而生成该有机化合物的氧分子加成物或氧加成物等氧化物。另外,有机化合物的双键或三键有时被氢化。当发生这些反应时,膜103a中的有机化合物变为以相当于氧分子、氧原子、氢分子、氢原子、甲基的质量增加的化合物。其结果是,膜103a变为包含质量增加的有机化合物的膜,膜纯度下降。膜纯度的下降可以通过进行膜的液相色谱-质谱法(LC-MS:Liquid Chromatography-Mass Spectrometry)来评价。具体而言,当利用LC-MS进行膜103a的分析时,在没有膜纯度下降的情况下,仅检测出在制造膜103a时使用的有机化合物。就是说,通过LC-MS仅检测出来源于在制造膜103a时使用的有机化合物的离子。然而,当利用ALD法形成膜SCRa1而部分有机化合物变为上述化合物时,在利用LC-MS进行膜103a的分析的情况下,检测出氧加成物等。例如,以在制造膜103a时使用的有机化合物的质量为M,在各情况下除了在制造膜103a时使用的有机化合物的M+离子或M+[H+]离子以外,还检测出如下:在生成氧分子加成物时检测出[M+32]+离子、[M+32]+[H+]离子;在生成氧加成物时检测出[M+16]+离子、[M+16]+[H+]离子;在n个部分被甲基化时检测出[M+14n]+离子、[M+14n]+[H+]离子;以及在m个部分被氢化时检测出[M+2m]+离子、[M+2m]+[H+]离子等。
膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便降低驱动电压。另外,膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便提供低功耗元件。膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便提供高可靠性元件。因此,当在利用LC-MS的膜103a的分析中检测出上述[M+32]+离子、[M+32]+[H+]离子、[M+16]+离子、[M+16]+[H+]离子、[M+14n]+离子、[M+14n]+[H+]离子、[M+2m]+离子、[M+2m]+[H+]离子时,这些离子优选比有机化合物中的这些离子充分少。具体而言,在MS色谱中,在观测对应于有机化合物的峰时,利用二极管阵列(PDA:Photodiodearray)检测器计算出来源于有机化合物的峰的面积,在观测对应于上述各离子的峰时计算出来源于上述各离子的峰的面积。并且,相对于来源于有机化合物的峰的面积,来源于上述各离子的总面积优选小于5%,更优选小于1%,进一步优选小于0.1%,还进一步优选为检测下限以下。另外,相对于来源于有机化合物的峰的面积,来源于上述各离子的面积优选分别独立地小于5%,更优选小于1%,进一步优选小于0.1%,还进一步优选为检测下限以下。另外,有时在一个有机化合物中同时发生氧分子的加成、一个或多个氧原子的加成、甲基化及氢化等,有时在一个有机化合物的多个部分起反应,并且即使在有机化合物的一个部分起反应也有时在不同的位置起反应,因此即使化合物的质量相同,该化合物不一定是分子结构相同的化合物。在分析中,可以使用组合超高效液相色谱法(UHPLC:Ultra HighPerformance Liquid Chromatography)和质谱仪(MS:mass spectrometer)的装置,诸如:沃特世(Waters)公司制造的Acquity UPLC和沃特世(Waters)公司制造的Xevo G2 Tof MS;或者赛默飞世尔科技公司制造的Ultimate3000和赛默飞世尔科技公司制造的Q Exactive。
另外,通过在利用ALD法形成在膜103a的表面上的膜上利用溅射法还层叠其他膜,由于氧分子的加成、一个或多个氧原子的加成、氢化等,膜103a中的有机化合物的分子结构的变质有时被促进。膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便降低驱动电压。另外,膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便提供低功耗元件。膜103a优选使用高纯度有机化合物形成,以便提供高可靠性元件。当对比利用ALD法在膜103a的表面上形成膜SCRa1的情况与利用溅射法在膜SCRa1上形成其他膜的情况时,优选膜103a中的有机化合物的氧分子加成物、氧加成物、氢加成物分别独立地不增加。具体而言,相对于利用ALD法在膜103a的表面上形成膜SCRa1时观测到的来源于各离子的峰的面积比(与来源于有机化合物的峰的面积之比),利用溅射法在膜SCRa1上还层叠其他膜时观测到的来源于各离子的峰的面积比的增加比例优选分别独立地小于5%,更优选小于1%,进一步优选小于0.1%,还进一步优选为确认不到增加。
另外,当在利用ALD法形成在膜103a的表面上的膜上利用溅射法还层叠其他膜时,膜103a中的有机化合物的量有时减少。膜103a优选具有最适合驱动元件的膜厚度(量)以便降低驱动电压。另外,膜103a优选具有最适合驱动元件的膜厚度(量)以便提供低功耗元件。膜103a优选具有最适合驱动元件的膜厚度(量)以便提供高可靠性元件。膜103a优选具有最适合驱动元件的膜厚度(量)以便提供色纯度高的元件。因此,当对比利用ALD法在膜103a的表面上形成膜SCRa1的情况与利用溅射法在膜SCRa1上形成其他膜的情况时,膜103a中的有机化合物的量优选相同。具体而言,利用ALD法在膜103a的表面上形成膜SCRa1时观测到的来源于各离子的峰的面积比(与来源于有机化合物的峰的面积之比)与利用溅射法在膜SCRa1上还层叠其他膜时观测到的来源于各离子的峰的面积比之差的绝对值优选小于5%,更优选小于1%,进一步优选小于0.1%,还进一步优选为确认不到差异。
[步骤S4]
在步骤S4,利用层SCRA1通过蚀刻法从电极551B上去除膜104a、膜103a、膜106a2、膜106a3、膜106a1、膜103a2及膜SCRa2,来形成与电极551A重叠的层104A、单元103A、层106A2、层106A3、层106A1、单元103A2及层SCRA2(参照图5)。换言之,将膜104a加工为层104A,将膜103a加工为单元103A,将膜106a2加工为层106A2,将膜106a3加工为层106A3,将膜106a1加工为层106A1,将膜103a2加工为单元103A2,将膜SCRa2加工为层SCRA2。
例如,可以利用层SCRA1及干蚀刻法将单元103A加工为规定形状。具体而言,可以利用含氧气体作为蚀刻气体。此外,层SCRA1被用作硬掩模。
在步骤S4,电极551B及电极551C处于露出状态。
[步骤S5]
在步骤S5,在层SCRA1、电极551B及电极551C上形成膜104b、膜103b、膜106b2、膜106b3、膜106b1、膜103b2及膜SCRb2(参照图6)。
例如,可以利用电阻加热法形成规定膜。具体而言,可以蒸镀或共蒸镀有机化合物。
[步骤S6]
在步骤S6,形成与电极551B重叠的层SCRB1。例如,可以对包括利用ALD法沉积的膜和利用溅射法沉积的膜的叠层膜进行加工且将其用于层SCRB1。具体而言,可以使用层叠利用ALD法沉积的包含氧化铝的膜和利用溅射法沉积的包含钼的膜而成的叠层膜。
例如,可以利用使用光敏高分子形成的抗蚀剂RES通过蚀刻法将层SCRB1加工为规定形状。具体而言,进行与步骤S3同样的处理。注意,可以将关于步骤S3的说明中的符号“a”及符号“A”分别换称为“b”及“B”,援用到关于步骤S6的说明中。
[步骤S7]
在步骤S7,利用层SCRB1通过蚀刻法从层SCRA1及间隙551AB上去除膜104b、膜103b、膜106b2、膜106b3、膜106b1、膜103b2及膜SCRb2,来形成与电极551B重叠的层104B、单元103B、层106B2、层106B3、层106B1、单元103B2及层SCRB2。另外,形成与间隙551AB重叠的间隙106AB(参照图7)。
例如,可以利用层SCRB1及干蚀刻法将单元103B加工为规定形状。具体而言,可以利用含氧气体作为蚀刻气体。此外,层SCRB1被用作硬掩模。
在步骤S7,电极551C处于露出状态。
[步骤S8]
在步骤S8,在层SCRA1、层SCRB1及电极551C上形成膜104c、膜103c、膜106c2、膜106c3、膜106c1、膜103c2及膜SCRc2(参照图8)。
例如,可以利用电阻加热法形成规定膜。具体而言,可以蒸镀或共蒸镀有机化合物。
[步骤S9]
在步骤S9,形成与电极551C重叠的层SCRC1。例如,可以对包括利用ALD法沉积的膜和利用溅射法沉积的膜的叠层膜进行加工且将其用于层SCRC1。具体而言,可以使用层叠利用ALD法沉积的包含氧化铝的膜和利用溅射法沉积的包含钼的膜而成的叠层膜。
例如,可以利用使用光敏高分子形成的抗蚀剂RES通过蚀刻法将层SCRC1加工为规定形状。具体而言,进行与步骤S3同样的处理。注意,可以将关于步骤S3的说明中的符号“a”及符号“A”分别换称为“c”及“C”,援用到关于步骤S9的说明中。
[步骤S10]
在步骤S10,利用层SCRC1通过蚀刻法从层SCRA1、层SCRB1、间隙551AB及间隙551BC上去除膜104c、膜103c、膜106c2、膜106c3、膜106c1、膜103c2及膜SCRc2,来形成与电极551C重叠的层104C、单元103C、层106C2、层106C3、层106C1、单元103C2及层SCRC2。另外,形成与间隙551BC重叠的间隙106BC(参照图9)。
例如,可以利用层SCRC1及干蚀刻法将单元103C加工为规定形状。具体而言,可以利用含氧气体作为蚀刻气体。此外,层SCRC1被用作硬掩模。
[步骤S11]
在步骤S11,利用ALD法形成在间隙551AB中与绝缘层521接触并覆盖单元103A及单元103B的层529_1(参照图10)。另外,层529_1在间隙551BC中与绝缘层521接触并覆盖单元103B及单元103C。
[步骤S12]
在步骤S12,形成绝缘层529_2。绝缘层529_2包括与电极551A重叠的开口部529_2A及与电极551B重叠的开口部529_2B。另外,绝缘层529_2填充间隙551AB及间隙106AB。
由此,可以使用层529_1及绝缘层529_2填充间隙551AB及间隙106AB。此外,使起因于间隙551AB及间隙106AB的台阶大致平坦。此外,可以抑制因台阶而在导电膜552中产生切口或裂缝的现象。另外,可以利用层529_1防止在步骤S12中绝缘层529_2和单元103A接触且绝缘层529_2和单元103B接触。另外,可以利用层529_1抑制降低发光器件550A的可靠性的物质从绝缘层529_2移动到单元103A的现象。另外,可以利用层529_1抑制降低发光器件550B的可靠性的物质从绝缘层529_2移动到单元103B的现象。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖的显示装置的制造方法。
[步骤S13]
在步骤S13,利用绝缘层529_2通过蚀刻法去除与开口部529_2A重叠的层529_1、层SCRA1及层SCRA2,并去除与开口部529_2B重叠的层529_1、层SCRB1及层SCRB2(参照图11)。另外,去除与开口部529_2C重叠的层529_1、层SCRC1及层SCRC2。
例如,可以利用用作抗蚀剂的绝缘层529_2及湿蚀刻法。注意,绝缘层529_2被用作抗蚀剂。此外,可以使用包含氢氟酸(HF)的水溶液、包含磷酸的水溶液、包含硝酸的水溶液或者包含四甲基氢氧化铵(简称:TMAH)的水溶液作为蚀刻液。
[步骤S14]
在步骤S14,在单元103A及单元103B上形成层105(参照图12)。
[步骤S15]
在步骤S15,在层105上形成导电膜552。
由此,可以制造包括发光器件550A、发光器件550B及发光器件550C的显示装置。另外,可以在中间层106A与中间层106B之间形成间隙106AB。另外,可以抑制发生在使发光器件550A及发光器件550B中的一个发光时另一个以非意图的亮度发光的现象。此外,可以使发光器件550A及发光器件550B分别独立地发光。此外,可以抑制发生发光器件之间的串扰现象。此外,可以提高显示装置的清晰度。此外,可以提高显示装置的像素开口率。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖的显示装置的制造方法。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式3
在本实施方式,参照图13说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件的结构。
图13是说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件的结构的图。
本实施方式中说明的发光器件550X的结构可以用于本发明的一个方式的显示装置。此外,关于发光器件550X的结构的说明可以应用于发光器件550A。具体而言,可以将用于发光器件550X的结构的符号“X”换称为“A”来对发光器件550A进行说明。同样,将“X”换称为“B”或“C”来将发光器件550X的结构应用于发光器件550B或发光器件550C。
<发光器件550X的结构例子>
在本实施方式中说明的发光器件550X包括电极551X、电极552X、单元103X、中间层106X及单元103X2(参照图13)。
单元103X被夹在电极552X与电极551X之间,中间层106X被夹在电极552X与单元103X之间。
单元103X2被夹在电极552X与中间层106X之间。注意,单元103X2具有发射光ELX2的功能。
换言之,在发光器件550X与电极551X及电极552X之间包括层叠的多个单元。注意,层叠的多个单元的数量不局限于2,也可以为3以上。有时将包括位于电极551X与电极552X之间的层叠的多个单元及位于多个单元之间的中间层106X的结构称为叠层型发光器件或串联型发光器件。
由此,能够在将电流密度保持为低的同时获得高亮度发光。此外,可以提高可靠性。此外,可以降低在以同一亮度进行比较时的驱动电压。此外,可以抑制功耗。
<单元103X的结构例子>
单元103X具有单层结构或叠层结构。例如,单元103X包括层111X、层112X及层113X。单元103X具有发射光ELX的功能。
层111X被夹在层113X与层112X之间,层113X被夹在电极552X与层111X之间,层112X被夹在层111X与电极551X之间。
例如,可以将选自发光层、空穴传输层、电子传输层以及载流子阻挡层等功能层中的层用于单元103X。此外,可以将选自空穴注入层、电子注入层、激子阻挡层以及电荷产生层等功能层中的层用于单元103X。
<<层112X的结构例子>>
例如,可以将空穴传输性材料用于层112X。此外,可以将层112X称为空穴传输层。注意,优选将其带隙大于层111X中的发光材料的材料用于层112X。因此,可以抑制从层111X所产生的激子向层112X的能量转移。
[空穴传输性材料]
可以将空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的材料适当地用于空穴传输性材料。
例如,可以将胺化合物或具有富π电子型杂芳环骨架的有机化合物用于空穴传输性材料。具体而言,可以使用具有芳香胺骨架的化合物、具有咔唑骨架的化合物、具有噻吩骨架的化合物、具有呋喃骨架的化合物等。尤其是,具有芳香胺骨架的化合物或具有咔唑骨架的化合物具有良好的可靠性和高空穴传输性并有助于降低驱动电压,所以是优选的。
作为具有芳香胺骨架的化合物,例如可以使用4,4’-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(简称:NPB)、N,N’-二苯基-N,N’-双(3-甲基苯基)-4,4’-二胺联苯(简称:TPD)、N,N’-双(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-N,N’-二苯基-4,4’-二胺联苯(简称:BSPB)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称:BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯胺(简称:mBPAFLP)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBA1BP)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBNBB)、9,9-二甲基-N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]芴-2-胺(简称:PCBAF)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:PCBASF)等。
作为具有咔唑骨架的化合物,例如可以使用1,3-双(N-咔唑基)苯(简称:mCP)、4,4’-二(N-咔唑基)联苯(简称:CBP)、3,6-双(3,5-二苯基苯基)-9-苯基咔唑(简称:CzTP)、3,3’-双(9-苯基-9H--咔唑)(简称:PCCP)等。
作为具有噻吩骨架的化合物,例如可以使用4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)、2,8-二苯基-4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]二苯并噻吩(简称:DBTFLP-III)、4-[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]-6-苯基二苯并噻吩(简称:DBTFLP-IV)等。
作为具有呋喃骨架的化合物,例如可以使用4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并呋喃)(简称:DBF3P-II)、4-{3-[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]苯基}二苯并呋喃(简称:mmDBFFLBi-II)等。
<<层113X的结构例子>>
例如,可以将电子传输性材料、具有蒽骨架的材料及混合材料等用于层113X。此外,可以将层113X称为电子传输层。注意,优选将其带隙大于层111X中的发光材料的材料用于层113X。因此,可以抑制从层111X所产生的激子向层113X的能量转移。
[电子传输性材料]
例如,可以将如下材料适当地用于电子传输性材料:在电场强度V/cm的平方根为600的条件下,电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下的材料。由此,可以控制电子传输层中的电子的传输性。此外,可以控制向发光层的电子注入量。此外,可以防止发光层成为电子过多的状态。
例如,可以将金属配合物或具有缺π电子型杂芳环骨架的有机化合物用于电子传输性材料。
作为金属配合物,例如可以使用双(10-羟基苯并[h]喹啉)铍(II)(简称:BeBq2)、双(2-甲基-8-羟基喹啉)(4-苯基苯酚)铝(III)(简称:BAlq)、双(8-羟基喹啉)锌(II)(简称:Znq)、双[2-(2-苯并噁唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnPBO)、双[2-(2-苯并噻唑基)苯酚]锌(II)(简称:ZnBTZ)等。
作为具有缺π电子型杂芳环骨架的有机化合物,例如可以使用具有聚唑(polyazole)骨架的杂环化合物、具有二嗪骨架的杂环化合物、具有吡啶骨架的杂环化合物、具有三嗪骨架的杂环化合物等。尤其是,具有二嗪骨架的杂环化合物或具有吡啶骨架的杂环化合物具有良好的可靠性,所以是优选的。此外,具有二嗪(嘧啶或吡嗪)骨架的杂环化合物具有高电子传输性,从而可以降低驱动电压。
作为具有聚唑骨架的杂环化合物,例如可以使用2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(简称:PBD)、3-(4-联苯基)-4-苯基-5-(4-叔丁基苯基)-1,2,4-三唑(简称:TAZ)、1,3-双[5-(对叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2-基]苯(简称:OXD-7)、9-[4-(5-苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯基]-9H-咔唑(简称:CO11)、2,2’,2”-(1,3,5-苯三基)三(1-苯基-1H-苯并咪唑)(简称:TPBI)、2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-1-苯基-1H-苯并咪唑(简称:mDBTBIm-II)等。
作为具有二嗪骨架的杂环化合物,例如可以使用2-[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTPDBq-II)、2-[3-(3’-二苯并噻吩-4-基)联苯]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mDBTBPDBq-II)、2-[3’-(9H-咔唑-9-基)联苯-3-基]二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mCzBPDBq)、4,6-双[3-(菲-9-基)苯基]嘧啶(简称:4,6mPnP2Pm)、4,6-双[3-(4-二苯并噻吩基)苯基]嘧啶(简称:4,6mDBTP2Pm-II)、4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-苯并[h]喹唑啉(简称:4,8mDBtP2Bqn)等。
作为具有吡啶骨架的杂环化合物,例如可以使用3,5-双[3-(9H-咔唑-9-基)苯基]吡啶(简称:35DCzPPy)、1,3,5-三[3-(3-吡啶基)苯基]苯(简称:TmPyPB)等。
作为具有三嗪骨架的杂环化合物,例如可以使用2-[3’-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)联苯-3-基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mFBPTzn)、2-(联苯-4-基)-4-苯基-6-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,5-三嗪(简称:BP-SFTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)苯基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mBnfBPTzn)、2-{3-[3-(苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-6-基)苯基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mBnfBPTzn-02)等。
[具有蒽骨架的材料]
可以将具有蒽骨架的有机化合物用于层113X。尤其是,可以适当地使用具有蒽骨架和杂环骨架的双方的有机化合物。
例如,可以将具有蒽骨架和含氮五元环骨架的双方的有机化合物用于层113X。此外,可以将环中包含两个杂原子的含氮五元环骨架和蒽骨架的双方的有机化合物用于层113X。具体而言,可以将吡唑环、咪唑环、恶唑环、噻唑环等适当地用于该杂环骨架。
此外,例如,可以将具有蒽骨架和含氮六元环骨架的双方的有机化合物用于层113X。此外,可以将环中包含两个杂原子的含氮六元环骨架和蒽骨架的双方的有机化合物用于层113X。具体而言,可以将吡嗪环、吡啶环、哒嗪环等适当地用于该杂环骨架。
[混合材料的结构例子]
此外,可以将混合多种物质的材料用于层113X。具体而言,可以将包含碱金属、碱金属化合物或碱金属配合物及电子传输性物质的混合材料用于层113X。注意,电子传输性材料的最高占据分子轨道(HOMO:Highest Occupied Molecular Orbital)能级更优选为-6.0eV以上。
注意,可以与将另行说明的复合材料用于层104X的结构组合而将该混合材料适当地用于层113X。例如,可以将电子接收性物质与空穴传输性材料的复合材料用于层104X。具体而言,可以将电子接收性物质与具有-5.7eV以上且-5.4eV以下的较深HOMO能级HM1的物质的复合材料用于层104X。通过与将这种复合材料用于层104X的结构组合而将该混合材料用于层113X,可以提高发光器件的可靠性。
此外,优选的是,组合将该混合材料用于层113X且将上述复合材料用于层104X的结构及将空穴传输性材料用于层112X的结构。例如,可以将将相对于上述较深HOMO能级HM1在-0.2eV以上且0eV以下的范围具有HOMO能级HM2的物质用于层112X。由此,可以提高发光器件的可靠性。注意,在本说明书等中,有时将上述发光器件称为Recombination-SiteTailoring Injection结构(ReSTI结构)。
碱金属、碱金属化合物或碱金属配合物优选以在层113X的厚度方向上有浓度差(包括浓度为0的情况)的方式存在。
例如,可以使用具有8-羟基喹啉结构的金属配合物。此外,也可以使用具有8-羟基喹啉结构的金属配合物的甲基取代物(例如,2-甲基取代物或5-甲基取代物)等。
作为具有8-羟基喹啉结构的金属配合物,可以使用8-羟基喹啉-锂(简称:Liq)、8-羟基喹啉-钠(简称:Naq)等。尤其是,一价的金属离子的配合物中,优选使用锂配合物,更优选使用Liq。
<<层111X的结构例子1>>
例如,可以将发光材料或者发光材料及主体材料用于层111X。此外,可以将层111X称为发光层。优选在空穴与电子复合的区域中配置层111X。由此,可以高效地将载流子复合所产生的能量转换为光而发射。
此外,优选从用于电极等的金属远离的方式配置层111X。因此,可以抑制因用于电极等的金属而发生猝灭现象。
此外,优选的是,调节从具有反射性的电极等到层111X的距离,以在对应于发光波长的合适位置配置层111X。由此,通过利用电极等所反射的光与层111X所发射的光的干涉现象,可以相互加强振幅。此外,可以加强规定波长的光来使光谱变窄。此外,可以以较高光强度得到鲜明的发光颜色。换言之,通过在电极等之间的合适位置配置层111X,可以获得微腔结构。
例如,可以将荧光物质、磷光物质或呈现热活化延迟荧光(TADF:ThermallyActivated Delayed Fluorescence)的物质(也称为TADF材料)用于发光材料。由此,可以将因载流子的复合而产生的能量从发光材料作为光ELX发射(参照图13)。
[荧光物质]
可以将荧光物质用于层111X。例如,可以将下述荧光物质用于层111X。注意,荧光物质不局限于此,可以将各种已知的荧光物质用于层111X。
具体而言,可以使用5,6-双[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-2,2’-联吡啶(简称:PAP2BPy)、5,6-双[4’-(10-苯基-9-蒽基)联苯-4-基]-2,2’-联吡啶(简称:PAPP2BPy)、N,N’-二苯基-N,N’-双[4-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称:1,6FLPAPrn)、N,N’-双(3-甲基苯基)-N,N’-双[3-(9-苯基-9H-芴-9-基)苯基]芘-1,6-二胺(简称:1,6mMemFLPAPrn)、N,N’-双[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N,N’-二苯基二苯乙烯-4,4’-二胺(简称:YGA2S)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(10-苯基-9-蒽基)三苯胺(简称:YGAPA)、4-(9H-咔唑-9-基)-4’-(9,10-二苯基-2-蒽基)三苯胺(简称:2YGAPPA)、N,9-二苯基-N-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:PCAPA)、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝(简称:TBP)、4-(10-苯基-9-蒽基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯胺(简称:PCBAPA)、N,N”-(2-叔丁基蒽-9,10-二基二-4,1-亚苯基)双(N,N’,N’-三苯基-1,4-亚苯基二胺)(简称:DPABPA)、N,9-二苯基-N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCAPPA)、N,N’-(芘-1,6-二基)双[(6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃)-8-胺](简称:1,6BnfAPrn-03)、N,N’-二苯基-N,N’-双(9-苯基-9H-咔唑-2-基)萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃-3,10-二胺(简称:3,10PCA2Nbf(IV)-02)、3,10-双[N-(二苯并呋喃-3-基)-N-苯基氨基]萘并[2,3-b;6,7-b’]双苯并呋喃(简称:3,10FrA2Nbf(IV)-02)等。
尤其是,以1,6FLPAPrn、1,6mMemFLPAPrn、1,6BnfAPrn-03等芘二胺化合物为代表的稠合芳族二胺化合物具有高空穴俘获性和良好的发光效率或可靠性,所以是优选的。
此外,可以使用N-[4-(9,10-二苯基-2-蒽基)苯基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-亚苯基二胺(简称:2DPAPPA)、N,N,N’,N’,N”,N”,N”’,N”’-八苯基二苯并[g,p]-2,7,10,15-四胺(简称:DBC1)、香豆素30、9,10-二苯基-2-[N-苯基-N-(9-苯基-咔唑-3-基)氨基]蒽(简称:2PCAPA)、N-[9,10-双(联苯-2-基)-2-蒽基]-N,9-二苯基-9H-咔唑-3-胺(简称:2PCABPhA)、N-(9,10-二苯基-2-蒽基)-N,N’,N’-三苯基-1,4-亚苯基二胺(简称:2DPAPA)、N-[9,10-双(联苯-2-基)-2-蒽基]-N,N’,N’-三苯基-1,4-亚苯基二胺(简称:2DPABPhA)、9,10-双(联苯-2-基)-N-[4-(9H-咔唑-9-基)苯基]-N-苯基蒽-2-胺(简称:2YGABPhA)、N,N,9-三苯基蒽-9-胺(简称:DPhAPhA)、香豆素545T、N,N’-二苯基喹吖啶酮(简称:DPQd)、红荧烯、5,12-双(联苯-4-基)-6,11-二苯基并四苯(简称:BPT)等。
此外,可以使用2-(2-{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-6-甲基-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称:DCM1)、2-{2-甲基-6-[2-(2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCM2)、N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)并四苯-5,11-二胺(简称:p-mPhTD)、7,14-二苯基-N,N,N’,N’-四(4-甲基苯基)苊并[1,2-a]荧蒽-3,10-二胺(简称:p-mPhAFD)、2-{2-异丙基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCJTI)、2-{2-叔丁基-6-[2-(1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:DCJTB)、2-(2,6-双{2-[4-(二甲氨基)苯基]乙烯基}-4H-吡喃-4-亚基)丙二腈(简称:BisDCM)、2-{2,6-双[2-(8-甲氧基-1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H-苯并[ij]喹嗪-9-基)乙烯基]-4H-吡喃-4-亚基}丙二腈(简称:BisDCJTM)等。
[磷光物质]
可以将磷光物质用于层111X。例如,可以将下述磷光物质用于层111X。注意,磷光物质不局限于此,可以将各种已知的磷光物质用于层111X。
例如,可以将如下材料用于层111X:具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物、具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物、具有咪唑骨架的有机金属铱配合物、具有吸电子基团且以苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物、具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物、具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物、具有吡啶骨架的有机金属铱配合物、稀土金属配合物、铂配合物等。
[磷光物质(蓝色)]
作为具有4H-三唑骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用三{2-[5-(2-甲基苯基)-4-(2,6-二甲基苯基)-4H-1,2,4-三唑-3-基-κN2]苯基-κC}铱(III)(简称:[Ir(mpptz-dmp)3])、三(5-甲基-3,4-二苯基-4H-1,2,4-三唑(triazolato))铱(III)(简称:[Ir(Mptz)3])、三[4-(3-联苯)-5-异丙基-3-苯基-4H-1,2,4-三唑(triazolato)]铱(III)(简称:[Ir(iPrptz-3b)3])等。
作为具有1H-三唑骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用三[3-甲基-1-(2-甲基苯基)-5-苯基-1H-1,2,4-三唑(triazolato)]铱(III)(简称:[Ir(Mptz1-mp)3])、三(1-甲基-5-苯基-3-丙基-1H-1,2,4-三唑(triazolato))铱(III)(简称:[Ir(Prptz1-Me)3])等。
作为具有咪唑骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用fac-三[1-(2,6-二异丙基苯基)-2-苯基-1H-咪唑]铱(III)(简称:[Ir(iPrpim)3])、三[3-(2,6-二甲基苯基)-7-甲基咪唑并[1,2-f]菲啶根(phenanthridinato)]铱(III)(简称:[Ir(dmpimpt-Me)3])等。
作为以具有吸电子基团的苯基吡啶衍生物为配体的有机金属铱配合物等,例如可以使用双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)四(1-吡唑)硼酸盐(简称:FIr6)、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)吡啶甲酸盐(简称:FIrpic)、双{2-[3’,5’-双(三氟甲基)苯基]吡啶根-N,C2’}铱(III)吡啶甲酸盐(简称:[Ir(CF3ppy)2(pic)])、双[2-(4’,6’-二氟苯基)吡啶根-N,C2’]铱(III)乙酰丙酮(简称:FIracac)等。
上述物质是发射蓝色磷光的化合物,并且是在440nm至520nm具有发光波长的峰的化合物。
[磷光物质(绿色)]
作为具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用三(4-甲基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称:[Ir(mppm)3])、三(4-叔丁基-6-苯基嘧啶根)铱(III)(简称:[Ir(tBuppm)3])、(乙酰丙酮根)双(6-甲基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称:[Ir(mppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(6-叔丁基-4-苯基嘧啶根)铱(III)(简称:[Ir(tBuppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[6-(2-降冰片基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称:[Ir(nbppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双[5-甲基-6-(2-甲基苯基)-4-苯基嘧啶根]铱(III)(简称:[Ir(mpmppm)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(4,6-二苯基嘧啶根)铱(III)(简称:[Ir(dppm)2(acac)])等。
作为具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用(乙酰丙酮根)双(3,5-二甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称:[Ir(mppr-Me)2(acac)])、(乙酰丙酮根)双(5-异丙基-3-甲基-2-苯基吡嗪根)铱(III)(简称:[Ir(mppr-iPr)2(acac)])等。
作为具有吡啶骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用三(2-苯基吡啶根-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(ppy)3])、双(2-苯基吡啶根-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(ppy)2(acac)])、双(苯并[h]喹啉)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(bzq)2(acac)])、三(苯并[h]喹啉)铱(III)(简称:[Ir(bzq)3])、三(2-苯基喹啉-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(pq)3])、双(2-苯基喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(pq)2(acac)])、[2-d3-甲基-8-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(5-d3-甲基-2-吡啶基-κN2)苯基-κC]铱(III)(简称:[Ir(5mppy-d3)2(mbfpypy-d3)])、[2-d3-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:[Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)])等。
作为稀土金属配合物,例如可以举出三(乙酰丙酮根)(单菲咯啉)铽(III)(简称:[Tb(acac)3(Phen)])等。
上述物质主要是发射绿色磷光的化合物,并且在500nm至600nm具有发光波长的峰。此外,由于具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物具有特别优异的可靠性或发光效率。
[磷光物质(红色)]
作为具有嘧啶骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用(二异丁酰基甲烷根)双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根]铱(III)(简称:[Ir(5mdppm)2(dibm)])、双[4,6-双(3-甲基苯基)嘧啶根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称:[Ir(5mdppm)2(dpm)])、双[4,6-二(萘-1-基)嘧啶根](二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称:[Ir(d1npm)2(dpm)])等。
作为具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用(乙酰丙酮根)双(2,3,5-三苯基吡嗪根)铱(III)(简称:[Ir(tppr)2(acac)])、双(2,3,5-三苯基吡嗪根)(二新戊酰基甲烷根)铱(III)(简称:[Ir(tppr)2(dpm)])、(乙酰丙酮根)双[2,3-双(4-氟苯基)喹喔啉合(quinoxalinato)]铱(III)(简称:[Ir(Fdpq)2(acac)])等。
作为具有吡啶骨架的有机金属铱配合物等,例如可以使用三(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)(简称:[Ir(piq)3])、双(1-苯基异喹啉-N,C2’)铱(III)乙酰丙酮(简称:[Ir(piq)2(acac)])等。
作为稀土金属配合物等,例如可以使用三(1,3-二苯基-1,3-丙二酮根)(单菲咯啉)铕(III)(简称:[Eu(DBM)3(Phen)])、三[1-(2-噻吩甲酰基)-3,3,3-三氟丙酮根](单菲咯啉)铕(III)(简称:[Eu(TTA)3(Phen)])等。
作为铂配合物等,例如可以使用2,3,7,8,12,13,17,18-八乙基-21H,23H-卟啉铂(II)(简称:PtOEP)等。
上述物质是发射红色磷光的化合物,并且在600nm至700nm具有发光峰。此外,具有吡嗪骨架的有机金属铱配合物可以获得红色发光,其具有能够适合用于显示装置的色度。
[呈现热活化延迟荧光(TADF)的物质]
可以将TADF材料用于层111X。此外,当使用TADF材料作为发光物质时,主体材料的S1能级优选比TADF材料的S1能级高。此外,主体材料的T1能级优选比TADF材料的T1能级高。
例如,可以将以下所示的TADF材料用于发光材料。注意,不局限于此,可以使用各种已知的TADF材料。
由于TADF材料中S1能级与T1能级之差小而可以利用少量热能量将三重激发态通过反系间窜跃转换(上转换)为单重激发态。由此,可以高效地从三重激发态生成单重激发态。此外,可以将三重激发能转换为发光。
以两种物质形成激发态的激基复合物(Exciplex)由于S1能级和T1能级之差极小而具有能够将三重激发能转换为单重激发能的TADF材料的功能。
注意,作为T1能级的指标,可以使用在低温(例如,77K至10K)下观察到的磷光光谱。关于TADF材料,优选的是,当以通过在荧光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为S1能级并以通过在磷光光谱的短波长侧的尾处引切线得到的外推线的波长能量为T1能级时,S1能级与T1能级之差为0.3eV以下,更优选为0.2eV以下。
例如,可以将富勒烯及其衍生物、吖啶及其衍生物以及伊红衍生物等用于TADF材料。此外,可以将包含镁(Mg)、锌(Zn)、镉(Cd)、锡(Sn)、铂(Pt)、铟(In)或钯(Pd)等的含金属卟啉用于TADF材料。
具体而言,可以使用以下述结构式表示的原卟啉-氟化锡配合物(SnF2(ProtoIX))、中卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Meso IX))、血卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Hemato IX))、粪卟啉四甲酯-氟化锡配合物(SnF2(Copro III-4Me)、八乙基卟啉-氟化锡配合物(SnF2(OEP))、初卟啉-氟化锡配合物(SnF2(Etio I))以及八乙基卟啉-氯化铂配合物(PtCl2OEP)等。
[化学式10]
此外,例如可以将具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环中的一方或双方的杂环化合物用于TADF材料。
具体而言,可以使用以下述结构式表示的2-(联苯-4-基)-4,6-双(12-苯基吲哚并[2,3-a]咔唑-11-基)-1,3,5-三嗪(简称:PIC-TRZ)、9-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:PCCzTzn)、2-{4-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PCCzPTzn)、2-[4-(10H-吩恶嗪-10-基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:PXZ-TRZ)、3-[4-(5-苯基-5,10-二氢吩嗪-10-基)苯基]-4,5-二苯基-1,2,4-三唑(简称:PPZ-3TPT)、3-(9,9-二甲基-9H-吖啶-10-基)-9H-氧杂蒽-9-酮(简称:ACRXTN)、双[4-(9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶)苯基]硫砜(简称:DMAC-DPS)、10-苯基-10H,10’H-螺[吖啶-9,9’-蒽]-10’-酮(简称:ACRSA)等。
[化学式11]
由于该杂环化合物具有富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环,电子传输性和空穴传输性都高,所以是优选的。尤其是,在具有缺π电子型杂芳环的骨架中,吡啶骨架、二嗪骨架(嘧啶骨架、吡嗪骨架、哒嗪骨架)及三嗪骨架稳定且可靠性良好,所以是优选的。尤其是,苯并呋喃并嘧啶骨架、苯并噻吩并嘧啶骨架、苯并呋喃并吡嗪骨架、苯并噻吩并吡嗪骨架的电子接收性高且可靠性良好,所以是优选的。
此外,在具有富π电子型杂芳环的骨架中,吖啶骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、呋喃骨架、噻吩骨架及吡咯骨架稳定且可靠性良好,所以优选具有上述骨架中的至少一个。此外,作为呋喃骨架优选使用二苯并呋喃骨架,作为噻吩骨架优选使用二苯并噻吩骨架。作为吡咯骨架,特别优选使用吲哚骨架、咔唑骨架、吲哚并咔唑骨架、联咔唑骨架、3-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑骨架。
在富π电子型杂芳环和缺π电子型杂芳环直接键合的物质中,富π电子型杂芳环的电子供给性和缺π电子型杂芳环的电子接收性都高而S1能级与T1能级之间的能量差变小,可以高效地获得热活化延迟荧光,所以是特别优选的。此外,也可以使用键合有如氰基等吸电子基团的芳香环代替缺π电子型杂芳环。此外,作为富π电子骨架,可以使用芳香胺骨架、吩嗪骨架等。
此外,作为缺π电子骨架,可以使用氧杂蒽骨架、二氧化噻吨(thioxanthenedioxide)骨架、噁二唑骨架、三唑骨架、咪唑骨架、蒽醌骨架、苯基硼烷或boranthrene等含硼骨架、苯甲腈或氰苯等具有腈基或氰基的芳香环或杂芳环、二苯甲酮等羰骨架、氧化膦骨架、砜骨架等。
如此,可以使用缺π电子骨架及富π电子骨架代替缺π电子型杂芳环和富π电子型杂芳环中的至少一个。
<<层111X的结构例子2>>
可以将载流子传输性材料用作主体材料。例如,可以将空穴传输性材料、电子传输性材料、呈现热活化延迟荧光(TADF:Thermally Activated Delayed Fluorescence)的物质、具有蒽骨架的材料及混合材料等用于主体材料。注意,优选将其带隙大于层111X中的发光材料的材料用于主体材料。因此,可以抑制层111X所产生的从激子到主体材料的能量转移。
[空穴传输性材料]
可以将空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的材料适当地用于空穴传输性材料。例如,可以将可用于层112X的空穴传输性材料用于层111X。
[电子传输性材料]
可以将金属配合物或具有缺π电子型杂芳环骨架的有机化合物用于电子传输性材料。例如,可以将可用于层113X的电子传输性材料用于层111X。
[具有蒽骨架的材料]
可以将具有蒽骨架的有机化合物用于主体材料。尤其是,在作为发光物质使用荧光物质时,具有蒽骨架的有机化合物很合适。由此,可以实现发光效率及耐久性良好的发光器件。
作为具有蒽骨架的有机化合物,具有二苯基蒽骨架,尤其是具有9,10-二苯基蒽骨架的有机化合物在化学上稳定,所以是优选的。此外,在主体材料具有咔唑骨架时,空穴的注入及传输性提高,所以是优选的。尤其是,在主体材料具有二苯并咔唑骨架的情况下,其HOMO能级比具有咔唑骨架的主体材料浅0.1eV左右,不仅空穴容易注入,而且空穴传输性及耐热性也得到提高,所以是优选的。注意,从上述空穴注入及传输性的观点来看,也可以使用苯并芴骨架或二苯并芴骨架代替咔唑骨架。
因此,作为主体材料优选使用具有9,10-二苯基蒽骨架和咔唑骨架的物质、具有9,10-二苯基蒽骨架和苯并咔唑骨架的物质、具有9,10-二苯基蒽骨架和二苯并咔唑骨架的物质。
例如,可以使用6-[3-(9,10-二苯基-2-蒽)苯基]苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃(简称:2mBnfPPA)、9-苯基-10-[4’-(9-苯基-9H-芴-9-基)联苯-4-基]蒽(简称:FLPPA)、9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)、9-[4-(9-苯基咔唑-3-基)]苯基-10-苯基蒽(简称:PCzPA)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基(anthracenyl))苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、7-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-7H-二苯并[c,g]咔唑(简称:cgDBCzPA)、3-[4-(1-萘基)苯基]-9-苯基-9H-咔唑(简称:PCPN)等。
尤其是,CzPA、cgDBCzPA、2mBnfPPA、PCzPA呈现非常良好的特性。
[呈现热活化延迟荧光(TADF)的材料]
可以将TADF材料用作主体材料。在将TADF材料用作主体材料时,可以通过反系间窜跃将在TADF材料中生成的三重态激发能转换为单重态激发能。此外,可以将激发能转移到发光物质。换言之,TADF材料被用作能量供体,发光物质被用作能量受体。由此,可以提高发光器件的发光效率。
当上述发光物质为荧光物质时这是非常有效的。此外,此时,为了得到高发光效率,TADF材料的S1能级优选比荧光物质的S1能级高。此外,TADF材料的T1能级优选比荧光物质的S1能级高。因此,TADF材料的T1能级优选比荧光物质的T1能级高。
此外,优选使用呈现与荧光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的发光的TADF材料。由此,激发能顺利地从TADF材料转移到荧光物质,可以高效地得到发光,所以是优选的。
为了高效地从三重激发能通过反系间窜跃生成单重激发能,优选在TADF材料中产生载流子的复合。此外,优选的是在TADF材料中生成的三重激发能不转移到荧光物质的三重激发能。为此,荧光物质优选在荧光物质所具有的发光体(成为发光的原因的骨架)的周围具有保护基。作为该保护基,优选为不具有π键的取代基,优选为饱和烃,具体而言,可以举出碳原子数为3以上且10以下的烷基、取代或未取代的碳原子数为3以上且10以下的环烷基、碳原子数为3以上且10以下的三烷基硅基,更优选具有多个保护基。不具有π键的取代基由于几乎没有传输载流子的功能,所以对载流子传输或载流子复合几乎没有影响,可以使TADF材料与荧光物质的发光体彼此远离。
在此,发光体是指在荧光物质中成为发光的原因的原子团(骨架)。发光体优选为具有π键的骨架,优选具有芳香环,并优选具有稠合芳香环或稠合杂芳环。
作为上述发光体,例如可以举出菲骨架、二苯乙烯骨架、吖啶酮骨架、吩恶嗪骨架、吩噻嗪骨架、萘骨架、蒽骨架、芴骨架、骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架等。尤其是,具有萘骨架、蒽骨架、芴骨架、骨架、三亚苯骨架、并四苯骨架、芘骨架、苝骨架、香豆素骨架、喹吖啶酮骨架、萘并双苯并呋喃骨架的荧光物质具有高荧光量子产率,所以是优选的。
例如,可以将可用于发光材料的TADF材料用于主体材料。
[混合材料的结构例子1]
此外,可以将混合多种物质的材料用于主体材料。例如,可以将电子传输性材料和空穴传输性材料用于混合材料。在混合材料中,相对于电子传输性材料的空穴传输性材料的重量比为(空穴传输性材料/电子传输性材料)=(1/19)以上且(19/1)以下即可。由此,可以容易调整层111X的载流子传输性。此外,可以更简便地进行复合区域的控制。
[混合材料的结构例子2]
可以将混合磷光物质的材料用于主体材料。磷光物质在作为发光物质使用荧光物质时可以被用作对荧光物质供应激发能的能量供体。
[混合材料的结构例子3]
可以将包含形成激基复合物的材料的混合材料用于主体材料。例如,可以将所形成的激基复合物的发射光谱与发光物质的最低能量一侧的吸收带的波长重叠的材料用于主体材料。因此,可以使能量转移变得顺利,从而可以提高发光效率。此外,可以抑制驱动电压。通过采用这样的结构,可以高效地得到利用从激基复合物到发光物质(磷光材料)的能量转移的ExTET(Exciplex-Triplet Energy Transfer:激基复合物-三重态能量转移)的发光。
可以将磷光物质用于形成激基复合物的材料的至少一个。由此,可以利用反系间窜跃。或者,可以高效地将三重激发能转换为单重激发能。
作为形成激基复合物的材料的组合,空穴传输性材料的HOMO能级优选为电子传输性材料的HOMO能级以上。或者,空穴传输性材料的最低未占据分子轨道(LUMO:LowestUnoccupied Molecular Orbital)能级优选为电子传输性材料的LUMO能级以上。由此,可以高效地形成激基复合物。此外,材料的LUMO能级及HOMO能级可以从电化学特性(还原电位及氧化电位)求出。具体而言,可以利用循环伏安(CV)测量法测量还原电位及氧化电位。
注意,激基复合物的形成例如可以通过如下方法确认:对空穴传输性材料的发射光谱、电子传输性材料的发射光谱及混合这些材料而成的混合膜的发射光谱进行比较,当观察到混合膜的发射光谱比各材料的发射光谱向长波长一侧漂移(或者在长波长一侧具有新的峰)的现象时说明形成有激基复合物。或者,对空穴传输性材料的瞬态光致发光(PL)、电子传输性材料的瞬态PL及混合这些材料而成的混合膜的瞬态PL进行比较,当观察到混合膜的瞬态PL寿命与各材料的瞬态PL寿命相比具有长寿命成分或者延迟成分的比率变大等瞬态响应不同时说明形成有激基复合物。此外,可以将上述瞬态PL称为瞬态电致发光(EL)。换言之,对空穴传输性材料的瞬态EL、电子传输性材料的瞬态EL及这些材料的混合膜的瞬态EL进行比较,观察瞬态响应的不同,可以确认激基复合物的形成。
<单元103X2的结构例子1>
单元103X2具有单层结构或叠层结构。例如,单元103X2包括层111X2、层112X2及层113X2。单元103X2具有发射光ELX2的功能。
层111X2被夹在层112X2与层113X2之间,层113X2被夹在电极552X与层111X2之间,层112X2被夹在层111X2与中间层106X之间。
可以将可用于单元103X的结构用于单元103X2。例如,可以将与单元103X相同的结构用于单元103X2。
<单元103X2的结构例子2>
可以将与单元103X不同的结构用于单元103X2。例如,可以将发射与单元103X的发光颜色的色相不同的光的结构用于单元103X2。
具体而言,可以层叠发射红色光及绿色光的单元103X以及发射蓝色光的单元103X2而使用。由此,可以提供一种发射所希望的颜色的光的发光器件。例如可以提供一种发射白色光的发光器件。
<中间层106X的结构例子1>
中间层106X具有位于电极552X与单元103X之间的区域。中间层106X具有向单元103X和单元103X2中的一个供应电子并向其中另一个供应空穴的功能。
中间层106X具有通过施加电压向阳极一侧供应电子并向阴极一侧供应空穴的功能。此外,可以将中间层106X称为电荷产生层。
例如,可以将在实施方式4中说明的可用于层104X的空穴注入性材料用于中间层106X。具体而言,可以将复合材料用于中间层106X。
例如可以将层叠有包含该复合材料的膜及包含空穴传输性材料的膜的叠层膜用于中间层106X。注意,包含空穴传输性材料的膜被夹在包含该复合材料的膜与阴极之间。
<中间层106X的结构例子2>
可以将层叠层106X1及层106X2的叠层膜用于中间层106X。层106X1具有位于单元103X与电极552X之间的区域,层106X2具有位于单元103X与层106X1之间的区域。
<<层106X1的结构例子>>
例如,可以将可用于在实施方式4中说明的层104X的空穴注入性材料用于层106X1。具体而言,可以将复合材料用于层106X1。另外,可以将具有1×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率的膜用于层106X1。层106X1优选具有5×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率,更优选具有1×105Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率。
<<层106X2的结构例子>>
例如,可以将可用于在实施方式1中说明的层106A2的材料用于中间层106X2。另外,可以将可用于在实施方式5中说明的层105X的材料用于层106X2。
<中间层106X的结构例子3>
可以将层叠层106X1、层106X2及层106X3的叠层膜用于中间层106X。层106X3具有位于层106X1与层106X2之间的区域。
<<层106X3的结构例子>>
例如,可以将电子传输性材料用于层106X3。此外,可以将层106X3称为电子继电层。通过使用层106X3,可以使接触层106X3的阳极一侧的层远离接触层106X3的阴极一侧的层。此外,可以减轻接触层106X3的阳极一侧的层和接触层106X3的阴极一侧的层之间的相互作用。由此,可以向接触层106X3的阳极一侧的层顺利地供应电子。
可以将如下物质适当地用于层106X3,即其LUMO能级位于层106X1中的具有电子接收性的物质的LUMO能级与层106X2中的物质的LUMO能级间的物质。
例如,可以将如下物质用于层106X3,即在-5.0eV以上,优选在-5.0eV以上且-3.0eV以下的范围内具有LUMO能级的材料。
具体而言,可以将酞菁类材料用于层106X3。例如,可以将铜(II)酞菁(简称:CuPc)或具有金属-氧键合和芳香配体的金属配合物用于层106X3。
<发光器件550X的制造方法>
例如,可以通过干法、湿法、蒸镀法、液滴喷射法、涂敷法或印刷法等形成电极551X、电极552X、单元103X、中间层106X及单元103X2的各层。此外,可以通过不同方法形成各构成要素。
具体而言,可以使用真空蒸镀装置、喷墨装置、旋涂机等涂敷装置、凹版印刷装置、胶版印刷装置、丝网印刷装置等制造发光器件550X。
电极例如可以通过利用金属材料的膏剂的湿法或溶胶-凝胶法形成。此外,可以使用相对于氧化铟添加有1wt%以上且20wt%以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成氧化铟-氧化锌膜。此外,可以使用相对于氧化铟添加有0.5wt%以上且5wt%以下的氧化钨和0.1wt%以上且1wt%以下的氧化锌的靶材通过溅射法形成包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(IWZO)膜。
本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式4
在本实施方式中,参照图13说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件的结构。
本实施方式中说明的发光器件550X的结构可以用于本发明的一个方式的显示装置。此外,关于发光器件550X的结构的说明可以应用于发光器件550A。具体而言,可以将用于发光器件550X的结构的符号“X”换称为“A”来对发光器件550A进行说明。同样,将符号“X”换称为“B”或“C”来将发光器件550X的结构应用于发光器件550B或发光器件550C。
<发光器件550X的结构例子>
在本实施方式中说明的发光器件550X包括电极551X、电极552X、单元103X、中间层106X、单元103X2及层104X(参照图13)。
电极552X与电极551X重叠,单元103X位于电极551X与电极552X之间。此外,层104X位于电极551X与单元103X之间。注意,例如,可以将在实施方式3中说明的结构用于单元103X。
<电极551X的结构例子>
例如,可以将导电材料用于电极551X。具体而言,可以将包含金属、合金或导电化合物的膜的单层或叠层用于电极551X。
例如,可以将高效地反射光的膜用于电极551X。具体而言,可以将包含银及铜等的合金、包含银及钯等的合金或铝等金属膜用于电极551X。
此外,例如可以将使光的一部分透过并反射光的其他部分的金属膜用于电极551X。由此,可以使发光器件550X具有微腔结构。此外,与其他的光相比可以更高效地取出规定波长的光。此外,可以取出光谱的半宽窄的光。此外,可以取出鲜明的颜色的光。
此外,例如可以将对可见光具有透光性的膜用于电极551X。具体而言,可以将薄到透射光的程度的金属膜、合金膜或导电氧化物膜的单层或叠层用于电极551X。
尤其是,优选将具有4.0eV以上的功函数的材料用于电极551X。
例如,可以使用包含铟的导电氧化物。具体而言,可以使用氧化铟、氧化铟-氧化锡(简称:ITO)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO)、氧化铟-氧化锌、包含氧化钨及氧化锌的氧化铟(简称:IWZO)等。
此外,例如可以使用包含锌的导电氧化物。具体而言,可以使用氧化锌、添加有镓的氧化锌、添加有铝的氧化锌等。
此外,例如可以使用金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如,氮化钛)等。此外,可以使用石墨烯。
<<层104X的结构例子1>>
例如,可以将空穴注入性材料用于层104X。此外,可以将层104X称为空穴注入层。
例如,可以将在电场强度V/cm的平方根为600时空穴迁移率为1×10-3cm2/Vs以下的材料用于层104X。此外,可以将具有1×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率的膜用于层104X。此外,层104X优选具有5×104Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率,更优选具有1×105Ω·cm以上且1×107Ω·cm以下的电阻率。
<<层104X的结构例子2>>
具体而言,可以将电子接收性物质用于层104X。此外,可以将包含多种物质的复合材料用于层104X。由此,例如可以容易从电极551X注入空穴。此外,可以降低发光器件550X的驱动电压。
[电子接收性物质]
可以将有机化合物及无机化合物用于电子接收性物质。电子接收性物质能够通过电场的施加从相邻的空穴传输层或空穴传输性材料抽出电子。
例如,可以将具有吸电子基团(卤基或氰基)的化合物用于电子接收性物质。此外,电子接收性有机化合物可以利用蒸镀容易地沉积。因此,可以提高发光器件550X的生产率。
具体而言,可以使用7,7,8,8-四氰基-2,3,5,6-四氟醌二甲烷(简称:F4-TCNQ)、氯醌、2,3,6,7,10,11-六氰-1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯(简称:HAT-CN)、1,3,4,5,7,8-六氟四氰(hexafluorotetracyano)-萘醌二甲烷(naphthoquinodimethane)(简称:F6-TCNNQ)、2-(7-二氰基亚甲基-1,3,4,5,6,8,9,10-八氟-7H-芘-2-亚基)丙二腈等。
尤其是,HAT-CN这样的吸电子基团键合于具有多个杂原子的稠合芳香环的化合物热稳定,所以是优选的。
此外,包括吸电子基团(尤其是如氟基等卤基或氰基)的[3]轴烯衍生物的电子接收性非常高,所以是优选的。
具体而言,可以使用α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基(ylidene)三[4-氰-2,3,5,6-四氟苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基三[2,6-二氯-3,5-二氟-4-(三氟甲基)苯乙腈]、α,α’,α”-1,2,3-环丙烷三亚基三[2,3,4,5,6-五氟苯乙腈]等。
此外,可以将钼氧化物或钒氧化物、钌氧化物、钨氧化物、锰氧化物等的过渡金属氧化物用于电子接收性物质。
此外,可以使用酞菁类化合物或配合物如酞菁(简称:H2Pc)、铜(II)酞菁(简称:CuPc)等;具有芳香胺骨架的化合物如4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、N,N’-双[4-双(3-甲基苯基)氨基苯基]-N,N’-二苯基-4,4’-二氨基联苯(简称:DNTPD)等。
此外,可以使用聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(简称:PEDOT/PSS)等高分子等。
[复合材料的结构例子1]
此外,例如,可以将包含电子接收性物质及空穴传输性材料的复合材料用于层104X。由此,除了功函数较大的材料以外,还可以将功函数较小的材料用于电极551X。或者,不依赖于功函数,可以从宽范围的材料中选择用于电极551X的材料。
例如,可以将具有芳香胺骨架的化合物、咔唑衍生物、芳烃、具有乙烯基的芳烃、高分子化合物(低聚物、树枝状聚合物、聚合物等)等用于复合材料中的空穴传输性材料。此外,可以将空穴迁移率为1×10-6cm2/Vs以上的材料适合用于复合材料中的空穴传输性材料。例如,可以将可用于层112X的空穴传输性材料用作复合材料。
此外,可以将具有较深HOMO能级的物质适合用于复合材料中的空穴传输性材料。具体而言,HOMO能级优选为-5.7eV以上且-5.4eV以下。由此,可以容易将空穴注入到单元103X。此外,可以容易将空穴注入到层112X。此外,可以提高发光器件550X的可靠性。
作为具有芳香胺骨架的化合物,例如可以使用N,N’-二(对甲苯基)-N,N’-二苯基-对亚苯基二胺(简称:DTDPPA)、4,4’-双[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]联苯(简称:DPAB)、N,N’-双[4-双(3-甲基苯基)氨基苯基]-N,N’-二苯基-4,4’-二氨基联苯””(简称:DNTPD)、1,3,5-三[N-(4-二苯基氨基苯基)-N-苯基氨基]苯(简称:DPA3B)等。
作为咔唑衍生物,例如可以使用3-[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA1)、3,6-双[N-(9-苯基咔唑-3-基)-N-苯基氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCA2)、3-[N-(1-萘基)-N-(9-苯基咔唑-3-基)氨基]-9-苯基咔唑(简称:PCzPCN1)、4,4’-二(N-咔唑基)联苯(简称:CBP)、1,3,5-三[4-(N-咔唑基)苯基]苯(简称:TCPB)、9-[4-(10-苯基-9-蒽基)苯基]-9H-咔唑(简称:CzPA)、1,4-双[4-(N-咔唑基)苯基]-2,3,5,6-四苯基苯等。
作为芳烃,例如可以使用2-叔丁基-9,10-二(2-萘基)蒽(简称:t-BuDNA)、2-叔丁基-9,10-二(1-萘基)蒽、9,10-双(3,5-二苯基苯基)蒽(简称:DPPA)、2-叔丁基-9,10-双(4-苯基苯基)蒽(简称:t-BuDBA)、9,10-二(2-萘基)蒽(简称:DNA)、9,10-二苯基蒽(简称:DPAnth)、2-叔丁基蒽(简称:t-BuAnth)、9,10-双(4-甲基-1-萘基)蒽(简称:DMNA)、2-叔丁基-9,10-双[2-(1-萘基)苯基]蒽、9,10-双[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’-联蒽、10,10’-二苯基-9,9’-联蒽、10,10’-双(2-苯基苯基)-9,9’-联蒽、10,10’-双[(2,3,4,5,6-五苯基)苯基]-9,9’-联蒽、蒽、并四苯、红荧烯、苝、2,5,8,11-四(叔丁基)苝、并五苯、晕苯等。
作为具有乙烯基的芳烃,例如可以使用4,4’-双(2,2-二苯基乙烯基)联苯(简称:DPVBi)、9,10-双[4-(2,2-二苯基乙烯基)苯基]蒽(简称:DPVPA)等。
作为高分子化合物,例如可以使用聚(N-乙烯基咔唑)(简称:PVK)、聚(4-乙烯基三苯胺)(简称:PVTPA)、聚[N-(4-{N’-[4-(4-二苯基氨基)苯基]苯基-N’-苯基氨基}苯基)甲基丙烯酰胺](简称:PTPDMA)、聚[N,N’-双(4-丁基苯基)-N,N’-双(苯基)联苯胺](简称:Poly-TPD)等。
此外,例如可以将具有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架及蒽骨架中的任意个的物质适合用于复合材料的空穴传输性材料。此外,可以使用如下物质,即包含具有包括二苯并呋喃环或二苯并噻吩环的取代基的芳香胺、包括萘环的芳香单胺、或者9-芴基通过亚芳基键合于胺的氮的芳香单胺的物质。注意,当使用包括N,N-双(4-联苯)氨基的物质时,可以提高发光器件550X的可靠性。
作为这些材料,例如可以使用N-(4-联苯)-6,N-二苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BnfABP)、N,N-双(4-联苯)-6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BBABnf)、4,4’-双(6-苯基苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-基)-4”-苯基三苯基胺(简称:BnfBB1BP)、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-6-胺(简称:BBABnf(6))、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[1,2-d]呋喃-8-胺(简称:BBABnf(8))、N,N-双(4-联苯)苯并[b]萘并[2,3-d]呋喃-4-胺(简称:BBABnf(II)(4))、N,N-双[4-(二苯并呋喃-4-基)苯基]-4-氨基-对三联苯基(简称:DBfBB1TP)、N-[4-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-N-苯基-4-联苯胺(简称:ThBA1BP)、4-(2-萘基)-4’,4”-二苯基三苯基胺(简称:BBAβNB)、4-[4-(2-萘基)苯基]-4’,4”-二苯基三苯基胺(简称:BBAβNBi)、4,4’-二苯基-4”-(6;1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBAαNβNB)、4,4’-二苯基-4”-(7;1’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBAαNβNB-03)、4,4’-二苯基-4”-(7-苯基)萘基-2-基三苯基胺(简称:BBAPβNB-03)、4,4’-二苯基-4”-(6;2’-联萘基-2-基)三苯基胺(简称:BBA(βN2)B)、4,4’-二苯基-4”-(7;2’-联萘基-2-基)-三苯基胺(简称:BBA(βN2)B-03)、4,4’-二苯基-4”-(4;2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称:BBAβNαNB)、4,4’-二苯基-4”-(5;2’-联萘基-1-基)三苯基胺(简称:BBAβNαNB-02)、4-(4-联苯基)-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称:TPBiAβNB)、4-(3-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称:mTPBiAβNBi)、4-(4-联苯基)-4’-[4-(2-萘基)苯基]-4”-苯基三苯基胺(简称:TPBiAβNBi)、4-苯基-4’-(1-萘基)三苯基胺(简称:αNBA1BP)、4,4’-双(1-萘基)三苯基胺(简称:αNBB1BP)、4,4’-二苯基-4”-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]三苯基胺(简称:YGTBi1BP)、4’-[4-(3-苯基-9H-咔唑-9-基)苯基]三(1,1’-联苯-4-基)胺(简称:YGTBi1BP-02)、4-[4’-(咔唑-9-基)联苯-4-基]-4’-(2-萘基)-4”-苯基三苯基胺(简称:YGTBiβNB)、N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-N-[4-(1-萘基)苯基]-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:PCBNBSF)、N,N-双(联苯’-4-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:BBASF)、N,N-双(联苯’-4-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称:BBASF(4))、N-(联苯-2-基)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二[9H-芴]-4-胺(简称:oFBiSF)、N-(4-联苯)-N-(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-二苯并呋喃-4-胺(简称:FrBiF)、N-[4-(1-萘基)苯基]-N-[3-(6-苯基二苯并呋喃-4-基)苯基]-1-萘基胺(简称:mPDBfBNBN)、4-苯基-4’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称:BPAFLP)、4-苯基-3’-(9-苯基芴-9-基)三苯基胺(简称:mBPAFLP)、4-苯基-4’-[4-(9-苯基芴-9-基)苯基]三苯基胺(简称:BPAFLBi)、4-苯基-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称:PCBA1BP)、4,4’-二苯基-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称:PCBBi1BP)、4-(1-萘基)-4’-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称:PCBANB)、4,4’-二(1-萘基)-4”-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)三苯基胺(简称:PCBNBB)、N-苯基-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9’-螺二[9H-芴]-2-胺(简称:PCBASF)、N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-4-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-3-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-2-胺、N,N-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-9,9’-螺二-9H-芴-1-胺等。
[复合材料的结构例子2]
例如,可以将包含电子接收性物质、空穴传输性材料及碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的复合材料用作空穴注入性材料。尤其是,可以适合使用氟原子的原子比率为20%以上的复合材料。因此,可以降低层104X的折射率。此外,可以在发光器件550X内部形成折射率低的层。此外,可以提高发光器件550X的外部量子效率。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式5
在本实施方式中,参照图13说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件的结构。
本实施方式中说明的发光器件550X的结构可以用于本发明的一个方式的显示装置。此外,关于发光器件550X的结构的说明可以应用于发光器件550A。具体而言,可以将用于发光器件550X的结构的符号“X”换称为“A”来对发光器件550A进行说明。同样,将符号“X”换称为“B”或“C”来将发光器件550X的结构应用于发光器件550B或发光器件550C。
<发光器件550X的结构例子>
在本实施方式中说明的发光器件550X包括电极551X、电极552X、单元103X、中间层106X、单元103X2及层105X(参照图13)。
电极552X与电极551X重叠,单元103X2包括被夹在电极551X与电极552X之间的区域。此外,层105X包括被夹在单元103X2与电极552X之间的区域。注意,例如,可以将在实施方式3中说明的结构用于单元103X2。
<电极552X的结构例子>
例如,可以将导电材料用于电极552X。具体而言,可以将包含金属、合金或导电化合物的材料的单层或叠层用于电极552X。
例如,可以将实施方式4中说明的可以用于电极551X的材料用于电极552X。尤其是,优选将与电极551X相比低功函数的材料用于电极552X。具体而言,可以使用具有3.8eV以下的功函数的材料。
例如,可以将属于元素周期表中的第1族的元素、属于元素周期表中的第2族的元素、稀土金属及包含它们的合金用于电极552X。
具体而言,可以将锂(Li)、铯(Cs)等、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)等、铕(Eu)、镱(Yb)等及包含它们的合金(例如镁与银的合金或铝与锂的合金)用于电极552X。
<<层105X的结构例子>>
例如,可以将电子注入性材料用于层105X。此外,可以将层105X称为电子注入层。
具体而言,可以将具有电子供给性的物质用于层105X。或者,可以将具有电子供给性的物质及电子传输性材料的复合材料用于层105X。或者,可以将电子化合物用于层105X。由此,例如可以从电极552X容易注入电子。或者,除了功函数较小的材料以外,还可以将功函数较大的材料用于电极552X。或者,不依赖于功函数,可以从宽范围的材料中选择用于电极552X的材料。具体而言,可以将铝(Al)、银(Ag)、氧化铟-氧化锡(简称:ITO)、包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡等用于电极552X。此外,可以降低发光器件550X的驱动电压。
[具有电子供给性的物质]
例如,可以将碱金属、碱土金属、稀土金属或它们的化合物(氧化物、卤化物、碳酸盐等)用作具有电子供给性的物质。此外,可以将四硫并四苯(tetrathianaphthacene)(简称:TTN)、二茂镍、十甲基二茂镍等有机化合物用作具有电子供给性的物质。
作为碱金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐),可以使用氧化锂、氟化锂(LiF)、氟化铯(CsF)、碳酸锂、碳酸铯、8-羟基喹啉-锂(简称:Liq)等。
作为碱土金属化合物(包括氧化物、卤化物、碳酸盐),可以使用氟化钙(CaF2)等。
[复合材料的结构例子1]
此外,可以将复合多种物质的材料用于电子注入性材料。例如,可以将具有电子供给性的物质及电子传输性材料用于复合材料。
[电子传输性材料]
例如,可以将如下材料适用于电子传输性材料:在电场强度[V/cm]的平方根为600的条件下,电子迁移率为1×10-7cm2/Vs以上且5×10-5cm2/Vs以下。由此,可以控制向发光层的电子注入量。此外,可以防止发光层成为电子过多的状态。
可以将金属配合物或具有缺π电子杂芳环骨架的有机化合物用于电子传输性材料。例如,可以将可用于层113X的电子传输性材料用于层105X。
[复合材料的结构例子2]
此外,可以将微晶状态的碱金属的氟化物和电子传输性材料用于复合材料。此外,可以将微晶状态的碱土金属的氟化物及电子传输性材料用于复合材料。尤其是,可以适合使用包含50wt%以上的碱金属的氟化物或碱土金属的氟化物的复合材料。此外,可以适合使用包含具有联吡啶骨架的有机化合物的复合材料。因此,可以降低层105X的折射率。此外,可以提高发光器件550X的外部量子效率。
[复合材料的结构例子3]
例如,可以将包含具有非共用电子对的第一有机化合物及第一金属的复合材料用于层105X。此外,第一有机化合物的电子数与第一金属的电子数的总和优选为奇数。此外,相对于第一有机化合物1摩尔的第一金属的摩尔比率优选为0.1以上且10以下,更优选为0.2以上且2以下,进一步优选为0.2以上且0.8以下。
由此,具有非共用电子对的第一有机化合物可以与第一金属起到相互作用,形成单占据分子轨道(SOMO:Singly Occupied Molecular Orbital)。此外,在将电子从电极552X注入到层105X的情况下,可以降低两者之间存在的势垒。
此外,可以在层105X中使用一种复合材料,其中通过电子自旋共振(ESR:Electronspin resonance)测量的自旋密度优选为1×1016spins/cm3以上,更优选为5×1016spins/cm3以上,进一步优选为1×1017spins/cm3以上。
[具有非共用电子对的有机化合物]
例如,可以将电子传输性材料用于具有非共用电子对的有机化合物。例如,可以使用具有缺π电子杂芳环的化合物。具体而言,可以使用具有吡啶环、二嗪环(嘧啶环、吡嗪环、哒嗪环)以及三嗪环中的至少一个的化合物。由此,可以降低发光器件550X的驱动电压。
此外,具有非共用电子对的有机化合物的LUMO能级优选为-3.6eV以上且-2.3eV以下。一般来说,可以使用CV(循环伏安法)、光电子能谱法、光吸收能谱法、逆光电子能谱法等估计有机化合物的HOMO及LUMO能级。
例如,作为具有非共用电子对的有机化合物,可以使用4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:BPhen)、2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(简称:NBPhen)、二喹喔啉并[2,3-a:2’,3’-c]吩嗪(简称:HATNA)、2,4,6-三[3’-(吡啶-3-基)联苯基-3-基]-1,3,5-三嗪(简称:TmPPPyTz)、2,2’-(1,3-亚苯基)双[(9-苯基-1,10-菲罗啉])(简称:mPPhen2P)等。此外,与BPhen相比,NBPhen具有高玻璃化转变温度(Tg),从而具有高耐热性。
此外,例如,作为具有非共用电子对的有机化合物,可以使用铜酞菁。铜酞菁的电子数为奇数。
[第一金属]
例如,在具有非共用电子对的第一有机化合物的电子数为偶数的情况下,可以将属于元素周期表中的奇数族的第一金属及第一有机化合物的复合材料用于层105X。
例如,第7族金属的锰(Mn)、第9族金属的钴(Co)、第11族金属的铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、第13族金属的铝(Al)、铟(In)都属于元素周期表中的奇数族。此外,与第7族或第9族元素相比,第11族元素具有低熔点,适合用于真空蒸镀。尤其是,Ag的熔点低,因此这是优选的。此外,通过将与水或氧之间的反应性低的金属用于第一金属,可以提高发光器件550X的抗湿性。
通过将Ag用于电极552X及层105X,可以提高层105X与电极552X的贴紧性。
此外,在具有非共用电子对的第一有机化合物的电子数为奇数的情况下,可以将属于元素周期表中的偶数族的第一金属及第一有机化合物的复合材料用于层105X。例如,第8族金属的铁(Fe)属于元素周期表中的偶数族。
[复合材料的结构例子4]
例如,可以将可用于实施方式1所说明的层106A2的材料用作电子注入性材料。具体而言,可以将有机化合物OCA及有机化合物ETMA用于层105X。由此,例如可以从电极552X容易注入电子。或者,除了功函数较小的材料以外,还可以将功函数较大的材料用于电极552X。或者,不依赖于功函数,可以从宽范围的材料中选择用于电极552X的材料。此外,可以降低发光器件550X的驱动电压。
[电子化合物]
例如,可以将对钙和铝的混合氧化物以高浓度添加电子的物质等用于电子注入性材料。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式6
在本实施方式中,参照图14A至图14C以及图15说明本发明的一个方式的显示装置的结构。
图14A至图14C是说明本发明的一个方式的显示装置的结构的图。图14A是本发明的一个方式的显示装置的俯视图,图14B是说明图14A的一部分的俯视图。图14C是沿着图14A所示的截断线X1-X2、截断线X3-X4及一组像素703(i,j)的截面图。
图15是说明本发明的一个方式的显示装置的结构的电路图。
注意,在本说明书中,有时将取1以上的整数的值的变数用于符号。例如,有时将包含取1以上的整数的值的变数p的(p)用于指定最大为p个构成要素中的任一个的符号的一部分。此外,例如,有时将包含取1以上的整数的值的变数m及变数n的(m,n)用于指定最大为m×n个构成要素中的任一个的符号的一部分。
<显示装置700的结构例子1>
本发明的一个方式的显示装置700包括区域731(参照图14A)。区域731包括一组像素703(i,j)。
<<一组像素703(i,j)的结构例子1>>
一组像素703(i,j)包括像素702A(i,j)、像素702B(i,j)及像素702C(i,j)(参照图14B及图14C)。
像素702A(i,j)包括像素电路530A(i,j)及发光器件550A。发光器件550A与像素电路530A(i,j)电连接。
例如,可以将在实施方式3至实施方式5中说明的发光器件用于发光器件550A。
此外,像素702B(i,j)包括像素电路530B(i,j)及发光器件550B,发光器件550B与像素电路530B(i,j)电连接。同样,像素702C(i,j)包括发光器件550C。
例如,可以将实施方式3至实施方式5中说明的结构用于发光器件550A至发光器件550C。
<显示装置700的结构例子2>
此外,本发明的一个方式的显示装置700包括功能层540及功能层520(参照图14C)。功能层540与功能层520重叠。
功能层540包括发光器件550A。
功能层520包括像素电路530A(i,j)及布线(参照图14C)。像素电路530A(i,j)与布线电连接。例如,可以将设在功能层520的开口部591A的导电膜用作布线,该布线使端子519B及像素电路530A(i,j)电连接。导电材料CP使端子519B及柔性印刷衬底FPC1电连接。此外,例如,可以将设在功能层520的开口部591B的导电膜用作布线。
<显示装置700的结构例子3>
此外,本发明的一个方式的显示装置700包括驱动电路GD及驱动电路SD(参照图14A)。
<<驱动电路GD的结构例子>>
驱动电路GD供应第一选择信号及第二选择信号。
<<驱动电路SD的结构例子>>
驱动电路SD供应第一控制信号及第二控制信号。
<<布线的结构例子>>
布线包括导电膜G1(i)、导电膜G2(i)、导电膜S1(j)、导电膜S2(j)、导电膜ANO、导电膜VCOM2及导电膜V0(参照图15)。
导电膜G1(i)被供应第一选择信号,导电膜G2(i)被供应第二选择信号。
导电膜S1(j)被供应第一控制信号,导电膜S2(j)被供应第二控制信号。
<<像素电路530A(i,j)的结构例子1>>
像素电路530A(i,j)与导电膜G1(i)及导电膜S1(j)电连接。导电膜G1(i)供应第一选择信号,导电膜S1(j)供应第一控制信号。
像素电路530A(i,j)根据第一选择信号及第一控制信号驱动发光器件550A。此外,发光器件550A发射光。
发光器件550A的一个电极与像素电路530A(i,j)电连接,另一个电极与导电膜VCOM2电连接。
<<像素电路530A(i,j)的结构例子2>>
像素电路530A(i,j)包括开关SW21、开关SW22、晶体管M21、电容器C21及节点N21。
晶体管M21包括与节点N21电连接的栅电极、与发光器件550A电连接的第一电极以及与导电膜ANO电连接的第二电极。
开关SW21包括与节点N21电连接的第一端子、与导电膜S1(j)电连接的第二端子及具有根据导电膜G1(i)的电位控制导通状态或非导通状态的功能的栅电极。
开关SW22包括与导电膜S2(j)电连接的第一端子及具有根据导电膜G2(i)的电位控制导通状态或非导通状态的功能的栅电极。
电容器C21包括与节点N21电连接的导电膜以及与开关SW22的第二电极电连接的导电膜。
由此,可以将图像信号储存在节点N21中。此外,可以使用开关SW22改变节点N21的电位。此外,可以使用节点N21的电位控制发光器件550A所发射的光的强度。其结果是,可以提供一种方便性、实用性或可靠性良好的新颖装置。
<<像素电路530A(i,j)的结构例子3>>
像素电路530A(i,j)包括开关SW23、节点N22及电容器C22。
开关SW23包括与导电膜V0电连接的第一端子、与节点N22电连接的第二端子以及具有根据导电膜G2(i)的电位控制导通状态或非导通状态的功能的栅电极。
电容器C22包括与节点N21电连接的导电膜以及与节点N22电连接的导电膜。
注意,晶体管M21的第一电极与节点N22电连接。
注意,本实施方式可以与本说明书所示的其他实施方式适当地组合。
实施方式7
在本实施方式中,说明本发明的一个方式的显示模块。
<显示模块>
图16是说明显示模块280的结构的立体图。
显示模块280包括显示装置100以及FPC290或连接器。显示装置100包括显示区域80。例如,可以将实施方式1中说明的显示装置用于显示装置100。
FPC290从外部被供应信号或电力而对显示装置100供应信号或电力。此外,也可以在FPC290上安装IC。连接器是用来电连接导体的机械零件(mechanical component),该导体可以使显示装置100与连接对象的构件电连接。例如,可以将FPC290用作导体。此外,连接器可以使显示装置100从连接对象分离。
<<显示装置100A>>
图17A是说明显示装置100A的结构的截面图。例如可以将其用于显示模块280的显示装置100。衬底301相当于图16中的衬底71。
显示装置100A包括衬底301、晶体管310、元件分离层315、绝缘层261、电容器240、绝缘层255(绝缘层255a、绝缘层255b、绝缘层255c)、发光器件61R、发光器件61G及发光器件61B。绝缘层261设置在衬底301上,晶体管310位于衬底301与绝缘层261间。绝缘层255a设置在绝缘层261上,电容器240位于绝缘层261与绝缘层255a间,绝缘层255a位于发光器件61R与电容器240间、发光器件61G与电容器240间、发光器件61B与电容器240间。
[晶体管310]
晶体管310包括导电层311、一对的低电阻区域312、绝缘层313及绝缘层314,其沟道形成在衬底301的一部分中。导电层311被用作栅电极。绝缘层313位于衬底301与导电层311之间,并被用作栅极绝缘层。衬底301具有掺杂有杂质的一对低电阻区域312。该区域被用作源极及漏极。导电层311的侧面被绝缘层314覆盖。
元件分离层315嵌入衬底301中且位于相邻的两个晶体管310间。
[电容器240]
电容器240包括导电层241、导电层245及绝缘层243,绝缘层243位于导电层241与导电层245间。导电层241被用作电容器240中的一个电极,导电层245被用作电容器240中的另一个电极,并且绝缘层243用作电容器240的介电质。
导电层241位于绝缘层261上,并嵌入于绝缘层254中。导电层241通过嵌入于绝缘层261中的插头275与晶体管310的源极和漏极中的一个电连接。绝缘层243覆盖导电层241。导电层245隔着绝缘层243与导电层241重叠。
[绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c]
显示装置100A包括绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c,绝缘层255b位于绝缘层255a与绝缘层255c间。
[发光器件61R、发光器件61G及发光器件61B]
发光器件61R、发光器件61G及发光器件61B设置在绝缘层255c上。例如,可以将实施方式3至实施方式5所说明的发光器件应用于发光器件61R、发光器件61G及发光器件61B。发光器件61R发射光81R,发光器件61G发射光81G,发光器件61B发射光81B。此外,发光器件包括公共层174。
发光器件61R包括导电层171及EL层172R,EL层172R覆盖导电层171的顶面及侧面。此外,牺牲层270包括牺牲层270R、牺牲层270G及牺牲层270B。牺牲层270R位于EL层172R上。发光器件61G包括导电层171及EL层172G,EL层172G覆盖导电层171的顶面及侧面。此外,牺牲层270G位于EL层172G上。发光器件61B包括导电层171及EL层172B,EL层172B覆盖导电层171的顶面及侧面。此外,牺牲层270B位于EL层172B上。
导电层171通过嵌入于绝缘层243、绝缘层255a、绝缘层255b及绝缘层255c中的插头256、嵌入于绝缘层254中的导电层241及嵌入于绝缘层261中的插头275与晶体管310的源极和漏极中的一个电连接。绝缘层255c的顶面的高度与插头256的顶面的高度一致或大致一致。插头可以使用各种导电材料。
[保护层271、绝缘层278、保护层273、粘合层122]
保护层271及绝缘层278位于相邻的发光器件,例如,发光器件61R与发光器件61G间,绝缘层278设置在保护层271上。此外,发光器件61R、发光器件61G及发光器件61B上设置有保护层273。
粘合层122将保护层273及衬底120贴合在一起。
[衬底120]
衬底120相当于图16中的衬底73。例如,可以将遮光层设置在衬底120的粘合层122一侧的面。此外,可以将各种光学构件配置在衬底120的外侧。
可以将薄膜用作衬底。尤其是,可以适当地使用吸水率低的薄膜。例如,吸水率优选为1%以下,更优选为0.1%以下。由此,可以抑制薄膜的尺寸变化。此外,可以抑制皱纹等的产生。此外,可以抑制显示装置的形状变化。
例如,可以将偏振片、相位差板、光扩散层(例如,扩散薄膜)、防反射层及聚光薄膜(condensing film)等用作光学构件。
可以将光学各向同性高的材料即双折射率小的材料用于衬底而将圆偏振片重叠于该显示装置。例如,可以将相位差值(retardation value)的绝对值为30nm以下、优选为20nm以下、更优选为10nm以下的材料用于衬底。例如,可以将三乙酸纤维素(TAC,也被称为Cellulose triacetate)薄膜、环烯烃聚合物(COP)薄膜、环烯烃共聚物(COC)薄膜及丙烯酸树脂薄膜等用于光学各向同性高的薄膜。
此外,在衬底120的外侧也可以配置抑制尘埃的附着的抗静电膜、不容易被弄脏的具有拒水性的膜、抑制使用时的损伤的硬涂膜、冲击吸收层等表面保护层。例如,可以将玻璃层或二氧化硅层(SiOx层)、DLC(类金刚石碳)、氧化铝(AlOx)、聚酯类材料或聚碳酸酯类材料等用于表面保护层。此外,可以将可见光透射率高的材料适当地用于表面保护层。此外,可以将硬度高的材料适当地用于表面保护层。
<<显示装置100B>>
图17B是说明显示装置100B的结构的截面图。显示装置100B例如可以用于显示模块280的显示装置100(参照图16)。
显示装置100B包括衬底301、发光器件61W、电容器240及晶体管310。发光器件61W例如可以发射白色光。
此外,显示装置100B包括着色层183R、着色层183G及着色层183B。着色层183R与一个发光器件61W重叠,着色层183G与另一个发光器件61W重叠,着色层183B与其他一个发光器件61W重叠。此外,显示装置100B在发光器件与着色层之间包括间隙276。
例如,着色层183R可以透射红色光,着色层183G可以透射绿色光,并且着色层183B可以透射蓝色光。
<<显示装置100C>>
图18是说明显示装置100C的结构的截面图。显示装置100C例如可以用于显示模块280的显示装置100(参照图16)。注意,在下面的显示装置的说明中,有时省略说明与先前说明的显示装置同样的部分。
显示装置100C包括衬底301B及衬底301A。显示装置100C包括晶体管310B、电容器240、发光器件61R、发光器件61G、发光器件61B及晶体管310A。晶体管310A的沟道形成在衬底301A的一部分中,晶体管310B的沟道形成在衬底301B的一部分中。
[绝缘层345、绝缘层346]
绝缘层345与衬底301B的底面接触,绝缘层346位于绝缘层261上。例如,可以将可用于保护层273的无机绝缘膜用作绝缘层345及绝缘层346。绝缘层345及绝缘层346被用作保护层,并可以抑制杂质扩散到衬底301B及衬底301A。
[插头343]
插头343穿过衬底301B及绝缘层345。绝缘层344覆盖插头343的侧面。例如,可以将可用于保护层273的无机绝缘膜用作绝缘层344。绝缘层344被用作保护层,并可以抑制杂质扩散到衬底301B。
[导电层342]
导电层342位于绝缘层345与绝缘层346间。此外,优选的是,导电层342嵌入于绝缘层335中,并且由导电层342及绝缘层335构成的面被平坦化。导电层342与插头343电连接。
[导电层341]
导电层341位于绝缘层346与绝缘层335间。此外,优选的是,导电层341嵌入于绝缘层336中,并且由导电层341及绝缘层336构成的面被平坦化。导电层341与导电层342接合。由此,衬底301A与衬底301B电连接。
导电层341优选使用与导电层342相同的导电材料。例如,可以使用包含选自Al、Cr、Cu、Ta、Ti、Mo、W中的元素的金属膜或以上述元素为成分的金属氮化物膜(例如氮化钛膜、氮化钼膜或氮化钨膜)等。作为导电层341及导电层342尤其优选使用铜。由此,可以采用Cu-Cu(铜-铜)直接接合技术(通过彼此连接Cu(铜)的焊盘来进行电导通的技术)。
<<显示装置100D>>
图19是说明显示装置100D的结构的截面图。显示装置100D例如可以用于显示模块280的显示装置100(参照图16)。
显示装置100D具有凸块347,凸块347接合导电层341与导电层342。此外,凸块347电连接导电层341与导电层342。例如,可以将包含金(Au)、镍(Ni)、铟(In)或锡(Sn)等的导电材料用于凸块347。此外,例如,可以将焊料用于凸块347。
此外,显示装置100D包括粘合层348。粘合层348将绝缘层345与绝缘层346贴合在一起。
<<显示装置100E>>
图20是说明显示装置100E的结构的截面图。显示装置100E例如可以用于显示模块280的显示装置100(参照图16)。衬底331相当于图16中的衬底71。可以将绝缘性衬底或半导体衬底用于衬底331。显示装置100E包括晶体管320。显示装置100E的晶体管的结构为OS晶体管,这一点与显示装置100A不同。
[绝缘层332]
绝缘层332设置在衬底331上。例如,可以将与氧化硅膜相比氢或氧不容易扩散的膜用于绝缘层332。具体而言,可以将氧化铝膜、氧化铪膜或氮化硅膜等用于绝缘层332。由此,绝缘层332可以防止水或氢等杂质从衬底331向晶体管320扩散。此外,可以防止氧从半导体层321向绝缘层332一侧脱离。
[晶体管320]
晶体管320包括半导体层321、绝缘层323、导电层324、一对导电层325、绝缘层326及导电层327。
导电层327设置在绝缘层332上并被用作晶体管320的第一栅电极。绝缘层326覆盖导电层327。绝缘层326的一部分被用作第一栅极绝缘层。绝缘层326至少在与半导体层321接触的区域包括氧化物绝缘膜。具体而言,优选使用氧化硅膜等。此外,绝缘层326具有被平坦化的顶面。半导体层321设置在绝缘层326上。可以将具有半导体特性的金属氧化物膜用于半导体层321。一对导电层325接触半导体层321上并用作源电极及漏电极。
[绝缘层328、绝缘层264]
绝缘层328覆盖一对导电层325的顶面及侧面以及半导体层321的侧面等。绝缘层264设置在绝缘层328上并被用作层间绝缘层。此外,绝缘层328及绝缘层264具有开口部,该开口部到达半导体层321。例如,可以将与绝缘层332同样的绝缘膜用作绝缘层328。由此,绝缘层328例如可以防止水或氢等杂质从绝缘层264向半导体层321扩散。此外,可以防止氧从半导体层321脱离。
[绝缘层323]
绝缘层323在上述开口部的内部与绝缘层264、绝缘层328及导电层325的侧面以及半导体层321的顶面接触。
[导电层324]
导电层324以接触绝缘层323的方式嵌入上述的开口部的内部。导电层324具有被进行平坦化处理的顶面,其高度与绝缘层323的顶面及绝缘层264的顶面一致或大致一致。导电层324被用作第二栅电极,绝缘层323被用作第二栅极绝缘层。
[绝缘层329、绝缘层265]
绝缘层329覆盖导电层324、绝缘层323及绝缘层264。绝缘层265设置在绝缘层329上并被用作层间绝缘层。例如,可以将与绝缘层328及绝缘层332同样的绝缘膜用作绝缘层329。由此,可以防止水或氢等杂质例如从绝缘层265向晶体管320扩散。
[插头274]
插头274嵌入绝缘层265、绝缘层329、绝缘层264及绝缘层328中且与一对导电层325中的一方电连接。插头274包括导电层274a及导电层274b。导电层274a与绝缘层265、绝缘层329、绝缘层264及绝缘层328的各开口部的侧面接触。此外,覆盖导电层325的顶面的一部分。导电层274b与导电层274a的顶面接触。例如,可以将氢及氧不容易扩散的导电材料适当地用于导电层274a。
<<显示装置100F>>
图21是说明显示装置100F的结构的截面图。显示装置100F具有层叠有晶体管320A与晶体管320B的结构。晶体管320A及晶体管320B都包含氧化物半导体,其沟道形成在该氧化物半导体中。注意,不局限于层叠两个晶体管的结构,例如也可以采用层叠三个以上的晶体管的结构。
晶体管320A及其附近的结构与上述显示装置100E的晶体管320及其附近的结构相同。晶体管320B及其附近的结构与上述显示装置100E的晶体管320及其附近的结构相同。
<<显示装置100G>>
图22是说明显示装置100G的结构的截面图。显示装置100G具有层叠有晶体管310与晶体管320的结构。晶体管310的沟道形成在衬底301中。此外,晶体管320包含氧化物半导体,其沟道形成在该氧化物半导体中。
绝缘层261覆盖晶体管310,导电层251设置在绝缘层261上。绝缘层262覆盖导电层251,导电层252设置在绝缘层262上。此外,绝缘层263及绝缘层332覆盖导电层252。此外,导电层251及导电层252都被用作布线。
晶体管320设置在绝缘层332上,绝缘层265覆盖晶体管320。此外,电容器240设置在绝缘层265上,电容器240通过插头274与晶体管320电连接。
例如,晶体管320可以用作构成像素电路的晶体管。此外,例如,晶体管310可以用作构成像素电路的晶体管或者可以用于用来驱动该像素电路的驱动电路(栅极驱动器电路或源极驱动器电路等)。此外,晶体管310及晶体管320可以用于运算电路或存储电路等各种电路。由此,例如,在发光器件正下除了像素电路以外还可以配置驱动电路。此外,与将驱动电路设置在显示区域附近的结构相比,可以使显示装置进一步小型化。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式8
在本实施方式中,对本发明的一个方式的显示模块进行说明。
<显示模块>
图23是说明显示模块的结构的立体图。
显示模块包括显示装置100、IC(集成电路)176以及FPC177或连接器。例如,可以将在实施方式1中说明的显示装置用于显示装置100。
显示装置100与IC176及FPC177电连接。FPC177从外部被供应信号及电力而对显示装置100供应信号及电力。连接器是电连接导体的机械零件,该导体可以使显示装置100与连接对象的构件电连接。例如,可以将FPC177用作导体。此外,连接器可以将显示装置100从连接对象分离。
显示模块包括IC176。例如,可以利用COG方式等将IC176设置在衬底14b。此外,例如,可以利用COF(Chip On Film:覆晶薄膜)方式等将IC176设置在FPC。例如,可以将栅极驱动器电路或源极驱动器电路等用于IC176。
<<显示装置100H>>
图24A是说明显示装置100H的结构的截面图。
显示装置100H包括显示部37b、连接部140、电路164以及布线165等。显示装置100H包括衬底16b及衬底14b,衬底16b与衬底14b贴合在一起。显示装置100H包括一个或多个连接部140。可以将连接部140设置在显示部37b的外侧。例如,连接部140可以沿着显示部37b的一个边设置。或者,可以以包围多个边例如四个边的方式设置。在连接部140中,发光器件的公共电极与导电层电连接,该导电层对公共电极供应规定电位。
布线165被从FPC177或IC176供应信号及电力。布线165对显示部37b及电路164供应信号及电力。
例如,可以将栅极驱动器电路用作电路164。
显示装置100H包括衬底14b、衬底16b、晶体管201、晶体管205、发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B等(参照图24A)。例如,发光器件63R发射红色光83R,发光器件63G发射绿色光83G,发光器件63B发射蓝色光83B。此外,可以在衬底16b的外侧配置各种光学构件。例如,可以配置偏振片、相位差板、光扩散层(例如,扩散薄膜)、防反射层及聚光薄膜等。
例如,可以将实施方式3至实施方式5所说明的发光器件应用于发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B。
发光器件包括导电层171,导电层171被用作像素电极。导电层171具有凹部,该凹部与设置在绝缘层214、绝缘层215及绝缘层213中的开口部重叠。此外,晶体管205包括导电层222b,导电层222b与导电层171电连接。
显示装置100H包括绝缘层272。绝缘层272覆盖导电层171的端部且填充导电层171的凹部(参照图24A)。
显示装置100H包括保护层273及粘合层142。保护层273覆盖发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B。粘合层142粘合保护层273与衬底16b。粘合层142填充衬底16b与保护层273间。此外,例如,也可以以不重叠于发光器件的方式形成框状的粘合层142且使用与粘合层142不同的树脂填充由粘合层142、衬底16b及保护层273围绕的区域。或者,也可以使用惰性气体(氮或氩等)填充该空间,即采用中空密封结构。例如,可以将可用于粘合层122的材料应用于粘合层142。
显示装置100H包括连接部140,连接部140包括导电层168。导电层168被供应电源电位。此外,发光器件包括导电层173,导电层168与导电层173电连接,并且导电层173被供应电源电位。导电层173被用作公共电极。此外,例如,可以加工一个导电膜形成导电层171及导电层168。
显示装置100H是顶部发射型显示装置。发光器件向衬底16b一侧发射光。导电层171包含反射可见光的材料,导电层173透射可见光。
[绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215、绝缘层214]
绝缘层211、绝缘层213、绝缘层215及绝缘层214依次设置在衬底14b上。注意,绝缘层的个数没有限制,都可以为单层或两层以上。
例如,可以将无机绝缘膜用作绝缘层211、绝缘层213及绝缘层215。例如,可以使用氮化硅膜、氧氮化硅膜、氧化硅膜、氮氧化硅膜、氧化铝膜或者氮化铝膜等。此外,也可以使用氧化铪膜、氧化钇膜、氧化锆膜、氧化镓膜、氧化钽膜、氧化镁膜、氧化镧膜、氧化铈膜或氧化钕膜等。此外,也可以层叠上述绝缘膜中的两个以上。
绝缘层215及绝缘层214覆盖晶体管。绝缘层214被用作平坦化层。例如,优选将水及氢等杂质不容易扩散的材料用于绝缘层215或绝缘层214。由此,可以有效地抑制杂质从外部向晶体管扩散。此外,可以提高显示装置的可靠性。
例如,可以将有机绝缘层适合用作绝缘层214。具体而言,作为有机绝缘层可以使用丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺酰胺树脂、硅氧烷树脂、苯并环丁烯类树脂、酚醛树脂及上述树脂的前体等。此外,可以将有机绝缘层及无机绝缘层的叠层结构用于绝缘层214。由此,可以将绝缘层214的最外表面层用作蚀刻保护层。例如,在想要避免将导电层171加工为规定形状时凹部形成在绝缘层214的现象时,可以抑制该现象。
[晶体管201、晶体管205]
晶体管201及晶体管205都形成在衬底14b上。这些晶体管可以使用同一材料及同一工序制造。
晶体管201及晶体管205包括导电层221、绝缘层211、导电层222a及导电层222b、半导体层231、绝缘层213以及导电层223。绝缘层211位于导电层221与半导体层231之间。导电层221被用作栅极,绝缘层211被用作第一栅极绝缘层。导电层222a及导电层222b被用作源极及漏极。绝缘层213位于导电层223与半导体层231之间。导电层223被用作栅极,绝缘层213被用作第二栅极绝缘层。在此,经过对同一导电膜进行加工而得到的多个层附有相同的阴影线。
对本实施方式的显示装置所包括的晶体管的结构没有特别的限制。例如,可以采用平面型晶体管、交错型晶体管或反交错型晶体管等。此外,晶体管都可以具有顶栅结构或底栅结构。或者,也可以在形成沟道的半导体层上下设置有栅极。
作为晶体管201及晶体管205,采用两个栅极夹持形成沟道的半导体层的结构。此外,也可以连接两个栅极,并通过对该两个栅极供应同一信号,来驱动晶体管。或者,通过对两个栅极中的一个施加用来控制阈值电压的电位,对另一个施加用来进行驱动的电位,可以控制晶体管的阈值电压。
对晶体管的半导体层的结晶性也没有特别的限制,可以使用非晶半导体、具有结晶性的半导体(微晶半导体、多晶半导体、单晶半导体或其一部分具有结晶区域的半导体)。通过使用具有结晶性的半导体,可以抑制晶体管特性的劣化,所以是优选的。
晶体管的半导体层优选包含金属氧化物。就是说,本实施方式的显示装置所包括的晶体管优选使用OS晶体管。
[半导体层]
例如,可以将铟氧化物、镓氧化物及锌氧化物用于半导体层。此外,金属氧化物优选包含选自铟、元素M和锌中的两个或三个。注意,元素M为选自镓、铝、硅、硼、钇、锡、铜、钒、铍、钛、铁、镍、锗、锆、钼、镧、铈、钕、铪、钽、钨、钴和镁中的一种或多种。尤其是,元素M优选为选自铝、镓、钇和锡中的一种或多种。
尤其是,作为用于半导体层的金属氧化物,优选使用包含铟(In)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也记为IGZO)。或者,优选使用包含铟、锡及锌的氧化物(也记为ITZO(注册商标))。或者,优选使用包含铟、镓、锡及锌的氧化物。或者,优选使用包含铟(In)、铝(Al)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAZO)。或者,优选使用包含铟(In)、铝(Al)、镓(Ga)及锌(Zn)的氧化物(也称为IAGZO)。
在用于半导体层的金属氧化物为In-M-Zn氧化物时,该In-M-Zn氧化物中的In的原子数比优选为M的原子数比以上。作为这种In-M-Zn氧化物的金属元素的原子数比,例如可以举出In:M:Zn=1:1:1或其附近的组成、In:M:Zn=1:1:1.2或其附近的组成、In:M:Zn=1:3:2或其附近的组成、In:M:Zn=1:3:4或其附近的组成、In:M:Zn=2:1:3或其附近的组成、In:M:Zn=3:1:2或其附近的组成、In:M:Zn=4:2:3或其附近的组成、In:M:Zn=4:2:4.1或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:3或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:6或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:7或其附近的组成、In:M:Zn=5:1:8或其附近的组成、In:M:Zn=6:1:6或其附近的组成、In:M:Zn=5:2:5或其附近的组成。注意,附近的组成包括所希望的原子数比的±30%的范围。
例如,当记载为原子数比为In:Ga:Zn=4:2:3或其附近的组成时包括如下情况:In为4时,Ga为1以上且3以下,Zn为2以上且4以下。此外,当记载为原子数比为In:Ga:Zn=5:1:6或其附近的组成时包括如下情况:In为5时,Ga大于0.1且为2以下,Zn为5以上且7以下。此外,当记载为原子数比为In:Ga:Zn=1:1:1或其附近的组成时包括如下情况:In为1时,Ga大于0.1且为2以下,Zn大于0.1且为2以下。
半导体层也可以包括组成不同的两层以上的金属氧化物层。例如,可以适当地使用In:M:Zn=1:3:4[原子数比]或其附近的组成的第一金属氧化物层及设置在该第一金属氧化物层上的In:M:Zn=1:1:1[原子数比]或其附近的组成的第二金属氧化物层的叠层结构。此外,作为元素M特别优选使用镓或铝。
例如,也可以使用选自铟氧化物、铟镓氧化物和IGZO中的任一个及选自IAZO、IAGZO和ITZO(注册商标)中的任一个的叠层结构等。
作为具有结晶性的氧化物半导体,可以举出CAAC(c-axis-alignedcrystalline)-OS及nc(nanocrystalline)-OS等。
或者,也可以使用将硅用于沟道形成区域的晶体管(Si晶体管)。作为硅可以举出单晶硅、多晶硅及非晶硅等。尤其是,可以使用半导体层中含有低温多晶硅(LTPS:LowTemperature Poly Silicon)的晶体管(也称为LTPS晶体管)。LTPS晶体管具有高场效应迁移率以及良好的频率特性。
通过使用LTPS晶体管等Si晶体管,可以在同一衬底上形成需要以高频率驱动的电路(例如,数据驱动器电路)和显示部。因此,可以使安装到显示装置的外部电路简化,可以缩减构件成本及安装成本。
OS晶体管的场效应迁移率比使用非晶硅的晶体管高得多。此外,OS晶体管的关闭状态下的源极-漏极间的泄漏电流(也称为关态电流(off-state current))极低,可以长期间保持与该晶体管串联连接的电容器中储存的电荷。此外,通过使用OS晶体管,可以降低显示装置的功耗。
此外,在提高像素电路所包括的发光器件的发光亮度时,需要增大流过发光器件的电流量。为此,需要提高像素电路所包括的驱动晶体管的源极-漏极间电压。因为OS晶体管的源极-漏极间的耐压比Si晶体管高,所以可以对OS晶体管的源极-漏极间施加高电压。由此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以增大流过发光器件的电流量而提高发光器件的发光亮度。
此外,当晶体管在饱和区域中驱动时,与Si晶体管相比,OS晶体管可以使随着栅极-源极间电压的变化的源极-漏极间电流的变化细小。因此,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以通过控制栅极-源极间电压详细决定流过源极-漏极间的电流。因此可以控制流过发光器件的电流量。由此,可以增大由像素电路表示的灰度级数。
此外,关于晶体管在饱和区域中驱动时流过的电流的饱和特性,与Si晶体管相比,OS晶体管即使逐渐地提高源极-漏极间电压也可以使稳定的电流(饱和电流)流过。因此,通过将OS晶体管用作驱动晶体管,即使例如发光器件的电流-电压特性发生不均匀,也可以使稳定的电流流过发光器件。也就是说,OS晶体管在饱和区域中驱动时即使提高源极-漏极间电压,源极-漏极间电流也几乎不变。因此可以使发光器件的发光亮度稳定。
如上所述,通过作为像素电路所包括的驱动晶体管使用OS晶体管,可以实现黑色不纯的抑制、发光亮度的上升、多灰度级化及发光器件不均匀的抑制等。
电路164所包括的晶体管和显示部107所包括的晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有不同的结构。电路164所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有两种以上的不同结构。同样地,显示部107所包括的多个晶体管既可以具有相同的结构,又可以具有两种以上的不同结构。
显示部107所包括的所有晶体管也可以都为OS晶体管或Si晶体管。此外,显示部107所包括的部分晶体管也可以为OS晶体管且剩下的晶体管也可以为Si晶体管。
例如,通过在显示部107中使用LTPS晶体管和OS晶体管的双方,可以实现具有低功耗及高驱动能力的显示装置。此外,有时将组合LTPS晶体管和OS晶体管的结构称为LTPO。此外,例如优选的是,将OS晶体管用于被用作控制布线的导通/非导通的开关的晶体管且将LTPS晶体管用于控制电流的晶体管。
例如,显示部107所包括的晶体管之一被用作用来控制流过发光器件的电流的晶体管,可以称为驱动晶体管。驱动晶体管的源极和漏极中的一个与发光器件的像素电极电连接。作为该驱动晶体管优选使用LTPS晶体管。因此,可以增大流过发光器件的电流。
另一方面,显示部107所包括的晶体管的其他之一被用作用来控制像素的选择和非选择的开关,也可以被称为选择晶体管。选择晶体管的栅极与栅极线电连接,源极和漏极中的一个与信号线电连接。选择晶体管优选使用OS晶体管。因此,即便使帧频显著小(例如,1fps以下)也可以维持像素的灰度级,由此通过在显示静态图像时停止驱动器,可以降低功耗。
如此,本发明的一个方式的显示装置可以兼具高开口率、高清晰度、高显示质量及低功耗。
本发明的一个方式的显示装置具有包括OS晶体管和具有MML结构的发光器件的结构。通过采用该结构,可以使可流过晶体管的泄漏电流以及可在相邻的发光器件间流过的泄漏电流极低。此外,通过采用上述结构,在图像显示在显示装置上时观看者可以观测到图像的鲜锐度、图像的锐度、高色饱和度和高对比度中的任一个或多个。此外,通过采用可流过晶体管的泄漏电流及发光器件间的横泄漏电流极低的结构,例如可以进行在显示黑色时可发生的光泄露(所谓的黑色不纯)极少的显示。
尤其是,MML结构的发光器件可以使流过相邻的发光器件间的电流极低。
[晶体管209、晶体管210]
图24B及图24C是说明可用于显示装置100H的晶体管的截面结构的另一个例子的截面图。
晶体管209及晶体管210包括导电层221、绝缘层211、半导体层231、导电层222a、导电层222b、绝缘层225、导电层223及绝缘层215。半导体层231具有沟道形成区域231i及一对低电阻区域231n。绝缘层211位于导电层221与沟道形成区域231i之间。导电层221被用作栅极,绝缘层211被用作第一栅极绝缘层。绝缘层225至少位于导电层223与沟道形成区域231i之间。导电层223被用作栅极,绝缘层225被用作第二栅极绝缘层。导电层222a与一对低电阻区域231n中的一方电连接,导电层222b与一对低电阻区域231n中的另一方电连接。绝缘层215覆盖导电层223。绝缘层218还覆盖晶体管。
[绝缘层225的结构例子1]
在晶体管209中,绝缘层225覆盖半导体层231的顶面及侧面(参照图24B)。绝缘层225及绝缘层215具有开口部,在该开口部中导电层222a及导电层222b都与低电阻区域231n电连接。此外,导电层222a和导电层222b中的一个被用作源极,另一个被用作漏极。
[绝缘层225的结构例子2]
在晶体管210中,绝缘层225与半导体层231的沟道形成区域231i重叠而不与低电阻区域231n重叠(参照图24C)。例如,可以使用导电层223作为掩模来将绝缘层225加工为规定形状。绝缘层215覆盖绝缘层225及导电层223。此外,绝缘层215具有开口部,导电层222a及导电层222b都与低电阻区域231n电连接。
[连接部204]
连接部204设置在衬底14b上。连接部204包括导电层166,导电层166与布线165电连接。连接部204不与衬底16b重叠,导电层166露出。可以加工一个导电膜形成导电层166及导电层171。此外,导电层166通过连接层242与FPC177电连接。例如,作为连接层242,可以使用各向异性导电膜(ACF:Anisotropic Conductive Film)、各向异性导电膏(ACP:Anisotropic Conductive Paste)等。
<<显示装置100I>>
图25是说明显示装置100I的结构的截面图。显示装置100I与显示装置100H的不同之处在于具有柔性。换言之,显示装置100I为柔性显示器。显示装置100I包括衬底17代替衬底14b且包括衬底18代替衬底16b。衬底17及衬底18都具有柔性。
显示装置100I包括粘合层156及绝缘层162。粘合层156使绝缘层162与衬底17贴合在一起。例如,可以将可用于粘合层122的材料应用于粘合层156。此外,例如,可以将可用于绝缘层211、绝缘层213或绝缘层215的材料用于绝缘层162。晶体管201及晶体管205设置在绝缘层162上。
例如,在制造衬底上形成绝缘层162而在绝缘层162上形成各晶体管及发光器件等。接着,例如在发光器件上形成粘合层142,使用粘合层142使制造衬底与衬底18贴合在一起。接着,使制造衬底从绝缘层162分离而使绝缘层162的表面露出。然后,在露出的绝缘层162的表面上形成粘合层156,使用粘合层156使绝缘层162与衬底17贴合在一起。由此,可以将形成在制造衬底上的各构成要素转置到衬底17上而制造显示装置100I。
<<显示装置100J>>
图26是说明显示装置100J的结构的截面图。显示装置100J与显示装置100H的不同之处在于:在显示装置100J中,包括发光器件63W代替发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B;以及显示装置100J包括着色层183R、着色层183G及着色层183B。
显示装置100J包括位于衬底16b与衬底14b之间的着色层183R、着色层183G及着色层183B。着色层183R与一个发光器件63W重叠,着色层183G与另一个发光器件63W重叠,着色层183B与其他一个发光器件63W重叠。
显示装置100J包括遮光层117。例如,包括位于着色层183R与着色层183G间、着色层183G与着色层183B间及着色层183B与着色层183R间的遮光层117。此外,遮光层117包括与连接部140重叠的区域及与电路164重叠的区域。
发光器件63W例如可以发射白色光。此外,例如,着色层183R可透射红色光,着色层183G可以透射绿色光,着色层183B可以透射蓝色光。如此,显示装置100J例如可以发射红色光83R、绿色光83G及蓝色光83B来进行全彩色显示。
<<显示装置100K>>
图27是说明显示装置100K的结构的截面图。显示装置100K与显示装置100H的不同之处在于:显示装置100K为底部发射型显示装置。发光器件将光83R、光83G及光83B发射到衬底14b一侧。将透射可见光的材料用于导电层171。此外,将反射可见光的材料用于导电层173。
<<显示装置100L>>
图28是说明显示装置100L的结构的截面图。显示装置100L与显示装置100H的不同之处在于:显示装置100L具有柔性且为底部发射型显示装置。显示装置100L包括衬底17代替衬底14b,并包括衬底18代替衬底16b。衬底17及衬底18都具有柔性。发光器件将光83R、光83G及光83B发射到衬底17一侧。
此外,导电层221及导电层223既可对可见光具有透光性又可对可见光具有反射性。当导电层221及导电层223对可见光具有透光性时,可以提高显示部107的可见光透过率。另一方面,当导电层221及导电层223对可见光具有反射性时,可以减少入射到半导体层231的可见光。此外,可以减少半导体层231受损。由此,可以提高显示装置100K或显示装置100L的可靠性。
注意,即使采用显示装置100H或显示装置100I等的顶部发射型显示装置也可以使构成晶体管205的层的至少一部分对可见光具有透光性。此时,导电层171也对可见光具有透光性。如上所述,可以提高显示部107的可见光透过率。
<<显示装置100M>>
图29是说明显示装置100M的结构的截面图。显示装置100M与显示装置100H的不同之处在于:在显示装置100M中,包括发光器件63W代替发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B;显示装置100M包括着色层183R、着色层183G及着色层183B;以及显示装置100M为底部发射型显示装置。
显示装置100M包括着色层183R、着色层183G及着色层183B。此外,显示装置100M包括遮光层117。
[着色层183R、着色层183G及着色层183B]
着色层183R位于一个发光器件63W与衬底14b之间,着色层183G位于另一个发光器件63W与衬底14b之间,并且着色层183B位于其他一个发光器件63W与衬底14b之间。例如,可以在绝缘层215与绝缘层214之间设置着色层183R、着色层183G及着色层183B。
[遮光层117]
遮光层117设置在衬底14b上,遮光层117位于衬底14b与晶体管205之间。此外,绝缘层153位于遮光层117与晶体管205之间。例如,遮光层117不与发光器件63W的发光区域重叠。此外,例如,遮光层117与连接部140及电路164重叠。
遮光层117也可以设置在显示装置100K或显示装置100L。在此情况下,可以抑制发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B所发射的光例如被衬底14b反射并在显示装置100K或显示装置100L内部扩散。由此,显示装置100K及显示装置100L可以为显示品质高的显示装置。另一方面,通过不设置遮光层117,可以提高发光器件63R、发光器件63G及发光器件63B所发射的光的光提取效率。
本实施方式的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式9
在本实施方式中,对本发明的一个方式的电子设备进行说明。
本实施方式的电子设备在显示部中包括本发明的一个方式的显示装置。本发明的一个方式的显示装置具有高可靠性,并容易实现高清晰化及高分辨率化。因此,可以用于各种电子设备的显示部。
作为电子设备,例如除了电视装置、台式或笔记本型个人计算机、用于计算机的显示器、数字标牌及弹珠机等大型游戏机等具有较大的屏幕的电子设备以外,还可以举出数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机、便携式游戏机、便携式信息终端及声音再现装置等。
特别是,因为本发明的一个方式的显示装置可以提高清晰度,所以可以适当地用于包括较小的显示部的电子设备。作为这种电子设备例如可以举出手表型及手镯型信息终端设备(可穿戴设备)、可戴在头上的可穿戴设备诸如头戴显示器等VR用设备、眼镜型AR用设备及MR用设备等。
本发明的一个方式的显示装置优选具有极高的分辨率诸如HD(像素数为1280×720)、FHD(像素数为1920×1080)、WQHD(像素数为2560×1440)、WQXGA(像素数为2560×1600)、4K(像素数为3840×2160)、8K(像素数为7680×4320)等。尤其是,优选设定为4K、8K或其以上的分辨率。此外,本发明的一个方式的显示装置的像素密度(清晰度)优选为100ppi以上,优选为300ppi以上,更优选为500ppi以上,进一步优选为1000ppi以上,更进一步优选为2000ppi以上,更进一步优选为3000ppi以上,还进一步优选为5000ppi以上,进一步优选为7000ppi以上。通过使用上述的具有高分辨率和高清晰度中的一方或双方的显示装置,在便携式或家用等的个人用途的电子设备中可以进一步提高真实感及纵深感等。此外,对本发明的一个方式的显示装置的屏幕比例(纵横比)没有特别的限制。例如,显示装置可以适应1:1(正方形)、4:3、16:9及16:10等各种屏幕比例。
本实施方式的电子设备也可以包括传感器(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)。
本实施方式的电子设备可以具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触摸面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;执行各种软件(程序)的功能;进行无线通信的功能;或者读出储存在存储介质中的程序或数据的功能;等。
使用图30A至图30D说明可戴在头上的可穿戴设备的一个例子。这些可穿戴设备具有显示AR内容的功能、显示VR内容的功能、显示SR内容的功能和显示MR内容的功能中的至少一个。当电子设备具有显示AR、VR、SR和MR等中的至少一个内容的功能时,可以提高使用者的沉浸感。
图30A所示的电子设备6700A以及图30B所示的电子设备6700B都包括一对显示面板6751、一对框体6721、通信部(未图示)、一对安装部6723、控制部(未图示)、成像部(未图示)、一对光学构件6753、眼镜架6757以及一对鼻垫6758。
显示面板6751可以应用本发明的一个方式的显示装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
电子设备6700A及电子设备6700B都可以将由显示面板6751显示的图像投影于光学构件6753中的显示区域6756。因为光学构件6753具有透光性,所以使用者可以与通过光学构件6753看到的透过图像重叠地看到显示于显示区域的图像。因此,电子设备6700A及电子设备6700B都是能够进行AR显示的电子设备。
电子设备6700A及电子设备6700B上作为成像部也可以设置有能够拍摄前方的摄像头。此外,通过在电子设备6700A及电子设备6700B设置陀螺仪传感器等的加速度传感器,可以检测使用者的头部朝向并将对应该方向的图像显示在显示区域6756上。
通信部具有无线通信装置,通过该无线通信装置例如可以供应影像信号。此外,代替无线通信装置或者除了无线通信装置以外还可以包括能够连接供应影像信号及电源电位的电缆的连接器。
此外,电子设备6700A以及电子设备6700B设置有电池,可以以无线方式和有线方式中的一方或双方进行充电。
框体6721也可以设置有触摸传感器模块。触摸传感器模块具有检测框体6721的外侧的面是否被触摸的功能。通过触摸传感器模块,可以检测使用者的点按操作或滑动操作等而执行各种处理。例如,通过点按操作可以执行动态图像的暂时停止或再生等的处理,通过滑动操作可以执行快进、快退等的处理等。此外,通过在两个框体6721的每一个设置触摸传感器模块,可以扩大操作范围。
作为触摸传感器模块,可以使用各种触摸传感器。例如,可以采用静电电容方式、电阻膜方式、红外线方式、电磁感应方式、表面声波方式、光学方式等各种方式。尤其是,优选将静电电容方式或光学方式的传感器应用于触摸传感器模块。
在使用光学方式的触摸传感器时,作为受光元件可以使用光电转换元件(也称为光电转换器件)。在光电转换元件的活性层中可以使用无机半导体和有机半导体中的一方或双方。
图30C所示的电子设备6800A以及图30D所示的电子设备6800B都包括一对显示部6820、框体6821、通信部6822、一对安装部6823、控制部6824、一对成像部6825以及一对透镜6832。
显示部6820可以应用本发明的一个方式的显示装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
显示部6820设置在框体6821内部的通过透镜6832能看到的位置上。此外,通过在一对显示部6820的每一个上显示不同图像,可以进行利用视差的三维显示。
可以将电子设备6800A以及电子设备6800B都称为面向VR的电子设备。穿戴电子设备6800A或电子设备6800B的使用者通过透镜6832能看到显示在显示部6820上的图像。
电子设备6800A及电子设备6800B优选具有一种机构,其中能够调整透镜6832及显示部6820的左右位置,以根据使用者的眼睛的位置使透镜6832及显示部6820位于最合适的位置上。此外,优选具有一种机构,其中通过改变透镜6832及显示部6820之间的距离来调整焦点。
使用者可以使用安装部6823将电子设备6800A或电子设备6800B穿戴在头上。例如在图30C中,安装部6823具有如眼镜的镜脚(也称为铰链或脚丝等)那样的形状,但是不局限于此。只要使用者能够穿戴,安装部6823就例如可以具有头盔型或带型的形状。
成像部6825具有取得外部的信息的功能。可以将成像部6825所取得的数据输出到显示部6820。在成像部6825中可以使用图像传感器。此外,也可以设置多个摄像头以能够对应望远及广角等多种视角。
注意,在此示出包括成像部6825的例子,设置能够测量出与对象物的距离的测距传感器(也称为检测部)即可。换言之,成像部6825是检测部的一个方式。作为检测部例如可以使用图像传感器或光探测和测距(LIDAR:Light Detection and Ranging)等距离图像传感器。通过使用由摄像头取得的图像以及由距离图像传感器取得的图像,可以取得更多的信息,可以实现精度更高的姿态操作。
电子设备6800A也可以包括用作骨传导耳机的振动机构。例如,作为显示部6820、框体6821和安装部6823中的任一个或多个可以采用包括该振动机构的结构。由此,不需要另行设置头戴式耳机、耳机或扬声器等音响设备,而只穿戴电子设备6800A就可以享受影像和声音。
电子设备6800A以及电子设备6800B也可以都包括输入端子。例如可以将供应来自影像输出设备等的影像信号以及用于对设置在电子设备内的电池进行充电的电力等的电缆连接到输入端子。
本发明的一个方式的电子设备也可以具有与耳机6750进行无线通信的功能。耳机6750包括通信部(未图示),并具有无线通信功能。耳机6750通过无线通信功能可以从电子设备接收信息(例如声音数据)。例如,图30A所示的电子设备6700A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机6750的功能。此外,例如图30C所示的电子设备6800A具有通过无线通信功能将信息发送到耳机6750的功能。
此外,电子设备也可以包括耳机部。图30B所示的电子设备6700B包括耳机部6727。例如,可以采用以有线方式连接耳机部6727和控制部的结构。连接耳机部6727和控制部的布线的一部分也可以配置在框体6721或安装部6723的内部。
同样,图30D所示的电子设备6800B包括耳机部6827。例如,可以采用以有线方式连接耳机部6827和控制部6824的结构。连接耳机部6827和控制部6824的布线的一部分也可以配置在框体6821或安装部6823的内部。此外,耳机部6827和安装部6823也可以包括磁铁。由此,可以用磁力将耳机部6827固定到安装部6823,收纳变得容易,所以是优选的。
电子设备也可以包括能够与耳机或头戴式耳机等连接的声音输出端子。此外,电子设备也可以包括声音输入端子和声音输入机构中的一方或双方。作为声音输入机构,例如可以使用麦克风等收音装置。通过将声音输入机构设置到电子设备,可以使电子设备具有所谓的耳麦的功能。
如此,作为本发明的一个方式的电子设备,眼镜型(电子设备6700A以及电子设备6700B等)和护目镜型(电子设备6800A以及电子设备6800B等)的双方都是优选的。
此外,本发明的一个方式的电子设备可以以有线或无线方式将信息发送到耳机。
图31A所示的电子设备6500是可以被用作智能手机的便携式信息终端设备。
电子设备6500包括框体6501、显示部6502、电源按钮6503、按钮6504、扬声器6505、麦克风6506、照相机6507及光源6508等。显示部6502具有触摸面板功能。
显示部6502可以使用本发明的一个方式的显示装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
图31B是包括框体6501的麦克风6506一侧的端部的截面示意图。
框体6501的显示面一侧设置有具有透光性的保护构件6510,被框体6501及保护构件6510包围的空间内设置有显示面板6511、光学构件6512、触摸传感器面板6513、印刷电路板6517、电池6518等。
显示面板6511、光学构件6512及触摸传感器面板6513使用粘合层(未图示)固定到保护构件6510。
在显示部6502的外侧的区域中,显示面板6511的一部分叠回,且该叠回区域连接有FPC6515。FPC6515安装有IC6516。FPC6515与设置于印刷电路板6517的端子连接。
显示面板6511可以使用本发明的一个方式的柔性显示器。由此,可以实现极轻量的电子设备。此外,由于显示面板6511极薄,所以可以在抑制电子设备的厚度的情况下安装大容量的电池6518。此外,通过折叠显示面板6511的一部分以在像素部的背面设置与FPC6515的连接部,可以实现窄边框的电子设备。
图31C示出电视装置的一个例子。在电视装置7100中,框体7101中组装有显示部7000。在此示出利用支架7103支撑框体7101的结构。
显示部7000可以使用本发明的一个方式的显示装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
可以通过利用框体7101所具有的操作开关以及另外提供的遥控操作机7111进行图31C所示的电视装置7100的操作。或者,也可以在显示部7000中具有触摸传感器,也可以通过用指头等触摸显示部7000进行电视装置7100的操作。此外,也可以在遥控操作机7111中具有显示从该遥控操作机7111输出的数据的显示部。通过利用遥控操作机7111所具有的操作键或触摸面板,可以进行频道及音量的操作,并可以对显示在显示部7000上的影像进行操作。
此外,电视装置7100具有接收机及调制解调器等。可以通过利用接收机接收一般的电视广播。再者,通过调制解调器连接到有线或无线方式的通信网络,从而进行单向(从发送者到接收者)或双向(发送者和接收者之间或接收者之间等)的信息通信。
图31D示出笔记本型个人计算机的一个例子。笔记本型个人计算机7200包括框体7211、键盘7212、指向装置7213及外部连接端口7214等。框体7211中组装有显示部7000。
显示部7000可以使用本发明的一个方式的显示装置。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
图31E和图31F示出数字标牌的一个例子。
图31E所示的数字标牌7300包括框体7301、显示部7000及扬声器7303等。此外,还可以包括LED灯、操作键(包括电源开关或操作开关)、连接端子、各种传感器及麦克风等。
图31F示出设置于圆柱状柱子7401上的数字标牌7400。数字标牌7400包括沿着柱子7401的曲面设置的显示部7000。
在图31E和图31F中,可以将本发明的一个方式的显示装置用于显示部7000。由此,可以实现可靠性高的电子设备。
显示部7000越大,一次能够提供的信息量越多。显示部7000越大,越容易吸引人的注意,例如可以提高广告宣传效果。
通过将触摸面板用于显示部7000,不仅可以在显示部7000上显示静态图像或动态图像,使用者还能够直觉性地进行操作,所以是优选的。此外,在用于提供线路信息或交通信息等信息的用途时,可以通过直觉性的操作提高易用性。
如图31E和图31F所示,数字标牌7300或数字标牌7400优选可以通过无线通信与使用者所携带的智能手机等信息终端设备7311或信息终端设备7411联动。例如,显示在显示部7000上的广告信息可以显示在信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕上。此外,通过操作信息终端设备7311或信息终端设备7411,可以切换显示部7000的显示。
此外,可以在数字标牌7300或数字标牌7400上以信息终端设备7311或信息终端设备7411的屏幕为操作单元(控制器)执行游戏。由此,不特定多个使用者可以同时参加游戏,享受游戏的乐趣。
图32A至图32G所示的电子设备包括框体9000、显示部9001、扬声器9003、操作键9005(包括电源开关或操作开关)、连接端子9006、传感器9007(该传感器具有测量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、倾斜度、振动、气味或红外线)及麦克风9008等。
图32A至图32G所示的电子设备具有各种功能。例如,可以具有如下功能:将各种信息(静态图像、动态图像、文字图像等)显示在显示部上的功能;触摸面板的功能;显示日历、日期或时间等的功能;通过利用各种软件(程序)控制处理的功能;进行无线通信的功能;或者读出储存在存储介质中的程序或数据并进行处理的功能;等。注意,电子设备的功能不局限于上述功能,而可以具有各种功能。电子设备也可以包括多个显示部。此外,也可以在电子设备中设置摄像头等而使其具有如下功能:拍摄静态图像或动态图像,且将所拍摄的图像储存在存储介质(外部存储介质或内置于摄像头的存储介质)中的功能;以及将所拍摄的图像显示在显示部上的功能;等。
下面,详细地说明图32A至图32G所示的电子设备。
图32A是示出便携式信息终端9101的立体图。可以将便携式信息终端9101例如用作智能手机。注意,在便携式信息终端9101中,也可以设置扬声器9003、连接端子9006、传感器9007等。此外,作为便携式信息终端9101,可以将文字或图像信息显示在其多个面上。在图32A中示出显示三个图标9050的例子。此外,可以将以虚线的矩形示出的信息9051显示在显示部9001的其他面上。作为信息9051的一个例子,有提示收到电子邮件、SNS、电话等的信息;电子邮件或SNS等的标题;电子邮件或SNS等的发送者姓名;日期;时间;电池余量;以及电波强度等。或者,也可以在显示有信息9051的位置上例如显示图标9050。
图32B是示出便携式信息终端9102的立体图。便携式信息终端9102具有将信息显示在显示部9001的三个以上的面上的功能。在此,示出信息9052、信息9053及信息9054分别显示于不同的面上的例子。例如,在将便携式信息终端9102放在上衣口袋里的状态下,使用者能够确认显示在从便携式信息终端9102的上方看到的位置上的信息9053。例如,使用者可以确认到该显示而无需从口袋里拿出便携式信息终端9102,由此例如能够判断是否接电话。
图32C是示出平板终端9103的立体图。平板终端9103例如可以执行移动电话、电子邮件及文章的阅读和编辑、播放音乐、网络通信及计算机游戏等各种应用软件。平板终端9103在框体9000的正面包括显示部9001、照相机9002、麦克风9008及扬声器9003,在框体9000的左侧面包括用作操作用按钮的操作键9005,并且在底面包括连接端子9006。
图32D是示出手表型便携式信息终端9200的立体图。可以将便携式信息终端9200例如用作智能手表(注册商标)。此外,显示部9001的显示面弯曲,可沿着其弯曲的显示面进行显示。此外,便携式信息终端9200例如通过与可进行无线通信的耳麦相互通信可以进行免提通话。此外,通过利用连接端子9006,便携式信息终端9200可以与其他信息终端进行数据传输或进行充电。充电也可以通过无线供电进行。
图32E至图32G是示出可以折叠的便携式信息终端9201的立体图。此外,图32E是将便携式信息终端9201展开的状态的立体图,图32G是折叠的状态的立体图,图32F是从图32E的状态和图32G的状态中的一个转换为另一个时中途的状态的立体图。便携式信息终端9201在折叠状态下可携带性好,而在展开状态下因为具有无缝拼接较大的显示区域所以显示的浏览性强。便携式信息终端9201所包括的显示部9001被由铰链9055连结的三个框体9000支撑。显示部9001例如可以在曲率半径0.1mm以上且150mm以下的范围弯曲。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。此外,在本说明书中,在一个实施方式中示出多个结构例子的情况下,可以适当地组合该结构例子。
实施例1
在本实施例中,参照图33A及图33B至图46A至图46H说明可用于本发明的一个方式的显示装置的发光器件。
图33A是说明发光器件550X的结构的立体图,图33B是沿着图33A所示的截断线X1-X2的截面图。
图34是说明所制造的发光器件的电流密度-亮度特性的图。
图35是说明所制造的发光器件的亮度-电流效率特性的图。
图36是说明所制造的发光器件的电压-亮度特性的图。
图37是说明所制造的发光器件的电压-电流特性的图。
图38是说明在以1000cd/m2的亮度使所制造的发光器件发光时的发射光谱的图。
图39是说明所制造的比较器件的电流密度-亮度特性的图。
图40是说明所制造的比较器件的亮度-电流效率特性的图。
图41是说明所制造的比较器件的电压-亮度特性的图。
图42是说明所制造的比较器件的电压-电流特性的图。
图43是说明在以1000cd/m2的亮度使所制造的比较器件发光时的发射光谱的图。
图44是说明在以恒定电流密度(50mA/cm2)使所制造的发光器件发光时的归一化亮度的经时变化的图。
图45是说明在以恒定电流密度(50mA/cm2)使所制造的比较器件发光时的归一化亮度的经时变化的图。
图46A至图46H是说明所制造的发光器件的发光状态的光学显微镜照片。
<发光器件1>
在本实施例中说明的所制造的发光器件1具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。
<<发光器件1的结构>>
表3示出发光器件1的结构,以下示出用于本实施例所说明的发光器件的材料的结构式。另外,表4示出用于发光器件的材料的特性。注意,为了方便起见,有时在本实施例的表中下标及上标以标准大小记载。例如,有时简称中的下标字符及单位中的上标字符都在表中以标准大小记载。表中的这些记载可以参照说明书中的记载被变换为本来的记载。
[表3]
[化学式12]
[化学式13]
[表4]
<<发光器件1的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造在本实施例中说明的发光器件1。
[第1步骤]
在第1步骤,形成反射膜REFX。具体而言,作为靶材使用包含银(Ag)、钯(Pd)及铜(Cu)的合金(简称:APC),利用溅射法形成上述反射膜。注意,反射膜REFX包含APC,厚度为100nm。
[第2步骤]
在第2步骤,在反射膜REFX上形成电极551X。具体而言,作为靶材使用包含硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡(简称:ITSO),利用溅射法形成上述电极551X。注意,电极551X包含ITSO,厚度为100nm,面积为4mm2(2mm×2mm)。
[第3步骤]
在第3步骤,在电极551X上形成层104X。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层104X以PCBBiF:OCHD-003=1:0.03(重量比)包含N-(联苯-4-基)-N-[4-(9-苯基-9H-咔唑-3-基)苯基]-9,9-二甲基-9H-芴-2-胺(简称:PCBBiF)及电子接收性材料(OCHD-003)且厚度为10nm。OCHD-003包含氟,其分子量为672。
[第4步骤]
在第4步骤,在层104X上形成层112X。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层112X包含PCBBiF,厚度为60nm。
[第5步骤]
在第5步骤,在层112X上形成层111X。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层111X以4,8mDBtP2Bfpm:βNCCP:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)=0.5:0.5:0.1(重量比)包含4,8-双[3-(二苯并噻吩-4-基)苯基]-[1]苯并呋喃并[3,2-d]嘧啶(简称:4,8mDBtP2Bfpm)、9-(2-萘基)-9’-苯基-9H,9’H-3,3’-联咔唑(简称:βNCCP)及[2-d3-甲基-(2-吡啶基-κN)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-κC]双[2-(2-吡啶基-κN)苯基-κC]铱(III)(简称:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3))且厚度为40nm。
[第6步骤]
在第6步骤,在层111X上形成层113X11。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层113X11包含2-{3-[3-(N-苯基-9H-咔唑-3-基)-9H-咔唑-9-基]苯基}二苯并[f,h]喹喔啉(简称:2mPCCzPDBq),厚度为10nm。
[第7步骤]
在第7步骤,在层113X11上形成层113X12。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层113X12包含2,2’-(1,3-亚苯)双(9-苯基-1,10-菲罗啉)(简称:mPPhen2P),厚度为15nm。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以4,8mDBtP2Bfpm:2hppSF=1:1(重量比)包含4,8mDBtP2Bfpm及1-(9,9’-螺二[9H-芴]-2-基)-1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(简称:2hppSF)且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,4,8mDBtP2Bfpm不具有吡啶环或菲罗啉环,并且4,8mDBtP2Bfpm的酸度系数pKa为0.60。此外,4,8mDBtP2Bfpm的溶解度参数δ的极化项δp为3.4MPa0.5。
[第9步骤]
在第9步骤,在层106X2上形成层106X3。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层106X3包含铜(II)酞菁(简称:CuPc),厚度为2nm。
[第10步骤]
在第10步骤,在层106X3上形成层106X1。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X1以PCBBiF:OCHD-003=1:0.15(重量比)包含PCBBiF及OCHD-003且厚度为10nm。
[第11步骤]
在第11步骤,在层106X1上形成层112X2。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层112X2包含PCBBiF且厚度为40nm。
[第12步骤]
在第12步骤,在层112X2上形成层111X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层111X2以4,8mDBtP2Bfpm:βNCCP:Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)=0.5:0.5:0.1(重量比)包含4,8mDBtP2Bfpm、βNCCP及Ir(ppy)2(mbfpypy-d3)且厚度为40nm。
[第13步骤]
在第13步骤,在层111X2上形成层113X21。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层113X21包含2mPCCzPDBq且厚度为20nm。
[第14步骤]
在第14步骤,在层113X21上形成层113X22。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层113X22包含mPPhen2P且厚度为20nm。
[第15-1步骤]
在第15-1步骤,在层113X22上形成层叠膜。具体而言,在层113X22上利用ALD法形成包含氧化铝(简称:AlOx)的膜,在该膜上作为靶材使用氧化铟-氧化镓-氧化锌(简称:IGZO)并利用溅射法形成包含IGZO的膜。注意,包含AlOx的膜的厚度为30nm,包含IGZO的膜的厚度为50nm。
[第15-2步骤]
在第15-2步骤,将层叠膜加工成规定形状,形成牺牲层。具体而言,利用抗蚀剂及光刻法。注意,牺牲层具有重叠于电极551X的形状。
首先,使用光敏高分子形成抗蚀剂。抗蚀剂具有重叠于电极551X的形状。接着,利用抗蚀剂及湿蚀刻法去除包含IGZO的膜的不需要的部分。
然后,使用包含四甲基氢氧化铵(简称:TMAH)的溶液去除抗蚀剂,将包含IGZO的膜用作硬掩模,去除包含AlOx的膜的不需要的部分。
[第15-3步骤]
在第15-3步骤,形成狭缝。具体而言,利用牺牲层及干蚀刻法将层113X22、层113X21、层111X2、层112X2、层106X1、层106X3、层106X2、层113X12、层113X11、层111X、层112X及层104X加工成规定形状。注意,牺牲层被用作硬掩模。
狭缝的宽度为3μm(参照图33B)。另外,狭缝位于与电极551X及电极551Y之间的间隙551XY重叠的区域中的距电极551X的端部3.5μm处。由此,在区域106XY中形成间隙。
接着,将工件放入其内部被减压到10-4Pa左右的真空蒸镀装置中,并在真空蒸镀装置内的加热室中以110℃的温度进行1小时的真空烘烤。然后,将工件冷却30分钟左右。
[第16步骤]
在第16步骤,在层113X22上形成层105X。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层105X以LiF:Yb=2:1(重量比)包含氟化锂(LiF)及镱(Yb)且厚度为1.5nm。
[第17步骤]
在第17步骤,在层105X上形成电极552X。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,电极552X以Ag:Mg=1:0.1(体积比)包含银(Ag)及镁(Mg)且厚度为15nm。
[第18步骤]
在第18步骤,在电极552X上形成层CAP。具体而言,利用电阻加热法蒸镀材料。注意,层CAP包含4,4’,4”-(苯-1,3,5-三基)三(二苯并噻吩)(简称:DBT3P-II)且厚度为70nm。
<<发光器件1的工作特性>>
在供电时发光器件1发射光(参照图33B)。在室温下测量发光器件1的工作特性(参照图34至图38及图44)。另外,图46A示出使用光学显微镜拍摄发光器件1的发光状态的照片。注意,使用分光辐射计(拓普康公司制造的SR-UL1R)测量亮度、CIE色度以及发射光谱。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90以及发光器件的发光状态的评价结果。注意,表中的“〇”表示发光状态良好,表中的“×”表示发光状态具有缺陷。此外,表5及表6还示出后述的其他发光器件的特性。
[表5]
[表6]
可知发光器件1呈现良好的特性。例如,发光器件1呈现良好的电流效率。还呈现优异的可靠性。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,4,8mDBtP2Bfpm不具有吡啶环或菲罗啉环,并且4,8mDBtP2Bfpm的酸度系数pKa为0.60。此外,4,8mDBtP2Bfpm的溶解度参数δ的极化项δp为3.4MPa0.5。由此,层106X2的耐水性可以得到提高。另外,可以抑制在制造工序中层106X2从其他层剥离等问题的发生。此外,可以抑制使发光器件产生缺陷的问题的发生。
<发光器件2>
在本实施例中说明的所制造的发光器件2具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。发光器件2的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含11-[3’-(二苯并噻吩-4-基)联苯-3-基]菲并[9’,10’:4,5]呋喃并[2,3-b]吡嗪(简称:11mDBtBPPnfpr)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<发光器件2的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的发光器件2。注意,发光器件2的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀11mDBtBPPnfpr来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以11mDBtBPPnfpr:2hppSF=1:1(重量比)包含11mDBtBPPnfpr及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。此外,11mDBtBPPnfpr不具有吡啶环或菲罗啉环,11mDBtBPPnfpr的溶解度参数δ的极化项δp为3.1MPa0.5。
<<发光器件2的工作特性>>
在供电时发光器件2发射光(参照图33B)。在室温下测量发光器件2的工作特性(参照图34至图38及图44)。另外,图46B示出使用光学显微镜拍摄发光器件2的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
可知发光器件2呈现良好的特性。例如,发光器件2呈现良好的电流效率。还呈现优异的可靠性。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,11mDBtBPPnfpr不具有吡啶环或菲罗啉环,并且11mDBtBPPnfpr的溶解度参数δ的极化项δp为3.1MPa0.5。由此,层106X2的耐水性可以得到提高。另外,可以抑制在制造工序中层106X2从其他层剥离等问题的发生。此外,可以抑制使发光器件产生缺陷的问题的发生。
<发光器件3>
在本实施例中说明的所制造的发光器件3具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。发光器件3的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含9-(1-萘基)-10-[4-(2-萘基)苯基]蒽(简称:αN-βNPAnth)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<发光器件3的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的发光器件3。注意,发光器件3的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀αN-βNPAnth来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以αN-βNPAnth:2hppSF=1:1(重量比)包含αN-βNPAnth及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。此外,αN-βNPAnth不具有吡啶环或菲罗啉环,αN-βNPAnth的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5。
<<发光器件3的工作特性>>
在供电时发光器件3发射光(参照图33B)。在室温下测量发光器件3的工作特性(参照图34至图38及图44)。另外,图46C示出使用光学显微镜拍摄发光器件3的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
可知发光器件3呈现良好的特性。例如,发光器件3呈现良好的电流效率。还呈现优异的可靠性。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,αN-βNPAnth不具有吡啶环或菲罗啉环,并且αN-βNPAnth的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5。由此,层106X2的耐水性可以得到提高。另外,可以抑制在制造工序中层106X2从其他层剥离等问题的发生。此外,可以抑制使发光器件产生缺陷的问题的发生。
<发光器件4>
在本实施例中说明的所制造的发光器件4具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。发光器件4的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含2,9-二(萘-2-基)-4,7-二苯基-1,10-菲罗啉(简称:NBPhen)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<发光器件4的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的发光器件4。注意,发光器件4的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀NBPhen来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以NBPhen:2hppSF=1:1(重量比)包含NBPhen及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。此外,NBPhen具有一个菲罗啉环,NBPhen的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5。
<<发光器件4的工作特性>>
在供电时发光器件4发射光(参照图33B)。在室温下测量发光器件4的工作特性(参照图34至图38及图44)。另外,图46D示出使用光学显微镜拍摄发光器件4的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
可知发光器件4呈现良好的特性。例如,发光器件4呈现良好的电流效率。还呈现优异的可靠性。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,NBPhen具有一个菲罗啉环,并且NBPhen的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5。由此,层106X2的耐水性可以得到提高。另外,可以抑制在制造工序中层106X2从其他层剥离等问题的发生。此外,可以抑制使发光器件产生缺陷的问题的发生。
<比较器件1>
在本实施例中说明的所制造的比较器件1具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。比较器件1的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含mPPhen2P来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<比较器件1的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的比较器件1。注意,比较器件1的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀mPPhen2P来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以mPPhen2P:2hppSF=1:1(重量比)包含mPPhen2P及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。此外,mPPhen2P具有两个菲罗啉环,mPPhen2P的溶解度参数δ的极化项δp为7.0MPa0.5。
<<比较器件1的工作特性>>
在供电时比较器件1发射光(参照图33B)。在室温下测量比较器件1的工作特性(参照图39至图43及图45)。另外,图46E示出使用光学显微镜拍摄比较器件1的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
比较器件1的可靠性劣于发光器件1至发光器件4。另外,观察到发光状态具有缺陷。2hppSF的酸度系数pKa为13.95。此外,mPPhen2P具有两个菲罗啉环,mPPhen2P的溶解度参数δ的极化项δp为7.0MPa0.5。酸度系数pKa及溶解度参数δ的极化项δp都大。因此可认为由于与2hppSF共蒸镀而损害了层106X2的耐水性。
<比较器件2>
在本实施例中说明的所制造的比较器件2具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。比较器件2的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含2-[3-(2,6-二甲基-3-吡啶基)-5-(9-菲基)苯基]-4,6-二苯基-1,3,5-三嗪(简称:mPn-mDMePyPTzn)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<比较器件2的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的比较器件2。注意,比较器件2的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀mPn-mDMePyPTzn来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以mPn-mDMePyPTzn:2hppSF=1:1(重量比)包含mPn-mDMePyPTzn及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,mPn-mDMePyPTzn的酸度系数pKa为5.42,mPn-mDMePyPTzn的溶解度参数δ的极化项δp为4.3MPa0.5。此外,mPn-mDMePyPTzn具有一个吡啶环。
<<比较器件2的工作特性>>
在供电时比较器件2发射光(参照图33B)。在室温下测量比较器件2的工作特性(参照图39至图43及图45)。另外,图46F示出使用光学显微镜拍摄比较器件2的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
观察到比较器件2的发光状态具有缺陷。2hppSF的酸度系数pKa为13.95。mPn-mDMePyPTzn的酸度系数pKa为5.42,mPn-mDMePyPTzn的溶解度参数δ的极化项δp为4.3MPa0.5。此外,mPn-mDMePyPTzn具有一个吡啶环。由此可认为层106X2的耐水性受到损害。
<比较器件3>
在本实施例中说明的所制造的比较器件3具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。比较器件3的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含2,4,6-三(3’-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪(简称:TmPPPytz)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<比较器件3的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的比较器件3。注意,比较器件3的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀TmPPPytz来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以TmPPPytz:2hppSF=1:1(重量比)包含TmPPPytz及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。另外,TmPPPytz的溶解度参数δ的极化项δp为4.8MPa0.5。此外,TmPPPytz具有三个吡啶环。
<<比较器件3的工作特性>>
在供电时比较器件3发射光(参照图33B)。在室温下测量比较器件3的工作特性(参照图39至图43及图45)。另外,图46G示出使用光学显微镜拍摄比较器件3的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
比较器件3呈现良好的电流效率。另外,比较器件3的可靠性劣于发光器件1至发光器件4。此外,观察到发光状态具有缺陷。另外,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。TmPPPytz的溶解度参数δ的极化项δp为4.8MPa0.5。TmPPPytz具有三个吡啶环。由此可认为层106X2的耐水性受到损害。此外,可认为:由于耐水性受到损害导致比较器件3的结构在制造工序中变得不均匀,随着电力的供应而比较器件3被施加不均匀的电场,其结果是呈现出表面上良好的电流效率。
<比较器件4>
在本实施例中说明的所制造的比较器件4具有与发光器件550X同样的结构(参照图33A及图33B)。比较器件4的结构与发光器件1的不同之处在于层106X2。具体而言,与发光器件1的不同之处在于层106X2包含4,6-双(3,5-二(吡啶-3-基)苯基)-2-甲基嘧啶(简称:B3PYMPM)来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,对不同之处进行详细说明,而关于使用同样结构及方法的部分援用上述说明。
<<比较器件4的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的比较器件4。注意,比较器件4的制造方法与发光器件1的制造方法的不同之处在于:在第8步骤,共蒸镀B3PYMPM来代替4,8mDBtP2Bfpm。在此,仅对不同之处进行详细的说明,而关于使用相同方法的部分援用上述说明。
[第8步骤]
在第8步骤,在层113X12上形成层106X2。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,层106X2以B3PYMPM:2hppSF=1:1(重量比)包含B3PYMPM及2hppSF且厚度为5nm。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。B3PYMPM的酸度系数pKa为4.07,B3PYMPM的溶解度参数δ的极化项δp为6.8MPa0.5。此外,B3PYMPM具有四个吡啶环。
<<比较器件4的工作特性>>
在供电时比较器件4发射光(参照图33B)。在室温下测量比较器件4的工作特性(参照图39至图43及图45)。另外,图46H示出使用光学显微镜拍摄比较器件4的发光状态的照片。
表5示出在以亮度1000cd/m2左右使所制造的发光器件发光时的主要初始特性。另外,表6示出在以恒定电流密度(50mA/cm2)使发光器件发光的情况下亮度下降到初始亮度的90%为止的经过时间LT90。
比较器件4呈现极低的电流效率。另外,比较器件4的可靠性劣于发光器件1至发光器件4。此外,观察到发光状态具有缺陷。注意,2hppSF的酸度系数pKa为13.95。B3PYMPM的酸度系数pKa为4.07,B3PYMPM的溶解度参数δ的极化项δp为6.8MPa0.5。B3PYMPM具有四个吡啶环。由此可认为层106X2的耐水性受到损害。
实施例2
在本实施例中,说明在膜状态下测量可用于本发明的一个方式的显示装置的中间层的材料的自旋密度的结果。
注意,将可用于形成在石英衬底上的中间层的材料的膜用于样品。另外,利用电子自旋共振法进行测量。
<测量样品的结构>
表7示出所测量的样品的结构。
样品1包含空穴传输性材料和电子接收性材料。PCBBiF为空穴传输性材料,OCHD-003为电子接收性材料。另外,样品1是在实施方式1中说明的可用于中间层106A的层106A1的复合材料的膜。
另外,样品2至样品5包含有机化合物OCA及有机化合物ETMA。2hppSF是酸度系数pKa为8以上的材料,并且4,8mDBtP2Bfpm、11mDBtBPPnfpr、αN-βNPAnth及NBPhen是都不具有吡啶环的材料、不具有菲罗啉环的材料或者具有一个菲罗啉环的材料。注意,样品2至样品5是在实施方式1中说明的可用于中间层106A的层106A2的材料的膜。
[表7]
<<样品1的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的样品1。
[第1步骤]
在第1步骤,在石英衬底上形成材料的膜。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,膜以PCBBiF:OCHD-003=1:0.1(重量比)包含PCBBiF及OCHD-003且厚度为100nm。OCHD-003包含氟,其分子量为672。
[第2步骤]
在第2步骤,将形成有材料的膜的石英衬底封入于样品管,将其用作测量用样品。
<<样品1的物性>>
对所制造的样品1利用电子自旋共振法进行评价。注意,使用电子自旋共振测量仪JES FA300型(日本电子株式会社制造)进行利用ESR法的电子自旋共振谱测量。在如下条件下进行上述测量:谐振频率(9.18GHz),输出(1mW),调制磁场(50mT),调制宽度(0.5mT),时间常数(0.03秒),扫描时间(1分钟),室温下。
图47示出样品1的ESR测量结果。另外,表7示出来源于g值为2.00附近的信号的自旋密度。
在样品1中,在g值为2.00附近观测到信号,自旋密度为5.2×1019spins/cm3。
<<样品2的制造方法>>
通过包括下述步骤的方法制造本实施例所说明的样品2。
[第1步骤]
在第1步骤,在石英衬底上形成材料的膜。具体而言,利用电阻加热法共蒸镀材料。注意,膜以4,8mDBtP2Bfpm:2hppSF=1:1(重量比)包含4,8mDBtP2Bfpm及2hppSF且厚度为50nm。
[第2步骤]
在第2步骤,将形成有材料的膜的石英衬底封入于样品管。具体而言,在其内部被置换为氮的手套箱中将石英衬底封入于样品管,来得到测量用样品。
<<样品3的制造方法>>
通过与样品2的制造方法同样的方法制造本实施例所说明的样品3。注意,样品3的制造方法与样品2的制造方法的不同之处在于共蒸镀11mDBtBPPnfpr来代替4,8mDBtP2Bfpm。
<<样品4的制造方法>>
通过与样品2的制造方法同样的方法制造本实施例所说明的样品4。注意,样品4的制造方法与样品2的制造方法的不同之处在于共蒸镀αN-βNPAnth来代替4,8mDBtP2Bfpm。
<<样品5的制造方法>>
通过与样品2的制造方法同样的方法制造本实施例所说明的样品5。注意,样品5的制造方法与样品2的制造方法的不同之处在于共蒸镀NBPhen来代替4,8mDBtP2Bfpm。
<<样品2至样品5的物性>>
对所制造的样品2至样品5利用电子自旋共振法进行评价。注意,使用电子自旋共振测量仪E500型(布鲁克公司制造)进行利用ESR法的电子自旋共振谱测量。在如下条件下进行上述测量:谐振频率(9.56GHz),输出(1mW),调制磁场(50mT),调制宽度(0.5mT),时间常数(0.04秒),扫描时间(1分钟),室温下。
关于样品2至样品5,没有观测到来源于自旋的信号。自旋密度为电子自旋共振测量仪的检测下限的1.4×1016spins/cm3以下。因此,可以说用于样品2至样品5的有机化合物OCA对所有有机化合物ETMA都不呈现电子供给性。
Claims (20)
1.一种发光器件,包括:
第一电极;
第二电极;
第一单元;
第二单元;以及
第一中间层,
其中,所述第一单元位于所述第一电极与所述第二电极之间,
所述第一单元包含第一发光性材料,
所述第二单元位于所述第一单元与所述第二电极之间,
所述第二单元包含第二发光性材料,
所述第一中间层位于所述第一单元与所述第二单元之间,
所述第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物,
所述第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,
并且,所述第二有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环。
2.根据权利要求1所述的发光器件,
其中所述第二有机化合物的酸度系数pKa小于4。
3.一种发光器件,包括:
第一电极;
第二电极;
第一单元;
第二单元;以及
第一中间层,
其中,所述第一单元位于所述第一电极与所述第二电极之间,
所述第一单元包含第一发光性材料,
所述第二单元位于所述第一单元与所述第二电极之间,
所述第二单元包含第二发光性材料,
所述第一中间层位于所述第一单元与所述第二单元之间,
所述第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物,
所述第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,
并且,所述第二有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下。
4.根据权利要求1所述的发光器件,
其中所述第一有机化合物具有胍骨架。
5.根据权利要求1所述的发光器件,
其中所述第一有机化合物包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基。
6.根据权利要求1所述的发光器件,
其中所述第一有机化合物对所述第二有机化合物不呈现电子供给性。
7.根据权利要求1所述的发光器件,
其中所述第一中间层包括第一层及第二层,
所述第一层位于所述第二单元与所述第二层之间,
所述第一层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料,
所述第二层包含所述第一有机化合物及所述第二有机化合物,
并且所述第二层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下的自旋密度的材料。
8.根据权利要求3所述的发光器件,
其中所述第一有机化合物具有胍骨架。
9.根据权利要求3所述的发光器件,
其中所述第一有机化合物包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基。
10.根据权利要求3所述的发光器件,
其中所述第一中间层包括第一层及第二层,
所述第一层位于所述第二单元与所述第二层之间,
所述第一层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料,
所述第二层包含所述第一有机化合物及所述第二有机化合物,
并且所述第二层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下的自旋密度的材料。
11.一种显示装置,包括:
第一发光器件,该第一发光器件包括:
第一电极;
第二电极;
位于所述第一电极与所述第二电极之间的第一单元;
位于所述第一单元与所述第二电极之间的第二单元;以及
位于所述第一单元与所述第二单元之间的第一中间层;以及
第二发光器件,该第二发光器件包括:
第三电极;
第四电极;
位于所述第三电极与所述第四电极之间的第三单元;
位于所述第三单元与所述第四电极之间的第四单元;以及
位于所述第三单元与所述第四单元之间的第二中间层,
其中,所述第一单元包含第一发光性材料,
所述第二单元包含第二发光性材料,
所述第一中间层包含第一有机化合物及第二有机化合物,
所述第三电极与所述第一电极相邻,
第一间隙位于所述第三电极与所述第一电极之间,
所述第三单元包含第三发光性材料,
所述第四单元包含第四发光性材料,
第二间隙位于所述第二中间层与所述第一中间层之间,
所述第二间隙与所述第一间隙重叠,
所述第二中间层包含第三有机化合物及第四有机化合物,
所述第一有机化合物的酸度系数pKa为8以上,
所述第三有机化合物的酸度系数pKa为8以上,
所述第二有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环,
并且,所述第四有机化合物不具有吡啶环、不具有菲罗啉环或者具有一个菲罗啉环。
12.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第二有机化合物的酸度系数pKa小于4,
并且所述第四有机化合物的酸度系数pKa小于4。
13.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第二有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下,
并且所述第四有机化合物的溶解度参数δ的极化项δp为4.0MPa0.5以下。
14.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第一有机化合物和所述第三有机化合物中的至少一个具有胍骨架。
15.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第一有机化合物和所述第三有机化合物中的至少一个包含1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶基。
16.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第一有机化合物对所述第二有机化合物不呈现电子供给性,
并且所述第三有机化合物对所述第四有机化合物不呈现电子供给性。
17.根据权利要求11所述的显示装置,
其中所述第一中间层包括第一层及第二层,
所述第一层位于所述第二单元与所述第二层之间,
所述第一层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料,
所述第二层包含所述第一有机化合物及所述第二有机化合物,
所述第二层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下的自旋密度的材料,
所述第二中间层包括第三层及第四层,
所述第三层位于所述第四单元与所述第四层之间,
所述第三层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1018spins/cm3以上的自旋密度的材料,
所述第四层包含所述第三有机化合物及所述第四有机化合物,
并且所述第四层包含在膜状态下使用电子自旋共振法观测到1×1017spins/cm3以下的自旋密度的材料。
18.根据权利要求11所述的显示装置,还包括:
第一绝缘层;
导电膜;以及
第二绝缘层,
其中所述第一绝缘层与所述导电膜重叠,
所述第一电极及所述第三电极位于所述第一绝缘层与所述导电膜之间,
所述导电膜包括所述第二电极及所述第四电极,
所述第二绝缘层位于所述导电膜与所述第一绝缘层之间,
所述第二绝缘层与所述第一间隙重叠,
所述第二绝缘层嵌入所述第二间隙,
所述第二绝缘层包括第一开口部及第二开口部,
所述第一开口部与所述第一电极重叠,
并且所述第二开口部与所述第三电极重叠。
19.一种显示模块,包括:
权利要求11所述的显示装置;以及
连接器和集成电路中的至少一个。
20.一种电子设备,包括:
权利要求11所述的显示装置;以及
电池、照相机、扬声器和麦克风中的至少一个。
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