DE102016218696B4

DE102016218696B4 - Licht emittierendes Element, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016218696B4
Application number: DE102016218696.5
Authority: DE
Inventors: Satoshi Seo; Takeyoshi WATABE; Satomi Mitsumori
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2024-07-11
Anticipated expiration: 2036-09-29

Abstract

Licht emittierendes Element (150), das umfasst:
ein Gastmaterial (131); und
ein Wirtsmaterial (132),
wobei ein LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) niedriger ist als ein LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132),
wobei eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und einem HOMO-Niveau des Gastmaterials (131) größer ist als eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) und einem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (132),
wobei das Gastmaterial (131) konfiguriert ist, eine Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umzuwandeln,
wobei die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) größer als oder gleich 0,05 eV ist, und
wobei die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (131) um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials (131) berechnet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Element, eine Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element beinhaltet, ein elektronisches Gerät, das das Licht emittierende Element beinhaltet, und eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Licht emittierende Element beinhaltet.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren sind Forschung und Entwicklung intensiv an Licht emittierenden Elementen durchgeführt worden, bei denen eine Elektrolumineszenz (EL) zum Einsatz kommt. Bei einer grundlegenden Struktur eines derartigen Licht emittierenden Elements ist eine Schicht, die ein Licht emittierendes Material enthält (eine EL-Schicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Paar von Elektroden dieses Elements kann eine Lichtemission von dem Licht emittierenden Material erhalten werden.
Da es sich bei dem vorstehenden Licht emittierenden Element um einen selbstleuchtenden Typ handelt, weist eine Anzeigevorrichtung, bei der dieses Licht emittierende Element verwendet wird, folgende Vorteile auf: eine hohe Sichtbarkeit, keine Notwendigkeit einer Hintergrundbeleuchtung, einen niedrigen Stromverbrauch und dergleichen. Die Anzeigevorrichtung ist auch dahingehend vorteilhaft, dass sie dünn und leicht ausgebildet werden kann und eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit aufweist.
Bei einem Licht emittierenden Element (z. B. einem organischen EL-Element), dessen EL-Schicht ein organisches Material als Licht emittierendes Material enthält und zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt ist, bewirkt das Anlegen einer Spannung zwischen dem Paar von Elektroden die Injektion von Elektronen aus einer Kathode und Löchern aus einer Anode in die EL-Schicht mit einer Licht emittierenden Eigenschaft, wodurch ein Strom fließt. Infolge einer Rekombination der injizierten Elektronen und Löcher wird das organische Material mit einer Licht emittierenden Eigenschaft in einen angeregten Zustand versetzt, um eine Lichtemission bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass es sich bei einem Anregungszustand, der durch ein organisches Material gebildet wird, um einen Singulett-Anregungszustand (S*) oder einen Triplett-Anregungszustand (T*) handeln kann. Eine Lichtemission von dem Singulett-Anregungszustand wird als Fluoreszenz bezeichnet, und eine Lichtemission von dem Triplett-Anregungszustand wird als Phosphoreszenz bezeichnet. Das Erzeugungsverhältnis von S* zu T* in dem Licht emittierenden Element beträgt 1:3. Mit anderen Worten: Ein Licht emittierendes Element, das eine Verbindung enthält, die eine Phosphoreszenz emittiert (phosphoreszierende Verbindung), weist eine höhere Lichtemissionseffizienz auf als ein Licht emittierendes Element, das eine Verbindung enthält, die eine Fluoreszenz emittiert (fluoreszierende Verbindung). Demzufolge wurden Licht emittierende Elemente, die phosphoreszierende Materialien enthalten, die die Energie des Triplett-Anregungszustandes in eine Lichtemission umwandeln können, in den letzten Jahren aktiv entwickelt (siehe z. B. Patentdokument 1 und Nicht-Patentdokumente 1 und 2).
Energie zum Anregen eines organischen Materials hängt von einer Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des organischen Materials ab. Die Energiedifferenz entspricht ungefähr der Singulett-Anregungsenergie. Bei einem Licht emittierenden Element, das ein phosphoreszierendes organisches Material enthält, wird die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemissionsenergie umgewandelt. Demzufolge ist dann, wenn die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungszustand und dem Triplett-Anregungszustand eines organischen Materials groß ist, die Energie, die zum Anregen des organischen Materials benötigt wird, um die Menge höher als die Lichtemissionsenergie, die der Energiedifferenz entspricht. Die Differenz zwischen der Energie zum Anregen des organischen Materials und der Lichtemissionsenergie beeinflusst die Elementeigenschaften eines Licht emittierenden Elements: Die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements erhöht sich. Techniken zur Verringerung der Ansteuerspannung werden erforscht und entwickelt (siehe Patentdokument 2).
Unter Licht emittierenden Elementen, die phosphoreszierende Materialien enthalten, kam ein Licht emittierendes Element, das insbesondere blaues Licht emittiert, bisher nicht in der Praxis zur Anwendung, da es schwierig ist, ein stabiles organisches Material mit einem hohen Triplett-Anregungsenergieniveau zu entwickeln. Dies motivierte Forscher dazu, hochzuverlässige Licht emittierende Elemente zu entwickeln, die eine Phosphoreszenz mit hoher Emissionseffizienz aufweisen.
[Referenzen]

[Patentdokument 1] JP 2010-182 699 A
[Patentdokument 2] JP 2012-212 879 A
[Nicht-Patentdokument 1] S. Seo et al., Japanese Journal of Applied Physics 2014, 53(4), S. 042102.
[Nicht-Patentdokument 2] H. Nakanotani et al., Nature Communications 2014, 5(1), S. 4016.

Zusammenfassung der Erfindung
Ein Iridiumkomplex ist als phosphoreszierendes Material mit hoher Emissionseffizienz bekannt. Ein Iridiumkomplex, der ein Pyridin-Gerüst oder ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst als Ligand umfasst, ist als Iridiumkomplex mit hoher Lichtemissionsenergie bekannt. Obwohl das Pyridin-Gerüst und das fünfgliedrige stickstoffhaltige heterocyclische Gerüst eine hohe Triplett-Anregungsenergie aufweisen, weisen sie eine schlechte Elektronenakzeptoreigenschaft auf. Dementsprechend sind das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau des Iridiumkomplexes mit den Gerüsten als Liganden hoch, und Lochladungsträger werden leicht in diese injiziert, wohingegen dies nicht auf Elektronenladungsträger zutrifft. Daher wurde ein Iridiumkomplex mit einem Gerüst mit hoher Elektronenakzeptoreigenschaft als Ligand entwickelt.
Im Gegensatz dazu sind das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau des Iridiumkomplexes mit einem Gerüst mit hoher Elektronenakzeptoreigenschaft als Ligand niedrig, und Elektronenladungsträger neigen dazu, in diesen injiziert zu werden, wohingegen dies nicht auf Lochladungsträger zutrifft. Folglich ist eine Anregung durch direkte Ladungsträgerrekombination manchmal schwierig, was eine effiziente Lichtemission eines Licht emittierenden Elements behindern kann.
In Anbetracht des Vorstehenden ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Licht emittierendes Element bereitzustellen, das eine hohe Emissionseffizienz aufweist und ein phosphoreszierendes Material enthält. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein Licht emittierendes Element mit niedrigem Stromverbrauch bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein hochzuverlässiges Licht emittierendes Element bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein neuartiges Licht emittierendes Element bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung der vorstehenden Aufgabe dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, sämtliche der Aufgaben zu erfüllen. Weitere Aufgaben werden aus der Erläuterung der Beschreibung und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Licht emittierendes Element, das ein Wirtsmaterial enthält, das ein phosphoreszierendes Material in effizienter Weise anregen kann.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das ein Gastmaterial und ein Wirtsmaterial enthält und bei dem ein LUMO-Niveau des Gastmaterials niedriger ist als ein LUMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und einem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer ist als eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials und einem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem das Gastmaterial eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission aufweist, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich 0,05 eV ist, und bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials ist um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das ein Gastmaterial und ein Wirtsmaterial enthält und bei dem ein LUMO-Niveau des Gastmaterials niedriger ist als ein LUMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und einem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer ist als eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials und einem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem das Gastmaterial eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission aufweist, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich 0,05 eV ist, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials ist um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, und bei dem eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Übergangsenergie ist, die aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das ein Gastmaterial und ein Wirtsmaterial enthält und bei dem ein LUMO-Niveau des Gastmaterials niedriger ist als ein LUMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und einem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer ist als eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials und einem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials, bei dem das Gastmaterial eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission aufweist, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich 0,05 eV ist, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials ist um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, und bei dem eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials um 0,4 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird. Es wird bevorzugt, dass die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Lichtemissionsenergie des Gastmaterials.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen weist das Wirtsmaterial vorzugsweise eine Differenz zwischen einem Singulett-Anregungsenergieniveau und einem Triplett-Anregungsenergieniveau von größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV auf. Es wird bevorzugt, dass das Wirtsmaterial eine Funktion zum Emittieren einer thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz aufweist.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen weist das Wirtsmaterial vorzugsweise eine Funktion zum Zuführen einer Anregungsenergie zu dem Gastmaterial auf. Ein Lichtemissionsspektrum des Wirtsmaterials umfasst vorzugsweise einen Wellenlängenbereich, der sich mit einem Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite in dem Absorptionsspektrum des Gastmaterials überlappt.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen enthält das Gastmaterial vorzugsweise Iridium. Vorzugsweise emittiert das Gastmaterial Licht.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen weist das Wirtsmaterial vorzugsweise eine Funktion zum Transportieren eines Elektrons auf. Vorzugsweise weist das Wirtsmaterial eine Funktion zum Transportieren eines Lochs auf. Vorzugsweise umfasst das Wirtsmaterial ein Gerüst mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring, und es umfasst vorzugsweise ein Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst. Vorzugsweise umfasst das Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring ein Diazin-Gerüst und/oder ein Triazin-Gerüst, und das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring umfasst ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und/oder ein Pyrrol-Gerüst.
Bei dem Licht emittierenden Element, das bei jeder der vorstehenden Strukturen beschrieben worden ist, handelt es sich bei dem Wirtsmaterial vorzugsweise um eine Verbindung, die durch eine beliebige der folgenden Strukturformeln (500) bis (503) dargestellt wird:
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Wirtsmaterial um eine Verbindung, die durch eine beliebige der folgenden Strukturformeln (500) bis (503) dargestellt wird:
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element umfasst, das eine der vorstehenden Strukturen aufweist, und einen Farbfilter und/oder einen Transistor beinhaltet. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein elektronisches Gerät, das die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung und ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Licht emittierende Element mit einer der vorstehenden Strukturen und ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst. Die Kategorie einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur eine Licht emittierende Vorrichtung, die ein Licht emittierendes Element umfasst, sondern auch ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung umfasst. Die Licht emittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung bezeichnet demzufolge eine Bildanzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (z. B. eine Beleuchtungsvorrichtung). Ein Anzeigemodul, bei dem ein Verbindungselement, wie z. B. eine flexible gedruckte Schaltung (FPC) oder ein Tape Carrier Package (TCP) mit einer Licht emittierenden Vorrichtung verbunden ist, ein Anzeigemodul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte auf der Spitze einer TCP bereitgestellt ist, und ein Anzeigemodul, bei dem eine integrierte Schaltung (IC) direkt auf einem Licht emittierenden Element durch ein Chip-on-Glas- (COG-) Verfahren befestigt ist, sind ebenfalls Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Licht emittierendes Element bereitgestellt, das eine hohe Emissionseffizienz aufweist und ein phosphoreszierendes Material enthält. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Licht emittierendes Element mit niedrigem Stromverbrauch bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein hochzuverlässiges Licht emittierendes Element bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiges Licht emittierendes Element bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung der vorstehenden Effekte dem Vorhandensein weiterer Effekte nicht im Wege steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, sämtliche der Effekte zu erzielen. Weitere Effekte werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1A und 1B sind schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A und 2B sind schematische Ansichten, die eine Korrelation der Energieniveaus und eine Korrelation zwischen Energiebändern in einer Licht emittierenden Schicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
3A und 3B sind schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4A und 4B sind schematische Ansichten, die eine Korrelation zwischen Energieniveaus und eine Korrelation zwischen Energiebändern in einer Licht emittierenden Schicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
5A und 5B sind schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 5C ist eine schematische Ansicht, die eine Korrelation zwischen Energieniveaus in einer Licht emittierenden Schicht zeigt.
6A und 6B sind schematische Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 6C ist eine schematische Ansicht, die eine Korrelation zwischen Energieniveaus in einer Licht emittierenden Schicht zeigt.
7A und 7B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8A und 8B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9A bis 9C sind schematische Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
10A bis 10C sind schematische Querschnittsansichten, die ein Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
11A und 11B sind eine Draufsicht und eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
12A und 12B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
13 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
14A und 14B sind schematische Querschnittsansichten, die jeweils eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
15A und 15B sind schematische Querschnittsansichten, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
16 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
17A und 17B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
18 ist eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
19A und 19B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
20A und 20B sind ein Blockdiagramm und ein Schaltplan, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
21A und 21 B sind Schaltpläne, die jeweils eine Pixelschaltung einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
22A und 22B sind Schaltpläne, die jeweils eine Pixelschaltung einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
23A und 23B sind perspektivische Ansichten eines Beispiels für einen Touchscreen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
24A bis 24C sind Querschnittsansichten von Beispielen für eine Anzeigevorrichtung und einen Berührungssensor einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
25A und 25B sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Beispiel für einen Touchscreen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
26A und 26B sind ein Blockdiagramm und ein Ablaufplan eines Berührungssensors einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
27 ist ein Schaltplan eines Berührungssensors einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
28 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Anzeigemodul einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
29A bis 29G stellen elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
30A bis 30F stellen elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
31A bis 31D stellen elektronische Geräte einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
32A und 32B sind perspektivische Ansichten, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
33A bis 33C sind eine perspektivische Ansicht und Querschnittsansichten, die Licht emittierende Vorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
34A bis 34D sind jeweils eine Querschnittsansicht, die eine Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
35A bis 35C stellen ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
36 stellt Beleuchtungsvorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
37A und 37B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht, die ein Licht emittierendes Element eines Beispiels darstellt.
38 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Beispiels.
39 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Beispiels.
40 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Beispiels.
41 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Beispiels.
42 zeigt die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente eines Beispiels.
43 zeigt Emissionsspektren eines Wirtsmaterials eines Beispiels.
44 zeigt transiente Fluoreszenzeigenschaften eines Wirtsmaterials eines Beispiels.
45 zeigt ein Absorptionsspektrum und an Emissionsspektrum eines Gastmaterials eines Beispiels.
46 zeigt Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften eines Licht emittierenden Elements eines Vergleichsbeispiels.
47 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften eines Licht emittierenden Elements eines Vergleichsbeispiels.
48 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften eines Licht emittierenden Elements eines Vergleichsbeispiels.
49 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften eines Licht emittierenden Elements eines Vergleichsbeispiels.
50 zeigt ein Elektrolumineszenzspektrum eines Licht emittierenden Elements eines Vergleichsbeispiels.
51 zeigt Emissionsspektren eines Wirtsmaterials eines Vergleichsbeispiels.
52 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum eines Gastmaterials eines Vergleichsbeispiels.
53 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Vergleichsbeispiels.
54 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Vergleichsbeispiels.
55 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Vergleichsbeispiels.
56 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente eines Vergleichsbeispiels.
57 zeigt die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente eines Vergleichsbeispiels.
58 zeigt Emissionsspektren eines Wirtsmaterials eines Vergleichsbeispiels.
59 zeigt Emissionsspektren eines Wirtsmaterials eines Vergleichsbeispiels.
60A und 60B zeigen ¹H-NMR-Diagramme von N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin (Abkürzung: 2mpFBiBPDBq).
61 zeigt LC/MS-Ergebnisse von 2mpFBiBPDBq.
62 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum von 2mpFBiBPDBq in einer Toluollösung von 2mpFBiBPDBq.
63 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum eines festen Dünnfilms aus 2mpFBiBPDBq.
64A und 64B zeigen ¹H-NMR-Diagramme von N-(4-Biphenyl)-N-(4-{6-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]dibenzofuran-4-yl} phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: 2mFBiPDBfPDBq).
65 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum von 2mFBiPDBfPDBq in einer Toluollösung von 2mFBiPDBfPDBq.
66 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum eines festen Dünnfilms aus 2mFBiPDBfPDBq.
67A und 67B zeigen ¹H-NMR-Diagramme von 4-[3-(Dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-triphenyl amin (Abkürzung: 2mpPCBABPDBq).
68 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum von 2mpPCBABPDBq in einer Toluollösung von 2mpPCBABPDBq.
69 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum eines festen Dünnfilms aus 2mpPCBABPDBq.
70A und 70B zeigen ¹H-NMR-Diagramme von N-Phenyl-N-[(1,1'-biphenyl)-4-yl]-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phe nyl}amin (Abkürzung: 2mpBPABPDBq).
71 zeigt LC/MS-Ergebnisse von 2mpBPABPDBq.
72 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum von 2mpBPABPDBq in einer Toluollösung von 2mpBPABPDBq.
73 zeigt ein Absorptionsspektrum und ein Emissionsspektrum eines festen Dünnfilms aus 2mpBPABPDBq.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die nachfolgende Beschreibung beschränkt, und ihre Modi und Details können auf verschiedene Weise verändert werden, ohne dabei vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf den Inhalt der nachfolgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder Struktur, die in Zeichnungen und dergleichen dargestellt wird, in einigen Fällen der Einfachheit halber nicht genau dargestellt sind. Die offenbarte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, welche in den Zeichnungen und dergleichen offenbart sind.
Es sei angemerkt, dass Ordnungszahlen, wie z. B. „erstes“, „zweites“, und dergleichen in dieser Beschreibung und dergleichen der Einfachheit halber verwendet werden, und sie kennzeichnen weder die Reihenfolge von Schritten noch die Anordnungsreihenfolge der Schichten. Daher kann beispielsweise auch dann eine angemessene Beschreibung erfolgen, wenn „erste“ durch „zweite“ oder „dritte“ ersetzt wird. Außerdem sind die Ordnungszahlen in dieser Beschreibung und dergleichen nicht notwendigerweise die gleichen wie diejenigen, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung spezifizieren.
Bei den auf den Zeichnungen beruhenden Erläuterungen der Modi der vorliegenden Erfindung in dieser Beschreibung und dergleichen werden in einigen Fällen gleiche Komponenten in verschiedenen Zeichnungen im Allgemeinen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In dieser Beschreibung und dergleichen können die Begriffe „Film“ und „Schicht“ miteinander vertauscht werden. Beispielsweise kann in einigen Fällen der Begriff „leitende Schicht“ durch den Begriff „leitender Film“ ersetzt werden. Außerdem kann der Begriff „isolierender Film“ in einigen Fällen durch den Begriff „isolierende Schicht“ ersetzt werden.
In dieser Beschreibung und dergleichen bezeichnet ein Singulett-Anregungszustand (S*) einen Singulett-Zustand mit Anregungsenergie. Ein S1-Niveau meint das niedrigste Niveau des Singulett-Anregungsenergieniveaus, d. h. das Anregungsenergieniveau des niedrigsten Singulett-Anregungszustandes. Ein Triplett-Anregungszustand (T*) bezeichnet einen Triplett-Zustand mit Anregungsenergie. Ein T1-Niveau meint das niedrigste Niveau des Triplett-Anregungsenergieniveaus, d. h. das Anregungsenergieniveau des niedrigsten Triplett-Anregungszustandes. Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen ein Singulett-Anregungszustand und ein Singulett-Anregungsenergieniveau in einigen Fällen den niedrigsten Singulett-Anregungszustand bzw. das S1-Niveau meinen. Ein Triplett-Anregungszustand und ein Triplett-Anregungsenergieniveau meinen in einigen Fällen den niedrigsten Triplett-Anregungszustand bzw. das T1-Niveau.
In dieser Beschreibung und dergleichen bezieht sich ein fluoreszierendes Material auf ein Material, das Licht im sichtbaren Lichtbereich emittiert, wenn es von dem Singulett-Anregungszustand in den Grundzustand relaxiert. Ein phosphoreszierendes Material bezieht sich auf ein Material, das bei Raumtemperatur Licht im sichtbaren Lichtbereich emittiert, wenn es von dem Triplett-Anregungszustand in den Grundzustand relaxiert. Das heißt, dass sich ein phosphoreszierendes Material auf ein Material bezieht, das Triplett-Anregungsenergie in sichtbares Licht umwandeln kann.
Eine Phosphoreszenzemissionsenergie oder eine Triplett-Anregungsenergie kann von einer Wellenlänge eines Emissionspeaks (einschließlich einer Schulter) oder eines steigenden Abschnitts auf der kürzesten Wellenlängenseite der Phosphoreszenzemission erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Phosphoreszenzemission in einer Umgebung mit niedriger Temperatur (z. B. 10 K) durch eine zeitaufgelöste Photolumineszenz beobachtet werden kann. Eine thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Emissionsenergie kann von einer Wellenlänge eines Emissionspeaks (einschließlich einer Schulter) oder eines steigenden Abschnitts auf der kürzesten Wellenlängenseite der thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen „Raumtemperatur“ eine Temperatur von höher als oder gleich 0 °C und niedriger als oder gleich 40 °C bezeichnet.
In dieser Beschreibung und dergleichen bezeichnet ein Wellenlängenbereich von Blau einen Wellenlängenbereich von größer als oder gleich 400 nm und kleiner als 500 nm, und blaues Licht weist mindestens einen Peak in diesem Bereich in einem Emissionsspektrum auf. Ein Wellenlängenbereich von Grün bezeichnet einen Wellenlängenbereich von größer als oder gleich 500 nm und kleiner als 580 nm, und grünes Licht weist mindestens einen Peak in diesem Bereich in einem Emissionsspektrum auf. Ein Wellenlängenbereich von Rot bezeichnet einen Wellenlängenbereich von größer als oder gleich 580 nm und kleiner als 680 nm, und rotes Licht weist mindestens einen Peak in diesem Bereich in einem Emissionsspektrum auf.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform wird nachfolgend ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1A und 1B, 2A und 2B, 3A und 3B sowie 4A und 4B beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
Als Erstes wird nachfolgend eine Struktur des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1A und 1B beschrieben.
1A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 150 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Das Licht emittierende Element 150 umfasst ein Paar von Elektroden (eine Elektrode 101 und eine Elektrode 102) und eine EL-Schicht 100 zwischen dem Paar von Elektroden. Die EL-Schicht 100 umfasst mindestens eine Licht emittierende Schicht 130.
Die EL-Schicht 100, die in 1A dargestellt wird, umfasst zusätzlich zu der Licht emittierenden Schicht 130 Funktionsschichten, wie z. B. eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119.
Obwohl bei dieser Ausführungsform eine Beschreibung in der Annahme vorgenommen wird, dass die Elektrode 101 und die Elektrode 102 des Paars von Elektroden als Anode bzw. Kathode dienen, sind sie für die Struktur des Licht emittierenden Elements 150 nicht darauf beschränkt. Das heißt, dass die Elektrode 101 eine Kathode sein kann, dass die Elektrode 102 eine Anode sein kann und dass die Anordnungsreihenfolge der Schichten zwischen den Elektroden umgekehrt sein kann. Mit anderen Worten: Die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 130, die Elektronentransportschicht 118 und die Elektroneninjektionsschicht 119 können in dieser Reihenfolge von der Anodenseite aus angeordnet sein.
Die Struktur der EL-Schicht 100 ist nicht auf die Struktur, die in 1A dargestellt wird, beschränkt, und eine Struktur, die mindestens eine Schicht enthält, die aus der Lochinjektionsschicht 111, der Lochtransportschicht 112, der Elektronentransportschicht 118 und der Elektroneninjektionsschicht 119 ausgewählt wird, kann zum Einsatz kommen. Alternativ kann die EL-Schicht 100 beispielsweise eine Funktionsschicht umfassen, die in der Lage ist, eine Loch- oder Elektroneninjektionsbarriere zu senken, eine Loch- oder Elektronentransporteigenschaft zu verbessern, eine Loch- oder Elektronentransporteigenschaft zu verringern oder einen Quenching-Effekt durch eine Elektrode zu unterdrücken. Es sei angemerkt, dass die Funktionsschichten jeweils eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht sein können.
1B ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für die Licht emittierende Schicht 130 in 1A darstellt. Die Licht emittierende Schicht 130 in 1B enthält ein Gastmaterial 131 und ein Wirtsmaterial 132.
Bei der Licht emittierenden Schicht 130 ist das Wirtsmaterial 132 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 131 ist in dem Wirtsmaterial 132 dispergiert.
Das Gastmaterial 131 ist ein Licht emittierendes organisches Material. Das Licht emittierende organische Material weist vorzugsweise eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission auf und ist vorzugsweise ein Material, das zum Emittieren einer Phosphoreszenz geeignet ist (im Folgenden auch als phosphoreszierendes Material bezeichnet). Bei der nachfolgenden Beschreibung wird ein phosphoreszierendes Material als Gastmaterial 131 verwendet. Das Gastmaterial 131 kann auch als phosphoreszierendes Material bezeichnet werden.
<Lichtemissionsmechanismus 1 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird im Folgenden der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 130 beschrieben.
Bei dem Licht emittierenden Element 150 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt das Anlegen einer Spannung zwischen dem Paar von Elektroden (den Elektroden 101 und 102) dazu, dass Elektronen und Löcher von der Kathode bzw. der Anode in die EL-Schicht 100 injiziert werden, wodurch ein Strom fließt. Indem die injizierten Elektronen und Löcher rekombinieren, wird das Gastmaterial 131 in der Licht emittierenden Schicht 130 der EL-Schicht 100 in einen angeregten Zustand versetzt, um eine Lichtemission bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 durch die folgenden zwei Prozesse erhalten werden kann:

(α) einen direkten Rekombinationsprozess; und
(β) einen Energieübertragungsprozess.

<<(α) direkter Rekombinationsprozess>>
Als Erstes wird der direkte Rekombinationsprozess in dem Gastmaterial 131 beschrieben. Ladungsträger (Elektronen und Löcher) rekombinieren in dem Gastmaterial 131, und das Gastmaterial 131 wird in einen angeregten Zustand versetzt. In diesem Fall hängt die Energie zum Anregen des Gastmaterials 131 durch den direkten Ladungsträgerrekombinationsprozess von der Energiedifferenz zwischen dem niedrigsten unbesetzten Molekülorbital- (lowest unoccupied molecular orbital, LUMO-) Niveau und dem höchsten besetzten Molekülorbital- (highest occupied molecular orbital, HOMO-) Niveau des Gastmaterials 131 ab, und die Energiedifferenz entspricht ungefähr der Singulett-Anregungsenergie. Da es sich bei dem Gastmaterial 131 um ein phosphoreszierendes Material handelt, wird die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umgewandelt. Wenn die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungszustand und dem Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 131 groß ist, ist somit die Energie, die zum Anregen des Gastmaterials 131 benötigt wird, um die Menge höher als die Lichtemissionsenergie, die der Energiedifferenz entspricht.
Die Energiedifferenz zwischen der Energie zum Anregen des Gastmaterials 131 und der Lichtemissionsenergie beeinflusst die Elementeigenschaften eines Licht emittierenden Elements: Die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements variiert. Folglich ist bei einem (α) direkten Rekombinationsprozess die Lichtemissionsstartspannung des Licht emittierenden Elements höher als die Spannung, die der Lichtemissionsenergie in dem Gastmaterial 131 entspricht.
In dem Fall, in dem das Gastmaterial 131 eine hohe Lichtemissionsenergie aufweist, weist das Gastmaterial 131 ein hohes LUMO-Niveau auf. Demzufolge wird die Injektion von Elektronen als Ladungsträger in das Gastmaterial 131 erschwert, und die direkte Rekombination von Ladungsträgern (Elektronen und Löchern) tritt mit geringerer Wahrscheinlichkeit in dem Gastmaterial 131 auf. Demzufolge wird in dem Licht emittierenden Element kaum eine hohe Emissionseffizienz erzielt.
<<(β) Energieübertragungsprozess>>
Als Nächstes wird, um den Energieübertragungsprozess des Wirtsmaterials 132 und des Gastmaterials 131 zu beschreiben, eine schematische Darstellung, die die Korrelation von Energieniveaus darstellt, in 2A gezeigt. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 2A darstellen:

Gast (131): das Gastmaterial 131 (das phosphoreszierende Material);
Wirt (132): das Wirtsmaterial 132;
S_G: ein S1-Niveau des Gastmaterials 131 (des phosphoreszierenden Materials);
T_G: ein T1-Niveau des Gastmaterials 131 (des phosphoreszierenden Materials);
S_H: ein S1-Niveau des Wirtsmaterials 132; und
T_H: ein T1-Niveau des Wirtsmaterials 132.

In dem Fall, in dem Ladungsträger in dem Wirtsmaterial 132 rekombinieren und der Singulett-Anregungszustand und der Triplett-Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 gebildet werden, werden, wie in Route E₁ und Route E₂ in 2A gezeigt, sowohl die Singulett-Anregungsenergie als auch die Triplett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 132 von dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) und dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 auf das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Wirtsmaterials 131 übertragen, und das Gastmaterial 131 wird in einen Triplett-Anregungszustand versetzt. Eine Phosphoreszenz wird von dem Gastmaterial 131 in dem Triplett-Anregungszustand erhalten.
Es sei angemerkt, dass sowohl das Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) als auch das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise höher als oder gleich dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Gastmaterials 131 sind. In diesem Fall können die Singulett-Anregungsenergie und die Triplett-Anregungsenergie des ausgebildeten Wirtsmaterials 132 in effizienter Weise von dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) und dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 auf das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Gastmaterials 131 übertragen werden.
Mit anderen Worten: In der Licht emittierenden Schicht 130 wird eine Anregungsenergie von dem Wirtsmaterial 132 auf das Gastmaterial 131 übertragen.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Licht emittierende Schicht 130 das Wirtsmaterial 132, das Gastmaterial 131 und ein Material enthält, das sich von dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 unterscheidet, das Material, das sich von dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 unterscheidet, in der Licht emittierenden Schicht 130 vorzugsweise ein Triplett-Anregungsenergieniveau aufweist, das höher als das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 ist. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 132 auftritt, was zu einer effizienten Energieübertragung auf das Gastmaterial 131 führt.
Um einen Energieverlust zu reduzieren, der dann auftritt, wenn die Singulett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 132 auf das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Gastmaterials 131 übertragen wird, ist die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) und dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise gering.
2B ist ein Energiebanddiagramm des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132. In 2B stellt „Gast (131)“ das Gastmaterial 131 dar, stellt „Wirt (132)“ das Wirtsmaterial 132 dar, stellt ΔE_G die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 dar, stellt ΔE_H die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 dar, und stellt ΔE_B die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 dar.
Um das Gastmaterial 131 dazu zu bringen, Licht einer kurzen Wellenlänge mit hoher Emissionsenergie zu emittieren, gilt das Folgende: Je größer die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131, desto besser. Jedoch ist eine Anregungsenergie in dem Licht emittierenden Element 150 vorzugsweise so klein wie möglich, um die Ansteuerspannung zu verringern; demzufolge gilt das Folgende: Je kleiner die Anregungsenergie eines Anregungszustandes, der durch das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, desto besser. Demzufolge ist die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise klein.
Das Gastmaterial 131 ist ein phosphoreszierendes Material und weist somit eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission auf. Außerdem ist Energie in einem Triplett-Anregungszustand stabiler als in einem Singulett-Anregungszustand. Demzufolge emittiert das Gastmaterial 131 Licht mit einer Energie, die kleiner ist als die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass selbst in dem Fall, in dem die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 größer als die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist, die Anregungsenergieübertragung von einem Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 auf das Gastmaterial 131 möglich ist und eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 erhalten werden kann, solange eine Lichtemissionsenergie (Abkürzung: ΔE_Em) des Gastmaterials 131 oder eine Übergangsenergie (Abkürzung: ΔE_abs), die aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, gleich oder kleiner als ΔE_H ist. Wenn ΔE_G des Gastmaterials 131 größer als die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131 oder die Übergangsenergie (ΔE_abs) ist, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, ist eine hohe elektrische Energie, die ΔE_G entspricht, notwendig, um eine elektrische Anregung des Gastmaterials 131 direkt herbeizuführen, wodurch die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements erhöht wird. Jedoch wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Wirtsmaterial 132 elektrisch mit einer elektrischen Energie, die ΔE_H entspricht (die kleiner als ΔE_G ist), angeregt, und das Gastmaterial 131 wird durch eine Energieübertragung davon in einen angeregten Zustand versetzt, so dass eine Lichtemission des Gastmaterials 131 mit einer niedrigen Ansteuerspannung und hoher Effizienz erhalten werden kann. Demzufolge kann die Lichtemissionsstartspannung (eine Spannung zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leuchtdichte 1 cd/m² überschreitet) des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung niedriger sein als die Spannung, die der Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials entspricht. Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besonders in dem Fall nützlich ist, in dem ΔE_G deutlich größer als die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131 oder die Übergangsenergie (ΔE_abs) ist, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird (beispielsweise in dem Fall, in dem das Gastmaterial ein Material ist, das blaues Licht emittiert). Es sei angemerkt, dass die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) von einer Wellenlänge eines Emissionspeaks (des Maximalwertes oder einschließlich einer Schulter) auf der kürzesten Wellenlängenseite oder einer Wellenlänge eines steigenden Abschnitts des Emissionsspektrums abgeleitet werden kann.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Gastmaterial 131 ein Schwermetall enthält, ein Intersystem-Crossing zwischen einem Singulett-Zustand und einem Triplett-Zustand durch eine Spin-Bahn-Wechselwirkung (eine Wechselwirkung zwischen einem Spin-Drehimpuls und einem Bahn-Drehimpuls eines Elektrons) gefördert wird, und ein Übergang zwischen einem Singulett-Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 131 wird in einigen Fällen ermöglicht. Demzufolge können die Emissionseffizienz und die Absorptionswahrscheinlichkeit, die den Übergang zwischen dem Singulett-Grundzustand und dem Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 131 betreffen, erhöht werden. Dementsprechend enthält das Gastmaterial 131 vorzugsweise ein Metallelement mit einer großen Spin-Orbit-Wechselwirkung, insbesondere ein Platin-Gruppenelement (Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh), Palladium (Pd), Osmium (Os), Iridium (Ir) oder Platin (Pt)). Im Besonderen wird Iridium bevorzugt, da es die Absorptionswahrscheinlichkeit, die den direkten Übergang zwischen einem Singulett-Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand betrifft, erhöhen kann.
Es sei angemerkt, dass das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise so niedrig ist, dass das Gastmaterial 131 eine stabile und hohe Zuverlässigkeit aufweisen kann; demzufolge weist ein Ligand, der an ein Schwermetallatom in dem Gastmaterial 131 gebunden ist, vorzugsweise ein niedriges LUMO-Niveau und eine hohe Elektronenakzeptoreigenschaft auf.
Ein derartiges Gastmaterial neigt dazu, eine Molekularstruktur mit einem niedrigen LUMO-Niveau und einer hohen Elektronenakzeptoreigenschaft aufzuweisen. Wenn das Gastmaterial 131 eine Molekularstruktur mit einer hohen Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, ist das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 manchmal niedriger als dasjenige des Wirtsmaterials 132. Außerdem ist dann, wenn ΔE_G größer als ΔE_H ist, das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 niedriger als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. Es sei angemerkt, dass die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 größer ist als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132.
Dabei werden dann, wenn das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 niedriger ist als dasjenige des Wirtsmaterials 132 und das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 niedriger ist als dasjenige des Wirtsmaterials 132, unter Ladungsträgern (Löcher und Elektronen), die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) injiziert werden, Löcher, die von der Anode injiziert werden, leicht in das Wirtsmaterial 132 injiziert und werden Elektronen, die von der Kathode injiziert werden, leicht in das Gastmaterial 131 in der Licht emittierenden Schicht 130 emittiert. Demzufolge bilden das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 in einigen Fällen einen Exciplex. Insbesondere wird dann, wenn die Energiedifferenz (ΔE_B) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 kleiner als die Emissionsenergie des Gastmaterials 131 (ΔE_Em) wird, die Erzeugung von Exciplexen prädominant, die durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet werden. In einem derartigen Fall ist die Wahrscheinlichkeit gering, dass das Gastmaterial 131 an sich einen Anregungszustand bildet, was die Emissionseffizienz des Licht emittierenden Elements verringert.
Es sei angemerkt, dass die Reaktionen, die vorstehend beschrieben worden sind, durch die allgemeine Formel (G11) oder (G12) dargestellt werden können.
H⁺ + G^- → (H·G)* (G11) H + G* → (H.G)* (G12)
Die allgemeine Formel (G11) stellt eine Reaktion dar, bei der das Wirtsmaterial 132 ein Loch (H⁺) aufnimmt und das Gastmaterial 131 ein Elektron (G^-) aufnimmt, wodurch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 einen Exciplex ((H-G)*) bilden. Die allgemeine Formel (G12) stellt eine Reaktion dar, bei der das Gastmaterial 131 (G*) in dem Anregungszustand mit dem Wirtsmaterial 132 (H) in dem Grundzustand wechselwirkt, wodurch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 einen Exciplex ((H-G)*) bilden. Die Bildung des Exciplexes ((H-G)*) durch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 erschwert die Bildung eines Anregungszustandes (G*) von lediglich dem Gastmaterial 131.
Ein Exciplex, der durch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 gebildet wird, weist eine Anregungsenergie auf, die ungefähr der Energiedifferenz (ΔE_B) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 entspricht. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass dann, wenn die Energiedifferenz (ΔE_B) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 größer als oder gleich einer Emissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131 oder einer Übergangsenergie (ΔE_abs) ist, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, die Reaktion zum Bilden eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 verhindert werden kann, wodurch eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 in effizienter Weise erhalten werden kann. Zu diesem Zeitpunkt empfängt das Gastmaterial 131 leicht eine Anregungsenergie, da ΔE_abs kleiner als ΔE_B ist. Eine Anregung des Gastmaterials 131 durch Empfangen der Anregungsenergie erfordert weniger Energie und stellt einen stabileren Anregungszustand bereit als die Bildung eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird selbst dann, wenn die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 größer als die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist, eine Anregungsenergie in effizienter Weise von dem Wirtsmaterial 132 in einem Anregungszustand auf das Gastmaterial 131 übertragen, solange die Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, gleich oder kleiner als ΔE_H ist. Als ein Ergebnis kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden, wobei es sich dabei um ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt. In diesem Fall wird die Formel ΔE_G > ΔE_H ≥ ΔE_abs (ΔE_G ist größer als ΔE_H, und ΔE_H ist größer als oder gleich ΔE_abs) erfüllt. Demzufolge ist der Mechanismus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fall geeignet, in dem die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 um 0,4 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird. Da die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131 gleich oder kleiner als ΔE_abs ist, ist die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise um 0,3 eV oder mehr, stärker bevorzugt um 0,4 eV oder mehr größer als die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131.
Des Weiteren wird dann, wenn das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist, vorzugsweise die Formel ΔE_B ≥ ΔE_abs (ΔE_B ist größer als oder gleich ΔE_abs) oder ΔE_B ≥ ΔE_Em (ΔE_B ist größer als oder gleich ΔE_Em) erfüllt. Demzufolge wird vorzugsweise die Formel ΔE_G > ΔE_H > ΔE_B ≥ ΔE_abs (ΔE_G ist größer als ΔE_H, ΔE_H ist größer als ΔE_B, und ΔE_B ist größer als oder gleich ΔE_abs) oder die Formel ΔE_G > ΔE_H > ΔE_B ≥ ΔE_Em (ΔE_G ist größer als ΔE_H, ΔE_H ist größer als ΔE_B, und ΔE_B ist größer als oder gleich ΔE_Em) erfüllt. Bei den vorstehenden Bedingungen handelt es sich auch um wichtige Entdeckungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist gleich oder etwas größer als das Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) des Wirtsmaterials 132. Das Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) des Wirtsmaterials 132 ist höher als das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132. Das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 ist höher als oder gleich dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Gastmaterials 131. Demzufolge wird die Formel ΔE_G > ΔE_H ≥ S_H > T_H ≥ T_G (ΔE_G ist größer als ΔE_H, ΔE_H ist größer als oder gleich S_H, S_H ist höher als T_H, und T_H ist höher als oder gleich T_G) erfüllt. Es sei angemerkt, dass ΔT_G gleich oder etwas kleiner als ΔE_abs in dem Fall ist, in dem die Absorption, die die Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 betrifft, den Übergang zwischen dem Singulett-Grundzustand und dem Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 131 betrifft. Um ΔE_G zu erhalten, das um mindestens 0,3 eV größer als ΔE_abs ist, ist demzufolge die Energiedifferenz zwischen S_H und T_H vorzugsweise kleiner als die Energiedifferenz zwischen ΔE_G und ΔE_abs. Insbesondere ist die Energiedifferenz zwischen S_H und T_H vorzugsweise größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, stärker bevorzugt größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV.
Als Beispiel für ein Material, das eine kleine Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau aufweist und zur Verwendung als Wirtsmaterial 132 geeignet ist, kann ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescent, TADF-) Material angegeben werden. Das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material weist eine kleine Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau und eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch ein umgekehrtes Intersystem-Crossing auf. Es sei angemerkt, dass das Wirtsmaterial 132 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise eine hohe umgekehrte Intersystem-Crossing-Effizienz von T_H zu S_H und eine hohe Lumineszenz-Quantenausbeute von S_H aufweisen muss, wodurch Materialien aus einer großen Optionspalette ausgewählt werden können.
Um eine kleine Differenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplet-Anregungsenergieniveau aufzuweisen, umfasst das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise ein Gerüst mit einer Funktion zum Transportieren von Löchern (einer Lochtransporteigenschaft) und ein Gerüst mit einer Funktion zum Transportieren von Elektronen (einer Elektronentransporteigenschaft). In diesem Fall umfasst in dem Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 das Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft das HOMO, und das Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft umfasst das LUMO; somit ist ein Überlappen des HOMO und des LUMO sehr gering. Das heißt, dass sich in einem einzigen Molekül ein Donator-Akzeptor-Anregungszustand leicht bildet, und die Differenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau ist klein. Es sei angemerkt, dass in dem Wirtsmaterial 132 die Differenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) und dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) vorzugsweise größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV ist.
Es sei angemerkt, dass ein Molekülorbital die räumliche Verteilung von Elektronen in einem Molekül bezeichnet, und es kann die Wahrscheinlichkeit aufzeigen, Elektronen vorzufinden. Außerdem kann mit dem Molekülorbital eine Elektronenkonfiguration des Moleküls (die räumliche Verteilung und die Energie der Elektronen) im Detail beschrieben werden.
In dem Fall, in dem das Wirtsmaterial 132 ein Gerüst mit einer starken Donatoreigenschaft umfasst, wird ein Loch, das in die Licht emittierende Schicht 130 injiziert worden ist, leicht in das Wirtsmaterial 132 injiziert und leicht transportiert. In dem Fall, in dem das Wirtsmaterial 132 ein Gerüst mit einer starken Akzeptoreigenschaft umfasst, wird ein Elektron, das in die Licht emittierende Schicht 130 injiziert worden ist, leicht in das Wirtsmaterial 132 injiziert und leicht transportiert. Sowohl Löcher als auch Elektronen werden vorzugsweise in das Wirtsmaterial 132 injiziert, wobei in diesem Fall der Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 leicht gebildet wird.
Je kürzer die Emissionswellenlänge des Gastmaterials 131 ist (je höher die Lichtemissionsenergie ΔE_Em ist), desto größer ist die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131, und folglich wird eine größere Energie für die direkte elektrische Anregung des Gastmaterials benötigt. Jedoch kann bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dann, wenn die Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, gleich oder kleiner als ΔE_H ist, das Gastmaterial 131 mit einer Energie angeregt werden, die so klein wie ΔE_H ist, was kleiner als ΔE_G ist, wodurch der Stromverbrauch des Licht emittierenden Elements verringert werden kann. Demzufolge kommt der Effekt des Lichtemissionsmechanismus einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Fall zur Geltung, in dem die Energiedifferenz zwischen der Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, und der Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 groß ist (d. h., insbesondere in dem Fall, in dem das Gastmaterial ein Material ist, das blaues Licht emittiert).
Wenn sich die Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird, verringert, verringert sich ebenfalls die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131. In diesem Fall ist eine Lichtemission, die eine hohe Energie benötigt, wie z. B. eine blaue Lichtemission, schwer zu erzielen. Das heißt: Wenn eine Differenz zwischen ΔE_abs und ΔE_G zu groß ist, ist es schwierig, eine hochenergetische Lichtemission, wie z. B. eine blaue Lichtemission, zu erzielen.
Aus diesen Gründen ist die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise um 0,4 eV bis einschließlich 0,8 eV, stärker bevorzugt 0,5 eV bis einschließlich 0,8 eV größer als die Übergangsenergie (ΔE_abs), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 berechnet wird. Da die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131 gleich oder kleiner als ΔE_abs ist, ist die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise um 0,3 eV bis einschließlich 0,8 eV, stärker bevorzugt um 0,4 eV bis einschließlich 0,8 eV, noch stärker bevorzugt 0,5 eV bis einschließlich 0,8 eV größer als die Lichtemissionsenergie (ΔE_Em) des Gastmaterials 131.
Außerdem dient das Gastmaterial 131 als Elektronenfalle in der Licht emittierenden Schicht 130, da dessen LUMO-Niveau niedriger ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. Dies ist zu bevorzugen, da die Ladungsträgerbalance in der Licht emittierenden Schicht leicht gesteuert werden kann, was zu einer längeren Lebensdauer führt. Jedoch wird dann, wenn das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 zu niedrig ist, die vorstehend beschriebene ΔE_B klein. Demzufolge ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 größer als oder gleich 0,05 eV und vorzugsweise kleiner als oder gleich 0,4 eV. Des Weiteren beträgt die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise 0,05 eV oder mehr, stärker bevorzugt 0,1 eV oder mehr, noch stärker bevorzugt 0,2 eV oder mehr. Dies ist für ein leichtes Injizieren von Lochladungsträgern in das Wirtsmaterial 132 geeignet.
Des Weiteren ist ein Anregungszustand, der von dem Wirtsmaterial 132 gebildet wird, energetisch stabiler als ein Anregungszustand, der durch Rekombination von Ladungsträgern (Löchern und Elektronen), die in die Licht emittierende Schicht 130 injiziert werden, gebildet wird, da die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 kleiner als die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 ist. Demzufolge sind die meisten Anregungszustände, die in der Licht emittierenden Schicht 130 durch direkte Kombination von Ladungsträgern erzeugt werden, als Anregungszustände vorhanden, die durch das Wirtsmaterial 132 gebildet werden. Dementsprechend erleichtert die Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Anregungsenergieübertragung von dem Wirtsmaterial 132 auf das Gastmaterial 131, was zu einer niedrigeren Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements und höherer Emissionseffizienz führt.
Entsprechend der vorstehend beschriebenen Beziehung zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau ist ein Reduktionspotential des Gastmaterials 131 vorzugsweise höher als ein Reduktionspotential des Wirtsmaterials 132. Es sei angemerkt, dass das Oxidationspotential und das Reduktionspotential durch Cyclovoltammetrie (cyclic voltammetry, CV) gemessen werden können.
Wenn die Licht emittierende Schicht 130 die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, kann eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 der Licht emittierenden Schicht 130 in effizienter Weise erhalten werden.
<Energieübertragungsmechanismus>
Als Nächstes werden Faktoren zum Steuern der Prozesse von intermolekularer Energieübertragung zwischen dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 beschrieben. Als Mechanismen der intermolekularen Energieübertragung wurden zwei Mechanismen, d. h. der Förster-Mechanismus (Dipol-Dipol-Wechselwirkung) und der Dexter-Mechanismus (Elektronenaustausch-Wechselwirkung), vorgeschlagen.
<<Förster-Mechanismus>>
Bei dem Förster-Mechanismus ist bei einer Energieübertragung kein direkter Kontakt zwischen Molekülen notwendig, und Energie wird durch ein Resonanzphänomen einer Dipolschwingung zwischen dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 übertragen. Durch das Resonanzphänomen einer Dipolschwingung gibt das Wirtsmaterial 132 Energie an das Gastmaterial 131 ab, und somit wird das sich in einem Anregungszustand befindende Wirtsmaterial 132 in einen Grundzustand versetzt, und das sich in einem Grundzustand befindende Gastmaterial 131 wird in einen Anregungszustand versetzt. Es sei angemerkt, dass die Geschwindigkeitskonstante k_h*→g des Förster-Mechanismus durch die Formel (1) dargestellt wird.
$k_{h * \to g} = \frac{9000 c^{4} K^{2} ϕ ln 10}{128 π^{5} n^{4} N τ R^{6}} \int \frac{ƒ'_{h} (ν) ε_{g} (ν)}{ν^{4}} d ν$
In der Formel (1) stellt v eine Frequenz dar, f'_h(v) stellt ein normiertes Emissionsspektrum des Wirtsmaterials 132 (ein Fluoreszenzspektrum bei Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und ein Phosphoreszenzspektrum bei Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) dar, ε_g(v) stellt einen molaren Absorptionskoeffizienten des Gastmaterials 131 dar, N stellt die Avogadro-Zahl dar, n stellt einen Brechungsindex eines Mediums dar, R stellt einen intermolekularen Abstand zwischen dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 dar, τ stellt eine gemessene Lebensdauer eines Anregungszustandes (Fluoreszenzlebensdauer oder Phosphoreszenzlebensdauer) dar, c stellt die Geschwindigkeit von Licht dar, ϕ stellt eine Lumineszenz-Quantenausbeute (eine Fluoreszenzquantenausbeute bei Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und eine Phosphoreszenzquantenausbeute bei Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) dar, und K² stellt einen Koeffizienten (0 bis 4) für die Orientierung eines Übergangsdipolmoments zwischen dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 dar. Es sei angemerkt, dass bei zufälliger Orientierung K² = 2/3 gilt.
<<Dexter-Mechanismus>>
Bei dem Dexter-Mechanismus befinden sich das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 in der Nähe eines kontakteffektiven Bereichs, in dem ihre Orbitale überlappen, und das Wirtsmaterial 132, das sich in einem Anregungszustand befindet, und das Gastmaterial 131, das sich in einem Grundzustand befindet, tauschen ihre Elektronen aus, was zu einer Energieübertragung führt. Es sei angemerkt, dass die Geschwindigkeitskonstante k_h*→g des Dexter-Mechanismus durch Formel (2) dargestellt wird.
$k_{h * \to g} = (\frac{2 π}{h}) K^{2} exp (- \frac{2 R}{L}) \int ƒ'_{h} (ν) ε'_{g} (ν) d ν$
In Formel (2) stellt h eine Planck-Konstante dar, K stellt eine Konstante mit einer Energiedimension dar, v stellt eine Frequenz dar, f'_h(v) stellt ein normiertes Emissionsspektrum des Wirtsmaterials 132 (ein Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und ein Phosphoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) dar, ε'_g(v) stellt ein normiertes Absorptionsspektrum des Gastmaterials 131 dar, L stellt einen effektiven Molekülradius dar, und R stellt einen intermolekularen Abstand zwischen dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 dar.
Hierbei wird die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial 132 auf das Gastmaterial 131 (Energieübertragungseffizienz ϕ_ET) durch Formel (3) dargestellt. In der Formel stellt k_r eine Geschwindigkeitskonstante eines Lichtemissionsprozesses (Fluoreszenz bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und Phosphoreszenz bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) des Wirtsmaterials 132 dar, k_n stellt eine Geschwindigkeitskonstante eines Prozesses ohne Lichtemission (thermische Deaktivierung oder Intersystem-Crossing) des Wirtsmaterials 132 dar, und τ stellt eine gemessene Lebensdauer eines Anregungszustandes des Wirtsmaterials 132 dar.
$ϕ_{E T} = \frac{k_{h * \to g}}{k_{r} + k_{n} + k_{h * \to g}} = \frac{k_{h * \to g}}{(\frac{1}{τ}) + k_{h * \to g}}$
Der Formel (3) entsprechend ist herausgefunden worden, dass die Energieübertragungseffizienz ϕ_ET durch eine Erhöhung der Geschwindigkeitskonstante k_h*→g bei der Energieübertragung erhöht werden kann, so dass eine andere konkurrierende Geschwindigkeitskonstante k_r + k_n (= 1/τ) relativ klein wird.
<<Konzept zur Förderung der Energieübertragung>>
Bei einer Energieübertragung durch den Förster-Mechanismus wird eine hohe Energieübertragungseffizienz ϕ_ET erhalten, wenn die Emissionsquantenausbeute ϕ (Fluoreszenzquantenausbeute bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und Phosphoreszenzquantenausbeute bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) hoch ist. Des Weiteren überlappt sich vorzugsweise das Emissionsspektrum (das Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von dem Singulett-Anregungszustand) des Wirtsmaterials 132 zum Großteil mit dem Absorptionsspektrum (Absorption, die dem Übergang von dem Singulett-Grundzustand auf den Triplett-Anregungszustand entspricht) des Gastmaterials 131. Außerdem wird es bevorzugt, dass der molare Absorptionskoeffizient des Gastmaterials 131 ebenfalls hoch ist. Das heißt, dass sich das Emissionsspektrum des Wirtsmaterials 132 mit dem Absorptionsband des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 überlappt, das sich auf der längsten Wellenlängenseite befindet.
Um die Geschwindigkeitskonstante k_h*→g bei der Energieübertragung durch den Dexter-Mechanismus zu erhöhen, überlappt sich vorzugsweise das Emissionsspektrum (ein Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und ein Phosphoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) des Wirtsmaterials 132 zum Großteil mit dem Absorptionsspektrum (Absorption, die dem Übergang von einem Singulett-Grundzustand auf einen Triplett-Anregungszustand entspricht) des Gastmaterials 131. Demzufolge kann die Energieübertragungseffizienz optimiert werden, indem dafür gesorgt wird, dass sich das Emissionsspektrum des Wirtsmaterials 132 mit dem Absorptionsband des Absorptionsspektrums des Gastmaterials 131 überlappt, das sich auf der längsten Wellenlängenseite befindet.
<Strukturbeispiel 2 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird ein Licht emittierendes Element mit einer Struktur, die sich von der Struktur, die in 1A und 1B dargestellt wird, unterscheidet, im Folgenden anhand von 3A und 3B beschrieben.
3A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 152 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 3B wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 1A durch das gleiche Schraffurmuster wie in 1A dargestellt und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem werden gleiche Bezugszeichen für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und eine ausführliche Beschreibung der Abschnitte wird in einigen Fällen weggelassen.
Das Licht emittierende Element 152 umfasst das Paar von Elektroden (die Elektrode 101 und die Elektrode 102) und die EL-Schicht 100 zwischen dem Paar von Elektroden. Die EL-Schicht 100 umfasst mindestens eine Licht emittierende Schicht 135.
3B ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel für die Licht emittierende Schicht 135 in 3A darstellt. Die Licht emittierende Schicht 135 in 3B enthält mindestens das Gastmaterial 131, das Wirtsmaterial 132 und ein Wirtsmaterial 133.
Bei der Licht emittierenden Schicht 135 ist das Wirtsmaterial 132 oder das Wirtsmaterial 133 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 131 ist in dem Wirtsmaterial 132 und dem Wirtsmaterial 133 dispergiert.
<Lichtemissionsmechanismus 2 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 135 beschrieben.
In dem Licht emittierenden Element 152 einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Gastmaterial 131 in der Licht emittierenden Schicht 135 der EL-Schicht 100 ebenfalls in einen angeregten Zustand versetzt, um eine Lichtemission bereitzustellen, indem Elektronen und Löcher, die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) injiziert werden, rekombinieren.
Es sei angemerkt, dass eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 durch die folgenden zwei Prozesse erhalten werden kann:

Es sei angemerkt, dass der direkte Rekombinationsprozess (α) hier nicht beschrieben wird, da er dem direkten Rekombinationsprozess bei der Beschreibung des Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 130 ähnlich ist.
<<(β) Energieübertragungsprozess>>
Um den Energieübertragungsprozess des Wirtsmaterials 132, des Wirtsmaterials 133 und des Gastmaterials 131 zu beschreiben, wird eine schematische Darstellung, die die Korrelation von Energieniveaus darstellt, in 4A gezeigt. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 4A darstellen, und die anderen Begriffe und Zeichen in 4A gleichen denjenigen in 2A:

Wirt (133): das Wirtsmaterial 133;
S_A: ein S1-Niveau des Wirtsmaterials 133; und
T_A: ein T1-Niveau des Wirtsmaterials 133.

In dem Fall, in dem Ladungsträger in dem Wirtsmaterial 132 rekombinieren und der Singulett-Anregungszustand und der Triplett-Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 gebildet werden, werden, wie in Route E₁ und Route E₂ in 4A gezeigt, sowohl die Singulett-Anregungsenergie als auch die Triplett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 132 von dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) und dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 auf das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_G) des Wirtsmaterials 131 übertragen, und das Gastmaterial 131 wird in einen Triplett-Anregungszustand versetzt. Eine Phosphoreszenz wird von dem Gastmaterial 131 in dem Triplett-Anregungszustand erhalten.
Es sei angemerkt, dass, um eine Anregungsenergie von dem Wirtsmaterial 132 auf das Gastmaterial 131 in effizienter Weise zu übertragen, das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_A) des Wirtsmaterials 133 vorzugsweise höher als das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132 ist. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 132 auftritt, was zu einer effizienten Energieübertragung auf das Gastmaterial 131 führt.
Wenn das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131, wie bei einem Energiebanddiagramm in 4B gezeigt, niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist, ist die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise größer als die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und ist ΔE_H größer als die Energiedifferenz (ΔE_B) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132, wie bei dem Lichtemissionsmechanismus 1 des Licht emittierenden Elements beschrieben worden ist.
Vorzugsweise ist das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 niedriger als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und ist das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher als das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 ist größer als die Energiedifferenz (ΔE_B) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. Demzufolge kann die Reaktion zum Bilden eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial 133 und das Wirtsmaterial 132 und die Reaktion zum Bilden eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial 133 und das Gastmaterial 131 unterbunden werden. In 4B stellt „Wirt (133)“ das Wirtsmaterial 133 dar, und die anderen Begriffe und Zeichen gleichen denjenigen in 2B.
Es sei angemerkt, dass die Differenz zwischen dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 sowie die Differenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 und dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 jeweils vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 eV sind. Die Energiedifferenz ist geeignet, da Elektronenladungsträger und Lochladungsträger, die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) injiziert werden, leicht in das Gastmaterial 131 bzw. das Wirtsmaterial 132 injiziert werden.
Es sei angemerkt, dass das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 entweder höher oder niedriger als das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 sein kann, und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 kann entweder höher oder niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 sein.
Des Weiteren ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 vorzugsweise größer als die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. In diesem Fall ist als Anregungszustand, der durch Rekombination von Ladungsträgern (Löchern und Elektronen) gebildet wird, die in die Licht emittierende Schicht 135 injiziert werden, ein Anregungszustand, der durch das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, energetisch stabiler als ein Anregungszustand, der durch das Wirtsmaterial 133 gebildet wird, und ein Anregungszustand, der durch das Gastmaterial 131 gebildet wird, da die Energiedifferenz (ΔE_H) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 kleiner als die Energiedifferenz (ΔE_G) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 ist. Demzufolge sind die meisten Anregungszustände, die in der Licht emittierenden Schicht 135 durch Rekombination von Ladungsträgern gebildet werden, als Anregungszustände vorhanden, die durch das Wirtsmaterial 132 gebildet werden. Dementsprechend tritt in der Licht emittierenden Schicht 135 eine Anregungsenergieübertragung von einem Anregungszustand des Wirtsmaterials 132 auf das Gastmaterial 131 genauso leicht auf wie bei der Struktur der Licht emittierenden Schicht 130, so dass das Licht emittierende Element 152 mit einer niedrigeren Ansteuerspannung und hoher Emissionseffizienz betrieben werden kann.
Selbst in dem Fall, in dem Löcher und Elektronen in dem Wirtsmaterial 133 rekombinieren und ein Anregungszustand durch das Wirtsmaterial 133 gebildet wird, kann eine Anregungsenergie des Wirtsmaterials 133 sofort auf das Wirtsmaterial 132 übertragen werden, wenn die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist. Anschließend wird die Anregungsenergie auf das Gastmaterial 131 durch einen Prozess übertragen, der demjenigen bei der Beschreibung des Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 130 gleicht, wodurch eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass es sich dann, wenn die Möglichkeit, dass Löcher und Elektronen auch in dem Wirtsmaterial 133 rekombinieren, in Betracht gezogen wird, bei dem Wirtsmaterial 133, ebenso wie bei dem Wirtsmaterial 132, vorzugsweise um ein Material mit einer kleinen Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau handelt, insbesondere vorzugsweise um ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material.
Um eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 in effizienter Weise zu erhalten, ist das Singulett-Anregungsenergieniveau (S_A) des Wirtsmaterials 133 vorzugsweise höher als oder gleich dem Singulett-Anregungsenergieniveau (S_H) des Wirtsmaterials 132 und ist das Triplett-Anregungsenergieniveau (T_A) des Wirtsmaterials 133 höher als oder gleich dem Triplett-Anregungsenergieniveau (T_H) des Wirtsmaterials 132.
Entsprechend den vorstehend beschriebenen Beziehungen zwischen den LUMO-Niveaus und den HOMO-Niveaus ist es zu bevorzugen, dass ein Oxidationspotential des Wirtsmaterials 133 höher als ein Oxidationspotential des Wirtsmaterials 132 ist und dass ein Reduktionspotential des Wirtsmaterials 133 niedriger ist als das Reduktionspotential des Gastmaterials 131.
In dem Fall, in dem die Kombination des Wirtsmaterials 132 und des Wirtsmaterials 133 eine Kombination eines Materials mit einer Funktion zum Transportieren von Löchern und eines Material mit einer Funktion zum Transportieren von Elektronen ist, kann die Ladungsträgerbalance je nach Mischverhältnis leicht gesteuert werden. Insbesondere liegt das Verhältnis von dem Material mit einer Funktion zum Transportieren von Löchern zu dem Material mit einer Funktion zum Transportieren von Elektronen vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1:9 bis 9:1 (Gewichtsverhältnis). Da die Ladungsträgerbalance leicht durch die Struktur gesteuert werden kann, kann ein Ladungsträgerrekombinationsbereich ebenfalls leicht gesteuert werden.
Wenn die Licht emittierende Schicht 135 die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, kann eine Lichtemission von dem Gastmaterial 131 der Licht emittierenden Schicht 135 in effizienter Weise erhalten werden.
<Material>
Als Nächstes werden im Folgenden Komponenten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
<<Licht emittierende Schicht>>
In der Licht emittierenden Schicht 130 und der Licht emittierenden Schicht 135 ist der Gewichtsanteil des Wirtsmaterials 132 zumindest höher als derjenige des Gastmaterials 131, und das Gastmaterial 131 (das phosphoreszierende Material) ist in dem Wirtsmaterial 132 dispergiert.
<<Wirtsmaterial 132>>
Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist vorzugsweise klein, insbesondere ist sie größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV.
Das Wirtsmaterial 132 umfasst vorzugsweise ein Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft und ein Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft. Als Alternative umfasst das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise ein Gerüst mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring und ein Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring oder ein aromatisches Amin-Gerüst. Demzufolge wird in einem Molekül leicht ein Donator-Akzeptor-Anregungszustand gebildet. Des Weiteren ist eine Struktur, bei der das Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft und das Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft direkt aneinander gebunden sind, vorzugsweise enthalten, um sowohl die Donatoreigenschaft als auch die Akzeptoreigenschaft in dem Molekül des Wirtsmaterials 132 zu erhöhen. Alternativ ist vorzugsweise eine Struktur enthalten, bei der ein Gerüst mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring direkt an ein Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring oder an ein aromatisches Amin-Gerüst gebunden ist. Indem sowohl die Donatoreigenschaft als auch die Akzeptoreigenschaft in dem Molekül erhöht werden, kann ein Überlappen zwischen einem Bereich, in dem das HOMO verteilt ist, und einem Bereich, in dem das LUMO verteilt ist, in dem Wirtsmaterial 132 klein sein, und die Energiedifferenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau des Wirtsmaterials 132 kann klein sein. Des Weiteren kann das Triplett-Anregungsenergieniveau des Wirtsmaterials 132 auf einem hohen Energieniveau gehalten werden.
Als Beispiel für das Material, bei dem die Energiedifferenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau klein ist, kann ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material angegeben werden. Es sei angemerkt, dass ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist, da es eine kleine Differenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau aufweist. Das TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie einen Triplett-Anregungszustand in einen Singulett-Anregungszustand aufwärts wandeln (d. h., ein umgekehrtes Intersystem-Crossing ist damit möglich) und Licht (Fluoreszenz) in effizienter Weise von dem Singulett-Anregungszustand emittieren. Das TADF-Material wird unter der Bedingung effizient erhalten, unter der die Differenz zwischen dem Triplett-Anregungsenergieniveau und dem Singulett-Anregungsenergieniveau vorzugsweise größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, bevorzugt größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,1 eV ist.
In dem Fall, in dem das TADF-Material aus einer Materialart besteht, kann beispielsweise ein beliebiges der folgenden Materialien verwendet werden.
Als Erstes können Fulleren, ein Derivat davon, ein Akridinderivat, wie z. B. Proflavin, Eosin und dergleichen angegeben werden. Des Weiteren kann ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. ein Porphyrin, enthaltend Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd), angegeben werden. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Copro III-4Me)), einen Oktaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Etio I)), einen Oktaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (PtCl₂OEP) und dergleichen.
Für das TADF-Material, das aus einer Materialart besteht, kann auch eine heterocyclische Verbindung, die einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst, verwendet werden. Insbesondere können 2-(Biphenyl-4-yl)-4,6-bis(12-phenylindolo[2,3-a]carbazol-11-yl)-1,3,5-triazin (Abkürzung: PIC-TRZ), 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3, 5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn), 2-[4-(10H-Phenoxazin-10-yl)phenyl]-4,6-diphenyl-1,3,5-triazin (Abkürzung: PXZ-TRZ), 3-[4-(5-Phenyl-5,1 0-dihydrophenazin-1 0-yl)phenyl]-4,5-diphenyl-1,2,4-triazol (Abkürzung: PPZ-3TPT), 3-(9,9-Dimethyl-9H-acridin-10-yl)-9H-xanthen-9-on (Abkürzung: ACRXTN), Bis[4-(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridin)phenyl]sulfon (Abkürzung: DMAC-DPS), oder 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA) verwendet werden. Die heterocyclische Verbindung wird vorzugsweise verwendet, da sie den π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring aufweist; deswegen sind die Elektronentransporteigenschaft und die Lochtransporteigenschaft hoch. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring weisen ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf und sind insbesondere vorzuziehen. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; demzufolge ist mindestens eines dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Als Furan-Gerüst ist ein Dibenzofuran-Gerüst vorzuziehen. Als Thiophen-Gerüst ist ein Dibenzothiophen-Gerüst vorzuziehen. Als Pyrrol-Gerüst ist ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst oder ein 9-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-Gerüst insbesondere vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden ist, besonders bevorzugt verwendet wird, da sowohl die Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Akzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings erhöht werden und die Energiedifferenz zwischen dem Niveau des Singulett-Anregungszustandes und dem Niveau des Triplett-Anregungszustandes klein wird. Es sei angemerkt, dass ein aromatischer Ring, an den eine elektronenziehende Gruppe, wie z. B. eine Cyano-Gruppe, gebunden ist, anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verwendet werden kann.
Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring ist ein kondensiertes heterocyclisches Gerüst mit einem Diazin-Gerüst vorzuziehen, da es eine höhere Stabilität und eine höhere Zuverlässigkeit aufweist, und ein Benzofuropyrimidin-Gerüst und ein Benzothienopyrimidin-Gerüst sind insbesondere vorzuziehen, da sie eine höhere Akzeptoreigenschaft aufweisen. Als Benzofuropyrimidin-Gerüst wird beispielsweise ein Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüst angegeben. Als Benzothienopyrimidin-Gerüst wird beispielsweise ein Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüst angegeben.
Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring ist ein Bicarbazol-Gerüst vorzuziehen, da es eine hohe Anregungsenergie, eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Als Bicarbazol-Gerüst ist beispielsweise ein Bicarbazol-Gerüst, bei dem eine beliebige der 2- bis 4-Positionen einer Carbazolyl-Gruppe an eine beliebige der 2- bis 4-Positionen einer weiteren Carbazolyl-Gruppe gebunden ist, besonders bevorzugt, da es eine hohe Donatoreigenschaft aufweist. Als ein derartiges Bicarbazol-Gerüst werden beispielsweise ein 2,2'-Bi-9H-carbazol-Gerüst, ein 3,3'-Bi-9H-carbazol-Gerüst, ein 4,4'-Bi-9H-carbazol-Gerüst, ein 2,3'-Bi-9H-carbazol-Gerüst, ein 2,4'-Bi-9H-carbazol-Gerüst, ein 3,4'-Bi-9H-carbazol-Gerüst und dergleichen angegeben.
In Hinblick auf die Erhöhung einer Bandlücke und einer Triplett-Anregungsenergie ist eine Verbindung, bei der die 9-Position einer der Carbazolyl-Gruppen in dem Bicarbazol-Gerüst direkt an das Benzofuropyrimidin-Gerüst oder das Benzothienopyrimidin-Gerüst gebunden ist, vorzuziehen. In dem Fall, in dem das Bicarbazol-Gerüst direkt an das Benzofuropyrimidin-Gerüst oder das Benzothienopyrimidin-Gerüst gebunden ist, wird eine relativ niedermolekulare Verbindung gebildet, und demzufolge wird eine Struktur, die für Vakuumverdampfung geeignet ist (eine Struktur, die durch Vakuumverdampfung bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgebildet werden kann), erhalten, was vorzuziehen ist. Im Allgemeinen neigt ein niedrigeres Molekulargewicht dazu, die Wärmebeständigkeit nach der Filmbildung zu verringern. Jedoch kann eine Verbindung, die das Gerüst umfasst, auf Grund einer hohen Starrheit des Benzofuropyrimidin-Gerüsts, des Benzothienopyrimidin-Gerüsts und des Bicarbazol-Gerüsts selbst bei einem relativ niedrigen Molekulargewicht eine ausreichende Wärmebeständigkeit aufweisen. Die Struktur ist vorzuziehen, da eine Bandlücke und ein Anregungsenergieniveau erhöht werden.
In dem Fall, in dem das Bicarbazol-Gerüst über eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen, an das Benzofuropyrimidin-Gerüst oder das Benzothienopyrimidin-Gerüst gebunden ist, wird die Bandlücke breit gehalten, und die Triplett-Anregungsenergie kann auf einem hohen Niveau gehalten werden. Des Weiteren wird eine relativ niedermolekulare Verbindung gebildet, und demzufolge wird eine Struktur, die für Vakuumverdampfung geeignet ist (eine Struktur, die durch Vakuumverdampfung bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgebildet werden kann), erhalten.
In dem Fall, in dem ein Bicarbazol-Gerüst in einer Verbindung direkt oder über eine Arylen-Gruppe an ein Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüst oder ein Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüst gebunden ist, insbesondere an die 4-Position des Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts oder des Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts, weist die Verbindung eine hohe Ladungsträgertransporteigenschaft auf. Dementsprechend kann ein Licht emittierendes Element, bei dem die Verbindung zum Einsatz kommt, bei einer niedrigen Spannung betrieben werden.
<<Beispiel 1 für eine Verbindung>>
Die vorstehend beschriebene Verbindung, die vorzugsweise bei einem Licht emittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird.
In der allgemeinen Formel (G0) stellt A ein substituiertes oder nicht substituiertes Benzofuropyrimidin-Gerüst oder ein substituiertes oder nicht substituiertes Benzothienopyrimidin-Gerüst dar. In dem Fall, in dem das Benzofuropyrimidin-Gerüst oder das Benzothienopyrimidin-Gerüst einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellen R¹ bis R¹⁵ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellt Ar¹ eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Einfachbindung dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
In der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird, handelt es sich bei dem Benzofuropyrimidin-Gerüst vorzugsweise um ein Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüst, und handelt es sich bei dem Benzothienopyrimidin-Gerüst vorzugsweise um ein Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüst.
Die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G0) dargestellt wird und bei der die 9-Position einer der Carbazolyl-Gruppen in dem Bicarbazol-Gerüst direkt oder über die Arylen-Gruppe an die 4-Position des Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts oder des Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts gebunden ist, weist eine hohe Donatoreigenschaft, eine hohe Akzeptoreigenschaft und eine große Bandlücke auf, und demzufolge kann sie in einem Licht emittierenden Element, das Licht mit einer hohen Energie emittiert, wie z. B. blaues Licht, in geeigneter Weise verwendet werden, was vorzuziehen ist. Die vorstehend beschriebene Verbindung ist eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird.
In der allgemeinen Formel (G1) stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar.
Ferner stellen R¹ bis R²⁰ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellt Ar¹ eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Einfachbindung dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Die Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G1) dargestellt wird und bei der das Bicarbazol-Gerüst ein 3,3'-Bi-9H-carbazol-Gerüst ist und die 9-Position einer der Carbazolyl-Gruppen in dem Bicarbazol-Gerüst direkt oder über die Arylen-Gruppe an die 4-Position des Benzofuro[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts oder des Benzothieno[3,2-d]pyrimidin-Gerüsts gebunden ist, weist eine hohe Ladungsträgertransporteigenschaft auf, und ein Licht emittierendes Element, das die Verbindung enthält, kann bei einer niedrigen Spannung betrieben werden, was vorzuziehen ist. Die vorstehend beschriebene Verbindung ist eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G2) dargestellt wird.
In der allgemeinen Formel (G2) stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar.
Ferner stellen R¹ bis R²⁰ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellt Ar¹ eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Einfachbindung dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
In dem Fall, in dem das Bicarbazol-Gerüst direkt an das Benzofuropyrimidin-Gerüst oder das Benzothienopyrimidin-Gerüst in der Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G1) oder (G2) dargestellt wird, gebunden ist, weist die Verbindung eine größere Bandlücke auf und kann mit einer höheren Reinheit synthetisiert werden, was vorzuziehen ist. Da die Verbindung eine ausgezeichnete Ladungsträgertransporteigenschaft aufweist, kann ein Licht emittierendes Element, das die Verbindung enthält, bei einer niedrigen Spannung betrieben werden, was vorzuziehen ist.
In dem Fall, in dem R¹ bis R¹⁴ und R¹⁶ bis R²⁰ in der allgemeinen Formel (G1) oder (G2) jeweils Wasserstoff darstellen, ist die Verbindung in Hinblick auf die Einfachheit der Synthese und die Materialkosten vorteilhaft, und sie weist ein relativ niedriges Molekulargewicht auf, das für eine Vakuumverdampfung geeignet ist, was insbesondere vorzuziehen ist. Die Verbindung ist eine Verbindung, die durch die allgemeine Formel (G3) oder (G4) dargestellt wird.
In der allgemeinen Formel (G3) stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar.
Ferner stellt R¹⁵ Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellt Ar¹ eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Einfachbindung dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
In der allgemeinen Formel (G4) stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar.
Ferner stellt R¹⁵ Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Ferner stellt Ar¹ eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen oder eine Einfachbindung dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 25 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Als Benzofuropyrimidin-Gerüst oder Benzothienopyrimidin-Gerüst, die durch A in der allgemeinen Formel (G0) dargestellt werden, kann beispielsweise eine beliebige der Strukturen verwendet werden, die durch die Strukturformeln (Ht-1) bis (Ht-24) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass eine Struktur, die als A verwendet werden kann, nicht auf diese beschränkt ist.
Ferner stellen R¹⁶ bis R²⁰ in den Strukturformeln (Ht-1) bis (Ht-24) jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Als Struktur, die für das Bicarbazol-Gerüst in den allgemeinen Formeln (G0) und (G1) verwendet werden kann, können beispielsweise beliebige der Strukturen verwendet werden, die durch die Strukturformeln (Cz-1) bis (Cz-9) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Struktur, die für das Bicarbazol-Gerüst verwendet werden kann, nicht auf diese beschränkt ist.
Ferner stellen R¹ bis R¹⁵ in den Strukturformeln (Cz-1) bis (Cz-9) jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Alkyl-Gruppe, Cycloalkyl-Gruppe und Aryl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen.
Als Arylen-Gruppe, die durch Ar¹ in den allgemeinen Formeln (G0) bis (G4) dargestellt wird, können beispielsweise beliebige der Gruppen verwendet werden, die durch die Strukturformeln (Ar-1) bis (Ar-27) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppe, die für Ar¹ verwendet werden kann, nicht auf diese beschränkt ist und einen Substituenten umfassen kann.
Beispielsweise können beliebige der Gruppen, die durch die Strukturformeln (R-1) bis (R-29) dargestellt werden, für die Alkyl-Gruppe, die Cycloalkyl-Gruppe oder die Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch R¹ bis R²⁰ in den allgemeinen Formeln (G1) und (G2), R¹ bis R¹⁵ in der allgemeinen Formel (G0) und R¹⁵ in den allgemeinen Formeln (G3) und (G4) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppe, die für die Alkyl-Gruppe, die Cycloalkyl-Gruppe oder die Aryl-Gruppe verwendet werden kann, nicht auf diese beschränkt ist und einen Substituenten aufweisen kann.
<<Spezifische Beispiele der Verbindungen>>
Spezifische Beispiele für Strukturen der Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (G0) bis (G4) dargestellt werden, umfassen Verbindungen, die durch die Strukturformeln (100) bis (147) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (G0) bis (G4) dargestellt werden, nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt sind.
<<Beispiel 2 für eine Verbindung>>
Es sei angemerkt, dass, obwohl das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise eine kleine Differenz zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau aufweist, das Wirtsmaterial 132 nicht notwendigerweise eine hohe umgekehrte Intersystem-Crossing-Effizienz, eine hohe Lumineszenz-Quantenausbeute oder eine Funktion zum Emittieren einer thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz aufweisen muss. In diesem Fall weist das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise eine Struktur auf, bei der ein Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring und ein Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst über eine Struktur aneinander gebunden sind, die eine m-Phenylen-Gruppe und/oder eine o-Phenylen-Gruppe umfasst. Alternativ sind die Gerüste vorzugsweise über eine Biphenyldiyl-Gruppe aneinander gebunden. Alternativ weist das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise eine Struktur auf, bei der die Gerüste über eine Arylen-Gruppe mit einer m-Phenylen-Gruppe und/oder einer o-Phenylen-Gruppe aneinander gebunden sind, stärker bevorzugt handelt es sich bei der Arylen-Gruppe um eine Biphenyldiyl-Gruppe. Das Wirtsmaterial 132 mit der vorstehend beschriebenen Struktur kann ein hohes T1-Niveau aufweisen. Es sei angemerkt, dass es in diesem Fall ebenfalls bevorzugt wird, dass das Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) und/oder ein Triazin-Gerüst aufweist. Das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weist vorzugsweise ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und/oder ein Pyrrol-Gerüst auf. Als Furan-Gerüst ist ein Dibenzofuran-Gerüst vorzuziehen. Als Thiophen-Gerüst ist ein Dibenzothiophen-Gerüst vorzuziehen. Als Pyrrol-Gerüst ist insbesondere ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst oder ein 9-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-Gerüst vorzuziehen. Als aromatisches Amin-Gerüst ist ein tertiäres Amin, das keine NH-Bindung umfasst, vorzuziehen, und ein Triarylamin-Gerüst ist insbesondere vorzuziehen. Als Aryl-Gruppen des Triarylamin-Gerüsts sind substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppen mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen, die Ringe bilden, vorzuziehen, und Beispiele dafür umfassen Phenyl-Gruppen, Naphthyl-Gruppen und Fluorenyl-Gruppen.
Als Beispiele für das vorstehend beschriebene aromatische Amin-Gerüst und das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring werden Gerüste angegeben, die durch die allgemeinen Formeln (401) bis (417) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass X in den allgemeinen Formeln (413) bis (416) ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt.
Als Beispiele für das vorstehend beschriebene Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring werden Gerüste angegeben, die durch die allgemeinen Formeln (201) bis (218) dargestellt werden.
In dem Fall, in dem ein Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft (z. B. das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder das aromatische Amin-Gerüst) und ein Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft (z. B. das Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring) über eine Bindungs-Gruppe, die die m-Phenylen-Gruppe und/oder die o-Phenylen-Gruppe umfasst, über eine Biphenyldiyl-Gruppe als Bindungs-Gruppe oder über eine Bindungs-Gruppe aneinander gebunden sind, die eine Arylen-Gruppe umfasst, die die m-Phenylen-Gruppe und/oder die o-Phenylen-Gruppe umfasst, umfassen Beispiele für die Bindungs-Gruppe Gerüste, die durch die allgemeinen Formeln (301) bis (315) dargestellt werden. Beispiele für die vorstehend beschriebene Arylen-Gruppe umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Naphthalendiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und eine Phenanthrendiyl-Gruppe.
Das vorstehend beschriebene aromatische Amin-Gerüst (z. B. das Triarylamin-Gerüst), das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring (z. B. einem Ring, der das Acridin-Gerüst, das Phenoxazin-Gerüst, das Phenothiazin-Gerüst, das Furan-Gerüst, das Thiophen-Gerüst und/oder das Pyrrol-Gerüst umfasst), und das Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring (z. B. einem Ring, der das Diazin-Gerüst und/oder das Triazin-Gerüst umfasst) oder die allgemeinen Formeln (401) bis (417), die allgemeinen Formeln (201) bis (218) und die allgemeinen Formeln (301) bis (315) können jeweils einen Substituenten aufweisen. Als Substituent kann auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, und dergleichen. Die vorstehenden Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. In dem Fall, in dem beispielsweise ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einem Fluoren-Gerüst zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten aufweist, sind die Phenyl-Gruppen gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Es sei angemerkt, dass eine nicht substituierte Gruppe dahingehend vorteilhaft ist, dass sie leicht synthetisiert werden kann und ein günstiges Rohmaterial ist.
Ferner stellt Ar² eine Arylen-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Die Arylen-Gruppe kann einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Beispielsweise weist ein Kohlenstoffatom an der 9-Position in einer Fluorenyl-Gruppe zwei Phenyl-Gruppen als Substituenten auf, und die Phenyl-Gruppen sind gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen. In dem Fall, in dem die Arylen-Gruppe einen Substituenten aufweist, kann als Substituent auch eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen sind eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, und dergleichen.
Als Arylen-Gruppe, die durch Ar² dargestellt wird, können beispielsweise Gruppen verwendet werden, die durch die Strukturformeln (Ar-1) bis (Ar-18) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppen, die für Ar² verwendet werden können, nicht auf diese beschränkt sind.
Ferner stellen R²¹ und R²² jeweils unabhängig Wasserstoff, eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen dar. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe und dergleichen. Die vorstehende Aryl-Gruppe oder Phenyl-Gruppe können einen oder mehrere Substituenten umfassen, und die Substituenten können aneinander gebunden sein, um einen Ring zu bilden. Als Substituent kann ebenfalls eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen ausgewählt werden. Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine n-Hexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für eine Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen umfassen eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe und dergleichen. Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe, und dergleichen.
Beispielsweise können Gruppen, die durch die Strukturformeln (R-1) bis (R-29) dargestellt werden, als Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch R²¹ und R²² dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppe, die als Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden kann, nicht darauf beschränkt ist.
Als Substituent, der in den allgemeinen Formeln (401) bis (417), den allgemeinen Formeln (201) bis (218), den allgemeinen Formeln (301) bis (315), Ar², R²¹ und R²² enthalten sein kann, kann beispielsweise die Alkyl-Gruppe oder die Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch die Strukturformeln (R-1) bis (R-24) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppe, die als Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden kann, nicht darauf beschränkt ist.
Spezifische Beispiele für Strukturen der vorstehend beschriebenen Verbindungen umfassen Verbindungen, die durch die nachfolgenden Strukturformeln (500) bis (503) dargestellt werden.
Vorzugsweise werden das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 (das phosphoreszierende Material) derart ausgewählt, dass sich der Emissionspeak des Wirtsmaterials 132 mit einem Absorptionsband, insbesondere mit einem Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite, eines Triplett-Metall-zu-Ligand-Ladungsübertragungs- (triplet metal to ligand charge transfer, MLCT-) Übergangs des Gastmaterials 131 (des phosphoreszierenden Materials) überlappt. Dadurch kann ein Licht emittierendes Element mit drastisch verbesserter Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material anstelle des phosphoreszierenden Materials verwendet wird, vorzugsweise das Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite ein Singulett-Absorptionsband ist.
<<Gastmaterial 131>>
Als Gastmaterial 131 (phosphoreszierendes Material) kann ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder Metallkomplex verwendet werden; im Besonderen wird ein Organoiridiumkomplex, wie z. B. ein auf Iridium basierender, ortho-metallierter Komplex, bevorzugt. Als ortho-metallierter Ligand kann ein 4H-Triazol-Ligand, ein 1H-Triazol-Ligand, ein Imidazol-Ligand, ein Pyridin-Ligand, ein Pyrimidin-Ligand, ein Pyrazin-Ligand, ein Isochinolin-Ligand oder dergleichen angegeben werden. Als Metallkomplex kann ein Platinkomplex mit einem Porphyrin-Liganden oder dergleichen angegeben werden.
Vorzugsweise werden das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 (das phosphoreszierende Material) derart ausgewählt, dass das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 (des phosphoreszierenden Materials) niedriger ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132, und die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 (des phosphoreszierenden Materials) ist größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. Mit dieser Struktur kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im blauen oder grünen Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem 4H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-dimethylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phe nyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpptz-dmp)₃), Tris(5-methyl-3,4-diphenyl-4H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz)₃) Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrptz-3b)₃) und Tris[3-(5-biphenyl)-5-isopropyl-4-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPr5btz)₃); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem 4H-Triazol-Grüst mit einer elektronenziehenden Gruppe, wie z. B. (OC-6-22)-Tris{5-cyano-2-[4-(2,6-diisopropylphenyl)-5-(2-methylphenyl)-4H-1,2, 4-triazol-3-yl-κN²]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: fac-Ir(mpCNptz-diPrp)₃), (OC-6-21)-Tris{5-cyano-2-[4-(2,6-diisopropylphenyl)-5-(2-methylphenyl)-4H-1,2, 4-triazol-3-yl-κN²]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: mer-Ir(mpCNptz-diPrp)₃), und Tris{2-[4-(4-cyano-2,6-diisobutylphenyl)-5-(2-methylphenyl)-4/-/-1,2,4-triazol-3-yl -κN²]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpptz-diBuCNp)₃); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem 1H-Triazol-Gerüst, wie z. B. Tris[3-methyl-1-(2-methylphenyl)-5-phenyl-1H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Mptz1-mp)₃) und Tris(1-methyl-5-phenyl-3-propyl-1H-1,2,4-triazolato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Prptz1-Me)₃); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Imidazol-Gerüst, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrpmi)₃) und Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(dmpimpt-Me)₃); und metallorganische Iridiumkomplexe, bei denen ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C²']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C²']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C²}iridium(III)picolinat (Abkürzung: Ir(CF₃ppy)₂(pic)) und Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Flr(acac)). Unter den vorstehend angegebenen Substanzen weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe, die ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst umfassen, wie z. B. ein 4H-Triazol-Gerüst, ein 1H-Triazol-Gerüst oder ein Imidazol-Gerüst, eine hohe Triplett-Anregungsenergie, Zuverlässigkeit und Emissionseffizienz auf und werden daher besonders bevorzugt.
Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im grünen oder gelben Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)₃), Tris(4-t-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)₃), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppm)₂(acac)), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBuppm)₂(acac)), (Acetylacetonato)bis[4-(2-norbornyl)-6-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(nbppm)₂acac)), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(I II) (Abkürzung: Ir(mpmppm)₂(acac)), (Acetylacetonato)bis{4,6-dimethyl-2-[6-(2,6-dimethylphenyl)-4-pyrimidinyl-κN/3]p henyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(dmppm-dmp)₂(acac)) und (Acetylacetonato)bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(dppm)₂(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(3,5-dimethyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-Me)₂(acac)) und (Acetylacetonato)bis(5-isopropyl-3-methyl-2-phenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(mppr-iPr)₂(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(ppy)₃), Bis(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(ppy)₂(acac)), Bis(benzo[h]chinolinato)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(bzq)₂(acac)), Tris(benzo[h]chinolinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(bzq)₃), Tris(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(pq)₃) und Bis(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(pq)₂(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe, wie z. B. Bis(2,4-diphenyl-1,3-oxazolato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(dpo)₂(acac)), Bis{2-[4'-(perfluorphenyl)phenyl]pyridinato-N,C²)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(p-PF-ph)₂(acac)), und bis(2-phenylbenzothiazolato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(bt)₂(acac)); und einen Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato) (monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: Tb(acac)₃(Phen)). Unter den vorstehend angegebenen Materialien weist der metallorganische Iridiumkomplex mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und wird daher besonders bevorzugt.
Beispiele für die Substanz, die einen Emissionspeak im gelben oder roten Wellenlängenbereich aufweist, umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)₂(dibm)), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(5mdppm)₂(dpm)) und Bis[4,6-di(naphthalen-1-yl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(d1npm)₂(dpm)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst, wie z. B. (Acetylacetonato)bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)₂(acac)), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(tppr)₂(dpm)) und (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(Fdpq)₂(acac)); metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: Ir(piq)₃) und Bis(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: Ir(piq)₂(acac)); einen Platinkomplex, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrin-platin(II) (Abkürzung: PtOEP); und Seltenerdmetallkomplexe, wie z. B. Tris(1,3-diphenyl-1,3-propandionato)(monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(DBM)₃(Phen)) und Tris[1-(2-thenoyl)-3,3,3-trifluoracetonato](monophenanthrolin)europium(III) (Abkürzung: Eu(TTA)₃(Phen)). Unter den vorstehend angegebenen Materialien weist der metallorganische Iridiumkomplex mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und wird daher besonders bevorzugt. Ferner kann der metallorganische Iridiumkomplex mit Pyrazin-Gerüsten eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität aufweisen.
Die vorstehend beschriebenen metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst oder einem Pyrazin-Gerüst weisen Liganden mit einer hohen Elektronenakzeptoreigenschaft auf, und sie weisen leicht ein niedriges LUMO-Niveau auf, wodurch sie für eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geeignet sind. Verbindungen (z. B. Iridiumkomplexe) mit einer elektronenziehenden Gruppe, wie z. B. einer Halogen-Gruppe (z. B. eine Fluoro-Gruppe) oder einer Cyano-Gruppe, weisen in ähnlicher Weise leicht ein niedriges LUMO-Niveau auf und sind somit geeignet.
Als Licht emittierendes Material, das in der Licht emittierenden Schicht 130 und der Licht emittierenden Schicht 135 enthalten ist, kann ein beliebiges Material verwendet werden, solange das Material die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann. Als Beispiel für das Material, das die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann, kann zusätzlich zu dem phosphoreszierenden Material ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material angegeben werden. Demzufolge kann der Begriff „phosphoreszierendes Material“ in der Beschreibung durch den Begriff „thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material“ ersetzt werden.
<<Wirtsmaterial 133>>
Vorzugsweise werden das Wirtsmaterial 133, das Wirtsmaterial 132 und das Gastmaterial 131 derart ausgewählt, dass das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 niedriger ist als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und dass das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher ist als das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131. Mit dieser Struktur kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden. Es sei angemerkt, dass das Material, das als Beispiel für das Wirtsmaterial 132 beschrieben worden ist, als Wirtsmaterial 133 verwendet werden kann.
Ein Material, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern aufweist, kann als Wirtsmaterial 133 verwendet werden, wobei ein Material mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher vorzuziehen ist. Eine Verbindung, die ein Gerüst mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung, oder ein auf Zink oder Aluminium basierender Metallkomplex, kann beispielsweise als Material, das leicht Elektronen aufnimmt (das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft), verwendet werden. Spezifische Beispiele umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Liganden, einem Benzochinolin-Liganden, einem Oxazol-Liganden oder einem Thiazol-Liganden, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinaxalin-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und ein Triazin-Derivat.
Spezifische Beispiele umfassen Metallkomplexe mit einem Chinolin-Gerüst oder einem Benzochinolin-Gerüst, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq₃), Bis(10-hydroxybenzo[h]-chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq) und dergleichen. Ein Metallkomplex mit einem Liganden auf Oxazol-Basis oder Thiazol-Basis, wie z. B. Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolat]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) oder Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ) können alternativ verwendet werden. Neben derartigen Metallkomplexen können beliebige der folgenden verwendet werden: heterocyclische Verbindungen, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 9-[4-(4,5-Diphenyl-4H-1,2,4-triazol-3-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzTAZ1), 2,2',2"-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II), Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen) und Bathocuproin (Abkürzung: BCP); heterocyclische Verbindungen mit einem Diazin-Gerüst, wie z. B. 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTPDBq-II), 2-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mDBTBPDBq-II), 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), 2-[4-(3,6-Diphenyl-9H-carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2CzPDBq-III), 7-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 7mDBTPDBq-II), 6-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 6mDBTPDBq-II), 2-[3-(3,9'-bi-9H-Carbazol-9-yl)phenyl]dibenzo[fh]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzCzPDBq), 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II) und 4,6-Bis[3-(9/-/-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mCzP2Pm); heterocyclische Verbindungen mit einem Triazin-Gerüst, wie z. B. 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3, 5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn); heterocyclische Verbindungen mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy), und heteroaromatische Verbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs). Unter den heterocyclischen Verbindungen sind die heterocyclischen Verbindungen mit einem Triazin-Gerüst, einem Diazin-Gerüst (Pyrimidin, Pyrazin, Pyridazin) und/oder einem Pyridin-Gerüst hochzuverlässig und stabil und werden somit bevorzugt verwendet. Außerdem weisen die heterocyclischen Verbindungen mit den Gerüsten eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Ansteuerspannung beitragen. Eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(2,5-pyridindiyl) (Abkürzung: PPy), Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-co-(pyridin-3,5-diyl)] (Abkürzung: PF-Py) oder Poly[(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl)-co-(2,2'-bipyridin-6,6'-diyl)] (Abkürzung: PF-BPy), kann ferner als Alternative verwendet werden. Die hier beschriebenen Substanzen sind hauptsächlich Substanzen, die eine Elektronenbeweglichkeit von 10^-6 cm²/Vs oder höher aufweisen. Es sei angemerkt, dass andere Substanzen ebenfalls verwendet werden können, solange ihre Elektronentransporteigenschaften höher sind als ihre Lochtransporteigenschaften.
Als Wirtsmaterial 133 können nachfolgend angegebene Materialien mit einer Lochtransporteigenschaft verwendet werden.
Ein Material, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist, kann als Lochtransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher vorzuziehen ist. Insbesondere kann ein aromatisches Amin, ein Carbazol-Derivat, ein aromatischer Kohlenwasserstoff, ein Stilben-Derivat oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
Beispiele für das Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft sind N,N'-Di(p-tolyl)-N,N'-diphenyl-p-phenylendiamin (Abkürzung: DTDPPA), 4,4'-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), N,N'-Bis{4-[bis(3-methylphenyl)amino]phenyl}-N,N'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4' -diamin (Abkürzung: DNTPD), 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B) und dergleichen.
Spezifische Beispiele für die Carbazolderivate umfassen 3-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA1), 3,6-Bis[N-(4-diphenylam inophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA2), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-(1-naphthyl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzTPN2), 3-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA1), 3,6-Bis[N-(9-phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCA2), 3-[N-(1-Naphthyl)-N-(9-phenylcarbazol-3-yl)amino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1) und dergleichen.
Weitere Beispiele für die Carbazolderivate umfassen 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol und dergleichen.
Beispiele für die aromatischen Kohlenwasserstoffe umfassen 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 2-tert-Butyl-9,1 0-bis(4-phenylphenyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDBA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), 2-tert-Butylanthracen (Abkürzung: t-BuAnth), 9,10-Bis(4-methyl-1-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DMNA), 2-tert-Butyl-9,10-bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 9,10-Bis[2-(1-naphthyl)phenyl]anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(1-naphthyl)anthracen, 2,3,6,7-Tetramethyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen, 9,9'-Bianthryl, 10,10'-Diphenyl-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis(2-phenylphenyl)-9,9'-bianthryl, 10,10'-Bis[(2,3,4,5,6-pentaphenyl)phenyl]-9,9'-bianthryl, Anthracen, Tetracen, Rubren, Perylen und 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen und dergleichen. Ferner können Pentacen, Coronen oder dergleichen ebenfalls verwendet werden. Der aromatische Kohlenwasserstoff, der eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher und 14 bis 42 Kohlenstoffatome aufweist, wird besonders bevorzugt.
Der aromatische Kohlenwasserstoff kann ein Vinyl-Gerüst aufweisen. Als aromatischer Kohlenwasserstoff mit einer Vinyl-Gruppe wird beispielsweise das Folgende angegeben: 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi), 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA) und dergleichen.
Eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(N-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(4-vinyltriphenylamin) (Abkürzung: PVTPA), Poly[N-(4-{N'-[4-(4-diphenylamino)phenyl]phenyl-N'-phenylamino}phenyl)metha crylamid] (Abkürzung: PTPDMA) oder Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD), kann darüber hinaus ebenfalls verwendet werden.
Beispiele für das Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft umfassen aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: TCTA), 4,4',4''-Tris[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: 1'-TNATA), 4,4',4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4,4',4''-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: MTDATA), 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB), 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP), 4-Phenyl-3'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: mBPAFLP), N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{9,9-dimethyl-2-[N'-phenyl-N'-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amino]-9H-fluoren-7-yl}phenylamin (Abkürzung: DFLADFL), N-(9,9-Dimethyl-2-diphenylamino-9H-fluoren-7-yl)diphenylamin (Abkürzung: DPNF), 2-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPASF), 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 4,4'-Diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP), 4-(1-Naphthyl)-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBANB), 4,4'-Di(1-naphthyl)-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBNBB), 4-Phenyldiphenyl-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)amin (Abkürzung: PCA1BP), N,N'-Bis(9-phenylcarbazol-3-yl)-N,N'-diphenylbenzol-1,3-diamin (Abkürzung: PCA2B), N,N',N''-Triphenyl-N,N',N''-tris(9-phenylcarbazol-3-yl)benzol-1,3,5-triamin (Abkürzung: PCA3B), N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-Dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-9-phenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCBiF), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-f luoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF), N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), 2-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: PCASF), 2,7-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPA2SF), N-[4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-N-(4-phenyl)phenylanilin (Abkürzung: YGA1BP), und N,N'-Bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenyl-9,9-dimethylfluoren-2,7-diamin (Abkürzung: YGA2F). Weitere Beispiele sind Aminverbindungen, Carbazolverbindungen Thiophenverbindungen, Furanverbindungen, Fluorenverbindungen, Triphenylenverbindungen, Phenanthrenverbindungen und dergleichen, wie z. B. 3-[4-(1-Naphthyl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 3-[4-(9-Phenanthryl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPPn), 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP), 3,6-Di(9H-carbazol-9-yl)-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PhCzGI), 2,8-Di(9H-carbazol-9-yl)-dibenzothiophen (Abkürzung: Cz2DBT), 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II), 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II), 1,3,5-Tri(dibenzothiophen-4-yl)benzol (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III), 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV) und 4-[3-(Triphenylen-2-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: mDBTPTp-II). Unter den vorstehenden Verbindungen werden Verbindungen, die ein Pyrrol-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst umfassen, auf Grund ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit bevorzugt. Außerdem weisen die Verbindungen mit derartigen Gerüsten eine hohe Lochtransporteigenschaft auf, wodurch sie zu einer Verringerung der Ansteuerspannung beitragen.
Die Licht emittierende Schicht 130 und die Licht emittierende Schicht 135 können eine Struktur aufweisen, bei der zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Schicht 130 oder die Licht emittierende Schicht 135 durch das Übereinanderanordnen einer ersten Licht emittierenden Schicht und einer zweiten Licht emittierenden Schicht in dieser Reihenfolge von der Lochtransportschichtseite aus ausgebildet werden, wird die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet. Ein Licht emittierendes Material, das in der ersten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, kann einem Licht emittierenden Material, das in der zweiten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, gleichen oder sich von ihm unterscheiden. Außerdem können die Materialien Funktionen zum Emittieren von Licht der gleichen Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben aufweisen. Zwei Arten von Licht emittierenden Materialien mit Funktionen zum Emittieren von Licht mit unterschiedlichen Farben werden für die zwei Licht emittierenden Schichten verwendet, so dass Licht einer Vielzahl von Emissionsfarben zur gleichen Zeit erhalten werden kann. Insbesondere werden die Licht emittierenden Materialien der Licht emittierenden Schichten vorzugsweise derart ausgewählt, dass weißes Licht durch Kombination von Lichtemission von den zwei Licht emittierenden Schichten erhalten werden kann.
Die Licht emittierende Schicht 130 kann zusätzlich zu dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 ein weiteres Material enthalten. Die Licht emittierende Schicht 135 kann zusätzlich zu dem Wirtsmaterial 133, dem Wirtsmaterial 132 und dem Gastmaterial 131 ein weiteres Material enthalten.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierenden Schichten 130 und 135 durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, Tiefdruck oder dergleichen ausgebildet werden können. Neben den vorstehend erwähnten Materialien können eine anorganische Verbindung, wie z. B. ein Quantenpunkt, oder eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer) verwendet werden.
<<Quantenpunkt>>
Bei einem Quantenpunkt handelt es sich um einen Halbleiter-Nanokristall mit einer Größe von mehreren Nanometern bis mehreren zehn Nanometern, und er enthält ungefähr 1 × 10³ bis 1 × 10⁶ Atome. Da eine Energieverschiebung von Quantenpunkten von ihrer Größe abhängt, emittieren Quantenpunkte, die aus der gleichen Substanz bestehen, je nach ihrer Größe Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen; somit können Emissionswellenlängen leicht angepasst werden, indem die Größe der Quantenpunkte geändert wird.
Da ein Quantenpunkt ein Emissionsspektrum mit einem schmalen Peak aufweist, kann eine Emission mit hoher Farbreinheit erhalten werden. Außerdem geht man davon aus, dass ein Quantenpunkt eine theoretische interne Quanteneffizienz von 100 % aufweist, was diejenige einer fluoreszierenden organischen Verbindung, d. h. 25 %, bei weitem übertrifft, und sie ist vergleichbar mit derjenigen einer phosphoreszierenden organischen Verbindung. Demzufolge kann ein Quantenpunkt als Licht emittierendes Material verwendet werden, um ein Licht emittierendes Element mit hoher Lichtemissionseffizienz zu erhalten. Des Weiteren kann ein Licht emittierendes Element, das in Hinblick auf die Lebensdauer ebenfalls vorteilhaft ist, erhalten werden, da ein Quantenpunkt, bei dem es sich um ein anorganisches Material handelt, eine hohe inhärente Stabilität aufweist.
Beispiele für ein Material eines Quantenpunktes umfassen ein Element der Gruppe 14, ein Element der Gruppe 15, ein Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einer Vielzahl von Elementen der Gruppe 14, eine Verbindung aus einem Element, das zu einer der Gruppen 4 bis 14 gehört, und einem Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 2 und einem Element der Gruppe 16, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 15, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 13 und einem Element der Gruppe 17, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 14 und einem Element der Gruppe 15, eine Verbindung aus einem Element der Gruppe 11 und einem Element der Gruppe 17, Eisenoxide, Titanoxide, Spinellchalcogenide und Halbleitercluster.
Spezifische Beispiele umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Cadmiumselenid; Cadmiumsulfid; Cadmiumtellurid; Zinkselenid; Zinkoxid; Zinksulfid; Zinktellurid; Quecksilbersulfid; Quecksilberselenid; Quecksilbertellurid; Indiumarsenid; Indiumphosphid; Galliumarsenid; Galliumphosphid; Indiumnitrid; Galliumnitrid; Indiumantimonid; Galliumantimonid; Aluminiumphosphid; Aluminiumarsenid; Aluminiumantimonid; Bleiselenid; Bleitellurid; Bleisulfid; Indiumselenid; Indiumtellurid; Indiumsulfid; Galliumselenid; Arsensulfid; Arsenselenid; Arsentellurid; Antimonsulfid; Antimonselenid; Antimontellurid; Bismutsulfid; Bismutselenid; Bismuttellurid; Silizium; Siliziumcarbid; Germanium; Zinn; Selen; Tellur; Bor; Kohlenstoff; Phosphor; Bornitrid; Borphosphid; Borarsenid; Aluminiumnitrid; Aluminiumsulfid; Bariumsulfid; Bariumselenid; Bariumtellurid; Calciumsulfid; Calciumselenid; Calciumtellurid; Berylliumsulfid; Berylliumselenid; Berylliumtellurid; Magnesiumsulfid; Magnesiumselenid; Germaniumsulfid; Germaniumselenid; Germaniumtellurid; Zinnsulfid; Zinnselenid; Zinntellurid; Bleioxid; Kupferfluorid; Kupferchlorid; Kupferbromid; Kupferiodid; Kupferoxid; Kupferselenid; Nickeloxid; Kobaltoxid; Kobaltsulfid; Eisenoxid; Eisensulfid; Manganoxid; Molybdänsulfid; Vanadiumoxid; Wolframoxid; Tantaloxid; Titanoxid; Zirconiumoxid; Siliziumnitrid; Germaniumnitrid; Aluminiumoxid; Bariumtitanat; eine Verbindung aus Selen, Zink, und Cadmium; eine Verbindung aus Indium, Arsen und Phosphor; eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Schwefel; eine Verbindung aus Cadmium, Selen und Tellur; eine Verbindung aus Indium, Gallium und Arsen; eine Verbindung aus Indium, Gallium und Selen; eine Verbindung aus Indium, Selen und Schwefel; eine Verbindung aus Kupfer, Indium und Schwefel; und Kombinationen davon. Ein sogenannter legierter Quantenpunkt, dessen Zusammensetzung durch ein gegebenes Verhältnis dargestellt wird, kann verwendet werden. Beispielsweise ist ein legierter Quantenpunkt aus Cadmium, Selen und Schwefel ein effektives Mittel, um blaues Licht zu erhalten, da die Emissionswellenlänge geändert werden kann, indem das Zusammensetzungsverhältnis der Elemente geändert wird.
Als Quantenpunkt können beliebige von einem Kern-Quantenpunkt, einem Kern-Schale-Quantenpunkt, einem Kern-Multischalen-Quantenpunkt und dergleichen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Kern mit einer Schale bedeckt ist, die aus einem anderen anorganischen Material mit einer breiteren Bandlücke ausgebildet wird, der Einfluss von Defekten und freien Bindungen, die an der Oberfläche eines Nanokristalls existieren, verringert werden kann. Da eine derartige Struktur die Quanteneffizienz einer Lichtemission im signifikanten Maße verbessern kann, wird vorzugsweise ein Kern-Schale- oder ein Kern-Multischalen-Quantenpunkt verwendet. Beispiele für das Material einer Schale umfassen Zinksulfid und Zinkoxid.
Quantenpunkte weisen einen hohen Anteil an Oberflächenatomen auf, und demzufolge weisen sie ein hohes Reaktionsvermögen auf und kohärieren leicht miteinander. Aus diesem Grund wird vorzugsweise auf den Oberflächen der Quantenpunkte ein Schutzmittel angebracht oder eine Schutzgruppe bereitgestellt. Das Anbringen des Schutzmittels oder das Bereitstellen der Schutzgruppe kann eine Kohäsion verhindern und die Lösbarkeit in einem Lösemittel erhöhen. Es kann ebenfalls das Reaktionsvermögen verringern und die elektrische Stabilität verbessern. Beispiele für das Schutzmittel (oder die Schutzgruppe) umfassen Polyoxyethylenalkylether, wie z. B. Polyoxyethylenlaurylether, Polyoxyethylenstearylether und Polyoxyethylenoleylether; Trialkylphosphine, wie z. B. Tripropylphosphin, Tributylphosphin, Trihexylphosphin und Trioctylphoshin; Polyoxyethylenalkylphenylether, wie z. B. Polyoxyethylen-n-octylphenylether und Polyoxyethylen-n-nonylphenylether; tertiäre Amine, wie z. B. Tri(n-hexyl)amin, Tri(n-octyl)amin und Tri(n-decyl)amin; phosphororganische Verbindungen, wie z. B. Tripropylphosphinoxid, Tributylphosphinoxid, Trihexylphosphinoxid, Trioctylphosphinoxid und Tridecylphosphinoxid; Polyethylenglycoldiester, wie z. B. Polyethylenglycoldilaurat und Polyethylenglycoldistearat; organische Stickstoffverbindungen, wie z. B. stickstoffhaltige aromatische Verbindungen, beispielsweise Pyridine, Lutidine, Collidine und Chinolone; Aminoalkane, wie z. B. Hexylamin, Octylamin, Decylamin, Dodecylamin, Tetradecylamin, Hexadecylamin und Octadecylamin; Dialkylsulfide, wie z. B. Dibutylsulfid; Dialkylsulfoxide, wie z. B. Dimethylsulfoxid und Dibutylsulfoxid; organische Schwefelverbindungen, wie z. B. schwefelhaltige aromatische Verbindungen, beispielsweise Thiophen; höhere Fettsäuren, wie z. B. Palmitinsäure, Stearinsäure und Oleinsäure; Alkohole; Sorbitanfettsäureester; durch Fettsäure modifizierte Polyester; durch tertiäres Amin modifizierte Polyurethane; und Polyethylenimine.
Da sich die Bandlücken der Quantenpunkte mit abnehmender Größe erhöhen, wird die Größe je nach Bedarf angepasst, so dass Licht mit einer erwünschten Wellenlänge erhalten werden kann. Eine Lichtemission von den Quantenpunkten verschiebt sich mit abnehmender Kristallgröße zu einer blauen Farbseite, d. h. zu einer Hochenergieseite; demzufolge können Emissionswellenlängen der Quantenpunkte über einen Wellenlängenbereich eines Spektrums eines ultravioletten Bereichs, eines sichtbaren Lichtbereichs und eines Infrarotbereichs angepasst werden, indem die Größe der Quantenpunkte geändert wird. Der Bereich der Größe (Durchmesser) der Quantenpunkte, der normalerweise verwendet wird, liegt bei 0,5 nm bis 20 nm, bevorzugt zwischen 1 nm bis 10 nm. Die Emissionsspektren verjüngen sich mit abnehmender Größenverteilung der Quantenpunkte, und demzufolge kann Licht mit einer hohen Farbreinheit erhalten werden. Die Form der Quantenpunkte ist nicht sonderlich beschränkt und kann eine Kugelform, eine Stabform, eine Kreisform oder dergleichen sein. Quantenstäbe, die stabförmige Quantenpunkte sind, weisen eine Funktion zum Emittieren von direktionalen Licht auf; demzufolge können Quantenstäbe als Licht emittierendes Material verwendet werden, um ein Licht emittierendes Element mit höherer externer Quanteneffizienz zu erhalten.
Bei den meisten organischen EL-Elementen wird das Konzentrationsquenchen der Licht emittierenden Materialien unterdrückt, um die Emissionseffizienz zu verbessern, indem Licht emittierende Materialien in Wirtsmaterialien dispergiert werden. Bei den Wirtsmaterialien muss es sich um Materialien handeln, die Singulett-Anregungsenergieniveaus oder Triplett-Anregungsenergieniveaus aufweisen, die höher als oder gleich denjenigen der Licht emittierenden Materialien sind. Im Falle der Verwendung von blauen phosphoreszierenden Materialien als Licht emittierende Materialien ist es insbesondere schwierig, Wirtsmaterialien zu entwickeln, die Triplett-Anregungsenergieniveaus aufweisen, die höher als oder gleich denjenigen der blauen phosphoreszierenden Materialien sind, und die in Hinblick auf die Lebensdauer ausgezeichnet sind. Selbst wenn eine Licht emittierende Schicht aus Quantenpunkten besteht und ohne Wirtsmaterial hergestellt wird, ermöglichen die Quantenpunkte, dass die Emissionseffizienz sichergestellt wird; demzufolge kann ein Licht emittierendes Element erhalten werden, das in Hinblick auf die Lebensdauer vorteilhaft ist. In dem Fall, in dem die Licht emittierende Schicht aus Quantenpunkten besteht, weisen die Quantenpunkte vorzugsweise Kern-Schale-Strukturen (einschließlich Kern-Multischalen-Strukturen) auf.
Im Falle der Verwendung von Quantenpunkten als Licht emittierendes Material in der Licht emittierenden Schicht wird die Dicke der Licht emittierenden Schicht auf 3 nm bis 100 nm, bevorzugt auf 10 nm bis 100 nm eingestellt, und es wird dafür gesorgt, dass die Licht emittierende Schicht 1 Vol.-% bis 100 Vol.-% Quantenpunkte enthält. Es sei angemerkt, dass es vorzuziehen ist, dass die Licht emittierende Schicht aus den Quantenpunkten besteht. Um eine Licht emittierende Schicht auszubilden, in der die Quantenpunkte als Licht emittierende Materialien in Wirtsmaterialien dispergiert sind, können die Quantenpunkte in den Wirtsmaterialien dispergiert werden oder können die Wirtsmaterialien und die Quantenpunkte in einem geeigneten Flüssigkeitsmedium aufgelöst oder dispergiert werden und dann kann ein Nassprozess (z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ein Gießverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Klingenbeschichtungsverfahren, ein Walzenbeschichtungsverfahren, ein Tintenstrahlverfahren, ein Druckverfahren, ein Sprühbeschichtungsverfahren, ein Vorhangsbeschichtungsverfahren oder ein Langmuir-Blodgett-Verfahren) zum Einsatz kommen. Für eine Licht emittierende Schicht, die ein phosphoreszierendes Material enthält, kann ebenso gut wie der Nassprozess ein Vakuumverdampfungsverfahren in geeigneter Weise zum Einsatz kommen.
Ein Beispiel für das Flüssigkeitsmedium, das für den Nassprozess verwendet wird, umfasst ein organisches Lösemittel von Ketonen, wie z. B. Methylethylketon und Cyclohexanon; Fettsäureester, wie z. B. Ethylacetat; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Dichlorbenzol; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Xylol, Mesitylen und Cyclohexylbenzol; aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Cyclohexan, Decalin und Dodecan; Dimethylformamid (DMF); Dimethylsulfoxid (DMSO); oder dergleichen.
<<Lochinjektionsschicht>>
Die Lochinjektionsschicht 111 weist eine Funktion zum Verringern einer Barriere für eine Lochinjektion von einer Elektrode des Paars von Elektroden (der Elektrode 101 oder der Elektrode 102) auf, um die Lochinjektion zu fördern, und wird beispielsweise unter Verwendung eines Übergangsmetalloxides, eines Phthalocyanin-Derivats oder eines aromatischen Amins ausgebildet. Als Übergangsmetalloxid kann Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Rutheniumoxid, Wolframoxid, Manganoxid oder dergleichen angegeben werden. Als Phthalocyanin-Derivat kann Phthalocyanin, Metallphthalocyanin oder dergleichen angegeben werden. Als aromatisches Amin kann ein Benzidin-Derivat, ein Phenylendiamin-Derivat oder dergleichen angegeben werden. Es ist auch möglich, eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Polythiophen oder Polyanilin, zu verwenden; ein typisches Beispiel dafür ist Poly(ethylendioxythiophen)/Poly(styrensulfonsäure), welches ein selbstdotiertes Polythiophen ist.
Als Lochinjektionsschicht 111 kann auch eine Schicht verwendet werden, die ein Verbundmaterial aus einem Lochtransportmaterial und einem Material enthält, das eine Eigenschaft zum Aufnehmen von Elektronen von dem Lochtransportmaterial aufweist. Als Alternative kann auch eine Schichtanordnung aus einer Schicht, die ein Material enthält, das eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, und einer Schicht verwendet werden, die ein Lochtransportmaterial enthält. In einem stabilen Zustand oder in Anwesenheit eines elektrischen Feldes können elektrische Ladungen zwischen diesen Materialien übertragen werden. Als Beispiele für das Material, das eine Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, können organische Akzeptoren, wie z. B. ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat, angegeben werden. Ein spezifisches Beispiel ist eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), Chloranil oder 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN). Alternativ kann auch ein Übergangsmetalloxid, wie z. B. ein Oxid eines Metalls aus der Gruppe 4 bis Gruppe 8, verwendet werden. Insbesondere kann Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Manganoxid, Rheniumoxid oder dergleichen verwendet werden. Im Besonderen wird Molybdänoxid bevorzugt, weil es an der Luft stabil ist, eine nur geringe hygroskopische Eigenschaft aufweist und leicht gehandhabt werden kann.
Ein Material, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist, kann als Lochtransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher vorzuziehen ist. Insbesondere kann ein beliebiges von einem aromatischen Amin, einem Carbazol-Derivat, einem aromatischen Kohlenwasserstoff, einem Stilben-Derivat oder dergleichen, die als Beispiele für das Lochtransportmaterial, das bei der Licht emittierenden Schicht verwendet werden kann, beschrieben worden sind, verwendet werden. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
<<Lochtransportschicht>>
Die Lochtransportschicht 112 ist eine Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält, und kann unter Verwendung eines beliebigen der Lochtransportmaterialien ausgebildet werden, die als Beispiele für das Material der Lochinjektionsschicht 111 angegeben worden sind. Damit die Lochtransportschicht 112 eine Funktion aufweist, Löcher, die in die Lochinjektionsschicht 111 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht zu transportieren, ist das höchste besetzte Molekülorbital- (HOMO-) Niveau der Lochtransportschicht 112 vorzugsweise gleich oder nahe an dem HOMO-Niveau der Lochinjektionsschicht 111.
Vorzugsweise wird eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher als Lochtransportmaterial verwendet. Es sei angemerkt, dass außer diesen Substanzen eine beliebige Substanz verwendet werden kann, die eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist. Die Schicht, die eine Substanz mit einer hohen Lochtransporteigenschaft enthält, ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt, und kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, welche die vorstehenden Substanzen enthalten.
<<Elektronentransportschicht>>
Die Elektronentransportschicht 118 weist eine Funktion auf, Elektronen, die von der anderen Elektrode des Paars von Elektroden (der Elektrode 101 oder der Elektrode 102) über die Elektroneninjektionsschicht 119 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht zu transportieren. Ein Material, das eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern aufweist, kann als Elektronentransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^-6 cm²/Vs oder höher vorzuziehen ist. Als Verbindung, die leicht Elektronen aufnimmt (das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft), kann eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung, ein Metallkomplex oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann ein Metallkomplex mit einem Chinolin-Liganden, einem Benzochinolin-Liganden, einem Oxazol-Liganden oder einem Thiazol-Liganden angegeben werden, die als Elektronentransportmaterialien beschrieben worden sind, die bei der Licht emittierenden Schicht zum Einsatz kommen können. Außerdem können ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und ein Triazin-Derivat angegeben werden. Eine Substanz mit einer Elektronenbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²/Vs wird bevorzugt. Es sei angemerkt, dass anstelle der vorstehenden Substanzen eine beliebige Substanz verwendet werden kann, solange es sich um eine Substanz handelt, bei der die Elektronentransporteigenschaft höher als die Lochtransporteigenschaft ist. Die Elektronentransportschicht 118 ist nicht auf eine einzelne Schicht beschränkt und kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, die die vorstehenden Substanzen enthalten.
Zwischen der Elektronentransportschicht 118 und der Licht emittierenden Schicht kann eine Schicht bereitgestellt werden, die den Transport von Elektronenladungsträgern steuert. Die Schicht wird ausgebildet, indem eine kleine Menge einer Substanz mit einer hohen Elektroneneinfangeigenschaft einem vorstehend beschriebenen Material mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft zugesetzt wird, und die Schicht kann die Ladungsträgerbalance durch Unterdrücken der Fortbewegung von Elektronenladungsträgern regulieren. Eine derartige Struktur ist sehr wirkungsvoll, um ein Problem (wie z. B. eine Verringerung der Lebensdauer des Elements) zu verhindern, welches entsteht, wenn Elektronen die Licht emittierende Schicht passieren.
Ein n-Typ-Verbundhalbleiter kann ebenfalls verwendet werden, und ein Oxid, wie z. B. Titanoxid, Zinkoxid, Siliziumoxid, Zinnoxid, Wolframoxid, Tantaloxid, Bariumtitanat, Bariumzirconat, Zirkoniumoxid, Hafniumoxid, Aluminiumoxid, Yttriumoxid, oder Zirkoniumsilikat; ein Nitrid, wie z. B. Siliziumnitrid; Cadmiumsulfid; Zinkselenid; oder Zinksulfid können beispielsweise verwendet werden.
<<Elektroneninjektionsschicht>>
Die Elektroneninjektionsschicht 119 weist eine Funktion zum Verringern einer Barriere für die Elektroneninjektion von der Elektrode 102 auf, um die Elektroneninjektion zu fördern, und kann beispielsweise unter Verwendung eines Metalls der Gruppe 1 oder eines Metalls der Gruppe 2, oder eines Oxides, eines Halogenids oder eines Carbonats eines der Metalle ausgebildet werden. Als Alternative kann auch ein Verbundmaterial verwendet werden, das ein Elektronentransportmaterial (vorstehend beschrieben) und ein Material enthält, das eine Eigenschaft zum Abgeben von Elektronen an das Elektronentransportmaterial aufweist. Als Material, das eine Eigenschaft zum Abgeben von Elektronen aufweist, kann ein Metall der Gruppe 1, ein Metall der Gruppe 2, ein Oxid eines der Metalle oder dergleichen angegeben werden. Insbesondere kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung dieser, wie z. B. Lithiumfluorid, Natriumfluorid, Cäsiumfluorid, Calciumfluorid oder Lithiumoxid verwendet werden. Eine Seltenerdmetallverbindung, wie z. B. Erbiumfluorid, kann alternativ verwendet werden. Ein Elektrid kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschicht 119 verwendet werden. Beispiele für das Elektrid umfassen eine Substanz, in der Elektronen in einer hohen Konzentration zu Calciumoxid-Aluminiumoxid hinzugefügt worden sind. Die Elektroneninjektionsschicht 119 kann unter Verwendung der Substanz ausgebildet werden, die für die Elektronentransportschicht 118 verwendet werden kann.
Ein Verbundmaterial, bei dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donator) vermischt sind, kann ebenfalls für die Elektroneninjektionsschicht 119 verwendet werden. Ein derartiges Verbundmaterial weist eine ausgezeichnete Elektroneninjektionseigenschaft und eine ausgezeichnete Elektronentransporteigenschaft auf, da durch den Elektronendonator Elektronen in der organischen Verbindung erzeugt werden. In diesem Fall ist die organische Verbindung vorzugsweise ein Material, das die erzeugten Elektronen ausgezeichnet transportieren kann. Insbesondere können beispielsweise die vorstehend aufgeführten Substanzen zum Ausbilden der Elektronentransportschicht 118 (z. B. die Metallkomplexe und heteroaromatischen Verbindungen) verwendet werden. Als Elektronendonator kann eine Substanz verwendet werden, die eine Elektronen abgebende Eigenschaft hinsichtlich der organischen Verbindung aufweist. Insbesondere werden ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall und ein Seltenerdmetall bevorzugt, und es können Lithium, Natrium, Cäsium, Magnesium, Calcium, Erbium und Ytterbium angegeben werden. Des Weiteren wird ein Alkalimetalloxid oder ein Erdalkalimetalloxid bevorzugt, und es können Lithiumoxid, Calciumoxid, Bariumoxid und dergleichen angegeben werden. Eine Lewis-Base, wie z. B. Magnesiumoxid, kann auch verwendet werden. Eine organische Verbindung wie z. B. Tetrathiafulvalen (Abkürzung: TTF) kann auch verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht, welche vorstehend beschrieben worden sind, jeweils durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Tiefdruckverfahren oder dergleichen ausgebildet werden können. Neben den vorstehend erwähnten Materialien kann eine anorganische Verbindung, wie z. B. ein Quantenpunkt, oder eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer), für die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht verwendet werden.
<<Paar von Elektroden>>
Die Elektroden 101 und 102 dienen als Anode und Kathode jedes Licht emittierenden Elements. Die Elektroden 101 und 102 können unter Verwendung von einem Metall, einer Legierung, einer leitenden Verbindung, einem Gemisch oder einer Schichtanordnung dieser oder dergleichen ausgebildet werden.
Die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 wird vorzugsweise unter Verwendung eines leitenden Materials mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht ausgebildet. Beispiele für das leitende Material umfassen Aluminium (Al), eine Legierung, die Al enthält, und dergleichen. Beispiele für die Legierung, die Al enthält, umfassen eine Legierung, die Al und L enthält (L stellt eines oder mehrere von Titan (Ti), Neodym (Nd), Nickel (Ni) und Lanthan (La) dar), wie z. B. eine Legierung, die Al und Ti enthält, und eine Legierung, die AL, Ni und La enthält. Aluminium weist einen niedrigen Widerstand und ein hohes Lichtreflexionsvermögen auf. Aluminium kommt in großer Menge in der Erdkruste vor und ist günstig; demzufolge ist es möglich, die Kosten zum Herstellen eines Licht emittierenden Elements mit Aluminium zu verringern. Alternativ können Silber (Ag), eine Legierung aus Ag und N (N stellt eines oder mehrere von Yttrium (Y), Nd, Magnesium (Mg), Ytterbium (Yb), Al, Ti, Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Wolfram (W), Mangan (Mn), Zinn (Sn), Eisen (Fe), Ni, Kupfer (Cu), Palladium (Pd), Iridium (Ir) und Gold (Au) dar) oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für die silberhaltige Legierung umfassen eine Legierung, die Silber, Palladium und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Kupfer enthält, eine Legierung, die Silber und Magnesium enthält, eine Legierung, die Silber und Nickel enthält, eine Legierung, die Silber und Gold enthält, eine Legierung, die Silber und Ytterbium enthält, und dergleichen. Daneben kann ein Übergangsmetall, wie z. B. Wolfram, Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Kupfer oder Titan, verwendet werden.
Licht, das von der Licht emittierenden Schicht emittiert wird, wird über die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 entnommen. Demzufolge wird mindestens eine von der Elektrode 101 und der Elektrode 102 vorzugsweise unter Verwendung eines leitenden Materials mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht ausgebildet. Als leitendes Material kann ein leitendes Material verwendet werden, dessen Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 60 % und niedriger als oder gleich 100 % ist, und dessen spezifischer Widerstand niedriger als oder gleich 1 × 10^-2 Ω·cm ist.
Die Elektroden 101 und 102 können jeweils unter Verwendung eines leitenden Materials mit Funktionen zum Durchlassen von Licht und Reflektieren von Licht ausgebildet werden. Als leitendes Material kann ein leitendes Material verwendet werden, dessen Reflexionsvermögen für sichtbares Licht höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 70 % ist, und dessen spezifischer Widerstand niedriger als oder gleich 1 × 10^-2 Ω·cm ist. Beispielsweise können eine oder mehrere Arten von leitenden Metallen und Legierungen, leitenden Verbindungen und dergleichen verwendet werden. Insbesondere kann ein Metalloxid, wie z. B. Indiumzinnoxid (indium tin oxide, nachfolgend als ITO bezeichnet), Silizium oder Siliziumoxid enthaltendes Indiumzinnoxid (ITSO), Indiumoxid-Zinkoxid (Indiumzinkoxid), Titan enthaltendes Indiumoxid-Zinnoxid, Indiumtitanoxid oder Wolframoxid und Zinkoxid enthaltendes Indiumoxid, verwendet werden. Ein dünner Metallfilm mit einer Dicke, die das Durchlassen von Licht erlaubt (vorzugsweise eine Dicke von größer als oder gleich 1 nm und kleiner als oder gleich 30 nm), kann ebenfalls verwendet werden. Als Metall kann Ag, eine Legierung aus Ag und Al, eine Legierung aus Ag und Mg, eine Legierung aus Ag und Au, eine Legierung aus Ag und Yb oder dergleichen verwendet werden.
In dieser Beschreibung und dergleichen wird als Material, das Licht durchlässt, ein Material verwendet, das sichtbares Licht durchlässt und Leitfähigkeit aufweist. Beispiele für das Material umfassen, neben dem vorstehend beschriebenen Oxidleiter, für den ITO ein typisches Beispiel ist, einen Oxidhalbleiter und einen organischen Leiter, der eine organische Substanz enthält. Beispiele für den organischen Leiter, der eine organische Substanz enthält, umfassen ein Verbundmaterial, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donatormaterial) vermischt sind, und ein Verbundmaterial, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronenakzeptor (Akzeptormaterial) vermischt sind. Alternativ kann ein anorganisches, auf Kohlenstoff basierendes Material, wie z. B. Graphen, verwendet werden. Der spezifische Widerstand des Materials ist bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10⁵ Ω·cm, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10⁴ Ω·cm.
Alternativ kann/können die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 ausgebildet werden, indem zwei oder mehr von diesen Materialien übereinander angeordnet werden.
Um die Lichtextraktionseffizienz zu verbessern, kann ein Material, dessen Brechungsindex höher ist als derjenige einer Elektrode mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht, in Kontakt mit der Elektrode ausgebildet werden. Das Material kann elektrisch leitend oder nicht leitend sein, solange es eine Funktion zum Durchlassen von sichtbarem Licht aufweist. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Oxidleitern können ein Oxidhalbleiter und eine organische Substanz als Beispiele für das Material angegeben werden. Beispiele für die organische Substanz umfassen die Materialien für die Licht emittierende Schicht, die Lochinjektionsschicht, die Lochtransportschicht, die Elektronentransportschicht und die Elektroneninjektionsschicht. Alternativ kann ein anorganisches, auf Kohlenstoff basierendes Material oder ein Metallfilm verwendet werden, der dünn genug ist, um Licht durchzulassen. Als weitere Alternative kann eine Vielzahl von Schichten, die jeweils unter Verwendung des Materials mit einem hohen Brechungsindex und mit einer Dicke von mehreren Nanometern bis mehreren zehn Nanometern ausgebildet werden, übereinander angeordnet werden.
In dem Fall, in dem die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 als Kathode dient, enthält die Elektrode vorzugsweise ein Material mit einer niedrigen Austrittsarbeit (niedriger als oder gleich 3,8 eV). Die Beispiele umfassen ein Element, das zur Gruppe 1 oder 2 des Periodensystems gehört (z. B. ein Alkalimetall, wie z. B. Lithium, Natrium oder Cäsium, ein Erdalkalimetall, wie z. B. Calcium oder Strontium, oder Magnesium), eine Legierung, die eines dieser Elemente enthält (z. B. Ag-Mg oder Al-Li), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Yb, eine Legierung, die eines dieser Seltenerdmetalle enthält, eine Legierung, die Aluminium und Silber enthält, und dergleichen.
Wenn die Elektrode 101 oder die Elektrode 102 als Anode verwendet wird, wird vorzugsweise ein Material mit einer hohen Austrittsarbeit (4,0 eV oder höher) verwendet.
Die Elektrode 101 und die Elektrode 102 können eine Mehrfachschicht aus einem leitenden Material mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht und einem leitenden Material mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht sein. In diesem Fall können die Elektrode 101 und die Elektrode 102 eine Funktion zum Anpassen der optischen Weglänge aufweisen, so dass Licht einer erwünschten Wellenlänge, das von jeder Licht emittierenden Schicht emittiert wird, schwingt und verstärkt wird, was vorzuziehen ist.
Als Verfahren zum Ausbilden der Elektrode 101 und der Elektrode 102 können je nach Bedarf ein Sputterverfahren, ein Verdampfungsverfahren, ein Druckverfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Molekularstrahlepitaxie-(molecular beam epitaxy, MBE-) Verfahren, ein CVD-Verfahren, ein Pulslaserabscheidungsverfahren, ein Atomlagenabscheidungs- (atomic layer deposition, ALD-) Verfahren oder dergleichen verwendet werden.
<<Substrat>>
Ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann über einem Substrat aus Glas, Kunststoff oder dergleichen ausgebildet werden. Als eine Möglichkeit zum Übereinanderanordnen von Schichten über dem Substrat können Schichten sequenziell von der Seite der Elektrode 101 aus oder sequenziell von der Seite der Elektrode 102 aus angeordnet werden.
Für das Substrat, über dem das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden kann, können beispielsweise Glas, Quarz, Kunststoff oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann ein flexibles Substrat verwendet werden. Das flexible Substrat ist beispielsweise ein Substrat, das gebogen werden kann, wie z. B. ein Kunststoffsubstrat aus Polycarbonat oder Polyarylat. Alternativ kann ein Film, ein durch Aufdampfung ausgebildeter anorganischer Film oder dergleichen verwendet werden. Ein anderes Material kann verwendet werden, solange das Substrat als Träger bei einem Herstellungsprozess des Licht emittierenden Elements oder eines optischen Elements dient oder solange es eine Funktion zum Schützen des Licht emittierenden Elements oder eines optischen Elements aufweist.
Beispielsweise kann in dieser Beschreibung und dergleichen ein Licht emittierendes Element unter Verwendung verschiedener Substrate ausgebildet werden. Der Typ eines Substrats ist nicht besonders beschränkt. Beispiele für das Substrat umfassen ein Halbleitersubstrat (z. B. ein einkristallines Substrat oder ein Siliziumsubstrat), ein SOI-Substrat, ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat, ein Edelstahlsubstrat, ein Substrat, das eine Edelstahlfolie enthält, ein Wolframsubstrat, ein Substrat, das eine Wolframfolie enthält, ein flexibles Substrat, einen Befestigungsfilm, Papier, das ein Fasermaterial enthält, einen Basismaterialfilm und dergleichen. Als Beispiel für ein Glassubstrat können ein Bariumborosilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborosilikatglas-Substrat, ein Kalknatronglas-Substrat und dergleichen angegeben werden. Beispiele für das flexible Substrat, den Befestigungsfilm, den Basismaterialfilm und dergleichen umfassen Substrate aus Kunststoffen, für die Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN), Polyethersulfon (PES) und Polytetrafluorethylen (PTFE) typische Beispiele sind. Ein weiteres Beispiel umfasst ein Harz, wie z. B. Acryl. Ferner können Polypropylen, Polyester, Polyvinylfluorid und Polyvinylchlorid als Beispiele angegeben werden. Weitere Beispiele umfassen Polyamid, Polyimid, Aramid, Epoxid, einen durch Aufdampfung ausgebildeten anorganischen Film, Papier und dergleichen.
Alternativ kann ein flexibles Substrat als Substrat verwendet werden, so dass das Licht emittierende Element direkt über dem flexiblen Substrat bereitgestellt werden kann. Als weitere Alternative kann eine Trennschicht zwischen dem Substrat und dem Licht emittierenden Element bereitgestellt werden. Die Trennschicht kann verwendet werden, wenn ein Teil des Licht emittierenden Elements oder das gesamte Licht emittierende Element, das über der Trennschicht ausgebildet ist, von dem Substrat getrennt und auf ein anderes Substrat übertragen wird. In einem derartigen Fall kann das Licht emittierende Element auf ein Substrat mit geringer Wärmebeständigkeit oder auf ein flexibles Substrat übertragen werden. Für die vorstehende Trennschicht kann beispielsweise eine Schichtanordnung, die anorganische Filme, nämlich einen Wolframfilm und einen Siliziumoxidfilm, umfasst, oder eine Struktur verwendet werden, bei der ein Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen über einem Substrat ausgebildet ist.
Mit anderen Worten: Nachdem das Licht emittierende Element unter Verwendung eines Substrats ausgebildet worden ist, kann das Licht emittierende Element auf ein anderes Substrat übertragen werden. Beispiele für ein Substrat, auf das das Licht emittierende Element übertragen wird, umfassen, zusätzlich zu den vorstehenden Substraten, ein Zellglassubstrat, ein Steinsubstrat, ein Holzsubstrat, ein Stoffsubstrat (darunter auch eine Naturfaser (z. B. Seide, Baumwolle oder Hanf), eine Kunstfaser (z. B. Nylon, Polyurethan oder Polyester), eine Regeneratfaser (z. B. Acetat, Cupro, Viskose oder regenerierten Polyester) und dergleichen), ein Ledersubstrat, ein Gummisubstrat und dergleichen. Wenn ein derartiges Substrat verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Beständigkeit, hoher Wärmebeständigkeit, verringertem Gewicht oder verringerter Dicke ausgebildet werden.
Das Licht emittierende Element 150 kann beispielsweise über einer Elektrode, die elektrisch mit einem Feldeffekttransistor (field-effect transistor, FET) verbunden ist, der über einem der vorstehend beschriebenen Substrate ausgebildet ist, ausgebildet werden. Auf diese Weise kann eine Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung hergestellt werden, in der der FET den Betrieb des Licht emittierenden Elements 150 steuert.
Bei der Ausführungsform 1 wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden bei den Ausführungsformen 2 bis 9 beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf eine bestimmte Ausführungsform beschränkt ist, da verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der Ausführungsform 1 sowie den Ausführungsformen 2 bis 9 offenbart werden. Obwohl das Beispiel beschrieben wird, in dem eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei einem Licht emittierenden Element verwendet wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise muss je nach Umständen oder Bedingungen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise bei einem Licht emittierenden Element zum Einsatz kommen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt das Beispiel, in dem ein Gastmaterial, das zur Umwandlung der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission geeignet ist, und mindestens ein Wirtsmaterial enthalten sind und in dem das LUMO-Niveau des Gastmaterials niedriger ist als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials und in dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer ist als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt. Je nach Umständen oder Bedingungen muss das Gastmaterial einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise nicht notwendigerweise eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission aufweisen. Alternativ muss das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials nicht notwendigerweise niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials sein. Alternativ muss die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials nicht notwendigerweise größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials sein. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, ist jedoch nicht darauf beschränkt, das Beispiel, in dem das Wirtsmaterial eine Differenz von größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau aufweist. Je nach Umständen oder Bedingungen muss das Wirtsmaterial einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise nicht notwendigerweise eine Differenz von größer als 0,2 eV zwischen dem Singulett-Anregungsenergieniveau und dem Triplett-Anregungsenergieniveau aufweisen.
Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform werden im Folgenden ein Licht emittierendes Element mit einer Struktur, die sich von derjenigen unterscheidet, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, sowie Lichtemissionsmechanismen des Licht emittierenden Elements anhand von 5A bis 5C und 6A bis 6C beschrieben. In 5A und 6A wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 1A durch das gleiche Schraffurmuster wie in 1A dargestellt und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem werden gleiche Bezugszeichen für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und eine ausführliche Beschreibung der Abschnitte wird in einigen Fällen weggelassen.
<Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
5A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 250.
Das Licht emittierende Element 250, das in 5A dargestellt wird, umfasst eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (eine Licht emittierende Einheit 106 und eine Licht emittierende Einheit 108 in 5A) zwischen einem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Eine der Licht emittierenden Einheiten weist vorzugsweise die gleiche Struktur wie die EL-Schicht 100 auf. Das heißt: Vorzugsweise umfassen sowohl das Licht emittierende Element 150 in 1A und 1B als auch das Licht emittierende Element 152 in 3A und 3B eine Licht emittierende Einheit, wohingegen das Licht emittierende Element 250 eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten umfasst. Es sei angemerkt, dass die Elektrode 101 als Anode dient und dass die Elektrode 102 als Kathode bei der folgenden Beschreibung des Licht emittierenden Elements 250 dient; jedoch können die Funktionen bei dem Licht emittierenden Element 250 ausgetauscht werden.
In dem Licht emittierenden Element 250, das in 5A dargestellt wird, sind die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 115 ist zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 bereitgestellt. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 die gleiche Struktur aufweisen können oder unterschiedliche Strukturen aufweisen können. Beispielsweise wird die EL-Schicht 100 vorzugsweise in der Licht emittierenden Einheit 106 verwendet.
Das Licht emittierende Element 250 umfasst eine Licht emittierende Schicht 120 und eine Licht emittierende Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 106 umfasst die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 113 und eine Elektroneninjektionsschicht 114 neben der Licht emittierenden Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 108 umfasst eine Lochinjektionsschicht 116, eine Lochtransportschicht 117, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119 neben der Licht emittierenden Schicht 120.
Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann entweder eine Struktur, bei der einem Lochtransportmaterial eine Akzeptorsubstanz, bei der es sich um einen Elektronenakzeptor handelt, zugesetzt ist, oder eine Struktur aufweisen, bei der einem Elektronentransportmaterial eine Donatorsubstanz, bei der es sich um einen Elektronendonator handelt, zugesetzt ist. Alternativ können beide dieser Strukturen übereinander angeordnet sein.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 115 ein Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, kann das Verbundmaterial, das für die Lochinjektionsschicht 111, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, verwendet werden kann, für das Verbundmaterial verwendet werden. Als organische Verbindung können verschiedene Verbindungen, wie z. B. eine aromatische Aminverbindung, eine Carbazolverbindung, ein aromatischer Kohlenwasserstoff und eine hochmolekulare Verbindung (wie z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer oder ein Polymer), verwendet werden. Ein Material mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10⁶ cm²/Vs oder höher wird vorzugsweise als organische Verbindung verwendet. Es sei angemerkt, dass ein anderes Material verwendet werden kann, solange es eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist. Da das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz ausgezeichnete Ladungsträgerinjektions- und Ladungsträgertransporteigenschaften aufweist, kann ein Betrieb bei einer niedrigen Spannung oder ein Betrieb mit einem niedrigen Strom erzielt werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Anodenseite in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 115 ist, die Ladungserzeugungsschicht 115 auch als Lochinjektionsschicht oder Lochtransportschicht der Licht emittierenden Einheit dienen kann; daher muss in der Licht emittierenden Einheit eine Lochinjektionsschicht oder eine Lochtransportschicht nicht notwendigerweise enthalten sein. Wenn eine Oberfläche einer Licht emittierenden Einheit auf der Kathodenseite in Kontakt mit der Ladungserzeugungsschicht 115 ist, kann die Ladungserzeugungsschicht 115 auch als Elektroneninjektionsschicht oder Elektronentransportschicht der Licht emittierenden Einheit dienen; daher muss in der Licht emittierenden Einheit eine Elektroneninjektionsschicht oder eine Elektronentransportschicht nicht notwendigerweise enthalten sein.
Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann eine mehrschichtige Struktur aus einer Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, und einer Schicht aufweisen, die ein anderes Material enthält. Beispielsweise kann die Ladungserzeugungsschicht 115 ausgebildet werden, indem eine Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, mit einer Schicht kombiniert wird, die eine Verbindung, die aus Materialien mit einer Elektronen abgebenden Eigenschaft ausgewählt wird, und eine Verbindung mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft enthält. Außerdem kann die Ladungserzeugungsschicht 115 ausgebildet werden, indem eine Schicht, die das Verbundmaterial aus einer organischen Verbindung und einer Akzeptorsubstanz enthält, mit einer Schicht kombiniert wird, die einen durchsichtigen leitenden Film enthält.
Die Ladungserzeugungsschicht 115, die zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 bereitgestellt ist, kann eine beliebige Struktur aufweisen, solange Elektronen in die Licht emittierende Einheit auf einer Seite injiziert werden können und Löcher in die Licht emittierende Einheit auf der anderen Seite injiziert werden können, wenn eine Spannung zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102 angelegt wird. Zum Beispiel injiziert in 5A die Ladungserzeugungsschicht 115 Elektronen in die Licht emittierende Einheit 106 und Löcher in die Licht emittierende Einheit 108, wenn eine Spannung derart angelegt wird, dass das Potential der Elektrode 101 höher als dasjenige der Elektrode 102 wird.
Es sei angemerkt, dass hinsichtlich der Lichtextraktionseffizienz die Ladungserzeugungsschicht 115 bevorzugt sichtbares Licht durchlässt (im Besonderen weist sie eine Lichtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % auf). Die Ladungserzeugungsschicht 115 arbeitet selbst dann, wenn sie eine niedrigere Leitfähigkeit aufweist als das Paar von Elektroden (die Elektroden 101 und 102).
Es sei angemerkt, dass das Ausbilden der Ladungserzeugungsschicht 115 unter Verwendung eines der vorstehenden Materialien einen durch die Schichtanordnung der Licht emittierenden Schichten verursachten Anstieg der Ansteuerspannung unterdrücken kann.
Das Licht emittierende Element, das zwei Licht emittierende Einheiten umfasst, wurde anhand von 5A beschrieben; jedoch kann eine ähnliche Struktur auch auf ein Licht emittierendes Element angewandt werden, bei dem drei oder mehr Licht emittierende Einheiten übereinander angeordnet sind. Durch eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten, die von der Ladungserzeugungsschicht getrennt werden, zwischen einem Paar von Elektroden kann, genauso wie bei dem Licht emittierenden Element 250, ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht mit hoher Leuchtdichte emittieren kann, wobei die Stromdichte niedrig gehalten wird, und eine lange Lebensdauer aufweist. Ein Licht emittierendes Element mit einem niedrigen Stromverbrauch kann bereitgestellt werden.
Wenn die Strukturen, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, für mindestens eine der Vielzahl von Einheiten verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden.
Vorzugsweise weist die Licht emittierende Schicht 170 der Licht emittierenden Einheit 106 die Struktur der Licht emittierenden Schicht 130 oder der Licht emittierenden Schicht 135 auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, wobei in diesem Falle das Licht emittierende Element 250 eine ausreichend hohe Emissionseffizienz aufweist.
Die Licht emittierende Schicht 120, die in der Licht emittierenden Einheit 108 enthalten ist, enthält ein Gastmaterial 121 und ein Wirtsmaterial 122, wie in 5B dargestellt. Es sei angemerkt, dass das Gastmaterial 121 nachfolgend als fluoreszierendes Material beschrieben wird.
<<Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 120>>
Der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 120 wird nachfolgend beschrieben.
Indem Elektronen und Löcher, die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) oder der Ladungserzeugungsschicht in der Licht emittierenden Schicht 120 injiziert werden, rekombinieren, werden Exzitone gebildet. Da die Menge des Wirtsmaterials 122 größer als diejenige des Gastmaterials 121 ist, wird das Wirtsmaterial 122 durch die Exzitonenerzeugung in einen angeregten Zustand versetzt.
Es sei angemerkt, dass der Begriff „Exziton“ ein Ladungsträger-(Elektronen und Loch) Paar meint. Da Exzitone Energie aufweisen, wird ein Material, in dem Exzitone gebildet werden, in einen angeregten Zustand versetzt.
In dem Fall, in dem der gebildete Anregungszustand des Wirtsmaterials 122 ein Singulett-Anregungszustand ist, wird die Singulett-Anregungsenergie von dem S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 auf das S1-Niveau des Gastmaterials 121 übertragen, wodurch der Singulett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 gebildet wird.
Da das Gastmaterial 121 ein fluoreszierendes Material ist, emittiert das Gastmaterial 121 sofort Licht, wenn ein Singulett-Anregungszustand in dem Gastmaterial 121 gebildet wird. Um in diesem Fall eine hohe Lichtemissionseffizienz zu erhalten, ist die Fluoreszenzquantenausbeute des Gastmaterials 121 vorzugsweise hoch. Das gleiche kann auch auf den Fall zutreffen, in dem ein Singulett-Anregungszustand durch Rekombination von Ladungsträgern in dem Gastmaterial 121 gebildet wird.
Als Nächstes wird der Fall beschrieben, in dem die Rekombination von Ladungsträgern einen Triplett-Anregungszustand des Wirtsmaterials 122 bildet. Die Korrelation der Energieniveaus des Wirtsmaterials 122 und des Gastmaterials 121 in diesem Fall wird in 5C gezeigt. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 5C darstellen. Es sei angemerkt, dass, da das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 vorzugsweise niedriger ist als das T1-Niveau des Gastmaterials 121, 5C diesen vorzuziehenden Fall zeigt. Jedoch kann das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 höher als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 sein.

Gast (121): das Gastmaterial 121 (das fluoreszierende Material);
Wirt (122): das Wirtsmaterial 122;
S_FG: das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials);
T_FG: das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials);
S_FH: das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122; und
T_FH: das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122.

Wie in 5C dargestellt, tritt eine Triplett-Triplett-Annihilation (TTA) auf; das heißt: Triplett-Exzitone, die durch Ladungsträgerrekombination gebildet werden, wechselwirken miteinander, und eine Anregungsenergie wird übertragen, und Spin-Drehimpulse werden ausgetauscht; als ein Ergebnis tritt eine Reaktion auf, bei der die Triplett-Exzitone in Singulett-Exzitone umgewandelt werden, die die Energie des S1-Niveaus des Wirtsmaterials 122 aufweisen (S_FH) (siehe TTA in 5C). Die Singulett-Anregungsenergie des Wirtsmaterials 122 wird von S_FH auf das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (S_FG) übertragen, das eine niedrigere Energie als S_FH aufweist (siehe Route E₅ in 5C), und ein Singulett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 wird gebildet, wodurch das Gastmaterial 121 Licht emittiert.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Dichte der Triplett-Exzitone in der Licht emittierenden Schicht 120 ausreichend hoch ist (z. B. 1 × 10^-12 cm^-3 oder höher), nur die Reaktion von zwei Triplett-Exzitonen, die nahe beieinander liegen, in Betracht gezogen werden kann, wohingegen eine Deaktivierung eines einzelnen Triplett-Exzitons ignoriert werden kann.
In dem Fall, in dem ein Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 durch Ladungsträgerrekombination gebildet wird, wird der Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 121 thermisch deaktiviert, und es ist schwierig, diesen für eine Lichtemission zu verwenden. Jedoch kann in dem Fall, in dem das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (T_FH) niedriger als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (T_FG) ist, die Triplett-Anregungsenergie des Gastmaterials 121 von dem T1-Niveau des Gastmaterials 121 (T_FG) auf das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (T_FH) übertragen (siehe Route E₆ in 5C) und dann für TTA verwendet werden.
Mit anderen Worten: Das Wirtsmaterial 122 weist vorzugsweise eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie auf, indem TTA hervorgerufen wird, so dass die Triplett-Anregungsenergie, die in der Licht emittierenden Schicht 120 erzeugt wird, in dem Wirtsmaterial 122 durch TTA teilweise in eine Singulett-Anregungsenergie umgewandelt werden kann. Die Singulett-Anregungsenergie kann auf das Gastmaterial 121 übertragen und als Fluoreszenz entnommen werden. Um diesen Effekt zu erhalten, ist das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (S_FH) vorzugsweise höher als das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (S_FG). Außerdem ist das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (T_FH) vorzugsweise niedriger als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (T_FG) .
Es sei angemerkt, dass insbesondere in dem Fall, in dem das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (T_FG) niedriger ist als das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (T_FH), das Gewichtsverhältnis des Gastmaterials 121 zu dem Wirtsmaterial 122 vorzugsweise niedrig ist. Insbesondere ist das Gewichtsverhältnis des Gastmaterials 121 zu dem Wirtsmaterial 122 vorzugsweise größer als 0 und kleiner als oder gleich 0,05, wobei in diesem Fall die Wahrscheinlichkeit der Ladungsträgerrekombination in dem Gastmaterial 121 verringert werden kann. Außerdem kann die Wahrscheinlichkeit der Energieübertragung von dem T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 (T_FH) auf das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (T_FG) verringert werden.
Es sei angemerkt, dass das Wirtsmaterial 122 aus einer einzelnen Verbindung oder einer Vielzahl von Verbindungen bestehen kann.
In dem Fall, in dem die Licht emittierenden Einheiten 106 und 108 Gastmaterialien mit unterschiedlichen Emissionsfarben enthalten, weist Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 120 emittiert wird, vorzugsweise einen Peak auf der kürzeren Wellenlängenseite auf als Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird. Die Leuchtdichte eines Licht emittierenden Elements, bei dem ein Material mit einem hohen Triplett-Anregungsenergieniveau verwendet wird, neigt dazu, sich schnell zu verschlechtern. TTA wird in der Licht emittierenden Schicht, die Licht mit einer kurzen Wellenlänge emittiert, verwendet, so dass ein Licht emittierendes Element mit einer geringeren Verschlechterung der Leuchtdichte bereitgestellt werden kann.
<Strukturbeispiel 2 des Licht emittierenden Elements>
6A ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 252.
Das Licht emittierende Element 252, das in 6A dargestellt wird, umfasst, wie das vorstehend beschriebene Licht emittierende Element 250, eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (die Licht emittierende Einheit 106 und eine Licht emittierende Einheit 110 in 6A) zwischen einem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Mindestens eine der Licht emittierenden Einheiten weist vorzugsweise die gleiche Struktur wie die EL-Schicht 100 auf. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 die gleiche Struktur oder unterschiedliche Strukturen aufweisen können.
In dem Licht emittierenden Element 252, das in 6A dargestellt wird, sind die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 übereinander angeordnet, und eine Ladungserzeugungsschicht 115 ist zwischen der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 110 bereitgestellt. Beispielsweise wird die EL-Schicht 100 vorzugsweise in der Licht emittierenden Einheit 106 verwendet.
Das Licht emittierende Element 252 umfasst eine Licht emittierende Schicht 140 und die Licht emittierende Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 106 umfasst neben der Licht emittierenden Schicht 170 die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, eine Elektronentransportschicht 113 und eine Elektroneninjektionsschicht 114. Die Licht emittierende Einheit 110 umfasst neben der Licht emittierenden Schicht 140 eine Lochinjektionsschicht 116, eine Lochtransportschicht 117, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119.
Wenn die Struktur, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, für mindestens eine der Vielzahl von Einheiten verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden.
Die Licht emittierende Schicht der Licht emittierenden Einheit 110 umfasst vorzugsweise ein phosphoreszierendes Material. Mit anderen Worten: Vorzugsweise umfasst die Licht emittierende Schicht 140, die in der Licht emittierenden Einheit 110 enthalten ist, ein phosphoreszierendes Material, und die Licht emittierende Schicht 170, die in der Licht emittierenden Einheit 106 enthalten ist, weist die Struktur der Licht emittierenden Schicht 130 oder der Licht emittierenden Schicht 135 auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind. Ein Strukturbeispiel des Licht emittierenden Elements 252 in diesem Fall wird nachfolgend beschrieben.
Die Licht emittierende Schicht 140, die in der Licht emittierenden Einheit 110 enthalten ist, enthält ein Gastmaterial 141 und ein Wirtsmaterial 142, wie in 6B dargestellt. Das Wirtsmaterial 142 enthält eine organische Verbindung 142_1 und eine organische Verbindung 142_2. Bei der folgenden Beschreibung handelt es sich bei dem Gastmaterial 141, das in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten ist, um ein phosphoreszierendes Material.
<<Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 140>>
Als Nächstes wird der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 140 Im Folgenden beschrieben.
Die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2, die in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten sind, bilden einen Exciplex.
Solange die Kombination der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 einen Exciplex bilden kann, ist sie akzeptabel; jedoch handelt es sich vorzugsweise bei einer von ihnen um eine Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und bei der anderen um eine Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft.
6C zeigt eine Korrelation zwischen den Energieniveaus der organischen Verbindung 142_1, der organischen Verbindung 142_2 und dem Gastmaterial 141 in der Licht emittierenden Schicht 140. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 6C darstellen:

Gast (141): das Gastmaterial 141 (phosphoreszierendes Material);
Wirt (142_1): die organische Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
Wirt (142_2): die organische Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
T_PG: ein T1-Niveau des Gastmaterials 141 (phosphoreszierendes Material);
S_PH1: ein S1-Niveau der organischen Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
T_PH1: ein T1-Niveau der organischen Verbindung 142_1 (Wirtsmaterial);
S_PH2: ein S1-Niveau der organischen Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
T_PH2: ein T1-Niveau der organischen Verbindung 142_2 (Wirtsmaterial);
S_PE: ein S1-Niveau des Exciplexes; und
T_PE: ein T1-Niveau des Exciplexes.

Die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2 bilden einen Exciplex, und das S1-Niveau (S_PE) und das T1-Niveau (T_PE) des Exciplexes sind Energieniveaus, die nahe beieinander liegen (siehe Route E₇ in 6C).
Eine der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 empfängt ein Loch und die andere empfängt ein Elektron, wodurch ein Exciplex leicht gebildet wird. Alternativ wechselwirkt dann, wenn eine der organischen Verbindungen in einen angeregten Zustand versetzt wird, die andere sofort mit dieser, um einen Exciplex zu bilden. Folglich existieren die meisten Exzitone in der Licht emittierenden Schicht 140 als Exciplexe. Der Anregungszustand des Wirtsmaterials 142 kann mit niedriger Anregungsenergie gebildet werden, da die Anregungsenergieniveaus (S_PE und T_PE) des Exciplexes niedriger sind als die S1-Niveaus (S_PH1 und S_PH2) der Wirtsmaterialien (der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2), die den Exciplex bilden. Dies kann die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements verringern.
Beide Energien, S_PE und T_PE, des Exciplexes werden dann auf das T1-Niveau des Gastmaterials 141 (des phosphoreszierenden Materials) übertragen; somit wird eine Lichtemission erhalten (siehe Routen E₈ und E₉ in 6C).
Des Weiteren ist das T1-Niveau (T_PE) des Exciplexes vorzugsweise höher als das T1-Niveau (T_PG) des Gastmaterials 141. Demzufolge können die Singulett-Anregungsenergie und die Triplett-Anregungsenergie des gebildeten Exciplexes von dem S1-Niveau (S_PE) und dem T1-Niveau (T_PE) des Exciplexes auf das T1-Niveau (T_PG) des Gastmaterials 141 übertragen werden.
Es sei angemerkt, dass, um eine Anregungsenergie in effizienter Weise von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 zu übertragen, das T1-Niveau (T_PE) des Exciplexes vorzugsweise niedriger als oder gleich den T1-Niveaus (T_PH1 und T_PH2) der organischen Verbindungen (der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2) ist, die den Exciplex bilden. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Exciplexes auf Grund der organischen Verbindungen (der organischen Verbindungen 142_1 und 142_2) auftritt, was zu einer effizienten Energieübertragung von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 führt.
Um einen Exciplex in effizienter Weise durch die organische Verbindung 142_1 und die organische Verbindung 142_2 zu bilden, wird vorzugsweise das Folgende erfüllt: Das HOMO-Niveau einer der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 ist höher als dasjenige der anderen, und das LUMO-Niveau der einen der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 ist höher als dasjenige der anderen. Beispielsweise ist dann, wenn die organische Verbindung 142_1 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und die organische Verbindung 142_2 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 und ist das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 höher als das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2. Alternativ ist dann, wenn die organische Verbindung 142_2 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und die organische Verbindung 142_1 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und ist das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 höher als das LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1. Insbesondere ist die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und dem HOMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,1 eV, noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 eV. Alternativ ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_1 und dem LUMO-Niveau der organischen Verbindung 142_2 vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,1 eV, noch stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,2 eV.
In dem Fall, in dem die Kombination der organischen Verbindungen 142_1 und 142 2 eine Kombination einer Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und einer Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, kann die Ladungsträgerbalance leicht gesteuert werden, indem das Mischverhältnis angepasst wird. Insbesondere liegt das Gewichtsverhältnis von der Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft zu der Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1:9 bis 9:1. Da die Ladungsträgerbalance leicht durch die Struktur gesteuert werden kann, kann ein Ladungsträgerrekombinationsbereich ebenfalls leicht gesteuert werden.
Des Weiteren können die Mechanismen des Energieübertragungsprozesses zwischen den Molekülen des Wirtsmaterials 142 (Exciplex) und des Gastmaterials 141 wie bei der Ausführungsform 1 unter Verwendung von zwei Mechanismen beschrieben werden, d. h. dem Förster-Mechanismus (Dipol-Dipol-Wechselwirkung) und dem Dexter-Mechanismus (Elektronen-Austausch-Wechselwirkung). Für den Förster-Mechanismus und den Dexter-Mechanismus kann auf die Ausführungsform 1 verwiesen werden.
Um die Energieübertragung von dem Singulett-Anregungszustand des Wirtsmaterials (Exciplex) auf den Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 141, das als Energieakzeptor dient, zu fördern, überlappt sich das Emissionsspektrum des Exciplexes vorzugsweise mit dem Absorptionsband des Gastmaterials 141, das sich auf der längsten Wellenlängenseite (niedrigsten Energieseite) befindet. Demzufolge kann die Effizienz beim Erzeugen des Triplett-Anregungszustandes des Gastmaterials 141 erhöht werden.
Wenn die Licht emittierende Schicht 140 die vorstehend beschriebene Struktur aufweist, kann eine Lichtemission von dem Gastmaterial 141 (dem phosphoreszierenden Material) der Licht emittierenden Schicht 140 in effizienter Weise erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen die vorstehend beschriebenen Prozesse über die Routen E₇, E₈ und E₈ als Exciplex-Triplettenergieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET) bezeichnet werden können. Mit anderen Worten: In der Licht emittierenden Schicht 140 wird Anregungsenergie von dem Exciplex auf das Gastmaterial 141 übertragen. In diesem Fall ist die Effizienz des umgekehrten Intersystem-Crossings von T_PE zu S_PE und die Emissionsquantenausbeute von S_PE nicht notwendigerweise hoch; demzufolge können die Materialien von einer breiten Optionspalette ausgewählt werden.
Es sei angemerkt, dass das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird, vorzugsweise einen Peak auf der kürzeren Wellenlängenseite aufweist als das Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 140 emittiert wird. Da die Leuchtdichte eines Licht emittierenden Elements, bei dem ein phosphoreszierendes Material verwendet wird, das Licht mit einer kurzen Wellenlänge emittiert, dazu neigt, sich schnell zu verschlechtern, wird eine Fluoreszenz mit einer kurzen Wellenlänge verwendet, so dass ein Licht emittierendes Element mit einer geringeren Verschlechterung der Leuchtdichte bereitgestellt werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei jeder der vorstehend beschriebenen Strukturen die Emissionsfarben der Gastmaterialien, die in der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 bzw. in der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 110 verwendet werden, gleich oder unterschiedlich sein können. In dem Fall, in dem die gleichen Gastmaterialien, die Licht der gleichen Farbe emittieren, für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 oder für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 verwendet werden, können das Licht emittierende Element 250 und das Licht emittierende Element 252 eine hohe Emissionsleuchtdichte bei einem kleinen Stromwert aufweisen, was vorzuziehen ist. In dem Fall, in dem Gastmaterialien, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren, für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 oder für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 110 verwendet werden, können das Licht emittierende Element 250 und das Licht emittierende Element 252 eine mehrfarbige Lichtemission aufweisen, was vorzuziehen ist. In diesem Fall, synthetisieren dann, wenn eine Vielzahl von Licht emittierenden Materialien mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen in einer oder beiden der Licht emittierenden Schichten 120 und 170 oder in einer oder beiden der Licht emittierenden Schichten 140 und 170 verwendet wird, Lichter mit unterschiedlichen Emissionspeaks eine Lichtemission von dem Licht emittierenden Element 250 und dem Licht emittierenden Element 252. Das heißt: Das Emissionsspektrum des Licht emittierenden Elements 250 weist mindestens zwei Maximalwerte auf.
Die vorstehende Struktur ist ebenfalls dazu geeignet, eine weiße Lichtemission zu erhalten. Wenn die Licht emittierende Schicht 120 und die Licht emittierende Schicht 170 oder die Licht emittierende Schicht 140 und die Licht emittierende Schicht 170 Licht von Komplementärfarben emittieren, kann eine weiße Lichtemission erhalten werden. Vorzugsweise werden die Gastmaterialien insbesondere derart ausgewählt, dass eine weiße Lichtemission mit hoher Farbwiedergabeeigenschaft oder Lichtemission von mindestens Rot, Grün und Blau erhalten werden kann.
Mindestens eine der Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 kann in Schichten unterteilt sein, und die geteilten Schichten können jeweils ein unterschiedliches Licht emittierendes Material aufweisen. Das heißt: Mindestens eine der Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 kann aus zwei oder mehr Schichten bestehen. Beispielsweise wird in dem Fall, in dem die Licht emittierende Schicht ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Lochtransportschichtseite aus übereinander angeordnet werden, die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung eines Materials mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet. In diesem Fall kann ein Licht emittierendes Material, das in der ersten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, einem Licht emittierenden Material, das in der zweiten Licht emittierenden Schicht enthalten ist, gleichen oder sich von ihm unterscheiden. Außerdem können die Materialien Funktionen zum Emittieren von Licht der gleichen Farbe oder Licht unterschiedlicher Farben aufweisen. Eine weiße Lichtemission mit einer hohen Farbwiedergabeeigenschaft, die aus drei Primärfarben oder vier oder mehr Farben gebildet wird, kann erhalten werden, indem eine Vielzahl von Licht emittierenden Materialien verwendet wird, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren.
<Material, das bei den Licht emittierenden Schichten verwendet werden kann>
Als Nächstes werden Materialien beschrieben, die bei den Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 verwendet werden können.
<<Material, das bei der Licht emittierenden Schicht 120 verwendet werden kann>>
Bei der Licht emittierenden Schicht 120 ist das Wirtsmaterial 122 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 121 (das fluoreszierende Material) ist in dem Wirtsmaterial 122 dispergiert. Das S1-Niveau des Wirtsmaterials 122 ist vorzugsweise höher als das S1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials), während das T1-Niveau des Wirtsmaterials 122 vorzugsweise niedriger ist als das T1-Niveau des Gastmaterials 121 (des fluoreszierenden Materials).
Bei der Licht emittierenden Schicht 120 ist das Gastmaterial 121 vorzugsweise, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Chrysen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Perylen-Derivat, ein Stilben-Derivat, ein Acridon-Derivat, ein Cumarin-Derivat, ein Phenoxazin-Derivat, ein Phenothiazin-Derivat oder dergleichen, und eines der folgenden Materialien kann beispielsweise verwendet werden.
Die Beispiele umfassen 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), N,N'-Bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-N,N'-bis(4-tert-butylphenyl)pyren-1, 6-diamin (Abkürzung: 1,6tBu-FLPAPrn), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-3,8-dicyclohexylpyre n-1,6-diamin (Abkürzung: ch-1,6FLPAPrn), N,N'-Bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenylstilben-4,4'-diamin (Abkürzung: YGA2S), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(9,10-diphenyl-2-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: 2YGAPPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), Perylen, 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen (Abkürzung: TBP), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)-4'-(9-phenyl-9/-/-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), N,N''-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis[N,N,N'-triphenyl-1,4-ph enylendiamin] (Abkürzung: DPABPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(9,10-diphenyl-2-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPPA), N-[4-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPPA), N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetraamin (Abkürzung: DBC1), Cumarin 30, N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), N-[9,10-bis(1,1'-Biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N,9-diphenyl-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCABPhA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,N',N-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPAPA), N-[9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-2-anthryl]-N;N';N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin (Abkürzung: 2DPABPhA), 9,10-Bis(1,1'-biphenyl-2-yl)-N-[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N-phenylanthracen-2 -amin (Abkürzung: 2YGABPhA), N,N,9-Triphenylanthracen-9-amin (Abkürzung: DPhAPhA), Cumarin 6, Cumarin 545T, N,N-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 2,8-Di-tert-butyl-5,11-bis(4-tert-butylphenyl)-6,12-diphenyltetracen (Abkürzung: TBRb), Nilrot, 5,12-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-6,11-diphenyltetracen (Abkürzung: BPT), 2-(2-{2-[4-(Dimethylamino)phenyl]ethenyl}-6-methyl-4/-/-pyran-4-yliden)propand initril (Abkürzung: DCM1), 2-{2-Methyl-6-[2-(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCM2), N,N,N',N'-Tetrakis(4-methylphenyl)tetracen-5,11-diamin (Abkürzung: p-mPhTD), 7,14-Diphenyl-N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)acenaphtho[1,2-a]fluoranthen-3,10-diamin (Abkürzung: p-mPhAFD), 2-{2-Isopropyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chino lizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: DCJTI), 2-{2-tert-Butyl-6-[2-(1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]chinol izin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden} propandinitril (Abkürzung: DCJTB), 2-(2,6-Bis{2-[4-(dimethylamino)phenyl]ethenyl}-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (Abkürzung: BisDCM), 2-{2,6-Bis[2-(8-methoxy-1,1,7,7-tetramethyl-2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]c hinolizin-9-yl)ethenyl]-4/-/-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: BisDCJTM), und 5,10,15,20-Tetraphenylbisbenzo[5,6]indeno[1,2,3-cd:1',2',3'-Im]perylen.
Obwohl es keine besondere Beschränkung hinsichtlich eines Materials gibt, das als Wirtsmaterial 122 in der Licht emittierenden Schicht 120 verwendet werden kann, können beispielsweise beliebige der folgenden Materialien verwendet werden: Metallkomplexe, wie z. B. Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq₃), Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAlq), Bis(8-chinolinolato)zink(II) (Abkürzung: Znq), Bis[2-(2-benzoxazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnPBO) und Bis[2-(2-benzothiazolyl)phenolato]zink(II) (Abkürzung: ZnBTZ); heterocyclische Verbindungen, wie z. B: 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 1,3-Bis[5-(p-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-yl]benzol (Abkürzung: OXD-7), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 2,2',2''-(1,3,5-Benzoltriyl)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI), Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP) und 9-[4-(5-Phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CO11); und aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB oder α-NPD), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), und 4,4'-Bis[N-(spiro-9,9'-bifluoren-2-yl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: BSPB). Außerdem können kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie z. B. Anthracen-Derivate, Phenanthren-Derivate, Pyren-Derivate, Chrysen-Derivate und Dibenzo[g,p]chrysen-Derivate angegeben werden, und spezifische Beispiele umfassen 9,10-Diphenylanthracen (Abkürzung: DPAnth), N,N-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: CzA1PA), 4-(10-Phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: DPhPA), 4-(9H-Carbazol-9-yl)-4'-(10-phenyl-9-anthryl)triphenylamin (Abkürzung: YGAPA), N,9-Diphenyl-N-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPA), N,9-Diphenyl-N-{4-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N,9-Diphenyl-N-(9,10-diphenyl-2-anthryl)-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: 2PCAPA), 6,12-Dimethoxy-5,11-diphenylchrysen, N,N,N',N',N'',N'',N''',N'''-Octaphenyldibenzo[g,p]chrysen-2,7,10,15-tetramin (Abkürzung: DBC1), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9,9'-Bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilben-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 1,3,5-Tri(1-pyrenyl)benzol (Abkürzung: TPB3) und dergleichen. Eine oder mehrere Substanzen mit einer größeren Energielücke als das Gastmaterial 121 werden vorzugsweise aus diesen Substanzen und bekannten Substanzen ausgewählt.
Die Licht emittierende Schicht 120 kann eine Struktur aufweisen, bei der zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Schicht 120 ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Lochtransportschichtseite aus gestapelt werden, wird die erste Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Lochtransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet und wird die zweite Licht emittierende Schicht unter Verwendung einer Substanz mit einer Elektronentransporteigenschaft als Wirtsmaterial ausgebildet.
In der Licht emittierenden Schicht 120 kann das Wirtsmaterial 122 aus einer Art von Verbindung oder einer Vielzahl von Verbindungen bestehen. Alternativ kann die Licht emittierende Schicht 120 zusätzlich zu dem Wirtsmaterial 122 und dem Gastmaterial 121 ein weiteres Material enthalten.
<<Material, das bei der Licht emittierenden Schicht 140 verwendet werden kann>>
Bei der Licht emittierenden Schicht 140 ist das Wirtsmaterial 142 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 141 (das phosphoreszierende Material) ist in dem Wirtsmaterial 142 dispergiert. Die T1-Niveaus der Wirtsmaterialien 142 (der organischen Verbindungen142_1 und 142_2) der Licht emittierenden Schicht 140 sind vorzugsweise höher als das T1-Niveau des Gastmaterials 141 der Licht emittierenden Schicht 140.
Beispiele für die organische Verbindung 142_1 umfassen einen auf Zink oder Aluminium basierenden Metallkomplex, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Triazin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat und ein Phenanthrolin-Derivat. Weitere Beispiele sind ein aromatisches Amin und ein Carbazol-Derivat. Im Besonderen können das Elektronentransportmaterial und das Lochtransportmaterial, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, verwendet werden.
Als organische Verbindung 142_2 wird vorzugsweise eine Substanz verwendet, die gemeinsam mit der organischen Verbindung 142_1 einen Exciplex bilden kann. Im Besonderen können das Elektronentransportmaterial und das Lochtransportmaterial, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, verwendet werden. Vorzugsweise werden in diesem Fall die organische Verbindung 142_1, die organische Verbindung 142_2 und das Gastmaterial 141 (das phosphoreszierende Material) derart ausgewählt, dass sich der Emissionspeak des Exciplexes, der von der organischen Verbindung 142_1 und der organischen Verbindung 142_2 gebildet wird, mit einem Absorptionsband, insbesondere mit einem Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite, eines Triplett-Metall-zu-Ligand-Ladungsübertragungs-(MLCT-) Übergangs des Gastmaterials 141 (des phosphoreszierenden Materials) überlappt. Dies ermöglicht es, ein Licht emittierendes Element mit drastisch verbesserter Emissionseffizienz bereitzustellen. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material anstelle des phosphoreszierenden Materials verwendet wird, vorzugsweise das Absorptionsband auf der längsten Wellenlängenseite ein Singulett-Absorptionsband ist.
Als Gastmaterial 141 (phosphoreszierendes Material) kann ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder Metallkomplex verwendet werden; im Besonderen wird ein Organoiridiumkomplex, wie z. B. ein auf Iridium basierender, ortho-metallierter Komplex, bevorzugt. Als ortho-metallierter Ligand kann ein 4H-Triazol-Ligand, ein 1 H-Triazol-Ligand, ein Imidazol-Ligand, ein Pyridin-Ligand, ein Pyrimidin-Ligand, ein Pyrazin-Ligand, ein Isochinolin-Ligand und dergleichen angegeben werden. Als Metallkomplex kann ein Platinkomplex mit einem Porphyrin-Liganden und dergleichen angegeben werden. Im Besonderen kann das Material, das bei der Ausführungsform 1 als Beispiel für das Gastmaterial 131 beschrieben worden ist, verwendet werden.
Als Licht emittierendes Material, das in der Licht emittierenden Schicht 140 enthalten ist, kann ein beliebiges Material verwendet werden, solange das Material die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann. Als Beispiel für ein Material, das die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umwandeln kann, kann zusätzlich zu einem phosphoreszierenden Material ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material angegeben werden. Demzufolge ist es akzeptabel, dass „phosphoreszierendes Material“ in der Beschreibung durch „thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material“ ersetzt wird.
Das Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert, kann ein Material sein, das durch ein umgekehrtes Intersystem-Crossing einen Singulett-Anregungszustand aus einem Triplett-Anregungszustand bilden kann, oder kann eine Kombination einer Vielzahl von Materialien sein, die einen Exciplex bilden.
In dem Fall, in dem das Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert, aus einer Art von Material ausgebildet wird, kann insbesondere ein beliebiges der thermisch aktivierten, verzögert fluoreszierenden Materialien verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind.
In dem Fall, in dem das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird vorzugsweise eine Kombination zweier Arten von Verbindungen verwendet, die einen Exciplex bilden. In diesem Fall wird insbesondere vorzugsweise die vorstehend beschriebene Kombination einer Verbindung, die leicht Elektronen aufnimmt, und einer Verbindung, die leicht Löcher aufnimmt, verwendet, die einen Exciplex bilden.
<<Material, das in der Licht emittierenden Schicht 170, verwendet werden kann>>
Als Material, das für die Licht emittierende Schicht 170 verwendet werden kann, kann ein Material verwendet werden, das für die Licht emittierende Schicht in der Ausführungsform 1 verwendet werden kann, so dass ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz ausgebildet werden kann.
Es gibt keine Beschränkung hinsichtlich der Emissionsfarben der Licht emittierenden Materialien, die in den Licht emittierenden Schichten 120, 140 und 170 enthalten sind, und sie können gleich oder unterschiedlich sein. Licht, das von den Licht emittierenden Materialien emittiert wird, wird gemischt und aus dem Element entnommen; deshalb kann beispielsweise in dem Fall, in dem es sich bei ihren Emissionsfarben um Komplementärfarben handelt, das Licht emittierende Element weißes Licht emittieren. Unter Berücksichtigung der Zuverlässigkeit des Licht emittierenden Elements ist die Emissionspeakwellenlänge des Licht emittierenden Materials, das in der Licht emittierenden Schicht 120 enthalten ist, vorzugsweise kürzer als diejenige des Licht emittierenden Materials, das in der Licht emittierenden Schicht 170 enthalten ist.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierenden Einheiten 106, 108 und 110 sowie die Ladungserzeugungsschicht 115 durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, Tiefdruck oder dergleichen ausgebildet werden können.
Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform werden im Folgenden Beispiele der Licht emittierenden Elemente mit Strukturen, die sich von denjenigen unterscheiden, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden sind, anhand von 7A und 7B, 8A und 8B, 9A bis 9C und 10A bis 10C beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
7A und 7B sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen. In 7A und 7B wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 1A durch das gleiche Schraffurmuster wie in 1A dargestellt und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem werden gleiche Bezugszeichen für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und eine ausführliche Beschreibung der Abschnitte wird in einigen Fällen weggelassen.
Licht emittierende Elemente 260a und 260b in 7A und 7B können eine Bottom-Emissions-Struktur aufweisen, bei der Licht über das Substrat 200 entnommen wird, oder können eine Top-Emissions-Struktur aufweisen, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, in der Richtung entnommen wird, die dem Substrat 200 gegenüber liegt. Jedoch ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt, und ein Licht emittierendes Element mit einer Dual-Emissions-Struktur, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, sowohl in Top- als auch in Bottom-Richtung des Substrats entnommen wird, kann zum Einsatz kommen.
In dem Fall, in dem die Licht emittierenden Elemente 260a und 260b jeweils eine Bottom-Emissions-Struktur aufweisen, weist die Elektrode 101 vorzugsweise eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf und weist die Elektrode 102 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf. Alternativ weist in dem Fall, in dem die Licht emittierenden Elemente 260a und 260b jeweils eine Top-Emissions-Struktur aufweisen, die Elektrode 101 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf und weist die Elektrode 102 vorzugsweise eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf.
Die Licht emittierenden Elemente 260a und 260b umfassen jeweils die Elektrode 101 und die Elektrode 102 über dem Substrat 200. Zwischen den Elektroden 101 und 102 sind eine Licht emittierende Schicht 123B, eine Licht emittierende Schicht 123G und eine Licht emittierende Schicht 123R bereitgestellt. Die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Elektronentransportschicht 118 und die Elektroneninjektionsschicht 119 sind ebenfalls bereitgestellt.
Das Licht emittierende Element 260b umfasst, als Teil der Elektrode 101, eine leitende Schicht 101a, eine leitende Schicht 101b über der leitenden Schicht 101a und eine leitende Schicht 101c unter der leitenden Schicht 101a. Mit anderen Worten: Das Licht emittierende Element 260b umfasst die Elektrode 101 mit einer Struktur, bei der die leitende Schicht 101a zwischen der leitenden Schicht 101b und der leitenden Schicht 101c angeordnet ist.
In dem Licht emittierenden Element 260b können die leitende Schicht 101b und die leitende Schicht 101c aus unterschiedlichen Materialien oder dem gleichen Material ausgebildet werden. Die Elektrode 101 weist vorzugsweise eine Struktur auf, bei der die leitende Schicht 101a zwischen Schichten angeordnet ist, die aus dem gleichen leitenden Material ausgebildet werden, wobei in diesem Fall ein Strukturieren durch Ätzen in dem Prozess zum Ausbilden der Elektrode 101 leicht durchgeführt werden kann.
In dem Licht emittierenden Element 260b kann die Elektrode 101 entweder die leitende Schicht 101 b oder die leitende Schicht 101c umfassen.
Für jede der leitenden Schichten 101a, 101b und 101c, die in der Elektrode 101 enthalten sind, können die Struktur und Materialien der Elektrode 101 oder 102 verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind.
In 7A und 7B ist eine Trennwand 145 zwischen einem Bereich 221B, einem Bereich 221G und einem Bereich 221R bereitgestellt, die zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102 angeordnet sind. Die Trennwand 145 weist eine isolierende Eigenschaft auf. Die Trennwand 145 bedeckt Endabschnitte der Elektrode 101 und weist Öffnungen auf, die sich mit der Elektrode überlappen. Durch die Trennwand 145 kann die Elektrode 101, die über dem Substrat 200 in den Bereichen bereitgestellt ist, in Inselformen geteilt werden.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht 123B und die Licht emittierende Schicht 123G einander in einem Bereich überlappen können, in dem sie sich mit der Trennwand 145 überlappen. Die Licht emittierende Schicht 123G und die Licht emittierende Schicht 123R können einander in einem Bereich überlappen, in dem sie sich mit der Trennwand 145 überlappen. Die Licht emittierende Schicht 123R und die Licht emittierende Schicht 123B können einander in einem Bereich überlappen, in dem sie sich mit der Trennwand 145 überlappen.
Die Trennwand 145 weist eine isolierende Eigenschaft auf und wird unter Verwendung eines anorganischen oder organischen Materials ausgebildet. Beispiele für das anorganische Material umfassen Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid. Beispiele für das organische Material umfassen lichtempfindliche Harzmaterialien, wie z. B. ein Acrylharz und ein Polyimidharz.
Es sei angemerkt, dass ein Siliziumoxynitridfilm einen Film meint, bei dem der Anteil von Sauerstoff höher ist als derjenige von Stickstoff. Der Siliziumoxynitridfilm enthält vorzugsweise Sauerstoff, Stickstoff, Silizium und Wasserstoff in den Bereichen von jeweils 55 Atom-% bis 65 Atom-%, 1 Atom-% bis 20 Atom-%, 25 Atom-% bis 35 Atom-% und 0,1 Atom-% bis 10 Atom-%. Ein Siliziumnitridoxidfilm meint einen Film, bei dem der Anteil von Stickstoff höher ist als derjenige von Sauerstoff. Der Siliziumnitridoxidfilm enthält vorzugsweise Stickstoff, Sauerstoff, Silizium und Wasserstoff in den Bereichen von jeweils 55 Atom-% bis 65 Atom-%, 1 Atom-% bis 20 Atom-%, 25 Atom-% bis 35 Atom-% und 0,1 Atom-% bis 10 Atom-%.
Die Licht emittierenden Schichten 123R, 123G und 123B enthalten vorzugsweise Licht emittierende Materialien mit Funktionen zum Emittieren von Licht unterschiedlicher Farben. Wenn die Licht emittierende Schicht 123R beispielsweise ein Licht emittierendes Material mit einer Funktion zum Emittieren von Rot aufweist, emittiert der Bereich 221 R rotes Licht. Wenn die Licht emittierende Schicht 123G ein Licht emittierendes Material mit einer Funktion zum Emittieren von Grün aufweist, emittiert der Bereich 221G grünes Licht. Wenn die Licht emittierende Schicht 123B ein Licht emittierendes Material mit einer Funktion zum Emittieren von Blau aufweist, emittiert der Bereich 221 B blaues Licht. Das Licht emittierende Element 260a oder 260b mit einer derartigen Struktur wird in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung verwendet, wodurch eine Vollfarbanzeigevorrichtung hergestellt werden kann. Die Dicken der Licht emittierenden Schichten können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden.
Eine oder mehrere der Licht emittierenden Schicht 123B, der Licht emittierenden Schicht 123G und der Licht emittierenden Schicht 123R weisen vorzugsweise mindestens eine der Strukturen der Licht emittierenden Schichten 130 und 135 auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind. In diesem Fall kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz hergestellt werden.
Eine oder mehrere der Licht emittierenden Schichten 123B, 123G und 123R kann/können zwei oder mehr übereinander angeordnete Schichten umfassen.
Wenn mindestens eine Licht emittierende Schicht die Licht emittierende Schicht umfasst, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden ist, und das Licht emittierende Element 260a oder 260b, das die Licht emittierende Schicht umfasst, in Pixeln einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann eine Anzeigevorrichtung mit hoher Emissionseffizienz hergestellt werden. Die Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 260a oder 260b umfasst, kann somit einen verringerten Stromverbrauch aufweisen.
Indem ein optisches Element (z. B. ein Farbfilter, eine polarisierende Platte und ein Antireflexionsfilm) auf der Seite der Lichtextraktion der Elektrode bereitgestellt wird, über die Licht entnommen wird, kann die Farbreinheit von jedem der Licht emittierenden Elemente 260a und 260b verbessert werden. Demzufolge kann die Farbreinheit einer Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 260a oder 260b umfasst, verbessert werden. Alternativ kann die Reflektion von Außenlicht von jedem der Licht emittierenden Elemente 260a und 260b verringert werden. Demzufolge kann das Kontrastverhältnis einer Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 260a oder 260b umfasst, verbessert werden.
Für die anderen Komponenten der Licht emittierenden Elemente 260a und 260b kann auf die Komponenten des Licht emittierenden Elements in den Ausführungsformen 1 und 2 verwiesen werden.
<Strukturbeispiel 2 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes werden Strukturbeispiele, die sich von den Licht emittierenden Elementen unterscheiden, die in 7A und 7B dargestellt werden, im Folgenden anhand von 8A und 8B beschrieben.
8A und 8B sind Querschnittsansichten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 8A und 8B wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 7A und 7B durch das gleiche Schraffurmuster wie in 7A und 7B dargestellt und nicht eigens mit einem Bezugszeichen versehen. Zudem werden gleiche Bezugszeichen für Abschnitte mit ähnlichen Funktionen verwendet, und eine ausführliche Beschreibung der Abschnitte wird in einigen Fällen weggelassen.
8A und 8B stellen Strukturbeispiele eines Licht emittierenden Elements dar, das die Licht emittierende Schicht zwischen einem Paar von Elektroden umfasst. Ein Licht emittierendes Element 262a, das in 8A dargestellt wird, weist eine Top-Emissions-Struktur auf, bei der Licht in einer Richtung entnommen wird, die dem Substrat 200 gegenüber liegt, und ein Licht emittierendes Element 262b, das in 8B dargestellt wird, weist eine Bottom-Emissions-Struktur auf, bei der Licht zu der Seite des Substrats 200 entnommen wird. Jedoch ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Strukturen beschränkt, und sie kann eine Dual-Emissions-Struktur aufweisen, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element entnommen wird, in Bezug auf das Substrat 200, über dem das Licht emittierende Element ausgebildet ist, sowohl in Top- als auch in Bottom-Richtung entnommen wird.
Die Licht emittierenden Elemente 262a und 262b umfassen jeweils die Elektrode 101, die Elektrode 102, eine Elektrode 103 und eine Elektrode 104 über dem Substrat 200. Mindestens eine Licht emittierende Schicht 170, eine Licht emittierende Schicht 190 und eine Ladungserzeugungsschicht 115 sind zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102, zwischen der Elektrode 102 und der Elektrode 103 und zwischen der Elektrode 102 und der Elektrode 104 bereitgestellt. Die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Elektronentransportschicht 113, die Elektroneninjektionsschicht 114, die Lochinjektionsschicht 116, die Lochtransportschicht 117, die Elektronentransportschicht 118 und die Elektroneninjektionsschicht 119 sind ferner bereitgestellt.
Die Elektrode 101 umfasst eine leitende Schicht 101a und eine leitende Schicht 101b über und in Kontakt mit der leitenden Schicht 101 a. Die Elektrode 103 umfasst eine leitende Schicht 103a und eine leitende Schicht 103b über und in Kontakt mit der leitenden Schicht 103a. Die Elektrode 104 umfasst eine leitende Schicht 104a und eine leitende Schicht 104b über und in Kontakt mit der leitenden Schicht 104a.
Das Licht emittierende Element 262a, das in 8A dargestellt wird, und das Licht emittierende Element 262b, das in 8B dargestellt wird, umfassen jeweils eine Trennwand 145 zwischen einem Bereich 222B, der zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102 angeordnet ist, einem Bereich 222G, der zwischen der Elektrode 102 und der Elektrode 103 angeordnet ist, und einem Bereich 222R, der zwischen der Elektrode 102 und der Elektrode 104 angeordnet ist. Die Trennwand 145 weist eine isolierende Eigenschaft auf. Die Trennwand 145 bedeckt Endabschnitte der Elektroden 101, 103 und 104 und weist Öffnungen auf, die sich mit den Elektroden überlappen. Durch die Trennwand 145 können die Elektroden, die über dem Substrat 200 in den Bereichen bereitgestellt sind, in Inselformen geteilt werden.
Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann mit einem Material, das durch Hinzufügen eines Elektronenakzeptors (Akzeptor) zu einem Lochtransportmaterial erhalten wird, oder einem Material ausgebildet werden, das durch Hinzufügen eines Elektronendonators (Donator) zu einem Elektronentransportmaterial erhalten wird. Es sei angemerkt, dass dann, wenn die Leitfähigkeit der Ladungserzeugungsschicht 115 genauso hoch wie diejenige des Paars von Elektroden ist, die Ladungsträger, die in der Ladungserzeugungsschicht 115 erzeugt werden, zu einem benachbarten Pixel wandern könnten, und eine Lichtemission könnte in dem Pixel auftreten. Um eine derartig verfälschte Lichtemission von einem benachbarten Pixel zu vermeiden, wird die Ladungserzeugungsschicht 115 vorzugsweise mit einem Material ausgebildet, dessen Leitfähigkeit niedriger ist als diejenige des Paars von Elektroden.
Die Licht emittierenden Elemente 262a und 262b umfassen jeweils ein Substrat 220, das mit einem optischen Element 224B, einem optischen Element 224G und einem optischen Element 224R in der Richtung bereitgestellt ist, in der Licht, das von dem Bereich 222B emittiert wird, Licht, das von dem Bereich 222G emittiert wird, und Licht, das von dem Bereich 222R emittiert wird, entnommen werden. Das Licht, das von jedem Bereich emittiert wird, wird zur Außenseite des Licht emittierenden Elements über jedes optische Element emittiert. Mit anderen Worten: Das Licht von dem Bereich 222B, das Licht von dem Bereich 222G und das Licht von dem Bereich 222R werden jeweils über das optische Element 224B, das optische Element 224G und das optische Element 224R emittiert.
Die optischen Elemente 224B, 224G und 224R weisen jeweils eine Funktion zum selektiven Übertragen von Licht einer bestimmten Farbe des einfallenden Lichts auf. Beispielsweise handelt es sich bei dem Licht, das von dem Bereich 222B über das optische Element 224B emittiert wird, um blaues Licht, handelt es sich bei dem Licht, das von dem Bereich 222G über das optische Element 224G emittiert wird, um grünes Licht, und handelt es sich bei dem Licht, das von dem Bereich 222R über das optische Element 224R emittiert wird, um rotes Licht.
Beispielsweise kann eine Farbschicht (auch als Farbfilter bezeichnet), ein Bandpassfilter, ein Multilayer-Filter oder dergleichen für die optischen Elemente 224R, 224G und 224B verwendet werden. Alternativ können Farbumwandlungselemente als optische Elemente verwendet werden. Ein Farbumwandlungselement ist ein optisches Element, das einfallendes Licht in Licht mit einer längeren Wellenlänge als das einfallende Licht umwandelt. Als Farbumwandlungselemente können Quantenpunktelemente vorteilhaft verwendet werden. Die Verwendung des Quantenpunktes kann die Farbreproduzierbarkeit der Anzeigevorrichtung erhöhen.
Ein oder mehrere optische Element/e kann/können über jedem der optischen Elemente 224R, 224G und 224B angeordnet werden. Als weiteres optisches Element kann beispielsweise eine zirkular polarisierende Platte, ein Antireflexionsfilm oder dergleichen bereitgestellt werden. Eine zirkular polarisierende Platte, die auf der Seite bereitgestellt ist, auf der Licht, das von dem Licht emittierenden Element der Anzeigevorrichtung emittiert wird, entnommen wird, kann ein Phänomen verhindern, bei dem Licht, das von der Außenseite der Anzeigevorrichtung einfällt, in der Anzeigevorrichtung reflektiert und zurück nach außen geleitet wird. Ein Antireflexionsfilm kann Außenlicht, das von einer Oberfläche der Anzeigevorrichtung reflektiert wird, schwächen. Dies führt zu einer eindeutigen Beobachtung von Licht, das von der Anzeigevorrichtung emittiert wird.
Es sei angemerkt, dass in 8A und 8B blaues Licht (B), grünes Licht (G) und rotes Licht (R), die über die optischen Elemente von den Bereichen emittiert werden, schematisch durch Pfeile aus gestrichelten Linien dargestellt werden.
Eine lichtundurchlässige Schicht 223 ist zwischen den optischen Elementen bereitgestellt. Die lichtundurchlässige Schicht 223 weist eine Funktion zum Blockieren von Licht auf, das von den benachbarten Bereichen emittiert wird. Es sei angemerkt, dass eine Struktur ohne die lichtundurchlässige Schicht 223 ebenfalls zum Einsatz kommen kann.
Die lichtundurchlässige Schicht 223 weist eine Funktion zum Verringern der Reflektion von Außenlicht auf. Die lichtundurchlässige Schicht 223 weist eine Funktion zum Verhindern einer Mischung von Licht auf, das von einem benachbarten Licht emittierenden Element emittiert wird. Als lichtundurchlässige Schicht 223 kann ein Metall, ein Harz, das ein schwarzes Pigment enthält, Kohlenschwarz, ein Metalloxid, ein Verbundoxid, das eine feste Lösung aus einer Vielzahl von Metalloxiden enthält, oder dergleichen verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass das optische Element 224B und das optische Element 224G einander in einem Bereich überlappen können, in dem sie sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 223 überlappen. Außerdem können das optische Element 224G und das optische Element 224R einander in einem Bereich überlappen, in dem sie sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 223 überlappen. Außerdem können das optische Element 224R und das optische Element 224B einander in einem Bereich überlappen, in dem sie sich mit der lichtundurchlässigen Schicht 223 überlappen.
Für die Strukturen des Substrats 200 und des Substrats 220, die mit den optischen Elementen bereitgestellt sind, kann auf die Ausführungsform 1 verwiesen werden.
Des Weiteren weisen die Licht emittierenden Elemente 262a und 262b eine Mikrokavitätsstruktur auf.
<<Mikrokavitätsstruktur>>
Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 und der Licht emittierenden Schicht 190 emittiert wird, schwingt zwischen einem Paar von Elektroden (z. B. der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Die Licht emittierende Schicht 170 und die Licht emittierende Schicht 190 werden an einer derartigen Stelle ausgebildet, dass sie das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das emittiert werden soll, verstärken. Indem beispielsweise die optische Länge von einem reflektierenden Bereich der Elektrode 101 zu dem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 170 sowie die optische Länge von einem reflektierenden Bereich der Elektrode 102 zu dem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 170 angepasst wird, kann das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird, verstärkt werden. Indem die optische Länge von dem reflektierenden Bereich der Elektrode 101 zu dem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 190 sowie die optische Länge von dem reflektierenden Bereich der Elektrode 102 zu dem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 190 angepasst wird, kann das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 190 emittiert wird, verstärkt werden. Im Falle eines Licht emittierenden Elements, bei dem eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten (hier die Licht emittierenden Schichten 170 und 190) übereinander angeordnet wird, werden die optischen Längen der Licht emittierenden Schichten 170 und 190 vorzugsweise optimiert.
In jedem der Licht emittierenden Elemente 262a und 262b kann das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das von den Licht emittierenden Schichten 170 und 190 emittiert wird, erhöht werden, indem die Dicken der leitenden Schichten (der leitenden Schicht 101b, der leitenden Schicht 103b und der leitenden Schicht 104b) in jedem Bereich angepasst werden. Es sei angemerkt, dass sich die Dicke von mindestens einer der Lochinjektionsschicht 111 und der Lochtransportschicht 112 oder von mindestens einer der Elektroneninjektionsschicht 119 und der Elektronentransportschicht 118 zwischen den Bereichen unterscheiden können, um das Licht, das von den Licht emittierenden Schichten 170 und 190 emittiert wird, zu erhöhen.
Beispielsweise wird in dem Fall, in dem der Brechungsindex des leitenden Materials mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht in den Elektroden 101 bis 104 niedriger als der Brechungsindex der Licht emittierenden Schicht 170 oder 190 ist, die Dicke der leitenden Schicht 101b der Elektrode 101 derart angepasst, dass die optische Länge zwischen der Elektrode 101 und der Elektrode 102 zu m_Bλ_B/2 wird (m_B ist eine natürliche Zahl und λ_B ist die Wellenlänge des Lichts, das in dem Bereich 222B verstärkt wird). Die Dicke der leitenden Schicht 103b der Elektrode 103 wird auf ähnliche Weise derart angepasst, dass die optische Länge zwischen der Elektrode 103 und der Elektrode 102 zu m_Gλ_G/2 wird (m_G ist eine natürliche Zahl und λ_G ist die Wellenlänge des Lichts, das in dem Bereich 222G verstärkt wird). Des Weiteren wird die Dicke der leitenden Schicht 104b der Elektrode 104 derart angepasst, dass die optische Länge zwischen der Elektrode 104 und der Elektrode 102 zu m_Rλ_R/2 wird (m_R ist eine natürliche Zahl und λ_R ist die Wellenlänge des Lichts, das in dem Bereich 222R verstärkt wird).
In dem Fall, in dem es schwierig ist, die reflektierenden Bereiche der Elektroden 101 bis 104 präzise zu bestimmen, kann die optische Länge zum Erhöhen der Intensität des Lichts, das von der Licht emittierenden Schicht 170 oder der Licht emittierenden Schicht 190 emittiert wird, abgeleitet werden, indem angenommen wird, dass es sich bei bestimmten Bereichen der Elektroden 101 bis 104 um die reflektierenden Bereiche handelt. In dem Fall, in dem es schwierig ist, die Licht emittierenden Bereiche der Licht emittierenden Schicht 170 und der Licht emittierenden Schicht 190 präzise zu bestimmen, kann die optische Länge zum Erhöhen der Intensität des Lichts, das von der Licht emittierenden Schicht 170 und der Licht emittierenden Schicht 190 emittiert wird, abgeleitet werden, indem angenommen wird, dass es sich bei bestimmten Bereichen der Licht emittierenden Schicht 170 und der Licht emittierenden Schicht 190 um die Licht emittierenden Bereiche handelt.
Auf die vorstehende Weise kann durch die Mikrokavitätsstruktur, bei der die optische Länge zwischen dem Paar von Elektroden in den jeweiligen Bereichen angepasst wird, eine Streuung und Absorption von Licht in der Umgebung der Elektroden unterdrückt werden, was zu einer hohen Lichtextraktionseffizienz führt.
Bei der vorstehenden Struktur weisen die leitenden Schichten 101b, 103b und 104b vorzugsweise eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf. Die Materialien für die leitenden Schichten 101b, 103b und 104b können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden. Vorzugsweise wird das gleiche Material für die leitende Schicht 101b, die leitende Schicht 103b und die leitende Schicht 104b verwendet, da eine Strukturierung durch Ätzen in dem Ausbildungsprozess der Elektrode 101, der Elektrode 103 und der Elektrode 104 leicht durchgeführt werden kann. Jede der leitenden Schichten 101b, 103b und 104b kann eine mehrschichtige Struktur aus zwei oder mehr Schichten aufweisen.
Da das Licht emittierende Element 262a, das in 8A dargestellt wird, eine Top-Emissions-Struktur aufweist, weisen die leitende Schicht 101a, die leitende Schicht 103a und die leitende Schicht 104a eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf. Außerdem weist die Elektrode 102 vorzugsweise Funktionen zum Durchlässen und Reflektieren von Licht auf.
Da das Licht emittierende Element 262b, das in 8B dargestellt wird, eine Bottom-Emissions-Struktur aufweist, weisen die leitende Schicht 101a, die leitende Schicht 103a und die leitende Schicht 104a vorzugsweise Funktionen zum Durchlässen und Reflektieren von Licht auf. Außerdem weist die Elektrode 102 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf.
In jedem der Licht emittierenden Elemente 262a und 262b können die leitenden Schichten 101a, 103a und 104a aus unterschiedlichen Materialien oder dem gleichen Material ausgebildet werden. Wenn die leitenden Schichten 101a, 103a und 104a aus dem gleichen Material ausgebildet werden, können die Herstellungskosten der Licht emittierenden Elemente 262a und 262b verringert werden. Es sei angemerkt, dass jede der leitenden Schichten 101a, 103a und 104a eine mehrschichtige Struktur aus zwei oder mehr Schichten aufweisen kann.
Mindestens eine der Strukturen, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden sind, wird vorzugsweise für mindestens eine der Licht emittierenden Schichten 170 und 190 verwendet, die in den Licht emittierenden Elementen 262a und 262b enthalten sind. Auf diese Weise können die Licht emittierenden Elemente eine hohe Emissionseffizienz aufweisen.
Eine oder beide der Licht emittierenden Schichten 170 und 190 kann/können, wie die Licht emittierenden Schichten 190a und 190b, beispielsweise eine mehrschichtige Struktur aus zwei Schichten aufweisen. Zwei Arten von Licht emittierenden Materialien (eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung) zum Emittieren von Licht unterschiedlicher Farben werden in den zwei Licht emittierenden Schichten verwendet, so dass Licht einer Vielzahl von Farben zur gleichen Zeit erhalten werden kann. Vorzugsweise werden die Licht emittierenden Materialien der Licht emittierenden Schichten insbesondere derart ausgewählt, dass weißes Licht erhalten werden kann, indem Lichtemissionen von den Licht emittierenden Schichten 170 und 190 kombiniert werden.
Eine oder beide der Licht emittierenden Schichten 170 und 190 kann/können eine mehrschichtige Struktur aus drei oder mehr Schichten aufweisen, bei der eine Schicht enthalten sein kann, die kein Licht emittierendes Material enthält.
Indem das Licht emittierende Element 262a oder 262b, das die Licht emittierende Schicht umfasst, die mindestens eine der Strukturen aufweist, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden sind, in Pixeln einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann auf die vorstehend beschriebene Weise eine Anzeigevorrichtung mit hoher Emissionseffizienz hergestellt werden. Die Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 262a oder 262b umfasst, kann somit einen geringen Stromverbrauch aufweisen.
Für die anderen Komponenten der Licht emittierenden Elemente 262a und 262b kann auf die Komponenten des Licht emittierenden Elements 260a oder 260b oder des Licht emittierenden Elements in der Ausführungsform 1 und 2 verwiesen werden.
<Herstellungsverfahren des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden anhand von 9A bis 9C und 10A bis 10C beschrieben. Hier wird ein Verfahren zum Herstellen des Licht emittierenden Elements 262a, das in 8A dargestellt wird, beschrieben.
9A bis 9C und 10A bis 10C sind Querschnittsansichten, die ein Verfahren zum Herstellen des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
Das im Folgenden beschriebene Verfahren zum Herstellen des Licht emittierenden Elements 262a umfasst einen ersten bis siebten Schritt.
<<Erster Schritt>>
In dem ersten Schritt werden die Elektroden (insbesondere die leitende Schicht 101a der Elektrode 101, die leitende Schicht 103a der Elektrode 103 und die leitende Schicht 104a der Elektrode 104) der Licht emittierenden Elemente über dem Substrat 200 ausgebildet (siehe 9A).
Bei dieser Ausführungsform wird eine leitende Schicht mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht über dem Substrat 200 ausgebildet und zu einer erwünschten Form verarbeitet; wodurch die leitenden Schichten 101a, 103a und 104a ausgebildet werden. Als leitende Schicht mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht wird ein Legierungsfilm aus Silber, Palladium und Kupfer (auch als Ag-Pg-Cu-Film oder APC bezeichnet) verwendet. Die leitenden Schichten 101a, 103a und 104a werden vorzugsweise durch einen Schritt zum Verarbeiten der gleichen leitenden Schicht ausgebildet, da dadurch die Herstellungskosten verringert werden können.
Es sei angemerkt, dass eine Vielzahl von Transistoren vor dem ersten Schritt über dem Substrat 200 ausgebildet werden kann. Die Vielzahl von Transistoren kann elektrisch mit den leitenden Schichten 101a, 103a und 104a verbunden sein.
<<Zweiter Schritt>>
In dem zweiten Schritt wird die durchsichtige leitende Schicht 101b mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht über der leitenden Schicht 101a der Elektrode 101 ausgebildet, wird die durchsichtige leitende Schicht 103b mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht über der leitenden Schicht 103a der Elektrode 103 ausgebildet, und wird die durchsichtige leitende Schicht 104b mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht über der leitenden Schicht 104a der Elektrode 104 ausgebildet (siehe 9B).
Bei dieser Ausführungsform werden die leitenden Schichten 101b, 103b und 104b, die jeweils eine Funktion zum Durchlassen von Licht aufweisen, über den leitenden Schichten 101a, 103a und 104a ausgebildet, die jeweils eine Funktion zum Reflektieren von Licht aufweisen, wodurch die Elektrode 101, die Elektrode 103 und die Elektrode 104 ausgebildet werden. Als leitende Schichten 101b, 103b und 104b werden ITSO-Filme verwendet.
Die leitenden Schichten 101b, 103b und 104b mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht können in einer Vielzahl von Schritten ausgebildet werden. Wenn die leitenden Schichten 101b, 103b und 104b mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht in einer Vielzahl von Schritten ausgebildet werden, können sie derart ausgebildet werden, dass sie Dicken aufzuweisen, die in den jeweiligen Bereichen geeignete Mikrokavitätsstrukturen ermöglichen.
<<Dritter Schritt>>
In dem dritten Schritt wird die Trennwand 145, die Endabschnitte der Elektroden des Licht emittierenden Elements bedeckt, ausgebildet (siehe 9C).
Die Trennwand 145 umfasst eine Öffnung, die sich mit der Elektrode überlappt. Der leitende Film, der durch die Öffnung freiliegt, dient als Anode des Licht emittierenden Elements. Als Trennwand 145 wird in dieser Ausführungsform ein Harz auf Polyimid-Basis verwendet.
In dem ersten bis dritten Schritt können verschiedene Filmausbildungsverfahren und Mikrobearbeitungstechniken zum Einsatz kommen, da keine Möglichkeit besteht, dass die EL-Schicht (eine Schicht, die eine organische Verbindung enthält) beschädigt wird. Bei dieser Ausführungsform wird eine reflektierende leitende Schicht durch ein Sputterverfahren ausgebildet, ein Muster wird durch ein Lithografieverfahren über der leitenden Schicht ausgebildet, und dann wird die leitende Schicht durch ein Trockenätzverfahren oder ein Nassätzverfahren zu einer Inselform verarbeitet, um die leitende Schicht 101a der Elektrode 101, die leitende Schicht 103a der Elektrode 103 und die leitende Schicht 104a der Elektrode 104 auszubilden. Dann wird ein durchsichtiger leitender Film durch ein Sputterverfahren ausgebildet, ein Muster wird durch ein Lithografieverfahren über dem durchsichtigen leitenden Film ausgebildet, und dann wird der durchsichtige leitende Film durch ein Nassätzverfahren zu einer Inselform verarbeitet, um die Elektroden 101, 103 und 104 auszubilden.
<<Vierter Schritt>>
In dem vierten Schritt werden die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Licht emittierende Schicht 190, die Elektronentransportschicht 113, die Elektroneninjektionsschicht 114 und die Ladungserzeugungsschicht 115 ausgebildet (siehe 10A).
Die Lochinjektionsschicht 111 kann durch Co-Verdampfung eines Lochtransportmaterials und eines Materials, das eine Akzeptorsubstanz enthält, ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass ein Co-Verdampfungsverfahren ein Verdampfungsverfahren ist, bei dem eine Vielzahl von unterschiedlichen Substanzen gleichzeitig aus jeweils unterschiedlichen Verdampfungsquellen verdampft wird. Die Lochtransportschicht 112 kann durch Verdampfung eines Lochtransportmaterials ausgebildet werden.
Die Licht emittierende Schicht 190 kann durch Verdampfung eines Gastmaterials, das Licht in mindestens einer Farbe ausgewählt aus Violett, Blau, Blaugrün, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange und Rot emittiert, ausgebildet werden. Als Gastmaterial kann ein fluoreszierendes oder phosphoreszierendes organisches Material verwendet werden. Die Struktur der Licht emittierenden Schicht, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden ist, kommt vorzugsweise zur Anwendung. Die Licht emittierende Schicht 190 kann eine zweischichtige Struktur aufweisen. In einem derartigen Fall enthalten die zwei Licht emittierenden Schichten vorzugsweise jeweils ein Licht emittierendes Material, das Licht einer anderen Farbe emittiert.
Die Elektronentransportschicht 113 kann durch Verdampfung einer Substanz mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft ausgebildet werden. Die Elektroneninjektionsschicht 114 kann durch Verdampfung einer Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft ausgebildet werden.
Die Ladungserzeugungsschicht 115 kann durch Verdampfung eines Materials, das durch Zusatz eines Elektronenakzeptors (Akzeptors) zu einem Lochtransportmaterial erhalten wird, oder eines Materials ausgebildet werden, das durch Zusatz eines Elektronendonators (Donators) zu einem Elektronentransportmaterial erhalten wird.
<<Fünfter Schritt>>
In dem fünften Schritt werden die Lochinjektionsschicht 116, die Lochtransportschicht 117, die Licht emittierende Schicht 170, die Elektronentransportschicht 118, die Elektroneninjektionsschicht 119 und die Elektrode 102 ausgebildet (siehe 10B).
Die Lochinjektionsschicht 116 kann unter Verwendung eines Materials und eines Verfahrens ausgebildet werden, die denjenigen der Lochinjektionsschicht 111 ähnlich sind. Die Lochtransportschicht 117 kann unter Verwendung eines Materials und eines Verfahrens ausgebildet werden, die denjenigen der Lochtransportschicht 112 ähnlich sind.
Die Licht emittierende Schicht 170 kann durch Verdampfung eines Gastmaterials, das Licht in mindestens einer Farbe aus Violett, Blau, Blaugrün, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange und Rot emittiert, ausgebildet werden. Als Gastmaterial kann eine fluoreszierende oder phosphoreszierende organische Verbindung verwendet werden. Die Struktur der Licht emittierenden Schicht, die bei den Ausführungsformen 1 und 2 beschrieben worden ist, wird vorzugsweise verwendet. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht 170 und/oder die Licht emittierende Schicht 190 vorzugsweise die Struktur einer Licht emittierenden Schicht, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, aufweist/aufweisen. Die Licht emittierende Schicht 170 und die Licht emittierende Schicht 190 enthalten vorzugsweise Licht emittierende organische Verbindungen, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren.
Die Elektronentransportschicht 118 kann unter Verwendung eines Materials und eines Verfahrens ausgebildet werden, die denjenigen der Elektronentransportschicht 113 ähnlich sind. Die Elektroneninjektionsschicht 119 kann unter Verwendung eines Materials und eines Verfahrens ausgebildet werden, die denjenigen der Elektroneninjektionsschicht 114 ähnlich sind.
Die Elektrode 102 kann ausgebildet werden, indem ein reflektierender leitender Film und ein lichtdurchlässiger leitender Film übereinander angeordnet werden. Die Elektrode 102 kann eine einschichtige Struktur oder eine mehrschichtige Struktur aufweisen.
Durch die vorstehend beschriebenen Schritte wird das Licht emittierende Element, das den Bereich 222B, den Bereich 222G und den Bereich 222R über der Elektrode 101, der Elektrode 103 bzw. der Elektrode 104 umfasst, über dem Substrat 200 ausgebildet.
<<Sechster Schritt>>
In dem sechsten Schritt werden die lichtundurchlässige Schicht 223, das optische Element 224B, das optische Element 224G und das optische Element 224R über dem Substrat 220 ausgebildet (siehe 10C).
Als lichtundurchlässige Schicht 223 wird ein Harzfilm, der ein schwarzes Pigment enthält, in einem erwünschten Bereich ausgebildet. Anschließend werden das optische Element 224B, das optische Element 224G und das optische Element 224R über dem Substrat 220 und der lichtundurchlässigen Schicht 223 ausgebildet. Als optisches Element 224B wird ein Harzfilm, der ein blaues Pigment enthält, in einem erwünschten Bereich ausgebildet. Als optisches Element 224G wird ein Harzfilm, der ein grünes Pigment enthält, in einem erwünschten Bereich ausgebildet. Als optisches Element 224R wird ein Harzfilm, der ein rotes Pigment enthält, in einem erwünschten Bereich ausgebildet.
<<Siebter Schritt>>
In dem siebten Schritt wird das Licht emittierende Element, das über dem Substrat 200 ausgebildet ist, an der lichtundurchlässigen Schicht 223, dem optischen Element 224B, dem optischen Element 224G und dem optischen Element 224R, die über dem Substrat 220 ausgebildet sind, angebracht und mit einem Dichtungsmittel versiegelt (nicht dargestellt).
Durch die vorstehend beschriebenen Schritte kann das Licht emittierende Element 262a, das in 8A dargestellt wird, ausgebildet werden.
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Folgenden anhand von 11A und 11B, 12A und 12B, 13, 14A und 14B, 15A und 15B, 16, 17A und 17B, 18 sowie 19A und 19B beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 der Anzeigevorrichtung>
11A ist eine Draufsicht, die eine Anzeigevorrichtung 600 dargestellt, und 11B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A-B und der Strichpunktlinie C-D in 11A. Die Anzeigevorrichtung 600 umfasst Treiberschaltungsabschnitte (einen Signalleitungstreiberschaltungsabschnitt 601 und einen Abtastleitungstreiberschaltungsabschnitt 603) und einen Pixelabschnitt 602. Es sei angemerkt, dass der Signalleitungstreiberschaltungsabschnitt 601, der Abtastleitungstreiberschaltungsabschnitt 603 und der Pixelabschnitt 602 eine Funktion zum Steuern einer Lichtemission von einem Licht emittierenden Element aufweisen.
Die Anzeigevorrichtung 600 umfasst ebenfalls ein Elementsubstrat 610, ein Dichtungssubstrat 604, ein Dichtungsmittel 605, einen Bereich 607, der von dem Dichtungsmittel 605 umschlossen ist, eine Anschlussleitung 608 und eine FPC 609.
Es sei angemerkt, dass eine Anschlussleitung 608 eine Leitung zum Übertragen von Signalen, die in den Signalleitungstreiberschaltungsabschnitt 601 und den Abtastleitungstreiberschaltungsabschnitt 603 eingegeben werden, und zum Empfangen eines Videosignals, eines Taktsignals, eines Startsignals, eines Rücksetzsignals und dergleichen aus der FPC 609 ist, die als externer Eingangsanschluss dient. Obwohl hier nur die FPC 609 dargestellt wird, kann die FPC 609 mit einer gedruckten Leiterplatte (printed wiring board, PWB) versehen sein.
Als Signalleitungstreiberschaltungsabschnitt 601 wird eine CMOS-Schaltung, bei der ein n-Kanal-Transistor 623 und ein p-Kanal-Transistor 624 kombiniert werden, ausgebildet. Als Signalleitungstreiberschaltungsabschnitt 601 oder als Abtastleitungstreiberschaltungsabschnitt 603 können verschiedene Schaltungsarten, wie z. B. eine CMOS-Schaltung, eine PMOS-Schaltung oder eine NMOS-Schaltung, verwendet werden. Obwohl ein Treiber, bei dem ein Treiberschaltungsabschnitt ausgebildet wird, und ein Pixel über der gleichen Oberfläche eines Substrats in der Anzeigevorrichtung dieser Ausführungsform ausgebildet werden, wird der Treiberschaltungsabschnitt nicht notwendigerweise über dem Substrat ausgebildet und kann außerhalb des Substrats ausgebildet werden.
Der Pixelabschnitt 602 umfasst einen Schalt-Transistor 611, einen Stromsteuertransistor 612 und eine untere Elektrode 613, die elektrisch mit einem Drain des Stromsteuertransistors 612 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass eine Trennwand 614 derart ausgebildet ist, dass sie Endabschnitte der unteren Elektrode 613 bedeckt. Ein positiver lichtempfindlicher Acrylharzfilm kann beispielsweise als Trennwand 614 verwendet werden.
Um eine vorteilhafte Abdeckung zu erhalten, wird die Trennwand 614 derart ausgebildet, dass sie eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung an ihrem oberen oder unteren Endabschnitt aufweist. Beispielsweise weist in dem Fall, in dem ein positives lichtempfindliches Acryl als Material der Trennwand 614 verwendet wird, vorzugsweise nur der obere Endabschnitt der Trennwand 614 eine gekrümmte Oberfläche mit einer Krümmung auf (wobei der Krümmungsradius 0,2 µm bis 3 µm beträgt). Als Trennwand 614 kann entweder ein negatives lichtempfindliches Harz oder ein positives lichtempfindliches Harz verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass es keine besondere Beschränkung hinsichtlich einer Struktur der Transistoren (der Transistoren 611, 612, 623 und 624) gibt. Beispielsweise kann ein Staggered-Transistor verwendet werden. Zudem gibt es keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Polarität dieser Transistoren. Für diese Transistoren können n-Kanal- und p-Kanal-Transistoren verwendet werden, oder beispielsweise können entweder n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren verwendet werden. Darüber hinaus gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleiterfilms, der für diese Transistoren verwendet wird. Beispielsweise kann ein amorpher Halbleiterfilm oder ein kristalliner Halbleiterfilm verwendet werden. Beispiele für ein Halbleitermaterial umfassen Halbleiter der Gruppe 14 (z. B. einen Halbleiter, der Silizium umfasst), Verbundhalbleiter (einschließlich Oxidhalbleiter), organische Halbleiter und dergleichen. Beispielsweise wird vorzugsweise ein Oxidhalbleiter, der eine Energielücke von 2 eV oder mehr, bevorzugt 2,5 eV oder mehr, stärker bevorzugt 3 eV oder mehr aufweist, für die Transistoren verwendet, so dass der Sperrstrom der Transistoren verringert werden kann. Beispiele des Oxidhalbleiters umfassen ein In-Ga-Oxid und ein In-M-Zn-Oxid (M ist Aluminium (Al), Gallium (Ga), Yttrium (Y), Zirconium (Zr), Lanthan (La), Cer (Ce), Zinn (Sn), Hafnium (Hf) oder Neodym (Nd)).
Eine EL-Schicht 616 und eine obere Elektrode 617 werden über der unteren Elektrode 613 ausgebildet. Hier dient die untere Elektrode 613 als Anode, und die obere Elektrode 617 dient als Kathode.
Außerdem wird die EL-Schicht 616 durch verschiedene Verfahren, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren mittels einer Verdampfungsmaske, ein Tintenstrahlverfahren oder ein Rotationsbeschichtungsverfahren, ausgebildet. Als weiteres Material, das in der EL-Schicht 616 enthalten ist, kann eine niedermolekulare Verbindung oder eine hochmolekulare Verbindung (darunter auch ein Oligomer oder ein Dendrimer) verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein Licht emittierendes Element 618 mit der unteren Elektrode 613, der EL-Schicht 616 und der oberen Elektrode 617 ausgebildet wird. Das Licht emittierende Element 618 weist vorzugsweise eine beliebige der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Strukturen auf. In dem Fall, in dem der Pixelabschnitt eine Vielzahl von Licht emittierenden Elementen beinhaltet, kann der Pixelabschnitt sowohl eines der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Licht emittierenden Elemente als auch ein Licht emittierendes Element mit einer anderen Struktur umfassen.
Wenn das Dichtungssubstrat 604 und das Elementsubstrat 610 mit dem Dichtungsmittel 605 aneinander befestigt werden, wird das Licht emittierende Element 618 in dem Bereich 607 bereitgestellt, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmittel 605 umschlossen ist. Der Bereich 607 ist mit einem Füllmaterial gefüllt. In einigen Fällen ist der Bereich 607 mit einem Inertgas (Stickstoff, Argon oder dergleichen) gefüllt oder mit einem UV-härtenden Harz oder einem wärmehärtenden Harz gefüllt, das für das Dichtungsmittel 605 verwendet werden kann. Beispielsweise kann ein Harz auf Polyvinylchlorid- (PVC-) Basis, ein Harz auf Acryl-Basis, ein Harz auf Polyimid-Basis, ein Harz auf Epoxid-Basis, ein Harz auf Silikon-Basis, ein Harz auf Polyvinylbutyral- (PVB-) Basis oder ein Harz auf Ethylenvinylacetat- (EVA-) Basis verwendet werden. Vorzugsweise ist das Dichtungssubstrat mit einem vertieften Teil versehen und ist ein Trockenmittel in dem vertieften Teil angeordnet, wobei in diesem Falle eine Verschlechterung infolge des Einflusses von Feuchtigkeit verhindert werden kann.
Ein optisches Element 621 ist unter dem Dichtungssubstrat 604 bereitgestellt, um sich mit dem Licht emittierenden Element 618 zu überlappen. Eine lichtundurchlässige Schicht 622 ist unter dem Dichtungssubstrat 604 bereitgestellt. Die Strukturen des optischen Elements 621 und der lichtundurchlässigen Schicht 622 können jeweils die gleichen sein wie diejenigen des optischen Elements und der lichtundurchlässigen Schicht der Ausführungsform 3.
Ein Harz auf Epoxid-Basis oder eine Glasfritte wird vorzugsweise für das Dichtungsmittel 605 verwendet. Vorzugsweise lässt ein derartiges Material so wenig Feuchtigkeit oder Sauerstoff wie möglich durch. Als Dichtungssubstrat 604 kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat aus faserverstärktem Kunststoff (fiber reinforced plastic, FRP), Poly(vinylfluorid) (PVF), Polyester, Acryl oder dergleichen verwendet werden.
Auf die vorstehend beschriebene Weise kann die Anzeigevorrichtung, die ein beliebiges der Licht emittierenden Elemente und der optischen Elemente umfasst, die bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschrieben worden sind, erhalten werden.
<Strukturbeispiel 2 der Anzeigevorrichtung>
Als Nächstes wird ein weiteres Beispiel für die Anzeigevorrichtung anhand von 12A und 12B sowie 13 beschrieben. Es sei angemerkt, dass 12A und 12B sowie 13 jeweils eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
In 12A werden ein Substrat 1001, ein Basis-Isolierfilm 1002, ein Gate-Isolierfilm 1003, Gate-Elektroden 1006, 1007 und 1008, ein erster Zwischenschicht-Isolierfilm 1020, ein zweiter Zwischenschicht-Isolierfilm 1021, ein peripherer Abschnitt 1042, ein Pixelabschnitt 1040, ein Treiberschaltungsabschnitt 1041, untere Elektroden 1024R, 1024G und 1024B der Licht emittierenden Elemente, eine Trennwand 1025, eine EL-Schicht 1028, eine obere Elektrode 1026 der Licht emittierenden Elemente, eine Dichtungsschicht 1029, ein Dichtungssubstrat 1031, ein Dichtungsmittel 1032 und dergleichen dargestellt.
In 12A sind Beispiele für die optischen Elemente, d. h. Farbschichten (eine rote Farbschicht 1034R, eine grüne Farbschicht 1034G und eine blaue Farbschicht 1034B), an einem durchsichtigen Basismaterial 1033 bereitgestellt. Eine lichtundurchlässige Schicht 1035 kann ferner bereitgestellt sein. Das durchsichtige Basismaterial 1033, das mit den Farbschichten und der lichtundurchlässigen Schicht versehen ist, befindet sich an dem Substrat 1001 und ist an diesem befestigt. Es sei angemerkt, dass die Farbschichten und die lichtundurchlässige Schicht mit einer Abdeckungsschicht 1036 bedeckt sind. Bei der Struktur in 12A werden rotes Licht, grünes Licht und blaues Licht von den Farbschichten durchgelassen, und demzufolge kann ein Bild unter Verwendung der Pixel von drei Farben angezeigt werden.
12B stellt ein Beispiel dar, in dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) als Beispiele für die optischen Elemente zwischen dem Gate-Isolierfilm 1003 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 bereitgestellt sind. Wie bei dieser Struktur können die Farbschichten zwischen dem Substrat 1001 und dem Dichtungssubstrat 1031 angeordnet werden.
13 stellt ein Beispiel dar, in dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) als Beispiele für die optischen Elemente zwischen dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 und dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 1021 bereitgestellt sind. Wie bei dieser Struktur können die Farbschichten zwischen dem Substrat 1001 und dem Dichtungssubstrat 1031 angeordnet werden.
Die vorstehend beschriebene Anzeigevorrichtung weist eine Struktur auf, bei der Licht von der Seite des Substrats 1001 entnommen wird, auf der die Transistoren ausgebildet sind (eine Bottom-Emissions-Struktur), jedoch kann sie eine Struktur aufweisen, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 entnommen wird (eine Top-Emissions-Struktur).
<Strukturbeispiel 3 der Anzeigevorrichtung>
14A und 14B sind jeweils ein Beispiel für eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung mit einer Top-Emissions-Struktur. Es sei angemerkt, dass 14A und 14B jeweils eine Querschnittsansicht sind, die die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, und der Treiberschaltungsabschnitt 1041, der periphere Abschnitt 1042 und dergleichen, die in 12A und 12B sowie 13 dargestellt werden, sind in diesen nicht dargestellt.
In diesem Fall kann ein Substrat, das kein Licht durchlässt, als Substrat 1001 verwendet werden. Der Prozess bis zu dem Schritt zum Ausbilden einer Verbindungselektrode, die den Transistor und die Anode des Licht emittierenden Elements verbindet, wird auf ähnliche Weise wie derjenige der Anzeigevorrichtung mit einer Bottom-Emissions-Struktur durchgeführt. Anschließend wird ein dritter Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 derart ausgebildet, dass er eine Elektrode 1022 bedeckt. Dieser isolierende Film kann eine Ebnungsfunktion aufweisen. Der dritte Zwischenschicht-Isolierfilm 1037 kann unter Verwendung eines Materials, das demjenigen des zweiten Zwischenschicht-Isolierfilms ähnlich ist, ausgebildet werden, oder kann unter Verwendung verschiedener anderer Materialien ausgebildet werden.
Die unteren Elektroden 1024R, 1024G und 1024B der Licht emittierenden Elemente dienen hier jeweils als Anode, jedoch können sie auch als Kathode dienen. Im Falle einer in 14A und 14B dargestellten Anzeigevorrichtung mit einer Top-Emissions-Struktur weisen die unteren Elektroden 1024R, 1024G und 1024B vorzugsweise ferner eine Eigenschaft zum Reflektieren von Licht auf. Die obere Elektrode 1026 wird über der EL-Schicht 1028 bereitgestellt. Vorzugsweise weist die obere Elektrode 1026 eine Funktion zum Reflektieren von Licht und eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf, und eine Mikrokavitätsstruktur kann zwischen der oberen Elektrode 1026 und den unteren Elektroden 1024R, 1024G und 1024B verwendet werden, wobei in diesem Falle die Intensität des Lichts mit einer spezifischen Wellenlänge erhöht wird.
Im Falle einer in 14A dargestellten Top-Emissions-Struktur kann das Abdichten mit dem Dichtungssubstrat 1031 durchgeführt werden, auf dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) bereitgestellt sind. Das Dichtungssubstrat 1031 kann mit der lichtundurchlässigen Schicht 1035 bereitgestellt werden, die zwischen Pixeln positioniert ist. Es sei angemerkt, dass ein lichtdurchlässiges Substrat auf vorteilhafte Weise als Dichtungssubstrat 1031 verwendet wird.
14A stellt beispielhaft die Struktur dar, die mit den Licht emittierenden Elementen und den Farbschichten für die Licht emittierenden Elemente bereitgestellt ist; jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 14B gezeigt, eine Struktur, die die rote Farbschicht 1034R und die blaue Farbschicht 1034B, jedoch keine grüne Farbschicht umfasst, zum Einsatz kommen, um eine Vollfarbanzeige mit den drei Farben von Rot, Grün und Blau zu erhalten. Die in 14A dargestellte Struktur, bei der die Licht emittierenden Elemente mit den Farbschichten bereitgestellt sind, ist beim Unterdrücken der Reflexion von Außenlicht effektiv. Im Gegensatz dazu ist die in 14B dargestellte Struktur, bei der die Licht emittierenden Elemente mit der roten Farbschicht und der blauen Farbschicht, jedoch ohne grüne Farbschicht bereitgestellt sind, auf Grund eines geringen Energieverlustes des Lichts, das von dem grünes Licht emittierenden Element emittiert wird, zum Verringern des Stromverbrauchs effektiv.
<Strukturbeispiel 4 der Anzeigevorrichtung>
Obwohl vorstehend eine Anzeigevorrichtung beschrieben wurde, die Subpixel von drei Farben (Rot, Grün und Blau) umfasst, kann die Anzahl an Farben von Subpixeln vier sein (Rot, Grün, Blau und Gelb, oder Rot, Grün, Blau und Weiß). 15A und 15B, 16 sowie 17A und 17B stellen Strukturen von Anzeigevorrichtungen dar, die jeweils die unteren Elektroden 1024R, 1024G, 1024B und 1024Y umfassen. 15A und 15B sowie 16 stellen jeweils eine Anzeigevorrichtung mit einer Struktur dar, bei der Licht von der Seite des Substrats 1001 entnommen wird, auf der Transistoren ausgebildet sind (Bottom-Emissions-Struktur), und 17A und 17B stellen jeweils eine Anzeigevorrichtung mit einer Struktur dar, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 entnommen wird (Top-Emissions-Struktur).
15A stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung dar, bei der optische Elemente (die Farbschicht 1034R, die Farbschicht 1034G, die Farbschicht 1034B und eine Farbschicht 1034Y) auf dem durchsichtigen Basismaterial 1033 bereitgestellt sind. 15B stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung dar, bei der optische Elemente (die Farbschicht 1034R, die Farbschicht 1034G, die Farbschicht 1034B und die Farbschicht 1034Y) zwischen dem Gate-Isolierfilm 1003 und dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 bereitgestellt sind. 16 stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung dar, bei der optische Elemente (die Farbschicht 1034R, die Farbschicht 1034G, die Farbschicht 1034B und die Farbschicht 1034Y) zwischen dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 und dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 1021 bereitgestellt sind.
Die Farbschicht 1034R lässt rotes Licht durch, die Farbschicht 1034G lässt grünes Licht durch und die Farbschicht 1034B lässt blaues Licht durch. Die Farbschicht 1034Y lässt gelbes Licht oder Licht einer Vielzahl von Farben durch, die aus Blau, Grün, Gelb und Rot ausgewählt werden. Wenn die Farbschicht 1034Y Licht einer Vielzahl von Farben ausgewählt aus Blau, Grün, Gelb und Rot durchlassen kann, kann es sich bei Licht, das von der Farbschicht 1034Y durchgelassen wird, um weißes Licht handeln. Da das Licht emittierende Element, das gelbes oder weißes Licht emittiert, eine hohe Emissionseffizienz aufweist, kann die Anzeigevorrichtung, die die Farbschicht 1034Y umfasst, einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
Bei den Top-Emissions-Anzeigevorrichtungen, die in 17A und 17B dargestellt werden, weist ein Licht emittierendes Element, das die untere Elektrode 1024Y umfasst, vorzugsweise eine Mikrokavitätsstruktur zwischen der unteren Elektrode 1024Y und der oberen Elektrode 1026 auf, wie bei der Anzeigevorrichtung, die in 14A dargestellt wird. Bei der Anzeigevorrichtung, die in 17A dargestellt wird, kann ein Abdichten mit dem Dichtungssubstrat 1031 durchgeführt werden, auf dem die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G, die blaue Farbschicht 1034B und die gelbe Farbschicht 1034Y) bereitgestellt sind.
Licht, das über die Mikrokavität und die gelbe Farbschicht 1034Y emittiert wird, weist ein Emissionsspektrum in einem gelben Bereich auf. Da Gelb eine Farbe mit einem hohen Leuchtstärkefaktor ist, weist ein Licht emittierendes Element, das gelbes Licht emittiert, eine hohe Emissionseffizienz auf. Demzufolge kann die Anzeigevorrichtung in 17A den Stromverbrauch verringern.
17A stellt beispielhaft die Struktur dar, die mit den Licht emittierenden Elementen und den Farbschichten für die Licht emittierenden Elemente bereitgestellt ist; jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann, wie in 17B gezeigt, eine Struktur, die die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B, jedoch keine gelbe Farbschicht umfasst, zum Einsatz kommen, um eine Vollfarbanzeige mit den vier Farben von Rot, Grün, Blau und Gelb, oder von Rot, Grün, Blau und Weiß zu erhalten. Die Struktur, bei der die Licht emittierenden Elemente mit den Farbschichten bereitgestellt sind, ist, wie in 17A dargestellt, beim Unterdrücken der Reflexion von Außenlicht effektiv. Im Gegensatz dazu ist die Struktur, bei der die Licht emittierenden Elemente mit der roten Farbschicht, der grünen Farbschicht und der blauen Farbschicht, jedoch ohne gelbe Farbschicht bereitgestellt sind, wie in 17 B dargestellt, auf Grund eines geringen Energieverlustes des Lichts, das von dem gelbes oder weißes Licht emittierenden Element emittiert wird, zum Verringern des Stromverbrauchs effektiv.
<Strukturbeispiel 5 der Anzeigevorrichtung>
Als Nächstes wird eine Anzeigevorrichtung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 18 beschrieben. 18 ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A-B und der Strichpunktlinie C-D in 11A. Es sei angemerkt, dass in 18 Abschnitte mit Funktionen, die denjenigen der Abschnitte in 11B gleichen, mit den gleichen Bezugszeichen wie in 11B versehen sind, und eine detaillierte Beschreibung der Abschnitte wird weggelassen.
Die Anzeigevorrichtung 600 in 18 umfasst eine Dichtungsschicht 607a, eine Dichtungsschicht 607b und eine Dichtungsschicht 607c in einem Bereich 607, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmittel 605 umschlossen ist. Für eine oder mehrere von der Dichtungsschicht 607a, der Dichtungsschicht 607b und der Dichtungsschicht 607c kann ein Harz, wie z. B. ein Harz auf Polyvinylchlorid- (PVC-) Basis, ein Harz auf Acryl-Basis, ein Harz auf Polyimid-Basis, ein Harz auf Epoxid-Basis, ein Harz auf Silikon-Basis, ein Harz auf Polyvinylbutyral- (PVB-) Basis oder ein Harz auf Ethylenvinylacetat- (EVA-) Basis, verwendet werden. Alternativ kann ein anorganisches Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, verwendet werden. Die Ausbildung der Dichtungsschichten 607a, 607b und 607c kann verhindern, dass sich das Licht emittierende Element 618 auf Grund von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, verschlechtert, was vorzuziehen ist. In dem Fall, in dem die Dichtungsschichten 607a, 607b und 607c ausgebildet werden, wird das Dichtungsmittel 605 nicht notwendigerweise bereitgestellt.
Alternativ kann/können eine beliebige oder zwei der Dichtungsschichten 607a, 607b und 607c bereitgestellt sein, oder vier oder mehr Dichtungsschichten können ausgebildet werden. Wenn die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, können die Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, effektiv davon abgehalten werden, von der Außenseite der Anzeigevorrichtung in das Licht emittierende Element 618 einzudringen, das sich innerhalb der Anzeigevorrichtung 600 befindet. In dem Fall, in dem die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, werden vorzugsweise ein Harz und ein anorganisches Material übereinander angeordnet.
<Strukturbeispiel 6 der Anzeigevorrichtung>
Obwohl die Anzeigevorrichtungen in den Strukturbeispielen 1 bis 4 in dieser Ausführungsform jeweils eine Struktur aufweisen, die optische Elemente umfasst, umfasst eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht notwendigerweise ein optisches Element.
19A und 19B stellen jeweils eine Anzeigevorrichtung mit einer Struktur dar, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 entnommen wird (eine Top-Emissions-Anzeigevorrichtung). 19A stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung dar, die eine Licht emittierende Schicht 1028R, eine Licht emittierende Schicht 1028G und eine Licht emittierende Schicht 1028B umfasst. 19B stellt ein Beispiel für eine Anzeigevorrichtung dar, die eine Licht emittierende Schicht 1028R, eine Licht emittierende Schicht 1028G, eine Licht emittierende Schicht 1028B und eine Licht emittierende Schicht 1028Y umfasst.
Die Licht emittierende Schicht 1028R weist eine Funktion zum Emittieren von rotem Licht auf, die Licht emittierende Schicht 1028G weist eine Funktion zum Emittieren von grünem Licht auf und die Licht emittierende Schicht 1028B weist eine Funktion zum Emittieren von blauem Licht auf. Die Licht emittierende Schicht 1028Y weist eine Funktion zum Emittieren von gelbem Licht oder eine Funktion zum Emittieren von Licht einer Vielzahl von Farben auf, die aus Blau, Grün und Rot ausgewählt werden. Die Licht emittierende Schicht 1028Y kann weißes Licht emittieren. Da das Licht emittierende Element, das gelbes oder weißes Licht emittiert, eine hohe Lichtemissionseffizienz aufweist, kann die Anzeigevorrichtung, die die Licht emittierende Schicht 1028Y umfasst, einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
Jede der Anzeigevorrichtungen in 19A und 19B umfasst nicht notwendigerweise Farbschichten, die als optische Elemente dienen, da EL-Schichten, die Licht unterschiedlicher Farben aufweisen, in Subpixeln enthalten sind.
Für die Dichtungsschicht 1029 kann ein Harz, wie z. B. ein Harz auf Polyvinylchlorid- (PVC-) Basis, ein Harz auf Acryl-Basis, ein Harz auf Polyimid-Basis, ein Harz auf Epoxid-Basis, ein Harz auf Silikon-Basis, ein Harz auf Polyvinylbutyral- (PVB-) Basis oder ein Harz auf Ethylenvinylacetat- (EVA-) Basis, verwendet werden. Alternativ kann ein anorganisches Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid, Siliziumnitridoxid, Siliziumnitrid, Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid, verwendet werden. Die Ausbildung der Dichtungsschicht 1029 kann verhindern, dass sich das Licht emittierende Element auf Grund von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, verschlechtert, was vorzuziehen ist.
Alternativ kann die Dichtungsschicht 1029 eine einschichtige oder eine zweischichtige Struktur aufweisen, oder vier oder mehr Dichtungsschichten können als Dichtungsschicht 1029 ausgebildet werden. Wenn die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, können die Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, effektiv davon abgehalten werden, von der Außenseite der Anzeigevorrichtung in das Innere der Anzeigevorrichtung einzudringen. In dem Fall, in dem die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, werden vorzugsweise ein Harz und ein anorganisches Material übereinander angeordnet.
Es sei angemerkt, dass das Dichtungssubstrat 1031 eine Funktion zum Schützen des Licht emittierenden Elements aufweist. Somit kann für das Dichtungssubstrat 1031 ein flexibles Substrat oder ein flexibler Film verwendet werden.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden sind, können in geeigneter Weise mit einer der anderen Strukturen dieser Ausführungsform und den anderen Ausführungsformen kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung, die ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, anhand von 20A und 20B, 21A und 21B sowie 22A und 22B beschrieben.
20A ist ein Blockdiagramm, das die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 20B ist ein Schaltplan, der eine Pixelschaltung der Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
<Beschreibung der Anzeigevorrichtung>
Die Anzeigevorrichtung, die in 20A dargestellt wird, umfasst einen Bereich, der Pixel von Anzeigeelementen beinhaltet (nachstehend wird der Bereich als Pixelabschnitt 802 bezeichnet), einen Schaltungsabschnitt, der außerhalb des Pixelabschnitts 802 bereitgestellt ist und Schaltungen zur Ansteuerung der Pixel beinhaltet (nachstehend wird der Abschnitt als Treiberschaltungsabschnitt 804 bezeichnet), Schaltungen, die eine Funktion zum Schützen von Elementen aufweisen (nachstehend werden die Schaltungen als Schutzschaltungen 806 bezeichnet), und einen Anschlussabschnitt 807. Es sei angemerkt, dass die Schutzschaltungen 806 nicht notwendigerweise bereitgestellt sind.
Vorzugsweise ist ein Teil des Treiberschaltungsabschnitts 804 oder der gesamte Treiberschaltungsabschnitt 804 über einem Substrat ausgebildet, über dem der Pixelabschnitt 802 ausgebildet wird, wobei in diesem Falle die Anzahl der Komponenten und die Anzahl der Anschlüsse verringert werden kann. Wenn ein Teil des Treiberschaltungsabschnitts 804 oder der gesamte Treiberschaltungsabschnitt 804 nicht über dem Substrat ausgebildet wird, über dem der Pixelabschnitt 802 ausgebildet wird, kann der Teil des Treiberschaltungsabschnitts 804 oder der gesamte Treiberschaltungsabschnitt 804 durch COG oder Tape-Automated-Bonding bzw. automatisiertes Band-Bonding (TAB) montiert werden.
Der Pixelabschnitt 802 beinhaltet eine Vielzahl von Schaltungen zum Ansteuern der Anzeigeelemente, die in X Zeilen (X ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2) und Y Spalten (Y ist eine natürliche Zahl größer als oder gleich 2) angeordnet sind (nachstehend werden derartige Schaltungen als Pixelschaltungen 801 bezeichnet). Der Treiberschaltungsabschnitt 804 beinhaltet Treiberschaltungen, wie z. B. eine Schaltung zum Zuführen eines Signals (Abtastsignals), um ein Pixel auszuwählen (nachstehend wird die Schaltung als Abtastleitungstreiberschaltung 804a bezeichnet), und eine Schaltung zum Zuführen eines Signals (Datensignals), um ein Anzeigeelement in einem Pixel anzusteuern (nachstehend wird die Schaltung als Signalleitungstreiberschaltung 804b bezeichnet).
Die Abtastleitungstreiberschaltung 804a beinhaltet ein Schieberegister oder dergleichen. Über den Anschlussabschnitt 807 empfängt die Abtastleitungstreiberschaltung 804a ein Signal zum Ansteuern des Schieberegisters und gibt ein Signal aus. Beispielsweise empfängt die Abtastleitungstreiberschaltung 804a ein Startimpulssignal, ein Taktsignal oder dergleichen und gibt ein Impulssignal aus. Die Abtastleitungstreiberschaltung 804a weist eine Funktion zum Steuern der Potentiale von Leitungen auf, denen Abtastsignale zugeführt werden (nachstehend werden derartige Leitungen als Abtastleitungen GL_1 bis GL_X bezeichnet). Es sei angemerkt, dass eine Vielzahl von Abtastleitungstreiberschaltungen 804a bereitgestellt sein kann, um die Abtastleitungen GL_1 bis GL_X getrennt zu steuern. Alternativ weist die Abtastleitungstreiberschaltung 804a eine Funktion zum Zuführen eines Initialisierungssignals auf. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Abtastleitungstreiberschaltung 804a ein anderes Signal zuführen.
Die Signalleitungstreiberschaltung 804b beinhaltet ein Schieberegister oder dergleichen. Über den Anschlussabschnitt 807 empfängt die Signalleitungstreiberschaltung 804b ein Signal (Bildsignal), von dem ein Datensignal abgeleitet wird, und ein Signal zum Ansteuern des Schieberegisters. Die Signalleitungstreiberschaltung 804b weist eine Funktion zum Erzeugen eines Datensignals, das in die Pixelschaltung 801 geschrieben wird, basierend auf dem Bildsignal auf. Die Signalleitungstreiberschaltung 804b weist ferner eine Funktion zum Steuern einer Ausgabe eines Datensignals als Antwort auf ein Impulssignal auf, das durch Eingabe eines Startimpulses, eines Taktsignals oder dergleichen erzeugt wird. Die Signalleitungstreiberschaltung 804b weist darüber hinaus eine Funktion zum Steuern der Potentiale von Leitungen auf, denen Datensignale zugeführt werden (nachstehend werden derartige Leitungen als Datenleitungen DL_1 bis DL_Y bezeichnet). Alternativ weist die Signalleitungstreiberschaltung 804b eine Funktion zum Zuführen eines Initialisierungssignals auf. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann die Signalleitungstreiberschaltung 804b ein anderes Signal zuführen.
Die Signalleitungstreiberschaltung 804b beinhaltet beispielsweise eine Vielzahl von analogen Schaltern oder dergleichen. Die Signalleitungstreiberschaltung 804b kann durch sequentielles Einschalten der Vielzahl von analogen Schaltern Signale, die durch zeitliches Teilen des Bildsignals erhalten werden, als Datensignale ausgeben. Die Signalleitungstreiberschaltung 804b kann ein Schieberegister oder dergleichen beinhalten.
Ein Impulssignal und ein Datensignal werden über eine der Vielzahl von Abtastleitungen GL, denen Abtastsignale zugeführt werden, bzw. über eine der Vielzahl von Datenleitungen DL, denen Datensignale zugeführt werden, in jede der Vielzahl von Pixelschaltungen 801 eingegeben. Das Schreiben und das Halten des Datensignals in jeder der Vielzahl von Pixelschaltungen 801 werden durch die Abtastleitungstreiberschaltung 804a gesteuert. Beispielsweise wird in die Pixelschaltung 801 in der m-ten Zeile und der n-ten Spalte (m ist eine natürliche Zahl kleiner als oder gleich X, und n ist eine natürliche Zahl kleiner als oder gleich Y) ein Impulssignal aus der Abtastleitungstreiberschaltung 804a über die Abtastleitung GL_m eingegeben, und ein Datensignal wird aus der Signalleitungstreiberschaltung 804b über die Datenleitung DL_n entsprechend dem Potential der Abtastleitung GL_m eingegeben.
Die in 20A gezeigte Schutzschaltung 806 ist beispielsweise mit der Abtastleitung GL zwischen der Abtastleitungstreiberschaltung 804a und der Pixelschaltung 801 verbunden. Die Schutzschaltung 806 ist alternativ mit der Datenleitung DL zwischen der Signalleitungstreiberschaltung 804b und der Pixelschaltung 801 verbunden. Die Schutzschaltung 806 kann alternativ mit einer Leitung zwischen der Abtastleitungstreiberschaltung 804a und dem Anschlussabschnitt 807 verbunden sein. Die Schutzschaltung 806 kann alternativ mit einer Leitung zwischen der Signalleitungstreiberschaltung 804b und dem Anschlussabschnitt 807 verbunden sein. Es sei angemerkt, dass der Anschlussabschnitt 807 einen Abschnitt mit Anschlüssen bezeichnet, über den Energie, Steuersignale und Bildsignale von externen Schaltungen in die Anzeigevorrichtung eingegeben werden.
Die Schutzschaltung 806 ist eine Schaltung, die eine Leitung, die mit der Schutzschaltung verbunden ist, elektrisch mit einer weiteren Leitung verbindet, wenn ein außerhalb eines bestimmten Bereichs liegendes Potential an die Leitung angelegt wird, die mit der Schutzschaltung verbunden ist.
Wie in 20A dargestellt, sind die Schutzschaltungen 806 mit dem Pixelabschnitt 802 und dem Treiberschaltungsabschnitt 804 verbunden, so dass die Beständigkeit der Anzeigevorrichtung gegen einen Überstrom, der durch elektrostatische Entladung (electrostatic discharge, ESD) oder dergleichen erzeugt wird, verbessert werden kann. Es sei angemerkt, dass die Konfiguration der Schutzschaltungen 806 nicht darauf beschränkt ist; beispielsweise kann eine Konfiguration, bei der die Schutzschaltungen 806 mit der Abtastleitungstreiberschaltung 804a verbunden sind, oder eine Konfiguration zum Einsatz kommen, bei der die Schutzschaltungen 806 mit der Signalleitungstreiberschaltung 804b verbunden sind. Die Schutzschaltungen 806 können alternativ derart konfiguriert sein, dass sie mit dem Anschlussabschnitt 807 verbunden sind.
In 20A wird ein Beispiel gezeigt, in dem der Treiberschaltungsabschnitt 804 die Abtastleitungstreiberschaltung 804a und die Signalleitungstreiberschaltung 804b umfasst; jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann lediglich die Abtastleitungstreiberschaltung 804a ausgebildet werden, und ein getrennt vorbereitetes Substrat, über dem eine Signalleitungstreiberschaltung ausgebildet ist (z. B. ein Treiberschaltungssubstrat, das aus einem einkristallinen Halbleiterfilm oder einem polykristallinen Halbleiterfilm ausgebildet ist), kann montiert werden.
<Strukturbeispiel der Pixelschaltung>
Jede der Vielzahl von Pixelschaltungen 801 in 20A kann beispielsweise die in 20B dargestellte Struktur aufweisen.
Die in 20B dargestellt Pixelschaltung 801 beinhaltet Transistoren 852 und 854, einen Kondensator 862 und ein Licht emittierendes Element 872.
Entweder eine Source-Elektrode oder eine Drain-Elektrode des Transistors 852 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Datensignal zugeführt wird (einer Datenleitung DL_n). Eine Gate-Elektrode des Transistors 852 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Gate-Signal zugeführt wird (einer Abtastleitung GL_m).
Der Transistor 852 weist eine Funktion zum Steuern auf, ob ein Datensignal geschrieben wird.
Eine eines Paars von Elektroden des Kondensators 862 ist elektrisch mit einer Leitung verbunden, der ein Potential zugeführt wird (nachstehend als Potentialversorgungsleitung VL_a bezeichnet), und die andere ist elektrisch mit der anderen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 852 verbunden.
Der Kondensator 862 dient als Speicherkondensator zum Speichern der geschriebenen Daten.
Entweder eine Source-Elektrode oder eine Drain-Elektrode des Transistors 854 ist elektrisch mit der Potentialversorgungsleitung VL_a verbunden. Eine Gate-Elektrode des Transistors 854 ist ferner elektrisch mit der anderen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 852 verbunden.
Entweder eine Anode oder eine Kathode des Licht emittierenden Elements 872 ist elektrisch mit einer Potentialversorgungsleitung VL_b verbunden, und die andere ist elektrisch mit der anderen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 854 verbunden.
Als Licht emittierendes Element 872 kann ein beliebiges der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Licht emittierenden Elemente verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein hohes Stromversorgungspotential VDD entweder der Potentialversorgungsleitung VL_a oder der Potentialversorgungsleitung VL_b zugeführt wird, und ein niedriges Stromversorgungspotential VSS wird der anderen Leitung zugeführt.
Beispielsweise werden bei der Anzeigevorrichtung mit den Pixelschaltungen 801 in 20B die Pixelschaltungen 801 durch die Abtastleitungstreiberschaltung 804a in 20A sequenziell zeilenweise ausgewählt, wodurch die Transistoren 852 eingeschaltet werden und ein Datensignal geschrieben wird.
Wenn die Transistoren 852 ausgeschaltet werden, werden die Pixelschaltungen 801, in die die Daten geschrieben worden sind, in einen Haltezustand versetzt. Die Größe des Stroms, der zwischen der Source-Elektrode und der Drain-Elektrode des Transistors 854 fließt, wird ferner entsprechend dem Potential des geschriebenen Datensignals gesteuert. Das Licht emittierende Element 872 emittiert Licht mit einer Leuchtdichte, die der Größe des fließenden Stroms entspricht. Dieser Vorgang wird nacheinander zeilenweise durchgeführt; auf diese Weise wird ein Bild angezeigt.
Alternativ kann die Pixelschaltung eine Funktion zum Kompensieren von Schwankungen der Schwellenspannungen oder dergleichen eines Transistors aufweisen. 21A und 21B sowie 22A und 22B stellen Beispiele der Pixelschaltung dar.
Die Pixelschaltung, die in 21A dargestellt wird, umfasst sechs Transistoren (Transistoren 303_1 bis 303_6), einen Kondensator 304 und ein Licht emittierendes Element 305. Die Pixelschaltung, die in 21A dargestellt wird, ist elektrisch mit Leitungen 301_1 bis 301_5 sowie Leitungen 302_1 und 302_2 verbunden. Es sei angemerkt, dass als Transistoren 303_1 bis 303_6 beispielsweise p-Kanal-Transistoren verwendet werden können.
Die Pixelschaltung, die in 21B gezeigt wird, weist eine Konfiguration auf, bei der der Pixelschaltung, die in 21A gezeigt wird, ein Transistor 303_7 hinzugefügt wird. Die Pixelschaltung, die in 21B dargestellt wird, ist elektrisch mit Leitungen 301_6 und 301_7 verbunden. Die Leitungen 301_5 und 301_6 können elektrisch miteinander verbunden sein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise ein p-Kanal-Transistor für den Transistor 303_7 verwendet werden kann.
Die Pixelschaltung, die in 22A gezeigt wird, umfasst sechs Transistoren (Transistoren 308_1 bis 308_6), den Kondensator 304 und das Licht emittierende Element 305. Die Pixelschaltung, die in 22A dargestellt wird, ist elektrisch mit Leitungen 306_1 bis 306_3 und Leitungen 307_1 bis 307_3 verbunden. Die Leitungen 306_1 und 306_3 können elektrisch miteinander verbunden sein. Es sei angemerkt, dass beispielsweise p-Kanal-Transistoren für die Transistoren 308_1 bis 308_6 verwendet werden können.
Die Pixelschaltung, die in 22B dargestellt wird, umfasst zwei Transistoren (Transistoren 309_1 und 309_2), zwei Kondensatoren (Kondensatoren 304_1 und 304_2) und das Licht emittierende Element 305. Die Pixelschaltung, die in 22B dargestellt wird, ist elektrisch mit Leitungen 311_1 bis 311_3 sowie Leitungen 312_1 und 312_2 verbunden. Mit der Konfiguration der Pixelschaltung, die in 22B dargestellt wird, kann die Pixelschaltung durch ein Spannungseingabe-Stromansteuer-Verfahren (auch als CVCC (voltage inputting current driving method) bezeichnet) angesteuert werden. Es sei angemerkt, dass beispielsweise p-Kanal-Transistoren für die Transistoren 309_1 und 309_2 verwendet werden können.
Ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für ein Aktivmatrixverfahren, bei dem ein aktives Element in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung enthalten ist, oder für ein Passivmatrixverfahren verwendet werden, bei dem kein aktives Element in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung enthalten ist.
Bei einem Aktivmatrixverfahren können als aktives Element (nichtlineares Element) nicht nur ein Transistor, sondern auch verschiedene aktive Elemente (nichtlineare Elemente) verwendet werden. Beispielsweise kann auch ein Metall-Isolator-Metall (MIM), eine Dünnschichtdiode (thin film diode, TFD) oder dergleichen verwendet werden. Da diese Elemente mit einer geringeren Anzahl von Herstellungsschritten ausgebildet werden können, können die Herstellungskosten verringert werden oder kann die Ausbeute verbessert werden. Alternativ kann, da die Größe dieser Elemente klein ist, das Öffnungsverhältnis verbessert werden, so dass der Stromverbrauch verringert oder eine höhere Leuchtdichte erzielt werden kann.
Neben dem Aktivmatrixverfahren kann auch das Passivmatrixverfahren verwendet werden, bei dem kein aktives Element (kein nichtlineares Element) verwendet wird. Da kein aktives Element (kein nichtlineares Element) verwendet wird, ist die Anzahl der Herstellungsschritte gering, so dass die Herstellungskosten verringert werden können oder die Ausbeute verbessert werden kann. Alternativ kann, da kein aktives Element (kein nichtlineares Element) verwendet wird, das Öffnungsverhältnis verbessert werden, so dass beispielsweise der Stromverbrauch verringert oder eine höhere Leuchtdichte erzielt werden kann.
Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 6)
Bei dieser Ausführungsform werden eine Anzeigevorrichtung, die ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält, und ein elektronisches Gerät, bei dem die Anzeigevorrichtung mit einer Eingabevorrichtung bereitgestellt ist, anhand von 23A und 23B, 24A bis 24C, 25A und 25B, 26A und 26B sowie 27 beschrieben.
<Beschreibung 1 des Touchscreens>
Bei dieser Ausführungsform wird ein Touchscreen 2000, der eine Anzeigevorrichtung und eine Eingabevorrichtung beinhaltet, als Beispiel für ein elektronisches Gerät beschrieben. Außerdem wird ein Beispiel beschrieben, in dem ein Berührungssensor als Eingabevorrichtung enthalten ist.
23A und 23B sind perspektivische Ansichten des Touchscreens 2000. Es sei angemerkt, dass 23A und 23B der Einfachheit halber nur Hauptbestandteile des Touchscreens 2000 darstellen.
Der Touchscreen 2000 umfasst eine Anzeigevorrichtung 2501 und einen Berührungssensor 2595 (siehe 23B). Der Touchscreen 2000 beinhaltet ferner ein Substrat 2510, ein Substrat 2570 und ein Substrat 2590. Das Substrat 2510, das Substrat 2570 und das Substrat 2590 weisen jeweils Flexibilität auf. Es sei angemerkt, dass eines der Substrate 2510, 2570 und 2590 oder sämtliche der Substrate 2510, 2570 und 2590 unelastisch sein kann/können.
Die Anzeigevorrichtung 2501 umfasst eine Vielzahl von Pixeln über dem Substrat 2510 und eine Vielzahl von Leitungen 2511, über die den Pixeln Signale zugeführt werden. Die Vielzahl von Leitungen 2511 erstreckt sich bis zu einem peripheren Abschnitt des Substrats 2510, und Teile der Vielzahl von Leitungen 2511 bilden einen Anschluss 2519. Der Anschluss 2519 ist elektrisch mit einer FPC 2509(1) verbunden. Die Vielzahl von Leitungen 2511 kann der Vielzahl von Pixeln Signale von einer Signalleitungstreiberschaltung 2503s(1) zuführen.
Das Substrat 2590 umfasst den Berührungssensor 2595 und eine Vielzahl von Leitungen 2598, die elektrisch mit dem Berührungssensor 2595 verbunden sind. Die Vielzahl von Leitungen 2598 erstreckt sich bis zu einem peripheren Abschnitt des Substrats 2590, und Teile der Vielzahl von Leitungen 2598 bilden einen Anschluss. Der Anschluss ist elektrisch mit einer FPC 2509(2) verbunden. Es sei angemerkt, dass in 23B Elektroden, Leitungen und dergleichen des Berührungssensors 2595, der auf der Rückseite des Substrats 2590 (der Seite, die dem Substrat 2510 zugewandt ist) bereitgestellt ist, zur Verdeutlichung durch durchgezogene Linien dargestellt werden.
Als Berührungssensor 2595 kann ein kapazitiver Berührungssensor verwendet werden. Beispiele für den kapazitiven Berührungssensor sind ein oberflächenkapazitiver Berührungssensor und ein projiziert-kapazitiver Berührungssensor.
Beispiele für den projiziert-kapazitiven Berührungssensor umfassen einen eigenkapazitiven (self-capacitive) Berührungssensor und einen gegenseitig kapazitiven (mutual capacitive) Berührungssensor, welche sich hauptsächlich durch das Ansteuerverfahren voneinander unterscheiden. Vorzugsweise wird ein gegenseitig kapazitiver Berührungssensor verwendet, da mehrere Punkte gleichzeitig erkannt werden können.
Es sei angemerkt, dass der Berührungssensor 2595, der in 23B dargestellt wird, ein Beispiel ist, in dem ein projiziert-kapazitiver Berührungssensor verwendet wird.
Es sei angemerkt, dass verschiedene Sensoren als Berührungssensor 2595 verwendet werden können, die die Nähe oder die Berührung eines Erfassungsobjekts, wie z. B. eines Fingers, erkennen können.
Der projiziert-kapazitive Berührungssensor 2595 umfasst Elektroden 2591 und Elektroden 2592. Die Elektroden 2591 sind elektrisch mit einer der Vielzahl von Leitungen 2598 verbunden, und die Elektroden 2592 sind elektrisch mit einer der anderen Leitungen 2598 verbunden.
Die Elektroden 2592 weisen jeweils eine Form einer Vielzahl von Vierecken auf, die in einer Richtung angeordnet sind, wobei eine Ecke eines Vierecks mit einer Ecke eines anderen Vierecks verbunden ist, wie in 23A und 23B dargestellt.
Die Elektroden 2591 weisen jeweils eine viereckige Form auf und sind in einer Richtung angeordnet, die die Richtung kreuzt, in die sich die Elektroden 2592 erstrecken.
Eine Leitung 2594 verbindet zwei Elektroden 2591 elektrisch, zwischen denen die Elektrode 2592 positioniert ist. Die Schnittfläche der Elektrode 2592 und der Leitung 2594 ist vorzugsweise so klein wie möglich. Eine derartige Struktur ermöglicht eine Verringerung der Fläche eines Bereichs, in dem die Elektroden nicht bereitgestellt sind, wodurch Schwankungen der Lichtdurchlässigkeit verringert werden. Das hat zur Folge, dass die Schwankungen der Leuchtdichte von Licht, das den Berührungssensor 2595 passiert, verringert werden können.
Es sei angemerkt, dass die Formen der Elektroden 2591 und der Elektroden 2592 nicht darauf beschränkt sind und sie beliebige von verschiedenen Formen aufweisen können. Beispielsweise kann eine Struktur zum Einsatz kommen, bei der die Vielzahl von Elektroden 2591 derart angeordnet ist, dass Zwischenräume zwischen den Elektroden 2591 möglichst verringert werden, und die Elektroden 2592 werden getrennt von den Elektroden 2591 angeordnet, wobei eine isolierende Schicht dazwischen liegt, um Bereiche aufzuweisen, die sich nicht mit den Elektroden 2591 überlappen. In diesem Fall wird bevorzugt, dass zwischen zwei benachbarten Elektroden 2592 eine Dummy-Elektrode bereitgestellt ist, die elektrisch von diesen Elektroden isoliert ist, da dadurch die Fläche von Bereichen, die unterschiedliche Lichtdurchlässigkeiten aufweisen, verringert werden kann.
<Beschreibung der Anzeigevorrichtung>
Als Nächstes wird die Anzeigevorrichtung 2501 ausführlich anhand von 24A beschrieben. 24A entspricht einer Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie X1-X2 in 23B.
Die Anzeigevorrichtung 2501 umfasst eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Pixeln. Jedes der Pixel umfasst ein Anzeigeelement und eine Pixelschaltung zum Ansteuern des Anzeigeelements.
Bei der folgenden Beschreibung wird ein Beispiel beschrieben, bei dem ein Licht emittierendes Element, das weißes Licht emittiert, als Anzeigeelement verwendet wird; jedoch ist das Anzeigeelement nicht auf ein derartiges Element beschränkt. Beispielsweise können Licht emittierende Elemente, die Licht unterschiedlicher Farben emittieren, enthalten sein, so dass Licht unterschiedlicher Farben von benachbarten Pixeln emittiert werden kann.
Für das Substrat 2510 und das Substrat 2570 können beispielsweise ein flexibles Material mit einer Wasserdampfdurchlässigkeit von weniger als oder gleich 1 × 10^-5 g·m ²·Tag^-1, bevorzugt weniger als oder gleich 1 × 10^-6 g·m ²·Tag^-1, vorteilhaft verwendet werden. Alternativ werden vorzugsweise Materialien für das Substrat 2510 und das Substrat 2570 verwendet, deren Wärmeausdehnungskoeffizienten einander im Wesentlichen gleichen. Zum Beispiel sind die Längenausdehnungskoeffizienten der Materialien bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10^-3 /K, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 5 × 10^-5 /K und noch stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10^-5 /K.
Es sei angemerkt, dass das Substrat 2510 eine Schichtanordnung aus einer isolierenden Schicht 2510a zum Verhindern einer Diffusion von Verunreinigungen in das Licht emittierende Element, einem flexiblen Substrat 2510b und einer Klebeschicht 2510c zum Befestigen der isolierenden Schicht 2510a an dem flexiblen Substrat 2510b ist. Das Substrat 2570 ist eine Schichtanordnung aus einer isolierenden Schicht 2570a zum Verhindern einer Diffusion von Verunreinigungen in das Licht emittierende Element, einem flexiblen Substrat 2570b und einer Klebeschicht 2570c zum Befestigen der isolierenden Schicht 2570a an dem flexiblen Substrat 2570b.
Für die Klebeschicht 2510c und die Klebeschicht 2570c können beispielsweise Polyester, Polyolefin, Polyamid (z. B. Nylon, Aramid), Polyimid, Polycarbonat oder ein Acrylharz, Polyurethan oder ein Epoxidharz verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Harz mit einer Siloxanbindung enthält, wie z. B. Silikon, verwendet werden.
Eine Dichtungsschicht 2560 ist zwischen dem Substrat 2510 und dem Substrat 2570 bereitgestellt. Die Dichtungsschicht 2560 weist vorzugsweise einen höheren Brechungsindex auf als Luft. In dem Fall, in dem Licht, wie in 24A dargestellt, zur Seite der Dichtungsschicht 2560 entnommen wird, kann die Dichtungsschicht 2560 auch als optische Klebeschicht dienen.
Ein Dichtungsmittel kann in dem peripheren Abschnitt der Dichtungsschicht 2560 ausgebildet werden. Unter Verwendung des Dichtungsmittels kann ein Licht emittierendes Element 2550R in einem Bereich, der von dem Substrat 2510, dem Substrat 2570, der Dichtungsschicht 2560 und dem Dichtungsmittel umschlossen ist, bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass ein Inertgas (wie z. B. Stickstoff oder Argon) anstelle der Dichtungsschicht 2560 verwendet werden kann. Ein Trocknungsmittel kann in dem Inertgas bereitgestellt werden, um Feuchtigkeit oder dergleichen zu adsorbieren. Ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz oder ein Epoxidharz, kann verwendet werden. Ein Harz auf Epoxid-Basis oder eine Glasfritte werden vorzugsweise für das Dichtungsmittel verwendet. Als Material, das für das Dichtungsmittel verwendet wird, wird vorzugsweise ein Material verwendet, das weder Feuchtigkeit noch Sauerstoff durchlässt.
Die Anzeigevorrichtung 2501 umfasst ein Pixel 2502R. Das Pixel 2502R umfasst ein Licht emittierendes Modul 2580R.
Das Pixel 2502R umfasst das Licht emittierende Element 2550R und einen Transistor 2502t, der dem Licht emittierenden Element 2550R elektrische Energie zuführen kann. Es sei angemerkt, dass der Transistor 2502t als Teil der Pixelschaltung dient. Das Licht emittierende Modul 2580R umfasst das Licht emittierende Element 2550R und eine Farbschicht 2567R.
Das Licht emittierende Element 2550R beinhaltet eine untere Elektrode, eine obere Elektrode und eine EL-Schicht zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode. Als Licht emittierendes Element 2550R kann eines der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Licht emittierenden Elemente verwendet werden.
Eine Mikrokavitätsstruktur kann zwischen der unteren Elektrode und der oberen Elektrode zum Einsatz kommen, so dass die Intensität des Lichts mit einer spezifischen Wellenlänge erhöht werden kann.
In dem Fall, in dem die Dichtungsschicht 2560 auf der Lichtextraktionsseite bereitgestellt ist, ist die Dichtungsschicht 2560 in Kontakt mit dem Licht emittierenden Element 2550R und der Farbschicht 2567R.
Die Farbschicht 2567R ist in einem Bereich positioniert, der sich mit dem Licht emittierenden Element 2550R überlappt. Demzufolge passiert ein Teil des von dem Licht emittierenden Element 2550R emittierten Lichts die Farbschicht 2567R und wird zur Außenseite des Licht emittierenden Moduls 2580R emittiert, wie ein Pfeil in der Zeichnung zeigt.
Die Anzeigevorrichtung 2501 beinhaltet eine lichtundurchlässige Schicht 2567BM auf der Lichtextraktionsseite. Die lichtundurchlässige Schicht 2567BM ist derart angeordnet, dass sie die Farbschicht 2567R umschließt.
Die Farbschicht 2567R ist eine Farbschicht mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann ein Farbfilter zum Durchlassen von Licht in einem roten Wellenlängenbereich, ein Farbfilter zum Durchlassen von Licht in einem grünen Wellenlängenbereich, ein Farbfilter zum Durchlassen von Licht in einem blauen Wellenlängenbereich, ein Farbfilter zum Durchlassen von Licht in einem gelben Wellenlängenbereich oder dergleichen verwendet werden. Jeder Farbfilter kann mit beliebigen verschiedener Materialien in einem Druckverfahren, einem Tintenstrahlverfahren, einem Ätzverfahren unter Verwendung einer Photolithographietechnik oder dergleichen ausgebildet werden.
Eine isolierende Schicht 2521 ist in der Anzeigevorrichtung 2501 bereitgestellt. Die isolierende Schicht 2521 bedeckt den Transistor 2502t. Es sei angemerkt, dass die isolierende Schicht 2521 eine Funktion zum Bedecken einer Unebenheit aufweist, die durch die Pixelschaltung hervorgerufen wurde. Die isolierende Schicht 2521 kann auch eine Funktion zum Unterdrücken einer Diffusion von Verunreinigungen aufweisen. Dies kann verhindern, dass die Zuverlässigkeit des Transistors 2502t oder dergleichen durch die Diffusion von Verunreinigungen verringert wird.
Das Licht emittierende Element 2550R wird über der isolierenden Schicht 2521 ausgebildet. Eine Trennwand 2528 wird derart bereitgestellt, dass sie mit einem Endabschnitt der unteren Elektrode des Licht emittierenden Elements 2550R überlappt. Es sei angemerkt, dass ein Abstandshalter zum Steuern des Abstandes zwischen dem Substrat 2510 und dem Substrat 2570 über der Trennwand 2528 ausgebildet werden kann.
Eine Abtastleitungstreiberschaltung 2503g(1) umfasst einen Transistor 2503t und einen Kondensator 2503c. Es sei angemerkt, dass die Treiberschaltung im gleichen Prozess und über dem gleichen Substrat wie die Pixelschaltungen ausgebildet werden kann.
Über dem Substrat 2510 sind die Leitungen 2511, über die Signale zugeführt werden können, bereitgestellt. Über den Leitungen 2511 ist der Anschluss 2519 bereitgestellt. Die FPC 2509(1) ist elektrisch mit dem Anschluss 2519 verbunden. Die FPC 2509(1) weist eine Funktion zum Zuführen eines Videosignals, eines Taktsignals, eines Startsignals, eines Rücksetzsignals oder dergleichen auf. Es sei angemerkt, dass die FPC 2509(1) mit einer PWB bereitgestellt werden kann.
Bei der Anzeigevorrichtung 2501 können Transistoren mit verschiedenen Strukturen verwendet werden. 24A stellt ein Beispiel dar, bei dem Bottom-Gate-Transistoren verwendet werden; jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und Top-Gate-Transistoren können in der Anzeigevorrichtung 2501 verwendet werden, wie in 24B dargestellt.
Außerdem gibt es keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Polarität des Transistors 2502t und des Transistors 2503t. Für diese Transistoren können n-Kanal- und p-Kanal-Transistoren verwendet werden, oder beispielsweise können entweder n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren verwendet werden. Darüber hinaus gibt es keine besondere Beschränkung bezüglich der Kristallinität eines Halbleiterfilms, der für die Transistoren 2502t und 2503t verwendet wird. Beispielsweise kann ein amorpher Halbleiterfilm oder ein kristalliner Halbleiterfilm verwendet werden. Beispiele für Halbleitermaterialien umfassen Halbleiter der Gruppe 14 (z. B. einen Halbleiter, der Silizium umfasst), Verbundhalbleiter (einschließlich Oxidhalbleiter), organische Halbleiter und dergleichen. Vorzugsweise wird ein Oxidhalbleiter, der eine Energielücke von 2 eV oder mehr, bevorzugt 2,5 eV oder mehr, stärker bevorzugt 3 eV oder mehr aufweist, für einen oder beide der Transistoren 2502t und 2503t verwendet, so dass der Sperrstrom der Transistoren verringert werden kann. Beispiele für die Oxidhalbleiter umfassen ein In-Ga-Oxid, ein In-M-Zn-Oxid (M stellt Al, Ga, Y, Zr, La, Ce, Sn, Hf oder Nd dar) und dergleichen.
<Beschreibung des Berührungssensors>
Als Nächstes wird der Berührungssensor 2595 im Detail anhand von 24C beschrieben. 24C entspricht einer Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie X3-X4 in 23B.
Der Berührungssensor 2595 umfasst die Elektroden 2591 und die Elektroden 2592, welche in einer versetzten Anordnung auf dem Substrat 2590 angeordnet sind, eine isolierende Schicht 2593, die die Elektroden 2591 und die Elektroden 2592 bedeckt, und die Leitung 2594, die die benachbarten Elektroden 2591 elektrisch miteinander verbindet.
Die Elektroden 2591 und die Elektroden 2592 werden unter Verwendung eines lichtdurchlässigen leitenden Materials ausgebildet. Als lichtdurchlässiges leitendes Material kann ein leitendes Oxid, wie z. B. Indiumoxid, Indiumzinnoxid, Indiumzinkoxid, Zinkoxid oder Zinkoxid, dem Gallium zugesetzt worden ist, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass auch ein Film, der Graphen enthält, verwendet werden kann. Der Film, der Graphen enthält, kann beispielsweise durch eine Reduktion eines Films, der Graphenoxid enthält, ausgebildet werden. Als Reduktionsverfahren kann ein Verfahren, bei dem Wärme verwendet wird, oder dergleichen zum Einsatz kommen.
Die Elektroden 2591 und die Elektroden 2592 können beispielsweise ausgebildet werden, indem ein lichtdurchlässiges leitendes Material durch ein Sputterverfahren auf dem Substrat 2590 abgeschieden wird und dann ein unnötiger Teil durch eine beliebige verschiedener Strukturierungstechniken, wie z. B. Photolithographie, entfernt wird.
Beispiele für ein Material für die isolierende Schicht 2593 umfassen ein Harz, wie z. B. ein Acrylharz oder ein Epoxidharz, ein Harz mit einer Siloxanbindung, wie z. B. Silikon, und ein anorganisches isolierendes Material, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Aluminiumoxid.
Öffnungen, die die Elektroden 2591 erreichen, werden in der isolierenden Schicht 2593 ausgebildet, und die Leitung 2594 verbindet die benachbarten Elektroden 2591 elektrisch. Ein lichtdurchlässiges leitendes Material kann für die Leitung 2594 vorteilhaft verwendet werden, da das Öffnungsverhältnis des Touchscreens erhöht werden kann. Außerdem kann ein Material, das eine höhere Leitfähigkeit aufweist als die Elektroden 2591 und 2592, für die Leitung 2594 vorteilhaft verwendet werden, da der elektrische Widerstand verringert werden kann.
Eine Elektrode 2592 erstreckt sich in eine Richtung, und eine Vielzahl von Elektroden 2592 ist in Streifenform bereitgestellt. Die Leitung 2594 kreuzt die Elektrode 2592.
Benachbarte Elektroden 2591 sind bereitgestellt, wobei eine Elektrode 2592 dazwischen angeordnet ist. Die Leitung 2594 verbindet die benachbarten Elektroden 2591 elektrisch.
Es sei angemerkt, dass die Vielzahl von Elektroden 2591 nicht notwendigerweise in der Richtung orthogonal zu einer Elektrode 2592 angeordnet ist und derart angeordnet sein kann, dass sie eine Elektrode 2592 in einem Winkel von mehr als 0° weniger als 90° kreuzt.
Die Leitung 2598 ist elektrisch mit einer der Elektroden 2591 und 2592 verbunden. Ein Teil der Leitung 2598 dient als Anschluss. Für die Leitung 2598 kann ein Metallmaterial, wie z. B. Aluminium, Gold, Platin, Silber, Nickel, Titan, Wolfram, Chrom, Molybdän, Eisen, Kobalt, Kupfer oder Palladium, oder ein Legierungsmaterial verwendet werden, das ein beliebiges dieser Metallmaterialien enthält.
Es sei angemerkt, dass eine isolierende Schicht, die die isolierende Schicht 2593 und die Leitung 2594 bedeckt, bereitgestellt sein kann, um den Berührungssensor 2595 zu schützen.
Eine Verbindungsschicht 2599 verbindet die Leitung 2598 elektrisch mit der FPC 2509(2).
Als Verbindungsschicht 2599 können beliebige verschiedener anisotroper leitender Filme (anisotropic conductive film, ACF), anisotroper leitender Pasten (anisotropic conductive paste, ACP) oder dergleichen verwendet werden.
<Beschreibung 2 des Touchscreens>
Als Nächstes wird der Touchscreen 2000 im Detail anhand von 25A beschrieben. 25A entspricht einer Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie X5-X6 in 23A.
In dem Touchscreen 2000, der in 25A dargestellt wird, sind die Anzeigevorrichtung 2501, die anhand von 24A beschrieben worden ist, und der Berührungssensor 2595, der anhand von 24C beschrieben worden ist, aneinander befestigt.
Der Berührungssensor 2000, der in 25A dargestellt ist, umfasst zusätzlich zu den Komponenten, die anhand von 24A und 24C beschrieben worden sind, eine Klebeschicht 2597 und eine Antireflexionsschicht 2567p.
Die Klebeschicht 2597 wird in Kontakt mit der Leitung 2594 bereitgestellt. Es sei angemerkt, dass die Klebeschicht 2597 das Substrat 2590 mit dem Substrat 2570 derart verbindet, dass sich der Berührungssensor 2595 mit der Anzeigevorrichtung 2501 überlappt. Die Klebeschicht 2597 weist vorzugsweise eine Lichtdurchlässigkeitseigenschaft auf. Ein wärmehärtendes Harz oder ein UV-härtendes Harz kann für die Klebeschicht 2597 verwendet werden. Beispielsweise kann ein Acrylharz, ein Harz auf Urethan-Basis, ein Harz auf Epoxid-Basis oder ein Harz auf Siloxan-Basis verwendet werden.
Die Antireflexionsschicht 2567p ist in einem Bereich positioniert, der sich mit Pixeln überlappt. Als Antireflexionsschicht 2567p kann beispielsweise eine zirkular polarisierende Platte verwendet werden.
Als Nächstes wird ein Touchscreen mit einer Struktur, die sich von derjenigen, die in 25A dargestellt wird, unterscheidet, anhand von 25B beschrieben.
25B ist eine Querschnittsansicht eines Touchscreens 2001. Der Touchscreen 2001, der in 25B dargestellt wird, unterscheidet sich von dem Touchscreen 2000, der in 25A dargestellt wird, in der relativen Position des Berührungssensors 2595 zu der Anzeigevorrichtung 2501. Unterschiedliche Teile werden im Folgenden ausführlich beschrieben, und für die anderen ähnlichen Strukturen wird auf die vorstehende Beschreibung des Touchscreens 2000 verwiesen.
Die Farbschicht 2567R ist in einem Bereich positioniert, der sich mit dem Licht emittierenden Element 2550R überlappt. Das Licht emittierende Element 2550R, das in 25B dargestellt wird, emittiert Licht zu der Seite, auf der der Transistor 2502t bereitgestellt ist. Demzufolge passiert ein Teil des von dem Licht emittierenden Element 2550R emittierten Lichts die Farbschicht 2567R und wird zur Außenseite des Licht emittierenden Moduls 2580R emittiert, wie ein Pfeil in 25B zeigt.
Der Berührungssensor 2595 wird auf der Seite des Substrats 2510 der Anzeigevorrichtung 2501 bereitgestellt.
Die Klebeschicht 2597 ist zwischen dem Substrat 2510 und dem Substrat 2590 bereitgestellt und befestigt den Berührungssensor 2595 an der Anzeigevorrichtung 2501.
Wie in 25A oder 25B dargestellt, kann Licht von dem Licht emittierenden Element über eines oder beide der Substrate 2510 und 2570 emittiert werden.
<Beschreibung eines Verfahrens zum Ansteuern des Touchscreens>
Als Nächstes wird ein Beispiel für ein Verfahren zum Ansteuern eines Touchscreens anhand von 26A und 26B beschrieben.
26A ist ein Blockdiagramm, das die Struktur eines gegenseitig kapazitiven Berührungssensors darstellt. 26A stellt eine Impulsspannungsausgabeschaltung 2601 und eine Stromerfassungsschaltung 2602 dar. Es sei angemerkt, dass in 26A sechs Leitungen X1 bis X6 die Elektroden 2621 repräsentieren, an die eine Impulsspannung angelegt wird, und sechs Leitungen Y1 bis Y6 die Elektroden 2622 repräsentieren, die die Veränderungen des Stroms erfassen. 26A stellt auch Kondensatoren 2603 dar, die jeweils in einem Bereich ausgebildet sind, in dem die Elektroden 2621 und 2622 einander überlappen. Es sei angemerkt, dass ein funktioneller Tausch zwischen den Elektroden 2621 und 2622 möglich ist.
Es handelt sich bei der Impulsspannungsausgabeschaltung 2601 um eine Schaltung zum sequenziellen Anlegen einer Impulsspannung an die Leitungen X1 bis X6. Durch das Anlegen einer Impulsspannung an die Leitungen X1 bis X6 wird ein elektrisches Feld zwischen den Elektroden 2621 und 2622 des Kondensators 2603 erzeugt. Wenn das elektrische Feld zwischen den Elektroden abgeschirmt wird, tritt beispielsweise eine Veränderung in dem Kondensator 2603 auf (gegenseitige Kapazität). Die Annäherung oder der Kontakt eines Erfassungsobjekts kann durch Ausnutzung dieser Veränderung erfasst werden.
Es handelt sich bei der Stromerfassungsschaltung 2602 um eine Schaltung zum Erfassen von Veränderungen des durch die Leitungen Y1 bis Y6 fließenden Stroms, welche durch die Veränderung der gegenseitigen Kapazität in dem Kondensator 2603 hervorgerufen werden. Keine Veränderung des Stromwertes wird in den Leitungen Y1 bis Y6 erfasst, wenn es keine Annäherung oder keinen Kontakt eines Erfassungsobjekts gibt, während eine Abnahme des Stromwertes erfasst wird, wenn die gegenseitige Kapazität durch die Annäherung oder den Kontakt eines Erfassungsobjekts verringert wird. Es sei angemerkt, dass eine Integratorschaltung oder dergleichen verwendet wird, um die Stromwerte zu erfassen.
26B ist ein Ablaufplan, der Eingangs- und Ausgangswellenformen des in 26A dargestellten gegenseitig kapazitiven Berührungssensors zeigt. In 26B wird in einer Bildperiode (frame period) eine Erfassung eines Erfassungsobjekts in sämtlichen Zeilen und Spalten durchgeführt. 26B zeigt eine Periode, in der kein Erfassungsobjekt erfasst wird (keine Berührung), und eine Periode, in der ein Erfassungsobjekt erfasst wird (Berührung). Die erfassten Stromwerte der Leitungen Y1 bis Y6 werden in 26B als Wellenformen der Spannungswerte gezeigt.
Eine Impulsspannung wird sequenziell an die Leitungen X1 bis X6 angelegt, und die Wellenformen der Leitungen Y1 bis Y6 verändern sich entsprechend der Impulsspannung. Wenn es keine Annäherung oder keinen Kontakt eines Erfassungsobjekts gibt, verändern sich die Wellenformen der Leitungen Y1 bis Y6 entsprechend den Veränderungen der Spannungen der Leitungen X1 bis X6 gleichmäßig. Der Stromwert nimmt an der Stelle ab, an der es zu der Annäherung oder dem Kontakt eines Erfassungsobjekts kommt, und demensprechend verändert sich die Wellenform des Spannungswertes.
Indem eine Veränderung der gegenseitigen Kapazität auf diese Weise erfasst wird, kann die Annäherung oder der Kontakt eines Erfassungsobjekts erfasst werden.
<Beschreibung der Sensorschaltung>
Obwohl 26A einen Passivmatrix-Berührungssensor zeigt, bei dem nur der Kondensator 2603 als Berührungssensor am Kreuzungspunkt der Leitungen bereitgestellt ist, kann auch ein Aktivmatrix-Berührungssensor verwendet werden, der einen Transistor und einen Kondensator beinhaltet. 27 stellt ein Beispiel für eine Sensorschaltung dar, die in einem Aktivmatrix-Berührungssensor enthalten ist.
Die Sensorschaltung in 27 umfasst den Kondensator 2603 sowie Transistoren 2611, 2612 und 2613.
Ein Signal G2 wird in ein Gate des Transistors 2613 eingegeben. Eine Spannung VRES wird an einen Anschluss von Source und Drain des Transistors 2613 angelegt, und eine Elektrode des Kondensators 2603 und ein Gate des Transistors 2611 werden mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 2613 elektrisch verbunden. Ein Anschluss von Source und Drain des Transistors 2611 wird mit einem Anschluss von Source und Drain des Transistors 2612 elektrisch verbunden, und eine Spannung VSS wird an den anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 2611 angelegt. Ein Signal G1 wird in ein Gate des Transistors 2612 eingegeben, und eine Leitung ML wird mit dem anderen Anschluss von Source und Drain des Transistors 2612 elektrisch verbunden. Die Spannung VSS wird an die andere Elektrode des Kondensators 2603 angelegt.
Als Nächstes wird die Arbeitsweise der Sensorschaltung in 27 beschrieben. Zuerst wird ein Potential zum Einschalten des Transistors 2613 als Signal G2 zugeführt; und ein Potential in Bezug auf die Spannung VRES wird somit an den Knoten n angelegt, der mit dem Gate des Transistors 2611 verbunden ist. Anschließend wird ein Potential zum Ausschalten des Transistors 2613 als Signal G2 angelegt, wodurch das Potential des Knotens n gehalten wird.
Danach verändert sich die gegenseitige Kapazität des Kondensators 2603 infolge der Annäherung oder des Kontakts zu einem Erfassungsobjekt, wie z. B. einem Finger; dementsprechend wird das Potential des Knotens n von VRES verändert.
Bei einem Lesevorgang wird ein Potential zum Einschalten des Transistors 2612 als Signal G1 zugeführt. Dem Potential des Knotens n entsprechend wird ein Strom verändert, der durch den Transistor 2611 fließt, das heißt ein Strom, der durch die Leitung ML fließt. Durch Erfassung dieses Stroms kann die Annäherung oder der Kontakt eines Erfassungsobjekts erfasst werden.
Bei jedem der Transistoren 2611, 2612 und 2613 wird eine Oxidhalbleiterschicht vorzugsweise als Halbleiterschicht verwendet, in der ein Kanalbereich gebildet wird. Im Besonderen wird vorzugsweise für den Transistor 2613 ein derartiger Transistor verwendet, so dass das Potential des Knotens n für eine lange Zeit gehalten werden kann und die Häufigkeit eines Vorgangs zum nochmaligen Zuführen von VRES zu dem Knoten n (Aktualisierungsvorgangs) verringert werden kann.
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 7)
Bei dieser Ausführungsform werden ein Anzeigemodul und elektronische Geräte, die ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen, anhand von 28, 29A bis 29G, 30A bis 30F, 31A bis 31D sowie 32A und 32B beschrieben.
<Anzeigemodul>
Bei einem Anzeigemodul 8000 in 28 sind ein Berührungssensor 8004, der mit einer FPC 8003 verbunden ist, eine Anzeigevorrichtung 8006, die mit einer FPC 8005 verbunden ist, ein Rahmen 8009, eine gedruckte Leiterplatte 8010 und eine Batterie 8011 zwischen einer oberen Abdeckung 8001 und einer unteren Abdeckung 8002 angeordnet.
Das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise für die Anzeigevorrichtung 8006 verwendet werden.
Die Formen und Größen der oberen Abdeckung 8001 und der unteren Abdeckung 8002 können je nach Bedarf entsprechend den Größen des Berührungssensors 8004 und der Anzeigevorrichtung 8006 verändert werden.
Der Berührungssensor 8004 kann ein resistiver Berührungssensor oder ein kapazitiver Berührungssensor sein und derart ausgebildet sein, dass er sich mit der Anzeigevorrichtung 8006 überlappt. Ein Gegensubstrat (Dichtungssubstrat) der Anzeigevorrichtung 8006 kann eine Berührungssensor-Funktion aufweisen. Ein Fotosensor kann in jedem Pixel der Anzeigevorrichtung 8006 bereitgestellt sein, so dass ein optischer Berührungssensor erhalten wird.
Der Rahmen 8009 schützt die Anzeigevorrichtung 8006 und dient auch als elektromagnetischer Schild zum Blockieren von elektromagnetischen Wellen, die durch den Betrieb der gedruckten Leiterplatte 8010 erzeugt werden. Der Rahmen 8009 kann als Abstrahlplatte dienen.
Die gedruckte Leiterplatte 8010 weist eine Stromversorgungsschaltung und eine Signalverarbeitungsschaltung zum Ausgeben eines Videosignals und eines Taktsignals auf. Als Stromquelle zum Zuführen von Strom zu der Stromversorgungsschaltung kann eine externe Netzstromquelle oder die Batterie 8011 verwendet werden, die getrennt bereitgestellt ist. Die Batterie 8011 kann im Falle der Verwendung einer Netzstromquelle weggelassen werden.
Das Anzeigemodul 8000 kann zusätzlich mit einem Bestandteil, wie z. B. einer polarisierenden Platte, einer Retardationsplatte oder einer Prismenfolie, versehen sein.
<Elektronische Geräte>
29A bis 29G stellen elektronische Geräte dar. Diese elektronischen Geräte können ein Gehäuse 9000, einen Anzeigeabschnitt 9001, einen Lautsprecher 9003, Bedienungstasten 9005 (darunter auch einen Netzschalter oder einen Bedienungsschalter), einen Verbindungsanschluss 9006, einen Sensor 9007 (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen oder Erfassen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussmenge, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahl), ein Mikrofon 9008 und dergleichen beinhalten. Außerdem kann der Sensor 9007 genauso wie ein Pulssensor und ein Fingerabdrucksensor eine Funktion zum Messen biologischer Informationen aufweisen.
Die elektronischen Geräte, die in 29A bis 29G dargestellt werden, können verschiedene Funktionen, so beispielsweise eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Daten (eines Standbildes, eines Bewegtbildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Berührungssensor-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern einer Verarbeitung mit diversen Arten von Software (Programmen), eine drahtlose Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Verbinden mit verschiedenen Computernetzwerken mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Übertragen und Empfangen verschiedener Daten mittels einer drahtlosen Kommunikationsfunktion, eine Funktion zum Lesen eines Programms oder Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, und Anzeigen des Programms oder der Daten auf dem Anzeigeabschnitt und dergleichen aufweisen. Es sei angemerkt, dass Funktionen der elektronischen Geräte, die in 29A bis 29G dargestellt werden, nicht auf diejenigen, die vorstehend beschrieben worden sind, beschränkt sind und die elektronischen Geräte weitere Funktionen aufweisen können. Obwohl in 29A bis 29G nicht dargestellt, können die elektronischen Geräte eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten beinhalten. Die elektronischen Geräte können eine Kamera oder dergleichen sowie eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes, eine Funktion zum Aufnehmen eines Bewegtbildes, eine Funktion zum Speichern des aufgenommenen Bildes in einem Speichermedium (einem externen Speichermedium oder einem Speichermedium, das in der Kamera eingebaut ist), eine Funktion zum Anzeigen des aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt oder dergleichen aufweisen.
Die elektronischen Geräte, die in 29A bis 29G dargestellt werden, werden nachstehend ausführlich beschrieben.
29A ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9100. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9100 ist flexibel. Daher kann der Anzeigeabschnitt 9001 entlang einer gekrümmten Oberfläche eines gekrümmten Gehäuses 9000 eingebaut sein. Der Anzeigeabschnitt 9001 beinhaltet ferner einen Berührungssensor, und ein Betrieb kann durch Berühren des Bildschirms mit einem Finger, einem Stift oder dergleichen durchgeführt werden. Wenn beispielsweise ein auf dem Anzeigeabschnitt 9001 angezeigtes Icon berührt wird, kann eine Applikation gestartet werden.
29B ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9101. Das tragbare Informationsendgerät 9101 dient beispielsweise als ein oder mehrere Gerät/e von einem Telefonapparat, einem Laptop und einem Informationssuchsystem. Insbesondere kann das tragbare Informationsendgerät als Smartphone verwendet werden. Es sei angemerkt, dass der Lautsprecher 9003, der Verbindungsanschluss 9006, der Sensor 9007 und dergleichen, die in 29B nicht gezeigt werden, in dem tragbaren Informationsendgerät 9101 wie in dem tragbaren Informationsendgerät 9100, das in 29A gezeigt wird, angeordnet sein können. Das tragbare Informationsendgerät 9101 kann Schriftzeichen und Bildinformationen auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. Beispielsweise können drei Bedienungsknöpfe 9050 (auch als Bedienungsicons, oder einfach als Icons bezeichnet) auf einer Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Außerdem können Informationen 9051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt werden, auf einer anderen Oberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 9051 umfassen eine Anzeige, die auf die Ankunft einer eingehenden E-Mail, einer Mitteilung von einem sozialen Netzwerk (social networking service, SNS), eines Anrufs und dergleichen hinweist, den Betreff und Absender einer E-Mail und einer SNS-Mitteilung, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batteriekapazität und eine Anzeige, die auf die Stärke eines empfangenen Signals, wie z. B. einer Radiowelle, hinweist. Anstelle der Informationen 9051 können die Bedienungsknöpfe 9050 oder dergleichen an der Stelle, an der die Informationen 9051 angezeigt werden, angezeigt werden.
Als Material für das Gehäuse 9000 kann eine Legierung, ein Kunststoff, Keramik oder ein Material, das eine Kohlenstofffaser enthält, verwendet werden. Als Material, das eine Kohlenstofffaser enthält, ist ein mit einer Kohlenstofffaser verstärkter Kunststoff (carbon fiber reinforced plastic, CFRP) dahingehend vorteilhaft, dass er leicht und korrosionsfrei ist; jedoch ist er schwarz und schränkt somit das äußere Erscheinungsbild sowie Design des Gehäuses ein. Der CFRP kann als eine Art verstärkter Kunststoff betrachtet werden, bei dem eine Glasfaser oder eine Aramidfaser verwendet wird. Da die Faser bei einem Aufprall von einem Harz getrennt werden könnte, wird die Legierung bevorzugt. Als Legierung können eine Aluminiumlegierung und eine Magnesiumlegierung angegeben werden. Eine amorphe Legierung (auch als metallisches Glas bezeichnet), die Zirconium, Kupfer, Nickel und Titan enthält, weist insbesondere eine hohe elastische Stärke auf. Diese amorphe Legierung weist einen Glasübergangsbereich bei Raumtemperatur auf, der auch als Bulk erstarrende amorphe Legierung bezeichnet wird und im Wesentlichen eine amorphe Atomstruktur aufweist. Ein Legierungsmaterial wird in einer Form von mindestens einem Teil des Gehäuses modelliert und durch ein Erstarrungs-Guss-Verfahren geronnen, wodurch ein Teil des Gehäuses mit der Bulk erstarrenden amorphen Legierung ausgebildet wird. Die amorphe Legierung kann zusätzlich zu Zirconium, Kupfer, Nickel und Titan Beryllium, Silizium, Niob, Bor, Gallium, Molybdän, Wolfram, Mangan, Eisen, Cobalt, Yttrium, Vanadium, Phosphor, Kohlenstoff oder dergleichen enthalten. Die amorphe Legierung kann anstelle des Erstarrungs-Guss-Verfahrens durch ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein Elektroplattierungsverfahren, ein stromloses Plattierungsverfahren oder dergleichen ausgebildet werden. Die amorphe Legierung kann einen Mikrokristall oder einen Nanokristall enthalten, solange ein Zustand ohne Fernordnung (eine periodische Struktur) als Ganzes aufrechterhalten wird. Es sei angemerkt, dass der Begriff Legierung sowohl eine komplette Festlösungslegierung mit einer einzelnen Festphasenstruktur als auch eine Teillösung mit zwei oder mehr Phasen umfasst. Das Gehäuse 9000, bei dem die amorphe Legierung verwendet wird, kann eine hohe elastische Stärke aufweisen. Selbst wenn das tragbare Informationsendgerät 9101 fallengelassen wird und der Aufprall eine vorübergehende Verformung herbeiführt, ermöglicht die Verwendung der amorphen Legierung in dem Gehäuse 9000 die Rückkehr zur Originalform; demzufolge kann die Stoßfestigkeit des tragbaren Informationsendgeräts 9101 verbessert werden.
29C ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9102. Das tragbare Informationsendgerät 9102 weist eine Funktion zum Anzeigen von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 9001 auf. Hier werden Informationen 9052, Informationen 9053 und Informationen 9054 auf unterschiedlichen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann ein Benutzer des tragbaren Informationsendgeräts 9102 die Anzeige (hier die Informationen 9053) ansehen, wobei das tragbare Informationsendgerät 9102 in einer Brusttasche seines/ihres Hemdes platziert ist. Insbesondere kann die Telefonnummer, der Name oder dergleichen eines Anrufers an einer Stelle angezeigt werden, die von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts 9102 aus eingesehen werden kann. Daher kann der Benutzer die Anzeige ansehen, ohne dabei das tragbare Informationsendgerät 9102 aus der Tasche herausnehmen zu müssen, und entscheiden, ob er/sie den Anruf annehmen möchte.
29D ist eine perspektivische Ansicht eines tragbaren Informationsendgeräts 9200 in Form einer Armbanduhr. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann verschiedene Applikationen, wie z. B. Mobiltelefongespräche, E-Mails verschicken und empfangen, Texte anzeigen und bearbeiten, Musik wiedergeben, Internet-Kommunikation und Computerspiele, ausführen. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 9001 ist gekrümmt, und Bilder können auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Das tragbare Informationsendgerät 9200 kann die Nahbereichskommunikation entsprechend einem bestehenden Kommunikationsstandard verwenden. Zum Beispiel kann in diesem Fall eine gegenseitige Kommunikation zwischen dem tragbaren Informationsendgerät 9200 und einem Headset durchgeführt werden, das zur drahtlosen Kommunikation geeignet ist, wodurch ein freihändiges Telefongespräch ermöglicht wird. Das tragbare Informationsendgerät 9200 beinhaltet den Verbindungsanschluss 9006, und Daten können über ein Verbindungselement direkt zu/von einem anderen Informationsendgerät gesendet und empfangen werden. Ein Aufladen mit Strom durch den Verbindungsanschluss 9006 ist möglich. Es sei angemerkt, dass der Ladevorgang ohne den Verbindungsanschluss 9006 durch drahtlose Stromzufuhr durchgeführt werden kann.
29E, 29F und 29G sind perspektivische Ansichten eines zusammenklappbaren, tragbaren Informationsendgeräts 9201. 29E ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201, das geöffnet ist, darstellt. 29F ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201, das geöffnet oder zusammengeklappt wird, darstellt. 29G ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201, das zusammengeklappt ist, darstellt. Das tragbare Informationsendgerät 9201 ist sehr gut tragbar, wenn es zusammengeklappt ist. Wenn das tragbare Informationsendgerät 9201 geöffnet ist, ist ein nahtloser großer Anzeigebereich gut durchsuchbar. Der Anzeigeabschnitt 9001 des tragbaren Informationsendgeräts 9201 wird von drei Gehäusen 9000 getragen, die durch Gelenke 9055 miteinander verbunden sind. Indem das tragbare Informationsendgerät 9201 an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Gehäusen 9000 an den Gelenken 9055 zusammengeklappt wird, kann die Form des tragbaren Informationsendgeräts 9201 reversibel von dem geöffneten Zustand zu dem zusammengeklappten Zustand geändert werden. Beispielsweise kann das tragbare Informationsendgerät 9201 mit einem Krümmungsradius von größer als oder gleich 1 mm und kleiner als oder gleich 150 mm gebogen werden.
Beispiele für elektronische Geräte umfassen ein Fernsehgerät (auch als Fernseher oder Fernsehempfänger bezeichnet), einen Monitor für einen Computer oder dergleichen, eine Kamera, wie z. B. eine Digitalkamera und eine digitale Videokamera, einen digitalen Fotorahmen, ein Mobiltelefon (auch als Handy oder tragbares Telefongerät bezeichnet), eine Videobrille (eine am Kopf tragbare Anzeige), eine tragbare Spielekonsole, ein tragbares Informationsendgerät, ein Audiowiedergabegerät und einen großen Spielautomaten, wie z. B. einen Pachinko-Automaten.
Des Weiteren kann das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Sekundärbatterie umfassen. Vorzugsweise kann die Sekundärbatterie durch kontaktlose Energieübertragung aufgeladen werden.
Beispiele für die Sekundärbatterie umfassen eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, wie z. B. eine Lithium-Polymer-Batterie (Lithium-Ionen-Polymer-Batterie) unter Verwendung eines Gel-Elektrolyts, eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickel-Hydrid-Batterie, eine Nickel-Cadmium-Batterie, eine organische Radikalbatterie, eine Blei-Säure-Batterie, eine Luftsekundärbatterie, eine Nickel-Zink-Batterie und eine Silber-Zink-Batterie.
Das elektronische Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Antenne umfassen. Wenn ein Signal von der Antenne empfangen wird, kann das elektronische Gerät ein Bild, Daten oder dergleichen auf einem Anzeigeabschnitt anzeigen. Wenn das elektronische Gerät eine Sekundärbatterie beinhaltet, kann die Antenne für kontaktlose Energieübertragung verwendet werden.
30A stellt eine tragbare Spielkonsole dar, die ein Gehäuse 7101, ein Gehäuse 7102, Anzeigeabschnitte 7103 und 7104, ein Mikrofon 7105, Lautsprecher 7106, eine Bedienungstaste 7107, einen Stift 7108 und dergleichen beinhaltet. Wenn die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 7103 oder 7104 verwendet wird, ist es möglich, ein benutzerfreundliches tragbares Spielgerät mit einer Qualität bereitzustellen, die sich kaum verschlechtert. Obwohl die tragbare Spielkonsole, die in 30A dargestellt wird, zwei Anzeigeabschnitte, d. h. die Anzeigeabschnitte 7103 und 7104, beinhaltet, ist die Anzahl der Anzeigeabschnitte, die in der tragbaren Spielkonsole enthalten sind, nicht auf zwei beschränkt.
30B stellt eine Videokamera dar, die ein Gehäuse 7701, ein Gehäuse 7702, einen Anzeigeabschnitt 7703, Bedienungstasten 7704, eine Linse 7705, ein Gelenk 7706 und dergleichen beinhaltet. Die Bedientasten 7704 und die Linse 7705 sind in dem Gehäuse 7701 bereitgestellt, und der Anzeigeabschnitt 7703 ist in dem Gehäuse 7702 bereitgestellt. Das Gehäuse 7701 und das Gehäuse 7702 sind über das Gelenk 7706 miteinander verbunden, und der Winkel zwischen dem Gehäuse 7701 und dem Gehäuse 7702 kann mit dem Gelenk 7706 verändert werden. Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7703 angezeigt werden, können entsprechend dem Winkel an dem Gelenk 7706 zwischen dem Gehäuse 7701 und dem Gehäuse 7702 umgeschaltet werden.
30C stellt einen Laptop dar, der ein Gehäuse 7121, einen Anzeigeabschnitt 7122, eine Tastatur 7123, eine Zeigevorrichtung 7124 und dergleichen beinhaltet. Es sei angemerkt, dass der Anzeigeabschnitt 7122 klein oder mittelgroß ist, jedoch eine 8K-Anzeige durchführen kann, da er eine sehr hohe Pixeldichte und eine hohe Auflösung aufweist; somit kann ein überaus klares Bild erhalten werden.
30D ist eine Außenansicht einer am Kopf tragbaren Anzeige 7200.
Die am Kopf getragene Anzeige 7200 umfasst einen Befestigungsabschnitt 7201, eine Linse 7202, einen Hauptkörper 7203, einen Anzeigeabschnitt 7204, ein Kabel 7205 und dergleichen. Der Befestigungsabschnitt 7201 umfasst eine Batterie 7206.
Strom wird von der Batterie 7206 über das Kabel 7205 zu dem Hauptkörper 7203 zugeführt. Der Hauptkörper 7203 umfasst einen kabellosen Empfänger oder dergleichen, um Videodaten, wie z. B. Bilddaten, zu empfangen und diese dann auf dem Anzeigeabschnitt 7204 anzuzeigen. Die Bewegung des Augapfels und des Augenlids eines Benutzers wird von einer Kamera in dem Hauptkörper 7203 aufgenommen und dann werden Koordinaten der Punkte, die der Benutzer betrachtet, unter Verwendung der aufgenommenen Daten berechnet, um den Zielpunkt der Betrachtung des Benutzers als Eingabemittel zu verwenden.
Der Befestigungsabschnitt 7201 kann eine Vielzahl von Elektroden derart umfassen, dass sie in Kontakt mit dem Benutzer sind. Der Hauptkörper 7203 kann konfiguriert sein, einen Strom, der durch die Elektroden fließt, bei der Bewegung des Augapfels des Benutzers zu erfassen, um die Richtung von seinen oder ihren Augen zu erkennen. Der Hauptkörper 7203 kann konfiguriert sein, einen Strom, der durch die Elektroden fließt, zu erfassen, um den Puls des Benutzers zu überwachen. Der Befestigungsabschnitt 7201 kann Sensoren, wie z. B. einen Temperatursensor, einen Drucksensor oder einen Beschleunigungssensor, umfassen, so dass biologische Informationen des Benutzers auf dem Anzeigeabschnitt 7204 angezeigt werden können. Der Hauptkörper 7203 kann konfiguriert sein, die Bewegung des Kopfes des Benutzers oder dergleichen zu erfassen, um ein Bild, das auf dem Anzeigeabschnitt 7204 angezeigt wird, in Synchronisation mit der Bewegung des Kopfes des Benutzers oder dergleichen zu bewegen.
30E ist eine Außenansicht einer Kamera 7300. Die Kamera 7300 umfasst ein Gehäuse 7301, einen Anzeigeabschnitt 7302, einen Bedienungsknopf 7303, einen Auslöseknopf 7304, einen Verbindungsabschnitt 7305 und dergleichen. Eine Linse 7306 kann auf der Kamera 7300 angebracht sein.
Der Verbindungsabschnitt 7305 umfasst eine Elektrode, um mit einem Sucher 7400, der nachfolgend beschrieben wird, einem Stroboskop oder dergleichen verbunden zu sein.
Obwohl die Linse 7306 der Kamera 7300 hier zum Auswechseln von dem Gehäuse 7301 abnehmbar ist, kann die Linse 7306 in dem Gehäuse 7301 enthalten sein.
Bilder können durch Berühren des Auslöseknopfs 7304 aufgenommen werden. Außerdem können Bilder aufgenommen werden, indem der Anzeigeabschnitt 7302, der einen Berührungssensor enthält, bedient wird.
In dem Anzeigeabschnitt 7302 kann die Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder ein Berührungssensor verwendet werden.
30F zeigt die Kamera 7300, an der ein Sucher 7400 angebracht ist.
Der Sucher 7400 umfasst ein Gehäuse 7401, einen Anzeigeabschnitt 7402 und einen Knopf 7403.
Das Gehäuse 7401 umfasst einen Verbindungsabschnitt zum Einrasten mit dem Verbindungabschnitt 7305 der Kamera 7300, so dass der Sucher 7400 mit der Kamera 7300 verbunden werden kann. Der Verbindungsabschnitt umfasst eine Elektrode, und ein Bild oder dergleichen, das von der Kamera 7300 über die Elektrode empfangen wird, kann auf dem Anzeigeabschnitt 7402 angezeigt werden.
Der Knopf 7403 weist eine Funktion eines Einschaltknopfes auf, und der Anzeigeabschnitt 7402 kann mit dem Knopf 7403 ein- und ausgeschaltet werden.
Obwohl die Kamera 7300 und der Sucher 7400 separate und abnehmbare elektronische Geräte in 30E und 30F sind, kann das Gehäuse 7301 der Kamera 7300 einen Sucher mit einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder einen Berührungssensor umfassen.
31A stellt ein Beispiel für ein Fernsehgerät dar. Bei dem Fernsehgerät 9300 ist der Anzeigeabschnitt 9001 in dem Gehäuse 9000 eingebaut. Hier wird das Gehäuse 9000 von einem Fuß 9301 getragen.
Das Fernsehgerät 9300, das in 31A dargestellt wird, kann mittels eines Betriebsschalters des Gehäuses 9000 oder mittels einer separaten Fernbedienung 9311 bedient werden. Der Anzeigeabschnitt 9001 kann einen Berührungssensor umfassen. Das Fernsehgerät 9300 kann durch Berührung des Anzeigeabschnitts 9001 mit einem Finger oder dergleichen bedient werden. Die Fernbedienung 9311 kann mit einem Anzeigeabschnitt zum Anzeigen von Daten, die von der Fernbedienung 9311 ausgegeben werden, bereitgestellt sein. Durch Bedienungstasten oder einen Touchscreen der Fernbedienung 9311 können die Fernsehsender und die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 9001 angezeigt werden, können gesteuert werden.
Das Fernsehgerät 9300 wird mit einem Empfänger, einem Modem und dergleichen ausgestattet. Unter Verwendung des Empfängers kann allgemeiner Fernsehrundfunk empfangen werden. Wenn das Fernsehgerät via Modem drahtlos oder nicht drahtlos mit einem Kommunikationsnetzwerk verbunden ist, kann eine unidirektionale (von einem Sender zu einem Empfänger) oder eine bidirektionale (zwischen einem Sender und einem Empfänger oder zwischen Empfängern) Datenkommunikation durchgeführt werden.
Das elektronische Gerät oder die Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist Flexibilität auf und kann deshalb entlang einer gekrümmten Innen-/Außenwandfläche eines Hauses oder eines Gebäudes oder entlang einer gekrümmten Innen-/Außenfläche eines Autos integriert werden.
31 B ist eine Außenansicht eines Fahrzeugs 9700. 31C stellt einen Fahrersitz des Fahrzeugs 9700 dar. Das Fahrzeug 9700 umfasst eine Karosserie 9701, Räder 9702, ein Armaturenbrett 9703, Scheinwerfer 9704 und dergleichen. Die Anzeigevorrichtung, die Licht emittierende Vorrichtung oder dergleichen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann in einem Anzeigeabschnitt oder dergleichen des Fahrzeugs 9700 verwendet werden. Beispielsweise kann die Anzeigevorrichtung, die Licht emittierende Vorrichtung oder dergleichen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Anzeigeabschnitten 9710 bis 9715, die in 31C dargestellt werden, verwendet werden.
Der Anzeigeabschnitt 9710 und der Anzeigeabschnitt 9711 sind jeweils eine Anzeigevorrichtung, die in der Autowindschutzscheibe bereitgestellt ist. Die Anzeigevorrichtung, die Licht emittierende Vorrichtung oder dergleichen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine durchsichtige Anzeigevorrichtung sein, durch die die gegenüberliegende Seite gesehen werden kann, indem ein lichtdurchlässiges leitendes Material für ihre Elektroden und Leitungen verwendet wird. Ein derartiger durchsichtiger Anzeigeabschnitt 9710 oder 9711 behindert nicht die Sicht des Fahrers während des Fahrens des Fahrzeugs 9700. Demzufolge kann die Anzeigevorrichtung, die Licht emittierende Vorrichtung oder dergleichen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 9700 bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass dann, wenn ein Transistor oder dergleichen zum Betreiben der Anzeigevorrichtung, der Licht emittierenden Vorrichtung oder dergleichen bereitgestellt wird, ein Transistor mit einer Lichtdurchlässigkeitseigenschaft, wie z. B. ein organischer Transistor, bei dem ein organisches Halbleitermaterial verwendet wird, oder ein Transistor, bei dem ein Oxidhalbleiter verwendet wird, vorzugsweise verwendet wird.
Der Anzeigeabschnitt 9712 ist eine Anzeigevorrichtung, die an einem Säulenabschnitt bereitgestellt ist. Beispielsweise wird ein Bild, das von einer Bilderfassungseinheit, die in der Karosserie bereitgestellt ist, aufgenommen wird, auf dem Anzeigeabschnitt 9712 angezeigt, wodurch die Sicht, die von dem Säulenabschnitt behindert wird, kompensiert werden kann. Der Anzeigeabschnitt 9713 ist eine Anzeigevorrichtung, die auf dem Armaturenbrett bereitgestellt ist. Beispielsweise wird ein Bild, das von einer Bilderfassungseinheit, die in der Karosserie bereitgestellt ist, aufgenommen wird, auf dem Anzeigeabschnitt 9713 angezeigt, wodurch die Sicht, die von dem Armaturenbrett behindert wird, kompensiert werden kann. Das heißt, dass tote Winkel beseitigt werden können und die Sicherheit erhöht werden kann, indem ein Bild, das von einer Bilderfassungseinheit aufgenommen wird, die an der Außenseite des Fahrzeugs bereitgestellt ist, angezeigt wird. Indem ein Bild angezeigt wird, um einen Bereich zu kompensieren, den ein Fahrer nicht einsehen kann, kann der Fahrer leicht und komfortabel die Sicherheit überprüfen.
31D stellt das Innere eines Autos dar, in dem Sitzbänke als Fahrersitz und Beifahrersitz verwendet werden. Ein Anzeigeabschnitt 9721 ist eine Anzeigevorrichtung, die in einem Türabschnitt bereitgestellt ist. Beispielsweise wird ein Bild, das von einer Bilderfassungseinheit, die in der Karosserie bereitgestellt ist, aufgenommen wird, auf dem Anzeigeabschnitt 9721 angezeigt, wodurch die Sicht, die von der Tür behindert wird, kompensiert werden kann. Ein Anzeigeabschnitt 9722 ist eine Anzeigevorrichtung, die in einem Lenkrad bereitgestellt ist. Ein Anzeigeabschnitt 9723 ist eine Anzeigevorrichtung, die in der Mitte einer Auflagefläche der Sitzbank bereitgestellt ist. Es sei angemerkt, dass die Anzeigevorrichtung als Sitzwärmer verwendet werden kann, indem die Anzeigevorrichtung auf der Auflagefläche oder dem Rückenpolster bereitgestellt wird und indem die Wärmeerzeugung der Anzeigevorrichtung als Wärmequelle verwendet wird.
Der Anzeigeabschnitt 9714, der Anzeigeabschnitt 9715 und der Anzeigeabschnitt 9722 können eine Vielzahl von Arten von Informationen bereitstellen, wie z. B. Navigationsdaten, einen Geschwindigkeitsmesser, ein Tachometer, eine Kilometeranzeige, eine Tankanzeige, eine Schaltpunktanzeige und die Einstellung der Klimaanlage. Der Inhalt, das Layout oder dergleichen der Anzeige auf den Anzeigeabschnitten kann von einem Benutzer nach Bedarf frei verändert werden. Die Informationen, die vorstehend aufgeführt wurden, können auch auf den Anzeigeabschnitten 9710 bis 9713, 9721 und 9723 angezeigt werden. Die Anzeigeabschnitte 9710 bis 9715 und 9721 bis 9723 können auch als Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden. Die Anzeigeabschnitte 9710 bis 9715 und 9721 bis 9723 können auch als Heizgeräte verwendet werden
Eine Anzeigevorrichtung 9500, die in 32A und 32B dargestellt wird, umfasst eine Vielzahl von Anzeigefeldern 9501, ein Gelenk 9511 und eine Halterung 9512. Die Vielzahl von Anzeigefeldern 9501 umfasst jeweils einen Anzeigebereich 9502 und einen Licht emittierenden Bereich 9503.
Jedes der Vielzahl von Anzeigefeldern 9501 ist flexibel. Zwei benachbarte Anzeigefelder 9501 werden derart bereitgestellt, dass sie teilweise einander überlappen. Beispielsweise können die lichtdurchlässigen Bereiche 9503 der zwei benachbarten Anzeigefelder 9501 einander überlappen. Eine Anzeigevorrichtung mit einem großen Bildschirm kann mit der Vielzahl von Anzeigefeldern 9501 erhalten werden. Die Anzeigevorrichtung ist sehr vielseitig, da die Anzeigefelder 9501 je nach ihrem Verwendungszweck gewickelt werden können.
Obwohl die Anzeigebereiche 9502 der benachbarten Anzeigefelder 9501 in 32A und 32B voneinander getrennt sind, können die Anzeigebereiche 9502 der benachbarten Anzeigefelder 9501, ohne auf diese Struktur beschränkt zu sein, ferner beispielsweise einander ohne Zwischenraum überlappen, so dass ein kontinuierlicher Anzeigebereich 9502 erhalten wird.
Die elektronischen Geräte, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden sind, beinhalten jeweils den Anzeigeabschnitt zum Anzeigen gewisser Arten von Daten. Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch für ein elektronisches Gerät verwendet werden kann, das keinen Anzeigeabschnitt aufweist. Die Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts, das bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, flexibel ist und bei der eine Anzeige auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche durchgeführt werden kann, oder die Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts zusammenklappbar ist, werden beispielhaft beschrieben; jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt und eine Struktur, bei der der Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts nicht flexibel ist und eine Anzeige auf einem ebenen Abschnitt durchgeführt wird, kann zum Einsatz kommen.
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
(Ausführungsform 8)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Vorrichtung mit dem Licht emittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 33A bis 33C und 34A bis 34D beschrieben.
33A ist eine perspektivische Ansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 3000, die bei dieser Ausführungsform gezeigt wird, und 33B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie E-F in 33A. Es sei angemerkt, dass in 33A einige Komponenten durch gestrichelte Linien dargestellt werden, um eine Verkomplizierung der Zeichnung zu vermeiden.
Die Licht emittierende Vorrichtung 3000, die in 33A und 33B dargestellt ist, umfasst ein Substrat 3001, ein Licht emittierendes Element 3005 über dem Substrat 3001, einen ersten Dichtungsbereich 3007, der um das Licht emittierende Element 3005 herum bereitgestellt ist, und einen zweiten Dichtungsbereich 3009, der um den ersten Dichtungsbereich 3007 herum bereitgestellt ist.
Licht wird von dem Licht emittierenden Element 3005 über das Substrat 3001 und/oder ein Substrat 3003 emittiert. In 33A und 33B wird eine Struktur, bei der Licht von dem Licht emittierenden Element 3005 zu der unteren Seite (der Seite des Substrats 3001) hin emittiert wird, dargestellt.
Wie in 33A und 33B dargestellt, weist die Licht emittierende Vorrichtung 3000 eine doppelte Dichtungsstruktur auf, bei der das Licht emittierende Element 3005 von dem ersten Dichtungsbereich 3007 und dem zweiten Dichtungsbereich 3009 umschlossen ist. Mit der doppelten Dichtungsstruktur kann der Eintritt von Verunreinigungen (z. B. Wasser, Sauerstoff und dergleichen) von außen in das Licht emittierende Element 3005 auf vorteilhafte Weise unterdrückt werden. Es sei angemerkt, dass es unnötig ist, sowohl den ersten Dichtungsbereich 3007 als auch den zweiten Dichtungsbereich 3009 bereitzustellen. Beispielsweise kann lediglich der erste Dichtungsbereich 3007 bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass in 33B der erste Dichtungsbereich 3007 und der zweite Dichtungsbereich 3009 jeweils in Kontakt mit dem Substrat 3001 und dem Substrat 3003 bereitgestellt werden. Jedoch kann/können ohne Beschränkung auf eine derartige Struktur beispielsweise der erste Dichtungsbereich 3007 und/oder der zweite Dichtungsbereich 3009 in Kontakt mit einem isolierenden Film oder einem leitenden Film bereitgestellt sein, der auf dem Substrat 3001 bereitgestellt ist. Alternativ kann/können der erste Dichtungsbereich 3007 und/oder der zweite Dichtungsbereich 3009 in Kontakt mit einem isolierenden Film oder einem leitenden Film bereitgestellt sein, der auf dem Substrat 3003 bereitgestellt wird.
Das Substrat 3001 und das Substrat 3003 können Strukturen aufweisen, die jeweils denjenigen des Substrats 200 und des Substrats 220 ähnlich sind, die bei der vorstehenden Ausführungsform beschrieben worden sind. Das Licht emittierende Element 3005 kann eine Struktur aufweisen, die derjenigen eines beliebigen der Licht emittierenden Elemente ähnlich ist, die bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben worden sind.
Für den ersten Dichtungsbereich 3007 kann ein Material, das Glas enthält (z. B. eine Glasfritte, ein Glasband und dergleichen), verwendet werden. Für den zweiten Dichtungsbereich 3009 kann ein Material, das ein Harz enthält, verwendet werden. Durch Verwendung des Materials, das Glas enthält, für den ersten Dichtungsbereich 3007 können die Produktivität und das Abdichtungsvermögen verbessert werden. Darüber hinaus können durch Verwendung des Materials, das ein Harz enthält, für den zweiten Dichtungsbereich 3009 die Stoßfestigkeit und die Wärmebeständigkeit verbessert werden. Jedoch sind die Materialien, die für den ersten Dichtungsbereich 3007 und den zweiten Dichtungsbereich 3009 verwendet werden, nicht auf derartige beschränkt, und der erste Dichtungsbereich 3007 kann unter Verwendung des Materials, das ein Harz enthält, ausgebildet werden und der zweite Dichtungsbereich 3009 kann unter Verwendung des Materials, das Glas enthält, ausgebildet werden.
Die Glasfritte kann beispielsweise Magnesiumoxid, Calciumoxid, Strontiumoxid, Bariumoxid, Cäsiumoxid, Natriumoxid, Kaliumoxid, Boroxid, Vanadiumoxid, Zinkoxid, Telluroxid, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Bleioxid, Zinnoxid, Phosphoroxid, Rutheniumoxid, Rhodiumoxid, Eisenoxid, Kupferoxid, Mangandioxid, Molybdänoxid, Nioboxid, Titanoxid, Wolframoxid, Bismutoxid, Zirconiumoxid, Lithiumoxid, Antimonoxid, Bleiboratglas, Zinnphosphatglas, Vanadatglas oder Borosilicatglas enthalten. Die Glasfritte enthält vorzugsweise mindestens eine Art von Übergangsmetall, um Infrarotlicht zu absorbieren.
Für die vorstehenden Glasfritten wird beispielsweise eine Frittenpaste auf ein Substrat aufgetragen und einer Wärmebehandlung, einer Laserlichtbestrahlung oder dergleichen ausgesetzt. Die Frittenpaste enthält die Glasfritte und ein Harz (auch als Bindemittel bezeichnet), das durch ein organisches Lösemittel verdünnt wurde. Es sei angemerkt, dass der Glasfritte ein Absorptionsmittel, das Licht mit der Wellenlänge des Laserlichts absorbiert, hinzugefügt werden kann. Beispielsweise wird vorzugsweise ein Nd:YAG-Laser oder ein Halbleiterlaser als Laser verwendet. Die Form des Laserlichts kann kreisförmig oder quadratisch sein.
Für das vorstehende Material, das ein Harz enthält, kann beispielsweise Polyester, Polyolefin, Polyamid (z. B. Nylon, Aramid), Polyimid, Polycarbonat oder ein Acrylharz, Polyurethan oder ein Epoxidharz verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Harz mit einer Siloxanbindung enthält, wie z. B. Silikon, verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem das Material, das Glas enthält, für den ersten Dichtungsbereich 3007 und/oder den zweiten Dichtungsbereich 3009 verwendet wird, das Material, das Glas enthält, vorzugsweise einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der nahe an demjenigen des Substrats 3001 liegt. Mit der vorstehenden Struktur kann die Bildung eines Risses in dem Material, das Glas enthält, oder dem Substrat 3001 infolge von thermaler Belastung unterdrückt werden.
Beispielsweise können die folgenden vorteilhaften Effekte in dem Fall erhalten werden, in dem das Material, das Glas enthält, für den ersten Dichtungsbereich 3007 verwendet wird, und das Material, das ein Harz enthält, für den zweiten Dichtungsbereich 3009 verwendet wird.
Der zweite Dichtungsbereich 3009 ist näher an einem Außenabschnitt der Licht emittierenden Vorrichtung 3000 bereitgestellt als der erste Dichtungsbereich 3007. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung 3000 erhöht sich die Verformung infolge von äußerer Krafteinwirkung oder dergleichen in Richtung des Außenabschnitts. Demzufolge wird die Licht emittierende Vorrichtung 3000 unter Verwendung des Materials, das ein Harz enthält, für den Außenabschnitt der Licht emittierenden Vorrichtung 3000 an der Stelle versiegelt, an der ein größeres Ausmaß an Verformung auftritt, das heißt, an dem zweiten Dichtungsbereich 3009, und die Licht emittierende Vorrichtung 3000 wird unter Verwendung des Materials, das Glas enthält, für den ersten Dichtungsbereich 3007, der an einer Innenseite des zweiten Dichtungsbereichs 3009 bereitgestellt wird, versiegelt, wodurch die Licht emittierende Vorrichtung 3000 mit geringerer Wahrscheinlichkeit beschädigt wird, selbst wenn eine Verformung infolge einer äußeren Krafteinwirkung oder dergleichen auftritt.
Des Weiteren entspricht, wie in 33B dargestellt, ein erster Bereich 3011 dem Bereich, der von dem Substrat 3001, dem Substrat 3003, dem ersten Dichtungsbereich 3007 und dem zweiten Dichtungsbereich 3009 umschlossen ist. Ein zweiter Bereich 3013 entspricht dem Bereich, der von dem Substrat 3001, dem Substrat 3003, dem Licht emittierenden Element 3005 und dem ersten Dichtungsbereich 3007 umschlossen ist.
Der erste Bereich 3011 und der zweite Bereich 3013 werden vorzugsweise beispielsweise mit einem Inertgas, wie z. B. einem Edelgas oder einem Stickstoffgas, gefüllt. Alternativ werden der erste Bereich 3011 und der zweite Bereich 3013 vorzugsweise mit einem Harz, wie z. B. einem Acrylharz oder einem Epoxidharz, gefüllt. Es sei angemerkt, dass für den ersten Bereich 3011 und den zweiten Bereich 3013 ein Zustand mit verringertem Druck einem Zustand mit atmosphärischem Druck vorzuziehen ist.
33C stellt ein Modifikationsbeispiel der Struktur in 33B dar. 33C ist eine Querschnittsansicht, die das Modifikationsbeispiel der Licht emittierenden Vorrichtung 3000 darstellt.
33C stellt eine Struktur dar, bei der ein Trockenmittel 3018 in einem vertieften Abschnitt, der in einem Teil des Substrats 3003 bereitgestellt ist, bereitgestellt ist. Die anderen Komponenten sind die gleichen wie diejenigen der Struktur, die in 33B dargestellt wird.
Als Trockenmittel 3018 kann eine Substanz, die Feuchtigkeit und dergleichen durch chemische Adsorption adsorbiert, oder eine Substanz, die Feuchtigkeit und dergleichen durch physikalische Adsorption adsorbiert, verwendet werden. Beispiele für die Substanz, die als Trockenmittel 3018 verwendet werden kann, umfassen Alkalimetalloxide, ein Erdalkalimetalloxid (wie z. B. Calciumoxid, Bariumoxid und dergleichen), Sulfat, Metallhalogenide, Perchlorat, Zeolith, Kieselgel und dergleichen.
Als Nächstes werden Modifikationsbeispiele der Licht emittierenden Vorrichtung 3000, die in 33B dargestellt wird, anhand von 34A bis 34D beschrieben. Es sei angemerkt, dass 34A bis 34D Querschnittsansichten sind, die die Modifikationsbeispiele der Licht emittierenden Vorrichtung 3000, die in 33B dargestellt wird, darstellen.
Bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in 34A bis 34D dargestellt werden, wird der zweite Dichtungsbereich 3009 nicht bereitgestellt, sondern nur der erste Dichtungsbereich 3007 wird bereitgestellt. Des Weiteren wird bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in 34A bis 34D dargestellt werden, ein Bereich 3014 anstelle des zweiten Bereichs 3013, der in 33B dargestellt wird, bereitgestellt.
Für den Bereich 3014 kann beispielsweise Polyester, Polyolefin, Polyamid (z. B. Nylon, Aramid), Polyimid, Polycarbonat oder ein Acrylharz, Polyurethan oder ein Epoxidharz verwendet werden. Alternativ kann ein Material, das ein Harz mit einer Siloxanbindung enthält, wie z. B. Silikon, verwendet werden.
Wenn das vorstehend beschriebene Material für den Bereich 3014 verwendet wird, kann eine sogenannte Licht emittierende Vorrichtung mit Festabdichtung erhalten werden.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34B dargestellt wird, wird ein Substrat 3015 auf der Seite des Substrats 3001 der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34A dargestellt wird, bereitgestellt.
Das Substrat 3015 weist, wie in 34B dargestellt, eine Unebenheit auf. Mit einer Struktur, bei der das Substrat 3015 mit einer Unebenheit auf der Seite bereitgestellt ist, über die Licht, das von dem Licht emittierenden Element 3005 emittiert wird, entnommen wird, kann die Lichtextraktionseffizienz von dem Licht emittierenden Element 3005 verbessert werden. Es sei angemerkt, dass anstelle der Struktur mit einer Unebenheit, die in 34B dargestellt wird, ein Substrat mit einer Funktion als Diffusionsplatte bereitgestellt werden kann.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34C dargestellt wird, wird im Gegensatz zu der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34A dargestellt wird und bei der Licht über die Seite des Substrats 3001 entnommen wird, Licht über die Seite des Substrats 3003 entnommen.
Die Licht emittierende Vorrichtung, die in 34C dargestellt wird, umfasst das Substrat 3015 auf der Seite des Substrats 3003. Die anderen Komponenten gleichen denjenigen der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34B dargestellt wird.
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34D dargestellt wird, werden das Substrat 3003 und das Substrat 3015, die in der Licht emittierenden Vorrichtung, die in 34C dargestellt wird, enthalten sind, nicht bereitgestellt, sondern ein Substrat 3016 wird bereitgestellt.
Das Substrat 3016 umfasst eine erste Unebenheit, die näher an dem Licht emittierenden Element 3005 positioniert ist, und eine zweite Unebenheit, die weiter von dem Licht emittierenden Element 3005 entfernt positioniert ist. Mit der Struktur, die in 34D dargestellt wird, kann die Effizienz der Lichtextraktion von dem Licht emittierenden Element 3005 weiter verbessert werden.
Demzufolge kann die Verwendung der Struktur, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, eine Licht emittierende Vorrichtung bereitstellen, bei der die Verschlechterung eines Licht emittierenden Elements infolge von Verunreinigungen, wie z. B. Feuchtigkeit und Sauerstoff, unterdrückt wird. Alternativ kann mit der Struktur, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, eine Licht emittierende Vorrichtung mit einer hohen Lichtextraktionseffizienz erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass die Struktur, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, in geeigneter Weise mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen kombiniert werden.
(Ausführungsform 9)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele, in denen das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen und elektronische Geräte verwendet wird, anhand von 35A bis 35C und 36 beschrieben.
Ein elektronisches Gerät oder eine Beleuchtungsvorrichtung, das/die einen Licht emittierenden Bereich mit einer gekrümmten Oberfläche aufweist, kann unter Verwendung des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden, das über einem Substrat mit Flexibilität hergestellt wird.
Des Weiteren kann eine Licht emittierende Vorrichtung, auf die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, auch auf eine Beleuchtung für Fahrzeuge angewandt werden; Beispiele dafür sind eine Beleuchtung für ein Armaturenbrett, eine Windschutzscheibe, eine Fahrzeugdecke und dergleichen.
35A ist eine perspektivische Ansicht, die eine Oberfläche eines Multifunktionsanschlusses 3500 darstellt, und 35B ist eine perspektivische Ansicht, die die andere Oberfläche des Multifunktionsanschlusses 3500 darstellt. In einem Gehäuse 3502 des Multifunktionsanschlusses 3500 sind ein Anzeigeabschnitt 3504, eine Kamera 3506, eine Beleuchtung 3508 und dergleichen eingebaut. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Beleuchtung 3508 verwendet werden.
Die Beleuchtung 3508, die die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, dient als planare Lichtquelle. Demzufolge kann die Beleuchtung 3508 im Gegensatz zu einer Punktlichtquelle, für die eine LED ein typisches Beispiel ist, eine Lichtemission mit niedriger Richtwirkung bereitstellen. Wenn die Beleuchtung 3508 und die Kamera 3506 beispielsweise in Kombination verwendet werden, kann eine Bilderfassung durch die Kamera 3506 mit der Beleuchtung 3508 durchgeführt werden, die aufleuchtet oder blitzt. Da die Beleuchtung 3508 als planare Lichtquelle dient, kann ein Foto genauso aufgenommen werden wie unter natürlichem Licht.
Es sei angemerkt, dass der Multifunktionsanschluss 3500, der in 35A und 35B dargestellt wird, wie bei den elektronischen Geräten, die in 29A bis 29G dargestellt werden, eine Vielzahl von Funktionen aufweisen kann.
Das Gehäuse 3502 kann einen Lautsprecher, einen Sensor (einen Sensor mit einer Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Leistung, Strahlung, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon und dergleichen umfassen. Wenn eine Erfassungsvorrichtung, die einen Sensor, wie ein Gyroskop oder einen Beschleunigungssensor zum Erfassen der Neigung beinhaltet, innerhalb des Multifunktionsanschlusses 3500 bereitgestellt ist, kann die Anzeige auf dem Bildschirm des Anzeigeabschnitts 3504 automatisch durch Bestimmung der Ausrichtung des Multifunktionsanschlusses 3500 (ob der Multifunktionsanschlusses horizontal oder vertikal zu einem Querformat oder Hochformat angeordnet ist) geändert werden.
Der Anzeigeabschnitt 3504 kann als Bildsensor dienen. Zum Beispiel wird ein Bild eines Handabdrucks, eines Fingerabdrucks oder dergleichen durch Berührung des Anzeigeabschnitts 3504 mit der Handfläche oder dem Finger aufgenommen, wodurch eine persönliche Authentifizierung durchgeführt werden kann. Ferner kann, indem eine Hintergrundbeleuchtung oder eine Abtast-Lichtquelle, die Nah-Infrarotlicht emittiert, in dem Anzeigeabschnitt 3504 bereitgestellt ist, ein Bild einer Fingervene, einer Handflächenvene oder dergleichen aufgenommen werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Anzeigeabschnitt 3504 verwendet werden kann.
35C ist eine perspektivische Ansicht eines Sicherheitslichts 3600. Das Sicherheitslicht 3600 umfasst eine Beleuchtung 3608 an der Außenseite des Gehäuses 3602, und ein Lautsprecher 3610 und dergleichen sind in dem Gehäuse 3602 eingebaut. Die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für die Beleuchtung 3608 verwendet werden.
Das Sicherheitslicht 3600 emittiert Licht, wenn die Beleuchtung 3608 beispielsweise gegriffen oder gehalten wird. Eine elektronische Schaltung, die die Art der Lichtemission von dem Sicherheitslicht 3600 steuern kann, kann in dem Gehäuse 3602 bereitgestellt sein. Die elektronische Schaltung kann eine Schaltung sein, die eine Lichtemission einmalig oder periodisch vielzählige Male ermöglicht, oder kann eine Schaltung sein, die die Menge an emittierten Licht anpassen kann, indem sie den Stromwert für die Lichtemission steuert. Eine Schaltung kann eingebaut sein, mit der ein lauter akustischer Alarm von dem Lautsprecher 3610 gleichzeitig mit der Lichtemission von der Beleuchtung 3608 ausgegeben wird.
Das Sicherheitslicht 3600 kann Licht in verschiedene Richtungen emittieren; demzufolge ist es möglich einen Verbrecher oder dergleichen mit Licht, oder Licht und Lärm, einzuschüchtern. Des Weiteren kann das Sicherheitslicht 3600 eine Kamera enthalten, wie z. B. eine digitale Fotokamera, um eine Fotographiefunktion aufzuweisen.
36 stellt ein Beispiel dar, in dem ein Licht emittierendes Element für eine Innenraumbeleuchtungsvorrichtung 8501 verwendet wird. Da das Licht emittierende Element eine größere Fläche aufweisen kann, kann auch eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer großen Fläche ausgebildet werden. Zudem kann auch eine Beleuchtungsvorrichtung 8502, bei der ein Licht emittierender Bereich eine gekrümmte Oberfläche aufweist, unter Verwendung eines Gehäuses mit einer gekrümmten Oberfläche ausgebildet werden. Ein Licht emittierendes Element, das bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, weist die Form eines dünnen Films auf, was es ermöglicht, das Gehäuse freier zu gestalten. Folglich kann die Beleuchtungsvorrichtung auf verschiedene Weisen kunstvoll gestaltet werden. Darüber hinaus kann eine Wand des Zimmers mit einer großen Beleuchtungsvorrichtung 8503 versehen sein. Berührungssensoren können in den Beleuchtungsvorrichtungen 8501, 8502 und 8503 angeordnet sein, um das Ein- oder Ausschalten der Beleuchtungsvorrichtungen zu steuern.
Wenn das Licht emittierende Element für die Oberflächenseite eines Tisches verwendet wird, kann ferner eine Beleuchtungsvorrichtung 8504 mit einer Funktion als Tisch erhalten werden. Wenn das Licht emittierende Element als Teil eines anderen Möbelstücks verwendet wird, kann eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Funktion als betreffendes Möbelstück erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, können die Beleuchtungsvorrichtungen und die elektronischen Geräte unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung für elektronische Geräte auf verschiedenen Gebieten verwendet werden kann, ohne dabei auf die Beleuchtungsvorrichtungen und die elektronischen Geräte beschränkt zu sein, die bei dieser Ausführungsform beschrieben worden sind.
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden.
[Beispiel 1]

In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen beschrieben, wobei das Licht emittierende Element 1 eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt und das Licht emittierende Element 2 ein Vergleichsbeispiel darstellt, welches nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. 37A ist eine schematische Querschnittsansicht von jedem der Licht emittierenden Elemente, die bei diesem Beispiel hergestellt werden, und die Tabelle 1 zeigt die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet werden, nachstehend angegeben.

[Tabelle 1]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichtsverhältnis
Licht emittierendes Element 1	Elektrode	102	200	AI	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	10	Bphen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	20	4,6mCzP2Pm	-
	Licht emittierende Schicht	160	40	PCCzPTzn : Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)	1:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	BPAFLP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II : MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	70	ITSO	-
Licht emittierendes Element 2	Elektrode	102	200	AI	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	10	Bphen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	20	4,6mCzP2Pm	-
	Licht emittierende Schicht	160	40	PCCzPTzn	-
	Lochtransportschicht	112	20	BPAFLP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II : MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	70	ITSO	-

<Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
<<Herstellung des Licht emittierenden Elements 1>>
Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über dem Substrat 200 ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm² (2 mm × 2 mm).
Als Lochinjektionsschicht 111 wurden 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II) und Molybdänoxid (MoO₃) über der Elektrode 101 durch Co-Verdampfung abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO₃ = 1:0,5 und eine Dicke von 60 nm aufwies.
Als Lochtransportschicht 112 wurde 4-Phenyl-4'-(9-phenylfluoren-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: BPAFLP) durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 160 wurden 2-{4-[3-(N-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-9-yl]phenyl}-4,6-diphenyl-1,3, 5-triazin (Abkürzung: PCCzPTzn) und Bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)-5-isopropylpyrazinato](picolinato)iridium(III) (Abkürzung: Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von PCCzPTzn: Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) = 1:0,06 und eine Dicke von 40 nm aufwies. Es sei angemerkt, dass in der Licht emittierenden Schicht 160 Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) einem Gastmaterial entspricht und PCCzPTzn einem Wirtsmaterial entspricht.
Als Elektronentransportschicht 118 wurden 4,6-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mCzP2Pm) und Bathophenanthrolin (Abkürzung: BPhen) sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 20 nm und 10 nm über der Licht emittierenden Schicht 160 abgeschieden. Als Elektroneninjektionsschicht 119 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der Elektronentransportschicht 118 abgeschieden.
Als Elektrode 102 wurde Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 ausgebildet.
Als Nächstes wurde das Licht emittierende Element 1 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre aufweist, durch Fixieren des Substrats 220 an dem Substrat 200, über dem das organische Material abgeschieden wurde, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung versiegelt. Insbesondere wurden, nachdem das Dichtungsmittel aufgetragen wurde, um das organische Material über dem Substrat 200 zu umschließen und das Substrat 200 an dem Substrat 220 zu befestigen, eine Bestrahlung mit UV-Licht mit einer Wellenlänge von 365 nm bei 6 J/cm² sowie eine Wärmebehandlung bei 80 °C für eine Stunde durchgeführt. Durch die vorstehenden Schritte wurde das Licht emittierende Element 1 erhalten.
<<Herstellung des Licht emittierenden Elements 2>>
Für einen Vergleich wurde ein Licht emittierendes Element 2, bei dem kein Gastmaterial, sondern PCCzPTzn als Licht emittierendes Material enthalten war, hergestellt. Das Licht emittierende Element 2 wurde durch die gleichen Schritte wie diejenigen des Licht emittierenden Elements 1 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Licht emittierenden Schicht 160.
Als Licht emittierende Schicht 160 des Licht emittierenden Elements 2 wurde PCCzPTzn durch Verdampfung in einer Dicke von 40 nm abgeschieden.
<Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
Anschließend wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Elemente 1 und 2 gemessen. Leuchtdichten und CIE-Chromatizitäten wurden mit einem Leuchtdichte-Farbmessgerät (BM-5A hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen, und Elektrolumineszenzspektren wurden mit einem Mehrkanalspektrometer (PMA-11 hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) gemessen.
38 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente 1 und 2; 39 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften davon; 40 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon; und 41 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Die Messung für die Licht emittierenden Elemente wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durchgeführt.
Tabelle 2 zeigt die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Elemente 1 und 2 bei etwa 1000 cd/m².
42 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem den Licht emittierenden Elementen 1 und 2 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² zugeführt wurde.
Wie in 38 bis 41 und Tabelle 2 gezeigt, weist das Licht emittierende Element 1 eine hohe Stromeffizienz und eine hohe externe Quanteneffizienz auf, und die externe Quanteneffizienz des Licht emittierenden Elements 1 ist höher als 19 %, was ein sehr guter Wert ist.
Wie in 42 gezeigt, emittiert das Licht emittierende Element 1 grünes Licht. Das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 1 weist einen Peak bei einer Wellenlänge von 550 nm und eine Halbwertsbreite von 91 nm auf. Es sei angemerkt, dass das Emissionsspektrum des Licht emittierenden Elements 2 eine Halbwertsbreite von 111 nm aufweist, was groß ist. Demzufolge weist das Licht emittierende Element 1, das ein Gastmaterial enthält, eine höhere Farbreinheit und eine bessere Chromatizität auf als das Licht emittierende Element 2.
Das Licht emittierende Element 1 wurde bei einer sehr niedrigen Spannung von 2,7 V bei etwa 1000 cd/m² betrieben, und somit wies es eine hohe Leistungseffizienz auf. Des Weiteren betrug die Lichtemissionsstartspannung (Spannungen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leuchtdichte 1 cd/m² überschreitet) des Licht emittierenden Elements 1 2,3 V. Die Spannung ist niedriger als eine Spannung, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) entspricht, das später beschrieben wird. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Emission bei dem Licht emittierenden Element 1 nicht durch direkte Rekombination von Ladungsträgern in dem Gastmaterial erhalten wird, sondern durch Rekombination von Ladungsträgern in dem Wirtsmaterial mit einer kleineren Energielücke.
<Emissionsspektren des Wirtsmaterials>
Bei dem hergestellten Licht emittierenden Element 1 wurde PCCzPTzn als Wirtsmaterial verwendet. 43 zeigt die Messergebnisse der Emissionsspektren eines dünnen Films aus PCCzPTzn.
Für die Emissionsspektrenmessung wurde eine dünne Filmprobe über einem Quarzsubstrat durch ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet. Die Emissionsspektrenmessung wurde mit einem PL-Mikroskop, LabRAM HR-PL, hergestellt von HORIBA, Ltd., einem He-Cd-Laser (Wellenlänge: 325 nm) als Anregungslicht und einem CCD-Detektor bei einer Messtemperatur von 10 K durchgeführt. Das S1-Niveau und das T1-Niveau wurden aus Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten und den steigenden Abschnitten auf den kürzeren Wellenlängenseiten der Emissionsspektren, die durch die Messung erhalten wurden, berechnet. Die Probe, die für die Messung verwendet wurde, wurde wie folgt hergestellt: Ein 50 nm dünner Film wurde über einem Quarzsubstrat ausgebildet, und an das Quarzsubstrat wurde ein Quarzsubstrat auf der Seite der Filmausbildungsoberfläche in einer Stickstoffatmosphäre angebracht.
Es sei angemerkt, dass bei der Messung der Emissionsspektren zusätzlich zu der Messung eines normalen Emissionsspektrums die Messung eines zeitaufgelösten Emissionsspektrums, bei der der Fokus auf einer Lichtemission mit einer langen Lebensdauer lag, ebenfalls durchgeführt wurde. Da bei diesem Messverfahren der Emissionsspektren die Messtemperatur auf eine niedrige Temperatur (10 K) eingestellt wurde, wurde bei der Messung des normalen Emissionsspektrums zusätzlich zu einer Fluoreszenz, die die Hauptemissionskomponente ist, eine Phosphoreszenz beobachtet. Des Weiteren wurde bei der Messung des zeitaufgelösten Emissionsspektrums, bei der eine Lichtemission mit einer langen Lebensdauer im Fokus steht, hauptsächlich eine Phosphoreszenz beobachtet. Das heißt: Bei der Messung des normalen Emissionsspektrums wurden hauptsächlich fluoreszierende Komponenten von Licht beobachtet, und bei der Messung des zeitaufgelösten Emissionsspektrums wurden hauptsächlich phosphoreszierende Komponenten von Licht beobachtet.
Wie in 43 gezeigt, sind die Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren von PCCzPTzn, die auf fluoreszierende Komponenten und phosphoreszierende Komponenten hindeuten, jeweils 472 nm und 491 nm. Demzufolge sind das S1-Niveau und das T1-Niveau, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet werden, jeweils 2,63 eV und 2,53 eV. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von PCCzPTzn, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet wurde, war 0,1 eV, was sehr klein ist.
Wie in 43 gezeigt, sind die Wellenlängen der steigenden Abschnitte auf den kürzeren Wellenlängenseiten der Emissionsspektren von PCCzPTzn, die auf fluoreszierende Komponenten und phosphoreszierende Komponenten hindeuten, jeweils ferner 450 nm und 477 nm. Demzufolge sind das S1-Niveau und das T1-Niveau, die von den Wellenlängen der steigenden Abschnitte berechnet werden, jeweils 2,76 eV und 2,60 eV. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau, die von den Wellenlängen der steigenden Abschnitte der Emissionsspektren von PCCzPTzn berechnet wurde, war 0,16 eV, was ebenfalls sehr klein ist. Es sei angemerkt, dass die Wellenlänge des steigenden Abschnitts auf der kürzeren Wellenlängenseite des Emissionsspektrums eine Wellenlänge an dem Schnittpunkt der horizontalen Achse und einer Tangente des Spektrums an einem Punkt ist, an dem die Neigung der Tangente einen Maximalwert aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von PCCzPTzn, die aus den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren berechnet wird, und die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von PCCzPTzn, die aus den Wellenlängen von den steigenden Abschnitten auf den kürzeren Wellenlängenseiten davon berechnet wird, jeweils größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, was sehr klein ist. Demzufolge kann PCCzPTzn eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweisen.
Die Peakwellenlänge auf der kürzesten Wellenlängenseite des Emissionsspektrums einer Lichtemission von PCCzPTzn, die auf die phosphoreszierenden Komponenten hindeutet, ist kürzer als diejenige des Elektrolumineszenzspektrums des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) des Licht emittierenden Elements 1. Da (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)), das als Gastmaterial dient, ein phosphoreszierendes Material ist, wird Licht von dem Triplett-Anregungszustand emittiert. Das heißt: Das T1-Niveau von PCCzPTzn ist höher als das T1-Niveau des Gastmaterials.
Außerdem liegt, wie später beschrieben wird, ein Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) eines Absorptionsspektrums von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) bei etwa 500 nm, und es weist einen Bereich auf, der sich mit dem Emissionsspektrum von PCCzPTzn überlappt. Demzufolge kann bei dem Licht emittierenden Element 1, bei dem PCCzPTzn als Wirtsmaterial verwendet wird, eine Anregungsenergie effektiv von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial übertragen werden.
<Transiente Fluoreszenzeigenschaften des Wirtsmaterials>
Als Nächstes wurden transiente Fluoreszenzeigenschaften von PCCzPTzn unter Verwendung einer zeitaufgelösten Emissionsmessung gemessen.
Die zeitaufgelöste Emissionsmessung wurde an einer dünnen Filmprobe, bei der PCCzPTzn über einem Quartzsubstrat in einer Dicke von 50 nm abgeschieden wurde, durchgeführt.
Ein Pikosekunden-Fluoreszenzlebensdauer-Messsystem (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) wurde für die Messung verwendet. Bei dieser Messung wurde der dünne Film mit einem Impulslaser bestrahlt, und eine Emission des dünnen Films, die von der Laserbestrahlung abgeschwächt wurde, wurde einer zeitaufgelösten Messung unter Verwendung einer Streakkamera unterzogen, um die Lebensdauer der fluoreszierenden Emission des dünnen Films zu messen. Ein Stickstoffgaslaser mit einer Wellenlänge von 337 nm wurde als Impulslaser verwendet. Der dünne Film wurde mit einem Impulslaser mit einer Impulsbreite von 500 ps bei einer Wiederholrate von 10 Hz bestrahlt. Durch Integrieren von Daten, die durch die wiederholte Messung erhalten wurden, wurden Daten mit einem hohen S/N-Verhältnis erhalten. Die Messung wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durchgeführt.
44 zeigt die transienten Fluoreszenzeigenschaften von PCCzPTzn, die durch die Messung erhalten wurden.
Die Schwächungskurve, die in 44 gezeigt wird, wurde mit Formel 4 in Einklang gebracht.
$L = \sum_{n = 1} A_{n} exp (- \frac{t}{a_{n}})$
In Formel 4 stellen L und t jeweils die normalisierte Emissionsintensität und die verstrichene Zeit dar. Diese Anpassungsergebnisse zeigen, dass die Emissionskomponente der dünnen PCCzPTzn-Filmprobe mindestens eine fluoreszierende Komponente mit einer Emissionslebensdauer von 0,015 µs und eine verzögert fluoreszierende Komponente mit einer Emissionslebensdauer von 1,5 µs enthält. Mit anderen Worten: Es wurde herausgefunden, dass PCCzPTzn ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material ist, das bei Raumtemperatur eine verzögerte Fluoreszenz emittiert.
Wie in 38 bis 41 und Tabelle 2 gezeigt, wurde herausgefunden, dass die maximale externe Quanteneffizienz des Licht emittierenden Elements 2 8,6 % beträgt, was ein hoher Wert ist; jedoch weist das Licht emittierende Element 2 kein phosphoreszierendes Material als Gastmaterial auf. Da die maximale Wahrscheinlichkeit der Bildung von Singulett-Exzitonen durch Rekombination von Ladungsträgern (Löchern und Elektronen), die von einem Paar von Elektroden injiziert werden, 25 % beträgt, beträgt die maximale externe Quanteneffizienz in dem Fall, in dem die Lichtextraktionseffizienz nach außen 25 % beträgt, 6,25 %. Der Grund dafür, dass die externe Quanteneffizienz des Licht emittierenden Elements 2 höher ist als 6,25 %, liegt darin, dass, wie vorstehend beschrieben worden ist, PCCzPTzn ein Material mit einer kleinen Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau ist und dass es eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz aufweist; demzufolge weist es eine Funktion zum Emittieren von Licht, das von Singulett-Exzitonen stammt, die durch umgekehrtes Intersystem-Crossing von Triplett-Exzitonen erzeugt werden, sowie von Licht auf, das von Singulett-Exzitonen stammt, die durch Rekombination von Ladungsträgern (Löchern und Elektronen) erzeugt werden, die von dem Paar von Elektroden injiziert werden.
Währenddessen beträgt, wie in 42 gezeigt, die Wellenlänge eines Peaks des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 2 507 nm, was kürzer ist als die Wellenlänge des Peaks des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 1. Das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 1 deutet auf Licht hin, das von der Phosphoreszenz des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) stammt. Das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 2 deutet auf Licht hin, das von der Fluoreszenz und einer thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz von PCCzPTzn stammt. Es sei angemerkt, dass die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von PCCzPTzn, wie vorstehend beschrieben, so klein wie 0,1 eV ist. Demzufolge zeigen die vorstehend beschriebenen Messergebnisse der Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 und 2 auch, dass das T1-Niveau von PCCzPTzn höher als das T1-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) ist, und PCCzPTzn kann in geeigneter Weise als Wirtsmaterial des Licht emittierenden Elements 1 verwendet werden.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) der Verbindungen, die als Gastmaterial und Wirtsmaterial des Licht emittierenden Elements 1 verwendet werden, wurden durch Cyclovoltammetrie (CV) untersucht. Es sei angemerkt, dass für die Messung ein elektrochemischer Analysator (ALS Modell 600A oder 600C, hergestellt von BAS Inc.) verwendet wurde, und die Messung wurde an einer Lösung durchgeführt, die erhalten wurde, indem jede Verbindung in N,N-Dimethylformamid (Abkürzung: DMF) aufgelöst wurde. Bei der Messung wurde das Potential einer Arbeitselektrode in Hinblick auf eine Referenzelektrode innerhalb eines angemessen Bereichs geändert, so dass das Oxidationspeakpotential und das Reduktionspeakpotential erhalten wurden. Außerdem wurden die HOMO- und LUMO-Niveaus von jeder Verbindung aus dem angenommenen Redoxpotential der Referenzelektrode von -4,94 eV und den erhaltenen Peakpotentialen berechnet.

Tabelle 3 zeigt die Oxidationspotentiale und Reduktionspotentiale, die durch die CV-Messung erhalten wurden, sowie HOMO-Niveaus und LUMO-Niveaus der Verbindungen, die aus den CV-Messergebnissen berechnet wurden.
[Tabelle 3]

Abkürzung	Oxidationspotential (V)	Reduktionspotential (V)	HOMO-Niveau, das aus dem Oxidationspotential berechnet wurde (eV)	LUMO-Niveau, das aus dem Reduktionspotential berechnet wurde (eV)
Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)	0,91	-1,92	-5,85	-3,03
PCCzPTzn	0,70	-1,97	-5,64	-2,97

Wie in Tabelle 3 gezeigt, ist bei dem Licht emittierenden Element 1 das Reduktionspotential des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) höher als das Reduktionspotential des Wirtsmaterials (PCCzPTzn), und das Oxidationspotential des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) ist höher als das Oxidationspotential des Wirtsmaterials (PCCzPTzn). Demzufolge ist das LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn), und das HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) ist niedriger als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn). Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) ist größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn).
<Absorptionsspektrum und Emissionsspektrum des Gastmaterials>
45 zeigt die Messergebnisse des Absorptionsspektrums und des Emissionsspektrums von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic), bei dem es sich um das Gastmaterial in dem Licht emittierenden Element 1 handelt.
Für die Messung des Absorptionsspektrums und des Emissionsspektrums wurde eine Dichlormethan-Lösung hergestellt, in der Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) aufgelöst wurde, und eine Quarzzelle wurde verwendet. Das Absorptionsspektrum wurde mit einem UV-VIS-Spektrophotometer (V-550, hergestellt von JASCO Corporation) gemessen. Anschließend wurde das Absorptionsspektrum einer Quarzzelle von dem gemessenen Spektrum der Probe subtrahiert. Es sei angemerkt, dass das Emissionsspektrum der Lösung mit einem PL-EL-Messgerät (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) gemessen wurde. Die Messung wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durchgeführt.
Wie in 45 gezeigt, liegt das Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) bei etwa 500 nm. Die Absorptionskante wurde von Daten des Absorptionsspektrums erhalten, und die Übergangsenergie wurde von einem Tauc-Plot geschätzt, wobei dabei von einem direkten Übergang ausgegangen wird. Als ein Ergebnis wurde die Übergangsenergie von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) zu 2,38 eV berechnet.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) betrug 2,82 eV. Dieser Wert wurde aus den CV-Messergebnissen berechnet, die in Tabelle 3 gezeigt werden.
Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) war um 0,44 eV größer als die Übergangsenergie davon, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums berechnet wurde.
Wie in 42 gezeigt, ist die Wellenlänge des Peaks auf der kürzesten Wellenlängenseite des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 1 550 nm. Dementsprechend wurde die Lichtemissionsenergie von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) zu 2,25 eV berechnet.
Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(Fdppr-iPr)₂(pic) war um 0,57 eV größer als die Lichtemissionsenergie.
Folglich ist in dem Gastmaterial des Licht emittierenden Elements 1 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,4 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante berechnet wurde. Außerdem ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,4 eV oder mehr größer als die Lichtemissionsenergie. Demzufolge wird eine hohe Energie, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau entspricht, benötigt, d. h., dass eine hohe Spannung benötigt wird, wenn Ladungsträger, die von einem Paar von Elektroden injiziert werden, direkt in dem Gastmaterial rekombinieren.
Währenddessen wurde die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn) in dem Licht emittierenden Element 1 zu 2,67 eV aus der Tabelle 3 berechnet. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn) des Licht emittierenden Elements 1 ist kleiner als die Energiedifferenz (2,82 eV) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)), größer als die Übergangsenergie (2,38 eV), die aus der Absorptionskante berechnet wurde, und größer als die Lichtemissionsenergie (2,25 eV). Demzufolge kann in dem Licht emittierenden Element 1 das Gastmaterial durch eine Energieübertragung über einen Anregungszustand des Wirtsmaterials ohne direkte Ladungsträgerrekombination in dem Gastmaterial angeregt werden, wodurch die Ansteuerspannung verringert werden kann. Demzufolge kann der Stromverbrauch des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verringert werden.
Gemäß den CV-Messergebnissen in Tabelle 3 neigen unter Ladungsträgern (Elektronen und Löchern), die von dem Paar von Elektroden des Licht emittierenden Elements 1 injiziert werden, Elektronen dazu, in das Gastmaterial (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) mit einem niedrigen LUMO-Niveau injiziert zu werden, wohingegen Löcher dazu neigen, in das Wirtsmaterial (PCCzPTzn) mit einem hohen HOMO-Niveau injiziert zu werden. Das heißt: Es besteht die Möglichkeit, dass ein Exciplex durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial gebildet wird.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn) wurde aus den CV-Messergebnissen, die in Tabelle 3 gezeigt werden, zu 2,61 berechnet.
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass bei dem Licht emittierenden Element 1 die Energiedifferenz (2,61 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(Fdppr-iPr)₂(pic)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (PCCzPTzn) größer als oder gleich der Übergangsenergie (2,38) ist, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wurde. Des Weiteren ist die Energiedifferenz (2,61 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Energie (2,25 eV) des Lichts, das von dem Gastmaterial emittiert wird. Demzufolge wird anstatt der Ausbildung eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial der Übergang der Anregungsenergie zu dem Gastmaterial letzten Endes stärker gefördert, wodurch eine effiziente Lichtemission von dem Gastmaterial erhalten wird. Diese Beziehung ist ein Merkmal einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für eine effiziente Lichtemission.
In dem Fall, in dem, wie bei dem vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Element 1, das LUMO-Niveau eines Gastmaterials niedriger ist als das LUMO-Niveau eines Wirtsmaterials und die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer ist als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials, kann ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und einer niedrigen Ansteuerspannung erhalten werden, wenn die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder größer als oder gleich der Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist. Des Weiteren kann in dem Fall, in dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau eines Gastmaterials um 0,4 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder die Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist, ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann, indem die Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt, ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz hergestellt werden. Des Weiteren kann ein Licht emittierendes Element mit verringertem Stromverbrauch hergestellt werden.
Die bei diesem Beispiel beschriebenen Strukturen können in einer geeigneten Kombination mit beliebigen der anderen Ausführungsformen verwendet werden.
[Vergleichsbeispiel 2]

In diesem Vergleichsbeispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen beschrieben, die keine Auführungsform der vorliegenden Erfindung dartsellen. 37B ist eine schematische Querschnittsansicht von jedem der Licht emittierenden Elemente, die bei diesem Beispiel hergestellt werden, und Tabelle 4 zeigt die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet werden, nachstehend angegeben. Es sei angemerkt, dass für die anderen Verbindungen auf Beispiel 1 verwiesen werden kann.

[Tabelle 4]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichtsverhältnis
Licht emittierendes Element 3	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	10	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	20	2mDBTBPDBq-II	-
	Licht emittierende Schicht	160(2)	20	2mDBTBPDBq-II : 2mpFBiBPDBq : Ir(dppm)₂(acac)	0,8:0,2:0,05
	Licht emittierende Schicht	160(1)	20	2mDBTBPDBq-II : 2mpFBiBPDBq : Ir(dppm)₂(acac)	0,6:0,4:0,05
	Lochtransportschicht	112	20	BPAFLP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II : MoO₃	1:0.5
	Elektrode	101	70	ITSO	-

<Herstellung des Licht emittierenden Elements>
<<Herstellung des Licht emittierenden Elements 3>>
Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über dem Substrat 200 ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm² (2 mm × 2 mm).
Als Lochinjektionsschicht 111 wurden DBT3P-II und Molybdänoxid (MoO₃) über der Elektrode 101 durch Co-Verdampfung abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO₃ = 1:0,5 und eine Dicke von 60 nm aufwies.
Als Lochtransportschicht 112 wurde BPAFLP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 160 wurden 2mDBTBPDBq-II, N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl )phenyl]phenylamin (Abkürzung: 2mpFBiBPDBq) und Bis[2-(6-phenyl-4-pyrimidinyl-κN3)phenyl-κC](2,4-pentandionato-κ²O,O')iridium( III) (Abkürzung: Ir(dppm)₂(acac)) durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II: 2mFBiBPDBq: Ir(dppm)₂(acac) = 0,6:0,4:0,05 und eine Dicke von 20 nm aufwies. Anschließend wurden 2mDBTBPDBq-II, 2mFBiBPDBq und Ir(dppm)₂(acac) durch Co-Verdampfung abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von 2mDBTBPDBq-II: 2mFBiBPDBq: Ir(dppm)₂(acac) = 0,8:0,2:0,05 und eine Dicke von 20 nm aufwies. Es sei angemerkt, dass bei der Licht emittierenden Schicht 160 2mpFBiBPDBq einem Wirtsmaterial entspricht und Ir(dppm)₂(acac) einem Gastmaterial entspricht.
Als Elektronentransportschicht 118 wurden 2mDBTBPDBq-II und BPhen sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 20 nm und 10 nm über der Licht emittierenden Schicht 160 abgeschieden. Als Elektroneninjektionsschicht 119 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der Elektronentransportschicht 118 abgeschieden.
Als Elektrode 102 wurde Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 ausgebildet.
Als Nächstes wurde das Licht emittierende Element 3 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre aufweist, durch Fixieren des Substrats 220 an dem Substrat 200, über dem das organische Material abgeschieden wurde, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung versiegelt. Für das detaillierte Verfahren kann auf die Beschreibung des Licht emittierenden Elements 1 verwiesen werden. Durch die vorstehenden Schritte wurde das Licht emittierende Element 3 erhalten.
<Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
46 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften des Licht emittierenden Elements 3; 47 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften davon; 48 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon; und 49 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Die Messung für das Licht emittierende Element wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durch ein Messverfahren, das demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde, durchgeführt.

Tabelle 5 zeigt die Elementeigenschaften des Licht emittierenden Elements 3 bei etwa 1000 cd/m².
[Tabelle 5]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	CIE-Chromatizität (x, y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierendes Element 3	3,00	1,40	(0,564, 0,435)	1080	77,4	81,1	32,0

50 zeigt ein Emissionsspektrum zu dem Zeitpunkt, zu dem dem Licht emittierenden Element 3 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² zugeführt wurde.
Wie in 46 bis 48 und Tabelle 5 gezeigt, weist das Licht emittierende Element 3 eine hohe Stromeffizienz und eine hohe externe Quanteneffizienz auf, und die maximale externe Quanteneffizienz des Licht emittierenden Elements 3 ist höher als 32 %, was ein sehr guter Wert ist.
Wie in 50 gezeigt, emittiert das Licht emittierende Element 3 oranges Licht. Das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 3 weist einen Peak bei einer Wellenlänge von 588 nm und eine Halbwertsbreite von 76 nm auf. Das erhaltene Emissionsspektrum zeigt auf, dass das orange Licht von Ir(dppm)₂(acac) als Gastmaterial emittiert wird.
Das Licht emittierende Element 3 wurde bei einer sehr niedrigen Spannung von 3,0 V bei etwa 1000 cd/m² betrieben, und somit wies es eine hohe Leistungseffizienz auf. Des Weiteren betrug die Lichtemissionsstartspannung (Spannungen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leuchtdichte 1 cd/m² überschreitet) des Licht emittierenden Elements 1 2,3 V. Die Spannung ist niedriger als eine Spannung, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gast-Materials Ir(dppm)₂(acac) entspricht, das später beschrieben wird. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Emission bei dem Licht emittierenden Element 3 nicht durch direkte Rekombination von Ladungsträgern in dem Gastmaterial erhalten wird, sondern durch Rekombination von Ladungsträgern in dem Wirtsmaterial mit einer kleineren Energielücke.
<Emissionsspektren des Wirtsmaterials>
Bei dem hergestellten Licht emittierenden Element 3 wurde 2mpFBiBPDBq als Wirtsmaterial verwendet. 51 zeigt die Messergebnisse der Emissionsspektren eines dünnen Films aus 2mpFBiBPDBq. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Wie in 51 gezeigt, sind die Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren von 2mpFBiBPDBq, die auf fluoreszierende Komponenten und phosphoreszierende Komponenten hindeuten, jeweils 495 nm und 518 nm. Demzufolge sind das S1-Niveau und das T1-Niveau, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet werden, jeweils 2,51 eV und 2,39 eV. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von 2mpFBiBPDBq, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet wurde, war 0,12 eV, was sehr klein ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von 2mpFBiBPDBq, die aus den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren berechnet wird, größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, was sehr klein ist. Demzufolge kann 2mpFBiBPDBq eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweisen.
Die Peakwellenlänge auf der kürzesten Wellenlängenseite des Emissionsspektrums einer Lichtemission von 2mpFBiBPDBq, die auf die phosphoreszierenden Komponenten hindeutet, ist kürzer als diejenige des Elektrolumineszenzspektrums des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) des Licht emittierenden Elements 3. Da (Ir(dppm)₂(acac)), das als Gastmaterial dient, ein phosphoreszierendes Material ist, wird Licht von dem Triplett-Anregungszustand emittiert. Das heißt: Das T1-Niveau von 2mpFBiBPDBq ist höher als das T1-Niveau des Gastmaterials.
Außerdem liegt, wie später beschrieben wird, ein Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) eines Absorptionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) bei etwa 560 nm, und es weist einen Bereich auf, der sich mit dem Emissionsspektrum von 2mpFBiBPDBq überlappt. Demzufolge kann bei dem Licht emittierenden Element 3, bei dem 2mpFBiBPDBq als Wirtsmaterial verwendet wird, eine Anregungsenergie effektiv auf das Gastmaterial übertragen werden. Dies deutet darauf hin, dass 2mpFBiBPDBq als Wirtsmaterial des Licht emittierenden Elements 3 geeignet ist.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) der Verbindungen, die als Gastmaterial und Wirtsmaterial des Licht emittierenden Elements verwendet werden, wurden durch Cyclovoltammetrie (CV) untersucht. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde.

Tabelle 6 zeigt die Oxidationspotentiale und Reduktionspotentiale, die durch die CV-Messung erhalten wurden, sowie HOMO-Niveaus und LUMO-Niveaus der Verbindungen, die aus den CV-Messergebnissen berechnet wurden.
[Tabelle 6]

Abkürzung	Oxidationspotential (V)	Reduktionspotential (V)	HOMO-Niveau, das aus dem Oxidationspotential berechnet wurde (eV)	LUMO-Niveau, das aus dem Reduktionspotential berechnet wurde (eV)
Ir(dppm)₂(acac)	0,52	-1,96	-5,56	-2,98
2mpFBiBPDBq	0,48	-2,01	-5,42	-2,93

Wie in Tabelle 6 gezeigt, ist bei dem Licht emittierenden Element 3 das Reduktionspotential des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) höher als das Reduktionspotential des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq), und das Oxidationspotential des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist höher als das Oxidationspotential des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq). Demzufolge ist das LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq), und das HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist niedriger als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq). Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq).
<Absorptionsspektrum und Emissionsspektrum des Gastmaterials>
52 zeigt die Messergebnisse des Absorptionsspektrums und des Emissionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac), bei dem es sich um das Gastmaterial in dem Licht emittierenden Element handelt. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Wie in 52 gezeigt, liegt das Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) bei etwa 560 nm. Die Absorptionskante wurde von Daten des Absorptionsspektrums erhalten, und die Übergangsenergie wurde von einem Tauc-Plot geschätzt, wobei dabei von einem direkten Übergang ausgegangen wird. Als ein Ergebnis wurde die Übergangsenergie von Ir(dppm)₂(acac) zu 2,22 eV berechnet.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) betrug 2,58 eV. Dieser Wert wurde aus den CV-Messergebnissen berechnet, die in Tabelle 6 gezeigt werden.
Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) war um 0,36 eV größer als die Übergangsenergie davon, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums berechnet wurde.
Wie in 52 gezeigt, ist die Wellenlänge des Peaks auf der kürzesten Wellenlängenseite des Emissionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) 592 nm. Dementsprechend wurde die Lichtemissionsenergie von Ir(dppm)₂(acac) zu 2,09 eV berechnet.
Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) war um 0,49 eV größer als die Lichtemissionsenergie.
Folglich ist in dem Gastmaterial des Licht emittierenden Elements 3 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,3 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante berechnet wurde. Außerdem ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,4 eV oder mehr größer als die Lichtemissionsenergie. Demzufolge wird eine hohe Energie, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau entspricht, benötigt, d. h., dass eine hohe Spannung benötigt wird, wenn Ladungsträger, die von einem Paar von Elektroden injiziert werden, direkt in dem Gastmaterial rekombinieren.
Währenddessen wurde die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq) in dem Licht emittierenden Element 3 zu 2,49 eV aus der Tabelle 6 berechnet. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq) des Licht emittierenden Elements 3 ist kleiner als die Energiedifferenz (2,58 eV) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)), größer als die Übergangsenergie (2,22 eV), die aus der Absorptionskante berechnet wurde, und größer als die Lichtemissionsenergie (2,09 eV). Demzufolge kann in dem Licht emittierenden Element 3 das Gastmaterial durch eine Energieübertragung über einen Anregungszustand des Wirtsmaterials ohne direkte Ladungsträgerrekombination in dem Gastmaterial angeregt werden, wodurch die Ansteuerspannung verringert werden kann. Demzufolge kann der Stromverbrauch des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verringert werden.
Gemäß den CV-Messergebnissen in Tabelle 6 neigen unter Ladungsträgern (Elektronen und Löchern), die von dem Paar von Elektroden des Licht emittierenden Elements 3 injiziert werden, Elektronen dazu, in das Gastmaterial (Ir(dppm)₂(acac)) mit einem niedrigen LUMO-Niveau injiziert zu werden, wohingegen Löcher dazu neigen, in das Wirtsmaterial (2mpFBiBPDBq) mit einem hohen HOMO-Niveau injiziert zu werden. Das heißt: Es besteht die Möglichkeit, dass ein Exciplex durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial gebildet wird.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq) wurde aus den CV-Messergebnissen, die in Tabelle 6 gezeigt werden, zu 2,44 berechnet.
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass bei dem Licht emittierenden Element 3 die Energiedifferenz (2,44 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpFBiBPDBq) größer als oder gleich der Übergangsenergie (2,22 eV) ist, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wurde. Des Weiteren ist die Energiedifferenz (2,44 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Energie (2,09 eV) des Lichts, das von dem Gastmaterial emittiert wird. Demzufolge wird anstatt der Ausbildung eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial der Übergang der Anregungsenergie zu dem Gastmaterial letzten Endes stärker gefördert, wodurch eine effiziente Lichtemission von dem Gastmaterial erhalten wird.
In dem Fall, in dem, wie bei dem vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Element 3, das LUMO-Niveau eines Gastmaterials niedriger ist als das LUMO-Niveau eines Wirtsmaterials und die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials ist, kann ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und einer niedrigen Ansteuerspannung erhalten werden, wenn die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder größer als oder gleich der Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist. Des Weiteren kann in dem Fall, in dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau eines Gastmaterials um 0,3 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder die Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist, ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz hergestellt werden. Des Weiteren kann ein Licht emittierendes Element mit verringertem Stromverbrauch hergestellt werden.
[Vergleichsbeispiel 3]

In diesem Vergleichsbeispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen beschrieben, die keine Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen. 37B ist eine schematische Querschnittsansicht von jedem der Licht emittierenden Elemente, die bei diesem Vergleichsbeispiel hergestellt werden, und Tabelle 7 zeigt die Details der Elementstrukturen. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet werden, nachstehend angegeben. Es sei angemerkt, dass für die anderen Verbindungen auf Beispiel 1 verwiesen werden kann.

[Tabelle 7]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichtsverhältnis
Licht emittierendes Element 4	Elektrode	102	(nm) 200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	10	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	20	2mFBiPDBfPDBq	-
	Licht emittierende Schicht	160(2)	20	2mFBiPDBfPDBq : PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac)	0,8:0,2:0,05
	Licht emittierende Schicht	160(1)	20	2mFBiPDBfPDBq : PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac)	0,7:0,3:0,05
	Lochtransportschicht	112	20	BPAFLP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II : MoO₃	1:0,5
	Elektrode	1101	70	ITSO	-
Licht emittierendes Element 5	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	10	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	20	2mpPCBABPDBq	-
	Licht emittierende Schicht	160(2)	20	2mpPCBABPDBq : PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac)	0,8:0,2:0,05
	Licht emittierende Schicht	160(1)	20	2mpPCBABPDBq: PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac)	0,7:0,3:0,05
	Lochtransportschicht	112	20	BPAFLP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II : MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	70	ITSO	-

<Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
<<Herstellung des Licht emittierenden Elements 4>>
Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über dem Substrat 200 ausgebildet. Die Elektrodenfläche der Elektrode 101 betrug 4 mm² (2 mm × 2 mm).
Als Lochinjektionsschicht 111 wurden DBT3P-II und MoO₃ über der Elektrode 101 durch Co-Verdampfung abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von DBT3P-II: MoO₃ = 1:0,5 und eine Dicke von 60 nm aufwies.
Als Lochtransportschicht 112 wurde BPAFLP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 160 wurden N-(4-Biphenyl)-N-(4-{6-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]dibenzofuran-4-yl} phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: 2mFBiPDBfPDBq), N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-f luoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF) und Ir(dppm)₂(acac) durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von 2mFBiPDBfPDBq: PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac) = 0,7:0,3:0,05 und eine Dicke von 20 nm aufwies. Anschließend wurden 2mFBiPDBfPDBq, PCBBiF und Ir(dppm)₂(acac) durch Co-Verdampfung abgeschieden, so dass die abgeschiedene Schicht ein Gewichtsverhältnis von 2mFBiPDBfPDBq: PCBBiF: Ir(dppm)₂(acac) = 0,8:0,2:0,05 und eine Dicke von 20 nm aufwies. Es sei angemerkt, dass bei der Licht emittierenden Schicht 160 2mFBiPDBfPDBq einem Wirtsmaterial entspricht und Ir(dppm)₂(acac) einem Gastmaterial entspricht.
Als Elektronentransportschicht 118 wurden 2mFBiPDBfPDBq und BPhen sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 20 nm und 10 nm über der Licht emittierenden Schicht 160 abgeschieden. Als Elektroneninjektionsschicht 119 wurde Lithiumfluorid (LiF) durch Verdampfung in einer Dicke von 1 nm über der Elektronentransportschicht 118 abgeschieden.
Als Elektrode 102 wurde Aluminium (Al) in einer Dicke von 200 nm über der Elektroneninjektionsschicht 119 ausgebildet.
Als Nächstes wurde das Licht emittierende Element 4 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre aufweist, durch Fixieren des Substrats 220 an dem Substrat 200, über dem das organische Material abgeschieden wurde, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung versiegelt. Für das detaillierte Verfahren kann auf die Beschreibung des Licht emittierenden Elements 1 verwiesen werden. Durch die vorstehenden Schritte wurde das Licht emittierende Element 4 erhalten.
<<Herstellung des Licht emittierenden Elements 5>>
Schritte, Materialien, Mischverhältnisse und Dicken für das Licht emittierende Element 5 gleichen denjenigen für das vorstehend beschriebene Licht emittierende Element 4, mit Ausnahme des Wirtsmaterials in der Licht emittierenden Schicht 160 und des Materials in der Elektronentransportschicht 118(1), wie in Tabelle 7 gezeigt.
Als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 160 und als Material in der Elektronentransportschicht 118(1) des Licht emittierenden Elements 5 wurde N-Phenyl-N-4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl-4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenylamin (Abkürzung: 2mpPCBABPDBq) verwendet.
<Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
53 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente 4 und 5; 54 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften davon; 55 zeigt externe Quanteneffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon; und 56 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften davon. Die Messung für die Licht emittierenden Elemente wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23 °C gehalten wurde) durch ein Messverfahren, das demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde, durchgeführt.

Tabelle 8 zeigt die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 bei etwa 1000 cd/m².
[Tabelle 8]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	CIE-Chromatizität (x, y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (Im/W)	externe Quanteneffizienz (%)
Licht emittierendes Element 4	2,80	2,13	(0,550, 0,447)	865	40,7	45,6	15,2
Licht emittierendes Element 5	2,70	2,19	(0,532, 0,463)	1200	54,5	63,4	18,8

57 zeigt Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² zugeführt wurde.
Wie in 52 bis 55 und Tabelle 8 gezeigt, weist das Licht emittierende Element 4 eine hohe Stromeffizienz und eine hohe externe Quanteneffizienz auf, und die maximalen externen Quanteneffizienzen der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 sind jeweils höher als 18 % und höher als 23 %, was sehr gute Werte sind.
Wie in 57 gezeigt, emittieren die Licht emittierenden Elemente 4 und 5 oranges Licht. Die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 weisen jeweils Peaks bei Wellenlängen von 583 nm und 578 nm, und Halbwertsbreiten von 70 nm und 65 nm auf. Das erhaltene Emissionsspektrum zeigt auf, dass das orange Licht von Ir(dppm)₂(acac) als Gastmaterial emittiert wird.
Die Licht emittierenden Elemente 4 und 5 wurden bei sehr niedrigen Spannungen von jeweils 2,8 V und 2,7 V bei etwa 1000 cd/m² betrieben, und somit wiesen sie eine hohe Leistungseffizienz auf. Des Weiteren betrug die Lichtemissionsstartspannung (Spannungen zu dem Zeitpunkt, zu dem die Leuchtdichte 1 cd/m² überschreitet) der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 jeweils 2,3 V. Die Spannung ist niedriger als eine Spannung, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials Ir(dppm)₂(acac) entspricht, das später beschrieben wird. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Emission bei den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 nicht durch direkte Rekombination von Ladungsträgern in dem Gastmaterial erhalten wird, sondern durch Rekombination von Ladungsträgern in dem Wirtsmaterial mit einer kleineren Energielücke.
<Emissionsspektren des Wirtsmaterials>
Bei den hergestellten Licht emittierenden Elementen 4 und 5 wurden 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq als Wirtsmaterialien verwendet. 58 und 59 zeigen jeweils die Messergebnisse der Emissionsspektren von dünnen Filmen aus 2mFBiBPDBq und 2mpPCBABPDBq. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Wie in 58 gezeigt, sind die Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren von 2mFBiPDBfPDBq, die auf fluoreszierende Komponenten und phosphoreszierende Komponenten hindeuten, jeweils 506 nm und 519 nm. Demzufolge sind das S1-Niveau und das T1-Niveau, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet werden, jeweils 2,45 eV und 2,39 eV. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von 2mFBiPDBfPDBq, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet wurde, war 0,06 eV, was sehr klein ist.
Wie in 59 gezeigt, sind die Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren von 2mpPCBABPDBq, die auf fluoreszierende Komponenten und phosphoreszierende Komponenten hindeuten, jeweils 500 nm und 518 nm. Demzufolge sind das S1-Niveau und das T1-Niveau, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet werden, jeweils 2,48 eV und 2,39 eV. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von 2mpPCBABPDBq, die von den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) berechnet wurde, war 0,09 eV, was sehr klein ist.
Wie vorstehend beschrieben, ist die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau von 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq, die aus den Wellenlängen der Peaks (einschließlich Schultern) auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren berechnet wird, jeweils größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV, was sehr klein ist. Demzufolge können 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in eine Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweisen.
Die Peakwellenlängen auf den kürzesten Wellenlängenseiten der Emissionsspektren einer Lichtemission von 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq, die auf die phosphoreszierenden Komponenten hindeuten, sind kürzer als diejenigen der Elektrolumineszenzspektren der Gastmaterialien (Ir(dppm)₂(acac)) der Licht emittierenden Elemente 4 und 5. Da Ir(dppm)₂(acac), das als Gastmaterial dient, ein phosphoreszierendes Material ist, wird Licht von dem Triplett-Anregungszustand emittiert. Das heißt: Das T1-Niveau von 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq ist jeweils höher als das T1-Niveau des Gastmaterials.
Außerdem liegt, wie im Beispiel 2 beschrieben worden ist, das Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) bei etwa 560 nm, und es weist einen Bereich auf, der sich mit dem Phosphoreszenzspektrum von 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq überlappt. Demzufolge kann bei den Licht emittierenden Elementen 4 und 5, bei denen 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq als Wirtsmaterialien verwendet werden, eine Anregungsenergie effektiv auf das Gastmaterial übertragen werden. Dies deutet darauf hin, dass 2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq als Wirtsmaterialien der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 in geeigneter Weise verwendet werden.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) der Verbindungen, die als Gastmaterial und Wirtsmaterial des Licht emittierenden Elements verwendet werden, wurden durch Cyclovoltammetrie (CV) untersucht. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen ähnlich ist, das im Beispiel 1 verwendet wurde.

Tabelle 9 zeigt die Oxidationspotentiale und Reduktionspotentiale, die durch die CV-Messung erhalten wurden, sowie HOMO-Niveaus und LUMO-Niveaus der Verbindungen, die aus den CV-Messergebnissen berechnet wurden.
[Tabelle 9]

Abkürzung	Oxidationspotential (V)	Reduktionspotential (V)	HOMO-Niveau, das aus dem Oxidationspotential berechnet wurde (eV)	LUMO-Niveau, das aus dem Reduktionspotential berechnet wurde (eV)
Ir(dppm)₂(acac)	0,52	-1,96	-5,56	-2,98
2mFBiPDBfPDBq	0,48	-2,01	-5,42	-2,93
2mpPCBABPDBq	0,49	-2,00	-5,43	-2,94

Wie in Tabelle 9 gezeigt, ist bei den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 das Reduktionspotential des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) höher als die Reduktionspotentiale der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq), und das Oxidationspotential des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist höher als die Oxidationspotentiale der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq). Demzufolge ist das LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) niedriger als die LUMO-Niveaus der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq), und das HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist niedriger als die HOMO-Niveaus der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq). Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) ist größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und den HOMO-Niveaus der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq).
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) betrug 2,58 eV. Dieser Wert wurde aus den CV-Messergebnissen berechnet, die in Tabelle 9 gezeigt werden.
Wie in Beispiel 2 beschrieben worden ist, beträgt die Übergangsenergie von Ir(dppm)₂(acac), die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) berechnet wurde, 2,22 eV, und die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) ist um 0,36 eV größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante berechnet wurde.
Wie in 52 gezeigt, ist die Wellenlänge des Peaks auf der kürzesten Wellenlängenseite des Emissionsspektrums von Ir(dppm)₂(acac) 592 nm. Dementsprechend wurde die Lichtemissionsenergie von Ir(dppm)₂(acac) zu 2,09 eV berechnet.
Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Ir(dppm)₂(acac) war um 0,49 eV größer als die Lichtemissionsenergie.
Folglich ist in den Gastmaterialien der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,3 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante berechnet wurde. Außerdem ist die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau um 0,4 eV oder mehr größer als die Lichtemissionsenergie. Demzufolge wird eine hohe Energie, die der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau entspricht, benötigt, d. h., dass eine hohe Spannung benötigt wird, wenn Ladungsträger, die von einem Paar von Elektroden injiziert werden, direkt in dem Gastmaterial rekombinieren.
Währenddessen wurde die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau der Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq) in den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 jeweils zu 2,49 eV aus der Tabelle 9 berechnet. Das heißt: Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau jedes Wirtsmaterials (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq) der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 ist kleiner als die Energiedifferenz (2,58 eV) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)), größer als die Übergangsenergie (2,22 eV), die aus der Absorptionskante berechnet wurde, und größer als die Lichtemissionsenergie (2,09 eV). Demzufolge kann in den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 das Gastmaterial durch eine Energieübertragung über einen Anregungszustand des Wirtsmaterials ohne direkte Ladungsträgerrekombination in dem Gastmaterial angeregt werden, wodurch die Ansteuerspannung verringert werden kann. Demzufolge kann der Stromverbrauch des Licht emittierenden Elements verringert werden.
Gemäß den CV-Messergebnissen in Tabelle 9 neigen unter Ladungsträgern (Elektronen und Löchern), die von dem Paar von Elektroden der Licht emittierenden Elemente 4 und 5 injiziert werden, Elektronen dazu, in das Gastmaterial (Ir(dppm)₂(acac)) mit einem niedrigen LUMO-Niveau injiziert zu werden, wohingegen Löcher dazu neigen, in die Wirtsmaterialien (2mFBiPDBfPDBq und 2mpPCBABPDBq) mit hohen HOMO-Niveaus injiziert zu werden. Das heißt: Es besteht die Möglichkeit, dass ein Exciplex durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial gebildet wird.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mFBiPDBfPDBq) wurde aus den CV-Messergebnissen, die in Tabelle 9 gezeigt werden, zu 2,44 eV berechnet. Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpPCBABPDBq) wurde aus den CV-Messergebnissen, die in Tabelle 9 gezeigt werden, zu 2,45 eV berechnet.
Aus diesen Ergebnissen ist ersichtlich, dass bei den Licht emittierenden Elementen 4 und 5 die Energiedifferenz (2,44 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mFBiPDBfPDBq) und die Energiedifferenz (2,45 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (Ir(dppm)₂(acac)) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (2mpPCBABPDBq) größer als oder gleich der Übergangsenergie (2,22 eV) sind, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wurde. Des Weiteren sind die Energiedifferenzen (2,44 eV und 2,45 eV) zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und den HOMO-Niveaus der Wirtsmaterialien größer als oder gleich der Energie (2,09 eV) des Lichts, das von dem Gastmaterial emittiert wird. Demzufolge wird anstatt der Ausbildung eines Exciplexes durch das Wirtsmaterial und das Gastmaterial letzten Endes der Übergang der Anregungsenergie zu dem Gastmaterial stärker gefördert, wodurch eine effiziente Lichtemission von dem Gastmaterial erhalten wird.
In dem Fall, in dem, wie bei den vorstehend beschriebenen Licht emittierenden Elementen 4 und 5, das LUMO-Niveau eines Gastmaterials niedriger ist als das LUMO-Niveau eines Wirtsmaterials und die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials größer als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials ist, kann ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und einer niedrigen Ansteuerspannung erhalten werden, wenn die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials größer als oder gleich der Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder größer als oder gleich der Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist. Des Weiteren kann in dem Fall, in dem die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau eines Gastmaterials um 0,3 eV oder mehr größer als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials berechnet wird, oder die Lichtemissionsenergie des Gastmaterials ist, ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz und niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein Licht emittierendes Element mit einer hohen Emissionseffizienz hergestellt werden. Des Weiteren kann ein Licht emittierendes Element mit verringertem Stromverbrauch hergestellt werden.
[Beispiel 4]
(Synthesebeispiel 1)
In Beispiel 4 wird ein Syntheseverfahren von N-(4-Biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin (Abkürzung: 2mFBiBPDBq) beschrieben, dasin einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird und durch die Strukturformel (500) in Ausführungsform 1 dargestellt wird.
<<Schritt 1: Synthese von 2mFBiBPDBq>>
Ein Syntheseschema von Schritt 1 wird in (A-1) gezeigt.
In einen 200 ml Dreihalskolben wurden 2,0 g (3,9 mmol) N-(4-Bromphenyl)-N-(4-biphenyl)-N-(9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-yl)amin, 1,7 g (3,9 mmol) 4,4,5,5-Tetramethyl-2-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]-1,3,2-dioxaborolan, 24 mg (0,078 mmol) Tris(2-methylphenyl)phosphin und 1,1 g (7,8 mmol) Kaliumkarbonat gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Zu dieser Mischung wurden 15 ml Toluol, 4,5 ml Ethanol und 4,5 ml Wasser hinzugefügt. Während der Druck verringert wurde, wurde diese Mischung zum Entgasen gerührt. Zu dieser Mischung wurden 8,8 mg (0,039 mmol) Palladium(II)acetat hinzugefügt. Diese Mischung wurde unter einem Stickstoffstrom 7 Stunden lang bei 80 °C gerührt, wodurch ein Feststoff ausgefällt wurde. Anschließend wurde der ausgefällte Feststoff durch Saugfiltration eingesammelt. Der eingesammelte Feststoff wurde in circa 30 ml warmen Toluol aufgelöst, und die erhaltene Lösung wurde durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie (mit einem Laufmittel aus Hexan und Toluol in einem Verhältnis von 3:1) gereinigt, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde in Chloroform aufgelöst, und eine Reinigung wurde mit HPLC durchgeführt, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde mit Hexan gewaschen, so dass 1,7 g eines blassgelben Zielpulvers in einer Ausbeute von 59 % erhalten wurden.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 1,7 g des erhaltenen blassgelben Pulvers gereinigt. Das blassgelbe Pulver wurde unter einem Druck von 10 Pa mit einer Argonflussrate von 5,0 ml/min auf 330 °C erwärmt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 1,6 g eines blassgelben Feststoffs mit einer Sammelrate von 93 % erhalten.
<¹H-NMR-Messergebnisse>
Die erhaltene Substanz wurde durch ¹H-NMR gemessen. Die Messdaten werden nachstehend gezeigt.
¹H-NMR (CDCl₃, 500 MHz): δ = 1,47, (s, 6H), 7,09 (dd, J₁ = 7,5 Hz, J₂ = 2,0 Hz, 1H), 7,27-7,35 (m, 8H), 7,41-7,46 (m, 3H), 7,55 (d, J = 6,5 Hz, 2H), 7,62-7,69 (m, 7H), 7,76-7,84, (m, 5H), 8,28 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,60 (s, 1H), 8,66 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 9,25 (dd, J₁ = 8,0 Hz, J₂ = 2,0 Hz, 1H), 9,43 (dd, J₁ = 8,0 Hz, J₂ = 2,0 Hz, 1H) ,9,46 (s, 1H).
Die ¹H-NMR-Diagramme werden in 60A und 60B gezeigt. Es sei angemerkt, dass 60B ein Diagramm ist, das einen vergrößerten Teil von 60A im Bereich von 6,90 ppm bis 9,60 ppm zeigt. Die Diagramme offenbaren, dass 2mpFBiBPDBq, das eine Verbindung ist und durch die Strukturformel (500) dargestellt wird, erhalten wurde.
<LC/MS-Ergebnisse>
Des Weiteren wurde eine Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC/MS) an 2mpFBiBPDBq durchgeführt.
Die LC/MS-Analyse wurde mit Acquity UPLC (hergestellt von Waters Corporation) und Xevo G2 Tof MS (hergestellt von Waters Corporation) durchgeführt. Bei der MS-Analyse wurde eine Ionisation durch ein Elektrosprayionisations- (ESI-) Verfahren durchgeführt. Die Kapillarspannung (capillary voltage) und die Probenkegel-Spannung (sample cone voltage) wurden dabei jeweils auf 3,0 kV bzw. 30 V eingestellt, und eine Detektion wurde in einem positiven Modus durchgeführt. Eine Komponente, die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen ionisiert wurde, kollidierte mit einem Argongas in einer Kollisionszelle, wodurch sie in mehrere Produktionen dissoziierte. Energie (Kollisionsenergie) zur Kollision mit Argon betrug 50 eV. Der Massebereich für die Messung war m/z = 100 bis 1200.
Messergebnisse werden in 61 gezeigt. Die Ergebnisse in 61 zeigen, dass Produktionen von 2mpFBiBPDBq, welches in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und durch die Strukturformel (500) dargestellt wird, hauptsächlich bei zirka m/z = 742, m/z = 727 und m/z = 548 erfasst werden. Es sei angemerkt, dass das Ergebnis in 61 Eigenschaften, die von 2mpFBiBPDBq stammen, zeigt und daher als wichtige Daten zum Identifizieren von 2mpFBiBPDBq, das in der Mischung enthalten ist, angesehen werden können.
Es sei angemerkt, dass eine C-C-Bindung zwischen N-(4-Biphenyl)-N-(9-methyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl )phenyl]phenyl}amin und Methyl getrennt wird und eine elektrische Ladung auf der Fluorenseite verbleibt. Demzufolge ist das Produktion, das bei etwa m/z = 727 beobachtet wird, nützlich, da die Daten mit großer Wahrscheinlichkeit auf den Zustand hindeuten, in dem die C-C-Bindung zwischen N-(4-Biphenyl)-N-(9-methyl-9H-fluoren-2-yl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl )phenyl]phenyl}amin und Methyl in der Verbindung, die durch die Strukturformel (500) dargestellt wird, getrennt ist. Des Weiteren wird eine C-N-Bindung zwischen N-(4-Biphenyl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin und 9,9-Dimethylfluoren getrennt und eine elektrische Ladung verbleibt auf der Fluorenseite. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass das Produk, das bei etwa m/z = 548 beobachtet wird, auf den Zustand hindeutet, in dem die C-N-Bindung zwischen N-(4-Biphenyl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin und 9,9-Dimethylfluoren in der Verbindung, die durch die Strukturformel (500) dargestellt wird, getrennt ist, was darauf hindeutet, dass 2mpFBiBPDBq N-(4-Biphenyl)-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin und 9,9-Dimethylfluoren enthält.
<TG-DTA-Ergebnisse>
Eine Thermogravimetrie-Differentialthermoanalyse (thermogravimetry-differential thermal analysis, TG-DTA) wurde an 2mpFBiBPDBq durchgeführt. Die Messung wurde unter Verwendung einer Hochvakuum-Differentialthermowaage (high vacuum differential type differential thermal balance) (TG-DTA 2410SA, hergestellt von Bruker AXS K.K.) durchgeführt. Die Messung wurde unter einem Stickstoffstrom (mit einer Durchflussrate von 200 ml/min) bei normalem Druck bei einer Temperaturerhöhungsrate von 10 °C/min durchgeführt. Aus der Beziehung zwischen dem Gewicht und der Temperatur (Thermogravimetrie) ist festgestellt worden, dass die Temperatur für 5 % Gewichtsverlust von 2mpFBiBPDBq bei höher als oder gleich 500 °C lag. Dies deutet darauf hin, dass 2mpFBiBPDBq eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.
<Messergebnisse von Absorptionsspektren und Emissionsspektren>
Als Nächstes wurden Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpFBiBPDBq in einer Toluollösung von 2mpFBiBPDBq und einem festen Dünnfilm von 2mpFBiBPDBq gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpFBiBPDBq in der Toluollösung von 2mpFBiBPDBq wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Der feste Dünnfilm wurde über einem Quarzsubstrat durch ein Vakuumverdampfungsverfahren ausgebildet. Die Absorptionsspektren wurden mit einem UV-VIS-Spektrophotometer (V550, hergestellt von JASCO Corporation) gemessen. Das Absorptionsspektrum des festen Dünnfilms wurde erhalten, indem von dem Absorptionsvermögen (-log₁₀(%T/100)), das von der Lichtdurchlässigkeit berechnet wurde, das Absorptionsvermögen des Substrat subtrahiert wurde. Das Emissionsspektrum wurde mit einem Fluoreszenz-Spektrophotometer (FS920, hergestellt von Hamamatsu Photonics K. K.) gemessen. 62 zeigt die erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren von 2mpFBiBPDBq in der Toluollösung von 2mpFBiBPDBq. 63 zeigt die Messergebnisse der erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren des festen Dünnfilms.
Der Absorptionspeak von 2mpFBiBPDBq in der Toluollösung von 2mpFBiBPDBq wurde in 62 bei etwa 361 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wurde bei 466 nm beobachtet.
Die Absorptionspeaks des festen Dünnfilms von 2mpFBiBPDBq werden in 63 bei etwa 211 nm, 260 nm, 311 nm und 366 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wird bei 513 nm (Anregungswellenlänge: 384 nm) beobachtet.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) des synthetisierten 2mpFBiBPDBq wurden durch eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung gemessen. Das Messverfahren war demjenigen ähnlich, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Unter der Annahme, dass das Zwischenpotential (das Halbwellenpotential) zwischen dem Oxidations-Peakpotential E_pa und dem Reduktions-Peakpotential E_pc, die bei der CV-Messung erhalten werden, dem HOMO-Niveau entspricht, wurde das HOMO-Niveau von 2mpFBiBPDBq zu -5,42 eV berechnet und wurde das LUMO-Niveau von 2mpFBiBPDBq zu -2,93 eV berechnet. Folglich ist festgestellt worden, dass die Bandlücke (ΔE) von 2mpFBiBPDBq bei 2,49 eV lag.
[Beispiel 5]
(Synthesebeispiel 2)
In Beispiel 5 wird ein Syntheseverfahren von N-(4-Biphenyl)-N-(4-{6-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]dibenzofuran-4-yl} phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: 2mFBiPDBfPDBq) beschrieben, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und durch die Strukturformel (501) in Ausführungsform 1 dargestellt wird.
«Schritt 1: Synthese von 2mFBiPDBfPDBq»
Ein Syntheseschema von Schritt 1 wird in (A-2) gezeigt.
In einen 200 ml Dreihalskolben wurden 2,5 g (3,4 mmol) N-(4-Biphenyl)-N-(4-{6-[4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl]dibenzofura n-4-yl}phenyl)-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin, 1,1 g (3,2 mmol) 2-(3-Chlorphenyl)dibenzo[f,h]chinoxalin, 2,2 g (10 mmol) Kaliumphosphat und 24 mg (0,070 mmol) Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Zu dieser Mischung wurden 23 ml 1,4-Dioxan und 0,80 g (10 mmol) tert-Butylalkohol hinzugefügt. Während der Druck verringert wurde, wurde diese Mischung zum Entgasen gerührt. Zu dieser Mischung wurden 8,0 mg (0,030 mmol) Palladium(II)acetat hinzugefügt. Diese Mischung wurde unter einem Stickstoffstrom 8 Stunden lang bei 105 °C gerührt. Nach dem Rühren wurde Wasser zu dieser Mischung hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen, und die extrahierte Lösung und die organische Schicht wurden kombiniert und mit gesättigter Salzlauge gewaschen. Nach dem Waschen wurde die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet, und dann wurde diese Mischung schwerkraftgefiltert. Das Filtrat wurde konzentriert, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Dieser Feststoff wurde durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie gereinigt. Als Laufmittel wurde ein gemischtes Lösemittel aus Toluol und Hexan in einem Verhältnis von 1:2 verwendet. Die erhaltene Fraktion wurde konzentriert, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde mit Toluol: Hexan umkristallisiert, so dass 1,7 g eines blassgelben Feststoffes in einer Ausbeute von 55 % erhalten wurden.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 1,1 g des blassgelben Feststoffes gereinigt. Das blassgelbe Pulver wurde bei der Sublimationsreinigung unter einem Druck von 0,0089 Pa auf 350 °C erwärmt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 0,67 g eines gelben Feststoffs mit einer Sammelrate von 61 % erhalten.
<¹H-NMR-Messergebnisse>
Die erhaltene Substanz wurde durch ¹H-NMR gemessen. Die Messdaten werden nachstehend gezeigt.
¹H-NMR (CDCl₃, 500 MHz): δ = 1,31 (s, 6H), 6,92 (dd, J₁ = 5,8 Hz, J₂ = 2,3 Hz, 1H), 7,02 (s, 1H), 7,04 (s, 1H), 7,14-7,17 (m, 3H), 7,22-7,40 (m, 9H), 7,44-7,60 m, 6H), 7,67-7,79 (m, 6H), 7,97-7,99 (m, 3H), 8,05 (dd, J₁ = 6,9 Hz, J₂ = 1,1 Hz, 1H), 8,08 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,40 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,56 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,59 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,97 (t, J = 1,7 Hz, 1H), 9,15 (dd, J = 1,2 Hz, J = 6,8 Hz, 1H), 9,34 (d, J = 8,0, 1H), 9,46 (s, 1H).
Die ¹H-NMR-Diagramme werden in 64A und 64B gezeigt. Es sei angemerkt, dass 64B ein Diagramm ist, das einen vergrößerten Teil von 64A im Bereich von 6,50 ppm bis 9,60 ppm zeigt. Die Diagramme offenbaren, dass 2mFBiPDBfPDBq, das eine Verbindung ist, die durch Strukturformel (501) dargestellt wird, erhalten wurde.
<Messergebnisse der Absorptionsspektren und Emissionsspektren>
Als Nächstes wurden Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mFBiPDBfPDBq in einer Toluollösung von 2mFBiPDBfPDBq und einem festen Dünnfilm von 2mFBiPDBfPDBq gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mFBiPDBfPDBq in einer Toluollösung von 2mFBiPDBfPDBq wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren des festen Dünnfilms wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 4 gemessen. 65 zeigt die erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren von 2mFBiPDBfPDBq in der Toluollösung von 2mFBiPDBfPDBq. 66 zeigt die Messergebnisse der erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren des festen Dünnfilms.
Der Absorptionspeak von 2mFBiPDBfPDBq in der Toluollösung von 2mFBiPDBfPDBq wurde in 65 bei etwa 361 nm beobachtet, und die Emissionswellenlängenpeaks wurden bei etwa 402 nm und etwa 500 nm beobachtet. Die Absorptionspeaks des festen Dünnfilms von 2mFBiPDBfPDBq werden in 66 bei etwa 208 nm, 261 nm, 306 nm und 364 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wird bei 516 nm beobachtet.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) des synthetisierten 2mFBiPDBfPDBq, wurden durch eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung gemessen. Das Messverfahren war demjenigen ähnlich, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Unter der Annahme, dass das Zwischenpotential (das Halbwellenpotential) zwischen dem Oxidations-Peakpotential E_pa und dem Reduktions-Peakpotential E_pc, die bei der CV-Messung erhalten werden, dem HOMO-Niveau entspricht, wurde das HOMO-Niveau von 2mFBiPDBfPDBq zu -5,42 eV berechnet und wurde das LUMO-Niveau von 2mFBiPDBfPDBq zu -2,93 eV berechnet. Folglich ist festgestellt worden, dass die Bandlücke (ΔE) von 2mFBiPDBfPDBq bei 2,49 eV lag.
[Beispiel 6]
(Synthesebeispiel 3)
In Beispiel 6 wird ein Syntheseverfahren von 4-[3-(Dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-triphenyl amin (Abkürzung: 2mpPCBABPDBq) beschrieben, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und durch die Strukturformel (502) in Ausführungsform 1 dargestellt wird.
801
<<Schritt 1: Synthese von 2mpPCBABPDBq>>
Ein Syntheseschema von Schritt 1 wird in (A-3) gezeigt.
In einen 200 ml Dreihalskolben wurden 2,0 g (3,8 mmol) 4-Chlor-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-triphenylamin, 1,8 g (4,2 mmol) 4,4,5,5-Tetramethyl-2-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]-1,3,2-dioxaborolan, 2,4 g (11 mmol) Kaliumphosphat und 27 mg (0,10 mmol) Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Zu dieser Mischung wurden 25 ml Diethylenglycoldimethylether und 0,84 g (11 mmol) tert-Butylalkohol hinzugefügt. Während der Druck verringert wurde, wurde diese Mischung zum Entgasen gerührt. Zu dieser Mischung wurden 8,5 mg (0,04 mmol) Palladium(II)acetat hinzugefügt, und ein Rühren wurde unter einem Stickstoffstrom 8 Stunden lang bei 150 °C durchgeführt. Nach dem Rühren wurde Wasser zu dieser Mischung hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen, und die extrahierte Lösung und die organische Schicht wurden kombiniert und mit gesättigter Salzlauge gewaschen. Nach dem Waschen wurde die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Trocknen wurde die Mischung einer Schwerkraftfiltration unterzogen. Das erhaltene Filtrat wurde durch Celite, Aluminiumoxid und Florisil filtriert und konzentriert, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde mit Toluol umkristallisiert, so dass 1,5 g eines blassgelben Zielpulvers in einer Ausbeute von 50 % erhalten wurden.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 1,4 g des blassgelben Pulvers gereinigt. Das blassgelbe Pulver wurde bei der Sublimationsreinigung unter einem Druck von 2,4 Pa auf 380 °C erwärmt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 1,2 g eines gelben Feststoffs mit einer Sammelrate von 85 % erhalten.
<¹H-NMR-Messergebnisse>
Die erhaltene Substanz wurde durch ¹H-NMR gemessen. Die Messdaten werden nachstehend gezeigt.
¹H-NMR (CDCl₃, 500 MHz): δ = 7,09 (t, J = 7,4 Hz, 1H), 7,25-7,35 (m, 9H), 7,40-7,49 (m, 4H), 7,59-7,68 (m, 11H), 7,75-7,83 (m, 6H), 8,19 (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,26, (d, J = 8,0 Hz, 1H), 8,35 (d, J = 1,8 Hz, 1H), 8,58 (s, 1H), 8,65 (d, J = 8,1 Hz, 2H), 8,27 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 8,57 (s, 1H), 8,66 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 9,24 (dd, J₁ = 6,3 Hz, J₂ = 1,1 Hz, 1H), 9,44 (S, 1H).
Die ¹H-NMR-Diagramme werden in 67A und 67B gezeigt. Es sei angemerkt, dass 67B ein Diagramm ist, das einen vergrößerten Teil von 67A im Bereich von 6,50 ppm bis 9,60 ppm zeigt. Die Diagramme offenbaren, dass 2mpPCBABPDBq, das eine Verbindung ist, die durch Strukturformel (502) dargestellt wird, erhalten wurde.
<Messergebnisse der Absorptionsspektren und Emissionsspektren>
Als Nächstes wurden Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpPCBABPDBq in einer Toluollösung von 2mpPCBABPDBq und einem festen Dünnfilm von 2mpPCBABPDBq gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpPCBABPDBq in der Toluollösung von 2mpPCBABPDBq wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren des festen Dünnfilms wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 4 gemessen. 68 zeigt die erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren von 2mpPCBABPDBq in der Toluollösung von 2mpPCBABPDBq. 69 zeigt die Messergebnisse der erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren des festen Dünnfilms.
Der Absorptionspeak von 2mpPCBABPDBq in der Toluollösung von 2mpPCBABPDBq wird in 68 bei etwa 330 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wird bei etwa 453 nm beobachtet. Die Absorptionspeaks des festen Dünnfilms von 2mpPCBABPDBq werden in 69 bei etwa 303 nm, 329 nm und 371 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wird bei 516 nm beobachtet.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) des synthetisierten 2mpPCBABPDBq, wurden durch eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung gemessen. Das Messverfahren war demjenigen ähnlich, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Unter der Annahme, dass das Zwischenpotential (das Halbwellenpotential) zwischen dem Oxidations-Peakpotential E_pa und dem Reduktions-Peakpotential E_pc, die bei der CV-Messung erhalten werden, dem HOMO-Niveau entspricht, wurde das HOMO-Niveau von 2mpPCBABPDBq zu -5,43 eV berechnet und wurde das LUMO-Niveau von 2mpPCBABPDBq zu -2,94 eV berechnet. Folglich ist festgestellt worden, dass die Bandlücke (ΔE) von 2mpPCBABPDBq bei 2,49 eV lag.
[Beispiel 7]
(Synthesebeispiel 4)
In Beispiel 7 wird ein Syntheseverfahren von N-Phenyl-N-[(1,1'-biphenyl)-4-yl]-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phe nyl}amin (Abkürzung: 2mpBPABPDBq) beschrieben, das in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und durch die Strukturformel (503) in Ausführungsform 1 dargestellt wird.
<<Schritt 1: Synthese von 2mpBPABPDBq>>
Ein Syntheseschema von Schritt 1 wird in (A-4) gezeigt.
In einen 200 ml Dreihalskolben wurden 3,5 g (10 mmol) 4-Chlor-4'-phenyltriphenylamin, 4,3 g (10 mmol) 4,4,5,5-Tetramethyl-2-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]-1,3,2-dioxaborolan, 6,4 g (30 mmol) Kaliumphosphat und 71 mg (0,20 mmol) Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Zu dieser Mischung wurden 50 ml Diethylenglycoldimethylether und 2,2 g (30 mmol) tert-Butylalkohol hinzugefügt. Während der Druck verringert wurde, wurde diese Mischung zum Entgasen gerührt. Zu dieser Mischung wurden 27 mg (0,12 mmol) Palladium(II)acetat hinzugefügt, und ein Rühren wurde unter einem Stickstoffstrom 4 Stunden lang bei 150 °C durchgeführt. Nach dem Rühren wurde Wasser zu dieser Mischung hinzugefügt, und eine wässrige Schicht wurde einer Extraktion mit Toluol unterzogen, und die extrahierte Lösung und die organische Schicht wurden kombiniert und mit gesättigter Salzlauge gewaschen. Nach dem Waschen wurde die organische Schicht mit Magnesiumsulfat getrocknet. Nach dem Trocknen wurde die Mischung einer Schwerkraftfiltration unterzogen. Das erhaltene Filtrat wurde durch Celite, Aluminiumoxid und Florisil filtriert und konzentriert, wodurch ein Feststoff erhalten wurde. Der Feststoff wurde mit Toluol umkristallisiert, so dass 3,3 g eines blassgelben Zielpulvers in einer Ausbeute von 52 % erhalten wurden.
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 3,3 g des erhaltenen blassgelben Pulvers gereinigt. Das blassgelbe Pulver wurde unter einem Druck von 0,017 Pa auf 320 °C erwärmt. Nach der Sublimationsreinigung wurden 1,2 g eines blassgelben Feststoffs mit einer Sammelrate von 36 % erhalten.
<¹H-NMR-Messergebnisse>
Die erhaltene Substanz wurde durch ¹H-NMR gemessen. Die Messdaten werden nachstehend gezeigt.
¹H-NMR (CDCl₃, 500 MHz): δ = 7,09 (t, J = 7,5 Hz, 1H), 7,23-7,25 (m, 4H), 7,28 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 7,31-7,35 (m, 3H), 7,44 (t, J = 7,5 Hz, 2H), 7,54 (d, J = 8,5 Hz, 2H), 7,60, (s, 1H), 7,61 (d, J = 1,0 Hz, 1H), 7,65-7,68 (m, 3H), 7,75-7,83 (m, 5H), 8,27 (d, J = 7,5 Hz, 1H), 8,57 (s, 1H), 8,66 (d, J = 8,0 Hz, 2H), 9,25 (dd, J₁ = 8,0 Hz, J₂ = 1,0 Hz, 1H), 9,42-9,44 (m, 2H).
Die ¹H-NMR-Diagramme werden in 70A und 70B gezeigt. Es sei angemerkt, dass 70B ein Diagramm ist, das einen vergrößerten Teil von 70A im Bereich von 6,90 ppm bis 9,60 ppm zeigt. Die Diagramme offenbaren, dass 2mpBPABPDBq, das eine Verbindung ist und durch die Strukturformel (503) dargestellt wird, erhalten wurde.
<LC/MS-Ergebnisse>
Des Weiteren wurde eine Flüssigchromatographie mit Massenspektrometrie-Kopplung (LC/MS) an 2mpBPABPDBq durchgeführt. Das Messverfahren ist demjenigen ähnlich, das in Beispiel 4 verwendet wurde.
Messergebnisse werden in 71 gezeigt. Die Ergebnisse in 71 zeigen, dass Produkte von 2mpBPABPDBq, welches in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann und durch die Strukturformel (503) dargestellt wird, hauptsächlich bei zirka m/z = 626, m/z = 472, m/z = 397 und m/z = 244 erfasst werden. Es sei angemerkt, dass das Ergebnis in 71 Eigenschaften, die von 2mpBPABPDBq stammen, zeigt und daher als wichtige Daten zum Identifizieren von 2mpBPABPDBq, das in der Mischung enthalten ist, angesehen werden können.
Es sei angemerkt, dass eine C-N-Bindung zwischen N-Phenyl-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin und 4-Biphenyl getrennt wird und eine elektrische Ladung auf der Fluorenseite verbleibt. Demzufolge ist das Produktion, das bei etwa m/z = 472 beobachtet wird nützlich, da die Daten mit großer Wahrscheinlichkeit auf den Zustand hindeuten, in dem die C-N-Bindung zwischen N-Phenyl-N-{4-[3-(dibenzo[f,h]chinoxalin-2-yl)phenyl]phenyl}amin und 4-Biphenyl in der Verbindung, die durch die Strukturformel (503) dargestellt wird, getrennt ist. Des Weiteren wird eine C-N-Bindung zwischen 2-(3-Phenyl)phenyldibenzo[f,h]chinoxalin und N-Phenyl-N-[(1,1'-biphenyl)-4-yl]amin getrennt und eine elektrische Ladung verbleibt auf der Aminseite. Demzufolge ist das Produktion, das bei etwa m/z = 244 beobachtet wird, nützlich, da die Daten mit großer Wahrscheinlichkeit auf den Zustand hindeuten, in dem die C-N-Bindung zwischen 2-(3-Phenyl)phenyldibenzo[f,h]chinoxalin und N-Phenyl-N-[(1,1'-biphenyl)-4-yl]amin in der Verbindung, die durch die Strukturformel (503) dargestellt wird, getrennt ist. Des Weiteren wird eine C-C-Bindung zwischen Dibenzo[f,h]chinoxalin und N-Phenyl-N,N-bis[(1,1'-biphenyl)-4-yl]amin getrennt und eine elektrische Ladung verbleibt auf der Dibenzo[f,h]chinoxalin-Seite. Demzufolge ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass das Produkt, das bei etwa m/z = 397 beobachtet wird, auf den Zustand hindeutet, in dem die C-C-Bindung zwischen Dibenzo[f,h]chinoxalin und 4,4'-Diphenyltriphenylamin in der Verbindung, die durch die Strukturformel (503) dargestellt wird, getrennt ist, was darauf hindeutet, dass 2mpBPABPDBq Dibenzo[f,h]chinoxalin und N-Phenyl-N,(1,1'-biphenyl)-4-yl]amin enthält.
<TG-DTA-Ergebnisse>
TG-DTA wurde an 2mpBPABPDBq durchgeführt. Das Messverfahren war demjenigen ähnlich, das in Beispiel 4 verwendet wurde. Aus der Beziehung zwischen dem Gewicht und der Temperatur (Thermogravimetrie) ist festgestellt worden, dass die Temperatur für 5 % Gewichtsverlust von 2mpBPABPDBq bei 456 °C lag. Dies deutet darauf hin, dass 2mpBPABPDBq eine hohe Wärmebeständigkeit aufweist.
<Messergebnisse der Absorptionsspektren und Emissionsspektren>
Als Nächstes wurden Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpBPABPDBq in einer Toluollösung von 2mpBPABPDBq und einem festen Dünnfilm von 2mpBPABPDBq gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren von 2mpBPABPDBq in einer Toluollösung von 2mpBPABPDBq wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 gemessen. Die Absorptionsspektren und Emissionsspektren des festen Dünnfilms wurden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 4 gemessen. 72 zeigt die erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren von 2mpBPABPDBq in der Toluollösung von 2mpBPABPDBq. 73 zeigt die Messergebnisse der erhaltenen Absorptions- und Emissionsspektren des festen Dünnfilms.
Der Absorptionspeak von 2mpBPABPDBq in der Toluollösung von 2mpBPABPDBq wird in 72 bei etwa 361 nm beobachtet, und die Emissionswellenlängenpeaks werden bei etwa 402 nm und 500 nm beobachtet. Die Absorptionspeaks des festen Dünnfilms von 2mpBPABPDBq werden in 73 bei etwa 208 nm, 261 nm, 306 nm und 364 nm beobachtet, und der Emissionswellenlängenpeak wird bei 516 nm beobachtet.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationseigenschaften und Reduktionseigenschaften) des synthetisierten 2mpBPABPDBq wurden durch eine Cyclovoltammetrie- (CV-) Messung gemessen. Das Messverfahren war demjenigen ähnlich, das im Beispiel 1 verwendet wurde.
Unter der Annahme, dass das Zwischenpotential (das Halbwellenpotential) zwischen dem Oxidations-Peakpotential E_pa und dem Reduktions-Peakpotential E_pc, die bei der CV-Messung erhalten werden, dem HOMO-Niveau entspricht, wurde das HOMO-Niveau von 2mpBPABPDBq zu -5,52 eV berechnet und wurde das LUMO-Niveau von 2mpBPABPDBq zu -2,94 eV berechnet. Folglich ist festgestellt worden, dass die Bandlücke (ΔE) von 2mpBPABPDBq bei 2,58 eV lag.

Claims

Licht emittierendes Element (150), das umfasst: ein Gastmaterial (131); und ein Wirtsmaterial (132), wobei ein LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) niedriger ist als ein LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132), wobei eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und einem HOMO-Niveau des Gastmaterials (131) größer ist als eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) und einem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (132), wobei das Gastmaterial (131) konfiguriert ist, eine Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umzuwandeln, wobei die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) größer als oder gleich 0,05 eV ist, und wobei die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (131) um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Übergangsenergie, die aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials (131) berechnet wird.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) größer als oder gleich der Übergangsenergie ist, die aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums des Gastmaterials (131) berechnet wird.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei eine Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials (132) größer als oder gleich der Lichtemissionsenergie des Gastmaterials (131) ist.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials (131) und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials (131) um 0,4 eV oder mehr größer ist als die Lichtemissionsenergie des Gastmaterials (131).
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) eine Differenz zwischen einem Singulett-Anregungsenergieniveau und einem Triplett-Anregungsenergieniveau von größer als 0 eV und kleiner als oder gleich 0,2 eV aufweist.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) konfiguriert ist, eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz bei Raumtemperatur zu emittieren.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) konfiguriert ist, dem Gastmaterial (131) eine Anregungsenergie zuzuführen.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei ein Lichtemissionsspektrum des Wirtsmaterials (132) einen Wellenlängenbereich umfasst, der sich mit einem Absorptionsband auf der niedrigsten Energieseite in dem Absorptionsspektrum des Gastmaterials (131) überlappt.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Gastmaterial (131) Iridium umfasst.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Gastmaterial (131) Licht emittiert.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) konfiguriert ist, ein Elektron zu transportieren, und wobei das Wirtsmaterial (132) konfiguriert ist, ein Loch zu transportieren.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) ein Gerüst mit einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring umfasst, und wobei das Wirtsmaterial (132) ein Gerüst mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst umfasst.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 12, wobei das Gerüst mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring ein Diazin-Gerüst und/oder ein Triazin-Gerüst umfasst, und wobei das Gerüst mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und/oder ein Pyrrol-Gerüst umfasst.
Licht emittierendes Element (150) nach Anspruch 1, wobei das Wirtsmaterial (132) eine Verbindung ist, die durch eine der folgenden Strukturformeln (500) bis (503) dargestellt wird:
Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element (150) nach Anspruch 1 umfasst, wobei die Anzeigevorrichtung einen Farbfilter und/oder einen Transistor umfasst.
Elektronisches Gerät, das die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15 umfasst, wobei das elektronische Gerät ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung, die das Licht emittierende Element (150) nach Anspruch 1 umfasst, wobei die Beleuchtungsvorrichtung ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst.