DE102017206649A1

DE102017206649A1 - Licht emittierendes Element, Anzeigevorrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102017206649A1
Application number: DE102017206649.0A
Authority: DE
Inventors: Takeyoshi WATABE; Satomi Mitsumori; Nobuharu Ohsawa; Harue Osaka; Kunihiko Suzuki; Satoshi Seo
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2017-04-20
Publication date: 2017-10-26
Also published as: KR102444563B1; KR20170121057A; JP2022084765A; CN107305926A; JP2023166506A; JP7345587B2; US20190027542A1; KR20220131877A; US10096658B2; US20170309687A1; KR102651744B1; CN107305926B; JP2017199903A; JP7044475B2; US11177325B2; KR20240046442A; CN112928222A

Abstract

Es wird ein Licht emittierendes Element bereitgestellt, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert. Eine Kombination einer ersten organischen Verbindung und einer zweiten organischen Verbindung bildet einen Exciplex. Die erste organische Verbindung weist eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission auf. Das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der zweiten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung, und das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau des Exciplex. Lichtemission von einer Licht emittierenden Schicht umfasst Lichtemission von der ersten organischen Verbindung und Lichtemission von dem Exciplex.

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 umfasst, ein elektronisches Gerät, das das Licht emittierende Element umfasst, oder eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Licht emittierende Element umfasst.
Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das vorstehende technische Gebiet beschränkt ist. Das technische Gebiet einer Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart wird, betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft zusätzlich einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung. Beispiele für das technische Gebiet einer Ausführungsform der in dieser Beschreibung offenbarten vorliegenden Erfindung umfassen eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Beleuchtungsvorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, eine Speichervorrichtung, ein Ansteuerverfahren für eine von ihnen und ein Herstellungsverfahren für eine von ihnen.
2. Hintergrund der Erfindung
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 eine Licht emittierende Substanz enthält (eine EL-Schicht), zwischen einem Paar von Elektroden angeordnet. Durch Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden dieses Elements kann eine Lichtemission von der Licht emittierenden Substanz 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 und einen niedrigen Stromverbrauch. Des Weiteren ist ein derartiges Licht emittierendes Element auch dahingehend vorteilhaft, dass das Element dünn und leichtgewichtig hergestellt werden kann und es eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit aufweist.
In einem Licht emittierenden Element (z. B. einem organischen EL-Element), dessen EL-Schicht eine organische Verbindung als Licht emittierende Substanz enthält und zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt ist, bewirkt das Anlegen einer Spannung zwischen dem Paar von Elektroden die Injektion von Elektronen von einer Kathode und Löchern von einer Anode in die EL-Schicht mit einer Licht emittierenden Eigenschaft, wodurch ein Strom fließt. Infolge einer Rekombination der injizierten Elektronen und Löcher wird die organische Verbindung mit einer Licht emittierenden Eigenschaft in einen Anregungszustand versetzt, wodurch Lichtemission von der angeregten organischen Verbindung mit einer Licht emittierenden Eigenschaft erhalten wird.
Es sei angemerkt, dass ein Anregungszustand, der von einer organischen Verbindung gebildet wird, ein Singulett-Anregungszustand (S*) oder ein Triplett-Anregungszustand (T*) sein kann. Lichtemission von dem Singulett-Anregungszustand wird Fluoreszenz genannt, und Lichtemission von dem Triplett-Anregungszustand wird Phosphoreszenz genannt. Das statistische 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 Emissionseffizienz auf als ein Licht emittierendes Element, das eine Verbindung enthält, die eine Fluoreszenz emittiert (fluoreszierende Verbindung). Demzufolge wurden Licht emittierende Elemente, die phosphoreszierende Verbindungen enthalten, die die Energie eines Triplett-Anregungszustands in Lichtemission umwandeln können, in den letzten Jahren aktiv entwickelt.
Als Material, das einen Teil der Energie eines Triplett-Anregungszustands in Lichtemission umwandeln kann, ist, zusätzlich zu einer phosphoreszierenden Verbindung, ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescence, TADF) Material bekannt. In einem thermisch aktivierten, verzögert fluoreszierenden Material wird ein Singulett-Anregungszustand von einem Triplett-Anregungszustand durch umgekehrtes Intersystem-Crossing gebildet, und der Singulett-Anregungszustand wird in Lichtemission umgewandelt.
Es wird beispielsweise ein Verfahren offenbart, in dem ein Exciplex, der durch zwei organische Verbindungen gebildet wird und eine kleine Energiedifferenz zwischen einem Singulett-Anregungszustand und einem Triplett-Anregungszustand aufweist, als thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material verwendet wird (siehe z. B. Patentdokument 1).
[Referenz]
[Patentdokument]

[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-45184

Zusammenfassung der Erfindung
Um die Emissionseffizienz eines Licht emittierenden Elements zu erhöhen, das ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material enthält, wird eine effiziente Bildung eines Singulett-Anregungszustands von einem Triplett-Anregungszustand bevorzugt. In Bezug auf ein Licht emittierendes Element, in dem ein Exciplex als thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material verwendet wird, wurde die Entwicklung eines Verfahrens zur weiteren Erhöhung der Emissionseffizienz gefordert.
Um eine mehrfarbige Lichtemission, wie z. B. Weiß, von einem Licht emittierenden Element zu erhalten, ist es notwendig, Licht emittierende Substanzen, die unterschiedliche Farben aufweisen, dazu zu bringen, Licht effizient zur gleichen Zeit zu emittieren. Jedoch ist es schwierig, die Lichtemission derart zu steuern, dass eine gewünschte Emissionsfarbe erhalten wird.
In Anbetracht des Vorstehenden ist eine Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ein Licht emittierendes Element bereitzustellen, das eine hohe Emissionseffizienz aufweist. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, ein Licht emittierendes Element bereitzustellen, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert. 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 neuartiges Licht emittierendes Element bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung der vorstehenden Aufgaben 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.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das eine Kombination aus zwei Arten von organischen Verbindungen umfasst, die einen Exciplex bilden. Eine der organischen Verbindungen weist eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission auf.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das eine Licht emittierende Schicht umfasst. Die Licht emittierende Schicht umfasst eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung. Eine von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung weist ein LUMO-Niveau auf, das höher als oder gleich dem LUMO-Niveau der anderen von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung ist, und weist ein HOMO-Niveau auf, das höher als oder gleich dem HOMO-Niveau der anderen von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung ist. Eine Kombination der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung bildet einen Exciplex. Die erste organische Verbindung weist eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission auf. Das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der zweiten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung, und das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau des Exciplex. Lichtemission von der Licht emittierenden Schicht umfasst Lichtemission von der ersten organischen Verbindung und Lichtemission von dem Exciplex.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein Licht emittierendes Element, das eine Licht emittierende Schicht umfasst. Die Licht emittierende Schicht umfasst eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung. Das LUMO-Niveau der ersten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem LUMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung. Das HOMO-Niveau der ersten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung. Eine Kombination der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung bildet einen Exciplex. Die erste metallorganische Verbindung ist ein metallorganischer Komplex, der ein Absorptionsband aufweist, das auf einem Triplett-MLCT-Übergang basiert. Das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der zweiten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung. Das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung ist höher als oder gleich dem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau des Exciplex. Lichtemission von der Licht emittierenden Schicht umfasst Lichtemission von der ersten organischen Verbindung und Lichtemission von dem Exciplex.
ei jeder der vorstehenden Strukturen liegt das Intensitätsverhältnis der Lichtemission von dem Exciplex zu der Lichtemission von der ersten organischen Verbindung vorzugsweise in einem Bereich von 1:9 bis 9:1. Die Lichtemission von dem Exciplex weist vorzugsweise eine höhere Intensität auf als die Lichtemission von der ersten organischen Verbindung.
Das Licht emittierende Element mit einer der vorstehenden Strukturen umfasst vorzugsweise ferner eine dritte organische Verbindung. Das HOMO-Niveau der dritten organischen Verbindung ist vorzugsweise höher als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung. Außerdem weist die dritte organische Verbindung vorzugsweise eine Funktion zum Transportieren eines Loches auf. Des Weiteren umfasst die dritte organische Verbindung vorzugsweise ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst.
Des Weiteren weist die zweite organische Verbindung bei jeder der vorstehenden Strukturen vorzugsweise eine Funktion zum Transportieren eines Elektrons auf. Die zweite organische Verbindung umfasst vorzugsweise ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen umfasst die erste organische Verbindung vorzugsweise Iridium. Des Weiteren umfasst die erste organische Verbindung vorzugsweise einen Liganden, der an Iridium koordiniert ist, und der Ligand umfasst vorzugsweise ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst.
Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element, das eine der vorstehend beschriebenen Strukturen aufweist, und einen Farbfilter und/oder einen Transistor umfasst. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein elektronisches Gerät, das die Anzeigevorrichtung und ein Gehäuse und/oder einen Berührungssensor umfasst. Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Beleuchtungsvorrichtung, die das Licht emittierende Element mit einer der vorstehend beschriebenen 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. Eine Licht emittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung bezeichnet demzufolge eine Bildanzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (z. B. eine Beleuchtungsvorrichtung). Die Licht emittierende Vorrichtung kann in ihrer Kategorie ein Anzeigemodul, bei dem ein Verbinder, wie z. B. eine flexible gedruckte Schaltung (flexible printed circuit, FPC) oder ein Tape Carrier Package (TCP), mit einem Licht emittierenden Element verbunden ist, ein Anzeigemodul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte am Ende eines TCP bereitgestellt ist, oder ein Anzeigemodul umfassen, bei dem eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) durch ein Chip-on-Glass-(COG-)Verfahren direkt an einem Licht emittierenden Element montiert ist.
Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element mit niedrigem Stromverbrauch bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein neuartiges Licht emittierendes Element bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine neuartige Anzeigevorrichtung bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Effekte dem Vorhandensein weiterer Effekte nicht im Weg steht. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es unnötig, sämtliche der vorstehend aufgeführten 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
1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Schicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 2B und 2C sind Diagramme, die jeweils die Korrelation der Energieniveaus darstellen.
3A ist eine schematische Querschnittsansicht einer Licht emittierenden Schicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 3B und 3C sind Diagramme, die jeweils die Korrelation der Energieniveaus darstellen.
4A und 4B sind Diagramme, die jeweils die Korrelation der Energieniveaus einer Licht emittierenden Schicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7A und 7B sind jeweils eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8A und 8B sind eine Draufsicht und eine schematische Querschnittsansicht, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
9A und 9B sind schematische Querschnittsansichten, die jeweils eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
10A und 10B sind schematische Querschnittsansichten, die jeweils eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
11A bis 11G stellen jeweils ein elektronisches Gerät einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
12A bis 12C sind perspektivische Ansichten, die eine Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen.
13 stellt eine Beleuchtungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
14 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
15 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
16 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
17 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
18 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
19 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
20 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
21 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
22 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
23 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
24 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
25 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
26 zeigt Emissionsspektren eines Dünnfilms eines Beispiels.
27 zeigt Emissionsspektren eines Dünnfilms eines Beispiels.
28 zeigt ein Absorptionsspektrum eines Gastmaterials eines Beispiels.
29 zeigt die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
30 zeigt die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
31 zeigt die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
32 zeigt die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
33 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
34 zeigt Elektrolumineszenzspektren von Licht emittierenden Elementen eines Beispiels.
35 zeigt Emissionsspektren eines Dünnfilms eines Beispiels.
36 zeigt Emissionsspektren eines Dünnfilms eines Beispiels.
37 zeigt ein Absorptionsspektrum eines Gastmaterials eines Beispiels.
38 zeigt transiente Emissionseigenschaften von Dünnfilmen eines Beispiels.
39 zeigt ein zeitaufgelöstes Emissionsspektrum eines Dünnfilms eines Beispiels.
40 zeigt Emissionsspektren von Dünnfilmen eines Beispiels.
41 zeigt Emissionsspektren von Dünnfilmen eines Beispiels.
42 zeigt transiente Emissionseigenschaften von Dünnfilmen eines Beispiels.
43 zeigt transiente Emissionseigenschaften von Dünnfilmen eines Beispiels.
44 zeigt ein Emissionsspektrum eines Dünnfilms eines Beispiels.
45 zeigt ein Absorptionsspektrum eines Gastmaterials eines Beispiels.
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 folgende Beschreibung beschränkt, und die Modi und die Details können auf verschiedene Weise verändert werden, soweit sie nicht vom Schutzbereich und Wesen der vorliegenden Erfindung abweichen. 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” und „zweites”, 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.
Beim Erläutern von Strukturen der Erfindung in dieser Beschreibung und dergleichen anhand von Zeichnungen 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 der Begriff „leitfähige Schicht” gegebenenfalls in den Begriff „leitfähiger Film” umgewandelt werden. Es kann auch der Begriff „isolierender Film” gegebenenfalls in den Begriff „isolierende Schicht” umgewandelt 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-Anregungszustands (S1-Zustand). 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-Anregungszustands (T1-Zustand). Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen einfache Ausdrücke, wie z. B. ein „Singulett-Anregungszustand” und ein „Singulett-Anregungsenergieniveau”, in einigen Fällen den S1-Zustand bzw. das S1-Niveau meinen. Ausdrücke, wie z. B. „Triplett-Anregungszustand” und „Triplett-Anregungsenergieniveau”, meinen in einigen Fällen den T1-Zustand bzw. das T1-Niveau.
In dieser Beschreibung und dergleichen bezieht sich eine fluoreszierende Verbindung auf eine Verbindung, die Licht im sichtbaren Lichtbereich emittiert, wenn sie von dem Singulett-Anregungszustand in den Grundzustand relaxiert. Eine phosphoreszierende Verbindung bezieht sich auf eine Verbindung, die bei Raumtemperatur Licht im sichtbaren Lichtbereich emittiert, wenn sie von dem Triplett-Anregungszustand in den Grundzustand relaxiert. Das heißt, dass sich eine phosphoreszierende Verbindung auf eine Verbindung bezieht, die Triplett-Anregungsenergie in sichtbares Licht umwandeln kann.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen „Raumtemperatur” eine Temperatur im Bereich 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 490 nm, und blaues Licht weist mindestens einen Peak in diesem Wellenlängenbereich in einem Emissionsspektrum auf. Ein Wellenlängenbereich von Grün bezeichnet einen Wellenlängenbereich von größer als oder gleich 490 nm und kleiner als 580 nm, und grünes Licht weist mindestens einen Peak in diesem Wellenlängenbereich 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 Wellenlängenbereich in einem Emissionsspektrum auf.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform wird nachfolgend ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1, 2A bis 2C, 3A bis 3C sowie 4A und 4B beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
Als Erstes wird nachfolgend eine Struktur eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 beschrieben.
1 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 1 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, ist 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 1 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.
<Lichtemissionsmechanismus 1 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird im Folgenden der Lichtemissionsmechanismus der Licht emittierenden Schicht 130 beschrieben.
2A ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Licht emittierenden Schicht 130 in 1 darstellt. Die Licht emittierende Schicht 130, die in 2A dargestellt wird, enthält ein Gastmaterial 131 und ein Wirtsmaterial 132.
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. Durch Rekombination der injizierten Elektronen und Löcher werden Exzitonen gebildet. Das Verhältnis von Singulett-Exzitonen zu Triplett-Exzitonen (im Folgenden als Exzitonen-Erzeugungswahrscheinlichkeit bezeichnet), die durch die Rekombination von Ladungsträgern (Elektronen und Löcher) erzeugt werden, beträgt nach der statistisch erhaltenen Wahrscheinlichkeit ungefähr 1:3. Mit anderen Worten: Die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Singulett-Exzitonen beträgt 25%, und die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung von Triplett-Exzitonen beträgt 75%; somit ist es wichtig, dass Triplett-Exzitonen einen Beitrag zur Lichtemission leisten, um die Emissionseffizienz des Licht emittierenden Elements zu erhöhen.
Demzufolge wird ein Material mit einer Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission vorzugsweise für das Licht emittierende Material verwendet, das in der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet wird. Unter Vierbindungen mit einer Licht emittierenden Eigenschaft weist eine Verbindung, die in der Lage ist, eine Phosphoreszenz zu emittieren (im Folgenden auch als phosphoreszierende Verbindung bezeichnet), eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission auf. Dementsprechend wird vorzugsweise eine phosphoreszierende Verbindung für das Licht emittierende Material des Licht emittierenden Elements 150 verwendet.
Im Falle der Verwendung einer phosphoreszierenden Verbindung für das Licht emittierende Material in der Licht emittierenden Schicht 130 ist das T1-Niveau der phosphoreszierenden Verbindung vorzugsweise niedriger als das T1-Niveau eines weiteren Materials (Wirtsmaterials 132 oder dergleichen), das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist. Demzufolge tritt ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie der phosphoreszierenden Verbindung mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf, wodurch Lichtemission von der phosphoreszierenden Verbindung effizient erhalten werden kann.
Als Material mit einer Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission kann ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (thermally activated delayed fluorescent, TADF) Material angegeben werden, zusätzlich zu der phosphoreszierenden Verbindung. Es sei angemerkt, dass das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material ein Material ist, das eine kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau aufweist und eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist. Das TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie aufwärts wandeln (d. h., ein umgekehrtes Intersystem-Crossing ist damit möglich) und Licht (Fluoreszenz) in effizienter Weise von dem Singulett-Anregungszustand emittieren. Der Exciplex, der einen Anregungszustand von zwei Arten von Substanzen bildet, dient als thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material, das in der Lage ist, einen Teil der Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission umzuwandeln. Somit wird vorzugsweise ein Exciplex als Licht emittierendes Material des Licht emittierenden Elements 150 verwendet.
Im Fall der Verwendung eines Exciplex für das Licht emittierende Material in der Licht emittierenden Schicht 130 ist das T1-Niveau des Exciplex vorzugsweise niedriger als das T1-Niveau eines weiteren Materials (Wirtsmaterials 132 oder dergleichen), das in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten ist. Demzufolge tritt ein Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Exciplex mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf, wodurch ein umgekehrtes Intersystem-Crossing der Triplett-Anregungsenergie auf Grund des Exciplex und die folgende Lichtemission von der Singulett-Anregungsenergie effizient erhalten werden können.
Entsprechend der vorstehenden Beziehung zwischen Energieniveaus ist es schwierig, eine phosphoreszierende Verbindung und einen Exciplex als Licht emittierende Materialien in der Licht emittierenden Schicht 130 zu verwenden und Lichtemission in effizienter Weise sowohl von der phosphoreszierenden Verbindung als auch von dem Exciplex zu erhalten. Jedoch haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung herausgefunden, dass Licht in effizienter Weise sowohl von dem Exciplex als auch von dem Gastmaterial 131 entnommen werden kann, wenn eine phosphoreszierende Verbindung als Gastmaterial 131 verwendet wird und ein Exciplex durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird.
<Energieübertragungsmechanismus>
Hier werden Faktoren, die die Prozesse der intermolekularen Energieübertragung steuern, beschrieben. Als Mechanismen der intermolekularen Energieübertragung wurden zwei Mechanismen, d. h. der Förster-Mechanismus (Dipol-Dipol-Wechselwirkung) und der Dexter-Mechanismus (Elektronenaustausch-Wechselwirkung), vorgeschlagen. Hier wird ein Energieübertragungsprozess zwischen Molekülen des ersten Materials in einem Anregungszustand und des zweiten Materials in einem Grundzustand beschrieben; das Gleiche kann auch auf den Fall zutreffen, in dem eines von ihnen ein Exciplex ist.
<<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 einem ersten Material und einem zweiten Material übertragen. Durch das Resonanzphänomen einer Dipolschwingung gibt das erste Material Energie an das zweite Material ab, und somit wird das sich in einem Anregungszustand befindende erste Material in einen Grundzustand versetzt, und das sich in einem Grundzustand befindende zweite Material wird in einen Anregungszustand versetzt. Es sei angemerkt, dass die Geschwindigkeitskonstante k_h*→g des Förster-Mechanismus durch die Formel (1) dargestellt wird.
In der Formel (1) stellt v eine Frequenz dar, f'_h(v) stellt ein normalisiertes Emissionsspektrum des ersten Materials (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 zweiten Materials dar, N stellt die Avogadro-Zahl dar, n stellt einen Brechungsindex eines Mediums dar, R stellt einen intermolekularen Abstand zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material dar, τ stellt eine gemessene Lebensdauer eines Anregungszustands (Fluoreszenzlebensdauer oder Phosphoreszenzlebensdauer) dar, c stellt die Geschwindigkeit von Licht dar, ϕ stellt eine Emissionsquantenausbeute (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 ersten Material und dem zweiten Material dar. Es sei angemerkt, dass bei willkürlicher Orientierung K² = 2/3 gilt.
<<Dexter-Mechanismus>>
Bei dem Dexter-Mechanismus befinden sich das erste Material und das zweite Material in der Nähe eines kontakteffektiven Bereichs, in dem ihre Orbitale überlappen, und das erste Material, das sich in einem Anregungszustand befindet, und das zweite Material, 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 die Formel (2) dargestellt wird. k_h*→g = ( 2π / h)K²exp(– 2R / L)∫f'_h(v)ε'_g(v)dv (2)
In der 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 normalisiertes Emissionsspektrum des ersten Materials (das Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und das Phosphoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) dar, ε'_g(v) stellt ein normalisiertes Absorptionsspektrum des zweiten Materials dar, L stellt einen effektiven Molekülradius dar, und R stellt einen intermolekularen Abstand zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material dar.
Hierbei wird die Effizienz der Energieübertragung von dem ersten Material auf das zweite Material (Energieübertragungseffizienz ϕ_ET) durch die 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 ersten Materials dar, k_n stellt eine Geschwindigkeitskonstante eines Prozesses ohne Lichtemission (thermische Deaktivierung oder Intersystem-Crossing) des ersten Materials dar, und τ stellt eine gemessene Lebensdauer eines Anregungszustands des ersten Materials dar.
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.
<<Anregungsenergieübertragung auf einen Exciplex>>
Zunächst wird eine Energieübertragung durch den Förster-Mechanismus in Betracht gezogen. Wenn die Formel (1) in die Formel (3) eingesetzt wird, kann τ eliminiert werden. Somit hängt bei dem Förster-Mechanismus die Energieübertragungseffizienz ϕ_ET nicht von der Lebensdauer τ des Anregungszustands des ersten Materials ab. Des Weiteren kann festgehalten werden, dass eine hohe Energieübertragungseffizienz ϕ_ET erhalten wird, wenn die Emissionsquantenausbeute ϕ (die Fluoreszenzquantenausbeute bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und die Phosphoreszenzquantenausbeute bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) hoch ist.
Des Weiteren überlappt sich vorzugsweise das Emissionsspektrum (das Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und das Phosphoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) des ersten Materials zum Großteil mit dem Absorptionsspektrum (Absorption, die dem Übergang vom Singulett-Grundzustand zum Singulett-Anregungszustand entspricht) des zweiten Materials. Außerdem wird es bevorzugt, dass der molare Absorptionskoeffizient des zweiten Materials ebenfalls hoch ist. Das heißt, dass sich das Emissionsspektrum des ersten Materials mit dem Absorptionsband des zweiten Materials überlappt, das sich auf der längsten Wellenlängenseite befindet. Es sei angemerkt, dass im Falle der Verwendung eines Exciplex als zweites Material der molare Absorptionskoeffizient des zweiten Materials ignoriert werden kann, da ein direkter Übergang von einem Singulett-Grundzustand zu einem Singulett-Anregungszustand sowie ein direkter Übergang von einem Singulett-Grundzustand zu einem Triplett-Anregungszustand verboten sind. Somit kann der Anregungsenergieübertragungsprozess von dem ersten Material auf das zweite Material durch den Förster-Mechanismus ignoriert werden.
Als Nächstes wird die Energieübertragung durch den Dexter-Mechanismus in Betracht gezogen. Um die Geschwindigkeitskonstante k_h*→g zu erhöhen, überlappt sich entsprechend der Formel (2) vorzugsweise das Emissionsspektrum (das Fluoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Singulett-Anregungszustand, und das Phosphoreszenzspektrum bei der Energieübertragung von einem Triplett-Anregungszustand) des ersten Materials zum Großteil mit einem Absorptionsspektrum (Absorption, die dem Übergang von einem Singulett-Grundzustand zu einem Singulett-Anregungszustand entspricht) des zweiten Materials. Demzufolge kann die Energieübertragungseffizienz optimiert werden, indem dafür gesorgt wird, dass sich das Emissionsspektrum des ersten Materials mit dem Absorptionsband des zweiten Materials überlappt, das sich auf der längsten Wellenlängenseite befindet. Auch in diesem Falle kann dann, wenn ein Exciplex als zweites Material verwendet wird, das Absorptionsspektrum des zweiten Materials ignoriert werden, da ein direkter Übergang von einem Singulett-Grundzustand zu einem Singulett-Anregungszustand sowie ein direkter Übergang von einem Singulett-Grundzustand zu einem Triplett-Anregungszustand verboten sind. Somit kann der Anregungsenergieübertragungsprozess von dem ersten Material auf das zweite Material durch den Dexter-Mechanismus ignoriert werden.
Somit tritt im Falle der Verwendung eines Exciplex als zweites Material eine Energieübertragung weder durch den Förster-Mechanismus noch durch den Dexter-Mechanismus in dem Energieübertragungsprozess von dem ersten Material auf das zweite Material auf.
<<Korrelation von Energieniveaus>>
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Gastmaterial 131 vorzugsweise um eine phosphoreszierende Verbindung. Eine Struktur, bei der eine phosphoreszierende Verbindung als Gastmaterial 131 verwendet wird, wird im Folgenden beschrieben. Das Gastmaterial 131 kann auch als phosphoreszierende Verbindung bezeichnet werden.
Des Weiteren bildet die Kombination des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132, die in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten sind, vorzugsweise einen Exciplex.
Solange die Kombination des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 einen Exciplex bilden kann, ist sie akzeptabel; jedoch handelt es sich vorzugsweise bei einem von ihnen um eine Verbindung mit einer Funktion zum Transportieren von Löchern (einer Lochtransporteigenschaft) und bei dem anderen um eine Verbindung mit einer Funktion zum Transportieren von Elektronen (einer Elektronentransporteigenschaft). In diesem Fall wird ein Donator-Akzeptor-Exciplex leicht gebildet; somit kann ein Exciplex effizient gebildet werden. In dem Fall, in dem die Kombination des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 eine Kombination einer Verbindung mit einer Lochtransporteigenschaft und einer Verbindung mit einer Elektronentransporteigenschaft ist, kann das Ladungsträgergleichgewicht leicht gesteuert werden, indem deren 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 das Ladungsträgergleichgewicht leicht durch die Struktur gesteuert werden kann, kann ein Ladungsträgerrekombinationsbereich ebenfalls leicht gesteuert werden.
Um einen Exciplex effizient zu bilden, erfüllt die Kombination des Gastmaterials und des Wirtsmaterials vorzugsweise das Folgende: Das höchste besetzte Molekülorbital-(auch als HOMO (highest occupied molecular orbital) bezeichnet)Niveau des Gastmaterials 131 oder des Wirtsmaterials 132 ist höher als das HOMO-Niveau des anderen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132, und das niedrigste unbesetzte Molekülorbital-(auch als LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) bezeichnet)Niveau des Gastmaterials 131 oder des Wirtsmaterials 132 ist höher als das LUMO-Niveau des anderen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132.
Es sei angemerkt, dass die LUMO-Niveaus und die HOMO-Niveaus der Verbindungen von den elektrochemischen Eigenschaften (den Reduktionspotentialen und den Oxidationspotentialen) der Verbindungen erhalten werden können, die durch Cyclovoltammetrie (cyclic voltammetry, CV) gemessen werden.
In dem Fall, in dem beispielsweise das Gastmaterial 131 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und das Wirtsmaterial 132 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, ist das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132, und das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 ist vorzugsweise höher als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132, wie in dem Energiebanddiagramm in 2B gezeigt. Insbesondere beträgt die Energiedifferenz zwischen dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise 0,1 eV oder mehr, stärker bevorzugt 0,2 eV oder mehr, oder noch stärker bevorzugt 0,3 eV oder mehr. Des Weiteren beträgt die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise 0,1 eV oder mehr, stärker bevorzugt 0,2 eV oder mehr, oder noch stärker bevorzugt 0,3 eV oder mehr. Eine derartige Energiedifferenz ist geeignet, da Elektronen und Löcher, die von dem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102) injiziert werden, leicht in das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 injiziert werden.
Es sei angemerkt, dass in 2B „Gast (131)” das Gastmaterial 131 darstellt, „Wirt (132)” das Wirtsmaterial 132 darstellt, ΔE_G die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 darstellt, ΔE_H1 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 darstellt, und ΔE_Ex die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 darstellt.
Des Weiteren weist in diesem Fall ein Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, das HOMO in dem Gastmaterial 131 und das LUMO in dem Wirtsmaterial 132 auf. Die Anregungsenergie des Exciplex entspricht im Wesentlichen der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 (ΔE_Ex) und ist kleiner als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 (ΔE_G) und kleiner als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 (ΔE_H1). Somit kann dann, wenn das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 einen Exciplex bilden, ein Anregungszustand mit einer geringeren Anregungsenergie gebildet werden. Des Weiteren kann ein stabiler Anregungszustand gebildet werden, da der Exciplex eine Energie aufweist, die der geringeren Anregungsenergie entspricht.
2C zeigt eine Korrelation von Energieniveaus des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 in der Licht emittierenden Schicht 130. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 2C darstellen:
Gast (131): das Gastmaterial 131 (phosphoreszierende Verbindung);
Wirt (132): das Wirtsmaterial 132;
S_G: ein S1-Niveau des Gastmaterials 131;
T_G: ein T1-Niveau des Gastmaterials 131;
S_H1: ein S1-Niveau des Wirtsmaterials 132;
T_H1: ein T1-Niveau des Wirtsmaterials 132;
S_E: ein S1-Niveau des Exciplex; und
T_E: ein T1-Niveau des Exciplex.
In dem Licht emittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Exciplex durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet, die in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten sind. Das S1-Niveau des Exciplex (S_E) und das T1-Niveau des Exciplex (T_E) liegen nahe beieinander (siehe Route E₁ in 2C).
Ein Exciplex ist ein Anregungszustand, der durch zwei Arten von Substanzen gebildet wird. Bei Lichtanregung wird der Exciplex durch Wechselwirkung zwischen einer Substanz in einem Anregungszustand und einer weiteren Substanz in einem Grundzustand gebildet, die dicht beieinander liegen. Die zwei Arten von Substanzen, die den Exciplex gebildet haben, kehren zu einem Grundzustand zurück, indem sie Licht emittieren, und dann dienen sie wieder als die ursprünglichen zwei Arten von Substanzen. Bei elektrischer Anregung wechselwirkt dann, wenn eine Substanz in einen Anregungszustand versetzt wird, diese sofort mit der anderen Substanz, die dieser nahe ist, um einen Exciplex zu bilden. Alternativ empfängt eine Substanz ein Loch und die andere Substanz empfängt ein Elektron, und sie wechselwirken miteinander, um bereitwillig einen Exciplex zu bilden. Da die Anregungsenergieniveaus (S_E und T_E) des Exciplex niedriger als die S1-Niveaus (S_G und S_H1) der Substanzen (des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132) sind, die den Exciplex bilden, kann der Anregungszustand mit geringerer Anregungsenergie gebildet werden. Dementsprechend kann die Ansteuerspannung des Licht emittierenden Elements 150 verringert werden.
Da das S1-Niveau und das T1-Niveau des Exciplex (S_E und T_E) nahe beieinander liegen, weist der Exciplex eine Funktion zum Emittieren von thermisch aktivierter verzögerter Fluoreszenz auf. Mit anderen Worten: Der Exciplex weist eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing (Aufwärtswandlung) auf (siehe Route E₂ in 2C). Somit wird ein Teil der Triplett-Anregungsenergie, die in der Licht emittierenden Schicht 130 erzeugt wird, durch den Exciplex in Singulett-Anregungsenergie umgewandelt. Um diese Umwandlung herbeizuführen, ist die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des Exciplex (S_E und T_E) 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. Es sei angemerkt, dass das T1-Niveau des Exciplex (T_E) vorzugsweise niedriger als die T1-Niveaus der Substanzen ist, die einen Exciplex bilden (das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132) (T_G und T_H1), um das umgekehrte Intersystem-Crossing effizient herbeizuführen. Somit verringert sich die Wahrscheinlichkeit, dass Quenchen der Triplett-Anregungsenergie des Exciplex auf Grund des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 auftritt, was zum effizienten Herbeiführen des umgekehrten Intersystem-Crossing führt.
Des Weiteren existiert der Exciplex lediglich in einem Anregungszustand, und die Anregungsenergieniveaus (S_E und T_E) des Exciplex sind lediglich in einem Zustand vorhanden, in dem ein Exciplex gebildet wird; somit tritt ein direkter Übergang von dem Grundzustand der Substanzen (Gastmaterial 131 und Wirtsmaterial 132), die den Exciplex bilden, zu dem Anregungszustand des Exciplex nicht auf. Demzufolge tritt eine Anregungsenergieübertragung weder von den Anregungsenergieniveaus (S_G und T_G) des Gastmaterials 131 an sich noch von den Anregungsenergieniveaus (S_H1 und T_H1) des Wirtsmaterials 132 an sich auf die Anregungsenergieniveaus (S_E und T_E) des Exciplex auf. Somit kann Licht effizient sowohl von dem Exciplex als auch von dem Gastmaterial 131 entnommen werden, indem die Erzeugungswahrscheinlichkeit des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, adäquat gesteuert wird.
Somit ist das T1-Niveau (T_H1) des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise höher als oder gleich dem T1-Niveau (T_G) des Gastmaterials 131. Des Weiteren ist das T1-Niveau (T_G) des Gastmaterials 131 vorzugsweise höher als oder gleich dem T1-Niveau (T_E) des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird. Somit ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Quenchen der Anregungsenergie des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, auftritt, wodurch umgekehrtes Intersystem-Crossing von der Triplett-Anregungsenergie zu der Singulett-Anregungsenergie auf Grund des Exciplex und die folgende Lichtemission von der Singulett-Anregungsenergie effizient erhalten werden können. Da, wie vorstehend beschrieben, ein Quenchen der Anregungsenergie des Gastmaterials 131 ebenfalls mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftritt, kann ferner eine effiziente Lichtemission von dem Gastmaterial 131 erhalten werden.
Des Weiteren tritt ein Prozess zum Bilden des Exciplex durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 mit geringerer Wahrscheinlichkeit auf, wenn der direkte Ladungsträgerrekombinationsprozess in dem Gastmaterial 131 dominiert. Somit ist es bevorzugt, dass der Prozess, bei dem Ladungsträger direkt rekombinieren, und der Prozess, bei dem Energie über den Exciplexerzeugungsprozess übertragen wird (Routen E₁ und E₂ in 2C), mit einer gewünschten Wahrscheinlichkeit in dem Gastmaterial 131 auftreten. Des Weiteren ist das Gewichtsverhältnis von dem Gastmaterial 131 zu dem Wirtsmaterial 132 vorzugsweise niedrig, insbesondere bevorzugt größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,5, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,05 und kleiner als oder gleich 0,3.
Indem Licht von dem Gastmaterial 131 und Licht von dem Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, in einem gewünschten Verhältnis entnommen werden, kann die Farbe des Lichts, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, gesteuert werden. Beispielsweise kann das Verhältnis der Lichtemission von dem Gastmaterial 131 zu der Lichtemission von dem Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, derart angepasst werden, dass die Farbe des Lichts, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, Weiß oder fast Weiß ist; insbesondere ist das Verhältnis der Lichtemission von dem Gastmaterial 131 zu der Lichtemission von dem Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, vorzugsweise 1:9 zu 9:1, und stärker bevorzugt 1:5 zu 5:1. Es sei angemerkt, dass die Lichtemission von dem Licht emittierenden Element eine weitere Lichtemission umfassen kann.
Es sei angemerkt, dass eine Struktur verwendet werden kann, bei der das Gastmaterial 131 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist und das Wirtsmaterial 132 eine Lochtransporteigenschaft aufweist. In diesem Falle ist das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131, und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist vorzugsweise höher als das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131, wie in dem Energiebanddiagramm in 4A gezeigt.
<Lichtemissionsmechanismus 2 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird ein Strukturbeispiel, das sich von demjenigen der Licht emittierenden Schicht, die in 2A dargestellt wird, unterscheidet, im Folgenden anhand von 3A beschrieben.
3A ist eine schematische Querschnittsansicht, die ein Beispiel der Licht emittierenden Schicht 130 in 1 darstellt. Die Licht emittierende Schicht 130 in 3A umfasst das Gastmaterial 131, das Wirtsmaterial 132 und ein Wirtsmaterial 133.
Bei der Licht emittierenden Schicht 130 ist das Wirtsmaterial 132 oder das Wirtsmaterial 133 mit dem höchsten Gewichtsanteil vorhanden, und das Gastmaterial 131 ist in dem Wirtsmaterial 132 oder dem Wirtsmaterial 133 dispergiert. Hier handelt es sich bei dem Gastmaterial 131 vorzugsweise um eine phosphoreszierende Verbindung. Des Weiteren bildet die Kombination des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise einen Exciplex.
Um einen Exciplex effizient zu bilden, erfüllt die Kombination der Wirtsmaterialien vorzugsweise das Folgende: Das HOMO-Niveau von einem von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 ist das höchste unter den Materialien in der Licht emittierenden Schicht 130, und das LUMO-Niveau des anderen ist das niedrigste in der Licht emittierenden Schicht 130. Mit anderen Worten: Das HOMO-Niveau des einen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 ist vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau des anderen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 sowie höher als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133, und das LUMO-Niveau des anderen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 ist vorzugsweise niedriger als das LUMO-Niveau des einen von dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 sowie niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133. Somit kann eine Reaktion zum Bilden eines Exciplex durch das Wirtsmaterial 132 und das Wirtsmaterial 133 unterbunden werden.
In dem Fall, in dem beispielsweise das Gastmaterial 131 eine Lochtransporteigenschaft aufweist und das Wirtsmaterial 132 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist, ist das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133, und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 ist vorzugsweise niedriger als das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133, wie in dem Energiebanddiagramm in 3B gezeigt. In diesem Falle kann das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher oder niedriger als das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 sein. Des Weiteren kann das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher oder niedriger als das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 sein.
Es sei angemerkt, dass in 3B „Gast (131)” das Gastmaterial 131 darstellt, „Wirt (132)” das Wirtsmaterial 132 darstellt, „Wirt (133) das Wirtsmaterial 133 darstellt, ΔE_G die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 darstellt, ΔE_H1 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 darstellt, ΔE_H2 die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 darstellt, und ΔE_Ex die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 darstellt.
Des Weiteren entspricht in diesem Fall die Anregungsenergie des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, im Wesentlichen der Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und dem HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 (ΔE_Ex) und ist vorzugsweise kleiner als die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 (ΔE_H2).
3C zeigt die Korrelation zwischen Energieniveaus des Gastmaterials 131, des Wirtsmaterials 132 und des Wirtsmaterials 133 in der Licht emittierenden Schicht 130, die in 3A dargestellt wird. Das Folgende verdeutlicht, was Begriffe und Zeichen in 3C darstellen:
Gast (131): das Gastmaterial 131 (phosphoreszierende Verbindung);
Wirt (132): das Wirtsmaterial 132;
Wirt (133): das Wirtsmaterial 133;
S_G: ein S1-Niveau des Gastmaterials 131;
T_G: ein T1-Niveau des Gastmaterials 131;
S_H1: ein S1-Niveau des Wirtsmaterials 132;
T_H1: ein T1-Niveau des Wirtsmaterials 132;
S_H2: ein S1-Niveau des Wirtsmaterials 133;
T_H2: ein T1-Niveau des Wirtsmaterials 133; S_E: ein S1-Niveau des Exciplex; und
T_E: ein T1-Niveau des Exciplex.
In dem Licht emittierenden Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Exciplex durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet, die in der Licht emittierenden Schicht 130 enthalten sind. Das S1-Niveau des Exciplex (S_E) und das T1-Niveau des Exciplex (T_E) liegen nahe beieinander (siehe Route E₁ in 3C).
Das T1-Niveau (T_H1) des Wirtsmaterials 132 und das T1-Niveau (T_H2) des Wirtsmaterials 133 sind vorzugsweise höher als oder gleich dem T1-Niveau (T_G) des Gastmaterials 131. Des Weiteren ist das T1-Niveau (T_G) des Gastmaterials 131 vorzugsweise höher als oder gleich dem T1-Niveau (T_E) des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird. Somit ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass Quenchen der Anregungsenergie des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, auftritt, wodurch umgekehrtes Intersystem-Crossing von der Triplett-Anregungsenergie zu der Singulett-Anregungsenergie auf Grund des Exciplex und die folgende Lichtemission von der Singulett-Anregungsenergie effizient erhalten werden können. Da Quenchen der Anregungsenergie des Gastmaterials 131 ebenfalls mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftritt, kann ferner eine effiziente Lichtemission von dem Gastmaterial 131 erhalten werden.
Es sei angemerkt, dass ein Prozess zum Bilden des Exciplex durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 mit geringerer Wahrscheinlichkeit auftritt, wenn der direkte Ladungsträgerrekombinationsprozess in dem Gastmaterial 131 dominiert. Somit ist es bevorzugt, dass der Prozess, bei dem Ladungsträger direkt rekombinieren, und der Prozess, bei dem Energie über den Exciplexerzeugungsprozess übertragen wird (Routen E₁ und E₂ in 3C), mit einer gewünschten Wahrscheinlichkeit in dem Gastmaterial 131 auftreten. Demzufolge wird der Licht emittierenden Schicht 130 neben dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 vorzugsweise ein weiteres Material hinzugefügt. Mit anderen Worten: Indem in der Licht emittierenden Schicht 130 neben dem Gastmaterial 131 und dem Wirtsmaterial 132 das Wirtsmaterial 133 verwendet wird, kann die Erzeugungswahrscheinlichkeit des Exciplex, der durch das Gastmaterial 131 und das Wirtsmaterial 132 gebildet wird, adäquat gesteuert werden. Des Weiteren ist das Gewicht des Gastmaterials 131 zu dem Gesamtgewicht des Wirtsmaterials 132 und des Wirtsmaterials 133 vorzugsweise niedrig, insbesondere vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 und kleiner als oder gleich 0,5, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,05 und kleiner als oder gleich 0,3.
Es sei angemerkt, dass eine Struktur verwendet werden kann, bei der das Gastmaterial 131 eine Elektronentransporteigenschaft aufweist und das Wirtsmaterial 132 eine Lochtransporteigenschaft aufweist. In diesem Fall ist das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 vorzugsweise höher als das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131 und das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133, und das LUMO-Niveau des Gastmaterials 131 ist vorzugsweise niedriger als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132 und das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133, wie in dem Energiebanddiagramm in 4B gezeigt. In diesem Fall kann das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher oder niedriger sein als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials 132. Des Weiteren kann das HOMO-Niveau des Wirtsmaterials 133 höher oder niedriger sein als das HOMO-Niveau des Gastmaterials 131.
<Material>
Als Nächstes werden im Folgenden Komponenten eines Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
<<Licht emittierende Schicht>>
Im Folgenden werden Materialien beschrieben, die für die Licht emittierende Schicht 130 verwendet werden können.
Solange wie die Kombination des Gastmaterials 131 und des Wirtsmaterials 132 einen Exciplex bilden kann, gibt es keine besondere Beschränkung; es ist jedoch vorzuziehen, dass eines von ihnen eine Funktion zum Transportieren von Elektronen aufweist und das andere eine Funktion zum Transportieren von Löchern aufweist.
Wenn das Wirtsmaterial 132 eine Funktion zum Transportieren von Löchern aufweist, umfasst das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst.
Als π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst, das in dem Wirtsmaterial 132 enthalten ist, ist/sind eines oder mehrere von einem Furan-Gerüst, einem Thiophen-Gerüst und einem Pyrrol-Gerüst auf Grund ihrer hohen Stabilität und Zuverlässigkeit vorzuziehen. Als Furan-Gerüst ist ein Dibenzofuran-Gerüst vorzuziehen. Als Thiophen-Gerüst ist ein Dibenzothiophen-Gerüst vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass als Pyrrol-Gerüst ein Indol-Gerüst oder ein Carbazol-Gerüst, insbesondere ein 3-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst, vorzuziehen ist. Jedes dieser Gerüste kann ferner einen Substituenten aufweisen.
Als aromatisches Amin-Gerüst, das in dem Wirtsmaterial 132 enthalten ist, wird ein tertiäres Amin, das keine NH-Bindung umfasst, insbesondere ein Triarylamin-Gerüst, vorzugsweise verwendet. Als Aryl-Gruppe eines Triarylamin-Gerüsts wird eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 13 in einem Ring angeordneten Kohlenstoffatomen vorzugsweise verwendet, und Beispiele dafür umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine Phenanthrenyl-Gruppe, eine Triphenylenyl-Gruppe und dergleichen.
Eine Struktur, die ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und ein aromatisches Amin-Gerüst umfasst und eine ausgezeichnete Lochtransporteigenschaft aufweist und somit stabil und sehr zuverlässig ist, ist insbesondere vorzuziehen. Ein Beispiel für eine derartige Struktur ist eine Struktur, die ein Carbazol-Gerüst und ein Arylamin-Gerüst umfasst.
Als Beispiele für das vorstehend beschriebene π-elektronenreiche heteroaromatische Gerüst und das vorstehend beschriebene aromatische Amin-Gerüst werden Gerüste, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (101) bis (117) dargestellt werden, angegeben. Es sei angemerkt, dass X in den allgemeinen Formeln (115) bis (117) ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt.
Des Weiteren umfasst dann, wenn das Wirtsmaterial 132 eine Funktion zum Transportieren von Elektronen aufweist, das Wirtsmaterial 132 vorzugsweise ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst. Als π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst ist ein Pyridin-Gerüst, ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyridazin-Gerüst) oder ein Triazin-Gerüst vorzuziehen; insbesondere ist das Diazin-Gerüst oder das Triazin-Gerüst auf Grund seiner hohen Stabilität und Zuverlässigkeit vorzuziehen.
Als Beispiele für das vorstehend beschriebene π-elektronenarme heteroaromatische Gerüst werden Gerüste, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (201) bis (218) dargestellt werden, angegeben. Es sei angemerkt, dass X in den allgemeinen Formeln (209) bis (211) ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom darstellt.
Alternativ kann eine Verbindung verwendet werden, bei der ein Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft (z. B. ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst) und ein Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft (z. B. ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst) direkt oder über eine Arylen-Gruppe aneinander gebunden sind. Beispiele für die Arylen-Gruppe umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Biphenyldiyl-Gruppe, eine Naphthalendiyl-Gruppe, eine Fluorendiyl-Gruppe und dergleichen.
Als Beispiele für eine Bindungsgruppe, die das vorstehende Gerüst mit einer Lochtransporteigenschaft und das vorstehende Gerüst mit einer Elektronentransporteigenschaft aneinander bindet, werden Gerüste, die durch die folgenden allgemeinen Formeln (301) bis (315) dargestellt werden, angegeben.
Das vorstehende aromatische Amin-Gerüst (z. B. das Triarylamin-Gerüst), das vorstehende π-elektronenreiche heteroaromatische Gerüst (z. B. ein Ring, der das Furan-Gerüst, das Thiophen-Gerüst oder das Pyrrol-Gerüst umfasst), das vorstehende π-elektronenarme heteroaromatische Gerüst (z. B. ein Ring, der das Diazin-Gerüst oder das Triazin-Gerüst umfasst) oder die vorstehenden allgemeinen Formeln (101) bis (117), 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 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 substituierte oder nicht substituierte Phenyl-Gruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Naphthyl-Gruppe, eine substituierte oder nicht substituierte 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 aneinander 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 dass deren Rohmaterial günstig ist.
Ferner stellt Ar eine Arylen-Gruppe mit Einfachbindung oder 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 aneinander gebunden, um ein Spirofluoren-Gerüst zu bilden. Spezifische Beispiele für die Arylen-Gruppe mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen umfassen eine Phenylen-Gruppe, eine Naphthalendiyl-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 umfassen eine Phenyl-Gruppe, eine Naphthyl-Gruppe, eine Biphenyl-Gruppe und dergleichen.
Als Arylen-Gruppe, die durch Ar dargestellt wird, können beispielsweise Gruppen verwendet werden, die durch die folgenden Strukturformeln (Ar-1) bis (Ar-18) dargestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Gruppe, die für Ar verwendet werden kann, nicht auf diese beschränkt ist.
Ferner stellen R¹ und R² 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 folgenden Strukturformeln (R-1) bis (R-29) dargestellt werden, als Alkyl-Gruppe oder Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch R¹ und R² 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 (101) bis (117), den allgemeinen Formeln (201) bis (218), den allgemeinen Formeln (301) bis (315), Ar, R¹ und R² enthalten sein kann, kann beispielsweise die Alkyl-Gruppe oder die Aryl-Gruppe verwendet werden, die durch die vorstehenden 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.
Als Wirtsmaterial 132 können beispielsweise beliebige der nachfolgenden Lochtransportmaterialien und Elektronentransportmaterialien verwendet werden.
Ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen 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 oder dergleichen verwendet werden. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
Beispiele für das Material mit einer hohen Lochtransporteigenschaft umfassen aromatische Aminverbindungen, wie z. B. 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 Carbazol-Derivate umfassen 3-[N-(4-Diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzDPA1), 3,6-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-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 Carbazol-Derivate umfassen 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB), 1,4-Bis[4-(N-carbazolyl)phenyl]-2,3,5,6-tetraphenylbenzol und dergleichen.
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: m-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-fluoren-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 umfassen 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), 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). Die hier angegebenen Substanzen sind hauptsächlich solche, die eine Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher aufweisen. Es sei angemerkt, dass außer diesen Substanzen eine beliebige Substanz verwendet werden kann, die eine Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen aufweist.
Ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern kann als Elektronentransportmaterial verwendet werden, wobei ein Material mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher vorzuziehen ist. Eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung, wie z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung, oder ein auf Zink oder Aluminium basierender Metallkomplex, kann als Material, das leicht Elektronen aufnimmt (das Material mit einer Elektronentransporteigenschaft), verwendet werden. Beispiele für den Metallkomplex umfassen einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Liganden, einem Benzochinolin-Liganden, einem Oxazol-Liganden und einem Thiazol-Liganden. Ferner können als π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Triazin-Derivat und dergleichen angegeben werden.
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 Materialien 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), 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), Bathocuproin (Abkürzung: BCP) und 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBPhen); 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), 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-(9H-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 1,3,5-Tris[3-(3-pyridyl)-phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB); und heteroaromatische Verbindungen, wie z. B. 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOs). 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 genannten Substanzen sind hauptsächlich solche, die eine Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher aufweisen. Jedoch kann eine beliebige andere Substanz, die sich von den vorstehend beschriebenen Substanzen unterscheidet, ebenfalls verwendet werden, solange es sich bei ihr um eine Substanz handelt, deren Elektronentransporteigenschaft höher ist als ihre Lochtransporteigenschaft.
Das Gastmaterial 131 weist vorzugsweise eine Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission auf. In dem Fall, in dem das Gastmaterial 131 ein Schwermetall enthält, wird 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, und ein Übergang zwischen einem Singulett-Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand des Gastmaterials 131 wird 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-Bahn-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 Übergangswahrscheinlichkeit, die den direkten Übergang zwischen einem Singulett-Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand betrifft, erhöhen kann.
Als Gastmaterial 131 (phosphoreszierende Verbindung) kann ein auf Iridium, Rhodium oder Platin basierender metallorganischer Komplex oder Metallkomplex verwendet werden. Des Weiteren können ein Platinkomplex mit einem Porphyrin-Liganden, ein Organoiridium-Komplex und dergleichen angegeben werden; im Besonderen wird ein Organoiridium-Komplex, 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. In diesem Fall weist das Gastmaterial 131 (phosphoreszierende Verbindung) ein Absorptionsband auf, das auf einem Triplett-MLCT-(metal to ligand charge transfer, Metall-zu-Ligand-Ladungsübergang) Übergang beruht.
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]phenyl-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 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,C^2']iridium(III)tetrakis(1-pyrazolyl)borat (Abkürzung: Flr6), Bis[2-(4',6'-difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']iridium(III)picolinat (Abkürzung: Flrpic), Bis{2-[3',5'-bis(trifluormethyl)phenyl]pyridinato-N,C^2'}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 Materialien 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)₂(acac)), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpmppm)₂(acac)), (Acetylacetonato)bis{4,6-dimethyl-2-[6-(2,6-dimethylphenyl)-4-pyrimidinyl-κN3]phenyl-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,G^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,C^2'}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 weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und werden 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,C²')iridium(III) (Abkürzung: Ir(piq)₃) und Bis(1-phenylisochinolinato-N,C²')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 weisen die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine sehr hohe Zuverlässigkeit und eine sehr hohe Emissionseffizienz auf und werden daher besonders bevorzugt. Ferner können die metallorganischen Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität aufweisen.
Obwohl es keine besondere Beschränkung hinsichtlich eines Materials gibt, das als Wirtsmaterial 133 in der Licht emittierenden Schicht 130 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 a-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). Zusätzlich können kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie 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'-(Stilbene-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 3,3',3''-(Benzen-1,3,5-triyl)tripyren (Abkürzung: TPB3) und dergleichen. Eine oder mehrere Substanzen mit einer größeren Energielücke als das Gastmaterial 131 wird/werden vorzugsweise aus diesen Substanzen und bekannten Substanzen ausgewählt.
Die Licht emittierende Schicht 130 kann eine Struktur aufweisen, bei der zwei oder mehr Schichten übereinander angeordnet sind. In dem Fall, in dem beispielsweise die Licht emittierende Schicht 130 ausgebildet wird, indem eine erste Licht emittierende Schicht und eine zweite Licht emittierende Schicht in dieser Reihenfolge von der Seite der Lochtransportschicht aus übereinander angeordnet 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.
Die Licht emittierende Schicht 130 kann zusätzlich zu dem Gastmaterial 131, dem Wirtsmaterial 132 und dem Wirtsmaterial 133 ein weiteres Material enthalten.
In der Licht emittierenden Schicht 130 kann ferner eine fluoreszierende Verbindung verwendet werden. Die fluoreszierende Verbindung ist, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, vorzugsweise 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.
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-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBAPA), N,N'-(2-tert-Butylanthracen-9,10-diyldi-4,1-phenylen)bis[N,N',N'-triphenyl-1,4-phenylendiamin] (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-4H-pyran-4-yliden)propandinitril (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[ii]chinolizin-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]chinolizin-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]chinolizin-9-yl)ethenyl]-4H-pyran-4-yliden}propandinitril (Abkürzung: BisDCJTM), 5,10,15,20-Tetraphenylbisbenzo[5,6]indeno[1,2,3-cd:1',2',3'-lm]perylen und dergleichen.
Des Weiteren kann als Gastmaterial 131 ein beliebiges Material mit einer Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie verwendet werden. Als Material mit einer Funktion zum Umwandeln von Triplett-Anregungsenergie in Singulett-Anregungsenergie kann neben der phosphoreszierenden Verbindung ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material angegeben werden. Demzufolge kann „phosphoreszierende Verbindung” in der Beschreibung durch „thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes Material” ersetzt werden. Die thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz wird unter der Bedingung effizient erhalten, unter der die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau 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.
Das Material, das eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz aufweist, kann ein Material sein, das von selbst einen Singulett-Anregungszustand von einem Triplett-Anregungszustand durch umgekehrtes Intersystem-Crossing bilden kann. In dem Fall, in dem das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material aus einer Materialart besteht, kann beispielsweise ein beliebiges der folgenden Materialien verwendet werden.
Als Erstes können ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Akridin-Derivat wie z. B. Proflavin, Eosin und dergleichen, angegeben werden. Weitere Beispiele umfassen ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Copro III-4Me)), einen Oktaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (Abkürzung: SnF₂(Etio I)), einen Oktaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (Abkürzung: PtCl₂OEP) und dergleichen.
Für das thermisch aktivierte, verzögert fluoreszierende Material, das aus einer Materialart besteht, kann auch eine heterocyclische Verbindung, die ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst 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-5,10-dihydrophenazin-10-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), 10-Phenyl-10H,10'H-spiro[acridin-9,9'-anthracen]-10'-on (Abkürzung: ACRSA) oder dergleichen verwendet werden. Die heterocyclische Verbindung wird vorzugsweise verwendet, da sie das π-elektronenreiche heteroaromatische Gerüst und das π-elektronenarme heteroaromatische Gerüst aufweist; deswegen sind die Elektronentransporteigenschaft und die Lochtransporteigenschaft hoch. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der das π-elektronenreiche heteroaromatische Gerüst direkt an das π-elektronenarme heteroaromatische Gerüst gebunden ist, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Donatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Gerüsts als auch die Akzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Gerüsts erhöht werden und die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau klein wird.
<<Paar von Elektroden>>
Die Elektrode 101 und die Elektrode 102 weisen Funktionen zum Injizieren von Löchern und Elektronen in die Licht emittierende Schicht 130 auf. Die Elektroden 101 und 102 können beispielsweise unter Verwendung von einem Metall, einer Legierung, einer leitenden Verbindung oder einem Gemisch oder einer Schichtanordnung dieser ausgebildet werden. Ein typisches Beispiel für das Metall ist Aluminium (Al); daneben kann auch ein Übergangsmetall, wie z. B. Silber (Ag), Wolfram, Chrom, Molybdän, Kupfer oder Titan, ein Alkalimetall, wie z. B. Lithium (Li) oder Cäsium, oder ein Metall der Gruppe 2, wie z. B. Calcium oder Magnesium (Mg), verwendet werden. Als Übergangsmetall kann ein Seltenerdmetall, wie z. B. Ytterbium (Yb), verwendet werden. Es kann eine Legierung, die ein beliebiges der vorstehenden Metalle enthält, als Legierung verwendet werden, und MgAg und AlLi können als Beispiele angegeben werden. Beispiele für die leitende Verbindung umfassen Metalloxide, wie z. B. Indiumzinnoxid (indium tin oxide, im Folgenden als ITO bezeichnet), Silizium oder Siliziumoxid enthaltendes Indiumzinnoxid (ITSO), Indiumzinkoxid, Wolfram und Zink enthaltendes Indiumoxid und dergleichen. Es ist auch möglich, ein anorganisches, auf Kohlenstoff basierendes Material, wie z. B. Graphen, als leitende Verbindung zu verwenden. Wie vorstehend beschrieben, kann/können die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 ausgebildet werden, indem zwei oder mehr von diesen Materialien übereinander angeordnet werden.
Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 emittiert wird, wird über die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 entnommen. Demzufolge lässt mindestens eine von der Elektrode 101 und der Elektrode 102 sichtbares Licht durch. Als leitendes Material, das Licht durchlässt, 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 Elektrode auf der Seite der Lichtextraktion kann 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. In dem Fall, in dem die Elektrode, über die Licht entnommen wird, unter Verwendung eines Materials mit niedriger Lichtdurchlässigkeit, wie z. B. eines Metalls oder einer Legierung, ausgebildet wird, werden/wird die Elektrode 101 und/oder die Elektrode 102 in einer Dicke ausgebildet, die dünn genug ist, um sichtbares Licht durchzulassen (z. B. in einer Dicke von 1 nm bis 10 nm).
In dieser Beschreibung und dergleichen wird als Elektrode, die Licht durchlässt, ein Material verwendet, das sichtbares Licht durchlässt und Leitfähigkeit aufweist. Beispiele für das Material umfassen, neben der vorstehend beschriebenen Oxidleiterschicht, für die ITO ein typisches Beispiel ist, eine Oxidhalbleiterschicht und eine organische Leiterschicht, die eine organische Substanz enthält. Beispiele für die organische leitende Schicht, die eine organische Substanz enthält, umfassen eine Schicht, die ein Verbundmaterial enthält, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronendonator (Donator) vermischt sind, und eine Schicht, die ein Verbundmaterial enthält, in dem eine organische Verbindung und ein Elektronenakzeptor (Akzeptor) vermischt sind. Der spezifische Widerstand der durchsichtigen leitenden Schicht ist bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10⁵ Ω·cm, stärker bevorzugt niedriger als oder gleich 1 × 10⁴ Ω·cm.
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.
<<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 Übergangsmetalloxids, 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 Eigenschaft zum Aufnehmen von Elektronen 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 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 mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Löchern als Elektronen 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 der vorstehenden aromatischen Amine, Carbazol-Derivate, aromatischen Kohlenwasserstoffe, Stilben-Derivate und dergleichen als Lochtransportmaterial, das bei der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet werden kann, verwendet werden. Ferner kann es sich bei dem Lochtransportmaterial um eine hochmolekulare Verbindung handeln.
Beispiele für den aromatischen Kohlenwasserstoff 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-9,10-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, 2,5,8,11-Tetra(tert-butyl)perylen und dergleichen. Weitere Beispiele umfassen Pentacen, Coronen und dergleichen. 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 Vinylgruppe werden zum Beispiel die Folgenden angegeben: 4,4'-Bis(2,2-diphenylvinyl)biphenyl (Abkürzung: DPVBi), 9,10-Bis[4-(2,2-diphenylvinyl)phenyl]anthracen (Abkürzung: DPVPA) und dergleichen.
Weitere Beispiele umfassen hochmolekulare Verbindungen, 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)methacrylamid] (Abkürzung: PTPDMA) und Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD).
<<Lochtransportschicht>>
Die Lochtransportschicht 112 ist eine Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält, und kann unter Verwendung eines beliebigen der Materialien 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 worden sind, zu der Licht emittierenden Schicht 130 zu transportieren, ist das HOMO-Niveau der Lochtransportschicht 112 vorzugsweise gleich oder nahe an dem HOMO-Niveau der Lochinjektionsschicht 111.
Als Lochtransportmaterial können beliebige der Materialien verwendet werden, die als Beispiele für das Material der Lochinjektionsschicht 111 angegeben worden sind. Vorzugsweise wird ferner eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher 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 Einzelschicht beschränkt, und zwei oder mehr Schichten, die die vorstehenden Substanzen enthalten, können übereinander angeordnet werden.
<<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 130 zu transportieren. Ein Material mit einer Eigenschaft zum Transportieren von mehr Elektronen als Löchern 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 (ein Material mit einer Elektronentransporteigenschaft), kann beispielsweise 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, der als Elektronentransportmaterial beschrieben worden ist, das bei der Licht emittierenden Schicht 130 zum Einsatz kommen kann. Außerdem kann ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und dergleichen angegeben werden. Eine Substanz mit einer Elektronenbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher ist vorzuziehen. Es sei angemerkt, dass eine Substanz, die sich von den vorstehenden Substanzen unterscheidet, verwendet werden kann, solange sie eine höhere Elektronentransporteigenschaft als Lochtransporteigenschaft aufweist. Die Elektronentransportschicht 118 ist nicht auf eine Einzelschicht beschränkt, und sie kann eine Schichtanordnung aus zwei oder mehr Schichten sein, die die vorstehend erwähnten Substanzen enthalten.
Zwischen der Elektronentransportschicht 118 und der Licht emittierenden Schicht 130 kann eine Schicht bereitgestellt werden, die den Transport von Elektronenladungsträgern steuert. Dies ist eine Schicht, die, wie vorstehend beschrieben, durch Hinzufügen einer geringen Menge einer Substanz mit einer hohen elektroneneinfangenden Eigenschaft zu einem Material mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft ausgebildet wird, und die Schicht ist in der Lage, das Ladungsträgergleichgewicht anzupassen, indem der Transport von Elektronenladungsträgern unterdrückt wird. 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.
<<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 Oxids, 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 des Metalls oder dergleichen angegeben werden. Insbesondere kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall oder eine Verbindung dieser, wie z. B. Lithiumfluorid (LiF), Natriumfluorid (NaF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂) oder Lithiumoxid (LiO) verwendet werden. Eine Seltenerdmetallverbindung, wie z. B. Erbiumfluorid (ErF₃), kann ebenfalls 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, Cäsium, Magnesium, Calcium, Erbium, Ytterbium und dergleichen 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 alternativ verwendet werden. Eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathiafulvalen (Abkürzung: TTF), kann als weitere Alternative 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 Düsendruckverfahren, 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 oder ein Polymer), in der Licht emittierenden Schicht, der Lochinjektionsschicht, der Lochtransportschicht, der Elektronentransportschicht und der Elektroneninjektionsschicht verwendet werden.
Bei dem Quantenpunkt kann es sich beispielsweise um einen gallertartigen Quantenpunkt, einen legierten Quantenpunkt, einen Kern-Schale-Quantenpunkt oder einen Kern-Quantenpunkt handeln. Der Quantenpunkt, der Elemente, die zu den Gruppen 2 und 16 gehören, Elemente, die zu den Gruppen 13 und 15 gehören, Elemente, die zu den Gruppen 13 und 17 gehören, Elemente, die zu den Gruppen 11 und 17 gehören, oder Elemente enthält, die zu den Gruppen 14 und 15 gehören, kann verwendet werden. Alternativ kann der Quantenpunkt verwendet werden, der ein Element, wie z. B. Cadmium (Cd), Selen (Se), Zink (Zn), Schwefel (S), Phosphor (P), Indium (In), Tellur (Te), Blei (Pb), Gallium (Ga), Arsen (As) oder Aluminium (Al), enthält.
Ein Beispiel für ein Flüssigkeitsmedium, das für einen Nassprozess verwendet wird, umfasst ein organisches Lösungsmittel von Ketonen, wie z. B. Methylethylketon und Cyclohexanon; Fettsäureestern, wie z. B. Ethylacetat; halogenierten Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Dichlorbenzol; aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Toluol, Xylol, Mesitylen und Cyclohexylbenzol; aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wie z. B. Cyclohexan, Decalin und Dodecan; Dimethylformamid (DMF); Dimethylsulfoxid (DMSO); oder dergleichen.
Beispiele für die hochmolekulare Verbindung, die für die Licht emittierende Schicht verwendet werden kann, umfassen ein Phenylenvinylen-(PPV-)Derivat, wie z. B. Poly[2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenvinylen] (Abkürzung: MEH-PPV) oder Poly(2,5-dioctyl-1,4-phenylenvinylen); ein Polyfluoren-Derivat, wie z. B. Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) (Abkürzung: PF8), Poly[(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-(benzo[2,1,3]thiadiazol-4,8-diyl)] (Abkürzung: F8BT), Poly(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-(2,2'-bithiophen-5,5'-diyl)] (Abkürzung: F8T2), Poly[(9,9-dioctyl-2,7-divinylenfluorenylen)-alt-(9,10-anthracen)] oder Poly[(9,9-dihexylfluoren-2,7-diyl)-alt-(2,5-dimethyl-1,4-phenylen)]; ein Polyalkylthiophen-(PAT-)Derivat, wie z. B. Poly(3-hexylthiophen-2,5-diyl) (Abkürzung: P3HT); ein Polyphenylen-Derivat oder dergleichen. Diese hochmolekularen Verbindungen oder eine hochmolekulare Verbindung, wie z. B. Poly(9-vinylcarbazol) (Abkürzung: PVK), Poly(2-vinylnaphthalen) oder Poly[bis(4-phenyl)(2,4,6-trimethylphenyl)amin] (Abkürzung: PTAA), können mit einer Verbindung dotiert sein, die eine Licht emittierende Eigenschaft aufweist, und für die Licht emittierende Schicht verwendet werden. Als Verbindung mit einer Licht emittierenden Eigenschaft können beliebige der vorstehend beschriebenen Verbindungen mit einer Licht emittierenden Eigenschaft 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 der Licht emittierenden Elemente oder der optischen Elemente dient. Ein anderes Material mit einer Funktion zum Schützen der Licht emittierenden Elemente oder der optischen Elemente kann verwendet werden.
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, eine Cellulose-Nanofaser (CNF) und Papier, das ein Fasermaterial enthält, einen Basismaterialfilm und dergleichen. Als Beispiel für ein Glassubstrat können ein Bariumborosilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborosilikatglas-Substrat, ein Kalknatronglas-Substrat oder 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. Alternativ kann Polypropylen, Polyester, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann Polyamid, Polyimid, Aramid, Epoxid, ein durch Aufdampfung ausgebildeter anorganischer Film, Papier oder dergleichen verwendet werden.
Alternativ kann ein flexibles Substrat als Substrat verwendet werden, und das Licht emittierende Element kann direkt über dem flexiblen Substrat bereitgestellt werden. Alternativ 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, fertig gestellt, von dem Substrat getrennt und auf ein anderes Substrat übertragen wird. In einem derartigen Fall kann das Licht emittierende Element auch 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 ein Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen verwendet werden, der 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 vorstehend beschriebenen 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) oder dergleichen), ein Ledersubstrat und ein Gummisubstrat. Wenn ein derartiges Substrat verwendet wird, kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Beständigkeit, ein Licht emittierendes Element mit hoher Wärmebeständigkeit, ein Licht emittierendes Element mit verringertem Gewicht oder ein Licht emittierendes Element mit 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 steuert.
Die vorstehend bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur kann in angemessener Weise mit einer beliebigen der anderen Ausführungsformen kombiniert 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 5 beschrieben. In 5 wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 1 durch das gleiche Schraffurmuster wie in 1 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 des Licht emittierenden Elements>
5 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Licht emittierenden Elements 250.
Das Licht emittierende Element 250, das in 5 dargestellt wird, umfasst eine Vielzahl von Licht emittierenden Einheiten (eine Licht emittierende Einheit 106 und eine Licht emittierende Einheit 108 in 5) zwischen einem Paar von Elektroden (der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Eine Licht emittierende Einheit weist die gleiche Struktur wie die EL-Schicht 100 auf, die in 1 dargestellt wird. Das heißt: Das Licht emittierende Element 150, das in 1 dargestellt wird, umfasst 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 5 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 Struktur der EL-Schicht 100, die in 1 dargestellt wird, vorzugsweise für die Licht emittierende Einheit 106 verwendet.
Das Licht emittierende Element 250 umfasst die Licht emittierende Schicht 130 und eine Licht emittierende Schicht 170. Die Licht emittierende Einheit 106 umfasst die Lochinjektionsschicht 111, die Lochtransportschicht 112, die Elektronentransportschicht 113 und die Elektroneninjektionsschicht 114 neben der Licht emittierenden Schicht 130. Die Licht emittierende Einheit 108 umfasst neben der Licht emittierenden Schicht 170 eine Lochinjektionsschicht 116, eine Lochtransportschicht 117, eine Elektronentransportschicht 118 und eine Elektroneninjektionsschicht 119.
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. Eine Substanz mit einer Löcherbeweglichkeit von 1 × 10^–6 cm²/Vs oder höher wird vorzugsweise als organische Verbindung verwendet. Es sei angemerkt, dass eine beliebige andere Substanz verwendet werden kann, solange sie 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, wie bei der Licht emittierenden Einheit 108, 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.
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 ein durchsichtiges leitendes Material 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 5 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). In dem Fall, in dem die Leitfähigkeit der Ladungserzeugungsschicht 115 genauso hoch ist wie diejenigen des Paars von Elektroden, fließen Ladungsträger, die in der Ladungserzeugungsschicht 115 erzeugt werden, in Richtung der Filmoberfläche, so dass Licht in einigen Fällen in einem Bereich emittiert wird, in dem die Elektrode 101 und die Elektrode 102 einander nicht überlappen. Um einen derartigen Defekt zu unterdrücken, wird die Ladungserzeugungsschicht 115 vorzugsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet, dessen Leitfähigkeit niedriger ist als diejenigen des Paars von Elektroden.
Indem die Ladungserzeugungsschicht 115 unter Verwendung eines beliebigen der vorstehenden Materialien ausgebildet wird, kann ein Anstieg der Antriebsspannung, der durch die Schichtanordnung aus den Licht emittierenden Schichten hervorgerufen wird, unterdrückt werden.
Das Licht emittierende Element, das zwei Licht emittierende Einheiten umfasst, wurde anhand von 5 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 ebenfalls bereitgestellt werden.
Wenn die Struktur der EL-Schicht 100, die in 1 gezeigt wird, 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 130 der Licht emittierenden Einheit 106 die Struktur auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist. In diesem Falle weist das Licht emittierende Element 250 eine hohe Emissionseffizienz auf.
Es sei angemerkt, dass die Gastmaterialien, die in der Licht emittierenden Einheit 106 und der Licht emittierenden Einheit 108 verwendet werden, gleich sein können oder sich voneinander unterscheiden können. In dem Fall, in dem das gleiche Gastmaterial für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 verwendet wird, kann das Licht emittierende Element 250 eine hohe Emissionsleuchtdichte bei einem kleinen Stromwert aufweisen, was vorzuziehen ist. In dem Fall, in dem unterschiedliche Gastmaterialien für die Licht emittierende Einheit 106 und die Licht emittierende Einheit 108 verwendet werden, kann das Licht emittierende Element 250 eine mehrfarbige Lichtemission aufweisen, was vorzuziehen ist. Vorzugsweise werden die Gastmaterialien insbesondere derart ausgewählt, dass eine weiße Lichtemission mit hohen Farbwiedergabeeigenschaften oder Lichtemission von mindestens Rot, Grün und Blau erhalten werden kann.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierenden Einheiten 106 und 108 sowie die Ladungserzeugungsschicht 115 durch ein Verdampfungsverfahren (darunter auch ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Tintenstrahlverfahren, ein Beschichtungsverfahren, Tiefdruck oder dergleichen ausgebildet werden können.
Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden kann.
(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 6 sowie 7A und 7B beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 des Licht emittierenden Elements>
6 ist eine Querschnittsansicht eines Licht emittierendes Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 6 wird in einigen Fällen ein Abschnitt mit einer ähnlichen Funktion wie derjenige in 1 durch das gleiche Schraffurmuster wie in 1 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.
Ein Licht emittierendes Element 260 in 6 kann eine Bottom-Emission-Struktur aufweisen, bei der Licht über ein Substrat 200 entnommen wird, oder kann eine Top-Emission-Struktur aufweisen, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, in der Richtung entnommen wird, die dem Substrat 200 gegenüberliegt. Jedoch ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf diese Struktur beschränkt, und ein Licht emittierendes Element mit einer Dual-Emission-Struktur, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert wird, sowohl in Top- als auch in Bottom-Richtung des Substrats 200 entnommen wird, kann zum Einsatz kommen.
In dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 260 eine Bottom-Emission-Struktur aufweist, weist die Elektrode 101 vorzugsweise eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf. Außerdem weist die Elektrode 102 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf. In dem Fall, in dem das Licht emittierende Element 260 eine Top-Emission-Struktur aufweist, weist die Elektrode 101 vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf. Außerdem weist die Elektrode 102 vorzugsweise eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf.
Das Licht emittierende Element 260 umfasst 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.
Des Weiteren kann die Elektrode 101 aus einer Vielzahl von leitenden Schichten ausgebildet werden. In diesem Fall wird eine Struktur bevorzugt, bei der eine leitende Schicht mit einer Funktion zum Reflektieren von Licht und eine leitende Schicht mit einer Funktion zum Durchlassen von Licht übereinander angeordnet werden.
Für die Elektrode 101 können die Struktur und Materialien der Elektrode 101 oder der Elektrode 102 verwendet werden, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind.
In 6 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, Aluminiumnitrid und dergleichen. Beispiele für das organische Material umfassen lichtempfindliche Harzmaterialien, wie z. B. ein Acrylharz und ein Polyimidharz.
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 221R 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 221B blaues Licht. Indem das Licht emittierende Element 260 mit einer derartigen Struktur in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann eine Vollfarbanzeigevorrichtung hergestellt werden. 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 die Struktur der Licht emittierenden Schicht 130 auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist. 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 der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist, und das Licht emittierende Element 260, 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 260 umfasst, kann somit einen verringerten Stromverbrauch aufweisen.
Indem ein Farbfilter über der Elektrode, über die Licht entnommen wird, bereitgestellt wird, kann die Farbreinheit des Licht emittierenden Elements 260 verbessert werden. Demzufolge kann die Farbreinheit einer Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 260 umfasst, verbessert werden.
Die Reflexion von Außenlicht von dem Licht emittierenden Element 260 kann verringert werden, indem eine polarisierende Platte über der Elektrode, über die Licht entnommen wird, bereitgestellt wird. Demzufolge kann das Kontrastverhältnis einer Anzeigevorrichtung, die das Licht emittierende Element 260 umfasst, verbessert werden.
Es sei angemerkt, dass für die anderen Komponenten des Licht emittierenden Elements 260 auf die Komponenten der Licht emittierenden Elemente der Ausführungsform 1 verwiesen werden kann.
<Strukturbeispiel 2 des Licht emittierenden Elements>
Als Nächstes wird ein Strukturbeispiel, das sich von dem Licht emittierenden Element unterscheidet, das in 6 dargestellt wird, im Folgenden anhand von 7A und 7B beschrieben.
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 6 durch das gleiche Schraffurmuster wie in 6 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.
7A und 7B 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 7A dargestellt wird, weist eine Top-Emission-Struktur auf, bei der Licht in einer Richtung entnommen wird, die dem Substrat 200 gegenüberliegt, und ein Licht emittierendes Element 262b, das in 7B dargestellt wird, weist eine Bottom-Emission-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-Emission-Struktur aufweisen, bei der Licht, das von dem Licht emittierenden Element emittiert 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 130 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, eine Licht emittierende Schicht 170, 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 101a. 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 7A dargestellt wird, und das Licht emittierende Element 262b, das in 7B dargestellt wird, umfassen jeweils die 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 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 das entsprechende 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 über das optische Element 224B, das optische Element 224G bzw. 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.
Eine Vielzahl von optischen Elementen kann auch 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 7A und 7B 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 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 Reflexion 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.
Für das Substrat 200 und das Substrat 220, die mit den optischen Elementen bereitgestellt sind, kann auf das Substrat der 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 130 und der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird, schwingt zwischen einem Paar von Elektroden (z. B. der Elektrode 101 und der Elektrode 102). Die Licht emittierende Schicht 130 und die Licht emittierende Schicht 170 werden jeweils 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 einem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 130 sowie die optische Länge von einem reflektierenden Bereich der Elektrode 102 zu dem Licht emittierenden Bereich der Licht emittierenden Schicht 130 angepasst werden, kann das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 130 emittiert wird, verstärkt werden. Indem die optische Länge von einem reflektierenden Bereich der Elektrode 101 zu einem 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 werden, kann auch das Licht einer erwünschten Wellenlänge unter Licht, das von der Licht emittierenden Schicht 170 emittiert wird, verstärkt werden. Im Falle eines Licht emittierenden Elements, bei dem eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten (hier die Licht emittierenden Schichten 130 und 170) übereinander angeordnet werden, werden die optischen Längen der Licht emittierenden Schichten 130 und 170 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 130 und 170 emittiert wird, verstärkt 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 zwischen den Bereichen unterscheiden kann, um das Licht, das von den Licht emittierenden Schichten 130 und 170 emittiert wird, zu verstärken.
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 der Licht emittierenden Schicht 170 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_GA_G/2 wird (m_G ist eine natürliche Zahl und A_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).
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. 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 7A dargestellt wird, eine Top-Emission-Struktur aufweist, weisen die leitende Schicht 101a, die leitende Schicht 103a und die leitende Schicht 104a vorzugsweise eine Funktion zum Reflektieren von Licht auf. Außerdem weist die Elektrode 102 vorzugsweise Funktionen zum Durchlassen und Reflektieren von Licht auf.
Da das Licht emittierende Element 262b, das in 7B dargestellt wird, eine Bottom-Emission-Struktur aufweist, weisen die leitende Schicht 101a, die leitende Schicht 103a und die leitende Schicht 104a vorzugsweise Funktionen zum Durchlassen 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.
Des Weiteren weist die Licht emittierende Schicht 130 in dem Licht emittierenden Element 262a und dem Licht emittierenden Element 262b vorzugsweise die Struktur auf, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden ist. Auf diese Weise können die Licht emittierenden Elemente eine hohe Emissionseffizienz aufweisen.
Eine oder beide der Licht emittierenden Schichten 130 und 170 kann/können, wie die Licht emittierenden Schichten 170a und 170b, beispielsweise eine mehrschichtige Struktur aus zwei Schichten aufweisen. Die zwei Licht emittierenden Schichten, die zwei Arten von Licht emittierenden Materialien (ein erstes Licht emittierendes Material und ein zweites Licht emittierendes Material) zum Emittieren von Licht unterschiedlicher Farben umfassen, ermöglichen eine Lichtemission einer Vielzahl von Farben. 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 130 und 170 kombiniert werden.
Eine oder beide der Licht emittierenden Schichten 130 und 170 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 auf die vorstehend beschriebene Weise das Licht emittierende Element 262a oder 262b, das die Licht emittierende Schicht umfasst, die eine der Strukturen aufweist, die bei der Ausführungsform 1 beschrieben worden sind, in einem Pixel einer Anzeigevorrichtung verwendet wird, kann 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 260 oder der Licht emittierenden Elemente der Ausführungsformen 1 und 2 verwiesen werden.
Es sei angemerkt, dass eine bei dieser Ausführungsform beschriebene Struktur in einer geeigneten Kombination mit einer beliebigen der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden kann.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Anzeigevorrichtung, die ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst, anhand von 8A und 8B, 9A und 9B sowie 10A und 10B beschrieben.
<Strukturbeispiel 1 der Anzeigevorrichtung>
8A ist eine Draufsicht, die eine Anzeigevorrichtung 600 dargestellt, und 8B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie A-B und der Strichpunktlinie C-D in 8A. 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 die 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 von 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 beispielsweise n-Kanal- und p-Kanal-Transistoren verwendet werden, oder es können entweder n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren verwendet werden. Darüber hinaus gibt es keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Kristallinität eines Halbleiterfilms, der für die 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, und 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, 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)) und dergleichen.
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 ein beliebiges verschiedener Verfahren, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren (einschließlich eines Vakuumverdampfungsverfahrens) mittels einer Verdampfungsmaske, ein Tröpfchenausstoßverfahren (auch als Tintenstrahlverfahren bezeichnet), ein Beschichtungsverfahren, beispielsweise ein Rotationsbeschichtungsverfahren, und ein Tiefdruckverfahren, 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 eine 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 9A und 9B beschrieben. Es sei angemerkt, dass 9A und 9B jeweils eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
In 9A 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 9A 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 9A 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.
9B 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.
Die Farbschichten (die rote Farbschicht 1034R, die grüne Farbschicht 1034G und die blaue Farbschicht 1034B) sind als Beispiele für die optischen Elemente zwischen dem ersten Zwischenschicht-Isolierfilm 1020 und dem zweiten Zwischenschicht-Isolierfilm 1021 bereitgestellt.
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-Emission-Struktur), jedoch kann sie eine Struktur aufweisen, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats 1031 entnommen wird (eine Top-Emission-Struktur).
<Strukturbeispiel 3 der Anzeigevorrichtung>
10A und 10B sind jeweils ein Beispiel für eine Querschnittsansicht einer Anzeigevorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur. Es sei angemerkt, dass 10A und 10B 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 9A und 9B 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-Emission-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 10A und 10B dargestellten Anzeigevorrichtung mit einer Top-Emission-Struktur weisen die unteren Elektroden 1024R, 1024G und 1024B vorzugsweise ferner eine Funktion 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 sowie eine Funktion zum Durchlassen von Licht auf und wird eine Mikrokavitätsstruktur zwischen der oberen Elektrode 1026 und den unteren Elektroden 1024R, 1024G und 1024B verwendet, wobei in diesem Falle die Intensität des Lichts mit einer spezifischen Wellenlänge erhöht wird.
Im Falle einer in 10A dargestellten Top-Emission-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.
10A 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 10B 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 10A 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 10B 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.
Obwohl vorstehend eine Anzeigevorrichtung beschrieben wurde, die Subpixel von drei Farben (Rot, Grün und Blau) umfasst, kann die Anzahl von Farben von Subpixeln vier sein (Rot, Grün, Blau und Gelb, oder Rot, Grün, Blau und Weiß). In diesem Fall kann eine Farbschicht verwendet werden, die eine Funktion zum Durchlassen von gelbem Licht oder eine Funktion zum Durchlassen von Licht einer Vielzahl von Farben aufweist, die aus Blau, Grün, Gelb und Rot ausgewählt werden. Wenn die Farbschicht Licht einer Vielzahl von Farben ausgewählt aus Blau, Grün, Gelb und Rot durchlassen kann, kann es sich bei Licht, das von der Farbschicht durchgelassen wird, um weißes Licht handeln. Da das Licht emittierende Element, das gelbes oder weißes Licht emittiert, eine hohe Emissionseffizienz aufweist, kann die Anzeigevorrichtung mit einer derartigen Struktur einen niedrigen Stromverbrauch aufweisen.
Des Weiteren kann in der Anzeigevorrichtung 600, die in 8A und 8B gezeigt wird, eine Dichtungsschicht in dem Bereich 607 ausgebildet werden, der von dem Elementsubstrat 610, dem Dichtungssubstrat 604 und dem Dichtungsmittel 605 umschlossen ist. Für die Dichtungsschicht 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 in dem Bereich 607 kann verhindern, dass sich das Licht emittierende Element 618 auf Grund von Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, verschlechtert, was vorzuziehen ist. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem die Dichtungsschicht ausgebildet wird, das Dichtungsmittel 605 nicht notwendigerweise bereitgestellt ist.
Wenn die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, können die Verunreinigungen, wie z. B. Wasser, effektiv davon abgehalten werden, von der Außenseite der Anzeigevorrichtung 600 in das Licht emittierende Element 618 einzudringen, das sich innerhalb der Anzeigevorrichtung befindet. In dem Fall, in dem die Dichtungsschicht eine mehrschichtige Struktur aufweist, werden vorzugsweise ein Harz und ein anorganisches Material übereinander angeordnet.
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)
In dieser Ausführungsform werden elektronische Geräte, eine Licht emittierende Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtungen, die jeweils das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen, anhand von 11A bis 11G, 12A bis 12C und 13 beschrieben.
<Elektronisches Gerät>
11A bis 11G zeigen elektronische Geräte. Diese elektronischen Geräte können jeweils 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 11A bis 11G 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 eines Prozesses 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 11A bis 11G dargestellt werden, nicht auf diejenigen, die vorstehend beschrieben worden sind, beschränkt sind und die elektronischen Geräte weitere Funktionen aufweisen können. Obwohl in 11A bis 11G 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 in 11A bis 11G werden nachstehend ausführlich beschrieben.
11A 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.
11B 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 11B nicht dargestellt werden, in dem tragbaren Informationsendgerät 9101, wie in dem tragbaren Informationsendgerät 9100, das in 11A 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 beispielsweise eine Legierung, ein Kunststoff oder Keramik verwendet werden. Als Kunststoff kann auch ein verstärkter Kunststoff verwendet werden. Ein mit einer Kohlenstofffaser verstärkter Kunststoff (carbon fiber reinforced plastic, CFRP), bei dem es sich um eine Art von verstärktem Kunststoff handelt, ist dahingehend vorteilhaft, dass er leicht und korrosionsfrei ist. Weitere Beispiele für den verstärkten Kunststoff umfassen einen, der eine Glasfaser enthält, und einen, der eine Aramidfaser enthält. 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, die 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.
11C 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.
11D 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.
11E, 11F und 11G sind perspektivische Ansichten eines zusammenklappbaren, tragbaren Informationsendgeräts 9201. 11E ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201, das geöffnet ist, darstellt. 11F ist eine perspektivische Ansicht, die das tragbare Informationsendgerät 9201, das von dem geöffneten Zustand in den zusammengeklappten Zustand oder von dem zusammengeklappten Zustand in den geöffneten Zustand geändert wird, darstellt. 11G 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 oder 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.
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. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung oder die Beleuchtungsvorrichtung für eine Beleuchtung für ein Armaturenbrett, eine Windschutzscheibe, eine Fahrzeugdecke und dergleichen verwendet werden.
<Licht emittierende Vorrichtung>
12A ist eine perspektivische Ansicht einer Licht emittierenden Vorrichtung 3000, die bei dieser Ausführungsform gezeigt wird, und 12B ist eine Querschnittsansicht entlang der Strichpunktlinie E-F in 12A. Es sei angemerkt, dass in 12A einige Komponenten durch gestrichelte Linien dargestellt werden, um eine Verkomplizierung der Zeichnung zu vermeiden.
Die Licht emittierende Vorrichtung 3000, die in 12A und 12B dargestellt wird, 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 12A und 12B 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 12A und 12B 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 nur der erste Dichtungsbereich 3007 bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass in 12B 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 Lösungsmittel 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 der Außenabschnitt der Licht emittierenden Vorrichtung 3000, der stärker verformt wird, d. h. der zweite Dichtungsbereich 3009, unter Verwendung des Materials versiegelt, das ein Harz enthält, und der erste Dichtungsbereich 3007, der an einer Innenseite des zweiten Dichtungsbereichs 3009 bereitgestellt wird, wird unter Verwendung des Materials, das Glas enthält, 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 12B 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.
12C stellt ein Modifikationsbeispiel der Struktur in 12B dar. 12C ist eine Querschnittsansicht, die das Modifikationsbeispiel der Licht emittierenden Vorrichtung 3000 darstellt.
12C 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 12B 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, Erdalkalimetalloxide (wie z. B. Calciumoxid, Bariumoxid und dergleichen), Sulfat, Metallhalogenide, Perchlorat, Zeolith, Kieselgel und dergleichen.
<Beleuchtungsvorrichtung>
13 stellt ein Beispiel dar, in dem das Licht emittierende 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. Das Licht emittierende Element, das bei dieser Ausführungsform beschrieben worden ist, weist die Form eines Dünnfilms 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 auf der 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 Anzeigemodule, die Licht emittierenden Vorrichtungen, die elektronischen Geräte und die Beleuchtungsvorrichtungen unter Verwendung des Licht emittierenden Elements einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden. Es sei angemerkt, dass das Licht emittierende Element 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 der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente beschrieben. Die Struktur von jedem der Licht emittierenden Elemente, die bei diesem Beispiel hergestellt werden, ist die gleiche wie diejenige, die in 1 dargestellt wird. Die Tabelle 1 und die Tabelle 2 zeigen die detaillierten Strukturen der Elemente. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet werden, nachstehend angegeben.

[Tabelle 1]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichts– verhältnis
Licht emittierendes Element 1	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	Pm-01:Ir(iPrpim)₃	1:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P–II:MoO₃	1:0,5 -
	Elektrode	101	110	ITSO
Licht emittierendes Element 2	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,33:0,66:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-
Licht emittierendes Element 3	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,66:0,33:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-
Licht emittierendes Element 4	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Ir(iPrpim)₃	1:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-

[Tabelle 2]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichtsverhältnis
Licht emittierendes Element 5	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,3:0,6:0,05
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-
Licht emittierendes Element 6	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,3:0,6:0,1
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-
Licht emittierendes Element 7	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,3:0,6:0,2
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-
Licht emittierendes Element 8	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	Pm-01	-
	Licht emittierende Schicht	130	30	PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃	0,3:0,6:0,3
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	60	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	110	ITSO	-

<Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
Verfahren zum Herstellen der Licht emittierenden Elemente dieses Beispiels werden nachfolgend beschrieben.
<Herstellung des Licht emittierenden Elements 1>
Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 110 nm über einem Glassubstrat 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 in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II:MoO₃ = 1:0,5 in einer Dicke von 60 nm abgeschieden.
Als Nächstes wurde als Lochtransportschicht 112 PCCP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
Als Nächstes wurden als Licht emittierende Schicht 130 4-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)-1,1'-biphenyl-3-yl]-2,6-diphenylpyrimidin (Abkürzung: Pm-01) und Tris{2-[1-(2,6-diisopropylphenyl)-1H-imidazol-2-yl-κN³]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(iPrpim)₃) durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 in einem Gewichtsverhältnis von Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 1:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden. In der Licht emittierenden Schicht 130 entspricht Ir(iPrpim)₃ dem Gastmaterial (der ersten organischen Verbindung) und Pm-01 dem Wirtsmaterial (der zweiten organischen Verbindung).
Als Elektronentransportschicht 118 wurden Pm-01 und BPhen sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 10 nm und 15 nm über der Licht emittierenden Schicht 130 abgeschieden. Als Elektroneninjektionsschicht 119 wurde anschließend 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 abgeschieden.
Als Nächstes wurde das Licht emittierende Element 1 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre aufweist, durch Fixieren eines Glassubstrats zum Versiegeln an einem Glassubstrat, auf dem die organischen Materialien abgeschieden wurden, unter Verwendung eines Dichtungsmittels für eine organische EL-Vorrichtung versiegelt. Insbesondere wurden, nachdem das Dichtungsmittel aufgetragen worden war, um die organischen Materialien, die auf dem Glassubstrat abgeschieden wurden, zu umschließen, und die Glassubstrate aneinander befestigt worden waren, 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 den Prozess wurde das Licht emittierende Element 1 erhalten.
<Herstellung der Licht emittierenden Elemente 2 bis 8>
Die Licht emittierenden Elemente 2 bis 8 wurden durch die gleichen Schritte wie diejenigen des Licht emittierenden Elements 1 hergestellt, mit Ausnahme des Schritts zum Ausbilden der Licht emittierenden Schicht 130.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 2 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,33:0,66:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 3 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,66:0,33:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 4 wurden PCCP und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Ir(iPrpim)₃ = 1:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden. Es sei angemerkt, dass es sich bei dem Licht emittierenden Element 4 um ein Licht emittierendes Vergleichselement handelt, bei dem die Licht emittierende Schicht die zweite organische Verbindung Pm-01 nicht enthält.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 5 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,3:0,6:0,05 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 6 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,3:0,6:0,1 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 7 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,3:0,6:0,2 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 8 wurden PCCP, Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:Pm-01:Ir(iPrpim)₃ = 0,3:0,6:0,3 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden.
<Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
Als Nächstes wurden die Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Elemente 1 bis 8 gemessen. Die Leuchtdichte und die CIE-Chromatizität wurden mit einem Leuchtdichte-Farbmessgerät (BM-5A, hergestellt von TOPCON TECHNOHOUSE CORPORATION) gemessen. Das Elektrolumineszenzspektrum wurde mit einem Mehrkanalspektrometer (PMA-11, hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) gemessen.
14, 15, 16 und 17 zeigen jeweils die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften, die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften, die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften und die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente 1 bis 4. 20, 21, 22 und 23 zeigen jeweils die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften, die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften, die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften und die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8. Die Messung der Licht emittierenden Elemente wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23°C gehalten wurde) durchgeführt.

Die Tabellen 3 und 4 zeigen die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Elemente 1 bis 8 bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 3]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	CIE-Chromatizität (x; y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (lm/W)
Licht emittierendes Element 1	3,40	6,14	(0,278; 0,431)	960	15,6	14,4
Licht emittierendes Element 2	3,40	3,87	(0,261; 0,414)	800	20,7	19,2
Licht emittierendes Element 3	4,00	4,20	(0,225; 0,371)	1070	25,3	19,9
Licht emittierendes Element 4	6,80	4,82	(0,185; 0,313)	1020	21,2	9,8

[Tabelle 4]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	CIE-Chromatizität (x; y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (lm/W)
Licht emittierendes Element 5	4,00	4,60	(0,227; 0,376)	1090	23,8	18,7
Licht emittierendes Element 6	4,00	3,83	(0,241; 0,392)	930	24,4	19,2
Licht emittierendes Element 7	4,00	4,21	(0,293; 0,438)	850	20,2	15,9
Licht emittierendes Element 8	4,00	4,89	(0,321; 0,456)	890	18,1	14,2

18 und 24 zeigen die Elektrolumineszenzspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem durch die Licht emittierenden Elemente 1 bis 4 und durch die Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² fließt.
Wie in 18 und 24 gezeigt, weist das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 4 einen Peak bei einer Wellenlänge von 470 nm auf und stellt hauptsächlich eine blaue Lichtemission dar. Wohingegen die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 nicht nur einen Peak bei einer Wellenlänge von 470 nm aufweisen und eine blaue Lichtemission darstellen, sondern auch eine breite Lichtemission in einem Wellenlängenbereich von Grün bis Gelb darstellen. In den Licht emittierenden Elementen 1 bis 8 sind die Halbwertsbreiten der Elektrolumineszenzspektren 119 nm, 106 nm, 75 nm, 54 nm, 83 nm, 92 nm, 134 nm bzw. 153 nm. Die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 weisen eine breitere Spektrumsform auf als das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 4. Wohingegen das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 4 eine schmale Spektrumsform aufweist und somit hauptsächlich Licht darstellt, das von dem Gastmaterial Ir(iPrpim)₃ emittiert wird.
Als Nächstes werden Differenzspektren, die durch Subtrahieren des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 4 von jedem der Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8, die durch die Intensität der Peakwellenlänge des Licht emittierenden Elements 4 normalisiert sind, erhalten wurden, in 19 und 25 gezeigt. Wie der 19 und der 25 entnommen werden kann, weisen die Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und die Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 neben der Lichtemission des Gastmaterials, die durch das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 4 dargestellt wird, eine breite Lichtemission in dem gelben Wellenlängenbereich auf. Des Weiteren bewegen sich die Peakwellenlängen der breiten Lichtemission ungefähr in dem Bereich von 540 nm bis 550 nm. Ferner sind die Intensitätsverhältnisse der Lichtemission des Gastmaterials zu der breiten Lichtemission in dem Licht emittierenden Element 1, dem Licht emittierenden Element 2, dem Licht emittierenden Element 3, dem Licht emittierenden Element 5, dem Licht emittierenden Element 6, dem Licht emittierenden Element 7 und dem Licht emittierenden Element 8 1:0,65, 1:0,45, 1:0,20, 1:0,22, 1:0,29, 1:0,68 bzw. 1:1,04.
Die Kombination von Pm-01 und Ir(iPrpim)₃, die in den Licht emittierenden Schichten der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 verwendet wird, bildet, wie später beschrieben wird, einen Exciplex. Somit kann festgehalten werden, dass der Grund hinter den breiten Spektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 in dem Fakt begründet liegt, dass Lichtemission von dem Exciplex erhalten wird, der durch Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ gebildet wird.
Das Licht emittierende Element 2 und das Licht emittierende Element 3 enthalten neben Pm-01 (der zweiten organischen Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (der ersten organischen Verbindung) PCCP (die dritte organische Verbindung). Das Licht emittierende Element 1 enthält kein PCCP (keine dritte organische Verbindung). Das Licht emittierende Element 4 enthält kein Pm-01 (keine zweite organische Verbindung). Das Licht emittierende Element 3 weist einen höheren PCCP-Anteil auf als das Licht emittierende Element 2. Somit ist herausgefunden worden, dass sich der Anteil der breiten Lichtemission, die von dem Exciplex stammt, der durch Pm-01 (die zweite organische Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (die erste organische Verbindung) gebildet wird, zwischen den Licht emittierenden Elementen 1 bis 4 unterscheidet. Auf diese Weise kann durch Änderung des Anteils von PCCP (der dritten organischen Verbindung) in der Licht emittierenden Schicht die Wechselwirkung zwischen Pm-01 (der zweiten organischen Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (der ersten organischen Verbindung) gesteuert werden; somit kann das Erzeugungsverhältnis des Exciplex, der durch Pm-01 (die zweite organische Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (die erste organische Verbindung) gebildet wird, gesteuert werden. Als ein Ergebnis kann die Emissionsfarbe eines Licht emittierenden Elements gesteuert werden.
Des Weiteren erhöht sich der Anteil von Ir(iPrpim)₃ (der ersten organischen Verbindung) in den Licht emittierenden Schichten stetig von dem Licht emittierenden Element 5 zu dem Licht emittierenden Element 8. Es ist herausgefunden worden, dass sich dadurch der Anteil der breiten Lichtemission, die von dem Exciplex stammt, der durch Pm-01 (die zweite organische Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (die erste organische Verbindung) gebildet wird, zwischen den Licht emittierenden Elementen 5 bis 8 unterscheidet. Auf diese Weise kann durch Änderung des Anteils von Ir(iPrpim)₃ (der ersten organischen Verbindung) in der Licht emittierenden Schicht die Wechselwirkung zwischen Pm-01 (der zweiten organischen Verbindung und Ir(iPrpim)₃ (der ersten organischen Verbindung) gesteuert werden; und somit kann das Erzeugungsverhältnis des Exciplex, der durch Pm-01 (die zweite organische Verbindung) und Ir(iPrpim)₃ (die erste organische Verbindung) gebildet wird, gesteuert werden. Als ein Ergebnis kann die Emissionsfarbe eines Licht emittierenden Elements gesteuert werden.
Wie der 14 bis 17, der 20 bis 23 und den Tabellen 3 und 4 entnommen werden kann, werden die Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und die Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 bei einer niedrigeren Spannung angesteuert als das Licht emittierende Element 4. Des Weiteren ist die Leistungseffizienz von jedem der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 höher als diejenige des Licht emittierenden Elements 4, d. h. höher als oder gleich 10 lm/W. Folglich kann das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die erste organische Verbindung (Ir(iPrpim)₃) und die zweite organische Verbindung (Pm-01) enthält, bei einer niedrigen Spannung angesteuert werden, und es weist einen niedrigen Stromverbrauch auf.
Des Weiteren ist herausgefunden worden, dass das Licht emittierende Element 2, das Licht emittierende Element 3 und die Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 eine Stromeffizienz von höher als oder gleich 20 cd/A aufweisen. Mit anderen Worten: Ein Licht emittierendes Element mit einer Struktur, bei der eine Licht emittierende Schicht neben der ersten organischen Verbindung (Ir(iPrpim)₃) und der zweiten organischen Verbindung (Pm-01) ein weiteres Material (PCCP) enthält, weist eine hohe Stromeffizienz auf.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationsreaktionseigenschaften und Reduktionsreaktionseigenschaften) der vorstehenden Verbindungen wurden durch eine Cyclovoltammetrie-(CV-)Messung gemessen. 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 den Messungen wurde das Potential einer Arbeitselektrode in Hinblick auf die 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.
Entsprechend den CV-Messergebnissen waren das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von Pm-01 jeweils 0,95 V und –2,17 V. Außerdem waren das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von Pm-01, die aus der CV-Messung berechnet wurden, jeweils –5,89 eV und –2,78 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das LUMO-Niveau von Pm-01 niedrig ist. Des Weiteren war das Oxidationspotential von Ir(iPrpim)₃ 0,11 V. Das HOMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃, das aus der CV-Messung berechnet wurde, war –5,05 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das HOMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃ hoch ist. Es sei angemerkt, dass das LUMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃ vermutlich hoch war, weil das Reduktionspotential von Ir(iPrpim)₃ niedrig war und ein Reduktionspeak nicht deutlich beobachtet wurde. Des Weiteren waren das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von PCCP jeweils 0,685 V und –2,98 V. Außerdem waren das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von PCCP, die aus der CV-Messung berechnet wurden, jeweils –5,63 eV und –1,96 eV.
Wie vorstehend beschrieben, ist das LUMO-Niveau von Pm-01 niedriger als das LUMO-Niveau von PCCP und das LUMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃, und das HOMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃ ist höher als das HOMO-Niveau von PCCP und das HOMO-Niveau von Pm-01. Somit werden in dem Fall, in dem die Verbindungen, wie bei den Licht emittierenden Elementen 1 bis 3 und den Licht emittierenden Elementen 5 bis 8, in einer Licht emittierenden Schicht verwendet werden, Elektronen und Löcher, die als Ladungsträger dienen, effizient von einem Paar von Elektroden in Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ injiziert, so dass Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ einen Exciplex bilden können.
Der Exciplex, der durch Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ gebildet wird, weist das LUMO-Niveau in Pm-01 und das HOMO-Niveau in Ir(iPrpim)₃ auf. Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau von Pm-01 und dem HOMO-Niveau von Ir(iPrpim)₃ ist 2,28 eV. Dieser Wert gleicht im Wesentlichen der Lichtemissionsenergie; die aus der Peakwellenlänge des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 8 in 24 berechnet wurde (2,28 eV). Des Weiteren gleicht dieser Wert ebenfalls im Wesentlichen der Lichtemissionsenergie in einem breiten Wellenlängenbereich der Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 (18) und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 7 (24). Diese Ergebnisse implizieren, dass die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 1 bis 3 und der Licht emittierenden Elemente 5 bis 8 die Lichtemission von dem Exciplex, der durch Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ gebildet wird, und die Lichtemission von Ir(iPrpim)₃ darstellen. Es sei angemerkt, dass, da die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des Exciplex klein ist, die Lichtemissionsenergie als die Energie des T1-Niveaus des Exciplex aufgefasst werden kann (2,28 eV).
<Messung des T1-Niveaus>
Als Nächstes wurden, um die T1-Niveaus der Verbindungen zu erhalten, die in der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet werden, Dünnfilme aus Pm-01 und PCCP jeweils über einem Quarzsubstrat durch ein Vakuumverdampfungsverfahren hergestellt, und dann wurden die Emissionsspektren dieser Dünnfilme bei einer niedrigen Temperatur (10 K) gemessen.
Die Messung wurde mittels PL-Mikroskop, LabRAM HR-PL, hergestellt von HORIBA, Ltd., einem He-Cd-Laser mit einer Wellenlänge von 325 nm als Anregungslicht und einem CCD-Detektor bei einer Messtemperatur von 10 K durchgeführt.
Bei der Messung der Emissionsspektren wurde zusätzlich zu der Messung von normalen Emissionsspektren die Messung zeitaufgelöster Emissionsspektren, bei denen der Fokus auf einer Lichtemission mit einer langen Lebensdauer lag, ebenfalls durchgeführt. Da bei dieser Messung der Emissionsspektren die Messtemperatur auf eine niedrige Temperatur (10 K) eingestellt wurde, wurde bei der Messung der normalen Emissionsspektren, zusätzlich zu einer Fluoreszenz, die die Hauptemissionskomponente ist, eine Phosphoreszenz beobachtet. Des Weiteren wurde bei der Messung der zeitaufgelösten Emissionsspektren, bei denen eine Lichtemission mit einer langen Lebensdauer im Fokus steht, hauptsächlich eine Phosphoreszenz beobachtet. Die zeitaufgelösten Emissionsspektren von Pm-01 und PCCP, die bei einer niedrigen Temperatur gemessen wurden, werden jeweils in 26 und 27 gezeigt.
Wie bei den Messergebnissen der Emissionsspektren gezeigt, weist das Emissionsspektrum von Pm-01 einen Peak (einschließlich einer Schulter) der phosphoreszierenden Komponente auf der kürzesten Wellenlängenseite bei 451 nm auf, und das Emissionsspektrum von PCCP weist einen Peak (einschließlich einer Schulter) der phosphoreszierenden Komponente auf der kürzesten Wellenlängenseite bei 467 nm auf.
Somit wurden aus den Peakwellenlängen das T1-Niveau von Pm-01 und das T1-Niveau von PCCP jeweils zu 2,75 eV und 2,66 eV berechnet.
<Absorptionsspektren der Gastmaterialien>
28 zeigt das Messergebnis des Absorptionsspektrums von Ir(iPrpim)₃, bei dem es sich um ein Gastmaterial handelt, das in den vorstehenden Licht emittierenden Elementen verwendet wird.
Für die Messung des Absorptionsspektrums wurde eine Dichlormethan-Lösung hergestellt, in der Ir(iPrpim)₃ aufgelöst wurde, und eine Quarzzelle wurde verwendet. Das Absorptionsspektrum wurde mit einem UV-VIS-Spektrophotometer (V-550, hergestellt von JASCO Corporation) gemessen. Anschließend wurden die Absorptionsspektren einer Quarzzelle und eines Lösungsmittels von dem gemessenen Spektrum der Probe subtrahiert.
Die Messung wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23°C gehalten wurde) durchgeführt.
Wie in 28 gezeigt, liegt die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(iPrpim)₃ bei etwa 460 nm. Die Absorptionskante wurde von Daten des Absorptionsspektrums berechnet, und die Übergangsenergie wurde in der Annahme von einem direkten Übergang geschätzt, wodurch festgestellt wurde, dass die Absorptionskante von Ir(iPrpim)₃ bei 474 nm lag und die Übergangsenergie davon 2,61 eV war. Da Ir(iPrpim)₃ eine phosphoreszierende Verbindung ist, ist die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite ein Absorptionsband, das auf einem Triplett-MLCT-Übergang beruht. Folglich wurde das T1-Niveau von Ir(iPrpim)₃ aus der Absorptionskante zu 2,61 eV berechnet.
Entsprechend den vorstehenden Messergebnissen sind das T1-Niveau von PCCP und das T1-Niveau von Pm-01 höher als das T1-Niveau von Ir(iPrpim)₃, und das T1-Niveau von Ir(iPrpim)₃ ist höher als das Energieniveau des Exciplex, der durch Pm-01 und Ir(iPrpim)₃ gebildet wird (2,28 eV), mit anderen Worten höher als das T1-Niveau des Exciplex. Somit können sowohl die Lichtemission des Exciplex, der durch Ir(iPrpim)₃ und Pm-01 gebildet wird, als auch die Lichtemission von Ir(iPrpim)₃ effizient erhalten werden.
Das Energieniveau des Exciplex ist niedriger als die Energiedifferenz (3,67 eV) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von PCCP und niedriger als die Energiedifferenz (3,11 eV) zwischen den LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von Pm-01. Demzufolge kann durch Bildung des Exciplex ein Licht emittierendes Element mit niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Licht emittierendes Element mit niedriger Ansteuerspannung und niedrigem Stromverbrauch bereitgestellt werden.
[Beispiel 2]

In diesem Beispiel werden Beispiele zum Herstellen von Licht emittierenden Elementen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente beschrieben. Die Struktur von jedem der Licht emittierenden Elemente, die bei diesem Beispiel hergestellt werden, ist die gleiche wie diejenige, die in 1 dargestellt wird. Die Tabelle 5 zeigt Details der Elementstruktur. Außerdem werden Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die hier verwendet werden, nachstehend angegeben.

[Tabelle 5]

	Schicht	Bezugszeichen	Dicke (nm)	Material	Gewichts– verhältnis
Licht emittierendes Element 9	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektronentransportschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	4,6mCzP2Pm	-
	Licht emittierende Schicht	130(2)	10	4,6mCzP2Pm:Ir(mpptz–diPrp)₃	1:0,06
	Licht emittierende Schicht	130(1)	30	PCCP:4,6mCzP2Pm:Ir(mpptz-diPrp)₃	1:0,3:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	15	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	70	ITSO	-
Licht emittierendes Element 10	Elektrode	102	200	Al	-
	Elektroneninjektionsschicht	119	1	LiF	-
	Elektroneninjektionsschicht	118(2)	15	BPhen	-
	Elektronentransportschicht	118(1)	10	35DCzPPy	-
	Licht emittierende Schicht	130(2)	10	35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃	1:0,06
	Licht emittierende Schicht	130(1)	30	PCCP:35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃	1:0,3:0,06
	Lochtransportschicht	112	20	PCCP	-
	Lochinjektionsschicht	111	15	DBT3P-II:MoO₃	1:0,5
	Elektrode	101	70	ITSO	-

<Herstellung der Licht emittierenden Elemente>
Verfahren zum Herstellen der Licht emittierenden Elemente dieses Beispiels werden nachfolgend beschrieben.
(Herstellung des Licht emittierenden Elements 9)
Als Elektrode 101 wurde ein ITSO-Film in einer Dicke von 70 nm über einem Glassubstrat 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 in einem Gewichtsverhältnis von DBT3P-II:MoO₃ = 1:0,5 in einer Dicke von 15 nm abgeschieden.
Als Nächstes wurde als Lochtransportschicht 112 PCCP durch Verdampfung in einer Dicke von 20 nm über der Lochinjektionsschicht 111 abgeschieden.
Als Nächstes wurden als Licht emittierende Schicht 130 PCCP, 4,6mCzP2Pm und Tris{2-[5-(2-methylphenyl)-4-(2,6-diisopropylphenyl)-4H-1,2,4-triazol-3-yl-κN2]phenyl-κC}iridium(III) (Abkürzung: Ir(mpptz-diPrp)₃) durch Co-Verdampfung über der Lochtransportschicht 112 in einem Gewichtsverhältnis von PCCP:4,6mCzP2Pm:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,3:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden, und anschließend wurden 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,06 in einer Dicke von 10 nm abgeschieden. In der Licht emittierenden Schicht 130 entspricht Ir(mpptz-diPrp)₃ dem Gastmaterial (der ersten organischen Verbindung) und 4,6mCzP2Pm dem Wirtsmaterial (der zweiten organischen Verbindung).
Als Nächstes wurden als Elektronentransportschicht 118 4,6mCzP2Pm und BPhen sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 10 nm und 15 nm über der Licht emittierenden Schicht 130 abgeschieden. Als Elektroneninjektionsschicht 119 wurde anschließend 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 abgeschieden.
Als Nächstes wurde das Licht emittierende Element 9 in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre aufweist, durch Fixieren eines Glassubstrats zum Versiegeln an einem Glassubstrat, über dem die organischen Materialien abgeschieden wurden, 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 9 erhalten.
(Herstellung des Licht emittierenden Elements 10)
Ein Licht emittierendes Element 10 wurde durch die gleichen Schritte wie diejenigen des Licht emittierenden Elements 9 hergestellt, mit Ausnahme der Schritte zum Ausbilden der Licht emittierenden Schicht 130 und der Elektronentransportschicht 118.
Als Licht emittierende Schicht 130 des Licht emittierenden Elements 2 wurden PCCP, 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von PCCP: 35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,3:0,06 in einer Dicke von 30 nm abgeschieden, und anschließend wurden 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,06 in einer Dicke von 10 nm abgeschieden. In der Licht emittierenden Schicht 130 entspricht Ir(mpptz-diPrp)₃ dem Gastmaterial (der ersten organischen Verbindung) und 35DCzPPy dem Wirtsmaterial (der zweiten organischen Verbindung).
Als Elektronentransportschicht 118 wurden 35DCzPPy und BPhen sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von jeweils 10 nm und 15 nm über der Licht emittierenden Schicht 130 abgeschieden.
<Eigenschaften der Licht emittierenden Elemente>
29, 30, 31 und 32 zeigen jeweils die Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften, die Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften, die Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften und die Leistungseffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Elemente 9 und 10. Es sei angemerkt, dass die Messung für jedes Licht emittierende Element bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23°C gehalten wurde) durch ein Messverfahren durchgeführt wurde, das demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde.

Die Tabelle 6 zeigt die Elementeigenschaften der Licht emittierenden Elemente 9 und 10 bei etwa 1000 cd/m². [Tabelle 6]

	Spannung (V)	Stromdichte (mA/cm²)	CIE-Chromatizität (x; y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungseffizienz (lm/W)
Licht emittierendes Element 9	4,00	2,17	(0189; 0,411)	1050	48,4	38,0
Licht emittierendes Element 10	4,40	2,01	(0,170; 0,371)	1220	60,7	43,3

33 zeigt die Elektrolumineszenzspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem durch die Licht emittierenden Elemente 9 und 10 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² fließt.
Wie in 33 gezeigt, weisen die Elektrolumineszenzspektren der Licht emittierenden Elemente 9 und 10 jeweils eine Halbwertsbreite von 74 nm und 64 nm auf, und das Licht emittierende Element 9 weist ein breiteres Elektrolumineszenzspektrum auf als das Licht emittierende Element 10. Das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 9 weist nicht nur einen Peak bei einer Wellenlänge von 473 nm auf und stellt eine blaue Lichtemission dar, sondern stellt auch eine breite Lichtemission in einem Wellenlängenbereich von Grün dar. Wohingegen bei dem Licht emittierenden Element 10 Licht hauptsächlich von dem Gastmaterial Ir(mpptz-diPrp)₃ emittiert wird.
Als Nächstes wird ein Differenzspektrum, das durch Subtrahieren des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 10 von dem Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 9, das durch die Intensität der Peakwellenlänge des Licht emittierenden Elements 10 normalisiert ist, erhalten wird, in 34 gezeigt. Wie der 34 entnommen werden kann, weist das Licht emittierende Element 9 neben der Lichtemission des Gastmaterials, das durch das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 10 dargestellt wird, eine Lichtemission auf der langen Wellenlängenseite auf. Des Weiteren liegt die Peakwellenlänge der langen Wellenlängenseite bei ungefähr 520 nm. Ferner ist das Intensitätsverhältnis der Lichtemission, die von den Gastmaterial stammt, zu der Lichtemission auf der langen Wellenlängenseite in dem Licht emittierenden Element 9 1:0,15.
Die Kombination von 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃, die in der Licht emittierenden Schicht des Licht emittierenden Elements 9 verwendet wird, bildet, wie später beschrieben wird, einen Exciplex. Somit kann festgehalten werden, dass der Grund hinter dem breiten Spektrum des Licht emittierenden Elements 9 in dem Fakt begründet liegt, dass Lichtemission von dem Exciplex erhalten wird, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird.
Wie der 29 bis 32 und der Tabelle 6 entnommen werden kann, wird das Licht emittierende Element 9 bei einer niedrigeren Spannung angesteuert als das Licht emittierende Element 10. Des Weiteren ist die Leistungseffizienz von dem Licht emittierenden Element 9 hoch. Folglich kann das Licht emittierende Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die die erste organische Verbindung (Ir(mpptz-diPrp)₃) und die zweite organische Verbindung (4,6mCzP2Pm) enthält, bei einer niedrigen Spannung angesteuert werden und eine geringen Stromverbrauch aufweisen.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationsreaktionseigenschaften und Reduktionsreaktionseigenschaften) der vorstehenden Verbindungen wurden durch eine Cyclovoltammetrie-(CV-)Messung gemessen. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde. Des Weiteren kann für die Messergebnisse von PCCP auf das Beispiel 1 verwiesen werden.
Entsprechend den CV-Messergebnissen waren das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von 4,6mCzP2Pm jeweils 0,95 V und –2,06 V.
Außerdem waren das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm, die aus der CV-Messung berechnet wurden, jeweils –5,89 eV und –2,88 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das LUMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm niedrig ist. Des Weiteren war das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von Ir(mpptz-diPrp)₃ jeweils 0,34 V und –2,98 V. Das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃, die aus der CV-Messung berechnet wurden, waren jeweils –5,28 eV und –1,96 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ hoch ist. Des Weiteren waren das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von 35DCzPPy jeweils 0,96 V und –2,56 V. Außerdem waren das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von 35DCzPPy, die aus der CV-Messung berechnet wurden, jeweils –5,90 eV und –2,39 eV.
Wie vorstehend beschrieben, ist das LUMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm niedriger als das LUMO-Niveau von PCCP und das LUMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃, und das HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist höher als das HOMO-Niveau von PCCP und das HOMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm. Somit werden in dem Fall, in dem die Verbindungen, wie bei dem Licht emittierenden Element 9, in einer Licht emittierenden Schicht verwendet werden, Elektronen und Löcher, die als Ladungsträger dienen, effizient von einem Paar von Elektroden in 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ injiziert, so dass 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ einen Exciplex bilden können.
Der Exciplex, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird, weist ferner das LUMO-Niveau in 4,6mCzP2Pm und das HOMO-Niveau in Ir(mpptz-diPrp)₃ auf. Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm und dem HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist 2,40 eV. Dieser Wert gleicht im Wesentlichen der Lichtemissionsenergie in einem breiten Wellenlängenbereich des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 9 in 33 (2,38 eV). Diese Ergebnisse implizieren, dass das Elektrolumineszenzspektrum des Licht emittierenden Elements 9 die Lichtemission von dem Exciplex, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird, und die Lichtemission von Ir(mpptz-diPrp)₃ darstellen. Es sei angemerkt, dass, da die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des Exciplex klein ist, die Lichtemissionsenergie als die Energie des T1-Niveaus des Exciplex aufgefasst werden kann (2,38 eV).
Es sei angemerkt, dass das LUMO-Niveau von 35DCzPPy niedriger als das LUMO-Niveau von PCCP und das LUMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist, und das HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist höher als das HOMO-Niveau von PCCP und das HOMO-Niveau von 35DCzPPy. Somit werden in dem Fall, in dem die Verbindungen, wie bei dem Licht emittierenden Element 10, in einer Licht emittierenden Schicht verwendet werden, Elektronen und Löcher, die als Ladungsträger dienen, effizient von einem Paar von Elektroden in 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ injiziert.
Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau von 35DCzPPy und dem HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist jedoch so groß wie 2,90 eV. Da diese Energiedifferenz größer als die Lichtemissionsenergie ist, die aus der Peakwellenlänge des Elektrolumineszenzspektrums des Licht emittierenden Elements 10, das in 33 gezeigt wird, berechnet wird (2,61 eV), ist die Lichtemission vom angeregten Ir(mpptz-diPrp)₃ energetisch stabiler als die Bildung eines Exciplex durch 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃. Mit anderen Worten: Die Kombination von 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ bildet keinen Exciplex. Die Lichtemission von dem Exciplex, der durch 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird, wird nicht von dem Licht emittierenden Element 10 beobachtet.
<Messung des T1-Niveaus>
Als Nächstes wurden, um die T1-Niveaus der Verbindungen zu erhalten, die in der Licht emittierenden Schicht 130 verwendet werden, die Emissionsspektren von 4,6mCzP2Pm und 35DCzPPy bei einer niedrigen Temperatur (10 K) gemessen. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde. Des Weiteren kann für die Messergebnisse von PCCP auf das Beispiel 1 verwiesen werden. Zeitaufgelöste Emissionsspektren von 4,6mCzP2Pm und 35DCzPPy, die bei einer niedrigen Temperatur gemessen wurden, werden jeweils in 35 und 36 gezeigt.
Wie bei den Messergebnissen der Emissionsspektren gezeigt, weist das Emissionsspektrum von 4,6mCzP2Pm einen Peak (einschließlich einer Schulter) der phosphoreszierenden Komponente auf der kürzesten Wellenlängenseite bei 459 nm auf, und das Emissionsspektrum von 35DCzPPy weist einen Peak (einschließlich einer Schulter) der phosphoreszierenden Komponente auf der kürzesten Wellenlängenseite bei 451 nm auf.
Somit wurden aus den Peakwellenlängen das T1-Niveau von 4,6mCzP2Pm und das T1-Niveau von 35DCzPPy jeweils zu 2,70 eV und 2,75 eV berechnet.
<Absorptionsspektren der Gastmaterialien>
37 zeigt das Messergebnis des Absorptionsspektrums von Ir(mpptz-diPrp)₃, bei dem es sich um ein Gastmaterial handelt, das in den Licht emittierenden Elementen verwendet wird. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde.
Wie in 37 gezeigt, liegt die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(mpptz-diPrp)₃ bei etwa 460 nm. Die Absorptionskante wurde von Daten des Absorptionsspektrums erhalten, und die Übergangsenergie wurde in der Annahme von einem direkten Übergang geschätzt, wodurch festgestellt wurde, dass die Absorptionskante von Ir(mpptz-diPrp)₃ bei 472 nm lag und die Übergangsenergie davon 2,63 eV war. Da Ir(mpptz-diPrp)₃ eine phosphoreszierende Verbindung ist, ist die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite ein Absorptionsband, das auf einem Triplett-MLCT-Übergang beruht. Als ein Ergebnis wurde das T1-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ aus der Absorptionskante zu 2,63 eV berechnet.
Entsprechend den vorstehenden Messergebnissen sind das T1-Niveau von PCCP und das T1-Niveau von 4,6mCzP2Pm höher als das T1-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃, und das T1-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist höher als das Energieniveau des Exciplex, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird (2,38 eV), mit anderen Worten höher als das T1-Niveau des Exciplex. Somit können sowohl die Lichtemission des Exciplex, der durch Ir(mpptz-diPrp)₃ und 4,6mCzP2Pm gebildet wird, als auch die Lichtemission von Ir(mpptz-diPrp)₃ effizient erhalten werden.
Das Energieniveau des Exciplex ist niedriger als die Energiedifferenz (3,67 eV) zwischen dem LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von PCCP und niedriger als die Energiedifferenz (3,01 eV) zwischen den LUMO-Niveau und dem HOMO-Niveau von 4,6mCzP2Pm. Demzufolge kann durch Bildung des Exciplex ein Licht emittierendes Element mit niedriger Ansteuerspannung erhalten werden.
Das T1-Niveau von PCCP und das T1-Niveau von 35DCzPPy sind höher als das T1-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃, und das T1-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃ ist niedriger als die Energiedifferenz (2,90 eV) zwischen dem LUMO-Niveau von 35DCzPPy und dem HOMO-Niveau von Ir(mpptz-diPrp)₃. Somit ist die Lichtemission vom angeregten Ir(mpptz-diPrp)₃ energetisch stabiler als die Bildung eines Exciplex durch 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃. Mit anderen Worten: Die Kombination von 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ bildet keinen Exciplex. Die Lichtemission von dem Exciplex, der durch 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ gebildet wird, wird nicht von dem Licht emittierenden Element 10 beobachtet.
<Zeitaufgelöste Emissionsmessung>
Als Nächstes wurde eine Dünnfilmprobe, die die Kombination der Verbindungen umfasst, die in der vorstehenden Licht emittierenden Schicht verwendet wurden, hergestellt, und dann wurden die transienten Emissionseigenschaften davon unter Verwendung einer zeitaufgelösten Emissionsmessung gemessen.
Als Dünnfilm 1 wurden 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrp)₃ über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 4,6mCzP2Pm:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,125 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
Als Dünnfilm 2 wurden 35DCzPPy und Ir(mpptz-diPrp)₃ über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von 35DCzPPy:Ir(mpptz-diPrp)₃ = 1:0,125 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
Ein Pikosekunden-Fluoreszenzlebensdauer-Messsystem (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) wurde für die Messung verwendet. Bei dieser Messung wurde der Dünnfilm mit einem Impulslaser bestrahlt, und eine Lichtemission des Dünnfilms, die von der Laserbestrahlung abgeschwächt wurde, wurde einer zeitaufgelösten Messung unter Verwendung einer Streak-Kamera unterzogen, um die Lebensdauer der Lichtemission des Dünnfilms zu messen. Ein Stickstoffgaslaser mit einer Wellenlänge von 337 nm wurde als Impulslaser verwendet. Der Dünnfilm wurde mit einem Impulslaser mit einer Impulsbreite von 500 ps bei einer Wiederholrate von 10 Hz bestrahlt. Durch Addieren 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.
38 zeigt die transienten Emissionseigenschaften der Dünnfilme 1 und 2, die durch die Messungen erhalten wurden. Die transienten Emissionseigenschaften des Dünnfilms 2 zeigen ein Abklingen erster Ordnung, das gut zu einer monoexponentiellen Funktion passt. Des Weiteren ist herausgefunden worden, dass die transienten Emissionseigenschaften des Dünnfilms 1 zusätzlich zu einer sofortigen Emissionskomponente eine verzögerte Emissionskomponente umfassen. Mit anderen Worten: Es wurde angedeutet, dass die Lichtemission des Dünnfilms 1 Lichtemission von mindestens zwei Komponenten umfasst.
Als Nächstes zeigt 39 die Emissionsspektren der sofortigen Emissionskomponente und der verzögerten Emissionskomponente des Dünnfilms 1. Das Emissionsspektrum der sofortigen Emissionskomponente ist ein Spektrum, das durch Messung der Emission des Dünnfilms 1 in einem Zeitraum von –0,8 μs bis 0,9 μs erhalten wurde, und das Emissionsspektrum der verzögerten Emissionskomponente ist ein Spektrum, das durch Messung der Emission des Dünnfilms 1 in einem Zeitraum von 0,9 μs bis 44 μs erhalten wurde.
Wie in 39 gezeigt, weisen das Emissionsspektrum der sofortigen Emissionskomponente und das Emissionsspektrum der verzögerten Emissionskomponente des Dünnfilms 1 unterschiedliche Spektrumsformen auf. Wie bei den Emissionsspektren gezeigt, ist die Emissionswellenlänge der Lichtemission der verzögerten Emissionskomponente länger als die Emissionswellenlänge der Lichtemission der sofortigen Emissionskomponente.
Lichtemissionsenergie (2,39 eV), die aus der Peakwellenlänge des Emissionsspektrums der verzögerten Emissionskomponente des Dünnfilms 1 berechnet wurde, gleicht im Wesentlichen der Energie des Exciplex, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrP)₃ gebildet wird. Da der Exciplex eine Funktion zum Emittieren einer thermisch aktivierten verzögerten Fluoreszenz aufweist, kann davon ausgegangen werden, dass die verzögerte Emissionskomponente des Dünnfilms 1 eine Lichtemission auf Grund des Exciplex aufweist, der durch 4,6mCzP2Pm und Ir(mpptz-diPrP)₃ gebildet wird.
Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei dem in diesem Beispiel hergestellten Licht emittierenden Element 9 um ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das die erste organische Verbindung (Ir(mpptz-diPrP)₃) und die zweite organische Verbindung (4,6mCzP2Pm) umfasst, deren Kombination einen Exciplex bildet.
Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element mit hoher Emissionseffizienz bereitgestellt werden. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert. Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ferner ein Licht emittierendes Element mit niedriger Ansteuerspannung und niedrigem Stromverbrauch bereitgestellt werden.
[Beispiel 3]
In diesem Beispiel werden Emissionseigenschaften von Dünnfilmen, die in einem Licht emittierenden Element einer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, beschrieben. Strukturen und Abkürzungen der Verbindungen, die bei diesem Beispiel verwendet werden, werden nachstehend angegeben.
<Herstellung der Dünnfilmproben>
Als Dünnfilm 3 wurden m-MTDATA und Bis[2-methyl-3-(6-tert-butyl-4-pyrimidinyl-κN³)pyridyl-κC](2,4-pentandionato-κ²O,O')iridium(III) (Abkürzung: Ir(tBumpypm)₂(acac)) über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von m-MTDATA:Ir(tBumpypm)₂(acac) = 1:0,01 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
Als Dünnfilm 4 wurden m-MTDATA und Ir(tBumpypm)₂(acac) über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von m-MTDATA:Ir(tBumpypm)₂(acac) = 1:0,25 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
Als Dünnfilm 5 wurden mCP und Ir(tBumpypm)₂(acac) über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von mCP:Ir(tBumpypm)₂(acac) = 1:0,01 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
Als Dünnfilm 6 wurden mCP und Ir(tBumpypm)₂(acac) über einem Quarzsubstrat durch Co-Verdampfung in einem Gewichtsverhältnis von mCP:Ir(tBumpypm)₂(acac) = 1:0,25 in einer Dicke von 50 nm abgeschieden.
<Emissionsspektrum>
Die Emissionsspektren der vorstehend hergestellten Dünnfilme 3 bis 6 wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Emissionsspektren mit einem PL-EL-Messgerät (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) gemessen wurden. Die Messung wurde bei Raumtemperatur (in einer Atmosphäre, die bei 23°C gehalten wurde) durchgeführt. Messergebnisse werden in 40 und 41 gezeigt.
Grüne Lichtemission, die von der phosphoreszierenden Verbindung Ir(tBumpypm)₂(acac) emittiert wird, wurde von dem Dünnfilm 5 und dem Dünnfilm 6 beobachtet. Wohingegen zusätzlich zu der Lichtemission von Ir(tBumpypm)₂(acac) die Lichtemission mit einem breiten Spektrum, das die lange Wellenlängenseite abdeckt, von dem Dünnfilm 3 und dem Dünnfilm 4 beobachtet wurde.
<Zeitaufgelöste Emissionsmessung>
Als Nächstes wurde eine zeitaufgelöste Emissionsmessung an den Dünnfilmen 3 bis 6 vorgenommen. Ein Pikosekunden-Fluoreszenzlebensdauer-Messsystem (hergestellt von Hamamatsu Photonics K.K.) wurde für die Messung verwendet. Das Messverfahren gleicht demjenigen, das beim Beispiel 2 verwendet wurde.
In 42 und 43 werden die gemessenen transienten Emissionseigenschaften der Dünnfilme 3 bis 6 gezeigt.
Die transienten Emissionseigenschaften der Dünnfilme 5 und 6 zeigen Schwächungskurven, die einer monoexponentiellen Funktion nahe kommen. Wohingegen herausgefunden worden ist, dass die transienten Emissionseigenschaften der Dünnfilme 3 und 4 zusätzlich zu einer sofortigen Emissionskomponente eine verzögerte Emissionskomponente umfassen. Mit anderen Worten: Es wurde angedeutet, dass die Lichtemission der Dünnfilme 3 und 4 Lichtemission von mindestens zwei Komponenten umfasst.
<Ergebnisse der CV-Messung>
Die elektrochemischen Eigenschaften (Oxidationsreaktionseigenschaften und Reduktionsreaktionseigenschaften) der vorstehenden Verbindungen wurden durch eine Cyclovoltammetrie-(CV-)Messung gemessen. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde.
Entsprechend den CV-Messergebnissen waren das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von m-MTDATA jeweils 0,04 V und –2,72 V. Außerdem waren das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von m-MTDATA, die aus der CV-Messung berechnet wurden, jeweils –4,98 eV und –2,22 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das HOMO-Niveau von m-MTDATA hoch ist. Des Weiteren war das Oxidationspotential und das Reduktionspotential von Ir(tBumpypm)₂(acac) jeweils 0,91 V und –2,04 V. Das HOMO-Niveau und das LUMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac), die aus der CV-Messung berechnet wurden, waren ferner jeweils –5,85 eV und –2,90 eV. Somit wurde herausgefunden, dass das LUMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) niedrig ist. Das Oxidationspotential von mPC war 0,97 V. Das HOMO-Niveau von mCp, das aus der CV-Messung berechnet wurde, war –5,91 eV. Es sei angemerkt, dass das LUMO-Niveau von mCP vermutlich hoch war, weil das Reduktionspotential von mCP niedrig war und ein Reduktionspeak nicht deutlich beobachtet wurde.
Wie vorstehend beschrieben, ist das LUMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) niedriger als das LUMO-Niveau von m-MTDATA, und das HOMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) ist niedriger als das HOMO-Niveau von m-MTDATA. Somit kann die Kombination von Ir(tBumpypm)₂(acac) und m-MTDATA einen Exciplex bilden.
Der Exciplex, der durch Ir(tBumpypm)₂(acac) und m-MTDATA gebildet wird, weist das LUMO-Niveau in Ir(tBumpypm)₂(acac) und das HOMO-Niveau in m-MTDATA auf. Die Energiedifferenz zwischen dem LUMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) und dem HOMO-Niveau von m-MTDATA ist ferner 2,08 eV. Dieser Wert gleicht im Wesentlichen der Lichtemissionsenergie (2,06 eV), die aus der Peakwellenlänge des Emissionsspektrums des Dünnfilms 4, der in 40 gezeigt wird, berechnet wurde. Diese Ergebnisse implizieren, dass die Emissionsspektren der Dünnfilme 3 und 4 die Lichtemission von dem Exciplex, der durch Ir(tBumpypm)₂(acac) und m-MTDATA gebildet wird, und die Lichtemission von Ir(tBumpypm)₂(acac) darstellen. Es sei angemerkt, dass, da die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des Exciplex klein ist, die Lichtemissionsenergie als die Energie des T1-Niveaus des Exciplex aufgefasst werden kann (2,06 eV).
Es sei angemerkt, dass das HOMO-Niveau von mCP niedriger ist als das HOMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac). Somit bildet die Kombination von mCP und Ir(tBumpypm)₂(acac) keinen Exciplex. Lichtemission von dem Exciplex, der durch mCP und Ir(tBumpypm)₂(acac) gebildet wird, wird nicht von den Dünnfilmen 5 und 6 beobachtet.
<Messung des T1-Niveaus>
Als Nächstes wurde, um die T1-Niveaus der Verbindungen zu erhalten, die in den Dünnfilmen 3 und 4 verwendet wurden, das Emissionsspektrum von m-MTDATA bei einer niedrigen Temperatur gemessen (10 K). Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde. Ein zeitaufgelöstes Emissionsspektrum von m-MTDATA, das bei einer niedrigen Temperatur gemessen wurde, wird in 44 gezeigt.
Wie bei den Messergebnissen des Emissionsspektrums gezeigt, weist das Emissionsspektrum von m-MTDATA einen Peak (einschließlich einer Schulter) der phosphoreszierenden Komponente auf der kürzesten Wellenlängenseite bei 484 nm auf. Somit wurde aus der Peakwellenlänge das T1-Niveau von m-MTDATA zu 2,56 eV berechnet.
<Absorptionsspektren der Gastmaterialien>
45 zeigt die Messergebnisse des Absorptionsspektrums von Ir(tBumpypm)₂(acac), bei dem es sich um das Gastmaterial in den Dünnfilmen 3 und 4 handelt. Es sei angemerkt, dass das Messverfahren demjenigen gleicht, das beim Beispiel 1 verwendet wurde.
Wie in 45 gezeigt, liegt die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite (der längsten Wellenlängenseite) des Absorptionsspektrums von Ir(tBumpypm)₂(acac) bei etwa 490 nm. Die Absorptionskante wurde von Daten des Absorptionsspektrums erhalten, und die Übergangsenergie wurde in der Annahme von einem direkten Übergang geschätzt, wodurch festgestellt wurde, dass die Absorptionskante von Ir(mpptz-diPrp)₃ bei 496 nm lag und die Übergangsenergie davon 2,50 eV war. Da Ir(tBumpypm)₂(acac) eine phosphoreszierende Verbindung ist, ist die Absorptionskante auf der niedrigsten Energieseite ein Absorptionsband, das auf einem Triplett-MLCT-Übergang beruht. Folglich wurde das T1-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) aus der Absorptionskante zu 2,50 eV berechnet.
Entsprechend den vorstehenden Messergebnissen ist das T1-Niveau von m-MTDATA höher als das T1-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac), und das T1-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) ist höher als die Energiedifferenz (2,08 eV) zwischen dem LUMO-Niveau von Ir(tBumpypm)₂(acac) und dem HOMO-Niveau von m-MTDATA oder höher als die Lichtemissionsenergie des Exciplex, der durch Ir(tBumpypm)₂(acac) und m-MTDATA gebildet wird (2,06 eV), mit anderen Worten höher als das T1-Niveau des Exciplex. Somit können sowohl die Lichtemission des Exciplex, der durch Ir(tBumpypm)₂(acac) und m-MTDATA gebildet wird, und die Lichtemission von Ir(tBumpypm)₂(acac) effizient erhalten werden.
Wie vorstehend beschrieben, handelt es sich bei den bei diesem Beispiel hergestellten Dünnfilmen 3 und 4 um Dünnfilme, die die erste organische Verbindung (Ir(tBumpypm)₂(acac)) und die zweite organische Verbindung (m-MTDATA) umfassen, deren Kombination einen Exciplex bildet, und die Filme können auf angemessene Weise auf ein Licht emittierendes Element einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt werden.
Mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Licht emittierendes Element bereitgestellt werden, das Licht in einem breiten Emissionsspektrum emittiert.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2016-086542 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 22. April 2016, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014-45184 [0009]
JP 2016-086542 [0440]

Claims

Licht emittierendes Element, das umfasst: eine Licht emittierende Schicht, die eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung umfasst, wobei ein LUMO-Niveau von einer von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung höher als oder gleich einem LUMO-Niveau von der anderen von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung ist, wobei ein HOMO-Niveau von einer von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung höher als oder gleich einem HOMO-Niveau von der anderen von der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung ist, wobei eine Kombination der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung einen Exciplex bildet, wobei die erste organische Verbindung konfiguriert ist, Triplett-Anregungsenergie in Lichtemission umzuwandeln, wobei ein niedrigstes Triplett-Anregungsniveau der zweiten organischen Verbindung höher als oder gleich einem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung ist, wobei das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung höher als oder gleich einem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau des Exciplex ist, und wobei Lichtemission von der Licht emittierenden Schicht Lichtemission von der ersten organischen Verbindung und Lichtemission von dem Exciplex umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 1, wobei ein Intensitätsverhältnis der Lichtemission von dem Exciplex zu der Lichtemission von der ersten organischen Verbindung im Bereich von 1:9 bis 9:1 liegt.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die Lichtemission von dem Exciplex eine höhere Intensität aufweist als die Lichtemission von der ersten organischen Verbindung.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung Iridium umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 1, wobei die erste organische Verbindung einen Liganden umfasst, der an Iridium koordiniert ist, und wobei der Ligand ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst umfasst.
Anzeigevorrichtung, die umfasst: das Licht emittierende Element nach Anspruch 1; und mindestens eines von einem Farbfilter und einem Transistor.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 6; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: das Licht emittierende Element nach Anspruch 1; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.
Licht emittierendes Element, das umfasst: eine Licht emittierende Schicht, die eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung umfasst, wobei ein LUMO-Niveau der ersten organischen Verbindung höher als oder gleich einem LUMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung ist, wobei ein HOMO-Niveau der ersten organischen Verbindung höher als oder gleich einem HOMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung ist, wobei eine Kombination der ersten organischen Verbindung und der zweiten organischen Verbindung einen Exciplex bildet, wobei die erste organische Verbindung ein metallorganischer Komplex ist, der ein Absorptionsband aufweist, das auf einem Triplett-MLCT-Übergang beruht, wobei ein niedrigstes Triplett-Anregungsniveau der zweiten organischen Verbindung höher als oder gleich einem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung ist, wobei das niedrigste Triplett-Anregungsniveau der ersten organischen Verbindung höher als oder gleich einem niedrigsten Triplett-Anregungsniveau des Exciplex ist, und wobei Lichtemission von der Licht emittierenden Schicht Lichtemission von der ersten organischen Verbindung und Lichtemission von dem Exciplex umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei ein Intensitätsverhältnis der Lichtemission von dem Exciplex zu der Lichtemission von der ersten organischen Verbindung im Bereich von 1:9 bis 9:1 liegt.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die Lichtemission von dem Exciplex eine höhere Intensität aufweist als die Lichtemission von der ersten organischen Verbindung.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die erste organische Verbindung Iridium umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die erste organische Verbindung einen Liganden umfasst, der an Iridium koordiniert ist, und wobei der Ligand ein fünfgliedriges stickstoffhaltiges heterocyclisches Gerüst umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die zweite organische Verbindung konfiguriert ist, ein Elektron zu transportieren.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die zweite organische Verbindung ein π-elektronenarmes heteroaromatisches Gerüst umfasst.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte organische Verbindung umfasst, und wobei ein HOMO-Niveau der dritten organischen Verbindung höher als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung ist.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte organische Verbindung umfasst, wobei ein HOMO-Niveau der dritten organischen Verbindung höher als oder gleich dem HOMO-Niveau der zweiten organischen Verbindung ist, und wobei die dritte organische Verbindung konfiguriert ist, ein Loch zu transportieren.
Licht emittierendes Element nach Anspruch 9, wobei die Licht emittierende Schicht ferner eine dritte organische Verbindung umfasst, und wobei die dritte organische Verbindung ein π-elektronenreiches heteroaromatisches Gerüst und/oder ein aromatisches Amin-Gerüst umfasst.
Anzeigevorrichtung, die umfasst: das Licht emittierende Element nach Anspruch 9; und mindestens eines von einem Farbfilter und einem Transistor.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Anzeigevorrichtung nach Anspruch 19; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: das Licht emittierende Element nach Anspruch 9; und mindestens eines von einem Gehäuse und einem Berührungssensor.