DE102020115542A1

DE102020115542A1 - Licht emittierende Vorrichtung, Licht emittierende Einrichtung, elektronisches Gerät und Beleuchtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020115542A1
Application number: DE102020115542.5A
Authority: DE
Inventors: Yuta Kawano; Hiromitsu KIDO; Toshiki Sasaki; Tomoya Yamaguchi; Hideko YOSHIZUMI; Satoshi Seo
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2020-12-17
Also published as: US20200395555A1; US11450820B2; CN111628097A; JP2020205412A; TW202104234A; KR20200143279A

Abstract

Eine Licht emittierende Vorrichtung wird bereitgestellt, die nicht nur eine Licht emittierende Schicht beinhaltet, bei der die Energie effizient von einem Wirtsmaterial auf ein Gastmaterial übertragen wird, sondern auch eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung enthält die Licht emittierende Schicht eine organische Verbindung mit einem spezifischen Naphthofuropyrazin-Gerüst als Wirtsmaterial und eine Licht emittierende Substanz (z. B. einen metallorganischen Komplex), deren T1-Niveau (TG) innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, als Gastmaterial, wodurch nicht nur die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial, sondern auch die Zuverlässigkeit erhöht werden.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Licht emittierende Vorrichtung, eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Beleuchtungsvorrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Das heißt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Gegenstand, ein Verfahren, ein Herstellungsverfahren oder ein Betriebsverfahren betrifft. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, ein Erzeugnis oder eine Zusammensetzung.
Beschreibung des Standes der Technik
Eine Licht emittierende Vorrichtung (auch als organische EL-Vorrichtung oder als organisches EL-Element bezeichnet), die eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden beinhaltet, nutzt eine Elektrolumineszenz (EL) und weist Eigenschaften auf, wie z. B. Dünnheit, Leichtigkeit, eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit auf eingegebene Signale und einen geringen Stromverbrauch. Daher hat eine Anzeige, die eine derartige Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, als Flachbildschirmanzeige der nächsten Generation Aufmerksamkeit auf sich gezogen.
Bei einer Licht emittierenden Vorrichtung bewirkt eine Spannung, die zwischen dem Paar von Elektroden angelegt wird, eine Rekombination von Elektronen und Löchern, welche von den Elektroden injiziert werden, in der EL-Schicht, was eine Licht emittierende Substanz (eine organische Verbindung), die in der EL-Schicht enthalten ist, in einen Anregungszustand versetzt. Licht wird emittiert, wenn die Licht emittierende Substanz von dem Anregungszustand in den Grundzustand zurückkehrt. Bei dem Anregungszustand kann es sich um einen Singulett-Anregungszustand (S*) und einen Triplett-Anregungszustand (T*) handeln. Eine Lichtemission von einem Singulett-Anregungszustand wird als Fluoreszenz bezeichnet, und eine Lichtemission von einem Triplett-Anregungszustand wird als Phosphoreszenz bezeichnet. Es wird davon ausgegangen, dass das statistische Erzeugungsverhältnis dieser bei der Licht emittierenden Vorrichtung S*:T* = 1:3 ist. Da das Spektrum des von einer Licht emittierenden Substanz emittierten Lichts von der Licht emittierenden Substanz abhängt, können durch Verwendung unterschiedlicher Arten von organischen Verbindungen als Licht emittierende Substanzen Licht emittierende Vorrichtungen erhalten werden, die verschiedene Farben aufweisen.
Beispielsweise sind die Verbesserung der Vorrichtungsstruktur und die Entwicklung eines Materials von derartigen Licht emittierenden Vorrichtungen aktiv durchgeführt worden, damit die Vorrichtungseigenschaften und Zuverlässigkeit verbessert werden können (siehe beispielsweise Patentdokument 1).
[Referenz]
[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2017-188671
Zusammenfassung der Erfindung
Um die Vorrichtungseigenschaften und Zuverlässigkeit zu verbessern, ist es wichtig, unter Berücksichtigung des Mechanismus der Energieübertragung zwischen einem Wirtsmaterial und einem Gastmaterial in einer Licht emittierenden Schicht einer Licht emittierenden Vorrichtung die Beschädigung infolge des Betriebs der Vorrichtung zu verringern.
In Anbetracht des Vorstehenden stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Licht emittierende Vorrichtung bereit, die nicht nur eine Licht emittierende Schicht beinhaltet, bei der die Effizienz der Energieübertragung von einem Wirtsmaterial auf ein Gastmaterial erhöht wird, sondern auch eine hohe Zuverlässigkeit aufweist. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Licht emittierende Vorrichtung bereit, die eine Licht emittierende Schicht beinhaltet, bei der die Effizienz der Energieübertragung von einem Wirtsmaterial auf ein Gastmaterial erhöht wird. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt eine Licht emittierende Vorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit bereit.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Aufgaben dem Vorhandensein weiterer Aufgaben nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erfüllt nicht notwendigerweise sämtliche dieser Aufgaben. Weitere Aufgaben werden aus den Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine Licht emittierende Schicht einer Licht emittierenden Vorrichtung eine organische Verbindung mit einem spezifischen Naphthofuropyrazin-Gerüst als Wirtsmaterial und eine Licht emittierende Substanz (z. B. einen metallorganischen Komplex), deren T1-Niveau (T_G) innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt, als Gastmaterial, wodurch nicht nur die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial, sondern auch die Zuverlässigkeit erhöht werden.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden beinhaltet und bei der die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst. Die Licht emittierende Schicht enthält eine organische Verbindung mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst und eine phosphoreszierende Substanz. Das T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) ist niedriger als oder gleich 2,5 eV. Es sei angemerkt, dass T_G das T1-Niveau darstellt, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektrode beinhaltet und bei der die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst. Die Licht emittierende Schicht enthält eine organische Verbindung mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst und einen metallorganischen Komplex mit einem Diazin-Gerüst.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen ist das Diazin-Gerüst vorzugweise ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyrimidin-Gerüst.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden beinhaltet und bei der die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst. Die Licht emittierende Schicht enthält eine erste organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, und eine phosphoreszierende Substanz. Das T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) ist niedriger als oder gleich 2,5 eV. Es sei angemerkt, dass T_G das T1-Niveau darstellt, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird.
In der Formel stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar, stellt A eine Gruppe mit einem Molekulargewicht von weniger als oder gleich 1000 dar, und stellen R¹ bis R⁶ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen dar.
Bei jeder der vorstehenden Strukturen erfüllt eine Differenz zwischen dem T1-Niveau der organischen Verbindung (7_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) vorzugsweise die nachstehend gezeigte Formel (1). Es sei angemerkt, dass T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird, und dass T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Verbindung abgeleitet wird.
[Formel 1] $0. 1 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
Bei jeder der vorstehenden Strukturen erfüllt eine Differenz zwischen dem T1-Niveau der organischen Verbindung (7_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) ferner vorzugsweise die nachstehend gezeigte Formel (2). Es sei angemerkt, dass T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird, und dass T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Verbindung abgeleitet wird.
[Formel 2] $0. 2 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
Zusätzlich zu einer Licht emittierenden Einrichtung, die die oben beschriebene Licht emittierende Vorrichtung beinhaltet, umfasst eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in ihrer Kategorie ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung beinhaltet (insbesondere ein elektronisches Gerät, das eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung sowie einen Verbindungsanschluss oder eine Bedienungstaste beinhaltet), und eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Einrichtung beinhaltet (insbesondere eine Beleuchtungsvorrichtung, die eine Licht emittierende Vorrichtung oder eine Licht emittierende Vorrichtung sowie ein Gehäuse beinhaltet). Die Licht emittierende Vorrichtung in dieser Beschreibung bezeichnet demzufolge eine Bildanzeigevorrichtung oder eine Lichtquelle (einschließlich einer Beleuchtungsvorrichtung). Zusätzlich umfasst eine Licht emittierende Einrichtung in ihrer Kategorie ein Modul, bei dem eine Licht emittierende Einrichtung mit einem Verbinder, wie z. B. einer flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit, FPC) oder einem Tape Carrier Package (TCP), verbunden ist, ein Modul, bei dem eine gedruckte Leiterplatte am Ende eines TCP bereitgestellt ist, und ein Modul, bei dem eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) durch ein Chipon-Glass- (COG-) Verfahren direkt an einer Licht emittierenden Vorrichtung montiert ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Vorrichtung bereitstellen, die nicht nur eine Licht emittierende Schicht beinhaltet, bei der die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial erhöht wird, sondern auch eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung bereitstellen, die jeweils eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Licht emittierende Einrichtung, ein elektronisches Gerät und eine Anzeigevorrichtung bereitstellen, die jeweils einen geringen Stromverbrauch aufweisen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht alle oben angegebenen Wirkungen aufweisen. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, der Zeichnungen, der Patentansprüche und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden. Eine neuartige Licht emittierende Vorrichtung mit erhöhter Zuverlässigkeit kann bereitgestellt werden.
Figurenliste

1A und 1B stellen jeweils eine Struktur einer Licht emittierenden Vorrichtung dar.
2A bis 2C stellen Licht emittierende Einrichtungen dar.
3A und 3B sind eine Draufsicht bzw. eine Querschnittsansicht, die eine Licht emittierende Einrichtung darstellen.
4A stellt einen tragbaren Computer dar, 4B stellt eine tragbare Bildwiedergabevorrichtung dar, 4C stellt eine Digitalkamera dar, 4D stellt ein tragbares Informationsendgerät dar, 4E stellt ein tragbares Informationsendgerät dar, 4F stellt ein Fernsehgerät dar, und 4G stellt ein tragbares Informationsendgerät dar.
5A bis 5C stellen ein elektronisches Gerät dar.
6A und 6B stellen ein Fahrzeug dar.
7A und 7B stellen jeweils eine Beleuchtungsvorrichtung dar.
8 stellt eine Licht emittierende Vorrichtung dar.
9 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 1 und einer Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
10 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
11 ist ein Diagramm, das Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
12 ist ein Diagramm, das Strom-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
13 ist ein Diagramm, das Emissionsspektren der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
14 ist ein Diagramm, das die Zuverlässigkeit der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 zeigt.
15 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Stromdichte-Eigenschaften einer Licht emittierenden Vorrichtung 3 zeigt.
16 ist ein Diagramm, das Leuchtdichte-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 3 zeigt.
17 ist ein Diagramm, das Stromeffizienz-Leuchtdichte-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 3 zeigt.
18 ist ein Diagramm, das Strom-Spannungs-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 3 zeigt.
19 ist ein Diagramm, das ein Emissionsspektrum der Licht emittierenden Vorrichtung 3 zeigt.
20 ist ein ¹H-NMR-Diagramm von 8mDBtBPNfpr(II).
21A zeigt ein Absorptionsspektrum von [lr(dppm)₂(acac)] und 21B ist eine vergrößerte Ansicht einer Absorptionskante und deren Umgebung des Absorptionsspektrums von [lr(dppm)₂(acac)].
22A zeigt ein Phosphoreszenzspektrum von 8mDBtBPNfpr(II) und 22B ist eine vergrößerte Ansicht einer Emissionskante und deren Umgebung des Phosphoreszenzspektrums von 8mDBtBPNfpr(II).
23A zeigt ein Absorptionsspektrum von [lr(ppy)₂(mdppy)] und 23B ist eine vergrößerte Ansicht einer Absorptionskante und deren Umgebung des Absorptionsspektrums von [Ir(ppy)₂(mdppy)].

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen und Beispiele einer Licht emittierenden Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die folgende Beschreibung beschränkt ist; die Arten und Details der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibung der folgenden Ausführungsformen beschränkt angesehen werden.
Es sei angemerkt, dass die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder Komponente, die in Zeichnungen und dergleichen dargestellt wird, in einigen Fällen zum leichten Verständnis nicht genau dargestellt wird. Die offenbarte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen beschränkt, welche in den Zeichnungen und dergleichen offenbart wird.
Bei der Erläuterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in dieser Beschreibung und dergleichen sind gleiche Komponenten in unterschiedlichen Zeichnungen mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform werden Licht emittierende Vorrichtungen von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anhand von 1A und 1B beschrieben. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierenden Vorrichtungen jeweils eine Struktur aufweisen, bei der eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden positioniert ist. Die EL-Schicht umfasst mindestens eine Licht emittierende Schicht und kann je nach Bedarf Funktionsschichten, wie z. B. eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht und eine Elektroneninjektionsschicht, umfassen.
Die Licht emittierende Schicht ist eine Schicht, die eine Licht emittierende Substanz (ein Gastmaterial) und auch ein Wirtsmaterial enthält. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Schicht eine Vielzahl von organischen Verbindungen (z. B. eine erste organische Verbindung und eine zweite organische Verbindung (oder ein Wirtsmaterial und ein Hilfsmaterial)), die als Wirtsmaterialien dienen, enthalten kann.
Eine Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung wird erhalten, wenn in der Licht emittierenden Schicht die Energie von dem Wirtsmaterial in einem Anregungszustand, der durch Rekombination von Ladungsträgern (Löchern und Elektronen) erzeugt wird, auf das Gastmaterial übertragen wird und das Gastmaterial Licht emittiert. Bei der Licht emittierenden Vorrichtung, die bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, wird eine organische Verbindung mit einem spezifischen Naphthofuropyrazin-Gerüst, vorzugsweise mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst, als Wirtsmaterial verwendet, und wird eine Licht emittierende Substanz (z. B. ein metallorganischer Komplex), deren T1-Niveau in einem bestimmten Bereich, bevorzugt niedriger als oder gleich 2,5 eV, ist, als Gastmaterial verwendet. Folglich kann die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial in dem Anregungszustand auf das Gastmaterial erhöht werden.
«Struktur von Licht emittierenden Vorrichtungen»
1A und 1B stellen jeweils ein Beispiel für eine Licht emittierende Vorrichtung dar, die zwischen einem Paar von Elektroden eine EL-Schicht mit einer Licht emittierenden Schicht beinhaltet. Insbesondere wird eine EL-Schicht 103 zwischen einer ersten Elektrode 101 und einer zweiten Elektrode 102 bereitgestellt. In dem Fall, in dem beispielsweise die erste Elektrode 101 eine Anode ist, weist die EL-Schicht 103 eine Struktur auf, bei der eine Lochinjektionsschicht 111, eine Lochtransportschicht 112, eine Licht emittierende Schicht 113, eine Elektronentransportschicht 114 und eine Elektroneninjektionsschicht 115 in dieser Reihenfolge als Funktionsschichten angeordnet sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen auch Licht emittierende Vorrichtungen mit anderen Strukturen, wie z. B. eine Licht emittierende Vorrichtung, die bei niedriger Spannung durch eine Struktur (eine Tandem-Struktur) betrieben werden kann, bei der eine Vielzahl von EL-Schichten zwischen einem Paar von Elektroden bereitgestellt wird und eine Ladungserzeugungsschicht zwischen den EL-Schichten bereitgestellt wird, und eine Licht emittierende Vorrichtung, die eine optische Mikroresonator-(Mikrokavitäts- bzw. microcavity-) Struktur zwischen einem Paar von Elektroden aufweist und daher verbesserte optische Eigenschaften aufweist. Die Ladungserzeugungsschicht weist eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in eine der benachbarten EL-Schichten und Injizieren von Löchern in die andere der EL-Schichten auf, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode 101 und der zweiten Elektrode 102 angelegt wird.
Die erste Elektrode 101 und/oder die zweite Elektrode 102 der Licht emittierenden Vorrichtung sind/ist eine lichtdurchlässige Elektrode (z. B. eine durchsichtige Elektrode oder eine transflektive Elektrode). In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine durchsichtige Elektrode handelt, weist die durchsichtige Elektrode eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von höher als oder gleich 40 % auf. In dem Fall, in dem es sich bei der lichtdurchlässigen Elektrode um eine transflektive Elektrode handelt, weist die transflektive Elektrode einen Reflexionsgrad für sichtbares Licht von höher als oder gleich 20 % und niedriger als oder gleich 80 %, bevorzugt höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 70 % auf. Diese Elektroden weisen vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
Des Weiteren ist dann, wenn bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung entweder die erste Elektrode 101 oder die zweite Elektrode 102 eine reflektierende Elektrode ist, der Reflexionsgrad für sichtbares Licht der reflektierenden Elektrode höher als oder gleich 40 % und niedriger als oder gleich 100 %, bevorzugt höher als oder gleich 70 % und niedriger als oder gleich 100 %. Diese Elektrode weist vorzugsweise einen spezifischen Widerstand von 1 × 10^-2 Ωcm oder weniger auf.
<Erste Elektrode und zweite Elektrode>
Als Materialien, die für die erste Elektrode 101 und die zweite Elektrode 102 verwendet werden, können beliebige der folgenden Materialien in einer geeigneten Kombination verwendet werden, solange die vorstehend beschriebenen Funktionen der Elektroden erfüllt werden können. Beispielsweise können ein Metall, eine Legierung, eine elektrisch leitende Verbindung, eine Mischung dieser und dergleichen in geeigneter Weise verwendet werden. Insbesondere kann ein In-Sn-Oxid (auch als ITO bezeichnet), ein In-Si-Sn-Oxid (auch als ITSO bezeichnet), ein In-Zn-Oxid, ein In-W-Zn-Oxid oder dergleichen verwendet werden. Außerdem ist es möglich, ein Metall, wie z. B. Aluminium (AI), Titan (Ti), Chrom (Cr), Mangan (Mn), Eisen (Fe), Kobalt (Co), Nickel (Ni), Kupfer (Cu), Gallium (Ga), Zink (Zn), Indium (In), Zinn (Sn), Molybdän (Mo), Tantal (Ta), Wolfram (W), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Silber (Ag), Yttrium (Y) oder Neodym (Nd), oder eine Legierung zu verwenden, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Metalle enthält. Es ist auch möglich, ein Element der Gruppe 1 oder ein Element der Gruppe 2 des Periodensystems, das nicht vorstehend beschrieben worden ist (z. B. Lithium (Li), Cäsium (Cs), Calcium (Ca) oder Strontium (Sr)), ein Seltenerdmetall, wie z. B. Europium (Eu) oder Ytterbium (Yb), eine Legierung, die eine geeignete Kombination aus beliebigen dieser Elemente enthält, Graphen oder dergleichen zu verwenden.
Für die Herstellung dieser Elektroden kann ein Sputterverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren verwendet werden.
< Lochinjektionsschicht>
Die Lochinjektionsschicht 111 fördert eine Lochinjektion von der als Anode dienenden ersten Elektrode 101 in die EL-Schicht 103 und enthält ein organisches Akzeptormaterial und ein Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft.
Das organische Akzeptormaterial ermöglicht, dass Löcher in einer anderen organischen Verbindung erzeugt werden, deren HOMO-Niveau nahe dem LUMO-Niveau des organischen Akzeptormaterials liegt, wenn eine Ladungstrennung zwischen dem organischen Akzeptormaterial und der organischen Verbindung verursacht wird. Daher kann als organisches Akzeptormaterial eine Verbindung mit einer elektronenziehenden Gruppe (einer Halogen-Gruppe oder einer Cyano-Gruppe), wie z. B. ein Chinodimethan-Derivat, ein Chloranil-Derivat und ein Hexaazatriphenylen-Derivat, verwendet werden. Beispiele für das organische Akzeptormaterial sind 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F₄-TCNQ), 3,6-Difluor-2,5,7,7,8,8-hexacyanochinodimethan, Chloranil, 2,3,6,7,10,11-Hexacyano-1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylen (Abkürzung: HAT-CN), 1,3,4,5,7,8-Hexafluortetracyanonaphthochinodimethan (Abkürzung: F6-TCNNQ), 2-(7-Dicyanomethylen-1,3,4,5,6,8,9,10-octafluor-7H-pyren-2-yliden)malononitril und dergleichen.
Es sei angemerkt, dass unter organischen Akzeptormaterialien eine Verbindung, in der elektronenziehende Gruppen an einen kondensierten aromatischen Ring mit einer Vielzahl von Heteroatomen gebunden werden, wie z. B. HAT-CN, besonders bevorzugt wird, da sie thermisch stabil ist. Ein [3]Radialen-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe (insbesondere einer Cyano-Gruppe oder einer Halogen-Gruppe, wie z. B. einer Fluor-Gruppe), das eine hohe Akzeptoreigenschaft und eine stabile Filmqualität gegen Hitze aufweist, wird besonders bevorzugt. Zusätzlich wird ein [3]Radialen-Derivat, das eine sehr hohe Elektronenakzeptoreigenschaft aufweist, wird bevorzugt; spezifische Beispiele sind α, α', α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[4-cyan-2,3,5,6-tetrafluorbenzolacetonitril], α, α', α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,6-dichlor-3,5-difluor-4-(trifluormethyl)benzolacetonitril], α, α', α''-1,2,3-Cyclopropantriylidentris[2,3,4,5,6-pentafluorbenzolacetonitril] und dergleichen.
Beispiele für das Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft sind Übergangsmetalloxide, wie z. B. ein Molybdänoxid, ein Vanadiumoxid, ein Rutheniumoxid, ein Wolframoxid und ein Manganoxid. Weitere Beispiele sind auf Phthalocyanin basierende Verbindungen, wie z. B. Phthalocyanin (Abkürzung: H₂Pc) und Kupferphthalocyanin (Abkürzung: CuPc), und dergleichen.
Weitere Beispiele sind aromatische Aminverbindungen, die niedermolekulare Verbindungen sind, wie z. B. 4, 4', 4''-Tris(N,N-diphenylamino)triphenylamin (Abkürzung: TDATA), 4, 4', 4''-Tris[N-(3-methylphenyl)-N-phenylamino]triphenylamin (Abkürzung: MTDATA), 4, 4'-Bis[/V-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: DPAB), 4,4'-Bis(N-{4-[N'-(3-methylphenyl)-N'-phenylamino]phenyl}-N-phenylamino)biphenyl (Abkürzung: DNTPD), 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B), 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)am ino]-9-phenylcarbazol (Abkürzung: PCzPCN1) und dergleichen.
Weitere Beispiele sind hochmolekulare Verbindungen (z. B. Oligomere, Dendrimere und Polymere), 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), Poly[N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidin] (Abkürzung: Poly-TPD) und dergleichen. Alternativ kann eine hochmolekulare Verbindung, der eine Säure zugesetzt ist, verwendet werden, wie z. B. Poly(3,4-ethylendioxythiophen)/Poly(styrolsulfonsäure) (Abkürzung: PEDOT/PSS) oder Polyanilin/Poly(styrolsulfonsäure) (Abkürzung: PAni/PSS).
Alternativ kann als Material mit einer hohen Lochinjektionseigenschaft ein Verbundmaterial, das ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (ein Elektronenakzeptormaterial) enthält, verwendet werden. In diesem Fall extrahiert das Akzeptormaterial Elektronen von dem Lochtransportmaterial, so dass Löcher in der Lochinjektionsschicht 111 erzeugt werden und die Löcher durch die Lochtransportschicht 112 in die Licht emittierenden Schicht 113 injiziert werden. Es sei angemerkt, dass die Lochinjektionsschicht 111 derart ausgebildet werden kann, dass sie eine einschichtige Struktur unter Verwendung eines Verbundmaterials, das ein Lochtransportmaterial und ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, oder eine mehrschichtige Struktur aus einer Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält, und einer Schicht, die ein Akzeptormaterial (Elektronenakzeptormaterial) enthält, aufweist.
Als Lochtransportmaterial wird vorzugsweise eine Substanz, die eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²Ns in dem Fall aufweist, in dem die Quadratwurzel der Intensität des elektrischen Feldes [V/cm] 600 ist, verwendet. Es sei angemerkt, dass andere Substanzen verwendet werden können, solange die Substanzen eine Lochtransporteigenschaft aufweisen, die höher ist als eine Elektronentransporteigenschaft.
Als Lochtransportmaterial werden Materialien mit einer hohen Lochtransporteigenschaft, wie z. B. eine π-elektronenreiche heteroaromatische Verbindung (z. B. ein Carbazol-Derivat und ein Furan-Derivat) und ein aromatisches Amin (eine Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst), bevorzugt.
Beispiele für das vorstehende Carbazol-Derivat (eine Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst) umfassen ein Bicarbazol-Derivat (z. B. ein 3,3'-Bicarbazol-Derivat) und ein aromatisches Amin mit einer Carbazolyl-Gruppe.
Spezifische Beispiele für das Bicarbazol-Derivat (z. B. ein 3,3'-Bicarbazol-Derivat) sind 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), 9,9'-Bis(1,1'-biphenyl-4-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol, 9,9'-Bis(1,1'-biphenyl-3-yl)-3,3'-bi-9H-carbazol, 9-(1,1'-Biphenyl-3-yl)-9'-(1,1'-biphenyl-4-yl)-9H,9'H-3,3'bicarbazol (Abkürzung: mBPCCBP), 9-(2-Naphthyl)-9'-phenyl-9H,9'H-3,3'bicarbazol (Abkürzung: βNCCP) und dergleichen.
Spezifische Beispiele für das vorstehende aromatische Amin mit einer Carbazolyl-Gruppe umfassen 4-Phenyl-4'-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBA1BP), 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), 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), 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), 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), 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), 2-[N-(9-Phenylcarbazol-3-yl)-N-phenylamino]spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: PCASF), N-[4-(9H-Carbazol-9-yl)phenyl]-N-(4-phenyl)phenylanilin (Abkürzung: YGA1BP), N, N'-Bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-N,N'-diphenyl-9,9-dimethylfluoren-2,7-diamin (Abkürzung: YGA2F) und 4,4',4''-Tris(carbazol-9-yl)triphenylamin (Abkürzung: TCTA).
Weitere Beispiele für das Carbazol-Derivat (die Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst) umfassen 3-[4-(9-Phenanthryl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPPn), 3-[4-(1-Naphthyl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP), 1,3,5-Tris[4-(N-carbazolyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TCPB) und 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA).
Spezifische Beispiele für das vorstehende Furan-Derivat (die Verbindung mit einem Furan-Gerüst) umfassen Verbindungen mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) und 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) und 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II).
Spezifische Beispiele für das vorstehende aromatische Amin (die Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst) umfassen 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'-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]-9/-/-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), 2,7-Bis[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]-spiro-9,9'-bifluoren (Abkürzung: DPA2SF), 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), 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) und 1,3,5-Tris[N-(4-diphenylaminophenyl)-N-phenylamino]benzol (Abkürzung: DPA3B).
Weitere Beispiele für die Lochtransportmaterialien sind 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).
Es sei angemerkt, dass das Lochtransportmaterial nicht auf die vorstehenden Beispiele beschränkt ist und ein beliebiges verschiedener bekannter Materialien allein oder in Kombination als Lochtransportmaterial verwendet werden kann.
Als Akzeptormaterial für die Lochinjektionsschicht 111 kann ein Oxid eines Metalls, das zu einer der Gruppen 4 bis 8 des Periodensystems gehört, verwendet werden. Spezifische Beispiele umfassen Molybdänoxid, Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid. Unter diesen Oxiden wird Molybdänoxid besonders bevorzugt, da es an der Luft stabil ist, eine geringe hygroskopische Eigenschaft aufweist und leicht zu handhaben ist. Es ist auch möglich, ein beliebiges der vorstehenden organischen Akzeptormaterialien zu verwenden.
Die Lochinjektionsschicht 111 kann durch ein beliebiges der bekannten Filmausbildungsverfahren, wie z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren, ausgebildet werden.
<Lochtransportschicht>
Die Lochtransportschicht 112 transportiert Löcher, die von der ersten Elektrode 101 durch die Lochinjektionsschicht 111 injiziert werden, zu der Licht emittierenden Schicht 113. Die Lochtransportschicht 112 enthält ein Lochtransportmaterial. Daher kann die Lochtransportschicht 112 unter Verwendung eines Lochtransportmaterials ausgebildet werden, das als Lochtransportmaterial vorstehend beschrieben worden ist, das für die Lochinjektionsschicht 111 verwendet werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die gleiche organische Verbindung wie diejenige für die Lochtransportschicht 112 für die Licht emittierende Schicht 113 verwendet werden kann. Die Verwendung der gleichen organischen Verbindungen für die Lochtransportschicht 112 und die Licht emittierende Schicht 113 ermöglicht, dass Löcher effizient von der Lochtransportschicht 112 zu der Licht emittierenden Schicht 113 transportiert werden.
<Licht emittierende Schicht>
Die Licht emittierende Schicht 113 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Licht emittierende Substanz (Gastmaterial) und eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (Wirtsmaterial), in denen die Licht emittierende Substanz dispergiert wird. Insbesondere enthält die Licht emittierende Schicht 113 der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bevorzugt eine organische Verbindung mit einem spezifischen Naphthofuropyrazin-Gerüst (stärker bevorzugt einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst) als Wirtsmaterial und eine phosphoreszierende Substanz (z. B. einen metallorganischen Komplex mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst)), deren T1-Niveau (durch T_G dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus einer Absorptionskante des Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird) in einem bestimmten Bereich liegt (bevorzugt niedriger als oder gleich 2,5 eV ist), als Gastmaterial. Audßerdem erfüllt eine Differenz (7_H-7_G) zwischen dem T1-Niveau des Gastmaterials (T_G) und dem T1-Niveau des Wirtsmaterials (durch T_H dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus der Emissionskante auf der kurzen Wellenlängenseite des Phosphoreszenzspektrums der organischen Verbindung abgeleitet wird) in der Licht emittierenden Schicht 113 bevorzugt die nachstehend gezeigte Formel (1). Dies basiert auf der Entdeckung von den Erfindern der vorliegenden Erfindung, dass, obwohl das T1-Niveau des Wirtsmaterials (7_H) höher als das T1-Niveau des Gastmaterials (T_G) um mindestens einen bestimmten Wert sein muss, um sowohl eine genügende Effizienz als auch eine genügende Lebensdauer zu erhalten, das zu hohe T1-Niveau (T_H) häufig die Lebensdauer verschlechtert. Es sei angemerkt, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Gesichtspunkt aufweist, der sich von dem herkömmlichen Gesichtspunkt unterscheidet, dass das T1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise so hoch wie möglich ist. Aus diesem Gesichtspunkt ist die T_H-T_G vorzugsweise niedriger als oder gleich 0,3 eV
[Formel 3] $0. 1 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
Die Differenz zwischen dem T1-Niveau des Gastmaterials (T_G) und dem T1-Niveau des Wirtsmaterials (durch T_H dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus der Emissionskante auf der kurzen Wellenlängenseite des Phosphoreszenzspektrums der organischen Verbindung abgeleitet wird) in der Licht emittierenden Schicht 113 erfüllt stärker bevorzugt die nachstehend gezeigte Formel (2).
[Formel 4] $0. 2 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
Mit der Licht emittierenden Schicht 113 mit einer derartigen Struktur kann die Effizienz der Energieübertragung von dem Wirtsmaterial auf das Gastmaterial hoch sein und die Licht emittierende Vorrichtung kann sehr zuverlässig sein.
Als vorstehendes T1-Niveau des Wirtsmaterials (7_H) wird der Wert verwendet, der aus der Emissionskante auf der kurzen Wellenlängenseite des Phosphoreszenzspektrums (Onset des Spektrums) des Wirtsmaterials erhalten wird. Die Emissionskante eines Phosphoreszenzspektrums ist die Wellenlänge an dem Schnittpunkt der horizontalen Achse und einer Tangente, die zu der Kurve auf der kurzen Wellenlängenseite bei ungefähr der Hälfte eines Peaks auf der kürzesten Wellenlängenseite gezogen wird. Aus diesem Wert kann das T1-Niveau des Wirtsmaterials (7_H) erhalten werden.
Das vorstehende T1-Niveau des Gastmaterials (T_G) kann aus der Absorptionskante des Absorptionsspektrums des Gastmaterials erhalten werden. Die Absorptionskante eines Absorptionsspektrums ist die Wellenlänge an dem Schnittpunkt der horizontalen Achse und einer Tangente, die zu der Kurve auf der längsten Wellenlängenseite des Absorptionsspektrums bei ungefähr der Hälfte eines Peaks oder eines Schulter-Peaks auf der längsten Wellenlängenseite gezogen wird. Aus diesem Wert kann das T1-Niveau des Gastmaterials (T_G) erhalten werden.
Als Licht emittierende Substanz (Gastmaterial), die für die Licht emittierende Schicht 113 verwendet werden kann, kann eine Substanz, die eine Fluoreszenz emittiert (eine fluoreszierende Substanz), eine Substanz, die eine Phosphoreszenz emittiert (eine phosphoreszierende Substanz), eine Substanz, die eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz emittiert (ein thermisch aktiviertes, verzögert fluoreszierendes (TADF-) Material), andere Licht emittierende Substanzen oder dergleichen verwendet werden. Es sei angemerkt, dass, wie oben beschrieben, bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Licht emittierende Substanz (z. B. ein organischer Komplex mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst)), deren T1-Niveau (T_G) in einem bestimmten Bereich liegt (bevorzugt niedriger als oder gleich 2,5 eV ist), besonders vorzugsweise verwendet wird. Alternativ kann eine Substanz, deren Emissionsfarbe Blau, Violett, Blauviolett, Grün, Gelbgrün, Gelb, Orange, Rot oder dergleichen ist, in geeigneter Weise verwendet werden. Alternativ kann die Licht emittierende Schicht 113 eine Vielzahl von Licht emittierenden Schichten umfassen, die unterschiedliche Licht emittierende Substanzen enthalten, um unterschiedliche Emissionsfarben aufzuweisen (beispielsweise können komplementäre Emissionsfarben kombiniert werden, um eine weiße Lichtemission zu erhalten). Alternativ kann eine Licht emittierende Schicht eine Vielzahl von unterschiedlichen Licht emittierenden Substanzen enthalten.
Als eine oder mehrere Arten von organischen Verbindungen (z. B. Wirtsmaterialien) können, zusätzlich zu Elektronentransportmaterialien und Lochtransportmaterialien, verschiedene Ladungsträgertransportmaterialien, wie z. B. das oben beschriebene TADF-Material, verwendet werden. Als Wirtsmaterial kann ein Lochtransportmaterial, das für die oben beschriebene Lochtransportschicht 112 verwendet werden kann, ein Elektronentransportmaterial, das für die nachstehend zu beschreibende Elektronentransportschicht 114 verwendet werden kann, oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können beispielsweise eine oder mehrere Arten von Materialien, die angemessen aus den in dieser Beschreibung beschriebenen Materialien oder bekannten Materialien ausgewählt werden, als Lochtransportmaterialien, Elektronentransportmaterialien oder dergleichen verwendet werden.
Beispiele für die fluoreszierende Substanz, die als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, sind wie folgt. Es können auch andere fluoreszierende Substanzen verwendet werden.
Die Beispiele umfassen 5,6-Bis[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAP2BPy), 5,6-Bis[4'-(10-phenyl-9-anthryl)biphenyl-4-yl]-2,2'-bipyridin (Abkürzung: PAPP2BPy), N,N'-Diphenyl-N,N'-bis[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6FLPAPrn), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N, N'-bis[3-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]pyren-1,6-diamin (Abkürzung: 1,6mMemFLPAPrn), N, N'-Bis[4-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]-N, N'diphenylstilben-4,4'-diamin (Abkürzung: YGA2S), e4-(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-butylperylen (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-[9,1 0-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 545T, N,N'-Diphenylchinacridon (Abkürzung: DPQd), Rubren, 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-lsopropyl-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: 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), N,N'-Diphenyl-N,N'-(1,6-pyren-diyl)bis[(6-phenylbenzo[b]naphtho[1,2-d]furan)-8-amin] (Abkürzung: 1,6BnfAPrn-03), 3,10-Bis[N-(9-phenyl-9H-carbazol-2-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10PCA2Nbf(IV)-02) und 3,10-Bis[N-(dibenzofuran-3-yl)-N-phenylamino]naphtho[2,3-b;6,7-b']bisbenzofuran (Abkürzung: 3,10FrA2Nbf(IV)-02). Kondensierte aromatische Diamin-Verbindungen, typischerweise Pyrendiamin-Verbindungen, wie z. B. 1,6FLPAPrn, 1,6mMemFLPAPrn und 1,6BnfAPrn-03, werden wegen ihrer hohen Loch einfangenden Eigenschaften, hohen Emissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit besonders bevorzugt.
Beispiele für die phosphoreszierende Substanz, die als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, sind wie folgt.
Die Beispiele umfassen einen metallorganischen Iridiumkomplex 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: [lr(Mptz)₃]) und Tris[4-(3-biphenyl)-5-isopropyl-3-phenyl-4H-1,2,4-triazolato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(iPrptz-3b)₃]), einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem 1H-Triazol-Grüst, 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]), einen metallorganischen Iridiumkomplex mit einem Imidazol-Gerüst, wie z. B. fac-Tris[1-(2,6-diisopropylphenyl)-2-phenyl-1H-imidazol]iridium(III) (Abkürzung: [lr(iPrpmi)₃]) und Tris[3-(2,6-dimethylphenyl)-7-methylimidazo[1,2-f]phenanthridinato]iridium(III) (Abkürzung: [Ir(dmpimpt-Me)₃]), und einen metallorganischen Iridiumkomplex, in dem ein Phenylpyridin-Derivat mit einer elektronenziehenden Gruppe ein Ligand ist, wie z. B. Bis[2-(4',6'difluorphenyl)pyridinato-N,C^2']pyridium(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)). Diese Verbindungen emittieren eine blaue Phosphoreszenz und weisen einen Emissionspeak bei 440 nm bis 520 nm auf.
Weitere Beispiele umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. Tris(4-methyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(mppm)₃]), Tris(4-tert-butyl-6-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(tBuppm)₃]), (Acetylacetonato)bis(6-methyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(mppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis(6-tert-butyl-4-phenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(tBuppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[6-(2-norbornyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(nbppm)₂(acac)]), (Acetylacetonato)bis[5-methyl-6-(2-methylphenyl)-4-phenylpyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(mpmppm)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: [lr(mppr-iPr)₂(acac)]), metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [lr(ppy)₃]), Bis(2-phenylpyridinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [Ir(ppy)₂(acac)]), Bis(benzo[h]chinolinato)iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [lr(bzq)₂(acac)]), Tris(benzo[h]chinolinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(bzq)₃]), Tris(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [lr(pq)₃]) und Bis(2-phenylchinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [lr(pq)₂(acac)]), und einen Seltenerdmetallkomplex, wie z. B. Tris(acetylacetonato)(monophenanthrolin)terbium(III) (Abkürzung: [Tb(acac)₃(Phen)]). Diese sind hauptsächlich Verbindungen, die eine grüne Phosphoreszenz emittieren, und weisen einen Emissionspeak bei 500 nm bis 600 nm auf. Es sei angemerkt, dass metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst eine deutlich hohe Zuverlässigkeit und eine deutlich hohe Emissionseffizienz aufweisen und somit besonders bevorzugt werden.
Weitere Beispiele umfassen metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyrimidin-Gerüst, wie z. B. (Diisobutyrylmethanato)bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(5mdppm)₂(dibm)]), Bis[4,6-bis(3-methylphenyl)pyrimidinato](dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(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: [lr(tppr)₂(acac)]), Bis(2,3,5-triphenylpyrazinato)(dipivaloylmethanato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(tppr)₂(dpm)]) und (Acetylacetonato)bis[2,3-bis(4-fluorphenyl)chinoxalinato]iridium(III) (Abkürzung: [lr(Fdpq)₂(acac)]), metallorganische Iridiumkomplexe mit einem Pyridin-Gerüst, wie z. B. Tris(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III) (Abkürzung: [lr(piq)₃]) und Bis(1-phenylisochinolinato-N,C^2')iridium(III)acetylacetonat (Abkürzung: [lr(piq)₂(acac)]), Platinkomplexe, wie z. B. 2,3,7,8,12,13,17,18-Octaethyl-21H,23H-porphyrinplatin(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)]). Diese Verbindungen emittieren eine rote Phosphoreszenz und weisen einen Emissionspeak bei 600 nm bis 700 nm auf. Des Weiteren können die metallorganischem Iridiumkomplexe mit einem Pyrazin-Gerüst eine rote Lichtemission mit vorteilhafter Chromatizität bereitstellen.
Neben den oben beschriebenen Materialien können auch bekannte phosphoreszierende Substanzen verwendet werden.
Beispiele für das TADF-Material, das als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden kann, sind wie folgt.
Beispiele für das TADF-Material umfassen ein Fulleren, ein Derivat davon, ein Acridin, ein Derivat davon und ein Eosin-Derivat. Des Weiteren kann ein metallhaltiges Porphyrin, wie z. B. ein Porphyrin, das Magnesium (Mg), Zink (Zn), Cadmium (Cd), Zinn (Sn), Platin (Pt), Indium (In) oder Palladium (Pd) enthält, angegeben werden. Beispiele für das metallhaltige Porphyrin umfassen einen Protoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Proto IX)), einen Mesoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Meso IX)), einen Hämatoporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Hämato IX)), einen Coproporphyrin-Tetramethylester-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Copro III-4Me)), einen Octaethylporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(OEP)), einen Etioporphyrin-Zinnfluorid-Komplex (SnF₂(Etio I)) und einen Octaethylporphyrin-Platinchlorid-Komplex (PtCl₂OEP), welche durch die folgenden Strukturformeln dargestellt werden.
Des Weiteren kann eine heterocyclische Verbindung mit einem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und/oder einem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring, die durch eine der folgenden Strukturformeln dargestellt wird, wie z. B. 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), 4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzBfpm), 4-[4-(9'-Phenyl-3,3'-bi-9H-carbazol-9-yl)phenyl]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4PCCzPBfpm) oder 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), verwendet werden.
Eine derartige heterocyclische Verbindung wird aufgrund der ausgezeichneten Elektronentransport- und Lochtransporteigenschaften bevorzugt, da sie einen π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring und einen π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring aufweist. Unter Gerüsten mit dem π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring werden ein Pyridin-Gerüst, ein Diazin-Gerüst (ein Pyrimidin-Gerüst, ein Pyrazin-Gerüst und ein Pyridazin-Gerüst) und ein Triazin-Gerüst aufgrund ihrer hohen Stabilität und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt. Insbesondere werden ein Benzofuropyrimidin-Gerüst, ein Benzothienopyrimidin-Gerüst, ein Benzofuropyrazin-Gerüst und ein Benzothienopyrazin-Gerüst aufgrund ihrer hohen Akzeptoreigenschaften und hohen Zuverlässigkeit bevorzugt.
Unter Gerüsten mit dem π-elektronenreichen heteroaromatischen Ring weisen ein Acridin-Gerüst, ein Phenoxazin-Gerüst, ein Phenothiazin-Gerüst, ein Furan-Gerüst, ein Thiophen-Gerüst und ein Pyrrol-Gerüst eine hohe Stabilität und eine hohe Zuverlässigkeit auf; demzufolge ist mindestens ein beliebiges dieser Gerüste vorzugsweise enthalten. Als Furan-Gerüst wird ein Dibenzofuran-Gerüst bevorzugt. Als Thiophen-Gerüst wird ein Dibenzothiophen-Gerüst bevorzugt. Als Pyrrol-Gerüst werden insbesondere ein Indol-Gerüst, ein Carbazol-Gerüst, ein Indolocarbazol-Gerüst, ein Bicarbazol-Gerüst und ein 3-(9-Phenyl-9H-carbazol-3-yl)-9H-carbazol-Gerüst bevorzugt.
Es sei angemerkt, dass eine Substanz, in der der π-elektronenreiche heteroaromatische Ring direkt an den π-elektronenarmen heteroaromatischen Ring gebunden wird, besonders bevorzugt wird, da sowohl die Elektronendonatoreigenschaft des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings als auch die Elektronenakzeptoreigenschaft des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings erhöht werden und die Energiedifferenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau klein wird; daher kann eine thermisch aktivierte verzögerte Fluoreszenz mit hoher Effizienz erhalten werden. Es sei angemerkt, dass ein aromatischer Ring, an den eine elektronenziehende Gruppe, wie z. B. eine Cyano-Gruppe, gebunden wird, anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings verwendet werden kann. Als π-elektronenreiches Gerüst kann ein aromatisches Amin-Gerüst, ein Phenazin-Gerüst oder dergleichen verwendet werden. Als π-elektronenarmes Gerüst kann ein Xanthen-Gerüst, ein Thioxanthendioxid-Gerüst, ein Oxadiazol-Gerüst, ein Triazol-Gerüst, ein Imidazol-Gerüst, ein Anthrachinon-Gerüst, ein borhaltiges Gerüst, wie z. B. Phenylboran oder Boranthren, ein aromatischer Ring oder ein heteroaromatischer Ring mit einer Cyano-Gruppe oder einer Nitril-Gruppe, wie z. B. Benzonitril oder Cyanobenzol, ein Carbonyl-Gerüst, wie z. B. Benzophenon, ein Phosphinoxid-Gerüst, ein Sulfon-Gerüst oder dergleichen verwendet werden.
Wie vorstehend beschrieben, können ein π-elektronenarmes Gerüst und ein π-elektronenreiches Gerüst anstelle des π-elektronenarmen heteroaromatischen Rings und/oder des π-elektronenreichen heteroaromatischen Rings verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass ein TADF-Material ein Material ist, das eine kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau aufweist und eine Funktion zum Umwandeln der Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie durch umgekehrtes Intersystem-Crossing aufweist. Ein TADF-Material kann somit unter Verwendung einer geringen Menge an thermischer Energie die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie aufwärts wandeln (d. h. umgekehrtes Intersystem-Crossing) und effizient einen Singulett-Anregungszustand erzeugen. Außerdem kann die Triplett-Anregungsenergie in eine Lichtemission umgewandelt werden.
Ein Exciplex, dessen Anregungszustand von zwei Arten von Substanzen gebildet wird, weist eine sehr kleine Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau auf und dient als TADF-Material, das die Triplett-Anregungsenergie in die Singulett-Anregungsenergie umwandeln kann.
Ein Phosphoreszenzspektrum, das bei einer niedrigen Temperatur (z. B. 77 K bis 10 K) wahrgenommen wird, wird in diesem Fall für einen Index des T1-Niveaus verwendet. Wenn das Niveau der Energie mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Fluoreszenzspektrum an einem Ende auf der kurzen Wellenlängenseite erhalten wird, das S1-Niveau ist und das Niveau der Energie mit einer Wellenlänge der Linie, die durch Extrapolation einer Tangente an das Phosphoreszenzspektrum an einem Ende auf der kurzen Wellenlängenseite erhalten wird, das T1-Niveau ist, ist die Differenz zwischen dem S1-Niveau und dem T1-Niveau des TADF-Materials bevorzugt kleiner als oder gleich 0,3 eV, stärker bevorzugt kleiner als oder gleich 0,2 eV.
Wenn das TADF-Material als Gastmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird, sind das S1-Niveau und das T1-Niveau des Wirtsmaterials vorzugsweise höher als das S1-Niveau bzw. das T1-Niveau des TADF-Materials.
Als Wirtsmaterial der Licht emittierenden Schicht 113 kann ein beliebiges der folgenden Lochtransportmaterialien oder des Elektronentransportmaterials je nach Bedarf verwendet werden. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Licht emittierende Schicht 113 vorzugsweise unter Verwendung einer organischen Verbindung mit einem spezifischen Naphthofuropyrazin-Gerüst (einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst) als Wirtsmaterial und der Licht emittierenden Substanz, deren T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist, oder des metallorganischen Komplexes ausgebildet, der ein Diazin-Gerüst (z. B. ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyrimidin-Gerüst)) aufweist und dessen T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist. Unter Naphthofuropyrazin-Gerüsten weist ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst insbesondere ein hohes T1-Niveau von 2,5 eV oder mehr auf, was ermöglicht, dass die T1-Anregungsenergie ohne Deaktivierung auf die Licht emittierende Substanz übertragen wird, deren T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist. Zudem weist unter Naphthofuropyrazin-Gerüsten ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst insbesondere ein Phosphoreszenzspektrum auf, das sich in hohem Maße mit einem MLCT-Absorptionsband des metallorganischen Komplexes mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst) überlappt. Das optimiert die Energieübertragungseffizienz und ermöglicht eine stabile Anregung eines derartigen Komplexes, wodurch die Licht emittierende Vorrichtung eine verbesserte Beständigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen kann.
Eine organische Verbindung, die nachstehend durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, kann als vorstehende organische Verbindung mit einem Naphthofuropyrazin-Gerüst (einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst) verwendet werden.
In der Formel stellt Q Sauerstoff oder Schwefel dar, stellt A eine Gruppe mit einem Molekulargewicht von weniger als oder gleich 1000 dar, und stellen R¹ bis R⁶ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenwasserstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenwasserstoffatomen dar.
Spezifische Beispiele für die Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) sind eine Methyl-Gruppe, eine Ethyl-Gruppe, eine Propyl-Gruppe, eine Isopropyl-Gruppe, eine Butyl-Gruppe, eine sec-Butyl-Gruppe, eine Isobutyl-Gruppe, eine tert-Butyl-Gruppe, eine Pentyl-Gruppe, eine Isopentyl-Gruppe, eine sec-Pentyl-Gruppe, eine tert-Pentyl-Gruppe, eine Neopentyl-Gruppe, eine Hexyl-Gruppe, eine Isohexyl-Gruppe, eine 3-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Methylpentyl-Gruppe, eine 2-Ethylbutyl-Gruppe, eine 1,2-Dimethylbutyl-Gruppe, eine 2,3-Dimethylbutyl-Gruppe, eine n-Heptyl-Gruppe und dergleichen.
Spezifische Beispiele für die Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenstoffatomen in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) sind eine Cyclopropyl-Gruppe, eine Cyclobutyl-Gruppe, eine Cyclopentyl-Gruppe, eine Cyclohexyl-Gruppe, eine 1-Methylcyclohexyl-Gruppe, eine 2,6-Dimethylcyclohexyl-Gruppe, eine Cycloheptyl-Gruppe, eine Cyclooctyl-Gruppe und dergleichen.
Spezifische Beispiele für die Aryl-Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen in der vorstehenden allgemeinen Formel (G1) sind eine Phenyl-Gruppe, eine o-Tolyl-Gruppe, eine m-Tolyl-Gruppe, eine p-Tolyl-Gruppe, eine Mesityl-Gruppe, eine o-Biphenyl-Gruppe, eine m-Biphenyl-Gruppe, eine p-Biphenyl-Gruppe, eine 1-Naphthyl-Gruppe, eine 2-Naphthyl-Gruppe, eine Fluorenyl-Gruppe, eine 9,9-Dimethylfluorenyl-Gruppe, eine Spirofluorenyl-Gruppe, eine Phenanthrenyl-Gruppe, eine Anthracenyl-Gruppe, eine Fluoranthenyl-Gruppe und dergleichen.
Die organische Verbindung mit der vorstehenden Struktur (dem Naphthofuropyrazin-Gerüst (Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst)) wird als Wirtsmaterial verwendet, und ein metallorganischer Komplex mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst), dessen T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist, wird als Licht emittierende Substanz in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet. Die Differenz zwischen dem T1-Niveau der organischen Verbindung als Wirtsmaterial und dem T1-Niveau der Licht emittierenden Substanz (Gastmaterial) ist vorzugsweise größer als oder gleich 0,2 eV und kleiner als oder gleich 0,4 eV Unter Naphthofuropyrazin-Gerüsten weist ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst insbesondere ein hohes T1-Niveau von 2,5 eV oder mehr auf, was ermöglicht, dass die T1-Anregungsenergie ohne Deaktivierung auf die Licht emittierende Substanz übertragen wird, deren T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist. Zudem weist unter Naphthofuropyrazin-Gerüsten ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst insbesondere ein Phosphoreszenzspektrum auf, das sich in hohem Maße mit einem MLCT-Absorptionsband des metallorganischen Komplexes mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst) überlappt. Das optimiert die Energieübertragungseffizienz und ermöglicht eine stabile Anregung eines derartigen Komplexes, wodurch die Licht emittierende Vorrichtung eine verbesserte Beständigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen kann. Ein derartiger Komplex kann stabiler angeregt werden, und die Licht emittierende Vorrichtung kann eine verbesserte Beständigkeit aufweisen, wenn in der Licht emittierenden Schicht 113, die den metallorganischen Komplex mit einem Diazin-Gerüst (z. B. einem Pyrazin-Gerüst oder einem Pyrimidin-Gerüst) als Licht emittierende Substanz enthält, die Differenz zwischen dem T1-Niveau der organischen Verbindung als Wirtsmaterial und dem T1-Niveau der Licht emittierenden Substanz (Gastmaterial) in einem angemessenen Bereich liegt, d. h. größer als oder gleich 0,2 eV und kleiner als oder gleich 0,4 eV ist.
Spezifische Beispiele für die organische Verbindung, die durch die vorstehende allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, werden durch die folgenden Strukturformeln (100) bis (123) gezeigt.
Als weitere Lochtransportmaterialien, die als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden können, wird vorzugsweise eine Substanz, die eine Löcherbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²Ns in dem Fall aufweist, in dem die Quadratwurzel der Intensität des elektrischen Feldes [V/cm] 600 ist, verwendet. Beispiele für die Substanz werden nachstehend gezeigt.
Beispiele für die Substanz umfassen Verbindungen mit einem aromatischen Amin-Gerüst, wie z. B. 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl (Abkürzung: NPB), N,N'-Bis(3-methylphenyl)-N,N'diphenyl-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamin (Abkürzung: TPD), 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), 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), 9,9-Dimethyl-N-phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBAF) und N-Phenyl-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]spiro-9,9'-bifluoren-2-amin (Abkürzung: PCBASF), Verbindungen mit einem Carbazol-Gerüst, wie z. B. 1,3-Bis(N-carbazolyl)benzol (Abkürzung: mCP), 4,4'-Di(N-carbazolyl)biphenyl (Abkürzung: CBP), 3,6-Bis(3,5-diphenylphenyl)-9-phenylcarbazol (Abkürzung: CzTP) und 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP), Verbindungen mit einem Thiophen-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzothiophen) (Abkürzung: DBT3P-II), 2,8-Diphenyl-4-[4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]dibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-III) und 4-[4-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]-6-phenyldibenzothiophen (Abkürzung: DBTFLP-IV), und Verbindungen mit einem Furan-Gerüst, wie z. B. 4,4',4''-(Benzol-1,3,5-triyl)tri(dibenzofuran) (Abkürzung: DBF3P-II) und 4-{3-[3-(9-Phenyl-9H-fluoren-9-yl)phenyl]phenyl}dibenzofuran (Abkürzung: mmDBFFLBi-II). Unter den vorstehenden Materialien werden die Verbindung mit einem aromatischen Amin-Gerüst und die Verbindung mit einem Carbazol-Gerüst bevorzugt, da diese Verbindungen sehr zuverlässig sind und hohe Lochtransporteigenschaften aufweisen, wodurch sie zu einer Verringerung der Betriebsspannung beitragen. Außerdem können die organischen Verbindungen, die als Beispiele für die vorstehende zweite organische Verbindung angegeben werden, verwendet werden.
Als Elektronentransportmaterial wird vorzugsweise eine Substanz, die eine Elektronenbeweglichkeit von höher als oder gleich 1 × 10^-6 cm²Ns in dem Fall aufweist, in dem die Quadratwurzel der Intensität des elektrischen Feldes [V/cm] 600 ist, verwendet. Es sei angemerkt, dass eine beliebige dieser Elektronentransportmaterialien, die nachstehend beschrieben werden, auch für die nachstehend zu beschreibende Elektronentransportschicht 114 verwendet werden kann.
Spezifische Beispiele für das Elektronentransportmaterial umfassen Metallkomplexe, wie z. B. Bis(10-hydroxybenzo[h]chinolinato)beryllium(II) (Abkürzung: BeBq₂), Tris(8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Alq₃), Tris(4-methyl-8-chinolinolato)aluminium(III) (Abkürzung: Almq₃), Bis(2-methyl-8-chinolinolato)(4-phenylphenolato)aluminium(III) (Abkürzung: BAIq), 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).
Weitere spezifische Beispiele für das Elektronentransportmaterial umfassen heterocyclische Verbindungen mit einem Polyazol-Gerüst, wie z. B. 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol (Abkürzung: PBD), 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ), 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), 2,2',2''-(1,3,5-Benzoltriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazol) (Abkürzung: TPBI) und 2-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-1-phenyl-1H-benzimidazol (Abkürzung: mDBTBIm-II).
Weitere spezifische Beispiele für das Elektronentransportmaterial sind heterocyclische Verbindungen mit einem Diazin-Gerüst. Das Diazin-Gerüst umfasst beispielsweise Dibenzochinoxalin-Derivate, 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) und 2-[3'-(9H-Carbazol-9-yl)biphenyl-3-yl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 2mCzBPDBq), Pyrimidin-Gerüste, wie z. B. 4,6-Bis[3-(phenanthren-9-yl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mPnP2Pm), 4,6-Bis[3-(4-dibenzothienyl)phenyl]pyrimidin (Abkürzung: 4,6mDBTP2Pm-II), 4-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-8-(naphthalen-2-yl)-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8βN-4mDBtPBfpm), 4,8-Bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 4,8mDBtP2Bfpm), 8-[3'-(Dibenzothiophen-4-yl)(1,1'-biphenyl-3-yl)]naphtho[1',2':4,5]furo[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpm) und 8-[(2,2'-Binaphthalen)-6-yl]-4-[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl-[1]benzofuro[3,2-d]pyrimidin (Abkürzung: 8(βN2)-4mDBtPBfpm), und Pyrazin-Derivate, wie z. B. 3,8-Bis[3-(dibenzothiophen-4-yl)phenyl]benzofuro[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 3,8mDBtP2Bfpr), 9-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 9mDBtBPNfpr), 8-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpr(II)) und 12-[(3'-dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]phenanthro[9',10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 12mDBtBPPnfpr).
Weitere spezifische Beispiele für das Elektronentransportmaterial umfassen 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-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB).
Unter den vorstehenden Materialien weisen die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin-Gerüst und die heterocyclische Verbindung mit einem Pyridin-Gerüst eine hohe Zuverlässigkeit auf und sind somit vorzuziehen. Insbesondere weist die heterocyclische Verbindung mit einem Diazin- (Pyrimidin- oder Pyrazin-) Gerüst eine hohe Elektronentransporteigenschaft auf und trägt zu einer Verringerung der Betriebsspannung bei.
Als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 kann auch das vorstehende TADF-Material verwendet werden. Wenn das TADF-Material als Wirtsmaterial verwendet wird, wird die Triplett-Anregungsenergie, die in dem TADF-Material erzeugt wird, durch umgekehrtes Intersystem-Crossing in die Singulett-Anregungsenergie umgewandelt und auf die Emissionszentrumsubstanz übertragen, wodurch die Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung erhöht werden kann. Hier dient das TADF-Material als Energiedonator, und die Emissionszentrumsubstanz dient als Energieakzeptor. Daher ist die Verwendung des TADF-Materials als Wirtsmaterial in dem Fall effektiv, in dem eine fluoreszierende Substanz als Gastmaterial verwendet wird. In diesem Fall ist das S1 -Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau der fluoreszierenden Substanz, damit eine hohe Emissionseffizienz erzielt werden kann. Ferner ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das S1-Niveau der fluoreszierenden Substanz. Deshalb ist das T1-Niveau des TADF-Materials vorzugsweise höher als das T1-Niveau der fluoreszierenden Substanz.
Neben den vorstehenden organischen Verbindungen werden bezüglich vorteilhafter Kompatibilität mit einer Licht emittierenden Substanz (einer fluoreszierenden Substanz oder einer phosphoreszierenden Substanz) weitere Beispiele für die organische Verbindung, die für die Licht emittierende Schicht 113 verwendet werden kann, nachstehend angegeben (einige der folgenden organischen Verbindungen sind vorstehend beschrieben worden).
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz eine fluoreszierende Substanz ist, umfassen Beispiele für eine organische Verbindung, die vorzugsweise in Kombination mit der fluoreszierenden Substanz verwendet wird, kondensierte polycyclische aromatische Verbindungen, wie z. B. ein Anthracen-Derivat, ein Tetracen-Derivat, ein Phenanthren-Derivat, ein Pyren-Derivat, ein Chrysen-Derivat und ein Dibenzo[g,p]chrysen-Derivat.
Spezifische Beispiele für die organische Verbindung, die vorzugsweise in Kombination mit der fluoreszierenden Substanz verwendet wird, umfassen 9-Phenyl-3-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: PCzPA), 3,6-Diphenyl-9-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: DPCzPA), 3-[4-(1-Naphthyl)-phenyl]-9-phenyl-9H-carbazol (Abkürzung: PCPN), 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), YGAPA, PCAPA, N,9-Diphenyl-N-{4-[4-(10-phenyl-9-anthryl)phenyl]phenyl}-9H-carbazol-3-amin (Abkürzung: PCAPBA), N-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)-N,9-diphenyl-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-tetraamin (Abkürzung: DBC1), 9-[4-(10-Phenyl-9-anthracenyl)phenyl]-9H-carbazol (Abkürzung: CzPA), 7-[4-(10-Phenyl-9-anthryl)phenyl]-7H-dibenzo[c,g]carbazol (Abkürzung: cgDBCzPA), 6-[3-(9,10-Diphenyl-2-anthryl)phenyl]-benzo[b]naphtho[1,2-d]furan (Abkürzung: 2mBnfPPA), 9-Phenyl-10-{4-(9-phenyl-9H-fluoren-9-yl)-biphenyl-4'-yl}-anthracen (Abkürzung: FLPPA), 9,10-Bis(3,5-diphenylphenyl)anthracen (Abkürzung: DPPA), 9,10-Di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: DNA), 2-tert-Butyl-9,10-di(2-naphthyl)anthracen (Abkürzung: t-BuDNA), 9,9'-Bianthryl (Abkürzung: BANT), 9,9'-(Stilben-3,3'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS), 9,9'-(Stilben-4,4'-diyl)diphenanthren (Abkürzung: DPNS2), 1,3,5-Tri(1-pyrenyl)benzol (Abkürzung: TPB3), 5,12-Diphenyltetracen und 5,12-Bis(biphenyl-2-yl)tetracen.
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz eine phosphoreszierende Substanz ist, wird eine organische Verbindung mit Triplett-Anregungsenergie (einer Energiedifferenz zwischen einem Grundzustand und einem Triplett-Anregungszustand), die höher ist als diejenige der Licht emittierenden Substanz, vorzugsweise als organische Verbindung, die in Kombination mit der phosphoreszierenden Substanz verwendet wird, ausgewählt. Es sei angemerkt, dass dann, wenn eine Vielzahl von organischen Verbindungen (z. B. ein erstes Wirtsmaterial und ein zweites Wirtsmaterial (oder ein Wirtsmaterial und ein Hilfsmaterial)) zur Bildung eines Exciplexes in Kombination mit einer Licht emittierenden Substanz verwendet wird, die Vielzahl von organischen Verbindungen vorzugsweise mit einer phosphoreszierenden Substanz gemischt wird.
Bei einer derartigen Struktur kann eine Lichtemission durch die Exciplex-Triplett-Energieübertragung (exciplex-triplet energy transfer, ExTET), die eine Energieübertragung von einem Exciplex auf eine Licht emittierende Substanz ist, erhalten werden. Es sei angemerkt, dass eine Kombination aus der Vielzahl von organischen Verbindungen, die leicht einen Exciplex bildet, vorzugsweise verwendet wird, und es ist insbesondere vorzuziehen, eine Verbindung, die leicht Löcher aufnehmen kann (Lochtransportmaterial), und eine Verbindung, die leicht Elektronen aufnehmen kann (Elektronentransportmaterial), zu kombinieren.
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Substanz eine phosphoreszierende Substanz ist, umfassen Beispiele für eine organische Verbindung (ein Wirtsmaterial oder ein Hilfsmaterial), die vorzugsweise in Kombination mit der phosphoreszierenden Substanz verwendet wird, umfassen ein aromatisches Amin, ein Carbazol-Derivat, ein Dibenzothiophen-Derivat, ein Dibenzofuran-Derivat, einen auf Zink oder Aluminium basierenden Metallkomplex, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Benzimidazol-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat, ein Pyrazin-Derivat, ein Triazin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat und ein Phenanthrolin-Derivat.
Spezifische Beispiele dafür umfassen 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), Triazol-Derivate, wie z. B. 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-tert-butylphenyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: TAZ) und 3-(4-tert-Butylphenyl)-4-(4-ethylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,2,4-triazol (Abkürzung: p-EtTAZ), 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), 4,4'-Bis(5-methylbenzoxazol-2-yl)stilben (Abkürzung: BzOS), Bathophenanthrolin (Abkürzung: Bphen), Bathocuproin (Abkürzung: BCP), 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBphen) und Chinoxalin-Derivate und Dibenzochinoxalin-Derivate, 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-ll) und 6-[3-(Dibenzothiophen-4-yl)phenyl]dibenzo[f,h]chinoxalin (Abkürzung: 6mDBTPDBq-II).
Weitere Beispiele umfassen Pyrimidin-Derivate, wie z. B. 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), Triazin-Derivate, 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) und 9-[3-(4,6-Diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenyl]-9'-phenyl-2,3'-bi-9H-carbazol (Abkürzung: mPCCzPTzn-02), und Pyridin-Derivate, wie z. B. 3,5-Bis[3-(9H-carbazol-9-yl)phenyl]pyridin (Abkürzung: 35DCzPPy) und 1,3,5-Tri[3-(3-pyridyl)phenyl]benzol (Abkürzung: TmPyPB).
Als weitere Alternative kann 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), verwendet werden.
Ein beliebiges der vorstehenden Materialien kann in Kombination mit einem niedermolekularen Material oder einem hochmolekularen Material verwendet werden. Zur Filmausbildung kann ein bekanntes Verfahren (ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein Beschichtungsverfahren, ein Druckverfahren oder dergleichen) angemessen verwendet werden.
<Elektronentransportschicht>
Die Elektronentransportschicht 114 transportiert Elektronen, die von der zweiten Elektrode 102 in die Licht emittierende Schicht 113 injiziert werden. Es sei angemerkt, dass die nachstehend zu beschreibende Elektroneninjektionsschicht 115 zwischen der Elektronentransportschicht 114 und der zweiten Elektrode 102 bereitgestellt werden kann. Die Elektronentransportschicht 114 enthält ein Elektronentransportmaterial. Die Elektronentransportschicht 114 kann zusätzlich zu einem Elektronentransportmaterial ein beliebiges der Metalle, Metallsalze, Metalloxide und Metallkomplexe enthalten. Insbesondere wird ein Metallkomplex, der ein Alkalimetall oder ein Erdalkalimetall enthält, vorzugsweise verwendet. Ein beliebiges solcher Metalle, Metallsalze, Metalloxide und Metallkomplexe ist in einem beliebigen Bereich der Elektronentransportschicht 114 oder in einer beliebigen Schicht in dem Fall enthalten, in dem die Elektronentransportschicht 114 beispielsweise eine mehrschichtige Struktur aufweist. Das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronentransportschicht 114 in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht 113 (oder einer Schicht in Kontakt mit der Licht emittierenden Schicht bei der mehrschichtigen Struktur) ist tiefer (niedriger) als das LUMO-Niveau des Wirtsmaterials, das in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet wird. Die Differenz zwischen dem LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials und dem LUMO-Niveau des Wirtsmaterials ist bevorzugt größer als oder gleich 0,15 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV, oder größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,40 eV, stärker bevorzugt größer als oder gleich 0,20 eV und kleiner als oder gleich 0,35 eV.
Als Elektronentransportmaterial, das für die Elektronentransportschicht 114 verwendet wird, wird das Elektronentransportmaterial mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV bevorzugt. Die Elektronenbeweglichkeit des Elektronentransportmaterials mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV ist in dem Fall, in dem die Quadratwurzel der Intensität des elektrischen Feldes [V/cm] 600 ist, bevorzugt höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²Vs und niedriger als oder gleich 1 × 10^-5 cm², stärker bevorzugt höher als oder gleich 1 × 10^-7 cm²Ns und niedriger als oder gleich 5 × 10^-5 cm². Es sei angemerkt, dass das Elektronentransportmaterial mit einem HOMO-Niveau von höher als oder gleich -6,0 eV bevorzugt ein Anthracen-Gerüst, stärker bevorzugt ein Anthracen-Gerüst sowie ein heterocyclisches Gerüst aufweist.
Beispiele für eine organische Verbindung, die für die Elektronentransportschicht 114 verwendet wird, umfassen Materialien mit einer hohen Elektronentransporteigenschaft (Elektronentransportmaterialien), wie z. B. eine organische Verbindung mit einer Struktur, bei der ein aromatischer Ring mit einem Furan-Ring eines Furodiazin-Gerüsts fusioniert ist, einen Metallkomplex mit einem Chinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Benzochinolin-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Oxazol-Gerüst, einen Metallkomplex mit einem Thiazol-Gerüst, ein Oxadiazol-Derivat, ein Triazol-Derivat, ein Imidazol-Derivat, ein Oxazol-Derivat, ein Thiazol-Derivat, ein Phenanthrolin-Derivat, ein Chinolin-Derivat mit einem Chinolin-Liganden, ein Benzochinolin-Derivat, ein Chinoxalin-Derivat, ein Dibenzochinoxalin-Derivat, ein Pyridin-Derivat, ein Bipyridin-Derivat, ein Pyrimidin-Derivat und eine π-elektronenarme heteroaromatische Verbindung (z. B. eine stickstoffhaltige heteroaromatische Verbindung). Insbesondere können einige der vorstehend beschriebenen Elektronentransportmaterialien, die als Wirtsmaterial in der Licht emittierenden Schicht 113 verwendet werden können, oder der Materialien, die oben als Materialien angegeben worden sind, die als Wirtsmaterial in Kombination mit der vorstehend beschriebenen fluoreszierenden Substanz verwendet werden können, verwendet werden. Es sei angemerkt, dass auch andere Substanzen verwendet werden können, solange die Substanzen eine Elektronentransporteigenschaft aufweisen, die höher ist als eine Lochtransporteigenschaft. Die Elektronentransportschichten 114, 114a und 114b funktionieren jeweils auch mit einer einschichtigen Struktur; jedoch können dann, wenn die Elektronentransportschicht 114 eine mehrschichtige Struktur mit zwei oder mehr Schichten je nach Bedarf aufweist, die Vorrichtungseigenschaften verbessert werden.
Eine beliebige der nachstehend angegebenen Substanzen kann als Metalle, Metallsalze, Metalloxide und Metallkomplexe verwendet werden, die für die Elektronentransportschicht 114 verwendet werden können.
Beispiele für die Metalle sind Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Seltenerdmetalle. Spezifische Beispiele sind Li, Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr, Ba und dergleichen.
Beispiele für die Metallsalze sind Halogenide und Carbonate der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele sind LiF, NaF, KF, RbF, CsF, MgF₂, CaF₂, SrF₂, BaF₂, LiCl, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, MgCl₂, CaCl₂, SrCl₂, BaCl₂, Li₂CO₃, Cs₂CO₃ und dergleichen.
Beispiele für die Metalloxide sind Oxide der vorstehenden Metalle. Spezifische Beispiele sind Li₂O, Na₂O, Cs₂O, MgO, CaO und dergleichen.
Als Metallkomplexe werden Metallkomplexe, die jeweils einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur und ein einwertiges Metallion aufweisen, bevorzugt. Beispiele für den Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur sind 8-Chinolinolat, Methyl-substituiertes (z. B. 2-Methyl-substituiertes oder 5-Methyl-substituiertes) 8-Chinolinolat und dergleichen. Es sei angemerkt, dass die 8-Chinolinolat-Struktur eine Struktur bezeichnet, bei der ein Proton einer -OH-Gruppe in substituiertem oder nicht substituiertem 8-Chinolinol abgetrennt worden ist.
Beispiele für die vorstehenden Metallkomplexe mit Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen sind 8-(Chinolinolat)lithium (Abkürzung: Liq), welches ein Lithiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur aufweist, 8-(Chinolinolat)natrium (Abkürzung: Naq), welches ein Natriumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur aufweist, 8-(Chinolinolat)kalium (Abkürzung: Kq), welches ein Kaliumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur aufweist, 8-(Chinolinolat)magnesium (Abkürzung: Mgq₂), welches ein Magnesiumkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur aufweist, (8-Chinolinolat)zink (Abkürzung: Znq₂), welches ein Zinkkomplex ist, der einen Liganden mit einer 8-Chinolinolat-Struktur aufweist, und dergleichen.
<Elektroneninjektionsschicht>
Die Elektroneninjektionsschicht 115 ist eine Schicht zum Erhöhen der Effizienz der Elektroneninjektion von der zweiten Elektrode (Kathode) 102 und wird vorzugsweise unter Verwendung eines Materials ausgebildet, dessen Wert des LUMO-Niveaus eine kleine Differenz (0,5 eV oder weniger) zu der Austrittsarbeit eines Materials der Kathode 102 aufweist. Daher kann die Elektroneninjektionsschicht 115 unter Verwendung eines Alkalimetalls, eines Erdalkalimetalls oder einer Verbindung davon, wie z. B. Lithium, Cäsium, Lithiumfluorid (LiF), Cäsiumfluorid (CsF), Calciumfluorid (CaF₂), 8-Hydroxychinolinatolithium (Abkürzung: Liq), 2-(2-Pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPP), 2-(2-Pyridyl)-3-pyridinolatolithium (Abkürzung: LiPPy), 4-Phenyl-2-(2-pyridyl)phenolatolithium (Abkürzung: LiPPP), Lithiumoxid (LiO_x) oder Cäsiumcarbonat, ausgebildet werden. Eine Seltenerdmetallverbindung, wie z. B. Erbiumfluorid (ErF₃), kann auch verwendet werden.
Wenn die Ladungserzeugungsschicht 104 zwischen zwei EL-Schichten 103a und 103b wie bei der Licht emittierenden Vorrichtung in 1B bereitgestellt wird, kann eine Struktur erhalten werden, bei der eine Vielzahl von EL-Schichten zwischen dem Paar von Elektroden übereinander angeordnet ist (die Struktur wird auch als Tandem-Struktur bezeichnet). Es sei angemerkt, dass die Funktionen und Materialien der Lochinjektionsschicht 111, der Lochtransportschicht 112, der Licht emittierenden Schicht 113, der Elektronentransportschicht 114 und der Elektroneninjektionsschicht 115, die in 1A dargestellt werden, gleich wie diejenigen von Lochinjektionsschichten 111a und 111b, Lochtransportschichten 112a und 112b, Licht emittierenden Schichten 113a und 113b, Elektronentransportschichten 114a und 114b sowie Elektroneninjektionsschichten 115a und 115b sind, die in 1B dargestellt werden.
<Ladungserzeugungsschicht>
Bei der Licht emittierenden Vorrichtung in 1B weist die Ladungserzeugungsschicht 104 eine Funktion zum Injizieren von Elektronen in die EL-Schicht 103a auf der Seite der ersten Elektrode (Anode) 101 und zum Injizieren von Löchern in die EL-Schicht 103b auf der Seite der zweiten Elektrode (Kathode) 102 auf, wenn eine Spannung zwischen der ersten Elektrode (Anode) 101 und der zweiten Elektrode (Kathode) 102 angelegt wird. Die Ladungserzeugungsschicht 104 kann entweder eine p-Typ-Schicht, bei der einem Lochtransportmaterial ein Elektronenakzeptor (Akzeptor) zugesetzt ist, oder eine n-Typ-Schicht sein, bei der einem Elektronentransportmaterial ein Elektronendonator (Donator) zugesetzt ist. Alternativ können beide dieser Strukturen übereinander angeordnet sein. Alternativ können die p-Typ-Schicht sowie eine Elektronenweiterleitungsschicht und/oder eine Elektroneninjektionspufferschicht, die nachstehend beschrieben werden, kombiniert werden. Es sei angemerkt, dass das Ausbilden der Ladungserzeugungsschicht 104 unter Verwendung eines beliebigen der vorstehenden Materialien einen durch die Schichtanordnung der EL-Schichten verursachten Anstieg der Betriebsspannung unterdrücken kann.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 104 eine p-Typ-Schicht ist, bei der einem Lochtransportmaterial ein Elektronenakzeptor zugesetzt ist, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, als Lochtransportmaterial verwendet werden. Als Elektronenakzeptor können 7,7,8,8-Tetracyano-2,3,5,6-tetrafluorchinodimethan (Abkürzung: F4-TCNQ), Chloranil und dergleichen verwendet werden. Weitere Beispiele umfassen Oxide von Metallen der Gruppen 4 bis 8 des Periodensystems. Spezifische Beispiele sind Vanadiumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Chromoxid, Molybdänoxid, Wolframoxid, Manganoxid und Rheniumoxid.
In dem Fall, in dem die Ladungserzeugungsschicht 104 eine n-Typ-Schicht ist, bei der einem Elektronentransportmaterial ein Elektronendonator zugesetzt ist, kann ein beliebiges der Materialien, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, als Elektronentransportmaterial verwendet werden. Als Elektronendonator können ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, Metalle, die zu den Gruppen 2 und 13 des Periodensystems gehören, oder ein Oxid oder Carbonat davon verwendet werden. Insbesondere wird vorzugsweise Lithium (Li), Cäsium (Cs), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Ytterbium (Yb), Indium (In), Lithiumoxid, Cäsiumcarbonat oder dergleichen verwendet. Eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen, kann als Elektronendonator verwendet werden.
Wenn die Elektronenweiterleitungsschicht, die wie oben beschrieben vorzugsweise mit der p-Typ-Schicht kombiniert wird, zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht und der p-Typ-Schicht bereitgestellt wird, weist die Elektronenweiterleitungsschicht eine Funktion zum Verhindern einer Wechselwirkung zwischen der Elektroneninjektionspufferschicht und der p-Typ-Schicht sowie zum reibungslosen Übertragen von Elektronen auf. Die Elektronenweiterleitungsschicht enthält mindestens ein Elektronentransportmaterial, und das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials liegt vorzugsweise zwischen dem LUMO-Niveau der Elektronen aufnehmenden Substanz in der p-Typ-Schicht und dem LUMO-Niveau einer Substanz in der Elektroneninjektionspufferschicht. Als konkreter Wert des Energieniveaus ist das LUMO-Niveau des Elektronentransportmaterials in der Elektronenweiterleitungsschicht bevorzugt höher als oder gleich -5,0 eV, stärker bevorzugt höher als oder gleich -5,0 eV und niedriger als oder gleich -3,0 eV. Es sei angemerkt, dass als Elektronentransportmaterial in der Elektronenweiterleitungsschicht vorzugsweise ein auf Phthalocyanin basierendes Material oder ein Metallkomplex, der eine Metall-Sauerstoff-Bindung und einen aromatischen Liganden aufweist, verwendet wird.
Für die Elektroneninjektionspufferschicht kann eine Substanz mit einer hohen Elektroneninjektionseigenschaft verwendet werden. Beispielsweise kann ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall oder eine Verbindung davon (eine Alkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat und Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)) verwendet werden.
In dem Fall, in dem die Elektroneninjektionspufferschicht das Elektronentransportmaterial und eine Elektronen abgebende Substanz enthält, kann eine organische Verbindung, wie z. B. Tetrathianaphthacen (Abkürzung: TTN), Nickelocen oder Decamethylnickelocen, als Elektronen abgebende Substanz verwendet werden, ebenso wie ein Alkalimetall, ein Erdalkalimetall, ein Seltenerdmetall, eine Verbindung davon (eine Alkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, wie z. B. Lithiumoxid, ein Halogenid und ein Carbonat, wie z. B. Lithiumcarbonat und Cäsiumcarbonat), eine Erdalkalimetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat) oder eine Seltenerdmetallverbindung (darunter auch ein Oxid, ein Halogenid und ein Carbonat)). Ein Material, das dem vorstehend beschriebenen Material für die Elektronentransportschicht ähnlich ist, kann als Elektronentransportmaterial verwendet werden.
Obwohl 1B die Struktur darstellt, bei der zwei EL-Schichten 103 übereinander angeordnet sind, können drei oder mehr EL-Schichten übereinander angeordnet sein, wobei Ladungserzeugungsschichten jeweils zwischen zwei benachbarten EL-Schichten bereitgestellt werden.
Die oben beschriebene Ladungserzeugungsschicht kann anstelle der oben beschriebenen Elektroneninjektionsschicht verwendet werden. In diesem Fall sind die Elektroneninjektionspufferschicht, die Elektronenweiterleitungsschicht und die p-Typ-Schicht vorzugsweise in dieser Reihenfolge von der Anodenseite aus angeordnet.
<Substrat>
Die bei dieser Ausführungsform beschriebene Licht emittierende Vorrichtung kann über einem beliebigen verschiedener Substrate ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass die Substratart nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist. Beispiele für das Substrat umfassen Halbleitersubstrate (z. B. ein einkristallines Substrat und ein Siliziumsubstrat), ein SOI-Substrat, ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat, ein Kunststoffsubstrat, ein Metallsubstrat, ein Edelstahlsubstrat, ein Substrat, das eine Edelstahlfolie enthält, ein Wolframsubstrat, ein Substrat, das eine Wolframfolie enthält, ein flexibles Substrat, einen Befestigungsfilm, Papier, das ein Fasermaterial enthält, und einen Basismaterialfilm.
Beispiele für das Glassubstrat umfassen ein Bariumborosilikatglas-Substrat, ein Aluminiumborosilikatglas-Substrat und ein Kalknatronglas-Substrat. Beispiele für das flexible Substrat, den Befestigungsfilm und den Basismaterialfilm umfassen Kunststoffe, die typischerweise Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylennaphthalat (PEN) und Polyethersulfon (PES) sind, ein synthetisches Harz, wie z. B. ein Acrylharz, Polypropylen, Polyester, Polyvinylfluorid, Polyvinylchlorid, Polyamid, Polyimid, ein Aramidharz, ein Epoxidharz, einen durch Verdampfung abgeschiedenen anorganischen Film und Papier.
Für die Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtung dieser Ausführungsform kann ein Vakuumprozess, wie z. B. ein Verdampfungsverfahren, oder ein Lösungsprozess, wie z. B. ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Tintenstrahlverfahren, verwendet werden. Wenn ein Verdampfungsverfahren verwendet wird, kann ein physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren (physical vapor deposition method, PVD-Verfahren), wie z. B. ein Sputterverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Ionenstrahlverdampfungsverfahren, ein Molekularstrahlverdampfungsverfahren oder ein Vakuumverdampfungsverfahren, ein chemisches Gasphasenabscheidungsverfahren (chemical vapor deposition method, CVD-Verfahren) oder dergleichen verwendet werden. Insbesondere können die in den EL-Schichten enthaltenen Funktionsschichten (die Lochinjektionsschichten 111, 111a und 111b, die Lochtransportschichten 112, 112a und 112b, die Licht emittierenden Schichten 113, 113a und 113b, die Elektronentransportschichten 114, 114a und 114b und die Elektroneninjektionsschichten 115, 115a und 115b) sowie die Ladungserzeugungsschicht 104 der Licht emittierenden Vorrichtung durch ein Verdampfungsverfahren (z. B. ein Vakuumverdampfungsverfahren), ein Beschichtungsverfahren (z. B. ein Tauchbeschichtungsverfahren, ein Düsenbeschichtungsverfahren, ein Stabbeschichtungsverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Sprühbeschichtungsverfahren), ein Druckverfahren (z. B. ein Tintenstrahlverfahren, Siebdruck (Schablonendruck), einen Offset-Druck (Flachdruck), Flexodruck (Hochdruck), Tiefdruck, Mikrokontaktdruck oder Nanoprägelithographie) oder dergleichen ausgebildet werden.
Es sei angemerkt, dass Materialien, die für die in den EL-Schichten 103, 103a und 103b enthaltenen Funktionsschichten (die Lochinjektionsschichten 111, 111a und 111b, die Lochtransportschichten 112, 112a und 112b, die Licht emittierenden Schichten 113, 113a und 113b, die Elektronentransportschichten 114, 114a und 114b sowie die Elektroneninjektionsschichten 115, 115a und 115b) sowie die Ladungserzeugungsschicht 104 der bei dieser Ausführungsform beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung verwendet werden können, nicht auf die vorstehenden Materialien beschränkt sind, und andere Materialien können in Kombination verwendet werden, solange die Funktionen der Schichten sichergestellt werden. Beispielsweise kann eine hochmolekulare Verbindung (z. B. ein Oligomer, ein Dendrimer und ein Polymer), eine mittelmolekulare Verbindung (eine Verbindung zwischen einer niedermolekularen Verbindung und einer hochmolekularen Verbindung mit einem Molekulargewicht von 400 bis 4000) oder eine anorganische Verbindung (z. B. ein Quantenpunktmaterial) verwendet werden. Bei dem Quantenpunktmaterial kann es sich um ein gallertartiges Quantenpunktmaterial, ein legiertes Quantenpunktmaterial, ein Kern-Schale-Quantenpunktmaterial, ein Kern-Quantenpunktmaterial oder dergleichen handeln.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können in angemessener Kombination mit einer beliebigen der Strukturen verwendet werden, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei angemerkt, dass eine Licht emittierende Einrichtung, die in 2A dargestellt wird, eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung ist, bei der Transistoren (FETs) 202 über einem ersten Substrat 201 elektrisch mit Licht emittierenden Vorrichtungen 203R, 203G, 203B und 203W verbunden sind. Die Licht emittierenden Vorrichtungen 203R, 203G, 203B und 203W beinhalten eine gemeinsame EL-Schicht 204 und weisen jeweils eine Mikrokavitätsstruktur auf, bei der die optische Weglänge zwischen Elektroden entsprechend der Emissionsfarbe der Licht emittierenden Vorrichtung angepasst ist. Die Licht emittierende Einrichtung ist eine Licht emittierende Top-Emission-Einrichtung, bei der Licht durch Farbfilter 206R, 206G und 206B, die an einem zweiten Substrat 205 ausgebildet sind, von der EL-Schicht 204 emittiert wird.
Bei der in 2A dargestellten Licht emittierenden Einrichtung wird eine erste Elektrode 207 derart ausgebildet, dass sie als reflektierende Elektrode dient. Eine zweite Elektrode 208 wird derart ausgebildet, dass sie als transflektive Elektrode dient, die sowohl halbdurchsichtige als auch halbreflektierende Funktionen für Licht (sichtbares Licht oder infrarotes Licht) aufweist. Es sei angemerkt, dass bezüglich der Elektrodenmaterialien für die erste Elektrode 207 und die zweite Elektrode 208 je nach Bedarf auf die Beschreibung einer der anderen Ausführungsformen verwiesen werden kann.
In dem Fall, in dem beispielsweise in 2A die Licht emittierende Vorrichtung 203R als rote Licht emittierende Vorrichtung dient, die Licht emittierende Vorrichtung 203G als grüne Licht emittierende Vorrichtung dient, die Licht emittierende Vorrichtung 203B als blaue Licht emittierende Vorrichtung dient und die Licht emittierende Vorrichtung 203W als weiße Licht emittierende Vorrichtung dient, wird, wie in 2B dargestellt, ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203R angepasst, um eine optische Weglänge 200R zu erhalten, ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203G wird angepasst, um eine optische Weglänge 200G zu erhalten, und ein Abstand zwischen der ersten Elektrode 207 und der zweiten Elektrode 208 in der Licht emittierenden Vorrichtung 203B wird angepasst, um eine optische Weglänge 200B zu erhalten. Es sei angemerkt, dass die optische Anpassung derart durchgeführt werden kann, dass, wie in 2B dargestellt, bei der Licht emittierenden Vorrichtung 203R eine leitende Schicht 210R über der ersten Elektrode 207 angeordnet ist und bei der Licht emittierenden Vorrichtung 203G eine leitende Schicht 210G über der ersten Elektrode 207 angeordnet ist.
Das zweite Substrat 205 ist mit den Farbfiltern 206R, 206G und 206B versehen. Es sei angemerkt, dass die Farbfilter jeweils sichtbares Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich durchlassen und sichtbares Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich blockieren. Daher wird, wie in 2A dargestellt, der Farbfilter 206R, der nur Licht im roten Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203R überlappt, wodurch eine rote Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203R erhalten werden kann. Des Weiteren wird der Farbfilter 206G, der nur Licht im grünen Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203G überlappt, wodurch eine grüne Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203G erhalten werden kann. Außerdem wird der Farbfilter 206B, der nur Licht im blauen Wellenlängenbereich durchlässt, an einer Stelle bereitgestellt, an der er die Licht emittierende Vorrichtung 203B überlappt, wodurch eine blaue Lichtemission von der Licht emittierenden Vorrichtung 203B erhalten werden kann. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Vorrichtung 203W ohne Farbfilter weißes Licht emittieren kann. Es sei angemerkt, dass eine schwarze Schicht (Schwarzmatrix) 209 an einem Endabschnitt jedes Farbfilters bereitgestellt werden kann. Die Farbfilter 206R, 206G und 206B und die schwarze Schicht 209 können mit einer Abdeckschicht, die unter Verwendung eines durchsichtigen Materials ausgebildet wird, bedeckt werden.
Obwohl die Licht emittierende Einrichtung in 2A eine Struktur aufweist, bei der Licht von der Seite des zweiten Substrats 205 extrahiert wird (Top-Emission-Struktur), kann, wie in 2C dargestellt, eine Struktur zum Einsatz kommen, bei der Licht von der Seite des ersten Substrats 201, über dem die FETs 202 ausgebildet sind, extrahiert wird (Bottom-Emission-Struktur). Im Falle einer Licht emittierenden Bottom-Emission-Einrichtung wird die erste Elektrode 207 als transflektive Elektrode ausgebildet und die zweite Elektrode 208 wird als reflektierende Elektrode ausgebildet. Als erstes Substrat 201 wird ein Substrat verwendet, das mindestens ein Lichttransmissionsvermögen aufweist. Wie in 2C dargestellt, werden Farbfilter 206R', 206G' und 206B' näher an dem ersten Substrat 201 bereitgestellt als die Licht emittierenden Vorrichtungen 203R, 203G und 203B.
In 2A handelt es sich bei den Licht emittierenden Vorrichtungen um die rote Licht emittierende Vorrichtung, die grüne Licht emittierende Vorrichtung, die blaue Licht emittierende Vorrichtung und die weiße Licht emittierende Vorrichtung; jedoch sind die Licht emittierenden Vorrichtungen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf das Vorstehende beschränkt, und eine gelbe Licht emittierende Vorrichtung oder eine orange Licht emittierende Vorrichtung kann verwendet werden. Es sei angemerkt, dass bezüglich der Materialien, die für die EL-Schichten (eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen) verwendet werden, je nach Bedarf auf die Beschreibung einer der anderen Ausführungsformen verwiesen werden kann, um jede der Licht emittierenden Vorrichtungen herzustellen. In diesem Fall muss ein Farbfilter entsprechend der Emissionsfarbe der Licht emittierenden Vorrichtung in geeigneter Weise ausgewählt werden.
Mit der vorstehenden Struktur kann eine Licht emittierende Einrichtung, die Licht emittierenden Vorrichtungen beinhaltet, die eine Vielzahl von Emissionsfarben aufweisen, hergestellt werden.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können in angemessener Kombination mit einer beliebigen der Strukturen verwendet werden, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Verwendung der Vorrichtungsstruktur der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Licht emittierenden Aktivmatrix-Einrichtung oder einer Licht emittierenden Passivmatrix-Einrichtung. Es sei angemerkt, dass eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung eine Struktur aufweist, die eine Kombination aus einer Licht emittierenden Vorrichtung und einem Transistor (FET) aufweist. Daher sind eine Licht emittierende Passivmatrix-Einrichtung und eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sei angemerkt, dass eine beliebige der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtungen für die bei dieser Ausführungsform beschriebene Licht emittierende Einrichtung verwendet werden kann.
Bei dieser Ausführungsform wird eine Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung anhand von 3A und 3B beschrieben.
3A ist eine Draufsicht, die die Licht emittierende Einrichtung darstellt, und 3B ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Kettenlinie A-A' in 3A entnommen wurde. Die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung beinhaltet einen Pixelabschnitt 302, einen Treiberschaltungsabschnitt (Source-Leitungstreiberschaltung) 303 und Treiberschaltungsabschnitte (Gate-Leitungstreiberschaltungen) 304a und 304b, welche über einem ersten Substrat 301 bereitgestellt werden. Der Pixelabschnitt 302 und die Treiberschaltungsabschnitte 303, 304a und 304b werden mit einem Dichtungsmittel 305 zwischen dem ersten Substrat 301 und einem zweiten Substrat 306 abgedichtet.
Eine Anschlussleitung 307 wird über dem ersten Substrat 301 bereitgestellt. Die Anschlussleitung 307 ist elektrisch mit einer FPC 308 verbunden, die ein externer Eingangsanschluss ist. Es sei angemerkt, dass die FPC 308 ein Signal (z. B. ein Videosignal, ein Taktsignal, ein Startsignal oder ein Rücksetzsignal) oder ein Potential von außen auf die Treiberschaltungsabschnitte 303, 304a und 304b überträgt. Die FPC 308 kann mit einer gedruckten Leiterplatte (printed wiring board, PWB) versehen sein. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung, die mit einer FPC oder einer PWB versehen ist, in der Kategorie einer Licht emittierenden Einrichtung enthalten ist.
3B stellt eine Querschnittsstruktur der Licht emittierenden Einrichtung dar.
Der Pixelabschnitt 302 beinhaltet eine Vielzahl von Pixeln, die jeweils einen FET (Schalt-FET) 311, einen FET (Stromsteuer-FET) 312 und eine erste Elektrode 313 beinhalten, die elektrisch mit dem FET 312 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass die Anzahl der FETs, die in jedem Pixel enthalten sind, nicht besonders beschränkt ist und in geeigneter Weise eingestellt werden kann.
Beispielsweise kann als FETs 309, 310, 311 und 312 ohne besondere Beschränkung ein Staggered-Transistor oder ein Inverted-Staggered-Transistor verwendet werden. Es kann ein Top-Gate-Transistor, ein Bottom-Gate-Transistor oder dergleichen verwendet werden.
Es sei angemerkt, dass es keine besondere Beschränkung hinsichtlich der Kristallinität eines Halbleiters gibt, der für die FETs 309, 310, 311 und 312 verwendet werden kann; es kann ein amorpher Halbleiter oder ein Halbleiter mit Kristallinität (ein mikrokristalliner Halbleiter, ein polykristalliner Halbleiter, ein einkristalliner Halbleiter oder ein Halbleiter, der teilweise Kristallbereiche enthält) verwendet werden. Vorzugsweise wird ein Halbleiter mit Kristallinität verwendet, wobei in diesem Fall eine Verschlechterung der Transistoreigenschaften verhindert werden kann.
Für den Halbleiter kann beispielsweise ein Element der Gruppe 14, ein Verbindungshalbleiter, ein Oxidhalbleiter, ein organischer Halbleiter oder dergleichen verwendet werden. Als typisches Beispiel kann ein Halbleiter, der Silizium enthält, ein Halbleiter, der Galliumarsenid enthält, oder ein Oxidhalbleiter, der Indium enthält, verwendet werden.
Der Treiberschaltungsabschnitt 303 beinhaltet die FETs 309 und 310. Der Treiberschaltungsabschnitt 303 kann mit einer Schaltung, die Transistoren mit dem gleichen Leitungstyp (entweder n-Kanal-Transistoren oder p-Kanal-Transistoren) beinhaltet, oder mit einer CMOS-Schaltung ausgebildet werden, die einen n-Kanal-Transistor sowie einen p-Kanal-Transistor beinhaltet. Des Weiteren kann eine Treiberschaltung außen bereitgestellt werden.
Ein Endabschnitt der ersten Elektrode 313 ist mit einem Isolator 314 bedeckt. Der Isolator 314 kann unter Verwendung einer organischen Verbindung, wie z. B. eines negativen lichtempfindlichen Harzes oder eines positiven lichtempfindlichen Harzes (Acrylharzes), oder einer anorganischen Verbindung, wie z. B. Siliziumoxid, Siliziumoxynitrid oder Siliziumnitrid, ausgebildet werden. Der Isolator 314 weist vorzugsweise eine gekrümmte Oberfläche mit einer geeigneten Krümmung an seinem oberen Endabschnitt oder unteren Endabschnitt auf. In diesem Fall kann eine vorteilhafte Abdeckung mit einem Film, der über dem Isolator 314 ausgebildet wird, erhalten werden.
Eine EL-Schicht 315 und eine zweite Elektrode 316 sind über der ersten Elektrode 313 angeordnet. Die EL-Schicht 315 umfasst eine Licht emittierende Schicht, eine Lochinjektionsschicht, eine Lochtransportschicht, eine Elektronentransportschicht, eine Elektroneninjektionsschicht, eine Ladungserzeugungsschicht und dergleichen.
Die Struktur und Materialien, welche bei einer der anderen Ausführungsformen beschrieben werden, können für die Komponenten einer Licht emittierenden Vorrichtung 317, die bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, verwendet werden. Obwohl nicht dargestellt, ist die zweite Elektrode 316 elektrisch mit der FPC 308 verbunden, die ein externer Eingangsanschluss ist.
Obwohl die Querschnittsansicht in 3B nur eine einzige Licht emittierende Vorrichtung 317 darstellt, ist eine Vielzahl von Licht emittierenden Vorrichtungen in einer Matrix in dem Pixelabschnitt 302 angeordnet. Licht emittierende Vorrichtungen, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, werden selektiv in dem Pixelabschnitt 302 ausgebildet, wodurch eine Licht emittierende Einrichtung, die ein Vollfarbbild anzeigen kann, erhalten werden kann. Zusätzlich zu den Licht emittierenden Vorrichtungen, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, können beispielsweise Licht emittierende Vorrichtungen, die Licht von Weiß (W), Gelb (Y), Magenta (M), Zyan (C) und dergleichen emittieren, ausgebildet werden. Beispielsweise werden die Licht emittierenden Vorrichtungen, die Licht einiger der vorstehenden Farben emittieren, in Kombination mit den Licht emittierenden Vorrichtungen verwendet, die Licht von drei Arten von Farben (R, G und B) emittieren, wodurch Wirkungen, wie z. B. eine Verbesserung der Farbreinheit und eine Verringerung des Stromverbrauchs, erzielt werden können. Alternativ kann eine Licht emittierende Einrichtung, die ein Vollfarbbild anzeigen kann, durch eine Kombination mit Farbfiltern hergestellt werden. Als Farbfilter können rote (R), grüne (G), blaue (B), zyanfarbene (C), magentafarbene (M) und gelbe (Y) Farbfilter und dergleichen verwendet werden.
Wenn das zweite Substrat 306 und das erste Substrat 301 mit dem Dichtungsmittel 305 aneinander befestigt sind, werden die FETs 309, 310, 311 und 312 und die Licht emittierende Vorrichtung 317 über dem ersten Substrat 301 in einem Raum 318 bereitgestellt, der von dem ersten Substrat 301, dem zweiten Substrat 306 und dem Dichtungsmittel 305 umschlossen ist. Es sei angemerkt, dass der Raum 318 mit einem Inertgas (z. B. Stickstoff oder Argon) oder einer organischen Substanz (darunter auch das Dichtungsmittel 305) gefüllt werden kann.
Für das Dichtungsmittel 305 kann ein Epoxidharz, eine Glasfritte oder dergleichen verwendet werden. Für das Dichtungsmittel 305 wird vorzugsweise ein Material verwendet, das möglichst wenig Feuchtigkeit und Sauerstoff durchlässt. Als zweites Substrat 306 kann ein Substrat, das als erstes Substrat 301 verwendet werden kann, in ähnlicher Weise verwendet werden. Daher kann ein beliebiges der verschiedenen Substrate, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden, in geeigneter Weise verwendet werden. Als Substrat kann ein Glassubstrat, ein Quarzsubstrat oder ein Kunststoffsubstrat, das aus einem faserverstärkten Kunststoff (fiber-reinforced plastic, FRP), Polyvinylfluorid (PVF), Polyester, einem Acrylharz oder dergleichen ausgebildet wird, verwendet werden. In dem Fall, in dem eine Glasfritte für das Dichtungsmittel verwendet wird, handelt es sich bei dem ersten Substrat 301 und dem zweiten Substrat 306 im Hinblick auf die Adhäsion vorzugsweise um Glassubstrate.
Auf diese Weise kann die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung erhalten werden.
In dem Fall, in dem die Licht emittierende Aktivmatrix-Einrichtung über einem flexiblen Substrat bereitgestellt wird, können die FETs und die Licht emittierende Vorrichtung direkt über dem flexiblen Substrat ausgebildet werden; alternativ können die FETs und die Licht emittierende Vorrichtung über einem Substrat, das mit einer Trennschicht versehen ist, ausgebildet und dann durch Applikation von Wärme, Kraft, Laserlicht oder dergleichen an der Trennschicht abgetrennt werden, um auf ein flexibles Substrat übertragen zu werden. Für die Trennschicht kann beispielsweise eine Schichtanordnung, die anorganische Filme, wie z. B. einen Wolframfilm und einen Siliziumoxidfilm, umfasst, oder ein organischer Harzfilm aus Polyimid oder dergleichen verwendet werden. Beispiele für das flexible Substrat umfassen, zusätzlich zu einem Substrat, über dem ein Transistor ausgebildet werden kann, ein Papiersubstrat, ein Zellglassubstrat, ein Aramidfilm-Substrat, ein Polyimidfilm-Substrat, ein Stoffsubstrat (darunter auch eine Naturfaser (Seide, Baumwolle oder Hanf), eine Kunstfaser (Nylon, Polyurethan oder Polyester), eine Regeneratfaser (Acetat, Cupro, Viskose oder regenerierten Polyester) oder dergleichen), ein Ledersubstrat und ein Gummisubstrat. Unter Verwendung eines beliebigen dieser Substrate können eine Zunahme der Beständigkeit, eine Erhöhung der Wärmebeständigkeit, eine Gewichtsreduktion und eine Verringerung der Dicke erzielt werden.
Die in der Licht emittierenden Aktivmatrix-Einrichtung enthaltene Licht emittierende Vorrichtung kann gepulstes Licht (z. B. mit einer Frequenz von kHz oder MHz) emittieren, so dass das Licht für die Anzeige verwendet wird. Die Licht emittierende Vorrichtung, die unter Verwendung einer der vorstehenden organischen Verbindungen ausgebildet wird, weist ausgezeichnete Frequenzeigenschaften auf; daher kann die Zeit zum Betreiben der Licht emittierenden Vorrichtung verkürzt werden, was zu einer Verringerung des Stromverbrauchs führt. Des Weiteren verhindert eine Verringerung der Betriebszeit eine Wärmeerzeugung, so dass der Grad der Verschlechterung der Licht emittierenden Vorrichtung verringert werden kann.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können in angemessener Kombination mit einer beliebigen der Strukturen verwendet werden, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für verschiedene elektronische Geräte und ein Fahrzeug beschrieben, welche unter Verwendung der Licht emittierenden Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder einer Licht emittierenden Einrichtung, die die Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beinhaltet, hergestellt werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung hauptsächlich in einem Anzeigeabschnitt des elektronischen Geräts, das bei dieser Ausführungsform beschrieben wird, verwendet werden kann.
Elektronische Geräte, die in 4A bis 4E dargestellt werden, können ein Gehäuse 7000, einen Anzeigeabschnitt 7001, einen Lautsprecher 7003, eine LED-Lampe 7004, Bedientasten 7005 (einschließlich eines Netzschalters oder eines Bedienschalters), einen Verbindungsanschluss 7006, einen Sensor 7007 (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, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahl), ein Mikrofon 7008 und dergleichen beinhalten.
4A stellt einen tragbaren Computer dar, der zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten einen Schalter 7009, einen Infrarotanschluss 7010 und dergleichen beinhalten kann.
4B stellt eine tragbare Bildwiedergabevorrichtung (z. B. einen DVD-Spieler) dar, die mit einem Speichermedium versehen ist und zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten einen zweiten Anzeigeabschnitt 7002, einen Speichermediumleseabschnitt 7011 und dergleichen beinhalten kann.
4C stellt eine Digitalkamera dar, die eine Fernsehempfangsfunktion aufweist und zusätzlich zu den vorstehenden Komponenten eine Antenne 7014, einen Auslöseknopf 7015, einen Bildempfangsabschnitt 7016 und dergleichen beinhalten kann.
4D stellt ein tragbares Informationsendgerät dar. Das tragbare Informationsendgerät weist eine Funktion zum Anzeigen von Informationen auf drei oder mehr Oberflächen des Anzeigeabschnitts 7001 auf. Hier werden Informationen 7052, Informationen 7053 und Informationen 7054 auf unterschiedlichen Oberflächen angezeigt. Beispielsweise kann ein Benutzer des tragbaren Informationsendgeräts die Informationen 7053 checken, die derart angezeigt werden, dass sie von oberhalb des tragbaren Informationsendgeräts aus eingesehen werden können, wobei das tragbare Informationsendgerät in einer Brusttasche seines Kleidungsstücks aufbewahrt wird. Demzufolge kann beispielsweise der Benutzer die Anzeige sehen, ohne das tragbare Informationsendgerät aus der Tasche zu nehmen, und er kann entscheiden, ob er den Anruf annimmt.
4E stellt ein tragbares Informationsendgerät (z. B. ein Smartphone) dar und kann den Anzeigeabschnitt 7001, die Bedientaste 7005 und dergleichen in dem Gehäuse 7000 beinhalten. Es sei angemerkt, dass das tragbare Informationsendgerät einen Lautsprecher 9003, einen Verbindungsanschluss 7006, einen Sensor 9007 oder dergleichen beinhalten kann. Das tragbare Informationsendgerät kann einen Text und Bilddaten auf seiner Vielzahl von Oberflächen anzeigen. Hier werden drei Icons 7050 angezeigt. Außerdem können Informationen 7051, die durch gestrichelte Rechtecke dargestellt werden, auf einer weiteren Oberfläche des Anzeigeabschnitts 7001 angezeigt werden. Beispiele für die Informationen 7051 umfassen eine Mitteilung der Ankunft einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder eines Anrufs, den Betreff und den Absender einer E-Mail, einer SNS-Nachricht oder dergleichen, das Datum, die Zeit, die verbleibende Batterieleistung und die Empfangsstärke einer Antenne. Das Icon 7050 oder dergleichen kann an der Stelle angezeigt werden, an der die Informationen 7051 angezeigt werden.
4F stellt ein großes Fernsehgerät (auch als TV oder Fernsehempfänger bezeichnet) dar und kann das Gehäuse 7000, den Anzeigeabschnitt 7001 und dergleichen beinhalten. Außerdem wird hier das Gehäuse 7000 von einem Fuß 7018 getragen. Das Fernsehgerät kann mit einer separaten Fernbedienung 7111 oder dergleichen bedient werden. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann einen Berührungssensor beinhalten. Das Fernsehgerät kann durch Berühren des Anzeigeabschnitts 7001 mit einem Finger oder dergleichen bedient werden. Die Fernbedienung 7111 kann mit einem Anzeigeabschnitt zum Anzeigen von Informationen, die von der Fernbedienung 7111 ausgegeben werden, versehen sein. Durch Bedientasten oder einen Touchscreen der Fernbedienung 7111 können die Fernsehsender und die Lautstärke gesteuert werden, und Bilder, die auf dem Anzeigeabschnitt 7001 angezeigt werden, können gesteuert werden.
Die in 4A bis 4F dargestellten elektronischen Geräte können verschiedene Funktionen aufweisen, wie beispielsweise eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (eines Standbildes, eines bewegten Bildes, eines Textbildes und dergleichen) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung mittels verschiedener 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 der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, und zum Anzeigen des Programms oder der Daten auf dem Anzeigeabschnitt und dergleichen. Des Weiteren kann das elektronische Gerät, das eine Vielzahl von Anzeigeabschnitten beinhaltet, die folgenden Funktionen aufweisen: eine Funktion zum Anzeigen von Bilddaten hauptsächlich auf einem Anzeigeabschnitt, während Textdaten hauptsächlich auf einem anderen Anzeigeabschnitt angezeigt werden, eine Funktion zum Anzeigen eines dreidimensionalen Bildes durch Anzeigen von Bildern auf einer Vielzahl von Anzeigeabschnitten unter Berücksichtigung einer Parallaxe oder dergleichen. Des Weiteren kann das elektronische Gerät, das einen Bildempfangsabschnitt beinhaltet, die folgenden Funktionen aufweisen: eine Funktion zum Aufnehmen eines Standbildes, eine Funktion zum Aufnehmen eines bewegten Bildes, eine Funktion zum automatischen oder manuellen Korrigieren eines aufgenommenen Bildes, eine Funktion zum Speichern eines aufgenommenen Bildes in einem Speichermedium (einem externen Speichermedium oder einem in der Kamera eingebauten Speichermedium), eine Funktion zum Anzeigen eines aufgenommenen Bildes auf dem Anzeigeabschnitt oder dergleichen. Es sei angemerkt, dass Funktionen, die für die in 4A bis 4F dargestellten elektronischen Geräte bereitgestellt werden können, nicht auf die vorstehend beschriebenen beschränkt sind, und die elektronischen Geräte können verschiedene Funktionen aufweisen.
4G stellt ein armbanduhrartiges tragbares Informationsendgerät dar, das beispielsweise als Smartwatch verwendet werden kann. Das armbanduhrartige tragbare Informationsendgerät beinhaltet das Gehäuse 7000, den Anzeigeabschnitt 7001, Bedienknöpfe 7022 und 7023, einen Verbindungsanschluss 7024, ein Band 7025, ein Mikrofon 7026, einen Sensor 7029, einen Lautsprecher 7030 und dergleichen. Die Anzeigeoberfläche des Anzeigeabschnitts 7001 ist gekrümmt, und Bilder können auf der gekrümmten Anzeigeoberfläche angezeigt werden. Außerdem kann gegenseitige Kommunikation zwischen dem tragbaren Informationsendgerät und beispielsweise einem Headset, das für drahtlose Kommunikation geeignet ist, ausgeführt werden, und somit ist Freisprechen mittels des tragbaren Informationsendgeräts möglich. Es sei angemerkt, dass der Verbindungsanschluss 7024 gegenseitige Datenübertragung mit einem weiteren Informationsendgerät sowie ein Aufladen ermöglicht. Eine drahtlose Energieversorgung kann auch bei dem Ladevorgang zum Einsatz kommen.
Der Anzeigeabschnitt 7001, der in dem als Einfassung dienenden Gehäuse 7000 montiert wird, beinhaltet einen nicht-rechteckigen Anzeigebereich. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann ein Icon 7027, das die Zeit anzeigt, ein weiteres Icon 7028 und dergleichen anzeigen. Der Anzeigeabschnitt 7001 kann ein Touchscreen (eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung) sein, der einen Berührungssensor (eine Eingabevorrichtung) beinhaltet.
Die Smartwatch, die in 4G dargestellt wird, kann verschiedene Funktionen aufweisen, wie beispielsweise eine Funktion zum Anzeigen verschiedener Informationen (z. B. eines Standbildes, eines bewegten Bildes und eines Textbildes) auf dem Anzeigeabschnitt, eine Touchscreen-Funktion, eine Funktion zum Anzeigen eines Kalenders, des Datums, der Zeit und dergleichen, eine Funktion zum Steuern der Verarbeitung mittels verschiedener 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 und eine Funktion zum Lesen eines Programms oder der Daten, das/die in einem Speichermedium gespeichert ist/sind, und zum Anzeigen des Programms oder der Daten auf dem Anzeigeabschnitt.
Das Gehäuse 7000 kann einen Lautsprecher, einen Sensor (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, Durchflussrate, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen), ein Mikrofon und dergleichen beinhalten.
Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in dem Anzeigeabschnitt von jedem der elektronischen Geräte, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, verwendet werden kann, so dass ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden kann.
Bei einem weiteren elektronischen Gerät, das die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet, handelt es sich um ein klappbares tragbares Informationsendgerät, das in 5A bis 5C dargestellt wird. 5A stellt ein tragbares Informationsendgerät 9310 dar, das aufgeklappt ist. 5B stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 während des Aufklappens oder des Zusammenklappens dar. 5C stellt das tragbare Informationsendgerät 9310 dar, das zusammengeklappt ist. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist sehr gut tragbar, wenn es zusammengeklappt ist. Das tragbare Informationsendgerät 9310 ist im aufgeklappten Zustand auf Grund eines übergangslosen großen Anzeigebereichs sehr gut durchsuchbar.
Ein Anzeigeabschnitt 9311 wird von drei Gehäusen 9315 getragen, die durch Gelenke 9313 miteinander verbunden sind. Es sei angemerkt, dass der Anzeigeabschnitt 9311 ein Touchscreen (eine Eingabe-Ausgabe-Vorrichtung) sein kann, der einen Berührungssensor (eine Eingabevorrichtung) beinhaltet. Die Form des tragbaren Informationsendgeräts 9310 kann reversibel von einem aufgeklappten Zustand in einen zusammengeklappten Zustand geändert werden, indem der Anzeigeabschnitt 9311 unter Verwendung der Gelenke 9313 an einer Verbindungsstelle zwischen zwei Gehäusen 9315 gebogen wird. Die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann für den Anzeigeabschnitt 9311 verwendet werden. Außerdem kann ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden. Ein Anzeigebereich 9312 in dem Anzeigeabschnitt 9311 ist ein Anzeigebereich, der an einer Seitenfläche des zusammengeklappten tragbaren Informationsendgeräts 9310 positioniert ist. Auf dem Anzeigebereich 9312 können Informations-Icons, Verknüpfungen von häufig verwendeten Applikationen oder Programmen und dergleichen angezeigt werden, und eine Bestätigung von Informationen sowie das Starten von Applikationen und dergleichen können problemlos durchgeführt werden.
6A und 6B stellen ein Fahrzeug dar, das die Licht emittierende Einrichtung beinhaltet. Die Licht emittierende Einrichtung kann in dem Fahrzeug eingebaut sein, und insbesondere kann sie in Scheinwerfern 5101 (darunter auch Scheinwerfern des Hecks des Autos), einer Radkappe 5102, einem Teil einer Tür 5103 oder der gesamten Tür 5103 oder dergleichen an der Außenseite des in 6A dargestellten Fahrzeugs enthalten sein. Die Licht emittierende Einrichtung kann auch in einem Anzeigeabschnitt 5104, einem Lenkrad 5105, einem Schaltknüppel 5106, einem Sitz 5107, einem Innenrückspiegel 5108, einer Windschutzscheibe 5109 oder dergleichen an der Innenseite des in 6B dargestellten Fahrzeugs oder in einem Teil eines Glasfensters enthalten sein.
Auf die vorstehende Weise können die elektronischen Geräte und Fahrzeuge unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten werden. In diesem Fall kann ein elektronisches Gerät mit langer Lebensdauer erhalten werden. Es sei angemerkt, dass die Licht emittierende Einrichtung für elektronische Geräte und Fahrzeuge auf verschiedenen Gebieten verwendet werden kann, ohne dabei auf die elektronischen Geräte beschränkt zu sein, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden.
Die Strukturen, die bei dieser Ausführungsform beschrieben werden, können in angemessener Kombination mit einer beliebigen der Strukturen verwendet werden, die bei den anderen Ausführungsformen beschrieben werden.
(Ausführungsform 5)
Bei dieser Ausführungsform wird die Struktur einer Beleuchtungsvorrichtung, die unter Verwendung der Licht emittierenden Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder der Licht emittierenden Vorrichtung hergestellt wird, die ein Teil der Licht emittierenden Einrichtung ist, anhand von 7A und 7B beschrieben.
7A und 7B sind Beispiele für Querschnittsansichten von Beleuchtungsvorrichtungen. 7A stellt eine Bottom-Emission-Beleuchtungsvorrichtung dar, bei der Licht von der Seite des Substrats extrahiert wird, und 7B stellt eine Top-Emission-Beleuchtungsvorrichtung dar, bei der Licht von der Seite des Dichtungssubstrats extrahiert wird.
Eine Beleuchtungsvorrichtung 4000, die in 7A dargestellt wird, beinhaltet eine Licht emittierende Vorrichtung 4002 über einem Substrat 4001. Zusätzlich beinhaltet die Beleuchtungsvorrichtung 4000 ein Substrat 4003 mit Unebenheit auf der Außenseite des Substrats 4001. Die Licht emittierende Vorrichtung 4002 beinhaltet eine erste Elektrode 4004, eine EL-Schicht 4005 und eine zweite Elektrode 4006.
Die erste Elektrode 4004 ist elektrisch mit einer Elektrode 4007 verbunden, und die zweite Elektrode 4006 ist elektrisch mit einer Elektrode 4008 verbunden. Außerdem kann eine Hilfsleitung 4009, die elektrisch mit der ersten Elektrode 4004 verbunden ist, bereitgestellt werden. Es sei angemerkt, dass eine Isolierschicht 4010 über der Hilfsleitung 4009 ausgebildet wird.
Das Substrat 4001 und ein Dichtungssubstrat 4011 werden mit einem Dichtungsmittel 4012 aneinander befestigt. Ein Trocknungsmittel 4013 wird vorzugsweise zwischen dem Dichtungssubstrat 4011 und der Licht emittierenden Vorrichtung 4002 bereitgestellt. Das Substrat 4003 weist die in 7A dargestellte Unebenheit auf, wodurch die Extraktionseffizienz des Lichts, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 4002 emittiert wird, erhöht werden kann.
Eine Beleuchtungsvorrichtung 4200, die in 7B dargestellt wird, beinhaltet eine Licht emittierende Vorrichtung 4202 über einem Substrat 4201. Die Licht emittierende Vorrichtung 4202 beinhaltet eine erste Elektrode 4204, eine EL-Schicht 4205 und eine zweite Elektrode 4206.
Die erste Elektrode 4204 ist elektrisch mit einer Elektrode 4207 verbunden, und die zweite Elektrode 4206 ist elektrisch mit einer Elektrode 4208 verbunden. Eine Hilfsleitung 4209, die elektrisch mit der zweiten Elektrode 4206 verbunden ist, kann bereitgestellt werden. Eine Isolierschicht 4210 kann unter der Hilfsleitung 4209 bereitgestellt werden.
Das Substrat 4201 und ein Dichtungssubstrat 4211 mit Unebenheit werden mit einem Dichtungsmittel 4212 aneinander befestigt. Ein Sperrfilm 4213 und ein Planarisierungsfilm 4214 können zwischen dem Dichtungssubstrat 4211 und der Licht emittierenden Vorrichtung 4202 bereitgestellt werden. Das Dichtungssubstrat 4211 weist die in 7B dargestellte Unebenheit auf, wodurch die Extraktionseffizienz des Lichts, das von der Licht emittierenden Vorrichtung 4202 emittiert wird, erhöht werden kann.
Beispiele für derartige Beleuchtungsvorrichtungen umfassen eine Deckenbeleuchtung als Innenbeleuchtung. Beispiele für die Deckenbeleuchtung umfassen eine direkt montierte Beleuchtung und eine eingebettete Beleuchtung. Derartige Beleuchtungsvorrichtungen werden unter Verwendung einer Kombination aus der Licht emittierenden Einrichtung und einem Gehäuse oder einer Abdeckung hergestellt.
Ein weiteres Beispiel: Derartige Beleuchtungsvorrichtungen können für eine Fußbodenbeleuchtung verwendet werden, die einen Fußboden beleuchtet, so dass die Fußbodensicherheit verbessert werden kann. Eine Fußbodenbeleuchtung kann beispielsweise in einem Schlafzimmer, an einer Treppe oder in einem Flur effektiv verwendet werden. In diesem Fall kann die Größe oder Form der Fußbodenbeleuchtung entsprechend der Fläche oder Struktur eines Zimmers geändert werden. Die Fußbodenbeleuchtung kann eine stationäre Beleuchtungsvorrichtung sein, die unter Verwendung einer Kombination aus der Licht emittierenden Einrichtung und einer Stütze hergestellt wird.
Derartige Beleuchtungsvorrichtungen können auch für eine blattförmige Beleuchtungsvorrichtung (blattförmige Beleuchtung) verwendet werden. Die blattförmige Beleuchtung, die bei Verwendung an einer Wand befestigt wird, ist platzsparend und kann daher zu verschiedensten Zwecken verwendet werden. Des Weiteren kann die Fläche der blattförmigen Beleuchtung leicht vergrößert werden. Die blattförmige Beleuchtung kann auch an einer Wand oder einem Gehäuse mit einer gekrümmten Oberfläche verwendet werden.
Neben den vorstehenden Beispielen kann dann, wenn die Licht emittierende Einrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oder die Licht emittierende Vorrichtung, die ein Teil der Licht emittierenden Einrichtung ist, als Teil eines Möbelstücks in einem Zimmer verwendet wird, eine Beleuchtungsvorrichtung, die als dieses Möbelstück dient, erhalten werden.
Wie oben beschrieben worden ist, können verschiedene Beleuchtungsvorrichtungen, die die Licht emittierende Einrichtung beinhalten, erhalten werden. Es sei angemerkt, dass es sich bei diesen Beleuchtungsvorrichtungen auch um Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung handelt.
Es sei angemerkt, dass die bei dieser Ausführungsform beschriebenen Strukturen je nach Bedarf in Kombination mit einer der bei den anderen Ausführungsformen beschriebenen Strukturen verwendet werden können.
[Beispiel 1]
In diesem Beispiel wurde eine Licht emittierende Vorrichtung 1 als Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt. Ihre Vorrichtungsstruktur, Herstellungsverfahren und Eigenschaften werden beschrieben. Eine Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2 wurde hergestellt, und Vorrichtungseigenschaften der beiden Vorrichtungen wurden miteinander verglichen. Es sei angemerkt, dass 8 eine Vorrichtungsstruktur der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in diesem Beispiel verwendet werden, darstellt und dass Tabelle 1 spezifische Strukturen zeigt. Die chemischen Formeln von Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, werden nachstehend gezeigt.

[Tabelle 1]

	erste Elektrode	Lochinjektionsschicht	Lochtransport schicht	Lichtemittieren de Schicht	Elektronentransportschicht		Elektron eninjekions schicht	zweite Elektrode
	901	911	912	913	914		915	903
Licht emittierende Vorrichtung 1	ITSO (70 nm)	DBT3P-II:MoOx (2:1, 60 nm)	PCBBiF (20 nm)	*	8mDBtBPNfpr( II) (25 nm)	NBph en (15 nm)	LiF (1 nm)	Al (200 nm)
Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2	ITSO (70 nm)	DBT3P-II:MoOx (2:1, 60 nm)	PCBBiF (20 nm)	**	12mDBtBPPnf pr (25 nm)	NBph en (15 nm)	LiF (1 nm)	Al (200 nm)
* 8mDBtBPNfpr(II):PCBBiF:[Ir(dppm)₂(acac)] (0,75:0,25:0,075; 40 nm)
** 12mDBtBPPnfpr:PCBBiF:[lr(dppm)₂(acac)] (0,75:0,25:0,075; 40 nm)

<<Herstellung der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Bei jeder der Licht emittierenden Vorrichtungen, die in diesem Beispiel beschrieben werden, sind, wie in 8 dargestellt, eine Lochinjektionsschicht 911, eine Lochtransportschicht 912, eine Licht emittierende Schicht 913, eine Elektronentransportschicht 914 und eine Elektroneninjektionsschicht 915 in dieser Reihenfolge über einer ersten Elektrode 901 angeordnet, die über einem Substrat 900 ausgebildet ist, und eine zweite Elektrode 903 ist über der Elektroneninjektionsschicht 915 angeordnet.
Als Erstes wurde die erste Elektrode 901 über dem Substrat 900 ausgebildet. Die Elektrodenfläche wurde auf 4 mm² (2 mm × 2 mm) eingestellt. Ein Glassubstrat wurde als Substrat 900 verwendet. Die erste Elektrode 901 wurde durch ein Sputterverfahren unter Verwendung von Indiumzinnoxid, das Siliziumoxid enthält (ITSO), in einer Dicke von 70 nm ausgebildet.
Für die Vorbehandlung wurde eine Oberfläche des Substrats mit Wasser gewaschen, ein Backen wurde eine Stunde lang bei 200 °C durchgeführt, und dann wurde eine UV-Ozonbehandlung 370 Sekunden lang durchgeführt. Danach wurde das Substrat in eine Vakuumverdampfungseinrichtung überführt, in der der Druck auf ungefähr 1 × 10^-4 Pa verringert worden war, und wurde 30 Minuten lang im Vakuum bei 170 °C in einer Heizkammer der Vakuumverdampfungseinrichtung erwärmt, und dann wurde das Substrat etwa 30 Minuten lang abgekühlt.
Als Nächstes wurde die Lochinjektionsschicht 911 über der ersten Elektrode 901 ausgebildet. Nachdem der Druck in der Vakuumverdampfungseinrichtung auf 1 × 10^-4 Pa verringert worden war, wurde die Lochinjektionsschicht 911 durch Co-Verdampfung ausgebildet, um ein Massenverhältnis von 1,3,5-Tri(dibenzothiophen-4-yl)benzol (Abkürzung: DBT3P-II) zu Molybdänoxid von 2:1 und eine Dicke von 60 nm aufzuweisen.
Anschließend wurde die Lochtransportschicht 912 über der Lochinjektionsschicht 911 ausgebildet. Die Lochtransportschicht 912 wurde durch Verdampfung von N-(1,1'-Biphenyl-4-yl)-N-[4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl]-9,9-dimethyl-9H-fluoren-2-amin (Abkürzung: PCBBiF) in einer Dicke von 20 nm ausgebildet.
Als Nächstes wurde die Licht emittierende Schicht 913 über der Lochtransportschicht 912 ausgebildet.
Die Licht emittierende Schicht 913 der Licht emittierenden Vorrichtung 1 wurde durch Co-Verdampfung von Bis(4,6-diphenylpyrimidinato)iridium(III) (Abkürzung: [lr(dppm)₂(acac)]) als Gastmaterial (phosphoreszierendes Material) zusätzlich zu 8-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpr(II)) und PCBBiF ausgebildet, um ein Gewichtsverhältnis von 8mDBtBPNfpr(II):PCBBiF:[Ir(dppm)₂(acac)] = 0,75:0,25:0,075 aufzuweisen. Die Dicke wurde auf 40 nm eingestellt. Die Licht emittierende Schicht 913 der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 wurde durch Co-Verdampfung von [lr(dppm)₂(acac)] als Gastmaterial (phosphoreszierendes Material) zusätzlich zu 12-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]phenanthro[9', 10':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 12mDBtBPPnfpr) und PCBBiF ausgebildet, um ein Gewichtsverhältnis von 12mDBtBPPnfpr:PCBBiF:[lr(dppm)₂(acac)] = 0,75:0,25:0,075 aufzuweisen. Die Dicke wurde auf 40 nm eingestellt.
Als Nächstes wurde die Elektronentransportschicht 914 über der Licht emittierenden Schicht 913 ausgebildet.
Die Elektronentransportschicht 914 der Licht emittierenden Vorrichtung 1 wurde auf die folgende Weise ausgebildet: 8mDBtBPNfpr(II) und 2,9-Bis(naphthalen-2-yl)-4,7-diphenyl-1,10-phenanthrolin (Abkürzung: NBphen) wurden sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von 25 nm bzw. 15 nm abgeschieden. Die Elektronentransportschicht 914 der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 wurde auf die folgende Weise ausgebildet: 12mDBtBPPnfpr und Bphen wurden sukzessiv durch Verdampfung in einer Dicke von 25 nm bzw. 15 nm abgeschieden.
Anschließend wurde die Elektroneninjektionsschicht 915 über der Elektronentransportschicht 914 ausgebildet. Die Elektroneninjektionsschicht 915 wurde durch Verdampfung von Lithiumfluorid (LiF) in einer Dicke von 1 nm ausgebildet.
Danach wurde die zweite Elektrode 903 über der Elektroneninjektionsschicht 915 ausgebildet. Die zweite Elektrode 903 wurde durch ein Verdampfungsverfahren unter Verwendung von Aluminium in einer Dicke von 200 nm ausgebildet. In diesem Beispiel dient die zweite Elektrode 903 als Kathode.
Durch die vorstehenden Schritte wurden die Licht emittierenden Vorrichtungen, die jeweils eine EL-Schicht 902 zwischen dem Paar von Elektroden beinhalten, über dem Substrat 900 ausgebildet. Es sei angemerkt, dass die Lochinjektionsschicht 911, die Lochtransportschicht 912, die Licht emittierende Schicht 913, die Elektronentransportschicht 914 und die Elektroneninjektionsschicht 915, welche vorstehend beschrieben worden sind, Funktionsschichten sind, die die EL-Schicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden. Des Weiteren wurde in sämtlichen Verdampfungsschritten des vorstehenden Herstellungsverfahrens die Verdampfung durch ein Widerstandserwärmungsverfahren durchgeführt.
Jede der Licht emittierenden Vorrichtungen, die wie oben beschrieben hergestellt wurden, wurde unter Verwendung eines weiteren Substrats (nicht dargestellt) derart abgedichtet, dass das Substrat (nicht dargestellt), an dem ein UV-härtendes Dichtungsmittel aufgetragen worden war, in einem Handschuhkasten, der eine Stickstoffatmosphäre enthält, an dem Substrat 900 fixiert wurde und die Substrate aneinander derart gebunden wurden, dass das Dichtungsmittel angebracht wurde, um die Licht emittierende Vorrichtung über dem Substrat 900 zu umschließen. Beim Abdichtungsprozess wurde das Dichtungsmittel mit 365 nm starkem UV-Licht bei 6 J/cm² bestrahlt, um verfestigt zu werden, und das Dichtungsmittel wurde eine Stunde lang bei 80 °C erwärmt, um stabilisiert zu werden.
<<Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen>>
Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtungen wurden gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde. Als Ergebnisse der Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen werden die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften in 9 gezeigt, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften werden in 10 gezeigt, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften werden in 11 gezeigt und die Spannungs-Strom-Eigenschaften werden in 12 gezeigt.
Tabelle 2 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtungen bei etwa 1000 cd/m².

[Tabelle 2]

	Spannung (V)	Stro m (mA)	Stromdic hte ² (mA/cm² )	Chromati zität (x, y)	Leuchtdi chte (cd/m²)	Strom effiz ienz (cd/A)	Leistungseffi zienz (Im/W)	externe Quantenaus beute (%)
Licht emittierende Vorrichtung 1	2,9	0,05	1,5	(0,56;	1200	80	86	31
Licht emittierende Vorrichtung 1	2,9	8	1,5	0,44)	1200	80	86	31
Licht emittierende Vergleichsvorric htung 2	3,0	0,04	1,1	(0,56;	670	61	64	26
Licht emittierende Vergleichsvorric htung 2	3,0	4	1,1	0,44)	670	61	64	26

Die obigen Ergebnisse offenbaren, dass, wie in den Anfangseigenschaften in 9 bis 12 oder Tabelle 2 gezeigt, die in diesem Beispiel beschriebene Licht emittierende Vorrichtung 1 eine höhere Emissionseffizienz aufweist als die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2.
13 zeigt Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 ein Strom mit einer Stromdichte von 0,1 mA/cm² zugeführt wurde. Wie in 13 gezeigt, weist das Emissionsspektrum der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 einen Peak bei etwa 589 nm auf, der vermutlich aus einer Lichtemission von [lr(dppm)₂(acac)], welches in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist, stammt.
Als Nächstes wurden an der Licht emittierenden Vorrichtung 1 und der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 Zuverlässigkeitstests durchgeführt. 14 zeigt die Ergebnisse der Zuverlässigkeitstests. In 14 stellt die vertikale Achse die normierte Leuchtdichte (%) mit einer anfänglichen Leuchtdichte von 100 % dar und die horizontale Achse stellt die Betriebsdauer (h) der Vorrichtungen dar. Als Zuverlässigkeitstests wurden Betriebstests mit einer konstanten Leuchtdichte von 1000 cd/cm² durchgeführt. Die Ergebnisse in 14 zeigen, dass die Licht emittierende Vorrichtung 1 eine höhere Zuverlässigkeit aufweist als die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2.
Hier zeigt 21A ein Absorptionsspektrum von [lr(dppm)₂(acac)], welches als Gastmaterial (phosphoreszierende Substanz) verwendet wurde, in einer Dichlormethanlösung, und 21B zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Absorptionskante und deren Umgebung des Absorptionsspektrums. 21B veranschaulicht, dass das T1-Niveau (durch T_G dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus einer Absorptionskante des Absorptionsspektrums einer phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird) von [lr(dppm)₂(acac)], welches eine phosphoreszierende Substanz ist, 2,22 eV(= 559 nm) ist. Daher wurde in der Licht emittierenden Schicht 913 der in diesem Beispiel beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung 1 8mDBtBPNfpr(II) als organische Verbindung mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst verwendet, und [lr(dppm)₂(acac)], dessen T1-Niveau 2,22 eV ist (aus dem gemessenen Absorptionsspektrum der Dichlormethanlösung berechnet), wurde als phosphoreszierende Substanz verwendet, deren T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist. In der Licht emittierenden Schicht 913 der Licht emittierenden Vergleichsvorrichtung 2 wurde 12mDBtBPPnfpr als organische Verbindung ohne Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst verwendet, und [lr(dppm)₂(acac)] wurde wie in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 als Licht emittierende Substanz verwendet.
Wie oben beschrieben worden ist, weist die Licht emittierende Vorrichtung 1 dieses Beispiels nicht nur eine höhere Emissionseffizienz als Anfangseigenschaften, sondern auch eine höhere Zuverlässigkeit als die Licht emittierende Vergleichsvorrichtung 2 auf. Das ist auf eine Erhöhung der Effizienz der Energieübertragung von 8mDBtBPNfpr(II) in einem Anregungszustand auf [lr(dppm)₂(acac)] in der Licht emittierenden Schicht 913 der Licht emittierenden Vorrichtung 1 mit einer Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zurückzuführen.
22A zeigt ein Phosphoreszenzspektrum von 8mDBtBPNfpr(II), welches eine organische Verbindung mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst ist. 22B ist eine vergrößerte Ansicht einer Emissionskante und deren Umgebung. Das Phosphoreszenzspektrum wurde durch zeitaufgelöste Spektroskopie mit einem mechanischen Verschluss bzw. Schutter gemessen. Ein PL-Mikroskop (LabRAM HR-PL, hergestellt von HORIBA, Ltd.) wurde verwendet und die Messtemperatur betrug 10 K. Aus 22B ist das T1-Niveau (durch T_H dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus einer Emissionskante auf der kurzen Wellenlängenseite des Phosphoreszenzspektrums der organischen Verbindung, die das Wirtsmaterial ist, abgeleitet wird) von 8mDBtBPNfpr(II) als Wirtsmaterial 2,52 eV (= 492 nm). Daher ist die T_H-T_G in der Licht emittierenden Vorrichtung 1 0,30 eV, und die folgende Bedingung, die durch die Formel (1) der Ausführungsform 1 dargestellt wird, wird erfüllt: 0,1 eV ≤ TH-TG ≤ 0,4 eV.
[Beispiel 2]
In diesem Beispiel wurde eine Licht emittierende Vorrichtung 3 als Licht emittierende Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt, und die Messergebnisse deren Eigenschaften werden beschrieben.
Die Vorrichtungsstruktur der Licht emittierenden Vorrichtung 3, die in diesem Beispiel hergestellt wurde, ist derjenigen ähnlich, die in dem Beispiel 1 anhand von 8 beschrieben worden ist. Tabelle 3 zeigt die spezifischen Strukturen der Schichten bei der Vorrichtungsstruktur. Die chemischen Formeln der Materialien, die in diesem Beispiel verwendet werden, sind wie folgt.

[Tabelle 3]

	erste Elektr ode	Lochinjektions schicht	Lochtransport schicht	Licht emittier ende Schicht	Elektronentransport schicht		Elektroneninjektio nsschicht	zweite Elektr ode
	901	911	912	913	914		915	903
Licht emittier ende Vorricht ung 3	ITSO (70 nm)	DBT3P-II:MoOx (2:1, 45 nm)	PCBBi1BP (20 nm)	*	8mDBtBPN fpr(II) (20 nm)	NBp hen (10 nm)	LiF (1 nm)	Al (200 nm)
* 8mDBtBPNfpr(II):PCCP:[Ir(ppy)₂(mdppy)] (0,5:0,5:0,1; 40 nm)

Es sei angemerkt, dass für die Lochtransportschicht 912 4,4'-Diphenyl-4''-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)triphenylamin (Abkürzung: PCBBi1BP) verwendet wurde. Für die Licht emittierende Schicht 913 wurde [2-(4-Methyl-5-phenyl-2-pyridinyl-_KN)phenyl-_KC]bis[2-(2-pyridinyl-_KN)phenyl-_KC]iridium (Abkürzung: Ir(ppy)₂(mdppy)) als Gastmaterial (phosphoreszierendes Material) zusätzlich zu 8-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpr(II)) und 3,3'-Bis(9-phenyl-9H-carbazol) (Abkürzung: PCCP) verwendet.
«Betriebseigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 3»
Die Betriebseigenschaften der hergestellten Licht emittierenden Vorrichtung 3 wurden bei Raumtemperatur gemessen. Es sei angemerkt, dass die Messung bei Raumtemperatur (in einer bei 25 °C gehaltenen Atmosphäre) durchgeführt wurde.
15, 16, 17 und 18 zeigen die Stromdichte-Leuchtdichte-Eigenschaften, die Spannungs-Leuchtdichte-Eigenschaften, die Leuchtdichte-Stromeffizienz-Eigenschaften bzw. die Spannungs-Strom-Eigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung 3.
Tabelle 4 zeigt die Anfangswerte von Haupteigenschaften der Licht emittierenden Vorrichtung bei etwa 1000 cd/m².

[Tabelle 4]

	Spannung (V)	Strom (mA)	Stromdichte (mA/cm²)	Chromatizitä t (x, y)	Leuchtdichte (cd/m²)	Stromeffizienz (cd/A)	Leistungs -effizienz (Im/W)	externe Quantenausbeute (%)
Licht emittierende Vorrichtung 3	3,3	0,054	1,3	(0,34; 0,62)	1000	76	73	21

19 zeigt die Emissionsspektren zu dem Zeitpunkt, zu dem der Licht emittierenden Vorrichtung 3 ein Strom mit einer Stromdichte von 2,5 mA/cm² zugeführt wurde. Wie in 19 gezeigt, weist das Emissionsspektrum der Licht emittierenden Vorrichtung einen Peak bei etwa 524 nm auf, was vermutlich aus der Lichtemission von [Ir(ppy)₂(mdppy)], welches in der Licht emittierenden Schicht 913 enthalten ist, stammt.
Hier zeigt 23A ein Absorptionsspektrum von [Ir(ppy)₂(mdppy)], welches als Gastmaterial (phosphoreszierende Substanz) verwendet wurde, in einer Dichlormethanlösung, und 23B zeigt eine vergrößerte Ansicht einer Absorptionskante und deren Umgebung des Absorptionsspektrums. 23B veranschaulicht, dass das T1-Niveau (durch T_G dargestellt, welches das T1-Niveau bezeichnet, das aus einer Absorptionskante des Absorptionsspektrums einer phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird) von [Ir(ppy)₂(mdppy)], welches eine phosphoreszierende Substanz ist, 2,44 eV(= 509 nm) ist. Daher wurde in der Licht emittierenden Schicht 913 der in diesem Beispiel beschriebenen Licht emittierenden Vorrichtung 3 8mDBtBPNfpr(II) als organische Verbindung mit einem Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst verwendet, und [Ir(ppy)₂(mdppy)] wurde als Licht emittierende Substanz verwendet, deren T1-Niveau niedriger als oder gleich 2,5 eV ist. Daher ist die hohe Emissionseffizienz der Licht emittierenden Vorrichtung 3 dieses Beispiels auf eine Erhöhung der Effizienz der Energieübertragung von 8mDBtBPNfpr(II) in einem Anregungszustand auf [Ir(ppy)₂(mdppy)] in der Licht emittierenden Schicht 913 der Licht emittierenden Vorrichtung 3 mit einer Struktur einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zurückzuführen.
(Regerenzsynthesebeispiel 1)
Ein Verfahren zum Synthetisieren von 8-[(3'-Dibenzothiophen-4-yl)biphenyl-3-yl]naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin (Abkürzung: 8mDBtBPNfpr(II)), welches die in den Beispielen 1 und 2 verwendete organische Verbindung ist, wird beschrieben. Die Strukturformel von 8mDBtBPNfpr(II) wird nachstehend gezeigt.
<Schritt 1: Synthese von 5-Chlor-3-(1-methoxynaphthalen-2-yl)pyrazin-2-amin>
Zuerst wurden in einen Dreihalskolben, der mit einem Rücklaufrohr ausgestattet war, 0,92 g 3-Brom-5-chlorpyrazin-2-amin, 0,96 g 1-Methoxynaphthalen-2-boronsäure, 11 ml einer 2M wässrigen Natriumcarbonatlösung und 22 ml Toluol gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Die Mischung in dem Kolben wurde entgast, indem sie unter reduziertem Druck gerührt wurde, und dann wurden 0,10 g Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) (Abkürzung: Pd(PPh₃)₄) dazugegeben. Die Mischung wurde bei 110 °C 15 Stunden lang gerührt, um eine Reaktion herbeizuführen.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde eine Extraktion mit Toluol durchgeführt. Anschließend wurde eine Reinigung durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung eines Laufmittels (Toluol:Ethylacetat = 30:1) durchgeführt, so dass ein Pyrazin-Derivat, das die Zielsubstanz war, erhalten wurde (0,97 g eines gelblich weißen Feststoffs in einer Ausbeute von 77 %). Das Syntheseschema von Schritt 1 wird nachstehend in (a-1) gezeigt.
<Schritt 2: Synthese von 8-Chlornaphtho[1',2':4,5]furo[2,3-b]pyrazin>
Als Nächstes wurden in einen Dreihalskolben 0,96 g 5-Chlor-3-(1-methoxynaphthalen-2-yl)pyrazin-2-amin, welches im Schritt 1 erhalten worden war, 17 ml wasserfreies Tetrahydrofuran und 17 ml Essigsäure gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Nachdem der Kolben auf -10 °C abgekühlt worden war, wurden 1,2 ml tert-Butylnitrit hinein getropft, und die Mischung wurde bei -10 °C 1 Stunde lang und bei 0 °C 3,5 Stunden lang gerührt. Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurden 200 ml Wasser zu der erhaltenen Suspension gegeben und eine Saugfiltration wurde durchgeführt, so dass ein Pyrazin-Derivat, das die Zielsubstanz war, erhalten wurde (0,69 g eines gelblich weißen Feststoffs in einer Ausbeute von 81 %). Das Syntheseschema von Schritt 2 wird nachstehend in (a-2) gezeigt.
<Schritt 3: Synthese von 8-(3-Chlorphenyl)naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin>
In einen Dreihalskolben wurden 1,24 g 8-Chlornaphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, welches im Schritt 2 erhalten worden war, 0,81 g 3-Chlorphenylboronsäure, 7,0 ml einer 2M wässrigen Kaliumcarbonatlösung, 47 ml Toluol und 4,7 ml Ethanol gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Die Mischung in dem Kolben wurde entgast, indem sie unter reduziertem Druck gerührt wurde, und dann wurden 0,15 g Palladium(II)acetat (Abkürzung: Pd(OAc)₂) und 0,56 g Triphenylphosphin dazugegeben. Die Mischung wurde bei 90 °C 11 Stunden lang gerührt, um eine Reaktion herbeizuführen.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde eine Extraktion mit Toluol durchgeführt. Anschließend wurde eine Reinigung durch eine Kieselgel-Säulenchromatographie unter Verwendung von Toluol als Laufmittel durchgeführt, so dass ein Pyrazin-Derivat, das die Zielsubstanz war, erhalten wurde (1,13 g eines gelblich weißen Feststoffs in einer Ausbeute von 68 %). Das Syntheseschema von Schritt 3 wird nachstehend in (a-3) gezeigt.
<Schritt 4: Synthese von 8mDBtBPNfpr(II)>
In einen Dreihalskolben wurden 1,12 g 8-(3-Chlorphenyl)naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin, welches im Schritt 3 erhalten worden war, 1,69 g 3-(4-Dibenzothiophen)phenylboronsäure, 3,14 g Trikaliumphosphat, 0,91 g tert-Butylalkohol und 27 ml Diethylenglycoldimethylether (Abkürzung: Diglyme) gegeben, und die Luft in dem Kolben wurde durch Stickstoff ersetzt. Die Mischung in dem Kolben wurde entgast, indem sie unter reduziertem Druck gerührt wurde, und dann wurden 37 mg Palladium(II)acetat (Abkürzung: Pd(OAc)₂) und 0,12 g Di(1-adamantyl)-n-butylphosphin (Abkürzung: CataCXium A) dazugegeben. Die Mischung wurde bei 140 °C 40,5 Stunden lang gerührt, um eine Reaktion herbeizuführen.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit wurde die erhaltene Suspension einer Saugfiltration unterzogen und wurde mit Wasser und Ethanol gewaschen. Der erhaltene Feststoff wurde in Toluol aufgelöst, und die Mischung wurde über einen Filterhilfsstoff, in dem Celite, Aluminiumoxid und Celite in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet waren, gefiltert. Eine Umkristallisation wurde aus Toluol durchgeführt, so dass die Zielsubstanz erhalten wurde (0,99 g eines gelblich weißen Feststoffs in einer Ausbeute von 54 %).
Durch ein Train-Sublimationsverfahren wurden 0,99 g des erhaltenen gelblich weißen Feststoffs durch Sublimation gereinigt. Der Feststoff wurde unter den Bedingungen der Sublimationsreinigung erwärmt, unter denen der Druck 2,7 Pa betrug und die Argon-Durchflussrate 10,5 ml/min bei 310 °C betrug. Nach der Sublimationsreinigung wurden 0,81 g eines gelblich weißen Feststoffs, welcher die Zielsubstanz war, bei einer Sammelquote von 82 % erhalten. Das Syntheseschema von Schritt 4 wird nachstehend in (a-4) gezeigt.
Es sei angemerkt, dass die Ergebnisse der Analyse des gelblich weißen Feststoffs, der im Schritt 4 erhalten worden war, mittels Kernresonanzspektroskopie (1H-NMR) im Folgenden gezeigt werden. Das ¹H-NMR-Diagramm wird in 20 gezeigt. Diese Ergebnisse offenbaren, dass 8mDBtBPNfpr(II), die organische Verbindung, in diesem Referenzsynthesebeispiel erhalten wurde.
¹H-NMR. δ (CDCl₃): 7,47-7,49 (m, 2H), 7,60-7,62 (m, 2H), 7,66-7,88 (m, 8H), 7,91 (d, 1H), 8,05(d, 1H), 8,13-8,14 (m, 2H), 8,20-8,23 (m, 2H), 8,29 (d, 1H), 8,48 (s, 1H), 8,55 (d, 1H), 8,91 (s, 1H).
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2019-111025, eingereicht beim japanischen Patentamt am 14. Juni 2019, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.

Claims

Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, wobei die Licht emittierende Schicht eine organische Verbindung, die ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst umfasst, und eine phosphoreszierende Substanz umfasst, wobei ein T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) niedriger als oder gleich 2,5 eV ist, und wobei das T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) eine Formel (1) erfüllt, und $0. 1 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) eine Formel (2) erfüllt, und $0. 2 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1; und eine FPC.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 4; und ein Mikrofon, eine Kamera, einen Bedienknopf, einen externen Verbindungsanschluss und/oder einen Lautsprecher.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 1; und ein Gehäuse und/oder eine Abdeckung.
Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, und wobei die Licht emittierende Schicht umfasst: eine organische Verbindung, die ein Naphtho[2',1':4,5]furo[2,3-b]pyrazin-Gerüst umfasst; und einen metallorganischen Komplex, der ein Diazin-Gerüst umfasst.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Diazin-Gerüst ein Pyrazin-Gerüst oder ein Pyrimidin-Gerüst ist.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und einem T1-Niveau des metallorganischen Komplexes (T_G) eine Formel (1) erfüllt, $0. 1 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums des metallorganischen Komplexes abgeleitet wird, und wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und einem T1-Niveau des metallorganischen Komplexes (T_G) eine Formel (2) erfüllt, $0. 2 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums des metallorganischen Komplexes abgeleitet wird, und wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7; und eine FPC.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 11; und ein Mikrofon, eine Kamera, einen Bedienknopf, einen externen Verbindungsanschluss und/oder einen Lautsprecher.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 7; und ein Gehäuse und/oder eine Abdeckung.
Licht emittierende Vorrichtung, die umfasst: eine EL-Schicht zwischen einem Paar von Elektroden, wobei die EL-Schicht eine Licht emittierende Schicht umfasst, wobei die Licht emittierende Schicht eine organische Verbindung, die durch eine allgemeine Formel (G1) dargestellt wird, und eine phosphoreszierende Substanz umfasst, wobei ein T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) niedriger als oder gleich 2,5 eV ist, wobei das T_G ein T1-Niveau ist, das aus einer Absorptionskante eines Absorptionsspektrums der phosphoreszierenden Substanz abgeleitet wird, und
wobei: Q Sauerstoff oder Schwefel darstellt; A eine Gruppe mit einem Molekulargewicht von weniger als oder gleich 1000 darstellt, und R¹ bis R⁶ jeweils unabhängig Wasserstoff, eine substituierte oder nicht substituierte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 6 Kohlenwasserstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Cycloalkyl-Gruppe mit 3 bis 7 Kohlenwasserstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte ArylGruppe mit 6 bis 30 Kohlenwasserstoffatomen darstellen.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) eine Formel (1) erfüllt, und $0. 1 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei eine Differenz zwischen einem T1-Niveau der organischen Verbindung (T_H) und dem T1-Niveau der phosphoreszierenden Substanz (T_G) eine Formel (2) erfüllt, und $0. 2 e V \underline{\leq} T_{H} - T_{G} \underline{\leq} 0. 4 e V$
wobei das T_H ein T1-Niveau ist, das aus einer Emissionskante auf einer kurzen Wellenlängenseite eines Phosphoreszenzspektrums der organischen Substanz abgeleitet wird.
Licht emittierende Einrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 14; und eine FPC.
Elektronisches Gerät, das umfasst: die Licht emittierende Einrichtung nach Anspruch 17; und ein Mikrofon, eine Kamera, einen Bedienknopf, einen externen Verbindungsanschluss und/oder einen Lautsprecher.
Beleuchtungsvorrichtung, die umfasst: die Licht emittierende Vorrichtung nach Anspruch 14; und ein Gehäuse und/oder eine Abdeckung.